JP2009518057A - 生理機能モニタのためのバンド状衣服 - Google Patents

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Abstract

本発明は、呼吸センサ、心拍センサ、及び体温センサを内蔵し、且つバンド状構造を有する生理機能モニタ衣服を提供する。この衣服は、いくつかの分離要素から簡便に構成され、且つ被験者のサイズや体型に合わせて調節可能なように設計されている。そのデザインはさらに、着用者の着用中の労力や着用者の使用中の注意をほとんど必要としないように適合されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯型生理機能モニタに関し、特に、複数の生理機能センサを具備又は内蔵する携帯型生理機能モニタ用の衣服に関する。
携帯型生理機能モニタは、スポーツ、医療、産業や軍隊で多く適用されている。全てのこれらの適用では、モニタされる個人が快適に目立たずに着られる衣服としてセンサを構成するために有利である。
生理機能モニタ技術として誘導プレスチモグラフィ（ＩＰ：Inductive Plethysmographic）が知られている。呼吸モニタに適用されるＩＰである呼吸ＩＰ（ＲＩＰ）は、信頼できて頑強なモニタ技術であると認められている。ＲＩＰデバイス及びＲＩＰ処理方法は、特許文献１〜３に開示されている。これらの特許は、全ての目的のために参照することにより、本明細書中において全て包含される。
従来の生理機能モニタ衣服は、被験者体の重要な部分を包むシャツやパンツのような衣服の形状に構成されている。上記のタイプの既知の衣服アイテムは、生理機能モニタのある種の適用例、例えば、激しい活動が起こりうる場面、又は、個人の衣服サイズ合わせが可能でない場合には有効ではない。
米国特許第６，０４７，２０３号 米国特許第６，５５１，２５２号 米国特許出願１０／８２２，２６０号
本発明の目的は、激しい運動に従事する可能性のある被験者に適した生理機能モニタ衣服を提供することが含まれる。この発明の衣服は、被験者体の限られた部位を覆うだけでなく、更に使用を容易にし、僅かな重量増加で、着用と行動も容易にする。
本発明の衣服は、望ましくは例えば、胸の部分といった、個人の胴回り部分を囲むバンド、又は、ストラップとして構成することが望ましく、また、呼吸や心拍数をモニタリングするといった生理機能モニタ作業のためのセンサ群が携帯又は内蔵されることが望ましい。好適な衣服は、集積されたＥＣＧ電極群と内蔵されるＲＩＰ（Respiratory Inductive Plethysmographic）センサ群を有する。センサ群は、衣服の活動部内に任意に配置される。
本発明のバンド状衣服は、好ましくは、例えば、着用者の安定感を増加させるショルダ・ストラップ等の一つの（任意に一つ以上の）ストラップが含まれる。例えば、センサ信号を処理し、遠隔測定するための関連した電子モジュールは、衣服の安定感を更に改善するベルト状衣服から機械的に絶縁されることが望ましい。これらのモジュールは、例えば、ベルトのような他の衣類アイテムでも携行可能である。
本発明のバンド状衣服、又は、ストラップ状衣服は、被験者及び／又は体のサイズ、体形及び体格の範囲で被験者に適応して容易に構成することが可能である。好ましくは、衣服は、単一サイズの活動部に関連した調整部を有するとよい。調整部は、被験者にぴったりと合うように特定の着用者に単一サイズの活動部を適合させるのに役立つ。衣服は、また、一つ以上のショルダ・ストラップを含むことが好ましく、そのストラップは、自由な角度動作を可能にし、バンドに沿って横方向の調整を可能にするバックルを用いてバンドを用いてバンドに結合される。
本発明のバンド状衣服、又は、ストラップ状衣服は、単純且つ作成が容易で、経済的な構成を有する。好適な実施の形態では、バンドは、ポケット内のセンサ群を保護し、又は、折り曲部、又は、外部面に装着されたセンサ群を携行する骨格として役立つように折り曲げられ、且つ、配置されたある長さの生地材料から構成される。
ＲＩＰは、呼吸動作をセンシングするための好適な技術である。衣服は、ＲＩＰセンサの導電体をその構成された材料内に直接内蔵することができ、又は、導電体が内蔵された部材を支持することができる。ＲＩＰセンサ群は、一般的に、バンドの実質的に全ての活動部内に通されて延在するバンド状部材であり、ＲＩＰセンサ導電体と追加センサ群のリード線として役立てられる補助電極群が携行されることがより好ましい。（他の同様に縦方向に延伸されたセンサ群もリード線として使用される補助導電体を含めることが可能である。）好適なＲＩＰセンサは、米国特許出願１１／２３３，３１７号に開示されている。その他にも、他の長さの敏感な呼吸センサ群は、ＲＩＰセンサとともに用いたり、又は、ＲＩＰセンサ群の代わりに用いることができる。
