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2014 年度 実績報告書

呼吸・心拍同時モニターが可能な小型レーダーを用いた非接触ストレスモニターシステム

研究課題

研究課題/領域番号 24510228
研究機関首都大学東京

研究代表者

松井 岳巳  首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (50404934)

研究分担者 橋爪 絢子  首都大学東京, システムデザイン学部, 助教 (70634327)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードストレス評価
研究実績の概要

「ストレスが測れる椅子」を試作した。小型マイクロ波レーダーを内蔵したアンテナボックス・ハイパスフィルター・AD変換機・PCから構成されるシステムを,背もたれがメッシュ状の椅子に裏側から備え付けたものである。非接触バイタルサイン測定器であるマイクロ波レーダーは最大出力10mW,24GHzの安定したマイクロ波を発生させる。アンテナボックスには送・受信用の4重極の平面アンテナを収納し,背もたれの裏側,背部左側第4肋間狭付近に設置し,被験者の心臓の動きによって変調されたレーダーのアナログ反射信号をPCで記録する。このシステムを用いて呼吸数およびストレスに関連する生理学的指標である心拍数変動指数(HRV)から,椅子に座っただけで客観的かつ非接触なモニターを可能とした。
この「ストレスが測れる椅子」を用い,バイオフィードバックシステムを構築し,リラックス誘導とリラックス状態の評価を同時に行えるようにした。また臨床を応用を目指し,共同研究を行っている精神科医と共に改良を重ねている。25年度には様々な年齢の健康な男女を対象として,不快な音を聞くことによるストレス擬似状態の中におけるHRV,呼吸数,唾液中のαアミラーゼを測定する実験を行った,αアミラーゼ濃度はストレスホルモンである血液中のノルエビネフィリン濃度と強く相関することが知られており,ストレス反応が起こった場合に濃度ケンカの生起が早い。ストレスに関する生理学的指標である心拍等の指標と生化学的指標であるαアミラーゼを比較することにより,試作中である「ストレスが測れる椅子」の有用性を検証することができた。研究最終年である26年度は静岡済生会総合病院において、うつの診断を受けた精神科の外来患者臨床データの収集を行った。リラックス負荷時のHRVで求めた自律神経活性がうつ患者と健常者では異なっていた。この違いをもとにうつのスクリーニングが可能になると期待される。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (8件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] A compact and hand-held infection-screening system for use in rapid medical inspection at airport quarantine stations: system design and preliminary validation.2015

    • 著者名/発表者名
      Sun G, Miyata K, Matsuoka A, Zhao Z, Iwakami S, Kim S, Matsui T.
    • 雑誌名

      Journal of Medical Engineering & Technology

      巻: 39(3) ページ: 185-90

    • DOI

      10.3109/03091902.2015.1016191

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design an easy-to-use infection screening system for non-contact monitoring of vital-signs to prevent the spread of pandemic diseases.2014

    • 著者名/発表者名
      Sun G, Vinh NQ, Matsuoka A, Miyata K, Chen C, Ueda A, Kim S, Hakozaki Y, Abe S, Takei O, Matsui T
    • 雑誌名

      Conference Proceedings IEEE Engineering in Medicine Biology Society

      巻: 2014 ページ: 4811-4

    • DOI

      10.1109/EMBC.2014.6944700

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An infectious disease/fever screening radar system which stratifies higher-risk patients within ten seconds using a neural network and the fuzzy grouping method.2014

    • 著者名/発表者名
      G Sun, T Matsui, Y Hakozaki, S Abe
    • 雑誌名

      Journal of Infection

      巻: 70(3) ページ: 230-6

    • DOI

      10.1016/j.jinf.2014.12.007

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A novel method to estimate changes in stress-induced salivary α-amylase using heart rate variability and respiratory rate, as measured in a non-contact manner using a single radar attached to the back of a chair.2014

    • 著者名/発表者名
      Matsui T, Katayose S.
    • 雑誌名

      Journal of Medical Engineering & Technology

      巻: 38(6) ページ: 302-6

    • DOI

      10.3109/03091902.2014.921252.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fever screening of seasonal influenza patients using a cost-effective thermopile array with small pixels for close-range thermometry2014

