CN111837019B - 生物数据测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于，获得一种具有结构简单、容易佩戴于人体且价格低廉、即使在佩戴于人体的多个部位的情况下布线数量也不会增加的贴片的生物数据测量装置。佩戴于人体的贴片（100）基本上由第1绝热体（111）、第2绝热体（112）、第1测温电路（130）、第2测温电路（140）及带状的布线膜即总线布线（120）构成，因此结构简单且能够设为例如数mm左右的厚度、数g左右的重量，容易佩戴于人体且价格低廉，通过搭载选择电路而在规定的定时选择性地输出第1温度计（130）的温度信号和第2温度计（140）的温度信号，即使在将贴片（100）佩戴于人体的多个部位的情况下布线数量也只需1个贴片的量，与以往相比，能够大幅减少布线数量。

Description

生物数据测量装置
技术领域
本发明涉及一种安装在生物的身体表面来测量体温等生物数据的生物数据测量装置，更详细而言，涉及一种测量生物、尤其是深部体温的生物数据测量装置。
背景技术
当前，作为安装在生物的身体表面来测量深部体温的方法，例如已知Single HeatFlux（单热通量，SHF）法、Dual Heat Flux（双热通量，DHF）法及Zero Heat Flux（零热通量，ZHF）法。
作为Single Heat Flux（SHF）法的一例，图19中示出专利文献1中记载的图2的结构。在图19中，2为第1探头，6为第2探头，4为绝热材料，3为身体表面。由第1探头2和第2探头6从身体表面3测量几乎垂直地产生的热流（热流束）。
根据SHF法，无需加热器，因此具有功耗低且结构简单的优点，但存在测量时间需要10分左右的问题。并且，需要通过另一方法预先测量生物内的热阻（体内热阻）。
接着，作为Dual Heat Flux（DHF）法的一例，图20中示出专利文献2中记载的第1图的结构。在图20中，11、17为第1温度传感器对，12、18为第2温度传感器对，通过由第1温度传感器对11、17测出的热流和由第1温度传感器对12、18测出的热流来测量生物的深部体温。
根据DHF法，具有如下优点：无需通过另一方法测量体内的热阻便可知晓深部体温，并且，无需加热器，因此功耗还低。然而，测量时间仍需要10分左右，存在需要2组温度传感器对的问题。
并且，作为Zero Heat Flux（ZHF）法的一例，图21中示出专利文献3中记载的图6。在图21中，140为温度传感器，126为加热器。根据ZHF法，贴附于皮肤表面的温度传感器140被加热器126加温，在温度传感器140与深部体温达到平衡的时点（约3分左右），深部体温显示于显示部中。
根据ZHF法，测量时间为约3分左右，具有相对快的优点，而另一方面，也存在加热器需要约1W（瓦）左右的功耗的方面的问题。并且，在ZHF法的情况下，需要1W左右的功耗，因此难以适用于贴附于身体表面来使用的创可贴式传感器。
以往技术文献。
专利文献。
专利文献1：国际公开WO2011/012386号公报（尤其图2）。
专利文献2：日本特开昭63-58223号公报（尤其第1图）。
专利文献3：美国专利公开第2016/0238463号（尤其第6图）。
发明内容
发明要解决的技术课题。
在任一方法中，在以获取大量的（各种）生物数据为目的而在人体的多个部位佩戴传感器的情况下，例如，若假设每一个传感器的布线数量为m条且安装部位数量为n个部位，则总体上需要拉绕m×n条布线，其布线处理不仅麻烦，而且在例如测量运动时或工作时的生物数据的情况下，还妨碍其移动。
并且，在佩戴于人体的情况下（尤其在佩戴于多个部位的情况下），期待其薄而轻且能够简单地佩戴。此外，低成本也是重要的因素。
因此，本发明的课题在于，提供一种具有结构简单、容易佩戴于人体且价格低廉、即使在佩戴于人体的多个部位的情况下布线数量也不会增加的贴片（传感器单元）的生物数据测量装置。
用于解决技术课题的手段。
为了解决上述问题，本发明的生物数据测量装置的特征在于，具备贴片，该贴片包括：第1绝热体，布置于被测量对象即生物的身体表面上；第2绝热体，层叠于上述第1绝热体上；带状的导体膜，从上述第1绝热体的身体表面侧的底面至少布线至上述第1绝热体与上述第2绝热体之间的层叠面；第1测温电路，包括第1温度计且在上述第1绝热体的底面侧布置于上述导体膜上；及第2测温电路，包括第2温度计且在上述层叠面内布置于上述导体膜上。
除与上述各测温电路的电连接部以外，上述导体膜的两个面优选被电绝缘膜覆盖。
并且，优选包括上述导体膜的布线部分在内，上述第1绝热体的身体表面侧的底面上设置有具有生物相容性的皮肤接触层。
作为本发明的特征之一，包括上述第1测温电路和上述第2测温电路与上述导体膜中包括的总线布线串联连接，并且上述各测温电路上搭载有开启/关闭由上述温度计测出的温度信号的输出的选择电路的方式。另外，在本说明书称为“串联”之处是指以框图观察的情况，通过观察框图内部的电路可知，模拟线和电源线、接地线直接将输入输出到输出端，因此在观察框内部的情况下，存在并联连接的部分。
上述选择电路具备在规定的定时选择性地输出由上述第1温度计测出的温度信号和由上述第2温度计测出的温度信号。
作为优选方式，上述选择电路具备根据来自外部的选择信号工作的锁存电路及根据上述锁存电路的输出开启/关闭的半导体开关，上述总线布线包括用于读取上述温度信号的模拟线、电源线及接地线，上述温度计经由半导体开关连接于上述模拟线与上述接地线之间。
并且，本发明包括具备多个上述贴片，上述各贴片经由包括上述总线布线的上述导体膜串联连接的方式。
并且，作为DHF法对策，上述贴片的个数为偶数个，其奇数编号的第1贴片与偶数编号的第2贴片的上述绝热材料的厚度不同的方式也包括于本发明中。
根据本发明的优选方式，多个上述贴片在经由包括上述总线布线的上述导体膜串联连接的状态下被针对人体的穿戴带支撑。
并且，多个上述贴片也可以在经由包括上述总线布线的上述导体膜串联连接的状态下布置于衣服上。
根据本发明的优选方式，上述导体膜上设置有包括与上述模拟线连接的第1连接端子、与上述电源线连接的第2连接端子及与上述接地线连接的第3连接端子的接触部。
上述接触部可以设置在存在于上述贴片之间的上述导体膜上，也可以设置在上述贴片的上述第2绝热材料的上表面上。
本发明的生物数据测量装置的特征在于，还具备：信号处理部，能够针对上述接触部电气/机械地装卸，向上述锁存电路提供电源和锁存工作的控制时钟，并且通过上述各温度计收集温度信号并进行规定处理。
上述信号处理部具备运算部，该运算部将由上述第1温度计测出的身体表面温度设为Tsk，将由上述第2温度计测出的上述层叠面的温度设为Tsub，将上述第1绝热层的热阻设为Rthins，将几乎垂直地在上述身体表面上流动的热流设为Ith，并通过（Tsk-Tsub）/Rthins来求出上述热流Ith。
并且，本发明还可以包括如下方式：上述贴片的个数为偶数个，其奇数编号的第1贴片和偶数编号的第2贴片的上述绝热材料的厚度不同，将由上述第1贴片的第1温度计测出的上述身体表面温度设为Tsk1，将在其温度测量部中几乎垂直地在上述身体表面上流动的热流设为Ith1，将由上述第2贴片的第1温度计测出的上述身体表面温度设为Tsk2，将在其温度测量部中几乎垂直地在上述身体表面上流动的热流设为Ith2，将上述生物的深部组织至身体表面为止的体内热阻设为Rthbody，上述运算部在通过（Tsk2-Tsk1）/（Ith1-Ith2）计算出Rthbody之后，通过（Ith1×Rthbody+Tsk1）或（Ith2×Rthbody+Tsk2）来求出上述生物的深部体温Tcore。
发明效果。
根据本发明，贴片（传感器单元）基本上由第1及第2这两个绝热体、第1及第2这两个测温电路、带状的导体膜构成，因此结构简单且能够设为例如数mm左右的厚度、数g左右的重量，容易佩戴于人体且价格低廉，通过搭载选择电路而在规定的定时选择性地输出第1温度计测出的温度信号和第2温度计测出的温度信号，即使在佩戴于人体的多个部位的情况下布线数量也只需1个贴片的量，与以往相比，能够大幅减少布线数量。
附图说明
图1中，图1（a）是表示本发明的生物数据测量装置所具备的贴片的基本方式（第1实施方式）的示意剖视图，图1（b）是表示其包括测温电路的示意俯视图。
图2中，图2（a）是表示上述测温电路与导体膜的第1连接方式的示意剖视图，图2（b）是表示其第2连接方式的示意剖视图。
图3是概略表示上述第1实施方式所涉及的贴片的电结构的框图。
图4是表示作为本发明的第2实施方式的串联连接多个上述贴片的方式的示意剖视图。
图5是表示上述第2实施方式的另一例的示意剖视图。
图6是概略表示上述第2实施方式的电结构的框图。
图7是表示图6的框图的具体结构例的电路图。
图8中，图8（a）是表示作为本发明的第3实施方式的将多个贴片佩戴于人体的穿戴带的示意立体图，图8（b）是表示作为本发明的第3实施方式的安装在上述穿戴带上的串联连接的多个贴片的示意立体图，图8（c）是表示作为本发明的第3实施方式的安装在上述穿戴带上的多个贴片的状态的示意立体图。
图9是表示作为本发明的第4实施方式的将多个贴片布置于穿在人体上的衣服上的方式的模式图。
图10是表示作为本发明的第5实施方式的贴片与信号处理部的连接方式的模式图。
图11中，图11（a）是作为上述第5实施方式的另一例的将接触部设置在贴片上表面上的贴片的示意剖视图，图11（b）是其俯视图。
图12a是表示本发明的第6实施方式中的贴片与信号处理部的电气/机械接触部的第1例的示意剖视图。
图12b是表示上述电气/机械接触部的第2例的示意剖视图。
图12c是表示上述电气/机械接触部的第3例的示意剖视图。
图12d是表示上述电气/机械接触部的第4例的示意剖视图。
图12e是表示上述电气/机械接触部的第5例的示意剖视图。
