JP2003284697A - Biological signal measuring sensor and apparatus for the same - Google Patents
Biological signal measuring sensor and apparatus for the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、人体及び動物の生
体信号情報を無拘束に計測するために用いる柔軟性を有
する生体信号計測センサーに係り、特に圧電素子から得
られるような圧力変動に関する信号のみならず生体電気
信号も同時に計測する生体信号計測センサーとその装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flexible bio-signal measuring sensor used for unrestricted measurement of bio-signal information of human bodies and animals, and more particularly to a signal relating to pressure fluctuation obtained from a piezoelectric element. In addition, the present invention relates to a biosignal measuring sensor and a device for simultaneously measuring bioelectric signals.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、生体情報計測装置や生命監視装
置に用いられる生体センサーとして、生体振動中から抽
出できる呼吸を計測するために歪みゲージや圧力センサ
ーが用いられている。しかし、これらのセンサーは板状
で生体にフィットさせることが難しく、計測に不具合が
生じる場合があった。このような課題に対処するため、
いくつかの発明が開示されている。例えば、特開２００
１−２９１９０７号公報（以下、イ号公報という。）に
は、「可撓性圧電素子」として、複合圧電体シートの一
方の表面に第１可撓性電極とリード線接続用電極を形成
して構成する可撓性圧電素子が開示されている。イ号公
報に開示された発明によれば、リード線接続に伴う複雑
な工程を簡素化できるとともに可撓性の圧電素子を提供
できる。2. Description of the Related Art Generally, a strain gauge or a pressure sensor is used as a biometric sensor used in a biometric information measuring device or a life monitoring device in order to measure respiration that can be extracted from a biological vibration. However, these sensors are plate-shaped and it is difficult to fit them to the living body, which may cause a problem in measurement. To address these challenges,
Several inventions have been disclosed. For example, JP-A-200
In JP-A 1-291907 (hereinafter referred to as JP-A), as a "flexible piezoelectric element", a first flexible electrode and a lead wire connecting electrode are formed on one surface of a composite piezoelectric sheet. A flexible piezoelectric element configured as described above is disclosed. According to the invention disclosed in JP-A-B, a complicated piezoelectric element can be simplified and a flexible piezoelectric element can be provided.
【０００３】また、皮膚に生じる電気現象に関する物理
量を簡単かつ安定的に計測できる電極もいくつか発明が
開示されている。例えば、特開平１０−２０１７２６号
公報（以下、ロ号公報という。）には、「皮膚電気現象
計測電極，皮膚電気現象計測装置，ゲーム機及び自動
車」という名称で、「被検者の皮膚と接触させて、皮膚
に生じる電気現象に関する物理量を計測するための皮膚
電気現象計測電極において、少なくとも２つ以上の要素
電極からなり、皮膚と前記要素電極との接触状態を検知
する検知手段を有し、該検知手段による検知結果に応じ
て計測に用いる要素電極を選択することを特徴とする」
発明が開示されている。このロ号公報に開示された発明
では、平面状のハウジングの面上に円形状あるいは矩形
状の通電電極、電位電極、基準電極を配置して安定的に
皮膚インピーダンスを測定できる。しかも、個々の電極
には圧電素子が備えられており、この圧電素子から圧力
信号線を取り出して圧電素子によって検出された圧力を
検知可能としている。Also, some inventions have been disclosed for electrodes which can easily and stably measure physical quantities relating to electric phenomena occurring on the skin. For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-201726 (hereinafter referred to as “B”), the name “electrode for measuring electro-skin phenomenon, device for measuring electro-skin phenomenon, game machine, and automobile” refers to “the skin of the subject. An electrocutaneous phenomenon measurement electrode for contacting and measuring a physical quantity relating to an electric phenomenon occurring on the skin, comprising at least two or more element electrodes, and having detection means for detecting a contact state between the skin and the element electrode. , The element electrode used for measurement is selected according to the detection result by the detection means. "
The invention is disclosed. In the invention disclosed in this publication, the skin impedance can be stably measured by disposing a circular or rectangular current-carrying electrode, potential electrode, and reference electrode on the surface of a flat housing. Moreover, each electrode is provided with a piezoelectric element, and a pressure signal line is taken out from this piezoelectric element so that the pressure detected by the piezoelectric element can be detected.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の技術においては、まずイ号公報に開示された発明
では確かに簡単な構造の可撓性電極を提供できるもの
の、複合圧電体シートに可撓性電極あるいはリード線接
続用の電極を配置するもので、皮膚上に発生する生体電
気信号を測定するものではない。イ号公報に開示された
可撓性の電極は明細書に記載に詳細な記載がないので用
途が不明であるが、人間や動物など生体上に発生する信
号を取得するためのものとして発明されているものでは
ない。従って、生体上の圧力変動あるいは皮膚上に発生
する電気信号などを検知するというものではないのであ
る。However, in the above-mentioned conventional technique, although the invention disclosed in Japanese Patent Publication (A) firstly provides a flexible electrode having a simple structure, it is applicable to a composite piezoelectric sheet. A flexible electrode or an electrode for connecting a lead wire is arranged, and a bioelectric signal generated on the skin is not measured. The use of the flexible electrode disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 7-1 is unknown because it is not described in detail in the specification, but it was invented as a device for acquiring a signal generated on a living body such as a human being or an animal. It is not something that Therefore, it does not detect pressure fluctuations on the living body or electric signals generated on the skin.
【０００５】一方、ロ号公報に開示された従来の技術に
おいては、発明の名称からわかるように皮膚電気現象を
計測するものである。そして、前述のとおり平面状のハ
ウジングの面上に円形状あるいは矩形状の通電電極、電
位電極、基準電極を配置して安定的に皮膚インピーダン
スを測定できる。しかも、個々の電極には圧電素子が備
えられており、この圧電素子から圧力信号線を取り出し
て圧電素子によって検出された圧力を検知可能としてい
る。しかしながら、このロ号公報に開示された発明は、
多数の電極を持って皮膚インピーダンスを測定する場合
に、計測に使用されない電極によるノイズ重畳の原因を
排除するために皮膚に対して接触状態が安定している電
極を認識してその電極のみを計測回路に接続するために
なされているものである。従って、本来皮膚インピーダ
ンスを測定したいという目的の下、皮膚との接触圧力測
定は、副次的に実施されるあるいは皮膚インピーダンス
の測定のために実施されるものである。On the other hand, in the conventional technique disclosed in the publication No. B, the electrodermal phenomenon is measured as can be seen from the title of the invention. Then, as described above, the circular or rectangular current-carrying electrode, potential electrode, and reference electrode are arranged on the surface of the planar housing, and the skin impedance can be stably measured. Moreover, each electrode is provided with a piezoelectric element, and a pressure signal line is taken out from this piezoelectric element so that the pressure detected by the piezoelectric element can be detected. However, the invention disclosed in this publication is
When measuring skin impedance with multiple electrodes, recognize the electrode that is in stable contact with the skin to eliminate the cause of noise superposition due to electrodes not used for measurement, and measure only that electrode It is designed to connect to a circuit. Therefore, for the purpose of originally measuring the skin impedance, the contact pressure measurement with the skin is secondarily performed or performed for the measurement of the skin impedance.
【０００６】加えて、皮膚に対する接触状態を知るため
の圧力測定を行う圧電素子は通電電極、電位電極、基準
電極のいずれにも備えられるものであり、これらの電極
に接続されている皮膚インピーダンス信号線と圧電素子
に接続されている圧力信号線は別個独立に設けられてい
るものである。すなわち、圧電素子を構成する電極と、
皮膚インピーダンスを測定するための通電電極、電位電
極、基準電極とは別個独立であり、各々独自に信号を測
定、発信していた。よってロ号公報に掲載された発明で
は、複雑な構成とせざるを得ず、センサーによる圧力や
生体信号などの検知自体を複雑にするとともに、その信
号処理をも複雑にしていたという課題があった。In addition, the piezoelectric element for measuring the pressure for knowing the state of contact with the skin is provided in any of the current-carrying electrode, the potential electrode and the reference electrode, and the skin impedance signal connected to these electrodes is used. The line and the pressure signal line connected to the piezoelectric element are separately and independently provided. That is, an electrode that constitutes a piezoelectric element,
The current-carrying electrode, the potential electrode, and the reference electrode for measuring the skin impedance were separate and independent, and each independently measured and emitted a signal. Therefore, in the invention disclosed in the publication No. B, there is a problem that the structure is inevitably complicated and the detection itself of the pressure and the biological signal by the sensor is complicated and the signal processing is also complicated. .
