紫外線個人曝露量測定システムの構築および紫外線至適量通知システムの開発
| Project/Area Number |
18K19758
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
衛藤 憲人 東海大学, 工学部, 准教授 (60365228)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西脇 祐司 東邦大学, 医学部, 教授 (40237764)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 紫外線 / 曝露評価 / 至適量 / 通知システム / ビタミンD / 個人曝露量 / wearable sensor / UV / UV至適量 / UV Dosimeter / 個人暴露量 / Smart Phone / 紫外線個人曝露量測定 / 血中ビタミンD / 紫外線至適量 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々が日常生活において曝露する紫外光（UV）の適切な皮膚への曝露は，ビタミンD生成を介し，くる病や骨粗鬆症の予防，免疫機能調整等の役割を担う一方，過剰な曝露は皮膚がん，白内障，翼状変等の様々な疾患を引き起こすことが報告されている．しかし，これら有益・有害の線引き，いわゆるUV至適量は未だ不明である．本研究はこのUV至適量推定に資するデバイスの開発およびUV至適量通知システムの構築を目的としている.
我々はUVと健康の関連を調査すべく, ヒト行動に伴うUVの個人曝露量測定システムを開発し, その精度・妥当性について発表してきた．同システムは任意の部位に装着したUVセンサによって部位別曝露量を高精度かつ比較的長時間（Sampling周波数: 1kHz，記録周波数: 1Hz，連続測定時間: 24時間）測定可能である．昨今の半導体不足，新型コロナの感染拡大により，実証実験規模は大幅に縮小した結果ではあるが，実Fieldにて数週間，問題なく動作することが確認できた．
一方，実証実験の結果，UVセンサ装着率（アドヒアランス）の低さの問題が露呈した．如何にセンサを小型化しようとも，装着に煩雑性を有する場合，アドヒアランスの低下は避けられない．そこで現在，人々が常時携帯するSmart Phoneを活用し，UVセンサの装着状況をreal-time監視し，装着を促すアプリケーションの開発を行っている．加えて，UVセンサ非装着におけるデータ欠落を補完するシステムを検討している．
同アプリケーションの実現は，過剰なUV曝露を避けつつ，必要量を摂取（曝露）する一次予防の一助となる可能性を有し，日本人の健康増進に大きな貢献を行うものと考える．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
本研究は, 任意の部位に装着したWireless UVセンサにて，個人UV曝露量をreal-time計測し, 血中VD量生成に必要なUV至適量をSmart Phoneにて通知するシステムの構築を目標としている．同システム実現に向け，3つの課題に取り組んできた．
1つ目は，これまで開発・設計してきたプロトタイプの実機製作・実証実験である．新型コロナの感染状況および半導体不足により大きく遅延したが．小規模ながら実証実験に取り掛かることができた．同検証により実フィールドでの問題ない動作・妥当性が得られたものの，2つ目の課題であるボランティア実験において問題点が露呈した．具体的には，UVセンサ装着率（アドヒアランス）の低さである．プロトタイプは十分に小さく設計されているものの，装着の煩雑性，装着忘れにより大きなアドヒアランスの低下が避けられない事実が明らかとなった．本問題に対し，UVセンサ装着状況をreal-timeに監視，装着を促すシステムの開発ならびにデータ欠落を補完する仕組みの検討が必要となった．同試みは次年度，集中的に実施する予定である．
3つ目の課題はUV至適量通知システムのソフトウェア開発であり，これまで得られた研究成果を基に，Smart Phone上にreal-timeでUV至適量を通知するシステムを目指した（ソフトウェア課題）．UVセンサアドヒアランスの低さの問題は存在するものの，センサ装着状態において，UV曝露量をSmart Phoneにreal-time通知するAplicationの開発・実証は実現できた．ただし新型コロナ感染状況等によりボランティア実験も小規模実施にとどまっている状況である．そのため，令和4年度研究完了の予定を変更し，次年度への延期申請を行った．次年度は，UVセンサアドヒアランス引き上げの検討並びにボランティア実験の拡充を進めていく予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の最大の目標であるヒトUV曝露量の至適量通知システム実現に向け，昨年に引き続き，ソフトウェア課題に取り組む予定である．これまでの研究により十分小型のUVセンサ実現に至ったものの，センササイズ如何によらず装着の煩雑性により装着率の低下・装着忘れが大きな問題であることが明らかとなった．一方で，日常生活に広く普及し，必要不可欠な存在となったSmart Phoneの装着率は極めて高いことが知られている．本研究は，このSmart Phone携帯率に着目し，UVセンサとSmart Phoneの連携を本年度の課題としている．具体的には，Smart PhoneにてUVセンサ装着状況を常時監視し，非装着・不適切な装着時はアラートを出すシステムを開発する予定である．同システムは疫学調査（UV曝露と健康調査）等におけるデータ信頼性の確保においても極めて有用であると考えられる．加えて，Smart Phone単体にて屋外滞在時間を推定することができれば，UVセンサ非装着におけるデータ欠落を補完できる可能性も存在する．これまで新型コロナの感染状況および半導体不足により大きく遅延していたが，これら課題は，研究室内で実現できることから比較的スムースに進行すると考える．
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Report
(5 results)
Research Products
(12 results)
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[Journal Article] Relationship between Indoor Daytime Light Exposure and Circadian Phase Response under Laboratory Free-Living Conditions2020
Author(s)
Michitaka Yoshimura, Shingo Kitamura, Norihito Eto, Akiko Hida, Ruri Katsunuma, Naoko Ayabe, Yuki Motomura, Yuji Nishiwaki, Kazuno Negishi, Kazuo Tsubota, Kazuo Mishima
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Journal Title
BIOLOGICAL RHYTHM RESEARCH
Volume: -
Issue: 5
Pages: 1-21
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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