A Study of Neonatal Respiration and Heartbeat Measuring Method Using Doppler Sensor
| Project/Area Number |
21K12717
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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 90130:Medical systems-related
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| Research Institution | Chukyo University |
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Principal Investigator |
上林 真司 中京大学, 工学部, 教授 (60555415)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 義朗 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院准教授 (30435862)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 呼吸測定 / 心拍測定 / ドップラーセンサ / 新生児 / 成人 / テンプレートマッチング |
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| Outline of Research at the Start |
集中治療が必要な新生児は，心電計等を用い呼吸・心拍を常時モニタしているが，モニタ電極の定期的な貼り直しによる皮膚損傷が問題になっている。提案者らは，ドップラーセンサを用い，電波により遠隔・非接触で呼吸・心拍を測定する方法を研究開発する。ドップラーセンサを用いた呼吸・心拍測定の研究は多く報告されているが，安定した高精度な測定法は確立していない。
提案者らは，複数センサを利用し，新生児の体位・照射位置によらず，また周囲の人・医療機器等の動きに影響されず，更に新生児の体動があっても安定した高精度な呼吸・心拍測定技術を研究開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度（2021年度）は、1個のドップラーセンサを使い、新生児と成人の呼吸・心拍を測定できることを確認した。呼吸・心拍算出方法は、DCオフセット補正、ADCM復調、テンプレートマッチング法を開発し、精度向上を確認した。センサの位置を様々に変化し、正面、背部のいずれにおいても、照射距離40cm以下の時、被験者が安静で、外乱がない場合は、常時RMSE 10%以下の測定が可能であることを確認した。
2年目（2022年度）は、3個のドップラーセンサをベッド背面に配置し、寝ている新生児、成人の呼吸・心拍測定を実施した。3個のセンサの測定データの測定品質を決定する指標として、測定信号と、テンプレート波形からの残差の電力費（STRR: Signal to Template Residual Ratio）を考案し、STRRに基づく選択ダイバーシチ、合成ダイバーシチ測定法を提案した。3か所（肩部、背中中央、腰部）の測定データの品質を評価し、ダイバーシチ受信することで精度が向上することを確認した。また、照射距離を10cm以下とし、外乱の影響が除去できることを確認した。24人の成人実験の結果、RRIの瞬時変動を測定誤差5%以下で測定できることを確認した。新生児は、心拍が弱く、体動が大きいこと、身長が小さく3このセンサの測定信号の分離が充分でないことから、瞬時RRIの測定は難しいが、10秒間平均RRIは測定誤差5%以下で測定できることを確認した。
3年目（2023年度）は、5個のセンサを使い、被験者がベッド内で左右に移動しても安定な測定を可能とし、測定法を確立し、名古屋大学医学部附属病院及び豊田地域医療センターにおいて、新生児と成人の長期臨床実験を開始した。センサの改良、リファレンス信号取得法（ホルター心電計）の確立等に時間を要し、現在、最終実験の準備中である。
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Report
(3 results)
Research Products
(2 results)
