成果報告書詳細
管理番号20110000001303
タイトル平成21年度〜平成23年度成果報告書 SBIR技術革新事業/生体情報対応 小型・軽量多目的受発信機に関する研究開発
公開日2011/7/30
報告書年度2009 - 2011
委託先名株式会社イノベンチャー・シー
プロジェクト番号P08015
部署名技術開発推進部
和文要約現在、生体情報の収集機能と無線通信機能を兼ね備えた小型軽量の装置は存在しない。そこで、株式会社イノベンチャー・シーでは、無線通信による通信通話とバイタルサインモニタリングを兼ね備えた「生体情報対応の小型・軽量多目的受発信機」を国立成育医療研究センターと共同開発している。当該技術に関する技術動向調査や当該技術の優位性、及び生体情報を取得し音声による通信機能を有するトランスデューサ技術の基本構成を検討して、イヤホンマイク型生体情報取得受発信機の実験機を作成し、動物実験で基礎データを取得する等の研究を行い、その研究を基礎に、軽量なトランスデューサとして本装置に適合するように改良を施した、小型・軽量イヤホン等を使い、トランスデューサ単体または付属機構を用いて、送話と受話が可能で、装着者の生体情報を検知し信号処理、信号多重化処理をし、音声通話とともに生体信号を転送できる多目的受発信機を具現化するための研究開発を行い、プロトタイプ等を試作し実用化にむけた評価を行なったことを報告する。全体を通して、実装モデルを以下の4フェイズに分けて装置を開発し(1)実装モデルの検討(2)生体情報取得実験(3)無線伝送技術の検討(4)無線伝送基礎データ取得実験(5)小型化検討(6)実用化評価を行った。1.小型化プロトタイプの実装と評価 2.第二次試作機の実装と評価 3.第三次試作機の実装と評価 4.実用試作機の実装と評価 (1)「生体情報取得トランスデューサ技術の実装モデルの検討」:生体情報取得と音声通話機能を有するトランスデューサ技術の実装モデルとしての技術検討、および、電子回路等を用いた装置実装 (2)「生体情報取得とトランスデューサの実装モデルによる生体情報データ取得実験」:実装モデル技術を用い、過酷な条件を含む生体情報の動物実験、被験者試験の実施、および、生体情報トランスデューサの検知性能、耐環境特性、装着感性など基礎データを取得 (3)「生体情報無線伝送技術の検討」:生体情報の無線伝送に必要な、アナログ信号処理技術、変調多重化技術、近距離無線技術の検討、および、電子回路等を用いて実装 (4)「生体情報の無線伝送技術に関する基礎データ取得実験」:生体情報の無線伝送にともなう、データ信頼性、伝達距離などの測定実験、および、無線伝送路における基礎データを取得 (5)「生体情報取得装置の小型化に関する検討」:生体情報取得技術の実装モデルに基づく、実用小型化に関する可能性の検討 (6)「生体情報対応 小型・軽量多目的受発信機」の実用化に関する評価:生体情報取得トランスデューサ技術および生体情報の無線伝送技術の実装装置による、生体情報取得実験、無線伝送試験等に基づく、実用性に関する評価を行った。原理検証に基づく試作品は完成したが実用化へは被験者実験を重ね閾値の評価等、および形状面からイヤーパットや耳かけ用具開発等の装着感向上、より小型・軽量化への電源等の開発課題があることを報告する。
英文要約Recently, the needs to collect biometric information have been increasing、where the realization of a light-weight and small-sized monitoring device should be one of the crucial issues. Through the project, we have developed a multipurpose communication device for vital sign monitoring jointly with the National Center for Child Health and Development. The prototype of the vital sign monitoring transducer was developed, where the lightweight earphones are equipped with the device. The developed device possesses biomedical signal processing capabilities, and the processed signals and voice as well are transmitted though the device. In this paper, we report the device prototyping and its evaluation results towards the practical use of the device. The paper consists of the following six parts. (1)"Implementation of vital sign monitoring transducer": The technical study was made to implement the transducer, which contains radio transmission capabilities both for vital sign and voice signals at the same time. Through the experiments, we have confirmed that the transmission was successfully performed. (2)"Study on vital sign signal acquisition by using the developed transducer": The vital sigh acquisition test was executed to obtain basic characteristics of the device, such as the device performance, environmental tolerance, attachment feel of the device, etc. For testing under the severe environmental conditions, the animal experiment was performed. (3)"Study on radio transmission of vital sign signals": The technical study was made to realize the radio transmission of vital sign signals, which includes technologies on analog signal processing, modulation/demodulation, multiplexing, short distance radio, etc.(4)"Experiment to acquire basic characteristics on radio transmission": A various kind of basic radio transmission characteristics have been obtained through the experiments, which include confidential intervals of received signals, transmission distance and other radio channel related items. (5)"Study on downsizing of vital sign monitoring device": The practical investigation was made to perform downsizing of the monitoring device. It can be achieved by adopting the modular functional structure. (6) "Evaluation on the practical use of the developed vital sign monitoring device": We have evaluated the developed device through the actual monitoring of vital signals such as the cardiac rate. We have confirmed that the 10m radio transmission distance was achieved by using the outside antenna architecture. As for the voice signal transmission, the function works well under the co-existence with vital signal transmission. The quality of transmitted data was confirmed through the violation of CRC (Cyclic Redundancy Check) code.
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