即時判断力と巧緻性を向上する３D映像投影シミュレーターの開発

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H04425
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: コリー 紀代 (伊藤紀代) 北海道大学, 保健科学研究院, 助教 (80431310)
• 研究分担者: 金井 理 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (90194878) ; 近野 敦 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (90250688) ; 二宮 伸治 広島国際大学, 保健医療学部, 教授 (60237774) ; 中村 美鈴 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (10320772) ; 浅賀 忠義 北海道大学, 保健科学研究院, 教授 (60241387) ; 井上 創造 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 准教授 (90346825) ; 小水内 俊介 北海道大学, 情報科学研究院, 助教 (40708004) ; 萬井 太規 北海道大学, 保健科学研究院, 助教 (10765514)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 気管内吸引 / 生体反応 / 臨床的判断 / カテーテル操作 / 超高齢社会

研究実績の概要

本研究の目的は、①気管内吸引を実施する過程で必要となる「瞬時の多角的判断」と「繊細なカテーテル操作」を訓練するため、患者の生体反応を３D映像投影で呈示するProjection Mappingシミュレータを開発すること、②シミュレータを用いた緊急時シナリオによる看護師の判断能力への効果を、視線計測とモーションキャプチャーという客観的指標を用いて検証することの2点であった。

①に関しては、カテーテル操作により気管内のカテーテル先端の荷重を測定する気管センサと、気管センサから得られた情報をもとにProjection Mappingにより生体反応を示す患者モデルを構築できた。現在、所属機関の研究推進部を通じて特許出願中である。
②に関しては、緊急時シナリオは気管内吸引の吸引時間延長による動脈血中酸素飽和度の低下、という臨床的に頻度の高いシナリオを作成し、看護学生と看護師の視線計測と動作計測を行った。今回は、看護学生の心的トラウマを考慮し、比較的頻度の高いシナリオを準備したが、今後は、臨床で遭遇すると想定される緊急時シナリオのバラエティを増やし、より実践的なトレーニングが行えるように改良を継続する予定である。

