(57)【要約】【課題】医療訓練を行っている実習者が、適切なタイミングで適切な対象に意識が集中できているかどうかや、実習中に慣れ等によって集中が途切れていないかどうか等を定量的に評価することができる医療行為訓練適切度評価装置を提供する。【解決手段】人体の一部又は全部を模した医療用シミュレータＳにより医療行為訓練を行っている実習者ＰＲが注視している対象である推定注視対象の位置を推定する注視対象推定機構２と、前記医療行為訓練中に実習者ＰＲが注視するべき対象として設定された複数の基準注視対象の位置を記憶する基準注視対象位置記憶部３と、前記推定注視対象の位置と、複数の前記基準注視対象の位置との一致度に基づいて実習者ＰＲの注視対象の適切度を評価する適切度評価部４とを備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の一部又は全部を模した医療用シミュレータにより医療行為訓練を行っている実習者が注視している対象である推定注視対象の位置を推定する注視対象推定機構と、
前記医療行為訓練中に実習者が注視するべき対象として設定された複数の基準注視対象の位置を記憶する基準注視対象位置記憶部と、
前記推定注視対象の位置と、複数の前記基準注視対象の位置との一致度に基づいて実習者の注視対象の適切度を評価する適切度評価部とを備えたことを特徴とする医療行為訓練適切度評価装置。
【請求項２】
前記基準注視対象が、前記医療用シミュレータ上に設定された患者注視対象と、前記医療用シミュレータ以外の別の対象に設定された周囲注視対象とからなり、
前記適切度評価部が、前記注視対象推定機構により推定された複数の前記推定注視対象の位置と、前記患者注視対象及び前記周囲注視対象のそれぞれの位置との一致度に基づいて前記適切度を評価するように構成されている請求項１記載の医療行為訓練適切度評価装置。
【請求項３】
前記医療行為訓練が複数の行為が実習者によって順番に行われるものであり、
前記基準注視対象位置記憶部が、各行為に対応させてそれぞれ設定された前記基準注視対象を記憶しており、
前記適切度評価部が、各行為における前記推定注視対象の位置と前記基準注視対象の位置との一致度に基づいて前記適切度を評価するように構成されている請求項１又は２記載の医療行為訓練適切度評価装置。
【請求項４】
実習者が前記推定注視対象を注視している時間の長さである推定注視時間を推定する注視時間推定部と、
前記基準注視対象を実習者が注視するべき時間の長さである基準注視時間を記憶している基準注視時間記憶部とをさらに備え、
前記適切度評価部が、前記推定注視時間と、前記基準注視時間との一致度に基づいて前記適切度を評価するように構成されている請求項１乃至３いずれかに記載の医療行為訓練適切度評価装置。
【請求項５】
前記患者注視対象を実習者が見ている時間の長さである推定部位注視時間と、前記周囲注視対象を実習者が見ている時間の長さである推定周囲注視時間との比である推定注視割合を推定する注視割合推定部と、
前記患者注視対象を実習者が見ているべき時間の長さである基準部位注視時間と、前記周囲注視対象を実習者が見ているべき時間の長さである基準周囲注視時間との比である基準注視割合を記憶する基準注視割合記憶部とをさらに備え、
前記適切度評価部が、前記推定注視割合と前記基準注視割合との一致度に基づいて前記適切度を評価するように構成されている請求項１乃至４いずれかに記載の医療行為訓練適切度評価装置。
【請求項６】
前記注視対象推定機構が、
所定の基準位置から実習者が注視可能な各対象までの位置ベクトルである注視対象位置ベクトルをそれぞれ記憶している注視対象位置ベクトル記憶部と、
実習者を含むように撮像された画像データに基づいて、前記基準位置から実習者までの位置ベクトルである実習者位置ベクトルと実習者の注視している方向を示す視線単位ベクトルを算出する視線算出部と、
前記注視対象位置ベクトルと、前記実習者位置ベクトルと、前記視線単位ベクトルとに基づいて実習者の前記推定注視対象を推定する視点推定部と、を備えた請求項１乃至５いずれかに記載の医療行為訓練適切度評価装置。
【請求項７】
前記注視対象推定機構が、
前記基準位置以外の場所に設けられ、実習者を撮像して画像データを生成する第１のカメラと、
前記基準位置に設けられ、実習者を撮像して画像データを生成するとともに前記基準位置から実習者までの向き及び離間距離を検出する実習者位置検出器と、をさらに備え、
前記視線算出部が、前記第１のカメラ又は実習者位置検出器の各画像データと、前記実習者位置検出器で検出された前記基準位置から実習者までの向き及び離間距離と、に基づいて前記実習者位置ベクトルと前記視線単位ベクトルを算出するように構成されている請求項６記載の医療行為訓練適切度評価装置。
【請求項８】
前記注視対象推定機構が、
実習者を撮像して画像データを生成する第１のカメラと、
前記第１のカメラとは別の場所に設けられ、実習者を撮像して画像データを生成する第２のカメラと、をさらに備え、
前記視線算出部が、前記第１のカメラ及び前記第２のカメラの各画像データと、前記第１のカメラと前記第２のカメラの離間距離と、に基づいて前記実習者位置ベクトルと前記視線単位ベクトルを算出するように構成されている請求項６記載の医療行為訓練適切度評価装置。
【請求項９】
前記適切度評価部による適切度の評価が行われる評価モードと、前記基準注視対象位置記憶部に前記基準注視対象の位置を記憶させる記憶モードと、を切り替えるモード切替部をさらに備え、
