JP3579818B2

JP3579818B2 - Biological signal transmission device

Info

Publication number: JP3579818B2
Application number: JP35993297A
Authority: JP
Inventors: 文幸松村; 哲志関口; 博史坂田; 栄弘保坂
Original assignee: Nihon Kohden Corp
Current assignee: Nihon Kohden Corp
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2017-12-26
Also published as: JPH11188013A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体信号をアンテナを介して送信機から受信機に送信する医用テレメータの生体信号送信装置に係り、特にアンテナを２分割して構成した生体信号送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被検者に装着された電極で検出された生体信号を、診断のためにアンテナを介して近傍のコンピュータ診断装置などに無線送信するシステムは公知となっている。このようなシステムに用いられる送信装置としては従来から種々の提案がなされている。
【０００３】
実開昭６０−９７１０３号公報に記載された提案は図２９に示すように、胸ベルト１０１に取り付けられた２個の電極１０２、１０３と、手首に装着された送信機本体１０４とは、それぞれ電極導線１０５、１０６によって接続されている。また送信機本体１０４からはアンテナ線１０７が電極導線１０５、１０６と並行して密着配列され、端部は胸ベルト１０１内に埋め込まれている。ここで電極導線１０５、１０６およびアンテナ線１０７は互に絶縁されており、アンテナ線１０７の端部も体表面に接しないように電気的に絶縁されている。
【０００４】
本提案によれば、アンテナ線１０７が電極導線１０５、１０６に密着して配置されているので、何ら運動をさまたげることなく、アンテナ線１０７を１ｍ以上とすることができ、発振器の効率を向上し小型化を図り携帯性を向上させることができる。
【０００５】
実開昭６２−２０２８０４号公報に記載された提案は図３０に示すように、一対の電極２０１、２０２をそれぞれユニットケース２０３、２０４内に配備し、ユニットケース２０３、２０４の底面を開口してそれぞれ電極２０１、２０２を露出させ、電極２０１、２０２にアンテナ線２０５の両端を接続している。ユニットケース２０３、２０４は接続ケーブル２０６により連結されており、アンテナ線２０５は接続ケーブル２０６内に挿通されている。
【０００６】
本提案によれば、一対のユニットケース２０３、２０４内にそれぞれ配備された電極２０１、２０２を生体の心拍数検出部位に装着し、アンテナ線２０５から信号を送信するようにしたので、着脱しやすく、しかも胸への圧迫感や違和感もなく装着することができる。
【０００７】
実開昭６３−３２５０１号公報に記載された提案は図３１に示すように、一対の電極３０１、３０２と、電極３０１、３０２で検出された心電位信号を処理するための電気回路とを有する送信機本体３０３と、処理して得られる信号を電波として受信機へ向けて送出するためのアンテナ３０４とを備えており、アンテナ３０４を撥水性を有する繊維で被覆して身体表面に添わせるようにしている。
【０００８】
本提案によれば、アンテナ３０４が撥水性を有する繊維で被覆され、身体表面に添わせられるようにして送信機本体３０３に接続されているので、装着時に衣服が局所的に盛り上ることがなく、しかも電極３０１、３０２が被着箇所から脱落するおそれもない。この結果使い心地がよい上に、十分に強い電波を受信機へ送ることができる。
【０００９】
特開平９−１０８１９４号公報に記載された提案は図３２に示すように、被検者の前胸壁に装着される基部シート４０１をＬ字形に形成し、縦長部分４０１ａを胸骨ラインに沿わせ、剣状突起近辺に位置したコーナ部４０１ｂから横長部分４０１ｃを心臓側に向わせる。この基部シート４０１の裏面には前胸壁に粘着させる粘着層が形成されており、コーナ部４０１ｂ近傍に第１の電極４０２、縦長部分４０１ａの上端部近傍に第２の電極４０３、横長部分４０１ｃの側端部近傍に第３の電極４０４がそれぞれ取り付けられている。さらに第２の電極４０３の斜め下方および第３の電極４０４の上方位置に、それぞれ第４の電極４０５および第５の電極４０６が取り付けられている。
【００１０】
上記のように配列された５個の電極のうち電極４０２、４０３間でα誘導が検出され、電極４０３、４０４間でβ誘導が検出される。また電極４０５および４０６により、α、β誘導だけでは感度の弱い高位方向の側壁と前後壁の虚血に対するγ誘導が検出される。これらの各電極に誘導された心電図信号は基部シート４０１に取り付けられた回路ユニット４０７により増幅および変調され、縦長部分４０１ａに沿って取り付けられたアンテナ４０８から受信機側に送信される。
【００１１】
本提案によれば、電極４０２乃至４０６、回路ユニット４０７およびアンテナ４０８が基部シート４０１上に一体化して取り付けられているので、被検者への装着が容易となり活動が制約されない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述した各従来例では波長の１／４の電気長を利用したモノポールアンテナをアンテナとしている。例えば送信周波数を３００ＭＨｚとすると、波長は１ｍでアンテナの長さは２５ｃｍとなる。このモノポールアンテナをなるべく人体の影響を受けないように配置するためには、人体の表面に対して垂直の方向にし、人体から離れた方向にすればよい。しかしアンテナの長さは例えば２５ｃｍと長いため、送信機を人体に装着したときに動作の邪魔になるという問題があった。逆に動作が容易になるように人体の表面に沿って配置すると、前述した通り信号が人体の影響を受ける。
【００１３】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、生体の表面に装着された電極が検出する生体信号を、安定して良好な感度で受信機側に放出することができ、生体へ容易に装着することのできる小型の生体信号送信装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の本発明は、生体信号を検出する電極と、該電極を支持し生体面に装着される支持体と、前記電極が検出した電気信号を処理する電気回路を有する送信機と、前記電気回路で処理された電気信号を受信機に向けて放出するアンテナとを備える生体信号送信装置において、前記アンテナを２分割し、一方の部分を前記支持体に配置し、他方の部分を前記送信機内に配置し、前記送信機を前記支持体に装着するとともに、分割された前記アンテナを接続して１個のアンテナを構成したことを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の生体信号送信装置は、前記アンテナは、ループアンテナであることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の生体信号送信装置は、前記アンテナは、平行に対向配置された放射板と地板とを有するマイクロストリップアンテナ（以下ＭＳＡと称する）であり、前記地板を前記支持体に配置し、前記放射板を前記送信機内に配置したことを特徴とする。
【００１７】
請求項１に記載の本発明においては、アンテナを２分割して一方の部分を支持体に、他方の部分を送信機内にそれぞれ配置したので、アンテナの全部を送信機内に設ける場合に比べて送信機を小型にすることができる。
【００１８】
請求項２に記載の本発明においては、アンテナとしてループアンテナを用いる場合、アンテナの開口面積が大きくなり、アンテナの利得を向上させることができる。さらに本装置を生体面に装着し、生体信号を検出する状態に配置されると、開口面が生体表面に直交した状態で生体近傍に密着固定されるため、アンテナの利得が安定する。
【００１９】
