| 講演名 | 2022-01-23 マルチビームドップラーセンサを用いたダイバーシチ効果に基づく心拍検出 北川 月子(慶大), 山本 幸平(慶大), 大槻 知明(慶大), |
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| 抄録(和) | 心拍は健康状態を把握する上で重要な生体信号の 1 つである． そのため，心拍検出は医療やヘルスケアの分野での応用が期待されている. 特に，非接触性という特徴からドップラーセンサを用いた心拍検出法が様々提案されており，その多くはシングルビームのドップラーセンサを用いている． しかし，シングルビームのドップラーセンサを用いる手法では，ビームの受信信号において心拍成分の SNR（Signal to Noise Ratio）が低い場合，心拍検出精度が劣化しやすい. 本稿では，マルチビームドップラーセンサを用いたダイバーシチ効果に基づく心拍検出法を提案する. 心拍に起因する胸壁変動は電波の反射部位ごとに異なるため，受信信号における心拍成分の SNR はビームごとに異なる. つまり，あるビームで心拍成分の SNR が低くても，その他のビーム方向では高い可能性がある. これを踏まえ，提案法では複数のビームの受信信号を用いることで，心拍成分の SNR の劣化に対して, よりロバストに心拍を検出する. 実験を通して，提案法がシングルビームのドップラーセンサを用いる場合と比較して高精度に心拍検出できることを確認した. |
| 抄録(英) | Heartbeat is one of the most important biological signals for understanding the state of health. Therefore, heartbeat detection is expected to be applied in the medical and health care fields. In particular, due to their non-contact feature, various heartbeat detection methods using a Doppler sensor have been proposed. Most of conventional methods have used a single beam Doppler sensor. However, the methods using a single-beam Doppler sensor have problems that when the SNR (Signal-to-Noise Ratio) of heartbeat components is low for the beam direction, the heartbeat detection accuracy is likely to degrade. In this report, for more accurate heartbeat detection, we propose a heartbeat detection method based on the diversity effect using a multibeam Doppler sensor. The SNR of the heartbeat component in the received signal is different for each beam, because the chest wall fluctuation caused by heartbeat differs from one reflection site to another. In other words, even if the SNR of the heartbeat component is low for one beam, the SNR could be high for the other beams. Based on this fact, the proposed method detects heartbeat with more robustness against the degradation of the SNR of the heartbeat component by using the received signals of multiple beams. Through the experiments, we confirmed that the proposed method using multibeam detected heartbeat more accurately than the method using single-beam. |
| キーワード(和) | ドップラーセンサ / 心拍間隔推定 / ヘルスケア / ダイバーシチ効果 |
| キーワード(英) | Doppler Sensor / RRI estimation / Health care / Diversity effect |
| 資料番号 | NLP2021-124,MICT2021-99,MBE2021-85 |
| 発行日 | 2022-01-14 (NLP, MICT, MBE) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NLP / MICT / MBE / NC |
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| 開催期間 | 2022/1/21(から3日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | NC, ME，MICT，NLP, 一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 高坂 拓司(中京大) / 花田 英輔(佐賀大) / 奥野 竜平(摂南大) / 大須 理英子(早大) |
| 委員長氏名（英） | Takuji Kosaka(Chukyo Univ.) / Eisuke Hanada(Saga Univ.) / Ryuhei Okuno(Setsunan Univ.) / Rieko Osu(Waseda Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 常田 明夫(熊本大) / 田中 宏和(広島市大) / 安在 大祐(名工大) / 堀 潤一(新潟大) / 山川 宏(東大) |
| 副委員長氏名（英） | Akio Tsuneda(Kumamoto Univ.) / Hirokazu Tanaka(Hiroshima City Univ.) / Daisuke Anzai(Nagoya Inst. of Tech.) / Junichi Hori(Niigata Univ.) / Hiroshi Yamakawa(Univ of Tokyo) |
| 幹事氏名（和） | 松下 春奈(香川大) / 吉岡 大三郎(崇城大) / 小林 匠(横浜国大) / 石田 開(神奈川県立産業技術総研) / 中村 英夫(大阪電気通信大) / 内部 英治(ATR) / 西田 知史(NICT) |
| 幹事氏名（英） | Haruna Matsushita(Kagawa Univ.) / Daizaburo Yoshioka(Sojo Univ.) / Takumi Kobayashi(Yokohama National Univ.) / Kai Ishida(KISTEC) / Hideo Nakamura(Osaka Electro-Communication Univ) / Eiji Uchibe(ATR) / Satoshi Nishida(NICT) |
| 幹事補佐氏名（和） | 加藤 秀行(大分大) / 横井 裕一(長崎大) / 伊藤 孝弘(広島市立大) / 高林 健人(岡山県立大) / 西川 拓也(国立循環器病研究センター) / 赤澤 淳(明治国際医療大学) / 湯田 恵美(東北大) / 我妻 伸彦(東邦大) / 栗川 知己(関西医科大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Hideyuki Kato(Oita Univ.) / Yuichi Yokoi(Nagasaki Univ.) / Takahiro Ito(Hiroshima City Univ) / Kento Takabayashi(Okayama Pref. Univ.) / Takuya Nishikawa(National Cerebral and Cardiovascular Center Hospital) / Jun Akazawa(Meiji Univ. of Integrative Medicine) / Emi Yuda(Tohoku Univ) / Nobuhiko Wagatsuma(Toho Univ.) / Tomoki Kurikawa(KMU) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Nonlinear Problems / Technical Committee on Healthcare and Medical Information Communication Technology / Technical Committee on ME and Bio Cybernetics / Technical Committee on Neurocomputing |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | マルチビームドップラーセンサを用いたダイバーシチ効果に基づく心拍検出 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Non-contact Heartbeat Detection based on Diversity Effect Using Multibeam Doppler Sensor |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | ドップラーセンサ / Doppler Sensor |
| キーワード(2)（和/英） | 心拍間隔推定 / RRI estimation |
| キーワード(3)（和/英） | ヘルスケア / Health care |
| キーワード(4)（和/英） | ダイバーシチ効果 / Diversity effect |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 北川 月子 / Tsukiko Kitagawa |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学(略称：慶大) Keio University(略称：Keio Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 山本 幸平 / Kohei Yamamoto |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学(略称：慶大) Keio University(略称：Keio Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 大槻 知明 / Tomoaki Ohtsuki |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学(略称：慶大) Keio University(略称：Keio Univ.) |
| 発表年月日 | 2022-01-23 |
| 資料番号 | NLP2021-124,MICT2021-99,MBE2021-85 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | NLP-335,MICT-336,MBE-337 |
| ページ範囲 | pp.248-253(NLP), pp.248-253(MICT), pp.248-253(MBE), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2022-01-14 (NLP, MICT, MBE) |