米乐m6官方网站[理事长中钵良二]（以下简称“AIST”）传感系统研究中心[研究中心主任 Toshihide Kamata] 混合传感装置研究小组研究员 Toshihiro Takeshita、研究小组组长 Ken Kobayashi、研究员 Yusuke Takei、智能接口研究小组 Manabu Yoshida 研究小组组长为名古屋大学【校长松尾诚一】（以下简称“名古屋大学”）医学研究生院小儿外科内田博夫能够与 Akinari Hinoki 教授和特邀教员合作测量医疗设备级别的心电图智能穿戴
使用传统干电极的心电图测量磨损是由与呼吸、谈话等相关的身体运动引起的运动神器（MA），很难将其用作医疗设备。这次质地柔软，与皮肤接触良好绒毛干电极及其接触状态，实现了智能穿戴，可以获得MA的小心电图。
此结果的详细信息于 2019 年 4 月 11 日发表在《英国科学杂志》上科学报告
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| (a) 运动伪影 (MA) 定量评估 (b) 心电图测量佩戴 (c) 演示测试结果 |
近年来，已经开发出了只需穿着即可测量心电图的干电极服装，有望用于家庭心脏病筛查和后续监测。然而，目前商品化的服装主要通过检测心电图峰值来测量心率，因此很难获得具有医学意义的波形的心电图。这是因为皮肤与干电极之间的接触不稳定，呼吸或说话等身体动作很容易引起心电图波形中的MA。
AIST 是超薄硅器件技术是啊电子纺织技术等材料开发舒适灵活的智能穿戴。此外，名古屋大学医学研究生院正在促进医学和工程合作，促进医疗领域所需的前所未有的医疗设备的研究和开发。此次，AIST与名古屋大学合作开发了只需佩戴即可测量心电图的智能穿戴设备。
请注意，该结果是 AIST 开发人员在集成微系统研究中心和柔性电子研究中心（截至 2018 年）工作期间进行的开发工作获得的。这一成果也是在新能源产业技术综合开发机构（NEDO）委托项目“下一代印刷电子材料及工艺基础技术开发（2016-2018财年）”的支持下取得的。
这次是 AIST静电植绒技术的凸起结构，我们开发了一种静电植绒镀银短纤维（长度500微米，直径17至18微米）的新技术，将其用作干电极（图1（a））。使用该技术制造的拉丝干电极质地柔软，皮肤和干电极之间的接触良好（图1（b））。
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图1采用静电植绒技术的新型拉丝干电极生产工艺
(a) 静电植绒工艺照片和概念图 (b) 拉丝干电极照片和横截面图 |
为了能够使用新开发的拉丝干电极测量穿着衣服的心电图，有必要优化电极的结构（厚度、形状、硬度）和放置，以避免大的MA。因此，我们开发了自己的MA评估装置。该设备是皮肤模型以及可以再现人体运动的执行器，可以以良好的再现性模拟身体运动，并可以定量评估MA（图2（a））。这次，我们通过模拟呼吸和深呼吸引起的身体运动来评估MA，结果发现，如果皮肤和刷过的干电极之间的接触压力为1000 Pa或更高，则可以进行稳定的心电图测量（图2（b）（c））。这种定量评估皮肤与干电极之间接触状态变化的影响的方法，以获得心电图测量佩戴的电极结构和放置的设计指标，是AIST和名古屋大学新发明的独特方法。
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图2使用MA评估装置对刷状干电极进行MA评估
(a) MA评估装置的概念图，(b)再现呼吸和深呼吸引起的身体运动时的心电图，(c)MA评估结果 |
根据获得的指标，我们优化了电极的结构和排列，制作了拉丝干电极磨损原型。原型拉丝干电极佩戴的设计目的是在皮肤和拉丝干电极之间提供适当的局部压力，因此只需佩戴它就可以期望以较小的MA测量心电图。在名古屋大学医学院进行的演示测试（医学工程应用实验伦理审查第 71120030-A-20181002-001 号）的结果是，我们能够使用优化的拉丝干电极磨损来测量 MA 的小胸导联中的心电图，如图 3 所示。
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图3使用新开发的刷式干电极佩戴的胸导联心电图测量结果
(a) 优化前 (b) 优化后 |
未来，我们将对新开发的拉丝干电极磨损进行皮肤安全测试和电气安全测试，并旨在通过与志愿者进行临床试验来获得作为医疗器械的批准。此外，新开发的刷式干电极和MA评估装置不仅可以应用于心电图，还可以应用于肌电图、脑电图和内阻抗测量，因此将广泛应用于测量生命体征的智能穿戴中。
国立产业技术综合研究所
传感系统研究中心混合传感系统研究团队
研究员 Toshihiro Takeshita toshihiro-takeshita*aistgojp（发送前请将 * 更改为 @。）
传感系统研究中心混合传感系统研究团队
研究组组长 Ken Kobayashi takeshi-kobayashi*aistgojp（发送前请将 * 更改为 @。）
传感系统研究中心智能接口研究团队
研究组组长 Manabu Yoshida yoshida-manabu*aistgojp（发送前请将 * 更改为 @。）