JP7386179B2 - シミュレーションベースの訓練および査定システムおよび方法 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２０１８年５月５日に出願された、米国仮特許出願第６２／６６７，５００号の優先権および利益を主張する。前述の出願の内容は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる。

本開示は、概して、メトリックベースの訓練技法を利用し、医療施術者が医療手技を実施することと関連付けられる技能セットを発展および／または維持させることを補助するように構成される、医療シミュレータに関する。

医療分野におけるある問題は、外科手術手技等の医療手技を実施するために医療施術者（例えば、ドクターまたは医学生）を適切に訓練することに関する。経験のない、または経験が非常に浅い医療施術者がそのような手技を実施することを許可することは、施術中の患者にとって非常に危険であり得る。他方では、医療施術者が手技を実施しないように制限することは、医療施術者が手技を実施するために必要な技能セットを発展させることを困難にする。

従来から、医学を実践するために要求される技能は、新しい世代の医療施術者が、経験を積んだ医療施術者が患者を処置することを補助しながら、彼らの技能を「現場で」会得するような、見習い方式で会得されている。本従来のアプローチは、あるタイプの技能を習得するために成功しているが、これは、種々の現代的医療手技に関しては十分ではない。例えば、従来の見習いアプローチは、（例えば、低侵襲性外科手術（ＭＩＳ）等の）画像誘導下の介入手技、血管内カテーテルベースの手技、および同等物と関連付けられる教授技能に関して不十分であると示されている。

別の関連する問題は、訓練された医療施術者が彼らの技能セットを経時的に維持することを確実にすることに関する。具体的な外科手術手技または他の医療手技を実施するための医療施術者の技能セットは、医療施術者が限定された数の手技を実施することの結果として経時的に減退し得る。例えば、医療施術者の精神運動技能は、一貫して使用されない場合、経時的に減退または消滅し得る。医療施術者の技能セットを維持することに関連する問題は、特に、より小さい人口を有する地方において、またはその地方において実施される手技の数と比較して比較的に多数の医療施術者を有する地方においてよく見られ得る。両方の状況が、より少ない数の手技が多くの個々の施術者によって実施されることにつながる傾向にある。

医療施術者の技能セットを発展および／または維持させるために使用される現在のパラダイムは、種々の問題に悩まされている。それらは、（例えば、時間および金銭の両方の観点から）高価でありすぎ、結果は、それらが非効果的であることを実証する。これは、少なくとも部分的に、現在のパラダイムが、医療手技の医療施術者のパフォーマンスを明確に、客観的に、かつ明瞭に査定するための手段を提供しないという事実に起因する。代わりに、医療手技の運用側面は、医療施術者のパフォーマンスを正確に査定することを困難にする、抽象的様式で緩く定義される。多くの場合、現在のパラダイムはまた、経験のない医療施術者が実際の患者で訓練することを要求し、これは、患者へのリスクを引き起こし、医療提供者のためのコストを増大させる。

医療施術者を訓練すること、および彼らの技能セットを維持することと関連付けられる前述の問題は、限定ではないが、血管内外科手術手技を含む、多種多様な医療手技に当てはまる。実施例として実証するために、一般的には急性虚血性脳卒中（ＡＩＳ）を治療するために使用される、機械的血栓除去手技を実施するために要求される技能セットを検討する。手技の間、カテーテルが、典型的には、患者の鼠径部の中に位置する動脈の中に挿入され、Ｘ線誘導下結像を使用して患者の脳まで螺入される。カテーテルが、脳卒中を引き起こした血餅に到達すると、ステント回収器または他の類似するデバイスが、次いで、カテーテルの中に挿入され、血餅を除去し、ある場合には、ステントデバイスまたはバルーンデバイスが、動脈の中に展開される。

機械的血栓除去手技は、可能性として考えられる最良な患者の転帰を提供するために、安全に、効率的に、かつ最良の実践例に従って実施されるべきである、困難かつ複雑な手技である。これらの手技を実施する医療施術者が、持続的にそれを行い、彼らの技能セットが効果的に維持されることを確実にすることが、非常に望ましい。事実上、医療分野における一部の専門家が、これらの手術を実施する医療施術者が、彼らの技能セットを維持するために、１年あたり５０回以上の回数の手技を実行するべきであると示唆している。しかしながら、上記に述べられるように、これは、その両方ともが、個々の医療施術者によって実施される手技の全体的ボリュームを減少させ得る、ある地理的地域内の少ない人口、または手技を実施することが可能である、多数の脳卒中センターまたは医療施術者等の多くの理由のために、可能ではあり得ない。

米国では、ＡＩＳ症例のボリュームに対して多数の脳卒中センターが、存在する。実践では、これは、米国において機械的血栓除去手技のより高いボリュームを実施する脳卒中センターが、依然として、施術者の技能セットを維持するために推奨される閾値数の手技を実施することに達していない一方、これらの手技のより低いボリュームを実施する脳卒中センターも、推奨される閾値をはるかに下回ることを意味する。その結果、米国における医療施術者は、彼らの技能セットを維持するために示唆されたボリュームの手技を実施しておらず、これは、実施されている手技の質を低減させる有意なリスクを生じさせる。事実上、統計値は、任意の地域における最良および最悪な脳卒中センターが比較されると、手技の転帰が、合併症を被ることに関して大いに変動する（合併症率は、最悪なセンターにおいて約３～４倍より高くあり得る等）ことを示す。多くの専門家は、患者の罹患率および死亡率が、脳卒中センターにおいて医療施術者によって実施される手技のボリュームに直接関連していると考える。

前述に照らして、経験の非常に浅い医療施術者が、実際の患者に対して現実の医療手技を実施する前に、技能を安全かつ効果的に発展させることを可能にし、経験を積んだ医療施術者が、現実の医療手技を実施していないときの時間周期の間に彼らの技能を維持または向上することを可能にする、訓練プラットフォームを提供することが望ましい。

本開示は、種々の医療手技を実施するための医療施術者の効果的かつ効率的な訓練および査定を促進する、メトリックベースのシミュレーション訓練を実装するための新規のシステム、方法、および技法に関する。医療施術者は、現実の医療手技のシミュレーションを提供する医療シミュレータ上で医療手技を実践することが可能である。シミュレーションは、医療施術者を訓練し、医療手技を実施するための技能セットを発展させるため、および／または訓練された医療施術者が彼らの技能セットを維持することを補助するために使用されることができる。下記にさらに詳細に説明されるように、本明細書に説明されるシミュレーションは、医療施術者に種々の演習および訓練活動を提供し、医療施術者のパフォーマンスを査定するために、シミュレーションの間に監視されるメトリックを所定のベンチマークと比較する、メトリックベースの訓練技法を使用して実装されることができる。演習および訓練活動は、医療施術者が、医療手技を実施することに関してあるレベルの熟練度に到達する、および／またはそれを維持することを補助する、反復的な訓練モデルを使用して提供される。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
医療シミュレータを使用して医療手技のオペレータのパフォーマンスを査定するためのシステムであって、前記システムは、
シミュレーションインターフェースデバイスであって、前記シミュレーションインターフェースデバイスは、１つ以上のセンサを含む物理的アセンブリを備え、前記１つ以上のセンサは、医療手技を実施するときに、物理的アセンブリ内の１つ以上の医療ツールのオペレータの操作に関連するパラメータを発生させるように構成される、シミュレーションインターフェースデバイスと、
１つ以上のコンピューティングデバイスであって、前記１つ以上のコンピューティングデバイスは、１つ以上のプロセッサと、命令を記憶するための１つ以上の非一過性記憶デバイスとを備え、前記１つ以上のプロセッサによる前記命令の実行は、前記１つ以上のコンピューティングデバイスに、
前記オペレータによる前記医療手技の実施の間に、前記１つ以上のセンサによって発生される前記パラメータを受信することと、
前記医療手技のオペレータのパフォーマンスと関連付けられるパフォーマンスメトリックを導出することであって、前記パフォーマンスメトリックの少なくとも一部は、前記１つ以上のセンサによって発生される前記パラメータを使用して導出される、ことと、
前記パフォーマンスメトリックを、前記オペレータのパフォーマンスを査定するために利用される所定のベンチマークと比較することと、
少なくとも部分的に前記パフォーマンスメトリックと前記所定のベンチマークとの比較に基づいて、前記医療手技の間の前記オペレータのパフォーマンスに関連するパフォーマンス評価情報を発生させることと
を行わせる、１つ以上のコンピューティングデバイスと
を備える、システム。
（項目２）
前記所定のベンチマークは、
プロトコル順守メトリックであって、前記プロトコル順守メトリックは、前記医療手技を実施することと関連付けられるタスクが、正確に完了されたかどうか、および前記タスクが、適切な順序で実施されたかどうかを示す、プロトコル順守メトリックと、
安全性メトリックであって、前記安全性メトリックは、前記医療手技の間の前記１つ以上の医療ツールの使用が、１つ以上の潜在的健康リスクに対応するエラーをもたらしたかどうかを示す、安全性メトリックと、
効率メトリックであって、前記効率メトリックは、前記医療手技または前記医療手技と関連付けられる前記タスクが、前記所定のベンチマークによって定義されるような効率的な方式で実施されるかどうかを示す、効率メトリックと、
精度メトリックであって、前記精度メトリックは、前記医療手技または前記医療手技と関連付けられる前記タスクが、前記オペレータによって、前記所定のベンチマークによって定義されるようなレベルの精度で実施されるかどうかを示す、精度メトリックと
に関して、前記オペレータの熟練度を評価するために利用される、項目１に記載のシステム。
（項目３）
フィードバックシステムが、シミュレート結像フィードを出力するように構成され、前記シミュレート結像フィードは、挿入され、かつシミュレートされる解剖学的構造の周囲で移動されている前記１つ以上の医療ツールを、シミュレートされる血管内手技の間にリアルタイムに表示する、項目１に記載のシステム。
（項目４）
前記医療手技は、急性虚血性脳卒中から生じる血餅を治療することと関連付けられるシミュレートされる機械的血栓除去手技であり、
前記１つ以上の医療ツールは、少なくとも、ガイドワイヤ、カテーテル、シース、バルーンガイド、吸引デバイス、ステント回収器、またはステントのうちの１つを含み、
前記所定のベンチマークは、前記シミュレートされる機械的血栓除去手技が、前記オペレータによって、精密、安全、かつ効率的な方法で、定義されたプロトコルに従って実施されるかどうかを決定するために使用される、項目１に記載のシステム。
（項目５）
前記ベンチマークは、少なくとも部分的に、較正モードの間に定義され、
前記ベンチマークは、熟達した技能レベルを有していると決定される１人以上のオペレータによって実施される医療手技の間に採集される監視されるパフォーマンスメトリックを平均化することによって、決定される、項目１に記載のシステム。
（項目６）
前記医療手技は、訓練モードで実施され、
フィードバックが、前記医療手技の間に、視覚、聴覚、または触覚キューの形態で前記オペレータに出力され、
前記オペレータに出力される前記フィードバックは、少なくとも、エラーが起きるとき、および前記タスクが、不正確な順序で実施されるときを示す、項目１に記載のシステム。
（項目７）
前記医療手技は、試験モードで実施され、
訓練補助が、前記試験モードにおいてオフにされる、または非アクティブ化される、項目１に記載のシステム。
（項目８）
前記パフォーマンス評価情報は、少なくとも、前記医療手技の間に検出された任意のエラーを識別する、項目１に記載のシステム。
（項目９）
前記パフォーマンス評価情報は、前記オペレータのために１つ以上の推奨される演習を含み、
前記１つ以上の推奨される演習は、少なくとも部分的に、前記医療手技の間に発生される前記パフォーマンスメトリックに基づいて選択され、
前記オペレータは、医療シミュレーションシステムを使用して前記１つ以上の推奨される演習を実行することができる、項目１に記載のシステム。
（項目１０）
前記シミュレーションインターフェースデバイスは、前記医療手技の間に前記１つ以上のツールを受容するための１つ以上の開口部を備え、
前記１つ以上のセンサは、前記１つ以上の開口部の内側の前記１つ以上のツールの位置および移動に関連するデータを発生させるように構成される、項目１に記載のシステム。
（項目１１）
医療シミュレータを使用して医療手技のオペレータのパフォーマンスを査定するための方法であって、前記方法は、
実施される医療手技の間に、シミュレーションインターフェースデバイスの物理的アセンブリの中に含まれる１つ以上のセンサによって発生されるパラメータを受信することであって、前記パラメータは、シミュレートされる医療手技の間に前記物理的アセンブリ内の１つ以上の医療ツールのオペレータの操作に関連する、ことと、
前記医療手技のオペレータのパフォーマンスと関連付けられるパフォーマンスメトリックを導出することであって、前記パフォーマンスメトリックの少なくとも一部は、前記１つ以上のセンサによって発生される前記パラメータを使用して導出される、ことと、
前記パフォーマンスメトリックを、前記オペレータのパフォーマンスを査定するために利用される所定のベンチマークと比較することと、
少なくとも部分的に前記パフォーマンスメトリックと前記所定のベンチマークとの比較に基づいて、前記医療手技の間の前記オペレータのパフォーマンスに関連するパフォーマンス評価情報を発生させることと
を含む、方法。
（項目１２）
前記所定のベンチマークは、
プロトコル順守メトリックであって、前記プロトコル順守メトリックは、前記医療手技を実施することと関連付けられるタスクが、正確に完了されたかどうか、および前記タスクが、適切な順序で実施されたかどうかを示す、プロトコル順守メトリックと、
安全性メトリックであって、前記安全性メトリックは、前記医療手技の間の前記１つ以上の医療ツールの使用が、１つ以上の潜在的健康リスクに対応するエラーをもたらしたかどうかを示す、安全性メトリックと、
効率メトリックであって、前記効率メトリックは、前記医療手技または前記医療手技と関連付けられる前記タスクが、前記所定のベンチマークによって定義されるような効率的な方式で実施されるかどうかを示す、効率メトリックと、
精度メトリックであって、前記精度メトリックは、前記医療手技または前記医療手技と関連付けられる前記タスクが、前記オペレータによって、前記所定のベンチマークによって定義されるようなレベルの精度で実施されるかどうかを示す、精度メトリックと
に関して、前記オペレータの熟練度を評価するために利用される、項目１１に記載のシステム。
（項目１３）
フィードバックシステム上に、シミュレート結像フィードを出力し、前記シミュレート結像フィードは、挿入され、かつシミュレートされる解剖学的構造の周囲で移動されている前記１つ以上の医療ツールを、シミュレートされる血管内手技の間にリアルタイムに表示する、項目１１に記載の方法。
（項目１４）
前記医療手技は、急性虚血性脳卒中から生じる血餅を治療することと関連付けられるシミュレートされる機械的血栓除去手技であり、
前記１つ以上の医療ツールは、少なくとも、ガイドワイヤ、カテーテル、シース、バルーンガイド、吸引デバイス、ステント回収器、またはステントのうちの１つを含み、
前記所定のベンチマークは、前記シミュレートされる機械的血栓除去手技が、前記オペレータによって、精密、安全、かつ効率的な方法で、定義されたプロトコルに従って実施されるかどうかを決定するために使用される、項目１１に記載の方法。
（項目１５）
前記ベンチマークは、少なくとも部分的に、較正モードの間に定義され、
前記ベンチマークは、熟達した技能レベルを有していると決定される１人以上のオペレータによって実施される医療手技の間に採集される監視されるパフォーマンスメトリックを平均化することによって、決定される、項目１１に記載の方法。
（項目１６）
前記医療手技は、訓練モードで実施され、
フィードバックが、前記医療手技の間に、視覚、聴覚、または触覚キューの形態で前記オペレータに出力され、
前記オペレータに出力される前記フィードバックは、少なくとも、エラーが起きるとき、および前記タスクが、不正確な順序で実施されるときを示す、項目１１に記載の方法。
（項目１７）
前記医療手技は、試験モードで実施され、
訓練補助が、前記試験モードにおいてオフにされるまたは非アクティブ化される、項目１１に記載の方法。
（項目１８）
前記パフォーマンス評価情報は、少なくとも、前記医療手技の間に検出された任意のエラーを識別する、項目１１に記載の方法。
（項目１９）
前記パフォーマンス評価情報は、前記オペレータのための１つ以上の推奨される演習を含み、
前記１つ以上の推奨される演習は、少なくとも部分的に、前記医療手技の間に発生される前記パフォーマンスメトリックに基づいて選択され、
前記オペレータは、前記医療シミュレーションシステムを使用して前記１つ以上の推奨される演習を実行することができる、項目１１に記載の方法。
（項目２０）
前記シミュレーションインターフェースデバイスは、前記医療手技の間に前記１つ以上のツールを受容するための１つ以上の開口部を備え、
前記１つ以上のセンサは、前記１つ以上の開口部の内側の前記１つ以上のツールの位置および移動に関連するデータを発生させるように構成される、項目１１に記載の方法。