請求項３に記載の本発明においては、アンテナとしてＭＳＡを用いる場合、ＭＳＡのすべてを送信機内に設ける場合に比べて放射板と地板との間の距離を長くとることをも可能であり、帯域の広いアンテナを構成することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の生体信号送信装置の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の構成例を示すブロック図、図２は図１の生体装着部の構成を示す縦断面図、図３は図２の分解斜視図、図４は図１の生体装着部および送信機の外観斜視図、図５は図１の送信機の構成を示す縦断面図、図６は図５の分解斜視図、図７は図５のコネクタ部の構成を示す拡大縦断面図である。
【００２１】
図１において、生体装着部１は絶縁材で平板状に形成された支持体２上に、円環状のループアンテナ３を２分割した一方の部分３ａおよび電極４が一体的に取り付けられてなっている。また送信機５には増幅部６、変調部７、電源部８および送信部９から構成される電気回路１０と、分割されたループアンテナ３の他方の部分３ｂとが配置されている。そして電極４と増幅部６とはコネクタ１１を介して、電気的に接続されている。また、ループアンテナ３の一方の部分３ａの一端はコネクタ１２を介して他方の部分３ｂの一端に、一方の部分３ａの他端はコネクタ１３を介して送信部９の一方の出力端子に、それぞれ電気的に接続されている。さらにループアンテナ３の他方の部分３ｂの他端は、送信部９の他方の出力端子に電気的に接続されている。符号１４は生体の他の部分に装着される電極であり、コネクタ１５を介して増幅部６に接続されている。
【００２２】
増幅部６、変調部７および送信部９にはそれぞれ電源部８から電力が供給される。支持体２を被検者の生体表面に装着したとき、電極４が検出した生体信号は増幅部６で増幅され、変調部７で変調され、送信部９からループアンテナ３に送られる。そしてこの生体信号はループアンテナ３から図示しない受信機に無線送信される。
【００２３】
図２および図３において、支持体２は絶縁材料で円板状に形成されている。導電材で帯状に形成されたループアンテナ３は２分割され、一方のループアンテナ３ａは支持体２の図中下面に沿って装着されており、ループアンテナ３ａの両端にはそれぞれカシメ具１６ａ、１６ｂが挿通されている。カシメ具１６ａ、１６ｂはループアンテナ３ａを下面から貫通し、さらに支持体２を貫通して上方に突出している。カシメ具１６ａ、１６ｂの突出端にはそれぞれループアンテナ用のフォック１７ａ、１７ｂがカシメにより固定されている。
【００２４】
電極４は支持体２のループアンテナ３ａが装着されていない中心部において、支持体２を下面から上方に貫通して突出しており、突出端には心電導出用のフォック１８が装着固定されている。また電極４の下端面には導電性の含水性ゲル１９が塗布されている。支持体２の下面全面にはループアンテナ３ａを被覆する絶縁シート２０が接着されており、電極４は絶縁シート２０の中心に形成された孔部２０ａを介して下面に露出している。また絶縁シート２０の下面には粘着材２１が塗布されている。支持体２の上面も絶縁シート２２で被覆されており、フォック１７ａ、１７ｂ、１８は絶縁シート２２を貫通して上方に突出している。
【００２５】
上記のように構成された生体装着部１には、図４に示すように送信機５が装着固定される。送信機５は図５および図６に示すように上蓋２３と下蓋２４とがそれぞれの端面を介して接着されてなっており、内部に電気回路１０が実装された基板２５が収納されている。下蓋２４にはフォック１７ａ、１７ｂ、１８に対向する位置に、それぞれ内側に向ってくぼんだ凹部２４ａ、２４ｂ、２４ｃが形成されており、凹部２４ａ、２４ｂ、２４ｃの外側下面からそれぞれフォックメス２６ａ、２６ｂ、２６ｃが嵌合されている。また基板２５の凹部２４ａ、２４ｂ、２４ｃに対向する位置には、それぞれランド２７ａ、２７ｂ、２７ｃが形成されている。さらにランド２７ａ、２７ｂ、２７ｃにはそれぞれカシメ具２８ａ、２８ｂ、２８ｃが挿通され、フォックメス２６ａ、２６ｂ、２６ｃはそれぞれカシメ具２８ａ、２８ｂ、２８ｃにより凹部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ内に固定される。この状態を図７に示す。
【００２６】
送信機５を生体装着部１に取り付けるときは、まず送信機５の下蓋２４の凹部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ内に固定されたフォックメス２６ａ，２６ｂ，２６ｃにそれぞれフォック１７ａ、１７ｂ、１８を嵌合する。
【００２７】
上記のように構成された生体信号送信装置を生体表面に装着するときは、生体装着部１を被検者の生体の表面に粘着剤２１を介して接着する。そして電極４および電極１４が検出した生体信号はそれぞれフォック１８およびコネクタ１５を介して送信機５に送られ、送信機５内の電気回路１０で処理された生体信号はフォック１７ａ、１７ｂを介して２部分３ａ、３ｂが一体に連結されてなるループアンテナ３に送られ、図示しない受信機に無線送信される。
【００２８】
次に図１乃至図８に示す第１の実施の形態の各部分の具体的な構造および材料を詳細に説明する。支持体２は、例えば数１０μｍ乃至数ｍｍの厚さである程度の剛性を有し、生体信号送信装置全体を保持するものである。上記構成例では形状が円板状の場合について説明したが、例えば図９に示すような角板状や、図１０に示すような鼓状などの他の形状であってもよい。その材質は、例えば紙や高分子誘電体（塩化ビニール、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ふっ素樹脂、ケイ素樹脂、アセチルセルローズ、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、ビニロン、エポキシ樹脂、セラミック等）の材料で形成される。
【００２９】
ループアンテナ３は、例えば厚さ数μｍ乃至数ｍｍ、周囲長は波長に比べて数１０分の１程度で細長状の導電体膜で形成されている。平面形状は特に限定されず、例えば図１１に示すように幅狭であっても、図１２に示すように幅広であってもよく、本実施の形態においては図１に示すように２分割されている。また材料としては、例えば金属、カーボン、高分子誘電体、樹脂に導電性メッキをしたものなどが用いられる。
【００３０】
電極４はコネクタ１１を介して支持体２に固定され、それ自体が導電体であり、生体電気現象導出用電極として作用する。構造は例えば図１３に示すように、コネクタとしてのフォック１８に安定して固定できるものであればよい。また材料は導電体であればよく、特に限定されない。材料としては、例えば高分子導電体（導電ゴム、含水性樹脂等）、金属（銅、ステンレス、アルミ等）、カーボン（カーボンファイバー、グラファイト、カーボン繊維等）、樹脂に導電性メッキしたもの（例えば高分子絶縁体または高分子導電体の表面に、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、パラジウム、白金等の導電性金属膜をスパッタリング蒸着、電解メッキ、無電解メッキ等の手段により形成させたもの）などが用いられる。
【００３１】
含水性ゲル１９は、電極４と生体面との間を電気的に導通するものであり、生体への接着性を有するものが望ましい。このようなゲル層を形成する基材としては、例えばゼラチン、ポリアクリル酸またはその塩、カラヤガム、その他各種水溶性または水分散性アクリル系ポリマー、ポリアクリルアミド、ポリビニールアルコール、カルボキシメチルセルローズ、ポリウレタンなど水溶性または水分散性ポリマーなどがあげられる。
【００３２】
コネクタ１１、１２、１３、１５を構成する部品としては、前記構成例ではフォックス１７、１８を用いているが、これに限定されず、例えばスナップ、一般用電気的コネクタ、接触型コネクタ等の構造であってもよい。材料としては前述した電極４と同様のものが用いられる。
【００３３】
絶縁シート２０、２２は、人体とループアンテナ３とが直接接触しないようにするためのもので、その材質は絶縁性があればよく特に限定されない。
【００３４】
