Photoplethysmography and electrode sensor array for recognition of vein and blood flow measurement
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21J15440
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 62010:Life, health and medical informatics-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
カン スイン 東京大学, 学際情報学府, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | 血管可視化 / 血流速度推定 / インピーダンストモグラフィ / 血管外輸液漏れ検出 / 多周波皮膚インピーダンス解析 / 血管外漏出検出法 / 光電式容積脈波記録法 / ウェアラブル医療機器 / 臨床意思決定支援システム / 小型ウェアラブルデバイス / フォトプレチスモグラフィ / 血管認識 |
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| Outline of Research at the Start |
末梢静脈カテーテルに装着された小型測定デバイスにより穿刺部位の血流量を計測して、血管に作用する負担をシミュレートすることができれば、カテーテルによる合併症を予防することができると考えている．
非侵襲的に小領域の血管内血流量の測定ができるモニタリングシステムを実装するために血流量計測及び血管セグメンテーションができる取り囲みアレイ型PPGマッピングセンサーの開発を着想した．
関心部位の周りを測定して、極小領域の血流量変化が予測できる、多周波数PPGと電気インピーダンストモグラフィを活用した血流量変化計測器の開発及び測定の信頼性と妥当性の検証する。その上で、取り囲み型センサとして設計する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の研究の目的は、1)多周波皮膚インピーダンス解析と光電式信号類似度計算方式による血管の位置認識と血管の異常な血行動態の検出の可能性と信頼性を実証すること、2) 多周波皮膚インピーダンス解析と光電式信号類似度計算方式による血流速度推定技術の妥当性を探求し、検証すること、3)開発したセンサーシステムが人間の血管に静脈注射を挿入し、それによる血管の変化の観察と可視化の可能性を検証することである。
昨年度の研究結果に基づいて、皮膚インピーダンス計測とトモグラフィ計算に基づいて多周波皮膚インピーダンストモグラフィ解析とフォトプレチスモグラフィ信号解析法を開発した。小型化可能な生体計測センサを用いたプレチスモグラフ（容積記録）のマッピング技術を開発した（カン、第61回日本生体医工学会大会、2022）。静脈位置認識とターゲット部位の静脈流速推定が安定的に可能であることを検証した（Kang, IEEE EMBC, 2023）。静脈異変検知へつながる、連続的、高周期、低遅延、非侵襲的で低拘束な静脈のモニタリングシステムを実現しました（カン、第62回日本生体医工学会大会、2023）。これらの研究を用いて健康な人を対象とした実験を行い、開発したシステムの安全性と信頼性を検討した（カン、第十回看護理工学会、2022）。
本研究はインピーダンスセンサと光センサを利用して、目標静脈の探索とその静脈の血流量を計測することに成功したため、超音波機器などの現場で使用する静脈血流量計測器より自動的及び連続的に測定できる新しい方法として提案することが可能になったと考えている。また、この方法に基づいて静脈の異常検知の可能性を確認した。このような結果を基づいて、提案型システムで入院患者の静脈状態を把握し、末梢静脈カテーテルの有害事象による負担を軽減することが期待されると考えられる。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