图13中，图13（a）是表示本发明的第7实施方式中的将上述贴片的导体膜的一部分作为检测心电信号等的电极的例子的模式图，图13（b）是该电极部分的放大剖视图。
图14是概略表示上述第7实施方式的电结构的框图。
图15是表示图14的框图的具体结构例的电路图。
图16是用于说明作为本发明的第8实施方式的进行深部体温和ECG、EMG、EEG的同时测定的方式的模式图。
图17是用于说明作为本发明的第9实施方式的进行深部体温和GSR的同时测定的方式的模式图。
图18是用于说明作为本发明的第10实施方式的适合昼夜节律测定的方式的模式图。
图19是介绍作为第1以往技术的SHF法的模式图。
图20是介绍作为第2以往技术的DHF法的模式图。
图21是介绍作为第3以往技术的ZHF法的模式图。
具体实施方式
接着，根据图1至图18对本发明的若干个实施方式进行说明，但本发明并不限定于这些实施方式。
首先，参考图1至图3，作为基本结构的第1实施方式，本发明的生物数据测量装置具备作为佩戴于生物的身体表面来使用的传感器单元的贴片100。
贴片100包括第1及第2这两个绝热材料111、112、带状的布线膜（还称为总线布线）120及第1及第2这两个测温电路130、140。
若将第1绝热材料111布置于身体表面BS上，第2绝热材料112则层叠于第1绝热材料111上。绝热材料111、112优选使用泡沫材料、尤其泡沫聚苯乙烯、泡沫聚氨酯等泡沫塑料。
泡沫塑料的导热率根据发泡倍率而发生变化，从绝热性和强度的观点考虑，导热率可以为0.1W/m/K以下，优选为0.05W/m/K以下。各绝热材料111、112的厚度为3mm以下，从容易佩戴的观点考虑，优选为1mm以下，但为了获取足够的S/N比，需要加厚来提高绝热性。
优选在第1绝热材料111与身体表面（皮肤）接触的面上形成生物相容性材料的接触层。作为接触层的生物相容性材料，能够使用成分中含有硅的材料。
也可以以防水为目的，用生物相容性材料包裹整个贴片，防止汗或水分进入绝热材料111、112和布线膜120、测温电路130、140中。并且，也可以在绝热材料111、112之间填充以防水为目的的粘接材料。
布线膜120具有作为芯布线的呈带状（缎带状）的导体膜121，在本实施方式中，导体膜121的两个面被绝缘膜122、122覆盖。绝缘膜122可以使用生物相容性良好、不易引起皮疹等问题的高分子膜、例如硅氧烷、硅橡胶（硅酮）。
导体膜121由金属材料（优选铜、银、金等）形成。作为一例，在一个绝缘膜122上带状地形成导体膜121，并从其上方用另一个绝缘膜122进行覆盖，由此形成布线膜120，布线膜120的总厚度优选为数10～数100微米。
布线膜120至少从与第1绝热材料111的身体表面BS接触的底面A经由第1绝热材料111的侧面布线至第1绝热材料111与第2绝热材料112的层叠面B。可以用绝缘膜122覆盖第1绝热材料111的整个底面A。
第1测温电路130具备温度计131和允许该温度计131的访问的选择电路132。同样地，第2测温电路140也具备温度计141和允许该温度计141的访问的选择电路142。
温度计131、141可以使用热敏电阻或热电对、二极管等半导体、放射温度计等。选择电路132、142在规定的定时将温度计131、141连接至后述的总线布线内的模拟线。
第1测温电路130在第1绝热材料111的底面A上布置于布线膜120上，第2测温电路140在第1绝热材料111与第2绝热材料112的层叠面B上布置于布线膜120上。
测温电路130、140既可以如图2（a）所示在上表面侧的绝缘膜122的一部分形成开口部来暴露导体膜121而与导体膜121电连接，也可以如图2（b）所示不在绝缘膜122的一部分设置开口部而布置于绝缘膜122与导体膜121之间。根据图2（b）所示的方式，在测温电路130、140由半导体芯片构成的情况下，能够有效地保护半导体芯片。
将由第1温度计131测出的身体表面温度设为Tsk，将由第2温度计141测出的层叠面B的温度设为Tsub，将第1绝热层11的热阻设为Rthins，将几乎垂直地在身体表面BS上流动的热流设为Ith，热流Ith可通过（Tsk-Tsub）/Rthins来求出。
在此，将生物的深部体温设为Tcore，将生物的深部组织至身体表面BS为止的热阻设为体内热阻Rthbody，深部体温Tcore能够通过Tcore=Tsk+Ith×Rthbody来求出。
另外，在该第1实施方式中，体内热阻Rthbody通过未图示的另一方法测量。作为该方法的一例，有根据由体内电阻测量机构测出的体内电阻值推断体内热阻Rthbody的方法，该体内电阻测量机构通过一对电极使微弱电流（例如，0.2μA左右）流过生物来测量生物内的电阻（GSR：Galvanic Skin Resistance：皮肤电阻）。
