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室内におい香り環境評価のための超高精度数値鼻

研究課題

研究課題/領域番号 22K18300
研究種目

挑戦的研究(開拓)

配分区分基金
審査区分 中区分23:建築学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

伊藤 一秀  九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (20329220)

研究分担者 久我 一喜  九州大学, 総合理工学研究院, 助教 (60905727)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2028-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
25,350千円 (直接経費: 19,500千円、間接経費: 5,850千円)
2027年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2026年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2024年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード数値鼻 / 計算流体力学 / 生理的薬物動態 / 知覚臭気強度 / 知覚空気質
研究開始時の研究の概要

嗅覚情報処理・数理モデル・流体解析を統合した全く新しいコンセプトの超高精度数値鼻を開発する.
特に,人間(ヒト)とビーグル犬(イヌ)の鼻腔詳細幾何形状と嗅粘液・嗅上皮・嗅覚受容体を数理的に再現した上で,ガス状臭気物質(低分子有機化合物)の鼻腔内輸送メカニズムを非定常流体解析と連成して高精度計算する手法を確立する.その上で,嗅上皮上の嗅粘液に対する低分子有機化合物吸着フラックスの時間変化と嗅覚受容体アクセス機構を数理的に記述する生理的薬物動態モデルを独自開発し,被験者実験データと統合することで,知覚臭気強度,容認度,知覚空気質を数値的に予測可能な数値鼻を開発する.

研究実績の概要

本研究では,被験者実験手法のみに依存している現状の臭い香り評価法に対し,室内空気環境設計段階(特に使用建材を選定した段階)で空間の臭い香り分布とその時間変化までを数値的に予測する超高精度数値鼻を開発する.研究2年目である2023年度は,研究計画に従って研究を推進し,以下の成果を得た.
(2-1)2022年度に作成した(嗅覚領域を詳細再現した)鼻腔モデルを統合した数値人体モデルに,(2022年度に作成した)アセトンの他,アセトアルデヒド,酢酸,アンモニアを対象とした粘膜上皮での生理的薬物動態(PBPK)モデルを開発しモデルパラメータを同定し,汎用CFDコードに実装した
(2-2)アセトンならびにアセトアルデヒドを対象としたOdour IntensityとAcceptabilityに関する被験者実験を実施し,in silicoモデルの解析結果を検証するための主観データを蓄積した.

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

当初の研究計画に従って着実に研究を推進している.生理的薬物動態モデルを複数の化学物質に拡張すると共に,知覚臭気強度をモデル化するために必須となる被験者実験の実施とデータ整理まで着実に進めることが出来た.

今後の研究の推進方策

当初計画に従って研究を推進することが出来ている.被験者実験も着実に実施することが出来たことから,数値モデルとの統合を進めることで研究成果を蓄積する計画である.

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 審査結果の所見   実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 豪州RMIT際額(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] デンマーク工科大学(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] In-silico decongested trial effects on the impaired breathing function of a bulldog suffering from severe brachycephalic obstructive airway syndrome2023

    • 著者名/発表者名
      Khoa Nguyen Dang、Phuong Nguyen Lu、Tani Kenji、Inthavong Kiao、Ito Kazuhide
    • 雑誌名

      Computer Methods and Programs in Biomedicine

      巻: 228 ページ: 107243-107243

    • DOI

      10.1016/j.cmpb.2022.107243

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Computational fluid-particle dynamics modeling of ultrafine to coarse particles deposition in the human respiratory system, down to the terminal bronchiole2023

    • 著者名/発表者名
      Khoa Nguyen Dang、Li Sixiao、Phuong Nguyen Lu、Kuga Kazuki、Yabuuchi Hidetake、Kan-O Keiko、Matsumoto Koichiro、Ito Kazuhide
    • 雑誌名

      Computer Methods and Programs in Biomedicine

      巻: 237 ページ: 107589-107589

    • DOI

      10.1016/j.cmpb.2023.107589

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A pilot numerical study of odorant transport to the olfactory region during sensory evaluations following ISO 16000-282023

    • 著者名/発表者名
      Kuga Kazuki、Hoshiyama Sara、Wargocki Pawel、Ito Kazuhide
    • 雑誌名

      Building and Environment

      巻: 245 ページ: 110868-110868

    • DOI

      10.1016/j.buildenv.2023.110868

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 室内におい香り環境評価のための数理モデル開発研究:数値気道モデルを用いた気相アセトン呼吸時における前鼻腔・後鼻腔性経路の輸送動態解析2022

    • 著者名/発表者名
      HOSHIYAMA Sara、KUGA Kazuki、YOSHIDA Shinji、ITO Kazuhide
    • 雑誌名

      日本建築学会環境系論文集

      巻: 87 号: 798 ページ: 541-549

    • DOI

      10.3130/aije.87.541

    • ISSN
      1348-0685, 1881-817X
    • 年月日
      2022-08-01
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Formation of Acetone concentration distribution around breathing zone and transport efficiency to olfactory epithelium cells2022

    • 著者名/発表者名
      Sara Hoshiyama, Kazuki Kuga, Kazuhide Ito
    • 学会等名
      COBEE 2022, Montiol, Canada, 2022,
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 九州大学 伊藤一秀研究室

    • URL

      http://www.phe-kyudai.jp

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-07-05   更新日: 2024-12-25  

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