前記記憶部モードにおいて、前記基準注視対象位置記憶部は、前記注視対象推定機構により推定された推定注視対象の位置を前記基準注視対象の位置として記憶するように構成されている請求項１乃至８いずれかに記載の医療行為訓練適切度評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療教育における、医療用シミュレータを利用した医療行為訓練の適切さを評価する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
医療従事者は、患者に対して何らかの医療行為を行う際、診断や手技の種類や患者の状態に応じて、適切に自身の意識する対象部位を選択する必要がある。例えば、医療従事者は問診を行う際は患者の表情に意識を集中させる必要があり、注射等の侵襲的な手技を行う際は患者の腕等の対象部位に意識を集中させる必要がある。
【０００３】
例えば、特許文献１では医師や救急救命士等により行われる気管挿管の手技自体を客観的に評価することができる医療用シミュレータの一種である気管挿管訓練装置が開示されている。このような医療用シミュレータを用いることにより、医療行為が行われる患者の対象部位に意識を集中させるための医療行為訓練を行うことができる。
【０００４】
さらに、このような医療教育における医療用シミュレータを利用した医療行為訓練は、省力化や自己学習、生体では繰り返し訓練できない手技の習得、統一的で公正な評価が繰り返し可能である点など、さまざまなメリットもあるため、OSCE（Objective Structured Clinical Examination：客観的臨床能力試験）での利用など、医療教育の現場で広く行われるようになってきている。
【０００５】
ところで、医療用シミュレータを用いた医療訓練と実際の生体による臨床現場とを比較した場合、医療用シミュレータを用いた医療行為訓練にはリアリティの欠如や生体としての反応がないと言った欠点も存在している。これらの欠点が表れた具体的な例として、実習者が医療用シミュレータに慣れてきた場合、操作が雑になりがちな点が挙げられる。これは、実習者の意識が集中すべき時に対象に集中していない状態と言える。
【０００６】
このようなリアリティの欠如に起因して施術者が対象部位に集中できなくなる問題を解決するために、例えば特許文献２では、診療器具を備えた器具ホルダと、診療を受ける患者を模した擬似患者体と、その擬似患者体が配置される診療台とを備えた医療用実習装置において、診療台や診療器具に関する検出信号を取り込み、前記検出信号に基づいて擬似患者体の表情や動作などを変化させるように構成したものが開示されている。さらに、この医療用実習装置は疑似患者体の表情や動作の変化を撮像してあり、実習後に実習者が閲覧できるように構成されている。すなわち、この医療用実習装置では、実習中又は実習後において実習者の行為に応じた疑似患者体の変化を施術者に知覚させることができる。
【０００７】
一方で、医療従事者は患者のある対象部位にのみ過度に集中するのを避けつつ、適当な周期で周囲の状況にも意識を振り向ける事も求められる。このような意識の選択的切り替えは、医療従事者における重要な能力のひとつとされており、医療用シミュレータ等を用いた擬似臨床場面においてこの能力を評価することが求められている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１のような医療用シミュレータを用いた医療訓練は患者のある部位について意識を集中させることのみが意図されているため、医療用シミュレータで医療訓練を行っている実習者の意識の選択的切り替え能力を定量的に評価するための技術や方法は現状存在しない。
【０００９】
さらに、医療教育における、医療用シミュレータを利用した医療行為訓練の目的は、単なる手技の習得にあるのではなく、患者に対して真摯に向きあう医療従事者を育成することにある。
【００１０】
しかしながら、特許文献２の医療用実習装置は疑似患者体の表情や動作の変化が動画として撮像されているが、実習者自身は撮像されていないことから、どのような行為を行っているときに実習者の集中が途切れているのか、あるいは集中しているべき箇所に集中できていないのか、等を定量的に評価したり、実習者自身が確認したりするのは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第4993971号公報
【特許文献２】WO2008/023464号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上述したような問題を一挙に解決できるようになされたものであり、医療訓練を行っている実習者が、適切なタイミングで適切な対象に意識が集中できているかどうかや、実習中に慣れ等によって集中が途切れていないかどうか等を定量的に評価することができる医療行為訓練適切度評価装置を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
