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ウェアラブルHRVセンサを用いたてんかん発作兆候検知システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 25282175
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

宮島 美穂  東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (70616177)

研究分担者 藤原 幸一  京都大学, 情報学研究科, 助教 (10642514)
山川 俊貴  熊本大学, 学内共同利用施設等, 助教 (60510419)
渡辺 裕貴  国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, その他部局等, その他 (00117558)
連携研究者 加納 学  京都大学, 情報学研究科, 教授 (60510419)
松浦 雅人  東京医科歯科大学, 名誉教授 (60134673)
前原 健寿  東京医科歯科大学, 医歯学総合研究科, 教授 (40211560)
研究協力者 稲次 基希  東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 講師 (00422486)
笹野 哲郎  東京医科歯科大学, 大学院保健衛生学研究科, 准教授 (00466898)
渡邊 さつき  国立精神・神経医療研究センター病院, 精神科, 医師 (30796016)
咲間 妙子  東京医科大学, 医学部, 助教 (70419026)
神 一敬  東北大学, 医学系研究科, 教授 (20436091)
中里 信和  東北大学, 医学系研究科, 教授 (80207753)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2016年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2015年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2013年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
キーワードてんかん発作兆候検知 / 心拍変動解析(HRV) / ウェアラブルセンサ / 多変量統計的プロセス管理(MSPC) / 生活の質(QOL) / てんかん発作予測 / 心拍変動解析 / 多変量統計的プロセス管理 / ウェアラブル心拍計 / QoL向上 / Closed-loop型治療システム / 生活支援技術 / てんかん発作検知 / QoL向上 / 心拍変動解析(HRV analysis)
研究成果の概要

てんかん発作に伴う事故を予防し、難治てんかん患者の生活の質(QOL)を向上させることを目的として、心拍変動(HRV)を用いたウェアラブルてんかん発作予測システムを開発した。本システムは、独自開発した小型心拍計から心拍データがBluetooth経由でスマートフォンに転送され、心拍変動解析結果に基づいてアプリ化した発作予測アルゴリズムが発作を予測し、てんかん発作の症状発現前に患者や介護者にアラートする仕様である。脳波に基づいた従来手法と同等の91%の感度で部分発作を予測可能であり、ウェアラビリティにも優れ、臨床応用の可能性が高いことが示された。

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2016 2015 2014 2013

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、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Epileptic Seizure Prediction Based on Multivariate Statistical Process Control of Heart Rate Variability Features2015

    • 著者名/発表者名
      K. Fujiwara, M. Miyajima, T. Yamakawa, E. Abe, Y. Suzuki, Y. Sawada, M. Kano, T. Maehara, K. Ohta, T. Sasai-Sakuma, T. Sasano, M. Matsuura, and E. Matsushima
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Biomedical Engineering

      巻: 63 号: 6 ページ: 1321

    • DOI

      10.1109/tbme.2015.2512276

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Epileptic Seizure Prediction Based on Multivariate Statistical Process Control of Heart Rate Variability Features2015

    • 著者名/発表者名
      Koichi Fujiwara, Miho Miyajima, Toshitaka Yamakawa, et al.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Biomedical Engineering

      巻: 2015.2512276

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Development of a new epileptic seizure prediction system with wearable heart rate variability monitoring device.2016

    • 著者名/発表者名
      Miyajima M, Yamakawa T,Fujiwara K, Suzuki Y, Watanabe M, Inaji M, Watanabe S, Murata Y, Watanabe Y, Manabu K, Matsushima E.
    • 学会等名
      第50回日本てんかん学会学術集会
    • 発表場所
      グランシップ静岡(静岡県静岡市)
    • 年月日
      2016-10-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Real-Time Epileptic Seizure Prediction System Employing a Wearable HRV Telemeter and a Smartphone2016

    • 著者名/発表者名
      Miho Miyajima, Toshitaka Yamakawa*, Koichi Fujiwara, Yuriko Sawada, Yoko Suzuki, Erika Abe, Manabu Kano, Satsuki Watanabe, Yoshiko Murata, Yutaka Watanabe, Taketoshi Maehara, Eisuke Matsushima
    • 学会等名
      38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Orlando (USA)
    • 年月日
      2016-08-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 心拍変動解析によるウェアラブルてんかん発作兆候検出システムの開発2015

    • 著者名/発表者名
      山川俊貴、藤原幸一、阿部恵理花、加納学、宮島美穂、鈴木陽子、松島英介、澤田由梨子、笹野哲郎、角勇樹、村田佳子、渡邊さつき、渡辺裕貴、前原健寿、松浦雅人.
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2015
    • 発表場所
      函館
    • 年月日
      2015-11-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 心拍変動モニタリングによるてんかん発作早期検出の試み2015

    • 著者名/発表者名
      2)宮島美穂, 藤原幸一, 山川俊貴, 笹井妙子, 加納学, 前原健寿, 笹野哲郎, 太田克也, 松浦雅人, 松島英介.
    • 学会等名
      第45回日本臨床神経生理学会学術大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-11-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ウェアラブルな心拍変動モニタリングシステムの開発2015

    • 著者名/発表者名
      山川俊貴, 宮島美穂, 藤原幸一, 阿部恵理花, 鈴木陽子, 澤田由梨子, 加納学, 渡辺裕貴, 前原健寿.
    • 学会等名
      第45回日本臨床神経生理学会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-11-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Detection of Preictal Heart Rate Variability Alteration Using Multivariate Statistical Process Control.2015

