(57)【要約】【課題】装着時の負荷が小さく、高品質の生体信号を安定して得ることができる生体電極を提供する。【解決手段】生体電極は、導電性の多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に良導性材料もしくは不分極材料が固定された非導電性の多孔質体からなる生体信号受信部１０と、生体信号受信部１０と電気的に接続されたコネクタ部１２と、生体と接触する面と反対側の生体信号受信部１０の面を覆う水分蒸発抑制用覆い１１とを備える。生体信号受信部１０には、電解質溶液または非電解質液体１４を含浸させる。【選択図】  図２
2014226367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に良導性材料もしくは不分極材料が固定された非導電性の多孔質体からなる生体信号受信部と、
この生体信号受信部と電気的に接続されたコネクタ部と、
生体と接触する面と反対側の前記生体信号受信部の面を覆う水分蒸発抑制用覆いとを備えることを特徴とする生体電極。
【請求項２】
請求項１記載の生体電極において、
さらに、前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体によって湿気を与える湿気補充機構を備え、
前記湿気補充機構は、前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体を補充するため前記水分蒸発抑制用覆いに形成された開口部、または前記生体信号受信部と接するように設けられ、外部からの操作によって破ることが可能な電解質溶液もしくは非電解質液体の封入バッグであることを特徴とする生体電極。
【請求項３】
請求項１記載の生体電極において、
さらに、前記水分蒸発抑制用覆いの代わりに、前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体によって湿気を与える湿気補充機構を備え、
前記湿気補充機構は、前記生体信号受信部と接するように設けられ、電解質溶液もしくは非電解質液体を含浸させた吸水性保湿素材であることを特徴とする生体電極。
【請求項４】
請求項１記載の生体電極において、
さらに、前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体によって湿気を与える湿気補充機構を備え、
前記湿気補充機構は、
前記生体信号受信部の内部または表面付近に設けられた湿度センサーと、
前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体を供給するための輸液配管と、
前記湿度センサーが検出した湿度が所定の閾値以下となったときに、前記輸液配管を介して前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体を補充する手段とからなることを特徴とする生体電極。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の生体電極において、
さらに、前記生体信号受信部と接するように配置された導体板を備え、
前記コネクタ部は、前記生体信号受信部に接続される代わりに、前記導体板と電気的に接続されることを特徴とする生体電極。
【請求項６】
請求項５記載の生体電極において、
前記導体板は、不分極材料からなることを特徴とする生体電極。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の生体電極において、
前記生体信号受信部は、導電性高分子材料からなる多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に導電性高分子材料が固定された非導電性の多孔質体で構成されることを特徴とする生体電極。
【請求項８】
生体と接触する側に請求項１乃至７のいずれか１項に記載の生体電極が固定されたことを特徴とする衣類。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長時間の連続使用に適した生体電極、および生体電極が固定された衣類に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
