JP3656184B2 - 生体信号送信装置 - Google Patents
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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、特にアンテナとしてループアンテナ、マイクロストリップアンテナを用い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３４に示すように、胸ベルト５０１に取り付けられた２個の電極５０２，５０３と、手首に装着された送信機本体５０４とは、それぞれ電極導線５０５，５０６によって接続されている。また、送信機本体５０４からはアンテナ線５０７が電極導線５０５，５０６と並行して密着配列され、端部は胸ベルト５０１内に埋め込まれている。ここで電極導線５０５，５０６およびアンテナ線５０７は互いに絶縁されており、アンテナ線５０７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５０７が電極導線５０５，５０６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５０７を１ｍ以上とすることができ、送信機５０４の効率を向上し小形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３５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内にぞ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３６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器本体３０３と、処理して得られる信号を電波として受信器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がることがなく、しかも電極３０１，３０２が被着個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器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３７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誘導か検出される。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、前述した通りアンテナから放射される電波が人体の影響を受けるため利得が劣化しやすい。
【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】
請求項１に係る生体信号送信装置は、生体信号を検出し、接着性ゲルにより生体への接着性を有する２つの電極と、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生体信号を処理する電気回路を有し、前記電気回路が処理した電気信号を受信機に向けて放出し、開口面が前記生体面に対しほぼ直角の方向になるように設けられた少なくとも１つのループアンテナを内蔵し、前記支持体から着脱可能であり、前記２つの電極の間に配置される送信機と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に係る生体信号送信装置は、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生体信号を処理する電気回路を有する送信機と、前記電気回路が処理した電気信号を受信機に向けて放出し、開口面が前記生体面に対しほぼ直角の方向になるように設けられた少なくとも１つのループアンテナを有し、前記ループアンテナの少なくとも１つは、２分割され、分割された前記ループアンテナの一方を前記支持体に、他方を前記送信機内にそれぞれ配置し、前記送信機を前記支持体に装着することにより分割された前記ループアンテナを一体化したことを特徴とする。
【００１７】
請求項３に係る生体信号送信装置は、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生体信号を処理する電気回路を有する送信機と、前記電気回路が処理した電気信号を受信機に向けて放出し、開口面が前記生体面に対しほぼ直角の方向になるように設けられ、互いにほぼ直角に配置された２つのループアンテナを有し、前記ループアンテナの少なくとも１つは、２分割され、分割された前記ループアンテナの一方を前記支持体に、他方を前記送信機内にそれぞれ配置し、前記送信機を前記支持体に装着することにより分割された前記ループアンテナを一体化したことを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明の生体信号送信装置の参考例を図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の参考例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である。
【００２４】
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上にループアンテナ３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が設けられており、電極４と増幅部６、ループアンテナ３と送信部９とは、それぞれコネクタ１１、１２、１３を介して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。
【００２５】
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。
【００２６】
図２および図３において、支持体２は絶縁材料で角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は支持体２の図中下面の一辺に沿って装着されており、ループアンテナ３の両端は支持体２の上面側に折り返され、支持体２を挾持するように配置されている。またループアンテナ３の両端にはそれぞれコネクタを構成する凸状のホック１６、１７が固定されている。
【００２７】
電極４は支持体２のループアンテナ３が装着されていない部分において、支持体２を下面から上方に突出して固着されており、電極４の下端面には導電性の含水性ゲル１８が塗布されている。また電極４が支持体２を貫通して上方に突出する一端にはホック１９が装着されている。支持体２の下面全面にはループアンテナ３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。ホック１６、１７、１９は絶縁シート２２を貫通して上方に突出している。
【００２８】
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。このときホック１６、１７、１９はそれぞれ送信機５内の送信部９および増幅部６の対応する図示しないコネクタに接続される。そして図３０に示すように、生体装着部１を被検者の生体の表面に粘着剤２１を介して接着したとき、電極４が検出した生体信号はホック１９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ホック１６、１７を介してループアンテナ３に送られる。そしてループアンテナ３はこの生体信号を図示しない受信機に無線送信する。
【００２９】
