• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2014 Fiscal Year Research-status Report

タブレット端末を活用した遠隔診断用ストレスモニタの開発

Research Project

Project/Area Number 26420402
Research InstitutionAsahikawa National College of Technology

Principal Investigator

横井 直倫  旭川工業高等専門学校, 機械システム工学科, 准教授 (60353223)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords計測工学 / 血流計測 / ストレス診断 / 遠隔医療 / 画像処理
Outline of Annual Research Achievements

平成26年度は、本研究で開発するストレスモニタの根幹となる2波長分のスペックル画像を同時撮影できるセンサユニットを構成し、その上でLF/HFと血中酸素飽和度を解析できるソフトウェアを開発することを目的として研究を遂行した。まず、新設の波長780nmおよび 830nmの半導体レーザーを光源とし、これらを皮膚に照射した際の散乱反射光により形成される2波長に対応したスペックルを干渉フィルタを介して新設のモノクロCDDカメラ2台で同時撮影できるアームバンド式のセンサユニットを構成した。次に、2波長分のスペックル画像から、スペックルコントラストの逆数値より撮影機器の時間分解能で血流を解析可能な血流評価パラメータであるRSDに基づいて取得される脈波信号に対してFFT(Fast Fourier Transform)を適用することにより、神経感度の変化を定量評価可能なLF/HF(Low Frequency/High Frequency、脈波信号の低周波成分と高周波成分の比に相当)を解析できるソフトウェアを、新設の科学技術計算用汎用アプリケーションMATLABを用いて開発した。さらに、2波長分のスペックル画像のノイズリダクションにより得られる反射率画像からヘモグロビン濃度変化量を求め、これを基にストレスによる過呼吸状態の発生の有無の判定に利用可能な血中酸素飽和度を解析できるソフトウェアを、新設のMATLABを用いて開発した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

まず、アームバンド式のセンサユニットに関しては、2波長の半導体レーザーとモノクロCDDカメラ2台を利用して、当初から予定していた型式のものを構成することができた。また、LF/HFを解析できるソフトウェアに関しても、2波長分のスペックル画像からRSDに基づき脈波信号を取得し、その上で本信号にFFTを適用してLF/HFを算出できるソフトをMATLABを用いて開発することができた。さらに、血中酸素飽和度を解析できるソフトウェアに関しても計画通り開発することができた。従って、今年度当初の目的であった、2波長分のスペックル画像を同時撮影できるセンサユニットの構成と、LF/HFと血中酸素飽和度を解析できるソフトウェアの開発を、いずれも改善の余地はあるもののほぼ実現できたため、おおむね順調に進展していると評価した。

Strategy for Future Research Activity

アームバンド式のセンサユニットに関しては、現状では全体のサイズがやや大きく実用化には向かないため、今後、ユニット全体の小型化を図っていきたいと考えている。また、LF/HFおよび血中酸素飽和度を解析できるソフトウェアに関しては、現状では計算速度がやや遅いため、今後、画像処理アルゴリズムの改善を図ることにより、計算時間の短縮化を図っていく予定である。

  • Research Products

    (14 results)

All 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Measurements of size and absorption coefficient of a single moving particle by using dual burst Doppler signal2015

    • Author(s)
      N. Yokoi and Y. Aizu
    • Journal Title

      Measurement

      Volume: 59 Pages: 51-62

    • DOI

      10.1016/j.measurement.2014.09.040

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Depth measurement of a blood flow region based on speckle decorrelation2015

    • Author(s)
      N. Yokoi and Y. Aizu
    • Journal Title

      Optical Review

      Volume: 22 Pages: 365-373

    • DOI

      10.1007/s10043-015-0039-z

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Frame-rate analysis of arterial blood flow in human and rat using laser speckle image sensing2014

    • Author(s)
      N. Yokoi, J. Sato, Y. Shimatani, M. Kyoso, H. Funamizu, and Y. Aizu
    • Journal Title

      Optical Review

      Volume: 21 Pages: 345-352

    • DOI

      10.1007/s10043-014-0052-7

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Imaging of blood flow and blood concentration change in a frame rate using laser speckle: Methods for image analysis2014

    • Author(s)
      N. Yokoi, Y. Shimatani, M. Kyoso, H. Funamizu, and Y. Aizu
    • Journal Title

      Optics & Laser Technology

      Volume: 64 Pages: 352-362

    • DOI

      10.1016/j.optlastec.2014.06.007

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] バイオスペックル血流イメージング: 速度域に応じた血流評価パラメーターの選択2015

    • Author(s)
      横井直倫, 相津佳永
    • Organizer
      第55回光波センシング技術研究会
    • Place of Presentation
      東京理科大学神楽坂校舎森戸記念館(東京)
    • Year and Date
      2015-06-09 – 2015-06-10
  • [Presentation] Fundamental study on control of motion of nanoparticles using scattering field of laser light2015

    • Author(s)
      N. Yokoi and Y. Aizu
    • Organizer
      5th Asian and Pacific-Rim Symposium on Biophotonics (APBP’15)
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2015-04-22 – 2015-04-24
  • [Presentation] レーザー光散乱場によるナノ粒子挙動の制御: 数値計算による特性考察2015

    • Author(s)
      横井直倫, 相津佳永
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学 湘南キャンパス(神奈川)
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [Presentation] 皮膚光計測のための多層構造皮膚モデルによる光子フルーエンス解析2015

    • Author(s)
      相津佳永, 船水英希, 横井直倫, 湯浅友典
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第35回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学高輪校舎(東京)
    • Year and Date
      2015-01-11 – 2015-01-12
    • Invited
  • [Presentation] レーザー光散乱場を利用したナノ粒子挙動の制御に関する基礎的検討2015

    • Author(s)
      横井直倫, 相津佳永
    • Organizer
      第50回応用物理学会北海道支部/第11回日本光学会北海道地区合同学術講演会
    • Place of Presentation
      旭川勤労者福祉会館(旭川)
    • Year and Date
      2015-01-09 – 2015-01-10
  • [Presentation] 偏光型位相ドップラー法による粒子計測:数値計算による特性考察2014

    • Author(s)
      横井直倫, 相津佳永
    • Organizer
      第54回光波センシング技術研究会
    • Place of Presentation
      東京理科大学神楽坂校舎森戸記念館(東京)
    • Year and Date
      2014-12-09 – 2014-12-10
  • [Presentation] レーザースペックル血流計測における測定深さの検討2014

    • Author(s)
      山崎弦也, 横井直倫, 船水英希, 相津佳永
    • Organizer
      2014年度日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2014)
    • Place of Presentation
      筑波大学東京キャンパス文京校舎(東京)
    • Year and Date
      2014-11-05 – 2014-11-07
  • [Presentation] バイオスペックル血流イメージングにおける血流領域の深さ推定2014

    • Author(s)
      横井直倫,相津佳永
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス(札幌)
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
  • [Presentation] Numerical considerations on measurements of light-absorbing particles using polarized-type phase Doppler method2014

    • Author(s)
      N. Yokoi and Y. Aizu
    • Organizer
      10th International Conference Series on Laser-light and Interactions with Particles (LIP2014)
    • Place of Presentation
      Marseille, France
    • Year and Date
      2014-08-25 – 2014-08-29
  • [Presentation] Study on depth measurement of a blood flow region based on speckle correlation2014

    • Author(s)
      N. Yokoi and Y. Aizu
    • Organizer
      Biomedical Imaging and Sensing Conference 2014 (BISC’14)
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2014-04-22 – 2014-04-24

URL: 

Published: 2016-05-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi