بروتوكول مفصل لرصد العرق عن طريق رواية والصغيرة، جهاز لاسلكي
Summary
Recently, we developed a small wireless device for perspiration monitoring. In this article, we present detailed protocols on how to use the device for perspiration monitoring with an example of the sympathetic activity test.
Abstract
ويمكن استخدام الرصد العرق للكشف عن بعض الأمراض، مثل الحراري والعقلية والاضطرابات، وخاصة عندما يكون المرضى لا يدركون مثل هذه الاضطرابات أو تواجه صعوبة في التعبير عن أعراضهم. حتى الآن، وقد وضعت العديد من الأجهزة لرصد العرق. ومع ذلك، تميل هذه الأجهزة لديها الخارجي كبير نسبيا، كبير استهلاك الطاقة، و / أو أقل حساسية.
مؤخرا، قمنا بتطوير جهاز صغير، لاسلكي لمراقبة العرق. يتكون الجهاز من درجة الحرارة / الرطوبة النسبية (/ RH T) الاستشعار، وبطارية يحركها مسجل بيانات صغير، وهلام السيليكا كما المجففة في الخارج اسطواني صغير. يتم وضع أجهزة الاستشعار T / RH بين النوافذ الكشف (من خلالها بخار الماء من الجلد يدخل) وهلام السيليكا. ويستند مبدأ الكامنة وراء جهاز مراقبة عرق على قانوني فيك للانتشار، مما يعني أن بخار الماء تدفق وROM الجلد إلى هلام السيليكا (أي بطريق البشرة من فقدان المياه والعرق) يمكن الحصول عليها من تغير في نسبة الرطوبة على استشعار T / RH. وبالإضافة إلى ذلك، اعتمد أسلوب الطرح الأساسي للتمييز بين عرق وبطريق البشرة من فقدان المياه.
كما هو مبين في التقرير السابق، ويمكن للجهاز وضعت مراقبة العرق في أي مواقع من الجسم بطريقة سهلة، لاسلكية. ومع ذلك، لم يتم الكشف عن طرق مفصلة لكيفية استخدام الجهاز حتى الان. في هذه المقالة، وبالتالي فإننا نود أن تظهر الدروس نقطة بنقطة لكيفية استخدام الجهاز لمراقبة العرق، من خلال عرض تجارب النشاط متعاطفة مع رصد استجابة الجلد متعاطف كمثال على ذلك.
Introduction
العرق البشري، المعروف عموما باسم "التعرق،" ليست مجرد آلية لتنظيم الحرارة 1، ولكنه يرتبط أيضا إلى أنواع معينة من الأمراض. المسببات من عرق غير طبيعي واسع، بما في ذلك: ضربة شمس، فرط أو قصور الغدة الدرقية 2، احتشاء الدماغ 3، داء السكري 4، خلل الوظائف المستقلة 5، وانقطاع الطمث (المعروف باسم "فلاش الساخنة") 6، والتليف الكيسي 7، مرض باركنسون 8، والاجتماعية اضطراب القلق 9. في ضوء عدد من الأمراض المرتبطة العرق، فقد اعتبر أنه من المفيد لرصد معدلات العرق لتشخيص المبكر أو التنبؤ بهذه الأمراض (على سبيل المثال، الوقاية من ضربة الشمس) بطريقة في كل مكان 10.
حتى الآن، وقد تم اقتراح فقط عدد قليل من الأجهزة لمراقبة العرق. في الأيام الأولى، واستخدمت تصرف الجلد والرطوبة النسبية لأنني غير مباشرndices من كمية العرق 11،12. وفي الآونة الأخيرة، تم اقتراح عدة أنواع من مرنة، وأجهزة الاستشعار التي يمكن ارتداؤها لرصد العرق 13-19، على الرغم من أنها تهدف لتحليل الشوارد العرق بدلا من المبلغ أو نمط الزمني للعرق. وقد استخدمت حساب انتشار بخار الماء لطريقة أكثر الكمي لمراقبة صرف الماء من الجلد 20-23. ومع ذلك، وهذا يتطلب (1) على افتراض أن الغلاف الجوي الخارجي لا يزال وثابت 20، (2) حساسية كافية لكشف التدفق الطبيعي للبخار الماء 21،22، أو (3) المبرد (على سبيل المثال، جهاز بلتيير أن تستهلك كمية كبيرة من الكهرباء) إلى تتكثف بخار الماء السائل 23؛ وبالتالي، قد يكون من الصعب على يوميا ورصد طويل الأجل. وكبديل لذلك، تم تطوير طريقة غرفة التهوية 20،24،25. في طريقة غرفة جيدة التهوية، النيتروجين الجاف أو الهواء جففوتسللت في غرفة صغيرة مجاورة للجلد من خزان غاز النيتروجين أو مضخة، والغاز في بخار الماء المتبخر من الجلد يتم جمعها. ويمكن حساب كمية بخار الماء من الجلد من الفرق من الرطوبة في غازات مخرج ومدخل. على الرغم من أن هذا الأسلوب يمكن تقدير كمية من العرق على وجه التحديد جدا، خزان غاز النيتروجين أو مضخة ميكانيكية كبيرة عموما بما فيه الكفاية لعرقلة الرصد اليومي.
