ふじわらロスチャイルドリミテッド

概要

現代社会における精神ストレス対策は、COVID-19など直面する社会課題により極めて重要な段階に位置づけられている。そのため、ストレスの簡便な予兆検知やマネジメントを行う方法論は、企業のみならず個人向けにも求められている。

家庭やオフィスで簡易に計測することが可能な手法は、オフィスに於いては様々なバイアスがかかりやすいアンケート形式によるストレス調査を補完或いは代替する可能性があり、家庭に於いては日常的なストレス予兆検知として利用可能なデバイスとして上市され始めている。

ストレス検出には、唾液、汗、尿などから採取される体液や呼気、皮膚ガスをバイオマーカーとするもの、及び生体信号としての心電（ECG）、脈波（PPG）、皮膚電気活動(EDA)、脳波によるストレス検知デバイスなどに関して研究が続けられている。更には、AIの進展により、音声やテキスト、顔画像によるストレス度合いの検出が試みられ、商品化が進められている。声だけで、うつ状態の検知が可能であるとの報告もある。

セルフケアのための、生体信号利用とバイオマーカー利用を合わせたストレス検知可能なデバイス の市場は、2025 年までに、約＄29B の規模となり、2030 年には、＄41B が期待できる。

目次

1. 背景と意義
2. Executive Summary
3. ストレスに関する概要
  3.1. ストレス兆候とストレス反応
  3.2. ストレス評価方法の概要
    3.2.1. ストレスの非侵襲な評価方法の種類
    3.2.2. ストレスの非侵襲な評価方法の形態
  3.3. 生理指標
    ・精神疲労を評価する指標の探索
  3.4. ストレスバイオマーカーの概要
    ・ストレスと疲労のバイオマーカー
    ・唾液マーカーでストレスを測る
4. ストレス検知バイオマーカーと検出手段
  4.1. 生化学的バイオマーカー 検出部位と種類
    4.1.1. ストレスを検知するバイオマーカー詳細
      ・Biomarkers in Stress Related Diseases/Disorders: Diagnostic, Prognostic, and Therapeutic Values
    4.1.2. 唾液中のストレスバイオマーカー
    4.1.3. 唾液中のストレスバイオマーカー ２
      ・唾液を用いたストレス評価
      ・唾液中バイオマーカーによるストレス評価
    4.1.4. 汗におけるストレスバイオマーカー
      4.1.4.1. 汗センサによる健康管理
        ・Identification of Suitable Biomarkers for Stress and Emotion Detection for Future Personal Affective WearableSensors
    4.1.5. 皮膚ガスにおけるストレスバイオマーカー
      ・Identification of Suitable Biomarkers for Stress and Emotion Detection for Future Personal Affective Wearable Sensors
      ・資生堂 ストレスで皮膚から特徴的なニオイが発生することを発見 （プレス 2018-10）
    4.1.6. 呼気ガスにおけるストレスバイオマーカー
      ・新しい酸化ストレスのバイオマーカー:呼気一酸化炭素濃度
    4.1.7. 尿におけるストレスバイオマーカー
  4.2. ストレスバイオマーカー検出手段・・・研究・試行・プロダクツ
    4.2.1. バイオマーカーを検出するための方法
      ・Stress Biomarkers in Biological Fluids and Their Point-of-UseDetection
    4.2.2. 唾液バイオマーカー検出
      ・Current methods for stress marker detection in salivaGinevra Giacomello1, Andreas
      ・NEC ソリューションイノベータ 蛍光偏光法による唾液のストレスマーカー検出
      ・NIPRO 唾液アミラーゼ
      ・Cube Reader
      ・FET バイオセンサを利用する唾液ストレスマーカー検出 EC SENSING
    4.2.3. 汗バイオマーカー検出
      4.2.3.1. 各種汗バイオマーカー検出レビュー
        ・Identification of Suitable Biomarkers for Stress and Emotion Detection for Future Personal Affective Wearable Sensors
