平成２５年度 委託調査

～ 予防医療に関わるセンシング技術に必要な材料についての調査～

平成２６年２月２８日
株式会社三菱化学テクノリサーチ

1目 次
１．調査目的２．調査フロー
３．調査対象としての予防医療の範囲
４．対象とすべき疾患（１）国の施策で重点的に取り組んでいる疾患領域（２）国民医療費の大きい疾患（４）疾患別の患者数及び増加予想（３）医師により予防医療が最も期待される疾患群（５）死因別死亡率
（６）結論
（７）補足
５．センシング技術の重み付け（１）センシング対象の絞り込み（２）センシング技術へのニーズ
６．センサ及び搭載機器（１）血糖値（２）生体ガス（糖尿病）（３）生体ガス（癌）（４）心電、心拍（脈拍）、脈波（５）血圧（６）血中酸素飽和度
７．市場予測（１）血中飽和酸素濃度測定装置・センサ市場予測（２）血圧測定装置・センサ市場予想（３）呼気測定装置・センサ市場予測（４）血中飽和酸素濃度測定装置・センサ市場

８．市場の発展に多大な影響を及ぼす環境要因（１）法規制及び制度（２）ビッグデータの利用環境（３）地域性９．まとめ
１０．今後の可能性
参考資料
１．本調査の対象となる論文及び特許の件数
２．センサの種類
３．センシング対象
４．センシング対象と疾患（予防対象）との関係
５．ヒアリング報告
６．日本の戦略市場創造プランの図解
７．日本の成長戦略におけるセンシングの位置付け
別添資料
・センサ及び搭載機器一覧表

2

１．調査目的
今後、日本が世界のトップを切って未経験の高齢化社会を迎えるに際し、医療分野において新たなニーズが生まれる可能性がある。これに応える技術発展への期待と新しいビジネスの創
出・伸張が見込まれる。一方、医療分野は、環境（法規制、地域性、ビッグデータ等個人情報の取り扱い等）による不安定要因を持つ。
今後迎える高齢化社会に際して、デバイスメーカー、材料メーカーが貢献できると予想される
予防医療分野に焦点をあて、ユーザー（予防医療従事者）としての視点で、高齢化社会で最も期待される対象を絞り込み、センシング技術を予防対象に対する有効性で重みづけを行い、これに必要なデバイスならびに材料の要求特性・課題をクローズアップすることを今回の調査の目的とする。
≪センサを用いた予防医療システムの全体像≫
脳波センサ

血圧センサ

PAN/LAN心電センサ
動脈パルスセンサ

データを集約収集されたデータの分析結果が、センサ利用者にフィードバックされる。
下記はそのサービスの例である。
・健康管理サービス
・食事指導サービス・ダイエットサービス

データ転送(ローカル)

データ転送

家庭用データ管理機器

モニタリング機器
Wi-Fi、Bluetooth、赤外線、USB等

ウェブ上のサービス(パソコン、携帯電話機、スマートフォン、タブレット端末等)

・通信網
・インターネット網
インターネット
体組成計

ウェブ上のデータベース

血圧計

多動計

：データの流れ★ビッグデータ

3２．調査フロー
基礎調査（１）３．予防医療の範囲
４．対象とすべき疾患
基礎調査（２）

ヒアリング（１）

５．センシング技術の重み付け
６．センサ及び搭載機器基礎調査（３）

ヒアリング（２）

市場予測、環境要因などを含めた総合的な分析

報告書作成
4

３．調査対象としての予防医療の範囲
予防医療は、疾患を発症する前にその予兆を検出し、特段の健康上の異常を持たない人に病院へ行く切っ掛けを与えるための医療とする。例えば、一次予防では健常者がセンサを身に着け、センサが疾患の予兆を発見した場合に、利用者に警報を伝える。二次予防では、例えば健康診断によって、疾患の早期発見を行う。
今回の調査対象は一次予防と二次予防である。
一次予防
健康

未病

三次予防（本調査の対象外）

二次予防
健診

診断

治療

リハビリ
機能回復

予後

一次予防：疾病の予防とそのための健康に対する啓発と増進を目標（予防接種、健康教育などを含む）
二次予防：疾病の早期発見（集団検診や健康診断）と早期措置を目標
三次予防：疾病の再発防止、社会復帰を目標≪予防医療のトレンド≫
初期： 寄生虫、感染症（結核など）の予防が中心↓
その後：がんや循環器病などの増加に伴う早期発見がメイン↓
最近： 生活習慣病、特に動脈硬化症の最大の要因であるメタボリックシンド
ロームの対策を重視※メタボリックシンドローム：内臓脂肪蓄積、高血圧、耐糖機能障害（糖尿病）、脂質代謝異常が合併

5予防医療の対象者を明確にする。今回の予防医療の対象者は病気を発症していない人とし、“健康”な人、病気になりやすい“リスク”を持った人、“半健康（未病）”の人とする。
●「健康とは、完全な肉体的、精神的、社会的に良好な状態であり、単に疾病または病弱でないということではない。」（WHO：世界保健機関による）●“疾病あるいは病気”と“健康”との間の線引きは難しい（グレーゾーンがある）。
（例えば110年前には高血圧症は知られていなかった。健康とされている人の中にも、現在の医学では分かっていない病気が将来の医療技術では見つかるかもしれない。）●予防医療では、“半健康（未病）”や“リスク”の人を早期発見し、早めに未病またはリスクを是正することが重要。
健康 ←－－－－－－おそらく健康と思われる者

今回の
調査対象者

リスク←－－－－－－病気になりやすいリスク（危険）を保有する者
半健康←－－－－－－状態によって治療すべき未病者（未病）
病気 ←－－－－－－明らかに判る病気を有する患者

疾病（病気）と健康の関係
6

４．対象とすべき疾患
下記の５つの観点から、予防医療の対象とすべき疾患を選定する。

絞り込みの観点（１）国の施策で重点的に取り組んでいる疾患領域
国の取り組みとの一致するという観点で、国が施策として重点的に取り組んでいる疾患を抽出する。

（２）国民医療費の大きい疾患
国の医療費負担軽減に効果が大きいという観点から、国民医療費が大きい疾患を抽出する。

（３）医師により予防医療が最も期待される疾患群
医療の専門家である医師の観点から、医師が予防医療の対象として重要視している疾患を抽出する。

（４）疾患別の患者数及び増加予想
今後の需要が大きいという観点から、今後、患者数が増加すると予想される疾患を抽出する。

（５）死因別死亡率
疾患による死亡者を減少させるという観点から、死亡率が高い疾患を抽出する。
7

（１）国の施策で重点的に取り組んでいる疾患領域

国として重点的に取り組んでいる疾患は、精神・神経疾患、心疾患、脳血管疾患、糖尿病とその合併症、癌であることが分かる。

日本再興戦略

平成25年度
科学技術重要施策
アクションプラン

科学技術
基本計画

●

●

●

●

心疾患（虚血性心疾患・心不全）

●

●

●

●

脳血管疾患（脳卒中）

●

●

●

●

糖尿病とその合併症

●

●

●

●

癌

●

●

●

●

小児疾患

●

●

●

感染症（インフルエンザ等）●●

難病・希少疾患

●

●

肝炎

●

疾患領域

医療イノベーション
5か年戦略

精神・神経疾患8

（２）国民医療費の大きい疾患
生活習慣病関連医療費（「循環器系の疾患」、「新生物（癌）」、「筋骨格系及び結合組織の疾患」、「内分泌、栄養及び代謝疾患（糖尿病など）」が、高齢者では多い。
疾患別医療費（上位５位）
疾患名
循環器系の疾患
新生物（癌）
呼吸器系の疾患
筋骨格系及び結合組織の疾患
内分泌、栄養及び代謝疾患
その他
合計
６５歳以上 循環器系の疾患
新生物（癌）
筋骨格系及び結合組織の疾患
内分泌、栄養及び代謝疾患（糖尿病など）
腎尿路生殖器系の疾患
その他
合計
全体

高齢者の
医療費

平成23年度
順位 費用（億円）
割合
157,926 20.8%
236,381 13.1%
3
21,7077.8%
420,8987.5%
5
19,9287.2%
121,290 43.6%
278,129 100.0%
143,741 27.4%
2
21,213 13.3%
3
13,3508.4%
4
11,7757.4%
511,174
7.0%
58,485 36.6%
159,738 100.0%

平成22年度
順位 費用（億円）
割合
156,601 20.8%
234,750 12.8%
3
21,1407.8%
420,263
7.4%
519,828
7.3%
119,646 44.0%
272,228 100.0%
142,668 27.4%
2
20,146 12.9%
3
12,9548.3%
411,717
7.5%
5
10,913
7.0%
57,299 36.8%
155,696 100.0%

注）「循環器系疾患」は、心疾患、脳血管疾患などである。「呼吸器系の疾患」は、肺炎や喘息などである。 「筋骨格系及び結合組織の疾患」はリウマチ等の関節の障害や骨粗しょう症などである。「内分泌、栄養及び代謝疾患」は、糖尿病などである。「腎尿路生殖器系の疾患」は、腎不全などである。「精神及び行動の障害」は、気分障害（躁鬱）、ストレス関連障害などである。
出典：厚生労働省 平成23年度 国民医療費の概況 http://www.mhlw.go.jp/toukei/saikin/hw/k-iryohi/11/dl/kekka.pdf

9（３）医師により予防医療が最も期待される疾患群
医師に対するアンケート調査の集計結果から、医師は癌と糖尿病に対して予防医療を強く期待していることが分かる。
疾患群
新生物（癌）
代謝疾患（糖尿病）
循環器疾患（心疾患、脳血管疾患）
感染症（慢性肝炎、HIV等）
精神疾患（アルツハイマー病等）
神経疾患（パーキンソン病等）
感覚器疾患
呼吸器疾患
尿路性器疾患
消化器疾患
筋骨格疾患（リウマチ、骨租鬆症等）
その他
合計

パーセント
20.4%
18.4%
13.6%
13.6%
11.7%
2.9%
2.9%
1.9%
1.9%
1.0%
1.0%
10.7%
100.0%

出典：ヒューマンサイエンス振興財団 国内基盤技術調査報告書（平成22年度）

注）医育機関名簿、一般病院名簿から地域ブロック内の医師数に相対して無作為抽出法にて選定した医師に対するアンケート調査結果

10②2020年における患者数増減予測（医師のアンケート結果）（４）疾患別の患者数及び増加予想
精神・神経疾患、循環器系疾患、糖尿病、癌が多い。
がん①国による推計値
肝炎
感染症 糖尿病と 脳血管 心疾患
疾患
合併症

循環器系疾患

精神・神経疾患

循環器系疾患出典：厚生労働統計 平成23年患者調査

20.2
15.4
56.6
26.7
60.7
69.9
46.8
20.2
69.9
7.2
54.9
8
5.4
61.9
70.8
66
66
65.3
66
83.2
61.9
23.5
32
53.8
65.4
28.8
25.3
25
5.8
12
55.8
29.5
59.6
80
21.8
69.1
83.6

-3.8
-1.9
-2.8
-32.4
-3.7
-3.5
-1.8
-30.3
-1.8
-38.7
-2
-55.4
-57.7
-3.5
-7.5
-1.9
-3
-4.1
-3
-1.9
-3.8
-18.6
-1.9
-1.9
-2.8
-1
-1
-1
-1.9
-3
-1.9
-3.8
-0.9
-0.9
-1.8
-5.5
0

悪性リンパ腫
白血病
前立腺がん
子宮頚がん
乳がん
肺がん
膵がん
肝がん
大腸がん
胃がん
NASH
慢性C型肝炎慢性B型肝炎MRSA
HIV・エイズ
慢性腎臓病
糖尿病腎症
糖尿病網膜症
糖尿病神経障害
糖尿病
脳梗塞
脳出血（含くも膜下出血）
不整脈
心不全
心筋梗塞
繊維筋痛症
神経因性疼痛片（偏）頭痛てんかん
多発性硬化症
パーキンソン病
むずむず脚症候群
不安神経症
うつ病
統合失調症
血管性認知症
アルツハイマー病
-60

-40

-20

0

増加
減少

(%)
20

40

60

80

100

出典： ヒューマンサイエンス振興財団
国内基盤技術調査報告書（平成22年度）

11

（５）死因別死亡率

主な死因別にみた死亡率の年次推移

死因の大部分を生活習慣病が占める・悪性新生物（癌）・心疾患（心筋梗塞など）
・脳血管疾患（脳卒中など）
・腎不全（糖尿病や高血圧が要因）

…約２８％
…約１６％
…約１０％
…約１０％

性別にみた死因順位別死亡数・死亡率（人口１０万対）

性・年齢階層別にみた主な死因の構成割合（平成２４年）

出典：厚生労働省 平成24年人口動態統計月報年計（概数）の概況

12

（６）結論（１）から（５）の観点の調査結果から、予防対象を癌、循環器系疾患（心疾患と脳血管疾患）、糖尿病とする。
●癌と心疾患は現在の3大死因にも入っている。脳血管疾患は最近の医療技術の進歩で4位に後退したが、後遺症の麻痺がQOLの低下を招いており、重要性は変わらない。糖尿病は、循環器系疾患や癌の発症の要因となり得るので、重要である。
●予防医療に関わる医師も、癌、循環器系疾患、糖尿病を重視している。
予防医療に関わる医師はそれらを生活習慣病としてとらえている。

