(57)【要約】【課題】使い捨て型に適した貼付型生体センサを提供する。【解決手段】貼付型生体センサは、被検体に貼り付けられる貼付面を有する感圧接着層と、前記被検体に接触するの電極と、前記感圧接着層の貼付面の反対面に重ねて設けられる基材層と、前記基材層上に設けられ、集積回路及び情報処理装置を有し、前記電極を介して取得するアナログデータを処理する電子装置と、前記基材層上に設けられ、前記電極及び前記電子装置を接続する回路部とを含み、前記集積回路は、前記電極に接続される第１入力端子と、前記第１入力端子を介して入力されるアナログデータをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、出力端子とを有し、前記情報処理装置は、前記出力端子に接続される第２入力端子を有し、前記集積回路の制御部は、前記デジタルデータを前記出力端子から前記情報処理装置に出力する。【選択図】図１
2020156872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に貼り付けられる貼付面を有する感圧接着層と、
前記被検体に接触するの電極と、
前記感圧接着層の貼付面の反対面に重ねて設けられる基材層と、
前記基材層上に設けられ、集積回路及び情報処理装置を有し、前記電極を介して取得するアナログデータを処理する電子装置と、
前記基材層上に設けられ、前記電極及び前記電子装置を接続する回路部と
を含み、
前記集積回路は、前記電極に接続される第１入力端子と、前記第１入力端子を介して入力されるアナログデータをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、出力端子とを有し、
前記情報処理装置は、前記出力端子に接続される第２入力端子を有し、
前記集積回路の制御部は、前記デジタルデータを前記出力端子から前記情報処理装置に出力する、貼付型生体センサ。
【請求項２】
前記情報処理装置に接続されるメモリをさらに含み、
前記情報処理装置は、前記集積回路によって所定回数にわたって取得されるデジタルデータの平均値を求め、前記平均値を前記メモリに格納する、請求項１記載の貼付型生体センサ。
【請求項３】
前記情報処理装置は、前記集積回路によって前記所定回数にわたって取得されるデジタルデータの和を求めるとともに、前記和の平均値を前記平均値として求める、請求項２記載の貼付型生体センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貼付型生体センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、板状の第１ポリマー層と、板状の第２ポリマー層と、電極と、データ取得用モジュールとを備える生体適合性ポリマー基板を用いた生体センサがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０１０９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、生体センサを使い捨て型にするには、安価に製造する構成にできるかどうかが１つの課題になる。
【０００５】
そこで、使い捨て型に適した貼付型生体センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施の形態の貼付型生体センサは、被検体に貼り付けられる貼付面を有する感圧接着層と、前記被検体に接触するの電極と、前記感圧接着層の貼付面の反対面に重ねて設けられる基材層と、前記基材層上に設けられ、集積回路及び情報処理装置を有し、前記電極を介して取得するアナログデータを処理する電子装置と、前記基材層上に設けられ、前記電極及び前記電子装置を接続する回路部とを含み、前記集積回路は、前記電極に接続される第１入力端子と、前記第１入力端子を介して入力されるアナログデータをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、出力端子とを有し、前記情報処理装置は、前記出力端子に接続される第２入力端子を有し、前記集積回路の制御部は、前記デジタルデータを前記出力端子から前記情報処理装置に出力する。
【発明の効果】
【０００７】
使い捨て型に適した貼付型生体センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態の貼付型生体センサ１００を示す分解図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面に対応する完成状態の断面を示す図である。
【図３】貼付型生体センサ１００の回路構成を示す図である。
【図４】図４は、電子装置１５０を示す図である。
【図５】ＡＳＩＣ１５０Ａの構成を示す図である。
【図６】ＭＰＵ１５０Ｂの処理を示すタイミングチャートである。
【図７】ＭＰＵ１５０Ｂの処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の貼付型生体センサを適用した実施の形態について説明する。
【００１０】
＜実施の形態＞
図１は、実施の形態の貼付型生体センサ１００を示す分解図である。図２は、図１のＡ−Ａ矢視断面に対応する完成状態の断面を示す図である。貼付型生体センサ１００は、主な構成要素として、感圧接着層１１０、基材層１２０、回路部１３０、基板１３５、プローブ１４０、固定テープ１４５、電子装置１５０、電池１６０、及びカバー１７０を含む。
【００１１】
以下では、ＸＹＺ座標系を定義して説明する。また、以下では、説明の便宜上、Ｚ軸負方向側を下側又は下、Ｚ軸正方向側を上側又は上と称すが、普遍的な上下関係を表すものではない。
【００１２】
本実施の形態では、一例として、被検体としての生体に接触させて生体情報の測定を行う貼付型生体センサ１００について説明する。生体とは、人体及び人体以外の生物等をいい、これらの皮膚、頭皮又は額等に貼付される。貼付型生体センサ１００は、一例として、貼付型生体センサ１００の利用者が取得した生体信号の波形を表すデータを医療機関に渡して医師の診断の診断結果を取得し、取得した診断結果を利用者に提供する業者によって利用者に提供される。貼付型生体センサ１００は、使い捨て型である。使い捨て型とは１度のみ利用し、再利用又は再生（一部の構成を新しいものに付け替えることで再利用すること）を行わないことをいう。以下、貼付型生体センサ１００を構成する各部材について説明する。
【００１３】
以下では、被検体としての生体に接触する電極をプローブ１４０と称し、接合部の一例として固定テープ１４５を用いて説明する。プローブ１４０としての電極が一対設けられているのは、シングルチャンネルでの生体情報の測定を行うためである。シングルチャンネルとは、一対の（２つの）電極から１つの生体情報を取得するという意味である。
【００１４】
貼付型生体センサ１００は、平面視で略楕円状の形状を有するシート状の部材である。貼付型生体センサ１００は、生体の皮膚１０に貼り付ける下面（−Ｚ方向側の面）と反対の上面側は、カバー１７０によって覆われている。貼付型生体センサ１００の下面は貼付面である。
【００１５】
回路部１３０と基板１３５は、基材層１２０の上面に実装されている。また、プローブ１４０は、感圧接着層１１０の下面１１２から表出するように感圧接着層１１０に埋め込まれる形で設けられている。下面１１２は、貼付型生体センサ１００の貼付面である。
【００１６】
感圧接着層１１０は、平板状の接着層である。感圧接着層１１０は、長手方向がＸ軸方向であり、短手方向はＹ軸方向である。感圧接着層１１０は、基材層１２０によって支持されており、基材層１２０の−Ｚ方向側の下面１２１に貼り付けられている。
【００１７】
感圧接着層１１０は、図２に示すように、上面１１１と、下面１１２とを有する。上面１１１及び下面１１２は平坦面である。感圧接着層１１０は、貼付型生体センサ１００が生体と接触する層である。下面１１２は、感圧接着性を有するため、生体の皮膚１０に貼り付けることができる。下面１１２は貼付型生体センサ１００の下面であり、皮膚１０等の生体表面に貼り付けることができる。