すなわち、本発明の医療行為訓練適切度評価装置は、人体の一部又は全部を模した医療用シミュレータにより医療行為訓練を行っている実習者が注視している対象である推定注視対象の位置を推定する注視対象推定機構と、前記医療行為訓練中に実習者が注視するべき対象として設定された複数の基準注視対象の位置を記憶する基準注視対象位置記憶部と、前記推定注視対象の位置と、複数の前記基準注視対象の位置との一致度に基づいて実習者の注視対象の適切度を評価する適切度評価部とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
このようなものであれば、前記推定注視対象が実習者の注視対象を推定して、前記適切度評価部が前記推定注視対象の位置と、実習者が注視するべき対象である複数の前記基準注視対象の位置との一致度に基づいて実習者の注視対象の適切度を評価するように構成されているので、医療用シミュレータを用いた医療行為訓練中の実習者が、注視すべき基準注視対象に対して適切に注視できているかどうかを定量的に評価することができる。
【００１５】
より具体的には、前記推定注視対象の位置と複数の前記基準注視対象の位置との一致度が低い場合には、実習者は医療行為訓練中に注視すべき対象に意識が適切に向けられていない、あるいは、医療用シミュレータによる医療行為訓練が慣れによっておろそかになっていると考えられるので、このような場合には適切度を低く評価するように構成すればよい。逆に一致度が高い場合には、複数の注視すべき対象に対して実習者は意識を向けることができていると考えられるので前記適切度評価部が適切度は高いと評価するように構成すればよい。
【００１６】
このように実習者の意識の振り分け方や集中度等の従来定量的に評価する事が難しかった対象についても評価することができ、実習者に客観的な評価を与えて、医療用シミュレータを用いた医療行為訓練の訓練効果を高めることができる。
【００１７】
例えば、手術等で患者の意識が無い場合は、患者だけに集中するのではなく一定の頻度でバイタルサイン表示装置を注視する事が重要である。このように患者と周囲のそれぞれに意識を適切に振り分けるための能力をより正確に評価できるようにするには、前記基準注視対象が、前記医療用シミュレータ上に設定された患者注視対象と、前記医療用シミュレータ以外の別の対象に設定された周囲注視対象とからなり、前記適切度評価部が、前記注視対象推定機構により推定された複数の前記推定注視対象の位置と、前記患者注視対象及び前記周囲注視対象のそれぞれの位置との一致度に基づいて前記適切度を評価するように構成されているものであればよい。
【００１８】
何らかの処置を行う場合は、医療従事者は処置を行う直前に患者を注視し、処置の開始に先立ち患部を注視する等、注視する順番やタイミングも重要である。このような観点についても定量的に評価できるようにするには、前記医療行為訓練が複数の行為が実習者によって順番に行われるものであり、前記基準注視対象位置記憶部が、各行為に対応させてそれぞれ設定された前記基準注視対象を記憶しており、前記適切度評価部が、各行為における前記推定注視対象の位置と前記基準注視対象の位置との一致度に基づいて前記適切度を評価するように構成されていればよい。
【００１９】
例えば、問診を行う場合は、実習者は患者に問いかけを行う期間および患者が応答する期間の間は患者を注視していることが好ましい。そこで、実習者がある対象を注視している時間が適切な長さであるかどうかについても評価できるようにするには、実習者が前記推定注視対象を注視している時間の長さである推定注視時間を推定する注視時間推定部と、前記基準注視対象を実習者が注視するべき時間の長さである基準注視時間を記憶している基準注視時間記憶部とをさらに備え、前記適切度評価部が、前記推定注視時間と、前記基準注視時間との一致度に基づいて前記適切度を評価するように構成されていればよい。
【００２０】
意識を患者だけでなく、周囲にも振り分けることは重要であるが、その配分が適切でないと患者の重大な変化を見落としてしまうことがあり得る。このような観点から実習者が注している対象の時間配分についても適切度の考慮に入れ、より現場に近い評価を実現できるようにするには、前記患者注視対象を実習者が見ている時間の長さである推定部位注視時間と、前記周囲注視対象を実習者が見ている時間の長さである推定周囲注視時間との比である推定注視割合を推定する注視割合推定部と、前記患者注視対象を実習者が見ているべき時間の長さである基準部位注視時間と、前記周囲注視対象を実習者が見ているべき時間の長さである基準周囲注視時間との比である基準注視割合を記憶する基準注視割合記憶部とをさらに備え、前記適切度評価部が、前記推定注視割合と前記基準注視割合との一致度に基づいて前記適切度を評価するように構成されていればよい。
【００２１】
例えば医療行為訓練を行っている施設に予め設けられているカメラ等の装置を用いて、実習者に何も装着してもらうことなく推定注視対象を推定できるようにするには、前記注視対象推定機構が、所定の基準位置から実習者が注視可能な各対象までの位置ベクトルである注視対象位置ベクトルをそれぞれ記憶している注視対象位置ベクトル記憶部と、実習者を含むように撮像された画像データに基づいて、前記基準位置から実習者までの位置ベクトルである実習者位置ベクトルと実習者の注視している方向を示す視線単位ベクトルを算出する視線算出部と、前記注視対象位置ベクトルと、前記実習者位置ベクトルと、前記視線単位ベクトルとに基づいて実習者の前記推定注視対象を推定する視点推定部と、を備えたものであればよい。
【００２２】
