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睡眠時と日中の生体振動データに基づく無拘束型睡眠時無呼吸症候群判定

研究課題

研究課題/領域番号 22K19826
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分62:応用情報学およびその関連分野
研究機関電気通信大学

研究代表者

高玉 圭樹  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (20345367)

研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード睡眠時無呼吸症候群 / 機械学習 / 無拘束型センサ / 生体振動データ / 睡眠時無呼吸症候
研究開始時の研究の概要

本研究では,睡眠障害の約6割を占める睡眠時無呼吸症候群(sleep apnea syndrome:SAS)に着目し,睡眠中にマットレスセンサから得られる生体振動データ(心拍・呼吸・体動を含む合成波)からSASを判定する方法を考案する.挑戦的な観点としては,SASの主たる原因である無呼吸や低呼吸に着目するのではなく,その時期以外の睡眠中や無/低呼吸が起こらない日中の生体振動データを用いた判定を目指す.

研究成果の概要

本研究では,睡眠障害の約6割を占める睡眠時無呼吸症候群(sleep apnea syndrome:SAS)の判定に向け,布団やマットレスの下に敷いた無拘束型マットレスセンサから得られる「睡眠中」と「日中」の生体振動データを用いた無拘束型SAS判定法をそれぞれ提案し,高い精度で判定できることに成功した.さらに,SAS患者の生体振動データには健常者には見られない3Hz前後の振動を持つことが明らかになった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的意義としては,無呼吸時に生じる覚醒以外の非覚醒状態においてSAS判定を可能にすることに加え,睡眠中ではなく日中においてSAS判定を実現する方法を確立することで,従来手法の問題を克服することである.社会的意義としては,無拘束型のマットセンサを用いた提案手法によってSASを早期に発見することで,糖尿病・高血圧・心筋梗塞・脳梗塞のリスクを低減させ,SASによる不眠からくるヒューマンエラーや産業・交通事故を削減し,労働生産性の低下を抑制することが可能となる.

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 10件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] スタンフォード大学(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] スタンフォード大学(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Non-Contact Sleep Stage Estimation by Updating its Prediction Probabilities According to Ultradian Rhythm2024

    • 著者名/発表者名
      Nakari Iko、Takadama Keiki
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics

      巻: 28 号: 2 ページ: 444-453

    • DOI

      10.20965/jaciii.2024.p0444

    • ISSN
      1343-0130, 1883-8014
    • 年月日
      2024-03-20
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 運転事故防止に向けた睡眠トータルケア:運転前の睡眠状況把握と運転後の睡眠改善2023

    • 著者名/発表者名
      高玉 圭樹
    • 雑誌名

      自動車技術

      巻: 77 ページ: 112-114

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] REM Estimation Based on Accelerometer by Excluding Other Stages and Two-Scale Smoothing2024

    • 著者名/発表者名
      Shintani, D., Nakari, I., Washizaki, S., and Takadama, K.
    • 学会等名
      The 46th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine Biology Society (EMBC2024)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] What is a correct output by Generative AI from the viewpoint of Well-being? - Perspective from sleep stage estimation2024

    • 著者名/発表者名
      Takadama, K.
    • 学会等名
      The AAAI 2024 Spring Symposia
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sleep Stage Estimation by Introduction of Sleep Domain Knowledge to AI: Towards Personalized Sleep Counseling System with GenAI2024

    • 著者名/発表者名
      Nakari, I. and Takadama, K.
    • 学会等名
      The AAAI 2024 Spring Symposia
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NREM3 Sleep Stage Estimation Based on Accelerometer by Body Movement Count and Biological Rhythms2024

    • 著者名/発表者名
      Shintani, D., Nakari, I., Washizaki, S., and Takadama, K.
    • 学会等名
      The AAAI 2024 Spring Symposia
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Personalized Sleep Stage Estimation based on Time Series Probability of Estimation for Each Label with Wearable 3-axis Accelerometer2023

    • 著者名/発表者名
      Nakari, I., Nakashima, M, Takadama, K.
    • 学会等名
      The 25th International Conference on Human-Computer Interaction (HCI International 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Personalized Non-contact Sleep Stage Estimation with Weighted Probability Estimation by Ultradian Rhythm2023

    • 著者名/発表者名
      Nakari, I., Nakashima, M, Takadama, K.
    • 学会等名
      The 45th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine Biology Society (EMBC2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Personalized Non-contact Sleep Stage Estimation with Weighted Probability Estimation by Ultradian Rhythm2023

    • 著者名/発表者名
      Nakari, I., Matsuda, N. and Takadama, K.
    • 学会等名
      The 44th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC2023)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] How to handle well-being in Socially Responsible AI? - Findings from sleep perspective2023

    • 著者名/発表者名
      Takadama, K.
    • 学会等名
      The AAAI 2023 Spring Symposia
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of sleep quality and thermal environment according to nap time2023

    • 著者名/発表者名
      Nakai, M., Ashikaga, T., Shimizu, J., and Takadama, K.
    • 学会等名
      The AAAI 2023 Spring Symposia
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複数の時間窓の生体振動データを学習した機械学習の組み合わせによる無拘束型睡眠段階推定2022

    • 著者名/発表者名
      中理 怡恒,高玉 圭樹
    • 学会等名
      第3回 ヘルスケア・医療情報通信技術研究会 (MICT),電子情報通信学会,信学技報, Vol. 122, No. 264, MICT2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Absumption based on Overgenerality and Condition-Clustering based Specialization for XCS with Continuous-Valued Inputs2022

    • 著者名/発表者名
      Shiraishi, H., Hayamizu, Y., Sato, H., and Takadama, K.
    • 学会等名
      Genetic and Evolutionary Computation Conference (GECCO 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マットレスセンサから得られた生体振動データの機械学習による特徴抽出に基づく健常者と睡眠時無呼吸症候群の違いの発見2022

    • 著者名/発表者名
      中理 怡恒,高玉 圭樹
    • 学会等名
      第47回日本睡眠学会シンポジウム,日本睡眠学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Random Forestsによる睡眠時無呼吸症候群と健常者の学習結果の比較に基づく特徴抽出と解釈可能な判定2022

    • 著者名/発表者名
      中理 怡恒,高玉 圭樹
    • 学会等名
      2022年度人工知能学会全国大会(第36回)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [産業財産権] 高玉 圭樹, 足利 朋義, 大賀 隆寛, 中井 美希, 武内 敏文2023

    • 発明者名
      高玉圭樹, 足利朋義, 大賀隆寛, 中井美希, 武内敏文
    • 権利者名
      高玉圭樹, 足利朋義, 大賀隆寛, 中井美希, 武内敏文
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 睡眠時無呼吸症候群判定装置、睡眠時無呼吸症候群判定方法および睡眠時無呼吸症候群判定プログラム2023

    • 発明者名
      高玉 圭樹,中理 怡恒
    • 権利者名
      高玉 圭樹,中理 怡恒
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 取得年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] AAAI 2024 Spring Symposium2024

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2022-07-05   更新日: 2025-01-30  

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