لمعالجة هذه العيوب، وقد وضعنا مؤخرا جهاز رواية لرصد العرق، الذي غرفة مغلقة مع تدفق بخار الماء يحركها المجففة القسري، تمكين مراقبة حساسة وطويلة الأجل 26. ويتكون هذا الجهاز من الخارج البلاستيك أسطواني، ودرجة الحرارة / الرطوبة النسبية (T / RH) الاستشعار مع تسجيل المعالجات الدقيقة، وهلام السيليكا (الشكل 1). من حيث المبدأ، يجب أن الغلاف الجوي الخارجي لا تتداخل مع تدفق بخار الماء، والمبرد أو ventilatinليس مطلوبا ز غرفة. ويمكن الحصول على لمحات العرق من حل المعادلات باستخدام برنامج جداول البيانات (26). وقد أظهرت دراسة سابقة فقط مبدأ الجهاز المتقدمة وحذف طريقة مفصلة لكيفية استخدام الجهاز بسبب ضيق المكان.
والهدف من هذه المادة، ولذلك، هو لإظهار طريقة مفصل لكيفية استخدام الجهاز وضعت لرصد العرق، من خلال عرض تسجيل التوتر الناجم عن الراحي العرق أثناء الاختبار النشاط متعاطفة كمثال على ذلك.
Protocol
Representative Results
Discussion
والهدف من هذه المقالة هو لبدء استخدام لرواية، لاسلكي جهاز مراقبة العرق. بسبب التقدم الذي أحرز مؤخرا الهندسة، تم اقتراح أكثر دقة، وسهلة إلى التعامل مع وسائل لرصد العرق الصدغي. والتهوية 24،25 طريقة الغرفة وضغط البخار طريقة نشر 23 أمثلة التمثيلية. ومع ذلك، فإن …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We would like to acknowledge Mr. Ryohei Suganuma and Ms. Sakie Tachibana who helped perform the research. This study was supported in part by the JSPS KAKENHI Grant Numbers 15K20664, 24500848, and 21500405. This study was also funded in part by the MEXT/JST Tenure Track Promotion Program. A part of this study was based on the Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2011-169881 and the Japanese Patent No. 5708911.
Materials
| 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
- Hardy, J. D. Physiology of temperature regulation. Physiol. Rev. 41, 521-606 (1961).
- Niepomniszcze, H., Amad, R. H. Skin disorders and thyroid diseases. J. Endocrinol. Invest. 24 (8), 628-638 (2001).
- 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).
- Fealey, R. D., Low, P. A., Thomas, J. E. Thermoregulatory sweating abnormalities in diabetes mellitus. Mayo Clin Proc. 64 (6), 617-628 (1989).
- Leung, A. K., Chan, P. Y., Choi, M. C. Hyperhidrosis. Int J Dermatol. 38 (8), 561-567 (1999).
- 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).
- 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).
- Swinn, L., et al. Sweating dysfunction in Parkinson’s disease. Mov. Disord. 18 (12), 1459-1463 (2003).
- 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).
- 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).
- Pickup, J. C. Preliminary evaluation of a skin conductance meter for detecting hypoglycemia in diabetic patients. Diabetes Care. 5 (3), 326-329 (1982).
- 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).
- Monty, C. N., Wujcik, E. K., Blasdel, N. J. Flexible Electrode for Detecting Changes. in Temperature, Humidity, and Sodium Ion Concentration in Sweat. , (2013).
- 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).
- 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).
- Jia, W., et al. Electrochemical tattoo biosensors for real-time noninvasive lactate monitoring in human perspiration. Anal. Chem. 85 (14), 6553-6560 (2013).
- Huang, X., et al. Stretchable, wireless sensors and functional substrates for epidermal characterization of sweat. Small. 10 (15), 3083-3090 (2014).
- Rose, D. P., et al. Adhesive RFID Sensor Patch for Monitoring of Sweat Electrolytes. IEEE Trans. Biomed. Eng. 62 (6), 1457-1465 (2015).
- Gao, W., et al. Fully integrated wearable sensor arrays for multiplexed in situ perspiration analysis. Nature. 529 (7587), 509-514 (2016).
- Nilsson, G. E. Measurement of water exchange through skin. Med. Biol. Eng. Comput. 15 (3), 209-218 (1977).
- 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).
- Nuutinen, J., et al. A closed unventilated chamber for the measurement of transepidermal water loss. Skin Res. Technol. 9 (2), 85-89 (2003).
- 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).
- Sakaguchi, M., Ono, N., Ohhashi, T. A new skin moisture meter using absolute hygrosensor. Tech. Rep. IEICE. 98 (309), 43-47 (1998).
- 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).
- 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).
- Claus, D., Schondorf, R., Deuschl, G., Eisen, A. Sympathetic skin response. Recommendations for the Practice of Clinical Neurophysiology Guidelines of the International Federation of Clinical Physiology (EEG Suppl. 52). , 277-282 (1999).
- 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).