粘着材２１は、生体装着部１を生体に強固に固定するためのもので、生体に刺激を与えないものが望ましい。例えば、両面粘着テープ、アクリル系、ゴム系、ビニールエーテル系などの絶縁シート２０との密着性にすぐれた公知の粘着材料が使用できる。
【００３５】
本実施の形態によれば、ループアンテナ３を２分割して一方の部分３ａを生体装着部１の支持体２の下面に沿って配置し、他方の部分３ｂを送信機５内に配置したので、ループアンテナ３の全部を送信機５内に設ける場合に比べて送信機５を小型にすることができる。またループアンテナ３を２分割することにより、アンテナの開口面積が大きくなり、アンテナの利得を向上させることができる。さらにループアンテナ３は支持体２を介して生体表面に近傍配置され、しかも、ループアンテナ３の開口面が生体表面に対してほぼ直角となっているので、公知のループアンテナの特性によりアンテナの利得を向上させるとともに安定させることができる。
【００３６】
上記実施の形態では一方のループアンテナ３ａを支持板２の下面に装着しているが、図８に示すように支持体２の上面に装着してもよい。ただし前述した実施の形態の場合に比べてアンテナの開口面積はやや小さくなる。
【００３７】
図１４乃至図２８に本発明の他の実施の形態の構成例を示す。これらの図において、図１乃至図８に示す第１の実施の形態の部分と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【００３８】
図１４乃至図１６に本発明の第２の実施の形態の構成例を示す。本実施の形態は電極４の数が２個の場合であり、各電極４ａ、４ｂが検出した生体信号は図１４に示すように、それぞれコネクタ１１ａ、１１ｂを介して増幅部６に送られる。他の部分の構成および作用は第１の実施の形態とほぼ同様である。
【００３９】
図１５は図１４の生体装着部１の構成例を示す分解斜視図であり、図１６は図１４の生体装着部１および送信機５の外観斜視図である。図１５において、導電材で帯板状に形成された左右一対の電極４ａ、４ｂの一端はそれぞれカシメ具３１ａ、３１ｂを介して支持体２の下面に取り付けられており、支持体２の上面に突出したカシメ具３１ａ、３１ｂの上端には心電導出用のフォック１８ａ、１８ｂがカシメにより固定されている。また、電極４ａ、４ｂの他端にはそれぞれ導電性の含水性１９ａ、１９ｂが取り付けられている。
【００４０】
一方の部分のループアンテナ３ａは含水性ゲル１９ａ、１９ｂの間において、電極４ａ、４ｂに平行に支持体２の下面に装着されており、第１の実施の形態の場合と同様にカシメ具１６ａ、１６ｂおよびアンテナ用フォック１７ａ、１７ｂを介して支持体２に固定されている。絶縁シート２０は含水性ゲル１９ａ、１９ｂの間で電極４ａ、４ｂおよびアンテナ３ａを被覆して支持体２の下面に接着されている。支持体２の上面の絶縁シート２０に対向する位置に絶縁シート２２が接着されており、フォック１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂは絶縁シート２２を貫通して上方に突出している。
【００４１】
本実施の形態においても、図１６に示すようにフォック１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂを介して送信機５が生体装着部１に装着固定され、図１乃至図８に示す第１の実施の形態と同様の作用、効果を得ることができる。
【００４２】
図１７は本発明の第３の実施の形態の構成例を示す斜視図である。図１７において、図３に示す第１の実施の形態の部分と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。本実施の形態の特徴はループアンテナ３の一部３ａを、シルク印刷などの薄膜技術により支持体２の下面に一体に形成した点にある。図１７（ａ）に示すように、支持体２の中心にはスルーホール２ａが形成されており、スルーホール２ａに対して対称の位置にはスルーホール２ｂ，２ｃが形成されている。スルーホール２ａ，２ｂ，２ｃにはそれぞれ導電性材料が充填されている。
【００４３】
支持体２の表面のスルーホール２ａ，２ｂ，２ｃが開口する部分には、それぞれシルク印刷などの薄膜技術により、図１７（ｂ）に示すような円形の導電性薄膜４１ａ．，４１ｂ，４１ｃが形成されており、それぞれスルーホール２ａ，２ｂ，２ｃ内に充填された導電性材料に電気的に接続されている。支持体２の裏面のスルーホール２ａが開口する部分にも同様に円形の導電性薄膜４２ａが形成されており、スルーホール２ｂ，２ｃが開口する部分を接続する帯状の導電性薄膜も同時に形成されている。この帯状の導電性薄膜がループアンテナ３の一部３ａとなる。また円形の導電性薄膜４２ａは電極４となる。そして支持体２の表面の導電性薄膜４１ａ，４１ｂ，４１ｃを送信機５側の回路の所定の位置に接続することにより、送信装置を構成することができる。
【００４４】
本実施の形態によれば、ループアンテナ３の一部３ａを薄膜技術により支持体と一体に形成したので、生産の工程を簡略化することができる。
【００４５】
図１８乃至図２３に本発明の第４の実施の形態の構成例を示す。本実施の形態はアンテナとして平行に対向配置された地板と放射板とからなるＭＳＡで構成し、地板を生体装着部１に、放射板を送信機５内にそれぞれ配置したものである。図１８は本発明の第４の実施の形態の構成例を示すブロック図、図１９は図１８の生体装着部１の構成を示す縦断面図、図２０は図１９の縦断面図、図２１は図１８の生体装着部１および送信機５の外観斜視図、図２２は図１８の送信機５の構成を示す縦断面図、図２３は図２２の分解斜視図である。
【００４６】
図１８において、地板３１は生体装着部１に配置され放射板３２は送信機５内に配置されている。地板３１および放射板３２は送信機５の送信部９とそれぞれコネクタ３３および給電線３４を介して電気的に接続されている。
【００４７】
図１９および図２０において、地板３１は誘電体材料で構成された支持体２の下面に固定されており、カシメ具１６は図２および図３に示す第１の実施の形態の場合と同様に、地板３１、支持体２および絶縁シート２２を貫通し上方に突出し、その突出端に地板用のフォック１７がカシメにより固定されている。生体装着部１のその他の部分の構成は第１の実施の形態とほぼ同様である。
【００４８】
上記のように構成された生体装着部１には、図２１に示すように送信機５が装着固定される。送信機５の構造は図５および図６に示す第１の実施の形態とほぼ同様であるが、図２２および図２３に示すようにループアンテナの他方の部分３ｂの代りに放射板３２が配置されている。放射板３２は下蓋２４の上端面と上蓋２３の内面との間に挾持固定されており、給電線３４を介して基板２５上の所定の位置の配線と電気的に接続されている。なお凹部２４、フォックメス２６、ランド２７およびカシメ具２８の数はそれぞれ２個である。
【００４９】
送信機５を生体装着部１に取り付けるときは、送信機５の下面のフォックメス２６ａ、２６ｃにそれぞれ生体装着部１側のフォック１７、１８を嵌合する。この結果、電極４および地板３１はそれぞれ基板２５の所定の位置の配線と電気的に接続され、地板３１と放射板３２とによりＭＳＡが構成される。そして、電極４が検出した生体信号はフォック１８を介して送信機５に送られた信号と、また送信機５と別体の生体用電極１４で検出した生体信号をコネクタ１５を介して送信機５に送られた信号とを送信機５内の電気回路１０で処理し、フォック１７および給電線３４を介してそれぞれ地板３１および放射板３２に送り、地板３１および放射板３２で構成されるＭＳＡにより、図示しない受信機に無線送信される。
【００５０】
図１８乃至図２３に示す第４の実施の形態を構成する各部分の構造および材料は、地板３１および放射板３２を除き、図１乃至図８に示す第１の実施の形態の場合と同様である。以下、地板３１および放射板３２の構造および材料を説明する。
【００５１】
地板３１は、基本的には許容される範囲内で大きな面積を有し、アンテナの発する信号が人体の影響を受けにくくする構造を有している。材料としては、例えば、金属、カーボン、高分子導電体、樹脂に導電性メッキしたものなどが用いられる。地板３１の形状もアンテナの特性に対応して変化する。
