知覚衣服によるヘルスケア基盤技術の構築

使用感官服装构建医疗保健基础设施技术

• 批准号: 22K12924
• 负责人: 小山 勇也
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Chiba Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12924/
• 关键词: ウェアラブルセンサ; ヘテロコア光ファイバ; 生体情報; 衣服; 無意識・無拘束

本研究では、日常生活における継続的なモニタリングのために、着用者の呼吸・心拍・血圧といった生体情報を無意識・無拘束に検出する知覚衣服を実現し、実用システムへと拡張することを目指している。また、知覚衣服を用いた基盤技術がヘルスケア分野において有用であると実証する。初年度は光ファイバセンサによる呼吸・心拍・血圧といった生体情報の計測手法について取り組んだ。血圧計測について、ヘテロコア光ファイバセンサを身体上の2点(首、足首)に配置し、それらの箇所における脈動を同時に検出した。取得した脈波計測波形から求められる位相差(脈波伝搬時間)と、市販の血圧計により得た参照血圧値との関係を解析・評価した。回帰直線の関数を血圧推定式として用い、推定値の妥当性を検証した。その結果、ヘテロコア光ファイバセンサによって得られた脈波伝搬時間から血圧値を推定可能な事を示した。結果については論文公表に取り掛かっている。一方、知覚衣服を用いた呼吸・心拍計測について、衣服胸部にセンサ部を配置した場合は、被験者によっては体表における微弱な心拍が検出困難である事を確認した。LED光源をSLD光源に変えてセンサ感度の向上を試みたが、有用な結果は得られなかった。そのため、今後は拍動成分については衣服の手首や肘部分、呼吸成分のみを衣服胸部で検出する方式に切り替える。また、着用者の姿勢変化や体動によって衣服胸部のセンサにおける計測波形にアーティファクトが含まれ計測困難になる問題を解決するために、知覚布を胴体部分の前面・側面・背面に配置し同時計測を行った。計測波形にはFFTを施し周波数成分を得た。その結果、日常生活であり得る姿勢・動作中において呼吸波形が検出可能な事を確認した。結果については国際会議発表の準備中である。

这项研究旨在实现知觉服装，无意识，无限期地检测到佩戴者的呼吸，心跳和血压等生物学信息，以在日常生活中进行连续监测，并将其扩展到实用系统中。它还表明，使用感知服装的基本技术在医疗保健领域很有用。在第一年，我们研究了使用光纤传感器来测量呼吸，心跳和血压等生物学信息的方法。为了进行血压测量，将异核光纤传感器放在体内的两个点（颈部和脚踝）上，并同时检测到这些位置的脉动。分析并评估了从获得的脉搏波测量波形获得的相位差（脉冲波传播时间）之间的关系与使用市售的血压计获得的参考血压值获得。使用回归线作为血压估计方程的函数验证了估计值的有效性。结果，结果表明，血压值可以从异孔光纤传感器获得的脉搏波传播时间估算。结果现已发布。另一方面，当使用感知衣服测量呼吸和心率时，将传感器部分放在衣服的胸部时，确认有些受试者发现很难在身体表面检测到微弱的心跳。我们试图通过将LED光源更改为SLD光源来提高传感器敏感性，但没有获得有用的结果。因此，从现在开始，我们将切换到一种方法，在这种方法中，只有手腕，肘部和呼吸成分在衣服的胸部都被检测到。此外，为了解决以下问题：由于佩戴者的姿势变化和运动的变化，伪像的胸部胸部传感器中的测量波形包括在伪影中，通过将感知布放在躯干的正面，侧面和背面，同时进行测量。将FFT应用于测量的波形以获得频率分量。结果，可以证实在日常生活中可能常见的姿势和运动中可以检测到呼吸波形。结果目前正在为国际会议演讲做好准备。