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2021 年度 実績報告書

インピーダンストモグラフィ法に基づくシート型創傷モニタリングシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H04560
研究機関東京大学

研究代表者

森 武俊  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (20272586)

研究分担者 野口 博史  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (50431797)
山田 憲嗣  広島工業大学, 工学部, 教授 (70364114)
高橋 聡明  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (50824653)
真田 弘美  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (50143920)
仲上 豪二朗  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (70547827)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード看護理工学 / 看護工学 / リアルワールドデータ / スペクトロスコピィ / イメージング / 医工連携 / 看工連携 / トモグラフィ
研究実績の概要

在宅あるいは療養型施設患者の抱える慢性創傷を常時モニタリングするシステムを開発している.1)患者の創傷周囲から創部に接触することなく取り囲むようにインピーダンススペクトロスコピィで逐次計測し,トモグラフィにより創部の状態・深度を常時推定する手法実現をできるか,2)それを皮膚に貼る創傷被覆材(ドレッシング材)の周辺部に埋込・貼付可能な薄型シートデバイスとして実装することができるか.3)常に創傷状態を取得できるモニタリングデバイスとして構成することで人において安全・有効・有用に用いられるか実証検証する研究である。初年度に開発を進めたインピーダンストモグラフィ法について,電気インピーダンススペクトロスコピィにより創傷の重度・治癒度を計測可能とし特にトモグラフィにより創面の部分毎の状態・深度のマップを推定する技術を実現したことに基づきシートデバイスとしてターミナル部を実装する技術へと展開した.トモグラフィで復元されるマップから,創傷の深度と重度・治癒度状態のマップを推定するため,計測データと手入力正解データとを対応させた教師付機械学習に基づく手法をより詳細な収集データに基づいて継続開発した.初年度人を対象とした調査が進めにくかったことに対して先行して行った薄型小型化の初期試作とトモグラフィ演算のマイクロコントローラ実装を引き続き継続し,新型コロナの影響で十分に進められなかったシステムに関する人を対象とした基本機能検証や安全性検証を可能とする技術開発を進めた。

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

令和4年2月までに創面状態・深度マップ推定技術の基礎評価、薄型初期試作と状態マップ学習データ付与、システムの健常者を対象とした基本機能検証を行い、令和4年3月までに、基本機能検証と研究成果のとりまとめを行う予定であった。当初の想定に反し、試作システムのモニタリング精度が不足したことにより、基本機能検証に不十分であることが判明した。研究遂行上、基本機能検証と研究成果の取りまとめに試作システムのモニタリング精度を向上することが不可欠であるため、システムの性能評価をやり直しして実施することとした。一方で、薄型小型化の初期試作とトモグラフィ演算のマイクロコントローラ実装を先行して開始し進捗を得たため、全治亜としては概ね順調に推移している。

今後の研究の推進方策

試作システムのモニタリング精度などの性能評価を改めて行い、人を対象とした基本性能検証へと展開し、システム検証と研究成果のとりまとめへと進む。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effectiveness of ultrasonography for peripheral catheter insertion and catheter failure prevention in visible and palpable veins2021

    • 著者名/発表者名
      Mari Abe-Doi, Ryoko Murayama, Chieko Komiyama, Ryosuke Tateishi, Hiromi Sanada
    • 雑誌名

      The Journal of Vascular Access

      巻: 24 ページ: -

    • DOI

      10.1177/11297298211022078

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Damage to subcutaneous tissue at the catheterization site during chemotherapy: A prospective observational study using ultrasonography2021

    • 著者名/発表者名
      Mari Abe-Doi, Ryoko Murayama, Atsuo Kawamoto, Chieko Komiyama, Ardith Doorenbos, Hiromi Sanada
    • 雑誌名

      Japan Journal of Nursing Science

      巻: 18 ページ: -

    • DOI

      10.1111/jjns.12436

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Catheter failure in the administration of hyperosmotic drugs through a peripheral vein and vascular selection: A retrospective cohort study2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi T, Murayama R, Abe-Doi M, Miyahara M, Kanno C, Nakagami G, Sanada H.
    • 雑誌名

      Drug Discoveries & Therapeutics

      巻: 14 ページ: 236-240

    • DOI

      10.5582/ddt.2021.01080

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Vessel recognition using multi-frequencies of skin impedance and signal similarity of photoplethysmography2021

    • 著者名/発表者名
      Kang S.I., Mori T.
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門講演会
  • [学会発表] AI-Based Classification of DESIGN-R and Skin Tear2021

    • 著者名/発表者名
      Taketoshi MORI
    • 学会等名
      The 9th Asia Pacific Enterostomal Therapy Association Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ビッグデータIoTが変えるケア・看護2021

    • 著者名/発表者名
      森 武俊
    • 学会等名
      日本機械学会IIP2021 情報・知能・精密機器部門(IIP部門)講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Segmentation of Pressure Ulcer Images for Estimation of Wound Status Using Residual Convolutional Neural Network2021

    • 著者名/発表者名
      Kang S.I., Mori T.
    • 学会等名
      Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 国際学会
  • [学会発表] Pressure ulcer segmentation to record wound size using recurrent residual convolutional neural network2021

    • 著者名/発表者名
      Kang S.I., Mori T.
    • 学会等名
      The 9th Asia Pacific Enterostomal Therapy Nurse Association Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Venous blood flow measurement using both electrical impedance tomography and photoplethysmography2021

    • 著者名/発表者名
      Kang S.I., Mori T.
    • 学会等名
      第9回看護理工学会学術集会
  • [備考] ライフサポート技術開発学(モルテン)寄付講座

    • URL

      https://www.lifesupport.m.u-tokyo.ac.jp/

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公開日: 2023-12-25  

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