実習者の推定注視対象を推定するための具体的な実施の態様としては、前記注視対象推定機構が、前記基準位置以外の場所に設けられ、実習者を撮像して画像データを生成する第１のカメラと、前記基準位置に設けられ、実習者を撮像して画像データを生成するとともに前記基準位置から実習者までの向き及び離間距離を検出する実習者位置検出器と、をさらに備え、前記視線算出部が、前記第１のカメラ又は実習者位置検出器の各画像データと、前記実習者位置検出器で検出された前記基準位置から実習者までの離間距離と、に基づいて前記実習者位置ベクトルと前記視線単位ベクトルを算出するように構成されているものが挙げられる。
【００２３】
実習者の推定注視対象を推定することができる具体的な実施の態様としては、前記注視対象推定機構が、実習者を撮像して画像データを生成する第１のカメラと、前記第１のカメラとは別の場所に設けられ、実習者を撮像して画像データを生成する第２のカメラと、をさらに備え、前記視線算出部が、前記第１のカメラ及び第２のカメラの各画像データと、前記第１のカメラと前記第２のカメラの離間距離と、に基づいて前記実習者位置ベクトルと前記視線単位ベクトルを算出するように構成されているものが挙げられる。このようなものであれば、２つのカメラを用意するだけで実習者の推定注視対象を推定して、実習者の注視対象の適切度を評価できる。
【００２４】
基準注視対象を熟練者が見ている位置に設定し、実習者が熟練者にどれほど近づけているかを評価できるようにするには、前記適切度評価部による適切度の評価が行われる評価モードと、前記基準注視対象位置記憶部に前記基準注視対象の位置を記憶させる記憶モードと、を切り替えるモード切替部をさらに備え、前記記憶部モードにおいて、前記基準注視対象位置記憶部は、前記注視対象推定機構により推定された推定注視対象の位置を前記基準注視対象の位置として記憶するように構成されていればよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、実習者の注視対象を推定し、その注視対象が複数の基準注視対象に振り向けられているかどうかを定量的に評価することができるので、医療用シミュレータを用いた医療行為訓練の適切さを精度よく推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る医療行為訓練適切度評価装置の全体的な構成を示す斜視図である。
【図２】同実施形態における医療行為訓練適切度評価装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】同実施形態における推定注視対象の検出原理について示す模式図である。
【図４】同実施形態における医療行為訓練適切度評価処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】同実施形態における医療行為訓練適切度評価処理における空間的な一致度による適切度判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】同実施形態における医療行為訓練適切度評価処理における時間的な一致度による適切度判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】同実施形態における医療行為訓練適切度評価処理における注視対象の時間配分の一致度による適切度判定処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態に係る医療行為訓練適切度評価装置１００を、各図を参照しながら説明する。
【００２８】
本実施形態の医療行為訓練適切度評価装置１００は、人体の一部又は全部を模した医療用シミュレータＳを用いた医療行為訓練中の実習者ＰＲ（施術者、乃至、被教育者）の注視対象を推定し、実習者ＰＲが患者を模した医療用シミュレータＳとその周囲に対してそれぞれ適切に意識の振り分けを行えているかどうかをについて定量的に評価するものである。より具体的には、この医療行為訓練適切度評価装置１００は、実習者ＰＲの注視対象が適切な対象に適切なタイミングで向けられているかや、その注視しているタイミング、時間の長さや時間配分が適切であるかを評価し、医療行為訓練の適切度を評価するように構成してある。ここで、医療行為訓練中に実習者ＰＲにより行われる行為は問診、触診、視診、聴診、打診、医療画像診断（超音波エコー、Ｘ線、ＭＲＩ、ＣＴ、ＰＥＴ、その他の方法により撮像される画像に基づく診断）、各種手技等が含まれる。
【００２９】
図１は、医療用シミュレータＳを用いた医療行為訓練が行われる医療用シミュレータ利用環境１について示している。医療用シミュレータ利用環境１は、図１に示すように人体を模した医療用シミュレータＳと、医療用シミュレータＳが載置される診察用ベッド１ｃ、点滴用具一式１ｄ、生体情報モニタ１ｅ、各機器の制御や各種操作を行うためのコンピュータとしてタブレット端末１ｆ等を備えており、実際の医療現場にあり、実習者ＰＲの注視対象となり得るものが複数配置してある。なお、各機器において通信が必要なものについては無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、その他方式は問わない近距離無線で接続してある。また、本実施形態では、医療行為訓練中の実習者ＰＲを撮像する第１のカメラ１ａが天井に設けてあり、また、医療用シミュレータＳの頭部には実習者ＰＲを撮像するとともにその距離を測定する実習者位置検出器１ｂが内蔵してある。
