| 研究課題/領域番号 |
21K12717
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90130:医用システム関連
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| 研究機関 | 中京大学 |
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研究代表者 |
上林 真司 中京大学, 工学部, 教授 (60555415)
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| 研究分担者 |
佐藤 義朗 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院准教授 (30435862)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 呼吸測定 / 心拍測定 / ドップラーセンサ / 新生児 / 成人 / テンプレートマッチング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
集中治療が必要な新生児は，心電計等を用い呼吸・心拍を常時モニタしているが，モニタ電極の定期的な貼り直しによる皮膚損傷が問題になっている。提案者らは，ドップラーセンサを用い，電波により遠隔・非接触で呼吸・心拍を測定する方法を研究開発する。ドップラーセンサを用いた呼吸・心拍測定の研究は多く報告されているが，安定した高精度な測定法は確立していない。
提案者らは，複数センサを利用し，新生児の体位・照射位置によらず，また周囲の人・医療機器等の動きに影響されず，更に新生児の体動があっても安定した高精度な呼吸・心拍測定技術を研究開発する。
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| 研究成果の概要 |
ドップラーセンサを使い、人の呼吸と心拍を遠隔で高精度測定する方法を研究開発した。テンプレートマッチング法、弦射影復調法を開発し、ベッドに寝ている被検者のように変動振幅が1mm以下の場合は、24GHzドップラーセンサで、瞬時RRIを、RMSE 5%以下で測定できることを確認した。また、STRRを用いたセンサダイバーシチ法を開発し、複数（最大5個）のセンサを使い、被検者がベッド内で前後左右に移動しても安定な測定が可能であることを確認した。新生児は、心拍が弱いため、瞬時RRIの測定は安定しないが、10秒間平均RRIは測定誤差5%以下で測定できることを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
時間波形のような1次元データの信号処理技術として、測定信号からテンプレート波形を生成しテンプレートマッチングを行う、事前データ不要のテンプレートマッチング法、テンプレートマッチング波形の信頼性パラメータとなるSTRR(Signal to Template Residual Ratio) を用いたダイバーシチ受信法を提案した。
ドップラーセンサを用いた呼吸・心拍測定法は古くから研究されているが、未だに本格的な実用化ができていない。これは、被検者の体動及び外乱の影響の除去が難しいためである。本研究で開発した技術の採用により、体動や外乱にロバストな呼吸・心拍測定が可能になり、実用化の道筋を示した。
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