心拍の非接触センシング技術とノイズ対策、データ解析手法

第1部 小型マイクロ波レーダーによる心拍の計測技術

(2017年6月6日 10:30〜12:10)

　人体に触れずにバイタルサインを計測する技術の研究がにわかに活発になっている。例えば、レーダーを用いることにより、体表面上に生ずる呼吸と心拍に伴う微細な動きを捉える。このような非接触バイタルサイン計測の利点は、患者への負担が極力少なく、しかも無拘束・無意識などが挙げられる。 　本技術を活用し、「社会安全システム(感染症)」、「在宅ヘルスケア」分野に焦点を当て、革新的な医用機器の実用化研究・開発について紹介する。

1. 非接触生体計測技術の最新研究動向
   1. 光電式心拍センサー
   2. 画像センサーによる心拍計測
   3. 圧電センサーによる心拍計測
   4. 小型マイクロ波レーダーによる心拍計測
2. 小型マイクロ波レーダーによる心拍・呼吸計測の原理
   1. マイクロ波レーダーによる心拍・呼吸計測の歴史
   2. 呼吸運動のメカニズム
   3. 小型マイクロ波レーダーによる心拍・呼吸計測の原理
3. 小型マイクロ波レーダーによる心拍・呼吸計測の応用
   1. 感染症の疑いの患者の検出
   2. 心拍変動指標によるストレス状態を推定
4. 今後の展望
• 質疑応答

第2部 ドップラーセンサによるによる心拍の計測技術とノイズ対策、心拍抽出

(2017年6月6日 13:00〜14:40)

　心拍数とその変動は重要な生体情報であり、活動量推定やストレスモニタリングから心疾患の予兆検出までさまざまな応用が提案されています。しかし、従来のウェアラブルデバイスではセンサ部を直接皮膚に接触させる必要があり、ユーザビリティの低さが普及を阻む大きな課題となっていました。そのため、衣服の上から、あるいは体から離れた位置から心拍を計測する、非接触心拍計測技術が注目され研究が進められています。 　本講演では特にマイクロ波ドップラーセンサを用いた非接触計測技術に着目し、基礎と課題、技術動向、及び信号処理技術について解説します。

1. 心拍計測の基礎と応用
2. ウェアラブル生体センサの現状と課題
3. 非接触心拍計測技術の発展
4. マイクロ波ドップラーセンサを用いた非接触心拍計測
   1. マイクロ波ドップラーセンサの基礎
   2. 技術動向
   3. 非接触心拍計測における課題
5. ノイズ対策と心拍抽出技術
   1. 時間軸における解析
   2. 周波数軸における解析
   3. 心拍の抽出
6. 実測例
   1. 実験室における実測結果
   2. 走行中の車両内における実測結果
7. 将来展望
• 質疑応答

第3部 MIMOシステムを使用したバイタルサインの計測技術と検出精度向上化

(2017年6月6日 14:50〜16:30)

　本講座ではMIMOシステムを用いたマイクロ波バイタルサイン計測法について解説します。マイクロ波センシングの最大のメリットは非接触であることです。特に、MIMOシステムと呼ばれる複数アンテナを用いることによって、呼吸や心拍等のバイタルサインの検出感度を飛躍的に高めるだけではなく、生体の位置も推定することが可能になります。 　今回は実際にはハードウェアをどのように作れば良いのか?アルゴリズムはどうすれば良いのか?マイクロ波センシングで何をどこまでセンシングできるのか?などについて詳しく解説いたします。

1. マイクロ波センシングが求められる背景
   1. 見守り手法の現状
   2. マイクロ波を使用したバイタルサイン計測の研究動向と特徴
2. MIMOシステムの基礎
   1. 空間信号処理の基礎
   2. ハードウェア構成法
3. MIMOを用いたマイクロ波バイタルサインの計測
   1. MIMOチャネルの生体センシングへの活用
   2. 心拍や呼吸の検出
   3. 位置情報の検出法
   4. 最新の研究動向
4. まとめ
• 質疑応答