情報処理学会 インタラクション 2018
IPSJ Interaction 2018

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自己点眼の負担を軽くする点眼支援ツールの開発
大槻 紗也香1,a)

鈴木 優1,b)

概要：自己点眼を苦手とする人がいるが，既存の自己点眼補助器具ではデメリットが存在する．そこで本
研究では，自己点眼を苦手とする人が点眼薬を目に命中させることを助ける点眼支援ツールの開発を行った．本研究の点眼支援ツールは，スマートフォン用のアプリケーションとして実装した．本ツールは，アプリケーションの指示どおりにスマートフォンの画面に当てた点眼びんごと点眼支援ツールを動かして使用する．

Development of the Support Tool
to Reduce the Burden on Dropping Medicine in the Eyes
Sayaka Otsuki1,a)Yu Suzuki1,b)

Abstract: People who are not goot at dropping medicine in the eyes, but existing auxiliary instruments fordropping medicine in the eyes have disadvantages. So, this study is development of support tool which helps
dropping medicine in the eyes for people who are not good at it. We implemented this support tool as anapplication for smartphones. People use moving the support tool with an eye drop bottle which is set on
smartphone’s screen according to the instructions of the application.

1. はじめに
1.1 研究目的症が原因の人と点眼手技が原因の人が顔につけない方法を用い，100 ％の確率で目薬をさせるようにすることを目的とする．

自分で点眼するときは，点眼している自分の様子は見ることができない．そのため点眼薬が目に命中しない場合も

1.2 既存の自己点眼補助器具と本研究

多く，子どもは親に点眼をしてもらうことも多い．さらに，既存の自己点眼補助装器具として，眼瞼周囲に固定して大人でも目に点眼薬を入れるために命中するまで何滴もさ使用するものがある．既存の器具は，様々な形の点眼びんし，点眼薬を無駄にしてしまう人もいる．さらに，点眼をが使用可能であることがメリットである．一方，顔に直接する際に点眼びんの先端が角膜に触れると重大な合併症をつけて使用するものであるため，手間を加えなければ清潔引き起こすことがあるため [2]，点眼びんの先端が汚れないさを保つことは難しい．そこで本研究では，メリットはそ方法を用いなければならない．自己点眼が苦手な人の原因のまま生かし，顔に直接触れないことで衛生面の問題を解として，先端恐怖症で点眼びんを見られないこと，および決する点眼支援ツールを開発する．

点眼薬を命中させることに難しさを感じるなどの点眼手技とが原因として挙げられる．そこで本研究では，先端恐怖
1a)b)

宮城大学
Miyagi University，1-1Gakuen，Taiwa-cho，Kurokawa-gun，
Miyagi 981-3298，Japan
p1422014@myu.ac.jp
suzu@myu.ac.jp© 2018 Information Processing Society of Japan

2. 点眼支援の基本指針
本研究で用いる点眼支援は，2 つの指針を基礎とする．

a)

顔に直接触れないことで安全性を確保する

b) 装置を小さくし，コンパクトにする
既存の自己点眼補助器具のデメリットである衛生面の問

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題を解決するために，顔に触れないことで清潔さを保ち，

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4.2 点眼支援ツール第一号のしくみ安全性を確保する．持ち運ぶことを考慮して，装置を小さ

点眼支援ツールは，openFrameworks を用いて開発した．

くし，コンパクトにする．そうすることで，周りから見たカメラの画像を OpenCV で解析し，カメラの画像から目スマートさを実現することにつながり，人前での使用も可の位置を検知する．そして，openFrameworks のプログラ能にする．

ムが Arduino のプログラムに取得したデータを送信する．

3. 点眼支援ツールの設計
自己点眼が苦手な人の原因である先端恐怖症が原因のこのときシリアル通信を用いる．Arduino のプログラムが受け取ったデータをもとに LED を光らせ，点眼びんおよび点眼支援ツールを移動させる方向を指示する．

人，および点眼手技が原因の人それぞれに向けた対策を検討した．

4.3 目の検出方法
目の検出は，OpenCV に含まれる Haar-like 特徴分類器

3.1 先端恐怖症が原因の人向けの対策
先端恐怖症の人に向けた人への対策として，点眼びんのの haarcascade-eye を用いて実装した．検出した矩形領域の中心に黒目があることを想定している．

