JP2011502300A

JP2011502300A - 感染管理ソリューションの開発のための仮想現実ツール

Info

Publication number: JP2011502300A
Application number: JP2010530593A
Authority: JP
Inventors: アンダーソン、ジョエル; ボウマン、ダニエル; キャンスラー、バレリー; ガカー、シュドハンス; リンチ、ウィリアム; フィリップス、エリカ; ランガナタン、シュリダー; ティメール、リチャード
Original assignee: キンバリークラークワールドワイドインコーポレイテッド
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2011-01-20
Also published as: WO2009053868A3; EP2212853A4; WO2009053868A2; EP2212853A2; US20090112541A1

Abstract

本発明の実施形態は、改良された感染管理ソリューションを開発するために使用される仮想現実ツールを提供する。この仮想現実ツールは、手洗い（または他の感染制御行動）に関する人間行動を修正するための改良されたトレーニングシステムや、提案された改良された感染管理ソリューションの有効性を評価するための改良されたシステムを含む改良された感染管理ソリューションを開発するために、様々な医療環境に適用され得る。また、この仮想現実ツールは、抗微生物製品の製造者／販売者が、或る抗微生物製品または或る提案されたソリューションの他の製品または他のソリューションに対する優位性を実証するために有用である。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、一般的に、仮想現実シミュレーションに関する。より詳細には、本発明の実施形態は、改良された感染管理ソリューションを開発するために使用される仮想現実ツールに関する。

病原体は拡散する傾向にある。通常は肉眼では検出できないが、人間は、様々な種類のウイルス、細菌及び真菌などの様々な病原体に絶えず曝されている。さらに、人間がそのような環境と相互作用したとき、人間は必然的に病原体を或る場所から他の場所へと運ぶ。病原体及び疾病伝播に対する主な防御策は、一般的に、或る環境（特に医療環境）内での病原体の存在を最小限に抑える措置を取ることである。個人の手洗いが、感染管理ソリューションにおいて中心的な役割を果す場合が多い。例えば、病院の手術室は、無菌環境を維持するために、手洗いに関する複雑な相互関連する一連の処置を行う。同様に、病院の他のエリア（または、他の医療施設）では、汚染されていない環境を維持するために、種々の手法が用いられる。また、学校、診療所、デイケア施設などの至る所で、同様の問題が生じている。

所与の感染管理手法の有効性は、一つには、関係者がその手法をどれだけ忠実に行うかに左右される。所与の手法における明白な（または暗黙の）促進要因または阻害要因が、個人の行動に大きく影響する。しかし、至る所に存在する病原体のように、それらは肉眼では見ることができない。したがって、多くの場合は、所与の環境において病原体が或る位置から他の位置にどのようにして伝搬するか、または、個人の行動及び／または促進要因若しくは阻害要因の影響がソリューションの有効性に対してどのように寄与する（または損なわせる）かを、理解、分析または解釈することは難しく、特定することさえ難しい。そのため、改良された感染管理ソリューションを開発することは非常に困難であった。

米国特許第６，３９２，５４６号明細書米国特許第５，５７３，０４１号明細書

本発明の実施形態は、改良された感染管理ソリューションを開発するために使用される仮想現実ツールを提供する。この仮想現実ツールは、手洗い（または他の感染制御行動）に関する人間行動を修正するための改良されたトレーニングシステムや、提案された改良された感染管理ソリューションの有効性を評価するための改良されたシステムを含む改良された感染管理ソリューションを開発するために様々な医療環境に適用され得る。また、この仮想現実ツールは、抗微生物製品の製造者／販売者が、或る抗微生物製品または或る提案されたソリューションの他の製品または他のソリューションに対する優位性を実証するために有用である。

本発明の一実施形態では、仮想現実シミュレーションを生成するための方法が提供される。この方法は、概して、１若しくはそれ以上のシミュレーション被験者と物理的環境との間の相互作用を示す或るシミュレーションデータセットを読み出すステップと、前記物理的環境内において或る病原体がどのように拡散するのかを示す疾病伝播モデルを読み出すステップとを含む。またこの方法は、前記疾病伝播モデルを前記或るシミュレーションデータセットに適用し、前記或るシミュレーションデータセットに基づいて前記物理的環境内における前記病原体の伝播を予測するテップと、前記予測された前記物理的環境内における前記病原体の伝播を表す仮想現実シミュレーションを生成するステップと、前記仮想現実シミュレーションを仮想現実ディスプレイプラットホームに表示するステップとをさらに含む。

特定の実施形態では、前記仮想現実シミュレーションは、前記予測された前記物理的環境内における前記病原体の伝播についての視覚可能な表示をユーザに提供する。例えば、前記視覚可能な表示は、前記物理的環境の表面上における予測される病原体の存在及び微生物負荷を示すのに使用される色或いは強度の変更を含む。

本発明の上記特徴が詳細に理解され得るように、上記の簡単に要約された本発明のより詳しい説明を、添付された図面にその一部が示されている実施形態を参照することにより提示する。

しかしながら、添付された図面は本発明の典型的な実施形態のみを示しており、それ故に、本発明の範囲を制限するものと見なされるべきではなく、本発明は、他の同等の有効な実施形態を許容できることに留意すべきである。

