2020 Fiscal Year Research-status Report
リアルタイム非接触測定を実現可能な散乱波法を用いた非侵襲血液診断システムの開発
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20K12702
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| Research Institution | Akita National College of Technology |
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Principal Investigator |
菅原 英子 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (90401950)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 桂一 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (20290702)
駒木根 隆士 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (40370241) [Withdrawn]
黒澤 孝裕 秋田県産業技術センター, 先端機能素子開発部, 上席研究員 (60370243)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 非侵襲診断 / リアルタイム測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在の血液診断は採血検査が主流であり，人体を流れる血液を非接触で診断する手段は確立されていない．糖尿病の罹患率の増加が深刻な問題となっているなか，患者に負担をかけない血糖値計測環境を実現するためには，非接触かつ非侵襲な測定方法及びリアルタイム診断システムの実現が求められており，その有力な手段として本研究では電磁波を用いた散乱波測定とヒューリスティックな識別手法を組み合わせた方法を提案する．本研究では，血管を模擬した直径5~10mmの管を流れるグルコース水溶液濃度と散乱波電磁波の関係を明らかにすることを目標としており，(1)散乱波法による流体の測定系の構築，(2)グルコース水溶液の散乱波計測に適した測定周波数帯域の調査，(3)ニューラルネットワークによる試料の状態識別，を行う．
令和2年度は，従来の測定系を見直し，システムの簡略化と測定データ点数の増加を図った．その結果，様々な課題が発生したため，上記(1)および(2)に着手する前に，樹脂製円筒容器に封入した試料(強制劣化させた作動油9種)を用いて散乱波測定を行い，データ補正法について検討した．また，上記(3)に必要なデータセットの作成を行った．
旧測定系で得られたデータセットを用いたニューラルネットワークによる油劣化評価では，9種の試料のなかで明確に識別境界が見られた．データ数が少なく，十分な検証ができたとは言い難いが，滞留試料の劣化評価にニューラルネットワークを利用できる可能性があると考えられる．しかし，新しい測定系で得られたデータセットを用いたところ，旧測定系での結果ほど明確な識別境界が見られなかった．データ補正が不十分または誤りがある可能性や，ニューラルネットワークのチューニングが不十分である可能性があり，多方面で検討が必要である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
システムの簡略化および識別精度向上を目的とした測定データ点数の増加のために行った測定系の見直しにより発生した課題の解決を優先したため，当初の計画よりやや遅れている．新たな測定系で発生した課題の解決に必要なデータ補正をいくつか検討した．ニューラルネットワークによる油劣化評価に関しては，改良の余地はあるものの，プログラム開発は順調に進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
測定系見直しにより未着手だった(1)滞留状態の試料の散乱波測定から管中を流れる流体試料の散乱波測定への変更，(2)作動油の劣化診断からグルコース水溶液の濃度識別への変更とそれに適した測定周波数帯域の調査に着手する．新しい測定系でのデータ補正が十分ではない可能性があるため，旧測定系での測定も並行して行う．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスの感染拡大を受け，参加予定の学会がほぼ中止となり，旅費が未使用だったこと，物品調達に遅れが生じたことから次年度使用額が生じた．
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