以上より、看護学生と看護師の視線と動作の特徴について一定の見解が得られたため、最終年度は論文7件（うち査読付き論文7件、うち国際共著論文1件）、学会発表14件（うち国際学会6件）として発表した。また現在、所属機関の研究推進部を通じて国内特許 (特願2019-228888) を1件出願中である。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Southern Cross University(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: Southern Cross University
• [国際共同研究] University of Turku(フィンランド)
  • 国名: フィンランド
  • 外国機関名: University of Turku
• [雑誌論文] Effective catheter manoeuvre for the removal of phlegm by suctioning: A biomechanical analysis of experts and novices. (2020)
  • 著者名/発表者名: Colley N, Mani H, Ninomiya S, Komizunai S, Murata E, Oshita H, Taneda K, Shima Y, Asaka T
  • 雑誌名: J Med Biol Eng 巻: in Press ページ: in Press
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Interactive Endotracheal Suctioning Simulator which Exhibits Vital Reactions: ESTE-SIM (2019)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Komizunai, Shinji Ninomiya, Atsushi Konno, Satoshi Kanai, Tadayoshi Asaka, Eri Murata, Hiroki Mani, Nozomi Takahashi, Noriyo Colley
  • 雑誌名: International Journal of Automation Technology 巻: 13(4) ページ: 490-498
  • DOI: https://doi.org/10.20965/ijat.2019.p0490
  • 査読あり
• [雑誌論文] The use of robots and other automated devices in nurses' work: An integrative review (2019)
  • 著者名/発表者名: Kangasniemi Mari, Karki Suyen, Colley Noriyo, Voutilainen Ari
  • 雑誌名: International Journal of Nursing Practice 巻: 25 ページ: e12739
  • DOI: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/ijn.12739
  • 査読あり
• [雑誌論文] 一人称視点で模擬手技の追体験が可能な没入型看護教育システム：ESTE-VR (2019)
  • 著者名/発表者名: 小水内俊介, 近野敦, 金井理, 浅賀忠義, 井上創造, 村田恵理, 萬井太規, 髙橋望, 二宮伸治, コリー紀代
  • 雑誌名: 日本シミュレーション医療教育学会雑誌 巻: 7(2019) ページ: 89-93
  • 査読あり
• [雑誌論文] 気管内吸引技術における動作分析を用いた習熟度評価の検討～前屈姿勢・手背移動・停留を指標として～ (2019)
  • 著者名/発表者名: 長内真理乃, コリー紀代, 小水内俊介, 二宮伸治, 金井理, 浅賀忠義, 中村美鈴, 井上創造, 村田恵理, 萬井太規, 近野敦
  • 雑誌名: 日本小児呼吸器学会雑誌 巻: 30(2) ページ: 172-180
  • DOI: https://ci.nii.ac.jp/naid/40022157678/
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Policy Analysis of the “Specific Procedure Training System” (2019)
  • 著者名/発表者名: Noriyo Colley, Misuzu Nakamura, Andrew Cashin
  • 雑誌名: Journal of Higher Education and Lifelong Learning 巻: 27 ページ: 1-12
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 気管内吸引手技中の視線計測による看護師と学生の習熟度の比較 (2019)
  • 著者名/発表者名: 竹内由佳, コリー紀代, 二宮伸治, 小水内俊介, 金井理, 浅賀忠義, 中村美鈴, 井上創造, 村田恵理, 萬井太規, 近野敦
  • 雑誌名: 医工学治療 巻: 31(3) ページ: 171-179
  • 査読あり
• [学会発表] An immersive nursing education system that provides experience of exemplary procedures from first view point with haptic feedback on wrist (2020)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Komizunai, Noriyo Colley, Atsushi Konno
  • 学会等名: 2020 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII)
  • 国際学会
• [学会発表] Hygienic Manipulation Evaluation System during Endotracheal Suctioning using Bilateral Dorsum Manus Total Travel Distance (2020)
  • 著者名/発表者名: Noriyo Colley, Shunsuke Komizunai, Shinji Ninomiya, Tadayoshi Asaka, Hiroki Mani, Takizawa Hana, Sarina Umesawa, Yuya Taira, Eri Murata, Misuzu Nakamura, Sozo Inoue, Satoshi Kanai, Atsushi Konno
  • 学会等名: 2020 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII)
  • 国際学会
• [学会発表] 触感を伴う拡張現実を用いた気管内吸引シミュレータのための計測機能を備えた気道模型 (2020)
  • 著者名/発表者名: 木村仁, 小水内俊介, コリー紀代, 近野敦
  • 学会等名: 日本ロボット学会・北海道ロボット技術研究専門委員会（RSJ-HRT）学術講演会
• [学会発表] Synthesizing Dynamic Facial Expressions of the Patient Model with Projection Mapping for the Nurse Training Simulator (2020)
  • 著者名/発表者名: Ahmad Ridwan Fauzi, 金井理, 伊達宏昭, 小水内俊介, 近野敦, コリー紀代, 二宮伸治
  • 学会等名: 2020年度精密工学会春季大会学術講演会講演
• [学会発表] 臨床におけるカテーテル操作手技評価のための吸引圧・加速度情報収集システムの開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 西原伶菜, 藤本実和, 上杉香鈴, コリー紀代, 黒崎達也, 二宮伸治
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会
• [学会発表] 自己修復血管を用いたウェアラブル穿刺止血シミュレータの開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 藤本実和, 西原伶菜, 上杉香鈴, コリー紀代, 黒崎達也, 二宮伸治
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会
• [学会発表] Effective motion of endotracheal suctioning catheter and viscosity of secretion (2019)
  • 著者名/発表者名: Misaki Asakawa, Noriyo Colley, Shunsuke Komizunai, Atsushi Konno, Eri Murata, Hiroki Mani, Tadayoshi Asaka, Sozo Inoue, Misuzu Nakamura, Shinji Ninomiya
  • 学会等名: CIPP XVIII 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Eye-tracking technology for skill assessment of endotracheal suctioning between expert nurses and nursing students (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuka Takeuchi, Noriyo Colley, Shunsuke Komizunai, Shinji Ninomiya Eri Murata, Hiroki Mani, Tadayoshi Asaka, Sozo Inoue, Misuzu Nakamura, Atsushi Konno
  • 学会等名: CIPP XVIII 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Identification of criterion values for endotracheal suctioning using a motion capture system (2019)
  • 著者名/発表者名: Marino Osanai, Noriyo Colley, Shunsuke Komizunai, Shinji Ninomiya Eri Murata, Hiroki Mani, Tadayoshi Asaka, Sozo Inoue, Misuzu Nakamura, Atsushi Konno
  • 学会等名: CIPP XVIII 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Learning outcome evaluation between 2D video and 3D CG animation utilizing an eye-tracking technology (2019)
  • 著者名/発表者名: Reina Manya, Noriyo Colley, Shunsuke Komizunai, Shinji Ninomiya Eri Murata, Hiroki Mani, Tadayoshi Asaka, Sozo Inoue, Misuzu Nakamura, Atsushi Konno
  • 学会等名: CIPP XVIII 2019
  • 国際学会
• [学会発表] 豪州におけるナースプラクティショナーが経営する大学内クリニックの視察報告 (2019)
  • 著者名/発表者名: コリー紀代, 中村美鈴, Andrew Cashin
  • 学会等名: 北海道小児保健研究会 令和元年学術集会
• [学会発表] 効率的な喀痰吸引動作の特徴～熟練者と非熟練者の比較～ (2019)
  • 著者名/発表者名: 萬井太規, コリー紀代, 村田恵理, 小水内俊介, 二宮伸治, 種田健二, 大下紘佳, 嶋勇輔, 浅賀忠義
  • 学会等名: 第6回日本呼吸療法学会学術大会
• [学会発表] 気管切開患者シミュレータの苦痛表情の呈示による気管内吸引中の無呼吸時間への影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: コリー紀代, 萬井太規, 二宮伸治, 小水内俊介, 金井理, 近野敦, 浅賀忠義
  • 学会等名: 第5回北海道大学部局横断シンポジウム
• [学会発表] 気管内吸引ARシミュレータ開発における機械学習を用いた三次元気道モデルの構築 (2019)
  • 著者名/発表者名: 吉村高明, コリー紀代, 小水内俊介
  • 学会等名: 第5回北海道大学部局横断シンポジウム
• [産業財産権] 触感を伴って触れる3D CG映像による高臨場感気管内吸引教育システム (2019)
  • 発明者名: コリー紀代, 小水内俊介, 近野敦, 金井理, 二宮伸治
  • 権利者名: コリー紀代, 小水内俊介, 近野敦, 金井理, 二宮伸治
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2019-228888