(57)【要約】【課題】生体電極への保湿溶液の補充を容易にする。【解決手段】保湿溶液補充シートは、生体電極と接触したときに生体電極に湿気を与えるための保湿溶液１を吸水して保持する基材２と、基材２を保持するシート状の支持材４と、保湿溶液１の蒸発を抑制するために基材２の表面を覆い、生体電極に湿気を与える際に除去または裂開によって基材２を露出させることが可能な保護シート５と、保護シート５を支持材に固定する接着手段６とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体電極と接触したときに前記生体電極に湿気を与えるための保湿溶液を吸水して保持する基材と、
この基材を保持する支持材と、
前記保湿溶液の蒸発を抑制するために前記基材の表面を覆い、前記生体電極に湿気を与える際に除去または裂開によって前記基材を露出させることが可能な保護シートと、
この保護シートを前記支持材に固定する接着手段とを備えることを特徴とする保湿溶液補充シート。
【請求項２】
請求項１記載の保湿溶液補充シートにおいて、
前記保湿溶液は、電解質を含むことを特徴とする保湿溶液補充シート。
【請求項３】
請求項１または２記載の保湿溶液補充シートにおいて、
前記基材は、その表面の少なくとも一部が、前記保湿溶液を吸水して保持する吸水性高分子からなることを特徴とする保湿溶液補充シート。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の保湿溶液補充シートにおいて、
さらに、前記基材と前記支持材と前記保護シートと前記接着手段とからなるシート状物体を密封し、前記生体電極に湿気を与える際に裂開によって前記シート状物体を取り出すことが可能な封止手段を備えることを特徴とする保湿溶液補充シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心電図をはじめとする生体電気信号を測定する技術に係り、特に生体電気信号を取得する生体電極に保湿溶液を補充して湿気を与えるための保湿溶液補充シートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
心電図計測を代表とする生体電気信号の検出や計測、あるいは生体に対する電気刺激の印加には、体表面に装着して固定する生体電極が広く使用されている。近年、個人の健康管理の手法の一つとして、長期間にわたって心電波形を記録し、その波形の特徴や変化を解析することで、自律神経の活性度や心臓疾患の兆候を早期に発見することができ、予防医学や公衆衛生において有効であることが知られている。長期間にわたって心電波形を取得するため、生体電極の取り付けられた衣類（ウェアラブル電極）が注目されている（非特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、ウェアラブル電極を用いるシステムにおいて、生体電気信号の常時モニタを実施するためには、ウェアラブル電極が生体電極としての機能を長時間にわたって十分に発揮する必要がある。
常時モニタが目的でない場合には、非特許文献２に示すように従来の医療機器である心電計で用いられているように、皮膚に湿り気を与えるための電極クリームなどの保湿溶液を電極部に塗布する場合があった。しかし、電極クリームなどの保湿溶液を電極部に塗布することは、診療時間等の短時間においては、保湿溶液の皮膚保湿機能による皮膚インピーダンスの低減効果が得られるが、ウェアラブル電極の装着中に保湿溶液が蒸発してしまうため、長時間にわたっての測定は困難であった。
【０００４】
生体電気信号の常時モニタを実施しようとすると、電極クリームなどの保湿溶液を電極に定期的に塗布する必要があるが、電極クリームなどの保湿溶液は、非特許文献３に記載されているようにボトル状あるいはチューブ状の容器で提供される。屋外での活動時に保湿溶液の入った容器を持ち歩くことは、ウェアラブル電極を装着する被験者にとって煩わしいこととなる。
【０００５】
また、ウェアラブル電極の１例として、図５に示すように、生体電極が取り付けられたベルトを水道水や上記の保湿溶液などで濡らすことで、生体電極の保湿を実現しているものがある（非特許文献４参照）。ここで図５において、１００はスポーツ用心拍計で用いられる胸巻きベルト等の基材、１０１，１０２は生体電極、１０３は生体信号モニタ装置、１０４，１０５は生体信号モニタ装置１０３と生体電極１０１，１０２とを結ぶ配線である。このようなウェアラブル電極においても、生体電気信号の常時モニタを実施しようとすると、水や保湿溶液などを定期的に供給する必要があった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】David M.D.Ribeiro，et al.，“A Real time，Wearable ECG and Continuous Blood Pressure Monitoring System for First Responders”，33rd Annual International Conference of the IEEE EMBS，pp.6894-6898，2011
【非特許文献２】山本尚武他，“生体電気計測”，コロナ社，ISBN978-339-07133-7，pp.58，2011
【非特許文献３】“Heart Rate Monitor Electrode Cream”，Buh-Bump，＜http://www.pacelineproducts.com/Category46/buh-bump.aspx＞
