乳幼児監視のための呼吸循環系指標の無拘束計測とエピソード記録法に関する研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14580808
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 新関 久一 山形大学, 工学部, 教授 (00228123)
• 研究分担者: 内田 勝雄 山形県立保健医療大学, 教授 (00134114)
• キーワード: 無侵襲計測 / 心拍 / 呼吸 / 体動 / 無拘束 / PVDF

研究概要

乳幼児突然死症候群(SIDS)は乳幼児に何の予兆、既往歴のないまま突然の死をもたらす疾患であり、その原因は未だに不明である。最近、託児所で圧迫死と見られる事故で乳幼児が亡くなるという事件があったが、原因が特定されておらずSIDSとして判定されている場合もあり、事故死なのか病死なのか判断がつかない場合も多い。このような託児所等での事故を未然に防ぐためには、普段から乳幼児の健康モニタリングや監視が必要である。本研究では家庭や託児所でのケアを目的とした無拘束心拍、呼吸信号および体動のエピソードを記録するシステムを構築することを目的とした。
乳幼児の生活の場であるベッドにセンサを内蔵し、無意識無拘束下で心拍数や呼吸数、および体動などの記録が行われる自動計測システムの開発を行った。センサとしてPVDFケーブルを用いた。呼吸や心拍動に伴う胸郭の動きをセンサで捉え、蓄積電荷を電流電圧変換した後、信号をA/D変換した。データはディジタルフィルタを通し心拍、呼吸信号を抽出した。8チャネルのPVDF信号の中から自動的に最適なセンサを選択するコードを開発した。呼吸は15秒毎、心拍は5秒毎にフィルタ通過後の信号の自己相関を求め、呼吸数と心拍数を自動計測した。体動があった場合にはCCDカメラが作動して寝相をキャプチャし、タイムスタンプ画像データとしてファイリングする。また、フィルタ抽出された呼吸波形がファイルに記録され睡眠時無呼吸の有無もオフラインで検索できるようにした。心電図ならびに呼吸流量計を用いた同時計測から、呼吸数で平均-4.9±3.4%、心拍数で0.0±3.0%の誤差で計測可能であった。また、睡眠時のデータを成人ならびに乳幼児で計測したところ、10%程度明らかに検出誤差と思われるデータが出力されるものの、十分モニタリング可能であることが示された。

研究成果

• [文献書誌] Nishizaki, T., Niizeki, _K., Takahashi, T., Miyamoto, Y.: "圧電ポリマー素子を用いた呼吸、心拍、体動のオンライン計測"Jpn.J.Clin.Mon. 13. 47-53 (2002)
• [文献書誌] 新関久一: "無拘束心拍・呼吸・体動エピソードの自動計測モニターの実用化"医用電子と生体工学. 第41巻. 165-165 (2003)
• [文献書誌] 新関久一: "BiSens:無拘束心拍、呼吸、体動エピソード記録のための自動計測プログラム"Jpn.J.Clin.Mon. 14. 18-18 (2003)
• [文献書誌] Niizeki, K., Manki, A., Okutomo, D., Omiya, T., Kuwabara, M., Uchida, K: "An unconstrained cardiorespiratory and body movements monitoring system for home care"World congress of medical physics and biomedical engineering. CDROM論文集. (2003)