| 講演抄録／キーワード |
| 講演名 |
2006-03-15 14:00
手首の構造モデルを用いた脈動再現シミュレータの作成
○上田知生・中尾 恵（奈良先端大）・小森 優（滋賀医科大）・湊 小太郎（奈良先端大） |
| 抄録 |
（和） |
脈診は医師や看護師を含む医療スタッフが身につけるべき基本手技であり、現状では医学生がお互いに脈診し合うことによって習得する。一方、不整脈などの整脈以外の症例については、医学書や熟練スタッフからの口頭による説明・解説から学習することが多い。しかし、この方法では、学習者は習熟すべき脈を体感することができないため、実際の脈診を通してその力覚の違いを経験的に学ばざるを得ない。また、患者自身や介護者が予備的にでも不整脈などを察知できれば早急な処置が可能になるかも知れないが、その感覚を体験できる機会はほとんどない。このように現状では、脈診において様々な症例とその感覚を習熟できる機会は極めて少ない。
本研究では、脈診の習熟環境の提供を目的として、腕の構造モデルを用いた脈動再現シミュレータの開発を目的とする。人体の断層画像集合から手首の力学構造モデルを構築し、脈波データから脈診の際に指先で感じられるべき力を弾性理論に基づいてシミュレートする。力覚提示デバイスを通して導出した力を提示することによって、訓練者が脈を体感できるVR（VirtualReality）システムを構築する。
これまでの医療手技訓練システムとは異なり、本研究では手首の複雑な解剖学的構造を考慮したモデルを構築し、脈診の際の指の押し込みに対する反力の変化を高精度にシミュレートする。また、従来のVRシミュレータにおける人体・臓器モデルはその精度に関する定量的な評価がなされていないものがほとんどである。本研究では、圧センサを用いてヒトの手首の脈を実測することにより、モデルパラメータを取得し、シミュレーション精度を検証する。
幾つかの機能評価及び試用試験の結果、開発システムはヒトの脈を高精度かつ実時間で再現でき、計算結果を力覚情報として提示できることが分かった。また、力覚提示デバイスに関する問題点やシステムの改善点が示唆された。システムのさらなる改良と症例数の増加により、構築システムが医学教育における体感型の手技習熟環境として、また患者自身、介護従事者の基礎知識の習熟環境として用いられることを期待する。 |
| （英） |
Pulse palpation is a basic procedure that should be learned by medical stuffs, doctors and nurses. Although medical students learn the procedure through trying it each other, information of abnormal cases is only acquired from text books or from explanation by skilled medical stuffs. However, since it is not possible to feel the pulse from this approach, they have to learn various cases through daily medical treatment. Fast treatment may be possible if patients or their family notice the irregular pulse. There are few chances to experience the tactile sense which is necessary for learning pulse palpation.
This study aims to develop a pulse reproduction simulator using a physics-based wrist model for providing virtual pulse palpation environment. This model is constructed from CT/MRI slice images and dynamically simulates the pulse from pulse wave data as reaction force in pulse palpation. A virtual reality based system is also developed by displaying the force through a force feedback device.
Unlike foregoing medical training systems, this study constructs the model considering complex anatomical structure of the human wrist, which simulates accurate reaction force in push manipulation by a finger. Also, the accuracy of the most developed models implemented to the known simulators is not evaluated quantitatively. We acquire model parameters from actual pulse data of examinee's wrist measured from a force sensor and examine accuracy of the developed model.
The results of several functional evaluation and user study demonstrate the developed system provides realistic force feedback of human pulse in real time. Also, a drawback in device and future improvements are suggested. We believe the developed system will be useful for learning procedure and be an educational environment through further improvements and preparation of pulse models. |
| キーワード |
（和） |
脈診 / 有限要素法 / 医療手技訓練 / 人工現実感 / / / / |
| （英） |
Pulse Palpation / FEM / Medical maneuver training / Virturl Reality / / / / |
| 文献情報 |
信学技報, vol. 105, no. 655, MBE2005-135, pp. 29-32, 2006年3月. |
| 資料番号 |
MBE2005-135 |
| 発行日 |
2006-03-08 (MBE) |
| ISSN |
Print edition: ISSN 0913-5685 |
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