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2014 Fiscal Year Annual Research Report

呼吸・心拍同時モニターが可能な小型レーダーを用いた非接触ストレスモニターシステム

Research Project

Project/Area Number 24510228
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

松井 岳巳  首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (50404934)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 橋爪 絢子  首都大学東京, システムデザイン学部, 助教 (70634327)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywordsストレス評価
Outline of Annual Research Achievements

「ストレスが測れる椅子」を試作した。小型マイクロ波レーダーを内蔵したアンテナボックス・ハイパスフィルター・AD変換機・PCから構成されるシステムを,背もたれがメッシュ状の椅子に裏側から備え付けたものである。非接触バイタルサイン測定器であるマイクロ波レーダーは最大出力10mW,24GHzの安定したマイクロ波を発生させる。アンテナボックスには送・受信用の4重極の平面アンテナを収納し,背もたれの裏側,背部左側第4肋間狭付近に設置し,被験者の心臓の動きによって変調されたレーダーのアナログ反射信号をPCで記録する。このシステムを用いて呼吸数およびストレスに関連する生理学的指標である心拍数変動指数(HRV)から,椅子に座っただけで客観的かつ非接触なモニターを可能とした。
この「ストレスが測れる椅子」を用い,バイオフィードバックシステムを構築し,リラックス誘導とリラックス状態の評価を同時に行えるようにした。また臨床を応用を目指し,共同研究を行っている精神科医と共に改良を重ねている。25年度には様々な年齢の健康な男女を対象として,不快な音を聞くことによるストレス擬似状態の中におけるHRV,呼吸数,唾液中のαアミラーゼを測定する実験を行った,αアミラーゼ濃度はストレスホルモンである血液中のノルエビネフィリン濃度と強く相関することが知られており,ストレス反応が起こった場合に濃度ケンカの生起が早い。ストレスに関する生理学的指標である心拍等の指標と生化学的指標であるαアミラーゼを比較することにより,試作中である「ストレスが測れる椅子」の有用性を検証することができた。研究最終年である26年度は静岡済生会総合病院において、うつの診断を受けた精神科の外来患者臨床データの収集を行った。リラックス負荷時のHRVで求めた自律神経活性がうつ患者と健常者では異なっていた。この違いをもとにうつのスクリーニングが可能になると期待される。

  • Research Products

    (17 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results) Presentation (8 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] A compact and hand-held infection-screening system for use in rapid medical inspection at airport quarantine stations: system design and preliminary validation.2015

    • Author(s)
      Sun G, Miyata K, Matsuoka A, Zhao Z, Iwakami S, Kim S, Matsui T.
    • Journal Title

      Journal of Medical Engineering & Technology

      Volume: 39(3) Pages: 185-90

    • DOI

      10.3109/03091902.2015.1016191

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Design an easy-to-use infection screening system for non-contact monitoring of vital-signs to prevent the spread of pandemic diseases.2014

    • Author(s)
      Sun G, Vinh NQ, Matsuoka A, Miyata K, Chen C, Ueda A, Kim S, Hakozaki Y, Abe S, Takei O, Matsui T
    • Journal Title

      Conference Proceedings IEEE Engineering in Medicine Biology Society

      Volume: 2014 Pages: 4811-4

    • DOI

      10.1109/EMBC.2014.6944700

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] An infectious disease/fever screening radar system which stratifies higher-risk patients within ten seconds using a neural network and the fuzzy grouping method.2014

    • Author(s)
      G Sun, T Matsui, Y Hakozaki, S Abe
    • Journal Title

      Journal of Infection

      Volume: 70(3) Pages: 230-6

    • DOI

      10.1016/j.jinf.2014.12.007

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A novel method to estimate changes in stress-induced salivary α-amylase using heart rate variability and respiratory rate, as measured in a non-contact manner using a single radar attached to the back of a chair.2014

    • Author(s)
      Matsui T, Katayose S.
    • Journal Title

      Journal of Medical Engineering & Technology

      Volume: 38(6) Pages: 302-6

    • DOI

      10.3109/03091902.2014.921252.

