JP2020065671A - 生体情報計測用布帛 - Google Patents

Abstract

【課題】伸縮性及び通気性に優れ、計測したい位置の生体情報を簡単に計測することができる生体情報計測用布帛を提供する。【解決手段】生体情報計測用布帛１は、導電性を有する芯部と、非導電性を有する鞘部からなる芯鞘型導電糸２を少なくとも一部に用いてなる布帛３と、布帛３の一方の面の少なくとも一部に生体情報を計測することができるセンシング部４と、布帛３の他方の面の少なくとも一部に該センシング部からの生体情報を伝達することができる計測器側との接続部５と、を備え、計測器側との接続部５と芯鞘型導電糸の導電性を有する芯部とが導電材料６により電気的接続されており、センシング部４と芯鞘型導電糸２の導電性を有する芯部とが導電材料６により電気的接続されていることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、生体情報を計測することができる生体情報計測用布帛に関する。

また、特許請求の範囲及び本明細書では、「芯鞘型導電糸」の語は、芯部が導電性を有しており、鞘部が非導電性を有している芯鞘型の導電糸を意味する。

近年、脳波、筋電図、心電図などの生体情報を計測するために、体の表面に装着する生体電極の開発が盛んに行われており、腕に装着するタイプや衣服として着用するタイプの生体電極が開発されている。

特許文献１には、使用者の生体情報を検出する生体情報検出部を備えるケース部と、前記ケース部を前記使用者に装着するバンド部と、前記ケース部または前記バンド部の前記使用者の体と接触する面に設けられた第１電極と、前記ケース部または前記バンド部に設けられ、前記使用者が指で撮める撮み部と、前記撮み部に設けられた第２電極と、前記第１電極と前記第２電極とを用いて、前記使用者の心電を検出する心電検出部と、を有することを特徴とする生体情報測定装置が開示されている。

特許文献２には、導電性を有する部位と非導電性の部位を交互に且つ一体に編・織成して成る電極用シーツが開示されている。

特開２０１６−２１４６４１号公報 特開２０００−２２１号公報

特許文献１では、腕時計型であるため、計測中にずれたりすることなく、生体情報を検出することができる。しかしながら、ケース部及びバンド部に通気性がないため、長時間生体情報を検出しようとすると、蒸れてきて、人が不快に感じる恐れがある。

特許文献２では、導電性繊維によって導電性部位を、非導電性繊維によって非導電性の部位を編・織成されているため、伸縮性及び通気性には優れている。しかしながら、導電性繊維がむき出しであるため、計測したい位置以外の生体情報を計測してしまう恐れがある。

本発明は、かかる技術的背景を鑑みてなされたものであって、伸縮性及び通気性に優れ、計測したい位置の生体情報を簡単に計測することができる生体情報計測用布帛を提供することが目的である。

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

[１] 導電性を有する芯部と、非導電性を有する鞘部からなる芯鞘型導電糸を少なくとも一部に用いてなる布帛と、
前記布帛の一方の面の少なくとも一部に生体情報を計測することができるセンシング部と、
前記布帛の他方の面の少なくとも一部に該センシング部からの生体情報を伝達することができる計測器側との接続部と、を備え、
前記計測器側との接続部と前記芯鞘型導電糸の導電性を有する芯部とが導電材料より電気的接続されており、
前記センシング部と前記芯鞘型導電糸の導電性を有する芯部とが前記導電材料により電気的接続されていることを特徴とする生体情報計測用布帛。

[２] 前記計測器側との接続部は前記芯鞘型導電糸の上側に配置され、前記センシング部は、前記計測器側との接続部が配置された前記芯鞘型導電糸の下側に配置される前項１に記載の生体情報計測用布帛。

