2019 Fiscal Year Research-status Report
圧電素子を用いた学習機能を有するベッド上での心拍・呼吸・体動検出システムの開発
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18K11531
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
田村 宏樹 宮崎大学, 工学部, 教授 (90334713)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
淡野 公一 宮崎大学, 工学部, 教授 (50260740)
永田 順子 宮崎大学, 医学部, 講師 (50264429)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 呼吸数計測 / 心拍数計測 / 睡眠時無呼吸状態判定 / 圧電素子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、利用者のプライバシーと拘束性を考慮し、超薄型で高感度な圧電素子を用い、非接触でベッド上の人の呼吸・心拍信号の抽出が、どの程度の精度で抽出可能か検証することを目的としている。
２０１９年度は、圧電素子を6枚、また8枚を配置したベッド用シートを用いて、呼吸・心拍のカウント情報およびその振幅値の変化から睡眠時無呼吸症候群の程度を表す数値を算出するアルゴリズムを提案、及びそのソフトウェアの開発を行った。また、マイコンを用いた小型計測装置のプロトタイプ装置の製作を行った。
本研究で提案したアルゴリズムを有するシステムと医療機器であるWatchPatを、健康ボランティア３名に対して、比較検証を実施した。睡眠時無呼吸症候群の程度を表す数値に関して、３名の健康ボランティアに対して、概ねWactchPatと同様の数値を算出することに成功した。その成果を２０１９年度に国際会議にて報告している。
２０１８年度と２０１９年度の検証実験にて、睡眠時の呼吸数、心拍数を継続的にモニタリングし、睡眠時無呼吸状態判定ができる可能性を得たため、２０１９年度に実際のプロトタイプ装置の製作を行った。いままでのパーソナルコンピュータを用いた構成では、長時間の計測や他の機器のノイズの影響が大きいという実用面での問題があるため、プロトタイプ装置ではマイコンを用いた小型なシステムで構築している。現在は、マイコンの動作確認中であり、２０２０年度中に完成させ、現場で使用できる実用的な装置とし、再度プロトタイプ装置を用いて、検証実験を行い、本研究で開発した装置の有効性を確認する計画である。
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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
2018年度、2019年度の検証実験にて、睡眠時の呼吸数、心拍数を継続的にモニタリングし、睡眠時無呼吸状態判定ができるアルゴリズムとそのソフトウェアの開発ができたと考えている。さらに2019年度は、昨年から開発している心拍、呼吸を計測できる計測装置の、プロトタイプ装置の製作を行った。製作した装置での検証実験はまだできていないが、2020年度には実施する計画である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度から開発中のプロトタイプ装置を用いて、呼吸数、心拍装置の計測の検証実験及び睡眠時無呼吸症候群の程度を数値化できるWactchPatと比較検証実験を実施し、本研究で開発した装置の有効性を確認する計画である。
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| Causes of Carryover |
2020年度は計測装置のプロトタイプ装置を完成させる計画であり、そのための費用はもちろん、それにかかわるマイコン部分のソフトウェア開発、装置のテストのためのデータ計測にかかわる学生の研究補助に、助成金を用い、完成度の高いシステムの開発を行う計画である。2019年度にプロトタイプ装置の基盤自体は完成しているが、その動作確認が2019年度中にまだ終了していないため、そのために予定していた経費を2020年度に使用する計画である。
また、現在論文投稿準備中であり、特許も出願予定である。そのためにも経費が必要である。
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