JP2773706B2 - 電気回路内蔵型生体用表面電極 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気回路内蔵型生体用
表面電極に関し、特に、その電気的回路と電極機能の実
施構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電気回路内蔵型生体用表
面電極は、例えば、米国特許第４，９６７，０３８号，
（１０／１９９０），明細書ドライ エレクトロード
ブレイン ウェーブ レコーディング システム（ＤＲ
Ｙ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ ＢＲＡＩＮ ＷＡＶＥ ＲＥ
ＣＯＲＤＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ）に示されるように、生
体電気現象の計測において、生体より得られる電気的信
号検出の精度向上を目的として用いられる。

【０００３】図３、図４（Ａ）、（Ｂ）は上記米国特許
明細書に開示されている回路内蔵型電極の一例を示す断
面図、平面図及び部分拡大図である。

【０００４】図３、図４において、複数の金属球電極１
７は頭皮上の脳波電位を検出する。信号線１９は電極１
７の信号をピン３０へ伝える。金メッキを施されたピン
３０の一端には複数の信号線１９が半田付けされてお
り、他端はプリント基板３４上の接触ばね３２と接触し
信号を伝達する。接触ばね３２は１対の接触子を持ち、
ピン３０と接触してプリント基板３４上の信号用プリン
トパターンにつながるスルーホールに差し込まれ信号を
基板へと導く。信号用プリントパターン３６は電気回路
を形成する。増幅器入力パッド３９はプリント基板上の
裏と表の回路結合を実現する為のスルーホールである。
増幅器入力リード３８は増幅回路の入力端である。前置
増幅器３５ａは入力リード３８の信号を増幅する。

【０００５】次にこの従来例の動作について説明する。
頭皮２１に生じた電位は、複数の金属球電極１７にて電
極糊の介在無く検出され、信号線１９、金メッキを施さ
れたピン３０及び接触ばね３２、信号用プリントパター
ン３６、半田４０、増幅器入力パッド３９を介して、増
幅器入力リード３８へ入力する。複数の金属球電極１７
は、ゴム製の支持体１８にて、ある程度の接触圧に保た
れると共に若干の横方向への移動を可能として、頭髪の
上に金属球電極１７が位置した場合にこれを避けて電気
的接触抵抗の増加を防ぐことができる。前置増幅器３５
ａは、１〜４個の電極（３０、３２）に関する増幅を受
け持ち、以降の電気回路へ信号を供給する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、叙上の
従来技術には下記の如き課題があった。

【０００７】第１の課題は、構造が複雑で、電極形状あ
るいは電極配置に対する自由度が低いことである。

【０００８】その理由は、電極部分と電気回路部分を個
々に制作し、これらを機械的に組み合わせて結合する構
成により、電極と電気回路の一体化を実施しているため
である。

【０００９】第２の課題は、電極糊を使用しないと電気
的接触抵抗が高くなったり変動が大きく、生体電気信号
検出の精度が低下することである。

【００１０】その理由は、電極糊を使用しないために、
その粘性による生体との接触面積の確保、また生体表面
と電極面間の動きに伴う変形の緩衝作用が期待できない
からである。

【００１１】第３の課題は、本手法を脳波計測以外の計
測（例えば心電、筋電、眼振等）、特に頭部以外の体表
面における計測では電極の固定ができない。

【００１２】その理由は、電極を支持する回路部分を帽
子のようにして頭部に固定する構造のためである。

【００１３】本発明は従来の上記実情に鑑みてなされた
ものであり、従って本発明の目的は、従来の技術に内在
する上記諸課題を解決することを可能とした新規な電気
回路内蔵型生体用表面電極を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る電気回路内蔵型生体用表面電極は、電
極湖として着脱可能な導電性粘着ゲル（図１の７）を用
い、電極に適するようにメッキ処理を施した電極部分と
電気回路を同一のプリント基板上にて実現する手段（図
１）を含む。

【００１５】

【実施例】次に、本発明をその好ましい各実施例につい
て図面を参照して具体的に説明す。

【００１６】図１（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明による第１
の実施例を示す外観図であり、そのうち、（Ａ）は電気
回路パターン、電気回路部品等の配列例を示す図、
（Ｂ）は導電性粘着ゲル、電極パターン等の配列例を示
す図、（Ｃ）は断面図である。