[３] 前記導電性を有する芯部は導電糸であり、かつ、前記非導電性を有する鞘部は非導電性材料である前項１又は２に記載の生体情報計測用布帛。

[４] 前記導電材料は導電糸である前項１〜３のいずれか１項に記載の生体情報計測用布帛。

[５] 前記センシング部は前記導電糸を刺繍することにより形成された導電布からなる前項１〜４のいずれか１項に記載の生体情報計測用布帛。

[１]の発明では、導電性を有する芯部と、非導電性を有する鞘部からなる芯鞘型導電糸を少なくとも一部に用いてなる布帛と、布帛の一方の面の少なくとも一部に生体情報を計測することができるセンシング部と、布帛の他方の面の少なくとも一部にセンシング部からの生体情報を伝達することができる計測器側との接続部と、を備え、計測器側との接続部と芯鞘型導電糸の導電性を有する芯部とが導電材料より電気的接続されており、センシング部と芯鞘型導電糸の導電性を有する芯部とが導電材料により電気的接続されているから、センシング部で生体情報を計測することができ、センシング部から導電材料へ、導電材料から芯鞘型導電糸の導電性を有する芯部へ、芯鞘型導電糸の導電性を有する芯部から導電材料へ、導電材料から計測器側との接続部へ生体情報を伝達することができる。布帛であるから、伸縮性及び通気性に優れる。

[２]の発明では、計測器側との接続部は芯鞘型導電糸の上側に配置され、センシング部は計測器側との接続部が配置された芯鞘型導電糸の下側に配置されるから、計測器側との接続部と芯鞘型導電糸の導電性を有する芯部とが導電材料より電気的接続することができ、センシング部と芯鞘型導電糸の導電性を有する芯部とが導電材料により電気的接続することができ、電気的に導通することができる。

[３]の発明では、導電性を有する芯部は導電糸であり、かつ、非導電性を有する鞘部は非導電性材料であるから、生体情報を計測したい位置以外でのノイズが入らず、生体情報を計測したい位置でのみ生体情報を計測することができる

[４]の発明では、導電材料は導電糸であるから、金属などの電極を用いないため、伸縮性及び通気性に優れる。また、導電材料に導電糸を用いることで、計測器側との接続部と芯鞘型導電糸の導電性を有する芯部とを簡単に電気的に接続することができ、センシング部と芯鞘型導電糸の導電性を有する芯部とを簡単に電気的に接続することができ、導通させることができる。

[５]の発明では、センシング部は導電糸を刺繍することにより形成された導電布からなるから、伸縮性及び通気性を向上させることができると共に、生体情報を計測することができる。

本発明に係る生体情報計測用布帛の一実施形態を示す平面図である。 本発明に係る生体情報計測用布帛の一実施形態を示す底面図である。 図１におけるＡ−Ａ線の断面図である。 本発明に係る芯鞘型導電糸を示す斜視図である。

本発明に係る生体情報計測用布帛の一実施形態を図面に基づいて説明する。図３に示すように、生体情報計測用布帛１は、導電性を有する芯部７と、非導電性を有する鞘部８からなる芯鞘型導電糸２を少なくとも一部に用いてなる布帛３と、前記布帛３の一方の面の少なくとも一部に生体情報を計測することができるセンシング部４と、前記布帛３の他方の面の少なくとも一部に該センシング部からの生体情報を伝達することができる計測器側との接続部５と、を備え、前記計測器側との接続部５と前記芯鞘型導電糸２の導電性を有する芯部７とが導電材料６により電気的接続されており、前記センシング部４と前記芯鞘型導電糸２の導電性を有する芯部７とが前記導電材料６により電気的接続されていることを特徴とする。なお、生体情報とは、生体が発する種々の生理学的、解剖学的情報（たとえば心電、心音など）から、生体を調節するために入力する情報を含めて生体情報といい、具体的には、心拍、心電図、筋電図等を意味する。

