学会誌

放射線誘発唾液腺障害マウスモデル確立に向けた予備的研究

著者

山内 麻里子¹ 鈴木 学爾^1,2 高橋 一人³ 関亦 正幸⁴ 櫻井 健雄⁵ 箱崎 みらん⁵ 遠藤 実悠⁵ 関亦 明子^1,5

所属

1. 福島県立医科大学大学院看護学研究科看護生命科学研究室
2. 福島県立医科大学看護学部小児・精神看護学部門
3. 福島県立医科大学保健科学部臨床検査学科
4. 福島県立医科大学医学部附属放射性同位元素研究施設
5. 福島県立医科大学看護学部看護生命科学研究室

要旨

口腔乾燥症はがん放射線治療の合併症であり，嚥下，発話，咀嚼の困難を引き起こし，患者の生活の質や治療継続に影響する．口腔乾燥症への対応は緩和的であり，根本的な解決法が必要である．本研究の目的は，放射線誘発性唾液腺損傷のマウスモデルを確立し，新規予防介入評価のための指標候補を得ることである．６mmの鉛板で唾液腺領域を１cm開けてマウスの全身を覆い，０から30Gyの単回放射線照射を行って，唾液流量，唾液腺の組織構造，およびp53の発現を評価した．その結果，15Gy照射後３日から８週の間が，唾液流量低下の観察に適していることが分かった．さらに，15または30Gyの照射後８週目に，耳下腺に巨核細胞が観察された．本研究においては，６mmの鉛板を使用することで，マウスの致死を回避した照射方法を確立して，15Gyの照射強度が唾液腺障害を誘発するために必要十分であることが分かった．

キーメッセージ

1. 今回の研究は看護・介護のどのような問題をテーマにしているのか？
   研究を行うきっかけとなったことはどのようなことか？
   治療時から退院後も問題となるがん治療の有害事象の１つである口腔乾燥症の軽減を目指した研究です．
2. この研究成果が看護・介護にどのように貢献できるのか？あるいは，将来的に貢献できることは何か？
   退院後も長く残るがん治療後の口腔乾燥症をはじめ，味覚障害や口腔粘膜症，口腔関連の感染症を減少させ，QOLの向上に貢献します．
3. 今後どのような技術が必要になるのか？
   放射線障害を軽減する薬剤の探索や，それをケアに用いる方法や素材に関する技術が必要になります．

キーワード

放射線治療，唾液腺，マウスモデル，口腔乾燥症

Establishing a mouse model for radiation-induced salivary gland dysfunction: A pilot study

Author(s)

Mariko Yamauchi¹ Gakuji Suzuki^1,2 Kazuto Takahashi³ Masayuki Sekimata⁴ Takehiro Sakurai⁵ Miran Hakosaki⁵ Miyu Endo⁵ Akiko Murakami-Sekimata^1,5

Affiliation

1. Department of Life Sciences and Nursing, Graduate School of Nursing, Fukushima Medical University
2. Division of Pediatric and Psychiatric Nursing, School of Nursing, Fukushima Medical University
3. Department of Clinical Laboratory Sciences, School of Health Sciences, Fukushima Medical University
4. Radioisotope Research Center, School of Medicine, Fukushima Medical University
5. Department of Life Sciences and Nursing, School of Nursing, Fukushima Medical University

Abstract

Xerostomia is a common complication of irradiation for cancer treatment and causes difficulty in swallowing, speaking and chewing, thereby affecting the patient’s quality of life and even interrupting the treatment course itself. Currently, the only treatment for xerostomia is palliative; thus, radical solutions are required. This study aimed to establish a mouse model of radiation-induced salivary gland damage, and identify potential indicators that can be used to evaluate novel preventive interventions. Mice were shielded with a 6-mm lead plate, leaving a 1-cm opening to expose salivary glands region. The mice were administered a single dose of radiation ranging from 0 to 30 Gy, and assessed the salivary flow rate, histological structure of the salivary glands, and expression of p53. We found that the period between 3 days and 8 weeks after 15 Gy irradiation was appropriate for observing a decrease in salivary flow rate. Furthermore, macronuclei were observed in the parotid glands at 8 weeks after a dose of 15 or 30 Gy. We developed an irradiation method using a 6-mm lead plate that avoided mouse lethality, and a dose of 15 Gy was found to be both necessary and sufficient to induce a salivary disfunctions.

