(57)【要約】      （修正有）【課題】低コストであり、かつ生体信号の正確な取得が可能な生体信号取得用電極を提供する。【解決手段】生体信号取得用電極は、電極材と、電板とを具備する。電極材は、電界質溶液にアミノ酸又は有機塩が溶解されている。電板は、導電性材料からなり、電極材に電気的に接触する。電極材は、電板に当接する吸水性部材に含浸され、若しくはゲル状又は固体状に固められている。電板は、炭素材料からなる。電極は、脳波測定用電極である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界質溶液にアミノ酸又は有機塩が溶解された電極材と、
導電性材料からなり、前記電極材に電気的に接触する電板と
を具備する生体信号取得用電極。
【請求項２】
請求項１に記載の生体信号取得用電極であって、
前記電極材は、前記電板に当接する吸水性部材に含浸され、若しくはゲル状又は固体状に固められている
生体信号取得用電極。
【請求項３】
請求項１に記載の生体信号取得用電極であって、
前記電板は、炭素材料からなる
生体信号取得用電極。
【請求項４】
請求項１に記載の生体信号取得用電極であって、
前記生体信号取得用電極は、脳波測定用電極である
生体信号取得用電極。
【請求項５】
請求項１に記載の生体信号取得用電極であって、
前記アミノ酸は、グリシンである
生体信号取得用電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、生体表面に当接し、生体信号を取得する生体信号取得用電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
脳波や心電図といった生体信号は、生体（ヒトを含む動物）表面に当接した電極によって測定される。この電極（以下、生体信号取得用電極とする）は、吸水性材料に含浸された電界液、ゲル状電界質あるいは固体電界質等からなる電極材と、電極材に電気的に接触する電板と呼ばれる部材とを備える構造を有するものが一般的である。
【０００３】
電板は、電極材との間で電荷を授受する部材であり、電極材との間で酸化還元反応を生じにくく、かつ生体信号の周波数に対してインピーダンスが安定しているものが好適である。例えば、特許文献１に開示されている「生体用電極」は、導電性粘着剤組成物と導電用ターミナルが接合された構成となっているが、導電用ターミナルにはＡｇ／ＡｇＣｌのコーティングが施されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１０７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、生体信号取得用電極の電板は、生体信号の周波数に対するインピーダンスの変動が小さい材料からなるものとすることによって生体信号の正確な測定が可能となる。しかしそのような材料、例えば銀塩化銀焼結体や白金といった材料は、一般的な導電性材料に比較して高コストである。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、低コストであり、かつ生体信号の正確な取得が可能な生体信号取得用電極を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本技術の一形態に係る生体信号取得用電極は、電極材と、電板とを具備する。
上記電極材は、電界質溶液にアミノ酸又は有機塩が溶解されている。
上記電板は、導電性材料からなり、上記電極材に電気的に接触する。
【０００８】
この構成によれば、電板の材料に係わらず、生体信号の周波数に対するインピーダンスが安定する。したがって、価格の安い材料からなる電板を利用することができ、低コストで正確な生体信号の測定が可能な生体信号取得用電極を作成することが可能である。
【０００９】
上記電極材は、上記電板に当接する吸水性部材に含浸され、若しくはゲル状又は固体状に固められていてもよい。
【００１０】
この構成によれば、電極材を生体表面に当接させることにより、電極材に含まれる電界質による生体信号の取得が可能となる。
【００１１】
上記電板は、炭素材料からなるものであってもよい。
【００１２】
炭素材料（グラッシーカーボン、等方性黒鉛、バイオカーボン等）は、電極材との間で酸化還元反応を生じにくく、生体信号の正確な測定が可能となる。本技術に係る生体信号取得用電極では、電板の材料に係わらずインピーダンスが安定するため、炭素材料からなる電板を用いることが可能となる。
【００１３】
上記生体信号取得用電極は、脳波測定用電極であってもよい。
【００１４】
脳波は、他の生体信号（心電等）に比較して低周波数であるが、インピーダンスは低周波帯域において変動し易い。本技術に係る生体信号測定用電極は、低周波数帯域のインピーダンスも安定しているため、脳波の測定にも好適である。
