JP2017213391A - 心拍や電極の接触が良いかどうかを検出するシステム - Google Patents

Abstract

【課題】心拍や電極の接触が良いかどうかを検出する物、方法とシステムを提供する。
【解決手段】このシステムは、織物に複数の織物電極を設置し、心電図の等電位線図を利用し、人体移動のもたらす干渉を考慮に入れ、分離式電極構造に設定する。このシステムは、電極位置、面積及び導線レイアウトにより心拍を検出し、環境状態の変更によって「ドライ電池または容量結合電極により心電信号を採取するか」を選択する。また、このシステムは、ノイズ、体表インピーダンス、筋肉インピーダンスの測定により、電極と人体の接触が良いかどうかを検出する。また、心電信号波形とノイズにより人体姿勢と動作を推測することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、心拍や電極の接触が良いかどうかを検出する物、方法とシステムに関する。特に、体に着用する織物の形式で、心電信号、筋電信号または脳電信号を採取し、姿勢、行動パターンや精神状態を検出する物、方法とシステムに関する。

ベッドに横たわる患者、日常活動で健康な人、プロやアマチュアのスポーツ選手、及び高リスクの仕事に従事する人員（例えば、消防隊員）について、連続で絶え間ない、電線の束縛を受けない、正常な活動を妨害しない生理監視を通して、生理状況を知って、必要な時に適切な措置を取る必要がある。例えば、心筋梗塞患者の応急手当をする。生理監視機能を日常着用の織物に実現することは、一般的な解決案の一つである。

例えば、米国特許第6,198,394号は、織物にセンサー（電極）を設置し、伝送ラインを介して回路に接続する。その欠点は、一部の伝送ラインが織物の外に掛けるので、着用者の行動を妨げるだけでなく、心地が悪い。

米国特許第6,080,690号は上記欠点を修正した。その実現方式は、絶縁層が包まれた伝送ラインと一般織物の繊維を編んで（woven）、センサー（電極）と回路を接続する。しかし、まだ欠点がある。即ち、織物にルーティング（routing）する。複数の伝送ラインを敷設する時、難しくなる。その原因は、織物への伝送ラインに、ジャンクション（junction）を設置し、センサーや他の電子部品を接続することである。非常に複雑な加工プロセスが必要になる。

米国特許出願案第12/209288号は、パッチを使用し、複数電極を体に装着する。そうすると、衣類を使用せずに電極と体の接触の良さを確保することができる。しかし、このパッチを胸の前しか設置できないので、完全な三つの肢誘導心電図を採取できない。そして、パッチを通して電極を直接に体に装着することは、使用者にとって心地が悪い。

米国特許第US7474910号での電極は、フロート糸（Float yarn）を利用し、生地に設置する。そのうち、電極自身も弾性を持ち、伸縮できる。ただし、この電極装着方法は、電極と生地/人体の間の摩擦力の効果を考慮に入れていないだけでなく、三次元空間のデザインではない。従って、タイトなデザインしか使用できない。でなければ、使用者が歩くと、電極と皮膚が相対移動する。

つまり、既存技術の提供した生理監視機能を持つ織物には、「人体表面に示す心電信号等電位線図（ECG isopotential surface map）を利用し、良い信号を採取し、または汗の干渉を避け、及び分離式電極構造を使って体動干渉を低減し、且つ電極の接触が良いかどうかを検出できる」織物がない。

今までの心臓医学によると、体表から採集した心電信号振幅に関する要素は下記いくつかである：
1、心電信号の振幅は心筋細胞数量（心筋厚さ）と正比例をなす；
2、心電信号の振幅は「生理電極設置位置と心筋細胞の間の距離」と反比例をなす；
3、心電信号の振幅は「生理電極の方位と心筋電極の方向が構成した角度」に関する。角度が大きければ大きいほど、リードに心電信号の投影が小さく、電位が弱い。

上記原理により、文献（「Simulation studies of the electrocardiogram. I. the normal heart」, by WT Miller and DB Geselowitz, Circ. Res. 1978:43） はコンピューターシミュレーションを通して、心電図P, Q, R, S, T各波の等電位線図を描画した。そのうち、R波の等電位線は図1（a）通り。本発明の好ましい実施例の昼間着用衣類の電極、コントロールボックスと導線の構造と心電信号等電位線の位置関係を示した。そのうち、数値がその位置の電位を示し、R波の振幅サイズが両電極の位置の電位差を示す。

当該電位線図を利用し、人体呼吸と運動のもたらす干渉、及び服装設計上のフィジビリティを考慮に入れ、本発明は、体動干渉低減について、新しい分離式電極構造と電極の位置、面積、伝送ラインレイアウトを提案した。従って、本発明の目的は、上記既存の「生理監視機能を持つ織物」の欠陥を克服し、新しい「心拍や電極の接触が良いかどうかを検出する物、方法とシステム」を提供すること。解決必要な技術問題は、体に着用する「洗濯に耐える織物」を使用し、長期的かつ連続的に心電信号を採取し、着用の快適さと外形の美しさを満たす上で、体の運動と汗などの干渉を受けず、心電信号を正しく測定できるようにして、実用性を高めること。

本発明のもう一つの目的は、新しい「心拍や電極の接触が良いかどうかを検出する物、方法とシステム」を提供すること。解決必要な技術問題は、環境状態の変更に伴い、ドライ電極または容量結合電極を選択し、心電信号を採取すること。そして、そのプロセッサは、心電信号に伴うノイズまたは電極のインピーダンスにより、心電信号の一番良い両電極を選択し、または異なる回路、ファームウェアやソフトウェアを起動し、電力消費量を節約し、更に実用性を高める。

本発明のもう一つの目的は、新しい「心拍や電極の接触が良いかどうかを検出する物、方法とシステム」を提供すること。解決必要な技術問題は、電極のインピーダンスまたはノイズを検出することにより、電極が肌につけるかどうかを判定し、環境または身体姿勢の制限を克服し、連続的に心電信号を採取し、更に実用性を高めること。

本発明のもう一つの目的は、新しい「心拍や電極の接触が良いかどうかを検出する物、方法とシステム」を提供すること。解決必要な技術問題は、ノイズを利用し、人体活動、姿勢、精神状態と心理状態を検出する；心電図波形により、精神状態、ステップ、または姿勢を判読し、更に実用性を高める。

本発明の目的及び解決必要な技術問題は、下記技術方案を通して実現される。本発明の提案した「心拍や電極の接触が良いかどうかを検出する物、方法とシステム」により、少なくとも二つの電極、及び一つのコントロールボックスが含まれる。そのうち、電極は等電位線図により位置を選択し、分離式構造を持ち、衣類に固定されない。身体運動のもたらす干渉を低減する。コントロールボックスにプロセッサがあり、マイクロコントローラが設置されている。マイクロコントローラにファームウェアがあり、心拍数を計算できるだけでなく、電極のインピーダンスまたは心電信号のノイズにより、電極と人体の接触が良いかどうかを識別し、姿勢、精神状態と心理状態を検出する。

本発明のマイクロコントローラのファームウェアはオートゲインコントロールを設置し、自動的に信号線形範囲を調整し、信号線形範囲により運動干渉を推定することができる。そして、ノイズ、体表インピーダンス、筋肉インピーダンスの測定など方式で、電極と人体の接触が良いかどうかを検出することができる。

本発明の提案した物は、磁力で電極に固定し、体動干渉を減少することができる。
本発明の提案した物は、電極内部に可撓性容器を設置できる。その容器に、気体や液体の出入り用のチャネルがあり、気体や液体を保存できる。また、負圧を生成し、電極を皮膚に吸着する。または使用時、毛細現象または押出で導電性液体をゆっくりと放出し、「電極が体と貼合していない、または導電性が良くない」など困りを解決することができる。

本発明の提案した物品は、気嚢/液嚢を「電極と織物の間」に設置し、「電極が体と貼合していない」困りを解決できる。

本発明の提案したシステムは、使用開始時、行為動作に両電極間のインピーダンスをまず検出する。例えば、最初の十秒間に、インピーダンスが安定で、且つ設定範囲内にある場合、コントロールボックスは起動し、心電信号を探知する。でなければ、コントロールボックスは、ベルトを締め、導電液体を追加し、三つ目の電極を追加し、または活性電極を起動することを使用者に伝えることにより、信号品質を改善する。同じように、この方法は、筋電図、脳電図、インピーダンス式呼吸計（impedance pneumography）、経皮電気神経刺激（TENS） 、電撃などにも適用される。

本発明は既存技術に比べて、明らかな優位性と有益な効果を持つ。上記技術方案により、本発明の「心拍や電極の接触が良いかどうかを検出する物、方法とシステム」は少なくとも下記優位性と有益な効果を持つ：

本発明は一つの織物を含む。織物に少なくとも二つの電極がある。電極外部に導体が被覆し、内部に弾性体があり、快適に人体に装着できる。電極は伝送ラインを通してコネクタ（connector）に接続する。コネクタのもう一つの端はコントロールボックスに接続する。コントロールボックス内のプロセッサは、アナログ回路（または織物に設置する）が設置され、電極の採取した生理信号を前処理する。プロセッサにマイクロコントローラがあり、生理信号をデジタル信号に変換し、ブルートゥース（登録商標）など無線モジュールを介して生理信号を他の通信機器に伝送することができる。信号処理の方法を通して、織物は様々な情報を採取し、これらの情報を分析した後、システムを形成することができる。

着用型電極について、頻繁に発生する困りは、電極と体の接触が不良である場合、正確に信号を採取できないことである。本発明は、11種の方法を取って、電極と皮膚の接触が不良であるかどうかを検出する。

本発明は、電極と体との接触状況により、着用者の姿勢と行動を推定し、適時に着用者に注意を促し、その活動と精神状態を検出する。上記方法は、脳電図、筋電図、経皮電気神経刺激治療、電撃治療の電極にも適用し、その電極の接触が良いかどうかをテストする。

着用型電極は、織物がゆったりした場合、皮膚との接触が不良である可能性が高い。この問題を解決するために、本発明は、電極に気嚢/液嚢を追加した。必要な場合、圧力を加え、電極が人体と密着するようにする。また、導電性を追加するために、本発明は、選択的に着用型電極内部に「透水性の低い薄膜層」を追加する。水洗い時、導電水分を電極内部に残す。着用時、水分は、毛細現象または押出で、電極と皮膚にゆっくりと放出する。また、薄膜層内が空気を収容する時、薄膜層の弾性は、押出後に内部を負圧にして、人体皮膚を吸着する。また、皮膚上の導電性液体（例えば水）を電極に吸着し、導電に役立つ。また、導電性を増加するために、本発明は、選択的に電極の導電布と弾性体の間に、可撓性の導体を追加できる。例えば、ステンレス繊維で織られる導体。

本発明は、7種類の新型の電極構造を提案し、体動干渉を低減する。

本発明は二つの方法を提案し、伝送ラインが断線したかを判断する。

つまり、本発明は、「心拍や電極の接触が良いかどうかを検出する物、方法とシステム」に関する。本発明は、織物に複数織物電極を設置し、心電図の等電位線図を利用し、人体運動のもたらす干渉を考慮し、革新的に分離式電極構造、電極の位置、面積、及び導線レイアウトを設計し、心拍を検出する；また、環境状態の変更によって、ドライ電極または容量結合電極により心電信号を採取することを選択する；そして、ノイズ、体表インピーダンス、筋肉インピーダンスの測定など方式で、電極と人体の接触が良いかどうかを検出することができる；また、心電信号波形とノイズにより、人体姿勢と動作を推測する。本発明は技術において顕著に進歩し、明らかで積極的な効果を持っているので、新しい、進歩、実用的なデザインである。

上記説明は本発明技術方案の概要である。更に本発明の技術手段を了解するために、説明書の内容により実施できる。そして、本発明の上記と他の目的、特徴と優位性を更に分かりやすくするために、以下、好ましい実施例を挙げ、添付図に合わせて、次のように詳しく説明する。

本発明で呼ばれる織物は、衣類、下着、ジャケット、シーツ、枕、靴下、靴、スカーフ、マフラー、手袋、エプロン、ベルト、便座、カーペット、帽子、クッション、ステアリングホイールカバー、腕時計など形式である。

