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咳嗽能力を音響学的に評価する新しい評価方法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 16K16475
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関広島都市学園大学

研究代表者

馬屋原 康高  広島都市学園大学, 健康科学部, 講師(移行) (60746395)

研究協力者 辻 敏夫  広島大学, 大学院・工学研究科 (90179995)
曽 智  広島大学, 大学院・工学研究科 (80724351)
大塚 彰  広島都市学園大学, 健康科学部
関川 清一  広島大学, 大学院・医歯薬保健学研究院 (30363055)
河江 敏広  東都大学, 幕張ヒューマンケア学部 (00598948)
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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード咳嗽力 / 咳嗽音 / 咳嗽 / マイクロフォン / モバイルディバイス / Cough Peak Flow / スマートフォン / Cough peak flow / 骨伝導マイク / 咳嗽能力 / CPF / リハビリテーション / 生体工学
研究成果の概要

本研究では、咳嗽音を用いた咳嗽能力評価法を提案し、臨床現場での日常的な使用を目的とした機器を開発した。 実験結果より、体重とBMIが咳嗽時の最大呼気流量(CPF)推定精度に与える影響は最小限であることが明らかとなった。 また、年齢を考慮した提案モデルと測定機器を使用することで高齢者においても咳嗽力評価が可能であることが示された。CPF推定における加齢の影響は、提案モデルに年齢の一次式を追加することで補正することができた。今後の研究において,実用化に向けて、提案モデルの有効性と、在宅介護中に日常使用するためにモバイルデバイスに実装されたユーザーインターフェイスソフトウェアをテストする予定である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

先行研究では、70歳以上で発症した肺炎の約80%が誤嚥性肺炎(誤って気道に入った食べ物や唾液などの分泌物が原因で発症する肺炎)であったと報告されている。また、飲み込みの機能と誤って気道に侵入した異物を排出する咳の能力は関連するとされ、誤嚥性肺炎のリスク管理を行なうためには、飲み込みの機能だけではなく、咳の能力を評価することは重要とされている。 咳の能力を評価するためには、医療機関でスパイロメーターを用いて測定されるが、マスクを口にあてがうなど煩雑である。そこで、本研究にて開発した提案法を用いれは、医療機関だけではなく在宅でも簡便に咳の能力を測定することができ、誤嚥性肺炎を予防する一助となる。

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

    (8件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Estimation of Cough Peak Flow Using Cough Sounds2018

    • 著者名/発表者名
      Umayahara Yasutaka、Soh Zu、Sekikawa Kiyokazu、Kawae Toshihiro、Otsuka Akira、Tsuji Toshio
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 18 号: 7 ページ: 2381-2381

    • DOI

      10.3390/s18072381

    • NAID

      120006523404

    • 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] A Mobile Cough Strength Evaluation Device Using Cough Sounds2018

    • 著者名/発表者名
      Umayahara Yasutaka、Soh Zu、Sekikawa Kiyokazu、Kawae Toshihiro、Otsuka Akira、Tsuji Toshio
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 18 号: 11 ページ: 3810-3810

    • DOI

      10.3390/s18113810

    • NAID

      120006800827

    • 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] Ability to cough can be evaluated through cough sounds: An experimental investigation of effects of microphone type on accuracy2017

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Umayahara, Zu Soh, Tomoko Ozaki, Takafumi MUrakami, Akira Otsuka, Toshio Tsuji
    • 雑誌名

      2017 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII)

      巻: SII2017 ページ: 936-941

    • DOI

      10.1109/sii.2017.8279343

    • NAID

      120006523405

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cough peak flow can be predicted via cough sounds2017

    • 著者名/発表者名
      Umayahara Y, Soh Z, Sekikawa K, Kawae K, Otsuka A. Tsuji T
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: -

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Ability to cough can be evaluated through cough sounds: An experimental investigation of effects of microphone type on accuracy2017

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Umayahara, Zu Soh, Tomoko Ozaki, Takafumi MUrakami, Akira Otsuka, Toshio Tsuji
    • 学会等名
      2017 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ピークフローメータの測定位置がCough Peak Flowの測定値に与える影響について2016

    • 著者名/発表者名
      馬屋原康高,関川清一,河江敏広,大塚彰,辻敏夫
    • 学会等名
      第26回日本呼吸ケア・リハビリテーション学会
    • 発表場所
      神奈川県
    • 年月日
      2016-10-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 咳嗽能力評価装置、咳嗽能力評価システム、咳嗽能力評価方法及びプログラム2018

    • 発明者名
      馬屋原 康高, 曽 智, 大塚 彰, 辻 敏夫
    • 権利者名
      馬屋原 康高, 曽 智, 大塚 彰, 辻 敏夫
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 咳嗽能力評価装置、咳嗽能力評価システム、咳嗽能力評価方法及びプログラム2018

    • 発明者名
      馬屋原康高、曽智、大塚彰、辻敏夫
    • 権利者名
      広島都市学園大学、広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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