JP2020156872A - Sticking type biological sensor - Google Patents

Sticking type biological sensor Download PDF

Info

Publication number
JP2020156872A
JP2020156872A JP2019061098A JP2019061098A JP2020156872A JP 2020156872 A JP2020156872 A JP 2020156872A JP 2019061098 A JP2019061098 A JP 2019061098A JP 2019061098 A JP2019061098 A JP 2019061098A JP 2020156872 A JP2020156872 A JP 2020156872A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
base material
mpu
pressure
sensitive adhesive
material layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019061098A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7345264B2 (en
Inventor
良真 吉岡
Yoshimasa Yoshioka
良真 吉岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Priority to JP2019061098A priority Critical patent/JP7345264B2/en
Publication of JP2020156872A publication Critical patent/JP2020156872A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7345264B2 publication Critical patent/JP7345264B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

To provide a sticking type biological sensor that is suitable for a disposable type.SOLUTION: A sticking type biological sensor includes: a pressure-sensitive adhesion layer having a sticking surface to be stuck on an analyte; an electrode to be brought into contact with the analyte; a base material layer provided so as to be superposed on the opposite surface to the sticking surface of the pressure-sensitive adhesion layer; an electronic device that is provided on the base material layer, includes an integrated circuit and an information processor, and processes analogue data acquired through the electrode; and a circuit unit that is provided on the base material layer and connects the electrode to the electronic device. The integrated circuit includes: a first input terminal connected to the electrode; an A/D converter for converting analogue data input through the first input terminal to digital data; and an output terminal. The information processor includes a second input terminal connected to the output terminal. The integrated circuit includes a control unit for outputting the digital data from the output terminal to the information processor.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、貼付型生体センサに関する。 The present invention relates to a stick-on biosensor.

従来より、板状の第1ポリマー層と、板状の第2ポリマー層と、電極と、データ取得用モジュールとを備える生体適合性ポリマー基板を用いた生体センサがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there is a biosensor using a biocompatible polymer substrate including a plate-shaped first polymer layer, a plate-shaped second polymer layer, an electrode, and a data acquisition module (see, for example, Patent Document 1). ).

特開2012−010978号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-010978

ところで、生体センサを使い捨て型にするには、安価に製造する構成にできるかどうかが1つの課題になる。 By the way, in order to make the biosensor a disposable type, one issue is whether or not it can be manufactured at low cost.

そこで、使い捨て型に適した貼付型生体センサを提供することを目的とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a stick-on biosensor suitable for a disposable type.

本発明の実施の形態の貼付型生体センサは、被検体に貼り付けられる貼付面を有する感圧接着層と、前記被検体に接触するの電極と、前記感圧接着層の貼付面の反対面に重ねて設けられる基材層と、前記基材層上に設けられ、集積回路及び情報処理装置を有し、前記電極を介して取得するアナログデータを処理する電子装置と、前記基材層上に設けられ、前記電極及び前記電子装置を接続する回路部とを含み、前記集積回路は、前記電極に接続される第1入力端子と、前記第1入力端子を介して入力されるアナログデータをデジタルデータに変換するA/D変換器と、出力端子とを有し、前記情報処理装置は、前記出力端子に接続される第2入力端子を有し、前記集積回路の制御部は、前記デジタルデータを前記出力端子から前記情報処理装置に出力する。 The stick-on biosensor according to the embodiment of the present invention has a pressure-sensitive adhesive layer having a sticking surface to be stuck to a subject, an electrode in contact with the subject, and an opposite surface of the sticking surface of the pressure-sensitive adhesive layer. A base material layer provided on top of the base material layer, an electronic device provided on the base material layer, having an integrated circuit and an information processing device, and processing analog data acquired via the electrodes, and the base material layer. The integrated circuit includes a first input terminal connected to the electrode and analog data input via the first input terminal, including a circuit unit for connecting the electrode and the electronic device. The information processing apparatus has a second input terminal connected to the output terminal, and has an A / D converter for converting digital data and an output terminal, and a control unit of the integrated circuit has the digital. Data is output from the output terminal to the information processing apparatus.

使い捨て型に適した貼付型生体センサを提供することができる。 It is possible to provide a stick-on biosensor suitable for a disposable type.

実施の形態の貼付型生体センサ100を示す分解図である。It is an exploded view which shows the sticking type biological sensor 100 of embodiment. 図1のA−A矢視断面に対応する完成状態の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the completed state corresponding to the cross section of AA of FIG. 貼付型生体センサ100の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the sticking type biosensor 100. 図4は、電子装置150を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an electronic device 150. ASIC150Aの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of ASIC150A. MPU150Bの処理を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the processing of MPU150B. MPU150Bの処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of MPU150B.

以下、本発明の貼付型生体センサを適用した実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments to which the stick-on biosensor of the present invention is applied will be described.

<実施の形態>
図1は、実施の形態の貼付型生体センサ100を示す分解図である。図2は、図1のA−A矢視断面に対応する完成状態の断面を示す図である。貼付型生体センサ100は、主な構成要素として、感圧接着層110、基材層120、回路部130、基板135、プローブ140、固定テープ145、電子装置150、電池160、及びカバー170を含む。
<Embodiment>
FIG. 1 is an exploded view showing the stick-on biosensor 100 of the embodiment. FIG. 2 is a diagram showing a cross section in a completed state corresponding to the cross section taken along the line AA of FIG. The stick-on biosensor 100 includes a pressure-sensitive adhesive layer 110, a base material layer 120, a circuit unit 130, a substrate 135, a probe 140, a fixing tape 145, an electronic device 150, a battery 160, and a cover 170 as main components. ..

以下では、XYZ座標系を定義して説明する。また、以下では、説明の便宜上、Z軸負方向側を下側又は下、Z軸正方向側を上側又は上と称すが、普遍的な上下関係を表すものではない。 In the following, the XYZ coordinate system will be defined and described. In the following, for convenience of explanation, the negative side of the Z axis is referred to as the lower side or the lower side, and the positive side of the Z axis is referred to as the upper side or the upper side, but does not represent a universal hierarchical relationship.

本実施の形態では、一例として、被検体としての生体に接触させて生体情報の測定を行う貼付型生体センサ100について説明する。生体とは、人体及び人体以外の生物等をいい、これらの皮膚、頭皮又は額等に貼付される。貼付型生体センサ100は、一例として、貼付型生体センサ100の利用者が取得した生体信号の波形を表すデータを医療機関に渡して医師の診断の診断結果を取得し、取得した診断結果を利用者に提供する業者によって利用者に提供される。貼付型生体センサ100は、使い捨て型である。使い捨て型とは1度のみ利用し、再利用又は再生(一部の構成を新しいものに付け替えることで再利用すること)を行わないことをいう。以下、貼付型生体センサ100を構成する各部材について説明する。 In the present embodiment, as an example, a stick-on biosensor 100 that is brought into contact with a living body as a subject to measure biological information will be described. The living body means a human body and an organism other than the human body, and is attached to the skin, scalp, forehead, or the like. As an example, the stick-on biosensor 100 passes data representing the waveform of the biological signal acquired by the user of the stick-on biosensor 100 to a medical institution, acquires the diagnosis result of the doctor's diagnosis, and uses the acquired diagnosis result. It is provided to the user by the vendor who provides it to the user. The stick-on biosensor 100 is a disposable type. The disposable type means that it is used only once and is not reused or regenerated (reused by replacing a part of the configuration with a new one). Hereinafter, each member constituting the stick-on biosensor 100 will be described.

以下では、被検体としての生体に接触する電極をプローブ140と称し、接合部の一例として固定テープ145を用いて説明する。プローブ140としての電極が一対設けられているのは、シングルチャンネルでの生体情報の測定を行うためである。シングルチャンネルとは、一対の(2つの)電極から1つの生体情報を取得するという意味である。 In the following, an electrode that comes into contact with a living body as a subject will be referred to as a probe 140, and a fixing tape 145 will be used as an example of a joint portion. A pair of electrodes as the probe 140 is provided in order to measure biological information in a single channel. Single channel means to acquire one biometric information from a pair of (two) electrodes.

貼付型生体センサ100は、平面視で略楕円状の形状を有するシート状の部材である。貼付型生体センサ100は、生体の皮膚10に貼り付ける下面(−Z方向側の面)と反対の上面側は、カバー170によって覆われている。貼付型生体センサ100の下面は貼付面である。 The stick-on biosensor 100 is a sheet-like member having a substantially elliptical shape in a plan view. In the stick-on type biosensor 100, the upper surface side opposite to the lower surface (the surface on the −Z direction side) to be attached to the skin 10 of the living body is covered with the cover 170. The lower surface of the stick-on biosensor 100 is a stick-on surface.

回路部130と基板135は、基材層120の上面に実装されている。また、プローブ140は、感圧接着層110の下面112から表出するように感圧接着層110に埋め込まれる形で設けられている。下面112は、貼付型生体センサ100の貼付面である。 The circuit unit 130 and the substrate 135 are mounted on the upper surface of the substrate layer 120. Further, the probe 140 is provided so as to be embedded in the pressure-sensitive adhesive layer 110 so as to be exposed from the lower surface 112 of the pressure-sensitive adhesive layer 110. The lower surface 112 is a sticking surface of the sticking type biosensor 100.

感圧接着層110は、平板状の接着層である。感圧接着層110は、長手方向がX軸方向であり、短手方向はY軸方向である。感圧接着層110は、基材層120によって支持されており、基材層120の−Z方向側の下面121に貼り付けられている。 The pressure-sensitive adhesive layer 110 is a flat-plate adhesive layer. The pressure-sensitive adhesive layer 110 has a longitudinal direction in the X-axis direction and a lateral direction in the Y-axis direction. The pressure-sensitive adhesive layer 110 is supported by the base material layer 120, and is attached to the lower surface 121 of the base material layer 120 on the −Z direction side.

感圧接着層110は、図2に示すように、上面111と、下面112とを有する。上面111及び下面112は平坦面である。感圧接着層110は、貼付型生体センサ100が生体と接触する層である。下面112は、感圧接着性を有するため、生体の皮膚10に貼り付けることができる。下面112は貼付型生体センサ100の下面であり、皮膚10等の生体表面に貼り付けることができる。 As shown in FIG. 2, the pressure-sensitive adhesive layer 110 has an upper surface 111 and a lower surface 112. The upper surface 111 and the lower surface 112 are flat surfaces. The pressure-sensitive adhesive layer 110 is a layer in which the stick-on biosensor 100 comes into contact with the living body. Since the lower surface 112 has pressure-sensitive adhesiveness, it can be attached to the skin 10 of a living body. The lower surface 112 is the lower surface of the stickable biological sensor 100, and can be attached to the surface of the living body such as the skin 10.

また、感圧接着層110は、貫通孔113を有する。貫通孔113は、基材層120の貫通孔123と平面視でのサイズ及び位置が等しく、貫通孔123と連通している。 Further, the pressure-sensitive adhesive layer 110 has a through hole 113. The through hole 113 has the same size and position as the through hole 123 of the base material layer 120 in a plan view, and communicates with the through hole 123.

感圧接着層110の材料としては、感圧接着性を有する材料であれば特に限定されず、生体適合性を有する材料等が挙げられる。感圧接着層110の材料として、アクリル系感圧接着剤、シリコーン系感圧接着剤等が挙げられる。好ましくは、アクリル系感圧接着剤が挙げられる。 The material of the pressure-sensitive adhesive layer 110 is not particularly limited as long as it has pressure-sensitive adhesiveness, and examples thereof include materials having biocompatibility. Examples of the material of the pressure-sensitive adhesive layer 110 include an acrylic pressure-sensitive adhesive and a silicone-based pressure-sensitive adhesive. Acrylic pressure-sensitive adhesives are preferable.

アクリル系感圧接着剤は、アクリルポリマーを主成分として含有する。 The acrylic pressure-sensitive adhesive contains an acrylic polymer as a main component.

アクリルポリマーは、感圧接着成分である。アクリルポリマーとしては、アクリル酸イソノニル、アクリル酸メトキシエチル等の(メタ)アクリル酸エステルを主成分として含み、アクリル酸等の(メタ)アクリル酸エステルと共重合可能なモノマーを任意成分として含むモノマー成分を重合したポリマーを用いることができる。主成分のモノマー成分における含有量は、70質量%〜99質量%とし、任意成分のモノマー成分における含有量は、1質量%〜30質量%とする。アクリルポリマーとしては、例えば、特開2003−342541号公報に記載の(メタ)アクリル酸エステル系ポリマー等を用いることができる。 Acrylic polymer is a pressure sensitive adhesive component. The acrylic polymer contains a (meth) acrylic acid ester such as isononyl acrylate and methoxyethyl acrylate as a main component, and a monomer component copolymerizing with a (meth) acrylic acid ester such as acrylic acid as an optional component. A polymer obtained by polymerizing the above can be used. The content of the main component in the monomer component is 70% by mass to 99% by mass, and the content of the optional component in the monomer component is 1% by mass to 30% by mass. As the acrylic polymer, for example, the (meth) acrylic acid ester-based polymer described in JP-A-2003-342541 can be used.

アクリル系感圧接着剤は、好ましくは、カルボン酸エステルをさらに含有する。 The acrylic pressure-sensitive adhesive preferably further contains a carboxylic acid ester.

アクリル系感圧接着剤に含まれるカルボン酸エステルは、アクリルポリマーの感圧接着力を低減して、感圧接着層110の感圧接着力を調整する感圧接着力調整剤である。カルボン酸エステルは、アクリルポリマーと相溶可能なカルボン酸エステルである。 The carboxylic acid ester contained in the acrylic pressure-sensitive adhesive is a pressure-sensitive adhesive force adjusting agent that reduces the pressure-sensitive adhesive force of the acrylic polymer and adjusts the pressure-sensitive adhesive force of the pressure-sensitive adhesive layer 110. The carboxylic acid ester is a carboxylic acid ester compatible with an acrylic polymer.