Keyword

radiation treatment, salivary gland, mouse model, xerostomia

高齢者に対する用手的振動の効果：ランダム化クロスオーバー試験

著者

山下 哲平¹ 佐々木 新介²

所属

1. 関西福祉大学看護学部看護学科
2. 岡山県立大学保健福祉学部看護学科

要旨

目的：用手的な振動を用いることの効果を高齢者の自律神経系や主観に焦点を当てて検証した．方法：高齢者施設の65歳以上の入居者15名を対象とした．ランダム化クロスオーバー試験にて介入順序の異なるＡ群およびＢ群に無作為に割り付け，用手的な振動を介入条件，触れるのみ（振動は加えない）を対照条件とし，それぞれの条件下の効果を比較した．腹臥位となり上半身・下半身計８ヵ所に合計５分間実施した．自律神経の指標として心拍変動解析によるnatural logarithm（In）high-frequency（HF）, ln（low-frequency（LF）/HF）を実施前・実施中・実施後に測定し，主観的指標としてvisual analog scale（VAS）で眠気・疲労・痛みを実施前後で評価した．結果：用手的な振動を実施中にlnHFが有意に増加した（p=.021）．またVAS眠気スコアでは，実施後の介入条件と対照条件との比較において有意差を認めた（p=.041）．結論：用手的な振動により副交感神経系の活性化や眠気に影響する可能性が示唆された．

キーメッセージ

1. 今回の研究は看護・介護のどのような問題をテーマにしているのか？
   研究を行うきっかけとなったことはどのようなことか？
   自律神経を指標とした機器を用いた振動の効果は報告されているが，用手的振動の効果は明らかにされていないため検証を行った．
2. この研究成果が看護・介護にどのように貢献できるのか？あるいは，将来的に貢献できることは何か？
   安全かつ簡便に実施できるケアとして，ベッドサイドや在宅での活用が期待される．
3. 今後どのような技術が必要になるのか？
   安全かつ効果的な振動刺激を再現する技術や，継続したケアとして応用できる仕組みの開発が望まれる．

キーワード

振動，自律神経，クロスオーバー試験，看護ケア

Effects of manual vibration on older adults：A randomized crossover trial

Author(s)

Teppei Yamashita¹ Shinsuke Sasaki²

Affiliation

1. Department of Nursing, Faculty of Nursing, Kansai University of Welfare
2. Department of Nursing Science, Faculty of Health and Welfare Science, Okayama Prefectural University

Abstract

Objective: This study aimed to investigate the effects of manual vibrations in older adults. Methods: Fifteen participants (aged ≥ 65 years) from a facility for older adults were enrolled in a randomized crossover trial. The participants were randomly assigned to two groups (A and B) with different intervention orders. The intervention condition involved the application of manual vibration, whereas the control condition involved touching only (without vibration). Under both conditions, the intervention was performed for 5 min at eight sites (upper and lower body) in the prone position. Autonomic function was assessed using heart rate variability analysis (natural logarithm(ln) high-frequency(HF) and ln [low-frequency(LF)/HF]) before, during, and after intervention. Subjective measures of sleepiness, fatigue, and pain were evaluated using a visual analog scale (VAS) pre- and post-intervention. Results: During manual vibration, the lnHF increased significantly (p=.021). Additionally, the post-intervention VAS scores for sleepiness differed significantly between both groups (p=.041). Conclusion: Manual vibration may improve parasympathetic activity and influence subjective sleepiness in older adults.

Keyword

vibration, autonomic nervous system, crossover study, nursing care

触れる振動刺激が自律神経指標，主観的快適性，および覚醒度に与える影響

著者

山下 哲平¹ 佐々木 新介²

所属

1. 関西福祉大学看護学部看護学科
2. 岡山県立大学保健福祉学部看護学科

要旨

目的：本研究は，人が人に触れるという行為と機器による低周波振動刺激の併用が，自律神経指標および主観的快適感に及ぼす影響を比較検討することを目的とした．方法：健常成人を対象に，触れない（無刺激），触れるのみ，触れる＋振動ありの３条件について，ランダム化クロスオーバー試験を実施した．生理的指標として心拍変動，皮膚電位，呼吸を，主観的指標として快適・覚醒度をvisual analog scale（VAS）で測定した．線形混合効果モデルとボンフェローニ検定を用いて分析し，有意水準を５％未満とした．結果：触れるのみの条件で副交感神経活動を示すstandard deviation 1（SD1）が有意に上昇し，振動併用条件では交感神経の指標standard deviation 2（SD2）/SD1が低下するとともに，VAS快適度スコアが有意に低下（スコアが低いほど快適）し，触れるのみの条件と比較しても有意な改善がみられた．結論：触れるケアと低周波振動刺激の併用は副交感神経活動を優位にし，心理的リラクセーションを促進する可能性が示唆された．

