現場主体で介護業務知識を作るための知識モデルの検討

03-01

現場主体で介護業務知識を作るための知識モデルの検討

An Investigation into Knowledge Model for Employee-Driven

Knowledge Explication in Elderly Care Facility

西村悟史

1

_大谷博

2

_畠山直人

2

_{長谷部希恵子}

2

_{福田賢一郎}

1

來村徳信

3

_{溝口理一郎}

4

_西村拓一

1

Satoshi Nishimura

1

_{, Hiroshi Ohtani}

2

_{, Naoto Hatakeyama}

2

_{, Kieko Hasebe}

2

_{, Ken Fukuda}

1

_,

Yoshinobu Kitamura

3

_{, Riichiro Mizoguchi}

4

_{, and Taku Nishimura}

1

1

_{産業技術総合研究所}

1

_{National Institute of Advanced Industrial Science and Technology}

2

_{医療法人社団はなまる会}

2

_{Medical Corporation, Hanamaru Group}

3

_{立命館大学}

3

_{Ritsumeikan University}

4

_{北陸先端科学技術大学院大学}

4

_{Japan Advanced Institute of Science and Technology}

Abstract: Care workers have various knowledge about their processes. Such variety of

work-processes occurred by changed situation. The situation is defined by state of elderly, worker's skill, and equipment of the facility. To manage the variety of work-processes, it is important to explicate and share the knowledge among the care workers. Because of the variety, knowledge explication process should be done by driven approach. In this paper, we consider the knowledge model suitable for employee-driven knowledge explication.

1

はじめに

高齢化の進展に伴い，日本の医療・介護コストは 世界に先駆けて増大している[1]．このような現状の もとで，情報技術を用いた介護業務支援の研究も多 数行われている[2][3]． 介護分野の特徴として，介護業務プロセスは現場 や従業員ごとに異なっており，適切な介護業務プロ セスの把握と共有が求められる．介護業務プロセス が現場ごとに異なる理由は，従業員の持つスキルや 介護サービスの利用者（以降，利用者と呼ぶ）の状 態，介護施設が備えている設備の多様性にある．こ れらの多様性に応じて実施される介護業務プロセス は現場ごとに異なり，同じ現場であったとしても， 従業員や利用者，環境の変化とともに適切なプロセ スは変化していく． 筆者らは，そのような業務プロセス知識を従業員 主体で記述していく取り組みを行っている[4]．その 取り組みの中では，知識を表現するためのモデル（知 識モデル）としてCHARM (Convincing Human Action

Rationalized Model)[5]と呼ぶ人間行動モデルを利用 していた．しかし，従業員主体での知識発現を目的 とする場合には，いくつかの課題があることが明ら かとなった． 本稿では，これまでの取り組みを概説し，その中 で明らかになった課題を整理する．整理した課題に 沿って，ビジネスプロセスを表現するために広く用 い ら れ て い る BPMN (Business Process Model and Notation) [6]が今回の課題解決に寄与するかどうか を検討する．検討結果を踏まえて，現場主体で知識 を記述するという目的に沿った新しい知識モデルに ついて考察を行う．

2

現場主体の知識発現と課題

2.1

知識発現とは

筆者らは，介護現場におけるプロセス知識共有の ために，図 1 に示すような方法を提案している[4]． この方法の特徴は，プロセス知識の共通部分（以下， 共通プロセス知識と呼ぶ）を基盤として．現場固有

03-02 のプロセス知識（以下，固有プロセス知識と呼ぶ） を従業員が主体的に記述することにある．このよう な現場の従業員が主体的に知識を記述する方法は， 従来のインタビューを主体とした知識獲得や，大量 のデータからの知識発見とは異なる概念であるため， 本研究では”知識発現”と呼んでいる．

2.2

これまでに行った実践

前節の知識発現方法を実際に介護施設で実践し， 従業員からのフィードバックを得ている．実践の概 要は表1, 2 に示す通りである．共通プロセス知識は， ホームヘルパー講座2 級課程テキスト[7, 8]をもとに， 後述するCHARM を用いて構造化した．固有プロセ ス知識の発現のためには，2 つの介護施設の従業員 の協力のもと，ワークショップ形式で実施した．具 体的には，共通プロセス知識は紙に印刷して参加者 全員が参照できる状態とし，そこに従業員らが議論 を通して付箋に記述した事例を貼り付けることで固 有プロセス知識を得るという方法を取った．詳細は， [3]を参照してほしい．

