• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

マルチ生体センサの機能的な融合による新型感染症検疫システムの実用化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H02385
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分25020:安全工学関連
研究機関電気通信大学

研究代表者

孫 光鎬  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (80756677)

研究分担者 桐本 哲郎  電気通信大学, 産学官連携センター, 特任教授 (10364142)
松井 岳巳  東京都立大学, システムデザイン研究科, 教授 (50404934)
石橋 孝一郎  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (50614038)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2019年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
キーワード非接触型生体センシング / バイタルサイン / 生体信号処理 / 判別アルゴリズム / 生体信号の質評価 / 感染症流行可視化 / 生体センサデバイス / 非接触生体計測 / IoT / 新興・再興感染症 / バイタルサイン計測 / センサフュージョン
研究開始時の研究の概要

新興・再興感染症が世界的に流行を繰り返す中,水際対策の要となる空港や港で感染症罹患者を迅速に検出し,流行を最小限に抑えることが求められる.本研究では,複数の生体センサを機能的な融合により安定的かつ高精度にバイタルサインを完全に非接触で同時計測し,短時間で感染症罹患者を検出する新型感染症検疫システムの実用化を目的としている.本研究は,感染症に伴うバイタルサインの変化を短時間かつ非接触で計測し,より高精度で感染症罹患者の検出が可能になることである.当該システムの社会実装は世界的パンデミックの抑制に期待される.

研究成果の概要

光学センサと電波センサの機能的な融合により安定的かつ高精度に呼吸数,心拍数,体温,血中酸素飽和度の複数のバイタルサインを完全に非接触で同時計測し,短時間で感染症罹患者を検出する新型感染症検疫システムの実用化を目的としている.本研究では,①感染症検疫システムのハードウェア構成,②複数のバイタルサイン計測による感染症罹患者の検出のためのデジタル信号処理,③感染症判別アルゴリズム,④複数感染症を対象とした実地評価の4点についての基礎的検討を通じて,当該システムの感染症罹患患者のスクリーニング検査における優位性を確認した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年,非接触型生体センシング技術とその医療応用が国内外で注目を集めている.その中で,現在,空港等における感染症検疫システムとしては正確性の面で不十分ながら赤外線サーモカメラ止まりである.ウィルス感染から始まり,免疫反応,ウィルス攻撃のための体温上昇,心拍・呼吸の上昇,血中酸素飽和度の低下という発病過程の中で非接触でセンシングするための方法を検討した.感染症に伴うバイタルサインの変化を短時間かつ非接触で計測し,より高精度で感染症罹患者の検出が可能になることである.当該システムの社会実装は世界的パンデミックの抑制に寄与が期待できる.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 8件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 16件、 招待講演 5件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Vietnam National University(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Hanoi Univ. of Science and Technology(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] National University of Mongolia(モンゴル)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ベトナム国立熱帯病病院/ハノイ医科大学/ハノイ工科大学(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ハルビン理工大学(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] A medical radar system for non-contact vital sign monitoring and clinical performance evaluation in hospitalized older patients2022

    • 著者名/発表者名
      Yen Hoang Thi、Kurosawa Masaki、Kirimoto Tetsuo、Hakozaki Yukiya、Matsui Takemi、Sun Guanghao
    • 雑誌名

      Biomedical Signal Processing and Control

      巻: 75 ページ: 103597-103597

    • DOI

      10.1016/j.bspc.2022.103597

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Medical Radar Signal Dataset for Non-Contact Respiration and Heart Rate Measurement2022

    • 著者名/発表者名
      Edanami Keisuke、Sun Guanghao
    • 雑誌名

      Data in Brief

      巻: 40 ページ: 107724-107724

    • DOI

      10.1016/j.dib.2021.107724

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High Accuracy Heartbeat Detection from CW-Doppler Radar Using Singular Value Decomposition and Matched Filter2021