本発明の原理は、例示的であることが意図され、限定することは意図しておらず、同様の参照物が、同様または対応する部分を指すことが意図される、付随の図面の図に図示される。

図１Ａは、ある実施形態による、例示的医療シミュレータである。

図１Ｂは、ある実施形態による、別の例示的医療シミュレータである。

図１Ｃは、ある実施形態による、別の例示的医療シミュレータである。

図１Ｄは、ある実施形態による、別の例示的医療シミュレータである。

図２Ａは、ある実施形態による、フィードバックシステムによって表示され得る、例示的Ｘ線画像シミュレーションである。

図２Ｂは、ある実施形態による、フィードバックシステムによって表示され得る、別の例示的Ｘ線画像シミュレーションである。

図３は、ある実施形態による、試験モードでシミュレーションを行うために医療シミュレータを使用するための例示的方法を開示する、フローチャートである。

図４は、ある実施形態による、訓練モードでシミュレーションを行うために医療シミュレータを使用する例示的方法４００を開示する、フローチャートである。

図５は、ある実施形態による、シミュレーションにおける使用のためのベンチマークを確立するための例示的方法を開示する、フローチャートである。

図６は、ある実施形態による、例示的システムのブロック図である。

シミュレーションを提供する医療シミュレータの構成は、変動し得る。ある実施形態では、医療シミュレータは、医療手技を実施するためのツールと、シミュレーションの間にツールを受容するための物理的アセンブリを含む、シミュレーションインターフェースデバイスと、シミュレーションの間に情報を出力するための、（例えば、１つ以上のディスプレイデバイスおよび／または触覚フィードバックツールを含む）フィードバックシステムとを含むことができる。シミュレーションに従事する医療施術者は、ツールをシミュレーションインターフェースデバイスの中に挿入し、シミュレートされる医療手技の間にシミュレータの内側でツールを操作し得る。フィードバックシステムは、医療施術者が手技を実施することを補助するために、手技の間に情報を提供することができる。例えば、ディスプレイシステムは、挿入され、かつシミュレートされる解剖学的構造を中心として移動されているツールを血管内手技の間にリアルタイムで示す、シミュレートされるＸ線結像フィード（例えば、または下記に述べられるもの等の他の結像モダリティ）を出力することができる。フィードバックシステムはまた、（例えば、シミュレーションの間の医療施術者のパフォーマンスを分析する情報を出力する、および／または医療施術者の技能セットを進化させるための推奨を提供することによって）医療施術者が彼らの技能セットを発展および／または維持させることを補助し得る、査定情報を表示することができる。

医療シミュレータのために使用されるツールは、概して、医療手技を実施するために使用される、任意のタイプの医療ツールまたはデバイスを含み得、シミュレーショトされている医療手技のタイプに基づいて変動し得る。例えば、医療シミュレータが、急性虚血性脳卒中（ＡＩＳ）から生じる血餅を治療するために機械的血栓除去手技をシミュレートするように構成される場合、医療シミュレータは、ガイドワイヤ、カテーテル、シースおよびバルーンガイド、吸引デバイス、ステント回収器、ステント、および／または他のツールを装備し得る。そのようなツールは、シミュレーション、現実的手技のために使用される実際のツール、および／またはそれらの組み合わせとの併用のために適合される、物理的かつ特殊なツールであり得る。医療シミュレータは、他のタイプの医療手技シミュレーションのために他のタイプのツールを装備することができる。例えば、ツールは、診断およびエコー誘導下手技のためのＴＥＥプローブおよびＩＣＥカテーテルと、冠状動脈内診断および誘導手技のためのＩＶＵＳ／ＦＦＲ／ＯＣＴカテーテルとを含むことができる。

シミュレーションインターフェースデバイスの構造は、変動し得る。例えば、（下記に説明される）図１Ａ－１Ｄに図示されるように、シミュレーションインターフェースデバイスは、患者をシミュレートする全身のマネキン、シミュレーションインターフェースデバイスの上側表面の中に統合される、人の形状のフィギュアを有するデバイス、および／または持ち運び可能な箱の形状のシミュレーションインターフェースデバイスを含むことができる。他の構成もまた、シミュレーションインターフェースデバイスのために使用されることができる。血管内シミュレータは、例えば、医療手技のシミュレーションの間のツールの挿入を可能にする、１つ以上の開口部を備える、シミュレーションインターフェースデバイスを含んでもよい。シミュレーションインターフェースデバイス（または医療シミュレータの他のシステムコンポーネント）は、（例えば、ある場合には、シミュレートされるＸ線結像ディスプレイまたは他の結像モダリティを介して示されるような）ヒトの解剖学的構造のシミュレーションを発生させるように構成される、ソフトウェアを含んでもよい。ツールが、シミュレーションインターフェースデバイスの中の開口部を介してシミュレータの中に挿入されるにつれて、シミュレーションインターフェースデバイスの中に組み込まれるセンサが、ツールを感知し、シミュレータの内側のツールの移動を追跡する。ツールの移動は、フィードバックシステムによって出力される、シミュレーションの中に表示される。例えば、機械的血栓除去手技のためのシミュレーションの文脈では、シミュレーションは、ツールが、挿入され、シミュレータの内側で移動されるにつれて、動脈を通して螺入されている、カテーテル、ステント回収器、および／または他のデバイスの移動を表示し得る。ある実施形態では、触覚および／または触知可能なフィードバックが、シミュレーションの間にツールを通してオペレータに提供されてもよい。例えば、ツールは、医療シミュレータがツールの不適切な使用（例えば、解剖学的構成要素を掻爬すること、過度の力、不適当なツールの使用等）を検出することに応答して、振動する、またはオペレータに他のタッチセンサ式フィードバックを提供してもよい。同様に、フィードバックは、デバイスまたはツールと患者の組織、特に、大脳動脈との間の相互作用の結果としてシミュレーションによって算出される力を含むことができる。

フィードバックシステムは、シミュレーションに関連する任意の情報を出力するためのデバイスを含むことができる。フィードバックシステムは、モニタ、ディスプレイデバイス、タッチスクリーンデバイス、オーディオ出力デバイス、および／または他のハードウェアおよびソフトウェア出力を含むことができる。あるフィードバックシステムは、シミュレーションが行われている間、シミュレーションに関する情報を表示することができる。ある実施形態では、フィードバックシステムは、シミュレーションが行われている際の、シミュレートされるヒトおよび関連付けられる解剖学的構造のビデオまたは画像を提供する、結像シミュレーションを出力する。フィードバックシステムによって出力される結像シミュレーションは、限定ではないが、Ｘ線モダリティ、超音波モダリティ、磁気共鳴映像（ＭＲＩ）モダリティ、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）結像モダリティ、３Ｄマッピングモダリティ、またはそれらの任意の組み合わせを含む、任意のタイプの結像モダリティに基づき得る。例えば、医療施術者が、シミュレーションの間にツールをシミュレーションインターフェースデバイスの中に挿入するにつれて、ディスプレイデバイスが、実際のヒトの身体の中に挿入されているツールのシミュレーションを提供する（例えば、人体から挿入および後退されているツールを図示する）、シミュレートされるリアルタイムの結像またはビデオフィードを表示してもよい。ある実施形態では、これらのフィードバックシステムはまた、シミュレーションおよび医療シミュレータのための設定を構成し、シミュレーションが行われた後にフィードバックを提供する（例えば、医療施術者のパフォーマンスを査定することの結果を表示し、彼らの技能を改良することを狙いとして医療施術者に推奨を提供する）ために使用され得る。

