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2016 年度 実施状況報告書

各種生体信号と各種感覚刺激を組み合わせた眠気マネジメント

研究課題

研究課題/領域番号 16K00375
研究機関熊本大学

研究代表者

伊賀崎 伴彦  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (70315282)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード眠気 / 後頭部脳波 / 眼球運動 / カロリンスカ眠気尺度 / 顔表情評定 / Hjorth's Activity / Hjorth's Mobility / 注視時間
研究実績の概要

19~35歳の健常男性11名を被験者とし、8~10および13~15時の間にドライビングシミュレータに搭乗してもらい、障害物のない全長2.4kmの楕円形のサーキットを100km/hで50分間継続運転するという実験を4回課した。このとき、被験者の脳波、眼電図、心電図、呼吸曲線、眼球運動、指尖容積脈波を計測するとともに顔表情を録画した。実験終了後、録画した顔表情を再生し、被験者にそれを見てもらいながら30秒ごとに9段階で評価する主観的眠気アンケート(カロリンスカ眠気尺度=KSS)に回答してもらった。また、4人の評価者に被験者の録画した顔表情を見てもらいながら30秒ごとに5段階で評価する客観的眠気アンケート(顔表情評定=FEE)に回答してもらった。
11名中8名について、後頭部(O1、O2)脳波を解析して得られたパラメータとKSS、FEEの関係を検討した。その結果、KSS、FEEが高値を示すほど後頭部脳波の絶対α帯域パワー、相対α帯域パワー、(θ+α)/β帯域パワー比、Hjorth's Activityは高値となり、β/α帯域パワー比、Hjorth's Mobilityは低値となることが観察された。また、KSS≦5、FEE=0を眠気なし、6≦KSS≦7、1≦FEE≦2を弱い眠気あり、KSS≧8、FEE≧3を強い眠気ありのように3群に分け、各パラメータの平均±標準偏差を群間比較した。その結果、すべてのパラメータで3群間に有意な差を認めた(p<0.001)。
加えて、眼球運動を解析して得られたパラメータとKSSの関係も検討した。その結果、眼球運動が上下左右に5°未満で持続している時間(注視時間)をはじめ12パラメータ中7パラメータで3群間に有意な差を認めた(p<0.001)。
以上のことから、後頭部脳波、眼球運動より眠気の有無、眠気の強弱を分類できることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

熊本地震のため、実験に参加してもらう予定であった学生の構内立ち入りが3週間にわたって制限されたこと、および、制限が解除されたあとの復旧作業に時間を費やしたことから、初動が3か月程度遅れた。その後、実験を開始したが、当初計画にはなかった眼球運動、指尖容積脈波の計測と、客観的眠気アンケートの実施に加え、これらの実験を当初計画の8名を上回る11名の被験者について実施したこと、および、当初計画の13~15時だけでなく8~10時にも実施(当初計画の1人あたり4回より倍増)したことから、時間の大半を実験に費やす結果となった。そのため、脳波と眼球運動以外の生体信号については結果を伴う解析には至らなかった。
以上のことから、現在までの達成度は「やや遅れている」と判断した。

今後の研究の推進方策

本研究課題の目標は、眠気を評価し、強い眠気を訴える前にそれを解消する「眠気マネジメント」である。平成28年度の目的は、近未来の眠気の予測(強い眠気の予知)を行うためのベースとなる心理学的データおよび生理学的データの収集を行うことであった。
現在までの達成度に記述したように、平成28年度は眼電図、心電図、呼吸曲線、指尖容積脈波については結果を伴う解析に至らなかったことから、平成29年度は、まず、これらの遂行を優先する。その際、サポートベクタマシンを利用することで、現在の眠気の推定にとどまらず、近未来の眠気の予測についても実施を急ぐ。その後、当初計画である「被験者が強い眠気を訴えた際に各種感覚刺激を与え、眠気を減少させる効果的な刺激の種類や方法の検討」を実施する。

次年度使用額が生じた理由

熊本地震のため、新規物品購入や既存設備備品保守を計画どおり実施できなかった。

次年度使用額の使用計画

研究代表者の環境はおおむね復旧した状況となったので、平成28年度に実施できなかった新規物品購入や既存設備備品保守を可及的速やかに実施する。また、進捗がやや遅れているので、研究補助者の雇用などでその遅れを取り戻すことも視野に入れる。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] ドライビングシミュレータ環境における注視時間情報を用いた眠気評価2017

    • 著者名/発表者名
      宇都宮光拓, Rumagit AM, Akbar IA, 伊賀崎伴彦
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 116(435) ページ: 47-51

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 圧電センサアレイを用いた心拍情報測定~体動ノイズの除去についての検討~2017

    • 著者名/発表者名
      島井祥伍, 伊賀崎伴彦, 小林牧子
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 116(435) ページ: 53-56

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Gazing Time Analysis for Drowsiness Assessment Using Eye Gaze Tracker2017

    • 著者名/発表者名
      Rumagit AM, Akbar IA, Igasaki T
    • 雑誌名

      Telkomnika

      巻: 15(2) ページ: 印刷中

    • DOI

      10.12928/telkomnika.v15i1.6145

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Measuring Cardiorespiratory Information in Sitting Position Using Multiple Piezoelectric Sensors2017

    • 著者名/発表者名
      Igasaki T, Shimai S, Kobayashi M
    • 雑誌名

      Indonesian Journal of Computer Science and Electrical Engineering

      巻: 16(1) ページ: 印刷中

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Sleepiness classification by thoracic respiration using support vector machine2016

    • 著者名/発表者名
      Igasaki T, Nagasawa K, Akbar IA, Kubo N
    • 雑誌名

      Proceedings of the 9th Biomedical International Conference (IEEE BMEiCON)

      巻: - ページ: 5 pages

    • DOI

      10.1109/BMEiCON.2016.7859630

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 圧電センサアレイを用いた心拍情報の測定に関する研究~体動の影響によ るノイズの低減・除去法についての検討~2017

    • 著者名/発表者名
      島井祥伍, 伊賀崎伴彦, 小林牧子
    • 学会等名
      日本生体医工学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      福岡市(九州大学)
    • 年月日
      2017-03-04 – 2017-03-04
  • [学会発表] 注視時間情報を用いた模擬運転環境における眠気評価2017

    • 著者名/発表者名
      宇都宮光拓, Rumagit AM, Akbar IA, 伊賀崎伴彦
    • 学会等名
      日本生体医工学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      福岡市(九州大学)
    • 年月日
      2017-03-04 – 2017-03-04
  • [学会発表] 胸郭呼吸曲線による3段階眠気分類に関する基礎的研究2016

    • 著者名/発表者名
      宇都宮光拓, 長澤一樹, 伊賀崎伴彦
    • 学会等名
      第69回電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 発表場所
      宮崎市(宮崎大学)
    • 年月日
      2016-09-29 – 2016-09-30
  • [学会発表] 垂直水平眼電図による3段階眠気分類に関する基礎的研究2016

    • 著者名/発表者名
      島井祥伍, 久保樹生, 伊賀崎伴彦
    • 学会等名
      第69回電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 発表場所
      宮崎市(宮崎大学)
    • 年月日
      2016-09-29 – 2016-09-30
  • [学会発表] Study on drowsiness classification by thoracic respiration using multinomial logistic regression analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Igasaki T, Nagasawa K, Akbar IA, Kubo N, Murayama N
    • 学会等名
      The 10th ICME International Conference on Complex Medical Engineering
    • 発表場所
      宇都宮市(栃木総合文化センター)
    • 年月日
      2016-08-04 – 2016-08-06
    • 国際学会
  • [学会発表] EEG analysis for drowsiness estimation on driving simulator environment using Hjorth's parameters2016

    • 著者名/発表者名
      Akbar IA, Nagasawa K, Kubo N, Igasaki T, Murayama N
    • 学会等名
      The 10th ICME International Conference on Complex Medical Engineering
    • 発表場所
      宇都宮市(栃木総合文化センター)
    • 年月日
      2016-08-04 – 2016-08-06
    • 国際学会
  • [図書] ドライバ状態の検出, 推定技術と自動運転, 運転支援システムへの応用2016

    • 著者名/発表者名
      林光緒, …, 伊賀崎伴彦, …(全52名)
    • 総ページ数
      485
    • 出版者
      技術情報協会(東京)

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公開日: 2018-01-16  

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