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

基本信息

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

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

项目摘要

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中脉动应变的范围。此时，将六个FBG传感器以5mm的间隔放置在2x3矩形形状。将六个FBG传感器安装在气泡包裹中，并与压力表一起，将手腕放在气泡包裹上时，将相同的压力施加到所有FBG传感器上。目前，手腕安装压力设置为10-15kpa，这是前一年的。六个FBG传感器同时测量了径向动脉中的脉动应变。测量时间为60秒，每种情况下有8个受试者的测量时间为30次。计算了与信号波形中出现的脉动相对应的平均长度和底部峰的平均长度，并根据六点FBG传感器的位置计算出2×3的平均脉动应变值2×3。将显示最大值的位置设置为脉动应变点作为参考测量点。每个平均脉动应变值为2×3，参考点为1。由于信号在参考点的位置上测量30次，因此使用3×5矩阵进行了分析，其分析是在中心中的参考点进行的。将参考点放置在中心中，并将30个测量结果拟合到每个3x5矩阵，并验证每个测量点可以测量的次数。结果，在与臂方向的脉冲点相距±5 mm处测量接近脉动点的信号。这些测量点朝着存在径向动脉的方向，发现脉动应变信号很容易测量。另一方面，脉冲失真信号可以在距手腕周围的脉动点±5 mm的点测量，尽管它是一个小信号。据认为，传感器的端面存在于脉冲点上方，因为FBG传感器的长度为10 mm。还已经表明，在其他测量点上测量脉动应变信号很困难。因此，显示出可以通过将FBG传感器放在距离脉冲点±5 mm的范围内，可以通过将FBG传感器放置在径向动脉上来测量脉动应变信号。