2021 Fiscal Year Research-status Report
接触式センサに迫る映像脈波抽出と体位変化を積極的に利用した血圧・血管特性評価
| Project/Area Number |
20K12617
|
|---|
| Research Institution | Fukushima University |
|---|
Principal Investigator |
田中 明 福島大学, 共生システム理工学類, 教授 (10323057)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 映像脈波 / 脈波伝播速度 / 血圧推定 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
偏光を利用した反射波除去の検討について，可視光において光源およびカメラ双方に偏光フィルタを設置して反射光を抑えた場合，光量の減少への対策が可能であれば脈波の抽出精度が向上することが確認された。同様の方法を赤外線にも適用したところ，赤外線カメラにおいても有効性が確認された。一方で，特に可視光の場合は環境光の影響も受けることへの対策が必要である。
手の昇降時の血行動態の変化を利用した血圧推定法の開発において，まず接触式のセンサを用いて，安定的に脈波の高低差を得るための計測環境について検討を行った。その結果，手を上げた時と下げた時とで課と応答が異なること，呼吸の影響を受けることが明らかとなり，これらを考慮したところ，比較的安定して手の高低と脈波伝播速度との関係を得ることができた。さらに，得られる変化から拡張期血圧を推定できる可能性が示された。また，同手法を映像脈波において適応させたところ，接触式センサと同様に血圧推定ができる可能性が示され，完全非接触による血圧推定の可能性が示唆された。
BSSによる血行動態指標の算出法について，顔を対象として検討を行ったところ，一部の結果で，マッサージによる血行動態の変化，体位変化による顔のうっ血の度合いの差についての情報を得られる可能性が示されたが，算出される指標はROIの設定方法，ノイズや体動などの計測環境などに大きく影響され，安定的にモデルの同定と信号推定を行うことが困難であり，被写体の固定やライティングなどの改善とともに，信号処理法の改善が必要である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は昨年度実施した内容を継続するとともに，研究計画に沿って，(2)体位変化を積極的に利用した血圧と血管特性の推定，(3)複数点への伝播モデルを仮定した血管特性の評価指標の提案を主に実施した。
(2)では，まず，手の昇降による脈波の変化について，接触式のセンサによる計測結果から，昇降の方法および呼吸によって結果が異なることが明らかになるとともに，比較的安定した計測手順の提案ができた。また，これによって得られた脈波の変化の解析によって，拡張期血圧の推定ができる可能性を示すことができた。さらに，この方法が映像脈波についてでも適用可能であり，完全非接触による血圧推定の可能性が示された。
(3)では，顔を対象として，マッサージと姿勢変化によって生じる血行動態の変化が得られるかについて予備的実験を行って検証を行ったところ，一部の結果で，血管抵抗の変化によるとみられる血行動態の変化，顔のうっ血の度合いの差によると思われる変化についての情報を得られる可能性が示された一方で，安定した計測と算出が重要であることも示された。
|
| Strategy for Future Research Activity |
(1)撮影法と抽出法の改良による映像脈波の精度向上と瞬時心拍数の算出精度の向上では，偏光に加えて光の明滅を利用した方法について検討を行う。また，撮影に偏光カメラを用いた方法についても検討を行う。
(2)体位変化を積極的に利用した血圧と血管特性の推定では，手の昇降を利用した血圧推定方法について，より安定した計測および推定を行う方法について検討を行うとともに実用について検討を行う。
(3)複数点への伝播モデルを仮定した血管特性の評価指標の提案では，顔の固定や血管の走行やアーチファクトの影響などを考慮したROIの設定方法，安定性を考慮したモデルの同定方法について検討を行う。
|
