JP7298881B2 - Myoelectric sensor and electrode member - Google Patents
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Description
本発明は、高分子素材を用いた電極部材とこれを用いた筋電センサに関する。 The present invention relates to an electrode member using a polymer material and a myoelectric sensor using the same.
筋電義肢は、手、足、手指等の四肢の一部を失った障害者を補助、支援するための有用なツールであり、種々の研究、改良が重ねられている。筋電義肢の動作は、生体信号の一種である筋電位(EMG:Electromyography)信号を用いて制御されている。EMG信号は筋収縮レベルを表わす信号であり、長時間の装着が想定される筋電義肢にあっては、皮膚の表面から非襲撃でEMG信号を計測または検知するのが望ましい。 Myoelectric prostheses are useful tools for assisting and supporting disabled persons who have lost a part of their limbs such as hands, feet, fingers, etc., and various researches and improvements have been made. The motion of the myoelectric prosthesis is controlled using an electromyography (EMG) signal, which is a type of biosignal. The EMG signal is a signal representing the level of muscle contraction, and in a myoelectric prosthesis that is expected to be worn for a long time, it is desirable to non-invasively measure or detect the EMG signal from the surface of the skin.
EMG信号を検知するセンサに乾式の電極を用いる場合は、電極の金属を露出させ、皮膚に電極を接触させて筋電位を計測する。乾式の電極は柔軟性に乏しく、生体との適合性が低い。EMG信号を皮膚表面から安定して計測するために、導電性のジェルやペーストを使った湿式の電極が用いられることもある。また、カーボンフィラーを含むフレキシブルで柔軟性のある導電層で形成される電極シートと、これを用いたセンサが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 When a dry electrode is used as a sensor for detecting EMG signals, the metal of the electrode is exposed and the electrode is brought into contact with the skin to measure myoelectric potential. Dry electrodes have poor flexibility and low biocompatibility. In order to stably measure EMG signals from the skin surface, wet electrodes using conductive gel or paste are sometimes used. Further, an electrode sheet formed of a flexible conductive layer containing a carbon filler and a sensor using the electrode sheet have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
導電性ジェル等を使った湿式の電極を用いると、消耗品のランニングコストが高いという問題がある。そこで、生体適合性の高い導電性の高分子材料を電極材料として用い、一部金属を露出させるハイブリッド型の電極が考えられるが、皮膚と直接接触する金属部分でEMG信号を安定して検知するのは難しい。電極を高分子材料で形成する場合でも、電極以外のケース部分は合成の高い素材で作られるのが一般的であり、電極から皮膚にかかる圧力に片寄りが生じる、ケースに固定された電極材料の柔軟性が損なわれる、長時間使用すると皮膚に跡が残る等の問題がある。 The use of wet electrodes using conductive gel or the like poses the problem of high running costs for consumables. Therefore, a hybrid electrode that uses a conductive polymer material with high biocompatibility as an electrode material and partially exposes the metal is conceivable, but the metal part in direct contact with the skin stably detects EMG signals is difficult. Even when the electrodes are made of polymer materials, the case parts other than the electrodes are generally made of highly synthetic materials, and the electrode material fixed to the case causes uneven pressure applied from the electrodes to the skin. There are problems such as loss of flexibility and leaving marks on the skin when used for a long time.
本発明は、非襲撃かつ安定的に筋電位信号を計測することのできる電極材料と、これを用いた筋電センサを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an electrode material capable of non-invasively and stably measuring a myoelectric potential signal, and a myoelectric sensor using the same.
上記の目的のために、伝導率の異なる導電性高分子の層を積層して電極として用いる。 For the above purpose, layers of conductive polymers having different conductivities are laminated and used as electrodes.
本発明のひとつの態様では、筋電センサは、
第1の配合量のナノカーボン材料を含む第1の高分子材料層と、前記第1の配合量よりも少ない第2の配合量のナノカーボン材料を含む第2の高分子材料層とが積層された電極部材と、
少なくとも一部が前記第1の高分子材料層と接触する金属配線と、
を有する。
In one aspect of the present invention, the myoelectric sensor comprises:
A first polymeric material layer containing a first blended amount of nanocarbon material and a second polymeric material layer containing a second blended amount of nanocarbon material less than the first blended amount are laminated. an electrode member;
a metal wire at least partially in contact with the first polymeric material layer;
have
本発明の別の態様では、筋電センサ用の電極部材は、
第1の配合量のナノカーボン材料を含む第1の高分子材料層と、
前記第1の配合量よりも少ない第2の配合量のナノカーボン材料を含む第2の高分子材料層と、が連続して積層されており、
前記第2の高分子材料層が被計測者の皮膚との接触層である。
In another aspect of the present invention, an electrode member for a myoelectric sensor comprises:
a first polymeric material layer containing a first compounded amount of nanocarbon material;
and a second polymer material layer containing a nanocarbon material in a second compounding amount less than the first compounding amount, and are continuously laminated,
The second polymeric material layer is the layer that contacts the skin of the subject.
良好な構成例では、直接皮膚と接触する高分子材料層の導電性物質の含有量が、最適化される。 In a good configuration example, the conductive material content of the polymeric material layer in direct skin contact is optimized.
上記の構成により、筋電位信号を非襲撃かつ安定して計測することができる。また、繰り返し使用できるためランニングコストを低減することができる。 With the above configuration, myoelectric potential signals can be measured non-invasively and stably. Moreover, since it can be used repeatedly, the running cost can be reduced.