本発明の一実施形態による、改良された感染管理ソリューションを開発するための仮想現実システムを含むコンピュータ環境の構成要素を示すブロック図である。本発明の一実施形態による、最初に図１に示した仮想現実システムの構成要素をさらに詳細に示す概念図である。本発明の一実施形態による、改良された感染管理ソリューションを開発するための方法を説明するためのフローチャートである。本発明の一実施形態による、或る感染管理ソリューションを評価するために仮想現実シミュレーションを変更する方法を説明するためのフローチャートである。本発明の一実施形態による、改良された感染管理ソリューションを開発するために使用される仮想現実シミュレーションの構成要素の概念図である。本発明の一実施形態による、改良された感染管理ソリューションを開発するために使用される仮想現実シミュレーションの構成要素の概念図である。

本発明の実施形態は、改良された感染管理ソリューションを開発するために使用される仮想現実ツールを提供する。この仮想現実ツールは、手洗い（または他の感染制御行動）に関する人間行動を修正するための改良されたトレーニングシステムや、提案された改良された感染管理ソリューションの有効性を評価するための改良されたシステムを含む改良された感染管理ソリューションを開発するために、様々な医療環境に適用され得る。また、この仮想現実ツールは、抗微生物製品の製造者／販売者が、或る抗微生物製品または或る提案されたソリューションの他の製品または他のソリューションに対する優位性を実証するために有用である。

一実施形態では、感染管理に取り組むための仮想現実システムは、感染管理に関連する実際の行動データを視覚的に表示する仮想現実シミュレーションを生成するために使用され、観察された行動及び提案された代替案の既存のシステムまたは手順に対する影響を調べるために疾病伝播モデルと併用される。ここで説明されたこの仮想現実システムは、とりわけ、行動の変化を促す訓練用ツールとして、最良実施の順守（コンプライアンス）を向上させるために医療施設を支援するための（また、感染減少のための努力を実証するための）順守用ツールとして、感染管理用の改良された製品の感染管理についての利点を示すためのセールス用ツールとして、及び、感染管理の代替方法を調べるための及び重要な感染機会領域を特定するための開発用ツールとして使用することができる。

一実施形態では、仮想現実ツールは、所与の環境内での病原体の伝播可能性をモデル化するために、或る期間に渡って収集された実際の現場のデータと組み合わすことができる。ここで詳細に説明されるように、本発明の実施形態は、医療環境内での個人の位置、個人の手洗い行動、及び個人の様々な表面との接触（患者などの他人との接触を含む）をモニタリングするためのデータ収集システムを含み得る。仮想現実システムは、観察された環境と、所与の期間におけるシミュレーション被験者の挙動及び前記観察された環境とのインタラクションとを視覚的に表示するように構成され得る。疾病伝播モデルは、病原体が或る環境内でどのように拡散するかを（例えば、或る人物の手から他の表面へ、または、或る物体から他の物体へ）予測するのに使用される。通常は見ることができない病原体の伝播を、仮想現実シミュレーションと一体化された手法により視覚的に表示することができる。さらに、仮想現実ツールは、製品、手順、部屋レイアウト、ディスペンスシステムなどについての提案された変更の利点を医療機関が認識するのに役立つように、仮想現実シミュレーション用の別のシナリオを提供するために構成され得る。

また、ここで説明される本発明の実施形態では、仮想現実シミュレーションの一例を説明するために、病院の手洗いステーションを用いる。しかし、ここで開示される仮想現実ツールは、個人のインタラクションにより疾病または病原体の伝播がもたらされる様々な環境で使用するために構成可能なことは、当業者であれば理解できるであろう。

さらに、以下の説明は、本発明の実施形態に言及する。しかし、本発明は、具体的に説明された実施形態のいずれかに限定されるものではないことを理解されたい。その代わりに、以下の特徴及び要素の任意の組み合わせが、異なる実施形態に関連してもそうでなくても、本発明を実現及び実施するのに考えられる。さらに、本発明の様々な実施形態が、従来技術に対する様々な利点を提供する。本発明の実施形態は他の可能なソリューション及び／または従来技術に対する利点を達成するが、所与の実施形態により達成されるか否かを問わず、特定の利点は本発明を限定するものではない。したがって、以下の態様、特徴、実施形態、及び利点は、単に例示的なものであり、クレームに明確に記載された場合を除いて、添付されたクレームの構成要素または限定と見なされるべきではない。同様に、「本発明」という記載は、ここで開示された任意の新規の事項の産物と解釈すべきではなく、また、クレームに明確に記載された場合を除いて、添付されたクレームの構成要素または限定事項と見なされるべきではない。

本発明の一実施形態は、コンピュータシステムと共に使用されるプログラム製品として実施される。前記プログラム製品のプログラムは、諸実施形態（本明細書中で説明される諸方法を含む）の機能を定義し、かつ様々なコンピュータ可読媒体に格納することができる。例示的なコンピュータ可読媒体としては、これに限定されるものではないが、（ｉ）情報を恒久的に記憶する書き込み不能な記憶媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭドライブで読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭディスクなどのコンピュータに装填される読み取り専用メモリデバイス）や、（ｉｉ）変更可能な情報を記憶する書き込み可能記憶媒体（例えば、ディスクドライブに装填されるフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクドライブ、またはフラッシュメモリデバイスなど）がある。その他の媒体としては、無線通信ネットワークを含むコンピュータネットワークまたは電話ネットワークなどを介してコンピュータへ情報を伝達する通信媒体がある。後者の実施形態は、具体的には、前記インターネットから他のネットワークへ、或いは、他のネットワークから前記インターネットへ情報を伝達するステップを含む。このようなコンピュータ可読媒体は、本発明の機能を実施させるコンピュータ可読命令を保持している場合、本発明の実施形態を表すものとなる。

