Abstract
땀 모니터링이 환자는 질환 또는 모르고 곤란 증상 발현을 데 특히 체온 조절 및 정신 질환과 같은 특정 질환의 검출에 이용 될 수있다. 지금까지 땀 모니터링을위한 여러 장치가 개발되어왔다; 그러나, 이러한 장치는 상대적으로 큰 외부 상당한 전력 소비 및 / 또는 덜 민감도를 갖는 경향이있다.
최근에, 우리는 땀 모니터링을위한 소형 무선 장치를 개발했다. 이 장치는 작은 원통형의 외부에서 건조제로서 온도 / 상대 습도 (T / RH) 센서, 배터리 구동 작은 데이터 로거 실리카겔 구성된다. T 개의 / RH 센서는 검출 창 (통해 피부로부터의 수증기가 유입)하고 실리카겔 사이에 배치된다. 발한 감시 장치의 기본 원리는 수증기 플럭스 F 것을 의미 픽 (Fick)의 확산 법칙에 기초실리카 겔 (예 : 경피 수분 손실 땀)에 피부 ROM하는 T 개의 / RH 센서의 습도 변화에 의해 포착 될 수있다. 또한, 기준 감산 방법이 땀 경피 수분 손실을 구별하기 위해 채택되었다.
이전의 리포트에 도시 된 바와 같이, 현상 장치는 쉬운 무선으로 신체의 어느 부위에서의 발한을 모니터링 할 수있다. 그러나, 장치를 사용하는 방법에 대한 상세한 방법은 아직 개시되지 않았다. 이 글에서, 그러므로, 우리는 예로서 교감 피부 반응 모니터링과 교감 활성 시험을 보여줌으로써, 땀 모니터링 장치를 사용하는 방법의 포인트 별 튜토리얼을 보여 드리고자합니다.
Introduction
일반적으로 "땀"로 알려진 인간의 땀은 체온 1 단기구 아니지만, 또한 질환의 특정 유형에 관한 것이다. 열사병, 하이퍼 또는 갑상선 기능 저하증이, 뇌 경색 (3), 당뇨병 (4), 자율 신경 (5), 폐경 ( "핫 플래시"로 알려진) 6, 낭포 성 섬유증 (7), 파킨슨 병 (8), 사회 : 이상 땀의 원인을 포함하여 광범위 불안 장애 (9). 땀 습관병의 수의 관점에서, 그러한 질병의 조기 진단 또는 예측 발한 속도를 모니터링하는 유익한 고려되고있다 (예를 들면, 열사병 예방) 유비쿼터스 방식 십인치
현재까지, 땀 모니터링 장치 소수만이 제안되어있다. 초기에, 피부 전도도와 상대 습도는 간접 내가 사용 하였다땀 (11, 12)의 양 ndices. 이들은 땀 전해질 분석보다는 양이나 땀의 시간적 패턴 의도되지만 최근 발한 모니터링 유연 착용 센서 여러 가지가 13-19 제안되어있다. 수증기 확산 계산 피부 20-23 물 교환을 모니터링하는 양적인 방법에 이용되었다. 그러나이 소모 수증기 (21, 22), 또는 (3)에 냉매 (예를 들어, 펠티에 소자의 자연적인 흐름을 감지하는 (1) 외부의 분위기가 여전히 있음을 가정하고 일정 20 (2)에 충분한 감도를 필요 전기 상당량)을 액체 (23)에 수증기를 응축하는 단계; 따라서, 그들은 매일 장기간 모니터링 어려울 수도있다. 대안으로서, 통풍 실 20,24,25 방법을 개발 하였다. 통풍 실 방법, 건조 질소 또는 제습 공기에서피부로부터 증발 된 수증기의 질소 가스 탱크 나 펌프, 가스의 피부에 인접하는 작은 챔버 내에 침투되어 수집된다. 피부로부터의 수증기의 양은 출구 및 입구 가스의 습도의 차이로부터 계산 될 수있다. 이 방법은 매우 정밀 땀의 양을 추정 할 수 있지만, 질소 가스 탱크 또는 기계적 펌프 충분히 매일 모니터링을 방해하는 것은 일반적으로 크다.