    • 著者名/発表者名
      Iwata Yuki、Thanh Han Trong、Sun Guanghao、Ishibashi Koichiro
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 21 号: 11 ページ: 3588-3588

    • DOI

      10.3390/s21113588

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Machine learning based classification model for screening of infected patients using vital signs2021

    • 著者名/発表者名
      Han Trong Thanh、Pham Huong Yen、Nguyen Dang Son Lam、Iwata Yuki、Do Trong Tuan、Ishibashi Koichiro、Sun Guanghao
    • 雑誌名

      Informatics in Medicine Unlocked

      巻: 24 ページ: 100592-100592

    • DOI

      10.1016/j.imu.2021.100592

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Short time cardio-vascular pulses estimation for dengue fever screening via continuous-wave Doppler radar using empirical mode decomposition and continuous wavelet transform2021

    • 著者名/発表者名
      Chinh Nguyen Dinh、Ha Luu Manh、Sun Guanghao、Anh Le Quoc、Huong Pham Viet、Vu Tran Anh、Hieu Tran Trong、Tan Tran Duc、Trung Nguyen Vu、Ishibashi Koichiro、Trung Nguyen Linh
    • 雑誌名

      Biomedical Signal Processing and Control

      巻: 65 ページ: 102361-102361

    • DOI

      10.1016/j.bspc.2020.102361

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Contactless vital signs measurement system using RGB-thermal image sensors and its clinical screening test on patients with seasonal influenza2020

    • 著者名/発表者名
      Negishi, T., Abe, S., Matsui, T., Liu, H., Kurosawa, M., Kirimoto, T., Sun, G.
    • 雑誌名

      Sensors (Basel)

      巻: 20(8) 号: 8 ページ: 2171-2171

    • DOI

      10.3390/s20082171

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Visualization of Epidemiological Map using an Internet of Things Infectious Disease Surveillance Platform2020

    • 著者名/発表者名
      Sun, G., Nguyen, V. T., Le, T. H., Pham, T. H., Ishibashi, K., Matsui, T.
    • 雑誌名

      Critical Care

      巻: 24 号: 1 ページ: 400-400

    • DOI

      10.1186/s13054-020-03132-w

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Detection of Fetal ECG R Wave from Single-Lead Abdominal ECG Using a Combination of RR Time-Series Smoothing and Template-Matching Approach.2019

    • 著者名/発表者名
      He Liu, Deyun Chen, Guanghao Sun
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 7 ページ: 66633-66643

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A non-contact infection screening system using medical radar and Linux-embedded FPGA: Implementation and preliminary validation2019

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Cuong V.、Le Quang Truong、Vu Trung Nguyen、Le Thi Hoi、Van Kinh Nguyen、Trong Thanh Han、Trong Tuan Do、Sun Guanghao、Ishibashi Koichiro
    • 雑誌名

      Informatics in Medicine Unlocked

      巻: 16 ページ: 100225-100225

    • DOI

      10.1016/j.imu.2019.100225

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Non-contact monitoring of heart rate variability using medical radar for the evaluation of dynamic changes in autonomic nervous activity during a head-up tilt test2019

    • 著者名/発表者名
      Sun Guanghao、Tanaka Yosuke、Kiyono Ken、Hashimoto Kenichi、Takase Bonpei、Liu He、Kirimoto Tetsuo、Matsui Takemi
    • 雑誌名

      Journal of Medical Engineering & Technology

      巻: 43 号: 7 ページ: 411-417

    • DOI

      10.1080/03091902.2019.1687771

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extracting Cardiac Information From Medical Radar Using Locally Projective Adaptive Signal Separation2019

    • 著者名/発表者名
      Yao Yu、Sun Guanghao、Kirimoto Tetsuo、Schiek Michael
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 10 ページ: 1-11

    • DOI

      10.3389/fphys.2019.00568

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Proof-Of-Principle Experiment on 24 GHz Medical Radar for Non-Contact Vital Signs Measurement2021

