2022 Fiscal Year Research-status Report
排泄介助支援のための膀胱内蓄尿量予測システムの構築
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20K12769
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| Research Institution | Aoyama Gakuin University |
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Principal Investigator |
栗原 陽介 青山学院大学, 理工学部, 教授 (50552600)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 排泄介助 / 蓄尿量 / ハイパースペクトルカメラ / 吸光スペクトル / 排尿間隔 / 体内水分量 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は，蓄尿量予測モデルの構築よび，排尿間隔予測手法の構築を行った．
蓄尿量予測モデルの構築においては，昨年度から検討している非線形蓄尿量変動モデルと，既存の線形のモデルとの比較を行った．比較実験として，超音波センサによる膀胱内の実際の蓄尿量の推移と，各モデルにおける近似精度を比較した．全194データにたいし平均絶対誤差により精度を比較した結果，既存の線形モデルにたいし，本研究で検討している非線形蓄尿量変動モデルによる誤差の減少が確認された．また2021年度に引き続き，ハイパースペクトルカメラによるモデルパラメータの推定を，RGBカメラにより簡易的に行うことを目的とし，ハイパースペクトルカメラにたいし，ガウス関数をもとにした観測モデルを構築しスパース性を考慮した最適化手法を適用することで，3波長から462波長の吸光スペクトルを推定する手法について検討を行った．
排尿間隔の予測手法の構築では，排尿直後に次の排尿時刻の予測を行う手法について検討した．提案手法では，排尿直後に次の排尿時刻の初期予測を累積摂取水分量と累積排尿量の差および口内水分量から算出する．初期予測は予測後に行う飲水等の影響をうけるため誤差が生じる．そこで，累積摂取水分量，口内水分量，初期予測排尿時刻から誤差を補正し予測精度の向上を図った．検証実験では，初期予測および誤差を補正するための補正項を決定するために用いる回帰手法の違いによる最終的な予測精度の比較を行った．さらに，摂取水分量，排尿量などに加え，皮膚からの蒸散，深部体温を考慮するため，発汗計，深部体温計により蒸散による体内水分量の変動および，深部体温の変動による腎臓への血液量の変動を考慮に入れることで，より高精度な排尿間隔の予測手法に取り組んだ．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2022度は，検証実験として新たに深部体および蒸散を考慮に入れるため，深部体温計および発汗計を加えた実験を実施した．これにより実験機器の準備，実験後の機器の消毒や感染対策に時間を要したため，実験の実施回数が当初の予定より減少した．また，深部体温計および発汗計を加えたうえで，実験条件を絞っての実験となったため十分な条件での実験が実施できなかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度に実施できなかった条件下での実験を実施する．実験により計測したデータを基にこれまで提案してきた蓄尿量予測モデル，排尿間隔予測手法の精度評価を行うとともに，妥当性の評価を行う．これによりモデルの修正およびモデル内のパラメータを推定する手法の改善をおこない予測の精度向上に取り組む．
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| Causes of Carryover |
2022年度は新たに深部体温計および発汗計を加えた実験を実施したことにより，1実験における工数が大きくなったため，当初予定していた実験数が実施できなかった．それにより必要な実験条件を行うための検証実験を，2023年度に実施するために必要な予算の使用を見合わせた．以上より，2022年度に実施できなかった実験を2023年度に行うため，次年度への使用額が生じた．
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