タブレット型ARが小児の術前不安を軽減？山形大学病院のパイロット研究

10月 23, 2026 · 論文解説

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解説対象論文: A tablet-based augmented reality system to reduce preoperative anxiety in pediatric patients: a quasi-experimental pilot study
Journal of Clinical Monitoring and Computing｜被引用数: 0（2026年10月23日時点）

手術前の不安は、幼い子どもたちにとって大きな心理的負担となります。既存の対策には限界がある中、新しい技術の活用が期待されています。山形大学病院で行われたパイロット研究では、標準的なタブレットを用いた拡張現実（AR）システムが、小児の手術室入室時の不安を軽減する可能性が示唆されました。

研究サマリー（FINER & PICO）

Feasible実施可能性	タブレット型ARシステムは既存の周術期ワークフローに容易に統合可能で、特別なハードウェア不要で実現可能性が高いです。
Ethical倫理面	研究は倫理審査委員会の承認を受け、対象者とその保護者から書面によるインフォームドコンセントを得て実施されました。
Interesting面白さ	小児の術前不安軽減という臨床課題に対し、手軽に導入可能なAR技術でアプローチする点が興味深いです。
Novel新規性	標準的なタブレットデバイスを用いたマーカーベースのARシステムを小児の術前不安軽減に活用する新しいアプローチです。
Relevant切実さ	小児対象者の周術期における心理的負担を軽減し、より良い医療経験を提供することは臨床的に非常に重要です。
Measurable測定可能性	主要評価項目として修正版イェール術前不安尺度（mYPAS）を用い、客観的に不安レベルを評価しています。
Modifiable派生・改善	ARシステムは標準タブレットに容易に導入でき、コンテンツの更新や適用範囲の変更が可能です。
Structured文章構造	単一施設での準実験的パイロット研究として、明確な評価項目と統計解析手法を用いて実施されました。
PICO / PECO対象・介入・比較・結果	小児対象者（P）に対し、タブレット型ARシステム（I）が術前不安（O）に与える影響を、通常のケア（C）と比較して評価しました。

手術前の不安、子どもたちにとっての大きな壁

どうも、Beyond the Pixelです。手術を控えた小児にとって、術前の不安は大きな課題であり続けています。見慣れない環境、保護者との分離、認知的な未熟さなど、多くの要因が子どもの不安を高め、ホルモン放出の増加、術後の痛み、せん妄、睡眠障害といった問題につながる可能性があります。これまでにも絵本や人形を使った準備、薬による鎮静、保護者の同伴、環境整備など様々な介入が行われてきましたが、その効果は年齢、個人の特性、文化的背景、医療施設の環境によって異なり、一貫性がありませんでした。特に鎮静薬の使用には拒否や気道閉塞のリスクがあり、保護者の同伴も心理的負担を伴うことがあります。限られた施設では環境整備にも限界があります。このような背景から、既存の方法を補完し、小児と保護者の心理的ニーズに応える新たなアプローチが求められています。近年、デジタル技術の目覚ましい進歩があり、拡張現実（AR）や仮想現実（VR）といった技術が医療分野で応用され始めています。しかし、VRは周囲の環境から隔離され医療スタッフとのコミュニケーションが妨げられたり、幼い子どもが強い没入感を拒否したりする可能性があります。また、ARゴーグルも小児のサイズ適合性や装着拒否といった課題を抱えています。さらに、小児の年齢層は幅広く、それぞれの年齢層にアピールするコンテンツを低コストで提供することは難しいのが現状です。本研究は、標準的なタブレットデバイスに簡単にダウンロードできるARシステムを開発し、小児対象者の術前不安に対する実現可能性と予備的な効果を評価することを目的としています。

タブレット型ARシステム「Ginna-chan」とは？

この研究チームが開発したのは、標準的なタブレットデバイス（iPad®）で使用できるARシステムです。Unityを主要な開発プラットフォームとし、Blenderを用いて仮想キャラクターの3次元モデルが作成されました。このアプリケーションをタブレットにダウンロードすると、対象者は画面越しに実世界の環境に仮想の動物キャラクターを配置して見ることができます（

**Figure 1.** Fig. 1 “Ginna-chan” character displayed through the augmented reality application on a tablet解説: この図は、タブレット型ARアプリケーションで表示される「Ginna-chan」キャラクターを示しています。ARアプリケーションは、現実の空間に仮想のキャラクターを重ね合わせて表示します。

）。具体的には、マーカーベースのAR技術を採用しており、手術室受付から手術台のそばまでARマーカーが設置されています。対象者がタブレットを介してこれらのマーカーを見ると、様々な仮想キャラクターが画面上に現れて道案内をします（

**Figure 2.** Fig. 2 Marker-based augmented reality (AR) application usage flow. (a) AR application is launched on the tablet, and the marker is dis played on the screen. (b) Application recognizes the detected markers as the starting points for character placement. (c) A virtual character, pre-placed on the marker, appears on the screen解説: この図は、マーカーベースの拡張現実（AR）アプリケーションの使用の流れを示しています。(a)タブレットでARアプリケーションを起動し、ARマーカーが画面に表示されている様子です。(b)アプリケーションがマーカーを検出し、キャラクター配置の開始点として認識している状態です。(c)マーカー上に事前に配置された仮想キャラクターが画面に現れている様子です。

