Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Bir Roman kullanarak Terleme İzleme Detaylı Protokol, Küçük Kablosuz Aygıt

7.5K görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/54837

⸱

24 Kasım 2016

 ,  ,  ,  , 
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

Bu makalede

Özet

Son zamanlarda, terlemeyi izlemek için küçük bir kablosuz cihaz geliştirdik. Bu yazıda, sempatik aktivite testi örneği ile terleme takibi için cihazın nasıl kullanılacağına dair ayrıntılı protokoller sunuyoruz.

Özet

Terleme izleme hastalar bozuklukların habersiz ya da zorluk semptomlarını ifade yaşıyorsanız, özellikle bu tür termoregülasyon ve zihinsel bozukluklar gibi bazı hastalıkların, tespiti için kullanılabilir. Şu ana kadar, ter izlenmesi için çeşitli cihazlar geliştirilmiştir; Bununla birlikte, bu tür cihazların nispeten büyük bir dış, önemli bir güç tüketimi ve / veya daha az hassasiyet sahip olma eğilimindedir.

Son zamanlarda, ter izleme için küçük, kablosuz aygıtı geliştirdi. Cihaz, küçük bir silindir şeklindeki dış bir kurutucu gibi bir sıcaklık / bağıl nem (T / RH) sensör, batarya ile çalışan küçük bir veri kayıt ve silis jel oluşur. T / nem sensör tarama pencere (deri boyunca su buharı girer) ve silika jel arasına yerleştirilir. terleme izleme cihazının altında yatan ilke su buharı akı f anlamına Fick Kanunu dayanmaktadırSilika jel (yani transepidermal su kaybı ve terleme) cildi rom T / RH sensörüne nem değişikliği ile yakalanabilir. Buna ek olarak, bir temel çıkarma yöntemi terleme ve transepidermal su kaybını ayırt etmek kabul edilmiştir.

Önceki raporunda gösterildiği gibi, geliştirilen cihaz kolay, kablosuz bir şekilde vücudun herhangi bölgelerinde terlemeyi izleyebilir. Ancak, cihazı kullanmak için nasıl ayrıntılı yöntemler henüz açıklanmamıştır. Bu yazıda, bu nedenle, biz örnek olarak sempatik deri yanıtı izleme ile sempatik aktivite testi göstererek, ter izleme cihazı kullanmak için nasıl nokta-by-point öğreticiler göstermek istiyorum.

Giriş

Genel olarak "terleme" olarak bilinen insan terleme, termoregülasyon 1 bir mekanizma değildir, ama aynı zamanda hastalıkların belirli türde ile ilgilidir. Güneş çarpması, hiper veya hipotroidizm 2, beyin enfarktüsü 3, diabetes mellitus 4 dysautonomia 5, menopoz ( "hot flaş" olarak da bilinir) 6, sistik fibroz 7, Parkinson hastalığı 8 ve sosyal: Anormal terleme etyolojisi de dahil olmak üzere, geniş bir anksiyete bozukluğu 9. Terleme ile ilgili hastalıkların sayısı ışığında, bu tür hastalıkların erken tanı ya da tahmini için ter oranlarını izlemek için yararlı kabul edilmiştir (örneğin, güneş çarpması önlenmesi) bir yerde bir şekilde 10.

