(57)【要約】      （修正有）【課題】ばね定数を小さくした蔓巻バネ、コネクタ、電極及び電位計を提供する。【解決手段】電位計は、電極と演算装置とモニタとを備え、前記電極は蔓巻バネを備え、前記蔓巻バネは軸方向に５０％以上圧縮するまで、ばね定数が２．０ｇｆ／ｍｍ以下であることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に５０％以上圧縮するまで、ばね定数が２．０ｇｆ／ｍｍ以下である、蔓巻バネ。
【請求項２】
外径が均一でなく、少なくとも一部で、同位相の隣り合う部分同士が軸方向に重なり合わないように巻回される、請求項１に記載の蔓巻バネ。
【請求項３】
軸方向両端付近よりも軸方向中心付近でピッチが大きくなるように巻回された、請求項１または２に記載の蔓巻バネ。
【請求項４】
略一定の外径を有する筒部を、軸方向の両端に有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蔓巻バネ。
【請求項５】
請求項４に記載の蔓巻バネであり、導電性とした蔓巻バネと、
該蔓巻バネ両端の筒部のそれぞれに嵌合する、第１の端子及び第２の端子と、を備えるコネクタ。
【請求項６】
前記第１の端子に接続され、前記蔓巻バネの軸方向に延びる支柱をさらに備える、請求項５に記載のコネクタ。
【請求項７】
前記第２の端子が筒状であり、前記支柱が該第２の端子に挿入されている、請求項６に記載のコネクタ。
【請求項８】
前記支柱が、前記第１の端子と絶縁されている、請求項６または７に記載のコネクタ。
【請求項９】
複数の、請求項５〜８のいずれか一項に記載のコネクタと、
それぞれのコネクタの第１または第２の端子を固定した基板と、を備える電極。
【請求項１０】
前記基板を複数備える、請求項９に記載の電極。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の電極と、
該電極のコネクタの第１の端子が受け取った信号を演算処理して、該第１の端子の接触面の電位分布を計算する演算装置と、
該演算装置が計算した電位分布を表示するモニタと、を備える電位計。
【請求項１２】
電極と演算装置とモニタとを備え、
前記電極は蔓巻バネを備え、
前記蔓巻バネは軸方向に５０％以上圧縮するまで、ばね定数が２．０ｇｆ／ｍｍ以下であることを特徴とする電位計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ばね定数を小さくした蔓巻バネ、該蔓巻バネと端子とを備えるコネクタ、該コネクタと基板とを備える電極、及び該電極と演算装置とモニタとを備える電位計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
心電計によって患者の体表面の電位等を測定する際には、一般に測定装置の基板から延びる多数の端子を、患者の体表面上に接触させる必要がある。ここで患者の体表面には凹凸があり、また患者によって体表面の形状は異なる。そして、端子と基板とを一般的なリード線で接続すると、患者の体表面の形状に合わせて端子と基板との間の距離を変えることができないために、多数の端子を患者の体表面に接触させることは困難であった。また、端子とリード線との接合部やリード線と基板との接合部が使用時に切断するおそれがあった。
【０００３】
そこで、例えば特許文献１では、端子と基板とを圧縮バネで接続する技術が提案されている。この技術によれば、端子を患者の体表面に押圧することで圧縮バネを伸縮させて、端子と基板との距離を変えることで、多数の端子を患者の体表面に接触させることが容易となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１７７６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような圧縮バネでは、圧縮バネのばね定数を小さくすることが難しく、そのため、端子を患者の体表面に接触させる際に患者に大きな力が加わり、患者が受ける負担が大きかった。
