THEME #03

呼気から見える、
ダイエットの状態
呼気成分を素早く、正確に測定できる機器開発 。
村田製作所がサポートします。

  • 募集内容

    生活習慣病予防やダイエット関連企業様のサポートとして、「呼気アセトン測定器を使った健康管理ビジネス」を開発する共創パートナー。

  • 活用商材

    簡易版ガスクロマトグラフを使った呼気ガス分析装置である「呼気アセトン測定器」

MATCHING
POINT

  • ・呼気アセトンを使った健康管理アプリケーション会社や、健康食品、健康管理装置、サプリメントなどを開発中で、効果測定機器の性能改善を模索している企業様
  • ・呼気アセトン測定器を現在生産出荷中であるが、食事などの禁忌事項が多く正確な測定値の管理が難しく、アセトン計測装置を改善したい企業様
呼気アセトン測定器の呼気ポット

呼気を測定することにより、簡単にダイエットの状態を可視化できれば。こうしたことを待ち望んでおられる方は多くいらっしゃると思います。
糖尿病や高血圧といった生活習慣病を患う人、またはその予備軍と見られる人は年々増え続けている現在、厚生労働省が実施した「国民健康・栄養調査」によると、糖尿病の患者数は2019年時点で1,000万人、予備軍を入れると2,000万人を超える規模に達しており、実際2019年時点での糖尿病の国民医療費は約1.2兆円にも上り、その抑制に大きな課題を抱えています。

こうした生活習慣病を予防するためにダイエット等が推奨されており、村田製作所では呼気に含まれるアセトンを簡易に測定できる小型の呼気分析装置を開発中です。ダイエットなどの健康管理ビジネスを展開する企業様の製品開発にこの呼気アセトン測定器を役立てて頂けるよう、共創パートナーを募集しています。

呼気センサーとは?
息を吹きかけて呼気中の成分を分析

人間は、体の中から健康状態に関するさまざまな情報を外部に発信し続けていますが、従来の測定方法には「手間が掛かる」「時間が掛かる」「費用が掛かる」「実施できる人が限定される」といった課題がありました。こうした中、手軽な測定方法として注目されているのが、人間の呼気(息)に含まれるガス成分を分析する方法です。

人間は呼吸をすることにより、肺に吸い込んだ空気と毛細血管の間で“ガスの置き換え”を行っています。そのため呼気の中には血液中に溶け込んでいるガスが多く含まれており、そのガスの中には人間の生態活動と密接に関わりのある物質が含まれています。

例えば、呼気に含まれるガスの一例に「ケトン体の一種であるアセトン」があります。アセトンは脂肪燃焼時に発生するケトン体の一種で、呼気から検出される物質です。この呼気中アセトン濃度を測定して脂肪燃焼を見える化し、ダイエット効果をリアルタイムで把握できるようにすることもあり得ます。呼気アセトンは血中のケトン体濃度と相関を示す論文も出ていることから、統計的な手法を含めての調査研究を実施し、安全で安心なダイエットソリューションを提供する製品のアイデアやソフトウエアコンテンツを持つ企業様へのお手伝いができると考えています。

呼気センサーとは?息を吹きかけて呼気中の成分を分析

簡易な計測方法として、注目を集める呼気センサー

呼気センサーは文字通り、人の呼吸=呼気を計測する機器です。

この呼気の計測は、採血による血液検査と比べて苦痛が少なく、また、検尿や検便といった排泄物検査と比べて清潔で手軽に行えるというメリットがあります。

医療機器ではないので医学的な判断は出来ないものの、弊社としてダイエットの状態を見える化する、簡易で正確な方法としてダイエット業界で注目されています。

簡易な計測方法として、注目を集める呼気センサー

呼気センサーの課題は、簡便性と精度の両立

簡単に計測が出来るという面でメリットがある呼気検査ですが、これまでは課題もありました。例えば代表的な呼気検査装置であるガスクロマトグラフですが、その装置を使って計測を行えるのは高いスキルを持つ専門家と、高価な分析装置や、高圧アルゴンガスなど専門的なユーティリティが必要なほか、装置が大きく、メンテナンスコストも膨大で、高性能分析にも多くの時間を要し、大規模な機関でないと取り扱えず、どの企業でも簡単に導入できるわけではありませんでした。