Bugüne kadar, ter izleme cihazları sadece az sayıda önerilmiştir. İlk günlerde, deri iletkenliği ve bağıl nem dolaylı i kullanıldıterleme 11,12 miktarının ndices. Bunlar ter elektrolit analizi yerine, bir miktar veya terleme zamansal modeli için tasarlanmıştır, ancak son olarak, terleme izlenmesi için, esnek, takılabilir sensörleri birkaç çeşit, 13-19 önerilmiştir. Su buharı difüzyon hesaplama cilt 20-23 su değişimi izleme daha nicel yöntem kullanılmıştır. Bununla birlikte, bu tüketir su buharı 21,22, ya da (3), bir soğutma sıvısı (örneğin, Peltier cihazı doğal akışını tespit etmek için (1), dış atmosfer yine olduğu varsayımını ve sürekli 20, (2) yeterli hassasiyet gerektirir elektrik önemli miktarda) sıvı 23'e su buharını yoğunlaştırmak için; böylece, her gün ve uzun vadeli izleme için zor olabilir. Bir alternatif olarak, bir havalandırılmış oda yönteminin, 20,24,25 geliştirilmiştir. havalandırmalı bölme yöntemiyle, kuru nitrojen ya da nemi havayaderiden buharlaştınldı, su buharı bir nitrojen gaz tankı ve bir pompa ve gaz deriye bitişik küçük bir oda içinde infiltre edilir toplanır. deriden su buharı miktarı çıkış ve giriş gazı nem farkından hesaplanabilir. Bu yöntem çok hassas terleme miktarı tahmin edilebilir, ancak, bir nitrojen gaz tankı ya da mekanik bir pompa kadar günlük izleme engellemek için, genellikle büyüktür.

Bu sakıncaları gidermek için, son zamanlarda bir kurutucu odaklı zorunlu su buharı akışı ile kapalı bir bölme, hassas ve uzun süreli izleme 26 etkin olduğu ter izlenmesi için yeni bir cihaz geliştirdik. Bu cihaz, bir kayıt mikroişlemci ve silis jel (Şekil 1) sahip bir silindirik plastik dış sıcaklık / bağıl nem (T / RH) sensöründen oluşmaktadır. Prensip olarak, dış atmosfer su buharı akışı ve soğutma sıvısı veya ventilatin engel olmamalıdırg odası gerekli değildir. Terleme profilleri tablo yazılımı 26 kullanarak çözme denklem elde edilebilir. Bir önceki çalışmada sadece gelişmiş cihazın ilkesini göstermiştir ve Alan kısıtlamalarından dolayı cihazı kullanmak için nasıl ayrıntılı bir yöntem ihmal etmiştir.

Bu makalenin amacı, bu nedenle, bir örnek olarak sempatik aktivite testi sırasında stres kaynaklı palmar terleme kayıt göstererek, ter izleme için geliştirilen cihazı kullanmak için nasıl ayrıntılı bir yöntem göstermektir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

Not: Analiz yöntemi de dahil olmak üzere düzenek olup, Medical tarafından onaylandı insan denekler üzerinde deney protokolü gibi Japon İncelenmemiş Patent Başvurusu Yayınları No. 2011-169881 ve Japon Patenti No. 5708911. Bu çalışma ile kaplanmıştır Kanazawa Üniversitesi Etik Komitesi (# 553-1).

Terleme İzleme Aygıtı için 1. Ön Koşul

NOT: İlk kullanımdan önce sadece bir kez bu adımları uygulayın.

  1. Bilgisayarda 27 evrensel seri veri yolu (USB) -Serial noktası dönüşüm arayüzü sürücülerini yükleyin. sürücüler yüklü ise, bu adımı atlayın.
  2. USB kablosu ile bilgisayara USB seri port dönüşüm arayüzü bağlayın. Varsa otomatik sürücü kurulumu için bekleyin.
  3. Dönüşüm arayüzü parametrelerini ayarlamak ve aşağıdaki gibi seri bağlantı noktası kimlik numarasını kontrol edin.
    1. aygıt yöneticisi açın ve [View]→ [Türüne göre Cihazlar].
    2. başlığı "Bağlantı Noktaları (COM ve LPT)" bulun ve listedeki "UART Bridge CP210x USB" içeren başlığı bulmak için bölümünü genişletin.
    3. "UART Bridge CP210x USB" başlığı liman (örneğin, "COM5") kimlik numarasını ezberlemek.
    4. Çift ", UART Bridge CP210x USB" linkine tıklayın ve "Bağlantı Noktası Ayarları" sekmesini açın.
    5. aşağıdaki gibi parametreleri ayarlayın. "saniyede Bit" = 9600, "Veri bitleri" = 8, "Parite" = "Yok", "" = "Hiçbiri kontrolü" = 1 ve "bit Dur Akış"
    6. Pencereyi kapatmak ve aygıt yöneticisi kapatmak için "Tamam" düğmesine tıklayın.