接着，参考图4对本发明的第2实施方式进行说明。在该第2实施方式中，多个贴片100（100（1）～100（n））经由布线膜120串联状（一笔画状）连接。
即，在第2实施方式中，将布线膜120布置成，在以第1个贴片100（1）的第1绝热材料111的底面A→第1绝热材料111的侧面（在图4中为右侧面）→第1绝热材料111与第2绝热材料112的层叠面B→第2绝热材料112的侧面（在图4中为左侧面）→第2绝热材料112的上表面的方式进行拉绕之后，沿贴片100（1）的侧面（在图4中为右侧面）延伸至第2个贴片100（2）的第1绝热材料111的底面A，并重复该过程。
作为第2实施方式的另一例，如图5所示，也可以在贴片100（1）～100（n）这n个（偶数个）中，例如使偶数编号的贴片100（2）、（4）、（6）……的绝热材料111、112的厚度薄于奇数编号的贴片100（1）、（3）、（5）……的绝热材料111、112，并通过DHF法来计算体内热阻Rthbody来求出深部体温Tcore。此时，将相邻的奇数编号的贴片和偶数编号的贴片用作一对。
若以第1个贴片100（1）和第2个贴片100（2）为例来说明，则将由第1个贴片100（1）的第1温度计131测出的身体表面温度设为Tsk1，将在其温度测量部中几乎垂直地在身体表面上流动的热流设为Ith1，将由第2个贴片100（2）的第1温度计131测出的身体表面温度设为Tsk2，将在其温度测量部几乎垂直地在上述身体表面上流动的热流设为Ith2，将生物的深部组织至身体表面为止的体内热阻设为Rthbody，Rthbody可通过（Tsk2-Tsk1）/（Ith1-Ith2）来计算，由此，深部体温Tcore可通过（Ith1×Rthbody+Tsk1）或（Ith2×Rthbody+Tsk2）来求出。
如此，根据使用图5的DHF法的实施方式，能够在总共2n个的贴片中求出n个部位的深部体温的绝对值。
如图5的框图所示，在上述第2实施方式中，各贴片100经由布线膜120内的导体膜121串联连接，但根据本发明，因存在选择电路132、142，即使增加贴片的连接个数，布线数量也不会增加。
参考图6的框图和图7的电路图，第1测温电路130的选择电路132、第2测温电路140的选择电路142均由锁存电路151及通过其输出开启/关闭的半导体开关152构成。在该例中，半导体开关152使用MOSFET，因此在此将半导体开关称为MOSFET。并且，锁存电路151使用触发器电路。
导体膜121内包括电源线123、兼作时钟线的模拟线124、数据线125及接地（GND）线126。温度计（例如热敏电阻）131、141的一端与模拟线124连接，其另一端与MOSFET152的漏极连接。
MOSFET152的栅极与锁存电路151的输出端子Q连接。作为MOSFET，例如可使用N型。锁存电路151的电源端子V与电源线123连接。接地端子G与接地线126连接。
仅在前头（第1个）的贴片100（1）的第1测温电路130上设置有在接通电源时对锁存电路151进行预设的预设电路153。预设电路153例如具有电阻元件和电容器，其延迟电源的启动。
除前头以外的锁存电路151具备复位电路154，其在接通电源时使锁存电路151复位。前头的锁存电路151的数据输入端子D与接地线126连接，以使当输入时钟时输入“0”。锁存电路151的输出端子Q与下一个锁存电路151的数据输入端子D连接。锁存电路151的时钟端子与兼作时钟线的模拟线124连接。
电源线123、模拟线124及接地线126经由在图10、11中后述的接触部与信号处理部200连接。信号处理部200具备负荷电阻201、半导体开关（MOSFET）202及作为内置电源的电池203。
负荷电阻201的一端与电池203连接，其另一端与模拟线124和MOSFET202的漏极的连接点连接。MOSFET202的源极与接地线126连接，时钟信号输入于栅极。
由此，在接通电源时，各锁存电路151的状态成为“100……”，选择前头的贴片100（1）的第1测温电路130内的温度计（热敏电阻）131，并将其电阻值设为R1，将负荷电阻201的电阻值设为RL，模拟线124上出现通过RL和R1对电源电压V进行分压而得的电压（=V×R1/（RL+R1））。
若这次根据输入于MOSFET202的栅极的下一个时钟，选择前头的贴片100（1）的第2测温电路140内的温度计（热敏电阻）141，并将其电阻值设为R2，则模拟线124上出现V×R2/（RL+R2）的电压。如此，每当时钟输入于MOSFET202的栅极时，依次交替轮换温度计131、141。
通过该结构，布线膜120内的布线（由导体膜构成的布线）只需4条。并且，信号处理部200只需具有3个触点。即使增加贴片，布线数量和触点数量也不会改变。
各温度计131、141例如只需每秒进行1次读取。即使在跑步等深部体温Tcore发生急剧变化的情况下，每分钟也只发生0.2℃左右的变化，其变化量为每秒0.01℃以下，因此即使每隔1秒读取，也不成问题。
