JP2002272691A - ２種類の糊式生体電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 毛深い小動物の生体信号を連続監視する等の
目的に好ましい、そのような皮膚の上から貼りつけて自
己保持能力がある如くに接着保持能力のある生体電極、
ないしその素材を提供する。 【解決手段】 ごく当り前の米の飯を炊いて作り、これ
に暖かい内に重量比で千分の１から十分の１まで程度の
食塩を混ぜ、擂り鉢や臼と擂り粉木や杵により搗きまた
練り合わせなどして均一な組成のねばねばした物体を得
る。目的生体の体表面（皮膚）に、この塩餅の、新規に
作ったか、再加熱加湿したかにより、ふかふかの状態の
物（澱粉がアルファ状態の物）を塗り付けて、やや山盛
りに盛る。この時体毛も一緒に練り込んでしまい、かつ
餅が皮膚に確実に粘着しているようにする。次にリード
線５がついた金網状の導子４をこの塩餅の上に置き、さ
らにもう一度同じ塩餅をその外側から練り付けて全体を
“かためる”。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】この発明は毛深い小動物の生体信号を連続
監視する等の目的に好ましい、そのような皮膚の上から
貼りつけて自己保持能力がある如くに接着保持能力のあ
る生体電極、ないしその素材に関する。

【０００２】犬、猿、猫、兔、鼠、豚（ミニ豚を含む）
その他の小動物を、その心電、脳波、筋電などを長時間
の連続監視下において管理せんとすると、そのような目
的に適合する生体電極が必要となる。一般にこの様な目
的には人間用に作られた締めつけ、貼りつけないし吸盤
型などの電極は使用に耐えない事が知られている。その
訳は、動物は如何に巧みに剃毛しても皮膚表面は著しく
凹凸があり、また剃毛が困難ないし不適切な場合もある
からである。この場合本質的に、生えている毛の上から
でも皮膚の表面に到達して貼り付く、ないし食らい込
み、食らい付く形の電極が必要となる。

【０００３】これらの事情は脳波や筋電、また胎児心電
の場合と共通であり、従来、多少観血的であってもこの
ような主旨の実現には刺し込み式の針電極とかねじ込み
式のスパラル電極とかが用いられて来た。しかるにやは
り観血的である事は感染の問題とかが避けられず、特に
清潔を維持する事が極度に困難な家畜、家禽、ないし野
生のもしくは飼育された動物の場合にこれが問題化す
る。また結局くらいついても装置や電線はおろか電極自
身の質量でさえ激しく運動する動物に対して安定に維持
できる見込が乏しい物であった。また通常の電極を装着
ののち襷（たすき）やシャツ、パンツ、サポーターの類
の助けを借りて安定結合を維持するという手法もある
が、そういう物を装着する事は自由行動を許された動物
の場合誠に困難で、違和感のある物を取付けられると動
物達は誠に本能的に万全の努力を払ってそれを擦りや噛
み千切りの動作で取ってしまう。

【０００４】そこで本発明においては、たすきやシャ
ツ、パンツ、サポーターの類の助けを借りる事なく、長
時間に渡り電気的な結合能力と機械的な結合能力の両方
を兼ね備えた毛深い小動物用の生体電極を実現せんとす
る物である。即ち本発明の電極は以下の様な構成をして
いる。

【０００５】すなわち本発明の生体電極は、食塩、食酢
などの電気伝導度を向上させるための生体適合性のある
導電性物質を混入した糊、餅、チューインガムまたは飴
を皮膚表面への接着保持能力のある生体電極として用い
たることを特徴とする、生体電極である事ができる。

【０００６】また本発明の生体電極は、繊維状ないし粉
末状の導体をフィラーとして混入し電気伝導性を付与せ
られた、軟化点が体温以上かつ火傷温度以下である所の
ホットメルト接着剤を皮膚表面への接着保持能力のある
生体電極として用いたることを特徴とする、生体電極で
ある事ができる。