이러한 단점을 해결하기 위해 최근에는 건조제 구동 적용 수증기 흐름 밀폐 챔버 민감한 장기 모니터링 26 활성화되는 땀 모니터링을위한 신규 한 장치를 개발했다. 이 장치는 기록 프로세서, 실리카겔 (도 1)를 원통형 플라스틱 외부 온도 / 상대 습도 (T / RH) 센서로 구성된다. 원칙적으로, 외부 분위기가 수증기 흘러 냉매 또는 ventilatin 방해하지 않아야g 실이 필요하지 않습니다. 땀 프로파일은 스프레드 시트 소프트웨어 (26)를 이용하여 해결하는 식으로 얻을 수있다. 이전의 연구는 현상 장치의 원리를 도시하고 있기 때문에 공간을 제한하는 장치를 사용하는 방법에 대한 구체적인 방법은 생략되었다.
이 문서의 목적은, 따라서, 예로서 동정 활성 시험 동안 스트레스 - 유도 손바닥 땀의 기록을 표시하여, 땀 모니터링을 위해 개발 된 장치를 사용하는 방법에 대한 상세한 방법을 도시한다.
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Protocol
주 : 분석의 방법을 포함하는 장치는, 의료 승인하고, 피험자로 실험 프로토콜을 포함한 일본 국 특허 출원 공개 번호 2011-169881 및 일본 특허 제 5708911. 본 연구에 의해 덮여 가나자와 대학의 윤리위원회 (# 553-1).
땀 모니터링 장치 1. 전제 조건
참고 : 처음 사용하기 전에 한 번만 다음 단계를 수행합니다.
- 컴퓨터 (27)에 범용 직렬 버스 (USB) 포트 - 시리얼 변환 인터페이스 드라이버를 설치한다. 드라이버가 이미 설치되어있는 경우,이 단계를 건너 뜁니다.
- USB 케이블을 통해 컴퓨터에 USB 직렬 포트 변환 인터페이스를 연결합니다. 있는 경우 자동 드라이버 설치를 기다립니다.
- 변환 인터페이스에 매개 변수를 설정하고 다음과 같이 직렬 포트의 ID 번호를 확인한다.
- 장치 관리자를 열고 선택 [보기]→ [유형에 의하여 장치].
- 제목 "포트 (COM & LPT)"을 찾아 목록에서 "UART 브리지하는 CP210x의 USB"를 포함하는 제목을 찾을 수 섹션을 확장합니다.
- 은 "UART 브리지하는 CP210x의 USB"호에 포트 (예를 들어, "COM5")의 ID 번호를 암기.
- 더블 ", UART 브리지하는 CP210x의 USB의"를 클릭하고 "포트 설정"탭을 엽니 다.
- 다음과 같이 매개 변수를 설정합니다. "초당 비트"= 9600, "데이터 비트"= 8, "패리티"= "없음", ""= "없음 컨트롤을"= 1, 및 "비트를 중지하지 흐름을"
- 창을 닫고, 장치 관리자를 닫습니다 "OK"버튼을 클릭합니다.
땀 모니터링 장치 2. 설치
주 : 디바이스를 사용하기 전에 다음과 같은 녹화 설정을 설정한다. 여러 장치를 사용하는 경우 각 장치에 대해 이러한 단계를 반복합니다.
- 배터리가 땀 감시 장치에 삽입되지 않았는지 확인합니다.
- 발한 감시 장치의 상단에있는 소켓에 USB 직렬 포트 인터페이스 변환 흰색 커넥터 플러그.
- 다음의 장치 매개 변수를 설정 하였다 발한 기록 소프트웨어를 실행한다.
- '설정'탭을 엽니 다.
- 시리얼 포트의 ID 번호에 "COM"수를 설정한다 (단계 1.3.3 참조).
- "연결 확인"버튼을 클릭합니다. 메시지 "연결이 ..."가 표시되었는지 확인합니다.