先端を見えなくすることを考えた．点眼薬が落ちるところに先端が見えないよう点眼支援の装置に小さな穴をあけることとした．

4.4 完成した点眼支援ツール第一号
図 1 は，実際に制作した点眼支援ツール第一号である．
点眼支援ツール第一号には点眼薬用の小さな穴の真横にカ3.2 点眼手技が原因の人向けの対策メラが配置してある．点眼薬用の小さな穴の上下左右には手の位置と目の位置がずれる人に向けた対策として点眼LED ライトがついており，システムの制御により LED ラ位置のずれを視覚的に提示することを考えた．自己点眼をイトを点灯することによって，ユーザに点眼支援ツールをする人本人が位置を調整することで適した目薬の位置の感動かす方向を指示している．カメラと LED との方向とは覚をつかむことができる．そのため，将来的には自己点眼逆側に点眼びんが出ているので，ユーザは点眼びんを自分をする人が点眼支援ツールに頼ることなく点眼をすることで押すことによって点眼薬を目に落とす．

が期待される．高齢者にとって，機能面で他人に依存するということは意欲や自己尊重を損なうことにつながるた
め [2]，自信の力で自己点眼ができるということはプラスの効果が期待できる．そのために，点眼支援ツールが点眼びんを正しい位置に誘導するという方法を用いる．

3.3 点眼支援の基本指針を実現するために睫毛や眼瞼周囲に点眼びんの先が触れることは不潔にな

図 1 点眼支援ツール第一号

りやすい [2] ため，そのことを考慮し，基本指針 a を実現するために，自己点眼の装置は既存の商品のように眼瞼周囲に直接つけて使用するではなく，眼瞼周囲に直接触れず4.5 カメラの認識率に関する実験に空中で浮かせて使用する形にする．さらに，基本指針 b実装した目の検出プログラムの性能を評価するために，を実現するために，必要な機材を 1 つの装置にまとめて配11 名の被験者に対して試用実験を行った．被験者には，正置した箱型デバイスを用いる．

面を向いた状態の右目と左目の認識，および上を向いた状

4. 点眼支援ツール第一号
4.1 点眼支援ツール第一号の概要
自己点眼支援ツール第一号は，点眼手技が原因の人に向けた対策のためのカメラ，LED ライトと目薬を備える箱型態の右目と左目の認識をそれぞれ 1 回ずつ計 4 回行ってもらった．目の認識率，および検出した矩形の中心に黒目があるかを重要な要素として結果の集計をした．結果，目の認識率は 81.8 ％であった．目の認識が正しくできていたもののうち黒目の認識率は 83.3 ％であった．のデバイスであり，目の上にその箱を掲げて使用する．カメラで目とその周辺を画像として取得する．そして，取得

4.6 問題点

した画像からシステムが目の位置を検出し，目薬の位置と点眼支援ツール第一号には，点眼びんとカメラの位置に目の位置のずれを検知する．さらに，システムがそのずれずれが生じてしまうという問題があるため，点眼びんが目を修正する方向の LED ライトを光らせ，ユーザに点眼支の真上にあるときにカメラ内に目がおさまるようにするに援ツールの位置の調整を促す．

は，顔と点眼支援装置の間にかなりの距離が必要である．

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さらに，顔と点眼びんの間に距離が生じると，命中率が下

点眼支援ツール第一号の点眼手技が原因の人向けの対策がってしまう．また，点眼薬の命中率を上げるために点眼は，カメラで得た画像をもとに目を検出し，LED を用いてびんを水平に保つための機能を加えると，点眼支援ツール動かす方法を指示するという方法であった．点眼支援ツーがさらに大きくなってしまう．

ル第二号ではスマートフォンを使用するため，LED を付随

この問題点を解決するために，点眼支援装置第二号ではして利用する方法よりも画面に表示をする方法の方が使用

スマートフォンを使用する．スマートフォンでは，水平かする装置の数が少なくなるため，画面に表示をする方法をどうか検知することができ，カメラがついているので，使用いることとした．

用するものがスマートフォンと点眼びんだけで済む．さらに，この 2 つだけを使用することにより大掛かりな装置が5.5 画面表示のデザインと色いらないため，出掛け先でも使用が可能である．さらに，画面内に表示する指示は，目への安全に配慮して青を一将来的に所持率の高いスマートフォンのアプリとして使用