一般的に、本発明の実施形態を実施すべく実行されるルーチンは、オペレーティングシステムまたは特定のアプリケーション、コンポーネント、プログラム、モジュール、オブジェクト、または命令シーケンスの一部であってもよい。本発明のコンピュータプログラムは、一般的に、ネイティブコンピュータにより、機械可読フォーマット、ひいては実行可能命令に変換されることになる複数の命令から構成される。また、プログラムは、そのプログラムにローカルに常駐しているか、或いはメモリまたは記憶デバイスに格納されている変数及びデータ構造からも構成される。加えて、後述する様々なプログラムが、本発明の特定の実施形態において実施されるアプリケーションに基づいて実施可能である。なお、後記するいずれの特定のプログラム用語も便宜上使用するにすぎず、本発明が、そのような用語によって特定される及び／または暗黙に定義される任意の特定のアプリケーションでの使用のみに限定されるべきではないことを理解されたい。

図１は、本発明の一実施形態による、改良された感染管理ソリューション（infection control solution）を開発するための仮想現実システムを含むコンピュータ環境の構成要素を示すブロック図である。図示のように、コンピュータ環境１００は、ネットワーク１１４を介して仮想現実サーバシステム１２０と通信可能なクライアントコンピュータシステム１０５及びデータベースシステム１１１を含む。コンピュータ環境１００内に示すコンピュータシステム１０５、１１１及び１２０の代表例としては、デスクトップコンピュータ、サーバコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータなどの既存のコンピュータシステムが挙げられる。しかしながら、本発明の実施形態は、任意の特定のコンピュータシステム、アプリケーション、デバイス、またはネットワークアーキテクチャに限定されるものではなく、新しいコンピュータシステム及びプラットフォームが利用可能になったときはそれらを代替的に用いることもできる。また、当業者であれば、コンピュータシステム１０５、１１１及び１２０の図示が本発明の態様を強調するために簡略化されていることや、コンピュータシステム及びネットワークは通常は図１に示したもの以外のその他の様々な構成要素をさらに含むことを理解できるであろう。

図示のように、サーバシステム１２０は、バス１２１によって互いに接続された１若しくはそれ以上のＣＰＵ１２２、ストレージ１２４及びメモリ１２８を含む。ＣＰＵ１２２は、ユーザアプリケーション（例えば、仮想現実ツール１２７）を実行するために必要な命令、論理及び数学的処理を実行するプログラム可能論理デバイスである。ストレージ１２４は、サーバシステム１２０で使用されるアプリケーションプログラム及びデータを格納する。一般的なストレージデバイス１２４としては、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリデバイス、光媒体などがある。クライアントシステム１０５及びデータベースシステム１１１は、同様のコンポーネント（図示せず）を含み得る。クライアントシステム１０５は、仮想現実シミュレーションビューア１０７を実行するために使用され得る。シミュレーションビューア１０７は、ユーザに対して、仮想現実シミュレーションの内容を表示する。

ネットワーク１１４は、有線ネットワーク及び無線ネットワークの両方を含む任意の種類のデータ通信ネットワークを表す。したがって、ネットワーク１１４は、ローカルネットワーク及び広域ネットワークの両方を表し、インターネットを含む。

一実施形態では、サーバシステム１２０は、仮想現実ツール１２７を含む。例えば、仮想現実ツール１２７は、仮想現実シミュレーションジェネレータ１３０及びユーザインターフェース１３２を含む。ユーザインターフェース１３２は、ユーザが仮想現実ツール１２７と相互作用（インタラクト）して仮想現実ツール１２７の作動を制御することを可能にする。仮想現実ツール１２７は、シミュレーションデータ１２６及び疾病伝播モデル１２８に基づいて仮想現実シミュレーションを生成するように構成されたソフトウエアアプリケーションを提供する。一実施形態では、シミュレーションデータ１２６は、シミュレーション被験者（参加者）のグループをモニタリングすることにより収集される。例えば、手洗いステーションを有する手術室について、１週間に渡るデータ収集トライアルを行う。データ収集は様々な方法で行うことができ、例えば、人間の行動に関するデータは、ＲＦＩＤ（ラジオ周波数識別）タグを備えたバッジを用いて追跡（トラッキング）することができる。複数のＲＦＩＤリーダからのデータを三角測量法で計算することにより、そのバッジを付けた人間の位置を正確に求めることができる。

別の例では、各被験者及び各被験者の動作（例えば、手洗いという動作、手洗い時間の長さ、各被験者が触った物体）を識別するためのパターン認識／画像認識ソフトウエアツールに接続されたビデオ監視ツールを用いて、シミュレーション被験者の位置及び動作を追跡する。別の技術としては、撮影されたビデオ映像を見て、接触事象（イベント）のデータを手動で入力する手法がある。この場合、データベースシステム１１１は、この実験の各被験者についての事象情報（例えば、手洗いの回数、手洗い時間の長さ、物体との接触の程度など）を記憶するように構成される。これらの手法の詳細は後述する。いずれの事象の場合も、また、データの取得方法に関わらず、取得されたデータ（事象情報）はデータベースシステム１１１からサーバシステム１２０へ送信され、シミュレーションデータ１２６に格納される。

データベースシステム１１１からのデータは、一般的に、この実験の仮想現実シミュレーションに含まれることになる、各被験者の動作、活動及び接触事象を表す。例えば、仮想現実ディスプレイプラットホーム１１０及び／または仮想現実ユーザインタラクションデバイス１１２は、シミュレートされた環境におけるユーザの高速「フライスルー（fly-through）」動作、または、或る被験者の視点からのシミュレーションを体験することを可能にする。前記データは、物理的空間を表す仮想現実シミュレーションに取り入れられる。仮想現実シミュレーションは、所望に応じて、仮想現実シミュレーション内で動作したり物体と相互作用したりすることが可能な実験被験者を表すアバタを含む。なお、人間の表示は必須ではない。例えば、被験者の１週間分の接触データを短時間で表示したり、頻繁に接触した領域を仮想現実シミュレーションにおいて明るさ、色、ラベルなどで強調表示したりすることができる。

