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2022 Fiscal Year Annual Research Report

最先端のAI認証とセンシング技術を活用した褥瘡早期診断システムの開発

Research Project

Project/Area Number 21H03269
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionNagano College of Nursing

Principal Investigator

喬 炎  長野県看護大学, 看護学部, 教授 (70256931)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 魯 健  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (50547479)
上條 明生  長野県看護大学, 看護学部, 助教 (50895547)
柄澤 邦江  長野県看護大学, 看護学部, 准教授 (80531748)
張 嵐  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (80760438)
近藤 恵子  長野県看護大学, 看護学部, 講師 (80773259)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Keywords褥瘡の早期診断 / デバイス開発 / センサー技術 / AI技術
Outline of Annual Research Achievements

褥瘡は難治性の皮膚傷害で、特に在宅において増加し、いかに在宅でも早期発見して早期治療につながるかが喫緊の課題である。本研究はハンディタイプの簡易な早期褥瘡の診断機器の開発を目指す。同時に無線通信手段やAI技術を活用して、在宅でも早期褥瘡の迅速、適確な診断システムの開発を4年間の計画で実施する予定である。
初年度(令和3年度)において、試験用単体機からプロトタイプ機に改良され、機械構造と電子回路などのハードウェアを開発し、圧力の自動調節と圧力分解能、光強度の16段階調節、白色とUV光源照射の画像を別々にリアルタイムでの撮影し、画素数は500万以上、画像撮影と保存は5秒以内完成までに機能を改善した。
これらの結果に基づいて、今年度(令和4年度)の実証用プロトタイプ機のハードウェアの最適化設計を行い、臨床試験用のハンドヘルドStand-alone装置の設計と開発を進んでいる。機器の開発に必要な圧力条件についての研究も完成し、その主な内容をまとめた論文も発表した。また、褥瘡動物モデルを用いて、われわれの考案した紫外線診断法のほか、Capillary refilling time test(CRTT)の活用も早期褥瘡の虚血が診断に意義高いこと(論文発表済み)と、虚血と出血の多循環障害に対する総合解析は早期褥瘡の正診率を突き止め、論文投稿の準備をしている。
これらの成果を画像解析ソフトと人工知能(AI)自動診断技術の開発(他施設と他社との共同研究)を行い、早期褥瘡の特徴をUV画像とCRTTの結果から抽出するようにプロトタイプ機のハードとソフトの両方から工夫していた。同時にAI技術による自動診断の検証も進んでいる。AIの自動解析の研究の一部は論文として発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

計画通リに研究を進んでいます。

Strategy for Future Research Activity

プロトタイプ機を多循環障害の総合解析できる、これからの臨床診断に実用可能の精度までのソフト設計の改善 とAIの自動診断を実現できるように共同研究者や専門業者と共同で開発する。また、多循環障害に対する総合解析ができる情報をサーバーに保存して、遠隔診断に用いる方法を検討する。

  • Research Products

    (10 results)

All 2022 2021 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (2 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Journal Article] 通気デバイスを用いて湿度調整した空気の送風が圧迫性皮膚傷害に及ぼす影響2022

    • Author(s)
      三浦大志, 矢野成珠, 上條明生, 張嵐, 魯健, 喬炎
    • Journal Title

      Journal of wellness and health care

      Volume: 46 Pages: 79-88

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Elucidation of Ischemic Mechanisms of Early Pressure Injury during Post-Decompression and Detecting Methods2022

    • Author(s)
      Chen Lu, Takashi En, Ping Hou, Akio Kamijo Daiji Miura and Jianglin Fan
    • Journal Title

      Diagnostics (Basel)

      Volume: 12 Pages: 1-10

    • DOI

      10.3390/diagnostics12092198

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effect of Heat Shock Preconditioning on Pressure Injury Prevention via Hsp27 Upregulation in Rat Models2022

    • Author(s)
      Huiwen Xu, En Takashi, Jingyan Liang, Yajie Chen, Yuan Yuan and Jianglin Fan
    • Journal Title

      Int J Mol Sci.

      Volume: 23(16) Pages: 1-13

    • DOI

      10.3390/ijms23168955

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Early Prediction of Pressure Injury with Long Short-term Memory Networks2022

    • Author(s)
      Xudong Fang, Yunfeng Wang,Ryutaro Maeda,Akio Kitayama and En Takashi.
    • Journal Title

      Sensors and Materials

      Volume: 34 Pages: 2759-2769

    • DOI

      10.18494/SAM.2018

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Portable Skin-injury Monitoring Device for Early Diagnosis of Pressure Ulcers2022

    • Author(s)
      Lan Zhang, En Takashi, Jian Lu, Akio Kamijo, and Akio Kitayama
    • Journal Title

      Sensors and Materials, 34,7(3) 2747-58. 2022 doi.org/10.18494/SAM3868

      Volume: 34 Pages: 2747-2758

    • DOI

      10.18494/SAM.2018

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 早期褥瘡モデルを用いた除圧後虚血の実験的評価とその臨床検出法の開発2022

    • Author(s)
      喬炎、陳露、上條明生、三浦大志、北山秋雄、近藤恵子、魯健、張嵐、森上幸恵
    • Organizer
      第24回日本褥瘡学会
  • [Presentation] アスピリンの局所経皮投与による圧迫性皮膚傷害の予防効果2022

    • Author(s)
      上條明生, 瀧澤志織, 張嵐, 魯健, 三浦大志, 北山秋雄, 喬炎
    • Organizer
      第24回日本褥瘡学会学術集会
  • [Remarks] 長野県看護大学ホームページ

    • URL

      https://www.nagano-nurs.ac.jp/usr-bin/nagano-nurs/search/searchTable.cgi

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 皮膚膚内傷害検査システム2021

    • Inventor(s)
      喬炎、北山秋雄、張嵐、魯健
    • Industrial Property Rights Holder
      喬炎、北山秋雄、産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      P7248239
  • [Funded Workshop] 圧力性傷害診断と治療の最新進展に関するシンポジウム2022

URL: 

Published: 2023-12-25  

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