【０００６】
この発明は、このような課題を解決することを目的とするものであって、ばね定数を小さくした蔓巻バネ、コネクタ、電極及び電位計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の蔓巻バネは、軸方向に５０％以上圧縮するまで、ばね定数が２．０ｇｆ／ｍｍ以下であることを特徴とする。
この蔓巻バネのばね定数は、従来の圧縮バネのばね定数に比して小さく、小さな力で大きなストロークを得ることができる。
【０００８】
そして、本発明の蔓巻バネは、外径が均一でなく、少なくとも一部で、同位相の隣り合う部分同士が軸方向に重なり合わないように巻回することが好ましい。
この場合には、同位相の隣り合う部分同士が、軸方向で互いに接触することがないため、圧縮時に、軸方向に垂直な同一平面上に複数周回分のバネを位置させることができ、これにより密着高さを小さくすることができる。
【０００９】
また、本発明の蔓巻バネは、軸方向両端付近よりも軸方向中心付近でピッチが大きくなるように巻回されることが好ましい。
この場合には、蔓巻バネのばね定数をさらに小さくし、かつばね定数を略一定とすることができる。
【００１０】
ここで、本発明の蔓巻バネは、略一定の外径を有する筒部を、軸方向の両端に有することが好ましい。
この場合には、筒部の内径とほぼ同じ外径を有する大きな棒状の部材（例えば端子）を、蔓巻バネが開く方向に回しながら該筒部の内側に挿入したり、筒部の外径とほぼ同じ内径を有する筒状の部材を、蔓巻バネが閉じる方向に回しながら該筒部の外側に嵌合させたりすることで、蔓巻バネの筒部に部材を、簡便かつ強固に固定させることができる。
【００１１】
次に、本発明のコネクタは、本発明の蔓巻バネであり、導電性とした蔓巻バネと、該蔓巻バネ両端の筒部のそれぞれに嵌合する、第１の端子及び第２の端子とを備えることを特徴とする。
このコネクタによれば、第１の端子と第２の端子との間の距離を大きく変えながら、電気信号を安定して伝達することができる。
【００１２】
また、本発明のコネクタは、前記第１の端子に接続され、前記蔓巻バネの軸方向に延びる支柱をさらに備えることが好ましい。
この場合には、コネクタの蔓巻バネがバックリング（胴曲がり）することを抑制することができる。
【００１３】
ここで、本発明のコネクタは、前記第２の端子が筒状であり、前記支柱が該第２の端子に挿入されていることが好ましい。
この場合には、第２の端子を筒状とすることで支柱を挿入させ、蔓巻バネの圧縮時に第２の端子と支柱とが衝突することを防止することができ、また、第２の端子の熱容量を小さくして、第２の端子の基板等へのハンダ付けを容易とすることができる。
【００１４】
ここにおいて、本発明のコネクタは、前記支柱が、前記第１の端子と絶縁されていることが好ましい。
支柱と第２の支柱とが接触したときに、電流の流れは２系統となることで合成抵抗が変化してノイズが発生するおそれがあるが、支柱を第１の端子と絶縁することで、このようなノイズの発生を防止することができる。
【００１５】
そして、本発明の電極は、多数の本発明のコネクタと、それぞれのコネクタの第２の端子を固定した基板と、を備えることを特徴とする。
この電極によれば、凹凸がある面に対して、多数の第１の端子を容易に接触させることができるとともに、該面が接触時に受ける力を小さくすることができる。
【００１６】
ここで、本発明の電極は、前記基板を複数備えることが好ましい。
この場合には、それぞれの基板が、第１の端子の接触面に対して独立に変位することで、基板間で蔓巻バネの変形量に大きな差がなくなるとともに、蔓巻バネのストロークを必要以上に大きくしなくても、各基板に固定したコネクタの第１の端子を、接触面の凹凸に追従させることができる。
【００１７】
また、本発明の一の電位計は、本発明の電極と、該電極のコネクタの第１の端子が受け取った信号を演算処理して、該第１の端子の接触面の電位分布を計算する演算装置と、該演算装置が計算した電位分布を表示するモニタと、を備えることを特徴とする。