【００１８】
また、感圧接着層１１０は、貫通孔１１３を有する。貫通孔１１３は、基材層１２０の貫通孔１２３と平面視でのサイズ及び位置が等しく、貫通孔１２３と連通している。
【００１９】
感圧接着層１１０の材料としては、感圧接着性を有する材料であれば特に限定されず、生体適合性を有する材料等が挙げられる。感圧接着層１１０の材料として、アクリル系感圧接着剤、シリコーン系感圧接着剤等が挙げられる。好ましくは、アクリル系感圧接着剤が挙げられる。
【００２０】
アクリル系感圧接着剤は、アクリルポリマーを主成分として含有する。
【００２１】
アクリルポリマーは、感圧接着成分である。アクリルポリマーとしては、アクリル酸イソノニル、アクリル酸メトキシエチル等の（メタ）アクリル酸エステルを主成分として含み、アクリル酸等の（メタ）アクリル酸エステルと共重合可能なモノマーを任意成分として含むモノマー成分を重合したポリマーを用いることができる。主成分のモノマー成分における含有量は、７０質量％〜９９質量％とし、任意成分のモノマー成分における含有量は、１質量％〜３０質量％とする。アクリルポリマーとしては、例えば、特開２００３−３４２５４１号公報に記載の（メタ）アクリル酸エステル系ポリマー等を用いることができる。
【００２２】
アクリル系感圧接着剤は、好ましくは、カルボン酸エステルをさらに含有する。
【００２３】
アクリル系感圧接着剤に含まれるカルボン酸エステルは、アクリルポリマーの感圧接着力を低減して、感圧接着層１１０の感圧接着力を調整する感圧接着力調整剤である。カルボン酸エステルは、アクリルポリマーと相溶可能なカルボン酸エステルである。
【００２４】
具体的には、カルボン酸エステルは、一例としてトリ脂肪酸グリセリルである。
【００２５】
カルボン酸エステルの含有割合は、アクリルポリマー１００質量部に対して、３０質量部〜１００質量部であることが好ましく、５０質量部〜７０質量部以下であることがより好ましい。
【００２６】
アクリル系感圧接着剤は、必要により、架橋剤を含有してもよい。架橋剤は、アクリルポリマーを架橋する架橋成分である。架橋剤としては、ポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、メラミン化合物、過酸化化合物、尿素化合物、金属アルコキシド化合物、金属キレート化合物、金属塩化合物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、アジリジン化合物、又はアミン化合物等が挙げられる。これらの架橋剤は、単独で使用してもよいし、併用してもよい。架橋剤としては、好ましくは、ポリイソシアネート化合物（多官能イソシアネート化合物）が挙げられる。
【００２７】
架橋剤の含有量は、アクリルポリマー１００質量部に対して、例えば、０．００１質量部〜１０質量部が好ましく、０．０１質量部〜１質量部がより好ましい。
【００２８】
感圧接着層１１０は、優れた生体適合性を有することが好ましい。例えば、感圧接着層１１０を角質剥離試験した時に、角質剥離面積率は、０％〜５０％であることが好ましく、１％〜１５％であることがより好ましい。角質剥離面積率が０％〜５０％の範囲内であれば、感圧接着層１１０を皮膚１０（図２参照）に貼着しても、皮膚１０（図２参照）の負荷を抑制できる。なお、角質剥離試験は、特開２００４−８３４２５号公報に記載の方法によって、測定される。
【００２９】
感圧接着層１１０の透湿度は、３００（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）以上であることが好ましく、６００（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）以上であることがより好ましく、１０００（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）以上であることがさらに好ましい。感圧接着層１１０の透湿度が３００（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）以上であれば、感圧接着層１１０を生体の皮膚１０（図２参照）に貼着しても、皮膚１０（図２参照）の負荷を抑制できる。
【００３０】
感圧接着層１１０は、角質剥離試験の角質剥離面積率が５０％以下であることと、透湿度が３００（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）以上であることとの少なくともいずれかの要件を満たすことで、感圧接着層１１０は生体適合性を有する。感圧接着層１１０の材料は、上記要件の両方の要件を満たすことがより好ましい。これにより、感圧接着層１１０はより安定して高い生体適合性を有する。
【００３１】
感圧接着層１１０の上面１１１と下面１１２との間の厚さは、１０μｍ〜３００μｍであることが好ましい。感圧接着層１１０の厚さが１０μｍ〜３００μｍであれば、貼付型生体センサ１００の薄型化、特に、貼付型生体センサ１００における電子装置１５０及び電池１６０以外の領域の薄型化が図れる。
【００３２】
基材層１２０は、感圧接着層１１０を支持する支持層であり、感圧接着層１１０は基材層１２０の下面１２１に接着されている。基材層１２０の上面側には回路部１３０と基板１３５が配置されている。
【００３３】
基材層１２０は、絶縁体製の平板状（シート状）の部材である。基材層１２０の平面視における形状は、感圧接着層１１０の平面視における形状と同一であり、平面視において位置を合わせて重ねられている。
【００３４】
基材層１２０は、下面１２１と上面１２２とを有する。下面１２１及び上面１２２は、平坦面である。下面１２１は、感圧接着層１１０の上面１１１に接触（感圧接着）している。基材層１２０は、適度な伸縮性、可撓性及び靱性を有する可撓性樹脂製であればよく、例えば、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、及びポリエステル樹脂系等の熱可塑性樹脂で作製すればよい。基材層１２０の厚さは、１μｍ〜３００μｍであることが好ましく、５μｍ〜１００μｍであることがより好ましく、１０μｍ〜５０μｍであることがさらに好ましい。
【００３５】
回路部１３０は、配線１３１、フレーム１３２、及び基板１３３を有する。回路部１３０は、詳しくは、フレーム１３２を介して電極と接続し、配線１３１を介して電子装置１６０と接続する。貼付型生体センサ１００は、このような回路部１３０を２つ含む。配線１３１及びフレーム１３２は、基板１３３の上面に設けられており、一体的に形成されている。配線１３１は、フレーム１３２と電子装置１５０及び電池１６０とを接続する。
【００３６】
配線１３１及びフレーム１３２は、銅、ニッケル、金、又はこれらの合金等で作製することができる。配線１３１及びフレーム１３２の厚さは、０．１μｍ〜１００μｍであることが好ましく、１μｍ〜５０μｍであることがより好ましく、５μｍ〜３０μｍであることがさらに好ましい。
【００３７】
２つの回路部１３０は、それぞれ、感圧接着層１１０及び基材層１２０の２つの貫通孔１１３及び１２３に対応して設けられている。配線１３１は、基板１３５の配線を介して、電子装置１５０と、電池１６０用の端子１３５Ａとに接続されている。フレーム１３２は、基材層１２０の貫通孔１２３の開口よりも大きな矩形環状の導電部材である。
【００３８】
基板１３３は、平面視で配線１３１及びフレーム１３２と同様の形状を有する。基板１３３のうちフレーム１３２が設けられている部分は、基材層１２０の貫通孔１２３の開口よりも大きな矩形環状の形状を有する。フレーム１３２と、基板１３３のうちフレーム１３２が設けられている矩形環状の部分とは、基材層１２０の上面で貫通孔１２３を囲むように設けられている。基板１３３は、絶縁体製であればよく、例えばポリイミド製の基板又はフィルムを用いることができる。基材層１２０は、粘着性（タック性）を有するため、基板１３３は基材層１２０の上面に固定される。