【０００７】本発明はかかる従来の事情に対処してなさ
れたものであり、人間や動物などの生体信号を測定する
ために、高い柔軟性あるいは可撓性を有して皮膚などに
容易に無拘束に接触あるいは密着させることができ、し
かも心音、呼吸音（呼吸状況）など生体中あるいは生体
上の圧力の変動に基づいて検知される情報のみならず、
心電位、筋電位あるいは生体インピーダンスなどの生体
電気に基づいて検知される情報を簡素な構造で安価でな
おかつ効率的に取得できる生体信号計測センサーとその
装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of such conventional circumstances, and has high flexibility or flexibility for measuring biological signals of humans, animals, etc. and is easily applied to the skin or the like. Not only information that can be brought into contact with or closely contacted with the restraint, and that is detected based on changes in pressure in or on the body, such as heart sounds and breath sounds (respiratory conditions),
An object of the present invention is to provide a bio-signal measuring sensor and its device that can efficiently acquire information detected based on bio-electricity such as cardiac potential, myoelectric potential or bio-impedance with a simple structure at low cost.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明である生体信号計測センサー
は、第１のポリマー圧電体フィルムの両面を第１の電気
伝導性布帛と第２の電気伝導性布帛で挟んで構成される
第１の生体電極と、第２のポリマー圧電体フィルムの両
面を第３の電気伝導性布帛と第４の電気伝導性布帛で挟
んで構成される第２の生体電極と、第１の電気伝導性布
帛と第２の電気伝導性布帛のそれぞれから延設され圧力
変動を計測するための第１の一対の電気信号線と、第３
の電気伝導性布帛と前記第１の電気伝導性布帛からそれ
ぞれ延設され生体電気を計測するための第２の一対の電
気信号線を有するものである。In order to achieve the above object, the biological signal measuring sensor according to the invention of claim 1 has a first polymer piezoelectric film on both sides of which a first electrically conductive cloth and a second electrically conductive cloth are provided. A first biomedical electrode sandwiched between the electrically conductive cloths, and a second polymer piezoelectric film sandwiched between both sides of the third electrically conductive cloth and the fourth electrically conductive cloth. Two bioelectrodes, a first pair of electrical signal lines extending from each of the first electrically conductive cloth and the second electrically conductive cloth for measuring pressure fluctuations, and a third
And a second pair of electric signal lines for measuring bioelectricity, which are respectively extended from the electrically conductive cloth and the first electrically conductive cloth.
【０００９】上記構成の生体信号計測センサーにおいて
は、第１の生体電極で生体上の圧力変動を測定し、その
信号は第１の一対の電気信号線から取り出され、第１の
生体電極と第２の生体電極でその間の生体電気信号を測
定し、その信号は第２の一対の電気信号線から取り出さ
れるという作用を有する。しかも、第１の生体電極の第
１の電気伝導性布帛は圧力変動を測定する場合と生体電
気信号を測定する場合の両方に利用されるという作用を
有する。In the bio-signal measuring sensor having the above-mentioned structure, the pressure fluctuation on the living body is measured by the first bio-electrode, and the signal is taken out from the first pair of electric signal lines, and the first bio-electrode and the The bioelectric signal between the two bioelectrodes is measured, and the signal has an action of being taken out from the second pair of electric signal lines. Moreover, the first electrically conductive cloth of the first bioelectrode has an effect of being used both for measuring the pressure fluctuation and for measuring the bioelectric signal.
【００１０】また、請求項２に記載の発明である生体信
号計測センサーは、請求項１に記載の生体信号計測セン
サーにおいて、第２の電気伝導性布帛と第４の電気伝導
性布帛が一体化して形成されるものである。上記構成の
生体信号計測センサーにおいても請求項１と同様の作用
を有する。また、第２の電気伝導性布帛と第４の電気伝
導性布帛を一体とするため、さらに簡素化できるという
作用を有する。The biosignal measuring sensor according to a second aspect of the present invention is the biosignal measuring sensor according to the first aspect, in which the second electrically conductive cloth and the fourth electrically conductive cloth are integrated. Are formed. The biological signal measuring sensor configured as described above also has the same effect as that of the first aspect. Further, since the second electrically conductive cloth and the fourth electrically conductive cloth are integrated, there is an effect that further simplification is possible.
【００１１】さらに、請求項３に記載の発明である生体
信号計測センサーは、請求項１または請求項２に記載さ
れた生体信号計測センサーにおいて、ポリマー圧電体フ
ィルムをポリフッ化ビニリデンフィルムとしたものであ
る。上記構成の生体信号計測センサーにおいても請求項
１あるいは請求項２に記載の生体信号計測センサーと同
様の作用を有する。Further, the biological signal measuring sensor according to the invention described in claim 3 is the biological signal measuring sensor according to claim 1 or 2, wherein the polymer piezoelectric film is a polyvinylidene fluoride film. is there. The biological signal measuring sensor having the above structure also has the same operation as the biological signal measuring sensor according to claim 1 or 2.
【００１２】請求項４に記載の発明である生体信号計測
センサーは、請求項１または請求項２に記載された生体
信号計測センサーにおいて、電気伝導性布帛を非導電性
繊維に金属メッキした導電性繊維あるいは金属繊維とし
たものである。上記構成の生体信号計測センサーにおい
ても請求項１あるいは請求項２に記載の生体信号計測セ
ンサーと同様の作用を有する。The biological signal measuring sensor according to a fourth aspect of the present invention is the biological signal measuring sensor according to the first or second aspect, wherein the electrically conductive cloth is metal-plated on a non-conductive fiber. It is a fiber or a metal fiber. The biological signal measuring sensor having the above structure also has the same operation as the biological signal measuring sensor according to claim 1 or 2.
【００１３】最後に、請求項５に記載された発明である
生体信号計測装置は、第１のポリマー圧電体フィルムの
両面を第１の電気伝導性布帛と第２の電気伝導性布帛で
挟んで構成される第１の生体電極と、第２のポリマー圧
電体フィルムの両面を第３の電気伝導性布帛と第４の電
気伝導性布帛で挟んで構成される第２の生体電極と、前
記第１の電気伝導性布帛と第２の電気伝導性布帛のそれ
ぞれから延設され圧力変動を計測するための第１の一対
の電気信号線と、前記第３の電気伝導性布帛と前記第１
の電気伝導性布帛からそれぞれ延設され生体電気を計測
するための第２の一対の電気信号線と、前記第１の一対
の電気信号線に接続される圧力変動計測部と、前記第２
の一対の電気信号線に接続される生体電気計測部と、こ
の生体電気計測部と前記圧力変動計測部に接続される生
体信号処理部とを有するFinally, in the biological signal measuring device according to the present invention as defined in claim 5, both sides of the first polymer piezoelectric film are sandwiched between the first electrically conductive cloth and the second electrically conductive cloth. A first biomedical electrode configured, a second biomedical electrode configured by sandwiching both surfaces of a second polymer piezoelectric film with a third electrically conductive cloth and a fourth electrically conductive cloth, and A first pair of electric signal lines extending from each of the first electrically conductive cloth and the second electrically conductive cloth for measuring pressure fluctuations, the third electrically conductive cloth, and the first electrically conductive cloth.
Second pair of electric signal lines respectively extending from the electrically conductive cloth for measuring bioelectricity, a pressure fluctuation measuring unit connected to the first pair of electric signal lines, and the second
A bioelectricity measurement unit connected to the pair of electric signal lines, and a bioelectric signal processing unit connected to the bioelectricity measurement unit and the pressure fluctuation measurement unit.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る生体信号計
測センサーの第１の実施の形態を図１に基づき説明す
る。（請求項１、請求項３、請求項４に対応）
図１は第１の実施の形態に係る生体信号計測センサーの
概念図である。図１において、本実施の形態における生
体信号センサー１は、第１の生体電極２と第２の生体電
極３を有している。このうち第１の生体電極２は、ポリ
マー圧電体フィルムとしてポリフッ化ビニリデンフィル
ム７ａを採用し、その両側に電気伝導性布帛６ａ，６ｂ
を設けるものである。また、電気伝導性布帛６ａからは
電気信号線８ａが、電気伝導性布帛６ｂからは電気信号
線８ｂが延設されている。この第１の生体電極２は、ポ
リフッ化ビニリデンフィルム７ａを挟む両側の電気伝導
性布帛６ａ，６ｂから圧力変動に係る信号を取り出すも
のである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of a biological signal measuring sensor according to the present invention will be described below with reference to FIG. (Corresponding to Claim 1, Claim 3, and Claim 4) FIG. 1 is a conceptual diagram of the biological signal measuring sensor according to the first embodiment. In FIG. 1, the biological signal sensor 1 according to the present embodiment has a first biological electrode 2 and a second biological electrode 3. Of these, the first bioelectrode 2 employs a polyvinylidene fluoride film 7a as a polymer piezoelectric film, and has electrically conductive cloths 6a, 6b on both sides thereof.