具体的には、カルボン酸エステルは、一例としてトリ脂肪酸グリセリルである。 Specifically, the carboxylic acid ester is, for example, the trifatty acid glyceryl.

カルボン酸エステルの含有割合は、アクリルポリマー100質量部に対して、30質量部〜100質量部であることが好ましく、50質量部〜70質量部以下であることがより好ましい。 The content ratio of the carboxylic acid ester is preferably 30 parts by mass to 100 parts by mass, and more preferably 50 parts by mass to 70 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the acrylic polymer.

アクリル系感圧接着剤は、必要により、架橋剤を含有してもよい。架橋剤は、アクリルポリマーを架橋する架橋成分である。架橋剤としては、ポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、メラミン化合物、過酸化化合物、尿素化合物、金属アルコキシド化合物、金属キレート化合物、金属塩化合物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、アジリジン化合物、又はアミン化合物等が挙げられる。これらの架橋剤は、単独で使用してもよいし、併用してもよい。架橋剤としては、好ましくは、ポリイソシアネート化合物(多官能イソシアネート化合物)が挙げられる。 The acrylic pressure-sensitive adhesive may contain a cross-linking agent, if necessary. The cross-linking agent is a cross-linking component that cross-links the acrylic polymer. Examples of the cross-linking agent include polyisocyanate compounds, epoxy compounds, melamine compounds, peroxide compounds, urea compounds, metal alkoxide compounds, metal chelate compounds, metal salt compounds, carbodiimide compounds, oxazoline compounds, aziridine compounds, amine compounds and the like. .. These cross-linking agents may be used alone or in combination. The cross-linking agent is preferably a polyisocyanate compound (polyfunctional isocyanate compound).

架橋剤の含有量は、アクリルポリマー100質量部に対して、例えば、0.001質量部〜10質量部が好ましく、0.01質量部〜1質量部がより好ましい。 The content of the cross-linking agent is preferably, for example, 0.001 part by mass to 10 parts by mass, and more preferably 0.01 part by mass to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the acrylic polymer.

感圧接着層110は、優れた生体適合性を有することが好ましい。例えば、感圧接着層110を角質剥離試験した時に、角質剥離面積率は、0%〜50%であることが好ましく、1%〜15%であることがより好ましい。角質剥離面積率が0%〜50%の範囲内であれば、感圧接着層110を皮膚10(図2参照)に貼着しても、皮膚10(図2参照)の負荷を抑制できる。なお、角質剥離試験は、特開2004−83425号公報に記載の方法によって、測定される。 The pressure-sensitive adhesive layer 110 preferably has excellent biocompatibility. For example, when the pressure-sensitive adhesive layer 110 is subjected to a keratin peeling test, the keratin peeling area ratio is preferably 0% to 50%, more preferably 1% to 15%. When the keratin exfoliation area ratio is in the range of 0% to 50%, the load on the skin 10 (see FIG. 2) can be suppressed even if the pressure-sensitive adhesive layer 110 is attached to the skin 10 (see FIG. 2). The keratin exfoliation test is measured by the method described in JP-A-2004-83425.

感圧接着層110の透湿度は、300(g/m/day)以上であることが好ましく、600(g/m/day)以上であることがより好ましく、1000(g/m/day)以上であることがさらに好ましい。感圧接着層110の透湿度が300(g/m/day)以上であれば、感圧接着層110を生体の皮膚10(図2参照)に貼着しても、皮膚10(図2参照)の負荷を抑制できる。 The moisture permeability of the pressure-sensitive adhesive layer 110 is preferably 300 (g / m 2 / day) or more, more preferably 600 (g / m 2 / day) or more, and 1000 (g / m 2 / day) or more. Day) or more is more preferable. If the moisture permeability of the pressure-sensitive adhesive layer 110 is 300 (g / m 2 / day) or more, even if the pressure-sensitive adhesive layer 110 is attached to the skin 10 of a living body (see FIG. 2), the skin 10 (FIG. 2). The load of (see) can be suppressed.

感圧接着層110は、角質剥離試験の角質剥離面積率が50%以下であることと、透湿度が300(g/m/day)以上であることとの少なくともいずれかの要件を満たすことで、感圧接着層110は生体適合性を有する。感圧接着層110の材料は、上記要件の両方の要件を満たすことがより好ましい。これにより、感圧接着層110はより安定して高い生体適合性を有する。 The pressure-sensitive adhesive layer 110 satisfies at least one of the requirements that the keratin peeling area ratio in the keratin peeling test is 50% or less and the moisture permeability is 300 (g / m 2 / day) or more. The pressure-sensitive adhesive layer 110 is biocompatible. It is more preferable that the material of the pressure-sensitive adhesive layer 110 satisfies both of the above requirements. As a result, the pressure-sensitive adhesive layer 110 is more stable and has high biocompatibility.

感圧接着層110の上面111と下面112との間の厚さは、10μm〜300μmであることが好ましい。感圧接着層110の厚さが10μm〜300μmであれば、貼付型生体センサ100の薄型化、特に、貼付型生体センサ100における電子装置150及び電池160以外の領域の薄型化が図れる。 The thickness between the upper surface 111 and the lower surface 112 of the pressure-sensitive adhesive layer 110 is preferably 10 μm to 300 μm. When the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer 110 is 10 μm to 300 μm, the stick-on biosensor 100 can be made thinner, and in particular, the area other than the electronic device 150 and the battery 160 in the stick-on biosensor 100 can be made thinner.

基材層120は、感圧接着層110を支持する支持層であり、感圧接着層110は基材層120の下面121に接着されている。基材層120の上面側には回路部130と基板135が配置されている。 The base material layer 120 is a support layer that supports the pressure-sensitive adhesive layer 110, and the pressure-sensitive adhesive layer 110 is adhered to the lower surface 121 of the base material layer 120. The circuit unit 130 and the substrate 135 are arranged on the upper surface side of the base material layer 120.

基材層120は、絶縁体製の平板状(シート状)の部材である。基材層120の平面視における形状は、感圧接着層110の平面視における形状と同一であり、平面視において位置を合わせて重ねられている。 The base material layer 120 is a flat plate-shaped (sheet-shaped) member made of an insulator. The shape of the base material layer 120 in a plan view is the same as the shape of the pressure-sensitive adhesive layer 110 in a plan view, and they are aligned and overlapped in a plan view.

基材層120は、下面121と上面122とを有する。下面121及び上面122は、平坦面である。下面121は、感圧接着層110の上面111に接触(感圧接着)している。基材層120は、適度な伸縮性、可撓性及び靱性を有する可撓性樹脂製であればよく、例えば、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、及びポリエステル樹脂系等の熱可塑性樹脂で作製すればよい。基材層120の厚さは、1μm〜300μmであることが好ましく、5μm〜100μmであることがより好ましく、10μm〜50μmであることがさらに好ましい。 The base material layer 120 has a lower surface 121 and an upper surface 122. The lower surface 121 and the upper surface 122 are flat surfaces. The lower surface 121 is in contact with the upper surface 111 of the pressure-sensitive adhesive layer 110 (pressure-sensitive adhesion). The base material layer 120 may be made of a flexible resin having appropriate elasticity, flexibility and toughness. For example, a polyurethane resin, a silicone resin, an acrylic resin, a polystyrene resin, or a vinyl chloride resin. , And a thermoplastic resin such as a polyester resin. The thickness of the base material layer 120 is preferably 1 μm to 300 μm, more preferably 5 μm to 100 μm, and even more preferably 10 μm to 50 μm.

回路部130は、配線131、フレーム132、及び基板133を有する。回路部130は、詳しくは、フレーム132を介して電極と接続し、配線131を介して電子装置160と接続する。貼付型生体センサ100は、このような回路部130を2つ含む。配線131及びフレーム132は、基板133の上面に設けられており、一体的に形成されている。配線131は、フレーム132と電子装置150及び電池160とを接続する。 The circuit unit 130 has a wiring 131, a frame 132, and a substrate 133. More specifically, the circuit unit 130 is connected to the electrode via the frame 132, and is connected to the electronic device 160 via the wiring 131. The stick-on biosensor 100 includes two such circuit units 130. The wiring 131 and the frame 132 are provided on the upper surface of the substrate 133 and are integrally formed. The wiring 131 connects the frame 132 with the electronic device 150 and the battery 160.

配線131及びフレーム132は、銅、ニッケル、金、又はこれらの合金等で作製することができる。配線131及びフレーム132の厚さは、0.1μm〜100μmであることが好ましく、1μm〜50μmであることがより好ましく、5μm〜30μmであることがさらに好ましい。 The wiring 131 and the frame 132 can be made of copper, nickel, gold, an alloy thereof, or the like. The thickness of the wiring 131 and the frame 132 is preferably 0.1 μm to 100 μm, more preferably 1 μm to 50 μm, and even more preferably 5 μm to 30 μm.

2つの回路部130は、それぞれ、感圧接着層110及び基材層120の2つの貫通孔113及び123に対応して設けられている。配線131は、基板135の配線を介して、電子装置150と、電池160用の端子135Aとに接続されている。フレーム132は、基材層120の貫通孔123の開口よりも大きな矩形環状の導電部材である。 The two circuit units 130 are provided corresponding to the two through holes 113 and 123 of the pressure-sensitive adhesive layer 110 and the base material layer 120, respectively. The wiring 131 is connected to the electronic device 150 and the terminal 135A for the battery 160 via the wiring of the substrate 135. The frame 132 is a rectangular annular conductive member larger than the opening of the through hole 123 of the base material layer 120.

基板133は、平面視で配線131及びフレーム132と同様の形状を有する。基板133のうちフレーム132が設けられている部分は、基材層120の貫通孔123の開口よりも大きな矩形環状の形状を有する。フレーム132と、基板133のうちフレーム132が設けられている矩形環状の部分とは、基材層120の上面で貫通孔123を囲むように設けられている。基板133は、絶縁体製であればよく、例えばポリイミド製の基板又はフィルムを用いることができる。基材層120は、粘着性(タック性)を有するため、基板133は基材層120の上面に固定される。 The substrate 133 has the same shape as the wiring 131 and the frame 132 in a plan view. The portion of the substrate 133 where the frame 132 is provided has a rectangular annular shape larger than the opening of the through hole 123 of the substrate layer 120. The frame 132 and the rectangular annular portion of the substrate 133 on which the frame 132 is provided are provided so as to surround the through hole 123 on the upper surface of the base material layer 120. The substrate 133 may be made of an insulator, and for example, a polyimide substrate or a film can be used. Since the base material layer 120 has adhesiveness (tackiness), the substrate 133 is fixed to the upper surface of the base material layer 120.

基板135は、電子装置150及び電池160を実装する絶縁体製の基板であり、基材層120の上面122に設けられる。基板135は基材層のタック性(粘着性)によって固定される。基板135としては、一例としてポリイミド製の基板又はフィルムを用いることができる。基板135の上面には、配線と電池160用の端子135Aとが設けられている。基板135の配線は、電子装置150及び端子135Aに接続されるとともに、回路部130の配線131に接続される。 The substrate 135 is an insulator-made substrate on which the electronic device 150 and the battery 160 are mounted, and is provided on the upper surface 122 of the base material layer 120. The substrate 135 is fixed by the tackiness (adhesiveness) of the base material layer. As the substrate 135, a polyimide substrate or a film can be used as an example. Wiring and terminals 135A for the battery 160 are provided on the upper surface of the substrate 135. The wiring of the board 135 is connected to the electronic device 150 and the terminal 135A, and is also connected to the wiring 131 of the circuit unit 130.

プローブ140は、被検体に接触する電極である。具体的には、プローブ140は、感圧接着層110が皮膚10に貼付されたときに、皮膚10に接触して、生体信号を検出する電極である。生体信号は、例えば、心電波形、脳波、脈拍等を表す電気信号であり、より具体的な例としては、アナログ心電データを表す信号である。生体信号は、2つのプローブ140で検出される電位差を表す。 The probe 140 is an electrode that comes into contact with the subject. Specifically, the probe 140 is an electrode that comes into contact with the skin 10 and detects a biological signal when the pressure-sensitive adhesive layer 110 is attached to the skin 10. The biological signal is, for example, an electric signal representing an electrocardiographic waveform, an electroencephalogram, a pulse, or the like, and more specifically, a signal representing analog electrocardiographic data. The biological signal represents the potential difference detected by the two probes 140.

プローブ140として用いられる電極は、後述するように少なくとも導電性高分子およびバインダー樹脂を含む導電性組成物を用いて作製される。また、電極は、導電性組成物を用いて得られたシート状部材を金型等でパンチングすることによって作製され、プローブとして用いられる。 The electrode used as the probe 140 is manufactured by using a conductive composition containing at least a conductive polymer and a binder resin as described later. Further, the electrode is manufactured by punching a sheet-shaped member obtained by using the conductive composition with a mold or the like, and is used as a probe.

プローブ140は、平面視で矩形状で感圧接着層110及び基材層120の貫通孔113及び123よりも大きく、マトリクス状に配置される孔部140Aを有する。プローブ140のX方向及びY方向における端(四方の端の部分)では、プローブ140の梯子状の辺が突出していてもよい。プローブ140として用いる電極は、所定のパターン形状を有していてもよい。所定の電極パターン形状として、メッシュ状、ストライプ状、貼付面から電極が複数個所表出する形状等が挙げられる。 The probe 140 has a rectangular shape in a plan view, is larger than the through holes 113 and 123 of the pressure-sensitive adhesive layer 110 and the base material layer 120, and has holes 140A arranged in a matrix. At the ends (parts of the four ends) of the probe 140 in the X and Y directions, the ladder-shaped sides of the probe 140 may protrude. The electrode used as the probe 140 may have a predetermined pattern shape. Examples of the predetermined electrode pattern shape include a mesh shape, a stripe shape, and a shape in which a plurality of electrodes are exposed from the sticking surface.