疾病伝播モデル１２８は、シミュレートされた環境における病原体の伝播を予測またはシミュレートするのに使用することができる。例えば、この実験で観察された被験者は、その手に、或る病原体による或る程度の微生物負荷（microbial loading）を有すると推測される。微生物負荷は、一般的な細菌レベルを含むか、または、一般的な細菌または抗生物質耐性細菌などによる任意の負荷を含み得る。この初期負荷は、その後、疾病伝播モデル１２８に入力される。疾病伝播モデル１２８は、例えばシミュレーションデータ１２６に基づいて、被験者が表面及び他の被験者と互いに接触した際に前記病原体が前記環境内でどのように拡散するかを予測する。疾病伝播モデル１２８は、追跡された或る人物の手洗いデータ、及び手洗い時間の長さ（または他の活動時間の長さ）に関連するデータを検討して、手洗い後の被験者の手における前記病原体の微生物負荷の変化を予測する。また、疾病伝播モデル１２８は、表面との接触後に前記表面に残る微生物負荷、または、汚染表面との接触後に前記汚染表面からピックアップした微生物負荷を予測するように構成される。また、疾病伝播モデル１２８は、バックグラウンド細菌または複数の病原体の相互作用を別々に検討するようにすることもできる。

一実施形態では、疾病伝播モデル１２８は、微生物伝播の研究に基づいており、表面の材質、推定される接触程度及び接触時間、微生物の種類、及びその他の因子について明らかにするために行われる。例えば、疾病伝播モデル１２８は、紫外線での可視化を容易にする蛍光タンパク質を生成する「グロージャーム（glow germ）」細菌株を使用した伝播研究に基づいている。一連の接触事象により拡散した後のグロージャーム細菌の位置は、ＵＶ光線を用いて容易に見ることができる。

一実施形態では、疾病伝播モデル１２８及びシミュレーションデータ１２６は、医療環境の仮想現実シミュレーションを生成するために仮想現実シミュレーションジェネレータ１３０で使用される。当然ながら、同様に他の環境も、仮想現実シミュレーションで表示することができる。いずれの場合でも、結果として得られる仮想現実シミュレーションは、被験者の活動及び疾病伝播モデル１２８に基づいて、被験者同士の間、被験者と表面との間などで拡散すると予測される微生物レベル（微生物の菌数）をモデル化することができる。さらに、仮想現実シミュレーションは、微生物の存在及びその特性についての情報を伝達するために、微生物負荷を何らかの方法で表示する。例えば、仮想現実シミュレーションは、物理的環境と共に、実験被験者をシミュレートされた環境において行動するアバタとして表示する。微生物負荷は、増殖領域として表すことができる（例えば、良性と見なされた細菌については緑色領域で表し、有害な恐れがあると見なされた細菌については赤色領域で表す）。微生物負荷は、様々なサイズ及び／または強度の増殖領域として表される。アバタが汚染領域に接触すると、前記増殖領域の一部がアバタに「移る（transfer）」。そしてその後にアバタが他の表面（または被験者）に接触すると、その接触面に、アバタに付着している前記増殖領域の一部が再び「移る」。疾病伝播モデル１２８は、予測される細菌増殖について、及び、抗微生物剤、表面材質または手洗い活動の有効性について明らかにする。この情報を利用して、仮想現実シミュレーションは、人間または汚染された物体との接触によって最終的に患者に伝播した微生物の量を表示したり、伝播した微生物負荷によって表される明らかな脅威レベルについての情報を表示したりすることができる。

このようにして、仮想現実ツール１２７、シミュレーションデータ１２６及び疾病伝播モデル１２８は協同して仮想現実シミュレーションを生成し、関係者に表示することができる。このことにより、問題のある行動及び手順を迅速に特定することや、感染リスクを減少させるために訓練または手順を改良することが可能となる。仮想現実シミュレーションは、コンピュータモニタ若しくはＴＶスクリーン、半球形の仮想現実ポッド、複数の表示パネルシステム、または、例えば仮想現実ケイブなどのより洗練された仮想現実環境によって、ユーザに対して適切に表示される。或いは、３Ｄの視覚化は、仮想現実ヘッドセットまたはその他の既知のデバイスを使用してなされる。また、音、臭い、及び触覚フィードバックも、臨場感を高めるために、或いは、例えば健康被害または容認できない行為に関するさらなる情報を伝えるために提供される。

図２は、本発明の一実施形態による、前述の図１に示した仮想現実システムの構成要素をさらに詳細に示す概念図である。図示のように、シミュレーションデータ１２６は、様々なデータ収集システム２１０を使用して収集される。各データ収集システム１２０は、医療スタッフの活動に関係するシミュレーションデータ１２６を取得するために使用される。一実施形態では、データ収集システム２１０を用いて、電子センサやカメラなどを備えた手洗いステーションを構成することにより、手洗い事象をトラッキング（追跡）し、手洗い時間の長さや手に塗布するアルコールゲル（またはその他の抗微生物剤）の量などの各回の事象についての情報を取得する。

