2016 Fiscal Year Annual Research Report
Epileptic seizure prediction system using wearable HRV sensor
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25282175
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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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)
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| 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)
渡辺 裕貴 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, その他部局等, その他 (00117558)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | てんかん発作予測 / 心拍変動解析 / 多変量統計的プロセス管理 / ウェアラブル心拍計 / QoL向上 / Closed-loop型治療システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、てんかん発作予兆検知アルゴリズムの性能改善のため、心拍データベースに多数のてんかん患者を追加し、更に健常者のデータも追加して、改良モデルを構築した。その結果、アルゴリズムに用いるモデル構築に際して、患者のみのデータの代わりに健常者のみのデータを用いても性能が大きく変化しないことが判明した。これにより、収集が困難な患者データの代わりに多量の健常者データを用いてより優れたアルゴリズムが構築できる可能性が開かれた。
臨床現場における発作予測システムの実装試験も引き続き進め、実施件数は入院・外来患者計117名に達した。並行して、患者の日常生活で利用できるシステムの実現を見据えて、ウェアラビリティがより高いシャツ型電極の開発を進めた。
近年、Closed-loop型治療と呼ばれる新しいてんかん発作治療システムが提唱されている。これは、患者の生体情報を持続的にモニタリングすることにより発作を予測し、神経刺激や即効性の抗てんかん薬などによる発作前のオンデマンド介入を行うことで、個々の発作に対する予防的介入を行う方式である。本研究に関しても、発作予測の目的を、患者の安全確保だけでなく、Closed-loop型治療におけるオンデマンド介入にも広げていきたい。今後はこのClosed-loop型治療に特化した設計の改良アルゴリズム、およびウェアラビリティの高いシャツ型電極を組み合わせたより機能的、実用的なシステムの完成を目指し、薬事申請を目指したい。
本研究の成果は、第50回日本てんかん学会English presentation賞、2016年度計測自動制御学会技術賞、第49回市村学術賞功績賞（平成28年度末時点で内定）の各賞を受賞し、客観的に高い評価を受けた。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(3 results)
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[Journal Article] Epileptic Seizure Prediction Based on Multivariate Statistical Process Control of Heart Rate Variability Features2016
Author(s)
Fujiwara K, Miyajima M, Yamakawa T, Abe E, Suzuki Y, Sawada Y, Kano M, Maehara T, Ohta K, Sasai-Sakuma T, Sasano T, Matsuura M, Matsushima E.
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Journal Title
IEEE Transactions on Biomedical Engineering
Volume: 63
Pages: 1321-1332
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Development of a new epileptic seizure prediction system with wearable heart rate variability monitoring device.2016
Author(s)
Miyajima M, Yamakawa T,Fujiwara K, Suzuki Y, Watanabe M, Inaji M, Watanabe S, Murata Y, Watanabe Y, Manabu K, Matsushima E.
Organizer
第50回日本てんかん学会学術集会
Place of Presentation
グランシップ静岡（静岡県静岡市）
Year and Date
2016-10-07 – 2016-10-09
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[Presentation] Real-Time Epileptic Seizure Prediction System Employing a Wearable HRV Telemeter and a Smartphone2016
Author(s)
Miho Miyajima, Toshitaka Yamakawa*, Koichi Fujiwara, Yuriko Sawada, Yoko Suzuki, Erika Abe, Manabu Kano, Satsuki Watanabe, Yoshiko Murata, Yutaka Watanabe, Taketoshi Maehara, Eisuke Matsushima
Organizer
38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
Place of Presentation
Orlando (USA)
Year and Date
2016-08-16 – 2016-08-20
Int'l Joint Research
