노이즈 감소 기능을 갖춘 세계에서 가장 얇고 가벼운 바카라 하는 법 내전 회로를 달성

AIST 및 OSAKA University Advanced Photonics and Biosensing Open Innovation Laboratory (Photobio-Oil)는 Advanced Industrial Science and Technology 연구소에서 설립 한 Sekiya Takeshi 교수와 Uemura Takafumi (전국 산업 과학 및 기술의 특수 동료)를 중심으로 한 연구 그룹이었습니다 Sekiya Takeshi 교수와 Uemura Takafumi 교수 (풀 타임) (바카라 커뮤니티 및 Institute of Advanced Industrial Science and Technology의 특별한 동료) 및 Advanced Industrial Science and Technology Institute 및 Advanced Industrial Science and Technology 연구소를 중심으로 한 연구 그룹은 Biometric 측정을위한 세계의 가장 얇고 가벼운 연구 그룹입니다차동 증폭기 회로(※ 1)가 성공적으로 개발되었습니다

의료 및 의료 응용을위한 생물학적 측정 회로는 이전에 실리콘 트랜지스터와 같은 단단한 전자 장치로 구성되었습니다 그러나, 단단한 전자 장치는 부드러운 피부와 같은 조직에 노출 될 때 염증이 발생하기 쉽기 때문에 일상 생활에서 오랜 시간 동안 생물학적 신호를 측정하기가 어려웠습니다

이 연구 그룹은입니다유기 트랜지스터(※ 2)라는 유연한 전자 장치를 축적함으로써 착용하기가 편하지 않는 유연한 바카라 하는 법 이용 회로를 개발했습니다 생성 된 회로는 차동 증폭기 회로라고 불리는 신호 처리 회로 중 하나입니다 전통적인단일 엔드 앰프 회로(*3)과 비교하여,이 연구에서 유연한 차동 증폭기 회로는 약한 생물학적 잠재력을 증폭시킬 수있을뿐만 아니라교란 소음(※ 4)를 제거 할 수 있습니다 실제로 인간 바카라 하는 법 측정에 사용함으로써, 우리는 중요한 생물학적 신호 인 심전도 신호의 실시간, 저음 측정을 보여 주었다

이 결과는 장치를 착용 할 필요없이 심전도 신호 (EEG, Fetal ECG 등)뿐만 아니라 일상 생활에서 다양한 약한 생물학적 신호 (예 : 전기 류 팔로 그래피, 태아 ECG 등)를 정확하게 모니터링 할 수 있습니다

이 연구의 결과는 2019 년 8 월 16 일 금요일 자정 (일본 시간)에 영국 과학 저널 Nature Electronics (온라인)에 발표 될 예정입니다

오늘날의 세계에서는 생년월일이 감소하고 고령화 인구가 줄어든 유기 트랜지스터로 대표되는 유연한 전자 장치가 의료 및 의료 분야로 적용되고 확장되고 있습니다 유기 물질의 부드러움을 활용함으로써 피부 및 기관과 같은 살아있는 유기체와 매우 호환되는 센서 및 전자 회로를 실현할 수 있습니다

그중에서도 유기 트랜지스터를 사용한 유연한 앰프 회로는 착용 할 수 있으며 살아있는 유기체의 약한 신호를 지속적으로 측정하는 센서로 연구되고 개발되고 있습니다 그러나, 이전의 유기 증폭기 회로는 주로 단일 엔드 구성으로 구성되었으며, 측정 할 생물학적 신호와 기타 교란 노이즈를 구별하기가 어려워서 저음에서 측정이 어려워졌습니다 (그림 1) 차동 증폭기 회로는 일반적으로 노이즈 구성 요소를 제거 할 수있는 측정 회로로 알려져 있지만, 유기 트랜지스터의 제조 변동이 실리콘 트랜지스터의 변화보다 크기 때문에 정확한 노이즈 제거를 달성하는 유연한 차동 증폭기 회로에 대한보고는 없다

그림 1 유연한 유기 차동 증폭기 회로를 사용한 심전도 신호의 측정 결과

(a) 기존의 단일 끝 앰프 회로 (b)이 연구에서 차동 증폭기 회로 (c) 걷는 동안 심전도 신호의 측정 기존의 증폭기 회로로 인한 심전도 파형은 보행과 관련된 소음이 크지만이 연구의 심전도 파형에서 제거되었습니다

이 연구 그룹은 회로 내의 유기 트랜지스터의 현재 변화를 2%미만으로 줄이는 보상 기술을 개발하여 소음 제거 기능을 갖춘 유연한 유기 차동 증폭기 회로를 성공적으로 개발했습니다 이 회로는 1 마이크로 미터 두께의 Parylene이라는 플라스틱 필름에서 제조되며 구겨진 상태로 굴러 가도 깨지지 않고도 인간의 피부에 붙여 넣을 수 있습니다 (그림 2) 이 소프트 차동 증폭기 회로를 사용하여 심전도 신호를 측정 할 때, 심전도는 25 배까지 증폭 될 수 있으며, 노이즈는 1 위도 미만으로 제거 될 수 있습니다 예를 들어, 우리는 심전도 측정을 수행하는 동안 외부 전원으로 방출되는 소음과 보행과 관련된 큰 신체 움직임 노이즈를 제거 할 수 있음을 보여주었습니다 (그림 1)

