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呼吸を正確に計測する呼吸計の創成

研究課題

研究課題/領域番号 18K13767
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21030:計測工学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2019)
神戸大学 (2018)

研究代表者

加納 伸也  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (20734198)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード呼吸 / 湿度センサ / ナノ粒子 / 呼吸計 / 呼吸数 / バイタルサイン / 呼吸センサ / ヘルステック
研究成果の概要

呼吸計の高速化・高感度化を目的として、呼吸検知に利用する湿度センサのインピーダンス分光解析を行った。恒温恒湿槽を用いて、各種湿度環境下において湿度センサのインピーダンス分光解析を進めた。ナノ粒子のサイズと塗布条件を調節して、湿度センサの応答時間を2秒とすることに成功した。市販の医療用酸素マスクにセンサチップ部とデータロガーを張り付けることで、ポータブルな呼吸計を試作した。この試作品を装着することで、対象者の安静/歩行/走行時の呼吸数計測が可能であることを示した。既存の呼吸計測装置との比較対照実験を行い、走行時の呼吸数を試作品で精度よく計測できることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、高速に応答する湿度センサの研究が盛んに行われている。今回の研究成果はこの分野への貢献をするものである。高速に応答する湿度センサが一般に普及することで、一般の社会へより精密な湿度コントロールを提供することが期待できる。また、呼吸計に関しては、今回の方式での呼吸計測法が普及すると、今まで呼吸計測が難しかった振動や体動がある場面での計測が行えることが期待できる。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Respiratory and Cardiac Signal From Accelerometer Gently Contacting on Torso2020

    • 著者名/発表者名
      Kano Shinya, Mekaru Harutaka
    • 雑誌名

      2020 IEEE International Symposium on Inertial Sensors and Systems (INERTIAL)

      巻: - ページ: 1-2

    • DOI

      10.1109/inertial48129.2020.9090066

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Respiratory rate on exercise measured by nanoparticle-based humidity sensor2019

    • 著者名/発表者名
      Kano Shinya、Yamamoto Akio、Ishikawa Akira、Fujii Minoru
    • 雑誌名

      2019 41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC)

      巻: - ページ: 3567-3570

    • DOI

      10.1109/embc.2019.8856875

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] All-Painting Process To Produce Respiration Sensor Using Humidity-Sensitive Nanoparticle Film and Graphite Trace2018

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kano、Minoru Fujii
    • 雑誌名

      ACS Sustainable Chemistry & Engineering

      巻: 6 号: 9 ページ: 12217-12223

    • DOI

      10.1021/acssuschemeng.8b02550

    • NAID

      120006523803

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Respiratory and Cardiac Signal from Accelerometer Gently Contacting on Torso2020

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kano and Harutaka Mekaru
    • 学会等名
      2020 IEEE International Symposium on Inertial Sensors and Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Respiratory rate on exercise measured by nanoparticle-based humidity sensor2019

    • 著者名/発表者名
      Kano Shinya、Yamamoto Akio、Ishikawa Akira、Fujii Minoru
    • 学会等名
      2019 41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水分を検出原理としたポータブル呼吸センサの開発2019

    • 著者名/発表者名
      加納 伸也, 山本 暁生, 石川 朗, 藤井 稔, 銘苅 春隆,
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ナノ粒子塗布に基づく柔軟な湿度計を用いた運動時の呼吸位相計測2019

    • 著者名/発表者名
      山本 暁生, 加納 伸也, 石川 朗
    • 学会等名
      第58回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 柔軟なナノ粒子湿度計を用いた運動時の呼吸位相計測の妥当性2019

    • 著者名/発表者名
      山本 暁生, 加納 伸也, 石川 朗
    • 学会等名
      第58回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 手書き作製したナノ粒子湿度センサによる呼吸数計測2019

    • 著者名/発表者名
      加納 伸也, 藤井 稔
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノ粒子湿度センサのインピーダンス分光解析2019

    • 著者名/発表者名
      土橋 侑弥, 加納 伸也, 藤井 稔
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノ粒子塗布薄膜を用いたフレキシブル湿度センサと呼吸数計測への応用2019

    • 著者名/発表者名
      加納 伸也
    • 学会等名
      フレキシブルセラミックスコーティング技術調査専門委員会研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Portable Respiration Sensor Using Nanoparticle Film for Monitoring Respiratory Condition2018

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kano, Minoru Fujii
    • 学会等名
      2018 MRS Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Solution-Processed All-Inorganic Silicon Nanocrystal Thin Film for Electronic Device Application2018

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kano, Minoru Fujii
    • 学会等名
      MNC 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノ粒子湿度センサを利用したウェアラブル呼吸計の開発2018

    • 著者名/発表者名
      加納 伸也
    • 学会等名
      第1回医工連携マッチング例会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノ粒子塗布膜を活用した高速応答湿度センサとその応用2018

    • 著者名/発表者名
      加納 伸也
    • 学会等名
      応用物理学会関西支部 平成30年度 第1回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 研究内容/研究成果

    • URL

      https://sites.google.com/view/shinyakano/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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