【００１５】
上記アミノ酸は、グリシンであってもよい。
【００１６】
グリシンは、分子内のカルボキシル基とアミン基の電気陰性度が同程度であり、電極材に含有させることにより、他のアミノ酸と比べてもインピーダンスを十分に安定させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本技術によれば、低コストであり、かつ生体信号の正確な取得が可能な生体信号取得用電極を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本技術の実施形態に係る生体信号取得用電極の断面図である。
【図２】同生体信号取得用電極の斜視図である。
【図３】比較に係る生体信号取得用電極による、生体信号周波数に対するインピーダンスを示すグラフである。
【図４】本技術の実施形態に係る生体信号取得用電極（クエン酸ナトリウム含有）による、生体信号周波数に対するインピーダンスを示すグラフである。
【図５】本技術の実施形態に係る生体信号取得用電極（グリシン含有）による、生体信号周波数に対するインピーダンスを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本技術の実施形態に係る生体信号取得用電極について説明する。
【００２０】
［生体信号取得用電極の構成］
図１は生体信号取得用電極１の構成を示す断面図であり、図２は生体信号取得用電極１の斜視図である。図２（ａ）は生体信号取得用電極１を一方から、図２（ｂ）は生体信号取得用電極１をその反対方向からみた図である。これらの図に示すように、生体信号取得用電極１は、支持部材１１、電極材１２、電板１３、端子１４及び押さえリング１５を有する。
【００２１】
支持部材１１は、合成樹脂等の非導電性材料からなり、電極材１２、電板１３及び端子１４を支持する。支持部材１１の形状は特に限定されないが、容器形状とすることができる。図１に示す支持部材１１は、第１部材１１ａと第２部材１１ｂからなり、第１部材１１ａに収容された電板１３を第２部材１１ｂが押さえリング１５を介して押さえ付ける構造である。
【００２２】
電極材１２は、電界質溶液にアミノ酸又は有機塩の少なくとも何れか一方が溶解されたものであり、電板１３に当接する。電極材１２は、電界質溶液にアミノ酸又は有機塩が溶解された溶液がスポンジ等の吸水性部材に含浸されたものとすることができ、また、当該溶液がゲル状又は固体状に固められたものとすることもできる。
【００２３】
電界質溶液は、塩化ナトリウム溶液、塩化カリウム溶液等、一般的に用いられる電界質溶液とすることができる。電界質溶液に溶解されるアミノ酸は、グリシン、ロイシン、トリプトファン等から選択することができるが、アミノ酸内のカルボキシル基とアミン基の電気陰性度が同程度であるグリシンが、インピーダンスがより安定し、好適である。
【００２４】
電界質溶液に溶解される有機塩は、有機酸の塩である有機酸塩または有機塩基の塩である有機塩基塩である。有機酸塩は、クエン酸ナトリウム、リンゴ酸ナトリウム、サリチル酸ナトリウム、ベンゼンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。有機酸塩はこの他にも、カルボキシル基、スルホン基、ヒドロキシル基、チオール基、エノール基等の酸性基を有する有機酸と有機塩基または無機塩基の塩とすることができる。有機塩基塩は、アミン基等の塩基性基を有する有機塩基又は複素環式化合物等の有機塩基と有機酸または無機酸の塩とすることができる。アミノ酸または有機塩の濃度は、高い方が電極材１２の導電性が高くなり好適であるが、数％程度でもよい。
【００２５】
電板１３は、導電性材料からなり、電極材１２に当接する。生体信号用取得用電極の電板は従来、生体信号の周波数に対するインピーダンスの変動が小さいとされる材料、例えば銀塩化銀焼結体や白金等からなるものとする必要があった。しかし、本実施形態においては後述する理由により、種々の導電性材料を利用することができる。具体的には、電板１３は、（焼結体ではなく）メッキにより作成された銀塩化銀、等方性黒鉛、グラッシーカーボンあるいはバイオカーボン（モミ殻再生カーボン）等からなるものとすることができる。この中でも等方性黒鉛やグラッシーカーボン等の炭素材料は、電極材１２に含有される電界質との酸化還元反応を生じにくく、電板１３の材料として好適である。
【００２６】
端子１４は、電板１３に導通し、測定装置の配線等が接続される端子である。端子１４は導電性を有するものであればよく、材料、形状等は特に限定されない。
【００２７】
