(57)【要約】【課題】  ゼリー状の電解質を用いなくても、心電図などの生体信号を正確に検出可能な生体用電極、および生体用電極アセンブリを提供すること。【解決手段】  生体用電極アセンブリ１は、心電図、筋電図、眼電図、脳波などの生体信号を測定するためのものであり、ディスク型の生体用電極２、リード線３および端子を備えている。生体用電極２は、リード線３が電気的に接続された金属電極２１と、この金属電極２１の表面を覆う有機導電性ポリマー層２０と、金属電極２１および有機導電性ポリマー層２０を覆う外装樹脂層２３とから構成され、心電図などを測定する際、有機導電性ポリマー層２０が肌に接触する。有機導電性ポリマー層２０は、ポリピロオール、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレンなどの高分子マトリクス中にスルオン酸などのドーパントをドープしたもので、優れた導電性を示し、かつ、肌とのなじみが良い。【選択図】    図１
2006068024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心電図、筋電図、眼電図、脳波などの生体信号を検出するための生体用電極であって、
肌と接する電極部分が有機導電性ポリマーからなることを特徴とする生体用電極。
【請求項２】
請求項１において、前記有機導電性ポリマーには、導電性粉体が添加されていることを特徴とする生体用電極。
【請求項３】
請求項２において、前記導電性粉体として、ＮｂおよびＮｂＯのうちの少なくとも一方の粉体が前記有機導電性ポリマーに添加されていることを特徴とする生体用電極。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに規定する生体用電極と、該生体用電極に電気的に接続するリード線とを備えた生体用電極アセンブリであって、
前記リード線は、複数本の金属線から形成され、
前記生体用電極は、前記リード線の端部で前記複数本の金属線を広げた部分に前記有機導電性ポリマーを被覆してなることを特徴とする生体用電極アセンブリ。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかに規定する生体用電極と、該生体用電極に電気的に接続するリード線とを備えた生体用電極アセンブリであって、
前記リード線と前記生体用電極とは着脱自在であることを特徴とする生体用電極アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心電図、筋電図、眼電図、脳波などの生体信号を検出するための生体用電極、および生体用電極アセンブリに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
心電図、筋電図、眼電図、脳波などの生体信号を検出するための生体用電極は、従来、ステンレス、プラチナ、銀電極、銀／塩化銀電極などの金属電極から構成されている。このような金属電極を用いて心電図などを計測する際には、肌にゼリー状の電解質を塗布して金属電極と肌との親和性を高め入力抵抗を下げることにより、ノイズの低減を図っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、肌にゼリー状の電解質を塗布した場合には、その塗布に手間がかかるという問題点がある。また、心電図などを計測した後、金属電極や肌からゼリー状の電解質を拭き取る必要があり、このような点でも、手間がかかるという問題点がある。さらに、ゼリー状の電解質を長期保管した場合には、変質や衛生面でも問題である。さらにまた、ステンレス、プラチナ、銀電極、銀／塩化銀電極などは、人によっては金属アレルギーを起こす場合もある。
【０００４】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ゼリー状の電解質を用いなくても、心電図などの生体信号を正確に検出可能な生体用電極、および生体用電極アセンブリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明では、心電図、筋電図、眼電図、脳波などの生体信号を検出するための生体用電極において、肌と接する電極部分を有機導電性ポリマーによって構成することを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る生体用電極では、肌と接する電極部分が有機導電性ポリマーによって構成されているので、金属電極と比較して肌などとの親和性が高い。従って、本発明に係る生体用電極については、肌に直接接触させた場合でも、金属電極を肌に直接接触させた場合と比較してノイズを大幅に低減できる。従って、心電図などを計測する際、肌にゼリー状の電解質を塗布する必要がないので、心電図などを迅速に計測できる。また、心電図などを計測した後、金属電極および肌からゼリー状の電解質を拭き取る必要がないので、手間がかからない。しかも、心電図などを計測した後、単にアルコールで清掃するだけで何回も使用することができる。
【０００７】
