Development of a lung function evaluation device using party horn with electronic sensors

使用带有电子传感器的派对喇叭开发肺功能评估装置

基本信息

批准号：
21K11415
负责人：
辻岡哲夫
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka Metropolitan University (2022)Osaka City University (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

高齢者や肺疾患者を対象とした健康増進活動として，吹き戻し棒を用いた健康教室が注目されている．これまでの健康教室では，一般の吹き戻し棒が用いられているが，吹き戻しの実施回数や頻度などをそれぞれの参加者自身で把握しなければならず，また，最も重要な吹き戻しの運動強度について，客観的かつ定量的な計測が行えていない問題があった．そこで，本研究では，電子的な吹き戻し棒を研究開発し，内部圧力，吹き戻し棒の長さ，吹き戻し速度，実施頻度，実施時間帯などの計測を可能とする．得られた計測情報から，肺年齢を推算できるようにし，スパイロメータのような専門的な器具を必要としないで，参加者自らが簡易に自身の肺年齢を把握できるようにする．また，吹き戻し棒を用いた長期的な肺トレーニングによる効果を評価し，健常者の健康維持や，肺疾患者のリハビリテーションに適したトレーニング法を構築することを目指している．最初の2年間は機器開発期間であり，吹き戻し棒の長さ，吹き戻しの流速と流量の計測が行える計測ボード（電子回路基板）を試作した．1年目の試作では，計算処理能力の高い32ビット組み込み用プロセッサ（具体的にはPIC32MX）を用いたが，2年目は，実用化時に必要な省電力化に適した16ビット組み込み用プロセッサ（具体的にはPIC16FとPIC18F）を用いて計測回路を試作した．これらの2種類のボードで得られた計測結果はBluetoothによって無線送信されるようにした．また，吹き口に取り付けるアダプタを開発し，アダプタの内部に無線回路を搭載した計測ボードと電池を格納し，密閉した状態で正確な圧力計測が行えるようにした．

随着针对老年人和患有肺部疾病的人的健康促进活动，使用反击杆的健康班吸引了人们的关注。以前的健康班级使用了一般的反击杆，但是每个参与者都必须了解自己执行的反击的数量和频率，并且存在一个问题，即对最重要的反击运动强度的客观和定量测量是不可能的。因此，在这项研究中，我们研究和开发了电子重回杆，使得可以衡量内部压力，反射杆的长度，重回速度，执行频率和实施时间。可以从获得的测量信息中估算肺部年龄，从而使参与者可以轻松地掌握其肺部年龄，而无需使用诸如肺活量计之类的专用设备。该公司还旨在使用反击杆评估长期肺训练的有效性，并建立一种适合维持健康个体健康和肺部疾病患者康复的训练方法。最初的两年是设备开发期，我们创建了一个原型测量板（电子电路板），该板可以测量回旋杆的长度，流速和回流杆的流速。在第一年的原型中，我们使用了具有高计算处理能力的32位嵌入式处理器（特别是PIC32MX），但是在第二年，我们使用了16位嵌入式处理器（特别是PIC16F和PIC18F），适用于用于实际使用所需的动力。在这两种类型的板上获得的测量结果通过蓝牙无线传输。我们还开发了一个可以连接到吹孔的适配器，并在适配器和电池内存储了一个带有无线电路的测量板，从而可以在密封状态下进行准确的压力测量。