図1は、実施形態の電極部材10を用いた筋電センサ20の模式図である。筋電センサは、導電性の高分子材料で形成された電極部材10と、電極部材10と電気的に接続されて電気信号を取り出す金属配線14を有する。金属配線14は、たとえば電気回路チップ15に接続される。
FIG. 1 is a schematic diagram of a
電極部材10は、導電性物質の含有量の異なる第1の高分子材料層11と、第2の高分子材料層12の積層で形成されている。第1の高分子材料層11は、金属配線14と接触しており、第2の高分子材料層12よりも導電性物質の含有量が多い。第1の高分子材料層11の導電性物質の含有量をX%,第2の高分子材料層12の導電性物質の含有量をY%とすると、Y<Xの関係となる。導電性物質は、たとえば、カーボンブラック、カーボンナノ粒子、グラファイトパウダー、カーボンナノチューブなどのナノカーボン材料である。
The
第2の高分子材料層12は、金属配線14が露出しないように第1の高分子材料層11と重ね合わせられており、第1の高分子材料層11よりも少ない含有量でナノカーボン材料を含む。使用時には、第2の高分子材料層12が皮膚と接触する接触層となる。
The second
第1の高分子材料層11と第2の高分子材料層12の高分子材料として、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイソピレン、ポリブタジエン、その他のエラストマー等を用いることができる。第2の高分子材料層12に含まれるナノカーボン材料の含有量を、第1の高分子材料層11のナノカーボン材料の含有量よりも少ない所定の範囲の含有量とすることで、後述するように電極部材10の皮膚への押圧状態に依らずに、安定して大きな筋電を計測することができる。
Polyurethane resin, epoxy resin, silicone resin, polyisopyrene, polybutadiene, and other elastomers can be used as the polymer material for the first
一つの例として、第1の高分子材料層11は、4~6%のカーボンブラックを配合するシリコーン樹脂である(X=4~6%)。第2の高分子材料層12は、2.0~2.1%、または2.6~2.7%のカーボンブラックを配合するシリコーン樹脂である(Y=2.0~2.1%または2.6~2.7%)。
As an example, the first
金属配線14は、金(Au)配線、または銀(Ag)、銅(Cu)等の低抵抗の導電線、またはこれらの導電材料を金(Au)、白金(Pt)、ロジウム(Rh)等でメッキした配線である。金属配線14は、第1の高分子材料層11と接触しており、電極部材10によって皮膚表面から検出されたEMG信号を、電気回路チップ15に入力する。
The
第1の高分子材料層11のカーボンブラックの配合量を4%以上とすることで、第1の高分子材料層11と金属配線14(すなわちAu,Cu等の良導体)との間の電気抵抗はゼロに近くなる。一方、カーボンブラックの含有量が6%を超えるとシリコーンが固化して、カーボンブラックが均等に分散した電極層を成型するのが困難になる。
By setting the blending amount of carbon black in the first
電気回路チップ15は、EMG信号のフィルタリングと増幅を行い、増幅後の電気信号を、外部のデータロガーに出力する。データロガーを省略して、メモリとA/Dコンバータが内蔵されたパーソナルコンピュータ(PC)などの計算機に、直接増幅されたEMG信号を供給してもよい。
The
図1の構成例では、電気回路チップ15は、導電性不織布13によって電極部材10に接着されているが、電気配線14を引き出して外部の電気回路と接続してもよい。導電性不織布13は、たとえばポリエステル系、アクリル系等の高分子の不織布に、Ni、Cu、これらの合金等の金属を組み合わせたものである。
In the configuration example of FIG. 1, the
電気回路チップ15から引き出される図示しない信号線と、第2の高分子材料層12の裏面(皮膚との接触面)を除いて、筋電センサ20の全体を、シリコーンで封止してもよい。封止用のシリコーンは、電極部材10及び電気回路チップ15のケーシングとして機能する。柔軟なシリコーンのケーシングとすることで、電極部材10の柔軟性を維持し、長時間の使用の後でも皮膚に跡が残ることを抑止できる。
The entire
このような筋電センサ20は、たとえば以下の手順で作製することができる。まず、4~6%のカーボンブラックを含有するシリコーン樹脂を型に流し込み、脱泡と焼成により第1の高分子材料層11を形成する。4~6%のカーボンブラックが配合されたシリコーン樹脂は十分に攪拌されており、カーボンブラックはシリコーン中にほぼ均一に分散している。
Such a
焼成された第1の高分子材料層11の一方の面(たとえば表面)に導電性不織布13を張り合わせる。第1の高分子材料層11の反対側の面(たとえば裏面)から、コの字型に折り曲げた金属配線14を突き刺して、第1の高分子材料層11と導電性不織布13を貫通させ、コの字型の金属配線14の底面を第1の高分子材料層11に接触させる。金属配線14の底面の少なくとも一部は、第1の高分子材料層11の中に埋め込まれていてもよい。第1の高分子材料層11に金属配線14を接触させた状態で、第1の高分子材料層11の裏面に、カーボンブラックの配合量が異なる第2の高分子材料層12を形成する。電気回路チップ15を導電性不織布13に接着して金属配線14と電気回路チップ15を電気的に接続する。これにより、簡単な手法で安価に筋電センサを作製することができる。
A
図2は、シリコーン等の封止樹脂16でケーシングされた筋電センサ20を裏面(電気回路チップ15と反対側)から見たときの画像である。この例では、3つの電極部材10-1~10-3が並べられ、電極部材10-1~10-3のそれぞれから信号線17が引き出されている。信号線17と電極部材10-1~10-3の裏面(肌との接触面)を露出させた状態で、封止樹脂16によってセンサ全体がケーシングされている。ケーシングとなる封止樹脂16も電極部材10-1~10-3の裏面も柔軟な高分子材料層となっているので、筋電センサ20を長時間皮膚に密着させても使用者に不快感を与えずに済む。
FIG. 2 is an image of the
電極部材10-1と10-2は差動の電極対である。中央の電極10-3は基準電位をとるグランド電極である。一対の電極部材10-1と10-2を測定したい部位の筋繊維の方向に沿って配置し、2つの電極間の電位差を表面筋電位信号として検出する。1つの電気回路チップ15が3つの電極部材10-1~10-3に共通に用いられる場合は、電気回路チップ15は、たとえばフィルタ回路とともに差動増幅回路を有し、電極部材10-1と10-2の間の差分と、体表面のグランド電位との差を増幅して、EMG信号として出力してもよい。
Electrode members 10-1 and 10-2 are a differential electrode pair. The central electrode 10-3 is a ground electrode that takes a reference potential. A pair of electrode members 10-1 and 10-2 are arranged along the direction of the muscle fibers of the site to be measured, and the potential difference between the two electrodes is detected as a surface myoelectric potential signal. When one
次に、第2の高分子材料層12に含有されるカーボンブラック濃度の最適範囲について説明する。
Next, the optimum range of carbon black concentration contained in the second
図3は、第2の高分子材料層12のカーボンブラック濃度(%)と、得られる最大平均筋電(V)の関係を示す図である。発明者らは、図1の積層構造の電極部材10を用いることで、計測される筋電の振幅が増加し、かつ皮膚に対する電極部材10の押圧状態のばらつきの影響を低減して安定した計測ができることを、実験により確認した。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the carbon black concentration (%) of the second
<実証実験1>
第2の高分子材料層12のカーボンブラック配合量を変えた複数の電極サンプルを作製して筋電を計測する。実験条件として、金属配線14にAu配線を用い、金属配線14と接触する第1の高分子材料層11をシリコーン樹脂で作製する。第1の高分子材料層に配合されるカーボンブラックの濃度を4%に固定し、第2の高分子材料層12のカーボンブラック濃度を、1.7%~4.0%まで変化させる。図3は、そのうちの1.7%~2.7%までの筋電の計測結果である。
<
A plurality of electrode samples are prepared by changing the carbon black blending amount of the second
第2の高分子材料層12のカーボンブラック濃度を1.7~2.7%まで0.1%刻みで変化させた11種類の電極サンプル(電極対)を作製する。計測前にアルコールで電極と被験者の皮膚を拭いて、電極サンプルを布テープで皮膚に固定する。計測箇所は前腕皮膚の屈筋の直上である。一対の電極を屈筋に沿って2cmの間隔をおいて配置し、5Nの力で第2の高分子材料層12の裏面を皮膚に接触させて固定する。ボディグランドとして湿式の電極を肘に貼付する。
Eleven types of electrode samples (electrode pairs) were prepared by changing the carbon black concentration of the second
被験者(1名)は、握力計で10kgの握り動作を3秒間行い、対応する筋から筋電をサンプリング周波数2000Hzで計測する。計測した筋電の10データ分の2乗平均平方根(RMS)を計算し、さらに200データ分からRMSの最大値を代表データとして算出する。同様の計測を、各電極サンプルに対して5回ずつ行い、1つの電極サンプルに対して5試行分の最大平均筋電値を得る。 A test subject (one person) performs a grip motion of 10 kg for 3 seconds with a grip dynamometer, and myoelectric potential is measured from the corresponding muscle at a sampling frequency of 2000 Hz. The root mean square (RMS) of 10 measured myoelectric data is calculated, and the maximum value of RMS is calculated as representative data from 200 data. A similar measurement is performed five times for each electrode sample, and the maximum average myoelectric potential value for five trials is obtained for one electrode sample.
