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更新履歴

2023.05.26 研究業績を更新しました。
2023.05.26 トピックスを更新しました。
2023.05.26 コラムを更新しました。

トピックス

2023年5月26日

■ 以下の論文が掲載されました．

Cough sound-based estimation of vital capacity via cough peak flow using artificial neural network analysis
Yasutaka Umayahara, Zu Soh, Akira Furui, Kiyokazu Sekikawa, Tsuyoshi Imura, Akira Otsuka and Toshio Tsuji
Scientific Reports, volume 12, Article number: 17649, doi:10.1038/s41598-023-35544-3, Published online: 25 May 2023. (SCI, IF=4.996)
URL: https://www.nature.com/articles/s41598-023-35544-3
PDF: https://www.nature.com/articles/s41598-023-35544-3.pdf

2023年5月19日

■ 以下のプロジェクトが採択されました．生体システム論研究室はMEグループを中心に，本研究室修了生の西川一男さん（マツダ株式会社技術研究所）とともに「スマート空調システム開発プロジェクト」に参加し，人の体温調節メカニズムと快適性に関する研究に取り組む予定です．

令和５年度地方大学・地域産業創生交付金交付対象事業（展開枠）「ひろしまものづくりデジタルイノベーション創出プログラム」（2023～2026年度）
参加機関：広島大学，県立広島大学，広島市立大学，マツダ(株)，中国経済連合会，広島県商工会議所連合会，(株)広島銀行
・広島大学デジタルものづくり教育研究センター
https://hudmerc.hiroshima-u.ac.jp/news/20230428160733673/
・内閣府
https://www.chisou.go.jp/sousei/about/daigaku_kouhukin/pdf/230401_saitaku.pdf
・広島県
https://www.pref.hiroshima.lg.jp/soshiki/247/monodeji.html

2023年5月12日

■ 以下の論文が掲載されました．これは乳児自発運動解析の研究で参加させていただいている千葉大学のコホート研究の紹介論文です．引き続き，島谷康司先生（県立広島大学），土居裕和先生（長岡技術科学大学）とともに共同研究を継続していく予定です．

Chiba study of mother and children’s health (C-MACH): Cohort study with omics analyses
Kenichi Sakurai, Hidenobu Miyaso, Akifumi Eguchi, Yoshiharu Matsuno, Midori Yamamoto, Emiko Todaka, Hideoki Fukuoka, Akira Hata, Chisato Mori,
On behalf of the Chiba study of Mother and Children’s Health group (Chisato Mori; Akira Hata; Emiko Todaka; Akihiro Sekine; Shinsuke Fujita; Naoki Shimojo; Kenichi Sakurai; Yoshiharu Matsuno; Masamichi Hanazato; Kaori Tachibana; Hiroko Nakaoka; Midori Yamamoto; Hidenobu Miyaso; Masae Otake; Norimichi Suzuki; Masahiro Watanabe; Hisao Osada; Satomi Shiga; Akiko Kawanami; Shunya Takase; Chie Koga; Hideoki Fukuoka; Kiminori Nakamura; Kazuyuki Shinohara; Masaki Kakeyama; Hirokazu Doi; Erika Sawano; Toshio Tsuji; Zu Soh; Koji Shimatani; Satoru Yamaguchi; Tsutomu Onodera; Takuhiro Yamada.)
BMJ Open, Volume 6, Issue 1, Article number e010531, doi:10.1136/bmjopen-2015-010531, 29 January 2016. (SCI, IF=3.007)
URL: https://bmjopen.bmj.com/content/6/1/e010531
PDF: https://bmjopen.bmj.com/content/bmjopen/6/1/e010531.full.pdf

■ 以下の委員に就任しました．

Toshio Tsuji
29th International Symposium on Artificial Life and Robotics, 9th International Symposium on BioComplexity, and 7th International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics, January 24-26, 2024, Beppu, JAPAN, International Organizing Committee, member

2023年4月28日

■ 以下の委員に就任しました．

2023 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (IEEE ICMA 2023), Harbin, Heilongjiang, China, August 6-9, 2023, Program committee, Member
(2023.4-2023.12)

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コラム

第691回【研究紹介】ヒトの肺活量を咳嗽音から推定した咳嗽時最大呼気流速 (cough peak flow)を用いて機械学習的に推定する

2023.05.26

広島大学生体システム論研究室では，博士課程修了生の馬屋原康高先生（広島都市学園大学健康科学部リハビリテーション学科教授）を中心に，咳嗽音の評価と応用に関する研究に取り組んできました．