Is provided. An electric signal line 8a extends from the electrically conductive cloth 6a, and an electric signal line 8b extends from the electrically conductive cloth 6b. The first biomedical electrode 2 extracts a signal relating to pressure fluctuation from the electrically conductive cloths 6a and 6b on both sides of the polyvinylidene fluoride film 7a.
【００１５】一方、第２の生体電極３は第１の生体電極
２と同様の構成をしており、ポリフッ化ビニリデンフィ
ルム７ｂを電気伝導性布帛１０ａと電気伝導性布帛１０
ｂで挟んでいる。しかしながら、電気伝導性布帛１０ａ
のみから電気信号線１１ｂを引き出すものである。但
し、第１の生体電極２の電気伝導性布帛６ａから電気信
号線１１ａを引き出しながら、この電気信号線１１ａと
電気信号線１１ｂによって電気伝導性布帛６ａと電気伝
導性布帛１０ａ間で発生する生体電気信号を取り出すも
のである。この生体電気信号の例としては、心電位、筋
電位あるいは皮膚インピーダンスなどの生体インピーダ
ンスなどがある。On the other hand, the second bio-electrode 3 has the same structure as the first bio-electrode 2, and the polyvinylidene fluoride film 7b is attached to the electrically conductive cloth 10a and the electrically conductive cloth 10.
It is sandwiched between b. However, the electrically conductive fabric 10a
The electric signal line 11b is led out only from the electric wire. However, while drawing out the electric signal line 11a from the electric conductive cloth 6a of the first biomedical electrode 2, a living body generated between the electric conductive cloth 6a and the electric conductive cloth 10a by the electric signal line 11a and the electric signal line 11b. It takes out an electric signal. Examples of this bioelectric signal include bioelectrical impedance such as cardiac potential, myoelectric potential or skin impedance.
【００１６】もう少し具体的な説明を加える。本実施の
形態に係る第１の生体電極２と第２の生体電極３をシー
ト状に加工して、それぞれ所定の距離を離して配置す
る。生体電気を直接計測する場合には、電気伝導性布帛
６ａ，１０ａが直接身体の皮膚表面に接触する必要があ
るが、心音として計測する場合には、衣服を介しても計
測可能である。また、生体電気信号を計測する場合に
は、第１の生体電極２と第２の生体電極３が必要である
が、心音のみを計測する場合には、もちろん第１の生体
電極２のみで可能である。さらに、心電信号など一定の
生体電気信号を計測する際には、第１の生体電極２ある
いは第２の生体電極３のいずれかを胸部に配置して他方
を心臓を挟んで配置することが望ましい。第１の生体電
極２と第２の生体電極３の電気伝導性布帛６ａ，６ｂ，
１０ａ，１０ｂとしては、例えばナイロンコードに金属
メッキした導電性繊維あるいは金属繊維などが好適であ
る。また、第１の生体電極２や第２の生体電極３あるい
はそれらを挟む電気伝導性布帛６ａ，６ｂ，１０ａ，１
０ｂの形状は図１では矩形として描かれているが、この
形状はもちろん用途、目的によって変更可能であり、円
形などでも構わない。A more specific description will be added. The first bioelectrode 2 and the second bioelectrode 3 according to the present embodiment are processed into a sheet shape and are arranged at a predetermined distance from each other. When bioelectricity is directly measured, the electrically conductive cloths 6a and 10a need to directly contact the skin surface of the body, but when it is measured as a heart sound, it can be measured through clothes. Further, when measuring a bioelectric signal, the first bioelectrode 2 and the second bioelectrode 3 are required, but when measuring only the heart sound, it is of course possible only by the first bioelectrode 2. Is. Furthermore, when measuring a certain bioelectric signal such as an electrocardiographic signal, it is possible to place either the first bioelectrode 2 or the second bioelectrode 3 on the chest and the other with the heart sandwiched between them. desirable. The electrically conductive cloths 6a, 6b of the first bioelectrode 2 and the second bioelectrode 3,
As 10a and 10b, for example, conductive fibers or metal fibers obtained by metal-plating nylon cords are suitable. In addition, the first bioelectrode 2, the second bioelectrode 3, or the electrically conductive cloths 6a, 6b, 10a, 1 that sandwich them.
The shape of 0b is drawn as a rectangle in FIG. 1, but this shape can be changed depending on the application and purpose, and may be a circle or the like.
【００１７】このように構成された本実施の形態におい
ては、第１の生体電極２において心音、呼吸音（呼吸状
況）など生体中あるいは生体上の圧力変動信号に基づい
て検知される情報を測定することができる。また、第２
の生体電極３において生体電気信号に基づいて検知され
る心電位や筋電位あるいは生体インピーダンスなどの情
報を測定することができる。しかも、第１の生体電極２
の電気伝導性布帛６ａは圧力変動信号を計測するための
ものであると同時に生体電気信号を計測するものでもあ
る。すなわち、第１の生体電極２を圧力変動信号の計測
と生体電気信号の計測の２通りの測定に兼用するもので
ある。従って、生体信号センサー１の構成を簡素化で
き、効率的に人間や動物などの生体信号を測定すること
ができる。また、第１の生体電極２と第２の生体電極３
共にポリフッ化ビニリデンフィルム７を利用し、その両
面を電気伝導性布帛６ａ，６ｂ，１０ａ，１０ｂでそれ
ぞれ挟むことにより、非常に高い可撓性を備えるもので
ある。従って、皮膚などに容易に接触させることができ
る。In the present embodiment having such a configuration, information detected by the first biological electrode 2 such as heart sounds and respiratory sounds (respiratory conditions) is detected based on pressure fluctuation signals in or on the living body. can do. Also, the second
It is possible to measure information such as a cardiac potential, a myoelectric potential, or a bioimpedance detected by the bioelectrode 3 on the basis of a bioelectric signal. Moreover, the first bioelectrode 2
The electrically conductive cloth 6a is used not only for measuring the pressure fluctuation signal but also for measuring the bioelectric signal. That is, the first biological electrode 2 is used for two types of measurement, that is, measurement of a pressure fluctuation signal and measurement of a bioelectric signal. Therefore, the configuration of the biological signal sensor 1 can be simplified, and biological signals of humans or animals can be efficiently measured. In addition, the first biological electrode 2 and the second biological electrode 3
Both are made of a polyvinylidene fluoride film 7, and both sides thereof are sandwiched by the electrically conductive cloths 6a, 6b, 10a, 10b, respectively, so that extremely high flexibility is provided. Therefore, it can be easily brought into contact with the skin or the like.
【００１８】ここで、図２を用いて本発明の第１の実施
の形態に係る生体信号計測センサーの第１の生体電極の
構造について説明する。図２（ａ）は第１の実施の形態
に係る生体信号計測センサーの外形図であり、（ｂ）は
（ａ）中に示されるＡ−Ａ線断面図である。図２
（ａ）、（ｂ）において、第１の生体電極２は２つの電
気伝導性布帛６ａ，６ｂによってポリフッ化ビニリデン
フィルム７ａを挟む構造を有している。電気伝導性布帛
６ａ，６ｂから電気信号線８ａ，８ｂが延設されるが、
その際には、電気伝導性布帛６ａ，６ｂを少し延長して
端部１４ａ，１４ｂを形成してそこから電気信号線８
ａ，８ｂとの接合部を取り回している。このように構成
することによれば、ポリフッ化ビニリデンフィルム７ａ
から電気信号線８ａ，８ｂを取り回す必要がないため、
ポリフッ化ビニリデンフィルム７ａの非常に薄く熱にも
弱いという欠点を補いながら、特長であるところの可撓
性、柔軟性を失うこともなく優れた生体信号計測センサ
ーとすることができる。さらに、端部１４ａ、１４ｂを
設けない場合に比べて、電気伝導性布帛６ａ，６ｂと電
気信号線８ａ，８ｂの接合部の柔軟性を高めることがで
きる。Here, the structure of the first bioelectrode of the biosignal measuring sensor according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2A is an outline view of the biological signal measuring sensor according to the first embodiment, and FIG. 2B is a sectional view taken along line AA shown in FIG. Figure 2
In (a) and (b), the first bioelectrode 2 has a structure in which the polyvinylidene fluoride film 7a is sandwiched between two electrically conductive cloths 6a and 6b. Electrical signal lines 8a and 8b are extended from the electrically conductive cloths 6a and 6b,
At that time, the electrically conductive cloths 6a and 6b are slightly extended to form the end portions 14a and 14b, and the electric signal line 8 is formed from the end portions 14a and 14b.
The joint with a and 8b is routed. According to this structure, the polyvinylidene fluoride film 7a
Since it is not necessary to route the electric signal lines 8a and 8b from
While compensating for the disadvantage that the polyvinylidene fluoride film 7a is extremely thin and weak against heat, it is possible to provide an excellent biosignal measuring sensor without losing its characteristic flexibility and flexibility. Further, compared with the case where the end portions 14a and 14b are not provided, the flexibility of the joint portion between the electrically conductive cloths 6a and 6b and the electric signal lines 8a and 8b can be increased.
