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点滴漏れ予防の新規手法開発と評価-AIによる超音波画像上のケア情報提示システム-

研究課題

研究課題/領域番号 19K21424
補助金の研究課題番号 18H06341 (2018)
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金 (2019)
補助金 (2018)
審査区分 0908:社会医学、看護学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

高橋 聡明  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任助教 (50824653)

研究期間 (年度) 2018-08-24 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード看護理工学 / 超音波検査 / 末梢静脈点滴 / 画像処理 / 医用画像
研究開始時の研究の概要

本邦において約20-30%の点滴が使用中に点滴漏れを発生しているとの報告がある。点滴漏れは疼痛・発赤・腫脹、薬剤の滴下投与不良をおこし、患者の安楽や治療継続を妨げている。このように広範に発生する臨床上の問題である末梢静脈点滴の漏れは、超音波検査(エコー)に基づく看護ケアによる予防の可能性が示されつつある。しかし、エコーの使用には熟練した技術、特に読影には訓練が必要であり、看護師へのエコーの普及にとって課題となっている。本研究はエコー画像の自動処理によりエコー画像の情報量と視認性を向上させ、点滴漏れを予防するアプリケーションを開発し、評価する事を目的とする。

研究成果の概要

259 枚の画像を評価した。画像内に血管が検出出来なかった False Negative は 24、正しく検出ができた True Positive は 178 枚であり、血管検出の accuracy は 76.4%であった。検出された 178 枚の画像から看護 師との相関を算出すると r = 0.843 であった。BA プロットでは系統誤差は確認されなかった。研究看護師 によって推奨される PIVC の大きさとシステムによって推奨されるものの accuracy は 70.2%であった。過小 評価となった割合は 7.0%、過大評価となったのは 21.9%であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は人工知能(AI)を用いたエコー画像の自動処理により血管径や深さを識別・重畳表示しエコー画像の情報量と視認性を向上させ、点滴漏れを予防するアプリケーションを開発する。これは看護領域における AI 技術導入の先駆的研究で あり、臨床上多くの患者が経験し潜在的に我慢を強いられている点滴漏れを解決する重要な研究である。エコー画像を自動測定して穿刺針径に見合う太い血管を示す。本研究により、看護におけるエコーによる客観的アセスメントの質を担保し、経験の少ない看護師でも安全なケアが実施可能となる。結果として患者は入院してから疼痛を伴う点滴漏れを経験せず、適切な治療を受ける事が可能になる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Development of an algorithm using ultrasonography-assisted peripheral intravenous catheter placement for reducing catheter failure2020

    • 著者名/発表者名
      Kanno Chiho、Murayama Ryoko、Abe-Doi Mari、Takahashi Toshiaki、Shintani Yui、Nogami Junko、Komiyama Chieko、Sanada Hiromi
    • 雑誌名

      Drug Discoveries & Therapeutics

      巻: 14 号: 1 ページ: 27-34

    • DOI

      10.5582/ddt.2019.01094

    • ISSN
      1881-7831, 1881-784X
    • 年月日
      2020-02-29
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preventing peripheral intravenous catheter failure by reducing mechanical irritation2020

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Toshiaki、Murayama Ryoko、Abe-Doi Mari、Miyahara-Kaneko Maki、Kanno Chiho、Nakamura Miwa、Mizuno Mariko、Komiyama Chieko、Sanada Hiromi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 1550-1550

    • DOI

      10.1038/s41598-019-56873-2

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Using Tablet-Type Ultrasonography to Assess Peripheral Veins for Intravenous Catheterization: A Pilot Study2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Toshiaki、Murayama Ryoko、Yabunaka Koichi、Tanabe Hidenori、Sanada Hiromi
    • 雑誌名

      Journal of the Association for Vascular Access

      巻: 24 号: 3 ページ: 25-30

    • DOI

      10.2309/j.java.2019.002.007

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploring the causes of peripheral intravenous catheter failure based on shape of catheters removed from various insertion sites2018

    • 著者名/発表者名
      Murayama Ryoko、Takahashi Toshiaki、Tanabe Hidenori、Yabunaka Koichi、Oe Makoto、Komiyama Chieko、Sanada Hiromi
    • 雑誌名

      Drug Discoveries & Therapeutics

      巻: 12 号: 3 ページ: 170-177

    • DOI

      10.5582/ddt.2018.01024

    • NAID

      130007403867

    • ISSN
      1881-7831, 1881-784X
    • 年月日
      2018-06-30
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 末梢静脈点滴トラブルを防ぐ為の超音波画像を用いたAI によるケアリコメンデーションシステムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      高橋 聡明, 村山 陵子, 仲上 豪二朗, 阿部 麻里, 松本 勝, 真田 弘美
    • 学会等名
      第40回日本看護科学学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Catheter tip are possible resource for biological study on catheter failure.2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi T, Minematsu T, Murayama R, Mori T, Sanada H
    • 学会等名
      AVASSM2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Murayama R, Kanno C, Abe M, Takahashi T, Shintani Y, Nogami J, Komiyama C, Sanada H2019

    • 著者名/発表者名
      Development of an algorithm using ultrasonography-assisted peripheral intravenous catheter placement for reducing catheter failure: uncontrolled Before and after study.
    • 学会等名
      AVASSM2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Interventional study of care protocols including using ultrasonography to reduce mechanical irritation for the prevention of peripheral intravenous catheter failure.2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi T, Murayama R, Abe M, Miyahara M, Kanno C, Sanada H
    • 学会等名
      World Congress on Vascular Access WoCoVA 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 点滴スタンド装着型超音波プローブ支持機による末梢静脈カテーテル穿刺支援2018

    • 著者名/発表者名
      高橋聡明、村山陵子、野口博史、阿部(土井)麻里、菅野智穂、森武俊、真田弘美
    • 学会等名
      看護理工学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 末梢静脈カテーテルトラブル予防の為の機械的刺激低減ケアバンドル介入研究とリスク因子の探索2018

    • 著者名/発表者名
      髙橋聡明、村山陵子、阿部(土井)麻里、宮原(金子)真紀、菅野智穂、小見山智恵子、真田弘美
    • 学会等名
      看護科学学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 横断面の超音波画像群中からの静脈留置中カテーテル位置推定手法についての検討2018

    • 著者名/発表者名
      野口博史, 高橋聡明, 村山陵子, 真田弘美, 森武俊
    • 学会等名
      LIFE
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Particle filter-based method for estimation of a vein area from cross-sectional ultrasound image sequence of an arm2018

    • 著者名/発表者名
      Noguchi H, Noyori S, Takahashi T, Sanada H, Mori T
    • 学会等名
      40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (IEEE EMBC'18, Hawaii, USA, July)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] The influence of peripheral intravenous catheterization on the sleep quality of patients2018

    • 著者名/発表者名
      Murayama R, Abe M, Takahashi T, Kanno C, Sanada H.
    • 学会等名
      World Congress on Vascular Access WoCoVA 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-08-27   更新日: 2024-03-26  

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