図1（a）は、本発明の好ましい実施例の昼間着用衣類の電極、コントロールボックスと導線の構造と心電信号等電位線の位置関係の概略図である。図1（b）は、図1（a）のコントロールボックスの拡大図である。図1（c）は、本発明で運動時の皮膚の相対移動距離により電極位置を決定することの概略図である。図1（d）は、図1（c）左側の概略図である。 図2（a）は、本発明で吸盤構造の電極の断面図である。図2（b）は、本発明で電極内に設置される容器の断面図。図2（c）は、本発明で電極内に設置される透水性/通気性の低いフィルムの形成した袋の断面図である。 図2（d）は、本発明で吸盤構造の導電布の繊維の断面図である。 図3（a）は、本発明で導電性繊維を含む電極の側面図である。図3（b）は、本発明で導電性ストリップを含む電極の側面図である。 図4（a）は、本発明でアーク電極が織物に滑ることの側面図である。図4（b）は、本発明でアーク電極が使用する半径漸増の螺旋形伝送ラインの側面図である。図4（c）は、本発明で電極が二つのサスペンションストラップで固定されることの側面図である。図4（d）は、本発明で電極がリボンをサスペンションストラップとして織物に織ることの概略図である。 図5（a）は、本発明で電極内にチャネルが設置され、電極が伝送ラインに沿って滑ることの側面図である。図5（b）は、本発明で電極の側辺にチャネルが設置されることの概略図である。図5（c）は、本発明で電極を持つ織物にチャネルが設置されることの概略図である。図5（d）は、本発明で電極の側辺と織物にチャネルが設置されることの概略図である。 図6（a）は、本発明で電極を持つ織物に穴があり、接続線が貫けることの概略図である。図6（b）は、本発明で電極に穴があり、接続線が貫けることの概略図である。図6（c）は、本発明で電極と織物に穴があり、接続線が貫けることの概略図である。図6（d）は、本発明で接続線がリング形で織物の穴を貫くことの概略図である。 図7（a）は、本発明で電極が滑り台に設置される第一の好ましい実施形式の概略図である。図7（b）は、本発明で電極が滑り台に設置される第二の好ましい実施形式の概略図である。図7（c）は、本発明で電極が滑り台に設置される第三の好ましい実施形式の概略図である。 図8（a）は、本発明で、立つ・静止する時、電極側面がリボンをサスペンションストラップとして採取したR波の波形図である。図8（b）は、本発明で、歩く時、電極側面がリボンをサスペンションストラップとして採取したR波の波形図である。図8（c）は、本発明で、座る姿から立つ時、電極側面がリボンをサスペンションストラップとして採取したR波の波形図である。図8（d）は、本発明で、元の場所で足を上げる時、電極側面がリボンをサスペンションストラップとして採取したR波の波形図である。 図9（a）は、本発明の二層分離式構造電極が接続線で結合する第一の好ましい実施形式の概略図である。図9（b）は、本発明の二層分離式構造電極がリボンで結合する第二の好ましい実施形式の概略図である。図9（c）は、本発明の二層分離式構造電極がリボンで結合する第三の好ましい実施形式の概略図である。図9（d）は、本発明の二層分離式構造電極の採取した「歩く時のR波の波形図」である。 図10（a）は、本発明で正面のR波の等電位線と電極位置の概略図である。図10（b）は、本発明で左側のR波の等電位線と電極位置の概略図である。図10（c）は、本発明で背面のR波の等電位線と電極位置の概略図である。 図11（a）は、本発明で電極が図10（a）の位置AとBに設置されて測定した心電信号図である。図11（b）は、本発明で電極が図10（a）の位置AとCに設置されて測定した心電信号図である。図11（c）は、本発明で電極が図10（a）の位置BとHに設置されて測定した心電信号図である。図11（d）は、本発明で電極が図10（c）の位置DとEに設置されて測定した心電信号図である。図11（e）は、本発明で電極が図10（c）の位置FとGに設置されて測定した心電信号図である。図11（f）は、本発明で電極が図10（b）の位置IとJに設置されて測定した心電信号図である。 図12（a）は、本発明で面積6*3cm²の電極により測定した心電図である。図12（b）は、本発明で面積6*6cm²の電極により測定した心電図である。図12（c）は、本発明で面積6*9cm²の電極により測定した心電図である。 図13（a）は、本発明で図10（c）と図10（a）の位置ZとBで測定したR波の波形図である。図13（b）は、本発明で図10（c）と図10（b）の位置ZとIで測定したR波の波形図である。図13（c）は、本発明で図10（a）と図10（b）の位置B、Iの並列接続と図10（c）の位置Zで測定したR波の波形図である。図13（d）は、本発明で図10（a）と図10（b）の位置B、Iの並列接続と図10（c）の位置Zで歩く時に測定したR波の波形図である。 図14は、本発明で分離式電極が弾性導電布に設置されることの側面図である。 図15（a）は、本発明で右腕が後ろにあり、左臂が前にある時に採取した心電図である。図15（b）は、本発明で両腕が前にある時に採取した心電図である。図15（c）は、本発明で両腕が後ろにある時に採取した心電図である。図15（d）は、本発明で右腕が前にあり、左腕が後ろにある時に採取した心電図である。 図16（a）は、電極インピーダンスが15 M Ohmsである場合、静止状態で採取したR波の波形図である。図16（b）は、電極インピーダンスが30 M Ohmsである場合、静止状態で採取したR波の波形図である。図16（c）は、電極が人体と離れて、静止状態で採取したR波の波形図である。 図17（a）は、電極インピーダンスが10 M Ohmsである場合、静止状態で採取したR波の波形図である。図17（b）は、電極インピーダンスが10 M Ohmsである場合、歩く時に採取したR波の波形図である。図17（c）は、電極インピーダンスが10 M Ohmsである場合、元の場所で足を上げる時に採取したR波の波形図である。図17（d）は、電極インピーダンスが0.8 M Ohmsである場合、静止状態で採取したR波の波形図である。図17（e）は、電極インピーダンスが0.8 M Ohmsである場合、歩く時に採取したR波の波形図である。図17（f）は、電極インピーダンスが0.8 M Ohmsである場合、元の場所で足を上げる時に採取したR波の波形図である。 図18（a）は、本発明で二種の電極の併用の第一種形式の概略図である。図18（b）は、本発明で二種の電極の併用の第二種形式の概略図である。図18（c）は、本発明で二種の電極の併用の第三種形式の概略図である。図18（d）は、本発明で二種の電極の併用の第四種形式の概略図である。図18（e）は、本発明で二種の電極の併用の第五種形式の概略図である。図18（f）は、本発明で二種の電極の併用の第六種形式の概略図である。図18（g）は、本発明で二種の電極の併用の第七種形式の概略図である。図18（h）は、本発明で二種の電極の併用の第八種形式の概略図である。図18（i）は、本発明で二種の電極の併用の第九種形式の概略図である。 図19は、本発明で容量結合電極とドライ電極が一つの回路を共有することの概略図である。 図20は、本発明で気嚢/液嚢を含む電極の側面図である。 図21（a）は、本発明で両電極に含まれる気嚢/液嚢が相互接続し、互いに補助することの側面図である。図21（b）は、本発明で両電極に含まれる気嚢/液嚢が相互接続し、互いに排斥することの側面図である。 図22（a）は、本発明で織物と電極にそれぞれ磁石を設置することの概略図である。図22（b）は、本発明でリング形永久磁性物質を使用することの概略図である。図22（c）は、本発明で衣類に永久磁性物質を電極両側に設置することの概略図である。 図23は、本発明でパルスにより「電極が接触不良であるか」を検出することの概略図である。 図24（a）は、本発明で表面静電容量が2.7 nFである時に測定したR波の波形図である。図24（b）は、本発明で表面静電容量が21.7 nFである時に測定したR波の波形図である。 図25（a）は、本発明で二つの電極の形状が異なるが、電気的に接続することの概略図である。図25（b）は、本発明で二つの電極の形状が異なるが、電気的に接続することの信号生成図である。 図26は、本発明で異なる電子部品を接続する四つの電極の概略図である。 図27は、本発明で正弦波により、「電極が接触不良であるか」を測定する概略図である。 図28は、本発明で「電極と皮膚が接触不良であるか」を判断する第五の方法の概略図である。 図29は、本発明で「電極と皮膚が接触不良であるか」を判断する第六の方法の概略図である。 図30は、本発明で「電極と皮膚が接触不良であるか」を判断する第七の方法の概略図である。 図31は、本発明で「電極と皮膚が接触不良であるか」を判断する第八の方法の概略図である。 図32は、本発明で「伝送ラインが導通不良であるか」を判断する概略図である。

「本発明が予定の発明目的を達成するための技術手段と効果」を更に説明するために、次に、添付図と好ましい実施例を通して、本発明で提案した「心拍や電極の接触が良いかどうかを検出する物、方法とシステム」の具体的な実施方式、構造、方法、手順、特徴と効果を詳しく説明する。

本発明の前述及びその他の技術内容、特徴と効果について、以下に図通りの好ましい実施例の詳細な説明により、はっきり示す。具体的な実施方式の説明を通して、「本発明が予定の発明目的を達成するための技術手段と効果」を更に詳しく了解できる必要がある。しかし、添付図は参考と説明を提供する。本発明を制限することではない。

第1実施例 昼間着用衣類
本発明で記載する昼間着用衣類は、昼間活動で着用する衣類である。図1（a）通り、図1（a）は、本発明の好ましい実施例の昼間着用衣類の電極、コントロールボックスと伝送ラインの構造と心電信号の等電位線の位置関係の概略図である。本発明の構造は、二つの電極40をそれぞれ昼間着用衣類の左右腋下に設置する。そのうち、左腋下の電極40は最高電位（+1.4）のエリアに設置される；しかし、呼吸干渉を避け、女性使用者の下着着用位置への妨げを避けるために、別の電極40は最低電位（-1）のエリアに設置されず、電位=-0.3の右腋下位置に設置される。上記二つの電極以外、本発明は選択的に第三電極を追加し、負帰還電流として人体の電極に入力し、ノイズを低減し、または上記二つの電極とともに動作し、三誘導心電図を取得し、またはコントロールボックスと人体の間の浮遊容量を負帰還電流として電極に入力する。ボタン10は、心電信号をコントロールボックス50のコネクタに伝導する。図1（b）通り、図1（b）は、図1（a）のコントロールボックスの拡大図である。そのうち、コントロールボックス50の上下にそれぞれ二つのボタン10が設置される。上下二つのボタン10はコントロールボックス50の同一平面にないので、「二つのボタン10が同時に汗または雨の浸しを受け、信号伝送に影響を及ぼすこと」を回避できる。上記のボタン10は、導電性のベルクロ（登録商標）で代替されることができ、同じ効果を得る。そのうち、ボタン10またはベルクロ（登録商標）の周囲に吸水材料（例えば、スポンジ）があり、その底部に防水層がある。例えば、ホットメルト接着剤フィルム、ナイロン布、疎水性材料またはラップなど不透水性材料。「汗が信号伝送に与える影響」を防ぐ。「四肢運動が電極を引っ張って引き起こす干渉」を減少するために、昼間着用衣類は、上下の両部分または上中下の三部分から構成される。そのうち、各部分は、異なる材料で作られる。例えば、電極の部分は強い弾性のライクラ（Lycra）布で作られ、電極を体に固定する。その他の部分は、延伸しやすい生地で作られる。そうすると、Lycra布を引っ張りにくい。

本発明のコントロールボックス50はボタン10をコネクタとして、電極電性に接続し、心電信号を測定する。コントロールボックス50に計装アンプ、バンドパスフィルタ、マイクロコントローラと無線通信モジュールがあり、信号を無線で他の通信機器に伝送する。ユーザーは電線の束縛を受けない。

体動干渉を低減するために、本発明は、電極設置位置を選択する時、まず実験を通して、身体運動に伴う筋肉と皮膚の相対移動距離を測定する。図1（c）と図1（d）通り、図1（c）は、本発明で運動時の皮膚相対移動距離により電極位置を決めることの概略図である。図1（d）は、図1（c）左側の概略図である。当方は、人体で予め選択した11の位置でそれぞれ6*6cm²の四角形紙切れを設置する。そのうち、紙切れの中心の一点だけが人体と密着する。他の面積が自由に移動できる。人体が静止で立つ時、紙切れの4角に対応する人体皮膚にマークを付けて原点とする。次に、人体運動時、紙切れ4角と原点マークとの差を記録し、運動時の皮膚の相対移動距離とする。次の表1は、典型的な身体運動に伴う皮膚の相対移動距離である。

人体の皮膚が左右対称であるので、図1（d）に人体左側の位置2や3と右側の位置2’や3’の相対移動距離は同じ。表1によると、相対移動距離が一番小さいのは位置9である。次に、位置1である。次に、位置3である。ただし、位置9と位置3の電位が低い。位置10が人体の凹面にあるので、電極との接触に不利である。人体心電R波等電位図と皮膚相対移動距離により、電極を位置3や3’に設置することは好ましい。

数回の実験により、本発明の好ましい電極検出位置は左右腋の下である。胸骨の方向で約2〜6センチ水平移動し、なるべく「電極が電位1.4と-1.0のエリアに最大R波の二つの位置を検出できる」ようにする。本発明の昼間着用衣類の袖は、一般的な上着より2〜4センチ大きい。「両腕の運動で衣類を牽引し、電極位置の移動を引き起こし、運動干渉をもたらすこと」を避ける。女性使用者にとって、ブラジャーを避けるために、左右腋下の電極を下へ3〜5センチ移動する。
身体運動は、測定した心電信号を常に干渉する。運動時の皮膚と衣類の移動で、電極が皮膚や衣類に相対して移動し、体動ノイズを生じ、この干渉を引き起こす。体動ノイズの振幅が近く、電極の位置によって大幅に変化しない。体動干渉を低減するために、本実施例は、「電極を織物に設置する」七種の方法を出した。目的は、「運動時、電極が皮膚に相対して移動すること」を避けることだ。更なる目的は、「電極が衣類に相対して移動すること」を避けることだ。従って、本発明は、使用開始時、まず「行為動作に二つの電極40間のインピーダンス」を検出する。例えば、開始時の十秒間に、インピーダンスが安定で、且つ設定範囲内にある場合、コントロールボックス50は心電信号検出を開始する。でなければ、コントロールボックス50は、「ベルトを締め、導電液体を追加し、第三電極を追加し、または活性電極を起動する」（active electrode，參考Merrit等人著 「Fabric-Based Active Electrode Design and Fabrication for Health Monitoring Clothing」、 IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION TECHNOLOGY IN BIOMEDICINE、 VOL. 13、 NO. 2、 2009）など方式を通して信号品質を改善することを使用者に伝える。具体的な七種の方法は次の通り：

第一の方法：吸盤構造型
第一種の吸盤構造は、電極と人体の接触平面に、吸盤構造を設置する。そのうち、吸盤構造は、親水性が良い、換気性の低い材料で作られる。そして吸盤構造は、「可撓性、受圧後に元の形状に復元できる」容器に接続する。容器に、液体や気体の出入り用の穴がある。織物洗濯時、容器に導電性液体（例えば織物洗濯の水）を収容できる；織物自身が乾いた後、容器にまだ液体が保存する；人が織物を着用する時、容器内の液体は毛細現象により滲み出る。または容器が押し出される時、容器内の液体は電極に押し出される；容器内の液体が流出した後、容器が空気を収容する時、容器の弾性は、押出後に容器内部を負圧にして、人体皮膚を吸着する。電極が人体に相対して移動しない。また、皮膚の導電性液体（例えば水）を電極に吸着し、導電に役立つ。図2（a）通り、図2（a）は、本発明で吸盤構造の電極の断面図である。

容器がより良く液体を保存するようにするために、容器の穴にバルブまたはプラグを追加する。このバルブまたはプラグは洗濯時に開かれ、液体を入らせる。織物を乾く時、閉じて、容器内の液体を保存する。或いは、容器の穴に自動閉鎖のスイッチ/バルブを設置する。使用者は硬管を使ってスイッチ/バルブに挿入する時、容器に液体を入れることができる。使用者は硬管をスイッチ/バルブから抜き出した後、スイッチ/バルブは自動閉鎖し、容器内の液体を保存する。

また、二種の類似電極構造は図2（b）と図2（c）通り。図2（b）は、本発明で電極内に設置される容器の断面図である。図2（c）は、本発明で電極内に設置される透水性/通気性の低いフィルムの形成した袋の断面図である。そのうち、図2（b）の記載した電極の外層は導電布である。内部に、可撓性、受圧後に広げる容器がある。容器に、液体や気体の出入り用の穴がある。その役割は、前述の第一種の吸盤型構造と同じ。また、電極の導電布と容器の間に、細孔を持つ吸水性弾性材料（例えばスポンジ）がある。その弾性材料は、液体を保存し、導電に役立つ。図2（c）通りの電極は、導電布に「透水性/通気性の低いフィルムの形成した袋」を設置し、袋に「細孔を持つ吸水性弾性材料（例えばスポンジ）」を設置する。液体または気体を収容するために、袋を広げる。また、袋に、液体または気体の出入り用の穴がある。この二種の構造で生じる負圧は、完全に「人体を吸着すること」に用いられるではなく、ゆっくりと減圧する。人体移動時、容器または袋を圧迫し、新しい負圧を生じる。一方、容器または袋に保存する液体をゆっくりと放出する。図2（a）と同じ、図2（b）と図2（c）の示す容器と袋は、導電性液体を提供できる。使用時、導電性液体をゆっくりと電極と皮膚に放出する；また、図2（b）と図2（c）の示す容器と袋は、直接に吸盤として使用され、電極を人体に吸着する。

第二種の吸盤構造は、電極の導電布の繊維に微小な吸盤構造を設置する。電極が人体に押し出される時、吸盤内の空気が押し出される。また、吸盤材料の弾性で、吸盤内部が負圧になり、人体を吸着する。図2（d）通り、図2（d）は、本発明で吸盤構造の導電布の繊維の断面図である。この構造では、「電極外層の導電布と人体の摩擦力」は「織物と人体の摩擦力」より大きいので、体動干渉を低減できる。この方法が容量結合電極に実施される時、一般非導体繊維を使用し、まず人体と接触することができる。

