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2013 年度 実施状況報告書

心拍変動分析手法の総合的評価・統合に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 24500518
研究機関法政大学

研究代表者

八名 和夫  法政大学, 理工学部, 教授 (50138244)

キーワード心拍変動解析 / 生体信号処理 / スペクトル解析 / 心臓突然死 / 心電図 / データ平滑化 / 瞬時心拍数 / スプライン関数
研究概要

本年度は、RRインターバル系列から瞬時心拍数を推定するあらたな手法として昨年度開発した、二段階にわたる解析手法をさらに発展させた。すなわち Step 1: RR生起時刻中点に当該RRインターバルの逆数を対応させた不等間隔瞬時心拍数列を作成 Step 2: 重み付きスプライン平滑化により等間隔サンプルを得るものである。本年度は重み関数を平滑化瞬時心拍数の推定値とStep 1で得られるオリジナル系列とのかい離度により適応的に決定する手法を考案し検討した。具体的には時点t 前後の一定時間Tにおける平滑化データと観測値の差(いずれも不等間隔)の二乗平均誤差がある閾値を超えた場合に超過分に比例して重み係数を増加させる。この適応的重み関数決定によりDCSI(Derivative of Cubic Spline Interporation)法、Berger法等従来法に比較して特にHF領域のスペクトル推定精度を向上させることが期待される。研究成果は、専門論文誌 (Heart and Bessels、1件)、IEEE 国際会議(35th Annual International Conference of the IEEE EMBS 1件)、日本ME学会(The 52nd Annual Conference of Japanese Society for Medical and Biological Engineering (JSMBE)2件),日本ME学会専門別研究会( 第48回日本生体医工学会生体信号計測解釈研究会) 3件、第8回動的心電図研究会1件、等で公表した。

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

昨年度の成果をもとに、専門ジャーナル論文や国際会議等で8件の論文発表(内4件は英文)を行うことができた。申請時には予定していなかった重み付きスプライン関数を応用した高精度瞬時周波数推定法を開発しその特性を明らかにしつつあることも特筆できる成果と言える。

今後の研究の推進方策

本研究において新たに開発した適応的重み付スプライン関数を応用した瞬時心拍数推定手法の特性を詳細に評価し公表する。本年度は手法の開発に重点的に取り組んだが、今後異なるハーストパラメータを持つ時系列を心拍変動変調過程と想定した計算機シミュレーションにより詳細の特性評価を行い、従来法であるDCSI法やBerger法と比較検討を行う。さらに、応用として日本医大との共同研究により提供される、心臓突然死リスク別ホルター心電図記録、糖尿病患者の心電図記録等へ応用することにより、計算速度等を含めた実用的な側面の評価も行う。最終年度となるため、成果のとりまとめと公開にも重点的に取り組む予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Greater insulin resistance indicates decreased diurnal variation in the QT interval in patients with type 2 diabetes2014

    • 著者名/発表者名
      Kotoko Tanaka, Kenji Yodogawa,Takuya Ono, Kazuo Yana, Masaaki, Miyamoto, Hirotsugu Atarashi, Takao Kato & Kyoichi Mizuno
    • 雑誌名

      Heart and Vessels

      巻: 29 ページ: 256-262

    • DOI

      10.1007/s00380-013-0356-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] T-wave Alternans Search over 24 Hour Holter ECG Recordings based on Singular Value Decomposition2013

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Nishibe, Koichiro Yamashiro, Kazuo Yana and Takuya Ono
    • 雑誌名

      Proc. 35th Annual International Conference of the IEEE EMBS

      巻: Proceedings ページ: 2076-2079

    • DOI

      10.1109/EMBC.2013.6609941

    • 査読あり
  • [学会発表] Individualized Autonomic State Classification based on Changes in Heart Rate Variability Indices

    • 著者名/発表者名
      Shunya Kaneko, Shohei Ymashita, and Kazuo Yana
    • 学会等名
      52nd Annual conference of Japanese Society for Medical and Biological Engineering (JSMBE)
    • 発表場所
      Osaka International Convention Center, Osaka, Japan
  • [学会発表] Weighted Spline Smoothing Technique Applied to the Circadian Trend Estimation for QT Intervals of Diabetic Patients

    • 著者名/発表者名
      Kei Sato, Masaki Furuya, Kazuo Yana, and Takuya Ono
    • 学会等名
      52nd Annual conference of Japanese Society for Medical and Biological Engineering (JSMBE)
    • 発表場所
      Osaka International Convention Center, Osaka, Japan
  • [学会発表] スプライン平滑化・カルマンフィルタを用いた心拍変動分析とその応用

    • 著者名/発表者名
      八名和夫
    • 学会等名
      第8回動的心電図研究会
    • 発表場所
      名古屋市立大学(愛知県)
    • 招待講演
  • [学会発表] 相対心拍スペクトルを用いた自律神経活動状態の分類

    • 著者名/発表者名
      山下翔平、金子隼也、八名和夫
    • 学会等名
      第48回日本生体医工学会生体信号計測解釈研究会
    • 発表場所
      関東学院大学(神奈川県)
  • [学会発表] 心臓突然死リスクとRRI日内変動の関係

    • 著者名/発表者名
      樋口直人、西部俊広、八名和夫、小野卓也
    • 学会等名
      第48回日本生体医工学会生体信号計測解釈研究会
    • 発表場所
      関東学院大学(神奈川県)
  • [学会発表] 糖尿病患者における心電図QT-RR 間隔の共変性

    • 著者名/発表者名
      古屋真己、佐藤慶、八名和夫、小野卓哉
    • 学会等名
      第48回日本生体医工学会生体信号計測解釈研究会
    • 発表場所
      関東学院大学(神奈川県)

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公開日: 2015-05-28  

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