この電位計によれば、患者が電極から受ける力を小さなものとしつつ、患者の体表面の多数箇所の電位を、精度良く測定して確認することができる。
【００１８】
そして、本発明の他の電位計は、電極と演算装置とモニタとを備え、前記電極は蔓巻バネを備え、前記蔓巻バネは軸方向に５０％以上圧縮するまで、ばね定数が２．０ｇｆ／ｍｍ以下であることを特徴とする。この電位計によれば、患者が電極から受ける力を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の蔓巻バネ、コネクタ、電極及び電位計によれば、小さな力で大きなストロークを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態の蔓巻バネを示す正面図である。
【図２】図１に示す蔓巻バネの左側面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明に係る蔓巻バネ及び従来の一般的な圧縮バネの、軸方向への圧縮量と、バネに負荷された荷重との関係を示す図である。図３（ｂ）は、本発明に係る蔓巻バネの軸方向への圧縮量とばね定数との関係を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の蔓巻バネを示す正面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の蔓巻バネを示す正面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態の蔓巻バネを示す正面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態のコネクタを示す正面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態のコネクタを示す断面正面図である。
【図９】本発明の一実施形態の電極の断面正面図である。
【図１０】図９に示す電極の底面図である。
【図１１】本発明の一実施形態の電位計を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を例示説明する。
図１及び２に示すように、本発明の第１の実施形態の蔓巻バネ１は、その軸方向の一端１ａから軸方向中心１ｂに向かって外径が次第に増加し、軸方向中心１ｂから他端１ｃに向かって外径が次第に減少している。
【００２２】
そして、蔓巻バネ１は、同位相の隣り合う部分同士、例えば図１及び２に１ｄ及び１ｅで示す部分は、軸方向に重なり合わないように巻回されている。
【００２３】
以下蔓巻バネ１の形状について詳細に説明する。図２に示すように、軸方向中心Ｏと図２の下方とを結ぶ直線Ｌ１とし、軸方向中心Ｏと、蔓巻バネ１のある部分１ｄとを結ぶ直線をＬ２とする。１ｄの位相は、Ｌ１とＬ２とがなす角度θで示される。従って、１ｄと同位相と隣り合う部分１ｅは、Ｌ２の延長線上で１ｄのバネ１周回分外側の部分である。
この図２で、１ｄと１ｅとの間に共通する領域は無く、１ｄと１ｅとは軸方向に重なり合っていない。
なお、このような蔓巻バネ１は、軸方向にわたる外径の増加量、バネのピッチ角、線径等を適宜調整することで製造できる。
【００２４】
次に、図３（ａ）に、蔓巻バネ１及び従来の一般的な圧縮バネの、軸方向への圧縮量（ｍｍ）と、バネに負荷された荷重（ｇｆ）との関係を示す。また図３（ｂ）に、蔓巻バネ１の軸方向への圧縮量（ｍｍ）と、蔓巻バネ１のばね定数（ｇｆ／ｍｍ）との関係を示す。
なお、蔓巻バネ１はリン青銅で構成され、図１に示す自然長ｌｏは６０ｍｍ、最大外径ｄ１は８ｍｍ、最小外径ｄ２は３ｍｍ、線径（直径）は０．３ｍｍである。
一方、測定に用いた従来の圧縮バネはステンレス線ＳＵＳ３０４−ＷＰＢで構成され、自然長は１４ｍｍ、外径は１．０６ｍｍ、線径（直径）は０．１ｍｍである。
【００２５】