【００３９】
基板１３５は、電子装置１５０及び電池１６０を実装する絶縁体製の基板であり、基材層１２０の上面１２２に設けられる。基板１３５は基材層のタック性（粘着性）によって固定される。基板１３５としては、一例としてポリイミド製の基板又はフィルムを用いることができる。基板１３５の上面には、配線と電池１６０用の端子１３５Ａとが設けられている。基板１３５の配線は、電子装置１５０及び端子１３５Ａに接続されるとともに、回路部１３０の配線１３１に接続される。
【００４０】
プローブ１４０は、被検体に接触する電極である。具体的には、プローブ１４０は、感圧接着層１１０が皮膚１０に貼付されたときに、皮膚１０に接触して、生体信号を検出する電極である。生体信号は、例えば、心電波形、脳波、脈拍等を表す電気信号であり、より具体的な例としては、アナログ心電データを表す信号である。生体信号は、２つのプローブ１４０で検出される電位差を表す。
【００４１】
プローブ１４０として用いられる電極は、後述するように少なくとも導電性高分子およびバインダー樹脂を含む導電性組成物を用いて作製される。また、電極は、導電性組成物を用いて得られたシート状部材を金型等でパンチングすることによって作製され、プローブとして用いられる。
【００４２】
プローブ１４０は、平面視で矩形状で感圧接着層１１０及び基材層１２０の貫通孔１１３及び１２３よりも大きく、マトリクス状に配置される孔部１４０Ａを有する。プローブ１４０のＸ方向及びＹ方向における端（四方の端の部分）では、プローブ１４０の梯子状の辺が突出していてもよい。プローブ１４０として用いる電極は、所定のパターン形状を有していてもよい。所定の電極パターン形状として、メッシュ状、ストライプ状、貼付面から電極が複数個所表出する形状等が挙げられる。
【００４３】
固定テープ１４５は、本実施の形態の接合部の一例である。固定テープ１４５は、一例として矩形環状の銅テープである。固定テープ１４５は、下面に粘着剤が塗布されている。固定テープ１４５は、平面視で貫通孔１１３及び１２３の開口の外側で、プローブ１４０の四方を囲むようにフレーム１３２の上に設けられ、プローブ１４０をフレーム１３２に固定する。固定テープ１４５は、銅以外の金属テープであってもよい。
【００４４】
固定テープ１４５は、銅テープ等の金属層を有するテープ以外にも、非導電性の樹脂基材と粘着剤で構成される樹脂テープ等の非導電性テープとしてもよい。金属テープ等の導電性テープは、回路部１３０のフレーム１３２にプローブ１４０を接合（固定）するとともに、電気的に接続することができるため、好ましい。
【００４５】
プローブ１４０は、四方の端の部分がフレーム１３２の上に配置された状態で、四方の端の部分の上に被せられる矩形環状の固定テープ１４５によってフレーム１３２に固定される。固定テープ１４５は、プローブ１４０の孔部１４０Ａ等の隙間を通じてフレーム１３２に接着される。
【００４６】
このように固定テープ１４５でプローブ１４０の四方の端の部分をフレーム１３２に固定した状態で、固定テープ１４５及びプローブ１４０の上に感圧接着層１１０Ａ及び基材層１２０Ａを重ね、感圧接着層１１０Ａ及び基材層１２０Ａを下方向に押圧すると、プローブ１４０は貫通孔１１３及び１２３の内壁に沿って押し込まれ、感圧接着層１１０Ａがプローブ１４０の孔部１４０Ａの内部にまで押し込まれる。
【００４７】
プローブ１４０は、四方の端の部分が固定テープ１４５によってフレーム１３２に固定された状態で、中央部が感圧接着層１１０の下面１１２と略面一になる位置まで押し下げられる。このため、プローブ１４０を生体の皮膚１０（図２参照）に当てれば、感圧接着層１１０Ａが皮膚１０に接着され、プローブ１４０を皮膚１０に密着させることができる。
【００４８】
プローブ１４０の厚さは、感圧接着層１１０の厚さより薄いことが好ましい。プローブ１４０の厚さは、０．１μｍ〜１００μｍであることが好ましく、１μｍ〜５０μｍであることがより好ましい。
【００４９】
また、感圧接着層１１０Ａの平面視で中央部を囲む周囲の部分（矩形環状の部分）は、固定テープ１４５の上に位置する。図２では感圧接着層１１０Ａの上面は略平坦であるが、中央部が周囲の部分よりも下方に凹んでいてもよい。基材層１２０Ａは、感圧接着層１１０Ａの略平坦な上面の上に重ねられる。
【００５０】
このような感圧接着層１１０Ａ及び基材層１２０Ａは、それぞれ、感圧接着層１１０及び基材層１２０と同じ材質で作製されていてもよい。また、感圧接着層１１０Ａは、感圧接着層１１０とは異なる材質で作製されていてもよい。また、基材層１２０Ａは、基材層１２０とは異なる材質で作製されていてもよい。
【００５１】
なお、図２では各部の厚さを誇張しているが、実際には、感圧接着層１１０及び１１０Ａの厚さは１０μｍ〜３００μｍであり、基材層１２０及び１２０Ａの厚さは１μｍ〜３００μｍである。また、配線１３１の厚さは０．１μｍ〜１００μｍであり、基板１３３の厚さは数１００μｍ程度であり、固定テープ１４５の厚さは１０μｍ〜３００μｍである。
【００５２】
また、図２に示すようにプローブ１４０とフレーム１３２が直接接触して電気的な接続が確保されている場合には、固定テープ１４５は、導電性を有しない樹脂製等のテープであってもよい。
【００５３】
また、図２では、固定テープ１４５は、プローブ１４０に加えてフレーム１３２及び基板１３３の側面を覆い、基材層１２０の上面にまで到達している。しかしながら、固定テープ１４５はプローブ１４０とフレーム１３２を接合できればよいため、基材層１２０の上面にまで到達していなくてもよく、基板１３３の側面を覆っていなくてもよく、フレーム１３２の側面を覆っていなくてもよい。
【００５４】
また、基板１３３と２つの基板１３５は一体化された１つの基板であってもよい。この場合は、１つの基板の表面に、配線１３１、２つのフレーム１３２、及び端子１３５Ａが設けられ、電子装置１５０と電池１６０が実装される。
【００５５】
プローブ１４０として用いられる電極は、次のような導電性組成物を熱硬化して成形し作製することが好ましい。導電性組成物は、導電性高分子と、バインダー樹脂と、架橋剤及び可塑剤のうちの少なくとも何れか一方とを含む。
【００５６】
導電性高分子としては、例えば、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリアニリン、又はポリフェニレンビニレン等を用いることができる。これらは、一種単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。これらの中でも、ポリチオフェン化合物を用いることが好ましい。生体との接触インピーダンスがより低く、高い導電性を有する点から、ポリ３、４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）にポリスチレンスルホン酸（ポリ４−スチレンサルフォネート；ＰＳＳ）をドープしたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用いることがより好ましい。
【００５７】
導電性高分子の含有量は、導電性組成物１００質量部に対して、０．２０質量部〜２０質量部であることが好ましい。前記含有量が上記範囲内であれば、導電性組成物に優れた導電性、強靱性及び柔軟性を付与できる。導電性高分子の含有量は、導電性組成物に対して、２．５質量部〜１５質量部であることがより好ましく、３．０質量部〜１２質量部であることがさらに好ましい。
【００５８】
バインダー樹脂としては、水溶性高分子又は水不溶性高分子等を用いることができる。バインダー樹脂としては、導電性組成物に含まれる他の成分との相溶性の観点から、水溶性高分子を用いることが好ましい。なお、水溶性高分子は、水には完全に溶けず、親水性を有する高分子（親水性高分子）を含む。
