知覚衣服によるヘルスケア基盤技術の構築

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K12924
• Research Institution: Chiba Institute of Technology
• Principal Investigator: 小山 勇也 千葉工業大学, 工学部, 助教 (10778955)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: ウェアラブルセンサ / ヘテロコア光ファイバ / 生体情報 / 衣服 / 無意識・無拘束

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、日常生活における継続的なモニタリングのために、着用者の呼吸・心拍・血圧といった生体情報を無意識・無拘束に検出する知覚衣服を実現し、実用システムへと拡張することを目指している。また、知覚衣服を用いた基盤技術がヘルスケア分野において有用であると実証する。初年度は光ファイバセンサによる呼吸・心拍・血圧といった生体情報の計測手法について取り組んだ。
血圧計測について、ヘテロコア光ファイバセンサを身体上の2点(首、足首)に配置し、それらの箇所における脈動を同時に検出した。取得した脈波計測波形から求められる位相差(脈波伝搬時間)と、市販の血圧計により得た参照血圧値との関係を解析・評価した。回帰直線の関数を血圧推定式として用い、推定値の妥当性を検証した。その結果、ヘテロコア光ファイバセンサによって得られた脈波伝搬時間から血圧値を推定可能な事を示した。結果については論文公表に取り掛かっている。
一方、知覚衣服を用いた呼吸・心拍計測について、衣服胸部にセンサ部を配置した場合は、被験者によっては体表における微弱な心拍が検出困難である事を確認した。LED光源をSLD光源に変えてセンサ感度の向上を試みたが、有用な結果は得られなかった。そのため、今後は拍動成分については衣服の手首や肘部分、呼吸成分のみを衣服胸部で検出する方式に切り替える。
また、着用者の姿勢変化や体動によって衣服胸部のセンサにおける計測波形にアーティファクトが含まれ計測困難になる問題を解決するために、知覚布を胴体部分の前面・側面・背面に配置し同時計測を行った。計測波形にはFFTを施し周波数成分を得た。その結果、日常生活であり得る姿勢・動作中において呼吸波形が検出可能な事を確認した。結果については国際会議発表の準備中である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

血圧計測の検証、アーティファクトの問題についてある程度の見通しが得られており、年度の計画通りに進行している。

Strategy for Future Research Activity

次年度では、知覚布による血圧計測および計測位置の省領域化を検討する。生体情報検出機能を一着の衣服に統合するために、検出に適したセンサの作製や無線計測システムの構築も開始する。

Causes of Carryover

発表が次年度になってしまったため、その分が未使用となった。未使用分については次年度の国際会議発表に使用する。