遠赤外線画像を用いた口呼吸の非接触計測

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K11981
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 塙 大 名古屋市立大学, 大学院芸術工学研究科, 准教授 (50422506)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 遠赤外線画像 / 口呼吸 / 非接触計測 / 流速

Outline of Annual Research Achievements

遠赤外線画像を用いたヒトの口呼吸の非接触計測の実現に向けて，前年度に判明した技術課題に対する検討を行った．
はじめに，申請者らが考案した流速の推定法を口呼吸し，推定精度の定量評価を行うための環境構築を試みた．具体的にはまず，口呼吸を対象にした呼気・吸気の流速と呼吸部位の温度変化の同時計測が可能かどうかを検討した．呼吸の仕方および呼吸中の口の形状を変えた条件下で予備実験を実施した結果，現有の測定機器の組み合わせでは，これらの同時計測は困難であることが判明した．その一方で，呼気・吸気の流速と気温は，スパイロメータと熱電対センサを用いることで同時に計測できる可能性が示唆された．さらに，遠赤外線カメラと熱電対センサを用いることで，呼吸部位の温度変化と呼気・吸気の気温を概ね同時に計測できる可能性が示唆された．
次に，予備実験の結果を元に，呼吸部位の温度変化から呼気・吸気の気温を推定する手法の考案に向けて，これらの関連性を探るための基礎検討を行った．
遠赤外線カメラと熱電対センサを用いた計測実験の結果より，温度変化を見るための航空部分の領域，呼吸中の口の形状が，口呼吸における呼気・吸気の気温に少なからず影響することを確認した．さらに，呼気・吸気の気温から流速を推定する手法の考案に向けて，これらの関連性を探るための基礎検討も併せて行った．スパイロメータと熱電対センサを用いた計測実験の結果から，口呼吸における呼気・吸気の気温と流速との間に定性的な傾向が見られることを確認した．しかしながら，これらの分析結果はいずれも定性的なものにとどまっており，推定手法の具体化に向けて，熱電対センサの設置位置，実験条件や個人差の影響の考慮など，さらなる検討が必要であることが判明した．

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本年度に行った検討結果より，定量評価を行うための環境を構築できた．その一方で，提案手法の具体化に向けて検討すべき新たな課題があることが判明した．以上より，本課題の進捗状況は総合的に判断して，遅れていると考えられる．

Strategy for Future Research Activity

予備実験の結果を元に，熱電対センサの設置位置，他のセンサの併用を含めた計測環境の再検討を行った後，呼吸部位として抽出する領域，呼吸中の口の形状，呼吸の仕方，個人差の影響について検証を行う．これらの検証結果に基いて推定手法の考案と評価を行う予定である．

Causes of Carryover

計測環境の構築にあたり，使用するセンサ類について再検討するための機材をいくつか購入する必要があった．さらに，推定手法の具体化に向けて克服すべき新たな課題が判明したため，当初予定していた被験者実験，学会発表などを予定通り実施できなかった．これらの理由により，学会出張のための旅費，被験者実験の実施に伴う謝金，実験機材のための物品費等について，次年度使用額が生じた．
次年度使用額は，推定手法の検討と評価実験の実施に必要な機器の購入，実験補助および被験者への謝金，ならびに研究成果の発表に使用する予定である．