心臓や脳などの組織から発生する電気信号（以下、生体信号）を検出する生体信号センシング装置は、電子部品の高集積化、省電力化により電池駆動が可能になり、身に着けて持ち運ぶことができ、常時生体信号を監視し続けることができるようになっている。また、常時身につけるために、直接体に接触する生体電極としては、ゲル状の粘着性を有する貼り付け型の医療用電極に代わって、衣類などの一部に設けられた導電性の布地を用いた電極が考えられている。このような導電性の布地からなる電極を使用することにより、人体に対する装着負荷を低減し、長期のモニタリングが可能となる（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Hanna Karhu，Lasse Hahto，Aki Halme，Taina Pola，“Kankaanpaa Unit - Projects The ECG-Shirt”，［２０１３年５月２１日検索］，インターネット＜http://www.ele.tut.fi/research/personalelectronics/kankaanpaa/projects/ECG/index.htm＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された導電性の布地からなる生体電極では、医療用の電解質ペーストを用いた湿式電極と比較して、入力信号の品質を高品質にすることが難しかった。以下、その理由について説明する。生体電極が人体の皮膚表面を介して生体信号を検出する場合、生体表面と生体電極との間には、図９に示すような信号伝達経路が形成されると考えられる。すなわち、生体内の信号源１００から測定装置入力端１０６までの間には、生体組織１０１、皮膚１０２、電解質溶液１０３、生体電極１０４、電極コネクタおよびケーブル１０５と、これらの要素の接する界面とが存在すると考えられる。なお、電解質溶液１０３には、汗が含まれる。生体電極１０４として医療用の電解質ペーストを用いた湿式電極を使用する場合には、信号源１００から測定装置入力端１０６までの間のインピーダンスを低減することができるが、生体電極１０４として導電性の布地からなる電極を使用する場合には、湿式電極と比較してインピーダンスが上昇し、生体信号の品質が低下する。その詳細を以下に示す。
【０００５】
信号源１００から測定装置入力端１０６までの間の要素を電気的な等価回路で表すと、図１０に示すようになる。生体組織抵抗１１１は、対象とする生体信号源１００から皮膚１０２の表面までの生体組織の抵抗成分である。抵抗成分１１３と容量成分１１２は、生体の皮膚１０２が形成する接触インピーダンスに相当し、皮膚１０２の抵抗率と、皮膚１０２に接する生体電極１０４の面積や接触圧に依存して決まる。容量成分１１４は、生体電極１０４と皮膚１０２との界面に存在する電気二重層容量である。抵抗成分１１５は、生体電極１０４の分極インピーダンスである。インピーダンス１１６は、生体電極表面における電解質成分（汗の成分であるＮａ+Ｃｌ-のイオン等）の電荷拡散現象に基づくワールブルグインピーダンスである。分極電位１１７は、分極による交換電流によって発生する電位差であり、信号のＤＣレベルのオフセット変動となる可能性があるものである。抵抗成分１１８は、生体電極１０４とケーブル１０５との接触抵抗やケーブル自身の抵抗を含むものである。容量成分１１９、インダクタ成分１２０は、ケーブル自身の構造や配置に起因するインピーダンスである。抵抗成分１２１は、汗や電解質自身等が有する溶液抵抗である。
【０００６】
図１０に示したような等価回路において、信号源１００から測定装置入力端１０６までの間のインピーダンスを低く抑制し、分極電位１１７の発生や変動を抑制することが、高品質の生体信号検出に必要になる。生体電極１０４として導電性の布地からなる電極を使用した場合、電解質ペーストなどのイオン電導成分が無いために、生体電極１０４と皮膚１０２との実効上の総接触断面積が減少するという理由、及び生体電極１０４と皮膚１０２との間の微少な隙間が液体成分で橋渡しされないために、生体電極１０４と皮膚１０２との接触抵抗が大きくなるという理由および皮膚インピーダンスとして定義される生体インピーダンスが季節による発汗状態や乾燥肌の体質などの皮膚自身の湿り気によって大きくなる等の理由から、信号源１００から測定装置入力端１０６までの間のインピーダンスが高くなると考えられる。すなわち、図１０中の抵抗成分１１３が大きくなり、容量成分１１２が小さくなることによって、信号源１００から測定装置入力端１０６までの間のインピーダンスが高くなると考えられる。
【０００７】
以上のように、導電性の布地からなる生体電極では、湿式電極と比較して、信号源１００から測定装置入力端１０６までの間のインピーダンスが上昇し、入力信号の品質を高品質にすることが難しいという問題点があった。
インピーダンスを低下させるために、導電性の布地からなる生体電極に何らかの手段で液体を浸透させ続けることはできるが、その仕組みは煩雑であると考えられる。また、導電性の布地からなる生体電極を液体で濡らし続けると、皮膚のかぶれが生じたり、皮膚の細菌感染が生じたりして、電解質ペーストを用いる従来の湿式電極と同様の問題点が生じるので、従来の湿式電極の問題点を解消することができなくなる。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、装着時の負荷が小さく、高品質の生体信号を安定して得ることができる生体電極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】
【０００９】
