(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体情報検出装置であって、
被検者の頚部後部から該頚部の両側にて該頚部に沿って延在するよう装着されるＣ字形状に湾曲された帯状部材と、
前記帯状部材上にて前記被検者の頚部の左右の側の皮膚表面に接触する位置にてそれぞれ装着された前記被検者の心電位計測用の一対の電極と
を含み、
前記一対の電極のうちの前記被検者の右側の電極の位置が前記一対の電極のうちの前記被検者の左側の電極の位置よりも相対的に前方となっており、
前記右側の電極が前記帯状部材の右側の前記被検者の頚部の側部よりも前方の領域に配置され、前記左側の電極が前記帯状部材の左側の前記被検者の頚部の側部よりも後方に位置されている装置。
【請求項２】
請求項１の装置であって、更に、前記帯状部材上にて前記被検者の頚部に接触する位置にて装着された前記被検者の脈拍計測用の血中酸素飽和度を光学式に計測するための発光部及び受光部を有する基板を含み、前記被検者の頚部の皮膚表面へ該基板が接触した状態での該基板の前記頚部の皮膚表面に対する押圧力が０．９６〜１．２１［Ｎ／ｃｍ２］である装置。
【請求項３】
請求項１又は２の装置であって、前記一対の電極の前記被検者の頚部の皮膚表面との接触面が、平坦な状態又は中央部分が前記被検者の頚部の皮膚表面に向かって周縁部分よりも１ｍｍを越えない範囲で突出する方向に湾曲した状態である装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかの装置であって、前記一対の電極の各々の前記被検者の頚部の皮膚表面に対する接触面積が２５ｍｍ２より大きい装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人間の心電位、脈波等の心拍動に関わる生体情報を計測する装置に係り、より詳細には、人間の頚部に装着されるネックバンド型の生体情報検出装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
人間の心電位、脈波等の心拍動に関わる生体情報の計測可能なセンサが小型化され、また、かかるセンサの計測値を無線通信により送信する技術が発展していることから、被検者の頭部、頚部等に装着され、被検者が比較的自由に運動することのできる携帯型の生体情報検出装置が種々提案されている。例えば、特許文献１に於いては、被検者の頚部後方から装着されるＣ字状のネックバンドの両端に被験者の頸部に接触して心電位を検出するための電極を備え、電極の電位差が無線通信により、外部へ送信される生体情報検出装置が提案されている。また、特許文献２に於いては、上記の如きＣ字状のネックバンドの両端に、心電位の計測手段の他、被検者の頚動脈中の血液の酸素飽和度を光学式に計測して脈波を検出するセンサ手段を設けた構成が開示されている。更に、特許文献３には、被検者の頭部後方から装着されるＣ字状のネックバンドに血液の酸素飽和度を光学的に計測するセンサ手段を設けた構成が開示されている。特に、頚部後方から装着されるＣ字状のネックバンドに、心電位計測手段や光学式に血液の酸素飽和度を計測する脈波検出手段を設けた構成の生体情報検出装置の場合、装置の寸法が小さく、また、被検者の任意の運動に、さほどに影響を及ぼさない点で有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３２５４６６
【特許文献２】特開２００７−２０２９３９
【特許文献３】特開２０１５−７３５５７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
