在日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）的一個研發專案中，產業技術綜合研究所（簡稱「產綜研」）與名古屋大學開發了一款計劃作爲醫療器械使用的智慧服裝，穿上就能測量心電圖。
產綜研與名古屋大學開發了與皮膚接觸良好的起絨幹電極，以及能類比皮膚與幹電極之間的接觸狀態的運動僞影量測裝置，並利用幹電極和量測裝置最適化了電極結構及佈局設計，由此實施了此次的智慧服裝。只需穿上這款智慧服裝，就能測量正確診斷心臟病所需的12導聯心電圖，能減輕患者和護士長時間測量心電圖的負擔等。今後，兩家單位將實施臨牀試驗，目標是使這款智慧服裝作爲醫療器械獲得批准。
圖1：穿上就能測量心電圖的智慧服裝
近年來，相關行業一直在開發只需穿上帶有幹電極的衣服就能測量心電圖的智慧服裝，在日常生活中測量體徵訊號的用途備受期待。不過，目前已經實施產品化的心電圖測量服裝由於電極數量較少，只能從限定的方向進行測量，因此用途僅限於測量心率及檢測心律不整和心室顫動。至於獲得的訊號波形，由於皮膚與幹電極之間的接觸不穩定，呼吸和講話等身體動作會導致心電波形上形成「運動僞影」干擾，因此測量的心電圖無法獲得具有醫療意義的波形形狀，這是這些產品作爲醫療器械使用時存在的課題。
在這種情況下，產綜研和名古屋大學於2016年度開始透過NEDO的柔性多功能器件技術發展專案，致力於心電圖測量服裝的開發。研究人員利用靜電植絨技術，即使纖維帶電並沿着電力線噴附到加工物件上，以起絨狀態將短纖維栽植在塗有粘合劑的加工物件表面的技術，開發了加工物件的表面擁有柔軟的天鵝絨質感、與皮膚接觸良好的起絨幹電極，以及能類比皮膚與幹電極之間的接觸狀態的獨特的運動僞影評測裝置。
圖2：（a）採用靜電植絨技術的鍍銀纖維植絨工藝、（b）此次開發的起絨幹電極及其截面
另外，雙方還利用新開發的起絨幹電極和評測裝置，最適化了電極結構和佈局設計，由此解決了以往的心電圖測量服裝存在的皮膚與幹電極之間接觸不穩定的課題，成功開發出了運動僞影的影響非常輕微、可以測量波形穩定的心電圖的智慧服裝。這樣一來，在醫院和家庭護理中需要長時間測量心電圖時，只需穿上智慧服裝即可，能夠減輕患者和護士的負擔等。此外，還有望透過長時間的持續測量，發現僅憑醫院的檢查難以發現的只是偶爾發病的疾病病徵。
不僅是心電圖，此次開發的起絨幹電極和運動僞影評測裝置還能應用於肌電圖、腦電波和人體電阻抗的測量等，有望廣泛應用於測量生命體徵的智慧服裝。今後，產綜研與名古屋大學將開展臨牀試驗，力爭使其作爲醫療器械獲得批准。
詳細介紹這項研究成果的論文已於2019年4月11日發表在英國科學期刊《科學報告》（Scientific Reports）的網路版上（https://www.nature.com/articles/s41598-019-42027-x）。（日文發佈全文）
文：JST客觀日本編輯部
