2021 Fiscal Year Research-status Report
可視光容積脈波の体動アーチファクト耐性の高さを引き出す至適測定法の探求
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18K12070
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
松村 健太 富山大学, 学術研究部医学系, 講師 (30510383)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山越 健弘 福岡工業大学, 情報工学部, 准教授 (70444205) [Withdrawn]
加藤 祐次 北海道大学, 情報科学研究院, 助教 (50261582)
任田 崇吾 石川工業高等専門学校, 電子情報工学科, 助教 (50847382)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 光電式容積脈波 / 心拍数 / 脈拍数 / 生体センサー / 体動アーチファクト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脈波アンプ部となっている専用測定回路基板にさらなる改良を施した結果、昨年の回路と比べてノイズが減少し、一層安定して測定できるようになった。ただし、光量調整用の可変抵抗の選択が難しい問題（用いるLEDとPDの特性、さらに、生体側の散乱吸収係数の掛け合わせにより、ベースライン値が個人により大幅に異なる）をどうするか、という点は未だ課題として残されている。
フラッシュライトが備え付けられているiPadを導入し、最新のOSに対応する測定プログラムの開発に取り組んだ。頻繁にアプデートされるiOSへの対応と、近年進んでいるOS内のマルチタスク環境への対応に苦労した（している）が、何とか測定できるアプリの開発までこぎ着けた。
異なる4つのセンサ間距離（4.5、7.8、11.1、14.4 mm）の近赤外光脈波を同時計測可能なセンサを開発した。その上で、専用基板回路を用いて6人分のデータを測定した。ここでは、指に付けたセンサーを被験者自らが手の平ごと振ることで、それぞれ20秒ずつの体動および安静状態を作りだし、これをもう一回繰り返した。体動条件では、5 Hz以上で手の平を振るよう、ただしその方向は自由である、と教示した。測定した脈波波形を周波数解析し、各脈波における心拍由来のパワーを信号、体動由来のパワーをノイズとしてS/N比を算出した。パワーの算出には高速フーリエ変換を用い、計2回のデータは各条件で平均された。
統計解析の結果、安静状態ではS/N比に有意差がない一方で、体動状態では2番目に近いセンサ間間隔から得られた脈波のS/N比が有意に高いと分かった。これ以外の組み合わせ間に有意差は認められなかった。この結果より、同じ近赤外光脈波を用いても、センサ間距離により，体動アーチファクトの影響に差があることが確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルスの全国的な流行により、実験を進めることが難しかったため。また、これに伴い半導体の供給も不安定となっており、センサーの作成が後ろ倒しになっているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
新型コロナウイルスの流行が下火になっている期間に集中して実験できるよう、準備を進めている。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの全国的な流行により、実験を進めることが難しかったため。また、これに伴い半導体の供給も不安定となっているおり、センサーの改良が後ろ倒しになっているため。
流行が下火になっている時に一気に実験を進め、半導体の供給が滞る状況下ではあるもののセンサー等の作成とあわせてデータ分析環境も整える。
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