2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of three-dementional simulation to improve instant judgement and technical elaborateness
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17H04425
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Research Institution | Hokkaido University |
Principal Investigator |
コリー 紀代 (伊藤紀代) 北海道大学, 保健科学研究院, 助教 (80431310)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金井 理 北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (90194878)
近野 敦 北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (90250688)
二宮 伸治 広島国際大学, 保健医療学部, 教授 (60237774)
浅賀 忠義 北海道大学, 保健科学研究院, 教授 (60241387)
中村 美鈴 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (10320772)
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)
村田 恵理 北海道大学, 保健科学研究院, 助教 (70738476)
小水内 俊介 北海道大学, 情報科学研究科, 助教 (40708004)
萬井 太規 北海道大学, 保健科学研究院, 助教 (10765514)
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Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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Keywords | 気管内吸引 / センサ付き気道モデル / 生体反応 / 3D患者モデル / プロジェクションマッピング |
Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度の目標として,以下を挙げていた. 1)生体反応の呈示にProjection Mappingを用いた気管内吸引用シミュレーターの開発:①患者マネキンに投影する生体反応の3Dコンテンツの制作:頭胸部マネキン上に,プロジェクターで投影する3Dコンテンツを制作する.制作するコンテンツは,患者の生体反応(紅潮,血色不良,口唇チアノーゼ等)に加え,徐脈やSpO2の変化をパルスオキシメーターの3Dコンテンツ上で表示する.コンテンツは3D制作ソフトを用いて制作する.②気道粘膜接触検知システムの開発:粘膜-カテーテル電極間のインピーダンスとコンデンサの直列回路をNE555に接続し,無安定マルチバイブレータとすることでインピーダンスに対応した周波数のパルス電圧を発生させる.このパルスをArduinoでカウントし,接触時間を積算すると同時に,接触状態のデータを解析する. 上記①、②を統合し,気管カニューレ先端の荷重や位置により,プロジェクションマッピングで表示される患者モデルの苦痛表情と咳嗽音を提示する機能を追加し,タブレット上に酸素飽和度と脈拍数を表示する模擬パルスオキシメータを加えた,より実践的な気管内吸引シミュレータを開発できた. 2)気管内吸引時に想定される緊急時シナリオの作成と,3)緊急時シナリオにおける看護師と学生の視線と動作の計測による教育効果の評価に関しては,気管内吸引後の生体反応全てを提示することで学習者が混乱し,学習意欲を喪失するリスクを懸念し,最も頻度が高いと考えられる吸引後の「酸素飽和度の低下」と「脈拍上昇」を緊急時シナリオとして提示し,看護師9名と学生13名の視線と動作のデータを解析中である.
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の開発予定であったシミュレータの機能として,1)吸引カテーテルの過挿入をセンサーで検知,2)吸引時間延長による顔色不良,酸素飽和度の低下等の再現,3)カテーテルの誤操作による気道粘膜出血の再現,4)カテーテル刺激による咳嗽反応,嘔吐反射,迷走神経刺激反射等の生体反応を再現,5)気道の長さ,細さを調節可能,という5つを挙げていた.このうち,1)2)4)の咳嗽反応,5)についてはすでに開発が終了している.また,シミュレーション教育における評価方法の開発も順調である. 加えて,看護師と学生のカテーテル操作をモーションキャプチャーで計測し,吸痰量と効率的なカテーテル操作方法の解明する計画についても当初予定より進んでいる.
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Strategy for Future Research Activity |
現在のセンサ付き気道モデルが筒状であるため,左右の気管支をつけて二股にするなど解剖学的により忠実な気道モデルの開発を目指す.また,プロジェクションマッピングによる表情変化に関しては,気道モデルから得られた荷重の程度により,苦痛表情の程度を変化させる等,学習者がカテーテル操作の良否をモデルの表情から判断できるような仕組みを構築する. カテーテル操作の良否に関しては,モーションキャプチャと吸痰量の関連を検証したのち,気道モデルから得られるカテーテル先端の荷重や位置情報も考慮に入れる.さらに,生体反応呈示の有無による学習者の即時判断力をはじめとした学習効果への影響を検証する.
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Research Products
(28 results)
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[Presentation] Possibility of simultaneous monitoring of motion-eye trajectory with a simulation-based training for endotracheal suctioning: A novel approach2019
Author(s)
Shunsuke Komizunai, Ninomiya Shinji, Atsushi Konno, Satoshi Kanai, Tadayoshi Asaka, Misuzu Nakamura, Sozo Inoue, Eri Murata, Hiroki Mani, Noriyo Colley
Organizer
IMSH 2019、San Antonio, Tx USA
Int'l Joint Research
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[Presentation] Development of sensing load system on the surface of simulated bronchial membrane2019
Author(s)
Shinji Ninomiya, Atsushi Konno, Satoshi Kanai, Tadayoshi Asaka, Misuzu Nakamura, Sozo Inoue, Shunsuke Komizunai, Eri Murata, Hiroki Mani, Noriyo Colley
Organizer
IMSH 2019,San Antonio, Tx USA
Int'l Joint Research
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[Presentation] 生体反応を呈するシミュレータESTE-SIMのための吸引時SpO2/脈拍数の実測に基づく数理モデル定式化の試み2018
Author(s)
コリー紀代, 小水内俊介, 村田恵理, 稲村道子, 玉置美香, 八柳千佳子, 山田真代, 近野敦, 金井理, 浅賀忠義, 井上創造, 萬井太規, 高橋望, 二宮伸治
Organizer
第40回日本呼吸療法医学会
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[Presentation] 人工呼吸器装着児(者)の社会参加を促進する多職種連携における構造的課題2018
Author(s)
コリー紀代, 清水弘美, 大塚健, 高橋望, 近野敦, 小水内俊介, 金井理, 二宮伸治, 井上創造, 村田恵理, 萬井太規, 浅賀忠義
Organizer
第50回日本医学教育学会大会
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[Presentation] 重症心身障害児(者)施設におけるパルスオキシメータによる継続測定データの活用可能性と今後の課題2018
Author(s)
コリー紀代, 玉置美香, 山田真代, 八柳千佳子, 稲村道子, 近野敦, 小水内俊介, 金井理, 二宮伸治, 井上創造, 村田恵理, 萬井太規, 浅賀忠義
Organizer
第65回日本小児保健協会学術集会
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