    • 著者名/発表者名
      G Sun, T Saga, T Shimizu, Y Hakozaki, T Matsui
    • 雑誌名

      International Journal of Infectious Diseases

      巻: 25 ページ: 56-8

    • DOI

      10.1016/j.ijid.2014.03.1398

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rapid screening for influenza using a multivariable logistic regression model to save labor at a clinic in Iwaki, Fukushima, Japan.2014

    • 著者名/発表者名
      Nguyen VQ, Abe S, Sun G, Matsuoka A, Nishimura H, Ishihara M, Matsui T.
    • 雑誌名

      American Journal of Infection Control

      巻: 42(5) ページ: 551-3

    • DOI

      10.1016/j.ajic.2014.01.019.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 心拍数変動指標を用いたストレス状態の計測アプリケーションの開発2014

    • 著者名/発表者名
      木戸秀和,橋爪絢子,馬場哲晃,松井岳巳
    • 学会等名
      2014年度冬季HCD-Net研究発表会
    • 発表場所
      芝浦工業大学(東京都)
    • 年月日
      2014-12-13 – 2014-12-13
  • [学会発表] マイクロ波レーダーを用いた在宅健康モニタリングのための自律移動型ロボットの開発2014

    • 著者名/発表者名
      祁 暁龍,孫光鎬,松岡歩,兪文偉,松井岳巳
    • 学会等名
      日本人間 工学会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2014-12-06 – 2014-12-07
  • [学会発表] 心拍数変動指標を用いた非接触バイオフィードバックシステムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      垣坂皓太,橋爪絢子,松井岳巳
    • 学会等名
      日本人間 工学会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2014-12-06 – 2014-12-07
  • [学会発表] KAZEKAMO: An infection screening system remote monitoring of multiple vital-signs for prevention of pandemic diseases2014

    • 著者名/発表者名
      G Sun, T Matsui, S Kim, O Takei
    • 学会等名
      IEEE Global Conference on Consumer Electronics
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2014-10-09 – 2014-10-10
  • [学会発表] 非接触感染症スクリーニングシステムの顔表面温度計測精度向上におけるOpening処理を用いた 熱画像の背景除去2014

    • 著者名/発表者名
      宮田圭輔,孫光鎬,池上眞由美,大島譲二,松井岳巳
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2014
    • 発表場所
      東京農工大学(東京都)
    • 年月日
      2014-09-26 – 2014-09-27
  • [学会発表] スマートフォンを用いたストレス状態の簡易推定アプリケーションの開発とユーザ評価2014

    • 著者名/発表者名
      木戸秀和,橋爪絢子,馬場哲晃,松井岳巳
    • 学会等名
      第15回日本感性工学会
    • 発表場所
      中央大学(東京都)
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-06
  • [学会発表] Design an easy-to-use infection screening system for non-contact monitoring of vital-signs to prevent the spread of pandemic diseases2014

    • 著者名/発表者名
      Sun G, Vinh NQ, Matsuoka A, Miyata K, Chen C, Ueda A, Kim S, Hakozaki Y, Abe S, Takei O, Matsui T
    • 学会等名
      The 36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Sheraton Hotel, Chicago, IL, USA
    • 年月日
      2014-08-26 – 2014-08-30
  • [学会発表] A 48 x 47 pixel thermopile-based infrared array sensor for non-contact measurement of facial skin temperature2014

    • 著者名/発表者名
      Sun G, Matsui T, Saga T, Shimizu T
    • 学会等名
      The 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Sheraton Hotel, Chicago, IL, USA
    • 年月日
      2014-08-26 – 2014-08-30
  • [備考] 松井研究室

    • URL

      http://www.sd.tmu.ac.jp/matsui-lab/

  • [産業財産権] 精神状態判定方法及び精神状態判定プログラム2015

    • 発明者名
      松井岳巳,孫光鎬,榛葉俊一
    • 権利者名
      首都大学東京
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2015-037820
    • 出願年月日
      2015-02-27
  • [産業財産権] 睡眠段階判定装置,睡眠段階判定方法,及び睡眠段階判定プログラム並びにストレス度判定方法2014

    • 発明者名
      松井岳巳,香川正幸,佐々木紀幸,鈴村和季,前田崇斗
    • 権利者名
      首都大学東京
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-246546
    • 出願年月日
      2014-12-05

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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