循環器
系疾患

予防対象

(1)国
の重点

精神疾患

○

心疾患

○

脳血管疾患
糖尿病

(2)国民
医療費
の高さ

(3)医師が(4)患者数、 (5)死亡者
予防医療
増加予測
数の多さ
を期待

総合
評価

△

○

○

△

△

○

○

○

○

△

△

△

○

○

△

○

○

○

○

△

△

○

○

○

○

感染症
肝炎
癌

○

○

13

（７）補足前ページで予防対象の疾患として、癌、循環器系疾患（心疾患と脳血管疾患）、糖尿病に選定した。
次ページ以降で循環器系疾患と糖尿病について補足的に説明する。

14

①循環器系疾患●脳血管疾患（脳卒中）は動脈硬化症が直接原因となり、脳に出血や閉塞（血栓、塞栓）が起き、意識障害、片麻痺や言語障害などの臨床症状を伴う病気。
●その基礎疾患として、高血圧（H)、肥満や内臓脂肪症候群（O)、糖尿病や耐糖機能障害（G）、
高尿酸血症（U）、高脂血症（L)などがある。
●これらの基礎疾患を引き起こすリスクは生活習慣にあり、例えばアルコール過飲（A)、喫煙、
食塩過剰摂取、飽和脂肪酸過剰摂取、睡眠不足（S)、飽食、運動不足（E)などのファクタである。よって、生活習慣の是正で、予防がかなり期待できる。
●脳出血は細動脈の病変で発生することが多く、高血圧（H)の対策が最も重要。
動脈硬化症： 直径500μm以下の動脈が肥厚する細動脈硬化症、それ以上の太い動脈内部に粥状の隆起
プラークなどが起こる粥状動脈
硬化症

HOGULとは、
高血圧（H）、腹部型肥満（O）、糖尿病（G）、高尿酸血症（U)、
高脂血症（L）、
アルコール性肝障害など
ASEとは、
アルコール過飲（A）、喫煙（S１）、食塩（S２）過剰摂取、飽和脂肪酸（S３）過剰摂取、ストレス（S４）、睡眠不足（S５）、
飽食、運動不足（E）など
出典：杤久保修．予防医療ー健康長寿に対するユビキタス型支援の必要性ー．予防医療．Vol.54 No.12．P109-123(2012)

15

②糖尿病
●糖尿病は患者数より、疑いのある人数がはるかに大きい。平成9年以降増加傾向にあったが、平成24年に初めて減少に転じた。（強く疑われる者は増加傾向のまま）●糖尿病が強く疑われる人の約3割が治療をほとんど受けたことがない。
（平成19年は約4割）●自覚症状がないことが多いことから、糖尿病は気付かないうちに進行してしまう場合が多い（重症化の問題）。
万人
2,500

2,210

2,050

1型糖尿病：β細胞の破壊で、インスリンの量が足りなくなる。
2型糖尿病：インスリンの分泌量が少なくなるものと、肝臓や筋肉などの細胞がインスリン作用をあまり感じなくなるためにブドウ糖が上手く取り入れられなくなる。

2,000
糖尿病の疑いが否定できない者

1,620
1,500

患者＋フォロー群＋予備群

1,370

糖尿病が強く疑われる者

1,000「糖尿病が強く疑われる者」とは、ヘモグロビンA1c(NGSP)値が6.5％以上（平成19年度まではA1c(JDS)値が6.1％以上）またはこれまでに医療機関や健診で糖尿病と言われたことがある人。「糖尿病の可能性を否定できない人者」とは、ヘモグロビンA1c（NGSP)値が6.0％以上、6.5％未満（平成19年度まではA1c（JDS）値が5.6％以上、6.1％未満）で、「糖尿病が強く疑われる者」以外の者。推計人数の算出は、各割合に、総務省統計局「人口推計（平成24年10月1日現在）」の全国人口を乗じて算出。

500

0
平成９年

平成１４年

平成１９年

平成２４年

出展：厚生労働省 平成24年国民健康・栄養調査の概要 P7～8

16

・糖尿病の増大と重症化患者増加
糖尿病関連医療費：１．２兆円
・糖尿病管理の失敗
糖尿病性腎症＞慢性糸球体腎炎
・人工透析患者
患者数：３０．５万人（世界一）
月額４０万円国民医療：１．４兆円
・重症化予防、疾病管理が必要

17

５．センシング技術の重み付け
４項では、予防対象とする疾患の絞込みを行い、癌、循環器系疾患、糖尿病に絞り込んだ。これらは生活習慣病としてとらえることができると分かった。その結果を受け、５項では、予防医療に関わる医師及びセンサ技術の研究開発者へのヒア
リングを行い、センシング技術の重み付けを行う。

ヒアリング調査の結果から、下記のことが分かった。
●センシング技術の重み付けは、センシング対象の絞り込みと、デバイスならびに材料の目標特性と達成手段に関するセンシング技術のニーズにより求めるのが良いと分かった。
●センシング対象としては、①血圧、②糖尿、③ガス、④食べたものが予防医療の観点から重要であることが分かった。
●センシング技術へのニーズでは、無意識のうちに被検者の状態をセンスする無意
識生体計測という観点から、①常時測定可能、②ウェアラブル、③非侵襲、④つけていない感覚、⑤使い捨てが重要であることが分かった。

18

（１）センシング対象の絞り込み
予防医療の専門医の立場から、予防医療において、いつ、何をモニターするかを明確にすることで、センシング対象の絞り込みを行う。そのために、予防医療の専門医として、千葉大学大学院医学研究科 横手幸太郎教授と、横浜市立大学大学院医学研究科 杤久保修特任教授にヒアリングを行った。両名から入手した情報を、横手幸太郎教授のご高察を幹としてまとめた。
予防対象は生活習慣病である。予防医療の専門医が考えている生活習慣病の発症及び悪化のメカニズム、このメカニズムを前提とした予防医療の考え方を次ページに示す。生活習慣病の発症は、遺伝的要因は存在するがその寄与は約25％と小さいので、主要因は悪い生活習慣の継続と考えられている。悪い生活習
慣を長期間にわたって継続することで、健康な状態を害し、生活習慣病を発症し、それを不治の病に悪化させ、やがて死に至る。そこで、生活習慣病の予防では、
いち早く体の異常に気付き、悪い生活習慣を特定し、それを是正することで正しい
生活習慣を身に着けさせ、健康な状態に復帰し維持させることを狙う。

19

生活習慣病の発症及び悪化のメカニズムと、予防医療の考え方
健康な人が、健康を害し、生活習慣病を患い、やがて不治の病から死に至るまでを模式化した図を以下に示す。生活習慣を是正して、生活習慣病を予防することが重要である。

≪生活習慣病の予防医療≫
生活習慣を是正し、健康な状態に
戻す

死
不治の病

・生活習慣を是正すればかなりの生活習慣病を抑制でき、健康長
寿（健康な状態での長生き）が期待できる。
・脳血管疾患はQOLを低下させる（寝たきりにつながる）。
癌
動脈硬化→脳血管疾患、心疾患

生活習慣病
HOGUL
環境要因
・生活習慣の異常（個人環境）
ASE・外因（細菌など）
・社会環境（経済、公害、文化など）

高血圧（H）、腹部型肥満（O）、糖尿病（G）、高尿酸血症（U)、
高脂血症（L）、アルコール性肝障害など
アルコール過飲（A）
喫煙（S１）、食塩（S２）過剰摂取、飽和脂肪酸（S３）
ストレス（S４）、睡眠不足（S５）、飽食運動不足（E）など≪生活習慣病の発症と悪化≫
生活習慣の是正がないと、矢印の方向に進行し、やがて死に至る

遺伝的要因の寄与率は約25％と低いので、モニタリン
グの対象から外している。
H: hypertension, O: obesity, G: glucose intolerance, U: uratemia, L: lipidemia, A: alcohol,
S１: smoking, S２: salt intake, S３: saturated fat, S４: Stress, S５: sleeplessness, E: exercise（以上を略すとHOGULASE）

遺伝要因（家族素因）

出典：杤久保修．予防医療ー健康長寿に対するユビキタス型支援の必要性ー．予防医療．Vol.54 No.12．P109-123(2012)20

前記の生活習慣病の予防を実施するために、いつ、何をモニターするかについて述べる。
横手幸太郎教授は、基本的に３つの段階があると提唱している。
最初の段階１では、自らを健康と思っている人に、特に本人に自覚症状が出てきていない
早期のうちに、健康を害してきたこと（疾患の予兆）を知らせるというものである。そのために、最低限のモニター項目を、被験者に意識させない仕組みで常時モニターする。ここでは、自らを健康と思っている人が対象であり、被験者があえてモニターすることに煩わしいという意識を感じる可能性があるので、被験者への負担を極力排除しないと継続されないことに注意しなければならない。
段階１で予兆が見つかったら、段階２では、原因が悪い生活習慣なので、それが何かを特定する。そのため、生活習慣を常時モニターする。そのモニター結果から、生活習慣において是正すべき点を特定し、是正を促す。その後、その是正が習慣化していることを調べるた
めに、生活習慣のモニターを継続する。
それでも改善しない場合は、段階３に進む。ここでは、症状から疾病を特定し、その疾病固有のモニタリング項目で進行状況を把握するという常時モニタリングを行う。
以降に、予防医療におけるモニタリングの３つの段階について説明する。

21

横手幸太郎教授によるモニタリングの３つの段階（１）
状況の悪化に伴うモニタリングの３段階の遷移を以下に示す。
段階１：健康を害してきたことを見つける段階
身体的異常のない人の体調をモニタリングすることで、何らかの予兆を見つけて病院に行く切っ掛けを与える段階。
予兆が見つかった場合

段階２：生活習慣を是正するためにモニタリングする段階
段階１で予兆が見つかった場合に、その原因となる悪い生活習慣を探し、生活習慣を是正する段階。医師などの指導の下で生活習慣をモニタリングすることで、生活習慣での是
正すべき事項を見つけ、その後は是正状況をモニタリングする。
症状が改善しない場合

段階３：予防すべき疾病を意識する段階
上記までで症状が改善しない場合に、疑わしい疾病ごとの状態を監視し、発症の予防を図る段階。
注）被験者の考え方（血縁関係者の発症状況、健康志向の強さなど）により、段階2あるいは段階3からスタートするということもあり得る。ここでは予防医療専門医の考えとして示す。

22

横手幸太郎教授によるモニタリングの３つの段階（２）モニタリングの３段階と医療のフェーズとの対応関係を以下に示す。
段階１：健康を害してきたことを見つける段階
医療のフェーズでは、健康、未病、健診の一部が対応する。すなわち、健康、未病の状態でモニターするフェーズがメインであるが、一部の健診データを利用する。

段階２：生活習慣を是正するためにモニタリングする段階
医療のフェーズでは、健康、未病、健診が対応する。
すなわち、医師による診断、治療行為が始まる直前までが対象となる。

段階３：予防すべき疾病を意識する段階
医療フェースでは、健康から予後までの全てのフェーズが対応する。すなわち、今回の調査対象である健康、未病、健診のフェーズで利用するが、医師による医療行為が開始される診断以降のフェーズでも同様に実施できる。
段階１
一次予防
健康

未病

段階２

段階３
三次予防（本調査の対象外）

二次予防
健診

診断

治療

リハビリ
機能回復

予後

23

段階１：健康を害してきたことを見つける段階
病院に行く切っ掛けを与えるために、下記の３項目をモニタする。ここでは、健康な（と思われている）人が、何らかの異常に気付くことを狙っており、疾患名を知ることは狙っていない。
① 血圧値…血圧計（常時）睡眠中、覚醒中（安静時、活動時）を含むあらゆる時間帯での血圧値を見る必要がある。ここでは、非侵襲で常時測定に使える血圧計が望まれる。

② 血糖値…血糖値計（常時）
血糖値は健常者であればほぼ一定に保たれるが、異常をきたしてくると食前、食後などで変動するようになるので、常時血糖値を見る必要がある。採血のための穿刺による苦痛を伴わない非侵襲な血糖値計が望まれる。

③ コレステロール値…コレステロール分析器（１回／年）
継時変動が少ないので、年に１度の定期検診の結果が利用できる。

24

段階２：生活習慣を是正するためにモニタリングする段階
生活習慣での是正すべき点を見つけるために、生活習慣病の予防ファ
クタ４項目をモニタする。
① 何を食べたか（食塩、必須アミノ酸、３大栄養素、カロリーなど）② 活動（エネルギー消費）③ 休養・睡眠④ ①～③のリズム（時間軸で）①を測定できるユビキタスなセンサはまだないので、専門医から期待されている。
②と③は既存のセンサで実現可能 （心拍計、3軸加速度センサ）
例えば2014年4月にセイコーエプソンが腕時計型健康モニタを発売予定。
（脈拍数計＋3軸加速度センサ）
血液成分である程度は分
かるが、全ては分からない。

非侵襲な測定手段はまだ無い①何を食べたかアルコール、食塩、飽和脂肪酸、必須アミノ酸
カロリー②活動（エネルギー消費）③休養・睡眠④リズム

XXXセンサ
脈拍計
3軸加速度センサ25

段階３：予防すべき疾病を意識する段階
疑わしい疾病ごとの状態を監視し、発症の予防を図る段階である。
センシング対象疾患（予防対象）

血中酸素

皮膚の赤外光の反射・透過

血圧

癌
脳血管疾患

心拍
血糖

心疾患

グルコース

ガス
歩行
パターン

糖尿病
肥満
株式会社三菱化学テクノリサーチ作成

26

（２）センシング技術へのニーズ
予防医療の専門医及びセンサ技術の研究開発者へのヒアリング結果から、センシ
ング技術のニーズとして、無意識生体計測を実現するために、常時測定可能、ウェア
ラブル、非侵襲、付けていない感覚、使い捨てが重要である。
従来： ●侵襲から非侵襲への移行中

