2012 Fiscal Year Research-status Report
アレーアンテナ空間信号処理を用いたヒト循環器の運動の非接触計測
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23500549
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
佐藤 宏明 岩手大学, 工学部, 助教 (90359498)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本間 尚樹 岩手大学, 工学部, 准教授 (70500718)
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| Keywords | アレーアンテナ / 空間信号処理 / マイクロ波 / MIMO / 心臓拍動計測 / 循環器系モニタ / 循環器系疾患 / 非侵襲診断 |
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| Research Abstract |
アレーアンテナと空間信号処理によってマイクロ波（電磁マイクロ波）を用いてヒト循環器の運動の非接触，非侵襲な計測を行い，ヒト循環器系疾患の診断に役立つ，生体組織の運動や弾性率の変化をマイクロ波によって計測し診断情報の抽出を目指して，平成２３年度に開発した“マイクロ波アレーアンテナ空間信号処理の実験装置”を用いて信号検出の演算・検出アルゴリズムの開発を行った．
大学内の施設に実験フィールドを構築し，開発した実験装置で，被験者からの心臓拍動および呼吸の検出実験を行い，それぞれに由来する生体信号成分の検出に成功した．さらに，心電計を導入してECG（心電波形）との相関を調べることで，検出した心臓拍動の生体信号と高い相関を確認できた．しかしながら，検出した信号のSNRや周波数分解能にはまだ改善の余地が認められ，実験装置やアルゴリズムの改良を今後も進めていく必要がある．さらに，疾患の診断に役立つ生体組織の特性の情報の抽出について，今後，実験・調査を進めていく予定である．
また一方で，MIMOシステムを用いた生体活動検出について研究調査を行い１件の論文と４件の研究報告を行っている．この研究調査結果は検出アルゴリズムの改良のための重要な知見となる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成２４年度に計画していた空間信号処理の演算・検出アルゴリズムの開発に成功し，開発した実験装置を用いて生体信号検出に成功した．しかしながら，検出信号のSNRや周波数分解能にはまだ改善の余地が認められ，目標とする生体組織の特性の情報の抽出については，まだ検討すべき課題が残されている．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降では以下の課題について研究を進める．
１．マイクロ波アレーアンテナ空間信号処理の実験装置および空間信号処理の演算・検出アルゴリズムの検出感度と周波数分解能の改良，２．各種の波形解析アルゴリズムを適用し，検出精度向上法について検討する，３．アレーアンテナ空間信号処理のシミュレーションによる検証に取り組む，４．ヒト循環器の運動の計測信号から，循環器診断のための情報の抽出とその検証に取り組む．
引き続き，研究代表者佐藤，分担研究者本間の研究体制で研究を推進する．実験補助として大学院生吉田直弘・渋谷七海の協力を得る．さらに，必要に応じて所属組織内の技術職員千葉茂樹・千葉寿の協力を得る．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
国内学会，研究報告等の旅費のうち，遠方への移動が予定していたほど無かったので支出が少なくて済んだ．また，被験者に対する計測実験を計画してその謝金を予定していたが，被験者を頼まずに実験を進めたため謝金の支出が無かった．
さらに，心電計の電気回路を自作予定であったが学内の協力者から心電計を一時借用できたので本年度は回路の自作をせずに実験を進めることが出来た．心電計については次年度に自作をする予定である．
以上の平成24年度分の繰越金と平成25年度請求額を合わせた使用計画として，自作するRFアンテナの材料部品代，心電計の電気回路の部品・配線代，消耗品費用，およびその他の費用として１５万，実験の被験者等の謝金に６万，交際会議の参加費用に２０万，国内学会等研究報告の旅費に２５万をそれぞれ見込む．
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