A Study of Neonatal Respiration and Heartbeat Measuring Method Using Doppler Sensor

多普勒传感器测量新生儿呼吸心跳方法的研究

• 批准号: 21K12717
• 负责人: 上林 真司
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Chukyo University
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12717/
• 关键词: 呼吸測定; 心拍測定; ドップラーセンサ; 新生児; テンプレートマッチング

3個のドップラーセンサを使い，同時に3箇所の呼吸・心拍を測定できるセンサを開発した。3個の測定データの測定品質を決定する指標として，測定信号と，テンプレート波形からの残差の電力費（STRR:Signal to Template Residual Ratio）を考案し，STRRに基く選択ダイバーシチ，合成ダイバーシチ測定法を提案した。また，Zhuらが提案する弦近似法を改良し，測定信号（I, Q信号）から，呼吸・心拍信号を抽出する弦射影法を開発した。更に，カットオフ周波数の異なるHPFを用い，STRRに基いて使用するフィルタを決定するフィルタダイバーシチを提案した。24人の成人に対して，提案法による呼吸・心拍測定実験を行った。ベッドの下に体幹に沿って3個のドップラーセンサを配置し（肩部，背中中央，腰部），仰臥，横臥，伏臥の状態の被験者の呼吸・心拍を測定した。また，左右の側面と頭頂にセンサを置いた場合についても測定実験を行った。実験の結果，心拍測定は，頭頂部での測定が最も精度が高いこと，ベッド下部の測定でも3個のセンサのダイバーシチ測定を行えば，被験者が安静な状態であれば，ほぼ全ての場合に，心拍間隔(RRI）の測定誤差は5%以下であり，RRIの時間変化も正確に測定できることを確認した。また，センサを被験者から10cm以下の距離に設置しているため，周囲の人の動き（外乱）の影響も少なく，被験者から30cm以上離れていれば，外乱の影響を受けないことを確認した。名古屋大学附属病院内のNICUにおいて，コット内に寝ている新生児の呼吸・心拍測定を行った。新生児では，成人に比べ，心拍に伴う体表の振動の振幅が小さいため，心拍の測定精度は落ち，RRIの時間変化を正確に測定することはできなかったが，RRIの10秒間平均値は，新生児の体動がないときには，測定誤差5%以下で測定できることを確認した。

3 of them are activated, and 3 of them are activated simultaneously. Three measurement parameters are used to determine the measurement quality. The measurement signal, the waveform and the residual power ratio (STRR) are considered. The STRR is based on the selection of parameters and the synthesis of parameters. The string approximation method is improved, and the measurement signal (I, Q signal) is extracted. In addition, the number of cycles is different from that of the STRR. 24 adult breathing and heart rate measurements The breathing and heartbeat of the person under the condition of supine, recumbent and recumbent were measured along the three positions (shoulder, middle back and waist). For example, if you want to test the position of the left and right sides, you can test the position of the right and left sides. As a result, the measurement accuracy of the heart beat measurement is high at the top of the head, high at the bottom of the head, high at the top of the head, high at the bottom of The distance between the victim and the target is less than 10cm, and the influence of the external disturbance is less than 30cm. The influence of the external disturbance is confirmed. The NICU of Nagoya University Hospital was established to measure the respiration and heartbeat of newborns. The amplitude of body surface vibration of newborn baby is smaller than that of adult baby, the measurement accuracy of heart beat is smaller than that of adult baby, the time variation of RRI is smaller than that of adult baby, the measurement error is smaller than 5%, and the average value of RRI is smaller than that of adult baby.

项目成果

ドップラーセンサを用いた呼吸・心拍測定における信号品質評価基準の一検討

使用多普勒传感器进行呼吸和心率测量的信号质量评估标准的研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 伊藤大輝，岩口侑斗，助田洸也，高橋拓也，中村崚雅，上林眞司

ドップラーセンサを用いた新生児の呼吸。心拍測定におけるDCオフセット除去方法に関する検討

使用多普勒传感器的新生儿呼吸。

• 发表时间: 2021
• 作者: 伊藤大輝，岩口侑斗，助田洸也，高橋拓也，中村崚雅，上林眞司;丹羽希輔，上林眞司，田中龍一，佐藤義朗
• 通讯作者: 丹羽希輔，上林眞司，田中龍一，佐藤義朗