2016 Fiscal Year Research-status Report
部位別体動の検知に基づく認知症高齢者の起上り予測法の確立と次世代見守り装置の開発
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15K11773
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| Research Institution | Jichi Medical University |
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Principal Investigator |
川上 勝 自治医科大学, 看護学部, 准教授 (50382958)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾崎 功一 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60282381)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 深層学習 / 体動検知 / 転倒転落 / 高齢者 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高齢者は、一般的に眠りが浅く、中途覚醒や早期覚醒を起こしやすい。また、認知機能や身体機能が低下した高齢者の場合，夜間の中途覚醒に続く離床は，ベッド周囲での転倒やベッドからの転落の原因になる。高齢化が進んだ社会においては、高齢者の転倒・転落事故の予防は喫緊の課題である。高齢者ケアの現場では，転倒・転落事故予防のため，介護看護スタッフによる見守りケアが行われている。夜勤業務を担当するケアスタッフは，限られた人数で見守りケアと排泄や移動の介助を同時に対応する．その結果，夜勤業務におけるケアスタッフの心理的身体的負担が問題となっている。効率のよい見守りケアを行うためには，ケアスタッフが見守り対象者の臥床中の姿勢や離床を正確に把握する必要がある。
近年の情報通信技術やセンサ技術の向上により、様々な見守り装置が提案されている。しかしながら、高齢者ケア場面への導入は設置費用や設置による生活環境への影響等により困難である。本研究では我々がこれまでに開発したセンサパネルおよびそれを用いた体動検知システムに起上り予測機能を実装することを目指している。
平成27年度は、高齢者施設における実証実験の準備のため、体動検知システムの改良を行った。また、介護老人保健施設で生活する認知症高齢者を対象に開発した体動検知システムにより夜間起上りや離床状況を把握した。その結果、開発した体動検知システムにより一定期間継続して夜間臥床状況を記録・判定することができた。平成28年度は、体動検知システムの機能向上を目指し、臥床者の姿勢や離床を体動から判定するために機械学習の活用を試みた。閾値を用いた姿勢や離床の判定ではなく、臥床者一人ひとりの体動状況から特徴量を見出すために深層学習が活動可能であることが確認できた。次年度以降では、深層学習によって得られたモデルを体動検知システムに実装し、信頼性と有用性を検討する。
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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
昨年度は、ひずみゲージを用いたセンサパネル（以下、体動検知パネル）と比較的入手が容易な携帯端末や汎用電子基板を活用して、臥床者の起上りや離床を把握する手段を確立した。また、体動検知パネルで得られたデータの蓄積、サーバへの転送に必要な装置やソフトウエアも開発した。
今年度の目標は、臥床者の体動情報の蓄積とそれを用いた姿勢判定アルゴリズムの完成である。今年度は、昨年度に完成できた体動検知パネルおよび関連システムを用いて年間を通してデータ収集を実施した。また、これらのデータを深層学習のアルゴリズムを用いた分析手法を検討した結果、対象者個々に対応した臥床姿勢を判別できることが確認できた。さらに、深層学習により臥床時体動から起上りの予備動作の特徴を抽出するためのプログラムも試作できた。
体動検知パネルや関連する装置、ソフトウエアは全て手作業で製作しているため、複数のシステムを同時に稼働することが難しいことやメンテナンスに時間を要する等の課題はある。しかし、介護老人保健施設でのデータ収集は、当該施設管理者や職員の協力を得て実施可能な体制が構築できている。また、臥床者の起上り予測機能を実現するためのプログラムがほぼ完成している。よって、本研究はほぼ順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、臥床者の起上り予測を実現するためのプログラムを実装したシステムを完成させ、見守り対象者の夜間臥床時体動情報から起上り予測が実際に実現できるかを検証する。また、システムの実用性を向上させるために、見守り対象者の体動に関するデータ収集や臥床時姿勢判定や起上り予測、判定・予測結果の通知をクラウド上で統合することを目指す。さらに、高齢者施設の職員に対して開発した装置に関するヒアリング調査を行い、システム運用上の課題を明らかにする。高齢者施設における実証実験を効率的に進めるために、装置やセンサの機能や品質を高める。
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| Causes of Carryover |
今年度は装置の開発および実証実験を中心に行った。また、データ収集後のデータ整理やデータ分析手法の確立のために多くの時間が必要であっため、研究成果として取りまとめることが十分できなかった。そのため、研究成果を発表・報告するための予算を執行できなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究成果を論文としてまとめ発表するための学会参加費もしくは印刷費として使用する。
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Research Products
(1 results)
