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Article de méthode

Un protocole détaillé pour Transpiration surveillance utilisant un roman, petit appareil sans fil

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DOI :

10.3791/54837

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24 novembre 2016

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1Wellness Promotion Science Center, Institute of Medical, Pharmaceutical and Health Sciences, Kanazawa University, 2Advanced Research Center for Human Sciences, Waseda University, 3Department of Clinical Laboratory Science, Graduate School of Medical Science, Kanazawa University, 4Asanogawa General Hospital

Dans cet article

Résumé

Récemment, nous avons développé un petit appareil sans fil pour la surveillance de la transpiration. Dans cet article, nous présentons des protocoles détaillés sur la façon d’utiliser l’appareil pour le suivi de la transpiration avec un exemple de test d’activité sympathique.

Résumé

la surveillance de la transpiration peut être utilisé pour la détection de certaines maladies, telles que la thermorégulation et les troubles mentaux, en particulier lorsque les patients ne sont pas conscients de ces troubles ou éprouvent des difficultés à exprimer leurs symptômes. Jusqu'à présent, plusieurs dispositifs de surveillance de la transpiration ont été mis au point; Cependant, de tels dispositifs ont tendance à avoir un nombre relativement important extérieure, la consommation d'énergie considérable, et / ou une moindre sensibilité.

Récemment, nous avons développé un petit appareil sans fil pour la surveillance de la transpiration. Le dispositif est constitué d'une humidité / température relative (T / RH) capteur, petit enregistreur de données alimenté par des piles, et le gel de silice en tant que desséchant dans un petit extérieur cylindrique. Le capteur de T / HR est placé entre les fenêtres de détection (à travers laquelle la vapeur d'eau pénètre dans la peau) et le gel de silice. Le principe sous-jacent du dispositif de contrôle de la transpiration est basée sur la loi de diffusion de Fick, ce qui signifie que la vapeur d'eau du flux felon la peau du gel de silice (ie la perte d'eau transépidermique et la transpiration) peut être capturé par le changement de l'humidité au niveau du capteur T / RH. En outre, un procédé de soustraction de base a été adopté pour distinguer la transpiration et la perte insensible en eau.

Comme indiqué dans le rapport précédent, le dispositif mis au point peut surveiller la transpiration à tous les sites du corps d'une manière facile, sans fil. Cependant, les méthodes détaillées sur la façon d'utiliser le dispositif n'a pas encore été divulguée. Dans cet article, par conséquent, nous voudrions montrer les tutoriels point par point sur la façon d'utiliser le dispositif pour la surveillance de la transpiration, en montrant le test de l'activité sympathique avec le sympathique suivi de la réponse de la peau par exemple.

Introduction

La transpiration humaine, généralement connu sous le nom de «ressuage» est non seulement un mécanisme de thermorégulation 1, mais elle est également liée à certains types de maladies. L'étiologie de la transpiration anormale est large, y compris: heatstroke, hyper- ou hypothyroïdie 2, infarctus cérébral 3, le diabète sucré 4, dysautonomie 5, la ménopause (connu sous le nom "bouffée de chaleur") 6, la fibrose kystique 7, la maladie de Parkinson 8, et sociale trouble d'anxiété 9. Compte tenu du nombre de maladies liées à la transpiration, il a été jugé bénéfique pour surveiller les taux de transpiration pour le diagnostic précoce ou la prédiction de ces maladies (par exemple, la prévention des coups de chaleur) d'une manière ubiquitaire 10.