図３（ａ）から、蔓巻バネ１は、従来の圧縮バネに比して、ばね定数（曲線の傾き）が大幅に小さくなっていること、及び圧縮量（ストローク）を大きくできることがわかる。そして、図３（ｂ）から、蔓巻バネ１は、軸方向の圧縮量が５０％（ここで示す例では３０ｍｍ）以上となるまで（図に示す仮想線の左側の領域で）、ばね定数が２．０ｇｆ／ｍｍ以下であることがわかる。
なお、図３（ｂ）から理解されるように、ばね定数は１．５ｇｆ／ｍｍ以下であっても良い。この構成によれば、蔓巻バネをより小さな力で圧縮できる。
また、蔓巻バネを心電計の電極として使用する際には、軸方向に８０％以上圧縮するまでばね定数が２．０ｇｆ／ｍｍ以下であることが、患者に対する負担を小さくする上でより好ましい。
【００２６】
以下、本実施形態の蔓巻バネ１が従来の圧縮バネよりも、ばね定数を小さくすることができ、ストロークを大きくすることができる理由について説明する。上述したように、蔓巻バネ１は、同位相の隣り合う部分同士が軸方向に重なり合わないように巻回されている。そのため蔓巻バネ１の圧縮時に、同位相の隣り合う部分同士は、軸方向に直交する同一平面上に位置することができる。これにより、蔓巻バネ１の圧縮代が大きくなり、ばね定数を小さくすることができるとともに、ストロークを大きくすることができる。
【００２７】
また、図１に示すように、蔓巻バネ１は、軸方向両端付近よりも、軸方向中心付近でピッチが大きくなるように巻回されている。このように蔓巻バネ１のピッチを調整することで、図３（ｂ）に示すように、ばね定数をさらに小さくし、かつ広いストロークの範囲にわたってばね定数を略一定とすることができる。
【００２８】
なお、図１及び２に示すような樽型のバネに変えて、図４に示すような円錐型のバネや、図５に示すひょうたん型のバネを用いた場合にも、同位相の隣り合う部分同士が軸方向に重なり合わないようにバネを巻回することで、ばね定数を小さくし、ストロークを大きくすることができる。
【００２９】
ここまで説明した蔓巻バネは、外径が均一でなく、少なくとも一部で、同位相の隣り合う部分同士が軸方向に重なり合わないように巻回することで、ばね定数を、従来の圧縮バネのばね定数に比して小さくしている。なお、他の方法によっても、蔓巻バネのばね定数を小さくすることができ、例えば、蔓巻バネの材質、外径、及びまたはピッチ等を調整することのみでも、ばね定数を小さくすることができる。
【００３０】
図６に、本発明の他の実施形態の蔓巻バネ１１を示す。蔓巻バネ１１は、軸方向の両端に、略一定の外径を有する筒部１１ａ、１１ｂを有する点を除いて、蔓巻バネ１と同じ構成である。また、筒部１１ａ、１１ｂは、その他の部分よりも小さなピッチでバネが巻回されている。
なお図示はしないが、上述した筒部を、蔓巻バネ１１の軸方向の一端のみに設けることもできる。また、図４または図５に示すバネの両端に、上述した筒部を設けた場合にも、後述する作用効果を発揮することができる。
【００３１】
筒部１１ａ、１１ｂの内側には、端子２１のような、筒部１１ａ、１１ｂの内径とほぼ同じ外径を有する、端子等の棒状の部材を嵌合させることができる。なお、棒状の部材が嵌合した蔓巻バネに、軸方向の力を加えた場合、該筒部はほとんど軸方向に変形しない。したがって、蔓巻バネが軸方向の少なくとも一端に筒部を有する場合、筒部を除いた部分が５０％以上圧縮するまで、ばね定数が２．０ｇｆ／ｍｍ以下である蔓巻バネを、本発明に係るバネと定義する。
以下、筒部１１ａの内側に端子２１を嵌合させる方法について説明する。なお説明は省略するが、筒部１１ｂにも同様の方法で端子を嵌合させることができる。
【００３２】
端子２１の基底部２１ａの外径ｄ４は、筒部１１ａの内径ｄ３とほぼ同じであるため、端子２１を筒部１１ａへ単純に押し込んでも、端子２１は筒部１１ａ内に挿入されにくい。ところが、図６に示すように、端子２１をその軸周りに、筒部１１ａを拡径させる方向に回転させながら、端子２１を筒部１１ａへ押し込むと、筒部１１ａの内径が拡がり、小さな力でも端子２１を筒部１１ａ内に挿入させることができる。
そして、端子２１の基底部２１ａよりも先端側の部分は、基底部２１ａよりも外径が多くなるように形成されている。これにより、端子２１を基底部２１ａの長さ分だけ筒部１１ａに挿入させることができる。