次に図１乃至図４に示す第１の参考例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、生体装着部１を保持するものである。上記構成例では形状が角板状の場合について説明したが、例えば図５に示すような中央がくびれた角板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、ポリスチレン、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。
【００３０】
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分の１から数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６に示すように幅狭であっても、図７に示すように幅広であってもよい。また材料としては、例えば金属、カーボン、高分子導電体、樹脂に導電性メッキをしたものなどが用いられる。
【００３１】
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８に示すように、コネクタとしてのホック１９に安定して固定できるものであればよい。また、材料は後述するコネクタと同様の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。
【００３２】
含水性ゲル１８は、電極４と生体面との間を電気的に導電するものであり、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、ポリビニルアルコール、カルボキシンメチルセルローズ、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。
【００３３】
コネクタ１１、１２、１３を構成する部品としては、前記構成例ではホック１６、１７、１９を用いているが、これに限定されず、例えば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。
【００３４】
絶縁シート２０、２２は、人体とループアンテナ３とは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。
【００３５】
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生体装着部１との密着性にすぐれた公知の粘着材料が使用できる。
【００３６】
本参考例によれば、ループアンテナ３は支持体２を介して生体の表面に近接配置され、しかもループアンテナ３の開口面が生体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感度が向上し利得を大きくすることができる。
【００３７】
図９乃至図１１に本発明の第２の参考例の構成例を示す。これらの図において、図１乃至図４に示す第１の参考例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】
本参考例は電極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９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図１乃至図４に示す第１の参考例とほぼ同様である。
【００３９】
図１０は図９の生体装着部１および送信機５の構成例を示す分解斜視図であり、図１１は図９の生体装着部１および送信機５の外観斜視図である。図１０において、カシメ具３１ａ、３１ｂにはそれぞれ支持体２の下面に設けられた導電性端子１８ｃ、１８ｄの一端が電気的に接続されており、導電性端子３１ａ、３１ｂの他端にはそれぞれ導電性の含水性ゲル１８ａ、１８ｂが取り付けられている。カシメ具３１ａ、３１ｂは支持体２を貫通して上方に突出しており、導電性端子１８ｃ、１８ｄとともに支持体２に固定されている。
【００４０】
ループアンテナ３は導電性端子１８ｃ、１８ｄの間において支持体２の下面に装着されており、ループアンテナ３の両端は支持体２の上面側に折り返され、支持体２を挾持するように配置されている。支持体２の下面の含水性ゲル１８ａ、１８ｂの間には、ループアンテナ３、カシメ具３１ａ、３１ｂおよび導電性端子１８ｃ、１８ｄを被覆する絶縁シート２０が接着されており、絶縁シート２０の下面には粘着剤２１が塗布されている。
【００４１】
支持体２の上面も絶縁シート２２で被覆されており、カシメ具３１ａ、３１ｂの上端に装着された凸状ホック１９ａ、１９ｂおよびループアンテナ３の両端に固定されたホック１６、１７は絶縁シート２２を貫通して上方に突出している。送信機５は筐体４０を構成する上ふた４０ａおよび下ふた４０ｂと、この中に収容される基板４１と、この基板４１に実装される電気回路１０から構成される。基板４１の表面には電気回路１０にそれぞれ接続された４つのランド４２が設けられている。基板４１は、これらのランド４２を介してカシメ具４３および凹状ホック４４により下ふた４０ｂに固定される。本参考例においても送信機５は図１１に示すように凸状ホック１６、１７、１９ａ、１９ｂと凹状ホック４４を介して生体装着部１に装着固定され、図１乃至図４に示す第１の参考例と同様の作用、効果を得ることができる。なお、図９乃至図１１に示す各部材の構造および材料は、図１乃至図４に示す第１の参考例で説明したものとほぼ同様である。
【００４２】
上記第２の参考例では電極４が２個の場合について説明したが、電極４の数は３個以上であってもよい。この場合、電極４を生体装着部１の適切な位置に配置し、コネクタ１１や電気回路１０中の増幅部６や変調部７をそれに対応させることにより、多数の生体信号を導出増幅し、送信部９から送信できることは言うまでもない。
【００４３】
また図１２に示すように電極４をトランスデューサ２３に置き換えることにより、生体の体温や血圧などを検出することもできる。
【００４４】
図１３は本発明の第３の参考例の構成例を示す縦断面図である。図１３において、図１乃至図４に示す第１の参考例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。本参考例の特徴はループアンテナ３の一部をシルク印刷などの薄膜技術により形成した点にある。図１３に示すように、支持体２の対向する二辺近傍にそれぞれスルーホールが形成されスルーホール内に導電性材料２４が充填されている。また支持体２の両面にはそれぞれ薄膜技術により導電性薄膜２５が形成されており、上面の導電性薄膜は２分割されている。さらに、上下面の導電性薄膜２５の両端は、それぞれスルーホール内に充填された導電性材料２４に電気的に接続されており、ループアンテナ３を構成している。
【００４５】
支持体２の上下両面はそれぞれ導電性薄膜２５を被覆する絶縁シート２０、２２で覆われており、上面の絶縁シート２２の中心部は切り欠かれており、導電性薄膜２５の両端が露出している。そして、送信機５を生体装着部１に装着したとき、送信機５の下面に突出して設けられた１対の導電性接触コネクタ２６が導電性薄膜２５の両端の露出部に当接し、送信機５から送信される信号を導電性薄膜２５で構成されるループアンテナに導出する。電極４に固定されたホック１９が送信機５側のメスホック状のコネクタ１１に連結されることは第１の参考例の場合と同様である。
【００４６】
本参考例によれば、第１および第２の参考例の構成例のようにループアンテナ３を薄膜状の別体で構成し、支持体２の両面に折り返して固定する場合に比較して、生産工程が簡略化されコストの低減を図ることができる。
