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各種生体信号と各種感覚刺激を組み合わせた眠気マネジメント

研究課題

研究課題/領域番号 16K00375
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 感性情報学
研究機関熊本大学

研究代表者

伊賀崎 伴彦  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (70315282)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード感性計測評価 / モニタリング / マネジメント / 生体信号 / 嗅覚刺激 / 眠気 / 脳波 / 心拍変動解析 / グレープフルーツ香 / ラベンダー香 / 覚醒効果 / カロリンスカ眠気尺度 / サポートベクタマシン / 眠気予測 / 後頭部脳波 / 眼球運動 / 顔表情評定 / Hjorth's Activity / Hjorth's Mobility / 注視時間 / 感性情報学 / 人間生活環境 / 生物・生体工学 / リアルタイムマネージメント / 交通事故
研究成果の概要

カロリンスカ眠気尺度により評価された眠気について,そのときの脳波,心拍変動,注視・瞬目時間によって3段階(眠気なし/弱い眠気なし/強い眠気あり)を検知できることを見出した.また,回帰型サポートベクター回帰モデルを開発し,脳波による9段階の眠気推定や,過去5分間の脳波から30秒未来の眠気予測ができることも発見した.さらに,4・64%のグレープフルーツ・ラベンダー香嗅覚刺激による眠気減少/眠気維持を,カロリンスカ眠気尺度,脳波,心拍変動で認めた.以上より,嗅覚刺激の種類や濃度を変化させることで眠気に対する覚醒効果をマネジメントし,それを脳波や心拍変動解析でモニタリングすることの可能性が示唆された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体信号による眠気の客観的評価に関する研究の多くは,ある一つの生体信号に対してある一つの解析方法を適用した場合について報告されることが多い.これに対して本研究課題では,同時に計測された複数の生体信号を多次元的に解析することにより,信頼性の高い眠気の予測の可能性を示唆した.本研究課題の遂行により,眠気を適切にコントロールできるようになり,結果として生産効率の向上や事故の防止に貢献できる.また,「眠気」から「睡眠」へと展開することで「睡眠時無呼吸症候群」や「乳幼児突然死症候群」の予知も期待されることから,その足掛かりとして意義がある.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Gazing as actual parameter for drowsiness assessment in driving simulators2019

    • 著者名/発表者名
      Rumagit AM, Akbar IA, Utsunomiya M, Morie T, Igasaki T
    • 雑誌名

      Indonesian Journal of Computer Science and Electrical Engineering

      巻: 13 号: 1 ページ: 170-178

    • DOI

      10.11591/ijeecs.v13.i1.pp170-178

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 模擬運転環境における眼電図からの注視・瞬目パラメータによる眠気評価2018

    • 著者名/発表者名
      Rumagit AM, Akbar IA, 宇都宮光拓, 森江崇正, 伊賀崎伴彦
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 117(416) ページ: 7-11

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Can potentials of unbalanced complex kinetics of heart rate variability estimate drowsiness?2017

    • 著者名/発表者名
      Igasaki T, Morie T, Utsunomiya M, Akbar IA, Rumagit AM
    • 雑誌名

      Proceedings of the 10th Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON)

      巻: (なし) ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/bmeicon.2017.8229140

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of heartbeat intervals in a sitting position using multiple piezoelectric sensors with body movement reduction2017

    • 著者名/発表者名
      Igasaki T, Shimai S, Kobayashi M
    • 雑誌名

      Proceedings of the 39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Scoiety

      巻: (なし) ページ: 3301-3304

    • DOI

      10.1109/embc.2017.8037562

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three drowsiness categories assessment by electroencephalogram in driving simulator environment2017

    • 著者名/発表者名
      Akbar IA, Rumagit AM, Utsunomiya M, Morie T, Igasaki T
    • 雑誌名

      Proceedings of the 39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Scoiety

      巻: (なし) ページ: 2904-2907

    • DOI

      10.1109/embc.2017.8037464

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Drowsiness Estimation by Potentials of Unbalanced Complex Kinetics Analysis for Heart Rate Variability2017

    • 著者名/発表者名
      Igasaki T, Morie T, Akbar IA, Rumagit AM
    • 雑誌名

      Proceedings of Life Engineering Symposium

      巻: (なし) ページ: 75-80

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Gazing Time Analysis for Drowsiness Assessment Using Eye Gaze Tracker2017

    • 著者名/発表者名
      Rumagit AM, Akbar IA, Igasaki T
    • 雑誌名

      Telkomnika

      巻: 15(2) 号: 2 ページ: 919-925

    • DOI

      10.12928/telkomnika.v15i1.6145

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Measuring cardiorespiratory information in sitting position using multiple piezoelectric sensors2017

    • 著者名/発表者名
      Igasaki T, Shimai S, Kobayashi M
    • 雑誌名

      Indones J Comput Sci Electr Eng

      巻: 6(1) 号: 1 ページ: 132-138

    • DOI

      10.11591/ijeecs.v6.i1.pp132-138

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ドライビングシミュレータ環境における注視時間情報を用いた眠気評価2017

    • 著者名/発表者名
      宇都宮光拓, Rumagit AM, Akbar IA, 伊賀崎伴彦
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 116(435) ページ: 47-51