医療シミュレータは、シミュレートされている医療手技を特性評価する、訓練および査定モジュールを実行し、医療シミュレータを使用して医療手技を実施する医療施術者のパフォーマンスを監視および査定し、医療施術者が彼らの技能セットを発展および／または維持させることを補助するように構成される。訓練および査定モジュールは、特に、医療手技の手技相およびサブステップを定義する、シミュレーションの間に追跡および監視されるべきメトリックのセットを定義する、医療手技の位相およびサブステップが、シミュレーションの間に完了されるかどうか、およびそのときを決定する、ステップおよび位相を通して医療施術者を能動的に誘導する、規定されたエラー基準に基づいて、エラーがシミュレーションの間に生じたときを検出する、医療施術者の（例えば、監視されるメトリックを含む）パフォーマンスを所定のベンチマークと比較する、（例えば、あるエリアにおける技能を向上させるための推奨されるシミュレーション演習等の）推奨を提供する、医療施術者が彼らの技能セットを進化および／または維持させることを補助する、および／または医療施術者の技能レベル（例えば、初心者、有資格者、専門家等）の進歩を促進するように構成されることができる。

シミュレーションの重要な機能は、臨床設定外の技能セットの効果的かつ効率的な訓練を促進し、したがって、初心者医療施術者の学習曲線に起因する、患者へのリスクを最小限にさせることである。これを遂行するために、訓練および査定モジュールは、本目標を達成するためのシミュレーションを可能にする、医療手技（または複数の医療手技）の詳細なタスク分析に基づくデータを記憶する。医療手技の熟練したパフォーマンスに不可欠である、または有意であるものとして識別および確証されているパフォーマンスの単位が、手技のためのメトリックとして捕捉される。これらの確証されたメトリックは、医療施術者を、医療手技に関連して実施されるタスクを巧みに実行するように訓練するために開発される、任意のタイプのシミュレーションの構成を定義および成形するために使用されることができる。メトリックは、シミュレーションの間に監視およびスコア化され得るように、訓練および査定モジュールによって明瞭かつ客観的に定義される。メトリックは、訓練および査定モジュールが、現実のパフォーマンスの本質を捕捉し、シミュレーションの間の医療施術者のパフォーマンスを、シミュレーションの間の医療施術者のパフォーマンスを査定するために使用され得る、客観的データに対して比較することを可能にする。

シミュレーションは、訓練モードまたは試験モードで実行するように構成されることができる。訓練および査定モジュールは、訓練および試験モードを実装することと関連付けられる、プログラミング論理、設定、およびデータの全てを含む。シミュレーションが、訓練モードにあるとき、メトリックは、手技の全体を通してライブ、近位フィードバック、および誘導を提供するために使用される。例えば、医療施術者は、（例えば、警報メッセージ、警告メッセージ、および／またはエラーメッセージを介して）シミュレーションの間に起きる任意のエラーが通知され、フィードバックシステムは、（例えば、彼らに次のステップ、およびそれらが実施されるべき方法を伝えることによって）手技の全体を通して医療施術者を能動的に誘導するであろう。訓練モードの間に、訓練および査定モジュールは、そのような補助を提供することの監督役として作用する。試験モードでは、訓練補助は、オフにされる。警報、警告、および誘導は、試験モードの間のシミュレーションでは利用可能ではない。

ある実施形態では、メトリックは、特に、手技ステップまたはタスクが実施される順序、各ステップおよびタスクの間に使用されるべき器具、および手技の間に器具を使用する予期される様式を定義するために使用されることができる。手技ステップ毎に、メトリックはまた、（例えば、最適な、十分な、または容認可能なパフォーマンスレベルから逸脱するパフォーマンスを特性評価することによって）行われるべきではないことを説明し、エラーを識別し得る。メトリックのエラーを捕捉することは、医療施術者が改良または注意を要求する問題となる手技タスクまたは側面を標的とし、したがって、施術者が、医療手技の間にエラーの発生を排除する、または少なくとも低減させることを可能にすることを可能にするため、重要である。再び、これは、パフォーマンス上のエラーメトリックの運用定義が、シミュレーションの間のエラーの検出を可能にするように明瞭かつ客観的に定義されるべきであることを意味する。メトリックを精密に定義することによって、医療シミュレータは、技能訓練のための種々の機能を横断した、また、種々の異なる経験レベルを横断した医療施術者のパフォーマンスに基づいて、シミュレーションの間にメトリックのそれぞれに関するスコアを確実に算出することが可能である。

医療手技の詳細な特性評価から導出されるメトリックは、訓練および査定モジュールに、医療施術者が手技の顕著な側面の全てを実践またはリハーサルすることを可能にする、人工的に作成または構成された「習得シナリオ」をもたらすシミュレーションを提供するように通知する。訓練および査定モジュールは、（例えば、シミュレーションの間に従事される適切なアクション、およびシミュレーションの間に従事されるエラー等の不適切なアクションの両方を検出し、それに応答するための能力を含む）現実的手技において経験されるであろうものと挙動的に一貫する、医療施術者の物理的アクションへの広い範囲の適切な感覚応答を提供するように構成される。シミュレーションはまた、医療施術者に、ｉ）手技を実施する、ｉｉ）現実的状況において生じるであろうタスクの同一の順序付けに基づく、およびｉｉｉ）手技が、手技において通常使用するであろうものと同一のデバイスを用いる機会をもたらす。上記に述べられるように、訓練および査定モジュールは、医療施術者に彼らのパフォーマンスの確実かつ有効なメトリックベースの査定を提供するように構成される。訓練および査定モジュールによって行われれる査定は、（例えば、シミュレーションのあるタスク、メトリック、または側面に関する医療パフォーマンスの全体的要約を提供することによって）総括的または集合的な方法で、および／または医療手技と関連付けられる各タスクの実行に関して形式的または粒度の細かい方式で提供されることができる。

訓練および査定モジュールのメトリック化は、学習技法を基本的な教育体験をはるかに超えた、より体系的な訓練パッケージに拡張させる。現在公開されている証拠に基づいて、本能力は、技能の発展を４０～６９％向上させるように示されている。これらの改良は、経験を積んだ施術者、臨床ガイドライン、および公開された証拠から導出（および確証）されたものとしての「技能」の測定を可能にする。例えば、正しいカテーテルまたはワイヤを選定すること、使用される蛍光透視法の量、または手技を実施するためにかかる時間は、全て、異なるタイプのプロセス測定値である。これらのタイプのメトリックを監視することに加えて、本明細書に説明される技法はまた、医療施術者のパフォーマンスの質（例えば、安全性）の測定も可能にする。

訓練および査定モジュールの設定は、シミュレーションの対象である具体的な医療手技に合わせて構成されることができる。例えば、設定は、医療手技の手技相を定義する、位相のためのサブステップを定義する、ステップおよび位相のそれぞれの間に追跡および監視されるべきメトリックを定義する、およびシミュレーションの間の医療施術者のパフォーマンスが、（例えば、監視されるメトリックに基づいて）満足の行くものであったかどうかを決定するために使用され得るベンチマークを確立するための、ルールと、パラメータと、プログラミング論理とを含み得る。訓練および査定モジュールは、各医療手技に適用可能である種々のステップ／位相、メトリック、およびベンチマークを考慮するように、具体的な医療手技毎に異なるように構成されることができる。本明細書に説明される原理は、本明細書に説明される原理に基づいて任意のタイプの医療手技のためのメトリックベースのシミュレーション訓練医療手技を実装するように適合されることができる。

さらに下記に提供される議論は、機械的血栓除去手技のシミュレーションのための訓練および査定モジュールを構成するために使用され得る、例示的位相、サブステップ、メトリック、およびベンチマークを実証する。しかしながら、訓練および査定モジュールの位相、サブステップ、メトリック、およびベンチマークが、医療手技のタイプに基づいて変動し得ることを認識されたい。

メトリックベースの学習技法が適用され得る多数の医療手技が、存在し、これらの技法は、血管内空間外にも良好に拡張されることができる。ステップまたはタスクが明確に定義された方法で測定可能である任意の医療手技が、良好な候補を表し得る。例えば、血管内空間において、メトリックベースの学習技法は、特に、カテーテルおよびワイヤの移動、ステントおよび／またはグラフトの展開および最終的位置付け、人工弁の展開および位置付け、ＣＲＭリードまたはデバイスの位置付け、電気生理学的測定およびアブレーション、血流予備量比および光干渉断層撮影（ＯＣＴ）等の撮像および測定技術、および経食道超音波心臓図検査（ＴＥＥ）、心臓内超音波検査（ＩＣＥ）、および血管内超音波（ＩＶＵＳ）等の種々の超音波技術を測定するために使用されることができる。

ある実施形態では、シミュレーションの間に訓練および査定モジュールによって監視されるメトリックは、概して、以下のカテゴリ、すなわち、（１）プロトコル順守メトリック、（２）安全性メトリック、（３）効率メトリック、および（４）精度メトリックに分類され得る、メトリックを含む。これらはそれぞれ、下記にさらに詳細に説明される。

プロトコル順守メトリックは、特に、シミュレートされた手技が、訓練および査定モジュールの記憶される基準の中に定義されている、最良の実践例に従って実施されたかどうかを監視および決定するために使用されることができる。例示的プロトコル順守メトリックは、位相および関連付けられるサブステップがそれぞれ、シミュレーションの間に完了されたかどうか、位相およびサブステップが、適切な順序で完了されたかどうか、適切なツールが、シミュレーションの間に適切な時間に使用されたかどうか、および他のタイプの関連するメトリックを決定する、メトリックを含み得る。シミュレーションの間に算出されるプロトコル順守メトリックはそれぞれ、ベンチマークと比較され、シミュレーションの間の医療施術者のパフォーマンスが、医療手技の特定の側面に関して容認可能または容認不可能であったかどうかを決定することができる。

安全性メトリックは、特に、シミュレートされた手技が、患者にリスクを引き起こすであろう様式で実施されたかどうか、および／またはエラーが、シミュレートされた手技の間に起きたかどうかを監視および決定するために使用されることができる。例示的安全性メトリックは、ある解剖学的構成要素（例えば、血管、器官、組織等）が、シミュレーションの間に意図せずに掻爬または損傷されたかどうか、シミュレーションの間に使用されたツールが、視野から外れた（例えば、ツールが、シミュレートされる結像デバイスを調節することなく遠すぎる場所まで拡張されたため、フィードバックシステム上で視認可能でなかった）かどうか、抵抗が増加した後、ツールが、遠すぎる場所まで押動された、または過度の圧力が、印加されたかどうか、ツールが、不適当な領域において展開されたかどうか、および／または他の類似するタイプのエラーを示し得る。シミュレーションの間に算出される安全性メトリックはそれぞれ、ベンチマークと比較され、シミュレーションの間の医療施術者のパフォーマンスが、医療手技の特定の側面に関して容認可能または容認不可能であったかどうかを決定することができる。ある実施形態では、触覚および／または触知可能なフィードバックが、１つ以上の監視される安全性メトリック（または他のメトリック）が、シミュレータの間に満足されていないことを決定するステップに応答して、ツールを通してオペレータに提供されてもよい。