キーメッセージ

1. 今回の研究は看護・介護のどのような問題をテーマにしているのか？
   研究を行うきっかけとなったことはどのようなことか？
   触れるというケアと機器による振動刺激の併用による効果を科学的に検証する必要があると考え，本研究を実施した．
2. この研究成果が看護・介護にどのように貢献できるのか？あるいは，将来的に貢献できることは何か？
   本研究により，薬物を使用しないリラクセーション手段として，臨床に応用可能な新たな看護アプローチの可能性を示した．
3. 今後どのような技術が必要になるのか？
   対象に最適化された周波数・強度の自動調整，プロトコル標準化と小型・簡便化により，改良機器の臨床実装を進める．

キーワード

触れる，振動，自律神経，クロスオーバー試験，看護ケア

Effects of touch with device-delivered low-frequency vibratory stimulation on autonomic nervous system indicators, subjective comfort, and alertness

Author(s)

Teppei Yamashita¹ Shinsuke Sasaki²

Affiliation

1. Department of Nursing, Faculty of Nursing, Kansai University of Welfare
2. Department of Nursing Science, Faculty of Health and Welfare Science, Okayama Prefectural University

Abstract

Objective: This study aimed to compare the effects of combining interpersonal touch and device-delivered low-frequency vibratory stimulations on autonomic nervous system indicators and subjective comfort. Methods: A randomized crossover trial was conducted with healthy adults under three conditions; no touch (no stimulation), touch only, and touch with vibration. Physiological (heart rate variability, skin conductance, and respiration) and subjective indicators (comfort and alertness, measured using the visual analog scale [VAS]) were evaluated. A linear mixed-effects model and Bonferroni test were used for the analysis, with a significance level of<5%. Results: In the touch only condition, standard deviation 1 (SD1) (an indicator of parasympathetic activity) increased significantly. In the touch with vibration condition, the sympathetic indicator standard deviation 2 (SD2)/SD1 decreased and VAS comfort score significantly decreased (lower scores indicated higher comfort), showing a significant improvement compared to the touch only condition. Conclusion: Combined touch and low-frequency vibratory stimulation favors parasympathetic activity, suggesting its potential to promote psychological relaxation.

Keyword

touch, vibration, autonomic nervous system, crossover study, nursing care

ノビレチンによる高リン酸条件下での血管平滑筋細胞石灰化抑制作用：Runx2およびOsteocalcin発現制御を介して

著者

髙畠 孝児¹

所属

1. 公立大学法人名桜大学人間健康学部看護学科

要旨

慢性腎疾患に関連する血管石灰化には，血管平滑筋細胞（VSMCs）が骨芽細胞様へと表現型を変化させることが関与していると考えられている．本研究では，天然由来のポリメトキシフラボノイドであるノビレチンが，高リン酸条件下におけるVSMCsに及ぼす影響を検討した．骨形成マーカーであるRunx2およびOsteocalcinの発現を，リアルタイムpolymerase chain reactionおよびWestern blotにより解析した．ノビレチン処理群では，両マーカーのタンパク質発現に減少傾向が認められた．これらの結果から，ノビレチンはVSMCsの骨芽細胞様分化に関連する分子レベルの変化に影響を及ぼす可能性が示唆された．石灰化そのものの抑制を直接示す結果は得られなかったが，関連する分子応答に変化を与える可能性が示された．今後は，詳細な作用機序の解明や，機能性食品としての応用可能性の検討が求められる．

キーメッセージ

1. 今回の研究は看護・介護のどのような問題をテーマにしているのか？
   透析患者に高頻度で見られる動脈硬化，特に血管石灰化の抑制方法が未確立であること．
   研究を行うきっかけとなったことはどのようなことか？
   地元食材を活用した動脈硬化抑制の可能性を地域創生の視点から考えたこと．
2. この研究成果が看護・介護にどのように貢献できるのか？あるいは，将来的に貢献できることは何か？
   食習慣改善を基盤とした，予防的看護支援への応用に貢献できる．
3. 今後どのような技術が必要になるのか？
   研究成果を日常の食習慣に応用し，特定保健用食品などへの展開を可能にする技術．