- "데이터 파일 폴더"설정에서 드라이브를 선택하고 땀 데이터가 저장 될 폴더를 선택합니다. 하위 폴더를 선택하려면 두 번 폴더를 열려면 클릭합니다.
- "4"에 "구멍의 수"로 설정
- 은 "측정 및 촬영 설정"탭을 열고 원하는 샘플 시간에 "시간 간격"을 설정합니다.
- 배트를 삽입발한 감시 장치 ERY.
- 건조 실리카 젤 장치 (컬러 표시가 가능한 경우 색이 파란색 또는 녹색이어야 함)를 입력하고 뚜껑을 닫습니다. 덮개가 완전히 닫히지 않으면, 실리카 겔의 양을 감소시킨다.
- 땀 레코딩 소프트웨어에서 "지금 로깅 시작"버튼을 클릭합니다.
주 : 발한 기록 막 절단 후에 시작하기 때문에 모니터링이 개시 될 때까지, 발한 감시 장치가 연결된 상태로있다.
교감 신경 피부 반응의 측정 3. 설정 (SSR)
참고 :이 단계는 손바닥 SSR 등의 교감 활동을 모니터하기위한 것입니다, 반드시 땀 모니터링 자체가 필요하지 않습니다. SSR은 화가 농도 (28, 29)과 교감 각성 자극에 따라 피부 전위의 변화이다.
- SSR이 기록 될 피부를 깨끗하게알코올 면봉으로.
- 전극 용 페이스트를 이용하여 각각의 손등, 손바닥에 양극, 음극, 및 접지 전극을 넣고 손목. 의료 테이프로 전극을 고정합니다.
- 감도 = 1 MV / V, 하이 컷 필터를 ( "HI CUT") = 3 kHz에서, 그리고 로우 컷 필터 ( "LO CUT") = 0.5 : 다음과 같이 앰프의 해당 노브를 돌려 계측 증폭기의 조건을 설정 Hz에서.
- SSR의 기록 소프트웨어를 실행하고 소프트웨어의 "측정 시작 '버튼을 클릭하여 200 Hz의 샘플링 레이트에서의 기록을 시작한다.
땀 4. 기록
- 땀 감시 장치의 바닥에 의료 양면 테이프를 넣습니다. 테이프를 놓을 때 측정 창 (장치의 하단에, 즉 4 개의 구멍)가 막혀 있지 않은지 확인합니다.
- 금연실,의 USB 직렬 포트에서 땀 감시 장치를 분리rsion 인터페이스를 제공합니다. 즉시 분리 한 후, 땀 모니터링이 자동으로 시작 관찰합니다. 는 LED 램프가 점멸되어 있는지 확인합니다.
- 의료용 양면 테이프의 박리 라이너를 제거하고, 땀을 모니터링 할 수있는 피부에 발한 감시 장치를 넣어.
- 수증기 확산의 안정화를위한 10 분을 기다립니다.
주 :이 프로세스를 모니터링 할 수 있지만, 이전의 연구는 10 분 대기하여 안정적인 감시 26에 충분한 것으로 확인되었다. - 시험 (예를 들어, 교감 신경 활성 시험)을 시작합니다.
- 시험 후, 피부에서 땀 감시 장치를 제거합니다. SSR의 기록을 중지하려면 SSR 레코딩 소프트웨어에서 "중지 측정"버튼을 클릭하고 피부에서 모든 전극을 제거합니다.
5. 땀 분석
- 의 USB 직렬 포트 변환 interfa에 땀 감시 장치를 연결CE (단계 2.2에서와 같이).
- 땀 모니터링 소프트웨어를 실행합니다.
- '설정'탭을 열고 "연결 확인"버튼을 클릭합니다.
- 은 "측정 및 촬영 설정"탭을 열고 지정된 폴더에있는 장치의 원시 데이터를 저장하기 위해 "다운로드"버튼을 클릭한다 (단계 2.3.4 참조).
- 다음과 같이 땀 분석을 수행합니다.
- 은 "분석"탭을 열고 클릭 "데이터를 읽어 파일을." "열기 파일"대화 팝 업을 준수하십시오. 단계 5.4에서 저장된 파일을 선택하고 "열기"버튼을 클릭합니다.