前記生体情報計測用布帛１は、導電性を有する芯部７と非導電性を有する鞘部８からなる芯鞘型導電糸２を少なくとも一部に用いてなる布帛３と、前記布帛３の一方の面の少なくとも一部に生体情報を計測することができるセンシング部４と、前記布帛３の他方の面の少なくとも一部に該センシング部からの生体情報を伝達することができる計測器側との接続部５と、を備えている必要がある。生体情報を計測することができるセンシング部４と芯鞘型導電糸２とが離れていても問題なく、センシング部４と芯鞘型導電糸２の導電性を有する芯部７とを導電材料６により電気的に接続することができれば、布帛３の一方の面のどの位置でも構わない。生体情報を伝達することができる計測器側との接続部５と芯鞘型導電糸２とが離れていても問題なく、計測器側との接続部５と芯鞘型導電糸２の導電性を有する芯部７とを導電材料６により電気的に接続することができれば、布帛３の他方の面のどの位置でも構わない。図３では、前記計測器側との接続部５は、前記芯鞘型導電糸２の上側に備えており、前記センシング部４は、前記芯鞘型導電糸２の下側に備えており、前記計測器側との接続部５と前記センシング部４とが、同じ１本の芯鞘型導電糸２に配置されている状態を示している。布帛３の一方の面は布帛３の裏面側で、布帛３の他方の面は布帛３の表面側であることが好ましい。

図２に示すように、前記布帛３の少なくとも一部には、導電性を有する芯部７と、非導電性を有する鞘部８からなる芯鞘型導電糸２を用いる必要があり、前記布帛３の一方の面の少なくとも一部に生体情報を計測することができるセンシング部４を備えている必要がある。図２では、前記芯鞘型導電糸２の下側に生体情報を計測することができるセンシング部４を備えている状態を示している。前記芯鞘型導電糸２の下側に生体情報を計測することができるセンシング部４を備えていることで、前記計測器側との接続部５と前記芯鞘型導電糸２の導電性を有する芯部７とを導電材料６より電気的に接続しやすく、計測したい位置でのみ生体情報を計測することができる。なお、底面図は生体情報計測用布帛１を下から見た図を意味します。

前記布帛３に用いることができる糸としては、芯鞘型導電糸２の他に、非導電性繊維を用いても構わない。非導電性繊維としては、例えば、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維等が挙げられる。

前記導電性を有する芯部７と非導電性を有する鞘部８からなる芯鞘型導電糸２を少なくとも一部に用いてなる布帛３としては、経糸又は緯糸の少なくともどちらか一方に用いて織物を形成してもよいし、非導電性繊維を用いて布帛３を形成した後、前記導電性を有する芯部７と非導電性を有する鞘部８からなる芯鞘型導電糸２を刺繍しても構わない。前記導電性を有する芯部７と非導電性を有する鞘部８からなる芯鞘型導電糸２を用いることで、人の肌に触れる部分は非導電性を有する鞘部８になるため、安全性が優れると共に、測定したい位置以外の生体情報をあやまって計測してしまうこともない。なお、図１及び図２は、非導電性繊維で布帛３を製造してから、布帛３に芯鞘型導電糸２を刺繍している状態を示している。

図１に示すように、前記布帛３の少なくとも一部には、導電性を有する芯部７と、非導電性を有する鞘部８からなる芯鞘型導電糸２を用いる必要があり、前記布帛３の他方の面の少なくとも一部に該センシング部からの生体情報を伝達することができる計測器側との接続部５を備えている必要がある。図１では、前記芯鞘型導電糸２の上側に該センシング部からの生体情報を伝達することができる計測器側との接続部５を備えている状態を示している。前記芯鞘型導電糸２の上側に該センシング部で計測した生体情報を伝達することができる計測器側との接続部５を備えていることで、前記計測器側との接続部５と前記芯鞘型導電糸２の導電性を有する芯部７とを電気的に接続することができ、計測したい位置で測定した生体情報を伝達することができる。なお、平面図は生体情報計測用布帛１を上から見た図を意味します。

前記計測器側との接続部５は、前記芯鞘型導電糸２の上側に備えていることが好ましく、前記センシング部４は、前記芯鞘型導電糸２の下側に備えていることが好ましい。前記計測器側との接続部５と前記センシング部４とが、同じ１本の芯鞘型導電糸２に配置されていることが好ましい。

前記計測器側との接続部５は、布帛３の他方の面（表面側）に１か所でも良いし、複数個所でも良い。複数個所であれば、同時に複数の生体情報を伝達することもできる。

前記センシング部４は、布帛３の一方の面（裏面側）に１か所でも良いし、複数個所でも良い。複数個所であれば、同時に複数の生体情報を計測することもできる。前記センシング部４と前記計測器側との接続部５は布帛３の同じ位置であっても構わないし、布帛３の異なる位置であっても構わないが、前記計測器側との接続部５と前記センシング部４とが、同じ１本の芯鞘型導電糸２に配置されていることが好ましい。

