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ダイバーのための海水を利用した独創的な生体電気計測手法の確立とシステム開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K12614
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関兵庫県立工業技術センター

研究代表者

瀧澤 由佳子  兵庫県立工業技術センター, その他部局等, 上席研究員 (20470255)

研究分担者 才木 常正  兵庫県立工業技術センター, その他部局等, 上席研究員 (80470227)
有馬 正和  大阪公立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70264801)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード筋電図 / 心電図 / 安全監視 / 海水 / スキューバダイビング / 生体電気計測 / 導電率 / ダイバー / 呼吸 / 発声 / 瞬き / ダイビング / 生体計測
研究開始時の研究の概要

ダイビングは日常の生活環境ではない水中での活動や作業となるため常に危険が伴う。こ
のため、潜水下におけるダイバーの健康や活動状態の常時監視の必要性が期待されている。そこで本研究では、海水全体を電極として利用することで、従来法のように生体に装着する電極数は2個ではなく、海水と隔離した独自の生体電極を1個のみで生体電気計測を行う簡便で画期的な手法を確立する。そして、この手法により、ダイバーのための多点生体電気計測システムを試作し、評価する。更に、本手法は人だけではなく、海水中の生物への適用についても検討する。

研究成果の概要

我々はW. Einthovenが塩水の入った容器に手と足を浸けて心電図を測定したことをヒントに,生体全体を包む海水を巨大な一つの電極として利用する独創的な非侵襲の生体電気計測手法を提案した。そして,本研究で本提案手法を実証するためのラボ実験用システムを構築し,これにより心電図と筋電図が計測手法を確立した。更に,このシステムを小型化することでフィールド実験で利用可能なシステムを構築し,これを用いて実海域でのダイビング時の心電図と筋電図計測に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々が提案した非侵襲の生体電気計測手法は、生体全体を包む海水を巨大な一つの電極として利用することで、各測定部には隔離電極1つのみを設置して生体電気信号を測定できる今までに類を見ない学術的価値を有する方法である。そして、本提案手法のこれら生体電極をスキューバダイビングのウェットスーツに実装することにより、陸上とは全く異なった海中での作業を行うダイバーの安全監視を心電図および筋電図を行うことが可能となる。このため、海で囲まれファンのみならず職業ダイバーも多い日本においては、社会的な意義も大きい。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 2021 2020

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 (7件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 呼吸器具に実装した加速度センサによる水中での発声と呼吸検出2021

    • 著者名/発表者名
      Saiki Tsunemasa、Araki Nozomu、Takizawa Yukako、Murai Koji、Arima Masakazu
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 141 号: 3 ページ: 494-495

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.141.494

    • NAID

      130007993388

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2021-03-01
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel method for noninvasive bioelectric measurement utilizing conductivity of seawater2021

    • 著者名/発表者名
      Saiki Tsunemasa、Takizawa Yukako、Murai Koji、Okuno Ryuhei、Arima Masakazu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-021-86295-y

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ダイバー潜水事故防止のための生体信号計測装置の製作・評価2023

    • 著者名/発表者名
      三崎大雅,中谷真太朗,才木常正,有馬正和
    • 学会等名
      日本機械学会 中国四国学生会 第53回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 海での遊泳中の生体電位計測装置の開発と実験2022

    • 著者名/発表者名
      中谷真太朗,岡本真宙,有馬 正和,才木常正
    • 学会等名
      日本人間工学会第63回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ダイバー潜水事故防止のための生体信号計測2022

    • 著者名/発表者名
      岡本真宙,中谷真太郎, 才木常正, 有馬正和
    • 学会等名
      日本機械学会 中国四国学生会 第52回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体電気計測を利用した海中での遊泳監視2021

    • 著者名/発表者名
      瀧澤由佳子, 宮原一隆, 村井康二, 奥野竜平, 有馬正和, 才木常正
    • 学会等名
      日本人間工学会第62回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ダイビングマスクに取り付けた加速度センサによる瞬目の検出2021

    • 著者名/発表者名
      才木常正,傍島浩史,有馬正和,荒木望
    • 学会等名
      日本人間工学 関東支部大会第51回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ダイバーの安全を見守るヒューマン・モニタリングシステムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      福造博,才木常正,瀧澤由佳子,有馬正和
    • 学会等名
      2020年度日本人間工学会関西支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ダイビング・シュノーケルに実装した加速度センサによる発声検出2020

    • 著者名/発表者名
      瀧澤由佳子,荒木望,村井康二,有馬正和,才木常正
    • 学会等名
      020年度一般社団法人日本人間工学会関東支部第50回大会 第26回卒業研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 水中生体計測装置、生体電極および生体計測方法2020

    • 発明者名
      有馬正和、才木常正、下岡由佳子
    • 権利者名
      公立大学大阪、兵庫県
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 取得年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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