ベンチャー体験工房9 ​生​体​信​号​の​計​測​装​置​と​ア​ル​ゴ​リ​ズ​ム​の​開​発
様々な生体情報、例えば、体温、心拍、呼吸などを検出するため、色々な物理・化学原理に基づいて、異なる形式の生体情報を電気量に変換し、電気回路で増幅した後、A/D変換を行い、デジタル信号処理でノイズを除去したり、様々な信号特徴を求めたりする。
それから目的に合わせて、有用な生体情報を取り出し、身体の健康状態を評価する。本工房は生体信号検出用のセンサ試作から信号特徴検出のための処理アルゴリズムまでの一連のプロセスを通じて、生体情報の計測と収集出、信号処理とデータ解析、実用システム構築等を勉強する。

平成25年4月

4月11日
今期から新しくベンチャー体験工房に参加した学生のために、陳先生による「夢護」や今までこの研究室で行っていた研究の紹介をしました。どの生徒も真剣なまなざしで陳先生の話を聞き、授業の終わり頃に今後の研究に生かしたいと話していました。

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4月18日
病院に置かれていた心電、呼吸、脈拍や血圧を計測するベッドサイトモニタを実際に動かし体験してもらいました。受講者は計測のみならず、機器の設定を変更する等大変興味をもって受講していました。

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4月25日
前回に引き続き心電、呼吸、脈拍や血圧の計測をしました。今回は主に安静時と運動負荷前後にどのような変化が見られるかを検証しました。運動後の計測時には、階段の上り下り等により疲労している姿が見られました。

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平成25年5月

5月9日
ベッドサイトモニタとは違う標準12誘導心電図の計測方法について勉強しました。全員で1つの機器を扱ったのですが、前回までの計測と違い、電極を付ける位置が複雑だったため悪戦苦闘し、機器を使い始めるまでに多くの時間を費やしていました。

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5月16日
前回に引き続き心電図の記録を行いました。今回は保存したデータをパソコンに送り、Matlabを用いて心電図をグラフで表したりしました。学生は初めて扱うプログラムでしたので、先生やTAから教わりながら作業をしました。

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5月30日
今回も心電図の記録と観察を行いました。前回は安静時のみでしたが、今回は安静時と運動時とリカバリー後のデータを収集しました。来週からはそれらのデータをMatlabやC言語のプログラムを用いて解析していきます。

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平成25年6月

6月6日
始めに陳先生による心電図の見方や閾値法による、Q波の検出のプレゼンを聞き、解析についての勉強をしました。今回から本格的な解析に入りmatlabを使用して心電図の解析を始めたのですが、まだ慣れていないため心電図波形を表示する程度しか行えませんでした。

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6月13日
前回に引き続き心電図の解析を行いました。Q波検出のために最大値を検出するプログラムの作成に取り組みました。ほとんどの人がプログラミングの基礎を忘れていたようで、時間内に検出できず、次回に持ち越しになりました。

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6月20日
先週と同じく最大値の検出に取り組みました。全員プログラムを完成させQ波を検出することに成功しました。また今回は簡単な閾値法によるQ波の検出等も行いました。次回からはノイズのある心電図の解析を行っていきます。

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6月27日
今回は運動等によりノイズの混じった心電図の解析を行いました。ノイズにより波形が乱れ、前回作成したプログラムではうまく検出できない点(Q波、P波等)が見られました。今後はこのような波形に対しフィルタリングをしたり、プログラムを改善させたりしていきます。

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平成25年7月

7月4日
今回はフィルタを作成して、ノイズの混じった心電図の解析を行いました。ですがフィルタの作成に時間がかかり、ほとんどの生徒はフィルタの作成のみで解析まで進むことができませんでした。

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7月11日
前回同様に心電図のノイズ除去のためにフィルタの作成を行いました。生徒全員がフィルタを作成し終え、実際に心電図にフィルタリングをして精度を試しました。どの生徒も波形が改善されましたが、ピークの検出の際に検出位置がずれるといった問題が発生しました。

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7月18日
前期最後の授業でしたので、数名でチームを作り、プロジェクターを用いて、自分達で作成したプログラムの発表会を行いました。どのチームもフィルタリングによるノイズ除去やピークの検出が行われていて、それなりの成果を出していました。

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平成25年10月

10月3日
今期初のベンチャー体験工房でしたので、どのような成果を上げるかを先生と生徒で話合いました。今期は入浴の際の心拍の変動を観測する装置を完成させ、その変化を解析するアルゴリズムを作成していく事になりました。

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10月10日
第2回目は実際に工作室で鉄板に穴を空け、装置を作成していきました。まだ完成はしませんでしたが、足りない部品もわかり来週には部品も届くことになりました。来週はハンダ付けを行い、計測装置の完成を目指します。

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10月17日
前回に引き続き工作室で機材に穴を空けました。その後ハンダ付けを行い、装置をほぼ完成させました。来週装置のテストを行い、その後本格的な実験を行っていきます。

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10月24日
先週作成した装置をオシロスコープ等を用いて電圧の確認やアナログ信号の波形を確認しました。どちらも適切な値や波形を示しており、テストは問題なく終わりました。

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10月31日
来週以降の実験で必要なものの確認を行いました。また解析のためにPCのセッティングを行っている途中で時間がきてしまいました。今後はPCのセッティングを済ませ、実際にデータを取得していきます。

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平成25年11月

11月14日
計測に使用する装置の準備を行いました。ホースや水を吸い上げる機械を設置して水回りの環境を整えました。残りの時間で解析ソフトの準備を行いましたが、途中で時間になり翌週に持越しとなりました。

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11月21日
前回に引き続き解析用ソフトウェアの準備を行いました。PCの調子が悪く思うほど作業が進みませんでした。ですが、次の週には解析の準備が整い来月からは計測が始められそうです。

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11月28日
前回に引き続き解析ソフトウェアの準備を行いました。ソフトのダウンロードを完了させ、インストールを行いました。その他お風呂の水漏れを防ぐための作業を行いました。

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平成25年12月

12月5日
お風呂の防水性を向上させるために、栓まわりの補強を行いました。作業としては半分ほど終わり、再来週には水を実際に入れる等の実験が行えそうです。

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12月12日
先週に引き続き水回りの補強を行いました。今週は工作室でノコギリを使用し金属の板を加工しました。またソフトウェアのインストールも並行して行いました。

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12月19日
今週はお風呂に実際に水を入れてみました。目立った水漏れもなく、このまま実験が進められそうです。来週以降ではお湯を入れて実際にお風呂に入ってもらうことになりました。

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