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Kinectセンサーによる慢性呼吸器疾患患者に対する運動機能検査法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 17K09627
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 呼吸器内科学
研究機関埼玉医科大学

研究代表者

仲村 秀俊  埼玉医科大学, 医学部, 教授 (00217879)

研究分担者 青木 広宙  公立千歳科学技術大学, 理工学部, 准教授 (60380193)
間嶋 満  埼玉医科大学, 医学部, 名誉教授 (70165702)
三尾 友彦  埼玉医科大学, 医学部, 助教 (70774595)
三浦 雄  埼玉医科大学, 医学部, 助教 (50774543)
赤上 巴  埼玉医科大学, 医学部, 助教 (80796053)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードKinect sensor / 運動負荷 / COPD / 間質性肺炎 / エルゴメータ / 嫌気性代謝閾値 / 呼吸運動 / KInectセンサー / Kinectセンサー / 慢性呼吸器疾患 / 運動機能検査
研究成果の概要

COPD、間質性肺炎などの慢性呼吸器疾患患者では運動機能や身体活動性の低下がQOLと予後に影響するが、呼気ガス分析による運動負荷試験では患者負担が大きい。本研究ではKinect sensorを用い、非接触の状態でエルゴメータによる運動負荷中の1回換気量、呼吸数、分時換気量の推移が解析できることを明らかにした。健常者とCOPD患者では、この方法により嫌気性代謝閾値の推定も可能であり、運動処方の目安として有用と考えられた。また、Kinect sensorによる解析により、漸増運動負荷中の呼吸数と1回換気量の増加が、COPDと間質性肺炎患者では異なるパターンを示すことも明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

呼吸器疾患患者では、労作時の息切れがADLとQOLの低下の主因となっている。労作時の息切れを正確に評価し、改善するためには、簡便かつ正確に呼吸運動を計測することが重要であるが、6分間歩行試験では歩行距離とSpO2低下を評価するのみであり、心肺運動負荷試験では、密着性の高いマスクの装着が患者の負担となっていた。Kinect sensorでは体幹部に投射した赤外線が反射して戻る際のtime of flightの計測により、運動中の換気量と呼吸数を測定可能であり、患者に全く負担のないシステムである。今後、呼吸器疾患患者のリハビリテーションのみならず、日常での活動性維持のためのツールとして期待される。

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 オープンアクセス 2件、 査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] パターン光投影による非接触呼吸計測2018

    • 著者名/発表者名
      仲村 秀俊
    • 雑誌名

      呼吸臨床

      巻: 2(10)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Non-Contact Respiration Measurement during Exercise Tolerance Test by Using Kinect Sensor2018

    • 著者名/発表者名
      Hirooki Aoki, Hidetoshi Nakamura
    • 雑誌名

      Sports

      巻: 6(1) 号: 1 ページ: 23-23

    • DOI

      10.3390/sports6010023

    • NAID

      120006651342

    • 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
  • [学会発表] 呼吸器疾患患者におけるエルゴメーター運動負荷中の呼吸運動のKinectセンサによる解析2021

    • 著者名/発表者名
      名嘉寛之 高山絵里 白畑亨 與儀実大 佐藤秀彰   永田真 倉林均  間嶋滿 青木広宙 仲村秀俊
    • 学会等名
      日本呼吸ケア・リハビリテーション学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Kinectセンサを用いたエルゴメータによる運動負荷中の呼吸器疾患患者の呼吸運動解析の試み2021

    • 著者名/発表者名
      名嘉寛之 高山絵里 與儀実大 佐藤秀彰 赤上巴 白畑亨  永田真 倉林均 間嶋滿 青木広宙 仲村秀俊
    • 学会等名
      日本呼吸器学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Assessment of Non-contact Respiration during Pedaling Motion using RealSense2019

    • 著者名/発表者名
      Hirooki Aoki, Mitsuru Majima, Eri Takayama, Hiroyuki Naka, Saori Miura, Tomoe Akagami and Hidetoshi Nakamura
    • 学会等名
      41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] デプスカメラを用いた分時換気量および換気作業閾値の非接触推定に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      青木 広宙,仲村秀俊
    • 学会等名
      第24回知能メカトロニクスワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] デプスカメラを用いたペダルこぎ運動中の非接触呼吸計測2019

    • 著者名/発表者名
      青木 広宙,仲村 秀俊
    • 学会等名
      令和元年度 電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Application of Range Imaging for Measurement of Biological Signals.2019

    • 著者名/発表者名
      Hirooki Aoki
    • 学会等名
      International Conference for Leading and Young Computer Scientists, Keynote Speech.
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kinectのモーションキャプチャ機能を用いたペダルこぎ運動中の非接触呼吸計測2018

    • 著者名/発表者名
      青木広宙,仲村秀俊
    • 学会等名
      動的画像処理実利用化ワークショップ2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Depth Sensor Applications: Haptic User Interface and Non-contact Biosignal Measurement2018

    • 著者名/発表者名
      Hirooki Aoki
    • 学会等名
      2018 International Conference for Leading and Young Computer Scientists (IC-LYCS 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 画像センシング技術の呼吸運動解析への応用(心肺運動負荷試験を含む)2018

    • 著者名/発表者名
      三尾友彦
    • 学会等名
      日本医工学治療学会 第34回学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Depthセンサを用いた非接触生体信号計測に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      青木広宙,鈴木敦,志賀剛,仲村秀俊
    • 学会等名
      電気学会 知覚情報/次世代産業システム合同研究会
    • 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: 2023-01-30  

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