2017 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of a simple estimation method for soft tissue thickness of buttocks by an inverse problem
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16K16479
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute |
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Principal Investigator |
村上 知里 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 開発本部開発第三部情報技術グループ, 研究員 (30733753)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 逆問題 / 体圧分布 / 褥瘡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、安価かつ簡易に座位時における生体内部の組織変形を把握するため、体圧分布測定装置を用いた殿部組織厚み推定方法の基礎的検討を行うことである。基礎的検討では、ゲル殿部モデルを対象として推定方法の実現可能性を検討する。検討項目は（１）二次元平面である体圧分布座標系と三次元空間である殿部座標系とのマッピング手法の開発（２）皮膚表面圧力と生体の縦弾性率との関係のモデル化（３）座位時における皮膚表面の圧力から殿部組織の厚みを推定するアルゴリズムの構築である。平成29年度は（２）および（３）を実施した。
（２）推定アルゴリズムで使用する圧力と縦弾性率との関係の数式モデルおよび縦弾性率と厚みとの関係の数式モデルを構築し、標準試験片による測定値での評価を行った。実験はJIS K 6254圧縮試験に則って実施し、試験片はゲル殿部モデルの軟部組織と同様のゲルを用いて作製した。その結果、構築した数式モデルからの推定値と測定値との誤差は十分に小さい値であることを確認した。
（３）（１）のマッピング処理と（２）の数式モデルを組み込み、圧力分布から殿部組織の厚みを推定するアルゴリズムを開発した。縦弾性率に関する数式モデルにサポートベクトル回帰、厚みに関する数式モデルに線形回帰を採用した。アルゴリズムの評価のために、片座骨を模したゲル殿部モデルを作製し、加重変化に対するゲル殿部モデルの圧力分布と軟部組織の厚みを測定した。取得した圧力分布の一部を数式モデルのパラメータ学習に使用し、その他を評価データとしてアルゴリズムの評価を行った。評価データにおいて、圧力分布の全セルにおけるNRMSEは3.7%であり、提案手法の実現可能性を確認した。
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