固定テープ145は、本実施の形態の接合部の一例である。固定テープ145は、一例として矩形環状の銅テープである。固定テープ145は、下面に粘着剤が塗布されている。固定テープ145は、平面視で貫通孔113及び123の開口の外側で、プローブ140の四方を囲むようにフレーム132の上に設けられ、プローブ140をフレーム132に固定する。固定テープ145は、銅以外の金属テープであってもよい。 The fixing tape 145 is an example of the joint portion of the present embodiment. The fixing tape 145 is, for example, a rectangular annular copper tape. An adhesive is applied to the lower surface of the fixing tape 145. The fixing tape 145 is provided on the frame 132 so as to surround the four sides of the probe 140 outside the openings of the through holes 113 and 123 in a plan view, and fixes the probe 140 to the frame 132. The fixing tape 145 may be a metal tape other than copper.

固定テープ145は、銅テープ等の金属層を有するテープ以外にも、非導電性の樹脂基材と粘着剤で構成される樹脂テープ等の非導電性テープとしてもよい。金属テープ等の導電性テープは、回路部130のフレーム132にプローブ140を接合(固定)するとともに、電気的に接続することができるため、好ましい。 The fixing tape 145 may be a non-conductive tape such as a resin tape composed of a non-conductive resin base material and an adhesive, in addition to a tape having a metal layer such as a copper tape. A conductive tape such as a metal tape is preferable because the probe 140 can be bonded (fixed) to the frame 132 of the circuit unit 130 and electrically connected.

プローブ140は、四方の端の部分がフレーム132の上に配置された状態で、四方の端の部分の上に被せられる矩形環状の固定テープ145によってフレーム132に固定される。固定テープ145は、プローブ140の孔部140A等の隙間を通じてフレーム132に接着される。 The probe 140 is fixed to the frame 132 by a rectangular annular fixing tape 145 that covers the four end portions, with the four end portions arranged on the frame 132. The fixing tape 145 is adhered to the frame 132 through a gap such as a hole 140A of the probe 140.

このように固定テープ145でプローブ140の四方の端の部分をフレーム132に固定した状態で、固定テープ145及びプローブ140の上に感圧接着層110A及び基材層120Aを重ね、感圧接着層110A及び基材層120Aを下方向に押圧すると、プローブ140は貫通孔113及び123の内壁に沿って押し込まれ、感圧接着層110Aがプローブ140の孔部140Aの内部にまで押し込まれる。 With the four ends of the probe 140 fixed to the frame 132 with the fixing tape 145 in this way, the pressure-sensitive adhesive layer 110A and the base material layer 120A are laminated on the fixing tape 145 and the probe 140 to form a pressure-sensitive adhesive layer. When the 110A and the base material layer 120A are pressed downward, the probe 140 is pushed along the inner walls of the through holes 113 and 123, and the pressure-sensitive adhesive layer 110A is pushed into the hole 140A of the probe 140.

プローブ140は、四方の端の部分が固定テープ145によってフレーム132に固定された状態で、中央部が感圧接着層110の下面112と略面一になる位置まで押し下げられる。このため、プローブ140を生体の皮膚10(図2参照)に当てれば、感圧接着層110Aが皮膚10に接着され、プローブ140を皮膚10に密着させることができる。 The probe 140 is pushed down to a position where the central portion is substantially flush with the lower surface 112 of the pressure-sensitive adhesive layer 110 while the four end portions are fixed to the frame 132 by the fixing tape 145. Therefore, when the probe 140 is applied to the skin 10 of a living body (see FIG. 2), the pressure-sensitive adhesive layer 110A is adhered to the skin 10 and the probe 140 can be brought into close contact with the skin 10.

プローブ140の厚さは、感圧接着層110の厚さより薄いことが好ましい。プローブ140の厚さは、0.1μm〜100μmであることが好ましく、1μm〜50μmであることがより好ましい。 The thickness of the probe 140 is preferably thinner than the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer 110. The thickness of the probe 140 is preferably 0.1 μm to 100 μm, more preferably 1 μm to 50 μm.

また、感圧接着層110Aの平面視で中央部を囲む周囲の部分(矩形環状の部分)は、固定テープ145の上に位置する。図2では感圧接着層110Aの上面は略平坦であるが、中央部が周囲の部分よりも下方に凹んでいてもよい。基材層120Aは、感圧接着層110Aの略平坦な上面の上に重ねられる。 Further, the peripheral portion (rectangular annular portion) surrounding the central portion in the plan view of the pressure-sensitive adhesive layer 110A is located on the fixing tape 145. In FIG. 2, the upper surface of the pressure-sensitive adhesive layer 110A is substantially flat, but the central portion may be recessed below the peripheral portion. The base material layer 120A is superposed on a substantially flat upper surface of the pressure sensitive adhesive layer 110A.

このような感圧接着層110A及び基材層120Aは、それぞれ、感圧接着層110及び基材層120と同じ材質で作製されていてもよい。また、感圧接着層110Aは、感圧接着層110とは異なる材質で作製されていてもよい。また、基材層120Aは、基材層120とは異なる材質で作製されていてもよい。 Such the pressure-sensitive adhesive layer 110A and the base material layer 120A may be made of the same material as the pressure-sensitive adhesive layer 110 and the base material layer 120, respectively. Further, the pressure-sensitive adhesive layer 110A may be made of a material different from that of the pressure-sensitive adhesive layer 110. Further, the base material layer 120A may be made of a material different from that of the base material layer 120.

なお、図2では各部の厚さを誇張しているが、実際には、感圧接着層110及び110Aの厚さは10μm〜300μmであり、基材層120及び120Aの厚さは1μm〜300μmである。また、配線131の厚さは0.1μm〜100μmであり、基板133の厚さは数100μm程度であり、固定テープ145の厚さは10μm〜300μmである。 Although the thickness of each part is exaggerated in FIG. 2, in reality, the thickness of the pressure-sensitive adhesive layers 110 and 110A is 10 μm to 300 μm, and the thickness of the base material layers 120 and 120A is 1 μm to 300 μm. Is. The thickness of the wiring 131 is 0.1 μm to 100 μm, the thickness of the substrate 133 is about several hundred μm, and the thickness of the fixing tape 145 is 10 μm to 300 μm.

また、図2に示すようにプローブ140とフレーム132が直接接触して電気的な接続が確保されている場合には、固定テープ145は、導電性を有しない樹脂製等のテープであってもよい。 Further, as shown in FIG. 2, when the probe 140 and the frame 132 are in direct contact with each other to ensure an electrical connection, the fixing tape 145 may be a non-conductive resin tape or the like. Good.

また、図2では、固定テープ145は、プローブ140に加えてフレーム132及び基板133の側面を覆い、基材層120の上面にまで到達している。しかしながら、固定テープ145はプローブ140とフレーム132を接合できればよいため、基材層120の上面にまで到達していなくてもよく、基板133の側面を覆っていなくてもよく、フレーム132の側面を覆っていなくてもよい。 Further, in FIG. 2, the fixing tape 145 covers the side surfaces of the frame 132 and the substrate 133 in addition to the probe 140, and reaches the upper surface of the base material layer 120. However, since the fixing tape 145 only needs to be able to bond the probe 140 and the frame 132, the fixing tape 145 does not have to reach the upper surface of the base material layer 120, does not have to cover the side surface of the substrate 133, and covers the side surface of the frame 132. It does not have to be covered.

また、基板133と2つの基板135は一体化された1つの基板であってもよい。この場合は、1つの基板の表面に、配線131、2つのフレーム132、及び端子135Aが設けられ、電子装置150と電池160が実装される。 Further, the substrate 133 and the two substrates 135 may be one integrated substrate. In this case, wiring 131, two frames 132, and terminal 135A are provided on the surface of one substrate, and the electronic device 150 and the battery 160 are mounted.

プローブ140として用いられる電極は、次のような導電性組成物を熱硬化して成形し作製することが好ましい。導電性組成物は、導電性高分子と、バインダー樹脂と、架橋剤及び可塑剤のうちの少なくとも何れか一方とを含む。 The electrode used as the probe 140 is preferably manufactured by thermosetting the following conductive composition and molding it. The conductive composition contains a conductive polymer, a binder resin, and at least one of a cross-linking agent and a plasticizer.

導電性高分子としては、例えば、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリアニリン、又はポリフェニレンビニレン等を用いることができる。これらは、一種単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。これらの中でも、ポリチオフェン化合物を用いることが好ましい。生体との接触インピーダンスがより低く、高い導電性を有する点から、ポリ3、4−エチレンジオキシチオフェン(PEDOT)にポリスチレンスルホン酸(ポリ4−スチレンサルフォネート;PSS)をドープしたPEDOT/PSSを用いることがより好ましい。 As the conductive polymer, for example, polythiophene, polyacetylene, polypyrrole, polyaniline, polyphenylene vinylene and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use a polythiophene compound. PEDOT / PSS doped with polystyrene sulfonic acid (poly4-styrene sulfonate; PSS) to poly 3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT) because it has lower contact impedance with the living body and has high conductivity. Is more preferable to use.

導電性高分子の含有量は、導電性組成物100質量部に対して、0.20質量部〜20質量部であることが好ましい。前記含有量が上記範囲内であれば、導電性組成物に優れた導電性、強靱性及び柔軟性を付与できる。導電性高分子の含有量は、導電性組成物に対して、2.5質量部〜15質量部であることがより好ましく、3.0質量部〜12質量部であることがさらに好ましい。 The content of the conductive polymer is preferably 0.20 parts by mass to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composition. When the content is within the above range, excellent conductivity, toughness and flexibility can be imparted to the conductive composition. The content of the conductive polymer is more preferably 2.5 parts by mass to 15 parts by mass, and further preferably 3.0 parts by mass to 12 parts by mass with respect to the conductive composition.

バインダー樹脂としては、水溶性高分子又は水不溶性高分子等を用いることができる。バインダー樹脂としては、導電性組成物に含まれる他の成分との相溶性の観点から、水溶性高分子を用いることが好ましい。なお、水溶性高分子は、水には完全に溶けず、親水性を有する高分子(親水性高分子)を含む。 As the binder resin, a water-soluble polymer, a water-insoluble polymer, or the like can be used. As the binder resin, it is preferable to use a water-soluble polymer from the viewpoint of compatibility with other components contained in the conductive composition. The water-soluble polymer contains a polymer (hydrophilic polymer) that is completely insoluble in water and has hydrophilicity.

水溶性高分子としては、ヒドロキシル基含有高分子等を用いることができる。ヒドロキシル基含有高分子としては、アガロース等の糖類、ポリビニルアルコール(PVA)、変性ポリビニルアルコール、又はアクリル酸とアクリル酸ナトリウムとの共重合体等を用いることができる。これらは、一種単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。これらの中でも、ポリビニルアルコール、又は変性ポリビニルアルコールが好ましく、変性ポリビニルアルコールがより好ましい。 As the water-soluble polymer, a hydroxyl group-containing polymer or the like can be used. As the hydroxyl group-containing polymer, saccharides such as agarose, polyvinyl alcohol (PVA), modified polyvinyl alcohol, or a copolymer of acrylate and sodium acrylate can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, polyvinyl alcohol or modified polyvinyl alcohol is preferable, and modified polyvinyl alcohol is more preferable.

変性ポリビニルアルコールとしては、アセトアセチル基含有ポリビニルアルコール、ジアセトンアクリルアミド変性ポリビニルアルコール等が挙げられる。なお、ジアセトンアクリルアミド変性ポリビニルアルコールとしては、例えば、特開2016−166436号公報に記載されているジアセトンアクリルアミド変性ポリビニルアルコール系樹脂(DA化PVA系樹脂)を用いることができる。 Examples of the modified polyvinyl alcohol include acetacetyl group-containing polyvinyl alcohol and diacetone acrylamide modified polyvinyl alcohol. As the diacetone acrylamide-modified polyvinyl alcohol, for example, a diacetone acrylamide-modified polyvinyl alcohol-based resin (DA-modified PVA-based resin) described in JP-A-2016-166436 can be used.

バインダー樹脂の含有量は、導電性組成物100質量部に対して、5質量部〜140質量部であることが好ましい。前記含有量が上記範囲内であれば、導電性組成物に優れた導電性、強靱性及び柔軟性を付与できる。バインダー樹脂の含有量は、導電性組成物に対して、10質量部〜100質量部であることがより好ましく、20質量部〜70質量部であることがさらに好ましい。 The content of the binder resin is preferably 5 parts by mass to 140 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composition. When the content is within the above range, excellent conductivity, toughness and flexibility can be imparted to the conductive composition. The content of the binder resin is more preferably 10 parts by mass to 100 parts by mass, and further preferably 20 parts by mass to 70 parts by mass with respect to the conductive composition.

架橋剤及び可塑剤は、導電性組成物に強靱性及び柔軟性を付与する機能を有する。導電性組成物の成形体に柔軟性を付与することにより、伸縮性を有する電極が得られた。これにより、伸縮性を有するプローブ140を作製することができる。 The cross-linking agent and the plasticizer have a function of imparting toughness and flexibility to the conductive composition. By imparting flexibility to the molded product of the conductive composition, an electrode having elasticity was obtained. As a result, the probe 140 having elasticity can be produced.

なお、強靱性は、優れた強度及び伸度を両立する性質である。強靱性は、強度及び伸度のうち、一方が顕著に優れるが、他方が顕著に低い性質を含まず、強度及び伸度の両方のバランスに優れた性質を含む。 The toughness is a property that achieves both excellent strength and elongation. The toughness does not include the property that one of the strength and the elongation is remarkably excellent, but the other is remarkably low, and includes the property of having an excellent balance of both strength and elongation.

柔軟性は、導電性組成物の成形体(電極シート)を屈曲した後、屈曲部分に破断等の損傷の発生を抑制できる性質である。 Flexibility is a property that can suppress the occurrence of damage such as breakage in the bent portion after bending the molded body (electrode sheet) of the conductive composition.