【００５２】
放射板３２は、例えば、厚さ数μｍ乃至数ｍｍ、周波数により決定される面積を有する導電体膜で形成される。上記構成例では形状が矩形板状の場合について説明したが、他の形状であってもよい。材料としては地板３１と同様に、例えば、金属、カーボン、高分子導電体、樹脂に導電性メッキしたものなどが用いられる。
【００５３】
本実施の形態によれば、地板３１と放射板３２とをそれぞれ生体装着部１と送信機５とに分離して配置したので、送信機５内にＭＳＡをすべて内蔵させる場合に比べて、送信機５を小型、薄型化することができる。また、地板３１と放射板３２との間の距離が長くなるので、ＭＳＡの特性上アンテナの周波数帯域を広くすることができる。さらに地板３１と放射板３２との間に誘電体材料で構成された支持体２が介在するため、誘電体の効果により放電板３２を小型化することができる。
【００５４】
図２４乃至図２８に本発明の第５の実施の形態の構成を示す。本実施の形態は第４の実施の形態で示した電極４の数が２個の場合である。図２４は本発明の第５の実施の形態の構成例を示すブロック図、図２５は図２４の生体装着部１の構成を示す分解斜視図、図２６は図２５の生体装着部１および送信機５の外観斜視図、図２７は図２５の送信機の構成を示す分解斜視図、図２８は図２７の組立縦断面図である。
【００５５】
図２４に示すように、本実施の形態では電極４が２個あり、各電極４ａ、４ｂが検出した生体信号はそれぞれコネクタ１１ａ、１１ｂを介して増幅部６に送られる。他の部分の構成および作用は第３の実施の形態とほぼ同様である。
【００５６】
生体装着部１における電極４ａ、４ｂの配置は図２５に示すように、図１５に示す第２の実施の形態とほぼ同様である。ただ図１５に示すループアンテナ３ａの代りに地板３１が支持体２の下面に取り付けられており、地板３１の電極４ａ、４ｂに平行な一辺の中心に突出部３１ａが形成されている。突出部３１ａは電極４ａ、４ｂの対向する一端間に突出しており、突出部３１ａ、支持体２および絶縁シート２２を貫通してカシメ具１６が挿入され、カシメ具１６の突出端にはフォック１７が固定されている。
【００５７】
本実施の形態においても、図２６に示すようにフォック１７、１８ａ、１８ｂを介して送信機５が生体装着部１に装着固定される。送信機５の構成も図２７および図２８に示すように、図２２および図２３に示す第３の実施の形態とほぼ同様であるが、凸部２４、フォックメス２６、ランド２７およびカシメ具２８はそれぞれ生体装着部１側のフォック１７、１８ａ、１８ｂに対向して３個設けられている。
【００５８】
本実施の形態においても、図１８乃至図２３に示す第４の実施の形態と同様の作用、効果を得ることができる。なお、部品数を少くするために、放射板３２は基板２５上にプリントパターンで構成することも可能である。
【００５９】
また、このＭＳＡを小型にするために、地板３１と放射板３２とを特定箇所で短絡するように接続させるフォックを追加して、公知の方法である逆アンテナ構造とすることにより、放射板３２をさらに小さくできる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明によれば、生体信号を受信機に向けて放出するアンテナを２分割し、それぞれ支持体および送信機内に配置したので、アンテナの全部を送信機内に設ける場合に比べて送信機を小型にすることができる。
【００６１】
請求項２に記載の本発明によれば、アンテナとしてループアンテナを用いる場合、アンテナの開口面積が大きくなり、アンテナの利得を向上させることができる。さらに開口面が生体表面に直交した状態で生体近傍に密着固定されるため、アンテナの利得が安定する。
【００６２】
請求項３に記載の本発明によれば、アンテナとしてＭＳＡを用いる場合、ＭＳＡのすべてを送信機内に設ける場合に比べて放射板と地板との間の距離が長くなり、帯域の広いアンテナを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の生体信号送信装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の生体装着部の構成を示す縦断面図である。
【図３】図２の分解斜視図である。
【図４】図１の生体装着部および送信機の外観斜視図である。
【図５】図１の送信機の縦断面図である。
【図６】図１の送信機の分解斜視図である。
【図７】図５のコネクタ部の構成を示す拡大縦断面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態の変形例の構成を示す縦断面図である。
【図９】図３の支持体の変形例の形状を示す平面図である。
【図１０】図３の支持体の他の変形例の形状を示す平面図である。
【図１１】図３のループアンテナの構成を示す斜視図である。
【図１２】図３のループアンテナの変形例の構成を示す斜視図である。
【図１３】図２および図３の電極の取付構造を示す分解縦断面図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１４の生体装着部の構成を示す分解斜視図である。
【図１６】図１４の生体装着部および送信機の外観斜視図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態の構成を示す斜視図である。
【図１８】本発明の第４の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図１９】図１８の生体装着部の構成を示す縦断面図である。
【図２０】図１９の分解斜視図である。
【図２１】図１８の生体装着部および送信機の外観斜視図である。
【図２２】図１８の送信機の構成を示す縦断面図である。
【図２３】図２２の分解斜視図である。
【図２４】本発明の第５の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２５】図２４の生体装着部の構成を示す分解斜視図である。
【図２６】図２４の生体装着部および送信機の外観斜視図である。
【図２７】図２４の送信機の構成を示す分解斜視図である。
【図２８】図２４の送信機の構成を示す縦断面図である。
【図２９】従来の生体信号送信装置の第１の例の構成を示す正面図である。
【図３０】従来の生体信号送信装置の第２の例の要部の構成を示す平面図である。
【図３１】従来の生体信号送信装置の第３の例の構成を示す正面図である。
【図３２】従来の生体信号送信装置の第４の例の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
２支持体
３ループアンテナ
４電極
５送信機
１０電気回路
３１地板
３２放射板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a biological signal transmitting device for a medical telemeter for transmitting a biological signal from a transmitter to a receiver via an antenna, and more particularly to a biological signal transmitting device configured by dividing an antenna into two.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A system for wirelessly transmitting a biological signal detected by an electrode mounted on a subject to a nearby computer diagnostic device or the like via an antenna for diagnosis is known. Various proposals have conventionally been made for a transmission device used in such a system.