上記の吸盤型構造は、電極と織物を分離して設置することができる。電極に設置される伝送ラインを通して、この伝送ライン（図に明記されていない）の長さをLにして、吸盤型構造の電極を織物に接続し、「電極が人体に相対して移動しない」目的を達成する。この時、電極は、体動の生じた干渉と対抗できる。心電信号はコントロールボックス内のプロセッサに伝送される。

第二の方法：刷毛構造型
電極に「直立の可撓性導電性繊維（例えば、グラファイトのゴム、銀繊維、導電性ポリマーまたは導電性シリカゲル材料）から構成され、長さがLであり、歯ブラシと類似する刷毛型構造」を設置し、電極と皮膚の間の摩擦力を増加する。そのうち、導電性繊維と電極の間に、可撓性の金属（例えば、ステンレス鋼繊維で織られるステンレス鋼布）で作られる導体を設置でき、導電性を増加する。図3（a）通り、図3（a）は、本発明で導電性繊維を含む電極の側面図である。人体移動時、電極と皮膚の間の導電性繊維は、一定範囲内に、皮膚と電極との接触を維持できる。皮膚と電極は相対移動しない、皮膚と電極の接触面積を拡大しない。

しかし、可撓性の導電性繊維は、皮膚を刺激して皮膚の腫脹反応を引き起こすことが発生しやすい。従って、本発明は、電極から、二つ、三つの「可撓性、滑らかで、導電性材料から作られる導電性ストリップ（例えば銀繊維導電布ストラップ、導電シリカゲルストラップ、または高分子導電布ストラップ）」を延伸することによって、上記の「導電性繊維から構成される刷毛型構造」を代替し、電極の周辺に設置し、電極と皮膚との摩擦力を増加し、3（a）の刷毛型構造と同じ効果を達成する。皮膚の不良反応を引き起こさない。図3（b）通り、図3（b）は、本発明で導電性ストリップを含む電極の側面図である。

上記図3（a）と図3（b）の示す二つの電極は、弾性体を設置できる。電極に、長さ=L（一般的に約0.2〜3センチ）の伝送ラインを設置し、この伝送ラインを通して織物に接続することができる。従って、電極を織物と分離して設置することができ（以下、分離式構造という）、「電極が人体に相対して移動しない」目的を達成し、体動干渉を低減する。

この方法には、「電極と人体との摩擦力」は「電極と衣類との摩擦力」より遥かに大きい。移動時、電極は皮膚に相対して移動しない。また、本方法での電極は、分離式構造で衣類に設置されることができ、更に「電極が衣類に相対して運動しない」目的を達成する。その効果は上記方法と同じ。

第三の方法：サスペンション構造型
電極は図4（a）〜図4（d）通り、アーク型である。フラットタイプまたは他のタイプであってもいい。伝送ライン80を「人体と接触する織物85」に接続する。そのうち、伝送ライン80は弾性を持つ。例えば、伝送ライン80は、弾性バンドまたは他のリボンに織られる。伝送ライン80ぶら下がり長さはL（一般的に約0.5〜0.3センチ）であり、電極と織物85の相対移動に用いられる。電極の表面は、大きな摩擦力の導電布65を使用する。例えば絨毛構造の導電布。電極と織物85の接触面に、少なくとも一面は低い摩擦力の滑らかな材料82で作られる。例えば裏地、防水性の滑らかな布、鉄片、銅片、ステンレスシート、ガラス材質または鉄テフロン（登録商標）の被覆した織物など。電極滑りに役立つ。電極内部には、弾性体、導電シリカゲルまたは一般織物などが設置される。電極の外縁には、電極と人体との摩擦係数を増加するために、選択的に滑り止めストラップ83を設置する。この時、電極と織物85の接触表面は、滑らかな材料82で作られる。人体と織物が相対移動する時、電極の滑らかな材料82で、電極は織物に滑るまたは転がる。導電布65はまだ人体と接触し、固定で信号を受信する（ノイズを生成しない）。電極と織物85の間の伝送ラインは、図4（a）通りの半径固定の螺旋形伝送ラインであり、または図4（b）通りの半径漸増の螺旋形伝送ライン、または折片形（図4（d） に、リボンが三回折られる）伝送ラインであり、伸縮用とする。螺旋形線または折片形伝送ラインが伸ばされる時、自動的に縮む。空間を占めない。そのうち、図4（a）は、本発明でアーク電極が織物に滑ることの側面図である。図4（b）は、本発明でアーク電極が使用する半径漸増の螺旋形伝送ラインの側面図である。図4（c）は、本発明で電極が二つのサスペンションストラップで固定されることの側面図である。図4（d）は、本発明で電極がリボンをサスペンションストラップとして織物に織ることの概略図である。

また、電極はフラットタイプであってもいい。そうすると、少なくとも2本の長さ=Lのサスペンションストラップを使用し、電極を織物に接続する必要がある。例えば、ナイロン線または弾性糸など滑らかな線材で織られるサスペンションストラップ。図4（c）通り、そのうち1本のサスペンションストラップは伝送ラインである。全てのサスペンションストラップが導電しない場合、別の伝送ラインを設置し、電極と織物を接続する必要がある。伝送ラインを含むサスペンションストラップは、絶縁層を被覆できる。例えばカプセル包み銅線。または絶縁層を被覆しない。例えば銀繊維；またはサスペンションストラップ全体が導電性材料である。例えばステンレス鋼導電性ストリップで構成される。この時、サスペンションストラップ自身も電極とすることができる。人体と接触する時、生理電気信号を採取し、心電信号探知のチャンスを増加する。また、別の伝送ラインを減少する。そのうち、滑り止めストラップは、シリカゲル、ラテックス、絨毛、またはベルクロ（登録商標）などである。それ自身は導電性材料であり、電極として使用されることができる。

サスペンションストラップは、電極で活動可能な長さ=Lのリボンで作られることができる。図4（d）通り、そのうち、リボンと織物が組み合わせる時、長さ=L（0.2〜3センチ）の空間を用意し、電極が自由に活動できる。人体移動時、電極は、活動範囲＝0.2〜3センチの三次元空間に皮膚に伴って自由活動できる。皮膚と相対移動しない。更に「電極が織物とともに移動しない」目的を達成できる。この実施例には、滑り止めストラップ83は、滑り止め生地を使って、直接に織物85に縫製される。「電極が人体と相対して移動しない、体動干渉を低減する」効果を達成する。具体的には、織物が外力を受けて移動する時、「滑り止め生地が皮膚に相対する摩擦力」は「織物が滑り止め生地に相対する張力」より遥かに大きい。織物に滑り止め生地の構造は、本発明で他の構造にも適用される。そのうち、滑り止め生地は、シリカゲル、ラテックス、絨毛、ベルクロ（登録商標）または高張力の弾性生地などを含む。例えば、ストッキング。リボン自身は、伝送ライン80を含む、または自身が導電性材料であり、または同時に電極として使用される。従って、外部の伝送ライン80を減少できる。

第四の方法：チャネル構造型
そのうち、電極自身にチャネルが設置される。伝送ライン80はこのチャネルに滑る。織物85に伝送ラインの余分な長さLがあり、電極が滑る。また、伝送ライン80とこのチャネルが導体である場合、別に伝送ラインを接続する必要がない。図5（a）通り、図5（a）は、本発明で電極内にチャネルが設置され、電極が伝送ラインに沿って滑ることの側面図である。もう一つの例について、図5（b）通り、図5（b）は、本発明で電極の側辺にチャネルが設置されることの概略図である。そのうち、電極が平面構造であり、電極両側にそれぞれチャネルを設置する。且つ各チャネルにそれぞれ接続線を設置し、電極を織物に固定する。上記接続線は、ナイロン線、弾性糸、布線、布ストラップ、ワイヤー、プラスチックワイヤー、プラスチックストラップ、導電線または導電性ストリップなど。弾性を持つ滑らかな材料が好ましい。

また、チャネルを織物に設置する。そして、織物の各チャネルにそれぞれ接続線を設置する。この接続線の両端は電極に固定される。図5（c）通り、図5（c）は、本発明で電極を持つ織物にチャネルが設置されることの概略図である；或いは、電極と織物の両方にチャネルを設置する。両者のチャネルは接続線で接続される。図5（d）通り、図5（d）は、本発明で電極の側辺と織物にチャネルが設置されることの概略図である。接続線の余分な長さ=L（0.5〜3センチ）。電極と衣類との接触の両表面は、滑らかな材料（例えば裏地、防水性の滑らかな布、鉄片、銅片、ステンレスシート、ガラス材質または鉄テフロン（登録商標）コーティングの織物など）で作られ、摩擦力を下げる。電極のエッジに、選択的に滑り止めストラップ（明記されていない）を追加し、または滑り止め生地を織物に設置し、摩擦力を増加する。従って、人体移動時、電極の活動可能な範囲は0.2〜0.3センチの三次元空間である。そして、電極は、皮膚の自由活動に伴って、皮膚と相対移動しない。更に「電極が織物とともに移動しない」目的を達成する。そのうち、チャネルに導電性材料を設置できる。導電性材料が絶縁層を被覆し、または絶縁層を被覆しない。接続線は伝送ラインなどであり、導電性材料（例えば導電布）で絶縁層を被覆するまたは被覆しない。導電布が絶縁層を被覆しない時、電極として使用される。人体と接触すると、生理電気信号を採取できる。チャネルも接続線も導電しない場合、別に伝送ラインを追加し、電極に接続し、信号を受信する。接続線の材料は上記通り、弾性を持つ滑らかなの材料が好ましい。

第五の方法：穴構造型
図6（a）〜図6（d）通り、図6（a）は、本発明で電極を持つ織物に穴があり、接続線が貫けることの概略図である。図6（b）は、本発明で電極に穴があり、接続線が貫けることの概略図である。図6（c）は、本発明で電極と織物に穴があり、接続線が貫けることの概略図である。図6（d）は、本発明で接続線がリング形で織物の穴を貫くことの概略図である。そのうち、電極及び/または織物に穴がある。接続線はこの穴を貫ける。電極と衣類との接触面は、滑らかな材料で作られ、摩擦力を下げる。電極エッジに、選択的に滑り止めストラップを設置することができる。穴は図6（a）通り織物に設置される以外、電極自身に設置されることができる。図6（b）通り。または電極と織物の両方に穴がある。図6（c）通り。穴は、図6（a）〜図6（c）の示す丸い穴であり、または図6（d）の示す狭く長い型の穴である。接続線のリボンが貫ける。穴を貫くリボンは、両端がそれぞれ電極、織物に固定され、またはリング形となる。滑り止めストラップ、穴と接続線の導電性は、上記第三、第四の方法の記載通り。接続線の滑る長さLが約0.2〜3センチであり、有効に体動干渉を低減する。接続線自身も導電性材料であってもいい。導電性材料ではない場合、別に伝送ラインを追加する。接続線の材料は上記第四の方法の記載通り。

上例には、伝送ラインを接続しない場合、電極に無線伝送システムを設置し、電極の採取した信号を送信することができる。

そのうち、上記方法の記載した全ての構造は、電極に無線伝送システムを設置する方式で実施されることができる。
第六の方法：スライダ構造型
電極40を織物に固定するではなく、滑り台のスライダに固定する。図7（a）通り。図7（a）は、本発明で電極が滑り台に設置される第一の好ましい実施形式の概略図である；または電極を滑り台に固定する。織物にスライダが設置される。図7（b）通り。図7（b）は、本発明で電極が滑り台に設置される第二の好ましい実施形式の概略図である。電極はスライダを利用し、滑り台に二次元方向で任意で滑る。スライダの移動可能な範囲はLである。電極40は人体と密着でき、「電極と皮膚が相対移動しない」効果を達成する。そのうち、スライダと滑り台の間は滑らかな表面である。

図7（a）と図7（b）の示す電極は、ただ同じ平面に移動できるが、三次元空間に移動できない。ただし、スライダと滑り台自身が導体であるので、心電信号を伝送するために、電極に別に伝送ラインを接続しなくてもいい。図7（c）は、「織物85に開口部を設置し、電極40とスライダがそれぞれ当該開口部の上下に設置され、三次元移動を実現する」例である。そのうち、電極40の移動可能な範囲がLである。Lが約0.2〜3センチ。この時、伝送ラインが電極に接続し、信号を伝送する必要がある。或いは、織物85の開口部に導電性材料を設置し、その導電性材料が電極またはスライダ自身の導電性材料に接続し、信号を伝送する。

上記分離式電極による体動干渉抑制効果を検証するために、本発明では、同じ日、同じ温度・湿度の環境で、同じ使用者はまず生理電極パッチを左右腋下（図1通り）を対照群として、四種の姿勢と動作のテストを行う：そのうち、四種の姿勢と動作はそれぞれ「立つ・静止する、歩く、座る姿から立つ、元の場所で足を上げる」である。R波を採取するために、実験用下着の外にコートを装着する。次に、図4（d）の分離式電極でR波を採取する。結果は図8（a）〜図8（d）通り。この時、直流抵抗は0.6 MΩ（Ohms）。そのうち、図8（a）は、本発明で、立つ・静止する時、電極側面がリボンをサスペンションストラップとして採取したR波の波形図である。図8（b）は、本発明で、歩く時、電極側面がリボンをサスペンションストラップとして採取したR波の波形図である。図8（c）は、本発明で、座る姿から立つ時、電極側面がリボンをサスペンションストラップとして採取したR波の波形図である。図8（d）は、本発明で、元の場所で足を上げる時、電極側面がリボンをサスペンションストラップとして採取したR波の波形図である。「生理電極パッチが左右腋下にある時の結果」と「図8（a）〜図8（d）のサスペンション型構造電極の結果」を比較すると、「分離式電極の体動干渉」が「生理電極パッチが左右腋下にある時の体動干渉」よりやや大きい。実際応用の要求を満たす。本発明で他の上記設計の電極の結果も類似している。