バンドは、少なくとも一本のリード線を有するＥＣＧ信号用のセンサが含むことが望ましい。ＥＣＧセンサは、特殊な導電性ゲル等を使用せずに十分な電気的接触の発生が得られるように、且つ、快適で被験者に目立たないように、このような身体・導電体・湿気の取扱い特性（handling properties）を有して被験者と直接接触する導電性の電極であることが可能である。好適な電極群は、弾性の発砲材料のクッションに任意に装着された導電性の衣服部材を使用する。その他のセンサ群は、代替心拍センサと、皮膚温度を計測するサーミスタと、着用者の体に発生する音を受けるために着用者に密着するマイクと、位置と行動を計測するための加速時計を含めることができる。
さらに、本発明の要素のさらなる特徴、詳細及び任意の組み合わせは、以下の詳細な説明で明らかとなり、それらはまた発明者の発明の範囲内で明らかになる。
本発明は、呼吸センサ、心拍センサ、及び体温センサを内蔵し、且つバンド状構造を有する生理機能モニタ衣服を提供することができる。
図面の要素は、例えば、「ＡＤＪ」等の符号と略称により特定される。符号と略称は、本図面を通して一貫して使用され、それらの最初の使用のみに具体的に特定される。
図１（Ａ）は、本発明のバンド状（又は、ストラップ状）生理機能モニタ衣服１（本明細書では「ＨＲＴ」ストラップとも称する）の好適な実施形態の一例の概略を示す斜視図である。衣服は、限られた幅とモニタされる被験者の胴周りに十分な長さとを有する柔軟なバンドを備える。衣服には、少なくとも一つの調整部（ＡＤＪ）と一つ以上の活動部（ＡＣＴ）が含まれる。活動部は、バンドにより携行可能な、又は、バンドに組み込み可能な、又は、バンドの生地部材及びバンドの他の部材に直接内蔵可能な一つ以上の生理機能センサを提供する。例えば、センサ群は、ポケット内のバンドに携行可能であるし、又は、（例えば、縫いつけ、接着剤、留め金、ベルクロテープ（登録商標）等により）表面に固定することが可能であり、又は、それ意外にバンドで支持することが可能である。センサ群は、織物、編み物、かぎ針編み等の生地、又は、活動部を集積するポリマー構造、又は、他のＥＣＧ電極手段によって、バンドの活動部に直接内蔵することができる。
図１（Ａ）のバンドでは、大部分がバンドの左半分にある活動部は、二つのアクティブ８及び一つのＥＣＧ接地電極８（及び／又は第３の心拍センサ群）と、一つ以上の皮膚温度センサ３３と、呼吸センサと、が含まれる。図示されたＥＣＧ電極群は、例えば、織物、接着剤等によりバンドの内面（被験者に向かう内面）に装着されて、被験者の皮膚に直接接触する。好適な実施の形態では、それらは柔軟で、導電性部分（例えば、導電性の生地）が含まれ、垂直（ＶＥＲＴ）することが可能であり（例えば、バンドの長軸に対して垂直に）、又は、水平（ＨＯＲＩＺ）に装着することが可能であり（例えば、バンドの長軸に対して平行に）、又は、他の方向に装着することが可能である。本実施例では、ＥＣＧ検出電極群は垂直であり、ＥＣＧ接地電極群は水平である。好適な実施の形態では、呼吸センサ群は、バンドの部材内に直接内蔵されており、そのため図１（Ａ）では容易に見られない。その他のバンドの実施例では、追加センサ群又は異なるセンサ群を提供することが可能である。
センサ信号は、接続された電気回路により受信及び処理され、例えば、デジタル化及びフィルタ処理され、その電気回路は、好適な実施の形態において、モニタ中の被験者が、例えば、バンド自体に携行させ、又は、ポーチやシャツのポケット、又は、ベルトにクリップ留めする等でバンドとともに着用された他の衣服により携行されることにより、運ばれる。そのような電気回路の好適な実施の形態は、米国仮特許出願６０／７９１，００５号に開示されている。したがって、本発明は、完全な携帯型生理機能モニタシステムの一部とすることができる。図１（Ａ）は、生地支持部及びコネクタ（モデルＨＲ３０−１０／１２）付きの柔軟なリボンケーブル１ｃにより関連するバンドのセンサ群に連結され、且つ相互に連結される二つの電子モジュールを示す。また、センサ群と電気回路は、その他の各種ケーブルやＬＡＮ等の個人無線接続により連結してもよい。例えば、第１のモジュールはセンサ信号を処理することが可能であり、第２のモジュールは処理されたデータを記録又は送信することが可能である。また、これらのモジュール及びその他の機能は単一の物理的モジュールに収容してもよい。関連する電気部品の好適な筐体及び配置は、一般的に、例えば、軍隊用途、医療用途、歩行用途、アスレチック用途等、このモニタ衣服の意図する使用により決定することが望ましい。
図１（Ａ）のバンドの調整部ＡＤＪは、大部分がバンドの左半分にあり、その開いた構成を示し、予想された被験者の活動中（休息から活発な活動に至る様々な実施の形態では）にバンドの動きを妨げたり、制限するのに十分な張力で被験者に装着されるように可変長でバンドを保持することが可能な、貼り合わせられるベルクロテープの表面が含まれる。一方の面は、バックル１ｅを通されて、裏側に折りたたまれる。バックル、留め金、紐等は、バンドの長さを調整するために用いることが可能であり、また、調整部ＡＤＪ（又は、バンド全体）は、調整部材を必要とすることなく、十分な張力が発揮されるように伸縮することができる。任意のショルダ・ストラップ１ｇは、バンドに固定された前方の前部バックル（ＦＢ）１ａから伸びる被験者の肩を越えてバンドに固定された後方の後部バックル（ＲＢ）１ｂに伸び、要求された活動中のバンドの動きを更に妨げ、又は、制限するのに役立つ。