2.3

利用した知識モデル：

CHARM

これまでの取り組みで利用した知識モデルは，図 2 に示すような CHARM と呼ぶモデルである．楕円 が一つの行為を表しており，上に書かれた行為を目 的と読み替えて，その目的を達成するための方式を 正方形で表現する．凡例の通り，方式適用条件や， 行為の実行主体，属性，起こりうるリスク等も必要 に応じて表現する．図2 では，①に示すように「褥 瘡を予防する」ことを最上位の目的として，「血行改 善方式」，「栄養状態改善方式」，「清潔保持方式」の 三種類の方式が存在することを表現している．さら に，「血行改善方式」においては，「褥瘡を予防する」 ために「血行を良くする」という詳細な行為が必要 であることが示される．そして，「血行を良くする」 行為を目的と読み替え，「体位変換方式」，「圧力分散 方式」の二種類の方式によって達成可能であること が表現されている． 今回効果を期待したCHARM の特徴は以下の 2 点 である． ・ 行為の目的・根拠の明示的記述 ・ 状況に対応する代替方法の明示的記述 行為の目的・根拠が明示的に記述されることによ り，根拠を十分に理解していなかったり，行為レベ ルでのみ意思疎通してしまったりすることを防ぐこ とが期待できる．さらに，行為の目的・根拠を意識 しながら議論することによって，記述される行為の 観点を統一する効果が期待できる． 状況に対応する代替方法を明示的に記述すること によって，どの方法が適当であるかを判断する材料 を提供できるようになる．代替方法が選択される条 件を意識することは，各従業員がどのような条件下 で日常業務を行っているかを意識するきっかけにも なる．

2.4

明らかになった課題

しかしながら，現場におけるワークショップを通 した知識発現のためには，知識モデルに以下のよう な課題があることが明らかとなった． 2.4.1 読みやすさの課題 ・ 順序関係の読みやすさ 図1 知識発現方法論の全体像 利用者 の状態 把握 介護者 方式 身体機 能把握 現在の状態把握 介護者 利用者 のQOL向 上 介護者 方式 移動 歩行介助方式 利用者に応じ た歩行介助 介護者 ・・・ 歩行 利用者 ・・・ ・・・ ・・・ 共通プロセス知識の構造化 利用者の状態 把握 介護者 方式 身体機能把握 現在の状態把握 介護者 利用者のQOL向上 介護者 方式 移動 歩行介助方式 利用者に応じた歩行介助 介護者 ・・・ 歩行 利用者 ・・・ ・・・ ・・・ 固有プロセス知識の発現 右片麻痺 右側から 支える 抱きかかえ るように支 る 対麻痺 行為 麻痺 ・・・ ・・・ 行為 ？ ！ 共通プロセス：教科書で説明される プロセス 固有プロセス：現場の特徴に依存して 行われるプロセス 表1 共通プロセス知識の構造化の概要 表2 固有プロセス知識の発現の概要 知識モデル CHARM [Nishimura 13] 知識源 ホームヘルパー講座2級課程テキスト[平舘 12a, b] 記述対象 褥瘡（床ずれ）の予防プロセス知識 実施日 参加者数 教示 STEP WS1 2016/06/20 5 (H)*1_/ 2 (M) CHARMの読み方説明， 共通プロセス知識の整合性確認， 共通プロセス知識に事例の追加， グループ間の相違点の議論 STEP 1 WS2 2016/06/28 3 (H) / 2 (M) プロセス知識の十分性の確認， WS1の結果に事例の追加， グループ間の相違点の議論 STEP 1’ WS3 2016/07/12 (H), 2016/07/25 (M) 3 (H) / 2 (M) HとMの統合した知識から 固有プロセス知識の抽出 STEP 4 *1_{H:高齢者向け住宅 ひだまりガーデン南町田} M:グループホーム ももちゃん 図2 共通プロセス知識の構造化（褥瘡予防を例として） AND たんぱく質，亜鉛， ビタミンB群を 摂取する 利用者 食事を 準備する 介護者 栄養状態を 良くする 褥瘡を予防 する AND 栄養状態改善方式 血行改善方式 OR 清潔保持方式 ・ ・・ 血行を 良くする 圧力分散方式 体位変換方式OR 体位を変え る 圧力を分散 する 寝返り方式 寝返りする 被介護者 体位変換方式 体位を変え る 介護者 被介護者に 声をかける 介護者 福祉用具利用方式 圧力を分散 する 福祉用具 福祉用具（クッ ションなど）を敷く 介護者 OR 皮膚を清潔 に保つ 方式 適用条件 方式 凡例 リスク・ 不具合 行為 実行 主体 属性 1 2