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 圧電センサアレイを用いた心拍情報測定~体動ノイズの除去についての検討~2017

    • 著者名/発表者名
      島井祥伍, 伊賀崎伴彦, 小林牧子
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 116(435) ページ: 53-56

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Measuring Cardiorespiratory Information in Sitting Position Using Multiple Piezoelectric Sensors2017

    • 著者名/発表者名
      Igasaki T, Shimai S, Kobayashi M
    • 雑誌名

      Indonesian Journal of Computer Science and Electrical Engineering

      巻: 16(1)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Sleepiness classification by thoracic respiration using support vector machine2016

    • 著者名/発表者名
      Igasaki T, Nagasawa K, Akbar IA, Kubo N
    • 雑誌名

      Proceedings of the 9th Biomedical International Conference (IEEE BMEiCON)

      巻: - ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/bmeicon.2016.7859630

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Pilot study on drowsiness evaluation by grapefruit fragrance using electroencephalogram and heart rate variability2018

    • 著者名/発表者名
      Baba Y, Igasaki T
    • 学会等名
      The 13th International Student Conference on Applied Science and Technology (ICAST)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳波および心拍変動解析を用いた グレープフルーツ香刺激時の眠気評価に関する基礎的研究2018

    • 著者名/発表者名
      馬場勇太, 伊賀崎伴彦
    • 学会等名
      第71回電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Toward drowsy driving prevention―Detection then prediction of drowsiness by biological signals―2018

    • 著者名/発表者名
      Igasaki T
    • 学会等名
      The 3rd RSU National and International Research Conference on Science and Technology, Social Sciences, and Humanities (RSUSSH)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 心拍変動解析による模擬運転中の眠気予測可能性2018

    • 著者名/発表者名
      宇都宮光拓, 森江崇正, Rumagit AM, Akbar IA, 伊賀崎伴彦
    • 学会等名
      日本生体医工学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 脈波伝播時間による模擬運転中の眠気推定に関する基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      澁田新, 宇都宮光拓, 森江崇正, Akbar IA, Rumagit AM, 伊賀崎伴彦
    • 学会等名
      第70回電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 模擬運転中の心拍変動解析による眠気予測に関する基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      宇都宮光拓, 森江崇正, Akbar IA, Rumagit AM, 伊賀崎伴彦
    • 学会等名
      第70回電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 自己眠気評価と他者眠気評価の差異に関する基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      森江崇正, 宇都宮光拓, Rumagin AM, Akbar IA, 伊賀崎伴彦
    • 学会等名
      第70回電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 呼吸曲線による模擬運転中の欠伸および体動の検出に関する基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      森本悠介, 森江崇正, 宇都宮光拓, Rumagin AM, Akbar IA, 伊賀崎伴彦
    • 学会等名
      第70回電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 圧電センサアレイを用いた心拍情報の測定に関する研究~体動の影響によ るノイズの低減・除去法についての検討~2017

    • 著者名/発表者名
      島井祥伍, 伊賀崎伴彦, 小林牧子
    • 学会等名
      日本生体医工学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      福岡市(九州大学)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 注視時間情報を用いた模擬運転環境における眠気評価2017

    • 著者名/発表者名
      宇都宮光拓, Rumagit AM, Akbar IA, 伊賀崎伴彦
    • 学会等名
      日本生体医工学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      福岡市(九州大学)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 胸郭呼吸曲線による3段階眠気分類に関する基礎的研究2016

    • 著者名/発表者名
      宇都宮光拓, 長澤一樹, 伊賀崎伴彦
    • 学会等名
      第69回電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 発表場所
      宮崎市(宮崎大学)
    • 年月日
      2016-09-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 垂直水平眼電図による3段階眠気分類に関する基礎的研究2016

    • 著者名/発表者名
      島井祥伍, 久保樹生, 伊賀崎伴彦
    • 学会等名
      第69回電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 発表場所
      宮崎市(宮崎大学)
    • 年月日
      2016-09-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on drowsiness classification by thoracic respiration using multinomial logistic regression analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Igasaki T, Nagasawa K, Akbar IA, Kubo N, Murayama N
    • 学会等名
      The 10th ICME International Conference on Complex Medical Engineering
    • 発表場所
      宇都宮市(栃木総合文化センター)
    • 年月日
      2016-08-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EEG analysis for drowsiness estimation on driving simulator environment using Hjorth's parameters2016

    • 著者名/発表者名
      Akbar IA, Nagasawa K, Kubo N, Igasaki T, Murayama N
    • 学会等名
      The 10th ICME International Conference on Complex Medical Engineering
    • 発表場所
      宇都宮市(栃木総合文化センター)
    • 年月日
      2016-08-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 生体情報センシングと ヘルスケアへの最新応用~ウェアラブル、非侵襲・非接触計測、連続モニタリング~2017

    • 著者名/発表者名
      荒川俊也, …, 伊賀崎伴彦, …(他60名)
    • 総ページ数
      550
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861046612
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] ドライバ状態の検出, 推定技術と自動運転, 運転支援システムへの応用2016

    • 著者名/発表者名
      林光緒, …, 伊賀崎伴彦, …(全52名)
    • 総ページ数
      485
    • 出版者
      技術情報協会(東京)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 熊本大学医用生体工学研究室

    • URL

      https://brain.cs.kumamoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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