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の典型的なバンド１の形状と構造の別の図を示す。この図は、バンド状衣服がモニタされる被験者の胸に着用される方法を示し、被験者の左腕（ＬＡ）と右腕（ＲＡ）の制止位置を参考に示す。調整部ＡＤＪのベルクロテープの合わせ面は、張力調整部ＡＤＪにより胴をぴったりとバンドが保持されるように閉じられる。バンドは、前部バックル（ＦＢ）１ａから後部バックル（ＲＢ）１ｂに被験者の左側を越えて伸ばされたショルダ・ストラップ１ｇによりさらに固定される。ＥＣＧセンサ電極群８は、左右の前胸部に接触するバンド内面の前方に配置され、ＥＣＧセンサ接地電極はバンド内面の後方に配置される。バンドの活動部は、後方、左側面及び前方胸部に接触し、バンドの後方、左側面及び前方部分に内蔵される概略的に示す呼吸誘導プレスチモグラフ（ＲＩＰ）センサ１１が含まれる。皮膚温度センサ３３は、バンドの左側部の内面に装着される。外部の電子モジュールに接続される導体１ｃは、調整部（Ａで示す）の一端部でバンドに接続される。
図２は、本発明の好適なバンド１の縦に伸ばされた外面と内面を示し、本発明の好適な実施の形態の形状と構造について更に理解が得られる。本実施の形態の内面３は三つのＥＣＧ電極８が携行され、そのうち二つがＥＣＧセンサであり、３番目がＥＣＧ接地である。また、前部バックル（ＦＢ）１ａと後部バックル（ＲＢ）１ｂの外面２が見えている。このバンドは、リラックスした状態で２６インチ長のＲＩＰセンサバンド（図示せず）が組み込まれている。調整部は、バックル１ｅを通して様々な長さに合わせることができる細長い帯１ｄが含まれる。帯及びバンドは、プラスチック製スナップコネクタ等の他の方法で接続するのにも適している。また、帯には、バンドの活動部の両端部に恒久的に固定される伸縮部が含まれる。バンドのセンサ群から電子モジュールのような外部回路への接続は、プラグ状コネクタに連結される薄くロープ状のケーブル１ｃにより行われる。図１（Ａ）に示すように、リボン状のケーブルにより提供される接続は、柔軟な裏地のリボンケーブルが好ましい。４と９の折り曲げ部については、図３（Ａ）で説明する。
図３（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明のベルト状衣服の一つの好適な実施例の詳細を更に示す。図３（Ａ）は、図１（Ａ）、（Ｂ）及び図２に示したバンドのように、例えば、参照番号１２に隣接する電極のように垂直に装着された柔軟なＥＣＧ電極の位置において、好適なバンドの活動部で切った横断面を示す。本実施例のバンドの骨格は、縦軸に沿って二度折りたたまれる材料、引き延ばされた長さの生地であることが望ましい。図３（Ａ）では、骨格部材を太い黒実線により示す。詳細な骨格部折り曲げパターンに沿ってたどると、骨格部材は最初に外面２を形成し、縦軸４に沿って裏側に折り曲げられ、内面３を形成し、縦軸６に沿って再度裏側に折り曲げられ、最後に内面３と外面２の間に位置する内側フラップ７を形成する。ＥＣＧ電極群８は、支持部材に沿って折り曲げられる。ＲＩＰセンサ１１は、さらに後述する。骨格部材は、快適感と、通気性と、洗濯可能で、汗や皮膚微生物に耐性があり、活発な活動の連続使用に適した特性等を含むことが望ましい。骨格部材は、任意に伸縮する。ナイロン生地は、一般的に骨格部材に適し、ポーラテック（Polartech、登録商標）、アンダーアーマー（Underarmour、登録商標）、又は同様の生地がより好ましい。
図３（Ｂ）は、活動部の内側フラップ７と隣接した調整部の外観を示す。三つのＥＣＧ電極８の部分を、ＥＣＧ１，ＥＣＧ２，ＥＣＧ−ＧＮＤとして示す。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は共に、柔軟なＥＣＧ電極部材が内面３に固定され、軸１２で裏側に折り曲げられ、続いて、内側フラップ７に固定されることを明示する。ＥＣＧ電極群における電気的接続は、電極タブ１３としっかり固定された導電性リード線１０に固定されたボタン状の導電性部材９（ミニアノラック（mini-anorak、登録商標）として知られた型が望ましい）により行われる。この構造は、ＥＣＧ電極部材面の唯一の露出した部分が被験者に面して接触する点で有利である。電極部材の残りの部分と、接続ボタンと、電気的リード線は、内側フラップ７と外面２の間の凹部にあるため外部の衝撃から保護される。
フラップ７の一部は、ＲＩＰセンサ１１が内面生地３とフラップ生地７の間に見えるように、図３（Ｂ）の左側に断面図を示す（図３（Ｃ）参照）。ＲＩＰセンサは、被験者の呼吸動作と心拍動作に合わせて接触し拡大しなければならず、さらに、相対的な長さの変更に対応できなければならず、約２０〜４０％の相対的な長さの変更（又は、静止した長さが３０インチのバンドに対して５〜１０インチ）に対応しなければならない。その長さの変更に応じて、ＲＩＰセンサは、例えば、スパンデックス繊維（Spandex）、ライクラ繊維（Lycra、登録商標）、又は、他の伸縮繊維を生地骨格に組み込んで伸縮性を持たせることが望ましく、長さの変更を制限しないように骨格部材に装着される。また、骨格生地も伸縮性であり、内蔵されたＲＩＰセンサとともに収縮拡大する。