【００１７】図１（Ａ）〜（Ｃ）を参照するに、下面が
生体表面に接触させられる導電性粘着ゲル７の上面に
は、プリント基板１が貼設されている。プリント基板１
の上面には電気回路パターン３が、下面には電極パター
ン６がそれぞれ形成されており、これらの電気回路パタ
ーン３及び電極パターン６はスルーホール２によって電
気的に接続されている。基板１の上面には、また電気回
路部品４が搭載されており、この電気回路部品４は電気
回路パターン３と接続されている。電気回路部品４に
は、その出力信号を伝送するための、また部品４に電源
を供給するためのケーブル５が接続されている。

【００１８】図１（Ａ）〜（Ｃ）において、生体表面８
における電位は、導電性粘着ゲル７を介してプリント基
板１上に形成される電極を構成するパターン６に伝達さ
れ、プリント基板１の裏面と表面の回路パターンを結合
するスルーホール２を通して電極パターン６の信号は、
プリント基板１上の電極６と反対の面に位置する電気回
路を構成するパターン３へ導かれ、電気回路を構成する
部品４へと接続される。電気回路の出力信号及び電源は
ケーブル５を介して送受される。

【００１９】次に、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示された構成
の動作について説明する。図１（Ａ）〜（Ｃ）におい
て、導電性粘着ゲル７は生体表面８と電極パターン６と
の間に入り、導電性粘着ゲル７の作用により電極の固定
と電気的接触抵抗の低減化と安定化を実現している。こ
の導電性粘着ゲル７を張り替えることにより電極の再利
用も可能である。電極パターン６は化学的に安定した金
メッキを施され、それによってプリント基板のパターン
を腐食より保護すると共に、計測目的に適した範囲で十
分な接触面積を確保しながら生体の電位を検出する。

【００２０】プリント基板１上に形成された電極を構成
するパターン６と反対の面に形成された電気回路パター
ン３にスルーホール２を介して信号が伝達され、電気回
路にて増幅などの電気的処理を加えられた信号は、ケー
ブル５を通して、以降の回路へ出力される。

【００２１】また、本電気回路を作動させる為の電源も
ケーブル５を通して外部より供給される。スルーホール
２は回路及び部品保護の為に孔を閉じられ、電極パター
ン６以外の導電部分は必要に応じて絶縁処理が施され、
回路の安定動作及び安全性を確保する。

【００２２】次に、本発明による第２の実施例について
図面を参照して説明する。

【００２３】図２（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明による第２
の実施例を示す外観図であり、そのうち（Ａ）は電気回
路部品、電気回路パターン等を示す図、（Ｂ）は導電性
粘着ゲル、電極パターン等を示す図、（Ｃ）は断面図で
ある。

【００２４】図２（Ａ）〜（Ｃ）に示された本発明によ
る第２の実施例では、１枚のプリント基板上に複数の電
極パターン６ａ、６ｂ、６ｃが構成され、回路用電源は
内蔵された電池９より供給され、出力信号は光あるいは
電波を用いて無線にて外部へ伝送されるテレメータ送信
機方式である。即ち、第２の実施例においては、導電性
粘着ゲル７は、７ａ、７ｂ、７ｃの３部分に分割され、
それぞれ独立したものとなっている。またこの第２の実
施例では導電性粘着ゲルは３個用いられているが、２個
または４個以上使用することも可能である。

【００２５】プリント基板１ａは、フレキシブル基板１
ｂを含む接合された基板かまたはフレキシブル基板１ｂ
を含む積層基板を用いることにより、生体の曲面にも適
合するようになる。即ち、導電性粘着ゲル７ａ、７ｂ、
７ｃが配設される部分にはプリント基板１ａが、導電性
粘着ゲル７ａ、７ｂ、７ｃが配置されない部分にはフレ
キシブル基板１ｂがそれぞれ使用され、プリント基板１
ａとフレキシブル基板１ｂは端部で接合されている。プ
リント基板１ａはまた、全体をフレキシブル基板とする
ことも可能である。