【００３３】
図７のように、端子２１が筒部１１ａ内に挿入されている時には、拡径している筒部１１ａが、弾性により元の外径に戻ろうとするため、端子２１は筒部１１ａから、径方向内側に締付ける力を受ける。そして、端子２１を筒部１１ａから抜き取る方向に引っ張ると、蔓巻バネ１１の弾性力が逆方向に作用する。これらの力によって、端子２１を筒部１１ａから抜き取る方向に単純に引っ張っても、端子２１は筒部１１ａから抜けにくい。
端子２１を筒部１１ａから外す際には、端子２１をその軸周りに、筒部１１ａを縮径させる方向（押し込む時とは逆方向）に回転させながら、端子２１を筒部１１ａから引き抜くことで、小さな力でも端子２１を筒部１１ａから取り外すことができる。
【００３４】
このように端子２１を筒部１１ａの内側に嵌合させることで、ハンダや接着剤等を用いて固定する場合と比較して、端子２１の着脱・交換を簡便に行うことができる。
また、上述した実施形態では、端子２１の外周面を滑らかに形成しているが、外周面をねじ切りして、端子２１の着脱・交換をさらに容易とすることもできる。
【００３５】
また図示はしないが、筒部１１ａの外径とほぼ同じ内径を有する筒状の部材を、筒部１１ａの外側に嵌合させることもできる。この場合には、該筒状の部材を、蔓巻バネ１１が閉じる方向に回しながら筒部１１ａを押し込むことで、筒部１１ａの外径が狭まり、小さな力で該筒状の部材を筒部１１ａの外側に嵌合させることができる。
【００３６】
図７に、本発明の第１の実施形態のコネクタ１０１を示す。このコネクタ１０１は、図６に示す蔓巻バネ１１を導電性とし、蔓巻バネ１１両端の筒部１１ａ、１１ｂの内側に、第１の端子２１、第２の端子３１をそれぞれ、上述した方法で嵌合させたものである。また、第２の端子３１の根本付近の外周面上には、第２の端子３１を基板に固定するための固定部材３２が取り付けられている。
なお図示はしないが、本発明に係る蔓巻バネの一端の筒部に第１の端子２１を嵌合させ、該蔓巻バネの他端に第２の端子を、ハンダまたは他の方法で固定して、コネクタを構成することもできる。また、本発明に係る蔓巻バネの両端それぞれに、第１の端子及び第２の端子を、ハンダまたは他の方法で固定して、コネクタを構成することもできる。
【００３７】
ここで蔓巻バネ１１を導電性とするため、蔓巻バネ１１は一般に金属で構成され、電気特性上リン青銅（銅合金）を使用することが好ましい。また、蔓巻バネ１１を導電性樹脂や炭素等で構成することもできる。
また、第１の端子２１及び第２の端子３１も同様に、金属、導電性樹脂、炭素等で構成することができる。そして端子に抗菌効果や防汚効果等を持たせるために、いずれかまたは両方の端子が酸化チタン等の光触媒を含むことがより好ましい。なお、第１の端子２１または第２の端子３１にメッキ処理を施して構成することもできる。
ところで、このコネクタ１０１を心電計の電極として用いる場合、第１の端子２１の先端部の形状は、図７のような半球とすることができるが、先端部の形状を三角錐、円錐、王冠型、平面型、カップ型、ダイヤモンド（多角形）型とすることができ、ポイントで接触することもできる。また先端部を平坦化することもできる。
【００３８】
このコネクタ１０１は、蔓巻バネ１１が導線として機能し、第１の端子２１と、第２の端子３１との間で電気信号を伝達する。そしてストロークの大きな蔓巻バネ１１を伸縮させることで、第１の端子と第２の端子との間の距離を大きく変えることができる。
また、蔓巻バネ１１の伸縮状態に関わらず、第１の端子２１及び第２の端子３１は、蔓巻バネ１１の筒部１１ａ、１１ｂとそれぞれ強固に嵌合するため、コネクタ１０１は電気信号を安定して伝達することができる。
【００３９】
図８に、本発明の第２の実施形態のコネクタ１１１を示す。このコネクタ１１１は、第１の端子２１に接続され、蔓巻バネ１１の軸方向に延びる支柱４１を備える点を除いて、図７に示すコネクタ１０１と同様である。