【００４７】
なお、図１３は電極４が１個の場合を示しているが、図９および図１０に示す第２の参考例の構成例のように、電極４の数が２個あるいは３個以上の場合にも、また電極４が図１２に示すようにトランスデューサ２３である場合にも応用でき、同様の効果を得ることができる。
【００４８】
図１４は本発明の実施の形態Ａの構成例を示すブロック図、図１５は図１４の生体装着部の具体的な構成例を示す分解斜視図、図１６は図１４に示す生体装着部およびこれに装着される送信機の外観斜視図、図１７は図１４の生体装着部の他の構成例を示す分解斜視図、図１８は図１７に示す電極の取付け構造を示す図である。
【００４９】
図１４において、生体装着部１０１は絶縁材で平板状に形成された支持体１０２に、それぞれ２分割された２個のアンテナ１０３，１０４の一方の部分１０３ａ、１０４ａと２個の電極１０５ａ、１０５ｂとが取り付けられてなっている。本実施の形態では、アンテナ１０３がループアンテナであり、アンテナ１０４がマイクロストリップアンテナ（以下ＭＳＡと称する）である。また送信機１０６には増幅部１０７、変調部１０８、電源部１０９および送信部１１０から構成される電気回路１１１と、分割された２個のアンテナ１０３、１０４の他方の部分１０３ｂ、１０４ｂとが配置されている。また電極１０５ａ、１０５ｂと増幅部１０７とはそれぞれコネクタ１１２ａ、１１２ｂを介して接続され、アンテナ１０３の一部１０３ａの一端とアンテナ１０３の一部１０３ｂの一端はコネクタ１１３ａを介して接続され、アンテナ１０３の一部１０３ａの他端と送信部１１０はコネクタ１１３ｂを介して接続されている。アンテナ１０３の一部１０３ｂの他端は送信部１１０に接続されている。ＭＳＡのアンテナ１０４の一部１０４ａは地板であり、アンテナ１０４の一部１０４ｂは放射板である。地板１０４ａはコネクタ１１４を介して送信部１１０に接続され、放射板１０４ｂは直接送信部１１０に接続されている。
【００５０】
増幅部１０７、変調部１０８および送信部１１０にはそれぞれ電源部１０９から電力が供給される。支持体１０２を被検者の生体表面に装着したとき、電極１０５ａ、１０５ｂが検出した生体信号は増幅部１０７で増幅され、変調部１０８で変調され、送信部１１０からアンテナ１０３、１０４に送られる。そしてこの生体信号はアンテナ１０３、１０４から図示しない受信機に無線送信される。
【００５１】
図１５および図１６において、支持体１０２は誘電体材料で矩形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１０３は２分割され、一方のループアンテナ１０３ａは支持体１０２の図中下面の一辺側に装着されており、ループアンテナ１０３ａの両端にはそれぞれカシメ具１１５ａ、１１５ｂが挿通されている。カシメ具１１５ａ、１１５ｂはループアンテナ１１３ａを下面から貫通し、さらに支持体１０２を貫通して上方に突出している。カシメ具１１５ａ、１１５ｂの突出端にはそれぞれホック１１６ａ、１１６ｂがカシメにより固定されている。ループアンテナ１０３ｂの一端はホック１１６ａに接続される。ホック１１６ｂは送信部１１０に接続される。
【００５２】
ＭＳＡ１０４は上記のように地板１０４ａと放射板１０４ｂとからなっており、これらは平行に対向配置されている。地板１０４ａは図１５に示すように支持体１０２の下面のほぼ中央に固定されており、地板１０４ａのループアンテナ１０３ａと反対側の一辺の中心に突出部１４１ａが形成されている。突出部１４１ａにはカシメ具１１７が挿通されており、カシメ具１１７は地板１１４ａを下面から貫通し、さらに支持体１０２を貫通して上方に突出している。カシメ具１１７の突出端には地板用のホック１１８がカシメにより固定されている。
【００５３】
地板１０４ａの突出部１４１ａの両側には地板１０４ａの一辺に平行に一対の板状の導電性端子１２１ｃ、１２１ｄが配置されており、それぞれ支持体１０２の下面に固定されている。導電性端子１２１ｃ、１２１ｄの対向する一端にはそれぞれカシメ具１１９ａ、１１９ｂが挿通されており、カシメ具１１９ａ、１１９ｂはそれぞれ導電性端子１２１ｃ、１２１ｄを下面から貫通し、さらに支持体１０２を貫通して上方に突出している。カシメ具１１９ａ、１１９ｂの突出端にはそれぞれ心電導出用のホック１２０ａ、１２０ｂがカシメにより固定されている。また導電性端子１２１ｃ、１２１ｄの外側の一端にはそれぞれ導電性の含水性ゲル１２１ａ、１２１ｂが取り付けられている。さらにループアンテナの一部１０３ａ、地板１０４ａおよび導電性端子１２１ｃ、１２１ｄの下面は絶縁シート１２２で被覆されており、絶縁シート１２２の下面には粘着材１２３が塗布されている。
【００５４】
送信機１０６は図１６に示すように角函状に形成されており、内部に電気回路１１１が実装された図示しない基板が収納されている。この基板上には図１４、図１５に示すように生体装着部１０１側のループアンテナ１０３ａおよび地板１０４ａに対応する位置に、それぞれループアンテナ１０３ｂおよび放射板１０４ｂが配置されている。そして送信機１０６を生体装着部１０１に取り付けると、生体装着部１０１の支持体１０２の上面に突出したホック１１６ａがループアンテナ１０３ｂの一端に嵌合し、凸状ホック１１８、１２０ａ、１２０ｂがそれぞれ基板の所定の位置に形成された凹状ホック１２４、１２５ａ、１２５ｂに接続される。凹状ホック１２４、１２５ａ、１２５ｂはそれぞれ電気回路１１１に接続されている。さらにループアンテナ１０３ｂの他端も電気回路１１１に接続されている。
【００５５】
次に図１４乃至図１８に示す実施の形態Ａ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１０２は、例えば数１０μｍ乃至数ｍｍの厚さである程度の剛性と誘電率を有する誘電体で構成され、生体装着部１０１を保持するものである。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、例えば図１７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、使用周波数と地板１０４ａおよび放射板１０４ｂの形状に適合する誘電率を持った誘電体であればよく、例えば、紙や高分子誘電体（塩化ビニール、ポリウレタン、ポリスチレン、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。
【００５６】
ループアンテナ１０３は、例えば厚さ数μｍ乃至数ｍｍ、周囲長は波長に比べて数分の１から数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ない。また材料としては、例えば金属、カーボン、高分子導電体、樹脂に導電性メッキをしたものなどが用いられる。
【００５７】
地板１０４ａは、基本的には許容される範囲内で大きな面積を有し、放射板１０４ｂの発する信号が人体等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１０４ａの形状もアンテナ特性に対応して変化する。
【００５８】
放射板１０４ｂ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１０４ａ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をしたものなどが用いられる。
【００５９】