例えば、データ取得システム２１０はビデオシステム２１０_６を含み、これにより、ドアの開閉、患者または室内の物体との接触、手洗い活動などをモニタリング、トラッキング及び認識する。スマートバッジシステム２１０_４は、医療スタッフの位置及び医療スタッフの手洗いステーションなどの対象となる要素への接近を識別するためのＲＦＩＤまたはその他の無線手段を含み得る。ＲＦＩＤタグを備えたリストバンドもまた、患者または実験被験者に使用され得る。動作検出システム２１０_３は、光照射野（light fields）、超音波動作検出器、及びその他の動作または物体検出システムを含む。患者接触センサ２１０_２（例えば、誘電コイルデバイス）が、患者の皮膚に別の人間が物理的接触した際の電気特性の変化を検出するために使用される。データ入力システム２１０_５は、遠隔のまたはその場での人間のモニタリングを含み、対象となる事象を観察して記録する。視線追跡システム２１０_１が、任意の或る時点において或る人物が何を見たかをモニタリングして記録するのに使用され得る。例えば、測定用機器を備えた手洗いステーションは、視線追跡システム２１０_１を備え、或る人物が手洗いステーションとインタラクト（相互作用）した際に、前記或る人物がその手洗いステーションのどの構成要素を注目したかを特定するのに使用される。当然ながら、データを取得するためのその他のシステムも使用可能である。例えば、手洗いをトラッキングするように設計された無線システムが、２００２年５月２１日にSmithに付与された「手洗い順守の測定及び記録システム」という標題の米国特許第６，３９２，５４６号明細書（特許文献１）に開示されている。手洗い事象を測定するための超音波技術の例が、２００２年１１月１２日にSkellに付与された「超音波位置検出によるディスペンサ制御」という標題の米国特許第５，５７３，０４１号明細書（特許文献２）に開示されている。

上述したように、データ収集システム２１０の各々は、仮想現実シミュレーション２０５を生成するために、仮想現実シミュレーションジェネレータ１３０により使用される。一実施形態では、仮想現実シミュレーション２０５は、データ収集システム２１０によって記録された全ての事象及びシミュレーション被験者の行動を含む所与の物理的環境のシミュレーションを表示する。生成された仮想現実シミュレーション２０５は、仮想現実ディスプレイプラットホームに表示される。例えば、図２には、様々な仮想現実ディスプレイプラットホーム１１０が示されている。図示のように、仮想現実ディスプレイプラットホーム１１０には、アニメーションまたはシミュレートされた動画２１５（仮想現実シミュレーションビューア１０７を使用して見る）、仮想現実ゴーグル、手袋及び／またはヘッドセットなど２２０、没入型仮想現実環境２２５（例えば、仮想現実スフィア（sphere）、仮想現実ケイブ（cave）またはキューブ（cube））が含まれる。当然ながら、図２は仮想現実ディスプレイプラットホーム１１０の例示にすぎず、本発明の実施形態は、現在既知のまたは今後開発されるであろう他の仮想現実システムでの使用に適合し得る。

図３は、本発明の一実施形態による、改良された感染管理ソリューションを開発するための方法３００を説明するためのフローチャートである。図示のように、この方法３００はステップ３０５から開始される。まず、ステップ３０５では、１若しくは複数のデータ収集システムを使用して、シミュレーション被験者の所与の環境とのインタラクション（相互作用）をモニタリングする。続いて、ステップ３１０では、被験者が前記環境とインタラクト（相互作用）したときに、データ収集システムは、所与の疾病伝播モデルに関連する事象（イベント）を記録する。説明されているように、トラッキング（追跡）される人間のインタラクション（相互作用）には、医療スタッフ、患者、来訪者、清掃スタッフ、配達スタッフなどのインタラクションが含まれ得る。

次に、ステップ３１５では、疾病伝播モデルを適用して、ステップ３１０で記録された事象の結果として病原体がどのように伝播するかを予測する。説明されているように、疾病伝播モデルには、前記した全ての人間の行動による影響が含まれ得る（例えば、清掃スタッフによる清掃作業後は室内の細菌負荷は減少することが示される。なお、清掃スタッフは、医療施設内において或る細菌負荷を拡散し得る）。

続くステップ３２０では、モニタリングされた環境、及び、モニタリングされた環境内で移動する病原体の存在（または非存在）を表示するために、仮想現実シミュレーションが生成される。この仮想現実シミュレーションはまた、被験者の前記環境とのインタラクションを表示する。例えば、仮想現実シミュレーションには、前記シミュレーション内での各被験者の行動を表示するためのアバタが含まれ得る。そして、ステップ３２５では、生成された仮想現実シミュレーションを関係者に表示する。

図４は、本発明の一実施形態による、或る感染管理ソリューションを評価するために仮想現実シミュレーションを変更する方法４００を説明するためのフローチャートである。図示のように、方法４００は、ステップ４０５から開始される。まず、ステップ４０５では、視聴者は、仮想現実シミュレーション及び前記シミュレーションの生成に使用されたデータを検討（review）する。続いて、ステップ４１０では、仮想現実ツールは、シミュレーションデータについての選択された変更を受け取る。例えば、特定のシミュレーション被験者の存在を前記シミュレーションから完全に除去するか、或いは、或る被験者の特定の行動を変更する。同様に、物理的環境において、或る構成要素を追加または除去する。また同様に、疾病伝播モデルにより表される病原体、または初期微生物負荷を変更する。

次に、ステップ４１５では、疾病伝播モデルを、変更されたシミュレーションデータに適用する。次に、ステップ４２０では、モニタリングされた環境、及び、モニタリングされた環境内で移動する病原体の存在（または非存在）を表示するために、仮想現実シミュレーションが生成される。この仮想現実シミュレーションはまた、被験者の前記環境とのインタラクションも表示する。例えば、仮想現実シミュレーションには、前記シミュレーション内での各被験者の行動を表示するためのアバタが含まれ得る。そして、ステップ４２５では、生成された仮想現実シミュレーションを関係者に表示する。