図示するバンドは、また、皮膚温度センサ３３を携行する。バンド状衣服から離れて保持されることを明確にするために、接続されるリード線に沿ったセンサ３３は、ここに図示するように、通常、センサ３３はバンドの内面に携行される。バンドは、また、追加センサ群を含めることができる。例えば、第三者製の心拍センサ（例えば、Polar, Inc）は、ワイヤピックアップコイルにより誘導的に受信できる心臓の鼓動を検出するのに電磁バーストを発生させることにより心拍数情報を提供する。本実施例で示されるのは、バンド上に第三者製のセンサを携行するためのコネクタ群である。
図に示すバンドは、被験者により着用され、図２及び図３（Ｂ）に示す帯ひものべろ１ｄを引いて、バックル１ｅに通す（裏を通して）ことによりぴったりとフィットする。その他のコネクタ群は、バックル１ｅの代わりに使用することができる。任意のショルダ・ストラップの端部は、前部バックル１ａに固定することができる。
図３（Ｃ）は、バンド状衣服に対するバックル、ループ、及び同様の固定具の好適な連結する例を示す。帯ひも部材のように、短い長さの連結部材は、ループを通して装着され、バンドの一部の上に折り曲げられる。そして、バンド部材を通して縫い付けられた連結部材の両端部が領域１ｆである。図３（Ｃ）に示すループ１ｅは、バンドを通して領域１ｆに縫い付けられた帯ひもにより骨格部材の両面２及び３に固定される。ＲＩＰセンサ１１は、この固定部に隣接する。
好適なＥＣＧ電極群は、図３（Ａ）を見ながら説明するが、これは好適な電極の一実施の形態を示す。図４（Ａ）（Ｂ）は好適で柔軟な電極部材を示す。図５（Ａ）（Ｂ）は第１の実施の形態の一例を示す。図６（Ａ）（Ｂ）は第２の好適な電極の実施の形態を示す。図７（Ａ）（Ｂ）は更に好適な電極の実施の形態を示す。
本発明の好適なＥＣＧ電極群は、導電性の流体、ゲルやペースト等を用いることなく被験者との電気的な接触を確実にすることができる柔軟で高い導電性の部材が含まれる。導電性部材は、通常は、織端縁で固定されることが好ましい単一の引き延ばされた長方形又は細長片の形状である。その他の形状、例えば、円状、楕円状、角状等は、異なる実施例で使用することができる。導電性生地は、電極部材に適しており、好適な導電性生地の特徴と、ＥＣＧ電極の導電性細長片の一部の拡大図（約４倍）を図４（Ａ）（Ｂ）に示す。図示するように好適な生地は、金属線、又は、金属被覆繊維、金属含浸繊維等の微細な導電性生地から織られる（又は、編まれる）。また、好適な導電性生地は、通常の織物処理工程（例えば、織る、編む、縫う）に影響されず、織る又は編む際に通常の織物の外観と感触を有し、少なくとも数か月のモニタ使用に十分耐えられる。好適な導電性生地は、Textronics Inc.から入手できる。
図３（Ａ）は、骨格構造の実施の形態に従った第１の好適な電極構造を示し、その電極及び導電性生地の細長片は点線により示される。この導電性生地の細長片は、骨格の折り目をたどるように骨格生地の表面に取り付け（例えば、縫い付ける）られる。電極８は内面３上に露出し、さらに支持される骨格の裏に折り曲げられ１２、そして、フラップ７の面上にタブ状部分１３を形成する。図３（Ｂ）は、また、フラップ７上に折り曲げられる前後の内面３に隠れた電極８やタブ１３も示す。図５（Ａ）（Ｂ）は、また、電極８が内面３に露出され、その後、フラップ７上にタブ状部１３を形成するように折り曲げられる様子１２を示す。
図３（Ａ）は、また、生地電極からの信号が、ボタン状コネクタから電極及びリード線１０に固定されたスナップ型又はボタン状のコネクタ９（例えば、ミニアノラック（mini-anorak）型コネクタ）により外部に伝達される。図４（Ｂ）（及び図５（Ａ））で明確なように、コネクタ９は電極部材内の多くの導電性生地に接続される。残りの導電性生地の接続は、繊維接続と導電性生地の交差を介して行われる。ボタン状コネクタ９から引かれたリード線１０を図８（Ｃ）に示す。リード線１０は、ＲＩＰセンサ１１に内蔵された導電体の一つであるか、又は、上記のような導電体の一つに（例えば、半田付け等で）接触させるとよい。ＲＩＰセンサ１１は、図３（Ｂ）及び図８（Ａ）において点線により示され、典型的なＲＩＰセンサは図８（Ｃ）に明示される。ＥＣＧセンサ信号（及びその他のセンサ群からの信号）のために利用されるＲＩＰセンサ導線は、センサ群のために分離したリード線を組み込む必要がなく、ケーブル１ｃをＲＩＰセンサの導線に接続するだけであり、他のセンサ群に導く導線を分離しないため、バンド構造を簡略化する。特に、ＥＣＧ電極信号は、ＲＩＰセンサの側面に沿って配置された導線２１により伝達される。
