講演情報
[B-19-22]経爪型PPGセンサを用いた静脈血栓症検出システムの評価
◎△櫻井 雪乃1、片浦 碧1、段 雨琪1、川島 凌太朗1、虎澤 昂太朗1、鈴木 章広1、Thianmontri Pattaramon1、福島 誉史1、清山 浩司2、田中 徹1 (1. 東北大学、2. 長崎総合科学大学)
キーワード：
PPG、VTE
本研究は、非医療現場における静脈血栓塞栓症（VTE）の日常的なスクリーニングの実現を目指し、足の親指の爪に装着する非侵襲な経爪型光電容積脈波（PPG）センサとリザバーコンピューティング（RC）を組み合わせたウェアラブル検出システムを提案し、その検出可能性を評価した。
VTEは主に下肢などの静脈内に血栓が形成されて血流が阻害される疾患であるが、医療機関外で効果的にスクリーニングする手法は未確立である。ふくらはぎへの装着を要する従来デバイスは装着感に課題があるため、本研究では装着性と信号品質に優れる経爪型PPGセンサに着目した。
提案システムは、足の親指から得られたPPG信号をマイクロコンピュータユニット（MCU）に入力し、計算コストが低くエッジデバイス適性の高いニューラルネットワークであるRCを用いて波形分類を行う。分類結果は端末に送信され、VTE発症リスクが提示される。センサモジュールは、フォトダイオード（PD）、PPG計測回路、およびLED駆動回路で構成される。
検証実験では、カフを用いて被験者のふくらはぎに圧力を印加し、VTEの鬱血状態を疑似的に再現した。この状態で足を上下運動させ、PPG波形を計測した。RCを用いた波形分類では、カフ圧0 mmHg（基準）、100 mmHg（軽度VTE）、150 mmHg（重度VTE）の3クラスを定義し、分類精度を評価した。
本結果から、正常状態と模擬VTE状態の波形分類が可能であることが確認された。これにより、提案する経爪型PPGセンサとRCを用いた検出システムが、非医療現場における継続的な血栓症リスクのスクリーニングにおいて極めて有効なアプローチになり得ることが実証された。
VTEは主に下肢などの静脈内に血栓が形成されて血流が阻害される疾患であるが、医療機関外で効果的にスクリーニングする手法は未確立である。ふくらはぎへの装着を要する従来デバイスは装着感に課題があるため、本研究では装着性と信号品質に優れる経爪型PPGセンサに着目した。
提案システムは、足の親指から得られたPPG信号をマイクロコンピュータユニット（MCU）に入力し、計算コストが低くエッジデバイス適性の高いニューラルネットワークであるRCを用いて波形分類を行う。分類結果は端末に送信され、VTE発症リスクが提示される。センサモジュールは、フォトダイオード（PD）、PPG計測回路、およびLED駆動回路で構成される。
検証実験では、カフを用いて被験者のふくらはぎに圧力を印加し、VTEの鬱血状態を疑似的に再現した。この状態で足を上下運動させ、PPG波形を計測した。RCを用いた波形分類では、カフ圧0 mmHg（基準）、100 mmHg（軽度VTE）、150 mmHg（重度VTE）の3クラスを定義し、分類精度を評価した。
本結果から、正常状態と模擬VTE状態の波形分類が可能であることが確認された。これにより、提案する経爪型PPGセンサとRCを用いた検出システムが、非医療現場における継続的な血栓症リスクのスクリーニングにおいて極めて有効なアプローチになり得ることが実証された。