À ce jour, seul un petit nombre de dispositifs de surveillance de la transpiration ont été proposées. Dans les premiers jours, la conductance de la peau et l'humidité relative ont été utilisés pour i indirectendices de la quantité de sueur 11,12. Plus récemment, plusieurs types de capteurs portables, flexibles pour le contrôle de la transpiration ont été proposées 13-19, même si elles sont destinées à l'analyse d'électrolytes sudoripares , plutôt que la quantité ou la configuration temporelle de la transpiration. Le calcul de la diffusion de la vapeur d'eau a été utilisée pour une méthode plus quantitative de surveillance de l' échange d'eau de la peau 20-23. Cependant, cela nécessite (1) l'hypothèse que l'atmosphère extérieure est toujours constante et 20, (2) une sensibilité suffisante pour détecter l'écoulement naturel de la vapeur d'eau 21,22, ou (3) un liquide de refroidissement (par exemple, le dispositif Peltier qui consomme quantité d'électricité) , afin de condenser la vapeur d'eau à l'état liquide 23; ainsi, ils peuvent être difficiles pour le suivi à long terme tous les jours et. En variante, un procédé de chambre ventilée a été développée 20,24,25. Dans la méthode de la chambre ventilée, l'azote sec ou de l'air déshumidifiéon infiltre dans une petite chambre adjacente à la peau à partir d'un réservoir d'azote gazeux ou une pompe, et le gaz dans la vapeur d'eau évaporée à partir de la peau est recueillie. La quantité de vapeur d'eau de la peau peut être calculé à partir de la différence de l'humidité dans les gaz de sortie et d'entrée. Bien que cette méthode permet d'estimer la quantité de transpiration de façon très précise, un réservoir d'azote gazeux ou une pompe mécanique est généralement assez grande pour empêcher un suivi quotidien.

Pour remédier à ces inconvénients, nous avons récemment mis au point un nouveau dispositif pour la surveillance de la transpiration, dans lequel une chambre fermée avec un écoulement forcé de vapeur d'eau entraînée déshydratant, a permis la surveillance sensible et à long terme 26. Ce dispositif est constitué d'un capteur extérieur cylindrique en matière plastique, de la température / humidité relative (T / D) avec le microprocesseur d'enregistrement et de gel de silice (figure 1). En principe, l'atmosphère extérieure ne doit pas interférer avec le flux de vapeur d'eau, et un agent de refroidissement ou ventilating chambre ne soit pas nécessaire. Profils de Transpiration peuvent être obtenus par la résolution d' équations à l' aide d' un logiciel de feuille de calcul 26. Une étude antérieure a montré que le principe du dispositif développé et a omis la méthode détaillée pour savoir comment utiliser l'appareil en raison des contraintes d'espace.

L'objectif de cet article est donc de montrer une méthode détaillée de la façon d'utiliser le dispositif mis au point pour la surveillance de la transpiration, en montrant l'enregistrement de stress induit par la transpiration palmaire lors du test de l'activité sympathique à titre d'exemple.

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Protocole

NOTE: Le dispositif, y compris la méthode d'analyse, est couvert par la demande de brevet japonais publiée n ° 2.011 à 169.881 et le brevet japonais n ° 5708911. Cette étude, y compris le protocole de l'expérience avec des sujets humains, a été approuvé par le médecin Comité d'éthique de l'Université de Kanazawa (# 553-1).

1. Conditions préalables pour le dispositif de surveillance Transpiration

REMARQUE: Effectuez ces étapes qu'une seule fois avant la première utilisation.

  1. Installez les bus série (USB) pilotes universels d'interface de conversion de port -serial dans l'ordinateur 27. Si les pilotes sont déjà installés, ignorez cette étape.
  2. Connectez l'interface de conversion de port USB-série à l'ordinateur via un câble USB. Attendez que l'installation automatique du pilote le cas échéant.
  3. Définissez les paramètres de l'interface de conversion et vérifier le numéro d'identification du port série comme suit.
    1. Ouvrez le gestionnaire de périphériques, puis sélectionnez [Voir]→ [Périphériques par type].
    2. Repérez les "Ports (COM & LPT)" rubrique, et d'élargir la section pour trouver la rubrique contenant "CP210x USB à UART Bridge" dans la liste.
    3. Mémorisez le numéro d'identification du port (par exemple, "COM5") dans le "CP210x USB à UART Bridge" cap.
    4. Double cliquez sur le "CP210x USB à UART Bridge," et ouvrez l'onglet "Paramètres du port".
    5. Définissez les paramètres comme suit: "Bits par seconde" = 9600, "les bits de données" = 8, "parité" = "Aucun", "Stop bits" = 1, et "Contrôle du flux" = "None".
    6. Cliquez sur le bouton "OK" pour fermer la fenêtre, et fermer le gestionnaire de périphériques.

2. Mise en place de l'appareil de surveillance Transpiration

REMARQUE: Réglez les paramètres d'enregistrement comme suit avant d'utiliser l'appareil. Répétez ces étapes pour chaque appareil si plusieurs appareils doivent être utilisés.

