פרוטוקול מפורט עבור ניטור זיעה באמצעות רומן, קטן, מכשיר אלחוטי
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
ניטור זיעה יכול להיות מנוצל לצורך זיהוי של מחלות מסוימות, כגון הפרעות thermoregulation ונפשיות, במיוחד כאשר החולים אינם מודעים הפרעות כאלה או מתקשים לבטא את התסמינים שלהם. עד כה, מספר התקנים לניטור זיעה פותחו; עם זאת, מכשירים כאלה נוטים להיות בעלים חיצוניים גדולים יחסית, צריכת חשמל ניכרת, ו / או רגישה פחות.
לאחרונה, פיתחנו מכשיר קטן, אלחוטית לניטור זיעה. המכשיר מורכב טמפרטורה / לחות יחסית (T / RH) חיישן, לוגר נתונים קטנים מונחה סוללה, וג'ל סיליקה כמו אבוש חיצוני גלילי קטנה. החיישן T / RH ממוקם בין חלונות זיהוי (שדרכו אדי מים מן העור נכנס) ואת ג'ל סיליקה. העיקרון העומד בבסיס של מכשיר ניטור זיעה מבוסס על החוק של הזין של דיפוזיה, כלומר f שטף אדי מיםROM לעור ג'ל סיליקה (הפסד מים טרנס-אפידרמלי כלומר והזעה) שאפשר לתפוס אותם באמצעות שינויים בלחות לחיישן T / RH. בנוסף, שיטת חיסור בסיס אומצה להבחין אובדן מי זיעה טרנס-אפידרמלי.
כפי שניתן לראות בדוח הקודם, המכשיר שפותח יכול לפקח על זיעה בכל האתרים של הגוף בצורה נוחה, אלחוטית. עם זאת, שיטות מפורטות כיצד להשתמש במכשיר לא נחשפו עדיין. במאמר זה, אם כן, אנחנו רוצים להראות ההדרכות, נקודה אחר נקודה של איך להשתמש במכשיר לניטור זיעה, על ידי הצגה במבחן הפעילות סימפתטית עם ניטור תגובת עור האוהד כדוגמא.
Introduction
זיעת אדם, המכונית "מזיע," הוא לא רק מנגנון thermoregulation 1, אבל זה קשור גם סוגים מסוימים של מחלות. האטיולוגיה של זיעה נורמלי הוא רחב, כולל: מכת חום, יתר או תת פעילות בלוטת התריס 2, אוטם מוחי 3, סוכרת 4, dysautonomia 5, גיל המעבר (המכונה "גלי חום") 6, סיסטיק פיברוזיס 7, מחלת פרקינסון 8, וחברתי הפרעת חרדה 9. לאור מספר מחלות הקשורות זיעה, זה כבר נחשב מועיל לפקח שיעורי זיעה לאבחון מוקדם או חיזוי של מחלות כגון (למשל, מניעת מכת חום) באופן בכל מקום 10.
נכון להיום, רק מספר קטן של מכשירים לניטור זיעה הוצע. בימים הראשונים, מוליכות העור והלחות היחסית שימשו אני עקיףndices מסכום זיעה 11,12. לאחרונה, מספר סוגים של חיישנים גמישים, לביש לניטור זיעה הוצעו 13-19, למרות שהם מיועדים הניתוח של אלקטרוליטים בזיעה ולא את הסכום או דפוס זמני של זיעה. חישוב דיפוזיה אדי מים נוצל עבור שיטה כמותית יותר של ניטור תחלופת מים מהעור 20-23. עם זאת, זה דורש (1) ההנחה כי האטמוספירה החיצונית עדיין ו -20 מתמיד, (2) מספיק רגישות כדי לזהות את הזרימה הטבעית של אדי מים 21,22, או (3) קירור (למשל, מכשיר פלטייה כי צורכת כמות משמעותית של חשמל) להתעבות אדי מים ל -23 נוזלים; וכך, הם עלולים להיות קשים עבור ניטור יומיומי לטווח ארוך. כחלופה, שיטה קאמרית מאווררת פותחה 20,24,25. בשיטת תא מאוורר, חנקן יבש או אוויר dehumidifiedהוא שחדר בתא קטן צמוד לעור מטנק גז חנקן או משאבה, וגז אדי המים התאדו מן העור נאסף. כמות אדי מים מהעור ניתן לחשב על פי הפרש של לחות הגזים לשקע כניסה. אמנם שיטה זו יכולה להעריך את כמות הזיעה מאוד דווקא, מכל גז חנקן או משאבה מכאנית היא רחבים מספיק כדי לעכב ניטור יומיומי.
כדי לטפל החסרונות הללו, פתחנו לאחרונה מכשיר חדש לניטור זיעה, שבו חדר סגור עם זרימת אדי מים נאכפת מונחה תבוש, לאפשר ניטור רגיש לטווח ארוך 26. מכשיר זה מורכב חיצוני פלסטיק גלילי, טמפרטורה / לחות יחסית חיישן (T / RH) עם המיקרו הקלטה ולאחר ג'ל סיליקה (איור 1). באופן עקרוני, האטמוספירה החיצונית לא צריך להפריע לזרימת אדי מים, קירור או ventilatinתא g אינו נדרש. פרופילים זיעה ניתן להשיג על ידי משוואות לפתרון באמצעות תוכנת גיליון אלקטרוני 26. מחקר קודם רק הוכיח את העיקרון של המכשיר המפותח, ופחות השמיט את השיטה המפורטת המתאר כיצד להשתמש במכשיר בגלל מגבלות מקום.
מטרת מאמר זה, ולכן, היא להראות שיטה מפורטת של איך להשתמש במכשיר שפותח עבור ניטור זיעה, על ידי הצגת ההקלטה של זיעת Palmar שנגרם עקב מתח במהלך בדיקת פעילות סימפתטית כדוגמא.
Protocol
Representative Results
Discussion
מטרת מאמר זה היא להציג את השימוש של רומן, מכשיר ניטור זיעה אלחוטי. בשל ההתקדמות האחרונה של הנדסה, מדויקות יותר, שיטות קלות ידית לניטור זיעה זמנית הוצעו; 24,25 השיטה הקאמרית המאווררת ושיטת דיפוזיה לחץ אדים 23 הן דוגמאות מייצגות. עם זאת, השיטה הקאמרית המאווררת מ?…
Disclosures
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).