方法４００は、手洗い（または他の感染制御行動）に関する人間行動を修正するための改良されたトレーニングシステム、及び、提案された改良された感染管理ソリューションの有効性を評価するための改良されたシステムを含む改良された感染管理ソリューションを開発するために有用である。また、方法４００は、抗微生物製品の製造者／販売者が、或る抗微生物製品または或る提案されたソリューションの他の製品または他のソリューションに対する優位性を実証するために有用である。

例えば、方法４００は、実際の行動により起こり得る結果を図示することにより、医療スタッフを訓練するのに有用であり、その後の医療スタッフの行動の向上を図ることができる。或る期間に渡って収集されたシミュレーションデータは、医療スタッフ（及びその他のモニタリングされた被験者）の医療環境内の物体及び患者の両方に対するインタラクションを反映する。このシミュレーションデータは、前記環境の仮想表示を生成するために、仮想現実ツールによって使用される。このようなシミュレーションは、観察された事象のカスタマイズされた再生を可能にする。被験者を表すアバタは、前記システム内において移動したり動作したり（例えば、ドアの開閉、患者との接触、手洗いなど）することができる。加えて、前記シミュレーションは、様々な方法でカスタマイズすることができる。例えば、長期間のシミュレーションを短時間で見るために、事象を高速で再生することができる。他の例では、関心のある事象間のシミュレーションの再生を飛ばすために再生速度を早くする（及び遅くする）ように仮想現実シミュレーションをカスタマイズすることを含む。さらに、接触事象（すなわち、モニタリングされた被験者の物体との接触）を強調表示することもできる。例えば、前記被験者が接触した領域の各々は、前記シミュレーション内で輝いて見えるように表示され、接触が複数回あった場合は、視覚効果がより強調される、或いは、別の図示情報がシミュレーションの視聴者に対して表示される。

このようにして、仮想現実シミュレーションは、病原体が伝播する可能性がある「ホットスポット（hot spots）」すなわち問題となる領域を特定するのに使用され得る。例えば、医療スタッフは、仮想現実で再生された自分の行動を見て、その行動により生じる潜在的脅威を理解することができる。このことは、スタッフを教育するためや、スタッフ達に行動改善の励みを与えるためのツールとして提供することができる。さらに、このシステムは、保険業者との対応にまたは法的な異議申し立てに使用するために、医療施設の最良実施（best practice）の順守を実証するために使用可能であり、手洗いの有効性及びその他の最良実施に関するデータを図示することができる。

同様に、方法４００は、感染管理ソリューションについての様々な別のシナリオを調査するために使用され得る。例えば、シミュレーションの根底となるデータを生成するのに使用されるデータは、物理的環境または行動の変更により結果がどのように変化するかを調査するために使用される。或るシナリオでは、医療従事者が手洗いをしっかりと行った場合の疾病伝播と、医療従事者が手洗いをしっかりと行わなかった場合の疾病伝播とをそれぞれ示す。他のシナリオでは、人が手で開閉するドアを自動ドアに変更した場合の効果を予測すべくシミュレーションを変更するために、通常は被験者が接触する環境の一部を除去する。別のシナリオでは、頻繁に触られる表面を、微生物負荷を減少させるために抗微生物コーティングまたはその他の抗微生物効果（例えば、前記表面へのＵＶ光の定期的な照射）を有するように変更し、その後に、疾病伝播モデルを使用して２若しくはそれ以上のシナリオとの間でリスクレベルを比較する。さらに別のシナリオでは、手袋またはフェイスマスクを着用しなかった場合の影響をシミュレートする。

別のシナリオでは、仮想現実シミュレーションは、互いに異なる製品を使用した場合の、２つのシナリオを表示する（例えば、改良された清掃用ワイパーまたは改良された保護具を使用した場合とそうでない場合、または、抗菌コーティングされたデバイスを使用した場合とそうでない場合）。そして、互いに異なる器具を使用した場合の病原体伝播に対する影響はモデル化され、仮想現実シミュレーションにおいて視覚的に表示される。同様に、部屋のレイアウトの変更も提案され、レイアウトの変更が製品のオーダーアンドフロー（order and flow）に及ぼす影響（疾病伝播の影響を含む）が、仮想現実シミュレーションによりモデル化される。

図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の一実施形態による、改良された感染管理ソリューションを開発するために使用される仮想現実シミュレーションの構成要素の概念図である。まず、図５Ａは、一連のデータ収集システムによりモニタリングされる実際の物理的環境を示す。この例では、物理的環境５００が、医療施設における手洗いステーションであると仮定する。例えば、物理的環境５００は、ディスペンサ５１５、視線追跡装置５１０、ビデオカメラ５２０、及びＲＦＩＤセンサ５０５を含む。シミュレーション被験者はドア５２５を通って入り、ＲＦＩＤセンサ５０５がその事象をデータベース１１１に記録する。同様に、被験者が手洗いステーション５３０の構成要素（例えば、流し台、蛇口、ディスペンサ５１５）とインタラクトすると、ビデオカメラ５２０及び視線追跡装置５１０が物理的環境５００内での被験者の行動の様々な側面に関するデータを記録する。そして、この情報に基づいて、疾病伝播モデルに基づいた疾病伝播の表示を含む、物理的環境５００の仮想現実シミュレーションが生成される。