頚部に装着されるネックバンドに心電位や脈波の計測手段を設けた生体情報検出装置に於ける現在の課題の一つは、計測される心電位や血中の酸素飽和度をできるだけ感度よく計測できるようにすることである。例えば、心電位の計測を頚部にて計測しようとする場合、その計測部位が心臓から離れているので、心臓周囲の胸部で計測する場合に比して、感度が相当に低下することとなる。実際、ネックバンドの両端に電極を設けた形式の心電位計測手段に於いては、心電位の計測値の振幅が非常に小さいものとなっている。また、ネックバンドを頚部に装着する場合にネックバンドの弾性力を利用して脱落防止が図られるが、弾性力が強すぎることによる血管の圧迫の程度によっては、脈波の計測値（血液の酸素飽和度）の振幅に影響が出てしまう場合が確認されている。従って、頚部に装着される上記の如きネックバンド型の生体情報検出装置に於いては、心電位や脈波の計測の感度を向上するために、構成を改良することが望ましい。
【０００５】
従って、本発明の一つの課題は、頚部に装着されるネックバンドに心電位や脈波の計測手段を設けた生体情報検出装置に於いて、心電位や血液の酸素飽和度の計測値の感度を向上するための新規な構成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの態様によれば、上記の課題は、生体情報検出装置であって、被検者の頚部後部から該頚部の両側にて該頚部に沿って延在するよう装着されるＣ字形状に湾曲された帯状部材と、前記帯状部材上にて前記被検者の頚部の左右の側の皮膚表面に接触する位置にてそれぞれ装着された前記被検者の心電位計測用の一対の電極とを含み、前記一対の電極のうちの前記被検者の右側の電極の位置が前記一対の電極のうちの前記被検者の左側の電極の位置よりも相対的に前方となっている装置によって達成される。上記の構成に於いて、「Ｃ字形状に湾曲された帯状部材」とは、後の実施の形態の図からも容易に理解される如く、被検者の頚部後部から装着されるネックバンドの構造を有する部材であり、典型的には、プラスチック材等のこの分野で通常使われる可撓性又は弾性のある部材にて構成されてよい。「心電位計測用の一対の電極」は、この分野にて通常使用される心電位の計測が可能な寸法が数ｍｍから２ｃｍまで程度の電極片であってよい。
【０００７】
上記の如く、本発明の生体情報検出装置に於いては、「心電位計測用の一対の電極」が「帯状部材」に被検者の頚部の左右の側の皮膚表面に接触するように配置されるところ、その電極の配置について、被検者の右側の電極が、被検者の左側の電極の位置よりも相対的に前方となるように配置される。後の実施形態の欄に於いて説明される如く、帯状部材に一対の電極を配置する際、帯状部材に沿って、種々の配置構成が考えられるところ、本発明の発明者等による実験によれば、右側の電極を左側の電極よりも前方に配置すると、計測される心電位の振幅がその他に比べて相当に大きくなり、良好に心電位を計測することが可能となることが見出された。そこで、本発明の装置に於いては、上記の如く、被検者の右側の電極を、被検者の左側の電極の位置よりも相対的に前方となるように配置し、心電位の感度の増大が図られる。また、右側の電極が、帯状部材の右側の被検者の頚部の側部よりも前方の領域に配置され、左側の電極が帯状部材の左側の被検者の頚部の側部よりも後方に位置されると、計測される心電位の振幅が最も大きくなることも見出された。そこで、より好適には、本発明の装置に於いては、前記の如く、右側の電極が前記帯状部材の右側の前記被検者の頚部の側部よりも前方の領域に配置され、前記左側の電極が前記帯状部材の左側の前記被検者の頚部の側部よりも後方に位置されていてよい。
【０００８】