【００３０】
そして、本実施形態の医療行為訓練適切度評価装置１００は、前記第１のカメラ１ａと、前記実習者位置検出器１ｂと、例えば前記タブレット端末１ｆの演算能力を利用して構成された演算機構と、から構成してある。
【００３１】
すなわち、図２の機能ブロック図に示すように前記第１のカメラ１ａ及び前記実習者位置検出器１ｂを具備し、実習者ＰＲの注視対象の位置を推定する注視対象推定機構２と、前記演算機構の演算能力によって少なくとも適切度評価部４、基準注視対象位置記憶部３、注視時間推定部５、基準注視時間記憶部６、注視割合推定部７、基準注視割合記憶部８、モード切替部９としての機能を発揮するように構成してある。ここで、前記注視対象推定機構２の一部及びその他各部については、前記タブレット端末１ｆのメモリに格納されたプログラムが実行され、各種機器と協業することによりその機能が実現されるものである。
【００３２】
各部について詳述する。
【００３３】
前記注視対象推定機構２は、人体の一部又は全部を模した医療用シミュレータＳにより医療行為訓練を行っている実習者ＰＲが注視している対象である推定注視対象の位置を推定するように構成してある。本実施形態では、図３の模式図に示すように第１のカメラ１ａ及び実習者位置検出器１ｂの出力に基づいて実習者ＰＲの視線を三次元空間内の仮想視線直線として検出し、その方向にある医療用シミュレータ利用環境１中で仮想視線直線上に存在する対象物を推定するように構成してある。
【００３４】
より具体的には、前記注視対象推定機構２は、図２に示すように注視対象位置ベクトル記憶部２２と、前記第１のカメラ１ａと、前記実習者位置検出器１ｂと、視線算出部２１と、視点推定部２３とから構成してあるハードウェアとソフトウェアからなるものである。
【００３５】
前記注視対象位置ベクトル記憶部２２は、所定の基準位置から実習者ＰＲが注視可能な医療用シミュレータ利用環境１中の各対象までの位置ベクトルである注視対象位置ベクトルをそれぞれ記憶しているものである。本実施形態では図３に示すように基準位置（原点）は前記医療用シミュレータＳに設けられた実習者位置検出器１ｂの設置場所に設定してある。したがって、本実施形態の前記注視対象位置ベクトルは、例えば前記実習者位置検出器１ｂから医療用シミュレータＳの腕部や脚部等の各部までを結ぶベクトル、あるいは、前記実習者位置検出器１ｂから診察用ベッド１ｃ、点滴用具一式１ｄ、生体情報モニタ１ｅまでのそれぞれを結ぶベクトルである。この注視対象位置ベクトルは予め行った測定等に基づいて設定してある。
【００３６】
前記第１のカメラ１ａは、所定の基準位置に配置された前記実習者位置検出器１ｂとは別の場所に設けてあり、実習者ＰＲを撮像して画像データを生成するものである。この画像データから、前記第１のカメラ１ａから実習者ＰＲへの方向を示す単位ベクトルＶ１ｅを算出することができる。
【００３７】
前記実習者位置検出器１ｂは、所定の基準位置である前記医療用シミュレータＳの頭部に設けてあり、実習者ＰＲを撮像して画像データを生成するとともに、その画像データに基づいて当該実習者位置検出器１ｂが設けてある位置から実習者ＰＲまでの向きと離間距離を計測するものである。すなわち、前記実習者位置検出器１ｂによって前記医療用シミュレータＳの頭部から実習者ＰＲまでを結ぶベクトルＶ２ｅを取得することができる。
【００３８】
前記視線算出部２１は、実習者ＰＲの目の位置を通り、実習者ＰＲの視線方向に延びる三次元空間上の直線である仮想視線直線ＶＬを前記第１のカメラ１ａ及び前記実習者位置検出器１ｂの出力に基づいて算出するように構成してある。すなわち、前記視線算出部２１は、実習者ＰＲを含むように撮像された画像データに基づいて、実習者ＰＲの注視している方向を示す視線単位ベクトルＶｅｔを算出する。例えば画像データ中における実習者ＰＲの動向の向きや顔の向きを画像処理により検出し、視線単位ベクトルＶｅｔを算出する。そして、前記視線算出部２１は、前記実習者位置検出器１ｂで計測される前記基準位置から実習者ＰＲまでの位置ベクトルである実習者位置ベクトルＶ２ｅで示される点を起点とし、その起点から前記視線単位ベクトルＶｅｔの方向へ延びる直線を仮想視線直線ＶＬとして算出する。
【００３９】
前記視点推定部２３は、前記注視対象位置ベクトルＶ（target）と、前記実習者位置ベクトルＶ２ｅ、及び、前記視線単位ベクトルＶｅｔから算出される仮想視線直線ＶＬとに基づいて実習者ＰＲの前記推定注視対象を推定するように構成してある。
【００４０】
より具体的には図３に示すように前記視点推定部２３は、実習者位置ベクトルＶ２ｅの示す点を通るとともに、前記視線単位ベクトルＶｅｔに沿って延びる仮想視線直線ＶＬ上に前記注視対象位置ベクトルＶ（target）の示す点が乗っている、あるいは、近接している場合に、前記推定注視対象が対応する注視対象位置ベクトルＶ（target）の示す対象に向けられていると推定する。つまり各対象の位置を示す前記注視対象位置ベクトルＶ（target）のうち、前記視線単位ベクトルＶｅｔに沿って延びる仮想視線直線ＶＬと略交わったものが推定注視対象であると前記視点推定部２３は推定することになる。
【００４１】
