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2022 年度 実績報告書

勤労者の心身不調のリスク制御を図る個人適合型IoTシステムの構築と臨床応用

研究課題

研究課題/領域番号 20H00569
研究機関東京大学

研究代表者

山本 義春  東京大学, 大学院教育学研究科(教育学部), 教授 (60251427)

研究分担者 北島 剛司  藤田医科大学, 医学部, 教授 (40360234)
吉内 一浩  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (70313153)
中村 亨  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 特任教授(常勤) (80419473)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードMicro-randomized trial / Affective computing / 睡眠安定性 / AIoT
研究実績の概要

本研究計画の目的は、個人内ランダム化比較試験に相当するmicro-randomized trial (MRT) を行うことで、心身の不調に対してどのような条件・タイミングで介入を施すべきか、どのような介入が効果的であるか、という問いに対するエビデンスを生成することであった。この目的の実現のため、これまでの研究では、(1)既存のIoTクラウドデータコレクティングシステムの機能拡張、(2)日常生活下での気分・身体症状と対応する生体情報 (身体活動・睡眠・脈波・音声) を含んだビッグデータの作成に着手してきた。加えて、心身の不調との関連が広く知られている睡眠安定性に着目し、(3)睡眠安定性をターゲットにしたMRT実証実験を行った。
本年度では、第一に、これまでに収集してきたビッグデータを活用し、日常生活下で得られた感情中立的な音声データから対象者の気分を予測するAIモデルの構築を行った。特に、不安や憂うつなどを含む9次元の気分に対する推定精度を検証し、日常生活下での不調の自動検知の基盤となる結果が得られた (平均一致相関係数 = 0.547) 。現在は音声データに加えて身体活動や脈拍データを統合することで多次元生体情報による不調予測モデルの開発を行っている。第二に、MRT実験で得られた睡眠行動データの分析を行うことで、客観的なデータに基づく睡眠フィードバックの呈示によって最大で翌日の睡眠時間が1時間増加し、睡眠時間の変化を介して抑うつ気分や主観的睡眠の質を改善させられる可能性を示した。また、睡眠安定化の効果はもともと睡眠習慣に乱れを呈する被験者において顕著であることが明らかとなり、健康行動を継続的に観測・評価し、脆弱な状態になった場合にのみ介入を呈示することが重要であることが示唆された。
現在では、リング型デバイスとモデムとを用いることで、よりリアルタイムでのデータ計測・介入呈示が可能なIoTシステムの開発に着手している段階である。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] The Voice of the Body: Why AI Should Listen to It and an Archive2023

    • 著者名/発表者名
      Qian Kun、Hu Bin、Yamamoto Yoshiharu、Schuller Bjoern W.
    • 雑誌名

      Cyborg and Bionic Systems

      巻: 4 ページ: 1-3

    • DOI

      10.34133/cbsystems.0005

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Exploring interpretable representations for heart sound abnormality detection2023

    • 著者名/発表者名
      Wang Zhihua、Qian Kun、Liu Houguang、Hu Bin、Schuller Bjoern W.、Yamamoto Yoshiharu
    • 雑誌名

      Biomedical Signal Processing and Control

      巻: 82 ページ: 104569~104569

    • DOI

      10.1016/j.bspc.2023.104569

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Effects of Objective Push-Type Sleep Feedback on Habitual Sleep Behavior and Momentary Symptoms in Daily Life: mHealth Intervention Trial Using a Health Care Internet of Things System2022

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Hiroki、Suwa Kaori、Kishi Akifumi、Nakamura Toru、Yoshiuchi Kazuhiro、Yamamoto Yoshiharu
    • 雑誌名

      JMIR mHealth and uHealth

      巻: 10 ページ: e39150~e39150

    • DOI

      10.2196/39150

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Altered distribution of resting periods of daily locomotor activity in patients with delayed sleep phase disorder2022

    • 著者名/発表者名
      Hirose Marina、Nakamura Toru、Watanabe Akiko、Esaki Yuichi、Koike Shigefumi、Yamamoto Yoshiharu、Iwata Nakao、Kitajima Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Frontiers in Psychiatry

      巻: 13 ページ: 1-9

    • DOI

      10.3389/fpsyt.2022.933690

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Psychological Field Versus Physiological Field: From Qualitative Analysis to Quantitative Modeling of the Mental Status2022

    • 著者名/発表者名
      Hu Bin、Qian Kun、Dong Qunxi、Luo Yuejia、Yamamoto Yoshiharu、Schuller Bjorn W.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Computational Social Systems

      巻: 9 ページ: 1275~1281

    • DOI

      10.1109/TCSS.2022.3204144

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Learning optimal time-frequency representations for heart sound: A comparative study.2023

    • 著者名/発表者名
      Wang, Z., Z. Bao, K. Qian, B. Hu, B. W. Schuller, and Y. Yamamoto.
    • 学会等名
      Proceedings of the 9th Conference on Sound and Music Technology, Springer Nature Singapore, pp. 93-104, 2023.
    • 国際学会
  • [学会発表] A federated learning paradigm for heart sound classification.2022

    • 著者名/発表者名
      Qiu, W., K. Qian, Z. Wang, Y. Chang, Z. Bao, B. Hu, B. W. Schuller, and Y. Yamamoto.
    • 学会等名
      Proceedings of 44th Annual International Conference of IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2022), pp. 1045-1048, 2022.
    • 国際学会
  • [学会発表] Heart sound classification based on residual shrinkage networks.2022

    • 著者名/発表者名
      Zhu, L., K. Qian, Z. Wang, B. Hu, Y. Yamamoto, and B. W. Schuller.
    • 学会等名
      Proceedings of 44th Annual International Conference of IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2022), pp. 4469-4472, 2022.
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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