アームバンド電極の最適な配置を研究者が特定

研究者は、アームバンド電極の最適な配置を特定します

研究者は、かさばるワイヤーや皮膚にくっつくゲルを使用せずに、心臓の電気的活動を追跡できる新しいアームバンドの開発に一歩前進しました。

具体的には、研究者は、アームバンドの設計における 3 つの電極の理想的な配置と、心臓からの電気信号を最適に検出するために必要な設計のタイトさを決定しました。

この発見は、心電図 (ECG) 値を測定し、ECG リード線を介して心拍数を追跡するために使用できるアームバンドを開発するための多機関の取り組みの最新のものです。 研究者たちは最終的に、アームカフを 1 日を通して着用できるデバイスを構想しました。 体温や運動によるエネルギーがデバイスに電力を供給します。

「この研究は、アームバンドのすべての構成部品を特定してそれを実現するための最初のステップです」と、ノースカロライナ州のウィルソン繊維学校の博士課程の学生である筆頭著者のブレーデン M. リーは述べています。 「心臓信号を収集するための理想的な電極の位置を特定し、アームバンドの圧力が心電図の質に及ぼす影響を発見しました。」

研究者は、心臓の電気的活動を追跡するために使用される 3 つの電極の最適な配置を決定するために、ボランティアの左上腕のさまざまな場所で電極の配置を調査しました。 彼らは、50 の異なる組み合わせから電極の最適な配置を決定しました。

電極はしばしば「湿式」であるか、または ECG デバイスでゲル物質と共に使用されるため、研究者は乾式電極を使用するデバイスを設計しています。これは、長時間使用できるウェアラブル デバイスの一部になる可能性があります。 彼らはまた、3 つの異なるサイズのリストバンドの圧力と心拍信号を測定し、それらがどれだけしっかりと装着されているかを確認しました。

「リストバンドに十分な圧力がかかっていなければ、必要な品質のデータを取得することはできません」と、筆頭著者で繊維工学、化学、科学の教授である Jesse S. Jur 氏は述べています。

アームバンドのプロトタイプを作成するために、研究者は Jur の研究室で発見されたスクリーン印刷法を使用して、プラスチック フィルムに電極を印刷しました。 次に、電極を加熱し、ポリエステルとスパンデックスの生地に押し付けました。

「スクリーン印刷は、テキスタイル製造の非常に伝統的なプロセスです」と M.Li. 「テキスタイル製造プロセスに簡単に変換できる方法を見つけたいと考えています。」

この作業は、国立科学財団によって資金提供され、工学研究に基づいて統合センサーおよび技術 (ASSIST) のための高度なセルフパワード システム センターによって実施された多機関研究努力の一部です。 センターの研究者は、身体自身の熱エネルギーまたは機械エネルギーで駆動できるウェアラブル デバイスの開発に取り組んでいます。 アームバンドについては、最小限のエネルギーで最高の心臓信号を得る方法を検討しています。

研究者は、着用者が電力を供給できるように、12 個ではなく 3 個の電極を備えたアームバンドを設計しました。 心臓の電気信号をより正確にとらえるワイヤーの本数を増やしながら、体格を問わず誰でも装着しやすいデザインに取り組んでいる。

「ASSIST センターの目標の 1 つは、セルフパワーのウェアラブル電子機器を設計することです」と Jur 氏は述べています。 「センサーシステム、データ処理、通信に必要な電力のバランスをとって、体から得られる可能性のあるエネルギーに合わせてきました。」

この研究は、IEEE Sensors Journal に掲載されました。 国立科学財団は、この作業に資金を提供しました。