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大規模な生体情報データ計測に基づくリアルタイム感染症サーベイランスシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K16363
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 社会システム工学・安全システム
研究機関電気通信大学

研究代表者

孫 光鎬  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (80756677)

研究協力者 松井 岳巳  
桐本 哲郎  
石橋 孝一郎  
YAO Yu  
Sumiyakhand Dagdanpurev  
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
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードバイタルサイン計測 / 感染症サーベイランス / 社会システム / 非接触生体計測 / 可視化 / 生体データ / 感染症検出システム / デング熱 / バイタルサイン / 新興・再興感染症 / サーベイランス / 生体情報 / 情報処理 / 安心の社会技術 / ニューラルネットワーク
研究成果の概要

空港や病院等では発熱した人間をすばやく検出する方法としてサーモグラフィが導入された.しかし,サーモグラフィを用いた体温計測が,正確に検出ができない可能性が指摘されている.本研究グループは,マイクロ波レーダー等のセンサーを用いて非接触かつ短時間で体温・心拍数・呼吸数を計測し,バイタルサインを併用した高精度の感染症スクリーニングシステムを開発した.本研究では,単体システムをネットワークで連結し,人工知能の手法を用いて取得した生体情報ビッグデータを処理すると共に,感染症の流行状況を可視化できるハザードマップを作成し,流行をリアルタイムで検知できるより強力な感染症サーベイランスシステムの構築した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,新興・再興感染症の早期診断および発生地域における流行の最小化のために,大規模な生体情報データ(心拍数・呼吸数・体温)に基づく感染症サーベイランスシステムを開発し,機能させることを目的とした.本研究の学術的及び社会的意義として,開発する感染症サーベイランスシステムは客観的な生体情報データを人工知能の手法により解析し,感染症の流行状況を可視化でき,早期に探知することが可能になり,感染症の被害拡大を防ぐことが期待される.

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

    (38件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 7件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 12件) 図書 (4件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [国際共同研究] ベトナム国立熱帯病病院(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ベトナム国立熱帯病病院(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A novel machine-learning-based infection screening system via 2013?2017 seasonal influenza patients' vital signs as training datasets2019

    • 著者名/発表者名
      Dagdanpurev Sumiyakhand、Abe Shigeto、Sun Guanghao、Nishimura Hidekazu、Choimaa Lodoiravsal、Hakozaki Yukiya、Matsui Takemi
    • 雑誌名

      Journal of Infection

      巻: 78 号: 5 ページ: 409-421

    • DOI

      10.1016/j.jinf.2019.02.008

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Twenty-four-hour continuous and remote monitoring of respiratory rate using a medical radar system for the early detection of pneumonia in symptomatic elderly bedridden hospitalized patients2018

    • 著者名/発表者名
      Sun Guanghao、Okada Masakazu、Nakamura Rin、Matsuo Taro、Kirimoto Tetsuo、Hakozaki Yukiya、Matsui Takemi
    • 雑誌名

      Clinical Case Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 83-86

    • DOI

      10.1002/ccr3.1922

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Development and Clinical Application of a Novel Autonomic Transient Response-Based Screening System for Major Depressive Disorder Using a Fingertip Photoplethysmographic Sensor2018

    • 著者名/発表者名
      Dagdanpurev Sumiyakhand、Sun Guanghao、Shinba Toshikazu、Kobayashi Mai、Kariya Nobutoshi、Choimaa Lodoiravsal、Batsuuri Suvdaa、Kim Seokjin、Suzuki Satoshi、Matsui Takemi
    • 雑誌名

      Frontiers in Bioengineering and Biotechnology

      巻: 6 ページ: 64-64

    • DOI

      10.3389/fbioe.2018.00064

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Vital-SCOPE: Design and Evaluation of a Smart Vital Sign Monitor for Simultaneous Measurement of Pulse Rate, Respiratory Rate, and Body Temperature for Patient Monitoring2018

    • 著者名/発表者名
      Sun Guanghao、Matsui Takemi、Watai Yasuyuki、Kim Seokjin、Kirimoto Tetsuo、Suzuki Satoshi、Hakozaki Yukiya
    • 雑誌名

      Journal of Sensors

      巻: 2018 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1155/2018/4371872

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Field evaluation of an infectious disease/fever screening radar system during the 2017 dengue fever outbreak in Hanoi, Vietnam: a preliminary report2017

    • 著者名/発表者名
      G Sun, NV Trung, T Matsui, K Ishibashi, T Kirimoto, H Furukawa, LT Hoi, NN Huyen, Q Nguyen, S Abe, Y Hakozaki, NV Kinh
    • 雑誌名

      Journal of Infection,

      巻: 75(6) 号: 6 ページ: 593-595

    • DOI

      10.1016/j.jinf.2017.10.005

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Remote sensing of multiple vital signs using a CMOS camera-equipped infrared thermography system and its clinical application in rapidly screening patients with suspected infectious diseases.2017