주 : 소프트웨어가 자동적으로 문서 (26) 방법에 기초하여 땀의 분석을 수행하고, 결과를 화면에 표시한다. 동시에, 쉼표로 구분 된 값 형식으로 땀 데이터는 같은 폴더에 저장됩니다.
- 은 "분석"탭을 열고 클릭 "데이터를 읽어 파일을." "열기 파일"대화 팝 업을 준수하십시오. 단계 5.4에서 저장된 파일을 선택하고 "열기"버튼을 클릭합니다.
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Representative Results
땀 모니터링 (도 1)와 픽의 법칙 기반 연산이 새로운 장치를 사용하여 시간적 땀 프로필 쉬운 무선 방식으로 얻을 수있다. (2)은 교감 활성 시험 중에 무선 땀 모니터링의 대표 데이터를 도시한다. 실험에서, 발한 모니터링 장치는, 교감 신경 피부 반응 (SSR) 모니터링 전극과 함께, 환자의 손바닥에 부착 하였다. 교감 신경 활성 시험의 경우, 피사체가 앉아서 다음 작업을 수행하도록 요청 하였다 : (1) 1 분 간격으로 깊은 감흥을 5 회 수행하고, (2) 암산을 수행 (예를 들어, 연속적으로 (100)로부터 7 뺄셈 참가자 수가 컴퓨터 화면에 차례로 표시 요약되는 "플래시 Anzan")은 교감 신경 활성을 보여주고있다. 땀과 SSR은 시뮬레이션했다 ultaneously 응력 조건에서 기록 하였다. 깊은 영감 암산 결과, 교감 신경 활성 유도 손바닥 땀이 현상 장치를 사용하여 측정 될 수있다. (3)는 일상 활동 중에 다중 측정의 대표 데이터를 도시한다. 손바닥 (감정 땀) 및 전방 가슴 (열 땀)에서 땀 약 1 시간 녹화 활동에 따라 서로 다른 패턴을 보였다.
도 1 : 발한 모니터링을위한 신규 한 디바이스 (A) 건식 실리카 겔을 포함하는 장치의 외관.. 이 연구와 디바이스의 접속에 사용되는 (B, C) A "도넛 모양"양면 테이프. (D) 피부에의 부착 장치.톰 / 파일 / ftp_upload / 54837 / 54837fig1large.jpg "대상 ="_ 빈 ">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
교감 활동 테스트에서 땀의 대표적인 기록 교감 피부 반응 (SSR) 손바닥에 전극 땀 감시 장치의 (A) 첨부 파일 : 그림 2.. 교감 신경 활성 시험의 결과 (B)는 SSR 반응은 교감 신경 활동에 대한 응답으로 관찰과 함께 손바닥 땀. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3 :
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Discussion
이 문서의 목적은 신규 무선 땀 감시 장치의 사용을 소개하는 것이다. 기술의 최근 진보에 의해, 시간 발한 모니터링보다 정확하고 취급이 용이 한 방법이 제안되어있다; 통풍 실 (24, 25) 및 방법 증기압 확산법 (23)는 대표적인 예이다. 그러나, 통풍 실 방법은 건조 질소 혹은 건조 분위기를 생성하기 위해 건조제 펌프의 사용을 필요로하고, 이에 따라, 외부 커지는 경향이있다. 증기압 확산법은 개방 챔버 시스템은 주로 외부 환경에 의해 영향을받을 수 있지만, 작은 외부 채용하고 밀폐 챔버 시스템은 수증기 포화 중 하나에 문제 (챔버 포화 수증기로 채워진다 보유 할 수있다 ) 또는 수증기 응축기 상당한 전력 소비 (예를 들어 펠티에 소자).