第七の方法：二層分離式構造
図9（a）を例とする。図9（a）は、本発明の二層分離式構造電極が接続線で結合する第一の好ましい実施形式の概略図である。そのうち、電極は接続線を通して、大きな面積のざらざらした生地に接続する。ざらざらした生地は、別の滑らかな材料と貼る。そして、電極とざらざらした生地の接触面には、低い摩擦力の滑らかな材料が設置される。電極とざらざらした生地は滑動しやすい。身体活動時、電極と皮膚が相対移動しない；このざらざらした生地は、接続線を通して織物と結合する。そして、織物とざらざらした生地の接触面には、少なくとも一面が低い摩擦力の滑らかな材料であり、生地と織物との摩擦力を低減する。身体運動で織物と人体が相対移動する時、織物とざらざらした生地は滑る。そのため、電極の受ける体動干渉が下がる。しかし、ざらざらした生地が人体に密着し、人体に滑らないけど、人体の筋肉と皮膚のいくつかの局所運動が電極に影響を与える可能性がある。この局部の運動は、電極40とざらざらした生地の間の分離式構造により緩和される。従って、二層分離式構造は有効に体動干渉を抑制できる。または、リボンで図9（a）の接続線を取って代わり、リボンが電極下部のざらざらした生地と滑らかな材料を貫き、リング形を形成する。図9（b）通り、そのうち、図9（b）は、本発明の二層分離式構造電極がリボンで結合する第二の好ましい実施形式の概略図である。そのうち、電極内リボンの方向は、ざらざらした生地と平行する。もう一つの方式は、電極内リボンの方向をざらざらした生地と垂直させ、ざらざらした生地の外側にリング形を形成し、ざらざらした生地を避けて通る。図9（c）通り、そのうち、図9（c）は、本発明の二層分離式構造電極がリボンで結合する第三の好ましい実施形式の概略図である。その効果は図9（d）通り。図9（d）は、二層分離式構造の電極で採取した「使用者が歩く時のR波の波形図」である。そのうち、二層分離式構造は、前述第一〜第六の方法での構造のいずれか二種とする。そして、上下二つの分離式構造は、同じまたは異なる構造で実現できる。更に、本発明は上記二層分離式構造に一層または多層を追加し、多層分離式構造となることができる。二層または多層分離式構造は同様に容量結合電極にも適用される。その詳細内容は第3実施例の記述を参照。そのうち、二層分離式構造で接続線の材料は第四の方法の記載通り。

上記第一〜第七の方法は、選択的に滑り止めストラップまたは滑り止め生地を電極または織物に設置し、「電極と織物との摩擦力」または「電極と皮膚との相対移動」を低減する。

上記第一〜第七の方法の記載した「電極と織物を接続する物」、例えば接続線やサスペンションストラップなどは、スナップファスナーまたは導電性ベルクロ（登録商標）（Velcro）を介して接続できる。電極の解体と交換に役立つ。表2を参照。

スポンジを弾性体とする場合、その水貯蔵特性を利用し、電極を導電できる。図9（a） 通り、弾性体の上下両面に防水フィルムがあり、その外に滑らかな生地を設置する。滑らかな生地と防水フィルム自身の透水性が低いので、上層の滑らかな生地と防水フィルムに針を使って、いくつかの穴を開ける。そうすると、洗濯時、スポンジが水を吸収する。使用時、水をゆっくりと「人体に近い導電布」に放出する。織物を着用したばかりの時、スポンジが完全に乾く、水が含まれない場合、着用後、上記の防水フィルムは汗の蒸発を阻止できる。汗を導電布とスポンジに残し、電極導電に役立つ。

前述電極の導電布下部に弾性体があってもいい。例えばスポンジ、シリカゲル、バネまたは類似の材料。図9a通り、両者の間に、滑らかな材料を設置し、電極と弾性体との摩擦力を減少する必要がある。電極面積は弾性体より0.4cm²以上大きい。皮膚移動・変形時、導電布は同時に移動・変形できる。例えば、正方形から菱形になる時、弾性体の制限を受けない。滑らかな材料が弾性体を包む、または上記方法を利用し、弾性体と分離する。直接に弾性体に縫製するまたは貼り付けることではない。

本発明で使用される各電極の表面は、弾性を持つ導電布または導電片（例えば銀繊維、ステンレスシート）である。内部に、導体を含む弾性体を設置できる。そのうち、導体は、電極の導電能力を増加する。電極が水洗いまたは着用で損傷した時、電極の探知能力を保持でき、電極の使用寿命を増加する。

本発明では、電極と人体と接触表面の導体に好ましいのは大きい摩擦力の材料である。例えば、生地、滑り止めストラップ、または電極面積を増加して摩擦力を増加する。電極内部に増加する弾性体は、弾性を持つ吸水性スポンジ、シリカゲルまたは類似の材料とする。或いは、弾性体はバネまたは類似の材料を使用する。そして、内部に吸水性の保水剤を増加する。そのうち、保水剤は水に溶解しないけど、自身の重量の100倍に相当する水を吸収し、有効に水分蒸発を抑制することができる。保水剤は二種類に分けられる。一つは、アクリルアミド-アクリル酸塩架橋コポリマー（ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸カリウム、ポリアクリル酸アンモニウムなど）；もう一つは、澱粉グラフトアクリレート架橋コポリマー（澱粉グラフトアクリレート）。常用の保水剤は、非晶質顆粒、粉末、微細末、フレーク状及び繊維状である。或いは弾性体自身は導電性材料、電極である。水分を保有すると同時に、防振、フィルタリングの機能を持つ。そのため、その導電性を増加し、安定化することができる。また、導電性を増加するために、本発明は、選択的に「弾性体の使用できる弾性・吸水性材料」以外に、透水しにくい薄層、半透水の薄層または針穿刺の非透水織物、非透水グルー印刷コーティング、防水織物、防水ステッカーを追加し、水分を遮断し、浸透を避ける。或いは弾性体自身は半透水の機能を持つ。目的は、水分を弾性体に残してから、ゆっくりと滲み出る。織物水洗い時、水分を電極内部に残す。乾いた後、織物の生地が乾燥になるけど、電極内の水分がまだ保留できる。ユーザーが織物を着用する時、体は弾性体を圧迫し、弾性体に保存された液体をゆっくりと電極と皮膚に放出させる。弾性体に収容される液体を空気に置き換える場合、弾性体が押し出された後、その内部が負圧になり、人体皮膚を吸着できる。また。皮膚の導電液体（例えば水）を電極内に吸着し、導電に役立つ。また、導電性を増加するために、本発明は選択的に電極の導電布と弾性体の間に導体を追加する。例えば、ステンレス鋼繊維で織られる導体。コントロールボックスは、電流が発熱部品を通過することにより、電極またはその付近織物の温度を向上し、または自身が電極またはその付近織物を加熱し、人体または電極の表面温度を上昇させ、汗を増加し、電極と人体とのインピーダンスを低減することができる。

導電性を増加するために、もう一つの方法がある。即ち、電極位置と周辺の織物に機能性保温生地を追加する。例えばダウンの保温布。電極位置の皮膚の温度を向上し、汗を増加させる。本発明の昼間着用衣類を冬や夏にも使用できるようにするために、機能性保温生地は、取り外し可能なタイプに作られることができる。暑い時に取り外し、寒い時に装着する。表2通り。当方の実験の初歩な結果は次の通り：低温低湿（温度16℃、相対湿度55%）の環境で、電極のインピーダンスは、着用したばかりの時の40 M Ohmsから、30分間後、徐々に20 M Ohmsに下がる。その後、安定を維持し、心拍を採取できる。同じ理由で、実験結果によると、皮膚の温度、電極のインピーダンスと心電信号の品質など三者は高い関連性を持っている。本発明は電極にサーミスタを設置し、当該電極の温度を測定し、適当な対策を実施する。詳細内容は表2を参照。

人体表面の温度・湿度は同じではない。等温線または等湿線を使って、人体表面に温度と湿度の分布を描画することができる（心電等電位線図と類似する）。人体表面の等温線図または等湿線図は、環境温度・湿度によって変わる。夏と冬が違う。本発明は、心電等電位線図と等温線図を整合し、好ましい電極位置を選択する。例えば、暑い時、全身皮膚の導電性が良好である。この時、心電等電位線図だけを考慮して電極位置を決定することができる。図1（a）通り。寒い時、胸に温度が一番高い部位はみぞおちである。みぞおちより遠ければ遠いほど、温度が低い。等温線図を考慮すると、図1（a）の示す位置の温度はみぞおちよりやや低く、心電信号伝導に不利である。そのため、好ましい心電信号を採取するために、電極をみぞおちへ約2〜6センチ移動することができる。詳細内容は表2を参照。

電極を図10（a）の「右腋の下、前胸の位置A」（-0.3等電位線）と「左腋の下、前胸の位置B」（1.4等電位線）にそれぞれ設置する場合、測定した心電図は図11（a）通り。そのうち、R波の振幅が約1.8mV；図11（b）は、電極を図10（a）の位置AとC（0.3と0.5等電位線の間）に設置して測定した心電信号図である。そのうち、R波の振幅が約0.7Mvで、前述文献のシミュレーション結果と一致する。従って、位置AとBの電極で大きな振幅のR波を採取できる。図11（c）は、電極を図10（a）の位置B（1.4等電位線）とH（-1.0等電位線）に設置して測定した心電信号図である。そのうち、R波の振幅が約2.2mVであり、最も大きい。ただし、この位置は呼吸干渉を受けやすい。そして、この位置の等電位線が密集で、電位変化が大きく、電極が変位しやすい。ゼロ等電位線を乗り越えて正電位領域に到達する可能性がある。そうすると、振幅が縮小するだけでなく、ピーク方向の逆転を引き起こし、識別しにくくなる可能性が高い。また、この位置は女性のブラジャーに遮られやすい。そのため、位置H（-1.0等電位線）ではなく、位置AとBに電極を設置する。図10（a）通り、本発明で電極位置の選択の原則は、一つの電極を正電位領域にして、もう一つの電極を負電位領域にする。ゼロ等電位線を境界線とし、ゼロ等電位線を乗り越えない。

同じように、電極を人体の背中に設置する場合、R波も採取できる。図11（d）は、電極をそれぞれ図10（c）の人体背中の位置D（0.3等電位線）とE（-0.3等電位線）に設置して測定した心電信号図である。そのうち、R波の振幅が約0.6mV；図11（e）は、本発明の電極をそれぞれ図10（c）の位置F（0.3と0等電位線の間）と位置G（-0.3と0等電位線の間）に設置して測定した心電図である。そのうち、R波の振幅が約0.45 mV。即ち、背中の電極設置位置が内側に近ければ近いほど、採取するR波の振幅が小さい。前述文献のシミュレーション結果と一致する。
同じように、電極を人体の左右側に設置する場合、R波も採取できる。図11（f）は、電極をそれぞれ図10（b）の人体の左側の位置I（0.3と0.5等電位線の間）と位置J（ゼロ等電位線）に設置して測定した心電図である。そのうち、R波の振幅が約 0.4mV；前述文献のシミュレーション結果と一致する。

図11（a）〜11（f） のT波を比較すると、そのサイズ違いを了解できる。例えば、11（a）と11（b） のT波は11（c） のT波より大きい。且つ11（d）と11（e） のT波は11（f） のT波より大きい。そして、各図にT波とR波の振幅の比例が異なる。その原因は、T波、R波、Q波、S波とP波の等電位線図が異なること。

人体の背中のR波の等電位線の電位が高くない。そして、前胸のように密集するではない。そのため、位置D、Eから採取したR波の振幅違いは僅か0.15mVである。そのうち、R波とT波の比例は、図11（a）、 図11 （b）、 図11 （c）と異なる。背中に「より大きな面積の電極」を使用する場合、右下または左下方向に延伸する電極を使用した方がいい。即ち、「中央がゼロである等電位線」を離れ、より高いまたはより低い等電位線に向かう。そうすると、より大きな振幅を採取できる。

同じように、P、 Q、 R、 S、 T各波の等電位線が異なる。従って、本発明は、心電図の各波の波形構造により、「その心電信号がどこの電極から採取されるか」を推定できる。
図10（a）〜図10（c）により、「心電信号に対する電極面積サイズの影響」を推定できる。本発明で使用する電極は、小さな点ではなく、1片である。そのため、出力する電位は、エリアをカバーする電位の平均値である。位置DまたはEの電極にとって、その位置の等電位線がまばらであるので、出力する電位は、0.3または-0.3に近い電位である；位置B（1.4等電位線内）の小さな面積の電極について、出力電位は1.4である。しかし、この位置の大きな面積の電極は、電位線1以外のエリアをカバーする可能性がある。出力電位が約1 mVまたはそれ以下に低減する。従って、本発明は、等電位線密度が低いエリアに大きな面積の電極を設置できる。そうすると、振幅の減衰を引き起こさない、電極の摩擦力を増加することができる。

図12（a）〜図12（c）通り、異なる面積の電極を図10（a）の位置AとBに設置して測定したR波である。そのうち、図12（a）に対応する電極は6*3cm²である。図12（b）に対応する電極は6*6cm²である。図12（c）に対応する電極は6*9cm²である。電極面積の増加に伴い、振幅の減衰は明らかではない。また、滑り止めストラップを電極に縫製し、または滑り止め生地を織物に縫製する。そうすると、電極が織物に相対して明らかに変位しない。このモードでは、電極面積を2*2cm²に縮小する時も、安定な心電信号を読み取れる。

電極面積の増加は二つの利点がある：一、接触不良の状況が発生しにくい。二、皮膚との摩擦力を増加し、体動干渉を低減する。上記電極は成人のサイズに使用される。子供や乳幼児について、市販の成人と乳幼児電極の比例により縮小できる。

本発明の図1（a）により、「本発明で裸の伝送ラインまたは接続端子の使用のフィジビリティ」を検討できる。電極40とコントロールボックス50の間の伝送ラインは、絶縁層を持つ導線であり、または絶縁層なしの裸線である。絶縁層が無効になり、または裸線を使用する場合、二つの影響を受ける可能性がある。一、汗や雨の影響を受けやすい。二、静電気の影響を受ける。ただし、静電気干渉について、回路またはファームウェアで処理することができるので、影響が大きくない。絶縁層が無効で、または裸線が皮膚や衣類の汗、雨に触る時、予想外の電極が形成しやすい。従って、その位置の心電信号を合わせてコントロールボックス50に伝導し、予想外の干渉を引き起こす。予想外の電極が電位の「0.3より高い、または0.3より低い」エリアにある場合、振幅は少なくとも±0.3mVである。R波を判断できる。予想外電極が電位の「0.3〜 -0.3の間」のエリアにある場合、絶縁層が無効になり、または裸線を使用し、汗や雨に触ると、振幅が0.6 mVより小さくなる。従って、本発明では、0.3と -0.3の間のエリアに絶縁体を設置する必要がある。絶縁層を持つ伝送ラインを使用するだけでなく、人体と伝送ラインの間に、非透水織物を設置し、または非透水グルーコーティングを印刷し、または防水織物、防水ステッカーを使って裸線を包んだ後、織物に設置し、水分流入を遮断する。

同じように、コントロールボックス50で伝送ラインに接続する入力端子は、汗や雨で、所在エリアの心電信号をコントロールボックス50内のプロセッサに伝導する。従って、コントロールボックス50の設置位置は、1.4または-1など最高/最低の等電位線エリアを避けた方がいい。電位=0のエリア（図1（a）のM点）付近が好ましい。そうすると、そのうちの一つの入力端子が汗や雨で電極を形成しても、少なくともこの端子は、0に近い電気信号を採取する。また、汗や雨の干渉を受けていないもう一つの入力端子は、図1の1.4または-0.3等電位線の電極の心電信号をプロセッサに伝送できる。従って、まだ0.5mVの振幅を採取できる。等電位線がゼロ対称で延伸しないので、正極が+1.4mVに達することができ、負極が僅か-1.0mVである。コントロールボックスが図1（a）の位置W（+0.5等電位線）にあるので、コントロールボックス50で負極信号を受信する入力端子は、汗の影響を受け、電位が+0.5になる可能性がある。しかし、まだ0.9 mVの振幅を採取できる。従って、本発明は、「コントロールボックス50の設置エリアがR波等電位線0〜0.5であるエリア」に適する。

