Photoplethysmography and electrode sensor array for recognition of vein and blood flow measurement

用于识别静脉和血流测量的光电体积描记法和电极传感器阵列

• 批准号: 21J15440
• 负责人: カン スイン
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J15440/
• 关键词: 血管可視化; 血流速度推定; インピーダンストモグラフィ; 血管外輸液漏れ検出; 多周波皮膚インピーダンス解析; 血管外漏出検出法; 光電式容積脈波記録法; ウェアラブル医療機器; 臨床意思決定支援システム; 小型ウェアラブルデバイス; フォトプレチスモグラフィ; 血管認識

本年度の研究の目的は、1)多周波皮膚インピーダンス解析と光電式信号類似度計算方式による血管の位置認識と血管の異常な血行動態の検出の可能性と信頼性を実証すること、2) 多周波皮膚インピーダンス解析と光電式信号類似度計算方式による血流速度推定技術の妥当性を探求し、検証すること、3)開発したセンサーシステムが人間の血管に静脈注射を挿入し、それによる血管の変化の観察と可視化の可能性を検証することである。昨年度の研究結果に基づいて、皮膚インピーダンス計測とトモグラフィ計算に基づいて多周波皮膚インピーダンストモグラフィ解析とフォトプレチスモグラフィ信号解析法を開発した。小型化可能な生体計測センサを用いたプレチスモグラフ（容積記録）のマッピング技術を開発した（カン、第61回日本生体医工学会大会、2022）。静脈位置認識とターゲット部位の静脈流速推定が安定的に可能であることを検証した（Kang, IEEE EMBC, 2023）。静脈異変検知へつながる、連続的、高周期、低遅延、非侵襲的で低拘束な静脈のモニタリングシステムを実現しました（カン、第62回日本生体医工学会大会、2023）。これらの研究を用いて健康な人を対象とした実験を行い、開発したシステムの安全性と信頼性を検討した（カン、第十回看護理工学会、2022）。本研究はインピーダンスセンサと光センサを利用して、目標静脈の探索とその静脈の血流量を計測することに成功したため、超音波機器などの現場で使用する静脈血流量計測器より自動的及び連続的に測定できる新しい方法として提案することが可能になったと考えている。また、この方法に基づいて静脈の異常検知の可能性を確認した。このような結果を基づいて、提案型システムで入院患者の静脈状態を把握し、末梢静脈カテーテルの有害事象による負担を軽減することが期待されると考えられる。

The objectives of this year's research are: 1) to identify the position of blood vessels, to detect the possibility and reliability of abnormal blood flow in blood vessels, and 2) to explore the appropriateness of blood flow velocity estimation techniques in multi-cycle skin analysis and photoelectric signal similarity calculation methods. 3) The possibility of detecting and visualizing the changes in blood vessels by intravenous injection in humans is demonstrated. Last year's research results showed that the basic analysis, skin color measurement, calculation, multi-frequency skin color measurement, analysis, signal analysis were developed. Development of miniaturization technology for biological measurement (volume recording)(Japan, 61st Congress of the Society of Biological Medicine, 2022) Venous position recognition and venous velocity estimation at the site of a vein are possible to verify (Kang, IEEE EMBC, 2023). Venous heterosis detection, continuous detection, high cycle, low latency, non-invasive detection, and low restriction of venous heterosis detection are realized (62nd Japan Society of Biological Medicine Conference, 2023). This study was conducted to examine the safety and reliability of health care systems (10th Nursing Institute, 2022). This study proposes a new method for measuring venous blood flow using ultrasonic machines and automatic and continuous venous blood flow measurement. This method is based on the identification of the possibility of abnormal detection in the vein. Based on these results, it is expected that the proposed system will be able to grasp the venous status of admitted patients and reduce the burden of harmful events in peripheral veins.

项目成果

Venous blood flow measurement using both electrical impedance tomography and photoplethysmography

使用电阻抗断层扫描和光电体积描记法测量静脉血流量

• 发表时间: 2021
• 作者: Toshinobu Nakajo;Shinpei Kusaka;Hiroaki Iguchi;Hiroshi Abe;Ryotaro matsuda;Kang S.I.;太田知彩;伊藤涼;林七虹，永塚晴奈，太田直希，後藤一成;吉本裕史;伊藤涼;Kang S.I.
• 通讯作者: Kang S.I.

Vessel recognition using multi-frequencies of skin impedance and signal similarity of photoplethysmography

利用多频率皮肤阻抗和光电体积描记法信号相似性进行血管识别

• 发表时间: 2021
• 作者: Toshinobu Nakajo;Shinpei Kusaka;Hiroaki Iguchi;Hiroshi Abe;Ryotaro matsuda;Kang S.I.
• 通讯作者: Kang S.I.

Multi-frequency impedance tomography for velocity estimation of vein blood flow

用于静脉血流速度估计的多频阻抗断层扫描

• 发表时间: 2022
• 作者: 南倉輔;本郷 峻;ゼウンス・ゼファック;トワ・オリヴィエ・ウィリアム・カムゲン;ラター・ヴェルニユイ;ジャック・マスシ;水野佳緒里;弘島由紀子;シャンプラン・ジェト=ロルドン;安岡宏和;太田知彩;伊藤涼;Kang S.I.
• 通讯作者: Kang S.I.

多周波インピーダンス・トモグラフィによる静脈血流の速度推定法

利用多频阻抗断层扫描估计静脉血流速度的方法

• 发表时间: 2022
• 作者: Nakajo Toshinobu;Kusaka Shinpei;Hiraoka Haruka;Nomura Kohei;Matsubara Noriaki;Baba Rintaro;Yoshida Yuki;Nakamoto Kosuke;Honma Masakazu;Iguchi Hiroaki;Uchihashi Takayuki;Abe Hiroshi;Matsuda Ryotaro;伊藤涼;Kang S.I.
• 通讯作者: Kang S.I.