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2019 年度 実施状況報告書

医療機器の操作訓練支援システムに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K01441
研究機関藤田医科大学

研究代表者

金平 蓮  藤田医科大学, 保健学研究科, 教授 (80262947)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード教育訓練支援システム / 医療機器 / 実践型eラーニング / 臨床工学 / 情報提示 / スキルアップ / 動作測定と定量化 / 医療安全
研究実績の概要

本研究では、ICT技術を生かした教育訓練システムの開発を臨んで、視覚とともに操作法提示及びスキルアップに重点を置いた医療機器を対象とした訓練システムの構築を目指した。視覚と操作感覚を伴った総合教育訓練システムの実現することによって、より現実と近い訓練ができ、身体知、スキルサイエンス、操作法の提示技術の解明に知見を得た。
今年度では、医療と臨床分野における一般的なE-learningを目的している知識の学習に対して、動作訓練を必要とする人工心肺装置、人工呼吸器、生体情報モニタを対象に操作教示を研究課題とした。人工心肺装置の操作教示では、マルチメディアを用いて、いつでも、どこでも、タブレットやスマホなどにも利用できるように、人工心肺装置の「回路組立」「回路プライミング」を学習することができる操作教示システムを作成した。そこで、教示システムの操作感や臨場感を考慮し、利用者が興味を持ち継続して学習できるように「脱出ゲームメーカー」を利用し、各デバイスをアイテム欄に割り当て、正しく設置できれば次に進めるというシステムの構成が可能となった。回路プライミングの教示では、教示動画と操作シミュレーションにて教示を行い、直接操作ができるため、教科書での学習と比べて理解がしやすい,学習効果が高まった。
今年度では医療機器を適正に使用して患者の安全を高めるために臨床現場の生体情報モニタの教育システムの研究も進めた。そこでインストラクショナルデザインに基づいて医療現場の看護師を対象とした学習教材作りを行い、教材を運用するオンラインシステムにはG Suiteを用いることで、場所と時間を問わず容易に繰り返し学習できる仕組みを構築した。学習者に対してテストなどの学習結果のフィードバック機能を備えて、学習促進及び教育効果の向上が検証実験によって確認された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究では研究計画通りにまず臨床工学技士の業務に最も関わりの多い医療機器の操作法習得における問題点を確認し、システム構築において訓練内容及び危険回避項目を明確にした。そこで、コンピュータの画面上のみならず、最近普及してきたタブレットやスマホなどにも利用できるように、いつでもどこでも気軽に学習・練習・復習できる専用アプリも制作する。そこで、臨床工学教育の専用コンテンツや評価用テストおよび関連シミュレーションを開発し、画像、映像、音声を取り入れたマルチ訓練環境を構成し、理解度や習熟度をチェックできる機能も装備できた。
医療機器の操作例として人工心肺装置の回路組立、回路プライミング操作、人工呼吸器の操作、及び生体情報モニタの操作訓練支援システムなどを取り上げた。リアルタイム正誤判断ができるシステム構築にあたって教示用教師データを取得し、定量化することによって、操作訓練の指標を決定した。そして構成された教育訓練支援システムを用いて検証実験を行い、システムの有効性を確認した。

今後の研究の推進方策

今後の研究推進方策として、マルチメディアを活かした実践型eラーニングを用いることで、より効率的に学習訓練を行えるシステムの構築と実用化を展開していきたい。そこで、学習と操作の内容と応じて質問を答えたり、リアルタイムに正誤判断を受けたり、知識の理解を深めることを図る。また、教育訓練支援システムのマルチメディア機能を活かして、図形や映像、音声などを利用し、更に身体的な体験を行うことによって、より有効な学習と訓練システムの構築を目指す。
研究課題として、より高度な知識と操作技術を教示できるようなシミュレーションシステムの構築にあたって、対象機器を増やして、それぞれ機器の操作の特徴を抽出する。操作訓練の教示データを取得するために、熟練技士の操作を記録、測定し、定量化することによって、学習訓練の指標を決定する。学習者が視覚情報と共に、安全操作を体験し、スキルアップできる教育訓練システムの完成と実用化を目指す。更に、研究目的をより精緻に達成するためにシステムの追加検証を行い、利用者による教育訓練支援システムの有効性の確認を実施する。得られた研究成果を学会発表や論文投稿を行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

研究目的をより精緻に達成するためにシステムの追加検証を行い、検証実験用ソフトウェアの購入に使用。
得られた研究成果の学会発表及び論文投稿の費用に使用。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] A Medical Training System for the Operation of Heart-lung Machine2019

    • 著者名/発表者名
      Ren Kanehira, et al.
    • 雑誌名

      Int. J. of Computational Science and Engineering

      巻: Ⅰ ページ: 554-561

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arm Model and Puncture Training System in Hemodialysis2019

    • 著者名/発表者名
      Ren Kanehira, et al.
    • 雑誌名

      Advances in Intelligent Systems and Computing series

      巻: Ⅰ ページ: 962-969

  • [雑誌論文] Teaching System for Operation of Artificial Respirator2019

    • 著者名/発表者名
      Ren Kanehira, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of 27th International Conference on Computers in Education

      巻: Ⅰ ページ: 715-717

  • [学会発表] Construction of a Learning Support System for Proper Use of Biometric Information Monitor for Nurses2019

    • 著者名/発表者名
      Naoki Miwa,Ren Kanehira
    • 学会等名
      8th World Congress of Clinical Safety, International Association of Risk Management in Medicine
    • 国際学会
  • [学会発表] 透析治療におけるプライミングとアラーム対処の教育訓練システム2019

    • 著者名/発表者名
      金平蓮
    • 学会等名
      ヒューマンインタフェースシンポジウム2019
  • [学会発表] 人工呼吸器の操作教示支援システム2019

    • 著者名/発表者名
      金平蓮
    • 学会等名
      教育システム情報会第44回全国大会講演論文集
  • [学会発表] 生体情報モニタ適正使用のための学習支援システムの提案2019

    • 著者名/発表者名
      三輪直毅、金平蓮
    • 学会等名
      第5回日本医療安全学会学術総会

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公開日: 2021-01-27  

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