    • 著者名/発表者名
      Hoang Thi Yen, Masaki Kurosawa, Tetsuo Kirimoto, Keisuke Edanami, Guanghao Sun
    • 学会等名
      The 43rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design and Evaluation of Digital Filters for Non-Contact Measuring of HRV using Medical Radar and Its Application in Bedside Patient Monitoring System2021

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Edanami, Yu Yao, Hoang Thi Yen, Masaki Kurosawa, Tetsuo Kirimoto, Yukiya Hakozaki, Takemi Matsui, Guanghao Sun
    • 学会等名
      The 43rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 熱流補償型・深部温度計の測定値を学習に用いた非接触・脳前頭前野温度推定法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      寺本 汐里,孫 光鎬,淺井 雅人,松井 岳巳
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] サーモグラフィーを用いた自動的な両鼻孔の追跡によるロバストな呼吸数推定法2021

    • 著者名/発表者名
      中井 康平,黒沢 正樹,桐本 哲郎,松井 岳巳,孫 光鎬
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] 非接触医用レーダと品質評価機械学習による高信頼感染症スクリーニング2021

    • 著者名/発表者名
      熊谷洸貴,石橋孝一郎,孫 光鎬
    • 学会等名
      電子情報通信学会、ニューロコンピューティング研究会(NC)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マイコンを用いたドップラーレーダ信号による高精度心拍検出2021

    • 著者名/発表者名
      辻本英之,石橋孝一郎,孫光鎬
    • 学会等名
      電子通信情報学会総合大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Contactless Heartbeat Detection from CW-Doppler Radar using Windowed-Singular Spectrum Analysis*2020

    • 著者名/発表者名
      IWATA Yuki、ISHIBASHI Koichiro、SUN Guanghao、LUU Manh Ha、HAN Trong Thanh、NGUYEN Linh Trung、DO Trong Tuan
    • 学会等名
      2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Non-contact Spirometer with Time-of-Flight Sensor for Assessment of Pulmonary Function2020

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Hirokazu、Takamoto Hiroki、Matsui Takemi、Kirimoto Tetsuo、Sun Guanghao
    • 学会等名
      2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Demonstration of a Noncontact Infection Screening System Based on RGB-Thermal-Imaging Processing for Detection of Patients with Suspected Infectious Disease.2020

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Sakamoto, Tomoya Matsushima, Keisuke Edanami, Maho Nishikawa, Guanghao Sun
    • 学会等名
      IEEE 9th Global Conference on Consumer Electronics
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-contact Heartbeat Detection by using CW-Doppler Radar under Respiratory Artifact.2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Iwata, Koichiro Ishibashi and Guanghao Sun
    • 学会等名
      The 2nd ASEAN - UEC Workshop on Energy and AI
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development Of Infection Diseases Screening System By Collaboration Between Vietnam And Japan.2020

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Ishibashi, Guanghao Sun, Nguyen Vu Trung, Le Thi Hoi, Nugyen Van Kinh, Do Trong Tuan, Han Trong Thanh, Nguyen Linh Trung, Luu Manh Ha, Pham Thanh Hiep, and Takemi Matsui
    • 学会等名
      The VANJ Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 独立成分分析による10GHz帯と24GHz帯域ドップラーレーダから計測された心拍・呼吸信号の分離法2020

    • 著者名/発表者名
      枝並佳佑、孫光鎬、桐本哲郎、黒沢正樹、松井岳巳
    • 学会等名
      第59回 日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] CR-SSAによる呼吸及び体動下での非接触な心拍検出2020

    • 著者名/発表者名
      岩田勇樹、石橋孝一郎、孫光鎬、Manh Ha Luu、Trong Thanh Han、Linh Trung Nguyen、Trong Tuan Do
    • 学会等名
      第59回 日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] CCDカメラのRGB3信号を用いた非接触脈波信号の計測法2020