効率メトリックは、特に、シミュレートされた手技が、効率的または巧みな様式で実施されたかどうかを監視および決定するために使用されることができる。本カテゴリにおけるメトリックのうちの多くのものが、シミュレーションの間の全体的パフォーマンスまたはシミュレーションの位相またはサブステップの間の全体的パフォーマンスに基づく、累積的または集約されたメトリックを含み得る。例示的効率メトリックは、シミュレートされた手技が、適時に完了された（例えば、全体の手技が、適時に完了された、または手技の個々の位相が、適時に完了された）かどうか、手技の間の医療施術者のツールの使用が、スムーズであったかどうか（例えば、ツールが、ツールの並進および／または回転移動に関してシミュレートされた手技の間に無駄のない移動を呈した様式で使用されたかどうか）、医療施術者が、シミュレートされた手技の間、効率的および／または効果的に結像機器を使用したかどうか（例えば、医療施術者が蛍光透視法を使用した合計時間、および／または造影剤のために使用された合計シリンジ容積を反映する）、および／または他の類似するタイプのメトリックを示し得る。効率メトリックのうちの多くのものが、シミュレートされる患者の安全性に直接的な影響を及ぼす（例えば、過度の手技時間は、合併症に関するより高いリスクをもたらし、過度の麻酔時間は、患者のリスクを増大させ、過度の放射線暴露は、患者のリスクを増大させる等である）。シミュレーションの間に算出される効率メトリックはそれぞれ、ベンチマークと比較され、シミュレーションの間の医療施術者のパフォーマンスが、医療手技の特定の側面に関して容認可能または容認不可能であったかどうかを決定することができる。

精度メトリックは、特に、シミュレートされた手技またはシミュレートされた手技と関連付けられるタスクが、適切な精度で実施されたかどうかを監視および決定するために使用されることができる。例示的精度メトリックは、正確に定寸されたツール（例えば、ステント）が、最良の位置またはそれに近接して設置されたかどうか、医療施術者が、所定の経路に精密に沿って物質をアブレートしたかどうか、および／または流体が、厳密に要求された量またはそれに近接した量だけ注入されたかどうか（例えば、精密な量の塞栓液が、動静脈奇形の中に注入されたかどうか）を示し得る。安全性メトリックのように、精度メトリックのうちの多くのものが、シミュレートされる患者の安全性に直接影響を及ぼす。シミュレーションの間に算出される精度メトリックはそれぞれ、ベンチマークと比較され、シミュレーションの間の医療施術者のパフォーマンスが、医療手技の特定の側面に関して容認可能または容認不可能であったかどうかを決定することができる。

本開示のある部分が、メトリックを特定のカテゴリ（例えば、プロトコル順守、安全性、効率、および精度）と関連付けられるものとして特性評価し得るが、本明細書に説明される多くのメトリックが、複数のカテゴリと関連付けられる、またはそれに含まれ得ることを認識されたい。

上記に述べられるように、訓練および査定モジュールによって算出されるメトリックはそれぞれ、ベンチマークと比較されることができる。ベンチマークは、医療施術者が医療手技の特定の要件または側面を満たしたかどうかを決定するために使用される、値を表すことができる。ある実施形態では、ベンチマークは、経験を積んだ医療施術者または専門家が、シミュレートされる医療手技を実施し、医療手技を実施することにおける熟練度を反映するパラメータを設定する、訓練および査定モジュールの較正相の間に確立され得る。較正相の間、経験を積んだ医療施術者または専門家のパフォーマンスメトリックが、追跡され、医療手技に関する適切なベンチマークを確立するために使用される。ある場合には、ベンチマークは、医療施術者によって経時的に実施されるシミュレーションの結果に基づいて更新され得る。他の実施形態では、ベンチマークは、医療手技の種々の側面に関する予期される値または理論上の値に基づくことができる、またはその値は、入力デバイスを介してユーザによって規定または打ち込まれることができる。

ある実施形態では、各ベンチマークおよび／またはメトリックは、シミュレーションの間に算出されるメトリックを、ベンチマークが満たされているかどうかを決定するための所定のベンチマークと比較するために使用される、論理演算子（例えば、ブール演算子または記号と関連付けられる設定）と関連付けられる。例えば、「合計時間」のメトリックは、手技が完了されるべき時間周期（例えば、１，３６９秒）を示すベンチマークと関連付けられ得る。本実施例では、ベンチマークおよびメトリックは、メトリック値が、ベンチマーク値未満またはそれに等しくあるべきであること（例えば、メトリック＜＝ベンチマーク）を示す論理演算子と関連付けられ得る。

いかなるタイプの論理演算子も、以下の論理演算子、すなわち、～に等しい（＝）、～未満（＜）、～を上回る（＞）、～未満または～に等しい（＜＝）、～を上回るまたは～に等しい（＞＝）、～に等しくない（！＝）等を含む、メトリック／ベンチマークの対と関連付けられ得る。したがって、シミュレートされる手技が、実施された後、監視されるメトリックはそれぞれ、メトリック／ベンチマークの対に割り当てられた論理演算子を使用して関連付けられるベンチマークと比較され得る。本比較の結果が、真である場合、訓練および査定モジュールは、個人が、手技のある側面または要件を満たしたと決定する（例えば、手技が、適時に実施されたと決定する）。他方において、本比較の結果が、偽である場合、訓練および査定モジュールは、個人が、手技のその側面または要件を満たさなかったと決定する。

シミュレーションが、実施された後、訓練および査定モジュールは、手技と関連付けられる情報を要約する詳細な報告を発生させることができる。詳細な報告は、手技の間に監視されたメトリック、メトリックのそれぞれと関連付けられる所定のベンチマーク、および医療施術者がベンチマークを満たしたかどうかを識別する熟練度インジケータの詳細な列挙を提供することができる。詳細な報告は、フィードバックシステムを介して、および／または他の好適な方法で提示されることができる。

訓練および査定モジュールはまた、医療施術者に推奨を提供する、および／または医療施術者に関連情報をもたらすために、（例えば、医療施術者によって実施される複数のシミュレートされる手技に関連する）詳細な報告または詳細な報告の集合を構成する結果を分析するように構成されることができる。例えば、提示される推奨および／または情報は、改良を使用し得る技能を識別するため、医療施術者が熟練度を示している技能を識別するため、医療施術者がある技能を発展および／または維持させることを補助するためのシミュレートされる演習を推奨するため、および他のタイプの関連フィードバックを提供するために使用されることができる。訓練および査定モジュールによって出力される推奨は、反復的な様式で使用され、医療施術者の技能を向上させることができる。

本明細書における開示によって立証されるように、本開示に記載される発明の原理は、医療施術者を訓練し、医療施術者の技能セットを維持することの既存の問題を克服するコンピュータ技術を基礎とする。原理はまた、医療手技が行われている際のシミュレーション情報を（例えば、外科手術器具が物理的シミュレータの中に挿入され、それから除去されている様子を実証するリアルタイムのＸ線結像シミュレーションを表示することによって）リアルタイムに監視、追跡、表示、および更新する医療手技のシミュレーションを提供する、コンピュータ技術を基礎とする。訓練および査定モジュールは、医療手技に関するメトリック、位相、エラー基準、および／または他の関連情報を明確かつ客観的に定義するルールセットを伴って構成される。本ルールセットは、医療施術者のアクションのリアルタイムの監視と併用され、シミュレーションの間の医療施術者のパフォーマンスを査定する。本技術ベースのソリューションは、少なくとも部分的に、パフォーマンスを客観的に査定し、技能セットを改良または維持するためにシミュレートされる演習を推奨するために使用され得るメトリックベースの監視ソリューションを実装することによって、医療手技をシミュレートすること、および医療施術者のパフォーマンスを査定することに関連する、既存の算出能力および機能性に優る改良をもたらす。これらの技法は、医療施術者が評価される方法を改良し、医療施術者が彼らの技能セットを発展および／または維持させることを補助し、結果として、医療手技を受ける患者に関する医療転帰を改良するように設計される。

医療シミュレータおよび／またはそれらのコンポーネントはそれぞれ（例えば、シミュレーションインターフェースデバイス、ツール、およびフィードバックシステム）、１つ以上のコンピュータ記憶デバイス（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＳＲＡＭ等）と通信する、１つ以上のプロセッサデバイス（例えば、中央処理ユニットまたはＣＰＵ）を含んでもよい。コンピュータ記憶デバイスは、好ましくは、物理的な一過性媒体である。記憶媒体は、医療シミュレータに関して本開示に説明される機能、シミュレーション（例えば、ヒトの解剖学的構造のＸ線誘導下シミュレーション）、および／または医療シミュレータによって利用される訓練および査定モジュールのうちのいずれかを実施することに関連する、アプリケーション、ソフトウェアコード、データベース、および他のデータを記憶することができる。１つ以上のプロセッサデバイスおよび１つ以上のコンピュータ記憶デバイスは、そのような機能を実施するように構成され得るメモリデバイス上に記憶される、命令を実行するように構成されることができる。訓練および査定モジュールは、シミュレーションインターフェースデバイスまたは医療シミュレータの他のコンポーネント上に記憶される、および／またはそれによって実行されることができる。

本明細書に使用されるように、用語「医療施術者」は、非常に広範な意味で使用されることを意図する。例えば、用語「医療施術者」は、ドクター、医師、医学生（例えば、大学生または大学院生）、看護師、医療従事者、技師、および／または医療シミュレータを利用する、または動作させる、任意の他の個人を指すために使用されることができる。

本開示に説明される実施形態は、種々の方法で組み合わせられることができる。一実施形態に関して説明されるいかなる側面または特徴も、本開示に述べられる任意の他の実施形態の中に組み込まれ得る。また、本明細書に説明される実施形態の任意のものは、ハードウェアベース、ソフトウェアベースであってもよく、好ましくは、ハードウェアおよびソフトウェア要素の両方の混合物を備える。したがって、本明細書における説明が、ある実施形態、特徴、またはコンポーネントをソフトウェアまたはハードウェアの中に実装されるものとして説明し得るが、本願に説明されるいかなる実施形態、特徴、またはコンポーネントも、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの中に実装され得ることを認識されたい。

下記の図のうちのいくつかのものは、本開示に議論される発明の原理が、虚血性脳卒中のために機械的血栓除去手技を実施するためのメトリックベースのシミュレーションを提供するために利用され得る様子を実証する。しかしながら、本発明の原理は、そのようなものに限定されず、代わりに、他のタイプの医療手技のためのシミュレーションを提供するために使用されることができる。当業者は、（例えば、手技の特定の位相およびサブステップ、監視されているメトリック、確立されるベンチマーク等に関して）下記に提供される詳細が、変動され、他のタイプの医療手技に適応するように適合され得ることを認識するであろう。

図１Ａ－１Ｄは、本原理のある実施形態に従って利用され得る、例示的医療シミュレータ１００を図示する。これらのシミュレータ１００は、（例えば、機械的血栓除去手技等の）血管内手技のために使用され得るシミュレータ１００の実施例を図示する。他のタイプの医療手技のために使用されるシミュレータの構成および構造は、図１Ａ－１Ｄに示される例示的シミュレータ１００と比較して大いに異なり得るが、本開示に説明される発明の原理は、同じように、図に示されないこれらの他のタイプのシミュレータにも適用されることを認識されたい。

各医療シミュレータ１００は、シミュレーションインターフェースデバイス１１０と、１つ以上のツール１２０（図１Ｂにおいて視認可能である）と、フィードバックシステム１３０とを含む。これらの図のシミュレーションインターフェースデバイス１１０は、１つ以上のツール１２０を受容するための、開口部１４０を含む。ツールは、機械的血栓除去手技を実施するときに使用され得る、カテーテル、ステント回収器、コイル回収器、吸引デバイス、および／または他のツールを含むことができる。ツールは、現実の機械的血栓除去手技を実施するために使用される実際の物理的ツールを表し得る、またはシミュレーションインターフェースデバイスとの併用のために適合される、特殊ツールであり得る。フィードバックシステム１３０は、行われているシミュレーションと関連付けられる情報を表示する。例えば、フィードバックシステム１３０は、ツール１２０が、開口部１４０を介してシミュレーションインターフェースデバイス１１０の中に挿入される際のシミュレートされるヒトの解剖学的構造内のツール１２０を示す、Ｘ線画像シミュレーションを表示してもよい。現実の機械的血栓除去手技と同様に、シミュレーションに従事する医療施術者は、医療手技を実施するためにフィードバックシステム１３０によって提供される画像を利用することができる。例えば、シミュレートされるＸ線誘導下画像が、ツール１２０を（例えば、開口部１４０を介して）患者の鼠径部内に位置する動脈の中に誘導するため、ツールを患者の脳への動脈まで誘導するため、シミュレートされる血餅を除去するためのツールを利用するため、デバイス（例えば、ステントまたはバルーン）を血餅の場所の近傍の血餅の中に展開するため、および／またはツール１２０をシミュレーションインターフェースデバイス１１０から後退させるために使用されることができる。いったんシミュレーションが、完了されると、フィードバックシステム１３０は、（例えば、起きたエラーを強調するため、および／または監視されるメトリックが所定のベンチマークを充足したかどうかを示すための）シミュレーションの間の医療施術者のパフォーマンスに関連する情報を表示することができる。