【００５９】
水溶性高分子としては、ヒドロキシル基含有高分子等を用いることができる。ヒドロキシル基含有高分子としては、アガロース等の糖類、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、変性ポリビニルアルコール、又はアクリル酸とアクリル酸ナトリウムとの共重合体等を用いることができる。これらは、一種単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。これらの中でも、ポリビニルアルコール、又は変性ポリビニルアルコールが好ましく、変性ポリビニルアルコールがより好ましい。
【００６０】
変性ポリビニルアルコールとしては、アセトアセチル基含有ポリビニルアルコール、ジアセトンアクリルアミド変性ポリビニルアルコール等が挙げられる。なお、ジアセトンアクリルアミド変性ポリビニルアルコールとしては、例えば、特開２０１６−１６６４３６号公報に記載されているジアセトンアクリルアミド変性ポリビニルアルコール系樹脂（ＤＡ化ＰＶＡ系樹脂）を用いることができる。
【００６１】
バインダー樹脂の含有量は、導電性組成物１００質量部に対して、５質量部〜１４０質量部であることが好ましい。前記含有量が上記範囲内であれば、導電性組成物に優れた導電性、強靱性及び柔軟性を付与できる。バインダー樹脂の含有量は、導電性組成物に対して、１０質量部〜１００質量部であることがより好ましく、２０質量部〜７０質量部であることがさらに好ましい。
【００６２】
架橋剤及び可塑剤は、導電性組成物に強靱性及び柔軟性を付与する機能を有する。導電性組成物の成形体に柔軟性を付与することにより、伸縮性を有する電極が得られた。これにより、伸縮性を有するプローブ１４０を作製することができる。
【００６３】
なお、強靱性は、優れた強度及び伸度を両立する性質である。強靱性は、強度及び伸度のうち、一方が顕著に優れるが、他方が顕著に低い性質を含まず、強度及び伸度の両方のバランスに優れた性質を含む。
【００６４】
柔軟性は、導電性組成物の成形体（電極シート）を屈曲した後、屈曲部分に破断等の損傷の発生を抑制できる性質である。
【００６５】
架橋剤は、バインダー樹脂を架橋させる。架橋剤がバインダー樹脂に含まれることで、導電性組成物の強靱性を向上させることができる。架橋剤は、ヒドロキシル基との反応性を有することが好ましい。架橋剤がヒドロキシル基との反応性を有すれば、バインダー樹脂がヒドロキシル基含有ポリマーである場合、架橋剤はヒドロキシル基含有ポリマーのヒドロキシル基と反応できる。
【００６６】
架橋剤としては、ジルコニウム塩等のジルコニウム化合物；チタン塩等のチタン化合物；ホウ酸等のホウ化物；ブロックイソシアネート等のイソシアネート化合物；グリオキサール等のジアルデヒド等のアルデヒド化合物；アルコキシル基含有化合物、メチロール基含有化合物等が挙げられる。これらは、一種単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。中でも、反応性及び安全性の点から、ジルコニウム化合物、イソシアネート化合物又はアルデヒド化合物が好ましい。
【００６７】
架橋剤の含有量は、導電性組成物１００質量部に対して、０．２質量部〜８０質量部であることが好ましい。前記含有量が上記範囲内であれば、導電性組成物に優れた強靱性及び柔軟性を付与できる。架橋剤の含有量は、１質量部〜４０質量部であることがより好ましく、３．０質量部〜２０質量部であることがより好ましい。
【００６８】
可塑剤は、導電性組成物の引張伸度及び柔軟性を向上させる。可塑剤としては、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ソルビトール、これらの重合体等のポリオール化合物Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアルデヒド（ＤＭＦ）、Ｎ−Ｎ'−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等の非プロトン性化合物等が挙げられる。これらは、一種単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。これらの中でも、他の成分との相溶性の観点から、グリセリンが好ましい。
【００６９】
可塑剤の含有量は、導電性組成物１００質量部に対して、０．２質量部〜１５０質量部が好ましい。前記含有量が上記範囲内であれば、導電性組成物に優れた強靱性及び柔軟性を付与できる。可塑剤の含有量は、導電性高分子１００質量部に対して、１．０質量部〜９０質量部であることがより好ましく、１０質量部〜７０質量部であることがさらに好ましい。
【００７０】
架橋剤及び可塑剤は、これらのうちの少なくとも一方が導電性組成物に含まれていればよい。架橋剤及び可塑剤の少なくとも一方が導電性組成物に含まれることで、導電性組成物の成形体は、強靱性及び柔軟性を向上させることができる。
【００７１】
導電性組成物に架橋剤は含まれるが可塑剤は含まない場合、導電性組成物の成形体は、強靱性、すなわち、引張強度及び引張伸度の両方をより向上させることができると共に、柔軟性を向上させることができる。
【００７２】
導電性組成物に可塑剤は含まれるが架橋剤は含まれない場合、導電性組成物の成形体の引張伸度を向上させることができるため、全体として導電性組成物の成形体は強靱性を向上させることができる。また、導電性組成物の成形体の柔軟性を向上させることができる。
【００７３】
架橋剤及び可塑剤の両方が導電性組成物に含まれていることが好ましい。架橋剤及び可塑剤の両方が導電性組成物に含まれることで、導電性組成物の成形体にはより一層優れた強靱性が付与される。
【００７４】
導電性組成物は、上記成分の他に、必要に応じて、界面活性剤、軟化剤、安定剤、レベリング剤、酸化防止剤、加水分解防止剤、膨張剤、増粘剤、着色剤、又は充てん剤等の公知の各種添加剤を適宜任意の割合で含むことができる。界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤等が挙げられる。
【００７５】
導電性組成物は、上記した各成分を上記割合で混合することにより調製される。
【００７６】
導電性組成物は、必要に応じて、溶媒を適宜任意の割合で含むことができる。これにより、導電性組成物の水溶液（導電性組成物水溶液）が調製される。
【００７７】
溶媒としては、有機溶媒、又は水系溶媒を用いることができる。有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）等のケトン類；酢酸エチル等のエステル類；プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類が挙げられる。水系溶媒としては、例えば、水；メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール用のアルコール等が挙げられる。これらの中でも、水系溶媒を用いることが好ましい。
【００７８】
導電性高分子、バインダー樹脂、及び架橋剤の何れか一つ以上は、溶媒に溶解した水溶液として用いてもよい。この場合、溶媒としては、上記の水系溶媒が好ましい。
【００７９】
電子装置１５０は、基材層１２０の上面１２２に設置されており、配線１３１と電気的に接続されている。電子装置１５０は、プローブ１４０として用いられる電極を介して取得する生体信号を処理する。電子装置１５０は、断面視において矩形状である。電子装置１５０の下面（−Ｚ方向）には、端子が設けられる。電子装置１５０の端子の材料としては、はんだ、導電性ペースト等が挙げられる。
【００８０】
