JP2784191B2 - 生体用誘導電極の製造方法 - Google Patents

生体用誘導電極の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は生体からの微弱電圧を検出するために用いら
れる生体用誘導電極の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
周知のように生体に発生する生体電気は、心臓、脳、
筋肉の活動によって誘起されている。特に心臓に発生し
た生体電気により生体の皮膚面に誘起された微弱電圧を
外部の心電計で測定及び記録し、これにより心臓の異常
を診断している。
そしてこの心電計は、入力部を生体と電気的に結合さ
せるために、生体の皮膚面に生体用誘導電極を密着しな
ければならない。
この生体用誘導電極の優劣は、下記の特性等を比較
し、その総合的評価に基づいて決定される。
（１）電極対間の電圧又はオフセット電圧・・・電極対
の間の電圧差を高入力インピーダンスの電圧計で測定し
た時の値。
（２）初期ドリフト特性・・・電極を電解質に接触させ
た状態で、界面が電気化学的に平衡状態に達するまでの
過渡期における、上記電圧（１）の変動特性。
（３）雑音特性・・・電極表面の汚れや不均一性に起因
する電極電圧の変動特性。
（４）電極対に交流入力を印加した時のインピーダンス
特性。
（５）除細動耐性・・・電極対に外部信号を与えた時の
インピーダンス及びオフセット電圧の変動特性。
上記電極特性を支配する要因としては、電極素子材
料、電解質の組成及び均一性は勿論のこと、電極素子と
電解質及び皮膚との電気的、機械的接触状況も多大な影
響を有する。例えば電極と測定器間をつなぐリード線の
動きによって、電極素子、電解質及び皮膚の相対的位置
関係が変化し、大きな測定誤差を招くおそれがある。従
って生体用誘導電極を製造する際に、構成する部材を一
体化し生体用誘導電極とする工程は、優れた生体用誘導
電極を得るために非常に重要なものとなる。
従来、電解質を用いた生体用誘導電極を組み立てる方
法として、ホットメルトなどの接着剤或いは粘着剤を使
用しており、そのため電極素子、電解質、支持基材、粘
着基材の相互の接合が不均一となり易い。
また電解質と接合剤との化学反応によって、電解質が
変質するなどの電極特性の不安定要因となるとともに、
電解質を介して接合剤が皮膚面に直接接触して、皮膚障
害をひき起こすことがある。
さらに複数の面接合を行う場合には、その接合数に応
じた回数の接合工程を要し、時間と経費を要する等の問
題点があった。
そこで、これらの問題点を解決すべく、本発明者等は
超音波による接合方法を発明し、先に出願した（特願昭
62−336069号）。この超音波接合法によれば、電極素子
と電解質とを固定した支持基材、粘着基材、セパレータ
及びカバーを同時に接合でき、さらに品質の安定化及び
コストの低減にも有効である。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記超音波による接合方法は、品質の安定化、接合工
程の簡素化及びコストの低減等には非常に有効である
が、超音波の振動エネルギーが超音波ホーンの中央部に
集中しやすいため、振動エネルギーの集中により被接合
材であるカバーの中央部に穴があく恐れがあるという問
題があることがわかった。
従って本発明の目的は、超音波を用いて生体用誘導電
極を製造する際に、振動エネルギーの集中によるカバー
中央の穴あきを防止することができる方法を提供するこ
とである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は超音波ホ
ーンの先端内部に伸縮性の超音波吸収材を取り付け、加
圧接合時に被接合材であるカバーに前記吸収材を当接す
ることによって、超音波の振動エネルギーを前記吸収材
に吸収させ、カバーへのエネルギーの集中を回避するこ
とができることを発見し、本発明に想到した。
すなわち、本発明の方法は、生体からの微弱電圧を導
出するための電極素子及び前記電極素子の効果を補助す
る電解質を固定する支持基材と、生体の皮膚面に直接密
着する粘着基材と、前記電解質の乾燥を防ぐカバーとを
超音波により同時に接合することにより生体用誘導電極
を製造するもので、孔を有する伸縮性の超音波吸収材が
先端凹部に固着された超音波ホーンを接合部に押し当
て、前記超音波吸収材が前記カバーに当接した状態で前
記超音波吸収材の孔から吸引し、超音波振動を与えるこ
とにより、接合工程中の前記カバーの形状を保持しなが
ら前記カバーにかかる振動エネルギーを吸収し、超音波
の集中による前記カバーの穴あきを防止することを特徴
とする。
本発明を以下の実施例により各図を参照にして詳細に
説明する。
〔実施例〕
第２図は本発明を適用し得る生体用誘導電極Ａを示す
断面図であり、生体用誘導電極Ａは電極素子１、粘着基
材２、支持基材３及び電解質４等の各部品で構成されて
いる。
電極素子１はリード線端子（図示せず）が取り付けら
れる頭部11と、この頭部11の下側に形成された首部12
と、この首部12の下側に形成される底部13とから構成さ
れている。電極素子１の基材は合成樹脂であり、その外
周面には銀、アモルファス合金等の金属粉末のコーティ
ング層15が形成されている。
基材を合成樹脂製としたのは、大量生産に適するの
で、コストを低廉化でき、軽量化により生体の皮膚面に
安定して装着でき、また熱の伝達を阻止することにより
装着時の皮膚面における冷感を防止できる等の理由によ
る。また基材の外周面に金属の粉末をコーティングした
のは、導電性を付与し、電極性を良好にするためであ
る。
