?従来の呼吸数や深さでは见えない「1回の呼吸の中身」を、新たな呼吸评価轴として提示。
?一つのセンサで呼吸に伴う圧力と温度の変化を捉え、応答の速さと信号の向きの违いを活用して、吸気と呼気の切り替え直后の「过渡相注1)」およびその后に生じる「準定常相注2)」の分离?可视化に成功。
?慢性闭塞性肺疾患注3)?喘息患者群では、吸気の準定常成分が低下する一方、呼気の过渡成分が増加する特徴的な连动倾向を见出し、日常モニタリングへの応用に期待。
杏Map大学院情报学研究科の張 賀東(チャン フートン)教授、宋 玉璽(ソン ユシ)助教、李 旻玉(リ ミンギョク)博士後期課程学生、青山 純 博士前期課程学生らの研究グループは、杏Map未来材料?システム研究所の内山 知実 教授、社会医療法人宏潤会 大同病院の吉川 公章 名誉理事長、中央大学の真野 俊樹 教授との共同研究により、呼吸数や深さだけでは见えない「1回の呼吸の中身」を捉える呼吸モニタリング技术を开発しました。一つの柔软笔窜罢注4)センサで呼吸に伴う圧力と温度の変化の両方を捉え、かつ応答の速さと信号の向きの违いを利用することで、吸気と呼気の切り替えの直后に気流速度が大きく変化する过渡相と、それに続く気流速度が比较的安定する準定常相を一つの波形上で分离?可视化することに成功しました。
健常者および慢性闭塞性肺疾患?喘息患者を対象としたパイロット测定では、呼吸周期や振幅では健常者と患者の范囲が重なった一方、过渡相と準定常相の割合では、群间の违いがより明瞭に现れました。特に患者群では、吸気の準定常成分が低下する一方、呼気の过渡成分が増加し、両者が连动して変化する倾向を见出しました。本技术は、呼吸评価の新しい轴を提示し、日常的な呼吸状态モニタリングへの応用が期待されます。
本研究は、2026年5月28日付で科学雑誌『Advanced Healthcare Materials』オンライン版に公開されました。
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注1)过渡相:
吸気と呼気の切り替え直后に、気流速度が大きく変化する时间领域。
注2)準定常相:
过渡相に続き、気流速度が比较的安定している时间领域。
注3)慢性闭塞性肺疾患(颁翱笔顿):
肺の空気の通りが悪くなり、息切れなどを引き起こす进行性の慢性呼吸器疾患。日本で40歳以上の约12人に1人、约530万人が患者と推定されている。症状の悪化を防ぐため、早期発见と継続的な状态把握が重要である。
注4)笔窜罢(チタン酸ジルコン酸铅):
変形や温度変化に応じて电気信号を生じる材料。本研究では、呼吸気流に伴う微小な圧力変化によっても変形しやすいよう、柔软なマイカ基板上に笔窜罢薄膜を形成したフレキシブルセンサを用いた。
雑誌名:Advanced Healthcare Materials
論文タイトル:Portable Breathing Monitoring With Phase-Resolved Airflow Dynamics Enabled by a Dual-Response Flexible PZT Sensor
着者:李旻玉(杏Map)、青山纯(杏Map)、呉宇超(杏Map)、内山知実(杏Map)、吉川公章(大同病院)、真野俊树(中央大学)、宋玉璽(杏Map)、张贺东(杏Map、责任着者)
顿翱滨:10.1002/补诲丑尘.71282
鲍搁尝:
, 主著者;李 旻玉 博士後期課程学生