2018 Fiscal Year Annual Research Report
Research and development of measuring blood alcohol concentration using photo-plethysmography for elimination of drunk driving
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16K12884
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| Research Institution | Fukuoka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山越 健弘 福岡工業大学, 情報工学部, 准教授 (70444205)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
李 知炯 福岡工業大学, 情報工学部, 助教 (10735583)
松村 健太 富山大学, 大学院医学薬学研究部(医学), 特命助教 (30510383)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 光電容積脈波 / 飲酒負荷実験 / 血中アルコール濃度 / アルコール固有の吸収波長 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
道路交通法の改正により飲酒運転に関する罰則が強化され，諸外国では飲酒運転防止装置の実用化が進み，呼気ガス式手法が一般的になってきたが，様々な問題点がある．そこで，その問題点を解決できる可能性がある光学的手法に我々は着目した．すなわち光電容積脈波（PPG; photo-plethysmogram）を利用し，血中成分の吸光特性から指尖部の入射光に対して散乱された光を検出する方法である． 我々はこのPPG計測法を用いて血中アルコール濃度を非侵襲的に計測する研究を進めてきた．しかし，アルコール固有の吸収帯域は水への吸収度が高い近赤外長波長帯域（1100～2500 nm）の905 nm，1185 nm，および1690 nmに存在し（山越他，電気学会論文誌Ｃ, 2012），人間の身体の60％が水分であり，検出される光が極めて微弱で，動作や外部環境に敏感でノイズが多く，これを低減する方法を二年間実験検討を行ってきた．
本最終年度では側方散乱式PPG計測法を用いて血中アルコール濃度計測が可能か飲酒負荷予備実験を行った．本学倫理審査委員会承認後，実験同意が得られた健常成人男性5名を対象に，上野式算定法により算出された量を飲酒して貰い，呼気アルコール濃度0 mg/L，0.15 mg/L，0.25 mg/L，0.5 mg/Lをターゲットとし，その時点で右手人差し指にPPG計測装置を装着し，90秒間PPG計測を行った．１名の被験者は，相関係数 = 0.93 と非常に強い相関が確認された．また，経時変化のトレンドから，呼気ガス式手法 が上昇や下降するにつれ，光学密度 が追従することが確認された．よって，側方散乱式PPG で得た1185 nm の波長は血中アルコールの影響を受けることが示唆された．今後は指治具と受光センサの更なる改良を行い，被験者数をさらに増やし，また，呼気ガス式手法及び採血から血中アルコール濃度を基準し，血中アルコール濃度を細かく設定して，本格的なアルコール負荷実験を行う価値があると思われる．
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