【非特許文献４】Gamelin FX，Berthoin S.，Bosquet L.，“Validity of the Polar S810 Heart rate monitor to measure R-R intervals at rest”，Medicine & Science in Sports & Exercise，38(5)，pp.887-893，2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のように従来のウェアラブル電極を用いた生体電気信号の測定方法では、皮膚インピーダンスを低下させてＳＮ比（ＳＮＲ）を向上させるために、水や電解質溶液、あるいは電解質溶液を含有する電極クリーム等の保湿溶液を、電極と皮膚との間に介在させるようにしている。しかし、ウェアラブル電極の装着中に水、電解質溶液あるいは保湿溶液が蒸発してしまうため、長時間にわたっての測定は困難であった。
【０００８】
したがって、生体電気信号の常時モニタを実施しようとすると、保湿溶液を電極に定期的に塗布する必要があるが、屋外では常に水道水を利用できるとは限らず、また液体が入った容器を持ち歩くことは、ウェアラブル電極を装着する被験者にとって煩わしいという問題点があった。また、容器に入った液体をどの程度塗布すればよいのか、適量の目安が曖昧になるという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、生体電極への保湿溶液の補充が容易で、必要なときに生体電極の生体電気信号取得特性を向上させることが可能な保湿溶液補充シート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】
【００１０】
本発明の保湿溶液補充シートは、生体電極と接触したときに前記生体電極に湿気を与えるための保湿溶液を吸水して保持する基材と、この基材を保持する支持材と、前記保湿溶液の蒸発を抑制するために前記基材の表面を覆い、前記生体電極に湿気を与える際に除去または裂開によって前記基材を露出させることが可能な保護シートと、この保護シートを前記支持材に固定する接着手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の保湿溶液補充シートの１構成例において、前記保湿溶液は、電解質を含むことを特徴とするものである。
また、本発明の保湿溶液補充シートの１構成例において、前記基材は、その表面の少なくとも一部が、前記保湿溶液を吸水して保持する吸水性高分子からなることを特徴とするものである。
また、本発明の保湿溶液補充シートの１構成例は、さらに、前記基材と前記支持材と前記保護シートと前記接着手段とからなるシート状物体を密封し、前記生体電極に湿気を与える際に裂開によって前記シート状物体を取り出すことが可能な封止手段を備える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、１〜２日程度の少ない使用日数が想定される場合に必要な保湿溶液を簡単に持ち運ぶことができ、必要なときに生体電極に保湿溶液を容易に補充することができ、生体電極の生体電気信号取得特性を向上させることができる。また、本発明では、保湿溶液と保湿溶液を保持する基材とが分離されているために、指の腹等を保湿溶液で濡らす煩わしさがなく、生体電極に対して保湿溶液を一様に染み渡らせることができ、生体電極に保湿溶液を適量補充することが容易になる。また、チューブ状の容器に入った電極クリームを容器ごと温めることは難しいが、本発明の保湿溶液補充シートであれば体積が小さいので、ドライヤなどで簡単に全体を暖めることが可能になる。したがって、保湿溶液補充シートを暖めることで、使用時の冷たさなどの不快感を低減することができる。
【００１２】
また、本発明では、保湿溶液に電解質を含有させることで、生体との間のインピーダンスを更に低減させることができ、生体電極の生体電気信号取得特性を更に向上させることが可能となる。
【００１３】
また、本発明では、基材の表面の少なくとも一部を吸水性高分子で構成することにより、長時間にわたる生体電極の保湿を実現することができる。
【００１４】
また、本発明では、基材と支持材と保護シートと接着手段とからなるシート状物体を封止手段で密封することにより、保湿溶液の蒸発を長期間にわたって抑制することができ、保湿溶液補充シートの性能を保ったまま長期の保存が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る保湿溶液補充シートの平面図および断面図である。
【図２】本発明の第３の実施の形態において生体電極に保湿溶液を補充する方法を説明する断面図である。
【図３】本発明の第４の実施の形態に係る保湿溶液補充シートの平面図および断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る保湿溶液補充シートの携帯方法の１例を示す模式図である。
【図５】従来のウェアラブル電極の１例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る保湿溶液補充シートの平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の保湿溶液補充シートの断面図である。本実施の形態の保湿溶液補充シート２０は、生体電極と接触したときに生体電極に湿気を与えるための保湿溶液１を吸水して保持する基材２と、基材２を保持および固定するためのシート状の支持材４と、保湿溶液１の蒸発を抑制するために基材２の表面を覆い、生体電極に湿気を与える際に除去または裂開によって基材２を露出させることが可能な保護シート５と、保護シート５を支持材４に固定する接着手段６とを備えている。
【００１８】
保湿溶液１は、水道水、グリセロール、生理食塩水（電解質溶液）等に代表される、生体の肌への影響のない液体を主成分とするものである。
基材２は、保湿溶液１を吸水、保持するための吸水性材料からなる。このような吸水性材料としては、例えばメラミンスポンジがある。
【００１９】
支持材４は、水分蒸発を抑制するためのシート状の防水材料からなる。このような防水材料としては例えばポリウレタン等の樹脂がある。
