【目次】
■スキンセンサーで計測された心電波形の動画を皮膚上に貼り付けたスキンディスプレイに表示できるセンサーシステム開発｜東大・JST・DNP
参考画像：薄型で伸縮自在なスキンディスプレイの開発に成功 スキンセンサーで計測された心電波形を動画表示し、在宅ヘルスケア応用に期待（2018/2/19、大日本印刷プレスリリース）｜スクリーンショット
薄型で伸縮自在なスキンディスプレイの開発に成功 スキンセンサーで計測された心電波形を動画表示し、在宅ヘルスケア応用に期待
（2018/2/19、大日本印刷プレスリリース）
スキンディスプレイは直接皮膚に貼り付けて、皮膚呼吸できるナノメッシュ電極（用語8、注1）と無線モジュールを組み合わせたスキンセンサーで計測した心電波形の動画をディスプレイに表示します。この心電波形は、スマートフォンで受信でき、リアルタイムでスマートフォンの画面で波形を確認したり、クラウドやメモリに保存したりすることができます。今回は、メモリに保存した心電波形の動画をスキンディスプレイに表示しました。
2017年7月に東京大学大学院工学系研究科染谷教授を中心とした研究グループ（注1）は、通気性と伸縮性を兼ね備えた皮膚貼り付け型ナノメッシュセンサーの開発に成功し、1週間連続して装着しても明らかな炎症反応を認めないことを確認しました（注2）。これまでナノメッシュ電極を活用して、温度、圧力、筋電を計測していましたが、今回、初めてナノメッシュ電極で心電波形の計測ができるようになりました。
今回のプレスリリースによれば、東京大学 染谷隆夫教授を中心とした東京大学と大日本印刷（DNP）の研究チームは、薄型で伸縮自在なスキンディスプレイ（薄型で伸縮自在のディスプレイで、皮膚に直接貼り付けて使用することができる）の製造に成功し、スキンセンサー（皮膚に直接貼り付けて使用する薄型で伸縮自在のセンサー）で計測された心電波形の動画を皮膚上に貼り付けたスキンディスプレイに表示できるセンサーシステムを開発したそうです。
脈拍数や血液中の酸素濃度などを表示し、肌に貼れる有機ELディスプレイを開発｜東大（2016/4/19）では、東京大学の染谷隆夫教授らの研究グループは、センサーで検知した脈拍数や血液中の酸素濃度を表示できる、肌にフィットして貼っていることに気付かないほど違和感なく装着できる有機ELディスプレイを開発したというニュースを紹介しました。
皮膚貼り付け型ナノメッシュセンサーの開発に成功｜1週間貼り続けても炎症反応がない｜東大・JST・慶大・理研（2017/7/18）では、１週間皮膚に貼り続けても炎症反応がなく、装着していることを感じないほど超軽量で極薄のナノメッシュ電極の開発に成功したというニュースを紹介しました。
スキンセンサーで計測された心電波形の動画を皮膚上に貼り付けたスキンディスプレイに表示できるセンサーシステムはこの2つの研究を組み合わせたものといえそうですね。
■このセンサーシステムでどんなことができるの？
このセンサーシステムによってどのようなことが起きるのでしょうか？
皮膚貼り付け型のスキンセンサーとスキンディスプレイを一体化したシステムによって、生体信号の計測から情報の表示まで一連の流れをユーザーにとって自然な形で負担なく実現できます。医療分野における応用例として、病院と自宅をスムーズにつなぐ在宅ヘルスケア情報サービスが考えられます。例えば、心臓疾患のある高齢者が自宅にいながらにして、ナノメッシュ電極で不快感なく計測された医療グレードの心電波形が無線を介して医療クラウドに伝送され、病院の担当医が経時変化を含めて患者の状況を遠隔でモニターし、問題がなければ「いいね」マークを自宅のベッドで寝ている高齢者の手に貼り付けたスキンディスプレイに表示します。
心電図や脈拍などの生体データを計測して健康管理に活かすためのウェアラブルデバイスに関心が高まっており、さらに次世代型として薄膜フィルムやゴムシートを用いて皮膚に密着することにより高精度な生体データを計測するための血中酸素濃度計やタッチセンサーアレイ（人の指などが接触する位置情報をセンシングできるデバイス）の開発が進められています。
しかし、医療やスポーツで利用する場合には一週間以上の長期測定が必要であり、フィルムやゴムシート型のデバイスの場合、汗の分泌を阻害するため安全性についての問題がありました。
今回紹介した皮膚貼り付け型のスキンセンサーとスキンディスプレイを一体化したシステムであれば、介護や医療分野において、患者にとっては不快感なく、病院・医師にとっては患者の状態を遠隔でモニターすることができます。
これに加えて、複数の薬剤をコントロールして放出できるスマート包帯を開発｜ネブラスカ大学リンカーン校、ハーバード大学医学部、MITで紹介した染を防止するための抗生物質や組織再生増殖因子、鎮痛剤などの複数の薬剤を収容し、放出できるスマート包帯を組み合わせれば、傷口を守りながら、皮膚の状態をモニタリングして、自律的にセンサーが判断して、複数の薬剤をベストなタイミングで放出できるようになるかもしれません。
【参考リンク】
- Tsuyoshi Sekitani, Hiroyoshi Nakajima, Hiroki Maeda, Takanori Fukushima, Takuzo Aida, Kenji Hata & Takao Someya Stretchable active-matrix organic light-emitting diode display using printable elastic conductors Nature Materials volume 8, pages 494–499 (2009) doi:10.1038/nmat2459
- Tomoyuki Yokota, Peter Zalar, Martin Kaltenbrunner, Hiroaki Jinno, Naoji Matsuhisa, Hiroki Kitanosako, Yutaro Tachibana, Wakako Yukita, Mari Koizumi and Takao Someya, Ultraflexible organic photonic skin Science Advances 15 Apr 2016: Vol. 2, no. 4, e1501856 DOI: 10.1126/sciadv.1501856
- Akihito Miyamoto, Sungwon Lee, Nawalage Florence Cooray, Sunghoon Lee, Mami Mori, Naoji Matsuhisa, Hanbit Jin, Leona Yoda, Tomoyuki Yokota, Akira Itoh, Masaki Sekino, Hiroshi Kawasaki, Tamotsu Ebihara, Masayuki Amagai & Takao Someya. Inflammation-free, gas-permeable, lightweight, stretchable on-skin electronics with nanomeshes. Nature Nanotechnology (2017) doi:10.1038/nnano.2017.125