在日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）的一个研发项目中，产业技术综合研究所（简称“产综研”）与名古屋大学开发了一款计划作为医疗器械使用的智能服装，穿上就能测量心电图。
产综研与名古屋大学开发了与皮肤接触良好的起绒干电极，以及能模拟皮肤与干电极之间的接触状态的运动伪影测量装置，并利用干电极和测量装置优化了电极结构及布局设计，由此实现了此次的智能服装。只需穿上这款智能服装，就能测量正确诊断心脏病所需的12导联心电图，能减轻患者和护士长时间测量心电图的负担等。今后，两家单位将实施临床试验，目标是使这款智能服装作为医疗器械获得批准。
图1：穿上就能测量心电图的智能服装
近年来，相关行业一直在开发只需穿上带有干电极的衣服就能测量心电图的智能服装，在日常生活中测量体征信号的用途备受期待。不过，目前已经实现产品化的心电图测量服装由于电极数量较少，只能从限定的方向进行测量，因此用途仅限于测量心率及检测心律失常和心室颤动。至于获得的信号波形，由于皮肤与干电极之间的接触不稳定，呼吸和讲话等身体动作会导致心电波形上形成“运动伪影”干扰，因此测量的心电图无法获得具有医疗意义的波形形状，这是这些产品作为医疗器械使用时存在的课题。
在这种情况下，产综研和名古屋大学于2016年度开始通过NEDO的柔性多功能器件技术开发项目，致力于心电图测量服装的开发。研究人员利用静电植绒技术，即使纤维带电并沿着电场线喷附到加工对象上，以起绒状态将短纤维栽植在涂有粘合剂的加工对象表面的技术，开发了加工对象的表面拥有柔软的丝绒质感、与皮肤接触良好的起绒干电极，以及能模拟皮肤与干电极之间的接触状态的独特的运动伪影评测装置。
图2：（a）采用静电植绒技术的镀银纤维植绒工艺、（b）此次开发的起绒干电极及其截面
另外，双方还利用新开发的起绒干电极和评测装置，优化了电极结构和布局设计，由此解决了以往的心电图测量服装存在的皮肤与干电极之间接触不稳定的课题，成功开发出了运动伪影的影响非常轻微、可以测量波形稳定的心电图的智能服装。这样一来，在医院和家庭护理中需要长时间测量心电图时，只需穿上智能服装即可，能够减轻患者和护士的负担等。此外，还有望通过长时间的持续测量，发现仅凭医院的检查难以发现的只是偶尔发病的疾病症状。
不仅是心电图，此次开发的起绒干电极和运动伪影评测装置还能应用于肌电图、脑电波和人体阻抗的测量等，有望广泛应用于测量生命体征的智能服装。今后，产综研与名古屋大学将开展临床试验，力争使其作为医疗器械获得批准。
详细介绍这项研究成果的论文已于2019年4月11日发表在英国科学期刊《科学报告》（Scientific Reports）的网络版上（https://www.nature.com/articles/s41598-019-42027-x）。（日文发布全文）
文：JST客观日本编辑部