また、上記の電極に関して、一対の電極の被検者の頚部の皮膚表面との接触面は、平坦な状態又は中央部分が被検者の頚部の皮膚表面に向かって周縁部分よりも１ｍｍを越えない範囲で突出する方向に湾曲した状態であってよい。電極の接触面に関して、被検者の頚部に電極を安定的に接触させるには、例えば、被検者の頚部皮膚表面に対する電極の接触面が、中央部分が被検者の頚部の皮膚表面に向かって周縁部分よりも突出するように湾曲していた方が頚部の皮膚表面に確実に保持され、好ましいと考えられるところ、実験によれば、計測される心電位の振幅は、電極の接触面の形状が平坦である場合が最も感度がよく、中央部分が被検者の頚部の皮膚表面に向かって周縁部分よりも１ｍｍを越えると、接触面の形状が平坦である場合に比して大幅に低減してしまうことが見出された。そこで、本発明に於いては、好適には、上記の如く、電極の被検者の頚部の皮膚表面との接触面は、平坦な状態であるか、又は、中央部分が被検者の頚部の皮膚表面に向かって周縁部分よりも１ｍｍを越えない範囲で突出する方向に湾曲した状態であるように構成されてよい。
【０００９】
更に、上記の電極に関して、実験によれば、被検者の頚部の皮膚表面に対する電極の接触面積が２５ｍｍ２を下回ると、急激に、心電位の振幅が低下してしまうことが見出された。かくして、上記の本発明に於いては、好適には、一対の電極の各々の被検者の頚部の皮膚表面に対する接触面積が２５ｍｍ２より大きくなっていてよい。
【００１０】
本発明のもう一つの態様によれば、上記の課題は、被検者の頚部後部から該頚部の両側にて該頚部に沿って該頚部の側部よりも前方の領域まで延在するよう装着されるＣ字形状に湾曲された帯状部材と、前記帯状部材上にて前記被検者の頚部に接触する位置にて装着された前記被検者の脈拍計測用の血中酸素飽和度を光学式に計測するための発光部及び受光部を有する基板とを含み、前記被検者の頚部の皮膚表面へ該基板が接触した状態での該基板の前記頚部の皮膚表面に対する押圧力が０．９６〜１．２１［Ｎ／ｃｍ２］である装置により達成される。「脈拍計測用の血中酸素飽和度を光学式に計測するための発光部及び受光部を有する基板」は、例えば、特許文献２に記載されている如き、この分野に於いて血中酸素飽和度を光学式に計測する形式の任意のセンサ装置であってよい。かかる脈拍計測用の基板について、被検者の皮膚表面に接触させた際にその計測値である血中酸素飽和度の振幅の大きさに影響する要因は種々考えられるところ、本発明の発明者等の研究によれば、血中酸素飽和度の振幅の大きさは、そのセンサ装置の押圧力に依存することが見出され、特に、押圧力が０．９６〜１．２１［Ｎ／ｃｍ２］の範囲にあるとき、血中酸素飽和度の振幅が大きくなり、血中酸素飽和度の変化、即ち、脈拍を感度よく検出できるようになることが見出された。そこで、本発明に於いては、上記の如く、被検者の頚部の皮膚表面へ該基板が接触した状態での該基板の前記頚部の皮膚表面に対する押圧力が０．９６〜１．２１［Ｎ／ｃｍ２］となるように構成される。かかる圧力の調節は、被検者の頚部に帯状部材を装着した際の、その帯状部材の弾性力を調節することにより達成可能である。
【００１１】
なお、脈拍計測用の基板の押圧力を０．９６〜１．２１［Ｎ／ｃｍ２］の範囲とする構成は、上記の心電位計測用の電極に関わる構成を備えた生体情報検出装置に適用されてよく、かかる構成によれば、電極や基板によって、Ｃ字形状に湾曲された帯状の構造の装置を、その位置がずれないように頚部に対して保持することが可能となり、心電位と脈拍との双方を感度よく計測できることとなり有利である。
【発明の効果】
【００１２】
かくして、上記の本発明の構成に於いては、人間の心拍動に関わる心電位と脈拍とを人間の頚部に装着されるネックバンド型の装置により、従前より感度良く計測することが可能となる。人間の頚部に装着されるネックバンド型の装置の場合、携帯可能であり、被検者の装飾品や衣服に関係のない部位での計測が可能で有利である。本発明によれば、そのようなネックバンド型生体情報検出装置に於ける心電位と脈拍との計測精度の向上が期待され、心電位と脈拍の計測が従前に比してより簡便になり、利用される機会の増大が期待される。
【００１３】