[0003]
As shown in FIG. 29, the proposal described in Japanese Utility Model Publication No. 60-97103 discloses that two electrodes 102 and 103 attached to a chest belt 101 and a transmitter body 104 attached to a wrist are respectively They are connected by electrode wires 105 and 106. Further, from the transmitter main body 104, an antenna wire 107 is closely arranged in parallel with the electrode conductors 105 and 106, and an end is embedded in the chest belt 101. Here, the electrode wires 105 and 106 and the antenna wire 107 are insulated from each other, and the ends of the antenna wire 107 are also electrically insulated so as not to contact the body surface.
[0004]
According to this proposal, since the antenna wire 107 is disposed in close contact with the electrode conductors 105 and 106, the antenna wire 107 can be made 1 m or longer without interfering with any movement, and the efficiency of the oscillator is improved. The size can be reduced and the portability can be improved.
[0005]
In the proposal described in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 62-202804, as shown in FIG. 30, a pair of electrodes 201 and 202 are disposed in unit cases 203 and 204, respectively, and the bottom surfaces of the unit cases 203 and 204 are opened. The electrodes 201 and 202 are exposed, and both ends of the antenna wire 205 are connected to the electrodes 201 and 202, respectively. The unit cases 203 and 204 are connected by a connection cable 206, and the antenna wire 205 is inserted through the connection cable 206.
[0006]
According to the present proposal, the electrodes 201 and 202 provided in the pair of unit cases 203 and 204 are mounted on the heart rate detection site of the living body, and signals are transmitted from the antenna line 205. In addition, it can be worn without any feeling of pressure or discomfort on the chest.
[0007]
The proposal described in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 63-32501 has a pair of electrodes 301 and 302 and an electric circuit for processing a cardiac potential signal detected by the electrodes 301 and 302 as shown in FIG. A transmitter main body 303 and an antenna 304 for transmitting a signal obtained by processing to a receiver as a radio wave are provided. The antenna 304 is covered with a water-repellent fiber so as to be attached to the body surface. I have to.
[0008]
According to this proposal, since the antenna 304 is covered with a water-repellent fiber and connected to the transmitter main body 303 so as to be attached to the body surface, the clothes do not locally swell when worn. In addition, there is no possibility that the electrodes 301 and 302 fall off from the portions to which they are attached. As a result, the radio wave is not only comfortable to use but also can transmit a sufficiently strong radio wave to the receiver.
[0009]
As shown in FIG. 32, the proposal described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-108194 forms a base sheet 401 attached to the anterior chest wall of a subject into an L shape, and aligns a vertically long portion 401a along a sternum line. The oblong portion 401c is directed toward the heart from the corner portion 401b located near the xiphoid process. On the back surface of the base sheet 401, an adhesive layer for adhering to the front chest wall is formed, and the first electrode 402 near the corner 401b, the second electrode 403 near the upper end of the vertically long portion 401a, and the horizontally long portion 401c. Third electrodes 404 are attached near the side ends, respectively. Further, a fourth electrode 405 and a fifth electrode 406 are attached obliquely below the second electrode 403 and above the third electrode 404, respectively.
[0010]
The α lead is detected between the electrodes 402 and 403 among the five electrodes arranged as described above, and the β lead is detected between the electrodes 403 and 404. In addition, the electrodes 405 and 406 detect the γ induction for ischemia of the side wall and the front and rear walls in the higher direction, which is weak in sensitivity only by α and β induction. An electrocardiogram signal guided to each of these electrodes is amplified and modulated by a circuit unit 407 attached to the base sheet 401, and transmitted to a receiver from an antenna 408 attached along the vertically long portion 401a.
[0011]
According to this proposal, since the electrodes 402 to 406, the circuit unit 407, and the antenna 408 are integrally mounted on the base sheet 401, the mounting on the subject is easy, and the activity is not restricted.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In each of the conventional examples described above, a monopole antenna using an electrical length of 1/4 of the wavelength is used as the antenna. For example, if the transmission frequency is 300 MHz, the wavelength is 1 m and the length of the antenna is 25 cm. In order to arrange the monopole antenna so as not to be affected by the human body as much as possible, the monopole antenna may be arranged in a direction perpendicular to the surface of the human body and in a direction away from the human body. However, since the length of the antenna is long, for example, 25 cm, there has been a problem that the operation becomes obstructive when the transmitter is mounted on a human body. Conversely, if the signal is arranged along the surface of the human body to facilitate the operation, the signal is affected by the human body as described above.
[0013]
The present invention has been made in view of such a situation, and can stably emit a biological signal detected by an electrode attached to the surface of a living body to a receiver side with good sensitivity, and can easily emit the biological signal to a living body. It is an object of the present invention to provide a small biological signal transmitting device that can be attached to a human body.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention according to claim 1 includes an electrode for detecting a biological signal, a support that supports the electrode and is attached to a biological surface, and an electrical signal detected by the electrode. In a biological signal transmitting apparatus including a transmitter having an electric circuit for processing and an antenna for emitting an electric signal processed by the electric circuit toward a receiver, the antenna is divided into two parts, and one part is supported by the supporting part. It is arranged on the body, the other part is arranged in the transmitter, the transmitter is mounted on the support, and the divided antennas are connected to form one antenna.
[0015]
The biological signal transmitting device according to claim 2, wherein the antenna is a loop antenna.
[0016]
4. The biological signal transmitting device according to claim 3, wherein the antenna is a microstrip antenna (hereinafter, referred to as MSA) having a radiation plate and a ground plane disposed in parallel and opposed to each other, and the ground plane is arranged on the support. The radiation plate is arranged in the transmitter.
[0017]
According to the first aspect of the present invention, the antenna is divided into two parts, and one part is arranged on the support and the other part is arranged in the transmitter. The machine can be made smaller.
[0018]
According to the second aspect of the present invention, when a loop antenna is used as the antenna, the aperture area of the antenna increases, and the gain of the antenna can be improved. Further, when the device is mounted on a living body surface and is arranged in a state for detecting a biological signal, the antenna is stably fixed in the vicinity of the living body with the opening surface orthogonal to the living body surface, so that the antenna gain is stabilized.
[0019]
According to the third aspect of the present invention, when the MSA is used as the antenna, the distance between the radiation plate and the ground plane can be made longer than when all the MSAs are provided in the transmitter. Antenna having a wide width.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a biological signal transmitting device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the living body mounting portion of FIG. 1, FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the transmitter shown in FIG. 1, FIG. 6 is an exploded perspective view of FIG. 5, and FIG. 7 is the configuration of the connector shown in FIG. FIG.
[0021]
In FIG. 1, a living body mounting portion 1 is configured such that one portion 3a of a circular loop antenna 3 divided into two and an electrode 4 are integrally mounted on a support 2 formed in a plate shape with an insulating material. I have. In the transmitter 5, an electric circuit 10 including an amplifier 6, a modulator 7, a power supply 8 and a transmitter 9 and the other portion 3b of the divided loop antenna 3 are arranged. The electrode 4 and the amplifier 6 are electrically connected via a connector 11. One end of one part 3a of the loop antenna 3 is connected to one end of the other part 3b via the connector 12, and the other end of the one part 3a is connected to one output terminal of the transmission unit 9 via the connector 13, respectively. It is electrically connected. Further, the other end of the other portion 3b of the loop antenna 3 is electrically connected to the other output terminal of the transmitting section 9. Reference numeral 14 denotes an electrode attached to another part of the living body, and is connected to the amplification unit 6 via the connector 15.