図3において、データ1~データ5は5試行分のデータを示し、太い実線が平均値(Ave)である。この被験者のデータでは、第2の高分子材料層12のカーボンブラック濃度が2.1%と2.6%で筋電が大きくなるダブルピークを示している。すなわち、カーボンブラック濃度が1.7~2.0%までは最大平均筋電が低い値を示しているのに対して、2.1%で最大平均筋電が増大し、その後若干減少した後に、2.6%で最大になっている。
<実証実験2>
次に、カーボン濃度を1.7%~2.7%まで0.1%きざみで増大させた電極サンプルに加えて、カーボン濃度3.0%、3.5%、及び4.0%の3種類の追加サンプルを用いる。各カーボンブラック濃度で、3つずつ電極サンプルを作製する。カーボンブラック濃度ごとに作製された3通りの電極サンプルのすべてで、握力時の筋電と安静時の筋電を計測し、そのSN比を計算する。握力時の筋電は、握力計で10Kgの握り動作を行ったときの筋電、安静時の筋電は、握りを解放して力を抜いたときの筋電である。安静状態で計測される筋電は、力を入れていなくてもセンサに取り込まれる電位であり、バックグラウンドノイズとみなすことができる。SN比は、握力時の筋電の安静時の筋電に対する比で表される(より具体的には、握力時の筋電値を安静時の筋電値で除算したものの2乗を用いる)。
In FIG. 3,
<
Next, in addition to electrode samples with carbon concentrations increased in increments of 0.1% from 1.7% to 2.7%, three carbon concentrations of 3.0%, 3.5%, and 4.0% Additional samples of the kind are used. Three electrode samples are made at each carbon black concentration. Myoelectric potential during grip strength and myoelectric potential at rest are measured for all three electrode samples prepared for each carbon black concentration, and the SN ratio is calculated. The myoelectricity during grip strength is the myoelectricity when a gripping motion of 10 kg is performed with a grip strength meter, and the myoelectricity at rest is the myoelectricity when the grip is released and the force is relaxed. The myoelectric potential measured in a resting state is a potential captured by the sensor even when no force is applied, and can be regarded as background noise. The SN ratio is represented by the ratio of myoelectric potential during grip strength to myoelectric potential at rest (more specifically, the square of the myoelectric potential value obtained by dividing the myoelectric potential value during grip strength by the myoelectric potential value at rest is used). .
3通りの電極サンプルのそれぞれについて、一対の電極が均等な圧力で皮膚に固定されているとき(これを「非加圧時」と呼ぶ)と、電極対の一方に圧力が片寄った状態で固定されているとき(これを「加圧時」または「片当たり」と呼ぶ)の双方で行う。片当たりの状態は、一方の電極全体にフォーステスターで20Nを加えた状態である。 For each of the three electrode samples, when a pair of electrodes were fixed to the skin with equal pressure (this is called "unpressurized") and when the pressure was biased to one side of the electrode pair. It is done both when it is being pressed (this is called "pressurization" or "one-sided contact"). The uneven contact state is a state in which 20 N is applied to the entire one electrode by a force tester.
図4は、非加圧時(均等固定)の筋電データであり、握力時の筋電(a)と、安静時の筋電(b)と、SN比(c)を示している。各棒線に付随する3つのエラーバーは、3通りのサンプルの標準誤差を示している。 FIG. 4 shows myoelectric data when no pressure is applied (fixed evenly), showing myoelectric potential (a) at grip strength, myoelectric potential (b) at rest, and SN ratio (c). Three error bars accompanying each bar indicate the standard error of triplicate samples.
図5は、加圧時(片当たり)の筋電データであり、握力時の筋電(a)と、安静時の筋電(b)と、SN比(c)を示している。各棒線に付随する3つのエラーバーは、3通りのサンプルのそれぞれの誤差を示している。 FIG. 5 shows myoelectric data at the time of pressurization (one-sided contact), showing myoelectric potential at grip strength (a), myoelectric potential at rest (b), and SN ratio (c). The three error bars accompanying each bar indicate the error for each of the triplicate samples.
図4と図5において、解析対象から外れ値を除く操作を行う。カーボンブラック濃度ごとに、3通りの電極サンプルのそれぞれ5試行、合計15データの平均と標準誤差を計算する。各データにおいて、平均±2標準偏差(2σ)の範囲から外れたデータを外れ値と定義し、解析対象から除く。 In FIGS. 4 and 5, outliers are removed from the analysis targets. For each carbon black concentration, calculate the mean and standard error of 15 data for a total of 5 trials of triplicate electrode samples. In each data, data outside the range of mean ± 2 standard deviations (2σ) are defined as outliers and excluded from analysis.