本発明のその他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の説明により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の生体情報検出装置の模式的な斜視図であり、図１（Ｂ）は、被験者の頚部に装着した状態の本発明の生体情報検出装置の模式的な斜視図である。図１（Ｃ）は、本発明の生体情報検出装置の模式的な平面図であり、図１（Ｄ）は、本発明の生体情報検出装置の信号の流れを表す内部構成をブロック図の形式で表した図である。
【図２】図２（Ａ）は、本発明の生体情報検出装置に於ける心電位計測用の一対の電極にて計測される心電位の計測データ例であり、図２（Ｂ）は、本発明の生体情報検出装置に於ける脈波計測用の光学式血中飽和度計測器の計測データ例である。
【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）は、生体情報検出装置に於ける脈波計測用の光学式血中飽和度計測器を被検者の頚部皮膚表面に押圧した状態の模式的な側方図と平面図とをそれぞれ示している。図３（Ｃ）は、脈波計測用の光学式血中飽和度計測器の頚部皮膚表面に対する押圧力と計測された脈波（血中飽和度）の振幅の変化を示している。
【図４】図４（Ａ）は、生体情報検出装置に於ける心電位計測用の一対の電極の種々の配置例を模式的に表した図である。図４（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ、図４（Ａ）の電極の配置例の各々を被検者に装着して得られた心電位の振幅と検出された心拍数とを示している。
【図５】図５（Ａ）は、生体情報検出装置に於ける心電位計測用の電極の、被検者の頚部皮膚表面に接触する接触面の断面形状と対応する心電位の計測例をそれぞれ示す図である。図５（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ、電極の接触面の周縁部に対する中央部の突出量に対する計測された心電位の振幅の変化と、電極の接触面の面積に対する計測された心電位の振幅の変化とを示している。
【符号の説明】
【００１５】
１…生体情報検出装置
２…帯状部材
３…信号処理ユニット
４ａ、４ｂ…心電位計測用の電極
５…脈波計測用の光学式血中飽和度計測器
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。図中、同一の符号は、同一の部位を示す。
【００１７】
生体情報検出装置の基本構成
図１（Ａ）を参照して、本発明の生体情報検出装置１は、その基本的な構成に於いて、概ねＣ字形状に湾曲された帯状部材２と、かかる帯状部材２のＣ字形状の内側に取り付けられた心電位計測用の一対の電極４ａ、４ｂと、脈波計測用の光学式血中飽和度計測器５（以下、脈拍計測器と称する。）とを含み、電極４ａと電極４ｂとの間の電位差と、脈拍計測器５の計測値（後述の如く、受光部の受光強度）とを受信し、任意の外部処理装置へ送信する無線送信器を備えた信号処理ユニット３が、例えば、Ｃ字形状の帯状部材２の中央部付近に固定される。帯状部材２は、典型的には、プラスチック又は樹脂材や、内部に金属性の帯状部材を包含したプラスチック又は樹脂材等の可撓性又は弾性を有する材料にて成形されてよい。一対の電極４ａ、４ｂは、この分野で使用される任意の心電位計測用の電極素子であってよく、脈拍計測器５は、この分野で使用される任意の（反射型の）光学式の脈拍計測器（発光部と受光部を備えた基板）であってよい。そして、生体情報検出装置１は、所謂ネックバンド式の装置であり、図１（Ｂ）、（Ｃ）に模式的に描かれている如く、信号処理ユニット３が固定された帯状部材２のＣ字形状の中央領域が被検者の頚部Ｎの後方に配置され、Ｃ字形状の両端が被検者の頚部Ｎの両側部Ｓｌ、Ｓｒよりも前方まで、頚部Ｎに沿って、その頚部Ｎを囲繞するように取り付けられる。帯状部材２上に於いては、一対の電極４ａ、４ｂは、生体情報検出装置１が頚部Ｎに装着された状態で電極面が頚部Ｎの左右の側の各々に於いて、それぞれ、皮膚表面に接触する向きに配置され、脈拍計測器５は、生体情報検出装置１が頚部Ｎに装着された状態で、その計測面（発光部と受光部）が、頚部Ｎの皮膚表面に接触する向きに配置される。また、信号処理ユニット３には、より詳細には、電極４ａ、４ｂと、脈拍計測器５とからの信号の受信及び処理を行う信号処理基板３ｂと、電極４ａ、４ｂ、脈拍計測器５及び信号処理基板３ｂを駆動するためのバッテリ３ａが内蔵される。