[0022]
Power is supplied from the power supply unit 8 to each of the amplification unit 6, the modulation unit 7, and the transmission unit 9. When the support 2 is mounted on the body surface of the subject, the biological signal detected by the electrode 4 is amplified by the amplifier 6, modulated by the modulator 7, and sent from the transmitter 9 to the loop antenna 3. This biological signal is wirelessly transmitted from the loop antenna 3 to a receiver (not shown).
[0023]
2 and 3, the support 2 is made of an insulating material and is formed in a disk shape. The loop antenna 3 formed in a strip shape with a conductive material is divided into two, and one of the loop antennas 3a is mounted along the lower surface of the support 2 in the drawing, and caulking tools 16a, 16b are provided at both ends of the loop antenna 3a, respectively. Is inserted. The caulking tools 16a and 16b penetrate the loop antenna 3a from the lower surface and further penetrate the support 2 and protrude upward. The hooks 17a and 17b for the loop antenna are fixed to the protruding ends of the caulking tools 16a and 16b, respectively, by caulking.
[0024]
The electrode 4 protrudes upward from the lower surface of the support 2 at the center portion of the support 2 where the loop antenna 3a is not mounted, and a protruding end is provided with an electrocardiogram-derived fock 18 fixed thereto. I have. The lower surface of the electrode 4 is coated with a conductive hydrogel 19. An insulating sheet 20 covering the loop antenna 3a is adhered to the entire lower surface of the support 2, and the electrode 4 is exposed to the lower surface through a hole 20a formed at the center of the insulating sheet 20. An adhesive 21 is applied to the lower surface of the insulating sheet 20. The upper surface of the support 2 is also covered with the insulating sheet 22, and the hooks 17 a, 17 b, 18 penetrate the insulating sheet 22 and protrude upward.
[0025]
The transmitter 5 is mounted and fixed to the living body mounting unit 1 configured as described above, as shown in FIG. As shown in FIGS. 5 and 6, the transmitter 5 has an upper lid 23 and a lower lid 24 bonded to each other via respective end surfaces, and houses a substrate 25 on which the electric circuit 10 is mounted. . Recesses 24a, 24b, 24c are formed in the lower lid 24 at positions facing the foks 17a, 17b, 18, respectively. The recesses 24a, 24b, 24c are formed inwardly, and the Fok knife 26a, 26b and 26c are fitted. Further, lands 27a, 27b, 27c are formed at positions of the substrate 25 facing the concave portions 24a, 24b, 24c, respectively. Further, swaging tools 28a, 28b, 28c are inserted through the lands 27a, 27b, 27c, respectively, and the Fock scalpels 26a, 26b, 26c are fixed in the recesses 24a, 24b, 24c by the swaging tools 28a, 28b, 28c, respectively. FIG. 7 shows this state.
[0026]
When the transmitter 5 is attached to the living body mounting unit 1, first, the hooks 17a, 17b, and 18 are respectively fitted to the Fock scalpels 26a, 26b, and 26c fixed in the recesses 24a, 24b, and 24c of the lower lid 24 of the transmitter 5. I do.
[0027]
When the living body signal transmitting device configured as described above is mounted on the surface of a living body, the living body mounting unit 1 is adhered to the surface of the living body of the subject via an adhesive 21. The biological signals detected by the electrodes 4 and 14 are sent to the transmitter 5 through the Fock 18 and the connector 15, respectively. The biological signals processed by the electric circuit 10 in the transmitter 5 are transmitted through the Focks 17a and 17b. The two parts 3a and 3b are sent to a loop antenna 3 which is integrally connected, and wirelessly transmitted to a receiver (not shown).
[0028]
Next, specific structures and materials of respective parts of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 8 will be described in detail. The support 2 has a thickness of, for example, several tens of μm to several mm, has a certain degree of rigidity, and holds the entire biological signal transmitting device. In the above configuration example, the case where the shape is a disc shape is described. However, other shapes such as a square plate shape as shown in FIG. 9 and a drum shape as shown in FIG. 10 may be used. The material is formed of, for example, paper or a polymer dielectric material (vinyl chloride, polyurethane, polycarbonate, polypropylene, fluororesin, silicon resin, acetylcellulose, polyester, rayon, nylon, vinylon, epoxy resin, ceramic, etc.). .
[0029]
The loop antenna 3 has a thickness of, for example, several μm to several mm, and has a peripheral length of about several tens of wavelengths and is formed of an elongated conductive film. The planar shape is not particularly limited. For example, it may be narrow as shown in FIG. 11 or wide as shown in FIG. 12, and in the present embodiment, it is divided into two as shown in FIG. ing. In addition, as the material, for example, metal, carbon, polymer dielectric, resin plated with conductive material, or the like is used.
[0030]
The electrode 4 is fixed to the support 2 via the connector 11 and is itself a conductor, and functions as an electrode for deriving a bioelectric phenomenon. The structure may be any as long as it can be fixed stably to the Fock 18 as a connector as shown in FIG. The material is not particularly limited as long as it is a conductor. Examples of the material include, for example, polymer conductors (conductive rubber, water-containing resin, etc.), metals (copper, stainless steel, aluminum, etc.), carbon (carbon fiber, graphite, carbon fiber, etc.), and conductive-plated resins (eg, A conductive metal film such as gold, silver, copper, nickel, aluminum, palladium, or platinum is formed on the surface of a polymer insulator or a polymer conductor by means such as sputtering deposition, electrolytic plating, or electroless plating. ) Is used.
[0031]
The water-containing gel 19 electrically connects the electrode 4 and the surface of the living body, and desirably has adhesiveness to the living body. Examples of a substrate for forming such a gel layer include gelatin, polyacrylic acid or a salt thereof, karaya gum, various other water-soluble or water-dispersible acrylic polymers, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, polyurethane, and the like. Water-soluble or water-dispersible polymers and the like can be mentioned.
[0032]
As the components constituting the connectors 11, 12, 13, and 15, the foxes 17 and 18 are used in the above configuration example. However, the components are not limited thereto, and, for example, a structure such as a snap, a general electrical connector, or a contact type connector. It may be. The same material as the electrode 4 described above is used as the material.
[0033]
The insulating sheets 20 and 22 are provided to prevent direct contact between the human body and the loop antenna 3, and are not particularly limited as long as they have insulating properties.
[0034]
The adhesive 21 is for firmly fixing the living body mounting portion 1 to a living body, and desirably does not give a stimulus to the living body. For example, a known adhesive material having excellent adhesiveness to the insulating sheet 20 such as a double-sided adhesive tape, acrylic, rubber, or vinyl ether can be used.
[0035]
According to the present embodiment, the loop antenna 3 is divided into two parts, one part 3a is arranged along the lower surface of the support 2 of the living body mounting part 1, and the other part 3b is arranged in the transmitter 5. Therefore, the size of the transmitter 5 can be reduced as compared with the case where the entire loop antenna 3 is provided in the transmitter 5. Further, by dividing the loop antenna 3 into two parts, the aperture area of the antenna is increased, and the gain of the antenna can be improved. Further, since the loop antenna 3 is disposed near the surface of the living body via the support 2, and the opening surface of the loop antenna 3 is substantially perpendicular to the surface of the living body, the gain of the antenna is determined by the characteristics of the known loop antenna. And can be stabilized.