蔓巻バネ１１は、ばね定数が小さいため、軸方向に垂直な各方向に曲がりやすく、バックリング（胴曲がり）を起こしやすい。第１の端子２１と第２の端子３１とを接続する支柱４１を設けることで、このようなバックリングの発生を抑制することができる。
【００４０】
ここで、支柱４１が蔓巻バネ１１の軸方向の伸縮を妨げないようにするため、支柱４１と、第１の端子２１または第２の端子３１とを摺動可能とすることができる。図８に示す実施形態では、第２の端子３１を筒状とし、支柱４１を第２の端子３１の内部に挿入して、支柱４１が第２の端子３１に対して摺動できるように構成している。
このように第２の端子３１を筒状として厚みを薄くすることで、第２の端子３１の熱容量は小さくなり、加熱により温度が上昇しやすくなる。これにより、第２の端子３１の基板３３へのハンダ付けを容易とすることができる。
【００４１】
図８のように、コネクタ１１１に支柱４１を設けた場合、第１の端子２１と、第２の端子３１とは、蔓巻バネ１１及び支柱４１で接続される。蔓巻バネ１１は導電性であるため、支柱４１も導電性とすると、支柱４１と第２の端子３１とが接触したときに、電流の流れが２系統となって合成抵抗が変化し、ノイズの原因となる。そこで、図８に示すように、支柱４１と第１の端子２１との間に絶縁体５１を介在させて、支柱４１を第１の端子２１と絶縁させることで、このようなノイズの発生を防止することができる。なお、支柱４１自体を絶縁体とすることでもノイズの発生を防止することができる。
【００４２】
図９及び１０に、本発明の一実施形態の電極２００を示す。電極２００は箱形のカバー２０１で覆われている。図９に示すように、カバー２０１の内部には、複数のコネクタ１１１と、それぞれのコネクタ１１１の第２の端子３１がハンダ接続される基板３３とが、コネクタ１１１同士が互いに触れ合わないように設けられている。カバー２０１の底面には、各コネクタ１１１の第１の端子２１をカバー２０１から突出させるための開口部２０３が設けられている。
また、基板３３及びカバー２０１の底面は複数、例えば図９及び１０に示すように、６つ（長手方向３列、幅方向２列）のセグメントに分割されている。このように各セグメントの基板３３及びカバー２０１を、それぞれ独立に変位できるように構成することで、電極２００の接触面５００に大きな凹凸が存在する場合に、各セグメントの変位により凹凸の大部分を吸収し、各セグメントのそれぞれのコネクタ１１１の蔓巻バネ１１は細かな凹凸のみを吸収すればよくなる。これにより、セグメント間で蔓巻バネ１１の変形量に大きな差がなくなるとともに、蔓巻バネ１１のストロークを必要以上に大きくしなくても、それぞれのコネクタ１１１の第１の端子２１を、接触面５００の凹凸に追従させることができる。
【００４３】
またこの実施形態では、カバー２０１の底面のそれぞれのセグメントからは、１６個（長手方向４列、幅方向４列）のコネクタ１１１の第１の端子２１が、開口部２０３から突出している。従って電極２００は、９６箇所（６×１６）から入力信号を受け取ることができる。なお、セグメント数、各セグメント内のコネクタ数は上記数値に限定されない。
【００４４】
各コネクタ１１１の第１の端子２１に入力された電気信号は、蔓巻バネ１１を経て、第２の端子３１とハンダで接続された基板３３に伝達される。そして基板３３に集められた多数の入力信号は、例えば、図９に示される、カバー２０１の上面を貫通するケーブル２０２によって、各種機器に伝達される。
【００４５】
図１０に示すように、電極２００から突出する各コネクタ１１１の第１の端子２１はそれぞれ、蔓巻バネ１１の軸方向に伸縮することができる。そのため、電極２００を、電位等を計測しようとする接触面４００に押し当てることで、接触面４００に凹凸があったり、接触面４００が動いたりしても、多数のコネクタ１１１のそれぞれの第１の端子２１は、接触面４００に接触し続けることができる。
【００４６】
