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Establishment of original bioelectrical measurement method using seawater for divers and development its system

Research Project

Project/Area Number 20K12614
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
Research InstitutionHyogo Prefectural Institute of Technology

Principal Investigator

Takizawa Yukako  兵庫県立工業技術センター, その他部局等, 上席研究員 (20470255)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 才木 常正  兵庫県立工業技術センター, その他部局等, 上席研究員 (80470227)
有馬 正和  大阪公立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70264801)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords筋電図 / 心電図 / 安全監視 / 海水 / スキューバダイビング / 生体電気計測 / 導電率 / ダイバー / 呼吸 / 発声 / 瞬き / ダイビング / 生体計測
Outline of Research at the Start

ダイビングは日常の生活環境ではない水中での活動や作業となるため常に危険が伴う。こ
のため、潜水下におけるダイバーの健康や活動状態の常時監視の必要性が期待されている。そこで本研究では、海水全体を電極として利用することで、従来法のように生体に装着する電極数は2個ではなく、海水と隔離した独自の生体電極を1個のみで生体電気計測を行う簡便で画期的な手法を確立する。そして、この手法により、ダイバーのための多点生体電気計測システムを試作し、評価する。更に、本手法は人だけではなく、海水中の生物への適用についても検討する。

Outline of Final Research Achievements

Inspired by W. Einthoven's electrocardiogram (ECG) measurement by immersing hands and feet in a container of salt water, we proposed an original non-invasive bioelectrical measurement method by using seawater surrounding an entire organism as one huge electrode. In this study, we constructed a laboratory experiment system to demonstrate the proposed method, and established the measurement method for ECG and EMG (electromyogram) by using the system. Furthermore, by miniaturizing the system we constructed an advanced system that can used in field experiments, and successfully measured ECG and EMG when diving in actual sea.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

我々が提案した非侵襲の生体電気計測手法は、生体全体を包む海水を巨大な一つの電極として利用することで、各測定部には隔離電極1つのみを設置して生体電気信号を測定できる今までに類を見ない学術的価値を有する方法である。そして、本提案手法のこれら生体電極をスキューバダイビングのウェットスーツに実装することにより、陸上とは全く異なった海中での作業を行うダイバーの安全監視を心電図および筋電図を行うことが可能となる。このため、海で囲まれファンのみならず職業ダイバーも多い日本においては、社会的な意義も大きい。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Utterance and Breath Detection Using Acceleration Sensor in Underwater Breathing Equipment2021

    • Author(s)
      Saiki Tsunemasa、Araki Nozomu、Takizawa Yukako、Murai Koji、Arima Masakazu
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems

      Volume: 141 Issue: 3 Pages: 494-495

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.141.494

    • NAID

      130007993388

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • Year and Date
      2021-03-01
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A novel method for noninvasive bioelectric measurement utilizing conductivity of seawater2021

    • Author(s)
      Saiki Tsunemasa、Takizawa Yukako、Murai Koji、Okuno Ryuhei、Arima Masakazu
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-021-86295-y

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ダイバー潜水事故防止のための生体信号計測装置の製作・評価2023

    • Author(s)
      三崎大雅,中谷真太朗,才木常正,有馬正和
    • Organizer
      日本機械学会 中国四国学生会 第53回学生員卒業研究発表講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 海での遊泳中の生体電位計測装置の開発と実験2022

    • Author(s)
      中谷真太朗,岡本真宙,有馬 正和,才木常正
    • Organizer
      日本人間工学会第63回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ダイバー潜水事故防止のための生体信号計測2022

    • Author(s)
      岡本真宙,中谷真太郎, 才木常正, 有馬正和
    • Organizer
      日本機械学会 中国四国学生会 第52回学生員卒業研究発表講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 生体電気計測を利用した海中での遊泳監視2021

    • Author(s)
      瀧澤由佳子, 宮原一隆, 村井康二, 奥野竜平, 有馬正和, 才木常正
    • Organizer
      日本人間工学会第62回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ダイビングマスクに取り付けた加速度センサによる瞬目の検出2021

    • Author(s)
      才木常正,傍島浩史,有馬正和,荒木望
    • Organizer
      日本人間工学 関東支部大会第51回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ダイバーの安全を見守るヒューマン・モニタリングシステムの開発2020

    • Author(s)
      福造博,才木常正,瀧澤由佳子,有馬正和
    • Organizer
      2020年度日本人間工学会関西支部大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ダイビング・シュノーケルに実装した加速度センサによる発声検出2020

    • Author(s)
      瀧澤由佳子,荒木望,村井康二,有馬正和,才木常正
    • Organizer
      020年度一般社団法人日本人間工学会関東支部第50回大会 第26回卒業研究発表会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 水中生体計測装置、生体電極および生体計測方法2020

    • Inventor(s)
      有馬正和、才木常正、下岡由佳子
    • Industrial Property Rights Holder
      公立大学大阪、兵庫県
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2020
    • Acquisition Date
      2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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