保護シート５も、同様に水分蒸発を抑制するための防水材料からなる。保護シート５の材料としては、例えばポリ塩化ビニリデンフィルム（ＰＶＤＣフィルム）等の樹脂フィルムがある。
【００２０】
基材２は、その裏面が例えばアクリル系接着剤や粘着シールなどの接着手段３によって支持材４に固定される。この基材２に所定量の保湿溶液１を含浸させた後、保湿溶液１の蒸発を抑制するために、基材２の表面を保護シート５で覆う。この保護シート５は、例えばアクリル系接着剤や粘着シールなどの接着手段６によって支持材４に固定される。
【００２１】
以上のような構成からなる保湿溶液補充シート２０が、生体電極を装着する被験者に提供される。被験者は、保湿溶液補充シート２０を使用する際に、保護シート５を破いたり支持材４から引き剥がしたりすることにより、基材２を露出させるが、電極に保湿溶液１を補充する方法の詳細については後述する。
【００２２】
なお、基材２を覆う保護シート５を一時的に固定するため、支持材４の面積は基材２の面積よりも大きいことが望ましい。
また、支持材４が基材２を保持するのに対し、保護シート５は基材２を一時的に覆うためのものであり、保湿溶液補充シート２０を使用する際には被験者が支持材４と保護シート５の両方を掴んで、保護シート５を破いたり（裂開）、保護シート５を支持材４から引き剥がしたり（除去）することになるので、支持材４の強度は保護シート５の強度よりも高いことが望ましい。
【００２３】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、基材２としてスポンジを用いたが、ポリアクリル酸ナトリウムなどのような高吸水性高分子からなる基材２を用いてもよい。このような高吸水性高分子は、保湿溶液１を吸収するとゲル状となる。したがって、後述のように生体電極に保湿溶液１を補充する際に、基材２を生体電極に接触させると、ゲル状となった高吸水性高分子の少なくとも一部が生体電極に付着するので、長時間にわたる生体電極の保湿を実現することができる。なお、高吸水性高分子を用いる場合、基材２の全てを高吸水性高分子で構成する必要はなく、基材２の表面の少なくとも一部を高吸水性高分子で構成すればよい。
【００２４】
［第３の実施の形態］
次に、第１、第２の実施の形態で説明した保湿溶液補充シート２０を用いて、生体電極に保湿溶液１を補充する方法について説明する。図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は生体電極に保湿溶液１を補充する方法を説明する断面図である。なお、図２（Ａ）〜図２（Ｄ）の例では、図５に示した胸巻きベルト基材１００上に形成された生体電極１０１に保湿溶液１を補充する例で説明する。
【００２５】
図２（Ａ）に示す保湿溶液補充シート２０の構成は第１、第２の実施の形態で説明したとおりである。被験者は、保湿溶液補充シート２０を使用して生体電極１０１に保湿溶液１を補充する際に、図２（Ｂ）に示すように保護シート５を支持材４から引き剥がして、基材２を露出させる。この基材２には、前記のとおり保湿溶液１が吸水、保持されている。
【００２６】
続いて、被験者は、図２（Ｃ）に示すように保護シート５を取り去った保湿溶液補充シート２０の上下を反転させ、基材２を生体電極１０１に接触させた状態で、支持材４を上から押して基材２から保湿溶液１を染み出させることにより、生体電極１０１に保湿溶液１を補充する。補充完了後、被験者は、図２（Ｄ）に示すように保湿溶液補充シート２０を生体電極１０１から離す。こうして、生体電極１０１に保湿溶液１を補充することができる。
【００２７】
なお、保護シート５を支持材４から完全に取り去る必要はなく、基材２が露出すればよいので、保護シート５を破って基材２を露出させるようにしてもよい。
【００２８】
［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３（Ａ）は本発明の第４の実施の形態に係る保湿溶液補充シートの平面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の保湿溶液補充シートの断面図である。
本実施の形態では、第１、第２の実施の形態で説明した保湿溶液補充シート２０全体を、図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように密封シート３０，３１により密封する。密封シート３０と３１との接着方法としては、熱溶着法（ヒートシール）等がある。
【００２９】
封止手段となる密封シート３０，３１は、特に限定されるものではないが、ポリエチレンなど防水性を有する材料から作られていることが望ましい。また、密封シート３０，３１の内側には、蒸発抑制のためのアルミ蒸着フィルムによる防水シート３２，３３を配する。
【００３０】
図４は、密封シート３０，３１で密封した保湿溶液補充シート４０を被験者５０が着ている衣類５１のポケット５２に入れるなどして携帯し、被験者５０の体温で保湿溶液補充シート４０を温めておく方法の一例を示している。被験者５０の体温で保湿溶液補充シート４０を温めておくことにより、生体電極を保湿溶液１で濡らした後で装着する際の冷たさなどの不快感を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、生体電気信号を測定する技術に適用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１…保湿溶液、２…基材、３，６…接着手段、４…支持材、５…保護シート、２０，４０…保湿溶液補充シート、３０，３１…密封シート、３２，３３…防水シート、５０…被験者、５１…衣類、５２…ポケット。
【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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