図4の非加圧時(均等固定時)の筋電データを参照すると、握力時(a)の筋電は、カーボン濃度2.1%でピークを持つシングルピークの特徴を示している。しかし、欠損データや外れ値が影響し,各濃度に対するデータ数が不均一であるため、図4の(a)の筋電データのみから統計比較を行うことは危険である。 Referring to the myoelectric data at the time of non-pressurization (at the time of uniform fixation) in FIG. 4, the myoelectric data at the time of grip strength (a) shows a single peak characteristic with a peak at a carbon concentration of 2.1%. However, it is dangerous to perform statistical comparison only from the myoelectric data shown in FIG.
図4の安静時(b)では、電極を装着した被験者の前腕に動きがほとんどなく、顕著な特徴は見られない。第2の高分子材料層12のカーボンブラック濃度にかかわらず、一定の電位がノイズとして混入することがわかる。図4のSN比(c)では、2.1%、2.6%、及び4.0%で筋電値が高くなっている。このうち、4.0%は電極間の製造誤差が大きい。カーボンブラック濃度を3.0%~3.5%と高くしても十分に高いSN比が得られないのは、最適範囲を超えると、カーボンブラックの増加につれてノイズ(安静時の筋電)が増幅されているからである。
At rest (b) in FIG. 4, the subject's forearm with the electrodes has little movement and no noticeable features. It can be seen that a constant potential mixes in as noise regardless of the carbon black concentration of the second
図5に移って、加圧時(片当たり)には、握力時(a)の筋電値が上昇傾向にあるが、電極内でのばらつきが大きく、また電極間でもばらつきも大きくなっている。電極の固定状態に依らずに筋電を安定して計測するには,加圧時(片当たり)と非加圧時(均等固定)の間で変動が小さいことが望ましい。 Turning to FIG. 5, during pressurization (one-sided contact), the myoelectric value at the time of grip strength (a) tends to increase, but there is a large variation within the electrodes, and there is also a large variation between electrodes. . In order to stably measure myoelectricity regardless of the fixation state of the electrodes, it is desirable that the variation between pressure (partial contact) and no pressure (equal fixation) is small.
図6は、非加圧時と加圧時の変動量を示す図である。(a)は筋電の差分、(b)はSN比の差分、(c)はロバスト性を示している。筋電の差分(a)の各濃度での左側のバーが握力時の筋電値の差、右側のバーが安静時の筋電値の差である。均等固定状態と片当たり状態での筋電値の差は、2.0~2.1%で極小値をとり、2.6~2.7%で再度極小値をとるダブルピークを示している。 FIG. 6 is a diagram showing the amount of variation when no pressure is applied and when pressure is applied. (a) shows myoelectric difference, (b) shows SN ratio difference, and (c) shows robustness. The left bar at each density of the difference (a) of the myoelectric potential is the difference in the myoelectric potential value at grip strength, and the right bar is the difference in the myoelectric potential value at rest. The difference in myoelectric potential between the even fixation state and the one-sided contact state shows a double peak with a minimal value at 2.0-2.1% and another minimal value at 2.6-2.7%. .
SN比の差分(b)でも、2.0~2.1%で極小値をとり、2.6~2.7%で再度極小値をとるダブルピークを示している。また、極小値をとるカーボンブラック濃度の範囲で、3通りの電極サンプル間の差も小さくなっていることがわかる。 The difference (b) of the SN ratio also shows a double peak that takes a minimum value at 2.0 to 2.1% and again at 2.6 to 2.7%. In addition, it can be seen that the difference among the three electrode samples is also small in the range of carbon black concentration that takes the minimum value.
最終的な筋電計速の安定性を求めるため,非加圧時における握力時のSN比の値をSN比の変化量で割った値をロバスト性と定義し、評価する。非加圧時における握力時のSN比が大きくかつ、非加圧時と加圧時のSN比の差が小さいほど、ロバスト性は高い値を示す。図6のロバスト性(c)の結果から、やはり2.0~2.1%と、2.6~2.7%にピークが現れる。一方、カーボンブラック濃度が3.5~4.0%では、ロバスト性が十分に確保されず、皮膚への電極の押し当て方によって計測される筋電の値が大きくばらつき、計測が不安定になる。 In order to obtain the final stability of the electromyograph speed, the value obtained by dividing the value of the SN ratio at grip strength when no pressure is applied by the amount of change in the SN ratio is defined as robustness and evaluated. Robustness shows a high value as the SN ratio at grip strength when no pressure is applied is large and the difference between the SN ratios when pressure is not applied and when pressure is not applied is small. From the result of robustness (c) in FIG. 6, peaks also appear at 2.0 to 2.1% and 2.6 to 2.7%. On the other hand, at a carbon black concentration of 3.5 to 4.0%, sufficient robustness is not ensured, and the measured EMG value varies greatly depending on how the electrode is pressed against the skin, making the measurement unstable. Become.
<電気特性の解析>
図7は、各カーボンブラック濃度での電極と皮膚の間の電気特性を示す。図7の(a)は非加圧時及び加圧時のインピーダンス、(b)は非加圧時及び加圧時のレジスタンス、(c)は非加圧時及び加圧時のキャパシタンスである。異なるカーボンブラック濃度の電極サンプルの各々で、3通りのサンプルを作製し、それぞれ5試行して得られたデータの平均値をとっている。
<Analysis of electrical characteristics>
FIG. 7 shows the electrical properties between the electrode and skin at each carbon black concentration. In FIG. 7, (a) is the impedance when no pressure is applied and when pressure is applied, (b) is the resistance when pressure is not applied and when pressure is applied, and (c) is the capacitance when pressure is not applied and when pressure is applied. For each electrode sample with different carbon black concentrations, triplicate samples were prepared, and the average value of the data obtained from five trials was taken.
計測は、加圧時(片当たり)のデータを取得した後に、非加圧時のデータを取得している。(a)のインピーダンスと、(b)のレジスタンスで、カーボンブラック濃度のほぼ全体にわたって値が高いデータが、非加圧時(均等固定)のデータである。 In the measurement, after acquiring the data during pressurization (one-sided contact), the data during non-pressurization is acquired. The data in which the impedance (a) and the resistance (b) have high values over almost the entire carbon black concentration are the data at the time of non-pressurization (equally fixed).
インピーダンスとレジスタンスの平均値に着目すると、非加圧時、加圧時ともに、カーボンブラック濃度が2.6%で極小値を示す。一方、(c)のキャパシタンスについては、非加圧時の特性で2.0%と2.6%で大きな値を示し、筋電特性と同様に、ダブルピークを示している。 Focusing on the average values of impedance and resistance, both when no pressure is applied and when pressure is applied, the carbon black concentration shows a minimum value of 2.6%. On the other hand, the capacitance in (c) shows large values at 2.0% and 2.6% in the non-pressurized characteristic, and shows a double peak as in the myoelectric characteristic.