例えば、図５Ｂは、物理的環境５００を表示するために生成されたシミュレートされた環境５５０を示す。そのため、シミュレートされた環境５５０は、物理的環境５００の構成要素を含む。シミュレートされた環境の表示は、複数の被験者が物理的環境５００とインタラクトした後に生成されると仮定する。例えば、シミュレートされた環境５５０は、病原体の存在を示している領域５５５、５６０、５６５及び５７０を含む。これらの病原体の存在は、所与の疾病伝播モデルに基づく被験者のインタラクションに基づいて予測される。図５Ｂに示すように、シミュレートされた環境５５０は、静的に、すなわち、アニメーションの１コマ（フレーム）として表示されることに留意されたい。なお、ここに説明されるように、シミュレートされた環境５５０は、被験者を表すアバタが環境の或る構成要素と或る時間の長さでインタラクトする様子を示すアニメーション動画の一部であり、さらには、所与の疾病伝播モデルに基づいて病原体の存在、非存在、増殖または伝播を示すことができる。

有利なことに、本発明の実施形態は、行動、製品、部屋レイアウトなどを変更した場合の影響を調べるための様々なシナリオを生成し表示するために使用することができる。前記シナリオは、所与の環境内での病原体伝播に関連するので、医療従事者の行動に役立てたり、管理者が、オーダーアンドフロー、使用する製品、使いやすいデザインなどに関する決定に役立てたりすることができる。本発明の実施形態は、改良された感染管理ソリューションを開発するために使用される仮想現実ツールを提供する。仮想現実ツールは、改良された感染管理ソリューションを開発するために、様々な医療環境に適用される。前記改良された感染管理ソリューションには、手洗い（またはその他の感染管理行動）に関する人間行動を修正するための改良されたトレーニングシステムや、提案された感染管理ソリューションを評価するための改良されたシステムが含まれる。

さらに、ここに説明された仮想現実システムの実施形態は、提案された変更が感染リスクをどのくらい減少させるかを実例説明する仮想現実シミュレーションを生成することにより、供給メーカが医療顧客を支援するための顧客関係管理ツールとして使用することができる。さらに、仮想現実シミュレーションは、（通常は見ることができない）病原体の存在、強度及び伝播を視覚的に表示することができるので、本発明の実施形態は、提案された感染管理ソリューションについての説得力のある事例を示すために、供給メーカにより使用され得る。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の他の及びさらなる実施形態が本発明の基本範囲から逸脱することなく考え出すことができ、また、本発明の範囲は、添付された特許請求の範囲によって決定される。