本発明の生体電極は、導電性の多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に良導性材料もしくは不分極材料が固定された非導電性の多孔質体からなる生体信号受信部と、この生体信号受信部と電気的に接続されたコネクタ部と、生体と接触する面と反対側の前記生体信号受信部の面を覆う水分蒸発抑制用覆いとを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の生体電極の１構成例は、さらに、前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体によって湿気を与える湿気補充機構を備え、前記湿気補充機構は、前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体を補充するため前記水分蒸発抑制用覆いに形成された開口部、または前記生体信号受信部と接するように設けられ、外部からの操作によって破ることが可能な電解質溶液もしくは非電解質液体の封入バッグである。
また、本発明の生体電極の１構成例は、さらに、前記水分蒸発抑制用覆いの代わりに、前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体によって湿気を与える湿気補充機構を備え、前記湿気補充機構は、前記生体信号受信部と接するように設けられ、電解質溶液もしくは非電解質液体を含浸させた吸水性保湿素材である。
【００１０】
また、本発明の生体電極の１構成例は、さらに、前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体によって湿気を与える湿気補充機構を備え、前記湿気補充機構は、前記生体信号受信部の内部または表面付近に設けられた湿度センサーと、前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体を供給するための輸液配管と、前記湿度センサーが検出した湿度が所定の閾値以下となったときに、前記輸液配管を介して前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体を補充する手段とからなる。
また、本発明の生体電極の１構成例は、さらに、前記生体信号受信部と接するように配置された導体板を備え、前記コネクタ部は、前記生体信号受信部に接続される代わりに、前記導体板と電気的に接続される。
また、本発明の生体電極の１構成例において、前記導体板は、不分極材料からなる。
また、本発明の生体電極の１構成例において、前記生体信号受信部は、導電性高分子材料からなる多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に導電性高分子材料が固定された非導電性の多孔質体で構成される。
また、本発明の衣類は、生体と接触する側に生体電極が固定されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、生体信号受信部として、導電性の多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に良導性材料もしくは不分極材料が固定された非導電性の多孔質体を用いることにより、生体信号の検出を実現することができる。また、本発明では、多孔質体が、表面積が大きく且つ含水性を有する性質を利用して、多孔質体からなる生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体を含浸させるようにすれば、皮膚と生体信号受信部との間の接触面積を等価的に増大させることができ、また湿り気の付与によって皮膚インピーダンス自身も下げることが出来るので、皮膚と生体信号受信部との間の全体のインピーダンスを低下させることができ、Ｓ／Ｎ比の優れた高品質の生体信号を安定して得ることが可能となる。また、本発明では、従来の電解質ペーストの代わりに、電解質溶液もしくは非電解質液体を用いて適度に汗をかいた程度の湿り気を与えるようにすれば、炎症や電極装着の不快感等を生じ難くすることができる。多孔質体に含浸させる電解質溶液もしくは非電解質液体は、多量である必要はなく、多孔質体を湿らす程度の僅かな量でよいので、蒸れや皮膚のかぶれが生じないようにすることができる。また、本発明では、水分蒸発抑制用覆いによって皮膚の乾燥を抑えることができる。
【００１２】
また、本発明では、湿気補充機構として、生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体を補充するため水分蒸発抑制用覆いに形成された開口部、または電解質溶液もしくは非電解質液体の封入バッグを設けることにより、皮膚の乾燥によって電極インピーダンスが高くなっている状態を、電解質溶液もしくは非電解質液体の補充によって能動的に解消することができ、高品質の生体信号を安定して得ることが可能となる。
【００１３】
また、本発明では、湿気補充機構として、電解質溶液もしくは非電解質液体を含浸させた吸水性保湿素材を設けることにより、皮膚の乾燥を抑えることができ、高品質の生体信号を安定して得ることが可能となる。