前記適切度評価部４は、実習者ＰＲが注視している対象が適切な対象であるとともに、その注視時間が適切であるかや、意識の振り分けが十分に行われているかについて評価するものである。より具体的には、図４のフローチャートに示すように前記注視対象推定機構２が、実習者ＰＲの注視対象である推定注視対象を推定すると（ステップＳ１）、前記適切度評価部４は、前記注視対象推定機構２で推定される推定注視対象と熟練者が見ている理想的な注視対象である基準注視対象との一致度を算出し（ステップＳ２）、算出された一致度に基づいて適切度を評価するように構成してある（ステップＳ３）。ここで、推定注視対象と基準注視対象の一致度とは、空間的及び時間的な一致、時間配分に関する一致を含むものであり、複数の一致度の評価項目に基づいて前記適切度は総合的に評価されるようにしてある。
【００４２】
以下では一致度及び適切度の評価について関連する各部とともに説明する。
【００４３】
図２に示す前記基準注視対象位置記憶部３は、前記医療行為訓練中に実習者ＰＲが注視するべき対象として設定された複数の基準注視対象の位置（位置ベクトル、座標）を記憶するものである。本実施形態では熟練者が前記医療用シミュレータＳを用いた医療行為訓練を行う際に医療用シミュレータ利用環境１内で見ている対象に基づいて基準注視対象が設定してある。
【００４４】
前記基準注視対象は、前記医療行為訓練中に実習者ＰＲによって順番に行われる複数の行為ごとにそれぞれ対応させて例えば時系列に沿って設定してある。また、実習者ＰＲの意識の振り分けが適切にできているかを評価できるようにするために、前記基準注視対象は、前記医療用シミュレータＳ上に設定された患者注視対象と、前記医療用シミュレータＳ以外の別の対象に設定された周囲注視対象の２種類がある。
【００４５】
例えば、医療行為訓練が前記医療用シミュレータＳを用いた問診や触診時において圧痛の有無の確認に関する訓練の場合には、実習者ＰＲが患者の表情に注視しているかどうかを評価できるように前記基準注視対象（患者注視対象）は前記医療用シミュレータＳの頭部（表情）に設定される。また、医療行為訓練が、入院患者への回診時の訓練の場合には、患者だけでなく、ベッド回り、点滴などの周囲の対象にも実習者ＰＲが注視できているかを評価できるようにするために、患者注視対象として医療用シミュレータＳの頭部が設定され、周囲注視対象としてベッドの周囲、点滴に設定される。
【００４６】
また、アセスメント時に実習者ＰＲが患者の左右差の確認ができているかを評価するために、基準注視対象が医療用シミュレータＳの顔、腕、脚などに設定される。また、車いすとベッド間の移動動作時、褥瘡予防のための体位変換時、入浴時等の訓練時には、患者を移動させる前と後のそれぞれの時点等で、移動先と患者の状態を確認できているかを評価できるように、時刻ごとに前記医療用シミュレータＳ上と移動先のベッド等に前記基準注視対象が設定されてもよい。加えて、手術時等の医療行為訓練において実習者ＰＲの意識の振り分け能力が発揮されて、患者の全身と、生体情報モニタ１ｅのそれぞれにおいて患者の状態を把握できているかを評価するために、前記患者注視対象として医療用シミュレータＳが設定され、周囲注視対象が生体情報モニタ１ｅに設定されることもある。
【００４７】
ここで、図４のフローチャートにおけるステップＳ２及びＳ３についてより具体的な手順を示した図５のフローチャートを参照しながら、空間的な一致度に基づく適切度評価について説明する。医療用シミュレータ操作部１ｆにおいて、問診、触診、視診、聴診、打診、医療画像診断（超音波エコー、Ｘ線、ＭＲＩ、ＣＴ、ＰＥＴ、その他の方法により撮像される画像に基づく診断）、各種手技（ないし、シーン）が選択されると、前記適切度評価部４は前記基準注視対象位置記憶部３にシーン毎に記憶されている基準注視対象（患者注視対象、周囲注視対象）の位置を読み出し（ステップＳ４）、推定注視対象の位置と基準注視対象の位置との距離に基づいて一致度を判定する（ステップＳ５）。ここで、推定注視対象の位置と基準注視対象の位置との距離が所定値以内の場合には前記適切度評価部４は適切度が高くなるように評価する（ステップＳ６）。一方、推定注視対象の位置と基準注視対象の位置との距離が所定値よりも大きい場合には前記適切度評価部４は適切度が低くなるように評価する（ステップＳ７）。
【００４８】
次に推定注視対象と基準注視対象の時間的な一致度の算出及びその時間的な一致度に基づく適切度の評価に関わる構成及びその動作について説明する。
【００４９】
前記注視時間推定部５は、前記視点推定部２３から出力される各推定注視対象の位置に基づいて、実習者ＰＲがそれぞれの前記推定注視対象を注視している時間の長さである推定注視時間を推定するものである。本実施形態では、医療行為訓練が終了するまでの間において実習者ＰＲが見ていると推定された推定注視対象のうち、当該推定注視対象の位置と前記基準注視対象の位置との距離が所定値以内の場合のものについて、注視時間をカウントし、基準注視対象ごとに前記推定注視時間を推定するように構成してある。
【００５０】
前記基準注視時間記憶部６は、各基準注視対象を実習者ＰＲが注視するべき時間の長さである基準注視時間を記憶しているものである。この基準注視時間も熟練者が実際に医療用シミュレータＳを用いて医療行為訓練を行った際の値に設定してある。
【００５１】
そして、前記適切度評価部４は、各基準注視対象について前記推定注視時間と前記基準注視時間とを比較し、その一致度に基づいて前記適切度を評価する。例えば前記推定注視時間と前記基準注視時間との差が所定値以内の場合には完全に一致していると判定され、適切度が高く評価されるように構成してある。