【０００７】さらに本発明の生体電極の設計思想を一言
で言うと、生体電極としての能力がある、パテ状の物質
である。パテとは、例えば窓ガラスを木の窓枠に留める
手段として用いられて来た、ねばねばした糊であり、放
置乾燥すると中庸に固化して殆ど変型しなくなるが、取
り付けの瞬間はふかした餅の様に変化自在の物である。
本発明においてはパテそのものではなく、パテの様なチ
キソトロピックな物質で、生体適合性がありかつ装着開
始後適切な時間の内に固化し、かつ相当の時間の間前記
の如き自己保持能力を発揮する生体電極を実現する。以
下実施例によりこれが明らかにされるであろう。

【０００８】好ましい一例を述べる。ごく当り前の米の
飯を炊いて作り、これに暖かい内に重量比で千分の１か
ら十分の１まで程度の食塩を混ぜ、擂り鉢や臼と擂り粉
木や杵により搗きまた練り合わせなどして均一な組成の
ねばねばした物体を得る。言ってしまえば“はじめから
塩が入っている餅”を作れば良いまでである。

【０００９】ここで塩の量（比率）は大幅な自由度があ
るが、塩が全くなしでは、つまり餅が自分で持っている
水気や微量の電解質ではインピーダンス（この場合抵抗
率）が高すぎてもはや絶縁物に近い。また塩の量（比）
を１０％とか以上にしても濃い事のメリットはなく、た
だ浸透圧の差異のせいで相手の皮膚から水気を奪う程度
が高まるばかりである。あまり水気を吸い出すと、その
せいで粘着力が徐々に失われ脱落する。特に皮膚に汗腺
のある所ではこれが問題化し、例えばあえてヒトに試み
るとこの現象が判明する。故に適切な濃度はそれらの中
間の、千分の１から十分の１まで程度の中にある。公知
の生理食塩水の塩度が０．５％内外である事から、この
塩餅の場合もそれに似せる事は好ましい事が示唆され
る。図１は実験的に得られた塩餅の抵抗率と塩の濃度の
関係、またその時間的変化を示す物である。

【００１０】この塩餅を電極として使う時の状況を図２
に示す。先ず目的生体の目的部位の体表面（皮膚）
（１）にこの塩餅の、新規に作ったか、再加熱加湿した
かにより、ふかふかの状態の物（澱粉がアルファ状態の
物）（２ａ）を塗り付けて、やや山盛りに盛る。ミニ豚
の場合、検者の掌に半分ぐらいの大量を塗り付け押し付
ける。この時体毛（３）も一緒に練り込んでしまい、か
つ餅が皮膚に確実に粘着しているようにする。次にリー
ド線（５）がついた金網状の導子（４）をこの塩餅の上
に置き、さらにもう一度同じ塩餅（２ｂ）をその外側か
ら練り付けて全体を“かためる”。ここで特徴とする所
は、金網（導子）（４）はこの塩餅の内部に留まり、相
手の動物の皮膚（１）に直接触れているいる訳ではな
い、という点である。勿論ヒトとかに用いる場合は導子
が直接皮膚にふれる事も妨げないが、ここで述べる自己
保持能力のあるパテ状の電極（ないし電極材料）の応用
と言う意味ではその必要はない。

【００１１】塩餅のほかに、母材としては、チューイン
ガムないしその原料となる酢酸ビニル重合体の選択され
たもの、飴、澱粉糊の濃い物なども利用出来、同じ様な
手法で塩を練り込むとパテ状の生体電極となり得る事が
実験的に確かめられた。飴、チューインガムの場合は製
作過程での温度湿度の管理がやや微妙であり、一定のノ
ウハウを要するが、取り外す時には再度の軟化のために
必要とする加温、加湿また機械的操作は塩餅の場合より
自由度が高い。また導電性を付与するための手段として
は塩の他に生体に無害な、液相にて得られる（水に溶け
やすい）電解質なら何でも使え、酢（酢酸）（食酢を含
む）、プロピオン酸、クエン酸、硫酸マグネシウム、硫
酸ナトリウム、またこれらの塩類のなす緩衝液など、が
一様に採用可能である。故にどのような手段手法で餅に
導電性を付与するかは実施上の自由度である。

