情報処理学会 インタラクション 2021
IPSJ Interaction 2021

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乳児人形型看護技術演習システムの開発
寺田果央†1鳥山朋二†1

浦島智†1

若瀬淳子†2

概要：小児看護学教育では，学生が子どもの発達の特徴を理解できることを重要と考えている．しかし昨今の学生は，子どもと接する機会が減少している．この状況に対応するため，看護基礎教育ではモデル人形を用いたシミュレーションが取り入れられている．我々は乳児の特徴をリアルに再現した人形に，抱き方に対する乳児側からの見え方や感じ方を客観的に評価する機能を搭載したシステムを作成した．本学の看護教員 3 名に作成した乳児人形を評価してもらう実験を行ったところ，シミュレーションに対する複数の適合性や改善点が示された．

1. はじめにながら実施するために，(1)~(3)のデータをリアルタイムに表示するリアルタイム表示機能と，ケアの様子を後から振看護教育の一環として学生に対して実施される小児看護り返って詳しく分析するためのリフレクション機能である．

学教育では，子どもをイメージでき子どもの成長発達の特また，人形部で得たデータは無線で表示部に転送し，時間徴を発達段階ごとに理解しておくことが重要であるとされ同期を取ったうえでリアルタイム表示し保存される．

る[1]．しかしながら，近年，少子化や核家族化の影響で，2.2 人形部の構成

学生は日常生活において成長発達途上にある乳児やその家(1)の要求を実現する機能の実装

族をイメージすることが難しい現状がある[2]．この状況に乳児人形の抱き方の評価を行うために有効な体表面部位対応するため，小児看護学の基礎教育では乳児のイメージを 24 ヶ所選定し，圧力センサ（FSR402，FSR406）を配置化を図るうえで有効な教授方法とされるモデル人形を使用した．また，センサ周辺部のデータも取り込めるようにすしたシミュレーション演習を行っている．しかし，この演るためにセンサの上に発砲ポリエチレンシートとゴム板を習で使うモデル人形と実際の乳児と特徴が異なると，基礎

置 く 構 造 と し た （ 図 1 ）． 圧 力 セ ン サ の 出 力 電 圧 は教育で修得する看護技術と臨床現場での実際の看護技術とPIC18F14K50 を使用した小型マイコンボードを用いて A/Dのギャップが生じるという問題がある[1]．また，現状のシ変換し，Raspberry Pi 4 Model B（以下 Raspberry Pi）に転送

ミュレーション演習における看護技術の評価は学生や教員する．また，頭部と体部の角度を測定するために，その両の主観に頼らざるを得ない場合が多く，主観的評価を裏付部位に加速度センサ（BMX055 使用 9 軸センサモジュール）ける客観的なデータが望まれている[3]．本研究は，乳児のを取り付け，得られたデータは Raspberry Pi の I2C インタ

抱き方の適正を客観的に評価できる機能を実際の乳児の特フェースを用いて転送する（図 2，3）．

徴を備えた人形に搭載することで，学生が乳児の抱き方の(2)の要求を実現する機能の実装

留意点を体験的に学ぶことができる看護技術演習システムを作成し，評価を行った結果について述べる．

乳児の発声を実現するために，実際の乳児の声を録音した再生用ファイルを数種類用意し，操作者によってRaspberry Pi 内蔵オーディオと接続したスピーカーから発2 システムの構成
2.1 システムに要求される条件
上記の問題を解決するために本システムは，市販の乳児人形（T-Tooyful 社製）を利用して，乳児の身体的特徴を持ちながら主にデータを収集する人形部と，得られたデータを表示する表示部からなる構成とした．人形部が持つべき機能・特徴は以下のものとした．(1)乳児の抱き方を測定する機能．(2)乳児の発声に対する応答を測定する機能．(3)
乳児に対する正対度を測定する機能．(4)実際の乳児と類似した特徴．(4-1)不安定な関節を再現．(4-2)乳児の体重を再現．(4-3)体表面の感触を再現．(4-4)違和感のない目を再現．
また，表示部が持つべき機能は，自身の乳児ケアを確認し†1 富山県立大学工学部情報システム工学科†2 富山県立大学看護学部看護学科© 2021 Information Processing Society of Japan

