2020 Fiscal Year Annual Research Report

Blood pressure model for designing healthy bathing environment

Research Project

Project/Area Number	18H01595
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	鉾井修一京都大学, 工学研究科, 名誉教授 (80111938)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	伊庭千恵美京都大学, 工学研究科, 准教授 (10462342) 小椋大輔京都大学, 工学研究科, 教授 (60283868)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	入浴環境 / 高齢者 / 非一様環境 / 非定常環境 / 血流分布 / 放熱特性 / 人体温熱モデル / 心臓血管制御系
Outline of Annual Research Achievements	近年、高齢者を中心に浴室内での事故が多く発生している。その原因として主に、①周辺温熱環境の急激な変化による血圧変動、②入浴時の行為に伴う血流変化が挙げられている。従って安全な入浴には浴室周りの温熱環境の適切な設計とともに、入浴時の行動に伴う温熱生理応答を理解することが不可欠である。本研究では、入浴時の周辺温熱環境および身体活動考慮して人体生理応答を予測する生理量予測モデルの構築を目的とした。まず、入浴時の脱衣室－浴室－浴槽－脱衣室間の移動に伴う人体生理応答と周辺温熱環境および被験者の行動との関係を被験者実験により調べた。被験者実験では入浴に伴う生理応答（各部皮膚温度、深部温度、血流、血圧、心拍数など）とともに、心臓や静脈などの血管系の時間的な変化を超音波画像診断装置を用いて測定し、心拍出量の時間的変化の特徴を明らかにするとともに、頭部、下半身、上半身への血流を個別に測定することにより身体各部の血流分布を明らかにした。次に、得られた測定結果を基に入浴時における血圧や人体各部温度の変化を再現する生理量予測モデルの作成を行った。このモデルは、例えば冷たい浴槽に手が触れる状況、下半身のみが湯に浸かっている場合のような人体周辺環境の非一様性をも考慮して人体の皮膚表面温度や深部温度を予測すると同時に、心臓および血管などの循環系のメカニズムを考慮して血圧を予測する心臓血管制御モデルを統合したものである。提案するモデルを用いて入浴時の解析を行い、本モデルが測定結果を妥当な精度で予測できること、代謝量と心拍数変化を考慮すると一致は更に良くなることを示した。本研究で構築した人体温熱生理モデルの特徴・独自性は、非定常で姿勢変化を考慮できること、非一様な周辺環境を考慮できること、深部温度、皮膚温度などの温熱生理応答と血圧が相互に関係することを考慮できることである。
Research Progress Status	令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和2年度が最終年度であるため、記入しない。