【００１９】次に、図１に戻り、さらに図３乃至図５を
参照しながら本発明に係る生体信号計測装置の実施の形
態について説明する。（請求項５に対応）
図１において、先の生体信号計測センサーの実施の形態
で説明した圧力変動信号を取り出す電気信号線８ａ，８
ｂは圧力変動計測部４に接続される。圧力変動計測部４
は、電気信号線８ａ，８ｂの電位差から圧力変動を計測
するものである。また、生体電気信号を取り出す電気信
号線１１ａ，１１ｂは生体電気計測部５に接続される。
生体電気計測部５は、電気信号線１１ａ，１１ｂの電位
差から生体電気信号を計測するものである。さらに圧力
変動計測部４で計測された圧力変動に関する信号は電気
信号線１２ａを介して生体信号処理部９に送信され、生
体電気計測部５で計測された生体電気に関する信号は電
気信号線１２ｂを介して生体信号処理部９に送信され
る。この生体信号処理部９は、２つの信号を収集して総
合的な処理を行うものである。Next, returning to FIG. 1, and further with reference to FIGS. 3 to 5, an embodiment of the biological signal measuring apparatus according to the present invention will be described. (Corresponding to Claim 5) In Fig. 1, the electric signal lines 8a, 8a for extracting the pressure fluctuation signal described in the embodiment of the biological signal measuring sensor described above.
b is connected to the pressure fluctuation measuring unit 4. Pressure fluctuation measurement unit 4
Is for measuring the pressure fluctuation from the potential difference between the electric signal lines 8a and 8b. Further, the electric signal lines 11 a and 11 b for extracting the bioelectric signal are connected to the bioelectric measurement unit 5.
The bioelectricity measurement unit 5 measures the bioelectricity signal from the potential difference between the electric signal lines 11a and 11b. Further, a signal regarding the pressure fluctuation measured by the pressure fluctuation measuring unit 4 is transmitted to the biological signal processing unit 9 via the electric signal line 12a, and a signal regarding the bioelectricity measured by the bioelectricity measuring unit 5 is transmitted through the electric signal line 12b. It is transmitted to the biological signal processing unit 9 via the. The bio-signal processing unit 9 collects two signals and performs comprehensive processing.
【００２０】このような構成の本実施の形態によれば、
第１の生体電極２と第２の生体電極３及びこれらの生体
電極から延設される一対の電気信号線８ａ，８ｂ及び電
気伝導性布帛１０ａ，１０ｂから構成される生体信号セ
ンサー１を用いることで、圧力変動信号のみならず、生
体電気信号を計測して同時に処理することができる。従
って、生体の物理的な動作のみを計測するのではなく、
より重要な生体電気信号を取得することができる。しか
も、第１の生体電極２の電気伝導性布帛６ａを圧力変動
信号の計測と生体電気信号の計測という２通りの計測に
活用することによって、生体信号計測センサーの簡素化
と効率化を図ることができる。According to this embodiment having such a configuration,
Use of the biomedical signal sensor 1 including the first biomedical electrode 2, the second biomedical electrode 3, a pair of electric signal lines 8a and 8b extending from these biomedical electrodes, and the electrically conductive cloths 10a and 10b Thus, not only the pressure fluctuation signal but also the bioelectric signal can be measured and processed at the same time. Therefore, instead of measuring only the physical movement of the living body,
More important bioelectric signals can be acquired. Moreover, by utilizing the electrically conductive cloth 6a of the first bioelectrode 2 for two types of measurement, that is, measurement of the pressure fluctuation signal and measurement of the bioelectric signal, the simplification and efficiency of the biosignal measurement sensor can be achieved. You can
【００２１】次に、図３と図４を用いて生体信号計測装
置によって出力された心電図波形と心音波形について説
明する。図３は第１の実施の形態に係る生体信号計測装
置によって計測された心電図波形の出力図である。図３
において、横軸は時間を示しており、縦軸は心電信号を
電圧で表示したものである。ほぼ０．４秒に一度の頻度
で心電信号が計測されていることがわかる。また、図４
は第１の実施の形態に係る生体信号計測装置によって計
測された心音波形の出力図である。図４においては、ほ
ぼ１秒に一度の頻度で心音信号が計測されていることが
わかる。Next, the electrocardiogram waveform and the electrocardiographic waveform output by the biological signal measuring device will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is an output diagram of an electrocardiogram waveform measured by the biological signal measuring device according to the first embodiment. Figure 3
In the figure, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the electrocardiographic signal in voltage. It can be seen that the electrocardiographic signal is measured approximately once every 0.4 seconds. Also, FIG.
[Fig. 3] is an output diagram of a heart sound waveform measured by the biological signal measuring device according to the first embodiment. In FIG. 4, it can be seen that the heart sound signal is measured almost once per second.
【００２２】さらに、ここで図５を参照しながら生体信
号計測装置を用いて心電図波形及び心音波形あるいは呼
吸波形を測定する方法について説明を加える。図５は第
１の実施の形態に係る生体信号計測装置を用いて生体信
号の計測を行っている様子を示す概念図である。図５に
おいて、被計測者３０は横たわっており、その枕には第
１の生体電極２が設置されており、足元には第２の生体
電極３が設置されている。第１の生体電極２からは圧力
変動信号を送信するための電気信号線８ａ，８ｂが生体
信号計測装置２８に接続されている。一方、第２の生体
電極３からは生体電気信号を送信するための電気信号線
１１ｂが生体信号計測装置２８に接続されると同時に、
第１の生体電極２からも電気信号線１１ａが生体信号計
測装置２８に接続されている。生体信号計測装置２８に
は、圧力変動計測部４、生体電気計測部５及び生体信号
処理部９が格納されている。第１の生体電極２では被計
測者３０が呼吸をする度に首筋に生じる体動あるいは心
音を圧力変動信号すなわち呼吸波形あるいは心音波形と
して計測し、第１の生体電極２と第２の生体電極３を用
いて生体電気信号すなわち心電波形が測定される。それ
ぞれの信号は生体信号計測装置２８で処理された後、デ
ィスプレイ装置２９に表示される。図５では、符号２９
ａは図３に示されるような心電波形２９ａを示している
おり、またここでは符号２９ｂは図４に示されるような
心音波形ではなく、呼吸波形２９ｂを示している。但
し、圧力変動信号である心音波形と呼吸波形は別個独立
に第１の生体電極２によって計測可能であり、生体信号
計測装置２８内などに所定のフィルターを設けることな
どによれば同時にディスプレイ装置２９に表示すること
も可能である。Further, a method of measuring an electrocardiogram waveform and an electrocardiographic waveform or a respiratory waveform using the biological signal measuring device will be further described with reference to FIG. FIG. 5 is a conceptual diagram showing a state in which a biological signal is measured using the biological signal measuring device according to the first embodiment. In FIG. 5, the person to be measured 30 is lying down, the first biological electrode 2 is installed on the pillow, and the second biological electrode 3 is installed on the feet. Electrical signal lines 8 a and 8 b for transmitting a pressure fluctuation signal from the first biological electrode 2 are connected to a biological signal measuring device 28. On the other hand, at the same time that the electrical signal line 11b for transmitting a bioelectric signal from the second bioelectrode 3 is connected to the biosignal measuring device 28,
The electrical signal line 11 a is also connected to the biological signal measuring device 28 from the first biological electrode 2. The biological signal measuring device 28 stores the pressure fluctuation measuring unit 4, the bioelectricity measuring unit 5, and the biological signal processing unit 9. The first biological electrode 2 measures the body movement or heart sound generated in the nape of the neck each time the measurement subject 30 breathes, as a pressure fluctuation signal, that is, a respiratory waveform or a sonic waveform, and the first biological electrode 2 and the second biological electrode 2 are measured. 3 is used to measure the bioelectric signal or electrocardiographic waveform. The respective signals are processed by the biological signal measuring device 28 and then displayed on the display device 29. In FIG. 5, reference numeral 29
Reference character a indicates an electrocardiographic waveform 29a as shown in FIG. 3, and reference numeral 29b indicates a respiratory waveform 29b instead of the electrocardiographic waveform shown in FIG. However, the heartbeat waveform which is a pressure fluctuation signal and the respiratory waveform can be measured independently and independently by the first bioelectrode 2, and by providing a predetermined filter in the biosignal measuring device 28 or the like, the display device 29 can be simultaneously displayed. It is also possible to display in.