生体信号取得用電極１は以上のような構成を有する。生体信号取得用電極１は、脳波計や心電計等のような測定装置に接続され、生体表面に当接されて用いられる。生体信号取得用電極１は例えば、生体に装着される装具や、生体に貼付されるパッドに取り付けられ、生体表面に当接されるものとすることができる。
【００２８】
［生体信号取得用電極の動作］
生体信号取得用電極１の動作について説明する。
【００２９】
上述のように、本実施形態に係る生体信号取得用電極１は、電界質溶液にアミノ酸又は有機塩が溶解されたものを電極材１２として用いる。これにより、電極材が従来の電極材（塩化ナトリウム、塩化カリウム等）である場合に、生体信号の周波数に応じてインピーダンスが変動する材料（炭素材料等）からなる電板１３を用いても、インピーダンスの変動を防止することが可能となる。
【００３０】
図３は比較として、従来の電極材（塩化ナトリウム溶液）と、種々の材料からなる電板を有する生体信号取得用電極によって信号を測定した場合の、信号周波数に対する生体信号取得用電極のインピーダンスを示したグラフである。図３（ａ）と図３（ｂ）は縦軸の目盛が異なる。
【００３１】
このグラフに示すように、銀塩化銀焼結体（Ａｇ−ＡｇＣｌ）からなる電板の場合には、広い周波数帯域においてインピーダンスがフラットであり、信号周波数に対してインピーダンスが安定しているといえる。しかしながら、バイオカーボン、等方性黒鉛及びグラッシーカーボンからなる電板の場合は、信号周波数に応じてインピーダンスが変動し、特に低い周波数帯域においては、インピーダンスが増大していることがわかる。
【００３２】
図４及び図５は、本実施形態に係る生体信号取得用電極１において、電板１３を種々の材料からなるものとした場合の、信号周波数に対する生体信号取得用電極のインピーダンスを示したグラフである。図４は電極材１２として電界質溶液にクエン酸ナトリウムを溶解させた溶液を用い、図５は電極材１２として電解質溶液にグリシンを溶解させた溶液を用いた場合である。
【００３３】
図４及び図５に示すように、電界質溶液にアミノ酸又は有機塩が溶解されたものを電極材１２とした場合には、広い周波数帯域にわたってインピーダンスが安定していることがわかる。即ち、生体信号取得用電極１を用いることにより、生体信号の周波数に対してインピーダンスが安定し、正確な生体信号の測定が可能であるといえる。
【００３４】
特に、低い周波数帯域（１０Ｈｚ程度以下）は脳波の周波数に相当するため、生体信号取得用電極１は脳波測定において特に有効である。この他にも、生体信号取得用電極１は、周波数帯域が広い生体信号の測定にも適している。
【００３５】
電界質溶液にアミノ酸又は有機塩を溶解させることにより、生体信号取得用電極１のインピーダンスが安定する理由については、アミノ酸又は有機塩はプロトン（Ｈ＋）を授受できるためであると考えられる。
【００３６】
以上のように、本実施形態に係る生体信号取得用電極１は、電板１３の材料に係わらず生体信号の周波数に対して安定したインピーダンスを有するため、電板１３を安価な材料からなるものとすることが可能である。したがって、本実施形態に係る生体信号取得用電極１は、低コストで生体信号の正確な取得が可能なものである。
【００３７】
本技術は、上記各実施形態にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において変更することが可能である。
【００３８】
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
【００３９】
（１）
電界質溶液にアミノ酸又は有機塩が溶解された電極材と、
導電性材料からなり、上記電極材に電気的に接触する電板と
を具備する生体信号取得用電極。
【００４０】
（２）
上記（１）に記載の生体信号取得用電極であって、
上記電極材は、上記電板に当接する吸水性部材に含浸され、若しくはゲル状又は固体状に固められている
生体信号取得用電極。
【００４１】
（３）
上記（１）又は（２）に記載の生体信号取得用電極であって、
上記電板は、炭素材料からなる
生体信号取得用電極。
【００４２】
（４）
上記（１）から（３）のうちいずれか一つに記載の生体信号取得用電極であって、
上記生体信号取得用電極は、脳波測定用電極である
生体信号取得用電極。
【００４３】
（５）
上記（１）から（４）のうちいずれか一つに記載の生体信号取得用電極であって、
上記アミノ酸は、グリシンである
生体信号取得用電極。
【符号の説明】
【００４４】
１…生体信号取得用電極
１２…電極材
１３…電板
【図１】
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【図２】
2013144051.tif 000004
【図３】
2013144051.tif 000005
【図４】
2013144051.tif 000006
【図５】
2013144051.tif 000007