コントロールボックス50の両端子を胸部のゼロ等電位線にする場合、その等電位線が密集し（即ち電位変化が激しい）、織物の延伸性があるので、汗で湿っぽい場合、コントロールボックス50の端子は、「電位が0ではないエリア」ではなく、「電位がかなり高いまたは低いエリア」に触る可能性が高い。従って、汗で湿っぽい場合、コントロールボックス50のプロセッサは、「振幅が大きい」R波を読み取れる。同時にコントロールボックス50をこの位置に設置すると、伝送ラインの長さを短縮できる。

また、汗や雨の影響を下げるために、本発明は、コントロールボックス50と伝送ラインとの接続の両入力端子をそれぞれコントロールボックス50外殻の上下両面に設置する。「両端子が同時に雨や汗に付着し、心電信号が短絡し、ゼロ電位になり、コントロールボックス50内のプロセッサが信号を受信できない」状況を避ける。つまり、本発明コントロールボックス50の両端子の一つが水分の影響を受けない、両端子が同じ電位にある場合、明らかなR波を検出できる。同じように、同じ設計で、明らかなP、Q、S、T波の信号が得られる。

図10（a）〜図10（c）を利用し、本実施例は、体動干渉を低減するための「相補型電極群」方法を提示した。図10（a）〜図10（c）通り。位置B、 I、 Zにそれぞれ一つの電極を設置し、位置BとIの電極をコントロールボックス50の正入力端子に接続し、位置Zの電極をコントロールボックス50の負入力端子に接続する。位置Zの電極を体の真ん中にし、ゼロ等電位線とする原因は、体の真ん中が受ける左右腕揺れの干渉が一番小さい。ゼロ等電位線とする場合、Z電極は高い等電位線（例えば位置B+1.4等電位線）及び低い等電位線（例えば位置I+0.3等電位線） の電極と合わせてR波を測定できる。図13（a）通り、位置Zの電極と単独の位置Bの電極で測定したR波の振幅は1.2 mVである ;図13（b）通り、位置Zの電極と単独の位置Iの電極で測定したR波の振幅は0.3 mVである ;図13（c）通り、位置Zの電極と並列接続の位置Bと位置Iの電極で測定したR波の振幅は0.6 mVである；図13（d通り、左腕を前へ伸ばすと、上着左側を前へ伸ばし、位置Bの電極と人体の間の圧力が下がる。一方、位置Iの電極と人体の間の圧力が上がる；逆に、左腕が後ろへ伸ばすと、上着左側を後ろへ伸び、位置B電極と人体の間の圧力が増加する。一方、位置I電極と人体の間の圧力が低減する。従って、位置B電極と位置I電極は、相互補完の1ペアの電極である。左手が前または後ろに向かうかに関わらず、少なくとも一つの電極は、十分な圧力で人体にR波を採取する。R波の振幅を測定した場合、図13（a）〜図13（d）により、その腕の位置を推測できる。1.2 mVに近い場合、腕が後ろへ伸ばし、位置I電極の接触不良を引き起こす；0.3mVに近い場合、腕が前へ伸ばし、位置B電極の接触不良を引き起こす；0.6mVに近い場合、腕が真ん中にあり、位置B電極も位置I電極も良く接触する。腕が後ろまたは前へ伸ばす時、ノイズ干渉を生じ、図13（d）通りのR波が生成する。位置B、位置Iの電極の並列接続と位置Z電極の歩き時に測定したR波の波形である。干渉があるけど、R波が見える。相互補完式の電極は、低い体動干渉を採取できる。

ゼロ電位にある上記電極は、背後の位置Zに設置される以外、図1（a）通りの前の位置Mに設置される時、類似の効果を採取する。また、相互補完式電極は、図14通り、分離式電極を使用し、弾性導電布と人体の間に設置されることができる。本実施例は、大面積の弾性導電布を位置B電極として、分離式電極を位置I電極とする。

同じように、体の右側にも二つの電極を設置できる。そのうち、一つの電極を前胸の-0.7等電位線位置に設置し、もう一つの電極を背中の-0.3等電位線位置に設置する。右手の姿勢状態が分かる。

同じように、本発明は、前述の分離式電極を導入し、弾性導電布と人体の下に設置すると、体動干渉を低減できる。この時、弾性導電布は電極として使用できる。図14通り。
使用者が短袖または長袖の昼間着用衣類を着用する時、左右両側の腋下の前後両側にそれぞれ電極を設置する。各側の両電極は並列接続し、コントロールボックスのプロセッサに接続される。腕が前へ伸ばす時、袖が腋下の衣類を前へ牽引する。腋下の後ろに設置される電極が体と密着し、腋下の前方に設置される電極が体から離れる。同じように、腕が後ろへ伸ばす時、腋下の後方に設置される電極が体から離れ、腋下の前方に設置される電極が体と密着する。腕の姿勢によって、心電信号を採取する電極の位置は異なる。そのため、心電信号の形態も異なる。図15（a）〜図15（d）通り。そのうち、図15（a）は、本発明で右腕が後ろにあり、左腕が前にある時に採取する心電図である。図15（b）は、本発明で両腕が前にある時に採取する心電図である。図15（c）は、本発明で両腕が後ろにある時に採取する心電図である。図15（d）は、本発明で右腕が前にあり、左腕が後ろにある時に採取する心電図である。

図15（a）と図15（d）を比較すると、R波に相対し、図15（a）のQ波が大きく、図15（d）のQ波が小さい；図15（a）のT波が小さく、図15 （d）のT波が大きい。

図15（c）と図15（d）を比較すると、R波に相対し、図15（d）のQ波が小さく、図15（c）のQ波が大きい。

図15（b）と図15（d）を比較すると、図15（b）のT波が小さく、図15（d）のT波が大きい。

以上は例である。実に、異なる面積や位置の電極（例えば、袖、胸、後腕など位置の電極）で採取した心電図のP、 Q、 R、 S、 T波の比例により、体の姿勢を識別できる。

後述の第2実施例に比べると、本実施例は、心電信号がはっきりで識別できる場合、波形分析から姿勢を取得する。第2実施例は、ノイズ分析から動作を取得する。両者は相互補完する。
電極が体に密着する場合、電極と体の間のインピーダンスが低く、低いノイズの心電信号を採取できる。異なる位置から採取した心電信号のQ、 R、 S、 T波の比例も異なる。この二つの原則は、着用者の寝姿の判定にも適用される。本実施例は胸、背中、左側、右側の4位置にそれぞれ二つの電極を設置する。着用者が仰向けに寝る時、背中に設置される電極は体に圧迫され、良好な導電性を持つ。残りの電極は、体に触るけど、導電性が良くない。従って、心電図波形への影響が小さい。同じように、着用者の寝姿が他の寝姿である場合も、異なる電極群から心電信号を提供する。その心電図を比較すると、着用者の寝姿を推測できる。本実施例は、昼間に体が運動する時、R波を読み取る。夜に静止する時、完全な心電図を読み取る。
本発明では、使用者が使用時に快適さと便利さを感じる。その電極は、病院で多く使われる生理電極パッチではなく、織物で作られるドライ電極である。ドライ電極と人体の間のインピーダンスが大きく、安定ではないので、一部の環境で（例えば、低温・低湿）、良い品質の心電信号を採取できないかもしれない。例えば、体動干渉を受けやすい、または体が静止で動かない時、電源のもたらす電磁干渉がある。従って、本実施例は、この課題に対し、関連対策を出し、本発明が更に実用要求を満たすようにする。

ユーザーは低温低湿（温度16℃、相対湿度55%）の環境で、上記の昼間着用衣類を着用し、織物で作られるドライ電極で波形を測定し、両電極間の直流抵抗を測定する（詳細方法は第6実施例の第八の方法を参照）。図16 （a）は、電極インピーダンスが15M Ohmsである時、静止して採取したR波の波形図である。図16（b）は、電極インピーダンスが30M Ohmsである時、静止して採取したR波の波形図である。この時、皮膚と電極のインピーダンスが高く、心電信号を伝導できない。この時、電源結合を通してプロセッサに入る電磁干渉は心電信号より大幅に多いので、R波を識別できない；力を入れて電極を押しても、改善できない。電極を人体から抜け出す場合、インピーダンスがより大きい。ノイズ波形は上飽和帯または下飽和帯に漂う。図16（a）、 図16 （b）、 図16 （c）を比較すると、インピーダンスが高ければ高いほど、ノイズが大きい。
直流抵抗が10M Ohmsに下がる時、静止状態でR波を採取できる。図17（a）通り、「歩く」と「元の場所で足を上げる」の体動干渉でのR波を識別できない。図17（b）、図17 （c）通り。直流抵抗が0.8M Ohmsに下がる時、「静止」と「歩く」状態でR波を採取できる。図17（d）、図17 （e） 通り。ただし、元の場所で足を上げる時、体動干渉が大きすぎ、R波を識別できない。図17（f）通り。直流抵抗が0.6M Ohmsに下がる時、「元の場所で足を上げる」など様々な動作で、R波を採取できる。図8（a）〜図8 （d）通り。図8（a）〜図8 （d）、16（a）〜図16（c）と17（a）〜図17（f）通り、その規律は：直流抵抗が低ければ低いほど、ノイズが低い；体動干渉が大きければ大きいほど、直流抵抗が高い；静止時のノイズが大きければ大きいほど、運動時のノイズが大きい。前述の規律は、逆の場合も同様。この原則を引用し、本実施例は、起動時、まず電極インピーダンスを一定時間（例えば10秒）連続で検出し、電極インピーダンスの変化により使用者の運動状態（方法は下記通り）を推定すると、「使用者がどんな運動状況で心電信号を読み取れるか」を推定できる。インピーダンスが低い場合、心電信号を採取する；インピーダンスが高すぎる場合、コントロールボックス内のプロセッサは適切な対策を取って、システム全体を最適化し、次に心電信号を採取する。例えば、測定した直流抵抗が10 M Ohmsである場合、静止時にR波を読み取れる。ただし、運動状態でR波を読み取れない。当時のインピーダンスが高すぎ、使用者のニーズを満たさない場合、例えば、「歩く時のR波を識別する」というニーズの場合、本実施例は下記対策を提案する。

当方の実験の初歩な結果は、電極インピーダンスが1 M Ohmsより小さい場合、図1（a）通りのコントロールボックスを使って、心拍を測定できる。そして、身体運動のもたらす干渉は低い。上記の分離式電極構造を使用しなくても、歩く時のR波を読み取れる。この時、両電極間のキャパシタンス値は10 Nfより大きい。電極インピーダンスが1 M〜2 M Ohmsの間にある場合、分離式電極構造を利用し、歩く時のR波を測定できる。この時、両電極間のキャパシタンス値は5 nFより大きい。2 M Ohms以上の場合、図1（a）通りのコントロールボックスだけを使うと、ノイズしか測定できない可能性が高い。ノイズと動作は正比例する；電極インピーダンスが2 M〜20 M Ohmsの間である場合（この時、両電極間のキャパシタンス値が約0.5〜5 nF）、一般的には、負帰還回路だけを起動したら、ノイズを「静態の心拍を識別できる」レベルに低減できる。負帰還回路に接続する電極の位置について、図1（a）の等電位線図を利用して選定する。高い電位の電極より0.4以上低く、低い電位の電極より0.4以上高いエリアに、即ち電位が0.1〜1.0であるエリアには、有効にノイズを抑制でき、顕著に心電信号を低減しない；電極インピーダンスが20 M〜30 M Ohmsである場合（この時、両電極間のキャパシタンス値が約0.33〜0.5 nF）、一般的に、活性電極回路だけを起動すると（前置増幅回路を電極近くに設置する）、ノイズを「静態の心拍を識別できる」レベルに低減できる；電極インピーダンスが30 M〜40 M Ohmsである場合（この時、両電極間のキャパシタンス値が約0.25〜0.33 nF）、ノイズを「静態の心拍を識別できる」レベルに低減するために、負帰還回路と活性電極回路を起動しなければならない。測定したインピーダンスが40 M Ohmsより大きい場合（この時、両電極間のキャパシタンス値が0.25 nFより小さい）、プロセッサは、通信機器を通して、使用者に「ベルトを締め、衣類を追加し、機能性保温生地を追加し、電極位置を交換し、または電極に導電性液体を入れる」を伝え、インピーダンスを40 M Ohms以下にしたら、心拍を検出する。でなければ、心拍を測定できない。ノイズしか測定できない、電源の無駄遣いをする。ただし、このノイズにより人体の動作状態を測定できる。電極インピーダンスが40 M Ohms以下に下がり、ノイズがまだ大きい、心拍を測定できない場合、コントロールボックスは、前述の起動されていない回路を起動し、または容量結合電極回路（第3実施例を参照）、体動や電源干渉を抑制するファームウェア/ソフトウェアを起動し、心拍を検出する。これらの回路は、電極インピーダンスが低い時、オフになり、またはスリープ状態になり、電力消費を節約することができる。従って、本実施例は、起動時にまず電極インピーダンスを検出し、様々な回路を起動する。表2通り。

上記抵抗値は、説明用の例である。大量適用時、上記抵抗値を実際の環境により調整する必要がある。本実施例は、資料ライブラリにより、様々な状況の抵抗値を保存し、判断基準とする。
同じように、上記方法は、脳電図、筋電図、経皮電気的神経刺激（TENS）または電撃用の電極にも適用される。

表2に記載される電極の温度、抵抗とキャパシタンスについて、電極が安定し、体と密着する時、その値が安定である。逆の場合、激しく変化する。電極が肌につけていない、またはユーザーが激しく運動することに起因するかもしれない。この時、心電信号を採取できない。従って、電極の温度、抵抗とキャパシタンスは、「心電信号を採取できるかどうか」の指標である。特に、サンプリング率が低く、識別しやすい、「複雑で識別しにくい心電信号サンプリング率」と異なる。電極の温度、抵抗とキャパシタンスは、「プロセッサが適切な対策を出す時」に使用され、または通信機器を通してリモートの監視センターに送信され、リモートによって適切な回路、ファームウェア、ソフトウェアまたはガイドをアクティブされる。

上記の各対策を全て使用したら、電極インピーダンスを低減し、低いノイズの心電信号を採取できない場合、プロセッサは、「心電波形を識別できないノイズ」を出力する必要がなく、特定コードを出力でき、電力消費を節約する。

同じように、上記対策は逆に実施できる。電極インピーダンスが臨界値（例えば2 M Ohms）以下に減少し、且つ一定時間（例えば30秒）維持する場合、人体静止状態で小さなノイズを採取できる。プロセッサは、完全な心電図を採取するために、広帯域のバンドパスフィルタ（0.1〜40 Hz）を選択できる。この時、プロセッサは、使用者に「ベルトを緩め、快適さを求める」を勧めることができる。電極インピーダンスが2〜20 M Ohmsの場合、プロセッサは、狭帯域のバンドパスフィルタ（10〜30 Hz）選択し、R波を採取し、干渉を低減し、またはHilbert-Huang transformにより心拍数を得ることができる。従って、本発明は、実情に応じて、節電、快適さと信号品質など三つの面で最適化を維持できる。この方法は、脳電図、筋電図、経皮電気的神経刺激（TENS）または電撃用の電極にも適用される。