図６（Ａ）（Ｂ）は、本発明のＥＣＧ電極の他の好適な実施例を示す。この実施例は、図３（Ａ）の実施例と実質的に類似するが、バンドの内面３とこの表面に取り付けられたＥＣＧ電極８との間のクッション部材１４の薄い細長片の存在は原則除外する。この潜在するクッション部材は、電極が着用者の皮膚に徐々に接触するように作用する。クッション部材は、柔らかくて柔軟であり、骨格生地のように、汗や皮膚微生物に耐性があるとよい。電極の導電性生地と被験者の皮膚との間の電気的接触を良くするため、クッション部材は、また適度に水分を吸収又は保持することが好ましい。そして、導電性生地と被験者の皮膚との間で伝わる湿気の量を快適に維持することができる。過度な水分の吸収又は保持は、（特に活発な活動中の）電極飽和が原因である種の不快になるため、好ましくない。
裏地の選択は、一般的に、着心地のバランスと、構造的な特性と、水分の吸収性及び快適性に左右される。そのような裏地は、例えば、６ｍｍのネオプレン（Neoprene、登録商標）・ポリマーであり、Foamorder.com（www. foamorder.com）から入手できる。その他の裏地は、例えば、エチレン・プロピレン・ジアミン・モノマー（ＥＰＤＭ）Ｆ−００３０９１、エチレン・ビニール・アセテート（ＥＶＡ）Ｆ−０１１４００、及びネオプレン／ＥＰＤＭ／ＳＢＲの混合、Ｆ−００２０３２が含まれ、これら全ての裏地は、Armacell（www.Armacell.com）から入手でき、また、これらの裏地に限定されない。上述した参照例は確実に商業的に入手可能な製品であり、また、その他の裏地でも十分であることを留意すべきである。
図７（Ａ）（Ｂ）は、他の好適な骨格部材の折り曲げパターンに適した本発明のＥＣＧ電極の他の好適な実施例を示す。この実施例では、骨格生地は、単一のポーチ、又は、単一の凹部、又は、単一のポケットが、接続が行われるＲＩＰセンサ１１とＥＣＧ電極拡張部１３の両方を収容するように折り曲げられる。図７（Ａ）は、生地内面３が二枚の縦方向の折り目の間に形成され、チューブ状の内側のポーチ３ｃが形成されるように、骨格部材の第１のフラップ３ａと第２のフラップ３ｂが互いに合うように縦方向に折り曲げられる典型的な折り曲げ部を示す。ＥＣＧ電極は、電極８がバンドの内面３に露出するように、骨格生地上の導電性生地の単一の細長片に繰り返し取り付け（例えば、縫い付け）られる。外部接続するための電極タブは、一枚の縦方向の折り曲げ部に沿って骨格部材内の短いスリット１６（電極の幅）を通って内部ポーチ３ｃ内に引き延ばされる。電極への接続は、前記実施例に示したように、すなわち、ボタン状コネクタを通してＲＩＰセンサ導線群の一つから引き出されたリード線で行われる。
さらに、変形例では、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、バンドの内面とＥＣＧ電極の間にあるクッション状部材の細長片を含む。
図８（Ａ）（Ｂ）は典型的なＲＩＰ（Respiratory Inductive Plethysmographic）センサ１１を示し、図８（ｃ）に図８（Ａ）（Ｂ）のＲＩＰセンサに類似するＲＩＰセンサの実用例の一部を示す。本発明のバンド状衣服は、呼吸センサ、好ましくはＲＩＰセンサを提供する。ＲＩＰセンサは、図３Ａ及び図６Ａに示すように骨格部材の折りたたみ部の内側のように、バンドの保護部分に支持される。センサは、被験者の身体周囲でバンドを調整することで張力がかかるように、また、被験者の呼吸、及び／又は、被験者の胸部の心拍動作に沿って動作するように保持される。バンドは、一つ以上のＲＩＰセンサを有することが可能である。一つのＲＩＰセンサが提供される場合、実質的にバンドの活動部と同じ長さであることが望ましい。バンドは、長さや張力の変更に伴って発生するコンデンサ、抵抗、相互インダクタンス、又は、その他の電気部品（又は、その他の部品）の変更に基づいて、その他のプレスチモグラフ型センサ群を任意に含められる。
図８（Ａ）は、いくつかの導線が組み込まれている伸縮性バンドの外観において典型的な好適なＲＩＰセンサ１１を概略的に示す。バンドの中心部分は、ＲＩＰ性能に選ばれた１インチ当たり５〜６空間サイクルの反復パターンで被覆されない導線２３を内蔵する。主要なＲＩＰ導体群から側面に沿って、導線の長さと重さを制限するために選ばれた１インチ当たり２〜３の空間サイクルの反復パターンでグループ化した導線群２１がある。これらの側面導線群は、その他のセンサ群に対して電力及びデータリード線を有利に提供する。図８（Ｂ）は、第１のＥＣＧセンサ（ＥＣＧ１）、第２のＥＣＧセンサ（ＥＣＧ２）、ＥＣＧ接地センサ（ＥＣＧ ＧＮＤ）、他のセンサからのデータのためのリード線（ＤＴ）、電源及びグラウンド（ＶＣＣ，ＧＮＤ）といった、側面導線群２１の典型的な使用例を示す。最後に、バンドは織端縁２５で縁取られる。図８（Ｃ）に示すバンドは、図８（Ａ）のバンドと実質的に同様に構成される。好適なＲＩＰセンサ群は、さらに米国特許出願番号１１／２３３，３１７に開示されており、本文権は参照することにより本明細書中に全て包含される。
