肺炎早期発見のための肺音解析技術の確立と在宅使用可能な聴診支援システムの開発
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19K04257
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
江 鐘偉 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (60225357)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森崎 哲也 宇部工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (30425392)
浅見 麻紀 (野山麻紀) 山口大学, 医学部附属病院, 助教 (60808187)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 肺雑音解析 / 肺炎聴診 / ファインクラックルの検出 / 呼吸音の可視化 / 遠隔聴診支援システム / 肺炎の検知 / 肺音の聴診 / 肺音の可視化 / 生体情報・計測 / 検査・診断システム / メカトロニクス / 肺音解析技術 |
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| Outline of Research at the Start |
風邪くらいと思って病院に行かずそのまま放置して肺炎の発見が遅れ、いつの間にか重症化してしまうことがあり、肺炎の早期発見と予防が重要である。特に高齢者の場合は、肺炎にかかっていても自覚症状がわかりづらく発熱も起こらないため、肺炎の早期発見が難しい。自宅で簡単に呼吸音をスクリーニングし肺炎の徴候を早期に発見できれば、肺炎による重症化・感染拡大の予防につながる。
本研究では、呼吸に伴う肺音を聴音・解析し、肺炎の特徴であるクラックルを抽出・分析する技術を開発するとともに、家庭でも使用可能な、肺炎の状態を簡単にモニタリングする肺炎聴診支援システムを開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
高齢者施設や自宅などでも呼吸音を簡単に聴音し、肺炎にかかわる肺雑音の有無をスクリーニングする技術を開発することで、肺炎の発症兆候をいち早く発見し、肺炎による重症化を軽減することにつながる。本研究では、電子聴音デバイスで呼吸音を聴音し、肺炎の特徴として現れる関連肺雑音を解析・分析する技術を確立するとともに、高齢者施設または一般家庭で肺炎の状態を随時にモニタリングできる聴音解析支援システムを開発することを目指している。
新型コロナウイルス感染防止の観点から、通常の聴診器を用いて聴診する場合、感染のリスクが高い。そのため、録音機能、Bluetoothによる送信機能、Bluetoothイヤホンによる受信機能が備えている無線電子聴診器を新たに試作した。本無線電子聴診器は、市販のモジュールを改造して組み合わせたものであるため、Bluetoothモジュールの周波数特性と使いやすさに関してさらに改良する必要があるが、録音された聴診データは、遠隔聴診とデータ解析に十分な音質を有することを確認した。
新型コロナウィルス感染者の拡大で、自宅療養または宿泊療養中の感染者が増えつつある。特に新型コロナウイルスの患者の自宅療養中、容体が急変し、死亡するケースが次々と判明している。本年度では、自宅療養中の状態を把握するためのWEBアプリを設計し外注で試作した。本アプリは、体温や血中酸素飽和濃度の記録と表示機能、呼吸音データをアップロードする機能、呼吸音を再生する機能と解析機能を備えている。セキュリティーや個人情報管理の面において課題が残っているものの、デモ版としてその動作を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
聴診器の試作開発とデータ収集管理システムの開発においては、当初の計画以上に進展しているが、新型コロナウィルス感染拡大の影響を受けて、通常肺炎患者の臨床データを収集することが困難となっている。そのため、肺炎の徴候となるファイルクラックルの解析技術ならびにAIによる肺炎の判別技術の開発が遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
①高性能のBluetoothモジュールを選定し、一般ユーザが使いやすい聴音デバイスの改良試作を行う。
②クラウドサーバーに対応する解析プログラムと深層学習を利用した肺炎判別アルゴリズムを開発する。
③遠隔診療に対応する肺音の聴音機能、データ収集・管理・可視化機能、オンラインで自動解析機能を備えた肺炎診断支援システムを設計構築する。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