    • 著者名/発表者名
      西川真帆、孫光鎬、榛葉俊一、松井岳巳、桐本哲郎
    • 学会等名
      第59回 日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 非接触バイタルサイン計測技術の研究開発と感染症疑い患者の検出への応用2020

    • 著者名/発表者名
      孫光鎬
    • 学会等名
      第24回酸素ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Continuous and Non-Contact Blood Pressure Measurement Scheme Using Doppler Radar.2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Ohata, Koichiro Ishibashi, Guanghao Sun
    • 学会等名
      The 41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Precise Heart Rate Measurement Using Non-contact Doppler Radar Assisted by Machine-Learning-Based Sleep Posture Estimation2019

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Higashi, Guanghao Sun, Koichiro Ishibashi
    • 学会等名
      The 41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Non-contact Cardiopulmonary Measuring System Using Medical Radar and FPGA2019

    • 著者名/発表者名
      Cuong V. Nguyen, Duc Dinh-Trung, Guanghao Sun, Thanh Han Trong Thanh, Tuan Do Trong, Koichiro Ishibashi
    • 学会等名
      The 41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a low-cost, portable, pediatric infection screening system using simultaneous measurement of multiple vital signs.2019

    • 著者名/発表者名
      Sumiyakhand Dagdanpurev, Udval Tsogzolmaa, Guanghao Sun, Lodoiravsal Choimaa, Shigeto Abe, Takemi Matsui
    • 学会等名
      The 41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Infection Screening System Using Thermography and CCD Camera with Good Stability and Swiftness for Non-contact Vital-Signs Measurement by Feature Matching and MUSIC Algorithm.2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Negishi, Guanghao Sun, Shohei Sato, He Liu, Takemi Matsui, Shigeto Abe, Hidekazu Nishimura, Tetsuo Kirimoto
    • 学会等名
      The 41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Remote Infection Screening System Using RGB Camera and Thermography.2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Negishi, Guanghao Sun, Tetsuo Kirimoto
    • 学会等名
      The 1st ECTI UEC Workshop on AI and Application
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiple Sensor Fusion Technology for Non-contact Measurement of Vital Signs and its Clinical Applications.2019

    • 著者名/発表者名
      Guanghao Sun
    • 学会等名
      The 1st ECTI UEC Workshop on AI and Application
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Non-contact Monitoring of Vital Signs and its Clinical Applications.2019

    • 著者名/発表者名
      Guanghao Sun
    • 学会等名
      The First Eastern International Health & Rehabilitation Summit
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Vital Signs Detection using CW-Doppler Radar under Body Movement Based on PCA Algorithm.2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Iwata, Koichiro Ishibashi, Guanghao Sun
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Biomedical Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sensor fusion technology for non-contact measurement of vital signs and its medical applications.2019

    • 著者名/発表者名
      Guanghao Sun
    • 学会等名
      The 5th GHD International Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マイクロ波ドップラーレーダを用いた非接触バイタルサイン計測のための不規則な体動除去法2019

    • 著者名/発表者名
      松島 智哉, 桐本 哲郎, 孫光鎬
    • 学会等名
      第58回 日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マットレス下に設置した2台のドップラーレーダーを用いた非接触・血圧モニターの開発2019

    • 著者名/発表者名
      草野 紘平, 孫光鎬, 松井 岳巳
    • 学会等名
      第58回 日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ToFカメラを用いた肺機能検査測定システムによる呼吸機能の非接触モニタリング2019

    • 著者名/発表者名
      坂本 寛和, 孫光鎬, 松井 岳巳, 桐本 哲郎
    • 学会等名
      第58回 日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 電気通信大学 孫光鎬 研究室

    • URL

      https://sun-melab.com/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [産業財産権] 非接触バイタルサイン計測装置、非接触バイタルサイン計測方法およびプログラム2019

    • 発明者名
      孫 光鎬・松島智哉・桐本哲郎
    • 権利者名
      孫 光鎬・松島智哉・桐本哲郎
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-104201
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi