2021 年度実施状況報告書

動脈血酸素飽和度の非接触測定の研究

研究課題

研究課題/領域番号	18K12113
研究機関	日本工業大学
研究代表者	秋元俊成日本工業大学, 先進工学部, 准教授 (10511462)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2023-03-31
キーワード	非接触 / 酸素飽和度 / 計測 / レンズ / ミラー
研究実績の概要	本研究は、非接触での動脈血酸素飽和度の計測を実用レベルで実現し、そのシステムの評価を行う事を目的としている。本年度は、昨年度に開発を行ったコールドミラー（可視光を反射し、赤外光を透過させるミラー）を利用した計測装置を利用した評価実験と装置の改良を行った。計測をより安定させる為に装置のアナログ回路にも改良を加えた。改良した装置を利用して、従来の計測装置（透過型パルスオキシメーター）を装着してもらい、試作機と同時に計測を行いながら息こらえによる計測実験を行った。この実験では、酸素飽和度の低下を記録し、透過型パルスオキシメーターによる計測結果と本装置による計測結果の比較を行った。計測実験の結果、新たに開発した装置によっても非接触で脈波を捉える事が可能であり血中酸素飽和度の変化も捉えることができた。実験の結果より、照明の状態により計測結果が大きく影響を受ける事が確認できたため、照明の設置方法と照明の種類についても検討を行った。また、コールドミラーの利用により分光後の光を計測する手法での可能性が見えてきた事から、高色分解能のカメラを利用した計測についても検討を行った。検討を行った結果、コールドミラーを利用する事はカメラを利用した計測にも有益である事が確認できた。今後は、より安定してより離れた場所から計測できるように、レンズの種類・構成についても検討するとともに、計測の精度についても検証を行っていく予定である。また、距離を離した際の照明の当て方についても検討を行っていく予定である。
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装置の開発は当初予定していた研究計画通りに進んでおり、開発した装置を利用した実験も計画通りの結果が残せている。本年度は、コロナ禍の影響で複数の被験者を対象とした計測実験を行う事が難しく、また、学会発表の場が制限されてしまった影響で計画通りの発表を行う事が出来なかった。この点については、当初の計画より少し遅れが出てしまった部分があると考える。
今後の研究の推進方策	動脈血酸素飽和度の非接触計測において、装置にコールドミラーを利用した事により、分光した光の計測を行う形となった。これにより比較的安価なカメラにおいても十分に脈波を計測できる可能性が出てきた。今後は、より安定した計測の実現を行う為に、これまで開発してきた装置の評価実験と並行してカメラを利用したシステムの開発を行う予定である。これにより、非接触計測において安定した計測を実現できる可能性がある。
次年度使用額が生じた理由	●理由コロナ禍の影響で学会発表の場が制限されてしまった影響で計画通りの発表を行う事が出来なかった。また、複数の被験者を対象とした計測実験を行う事が難しく研究成果をまとめる事が難しかった為 ●使用計画学会発表等ができていないが、当初の計画より装置の開発は進んでいる為、次年度はこれまでの遅れも含め成果発表を行っていく予定である。