スマートコンタクトレンズに搭載可能な新しい無線回路を開発：医療技術ニュース

早稲田大学は、スマートコンタクトレンズなどにも搭載できる、新しい原理の無線回路「パリティ時間対称性共振結合回路（並列接続）」を開発した。センサー感度が2000倍に改善し、涙中糖度や皮膚を介した血中乳酸を無線計測できる。

[MONOist]

　早稲田大学は2023年4月10日、スマートコンタクトレンズなどにも搭載できる、新しい原理の無線回路「パリティ時間（PT）対称性共振結合回路（並列接続）」を開発したと発表した。センサー感度が2000倍に改善し、涙中糖度や皮膚を介した血中乳酸を無線計測できるため、糖尿病網膜症や敗血症の無線測定システムへの応用が期待される。

微弱な生体信号を無線で測る新原理の共振結合回路システム［クリックで拡大］ 出所：早稲田大学

　開発した回路は、量子効果を取り入れたPT対称性共振結合回路であり、Gain-Loss結合のセンサー側に2極式バイオセンサーを並列接続している。実験的に、結合系Q値の増加と微弱な生体信号の無線計測に成功した。

従来回路と新回路による計測システム［クリックで拡大］ 出所：早稲田大学

　例えば、涙中糖度は0.1〜0.6mMと極端に低濃度のため、既存技術のLoss-Loss共振結合回路での無線測定は困難だった。新回路では、繊維型酵素センサーを組み込むことで、無線で高感度に測定することに成功している。

従来法と新手法による糖度の無線計測［クリックで拡大］ 出所：早稲田大学

　また、体表測定だけでなく、体内埋め込みデバイスへの応用も可能だ。一般的に、体内埋め込みデバイスへの無線給電および無線計測は、皮膚において誘電損失が生じるため、給電効率と計測感度が著しく低下する。しかし、PT対称性の仕組みを利用すると皮膚抵抗を加味した負性抵抗を調整でき、高センサー感度で無線計測が可能になる。実験では、敗血症のバイオマーカーである濃度0.0〜4.0mMの血中乳酸を無線測定できることを確認した。

皮膚を介した無線計測への応用［クリックで拡大］ 出所：早稲田大学

　なお、同システムは、センサー側の抵抗値と極性の異なる負性抵抗を検出器に設置するため、従来型センサー回路をそのまま利用できる。