ウェアラブルHRVセンサを用いたてんかん発作兆候検知システムの開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25282175
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 宮島 美穂 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (70616177)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤原 幸一 京都大学, 情報学研究科, 助教 (10642514) ; 山川 俊貴 熊本大学, 学内共同利用施設等, 助教 (60510419)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: てんかん発作予測 / てんかん発作検知 / 心拍変動解析 / ウェアラブル心拍計 / ＱｏＬ向上

Outline of Annual Research Achievements

1. 発作兆候検知アルゴリズムの改良；てんかん病態の個人差や体動や日内リズム等による誤判定を軽減したアルゴリズム再構築のため、データを大幅に追加した。てんかん患者については、東北大学、奈良医療センターと新たに連携した。また、非てんかん患者の日常生活中の心拍変動データを多量に収集した。
2. 発作兆候検知システムの実装試験；前年度の入院患者に加え、外来でも実用化を想定した実装試験を開始した。実施件数は入院患者で46名、外来患者5名に達した。
3. 実用化への取り組み；PMDAでの承認取得へ向け、事前相談を受けた。
4.成果の発信；原著論文；Koichi Fujiwara, Miho Miyajima, Toshitaka Yamakawa et al. "Epileptic Seizure Prediction Based on Multivariate Statistical Process Control of Heart Rate Variability Features," IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 2015 (Published online)（※本論文は、同誌のカバーイメージに採用予定であり、またScience Translational Medicine のEDITORS' CHOICEに取り上げられるなど高い評価を受けた。）、受賞：1件（日本てんかん学会学術集会、English presentation賞）、国際学会：1件、国内学会発表：5件

Current Status of Research Progress

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

Reason

システム実用化に向け完成度を高める取り組みが進み、その成果の発信に対し高い評価を得た。承認取得への取り組みも開始できた。

Strategy for Future Research Activity

1. 昨年度得られたデータを利用して、精度を高めたアルゴリズムを再構築する。
2. 一般入院患者、外来患者に対する実装試験を拡大し、その成果をまとめる。
3. 得られた成果を、適宜、学会・専門雑誌・マスメディアなどで発表する。

Causes of Carryover

物品購入の使用額調整の関係で少額の残金が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度、電極等の消耗品の購入に充てる。

Research Products

• [Journal Article] Epileptic Seizure Prediction Based on Multivariate Statistical Process Control of Heart Rate Variability Features (2015)
  • Author(s): Koichi Fujiwara, Miho Miyajima, Toshitaka Yamakawa, et al.
  • Journal Title: IEEE Transactions on Biomedical Engineering Volume: 2015.2512276 Pages: 2015.2512276
  • DOI: 10.1109
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 心拍変動解析によるウェアラブルてんかん発作兆候検出システムの開発 (2015)
  • Author(s): 山川俊貴、藤原幸一、阿部恵理花、加納学、宮島美穂、鈴木陽子、松島英介、澤田由梨子、笹野哲郎、角勇樹、村田佳子、渡邊さつき、渡辺裕貴、前原健寿、松浦雅人.
  • Organizer: 計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2015
  • Place of Presentation: 函館
  • Year and Date: 2015-11-18 – 2015-11-20
• [Presentation] 心拍変動モニタリングによるてんかん発作早期検出の試み (2015)
  • Author(s): 2)宮島美穂, 藤原幸一, 山川俊貴, 笹井妙子, 加納学, 前原健寿, 笹野哲郎, 太田克也, 松浦雅人, 松島英介.
  • Organizer: 第45回日本臨床神経生理学会学術大会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2015-11-05 – 2015-11-07
  • Invited
• [Presentation] ウェアラブルな心拍変動モニタリングシステムの開発 (2015)
  • Author(s): 山川俊貴, 宮島美穂, 藤原幸一, 阿部恵理花, 鈴木陽子, 澤田由梨子, 加納学, 渡辺裕貴, 前原健寿.
  • Organizer: 第45回日本臨床神経生理学会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2015-11-05 – 2015-11-07
  • Invited
• [Presentation] Detection of Preictal Heart Rate Variability Alteration Using Multivariate Statistical Process Control. (2015)
  • Author(s): 1)Miyajima M, Fujiwara K, Yamakawa T, Suzuki Y, Sawada Y, Abe E, Kano M, Maehara T, Ohta K, Sasai-Sakuma T, Sasano T, Maehara M, Matsushima E.
  • Organizer: 第49回日本てんかん学会学術集会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2015-10-30 – 2015-10-31
• [Presentation] ウェアラブル心拍センサを用いたてんかん発作兆候検出システムの開発 (2015)
  • Author(s): 3)澤田由梨子, 鈴木陽子，阿部恵理花，藤原幸一，宮島美穂，山川俊貴，加納学，村田佳子，渡邊さつき，渡辺裕貴，前原健寿，笹野哲郎，角勇樹，松島英介，松浦雅人
  • Organizer: 第49回日本てんかん学会学術集会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2015-10-30 – 2015-10-31
• [Presentation] Detection of Altered Heart Rate Vatiability Prior to Epileptic Seizure Using Multivariate Statistical Process Control. (2015)
  • Author(s): Miyajima M, Fujiwara K, Abe E, Suzuki Y, Sawada Y, Yamakawa T, Kano M, Maehara T, Ohta K, Sasai-Sakuma T, Sasano T, Matsuura M, Matsushima E.
  • Organizer: 37TH Annual International Conference of The IEEE Engineering in Medicine and Biology Society.
  • Place of Presentation: Milano, Italy
  • Year and Date: 2015-08-25 – 2015-08-29
  • Int'l Joint Research