微弱な生体信号を低ノイズで測れるフレキシブル回路開発―装着性と密着性に優れ、運動負荷中の生体チェック可能に：大阪大学/産業技術総合研究所
(2019年8月16日発表)
大阪大学と（国）産業技術総合研究所の研究グループは8月16日、厚さ1,000分の1mmのプラスチックフィルム上に柔らかな有機トランジスタ製の回路を形成し、世界で最も薄くて軽く、かつ生体信号を低ノイズで精度良く測れるフレキシブル生体計測用回路を開発したと発表した。
ヘルスケアや医療用途の生体計測回路はこれまでシリコントランジスタなどの硬い素子で構成されていたため、肌に炎症を起こしやすく、長時間の装着による計測は難しかった。
研究グループは今回、外乱ノイズを除去して微弱な生体信号を高精度で測れる「作動増幅回路」と呼ばれる信号処理回路を、フレキシブルな有機トランジスタを使って開発し、心電信号の計測において、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生体計測回路の作製に成功した。
開発した作動増幅回路は、2つの入力端子を持つ回路で、外乱ノイズが両方の端子にほぼ同じ波形で混入することを利用して、差分によってノイズを取り除き、残った信号を増幅する仕組み。
有機トランジスタの製造のばらつきがシリコントランジスタと比較して大きいため、有機トランジスタ製回路での正確なノイズ除去はこれまで難しかったが、研究グループは有機トランジスタの電流ばらつきを低く抑える技術を開発し、ノイズ除去機能を備えたフレキシブル有機作動増幅回路を作り上げた。
今回の開発により、生体計測回路の装着性や密着性が向上、スポーツなどで激しく体を動かしている時でもデータを取得できる。リアルタイムで長時間にわたり生体計測データを利用できることから、高齢者や患者の見守りや病気の早期発見、運動負荷の監視などへの有効な活用が期待されるとしている。
