2019 Fiscal Year Research-status Report
A Wearable Cervical Cooling System with Vital Monitoring for Prevention of the Heat Stroke
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17K18305
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| Research Institution | Osaka Electro-Communication University |
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Principal Investigator |
水野 裕志 大阪電気通信大学, 医療福祉工学部, 特任講師 (30591234)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ウェアラブル / 熱中症予防 / 頸部 / 体温 / 脈波 / 環境情報 / WBGT / 冷却機能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，首元で簡単に使用できる完全ウェアラブル型熱中症予防システムの開発を目的とする。バイタル情報並びに環境情報を融合させることで，暑さ指数に基づく熱中症の重症度を検出し，頸動脈の冷却を行い，医療機関から適切なアドバイスが受けられるシステムを構築する。2019年度は，厚生労働省が推奨する熱中症予防の条件を参考に，熱中症の危険兆候を確認できるシステムへの改良を検討した。2019年度の研究成果は以下の通りである。
(1)試作した熱中症予防デバイスで測定できる身体周辺の環境温度から，熱中症予防の指標に推奨されている暑さ指数WBGT(Wet Bulb Globe Temperature)[℃]を予測するシステムを提案した。提案方法と検証結果として、環境省が1時間毎に更新している気温[℃]を入力変数とし、出力変数をWBGT[℃]とした場合の単回帰分析による定式化を用いると0.5℃以内の精度でWBGTを予測できることを確認した。
(2)労働や運動作業の休憩時における熱中症の発症もしくは死亡する事例が多く報告されていることから，運動後の休憩を想定して熱中症予防デバイスの有効性について検証した。結果として体温，脈波，環境情報およびWBGT推定値で熱中症の危険性を可視化できることを確認し，WBGT[℃]による危険度および脈拍増加頸などによるセンサーデータから頸部を冷却する制御方法について考察した。
(3)これまで提案してきた熱中症診断にも活用できる血圧推定の手法について，測定方法を見直すことで精度向上を達成できた。脈波センサで測定できる脈波伝播時間から脈波伝搬速度を算出し，脈波振幅から平均血圧，拡張期および収縮期血圧を推定できる提案手法では，カフレス血圧計のIEEE標準規格の要求基準である実績値の平均絶対誤差7 mmHg以下を到達できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
熱中症予防の指標となるWBGTの予測方法を提案し，当初予定していた通り労働や運動を想定した屋外での日常生活下データの収集・検証でき，各種センサーデータから総合的に頸部を冷却する制御方法について考察した。しかしながら，気温湿度などの条件が整っている環境での実験が不足しているため，遅れの理由の一つであると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度は，まず，屋外において熱中症が発症しやすい時期でのセンサ情報を収集し、体温や脈波の変動から冷却時間を検証する。体温による温度差発電については，システム全体の駆動電圧の確保に課題があるため，異なる発電手法も同時に実験する。最後に，一貫したシステムで収集したデータを医療機関に開示し，医療スタッフから適切なアドバイスが受けられるシステムを検討する。
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| Causes of Carryover |
2019年度は，熱中症予防の指標となるWBGTの予測方法を提案し，屋外での日常生活下データの収集・検証結果より各種センサーデータから総合的に頸部を冷却する制御方法について考察してきた。これらの検証には，これまでの試作してきたデバイスや計測装置・機材を用いて進めてきた。このように新たな物品等を購入していないのが，次年度使用額が生じた理由の一つである。
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