カシメ具１１５ａ，１１５ｂ，１１７，１１９ａ，１１９ｂおよび導電性端子１２１ｃ，１２１ｄはそれぞれホック１１６ａ，１１６ｂ，１１８，１２０ａ，１２０ｂを介して支持体１０２に固定され、それ自体が導電体であり、それぞれ生体電気現象導出用電極および地板へ信号伝達用電極として作用する。構造は、例えば図１８に示すように、コネクタとしてのホック１２０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、ステンンレス、アルミ等）、カーボン（カーボンファイバー、グラフファイト、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，アルミニュム、パラジュウム、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。
【００６０】
コネクタ１１２ｃ，１１２ｄ，１１４，１１３ｃ，１１３ｄを構成する部品としては、前記構成例ではホック１１６ａ，１１６ｂ，１１８，１２０ａ，１２０ｂを用いているが、これに限定されず、例えば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。材料としてはカシメ具１１５ａ，１１５ｂ，１１７，１１９ａ，１１９ｂと同様なものが用いられる。
【００６１】
含水性ゲル１２１ａ，１２１ｂは導電性端子１２１ｃ，１２１ｄと生体面との間を電気的に導電するものであり、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、ポリアクリル系ポリマー、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、カルボキシンメチルセルローズ、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。
【００６２】
絶縁シート１２２は、それぞれ人体とアンテナを構成する放射板１０４ｂおよび地板１０４ａ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。
【００６３】
粘着材１２３は、生体装着部１０１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、シリコン系、ビニールエーテル系などの生体装着部１０１との密着性にすぐれた公知の粘着材料が使用できる。
【００６４】
上記のように生体装着部１０１に送信機１０６を取り付けることにより、ループアンテナ１０３ａ、１０３ｂが接続されて１個のループアンテナ１０３が構成され、地板１０４ａと放射板１０４ｂとが基板上の回路を介して接続されてＭＳＡ１０４が構成される。このように構成された生体信号送信装置を図３０に示すように生体表面に装着するときは、生体装着部１０１を被検者の生体の表面に粘着材１２３を介して接着し、含水性ゲル１２１ａ、１２１ｂを測定部位に取り付ける。そして導電性端子１２１ｃ，１２１ｄが検出した生体信号はホック１２０ａ、１２０ｂを介して送信機１０６に送られ、送信機１０６内の電気回路１１１で処理された生体信号はホック１１６ａ、１１６ｂを介してループアンテナ１０３に、ホック１１８を介してＭＳＡ１０４に送られ、図示しない受信機に無線送信される。
【００６５】
本実施の形態によれば、電極１０５ａ、１０５ｂが検出した生体信号を特性の異なるループアンテナ１０３とＭＳＡ１０４により無線送信するようにしたので、指向性を改善し、放射能力を増大し、電波の帯域幅を拡大することができる。またループアンテナ１０３およびＭＳＡ１０４を２分割してそれぞれ支持体１０２および送信機１０６内に配置したので、アンテナの全部を送信機１０６内に設ける場合に比べて送信機１０６を小型にすることができる。
【００６６】
なお、上記実施の形態では電極１０５が２個の場合について説明したが、電極１０５が１個の場合も同様の作用効果を得ることができる。また図１９および図２０に示すようにＭＳＡ１０４の代りに２分割されたループアンテナ１０３を１０３ａ、１０３ｂと１０３ｃ、１０３ｄとの２組設けてよい。この場合２組のループアンテナ１０３を相互に直交する方向に配置することにより指向性を改善することができる。この場合において、ホック１１６ａと１１６ｃにはそれぞれループアンテナ１０３ｂ，１０３ｃの一端に接続され、ホック１１６ｄとホック１１６ｂはそれぞれ電気回路１１１の送信部１１０に接続される。ループアンテナ１０３ｂ，１０３ｄの他端は電気回路１１１の送信部１１０に接続される。
【００６７】
図２１乃至図２４に本発明の第４の参考例を示し、図２５乃至図２７に本発明の第５の参考例を示す。これらの図において、図１４乃至図１６に示す実施の形態Ａの部分を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。
【００６８】
図２１は本発明の第４の参考例を示すブロック図、図２２は図２１の生体装着部の具体的な構成例を示す分解斜視図、図２３は図２２に示す生体装着部およびこれに装着される送信機の外観斜視図、図２４は図２３の送信機を生体装着部に装着したときのアンテナの配置を示す説明図である。
【００６９】
本参考例の特徴は図２１に示すように、２組のアンテナ６０３、６０４のうち一方のアンテナ６０３を２分割し、２分割された一方の部分６０３ａと１個の電極１０５と他方のアンテナ６０４の全部とを支持体１０２に配置し、２分割された他方の部分６０３ｂを送信機１０６内に配置した点にある。なお本参考例では電極１０５を１個とし、生体の他の部分に装着される電極１５１をコネクタ１５２を介して増幅部１０７に接続しているが、電極１０５は複数２個以上であってもよい。本参考例では、アンテナ６０３、６０４がＭＳＡであり、一方のアンテナ６０３が２分割されて、分割されたアンテナ６０３の放射板６０３ｂのみが送信機１０６内に配置された場合である。
【００７０】
図２２において、誘電体材料で円板上に形成された支持体１０２の上面には半円板状の放射板６０４ｂが固定されており、支持体１０２の下面には円板状の地板１５３が同心上に固定されている。ＭＳＡ６０４の放射板６０４ｂには下面からカシメ具１５４が挿通されており、カシメ具１５４が放射板６０４ｂから突出する上端には放射板用のホック１５５がカシメにより固定されている。
【００７１】
地板１５３には下面からカシメ具１５６が挿通されており、支持体１０２を貫通し上方に突出していて、その突出端には地板用のホック１１８がカシメにより固定されている。また支持体１０２の中心には下面から電極１０５が挿通されており、支持体１０２を貫通して上方に突出していて、その突出端には心電導出用のホック１２０がカシメにより固定されている。さらに電極１０５の下端には導電性の含水性ゲル１２１が取り付けられている。
【００７２】
支持体１１２の上面は円板状の絶縁シート１５７で被覆されており、ホック１１８、１２０、１５５は絶縁シート１５６を貫通して上方に突出している。同様に支持体１０２の下面は絶縁シート１２２で被覆されており、電極１０５および含水性ゲル１２１は地板１５３および絶縁シート１２２の中心にそれぞれ形成された開口部１５３ａ、１２２ａを貫通して下方に突出している。
【００７３】
一方、送信機１０６の内部には放射板６０３ｂが配置されており、ホック１１８、１２０、１５５を介して送信機１０６を支持体１０２に装着したとき、放射板６０３ｂが支持体１０２に配置された地板１５３に対向し、１組のＭＳＡ６０３が構成される。また支持体１０２には放射板６０４ｂと地板１５３とが対向配置されているので、支持体１０２上でも他の１組のＭＳＡ６０４が構成される。ここで２組のＭＳＡ６０３、６０４は図２４に示すように、共通の地板１５３を有することになる。
【００７４】