【００１４】
また、本発明では、湿気補充機構を、湿度センサーと、輸液配管と、電解質溶液もしくは非電解質液体を補充する手段とから構成することにより、生体信号受信部が乾いたときに、生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体を自動的に補充することができ、皮膚の乾燥によって電極インピーダンスが高くなっている状態を能動的に解消することができる。
【００１５】
また、本発明では、生体信号受信部と接するように配置された導体板を設けることにより、生体電極と外部との接続部分のインピーダンスを低減することができ、高品質の生体信号を安定して得ることが可能となる。
【００１６】
また、本発明では、導体板を不分極材料で構成することにより、電極界面の分極に起因した電位変動を抑えることができ、生体信号に重畳するＤＣレベルのオフセット変動（基線動揺等）を抑制することが可能になる。
【００１７】
また、本発明では、生体信号受信部として、導電性高分子材料からなる多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に導電性高分子材料が固定された非導電性の多孔質体を用いることにより、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳに代表される導電性高分子材料の親水性によって、電解質溶液もしくは非電解質液体を効率よく保持することが可能になる。また、生体親和性に優れた生体電極を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る生体電極の構造を示す断面模式図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る生体電極を生体に装着した様子を示す模式図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る生体電極の構造を示す断面模式図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る生体電極を生体に装着した様子を示す模式図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る生体電極を生体に装着した様子を示す模式図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態に係る生体電極の構造を示す断面模式図である。
【図７】本発明の第７の実施の形態に係る生体電極を生体に装着した様子を示す模式図である。
【図８】本発明の第８の実施の形態に係る生体電極を生体に装着した様子を示す模式図である。
【図９】生体電極と生体界面の模式図である。
【図１０】生体電極と生体界面の等価回路の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、好適な実施の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明するが、本発明はかか
る実施の形態に限定されない。
【００２０】
［第１の実施の形態］
図１は本発明の第１の実施の形態に係る生体電極の構造を示す断面模式図である。図１に示す生体電極は、導電性の多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に良導性材料若しくは不分極材料が固定された非導電性の多孔質体からなる生体信号受信部１０と、生体信号受信部１０で受信した生体信号を図示しない生体信号測定装置に伝えるための生体信号伝達ケーブル１３と、生体信号受信部１０と生体信号伝達ケーブル１３とを電気的に接続するためのコネクタ部１２と、生体（人体）５０と接触する面と反対側の生体信号受信部１０の面を覆う水分蒸発抑制用覆い１１とから構成される。
【００２１】
良導性材料または不分極材料は、重合、含浸、コーティングによって多孔質体の表面および内部の少なくとも一部に配置される。これにより、多孔質体は、通気性と導電性の両方の特性を有する。良導性材料としては、例えば金や銅などの金属材料、あるいは導電性高分子材料がある。不分極材料としては、例えば銀・塩化銀などがある。非導電性の多孔質体としては、繊維、布、スポンジなどがある。
【００２２】
水分蒸発抑制用覆い１１には、生体５０と反対側の面から生体信号受信部１０に電解質溶液または非電解質液体１４を供給するための開口部１５が形成されている。開口部１５は、例えば直径数ｍｍ程度の穴である。この開口部１５から生体信号受信部１０に電解質溶液または非電解質液体１４をスポイトなどの手段を用いて補充する。電解質溶液としては例えば生理食塩水などがある。非電解質液体としては、例えば生体信号計測において補助的に用いられるエチレングリコールや角質を除去する皮膚前処理剤や、皮膚自身の保湿力を高めるヒアルロン酸、白金ナノコロイドなどの美容で用いられる皮膚保湿液がある。水分蒸発抑制用覆い１１は、補充した電解質溶液または非電解質液体１４が人の体温によってすぐに蒸発をしないように、通気性を有するが液体は通過させない材料からなるものが望ましい。水分蒸発抑制用覆い１１は、例えば粘着シールまたは接着剤によって生体信号受信部１０に貼り付けられている。