切使用しない色を選択した．点眼支援ツールの画面は，普することで，誰でも使用できる状態が想定できる．

段画面を見るときよりも距離が近い．そのため焦点が合い

5. 点眼支援ツール第二号
5.1 点眼支援ツール第二号の概要
点眼支援ツール第二号では，スマートフォンを用い，点眼薬を専用のバンドでスマートフォンに固定する．ユーザづらいことが想定されるため，画面内に表示される図形は円，三角形および四角形等の単純なものを用いている．さらに，カメラが左端にある場合も右端にある場合も使用できるように点眼びん置き場の上下どちらにも指示する図形を描画している．

が点眼支援ツールを顔の上に浮かせて使用する．システム
がカメラの画像からユーザの目を検知する．システムは，5.6 動かす向きと水平器を用いた表示のしかた

あらかじめ設定された基準点と目の位置の情報から，点眼指示を見ながらも視線をなるべくカメラからそらさなく支援ツールの動かし方の指示を画面に出す．ユーザは，画て済むようにし，目の検出の精度に支障を来さないように面に表示された指示のとおりに点眼支援ツールを動かし，するため，動かす向きの表示は画面のカメラ側に描画する．

点眼を行う．画面には点眼びんを置く場所，点眼支援ツー

どの方向でも正しい向きに誘導できるよう，三角形の短辺ルを動かす向き，および点眼びんを傾ける方向を円や三角側を軸とした回転式の表示である．矢印の長い方に向かっ形を使用して描画する．基準点と目までの距離は，画面のて点眼支援ツールを動かすという表示のため，図 2 の表示背景の色によって可視化する．

だと右上に向かって点眼支援ツールを動かし，点眼びんを移動させることとなる．

5.2 点眼支援ツール第二号のしくみ

点眼支援ツール第二号では，スマートフォンで取得したアプリとしてスマートフォンにプログラムを入れる．そ地面との角度を利用して，点眼支援ツールの角度についてのアプリ内ではカメラを使って目を認識する．あらかじめの距離を表示する機能を追加した．図 3 の表示は，点眼支カメラの画像内に基準点を設定し，その基準点と検知した援ツールの右上が他の部分よりも浮いているということを目のずれのデータをもとに，画面内に指示を表示し，点眼表す．重力で起こる現象を用いた表示のしかたである水平支援ツールを目の真上まで誘導する．

器の表示を参考にしている．水平からプラスマイナス 5 度以内であれば内側の円の中に灰色の円が納まる．水平から

5.3 使用方法
点眼びんは専用のバンドを用いてスマートフォンに固定し，画面を横にした状態で使用する．画面には，点眼びん

プラスマイナス 20 度以内であれば外側の円付近に灰色の円が表示され，それ以上傾いていれば外側の円より外側に灰色の円が表示される．

を固定する場所，動かす方向，および基準点と目の距離を表示する．点眼びんに直接カバーをつけ，先端を隠す．この対策は，先端恐怖症の人だけが使用する機能である．

5.4 点眼支援ツール第二号に入れる対策
点眼支援ツール第一号では，先端恐怖症が原因の人向け

図 2

動かす向きの表示

図 3 水平器を用いた表示の対策として穴をあけることによって先端を隠す方法を用いていた．この方法は，穴が小さすぎると点眼薬が穴のふちに落ちてしまう可能性があったため，点眼支援ツール第二号では，滅菌ガーゼを点眼薬にかぶせ，その隙間から点眼薬が落ちるしくみを用いることとした．

© 2018 Information Processing Society of Japan

5.7 基準点までの距離の表示のしかた
前述したとおり，カメラで取得した画像内で点眼びんの真下に当たる位置を基準点とする．基準点と目の位置の距

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離については，画面の背景の色によって判断できるようになっている．基準点と目の位置が遠ければ遠いほど背景は赤くなり，近ければ近いほど背景は黒くなる．

5.11 試用実験
点眼支援ツール第二号を用いて試用実験を行った．シス
テム内で正しく目の検知ができている場合は，命中する可能性が高いことがわかった．しかしながら，点眼しようと5.8 点眼びんを落とすことを指示する画面表示