図１Ａ－１Ｄの医療シミュレータの構成は、異なる点において変動する。例えば、これらの図は、シミュレーションインターフェースデバイス１１０が、患者の身体に物理的に類似する全身のマネキン（図１Ｃ－１Ｄ）、医療シミュレータの表面１７０の中に統合されるヒトの形状のフィギュア（図１Ａ）、および／または持ち運び可能な箱の形状のシミュレーションインターフェースデバイス（図１Ｂ）を含み得ることを実証する。ある医療シミュレータ１００はまた、フィードバックシステム１３０を介して表示されるＸ線画像を調節するために、シミュレーションの間に医療施術者によって使用され得る、透視誘導下手技を実施するステップにおいて使用される移動可能または固定式のＣアーム機械等のＸ線機械１５０（図１Ｄ）を含んでもよい。例えば、フィードバックシステム１３０上に表示されるシミュレートされるＸ線画像は、Ｘ線機械によって実際の手技の間のその位置に発生されているであろうＸ線画像を表してもよい。他のタイプのシミュレートされる結像モダリティ（例えば、超音波、ＭＲＩ、ＣＴ結像、３Ｄマッピング等）もまた、医療シミュレータと併用されることができる。

フィードバックシステム１３０の構成はまた、例えば、これが、１つ以上のタッチスクリーンディスプレイ（図１Ａおよび１Ｄ）および／または１つ以上のコンピューティングデバイス（図１Ｂおよび１Ｃ）を含み得るように変動することができる。医療シミュレータ１１０のいくつかのものもまた、シミュレーションの設定、シミュレートされるＸ線機器１５０（または他の結像モダリティ）の設定、フィードバックシステム１３０の設定、および／または他の設定を調節するための入力デバイス１６０（図１Ｂ、１Ｃ、および１Ｄ）を含むことができる。

図２Ａおよび２Ｂは、シミュレートされる医療手技が医療シミュレータ１００を使用して実施される間、フィードバックシステム１３０によって表示され得る例示的Ｘ線画像シミュレーションを図示する。これらの図は、医療シミュレータがシミュレートされる医療シミュレータの間にヒトの解剖学的構造のＸ線画像を生成し得る様子を示す。図２Ａは、Ｘ線機械１５０がシミュレーションインターフェースデバイス１１０の頭部領域の上方に位置付けられるときに得られる、シミュレートされるＸ線画像である。図２Ｂは、動脈を通して螺入され、ステント回収器２１０を動脈の中に解放しているツール１２０を示す、シミュレートされるＸ線画像である。

ある実施形態では、医療シミュレータ１００は、機械的血栓除去手技を特性評価し、機械的血栓除去手技の間に医療施術者のパフォーマンスを監視し、医療施術者が機械的血栓除去手技を実施するための彼らの技能セットを発展および／または維持させることを補助するための情報を提供するための、ルールおよび他のデータを記憶する、訓練および査定モジュールを伴って構成される。訓練および査定モジュールは、特に、機械的血栓除去手技の手技相およびサブステップを定義する、機械的血栓除去手技のシミュレーションの間に追跡および監視されるべきメトリックのセットを定義する、機械的血栓除去手技の位相およびサブステップが、シミュレーションの間に完了されるかどうか、およびそのときを決定する、規定されたエラー基準に基づいて、エラーが機械的血栓除去手技のシミュレーションの間に生じたときを検出する、医療施術者の（例えば、監視されるメトリックを含む）パフォーマンスを機械的血栓除去手技と関連付けられる、所定のベンチマークと比較する、医療施術者の技能レベル（例えば、初心者、有資格者、専門家等）を機械的血栓除去シミュレーションの間の彼らのパフォーマンスに基づいて分類する、および（例えば、ある分野における技能を向上させるための推奨されるシミュレーション演習等の）推奨を提供し、医療施術者がシミュレートされる機械的血栓除去手技を実施することに関する彼らの技能セットを進化および／または維持させることを補助するように構成されることができる。以下に続く議論は、訓練および査定モジュールが、機械的血栓除去手技および他のタイプの医療手技のためのこれらの機能を実装し得る様子を説明する。

以下の表において実証されるように、シミュレーションの対象である手技が、そのそれぞれが、１つ以上のサブステップ（例えば、以下のサブステップ１－Ｍ）を含む、複数の位相（例えば、以下の位相１－Ｎ）に分割され得る。医療シミュレータ１００の１つ以上のコンピュータ記憶デバイス内に（例えば、シミュレーションインターフェースデバイス１１０の中に統合される記憶デバイス上に）記憶される訓練および査定モジュールは、これらの位相のそれぞれを定義し、位相および／またはサブステップが、手技のシミュレーションの間に完了されたかどうかを決定するためのデータと、プログラミング論理とを含む。下記の表はまた、手技の各位相の間に監視され得る例示的エラー（例えば、下記のエラー１－Ｐ）を識別する。訓練および査定モジュールはまた、各位相および／またはサブステップの間に生じるエラーを定義および検出するためのデータを記憶する。ある実施形態では、訓練および査定モジュールの機能（例えば、位相および／またはサブステップが完了されたかどうかを決定するステップ、シミュレーションの間に生じるエラーを検出するステップ、およびシミュレーションの間にメトリックを監視するステップに関連するもの）は、シミュレータから受信される入力（例えば、シミュレータの内側のツール１２０の移動を示す、シミュレータのセンサから受信される入力）を位相、サブステップ、エラー、およびメトリックを定義するために使用される、訓練および査定モジュール内の予め記憶されたデータと相関させることによって実施されることができる。

明確化のために、以下の表の上側部分内の中央列が、訓練および査定モジュールが、位相およびサブステップが完了されているかどうか、および位相およびサブステップが現在アクティブである（例えば、位相および／またはサブステップが現在シミュレーションにおいて進行中であることを示す）かどうかを決定するために使用され得る情報（例えば、条件のリスト）を記憶することを示す。下記の表の下側部分内の中央列は、エラーが各位相および／またはサブステップの間に監視されること、および訓練および査定モジュールがエラーを定義するための情報を記憶することを示す。各エラー説明の左に位置する番号は、関連付けられるエラーを識別するために使用される識別子である。同一のまたは類似するエラーが、異なる位相およびサブステップ全体を通して監視および検出されることができる。しかしながら、あるエラーは、特定の位相および／またはサブステップに固有であり得る。さらに、（「実施される、より早期のステップ」と標識される）上記の表の右列は、同一の行内で識別されるサブステップが実施される前に実施されるべきである、１つ以上のサブステップを標識する番号を含む。これは、ステップ間の依存状態、特に、ステップが実施されるべき順序を定義する有効な方法である。訓練および査定モジュールは、本情報を記憶および使用し、位相および／またはサブステップが、シミュレーションの間に適切な順序で実施されるかどうかを決定することができる。

上記の表において識別される位相、サブステップ、およびエラーは、訓練および査定モジュールの側面を構成する例示的方法を例証する。位相、サブステップ、およびエラーが、異なる実施形態に従って変動され得ることを認識されたい。

例えば、ＡＩＳのための機械的血栓除去手技に関するシミュレーションの文脈では、初期相が、ツールを大腿動脈の中に挿入するステップと関連付けられる条件およびサブステップを定義し得、複数の中間相が、ツールを患者の脳まで螺入するステップおよび血餅を除去するステップと関連付けられる条件およびサブステップを定義し得、最終相が、患者からツールを除去するステップと関連付けられる条件およびサブステップを定義し得る。上記に述べられるように、１つ以上のエラーが、各位相および／またはサブステップと関連付けられ得る。例えば、本例示的シミュレーションにおいて監視されるエラーは、ある解剖学的構成要素が、意図せずに掻爬または損傷されたかどうか、シミュレーションの間に使用されたツールが、視野から外れたかどうか、抵抗が増加した後、ツールが、遠すぎる場所まで押動された、または過度の圧力が、印加されたかどうか、ツールが、不適当な領域において展開されたかどうか、および／または他の類似するタイプのエラーを示し得る。

上記に述べられるように、医療シミュレータ１００の訓練および査定モジュールは、シミュレーションの間に上記で議論されるような種々のタイプのメトリックを監視し得る。例えば、訓練および査定モジュールは、機械的血栓除去手技に関連するプロトコル順守メトリック、安全性メトリック、効率メトリック、および精度メトリックを監視するように構成されることができる。機械的血栓除去シミュレーションの間に監視されるメトリックはそれぞれ、訓練および査定モジュールの中に記憶される所定のベンチマークと比較されることができる。上記に述べられるように、これは、論理演算子をベンチマークが満たされたかどうかを決定するための各メトリック／ベンチマークの対と関連付けるステップを伴い得る。監視されるメトリックとベンチマークとの比較は、機械的血栓除去シミュレーションを実施する医療施術者のパフォーマンスを査定するために使用されることができる。

プロトコル順守メトリックは、特に、シミュレートされた手技が、機械的血栓除去手技の最良の実践例に従って実施されたかどうかを決定するために使用されることができる一方、安全性メトリックは、特に、シミュレートされた機械的血栓除去手技が、患者にリスクを引き起こすであろう様式で実施されたかどうか、および／またはエラーが、シミュレートされた手技の間に起きたかどうかを監視および決定するために使用されることができる。効率メトリックは、特に、シミュレートされた機械的血栓除去手技が、効率的な様式で実施されたかどうかを監視および決定するために使用されることができる。下記の表は、シミュレートされる機械的血栓除去手技の間に医療施術者のパフォーマンスを査定するために訓練および査定モジュールによって使用され得る、（「メトリックＩｄ」と標識された列によって識別される）例示的メトリック、（「メトリック」と標識された列によって識別される）メトリックの説明、（「演算子」と標識された列によって識別される）演算子、および（「ベンチマーク」と標識された列によって識別される）ベンチマークを図示する。下記の表はまた、機械的血栓除去手技のために行われる例示的シミュレーションの間の医療施術者のパフォーマンスの結果を示す、（「結果」と標識される）列を含む。訓練および査定モジュールは、メトリックと関連付けられるベンチマークが満たされているかどうかを決定するために、演算子を使用して算出された結果をベンチマークと比較するように構成される。

下記の表は、シミュレートされる機械的血栓除去手技の全般の全体を通して監視され得る、累積的または集約されたメトリックの実施例を図示する。これらのメトリックは、監視され得る例示的効率メトリックを表す。さらに下記の表から理解され得るように、累積的または集約されたメトリックはまた、各位相において別個に監視されることができる。

下記の表は、シミュレートされる機械的血栓除去手技の各位相および／またはサブステップの間に監視され得るメトリックの実施例を図示する。本表内のメトリックは、プロトコル順守メトリック（例えば、「終了されたステップ」）と、安全性メトリック（例えば、「ｐｈａｓｅ＿ｉｄ＿Ｉ＿ｓｔｅｐ＿ｉｄ＿１」）と、効率メトリック（例えば、「合計時間」）とを含む。

上記において識別されるメトリックは、訓練および査定モジュールによって定義され、シミュレーションの間に監視され得るメトリックの実施例である。しかしながら、他のタイプのメトリックもまた、定義および監視され得ることを認識されたい。

図３は、ある実施形態に従って試験モードでシミュレーションを行うために医療シミュレータを使用するための方法３００を開示する、フローチャートである。ある実施形態では、方法３００は、図１Ａ－１Ｄに図示される医療シミュレータ１００、または上記に議論されるもの等の任意の他の好適な医療シミュレータのうちのいずれかによって実行され得る。

ステップ３１０において、医療シミュレータ１００が、訓練および査定モジュールを伴って構成される。訓練および査定モジュールは、１つ以上の医療手技を実施するための、位相、サブステップ、エラー、メトリック、およびベンチマークを定義することができる。ある実施形態では、ベンチマークは、シミュレートされる手技を実施する専門家のメトリックが追跡され、ベンチマークを設定するために使用される、医療シミュレータ１００の較正相の間に確立される。