    • 著者名/発表者名
      Guanghao Sun, Yosuke Nakayama, Sumiyakhand Dagdanpurev, Shigeto Abe, Hidekazu Nishimura, Tetsuo Kirimoto, Takemi Matsui
    • 雑誌名

      International Journal of Infectious Diseases

      巻: 55 ページ: 113-117

    • DOI

      10.1016/j.ijid.2017.01.007

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Clinical Evaluation of the Newly Developed Infectious Disease/Fever Screening Radar System Using the Neural Network and Fuzzy Grouping Method for Travellers with Suspected Infectious Diseases at Narita International Airport Clinic.2016

    • 著者名/発表者名
      Guanghao Sun, Masahiko Akanuma, Takemi Matsui
    • 雑誌名

      Journal of Infection

      巻: 72(1) 号: 1 ページ: 121-123

    • DOI

      10.1016/j.jinf.2015.09.017

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple Vital-sign Based Infection Screening Outperforms Thermography Independent of the Classification Algorithm2016

    • 著者名/発表者名
      Y Yao, G Sun, T Matsui, Y Hakozaki, S van Waasen, M Schiek
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Biomedical Engineering

      巻: 63(5) 号: 5 ページ: 1025-1033

    • DOI

      10.1109/tbme.2015.2479716

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An Objective Screening Method for Major Depressive Disorder Using Logistic Regression Analysis of Heart Rate Variability Data Obtained in a Mental Task Paradigm2016

    • 著者名/発表者名
      G Sun, T Shinba, T Kirimoto, T Matsui
    • 雑誌名

      Frontiers in Psychiatry

      巻: 7 ページ: 1-7

    • DOI

      10.3389/fpsyt.2016.00180

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Non-contact Vital Sign Measurement with Medical Radar and its Clinical Applications.2019

    • 著者名/発表者名
      Guanghao Sun
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Recent Advances in Signal Processing, Telecommunications & Computing
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dengue Fever Screening Using Vital Signs by Contactless Microwave Radar and Machine Learning.2019

    • 著者名/発表者名
      Xiaofeng Yang, Koki Kumagai, Guanghao Sun, Koichiro Ishibashi, Le Thi Hoi, Nguyen Vu Trung and Nguyen Van Kinh
    • 学会等名
      2019 IEEE Sensors Applications Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dvelopment and clinical evaluation of a multiple vital-sign based infection screening system for rapid detection of dengue fever at the National Hospital of Tropical Diseases, Vietnam.2018

    • 著者名/発表者名
      Guanghao Sun, Nguyen Vu Trung, Le Thi Hoi, Vu Thi Thu Huong, Nguyen Nguyen Huyen, Takemi Matsui, Hiroki Furukawa, Koichiro Ishibashi, Tetsuo Kirimoto, and Nguyen Van Kinh
    • 学会等名
      The 8th ASEAN Conference of Tropical Medicine and Parasitology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dengue Fever Detecting System Using Peak-Detection of Data from Contactless Doppler Radar.2018

    • 著者名/発表者名
      Xiaofeng Yang, Koichiro Ishibashia, Le Hoi, Trung Nguyen Vu, Kinh Nguyen Van, Guanghao Sun
    • 学会等名
      The 40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stable Contactless Sensing of Vital Signs Using RGB-Thermal Image Fusion System with Facial Tracking for Infection Screening.2018

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Negishi, Guanghao Sun, He Liu, Shohei Sato, Takemi Matsui, Tetsuo Kirimoto
    • 学会等名
      The 40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Clinical Application of Multiple Vital Signs-Based Infection Screening System in a Mongolian Hospital: Optimization of Facial Temperature Measurement by Thermography at Various Ambient Temperature Conditions Using Linear Regression Analysis.2018

    • 著者名/発表者名
      Sumiyakhand Dagdanpurev, Guanghao Sun, Lodoiravsal Choimaa, Shigeto Abe, Takemi Matsui
    • 学会等名
      The 40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非接触バイタルサイン計測技術による健康モニタリング2018

    • 著者名/発表者名
      孫光鎬,桐本哲郎
    • 学会等名
      第9回横幹連合コンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 感染症スクリーニングのためのCCD カメラとサーモグラフィを併用した非接触かつ高精度バイタルサイン計測2018

    • 著者名/発表者名
      根岸寿明,孫光鎬,桐本哲郎,佐藤正平,松井岳巳
    • 学会等名
      第57回 日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 非接触バイタルサインセンシング技術とその医療応用2018

    • 著者名/発表者名
      孫光鎬,松井岳巳,桐本哲郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 2017年夏・ベトナム・デング熱アウトブレークの感染症スクリーニングシステムを用いたスクリーニング報告2018

    • 著者名/発表者名
      小山貴大,松井岳巳,孫光鎬, N.V. Trung, 石橋孝一郎, 桐本哲郎, 古川 浩規, L.T. Hoi, N. N. Huyen, Q. Nguyen, 阿部重人, 箱崎幸也, N. V. Kinh
    • 学会等名
      第23回日本集団災害医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Non-Contact Acquisition of Respiration and Heart Rates Using Doppler Radar with Time Domain Peak-Detection Algorithm.2017