        ・Investigation of Cortisol Dynamics in Human Sweat Using a Graphene-Based Wireless mHealth System
        ・CortiWatch: watch-based cortisol tracker
    4.2.4. においセンサの概説
      4.2.4.1. においセンサの構成
      4.2.4.2. 人間の嗅覚の仕組みとデバイスによる模倣
        ・Bio-Inspired Strategies for Improving the Selectivity and Sensitivity of Artificial Noses: A Review
      4.2.4.3. においセンサのキーテクノロジと構成
      4.2.4.4. ガス・においセンサのトランスデューサ技術分類
    4.2.5. 呼気ガスバイオマーカー検出
      ・欧州における疾病検出においセンサの研究団体
      ・研究開発・実用化動向（大学・研究機関、企業）
      ・Owlstone Medical
      ・Technion (LNBD)
      ・SniffPhone
    4.2.6. 呼気ガスによるストレスバイオマーカー検出
      ・富士通研究所 （CuBr）
    4.2.7. 皮膚ガスバイオマーカー検出概論
      ・ヒト皮膚から放散する微量生体ガスと臨床環境
      ・皮膚ガス関連アプリケーション
      ・皮膚ガス 計測機器
      ・パッシブインジケータを用いたヒト皮膚から放散する微量ガスの測定
    4.2.8. 皮膚ガスにおけるストレスバイオマーカー検出
      ・大阪大学・パナソニック
      ・太陽誘電 超高感度においセンサ
    4.2.9. 尿におけるストレスバイオマーカー検出
5. 生体信号によるストレス検知・・・研究・試行・プロダクツ
  5.1. HRV 関連用語定義
  5.2. 心拍ゆらぎ(HRV)
    ・心拍揺らぎによる精神的ストレス評価法に関する研究 － パターン認識による評価法の考察
    ・COCOLOLO
    ・ヘルスモニタリングのための心拍変動解析
  5.3. 指尖容積脈波
    ・株式会社疲労科学研究所
  5.4. EDA
    ・皮膚電気活動の情報を取得するシステムの設計／開発／評価
  5.5. 各種のウェアラブル機器によるストレス検出 (ECG,PPG)
    ・Fitbit
    ・SONY
    ・Samsung
    ・Apple
    ・HUAWEI
6. ストレス・感情の推定
  6.1. 概要
  6.2. 各社のウェアラブル機器によるストレス検出（EEG 他）
  6.3. 声によるストレス検出
    ・MIMOS
    ・音声からのストレス状態検出技術
  6.4. 画像によるストレス検出
    ・カメラ画像による疲労計測技術（RICOH）
  6.5. AI を使ったストレス検出
    ・NEC、生体情報から従業員の⾧期ストレスの増加を早期発見可能な技術を開発
    ・スマートフォンのセンサ情報や使用状況からストレス推定
    ・メールによるストレス可視化 StressReporter
  6.6. 脳波検出
    ・BRAINNO
    ・Neeuro
  6.7. その他ユニークな機器
7. ストレスによる疾病リスク
    ・Biomarkers in Stress Related Diseases/ Disorders
8. バイオマーカー検知機器関連研究
  8.1. ストレス評価センサ
  8.2. 電気泳動型ラボチップなど唾液ストレス計測
    ・ストレス計測評価用バイオチップのプロトタイプ開発
  8.3. 分子インプリントポリマーによる唾液コルチゾール測定
    ・Cortisol Stress Biosensor Based on Molecular Imprinted Polymer
  8.4. マイクロフルイディクス
    8.4.1. マイクロフルイディクス概要
    8.4.2. マイクロフルイディクスの例
    8.4.3. マイクロフルイディクス用材料
  8.5. ELISA 分析概要
9. ストレス予兆機器の市場規模
  9.1. 市場拡大の可能性
  9.2. 概要
  9.3. バイオマーカー利用ストレス検知器
  9.4. 生体信号利用ストレス検知デバイス
  9.5. 全体動向のまとめ
  9.6. 市場規模
    9.6.1. ストレス機器の市場推移全体像
    9.6.2. 生体信号利用ストレス対応機器の個別推移
    9.6.3. バイオマーカー利用ストレス対応機器の個別推移
10. 本書の内容に関係のあるふじわらロスチャイルドリミテッドのレポート