【００２３】
コネクタ部１２は、少なくとも一部が生体信号受信部１０と電気的に接続されていればよい。コネクタ部１２の生体信号受信部１０への固定方法としては粘着シールまたは接着などの方法を採用することができる。
【００２４】
以上のようにして、本実施の形態では、生体信号受信部１０として、導電性の多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に良導性材料若しくは不分極材料が固定された非導電性の多孔質体を用いることにより、生体信号の検出を実現することができる。また、本実施の形態では、多孔質体が、表面積が大きく且つ含水性を有する性質を利用して、多孔質体からなる生体信号受信部１０に電解質溶液または非電解質液体１４を含浸させることで、皮膚と生体信号受信部１０との間の接触面積を等価的に増大させることができるので、皮膚と生体信号受信部１０との間のインピーダンスを低下させることができ、高品質の生体信号を安定して得ることが可能となる。電解質溶液の成分はイオン濃度が高い程、上述の交換電流の発生に基づく分極電位１１７の発生を抑制し、容量成分１１４を大きくし、インピーダンスを低減する効果を有する。
【００２５】
また、本実施の形態では、従来の電解質ペーストの代わりに、電解質溶液または非電解質液体１４を用いることにより、炎症や電極装着の不快感等を生じ難くすることができる。また、本実施の形態では、水分蒸発抑制用覆い１１によって皮膚の乾燥を抑えることができる。さらに、本実施の形態では、皮膚の乾燥によって電極インピーダンスが高くなっている状態を、電解質溶液または非電解質液体１４の補充によって能動的に解消することができ、高品質の生体信号を安定して得ることが可能となる。
【００２６】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図２は第１の実施の形態で説明した生体電極をシャツ等の衣類５１に実装した場合の例を示している。生体電極は、例えば水分蒸発抑制用覆い１１を衣類５１に縫い付けたり接着したりすることで、衣類５１に固定されている。
【００２７】
生体電極を衣類５１に実装した場合には、着衣の状態で衣類５１の外側から電解質溶液または非電解質液体１４を生体信号受信部１０に供給可能なようにするために、開口部１５と連通する開口部１５ａが衣類５１に設けられている。衣類５１の開口部１５ａの表面には、開口部１５ａが見えることによる外観を損なうことを抑制するために、面ファスナ等（図示せず）によって着脱可能なカバーを外部に設けても良い。
【００２８】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図３は本発明の第３の実施の形態に係る生体電極の構造を示す断面模式図であり、図１と同様の構成には同一の符号を付してある。図３に示す生体電極は、生体信号受信部１０と、生体信号伝達ケーブル１３と、コネクタ部１２と、水分蒸発抑制用覆い１１に加えて、生体５０と反対側の生体信号受信部１０の面と水分蒸発抑制用覆い１１との間に配置された電解質溶液または非電解質液体の封入バッグ１６を備えている。
【００２９】
第１、第２の実施の形態との差異は、水分蒸発抑制用覆い１１に開口部１５が無いことと、生体信号受信部１０と水分蒸発抑制用覆い１１との間に封入バッグ１６が設けられていることである。封入バッグ１６の内部には、電解質溶液または非電解質液体１４が封入されている。取手付き紐１８と封入バッグ１６とは、図３に示す１７の部分で一体化されており、取手付き紐１８を引くことで、封入バッグ１６との一体化部分１７に裂け目ができ、封入バッグ１６の内部の電解質溶液または非電解質液体１４が零れ出すような仕組みになっている。このように、取手付き紐１８を操作することで、生体信号受信部１０に電解質溶液または非電解質液体１４を補充することができ、皮膚の乾燥によって電極インピーダンスが高くなっている状態を能動的に解消することができる。
【００３０】
なお、水分蒸発抑制用覆い１１は、例えば粘着シールによって封入バッグ１６に貼り付けられ、同様に封入バッグ１６は、粘着シールによって生体信号受信部１０に貼り付けられている。したがって、図３の破線３０で囲んだ部分（すなわち封入バッグ１６と水分蒸発抑制用覆い１１）は、封入バッグ１６を破った後に交換することが可能である。
【００３１】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図４は本発明の第４の実施の形態に係る生体電極を生体に装着した様子を示す模式図であり、図１、図２と同様の構成には同一の符号を付してある。図４に示す生体電極は、生体信号受信部１０と、生体信号伝達ケーブル１３と、コネクタ部１２に加えて、生体信号受信部１０と接触するように設けられた吸水性保湿素材１９と、吸水性保湿素材１９を衣類５１に固定するための固定部２０とを備えている。