Terleme İzleme Cihazı 2. Kur

NOT: Cihazı kullanmadan önce aşağıdaki gibi kayıt ayarlarını yapın. birden fazla cihaz kullanılması durumunda her bir cihaz için bu adımları tekrarlayın.

  1. Pil terleme izleme cihazı takılı olmadığından emin olun.
  2. terleme izleme cihazının üst kısmındaki yuvasına USB-seri port dönüşüm arayüzü beyaz konnektörü.
  3. aşağıdaki gibi cihaz parametrelerini ayarlayarak ardından terleme kayıt yazılımı çalıştırın.
    1. "Ayarlar" sekmesini açın.
    2. seri port kimlik numarası "COM" sayısını ayarlayın (adım 1.3.3 bakınız).
    3. "Bağlantı onayla" düğmesine tıklayın. mesajı "Connected ..." görünüp görünmediğini kontrol edin.
    4. "Veri Dosya Klasör" ayarlarda, sürücüyü seçin ve terleme verileri kaydedileceği klasörü seçin. alt klasörü seçmek için çift klasör açmak için tıklayın.
    5. "4." için "delik sayısı" olarak ayarlayın
  4. "Tedbir & Rec" sekmesini açın ve istenen numune zaman "Zaman Aralığı" olarak ayarlayın.
  5. Bir keçenin eklemeterleme izleme cihazına ery.
  6. Kuru silika jel ile cihazı (renk göstergesi varsa rengi mavi ya da yeşil renkte olmalıdır) doldurun ve kapağını kapatın. kapağı tamamen kapatmaz takdirde, silis jel miktarını azaltır.
  7. terleme kayıt yazılımı "Şimdi günlüğü Başlat" butonuna tıklayın.
    NOT: terleme kayıt hemen kesildikten sonra başlar çünkü izleme başladı edilene kadar, terleme izleme cihazı bağlı kalabilir.

Sempatik Deri Tepki Ölçümü için 3. Kur (SSR)

Not: Bu adımlarda palmar SSR olarak sempatik faaliyetlerini izlemek için tasarlanmıştır ve mutlaka ter izleme kendisi için gerekli değildir. SSR gibi üzgün ve konsantrasyon 28,29 olarak sempatik uyarılma uyarılması göre cilt potansiyel bir değişimdir.

  1. SSR kaydedilecek olan cildi temizlemekalkollü bir bezle.
  2. Bir elektrot macunu vasıtasıyla, sırasıyla, geri elin, avuç anot, katot ve topraklama elektrodu koyun ve bilek. tıbbi bant ile elektrotlar sabitleyin.
  3. Hassasiyet = 1 mV / V, yüksek kesim filtresi ( "HI CUT") = 3 kHz ve Düşük kesme filtresi ( "LO CUT") = 0.5 aşağıdaki gibidir: amplifikatörünün ilgili düğmeleri çevirerek enstrümantasyon amplifikatör koşulları belirlemek hz.
  4. SSR kayıt yazılımını çalıştırmak ve yazılımda "Başlat Ölçme" butonuna tıklayarak 200 Hz örnekleme hızında kayda başlamak.