[0036]
In the above embodiment, one loop antenna 3a is mounted on the lower surface of the support plate 2, but may be mounted on the upper surface of the support 2 as shown in FIG. However, the opening area of the antenna is slightly smaller than in the above-described embodiment.
[0037]
14 to 28 show configuration examples according to other embodiments of the present invention. In these figures, parts corresponding to the parts of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
[0038]
14 to 16 show configuration examples according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the number of the electrodes 4 is two, and the biological signal detected by each of the electrodes 4a and 4b is sent to the amplifier 6 via the connectors 11a and 11b as shown in FIG. The configuration and operation of the other parts are almost the same as in the first embodiment.
[0039]
FIG. 15 is an exploded perspective view showing a configuration example of the living body mounting section 1 of FIG. 14, and FIG. 16 is an external perspective view of the living body mounting section 1 and the transmitter 5 of FIG. In FIG. 15, one end of a pair of left and right electrodes 4a, 4b formed of a conductive material in a strip shape is attached to the lower surface of the support 2 via caulking tools 31a, 31b, respectively. At the upper ends of the protruding caulking tools 31a and 31b, the hooks 18a and 18b for guiding the electrocardiogram are fixed by caulking. In addition, the other ends of the electrodes 4a and 4b are provided with conductive hydrous water 19a and 19b, respectively.
[0040]
One portion of the loop antenna 3a is mounted on the lower surface of the support 2 between the hydrogels 19a and 19b in parallel with the electrodes 4a and 4b, and the caulking tool 16a is provided in the same manner as in the first embodiment. , 16b and the antenna hooks 17a, 17b. The insulating sheet 20 covers the electrodes 4a, 4b and the antenna 3a between the hydrogels 19a, 19b and is adhered to the lower surface of the support 2. An insulating sheet 22 is bonded to the upper surface of the support 2 at a position facing the insulating sheet 20, and the hooks 17a, 17b, 18a, and 18b penetrate the insulating sheet 22 and protrude upward.
[0041]
Also in the present embodiment, as shown in FIG. 16, the transmitter 5 is mounted and fixed to the living body mounting unit 1 via the hooks 17a, 17b, 18a, and 18b, and the first embodiment shown in FIGS. The same operation and effect as described above can be obtained.
[0042]
FIG. 17 is a perspective view showing a configuration example of the third embodiment of the present invention. In FIG. 17, the portions corresponding to those in the first embodiment shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. This embodiment is characterized in that a part 3a of the loop antenna 3 is formed integrally with the lower surface of the support 2 by a thin film technique such as silk printing. As shown in FIG. 17A, a through hole 2a is formed at the center of the support 2, and through holes 2b and 2c are formed at positions symmetrical with respect to the through hole 2a. Each of the through holes 2a, 2b, 2c is filled with a conductive material.
[0043]
The portions of the surface of the support 2 where the through holes 2a, 2b, and 2c are opened are each formed of a circular conductive thin film 41a. , 41b, 41c are formed, and are electrically connected to the conductive material filled in the through holes 2a, 2b, 2c, respectively. Similarly, a circular conductive thin film 42a is formed in a portion of the back surface of the support 2 where the through hole 2a is opened, and a strip-shaped conductive thin film connecting the portions where the through holes 2b and 2c are opened is formed at the same time. ing. This strip-shaped conductive thin film becomes a part 3 a of the loop antenna 3. The circular conductive thin film 42a becomes the electrode 4. Then, by connecting the conductive thin films 41a, 41b, 41c on the surface of the support 2 to predetermined positions of the circuit on the transmitter 5 side, a transmission device can be configured.
[0044]
According to the present embodiment, the part 3a of the loop antenna 3 is formed integrally with the support by the thin film technique, so that the production process can be simplified.
[0045]
FIGS. 18 to 23 show configuration examples according to the fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the antenna is constituted by an MSA composed of a base plate and a radiation plate which are arranged in parallel and opposed to each other, and the base plate is disposed in the living body mounting unit 1 and the radiation plate is disposed in the transmitter 5. FIG. 18 is a block diagram showing a configuration example of the fourth embodiment of the present invention, FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the living body mounting part 1 of FIG. 18, FIG. 20 is a longitudinal sectional view of FIG. Is an external perspective view of the living body mounting unit 1 and the transmitter 5 of FIG. 18, FIG. 22 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the transmitter 5 of FIG. 18, and FIG. 23 is an exploded perspective view of FIG.
[0046]
In FIG. 18, the base plate 31 is arranged on the living body mounting unit 1 and the radiation plate 32 is arranged inside the transmitter 5. The base plate 31 and the radiation plate 32 are electrically connected to the transmission unit 9 of the transmitter 5 via a connector 33 and a power supply line 34, respectively.
[0047]
19 and 20, the base plate 31 is fixed to the lower surface of the support 2 made of a dielectric material, and the caulking tool 16 is similar to the case of the first embodiment shown in FIGS. , The base plate 31, the support 2, and the insulating sheet 22 are protruded upward, and the fock 17 for the base plate is fixed to the protruding end by caulking. The configuration of the other parts of the living body mounting part 1 is almost the same as that of the first embodiment.
[0048]
The transmitter 5 is mounted and fixed to the living body mounting section 1 configured as described above, as shown in FIG. The structure of the transmitter 5 is almost the same as that of the first embodiment shown in FIGS. 5 and 6, but a radiating plate 32 is arranged instead of the other portion 3b of the loop antenna as shown in FIGS. Have been. The radiation plate 32 is sandwiched and fixed between the upper end surface of the lower lid 24 and the inner surface of the upper lid 23, and is electrically connected to a wiring at a predetermined position on the substrate 25 via a feed line 34. The number of the recess 24, the Fock knife 26, the land 27, and the caulking tool 28 is two each.
[0049]
When the transmitter 5 is attached to the living body mounting part 1, the hooks 17 and 18 of the living body mounting part 1 are fitted to the Fock scalpels 26a and 26c on the lower surface of the transmitter 5, respectively. As a result, each of the electrode 4 and the ground plate 31 is electrically connected to the wiring at a predetermined position on the substrate 25, and the ground plate 31 and the radiation plate 32 form an MSA. The biological signal detected by the electrode 4 is transmitted to the transmitter 5 through the Fock 18 and the biological signal detected by the biological electrode 14 separate from the transmitter 5 is transmitted to the transmitter 5 through the connector 15. 5 is processed by the electric circuit 10 in the transmitter 5 and sent to the base plate 31 and the radiating plate 32 via the Fock 17 and the feed line 34, respectively. Is transmitted wirelessly to a receiver (not shown).
[0050]
The structure and material of each part constituting the fourth embodiment shown in FIGS. 18 to 23 are the same as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 8 except for the base plate 31 and the radiation plate 32. It is. Hereinafter, the structures and materials of the base plate 31 and the radiation plate 32 will be described.