キーワード

血管平滑筋細胞，石灰化，Runx2，Osteocalcin，ノビレチン

Inhibitory effect of nobiletin on vascular smooth muscle cell calcification under high-phosphate conditions via regulation of Runx2 and Osteocalcin expression

Author(s)

Koji Takabatake¹

Affiliation

1. Department of Nursing, Faculty of Human Health Sciences, Meio University

Abstract

Vascular calcification associated with chronic kidney disease (CKD) is believed to involve the phenotypic transition of vascular smooth muscle cells (VSMCs) into osteoblast-like cells. In this study, we investigated the effect of nobiletin, a naturally occurring polymethoxylated flavonoid, on VSMCs under high-phosphate conditions. The expression of osteogenic markers, Runx2 and Osteocalcin, was analyzed using real-time polymerase chain reaction and Western blot. In VSMCs treated with nobiletin, a trend toward decreased protein expression of both markers was observed. These findings suggest that nobiletin may influence molecular events related to the osteogenic differentiation of VSMCs. Although direct inhibition of calcification was not demonstrated, nobiletin appears to modulate associated molecular responses. Further studies are needed to elucidate the detailed mechanisms of action and to explore its potential as a functional food component for preventing vascular calcification in CKD.

Keyword

vascular smooth muscle cell, vascular calcification, Runx2, Osteocalcin, nobiletin

非侵襲的手法による高強度伸張性運動後の局所性筋損傷マーカーの評価

著者

坂本 和大^1,2 峰松 健夫³ 大貝 和裕³ 前田 明² 禰屋 光男¹

所属

1. びわこ成蹊スポーツ大学
2. 鹿屋体育大学
3. 石川県立看護大学

要旨

本研究では，スキンブロッティング法（SB法）によるクレアチンキナーゼ（CK）測定が，運動誘発性筋損傷（EIMD）の局所評価に有用かを検討した．運動習慣のある成人男性９名を対象に，非利き腕の肘屈筋群に高強度の等速性エキセントリック運動を実施し，最大随意筋力，血清CK活性およびSB法によるCK値と，主観的な痛みの指標として遅発性筋肉痛（DOMS）を介入前および運動実施の１～３日後に評価した．SB法におけるCK値は介入腕で有意に上昇し（p＜0.001），血清CKよりも早期に反応が見られた．SB法と血清CKとの間に有意な相関はなかったが，介入腕のSB法CKとDOMSの間には運動翌日に有意な正の相関（r＝0.740，p＝0.02）を認めた．これらの結果より，SB法は血清評価と異なる生理学的応答を反映し，EIMDの局所的かつ早期評価法として有用な非侵襲的アセスメント手段である可能性が示唆された．

キーメッセージ

1. 今回の研究は看護・介護のどのような問題をテーマにしているのか？
   研究を行うきっかけとなったことはどのようなことか？
   従来の骨格筋損傷のバイオマーカー評価は採血を用いるが，侵襲的で日々のモニタリングには適さないこと．
2. この研究成果が看護・介護にどのように貢献できるのか？あるいは，将来的に貢献できることは何か？
   非侵襲的に骨格筋由来のクレアチンキナーゼの動態を評価することで，運動によって生じる筋損傷だけでなく，サルコペニアの予防評価などに応用できる可能性がある．
3. 今後どのような技術が必要になるのか？
   損傷マーカーのクレアチンキナーゼだけなく，筋の修復過程を表すバイオマーカーをスキンブロッティング法で評価できるようにすること．

キーワード

運動誘発性筋損傷，スキンブロッティング法，クレアチンキナーゼ

Evaluation of local muscle damage marker after high-intensity eccentric exercise using a non-invasive method

Author(s)

Kazuhiro Sakamoto^1,2 Takeo Minematsu³ Kazuhiro Ogai³ Akira Maeda² Mitsuo Neya¹

Affiliation

1. Biwako Seikei Sport College
2. National Institute of Fitness and Sports in KANOYA
3. Ishikawa Prefectural Nursing University

Abstract

This study aimed to evaluate the validity of measuring creatine kinase (CK) using the skin blotting (SB) for the local assessment of exercise-induced muscle damage (EIMD). Nine healthy, physically active adult males performed high-intensity isokinetic eccentric exercises with the elbow flexors of the non-dominant arm. Maximal voluntary contraction, delayed onset muscle soreness (DOMS), serum CK activity, and CK levels measured by SB were assessed before and on days 1 to 3 post-exercise. CK levels measured by SB significantly increased in the exercised arm and peaked earlier than those levels measured by serum assay. No significant correlation was observed between CK levels by SB and serum CK; however, a significant positive correlation was found between CK by SB and DOMS on the day after exercise. These findings suggest that the SB method reflects physiological responses from those observed in serum-based assessments and may serve as a useful non-invasive technique for the early and localized evaluation of EIMD.

