JP2020110217A - 生体用装着部材 - Google Patents

Abstract

【課題】装着時に不快感を感じることなく、電極間の短絡を防止すると共に表面筋電位の測定精度を向上させること。【解決手段】表面筋電位を測定するために生体に装着される生体用装着部材１は、表面筋電位を測定する一対の電極１０ａ及び電極１０ｂと、一対の電極１０ａ及び電極１０ｂの各々に接続して表面筋電位に応じた電気信号を外部に出力する導電性の配線部２０ａ及び配線部２０ｂと、一対の電極１０ａ及び電極１０ｂを保持する絶縁性の保持部材４０と、を備える電極部材１００と、生体に装着されると共に生体に対向する対向面に電極部材１００が設けられる柔軟性及び絶縁性を有する装着部材３０と、を有する。保持部材４０は、装着部材３０と一対の電極１０ａ及び電極１０ｂとの間に設けられ、少なくとも一対の電極１０ａ及び電極１０ｂから装着部材３０に対して防水性を有し、柔軟性を有すると共に装着部材３０よりも屈曲し難い。【選択図】図２

Description

本発明は、表面筋電位を測定するために生体に装着される生体用装着部材に関する。

近年、被験者の腕等に取り付けられて筋電信号等の生体情報を取得し、取得した生体情報を外部端末等に転送する生体用装着部材が知られている。かかる生体用装着部材により取得された生体情報は、筋力アップやダイエットを目的とした筋トレーニング、又はリハビリテーション等に用いられる。

従来の生体用装着部材には、一般に表面筋電位を計測するために腕等の生体に接触する使い捨て可能なジェル電極が設けられている。このようなジェル電極は、ジェルが肌等の生体に移行して不快感を招くと共に、一度しか使用できないという課題を有する。これに対して、近年、表面筋電位を計測するために腕等の生体に接触する導電性繊維又は導電性ペーストを使用した導電性電極を有する生体用装着部材が知られている。このような生体用装着部材には、装着時の不快感を解消することができると共に、複数回使用することができるといった利点がある。

特許文献１は、衣服に結合して、例えば、頭の左右両対向側、背中の左右両対向側、胸の心臓部位又は背の両対応側に貼り付けられる生体信号検知構造を開示している。特許文献１の生体信号検知構造は、電極片１１と、防水性底層２０と、吸水手段と、防水性上層４０とを含んだ組立構造である。具体的には、特許文献１の生体信号検知構造は、防水性底層２０の上面に電極片１１が設けられ、電極片１１と防水性底層２０との間に第１の受容室が形成され、第１の受容室内に吸水手段が位置決めされ、吸水手段の天井部が電極片１１に接し、吸水手段の底部が防水性底層２０に接触され、防水性底層２０の上面に防水性上層４０が重ねられている。

実用新案登録第３１７８２３０号公報

しかしながら、特許文献１においては、一対の電極片１１は胸の心臓部位等の互いに距離の離れている生体の部位に貼り付けられるものであり、一対の電極が近接して配置される場合における短絡防止及び測定精度の向上については更なる改良の余地がある。

本発明の目的は、装着時に不快感を感じることなく、電極間の短絡を防止することができると共に表面筋電位の測定精度を向上させることができる生体用装着部材を提供することである。

本発明に係る生体用装着部材は、表面筋電位を測定するために生体に装着される生体用装着部材であって、前記表面筋電位を測定する一対の電極と、前記一対の電極の各々に接続して前記表面筋電位に応じた電気信号を外部に出力する導電性の配線部と、前記一対の電極を保持する絶縁性の保持部材と、を備える電極部材と、生体に装着されると共に生体に対向する対向面に前記電極部材が設けられる柔軟性及び絶縁性を有する装着部材と、を有し、前記保持部材は、前記装着部材と前記一対の電極との間に設けられ、少なくとも前記一対の電極から前記装着部材に対して防水性を有し、柔軟性を有すると共に前記装着部材よりも屈曲し難い。

腕等の生体より伝わる汗等の水分が装着部材に達することを保持部材によって阻止することにより、この水分によって一対の電極の各々を保湿すると共に装着部材を介して一対の電極が短絡せず、装着部材が生体の動きに追従する場合であっても、装着部材よりも屈曲し難い保持部材の生体に対する追従が抑制されることにより、一対の電極間の距離の変化を抑制する。

本発明によれば、装着時に不快感を感じることなく、電極間の短絡を防止することができると共に表面筋電位の測定精度を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る生体用装着部材に設けられる電極部材の平面図である。 本発明の実施形態に係る生体用装着部材の分解側面図である。 本発明の実施形態に係る生体用装着部材の使用状態を示す図である。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態に係る生体用装着部材につき、詳細に説明する。

