A Wearable Lifestyle Disease Prevention System Equipped with Bioenvironmental Information Measurement and Warming Functions

具有生物环境信息测量和加温功能的可穿戴生活方式疾病预防系统

基本信息

批准号：
21K12815
负责人：
水野裕志
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka Electro-Communication 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

项目摘要

本研究は、首元や足元で簡単に使用できるウェアラブルネック-レッグ型生活習慣病予防システムの開発を目的とする。生活環境並びにバイタル情報を融合させることで、体温変化による‘冷え’や動脈硬化の指標に基づく抹消血行障害の重症度を検出して、血流増加効果が期待される首元や足元を加温し、医療機関から適切なアドバイスが受けられるシステムを構築する。2022年度は、生活習慣病の発生に伴う‘冷え’や動脈硬化性に着目し、首元および足部表面温度を用いた深部温度の推定精度の向上、動脈硬化の指標である脈波伝播速度PWVを用いた血圧値の推定精度向上とスティフネスパラメータβ評価の可能性を検討した。さらに、試作デバイスによる長時間モニタリングを検証し、体温とPWVの変化から抹消血行障害による重症度の予兆検知方法を検討し、血流増加効果が期待される加温方法を考察した。2022年度の研究成果は以下の通りである。(1) 機械学習による予測深部温と足部末梢温との温度較差を連続的に測定できるウェアラブルシステムを試作した。温度較差の変化を1次モデルで解析することで、臨床実績のある重症度分類に基づく指標温度への到達時間を統計的に解析することで重症度の予兆検知方法を検討した。(2) 首元、手首ならびに足首にやさしく無拘束フィットできる光電脈波型ウェアラブルシステムを構成し、座位や臥位でも機械学習を用いて収縮期、拡張期血圧および平均血圧をPWVから連続的に高精度推定できるシステムを提案した。また、推定値からスティフネスパラメータβを数値計算し、臨床データと比較することで評価の可能性を試みた。さらに、首元だけで心電図データと脈波データを測定できるデバイスを試作し、脈波伝播時間PTTから精度良く収縮期血圧を推定できるシステムを構築した。屋内外問わず、連続的に運動時においても高精度で血圧測定できることを確認した。

这项研究旨在开发可穿戴的颈腿与生活方式相关的疾病预防系统，可在颈部和脚部轻松使用。通过结合生活环境和重要信息，我们将根据体温变化和动脉硬化，温暖颈部和脚部的指标，检测到周围循环系统疾病的严重程度，预计颈部和脚部会增加血液流动，并创建一个允许医疗机构获得适当建议的系统。 In 2022, we focused on the "coldness" and arteriosclerosis associated with the occurrence of lifestyle-related diseases, and examined the possibility of improving the accuracy of estimating deep temperatures using the surface temperature of the neck and feet, improving the accuracy of estimating blood pressure values using the pulse wave propagation velocity PWV, an indicator of arteriosclerosis, and evaluating stiffness parameters β.此外，还验证了使用原型设备进行长期监测，并研究了一种检测体温变化和PWV变化的外周循环疾病严重程度的方法，并考虑了一种预期增加血液流量的加热方法。 2022年的研究结果如下：（1）我们创建了一个原型可穿戴系统，该系统可以通过机器学习连续测量预测的深度温度与周围脚温度之间的温度差。通过使用一阶模型分析温度范围的变化，我们通过统计分析基于临床证明的严重程度分类来达到指数温度的时间来研究一种检测严重性标志的方法。（2）我们提出了一个系统，该系统构建了一个可以轻轻适应颈部，手腕和脚踝的光量波型可穿戴系统，并可以使用机器学习，即使在坐姿或坐姿中，也可以高度准确地估算PWV的收缩压，舒张压和平均血压。此外，我们试图通过数值计算估计值的刚度参数β并将其与临床数据进行比较来评估刚度参数β。此外，我们创建了一个原型设备，该设备只能从颈部测量心电图数据和脉搏波数据，并构建了一个可以准确地从脉冲波传播时间PTT中估算收缩压的系统。已经证实，即使在室内和室外连续运动期间，也可以高精度测量血压。