）。対象者が両手で持ちやすいように、タブレットには柔らかいハンドル付きのカバーが使用されました。

研究の進め方：タブレットARの効果を検証

この準実験的パイロット研究は、2024年8月1日から11月30日まで実施され、3～10歳の小児対象者が対象となりました。ARシステムの使用は、手術が奇数月に予定されているか偶数月に予定されているかによってグループが割り当てられました。AR群には13名、対照群には14名の合計27名が組み入れられました（

**Table 1.** Table 1 Eligible and enrolled children by month Month Allocated group Eligible (n) Enrolled (n) (rate, %) August AR 14 5 (35.7%) September Control 13 8 (61.5%) October AR 20 8 (40.0%) November Control 9 6 (66.7%) Total 56 27 (48.2%)**解説:** この表は、各月に登録された対象者数と登録率を示しています。8月と10月はARグループ、9月と11月は対照グループに割り当てられ、合計56名の適格対象者のうち27名が研究に登録されました。

）。アメリカ麻酔科学会身体状態分類（ASA-PS）が3以上、タブレットの保持や理解が困難な認知障害のある対象者、視覚障害のある対象者などは除外されました。両グループの対象者は、手術前日に麻酔科専門家や手術室の看護師から標準的な術前説明を受けました。ARグループの対象者は、この説明の際にタブレットデバイスに触れ、仮想キャラクターの出現を体験しました。手術当日、対象者は保護者や看護師とともに病室から手術室受付へ移動しました。ARグループの対象者は、手術室受付でタブレットを持った麻酔科専門家を迎え、ARプログラムを開始しました。安全上の理由から、対象者はデバイスを使用しながら車椅子で手術室周辺を移動し、デバイス上の仮想キャラクターを見ながら手術室のそばへ進みました（

**Figure 4.** Fig. 4 A pediatric patient moving while viewing an augmented reality character on a tablet, using a wheelchair for safety during transit解説: この図は、手術センター内を車椅子で移動しながらタブレット上で拡張現実（AR）キャラクターを見ている小児対象者の様子です。安全のため、移動中は車椅子が使用されています。

）。一方、対照グループの対象者は保護者と一緒に歩いて移動しました。主要評価項目は手術室入室時の術前不安で、修正版イェール術前不安尺度（mYPAS）を用いて麻酔科専門家によって評価されました。副次評価項目には、保護者による快適度視覚的アナログスケール（VAS）スコアと、術後の興奮度が含まれました。グループ間の対象者の特性として、ARグループは対照グループよりも有意に若年で、身長も体重も低いことが示されました（

**Table 2.** Table 2 Patient demographics解説: この表は、対象者の人口統計学的特性を示しています。ARグループと対照グループの間で、年齢、身長、体重に有意な差が見られ、ARグループの対象者が若く、身長・体重も低い傾向がありました。性別、過去の全身麻酔経験、手術の種類、麻酔科専門家の専門性、ASA身体状態分類、麻酔時間、手術時間には有意な差は見られませんでした。

）。

タブレットARが示す、術前不安軽減への兆し

麻酔科専門家による手術室入室時のmYPAS評価では、ARグループが対照グループよりも有意に低いスコアを示しました（中央値 28.3 vs 40.0、p = 0.01）。これは、タブレット型ARシステムが術前不安の軽減に役立つ可能性を示唆しています（

**Figure 5.** Fig. 5 Comparison between the augmented reality (AR) and control groups. (a) Preoperative modified Yale Preoperative Anxiety Scale (mYPAS) assessment conducted by the anesthesiologist upon arrival in the operating room. The mYPAS was 28.3 [23.3–36.7] and 40.0 [36.7–52.9] in the AR and control groups; median difference: -11.7, 95% CI: -18.4 to -1.60; p = 0.01, Mann-Whitney U test. (b) Watcha assessment during anesthesia recovery, performed by the anesthesi ologist. Watcha assessment scores showed no significant difference between the AR and Control groups. (c) Visual analog scale (VAS) assessment of anxiety levels in pediatric patients performed by guard ians upon arrival at the operating room bed. No significant differences were noted between the AR and Control groups in VAS scores evalu ated by guardians解説: この図は、ARグループと対照グループ間の比較を示しています。(a)手術室到着時に麻酔科専門家が実施した術前修正版イェール術前不安尺度（mYPAS）の評価結果です。AR群の方が低いスコアを示し、統計的に有意な差が見られました。(b)麻酔回復時に麻酔科専門家が実施したWatcha評価の結果です。AR群と対照群の間に有意差はありませんでした。(c)は、保護者が実施した視覚的アナログスケール（VAS）による不安度評価でしたが、提供された画像には含まれていません。⚠ 自動抽出画像の検証で一致を確認できませんでした。正確な内容は元論文のFigure 5をご参照ください。