在作为n读取到10个贴片、作为温度计读取到20个的情况下，只要以20Hz左右的频度读取各温度计，则能够在1秒内读取所有温度计。
图8中示出作为第3实施方式的针对人体的佩戴例的第1例。在该佩戴例中，使用如图8（a）所示的长条的带300。带300的材料优选为富有伸缩性的橡胶状的具有生物相容性的材料，以紧贴在皮肤上。
如图8（b）所示，该带300上安装有经由布线膜120电气/机械地连结多个贴片100而成的贴片列。如图8（c）所示，例如通过在带300上安装4个贴片100（1）～100（4），能够测量腹部和背部的左右侧。
此时，将信号处理部200布置于带300的任意位置，并经由后述的接触部与布线膜120内的导体膜121连接，依次收集各温度计（8个）的测温信号（出现在上述模拟线124上的电压信号）。
图9中示出作为第4实施方式的针对人体的佩戴例的第2例。在该佩戴例中，与上述相同地，将经由布线膜120电气/机械地连结多个贴片100而成的贴片列贴附在衣服的材料上来使用。
例如，通过作为n将12个贴片100（1）～100（12）布置于衣服的材料上，能够测量腹部和背部的上中下及其左右侧。此时，也将信号处理部200例如布置于腰的位置，并经由后述的接触部与布线膜120内的导体膜121连接，依次收集各温度计（24个）的测温信号（出现在上述模拟线124上的电压信号）。
如此，通过测量多个部位的体温，例如能够根据比较直肠附近（通常不会从37℃变化太多）的温度和胃部周围的温度（容易因自主神经或环境温度等而发生变化）来掌握佩戴者的自主神经在进行何种温度控制。
贴片100可以形成为与身体表面（皮肤面）接触。并且，也可以将带或衣服材料视为皮肤的一部分而按皮肤-带或衣服材料-贴片的顺序形成。
接着，根据图10，对作为第5实施方式的贴片100与信号处理部200的电连接部（接触部）的结构进行说明。
在包括在导体膜121内的电源线123、模拟线124、数据线125及接地（GND）线126中，需要将除数据线125以外的3条线123、124、126与信号处理部200电连接。
图10中示出了将该接触部布置于布线膜120的规定部位的例子，在布线膜120侧设置有3个连接端子410。即，布线膜侧的连接端子410包括与电源线123连接的第1连接端子411、与模拟线124连接的第2连接端子412、与接地线126连接的第3连接端子413。另外，在无需区分这些连接端子411、412、413的情况下，统称为连接端子410。
相对于此，在信号处理部200侧也设置有3个连接端子420。即，信号处理部侧的连接端子420包括与布线膜侧的第1连接端子411对应的第1连接端子421、与布线膜侧的第2连接端子412对应的第2连接端子422、与布线膜侧的第3连接端子413对应的第3连接端子423。另外，在无需区分这些连接端子421、422、423的情况下，统称为连接端子420。
布线膜侧的连接端子410优选为导电磁性体。作为布线膜侧的连接端子410，能够使用在铁材料上镀有金或银、镍等的连接端子。并且，布线膜侧的连接端子410也可以由焊锡材料或导电粘接剂形成。也可以使用后述的铆接配件。
对置的信号处理部侧的连接端子420也同样地优选使用导电磁性体。除能够放入塑料壳体中以外，信号处理部200还可以模制封装作为半导体芯片。
通过磁化（magnetize）由导电磁性体构成的布线膜侧的连接端子410、信号处理部侧的连接端子420中的任一个或这两个，随着使信号处理部200靠近，以自对准的方式接触。
作为该第5实施方式中的接触部的另一例，如图11所示，也可以将布线膜侧的连接端子410（411、412、413）设置于贴片100的第2绝热材料112的正上方。这具有能够紧凑化的优点。尤其适合测量1个部位的温度的情况等。
接着，参考图12a～12e，对作为第6实施方式的布线膜侧的连接端子410与信号处理部侧的连接端子420的电气/机械接触部的若干个结构例进行说明。
首先，在图12a的第1例中，布线膜侧的连接端子410和信号处理部侧的连接端子420均设为导电磁铁。导电磁铁通常为硬币型或纽扣型圆盘形状，但也可以为角型。在彼此为磁铁的情况下，具有磁铁的中心位置自动对齐的（吻合的）优点。另外，导电磁铁与导体膜121通过导电粘接剂电气/机械地连接。
接着，在图12b的第2例中，信号处理部侧的连接端子420为导电磁铁，但将布线膜侧的连接端子410设为铁等导电磁性体。此时，可以在布线膜侧的连接端子410上设置供信号处理部侧的连接端子420嵌合的凹部410a。
与上述第1例相同地，导电磁性体与导体膜121之间的电气/机械连接可以使用导电粘接剂。作为另一方式，也可以在布线膜侧的连接端子410的导电磁性体上镀覆Ag，在其与导体膜121之间进行Ag-Ag间的热熔合。
图12c的第3例为上述第1例的变形例，用门形状的铆接针431将用作布线膜侧的连接端子410的导电磁铁固定在导电膜121上。在铆接之后，用绝缘膜122覆盖铆接部分。
