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反辞書確率モデルを用いた心電図異常波形検知のための理論とシステム実装

研究課題

研究課題/領域番号 17K00400
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 生命・健康・医療情報学
研究機関電気通信大学

研究代表者

森田 啓義  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80166420)

研究分担者 太田 隆博  長野県工科短期大学校, 情報技術科, 教授 (60579001)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード心電図 / 不整脈 / 反辞書 / 極小禁止語 / 反辞書状態遷移確率モデル / 異常データ検出 / 心室性期外収縮 / 状態遷移確率モデル / PVC / ECG / 有限状態確率モデル / 量子化モデル / 瞬時圧縮率 / 健康情報 / 生体信号 / 異常波形検出 / 反辞書確率モデル
研究成果の概要

人体表面接着型小型無線センサを用いた心電図常時モニタリングシステムの構築ならびに日常生活で自覚症状がなく突発的に発生する不整脈(隠れ不整脈)検知のために,メモリ量が制限された小型通信端末に反辞書確率モデルを用いた符号化法を提案し実装した.提案モデルはデータ系列に出現しないパターンを効率よく登録した反辞書データベースを基に構築されており,観測波形にほとんど出現しない不整脈の検知に適している.研究成果としては,1)システムの実装と評価,2)検知対象となる不整脈タイプの増加,3)小型無線センサと中継ルータにおける通信信頼度向上, 4)検知システムの基礎となる反辞書確率モデルの性能向上,が挙げられる.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は,これまでデータ圧縮の観点から研究が進められてきた反辞書符号化法において中心的な役割を果たす反辞書確確率モデルを適切に用いれば,心電図データに突発的に発生する不整脈(隠れ不整脈)の検知に有効であることを実証したことと,同時に,心電図データの差分化・量子化を行うことにより検知システムをスマフォ端末への実装を可能にした点にある.心電センサとスマフォ端末間のネットワーク通信や検知能力には改善の余地が残されているものの,それらの改良がさらに進めば,日常生活を送る中で心疾患の早期発見に役立ち,利用者のOoL向上に寄与するものと期待される.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Compression by Substring Enumeration Using Sorted Contingency Tables2020

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Ota, Akiko Manada, Hiroyoshi Morita
    • 雑誌名

      IEICE Transaction on Fundamentals

      巻: E.103-A

    • NAID

      120006901844

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 六角形格子上の積符号を用いた符号化変調方式によるPAPRの低減2020

    • 著者名/発表者名
      北原裕久, 森田啓義, 眞田亜紀子
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌

      巻: J103-B

    • NAID

      120006901845

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Universal Two-Dimensional Source Coding by Means of Subblock Enumeration2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro OTA, Hiroyoshi MORITA, and Akiko MANADA
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E102.A 号: 2 ページ: 440-449

    • DOI

      10.1587/transfun.E102.A.440

    • NAID

      130007586806

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2019-02-01
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Arrhythmia detection with antidictionary coding and its applications to moble platforms2019

    • 著者名/発表者名
      Gilson Frias, Hiroyoshi Morita, and Takahiro Ota
    • 雑誌名

      BODYNETS 2019. Lecture Notes of the Institute for Computer Sciences, Social Inormatics and Telecommunications Engineering

      巻: 297 ページ: 50-67

    • DOI

      10.1007/978-3-030-34833-5_5

    • ISBN
      9783030348328, 9783030348335
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Compression by Substring Enumeration with a Finite Alphabet Using Sorting2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro OTA, Hiroyoshi MORITA, and Akiko MANADA
    • 雑誌名

      Proceedings of 2018 International Symposium on Information Theory and its Applications

      巻: 1 ページ: 587-591

    • NAID

      230000011341

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Walking Body Using Kinect2 and Application of Integer Code to WBAN2018

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Kitahara, Hiroyoshi Morita, and Akiko Manada
    • 雑誌名

      Proc. of 13th EAI International Conference on Body Area Networks

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-dimensional Source Coding by means of Sunblock Enumeration2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Ota and Hiroyoshi Morita
    • 雑誌名

      Proceedings of 2017 IEEE International Symposium on Information Theory

      巻: 1 ページ: 311-317

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Compact Tree Representation of an Antidictionary2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Ota and Hiroyoshi Morita
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Science

      巻: EA-100 ページ: 1973-1984

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Double Nearest-Neighbor Error Correcting Codes on Hexagonal Signal Constellation2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyoshi Morita
    • 学会等名
      2019 IEEE International Symposium on Information Theory
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 反辞書確率モデルを用いた不整脈の分類手法について2019

    • 著者名/発表者名
      笹沢 昂生, 太田 隆博, 森田 啓義
    • 学会等名
      2019年度電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 反辞書確率モデルによる不整脈検出手法を利用した機械学習教育用ツールの検討2019

    • 著者名/発表者名
      高松 聖,太田 隆博,森田 啓義,野瀬 裕昭
    • 学会等名
      2018年度教育システム情報学会北信越支部学生研究発表会予稿集
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Anomaly detection on quantized ECG signals by the use of Antidictionary Coding2018

    • 著者名/発表者名
      Gilson Frias, Hiroyoshi Morita, Takahiro Ota
    • 学会等名
      第41回情報理論とその応用シンポジウムシンポジウム予稿集
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ソーティングを用いた部分列数え上げ符号化法2018

    • 著者名/発表者名
      太田隆博,眞田亜紀子
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報理論・情報セキュリティ・ワイドバンドシステム合同研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 多値アルファベットに対する部分列数え上げ符号化法の圧縮率改良2017

    • 著者名/発表者名
      太田隆博,森田啓義
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報理論研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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