상황을 해결하기 위해, 우리최근 발한 모니터 (26)에 대한 새로운 무선 장치를 개발했다. 장치에있어서, 피부에서 수증기가 일정하지만, 자연적인 흐름을 가능 건조제에 의해 포착 될 수있다. 수증기 주행하는 과정에서, T / RH 센서는 온도와 상대 습도의 변화와 수증기의 흐름을 캡처한다. 픽의 법률에 따라 이러한 변화를 계산함으로써, 우리는 기존의 환기 챔버 방법 (26)에 비해 땀의 양 <5 % 오차 (밀리그램 / cm 2 / 분)의 시간 변화를 추정 할 수있다. 개발 된 장치는 용이하게하여 정신적 스트레스 (도 2), 열 발한, 궁극적으로 땀과 관련된 조절 곤란을 모니터링하는데 사용될 수있다.
개발 된 장치는 취급이 용이하고, 너무 고려할 몇 점이있다. 실리카겔 건조없는 경우에는 땀 측정 실패. 따라서, 실험 전에0; 심사관은 실리카 겔 (색상이 파란색 즉) 완전히 건조되었는지 확인해야합니다. 이전의 연구는 실리카 겔 (26)을 변경하지 않고 4 시간 이상되는 측정의 최대 지속 기간을 추정 하였다. 색이 청색으로 변할 때까지 실리카 겔을 자연을 다시하기 위해서, 건조 오븐에서 건조시킨다. 종래의 전자 레인지도 유용합니다. 장치의 결합이 충분하지 않은 경우, 땀이 측정은 또한 실패 할 것이다. 우리는 "도넛 모양의"양면 테이프의 사용을 권장합니다.
그럼에도 불구하고, 개발 된 장치는 한계가있다. 때문에 정밀한 계산 및 건조제 흡수율의 한계 때문에, 땀의 양의 오차가 특히 발한의 높은 수준에서 고려되어야한다. 우리가 종래의 방법 (26) <5 %의 상대로서 오류율 확인되었지만, 계산 땀 값의 절대 값은주의 처리되어야.
장치의 소형 단순 무선 설계에 의해, 제한 조건 하에서 발한 지점 모니터링 할 수있다. 도 3에 도시 된 바와 같이, 땀의 다른 시간 프로파일 (등, 음식을 섭취 자동차, 쇼핑, 운전 이야기 등). 생활 조건의 피부 (즉, 손바닥과 전방 가슴)의 서로 다른 위치에서 검출 될 수있다 . 이 장치는, 따라서, 정신 및 열 조절 시스템 오작동으로부터 모두 비정상 발한 유래의 동시 검출을 위해 이용 될 수도있다. 좌우 발바닥 사이의 불균형 땀이 검출한다면 예를 들어, 당뇨병 말초 신경계의 조절 이상을 검출 할 수있다. 우리는 지금 임상 실험으로 입원 환자에 땀 프로파일의 관찰 연구를 계획하고있다.
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Required for perspiration monitoring | |||
| Perspiration monitoring device | Rousette Strategy Inc. | SNT-200 | |
| USB-serial port conversion interface | Rousette Strategy Inc. | UUI-200 | |
| Perspiration recording software | Rousette Strategy Inc. | TED99 | |
| Silica gel | Wako Pure Chemical Industries Ltd. | 194-16665 | Type A silica gel should be used. |
| Medical double-sided tape | 3M | 2181 | Medical grade is recommended because of the attachment to the skin. |
| Computer | Requires Windows operating system. | ||
| Name | Company | Catalog | Comments |
| Required for the monitoring of sympathetic skin response | |||
| Instrumentation amplifier | Nihon Kohden Corp. | AB-611J | |
| Amplifier chassis | Nihon Kohden Corp. | MEG-6108 | |
| Input box | Nihon Kohden Corp. | JB-610B | |
| Alcohol swab | Suzuran Sanitary Goods Co., Ltd. | 4545766050846 | |
| Electrodes | Nihon Kohden Corp. | NE-114A | |
| Electrode paste | Nihon Kohden Corp. | Z-401CE | |
| Medical tape | Nichiban Co., Ltd. | SG257 | |
| Analog signal interface | Micro Science K.K. | C BOX-014 | |
| Analog-to-digital converter | Micro Science K.K. | ADM-686PCI | |
| SSR recording software | Matsuyama Advance Co., Ltd. | LaBDAQ2000 |
References
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