Claims

仮想現実シミュレーションを生成するためのコンピュータ実施方法であって、
１若しくはそれ以上のシミュレーション被験者と物理的環境との間の相互作用を示す或るシミュレーションデータセットを読み出すステップと、
前記物理的環境内において或る病原体がどのように拡散するのかを示す疾病伝播モデルを読み出すステップと、
前記疾病伝播モデルを前記或るシミュレーションデータセットに適用し、前記或るシミュレーションデータセットに基づいて前記物理的環境における前記病原体の伝播を予測するテップと、
前記予測された前記物理的環境における前記病原体の伝播を表す仮想現実シミュレーションを生成するステップと、
前記仮想現実シミュレーションを仮想現実ディスプレイプラットホームに表示するステップとを含む方法。
請求項１に記載の方法であって、
前記仮想現実シミュレーションが、前記予測された前記物理的環境における前記病原体の伝播についての視覚可能な表示をユーザに提供することを特徴とする方法。
請求項２に記載の方法であって、
前記視覚可能な表示が、前記物理的環境の表面上における予測される病原体の存在及び微生物負荷を示すのに使用される色或いは強度の変更を含むことを特徴とする方法。
請求項１に記載の方法であって、
前記シミュレーションデータセットの変更の選択を受け取るステップと、
前記疾病伝播モデルを前記変更されたシミュレーションデータに適用し、前記変更されたシミュレーションデータセットに基づいて前記物理的環境における前記病原体の伝播を予測するステップと、
前記予測された前記物理的環境における前記病原体の伝播を示す第２の仮想現実シミュレーションを生成するステップと、
前記変更されたシミュレーションデータに基づいて予測された前記物理的環境における病原体伝播の変化を強調表示するようにして、前記第２の仮想現実シミュレーションを仮想現実ディスプレイプラットホームに表示するステップとをさらに含む方法。
請求項１に記載の方法であって、
前記シミュレーションデータセットが、前記物理的環境における前記病原体の初期微生物負荷を明確にし、
前記１若しくはそれ以上のシミュレーション被験者の前記物理的環境との相互作用が、前記物理的環境における前記病原体の拡散を予測するために疾病伝播モデルで使用されることを特徴とする方法。
請求項１に記載の方法であって、
前記仮想現実シミュレーションが、前記物理的環境と相互作用する１若しくはそれ以上のシミュレーション被験者をさらに表示することを特徴とする方法。
請求項１に記載の方法であって、
前記疾病伝播モデルが、前記表面の材質、前記シミュレーション被験者と前記表面との間の推定される接触程度及び接触時間、前記シミュレーション被験者同士の接触、前記病原体の種類、或いは前記シミュレーション被験者の前記物理的環境から前記病原体を減少させるまたは除去するための行動を明らかにするために行われた微生物伝播の研究に基づいたものであることを特徴とする方法。
請求項１に記載の方法であって、
前記シミュレーション被験者の前記物理的環境との相互作用を記録するステップをさらに含み、
前記記録された相互作用が、前記シミュレーションデータセットを作成するために使用されることを特徴とする方法。
システムであって、
プロセッサと、
仮想現実ツールを格納するメモリと、
仮想現実シミュレーションを表示するように構成された仮想現実ディスプレイプラットホームとを含み、
前記仮想現実ツールが、
１若しくはそれ以上のシミュレーション被験者と物理的環境との間の相互作用を示す或るシミュレーションデータセットを読み出すステップと、
前記物理的環境内において或る病原体がどのように拡散するのかを示す疾病伝播モデルを読み出すステップと、
前記疾病伝播モデルを前記或るシミュレーションデータセットに適用し、前記或るシミュレーションデータセットに基づいて前記物理的環境における前記病原体の伝播を予測するテップと、
前記予測された前記物理的環境における前記病原体の伝播を表す仮想現実シミュレーションを生成するステップと、
前記仮想現実シミュレーションを仮想現実ディスプレイプラットホームに表示するステップとを実施するように構成されたことを特徴とするシステム。
請求項９に記載のシステムであって、
前記仮想現実シミュレーションが、前記予測された前記物理的環境における前記病原体の伝播についての視覚可能な表示をユーザに提供することを特徴とするシステム。
請求項１０に記載のシステムであって、
前記視覚可能な表示が、前記物理的環境の表面上における予測された病原体の存在及び微生物負荷を示すのに使用される色或いは強度の変更を含むことを特徴とするシステム。
請求項９に記載のシステムであって、
前記仮想現実ツールが、
前記シミュレーションデータセットの変更の選択を受け取るステップと、
前記疾病伝播モデルを前記変更されたシミュレーションデータに適用し、前記変更されたシミュレーションデータセットに基づいて前記物理的環境における前記病原体の伝播を予測するステップと、
前記予測された前記物理的環境における前記病原体の伝播を示す第２の仮想現実シミュレーションを生成するステップと、
前記変更されたシミュレーションデータに基づいて予測された前記物理的環境における病原体伝播の変化を強調表示するようにして、前記第２の仮想現実シミュレーションを仮想現実ディスプレイプラットホームに表示するステップとをさらに実施するように構成されたことを特徴とするシステム。
請求項９に記載のシステムであって、
前記シミュレーションデータセットが、前記物理的環境における前記病原体の初期微生物負荷を明確にし、
前記１若しくはそれ以上のシミュレーション被験者の前記物理的環境との相互作用が、前記物理的環境内における前記病原体の拡散を予測するために疾病伝播モデルで使用されることを特徴とするシステム。
請求項９に記載のシステムであって、
前記仮想現実シミュレーションが、前記物理的環境と相互作用する１若しくはそれ以上のシミュレーション被験者をさらに表示することを特徴とするシステム。
請求項９に記載のシステムであって、
前記疾病伝播モデルが、前記表面の材質、前記シミュレーション被験者と前記表面との間の推定される接触程度及び接触時間、前記シミュレーション被験者同士の接触、前記病原体の種類、或いは、前記シミュレーション被験者の前記物理的環境から前記病原体を減少させるまたは除去するための行動を明らかにするために行われた微生物伝播の研究に基づいたものであることを特徴とするシステム。
請求項９に記載のシステムであって、
前記仮想現実ディスプレイプラットホームが、没入型仮想現実環境を含むことを特徴とするシステム。
請求項９に記載のシステムであって、
前記シミュレーションデータセットを作成するために前記シミュレーション被験者の前記物理的環境との相互作用をモニタリングするように構成されたデータ収集システムをさらに含むことを特徴とするシステム。
請求項１７に記載のシステムであって、
前記データ収集システムが、ビデオ記録システム、動作検出システム、視線追跡システム、及びデータ入力システムのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とするシステム。
製品メーカが、その製品メーカにより製造された１若しくはそれ以上の製品を使用する医療機関との関係を管理するためのコンピュータ実施方法であって、
１若しくはそれ以上のシミュレーション被験者と物理的環境との間の相互作用を示す或るシミュレーションデータセットを読み出すステップと、
前記物理的環境内において或る病原体がどのように拡散するのかを示す疾病伝播モデルを読み出すステップと、
前記疾病伝播モデルを前記或るシミュレーションデータセットに適用し、前記或るシミュレーションデータセットに基づいて前記物理的環境内における前記病原体の伝播を予測するテップと、
前記予測された前記物理的環境内における前記病原体の伝播を表す仮想現実シミュレーションを生成するステップと、
前記仮想現実シミュレーションを仮想現実ディスプレイプラットホームに表示するステップとを含む方法。
請求項１９に記載の方法であって、
前記仮想現実シミュレーションが、前記予測された前記物理的環境内における前記病原体の伝播についての視覚可能な表示をユーザに提供することを特徴とする方法。
請求項２０に記載の方法であって、
前記視覚可能な表示が、前記物理的環境の表面上における予測される病原体の存在及び微生物負荷を示すのに使用される色或いは強度の変更を含むことを特徴とする方法。
請求項１９に記載の方法であって、
前記シミュレーションデータセットの変更の選択を受け取るステップと、
前記疾病伝播モデルを前記変更されたシミュレーションデータに適用し、前記変更されたシミュレーションデータセットに基づいて前記物理的環境内における前記病原体の伝播を予測するステップと、
前記予測された前記物理的環境内における前記病原体の伝播を示す第２の仮想現実シミュレーションを生成するステップと、
前記変更されたシミュレーションデータに基づいて予測された前記物理的環境内における病原体伝播の変化を強調表示するようにして、前記第２の仮想現実シミュレーションを仮想現実ディスプレイプラットホームに表示するステップとをさらに含む方法。