架橋剤は、バインダー樹脂を架橋させる。架橋剤がバインダー樹脂に含まれることで、導電性組成物の強靱性を向上させることができる。架橋剤は、ヒドロキシル基との反応性を有することが好ましい。架橋剤がヒドロキシル基との反応性を有すれば、バインダー樹脂がヒドロキシル基含有ポリマーである場合、架橋剤はヒドロキシル基含有ポリマーのヒドロキシル基と反応できる。 The cross-linking agent cross-links the binder resin. By including the cross-linking agent in the binder resin, the toughness of the conductive composition can be improved. The cross-linking agent preferably has reactivity with a hydroxyl group. If the cross-linking agent has reactivity with a hydroxyl group, the cross-linking agent can react with the hydroxyl group of the hydroxyl group-containing polymer when the binder resin is a hydroxyl group-containing polymer.

架橋剤としては、ジルコニウム塩等のジルコニウム化合物;チタン塩等のチタン化合物;ホウ酸等のホウ化物;ブロックイソシアネート等のイソシアネート化合物;グリオキサール等のジアルデヒド等のアルデヒド化合物;アルコキシル基含有化合物、メチロール基含有化合物等が挙げられる。これらは、一種単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。中でも、反応性及び安全性の点から、ジルコニウム化合物、イソシアネート化合物又はアルデヒド化合物が好ましい。 Examples of the cross-linking agent include zirconium compounds such as zirconium salts; titanium compounds such as titanium salts; borides such as boric acid; isocyanate compounds such as blocked isocyanate; aldehyde compounds such as dialdehyde such as glyoxal; alkoxyl group-containing compounds and methylol groups. Examples include contained compounds. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, a zirconium compound, an isocyanate compound, or an aldehyde compound is preferable from the viewpoint of reactivity and safety.

架橋剤の含有量は、導電性組成物100質量部に対して、0.2質量部〜80質量部であることが好ましい。前記含有量が上記範囲内であれば、導電性組成物に優れた強靱性及び柔軟性を付与できる。架橋剤の含有量は、1質量部〜40質量部であることがより好ましく、3.0質量部〜20質量部であることがより好ましい。 The content of the cross-linking agent is preferably 0.2 parts by mass to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composition. When the content is within the above range, excellent toughness and flexibility can be imparted to the conductive composition. The content of the cross-linking agent is more preferably 1 part by mass to 40 parts by mass, and more preferably 3.0 parts by mass to 20 parts by mass.

可塑剤は、導電性組成物の引張伸度及び柔軟性を向上させる。可塑剤としては、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ソルビトール、これらの重合体等のポリオール化合物N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアルデヒド(DMF)、N−N'−ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド(DMSO)等の非プロトン性化合物等が挙げられる。これらは、一種単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。これらの中でも、他の成分との相溶性の観点から、グリセリンが好ましい。 The plasticizer improves the tensile elongation and flexibility of the conductive composition. Examples of the plasticizer include glycerin, ethylene glycol, propylene glycol, sorbitol, and polyol compounds such as N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), NN'-dimethylacetamide (DMAc), and dimethyl sulfoxide. Examples thereof include aprotic compounds such as (DMSO). These may be used alone or in combination of two or more. Among these, glycerin is preferable from the viewpoint of compatibility with other components.

可塑剤の含有量は、導電性組成物100質量部に対して、0.2質量部〜150質量部が好ましい。前記含有量が上記範囲内であれば、導電性組成物に優れた強靱性及び柔軟性を付与できる。可塑剤の含有量は、導電性高分子100質量部に対して、1.0質量部〜90質量部であることがより好ましく、10質量部〜70質量部であることがさらに好ましい。 The content of the plasticizer is preferably 0.2 parts by mass to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composition. When the content is within the above range, excellent toughness and flexibility can be imparted to the conductive composition. The content of the plasticizer is more preferably 1.0 part by mass to 90 parts by mass, and further preferably 10 parts by mass to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive polymer.

架橋剤及び可塑剤は、これらのうちの少なくとも一方が導電性組成物に含まれていればよい。架橋剤及び可塑剤の少なくとも一方が導電性組成物に含まれることで、導電性組成物の成形体は、強靱性及び柔軟性を向上させることができる。 At least one of the cross-linking agent and the plasticizer may be contained in the conductive composition. By including at least one of the cross-linking agent and the plasticizer in the conductive composition, the molded product of the conductive composition can improve toughness and flexibility.

導電性組成物に架橋剤は含まれるが可塑剤は含まない場合、導電性組成物の成形体は、強靱性、すなわち、引張強度及び引張伸度の両方をより向上させることができると共に、柔軟性を向上させることができる。 When the conductive composition contains a cross-linking agent but no plasticizer, the molded product of the conductive composition can further improve toughness, that is, both tensile strength and tensile elongation, and is flexible. It is possible to improve the sex.

導電性組成物に可塑剤は含まれるが架橋剤は含まれない場合、導電性組成物の成形体の引張伸度を向上させることができるため、全体として導電性組成物の成形体は強靱性を向上させることができる。また、導電性組成物の成形体の柔軟性を向上させることができる。 When the conductive composition contains a plasticizer but does not contain a cross-linking agent, the tensile elongation of the molded product of the conductive composition can be improved, so that the molded product of the conductive composition is tough as a whole. Can be improved. In addition, the flexibility of the molded product of the conductive composition can be improved.

架橋剤及び可塑剤の両方が導電性組成物に含まれていることが好ましい。架橋剤及び可塑剤の両方が導電性組成物に含まれることで、導電性組成物の成形体にはより一層優れた強靱性が付与される。 It is preferable that both the cross-linking agent and the plasticizer are contained in the conductive composition. By including both the cross-linking agent and the plasticizer in the conductive composition, the molded product of the conductive composition is imparted with even better toughness.

導電性組成物は、上記成分の他に、必要に応じて、界面活性剤、軟化剤、安定剤、レベリング剤、酸化防止剤、加水分解防止剤、膨張剤、増粘剤、着色剤、又は充てん剤等の公知の各種添加剤を適宜任意の割合で含むことができる。界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤等が挙げられる。 In addition to the above components, the conductive composition may contain a surfactant, a softener, a stabilizer, a leveling agent, an antioxidant, an antioxidant, a leavening agent, a thickener, a colorant, or, if necessary. Various known additives such as a filler can be appropriately contained in an arbitrary ratio. Examples of the surfactant include silicone-based surfactants.

導電性組成物は、上記した各成分を上記割合で混合することにより調製される。 The conductive composition is prepared by mixing the above-mentioned components in the above-mentioned ratios.

導電性組成物は、必要に応じて、溶媒を適宜任意の割合で含むことができる。これにより、導電性組成物の水溶液(導電性組成物水溶液)が調製される。 The conductive composition can appropriately contain a solvent in an arbitrary ratio, if necessary. As a result, an aqueous solution of the conductive composition (an aqueous solution of the conductive composition) is prepared.

溶媒としては、有機溶媒、又は水系溶媒を用いることができる。有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)等のケトン類;酢酸エチル等のエステル類;プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類;N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類が挙げられる。水系溶媒としては、例えば、水;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール用のアルコール等が挙げられる。これらの中でも、水系溶媒を用いることが好ましい。 As the solvent, an organic solvent or an aqueous solvent can be used. Examples of the organic solvent include ketones such as acetone and methyl ethyl ketone (MEK); esters such as ethyl acetate; ethers such as propylene glycol monomethyl ether; and amides such as N, N-dimethylformamide. Examples of the aqueous solvent include water; methanol, ethanol, propanol, alcohol for isopropanol, and the like. Among these, it is preferable to use an aqueous solvent.

導電性高分子、バインダー樹脂、及び架橋剤の何れか一つ以上は、溶媒に溶解した水溶液として用いてもよい。この場合、溶媒としては、上記の水系溶媒が好ましい。 Any one or more of the conductive polymer, the binder resin, and the cross-linking agent may be used as an aqueous solution dissolved in a solvent. In this case, the above-mentioned aqueous solvent is preferable as the solvent.

電子装置150は、基材層120の上面122に設置されており、配線131と電気的に接続されている。電子装置150は、プローブ140として用いられる電極を介して取得する生体信号を処理する。電子装置150は、断面視において矩形状である。電子装置150の下面(−Z方向)には、端子が設けられる。電子装置150の端子の材料としては、はんだ、導電性ペースト等が挙げられる。 The electronic device 150 is installed on the upper surface 122 of the base material layer 120 and is electrically connected to the wiring 131. The electronic device 150 processes a biological signal acquired via an electrode used as a probe 140. The electronic device 150 has a rectangular shape in a cross-sectional view. Terminals are provided on the lower surface (-Z direction) of the electronic device 150. Examples of the material for the terminals of the electronic device 150 include solder, conductive paste, and the like.

電子装置150は、図1に示すように、一例としてASIC(application specific integrated circuit、特定用途向け集積回路)150A、MPU(Micro Processing Unit)150B、メモリ150C、及び無線通信部150TRを含み、回路部130を介してプローブ140及び電池160に接続されている。 As shown in FIG. 1, the electronic device 150 includes an ASIC (application specific integrated circuit) 150A, an MPU (Micro Processing Unit) 150B, a memory 150C, and a wireless communication unit 150TR as an example, and includes a circuit unit. It is connected to the probe 140 and the battery 160 via 130.

ASIC150AはA/D(Analog to digital)変換器を含む。電子装置150は、電池160から供給される電力によって駆動され、プローブ140によって測定されるアナログ生体信号を取得する。以下、生体信号の例として心電データを取り上げて説明する。電子装置150は、アナログ生体信号にフィルタ処理やデジタル変換等の処理を行い、複数回にわたって取得されたアナログ生体信号をデジタル変換したデジタル生体信号の加算平均値をMPU150Bが求めてメモリ150Cに格納する。電子装置150は、一例として24時間以上にわたって連続的にアナログ生体信号を取得することができる。電子装置150は、長時間にわたって生体信号(例えば、アナログ心電データ)を測定する場合があるため、消費電力を低減するための工夫が施されている。また、電子装置150は、ASIC150Aにアナログ生体信号のデジタル変換処理を行わせる構成を採用することによって製造コストが低減されており、使い捨て型の貼付型生体センサ100の実現に貢献している。 The ASIC 150A includes an A / D (Analog to digital) converter. The electronic device 150 is driven by the power supplied by the battery 160 and acquires an analog biological signal measured by the probe 140. Hereinafter, electrocardiographic data will be taken up and described as an example of biological signals. The electronic device 150 performs processing such as filtering and digital conversion on the analog biological signal, and the MPU 150B obtains the summed average value of the digital biological signal obtained by digitally converting the analog biological signal acquired a plurality of times and stores it in the memory 150C. .. As an example, the electronic device 150 can continuously acquire an analog biological signal for 24 hours or more. Since the electronic device 150 may measure a biological signal (for example, analog electrocardiographic data) for a long period of time, it is devised to reduce power consumption. Further, the manufacturing cost of the electronic device 150 is reduced by adopting a configuration in which the ASIC 150A performs digital conversion processing of an analog biological signal, which contributes to the realization of a disposable stickable biological sensor 100.

無線通信部150TRは、評価試験においてメモリ150Cに格納されたデジタル生体信号を評価試験の試験装置が無線通信で読み出す際に用いられるトランシーバであり、一例として2.4GHzで通信を行う。評価試験は、一例としてJIS 60601-2-47の規格の試験である。評価試験は、医療機器として生体信号を検出する生体センサの完成後に行われる動作確認を行う試験である。評価試験は、生体センサに入力される生体信号に対する、生体センサから取り出される生体信号の減衰率が5%未満であることを要求している。この評価試験は、すべての完成品に対して行うものである。 The wireless communication unit 150TR is a transceiver used when the test device of the evaluation test reads out the digital biological signal stored in the memory 150C in the evaluation test by wireless communication, and communicates at 2.4 GHz as an example. The evaluation test is, for example, a JIS 60601-2-47 standard test. The evaluation test is a test for confirming the operation performed after the completion of the biological sensor that detects a biological signal as a medical device. The evaluation test requires that the attenuation rate of the biological signal extracted from the biological sensor is less than 5% with respect to the biological signal input to the biological sensor. This evaluation test is performed on all finished products.

また、評価試験の開始コマンドや24H測定の開始コマンド等は、例えば、貼付型生体センサ100の専用のアプリケーションプログラムをインストールしたスマートフォンや、PC(Personal Computer)のウェブブラウザ上の機能を通じて、無線通信部150TR経由でMPU150Bに入力される。 In addition, the start command of the evaluation test, the start command of the 24H measurement, etc. can be sent to the wireless communication unit through, for example, a smartphone on which a dedicated application program of the stickable biosensor 100 is installed or a function on a web browser of a PC (Personal Computer). It is input to MPU150B via 150TR.

なお、ここでは電子装置150が無線通信部150TRを含む形態について説明するが、無線通信部150TRの代わりに、試験装置のケーブルを接続するコネクタを含み、コネクタを介して生体信号を読み出してもよい。 Although the form in which the electronic device 150 includes the wireless communication unit 150TR will be described here, instead of the wireless communication unit 150TR, a connector for connecting the cable of the test device may be included, and the biological signal may be read out via the connector. ..

電池160は、図2に示すように、基材層120の上面122に設けられている。電池160としては、鉛蓄電池又はリチウムイオン二次電池等を用いることができる。電池160は、ボタン電池型であってもよい。電池160は、バッテリの一例である。電池160は、その下面に設けられる端子(図示せず)を有する。電池160の端子は、回路部130を介してプローブ140と電子装置150に接続される。電池160の容量は、一例として電子装置150が24時間以上にわたって生体信号(例えば、アナログ心電データ)の測定を行えるように設定されている。 As shown in FIG. 2, the battery 160 is provided on the upper surface 122 of the base material layer 120. As the battery 160, a lead storage battery, a lithium ion secondary battery, or the like can be used. The battery 160 may be a button battery type. The battery 160 is an example of a battery. The battery 160 has terminals (not shown) provided on its lower surface. The terminals of the battery 160 are connected to the probe 140 and the electronic device 150 via the circuit unit 130. The capacity of the battery 160 is set so that, for example, the electronic device 150 can measure a biological signal (for example, analog electrocardiographic data) for 24 hours or more.