[0051]
The base plate 31 basically has a large area within an allowable range, and has a structure in which a signal emitted by the antenna is hardly affected by a human body. As the material, for example, metal, carbon, polymer conductor, resin obtained by conductive plating on resin, or the like is used. The shape of the base plate 31 also changes according to the characteristics of the antenna.
[0052]
The radiation plate 32 is formed of, for example, a conductive film having a thickness of several μm to several mm and an area determined by the frequency. In the above configuration example, the case where the shape is a rectangular plate is described, but another shape may be used. As the material, as in the case of the base plate 31, for example, metal, carbon, a polymer conductor, a resin obtained by conducting plating on a resin, or the like is used.
[0053]
According to the present embodiment, the base plate 31 and the radiating plate 32 are separately arranged in the living body mounting part 1 and the transmitter 5, respectively. The machine 5 can be reduced in size and thickness. Further, since the distance between the base plate 31 and the radiation plate 32 is increased, the frequency band of the antenna can be widened due to the characteristics of the MSA. Furthermore, since the support 2 made of a dielectric material is interposed between the ground plate 31 and the radiation plate 32, the size of the discharge plate 32 can be reduced by the effect of the dielectric.
[0054]
FIGS. 24 to 28 show the configuration of the fifth embodiment of the present invention. This embodiment is a case where the number of the electrodes 4 shown in the fourth embodiment is two. FIG. 24 is a block diagram showing a configuration example of the fifth embodiment of the present invention, FIG. 25 is an exploded perspective view showing the configuration of the living body mounting part 1 of FIG. 24, and FIG. FIG. 27 is an exploded perspective view showing the configuration of the transmitter of FIG. 25, and FIG. 28 is an assembled vertical sectional view of FIG.
[0055]
As shown in FIG. 24, in the present embodiment, there are two electrodes 4, and the biological signals detected by the electrodes 4a, 4b are sent to the amplifier 6 via the connectors 11a, 11b, respectively. The configuration and operation of the other parts are almost the same as in the third embodiment.
[0056]
As shown in FIG. 25, the arrangement of the electrodes 4a and 4b in the living body mounting part 1 is substantially the same as that of the second embodiment shown in FIG. However, instead of the loop antenna 3a shown in FIG. 15, a ground plate 31 is attached to the lower surface of the support 2, and a protrusion 31a is formed at the center of one side of the ground plate 31 parallel to the electrodes 4a and 4b. The protruding portion 31a protrudes between the opposite ends of the electrodes 4a and 4b, and the crimping tool 16 is inserted through the protruding portion 31a, the support 2 and the insulating sheet 22. Has been fixed.
[0057]
Also in the present embodiment, as shown in FIG. 26, the transmitter 5 is mounted and fixed to the living body mounting unit 1 via the hooks 17, 18a, and 18b. The configuration of the transmitter 5 is also substantially the same as that of the third embodiment shown in FIGS. 22 and 23, as shown in FIGS. 27 and 28, except that the convex portion 24, the Fock knife 26, the land 27 and the caulking device 28 The three hooks 17, 18 a, 18 b on the living body mounting part 1 side are provided respectively.
[0058]
In this embodiment, the same operation and effect as those of the fourth embodiment shown in FIGS. 18 to 23 can be obtained. In order to reduce the number of components, the radiation plate 32 can be formed on the substrate 25 by a printed pattern.
[0059]
In order to reduce the size of the MSA, a hook for connecting the ground plate 31 and the radiation plate 32 so as to be short-circuited at a specific location is added, and the radiation plate 32 is formed by using a known inverted antenna structure. Can be further reduced.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the antenna that emits the biological signal toward the receiver is divided into two parts, which are disposed in the support and the transmitter, respectively. The size of the transmitter can be reduced as compared with the case where the transmitter is provided inside the device.
[0061]
According to the second aspect of the present invention, when a loop antenna is used as the antenna, the aperture area of the antenna increases, and the gain of the antenna can be improved. Furthermore, the gain of the antenna is stabilized because the aperture surface is closely fixed to the vicinity of the living body with the opening surface orthogonal to the living body surface.
[0062]
According to the third aspect of the present invention, when the MSA is used as the antenna, the distance between the radiation plate and the ground plane is longer than when the entire MSA is provided in the transmitter, and an antenna with a wide band is configured. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a biological signal transmitting apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a configuration of the living body mounting unit in FIG.
FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 2;
FIG. 4 is an external perspective view of the living body mounting unit and the transmitter of FIG. 1;
FIG. 5 is a vertical sectional view of the transmitter of FIG. 1;
FIG. 6 is an exploded perspective view of the transmitter of FIG. 1;
FIG. 7 is an enlarged vertical sectional view showing the configuration of the connector section of FIG.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view showing a shape of a modification of the support in FIG. 3;
FIG. 10 is a plan view showing the shape of another modification of the support of FIG. 3;
11 is a perspective view showing a configuration of the loop antenna of FIG.
FIG. 12 is a perspective view showing a configuration of a modification of the loop antenna of FIG. 3;
FIG. 13 is an exploded longitudinal sectional view showing a mounting structure of the electrodes of FIGS. 2 and 3;
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 15 is an exploded perspective view showing the configuration of the living body mounting unit in FIG.
16 is an external perspective view of the living body mounting unit and the transmitter of FIG.
FIG. 17 is a perspective view illustrating a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration of a fourth exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the living body mounting unit in FIG. 18;
20 is an exploded perspective view of FIG.
FIG. 21 is an external perspective view of the living body mounting unit and the transmitter of FIG. 18.
FIG. 22 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the transmitter of FIG.
FIG. 23 is an exploded perspective view of FIG. 22.
FIG. 24 is a block diagram illustrating a configuration of a fifth exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 25 is an exploded perspective view showing the configuration of the living body mounting unit in FIG. 24.
26 is an external perspective view of the living body mounting unit and the transmitter of FIG. 24.
FIG. 27 is an exploded perspective view showing a configuration of the transmitter of FIG. 24.
FIG. 28 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the transmitter of FIG. 24.
FIG. 29 is a front view showing a configuration of a first example of a conventional biological signal transmission device.
FIG. 30 is a plan view showing a configuration of a main part of a second example of the conventional biological signal transmission device.
FIG. 31 is a front view showing the configuration of a third example of a conventional biological signal transmission device.
FIG. 32 is a plan view showing a configuration of a fourth example of a conventional biological signal transmission device.
[Explanation of symbols]
2 Support
3 loop antenna
4 electrodes
5 transmitter
10 Electric circuit
31 Ground Plate
32 radiation plate

Claims

An electrode for detecting a biological signal,
A support that supports the electrode and is attached to a body surface,
A transmitter having an electric circuit for processing an electric signal detected by the electrode,
An antenna that emits an electric signal processed by the electric circuit toward a receiver,
In a biological signal transmission device comprising:
Splitting the antenna into two parts, placing one part on the support, the other part in the transmitter,
The biological signal transmitting device, wherein the transmitter is mounted on the support, and the divided antennas are connected to form one antenna.

The biological signal transmitting device according to claim 1, wherein the antenna is a loop antenna.

The antenna according to claim 1, wherein the antenna is a microstrip antenna having a radiation plate and a ground plate disposed in parallel and opposed to each other, wherein the ground plate is disposed on the support, and the radiation plate is disposed in the transmitter. 2. The biological signal transmitting device according to 1.