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可視光容積脈波の体動アーチファクト耐性の高さを引き出す至適測定法の探求

研究課題

研究課題/領域番号 18K12070
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関富山大学

研究代表者

松村 健太  富山大学, 学術研究部医学系, 講師 (30510383)

研究分担者 山越 健弘  福岡工業大学, 情報工学部, 准教授 (70444205)
加藤 祐次  北海道大学, 情報科学研究院, 助教 (50261582)
任田 崇吾  石川工業高等専門学校, 電子情報工学科, 講師 (50847382)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード光電式容積脈波 / 心拍数 / 脈拍数 / 生体センサー / 体動アーチファクト / 血圧 / 反射型
研究成果の概要

波長、測定モード(反射型と透過型)の異なる計10種類の光電式容積脈波のモーションアーチファクト耐性を、計3つの実験を通して調べた。参加者として、健康な若年層だけでなく、様々な病歴を持つ中高年層もリクルートした。その結果、どの層を対象としても、緑色光および青色光、次いで反射型の近赤外光を用いるのが最適であること、近赤外光では、ある程度離れたセンサー間間隔で測定するのが最適であることが分かった。一連の実験により、脈波測定波長およびセンサー間間隔とモーションアーチファクト耐性に関する知識が、測定需要の高い人口を対象として一般化可能ということが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで、体動アーチファクトの研究は、限られた条件下でしか行われてこなかった。これに対し、本研究では、波長を可視光から近赤外光にまで拡張し、反射型だけでなく透過型の測定モードも追加し、さらに同一部位での同時測定も行った。実験参加者も、健康な学生だけでなく、さまざまな病歴を持つ中高年も対象とした。その結果、一般化可能性の高い知見を得ることができた。本研究の成果は、ウェアラブルデバイス開発の際に役立つ基礎資料になると期待される。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2021 2020 2019

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

  • [雑誌論文] Investigation of Optimal Light Source Wavelength for Cuffless Blood Pressure Estimation Using a Single Photoplethysmography Sensor2023

    • 著者名/発表者名
      Sogo Toda, Kenta Matsumura
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 23 号: 7 ページ: 3689-3689

    • DOI

      10.3390/s23073689

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] RGB and Near-Infrared Light Reflectance/Transmittance Photoplethysmography for Measuring Heart Rate During Motion2020

    • 著者名/発表者名
      Kenta Matsumura, Sogo Toda, Yuji Kato
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 8 ページ: 80233-80242

    • DOI

      10.1109/access.2020.2990438

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 光電脈波計測におけるセンサ間距離が体動アーチファクトに与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      任田宗吾、田町臣悟、松村健太
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 体動アーチファクトが波長および測定モードの異なる光電容積脈波に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      松村 健太・任田 崇吾・加藤 祐次
    • 学会等名
      MEとバイオサイバネティックス研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] The optimal light color and measuring mode for photoplethysmography in the presence of motion artifacts2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta Matsumura, Sogo Toda, Yuji Kato
    • 学会等名
      9th Mind-Body Interface International Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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