本発明において、前記有機導電性ポリマーには、導電性粉体が添加されていることが好ましい。このように構成すると、有機導電性ポリマーの電気的抵抗をさらに低減することができる。
【０００８】
本発明において、前記導電性粉体として、Ｎｂ（ニオブ）およびＮｂＯ（一酸化ニオブ）のうちの少なくとも一方の粉体が前記有機導電性ポリマーに添加されていることが好ましい。ＮｂおよびＮｂＯをフィラーとして添加すると、有機導電性ポリマーの電気的抵抗を低減することができる。また、ＮｂおよびＮｂＯは、Ｔｉ（チタン）などと比較しても生体との親和性が高いので、肌などとの親和性が高い。また、Ｎｂ、ＮｂＯは、人体に全く毒性が無く、金属アレルギーは全く起こさないという利点がある。
【０００９】
本発明を適用した生体用電極と、該生体用電極に電気的に接続するリード線とを備えた生体用電極アセンブリにおいて、前記リード線は、複数本の金属線から形成され、前記生体用電極は、前記リード線の端部で前記複数本の金属線を広げた部分に前記有機導電性ポリマーを被覆してなることが好ましい。このように構成すると、製造工程を簡素化できるので、生体用電極アセンブリを安価に製造できる。それ故、医療施設において心電図を形成するときに使用する生体用電極アセンブリの他、家庭などで用いる心電計の生体用電極アセンブリに適している。
【００１０】
本発明を適用した生体用電極と、該生体用電極に電気的に接続するリード線とを備えた生体用電極アセンブリにおいて、前記リード線と前記生体用電極とは着脱自在であることが好ましい。このように構成すると、生体用電極のみを交換できるという利点がある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る生体用電極では、肌と接する電極部分が有機導電性ポリマーによって構成されているので、金属電極と比較して肌などとの親和性が高い。従って、本発明に係る生体用電極については、心電図などを計測する際、肌にゼリー状の電解質を塗布する必要がないので、心電図などを迅速に計測できる。また、心電図などを計測した後、金属電極および肌からゼリー状の電解質を拭き取る必要がないので、手間がかからない。しかも、心電図などを計測した後、単にアルコールで清掃すれば、何回も使用することができ、経済的である。また、ゼリー状の電解質を長期保管した場合に発生する変質や衛生面での問題を解消できる。さらに、ゼリー状の電解質や金属電極を用いないので、ゼリー状の電解質や金属電極が肌に合わない人についても安心して心電図などを計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
［実施の形態１］
図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る生体用電極の外観図、およびその内部構造を示す断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、従来の金属電極をゼリー状の電解質を塗布せずに使用した場合、従来の金属電極をゼリー状の電解質を塗布して使用した場合、および本形態の生体用電極をゼリー状の電解質を塗布せずに使用した場合の筋電図の計測結果を示す説明図である。
【００１４】
図１（Ａ）、（Ｂ）において、本形態の生体用電極アセンブリ１は、心電図、筋電図、眼電図、脳波などの生体信号を測定するためのものであり、ディスク型の生体用電極２、リード線３、および端子４を備えている。
【００１５】
生体用電極２は、リード線３が電気的に接続された金属電極２１と、この金属電極２１の表面に積層された有機導電性ポリマー層２０と、金属電極２１および有機導電性ポリマー層２０を覆う外装樹脂層２３とから構成されており、心電図を測定する際、有機導電性ポリマー層２０が肌に接触することになる。
【００１６】
ここで、有機導電性ポリマー層２０は、ピロール系重合体、アニリン系重合体、チオフェン系重合体、アセチレン系重合体、フェニレン系重合体、フェニレンビニレン系重合体、アセン系重合体などの高分子マトリクス中に、ハロゲン系、ルイス酸系、プロトン酸系、遷移金属ハライド系などのドーパントをドープしたものであり、優れた導電性を示す。
【００１７】
このように構成した生体用電極２では、肌と接する電極部分が有機導電性ポリマー層２０によって構成されているので、金属電極と比較して肌などとの親和性が高い。従って、本発明に係る生体用電極２については、心電図などを計測する際、肌にゼリー状の電解質を塗布する必要がないので、心電図などを迅速に計測できる。
【００１８】
例えば、従来の金属電極をゼリー状の電解質を塗布せずに使用した場合、従来の金属電極をゼリー状の電解質を塗布して使用した場合、および本形態の生体用電極２をゼリー状の電解質を塗布せずに使用した場合の筋電図の計測結果をそれぞれ図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、本形態の生体用電極２は、ゼリー状の電解質を塗布せずに使用した場合でも、従来の金属電極をゼリー状の電解質を塗布して使用した場合と同様、ノイズレベルが極めて低い。それ故、本発明に係る生体用電極２によれば、心電図などを計測した後、金属電極および肌からゼリー状の電解質を拭き取る必要がないので、手間がかからない。しかも、心電図などを計測した後、単にアルコールで清掃すれば、何回も使用することができ、経済的である。