  1. Assurez-vous que la batterie est insérée dans le dispositif de surveillance de la transpiration.
  2. Brancher le connecteur blanc de l'interface de conversion du port série USB sur le récipient à la partie supérieure du dispositif de contrôle de la transpiration.
  3. Exécutez le logiciel d'enregistrement de la transpiration, puis en réglant les paramètres de l'appareil comme suit.
    1. Ouvrez l'onglet "Paramètres".
    2. Définissez le nombre "COM" pour le numéro d'identification du port série (voir étape 1.3.3).
    3. Cliquez sur le bouton "Confirmer Connection". Vérifiez si le message «Connecté ..." apparaît.
    4. Avec les réglages "Dossier de fichiers de données", choisissez le lecteur et sélectionnez le dossier dans lequel les données de transpiration seront enregistrées. Pour sélectionner le sous-dossier, double cliquez sur le dossier pour l'ouvrir.
    5. Réglez le "Nombre de trous" à "4."
  4. Ouvrez l'onglet "Mesure & Rec", et définir le "Intervalle de temps" à l'heure souhaitée de l'échantillon.
  5. Insérez une battEry au dispositif de contrôle de la transpiration.
  6. Remplissez le dispositif de gel de silice sec (couleur doit être bleu ou vert si l'indicateur de couleur est disponible), et fermer le couvercle. Si le couvercle ne se ferme pas complètement, réduire la quantité de gel de silice.
  7. Cliquez sur le bouton "Démarrer maintenant Logging" dans le logiciel d'enregistrement de la transpiration.
    NOTE: Parce que l'enregistrement de la transpiration commence juste après la déconnexion, le dispositif de surveillance de la transpiration peut être laissé connecté jusqu'à ce que la surveillance doit être démarré.

3. Mise en œuvre de la mesure de la réponse de la peau Compatissant (SSR)

Remarque: Ces étapes sont destinées à surveiller les activités sympathiques que le palmaire SSR, et ne sont pas nécessairement requises pour la surveillance de la transpiration elle-même. RSS est un changement de potentiel de la peau en fonction de la stimulation de l' excitation sympathique tels que colère et concentration 28,29.

  1. Nettoyer la peau où le SSR est à enregistreravec un tampon imbibé d'alcool.
  2. Mettez l'anode, la cathode, et une électrode de mise à la terre sur la paume, dos de la main et du poignet, respectivement, au moyen d'une pâte d'électrode. Fixer les électrodes avec du ruban adhésif médical.
  3. Définissez les conditions de l'amplificateur d'instrumentation en tournant les boutons correspondants de l'amplificateur comme suit: Sensibilité = 1 mV / V, filtre coupe-haut ( "HI CUT") = 3 kHz, et un filtre coupe-bas ( "LO CUT") = 0,5 hz.
  4. Exécuter le logiciel d'enregistrement SSR, et commencer l'enregistrement à un taux de 200 Hz d'échantillonnage en cliquant sur le bouton "Démarrer la mesure" dans le logiciel.

4. Enregistrement de l'Transpiration

  1. Mettez un ruban adhésif double face médicale sur le fond du dispositif de surveillance de la transpiration. Lors de la mise d' une cassette, assurez - vous que les fenêtres de mesure ( par exemple quatre trous au fond de l'appareil) ne sont pas obstruées.
  2. Déconnecter le dispositif de surveillance de la transpiration à partir du port USB-série conveInterface rsion. Immédiatement après la déconnexion, observer la surveillance de la transpiration commence automatiquement. Assurez-vous que la lampe LED clignote.
  3. Retirer la doublure de libération du ruban adhésif double face médicale, et de mettre le dispositif de surveillance de la transpiration sur la peau où la transpiration est à surveiller.
  4. Attendre 10 minutes pour la stabilisation de la diffusion de vapeur d'eau.
    NOTE: Bien que ce processus ne peut pas être contrôlé, l'étude précédente a confirmé que l' attente de 10 min est suffisante pour la surveillance stable 26.
  5. Commencez l'examen (par exemple, le test de l' activité sympathique).
  6. Après l'examen, retirer le dispositif de surveillance de la transpiration de la peau. Pour arrêter l'enregistrement SSR, cliquez sur le bouton "Stop Mesure" dans le logiciel d'enregistrement SSR, et supprimer toutes les électrodes de la peau.