前記計測器側との接続部５は、生体情報を伝達できるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、コネクター、スナップボタン等が挙げられる。

前記計測器側との接続部５につなぐ装置としては、心電計（心電を計測することができ、計測した値を心電図として表示できる装置）、心拍計（心拍を計測することができ、計測した値を心拍として表示できる装置）、筋電計（筋電を計測することができ、計測した値を筋電図として表示できる装置）等が挙げられ、生体情報を計測した情報を確認することができる。

前記布帛３としては、特に限定されるものではないが、例えば、織物、編物等が挙げられるが、織物であることが好ましい。

前記布帛３の組織としては、平織、綾織、朱子織等が挙げられる。

前記芯鞘型導電糸２は、図４に示すように、導電性を有する芯部７と、非導電性を有する鞘部８からなる芯鞘型導電糸２である必要がある。導電性を有する芯部７の外周面を、非導電性を有する鞘部８で被覆している芯鞘型導電糸２である。

前記導電性を有する芯部７としては、導電糸であることが好ましく、中でも、銀メッキ糸やステンレス線であることがより好ましい。

前記非導電性を有する鞘部８としては、芯部が見えないように被覆できる材料であれば、特に限定されるものではなく、非導電性を有する繊維であっても良いし、非導電性を有するビニール樹脂であっても良い。

前記導電糸を芯糸に用いて、導電糸からなる芯糸の外周面に前記非導電性材料を被覆する方法としては、特に限定するものではないが、組紐、カバーリング等が挙げられ、導電糸からなる芯糸の隙間が見えないように巻き付けることが好ましい。

前記組紐としては、丸打紐、角打紐、平打紐等が挙げられ、丸打紐であることがより好ましい。

前記組紐の太さとしては、５００デシテックス〜１００００デシテックスであることが好ましい。

前記導電糸からなる芯糸の外周面に巻き付ける組紐の本数としては、４打〜１６打であることが好ましく、中でも、８打〜１２打であることがより好ましい。

前記導電材料６は導電糸であることが好ましい。導電糸を用いると、金属などの電極を用いないため、伸縮性及び通気性を妨げることなく、伸縮性及び通気性に優れる。また、計測器側との接続部５と芯鞘型導電糸２の導電性を有する芯部７とを導電糸の刺繍により簡単に電気的接続することができ、センシング部４と芯鞘型導電糸２の導電性を有する芯部７とを導電糸の刺繍により電気的接続することができる。

前記センシング部４は導電糸を刺繍することにより形成された導電布からなるから、伸縮性及び通気性に優れると共に、生体情報を計測することができる。前記導電材料６に導電糸を用い、前記センシング部４は前記導電糸を刺繍して導電布を形成させて、導電糸とセンシング部４とを導電糸で一体化させて形成しても構わない。

前記導電材料６と前記芯鞘型導電糸２の導電性を有する芯部７とが接触するようにする必要がある。接触させるために用いる方法としては、コの字形の綴じ針のように導電材料６と前記芯鞘型導電糸２の導電性を有する芯部７と接触させても良いし、導電糸を刺繍して前記芯鞘型導電糸２の導電性を有する芯部７と前記導電糸とを接触させても良い。前記芯鞘型導電糸２の導電性を有する芯部７と前記導電糸とを接触させることで、前記芯鞘型導電糸２の導電性を有する芯部７と前記導電糸材料６とを導通させることができる。

前記導電糸を刺繍する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、針を用いて手で刺繍する、ミシンで刺繍する等が挙げられ、中でもミシンで刺繍することが好ましい。

前記導電糸の種類としては、導電性を有する繊維素材であればよく、例えば、銅、ステンレス、銀等の金属繊維や炭素繊維、導電性のない繊維に、銀、銅、ニッケル等の金属をメッキ等の手段によって繊維表面にコーティングし導電性機能の付与された糸等を挙げることができる。