本実施例は、第6実施例の第一の方法により、織物と電極の間のキャパシタンス値を測定できる。そのキャパシタンス値が大きく（例えば10 nF）、抵抗値が大きい（例えば10 M Ohms）場合、電極はまだ体にある。皮膚が乾燥すぎ、導電性が弱い。キャパシタンス値が小さく、抵抗値が大きい場合、電極脱落または伝送ライン故障である可能性が高い。この時、本発明は通信機器を通して、ユーザーに「検査し、故障を排除する」を勧めることができる。

前述の電極インピーダンスは、身体運動によって迅速に変化する。例えば、ある使用者の静止時の電極抵抗が2.3 M Ohmsであり、キャパシタンスが5.2 nFである；歩く時の抵抗が5.7 M Ohmsであり、キャパシタンスが2.6 nFである；走る時の抵抗が9.3 M Ohmsであり、キャパシタンスが1.2 nFである。その原因は、電極が身体運動で人体と密着しないので、抵抗が上がり、キャパシタンスが下がる。他の要因（例えば、環境温度・湿度または非運動に起因する汗）は、電極インピーダンスのこんな迅速な変化を引き起こさない。この特性を利用し、我々は電極インピーダンスの変化により人体移動状態を推定できる。即ち、変化幅が大きければ大きいほど、運動が激しい。同じように、使用者の静止と運動でのインピーダンス相違を比較すると、本発明で使用される織物、滑らかな材料または滑り止めストラップの「体動干渉を抑制する能力」を推定できる。両者の相違が大きければ大きいほど、体動干渉を抑制する能力が低い。電極インピーダンスによる人体移動推定の正確性を向上するために、プロセッサは、選択的に「加速度計、ジャイロ、カメラまたは人体移動を感知できる他のセンサー」の信号を読み取り、人体移動を確認することができる。

ノイズ波形が上飽和帯/下飽和帯に漂うことについて、本実施例は、フィルタリング回路のコンデンサーを電子スイッチ（電界効果トランジスタから構成される）と並列接続し、マイクロコントローラにより制御し、回路のアースに接続する。信号が飽和帯に達していない場合、電子スイッチは開回路で、フィルタリング回路が正常に操作する。信号が飽和帯に達した場合、マイクロコントローラは電子スイッチをオンにして、コンデンサーの電荷を地面に漏洩すると、信号は迅速に飽和帯から真ん中に戻る。そうすると、フィルタリング回路の過渡応答時間を短縮し、より多くの時間でR波を識別することができる。

電極または伝送ラインの接触不良時にまだ心電信号を採取できることを保証するために、本実施例は図1（a）の両電極以外、一つの電極を追加する。この三つの電極から、二つを任意に選択すると、心電信号を採取できる。この第三の電極は、0等電位線付近のゾーンに設置され、好ましい効果を得られる。図10（a）を例として、一つの電極が位置B（1.4等電位線）にあり、もう一つの電極が-0.3等電位線にある場合、この二つの電極はシングル誘導心電図を採取でき、振幅が1.7 mVである。第三の電極が0等電位線にある場合、3つの誘導心電図を採取でき、振幅がそれぞれ1.7 mV、1.4 mV、0.3 mVである。1.4等電位線の電極が損傷した場合、採取した唯一の誘導心電図の振幅が0.3 mVであり、R波がはっきり見える。逆に、追加された第三の電極が-0.3等電位線にあり、且つ1.4等電位線の電極が損傷した場合、採取した唯一の誘導心電図の振幅が0 mVであり、R波を識別できなくなる。等電位線がゼロ対称で延伸されないので、第三の電極の設置位置は、0〜+0.5等電位線の間のゾーンが好ましい。例えば、第三の電極の位置が+0.5等電位線にある場合、振幅1.7 mV、0.9 mV、0.8 mVの心電信号を採取できる。第二の電極が-1.0等電位線にある場合、効果がより良い。

本実施例は、昼間着用衣類の左腕、右腕、左足にそれぞれ電極を設置できる。その場合、Lead I、 Lead II、 Lead III四肢誘導を生じるだけでなく、胸部誘導を測定する参考電位を生じ、胸前-1の等電位線至〜+1.4等電位線の間のゾーン、即ち胸部誘導V1〜V6位置に、一つまたは複数の「面積＝2*2 センチ」の電極を設置することができる。織物が弾性を持つので、不意にそのゾーン内に移動する可能性が高い。プロセッサはV1〜V6の心電信号を収集できる。参考電位は、四肢誘導から採取されるだけでなく、コネクタで衣類、ズボン、帽子や手袋に接続して採取される。

第2実施例 ノイズにより人体移動を推定する
身体運動時、電極と皮膚の相対位置移動が避けられない。体内のイオンもそれに伴って移動する。この時、心電信号は干渉され、かなり多くのノイズを含む。ノイズは身体運動の指標となる。本実施例は、ノイズにより人体移動を推定する五つの方法を提案する。

第一の方法：「ノイズがR波と誤判断される回数」により人体移動を推定する
本実施例には、ノイズ分析を通して人体移動を推定する場合、フィルタリングファームウェアによりノイズを抑制しない場合、多くのノイズはR波として誤判断される。ノイズの間隔時間が正常心拍間隔時間より遥かに小さく、「正常の場合、1分間以内に、一般的な人の心拍が一般活動時の72回（R波間隔が0.833秒）から、非常に激しい運動時の200回（R波間隔が0.3秒）に急増する」わけがないので、コントロールボックス内のマイクロコントローラは、ノイズの有無を簡単に識別できる。識別ルールは次の通り：1分間内に最も多い回数の心拍数を取って、そのR波間隔を1として、1より小さいR波間隔の一部（例えば、二分の一または三分の二）を取って、ノイズとする。統計図のノイズ区間の回数を累計すると、ノイズの指針、即ち運動量である。

人は、熟睡する時、体があまり動かない。寝返りを打つ、または手足が知らず知らずに運動する時、ノイズが生じる。一定時間（例えば、7時間の睡眠）の運動量を統計図として作成すると、睡眠活動図となり、それによりユーザーの睡眠品質を了解する。そのうち、ノイズ回数累積を活動指標とする睡眠活動図には、横軸が時間であり、縦軸がノイズ回数累積を活動量とする。ノイズは、心電図水平軸上のノイズ振幅で示される。振幅が大きければ大きいほど、運動量が大きい。
同じように、日間活動について、日間活動図を作成できる。ノイズが規律性を持つ場合（例えば0.5秒毎に一回の大量ノイズがあり、3分間続く）、使用者が規律的な運動（例えば、歩く）をしていることを推断できる；偶に大量ノイズが生じる場合、心配に伴う動的雑音である可能性が高い；或いは着用者が緊張すぎる。この時、大量の筋電信号干渉心電図がある。その日間活動図は、在宅介護の高齢者にも適用される。介護者はそれにより高齢者の行為を判定し、適時に介入することができる。

第二の方法 ピーク振幅により人体移動を推定する
小幅な体動干渉では、信号が飽和に達していない、マイクロコントローラがまだR波を識別でき、ノイズも得られる。これらのノイズ振幅は、急に大きく/小さくなり、変化が不規則である。しかし、正常なR波振幅は安定で、「急に大きく/小さくなり、変化が不規則である」わけがない。この特性を利用し、プロセッサは、全ての時間帯の極大値（即ちピークの振幅）を記録し、時間を横軸とし、振幅を縦軸として、図を作成することができる。この図は、体動干渉の程度を示す。体動干渉がない場合、この図は、ほぼ直線になる。体動が激しければ激しいほど、この線の起伏が大きい。

第三の方法 上下飽和の時間割合により人体移動を推定する
身体運動が激しい場合、心電信号は、上飽和帯/下飽和帯に漂いやすい。飽和帯に到達した信号について、R波を解読できない。しかし、飽和帯に到達する時間が全部時間における割合は、運動干渉の程度を示す。一定時間内に、飽和帯に到達する時間が長ければ長いほど、その運動干渉が強い。

第四の方法 線形範囲により人体移動を推定する
図13（d）は、運動中の信号である。この時、ファームウェアは自動的にゲイン値を下げ、線形範囲を拡大し、「信号全体が線形範囲内に飽和しない」ようにする；相対的に、ユーザーが静止状態である場合、信号は激しく変化しない。この時、ファームウェアは自動的にゲイン値を上げ、線形範囲を縮小し、良い解像度を得る。これは、周知の自動ゲインコントロール機能（Auto Gain Control）である。ゲイン値または線形範囲の変化により、身体運動の程度を推定できる。即ち、ゲイン値が大きい（線形範囲が小さい）場合、身体運動が緩い。逆の場合、身体運動が激しい。
第五の方法 単位時間内の正常R波数により人体移動を推定する

図17（a）〜図17（f）と第四の方法によると、信号が体動干渉を受け、上飽和帯/下飽和帯に漂う時、R波を解読できない。逆の場合、正常状況では、R波は合理的な間隔で安定に現れる。従って、本実施例は、単位時間内の正常R波数を指標とすることができる。R波数が低ければ低いほど、人体移動が激しい。

電極が肌につけていない場合、信号ドリフトが発生し、運動干渉と類似するノイズを生じる。従って、本実施例は、コントロールボックス内または織物に、選択的に「加速度計、ジャイロ、地磁気計、または傾斜計など姿勢センサー」を追加し、その測定した加速度など信号を行動やノイズの指針とする。

第3実施例. 容量結合電極
上記電極は、病院でよく使われる生理電極（水と塩化カリウムのゲルを含んで、導電性を増加する）と異なるので、ドライ電極（dry electrode）と呼ばれる。

温度・湿度が低い、または使用者自身の皮膚が乾燥である場合、ドライ電極と皮膚の間の導電性が低くなり、心電信号の採取に不利で、キャパシタンス性しか残っていない。この場合、容量結合電極と回路を使用する。即ち、電極と皮膚の間に直流の導電性がなく、容量結合により心電信号を伝送する。しかし、生理監視衣類にとって、洗濯の力に耐える必要があり、容量結合電極の絶縁層が洗濯時に破損する可能性があるので、導電性を持つ完璧なキャパシタンスではなくなる。総じて言えば、実際の応用を考慮に入れ、生理監視衣類は、ドライ電極と容量結合電極を備え、環境変化に対応した方がいい。

上記の容量結合電極の絶縁層は、誘電体であり、高い比誘電率、低い導電率の材料が好ましい。例えば、ナイロン（Nylon、 比誘電率が3.2）、無水ケイ酸（比誘電率が3.9）、PVC（PVC、比誘電率が3）、チタン酸カルシウム銅（CCTO、比誘電率が約10000）など材料。誘電体は、全体的に導体に付着するだけでなく、織物に付着することができる。以下は例を挙げて説明する。誘電体を溶剤/粘着剤と混合し、綿糸で浸し、誘電体を綿糸に付着し、布として織り、または他の繊維と糸を取り、布を織る場合、高い誘電率を持つ織物となり、容量結合電極の絶縁層とする。もう一つの例は、導電性繊維で前例の綿糸を取って代わり、布を織る場合、容量結合電極となる。他の導体に接続する時、物理的または化学的方法で誘電体を取り除き、導電性繊維を外に出し、他の導体に接続することができる。

容量結合電極の導体とドライ電極は、異なる方式で織物に設置されることができる。例えば：
1.紡織プロセス（Textile process）により、非導電性繊維と導電性繊維を共同で紡織する。この紡織プロセスは、ニッティング（knitting）、平織（weaving）、タッチング（tatting）、刺繍（embroidering）または他の適切なプロセスである；
2.導電性金属シートをこの織物に嵌め込み、粘着し、または縫い込む；
3.導電性細線をこの織物に縫い込む；
4.この織物に導電物質を塗布し、または貼る；
5.導電性織物を織物に貼り付け、または縫合する；
6.導電性シリカゲルまたはゴムを使用する。

前述の非導電性繊維は、綿、麻、ナイロンなどを使用できる（ただし、これらに限定されない）。この導電性繊維は、多分子導電性繊維または導電性金属繊維（ただし、これらに限定されない）を使用し、またはステンレス鋼繊維と非導電性繊維を混紡し、または絶縁繊維に導電物質を塗布/浸透することで得られる。この導電ゾーンにこの導電性材料の割合は1%〜100%である。

本実施例は、織物に前述のドライ電極と容量結合電極を設置する。二種の電極の併用は次の通り：
1、導体75を導電布の下の弾性体90内に嵌め込む。導体75は容量結合電極である。図18（a）通り、図18 （a）は、本発明で二種の電極の併用の第一種形式の概略図である；
2、導体75に絶縁層をカバーし、織物85と人体の間に設置し、ドライ電極40の傍に設置する。図18（b）通り、図18（b）は、本発明で二種の電極の併用の第二種形式の概略図である；
3、導体75を織物85に嵌め込み、ドライ電極40の側面に設置する。図18（c）通り、図18（c）は、本発明で二種の電極の併用の第三種形式の概略図である；
4、導体75を織物85の外表面に設置し、ドライ電極40の傍に設置する。図18（d）通り、図18（d）は、本発明で二種の電極の併用の第四種形式の概略図である；
5、導体75に絶縁層をカバーし、織物85と人体の間に設置し、ドライ電極40の上に設置する。図18（e）通り、図18（e）は、本発明で二種の電極の併用の第五種形式の概略図である；
6、導体75を織物85に嵌め込み、ドライ電極40の上に設置する。図18（f）通り、図18（f）は、本発明で二種の電極の併用の第六種形式の概略図である；
7、導体75を織物85外表面に設置し、ドライ電極40の上に設置する。図18（g）通り、図18（g）は、本発明で二種の電極の併用の第七種形式の概略図である；
8、導体75を電極として織物85内に設置する。導体75自身は、ドライ電極または容量結合電極とすることができる。皮膚が乾燥である時、抵抗が大きく、コントロールボックス内のマイクロコントローラは、容量結合電極を使用する回路に切り換え、心電信号を採取することができる。皮膚が湿潤である時、抵抗が小さく、マイクロコントローラは、ドライ電極を使用する回路に切り換え、心電信号を採取することができる（図19通り、そのうち、ノイズにより選択的に負帰還電極を使用し、電極の下に選択的に絶縁層を誘電体として追加し、キャパシタンス値を増加することができる。図 18（h）通り、図18（h）は、本発明で二種の電極の併用の第八種形式の概略図である；
9、弾性導体75を織物85の内表面に設置し、ドライ電極40の上に設置する。もう一つの絶縁層誘電体をドライ電極40に付着する。図18（i）通り。ドライ電極40は弾性バンド（図18（i）に明記されていない）で接続され、織物85に付着する。図18（i）は、本発明で二種の電極の併用の第九種形式の概略図である。
外部干渉を低減するために、前置増幅回路で容量結合電極を設置する位置は、なるべく電極に近づく。即ち「活性電極」（active electrode）である。

もう一つの具体的な実施例には、ドライ電極と容量結合電極は1本の伝送ラインを共有する。図19通り。図19は、本発明で容量結合電極とドライ電極が同一回路を共有することの概略図である。皮膚が湿潤で、導電性が良い場合、心電信号はドライ電極から増幅器に伝導される。逆の場合、容量結合電極から伝導される。

