| 研究課題/領域番号 |
16K12957
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
内田 広夫 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (40275699)
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| 研究分担者 |
城田 千代栄 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (20378194)
田井中 貴久 名古屋大学, 医学系研究科, 招へい教員 (30378195)
植村 聖 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究チーム長 (50392593)
吉田 学 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究チーム長 (60358330)
檜 顕成 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院講師 (90383257)
延島 大樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (20750110)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | ウエアラブル / 高伸縮性 / 高耐久性 / 心電波形 / 銀メッキ繊維 / フレキシブル無線モジュール |
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| 研究実績の概要 |
本開発では、極薄シリコン回路チップをフレキシブル回路基板に集積化したフレキシブル無線モジュールと、配線・電極形成テキスタイルを開発し、これらを接続したセンシングウェアの実証試験を行うことを目的とする。さらには多電極心電ウエアの開発を目指す。フレキシブル無線モジュールの開発として、 極薄シリコン回路チップを実装するためのフレキシブル基板の実装方法に関する検討を行った。極薄シリコン回路チップにテキスタイルの歪が伝達しないような歪緩衝構造をフレキシブル基板に設けて実験を行った。実際に極薄シリコン回路チップ実装部の歪レベルを低減できることを確認した。UWB帯を用いた無線通信モジュールを作製し、多数の心電波形の無線通信の確認を行った。UWB帯は短距離通信・高データレートという特徴がある。 配線・電極形成テキスタイルの開発について、心電を測定するセンシングウェア開発のために、銀メッキ繊維を柔軟基材上にパターニ ングするプロセスを開発した。本プロセスで作製した電極について耐伸縮性、耐洗濯性を評価した。100%伸長時に初期値からの抵抗 値変化が40%以内であった。また、10回の洗濯後に初期値からの抵抗値変化が60%以内に抑制できることが明らかとなった本電極を用いて心電波形計測を行ったところ、現行の電解質ゲル電極を用いた波形と同等の波形が得られることが確認された。 実証試験について、多電極心電ウエアを作成し、健康な人の心電図が正確に取れることを確認した。ノイズを減らすためのアンプの工夫が必要となっており、アンプ一体型電極を作成し、その効果を検討している。また測定した情報を受け取るための送るためのカード型モジュールの開発を行っている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初は心拍センシングとしていたが、テキスタイル上電極のメリットが生かせる心電センシングとした。開発費がかかる緩衝構造を備 えた極薄シリコン回路チップの開発は行わず、樹脂材料を微細加工して緩衝構造を有するフレキシブル基板とする方法で、フレキシブ ル無線モジュールを作製することにしたが、実際に極薄シリコン回路チップ実装部の歪レベルを低減できることを確認できた。また短距離通信・高データレートという特徴があるUWB帯を用いた無線通信モジュールを作製し、多数の心電波形の無線通信の確認を行った。 配線・電極形成テキスタイルの開発について、心電を測定するセンシングウェア開発のために、銀メッキ繊維を柔軟基材上にパターニ ングするプロセスを開発した。すると耐伸縮性、耐洗濯性をかなり有しており、現行の電解質ゲル電極を用いた波形と同等の波形が得られることが確認された。その起毛電極を用いて多電極心電ウエアのプロトタイプを作成し、健康人の心電図が正確に測定できることを実証した。
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| 今後の研究の推進方策 |
テキスタイル上電極のメリットが生かせる心電センシングを多電極で行う、多電極心電ウエアを開発する。ひずみ緩衝構造フレキシブル基板上の極薄シリコン回路チップを用いることで、実際に極薄シリコン回路チップ実装部の歪レベルを低減できることが確認できた。今後はノイズ対策のためカード型アンプモジュールを電極とするための工夫として、フレキシブル基板、薄化マイコンなども用いて開発を継続し、実際のノイズ除去効果を評価していく。
起毛電極として銀メッキ繊維を柔軟基材上にパターニングするプロセスを開発したことで、耐伸縮性、耐洗濯性が高い電極が実現でき、現行の電解質ゲル電極を用いた波形と同等の波形が得られることが確認された。起毛電極を形成したウエアの作成プロセスを確立したので、実際に起毛電極を形成したウエアを作成する予定である。これらを用いることで健康な人の心電図、とくに多電極心電図を測定、記録するシステムとして、前記のカード型モジュールを用いて、それらを簡単に遠隔地まで転送するシステムを作成する。すでに短距離通信・高データレートという特徴があるUWB帯を用いた無線通信モジュールを作製し、多数の心電波形の無線通信の確認は行っているが、よりノイズの少ない測定システムを開発する。かなり順調に研究が進展しているが、上記のように当初の予定から変更がいくつかあった。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
理由)テキスタイル上電極のメリットが生かせる心電センシングを多電極で行うために、ひずみ緩衝構造フレキシブル基板上の極薄シリコン回路チップを用いることで、実際に極薄シリコン回路チップ実装部の歪レベルを低減できることが確認できたため、経費が削減できた。配線・電極形成テキスタイルの開発について、銀メッキ繊維を柔軟基材上にパターニングするプロセスを開発したが、これも予定より安価にできた。しかもこれは耐伸縮性、耐洗濯性を有しており、現行の電解質ゲル電極を用いた波形と同等の波形が得られた。上記のように当初の予定より少し安価に作成できた。
(使用計画)ノイズ対策のためカード型アンプモジュールを電極とするための工夫として、フレキシブル基板、薄化マイコンなども用いて開発を継続し、実際のノイズ除去効果を評価していく。起毛電極を形成した多電極測定ウエアを作成し、簡単に心電図を記録し、遠隔地まで転送する携帯システムを完成させる。
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