2022 Fiscal Year Annual Research Report
Exploring optimal measurement methods to exploit the high motion artifact tolerance of visible light photoplethysmographs
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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山越 健弘 福岡工業大学, 情報工学部, 准教授 (70444205) [Withdrawn]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, 講師 (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 / 血圧 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
反射型青色(470 nm)、緑色(525 nm)、赤色(660 nm)、近赤外光(810 nm)脈波と、透過型赤色、近赤外光脈波を同時測定可能な脈波センサーと、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ーを開発した。合わせて、特殊制御プログラムを搭載したマイコン制御の低ノイズ専用脈波アンプを開発し、安定したデータ取得を可能とした上で、複数の体動アーチファクト負荷実験を実施した。
その結果、若年層男女12名から得られたデータより、反射型青色および緑色脈波のS/N比は、透過型赤色脈波と比べて8 dB高く、反射型近赤外光脈波は、透過型赤色脈波と比べ4 dB高いことが分かった。これらの結果より、青色、緑色、反射型近赤外光脈波の体動アーチファクト耐性が高いと結論づけられた。
若・中年層男女6名から得られたデータからは、反射型近赤外光脈波において、2番目に近いセンサ間間隔から得られた脈波のS/N比が高いと分かった。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と結論づけられた。
中・高年層男女11名から得られたデータからは、反射型青色および緑色脈波のS/N比が、反射型赤色脈波と比べて6 dB高く、反射型緑色脈波は、反射型近赤外光脈波と比べ5 dB高いことが分かった。また、近赤外光脈波においては、3番目に近いセンサ間間隔から得られた脈波のS/N比が高いと分かった。
これらの結果より、潜在的なユーザー層である中・高年齢層を対象としても、若年層と同様の傾向があると結論づけられ、体動アーチファクトを受けづらい測定条件を明らかにすることができた。なお、追加実験として、開発した反射型青・緑・赤・近赤外光脈波を用いたカフレス血圧推定実験を行ったところ、測定波長によって推定精度に違いが認められた。
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