図8は、各電気特性の非加圧時と加圧時の変動または差を示す図である。(a)はインピーダンスの差、(b)はレジスタンスの差、(c)はキャパシタンスの差である。インピーダンスの差(a)では、カーボンブラック濃度が2.6%で非加圧時と加圧時の差が最小である。レジスタンスの差(b)では、カーボンブラック濃度が2.2%で非加圧時と加圧時の差が最小であり、2.0%と2.6%でも比較的、差が小さい。 FIG. 8 is a diagram showing fluctuations or differences in electrical characteristics between when no pressure is applied and when pressure is applied. (a) is the difference in impedance, (b) is the difference in resistance, and (c) is the difference in capacitance. As for the impedance difference (a), the carbon black concentration is 2.6%, and the difference between the non-pressurized state and the pressurized state is the smallest. As for the resistance difference (b), the difference between the non-pressurized state and the pressurized state is the smallest at the carbon black concentration of 2.2%, and the difference is relatively small even at 2.0% and 2.6%.
キャパシタンスの差(c)は、カーボンブラック濃度が1.9%で非加圧時と加圧時の差が最小であり、2.0%と2.6~2.7%でも差分が小さい。 The difference in capacitance (c) is the smallest at a carbon black concentration of 1.9% when not pressurized and when pressurized, and the difference is small at 2.0% and 2.6 to 2.7%.
図9は、図6の(c)のロバスト性と、電気特性の相関を評価する図である。図9の(A)の横軸は種々の電気特性の識別番号を示し、縦軸は層間地を示す。図9の(B)は、(A)の識別番号に対応する電気特性を示している。 FIG. 9 is a diagram for evaluating the correlation between the robustness in (c) of FIG. 6 and the electrical characteristics. The horizontal axis of FIG. 9A indicates identification numbers of various electrical characteristics, and the vertical axis indicates the interlayer. (B) of FIG. 9 shows the electrical characteristics corresponding to the identification numbers of (A).
識別番号1~3は、非加圧時(均等固定時)のインピーダンス平均、キャパシタンス平均、及びレジスタンス平均をそれぞれ示す。識別番号4~6は加圧時(片当たり)のインピーダンス平均、キャパシタンス平均、及びレジスタンス平均をそれぞれ示す。識別番号7~9は非加圧時と加圧時のインピーダンス変化、キャパシタンス変化、及びレジスタンス変化をそれぞれ示す。
皮膚との間のキャパシタンス、レジスタンス、及びインピーダンスは、筋電特性のロバスト性に影響し、キャパシタンス、レジスタンス、及びインピーダンスの変化が筋電計測のロバスト性と相関することがわかる。この結果は、上述した実証実験で、ロバスト性に関し、カーボンブラック濃度2.0~2.1%と、2.6~2.7%でダブルピークが観察され、図8のレジスタンス、インピーダンス及びキャパシタンスで同様の傾向が観察されることからも説明できる。 It can be seen that the capacitance, resistance, and impedance between the skin affects the robustness of myoelectric properties, and changes in capacitance, resistance, and impedance correlate with the robustness of electromyography. As a result, in the above-mentioned demonstration experiment, double peaks were observed at carbon black concentrations of 2.0 to 2.1% and 2.6 to 2.7% with respect to robustness, and the resistance, impedance and capacitance in FIG. This can also be explained by the fact that a similar trend is observed in
以上のように、筋電センサ20と皮膚の間のインピーダンス及び/またはキャパシタンスの関係から電極部材10の第2の高分子材料層12のカーボンブラック濃度を適切な範囲に設定することで、電極部材10の皮膚への固定状態に依らずに安定したEMG信号を計測することができる。
As described above, by setting the carbon black concentration of the second
電極部材10の固定状態(圧力状態)におけるロバスト性はインピーダンス、及び/またはキャパシタンスと相関し、カーボンブラック濃度の関数として、ロバスト性は2つのピークを有する。このダブルピークの特性は、高分子材料層11、12のポリマー素材と、添加されるナノカーボン材料の種類が変わっても現れると推定される。たとえば、ポリウレタン、ポリイソピレン等にカーボンパウダーを分散させ、異なる濃度の積層を形成した場合も、皮膚との間のインピーダンスとキャパシタンスの少なくとも一方は2つのピークを示すと推測される。
Robustness in the fixed state (pressure state) of the
導電性材料の配合量を異ならせた2つの高分子材料層を重ね合わせて積層を形成し、配合量の少ない方の層を皮膚との接着層とし、配合量の高い方の層に金属配線を接触させて筋電を取り出すことで、計測部位への電極の固定状態に依らずに、安定して筋電を計測できる。 A laminate is formed by stacking two polymer material layers with different amounts of conductive material, the layer with the smaller amount is used as the adhesive layer with the skin, and the layer with the higher amount is provided with metal wiring. By bringing the electrode into contact with the electrode and extracting the myoelectric potential, it is possible to stably measure the electromyographic potential regardless of the state of fixation of the electrode to the measurement site.
図10は、電極自体の抵抗を計測するモデルの模式図である。図7~図9では、被験者の皮膚とセンサ20との間の電気的特性値を測定し考察した。図10以降では、電極自体の電気特性を検討して、電極を積層構造とすることの有用性を定量的に示す。
FIG. 10 is a schematic diagram of a model for measuring the resistance of the electrode itself. 7-9, the electrical characteristic values between the subject's skin and the
図10で、(a)~(c)の3つのモデルを作製する。モデル(a)では、導電性不織布13の上にカーボン濃度2%のシリコーンの電極21を配置し、金属31と金属32で挟み込む。金属31と金属32に計測用プローブ33を押し当て,抵抗値を計測する。その際に、積層方向の最上部に100gの重りを載せて荷重を加える。
In FIG. 10, three models (a) to (c) are produced. In model (a), a
モデル(c)は、モデル(a)と積層構成は同じであるが、カーボン濃度4%のシリコーンの電極22を用いる。導電性不織布13と電極22を、金属31と金属32で挟み、計測用プローブ33を押し当てて抵抗値を計測する。積層方向の最上部に100の重りを載せて荷重を加える。
Model (c) has the same laminated structure as model (a), but uses
モデル(b)では、上述した実施形態の積層構造を用いる。導電性不織布13の上にカーボン濃度4%のシリコーンの電極22と、カーボン濃度2%のシリコーンの電極21を積層する。抵抗値を計測するために、積層方向に沿って上下対称の構成とする。すなわち2つのカーボン濃度4%の電極22で、カーボン濃度2%の電極21を挟み、電極22の外側にそれぞれ導電性不織布13を介して、計測用プローブ33を押し当てる。
In model (b), the laminated structure of the embodiment described above is used. A
モデル(a)~(c)のそれぞれで、300秒間の計測を行い、30秒ごとにデータを取得する。このプロセスを1施行とし、各モデルで合計4施行の実験を行う。 In each of the models (a) to (c), measurement is performed for 300 seconds and data is acquired every 30 seconds. This process is treated as 1 trial, and a total of 4 trials are performed for each model.
