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Use of skin temperature and heart rate for heat stroke risk assessment

Research Project

Project/Area Number 16K06626
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Architectural environment/Equipment
Research InstitutionKushiro National College of Technology

Principal Investigator

Kuwabara Kouhei  釧路工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (40374582)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 濱田 靖弘  北海道大学, 工学研究院, 教授 (40280846)
浅水 仁  釧路工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (40369905)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2018: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords熱中症 / ウェアラブル端末 / 心拍数 / 最大酸素摂取量 / 運動習慣 / 皮膚温 / アプリ / 疲労 / 作業強度 / 暑熱環境 / 建設現場 / 作業環境 / 平均皮膚温 / 直腸温度 / スマートフォン / アプリケーション / 建築環境・設備 / 人間生活環境
Outline of Final Research Achievements

We examined a method to evaluate a risk of heat stroke from skin temperature and heart rate (HR) obtained from wearable devices. First, a proportional relationship between wrist skin temperature and MST was observed from subject experiment. Next, a high correlation between the subjects' daily exercise time and VO2max was observed. We have concluded that VO2max can be estimated from exercise habits using wearable devices. We presented that a calculation formula of the time to reach the physical fatigue level (TPF) using relative work intensity (%VO2max) and HR. The ratio of actual work time to TPF was defined as the fatigue rate PPF, and we was able to show the rate until reaching the set fatigue level. Finally, we developed an application for smartphone to evaluate a risk of heat stroke.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

熱中症リスクを評価する方法として、既存のウェアラブル端末で実施可能な内容を検討できた。皮膚温を測定できる端末があれば、皮膚温と運動量、最大酸素摂取量から体内温を推定できるため、推定体内温とISO等の基準を用いて熱中症リスクを検知できる。また心拍数のみ測定可能な端末でも、心拍数と年齢から推定可能な疲弊率を提案し、リスク評価アプリを開発した。既存の端末で評価可能な指標を提案したことに社会的意義がある。

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Presentation (7 results)

  • [Presentation] 作業強度と作業時間を考慮した作業による疲労度の評価2020

    • Author(s)
      桒原浩平,濱田靖弘,窪田英樹
    • Organizer
      空気調和・衛生工学会北海道支部第54回学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ウェアラブル端末を利用した熱中症リスク評価に関する研究(第6報)高専生の運動習慣と最大酸素摂取量の関係2019

    • Author(s)
      桒原浩平,濱田靖弘,三島利紀,舘岡正樹
    • Organizer
      第43回人間-生活環境系シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ウェアラブル端末を利用した熱中症リスク評価に関する研究(第5報) 新体力テストによる高専生の運動習慣と最大酸素摂取量の関係及び経年変化2018

    • Author(s)
      桒原浩平,久保元人, 濱田靖弘, 三島利紀,舘岡正樹
    • Organizer
      第42回人間-生活環境系シンポジウム
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ウェアラブル端末を利用した熱中症リスク評価に関する研究(第4報)運動習慣と最大酸素摂取量の関係2018

    • Author(s)
      久保元人,桒原浩平,濱田靖弘,三島利紀,舘岡正樹
    • Organizer
      空気調和・衛生工学会北海道支部第52回学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ウェアラブル端末を利用した熱中症リスク評価に関する研究(第3報)任意の体力的疲労度に達する時間の心拍数に基づく推定2017

    • Author(s)
      桒原浩平,濱田靖弘,窪田英樹
    • Organizer
      平成29年度空気調和・衛生工学会大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ウェアラブル端末を利用した熱中症リスク評価に関する研究 第1報 部位体表温と全身平均体表温の関係2017

    • Author(s)
      柴田侑治,桒原浩平,濱田靖弘
    • Organizer
      空気調和・衛生工学会北海道支部第51回学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] ウェアラブル端末を利用した熱中症リスク評価に関する研究 第2報 心拍数による体力的疲労評価2017

    • Author(s)
      柴田侑治,桒原浩平,濱田靖弘,窪田英樹
    • Organizer
      空気調和・衛生工学会北海道支部第51回学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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