電子装置１５０は、図１に示すように、一例としてＡＳＩＣ(application specific integrated circuit、特定用途向け集積回路)１５０Ａ、ＭＰＵ(Micro Processing Unit)１５０Ｂ、メモリ１５０Ｃ、及び無線通信部１５０ＴＲを含み、回路部１３０を介してプローブ１４０及び電池１６０に接続されている。
【００８１】
ＡＳＩＣ１５０ＡはＡ/Ｄ(Analog to digital)変換器を含む。電子装置１５０は、電池１６０から供給される電力によって駆動され、プローブ１４０によって測定されるアナログ生体信号を取得する。以下、生体信号の例として心電データを取り上げて説明する。電子装置１５０は、アナログ生体信号にフィルタ処理やデジタル変換等の処理を行い、複数回にわたって取得されたアナログ生体信号をデジタル変換したデジタル生体信号の加算平均値をＭＰＵ１５０Ｂが求めてメモリ１５０Ｃに格納する。電子装置１５０は、一例として２４時間以上にわたって連続的にアナログ生体信号を取得することができる。電子装置１５０は、長時間にわたって生体信号（例えば、アナログ心電データ）を測定する場合があるため、消費電力を低減するための工夫が施されている。また、電子装置１５０は、ＡＳＩＣ１５０Ａにアナログ生体信号のデジタル変換処理を行わせる構成を採用することによって製造コストが低減されており、使い捨て型の貼付型生体センサ１００の実現に貢献している。
【００８２】
無線通信部１５０ＴＲは、評価試験においてメモリ１５０Ｃに格納されたデジタル生体信号を評価試験の試験装置が無線通信で読み出す際に用いられるトランシーバであり、一例として２．４ＧＨｚで通信を行う。評価試験は、一例としてJIS 60601-2-47の規格の試験である。評価試験は、医療機器として生体信号を検出する生体センサの完成後に行われる動作確認を行う試験である。評価試験は、生体センサに入力される生体信号に対する、生体センサから取り出される生体信号の減衰率が５％未満であることを要求している。この評価試験は、すべての完成品に対して行うものである。
【００８３】
また、評価試験の開始コマンドや２４Ｈ測定の開始コマンド等は、例えば、貼付型生体センサ１００の専用のアプリケーションプログラムをインストールしたスマートフォンや、ＰＣ(Personal Computer)のウェブブラウザ上の機能を通じて、無線通信部１５０ＴＲ経由でＭＰＵ１５０Ｂに入力される。
【００８４】
なお、ここでは電子装置１５０が無線通信部１５０ＴＲを含む形態について説明するが、無線通信部１５０ＴＲの代わりに、試験装置のケーブルを接続するコネクタを含み、コネクタを介して生体信号を読み出してもよい。
【００８５】
電池１６０は、図２に示すように、基材層１２０の上面１２２に設けられている。電池１６０としては、鉛蓄電池又はリチウムイオン二次電池等を用いることができる。電池１６０は、ボタン電池型であってもよい。電池１６０は、バッテリの一例である。電池１６０は、その下面に設けられる端子（図示せず）を有する。電池１６０の端子は、回路部１３０を介してプローブ１４０と電子装置１５０に接続される。電池１６０の容量は、一例として電子装置１５０が２４時間以上にわたって生体信号（例えば、アナログ心電データ）の測定を行えるように設定されている。
【００８６】
カバー１７０は、基材層１２０、回路部１３０、基板１３５、プローブ１４０、固定テープ１４５、電子装置１５０、及び電池１６０の上を覆っている。カバー１７０は、基部１７０Ａと、基部１７０Ａの中央から＋Ｚ方向に突出した突出部１７０Ｂとを有する。基部１７０Ａは、カバー１７０の平面視で周囲に位置する部分であり、突出部１７０Ｂよりも低い部分である。突出部１７０Ｂの下側には凹部１７０Ｃが設けられている。カバー１７０は、基部１７０Ａの下面が基材層１２０の上面１２２に接着される。凹部１７０Ｃ内には、基板１３５、電子装置１５０、電池１６０が収納される。カバー１７０は、電子装置１５０及び電池１６０等を凹部１７０Ｃに収納した状態で、基材層１２０の上面１２２に接着されている。
【００８７】
カバー１７０は、基材層１２０上の回路部１３０、電子装置１５０、及び電池１６０を保護するカバーとしての役割の他に、貼付型生体センサ１００に上面側から加えられる衝撃から内部の構成要素を保護する衝撃吸収層としての役割を有する。カバー１７０としては、例えば、シリコーンゴム、軟質樹脂、ウレタン等を用いることができる。
【００８８】
図３は、貼付型生体センサ１００の回路構成を示す図である。各プローブ１４０は、配線１３１及び基板１３５の配線１３５Ｂを介して電子装置１５０及び電池１６０に接続されている。２つのプローブ１４０は、電子装置１５０及び電池１６０に対して並列に接続されている。
【００８９】
次に、電子装置１５０の詳細について図４を用いて説明する。図４は、電子装置１５０を示す図である。
【００９０】
電子装置１５０は、ＡＳＩＣ(application specific integrated circuit、特定用途向け集積回路)１５０Ａ、ＭＰＵ(Micro Processing Unit)１５０Ｂ、メモリ１５０Ｃ、バス１５０Ｄ、１５０Ｅ、水晶振動子６０、７０、ＲＣオシレータ８０、スイッチ９０を有する。バス１５０Ｄ、１５０Ｅは、一例として、ＳＰＩ(Serial Peripheral Interface)バスである。
【００９１】
ＡＳＩＣ１５０Ａは、電子装置１５０の外部では配線１３１を介してプローブ１４０に接続されており、電子装置１５０の内部ではバス１５０Ｄを介してＭＰＵ１５０Ｂに接続されている。また、ＡＳＩＣ１５０Ａには水晶振動子６０が接続されている。
【００９２】
ＡＳＩＣ１５０Ａは、ＡＤＣ(Analog to Digital Converter、ＡＤ変換器)１５１Ａ、端子１５２Ａ、及び一対の端子１５３Ａを有する。ＡＳＩＣ１５０ＡのＡＤＣ１５１Ａ、端子１５２Ａ、及び一対の端子１５３Ａ以外の構成要素については、図５を用いて後述する。
【００９３】
ＡＳＩＣ１５０Ａは、ＳＰＩインターフェイスに対応した端子を有する。ＡＳＩＣ１５０Ａはスレーブデバイスであり、マスタデバイスであるＭＰＵ１５０Ｂからのコマンドに応じて動作し、動作結果を表す信号をＭＰＵ１５０Ｂに送信する。ＡＳＩＣ１５０Ａは、ＭＰＵ１５０Ｂから受信するコマンドに応じて動作する。ここで、マスタデバイスとは、複数の機器が協調動作を行う際に、複数の機器の制御を司る機器である。スレーブデバイスとは、複数の機器が協調動作を行う際に、マスタデバイスからの指令又は制御に従って動作する機器である。
【００９４】
ＡＤＣ１５１Ａは、一例として、ＳＡＲ(Successive Approximation Register、逐次比較)／ＳＦ（Stochastic Flash）型のＡＤ変換器であり、例えば、特開2016-092648号公報に記載されたＡ／Ｄ変換装置を用いることができる。
【００９５】
ＡＤＣ１５１Ａは、プローブ１４０によって取得されるアナログ生体信号（例えば、心電データ）をデジタル生体信号に変換してＭＰＵ１５０Ｂに出力する。
【００９６】
端子１５２Ａは、バス１５０Ｄを介してＭＰＵ１５０Ｂに接続される。端子１５２Ａは、実際には複数あり、ＭＰＵ１５０Ｂにデジタル生体信号等を出力する端子、ＭＰＵ１５０Ｂからのコマンドが入力される端子、ＭＰＵ１５０ＢにＡＳＩＣ１５０Ａの動作結果を送信する端子等の他にクロック端子等を含む。複数の端子１５２Ａのうち、ＭＰＵ１５０Ｂにデジタル生体信号を出力する端子は、出力端子の一例である。
【００９７】
一対の端子１５３Ａは、一対の第１入力端子の一例であり、一対のプローブ１４０が接続され、アナログ生体信号が入力される。
【００９８】
また、ＡＳＩＣ１５０Ａは、水晶振動子６０が発振する３２ＭＨｚのクロックを分周して、内部で用いる４ＭＨｚのシステムクロックを生成する。この構成についは図５を用いて後述する。
【００９９】
