2018 Fiscal Year Annual Research Report

Advanced human thermophysiological model for evaluating health risks due to thermal environments

Research Project

Project/Area Number	16H04460
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	後藤伴延東北大学, 工学研究科, 准教授 (20386907)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	早瀬敏幸東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30135313) 西條芳文東北大学, 医工学研究科, 教授 (00292277) 長谷川兼一秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (50293494)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	建築環境・設備 / 温熱生理 / 人体シミュレーション / 体温 / 血圧 / 血流量 / 熱中症 / ヒートショック
Outline of Annual Research Achievements	1. 生理量測定実験：昨年度に引き続き，非定常状態における人体生理反応の解明および検証用のリファレンスデータ収集のため，熱的中立環境から低温環境へ移行する条件下と，仰臥位から立位へ移行する条件下での生理量測定実験を行った。昨年度と合わせて，それぞれの条件下で40回以上の実験を実施し，計9項目・最大20部位の生理量を測定した。低温環境へ移行する実験では，昨年度に得られた結果に加えて，低温曝露後に代謝量が約20%増加すること，低温曝露後20-30分経過しても皮膚温度が低下し続ける一方で，耳内温度がわずかに上昇することなどが確認された。姿勢変化の実験では，立位移行後における1拍あたりの心拍出量（stroke volume）の減少が，心拍数の増加によって補われ，単位時間当たりの心拍出量（cardiac output）はほぼ変化しないことなどが確認された。 2. 物理モデルの改良と検証：昨年度改良した熱回路網モデルを用いて，低温曝露時の体温変化の再現を試みた。その結果，部位別皮膚温の再現精度などに未だ改善の余地があることが明らかになった。また，昨年度の熱回路網モデルの改良に合わせて，循環系モデルに新たな血管を追加する改良を行った。この循環系モデルを用い，高温環境条件・低温環境条件・立位条件における血圧と血流量の再現を試みた。その結果，体温調節や血圧調節のために生じる生理反応をモデルに反映させることで，血圧や血流量をおおよそ再現可能なことを確認した。 3. 生理モデルの検討：血圧・血流量調節モデルに関する検討を行い，上記2で得られた知見に基づいて暫定的なモデルを構築した。
Research Progress Status	平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	平成30年度が最終年度であるため、記入しない。