今後： ●無意識生体計測（被験者が付けて計測していることを全く意識しない）
日常生活の中で常時測定することで、生活のあらゆる局面（起床時、食前、食後、運動時など）での数値が長期間にわたって収集され、絶対値、一日の生活リズム
での変化、数日あるいはそれ以上の期間での経時変化を把握する。
・生体親和性や融和性
・ウェアラブル・センサ寿命の影響
使い捨てが一つの解・エネルギー供給（駆動のためのバッテリ等）
・データ蓄積方法（コンピュータへのデータ転送方法含む）の実現
健康に関する個人情報である「健康ビッグデータ」や医療機関との情報共有や医療管理、セキュリティを処理できる情報システムが必要。
・安定した物流（商品流通経路）の確保
例えば、使い捨てセンサにおいては、センサの供給がストップしないこと。

●非接触での生体情報モニタリング（センサネットワーク）

27

６．センサ及び搭載機器
先ずセンサ及び搭載機器の抽出方法を示し、それらをセンシング対象に着目して整理し、センサ及び搭載機器の分類として示しす。続いて、５項で求めたセンシング技術の重み付けに従い、それらセンサ及び搭載機器の中からデバイスや材料の候補と課題を示す。その後に、各事例をセンシング対象ごとに紹介する。

≪上記センサ及び搭載機種の抽出方法≫
・“2011ヘルスマネジメント関連市場の現状と将来展望” (富士経済）に記載されている分野ごとの主要メーカーについて、最新機種を各社HPより１機種を抽出。
・“2011年版生体計測機器・技術によるホームヘルスケア市場の将来展望”（シードプランニング）より、革新的な技術を使用した機種及びセンサを抽出。
・“ウェアラブル”、“非侵襲”、“常時測定”をキーワードとして検索式を立て検索を行い、革新的な技術を使用した機種及びセンサを抽出。
以上により、センサ及び搭載機器として18事例を抽出した。
28

≪センサ及び搭載機器の分類≫
センサ及び搭載機器の18個の事例を、センシング対象により分類すると、下記のようになる。次ページ以降では、センシング対象ごとに事例を紹介する
センシング対象（１）血糖値（２）生体ガス（糖尿病）（３）生体ガス（癌）（４）心電、心拍（脈拍）、脈波（５）血圧（６）血中酸素飽和濃度
生体信号

事例番号
①②③
④⑤⑥
⑦⑧
⑨～⑭
⑮⑯
⑰⑱

脳波

睡眠状態
心電 ⑨⑩⑪呼吸
心拍（脈拍）⑫⑬
血圧⑮⑯

脈波 ⑭

特定の疾患の兆候や進行度①②③④⑤⑥

血糖値、尿糖値（糖尿病）
尿酸値（痛風）乳酸値
眼圧（緑内障）腫瘍（乳がん等）
脳内血流量（うつ病、認知症等） 等

バイタルサイン

体表温度（体温）⑩

血中酸素飽和度 ⑰⑱（SpO2）⑦⑧

ストレス度などの心の状態

体動（活動量）体組成
体重、BMI、体脂肪率、皮下脂肪率、内臓脂肪レベル、骨レベル（推定骨量）
基礎代謝量、筋肉レベル、バランス年齢、体組成年齢、皮下脂肪の厚み29

≪デバイスや材料の候補と課題≫
以上で述べた18事例につき、センシング技術の重み付けを行った結果と課題を下表に示す。センシング技術の重み付け項目で○が3つ以上を候補とすると、事例②、⑩、⑪、⑫、⑭、⑰の6つが候補として挙げられる。
≪事例のまとめ(1/2)≫
予防したい 事
疾患
例

糖尿病

癌

機器名/メーカーもしく
は開発機関

測定項目

測定原理

課題

センシング技術の重
み付け
１

２

３

４

５

X

○

X

○

① UG-120／
タニタ

血糖値
尿糖値をバイオセンサを使いグルコース濃度とし←尿中のグルコース濃度 て測定することで血糖値を算出する。

X② 東京医科歯科大学
三林浩二教授血糖値
涙液中のグルコース濃度をバイオセンサを使って ・測定結果を外部に送信←涙液中のグルコース濃 測定することで、血糖値を算出する。センサはコンする仕組みの実現
度
タクトレンズ上に実装する・バッテリの実現○ ○ △ ○ ○

③ 日立

血糖値
←光の反射の時系列変化と皮膚温度皮膚温度と反射光度から、ヘモグロビン酸素飽和 ・測定精度の確保
度と血流量を求め、血糖値を算出する△ △ ○ △

④ 国立循環器病研究セ 糖尿病の検知
ンター研究所、←呼気ガス中のアセトン㈱キヤノン

糖尿病患者が発するアセトンを検出する。ガスク
ロマトグラフィーにて分析する。

X

X

○

X

X

⑤ 東芝

糖尿病の検知←赤外光照射時の呼気
ガスの温度変化

アセトンを吸収する波長の光を当てた場合に呼気
ガスの温度が上がることから、光照射による温度上昇からアセトン濃度を算出する。

X

X

○

X

X

⑥ チューリッヒ工科大学 糖尿病の検知
チューリッヒ校 Sotiris ←呼気ガス中のアセトン
Pratsinis教授

糖尿病患者は呼気にアセトンを発するため、電極は金、半導体膜はシリコンと酸化タングステンから成る半導体センサにより、アセトンを検出する。

△ △ ○

X

X

⑦ テクニオン・イスラエ
ル工科大

癌の検知
←VOCの有無

呼気ガス中の揮発性有機化合物（VOC）を、金ナノ粒子を使用して検出することで、癌を判定する。

△ △ ○ △

X

⑧ 日本医科大学
宮下正夫教授癌の検知←VOCの有無

尿中の揮発性有機化合物（VOC）を犬に検出させることで、癌を判定する。

X注）センシング技術の重み付けの項番

X

○

X

X

X

１：常に測定可能、２：ウェアラブル、３：非侵襲、４：付けていない感覚、５：使い捨て30

≪事例のまとめ(2/2)≫
予防したい 事疾患例

機器名/メーカーもしくは開発機関

測定項目

測定原理

課題

センシング技術の重み付け
１ ２ ３ ４ ５

心疾患

脳血管障
害

⑨ HCG-901／
心電図
オムロン ヘルスケア
株式会社

金属電極を身体に当てることで生体電位を測定し、心筋の活動状況を波形として見る。

○ △ ○ X

⑩ myBeat／
心電図
ユニオンツール株式会社

ウェアラブル電極を使用して生体電位を測定し、心筋の活動状況をモニターする。
加速度センサを使って運動量を計測する。

○ ○ ○ △ X

⑪ 東レ、NTT

心電図

PEDOT-PSSを用いた高電導性樹脂（ポリマー）を
ポリエステルの極細繊維（ナノファイバー樹脂）に
特殊コーティングしたものを心電計の電極とし、それをシャツに実装することで心電図を得る。

⑫ E200／
横浜市立大学杤久保修名誉教授
セイコーエプソン

心拍数

腕時計の裏の電極で生体電位を測定し、心拍数を求める。

○ ○ ○ △ X

⑬ 九州大学
澤田廉士教授心拍数
血中ヘモグロビンは近赤外光を反射するため、反←光の反射の時 射光の時間に対する増減を測定することで心拍に系列変化
より反射光のレベルが変化する。反射光の変化を調べることで血流量や心拍値を求める。

・通常測定状態での測定方法の実現 △ △ ○ △ △⑭ 地球快適化インス
ティテュート、
ビフレステック

脈波

市販のイヤフォンをマイクとして使用し、外耳道の密閉空間の圧力変化から脈波を計測する。

・測定精度の確保⑮ HEM-7120／
オムロン

血圧←血管の振動

ピエゾ抵抗方式のMEMSによる圧力センサを使用し、血管の振動を検出する△ X ○ X

⑯ 日本大学
尾股定夫教授血圧←光の反射率近赤外光を皮膚に照射し、反射光の時系列波形か
ら血流量の変化を計測し、そのピーク値から血圧値を算出する。

△ △ ○ △ X

⑰ PULSOX-1／
コニカミノルタ

血中酸素飽和濃 赤色光と赤外光の皮膚の透過率の比により血中度
酸素飽和度を求める。
←光の透過率・通常測定状態での測定方法の実現 ○ ○ ○ △ X⑱ 新日本無線／NJL5501R

血中酸素飽和濃 赤色光と赤外光の反射率の比により血中酸素飽度和度を求める。
←光の反射率・通常生活状態での常時測定方法の ○ △ ○ △ X
実現注）センシング技術の重み付けの項番

・材料コストの低減

X○ ○ ○ ○ △○ ○ ○ ○ △X

１：常に測定可能、２：ウェアラブル、３：非侵襲、４：付けていない感覚、５：使い捨て

31

（１）血糖値
現在血糖値を測定することで糖尿病の予防を行っているが、血液を採取してバイオセンサ等でグルコース濃度を測定し、血糖値換算した値を使い判定している。
他に健康診断のように多種の分析を行う生体分析装置では血液を遠心分離し血糖値を測定する手法を使用しているが、双方共に血液を採取する必要があるという問題がある。ここでは非侵襲となる血糖値、もしくは相当する項目のセンシング方式を取り上げる。
①【血糖-事例1】バイオセンサにより尿中のグルコースを測定し、血糖値に相当する尿糖値を測定し判断する装置②【血糖-事例2】コンタクトレンズ上のバイオセンサで涙液中のグルコースを測定し、血糖値を求める③【血糖-事例3】指先の遠赤外線の反射光度と皮膚温度を使って血糖値を求める装置
・実用化されているのは【血糖-1】のみで他の2つは実験段階である。
・【血糖-事例2】は、Google社が発表したGoogle Glassと同様の目に入れるもので使い勝手が良いが、無線通信回路を含むものは現段階で実用化が不可能であるため実現見遠しがな
い。
・【血糖-事例3】は、何十年もの長期間研究開発が行われているが、製品化されていない技術である。日立では同様な赤外線反射を使用した血糖値検出手段を研究しており、継続して特許の出願を行っている。

32

①【糖尿-1】バイオセンサにより尿中のグルコースを測定し、血糖値に相当する尿糖値を測定し判断する装置
メーカー：タニタ
機種名：電子尿糖計 UG-120
概要：血糖値と相関のある尿糖値をバイオセンサを使いグルコース濃度として測定することで検出する。
センサに尿をかけるだけで測定できる。
材料：電極は白金と金、基板はガラス
構造：ガラス基板上に電極、さらにその上に酵素膜、カバーする制限膜が設けられる。
製造方法：不明
特長：非侵襲である。特性劣化が問題となるバイオセンサの劣化を抑え、かつ交換可能とした。2か月間の間200回まで使用可能。応答速度が6秒と速い。
課題：尿を扱うため、衛生管理上の問題が発生する。
出典：http://ucheck.jp/ug120/
http://ucheck.jp/ug120/product.html
図： タニタ出願特許 特開2009-270883 図6より

電子尿糖計

33

②【糖尿-2】コンタクトレンズ上のバイオセンサで涙液中のグルコースを測定し、血糖値を求める
研究者：東京医科歯科大学三林浩二教授
概要：涙液中のグルコース濃度をバイオセンサにより検出する。涙液中のグルコース値と血液中のグルコース値は相関があるため血糖値が推定可能となる。センサは生体親和性が高く、柔らかいポリマー材料をソフトコンタクトレンズ型に成形する。電池及び無線通信回路を持ち、測定値を送信する。なお、血液中のグルコース濃度変化に対して、涙液中のグルコース濃度変化は約8分の遅延がある。
材料：ポリマー材料は、PDMS：ポリジメチルシロキサン。電極は銀と白金。
構造：ポリマー材料の上に銀と白金の電極を持ち、電極上に酵素GODの膜を持つ。
これは従来のこれは従来の血液中のグルコースを検出するバイオセンサと同じ構造である。
製造方法：電極は半導体プロセスにより成膜する。
特長：準非侵襲である。1日で使い捨てにすることでバイオセンサの経時劣化及び電池の寿命に対応する。
課題：オンチップの無線通信回路は実現に向けてハードルが高い。体表を使う伝送方式を代わりに使用する方法も考えられるが、安全性の確認が必要である。超小型のバッテリの実現も課題である。
製品化時期：5～10年後
将来性：他のセンサを搭載し、機能を増す構造が考えられる。ウェアラブルな健康管理システムとして発展する可能性がある。
出典：1.2011年版、生体計測機器・技術によるホームヘルスケア市場の将来展望
シード・プランニング P17、55～62
2.パーソナル・ヘルスケア NTS P38-40
図：東京医科歯科大学出願特許 特開2006-271798 図4より34

③【糖尿-3】指先の遠赤外線の反射光度と皮膚温度を使って血糖値を求める装置
メーカー：日立
概要：ヘモグロビンの酸素飽和度、血流量等のパラメータを計測することにより、血糖値を算出する。
皮膚温度と反射光度から、ヘモグロビン酸素飽和度と血流量を求め、血糖値を算出する。この血糖値計は、2005年発売予定と発表がされたが、その後発売されたという発表はない。
材料：不明
構造：不明
製造方法：不明
特長：非侵襲で衛生的というメリットがある。
課題：測定精度の問題が解決していない。
製品化時期：未定。
出典：http://www.hitachi.co.jp/New/cnews/040223.html