03-03 CHARM は目的指向のモデルであるため，順序関 係を読み解くことが容易ではない場合がある．先行 研究では，閲覧システムとして順序関係に注目した 表示機能を実装することで，その課題を解決してい る[9]．CHARM の原則に従って適切にプロセス知識 が記述された後には，モデルの持つ順序関係を利用 して表示方法を変更することが出来る ．また， CHARM を熟知した研究者が知識記述を行う場合に は，順序関係が読み取りにくい問題は生じないかも しれない．しかし，本研究で焦点を当てているのは， 介護施設の従業員が知識を記述する状況である．こ のような状況下では，目的指向の観点から知識発現 の刺激を与えるだけではなく，順序指向の観点から の読みやすさ・想起しやすさも重要であると考える． ・ 実行主体の読みやすさ そして，行為主体毎にはまとまった表現形式でな いことも課題となりうる．従業員の中には誰が実施 するのかによって介護の方法が変わるなどのように， 実行主体に注目して知識を想起するものもいた．目 的指向の観点からは，同一の目的のために実施され る行為同士が関係づけられて表現される．その場合， 異なる目的のために，同一の実行主体が行う行為は その関係が明示的には表現されない． 2.4.2 計算機処理上の課題 ・ 用語の意味定義 記述結果を計算機で処理し，業務支援を行うこと を考慮すると，用語の意味定義が不十分な面がある． CHARM の原則に従って適切にプロセス知識が記述 される場合には，機能オントロジー[10]を参照する ことにより，行為の意味を明確化できる．しかしな がら，オントロジー工学の観点から整理されたオン トロジーはドメインの専門家にとって理解しやすい ものとは限らない．高藤らは，その課題に対して， 専門家に機能オントロジーに対する習熟度を高める 機能を提供することで解決をしている[11, 12]．さら に，オントロジーを利用した計算機支援を進めるた めに，行為だけではなく，対象物や条件等にも意味 定義を進める必要性がある． ・ 条件分岐の厳密性 計算機処理のためには，用語だけでなくプロセス が分岐する際の条件を厳密に記述することも必要と なる．これまでは，人間が読むことを中心に考えて， 方式適用条件を記述していた．今後は，方式適用条 件が互いに排他であるか，網羅されているかを計算 機が確認できるような厳密な記述が求められる．

2.5

これまでの取り組みの中での知識

モデルの改良

図3 に 2.2 で述べた実践の中で行った表現形式の 変更点を挙げる．まず，文字の大きさを大きくし， 文字を多く格納できるように楕円から四角形へノー ドの形を変更した．さらに，行為ノード間に矢印を 明示的に記述することで，順序関係を明示すること とした． 図4 は CHARM で記述されたプロセス知識に事例 を追加したことを示す．実施する行為に関連して， より具体性の高い概念を事例として表現することと した．厳密には，行為を詳細に分解することで，こ れらの概念が現れることが期待できるが，現場主体 で知識発現を行う場合には詳細度の高い行為分解を 十分に行うことは時間・人的リソースの制約から難 しい．ここでは，ある程度の詳細度で行為分解を止 めて，それ以上に詳細度の高い概念が現れた場合に は事例として列挙することとした．

3

BPMN での解決可能性検討

部分的には知識モデルの改良を進めているが，前 章で明らかになった課題の解決可能性を，さらに検 討する．その際，CHARM とは異なる知識モデルで あるBPMN を参照して課題の解決可能性を検討する．

3.1

BPMN とは

BPMN は視覚的に組織内部のビジネスプロセスを 図3 読みやすさ改善のための変更点 栄養状態を 良くする 食事を 準備する たんぱく質、 亜鉛、ビタ ミンB群を 摂取する 方式 利用者 介護者 1.文字の大きさ 2.ノードの形 3.順序関係 の明示 WS1時の表現形式 WS2以降の表現形式 図4 新しい記述内容の追加（事例） 圧力を分 散する 圧力を分 散する 何かを利用 者と床の間 に入れる 利用者の自発的 は動きを制限す る恐れあり 何かを追加する方式 阻害要因 何か 介護者 •除圧クッション •エアマット •タオル •クッション 事例

03-04 理解することを助ける標準的なモデルである[6]．そ して，視覚的な表現形式をとることによって，組織 間でのやり取りや業務上の協調，実施を理解するこ とも促進する．

図5 に Business Process Incubator[13]で公開されて いる，ピザ配達業務プロセス知識のBPMN による記 述例を示す．Pizza Customer がピザを注文してから， Pizza Vendor がピザを焼き，配達して，お金を受け取 るまでのプロセスが表されている．行為主体である Pizza Customer と Pizza Vendor がレーンを分けて，上 下で記述されている．行為の実行順序は矢印で明示 される．ひし形のノードで条件分岐が表現されてい る．点線で表されるリンクは異なる行為同士の影響 関係を示している．

