2015 Fiscal Year Research-status Report
USBカメラによる拍動の視覚化と数値処理教材の開発
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26350203
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| Research Institution | Gifu Shotoku Gakuen University |
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Principal Investigator |
伊藤 敏 岐阜聖徳学園大学, 経済情報学部, 教授 (80130946)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鷲野 嘉映 岐阜聖徳学園大学, 看護学部, 教授 (90220855)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 脈波 / 可視化 / ピーク検出 / 自律神経機能 / 動き検出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
学習者の指先から、拍動に伴う血液量の増減をUSBカメラで用いて検出し、脈波として表示し、数値化するシステムを開発した。本年度は、昨年度掲げた計測システム拡充の、1．露出した皮膚表面から非接触で脈波を検出するシステム作成、2．接触法による脈波から「観察」「計算」・「処理」の教材作成を目指した。
1の目標は断念をした。理由は、慣性センサを用いて安静時の頭部の動きを観測した結果、安静時でも頭部のわずかな動きがあることを確認した。このわずかな動きは脈波によるものと推定されるが、当初目標とした非接触での顔表面からの脈波計測とは異なる原因であり、本研究の主旨から外れると判断したためである。わずかな頭部の動きが脈波によるものであるかどうかの検証は今後の課題とした。
2の目標については、昨年度はC#とOpenCVを利用した脈波観測ソフトウェアによる数値データと、そのデータの処理を表計算ソフトウェアで、ピーク検出、再サンプリング、フーリエ変換する教材を開発した。表計算ソフトウェアを用いる処理は「再サンプリング、フーリエ変換」にかなり高度な数学知識を要する内容を含むため、これらの概念を説明して、処理を自動化することが可能なようにProcessingとOpenCVを用いて、処理の過程・到達点を示すソフトウェアを開発した。また、脈波の揺らぎと自律神経機能の関連を明らかにするため、2ms間隔での脈波検出装置を作成して、既存の自律神経機能評価装置（心電図計）と比較して検証をした。これにより、USBカメラからの脈波が生体情報としても意味を持つことである検証が可能な体制を整えた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
USBカメラを用いた拍動の可視化教材は、接触法では、脈波という形では駆動を「観察」し、データ処理をする教材がほぼ完成をした。さらに、USBカメラから得られる脈波が生体情報を反映する「実態のあるデータ」であることを検証するために、自律神経機能評価装置を作成し、検証体制を整えた。
非接触法での脈波観察教材は、断念した。申請時に脈波と思われる現象が観察ができた原因が、加速度センサの利用による調査で、頭部の目では見えないくらいの、わずかな動きが原因であろうことを確かめた点で進展があり、今後の研究テーマに動きを取り入れる知見が得られ、萌芽を見出した点で、否定的な断念ではないと判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
接触法による脈波検出教材はほぼ完成し、実践教育に供する。また、自律神経機能評価装置と同時計測を行い、自律神経機能評価の確からしさなどを評価する。
USBカメラによる脈波観測で、避けなければならないからだの動きを、非接触法の問題点を明らかにした加速度センサなどで得た知見を加え、発展させる。
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| Causes of Carryover |
26年度の非接触法による脈波検出における方法の模索時に、予定されたコンピュータの費用などが未執行であった。その未執行金の積み残しである。27年度はほぼ予定通りの執行状況である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度の未執行発生の原因となった現象の解明がほぼ終わり、慣性センサと併用することで、発展をさせる計画であり、それらに要する費用として使用予定である。
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Research Products
(7 results)