ステップ３２０において、医療手技のためのシミュレーションが、シミュレータ１００を使用して試験モードで開始される。医療シミュレータは、概して、医療シミュレータ１００を使用するシミュレーションのために好適な任意のタイプの医療手技をシミュレートするように構成されることができる。本明細書に議論される、ある例示的実施形態では、医療シミュレータは、（例えば、ＡＩＳを被っている患者を治療するために）機械的血栓除去手技をシミュレートするように構成される。

ステップ３３０において、医療手技が、医療施術者によって医療シミュレータ１００上で実施されている間、メトリックが、検出、算出、および収集される。医療シミュレータ１００は、直接的（例えば、センサの実際の出力に基づいて）または間接的（例えば、プロセッサを使用し、センサの出力に基づいてメトリックを算出することによって）のいずれかでメトリックの少なくとも一部を発生させるために利用され得る、種々のセンサを装備することができる。例えば、１つ以上のツール１２０が、医療シミュレータ１００のシミュレーションインターフェースデバイス１１０の中に挿入されるにつれて、医療シミュレータのセンサは、ツールの移動（例えば、回転移動、並行移動、印加される圧力等）およびシミュレーションの一部として行われる他の活動（例えば、Ｘ腺結像装置の使用およびタイミング側面）を監視することができる。種々のメトリックが、本情報を監視および追跡するステップから導出され得る。例示的メトリックは、上記に説明される、プロトコル順守メトリックと、安全性メトリックと、効率メトリックと、精度メトリックとを含み得る。

ステップ３４０において、メトリックは、所定のベンチマークと比較される。ベンチマークは、シミュレーションの間の医療施術者のパフォーマンスが、種々の異なる側面に関して熟達していたかどうかを決定するために使用されることができる。各ベンチマークは、測定されるメトリックと所定のベンチマークとの比較を促進するために使用される、論理演算子と関連付けられ得る。

ステップ３５０において、パフォーマンス結果および推奨が、シミュレートされる医療手技の間の医療施術者のパフォーマンスに基づいて出力される。結果および推奨は、フィードバックシステム１３０上に表示され得る。結果および推奨はまた、印刷される、電子メール送信される、および／または他の方法で出力されることができる。シミュレーションの結果は、（例えば、測定されたメトリックと所定のベンチマークとの比較に基づいて）医療施術者がシミュレーションの間に実施した良好さの度合いを示すために査定を提供し得る。査定の結果は、医療施術者のための改良の分野を識別することができ、改良を要求する分野に明示的に対処する演習を推奨することができる。実施例として、査定の結果が、Ｘ線結像の非効率的な使用（例えば、患者のための不必要に高い放射線暴露）を示す場合、医療施術者は、具体的な医療手技の間の医療施術者のＸ線結像の使用を改良するように構成される、具体的な訓練モジュールに指向され得る。他の訓練モジュールも、他のタイプの技能を磨くために記憶され、利用可能にされ得る。

図４は、ある実施形態に従って訓練モードでシミュレーションを行うために医療シミュレータを使用するための方法４００を開示する、フローチャートである。ある実施形態では、方法４００は、図１Ａ－１Ｄに図示される医療シミュレータ１００、または上記に議論されるもの等の任意の他の好適な医療シミュレータのうちのいずれかによって実行され得る。

ステップ４１０において、医療シミュレータ１００が、訓練および査定モジュールを伴って構成される。上記に述べられるように、訓練および査定モジュールは、１つ以上の医療手技を実施するための、位相、サブステップ、エラー、メトリック、およびベンチマーを定義することができる。訓練および査定モジュールはまた、医療手技を実施するための医療施術者を訓練するステップにおいて有用であり得るデータおよび情報を記憶する。

ステップ４２０において、医療手技のためのシミュレーションが、シミュレータ１００を使用して訓練モードで開始される。訓練モードでは、シミュレーションは、シミュレーションの間に医療施術者に補助を提供するように適合される。医療シミュレータは、概して、任意のタイプの医療手技のためのシミュレーションを実行するように構成されることができる。上記に述べられるように、医療シミュレータは、ある例示的実施形態では、（例えば、ＡＩＳを被っている患者を治療するために）機械的血栓除去手技をシミュレートするように構成され得る。また、上記に述べられるように、本明細書に説明される原理は、他の医療手技のシミュレーションのために適合されることができる。

ステップ４３０において、メトリックが、シミュレーションの間に検出、算出、および収集される。本ステップは、ステップ３３０に関して上記に説明されるものと同一の様式で実施されることができる。

ステップ４４０において、指導的情報が、シミュレーションの間に出力され、医療手技を実施するための技能セットの発展を補助する。指導的情報は、フィードバックシステムの中に含まれる、オーディオ／ビデオデバイスまたは他の出力デバイスによって出力されることができる。指導的情報は、医療施術者が医療手技を実行する方法を習得することを補助する、任意のタイプのデータを含むことができる。例示的指導的情報は、限定ではないが、以下、すなわち、エラーがシミュレーションの間に起きるときを識別するエラーメッセージ、エラーが起きる寸前であることを示す警報メッセージ、医療手技の特定のステップが実施されるべき方法を示す情報、シミュレーションの間に使用されるべきツールおよびそのツールが使用されるべき方法を識別する情報、結像システムおよびモダリティがシミュレーションの間に使用されるべき方法を示す情報、特定の訓練モジュールを実施し、ある技能セットを向上させるための推奨、および他の関連情報を含む。

ステップ４５０および４６０は、それぞれ、ステップ４４０および４５０に関して上記に説明されるものと同一の様式で実施されることができる。

図５は、ある実施形態による、シミュレーションにおける使用のためのベンチマークを確立するための方法５００を開示する、フローチャートである。ある実施形態では、方法５００は、図１Ａ－１Ｄに図示される医療シミュレータ１００または上記に議論されるもの等の任意の他の好適な医療シミュレータのいずれかによって実行され得る。

ステップ５１０において、医療シミュレータ１００が、訓練および査定モジュールを伴って構成される。ステップ５２０において、医療手技のためのシミュレーションが、医療シミュレータ１００を使用して開始される。ステップ５３０において、シミュレートされる医療手技が、専門家（または少なくとも熟達した）医療施術者またはユーザによって実施されている間、メトリックが、検出、算出、および収集される。ステップ５４０において、メトリックの検出、算出、および収集プロセスは、十分な数の医療施術者のために繰り返される。ステップ５５０において、医療手技のシミュレーションのためのベンチマークが、医療施術者から収集されたデータを使用して定義される。例えば、ベンチマークが、医療施術者の記録されたメトリックを平均化することによって、メトリック毎に確立され得る、または他の方法で確立され得る。ステップ５６０において、ベンチマークは、訓練および査定モジュールの中に組み込まれる。訓練および査定モジュールは、その後、ベンチマークを使用し、シミュレーションに参加する被訓練者が、シミュレートされる医療手技の側面を熟達した方法で実施しているかどうかを決定することができる。

図６は、ある実施形態による、医療シミュレーションシステム６００のブロック図である。医療シミュレーションシステム６００は、１つ以上の記憶デバイス６０１と、１つ以上のプロセッサ６０２と、相互と通信する、１つ以上のセンサ６０３とを含む。１つ以上の記憶デバイス６０１は、ｉ）例えば、読取専用メモリ（ＲＯＭ）またはプログラム可能な読取専用メモリ（ＰＲＯＭ）等の不揮発性メモリ、および／または（ｉｉ）例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、動的ＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、静的ＲＡＭ（ＳＲＡＭ）等の揮発性メモリを含むことができる。これらまたは他の実施形態では、記憶デバイス６０１は、（ｉ）非一過性メモリおよび／または（ｉｉ）一過性メモリを含むことができる。１つ以上のプロセッサ６０２は、１つ以上の中央処理ユニット（ＣＰＵ）、グラフィカル処理ユニット（ＧＰＵ）、コントローラ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、および／または算出回路を含むことができる。１つ以上の記憶デバイス６０１は、１つ以上のデータベース６１０、および１つ以上のシミュレートされる医療手技６３０と、１つ以上のベンチマーク６４０と、較正モード６５０と、訓練モード６６０と、試験モード６７０とを備える、訓練および査定モジュール６２０と関連付けられる、データおよび命令を記憶することができる。１つ以上のプロセッサ６０２は、これらおよび他のコンポーネントと関連付けられる命令を実行するように構成される。これらのコンポーネントはそれぞれ、下記にさらに詳細に説明される。

ある実施形態では、１つ以上のセンサ６０３は、本開示に述べられるシミュレーションインターフェースデバイスおよび／または他のシミュレーションインターフェースデバイスのいずれかの中に統合されてもよい。１つ以上のセンサ６０３は、医療手技を実施する医療施術者による医療ツール（例えば、ワイヤ、カテーテル、ステント等）の使用、シミュレートされる医療手技を実施するときの医療施術者のパフォーマンス、および／またはパフォーマンスの他の側面を監視するために利用されてもよい。センサ６０３は、シミュレーションインターフェースデバイス内の医療ツールの位置および移動を示す信号を発生させるように構成されてもよい。センサ６０３によって発生される情報は、医療ツールが、手技の医療施術者の実施の間にシミュレートされる解剖学的構造の種々の解剖学的構成要素（例えば、血管、器官、組織、静脈、動脈等）に接触したかどうか、および医療ツールが、医療手技を実施する医療施術者によって適切に操作されたかどうかを決定するために利用されてもよい。任意の適切なセンサが、これらおよび他の機能を実施するために利用されてもよい（６０３）。例えば、ある実施形態では、センサ６０３は、圧力センサ、触覚センサ、ビデオセンサ、力計、近接センサ、および／または他のタイプのセンサを含んでもよい。

訓練および査定モジュール６２０は、１つ以上のシミュレートされる医療手技６３０を実装するステップと関連付けられる、命令、コード、情報、および／または他のデータを記憶する。シミュレートされる医療手技６３０のそれぞれと関連付けられる命令、コード、情報、および／または他のデータは、シミュレートされる医療手技６３０と関連付けられる位相、ステップ、タスク、エラー、ベンチマーク６４０、適切なツールの使用、および／または他の関連情報を定義することができる。ある実施形態では、訓練および査定モジュール６２０は、（例えば、ＡＩＳから生じる血餅を治療するために使用され得る）機械的血栓除去手技のためのシミュレートされる医療手技６３０を実装するように構成される。訓練および査定モジュール６２０は、加えて、または代替として、限定ではないが、他のタイプのシミュレートされる血管内医療手技および他のタイプの臨床的手技を含む、他のタイプのシミュレートされる医療手技６３０を実行するように構成されることができる。

シミュレートされる医療手技６３０はそれぞれ、ベンチマーク６４０のセットと関連付けられることができる。ベンチマーク６４０は、シミュレートされる医療手技６３０を実施する医療施術者が、医療手技の特定の要件または側面を満たしたかどうかを決定するために使用される値を定義することができる。例えば、ベンチマーク６４０は、本開示に述べられるプロトコル順守メトリック、安全性メトリック、効率メトリック、および／または精度メトリックのいずれかに対応する容認可能な値を示し得る。適切なベンチマーク６４０は、同様に、他のタイプのメトリックのためにも提供されることができる。

利用可能にされるシミュレートされる医療手技６３０毎に、訓練および査定モジュール６２０は、限定ではないが、較正モード６５０、訓練モード６６０、および試験モード６７０を含む、種々のモードで動作するように構成されることができる。較正モード６５０は、シミュレートされる医療手技のそれぞれのためにベンチマーク６４０および他の設定を確立するために利用されることができる。これは、図５の方法５００に従って、および／または他の方法で実施されてもよい。訓練モード６６０では、訓練および査定モジュール６２０は、（例えば、医療施術者に起きた任意のエラーを通知し、シミュレートされる医療手技６３０と関連付けられる位相およびタスクの全体を通して医療施術者を誘導することによって）手技の全体を通してライブフィードバックおよび誘導を提供するように構成される。例えば、近位フィードバックが、エラーが起きたとき、またはタスクおよびステップが正しい順序で正確に終了されなかったときに、視覚、聴覚、または触覚キューの形式で被訓練者に提供されてもよい。これは、図４の方法４００に従って、および／または他の方法で実施されてもよい。試験モード６７０では、訓練補助の一部または全てが、オフにされる、または非アクティブ化され、医療施術者は、誘導または補助を用いずに彼ら自身でシミュレートされる医療手技６３０を実施することが可能にされる。