Ter 4. Kayıt

  1. terleme izleme cihazının altındaki bir tıbbi çift taraflı bant koyun. Bir kaset koyarak, ölçüm pencereler (cihazın alt kısmında yani dört delik) tıkalı olmadığından emin olun.
  2. conve USB seri bağlantı noktasından terleme izleme aygıtını çıkarınrsion arayüzü. Hemen bağlantısı kesildikten sonra, terleme izleme otomatik olarak başlar gözlemleyin. LED lambası yanıp emin olun.
  3. Tıbbi çift taraflı bant yayın astarını çıkarın ve terleme izlenecek cilt üzerinde terleme izleme cihazı koymak.
  4. Su buharı difüzyon stabilizasyonu için 10 dakika bekleyin.
    NOT: Bu işlem takip edilemez olsa da, önceki çalışma 10 dakika bekledikten istikrarlı izleme 26 için yeterli olduğunu onaylamıştır.
  5. Muayene (örneğin, sempatik aktivite testi) başlatın.
  6. Muayeneden sonra, deriden ter izleme aygıtı kaldırın. SSR kaydı durdurmak için, SSR kayıt yazılımı "Dur Ölçme" düğmesini tıklayın ve cilt tüm elektrotlar kaldırın.

5. Terleme Analizi

  1. USB seri port dönüşüm interfa için ter izleme aygıtı bağlayınce (adım 2.2 gibi).
  2. terleme izleme yazılımı çalıştırın.
  3. "Ayarlar" sekmesini açın ve "Bağlantı onayla" butonuna tıklayın.
  4. "Tedbir & Rec" sekmesini açın ve belirtilen klasöre cihazın ham verileri kaydetmek için "Download" butonuna tıklayın (adım 2.3.4 bakınız).
  5. aşağıdaki gibi ter analizi yapın.
    1. "Analiz" sekmesini açın ve tıklayın "Veri Oku Dosya." "Dosya Aç" iletişim pop up gözlemleyin. Adım 5.4 kaydettiğiniz dosyayı seçin ve sonra "Aç" düğmesine tıklayın.
      NOT: Yazılım otomatik olarak yayınlanan yönteme 26 dayalı terleme analizi gerçekleştirir ve sonuç ekranda belirecektir. Aynı zamanda, virgülle ayrılmış değerler biçimi olarak terleme verileri aynı klasöre kaydedilir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Terleme izleme (Şekil 1) ve Fick yasası tabanlı hesaplama bu yeni cihaz kullanarak, zamansal terleme profilleri kolay, kablosuz bir şekilde elde edilebilir. 2 sempatik aktivite testi sırasında kablosuz terleme izleme temsili verileri göstermektedir. Deneyde, ter izleme cihazı, sempatik deri cevabı (SDC) izleme için elektrotlar ile birlikte deneğin avuç bağlıydı. Sempatik aktivite testi için, konu oturmak ve aşağıdaki görevleri gerçekleşt...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Bu yazının amacı bir roman, kablosuz terleme izleme cihazı kullanımını tanıtmaktır. mühendislik son gelişmeler sayesinde, zamansal ter izlenmesi için daha doğru, kolay sap yöntemleri önerilmiştir; havalandırmalı odacık yöntemi 24,25 ve buhar basıncı difüzyon yöntemi 23 için temsili örnekleridir. Bununla birlikte, havalandırılmış oda yönteminin, kuru azot ya da bir kuru atmosfer üretilmesi için kurutucu ile bir pompa kullanılması gerekir ve bu nedenle, dış büyük olma eğilimindedir. buhar basıncı dif...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazar Fukuoka Masakazu, geliştirilen cihazın monte edildiği Rousette Strategy Inc.'in başkanıdır. Ne Fukuoka Masakazu'dan ne de Rousette Strategy Inc.'den herhangi bir mali destek alınmadı.