図表
  FIG. 1 各種ストレス計測機器タイプとその位置づけ
  FIG. 2 慢性・酸化ストレスの検出
  FIG. 3 ストレス対応計測器 金額市場規模推移
  FIG. 4 ストレス状態の兆候
  FIG. 5 ストレス反応概要
  FIG. 6 ストレスの非侵襲な評価方法の種類
  FIG. 7 ストレスの非侵襲な評価方法の形態
  FIG. 8 精神疲労を評価する指標
  FIG. 9 生体のストレス反応
  FIG. 10 主な BIOMARKERS
  FIG. 11 TYPES OF BIOMARKERS-2
  FIG. 12 Salivary stress biomarkers
  FIG. 13 唾液から採取可能なストレス物質
  FIG. 14 汗センサによる健康管理に関する研究開発内容
  FIG. 15 汗のVOC ストレスマーカーに関する研究
  FIG. 16 酸化ストレスの呼気におけるバイオマーカー
  FIG. 17 Molecular structure of stress biomarkers in bodilyfluids.
  FIG. 18 Molecular concentration ranges of key stress biomarkers in bodilyfluids.
  FIG. 19 POINT-OF-USE SENSORS FOR STRESSBIOMARKERS
  FIG. 20 ラベルフリーの光検出アプローチ
  FIG. 21 蛍光偏光法による唾液のストレスマーカー検出
  FIG. 22 NIPRO 唾液アミラーゼ
  FIG. 23 SOMA Cubu Reader
  FIG. 24 FET バイオセンサを利用する唾液ストレスマーカー検出
  FIG. 25 汗中のコルチゾール検出
  FIG. 26 AuNP-アプタマーを利用したコルチゾール検出
  FIG. 27 汗中のコルチゾールを検出するために開発されたパッチ型多機能層状バイオセンサ
  FIG. 28 Graphene-Based Wireless mHealth System
  FIG. 29 CortiWatch 3 電極システムの概略
  FIG. 30 CortiWatch オンボディテスト
  FIG. 31 (参考) Wearable sweat sensor
  FIG. 32 人間の嗅覚の仕組みとデバイスによる模倣（東原 東大、森 理研）
  FIG. 33 人間の嗅覚の仕組みとデバイスによる模倣（新村 東京医科歯科大学）
  FIG. 34 デバイスによる模倣（マルチセンサアレイ）
  FIG. 35 Bio-Inspired Strategies: A Review
  FIG. 36 においセンサのテクノロジー
  FIG. 37 においセンサの構成
  FIG. 38 ガス・においセンサのトランスデューサ技術分類
  FIG. 39 欧州における疾病検出においセンサの研究団体
  FIG. 40 呼気センサ 研究・実用化の状況例
  FIG. 41 The schematic overview
  FIG. 42 Owlstone technology
  FIG. 43 Owlstone Medical
  FIG. 44 Technion
  FIG. 45 Sniffphone
  FIG. 46 富士通 呼気ストレスセンサ
  FIG. 47 皮膚ガスの放散経路
  FIG. 48 NTT ドコモ ウェアラブル皮膚アセトン測定装置 計測原理
  FIG. 49 生体ガスからのストレス物質の検出1
  FIG. 50 生体ガスからのストレス物質の検出2
  FIG. 51 超高感度においセンサによる皮膚ガス検知の可能性
  FIG. 52 （参考）サイマックス
  FIG. 53 (参考) 尿検査 一般用:腎機能
  FIG. 54 HRV によるストレス評価方法
  FIG. 55 COCOLOLO
  FIG. 56 HRV 解析:ヘルスモニタリングのための心拍解析
  FIG. 57 加速度脈波とストレス評価
  FIG. 58 疲労ストレス測定システム
  FIG. 59 EDA システムの設計
  FIG. 60 MIMOS
  FIG. 61 音声からのストレス状態検出技術
  FIG. 62 カメラ画像による疲労計測技術
  FIG. 63 ⾧期ストレスの発見可能な技術
  FIG. 64 スマートフォンの使用状況からAI がストレス推定
  FIG. 65 BRAINNO
  FIG. 66 Neeuro
  FIG. 67 ユニーク機器:マスク、リング
  FIG. 68 ストレスによる疾病リスク
  FIG. 69 唾液バイオマーカーと各種バイオセンサ
  FIG. 70 ストレス計測評価用バイオチップ
  FIG. 71 Cortisol Stress Biosensor Based on Molecular Imprinted Polymer
  FIG. 72 LAB-ON-A CHIP, ORGANS-ON-CHIPS
  FIG. 73 Microfluidic devices for protein detection
  FIG. 74 Paper-based microfluidics
  FIG. 75 ELISA
  FIG. 76 各種ストレス計測機器タイプのビジネスの可能性
  FIG. 77 ストレス対応機器の市場推移
  FIG. 78 機器全体数推移とストレス対応機の推移比較
  FIG. 79 ウェアラブル全体／ストレス対応ウェアラブル
  FIG. 80 ウェアラブル全体／ストレス対応ウェアラブル及びバイオケミカル
  FIG. 81 ストレス対応ウェアラブル 数量／市場金額推移
  FIG. 82 バイオマーカー利用センサの台数推移と市場金額推移
  Table 1 代表的なストレス評価法
  Table 2 ストレスマーカーとしての可能性が指摘されている生化学物質
  Table 3 Biotic stress markers, the associated ailments and their detection methods.-1
  Table 4 Biotic stress markers, the associated ailments and their detection methods.-2
  Table 5 Salivary biomarkers and assessment of stress.-1
  Table 6 Salivary biomarkers and assessment of stress.-2
  Table 7 各種ストレス環境における唾液中バイオマーカーの変化
  Table 8 Overview of different cortisol detection methods and their LOD.
  Table 9 Overview of different sAA detection methods and their LOD.
  Table 10 代表的なセンサレイ向けトランスデューサの特徴と課題
  Table 11 主な皮膚ガスの生成機構と放散経路（推定を含む）
  Table 12 皮膚ガス計測機器開発/販売事例
  Table 13 心拍を利用するストレス計測機能付きのウェアラブル機器
  Table 14 Watch、wristband 形式以外のストレス計測機能付きの家庭・オフィス用計測器
  Table 15 Microfluidics-based molecular diagnostic products list
  Table 16 ストレス対応機器の市場推移
  Table 17 ウェアラブル台数合計推移（百万台）
  Table 18 ストレス対応ウェアラブル台数推移（百万台）
  Table 19 ストレス対応ウェアラブル市場金額推移（$M）
  Table 20 バイオマーカー利用センサ 台数／市場金額推移