【００３２】
吸水性保湿素材１９は、繊維などの担体に電解質溶液または非電解質液体１４を含浸させたものである。このように、本実施の形態では、水分蒸発抑制用覆い１１の代わりに、吸水性保湿素材１９を設けることにより、生体信号受信部１０の乾燥を抑えることができる。吸水性保湿素材１９は少なくとも一部が生体信号受信部１０の面と接触していればよい。吸水性保湿素材１９の生体信号受信部１０への固定方法としては粘着シールまたは接着などの方法を採用することができる。同様に、固定部２０の吸水性保湿素材１９への固定方法としても、粘着シールまたは接着などの方法を採用することができる。
【００３３】
また、固定部２０は、粘着シールまたは面ファスナで衣類５１に固定すればよい。これにより、生体電極の着脱・交換を可能とする。また、吸水性保湿素材１９については、生体と外気の間の通気性を確保するため、細かい通気口が複数開いている構成としてもよい。
【００３４】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。図５は本発明の第５の実施の形態に係る生体電極を生体に装着した様子を示す模式図であり、図１、図２と同様の構成には同一の符号を付してある。図５に示す生体電極は、生体信号受信部１０と、生体信号伝達ケーブル１３と、コネクタ部１２と、水分蒸発抑制用覆い１１に加えて、生体信号受信部１０の内部または表面付近に設けられた湿度センサー２１と、湿度センサー２１の検出信号を生体信号測定装置４０に伝えるための湿度情報伝達ケーブル２２と、生体信号受信部１０に電解質溶液または非電解質液体１４を供給するための輸液配管２３とを備えている。
【００３５】
衣類５１に取り付けられた生体信号測定装置４０は、バッグ４１と、ポンプ４２と、図示しない制御部とを備えている。バッグ４１には、電解質溶液または非電解質液体１４が貯蔵されている。制御部は、湿度センサー２１が検出した湿度情報を湿度情報伝達ケーブル２２を介して取得する。そして、制御部は、湿度センサー２１が検出した湿度が所定の閾値以下となった場合、ポンプ４２を動作させて、バッグ４１から輸液配管２３を介して生体信号受信部１０に電解質溶液または非電解質液体１４を補充する。
【００３６】
湿度センサー２１は、検出部が生体信号受信部１０と触れていればよい。湿度センサー２１の生体信号受信部１０への固定方法としては粘着シールまたは接着などの方法を採用することができる。輸液配管２３は、その先端が生体信号受信部１０内に挿入されるようになっていればよい。輸液配管２３の生体信号受信部１０への固定方法としては粘着シールまたは接着などの方法を採用することができる。
【００３７】
こうして、本実施の形態では、生体信号受信部１０が乾いたときに、生体信号受信部１０に電解質溶液または非電解質液体１４を自動的に補充することができ、皮膚の乾燥によって電極インピーダンスが高くなっている状態を能動的に解消することができる。
なお、生体信号測定装置４０と生体信号受信部１０との間に設けられた生体信号伝達ケーブル１３と湿度情報伝達ケーブル２２と輸液配管２３とを、同一のシース２５中に収納し、見かけ上１本のケーブルと見なせるようにしてもよい。
【００３８】
［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。図６は本発明の第６の実施の形態に係る生体電極の構造を示す断面模式図であり、図１、図２と同様の構成には同一の符号を付してある。図６に示す生体電極は、生体信号受信部１０と、生体信号伝達ケーブル１３と、水分蒸発抑制用覆い１１に加えて、生体５０と反対側の生体信号受信部１０の面と水分蒸発抑制用覆い１１との間に配置された導体板２６と、導体板２６と生体信号伝達ケーブル１３とを電気的に接続するためのコネクタ部２７とを備えている。
【００３９】
第１の実施の形態と同様に、水分蒸発抑制用覆い１１には開口部１５が形成されている。第１の実施の形態との相違は、生体信号受信部１０と水分蒸発抑制用覆い１１との間に導体板２６を設け、生体信号伝達ケーブル１３をコネクタ部２７を介して導体板２６に接続した点である。導体板２６の材質としては、例えば金や銅などの金属材料、あるいは導電性高分子材料がある。導体板２６は、少なくとも一部が生体信号受信部１０と電気的に接続されていればよい。
【００４０】
導体板２６には、水分蒸発抑制用覆い１１と同様に、生体５０と反対側の面から生体信号受信部１０に電解質溶液または非電解質液体１４を供給するための開口部１５ｂが形成されている。開口部１５，１５ｂから生体信号受信部１０に電解質溶液または非電解質液体１４をスポイトなどの手段を用いて補充する。電解質溶液または非電解質液体１４は、生体信号受信部１０、および生体信号受信部１０と導体板２６との接触界面へも供給される。導体板２６の生体信号受信部１０への固定方法としては粘着シールまたは接着などの方法を採用することができる。
【００４１】