【００２３】次に、図６を参照して本発明に係る生体信
号計測センサーとそれを用いた生体信号計測装置の第２
の実施の形態について説明する。（請求項２に対応）図
６は、第２の実施の形態に係る生体信号計測センサーと
それを用いた第２の実施の形態に係る生体信号計測装置
の概念図である。図６において、図１に示される構成要
素と同一の構成要素については同一符号を付し、その構
成の説明は省略する。図６の生体信号センサー１５にお
いては、第１の生体電極１６と第２の生体電極１７がそ
れぞれ第１の実施の形態と同様にポリフッ化ビニリデン
フィルム７ａ，７ｂに対してそれぞれ電気伝導性布帛６
ａ，１０ａを一の面に当接させるものの、他の面には共
通の電気伝導性布帛１３を配置し、電気信号線８ｃを延
設しながら挟むようにしたものである。Next, with reference to FIG. 6, the second embodiment of the biological signal measuring sensor and the biological signal measuring apparatus using the same according to the present invention.
The embodiment will be described. (Corresponding to Claim 2) FIG. 6 is a conceptual diagram of a biological signal measuring sensor according to the second embodiment and a biological signal measuring device according to the second embodiment using the biological signal measuring sensor. 6, the same components as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description of the components will be omitted. In the bio-signal sensor 15 of FIG. 6, the first bio-electrode 16 and the second bio-electrode 17 are respectively electrically conductive cloths 6 with respect to the polyvinylidene fluoride films 7a and 7b as in the first embodiment.
Although a and 10a are brought into contact with one surface, a common electrically conductive cloth 13 is arranged on the other surface, and the electric signal line 8c is sandwiched while being extended.
【００２４】このように構成された本実施の形態に係る
生体信号計測センサーにおいては、図６に示されるよう
な第１の生体電極１６と第２の生体電極１７が各々１の
場合においてはあまり効果がないものの、例えば、第１
の生体電極１６が多数存在するような場合に、電気伝導
性布帛１３をこれらの多数の第１の生体電極１６に共通
に設けてやれば、電気信号線８ａは各々の第１の生体電
極１６の数だけ必要であるものの、電気信号線８ｃにつ
いては、共通の電気信号線として利用することができ、
省配線化を図ることができる。さらに、電気伝導性布帛
１３は複数の生体電極に跨って設置されるものであり、
第１の生体電極１６と第２の生体電極１７の間で計測さ
れる生体電気信号に対しては外来雑音を遮蔽するシール
ドとしての機能が強化される。本実施の形態に係る生体
信号計測センサーから得られた圧力変動信号と生体電気
信号は、図１に示される第１の実施の形態に係る生体信
号計測装置と同様に圧力変動計測部４、生体電気計測部
５、生体信号処理部９によって処理される。In the biological signal measuring sensor according to the present embodiment having such a configuration, when the first biological electrode 16 and the second biological electrode 17 are each 1 as shown in FIG. Although not effective, for example, the first
In the case where there are a large number of biomedical electrodes 16 of the above, if the electrically conductive cloth 13 is provided in common to these large number of the first biomedical electrodes 16, the electric signal line 8a will be provided for each of the first biomedical electrodes 16a. However, the electric signal line 8c can be used as a common electric signal line.
Wiring can be saved. Furthermore, the electrically conductive cloth 13 is installed across a plurality of biological electrodes,
The function as a shield that shields external noise from the bioelectric signal measured between the first bioelectrode 16 and the second bioelectrode 17 is enhanced. The pressure fluctuation signal and the bioelectric signal obtained from the biological signal measuring sensor according to the present embodiment are the same as those of the biological signal measuring device according to the first embodiment shown in FIG. It is processed by the electrical measurement unit 5 and the biological signal processing unit 9.
【００２５】次に、図７を参照しながら本発明に係る生
体信号計測センサーとそれを用いた生体信号計測装置の
第３の実施の形態について説明する。図７は、第３の実
施の形態に係る生体信号計測センサーとそれを用いた第
３の実施の形態に係る生体信号計測装置を示す概念図で
ある。図７において、生体信号センサー１８は一の面に
複数の電気伝導性布帛２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ
を有しており、それぞれポリフッ化ビニリデンフィルム
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを挟む構造をなすが、
一の面に対する他の面には一の電気伝導性布帛２２が設
けられている。電気伝導性布帛２２からは電気信号線２
６が延設されている。図６を参照しながら説明したよう
に、各電気伝導性布帛２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ
に対して電気伝導性布帛２２を共通に設けることによっ
て、電気伝導性布帛２２から１本の電気信号線２６を圧
力変動計測部４に対して引き回せばよく、省配線化が可
能となる。しかも、マルチプレクサなどの切換スイッチ
２７を用いてやれば、電気信号線２３ａ，２３ｂ，２３
ｃ，２３ｄのいずれかを電気信号線２５を介して圧力変
動計測部４に接続することができるため、さらに省配線
化を図ることができる。さらに、電気伝導性布帛２２を
共通化させることによるセンサー製造コスト低減化も可
能である。Next, a third embodiment of the biological signal measuring sensor and the biological signal measuring apparatus using the same according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a conceptual diagram showing a biological signal measuring sensor according to the third embodiment and a biological signal measuring device according to the third embodiment using the biological signal measuring sensor. In FIG. 7, the biological signal sensor 18 has a plurality of electrically conductive cloths 21a, 21b, 21c, 21d on one surface.
And has a structure in which the polyvinylidene fluoride films 24a, 24b, 24c and 24d are sandwiched,
One electrically conductive cloth 22 is provided on the other surface with respect to the one surface. From the electrically conductive cloth 22 to the electric signal line 2
6 is extended. As described with reference to FIG. 6, each electrically conductive cloth 21a, 21b, 21c, 21d
By providing the electrically conductive cloth 22 in common, it is sufficient to route one electric signal line 26 from the electrically conductive cloth 22 to the pressure fluctuation measurement unit 4, and wiring can be saved. Moreover, if the changeover switch 27 such as a multiplexer is used, the electric signal lines 23a, 23b, 23
Since either c or 23d can be connected to the pressure fluctuation measuring unit 4 via the electric signal line 25, further wiring saving can be achieved. Further, it is possible to reduce the sensor manufacturing cost by sharing the electrically conductive cloth 22.
【００２６】さらに、本発明に係る生体信号計測センサ
ーとそれを用いた生体信号計測装置の第４の実施の形態
について図８を参照しながら説明する。図８は、第４の
実施の形態に係る生体信号計測センサーとそれを用いた
第４の実施の形態に係る生体信号計測装置を示す概念図
である。図８において、生体信号センサー１９は図７と
同様に、一の面に複数の電気伝導性布帛３１ａ，３１
ｂ，３１ｃ，３１ｄを有しており、それぞれポリフッ化
ビニリデンフィルム３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを
挟む構造をなすが、一の面に対する他の面には一の電気
伝導性布帛３２が設けられている。電気伝導性布帛３１
ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにはそれぞれ電気信号線３
３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄが接続されており、この
うちの２つの電気信号線を選択するようにマルチプレク
サなどの切換スイッチ３７が設置されている。切換スイ
ッチ３７を操作することによって、電気信号線３５と電
気信号線３６を介して生体電気計測部５に接続される電
気信号線３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを選択するこ
とが可能である。このように構成された本実施の形態に
おいては、図７に示したような複数の圧力変動信号を計
測する生体信号センサー１８のみならず、複数の生体電
気信号を計測する生体信号センサー１９も容易に提供可
能となる。しかも、電気伝導性布帛３２はシールドとし
て共有できる。Further, a fourth embodiment of the biological signal measuring sensor and the biological signal measuring device using the same according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a conceptual diagram showing a biological signal measuring sensor according to the fourth embodiment and a biological signal measuring device according to the fourth embodiment using the biological signal measuring sensor. 8, the biological signal sensor 19 has a plurality of electrically conductive cloths 31a, 31a on one surface, as in FIG.
b, 31c, 31d, and has a structure sandwiching the polyvinylidene fluoride films 34a, 34b, 34c, 34d, respectively, but one electrically conductive cloth 32 is provided on the other surface with respect to one surface. There is. Electrically conductive cloth 31
Each of a, 31b, 31c, 31d has an electric signal line 3
3a, 33b, 33c, 33d are connected, and a changeover switch 37 such as a multiplexer is installed so as to select two electric signal lines among them. By operating the changeover switch 37, it is possible to select the electrical signal lines 33a, 33b, 33c, 33d connected to the bioelectricity measurement unit 5 via the electrical signal line 35 and the electrical signal line 36. In the present embodiment configured as described above, not only the biological signal sensor 18 that measures a plurality of pressure fluctuation signals as shown in FIG. 7 but also the biological signal sensor 19 that measures a plurality of bioelectric signals is easy. Can be provided to. Moreover, the electrically conductive cloth 32 can be shared as a shield.