）。しかし、麻酔回復時のWatchaスコア（術後興奮度）や、保護者による快適度VASスコアには、両グループ間で有意な差は観察されませんでした。この研究はパイロット研究であるため、無作為化されていないグループ割り当てやベースラインでの群間不均衡があったことには留意が必要です。

今後の展望と研究の限界：更なる検証に向けて

本パイロット研究は、標準的なタブレットを用いたARアプリケーションが、小児対象者が手術室へ入室する際のストレスや不安を軽減する可能性を示しました。このシステムは、対象者を手術室の環境からそらし、タブレット画面に実世界の風景に重ねて表示される仮想キャラクターを見ることで、環境への順応を促すことを目的としています。研究の結果、ARシステムは対象者、保護者、医療スタッフから概ね好意的に受け入れられたことが示唆されました。麻酔科専門家によるmYPAS評価ではAR群で不安スコアが低かったことから、このARシステムが手術室入室時の不安や恐怖の軽減に寄与する可能性が示唆されます。また、術前説明時にARシステムに触れることで、対象者と保護者の研究への理解が深まり、麻酔科専門家と対象者・保護者の間に信頼関係を築く効果的なコミュニケーションツールとしても機能した可能性があります。手術当日にタブレットデバイスを使用できるという期待感が、対象者が手術室へ進むモチベーションになったとも考えられます。既存のARやVRシステムと比較して、このアプローチは特別な機器を必要とせず、実用的で低コストかつ安全な代替手段を提供するため、複雑な手術室の臨床環境によく適していると言えるでしょう。しかし、本研究にはいくつかの限界があります。まず、グループ間で年齢、身長、体重に有意な差が見られ、これが術前の精神状態に影響を与えた可能性があります。これは、AR群への組み入れを午前中の手術に限定したことや、奇数月と偶数月で割り当てを決めたことによる、系統的なスケジューリング効果が影響した可能性があります。次に、本プロトコルではタブレットの使用が手術室受付から手術台のそばまでの範囲に限定されていました。病室から手術室受付までの移動も子どもにとってはストレスになり得るため、ARマーカーの開始点を再配置することで、病室まで使用範囲を拡大することが望ましいと考えられます。さらに、たとえ手術台までスムーズに移動できた対象者でも、麻酔マスク吸入時にためらうケースがあり、麻酔導入時の不安軽減は依然として課題です。また、麻酔導入経験のある医療スタッフと保護者とでは、不安尺度データにばらつきが見られました。mYPASの評価は完全な盲検下で行われていないため、評価者の期待がAR群の利益を過大評価した可能性も考慮する必要があります。最後に、AR介入開始前の不安評価が行われていないため、観察されたmYPASの差が介入前のグループ間差異によるものではないと完全に排除することはできません。これらの限界から、本研究の結果は仮説生成的なものと捉え、大規模で厳密に管理された無作為化比較試験での検証が求められます。

まとめ：小児の術前不安を和らげるAR技術の可能性

このパイロット研究は、タブレット型AR技術を小児対象者の手術室入室時に導入することの実現可能性を示し、対象者、保護者、医療スタッフから肯定的に受け入れられることを示唆しました。さらに、タブレットを用いたAR技術が小児対象者の術前不安を軽減する可能性について、予備的な兆候が得られました。今回の研究は非無作為化デザインであり、完全な盲検化も行われていないため、この知見は今後の仮説を立てるためのものと位置づけられ、無作為化盲検試験での評価が必要です。将来の研究で有効性が確認されれば、このアプローチは日常的な周術期ワークフローに統合され、より広範な小児対象者の臨床現場へと適用範囲を広げることができるでしょう。これらの知見を確定するためには、より大規模で厳密なデザインによるさらなる研究が期待されます。

用語集

術前不安: 手術や麻酔を受ける前に感じる不安や恐怖心のこと。
拡張現実（AR）: 現実世界にデジタル情報を重ね合わせて表示する技術。タブレットやスマートフォンの画面越しに見えるのが特徴。
仮想現実（VR）: 専用のヘッドセットなどを装着し、完全に人工的な仮想空間を体験する技術。
周術期: 手術前、手術中、手術後を含む一連の期間。
修正版イェール術前不安尺度（mYPAS）: 小児対象者の術前不安を行動観察に基づいて評価するための尺度。
視覚的アナログスケール（VAS）: 痛みの度合いや快適さなどを、線上の位置で評価する主観的な尺度。
Watchaスケール: 小児対象者の麻酔回復時の興奮度を評価するための尺度。
パイロット研究: 本格的な大規模研究を行う前に、介入の実現可能性や予備的な効果を検証する小規模な研究。
準実験的試験: 無作為化を行わず、介入群と対照群を比較する研究デザイン。完全にランダムではないため、群間に偏りがある可能性も考慮される。
ベースラインの不均衡: 研究開始時点で、比較するグループ間で年齢や身体的特徴などの属性に偏りがあること。