    • 著者名/発表者名
      1)Miyajima M, Fujiwara K, Yamakawa T, Suzuki Y, Sawada Y, Abe E, Kano M, Maehara T, Ohta K, Sasai-Sakuma T, Sasano T, Maehara M, Matsushima E.
    • 学会等名
      第49回日本てんかん学会学術集会
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ウェアラブル心拍センサを用いたてんかん発作兆候検出システムの開発2015

    • 著者名/発表者名
      3)澤田由梨子, 鈴木陽子,阿部恵理花,藤原幸一,宮島美穂,山川俊貴,加納学,村田佳子,渡邊さつき,渡辺裕貴,前原健寿,笹野哲郎,角勇樹,松島英介,松浦雅人
    • 学会等名
      第49回日本てんかん学会学術集会
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Detection of Altered Heart Rate Vatiability Prior to Epileptic Seizure Using Multivariate Statistical Process Control.2015

    • 著者名/発表者名
      Miyajima M, Fujiwara K, Abe E, Suzuki Y, Sawada Y, Yamakawa T, Kano M, Maehara T, Ohta K, Sasai-Sakuma T, Sasano T, Matsuura M, Matsushima E.
    • 学会等名
      37TH Annual International Conference of The IEEE Engineering in Medicine and Biology Society.
    • 発表場所
      Milano, Italy
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Epileptic Seizure Monitoring by One-Class Support Vector Machine.2014

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara K, Abe E, Suzuki Y, Miyajima M, Yamakawa T, Kano M, Maehara T, Ohta K, Sasano T
    • 学会等名
      APSIPA ASC 2014
    • 発表場所
      Siem Reap, Cambodia
    • 年月日
      2014-12-09 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Real-time Heart Rate Variability Monitoring Employing a Wearable Telemeter and a Smartphone.2014

    • 著者名/発表者名
      Yamakawa T, Fujiwara K, Miyajima M, Abe E, Kano M, Ueda Y
    • 学会等名
      APSIPA ASC 2014
    • 発表場所
      Siem Reap, Cambodia
    • 年月日
      2014-12-09 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ウェアラブル心拍センサとスマートフォンを用いたてんかん発作兆候監視システムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      藤原幸一,阿部恵理花,鈴木陽子,澤田由梨子,宮島美穂,山川俊貴,笹野哲郎,加納学,太田克也,前原健寿,松島英介,松浦雅人
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 SSI 2014
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2014-11-21 – 2014-11-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 心拍変動解析を応用したてんかん発作早期検出の可能性の検討2014

    • 著者名/発表者名
      澤田由梨子,鈴木陽子,阿部恵理花,藤原幸一,宮島美穂,山川俊貴,加納学,前原健寿,太田克也,笹野哲郎,松島英介,松浦雅人
    • 学会等名
      第31回日本電磁図トポグラフィ研究会
    • 発表場所
      修善寺
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Changesin HRV of Epileptic Patients in Preictal Period.2013

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto H, Fujiwara K, Suzuki Y, Miyajima M, Yamakawa T, Kano M, Maehara T, Matsuura M
    • 学会等名
      The 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC)
    • 発表場所
      Osaka,Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Feature Extraction of Heart Rate Variability for Epileptic Seizure.2013

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Y, Hashimoto H, Fujiwara K, Miyajima M, Yamakawa T, Kano M, Maehara T, Ohta K, Sasano T, Matsuura M, Matsushima E.
    • 学会等名
      SICE annual conference 2013.
    • 発表場所
      Nagoya,Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] てんかん臨床症状起始前に心拍変動上昇を示した1症例.2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木陽子, 橋本啓嗣, 藤原幸一, 宮島美穂, 山川俊貴, 加納学, 前原健寿, 太田克也, 笹野哲郎, 松浦雅人, 松島英介.
    • 学会等名
      第47回日本てんかん学会.
    • 発表場所
      北九州市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Development of a Wearable HRV Telemetry System to be Operated by Non-Experts in Daily Life.2013

    • 著者名/発表者名
      Yamakawa T, Fujiwara K, Kano M, Miyajima M, Suzuki Y, Maehara T, Ohta K, Sasano T, Matsuura M, Matsushima E
    • 学会等名
      APSIPA Annual Summit and Conference (APSIPA ASC)
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Heart Rate Variability Features for Epilepsy Seizure Prediction.2013

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto H, Fujiwara K,Suzuki Y, Miyajima M, Yamakawa T, Kano M, Maehara T, Ohta K, Sasano T, Matsuura M, Matsushima E
    • 学会等名
      APSIPA Annual Summit and Conference (APSIPA ASC)
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Epileptic Seizure Monitoring by Using Multivariate Statistical Process Control.2013

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto H, Fujiwara K, Suzuki Y, Miyajima M, Yamakawa T, Kano M, Maehara T, Ohta K, Sasano T, Matsuura M, Matsushima E.
    • 学会等名
      12th IFAC Symposium on Computer Applications in Biotechnology (CAB)
    • 発表場所
      Mumbai, India
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] てんかん性発作兆候検知装置,てんかん性発作兆候検知モデル生成装置,てんかん性発作兆候検知方法,てんかん性発作兆候検知モデル生成方法,てんかん性発作兆候検知プログラムおよびてんかん性発作兆候検知モデル生成フ2013

    • 発明者名
      藤原幸一・加納学
    • 権利者名
      国立大学法人京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2013
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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