試みている目とは反対の目を検知してしまうこともあった

基準点から独自で決めた範囲内に検出した目が入り，点ので，処理の速いカメラ側の画像に点眼する方の目が入る

眼支援ツールの地面に対する角度がプラスマイナス 5 度以ようにしなければならないことがわかった．そのため，点内に納まっていれば，画面内に点眼薬を落とすことを指示

眼支援ツール第二号使用の際のルールとして，点眼したいする図 4 の画面が表示される．動かす向きや水平器の表示

目側にカメラがくるようにすることを追加する．

があった部分に表示される四角形が点眼薬を落とすことを指示する画面表示である．

6. 関連研究

図 5 は，上記した機能をすべて含む点眼支援ツールの画

飯田ら [1] は，自己点眼指導後，点眼のセルフケア行動に面である．上下の緑の円は水平器を用いた表示であり，黄対する患者の思いを把握することを目的とした研究を行っ

色いやじるしは点眼支援ツールを動かす向きの表示であた．患者に行ったアンケートの結果，点眼が上手にできるる．また，画面の背景が基準点と目の位置の距離を表してという答えが多かったが，点眼手技の難しい点についてのいる．黄色い円は点眼薬を置く場所である．

意見も多かったと述べている．カテゴリごとに自由記述をまとめた表によると，自己点眼の手技についてのカテゴリの中では命中することに難しさを感じる人が多かったということがわかっている．本研究の点眼支援ツールを使用することで解決できると考える．
笹沢ら [2] は，点眼補助器具を用いて高齢者の自己点眼

図 4 点眼薬を落とすことを指示する画面

図 5

指示出しの画面指導を行った．機能面で他人に依存することは意欲や自己尊重を損なうことになると考えられるため，依存していた部分が自立できることによって生活での自信に結びついて5.9 点眼薬を固定するバンドくれれば幸いと締めくくっている．本研究の点眼支援ツー

点眼薬を固定するバンドはゴムを使用しており，ゴム同ルを使用することで，他人に依存せずに点眼が可能となる．

士を固定する部分にはマジックテープを使用している．そ浜田ら [3] は，一度習得された技術は継続が可能であるのため，伸縮性があり，マジックテープがアジャスターのと推察できると述べている．本研究の点眼支援ツールを使役割を果たしているため，様々な大きさの端末や点眼びん用することで，点眼びんの適切な位置がわかり，将来的にに対応可能である．ゴムの点眼びんを通す部分およびカメ点眼支援ツールに頼らない自己点眼の実現が期待される．

ラと重なる部分はくりぬいて周りを接着剤で補強してい7. まとめる．図 6 は，実際に市販の点眼薬をバンドで固定している点眼支援ツール第二号である．

本研究では，自己点眼が苦手な人を 2 種類に分類し，それぞれへの対策を盛り込んだ点眼支援ツールの開発を行った．スマートフォンのアプリケーションとして開発することによって，既存の器具ではなかった，顔に触れない衛生確保をし，かつ小さい装置であるという指針を実現した．
参考文献
[1]

図 6

バンドで点眼薬を固定した点眼支援ツール第二号[2]

5.10 先端を見えなくする方法
点眼支援ツール第二号では，点眼びんに直接滅菌ガーゼをかぶせ，先端を隠す方法を用いる．点眼びん本体の形に添って直接かぶせるため，点眼支援ツールの大きさは変わ[3]

飯田知佳子, 岸谷欣香, 児玉由紀, 市川智子, 清水舞, 中西悦子. 眼科手術後における自己点眼指導を受ける患者のセル
フケア行動と心理の実態. 看護研究発表論文集録, Vol. 38,pp. 145–148, 2006.
笹沢智里, 河野佳代, 久恒明子, 黒岩治代, 吉田直子. 自己点
眼指導を考える：点眼用具を作成して. 東京医科大学病院
看護研究集録, Vol. 13, pp. 12–13, 1993.
浜田洋子, 永井, 八尾, 吉國, 宮崎, 一宮, 戸舘. 短期入院の白内障患者における自己点眼指導：患者に合った点眼法とパンフレットを工夫して. 東京医科大学病院看護研究集録,
Vol. 18, pp. 114–118, 1998.

らないため，周りからの見た目にあまり大きな変化はない．

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