【００１２】本発明の主旨とする導電性のあるパテ状の
生体電極材料は、また全く水気のない、油系のパテ状物
質を用いても実現できる。以下にその例を示す。母材は
この場合いわゆるホットメルトと呼ばれる、低分子量ポ
リカプロラクタム、低分子量ポリエチレンなどの低融点
熱可塑性樹脂であり、例えば商品名自由樹脂などとして
知られている物がこの仲間である。分子量や融点を選択
された物においては軟化点が体表面における数分間の評
価時間での火傷限界温度（例えば５０度Ｃ）以下であ
り、かつ体温（例えば４０度Ｃ）以上である物を得る事
ができる。そこでこれを母材とし、その中に導電性を出
すためのフィラーを適量入れる。

【００１３】フィラーの種類や形態は実施状の自由度の
内であるが、例えば、金属の微小粉末、短繊維、フレー
ク、またマイクロカプセルを金属メッキした物、特にガ
ラスまたはシラスのマイクロバルーンに銀をメッキした
もの、が好ましい。特に後者の場合、導電性マイクロバ
ルーンがお互いに接触して全体として導電性を呈する濃
度になっても軟化時の可塑性ないし流動性を損なう事は
少ない。

【００１４】そこでこの導電性ホットメルト接着剤を適
宜加温して軟化させれば、固まる寸前の温度にて塩餅の
場合と同じ様に生体電極として用いる事ができる。この
場合これらのホットメルト接着剤の母材は親油性であ
り、このため皮膚や体毛には乾燥状態でも自らべったり
くっつくき、やや冷却すれば固化して接着性を保つ、と
いう特徴を有する。またこの場合、導電性は電解質では
なく金属によって維持されている事から、電解質由来の
ノイズは少ない。銀はその表面にわずかに塩化銀とかの
ハロゲン化銀の薄層がある時には非常にノイズの少な
い、接触インピーダンスの小さい、安定な生体電極にな
る事が知られているが、この場合もこの好ましい性質を
具現する事ができる。

【００１５】以上の説明で明らかにされた如く、本発明
によれば自己保持能力のある長時間連続監視用の生体電
極が具現され、対象動物の生体信号の、またそれを介し
てその生理状態の、安定した長時間連続監視が可能とな
り、動物学、畜産学、また獣医学ないし医学に貢献する
所大である。しかしながら本発明はその主旨の範囲内で
広汎な実施上の自由度がある事は、同業者、経験者、ま
た有識者には自明の事である。

【図面の簡単な説明】

【図１】は実験的に得られた塩餅の抵抗率と塩の濃度の
関係、またその時間的変化を示すグラフである。これに
おいて、 （１）塩なし、３時間後 （２）塩なし、練った直後 （３）塩の比率５％、３時間後 （４）塩の比率５％、練った直後

【図２】は本発明の好ましい実施例の１つにおける構成
を示し、これにおいて、 （１）目的生体の目的部位の体表面 （２ａ）（２ｂ）生体電極となる塩餅 （３）体毛 （４）導子（金網） （５）リード線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 食塩、食酢などの電気伝導度を向上させ
   るための生体適合性のある導電性物質を混入した糊、
   餅、チューインガムまたは飴を皮膚表面への接着保持能
   力のある生体電極として用いたることを特徴とする、生
   体電極。
2. 【請求項２】 繊維状ないし粉末状の導体をフィラーと
   して混入し電気伝導性を付与せられた、軟化点が体温以
   上かつ火傷温度以下である所のホットメルト接着剤を皮
   膚表面への接着保持能力のある生体電極として用いたる
   ことを特徴とする、生体電極。