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救急医療現場における遠隔医療画像伝送システムの カメラ操作における
情報処理学会第 74 回全国大会 6V-4 救急医療現場における遠隔医療画像伝送システムの カメラ操作における改善研究 児玉 釧路公立大学† 倫樹† 皆月 昭則‡ 釧路公立大学情報センター‡ １． はじめに 現在,救急医療の場において,救急車にて搬送する患者 の傷病の状態を伝えるために,患者の映像や心拍数など のバイタルデータを救急車から搬送先の病院へ伝送する ことが可能になった.そのため医師達は従来よりも早く 患者の容体を知ることができる.今日では,遠隔からの治 療指示と病院到着時の治療への準備をすることができる 画像伝送システムが構築されており,地域によって実際 に画像伝送システムの運用が始まっている. しかし,現在それらのシステムでは,救急車に設置され るカメラは固定されている場合が多く,カメラの操作や 角度調整に救命士が携わっている.そのため救命士はカ メラの操作等が負担になり,車内の治療に専念できない といった問題が挙げられている. その対策として,本研究では,車内の救命士ではなく, 車外の病院側から遠隔でカメラの操作を行うことを可能 にした.その結果,救命士側のカメラに関わる負担が軽減 されるため,治療に専念できる. 既存のシステムでもカ メラが遠隔操作できる例が挙げられているが,操作方法 が明記されているものが尐なく,具体的に示されている ものとして携帯電話での操作が挙げられている.よって 本研究では新たな操作方法を提案する. 本研究のシステム構成は Arduino という開発環境を備 えた小型のマイコンにサーボ機構を付与して,それに取 り付けた Web カメラを操作する.カメラの操作方法には 入出力デバイスとしてビデオゲーム機器の一つである Wii ヌンチャクを用いた.これによって病院側でカメ ラを操作する場合,より直感的な操作が可能になった. 救急車には無線ネットワークが搭載されているが,その 環境を再現するために WiMax と XBee を使用して無線ネ ットワークの実行検証を実施した. 近年多く取り上げられている医療画像伝送システムとは, 医療情報伝達の効率性を上げるために開発されたシステ ムである.現在の医療現場では,救急隊と医療機関の間の 情報伝達は,主に音声のみで伝えられることが多く,傷病 者の負傷状況やバイタルサイン情報等の伝達が困難 な場合がある.また,医療機関が救急隊に治療指示を行う 際にも,医師が傷病者の状態や救急隊の行う治療行為を 把握しづらい場合がある.このシステムでは救急車に設 置したカメラで傷病者を撮影し,バイタルサイン情報と ともに医療機関へリアルタイムで伝送することができる. このシステムによって医療機関は傷病者の身体徴候を把 握しやすくなり,より適切な治療指示が可能になる.また 傷病者の状態が画像で確認できるため,その傷病者を受 け入れる医療機関は救急車が到着する前から受け入れの 準備ができるとともに,近年問題として取り上げられる 患者のたらいまわし減尐にも効果が期待できる.特に傷 病者に特殊な治療が必要な場合などにより効果的である. 現在構築されているシステムでは,救急車に搭載され るカメラは固定されている場合が多い.また,カメラを携 帯電話から操作できるシステムの例も挙げられているが, 本研究で提案する操作方法はビデオゲームの 1 種である Wii で用いられるヌンチャクを使用する.本研究で想定 する主な対象は,救命センター内に設置されている PC の ディスプレイに表示される映像等である. ３．システム開発概要 ２． 研究背景 現在,救急車の出動件数が年々増加している.それによ って救急車の現場到着や病院収容までの時間が長時間化 しているため,搬送中の治療や病院へ迎え入れるまでの 準備が重要になる.患者の搬送にかかる時間が平均的に 長くなっているため,遠隔地に住む人は治療開始までの 時間がより長くなり,必然的に救命率が低下する.そこで 医療画像伝送システムによって医師が病院到着前から傷 病の状態を判断し,治療指示を行うことで,従来よりも救 急車内で行える治療がより的確で多岐なものになると考 えられるため,病院に到着するまでの治療がより有効に なり,救命率向上につながる. A Improvement Study in camera operation of the Telemedical Image Transmission System in the Emergency Medical Treatment †Tomoki KODAMA・Kushiro Public University ‡Akinori MINAZUKI・Center for ITS,Kushiro Public Univ… 図 1 システムの流れ システムは小型マイコンの Arduino Uno を用いて Web カメラを操作する.基本的な構成としては,Web カメラを 設置した 2 軸のサーボ機構とビデオゲームの 1 種である Wii で用いられるヌンチャクを Arduino Uno に接続して 操作する.本研究では病院と救急車間での通信を想定し たため,XBee シールドを搭載した Arduino を複数用意 し,XBee を用いて操作指示をするためのシリアルデータ を無線ネットワークを通して通信を行った.