また、最近では半導体センサーを使用した簡易な呼気計測装置が普及してきましたが、食事などで摂取したものから発生するガスとアセトンを完全に分離することが難しいために、食事に関する様々な制限を課さないと正確な測定ができないなどの課題がありました。例えば、ターゲットとするガス種以外の妨害ガスを完全に選別できるようなフィルターが存在しないために、求める対象以外のデータもノイズとして計測してしまうことや、センサー部が被毒し測定値が変わってしまうなどのデメリットがありました。

村田製作所が提供する「呼気アセトン測定器」
高精度、小型、安価を実現します

こうした課題を解決するために、村田製作所では小型で簡易、そして精緻なガス測定ができる呼気分析装置を開発中です。

ガス種の検知に半導体センサーを用いる場合、センサーはアセトンのみに反応するだけではなく、還元性ガス(エタノール:アルコール/お酒)やその代謝物であるアセトアルデヒド、水素などにも反応してしまい、本来のアセトン測定値の精度が劣化する場合がありました。このためにこれまでの呼気アセトン計測装置ではお酒、オレンジの飲食後や、歯磨きや口臭予防スプレーなどを使用した場合は、計測までの時間を確保するように指示される場合がありました。

村田製作所の「呼気アセトン測定器」では、これらのノイズとなるガスを分離計測することで計測時の制限事項を減らし計測精度を改善することが出来ます。呼気測定が必要だけど、ガスクロマトグラフを導入するほどではない。様々なガス測定がしたいのではなくアセトンに特化して測定したい。測定に時間を掛けたくない、素早く結果が知りたい。小型で計測時の制限事項が少ない手軽な計測を求めている。そうしたニーズをお持ちの方に最適の呼気分析装置です。

村田製作所の「呼気アセトン測定器」
アセトンとエタノールの混合気体の分離計測・計測時間
村田製作所の「呼気アセトン測定器」アセトンとエタノールの混合気体の分離計測・計測時間

わずか5分で、ガスの分離計測が可能です。

ダイエット、スポーツのパフォーマンス測定などで
活用できる「呼気アセトン測定器」

呼気アセトン測定と、ダイエットの指標

呼気アセトンはダイエットの指標として活用することが可能です。

食物から摂取するエネルギーは炭水化物(グルコース)、脂肪、タンパク質の順に代謝されていきますが、ダイエットの場合は体脂肪を分解し代謝させる必要があります。

ケトジェニックダイエットは炭水化物を制限することでグルコースを主とするエネルギーの代謝から、体脂肪を分解して合成されるケトン体も代謝に多く使用するダイエットになります。ケトン体はβヒドロキシ酪酸とアセト酢酸、アセトンの総称ですが、エネルギーとして使用できるのはβヒドロキシ酪酸とアセト酢酸で、アセトンは呼気や皮膚ガスとして排出されます。

ケトジェニックダイエットは体脂肪の分解を促進し、代謝させる方法なので、ケトン体の一種であるアセトンを計測モニタリングすることでダイエットが順調に進んでいるか、またダイエットの食事指導をされている企業様に置かれましてはその指導が正しく行われているか確認し、指導に生かすことが可能です。 特にストイックにケトジェニックダイエットを進めてしまうとアセトン濃度が急激に上昇し体調を崩してしまう人もいます。その“やりすぎていないかどうか”も合わせて「呼気アセトン測定器」で確認することが可能です。

呼気アセトン測定と、ダイエットの指標
糖質制限ダイエット:
中性脂肪消費のメカニズム
糖質制限ダイエット:中性脂肪消費のメカニズム

呼気アセトン測定による、食事改善モニタリング

生活習慣病を予防するために太りすぎを改善し、ダイエットをすることが推奨されています。

糖質制限食は糖の摂取を抑えることから必然的に脂肪の摂取が多くなります。脂肪は小腸で吸収された後ミトコンドリアでβ酸化されアセチルCOAに変換されクエン酸回路で代謝(エネルギーとして利用)されます。β酸化が活発に起こり、アセチルCOAが過剰に生成されると、肝臓ではその過剰なアセチルKOAを使ってケトン体が作られるようになり、血流を介して全身で利用することが出来るようになります。