容量結合式活性電極について、信号が小さいので、良好な遮断（shielding）と保護（guarding）技巧により、外部の電磁干渉を阻止する必要がある。本発明では、織物とマッチングするために、遮断と保護は、導電布（例えば、銀繊維布または鋼布）を使用し、元々一般回路に用いられる銅箔、導電性被膜など技巧を織物に使用し、または他の導電布や導電材質で取って代わり、遮断と保護の目的を達成する。

第4実施例. 電極外部/内部に気嚢/液嚢を追加する
そのうち、気嚢/液嚢を導電布に設置できる。図20通り、電極内部に気嚢/液嚢（その中に空気、水や油など流体が含まれる）を設置する。体が片側だけを圧迫する時、気嚢/液嚢内の流体は、他方側に流れ、他方側の導電布がより体と近づき、導電性を増加できる。また、気嚢/液嚢内に選択的にスポンジ、シリカゲルまたはバネなど弾性体を設置し、吸水性材料が好ましい、緩衝用とする。

上記気嚢/液嚢は、異なる位置の電極に実施されることができる。例えば、一つの電極が右腋の下に設置され、一つの電極が右側の腰部に設置さる。理想的には、人が右側へ寝る時、右腋下と右側腰部は体に圧迫される。しかし、体の曲線または床板の凹凸形状で、一つの電極が完全に圧迫され、もう一つの電極の接触状況が良くない可能性が高い。この時、図21（a）の示した1組（二つ）の気嚢/液嚢が接続管で接続される場合、一つの電極が圧迫される時、他方側の電極が更に体に近づくようにして導電性を増加することができる。

接続管に接続する1組の気嚢/液嚢は、「もう一つの電極が誤って人体と接触すること」を避けることができる。例えば、第1実施例には、心電信号波形により寝姿を判定する。理想的には、右側へ寝る時、右腋下と右側腰しか体に圧迫されない。一方、前胸電極は偶に手に圧迫され、誤って人体と接触する。本実施例は、右腋下と前胸電極位置に気嚢/液嚢を設置し、両者を接続管で接続することができる。しかし、この気嚢/液嚢は、導電布と衣類の間ではなく、導電布の周りにある。図21（b）通り、リング形で、中心を露出し、導電布と人体の接触に用いられる。右側へ寝る時、右腋下の気嚢/液嚢は圧迫されるので、胸前の気嚢/液嚢が膨張し、「手に圧迫され、誤って人体と接触すること」が発生しにくい。

上記電極はドライ電極であり、人体と接触する。ただし、容量結合電極にも適用される。選択的に「高い比誘電率を持つ片状/帯状の材質」を電極に追加できる。例えば、ナイロン（Nylon、比誘電率が3.2）、無水ケイ酸（比誘電率が3.9）、PVC（PVC、比誘電率が3）、チタン酸カルシウム銅（CCTO、比誘電率約為10000）など材料。第3実施例の記載通り、キャパシタンス値を増加する。

水を盛る液嚢について、「圧力を受けない時に広げられる弾性構造」を使用できる。そして、一部は、完全密閉ではなく、微小漏洩である。従って、洗濯時に水を吸収でき、使用時に圧力を受けたら、微量水分を電極に漏洩し、導電性を増加することができる。液嚢に上記弾性体があれば、含まれる水分の漏洩速度を緩めることができる。液嚢内に空気を収容する時、液嚢の弾性は、押さえられた後、内部を負圧にして、人体皮膚を吸着できる。また、皮膚の導電性液体（例えば水）を電極に吸着し、導電性を向上することができる。

本発明では、マイクロコントローラは、空気、油や水を推進するポンプを制御できる。このポンプは、密閉管によって、電極と織物の間に固定される気嚢/液嚢に接続される。いずれかの電極インピーダンスが高すぎ、信号が小さすぎることを検出した場合、マイクロコントローラは、ポンプを開き、気嚢/液嚢を膨張させ、気嚢/液嚢の圧迫を通して電極を皮膚と密着させることができる。油や水を使用して液嚢を膨張させる時、コントロールボックス内には、油や水の貯蔵タンクを別に設置できる。

第5実施例 磁力を利用して電極を固定し、体動干渉を低減する
本実施例の第一の方法は、電極の外または隣りに、永久磁性物質5を設置する。例えばアルニコ（AlNiCo）、フェライト（Ferrite）、サマリウムコバルト磁石（SmCo）とネオジム鉄ボロン （NdFeB）。体の対応側に磁性材料（例えば、ケイ素鋼）または永久磁性物質5を設置する。ただし、前述永久磁性物質の極性の反対極にする。異極吸引の原理を利用し、電極40を吸引し、体に付着する力をより大きくして、体動干渉を低減できる。図22（a）通り。図22（a）は、本発明で織物と電極にそれぞれ磁石を設置することの概略図である。同じように、電極の外または隣りに磁性材料5を設置し、体の対応側に永久磁性物質を設置する場合、同じ効果がある。また、電極自身は永久磁性物質5または磁性材料である。例えば、ステンレス鋼とケイ素鋼は、磁気特性と導電性を持つので、それ自身が電極とすることができる；アルニコ、サマリウムコバルト磁石とネオジム鉄ボロン自身も導電性を持つので、電極40とすることができる；永久磁性物質5または磁性材料（例えばフェライト）は、糸として引き出され、または中空繊維に設置され、他の材料と結合して糸として引き出され、または染色やメッキ方式で一般糸の外に塗布され、撚りまたは混紡方式で、導電体（例えば銀繊維）と結合し、導電布として作られることができ、導電性と磁気特性を持つ。
本実施例の第二の方法は、同極排斥の原理を利用し、電極40を体に押す。例えば、腋下電極の外に永久磁性物質5を設置し、上腕内側に同様に永久磁性物質5を設置し、この二つの永久磁性物質5を同極相対させ、相互に排斥させ、腋下電極40を体に押し、体動干渉を低減できる。同じように、体に近づく物（例えばベッド、椅子など）に永久磁性物質5を設置し、同極相対にする場合、電極40を体に押すことができる。同じように、コートまたはブラジャーに永久磁性物質5を設置し、下着に電極と永久磁性物質5を設置する；ズボン、靴に永久磁性物質5を設置し、靴下に電極と永久磁性物質5を設置する。同極相対にして、排斥させ、電極を人体に押す。

例えば、図22（a）には、電極40と織物85に同極排斥の永久磁性物質をそれぞれ設置する場合、電極40を人体に押す；同じように、図4（a）〜図4（d）の分離式電極40と織物85に同極排斥の永久磁性物質5をそれぞれ設置する場合、電極40を人体に押す；同じように、図21（b）の示す気嚢/液嚢と導電布に同極排斥の永久磁性物質5をそれぞれ設置する場合、電極40を人体に押す。

また、選択的に図7（a）のスライダと織物に同極排斥の永久磁性物質5をそれぞれ設置する場合、電極40を人体に押す；或いは図7（b）の電極40とスライダに同極排斥の永久磁性物質5をそれぞれ設置する場合、電極40を人体に押す；或いは、図7 （c）の電極40と織物85に同極排斥の永久磁性物質5をそれぞれ設置する場合、電極を人体に押す。

本実施例は、リング形永久磁性物質5を使用し、排斥磁力の安定性を増加できる。図22（b）通り。図22（b）は、本発明で使用するリング形永久磁性物質の概略図である。そのうち、リング形永久磁性物質5と電極40の周りの永久磁性物質の斥力で、電極40はリングの中にあり、外に移動しない。

永久磁性物質5を電極40の両側に設置し、吸引磁力により電極を人体と密着することができる。図22（c）、図22（c）は、本発明で衣類に永久磁性物質を電極両側に設置することの概略図である。そのうち、両側腰部の永久磁性物質5は、電極40の下または周りの磁気特性物質または永久磁性物質5を胸前に近付けさせ、電極を人体と密着させる。或いは、肩に設置される電極40の下または周りに磁性材料または永久磁性物質5を設置し、肩の下と前後に永久磁性物質5を設置し、電極40を人体と密着させることができる。

永久磁性物質5は、一塊の固体である以外、複数の小さな塊から構成されることができる。その南極と北極が相互に接続する。この永久磁性物質5ユニットが身体外形の変化によって屈曲した場合、磁力効果がより良く、使用者が更に快適になる。

第6実施例. 電極接触不良の有無を検出
電極と皮膚が接触不良で（即ちインピーダンスが高すぎる）、または伝送ラインが折った場合、R波が見えなくなる。従って、本発明は、電極と皮膚が接触不良であるかを検出する八種の方法を提供した：

第一の方法は、「二つの電極しか使用しない場合」に関する。図23通り、図23は、本発明でパルスにより電極の接触不良の有無を検出する概略図である。マイクロコントローラまたは発振器（例えばLM555）がパルスを生成し、制限抵抗を経由し、シミュレーションスイッチ （analog switch）を経由し、選択された電極に接続する。シミュレーションスイッチ1とシミュレーションスイッチ2はデジタル出力に制御され、電極接続パルスを選択し、電極の接触不良の有無を検出し、または計装アンプに接続し、心電信号を採取する。シミュレーションスイッチ1とシミュレーションスイッチ2が電極接続パルスを選択する場合、一つの電極はマイクロコントローラのシミュレーション入力端子に接続し、その振幅、周波数または有効周期を測定すると、両電極間のインピーダンス値を得る。この方法は、マルチメーターによるコンデンサー測定の方法と類似する。即ち、電極と人体表皮層の間のインピーダンスを検出する。人体表皮の導電方式が一般的に主にキャパシタンスであるので、この方法で測定したのはキャパシタンス値である。マルチメーターによるコンデンサー測定の方法も使用でき、その結果が表2通り。そのインピーダンスが臨界値より大きい場合、接触不良と判定する。図24（a）〜図24（b）通り、同一使用者、同一組の電極が様々なキャパシタンスで得た心電図である。そのうち、図24 （a）のキャパシタンス値が2.7 nFであり、発振器のパルス周波数が16.8 KHzである；図24 （b）のキャパシタンス値が21.7 nFであり、発振器のパルス周波数が2.1 KHzである；24（a）と24（b）を比較すると、前者のノイズが後者より大きい、その振動周波数も後者より大幅に大きい。本発明では、5 nFを臨界値に設定できる。キャパシタンス値＜5 nFの場合、様々な対策を講じる。表2通り。

三つ以上の電極について、「全ての電極が接触不良であるかどうか」を検出する場合、織物に「身体、腕または太腿を囲む電極」を増加し、「この電極が体の動作により接触不良にならないこと」を確定したら、パルスはこの電極から入り込み、他の電極から読み取れられ、「各電極が接触不良であるかどうか」を検出する。この方法は、申請者の提出したPCT国際特許出願PCT/CN2010/001931を参照できる。その中で、「人体と電極の間に圧力、引張力、ねじれ力または張力がある場合、人体表面と電極の間のインピーダンス、特にキャパシタンス値を変更させる。一つの回路から信号を送信し、周波数、電圧や電流の変化により、このインピーダンス変化を表す」方法を詳しく説明した。この方法は、電極の接触不良の判定だけでなく、呼吸、姿勢、または歩行分析の判定にも用いられる。例えば：直接に電極を使って人体と接触する。人が横たわる時、発振器の生成したパルス周波数は170kHzである。立つ時、120 kHzである。座る時、80 kHzである。その原因は次の通り：重力方向と姿勢が胸囲や腹囲を変更し、パルス周波数がそれに伴って変わる。この時、呼吸はパルス周波数を変動させる。この時、呼吸を測定できる場合、電極と人体の接触が良く、関連回路を活性化して心電信号を測定することができる。同じように、この方法は容量結合電極にも適用される。電極は直接に人体と触らなくてもいい。回路がパルスを発信する（直流ではない）ので、電極のキャパシタンス値を測定できる。一方、電極は衣類を隔てて、衣類と直接に触らないことができる。

この方法は、異なる形状、サイズまたは材質の電極とともに実施されることができる。図25（a）通り、図25（a）は、本発明で異なる形状、電気接続の二つの電極の概略図である。そのうち、二つの「電気接続したが、形状、サイズや材質が異なる」電極が皮膚と接触し、「緩める」から「締める」になる過程には、インピーダンスの変化過程が異なる（図25（b）のAとB通り）。完全に密着する場合でも、インピーダンスも異なる。従って、この方法により、どの電極が人体と接触するか、及びその電極の位置、姿勢を推定できる。

この方法は、電極外部の電子部品とともに実施されることができる。図26通り。図26は、本発明で、異なる電子部品に接続する四つの電極の概略図である。二つの「電気接続したが、異なる電子部品を直列接続/並列接続する」電極がパルス入力を受ける場合、異なる反応があり、その波形、位相、インピーダンス、共振周波数が変わる。例えば、キャパシタンスに接続する電極について、その波形は、元々のパルスではなく、指数関数的な充放電である。マイクロコントローラはこれらの変更を識別できるので、どの電極が人体と接触するかを推断できる。従って、人体と接触するこの電極は、心電信号受信に用いられる。更に、その姿勢を推知できる。例えば、左右腋下の電極が人体と接触する時、「左右腕が体に近づくか、それとも動いていないか」を推知できる。逆の場合、「体を離れる」。

第二の方法は、前述の第1実施例を参照。マイクロコントローラは一定時間（例えば一分間）に正常なR波、Q波またはS波の間隔時間（正常な間隔時間が約1.5秒〜0.3秒）を取得できない場合、その信号をノイズとして判断する。この時、下記状況になるかもしれない：一、電極と皮膚が接触不良で、または皮膚が乾燥で、導電性が弱い；二、身体運動のもたらす干渉が大きすぎ、信号が上飽和/下飽和であり、R波を解読できない；三、外界の電磁干渉が大きすぎる。

第三の方法は、図27通り。図27は、本発明で正弦波により電極の接触不良を測定することの概略図である。いずれかの電極入力端子に、順次に「制限抵抗（約10 K Ohms）、受動部品から構成されるハイパスフィルタ、及び高周波信号発生器（例えば、正弦波発生器）」を接続する。その他の電極の入力端子に、順次にハイパスフィルタ、増幅回路を接続する。最後に、マイクロコントローラのシミュレーション入力端子に接続する。正弦波周波数が高い場合、筋肉組織に入り、もう一つの電極からプロセッサに戻ることができる。その電極の増幅回路で、十分な正弦波を採取できる場合、その電極のインピーダンスが低い。計装アンプの前端は、ローパスフィルタに接続し、低周波数の心電信号（40 Hz未満）を計装アンプに伝導し、正弦波を阻止し、心電信号への干渉を避ける。そうすると、心電信号を採取し、正弦波により電極の接触不良の有無を検出することができる。図27は、活性電極回路に設置され、外界の電磁干渉を低減し、ノイズ判定に役立つ。

第四の方法は、周知のインピーダンス式呼吸曲線 （impedance pneumogram）技術で実施する。呼吸曲線から呼吸率を読み取れる場合、電極は体に密着する。逆に、呼吸曲線に大量な高周波数成分が出る場合、その高周波数がノイズであることを推断できる。正常な人の呼吸の周波数が低い（1 Hz未満）。ノイズがあれば、接触不良である。

