2022 Fiscal Year Research-status Report
Development of auscultation guidance method based on cloud and electronic stethoscopes to manage the heart failure pandemic
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21K10300
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| Research Institution | Kanazawa Medical University |
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Principal Investigator |
八木 邦公 金沢医科大学, 医学部, 教授 (30293343)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
敷田 幹文 高知工科大学, 情報学群, 教授 (80272996)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 心不全パンデミック / 電子聴診器 / クラウド / 機械学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
循環器の非専門医でも活用可能な電子聴診器の開発をONKYOと共同で継続している。１）聴診器本体についてはプロトタイプ3世代機で2つの集音器を装着し、2箇所で同時に心音の情報を得ることで、それぞれの音の高低、音の発する間隔、部位による強弱を総合的に判断することで、Ⅰ音Ⅱ音を認識できるようにしている。このⅠ音Ⅱ音の同定及び収縮期拡張期の認識既往に加え、機器の形状、伝送システムについて3件の特許を申請している。うち1件については北米及び中国での国際申請も行っている。２）機械の解析アルゴリズムに関しては、非専門医が聴き逃してしまうであろうⅢ音Ⅳ音について低音域の感度を高め、上記のⅠ音Ⅱ音の同定と組み合わせることで検出可能との目処は立っており、心音シミュレータを対象とした検討においては、比較的良好な結果が得られ、Ⅲ音Ⅳ音および典型的な弁膜症については診断能が高いことを確認することが出来ている。ただし下記に示すようにノイズキャンセリングの問題が大きい。今後の臨床応用を行う上では、低音域の感度向上以上に大きな課題と考えられ、検討を重ねている。３）クラウド環境の構築については高知工科大学との共同研究で、指導医I名、診察医１名、補助１名の学内環境であれば十分なセキュリティーレベルを保ちつつ心音データを評価可能なシステムの構築の目処は立っている。今後は聴診者や患者さんの装着したスマートデバイスとの情報のやり取りも視野にクラウド構築を進める。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ONKYOとの共同開発の電子聴診器の開発が遅れている。III音IV音の判別能を目的として改良を行い、2箇所からの同時進行での聴診情報取得を行うことで、収縮期―拡張期の判別の正確性を高め、また低音領域の感度を高めることはできてきている。一方で数例の実臨床の症例での検討において、皮膚接触時およびインチング操作で移動させる場合のノイズや、着衣に接した際のノイズが大きな問題となっている。低音域の感度を高めることで、これらのノイズが日常診療で考えると耐え難い音量および音質となっている。ノイズキャンセリングを加えてはいるが、どうしてもノイズ発生からのタイムラグ及びノイズの種類によっての音質の差があり、完全にはカバーできておらず、日常診療に用いるには満足できるものではないため、鋭意ノイズキャンセリングアルゴリズムの改良を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在の検討を更に進める。電子聴診器の開発については、上記に示したようにノイズキャンセリング機能の向上を第一の課題として検討を継続する。クラウド環境の構築については、 セキュリティーレベルを維持しつつ聴診者や患者さんの装着したスマートデバイスからの情報を電子聴診器及び聴診者に提供することが可能となるような拡張も行う。さらにクラウドに蓄積された音声データを機械学習のデータを元に、Ⅰ音Ⅱ音を判別し、その音の順序や性質からⅢ音Ⅳ音を示せる環境の構築を目指している。今後実臨床の症例での検討を行う。
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| Causes of Carryover |
電子聴診器の開発の中でノイズキャンセリングの遅れが影響して、臨床的検討が進まなかった分、機材への支出が抑えられたため未使用額が生じた。今後電子 聴診器の開発の進行に伴い、並行してクラウド構築、機械学習システムの構築を進めていくための費用として使用する。
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