テクノロジー TECHNOLOGY

髪の毛一本より薄い!?皮膚貼り付け型心電計測デバイス

Yuka Shingai

近年、海外などでも開発に拍車がかかる皮膚貼り付け型の計測機器は、ここ日本でも研究が進められている。理化学研究所は2018年9月、東京大学の研究チームと共同で「皮膚貼り付け型心電計測デバイス」を開発したと発表した。この研究が進めば、心電図を無意識のうちに計測することが可能となる。

医療機器の開発現場では今、日常の状態を計測できる機器の開発が目覚ましい。心拍計、心電計、血圧計の機能を搭載したスマートウォッチ、アクティブトラッカーのような日常使いできるアイテムから、在宅看護・介護や遠隔医療などに対応するものまで、トレンドは “ウェアラブルな計測” といったところだろうか。今後、更なる小型化、軽量化が予想されるが、理化学研究所が東大との共同チームで開発したのはなんと、皮膚に貼り付ける心電計測デバイス。しかも外部電源が必要のない超薄型有機太陽電池で駆動する画期的な代物だ。

同チームは、髪の毛の厚さよりもはるかに薄い1マイクロメートルの超薄型の基板上に透明電極、電子輸送層、半導体ポリマー層、正孔注入層などを規則正しく重ねる技術の開発に成功、同時に、光の入射角度による発電効率の低下を抑える研究も進め、これらの技術を合せることで、太陽電池のエネルギー変換効率を10.5%まで引き上げることに成功した。

ナノグレーティング構造を持つ超薄型有機太陽電池の構造 (理化学研究所提供)

この研究成果を基に、外部電源なしに駆動させることができる心電計測デバイスを開発したのだ。皮膚に密着させることで長時間安定的に生体情報をモニタリングし続けることが可能になる。今回は心電計測デバイスを搭載したが、超薄型有機太陽電池を応用すれば、他の計測にも使えそうだ。着けていることを忘れるほどの薄さと小ささで、人体への装着時の負荷が軽減されるほか、バッテリー交換の煩わしさもなくなるため、まさに次世代を担うセンサーデバイス開発の相棒として期待されている。もはやつけていることさえ忘れてしまいそうなウェアラブルなデバイスは、無意識的に心電や心拍、他の生体情報を取得するものとして、実用化の日が近づいている。

(画像提供:理化学研究所)

(text: Yuka Shingai)

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加齢は歩行に現れる!「歩行年齢」を素早く算出 歩き方の改善にNECも注目

HERO X 編集部

正しい姿勢や歩き方は、健康をつくるといわれている。また、歩行には様々な病気の兆候があらわれるといわれ、自分の歩行をきちんと把握しておくことは、健康管理の面でも重要だ。NECが開発した歩行姿勢測定システムは、3Dセンサーに向かって歩くだけで、年齢と性別に応じた基準で歩行姿勢を点数化できるシステム。従来なら大掛かりな装置が必要だった歩行のチェックを、利用者の負担なく実施することができる。

あなたの歩行は何歳?
ふらつきや速度の衰えもチェック

NECの歩行姿勢測定システムは、3Dセンサーに向かって6メートルほどの距離を歩いていくだけで、「歩行速度」「歩幅」「胸腰部の上下動」「足の上がり角度」等を36項目を分析できる。これらを5段階で評価するとともに、速度やバランスなどから「歩行年齢」を算出する仕組みだ。

身体にマーカーなどを着ける必要がないので、利用者が気軽に利用できるのが大きなメリット。個人情報が気になる利用者にはデータを蓄積せずに一時的な測定結果の表示だけを行うこともでき、健康イベントなどでの利用も期待できる。

(画像元:https://www.towahitech.com/nec_walkingform/nec_walkingform.html

これまで3Dセンサーでの検出が難しかったつま先部分などの測定は、独自の技術でセンシング精度を向上させることができた。つま先の上がり具合は認知症にも関連するといわれているため、高齢者の健康チェックにも大いに役立てそうだ。歩行姿勢基準には特許出願済のアシックススポーツ工学研究所が開発した評価基準を採用している。

治療院などで活用する場合は、データを蓄積して、患者の身体の変化を確認することも可能。リハビリ・健康づくりのトレーニングの効果や、現在行われている施術の効果も確かめることができる。「歩く速さ」「ふらつき」「身体の軸」など、6分野で測定しているため、現在、実年齢と比較して衰えている部分などをしっかりと可視化できる。効果がはっきりと目に見えることで、患者本人のモチベーションアップにもつながる。

歩き方の問題は、いままで本人にはわかりづらかった。歩行が健康に重要な影響を及ぼすことは知られつつも、実際には自覚することが難しく、なかなか治療やトレーニングには結びつかなかった。センシングの技術が発展することで、歩行の問題を本人も治療者も認識できることは、健康づくりに大きく役立っていくだろう。

身体装着のマーカーやベルトがないことも画期的で、身体にハンデがあり器具の装着が難しい人や、認知症が進んでいる人への導入も考えられる。誰もが手軽に歩行をセンシングできることで、健康寿命が延びていくことを期待したい。

(text: HERO X 編集部)

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