第五の方法は、織物とコントロールボックスの回路が図28通り、信号を電極に出力せず、電極電位をほぼフローティング（floating）にして、単一電極から採取した信号を採取する。この時、演算増幅器入力端子のインピーダンスはそれ自身の内部抵抗（Rin1、Rin2）である。入力端子を外界ノイズに伴ってフローティングさせる場合、「入力インピーダンス＞100 M Ohmsの運算増幅器」を使用する必要がある。この場合、電極と人体の接触が良い場合、人体は良い導体を形成し、50/60 Hzの電源との間に容量結合/誘導結合しやすい。この時、単一電極は、50/60 Hzの強い干渉源を得る。逆の場合、単一電極は、伝送ラインが長くないので、電源の50/60 Hzの干渉源と結合しにくく、「弱く、ホワイトノイズ（white noise）と類似する不規則な背景ノイズ」を得る。
第六の方法は、織物とプロセッサでの回路が図29通り、パルスを電極に出力し、充放電期間の電圧変化を記録する。電極と人体の接触が良い場合、人体と電極の間にキャパシタンスを形成する。接触が緊密である場合、キャパシタンス値が高く、充放電時間が長い。プロセッサはその電極を経由して充放電する。電流は、プロセッサと人体の間の浮遊容量を経由し、コントロールボックス内のプロセッサに戻る。逆の場合、電極と人体の接触が良くない場合、このキャパシタンス値が低く、充放電時間がほとんどない。プロセッサは、一回の充放電時間を測定し、または発振回路（例えばLM555）を使用し、連続で充放電し、発振周波数を測定する。第五実施例通り、電極と皮膚の接触不良の有無を判断できる。電極と人体の間のキャパシタンスを増加するために、選択的に「高い比誘電率の片状/帯状材質」を電極に追加できる。例えばナイロン（Nylon、 比誘電率が3.2）、無水ケイ酸（比誘電率が3.9）、PVC（PVC比誘電率が3）、チタン酸カルシウム銅（CCTO、比誘電率が約10000）など材料。上記方法は正弦波により実現されることもできる。

第七の方法は、プロセッサ内部の構造が図30通り、一つの電極自身が2本の伝送ラインを持って電極とプロセッサに接続し、マイクロコントローラが正弦波またはパルスを発信し、一つの伝送ラインを経由して電極に接続し、もう一つの伝送ラインを経由してマイクロコントローラに戻る。浮遊容量やインダクタンスに相当し、第五の方法をまねして分析するために、Rout1とRout2は、10M Ohms以上の抵抗とする。電極と人体の接触が良い場合、人体は良導体を形成し、50/60 Hzの電源との間にキャパシタンス/インダクタンス結合が発生しやすい。シミュレーション入力1とシミュレーション入力3は50/60 Hzの干渉を採取できる；逆の場合、50/60 Hzの干渉を採取しにくい。従って、電極と皮膚の接触不良の有無を判断できる。また、入力信号に正弦波やパルスがない場合、伝送ラインまたは電極が損傷し、開回路になるかもしれない。

第八の方法は、ドライ電極により皮膚表面の直流抵抗を測定することで、電極の接触状況を評価する。プロセッサの入力端子にアナログ・スイッチを追加する。図31通り、抵抗とツェナーダイオードまたは類似の参考電圧源により、電圧約1 Voltの直流電源を生成し、直流抵抗を測定する。低い電圧とするのは、電極端の分極と電気分解水反応を避けるためだ。直流電を使用する目的は、「直流電が皮膚最外部の角質層を通過できず、僅かな一部が汗線から体内に入り、大部分の直流電が皮膚表面の汗を介して、一つの電極からもう一つの電極へ流れる」ようにすることである。皮膚が乾燥である場合、生理電気信号を電極に伝導しにくく、電極と人体の接触が良くない。
本実施例では、実験により、左右腋の電極の直流抵抗＞ 5000K Ohmsの場合、皮膚が乾燥で、心電信号品質が良くない。上記方法は、マルチメーターによる抵抗測定と類似する。プロセッサは「電極の接触が良いかどうか」を測定できる。皮膚が非常に乾燥である場合、プロセッサは、ドライ電極から心電信号を採取することを中止し、容量結合電極から心電信号を採取し、または通信機器を通してユーザーに「衣類を追加し、保温する」を教えると、皮膚表面の汗を増加し、心電信号品質を向上することができる。表2通り。皮膚表面の直流抵抗を測定し、「電極が肌につけるか」を検出する。肌につけている場合、その値は安定である。逆の場合、電極接触が不安定である。抵抗値が大きい場合、一つの電極が人体の肌につけていない。

第九の方法は、電極付近に「織物をベースとするセンサー」を設置し、「電極が人体と密着するかどうか」及び「人体の当該部位が運動するか」を検出する。織物センサーについて、申請者の提出した米国特許7、750、790の記載した織物歪みゲージ、またはPCT/CN2008/001571の記載したクラック引張力センサー、またはPCT/CN2008/001570の記載した圧力センサー、またはその他の類似センサーを使用できる。一方、圧力と引張力センサー自身は、電極の一部とすることができる。図1（a）を通して説明する：左右腋下の電極接触が良いかどうかを検出するために、両極間の衣類に上記の織物センサーを設置できる。人がその衣類を着用し、緩さが適切である場合、衣類織物の弾性は引張力を生じる。この引張力は人体に圧力を与える。織物センサーはこの引張力や圧力を検出できる。逆の場合、緩すぎる場合、衣類が電極と皮膚をうまく接触させる圧力や引張力は足りない。一方、織物センサーの検出した引張力や圧力が一定値を維持し、大きく変わっていない場合、使用者は運動していない。この時、体動干渉がない；逆の場合、引張力や圧力が変わった場合、使用者が運動している。この時、体動干渉がある。

第十の方法は、両片の導電布の中に絶縁体を挟んで、キャパシタンス型圧力/引張力センサーを形成する。この絶縁体は、弾性体であり、または高誘電率材料を含んでいる。外部の圧力や引張力の作用で、キャパシタンス値も変わる。プロセッサは、第五実施例の第一の方法に記載される回路により、キャパシタンス値を測定できる。キャパシタンス型圧力/引張力センサーは、衣類と人体の間に設置できる。人の姿勢が変わる場合、そのキャパシタンス値も変わる。プロセッサは臨界値を設定できる。一定程度の圧力で、生理信号が受信される。例えば圧力が臨界値より大きい場合のみ、心電図検出を起動する。キャパシタンス値が大幅に変わった場合、体動干渉がある。一方、両片の導電布に、人体と近づく一片が抵抗（ドライ）式の心電図電極とし、他の一片が容量結合式心電図電極とすることができる。そのため、二つの導電布がキャパシタンスを形成し、スイッチとなる。導電布は電極とすることができるので、同時に接触不良を検出できる。
前述の第2実施例には、本発明で「ノイズにより身体活動を推定する方法」を開示した。同じように、本実施例は、電極インピーダンス検出により身体活動を推定できる。例えば、ある電極が腋下にある。接触不良時、腕が体に密着していない。

また、本実施例は、脳電図、筋電図、経皮電気神経刺激治療、電撃治療の電極に適用され、その電極の接触が良いかどうかをテストすることができる。

第十一の方法は、他の生理信号センサーにより、電極が肌につけるかどうかを判定する。体と接触する織物には、心電図電極以外、他の生理信号センサーを設置できる。例えば聴診器（体と完全に接触しなければならない。心肺音測定時、瞬時反応を待つ必要がない）、超音波プローブ、体温計（瞬時反応を約3分間待つ必要がある。体温値が突然変わる場合、センサーが肌につけていない）、酸素飽和度測定器（瞬時反応を約20秒待つ必要がある）、血圧計（血圧値が安定ではない場合、人が運動している）など。本実施例は、心電図電極をこれらのセンサーの隣りに設置できる。測定した心電図電極の接触が良い場合、これらのセンサーも良く接触し、良い信号を採取できることを確定できる。また、本実施例は、電極付近に他の生理センサーを設置し（例えば筋電図センサー、酸素飽和度測定器、体温計、心肺音センサー、または超音波血流計など）、他の生理センサーの信号やノイズを分析し、当該部位の体動干渉を推定することができる。例えば、筋電図センサーが大きな信号を採取する場合、その部位の筋肉活動が激しく、体動干渉がある；同じように、酸素飽和度測定器が「安定なパルスではなく、激しい振動のノイズ」しか採取していない場合、体動干渉がある。

逆の場合、これらのセンサーが良好な信号を感知した場合、心電図電極の接触が良いことを確定できる。

上記方法により、プロセッサは各電極のインピーダンスを測定し、最も低いインピーダンスの二つの電極を選定し、または他の方法で電極を選定し、心電信号を採取し、ベスト信号品質を得ることができる。

Z 上記十一種の方法には、「電極と人体の接触が良いかどうか」を判断する出力値。例えば、第一の方法には、キャパシタンス値によって変わるパルス周波数は、身体運動によって変わる。これらの出力値の振幅は、身体運動の程度を示す。運動が激しい場合、振幅が大きい。体が静止状態であり、または電極と人体の接触が良い場合、出力値が安定である。従って、これらの出力値の振幅により、身体運動の程度と状態を判断できる。

上記いずれかの方法で測定した「電極と人体の接触」が良い場合、長期かつ安定な心拍信号を採取できない。電極または伝送ラインに接触不良があるかもしれない。この時、第7実施例の記載方法により検査・補修できる。下記通り。

第7実施例. 伝送ラインまたは電極の導通不良の有無を判断する
本発明は、一般洗濯の揉みに耐えられる。揉み力が大きすぎる場合、伝送ラインや電極が損傷し、心電信号をコントロールボックスに伝送できなくなる。本実施例は二つの方法を提案した：

第一の方法では、プロセッサが伝送ラインの導通不良の有無を判断できる。図32通り。左右腋下のドライ電極を例とする。それぞれ一つの伝送ラインがプロセッサに接続する以外、もう一つの伝送ラインがこの二つの電極に接続する。この伝送ラインは一つのプッシュボタンスイッチ（push button switch）またはトグルスイッチ（toggle switch）と直列接続し、本発明の織物に設置される。プッシュボタンスイッチが圧力を受けていない時、導通しない。圧力を受ける時、導通する。使用者は伝送ラインや電極の「導通不良や損傷」の有無を検査する場合、このプッシュボタンを押す。伝送ラインが良好な通路である場合、信号出力は、ほぼゼロの水平直線を示す；伝送ラインまたは電極が損傷した場合、信号出力は、紛乱なノイズを示す。二つの状況では、信号出力は大きく違う。使用者の肉眼またはコントロールボックス内蔵プログラム、ノイズの振幅により、伝送ラインや電極の導通不良の有無を判断できる。

第二の方法は、織物に第一の方法と同じ。即ち、もう一つの伝送ラインはこの二つの電極に接続する。この伝送ラインは、プッシュボタンスイッチまたはトグルスイッチと直列接続する。違いは、プロセッサに図29や図30の構造であり、プロセッサが出力抵抗、電極と伝送ラインを経由し、パルスまたは正弦波を出力し、テスト用のキャリア波とする。次に、この二つの電極のもう一つの伝送ラインと直列接続のプッシュボタンスイッチやトグルスイッチ、及びもう一つの電極とその伝送ラインを接続する。このルートの電線や電極が損傷していない場合、キャリア波はコントロールボックスに戻る。それにより、伝送ラインが損傷したかどうかを判断できる。また、出力波と戻り波の振幅を比較する。大幅な違いがあれば、その導電性が良くない、システムに故障があり、補修すべきで、継続使用しなかった方がいい。同じように、我々は、同じ方法で、ある電極や電線の導通不良の有無を測定できる。即ち、測定対象の電極や電線の両端に伝送ラインを追加する。この伝送ラインはプッシュボタンスイッチやトグルスイッチと直列接続する。一方、出力波と戻り波のスペクトルの相違を比較する。即ち外界のノイズ干渉である。例えば、既知のキャリア波のスペクトル、及び周波数帯付近のSNR（S/N）。次に、戻り波のスペクトル周波数帯付近のS/Nを分析する。両者の差は、外界ノイズ干渉の量化指針である。伝送ラインと電極導通状況が良い場合、両者の差は極めて小さい。逆の場合、大きい。

一般的に、伝送ラインや電極の導通が「良好」から「劣化、完全損傷」まで変わるのは漸進的な過程である。その導電性は、一瞬になくなるではなく、徐々に低減する。従って、本発明は、各伝送ラインと電極のために、上記両方法で出力の量化指針（第一の方法のノイズ振幅、第二の方法のキャリア波と戻り波の周波数帯付近のS/Nの差）の閾値を設定できる。例えば、第一の方法の閾値は工場出荷値の50%である。電極や伝送ラインが損傷し、量化指針が閾値に達する場合、「補修し、良い品質を保有すること」をユーザーに教える。補修方法は、導通不良の電極や伝送ラインについて、その導体の接点に縫い線を追加し、導電性を強化し、または導電線や導電布を追加する。

上記内容は、本発明に対する制限ではなく、本発明の好ましい実施例である。本発明は好ましい実施例を上記通り開示したが、本発明の限定に用いられない。この専門を熟知する技術者は、本発明の技術方案範囲以内に、上記の開示した方法と技術内容を利用し、少し変更し、または同等変更の同等実施例に潤色する。ただし、本発明技術方案を脱離していない内容、本発明の技術実質により上記実施例に対する簡単な変更、同等変更と潤色は、本発明技術方案の範囲内に属する。

5 ：永久磁性物質 10：ボタン；
20：二層構造 40：電極
50：コントロールボックス 60：コネクタ
65：導電布 75：導体
80：伝送ライン 82：滑らかな材料
83：滑り止めストラップ 85：織物
90：弾性体 95：間隔

Claims (1)

1. 少なくとも心拍を検出する物品であって、
   織物を含み、
   前記織物は、少なくとも心電信号を取得する二つ以上の電極を有しており、
   少なくとも一つの前記電極は、前記織物から分離されるとともに、前記分離された電極と前記織物の間に空間が介在し、前記分離された電極が前記織物に対して相対的に移動可能となり前記織物上の固定位置に留まらないように、前記織物に接続されており、
   前記分離された電極と織物の少なくとも接触面が滑らかな面であるか、または前記分離された電極の底部がアーク形であり、前記分離された電極と前記織物の間の摩擦を減少させ、
   前記分離された電極は、接続ラインによって前記織物に接続されており、
   前記接続ラインは、ストリップ接続線（Ｓｔｒｉｐ ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｗｉｒｅ），ベルト接続線（ｂｅｌｔ ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｗｉｒｅ），吊るされたストリップ（ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｓｔｒｉｐ），フックアンドループ（Ｈｏｏｋ＆Ｌｏｏｐ）、ベルクロ（Ｖｅｌｃｒｏ），スナップファスナー及び導電性ベルトからなる群から選ばれ、
   前記電極は、当該電極の滑らかな材料によって前記織物上を滑るまたは転がる
   物品。

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