| 講演名 | 2022-03-04 近接心拍波形の相関に基づく信号品質推定による超音波ドプラ信号を用いた胎児心拍数推定の精度改善 新飯田 夏帆(慶大), 山本 幸平(慶大), 大槻 知明(慶大), 大和田 一成(アトムメディカル), 松井 裕(アトムメディカル), |
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| 抄録(和) | 胎児心拍数 (Fetal Heart Rate, FHR) は，胎児の健康状態を把握する上で重要な指標である．非侵襲型の FHR 推定手法として，超音波ドプラ信号 (Doppler Ultrasound Signal, DUS) を用いる手法が様々に検討されている．特に主流となっているのは，DUS の包絡線から自己相関関数を算出して FHR を推定する手法である．しかし，胎児の体動等により DUS は歪みやすく，信号品質が低い場合，FHR 推定精度は劣化しやすい．本稿では，DUS の近接する心拍波形間の相関に基づいて信号品質を推定し，低品質な信号区間を FHR 推定対象から除外することで FHR 推定精度を改善する手法を提案する．提案法では，はじめに DUS から算出したスペクトログラムを基に抽出した心拍信号に対して自己相関関数を算出し，FHRを推定する．そして，近接する心拍波形間の相関係数を算出することにより，相関が低くなる信号区間を検出して，FHR 推定対象から除外する．10 人の被験者から取得した DUS を用いた特性評価を通して，提案法が DUS の包絡線から自己相関関数を算出して FHR を推定する従来法よりも高い FHR 推定精度を達成することを確認した． |
| 抄録(英) | Fetal heart rate (FHR) can identify fetuses at risk, and it is essential to estimate FHR accurately. For non-invasive FHR estimation, the Doppler Ultrasound signal~(DUS)-based FHR estimation method has been investigated extensively. The mainstream of the DUS-based FHR estimation uses the autocorrelation function (ACF) of the envelope of DUS. However, the accuracy of FHR estimation tends to deteriorate when the signal quality is low. In this report, we propose a DUS-based FHR estimation method, which uses the ACF and assesses the signal quality based on the correlation between contiguous heartbeat waveforms. In the proposed method, we apply the ACF to the heartbeat signal extracted based on the spectrogram derived from the DUS. Next, we identify the heartbeat signal which has the low correlation coefficient and estimate FHR not using identified signals. Through the experiments, we confirmed that the proposed method archived higher accuracy of FHR estimation than the conventional method using the ACF of the envelope. As a result, our method improved the averaged absolute error (AAE) between the estimated and reference FHRs of the conventional method using the ACF of the envelope by 0.57 bpm at most. |
| キーワード(和) | 胎児心拍数 / 超音波ドプラ信号 / ヘルスケア / 心拍検出 |
| キーワード(英) | Fetal heart rate / Doppler Ultrasound signal / Healthcare / Heartbeat detection |
| 資料番号 | MICT2021-102 |
| 発行日 | 2022-02-25 (MICT) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MICT / EMCJ |
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| 開催期間 | 2022/3/4(から1日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | ヘルスケア・医療情報通信技術，生体，EMC，一般 |
| テーマ（英） | Healthcare and Medical Information Communication Technologies, EMC, etc |
| 委員長氏名（和） | 花田 英輔(佐賀大) / 西方 敦博(東工大) |
| 委員長氏名（英） | Eisuke Hanada(Saga Univ.) / Atsuhiro Nishikata(Tokyo Inst. of Tech.) |
| 副委員長氏名（和） | 田中 宏和(広島市大) / 安在 大祐(名工大) / 田島 公博(NTT-AT) |
| 副委員長氏名（英） | Hirokazu Tanaka(Hiroshima City Univ.) / Daisuke Anzai(Nagoya Inst. of Tech.) / Kimihiro Tajima(NTT-AT) |
| 幹事氏名（和） | 小林 匠(横浜国大) / 石田 開(神奈川県立産業技術総研) / 林 優一(奈良先端大) / 高橋 昌義(日立) |
| 幹事氏名（英） | Takumi Kobayashi(Yokohama National Univ.) / Kai Ishida(KISTEC) / Yuichi Hayashi(NAIST) / Masayoshi Takahashi(Hitachi) |
| 幹事補佐氏名（和） | 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) / 松島 清人(日立) / 志田 浩義(EMCテック) / 松嶋 徹(九工大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Takahiro Ito(Hiroshima City Univ) / Kento Takabayashi(Okayama Pref. Univ.) / Takuya Nishikawa(National Cerebral and Cardiovascular Center Hospital) / Kiyoto Matsushima(Hitachi) / Hiroyoshi Shida(EMC Tech.) / Toru Matsushima(Kyushu Inst. of Tech.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Healthcare and Medical Information Communication Technology / Technical Committee on Electromagnetic Compatibility |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 近接心拍波形の相関に基づく信号品質推定による超音波ドプラ信号を用いた胎児心拍数推定の精度改善 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Improving Accuracy of Doppler Ultrasound Signal-based Fetal Heart Rate Estimation by Signal Quality Assessment based on Correlation between Contiguous Heartbeat Waveforms |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 胎児心拍数 / Fetal heart rate |
| キーワード(2)（和/英） | 超音波ドプラ信号 / Doppler Ultrasound signal |
| キーワード(3)（和/英） | ヘルスケア / Healthcare |
| キーワード(4)（和/英） | 心拍検出 / Heartbeat detection |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 新飯田 夏帆 / Natsuho Niida |
| 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.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 大和田 一成 / Kazunari Owada |
| 第 4 著者 所属（和/英） | アトムメディカル株式会社(略称：アトムメディカル) Atom Medical Corporation(略称：Atom Medical Corp.) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 松井 裕 / Yutaka Matsui |
| 第 5 著者 所属（和/英） | アトムメディカル株式会社(略称：アトムメディカル) Atom Medical Corporation(略称：Atom Medical Corp.) |
| 発表年月日 | 2022-03-04 |
| 資料番号 | MICT2021-102 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | MICT-404 |
| ページ範囲 | pp.7-12(MICT), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2022-02-25 (MICT) |