簡易型呼吸数測定装置の開発と教育・健康分野への応用

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本研究は、良い呼吸で健康の保持増進や学習効果向上を図るため、新規な小型の非侵襲的な呼吸数検出装置を開発し、自らの呼吸方法を知り、呼吸を意識的にコントロールする方法を習得することを目的とした。呼吸数計測には小型の慣性センサーを用い、呼吸に伴う胸郭や腹部の膨張収縮を角速度および加速度の変化として検出・記録し、機械学習も用いて解析することにより呼吸数を計測することを計画した。また、腹式呼吸と胸式呼吸の検出についても計画をした。昨年度までにおいて、呼吸に伴う胸郭部の膨張収縮を”曲げ”に変換して呼吸数を計測する新たな測定方法を提案し、その有用性について検討した結果、本装置が既存の装置と比較しして体動に伴う測定エラーを減ずることが可能であることを報告した。しかしながら、本装置は多くのパーツより構成され、装着に慣れを必要とし、簡易的に呼吸数を測定することにおいて不利な点が認められるため、本来の目的であった慣性センサーを用いた測定方法について、再度検討を行うこととした。そのためには、呼吸測定のゴールドスタンダートとなる測定方法との比較実験が必要である。そこで、胸郭周りの伸びを電気的に検出する方法、および呼吸に伴う体表面の深度変化を深度カメラを用いて測定する方法と比較することを試みた。また、機械学習については、本研究と並行して遂行中の拭き取り動作を検出する実験により機械学習に関する手法の習熟を図った。上記の試みにより、慣性センサーを用いた呼吸検出について更なる検討を行っている。