그림 2 사람의 가슴에 붙어있는 유연한 유기적 차동 증폭기 회로

매우 가볍고 얇기 때문에 불편 함없이 부드러운 피부에 착용 할 수 있습니다 일상 생활의 바카라 하는 법 측정은 훨씬 더 단순하고 편안해질 것으로 예상됩니다

일상 생활에서 심전도와 같은 생물학적 신호를 측정하는 스마트 워치와 같은 웨어러블 장치는 이미 판매 중입니다 그러나이 연구 결과에서 웨어러가 가능하고 정확한 유연한 바카라 하는 법 인식 회로는 그 어느 때보 다 바카라 하는 법 측정을보다 쉽고 편안하게 만들 것으로 예상됩니다 예를 들어, 측정 회로의 개선 된 적합 및 접착력은 스포츠를 할 때와 같은 물리적 움직임이있는 상황에서 바카라 하는 법 인식을 측정 할 수있게합니다 이러한 방식으로 얻은 실시간 장기 바카라 하는 법 측정 데이터를 사용하면 질병의 조기 발견, 치료 효율, 노인 및 환자 모니터링 및 운동 부하를 모니터링 할 것으로 예상됩니다 또한 의료비를 줄이고 사람들의 삶의 질을 향상시키는 것과 같은 노화 사회에서 다양한 문제를 해결하는 데 도움이된다고 생각됩니다

이 연구 결과는 2019 년 8 월 16 일 금요일 자정 (일본 시간)에 영국 과학 저널 Nature Electronics (온라인)에 발표 될 예정입니다

[제목] 심전도 기록을위한 초소형 유기적 미분 증폭기

[저자]
스 지야마 마사 이로^1,2,3, Takafumi Uemura^1,3, Masaya Kondo^1,2,3, Mihoko Akiyama¹, Naoko Namba^1,3, Shusuke Yoshimoto¹, 유키 노다¹, Teppei Araki^1,2,3및 Tsuyoshi Sekitani^1,2,3*
1 일본 오사카 주 이바라키 오사카 대학교 오사카 대학교 과학 산업 연구 연구소 (ISIR)
² 일본 오사카, 오사카 오사카 대학교 공학 대학원
³ 고급 광자 및 바이오 센싱 개방형 혁신 연구소, 국립 고급 산업 과학 기술 연구소 (바카라 하는 법), Suita, Osaka, Japan

[doi] 101038/s41928-019-0283-5

이 연구 개발은 바카라 하는 법 및 Osaka University의 고급 광자 및 바이오 센싱 오픈 혁신 실험실 (Photobio-Oil, Lab Head : Osaka University, Osaka University 대학원, Tamitani Eiichi)의 연구 개발의 일부로 수행되었습니다 Photobio-Oil은 고급 광자 분석 기술을 구현하고 다양한 생체 분자를 측정하는 차세대 바이오 센싱 시스템에 대한 연구 및 개발을 수행하고 있으며, 혁신적인 고급 의약품 발견 및 진단 기술을 개발하여 고급 산업 과학 기술 연구소, Osaka University, The Foundation of Osakurement University, The Foundation의 유일한 기술을 결합하여 고급 산업 과학 기술 연구소를 결합하여 고급 고급 의약품 발견 및 진단 기술을 개발하고 있습니다

*1 차동 증폭기 회로

두 개의 입력 단자가 있고이 터미널의 차이를 증폭시킬 수있는 회로 생물학적 신호 측정에서 측정하려는 생물학적 신호 이외의 대부분의 교란 노이즈는 동일한 파형을 가진 두 개의 입력에 혼합되므로 차이에 의해 교란 노이즈 만 제거 할 수 있습니다​​[참조로 돌아 가기]

*2 유기 트랜지스터

전기가 흐르는 반도체 부분이 유기 물질 인 트랜지스터 무기 반도체와 달리, 대부분의 유기 반도체는 200도 이하의 저온에서 제조 될 수 있으므로 얇은 플라스틱 필름을 기판으로 사용하여 가볍고 부드러운 트랜지스터를 실현할 수 있습니다 복수의 트랜지스터를 결합하고 통합함으로써, 신호 증폭 및 노이즈 제거와 같은 처리 기능과 전자 회로가 생성됩니다[참조로 돌아 가기]

*3 단일 엔드 앰프 회로

위에서 언급 한 차동 증폭기 회로와 달리 입력 단자가 하나만있는 앰프 회로를 나타냅니다 입력 신호가 그대로 증폭되기 때문에 표적 생물학적 신호뿐만 아니라 불필요한 교란 노이즈가 출력됩니다 특히, 대부분의 생물학적 신호는 매우 약한 신호이기 때문에, 단일 엔드 앰프 회로는 바카라 하는 법 측정에 적합하지 않다[참조로 돌아 가기]

*4 교란 소음

생물학적 신호를 측정 할 때 상업적인 교대 노이즈 (HUM 소음이라고도 함) 및 물리 운동 노이즈는 주로 방해로 생물학적 신호에 혼합됩니다 상업용 AC 노이즈는 주변 전력 공급 장치에서 생성되며, 일본 서부에서는 60Hz, 일본 동부에서는 50Hz의 일정한 주파수가 발생합니다 신체 운동 노이즈는 신체 움직임으로 인한 전극과 배선의 잘못 정렬로 인해 발생합니다 따라서, 유연한 전극의 발달 및 신체에 부착 될 수있는 측정 회로는 고정밀 바카라 하는 법 측정에 중요하다[참조로 돌아 가기]