35

（２）生体ガス（糖尿病）
非侵襲の糖尿病の検知方法として血糖値との相関性が強い呼気ガス中のアセトン等の有無を検出する手法により判定する手法がある。動向も注目される。
④【糖尿ガス-事例1】呼気ガス中のアセトンをガスクロマトグラフィーで検出し糖尿病の検出を行う装置⑤【糖尿ガス-事例2】半導体レーザーを使った呼気ガス中のアセトンを検出する卓上装置⑥【糖尿ガス-事例3】呼気ガス中のアセトンを半導体センサで検出し、糖尿病の判定を行うセンサ
・すべて実験段階である。
・【糖尿ガス-事例1 】は装置が大型・高価であり、個人購入向けではない。
・【糖尿ガス-事例2 】は、製品化に近い実機になっており2年以内に実現可能であると思われる。他のガスの検出も計画され、機能拡張が期待される。
・【糖尿ガス-事例3 】は、実機の検証結果2010年時点で無く、実用化は不明である。使用しているセンサの感度が高いために機器のみならずにセンサの特性や動向も注目される。

36

④【糖尿ガス-事例1】呼気ガス中のアセトンをガスクロマトグラフィーで検出し糖尿病の検出を行う装置
研究者：国立循環器病研究センター研究所、㈱キヤノン
概要：呼気、皮膚から出るガスを、ガスクロマトグラフィーで成分分離し、各成分の量を測定する。検出されたガス成分と関連性のある疾患の関係を調べた。
糖尿病患者の吸気からはアセトンが見つかる傾向にあり、アセトンを検出することで糖尿病を発見する。
材料：不明
構造：不明
製造方法：不明
課題：ガスクロマトグラフィーを行うために高価で大きな装置となってしまう。小型化への検討はこれからである。
また、現在は基礎技術の段階。全く異なる疾患でもガスの種類や量が同じ場合があり、完全に見分けられるレベルではない。また、呼気の場合には、息を吐くタイミングでガス成分が変わるという精度の問題もある。
その他：他の検知ガスとしてアセトアルデヒドを検出するとガンの検出が可能となる。
出典：1. 吐いた息で病気がわかる？がんや糖尿病診断に期待 ガスの種類や精度、課題に_日本経済新聞夕刊2013年10月18日
2. 2011年版、生体計測機器・技術によるホームヘルスケア市場の将来展望、シード・プランニング、
P115
ガスの成分を分析
呼気

皮膚からのガス

ガスの種類や量に特定のパターン

病気の判定

37

⑤【糖尿ガス-事例2】呼気ガスの光の吸収特性を測定しアセトンを検出する卓上装置
メーカー：東芝
概要：呼気ガスに複数の波長の赤外光を照射し、反応する赤外光の波長からアセトンを検出し、糖尿病の発見の参考とする。アセトンを吸収する波長の赤外光を照射した場合にガスの温度が上がることを利用する。ガスの温度を測定し、温度が上がる光の波長からアセトンであることを検出し、温度の上昇具合からアセトンの濃度を測る。卓上に置けるサイズの試験機の開発に成功し、2014年内に各医療機関にサンプル出荷を行う。
材料：不明
構造：複数の波長の赤外光を発光する量子カスケードレーザー、温度検出装置からなる。
製造方法：量子カスケードレーザーは、半導体製造プロセス。温度検出装置は不明。
特長： 従来に比べて小型で測定時間が短い。
課題：不明。試験機レベルであるので実用化に向けて改良を進める。
その他：吸収される光の波長により呼気中の他の成分の検出を行い、他の疾患を検出することも可能である。東芝はアセトアルデヒド、一酸化窒素、二酸化炭素など、他の複数のガス成分も同時に測定できる万能装置の開発も目指している。
出典：1.東芝、アセトン測定する呼気分析装置を開発 2014年2月21日 化学工業日報
2. http://www.toshiba.co.jp/about/ir/jp/pr/pdf/tpr20140220.pdf
P3438

⑥【糖尿ガス-事例3】呼気ガス中のアセトンを半導体センサで検出し、糖尿病の判定を行うセンサ
研究者：スイス連邦工科大学チューリッヒ校(ETHZ) Sotiris Pratsinis教授
概要： 呼気、皮膚から出るアセトンを検出することで糖尿病の発見を可能とする半導体センサ。
材料：電極は金、半導体膜はシリコンと酸化タングステン
構造：基板上の金電極がシリコンとタングステンのナノ粒子からなる半導体膜を持つ。
製造方法：半導体膜の材料はシリコンとタングステンのナノ粒子を焼結して生成する。
特徴：小型でヒーターが要らず、検出感度が高い。
課題： 2010年現在で試作レベルであり、この時点では検出装置としての実験は行っていない。
半導体センサは他のガス成分にも反応するものが多いためこの点の検証が必要となる。
出典： http://www.fc.ethz.ch/facts/jahresberichte/ar_ethz_2010_en.pdf p17

アセトンセンサ39

（３）生体ガス（癌）
臭気ガス及び尿の臭気から癌を発見する研究が行われている。
⑦【ガス癌-事例1】呼気ガスから癌を検出する研究⑧【ガス癌-事例2】癌探査犬を使い尿の臭い成分から癌を検出
・ 【ガス癌-事例1】では呼気ガスを臭気センサで分析した結果、高い確率で癌を判定でき、癌の種類までも判別可能であると発表されたが、その後の発表がない。まだ多くの検証が必要となる可能性がある。
・【ガス癌-事例2】によると、癌探査犬が尿の臭いから100%近いという驚くべき精度で癌を検出することが可能であることが判明しており、臭気センサで癌の発見が可能であることが示唆されている。これにより、臭気による癌の早期発見が可能となる可能性がある。
参考【糖尿ガス-事例1】ではアセトアルデヒドを検出すると癌を発見できる可能性が示唆され
ている。

40

⑦【ガス癌-事例1】呼気ガスから揮発性有機化合物（VOC）を検出し癌を発見する
研究者：テクニオン・イスラエル工科大
概要： 呼気ガスから揮発性有機化合物（VOC）を検出することで癌を発見する。2010年発表。
材料：金を含む
構造：金ナノ粒子を使用
製造方法：不明
特長： ガスの種類により、癌の種類（肺がん、乳がん、大腸がん、前立腺がん）を識別することができた
課題： 精度よく識別されたとされるが、さらに多くのサンプルによる試験が必要である。
製品化時期：未定
出典：http://www.afpbb.com/articles/-/2747366?pid=6064781

41

⑧【ガス癌-事例2】癌探査犬を使い尿の臭い成分から癌を検出
研究者：日本医科大学 宮下正夫教授
概要：癌探査犬を使い尿の臭いから癌を極めて高い確率で判別した。宮下教授によると尿中の揮発性有機化合物（VOC）の臭いに反応しているのではないかとのこと。
センサ：センサの開発は行っていない。
特長：子宮癌、卵巣癌、乳癌、胃癌の種別に関係なく極めて高い確率で癌を検出できた。
ただし、癌の種類の区別は行っていない。
課題：反応しているガスの分析をガスクロマトグラフィーを使って行っているが成功していないため、対応しているガス成分が判明していない。また、センサを開発する予定はない。
出典： http://home.nms.ac.jp/page/cancer_advance.html

42

（４）心電、心拍（脈拍）、脈波
循環器系疾患に関わる生体信号として、心電、心拍（脈拍）、脈波取り上げる。
医療機関での判定手法は、主として手足及び胸に１０個の電極を持った心電計により測定した結果を用いて健康状態の判定を行っているが、全身に電極を持つ必要があるため常時測定を行うことができない。ここでは常時測定可能となるウェアラブルセンサ及びウェアラブルセンサを持った心電計を以下に記載する。これらの中には運動量を測定可能なものも含まれ、併記する。
⑨【循環器-事例1】現行のポータブル心電計⑩【循環器-事例2】ウェアラブル電極の他に加速度、体表温センサを持ち生体情報・運動量を収集する装置⑪【循環器-事例3】着るだけで心電図や心拍数などの生体情報を測定できるウェアラブル素材⑫【循環器-事例4】心拍センサ、加速度センサを持ち生体情報・運動量を取得する腕時計型装置⑬【循環器-事例5】皮膚の遠赤外線反射光から血流量変化と脈拍数を求める装置⑭【循環器-事例6】市販イヤホンを使い脈波を測定するソフトウェア
・【循環器-事例1】と【循環器-事例2】が製品化されている。 【循環器-事例3】も製品化され、2014年4月に発売予定である。
・その他は開発品であるが【循環器-事例4】 のウェアラブル電極は実用間近で衣服と同様な感触で密着するため常時使用可能なセンサとして期待されている。
・【循環器-事例5】は現時点の最新のデバイスを使用すればもっと簡単に実現可能であり、心拍数を求めるだけであれば使用可能であると思われる。

43

⑨【循環器-事例1】現行のポータブル心電計
メーカー：オムロン ヘルスケア株式会社
機種名：HCG-901
概要：手軽に持ち運び可能なサイズのポータブル心電計である。装置の端部に電極があり、これを胸に当ててて心電図を見ることが可能である。専用の外部電極が用意されていてウェアラブル機器として使用可能である。心電図がディスプレイ表示される他に心電図波形の判読を行うための支援ソフトがある。
材料：電極は防錆金属
構造：心電計本体に測定用の金属電極を持つ。
製造方法：不明。電極は簡単な板金加工。
特徴：スマートホンサイズの小型心電計である。心電計そのものを胸に当てることで心電図を見ることが可能で外部電極を使用すればウェアラブルな使い方も可能である。
課題：家庭用としても使用可能であるが、家庭で心電図そのものや支援ソフトによる解析機能を使いこな
すには難あり。
製品化時期：発売中
出典: http://www.omron-portable-ecg.jp/medical/portable-ecg/hcg-901_pag_index.php
図：オムロンヘルスケア出願特許 特開2009-82364 図1より

121A、123A：測定用電極
オムロンヘルスケア ポータブル心電計

44

⑩【循環器-事例2】心電図センサのほかに、加速度、体表温センサを持ち生体情報・運動量を収集する装置
メーカー：ユニオンツール株式会社
概要：ウェアラブル電極による心電図センサ、加速度、体表温センサによって生体情報を総合的に収集する。
心電図測定用ウェアラブル電極パッドは別売りで情報開示がない。 3軸加速度センサで運動量を検
出する。
材料：不明
構造：センサと呼ばれているセンサユニットの中に3軸加速度センサと体表温センサを持つ。特徴：ウェアラブ
ルなマルチ測定ツールである。右下の図の電極パッドと記載されるウェアラブル心拍センサの取り付け方や使用する人の年齢により信号が大きく変わるため、下記のセンサ内部のマイコンのソフトに製品の価値があるとされる。
他に加速度、体表温センサを持ち、取得した生体情報を無線で飛ばすか本体のメモリに記憶する構造となる。
製造方法：不明
課題：センサありきでユーザー側が検出したデータをどう使いこなすかという問題があり、現状は研究用途使用を主として使用される。
製品化時期：発売中
出典： JEITA 2013 ヘルスケア・エレクトロニクス最新動向徹底解説 P21
センサ

PCへのデータ送信用

ウェアラブル心拍センサ myBeat

45

⑪【循環器-事例3】着るだけで心電図や心拍数などの生体情報を測定できるウェアラ
ブル素材
メーカー：東レ、NTT
概要：心電計や脈拍計の電極の代わりとなるウェアラブルな医療用新素材である。着るだけで心電図や心拍数などの生体情報を測定できるスポーツシャツとして製品化する。
材料：ポリエステルの極細繊維、電極部はPEDOT-PSSを用いた高電導性樹脂
構造：PEDOT-PSSを用いた高電導性樹脂（ポリマー）をポリエステルの極細繊維（ナノファイバー樹脂）に特
殊コーティングして布地にした。これが心電計などの電極と同じ役割を果たす。
製造方法：不明
特徴：電解質ペーストなしで電極を取り付けられる。肌へのフィット感と通気性とともに、洗濯に耐える。
課題： PEDOT-PSSは弱酸性素材で対湿性の点で弱いという面があり、耐久性が足りるのかどうか不明。
製品化時期：2014年（予定）。
出典：http://business.nikkeibp.co.jp/article/topics/20140131/259170/
http://www.nikkei.com/article/DGXNASDD300KC_Q4A130C1TJ1000/46

⑫【循環器-事例4】心拍センサ、加速度センサを持ち生体情報・運動量を取得する腕
時計型装置
研究者：横浜市立大学 杤久保修名誉教授
メーカー：セイコーエプソン
機種名：E200
概要：腕時計型で、心拍計と加速度計で心拍と活動量を測定する。心拍は4秒ごと、活動量は常時測定し、データをタブレット端末などに無線で送信する。
材料：不明
構造：心拍計と３軸加速度計及び心拍数と消費エネルギーの表示機能を持った腕時計状の表示装置を持つ。
特徴：心拍数、消費エネルギーの表示機能を持った腕時計である非侵襲でウェアラブルである。
課題：食事からの摂取エネルギー管理が行われていない。それができると、生活習慣の重要なファクターが一通り取得可能とになる。
製品化時期：2014年4月
出典： http://www.dm-net.co.jp/calendar/2012/019236.php
製品化時期に関する情報はヒアリングにて入手