Keyword

exercise induced muscle damage, skin blotting, creatine kinase

看護業務における時間的・物質的コストを削減する電子カルテ非接触操作システムの開発：実験的検証

著者

佐藤 充¹ 佐藤 正樹²

所属

1. 群馬県立県民健康科学大学診療放射線学部
2. 群馬県立県民健康科学大学看護学部

要旨

目的：モーションセンサを用いた電子カルテの非接触操作システムを開発した．本システムは手袋を装着したまま操作できるため，時間的・物質的コストの削減が可能になる．方法：本研究で開発したシステムが情報取得に要する平均時間を，従来のマウスを用いた方法での平均所要時間と比較した．測定は情報取得の指示が開始された時点から開始し，情報取得が終了するまでの時間を測定した．参加者は13名（平均年齢35.4±11.1歳，女性11名，男性２名）であった．結果：本システムを用いた場合，従来のマウスを用いた場合よりも情報取得に要する時間が約61％短くなった（p＜0.05）．さらに，非接触で操作でき，操作の度に手袋を付け替える必要がないため，手袋のコスト削減が可能となった．結論：看護業務における電子カルテの非接触操作システムを開発した．従来法にくらべ平均所要時間が短く，手袋のコスト削減が期待できる．

キーメッセージ

1. 今回の研究は看護・介護のどのような問題をテーマにしているのか？
   看護師が看護ケアや手術支援で電子カルテを操作する場合，手袋を付け替える必要があるが，手袋の着脱は業務の中断やコスト，衛生面に課題があった．この解決を目指したシステム開発をテーマとした．
2. 研究を行うきっかけとなったことはどのようなことか？
   手袋を外さずに電子カルテを操作できれば，看護業務の効率化とコスト削減につながると考えたこと．
3. この研究成果が看護・介護にどのように貢献できるのか？あるいは，将来的に貢献できることは何か？
   開発したシステムを雛形として，商品レベルまで改善した場合，手袋の交換をしなくても電子カルテの操作が可能となる．これにより，手袋の交換にかかる物質的コストや衛生リスクを低減する可能性がある．
4. 今後どのような技術が必要になるのか？
   （1）既存の電子カルテシステム自体は変更せず，完全に分離したシステムとして運用可能にする．さらに操作性を向上させる必要がある．そのためには人間工学的な検討も必要となる．
   （2）操作者の疲労を調査し，より簡便に，誤入力が少ないシステム設計にする必要がある．

キーワード

電子カルテ，コスト削減，人間工学，ユーザコンピュータインタフェース，医療情報管理

Development of a noncontact electronic health record operation system for cost-effective nursing practice: Experimental validation

Author(s)

Mitsuru Sato¹ Masaki Sato²

Affiliation

1. Department of Radiological Technology, Gunma Prefectural College of Health Sciences
2. Department of Nursing, Gunma Prefectural College of Health Sciences

Abstract

Objective: We aimed to develop a noncontact operation system for electronic health records that allows for information acquisition without glove changes, enabling cost reduction. Methods: We developed an electronic medical record operation system using motion sensors. Additionally, we created an electronic medical record simulator to assess this electronic health record operation system. We compared the required average time for information acquisition using the motion sensor-based electronic health record operation system with that utilizing the traditional mouse method. The measurement began as the information acquisition instructions started, and it measured the amount of time until the information acquisition ended. We enrolled 13 participants. All participants were at least 20 years old (mean age: 35.4±11.1 years; 11 women, 2 men). Results: The required time to acquire information was approximately 61% shorter with this system than with the conventional mouse method (Paired t-test: t(519)=1.96, p<0.05). Furthermore, the system’s noncontact nature eliminated the requirement for glove replacement, thereby reducing glove costs. Conclusions: We have developed a noncontact operation system for electronic medical records to improve the efficiency of nurses’ work. The required average time is shorter than the conventional mouse method, and we anticipate a cost reduction in gloves.

