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2021 年度 実績報告書

最先端のAI認証とセンシング技術を活用した褥瘡早期診断システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21H03269
配分区分補助金
研究機関長野県看護大学

研究代表者

喬 炎  長野県看護大学, 看護学部, 教授 (70256931)

研究分担者 魯 健  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (50547479)
上條 明生  長野県看護大学, 看護学部, 助教 (50895547)
北山 秋雄  長野県看護大学, 看護学部, 教授 (70214822)
柄澤 邦江  長野県看護大学, 看護学部, 准教授 (80531748)
張 嵐  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (80760438)
近藤 恵子  長野県看護大学, 看護学部, 講師 (80773259)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
キーワード褥瘡の早期診断 / デバイス開発 / センサー技術 / AI技術
研究実績の概要

褥瘡は難治性の皮膚傷害で、特に在宅において増加し、いかに在宅でも早期発見して早期治療につながるかが喫緊の課題である。本研究はハンディタイプの簡易な早期褥瘡の診断機器の開発を目指す。同時に無線通信手段やAI技術を活用して、在宅でも早期褥瘡の迅速、適確な診断システムの開発を4年間の計画で実施する予定である。
初年度(令和3年度)において今までの研究成果に基づいて、試験用単体機からプロトタイプ機に改良され、機械構造と電子回路などのハードウェアを開発し、圧力の自動調節、同時に0.1Nの圧力分解能;(2)白色とUV光源(405nm)の光強度を16段階で調節、白色とUV光源照射の画像を別々にリアルタイムで撮影し、画素数は500万以上、画像撮影と保存は5秒以内完成できるまでに機能改善した。
また、潰瘍悪化創と自然治癒創の動物モデルを用いて、われわれの開発した紫外線診断法のほか、Capillary refilling time test(CRTT)の活用も早期褥瘡の虚血が診断に意義高いことも突き止め、米国の学会に発表した(NPIAP 2022 Annual Conference)。
これらの成果を画像解析ソフトとAI自動診断技術の開発(他社との共同研究)を行い、潰瘍悪化と自然治癒の異なる早期褥瘡の特徴をUV画像とCRTTの結果から抽出するようにプロトタイプ機のハードとソフトの両方から工夫していた。同時にAI技術による自動診断の検証も進んでいる。これらの結果に基づいて、次年度の実証用プロトタイプ機のハードウェアの最適化設計を行い、臨床試験用のハンドヘルドStand-alone装置の設計と開発を完成するために必要な条件が揃わせた。
機器の開発に必要な圧力条件についての研究も完成し、その主な内容をまとめた論文も「Diagnostics」誌に受理された。

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

計画通リに研究を進んでいます。

今後の研究の推進方策

単体機のデバイスは臨床に実用可能の精度までにソフトの設計の改善
AIの自動診断を実現できるように専門業者と共同で開発しているところです。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Establishing appropriate pressure of transparent disc method for distinguish early pressure injury and blanchable erythema2022

    • 著者名/発表者名
      Lu Chen, Yuan Yuan, En Takashi, Akio Kamijo, Jingyan Liang, Jianglin Fan
    • 雑誌名

      Diagnostics

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.3390/xxxxx

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Portable Skin-injury Monitoring Device for Early Diagnosis of Pressure Ulcers2022

    • 著者名/発表者名
      Lan Zhang, En Takashi, Jian Lu, Akio Kamijo, Akio Kitayama
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.18494/SAM.2018.####

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 圧力程度の差による実験的早期褥瘡の発赤と転帰への影響2021

    • 著者名/発表者名
      王艶薇, 徐慧文, 上條明生, 近藤恵子, 北山秋雄, 喬 炎
    • 雑誌名

      日本褥瘡学会誌

      巻: 23 ページ: 326-332

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preventive effect of topical oxygen supply on skin pressure injury.2021

    • 著者名/発表者名
      上條明生, 瀧澤志織, 喬 炎, 魯健, 張嵐, 三浦大志, 北山秋雄, 森上幸恵
    • 雑誌名

      Journal of wellness and healthcare

      巻: 45 ページ: 69-75

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Predicting the different progressions of early pressure injury by ultraviolet photography in rat models2021

    • 著者名/発表者名
      Huiwen Xu, Yanwei Wang, En Takashi, Akio Kamijo, Daiji Miura, Kunie Karasawa, Akio Kitayama, Jian Lu, Lan Zhang
    • 雑誌名

      International Wound Journal

      巻: 10 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1111/iwj.13681

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Evaluating Ischemia in Early Pressure Injury with Transparent Disc Method and CRTT in Rat Model2022

    • 著者名/発表者名
      En Takashi, Lu Chen, Akio Kamijo, Daiji Miura, Akio Kitayama, Jian Lu, Lan Zhang: . , 2021.3.17, Tampa, USA
    • 学会等名
      NPIAP 2022 Annual Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 動物皮膚圧迫創における早期褥瘡の悪化予測法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      喬 炎, 王 艶薇, 上條明生, 三浦大志, 北山秋雄, 柄澤邦江, 近藤恵子, 森上幸恵
    • 学会等名
      第23回日本褥瘡学会学術集会
  • [学会発表] 酸素の局所投与による 皮膚圧迫性傷害に対する 発症予防効果2021

    • 著者名/発表者名
      上條明生, 瀧澤志織, 張嵐, 魯健, 三浦大志, 北山秋雄, 喬炎
    • 学会等名
      第23回日本褥瘡学会学術集会
  • [備考] 長野県看護大学ホームページ

    • URL

      https://www.nagano-nurs.ac.jp/usr-bin/nagano-nurs/search/searchTable.cgi

  • [学会・シンポジウム開催] NPIAP 2022 Annual Conference2022

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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