【００１８】
上記のネックバンド式の生体情報検出装置１の心電位計測及び光学式脈拍計測に於ける信号の処理のための構成は、任意の心電位計測及び脈波計測のための信号の処理であってよい。端的に述べれば、図１（Ｄ）に例示されている如く、心電位計測に於いては、被検者の頚部Ｎの皮膚表面に当接された電極４ａ、４ｂの間の電位差が、逐次的に、増幅器に送られて増幅され、ＡＤ変換器によりディジタル化され、信号処理部にて外部の任意の処理装置へ送信される形式となるように処理される。ここで得られる電位差は、図２（Ａ）に例示されている如く、心拍に伴って振動する心電位である。一方、光学式脈拍計測に於いては、脈拍計測器５の被検者の頚部Ｎの皮膚表面に当接する計測面に設けられた発光部から動脈血中の酸素の結合したヘモグロビンに吸収される波長帯域の光が皮膚の表層へ照射され、かかる照射光のうち、動脈血中の酸素の結合したヘモグロビンに吸収されずに皮膚の表層にて反射されてきた光が受光部にて受光される（反射型のパルスオキシメータとも称される。）。そして、受光部にて受光された光の強度を表す信号が逐次的に増幅器に送られて増幅され、ＡＤ変換器によりディジタル化され、信号処理部にて外部の任意の処理装置へ送信される形式となるように処理される。この分野に於いてよく知られている如く、受光部で受光された光の強度は、血中の酸素結合ヘモグロビンの量（酸素飽和度）に比例し、血中ヘモグロビンの量は、脈拍に対応して増減するので、受光部で受光された光の強度は、図２（Ｂ）に例示されている如く、振動し、かかる振動が脈拍に対応することとなる。かくして、心電位を表す信号と脈拍を表す信号とは、それぞれ、無線通信器から外部の任意の処理装置へ送信されることとなる。
【００１９】
「発明の概要」の欄に於いて述べた如く、上記の如き被験者の頚部へ装着される生体情報検出装置１の心電位計測及び光学式脈拍計測に於いて、解決されるべき課題の一つが、心電位及び脈拍（酸素飽和度）の感度を如何に向上させるかという点である。図２（Ａ）、図２（Ｂ）に例示されている如き逐次的な心電位データ及び脈拍データに於いては、図示されている如く、振動波形の振幅が計測されて振動、即ち、心拍又は脈拍、の発生が逐次的に検知され、心拍数及び脈拍の計数が行われることとなる。この点に関し、心電位計測の場合、元来は、心臓の近傍の胸部で計測されていた心電位を心臓からやや離隔した頚部で計測することとなるので、心電位の振幅は、心臓の近傍の胸部で計測する場合よりも低減されることとなる。また、脈拍計測については、結局、動脈内の血流量の変化が計測されることとなるところ、血管をうっ血してしまうと、血流量が低下し、脈拍（酸素飽和度）振幅が低下してしまうこととなる。また、特に、生体情報検出装置１の場合には、被験者の頚部に装着して使用することが想定されているので、被検者に或る程度の体動があっても、電極及び脈拍計測器が安定的に皮膚表面に接触した状態が保持できるようになっている必要がある。
【００２０】
かくして、本発明の発明者は、種々、研究を行い、下記に述べる如く、心電位及び脈拍の感度、特に、心電位及び脈拍のそれぞれの振幅の増大を可能にする新規な構成を見出した。以下、本発明による生体情報検出装置１に於ける新規な構成を説明する。
【００２１】
脈拍計測器の押圧力