カバー170は、基材層120、回路部130、基板135、プローブ140、固定テープ145、電子装置150、及び電池160の上を覆っている。カバー170は、基部170Aと、基部170Aの中央から+Z方向に突出した突出部170Bとを有する。基部170Aは、カバー170の平面視で周囲に位置する部分であり、突出部170Bよりも低い部分である。突出部170Bの下側には凹部170Cが設けられている。カバー170は、基部170Aの下面が基材層120の上面122に接着される。凹部170C内には、基板135、電子装置150、電池160が収納される。カバー170は、電子装置150及び電池160等を凹部170Cに収納した状態で、基材層120の上面122に接着されている。 The cover 170 covers the base material layer 120, the circuit unit 130, the substrate 135, the probe 140, the fixing tape 145, the electronic device 150, and the battery 160. The cover 170 has a base 170A and a protrusion 170B protruding from the center of the base 170A in the + Z direction. The base portion 170A is a portion located around the cover 170 in a plan view, and is a portion lower than the protruding portion 170B. A recess 170C is provided on the lower side of the protrusion 170B. In the cover 170, the lower surface of the base 170A is adhered to the upper surface 122 of the base material layer 120. The substrate 135, the electronic device 150, and the battery 160 are housed in the recess 170C. The cover 170 is adhered to the upper surface 122 of the base material layer 120 with the electronic device 150, the battery 160, and the like housed in the recess 170C.

カバー170は、基材層120上の回路部130、電子装置150、及び電池160を保護するカバーとしての役割の他に、貼付型生体センサ100に上面側から加えられる衝撃から内部の構成要素を保護する衝撃吸収層としての役割を有する。カバー170としては、例えば、シリコーンゴム、軟質樹脂、ウレタン等を用いることができる。 The cover 170 not only serves as a cover for protecting the circuit unit 130, the electronic device 150, and the battery 160 on the base material layer 120, but also provides internal components from the impact applied to the stickable biosensor 100 from the upper surface side. It has a role as a protective shock absorbing layer. As the cover 170, for example, silicone rubber, soft resin, urethane or the like can be used.

図3は、貼付型生体センサ100の回路構成を示す図である。各プローブ140は、配線131及び基板135の配線135Bを介して電子装置150及び電池160に接続されている。2つのプローブ140は、電子装置150及び電池160に対して並列に接続されている。 FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of the stick-on biosensor 100. Each probe 140 is connected to the electronic device 150 and the battery 160 via the wiring 131 and the wiring 135B of the substrate 135. The two probes 140 are connected in parallel to the electronic device 150 and the battery 160.

次に、電子装置150の詳細について図4を用いて説明する。図4は、電子装置150を示す図である。 Next, the details of the electronic device 150 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing an electronic device 150.

電子装置150は、ASIC(application specific integrated circuit、特定用途向け集積回路)150A、MPU(Micro Processing Unit)150B、メモリ150C、バス150D、150E、水晶振動子60、70、RCオシレータ80、スイッチ90を有する。バス150D、150Eは、一例として、SPI(Serial Peripheral Interface)バスである。 The electronic device 150 includes an ASIC (application specific integrated circuit) 150A, an MPU (Micro Processing Unit) 150B, a memory 150C, a bus 150D, 150E, a crystal oscillator 60, 70, an RC oscillator 80, and a switch 90. Have. The buses 150D and 150E are, for example, SPI (Serial Peripheral Interface) buses.

ASIC150Aは、電子装置150の外部では配線131を介してプローブ140に接続されており、電子装置150の内部ではバス150Dを介してMPU150Bに接続されている。また、ASIC150Aには水晶振動子60が接続されている。 The ASIC 150A is connected to the probe 140 via the wiring 131 outside the electronic device 150, and is connected to the MPU 150B via the bus 150D inside the electronic device 150. Further, a crystal oscillator 60 is connected to the ASIC 150A.

ASIC150Aは、ADC(Analog to Digital Converter、AD変換器)151A、端子152A、及び一対の端子153Aを有する。ASIC150AのADC151A、端子152A、及び一対の端子153A以外の構成要素については、図5を用いて後述する。 The ASIC 150A has an ADC (Analog to Digital Converter, AD converter) 151A, terminals 152A, and a pair of terminals 153A. Components other than the ADC 151A, terminals 152A, and pair of terminals 153A of the ASIC 150A will be described later with reference to FIG.

ASIC150Aは、SPIインターフェイスに対応した端子を有する。ASIC150Aはスレーブデバイスであり、マスタデバイスであるMPU150Bからのコマンドに応じて動作し、動作結果を表す信号をMPU150Bに送信する。ASIC150Aは、MPU150Bから受信するコマンドに応じて動作する。ここで、マスタデバイスとは、複数の機器が協調動作を行う際に、複数の機器の制御を司る機器である。スレーブデバイスとは、複数の機器が協調動作を行う際に、マスタデバイスからの指令又は制御に従って動作する機器である。 The ASIC 150A has a terminal corresponding to the SPI interface. The ASIC 150A is a slave device, operates in response to a command from the master device MPU 150B, and transmits a signal indicating the operation result to the MPU 150B. The ASIC 150A operates in response to a command received from the MPU 150B. Here, the master device is a device that controls the control of a plurality of devices when the plurality of devices perform a cooperative operation. A slave device is a device that operates according to a command or control from a master device when a plurality of devices perform cooperative operations.

ADC151Aは、一例として、SAR(Successive Approximation Register、逐次比較)/SF(Stochastic Flash)型のAD変換器であり、例えば、特開2016-092648号公報に記載されたA/D変換装置を用いることができる。 As an example, the ADC 151A is a SAR (Successive Approximation Register) / SF (Stochastic Flash) type AD converter, and for example, the A / D converter described in JP-A-2016-092648 is used. Can be done.

ADC151Aは、プローブ140によって取得されるアナログ生体信号(例えば、心電データ)をデジタル生体信号に変換してMPU150Bに出力する。 The ADC 151A converts an analog biological signal (for example, electrocardiographic data) acquired by the probe 140 into a digital biological signal and outputs it to the MPU 150B.

端子152Aは、バス150Dを介してMPU150Bに接続される。端子152Aは、実際には複数あり、MPU150Bにデジタル生体信号等を出力する端子、MPU150Bからのコマンドが入力される端子、MPU150BにASIC150Aの動作結果を送信する端子等の他にクロック端子等を含む。複数の端子152Aのうち、MPU150Bにデジタル生体信号を出力する端子は、出力端子の一例である。 The terminal 152A is connected to the MPU 150B via the bus 150D. There are actually a plurality of terminals 152A, including a terminal for outputting a digital biological signal or the like to the MPU 150B, a terminal for inputting a command from the MPU 150B, a terminal for transmitting the operation result of the ASIC 150A to the MPU 150B, and a clock terminal or the like. .. Of the plurality of terminals 152A, the terminal that outputs a digital biological signal to the MPU 150B is an example of an output terminal.

一対の端子153Aは、一対の第1入力端子の一例であり、一対のプローブ140が接続され、アナログ生体信号が入力される。 The pair of terminals 153A is an example of a pair of first input terminals, to which a pair of probes 140 are connected and an analog biological signal is input.

また、ASIC150Aは、水晶振動子60が発振する32MHzのクロックを分周して、内部で用いる4MHzのシステムクロックを生成する。この構成についは図5を用いて後述する。 Further, the ASIC 150A divides the 32 MHz clock oscillated by the crystal oscillator 60 to generate a 4 MHz system clock used internally. This configuration will be described later with reference to FIG.

MPU150Bは、情報処理装置の一例であり、バス150Dを介してASIC150Aに接続されるとともに、バス150Eを介してメモリ150Cに接続されている。また、MPU150Bには、スイッチ90を介してRCオシレータ80と水晶振動子70が接続されている。スイッチ90は、水晶振動子70及びRCオシレータ80のいずれか一方を選択的にMPU150Bに接続するスイッチであり、MPU150Bによって切り替えが行われる。 The MPU 150B is an example of an information processing device, and is connected to the ASIC 150A via the bus 150D and connected to the memory 150C via the bus 150E. Further, the RC oscillator 80 and the crystal oscillator 70 are connected to the MPU 150B via a switch 90. The switch 90 is a switch that selectively connects either one of the crystal oscillator 70 and the RC oscillator 80 to the MPU 150B, and the switch 90 is switched by the MPU 150B.

RCオシレータ80は、水晶振動子70が出力するクロックよりも周波数が低いクロックを出力する。RCオシレータ80は、水晶振動子70よりもクロックの周波数が低く、精度が低いが、水晶振動子70よりも消費電力が少ない。 The RC oscillator 80 outputs a clock having a frequency lower than that of the clock output by the crystal oscillator 70. The RC oscillator 80 has a lower clock frequency and lower accuracy than the crystal oscillator 70, but consumes less power than the crystal oscillator 70.

水晶振動子70とRCオシレータ80のオン/オフはMPU150Bによって切り替えられる。水晶振動子70がオンのときにはRCオシレータ80はオフにされ、RCオシレータ80がオンのときには水晶振動子70はオフにされる。 The crystal oscillator 70 and the RC oscillator 80 are switched on / off by the MPU 150B. When the crystal oscillator 70 is on, the RC oscillator 80 is turned off, and when the RC oscillator 80 is on, the crystal oscillator 70 is turned off.

MPU150Bは、主制御部151B、演算部153B、メモリ154B、及び端子155B、156Bを有する。主制御部151B、演算部153Bは、MPU150Bを実現するコンピュータによって実現される機能を表したものであり、メモリ154Bは、MPU150Bを実現するコンピュータのメモリを機能的に表したものである。 The MPU 150B has a main control unit 151B, a calculation unit 153B, a memory 154B, and terminals 155B and 156B. The main control unit 151B and the arithmetic unit 153B represent the functions realized by the computer that realizes the MPU 150B, and the memory 154B functionally represents the memory of the computer that realizes the MPU 150B.

主制御部151Bは、MPU150Bの処理を統括する処理部であり、演算部153Bが実行する処理以外の処理を実行する。 The main control unit 151B is a processing unit that controls the processing of the MPU 150B, and executes processing other than the processing executed by the calculation unit 153B.

演算部153Bは、ASIC150Aから入力されるデジタル生体信号の加算値を算出する処理と、加算値の平均値を算出する処理とを実行する。ここでは一例として、演算部153Bは、ASIC150Aからデジタル生体信号を取得する度に加算処理を行い、8つのデジタル生体信号の加算値が得られる度に、平均値を算出する。演算部153Bは、平均値を算出すると、メモリ150Cに格納する。 The calculation unit 153B executes a process of calculating the added value of the digital biological signal input from the ASIC 150A and a process of calculating the average value of the added values. Here, as an example, the calculation unit 153B performs an addition process every time a digital biological signal is acquired from the ASIC 150A, and calculates an average value every time an additional value of eight digital biological signals is obtained. When the calculation unit 153B calculates the average value, it stores it in the memory 150C.

メモリ154Bは、MPU150Bの主制御部151B、演算部153Bが処理を実行するのに必要なプログラムやデータを格納する。また、メモリ154Bは、演算部153Bの加算処理によって得られる加算値を保持する。 The memory 154B stores programs and data necessary for the main control unit 151B and the arithmetic unit 153B of the MPU 150B to execute processing. Further, the memory 154B holds the added value obtained by the addition process of the calculation unit 153B.

端子155Bは、実際には複数あり、ASIC150Aからデジタル生体信号が入力される端子、ASIC150Aにコマンドを出力する端子、ASIC150Aの動作結果を表す信号を受信する端子等の他にクロック端子等を含む。複数の端子155Bのうち、ASIC150Aからデジタル生体信号が入力される端子は、第2入力端子の一例である。 There are actually a plurality of terminals 155B, including a terminal for inputting a digital biological signal from the ASIC 150A, a terminal for outputting a command to the ASIC 150A, a terminal for receiving a signal indicating an operation result of the ASIC 150A, and a clock terminal. Of the plurality of terminals 155B, the terminal to which the digital biological signal is input from the ASIC 150A is an example of the second input terminal.

端子156Bは、ケーブル51を介してPC50に接続され、メモリ150Cにデジタル生体信号を出力する出力端子である。 The terminal 156B is an output terminal that is connected to the PC 50 via a cable 51 and outputs a digital biological signal to the memory 150C.

また、MPU150Bは、水晶振動子70又はRCオシレータ80が発振するクロックに基づいて、内部で用いるシステムクロックを生成する。より具体的には、主制御部151Bが水晶振動子70を発振させる処理を行う。主制御部151B及び水晶振動子70は、水晶発振器を構築する。 Further, the MPU 150B generates a system clock to be used internally based on the clock oscillated by the crystal oscillator 70 or the RC oscillator 80. More specifically, the main control unit 151B performs a process of oscillating the crystal oscillator 70. The main control unit 151B and the crystal oscillator 70 construct a crystal oscillator.

主制御部151Bは、MPU150BがASIC150Aに生体信号の取得処理を開始させるコマンドを送信する前までは、動作周波数を高く設定するためにシステムクロックの周波数を高く(一例として32MHz)に設定し、ASIC150Aが生体信号の取得処理を実行しているときには、動作周波数を低くするためにシステムクロックの周波数を低く(一例として4MHz)に設定する。生体信号の取得処理とは、ASIC150Aがアナログ生体信号を取得してデジタル生体信号にデジタル変換する処理である。 The main control unit 151B sets the system clock frequency high (32 MHz as an example) in order to set the operating frequency high until the MPU 150B transmits a command to start the biological signal acquisition process to the ASIC 150A. Is executing the biosignal acquisition process, the system clock frequency is set low (4 MHz as an example) in order to lower the operating frequency. The biological signal acquisition process is a process in which the ASIC 150A acquires an analog biological signal and digitally converts it into a digital biological signal.