Estimation of Cough Peak Flow Using Cough Sounds
Yasutaka Umayahara, Zu Soh, Kiyokazu Sekikawa, Toshihiro Kawae, Akira Otsuka, and Toshio Tsuji
Sensors 2018, Vol. 18, No. 7, 2381 (1-13) Published online 22 July 2018; DOI: 10.3390/s18072381. (SCI, IF=2.475)

A Mobile Cough Strength Evaluation Device Using Cough Sounds
Yasutaka Umayahara, Zu Soh, Kiyokazu Sekikawa, Toshihiro Kawae, Akira Otsuka, and Toshio Tsuji
Sensors, Vol. 18, Issue. 11, 3810 (pp. 1-13), DOI:10.3390/s18113810, November 2018. (SCI, IF=2.475)

Clinical Significance of Cough Peak Flow and Its Non-contact Measurement via Cough Sounds: A Narrative Review
Yasutaka Umayahara, Zu Soh, Kiyokazu Sekikawa, Toshihiro Kawae, Akira Otsuka, and Toshio Tsuji
Applied Sciences, 10(8), 2782, doi.org/10.3390/app10082782, 17 April 2020. (SCI, IF=2.217)

Ability to Cough Can Be Evaluated through Cough Sounds: An Experimental Investigation of Effects of Microphone Type on Accuracy
Yasutaka Umayahara, Zu Soh, Tomoko Ozaki, Takafumi Murakami, Akira Otsuka, and Toshio Tsuji
Proceedings of the 2017 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII), pp. 936-941, 2017.

咳嗽力評価の臨床的意義と今後の研究
馬屋原康高, 関川清一, 河江敏広, 曽智, 大塚彰, 辻敏夫
理学療法の臨床と研究, 第28号, pp.9-14, 2019.

咳嗽能力評価装置、咳嗽能力評価システム、咳嗽能力評価方法及びプログラム
日本国特許出願 2018-103992, 特開2019-005562, 特許第7134429号
馬屋原康高，曽智，大塚彰，辻敏夫
2018年5月30日出願, 2019年1月17日公開, 2022年9月2日登録

今回新たに，咳の音の大きさから肺活量を機械学習的に推定できることを見い出し，Scientific Reports誌に論文が掲載されました．

今後も馬屋原先生とともに本技術の社会実装を進め，臨床での研究成果につなげていければと思っています．ひきつづきよろしくお願いします．

<論文内容>
This study presents a novel approach for estimating vital capacity using cough sounds and proposes a neural network-based model that utilizes the reference vital capacity computed using the conventional lambda-mu-sigma method and the cough peak flow computed based on the cough sound pressure level as inputs. A total of 56 samples of cough sounds and vital capacities were collected from 31 young and 25 elderly participants. Model performance was evaluated using squared errors, and statistical tests including the Friedman and Holm tests were conducted to compare the squared errors of the different models. The proposed model achieved a significantly smaller squared error (p<0.001) than the other models. Subsequently, the proposed model and the cough sound-based estimation model were used to detect whether a participant’s vital capacity was lower than the typical lower limit. The proposed model demonstrated a significantly higher area under the receiver operating characteristic curve (0.831, p<0.001) than the other models. These results highlight the effectiveness of the proposed model for screening decreased vital capacity.

本研究では，咳嗽音を用いて肺活量を推定する新しいアプローチを提示し，従来のlambda-mu-sigma法を用いて計算した肺活量と咳音圧レベルを基に計算した咳嗽時最大呼気流速を入力とする機械学習モデルを提案した．若年群31名と高齢群25名から合計56サンプルの咳嗽音と肺活量を収集した．モデルの性能は自乗誤差で評価し，Friedman検定やHolm検定などの統計検定を行い，異なるモデルの自乗誤差を比較した．提案モデルは他のモデルよりも有意に小さな自乗誤差（p<0.001）を達成した．さらに提案モデルを用いて，参加者の肺活量が標準下限値より低いかどうかを検出した．提案モデルでは，他のモデルに比べてROC曲線から求めたAUC値が有意に高い（0.831, p<0.001）ことが示された．これらの結果は，肺活量の低下をスクリーニングする提案モデルの有効性を示している．

第690回発表評価アンケート2023

2023.05.19

生体システム論研究室では，毎週開催している全体ゼミで学部4年生と大学院博士課程前期学生が研究発表を行っています．

今年度もMicrosoft Teamsによるリモートで全体ゼミを開催しており，毎週金曜日に発表者がプレゼンテーションを行っている様子を研究室内のゼミ室からライブ配信しています．発表者はPowerPointで作成したスライドにより，研究目的，内容，進捗状況，結果，考察などを説明し，聴講者はMicrosoft Formsによりそのプレゼンテーションを評価します．