47

⑬【循環器-事例5】皮膚の近赤外線反射光から血流量変化と脈拍数を求める装置
研究者：九州大学 澤田廉士教授
概要：皮膚の近赤外線光の反射を検出し、変化量を捉えることにより血流量及び脈拍を求める。センサをMEMS化し、ウェアラブルとした。これらの値から交感神経・副交感神経の影響も調べられる。
材料：MEMSは、シリコン。DFB-LB、フォトダイオードは不明。
構造：MEMSには発光素子としてDFB-LD(半導体レーザーダイオード)と受光素子のフォトダオードが搭載される。光源と受光部があるだけの構造となる。斜面の溝に形成したミラーでレーザー光を反射し、照射する。
製造方法：シリコンファブリケーションによりシリコン基板にエッチング等で溝を掘り、側面発光するDFB-LDの発光光を垂直方向に放射するミラー構造を蒸着によりシリコン基板上に作成する。
特長：複数プローブを用いれば、血圧も測定できる。非侵襲、非拘束で動き回りながらの測定が可能。測定部位は指先、耳たぶなど自由度が高く、将来的には指輪型やイヤリング型デバイスになると考えられる。
課題： １心拍あたりの血流量を求めることができるため、心臓負荷量を測定できるが医学的には未開拓の指標である。また、MEMSの開発にコストがかかるが、これは光の照射方向が異なる半導体レー
ザーダイオードを使用することで簡単な構造とすることが可能であると思われる。
製品化時期：未定。
出典： 1. https://www.jstshingi.jp/abst/p/10/1056/kyushu5.pdf
2. 2011年版、生体計測機器・技術によるホームヘルスケア市場の将来展望
シード・プランニング、P19、63～69
AR(Antireflection)コート

レーザ光
シリコン
マイクロレンズ

DFB-LD

DFB-LD： Distributed Feedback
Laser Diodeの略。１波長の光だけを出すレーザー。

エッチドミラー

近赤外線発光部の構造48

⑭【循環器-事例6】市販イヤホンを使い脈波を測定するソフトウェア
メーカー：地球快適化インスティテュート、ビフレステック
概要：市販のイヤホンを装着し、マイクとして使用し脈波を検出する。
現在試験段階である。
センサ：イヤフォン自身は一般に市販されているものに対してに加工はないが、イヤフォンを耳に装着した場合にできる外耳道の密閉空間の圧力変化をイヤフォンをマイクとして検出する。
外部からのノイズは信号処理にて対応した。
特徴：新たにセンサや部品を使用せず、ソフトウェアによる信号処理のみで実現可能である。
課題：外耳道が完全密閉にならない場合や外部からのノイズにより検出精度が落ちる。
製品化時期：未定。
その他：MEMSを内蔵した指輪型の脈波センサも開発されている。
出典： 1. デジタルヘルス第14回「ヘルスケアデバイス展」報告 生体センシング技術などに注目＿日経エレクトロニクス 2013年11月25日 P100～103
2. http://www.nikkeibp.co.jp/article/dho/20131024/370445/

49

（５）血圧血圧計はすでに普及しており、構成は下記の【血圧-1】の構造が代表的なものとなる。
圧力センサは必ずしもMEMSである必要はなく、他の構造でもよい。
カフを使用し、加圧する構造であるために常時使用することができず、ウェアラブルなものではない。
また、医療機関の手術室等で常時測定するような装置は観血式であり、体内にカニューレを挿入するため非侵襲ではない。
⑮【血圧-事例1】MEMSによる圧力センサを使った上腕式血圧計⑯【血圧-事例2】指先の近赤外光の反射により血流量を求めて血圧を算出する
・【血圧-事例1】は実用化されている。これらはカフを使い加圧を行った上で測定する。
・【血圧-事例】は、研究段階であるが加圧する必要がなく、ウェアラブルセンサとなりうるため注目されている。検出精度に疑問があり、実用化にもう少し時間がかかる可能性がある。

50

⑮【血圧-事例1】MEMSによる圧力センサを使った上腕式血圧計
メーカー：オムロン ヘルスケア
機種名：上腕式血圧計 HEM-7120
概要：MEMSによる圧力センサを使い、カフで圧迫された血管が心臓の拍動に合わせて起こす振動を検出し、血圧を測定する
材料：不明
構造：ピエゾ抵抗方式のMEMSを圧力センサとして使用している。
センサは真空に対する圧力を測定可能とするために真空状態で封止される。
特徴：検出にマイクを使用しない方式なので装置の構造が簡単で故障が少なくなる。
課題：カフで圧迫する方式であるため圧迫感があり、常時測定には向かない。
製品化時期：発売中。
その他：手首に装着し、測定する製品もあるが、カフを持ち加圧する方式である。
出典: http://www.healthcare.omron.co.jp/product/hem/hem-7120.html
https://www.omron.co.jp/press/2012/07/e0705.html
図：オムロンヘルスケア出願特許 特開2013-192689 図1より

オムロン ヘルスケア 上腕式血圧計51

⑯【血圧-事例2】指先の近赤外光の反射により血流量を求めて血圧を算出する
研究者：日本大学 尾股定夫教授
概要： 近赤外光を指先に照射し、反射光の時系列波形から血流量の変化を検出し、そのピーク値から血圧値を算出する。
材料：不明
構造：近赤外光を発行するLEDと受光センサを持つ。
製造方法：不明
特長：複数プローブを用いれば、血圧も測定できる。非侵襲、非拘束で動き回りながらの測定が可能。測定部位は指先、耳たぶなど自由度が高く、将来的には指輪型やイヤリング型デバイスになると考えられる。
課題：精度が問題と言われるが詳細は不明
製品化時期：未定
出典： http://www.ce.nihon-u.ac.jp/koho_plus/2013/03/post-37.html
http://www.nikkeibp.co.jp/article/dho/20131119/374129/

開発された試験機

52

（６）血中酸素飽和度
現在使用されている血中酸素飽和度計は主として【酸素飽和度-事例1】の構造となっている。
非侵襲で単体装置としての完成度が高いが、取付け位置や構造がウェアラブルな構造となっていないために形状や構想の改良が望まれる。
⑰【酸素飽和度-事例1】赤色と赤外光を使用したパルスオキシメータ⑱【酸素飽和度-事例2】反射光により酸素飽和度を検出する光源と受光デバイスを持つ素子
・【酸素飽和度-事例1】が実用化されている。 また、センサ素子として【酸素飽和度-事例2】が販売されているが主流の測定手法と異なるために測定機器として製品化されるまで多少の時間がかかる可能性がある。しかし、機器としての検出センサ部の構造が簡単でウェアラブ
ルな構造となるために製品に使用されることが期待される。

53

⑰【酸素飽和度-事例1】赤色光と赤外光を使用したパルスオキシメータ
メーカー：コニカミノルタ
機種名：パルスオキシメータ PULSOX-1
概要： 指先の赤外光と赤色光の透光率の違いから血中の酸素飽和度を求める
指先にセンサを装着し、光の透光性を測定し判定する。
材料：不明
構造：赤外LEDと赤色LED及び受光素子を持つ。受光素子のタイプは不明であるが赤外光と赤色光の双方に対して感度のあるものである。
製造方法：不明
及び製造方法：特徴：非侵襲である
課題： 指先に付ける構造であるため常時測定もしくは常時装着できるものではない。
常時装着するタイプのものは耳に装着するものが製品化されている。
製品化時期：発売中。
その他：脈拍も測定可能
出典： http://www.konicaminolta.jp/instruments/products/medical/pulsox1/
図：コニカミノルタセンシング出願特許 特開2007-289462 図2より測定時の断面の構造例54

⑱【酸素飽和度-2】反射光により酸素飽和度を検出する光源と受光デバイスを持つ
素子
メーカー：新日本無線
機種名：NJL5501R
概要： 従来のパルスオキシメータは皮膚の透過光を検出していたが、本方式では皮膚の光の反射により酸素飽和度を求める。赤外光と赤色光を発光させ、反射する光の強度を比較することで酸素の飽和濃度を検出する。
材料：不明
構造：発光素子として赤外光LEDと赤色LED及び受光素子としてフォトトランジスタを持つ。
製造方法：LEDとフォトトランジスタは異なる半導体製造プロセスで作成され、それぞれ個別のチップとしてパッケージにモールドされる。
特徴：発光素子と受光素子をワンチップ化したため、素子コストの低減及び装置の構造が簡略化される。
課題：反射光を使用したものはこれまでの測定手法と異なり、必要な精度が取れるかどうかという問題がある。
製品化時期：サンプル配布中（2013年4月～）
出典：http://www.njr.co.jp/products/press2013/NJL5501R.html

反射型センサ NJL5501R

55

７．市場予測６項までに選んだセンサ及び搭載機器に関わる市場について述べる。
ここでは、下記の４項目を取り上げる。
（１）血中飽和酸素濃度測定装置・センサ市場予測（２）血圧測定装置・センサ市場予想（３）呼気測定装置・センサ市場予測（４）血中飽和酸素濃度測定装置・センサ市場

56

（１）血糖値測定装置・センサ市場予想
・対象となるセンサは用途を限定しないグルコース
センサで、血糖値測定器・尿糖測定器のみならず治療用装置、その他の複合検出機能を持った機器にて使用される。
・また、センサは使い捨て又は交換を前提に作られているものが多く、機器よりもセンサの数量が多
い。

測定機器

千台
120

センサ

百万個

70,000
個数

100

個数

80

台数

百万円

700

60

金額

600

60,000500

50,000400

40,000300

30,000200

20,000100

10,000

金額

・対象となる機器は血糖値計と尿糖値計で台数は合計値となっている。
・尿糖値計の市場は血糖値計の約1%であるが、順調に売り上げを伸ばしている。
・その反面、血糖値計はここ数年台数が増えておらず、全体として微増に止まる。
・治療機能を持つ機器及び生化学自動分析装置のような複合検出装置とヘモグロビンAlc分析装置は含まない。

40
20
0
2010年
(実績)

2011年
(見込)

2012年
(予測)

2013年
(予測)

2014年
(予測)

2015年
(予測)

～

2020年
(予測)

出典：2011 ヘルスマネジメント関連市場の現状と将来展望（富士経済）を基に三菱化学テクノリサーチが作成

0

0
2010年
(実績)

2011年
(見込)

2012年
(予測)

2013年
(予測)

2014年
(予測)

2015年
(予測)

～

2020年
(予測)

出典：2011 ヘルスマネジメント関連市場の現状と将来展望（富士経済）を基に三菱化学テクノリサーチが作成

57

（２）血圧測定装置・センサ市場予想
・対象は血圧計である。
・ここ数年販売台数が伸び悩んでいる。
・一般ユーザーがあまり関心を持っていないが高齢者の増加により将来的には微増となる可能性
がある。

測定機器

千台

・血圧測定にて主に使用されるセンサは圧力センサである。
・このうち、一部の圧力センサはMEMSである。
・圧力センサは機器1台あたり1個もしくは2個使用されるが、2個使用する機器の増加により個数は微増となる。

センサ

千個
5,000

5,000

百万円
500

個数

金額

4,000

400

3,000

3,000

300

金額

台数

個数

4,000

2,000

2,000

200

1,000

1,000

100

0

0
2010年
(実績)

2011年
(見込)

2012年
(予測)

2013年
(予測)

2014年
(予測)

2015年
(予測)

～

2020年
(予測)

出典：2011 ヘルスマネジメント関連市場の現状と将来展望（富士経済）を基に三菱化学テクノリサーチが作成

0
2010年
(実績)

2011年
(見込)

2012年
(予測)

2013年
(予測)

2014年
(予測)

2015年
(予測)

～

2020年
(予測)

出典：2011 ヘルスマネジメント関連市場の現状と将来展望（富士経済）を基に三菱化学テクノリサーチが作成

58

（３）呼気測定装置・センサ市場予測
・対象となるのは、ブレスチェッカーとアルコール
チェッカーである。
・ブレスチェッカーは、このうちのおおよそ3割を占めるが、需要の増加が著しい。
・市場が成立していないストレスチェッカー、糖尿病、癌の検知という用途が考えられるが、含まれていない。

・使用されるのは主として半導体ガスセンサである。
・ブレスチェッカーとアルコールチェッカーで使用されるもののみを対象とした。
・今後の用途として特定のガス成分を抽出する際には複数のセンサを用いるようなものがあり、上記数
値よりも個数が増える可能性がある。

測定機器

千台
2,000

センサ

千個

百万円

2,000

800
個数

1,500

金額

600

金額

台数

個数

1,500

1,000

1,000

400

500

500

200

0
2010年
(実績)

2011年
(見込)

2012年
(予測)

2013年
(予測)

2014年
(予測)

2015年
(予測)

～

2020年
(予測)

出典：2011 ヘルスマネジメント関連市場の現状と将来展望（富士経済）を基に三菱化学テクノリサーチが作成

0

0
2010年
(実績)

2011年
(見込)

2012年
(予測)

2013年
(予測)

2014年
(予測)

2015年
(予測)

～

2020年
(予測)

出典：2011 ヘルスマネジメント関連市場の現状と将来展望（富士経済）を基に三菱化学テクノリサーチが作成

59

（４）血中飽和酸素濃度測定装置・センサ市場
・対象となる測定機器はパルスオキシメー
ターである。
・市場の伸びが小さく、微増となっている。

・使用されるセンサは、赤色LEDと近赤外発光LEDと受光セン
サの3点で構成される。数量はこの3点のそれぞれ1個の組み合わせを1個とカウントした。
・受光センサは、近赤外線と赤色光の双方を検出できるものであれば種類は問わない。
・ヘルスケアに関係するパルスオキシメータに使用される分のみを対象としたが、これらの部品はその他の民生家電品にて大量に使用されている。

測定機器

千台
200

センサ

千個
200
個数

150

百万円
20

金額

15

100

50

0
2010年
(実績)

2011年
(見込)

2012年
(予測)

2013年
(予測)

2014年
(予測)

2015年
(予測)

～

2020年
(予測)

出典：2011 ヘルスマネジメント関連市場の現状と将来展望（富士経済）を基に三菱化学テクノリサーチが作成

金額

台数

個数

150

100

10

50

5

0

0
2010年
(実績)

2011年
(見込)

2012年
(予測)

2013年
(予測)

2014年
(予測)

2015年
(予測)

～

2020年
(予測)

