最先端のAI認証とセンシング技術を活用した褥瘡早期診断システムの開発

利用尖端人工智能认证和传感技术开发压疮早期诊断系统

基本信息

批准号：
21H03269
负责人：
喬炎
金额：
$ 6.57万
依托单位：
Nagano College of Nursing
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

褥瘡は難治性の皮膚傷害で、特に在宅において増加し、いかに在宅でも早期発見して早期治療につながるかが喫緊の課題である。本研究はハンディタイプの簡易な早期褥瘡の診断機器の開発を目指す。同時に無線通信手段やAI技術を活用して、在宅でも早期褥瘡の迅速、適確な診断システムの開発を４年間の計画で実施する予定である。初年度（令和３年度）において、試験用単体機からプロトタイプ機に改良され、機械構造と電子回路などのハードウェアを開発し、圧力の自動調節と圧力分解能、光強度の16段階調節、白色とUV光源照射の画像を別々にリアルタイムでの撮影し、画素数は500万以上、画像撮影と保存は5秒以内完成までに機能を改善した。これらの結果に基づいて、今年度（令和４年度）の実証用プロトタイプ機のハードウェアの最適化設計を行い、臨床試験用のハンドヘルドStand-alone装置の設計と開発を進んでいる。機器の開発に必要な圧力条件についての研究も完成し、その主な内容をまとめた論文も発表した。また、褥瘡動物モデルを用いて、われわれの考案した紫外線診断法のほか、Capillary refilling time test(CRTT)の活用も早期褥瘡の虚血が診断に意義高いこと（論文発表済み）と、虚血と出血の多循環障害に対する総合解析は早期褥瘡の正診率を突き止め、論文投稿の準備をしている。これらの成果を画像解析ソフトと人工知能（AI）自動診断技術の開発（他施設と他社との共同研究）を行い、早期褥瘡の特徴をUV画像とCRTTの結果から抽出するようにプロトタイプ機のハードとソフトの両方から工夫していた。同時にAI技術による自動診断の検証も進んでいる。AIの自動解析の研究の一部は論文として発表した。

褥疮是一种顽固性皮肤损伤，其数量正在不断增加，尤其是在家里，如何在家中尽早发现并提供早期治疗是一个紧迫的问题。这项研究旨在开发一种简单方便的早期压疮诊断装置。同时，一项为期四年的计划是利用无线通信方法和人工智能技术开发一种快速、准确地诊断家庭早期褥疮的系统。第一年（FY2021）从单一测试机改进为原型机，并开发了机械结构和电子电路等硬件，分别实时拍摄图像捕获和UV光源照射图像，像素数量超过500万，并且功能得到改进，可以在5秒内完成图像采集和存储。基于这些结果，我们正在优化今年演示原型机的硬件设计，并正在推进用于临床试验的手持式独立设备的设计和开发。设备开发所需压力条件的研究也已完成，并发表了一篇总结主要内容的论文。此外，除了我们利用压疮动物模型设计的紫外线诊断方法外，我们还证明了使用毛细血管充盈时间测试（CRTT）对于诊断早期压疮缺血具有重要意义（已发表论文）。对出血性多循环障碍的综合分析已确定压疮早期诊断的准确性，正在准备投稿。基于这些结果，我们开发了图像分析软件和人工智能（AI）自动诊断技术（与其他设施和其他公司联合研究），并开发了一台原型机，可以从 UV 图像和 CRTT 结果中提取早期褥疮的特征。致力于硬件和软件方面的工作。与此同时，利用AI技术进行自动诊断的验证也在取得进展。自动AI分析的部分研究以论文形式发表。