＜生体用装着部材の構成＞
本発明の実施形態に係る生体用装着部材１の構成につき、図１から図３を参照しながら、以下に詳細に説明する。

生体用装着部材１は、生体としての腕に装着されるものであり、電極１０ａと、電極１０ｂと、配線部２０ａと、配線部２０ｂと、装着部材３０と、保持部材４０と、保持部材４１と、保湿部材５０ａと、保湿部材５０ｂと、を有している。電極１０ａ、電極１０ｂ、配線部２０ａ、配線部２０ｂ、保持部材４０、保持部材４１、保湿部材５０ａ及び保湿部材５０ｂは、電極部材１００を構成している。

一対の電極１０ａ及び電極１０ｂは、一定の間隔を有して腕の表面に接触する。電極１０ａは、腕の接触する部分において測定する表面筋電位に応じた電気信号を配線部２０ａに出力する。電極１０ｂは、腕の接触する部分において計測する表面筋電位に応じた電気信号を配線部２０ｂに出力する。電極１０ａ及び電極１０ｂは、例えば導電糸を使用した布によって構成されている。ここで、表面筋電位に応じた電気信号は、生体の筋肉の動きによって生じる信号であり、筋活動量に伴い振幅が変化する。

配線部２０ａは、導電性を有する材料によって形成されており、電極１０ａと出力部１０１とを接続して、電極１０ａにより測定した表面筋電位に応じた電気信号を出力部１０１に出力する。配線部２０ａは、例えば導電糸を使用した布によって又は銀等の金属材を印刷して形成されている。なお、配線部２０ａは、電極１０ｂと電気的に接続しないように、電極１０ｂを通る部分が絶縁シート等の図示しない絶縁体で覆われている。

配線部２０ｂは、導電性を有する材料によって形成されており、電極１０ｂと出力部１０１とを接続して、電極１０ｂにより測定した表面筋電位に応じた電気信号を出力部１０１に出力する。配線部２０ｂは、例えば導電糸を使用した布によって又は銀等の金属材を印刷して形成されている。

装着部材３０は、筒状であり、柔軟性及び絶縁性を有する材料によって形成されている。装着部材３０は、電極部材１００が設けられると共に腕の表面に対向する対向面である裏面３２と、裏面３２の反対面であると共に外気に触れる表面３３と、を備えている。装着部材３０には、腕が挿通する挿通孔３１が形成されている。装着部材３０は、所謂サポータであり、例えばナイロン又はポリエステル系の生地により形成されている。

保持部材４０は、フィルム状のフィルム層であり、装着部材３０と一対の電極１０ａ及び電極１０ｂとの間に設けられている。保持部材４０は、一対の電極１０ａ及び電極１０ｂから装着部材３０に対して防水性を有する。保持部材４０は、柔軟性及び絶縁性を有する材料によって形成されていると共に、装着部材３０よりも屈曲強度が大きくて屈曲し難い材料によって形成されている。

保持部材４１は、フィルム状のフィルム層であり、保持部材４０に接続している。保持部材４１は、配線部２０ａ及び配線部２０ｂから装着部材３０に対して防水性を有する。保持部材４１は、柔軟性及び絶縁性を有する材料によって形成されていると共に、装着部材３０よりも屈曲強度が大きくて屈曲し難い材料によって形成されている。なお、保持部材４１は、図３に示す範囲に限らず、配線部２０ａ及び配線部２０ｂの任意の範囲において装着部材３０に対して防水性を有するように構成することができる。

保湿部材５０ａは、電極１０ａと保持部材４０との間に設けられている。保湿部材５０ａは、吸水性を有する素材によって形成されている。保湿部材５０ａは、例えばウレタンによって形成されている。

保湿部材５０ｂは、電極１０ｂと保持部材４０との間に設けられている。保湿部材５０ｂは、吸水性を有する素材によって形成されている。保湿部材５０ｂは、例えばウレタンによって形成されている。

電極部材１００は、一対の電極１０ａ及び電極１０ｂが挿通孔３１に対する腕の挿通方向に沿って配列されるように装着部材３０の裏面３２に設けられている。電極部材１００は、装着部材３０の周方向に沿って互いに間隔を有して装着部材３０の裏面３２に複数設けられている。

上記の構成を有する生体用装着部材１は、腕に装着された際に、一対の電極１０ａ及び電極１０ｂによって腕の表面筋電位を測定する。この際に、一対の電極１０ａ及び電極１０ｂは、電極１０ａと電極１０ｂとの間隔に応じた深度で表面筋電位を測定することができる。具体的には、一対の電極１０ａ及び電極１０ｂは、電極１０ａと電極１０ｂとの間隔が狭いほど、浅い深度で表面筋電位を測定する。一対の電極１０ａ及び電極１０ｂは、表面筋電位の測定値に応じた電気信号を、配線部２０ａ及び配線部２０ｂを介してコネクタ又は通信装置等の出力部１０１に出力する。そして、出力部１０１は、配線部２０ａ及び配線部２０ｂより入力される電気信号を、図示しない外部端末等に転送する。