前記導電糸の電気抵抗としては、１０^３Ω／ｃｍ〜１０^−４Ω／ｃｍであることが好ましい。

前記生体情報計測用布帛１を使用して生体情報を計測する方法としては、腕に巻き付けて使用したり、仰向けに寝ている人の体に置いて使用したり、生体情報計測用布帛１の裏面側に粘着剤を塗布して、人の体に貼り付けて使用しても構わない。

次に、本発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。

＜使用材料＞
導電糸・・・・銀メッキ糸（大阪電気工業株式会社製、ｏｄｅｘ、７０ｄ×３）
芯鞘型導電糸２・・・銀メッキ糸（大阪電気工業株式会社製、ｏｄｅｘ、７０ｄ×３）の外周面に非導電性繊維（ポリエステル糸１６７Ｔ４８）を用いて、丸打紐８打で巻き付けた芯鞘型導電糸。
非導電性繊維・・・ポリエステル（２００ｄ）
計測器側との接続部・・・スナップボタン

＜実施例１＞
非導電性繊維を用いて、平織でポリエステル布帛（幅２０ｃｍ、長さ３０ｃｍ）を得た。ポリエステル布帛の表面に、ポリエステル布帛の長さ方向と平行になるように芯鞘型導電糸を針で３本刺繍した。なお、芯鞘型導電糸と芯鞘型導電糸との間隔は４ｃｍであった。次に、芯鞘型導電糸を刺繍したポリエステル布帛の表面側の１本の芯鞘型導電糸の上側から、芯鞘型導電糸の芯部と導電糸とが接触するようにミシンで導電糸を刺繍し、センシング部を形成した。なお、刺繍したセンシング部の面積は４ｃｍ^２（２ｃｍ×２ｃｍ）であった。次に、センシング部を形成したポリエステル布帛の面を反対側にして、裏面側を表面に向けた。センシング部の裏面側に真ん中に穴の開いたスナップボタンを乗せて、芯鞘型導電糸の芯部と導電糸とが接触するように縫い合わせ、導電糸でスナップボタンを取り付けた。最後に、スナップボタンに市販の筋電計を取り付けて、筋電を計測できることを確認した。

本発明の実施例１の生体情報計測用布帛は繊維からなるため伸縮性及び通気性に優れ、計測したい位置の生体情報を簡単に計測することができた。

本発明に係る生体情報計測用布帛は、例えば、心拍、心電図、筋電図等の生体情報を計測することができる商材（シャツ、リストバンド等）に好適に使用することができる。

１・・・生体情報計測用布帛
２・・・芯鞘型導電糸
３・・・布帛
４・・・センシング部
５・・・計測器側との接続部
６・・・導電材料
７・・・導電性を有する芯部
８・・・非導電性を有する鞘部

Claims (5)

1. 導電性を有する芯部と、非導電性を有する鞘部からなる芯鞘型導電糸を少なくとも一部に用いてなる布帛と、
   前記布帛の一方の面の少なくとも一部に生体情報を計測することができるセンシング部と、
   前記布帛の他方の面の少なくとも一部に該センシング部からの生体情報を伝達することができる計測器側との接続部と、を備え、
   前記計測器側との接続部と前記芯鞘型導電糸の導電性を有する芯部とが導電材料より電気的接続されており、
   前記センシング部と前記芯鞘型導電糸の導電性を有する芯部とが前記導電材料により電気的接続されていることを特徴とする生体情報計測用布帛。
2. 前記計測器側との接続部は前記芯鞘型導電糸の上側に配置され、前記センシング部は、前記計測器側との接続部が配置された前記芯鞘型導電糸の下側に配置される請求項１に記載の生体情報計測用布帛。
3. 前記導電性を有する芯部は導電糸であり、かつ、前記非導電性を有する鞘部は非導電性材料である請求項１又は２に記載の生体情報計測用布帛。
4. 前記導電材料は導電糸である請求項１〜３のいずれか１項に記載の生体情報計測用布帛。
5. 前記センシング部は前記導電糸を刺繍することにより形成された導電布からなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の生体情報計測用布帛。