Teşekkürler

Araştırmanın gerçekleştirilmesine yardımcı olan Bay Ryohei Suganuma ve Bayan Sakie Tachibana'ya teşekkür ederiz. Bu çalışma kısmen JSPS KAKENHI Hibe Numaraları 15K20664, 24500848 ve 21500405 tarafından desteklenmiştir. Bu çalışma aynı zamanda kısmen MEXT/JST Görev Süresi Tanıtım Programı tarafından finanse edilmiştir. Bu çalışmanın bir kısmı, 2011-169881 sayılı Japon İncelemesiz Patent Başvuru Yayını ve 5708911 sayılı Japon Patenti'ne dayandırılmıştır.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Terleme izleme
Terleme izleme cihazıRousette Strategy Inc.SNT-200
USB-seri bağlantı noktası dönüştürme arabirimiRousette Strategy Inc.UUI-200
Terleme kayıt yazılımıRousette Strategy Inc.TED99
Silika jelWako Saf Kimya Sanayi Ltd.194-16665Tip A silika jel kullanılmalıdır.
Tıbbi çift taraflı bant3M2181Cilde yapışması nedeniyle tıbbi sınıf önerilir.
BilgisayarWindows işletim sistemi gerektirir.
NameCompany<>Catalog<strong>Comments
Sempatik cilt tepkisinin izlenmesi için gerekli
Enstrümantasyon amplifikatörüNihon Kohden Corp.AB-611J
Amplifikatör şasiNihon Kohden Corp.MEG-6108
Giriş kutusuNihon Kohden Corp.JB-610B
Alkollü çubukSuzuran Sıhhi Goods Co., Ltd.
ElektrotlarıNihon Kohden Corp.NE-114A Elektrot
macunuNihon Kohden Corp.Z-401CE
Tıbbi bantNichiban Co., Ltd.SG257
Analog sinyal arayüzüMikro Bilim KKC BOX-014
Analogdan dijitale dönüştürücüMicro Science K.K.ADM-686PCI
SSR kayıt yazılımıMatsuyama Advance Co., Ltd.LaBDAQ2000
için gereklidirstrong4545766050846