Keyword

electronic health records, cost-effective, human engineering, user computer interface, health information management

健常成人を対象とした振動器内蔵エアマットレスを用いた下腿局所低周波振動の血流増加持続効果の検証：予備調査

著者

幅 大二郎¹ 西出 彩香² 紺家 千津子³ 北村 言⁴ 真田 弘美⁵ 松本 勝¹

所属

1. 石川県立看護大学大学院看護学研究科共同研究講座ウェルビーイング看護学
2. 石川県立看護大学看護学部
3. 石川県立看護大学看護学部成人看護学講座
4. 石川県立看護大学看護学部老年看護学講座
5. 石川県立看護大学

要旨

【目的】本研究は，振動器内蔵エアマットレスを用いた下腿部への局所低周波振動が健常成人の踵部および下腿部の血流に与える持続的増加効果を検証することを目的とした．【方法】健常成人12名を対象に，１日間のウォッシュアウト期間を設けたランダム化クロスオーバーデザインにより，15分間の振動介入と対照条件を比較した．血流，皮膚温，主観的評価（心地よさ，不快感，しびれ，痛み）をベースラインおよびフォローアップ時に測定した．血流はレーザー組織血液酸素モニターにより，踵部静脈叢および大伏在静脈に近接する皮膚表層で評価した．【結果】介入後，総ヘモグロビン値および酸素化ヘモグロビン値は有意に上昇し，踵部では105分間，下腿部では75分間持続した．皮膚温と主観的評価に有意差はなく，有害事象も認められなかった．【結論】下腿局所低周波振動は血流促進とその持続効果を示し，非侵襲的循環ケアとして有用性が示唆された．

キーメッセージ

1. 今回の研究は看護・介護のどのような問題をテーマにしているのか？
   研究を行うきっかけとなったことはどのようなことか？
   従来のマットレス下挿入型振動器では臨床的課題が多かったため，マットレスに内蔵する振動器を着想した．
2. この研究成果が看護・介護にどのように貢献できるのか？あるいは，将来的に貢献できることは何か？
   難治性創傷の治癒促進だけでなく，非拘束な低周波振動ケアによる血流促進で深部静脈血栓症予防にも貢献できる可能性がある．
3. 今後どのような技術が必要になるのか？
   マットレスによる褥瘡管理に積極的な振動ケアで「寝ることで褥瘡を早く治す」技術の開発．

キーワード

エアマットレス，振動器，局所低周波振動，難治性創傷，創傷治癒

Sustained effects of local low-frequency vibration using an air mattress-integrated vibrator on blood flow in healthy adults: A preliminary study

Author(s)

Daijiro Haba¹ Ayaka Nishide² Chizuko Konya³ Aya Kitamura⁴ Hiromi Sanada⁵ Masaru Matsumoto¹

Affiliation

1. Department of Well-being Nursing, Graduate School of Nursing, Ishikawa Prefectural Nursing University
2. School of Nursing, Ishikawa Prefectural Nursing University
3. Department of Adult Nursing, Faculty of Nursing, Ishikawa Prefectural Nursing University
4. Department of Gerontological Nursing, Faculty of Nursing, Ishikawa Prefectural Nursing University
5. Ishikawa Prefectural Nursing University

Abstract

Background: To evaluate the sustained effects of local low-frequency vibration delivered via an air mattress-integrated vibrator on blood flow in the heel and lower leg of healthy adults. Methods: Using a randomized crossover design, 12 healthy adults were exposed to both the experimental (vibration application) and control (no vibration) conditions, with a 1-day washout period. Blood flow, skin surface temperature, and subjective evaluations (comfort, discomfort, numbness, and pain) were assessed at baseline, during the 15-minute intervention, and at different follow-up time points. Blood flow was measured skin covering the plantar venous plexus and the great saphenous vein of the lower leg using a laser tissue oxygenation monitor. Results: Total and oxygenated hemoglobin significantly increased following the intervention, persisting for 105 minutes in the heel and 75 minutes in the lower leg. No significant changes were found in skin surface temperature. Subjective evaluations revealed no significant differences between the experimental and control conditions. No adverse events were reported. Conclusions: Local low-frequency vibration effectively enhances and sustains blood flow in the heel and lower leg, suggesting its potential as a non-invasive intervention for circulation improvement. These findings may contribute to the development of standardized protocols for clinical use.

