光学式汗中イオン濃度推定システムの開発-ウェアラブル化のための基礎検討-

光学汗离子浓度估算系统的开发 - 可穿戴技术的基础研究 -

• 批准号: 21K18040
• 负责人: 鈴木 郁斗
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Komatsu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18040/
• 关键词: 近赤外分光法; 汗中成分; 脱水症; 試薬レスモニタ; 汗中イオン; 熱中症予防

本研究の目的は、熱中症発症の危険因子である脱水症を未然に防ぐため、「汗に含まれる複数のカチオン濃度を推定するウェアラブルデバイスの実現」である。前年度は塩化ナトリウム及びリン酸水素二カリウムの各単一成分水溶液におけるNa及びK濃度推定を試みたが，ヒトの汗には多くの成分が含まれる。そこで今年度は塩化ナトリウムとリン酸水素二カリウムを多段階濃度で添加した多成分系水溶液を計測サンプルとして，Na及びKが互いに推定精度に影響を与え得るかを検討した。多成分系水溶液の各溶質濃度は，Na:50，150，250 mg/dL，K：30，60，90 mg/dLとし，全9濃度の水溶液をサンプルとした。なお、サンプルの実測濃度は市販のイオンメータの測定値とした。FT-IR型分光器を用いてサンプルとその溶媒である超純水の透過光強度スペクトルを取得し、差分吸光度と実測濃度から重回帰分析により検量モデルを作成した。システムの小型化を目指し，1400-2300nmの10波長以下の波長数を使用した波長数限定解析を行ない、実測値と推定値の相関係数γおよび標準予測誤差（SEP）によって評価した。その結果，1桁台の波長数を用いて，Naではγ＝0.994，SEP＝9.20 mg/dL，Kではγ＝0.990，6.87 mg/dLを示した。前年度の単一水溶液の結果に比べて遜色ない推定精度を確認した。また，システムの小型化を検討するため，小型スペクトルメータでの実験を予定していたが社会情勢の変化により当該製品の入手が難しくなった。そこで予備実験としてハロゲン光源とファブリペロー型の超小型分光器を用いた単一水溶液の濃度推定実験も実施した。FTIR型分光器での結果に比べるとプロットのバラツキはあるものの，NaとK共にγ＞0.88と強い正の相関を確認した。

The purpose of this study is to determine whether the symptoms, risk factors, risk factors, dehydration, and sweat contain multiple symptoms, such as the number of symptoms, the risk factors, dehydration, and sweat. In the previous year, one component of aqueous solution, one component, one ingredient, one component, one component, one ingredient, one component, For the current year, we need to know how to determine the accuracy of the multi-component aqueous solution by adding the multi-component aqueous solution, the Na and the K, the presumptive accuracy and the accuracy of each other. The aqueous solution of multi-component system has different solubility, Na:50150250 mg/dL,K:30,60,90 mg/dL temperature, all 9 degrees aqueous solution. Please tell me how to measure the price of the market. The FT- IR spectrometer was used to measure the concentration of solvent, the intensity of light, the intensity of light, the degree of differential absorbance, the content of solvent, the concentration of solvent, the intensity of light, the intensity of differential absorbance and the amount of water. For the purpose of miniaturization, the number of wavelengths below 10 wavelengths of 1400-2300nm is limited by the number of wavelengths, and the correlation is presumed to be relative to the standard of correlation (SEP). The results were as follows: (1) the wave length of the truss platform was measured, and the wave length of Na was 0.994, mg/dL,K 9.20, and mg/dL was 0.990, 6.87, respectively. In the previous year, the results of the one-aqueous solution were compared with those of the color spectrum and the accuracy of the presumption was confirmed. The miniaturization, the miniaturization. In the light source, the ultra-miniature spectrometer is used to deduce the temperature of the aqueous solution. The results of the Na spectrometer show that the total value of the FTIR K is greater than 0.88, and the positive phase is confirmed.

项目成果

在宅健康管理支援のための近赤外分光法による尿成分濃度計測

使用近红外光谱测量尿液成分浓度，为家庭健康管理提供支持

• 发表时间: 2022
• 期刊: 光学
• 作者: 高島 浩司;﨑山 朋子;蟻道合流における個体の意思決定と戦略に関する考察;蟻は目印の奥行を採餌行動に役立てる;距離制約付きTSPに対する制約対応のコンポーネントを使用したACOアルゴリズム;蟻の蟻道合流時における意思決定とその意義について;時間的猶予と協力・裏切り行動の関係性を取り入れた空間囚人のジレンマ;鈴木郁斗
• 通讯作者: 鈴木郁斗