救急車内に 設置されている無線ネットワークの環境を再現するため 3-149 Copyright 2012 Information Processing Society of Japan. All Rights Reserved. 情報処理学会第 74 回全国大会 に,今回は WiMax を使用した.また,Wii ヌンチャクを使 用する理由として,ヌンチャクにあるジョイスティック でカメラを操作することで,操作する人がより直観的な 操作ができると考えられるためである. ３.１ XBee 今回,XBee で使用する無線通信規格は ZigBee である. 似た通信規格に IEEE802.15.4 があるが,この規格との違 いは IEEE でのスター型接続に加えてツリー型やメッシ ュ型といった,接続型態をとることができることである (図２).スター型はネットワークの構築と制御を行うコ ーディネータを中心に,伝送データを任意に導入するエ ンドデバイスや中継機能を持ち,他のエンドデバイスに 伝送するルータと直接接続される.この型態では接続が 直線的になるため,ルータの故障や壁などで電波が遮断 されると,中継先のエンドデバイスは一切接続が断たれ てしまう.しかし,メッシュ型接続は間にルータノードを 設置することで一つのルータが故障しても別ルートで接 続することができる.これによってアドホックな対応が 可能となるため,効率的かつより実用的な接続型態とい える 図2 も含む.プログラミング言語は Wiring から派生したもの で C 系の言語に似ている.Arduino のハードウェア設計 のレイアウト等の情報は Web サイトにていくつかのバー ジョンが公開されているため,自分で組み立てることが できる.Arduino で記述するプログラムはスケッチと呼 ばれ,それに用いるソースコードやサーボ機構などを付 与する際に用いるライブラリ等も豊富に提供されている. ４．検証 検証結果および考察は,発表時の資料にて提示する. ５．まとめと展望 本研究では,従来の医療画像伝送システムにおける医 療情報伝達の際のカメラ操作における新たな方法論 を,Aruduino と Wii ヌンチャクを用いて提案した.これ によってカメラの操作が院内でできるようになり,患者 を自由にフォーカスすることができる.そのためカメラ に関わる情報のコミュニケーションは必要無くなる.結 果,患者に関する必要な情報や治療の指示などを重点的 に伝えることが可能になる. 今後の展望として,カメラのズーム機能を Wii ヌンチ ャクから操作可能にするなどのユーザビリティの向上が 挙げられる.また,本研究では 1 台のカメラを制御したが, 複数のカメラを用いて複数の視点軸で操作できるように することで,さらに多くの情報を得られるようにするこ となども挙げられる. また,本システムは,院内で応用できる.回診車へ可倒 アームとカメラを装備した(図 4).看護の現場では,回診 車(ワゴン)で患者に処置するが,それを,ナースステーシ ョンから,リーダーや中堅看護師が,カメラ操作し,新人 看護師の病室内の処置を見てチェックするなど適切な看 護技術指導が可能である.特に義務づけられた看護師臨 床研修は,新人看護師が看護実践の基礎を形成するため に非常に重要であるため,本来,寄り添うことが必要であ るが，カメラ画像を通じた遠隔管理と指導ができる. XBee のネットワーク接続型態 ３.２ Arduino 図4 設置する回診車のイメージ 参考文献 図 3 XBee を搭載した Arduino の実装写真 図 3 中の A:Arduino B:XBee C:XBee シールド Arduino と は 単 純 な 入 出 力 ポ ー ト を 備 え る 基 盤 で,Processing/Wiring 言語を実装した開発環境から構 成される小型マイコンである(図３).スタンド・アロン 型オブジェクトの開発やホストコンピュータ上のソフト ウ ェ ア (Processing な ど ) で 制 御 す る こ と も 可 能 で あ る .IDE( 統 合 開 発 環 境 ) は マ ル チ プ ラ ッ ト フ ォ ー ム の JAVA アプリケーションに対応しており,コンパイラなど [1]Massimo Banzi(著 ).船 田 巧 (訳 ).「 Arduino を は じめよ う」.オライリージャパン.2009. [2]小林茂.『Prototyping Lab_「作りながら考える」ため の Arduino 実践レシピ』.オライリージャパン.2010. [3] サーボ制御.http://kousaku-kousaku.blogspot.com/2008/.建 築発明ゼミ.2008. [4]XBee.http://kousaku-kousaku.blogspot.com/2008/.建築発明 ゼミ.2008. [5]WiiChuckClass.http://www.arduino.cc/playground/.ARDUIN OPLAYGROUND. [6]WiiChuck.http://www.todbot.com/blog/2008/.todbotblog. 3-150 Copyright 2012 Information Processing Society of Japan. All Rights Reserved.