ＭＰＵ１５０Ｂは、情報処理装置の一例であり、バス１５０Ｄを介してＡＳＩＣ１５０Ａに接続されるとともに、バス１５０Ｅを介してメモリ１５０Ｃに接続されている。また、ＭＰＵ１５０Ｂには、スイッチ９０を介してＲＣオシレータ８０と水晶振動子７０が接続されている。スイッチ９０は、水晶振動子７０及びＲＣオシレータ８０のいずれか一方を選択的にＭＰＵ１５０Ｂに接続するスイッチであり、ＭＰＵ１５０Ｂによって切り替えが行われる。
【０１００】
ＲＣオシレータ８０は、水晶振動子７０が出力するクロックよりも周波数が低いクロックを出力する。ＲＣオシレータ８０は、水晶振動子７０よりもクロックの周波数が低く、精度が低いが、水晶振動子７０よりも消費電力が少ない。
【０１０１】
水晶振動子７０とＲＣオシレータ８０のオン／オフはＭＰＵ１５０Ｂによって切り替えられる。水晶振動子７０がオンのときにはＲＣオシレータ８０はオフにされ、ＲＣオシレータ８０がオンのときには水晶振動子７０はオフにされる。
【０１０２】
ＭＰＵ１５０Ｂは、主制御部１５１Ｂ、演算部１５３Ｂ、メモリ１５４Ｂ、及び端子１５５Ｂ、１５６Ｂを有する。主制御部１５１Ｂ、演算部１５３Ｂは、ＭＰＵ１５０Ｂを実現するコンピュータによって実現される機能を表したものであり、メモリ１５４Ｂは、ＭＰＵ１５０Ｂを実現するコンピュータのメモリを機能的に表したものである。
【０１０３】
主制御部１５１Ｂは、ＭＰＵ１５０Ｂの処理を統括する処理部であり、演算部１５３Ｂが実行する処理以外の処理を実行する。
【０１０４】
演算部１５３Ｂは、ＡＳＩＣ１５０Ａから入力されるデジタル生体信号の加算値を算出する処理と、加算値の平均値を算出する処理とを実行する。ここでは一例として、演算部１５３Ｂは、ＡＳＩＣ１５０Ａからデジタル生体信号を取得する度に加算処理を行い、８つのデジタル生体信号の加算値が得られる度に、平均値を算出する。演算部１５３Ｂは、平均値を算出すると、メモリ１５０Ｃに格納する。
【０１０５】
メモリ１５４Ｂは、ＭＰＵ１５０Ｂの主制御部１５１Ｂ、演算部１５３Ｂが処理を実行するのに必要なプログラムやデータを格納する。また、メモリ１５４Ｂは、演算部１５３Ｂの加算処理によって得られる加算値を保持する。
【０１０６】
端子１５５Ｂは、実際には複数あり、ＡＳＩＣ１５０Ａからデジタル生体信号が入力される端子、ＡＳＩＣ１５０Ａにコマンドを出力する端子、ＡＳＩＣ１５０Ａの動作結果を表す信号を受信する端子等の他にクロック端子等を含む。複数の端子１５５Ｂのうち、ＡＳＩＣ１５０Ａからデジタル生体信号が入力される端子は、第２入力端子の一例である。
【０１０７】
端子１５６Ｂは、ケーブル５１を介してＰＣ５０に接続され、メモリ１５０Ｃにデジタル生体信号を出力する出力端子である。
【０１０８】
また、ＭＰＵ１５０Ｂは、水晶振動子７０又はＲＣオシレータ８０が発振するクロックに基づいて、内部で用いるシステムクロックを生成する。より具体的には、主制御部１５１Ｂが水晶振動子７０を発振させる処理を行う。主制御部１５１Ｂ及び水晶振動子７０は、水晶発振器を構築する。
【０１０９】
主制御部１５１Ｂは、ＭＰＵ１５０ＢがＡＳＩＣ１５０Ａに生体信号の取得処理を開始させるコマンドを送信する前までは、動作周波数を高く設定するためにシステムクロックの周波数を高く（一例として３２ＭＨｚ）に設定し、ＡＳＩＣ１５０Ａが生体信号の取得処理を実行しているときには、動作周波数を低くするためにシステムクロックの周波数を低く（一例として４ＭＨｚ）に設定する。生体信号の取得処理とは、ＡＳＩＣ１５０Ａがアナログ生体信号を取得してデジタル生体信号にデジタル変換する処理である。
【０１１０】
この際に、主制御部１５１Ｂは、水晶振動子７０とＲＣオシレータ８０のオン／オフを切り替える。水晶振動子７０が出力するクロックの周波数は一例として３２ＭＨｚであり、ＲＣオシレータ８０が出力するクロックの周波数は一例として１６ＭＨｚである。主制御部１５１Ｂは、スイッチ９０を切り替えることにより、水晶振動子７０及びＲＣオシレータ８０のいずれか一方から出力されるクロックからＭＰＵ１５０Ｂのシステムクロックを生成する。
【０１１１】
主制御部１５１Ｂは、ＭＰＵ１５０ＢがＡＳＩＣ１５０Ａに生体信号の取得処理を開始させるコマンドを送信するときまでは、水晶振動子７０が出力する３２ＭＨｚのクロックをシステムクロックとしてそのまま利用する。また、主制御部１５１Ｂは、ＭＰＵ１５０ＢがＡＳＩＣ１５０Ａに生体信号の取得処理を開始させるコマンドを送信する際に、３２ＭＨｚのシステムクロックとは別に、水晶振動子７０が出力する３２ＭＨｚのクロックを分周して４ＭＨｚのクロックを生成する。ＭＰＵ１５０Ｂは、ＡＳＩＣ１５０Ａに生体信号の取得処理を行わせるときには、４ＭＨｚのクロックをＡＳＩＣ１５０Ａに出力する。４ＭＨｚのクロックは、端子１５５ＢのうちのＣＬＫ端子からＡＳＩＣ１５０Ａに出力される。
【０１１２】
主制御部１５１Ｂは、ＲＣオシレータ８０のクロックを分周して４ＭＨｚのシステムクロックを生成し、ＡＳＩＣ１５０Ａから入力されるＣＳ(Chip Select)信号をトリガにしてシステムクロックのタイミングを補正する。このようにして主制御部１５１ＢはＲＣオシレータ８０のクロックを分周した４ＭＨｚのシステムクロックをＣＳ信号に同期させる。４ＭＨｚのクロックは、端子１５５ＢのうちのＣＬＫ端子からＡＳＩＣ１５０Ａに出力される。
【０１１３】
ＭＰＵ１５０ＢがＲＣオシレータ８０のクロックに基づいて４ＭＨｚのシステムクロックを生成するのは、ＡＳＩＣ１５０Ａが生体信号の取得処理を行っているときに、システムクロックの周波数を低下させることでＭＰＵ１５０Ｂの消費電力を低減させるためである。水晶振動子７０は、ＭＰＵ１５０ＢがＡＳＩＣ１５０Ａに生体信号の取得処理を開始させるコマンドを送信する前と、生体信号の取得処理を終了させるコマンドを送るとき以後に利用され、ＭＰＵ１５０ＢがＡＳＩＣ１５０Ａが生体信号の取得処理を行っているときには利用されない。
【０１１４】
メモリ１５０Ｃは、バス１５０Ｅを介してＭＰＵ１５０Ｂに接続されている。メモリ１５０Ｃは、一例として、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリである。貼付型生体センサ１００は、一例として、２４時間ほど生体の胸部に貼り付けられ、アナログ生体信号（例えば、アナログ心電データ）を取得し、デジタル生体信号（例えば、デジタル心電データ）に変換した後に加算平均処理を行ってからメモリ１５０Ｃに格納する。このため、メモリ１５０Ｃは、２４時間分の生体信号（例えば、心電データ）を格納可能な容量を有する。
【０１１５】
メモリ１５０Ｃは、端子１５１Ｃを有する。端子１５１ＣにはＰＣ５０に接続されるケーブル５１を接続することができる。メモリ１５０Ｃに格納される生体信号は、ケーブル５１を介してＰＣ５０に転送することができる。
【０１１６】
図５は、ＡＳＩＣ１５０Ａの構成を示す図である。ＡＳＩＣ１５０Ａは、入力端子（ＶＩＮＰ）２０１、入力端子（ＶＩＮＮ）２０２、ＣＬＫ端子２０３、端子１５２Ａ、ＬＮＡ(Low Noise Amplifier)２１０、ＢＵＦ（Buffer、バッファ）２２０、ＬＰＦ(Low Pass Filter)２３０、ＡＤＣ１５１Ａ、バイアス回路２４０、クロック発生器２５０、発振器２６０、制御部２７０、レベルシフタ２８０を含む。
【０１１７】
ＡＳＩＣ１５０Ａは、これらの他に、ＶＲＥＧ端子、ＶＣＯＭ端子、ＶＭＩＤ端子、ＶＣＣ端子、ＴＡＢ端子（ＧＮＤ電位）、ＧＮＤ端子、ＶＤＤ端子（１．２）、ＶＤＤＬＶ端子（１．５Ｖ〜２．５Ｖ）等を含む。
【０１１８】
入力端子２０１、２０２は、配線１３１を介してプローブ１４０に接続される。入力端子２０１には＋（正）の信号が入力され、入力端子２０１には−（負）の信号が入力される。
【０１１９】
ＣＬＫ端子２０３は、ＡＳＩＣ１５０Ａの外部に設けられる水晶振動子６０に接続される。
【０１２０】
端子１５２Ａは、図４を用いて説明した通りＭＰＵ１５０Ｂに接続されている。
【０１２１】
ＬＮＡ２１０は、入力端子２０１、２０２とＢＵＦ２２０との間に接続されており、入力端子２０１、２０２から入力されるアナログ生体信号を増幅して出力する。