【００２７】次に図９を用いて本発明に係る生体信号計
測装置の第５の実施の形態について説明する。図９は、
第５の実施の形態に係る生体信号計測装置の概念図であ
る。図９において、生体信号センサー２０は図７及び図
８の実施の形態と同様に、一の面に複数の電気伝導性布
帛４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄを有しており、それ
ぞれポリフッ化ビニリデンフィルム４４ａ，４４ｂ，４
４ｃ，４４ｄを挟む構造をなすが、一の面に対する他の
面には一の電気伝導性布帛４２が設けられている。電気
伝導性布帛４６からは電気信号線４６が延設されてい
る。電気伝導性布帛４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄに
はそれぞれ電気信号線４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ
が接続されており、このうちの２つの電気信号線を選択
するようにマルチプレクサなどの切換スイッチ４７が設
置されている。切換スイッチ４７を操作することによっ
て、電気信号線４５と電気信号線４８ｂを介して生体電
気計測部５に接続される電気信号線３３ａ，３３ｂ，３
３ｃ，３３ｄを選択することが可能である。また、切換
スイッチ４７には電気信号線４８ａが接続されており、
これと先の電気信号線４６は圧力変動計測部４に接続さ
れている。さらに、圧力変動計測部４と生体電気計測部
５は、それぞれ電気信号線４９と電気信号線５０によっ
て生体信号処理部９に接続される。本実施の形態に係る
生体信号計測装置は、図７に示された圧力変動信号を計
測する生体信号センサー１８と図８に示された生体電気
信号を計測する生体信号センサー１９を組み合わせるも
のである。Next, a fifth embodiment of the biological signal measuring device according to the present invention will be described with reference to FIG. Figure 9
It is a conceptual diagram of the biological signal measuring device which concerns on 5th Embodiment. In FIG. 9, the biological signal sensor 20 has a plurality of electrically conductive cloths 41a, 41b, 41c, 41d on one surface, like the embodiment of FIGS. 7 and 8, and each of them has a polyvinylidene fluoride film. 44a, 44b, 4
4c and 44d are sandwiched, but one electrically conductive cloth 42 is provided on the other surface with respect to the one surface. An electric signal line 46 extends from the electrically conductive cloth 46. Electric signal lines 43a, 43b, 43c, 43d are provided on the electrically conductive cloths 41a, 41b, 41c, 41d, respectively.
Are connected, and a changeover switch 47 such as a multiplexer is installed so as to select two of the electric signal lines. By operating the changeover switch 47, the electrical signal lines 33a, 33b, 3 connected to the bioelectrical measurement unit 5 via the electrical signal line 45 and the electrical signal line 48b.
It is possible to select 3c or 33d. An electric signal line 48a is connected to the changeover switch 47,
This and the above-mentioned electric signal line 46 are connected to the pressure fluctuation measuring unit 4. Furthermore, the pressure fluctuation measurement unit 4 and the bioelectricity measurement unit 5 are connected to the biosignal processing unit 9 by an electric signal line 49 and an electric signal line 50, respectively. The biological signal measuring device according to the present embodiment is a combination of the biological signal sensor 18 for measuring the pressure fluctuation signal shown in FIG. 7 and the biological signal sensor 19 for measuring the bioelectric signal shown in FIG. .
【００２８】ここで、図１０を用いて図９に示した生体
信号計測装置をさらに具体化した例について説明を加え
る。図１０は本実施の形態に係る生体信号計測装置の具
体的な使用例を説明するための概念図である。図１０に
おいて、図９に示された物と同一物には同一符号を付
し、その構成の説明は省略する。なお、図１０は図９に
おいて切換スイッチ４７で選択されている電気伝導性布
帛４１ｂと電気伝導性布帛４１ｄを抽出して描かれてい
る。図１０において、横たわる新生児を想定した被計測
者３０の体の下には圧力変動信号を計測するための電気
伝導性布帛４１ｄが、また頭の下には生体電気信号を計
測するための電気伝導性布帛４１ｂが設置されており、
その下にはポリフッ化ビニリデンフィルム４４ｄ，４４
ｂをそれぞれ介して電気伝導性布帛４２が敷かれてい
る。電気伝導性布帛４１ｄと電気伝導性布帛４２からは
圧力変動信号を伝送するための電気信号線４３ｄ，４８
ａ，４６が延設され圧力変動計測部４に接続されてい
る。一方、電気伝導性布帛４１ｂ及び電気伝導性布帛４
１ｄからは生体電気信号を計測するための電気信号線４
３ｂ，４５，４８ｂが生体電気計測部５に接続されてい
る。本図では電気伝導性布帛４１ｂと電気伝導性布帛４
１ｄのみについて記載しているが、図９に示されるよう
に電気伝導性布帛４１ａ，４１ｃなど複数の電気伝導性
布帛を設けることももちろん可能である。なお、計測す
る心電波形などの生体電気信号が外部から影響を受けな
いように電気伝導性布帛４２から中立点供給電線４２ａ
が延設されており生体電気計測部５に接続されている。An example in which the biological signal measuring device shown in FIG. 9 is further embodied will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining a specific usage example of the biological signal measuring device according to the present embodiment. 10, the same components as those shown in FIG. 9 are designated by the same reference numerals, and the description of the configuration will be omitted. Note that FIG. 10 is drawn by extracting the electrically conductive cloth 41b and the electrically conductive cloth 41d selected by the changeover switch 47 in FIG. In FIG. 10, an electrically conductive cloth 41d for measuring a pressure fluctuation signal is provided under the body of the person to be measured 30, which is assumed to be a lying newborn baby, and an electrical conduction for measuring a bioelectric signal is provided under the head. The fabric 41b is installed,
Below that is polyvinylidene fluoride film 44d, 44.
An electrically conductive cloth 42 is laid through each of b. Electrical signal lines 43d and 48 for transmitting pressure fluctuation signals from the electrically conductive cloth 41d and the electrically conductive cloth 42.
a and 46 are extended and connected to the pressure fluctuation measuring unit 4. On the other hand, the electrically conductive cloth 41b and the electrically conductive cloth 4
From 1d, an electric signal line 4 for measuring a bioelectric signal
3b, 45, 48b are connected to the bioelectrical measurement unit 5. In this figure, the electrically conductive cloth 41b and the electrically conductive cloth 4 are shown.
Although only 1d is described, it is of course possible to provide a plurality of electrically conductive cloths such as the electrically conductive cloths 41a and 41c as shown in FIG. In addition, the bioelectric signal such as the electrocardiographic waveform to be measured is protected from the outside by the electrically conductive cloth 42 from the neutral point supply wire 42a.
Is extended and connected to the bioelectrical measurement unit 5.
【００２９】このように構成される本実施の形態におい
ては、生体振動信号などと生体電気信号を同時に多点で
計測できる。また、電気伝導性布帛４２を共有すること
によって省配線化を図ることができ、構造を簡素化でき
安価で効率的に計測を可能にするものである。本実施の
形態では、システムを簡素化するため切換スイッチ４７
において圧力変動信号計測用と生体電気信号計測用で共
用しているが、これらを独立にスイッチングすることも
もちろん可能である。In the present embodiment configured as described above, the bio-vibration signal and the bio-electric signal can be simultaneously measured at multiple points. Further, by sharing the electrically conductive cloth 42, it is possible to reduce wiring, simplify the structure, and inexpensively enable efficient measurement. In the present embodiment, the changeover switch 47 is used to simplify the system.
Although it is commonly used for pressure fluctuation signal measurement and bioelectric signal measurement, it is of course possible to switch these independently.
【００３０】次に、図１１を用いて、本実施の形態に係
る生体信号計測センサーを仮想現実感プローブ用にグロ
ーブに装着した場合について説明する。図１１（ａ）は
本実施の形態に係る生体信号計測センサーを内部に実装
した仮想現実感グローブの手の平側の内部を示す概念図
であり、（ｂ）は同じく手の甲側の内部を示す概念図で
ある。図１１（ａ）において、仮想現実感グローブ５１
の内側の手の平側５２には図１に示される生体信号セン
サー１を実装している。図１１（ｂ）では、同様に手の
甲側５３に図６に示される生体信号センサー１５を実装
している。十分な柔軟性あるいは可撓性を有しているた
め、手の曲面や関節部分にも無拘束で接触あるいは密着
させることができる。このように手の平側５２と手の甲
側５３にそれぞれ生体信号センサー１，１５を備えるこ
とによって、仮想現実を体験する際の圧力変動、筋電
位、皮膚インピーダンスを計測でき、これらの値から体
験者の動作あるいは触覚、集中度、興奮度、疲労度を検
出することができる。この動作や触覚をフィードバック
することにより、仮想体験を制御するようにしてもよ
い。Next, with reference to FIG. 11, description will be given of a case where the biomedical signal measuring sensor according to the present embodiment is attached to a glove for a virtual reality probe. FIG. 11A is a conceptual diagram showing the inside of the palm side of a virtual reality glove in which the biological signal measuring sensor according to the present embodiment is mounted, and FIG. 11B is a conceptual diagram showing the inside of the back side of the same. Is. In FIG. 11A, the virtual reality glove 51
The biological signal sensor 1 shown in FIG. 1 is mounted on the palm side 52 on the inside. In FIG. 11B, the biological signal sensor 15 shown in FIG. 6 is similarly mounted on the back side 53 of the hand. Since it has sufficient flexibility or flexibility, it can be contacted or adhered to a curved surface of a hand or a joint portion without any restriction. In this way, by providing the biological signal sensors 1 and 15 on the palm side 52 and the back side 53, respectively, it is possible to measure the pressure fluctuation, myoelectric potential, and skin impedance when experiencing virtual reality, and from these values, the experience person's movements. Alternatively, the sense of touch, the degree of concentration, the degree of excitement, and the degree of fatigue can be detected. The virtual experience may be controlled by feeding back this operation or the sense of touch.