そこで、「呼気アセトン測定器」により呼気アセトン濃度が過剰に上がらないようにモニタリングし、食事をコントロールすることで、安全なダイエットのための食事御制限をするための指標として活用できるのではないかと考えております。統計的な手法を含めての調査研究を実施し、一般機器として安全なダイエットをサポートするビジネスをお考えの企業様と協業したいと考えています。

呼気アセトン測定による、食事改善モニタリング

パフォーマンスアップ(スポーツシーン・アンチエイジング)

スポーツやアンチエイジングの分野での呼気アセトン活用はまだ研究が始まったばかりですが、ミトコンドリアのβ酸化が活性化することでけがの回復や細胞活性化が促進されることが期待されています。そして、その状態の可視化、測定する手段のひとつとして呼気アセトン測定が注目されています。今後研究が進むにつれ、こうした分野でも村田製作所の技術とサービス提供企業様の知見が合わさることで、新たなソリューションが可能だと思っています。

パフォーマンスアップ(スポーツシーン・アンチエイジング)

共創にマッチするパートナー企業様

効果測定方法を模索している企業様

健康管理アプリケーションや、健康食品、健康管理装置、サプリメントなどを開発中で、効果測定方法を模索されている企業様を募集いたします。

測定機器の性能改善を模索している企業様

呼気アセトン測定器を現在生産出荷中であるが、食事などの制限事項が多く正確な測定値の管理が難しく、アセトン計測装置を改善したい企業様を募集いたします。

村田製作所とのパートナーシップメリット

メリット1
キーパーツの保有量
村田製作所では呼気アセトン測定器の小型薄型化のためのキーパーツを自社保有しています。そのため必要とするデバイスがワンストップで購入できるというメリットがあります。
メリット2
取得特許の豊富さ
半導体ガスセンサの弱点を補うための特許を多数保有しています。製品開発を行う上で直面する問題、課題、それらを解決するために必要となる技術と使用権を特許申請中ですので、協業することでそれらを活用できるというメリットがあります。
メリット3
モノづくりの豊富な経験
計測器を協業で開発するにあたり、ものづくりのシステム構築や検証が必要になってきます。また製品化するには数多くの部品:モジュール開発が必要になります。創業以来モノづくり企業として数々のソリューションを達成してきた村田製作所の知見やノウハウを是非ご活用ください。
メリット4
手軽な部品モジュールの
提供が可能
既に関連する市場で数ある製品を提供している村田製作所では、必要とするデザイスが既存ラインナップの中からご用意できるケースが多々あります。そのため新たに開発、調達する必要がないために、必要とする部品、モジュールを手軽に入手できるというメリットがあります。
アセトン測定器開発者

私たちが、貴社の課題を解決します

アセトン測定器開発者
村田製作所 新規事業推進部:石田 秀樹

私は35歳の時、初めてのメタボ検診でメタボリックシンドロームと認定されて以来20年間、スイミングスクール、テニススクール、ジムなどに通い続けたにもかかわらず、どうしても痩せることができずにいました。ところが家族が急激に痩せたことをきっかけに、糖質制限に挑戦したところ、2か月で10㎏の減量に成功し、さらに中性脂肪、肝機能、血糖値などの数値がすべて正常値となったのです。

その時、モチベーション維持を目的に海外製の呼気アセトン測定器を活用したのですが、手に入る測定器は安価だが精度が低いものか、高精度だが大型で高価なものしかありませんでした。また、計測前の禁忌事項も多く、お酒やオレンジを摂取した後や歯磨きをした後は測定値が大きく変動する場合があり、困りました。

そこで、ムラタの小型薄型の部品を用いて装置を小型化するとともに、アセトンガスのみを選択性良く測れるシステムを構築することで既存製品にはない、高精度で小型、安価な測定器を提供することを決意しました。自身の成功体験から、呼気アセトン測定器を活用した糖質制限が社会問題となっているメタボリックシンドローム脱出の有効な手段となる、それは糖尿病予備軍を減らすことにもつながり、ひいては国の医療費の大幅削減に貢献できる社会的意義のある事業になるに違いないと確信したためです。

日本国民の健康増進、医療費抑制、そしてそれをサポートする御社の製品の課題の解決方法を一緒に考えていきましょう。

お問い合わせ

村田製作所では協業できる研究機関、企業などの共創パートナーを募集しています。
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