图12d的第4例为上述第2例的变形例，在用作布线膜侧的连接端子410的导电磁性体本身上形成铆接脚432，并使该铆接脚432陷入导体膜121内来固定。此时，也在铆接之后，用绝缘膜122覆盖。
图12e的第5例中，例如在带300上布置由导电磁铁构成的布线膜侧的连接端子410并用铆接承接环433临时固定之后，从导体膜122的背面侧将杯状的铆接配件434钉入铆接承接环433中来完全固定布线膜侧的连接端子410。铆接配件434的底部被绝缘膜122覆盖。在该第5例中，布线膜侧的连接端子410经由铆接配件434与导体膜121导通。
接着，根据图13至图15，对作为第7实施方式的使用上述布线膜120在不增加布线数量的情况下从多个电极读取生物信号的结构进行说明。
作为通过电极读取的生物信号，有ECG（Electrocardiogram：心电图）、GSR（Galvanic Skin Resistance：皮肤（体内）的电阻）、EIT（Electrical ImpedanceTomography：电阻抗）、EMG（Electromyography：肌电图）、EEG（Electroencephalogram：脑电图仪）等各信号。
如图13（b）所示，能够通过在布线膜120的单侧的绝缘膜122的一部分设置开口部暴露导体膜121的一部分使其与皮肤接触来形成电极160。通过将以银（Ag）或氯化银（AgCl）为主成分的材料用作导体膜121，能够降低与皮肤的接触电位。
电极160仅形成测量所需的数量，但布线数量不会增加，因此如图14所示，各电极160上设置有选择电路132。
参考图15的电路图，在该第7实施方式中，选择电路132也由锁存电路151及通过其输出开启/关闭的半导体开关152构成。在该例中，半导体开关152使用MOSFET，因此在此将半导体开关称为MOSFET。并且，锁存电路151使用触发器电路。
ECG或EMG、EEG等信号较弱，因此优选用平衡线路（差分线路）读取。作为模拟线124，具有2条线124a、124b，且接通任意两个部位的选择电路132。在本实施方式中，时钟线127与模拟线124分开布线。
电极160与MOSFET152的源极连接。MOSFET152的漏极与模拟线124连接，在该例中，奇数编号与模拟线124b侧连接，偶数编号与模拟线124a侧连接。
为了接通任意两个部位的选择电路132，可以将如可接通任意两个部位的信号输入于前头的数据线125或使用上述预设电路、复位电路来设定，并从时钟线127输入时钟来进行轮换。而且，也可以从数据线125的中途输入数据，并选择其跟前的任意1个部位和其后面的任意1个部位。
接着，根据图16，对作为第8实施方式的进行深部体温和ECG、EMG、EEG的同时测定的方式进行说明。
此时，使用具有在上面的图7中说明的温度计131的测温用总线布线1和具有检测在上面的图15中说明的心电图等微弱信号的电极160的信号检测用总线布线2这两个总线布线。
如上所述，测温用的总线布线1经由布线膜侧的连接端子410和信号处理部侧的连接端子420与信号处理部200内的热流计211连接。热流计211经由总线布线1依次读入基于设置在各贴片100内的温度计131、141的测温信号。
关于设置在信号检测用总线布线2的电极160，若例如为ECG测量，则布置于靠近心臓的胸部周围，若为EMG测量，则布置于要测量的肌肉的周边，若为EEG测量，则布置于头部。
这些电极160经由模拟线124a、124b与信号处理部200内的ECG测量电路212、EMG测量电路213、EEG测量电路214连接。在各测量电路中，对用于检测的信号施以最佳的过滤或增益。
根据该第8实施方式，能够进行深部体温和ECG、EMG、EEG等生物电位的同时测定。另外，除上述热流计和各种测量电路以外，信号处理部200上还设置有进行其与外部设备（例如个人计算机）之间的通信的通信电路215、控制运算和各部的控制电路216、存储电路217、电源电路218及电池219。
接着，根据图17，对作为第9实施方式的进行深部体温和ECG、GSR的同时测定的方式进行说明。
此时，信号处理部200还具备GSR测量电路221和GSR驱动电路222。图17中未示出在上面说明的EMG测量电路213、EEG测量电路214，但也可以具有这些测量电路。
在本实施方式中，在GSR测量中，优选通过4端子法经由两个电极对人体施加电压，并通过另两个电极来检测流过人体的电流，因此除信号检测用总线布线2以外，还可使用电压施加用总线布线3。总线布线3可以具有与总线布线2相同的结构。
例如，如图所示，在假设4个电极160（1）、160（2）、160（3）、160（4）排列在腹部的周围来测量GSR时，外侧的两个电极160（1）和160（4）经由总线布线3与GSR驱动电路222连接，其内侧的两个电极160（2）和160（3）经由总线布线2与GSR测量电路221连接。
