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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Continuous monitoring of venous flow and detection of abnormalities by overlay of skin resistance/reactance and photoelectric volumetric pulse wave

Research Project

Project/Area Number 23H03783
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

森 武俊  東京理科大学, 先進工学部機能デザイン工学科, 教授 (20272586)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 矢入 郁子  上智大学, 理工学部, 教授 (10358880)
山田 憲嗣  大阪大学, 大学院情報科学研究科, 特任教授(常勤) (70364114)
仲上 豪二朗  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (70547827)
高橋 聡明  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 講師 (50824653)
土井 麻里 (阿部麻里)  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (50802386)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Keywords看護理工学 / 末梢静脈留置カテーテル / PIVC / トモグラフィ / 点滴漏れ / 在宅ケア / 超音波エコー / バイタルモニタリング
Outline of Annual Research Achievements

入院患者や在宅あるいは施設療養患者の抱える静脈カテーテルトラブルとそれに伴う合併症の予防や軽減のため,対象静脈と周囲組織を常時モニタリングするシステムを開発している。常に静脈状態・静脈流・周囲組織状態を取得できるモニタリングデバイスとして構成することで健常者さらには患者において安全・有効・有用に用いられるかを実証検証することを目指している。
2023年度は,まず,皮膚抵抗・リアクタンストモグラフィと光電容積脈波の重畳法につき,主に皮膚抵抗・リアクタンスのスペクトロスコピィのトモグラフィ法の開発を始めた。皮膚電気インピーダンスの多周波スペクトロスコピィを取り囲みトモグラフィ法でスキャンしカテーテル刺入留置部の付近の静脈とその周囲組織の皮膚面方向と深度方向の3次元マップ推定をする技術を開発している。全体設計と計測回路部の設計,静脈流推定法の開発と異変検知システム化,並行して皮膚抵抗・リアクタンスのトモグラフィ部の処理法を構成し回路設計しシミュレーションしている。トモグラフィで復元される状態マップから静脈状態や周辺組織状態を推定するため,形状や状態が既知のファントムや肉片組織の計測データと手入力正解データとを対応させた機械学習に基づく識別手法のプロトタイプを作成した。
またフィルムドレッシングカバー埋入シート型センサアレイデバイスについて実装開発に着手しセンサアレイ部を設計した。さらに,てはじめに薄型小型化の試作を行い,予備演算マイクロコントローラ実装を開始している。電極端子部・推定演算通信部・ケーブル部の実装設計といくつかの種類の施策を行った。システムのベーシックな機能検証や安全性検証を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

識別手法のプロトタイプ作成のみならず実際に回路基板上を作成し,USB経由でPCとつないでリアルタイムモニタリングする技術を実現した。

Strategy for Future Research Activity

実証的検証を進めるとともに,技術の外的妥当性を皮膚状況モニタリングや血流モニタリング以外へ展開する。

  • Research Products

    (8 results)

All 2023 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] マサチューセッツ工科大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      マサチューセッツ工科大学
  • [Int'l Joint Research] 香港理工大学(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      香港理工大学
  • [Journal Article] ディープラーニングと精神科治療2023

    • Author(s)
      森 武俊
    • Journal Title

      臨床精神薬理

      Volume: 26 Pages: 1-4

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Blood vessel detection using skin impedance tomography and spectroscopy2023

    • Author(s)
      Sooin Kang, Taketoshi Mori.
    • Organizer
      The 45th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Prevention of Pressure Injuries in Home Care by Posture Analysis using Pressure Sensor Mattress,2023

    • Author(s)
      Sooin Kang, Taketoshi Mori.
    • Organizer
      the 25th International Conference On Human-Computer Interaction (HCII 2023),
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 多周波インピーダンスを用いたカテーテルの機械的刺激による静脈閉塞のモニタリング2023

    • Author(s)
      カン スーイン,森 武俊
    • Organizer
      第24回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • [Presentation] 多周波インピーダンスとPPGによる血流速変化モニタリングに基づく静脈異変検出2023

    • Author(s)
      カン スーイン,森 武俊
    • Organizer
      第11回看護理工学会学術集会
  • [Presentation] 皮膚インピーダンスのトモグラフィとスペクトロスコピィを用いた血管検出法2023

    • Author(s)
      カン スーイン,森 武俊
    • Organizer
      第62回日本生体医工学会大会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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