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2019 年度 実績報告書

高温熱環境労働者の体調管理に向けた各種生体情報イヤーモニターシステムの開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K13024
研究機関福岡工業大学

研究代表者

李 知炯  福岡工業大学, 情報工学部, 助教 (10735583)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード深部体温 / 外耳道温 / 超薄膜サーミスタ / イヤホン / 双熱流法
研究実績の概要

超薄膜型サーミスタセンサ(1 mm×1 mm,厚さ0.5 mm)を埋め込んだ試作イヤホンを用いて,外耳道の3つの部位で計測した温度(外耳道内の皮膚表面温と空間温及び耳周辺温)から深部体温を算出する理論式を立てて校正法を確立し,システムの小型化改良と共に精度検証の実験を行った.
深部体温を算出する理論式について: 理論式は,熱伝導という熱の物理的な原理を基にヒーターなどで加温しない校正方法である双熱流法を応用して立てた.特に,従来の双熱流法に考慮されていなかった異なる計測部位における生体内の熱伝導率の特性を反映させ,より高精度の深部体温が算出できるようにした.これらは,外耳道温が①鼓膜の内側より外側が周辺温に影響を受けやすく,②計測位置によっても差がある昨年度の研究結果を基にした本年度の実績である.
深部体温の精度検証の実験について: 精度検証のため,「in vitro」と「in vivo」の実験を並行させた.「in vitro」実験は,小さな円筒形黒体炉を用いて外耳道内環境の構築し,環境温を18~38℃に調節しながら試作したイヤホンを用いて3つの温度(円筒の表面温と空間温及び周辺温)の計測を行った.計測した温度を理論式に代入させて目標温(黒体温)を算出した結果,計測した黒体温との差が±0.035℃と小さかった.これらの結果は,試作イヤホンを用いて高精度の温度検出が可能であることが示されている.「in vivo」実験は,1名の被験者が試作したイヤホンを装着し,常温で外耳道の3つの部位の温度を50回計測した.計測した温度から深部体温を算出した結果,基準である耳式体温計を用いて計測した鼓膜温との差が,±0.194℃と小さかった.これらの結果から,試作したイヤホンを用いて計測した温度を新たな校正式に代入することで高精度の深部体温の算出が可能であると考えられる.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] 指輪型の非侵襲的連続血圧計測システム開発研究 -修正規準化脈波容積を用いたボリュームクランプ法における平均動脈血圧の決定法に関する予備検討-2020

    • 著者名/発表者名
      李知炯
    • 雑誌名

      福岡工業大学総合研究機構研究所所報

      巻: 2 ページ: 99-103

    • オープンアクセス
  • [学会発表] 外耳道内の温度差を用いた深部体温算出法について検討2020

    • 著者名/発表者名
      池尻晃基,石崎昭太,木原広夢,古賀穂香,李知炯
    • 学会等名
      日本生体医工学会 九州支部 学術講演会
  • [学会発表] 外耳道内の温度差を用いた双熱流法に基づく深部体温算出の校正方法の提案2020

    • 著者名/発表者名
      池尻晃基,石崎昭太,木原広夢,古賀穂香,李知炯
    • 学会等名
      日本生体医工学会
  • [学会発表] RGBカメラと赤外線カメラを搭載したストレスモニタリングシステムの有用性について基礎検討2020

    • 著者名/発表者名
      石崎昭太,柳龍哉,池尻晃基,木原広夢,古賀穂香,中野涼介,李知炯
    • 学会等名
      日本生体医工学会
  • [学会発表] サーミスタで計測した外耳道温を用いた深部体温算出のための校正について検討2019

    • 著者名/発表者名
      池尻晃基,木原広夢,石崎昭太,李知炯
    • 学会等名
      日本機械学会 シンポジウム:スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019
  • [学会発表] 日常生活中における血圧モニタリングを目指したマイクロブロアを用いた手袋型血圧計測システムの開発研究2019

    • 著者名/発表者名
      李知炯,福本悠斗,木原広夢,池尻晃基,石崎昭太
    • 学会等名
      日本機械学会 シンポジウム:スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019
  • [図書] 生体情報センシングと人の状態推定への応用2020

    • 著者名/発表者名
      李知炯
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      技術情報協会
  • [図書] ストレス・疲労のセンシングとその評価技術2019

    • 著者名/発表者名
      李知炯
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      技術情報協会

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公開日: 2021-01-27  

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