| 研究課題/領域番号 |
18K12148
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| 研究機関 | 東京都立産業技術高等専門学校 |
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研究代表者 |
吉村 拓巳 東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 教授 (30353262)
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| 研究分担者 |
田村 俊世 早稲田大学, 次世代ロボット研究機構, その他(招聘研究員) (10142259)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 深部体温 / 体温制御 / 脊髄損傷 / 双熱流法 |
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| 研究実績の概要 |
[中枢温を用いた体温制御アルゴリズムの検討] 体温制御のアルゴリズムを検証するため、冷却・加温デバイスを用いて温度調節可能な回路の検討を行った。また、深部体温の計測値から、脊髄損傷者の体温上昇を予測するシステムの検討を行った。これまで開発したセンサの値から、体温上昇を予測するアプリを開発し、脊髄損傷者を対象に計測実験を行った。計測の結果、深部体温の測定値のばらつきにより、予測する体温のばらつきも大きくなることが明らかとなった。これにより、深部体温センサの測定精度の向上が必要であることが明らかとなった。
[冷却・加温デバイスの開発] 冷却加温デバイスの開発では、ペルチェ素子と冷却水の熱交換の能力を上げる構造を検討した。開発しデバイスはシャツのように上半身に装着するタイプでペルチェ素子により循環する水が冷却加温可能な構造とした。冷却水の冷却能力を高めるため、ペルチェ素子と冷却水の熱交換を行う構造を再検討した。また、ペルチェ素子の排熱側の能力を上げるために、空冷構造の見直しを行った。これにより冷却水の冷却温度の向上が図られた。また、実際に生体に装着した際の冷却能力を算出するため、恒温水槽を用いた生体を模擬する装置を作成した。計測したデータから計算した結果、24.2Wの冷却能力があることが明らかとなった。
[深部体温センサの検討] 双熱流法による深部体温計測の精度検証を行うため、深部体温を模擬する装置を作成し、実際のセンサで外気温度などを変えた模擬実験のデータを解析した。市販の深部体温計測装置との比較では、外気温度の変化時においても、精度が高い事が明らかかとなった。検証実験の際に無線式センサは電波状態によりデータが取得できない問題点があったため、SDカードに保存可能なセンサの設計を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
[中枢温を用いた体温制御アルゴリズムの検討] 昨年度実験を行った結果から、体温予測を行うアプリの開発を行った。予測値の構築は行えた。実際の測定値のばらつきの影響が大きいことが明らかとなり、新たな検討課題が生じたが、ほぼ計画した内容は達成できた。
[冷却・加温デバイスの開発]昨年度問題であった冷却効率の向上を図り、具体的な冷却能力の計測を行うことができた。実際の被験者を対象とした検証が行えなかったが、最終年度に検証を行う予定である。
[深部体温センサの検討] 令和元年度には、精度検証と試作機の検証を行う予定であった。研究実績の概要でも示したように、おおむね予定通り進んでいると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
[中枢温を用いた体温制御アルゴリズムの検討]
昨年度、体温予測を行うアルゴリズムを実装したアプリの開発を行い、被験者を対象とした実験を行えたが、深部体温センサの測定温度のばらつきを抑える必要があることが分かったため、今後センサの改良と合わせて検討を行う。また、[冷却・加温デバイスの開発]の内容と合わせて被験者を対象とした実験を行い、制御アルゴリズムの検証を行う。
[冷却・加温デバイスの開発] 令和元年度に計画していた装置の組み込みまでができなかったため、最終年度に完成させ、被験者を対象とした実験を行う予定である。
[深部体温センサの検討] 精度検証については当初の予定の実験を行うことができたが、さらに外気温度による精度の検証や、センササイズを変えた場合の精度検証を行う必要など、新たな研究課題が生じた。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
令和元年度に予定していた国際学会発表に支出しなかったことと、今年度予定していた被験者の実験が一部実施できなったたため。また、実験装置の作成に必要な部品などの支出が当初予定していたほど必要でなかったため。
残額の使用計画としては、令和元年度に問題となった深部体温精度の測定値のばらつきの改良や最終実験に使用する装置のため部品の購入や、新たな評価装置の購入に充てる。
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