【０１２２】
ＢＵＦ２２０は、ＬＮＡ２１０とＡＤＣ１５１Ａとの間に接続されており、ＬＮＡ２１０で増幅されたアナログ生体信号の波形を整形してＬＰＦ２３０に出力する。
【０１２３】
ＬＰＦ２３０は、ＢＵＦ２２０とＡＤＣ１５１Ａとの間に接続されており、ノイズを除去するために、ＢＵＦ２２０から入力されるアナログ生体信号の低周波数側の所定の帯域成分のみを通過させる。
【０１２４】
ＡＤＣ１５１Ａは、クロック発生器２５０から入力されるクロック信号に基づいて動作し、ＬＰＦ２３０から入力されるアナログ生体信号をデジタル生体信号に変換して制御部２７０に出力する。クロック発生器２５０から入力されるクロック信号は、ＡＤＣ１５１Ａのサンプリング周期を決めるクロック信号であり、一例として４ＭＨｚである。クロック発生器２５０から入力されるクロック信号は、ＭＰＵ１５０ＢがＡＳＩＣ１５０Ａにコマンドを送信するときにＭＰＵ１５０Ｂの内部で用いるシステムクロック（一例として３２ＭＨｚ）よりも周波数が低く設定されている。
【０１２５】
バイアス回路２４０は、ＶＣＣ端子に入力される電源電圧（１．２Ｖ）をＡＤＣ１５１Ａが必要とする電圧（一例として０．５Ｖと０．２５Ｖ）に変換して出力する回路である。バイアス回路２４０は、一例として分圧回路である。
【０１２６】
クロック発生器２５０は、ＰＬＬ(Phase Locked Loop)や分周器を含み、水晶振動子６０及び発振器２６０から入力されるクロックから所定の周波数（一例として４ＭＨｚ）のクロックを生成してＡＤＣ１５１Ａ及び制御部２７０等に出力する。クロック発生器２５０は、水晶振動子６０から出力される３２ＭＨｚのクロックを分周して、ＡＳＩＣ１５０Ａが内部で利用する４ＭＨｚのシステムクロックを生成する。クロック発生器２５０は、分周した４ＭＨｚのシステムクロックをＡＤＣ１５１Ａ及び制御部２７０等に出力する。
【０１２７】
発振器２６０は、水晶振動子６０を発振させるＩＣ(Integrated Circuit)である。発振器２６０及び水晶振動子６０は、水晶発振器を構築する。発振器２６０及び水晶振動子６０は、一例として３２ＭＨｚのクロックを発振する。
【０１２８】
制御部２７０は、組み合わせ回路によって実現され、レジスタ２７１を有する。また、制御部２７０は、ＡＤＣ１５１Ａとレベルシフタ２８０との間でデータのやり取りを行う。制御部２７０は、端子１５２Ａからレベルシフタ２８０を介して入力されるコマンドに基づいて、コマンドの内容に従った動作を行う。
【０１２９】
制御部２７０は、ＭＰＵ１５０Ｂからデジタル生体信号の測定の開始を表すコマンドを受信すると、ＡＤＣ１５１Ａにデジタル変換処理を開始させるためのスタート信号をＡＤＣ１５１Ａに出力するとともに、ＣＳ信号をＭＰＵ１５０Ｂに出力する。また、制御部２７０は、生体信号の取得処理を行うときに、クロック発生器２５０にＡＤ変換の同期用のクロックを出力させて、ＡＤ変換の同期用のクロックをＭＰＵ１５０Ｂに出力する。スタート信号、ＣＳ信号、及びＡＤ変換の同期用のクロックは、ＡＳＩＣ１５０Ａのシステムクロックに同期している。ここでは、一例としてＡＤ変換の同期用のクロックとシステムクロックは、ともに４ＭＨｚのクロックであり、同一のクロックである。
【０１３０】
スタート信号は、ＡＤＣ１５１Ａにデジタル変換処理を開始させるときに１度だけレジスタ２７１からＡＤＣ１５１Ａに出力される。より具体的には、ＡＤＣ１５１Ａにデジタル変換処理を開始させるときに、１度だけＨレベルのパルスがレジスタ２７１からＡＤＣ１５１Ａに出力される。
【０１３１】
ＣＳ信号は、制御部２７０からレベルシフタ２８０を介して端子１５２ＡからＭＰＵ１５０Ｂに出力される。ＣＳ信号は、制御部２７０がＭＰＵ１５０Ｂに出力する信号である。ＣＳ信号は、ＭＰＵ１５０Ｂにデジタル生体信号を取得させるための同期信号である。
【０１３２】
ＡＤ変換の同期用のクロックは、ＡＤＣ１５１ＡがＡＤ変換を行うときに用いる同期用のクロックであり、クロック発生器２５０からＡＤＣ１５１Ａに出力される。ＡＤＣ１５１Ａは、ＡＤ変換の同期用のクロックがＨレベルに立ち上がるときに、ＡＤ変換を行う。
【０１３３】
ＡＤＣ１５１Ａは、クロック発生器２５０から出力されるＡＤ変換の同期用クロックに同期してＡＤ変換を行っており、ＭＰＵ１５０Ｂは、ＣＳ信号がＨ(High)レベルからＬ(Low)レベルに切り替わるタイミングでデジタル生体信号を取り込む。このため、ＡＤＣ１５１Ａにおけるデジタル変換処理と、ＭＰＵ１５０Ｂのデータの取り込みとを同期させることができる。なお、ＣＳ信号の周波数は、ＡＳＩＣ１５０Ａ側のシステムクロックの周波数よりも一例として２倍〜８倍高い。
【０１３４】
また、制御部２７０は、生体信号の取得処理を行っているときに、ＡＤＣ１５１Ａから出力されるデジタル生体信号をレベルシフタ２８０に出力する。デジタル生体信号は、レベルシフタ２８０から端子１５２Ａを経てＭＰＵ１５０Ｂに出力される。また、制御部２７０は、レベルシフタ２８０及び端子１５２Ａを介して、ＭＰＵ１５０Ｂとの間でその他のコマンドやデータのやり取りを行う。
【０１３５】
レジスタ２７１は、ＡＤＣ１５１Ａから出力されるデジタル生体信号や、制御部２７０がＡＤＣ１５１Ａに出力するスタート信号やＣＳ信号等を保持するデータ保持部である。
【０１３６】
レベルシフタ２８０は、制御部２７０と端子１５２Ａとの間でデータやコマンド等の信号レベルの調整を行う。
【０１３７】
図６は、ＭＰＵ１５０Ｂの処理を示すタイミングチャートである。図６（Ａ）には、比較用のＭＰＵがデータｘ０〜ｘ７を取得した後に加算処理と平均化処理を行う場合のタイミングを示し、図６（Ｂ）には、ＭＰＵ１５０Ｂがデータｘ０〜ｘ７を取得する度に行う加算処理と、データｘ０〜ｘ７の加算値に対して行う平均化処理のタイミングを示す。
【０１３８】
ここで、データｘ０〜ｘ７はデジタル生体信号であり、図６（Ａ）、（Ｂ）における横軸は、時間を表す。
【０１３９】
図６（Ａ）に示すように、比較用のＭＰＵは、システムクロックに従ってデータｘ０〜ｘ７を順番に取得する。データｘ０〜ｘ７の各々を取得するのに必要な期間Ｔ０〜Ｔ７の長さは互いに等しい。また、期間Ｔ０〜Ｔ７の間の期間Ｔｓａは、取得したデータをメモリに転送する処理を行う期間である。比較用のＭＰＵは、データ８を取得してメモリに転送すると、期間ＴＡにおいてメモリからデータｘ０〜ｘ７を読み出し、次式（１）に従ってデータｘ０〜ｘ７の加算値Ａを求め、加算値Ａの平均値（Ａ／８）をさらに求める。
【０１４０】
【数１】
2020156872.tif 000003
【０１４１】
比較用のＭＰＵは、加算値Ａの平均値（Ａ／８）を求めると、データｘ０の取得から再び処理を開始し、図６（Ａ）に示す処理を繰り返し実行する。
【０１４２】
図６（Ｂ）に示すように、ＭＰＵ１５０Ｂは、期間Ｔ０〜Ｔ７の開始時にＣＳ信号がＨレベルからＬレベルに遷移するとＡＳＩＣ１５０Ａからデータｘ０〜ｘ７の各々を取得し、データｘ０〜ｘ７の各々を取得する度に、期間Ｔｓｂにおいて、次式（２）に従って加算処理を行う。加算処理では、データｘ０〜ｘ７が取得される度に前回の加算値Ａｎに加算される。
【０１４３】
【数２】
2020156872.tif 000004
【０１４４】
ただし、Ａ０＝０，ｎ＝０，１，２，・・・，７である。
【０１４５】
データｘ０〜ｘ７を取得した後の８つの期間Ｔｓｂでは、それぞれ、加算値Ａ１〜Ａ８が得られる。加算値Ａ８は、データｘ０〜ｘ７を加算した値である。なお、期間ＴＢの開始時は、次の期間Ｔ０の開始時であるため、ＭＰＵ１５０Ｂは、期間Ｔ０の開始時にＣＳ信号がＨレベルからＬレベルに遷移するとＡＳＩＣ１５０Ａからデータｘ０を取得する。
【０１４６】
ＭＰＵ１５０Ｂは、データ８を取得して加算値Ａ８を求めると、その次の期間ＴＢにおいて加算値Ａ８の平均値（Ａ８／８）を求める。
【０１４７】
