産業技術総合研究所（産総研）と大阪大学の関谷毅教授らの研究グループは、世界最薄・最軽量の生体計測用信号増幅回路の開発に成功した。
生体の微弱な信号を、装着感なく、正確に計測できる差動増幅を薄くて柔らかい有機回路で実現。歩行などの外乱ノイズを除去できる機能を搭載したことで、手軽で高精度の生体計測が可能になり、高度な生体計測など新たな価値創造が見込まれる。
例えば、計測回路の装着性と密着性が向上したことで、スポーツ時の激しい体の動きを伴う場面でも生体計測が容易になる。また、得られるリアルタイムで長時間の生体計測データを利用することで、病気の早期発見や治療の効率化、高齢者や患者の見守り、運動負荷の監視などへの活用が期待されている。
同開発は、阪大産業科学研究所の関谷教授、植村隆文特任准教授（産総研特定フェロー兼任）を中心とした研究グループと、産総研が阪大内に設置した「産総研・阪大 先端フォトニクス・バイオセンシングオープンイノベーションラボラトリ（PhotoBIO‐OIL）」によるもの。両者の先端技術を融合することで、多彩な生体分子を計測する次世代バイオセンシングシステムの研究開発を行っている。
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に代表される硬い電子素子で構成されていた。しかし、硬い電子素子が柔らかい肌などの生体組織に触れると炎症を起こしやすいため、日常生活での長時間の生体信号計測は困難だった。
同研究グループは、電気が流れる半導体部分が有機材料の有機トランジスタを使用。柔軟な電子素子を、厚さ1㎛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。
作製した回路は差動増幅回路とよばれる2つの入力端子をもつ信号処理回路。従来の1つの入力端子しかもたないシングルエンド型の増幅回路と比較すると、微弱な生体電位を増幅できるだけでなく、外乱ノイズを取り除くことも可能になった。
人への生体計測の実施では、重要な生体信号である心電信号のリアルタイム・低ノイズ計測を実証した。両者は高精度な生体計測を通じ、医療費削減や人々のQOL向上といった、様々な社会課題の解決に貢献していく考えだ。研究成果は16日の英国科学誌「ネイチャー・エレクトロニクス」（オンライン）に発表した。