太陽光で自立駆動する皮膚貼り付け型光脈波センサーを開発：医療機器ニュース

東京大学は、太陽光で駆動する、柔軟な皮膚貼り付け型光脈波センサーを開発した。大気安定性を高めた超薄型有機ELと有機太陽電池、有機フォトディテクタを集積したもので、太陽光で自立駆動するほか、長時間皮膚に貼り付けても装着感が少ない。

[MONOist]

　東京大学は2021年4月19日、太陽光で駆動する、柔軟な皮膚貼り付け型光脈波センサーを開発したと発表した。同大学大学院工学系研究科 教授の染谷隆夫氏をはじめとする研究グループによる成果だ。

　同光脈波センサーは、開発した超薄型の有機ELを有機太陽電池、有機フォトディテクタとともに集積したもので、外部電源がなくても太陽光で自立駆動する。

太陽電池駆動の皮膚貼り付け型光脈波センサー 出典：東京大学

　超薄型有機ELの開発では、大気安定性を高めるために、電子注入層にドープされたポリエチレンイミン層を導入し、透明電極と組み合わせた逆型構造を採用した。この逆型構造有機ELは、11.7時間の連続駆動後も、従来品の約3倍の値に相当する初期輝度の70％を保つ大気安定性を示した。

上：作製した超薄型の逆型構造有機ELの構造図。左下：大気中で明るく発光する超薄型の逆型構造有機EL。右下：従来の順型構造との大気駆動安定性の比較 出典：東京大学

　次に、逆型構造有機EL、有機太陽電池、有機フォトディテクタを集積し、太陽光で発電して自立駆動するセンサーを作製した。3つの素子はそれぞれが超薄型かつ柔軟であるため、長時間皮膚に貼り付けても装着感が少ない。開発したセンサーを人の皮膚に貼り付けて測定したところ、脈拍77bpmの脈波計測に成功した。

上：皮膚貼り付け型光脈波センサーの装着イメージ。下：計測された脈波信号 出典：東京大学

　超薄型で柔軟な有機ELは、ウェアラブルデバイスの光源として注目されている。しかし、十分な大気駆動安定性を持たないため、連続駆動が可能な皮膚貼り付け型の光脈波センサーには応用されていなかった。