【００２６】以上説明した第１、第２の実施例では導電
性粘着ゲルの形は円形に形成されているが、必要に応じ
て３角、４角、５角、６角形、８角形等種々の形状を採
り得ることは勿論である。

【００２７】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成され、作用する
ものであり、本発明によれば以下に示す諸効果が得られ
る。

【００２８】第１の効果は、構造が単純で量産化に適し
ている。

【００２９】その理由は、従来のプリント基板の制作手
法にて電気回路内蔵型の生体用表面電極を実現できるか
らである。

【００３０】第２の効果は、任意の電極形状あるいは電
極配置が可能となるばかりではなく、電気回路に於いて
も任意の回路構成が可能となる。

【００３１】その理由は、プリント基板は電極部分を表
面に配置させる以外の制約は無いために、フレキシブル
基板または積層基板等の任意の構造にて設計が可能であ
るからである。

【００３２】第３の効果は、導電性粘着ゲルを用いるこ
とにより、電極の固定が成されると共に電極糊を用いた
時のように洗浄あるいは拭き取り等の手間が省け取扱い
が容易である。

【００３３】その理由は、導電性粘着ゲル自身が粘着性
を有していることと、導電性粘着ゲルを張り替えること
により、繰り返し使用ができるからである。

【００３４】第４の効果は、生体電気信号の精度が向上
する。

【００３５】その理由は、電気回路を電極の直近に配置
することが可能なために、電極から回路入力部までの経
路を最短にでき、この間に生じる外部誘導を受けにくく
することができるからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明による第１の
実施例を示し、（Ａ）は一方の外観（電気回路及びパタ
ーン面）図、（Ｂ）は他方の外観（導電性粘着ゲル及び
電極パターン面）図、（Ｃ）は断面図である。

【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明による第２の
実施例を示し、（Ａ）は一方の外観（電気回路及びその
パターン面）図、（Ｂ）は他方の外観（導電性粘着ゲル
及び電極パターン面）図、（Ｃ）は断面図である。

【図３】従来例の断面図である。

【図４】（Ａ）は従来例の平面図、（Ｂ）は部分拡大図
である。

【符号の説明】

１、１ａ…プリント基板 １ｂ…フレキシブル基板 ２、２ａ〜２ｃ…スルーホール ３…電気回路パターン ４…電気回路部品 ５…ケーブル ６、６ａ〜６ｃ…電極パターン ７、７ａ〜７ｃ…導電性粘着ゲル ８…生体表面 ９…電池

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生体用表面電極をプリント基板で実現
   し、電極面には電極に適したメッキ処理を施し、電極糊
   として導電性粘着ゲルを用い、前記電極を構成するプリ
   ント基板上に電気回路も構成することを特徴とする電気
   回路内蔵型生体用表面電極。
2. 【請求項２】 下面が生体表面に接触させられる導電性
   粘着ゲルと、該導電性粘着ゲルの上面に貼設されたプリ
   ント基板と、該プリント基板の下面に形成された電極パ
   ターンと、前記プリント基板の上面に形成され前記電極
   パターンとスルーホールを介して電気的に接続された電
   気回路パターンと、前記プリント基板の上面に搭載され
   前記電気回路パターンに電気的に接続される電気回路部
   品とを有することを特徴とした電気回路内蔵型生体用表
   面電極。
3. 【請求項３】 前記電極パターンに金メッキを施したこ
   とを更に特徴とする請求項２に記載の電気回路内蔵型生
   体用表面電極。
4. 【請求項４】 前記プリント基板は一部にフレキシブル
   基板を含むことを更に特徴とする請求項１または２のい
   ずれか一項に記載の電気回路内蔵型生体用表面電極。
5. 【請求項５】 前記プリント基板を、フレキシブル基板
   を含む積層基板としたことを更に特徴とする請求項１ま
   たは２のいずれか一項に記載の電気回路内蔵型生体用表
   面電極。
6. 【請求項６】 前記電極パターン以外の導電部分に絶縁
   処理を施したことを更に特徴とする請求項１または２の
   いずれか一項に記載の電気回路内蔵型生体用表面電極。