声できる構造とした．発声に対する応答を録音するために，両耳のマイクで音声を取得した音声データを Raspberry Piの I2S インタフェースを用いて転送する（図 3）．
(3)の要求を実現する機能の実装
正対度を測定するために，目に広角カメラを取り付けて乳児目線の映像を撮影した映像データを Raspberry Pi のCSI-2 インタフェースを用いて転送する（図 3）．
(4)の要求を実現する機能の実装(4-1)を実現するために頸部と股関節は伸縮包帯を用いて接続し，肩関節は包帯を用いて接続した．(4-2) を実現するために鉛を用いた重りを使用して，約 4kg の体重を精密に再現した．このとき，頭部と体部の重さの比率が実際の乳児と同じく 3:7 になるようにした．(4-3) を実現するた
めに発泡ポリエチレンシートで全身を覆い，体表面にある473

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センサやコードの凹凸を緩和した．(4-4) を実現するためい，思わない，全く思わない」の 5 段階定量評価で取得し，にカメラレンズに紙粘土を張り付けて違和感のない目を再またそれ以外に自由記述によって定性的な意見を取得した．

現し，視線がずれないように石膏で固定した（図 2，3）．

実験の様子を図 5 に示す．

図 1

図 5

センサ位置と体表面の構造実験の様子

4. 結果完成した乳児人形の重さは，頭部 1.17kg，体部 3.00kg，全体で 4.17kg となり，頭部と体部の重さの比率は約 2.8:7.2となった．2.1 で(1)~(4)に挙げた機能の評価に関わる設問数と定量評価で得た平均値，標準偏差を表 1 に示す．定性的
図 2

乳児人形の関節と体部評価では，①乳児人形の頸部の不安定さが指摘された．
（体感的には実際の乳児に近いものがあり，学生に乳児の頸部を持つ重要性を意識させるためよいという肯定意見もあった．）②ケア行為とセンサ情報を結びつけるための映像が不足している，③圧力センサに圧力が加わった部分や圧力の大きさが直感的にわかりにくい，という意見が得られた．
表 1

図 3

乳児人形の頭部

(1)
(2)
(3)
(4)

2.3 表示部の構成
人形部から伝送された(1)~(3)のデータを表示する機能を持つソフトウェアを作成した．リアルタイム表示機能は，乳児目線の映像，声の大きさ，抱いている姿勢，触れている部分がリアルタイムで確認できるものとした．リフレクション機能は，センサデータに生じた変化からそのときの動作を確認できるように，センサデータと映像，音声を同期して表示できるものとした（図 4）.

アンケート調査結果

設問数
7655

平均値 標準偏差
3.81
0.85
4.56
0.50
4.67
0.47
4.53
0.81

5. 考察
アンケート調査結果および実現した物理的諸元から，(2)~(4)の機能については概ね実現できたと考えている．①
に関して，伸縮包帯より弾性が高い素材に換える必要があると考えるが，スタイを用いて頸部を隠すなどの解決策が考えられる．②に関して，手元を映すカメラを乳児目線の映像と同期して表示させることで改善できると考えられる．
③に関してはアンケート分析の結果，(1)の評価を下げている要因になっていると考えられた．また，人型のイラスト

図 4

表示部の画面上に色の濃さでセンサ値を表示するなどの機能を追加する必要があると考えられる．

3. 実験
本システムの看護実習への適合性を評価するために，以下の実験を行った．本学の看護教員 3 名に 1 名あたり 3 分程度，ケア練習を想定して本システムの人形部を使用してもらった．取得内容は，仰向けに寝かせた状態から抱き上げる動作，抱いている途中で人形部が泣き声を発した場合の動作である．実験終了後に 2.1 で挙げた(1)~(4)の機能評価のアンケート調査を実施した．乳児人形の抱き方に関する印象などを「とてもそう思う，そう思う，どちらでもな© 2021 Information Processing Society of Japan

参考文献
[1]

松井由美子, 小児看護学教育における技術演習の効果, 新潟
医療福祉学会誌 9, pp. 31-38, 2009.
[2] 小泉麗, 伊藤和子, 青木雅子, 小児看護学領域におけるロールプレイを用いたシミュレーション教育の評価, 武蔵野大学
看護学研究所紀要 13, pp. 1-9, 2019.
[3] 江㞍晴美, 荒川尚子, 松田麗子, 他, 看護基礎教育における中/高忠実度シミュレータを使用した教育に関する研究の動向,
看護科学研究 17, pp. 37-44, 2019.

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