FBGセンサを挿入した生体情報を計測可能な繊維製品の装着法の最適化

通过插入FBG传感器来优化可测量生物信息的纺织品的附着方法

• 批准号: 21K02072
• 负责人: 児山 祥平
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Shinshu University
• 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 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K02072/
• 关键词: FBGセンサ; 脈動ひずみ信号; 橈骨動脈; 最適測定点; 脈動ひずみ; スマートテキスタイル; 生体情報; 最適装着法

本年度は、橈骨動脈の脈動ひずみが計測可能な範囲について検証した。その際、6つのFBGセンサを5mm間隔で2×3の長方形となるような位置に配置した。6つのFBGセンサは気泡緩衝材に圧力計と共に設置され、手首を気泡緩衝材上に乗せた際に全てのFBGセンサに同一の圧力がかかるようにした。このとき、手首の設置圧力は前年に判明した10～15kPaで設置した。6つのFBGセンサで橈骨動脈の脈動ひずみが同時計測された。なお、計測時間は60秒間として被験者8名で30回ずつ計測した。60秒間の信号波形に出現する脈動に対応したトップピークとボトムピークの長さの平均が算出され、6点のFBGセンサの位置から2×3の平均脈動ひずみ値が求められた．この値で最も大きい値を示した場所を脈動ひずみ点として基準測定点に設定した。2×3の各平均脈動ひずみ値は基準点を1として正規化された。6つのFBGセンサで30回の計測された信号では基準点となる位置が異なったため、基準点を中央部に配置した3×5のマトリックスで解析された。基準点を中央部に設置して30回の測定結果をそれぞれ3×5のマトリックスに当てはめ、各測定点での脈動ひずみ測定可能回数等が検証された。その結果、脈動点から±5mmずつ腕方向に離れた点では脈動点に近い信号が計測された。これらの測定点は橈骨動脈が存在する方向であり、脈動ひずみ信号が計測されやすいことが判明した。一方、手首の周囲長方向に脈動点から±5mm離れた点では小さい信号ではあるが脈動ひずみ信号が計測できた。FBGセンサの長さが10mmであったため、センサの端面が脈動点上に存在することが考察された。そのほかの測定点では脈動ひずみ信号の計測が困難であることも示された。よって、脈動ひずみ信号は橈骨動脈上に脈動点から±5mmの範囲でFBGセンサを設置すれば計測できることが示された。

今年，我们检查了可以测量径向动脉脉冲应变的范围。当时，以5mm的间隔将六个FBG传感器放在2x3的矩形中。在泡沫缓冲材料中安装了六个FBG传感器，并在泡沫缓冲材料中安装了压力表，以便将所有FBG传感器施加到所有FBG传感器上时，将手腕置于气泡的缓冲材料上。目前，腕部的安装压力安装在上一年的10至15 kPa。同时测量了六个FBG传感器。测量时间是8次，对8个受试者进行30次测量，持续60秒。计算了与信号波形在60秒内相对应的顶部峰和瓶子的长度的平均值，并且从六个FBG传感器的位置需要平均脉冲应变值2x3。表明该值最大值的位置设置为标准测量点作为脉动应变点。每个平均脉动弦值为2x3，为1为1。由于具有六个FBG传感器的30个时间测量信号具有不同的参考点，因此用3x5矩阵进行了分析，其中将参考点放置在中心中。标准点安装在中心中，并将30个时间测量结果应用于3x5矩阵，并验证了每个测量点处的纯应力测量值。结果，距脉冲点±5 mm的方向在±5 mm的点上测量了接近脉动点的信号。这些测量值朝着存在径向动脉的方向，发现脉冲带信号很容易测量。另一方面。由于FBG传感器的长度为10毫米，因此被认为传感器的端面位于脉冲点上。在其他测量值中，还表明很难测量脉冲字符串信号。因此，显示脉冲信号可以通过在距径向动脉上的脉冲点的范围内安装FBG传感器来测量脉冲信号。

项目成果

Verification of radial artery strain detection area using by FBG sensor

使用 FBG 传感器验证桡动脉应变检测区域

• 发表时间: 2022
• 作者: Tatsuya Yoda;Shouhei Koyama
• 通讯作者: Shouhei Koyama

Influence of wrist dorsiflexion angle on the measurement signal of radial artery strain with FBG sensor

腕背屈角度对FBG传感器桡动脉应变测量信号的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Shouhei Koyama;Tatsuya Yoda
• 通讯作者: Tatsuya Yoda

光ファイバ型ひずみセンサの設置条件による計測信号波形への影響

光纤应变传感器安装条件对测量信号波形的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Hattori Y;Tsutsui S;Yamada C;Kobayashi Y;Nakagawa T;Shimada M;井上遥斗，若子倫菜，喜成年泰;遠藤洋二;依田達哉，児山祥平，古田みいこ
• 通讯作者: 依田達哉，児山祥平，古田みいこ

手首加圧力の均一化にむけた補助材の圧縮特性の検証

验证手腕压力均匀的辅助材料的压缩特性

• 发表时间: 2021
• 作者: Shouhei Koyama;Tatsuya Yoda;城下賢一;遠藤洋二・永井友基・原弘輝・西川千絵;寺平大亮，矢野郁也，児山祥平
• 通讯作者: 寺平大亮，矢野郁也，児山祥平