救急外来に大量出血の患者が搬送されると、医療スタッフは短時間で輸血機器を準備しなければなりません。ただ、生命の危機が迫る場面でこそ必要になる機器ほど平時の使用頻度が低く、緊急時に複雑な操作手順を正確に思い出しにくいという課題があります。
こうした機器の扱いを拡張現実（AR）で事前に学ぶことで、準備時間を大幅に短縮できる可能性を示す研究結果がまとまりました。紙の手順書で学んだ看護師は急速輸血機器の準備に約10分を要したのに対し、AR教育を受けた看護師は4分もかかりませんでした。
サムスンソウル病院の救急医学科ソン・ミョンヒ教授と看護本部の救急看護パート研究チームは、救急外来看護師を対象に「Level-1急速注入器（Level-1 rapid infusion system）」の使用法を教育し、実際の遂行能力を比較した無作為化対照研究の結果を24日に発表しました。研究結果は国際学術誌〈〈JMIR Medical Education〉〉最新号に掲載されました。
大量出血で臓器への血液供給が難しくなる「循環血液量減少性ショック」で使用
Level-1急速注入器は、重症外傷や手術中の大量出血など、短時間に多量の輸液や血液を投与する必要がある場合に用いる機器です。輸液と血液を体温に近い温度まで温めながら、迅速に注入できます。
代表的には「循環血液量減少性ショック（hypovolemic shock）」が発生した際に必要になります。循環血液量減少性ショックは、重度の出血や体液喪失によって体内を循環する血液量が大きく減少した状態を指します。血圧が低下し、脳や心臓など主要臓器に血液と酸素が十分に供給されないと、生命に危険が及ぶ可能性があります。
このため緊急時には、機器を可能な限り速く準備しつつ、接続順序や操作手順を誤らないことが重要です。
ただ、急速注入器は日常的に使用する機器ではありません。通常業務だけで使用法を十分に習得し、熟練度を維持するのは難しいのが現実です。実機を用いた反復教育も、機器と教育担当者、教育時間を同時に確保する必要があり、頻繁に実施しにくいという課題があります。
研究チームは、こうした教育上のギャップをARで補えるかを検証しました。
ARは、ユーザーが見ている現実の物体の上に、文字や映像、図などのデジタル情報を重ねて表示する技術です。視野全体を仮想空間に置き換える仮想現実（VR）とは異なります。
今回の教育では、看護師が「ホロレンズ2」を装着し、実際のLevel-1機器に直接触れました。目の前には、その時点で必要な操作と準備物が表示され、手を置くべき位置も示されました。複雑な段階では短いデモ動画も確認できました。
サムスンソウル病院は2022年から、人工呼吸器やECMO（体外膜型酸素供給装置）など、実際の医療機器教育にもARを活用してきました。
学習開始時は時間がかかったが…準備時間は9.85分→3.67分
研究チームは、Level-1機器の使用経験がないサムスンソウル病院の救急外来看護師42人を募集し、21人ずつ無作為に分けました。一方のグループはARで使用法を学び、もう一方は印刷された手順書を見ながら自己学習しました。
学習に要した時間は、AR教育群の方が長くなりました。中央値でAR教育群は18.20分、従来教育群は8.98分で、約2倍の差が出ました。
しかし、学習後に実機を操作させると結果は逆転しました。
機器準備時間の中央値は、従来教育群が9.85分、AR教育群が3.67分でした。AR教育群は約6分11秒短く、従来教育群と比べて準備時間は62%短縮されました。
機器準備から輸液・輸血の注入までを含む全体の遂行時間も、従来教育群が13.63分、AR教育群が5.83分と大きな差がみられました。
正確性でもAR教育群が上回りました。機器操作能力を100点満点で評価したスコアの中央値は、従来教育群が70点、AR教育群が90点でした。全操作工程を22段階に分けて評価した場合も、正確に遂行できた段階数の中央値は従来教育群が16、AR教育群が20でした。
遂行中に他の医療スタッフへ支援を要請した回数の中央値も、従来教育群は2回だったのに対し、AR教育群は0回でした。教育満足度と、機器を自分で扱えるという自信を示す自己効力感も、AR教育群の方が高くなりました。
学習に時間がかかったAR教育が、実操作では速かった理由
AR教育の利点は、単に新しい機器を使ったことにあるのではありません。実機に触れる瞬間に必要な情報を即座に提示した点が、結果に影響した可能性が高いと考えられます。
紙の手順書で機器を学ぶ場合、説明を読み、機器を確認し、次の手順を記憶して行動に移す必要があります。不慣れな人は手順書と機器を行き来しながら、「次は何をすればよいのか」を繰り返し思い出さなければなりません。
ARでは状況が異なります。実機を見ているその場で、次の段階と手を置くべき位置が表示されます。必要な準備物もすぐに確認できます。言い換えれば、「説明書を読んで覚えてから実行するプロセス」を「機器を見ながらそのまま実行するプロセス」に置き換えた形です。
研究チームは、こうした段階ごとの視覚ガイダンスが、複雑な操作工程で一度に記憶しなければならない情報負担を軽減した可能性があるとみています。最初は一つ一つ手順を追うため時間がかかったものの、実機に触れながら手の動きと操作順序を同時に習得したことが、その後の遂行速度と正確性の向上につながった可能性があるという説明です。
教育学では、人が一度に処理すべき情報が過度に多いと学習効率が低下する現象を「認知負荷（cognitive load）」と呼びます。ARが必要な情報を必要な瞬間に分けて提示することで、この負担を減らした可能性があります。
ただし今回の研究は、こうした作動原理そのものを直接立証したわけではありません。参加者は全員、Level-1に初めて触れる看護師で、比較対象も講師が進行する実習教育ではなく、紙の手順書を用いた自己学習でした。こうした条件により、両教育法の差がより大きく表れた可能性もあります。
実患者の輸血開始時間が62%短縮されたという意味ではない
今回の結果を、AR教育が実際の大量出血患者の輸血開始時間を62%短縮したと受け取ることはできません。
研究チームが測定したのは、教育を終えた看護師が機器をどれだけ速く、正確に扱えるかでした。実際の患者を対象に、輸血開始時間や治療成績、生存率を比較した研究ではありません。
教育効果が時間の経過後も維持されるかどうかも、追加の確認が必要です。1病院の看護師42人を対象とした研究であるため、他院やICU・手術室などでも同様の効果が得られるか検証する必要があります。
AR機器自体の制約もあります。今回の研究で使用したホロレンズ2は重量が566gで、1回の充電で2〜3時間程度連続使用できます。サムスンソウル病院の研究陣による先行研究では、バッテリー消耗や過熱に備え、複数台の機器を交互に使用したこともありました。
ソン教授は「救急医療では、複雑で多様な状況の中で正確かつ迅速な対応が必要です」と述べた上で、「頻繁には使用しない重要な医療機器や多様な臨床状況を拡張現実で事前に反復学習すれば、医療スタッフの能力を強化し、予期せぬ緊急事態により体系的に備えられるでしょう」と話しました。
さらに「現時点では、実際の医療現場で活用するにはハードウェア面の制約が残っています」とし、「より軽く快適で、性能が向上した次世代機器が登場すれば、医療スタッフ教育と臨床現場で、はるかに自然に活用できるでしょう」と付け加えました。
今回の研究は、保健福祉部の財源により、韓国保健産業振興院の保健医療技術研究開発事業の支援を受けて実施されました。