上記の生体情報検出装置１は、被検者の頚部Ｎに装着する際、図３（Ａ）にて模式的に描かれている如く、帯状部材２の（頚部の延在方向に対して垂直な方向の）弾性力Ｆによって、安定的に位置決めされる。かかる構成に於いては、図３（Ｂ）に模式的に描かれている如く、帯状部材２のＣ字形状の内側に配置される脈拍計測器５と電極４ａ、４ｂとが頚部Ｎの皮膚表面へ押圧され、この場合、特に、脈拍計測については、押圧力Ｐが強過ぎると、既に触れた如く、血管のうっ血による血流量の低減が生じ、計測の感度（脈拍振幅の大きさ）が低下し、また、押圧力Ｐが弱過ぎると、帯状部材２が移動したり、脈拍計測器５が皮膚表面から離れやすくなり、やはり、計測の感度が低下することとなる。そこで、脈拍計測器５の計測値が許容可能なレベルとなる脈拍計測器５を皮膚表面へ押圧する際の押圧力の範囲について検討した。
【００２２】
かくして、被検者に対して弾性力Ｆの異なる複数の帯状部材２を用いた生体情報検出装置１を装着することにより、皮膚表面に対する脈拍計測器５の押圧力Ｐを種々変更して、脈拍計測器５による脈拍の計測を行ったところ、押圧力に対する脈拍の計測データにて得られた（図２（Ｂ）に定義されている）振幅の変化は、図３（Ｃ）に示された結果となった。なお、図に於いて、◆点がデータプロットであり、一点鎖線が振幅の許容可能な数値の下限を示している。
【００２３】
同図を参照して理解される如く、押圧力が０．９６〜１．２１［Ｎ／ｃｍ２］の範囲にあるとき、振幅は、許容可能な値となり、特に、１.１［Ｎ／ｃｍ２］近傍で振幅が最大となった。また、これは、皮膚表面が約１ｍｍ沈み込む程度の力に相当するであることも計測により確認した。
【００２４】
かくして、本発明の生体情報検出装置１に於いては、頚部皮膚表面に対する脈拍計測器５の押圧力を０．９６〜１．２１［Ｎ／ｃｍ２］の範囲、より好適には、１.１［Ｎ／ｃｍ２］近傍にする帯状部材２の弾性力Ｆが付与されるように帯状部材２の寸法が成形され、これにより、脈拍計測の感度の向上が図られる。また、脈拍計測器５から頚部に対して上記の範囲の有意な押圧力が付与されることにより、Ｃ字形状に湾曲された帯状の構造の装置を、その位置がずれないように頚部に対して保持することが可能となる点でも有利である（なお、心電位計測については、下記に説明される電極についての構成の条件を満たしているとき、上記の圧力範囲に於いて計測可能であったことは確認した。）。
【００２５】
心電位計測用電極の配置構成
本発明の発明者の研究により、計測される心電位の振幅は、帯状部材２のＣ字形状に沿った方向（帯状部材２の長さ方向）に於ける心電位計測用の一対の電極の配置に大きく影響され、特に、被検者の右側の電極を被検者の左側の電極の位置よりも相対的に前方となるように配置すると、心電位振幅が、その他の場合に比して、大幅に増大することが見出された。
【００２６】
図４を参照して、帯状部材２の長さ方向に於いて、頚部Ｎの左右の電極の配置を、図４（Ａ）に例示されている如く、Ａ〜Ｆの組み合わせのそれぞれとして、心電位の計測を行ったところ、計測データに於ける図２（Ａ）にて定義されている振幅の大きさと、計測データに於いて検出された心拍数は、それぞれ、図４（Ｂ）、（Ｃ）に示されている結果となった。なお、これらの結果は、３名の被検者について３０秒間の計測データから得られた平均値（棒グラフ）と標準偏差（エラーバー）とを示している。電極は、接触面が平坦で５ｍｍ×５ｍｍのものを使用した。また、図中の一点鎖線は、それぞれの縦軸の検出値の許容可能な数値の下限を示している。
【００２７】