コネクタ部２７は、少なくとも一部が導体板２６と電気的に接続されていればよい。コネクタ部２７の導体板２６への固定方法としては粘着シール、ネジ留め、または接着などの方法を採用することができる。水分蒸発抑制用覆い１１は、例えば粘着シールまたは接着剤によって導体板２６に貼り付けられている。
【００４２】
以上のように、本実施の形態では、生体信号受信部１０とケーブル１３との間に導体板２６を設けることにより、図１０に示した抵抗成分１１８を低減することができ、高品質の生体信号を安定して得ることが可能となる。
なお、本実施の形態は、第１〜第５の実施の形態と適宜組み合わせてもよい。
【００４３】
［第７の実施の形態］
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。図７は本発明の第７の実施の形態に係る生体電極を生体に装着した様子を示す模式図であり、図１、図２、図６と同様の構成には同一の符号を付してある。第６の実施の形態との相違は、生体信号受信部１０として、表面および内部の少なくとも一部に良導性材料若しくは不分極材料が固定された非導電性の多孔質体を用いる代わりに、導電性の多孔質体２８、具体的にはＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly-(styrenesulfonate))に代表される導電性高分子材料からなる多孔質体を用いた点である。
【００４４】
このように、本実施の形態では、生体信号受信部１０にＰＥＤＯＴ−ＰＳＳを用いることで、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳの親水性を活用し、電解質溶液または非電解質液体１４を効率よく保持することが可能になる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳに代表される導電性高分子材料を第６の実施の形態に適用した例を示しているが、これに限るものではなく、第１〜第５の実施の形態に適用してもよいことは言うまでもない。また、生体信号受信部１０として、表面および内部の少なくとも一部にＰＥＤＯＴ−ＰＳＳに代表される導電性高分子材料が固定された非導電性の多孔質体を用いてもよい。
【００４６】
［第８の実施の形態］
次に、本発明の第８の実施の形態について説明する。図８は本発明の第８の実施の形態に係る生体電極を生体に装着した様子を示す模式図であり、図１、図２、図６と同様の構成には同一の符号を付してある。第６の実施の形態との相違は、導体板２６の材質として銀・塩化銀に代表される不分極材料２９を用いた点である。不分極材料の適用は、図８中の導体板２６のみに限定されるものではなく、図８中のコネクタ部２７および生体信号伝達ケーブル１３に導入しても良い。
【００４７】
本実施の形態では、不分極材料２９を用いることにより、電解質溶液または非電解質液体１４の供給によって発生する図１０の分極電位１１７を低く抑制することが可能になるため、生体信号波形に重畳するＤＣレベルのオフセット変動（基線動揺等）を抑制することが可能になる。なお、本実施の形態では、不分極材料２９として、銀・塩化銀を挙げたが、同様の性質を有するものであれば、これに限るものではない。
【００４８】
［第９の実施の形態］
図２〜図８では、前述実施の形態の衣類の例示として、シャツを示しているが、衣類としては、パンツ、腹まき、サポータ、バンド等の身に着けるものを含む。これらの衣類は、各種収納のためのポケットを有していても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、例えば医療などの分野で使用される生体電極に適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０…生体信号受信部、１１…水分蒸発抑制用覆い、１２，２７…コネクタ部、１３…生体信号伝達ケーブル、１４…電解質溶液または非電解質液体、１５，１５ａ，１５ｂ…開口部、１６…封入バッグ、１７…取手付き紐と封入バッグとの一体化部分、１８…取手付き紐、１９…吸水性保湿素材、２０…固定部、２１…湿度センサー、２２…湿度情報伝達ケーブル、２３…輸液配管、２５…シース、２６…導体板、２８…導電性の多孔質体、２９…不分極材料、４０…生体信号測定装置、４１…電解質溶液または無電解質溶液貯蔵バッグ、４２…ポンプ、５０…生体、５１…衣類。
【図１】
2014226367.tif 000003
【図２】
2014226367.tif 000004
【図３】
2014226367.tif 000005
【図４】
2014226367.tif 000006
【図５】
2014226367.tif 000007
【図６】
2014226367.tif 000008
【図７】
2014226367.tif 000009
【図８】
2014226367.tif 000010
【図９】
2014226367.tif 000011
【図１０】
2014226367.tif 000012