Keyword

air mattress, vibrator, local low-frequency vibration, hard-to-heal wound, wound healing

Convolutional neural networkを用いた超音波ドプラの信号源を分類するAIモデルの開発と判定精度の評価

著者

佐藤 郁美^1,2 廣野 悠太^3,4 甲斐 千遥⁴ 吉田 皓文⁵ 西山 博久³ 児玉 直樹⁵ 笠井 聡^4,5

所属

1. 新潟医療福祉大学看護学部看護学科
2. 新潟医療福祉大学大学院医療福祉学研究科
3. トーイツ株式会社
4. 藤田医科大学医療科学部研究推進ユニット知能情報工学分野
5. 新潟医療福祉大学医療技術学部診療放射線学科

要旨

胎児心拍数陣痛図（CTG）で記録される胎児心拍数（FHR）は胎児の健康状態を評価する際に重要だが，まれに母体の心拍数が記録されてしまうという問題がある．そこで本研究では，超音波ドプラ（DUS）信号から胎児由来の信号と胎児以外の信号を助産師と同程度の精度で分類するconvolutional neural network（CNN）モデルを構築し，その有効性の評価を目的とした．データは，単一施設の産婦人科病棟より425症例のDUS信号とCTGを収集した．本研究には助産師がラベル付けした526データの胎児由来の信号と114データの胎児以外の信号を使用した．1D-CNNモデルを開発し，分類精度は曲線下面積（AUC）で評価した．結果，AUCは0.928を達成した．また，1D-CNNの分類精度は助産師と同程度の範囲内であることが示唆された．よって，本技術はCTGの装着およびCTGの判読支援ツールとしての応用が期待される．

キーメッセージ

1. 今回の研究は看護・介護のどのような問題をテーマにしているのか？
   研究を行うきっかけとなったことはどのようなことか？
   胎児心拍数陣痛図の判読や管理は，助産師の経験に依存しており助産師の負担が大きいためAIで支援したいと考えた．
2. この研究成果が看護・介護にどのように貢献できるのか？あるいは，将来的に貢献できることは何か？
   開発したAIが信号源を自動分類することで，助産師の負担を軽減するとともに母児の安全管理にも貢献できる．
3. 今後どのような技術が必要になるのか？
   臨床応用へ向けて，リアルタイムで信号源を分類する技術の確立が必要である．

キーワード

超音波ドプラ，胎児心拍数，人工知能，胎児心拍数陣痛図

Development and evaluation of an AI model for classifying Doppler ultrasound signal sources using convolutional neural network

Author(s)

Ikumi Sato^1,2 Yuta Hirono^3,4 Chiharu Kai⁴ Akifumi Yoshida⁵ Hirohisa Nishiyama³ Naoki Kodama⁵ Satoshi Kasai^4,5

Affiliation

1. Department of Nursing, Faculty of Nursing, Niigata University of Health and Welfare
2. Major in Health and Welfare, Graduate School of Niigata University of Health and Welfare
3. TOITU Co., Ltd.
4. Department of Intelligent Information Engineering, Research Promotion Unit, School of Medical Sciences, Fujita Health University
5. Department of Radiological Technology, Faculty of Medical Technology, Niigata University of Health and Welfare

Abstract

Fetal heart rate (FHR) recorded by cardiotocography (CTG) is crucial for assessing fetal well-being; however, it is occasionally subject to the issue of maternal heart rate being recorded. Therefore, the aim of this study was to develop a convolutional neural network model capable of classifying fetal-derived signals and non- fetal-derived signals from Doppler ultrasound (DUS) signals with an accuracy comparable to that of midwives, and to evaluate its effectiveness. The data consisted of DUS signals and CTG recordings collected from 425 cases in the obstetrics ward of a single facility. This study used 526 fetal-derived signals and 114 non-fetal-derived signals from the 425 cases, annotated by midwives. A one-dimensional convolutional neural network (1D-CNN) model was developed, and its classification performance was evaluated using the area under the curve (AUC). As a result, the model achieved an AUC of 0.928. In addition, the classification performance of the 1D-CNN was found to be within the range comparable to that of midwives. Therefore, this technology is expected to be applicable as a support tool for both CTG sensor placement and the interpretation of DUS signals.

Keyword

Doppler ultrasound，fetal heart rate，artificial intelligence，cardiotocography