3.2

BPMN による褥瘡予防の表現

図6 に CHARM で記述した褥瘡予防プロセス知識 （図2）を直接的に BPMN 形式に変換した図を示す． 目的指向の観点はSub Process として記述した．また， 本来はSub Process は別に図示することになっている が，簡易的にTask ノードの内部に記述している．Sub Process の表現を優先した結果として，現状では，行 為主体毎のLane 概念が表現されていない．

3.3

課題の解決可能性と新たな課題

BPMN により 2 章で挙げた課題の解決可能性につ いて検討し，新たに提起される課題を列挙する． 3.3.1 課題の解決可能性 ・ 順序関係の強調 BPMN はフローチャートをもとに改良が重ねられ たモデルであるため，順序関係を強調して表現する ことが出来る（順序指向性と呼ぶ）． ・ 実行主体の強調 さらに，Lane によって，行為を実行主体毎にグル ーピングするモデルであるため，実行主体も強調さ れる．実行主体毎のやり取りは点線のリンクで表現 されるため，主体毎のやり取りが多くない場合には 見やすさは担保されることが期待できる． ・ 用語の意味定義 BPMN では意味の異なるノードが定義されている． それによって，ある程度の意味定義はされているが， 図5 BPMN で記述されたプロセス知識例（ピザ配達業務）[13]

03-05 各行為の意味を詳細化するためには十分ではない． さらに，行為の中身に表現される対象物等の意味定 義については触れられていない． ・ 条件分岐の厳密性 条件分岐についてもいくつかのノードが定義され ている．しかし，分岐基準は必ずしも明確ではない． また，その条件は排他的ではあるが，網羅するかど うかの指針は与えられない． 3.3.2 新たな課題 BPMN を採用することによって，目的指向性が失 われることが新たな課題として生まれる．2.3 節で述 べた通り，目的指向性を持つことは知識発現を行う 際にも有用であることが期待できる．目的指向性は 保つことが望ましい． 上記の目的指向性が失われることと同根ではある が，Task を Sub Process へ分解する際の観点が明確で なくなってしまう．そのため，単にBPMN を採用し た場合には，各知識記述者の観点でSub Process への 分解が行われ，再利用性が低くなることが懸念され る．

4

新しい知識モデル提案に向け

た検討

まず，目的指向性と順序指向性が共存するような 知識モデル提案を目指す．BPMN の導入により，順 序関係や実行主体が強調されていないという課題は 解決が期待できる．一方で，目的指向性が失われる ことが別の課題として明らかとなった．そのため， 双方の観点を含むように知識記述できるような仕組 みを模索する． 用語の意味定義については，CHARM と BPMN 双 方において，不足している箇所がある．そこで，オ ントロジー等で定義された概念と記述したモデルと の対応づけの仕組みについて検討する．機能概念オ ントロジーは単一行為を同定する際に有用な判断基 準を提供するため，利用できることが望ましい．し かしながら，同時に従業員にとって親しみが薄いラ ベルが使われていることから，外部リソースの利用 図6 CHARM による記述の BPMN 形式への変換例 褥瘡を予防する 血行を良くする 体位を変える 体位を変える 寝返りす る 持ち上げると ○○が起こる 体位を変 える 利用者に 声をかけ る 利用者 阻害要因 ペース= 2時 間に一回 介護者 介護者 どんな悪いことが起こりますか？ 圧力を分散する 圧力を分 散する 福祉用具 を敷く 利用者の自発的 は動きを制限す る恐れあり 阻害要因 福祉用具 介護者 栄養状態を良くする 食事を準 備する たんぱく質、 亜鉛、ビタ ミンB群を 摂取する 利用者 介護者 皮膚を清潔に保つ 皮膚の状態を観察する 皮膚を清 潔に保つ 医師・看 護師に指 示を仰ぐ 皮膚を清 潔に保つ 発赤がな いか確認 する 介護者 介護者 介護者 介護者 介護者 他にどんなことを注意しますか？

03-06 も検討する．例えば，ICF (International Classification of Functioning, Disability and Health)[14]や，臨床医学 オントロジー[15]など分野の専門家を交えてラベル の選定が行われたオントロジーとの対応づけをする ことが想定される．それによって，明確な意味定義 と現場の従業員にとっての理解との両立が期待でき る． 一方で，行為の対象物に対してもオントロジーを 参照することを検討する．例えば，人体の部品につ いては，臨床医学オントロジーの利用が考えられる． また，介護特有の概念については，著者らが別途構 築しているコトオントロジー[16]の利用が想定でき る．以上のように，知識モデルの中で利用される用 語の意味定義を明確化することで，プロセスが分岐 する条件もより厳密に記述できるようになると期待 できる．