この際に、主制御部151Bは、水晶振動子70とRCオシレータ80のオン/オフを切り替える。水晶振動子70が出力するクロックの周波数は一例として32MHzであり、RCオシレータ80が出力するクロックの周波数は一例として16MHzである。主制御部151Bは、スイッチ90を切り替えることにより、水晶振動子70及びRCオシレータ80のいずれか一方から出力されるクロックからMPU150Bのシステムクロックを生成する。 At this time, the main control unit 151B switches the crystal oscillator 70 and the RC oscillator 80 on / off. The frequency of the clock output by the crystal oscillator 70 is 32 MHz as an example, and the frequency of the clock output by the RC oscillator 80 is 16 MHz as an example. The main control unit 151B generates the system clock of the MPU 150B from the clock output from either the crystal oscillator 70 or the RC oscillator 80 by switching the switch 90.

主制御部151Bは、MPU150BがASIC150Aに生体信号の取得処理を開始させるコマンドを送信するときまでは、水晶振動子70が出力する32MHzのクロックをシステムクロックとしてそのまま利用する。また、主制御部151Bは、MPU150BがASIC150Aに生体信号の取得処理を開始させるコマンドを送信する際に、32MHzのシステムクロックとは別に、水晶振動子70が出力する32MHzのクロックを分周して4MHzのクロックを生成する。MPU150Bは、ASIC150Aに生体信号の取得処理を行わせるときには、4MHzのクロックをASIC150Aに出力する。4MHzのクロックは、端子155BのうちのCLK端子からASIC150Aに出力される。 The main control unit 151B uses the 32 MHz clock output by the crystal oscillator 70 as it is as the system clock until the MPU 150B transmits a command to start the biological signal acquisition process to the ASIC 150A. Further, when the MPU 150B transmits a command to start the acquisition process of the biological signal to the ASIC 150A, the main control unit 151B divides the 32 MHz clock output by the crystal oscillator 70 separately from the 32 MHz system clock. Generates a 4 MHz clock. The MPU 150B outputs a 4 MHz clock to the ASIC 150A when the ASIC 150A performs a biological signal acquisition process. The 4 MHz clock is output to the ASIC 150A from the CLK terminal of the terminals 155B.

主制御部151Bは、RCオシレータ80のクロックを分周して4MHzのシステムクロックを生成し、ASIC150Aから入力されるCS(Chip Select)信号をトリガにしてシステムクロックのタイミングを補正する。このようにして主制御部151BはRCオシレータ80のクロックを分周した4MHzのシステムクロックをCS信号に同期させる。4MHzのクロックは、端子155BのうちのCLK端子からASIC150Aに出力される。 The main control unit 151B divides the clock of the RC oscillator 80 to generate a system clock of 4 MHz, and corrects the timing of the system clock by using the CS (Chip Select) signal input from the ASIC 150A as a trigger. In this way, the main control unit 151B synchronizes the 4 MHz system clock obtained by dividing the clock of the RC oscillator 80 with the CS signal. The 4 MHz clock is output to the ASIC 150A from the CLK terminal of the terminals 155B.

MPU150BがRCオシレータ80のクロックに基づいて4MHzのシステムクロックを生成するのは、ASIC150Aが生体信号の取得処理を行っているときに、システムクロックの周波数を低下させることでMPU150Bの消費電力を低減させるためである。水晶振動子70は、MPU150BがASIC150Aに生体信号の取得処理を開始させるコマンドを送信する前と、生体信号の取得処理を終了させるコマンドを送るとき以後に利用され、MPU150BがASIC150Aが生体信号の取得処理を行っているときには利用されない。 The MPU 150B generates a 4 MHz system clock based on the clock of the RC oscillator 80 because the power consumption of the MPU 150B is reduced by lowering the frequency of the system clock when the ASIC 150A is performing the biological signal acquisition process. Because. The crystal oscillator 70 is used before the MPU 150B sends a command to start the biological signal acquisition process to the ASIC 150A and after sending a command to end the biological signal acquisition process, and the MPU 150B uses the ASIC 150A to acquire the biological signal. It is not used during processing.

メモリ150Cは、バス150Eを介してMPU150Bに接続されている。メモリ150Cは、一例として、NAND型フラッシュメモリである。貼付型生体センサ100は、一例として、24時間ほど生体の胸部に貼り付けられ、アナログ生体信号(例えば、アナログ心電データ)を取得し、デジタル生体信号(例えば、デジタル心電データ)に変換した後に加算平均処理を行ってからメモリ150Cに格納する。このため、メモリ150Cは、24時間分の生体信号(例えば、心電データ)を格納可能な容量を有する。 The memory 150C is connected to the MPU 150B via the bus 150E. The memory 150C is, for example, a NAND flash memory. As an example, the stick-on biosensor 100 is stuck on the chest of a living body for about 24 hours, acquires an analog biological signal (for example, analog electrocardiographic data), and converts it into a digital biological signal (for example, digital electrocardiographic data). After performing the addition averaging process, the data is stored in the memory 150C. Therefore, the memory 150C has a capacity capable of storing biological signals (for example, electrocardiographic data) for 24 hours.

メモリ150Cは、端子151Cを有する。端子151CにはPC50に接続されるケーブル51を接続することができる。メモリ150Cに格納される生体信号は、ケーブル51を介してPC50に転送することができる。 The memory 150C has terminals 151C. A cable 51 connected to the PC 50 can be connected to the terminal 151C. The biological signal stored in the memory 150C can be transferred to the PC 50 via the cable 51.

図5は、ASIC150Aの構成を示す図である。ASIC150Aは、入力端子(VINP)201、入力端子(VINN)202、CLK端子203、端子152A、LNA(Low Noise Amplifier)210、BUF(Buffer、バッファ)220、LPF(Low Pass Filter)230、ADC151A、バイアス回路240、クロック発生器250、発振器260、制御部270、レベルシフタ280を含む。 FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the ASIC 150A. The ASIC150A includes an input terminal (VINP) 201, an input terminal (VINN) 202, a CLK terminal 203, a terminal 152A, an LNA (Low Noise Amplifier) 210, a BUF (Buffer, a buffer) 220, an LPF (Low Pass Filter) 230, an ADC 151A, It includes a bias circuit 240, a clock generator 250, an oscillator 260, a control unit 270, and a level shifter 280.

ASIC150Aは、これらの他に、VREG端子、VCOM端子、VMID端子、VCC端子、TAB端子(GND電位)、GND端子、VDD端子(1.2)、VDDLV端子(1.5V〜2.5V)等を含む。 In addition to these, the ASIC150A includes a VREG terminal, a VCOM terminal, a VMID terminal, a VCS terminal, a TAB terminal (GND potential), a GND terminal, a VDD terminal (1.2), a VDDLV terminal (1.5V to 2.5V), and the like. including.

入力端子201、202は、配線131を介してプローブ140に接続される。入力端子201には+(正)の信号が入力され、入力端子201には−(負)の信号が入力される。 The input terminals 201 and 202 are connected to the probe 140 via the wiring 131. A + (positive) signal is input to the input terminal 201, and a − (negative) signal is input to the input terminal 201.

CLK端子203は、ASIC150Aの外部に設けられる水晶振動子60に接続される。 The CLK terminal 203 is connected to a crystal oscillator 60 provided outside the ASIC 150A.

端子152Aは、図4を用いて説明した通りMPU150Bに接続されている。 The terminal 152A is connected to the MPU 150B as described with reference to FIG.

LNA210は、入力端子201、202とBUF220との間に接続されており、入力端子201、202から入力されるアナログ生体信号を増幅して出力する。 The LNA 210 is connected between the input terminals 201 and 202 and the BUF 220, and amplifies and outputs an analog biological signal input from the input terminals 201 and 202.

BUF220は、LNA210とADC151Aとの間に接続されており、LNA210で増幅されたアナログ生体信号の波形を整形してLPF230に出力する。 The BUF 220 is connected between the LNA 210 and the ADC 151A, and shapes the waveform of the analog biological signal amplified by the LNA 210 and outputs it to the LPF 230.

LPF230は、BUF220とADC151Aとの間に接続されており、ノイズを除去するために、BUF220から入力されるアナログ生体信号の低周波数側の所定の帯域成分のみを通過させる。 The LPF 230 is connected between the BUF 220 and the ADC 151A, and passes only a predetermined band component on the low frequency side of the analog biological signal input from the BUF 220 in order to remove noise.

ADC151Aは、クロック発生器250から入力されるクロック信号に基づいて動作し、LPF230から入力されるアナログ生体信号をデジタル生体信号に変換して制御部270に出力する。クロック発生器250から入力されるクロック信号は、ADC151Aのサンプリング周期を決めるクロック信号であり、一例として4MHzである。クロック発生器250から入力されるクロック信号は、MPU150BがASIC150Aにコマンドを送信するときにMPU150Bの内部で用いるシステムクロック(一例として32MHz)よりも周波数が低く設定されている。 The ADC 151A operates based on the clock signal input from the clock generator 250, converts the analog biological signal input from the LPF 230 into a digital biological signal, and outputs the analog biological signal to the control unit 270. The clock signal input from the clock generator 250 is a clock signal that determines the sampling period of the ADC 151A, and is 4 MHz as an example. The frequency of the clock signal input from the clock generator 250 is set lower than the system clock (32 MHz as an example) used inside the MPU 150B when the MPU 150B transmits a command to the ASIC 150A.

バイアス回路240は、VCC端子に入力される電源電圧(1.2V)をADC151Aが必要とする電圧(一例として0.5Vと0.25V)に変換して出力する回路である。バイアス回路240は、一例として分圧回路である。 The bias circuit 240 is a circuit that converts the power supply voltage (1.2V) input to the VCS terminal into the voltage required by the ADC 151A (0.5V and 0.25V as an example) and outputs the voltage. The bias circuit 240 is, for example, a voltage divider circuit.

クロック発生器250は、PLL(Phase Locked Loop)や分周器を含み、水晶振動子60及び発振器260から入力されるクロックから所定の周波数(一例として4MHz)のクロックを生成してADC151A及び制御部270等に出力する。クロック発生器250は、水晶振動子60から出力される32MHzのクロックを分周して、ASIC150Aが内部で利用する4MHzのシステムクロックを生成する。クロック発生器250は、分周した4MHzのシステムクロックをADC151A及び制御部270等に出力する。 The clock generator 250 includes a PLL (Phase Locked Loop) and a frequency divider, and generates a clock having a predetermined frequency (4 MHz as an example) from the clocks input from the crystal oscillator 60 and the oscillator 260 to generate the ADC 151A and the control unit. Output to 270 etc. The clock generator 250 divides the 32 MHz clock output from the crystal oscillator 60 to generate a 4 MHz system clock internally used by the ASIC 150A. The clock generator 250 outputs the divided 4 MHz system clock to the ADC 151A, the control unit 270, and the like.

発振器260は、水晶振動子60を発振させるIC(Integrated Circuit)である。発振器260及び水晶振動子60は、水晶発振器を構築する。発振器260及び水晶振動子60は、一例として32MHzのクロックを発振する。 The oscillator 260 is an IC (Integrated Circuit) that oscillates the crystal oscillator 60. The oscillator 260 and the crystal oscillator 60 construct a crystal oscillator. The oscillator 260 and the crystal oscillator 60 oscillate a clock of 32 MHz as an example.

制御部270は、組み合わせ回路によって実現され、レジスタ271を有する。また、制御部270は、ADC151Aとレベルシフタ280との間でデータのやり取りを行う。制御部270は、端子152Aからレベルシフタ280を介して入力されるコマンドに基づいて、コマンドの内容に従った動作を行う。 The control unit 270 is realized by a combinational circuit and has a register 271. Further, the control unit 270 exchanges data between the ADC 151A and the level shifter 280. The control unit 270 operates according to the content of the command based on the command input from the terminal 152A via the level shifter 280.

制御部270は、MPU150Bからデジタル生体信号の測定の開始を表すコマンドを受信すると、ADC151Aにデジタル変換処理を開始させるためのスタート信号をADC151Aに出力するとともに、CS信号をMPU150Bに出力する。また、制御部270は、生体信号の取得処理を行うときに、クロック発生器250にAD変換の同期用のクロックを出力させて、AD変換の同期用のクロックをMPU150Bに出力する。スタート信号、CS信号、及びAD変換の同期用のクロックは、ASIC150Aのシステムクロックに同期している。ここでは、一例としてAD変換の同期用のクロックとシステムクロックは、ともに4MHzのクロックであり、同一のクロックである。 When the control unit 270 receives a command indicating the start of measurement of the digital biological signal from the MPU 150B, the control unit 270 outputs a start signal for starting the digital conversion process to the ADC 151A to the ADC 151A and outputs a CS signal to the MPU 150B. Further, when the biological signal acquisition process is performed, the control unit 270 causes the clock generator 250 to output the clock for AD conversion synchronization, and outputs the clock for AD conversion synchronization to the MPU 150B. The clock for synchronizing the start signal, the CS signal, and the AD conversion is synchronized with the system clock of the ASIC150A. Here, as an example, the clock for synchronization of AD conversion and the system clock are both 4 MHz clocks, which are the same clocks.

スタート信号は、ADC151Aにデジタル変換処理を開始させるときに1度だけレジスタ271からADC151Aに出力される。より具体的には、ADC151Aにデジタル変換処理を開始させるときに、1度だけHレベルのパルスがレジスタ271からADC151Aに出力される。 The start signal is output from the register 271 to the ADC 151A only once when the ADC 151A starts the digital conversion process. More specifically, when the ADC 151A starts the digital conversion process, an H level pulse is output from the register 271 to the ADC 151A only once.