如此，能够进行深部体温和ECG、GSR的同时测定，但本发明的特征在于，能够选择任意两个部位的电极，能够将其电极数设为n而在身体的周围放置任意数量、例如大量的测量电极、驱动电极，以能够以切片方式测量（EIT测量）胴体。
接着，根据图18，对作为第10实施方式的适合昼夜节律（生理节律）测定的方式进行说明。
在本实施方式中，使用能够通过DHF法来测量深部体温的在上面的图5中说明的绝热材料111、112的不同厚度的2种贴片（在此设为贴片100A、100B）。
在上面的图5中，对交替排列2种贴片100A、100B并经由总线布线（布线膜）120连接成串联状态的结构进行了说明，但在该第10实施方式中，将贴片100A、100B交替布置成棋盘图案状来作为面状的DHF传感器。
如上所述，各贴片100A、100B上设置有选择电路132、142，因此通过由1条总线布线120串联连接贴片100A、100B，还能够容易进行测温信号的读取。
作为昼夜节律测定，包括该贴片100A、100B的DHF传感器适用于枕头或床单、床垫、褥子等睡觉时枕在头下的物品，而且还适用于椅子的座面或坐垫、沙发等白天垫在下半身的下面的物品。
例如，能够通过排列数10个20mm见方的贴片来覆盖枕头或椅子的坐面等。由此，即使睡觉时头的位置因翻身等而移动、臀部或下半身的位置因重新就坐于椅子上等而移动，也能够通过某处的贴片测量身体的深部体温。
例如，在睡觉时头和枕头以60mm×30mm的面积接触的情况下，头将与2×1以上的贴片接触。在交替排列有贴片100A和贴片100B的情况下，能够接触到1个以上的贴片100A、1个以上的贴片100B，能够根据DHF法的原理求出深部体温Tcore的绝对值。
在以婴幼儿为对象的情况等皮下厚度的个人差相对少的应用或不重视绝对值的应用中，也可以使用SHF法将统计平均值用作皮下厚度。此时，贴片只需要1种。
根据该第10实施方式，能够测量对象的睡觉时至白天的深部体温变动（昼夜节律、生理节律）。并且，通过从传感器经由终端向服务器发送数据，能够获取在家或单位时的深部体温并根据整天或数日的深部体温变化进行综合判断。
根据本发明，在便携性、生物相容性、稳健性、可靠性、操作性、维护性、成本及综合判断方面，可发挥如下效果。
（a）便携性：贴片能够设为数mm左右的厚度、数g左右的重量。信号处理部能够实现如创可贴那样的柔软性和约15mm×40mm×5mm的大小、10g左右的重量，能够减轻用户的负担和不适感。并且，能够经由无线在云之间共享数据。
（b）生物相容性：通过将以硅为主成分的绝缘膜用于与皮肤接触的部分，能够使皮疹等的影响最小化。
（c）稳健性：能够通过使用泡沫材料等的绝热材料将Tsub与Tsk之间的温度提升至数℃左右，能够通过使用NTC热敏电阻等高电阻温度系数（几%/℃～十几%/℃）的温度计来获得高灵敏度，即使噪声等混入，也能够维持高S/N比。并且，通过将使用薄膜的柔软结构和具有粘合性的硅酮等材料用于皮肤面，即使身体移动，位置移动也少。
（d）可靠性：通过使用选择电路，能够大幅减少布线数量。例如，在用带型测量4个部位的深部体温的情况下，每一个贴片具有2～4个温度计，因此总共具有8～16个热敏电阻，以往，这需要拉绕16～32条布线，但根据本发明，只需4条布线和3个接触部。如此，通过减少布线数量和触点数量，还能够增加每一个布线和触点的面积，能够与数量减少相结合大幅提高电连接的可靠性。
（e）操作性：只要使信号处理部的壳体靠近，则使用磁铁的接触部便能够以自对准的方式定位，初次使用的用户也能够直观地佩戴。信号处理部通过无线控制，该控制能够使用终端或云内的算法或计算机能力，能够在用户几乎意识不到的情况下设定成每个用户的参数。
（f）维护性：因使用成分中含有硅的绝缘膜或贵金属的导体膜，贴片单元和附带贴片的带、衣服能够直接清洗，能够清除汗液成分或身体上的油脂等污渍。作为电路，仅使用温度计和选择电路，且未使用昂贵的零件，因此能够提供变脏即可更换的系统。
（g）成本：能够使用由绝缘膜和导体膜构成的带状或片状的布线膜来一笔画状连结贴片，因此接合部位少且容易通过自动机来制造。
（h）综合判断：具有体温或环境温度、ECG、GSR等的测量机构，并且系统能够根据温度信息掌握用户处于高温环境/低温环境中的情况，根据ECG和GSR等掌握用户处于运动或压力环境中的情况等，能够根据包括自主神经状态在内的综合判断向用户或管理者、其他医务人员等适当人员提供用户的身体状况信息。
符号说明
