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Fujitsu

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本技术介绍参考了以下链接
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2016年2月18日

通过智能家居的各个传感器早期发现患者隐藏的运动功能异常
从日常行为和症状的关系捕捉风险,辅助独立生活人群

株式会社富士通研究所(注1)(以下简称,富士通研究所)、Fujitsu Ireland Ltd.(注2)、与富士通株式会社(注3)(以下简称,富士通)开发了一种可以通过装载在居住空间(智能家居)和患者身上携带的传感器,早期发现对方隐藏的运动功能异常的技术。

开发背景

随着人口老龄化日益加剧,为了保证每个人能够安心、安全、舒适独立地生活,从2013年7月开始的3年时间,富士通研究所与爱尔兰的研究机构CASALA(注4)、INSIGHT@UCD(注5)进行了共同研究。共同研究以居住在智能家居的老年人和患者为对象,从人随身携带或装载在房屋中的传感器收集数据,将其可视化并进行分析。

研究还采纳了负责协助独立生活的职业医生的意见,目标开发出一种可通过ICT技术协助老年人与患者进行健康管理,辅助日常生活的系统。

目前在爱尔兰智能家居实施的研究项目中,为了通过ICT技术监控居住者的健康状况,辅助其独立生活,研究人员通过装载在居住环境中的约110种传感器和患者随身携带的传感器,收集日常生活数据(图1)。

图1
图1 收集日常生活中的传感数据

课题

过去,医疗工作者很难从传感器获得的大量数据中提取出与健康风险相关的有意义数据,例如功能异常等,同时很难判断每个人对应的状态。例如,步行数据包括步幅、蹒跚程度、强度等,可提取特征超过50种,并且这些特征因人而异,因此在日常生活中很难发现疾病征兆,包括由各种疾病与身体不适引起的运动功能障碍。

开发的技术

此次研发人员结合每个人的走路特征,从大量传感数据中提取“步行”、“开关门”等事件,开发出了可通过“同时或连续发生的事件”,检测出异常的技术。例如,患者步履蹒跚,边走边开关门时有失去平衡的倾向等(图2)。

开发的技术具有以下特点:

  1. 配合个人状态检测事件,将特征数字化

    通过使用环境传感器、身体动作传感器、生命体征传感器,连续提取起立、步行等人的日常动作(生物事件),并根据个人与病例,将不同特征数字化。

    例如,判断步行状态时,对于步行速度十分缓慢的人来说,装在腿上的传感器数值超过标准值时,需要将标准值调低。而步行速度正常的人如果调低标准值,会造成误测。为避免该情况,研发人员通过装载在居住环境中的传感器识别行为,并与生物事件信息相关联,开发出了可根据各人情况自动优化标准值的技术。

    举一个实例,在一定时间内,如果房间中两部装载在门上的开关传感器检测到了变化,就可以判断被检测人员穿过了两道门间的过道,并以此数据为标准设置检测步行时的标准值。

    通过日常生活调整符合个人特征的标准值,可以更准确地检测生物事件。通过该方法,无论患者是否患有腿疾,都可简单检测出患者的步行状况,提取超过50种的步行特征,包括步幅,蹒跚程度、步行强度等。还可对行动与健康状态特征变化进行定量比较。

  2. 提取事件间隐藏的关联性

    运动功能障碍的征兆,容易出现在连续或同时实施不同动作时。例如,开门时,包括开门的动作和保持身体平衡的动作,这时步伐较难控制,容易出现隐藏的异常。另外,从椅子上起立开始步行是两个连续的动作,因为行动发生了变化所以也容易出现异常。

    基于这些医学知识,研发人员根据大量提取的步行特征(生物事件)信息,与开关门等居住环境变化(环境事件)信息,开发出一种技术可提取两者的深层关系模型。通过反复提取各个患者的生物事件与环境事件的相关性,可以发现被医疗工作者忽视了的运动功能障碍产生的新现象。例如,该技术监测到患者起床后走路状态发生异常,便会指出可能的问题原因,如关节僵硬、起床导致血压变化等。

    图2
    图2 提取连续动作与同时发生动作
    图3
    图3 开发技术的应用

效果

本技术将人的日常行为和状态数字化,可检测出不同人隐藏的异常状况,潜伏在日常生活中的不同风险。例如,“步履蹒跚”的患者“起床”后,“走路”时有失去平衡的倾向等。

今后

富士通研究所、Fujitsu Ireland Ltd.、富士通目标在2017年将该技术投放市场。并通过在爱尔兰的实验项目继续在其它病例中进行验证,探讨除智能家居外其它领域的应用。

另外,将来计划通过该技术为家庭、公共设施等提供服务,将该技术用于识别个人风险行为以及辅助医疗工作者的工作等。


注释

注1 株式会社富士通研究所:
社长 佐相秀幸
总公司所在地 日本神奈川县川崎市
注2 Fujitsu Ireland Ltd.:
总公司所在地 Lakeshore Drive , Airside Business Park , Swords, County Dublin, Ireland, CEO Regina Moran
注3 富士通株式会社:
社长 田中达也
总公司所在地 日本东京都港区
注4 CASALA:
Centre for Effective Solutions for Ambient Living Awareness
在爱尔兰的敦刻尔克建立并运营用于实验的智能家居“Great Northern Haven”。该住宅具备完善的传感环境,由居住者提供协助,对各种设备、所提供服务进行实验,监测活动者行为等。
注5  INSIGHT@UCD:
Insight Centre for Data Analytics at University College Dublin
INSIGHT@UCD中的个人感知研究小组汇集了生命科学、临床科学、生物医学工程的专业知识,致力于推进传感器网络与互联健康领域的结合。研究工作基于高效且不显眼的传感功能以及数据共享、分析功能(为了实时正确地向治疗慢性疾病和恢复身体功能的相关人员提供信息),以互联生态系统为研究对象展开活动。