Analyse 5. Transpiration

  1. Connectez le dispositif de surveillance de la transpiration à la conversion du port interfa USB-sériece (comme dans l'étape 2.2).
  2. Exécutez le logiciel de surveillance de la transpiration.
  3. Ouvrez l'onglet "Paramètres", puis cliquez sur le bouton "Confirmer Connection".
  4. Ouvrez l'onglet "Mesure & Rec", et cliquez sur le bouton "Télécharger" pour enregistrer les données brutes de l'appareil dans le dossier spécifié (voir étape 2.3.4).
  5. Effectuer une analyse de la transpiration comme suit.
    1. Ouvrez l'onglet "Analyse", et cliquez sur "Lire les données de fichier." Observez le "Open File" pop up de dialogue. Sélectionnez le fichier enregistré dans l'étape 5.4, puis cliquez sur le bouton "Ouvrir".
      REMARQUE: Le logiciel effectue automatiquement une analyse de la transpiration sur la base de la méthode publiée 26, et les résultats apparaîtra sur l'écran. Dans le même temps, les données de la transpiration que le format des valeurs séparées par des virgules seront enregistrées dans le même dossier.

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Résultats

L' utilisation de ce nouveau dispositif de surveillance de la transpiration (figure 1) et le calcul fondé sur le droit de la Fick, les profils de transpiration temporels peuvent être obtenus d'une manière simple, sans fil. La figure 2 montre des données représentatives de la surveillance sans fil de la transpiration pendant le test de l' activité sympathique. Dans l'expérience, le dispositif pour la surveillance de la transpiration, ainsi...

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Discussion

Le but de cet article est d'introduire l'utilisation d'un roman, appareil sans fil de surveillance de la transpiration. En raison des progrès récents de l'ingénierie, méthodes-à manipuler facilement plus précis pour la surveillance de la transpiration temporelle ont été proposées; la méthode de la chambre ventilée 24,25 et la méthode de diffusion de la pression de vapeur 23 sont des exemples représentatifs. Toutefois, la méthode de la chambre ventilée nécessite l'utilisation de ...

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Déclarations de divulgation

L’auteur Fukuoka Masakazu est le président de la société Rousette Strategy Inc., où l’appareil développé a été assemblé. Aucun soutien financier n’a été reçu de la part de Fukuoka Masakazu ou de Rousette Strategy Inc.

Remerciements

Nous tenons à remercier M. Ryohei Suganuma et Mme Sakie Tachibana qui ont contribué à la réalisation de la recherche. Cette étude a été financée en partie par les subventions JSPS KAKENHI numéros 15K20664, 24500848 et 21500405. Cette étude a également été financée en partie par le programme de promotion des voies de permanence MEXT/JST. Une partie de cette étude s’est basée sur la publication de la demande de brevet japonais non examinée n° 2011-169881 et le brevet japonais n° 5708911.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Requis pour la surveillance de
Appareil de surveillance de la transpirationRousette Strategy Inc.SNT-200
Interface de conversion de port USB-sérieRousette Strategy Inc.UUI-200
Logiciel d’enregistrement de la transpirationRousette Strategy Inc.TED99
Gel de siliceWako Pure Chemical Industries Ltd.194-16665Il faut utiliser du gel de silice de type A.
Ruban adhésif médical double face3M2181qualité médicale est recommandée en raison de sa fixation sur la peau.
OrdinateurNécessite le système d’exploitation Windows.
NameCompanyCatalogComments
Requis pour la surveillance de la réponse cutanée sympathique
Nihon Kohden Corp.AB-611J
Châssis de l’amplificateurNihon Kohden Corp.MEG-6108
Boîte de saisieNihon Kohden Corp.JB-610B
Tampon d’alcoolSuzuran Sanitary Goods Co., Ltd.
ElectrodesNihon Kohden Corp.NE-114A
Pâte d’électrodeNihon Kohden Corp.Z-401CE
Ruban médicalNichiban Co., Ltd.SG257
Interface de signal analogiqueMicro Science K.K.C BOX-014
Convertisseur analogique-numériqueMicro Science K.K.SSR ADM-686PCI
Matsuyama Advance Co., Ltd.LaBDAQ2000
la transpiration La Amplificateur d’instrumentation4545766050846Logiciel d’enregistrement

Références

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