モデル(a)とモデル(c)では、1施行ごとに、別々に作製した電極21または電極22を用いて計測する。モデル(b)では、1施行ごとに、電極21と電極22の組み合わせを変えて計測する。これにより、製造誤差の評価を含める。データ解析には、定常状態である300秒目の計測データを用いる。
In model (a) and model (c), measurement is performed using separately produced
図11は、図10のモデル(a)~(c)のそれぞれの抵抗値成分を示す図である。図11の(a)で計測される抵抗値は、(1) 電極21を構成するシリコーンと一方の金属との接触抵抗、(2) カーボンを2%含む電極21本体の抵抗、及び(3) 電極21を構成するシリコーンと他方の金属との接触抵抗、の合計値と等価である。
FIG. 11 is a diagram showing respective resistance value components of models (a) to (c) in FIG. The resistance values measured in (a) of FIG. It is equivalent to the total value of the contact resistance between the silicone constituting the
図11の(c)で計測される抵抗値も同様に、(1) 電極22を構成するシリコーンと一方の金属との接触抵抗、(2) カーボンを4%含む電極22本体の抵抗、及び(3) 電極22を構成するシリコーンと他方の金属との接触抵抗、の合計値と等価である。
Similarly, the resistance values measured in FIG. 3) Equivalent to the total value of the contact resistance between the silicone constituting the
図11の(b)で計測される抵抗値は、(1) 電極22を構成するシリコーンと一方の金属との接触抵抗、(2) カーボンを4%含む電極22本体の抵抗、(3) カーボンを4%含むシリコーン(電極22)とカーボンを2%含むシリコーン(電極21)の接触抵抗、(4) カーボンを2%含む電極21本体の抵抗、(5) カーボンを2%含むシリコーン(電極21)とカーボンを4%含むシリコーン(電極22)の接触抵抗、(6) カーボンを4%含む電極22本体の抵抗、及び(7) 電極22を構成するシリコーンと一方の金属との接触抵抗、の合計値と等価である。
The resistance values measured in (b) of FIG. 11 are (1) the contact resistance between the silicone constituting the
図11の(a)~(c)のすべてで、導電性不織布13と金属31の接触抵抗、及び導電性不織布13と金属32の接触抵抗はゼロと仮定する。
In all of FIGS. 11(a)-(c), the contact resistance between the conductive
図12は、図10のモデル(a)~(c)の計測結果である。各縦棒は抵抗の平均値、エラーバーは標準誤差を示している。アスタリスクは、一元配置分散分析の結果、優位水準1%での有意差(または有意確率p)を示す。ここでは、3つ以上の標本の平均を比較するので、一元配置分散分析を行っている。3つのモデル(a)~(c)から得られる統計量の差は単なる誤差ではないことを示す基準として、有意水準を1%に設定する。 FIG. 12 shows measurement results of models (a) to (c) in FIG. Each vertical bar indicates the mean value of resistance, and the error bars indicate the standard error. The asterisk indicates a significant difference (or significance probability p) at the 1% significance level as a result of one-way ANOVA. Since we are comparing the means of more than two samples here, we are doing a one-way ANOVA. The significance level is set at 1% as a criterion to show that the difference in statistics obtained from the three models (a)-(c) is not just an error.
測定の結果、カーボン濃度2%のモデル(a)では、平均抵抗値が1883.6Ωであるのに対し、カーボン濃度2%のシリコーンとカーボン濃度4%のシリコーンを積層にしたモデル(b)では、平均抵抗値が924.4Ωまで低減している。カーボン濃度4%のモデル(c)では、平均抵抗値はさらに減少して、221.6Ωである。 As a result of the measurement, the model (a) with a carbon concentration of 2% had an average resistance value of 1883.6 Ω, whereas the model (b) in which a silicone with a carbon concentration of 2% and a silicone with a carbon concentration of 4% were laminated , the average resistance value is reduced to 924.4Ω. In model (c) with 4% carbon concentration, the average resistance is further reduced to 221.6Ω.
一元配置分散分析の結果、有意確率pは有意水準1%よりも小さく(p<0.01)、モデル間の抵抗値の差は単なる誤差ではなく、有意に異なっていることがわかる。カーボン濃度2%の電極21単体(モデル(a))の抵抗値よりも、カーボン濃度4%の電極22で挟む構成(モデル(b))の抵抗値の方が有意に小さく、平均値はほぼ半分に低減されている。
As a result of one-way analysis of variance, the significance probability p is smaller than the significance level of 1% (p<0.01), indicating that the difference in resistance values between the models is not just an error, but is significantly different. The resistance value of the structure sandwiched between the
図4~図9の実験結果から、肌と接触する部分の抵抗値は、圧力の変動(片当たり)に対するロバスト性を確保するために、ある程度大きな値を持つことが望ましいとわかっている。肌と接触する第2の高分子材料層12のカーボンブラックの添加量は高ければよいというのではなく、第1の高分子材料層11のカーボンブラック添加量よりも低い所定の範囲(2.0%~2.1%など)に設定して、ある程度の抵抗値を持たせることが望ましい。これにより、筋電信号がノイズ(安静時の筋電)に埋もれてしまうことを抑制し、高いS/N比とセンシングの安定性が得られる。
From the experimental results of FIGS. 4 to 9, it has been found that it is desirable that the resistance value of the part in contact with the skin should have a somewhat large value in order to ensure robustness against pressure fluctuations (one-sided contact). The amount of carbon black added to the second
一方、シリコーンの電極と金属配線14(またはアンプ)との接合部の抵抗値は、低いことが望ましい。カーボン濃度2%の電極21を単体でそのまま電極部材として使用するよりも、カーボン濃度4%の電極を経由したほうが低い抵抗値となることが、図10~図12の実験により明らかになっている。また、カーボン濃度4%の電極22を単体でそのまま電極部材として使うと、ノイズ(安静時の筋電)も増幅されてS/N比が低下し、片当たりに対するロバスト性が担保できなくなることは上述のとおりである。このように、高分子材料で形成される電極を、カーボン材料の濃度が異なる積層構造とすることの有用性が確認される。
On the other hand, it is desirable that the resistance of the junction between the silicone electrode and the metal wiring 14 (or amplifier) is low. The experiments in FIGS. 10 to 12 show that the resistance value is lower when the
次に,定量的な評価を行う。図11の(a)~(c)に示す抵抗成分の種類(変数)の数に対して、得られた条件が少ないため、それぞれの抵抗成分の値を一意に求めることは困難である。これは、導電性シリコーンの抵抗値を測る際には、必ず金属のプローブを使わなければならず、導電性シリコーンと金属の接触抵抗が発生することが原因の一つである。ここでは,導電性シリコーン同士の接触抵抗と、導電性シリコーンと金属の接触抵抗との相対値を比較する。 Next, a quantitative evaluation is performed. Since there are few conditions obtained for the number of types (variables) of resistance components shown in (a) to (c) of FIG. 11, it is difficult to uniquely obtain the value of each resistance component. One of the reasons for this is that a metal probe must be used to measure the resistance value of conductive silicone, and contact resistance between conductive silicone and metal occurs. Here, the relative values of the contact resistance between conductive silicones and the contact resistance between conductive silicone and metal are compared.
