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容量性結合心電図で就寝時の不整脈をリアルタイム的に検出するシステムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K12778
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生命・健康・医療情報学
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

黄 銘  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (50728300)

研究協力者 田村 俊世  
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード心臓 / 不整脈 / 非拘束 / 機械学習 / 睡眠モニター / 無拘束計測 / 在宅ヘルスケア / 無拘束モニタリング / ヘルスインフォマティクス / 睡眠 / 非接触モニタ / 心電位
研究成果の概要

心疾患は、がんについで日本の第二位の疾患であり、年間約20万人が亡くなっている。心疾患の診断と治療において、 臨床的には24時間心電図(ホルター)が一般に用いられているが、不整脈の検出には、より長い時間のモニタリングが有用と報告されている。
本研究は、長時間のモニタリング時に問題となる電極の貼り付けが不要となる無拘束的な容量性心電計測を用いた長時間の睡眠時心電図信号の計測によって不整脈を早期発見するシステムを実現することを目標として、容量性心電図の特徴にふさわしい信号処理およびパターン認識手法を研究開発した。
本研究の結果によって、容量性心電計を用いて睡眠中の心臓の生理状態を監視できると考える。

研究成果の学術的意義や社会的意義

無拘束的ヘルスケアシステムの研究開発は21世紀の医療技術にも重要な部分であるが、計測環境の多様性、手段の簡便化などの原因で、取得した信号の処理分析には従来の生体医工学の技術では不十分である。本研究は、非定常的なcECG信号の特徴を分析し、統計学習及び深層学習技術を用いて、斬新な信号処理特徴抽出手法を研究開発した。
近年、プロアクティブ医療は提唱され、個人の健康状態を常にモニタリングをし、未病の状態から病気の状態へ転移する趨勢を早期的に発見し、適切な医療保健手段を講じて健康状態を取り戻す。本研究では、簡便且つ常時に心臓モニタリングできるシステムの研究開発によって、国民の心臓健康の維持に貢献した。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] A Novel CNN-Based Framework for Classification of Signal Quality and Sleep Position from a Capacitive ECG Measurement2019

    • 著者名/発表者名
      Koshiro Kido, Toshiyo Tamura, Naoaki Ono, MD. Altaf-Ul-Amin, Masaki Sekine, Shigehiko Kanaya, Ming Huang
    • 雑誌名

      MDPI Sensors

      巻: 19 号: 7 ページ: 1731-1744

    • DOI

      10.3390/s19071731

    • 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] The feasibility of atrial and ventricular arrhythmias recognition using metrics of signal complexity for heartbeat intervals2019

    • 著者名/発表者名
      Ming Huang, Koshiro Kido, Naoaki Ono, Md Altaf-UI-Amin, Toshiyo Tamura, Shigehiko Kanaya
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: 2019 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1101/612002

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 深層学習による心筋細胞膜のhERGチャンネルに対する化合物の遮断作用の予測2018

    • 著者名/発表者名
      黄 銘
    • 雑誌名

      日本化学会情報化学部会誌

      巻: 36 号: 2 ページ: 31

    • DOI

      10.11546/cicsj.36.31

    • NAID

      130007495576

    • ISSN
      0913-3747, 1347-2283
    • 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] 畳み込みニューラルネットワークを用いた画像解析2018

    • 著者名/発表者名
      小野直亮, 江口遼平, 黄銘
    • 雑誌名

      日本化学会情報化学部会誌

      巻: 36 号: 2 ページ: 23

    • DOI

      10.11546/cicsj.36.23

    • NAID

      130007495573

    • ISSN
      0913-3747, 1347-2283
    • 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
  • [学会発表] The Feasibility of Arrhythmias Detection from A Capacitive ECG Measurement Using Convolutional Neural Network2019

    • 著者名/発表者名
      Koushiro Kido
    • 学会等名
      41th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC'19)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] in-silicoモデルを使った化合物の心臓毒性の予測2018

    • 著者名/発表者名
      黄銘
    • 学会等名
      第41回ケモインフォマティクス討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Prediction of Plant-disease Relations Based on Unani Formulas by Network Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Shaikh Farhad Hossain
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Bioinformatics and Bioengineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グラフ畳み込みネットワークを用いたアルカロイド代謝予測2018

    • 著者名/発表者名
      江口遼平
    • 学会等名
      SICEライフエンジニアリング部門シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 画像合成を用いた深層学習データ拡張手法2018

    • 著者名/発表者名
      今西勁峰
    • 学会等名
      SICEライフエンジニアリング部門シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] The sensitivity and specificity of statistical features in arrhythmias detection2018

    • 著者名/発表者名
      Tian Zhaoyin
    • 学会等名
      第57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] Validation of the Temporal Accuracy of a Capacitive Electrocardiogram2018

    • 著者名/発表者名
      城戸孝士郎
    • 学会等名
      40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC'18)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Profiles of Normal Sinus Heart Rhythm and Arrhythmias Based on Symbolic Dynamics and Shannon Entropy2018

    • 著者名/発表者名
      Tian Zhaoyin
    • 学会等名
      40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC'18)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 寝具組込型容量結合心電計を用いた異常心拍検出手法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      城戸孝士郎
    • 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
  • [図書] Seamless Healthcare Monitoring2018

    • 著者名/発表者名
      Toshiyo Tamura, Ming Huang, Tatsuo Togawa
    • 総ページ数
      469
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783319693613
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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