また、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、蔓巻バネ１１のばね定数は非常に小さいため、接触面４００の形状に合わせて蔓巻バネ１１が収縮した際に、各コネクタ１１１の第１の端子２１が接触面４００に及ぼす力は非常に小さい。例えば電極２００を心電計の電極として用いる場合には、図１１のように、電極２００を患者の胸部の上に載せる。ここで電極２００の重量を１ｋｇとすると、各コネクタ１１１のそれぞれの第１の端子２１は、患者の体表面から、約１０ｇｆ（１０００ｇｆ／９６）の力を受ける。蔓巻バネ１１のばね定数は非常に小さいため、このような小さな力でも蔓巻バネ１１は大きく変形する。そのため、各コネクタ１１１の第１の端子２１のそれぞれを、凹凸がある患者の体表面に接触させることができる。
一方、患者は、電極２００から突出する第１の端子２１のそれぞれから、合計１ｋｇｆの力を受けることとなるが、この位の力であれば、一般に患者が受ける負担は少ない。
【００４７】
従って、本実施形態の電極を心電計に用いることで、患者に大きな負担を掛けることなく、患者の体表面の多数の位置の電位を計測することができる。
【００４８】
なお、上述した実施形態の電極はあくまで例示であり、電極が、軸方向に５０％以上圧縮するまで、ばね定数が２．０ｇｆ／ｍｍ以下である蔓巻バネを有することで、本発明に係る、小さな力で大きなストロークを得ることが可能な電極を実現することができる。
【００４９】
図１１に、本発明の一実施形態の電位計３００を示す。ここで示す実施形態では心電計として用いられる電位計３００は、図９及び１０に示す電極２００と、電極２００のコネクタ１１１の第１の端子２１が受け取り、ケーブル２０２を通じて伝達される信号を演算処理して、第１の端子２１の接触面の電位分布を計算する演算装置３０１と、演算装置３０１が計算した電位分布を表示するモニタ３０２とを備える。
【００５０】
この電位計３００を用いて、仰臥した患者５００の胸部表面の電位分布を計測することができる。計測に当り、電極２００は胸部の上に設置される。ここで、電極２００の上面に力を加えて電極２００を患者５００の胸部に押し付けることはせずに、患者５００の胸部には電極２００の自重のみが負荷されるようにすることで、患者の負担を小さくすることができる。
【００５１】
一般に患者の胸部には、胸のふくらみや筋肉等による凹凸が存在するが、電極２００が備える各コネクタ１１１の蔓巻バネ１１は、電極２００の自重により、患者の胸部の凹凸形状に合わせて収縮し、各コネクタ１１１の第１の端子２１のそれぞれを患者の胸部に接触させる。
【００５２】
以上のようにして、電極２００は、患者５００の体表面上の多数の位置から、電気信号を受け取ることができる。
【００５３】
電極２００の第１の端子２１が受け取った電気信号は、ケーブル２０２を経て演算装置３０１へ伝達される。演算装置３０１は、受け取った電気信号から、患者４００の胸部表面の電位分布図を作成する。該電位分布図はモニタ３０２に出力され、医師の診察等に利用される。
【００５４】
なお、上述した実施形態の電位計はあくまで例示であり、電位計が、軸方向に５０％以上圧縮するまで、ばね定数が２．０ｇｆ／ｍｍ以下である蔓巻バネを有する電極を備えることで、本発明に係る、患者が電極から受ける力を小さくした電位計を実現することができる。また、本発明に係る電位計は、演算装置とモニタと電極とを一体構成とすることもできる。
【符号の説明】
【００５５】
１  蔓巻バネ
１ａ  一端
１ｂ  軸方向中心
１ｃ、１ｄ  一部分
２  幅方向
１１  蔓巻バネ
１１ａ、１１ｂ  筒部
２１  第１の端子
２１ａ  基底部
３１  第２の端子
３２  固定部材
３３  基板
４１  支柱
５１  絶縁体
１０１、１１１  コネクタ
２００  電極
２０１  カバー
２０２  ケーブル
２０３  開口部
３００  電位計
３０１  演算装置
３０２  モニタ
４００  接触面
５００  患者
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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