本参考例によっても実施の形態Ａとほぼ同様の作用効果を得ることができる。なお本参考例では生体装着部１０１に設けられる電極１０５が１個の場合について説明しているが、電極１０５が２個の場合には電極の配置は図１５に示すものと同様となる。
【００７５】
図２５は本発明の第５の参考例を示すブロック図、図２６は図２５の生体装着部の具体的な構成例を示す分解斜視図、図２７は図２６に示す生体装着部およびこれに装着される送信機の外観斜視図である。
【００７６】
本参考例の基本的な構成は第４の参考例とほぼ同様であるが、図２５に示すように２分割されないアンテナ１０３を送信機１０６内に配置している。また電極１０５の数は２個としているが１個であってもよい。
【００７７】
図２６および図２７にアンテナ１０３がループアンテナ、アンテナ１０４がＭＳＡで、ループアンテナ１０３は送信機１０６内に配置され、ＭＳＡ１０４の地板１０４ａが生体装着部１０１に、放射板１０４ｂが送信機１０６内にそれぞれ配置されている場合を示す。地板１０４ａ、電極１０５および絶縁板１２２の取付構造は図１５に示す実施の形態Ａと同様である。そして送信機１０６を生体装着部１０１に装着したとき地板１０４ａと放射板１０４ｂとが対向してＭＳＡ１０４を構成する。
【００７８】
本参考例によっても実施の形態Ａとほぼ同様の作用効果を得ることができる。なお本参考例では電極１０５が２個の場合について説明しているが、電極１０５が１個の場合には電極の配置は図２２に示すものと同様となる。
【００７９】
本発明の実施の形態Ｂを説明する。図２８は本実施の形態の構成例を示すブロック図、図２９はその分解斜視図である。本実施の形態では、２つのループアンテナ１０３Ａ、１０３Ｂと、ＭＳＡ１０４を送信機１０６に取り付けたものである。
【００８０】
図２８に示すように、生体装着部１０１は、支持体１０２に１対の電極１０５ａ，１０５ｂが一体的に取り付けられて成る。送信機１０６の内部には、増幅部１０７、変調部１０８、電源部１０９および送信部１１０から構成される電気回路１１１が設けられており、ループアンテナ１０３Ａ、ループアンテナ１０３ＢおよびＭＳＡ１０４が前記電気回路１１１に電気的に接続されている。そして、増幅部１０７と電極１０５は、コネクタ１１２を介して電気的、機械的に接続されて設けられている。
【００８１】
増幅部１０７、変調部１０８および送信部１１０にはそれぞれ電源部１０９から電力が供給される。支持体１０２を被験者の生体表面に装着したとき、電極１０５ａ，１０５ｂが検出した信号は、増幅部１０７で増幅され変調部１０８で変調され、送信部１０９から、ループアンテナ１０３Ａ、ループアンテナ１０３ＢおよびＭＳＡ１０４に送られる。そして、この生体信号はこれらのアンテナ１０３Ａ，１０３Ｂ，１０４から図示しない受信機に無線送信される。
【００８２】
図２９に示すように基板７３１は、上ふた７７３ａと下ふた７７３ｂとから成る筐体７７３に収容されている。２つのループアンテナ１０３Ａ、１０３Ｂは、それぞれのループ開口面が、基板７３１の基板面に直交するように実装されている。また、２つのループアンテナ１０３Ａ、１０３Ｂのループ開口面は互いに直交するように配置されている。更に２つのループアンテナ１０３Ａ、１０３Ｂは、基板７３１の周縁近傍に配置されており、それぞれは電気回路１１１に接続されている。
【００８３】
基板７３１には、含水ゲル７１８ａ，７１８ｂから検出され、導電性端子７１８ｃ，７１８ｄ，カシメ具７３１ａ，７３１ｂ、ホック７１９ａ，７１９ｂを通じて伝達された生体信号を電気回路１１１に導くランド７３２ａ，７３２ｂが設けられている。基板７３１は、このランド７３２ａ，７３２ｂの中央に設けられた孔部と、下ふた７７３ｂ内部の突出部に設けられた孔部に上方から挿通されるカシメ具７３３ａ，７３３ｂとこれに対する凹状ホック７３４ａ，７３４ｂにより、下ふた７７３ｂにその底面に平行な状態に固定される。本装置が生体に装着されたとき、下ふた７７３ｂの底面は、生体表面に対しほぼ平行になるので、２つのループアンテナ１０３Ａ、１０３Ｂの開口面は、生体表面に対しほぼ直交する状態となる。
【００８４】
更に基板７３１には、誘電体支持材７３５で平行に配置された放射板１０４ｂと地板１０４ａとから成るＭＳＡ１０４が実装されている。上記のように、基板７３１は、下ふた７７３ｂにその底面に平行な状態に固定されるので、本装置が生体に装着されたとき、放射板１０４ｂと地板１０４ａは、生体表面に対しほぼ平行な状態となる。この時、地板１０４ａは、放射板１０４ｂよりも下ふた７７３ｂ側にあるので、生体表面により近く配置される。
【００８５】
基板７３１の裏面には電池収容部が設けられており、電池７３４はこの電池収容部に収容される。
【００８６】
支持体１０２は、絶縁材で形成された板状であり、中央が幅狭となっている。カシメ具７３１ａ，７３１ｂのそれぞれの突起は、支持体１０２の下面に配置された導電性端子７１８ｃ，７１８ｄの一端に設けられた孔部と、支持体１０２に設けられた孔部に挿通されて凸状ホック７１９ａ，７１９ｂにより導電性端子７１８ｃ，７１８ｄと共に支持体１０２に固定されている。導電性端子７１８ｃ，７１８ｄの他端にはそれぞれ導電性の含水性ゲル７１８ａ，７１８ｂが取り付けられている。カシメ具７３１ａ，７３１ｂの底面にはそれぞれ絶縁シート７２０ａ，７２０ｂが取り付けられ、生体と電気的に絶縁している。
【００８７】
本実施の形態における各部分の構造および材質は、実施の形態Ａで用いられた相当する各部分と同じである。
【００８８】
本実施の形態によれば、２つのループアンテナ１０３Ａ，１０３Ｂは相互に直交するので指向性に優れるという効果や、それぞれのループアンテナ１０３Ａ，１０３Ｂの開口面が生体表面に対し直交するため感度が向上し利得を大きくすることができるという効果を有する他、アンテナ１０３Ａ，１０３Ｂ，１０４すべてが送信機に内蔵されているので、生体装着部１０１を送信機１０６から取り外してこの生体装着部１０１のみを使い捨てとすることができ、使用に際してのコストの低下を図ることができる。
【００８９】
ここで、図３１に、ループアンテナとモノポールアンテナの人体の影響による電波指向性を示す。この図に示すように、ループアンテナを開口面が人体の表面に対し直角に設けた場合、モノポールアンテナを人体の表面に略平行に設けた場合と比べ、指向性は各段に優れている。図３２は、１つのループアンテナを開口面が人体の表面に対し直角に設けた場合の指向性を示す図であり、図３３は、２つのループアンテナを開口面が人体の表面に対し直角に設け、かつ、相互に直交するように設けた場合の指向性を示す図である。この図のように、ループアンテナが２つの場合は、指向性を互いに補い合い、人体による影響が少なくなる。
【００９０】
【発明の効果】
請求項１の発明の生体信号送信装置によれば、生体に装着した時にループアンテナのループ開口面が生体面に対してほぼ直角になるように装着できるようにしたので、生体面に対しループ開口面が一定の方向を保持でき、開口面を人体などで塞ぐことがないので、人体の影響による電波の減衰を少なくして利得を向上でき、安定した指向性が得られる。
【００９２】
さらに請求項１の発明の生体信号送信装置によれば、ループアンテナを送信機に内蔵するのでモノポールアンテナ（λ／４アンテナ）のような外部に配置されるようなアンテナと比較して装着者を束縛しない。また、電極を支持し生体面に装着される支持体の生産コストを低減することができ、使い捨てとすることができる。
【００９３】