出典：個数については2011 ヘルスマネジメント関連市場の現状と将来展望（富士経済）、金額については新日本無線の部品のサンプル単価（新日本無線のニュースリリース）を参考に三菱化学テクノリサーチにて作成

60

８．市場の発展に多大な影響を及ぼす環境要因
予防医療に関わるセンサ市場の発展に多大な影響を及ぼすと考えられる下記の３項目について、以降に示す。
（１）法規制及び制度
製品を上市するためにクリアしなければならない法規制と、製品の普及を促す制度について述べる。法規制として、安全性に着目した製品の許認可である薬事法と、センサで測定したデータの個人情報保護を取り上げる。また、予防医療のためのセンサを搭載した機器の普及を促す制度として、製品の購買意欲に影響を及ぼす医療保険制度について述べる。

（２）ビッグデータの利用環境
常時モニタリングを多数の人間に対して実施し、それらを一か所にて蓄積すると、膨大な分量のデータ（ビッグデータ）となる。本報告書で示した予防医療システムを構築するために必要となるビッグデータを扱うインフラ環境としてクラウドの整備状況と、この予防医療システムを発展させるための蓄積した大量なデータの活用方法について述べる。

（３）地域性
地域性について、疾患の分布（糖尿病）に関する地域性、センサでの測定結果である
電子データの地域格差、センサを搭載した機器の流通の地域格差について述べる。

61

（１）法規制及び制度①薬事法
予防医療に利用する機器は、医療機器注）とみなされる場合、機器の有効性・安全性を確保するために薬事法が適用され、薬剤と同等のプロセスを要求される。しかし、その原材料自身が医療機器でない場合の原材料メーカーびその原材料は、薬事法による規制の対象外なので、薬事法としてのプロセスは要求されない。そこ
で、下記のことが言える。
・医療機器メーカーは、薬事法などによって、医療機器の品質や安全性等を担保することが求められており、医療機器に対する一義的な責任を負っている。
・医療機器メーカーは、最終製品（医療機器）の品質や安全性等の担保のために、購入する原材料についても、医療機器の分類に応じた適切な材料評価や安全担保、品質管理を求められる。
・そのため、原材料メーカーは、供給する原材料の品質や安全性を証明するデータや質問を、医療機器メーカーから受ける可能性がある。
・原材料メーカーは薬事法的には前記データの提示や質問に応じる義務はない。しかし、原材料メーカーが応じない場合には、医療機器メーカーは品質や安全性確保の観点で、その原材料の採用を止めるかもしれない。

以上のことから、原材料メーカーが薬事法に対応するための安全性データを取るかどうかは、法規制上の問題ではなく、ビジネス上の問題である。
注）医療機器の定義は、薬事法第二条４項で定義されている。
出典：医療機器の部材供給に関するガイドブック 経済産業省商務情報政策局 医療・福祉機器産業室 2011年3月

62

②個人情報保護
センサが測定した個人に関するデータの機密性を保護することが、予防医療に関わるデバイスやセンサの利用に対して利用者に安心感を与えることにつながる
ので、影響が大きい。そこで、個人情報の保護が重要である。
さらに、現在は遺伝子情報研究の成果も予防医療に取り入れようとされている。
遺伝子情報は個人のみならず同じ遺伝子を継承する子孫にも共通する情報となる
ので、影響範囲は個人に止まらず、さらに厳しい情報の保護が重要となる。
また、先の東日本大震災でカルテ情報の電子化、さらにはクラウド化の重要さが注目され、健康管理や医療の分野で、クラウド化が着実に進んでいる。クラウドでは、データを収集し管理するヒトは、クラウド業者からデータ処理するサーバや、データを蓄積するデータベースを借りて、ネットワーク経由で利用する。クラウドでは、データを収集し管理するヒトの管理外にサーバやデータベースの実態が存在することになる。そこで、クラウドを利用したネットワーク環境での情報セキュリティの確保が重要になる。

63

③医療保険制度
医療保険制度は、利用者の費用的負担軽減による利用促進という観点で影響がある。例えば、モニタリング機器の購入を考えた場合、医療保険による費用補助があれば購入時に利用者が支払う金額が減るので、購買意欲が湧く。逆に全額を利用者が負担するとなると、購買を控えることになりかねない。
現在、医療行為の一環とみなされれば医療保険が適用されるが、健康維持・増進（疾病発症の予防も含め）は医療行為ではないため適用外である。しかし、増大する医療費を低減させるために健康維持・増進が重要であり、予防のための補助がどこまで出るようになるかが重要である。

64

（２）ビッグデータの利用環境①クラウドの整備状況
ビッグデータの利用環境については、広帯域なインターネットとともに、データを処理するサーバ、データを蓄積するデータベースにおいて、クラウド環境が実用できる状況にきている。クラウドの商用サービスなどのインフラ整備が進み、ビッグデータをビジネスに活用する事例も登場してきている。その結果、予防医療においても、センサにより計測した大量なデータを収集し、蓄積し、分析し、結果をフィードバックする仕組みを実現することは可能となっている。

EDC：エレクトリック・データ・キャ
プチャーの略。電子的臨床
検査情報収集（臨床検査
情報の電子的収集）のことである。

出典：株式会社シード・プランニング プレスリリース（2011年2月10日発表）
http://www.seedplanning.co.jp/press/2011/2011021001.html

65

②データの活用方法
センサで常時計測されるデータ、長時間にわたるデータ、多人数分のデータをまと
めると、膨大なデータ量（ビッグデータ）となる。一種類のデータを一人分収集し、解析するだけでも、継時的な変化が分かり、データの被験者に対して健康維持・管理のためのフィードバックがかけられるようになる。様々なメーカーにより開発された機器間のインターフェースが、例えばContinua Allianceにより標準化されてきており、多数の人間の多種類のデータでの相関を見ること（ビッグデータの解析）が可能になってきた。それにより、センシング項目と疾患との相関関係がより正確に理解されるよ
うになり、フィードバックの正確さの向上が期待できる。このことは、予防医療だけに止まらず、医師による診断行為にも多大な影響を与え得ると考えられる。
また、このビッグデータを解析することにより、新たな予防医療のためのセンサ搭
載機器、医療機器、医薬品などが創生される可能性があり、ビッグデータそのものが新たなビジネスになる可能性もある。

66

（３）地域性①疾患の分布（糖尿病）●関西電力病院長 清野裕氏によると、日本人を含むアジア人は、欧米白人に比べてインスリン分泌量が半分というデータがあり、2型糖尿病になりやすい。
● IDF DIABETES ATLAS Sixth editionによると、全世界の糖尿病患者数は増加中（2013年3.8億人（実績）、2035年5.9億人（予想））。2013年の内訳は、世界を7つの地域に分けると、Western Pacific（中国、インドネシア、日本など）が1.38億人で最も多く、South East Asia（インドなど）が0.72億人、Europeが0.56億人となっている。国別では、トップが中国（9,800万人）、2
位がインド（6,500万人）、3位が米国（2,400万人）、7位がインドネシア（850万人）、10位が日本（720万人）である。

出典：・清野裕、日本人はなぜ糖尿病になりやすいか？～治療戦略も含めて～、第12回日本病態栄養学会年次学術集会ランチョ
ンセミナー 2009年1月10日
・IDF DIABETES ATLAS Sixth edition67

②電子データ
センサで測定された結果は、デジタル化され、電子化されてインターネット経由でデータベースに蓄積され、解析処理され、その結果をインターネット経由で被測定者にフィードバックする。この環境においては、我が国全域
がインターネットでつながれるので、地域による格差はほとんど生じないと考えられる。また、医師などとface to faceで会話を行うこと
も、TV電話などを介して実現されている。
参考情報：https://www.ntt-east.co.jp/business/mhs2013/workshop.html
https://www.ntt-east.co.jp/business/case/2013/005/index3.html③センサ搭載機器の流通
例えば、現在糖尿病患者が使用する使い捨ての穿刺式血糖値センサは、患者が毎日複数個消費する。そのため、それらの物品は生産からデリバリまでが安定して確保されている必要がある。予防医療用のセンサも、消耗品となる場合は、生産からデリバリまでの安定さが要求される。

68

９．まとめ（1/2）
・対象とすべき疾患は、癌、循環器系疾患（心疾患と脳血管疾患）、糖尿病とする。これらは生活習慣病と位置付けられる。
・センシング技術の重み付けは、予防医療の専門医及びセンサ開発の研究者へのヒアリング結果から、センシング対象と、デバイスならびに材料の目標特性と達成手段に関するセンサ技術へのニーズで行うこととした。
-センシング対象として、血圧、糖尿、ガス、食べたものに絞り込んだ。
-センサ技術へのニーズとして、常時測定可能、ウェアラブル、非侵襲、付けていない感覚、使い捨てとした。
・デバイスや材料の候補として、上記のセンシング技術の重み付けに従い、6候補を選定した。
・物理・化学センサは既に製品化されていることもあり、実用化レベルにある。今後はスマートフォンなどに搭載されるものなど、より小型化、軽量化で発展していくと思われる。
・予防医療の医師は、“何を食べたか”を知るための無侵襲なセンサがまだ無いので、開発を期待している。

69

９．まとめ（2/2）
・市場動向については、下記のとおりである。
-既存技術のセンサ及びセンサ搭載機器の市場は、緩やかな増加が期待される。
-ガスセンサ及びガスセンサ搭載機器の市場は、今後大きく拡大すると期待される。
・環境要因については下記のとおりである。
-法規制について：センサ搭載機器が医療機器として薬事法の規制対象になったとしても、そこで使われる原材料は、原材料自体が医療機器でな
ければ薬事法の適用外である。しかし、その原材料を使った医療機器メーカーからの安全性などに関するデータの提示要求に応じるかは、ビ
ジネス的な判断となる。
-ビッグデータについて：常時計測で複数項目のデータを大量の人数分蓄積すると、ビッグデータとなる。ビッグデータの利用環境はクラウドなどのインフラが整備されており利用可能である。このビッグデータ自体が新たなビジネス創生に活用される可能性がある。
-地域性について：日本を含むアジア人はインスリン分泌量が少なく、２型糖尿病にかかりやすい。世界的には、中国（9,800万人）、インド（6,500万人）が最も患者数が多い。

70

１０．今後の可能性●可能性１
新たなセンシング技術開発のニーズとして、杤久保修特任教授が提唱される生活習慣病の予防ファクタとして、①食べる、②運動する、③眠る、④それらのリズムに関する非侵襲なセンサがある。
●可能性２
センシング技術の今後の方向として、無意識生体計測がある。被測定者がセンサを付けていることを全く意識せずに、常時センシングして情報を収集し、分析するというものである。
●可能性３
今回注目した物理的、化学的センシング技術のほかに、今後の調査対象としてはバイオセンサ、特に酵素センサの可能性に注目したい。

71

参考資料
１．本調査の対象となる論文及び特許の件数
２．センサの種類
３．センシング対象
４．センシング対象と疾患（予防対象）との関係
５．ヒアリング報告
６．日本の戦略市場創造プランの図解
７．日本の成長戦略におけるセンシングの位置付け

72

参考資料１．本調査の対象となる論文及び特許の件数
今回の調査で得たセンシング技術の重み付け（センシング対象とセンシング
技術へのニーズ）に基づき、それに該当する論文及び特許の件数を機械検索により求めた。以下に、検索の結果で得られた件数と、機械検索方法の概要を示す。

≪検索結果で得られた文献及び特許の件数≫センシング対象ごとに論文件数と特許件数をまとめると、下表のとおりとなる。
センシング対象
論文件数
特許件数
血糖値

３９２

３４９

血圧

４８

９５

血中酸素飽和濃度

６７

８０

脈拍

１６９

７８

※ご要望に従い詳細の条件を加えて検索した場合には、件数が増える場合があります。

73

≪検索方法≫以下に、機会検索に使用したデータベース、対象国、対象期間、検索式を示す。
データベース：CAS.Chemical Abstracts
対象国：全世界
検索期間：2000年1月1日から2014年3月12日まで
検索式：以下の概念で検索を実施（１）血糖値：
血糖値 AND 式⑤（２）血圧：
血圧 AND 式⑤（３）血中飽和酸素濃度：
血中酸素飽和濃度 AND 式⑤（４）脈拍：
脈拍 AND 式⑤
ただし、上記の式⑤は下記の論理演算により求める。
式①=センサ OR 発光・受光手段 OR 臭い OR ガス
式②=非侵襲式③=常時 OR 24時間
式④=ウエアラブル OR 皮膚測定
式⑤=① AND (② OR ③ OR ④)※上記は具体的な検索キーワードではなく、概念レベルを記載した74

参考資料２．センサの種類
センサは、大きくは物理センサと化学センサに分けられる。

●物理センサ
熱や光などの物理量に応答するセンサが物理センサである。測定対象により、例えば下記のセンサがある。
・圧力センサ・温度センサ・加速度センサ
消費カロリー計算などの用途で、運動量を知るために利用される。
・光センサ
様々な波長の光の強度を検出するセンサである。予防医療関連では、近赤外線センサがよく使われている。

●化学センサ
特定の化学物質のみに選択的に応答するセンサが化学センサである。化学センサの中に、バイオセンサがある。バイオセンサは、生物由来の材料（生体素子）を適当な信号変換器（トランスデューサ）と組み合わせて、様々なものが作られている。

バイオセンサに用いられている主な生体素子と検出信号
生体素子
検出信号
生体素子
検出信号
酵素
電流
細胞
電気量
微生物
電圧
動植物組織 振動数
抗原、抗体
光
生体膜
電気伝導度
オルガネラ
熱
レセプタ
インピーダンス