図11のモデル(a)~(c)から共通項を消去するために、
(a)+(c)×2-(b) (1)
を計算する。モデル(c)を2倍にしているのは、モデル(b)がC4%シリコーン自体の抵抗と、金属-C4%シリコーン間の接触抵抗を2セット含んでいるからである。
In order to eliminate common terms from models (a) to (c) in FIG.
(a) + (c) x 2 - (b) (1)
to calculate The reason for doubling model (c) is that model (b) contains two sets of the resistance of the C4% silicone itself and the contact resistance between the metal and the C4% silicone.
図13は、(a)+(c)×2-(b)で共通項を消去した結果を示す。共通項を消去すると、
2×[(C2%-M間接触抵抗) + (C4%-M間接触抵抗) - (C2%-C4%間接触抵抗)]
となる。ここで、「C2%」はカーボン2%含有シリコーン、「C4%」はカーボン4%含有シリコーン、「M」は金属である。図13では、定数の「2」を省略している。
FIG. 13 shows the result of eliminating common terms in (a)+(c)×2−(b). Eliminating the common term,
2×[(C2%-M contact resistance) + (C4%-M contact resistance) - (C2%-C4% contact resistance)]
becomes. Here, "C2%" is silicone containing 2% carbon, "C4%" is silicone containing 4% carbon, and "M" is metal. In FIG. 13, the constant "2" is omitted.
図12の測定結果を用いて、式(1)に、モデル(a)の抵抗値1883.6Ω、モデル(c)の抵抗値221.6Ω、及びモデル(b)の抵抗値924.4Ωを代入すると、図13の値は、
(1883.6+221.6×2-924.4)/2=701.2Ω (2)
となる。
Using the measurement results of FIG. 12, the resistance value of model (a) of 1883.6 Ω, the resistance value of model (c) of 221.6 Ω, and the resistance value of model (b) of 924.4 Ω are substituted into equation (1). Then, the values in FIG. 13 are
(1883.6+221.6×2-924.4)/2=701.2Ω (2)
becomes.
図12の測定結果(直列抵抗のトータル値)から、図13の第1項のC2%シリコーン-金属間の接触抵抗は、最大でも900Ω程度、図13の第2項のC4%シリコーン-金属間の接触抵抗は、最大でも100Ω程度である。 From the measurement results (total value of series resistance) in FIG. 12, the contact resistance between C2% silicone and metal in the first term of FIG. contact resistance is about 100Ω at maximum.
式(2)から、図13のモデルのトータル値は約700Ωであるから、第1項と第2項の和は700Ω~1000Ωの範囲、第3項のC2%シリコーンとC4%シリコーンの接触抵抗は、0Ω~300Ωであることが推察される。 From equation (2), the total value of the model in FIG. 13 is about 700 Ω, so the sum of the first and second terms is in the range of 700 Ω to 1000 Ω, and the contact resistance of C2% silicone and C4% silicone in the third term. is assumed to be 0Ω to 300Ω.
図12から、C2%シリコーンとC4%シリコーンの抵抗値の比を10:1程度であると仮定すると、C2%シリコーンと金属の接触抵抗は630Ω~920Ωであると推察される。 From FIG. 12, assuming that the resistance value ratio between C2% silicone and C4% silicone is about 10:1, it is estimated that the contact resistance between C2% silicone and metal is 630Ω to 920Ω.
以上の議論より,導電性シリコーン同士の接触抵抗値は,C2%シリコーンと金属の接触抵抗値よりも小さいことがわかる。また、上述のように、C4%シリコーンと金属の接触抵抗も最大で100Ω程度であるから、C2%シリコーンと金属の接触抵抗値よりも小さい。このことは、低カーボン濃度の導電性シリコーンに高カーボン濃度の導電性シリコーンを積層することの有用性を示している。 From the above discussion, it can be seen that the contact resistance value between conductive silicones is smaller than the contact resistance value between C2% silicone and metal. Further, as described above, the maximum contact resistance between C4% silicone and metal is about 100Ω, which is smaller than the contact resistance between C2% silicone and metal. This indicates the usefulness of laminating a conductive silicone with a high carbon concentration on a conductive silicone with a low carbon concentration.
これを図1の構成に当てはめると、第1の高分子材料層11と第2の高分子材料層12の間の接触抵抗は、金属配線14と第2の高分子材料層12との接触抵抗と、金属配線14と第1の高分子材料層11との接触抵抗の和よりも小さい。また、第1の高分子材料層11と第2の高分子材料層12の間の接触抵抗は、金属配線14と第2の高分子材料層12との接触抵抗よりも小さい。
If this is applied to the configuration of FIG. 1, the contact resistance between the first
図1の構成で、金属配線14は必ずしも第2の高分子材料層12と接している必要はなく、第1の高分子材料層11の中に埋め込まれていてもよい。この場合、第1の高分子材料層11と第2の高分子材料層12の間の接触抵抗は、第1の高分子材料層11と金属配線14の間の接触抵抗と同等か、または数百Ω程度の違いしかない。したがって、第2の高分子材料層12の比較的大きな抵抗値を利用して高いS/N比で感知した筋電信号を、接触抵抗の小さい第1の高分子材料層11を介して、効率的に増幅することができる。
In the configuration of FIG. 1, the
最後に、金属との接触面を同一に保ちながら導電性シリコーンの厚みを増していくと、抵抗値は増加すると考えられる。この線形、または非線形な増加関数を推定することができれば、オフセット成分を導電性シリコーンと金属の接触抵抗値の2倍の値として同定できると考えられる。これにより、全ての抵抗要素の値を同定することができると考えられる。 Finally, it is believed that increasing the thickness of the conductive silicone while maintaining the same contact surface with the metal will increase the resistance. If this linear or nonlinear increasing function can be estimated, the offset component can be identified as twice the contact resistance value between the conductive silicone and the metal. It is believed that this allows the values of all resistive elements to be identified.