請求項２および請求項３の発明の生体信号送信装置によれば、ループアンテナの少なくとも１つは、２分割され、分割されたループアンテナの一方を支持体に、他方を送信機内にそれぞれ配置し、送信機を支持体に装着することにより分割されたループアンテナを一体化したことによって、送信機にすべてのループアンテナを設ける場合に比して送信機を小型化でき、または、ループ開口面を大きくすることができ、開口面が生体面に直交した状態で生体近傍に密着固定されるため利得向上にもなる。
【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の参考例の構成例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３の支持体の変形例の形状を示す平面図である。
【図６】 図３のループアンテナの構成を示す斜視図である。
【図７】 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８】 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９】 本発明の第２の参考例の構成例を示すブロック図である。
【図１０】 図９の生体装着部および送信機の構成例を示す分解斜視図である。
【図１１】 図９の生体装着部および送信機の外観斜視図である。
【図１２】 図９の電極をトランスデューサに置換した構成を示す生体装着部のブロック図である。
【図１３】 本発明の第３の参考例の構成例を示す縦断面図である。
【図１４】 本発明の生体信号送信装置の実施の形態Ａ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例を示す分解斜視図である。
【図１６】 図１５に示す生体装着部およびこれに装着される送信機の外観斜視図である。
【図１７】 図１５の支持体の変形例の形状を示す平面図である。
【図１８】 図２２の電極の取付構造を示す分解縦断面図である。
【図１９】 図１４の生体装着部の他の構成例を示す外観斜視図である。
【図２０】 図１９に示す生体装着部およびこれに装着される送信機の外観斜視図である。
【図２１】 本発明の第４の参考例の構成例を示すブロック図である。
【図２２】 図２１の生体装着部の構成例を示す分解斜視図である。
【図２３】 図２２に示す生体装着部およびこれに装着される送信機の外観斜視図である。
【図２４】 図２３の送信機を生体装着部に装着したときのアンテナの配置を示す説明図である。
【図２５】 本発明の第５の参考例を示すブロック図である。
【図２６】 図２５の生体装着部の構成例を示す分解斜視図である。
【図２７】 図２６の生体装着部およびこれに装着される送信機の外観斜視図である。
【図２８】 本発明の実施の形態Ｂの構成例を示すブロック図である。
【図２９】 図２８の生体装着部および送信機の構成例を示す分解斜視図である。
【図３０】 本発明の生体信号送信装置を生体に装着した例を示す図。
【図３１】 人体に装着されたループアンテナとモノポールアンテナの指向性の比較をするための図。
【図３２】 人体に装着された１つのループアンテナの指向性を示す図。
【図３３】 人体に装着された２つのループアンテナの指向性を示す図。
【図３４】 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３５】 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３６】 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３７】 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。
【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、特にアンテナとしてループアンテナ、マイクロストリップアンテナを用い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３４に示すように、胸ベルト５０１に取り付けられた２個の電極５０２，５０３と、手首に装着された送信機本体５０４とは、それぞれ電極導線５０５，５０６によって接続されている。また、送信機本体５０４からはアンテナ線５０７が電極導線５０５，５０６と並行して密着配列され、端部は胸ベルト５０１内に埋め込まれている。ここで電極導線５０５，５０６およびアンテナ線５０７は互いに絶縁されており、アンテナ線５０７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５０７が電極導線５０５，５０６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５０７を１ｍ以上とすることができ、送信機５０４の効率を向上し小形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３５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内にぞ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３６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器本体３０３と、処理して得られる信号を電波として受信器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がることがなく、しかも電極３０１，３０２が被着個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器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３７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誘導か検出される。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、前述した通りアンテナから放射される電波が人体の影響を受けるため利得が劣化しやすい。
【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】
請求項１に係る生体信号送信装置は、生体信号を検出し、接着性ゲルにより生体への接着性を有する２つの電極と、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生体信号を処理する電気回路を有し、前記電気回路が処理した電気信号を受信機に向けて放出し、開口面が前記生体面に対しほぼ直角の方向になるように設けられた少なくとも１つのループアンテナを内蔵し、前記支持体から着脱可能であり、前記２つの電極の間に配置される送信機と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に係る生体信号送信装置は、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生体信号を処理する電気回路を有する送信機と、前記電気回路が処理した電気信号を受信機に向けて放出し、開口面が前記生体面に対しほぼ直角の方向になるように設けられた少なくとも１つのループアンテナを有し、前記ループアンテナの少なくとも１つは、２分割され、分割された前記ループアンテナの一方を前記支持体に、他方を前記送信機内にそれぞれ配置し、前記送信機を前記支持体に装着することにより分割された前記ループアンテナを一体化したことを特徴とする。
【００１７】