【００３１】入力装置は、本図を用いて説明するような
グローブに限定するものではなく、体験者の衣服、靴、
椅子等に装着してもよい。また、ゲーム用コントロー
ラ、スキーのストック、野球のバット、ゴルフクラブ、
アスレチックジムに設置してある器具の掌握部等の形状
でもよい。このうち、例えば野球のバット、ゴルフクラ
ブ等に取り付けた場合、スイング時の握力変動、皮膚イ
ンピーダンス、ボールとのインパクト時の圧力変動を計
測し、運動者の動作、スイングタイミングを検出するこ
とができる。これらの情報に基づいて、理想的なフォー
ムの確認、イメージトレーニング等に使用することもで
きる。なお、本図においては、生体信号センサー１と生
体信号センサー１５を設けた場合を説明したが、これら
のセンサーに限定するものではなく、この他の実施例と
して示した生体信号センサー１８，１９，２０であって
もよいことは言うまでもない。The input device is not limited to the glove as described with reference to this figure, but the clothes, shoes,
It may be attached to a chair or the like. Also, game controllers, ski stocks, baseball bats, golf clubs,
It may have a shape such as a grip portion of a device installed in an athletic gym. Among them, for example, when attached to a baseball bat, a golf club, or the like, it is possible to detect a gripping force fluctuation at the time of swing, skin impedance, and a pressure fluctuation at the time of impact with a ball, and to detect a motion of an exerciser and a swing timing. . Based on this information, it can be used for ideal form confirmation, image training, etc. In addition, although the case where the biological signal sensor 1 and the biological signal sensor 15 are provided is described in this figure, the present invention is not limited to these sensors, and the biological signal sensors 18, 19, shown as other examples, It goes without saying that it may be 20.
【００３２】最後に図１２を用いて、本実施の形態に係
る生体信号計測センサーを自動車のステアリングホイー
ルに装着した場合について説明する。図１２は本実施の
形態に係る生体信号計測センサーを表面に実装した自動
車のステアリングホイールを示す概念図である。図１２
において、ステアリングホイール５４は人間によって握
られる箇所に生体信号センサー１を配置させる構成とな
っている。このように構成することによって、圧力変
動、筋電位、皮膚インピーダンスを計測して、これらの
値から運転者の動作あるいは触覚、覚醒状態、運転に対
する集中度、疲労度を検出することができる。従って、
これらの情報を基に運転者がより安全に運転できるよう
に情報提供を行うことが可能となる。本図においては、
自動車のステアリングホイール５４に生体信号センサー
１を装着したが、自動車に限定されるものではなく広く
乗り物の操舵装置に装着することができる。また、生体
信号センサー１に限定するものでもなく、その他の生体
信号センサー１５，１８，１９，２０であってももちろ
んよい。Finally, a case where the biological signal measuring sensor according to the present embodiment is mounted on a steering wheel of a vehicle will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a conceptual diagram showing a steering wheel of an automobile having the biological signal measuring sensor according to the present embodiment mounted on its surface. 12
In the above, the steering wheel 54 has a configuration in which the biological signal sensor 1 is arranged at a portion grasped by a person. With this configuration, it is possible to measure the pressure fluctuation, the myoelectric potential, and the skin impedance, and detect the driver's action or tactile sensation, the awake state, the degree of concentration on driving, and the degree of fatigue from these values. Therefore,
It is possible to provide information based on these information so that the driver can drive more safely. In this figure,
Although the biological signal sensor 1 is attached to the steering wheel 54 of the automobile, the biological signal sensor 1 is not limited to the automobile and can be widely attached to a steering device of a vehicle. Further, it is not limited to the biological signal sensor 1, and other biological signal sensors 15, 18, 19, 20 may be used.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の生体信号
計測センサーと生体信号計測装置においては、人間や動
物などの生体信号を測定するために、高い柔軟性あるい
は可撓性を有して皮膚などに容易に無拘束で接触あるい
は密着させることができ、しかも心音、呼吸音あるいは
呼吸状況など生体中あるいは生体上の圧力の変動に基づ
いて検知される信号情報のみならず、心電位、筋電位あ
るいは皮膚インピーダンスなどの生体インピーダンスの
生体電気に基づいて検知される信号情報を簡素な構造で
なおかつ効率的に取得できる。As described above, the biological signal measuring sensor and the biological signal measuring apparatus of the present invention have high flexibility or flexibility in order to measure biological signals of humans or animals. It can be contacted or adhered to the skin easily and unconstrained, and not only the signal information detected based on the fluctuation of the pressure in the living body or on the living body such as heart sounds, breath sounds or respiratory conditions, as well as the heart potential, muscle Signal information detected based on bioelectricity of bioimpedance such as electric potential or skin impedance can be efficiently acquired with a simple structure.
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る生体信号計測
センサーと生体信号計測装置の概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of a biological signal measuring sensor and a biological signal measuring device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】（ａ）は第１の実施の形態に係る生体信号計測
センサーの外形図であり、（ｂ）は（ａ）中に示される
Ａ−Ａ線断面図である。FIG. 2A is an outline view of the biological signal measuring sensor according to the first embodiment, and FIG. 2B is a sectional view taken along the line AA shown in FIG.
【図３】第１の実施の形態に係る生体信号計測装置によ
って計測された心電図波形の出力図である。FIG. 3 is an output diagram of an electrocardiogram waveform measured by the biological signal measuring device according to the first embodiment.
【図４】第１の実施の形態に係る生体信号計測装置によ
って計測された心音波形の出力図である。FIG. 4 is an output diagram of an electrocardiographic waveform measured by the biological signal measuring device according to the first embodiment.
【図５】第１の実施の形態に係る生体信号計測装置を用
いて生体信号の計測を行っている様子を示す概念図であ
る。FIG. 5 is a conceptual diagram showing a state in which a biological signal is measured using the biological signal measuring device according to the first embodiment.
【図６】第２の実施の形態に係る生体信号計測センサー
とそれを用いた第２の実施の形態に係る生体信号計測装
置の概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram of a biological signal measuring sensor according to a second embodiment and a biological signal measuring device according to a second embodiment using the biological signal measuring sensor.
【図７】第３の実施の形態に係る生体信号計測センサー
とそれを用いた第３の実施の形態に係る生体信号計測装
置の概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram of a biological signal measuring sensor according to a third embodiment and a biological signal measuring device according to the third embodiment using the biological signal measuring sensor.
【図８】第４の実施の形態に係る生体信号計測センサー
とそれを用いた第４の実施の形態に係る生体信号計測装
置を示す概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram showing a biological signal measuring sensor according to a fourth embodiment and a biological signal measuring device according to a fourth embodiment using the biological signal measuring sensor.
【図９】第５の実施の形態に係る生体信号計測装置の概
念図である。FIG. 9 is a conceptual diagram of a biological signal measuring device according to a fifth embodiment.
【図１０】図１０は本実施の形態に係る生体信号計測装
置の具体的な使用例を説明するための概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining a specific usage example of the biological signal measuring device according to the present embodiment.
【図１１】（ａ）は本実施の形態に係る生体信号計測セ
ンサーを内部に実装した仮想現実感グローブの手の平側
の内部を示す概念図であり、（ｂ）は同じく手の甲側の
内部を示す概念図である。11A is a conceptual diagram showing the inside of the palm side of a virtual reality glove in which the biological signal measuring sensor according to the present embodiment is mounted, and FIG. 11B is the inside of the back side of the same. It is a conceptual diagram.
【図１２】本実施の形態に係る生体信号計測センサーを
表面に実装した自動車のステアリングホイールを示す概
念図である。FIG. 12 is a conceptual diagram showing a steering wheel of an automobile on which a biological signal measuring sensor according to the present embodiment is mounted.