図４（Ｂ）、（Ｃ）の結果を参照して理解される如く、振幅と心拍数の双方に於いて、平均値及び標準偏差が許容可能な数値を上回ったのは、図４（Ａ）のＢ、Ｃ、Ｄの配置、即ち、被検者の右側の電極４ａを被検者の左側の電極４ｂの位置よりも相対的に前方となる配置であった。そして、特に、右側の電極４ａが、被検者の頚部の側部よりも前方の領域に配置され、左側の電極４ｂが被検者の頚部の側部よりも後方に位置する配置に於いて、振幅と心拍数の双方とも最大となった。かくして、本発明の生体情報検出装置１に於いては、被検者の右側の電極を被検者の左側の電極の位置よりも相対的に前方となるように配置することにより、より好適には、被検者の右側の電極を被検者の頚部の側部よりも前方に、被検者の左側の電極を被検者の頚部の側部よりも後方に配置することにより、心電位計測の感度の向上が図られることとなる。なお、一般に、心電位の計測は、１２誘導法といわれる心臓を挟んで人の手や足に電極を配置して計測を行う方法により為される。しかしながら、本発明の場合には、電極が心臓を挟まない頚部位置に配置された計測であり、従って、本発明は、心臓を挟まない位置に一対の電極を配置した場合の心電位の計測が感度よく実行できる構成を初めて示したものであるということができる。
【００２８】
心電位計測用電極の接触面の形状
既に触れた如く、本発明の対象となる生体情報検出装置１は、被検者の頚部に装着される携帯型の装置であるところ、被検者の体動や姿勢によらずに心電位計測用電極が安定的に皮膚表面と接触し、良好に心電位が計測できることが好ましい。この点に関し、電極の、皮膚表面との接触状態を安定に保持できるようにするための対策として、電極の接触面が周縁よりも中央が皮膚表面へ向かって突出していれば、皮膚表面に対する電極の接触が安定化することが期待される。この点に関し、本発明の発明者が調べてみたところ、図５（Ａ）に例示される如く、電極の接触面の（皮膚表面へ向かう方向への）突出量が２ｍｍにもなると、心電位の感度が大幅に低減してしまうことが見出された。また、電極の接触面の寸法に関して、本発明の対象となる生体情報検出装置１は、被検者の頚部に装着されるので、電極の接触面が大きいほど、被検者の首の動きに支障の程度が大きくなるので、電極の接触面の寸法はできるだけ小さい方が好ましい。しかしながら、電極の寸法が過小であり、電極と皮膚表面との接触面積が小さくなり過ぎると、感度よく電極間の電位差を計測することが難しくなる。そこで、許容可能な心電位の計測データが得られる電極の接触面の突出量の上限と接触面積の下限について検討した。
【００２９】
かくして、まず、電極の接触面の突出量に対する計測データに於ける振幅の大きさの変化についてみると、図５（Ｂ）に示されている如く、突出量が１ｍｍを上回ると、振幅が許容可能なレベルを下回ることが見出された（電極は、５ｍｍ×５ｍｍのものを使用した。）。また、電極の接触面の接触面積に対する計測データに於ける振幅の大きさの変化についてみると、図５（Ｃ）に示されている如く、被検者の頚部の皮膚表面に対する電極の接触面積が２５ｍｍ２を下回ると、急激に、心電位の振幅が低下してしまうことが見出された（電極は、接触面が平坦なものを使用した。）。従って、本発明の生体情報検出装置１に於いては、接触面の突出量が、１ｍｍを越えない範囲に形成され、接触面積が２５ｍｍ２を下回らないよう形成された電極が採用され、心電位の計測データの感度が許容可能なレベルを下回ることの防止が図られることとなる。
【００３０】
実施の形態に於いて、生体情報検出装置１は、心電位計測用の一対の電極と脈拍計測器のいずれか一方が備えられたものであってもよいことは理解されるべきである。本発明の生体情報検出装置１は、例えば、車両の運転者の頚部に装着され、運転中の心拍、脈拍の計測等に用いられてよい。
【００３１】
以上の説明は、本発明の実施の形態に関連してなされているが、当業者にとつて多くの修正及び変更が容易に可能であり、本発明は、上記に例示された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の概念から逸脱することなく種々の装置に適用されることは明らかであろう。
【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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