請求項３に係る生体信号送信装置は、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生体信号を処理する電気回路を有する送信機と、前記電気回路が処理した電気信号を受信機に向けて放出し、開口面が前記生体面に対しほぼ直角の方向になるように設けられ、互いにほぼ直角に配置された２つのループアンテナを有し、前記ループアンテナの少なくとも１つは、２分割され、分割された前記ループアンテナの一方を前記支持体に、他方を前記送信機内にそれぞれ配置し、前記送信機を前記支持体に装着することにより分割された前記ループアンテナを一体化したことを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明の生体信号送信装置の参考例を図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の参考例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である。
【００２４】
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上にループアンテナ３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が設けられており、電極４と増幅部６、ループアンテナ３と送信部９とは、それぞれコネクタ１１、１２、１３を介して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。
【００２５】
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。
【００２６】
図２および図３において、支持体２は絶縁材料で角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は支持体２の図中下面の一辺に沿って装着されており、ループアンテナ３の両端は支持体２の上面側に折り返され、支持体２を挾持するように配置されている。またループアンテナ３の両端にはそれぞれコネクタを構成する凸状のホック１６、１７が固定されている。
【００２７】
電極４は支持体２のループアンテナ３が装着されていない部分において、支持体２を下面から上方に突出して固着されており、電極４の下端面には導電性の含水性ゲル１８が塗布されている。また電極４が支持体２を貫通して上方に突出する一端にはホック１９が装着されている。支持体２の下面全面にはループアンテナ３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。ホック１６、１７、１９は絶縁シート２２を貫通して上方に突出している。
【００２８】
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。このときホック１６、１７、１９はそれぞれ送信機５内の送信部９および増幅部６の対応する図示しないコネクタに接続される。そして図３０に示すように、生体装着部１を被検者の生体の表面に粘着剤２１を介して接着したとき、電極４が検出した生体信号はホック１９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ホック１６、１７を介してループアンテナ３に送られる。そしてループアンテナ３はこの生体信号を図示しない受信機に無線送信する。
【００２９】
次に図１乃至図４に示す第１の参考例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、生体装着部１を保持するものである。上記構成例では形状が角板状の場合について説明したが、例えば図５に示すような中央がくびれた角板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、ポリスチレン、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。
【００３０】
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分の１から数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６に示すように幅狭であっても、図７に示すように幅広であってもよい。また材料としては、例えば金属、カーボン、高分子導電体、樹脂に導電性メッキをしたものなどが用いられる。
【００３１】
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８に示すように、コネクタとしてのホック１９に安定して固定できるものであればよい。また、材料は後述するコネクタと同様の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。
【００３２】
含水性ゲル１８は、電極４と生体面との間を電気的に導電するものであり、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、ポリビニルアルコール、カルボキシンメチルセルローズ、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。
【００３３】
コネクタ１１、１２、１３を構成する部品としては、前記構成例ではホック１６、１７、１９を用いているが、これに限定されず、例えば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。
【００３４】
絶縁シート２０、２２は、人体とループアンテナ３とは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。
【００３５】
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生体装着部１との密着性にすぐれた公知の粘着材料が使用できる。
【００３６】
本参考例によれば、ループアンテナ３は支持体２を介して生体の表面に近接配置され、しかもループアンテナ３の開口面が生体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感度が向上し利得を大きくすることができる。
【００３７】
図９乃至図１１に本発明の第２の参考例の構成例を示す。これらの図において、図１乃至図４に示す第１の参考例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】
本参考例は電極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９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図１乃至図４に示す第１の参考例とほぼ同様である。
【００３９】
図１０は図９の生体装着部１および送信機５の構成例を示す分解斜視図であり、図１１は図９の生体装着部１および送信機５の外観斜視図である。図１０において、カシメ具３１ａ、３１ｂにはそれぞれ支持体２の下面に設けられた導電性端子１８ｃ、１８ｄの一端が電気的に接続されており、導電性端子３１ａ、３１ｂの他端にはそれぞれ導電性の含水性ゲル１８ａ、１８ｂが取り付けられている。カシメ具３１ａ、３１ｂは支持体２を貫通して上方に突出しており、導電性端子１８ｃ、１８ｄとともに支持体２に固定されている。
【００４０】