評価方法はアンケート形式で，Formsの評価項目は以下のとおりです．

1. 視聴覚・情報機器の使い方は効果的でしたか
2. 発表者の声，話し方は聞き取りやすかったですか
3. 理解すべき重要な箇所が強調されるなど，発表の説明はわかりやすかったですか
4. 発表に対する発表者の熱意を感じましたか
5. 研究内容は興味深いものでしたか
6. 前回の発表からの進展に満足しましたか
7. 総合的に判断して，この発表に満足しましたか
8. コメント（自由記述）

1～7の項目に対しては5点，4点，3点，2点，1点の5段階評価としていますので，最高点は35点，最低点は7点です．全体ゼミ終了後，全員のアンケート結果をFormsにより自動集計して，発表者を除く全評価者による評価合計点の平均点を計算し，これを各発表者の総合得点としています．また，総合得点35点を100%，7点を0%として得点率を算出しています．

オール4点が得点率75%ですので，得点率80％以上を優れた発表の目安としています．発表者には総合得点および得点率とともに，記入者名を削除したアンケート結果をフィードバックします．また発表内容をまとめた全体ゼミの議事録の中で，高得点を獲得した優秀発表者を学年ごとに表彰しています．

聴講者による発表評価アンケートを行う目的は大きく分けて以下の2点です．

(1) 発表者に聴講者の感想や意見をフィードバックし，発表内容，研究内容を改善するための手掛かりを与えること
(2) 聴講者に緊張感のある積極的な聴講を促すとともに，的確な質問やコメントを行うための能力を養うこと

全体ゼミでの発表と聴講は自分の力を高めるための絶好の機会であり，はじめは戸惑うと思いますが1年後には必ずその成果が表れます．
発表者は得点率80%以上の優秀発表を目指して，また聴講者は鋭く有意義なコメントができるよう，互いにリスペクトと思いやりの気持ちを忘れることなく真摯に取り組むとよいでしょう．

今年度も優秀発表者表彰を目指してがんばってください！！

第689回全体ゼミ議事録＆コラム2023

2023.05.12

生体システム論研究室では，前期／後期の授業期間中，研究室メンバー全員が参加可能なセミナー「全体ゼミ」を毎週行っており，その内容を「広島大学生体システム論研究室：議事録」としてメールマガジン形式で配信しています．

議事録の内容は，研究室のニュースやお知らせ，各研究会の今後の予定，研究発表者の発表内容まとめと質疑応答メモ，発表評価アンケート結果などです．また，議事録冒頭に記載した研究室ニュースや研究トピックスなどに関する話題は，研究室ホームページのコラムやトピックスにアップしています．
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news_list/column
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news_list/topics

全体ゼミ議事録やコラム，トピックスから，生体システム論研究室の現在の活動概要を知っていただくことができます．特にコラムは連載開始から今日で第689回となり，卒業生・修了生の中にもこのコラムを定期的にチェックしている人がたくさんいるようです．

過去のコラムから，参考になりそうないくつかの記事をピックアップしておきます．

■生体システム論研究室って？：
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/10624
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/10625

■サイバネティクスを超えて：
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/10740
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/10741

■論文投稿のすすめ：
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/10647
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/10648
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/10649

■魅力的な発表のためのチェックリスト：
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/10725

■英語論文の作成：
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/17024
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/17497

■インパクトファクター，被引用回数，h指数，g指数：
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/14596
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/14609
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/15203
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/15935

■博士学位への道：
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/15530
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/15541
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/15571
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/15966
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/15986

■広島大学大学院リサーチフェローシップ：
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/17240

2023年度も全体ゼミ議事録とコラムを通じて，さまざまな研究室情報を発信していければと思います．

第688回広島大学選抜助教

2023.04.28

広島大学では，2023年度から新たに「選抜助教」（特任助教，フルタイム）を新設しました．これは，博士課程後期修了後の若手研究者を雇用し育成するための制度で，若手研究者にとっては新たなキャリアパスの一つと考えることができます．

本研究室の博士課程後期修了生の許自強君が2023年4月1日付で，広島大学大学院先進理工系科学研究科電気システム制御プログラムに選抜助教として採用されました．任期は2年間で，任期終了時に広島大学育成助教等に応募することができます．
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/people/faculty-members/16103
https://www.ziqiangxu.com/

許先生，おめでとうございます！益々のご活躍を期待しています！