Kaynaklar

  1. Hardy, J. D. Physiology of temperature regulation. Physiol. Rev. 41, 521-606 (1961).
  2. Niepomniszcze, H., Amad, R. H. Skin disorders and thyroid diseases. J. Endocrinol. Invest. 24 (8), 628-638 (2001).
  3. Korpelainen, J. T., Sotaniemi, K. A., Myllyla, V. V. Hyperhidrosis as a reflection of autonomic failure in patients with acute hemispheral brain infarction. An evaporimetric study. Stroke. 23 (9), 1271-1275 (1992).
  4. Fealey, R. D., Low, P. A., Thomas, J. E. Thermoregulatory sweating abnormalities in diabetes mellitus. Mayo Clin Proc. 64 (6), 617-628 (1989).
  5. Leung, A. K., Chan, P. Y., Choi, M. C. Hyperhidrosis. Int J Dermatol. 38 (8), 561-567 (1999).
  6. Kronenberg, F., Cote, L. J., Linkie, D. M., Dyrenfurth, I., Downey, J. A. Menopausal hot flashes: thermoregulatory, cardiovascular, and circulating catecholamine and LH changes. Maturitas. 6 (1), 31-43 (1984).
  7. Gibson, L. E., Cooke, R. E. A test for concentration of electrolytes in sweat in cystic fibrosis of the pancreas utilizing pilocarpine by iontophoresis. Pediatrics. 23 (3), 545-549 (1959).
  8. Swinn, L., et al. Sweating dysfunction in Parkinson's disease. Mov. Disord. 18 (12), 1459-1463 (2003).
  9. Davidson, J. R., Foa, E. B., Connor, K. M., Churchill, L. E. Hyperhidrosis in social anxiety disorder. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 26 (7-8), 1327-1331 (2002).
  10. Gun Park, D., Chul Shin, S., Won Kang, S., Tae Kim, Y. Development of flexible self adhesive patch for professional heat stress monitoring service. Conf. Proc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. 4, 3789-3792 (2005).
  11. Pickup, J. C. Preliminary evaluation of a skin conductance meter for detecting hypoglycemia in diabetic patients. Diabetes Care. 5 (3), 326-329 (1982).
  12. Stenstrom, S. J. A study on skin humidity in leprosy patients using a new type of humidity meter. Int. J. Lepr. Other Mycobact. Dis. 52 (1), 10-18 (1984).
  13. Monty, C. N., Wujcik, E. K., Blasdel, N. J. Flexible Electrode for Detecting Changes. in Temperature, Humidity, and Sodium Ion Concentration in Sweat. , US patent US 2013/0197319 A1 (2013).
  14. Wujcik, E. K., Blasdel, N. J., Trowbridge, D., Monty, C. N. Ion Sensor for the Quantification of Sodium in Sweat Samples. IEEE Sens. J. 13 (9), 3430-3436 (2013).
  15. Blasdel, N. J., Wujcik, E. K., Carletta, J. E., Lee, K. S., Monty, C. N. Fabric Nanocomposite Resistance Temperature Detector. IEEE Sens. J. 15 (1), 300-306 (2015).
  16. Jia, W., et al. Electrochemical tattoo biosensors for real-time noninvasive lactate monitoring in human perspiration. Anal. Chem. 85 (14), 6553-6560 (2013).
  17. Huang, X., et al. Stretchable, wireless sensors and functional substrates for epidermal characterization of sweat. Small. 10 (15), 3083-3090 (2014).
  18. Rose, D. P., et al. Adhesive RFID Sensor Patch for Monitoring of Sweat Electrolytes. IEEE Trans. Biomed. Eng. 62 (6), 1457-1465 (2015).
  19. Gao, W., et al. Fully integrated wearable sensor arrays for multiplexed in situ perspiration analysis. Nature. 529 (7587), 509-514 (2016).
  20. Nilsson, G. E. Measurement of water exchange through skin. Med. Biol. Eng. Comput. 15 (3), 209-218 (1977).
  21. Tagami, H., Kobayashi, H., Kikuchi, K. A portable device using a closed chamber system for measuring transepidermal water loss: comparison with the conventional method. Skin Res. Technol. 8 (1), 7-12 (2002).
  22. Nuutinen, J., et al. A closed unventilated chamber for the measurement of transepidermal water loss. Skin Res. Technol. 9 (2), 85-89 (2003).
  23. Imhof, R. E., De Jesus, M. E., Xiao, P., Ciortea, L. I., Berg, E. P. Closed-chamber transepidermal water loss measurement: microclimate, calibration and performance. Int. J. Cosmet. Sci. 31 (2), 97-118 (2009).
  24. Sakaguchi, M., Ono, N., Ohhashi, T. A new skin moisture meter using absolute hygrosensor. Tech. Rep. IEICE. 98 (309), 43-47 (1998).
  25. Sakaguchi, M., et al. Development of the new ventilation capsule type sweating-evaporation ratemeter - measurements of local sweating rates and evaporation rates. Tech. Rep. IEICE. 106 (253), 65-68 (2006).
  26. Ogai, K., Fukuoka, M., Kitamura, K., Uchide, K., Nemoto, T. Development of a small wireless device for perspiration monitoring. Med. Eng. Phys. 38 (4), 391-397 (2016).
  27. Silicon Labs. , CP210x USB to UART Bridge VCP Drivers (2016).
  28. Claus, D., Schondorf, R. Sympathetic skin response. Recommendations for the Practice of Clinical Neurophysiology Guidelines of the International Federation of Clinical Physiology (EEG Suppl. 52). Deuschl, G., Eisen, A. , Chapter 7.1 277-282 (1999).
  29. Emad, M., Roshanzamir, S., Dabbaghmanesh, A., Ghasempoor, M. Z., Eivazlou, H. Inclusion of Height and Limb Length when Interpreting Sympathetic Skin Response. Iran J Med Sci. 41 (1), 48-52 (2016).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Transepidermal Su KaybıSempatik Cilt YanıtıFick'in Difüzyon KanunuTemel Çıkarma YöntemiT/RH SensörüSilika Jel KurutucuUSB Seri PortVeri Analiz Yazılımı
Bir Roman kullanarak Terleme İzleme Detaylı Protokol, Küçük Kablosuz Aygıt
Bize Ulaşın
Kütüphaneye Öner

Gizlilik

Kullanım Koşulları

Politikalar

Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.