    • 著者名/発表者名
      Xiaofeng Yang, Guanghao Sun, Koichiro Ishibashi
    • 学会等名
      The 39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Short Time and Contactless Virus Infection Screening System with Discriminate Function Using Doppler Radar.2017

    • 著者名/発表者名
      Xiaofeng Yang, Koichiro Ishibashi, Toshiaki Negishi, Tetsuo Kirimoto, Guanghao Sun
    • 学会等名
      12th International Conference on Bio-Inspired Computing: Theories And Application
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Online State Space Filtering of Biosignals using Neural Network-Augmented Kalman Filter.2017

    • 著者名/発表者名
      Yu Yao, Guanghao Sun, Tetsuo Kirimoto, Takemi Matsui, Michael Schiek
    • 学会等名
      The 10th Biomedical Engineering International Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simple and Objective Screening of Major Depressive Disorder by Heart Rate Variability Analysis During Paced Respiration and Mental Task Conditions.2017

    • 著者名/発表者名
      Mai Kobayashi, Guanghao Sun, Toshikazu Shinba, Takemi Matsui, Tetsuo Kirimoto
    • 学会等名
      The 39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ドップラーレーダを用いた時間領域ピーク検出アルゴリズムによる呼吸と心拍の非接触測定2017

    • 著者名/発表者名
      楊小鳳,孫光鎬,石橋孝一郎
    • 学会等名
      第56回 日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] デュアルレーダを用いた仰臥位における非接触なバイタルサイン計測のための最適位置の実験的検討2017

    • 著者名/発表者名
      石川輝,孫光鎬,桐本哲郎
    • 学会等名
      第60回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] A Comparative Study between Piezoelectric Pressure Sensor and Doppler Radar for Noncontact Monitoring of Respiration Rate.2016

    • 著者名/発表者名
      Guanghao Sun, Yu Yao, Sumiyakhand Dagdanpurev, Satoshi Suzuki, Takemi Matsui, Tetsuo Kirimoto
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Biomedical Engineering
    • 発表場所
      シンガポール
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The rapid screening of patients with suspected infection in Mongolia using infection screening system with a compact radar, a thermopile array and a pulse photo-sensor.2016

    • 著者名/発表者名
      Takemi Matsui, Guanghao Sun, Bazarragchaa Ts., Sumiyakhand D., Yukiya Hakozaki, Lodoiravsal Ch., Buyanjargal Ya., Odmaa E., Myagmarjav Z., Suvdmaa N., Batsukh B.
    • 学会等名
      International Scientific Conference on Tackling Infectious Diseases: Information for Action
    • 発表場所
      ウランバートル(モンゴル)
    • 年月日
      2016-10-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 赤外線・可視画像処理技術を応用した非接触バイタルサイン計測による高精度感染症有症者検出2016

    • 著者名/発表者名
      孫 光鎬, 中山陽介, 松井岳巳, 阿部重人, 桐本哲郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ドップラーレーダーとArduinoによるローコスト・小型非接触心拍・呼吸計測システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      楊小鳳,石橋孝一郎,孫光鎬
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム
    • 発表場所
      旭川市大雪クリスタルホール国際会議場(旭川)
    • 年月日
      2016-09-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] Non-Invasive Diagnostic Methods Image Processing2018

    • 著者名/発表者名
      Guanghao Sun, Toshiaki Negishi, Tetsuo Kirimoto, Takemi Matsui and Shigeto Abe
    • 総ページ数
      52
    • 出版者
      IntechOpen
    • ISBN
      9781789848458
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] AI導入によるバイオテクノロジーの発展:第5章: 機械学習クラスタ解析を応用した感染症スクリーニングシステムの研究開発2018

    • 著者名/発表者名
      孫光鎬
    • 総ページ数
      234
    • 出版者
      シーエムシー
    • ISBN
      9784781313153
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [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
      孫 光鎬, 桐本哲郎
    • 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] Applications of Infrared Thermography for Noncontact and Noninvasive Mass Screening of Febrile International Travelers at Airport Quarantine Stations.2017

    • 著者名/発表者名
      Guanghao Sun, Takemi Matsui, Tetsuo Kirimoto, Yu Yao, Shigeto Abe
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 孫光鎬研究室  電気通信大学 情報理工学研究科 機械知能システム学専攻

    • URL

      https://sun-melab.com/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 生体信号成分検出装置、検出方法および記録媒体2018

    • 発明者名
      孫 光鎬・小林茉以・桐本哲郎
    • 権利者名
      電気通信大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-168053
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 心拍・呼吸計測システム及び心拍・呼吸計測方法2017

    • 発明者名
      孫 光鎬・石橋 孝一郎・楊 小鳳
    • 権利者名
      孫 光鎬・石橋 孝一郎・楊 小鳳
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-133367
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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