着るだけで心電図を計測できるスマートウェアを開発――起毛ドライ電極と独自の評価装置を用いた設計最適化により実現 産総研ら

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新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は2019年4月18日、産業技術総合研究所(産総研)と名古屋大学がNEDOプロジェクトにおいて、心電図を計測できるスマートウェアを開発したと発表した。着るだけで心臓疾患の正確な診断に必要な12誘導心電図の計測が可能で、患者や看護師の長時間にわたる心電図計測の負担などが軽減できる。

近年、ドライ電極を形成した着るだけで心電計測を行うウェアが開発されており、日常生活での生体信号計測への応用が期待されている。しかし、既存の心電計測ウェアでは電極数が少なく限られた方向からの計測しかできないため、その用途は心拍数の計測と不整脈、心室細動の検知に限られていた。また、得られる信号波形についても、皮膚とドライ電極間の接触の不安定性さから、呼吸や会話などの体動によって心電波形に「モーションアーティファクト」と呼ばれる乱れが生じるため、医療的意義のある波形形状を有した心電図計測には適さず、医療機器として用いるための課題となっていた。

こうした中、NEDOプロジェクトでは2016年度からフレキシブル複合機能デバイス技術の開発で心電計測ウェアの開発に取り組んでおり、今回このプロジェクトにおいて産総研と名古屋大学は、皮膚との接触が良好な起毛ドライ電極と、皮膚とドライ電極間の接触状態を模擬できる独自のモーションアーティファクト評価装置を開発。さらに同起毛ドライ電極を用い、同評価装置を使って電極構造や配置の設計を最適化することにより、従来の心電計測ウェアの皮膚とドライ電極間の接触不安定性の課題を解決し、モーションアーティファクトの影響が軽微な波形の安定した心電図を計測できるスマートウェアの開発に成功した。

これにより、病院や在宅医療での長時間にわたる心電図の計測がウェアを着るだけで可能になり、患者や看護師の負担などが軽減できるほか、長時間の計測により、病院の検査だけでは見つけにくい、稀にしか生じない症状の発見も期待できるという。また、今回開発した起毛ドライ電極とモーションアーティファクト評価装置は、心電図に限らず筋電図、脳波、体内インピーダンス計測などにも応用可能で、バイタルサイン計測を行うスマートウェアへの幅広い展開も期待できるという。今後、産総研と名古屋大学は、臨床試験を実施して医療機器としての認可取得を目指すとしている。

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