Development of remote and home-based cardiac rehabilitation system by IoT (internet of things)

現在、市中病院で実施されている心臓リハビリテーションの運動処方は、設備、スタッフなど病院側の原因、病院への患者の送り迎えなど患者側の問題によって十分効果の期待できるプロトコールで実施されていない。一方、我々は、IoTを利用した「インターバル速歩」、「携帯型カロリー計」、「IoTシステム」の3つの特徴からなる遠隔型個別運動処方システムを開発し、10000人以上の中高年者に対して、5か月間の同トレーニングの体力向上・加齢性疾患の予防・治療効果を実証してきた。そこで、本研究では、携帯型カロリー計」に心電図モニター機能を搭載することでインターバル速歩中の患者の「安全を確保」し、IoTによる在宅・遠隔型心臓リハビリテーションシステムの開発とその効果の検証を行うことを目的とした。１）心電図モニター付き携帯型カロリー計の開発:　インターバル速歩中の歩行強度と心電図波形を同時に測定・記録する装置を開発した。歩行強度は、3軸の加速度計出力を50Hzで測定し、そこから運動エネルギーを算出し、高度計（気圧計）出力を1Hzに測定し、そこから位置エネルギーを算出し、それらの総和として求めた。一方、心電図波形は、異常心電図を診断できるように200Hzで測定した。歩行強度、心電図波形はMicro-SDに記録した。２）測定データの転送・解析用のアプリ開発：Micro-SD上の歩行強度、心電図波形、心拍数を無線でスマホに転送し、さらに、それをサーバーに転送するスマホアプリを開発した。そして、インターバル速歩中にゆっくり歩きから速足に移った際の運動強度の変化から、そのタイミングを決定し、それをゼロ時とし、その前後15秒間のそれぞれの測定パラメータをスマホ画面上に表示するプログラムを開発した。

現在、市中病院で実施されている心臓リハビリテーションの運動処方は、設備、スタッフなど病院側の原因、病院への患者の送り迎えなど患者側の問題によって十分効果の期待できるプロトコールで実施されていない。一方、我々は、IoTを利用した「インターバル速歩」、「携帯型カロリー計」、「IoTシステム」の3つの特徴からなる遠隔型個別運動処方システムを開発し、10000人以上の中高年者に対して、5か月間の同トレーニングの体力向上・加齢性疾患の予防・治療効果を実証してきた。そこで、本研究では、携帯型カロリー計」に心電図モニター機能を搭載することでインターバル速歩中の患者の「安全を確保」し、IoTによる在宅・遠隔型心臓リハビリテーションシステムの開発とその効果の検証を行うことを目的とした。１）心電図モニター付き携帯型カロリー計の開発:　インターバル速歩中の歩行強度と心電図波形を同時に測定・記録する装置を開発した。歩行強度は、3軸の加速度計出力を50Hzで測定し、そこから運動エネルギーを算出し、高度計（気圧計）出力を1Hzに測定し、そこから位置エネルギーを算出し、それらの総和として求めた。一方、心電図波形は、異常心電図を診断できるように200Hzで測定した。歩行強度、心電図波形はMicro-SDに記録した。２）測定データの転送・解析用のアプリ開発：Micro-SD上の歩行強度、心電図波形、心拍数を無線でスマホに転送し、さらに、それをサーバーに転送するスマホアプリを開発した。そして、インターバル速歩中にゆっくり歩きから速足に移った際の運動強度の変化から、そのタイミングを決定し、それをゼロ時とし、その前後15秒間のそれぞれの測定パラメータをスマホ画面上に表示するプログラムを開発した。