シミュレートされる医療手技６３０の間に、パフォーマンスメトリック６１２が、医療施術者のパフォーマンスに関連して導出および／または算出され得る。パフォーマンスメトリック６１２のいくつかのものは、センサ６０３によって直接発生される、またはシミュレートされる手技の一部としてプロセッサ６０２によって間接的に算出される、信号またはパラメータに基づき得る。例えば、ある実施形態では、１つ以上のパフォーマンスメトリック６１２が、医療施術者が、シミュレートされる医療手技６３０を実施している際にセンサ６０３によってリアルタイムに発生されてもよい。他のパフォーマンスメトリック６１２は、シミュレートされる医療手技（例えば、シミュレートされる医療手技の適時の実施および／またはシミュレートされる医療手技と関連付けられるサブステップ）のためのプロトコルへの医療施術者の順守に基づいてもよく、シミュレートされる手技の一部としてプロセッサ６０２によって算出されてもよい。パフォーマンスメトリック６１２は、医療手技６３０の間の医療施術者のパフォーマンスを種々の方法で反映することができる。例えば、上記に説明されるように、パフォーマンスメトリック６１２は、本開示に述べられる任意のプロトコル順守メトリック、安全性メトリック、効率メトリック、精度メトリック、および／または他のメトリックに関する医療施術者のパフォーマンスを反映し得る。監視されるパフォーマンスメトリック６１２は、較正モード６５０の間に確立される所定のベンチマーク６４０と比較され、シミュレートされる医療手技６３０の間の医療施術者のパフォーマンスを査定し得る。

パフォーマンス評価情報６１１が、シミュレートされる医療手技６３０の間の医療施術者のパフォーマンスに基づいて発生されてもよい。パフォーマンス評価情報６１１は、概して、医療施術者のパフォーマンスと関連付けられる任意のデータ、情報、および／またはフィードバックを含むことができる。例えば、パフォーマンス評価情報６１１は、改良点を使用し得る技能を識別する情報、医療施術者が熟練度を示している技能を識別する情報、ある技能を発展および／または維持させることを補助するためのシミュレートされる演習に関する推奨、（例えば、パフォーマンスメトリック６１２がそれぞれ、対応するベンチマーク６４０を満たしたかどうかを示す、メトリックの内訳を含む）パフォーマンスメトリック６１２の要約、ツールが、シミュレートされる医療手技６３０の間に適切に利用および／または制御されたかどうかを識別する情報、医療手技６３０の位相およびサブステップが、シミュレートされる医療手技６３０の間に完了されたかどうかを示す情報、医療手技６３０の位相およびサブステップが、シミュレートされる医療手技６３０の間に適切な順序で完了されたかどうかを示す情報、シミュレートされる医療手技６３０の間に検出された任意のエラーを識別する情報、プロトコル順守メトリック、安全性メトリック、効率メトリック、および／または他のパフォーマンスメトリック６１２が、満たされたかどうかを示す情報、および／またはシミュレートされる医療手技６３０に関連する任意の他の情報を含むことができる。

ある実施形態では、監視されている種々のメトリックに対応するベンチマーク６４０の一部または全てが、熟練した医療施術者またはオペレータによるシミュレートされる医療手技６３０の実施に基づいて較正モード６５０の間に導出される、平均値または代表値に基づき得る。シミュレートされる医療手技６３０に関して発生されるパフォーマンス評価情報６１１は、少なくとも部分的に、これらのベンチマーク６４０からの標準偏差を算出することによって医療施術者のパフォーマンスを表現し得る。

シミュレートされる医療手技６３０を実施した後、シミュレートされる医療手技６３０に対応するパフォーマンス評価情報６１１は、シミュレートされる医療手技６３０を実施した医療施術者（および／または他の個人）に提供されてもよい。パフォーマンス評価情報６１１は、フィードバックシステム上で出力される、および／または（例えば、電子メール、受信箱、および／またはオンラインアカウントを介して）他の方法で提供されてもよい。

ある実施形態では、パフォーマンス評価情報６１１は、医療シミュレータ上で実施され得るシミュレートされる演習および／または訓練活動に関する１つ以上の推奨を含むことができる。推奨される演習および／または訓練活動は、医療施術者があるレベルの熟練度に到達する、および／またはそれを維持することを補助する反復的な訓練モデルを使用して提供されることができる。例えば、種々のレベルの困難度および／または種々のレベルの誘導を伴う、推奨される演習および／または訓練活動が、利用可能にされることができる。初心者または非専門家レベルの医療施術者の技能が、改良するにつれて、医療施術者は、増大される困難度および／またはより少ない指導的誘導を有する演習および／または訓練演習を提供されることができる。困難度を徐々に増大させ、および／または提供される誘導を低減させることによって、医療施術者は、そのそれぞれが、演習および訓練活動の異なるセットと関連付けられ得る困難な技能レベル（例えば、初心者、有資格者、専門家等）まで前進することができる。

上記に説明される例示的実施形態が、限定的であることは意図しておらず、本明細書に説明される発明の技法が、多く他のシナリオにも同様に使用され得ることを理解されたい。また、図１Ａ－１Ｄおよび６のシステムコンポーネントの構成および構造が、異なる実施形態に従って変動し得ることもさらに理解されたい。例えば、あるコンポーネントまたは下位コンポーネントが、相互と明確に異なるまたはそれと別個であるものとして描写され得るが、本区別が、物理的または実際の区別ではなく、論理的区別であり得ることを認識されたい。コンポーネントおよび下位コンポーネントのいずれかまたは全ては、相互に組み合わせられ、本明細書に説明される機能を実施することができ、１つのコンポーネントまたは下位コンポーネントによって実施されているものとして説明されている任意の側面または特徴が、他のコンポーネントおよび下位コンポーネントのいずれかまたは全てによって実施されることができる。同様に、ある図が、具体的な数の各コンポーネント（例えば、単一のシミュレーションインターフェースデバイス１１０、単一のツール１２０、単一のフィードバックシステム１３０等）を描写し得るが、これは、限定的であることは意図しておらず、本システムは、任意の数の各そのようなコンポーネントを含むことができる。

上記に照らして、本明細書に説明される医療シミュレータは、医療施術者がシミュレートされる環境において医療手技を実施することを可能にする。フィードバックシステムは、（例えば、シミュレートされる解剖学的構造、およびシミュレートされる解剖学的構造内で操作されているツールを示すことによって）医療施術者による医療手技の実施の間にシミュレートされる環境の可視化を提供し、実際の患者上で実際の手技を実施するときに可視化されるものに対応させる。訓練および査定モジュールは、医療手技の間に医療施術者によって実施されるアクションを評価し、医療手技の医療施術者のパフォーマンスを改良するための誘導、命令、および推奨を発生させることができる。結果として、医療施術者は、仮想環境の中で医療手技を実際に実施することによって、生きている患者にリスクを課すことなく彼らの技能セットを改良または維持することができる。

ある実施形態では、医療シミュレータを使用して臨床的な手技のオペレータのパフォーマンスを査定するためのシステムが、提供される。本システムは、シミュレートされる医療手技の間に、物理的アセンブリ内の１つ以上の医療ツールのオペレータの操作に関連する監視されるパラメータを発生させるように構成される、１つ以上のセンサを含む、物理的アセンブリを備える、シミュレーションインターフェースデバイスと、１つ以上のプロセッサと、命令を記憶するための１つ以上の非一過性記憶デバイスとを備える、１つ以上のコンピューティングデバイスであって、１つ以上のプロセッサによる命令の実行が、１つ以上のコンピューティングデバイスに、シミュレートされる医療手技の間に、１つ以上のセンサによって直接的に発生される、またはシミュレートされる手技の一部として１つ以上のプロセッサによって間接的に算出される、監視されるパラメータを受信させ、シミュレートされる医療手技に関する定義されたプロトコルへのオペレータの順守に関する情報を検出させ、検出された情報および監視されたパラメータに基づいてシミュレーションメトリックを提供させ、シミュレーションメトリックを、所定のベンチマークであって、少なくとも、シミュレートされる医療手技を実施すること、シミュレートされる医療手技の間に１つ以上の医療ツールを使用すること、およびシミュレートされる医療手技を実施することと関連付けられるエラーを回避することと関連付けられるタスクを実行することに関するオペレータの熟練度を査定するために使用される情報を含む、所定のベンチマークと比較させ、少なくとも部分的にシミュレーションメトリックと所定のベンチマークとの比較に基づいて、シミュレートされる医療手技の間のオペレータのパフォーマンスに関連するパフォーマンス評価情報を発生させる、１つ以上のコンピューティングデバイスとを含む。

ある実施形態では、医療シミュレータを使用して臨床的手技のオペレータのパフォーマンスを査定するための方法が、提供される。本方法は、シミュレートされる医療手技の間に、シミュレーションインターフェースデバイスの物理的アセンブリの中に含まれる１つ以上のセンサによって直接的に発生される、またはシミュレートされる手技の一部として１つ以上のプロセッサによって間接的に算出される、監視されるパラメータを受信するステップであって、監視されるパラメータは、シミュレートされる医療手技の間に物理的アセンブリ内の１つ以上の医療ツールのオペレータの操作に直接的または間接的に関連する、ステップと、シミュレートされる手技に関して定義されたプロトコルへのオペレータの順守に関する情報を検出するステップと、検出された情報および監視されたパラメータに基づいてシミュレーションメトリックを提供するステップと、シミュレーションメトリックを、所定のベンチマークであって、少なくとも、シミュレートされる医療手技を実施すること、シミュレートされる医療手技の間に１つ以上の医療ツールを使用すること、およびシミュレートされる医療手技を実施することと関連付けられるエラーを回避することと関連付けられるタスクを実行することに関するオペレータの熟練度を査定するために使用される情報を含む、所定のベンチマークと比較するステップと、少なくとも部分的にシミュレーションメトリックと所定のベンチマークとの比較に基づいて、シミュレートされる医療手技の間のオペレータのパフォーマンスに関連するパフォーマンス評価情報を発生させるステップとを含む。

ある実施形態では、医療シミュレータを使用して医療手技のオペレータのパフォーマンスを査定するためのシステムが、提供される。本システムは、医療手技を実施するときに、物理的アセンブリ内の１つ以上の医療ツールのオペレータの操作に関連するパラメータを発生させるように構成される、１つ以上のセンサを含む、物理的アセンブリを備える、シミュレーションインターフェースデバイスと、１つ以上のプロセッサと、命令を記憶するための１つ以上の非一過性記憶デバイスとを備える、１つ以上のコンピューティングデバイスであって、１つ以上のプロセッサによる命令の実行が、１つ以上のコンピューティングデバイスに、オペレータによる医療手技の実施の間に、１つ以上のセンサによる手技シミュレーションを通してフィードされるときに直接的または間接的に発生される、パラメータを受信させ、医療手技のオペレータのパフォーマンスと関連付けられる、パフォーマンスメトリックを導出させ、パフォーマンスメトリックの少なくとも一部は、１つ以上のセンサによる手技シミュレーションを通してフィードされるときに直接的または間接的に発生されるパラメータに基づき、パフォーマンスメトリックを、オペレータのパフォーマンスを査定するために利用される、所定のベンチマークと比較させ、少なくとも部分的にパフォーマンスメトリックと所定のベンチマークとの比較に基づいて、医療手技の間のオペレータのパフォーマンスに関連するパフォーマンス評価情報を発生させる、１つ以上のコンピューティングデバイスとを備える。