１…生体信号センサー ２…第１の生体電極 ３…第２
の生体電極 ４…圧力変動計測部 ５…生体電気計測部
６ａ，６ｂ…電気伝導性布帛 ７…ポリフッ化ビニリ
デンフィルム ８ａ，８ｂ，８ｃ…電気信号線 ９…生
体信号処理部１０ａ，１０ｂ…電気伝導性布帛 １１
ａ，１１ｂ…電気信号線 １２ａ，１２ｂ…電気信号線
１３…電気伝導性布帛 １４ａ，１４ｂ…端部 １５
…生体信号センサー １６…第１の生体電極 １７…第
２の生体電極 １８…生体信号センサー １９…生体信
号センサー ２０…生体信号センサー ２１ａ，２１
ｂ，２１ｃ，２１ｄ…電気伝導性布帛 ２２…電気伝導
性布帛 ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ…電気信号線
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ…ポリフッ化ビニリ
デンフィルム ２５…電気信号線 ２６…電気信号線
２７…切換スイッチ２８…生体信号計測装置 ２９…デ
ィスプレイ装置 ２９ａ… ２９ｂ… ３０…被計測者
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ…電気伝導性布帛
３２…電気伝導性布帛 ３３…電気信号線 ３４ａ，３
４ｂ，３４ｃ，３４ｄ…ポリフッ化ビニリデンフィルム
３５…電気信号線 ３６…電気信号線 ３７…切換ス
イッチ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ…電気伝導性布
帛 ４２…電気伝導性布帛４２ａ…中立点供給電線 ４
３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ…電気信号線 ４４ａ，
４４ｂ，４４ｃ，４ｄ…ポリフッ化ビニリデンフィルム
４５…電気信号線４６…電気信号線 ４７…切換スイ
ッチ ４８ａ，４８ｂ…電気信号線 ４９…電気信号線
５０…電気信号線 ５１…仮想現実感グローブ ５２
…手の平側５３…手の甲側 ５４…ステアリングホイー
ル1 ... Biological signal sensor 2 ... 1st bioelectrode 3 ... 2nd
Biological electrode 4 ... Pressure fluctuation measuring unit 5 ... Bioelectricity measuring unit 6a, 6b ... Electrically conductive cloth 7 ... Polyvinylidene fluoride film 8a, 8b, 8c ... Electrical signal line 9 ... Biosignal processing unit 10a, 10b ... Electrical conduction Sex cloth 11
a, 11b ... Electrical signal line 12a, 12b ... Electrical signal line 13 ... Electrically conductive cloth 14a, 14b ... End portion 15
... biosignal sensor 16 ... first bioelectrode 17 ... second bioelectrode 18 ... biosignal sensor 19 ... biosignal sensor 20 ... biosignal sensor 21a, 21
b, 21c, 21d ... Electrically conductive cloth 22 ... Electrically conductive cloth 23a, 23b, 23c, 23d ... Electrical signal line 24a, 24b, 24c, 24d ... Polyvinylidene fluoride film 25 ... Electrical signal line 26 ... Electrical signal line
27 ... Changeover switch 28 ... Biological signal measuring device 29 ... Display device 29a ... 29b ... 30 ... Person to be measured 31a, 31b, 31c, 31d ... Electrically conductive cloth
32 ... Electrically conductive cloth 33 ... Electrical signal lines 34a, 3
4b, 34c, 34d ... Polyvinylidene fluoride film 35 ... Electrical signal line 36 ... Electrical signal line 37 ... Changeover switch 41a, 41b, 41c, 41d ... Electrically conductive cloth 42 ... Electrically conductive cloth 42a ... Neutral point supply wire 4
3a, 43b, 43c, 43d ... Electrical signal line 44a,
44b, 44c, 4d ... Polyvinylidene fluoride film 45 ... Electrical signal line 46 ... Electrical signal line 47 ... Changeover switch 48a, 48b ... Electrical signal line 49 ... Electrical signal line 50 ... Electrical signal line 51 ... Virtual reality glove 52
… Palm side 53… Back side of hand 54… Steering wheel
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ａ６１Ｂ 5/04 ３００Ｐ (72)発明者 松本 佳昭 山口県宇部市大字東岐波5612番地の７ (72)発明者 吉木 大司 山口県宇部市沼２丁目５番54−208号 (72)発明者 江 鐘偉 山口県宇部市常盤台１丁目５番18 (72)発明者 吉田 勉 山口県宇部市大字妻崎開作1001番地の25 Ｆターム(参考） 2F055 AA05 BB14 CC02 DD11 EE23 FF49 GG11 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) A61B 5/04 300P (72) Inventor Yoshiaki Matsumoto 7 (72) invention at 5612 Higashikinami, Ube, Yamaguchi Prefecture Daiji Yoshiki, 2-chome, 54-208, 2-chome, Ube-shi, Yamaguchi Prefecture (72) Inventor, Kouei E, 1-5-18, Tokiwadai, Ube-city, Yamaguchi Prefecture Inventor Tsutomu Yoshida, Ube-shi, Yamaguchi Prefecture Kazuma Tsumaki 25F term at address 1001 (reference) 2F055 AA05 BB14 CC02 DD11 EE23 FF49 GG11
Claims (5)
第１の電気伝導性布帛と第２の電気伝導性布帛で挟んで
構成される第１の生体電極と、第２のポリマー圧電体フ
ィルムの両面を第３の電気伝導性布帛と第４の電気伝導
性布帛で挟んで構成される第２の生体電極と、前記第１
の電気伝導性布帛と第２の電気伝導性布帛のそれぞれか
ら延設され圧力変動を計測するための第１の一対の電気
信号線と、前記第３の電気伝導性布帛と前記第１の電気
伝導性布帛からそれぞれ延設され生体電気を計測するた
めの第２の一対の電気信号線とを有することを特徴とす
る生体信号計測センサー。1. A first bioelectric electrode formed by sandwiching both sides of a first polymer piezoelectric film with a first electrically conductive cloth and a second electrically conductive cloth, and a second polymer piezoelectric film. A second bioelectrode constituted by sandwiching both surfaces of the third electroconductive cloth and the fourth electroconductive cloth, and the first bioelectrode.
A pair of electrical signal lines extending from each of the electrically conductive cloth and the second electrically conductive cloth for measuring the pressure fluctuation, the third electrically conductive cloth and the first electricity. A biomedical signal measuring sensor, comprising: a second pair of electric signal lines each extending from a conductive cloth for measuring bioelectricity.
電気伝導性布帛は一体化して形成されることを特徴とす
る請求項１記載の生体信号計測センサー。2. The biological signal measuring sensor according to claim 1, wherein the second electrically conductive cloth and the fourth electrically conductive cloth are integrally formed.
化ビニリデンフィルムであることを特徴とする請求項１
または請求項２記載の生体信号計測センサー。3. The polymer piezoelectric film is a polyvinylidene fluoride film.
Alternatively, the biological signal measuring sensor according to claim 2.
属メッキした導電性繊維あるいは金属繊維であることを
特徴とする請求項１または請求項２記載の生体信号計測
センサー。4. The biological signal measuring sensor according to claim 1 or 2, wherein the electrically conductive cloth is a conductive fiber or a metal fiber obtained by metal-plating a non-conductive fiber.
第１の第２の電気伝導性布帛で挟んで構成される第１の
生体電極と、第２のポリマー圧電体フィルムの両面を第
３と第４の電気伝導性布帛で挟んで構成される第２の生
体電極と、前記第１の電気伝導性布帛と第２の電気伝導
性布帛のそれぞれから延設され圧力変動を計測するため
の第１の一対の電気信号線と、前記第３の電気伝導性布
帛と前記第１の電気伝導性布帛からそれぞれ延設され生
体電気を計測するための第２の一対の電気信号線と、前
記第１の一対の電気信号線に接続される圧力変動計測部
と、前記第２の一対の電気信号線に接続される生体電気
計測部と、この生体電気計測部と前記圧力変動計測部に
接続される生体信号処理部とを有することを特徴とする
生体信号計測装置。5. A first biomedical electrode formed by sandwiching both sides of a first polymer piezoelectric film with a first second electrically conductive cloth and both sides of a second polymer piezoelectric film with a third bioelectrode. And a fourth bio-conductive cloth sandwiched between the second bio-electrode and the first electro-conductive cloth and the second electro-conductive cloth, respectively, for extending and measuring the pressure fluctuation. A first pair of electrical signal lines, a second pair of electrical signal lines respectively extending from the third electrically conductive cloth and the first electrically conductive cloth for measuring bioelectricity, and A pressure fluctuation measurement unit connected to the first pair of electric signal lines, a bioelectricity measurement unit connected to the second pair of electric signal lines, and a connection to the bioelectricity measurement unit and the pressure fluctuation measurement unit. And a biomedical signal processing unit that is configured to perform the biomedical signal measurement apparatus.
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