2023 Fiscal Year Final Research Report

Practical realization of human body simulation model for predicting body temperature, blood pressure and blood flow rate

Research Project

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Project/Area Number	20H02307
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 23020:Architectural environment and building equipment-related
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	Goto Tomonobu 東北大学, 工学研究科, 准教授 (20386907)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	高木理恵東北工業大学, ライフデザイン学部, 准教授 (30466536) 石田泰之東北大学, 工学研究科, 助教 (20789515)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords	熱環境 / 温熱生理 / 人体シミュレーション / 熱中症 / ヒートショック / 体温 / 血圧 / 血流量
Outline of Final Research Achievements	For the practical realization of the human body simulation model that predicts body temperature, blood pressure, and blood flow rate, we have worked on the following: Improving the computational stability of the cardiovascular model (fluid analysis) that predicts blood pressure and blood flow rate; Measuring physiological quantities under unsteady conditions and determining a basic model parameter set based on the measurement; Reviewing literature to individualize the model parameter set; Reviewing literature on the human body characteristics that function in heterogeneous thermal environments (local thermosensitivity and local effect) and establishing an experimental method to measure the local effect; Improving the simulation program for public use. Thus, we have improved the stability, reliability, and versatility of the human body model, and obtained fundamental knowledge for further improvements.
Free Research Field	建築環境工学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究で実施した実験によって得られた非定常環境下での生理量測定データは，これまでに類を見ない詳細かつ包括的なものであり，学術的に高い価値がある。また，このデータに基づき，非定常環境下における体温・血圧・血流量を適切に再現できる人体モデルが開発されたことは，人体シミュレーション研究において非常に大きな進歩である。加えて，基本形モデルパラメータセットの整備や個人特性に関する知見の整理などの取り組みは，人体シミュレーションによる熱的健康被害リスク評価を実現するために必要なステップとして重要な意義がある。