このように、ＭＰＵ１５０Ｂは、データｘ０〜ｘ７を取得した後の８つの期間Ｔｓｂにおいて、式（２）に従って加算する加算処理を行う。ここで、図６（Ｂ）の期間Ｔｓｂと、図６（Ａ）の期間Ｔｓａとは、ともにＭＰＵ１５０Ｂがバックグラウンドで処理する際に割り込み処理ができるようにタスクの間を空けておく時間である。このため、図６（Ｂ）の期間Ｔｓｂと、図６（Ａ）の期間Ｔｓａとは略等しい。
【０１４８】
そして、加算値Ａ８を求めた期間Ｔ７の次の期間ＴＢでは、加算値Ａ８の平均値（Ａ８／８）を求めるだけであるため、図６（Ａ）に示す期間ＴＡに比べて期間ＴＢを大幅に短くすることができる。
【０１４９】
図６（Ａ）に示す処理を比較用のＭＰＵを含む貼付型生体センサが行う場合の消費電力と、図６（Ｂ）に示す処理を貼付型生体センサ１００が行う場合の消費電力とをシミュレーションによって求めたところ、６．１ｍＡから５．８ｍＡに低減できることが分かった。
【０１５０】
これは、例えば、比較用のＭＰＵを含む貼付型生体センサと貼付型生体センサ１００とで同一の電池１６０を用いた場合に、連続使用可能時間が約３３時間から約４０時間に延びたことに相当する。貼付型生体センサ１００は、消費電力が比較用のＭＰＵを含む貼付型生体センサよりも少ないため、連続使用可能時間が約２割延びるという結果が得られた。
【０１５１】
以上のように加算値Ａ８の平均値（Ａ８／８）が求まると、ＭＰＵ１５０Ｂの主制御部１５１Ｂは、加算値Ａ８の平均値（Ａ８／８）をメモリ１５０Ｃに転送して格納する。このように加算平均処理を行うのは、デジタル生体信号のノイズレベルを下げるため（Ｓ／Ｎ比を改善するため）である。
【０１５２】
図７は、生体信号として心電データを例としたＭＰＵ１５０Ｂの処理を示すフローチャートである。図７のフローチャートは、ＭＰＵ１５０Ｂがデジタル心電データの記録を開始してから終了するまでの処理であり、一例として２４時間にわたって繰り返し実行される。
【０１５３】
処理がスタートすると、主制御部１５１Ｂは、心電データの取得処理をＡＳＩＣ１５０Ａに開始させるコマンドを出力する（ステップＳ１）。ＡＳＩＣ１５０Ａは、ＡＤＣ１５１Ａにデジタル変換処理を開始させる。
【０１５４】
演算部１５３Ｂは、ｎ＝０に設定する（ステップＳ２）。
【０１５５】
演算部１５３Ｂは、ＣＳ信号に従ってＡＳＩＣ１５０Ａからデジタル心電データを取り込む（ステップＳ３）。
【０１５６】
演算部１５３Ｂは、式（２）に従って加算処理を行う（ステップＳ４）。
【０１５７】
演算部１５３Ｂは、ｎが７以上であるかどうかを判定する（ステップＳ５）。
【０１５８】
演算部１５３Ｂは、ｎが７以上ではない（Ｓ５：ＮＯ）と判定すると、ｎをインクリメントする（ステップＳ６）。
【０１５９】
演算部１５３Ｂは、ステップＳ５でｎが７以上である（Ｓ５：ＹＥＳ）と判定すると、加算値Ａ８の平均値（Ａ８／８）を求める（ステップＳ７）。
【０１６０】
演算部１５３Ｂは、平均値（Ａ８／８）をメモリ１５０Ｃに格納する（ステップＳ８）。
【０１６１】
主制御部１５１Ｂは、デジタル心電データの記録を開始してから２４時間が経過したかどうかを判定する（ステップＳ９）。
【０１６２】
主制御部１５１Ｂは、２４時間が経過していない（Ｓ９：ＮＯ）と判定すると、フローをステップＳ２にリターンする。
【０１６３】
一方、主制御部１５１Ｂは、２４時間が経過した（Ｓ９：ＹＥＳ）と判定されると、心電データの取得処理を終了させるコマンドをＡＳＩＣ１５０Ａに送信する（ステップＳ１０）。ＡＳＩＣ１５０Ａは、ＡＤＣ１５１Ａにデジタル変換処理を終了させる。このため、ＡＳＩＣ１５０Ａは、心電データの取得処理を開始させるコマンドを受信してから、心電データの取得処理を終了させるコマンドを受信するまで、デジタル変換処理を行い続けることになる。ＭＰＵ１５０Ｂは、心電データの取得処理を開始させるコマンドをＡＳＩＣ１５０Ａに送信してから、心電データの取得処理を終了させるコマンドをＡＳＩＣ１５０Ａに送信するまで、デジタル心電データの平均値を求め、メモリ１５０Ｃに格納する処理を行い続ける。
【０１６４】
上述の処理により、２４時間にわたってデジタル心電データの合計値が求められ、平均化処理が行われ、メモリ１５０Ｃに格納される。
【０１６５】
以上のように、実施の形態では、ＡＳＩＣ１５０Ａが生体信号として例えば、心電データの取得処理を行い、アナログ心電データを取得し、デジタル心電データにデジタル変換する。ＭＰＵ１５０Ｂは、主に、ＡＳＩＣ１５０Ａから出力されるデジタル心電データの加算処理（ステップＳ４）と、平均値の取得処理（ステップＳ７）と、平均値をメモリ１５０Ｃに格納する処理（ステップＳ８）を行う。
【０１６６】
このように、アナログ生体信号を取得する処理とデジタル変換処理をＡＳＩＣ１５０Ａが行うため、ＭＰＵ１５０Ｂの演算処理能力はそれほど高くなくてよい。また、ＡＳＩＣ１５０Ａは、ＭＰＵ１５０Ｂに圧倒的に安価である。
【０１６７】
したがって、使い捨て型に適した貼付型生体センサ１００を提供することができる。使い捨てとは、繰り返し利用せずに１度のみ使用することである。貼付型生体センサ１００の利用者は、心電波形の測定を終えた後に貼付型生体センサ１００を廃棄する。
【０１６８】
また、使い捨て型に適しているとは、経済的な側面では、貼付型生体センサ１００を１度のみ使用するという前提条件の下で、貼付型生体センサ１００の利用者が取得した心電波形を表すデータを医療機関に渡して医師の診断の診断結果を取得し、取得した診断結果を利用者に提供する業者が利用者から支払われる利用料によって、十分に支払い可能な金額で作製できることをいう。
【０１６９】
また、使い捨て型に適しているとは、構成な側面では、難しい分解処理を必要とせず、例えば、電池１６０を取り外す程度の利用者にとって簡単で安全な分解処理によって、廃棄可能な状態にできることをいう。貼付型生体センサ１００は、カバー１７０を基材層１２０から剥がせば、電池１６０を容易に取り外すことができるように構成されている。
【０１７０】
また、貼付型生体センサ１００では、データｘ０〜ｘ７を取得した後の８つの期間Ｔｓｂにおいて式（２）に従って加算処理を行い、データｘ０〜ｘ７の加算値Ａ８を得た後の期間ＴＢでは、加算値Ａ８の平均値（Ａ８／８）を求めるだけであるため、加算値の平均値を得るための処理時間を短縮でき、消費電力を低減することができる。
【０１７１】
また、貼付型生体センサ１００は、ＭＰＵ１５０Ｂが図６（Ｂ）に示す加算値Ａｎ＋１を求め、加算値Ａ８の平均値（Ａ８／８）を求めている間は、ＭＰＵ１５０Ｂのシステムクロックの周波数は、ＡＤＣ１５１Ａのサンプリング周波数と等しい４ＭＨｚに低下される。このことによっても、消費電力を低減することができる。
【０１７２】
なお、以上では、ＭＰＵ１５０Ｂが加算値の平均値を求める際の加算値のデータ数が８つである形態について説明したが、加算値の平均値を求める際の加算値のデータ数は、２以上であれば幾つであってもよい。
【０１７３】
以上、本発明の例示的な実施の形態の貼付型生体センサについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０１７４】
１００  貼付型生体センサ
１１０  感圧接着層
１２０  基材層
１３０  回路部
１４０  プローブ
１５０  電子装置
１５０Ａ  ＡＳＩＣ
１５０Ｂ  ＭＰＵ
１５０Ｃ  メモリ
１５０Ｄ、１５０Ｅ  バス
１５１Ａ  ＡＤＣ
１５１Ｂ  主制御部
１５２Ｂ  切替設定部
１５３Ｂ  演算部
１５４Ｂ  メモリ
１６０  電池
【図１】
2020156872.tif 000005
【図２】
2020156872.tif 000006
【図３】
2020156872.tif 000007
【図４】
2020156872.tif 000008
【図５】
2020156872.tif 000009
【図６】
2020156872.tif 000010
【図７】
2020156872.tif 000011