＜生体用装着部材の動作＞
本発明の実施形態に係る生体用装着部材１の動作につき、図１から図３を参照しながら、以下に詳細に説明する。

腕に装着された装着部材３０は、腕の動きに追従する。この際に、保持部材４０は、装着部材３０に追従するものの、装着部材３０よりも屈曲し難いため、装着部材３０に多少追従する程度に留まる。これより、一対の電極１０ａ及び電極１０ｂの間隔は、表面筋電位の測定中に腕を動かした場合であっても、大きく変化しない。従って、一対の電極１０ａ及び電極１０ｂは、表面筋電位を測定する際の深度の変化を極力抑制することができるため、表面筋電位を精度良く測定することができる。一方、複数の電極部材１００は、装着部材３０の周方向において互いに間隔を有して装着部材３０に設けられるため、装着部材３０は腕周りの大きさの変化等に応じて周方向に容易に追従可能である。

また、腕から伝わる汗等の水分が装着部材３０に達することを保持部材４０によって阻止することにより、この水分によって保湿部材５０ａ及び保湿部材５０ｂを十分に保湿することができると共に装着部材３０を介して電極１０ａと電極１０ｂとが短絡することを防ぐことができる。

更に、腕から伝わる汗等の水分が装着部材３０に達することを保持部材４１によって阻止することにより、この水分によって装着部材３０を介して配線部２０ａと配線部２０ｂとが短絡することを防ぐことができる。

このように、本実施形態によれば、装着部材３０と一対の電極１０ａ及び電極１０ｂとの間に設けられ、少なくとも一対の電極１０ａ及び電極１０ｂから装着部材３０に対して防水性を有し、柔軟性を有すると共に装着部材３０よりも屈曲し難い保持部材４０を設けることにより、装着時に不快感を感じることなく、電極間の短絡を防止することができると共に表面筋電位の測定精度を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、一対の電極１０ａ及び電極１０ｂの各々と、保持部材４０と、の間に吸水性を有する保湿部材５０ａ及び保湿部材５０ｂを設けることにより、表面筋電位を測定する際のインピーダンスを低くすることができる。

本発明は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

具体的には、上記実施形態において、一対の電極５０ａ及び電極５０ｂを装着部材３０に対する腕の挿通方向に沿って配列したが、一対の電極を装着部材３０の周方向に沿って配列してもよい。

また、上記実施形態において、生体用装着部材１を腕に装着したが、腕以外の生体としての脚等に生体用装着部材を装着してもよい。

また、上記実施形態において、保持部材４０に対して電極部材１００を２つ設けたが、保持部材４０に対して電極部材１００を１つ又は３つ以上の必要に応じた数だけ設けることができる。

また、上記実施形態において、保湿部材５０ａ及び保湿部材５０ｂを設けたが、保湿部材５０ａ及び保湿部材５０ｂを設けなくてもよい。

また、上記実施形態において、一対の電極１０ａ及び電極１０ｂから装着部材３０に対して防水性を有する保持部材４０を設けたが、これに加えて、保持部材４０は装着部材３０から一対の電極１０ａ及び電極１０ｂに対して防水性を有していてもよい。

本発明は、表面筋電位を測定するために生体に装着される生体用装着部材に好適である。

１ 生体用装着部材
１０ａ 電極
１０ｂ 電極
２０ａ 配線部
２０ｂ 配線部
３０ 装着部材
３１ 挿通孔
４０ 保持部材
４１ 保持部材
５０ａ 保湿部材
５０ｂ 保湿部材
１００ 電極部材
１０１ 出力部

Claims (4)

1. 表面筋電位を測定するために生体に装着される生体用装着部材であって、
   前記表面筋電位を測定する一対の電極と、前記一対の電極の各々に接続して前記表面筋電位に応じた電気信号を外部に出力する導電性の配線部と、前記一対の電極を保持する絶縁性の保持部材と、を備える電極部材と、
   生体に装着されると共に生体に対向する対向面に前記電極部材が設けられる柔軟性及び絶縁性を有する装着部材と、
   を有し、
   前記保持部材は、
   前記装着部材と前記一対の電極との間に設けられ、少なくとも前記一対の電極から前記装着部材に対して防水性を有し、柔軟性を有すると共に前記装着部材よりも屈曲し難い、
   ことを特徴とする生体用装着部材。
2. 前記保持部材は、
   前記配線部と前記装着部材との間に設けられる、
   ことを特徴とする請求項１記載の生体用装着部材。
3. 前記装着部材は、
   生体が挿通され、
   前記一対の電極は、
   前記装着部材に対する生体の挿通方向に沿って配列される、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の生体用装着部材。
4. 前記電極部材は、
   前記一対の電極の各々と前記保持部材との間に吸水性の保湿部材を備える、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の生体用装着部材。

Images