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2020 年度 実績報告書

マルチ生体センサの機能的な融合による新型感染症検疫システムの実用化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H02385
研究機関電気通信大学

研究代表者

孫 光鎬  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (80756677)

研究分担者 桐本 哲郎  電気通信大学, 産学官連携センター, 特任教授 (10364142)
松井 岳巳  東京都立大学, システムデザイン研究科, 教授 (50404934)
石橋 孝一郎  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (50614038)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード生体信号処理 / 生体センサデバイス
研究実績の概要

本研究では,複数の生体センサを機能的な融合により安定的かつ高精度にバイタルサインを完全に非接触で同時計測し,短時間で感染症罹患者を検出する新型感染症検疫システムの実用化を目的としている.昨年度は,マルチ生体センサを機能的に融合させた完全非接触型システムのプロトタイプを2台を試作した.今年度では,試作したプロトタイプに研究した信号処理の方法を実装し,接触型医療機器により取得したデータと比較し,プロトタイプの問題点を抽出し,主に計測安定性・精度の面での改良を行った.
具体的に,マルチ生体センサから抽出した各時系列信号に対し,前処理として異常・欠落値処理を施し,後の感染症判別のためにデジタル信号処理を施す.同システムに特化した信号処理技術として,①独立成分分析による実環境や体動に起因とするノイズの低減,②適合フィルターによる呼吸・心拍信号分離,③短時間計測を実現するための自己回帰モデルによる呼吸・心拍の周波数分析法の実機への実装を実現した.また,国内外の感染症専門病院での臨床評価に関し,今年度は主に日本国内の医療機関で実地評価したが,コロナウイルス流行のため予定していたベトナム国立熱帯病病院での評価を中止した.
以上の研究成果を,国際論文誌2件や国内外の学会9件の研究発表を行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画通り,マルチ生体センサを融合した完全非接触型バイタルサイン計測システムのプロトタイプを試作し,同システムに特化した信号処理法を開発実装を行った.また,システム評価は,実験室と国内の医療機関で実証し,計測安定性と判別精度の向上を確認した.従って,計画通り順調に進展していると判断する.

今後の研究の推進方策

最終年度は医療現場での利用可否について実用面から評価する.現場で取得した大量なデータからハードウェア,信号処理法,判別アルゴリズムを統合的に評価し,必要に応じて改善する.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Contactless Vital Signs Measurement System Using RGB-Thermal Image Sensors and Its Clinical Screening Test on Patients with Seasonal Influenza2020

    • 著者名/発表者名
      Negishi Toshiaki、Abe Shigeto、Matsui Takemi、Liu He、Kurosawa Masaki、Kirimoto Tetsuo、Sun Guanghao
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 20 ページ: 2171~2171

    • DOI

      10.3390/s20082171

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Visualisation of epidemiological map using an Internet of Things infectious disease surveillance platform2020

    • 著者名/発表者名
      Sun Guanghao、Trung Nguyen Vu、Hoi Le Thi、Hiep Pham Thanh、Ishibashi Koichiro、Matsui Takemi
    • 雑誌名

      Critical Care

      巻: 24 ページ: 1~2

    • DOI

      10.1186/s13054-020-03132-w

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Contactless Heartbeat Detection from CW-Doppler Radar using Windowed-Singular Spectrum Analysis*2020

    • 著者名/発表者名
      IWATA Yuki、ISHIBASHI Koichiro、SUN Guanghao、LUU Manh Ha、HAN Trong Thanh、NGUYEN Linh Trung、DO Trong Tuan
    • 学会等名
      2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)
    • 国際学会
  • [学会発表] A Non-contact Spirometer with Time-of-Flight Sensor for Assessment of Pulmonary Function2020

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Hirokazu、Takamoto Hiroki、Matsui Takemi、Kirimoto Tetsuo、Sun Guanghao
    • 学会等名
      2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)
    • 国際学会
  • [学会発表] Demonstration of a Noncontact Infection Screening System Based on RGB-Thermal-Imaging Processing for Detection of Patients with Suspected Infectious Disease.2020

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Sakamoto, Tomoya Matsushima, Keisuke Edanami, Maho Nishikawa, Guanghao Sun
    • 学会等名
      IEEE 9th Global Conference on Consumer Electronics
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-contact Heartbeat Detection by using CW-Doppler Radar under Respiratory Artifact.2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Iwata, Koichiro Ishibashi and Guanghao Sun
    • 学会等名
      The 2nd ASEAN - UEC Workshop on Energy and AI
    • 国際学会
  • [学会発表] Development Of Infection Diseases Screening System By Collaboration Between Vietnam And Japan.2020

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Ishibashi, Guanghao Sun, Nguyen Vu Trung, Le Thi Hoi, Nugyen Van Kinh, Do Trong Tuan, Han Trong Thanh, Nguyen Linh Trung, Luu Manh Ha, Pham Thanh Hiep, and Takemi Matsui
    • 学会等名
      The VANJ Conference
    • 招待講演
  • [学会発表] 独立成分分析による10GHz帯と24GHz帯域ドップラーレーダから計測された心拍・呼吸信号の分離法2020

    • 著者名/発表者名
      枝並佳佑、孫光鎬、桐本哲郎、黒沢正樹、松井岳巳
    • 学会等名
      第59回 日本生体医工学会大会
  • [学会発表] CR-SSAによる呼吸及び体動下での非接触な心拍検出2020

    • 著者名/発表者名
      岩田勇樹、石橋孝一郎、孫光鎬、Manh Ha Luu、Trong Thanh Han、Linh Trung Nguyen、Trong Tuan Do
    • 学会等名
      第59回 日本生体医工学会大会
  • [学会発表] CCDカメラのRGB3信号を用いた非接触脈波信号の計測法2020

    • 著者名/発表者名
      西川真帆、孫光鎬、榛葉俊一、松井岳巳、桐本哲郎
    • 学会等名
      第59回 日本生体医工学会大会
  • [学会発表] 非接触バイタルサイン計測技術の研究開発と感染症疑い患者の検出への応用2020

    • 著者名/発表者名
      孫光鎬
    • 学会等名
      第24回酸素ダイナミクス研究会
    • 招待講演
  • [備考] 電気通信大学 孫光鎬 研究室

    • URL

      https://sun-melab.com/

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公開日: 2021-12-27  

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