本発明のバンドは、追加の生理機能、又は、生理機能に関するセンサ群、例えば、加速時計や他の皮膚温度センサを提供できる。図９は、皮膚温度センサ３３の実施例を示す。皮膚温度センサ３３は、サーミスタ、又は、熱伝導性エポキシ２７を用いて金属板に接着されたｅライン型パッケージに全体的に統合されたセンサ３３（例えば、絶対温度比例型（ＰＴＡＴ：proportional-to-absolute-temperature）回路）が含まれる。その金属板は、バンドの内面部材の被験者に面する表面上の２９に縫い付けられ、接合され、又は、他の方法で接着される。サーミスタ皮膚温度センサに配線するリード線は、ＲＩＰセンサ１１の側面導線群２１に対して引き出され、例えば、半田付けによりセンサに接続される。支持されたサーミスタ及びリード線ワイヤとともに熱伝導性板は、保護のために被覆される。
本発明のバンド／ストラップ衣服とショルダ・ストラップは、チェックサイズの範囲で被験者が快適に着用することができる。第１の説明として、バンド／ストラップ衣服は、被験者の胸まわりでバンドの長さを調整するための調整部を備える。第２は、ここに記載するように、ショルダ・ストラップとその装着は、胸サイズの範囲に柔軟に適応させられる。ショルダ・ストラップは、柔軟な部材で作成され、被験者のストラップの認識が限られるか、又は、最小限になるように長さ調整が可能である。例えば、長さ調整手段は、前部バックル取付部又は後部バックル取付部である。また、ショルダ・ストラップに接続される前部バックルと後部バックルは、バンド上の調整可能な位置でショルダ・ストラップを接続可能にし、また、バックルに固定されたショルダ・ストラップの自由な角度動作も可能にする。
図１０（Ａ）（Ｂ）は、後部バックル１ｂの好適な構造の平面及び断面を示す（図１（Ａ）（Ｂ）参照）。後部バックルは、バンド１に縫い付けられ、ショルダ・ストラップ１ｇに対して取付位置を提供する。好適な取付位置は、ショルダ・ストラップの端子部分を１ｂ１で示す角度の範囲を自由に動かすことを可能にする。図示した実施例では、ショルダ・ストラップの端末部分が通過する後部バックルの開口部が端末部分より大きく、バンド１方向に凸状に曲げられた形状を有するため、そのような角度で動作できる。ショルダ・ストラップの端子部分は、後部バックルのバックルを通され、その後折り曲げられて、ベルクロ、スナップ、又は、その他の生地部材に適する取付部によりショルダ・ストラップに支持される。
図１１（Ａ）（Ｂ）は、前方バックルのための好適な構成を示す（また、図１（Ａ）（Ｂ）参照）。前方バックルは、ショルダ・ストラップが示した角度を通って前部バックルを自由に動かすことができるように、後部バックル１ｂの開口と同様に構成された開口部を有する。ショルダ・ストラップの端末部分は、ベルクロ、スナップ、又は、その他の生地部材として適切なその他の取付部により支持されているバックルの開口部を通された後、後方に折り曲げられることにより、前部バックルに固定される。
また、前部バックル１ａは、バンド状衣服１に永久に固定されず、代わりにバンドに沿って前後に調整することができる。このような調整部は図１１（Ａ）に示される。図１１（Ｂ）は、前部バックルは、バンド１を取り囲むＵ形状を有する（例えば、ＲＩＰセンサといった、センサを囲む骨格生地部材を示す）。Ｕ形状の前部バックルの脚部は、上述のバンド上に延在し、ベルクロ４１、スナップ、又は、バックル部材に適するその他の取付部により、バンド上に相互に取り付けることができる。脚部の先端部が互いに取り付けられていない時、バックルはバックル１に沿って前後に自由に動くことができ、また、脚部が取り付けられている時、バックルはバンドが支持された位置で保持される。また、脚部の先端部は、バックルが容易に動くことができないような位置まで移動させることができるように（例えば、接着テープにより）、永久的に固定される。前部バックルのＵ形状の位置は、プラスチック、生地等でできる。バックルがセンサ群に及ぼすかもしれない悪影響を十分に制限することができるＦＢの幅（ＦＢＷとして示す）は、バンドにより内蔵され、又は、バンドにより携行される。
図１２は、好適な調整部の外観の平面及び側面を示す。バンド状衣服の右側には、ＲＩＰセンサ１１とともに活動部がある。左側は、ループ１ｅ（図２、図３（Ｂ））に通した調整部１ｄ（例えば、革ひも型生地部材が含まれる）が含まれ、そして、調整部１ｄは裏側に折り曲げられ、バンド状衣服が選択された長さに支持されるように取り付けられる。調整部の革ひもは、より好適には縫い物１ｆにより活動部に固定される。実施例の図示では、調整部の革ひもは、バックル１ｅに通された後、ベルクロテープ５１ａと、バックル１ｅに通されていないベルクロテープ５１ｂとの嵌め合うことにより取り付けられる。
図３（Ａ）、図６（Ａ）及び図８（Ｃ）は、ＲＩＰセンサバンドから引き出されたリード線に本発明のＥＣＧ電極群を好ましく取り付ける例を示す。図１３（Ａ）（Ｂ）は、代替心拍センサ群の取り付けを示す。代替センサ群は、接着テープ、縫い物、ベルクロテープ、スナップ等の様々な手段でバンド／ストラップ衣服により取り付けられて、携行される。図１３（Ｂ）は、支持するためのポーチ４４と、携行される一つ以上のセンサ群を示す。ポーチは、次にバンド１に取り付けられて携行される。ポーチは、一つ以上の代替心拍センサ群（又は、数種類の生理機能センサ群）を収容するサイズが可能である。ポーチは、ポーチ内に収容されるセンサ群を支持及び保護するためのフラップ状先端部５６を任意に含めることができる。本実施例では、先端部５６は、ベルクロテープ３と次いで嵌め合わされることによりバンド１に支持される。また、調整部のためのバックル１ｅと、縫い物１ｆによりバンド１に取り付けられる帯ひもとを図示する。
