世界最薄/最軽量のノイズ低減機能付き生体計測回路を開発 産総研など

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産業技術総合研究所(産総研)は2019年8月16日、大阪大学産業科学研究所と共同で、世界最薄/最軽量となる生体計測用の差動増幅回路の開発に成功し、ノイズの少ない高精度の心電計測を実証したと発表した。

研究では、有機トランジスタを厚さ1µmの薄くて柔らかいプラスチックフィルム上に集積し、装着感のないフレキシブル生体計測用回路を開発した。くしゃくしゃに丸めても壊れず、人の肌に違和感なく貼り付けることができる。

回路は差動増幅回路とよばれる信号処理回路で、微弱な生体電位を増幅可能だ。しかも、外乱ノイズを取り除くことができる。これまで、有機トランジスタでは製造のばらつきが大きいため、正確なノイズ除去を実現したフレキシブル差動増幅回路の報告例は無く、同研究が最初の例となるようだ。

ノイズ除去においては、回路内で有機トランジスタの電流ばらつきを2%以下にまで低減する補償技術を開発し、フレキシブル有機差動増幅回路にノイズ除去機能を装備した。

実際に人の生体計測に用いることで、心電信号のリアルタイム/低ノイズ計測を実証。心電を25倍に増幅しながら、ノイズを7分の1以下まで除去できることを確認した。

歩行などの外乱ノイズを除去する機能を搭載したことにより、今後は高精度な生体計測が容易になるという。また、家庭内での高度な生体計測など、新たな価値創造が期待されるという。さらに、日常生活において、患者が機器の装着に違和感を持つことなく、微弱生体信号 (脳波や胎児心電など)をモニタリングすることが可能になるとしている。

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