この頭部11の下側にある首部12は頭部11より細く形成
されている。この首部12の下側には底部13が首部12より
広く形成されており、電極素子１は全体として傘形状を
なしている。
粘着基材２は生体用誘導電極Ａを皮膚の表面に密着さ
せるためのもので、その上下両面に粘着剤が塗布された
リング状の伸縮性不織布からなる。
支持基材３は硬質性であり、その下端部は粘着基材２
の上面に接し、その内端部は電極素子１の頭部11及び底
部13を押圧係止している。このように支持基材３で頭部
11及び底部13を押圧係止することにより、頭部11に接続
されたリード線端子のクリップ（図示せず）が揺動して
も電極素子１が動くことはない。その結果生体用誘導電
極Ａが心電図測定中に皮膚面から剥離することがなくな
る。
電極素子１の底部に接着された電解質４は含水ゲル層
であり、この含水ゲル層はゼラチン、寒天、ポリアクリ
ルアミド等のイオン導電性を有するもので、かなりの粘
着性を有する。この電解質４を生体の皮膚面に密着する
と、皮膚面に誘起された微弱電圧は、電解質４から電極
素子１に導かれ、電極素子１からリード線端子に導か
れ、このリード線端子に接続されているリード線を介し
て心電計に導かれ、心電図が記録できる。
なお電解質４を設けずに電極素子１の底部13を直接皮
膚の表面に密着させると、皮膚の表面の接触抵抗により
正確な微弱電圧が測定できないので、予め皮膚面にクリ
ーム等を塗布して接触抵抗を弱め、そのクリーム上に電
極素子１の底部13を接触して微弱電圧を測定することに
なる。このように微弱電圧を測定する毎にクリームを塗
布することは面倒で非能率である。従って、電極素子１
の底部13にクリームの働きをする電解質４を設けること
により、いちいちクリームを塗布する不便を除去するこ
とができる。
この電解質４としては、含水ゲル層の他にゼリーを含
浸させたポリウレタン・フォーム層を使用することもで
きる。
６は生体用誘導電極Ａを保護しているカバーである。
このカバー６は使用に際してはセパレータ５の一端に形
成されている着脱片5aを指でつまんでセパレータ５とと
もに剥離するものである。
次に上記の構成の各部品を一体化して生体用誘導電極
Ａとする方法を説明する。
第１図に示すように、まず、超音波接合装置のアルビ
ン８の電極収納口8aに、電極素子１と電解質４とを固定
した支持基材３、セパレータ５付き粘着基材２及びカバ
ー６をセットする。一方リング状の先端部7aを有する超
音波をホーン７の中央部（凹部）7bに振動吸収材９を固
着する。振動吸収材９の中央には穴9aが設けられてい
る。
このホーン７をアンビル８上に設置した上記部品の上
に重ねる。このとき、振動吸収材９は、カバー６と所定
の圧力で接触する。このような状態で上下方向の超音波
振動を与えると、支持基材３と、セパレータ５付き粘着
基材２と、カバー６とが同時に短時間で接合されるとと
もに、振動吸収材９がカバー６にかかる振動エネルギー
を吸収し、カバー６の穴あきを防止することができる。
また振動吸収材９の中央孔9aより吸引することにより、
接合工程中カバー６の形状を保持することができる。
なお振動吸収材９としては、発泡ポリウレタンゴム、
発泡ブタジエンゴム等、伸縮性を有するものであればい
かなる材料のものでもよい。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、電極素子と電解質とを固定した
支持基材、セパレータ付き粘着基材、及びカバー等を超
音波振動により接合する際に、孔を有する伸縮性の超音
波吸収材が先端凹部に固着された超音波ホーンを接合部
に押し当て、前記超音波吸収材が前記カバーに当接した
状態で前記超音波吸収材の孔から吸引し、超音波振動を
与えることにより、接合工程中の前記カバーの形状を保
持しながら前記カバーにかかる振動エネルギーを吸収
し、穴あきを有効に防止することができる。
従って、生体用誘導電極を歩留まりよく製造すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法による接合工程の一例を示す部分
断面図であり、 第２図は本発明を適用し得る生体用誘導電極の構造の一
例を示す拡大断面図である。 Ａ……生体用誘導電極 １……電極素子 ２……粘着基材 ３……支持基材 ４……電解質 ５……セパレータ ６……カバー ７……超音波ホーン ８……アンビル ９……振動吸収材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 手島 巌 埼玉県熊谷市熊谷810番地 株式会社リ ケン熊谷事業所内 (56)参考文献 特開 昭59−66298（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) A61B 5/0408

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】生体からの微弱電圧を導出するための電極
    素子及び前記電極素子の効果を補助する電解質を固定す
    る支持基材と、生体の皮膚面に直接密着する粘着基材
    と、前記電解質の乾燥を防ぐカバーとを超音波により同
    時に接合することにより生体用誘導電極を製造する方法
    において、孔を有する伸縮性の超音波吸収材が先端凹部
    に固着された超音波ホーンを接合部に押し当て、前記超
    音波吸収材が前記カバーに当接した状態で前記超音波吸
    収材の孔から吸引し、超音波振動を与えることを特徴と
    する方法。
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