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AI技術と波形解析による血液透析治療時の流路異常検知システムの開発

利用AI技术和波形分析开发血液透析治疗过程中的流路异常检测系统

基本信息

批准号：
21K10291
负责人：
小野淳一
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kawasaki University of Medical Welfare
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K10291/
关键词：
血液透析流路異常人工知能医療安全臨床工学流路異常検知

项目摘要

本研究課題の目的は,既存の透析装置で測定可能な透析回路圧力波形解析とAI技術を組み合わせることにより,透析治療中の実血流量,血液粘性度,回路抵抗値のリアルタイム推定を行い,抜針や回路閉塞等の流路異常を検知するシステムを開発することである。今年度の代表的な結果として、以下3点について実施した。１．透析回路内圧（動脈・静脈チャンバー内圧）平均値とローラーポンプ特性を用いた、フィルター流量（FF)、返血流量（Fv）推定法を考案し、その推定精度を検討した。この評価法を用いることにより、各流量の推定精度を評価したところ、新たにセンサを設置することなく、回路内圧から推定誤差10%以内で実血流量を推定可能であることを確認した。２．血流比（Flow Ratio＝FF/Fv）を用いた流路異常の検出法を考案し、透析治療中に発生する流路異常（抜針事故、回路内凝血）を従来法よりも迅速に検知できることを確認し、特許申請１件と学会発表を行った。共同研究者の立花は、上記流路異常検知法を実装したエッジコンピュータシステムの開発を進めている。今後、実際にこのエッジコンピュータシステムを用いて流路異常を検知すると透析装置が停止する機構を新たに作成し、Flow ratioを用いた流路異常を自動的に検知し安全状態を確保できるか検証を予定している。３，共同研究者の逸見は透析装置のモータ駆動音に着目し、事前に正常時と異常時のモータ駆動音のサンプル信号に基づいて透析中の駆動音との類似度を比較し、回路異常の検出を行う手法を考案した。今年度、駆動音信号スペクトル解析のパワースペクトル図を相互相関関数を用いて類似度を比較することで，検出精度の向上が可能であることを確認した。

The purpose of this research project is to measure the existing dialysis equipment, the dialysis circuit pressure waveform analysis and AI technology, and the combination of blood flow, blood viscosity, and circuit resistance during dialysis treatment. The flow path abnormality such as the flow path abnormality such as needle and circuit occlusion is presumed to be correct. The result of this year's representative is the following 3 points. 1. Dialysis circuit internal pressure (arterial and venous internal pressure) average value and とローラーポンプ characteristics いた、 The method for estimating flow rate (FF) and return blood flow (Fv) is based on the examination and accuracy of the estimation.この価法を用いることにより, Estimated accuracy of each flow rate を竞技価したところ, 新たにセンサを settingすIt is possible to estimate blood flow within 10% of the estimated error of internal circuit pressure and confirm it. 2． Flow Ratio＝FF/Fv) Use the method to detect abnormalities in the flow path and detect abnormalities in the flow path during dialysis treatment (needle) Accidents, intracircuit coagulation), the method is quickly confirmed, the patent application is confirmed, and the license application is completed. The co-researchers are Tachibana Tachibana and the above-mentioned flow path abnormality 検知法を実装したエッジコンピュータシステムの开発を入めている. From now on, we will stop the dialysis device due to flow path abnormality, stop the dialysis device, and create a new flow path. The ratio is used to detect flow path abnormalities and automatically detect safety status and ensure the safety status. 3. The co-researcher’s analysis of the dialysis device and the normal and abnormal conditions beforehand The サンプル signal is based on the dialysis sound and the similarity is compared, and the circuit abnormality is performed and the method is tested. This year, the sound signal signal analysis and correlation calculations are used The degree of similarity is compared and the accuracy is improved, and the accuracy is confirmed.