ある実施形態では、医療シミュレータを使用して医療手技のオペレータのパフォーマンスを査定するための方法が、提供される。本方法は、実施される医療手技の間に、シミュレーションインターフェースデバイスの物理的アセンブリの中に含まれる１つ以上のセンサによる手技シミュレーションを通してフィードされるときに直接的または間接的に発生される、パラメータを受信するステップであって、パラメータは、シミュレートされる医療手技の間に物理的アセンブリ内の１つ以上の医療ツールのオペレータの操作に関連する、ステップと、医療手技のオペレータのパフォーマンスと関連付けられる、パフォーマンスメトリックを導出するステップであって、パフォーマンスメトリックの少なくとも一部は、１つ以上のセンサによる手技シミュレーションを通してフィードされるときに直接的または間接的に発生されるパラメータを使用して導出される、ステップと、パフォーマンスメトリックを、オペレータのパフォーマンスを査定するために利用される、所定のベンチマークと比較するステップと、少なくとも部分的にパフォーマンスメトリックと所定のベンチマークとの比較に基づいて、医療手技の間のオペレータのパフォーマンスに関連するパフォーマンス評価情報を発生させるステップとを含む。
＊＊＊＊＊

故に、本発明の種々の新規の特徴が、その特定の実施形態に適用されるものとして示され、説明され、指摘されているが、説明され、図示される、本システムおよび方法の形態および詳細における種々の省略および代用および変更が、本発明の精神から逸脱することなく当業者によって成され得ることを理解されたい。とりわけ、本方法のステップは、そのようなことが適切であり得る多くの場合において、異なる順序で実行され得る。当業者は、上記の開示および本発明の教示のそこからの理解に基づいて、本明細書に説明されるシステムの一部である、特定のハードウェアおよびデバイス、およびそれによって提供され、その中に組み込まれる一般的機能性が、本発明の異なる実施形態において変動し得ることを認識するであろう。故に、特定のシステムコンポーネントは、そのシステムおよび方法の実施形態において実現されるような、本発明の特定の実施形態の種々の側面および機能性の十分かつ完全な理解および認識を促進するための例証的目的のためのものである。当業者は、本発明が、限定ではなく、例証の目的のために提示される、説明される実施形態以外においても実践され得ることを理解するであろう。

Claims (18)

1. 医療シミュレータを使用して医療手技のオペレータのパフォーマンスを査定するためのシステムであって、前記システムは、
   シミュレーションインターフェースデバイスであって、前記シミュレーションインターフェースデバイスは、１つ以上のセンサを含む物理的アセンブリを備え、前記１つ以上のセンサは、医療手技を実施するときに、前記物理的アセンブリ内の１つ以上の医療ツールのオペレータの操作に関連するパラメータを発生させるように構成される、シミュレーションインターフェースデバイスと、
   １つ以上のコンピューティングデバイスであって、前記１つ以上のコンピューティングデバイスは、１つ以上のプロセッサと、命令を記憶するための１つ以上の非一過性記憶デバイスとを備え、前記１つ以上のプロセッサによる前記命令の実行は、前記１つ以上のコンピューティングデバイスに、
   前記オペレータによる前記医療手技の実施の間に、前記１つ以上のセンサによって発生される前記パラメータを受信することと、
   前記医療手技のオペレータのパフォーマンスと関連付けられるパフォーマンスメトリックを導出することであって、前記パフォーマンスメトリックの少なくとも一部は、前記１つ以上のセンサによって発生される前記パラメータを使用して導出される、ことと、
   前記パフォーマンスメトリックを、前記オペレータのパフォーマンスを査定するために利用される所定のベンチマークと比較することと、
   少なくとも部分的に前記パフォーマンスメトリックと前記所定のベンチマークとの比較に基づいて、前記医療手技の間の前記オペレータのパフォーマンスに関連するパフォーマンス評価情報を発生させることと
   を行わせる、１つ以上のコンピューティングデバイスと
   を備え、
   前記所定のベンチマークは、
   プロトコル順守メトリックであって、前記プロトコル順守メトリックは、前記医療手技を実施することと関連付けられるタスクが、正確に完了されたかどうか、および前記タスクが、適切な順序で実施されたかどうかを示す、プロトコル順守メトリックと、
   安全性メトリックであって、前記安全性メトリックは、前記医療手技の間の前記１つ以上の医療ツールの使用が、１つ以上の潜在的健康リスクに対応するエラーをもたらしたかどうかを示す、安全性メトリックと、
   効率メトリックであって、前記効率メトリックは、前記医療手技または前記医療手技と関連付けられる前記タスクが、前記所定のベンチマークによって定義されるような効率的な方式で実施されるかどうかを示す、効率メトリックと、
   精度メトリックであって、前記精度メトリックは、前記医療手技または前記医療手技と関連付けられる前記タスクが、前記オペレータによって、前記所定のベンチマークによって定義されるようなレベルの精度で実施されるかどうかを示す、精度メトリックと
   に関して、前記オペレータの熟練度を評価するために利用される、システム。
2. フィードバックシステムが、シミュレート結像フィードを出力するように構成され、前記シミュレート結像フィードは、挿入され、かつシミュレートされる解剖学的構造の周囲で移動されている前記１つ以上の医療ツールを、シミュレートされる血管内手技の間にリアルタイムに表示する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記医療手技は、急性虚血性脳卒中から生じる血餅を治療することと関連付けられるシミュレートされる機械的血栓除去手技であり、
   前記１つ以上の医療ツールは、少なくとも、ガイドワイヤ、カテーテル、シース、バルーンガイド、吸引デバイス、ステント回収器、またはステントのうちの１つを含み、
   前記所定のベンチマークは、前記シミュレートされる機械的血栓除去手技が、前記オペレータによって、精密、安全、かつ効率的な方法で、定義されたプロトコルに従って実施されるかどうかを決定するために使用される、請求項１に記載のシステム。
4. 前記ベンチマークは、少なくとも部分的に、較正モードの間に定義され、
   前記ベンチマークは、熟達した技能レベルを有していると決定される１人以上のオペレータによって実施される医療手技の間に採集される監視されるパフォーマンスメトリックを平均化することによって、決定される、請求項１に記載のシステム。
5. 前記医療手技は、訓練モードで実施され、
   フィードバックが、前記医療手技の間に、視覚、聴覚、または触覚キューの形態で前記オペレータに出力され、
   前記オペレータに出力される前記フィードバックは、少なくとも、エラーが起きるとき、および前記タスクが、不正確な順序で実施されるときを示す、請求項１に記載のシステム。
6. 前記医療手技は、試験モードで実施され、
   訓練補助が、前記試験モードにおいてオフにされる、または非アクティブ化される、請求項１に記載のシステム。
7. 前記パフォーマンス評価情報は、少なくとも、前記医療手技の間に検出された任意のエラーを識別する、請求項１に記載のシステム。
8. 前記パフォーマンス評価情報は、前記オペレータのために１つ以上の推奨される演習を含み、
   前記１つ以上の推奨される演習は、少なくとも部分的に、前記医療手技の間に発生される前記パフォーマンスメトリックに基づいて選択され、
   前記オペレータは、前記医療シミュレータを使用して前記１つ以上の推奨される演習を実行することができる、請求項１に記載のシステム。
9. 前記シミュレーションインターフェースデバイスは、前記医療手技の間に前記１つ以上のツールを受容するための１つ以上の開口部を備え、
   前記１つ以上のセンサは、前記１つ以上の開口部の内側の前記１つ以上のツールの位置および移動に関連するデータを発生させるように構成される、請求項１に記載のシステム。
10. 医療シミュレータを使用して医療手技のオペレータのパフォーマンスを査定するための方法であって、前記方法は、
    実施される医療手技の間に、シミュレーションインターフェースデバイスの物理的アセンブリの中に含まれる１つ以上のセンサによって発生されるパラメータを受信することであって、前記パラメータは、シミュレートされる医療手技の間に前記物理的アセンブリ内の１つ以上の医療ツールのオペレータの操作に関連する、ことと、
    前記医療手技のオペレータのパフォーマンスと関連付けられるパフォーマンスメトリックを導出することであって、前記パフォーマンスメトリックの少なくとも一部は、前記１つ以上のセンサによって発生される前記パラメータを使用して導出される、ことと、
    前記パフォーマンスメトリックを、前記オペレータのパフォーマンスを査定するために利用される所定のベンチマークと比較することと、
    少なくとも部分的に前記パフォーマンスメトリックと前記所定のベンチマークとの比較に基づいて、前記医療手技の間の前記オペレータのパフォーマンスに関連するパフォーマンス評価情報を発生させることと
    を含み、
    前記所定のベンチマークは、
    プロトコル順守メトリックであって、前記プロトコル順守メトリックは、前記医療手技を実施することと関連付けられるタスクが、正確に完了されたかどうか、および前記タスクが、適切な順序で実施されたかどうかを示す、プロトコル順守メトリックと、
    安全性メトリックであって、前記安全性メトリックは、前記医療手技の間の前記１つ以上の医療ツールの使用が、１つ以上の潜在的健康リスクに対応するエラーをもたらしたかどうかを示す、安全性メトリックと、
    効率メトリックであって、前記効率メトリックは、前記医療手技または前記医療手技と関連付けられる前記タスクが、前記所定のベンチマークによって定義されるような効率的な方式で実施されるかどうかを示す、効率メトリックと、
    精度メトリックであって、前記精度メトリックは、前記医療手技または前記医療手技と関連付けられる前記タスクが、前記オペレータによって、前記所定のベンチマークによって定義されるようなレベルの精度で実施されるかどうかを示す、精度メトリックと
    に関して、前記オペレータの熟練度を評価するために利用される、方法。
11. フィードバックシステム上に、シミュレート結像フィードを出力し、前記シミュレート結像フィードは、挿入され、かつシミュレートされる解剖学的構造の周囲で移動されている前記１つ以上の医療ツールを、シミュレートされる血管内手技の間にリアルタイムに表示する、請求項１０に記載の方法。
12. 前記医療手技は、急性虚血性脳卒中から生じる血餅を治療することと関連付けられるシミュレートされる機械的血栓除去手技であり、
    前記１つ以上の医療ツールは、少なくとも、ガイドワイヤ、カテーテル、シース、バルーンガイド、吸引デバイス、ステント回収器、またはステントのうちの１つを含み、
    前記所定のベンチマークは、前記シミュレートされる機械的血栓除去手技が、前記オペレータによって、精密、安全、かつ効率的な方法で、定義されたプロトコルに従って実施されるかどうかを決定するために使用される、請求項１０に記載の方法。
13. 前記ベンチマークは、少なくとも部分的に、較正モードの間に定義され、
    前記ベンチマークは、熟達した技能レベルを有していると決定される１人以上のオペレータによって実施される医療手技の間に採集される監視されるパフォーマンスメトリックを平均化することによって、決定される、請求項１０に記載の方法。
14. 前記医療手技は、訓練モードで実施され、
    フィードバックが、前記医療手技の間に、視覚、聴覚、または触覚キューの形態で前記オペレータに出力され、
    前記オペレータに出力される前記フィードバックは、少なくとも、エラーが起きるとき、および前記タスクが、不正確な順序で実施されるときを示す、請求項１０に記載の方法。
15. 前記医療手技は、試験モードで実施され、
    訓練補助が、前記試験モードにおいてオフにされるまたは非アクティブ化される、請求項１０に記載の方法。
16. 前記パフォーマンス評価情報は、少なくとも、前記医療手技の間に検出された任意のエラーを識別する、請求項１０に記載の方法。
17. 前記パフォーマンス評価情報は、前記オペレータのための１つ以上の推奨される演習を含み、
    前記１つ以上の推奨される演習は、少なくとも部分的に、前記医療手技の間に発生される前記パフォーマンスメトリックに基づいて選択され、
    前記オペレータは、前記医療シミュレータを使用して前記１つ以上の推奨される演習を実行することができる、請求項１０に記載の方法。
18. 前記シミュレーションインターフェースデバイスは、前記医療手技の間に前記１つ以上のツールを受容するための１つ以上の開口部を備え、
    前記１つ以上のセンサは、前記１つ以上の開口部の内側の前記１つ以上のツールの位置および移動に関連するデータを発生させるように構成される、請求項１０に記載の方法。

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