図１３（Ａ）は、代替の心拍センサ（及び、他のセンサ）をＲＩＰセンサバンドから引き出されたリード線に接続するための様々な代替方法を示す。一つの方法は、一つ又は二つ以上のボタン状導電性素子５９（より好ましくは、ミニアノラック（mini-anorak）として知られた型）を、ＲＩＰセンサバンドに内蔵された側面導電体２１に、例えば、図８（Ｃ）に示した同様の方法で接続させ、さらに、同様のボタン状導電性端子５９をポーチ５５内に接続する。ポーチ内のセンサ群は、素子５９に接続でき、それにより側面導電体２１に接続できる。他の方法は、誘導的に受信できる電磁場のバースト放射による現象を信号検出するセンサ群に適切である。ループ５８は、ボタン状導電性素子５９とＲＩＰセンサバンドから引き出されたリード線２１とを接続するワイヤ端部のループが含まれる、上記のような誘導受信機である。従来のポーラテック（Polartech）として知られたセンサ群は、ＡＷＧ２６ワイヤのループ１０〜１４が含まれる受信機である。この方法では、ポーチ内に携行されるボタン状導電性素子（図１３（Ｂ）の５９）は、センサに直接接続されない。センサ群が各タイプの少なくとも一つのセンサを含んでいる場合、両方の方法を組み合わせることができる。
これらの実施の形態は、本発明のいくつかの態様についての図示として意図されものであることから、本明細書に記載の発明は、本明細書に開示された好適な実施の形態による範囲に限定されない。あらゆる同等の実施の形態は、本発明の範囲内であることを意図する。実際に、本明細書に図示及び記載の変更態様に加えて各種変更態様は、前記当業者には明白となるだろう。上述のような変更態様は、また、添付の請求項の範囲に収めることを意図している。
多数の参考文献が本明細書において引用されているが、これらの文献の開示の全ては、全ての目的のために参照することにより、本明細書中に全て組み込まれる。さらに、これらの参考文献はいずれも、上述の特徴づけられた内容に関わらず、本明細書中で請求された主題の発明に先行するものと認められるものではない。
図１（Ａ）（Ｂ）は本発明の好適なバンド状衣服を示す図である。 図２は好適なバンド状衣服の一例を示す図である。 図３（Ａ）〜（Ｃ）はバンド状衣服の詳細とＥＣＧ電極の好適な実施例を更に示す図である。 図４（Ａ）（Ｂ）はＥＣＧ電極に適した好適な導電性布の一例の外観を示す図である。 図５（Ａ）（Ｂ）は好適なＥＣＧ電極の一例の詳細を示す図である。 図６（Ａ）（Ｂ）はＥＣＧ電極の他の好適な実施例を示す図である。 図７（Ａ）（Ｂ）はＥＣＧ電極の更に好適な実施例を示す図である。 図８（Ａ）〜（Ｃ）は本発明に用いられる典型的なＲＩＰセンサの外観を示す図である。 図９は皮膚温度センサの好適な取り付けを示す図である。 図１０（Ａ）（Ｂ）は一つの好適なバックルの配置を示す図である。 図１１（Ａ）（Ｂ）は他の好適なバックルの配置を示す図である。 図１２は好適な調整部を示す図である。 図１３（Ａ）（Ｂ）は代替センサの取り付けを示す図である。
符号の説明
１ バンド状（又は、ストラップ状）生理機能モニタ衣服
１ａ 前部バックル
１ｂ 後部バックル
１ｇ ショルダ・ストラップ
８ ＥＣＧ電極
１１ ＲＩＰセンサ
３３ 皮膚温度センサ

Claims (24)

  1. 骨格生地部材を備える活動部と、
    前記骨格生地部材により担持され、一つ以上のＲＩＰ電線を内蔵するＲＩＰバンドと、
    前記骨格生地部材により担持され、柔軟な導電性生地を備える一つ以上のＥＣＧ電極と、
    を具備することを特徴とする生理機能モニタ衣服。
  2. 前記ＥＣＧ電極は、前記ＲＩＰバンドにより運ばれることを特徴とする請求項１に記載の生理機能モニタ衣服。
  3. 前記ＲＩＰバンドは、一つ以上の補助電極を更に備え、少なくとも一つの前記ＥＣＧ電極は少なくとも一つの前記補助電極に接続されることを特徴とする請求項１に記載の生理機能モニタ衣服。
  4. 少なくとも一つの前記ＥＣＧ電極は、前記導電性生地が被験者の皮膚に接触するように伸縮かつ発泡性の部材を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の生理機能モニタ衣服。
  5. 前記ＲＩＰバンドの補助電極に接続される皮膚温度センサを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の生理機能モニタ衣服。
  6. 被験者の衣服にぴったりと適合するために前記活動部の端部に取り付けられた調整部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の生理機能モニタ衣服。