【００５２】
より具体的には、図６のフローチャートに示すように前記適切度評価部４は基準注視対象を見ているべき時間である基準注視時間を前記基準注視時間記憶部６から読み出し（ステップＳ８）、推定注視時間と基準注視時間の差に基づいて時間的な一致度を判定する（ステップＳ９）。ここで、推定注視時間と基準注視時間との差が所定値以内の場合には前記適切度評価部４は適切度が高くなるように評価する（ステップＳ１０）。一方、推定注視時間と基準注視時間との差が所定値よりも大きい場合には前記適切度評価部４は適切度が低くなるように評価する（ステップＳ１１）。
【００５３】
次に推定注視対象と基準注視対象の時間配分に関する一致度の算出及びその時間的な一致度に基づく適切度の評価に関わる構成及びその動作について説明する。
【００５４】
前記注視割合推定部７は、前記注視時間推定部５の出力に基づいて前記患者注視対象を実習者ＰＲが見ている時間の長さである推定部位注視時間と、前記周囲注視対象を実習者ＰＲが見ている時間の長さである推定周囲注視時間との比である推定注視割合を推定するものである。
【００５５】
前記基準注視割合記憶部８は、前記患者注視対象を実習者ＰＲが見ているべき時間の長さである基準部位注視時間と、前記周囲注視対象を実習者ＰＲが見ているべき時間の長さである基準周囲注視時間との比である基準注視割合を記憶するものである。
【００５６】
ここで、注視時間の時間配分に関する評価について図７のフローチャートを参照しながら説明する。前記適切度評価部４は各基準注視対象を注視する時間配分を示す基準注視割合を前記基準注視割合記憶部７から読み出し（ステップＳ１２）、推定注視割合と基準注視割合の差に基づいて時間配分の一致度を判定する（ステップＳ１３）。ここで、推定注視割合と基準注視割合との差が所定値以内の場合には前記適切度評価部４は適切度が高くなるように評価する（ステップＳ１４）。一方、推定注視割合と基準注視割合との差が所定値よりも大きい場合には前記適切度評価部４は適切度が低くなるように評価する（ステップＳ１５）。
【００５７】
最後に前記基準注視対象の設定に関する構成について説明する。
【００５８】
図２に示す前記モード切替部９は、前記適切度評価部４による適切度の評価が行われる評価モードと、前記基準注視対象位置記憶部３に前記基準注視対象の位置を記憶させる記憶モードと、を切り替えるものである。図２の機能ブロック図は評価モードが実施されている状態を示すものであり、前記モード切替部９により記憶モードに切り替えられると図２の機能ブロック図において示されている各スイッチが全て逆転し、前記視点推定部２３の出力が前記基準注視対象位置記憶部３へのみ入力される。この記憶モードにおいて熟練者が前記医療用シミュレータ利用環境１内で医療行為訓練を実際に行うことにより、熟練者が注視している対象が基準注視対象の位置として前記基準注視対象位置記憶部３に記憶される。ここで、熟練者が記憶している注視対象の注視時間や時間配分に基づいて基準注視時間や基準注視割合についても記憶させるようにしている。つまり、記憶モードにおいては熟練者のお手本となる基準が各記憶部に対して記憶されることになる。
【００５９】
このように構成された医療行為訓練適切度評価装置１００であれば、複数の基準注視対象に対して前記注視対象推定機構２により推定される実習者ＰＲの推定注視対象が空間的、時間的、時間配分の観点で一致しているかどうかに基づいて、実習者ＰＲの医療行為訓練の適切度を定量的に評価することができる。
【００６０】
したがって、複数の基準注視対象に対して適切に意識を振り分けられているかや、医療用シミュレータＳに対して集中できておらず、いい加減な訓練を行っていないか等について適切度から定量的に判断することができるようになる。このため、医療行為訓練が医療用シミュレータＳを用いたものであっても、実習者ＰＲは適切度が低く評価されないように訓練に真剣に打ち込みやすくなくなる。さらに、複数の基準注視対象に対して実習者ＲＰが注視できているかについても定量的に評価できるので、１つの対象にのみ集中し過ぎておらず、周囲にも十分に意識を配分できているかについても評価することができる。つまり、従来評価する事が難しかった実習者ＰＲが医療従事者に求められる意識の選択的切り替え能力を発揮できているかどうかについても定量的な評価を与えることができ、このような能力を好適に訓練できるようになる。
【００６１】
加えて、実習者ＰＲからすると自分の注視している対象が熟練者と比較して適切かどうかを客観的に把握して次の医療行為訓練時に反映させやすくなり、医療用シミュレータＳを用いた医療行為訓練の効果をさらに高めることができる。また、評価者も実習者ＰＲの意識の振り分けに関する能力を客観的に把握することができ、実習者ＰＲの意識の振り分け能力を正確に把握しやすく、より適切なアドバイスを行うことができるようになる。
【００６２】
さらに、本実施形態では実習者ＰＲは何も装着することがないので、医療行為訓練の邪魔をすることなく、意識している対象の適切さを評価することができる。
【００６３】
次に本発明の別の実施形態について説明する。
【００６４】
前記注視対象推定機構は、第１のカメラと実習者位置検出器からの出力に基づいて実習者の推定注視対象を推定していたが、これ以外の構成により推定を行っても構わない。例えば、前記医療用シミュレータＳ利用環境に第２のカメラを設けておき、各カメラで撮像される画像データに基づいて推定注視対象を推定するようにしても構わない。