【００１９】
また、ゼリー状の電解質を長期保管した場合に発生する変質や衛生面での問題を解消できる。さらに、ゼリー状の電解質や金属電極を用いないので、ゼリー状の電解質や金属電極が肌に合わない人についても安心して心電図などを計測することができる。
【００２０】
［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２に係る生体用電極の説明図である。
【００２１】
図３において、本形態の生体用電極アセンブリ１も、心電図、筋電図、眼電図、脳波などの生体信号を測定するためのものであり、ディスク型の生体用電極２およびリード線３を備えている。
【００２２】
ここで、リード線３は、複数本の金属線３１が束ねられたものであり、本形態では、このリード線３の先端部分において金属線３１を広げて電極部分２４を構成し、この電極部分２４を、スルホン酸などのドーパントをドープした有機導電性ポリマー層２０で被覆してある。さらに、有機導電性ポリマー層２０の表面は、必要に応じて樹脂層（図示せず）で被覆してある。
【００２３】
このように構成した生体用電極２でも、肌と接する電極部分が有機導電性ポリマー層２０によって構成されているので、金属電極と比較して肌などとの親和性が高い。従って、本発明に係る生体用電極２については、心電図などを計測する際、肌にゼリー状の電解質を塗布する必要がないので、心電図などを迅速に計測できる。
【００２４】
また、本形態では、リード線３の先端部を電極部分として利用しているため、製造工程を簡素化できるので、生体用電極アセンブリ１を安価に製造できる。それ故、医療施設において心電図を形成するときに使用する生体用電極アセンブリ１の他、家庭などで用いる心電計の生体用電極アセンブリ１に適している。
【００２５】
［実施の形態３］
図４は、本発明の実施の形態３に係る生体用電極の説明図である。
【００２６】
図４において、本形態の生体用電極アセンブリ１も、心電図、筋電図、眼電図、脳波などの生体信号を測定するためのものであり、ディスク型の生体用電極２およびリード線３を備えている。ここで、生体用電極２のうち、肌と接触する部分は、ドーパントをドープした有機導電性ポリマー層２０で構成してある。
【００２７】
また、本形態の生体用電極アセンブリ１では、生体用電極２とリード線３とがコネクタを介して着脱可能になっている。例えば、生体用電極２に端子孔２５を形成し、リード線３にピン端子３６を構成してある。このため、本形態の生体用電極アセンブリ１では、生体用電極２のみを交換できるという利点がある。
【００２８】
［実施の形態４］
上記の実施の形態１〜３では、生体用電極２のうち、肌と接触する部分を、ドーパントをドープした有機導電性ポリマー層２０で構成したが、本形態では、この有機導電性ポリマー層２０に、数重量％〜数十重量％のＮｂ（ニオブ）、あるいはＮｂＯ（一酸化ニオブ）からなる導電性粉体をフィラーとして添加してある。このため、本形態では、有機導電性ポリマー層２０の電気的抵抗を低減することができる。また、ＮｂおよびＮｂＯは、金属の中では最も生体との親和性が高いので、肌などとの親和性が高く、接触抵抗の低減を図ることができる。さらに、Ｎｂ、ＮｂＯは、人体に全く毒性が無く、金属アレルギーは全く起こさないという利点がある。
【００２９】
［他の実施の形態］
なお、実施の形態４では、導電性粉体として、ＮｂまたはＮｂＯを添加したが、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉやそれらの酸化物を導電性粉体として添加し、有機導電性ポリマー層２０の電気的抵抗を低減してもよい。また、ノイズを低減することを目的に、有機導電性ポリマー層２０に対してトルマリン粉体を添加してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る生体用電極の外観図、およびその内部構造を示す断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、従来の金属電極をゼリー状の電解質を塗布せずに使用した場合、従来の金属電極をゼリー状の電解質を塗布して使用した場合、および本形態の生体用電極をゼリー状の電解質を塗布せずに使用した場合の筋電図の計測結果を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る生体用電極の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る生体用電極の説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  生体用電極アセンブリ
２  生体用電極
３  リード線
２０  有機導電性ポリマー層
【図１】
2006068024.tif 000003
【図２】
2006068024.tif 000004
【図３】
2006068024.tif 000005
【図４】
2006068024.tif 000006