  7. 前記調整部は、着用者の胴を取り囲む前記活動部に接続されるように構成される伸縮ベルトを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の生理機能モニタ衣服。
  8. 調整可能なショルダ・ストラップを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の生理機能モニタ衣服。
  9. 前記ショルダ・ストラップは、一つ以上のバックルにより前記衣服に接続されることを特徴とする請求項８に記載の生理機能モニタ衣服。
  10. 前記ショルダ・ストラップは、前記バックルに対して前記ショルダ・ストラップの曲げ動作が可能になるように少なくとも一つのバックルに接続されたことを特徴とする請求項９に記載の生理機能モニタ衣服。
  11. 前記骨格部材に固定的に取り付けられた一つのバックルと、前記骨格部材にスライド可能に取り付けられた一つのバックルとを備えることを特徴とする請求項９に記載の生理機能モニタ衣服。
  12. 縦方向に伸びた凹部を形成するように折り重ねてたたまれた骨格生地部材を備える活動部と、
    前記骨格生地部材の縦方向の凹部に配置され、かつ、一つ以上のＲＩＰ電線を内蔵するＲＩＰバンドと、
    柔軟な導電性生地で構成された前記骨格生地部材に取り付けられた一つ以上のＥＣＧ電極と、
    を備えることを特徴とする生理機能モニタ衣服。
  13. 少なくとも一つのＥＣＧ電極は、より大きな第１の部分に続いてより小さな第２の部分を備え、
    前記第１の部分は、前記衣服を着用する被験者に密着するように前記折り曲げられた骨格部材の露出面に装着され、
    前記第２の部分は、外部にアクセスしないように前記折り曲げられた骨格部材の内部のフラップに装着されたことを特徴とする請求項１２に記載の生理機能モニタ衣服。
  14. 前記ＥＣＧ電極の前記第２の部分の領域に電気的に接続される補助導電体を更に備えることを特徴とする請求項１３に記載の生理機能モニタ衣服。
  15. 前記折り曲げられた骨格部材は、二つの縦方向に伸ばされた部分を連結する一つの折りたたみ部を備え、
    前記ＥＣＧ電極の前記第１の部分は、前記骨格部材の一つの縦方向に伸ばされた部分の外面に装着され、
    前記ＥＣＧ電極の前記第２の部分は、前記骨格部材の他の縦方向に伸ばされた部分の内面に装着されたことを特徴とする請求項１３に記載の生理機能モニタ衣服。
  16. 前記折りたたまれた骨格部材は、一つの内部の縦方向に伸ばされた部分が二つの外部の縦方向に伸ばされた部分の間に配置されるように、三つの縦方向に伸ばされた部分を連結する二つの単一の折り返し部を備え、
    前記ＥＣＧ電極の前記第１の部分は、前記骨格部材の一つの前記外部の縦方向に伸ばされた部分に装着され、
    前記ＥＣＧ電極の前記第２の部分は、前記内部の縦方向に伸ばされた部分に装着されたことを特徴とする請求項１３に記載の生理機能モニタ衣服。
  17. 前記ＲＩＰ導電体は、１インチ当たり５から６サイクルの空間周波数パターンで前記ＲＩＰバンド上に配置され、前記補助導電体は、１インチ当たり２から３サイクルの空間周波数パターンで前記ＲＩＰバンド上に配置されたことを特徴とする請求項１２に記載の生理機能モニタ衣服。
  18. 前記骨格部材は伸縮性であることを特徴とする請求項１２に記載の生理機能モニタ衣服。
  19. 前記骨格部材はスパンデックス繊維（Ｓｐａｎｄｅｘ）及び／又はライクラ繊維（Ｌｙｃｒａ）により構成されたことを特徴とする請求項１８に記載の生理機能モニタ衣服。
  20. 前記ＥＣＧ電極は、前記ＲＩＰバンドにより運ばれることを特徴とする請求項１０に記載の生理機能モニタ衣服。
  21. 前記ＲＩＰバンドは、一つ以上の補助導電体を更に備え、少なくとも一つのＥＣＧ電極は少なくとも一つの補助導電体に接続されたことを特徴とする請求項１０に記載の生理機能モニタ衣服。
  22. 外部カバーと、複数のＲＩＰ導電体と複数の補助導電体を支持するＲＩＰバンドと、電気的処理回路に電気的に接続された補助導電体に電気的に接続された複数のＥＣＧ電極と、前記補助導電体に電気的に接続された皮膚温度センサと、前記活動部の端部に装着された調整部と、着用者の胴周りに前記活動部を連結する伸縮ベルトと、を備える活動部と、
    着用者に前記活動部を固定させるためのショルダ・ストラップと、
    前記活動部及び／又は前記調整部と前記ショルダ・ストラップとの間を結合するための前部バックル及び後部バックルと、
    を備えることを特徴とする生理機能モニタ衣服。
  23. 前記ＲＩＰ導電体と、前記ＥＣＧ電極と、前記皮膚温度センサとを電気的に接続された電子モジュールを更に備えることを特徴とする請求項２２に記載の生理機能モニタ衣服。
  24. 前記ＥＣＧ電極は、前記着用者の皮膚に接触するための電気的導電性生地を備えることを特徴とする請求項２２に記載の生理機能モニタ衣服。
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