「スマート」FFP2 フェイスマスクは、CO2 制限を超えた場合に着用者に警告します

Dec 01, 2023

画像クレジット: ドリームズタイム

E&T編集部より

2022 年 2 月 4 日金曜日に公開

グラナダ大学 (UGR) で設計された新しい「スマート」フェイスマスクは、フェイスマスク内の推奨される健康的な CO2 制限を超えると、スマートフォンを介して着用者にアラートを送信します。

このマスクのデザインは、新型コロナウイルス感染症（Covid-19）のパンデミックが始まって以来注目されてきた問題、つまり私たちがフェイスマスクの中で再呼吸するCO2の問題に対処している。 FFP2 タイプのフェイスマスクを長時間着用すると、呼吸時に吐き出すガスにより、顔とマスクの間に通常の大気濃度 (約 0.04 パーセント) よりも高い CO2 濃度が生成されます。 CO2 再呼吸は、健康な人であっても、全身倦怠感、頭痛、疲労、息切れ、めまい、発汗、心拍数の上昇、筋力低下、眠気などの健康への悪影響を引き起こす可能性があります。

これらの悪影響は、暴露期間とガス自体の濃度の両方に関連していることが知られています。 たとえば、一部の健康規制では、作業環境における CO2 の最大値 (1 日 8 時間の平均) 0.5 パーセントを推奨したり、4 パーセントの CO2 への 30 分間の曝露は健康に非常に有害であるとみなしたりすることを推奨しています。

UGRで設計された新しいFFP2フェイスマスクは、スマートフォンのアプリケーションを使用して、再呼吸したCO2のレベルをリアルタイムで確認することを可能にします。 この方法は、低コスト、拡張性、信頼性、利便性を特徴とするウェアラブルガス監視システムであり、重要な健康上の利点をもたらす大幅な進歩を示しています。

この研究は、UGRの分析化学部門とエレクトロニクス・コンピュータ技術部門に属する「ECsens」学際的研究チームによって実施された。 彼らは協力して、FFP2 フェイスマスク内の CO2 レベルを監視する、ワイヤレスのリアルタイムのポータブルガス検出システムを開発しました。

標準的なフェイスマスクは単に鼻や口の通路用のエアフィルターとして機能しますが、特定の関心のあるパラメータを測定するセンサーを組み込むことで、マスクの使用法と有効性を向上させる付加価値が提供され、この新しい「スマート」フェイスマスクが誕生しました。

研究論文の著者らは、「新型コロナウイルス感染症（Covid-19）の蔓延により世界保健機関が世界的なパンデミックを宣言して以来、感染拡大を防ぐために、一般国民にフェイスマスクの全面的な使用が推奨または強制されてきた」と書いている。 SARS-CoV-2の急速な蔓延。

「人口全体への感染を減らすためにフェイスマスクを支持する一般的な証拠にもかかわらず、主に呼吸抵抗の増加とマスクの再吸入の結果として、マスクの長期使用によって引き起こされる可能性のある悪影響についても広く同意されています。マスク内に溜まるCO2』。

チームが提案したシステムは、標準の FFP2 マスクに柔軟な「タグ」を挿入することに基づいています。 このタグは、革新的なカスタム開発の光化学 CO2 センサーと、必要な信号処理電子機器で構成されています。 センサーと回路は両方とも軽量で柔軟なポリマー基板上に製造され、いわゆる「センシングタグ」を形成しており、着用者に不快感を与えません。 このタグは、スマートフォンへの近距離無線通信 (NFC) リンクによってワイヤレスで給電されるため、電池を必要としません。たとえば、Android アプリを使用してワイヤレス決済を行う場合に使用されるものと同様です。 カスタム開発されたアプリは、データ処理、アラート管理、結果の表示と共有にも使用されます。

UGRの科学者らは、座りっぱなしの活動を行う被験者と身体運動を行う被験者の両方を対象にマスクの予備テストを実施した。 研究結果について、研究者らは次のように書いている：「我々の結果は、これまでの臨床試験と一致しており、低作業率（座りっぱなし）の活動ではCO2値が2パーセント、高強度の活動ではピーク値がほぼ5パーセントであることを示しています」体操。

「これらの値は、大気中や健康的と考えられる典型的な作業環境に含まれる CO2 の典型的な範囲である 0.04 ～ 0.1 パーセントよりも大幅に高いです。私たちが実施した性能テストは正式な臨床試験を構成するものではありませんが、目的は次のとおりです。」非侵襲的な健康監視のためのウェアラブルセンサーの分野におけるこのシステムの可能性を示すことです。」

科学者らは、同社のフェイスマスクはバッテリーを必要とせず、代わりに標準のワイヤレススマートフォン技術を利用しているため、100パーセント環境に優しいと強調している。

スマートマスクには、非侵襲的な健康モニタリング、前臨床研究、ポータブル電子機器を使用した診断の分野で複数の用途がある可能性があります。 対象となる他のガスを検出するために、他のセンサーを含めることもできます。

この研究「ワイヤレス CO2 モニタリング用スマート フェイスマスク」は、雑誌 Nature Communications に掲載されました。

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