75参考資料３．センシング対象
予防医療のためのセンシング対象は、内部因子と外部因子に分類できる。また、内部因子はさらに生体信号、睡眠状態、特定の疾患の兆候や進行度、体組成などに分類できる。
・内部因子： 内部から人体に影響を与える因子（例： 生体信号等）
・外部因子： 外部から生体に影響を与える因子（例： 気温、気圧、花粉飛散量、紫外線等）
内部因子：
生体信号

脳波

睡眠状態
心電

呼吸
心拍（脈拍）
血圧
体表温度（体温）
血中酸素飽和度（SpO2）

脈波

特定の疾患の兆候や進行度
血糖値、尿糖値（糖尿病）
尿酸値（痛風）乳酸値
眼圧（緑内障）腫瘍（乳がん等）
脳内血流量（うつ病、認知症等） 等

バイタルサインストレス度などの心の状態

体動（活動量）体組成
体重、BMI、体脂肪率、皮下脂肪率、内臓脂肪レベル、骨レベル（推定骨量）
基礎代謝量、筋肉レベル、バランス年齢、体組成年齢、皮下脂肪の厚み

三菱化学テクノリサーチにて作成

76

参考資料４．センシング対象と疾患（予防対象）との関係
本報告書で注目した疾患である循環器系疾患、糖尿病、癌に着目し、センシング
対象と疾患との関係を以下に示す。
センサ

センシング対象
物理センサ

センサデータ疾患（予防対象）

光度

心拍（脈拍）

電圧計

電圧値

心電図

圧力計
加速度計

振動の大きさ電流値

グルコース（血糖）量

不整脈

心電波形

心筋梗塞

脈拍数

狭心症

最高血圧

その他心疾患

最低血圧

脳血管疾患

血糖値

糖尿病

VOC濃度

癌

（GOD)
FADグルコース脱水素酵素（FAD-GDH)
光度計

糖尿病

グルコース酸化酵素

心拍のゆらぎ

循環器系疾患

光度計

血糖値

三次データ

化学センサ

血中酸素

血圧

二次データ

光度
ガスセンサ

電気抵抗

VOC

ガスセンサ

電気抵抗

癌

アセトンガス（揮発性有機化合物）

三菱化学テクノリサーチにて作成※未病、健診だけでなく、診断、治療、リハビリ機能回復、予後にも適用できる77

東京大学 板生清名誉教授が提唱されるセンシング対象と疾患との関係を以下に示す。
センシング対象

センサデータ

二次データ

三次データ

四次データ

疾患（予防対象）

赤外光強度

血流量

シックハウス症候群

頭部電圧

振動周波数成分

覚醒度

血中酸素

循環器疾患

不整脈

心不全

センサ
脳内血流

眼球運動

アイカメラ画像
飽和酸素濃度
心臓の拍動
身体運動
歩行パターン
呼吸
血糖値

赤外光強度
心電図
加速度
足圧
角速度(ジャイロ)
電流値

脳活動

脳波

寒暑感

皮膚電気抵抗

心拍、脈拍

心拍ゆらぎ

活動量

エネルギー消費足圧パターン

慢性疲労症候群
うつ病
生活習慣病（糖尿病など）

胸部運動

呼吸数

パーキンソン病、骨幹障害

グルコース濃度血糖値

睡眠時無呼吸乳幼児突然死症候群

α波
快適感
発汗量
痴呆性高齢者徘徊

緯度経度(GPS)
空間移動

自律神経指標位置
端末位置(PHS)

出典：東京大学 板生清名誉教授 ヘルスケア・イノベーション・フォーラム第16回事例研究部会に基づいて作成。

78

参考資料５．ヒアリング報告
予防医療従事者（医師）として2名（杤久保修教授、横手幸太郎教授）、センサの研究開発者として2名（三林浩二教授、三原孝士氏）、予防医療業界動向を俯瞰する立場として1名（小谷卓也氏）にヒアリングを行った。
ヒアリング先（所属、役職）
杤久保修注１）

タイプ

専門領域

医師

社会予防医学、循環器専門医

医師

千葉大学区病院 糖尿病・代謝・内分泌内科科長

センサ研究者

血糖センサ等のセンサの研究開発

センサ業界団体

センサデバイス全般

マスコミ

ヘルスケア、デジタルヘルス業界動向

横浜市立大学大学院医学研究科、
特任教授

横手幸太郎
千葉大学大学院医学研究科、教授

三林浩二
東京医科歯科大学
生体材料工学研究所、教授

三原孝士注２）（一財）マイクロマシンセンター、
MEMS協議会事務局長

小谷卓也
日経BP、記者

注１）同席者：山本耕太郎（横浜市立大学大学院医学研究科 社会予防医学、特任講師）
注２）三原孝士（オリンパス出身）
同席者：小池智之（オムロン出身）、今本浩史（オムロン出身）79①杤久保修名誉教授 （横浜市立大学医学部 特任教授（名誉教授） 医師）
訪問日：2014年1月29日（水）13:30～14:30、訪問先：横浜市立大学大学院医学研究科

・高血圧の患者数が多い。
患者数が1,000万人、予備軍が400万人で増加傾向、医療費2兆円／年…厚労省統計より
塩分摂取過多→高血圧→脳卒中へと進行・予防対象の疾病の絞り込みには、死亡率も考慮した方が良い。
・死亡率の高い疾病は、全て生活習慣に起因している。
・3大生活習慣病①循環器系疾患…脳血管疾患、心疾患②癌…遺伝は20％未満、環境を含む生活習慣（喫煙、飲酒等）が原因となるものが多い③代謝疾患…糖尿病など
1型糖尿病：5～10％程度、インシュリンを生成するβ細胞が破壊されて発症。
2型糖尿病：90～95％程度、メタボリックシンドローム（カロリー摂取過多と運動不足）。
※尿糖計は糖尿病末期患者が対象。
・予防医療では生活習慣病の発症を押さえるべき（悪い生活習慣を是正させることで疾病を予防）。
悪い生活習慣→生活習慣病→死
悪い生活習慣の例：喫煙、飲酒、塩分摂取過多、運動不足、カロリー摂取過多、睡眠不足
・生活習慣病予防の4つのファクタ（予防医療でモニタすべき項目）①何を食べたか…必須アミノ酸、三大栄養素の摂取バランス②活動…エネルギー消費③睡眠、休養④上記3項目のリズム…時間軸上でのリズム※①を自動的にモニタできないか（現在は実現手段が無い）。
※②～④は加速度計＋心拍数でモニタ可。
腕時計型が2014年4月にセイコーエプソンから製品化予定、先生自身が常時装着。
80

②横手幸太郎教授 （千葉大学大学院医学研究科 医師）
訪問日：2014年2月4日（火）14:30～16:00
訪問先：千葉大学大学院医学研究科・センサに求められるのは、非侵襲性、付けていて違和感を感じないこと。
（健康あるいは異常が見つかっていない人でも使う気になるものでないといけない。）
・今まで特に異常がない人が予兆を見つけるためにモニタすべき対象は
血圧…24時間測定（日常生活中の安静時／活動時などで値が必要）
血糖値…24時間測定（食前／食後などの値が必要）
コレステロール値…測定頻度は１回／年（急激に変化する者でないので、定期健診の結果が利用可能）※24時間測定できる血圧計として、3軸センサを使ったイアリング型があるのではないか？
※血糖値を常時モニタする方法として、体から放出されるガスで測るのは有効。
※コレステロールを常時モニタする方法として、赤外線の利用は研究中。
・ここで異常が見つかったら、生活習慣で是正すべき点を探す。
（杤久保先生がおっしゃる“生活習慣病予防の4つのファクタ”を使って）これは、病気になった人（危険度のある人）に、他の病気の発症予防として使える。
・ストレスをセンサで測れないか？
・まず非侵襲のセンサ、その後に非接触のセンサへの移行していくと思われる。
ガスは精度の問題があり、まだ実用レベルにはない。
・センサで測定した結果は、パソコンなどに送信して蓄積、分析を行う。
・常時モニタするための機器の実現方法として、腕時計型、シャツ型（繊維にセンサや配線を織り込む）は予防医療に役立つ。
・カプセル型内視鏡がイスラエルで製品化、日本でもそのような画期的な製品を望む。

81

③三林浩二教授（東京医科歯科大学 生体材料工学研究所）
訪問日：2013年12月11日（水）16:30～19:00
訪問先：東京医科歯科大学 生体材料工学研究所

・重要な予防対象の疾患は、対象者数の多さから明らかに糖尿病である。
血糖値計は糖尿病の予備軍、糖尿病患者の両方に共通に使える。血糖値は常時計測が必要である。
癌、心疾患、脳血管疾患は、検査で調べるべきである。

・必ずしも疾患ではないが、QOLの観点から、口臭も重要である。（唾液分泌不足による）・センサでは非侵襲はもちろんであるが、常時測定では無意識（センサを付けていることを忘れる）が重要である。常時モニタリングしていて、異常を検出した時だけ教えてくれることが重要である。
・予防医療用センサでは、病院用から民生用に考えを変えねばならない。例えば、センサ寿命が問題にならないようにする、安定した物流網を確保するなど。日本でモデルが出来れば、海外に展開できる。
・三林教授の研究状況－コンタクトレンズ型血糖値センサ
・現在は動物実験段階。
・ポリマー上に電極を成膜するのが大変であった。
・センサ寿命の問題は、使い捨てとすることで解決。
・方式的には、近赤外法と比べて一長一短。
－臭いセンサ・UV-LED（紫外線LED）を照射してガス（臭い）をセンスすることで、簡単な病気のスクリーニング程度なら行えるレベルに来ている。
・UV-LED、センサ（EMCCDカメラ）など、材料が良くなってきている。

82

④三原孝士氏 （（一財）マイクロマシンセンター MEMS協議会事務局次長）
訪問日：2014年2月3日（火）10:00～11:30
訪問先：マイクロマシンセンター

・脈のゆらぎは自律神経のモニターになる
・ガスセンシング（呼気、体表）
癌は脂肪酸に現れるが、センサは難しい（犬の方が精度が良い）
糖尿病のアセトンは、量も多いのでセンサで測れそう・予防医療には血圧と血液成分のモニタが重要、血液成分を音でモニタできないか？
・血糖値測定方法のうち、穿刺は薬事法の対象となる・非侵襲な測定対象として、汗、唾液、呼気に注目している・次はウェアラブルである（身につけるもの、ポケットに入れるものも含む）
パッチは接着剤が問題（皮膚を傷めない、剥がれにくい）
サポーターは実現手段として良い下着も実現手段として良い（下着は皆必ず身に付ける、繊維に機能を入れられる）・高齢者の見守りでは、歩き方、筋肉量を見ている
・今後の本命のセンサは分光になると考えている（テラヘルツなら高分子が分かる）
光はS/N比が良い83

⑤小谷卓也氏 （日経BP社 デジタルヘルスOnline記者）
訪問日：2013年12月12日（木）16:30～19:00
訪問先：日経BP社

・予防対象疾患を絞り込んで、センサを絞り込むという方法もあるが、予防医療においては、
まだどんな疾患かがはっきりわからない状況の中で、何かおかしいという兆候を見つけ、それを切っ掛けとして病院に行かせ、検査で病名を突き止めるという考え方もある。
・生体現象（生体情報）から疾患への相関関係を、東京大学 板生清名誉教授がまとめている。それによると、心拍（心臓の拍動）が多くの疾患の予防（予兆発見）に使える可能性がある。
・予防医療の医療従事者の専門家としては、心拍ということから、循環器系が良さそうである。
・予防医療及び循環器疾患の専門医として、横浜市立大学医学部 栃久保修名誉・特任教授に話を聞きに行くと良い。
・東京大学 染谷隆夫教授（JST ERATO 染谷生体調和エレクトロニクスプロジェクト研究統括）は、柔らかい有機デバイスを提唱しているが、そこでは材料は問題になっていない。材
料がクローズアップはされていないのではないか。
・予防医療のビジネス形態として、BtoBtoCが登場する。例えば、住宅メーカーが販売する家がエコなだけでなく、予防医療用のセンサを組み込んだ予防医療サービスの提供を付加価値とするものである。
・予防医療はそれ単独ではなく、医療につながっていくようにしないといけない。いずれはPHR（Personal Health Record：個人の生涯にわたる健康医療情報）とEHR（Electronic Health
Record：電子カルテ）の連携ということになる。

84≪補足情報≫日吉和彦氏 （（公財）医療機器センター 医療機器産業研究所 上級研究員）
訪問日：2013年12月12日（木）16:30～19:00
訪問先：医療機器センター

医療機器には、医療機器規制法規への適合が当然求められる。しかし、それでもなお、樹脂を供給するだけの立場の人は、医療機器規制法の外側にいる。すなわち、原材料供給業
者は規制の外側にいる。したがって、下記のようなことが言える。
・規制法の下に入るのは、医療機器を製造販売するヒトとモノである。
・原料メーカーは自らは医療機器規制法規の対象とならないが、供給する材料が医療機器規制法規に適合しているかどうかについて、医療機器製造販売に関わるヒトから、多くの質問を寄せられる可能性はある。
・医療機器としての安全性を証明するデータを取るのは、医療機器業者の責任であって、原料供給業者の責任ではないので、上記の予想される質問に答える法的義務はない。
・とは言え、何のデータも持っていなかったら、医療機器メーカーはその材料を買おうという気にならないかも知れない。
・材料メーカーが安全性データを取るかどうかは、法規制上の問題ではなく、ビジネス上の問題である。