100-贴片，111、112-绝热材料，120-布线膜，121-导体膜，122-绝缘膜，123-电源线，124（124a、124b）-模拟线，125-数据线，126-接地（GND）线，130、140-测温电路，131、141-温度计，132、142-选择电路，151-锁存电路，152-半导体开关（MOSFET），160-电极，200-信号处理部，211-热流计，212-EDG测量电路，213-EMG测量电路，214-EEG测量电路，215-通信电路，216-控制电路，217-存储电路，218-电源电路，219-电源（内置电池），221-GSR测量电路，222-GSR驱动电路，410（411、412、413）-布线膜侧的连接端子，420（421、422、423）-信号处理部侧的连接端子，BS-身体表面，Ith-热流（热流束），Rthbody-体内热阻，Tsk-身体表面的温度，Tsub-层叠面的温度，Tcore-深部体温。

Claims (15)

1.一种生物数据测量装置，其特征在于，具备贴片，所述贴片包括：
第1绝热体，布置于被测量对象即生物的身体表面上；
第2绝热体，层叠于所述第1绝热体上；
带状的导体膜，从所述第1绝热体的身体表面侧的底面至少布线至所述第1绝热体与所述第2绝热体之间的层叠面；
第1测温电路，包括第1温度计且在所述第1绝热体的底面侧布置于所述导体膜上；及
第2测温电路，包括第2温度计且在所述层叠面内布置于所述导体膜上，
所述第1测温电路和所述第2测温电路与所述导体膜中包括的总线布线串联连接，并且各测温电路上搭载有开启/关闭由所述温度计测出的温度信号的输出的选择电路。
2.根据权利要求1所述的生物数据测量装置，其特征在于，
除与各测温电路的电连接部以外，所述导体膜的两个面被电绝缘膜覆盖。
3.根据权利要求1或2所述的生物数据测量装置，其特征在于，
包括所述导体膜的布线部分在内，所述第1绝热体的身体表面侧的底面上设置有具有生物相容性的皮肤接触层。
4.根据权利要求1所述的生物数据测量装置，其特征在于，
所述选择电路在规定的定时选择性地输出由所述第1温度计测出的温度信号和由所述第2温度计测出的温度信号。
5.根据权利要求1所述的生物数据测量装置，其特征在于，
所述选择电路具备根据来自外部的选择信号工作的锁存电路及根据所述锁存电路的输出开启/关闭的半导体开关，所述总线布线包括用于读取所述温度信号的模拟线、电源线及接地线，所述温度计经由半导体开关连接于所述模拟线与所述接地线之间。
6.根据权利要求1所述的生物数据测量装置，其特征在于，
所述生物数据测量装置具备多个所述贴片，各贴片经由包括所述总线布线的所述导体膜串联连接。
7.根据权利要求1或2所述的生物数据测量装置，其特征在于，
所述贴片的个数为偶数个，其奇数编号的第1贴片和偶数编号的第2贴片的绝热体的厚度不同。
8.根据权利要求1所述的生物数据测量装置，其特征在于，
多个所述贴片在经由包括所述总线布线的所述导体膜串联连接的状态下被针对人体的穿戴带支撑。
9.根据权利要求1所述的生物数据测量装置，其特征在于，
多个所述贴片在经由包括所述总线布线的所述导体膜串联连接的状态下布置于衣服上。
10.根据权利要求5所述的生物数据测量装置，其特征在于，
所述导体膜上设置有包括与所述模拟线连接的第1连接端子、与所述电源线连接的第2连接端子及与所述接地线连接的第3连接端子的接触部。
11.根据权利要求10所述的生物数据测量装置，其特征在于，
所述接触部设置在存在于所述贴片之间的所述导体膜上。
12.根据权利要求10所述的生物数据测量装置，其特征在于，
所述接触部设置在所述贴片的所述第2绝热体的上表面上。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的生物数据测量装置，其特征在于，还具备：
信号处理部，能够针对所述接触部电气或机械地装卸，向所述锁存电路提供电源和锁存工作的控制时钟，并且通过各温度计收集温度信号并进行规定处理。
14.根据权利要求13所述的生物数据测量装置，其特征在于，
所述信号处理部具备运算部，所述运算部将由所述第1温度计测出的身体表面温度设为Tsk，将由所述第2温度计测出的所述层叠面的温度设为Tsub，将所述第1绝热体的热阻设为Rthins，将几乎垂直地在所述身体表面上流动的热流设为Ith，并通过（Tsk-Tsub）/Rthins来求出所述热流Ith。
15.根据权利要求14所述的生物数据测量装置，其特征在于，
所述贴片的个数为偶数个，其奇数编号的第1贴片和偶数编号的第2贴片的绝热体的厚度不同，将由所述第1贴片的第1温度计测出的所述身体表面温度设为Tsk1，将在其温度测量部中几乎垂直地在所述身体表面上流动的热流设为Ith1，将由所述第2贴片的第1温度计测出的所述身体表面温度设为Tsk2，将在其温度测量部中几乎垂直地在所述身体表面上流动的热流设为Ith2，将所述生物的深部组织至身体表面为止的体内热阻设为Rthbody，所述运算部在通过（Tsk2-Tsk1）/（Ith1-Ith2）计算出Rthbody之后，通过（Ith1×Rthbody+Tsk1）或（Ith2×Rthbody+Tsk2）来求出所述生物的深部体温Tcore。
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