| 研究課題/領域番号 |
26420402
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| 研究機関 | 旭川工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
横井 直倫 旭川工業高等専門学校, 機械システム工学科, 准教授 (60353223)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 計測工学 / 血流計測 / ストレス診断 / 遠隔医療 / 画像処理 |
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| 研究実績の概要 |
平成26年度は、本研究で開発するストレスモニタの根幹となる2波長分のスペックル画像を同時撮影できるセンサユニットを構成し、その上でLF/HFと血中酸素飽和度を解析できるソフトウェアを開発することを目的として研究を遂行した。まず、新設の波長780nmおよび 830nmの半導体レーザーを光源とし、これらを皮膚に照射した際の散乱反射光により形成される2波長に対応したスペックルを干渉フィルタを介して新設のモノクロCDDカメラ2台で同時撮影できるアームバンド式のセンサユニットを構成した。次に、2波長分のスペックル画像から、スペックルコントラストの逆数値より撮影機器の時間分解能で血流を解析可能な血流評価パラメータであるRSDに基づいて取得される脈波信号に対してFFT(Fast Fourier Transform)を適用することにより、神経感度の変化を定量評価可能なLF/HF(Low Frequency/High Frequency、脈波信号の低周波成分と高周波成分の比に相当)を解析できるソフトウェアを、新設の科学技術計算用汎用アプリケーションMATLABを用いて開発した。さらに、2波長分のスペックル画像のノイズリダクションにより得られる反射率画像からヘモグロビン濃度変化量を求め、これを基にストレスによる過呼吸状態の発生の有無の判定に利用可能な血中酸素飽和度を解析できるソフトウェアを、新設のMATLABを用いて開発した。
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| 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
まず、アームバンド式のセンサユニットに関しては、2波長の半導体レーザーとモノクロCDDカメラ2台を利用して、当初から予定していた型式のものを構成することができた。また、LF/HFを解析できるソフトウェアに関しても、2波長分のスペックル画像からRSDに基づき脈波信号を取得し、その上で本信号にFFTを適用してLF/HFを算出できるソフトをMATLABを用いて開発することができた。さらに、血中酸素飽和度を解析できるソフトウェアに関しても計画通り開発することができた。従って、今年度当初の目的であった、2波長分のスペックル画像を同時撮影できるセンサユニットの構成と、LF/HFと血中酸素飽和度を解析できるソフトウェアの開発を、いずれも改善の余地はあるもののほぼ実現できたため、おおむね順調に進展していると評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
アームバンド式のセンサユニットに関しては、現状では全体のサイズがやや大きく実用化には向かないため、今後、ユニット全体の小型化を図っていきたいと考えている。また、LF/HFおよび血中酸素飽和度を解析できるソフトウェアに関しては、現状では計算速度がやや遅いため、今後、画像処理アルゴリズムの改善を図ることにより、計算時間の短縮化を図っていく予定である。
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