異なる運動タイプを弁別可能なニオイセンシングシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号	22K11493
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59020:スポーツ科学関連
研究機関	室蘭工業大学
研究代表者	上村浩信室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (60204624)
研究期間 (年度)	2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス	交付 (2023年度)
配分額 *注記	2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円) 2025年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円) 2024年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円) 2023年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円) 2022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	ニオイセンシングシステム / 運動 / ニオイ / 呼気ガス
研究開始時の研究の概要	申請者は、これまで腎疾患患者と健常者を判別するニオイセンシングシステムを開発している。今回、その研究成果をさらに発展させ、運動時の呼気ガス情報による運動強度の推定手法とニオイセンシングシステムの開発を行う。これにより、健康管理・レーニングの現場にて、運動時の疲労・ストレスのレベルを簡易的に把握でき、競技者や成長期の児童などへの過度な運動量の設定を防ぐことが期待される。
研究実績の概要	申請者は、腎疾患患者と健常者の呼気中のニオイの研究を行っている。腎疾患者の呼気ガス中のアンモニア等の成分は非常に高く測定可能であるが、健常者の呼気ガス中のアンモニアの量が低いため測定することがあまりなされなかった。しかし、運動の種類・運動の強度により運動中にアンモニアが多く発現することが報告されている。また、長期間の疲労との関連性も報告されている。そこで、本研究は、異なる運動の前後におけるアンモニアを主としたニオイにおいて、運動の現場での測定を行うことができるニオイセンシングシステムの開発と測定法の確立を行う。研究初年度コロナウィルスの影響で測定装置の部品の調達ができなかったが、R5年度になりニオイセンシングシステムの部品がそろい測定できるようになった。呼気ガスの測定するガスセンサーを異なる2種類のセンサーに増やした。測定チャンネルが2チャンネルによる測定が行うようになり測定精度が高くなった。また、血液中のアンモニア濃度を測定する装置の測定ができるようになった。この測定に関して測定する時間等の問題点について解決する手がかりを得た。ニオイ測定装置の完成により運動中の呼気ガスの測定が可能になった。運動前と運動後の測定ができた。これらのデータより運動後の疲労現象についての知見が得られた。R6年は、このニオイセンシングシステムのさらなる改善と異なる運動についてのデータを数多く測定することを実施する。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 2: おおむね順調に進展している理由 R5年度になりニオイセンシング装置の部品がそろい測定できるようになった。呼気ガスの測定するガスセンサーを異なる2種類のセンサー：アンモニア・揮発性の高いガスセンサーに増やした。測定チャンネルを2チャンネルで行えることで　呼気ガスの解析がより精度が高くなった。血液中のアンモニア濃度を測定する装置の測定ができるようになった。呼気ガスと血液中のアンモニアの動態を瞬時に行えることができるようになったので　生体の疲労現象の手掛かりの知見を得られそうである。また、この測定に関して測定する時間等の問題点について解決する手がかりを得た。ニオイ測定装置の完成により運動中の呼気ガスの測定が可能になった。長時間の中等度運動において、運動前と比較して運動後のデータに変化が見られた。これらのデータから疲労現象の解明の手掛かりを得られそうである。
今後の研究の推進方策	呼気ガスの測定するガスセンサーを異なる2種類のセンサー：アンモニア・揮発性の高いガスセンサーに増やした。測定チャンネルを2チャンネルで行えることで　呼気ガスの解析の精度が高くなった。今後、生体が異なる運動により呼気ガスの成分が変化するのかについて測定を行う。生体に対する運動の強度については。心拍数等の測定で解明されているが、呼気ガスの成分、特にアンモニア等について明らかにされていないのでこの点に研究を行いたい。また、ニオイセンシングシステムの機能を向上させたい。