Development of ear-cuff type wearable device for monitoring the functions of blood pressure control

• Project/Area Number: 19H04156
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: Kato Yuichi 札幌医科大学, 医療人育成センター, 講師 (90363689)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000); Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2020: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2019: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
• Keywords: ウェアラブルデバイス / 血圧 / 圧反射 / 健康管理 / 在宅検査 / ウェアラブデバイス

Outline of Research at the Start

本研究は、独自の特許技術、(1)「イヤーカフ型ウェアラブルデバイス」により負担・行動制約なく測定される脈波信号から、(2) 「血圧を一定に調節する心臓・血管圧反射機能を測定する技術」を使った非侵襲モニタリングシステムを製作する。圧反射機能の低下はそのまま医学的な意味を持ち、様々な疾患につながる。この特徴を生かし、病院で実施される様々な自律神経機能検査を在宅で日常生活を送りながら外部評価できるシステムに仕上げる。これにより、圧反射が関わる高血圧による心血管疾患リスク、起立性低血圧に関わるリスク等を遠隔で評価し「見守る」システム構築への展開を目指す。

Outline of Final Research Achievements

I developed the ear-cuff typed wearable device for measuring waved normalized pulse volume (NPV) every-day. Newly fined tool, particularly, occupies the possibility that estimates the beat-by-beat diastolic blood pressure (DBP). I confirmed that waved NPV was correlated the DBP simultaneously measured when the participants change their posture. However, I cannot complete the Program that compensates NPV signals when some participants(18/23) vigorously move.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

心血管疾患のリスクファクターである血圧は、日常生活上で様々に変化しながら我々の生命を維持している。これを1日中測定するウェアラブルデバイスを開発し、血圧やその機能低下を在宅で継続的に測定すれば、様々なリスク管理が必要な在宅生活者を対象とした健康管理、神経性調節障がいのような機能障害の在宅検査、介護者の負担減、そしてビッグデータから疾患メカニズムの新たな発見に寄与できると期待される。

Research Products

• [Patent(Industrial Property Rights)] 生体測定装置 (2023)
  • Inventor(s): 加藤有一
  • Industrial Property Rights Holder: 加藤有一
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2023
  • Acquisition Date: 2023
• [Patent(Industrial Property Rights)] 圧反射性血管交感神経活動検出装置、圧反射性血管交感神経活動検出プログラムおよび圧反射性血管交感神経活動検出方法 (2022)
  • Inventor(s): 加藤有一
  • Industrial Property Rights Holder: 加藤有一
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2022
  • Acquisition Date: 2022