【００６５】
より具体的には、前記視線算出部が、前記第１のカメラ及び実習者位置検出器の各画像データと、前記第１のカメラと前記第２のカメラの離間距離と、に基づいて前記実習者位置ベクトルと前記視線単位ベクトルを算出するように構成してあればよい。
【００６６】
また、前記注視対象推定機構としては、カメラの画像データに基づいて実習者位置を取得し、実習者に接触型視線センサ（メガネ型）を装着してもらって視線単位ベクトルを取得するようにして、推定注視対象を推定するようにしても構わない。すなわち、実習者位置や視線単位ベクトルを取得する方法は実施形態に示したものに限られず、既存の様々な方法を用いても構わない。
【００６７】
加えて、前記実施形態では所定の基準位置を医療用シミュレータＳの頭部に設けられた実習者位置検出器に設定していたが、その他の点を基準位置として各位置ベクトルを算出しても構わない。また、基準位置が移動するような医療行為訓練の場合にはその移動量を考慮して各ベクトルについてリアルタイムで補正演算が行われるようにすればよい。
【００６８】
前記実施形態では医療用シミュレータＳは人体の全身を模したものであったが、腰部等や顔だけ等の一部を模したものであっても構わない。
【００６９】
前記実施形態では、実習者の注視対象の適切さを評価することを記載していたが、前記実施形態の実習者位置検出器の画像データを用いることにより、患者から見た実習者の動きの適切さを評価するようにしても構わない。
【００７０】
また、前記第１のカメラや実習者位置検出器で撮像される動画を含む画像データに基づいて、実習者の体の傾きや姿勢等を検出し、正確な運針の相関関係を評価する等にしても構わない。
【００７１】
さらに、推定注視対象ごとの注視タイミングと時間、位置、あるいは注視時間の合計は、記憶されている基準の値と比較表示されることで、実習者又は評価者に対して評価結果をわかりやすく表示してもよい。また、前記実施形態では、適切度は推定注視対象と基準注視対象との空間的、時間的な一致度に基づいて総合的に評価していたが、例えば空間的な一致度のみ、あるいは、時間的な一致度のみで適切度を評価するようにしても構わない。
【００７２】
前記適切度評価部における一致度の評価方法については実施形態に示したものに限られない。例えば基準となる値との差が小さいほど一致度が高く評価され、引いては適切度が高く評価されるように構成しても構わない。
【００７３】
前記実施形態では、前記注視対象位置ベクトル記憶部２２に記憶されている注視対象位置ベクトルについては、予め測定を行って設定するだけでなく、その他の方法で設定してもよい。例えば、基準位置から各対象までの向きと距離に基づき演算により注視対象位置ベクトルを算出し、その値を前記注視対象位置ベクトル記憶部２２に記憶させてもよい。要するに注視対象位置ベクトルの設定方法については実施形態に記載したものに限定されず、様々な設定方法を用いても構わない。また、実習者位置ベクトル、視線単位ベクトル、仮想視線直線等の算出方法についても前記実施形態に記載したものに限られず既知の様々な方法を用いればよい。
【００７４】
また、医療行為訓練の適切さを推定する方法として、視線ベクトル以外を利用してもよい。例えば、姿勢、手順、器具の持ち方、医療用シミュレータＳ（ないし、患者）に触れる位置、声のかけかた、などが考えられる。それぞれ、動画データから切り出したり、器具や医療用シミュレータＳ、医療用シミュレータ利用環境１内に組み込んだセンサ（圧力検出センサ、歪みセンサ、位置検出センサ、剪断力センサ、音センサ等）で計測したり、医療用シミュレータＳに組み込んだマイクを通して音声認識を行ったりすることで、データを取得することができる。
【００７５】
前記実施形態では、医療行為訓練適切度評価装置１００は、タブレット端末１ｆの演算能力を利用し、プログラムが実行されることでその機能が実現されていたが、例えば医療用シミュレータＳ内に演算機能を内蔵し、この演算機能を利用して医療行為訓練適切度評価装置１００を構成しても構わない。また、医療用シミュレータ利用環境１の内又は外に設けられたサーバで各種プログラムが実行され、その演算結果や表示出力のみがタブレット端末１ｆで行われるようにしてもよい。
【００７６】
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の変形や組み合わせを行っても構わない。
【符号の説明】
【００７７】
１００・・・医療行為訓練適切度評価装置
１ａ  ・・・第１のカメラ
１ｂ  ・・・実習者位置検出器
２    ・・・注視対象推定機構
２１  ・・・視線算出部
２２  ・・・注視対象位置ベクトル記憶部
２３  ・・・視点推定部
３    ・・・基準注視対象位置記憶部
４    ・・・適切度評価部
５    ・・・注視時間推定部
６    ・・・基準注視時間記憶部
７    ・・・注視割合推定部
８    ・・・基準注視割合記憶部
９    ・・・モード切替部
Ｓ    ・・・医療用シミュレータ
ＰＲ  ・・・実習者
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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