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2022 年度 実績報告書

心電図検出用電極の最適化と次世代衣料型スマート装具の提案

研究課題

研究課題/領域番号 20K02343
研究機関信州大学

研究代表者

金井 博幸  信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (60362109)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードスマートテキスタイル / 生理的機能量計測 / 心電図 / 装具 / 動作適応型電極 / オーセチック構造 / 接触圧力
研究実績の概要

本研究では2つの技術的観点から研究テーマに取り組んでいる。1つ目は,(1)高い心電図信号の検出力を有し,身体への圧迫を抑制することで不快感を軽減できる衣服型心電図センサの開発である.2つ目は(2)既存の被服構成方法によらない電極構造を提案することである.
上記(1)について,R2年度に人体表面から心電図信号を効果的に取得できる電極配置を探索において有効なエビデンスとして,体表面電位図を取得することを考え,そのためのプロトコルの検討・構築を行った.R3年度は,構築したプロトコルに基づき,20代男性5名を用いて体表面電位図の計測を実施した.またこの結果に基づいて,電極の陽極または陰極の候補位置を同定した.R4年度は,電極を最適配置した胴部着用装具を試作し,様々な動作における心拍検出率の測定を行い,その性能を評価した。
上記(2)について,R2年度に光造形方式の3Dプリンタを導入し,人体動作によって発生する衣服の引張伸長に起因して電極が垂直方向,すなわち皮膚面方向に拡張する機構をもつAuxetic構造体を作製した.また,作製したAuxetic構造体を組み込んだ電極構造モデルを作製し,人体動作を過程した衣服伸長が生じた場合の条件下で,模擬皮膚に対して作用する力の大きさを把握するために,衣服圧計測を実施した.R3年度は,R2年度試作した電極構造を心電図モニタリングウェアに実装することを目標として,Auxetic構造体を薄型成形し,動的応答性を向上させる仕様を再考した.さらに,改良Auxetic構造体をベルト型装具に組み込み,腕部に装着できる装具を試作できた.R4年度は,R3年度に試作した装具を胸部用に改良し,それを着用した時のS(心電図成分)/N(動作によって混入するノイズ成分の割合を指標を用いてその性能を評価した.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 救急隊員の活動時の動作解析に基づく新たな活動服下衣の設計とその効果2022

    • 著者名/発表者名
      亀谷英杏,大住 晏陽,金井 博幸,若月 薫,森川 英明
    • 雑誌名

      日本感性工学会論文誌

      巻: 22 ページ: 31-38

    • DOI

      10.5057/jjske.TJSKE-D-22-00027

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 感覚計測をつかって着心地を数値化する技術2022

    • 著者名/発表者名
      金井博幸
    • 雑誌名

      日本試験機工業会誌

      巻: 62 ページ: 7-9

  • [学会発表] 腹巻型心電図モニタリングウェアにおける心拍検出精度向上を目標とした電極配置の最適化2022

    • 著者名/発表者名
      北澤将成,丸 弘樹,金井博幸
    • 学会等名
      日本繊維機械学会 第75回年次大会 研究発表論文集
  • [学会発表] 動的挙動下肢型ダミーを用いたスラックスの運動機能的着心地評価方法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      笹川 哲,櫻田真奈,丸 弘樹,金井博幸
    • 学会等名
      日本繊維機械学会 第75回年次大会 研究発表論文集
  • [学会発表] 下衣の動作快適性評価における筋骨格シミュレーションの応用2022

    • 著者名/発表者名
      堀場洋輔,長屋 衛,橋本多香美,櫻田真奈,金井博幸
    • 学会等名
      繊維学会予稿集2022
  • [学会発表] Design and Evaluation of Clothing Comfort for Men's Suit2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kanai
    • 学会等名
      The 16th Asian Textile Conference (ATC-16)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of garment motion comfort using clothing pressure measurement and musculoskeletal simulation2022

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Horiba
    • 学会等名
      The 16th Asian Textile Conference (ATC-16)
    • 国際学会
  • [学会発表] 救急隊員の活動時の動作解析に基づく新たな活動服下衣の設計とその効果2022

    • 著者名/発表者名
      亀谷英杏,大住晏陽,金井博幸,若月薫,森川英明
    • 学会等名
      第24回感性工学会年次大会
    • 国際学会
  • [学会発表] Suggestion for Division of Signal / Noise Component Detected by Wearable ECG Sensor2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Morimoto, Hiroki Maru, Hiroyuki Kanai
    • 学会等名
      49th Textile Research Symposium
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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