| Project/Area Number |
22K18242
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 90150:Medical assistive technology-related
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| Research Institution | Ariake National College of Technology |
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Principal Investigator |
野口 卓朗 有明工業高等専門学校, 創造工学科, 講師 (20805626)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 微小位相差計測 / 膀胱内尿量計測 / 多点位相差計測 / 人工知能 / 集積回路 |
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| Outline of Research at the Start |
新型コロナウィルス感染症は医療・介護・福祉の現場に大きな影響を及ぼしており、特に慢性的な人材不足に悩まされている高齢者介護の現場では、感染症対策に配慮した排泄ケアが大きな課題となっている。
本研究では「人工知能と膀胱内尿量計測回路を組み合わせた排尿予測システムを開発し医療・介護現場の負担を軽減すること」を目的に、時系列データ解析による学習モデルと測定のための多点位相差計測回路を開発する。
本研究で提案する排尿予測システムは、排尿時期の予測に人工知能を用いることで利用者によって異なる排尿閾値を自在に設定できる点において新規性・有用性が高いといえる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
新型コロナウィルス感染症は医療・介護・福祉の現場に大きな影響を及ぼしており、各機関は感染拡大防止を徹底しつつサービスを提供することが求められている。特に慢性的な人材不足に悩まされている高齢者介護の現場では、感染症対策に配慮した排泄ケアが大きな課題となっている。本研究では「人工知能と膀胱内尿量計測回路を組み合わせた排尿予測システムを開発し医療・介護現場の負担を軽減すること」を目的とする。排尿時期を予測し尿失禁を回避することは皮膚病や感染伝搬等の予防にも有用である。具体的目標を以下に示す。
【１】人工知能を用いた時系列データ解析により排尿時期を予測する学習モデルを開発する。
【２】学習に必要な生理データを測定するための多点位相差計測回路を開発する。
本研究で提案する排尿予測システムは、排尿時期の予測に人工知能を用いることで利用者によって異なる排尿閾値を自在に設定できる点において新規性・有用性が高いといえる。
本年度の実績は、4箇所の位相差をスイッチで切り替えて同時に測定するための多点位相差計測回路とArduinoを用いた自動制御プログラムを提案し、ディスクリート部品を用いた実験により動作を検証したことである。また、回路全体の集積化を目標に昨年度試作したオペアンプの特性評価を行ったほか、位相差計測回路に用いるバンドパスフィルタの特性改善についても検討を行った。本研究に関連する学外発表は12件行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度に引き続き「【２】学習に必要な生理データを測定するための多点位相差計測回路を開発する。」ことに力を入れている。人工知能を用いた排尿時期予測モデルの開発と複数の被験者による実験は着手が遅れているが複合的に実施予定である。今年度は昨年度に提案した多点位相差計測回路を改良し4箇所の位相差を切り替えて同時に測定できる回路を提案したほか、Arduinoを用いてスイッチの制御と位相差計測を自動で行うためのプログラムも提案し実験により動作を検証した。また、昨年度試作したオペアンプの特性評価を行ったほか、位相差計測回路に用いるバンドパスフィルタの特性改善についても検討を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き多点位相差計測回路の改良に取り組んでいく。現在提案している回路構成ではアナログスイッチを用いて測定対象の位相差を切り替えているため、スイッチの抵抗成分が測定結果に影響を与えてしまっている。そこで、測定対象を切り替える方式や位相差計測回路そのものの回路構成の見直しも踏まえて検討を行う予定である。また、多点位相差計測回路を用いた膀胱形状推定手法についても検討し、人工知能を用いた時系列データ解析に必要な教師データ収集のための生体計測も行う予定である。
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