5

まとめ

本稿では，現場主体で業務プロセス知識を記述す るために適切な知識モデルについての検討結果をま とめた．ワークショップの実践を通して得られた課 題を整理した．BPMN を用いた知識記述によって， その課題の解決可能性について検討を行い，新たに 現れた課題を再度整理した．最後に得られた課題に 対して，どのような方策が取れ得るかをまとめた． 今後は，提示した方策に従って，知識モデルの改良 を進める．

謝辞

本研究の一部は、国立研究開発法人新エネルギー・ 産業技術総合開発機構 (NEDO）の委託業務および， JSPS 科研費 16K16160 の助成を受けたものです。

参考文献

[１] 厚生労働省: 平成 26 年度介護保険事業状況報 告（年報）, http://www.mhlw.go.jp/topics/kaigo/o sirase/jigyo/14/index.html, (accessed 2016-07-14), (2013) [２] 介護ロボットポータルサイト , http://robotcare. jp/, (accessed 2016-07-14) [３] 西村拓一, 渡辺健太郎, 本村陽一: 特集「介護・ 医療システムの現場参加型開発」にあたって, 人工知能学会誌, Vol. 28, No.6, p.879, (2013) [４] 西村悟史, 大谷博, 畠山直人, 長谷部希恵子, 福田賢一郎, 來村徳信, 溝口理一郎, 西村拓一: 現場ごとの多様な介護業務プロセス知識の獲 得方法の検討, 第 28 回 知識・技術・技能の伝 承支援研究会, SIG-KST-028-04, (2016)

[５] Nishimura, S., Kitamura, Y., Sasajima, M., Willi amson, A., Kinoshita, C., Hirao, A., Hattori, K., Mizoguchi, R.: CHARM as Activity Model to Share Knowledge and Transmit Procedural Kno wledge and its Application to Nursing Guidelin es Integration, Journal of Advanced Computatio nal Intelligence and Intelligent Informatics, Vol. 17, No.2, pp.208-220, (2013)

[６] Object Management Group: Business Process M odel and Notation (BPMN), http://www.omg.org/ spec/BPMN/2.0/PDF (2011) [７] 平舘綾子: ホームヘルパー講座 2 級課程テキス ト1 福祉・介護の知識と方法, ニチイ学館, (20 12) [８] 平舘綾子: ホームヘルパー講座 2 級課程テキス ト2 介護の実際, ニチイ学館, (2012) [９] 西村悟史, 笹嶋宗彦, 來村徳信, 中村明美, 高 橋弘枝, 平尾明美, 服部兼敏, 溝口理一郎: 目 的指向の看護手順学習に向けた複数観点から の知識閲覧システムCHARM Pad と新人看護師 研修への実践的活用, 人工知能学会論文誌, Vol. 30, No. 1, pp.22-36, (2015) [１０] 來村徳信, 溝口理一郎: オントロジー工学に基 づく機能的知識体系化の枠組み, 人工知能学会 論文誌, Vol.17, No. 1, pp.61-72, (2002) [１１] 高藤淳, 來村徳信, 溝口理一郎: オントロジー 工学と自然言語処理の融合による機能分解木 記述支援の枠組み, 電子情報通信学会 NLC 研 究会資料, (2007) [１２] 高藤淳, 來村徳信, 溝口理一郎: オントロジー 工学に基づく技術知識統合管理システムの発 展とビジネス展開, 人工知能学会論文誌, Vol. 26, No. 5, pp.547-558, (2011)

[１３] Business Process Incubator: The Pizza Collabora tion, https://www.businessprocessincubator.com/co ntent/the-pizza-collaboration/, (2010)

[１４] World Health Organization: International Classifi cation of Functioning, Disability and Health (IC F). http://www.who.int/classifications/icf/en/

[１５] 大江和彦, 今井健: 臨床医学知識処理を目指し

た医療オントロジー開発, 人工知能学会誌, Vol. 25, No. 4, pp.493-500, (2010)

[１６] Nishimura, S., Fukuda, K., Watanabe, K., Miwa, H., and Nishimura, T.: Ontology Development for Interoperable Database to Share Data in Ser vice Fields -Towards evaluation of robotic devic es for nursing care-, Semantic Technology, Volu me 9544 of the series Lecture Notes in Compu ter Science pp 311-320