10 電極部材
11 第1の高分子材料層
12 第2の高分子材料層
13 導電性不織布
14 金属配線
15 電気回路チップ
20 筋電センサ
REFERENCE SIGNS
Claims (13)
少なくとも一部が前記第1の高分子材料層と接触する金属配線と、
を有し、
前記第2の高分子材料層は、被計測者の皮膚との接触層であり、筋電信号がノイズに埋もれない抵抗値を有することを特徴とする筋電センサ。 A first polymeric material layer containing a first blended amount of nanocarbon material and a second polymeric material layer containing a second blended amount of nanocarbon material less than the first blended amount are laminated. an electrode member;
a metal wire at least partially in contact with the first polymeric material layer;
has
The myoelectric sensor, wherein the second polymeric material layer is a layer that contacts the skin of the person to be measured, and has a resistance value that prevents myoelectric signals from being buried in noise.
少なくとも一部が前記第1の高分子材料層と接触する金属配線と、
を有し、
前記第2の高分子材料層は、被計測者の皮膚との接触層であり、
前記電極部材は、前記第2の配合量の関数として前記皮膚との間のキャパシタンスにおいて2つのピークを有することを特徴とする筋電センサ。 A first polymeric material layer containing a first blended amount of nanocarbon material and a second polymeric material layer containing a second blended amount of nanocarbon material less than the first blended amount are laminated. an electrode member;
a metal wire at least partially in contact with the first polymeric material layer;
has
The second polymeric material layer is a layer that contacts the skin of the subject,
The myoelectric sensor, wherein the electrode member has two peaks in capacitance between the electrode member and the skin as a function of the second compounding amount.
少なくとも一部が前記第1の高分子材料層と接触する金属配線と、
を有し
前記金属配線が前記第2の高分子材料層と接する場合、前記第1の高分子材料層と前記第2の高分子材料層の間の接触抵抗は、前記第2の高分子材料層と前記金属配線の間の接触抵抗と、前記第1の高分子材料層と前記金属配線の間の接触抵抗の和よりも小さいことを特徴とする筋電センサ。 A first polymeric material layer containing a first blended amount of nanocarbon material and a second polymeric material layer containing a second blended amount of nanocarbon material less than the first blended amount are laminated. an electrode member;
a metal wire at least partially in contact with the first polymeric material layer;
and the metal wiring is in contact with the second polymeric material layer, the contact resistance between the first polymeric material layer and the second polymeric material layer is the second polymeric material layer A myoelectric sensor characterized by being smaller than the sum of the contact resistance between the layer and the metal wiring and the contact resistance between the first polymeric material layer and the metal wiring.
少なくとも一部が前記第1の高分子材料層と接触する金属配線と、
を有し
前記金属配線が前記第2の高分子材料層と接する場合、前記第1の高分子材料層と前記第2の高分子材料層の間の接触抵抗は、前記第2の高分子材料層と前記金属配線の間の接触抵抗よりも小さいことを特徴とする筋電センサ。 A first polymeric material layer containing a first blended amount of nanocarbon material and a second polymeric material layer containing a second blended amount of nanocarbon material less than the first blended amount are laminated. an electrode member;
a metal wire at least partially in contact with the first polymeric material layer;
and the metal wiring is in contact with the second polymeric material layer, the contact resistance between the first polymeric material layer and the second polymeric material layer is the second polymeric material layer A myoelectric sensor characterized in that the contact resistance between the layer and the metal wiring is smaller than the contact resistance.
少なくとも一部が前記第1の高分子材料層と接触する金属配線と、
前記金属配線に電気的に接続される電気回路チップと、
前記第1の高分子材料層と前記電気回路チップの間に配置される導電性不織布と、
を有し、
前記金属配線は、前記第1の高分子材料層から前記導電性不織布を貫通して前記電気回路チップに接続されていることを特徴とする筋電センサ。 A first polymeric material layer containing a first blended amount of nanocarbon material and a second polymeric material layer containing a second blended amount of nanocarbon material less than the first blended amount are laminated. an electrode member;
a metal wire at least partially in contact with the first polymeric material layer;
an electric circuit chip electrically connected to the metal wiring;
a conductive nonwoven fabric disposed between the first polymeric material layer and the electrical circuit chip ;
has
The myoelectric sensor, wherein the metal wiring penetrates the conductive nonwoven fabric from the first polymer material layer and is connected to the electric circuit chip.
第1の配合量のナノカーボン材料を含む第1の高分子材料層と、
前記第1の配合量よりも少ない第2の配合量のナノカーボン材料を含む第2の高分子材料層と、が連続して積層されており、
前記第2の高分子材料層は、被計測者の皮膚との接触層であり、筋電信号がノイズに埋もれない抵抗値を有する
電極部材。 An electrode member for a myoelectric sensor,
a first polymeric material layer containing a first compounded amount of nanocarbon material;
and a second polymer material layer containing a nanocarbon material in a second compounding amount less than the first compounding amount, and are continuously laminated,
The second polymeric material layer is a contact layer with the skin of the person being measured, and has a resistance value that prevents myoelectric signals from being buried in noise.
Electrode member.
第1の配合量のナノカーボン材料を含む第1の高分子材料層と、
前記第1の配合量よりも少ない第2の配合量のナノカーボン材料を含む第2の高分子材料層と、が連続して積層されており、
前記第2の高分子材料層が被計測者の皮膚との接触層であり、
前記第2の配合量の関数として前記皮膚との間のキャパシタンスにおいて2つのピークを有することを特徴とする電極部材。 An electrode member for a myoelectric sensor,
a first polymeric material layer containing a first compounded amount of nanocarbon material;
and a second polymer material layer containing a nanocarbon material in a second compounding amount less than the first compounding amount, and are continuously laminated,
The second polymer material layer is a layer that contacts the skin of the person being measured,
An electrode member having two peaks in capacitance with said skin as a function of said second compounding amount.
13. The electrode member according to claim 12 , wherein the first blending amount of the carbon black is 4 to 6%.
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