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fever screening of seasonal influenza patients using a cost-effective thermopile array with small pixels for close-range thermometry2014

    • Author(s)
      G Sun, T Saga, T Shimizu, Y Hakozaki, T Matsui
    • Journal Title

      International Journal of Infectious Diseases

      Volume: 25 Pages: 56-8

    • DOI

      10.1016/j.ijid.2014.03.1398

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Rapid screening for influenza using a multivariable logistic regression model to save labor at a clinic in Iwaki, Fukushima, Japan.2014

    • Author(s)
      Nguyen VQ, Abe S, Sun G, Matsuoka A, Nishimura H, Ishihara M, Matsui T.
    • Journal Title

      American Journal of Infection Control

      Volume: 42(5) Pages: 551-3

    • DOI

      10.1016/j.ajic.2014.01.019.

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 心拍数変動指標を用いたストレス状態の計測アプリケーションの開発2014

    • Author(s)
      木戸秀和,橋爪絢子,馬場哲晃,松井岳巳
    • Organizer
      2014年度冬季HCD-Net研究発表会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学(東京都)
    • Year and Date
      2014-12-13 – 2014-12-13
  • [Presentation] マイクロ波レーダーを用いた在宅健康モニタリングのための自律移動型ロボットの開発2014

    • Author(s)
      祁 暁龍,孫光鎬,松岡歩,兪文偉,松井岳巳
    • Organizer
      日本人間 工学会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都)
    • Year and Date
      2014-12-06 – 2014-12-07
  • [Presentation] 心拍数変動指標を用いた非接触バイオフィードバックシステムの開発2014

    • Author(s)
      垣坂皓太,橋爪絢子,松井岳巳
    • Organizer
      日本人間 工学会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都)
    • Year and Date
      2014-12-06 – 2014-12-07
  • [Presentation] KAZEKAMO: An infection screening system remote monitoring of multiple vital-signs for prevention of pandemic diseases2014

    • Author(s)
      G Sun, T Matsui, S Kim, O Takei
    • Organizer
      IEEE Global Conference on Consumer Electronics
    • Place of Presentation
      幕張メッセ
    • Year and Date
      2014-10-09 – 2014-10-10
  • [Presentation] 非接触感染症スクリーニングシステムの顔表面温度計測精度向上におけるOpening処理を用いた 熱画像の背景除去2014

    • Author(s)
      宮田圭輔,孫光鎬,池上眞由美,大島譲二,松井岳巳
    • Organizer
      生体医工学シンポジウム2014
    • Place of Presentation
      東京農工大学(東京都)
    • Year and Date
      2014-09-26 – 2014-09-27
  • [Presentation] スマートフォンを用いたストレス状態の簡易推定アプリケーションの開発とユーザ評価2014

    • Author(s)
      木戸秀和,橋爪絢子,馬場哲晃,松井岳巳
    • Organizer
      第15回日本感性工学会
    • Place of Presentation
      中央大学(東京都)
    • Year and Date
      2014-09-04 – 2014-09-06
  • [Presentation] Design an easy-to-use infection screening system for non-contact monitoring of vital-signs to prevent the spread of pandemic diseases2014

    • Author(s)
      Sun G, Vinh NQ, Matsuoka A, Miyata K, Chen C, Ueda A, Kim S, Hakozaki Y, Abe S, Takei O, Matsui T
    • Organizer
      The 36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • Place of Presentation
      Sheraton Hotel, Chicago, IL, USA
    • Year and Date
      2014-08-26 – 2014-08-30
  • [Presentation] A 48 x 47 pixel thermopile-based infrared array sensor for non-contact measurement of facial skin temperature2014

    • Author(s)
      Sun G, Matsui T, Saga T, Shimizu T
    • Organizer
      The 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • Place of Presentation
      Sheraton Hotel, Chicago, IL, USA
    • Year and Date
      2014-08-26 – 2014-08-30
  • [Remarks] 松井研究室

    • URL

      http://www.sd.tmu.ac.jp/matsui-lab/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 精神状態判定方法及び精神状態判定プログラム2015

    • Inventor(s)
      松井岳巳,孫光鎬,榛葉俊一
    • Industrial Property Rights Holder
      首都大学東京
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2015-037820
    • Filing Date
      2015-02-27
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 睡眠段階判定装置,睡眠段階判定方法,及び睡眠段階判定プログラム並びにストレス度判定方法2014

    • Inventor(s)
      松井岳巳,香川正幸,佐々木紀幸,鈴村和季,前田崇斗
    • Industrial Property Rights Holder
      首都大学東京
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2014-246546
    • Filing Date
      2014-12-05

URL: 

Published: 2016-06-01  

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