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飲酒運転撲滅のための光学的血中アルコール濃度計測法の実用化に向けた挑戦的開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K12884
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関福岡工業大学

研究代表者

山越 健弘  福岡工業大学, 情報工学部, 准教授 (70444205)

研究分担者 李 知炯  福岡工業大学, 情報工学部, 助教 (10735583)
松村 健太  富山大学, 大学院医学薬学研究部(医学), 特命助教 (30510383)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード光電容積脈波 / 飲酒負荷実験 / 血中アルコール濃度 / アルコール固有の吸収波長 / S/N比 / 生体光計測 / 多波長同時計測 / 飲酒運転撲滅
研究成果の概要

諸外国では飲酒運転防止装置の実用化が進み,呼気ガス式手法が一般的になってきたが,様々な問題点がある.そこで,光電容積脈波を利用し,血中成分の吸光特性から指尖部の入射光に対して散乱された光を検出する方法に着目した.しかし,アルコール固有の吸収帯域は水への吸収度が高い近赤外長波長帯域の905 nm,1185 nm,および1690 nmに存在し,人間の身体のほとんどが水分であり,検出される光が極めて微弱で,動作や外部環境に敏感でノイズが多く,これを如何に低減できるかの実験検討をまず行い,次いで人を対象とした飲酒負荷実験を行った結果,光電容積脈波にて血中アルコール濃度が予測可能であることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

光電容積脈波から血中アルコール濃度が計測できれば,従来のような呼気ガス方式の欠点(衛生的な面や頻回のメンテナンスの必要性など)を克服でき,簡便に飲酒運転を撲滅できる可能性がある.それにはアルコール固有の吸収波長帯域(905, 1185, 及び1690 nm)において,光電容積脈波を如何にS/N比を取得できるかが本質的な課題であり,二年間トライアンドエラーで光電容積脈波の精度向上に向けて実験的検討を行ってきた。その後,人を対象とした飲酒負荷予備実験を行い,血中アルコール濃度計測の可能性が示唆された。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Sensing blood alcohol concentration using photo-plethysmography2019

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Yamakoshi
    • 雑誌名

      Science Impact

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Side-scattered finger-Photoplethysmography: Experimental investigations towards practical noninvasive measurement of blood glucose2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Yamakoshi , Kenta Matsumura, Takehiro Yamakoshi, Jihyoung Lee, Peter Rolfe, Yuji Kato, Koichi Shimizu, Ken-ichi Yamakoshi
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Optics

      巻: 22 ページ: 067001-11

    • NAID

      120006335570

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Achieving finger photoplethysmogram reliability in the high NIR water absorption band via optimisation of applied pressure2019

    • 著者名/発表者名
      Atsuhiro Harada, Jihyoung Lee, Peter Rolfe, Shihori Kusaba, Shogo Kabashima, Masahiro Shibata, Takehiro Yamakoshi
    • 学会等名
      The 41th Annual International Conference of the IEEE Engineering Medicine and Biological Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高精度長波長光電容積脈波計測システム開発研究 ―指尖部における適切な圧迫圧力について基礎検討―2018

    • 著者名/発表者名
      原田敦広,西村拓真,李知炯,草場志帆里,福本悠斗,山越健弘
    • 学会等名
      2018年日本生体医工学会九州支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 受光センサの面積による緑光電容積脈波のSNRと振幅について検討2018

    • 著者名/発表者名
      草場志帆里,李知炯,福本悠斗,山越健弘
    • 学会等名
      2018年日本生体医工学会九州支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Towards optical measurement of blood alcohol concentration with higher accuracy: Comparison of signal-to-noise ratio for finger photo-plethysmogram with and without electromagnetic shielding2018

    • 著者名/発表者名
      Shogo Kabashima, Ippei Harada, Shihori Kusaba, Yuto Fukumot, Jihyoung Lee, Masahiro Shibata, Takehiro Yamakoshi
    • 学会等名
      The 40th Annual International Conference of the IEEE Engineering Medicine and Biological Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 飲酒運転撲滅向けた光学的血中アルコール濃度計測の高精度化 ―光電容積脈波計測時の電磁波による影響―2018

    • 著者名/発表者名
      樺島将吾,李知炯,原田一平,古賀穂香,橋本敦,藤本理美, 横出瑞己,山越健弘
    • 学会等名
      第57回日本生体医工学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A novel design of lateral incident radiation-type finger-photoplethysmography in the wavelength regions with blood glucose absorption2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Yamakoshi, Kenta Matsumura, Takehiro Yamakoshi, Jihyoung Lee, Kosuke Motoi, Masahiro Shibata, Peter Rolfe, Ken-ichi Yamakoshi
    • 学会等名
      World Congress on Physics and Biomedical Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A novel multichannel lazer photoplethysmogram for the detection of side-scatter light in a wavelength with glood glucose absorption2018

    • 著者名/発表者名
      World Congress on Physics and Biomedical Engineering
    • 学会等名
      The 38th Annual International Conference of the IEEE Engineering Medicine and Biological Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 飲酒運転撲滅向けた光学的血中アルコール濃度計測の高精度化 ―光電容積脈波計測時の電磁波による影響―2018

    • 著者名/発表者名
      樺島将吾,李知炯,原田一平,古賀穂香,橋本敦,藤本理美, 横出瑞己,山越健弘
    • 学会等名
      日本生体医工学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] A novel multichannel laser photoplethysmogram for the detection of side-scattered light in a wavelength with blood glucose absorption2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Yamakoshi, Kenta Matsumura, Takehiro Yamakoshi, Jihyoung Lee, Peter Rolfe, Kosuke Motoi, Masahiro Shibata, Yuji Kato, Kosuke Shimizu, Ken-ichi Yamakoshi
    • 学会等名
      The 38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Disney's Contemporary Resort, Lake Buena Vista (Orlando), Florida USA
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] ドライバ状態の検知・測定技術と運転支援・自動運転への応用2016

    • 著者名/発表者名
      山越健弘 他
    • 総ページ数
      484
    • 出版者
      倉敷印刷株式会社
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] Measuring blood constituents

    • URL

      http://www.fit.ac.jp/~yamakoshi/detail7.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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