CS信号は、制御部270からレベルシフタ280を介して端子152AからMPU150Bに出力される。CS信号は、制御部270がMPU150Bに出力する信号である。CS信号は、MPU150Bにデジタル生体信号を取得させるための同期信号である。 The CS signal is output from the control unit 270 to the MPU 150B from the terminal 152A via the level shifter 280. The CS signal is a signal output by the control unit 270 to the MPU 150B. The CS signal is a synchronization signal for causing the MPU 150B to acquire a digital biological signal.

AD変換の同期用のクロックは、ADC151AがAD変換を行うときに用いる同期用のクロックであり、クロック発生器250からADC151Aに出力される。ADC151Aは、AD変換の同期用のクロックがHレベルに立ち上がるときに、AD変換を行う。 The clock for synchronization of the AD conversion is a clock for synchronization used by the ADC 151A when performing the AD conversion, and is output from the clock generator 250 to the ADC 151A. The ADC 151A performs AD conversion when the clock for synchronizing AD conversion rises to the H level.

ADC151Aは、クロック発生器250から出力されるAD変換の同期用クロックに同期してAD変換を行っており、MPU150Bは、CS信号がH(High)レベルからL(Low)レベルに切り替わるタイミングでデジタル生体信号を取り込む。このため、ADC151Aにおけるデジタル変換処理と、MPU150Bのデータの取り込みとを同期させることができる。なお、CS信号の周波数は、ASIC150A側のシステムクロックの周波数よりも一例として2倍〜8倍高い。 The ADC 151A performs AD conversion in synchronization with the AD conversion synchronization clock output from the clock generator 250, and the MPU 150B is digital at the timing when the CS signal switches from the H (High) level to the L (Low) level. Capture biological signals. Therefore, the digital conversion process in the ADC 151A and the data acquisition in the MPU 150B can be synchronized. The frequency of the CS signal is, for example, 2 to 8 times higher than the frequency of the system clock on the ASIC150A side.

また、制御部270は、生体信号の取得処理を行っているときに、ADC151Aから出力されるデジタル生体信号をレベルシフタ280に出力する。デジタル生体信号は、レベルシフタ280から端子152Aを経てMPU150Bに出力される。また、制御部270は、レベルシフタ280及び端子152Aを介して、MPU150Bとの間でその他のコマンドやデータのやり取りを行う。 Further, the control unit 270 outputs the digital biological signal output from the ADC 151A to the level shifter 280 while performing the biological signal acquisition process. The digital biological signal is output from the level shifter 280 to the MPU 150B via the terminal 152A. Further, the control unit 270 exchanges other commands and data with the MPU 150B via the level shifter 280 and the terminal 152A.

レジスタ271は、ADC151Aから出力されるデジタル生体信号や、制御部270がADC151Aに出力するスタート信号やCS信号等を保持するデータ保持部である。 The register 271 is a data holding unit that holds a digital biological signal output from the ADC 151A, a start signal output from the control unit 270 to the ADC 151A, a CS signal, and the like.

レベルシフタ280は、制御部270と端子152Aとの間でデータやコマンド等の信号レベルの調整を行う。 The level shifter 280 adjusts the signal level of data, commands, etc. between the control unit 270 and the terminal 152A.

図6は、MPU150Bの処理を示すタイミングチャートである。図6(A)には、比較用のMPUがデータx〜xを取得した後に加算処理と平均化処理を行う場合のタイミングを示し、図6(B)には、MPU150Bがデータx〜xを取得する度に行う加算処理と、データx〜xの加算値に対して行う平均化処理のタイミングを示す。 FIG. 6 is a timing chart showing the processing of the MPU 150B. FIG. 6 (A) shows the timing when the comparison MPU acquires the data x 0 to x 7 and then performs the addition process and the averaging process, and FIG. 6 (B) shows the timing when the MPU 150B performs the data x 0. The timings of the addition process performed each time ~ x 7 is acquired and the averaging process performed on the added value of the data x 0 to x 7 are shown.

ここで、データx〜xはデジタル生体信号であり、図6(A)、(B)における横軸は、時間を表す。 Here, the data x 0 to x 7 are digital biological signals, and the horizontal axis in FIGS. 6 (A) and 6 (B) represents time.

図6(A)に示すように、比較用のMPUは、システムクロックに従ってデータx〜xを順番に取得する。データx〜xの各々を取得するのに必要な期間T〜Tの長さは互いに等しい。また、期間T〜Tの間の期間Tsaは、取得したデータをメモリに転送する処理を行う期間である。比較用のMPUは、データ8を取得してメモリに転送すると、期間TAにおいてメモリからデータx〜xを読み出し、次式(1)に従ってデータx〜xの加算値Aを求め、加算値Aの平均値(A/8)をさらに求める。 As shown in FIG. 6A, the comparison MPU acquires data x 0 to x 7 in order according to the system clock. The lengths of the periods T 0 to T 7 required to obtain each of the data x 0 to x 7 are equal to each other. The period Tsa between the periods T 0 to T 7 is a period during which the acquired data is transferred to the memory. When the MPU for comparison acquires the data 8 and transfers it to the memory, the data x 0 to x 7 is read from the memory in the period TA, and the added value A of the data x 0 to x 7 is obtained according to the following equation (1). Further obtain the average value (A / 8) of the added value A.

Figure 2020156872
Figure 2020156872

比較用のMPUは、加算値Aの平均値(A/8)を求めると、データxの取得から再び処理を開始し、図6(A)に示す処理を繰り返し実行する。 When the MPU for comparison obtains the average value (A / 8) of the added value A, the process is restarted from the acquisition of the data x 0 , and the process shown in FIG. 6 (A) is repeatedly executed.

図6(B)に示すように、MPU150Bは、期間T〜Tの開始時にCS信号がHレベルからLレベルに遷移するとASIC150Aからデータx〜xの各々を取得し、データx〜xの各々を取得する度に、期間Tsbにおいて、次式(2)に従って加算処理を行う。加算処理では、データx〜xが取得される度に前回の加算値Aに加算される。 As shown in FIG. 6 (B), the MPU 150B acquires each of the data x 0 to x 7 from the ASIC 150A when the CS signal changes from the H level to the L level at the start of the period T 0 to T 7 , and the data x 0. Every time each of ~ x 7 is acquired, addition processing is performed according to the following equation (2) in the period Tsb. In addition processing is added to the previous sum value A n every time the data x 0 ~x 7 is obtained.

Figure 2020156872
Figure 2020156872

ただし、A=0,n=0,1,2,・・・,7である。 However, A 0 = 0, n = 0, 1, 2, ..., 7.

データx〜xを取得した後の8つの期間Tsbでは、それぞれ、加算値A〜Aが得られる。加算値Aは、データx〜xを加算した値である。なお、期間TBの開始時は、次の期間Tの開始時であるため、MPU150Bは、期間Tの開始時にCS信号がHレベルからLレベルに遷移するとASIC150Aからデータxを取得する。 In the eight periods Tsb after acquiring the data x 0 to x 7 , the added values A 1 to A 8 are obtained, respectively. The added value A 8 is a value obtained by adding the data x 0 to x 7 . Since the start of the period TB is the start of the next period T 0 , the MPU 150B acquires data x 0 from the ASIC 150A when the CS signal changes from the H level to the L level at the start of the period T 0 .

MPU150Bは、データ8を取得して加算値Aを求めると、その次の期間TBにおいて加算値Aの平均値(A/8)を求める。 MPU150B, when obtaining the addition value A 8 acquires data 8, the average value of the sum A 8 (A 8/8) in the next period TB.

このように、MPU150Bは、データx〜xを取得した後の8つの期間Tsbにおいて、式(2)に従って加算する加算処理を行う。ここで、図6(B)の期間Tsbと、図6(A)の期間Tsaとは、ともにMPU150Bがバックグラウンドで処理する際に割り込み処理ができるようにタスクの間を空けておく時間である。このため、図6(B)の期間Tsbと、図6(A)の期間Tsaとは略等しい。 In this way, the MPU 150B performs an addition process of adding according to the equation (2) in eight periods Tsb after acquiring the data x 0 to x 7 . Here, the period Tsb of FIG. 6 (B) and the period Tsa of FIG. 6 (A) are both times for leaving a space between tasks so that interrupt processing can be performed when the MPU 150B processes in the background. .. Therefore, the period Tsb in FIG. 6 (B) and the period Tsa in FIG. 6 (A) are substantially equal to each other.

そして、加算値Aを求めた期間Tの次の期間TBでは、加算値Aの平均値(A/8)を求めるだけであるため、図6(A)に示す期間TAに比べて期間TBを大幅に短くすることができる。 Then, in the next period TB of the period T 7 of obtaining the addition value A 8, since it is only determined average value of the sum A 8 a (A 8/8), compared with the period TA shown in FIG. 6 (A) Therefore, the period TB can be significantly shortened.

図6(A)に示す処理を比較用のMPUを含む貼付型生体センサが行う場合の消費電力と、図6(B)に示す処理を貼付型生体センサ100が行う場合の消費電力とをシミュレーションによって求めたところ、6.1mAから5.8mAに低減できることが分かった。 Simulation of the power consumption when the sticky biosensor including the MPU for comparison performs the process shown in FIG. 6 (A) and the power consumption when the sticky biosensor 100 performs the process shown in FIG. 6 (B). It was found that it can be reduced from 6.1 mA to 5.8 mA.

これは、例えば、比較用のMPUを含む貼付型生体センサと貼付型生体センサ100とで同一の電池160を用いた場合に、連続使用可能時間が約33時間から約40時間に延びたことに相当する。貼付型生体センサ100は、消費電力が比較用のMPUを含む貼付型生体センサよりも少ないため、連続使用可能時間が約2割延びるという結果が得られた。 This means that, for example, when the same battery 160 is used for the sticky biosensor including the MPU for comparison and the sticky biosensor 100, the continuous usable time is extended from about 33 hours to about 40 hours. Equivalent to. Since the stick-on biosensor 100 consumes less power than the stick-on biosensor including the comparison MPU, the result is that the continuous usable time is extended by about 20%.

以上のように加算値Aの平均値(A/8)が求まると、MPU150Bの主制御部151Bは、加算値Aの平均値(A/8)をメモリ150Cに転送して格納する。このように加算平均処理を行うのは、デジタル生体信号のノイズレベルを下げるため(S/N比を改善するため)である。 If the average value of the sum A 8 (A 8/8) is obtained as described above, the main control unit 151B of the MPU150B is stored and transferred average value of the sum A 8 a (A 8/8) in the memory 150C To do. The reason for performing the addition averaging process in this way is to reduce the noise level of the digital biological signal (to improve the S / N ratio).

図7は、生体信号として心電データを例としたMPU150Bの処理を示すフローチャートである。図7のフローチャートは、MPU150Bがデジタル心電データの記録を開始してから終了するまでの処理であり、一例として24時間にわたって繰り返し実行される。 FIG. 7 is a flowchart showing the processing of the MPU 150B using electrocardiographic data as an example of a biological signal. The flowchart of FIG. 7 is a process from the start to the end of recording of digital electrocardiographic data by the MPU 150B, which is repeatedly executed over 24 hours as an example.

処理がスタートすると、主制御部151Bは、心電データの取得処理をASIC150Aに開始させるコマンドを出力する(ステップS1)。ASIC150Aは、ADC151Aにデジタル変換処理を開始させる。 When the process starts, the main control unit 151B outputs a command to start the ECIC data acquisition process to the ASIC 150A (step S1). The ASIC 150A causes the ADC 151A to start the digital conversion process.

演算部153Bは、n=0に設定する(ステップS2)。 The calculation unit 153B sets n = 0 (step S2).

演算部153Bは、CS信号に従ってASIC150Aからデジタル心電データを取り込む(ステップS3)。 The calculation unit 153B takes in digital electrocardiographic data from the ASIC 150A according to the CS signal (step S3).

演算部153Bは、式(2)に従って加算処理を行う(ステップS4)。 The calculation unit 153B performs the addition process according to the equation (2) (step S4).

演算部153Bは、nが7以上であるかどうかを判定する(ステップS5)。 The calculation unit 153B determines whether n is 7 or more (step S5).

演算部153Bは、nが7以上ではない(S5:NO)と判定すると、nをインクリメントする(ステップS6)。 When the calculation unit 153B determines that n is not 7 or more (S5: NO), n is incremented (step S6).

演算部153Bは、ステップS5でnが7以上である(S5:YES)と判定すると、加算値Aの平均値(A/8)を求める(ステップS7)。 Calculation unit 153B is n is 7 or more in the step S5 (S5: YES) and it is determined, the average value of the sum A 8 a (A 8/8) determining (step S7).

演算部153Bは、平均値(A/8)をメモリ150Cに格納する(ステップS8)。 Calculation unit 153B stores the average value (A 8/8) in the memory 150C (step S8).

主制御部151Bは、デジタル心電データの記録を開始してから24時間が経過したかどうかを判定する(ステップS9)。 The main control unit 151B determines whether or not 24 hours have passed since the recording of the digital electrocardiographic data was started (step S9).

主制御部151Bは、24時間が経過していない(S9:NO)と判定すると、フローをステップS2にリターンする。 When the main control unit 151B determines that 24 hours have not passed (S9: NO), the main control unit 151B returns the flow to step S2.