85

参考資料６ 日本の戦略市場創造プランの図解

四つのテーマ設定

目指す社会像

社会ニーズ

電機産業シーズ

当図は内閣府の公表した日本の戦略市場創造プランの記述内容を図解したもの。無断転載禁止。
作成：㈱三菱化学テクノリサーチ

新たな成長戦略「日本再興戦略-Japan is Back-」
戦略市場創造プラン

日本の成長戦略

テーマ1
健康

テーマ2
エネルギー

テーマ3
インフラ

テーマ4
地域社会

予防・治療・復帰

多様・双方向
ネットワーク化

安全・便利・経済的

地域資源

適切な
ケアサイクルクリーン・低廉なエネルギー社会インテリジェント
・インフラ

誇り高い
地域社会

健康管理の仕組み
情報の電子化

再生可能エネルギー
流通・蓄電・
デバイス・部素材

情報通信技術省力化機器

点検・診断・新素材
移動・物流
情報サービス

省エネ機器

6次産業化
観光資源
農林水産業

高生産性システム

例：クラウド/ビッグデータ処理を活用
センシング

通信

データ収集

データ解析

知識活用

意志決定

内閣府新たな成長戦略 ～「日本再興戦略-JAPAN is BACK-」～ 戦略市場創造プラン http://www.kantei.go.jp/jp/headline/seicho_senryaku2013.html
戦略市場創造プランでは、以下の４つのテーマについて、その実現に向けての具体的取組とともに、各テーマについて、2030年時点の達成すべき社会像、成果指標、ライフスタイルを設定し、戦略分野毎の施策展開を示した行程表（ロードマップ）を作成している。世界や我が国が直面している社会課題のうち、日本が国際的強みを持ち、グローバル市場の成長が期待でき、一定の戦略分野が見込める４つのテーマを選定し、これらの社会課題を世界に先駆けて解決することで、新たな成長分野を切り開く。
テーマ１：国民の「健康寿命」の延伸
テーマ２：クリーン・経済的なエネルギー需給の実現
テーマ３： 安全・便利で経済的な次世代インフラの構築
テーマ４： 世界を惹き付ける地域資源で稼ぐ地域社会の実現

86参考資料７ 日本の成長戦略におけるセンシングの位置付け
日本の成長戦略
政府の基本方針・計画等
http://www.kantei.go.jp/jp/kakugikettei/index.html
首相官邸トップ＞会議等一覧（規制緩和協議を含む）＞健康・医療戦略推進本部トップ
http://www.kantei.go.jp/jp/singi/kenkouiryou/index.html

医療＞高度情報通信ネットワーク社会推進戦略本部（ＩＴ総合戦略本部）
http://www.kantei.go.jp/jp/singi/it2/

農業

インフラ

エネルギー

特にICT利用
データ処理
電子部品
電機製品

通信

社会システムセンシング
作成：㈱三菱化学テクノリサーチ

知識データベース

ガイダンス機能

センシングは、医療・農業・インフラ・エネルギーの各分野において、大量
通信・大量データ処理・規制緩和との組み合わせにより、新市場創造の起点となり得る。

87

別添資料） センサ及び搭載機器一覧表
予防したい疾患

糖尿病

機器名/メーカーもしくは開発
機関① UG-120
/タニタ

測定項目

血糖値
←尿中のグルコース濃度② 東京医科歯科大学三林浩二 血糖値
教授

③ 日立

④ 国立循環器病研究センター

涙液中のグルコース濃度をバイオセンサを使って測定する。

白金と銀の電極に対して酵素層を持つバイオセンサ。プロ
セス、材料の記載なし。

仕様・感度0～2000mg/dlまで測定。
6秒で測定。

センサをコンタクトレンズとして涙液中に入れ コンタクトレンズ状の樹脂に銀と白金の電極を半導体プロセ 血液内のグルコース変化に対して涙液内のグルコースる。
スにより成膜し、電極上にグルコース酸化酵素GODの膜を 変化は約8分の遅延。
生成し、バイオセンサを作成する。
電池寿命を考慮すると毎日交換する必要性あり。

血糖値
皮膚温度と反射光度から、ヘモグロビン酸素 赤色光と赤外光をそれぞれ発光するLEDと反 赤色光と赤外光をそれぞれ発光するLED、光センサ、温度 記載なし。
←皮膚の近赤外線の反 飽和度と血流量を求め、血糖値を算出する。 射光を受光する光センサと温度センサがあ センサ、信号処理するプロセッサ。プロセス、材料の記載な射の時系列変化と皮膚る。
し。
温度
糖尿病の検知
糖尿病患者が発するアセトンを検出する。ガ 呼気をガスクロマトグラフィーにて分析する。 記載なし。
←呼気ガス中のアセトン スクロマトグラフィーにて分析する。

記載なし。

センシング技術の重み付け
ニーズ1
ニーズ2
ニーズ3
ニーズ4
常に測定可能 ウエアラブル
非侵襲
付けていない
感覚

X

X

○

X

ニーズ5
使い捨て

○
センサのみ
可能

○

○

△

○

○

△

X

目の中に入
れる

△

△

○

構造により可 構造により可
能
能

X

X

構造により可
能

X

⑤ 東芝

○

X

X

⑥

○

X

X

△

X

糖尿病の検知
糖尿病患者が発するアセトンを吸収する波長 複数の波長の赤外光を発行する半導体レー 複数の波長の赤外光を放射する半導体レーザーと温度の 測定精度は100ppb(ppbは、濃度の10億分の1を意味す
XX←赤外光照射時の呼気 の光を当てた場合に呼気ガスの温度が上が ザーとガスの温度の上昇を測定するセンサ 上昇を検出する検出器。プロセス、材料の記載なし。
る)。
ガスの温度変化る。
がある。
温度が上がれば呼気ガスにアセトンが含まれていることが確認でき、濃度も算出できる。
チューリッヒ工科大学チュー 糖尿病の検知
糖尿病患者は呼気にアセトンを発するため、 呼気中のアセトンを検出するセンサ-がある。 電極は金、半導体膜はシリコンと酸化タングステンから成検出精度は20ppb。
△△
リッヒ校 Sotiris Pratsinis教授 ←呼気ガス中のアセトン アセトンを検出する。
る。基板上の金電極がシリコンとタングステンのナノ粒子か構造により可 構造により可らなる半導体膜を持つ。半導体膜の材料はシリコンとタング
能能ステンのナノ粒子を焼結して生成する。

⑦ テクニオン・イスラエル工科大 癌の検知
⑧ 日本医科大学 宮下正夫教

呼気ガス中の揮発性有機化合物（VOC）を検 センサを使い、呼気ガス中の揮発性有機化←呼気ガス中の揮発性 出することで癌を検出する。
合物（VOC）を検出する。
有機化合物（VOC）の有無癌の検知
尿中の揮発性有機化合物（VOC）を検出する 犬を使い、尿の臭いに含まれる揮発性有機⑨ HCG-901

心電図⑩ myBeat⑪ 東レ、NTT⑫ E200⑭ 地球快適化インスティテュー

記載なし。

センサの開発は行っていない。犬に検出判定を行わせた。

日本医科大学の実験では子宮癌、卵巣癌、乳癌、胃癌を100%近い確率で検出した。

X

X

心電図、加速度、表皮
体温

ウエアラブル電極を使用して生体電位を測定 身体に当てた電極により心臓の電気的活動 ウエアラブル電極と3軸加速度センサ及び温度センサを持し、心筋の活動状況をモニターする。
状態を検出する。
つ。プロセス、材料の記載なし。
加速度センサを使って運動量を算出する。
3軸加速度センサにより取得したデータより運動量を算出し推定値を求める。

○

△

X

心電図

導電電極を身体に当てることで生体電位を測 身体に当てた電極により心臓の電気的活動定する。
状態を検出する。

心拍数、加速度

腕時計の裏側の電極で生体電位を測定し、心拍数を求める。
加速度センサを使って運動量を算出する。

電極を除くセンサのサイズは無線送信部を含み：40.8mm×37.0mm×8.9mm。

PEDOT-PSSを用いた高電導性樹脂（ポリマー）をポリエス 電解質ペーストなしで電極を取り付けられる。肌へのテルの極細繊維（ナノファイバー樹脂）に特殊コーティングし フィット感と通気性とともに、洗濯に耐える。
て布地にした。これが心電計などの電極と同じ役割を果た
す。

脈波

○

MEMSによる圧力センサを使用し、血管の振 加圧するカフ、圧力センサ、信号処理するプ動を検出する。
ロセッサがある。

ピエゾ抵抗方式のMEMSを圧力センサとして使用している。 平均値表示機能。
センサは真空に対する圧力を測定可能とするために真空状 不規則脈波の表示。
態で封止される。

○

△

○

○

△

X

△

○

△

△

多少の感覚 コストを無視
はあり
すれば可能

○

○

○

△
コストを無視
すれば可能

△

X

○

△

△

○

構造により可 構造により可能
能皮膚・具体的には指先か耳たぶの赤色光と 赤色光と赤外光をそれぞれ発光するLEDと透過光を受光す 測定範囲：SpO2 0～100％SpO2
赤外光の透過率の比により血中酸素飽和度 るセンサを持つ。プロセス、材料の記載なし。
精度：SpO2 ±2%SpO2(SpO2≧70% 1S.D.)を算出する。

○

血中酸素飽和度
赤色光と赤外光の反射率の比により血中酸←赤色光と赤外光の皮 素飽和度を求める。
膚の反射率

皮膚の赤色光と赤外光の反射率の比により血中酸素飽和度を算出する。

○

○

X

X

△

X

構造により可能○△X構造により可能△構造により可能注目点1.皮膚の赤外光の時系列反射波形を検出することで脈拍、血糖、血圧、血中酸素飽和濃度、脈流、血流速度をウエアラブルかつ常時測定することが可能であるが、その多くは演算処理の方法に依存し、精度が不確定なものが含まれる。
2.呼気ガスをセンサで分析することで癌、糖尿を検出可能な装置の開発例が発表されている。使用されているセンサ及びサンプル数を増やして測定した場合の結果が注目される。

○

多少の感覚
はあり

血中酸素飽和度
赤色光と赤外光の皮膚の透過率の比により←赤色光と赤外光の皮 血中酸素飽和度を求める。
膚の透過率

赤色光と赤外光をそれぞれ発光するLEDと反射光を受光す 検出電流：るフォトトランジスタをワンチップ化したCOB（Chip On
赤色光 1000～4300uA
Board）。プロセス、材料の記載なし。
赤外光 145～ 580uA○

コストを無視すれば可能△

血圧
近赤外光を皮膚に照射し、反射光の時系列 近赤外光を発光するレーザーダイオード及び 近赤外光を発行するLEDと受光センサ及び受光した信号を 記載なし。
←赤色光と赤外光の皮 波形から血流量の変化を検出し、そのピーク 受光センサがある。
信号処理する回路で構成する。プロセス、材料の記載なし。
膚の反射率値から血圧値を算出する。

/NJL5501R○

心拍数
血中ヘモグロビンは近赤外光を反射するた 赤外光を発する半導体レーザと皮膚の反射 赤外光を発する半導体レーザと皮膚の反射光を受光する 記載なし。
←皮膚の近赤外線の反 め、反射光の時間に対する増減を測定するこ 光を受光するフォトダイオード、信号処理する フォトダイオードをMEMS内に設けた。
射の時系列変化。
とで心拍により反射光のレベルが変化する。 プロセッサがある。
MEMSの材料はシリコンでシリコンファブリケーションにて製
反射光の変化を調べることで血流量や心拍造する。
値を求めることが可能となる。
記載なし。

○

多少の感覚
はあり

○

市販のイヤフォンをマイクとして使用し、外耳 市販のイヤフォンをマイクとして使用し、外耳 センサは市販のイヤフォンで信号処理によりノイズを落と
道の密閉空間の圧力変化で脈波を検出す
道の密閉空間の圧力変化で脈波を検出す
し、脈波信号を検出する。
る。
る。
提供されるのはソフトウエアのみである。

X○

手首に当てた電極により心臓の電気的活動 腕時計に電極及び加速度センサ、データの無線送信部を持 記載なし。
状態を検出する。
つ。
4軸加速度センサにより取得したデータより運 運動量は内部プロセッサにより加速度センサのデータを処動量を算出し推定値を求める。
理することで算出する。
プロセス、材料の記載なし。

⑯ 日本大学 尾股定夫教授⑱ 新日本無線X

構造により可能○血圧←血管の振動/コニカミノルタ○

金属電極を身体に当てることで生体電位を測 身体に当てた電極により心臓の電気的活動 本体の外部に胸に当てられる電極、心電図波形と心拍数表 心拍計数範囲 40～200拍/分、15回分の心電図データ○△
定し、心筋の活動状況を波形として見る。
状態を検出し、ディスプレイ表示する。心拍数 示用液晶表示器がある。信号処理用プロセッサ、別売の外 を保存。
外部電極を使 外部電極を使をカウント表示する。
部電極がある。プロセス、材料の記載なし。
用
用

化合物（VOC）を検出する。

⑮ HEM-7120⑰ PULSOX-1△

X

ト、ビフレステック

/オムロン

△

構造により可 構造により可能能X/横浜市立大学 杤久保修名
誉教授
セイコーエプソン⑬ 九州大学 澤田廉士教授

構造・プロセスの記載なし、金ナノ粒子を使用する。

○←尿中の揮発性有機化 ことで癌を検出する。
合物（VOC）の有無/オムロン ヘルスケア株式会
社/ユニオンツール株式会社

脳血管障
害

尿糖値をバイオセンサを使いグルコース濃度 バイオセンサに尿をかけられる構造。
として測定する。

センサ構造・プロセス・材料

X

授

心疾患

センシング構造○研究所、㈱キヤノン

癌←涙液中のグルコース
濃度

測定原理

○

△
構造により可能X