| 研究課題/領域番号 |
26750235
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| 研究機関 | 長崎総合科学大学 |
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研究代表者 |
水野 裕志 長崎総合科学大学, 工学部, 講師 (30591234)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | スポンジボール / 独立気泡 / コーティング / 測温部 / モデル化 / 予測アルゴリズム / 予測精度 / 予測時間 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，高齢者，特に痩身者にも簡単に使用できる予測式電子体温計の研究開発を目的としている。これまでに，異なる材質で構成されている測温部を電気回路的手法でモデル化することにより得られる微分方程式から，ある温度に到達した時の微係数を用いて数値演算的に温度を予測演算するアルゴリズムを開発してきた。平成28年度はアルゴリズムの検証や予測の最適条件を見出す研究を進めた。成果を以下に示す。
(1) 試作した独立気泡性コーテッドスポンジボール付き体温計を用いて理想的な腋窩環境下における温度予測の検証を行った。結果，腋窩環境が33.0℃から42.0℃，1.0℃毎の飽和温度の場合，初期温度が平均温度±SD＝25.23±0.29℃では，32℃に到達した時の微係数を用いて予測演算すると，誤差±0.2℃以内の温度予測を達成できた。35℃から42℃の範囲では，予測時間は平均予測時間±SD＝131.4±33.0秒であった。
(2) 温度予測の最適条件を見出すため，30℃から34℃，1度毎において，各温度に到達した時の予測演算結果を比較検証した。結果，33℃に到達した時の微係数を用いることが最も高精度である条件であり，平均予測誤差±SD=0.192±0.18℃，平均予測時間±SD=158.7±43.8秒であった。
(3) 様々な測定環境下を想定した場合，ヒトの腋窩温は外乱ノイズの影響から大きな予測誤差が発生する。これまでのアルゴリズムの精度向上を図る目的で，32℃と33℃に到達した時の微係数を用いた予測演算手法を導き，検証した。結果，飽和温度35℃から40℃の範囲において，初期温度が平均温度±SD=25.6±0.73℃では，平均予測誤差±SD=0.15±0.08℃，平均予測時間±SD=179.8±40.4秒であった。高精度予測を達成することができたが，予測時間に課題が残る結果となった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究目的であるスポンジ付き電子体温計の試作が完了し，温度の測定精度や予測アルゴリズムについての評価を行った。結果，スポンジを取付けた測温部では構造が複雑すぎることから，測定時間などに課題を残すこととなった。そこで，事業期間を延長し追加実験や測温部の改良を重ね，より完成度を高めた痩身者にやさしい電子体温計の開発を行う。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究成果から，さらなる測定時間の改善が必要である。そこで，複雑になっている測温部の構造を簡素化し，熱伝導率の改善や予測演算式の簡単化を図ることで短時間且つ高精度を実現させる。コーティングを施したスポンジボールでは硬性となってしまうため軟性の異なる材質を試み，追加実験を行う。最終年度となるためヒトの腋窩温度のデータ収集も継続して行い，測温部の改良を重ね、より完成度を高めた痩身者にやさしい電子体温計の開発を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
予定していたスポンジボールの成型部品の製作を行わず，選定した材料を球状に熱加工し測温部を試作できた。同様に，予定していた体温計格納成型の製作も行わず，3Dプリンターで試作設計し出力したため大幅なコスト削減が可能となったのが理由である。
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| 次年度使用額の使用計画 |
研究目的であるスポンジ付き電子体温計の試作が完了し，温度の測定精度や予測アルゴリズムについての評価を行ったが，測定時間などに課題を残すこととなったため，追加実験や測温部の改良を重ねる。今年度は，スポンジとは異なる材質で試作し，測温部や予測アルゴリズムを簡素化し，課題解決を図る。そのための部品，試作費用に使用する計画である。また、分野関係学会，論文発表にも出来る限り参加し，その費用に使用する。
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