一方、主制御部151Bは、24時間が経過した(S9:YES)と判定されると、心電データの取得処理を終了させるコマンドをASIC150Aに送信する(ステップS10)。ASIC150Aは、ADC151Aにデジタル変換処理を終了させる。このため、ASIC150Aは、心電データの取得処理を開始させるコマンドを受信してから、心電データの取得処理を終了させるコマンドを受信するまで、デジタル変換処理を行い続けることになる。MPU150Bは、心電データの取得処理を開始させるコマンドをASIC150Aに送信してから、心電データの取得処理を終了させるコマンドをASIC150Aに送信するまで、デジタル心電データの平均値を求め、メモリ150Cに格納する処理を行い続ける。 On the other hand, when it is determined that 24 hours have passed (S9: YES), the main control unit 151B transmits a command to end the electrocardiographic data acquisition process to the ASIC 150A (step S10). The ASIC 150A terminates the digital conversion process on the ADC 151A. Therefore, the ADC 150A continues to perform the digital conversion process from receiving the command for starting the electrocardiographic data acquisition process until receiving the command for ending the electrocardiographic data acquisition process. The MPU 150B obtains the average value of the digital electrocardiographic data from the transmission of the command to start the electrocardiographic data acquisition process to the ASIC 150A to the transmission of the command to end the electrocardiographic data acquisition process to the ASIC 150A, and obtains the average value of the digital electrocardiographic data, and the memory 150C Continues the process of storing in.

上述の処理により、24時間にわたってデジタル心電データの合計値が求められ、平均化処理が行われ、メモリ150Cに格納される。 By the above-mentioned processing, the total value of the digital electrocardiographic data is obtained over 24 hours, the averaging processing is performed, and the data is stored in the memory 150C.

以上のように、実施の形態では、ASIC150Aが生体信号として例えば、心電データの取得処理を行い、アナログ心電データを取得し、デジタル心電データにデジタル変換する。MPU150Bは、主に、ASIC150Aから出力されるデジタル心電データの加算処理(ステップS4)と、平均値の取得処理(ステップS7)と、平均値をメモリ150Cに格納する処理(ステップS8)を行う。 As described above, in the embodiment, the ASIC 150A performs, for example, an electrocardiographic data acquisition process as a biological signal, acquires analog electrocardiographic data, and digitally converts it into digital electrocardiographic data. The MPU 150B mainly performs an addition process (step S4) of digital electrocardiographic data output from the ASIC 150A, an average value acquisition process (step S7), and a process of storing the average value in the memory 150C (step S8). ..

このように、アナログ生体信号を取得する処理とデジタル変換処理をASIC150Aが行うため、MPU150Bの演算処理能力はそれほど高くなくてよい。また、ASIC150Aは、MPU150Bに圧倒的に安価である。 In this way, since the ASIC 150A performs the process of acquiring the analog biological signal and the digital conversion process, the arithmetic processing capacity of the MPU 150B does not have to be so high. In addition, ASIC150A is overwhelmingly cheaper than MPU150B.

したがって、使い捨て型に適した貼付型生体センサ100を提供することができる。使い捨てとは、繰り返し利用せずに1度のみ使用することである。貼付型生体センサ100の利用者は、心電波形の測定を終えた後に貼付型生体センサ100を廃棄する。 Therefore, it is possible to provide a stick-on biosensor 100 suitable for a disposable type. Disposable means to use it only once without using it repeatedly. The user of the stick-on biosensor 100 discards the stick-on biosensor 100 after finishing the measurement of the electrocardiographic waveform.

また、使い捨て型に適しているとは、経済的な側面では、貼付型生体センサ100を1度のみ使用するという前提条件の下で、貼付型生体センサ100の利用者が取得した心電波形を表すデータを医療機関に渡して医師の診断の診断結果を取得し、取得した診断結果を利用者に提供する業者が利用者から支払われる利用料によって、十分に支払い可能な金額で作製できることをいう。 Further, from an economical point of view, the suitable for the disposable type means that the electrocardiographic waveform acquired by the user of the stickable biosensor 100 is obtained under the precondition that the sticky biosensor 100 is used only once. It means that the data to be represented can be passed to a medical institution to obtain the diagnosis result of the doctor's diagnosis, and the company that provides the obtained diagnosis result to the user can produce it at a sufficiently payable amount by the usage fee paid by the user. ..

また、使い捨て型に適しているとは、構成な側面では、難しい分解処理を必要とせず、例えば、電池160を取り外す程度の利用者にとって簡単で安全な分解処理によって、廃棄可能な状態にできることをいう。貼付型生体センサ100は、カバー170を基材層120から剥がせば、電池160を容易に取り外すことができるように構成されている。 In addition, the fact that it is suitable for the disposable type means that it does not require a difficult disassembly process in terms of configuration, and can be made ready for disposal by, for example, a disassembly process that is easy and safe for the user to remove the battery 160. Say. The stick-on biosensor 100 is configured so that the battery 160 can be easily removed by peeling the cover 170 from the base material layer 120.

また、貼付型生体センサ100では、データx〜xを取得した後の8つの期間Tsbにおいて式(2)に従って加算処理を行い、データx〜xの加算値Aを得た後の期間TBでは、加算値Aの平均値(A/8)を求めるだけであるため、加算値の平均値を得るための処理時間を短縮でき、消費電力を低減することができる。 Further, in the stick-on biosensor 100, after the addition processing is performed according to the equation (2) in the eight periods Tsb after the data x 0 to x 7 are acquired, the addition value A 8 of the data x 0 to x 7 is obtained. in the period TB of, for only determining the average value of the sum a 8 a (a 8/8), can reduce the processing time for obtaining the average value of the sum, it is possible to reduce power consumption.

また、貼付型生体センサ100は、MPU150Bが図6(B)に示す加算値An+1を求め、加算値Aの平均値(A/8)を求めている間は、MPU150Bのシステムクロックの周波数は、ADC151Aのサンプリング周波数と等しい4MHzに低下される。このことによっても、消費電力を低減することができる。 Also, sticking type biometric sensor 100, MPU150B is determined an addition value A n + 1 shown in FIG. 6 (B), while seeking the average value of the sum A 8 a (A 8/8), the system clock of MPU150B The frequency is reduced to 4 MHz, which is equal to the sampling frequency of the ADC 151A. This also makes it possible to reduce power consumption.

なお、以上では、MPU150Bが加算値の平均値を求める際の加算値のデータ数が8つである形態について説明したが、加算値の平均値を求める際の加算値のデータ数は、2以上であれば幾つであってもよい。 In the above, the mode in which the MPU 150B has eight additional value data when calculating the average value of the added values has been described, but the number of added value data when calculating the average value of the added values is two or more. Any number may be used.

以上、本発明の例示的な実施の形態の貼付型生体センサについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。 Although the stick-on biosensor of the exemplary embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiment and deviates from the scope of claims. It is possible to make various modifications and changes.

100 貼付型生体センサ
110 感圧接着層
120 基材層
130 回路部
140 プローブ
150 電子装置
150A ASIC
150B MPU
150C メモリ
150D、150E バス
151A ADC
151B 主制御部
152B 切替設定部
153B 演算部
154B メモリ
160 電池
100 Stick-on biosensor 110 Pressure-sensitive adhesive layer 120 Base material layer 130 Circuit part 140 Probe 150 Electronic device 150A ASIC
150B MPU
150C memory 150D, 150E bus 151A ADC
151B Main control unit 152B Switching setting unit 153B Calculation unit 154B Memory 160 Battery

Claims (3)

被検体に貼り付けられる貼付面を有する感圧接着層と、
前記被検体に接触するの電極と、
前記感圧接着層の貼付面の反対面に重ねて設けられる基材層と、
前記基材層上に設けられ、集積回路及び情報処理装置を有し、前記電極を介して取得するアナログデータを処理する電子装置と、
前記基材層上に設けられ、前記電極及び前記電子装置を接続する回路部と
を含み、
前記集積回路は、前記電極に接続される第1入力端子と、前記第1入力端子を介して入力されるアナログデータをデジタルデータに変換するA/D変換器と、出力端子とを有し、
前記情報処理装置は、前記出力端子に接続される第2入力端子を有し、
前記集積回路の制御部は、前記デジタルデータを前記出力端子から前記情報処理装置に出力する、貼付型生体センサ。
A pressure-sensitive adhesive layer with a sticking surface that can be stuck to the subject,
The electrodes that come into contact with the subject and
A base material layer provided on the opposite surface of the pressure-sensitive adhesive layer to which it is attached,
An electronic device provided on the base material layer, having an integrated circuit and an information processing device, and processing analog data acquired via the electrodes.
A circuit unit provided on the base material layer and connecting the electrode and the electronic device is included.
The integrated circuit has a first input terminal connected to the electrode, an A / D converter that converts analog data input via the first input terminal into digital data, and an output terminal.
The information processing device has a second input terminal connected to the output terminal.
The control unit of the integrated circuit is a stick-on biosensor that outputs the digital data from the output terminal to the information processing device.
前記情報処理装置に接続されるメモリをさらに含み、
前記情報処理装置は、前記集積回路によって所定回数にわたって取得されるデジタルデータの平均値を求め、前記平均値を前記メモリに格納する、請求項1記載の貼付型生体センサ。
Further including a memory connected to the information processing device,
The stick-on biosensor according to claim 1, wherein the information processing device obtains an average value of digital data acquired by the integrated circuit over a predetermined number of times and stores the average value in the memory.
前記情報処理装置は、前記集積回路によって前記所定回数にわたって取得されるデジタルデータの和を求めるとともに、前記和の平均値を前記平均値として求める、請求項2記載の貼付型生体センサ。 The stick-on biosensor according to claim 2, wherein the information processing device obtains the sum of digital data acquired by the integrated circuit over a predetermined number of times, and obtains the average value of the sum as the average value.
JP2019061098A 2019-03-27 2019-03-27 Stick-on biosensor Active JP7345264B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019061098A JP7345264B2 (en) 2019-03-27 2019-03-27 Stick-on biosensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019061098A JP7345264B2 (en) 2019-03-27 2019-03-27 Stick-on biosensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020156872A true JP2020156872A (en) 2020-10-01
JP7345264B2 JP7345264B2 (en) 2023-09-15

Family

ID=72640655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019061098A Active JP7345264B2 (en) 2019-03-27 2019-03-27 Stick-on biosensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7345264B2 (en)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10217157A (en) * 1997-02-03 1998-08-18 Toyota Motor Corp Muscle electric signal generating device
US20010025146A1 (en) * 1998-03-18 2001-09-27 Maloney Sean R. Apparatus and methods for detecting and processing EMG signals
US20050273017A1 (en) * 2004-03-26 2005-12-08 Evian Gordon Collective brain measurement system and method
US20090292194A1 (en) * 2008-05-23 2009-11-26 Corventis, Inc. Chiropractic Care Management Systems and Methods
JP2011015950A (en) * 2009-07-08 2011-01-27 Korea Electronics Telecommun Biological signal measuring instrument
JP2013042768A (en) * 2011-08-22 2013-03-04 Sony Corp Information processing device and method, program, and recording medium
JP2014050590A (en) * 2012-09-07 2014-03-20 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Action recognition device for hand, artificial hand operation device, and composite sensor
JP2016523139A (en) * 2013-06-06 2016-08-08 トライコード ホールディングス,エル.エル.シー. Modular physiological monitoring system, kit, and method
JP2016174642A (en) * 2015-03-18 2016-10-06 Kddi株式会社 Wearable electrocardiographic signal generation apparatus, electrocardiographic signal generation method, and program
JP2017520358A (en) * 2014-05-29 2017-07-27 ニューロヴァース・インコーポレイテッド Physiological signal detection and analysis system and apparatus
JP2017169791A (en) * 2016-03-23 2017-09-28 旭化成株式会社 Potential measuring device

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10217157A (en) * 1997-02-03 1998-08-18 Toyota Motor Corp Muscle electric signal generating device
US20010025146A1 (en) * 1998-03-18 2001-09-27 Maloney Sean R. Apparatus and methods for detecting and processing EMG signals
US20050273017A1 (en) * 2004-03-26 2005-12-08 Evian Gordon Collective brain measurement system and method
US20090292194A1 (en) * 2008-05-23 2009-11-26 Corventis, Inc. Chiropractic Care Management Systems and Methods
JP2011015950A (en) * 2009-07-08 2011-01-27 Korea Electronics Telecommun Biological signal measuring instrument
JP2013042768A (en) * 2011-08-22 2013-03-04 Sony Corp Information processing device and method, program, and recording medium
JP2014050590A (en) * 2012-09-07 2014-03-20 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Action recognition device for hand, artificial hand operation device, and composite sensor
JP2016523139A (en) * 2013-06-06 2016-08-08 トライコード ホールディングス,エル.エル.シー. Modular physiological monitoring system, kit, and method
JP2017520358A (en) * 2014-05-29 2017-07-27 ニューロヴァース・インコーポレイテッド Physiological signal detection and analysis system and apparatus
JP2016174642A (en) * 2015-03-18 2016-10-06 Kddi株式会社 Wearable electrocardiographic signal generation apparatus, electrocardiographic signal generation method, and program
JP2017169791A (en) * 2016-03-23 2017-09-28 旭化成株式会社 Potential measuring device

Also Published As

Publication number Publication date
JP7345264B2 (en) 2023-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6886540B2 (en) Data acquisition device and biosensor
KR101674579B1 (en) Electrode for living body and device for detecting living signal
WO2020196097A1 (en) Stick-on biosensor
WO2020195796A1 (en) Electrode joining structure and biological sensor
JP7345264B2 (en) Stick-on biosensor
WO2020184249A1 (en) Electrode and biosensor
JP2020151104A (en) Sticking type biological sensor
JP6886538B2 (en) Stick-on biosensor
JP2020146452A (en) Biological sensor
JP2020146236A (en) Sticking type biological sensor
JP7285665B2 (en) Stick-on biosensor
JP2020142013A (en) Manufacturing method for electrode sheet
WO2020184346A1 (en) Biosensor
JP2020146237A (en) Sticking type biological sensor
JP2020142005A (en) Sticking type sensor
Minakata et al. BIOSENSOR
JP2020151103A (en) Sticking type biological sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220203

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221012

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221101

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230322

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20230516

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230608

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230808

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230905

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7345264

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150