ループアンテナ３は導電性端子１８ｃ、１８ｄの間において支持体２の下面に装着されており、ループアンテナ３の両端は支持体２の上面側に折り返され、支持体２を挾持するように配置されている。支持体２の下面の含水性ゲル１８ａ、１８ｂの間には、ループアンテナ３、カシメ具３１ａ、３１ｂおよび導電性端子１８ｃ、１８ｄを被覆する絶縁シート２０が接着されており、絶縁シート２０の下面には粘着剤２１が塗布されている。
【００４１】
支持体２の上面も絶縁シート２２で被覆されており、カシメ具３１ａ、３１ｂの上端に装着された凸状ホック１９ａ、１９ｂおよびループアンテナ３の両端に固定されたホック１６、１７は絶縁シート２２を貫通して上方に突出している。送信機５は筐体４０を構成する上ふた４０ａおよび下ふた４０ｂと、この中に収容される基板４１と、この基板４１に実装される電気回路１０から構成される。基板４１の表面には電気回路１０にそれぞれ接続された４つのランド４２が設けられている。基板４１は、これらのランド４２を介してカシメ具４３および凹状ホック４４により下ふた４０ｂに固定される。本参考例においても送信機５は図１１に示すように凸状ホック１６、１７、１９ａ、１９ｂと凹状ホック４４を介して生体装着部１に装着固定され、図１乃至図４に示す第１の参考例と同様の作用、効果を得ることができる。なお、図９乃至図１１に示す各部材の構造および材料は、図１乃至図４に示す第１の参考例で説明したものとほぼ同様である。
【００４２】
上記第２の参考例では電極４が２個の場合について説明したが、電極４の数は３個以上であってもよい。この場合、電極４を生体装着部１の適切な位置に配置し、コネクタ１１や電気回路１０中の増幅部６や変調部７をそれに対応させることにより、多数の生体信号を導出増幅し、送信部９から送信できることは言うまでもない。
【００４３】
また図１２に示すように電極４をトランスデューサ２３に置き換えることにより、生体の体温や血圧などを検出することもできる。
【００４４】
図１３は本発明の第３の参考例の構成例を示す縦断面図である。図１３において、図１乃至図４に示す第１の参考例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。本参考例の特徴はループアンテナ３の一部をシルク印刷などの薄膜技術により形成した点にある。図１３に示すように、支持体２の対向する二辺近傍にそれぞれスルーホールが形成されスルーホール内に導電性材料２４が充填されている。また支持体２の両面にはそれぞれ薄膜技術により導電性薄膜２５が形成されており、上面の導電性薄膜は２分割されている。さらに、上下面の導電性薄膜２５の両端は、それぞれスルーホール内に充填された導電性材料２４に電気的に接続されており、ループアンテナ３を構成している。
【００４５】
支持体２の上下両面はそれぞれ導電性薄膜２５を被覆する絶縁シート２０、２２で覆われており、上面の絶縁シート２２の中心部は切り欠かれており、導電性薄膜２５の両端が露出している。そして、送信機５を生体装着部１に装着したとき、送信機５の下面に突出して設けられた１対の導電性接触コネクタ２６が導電性薄膜２５の両端の露出部に当接し、送信機５から送信される信号を導電性薄膜２５で構成されるループアンテナに導出する。電極４に固定されたホック１９が送信機５側のメスホック状のコネクタ１１に連結されることは第１の参考例の場合と同様である。
【００４６】
本参考例によれば、第１および第２の参考例の構成例のようにループアンテナ３を薄膜状の別体で構成し、支持体２の両面に折り返して固定する場合に比較して、生産工程が簡略化されコストの低減を図ることができる。
【００４７】
なお、図１３は電極４が１個の場合を示しているが、図９および図１０に示す第２の参考例の構成例のように、電極４の数が２個あるいは３個以上の場合にも、また電極４が図１２に示すようにトランスデューサ２３である場合にも応用でき、同様の効果を得ることができる。
【００４８】
図１４は本発明の実施の形態Ａの構成例を示すブロック図、図１５は図１４の生体装着部の具体的な構成例を示す分解斜視図、図１６は図１４に示す生体装着部およびこれに装着される送信機の外観斜視図、図１７は図１４の生体装着部の他の構成例を示す分解斜視図、図１８は図１７に示す電極の取付け構造を示す図である。
【００４９】
図１４において、生体装着部１０１は絶縁材で平板状に形成された支持体１０２に、それぞれ２分割された２個のアンテナ１０３，１０４の一方の部分１０３ａ、１０４ａと２個の電極１０５ａ、１０５ｂとが取り付けられてなっている。本実施の形態では、アンテナ１０３がループアンテナであり、アンテナ１０４がマイクロストリップアンテナ（以下ＭＳＡと称する）である。また送信機１０６には増幅部１０７、変調部１０８、電源部１０９および送信部１１０から構成される電気回路１１１と、分割された２個のアンテナ１０３、１０４の他方の部分１０３ｂ、１０４ｂとが配置されている。また電極１０５ａ、１０５ｂと増幅部１０７とはそれぞれコネクタ１１２ａ、１１２ｂを介して接続され、アンテナ１０３の一部１０３ａの一端とアンテナ１０３の一部１０３ｂの一端はコネクタ１１３ａを介して接続され、アンテナ１０３の一部１０３ａの他端と送信部１１０はコネクタ１１３ｂを介して接続されている。アンテナ１０３の一部１０３ｂの他端は送信部１１０に接続されている。ＭＳＡのアンテナ１０４の一部１０４ａは地板であり、アンテナ１０４の一部１０４ｂは放射板である。地板１０４ａはコネクタ１１４を介して送信部１１０に接続され、放射板１０４ｂは直接送信部１１０に接続されている。
【００５０】
増幅部１０７、変調部１０８および送信部１１０にはそれぞれ電源部１０９から電力が供給される。支持体１０２を被検者の生体表面に装着したとき、電極１０５ａ、１０５ｂが検出した生体信号は増幅部１０７で増幅され、変調部１０８で変調され、送信部１１０からアンテナ１０３、１０４に送られる。そしてこの生体信号はアンテナ１０３、１０４から図示しない受信機に無線送信される。
【００５１】
図１５および図１６において、支持体１０２は誘電体材料で矩形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１０３は２分割され、一方のループアンテナ１０３ａは支持体１０２の図中下面の一辺側に装着されており、ループアンテナ１０３ａの両端にはそれぞれカシメ具１１５ａ、１１５ｂが挿通されている。カシメ具１１５ａ、１１５ｂはループアンテナ１１３ａを下面から貫通し、さらに支持体１０２を貫通して上方に突出している。カシメ具１１５ａ、１１５ｂの突出端にはそれぞれホック１１６ａ、１１６ｂがカシメにより固定されている。ループアンテナ１０３ｂの一端はホック１１６ａに接続される。ホック１１６ｂは送信部１１０に接続される。
【００５２】
ＭＳＡ１０４は上記のように地板１０４ａと放射板１０４ｂとからなっており、これらは平行に対向配置されている。地板１０４ａは図１５に示すように支持体１０２の下面のほぼ中央に固定されており、地板１０４ａのループアンテナ１０３ａと反対側の一辺の中心に突出部１４１ａが形成されている。突出部１４１ａにはカシメ具１１７が挿通されており、カシメ具１１７は地板１１４ａを下面から貫通し、さらに支持体１０２を貫通して上方に突出している。カシメ具１１７の突出端には地板用のホック１１８がカシメにより固定されている。
【００５３】
地板１０４ａの突出部１４１ａの両側には地板１０４ａの一辺に平行に一対の板状の導電性端子１２１ｃ、１２１ｄが配置されており、それぞれ支持体１０２の下面に固定されている。導電性端子１２１ｃ、１２１ｄの対向する一端にはそれぞれカシメ具１１９ａ、１１９ｂが挿通されており、カシメ具１１９ａ、１１９ｂはそれぞれ導電性端子１２１ｃ、１２１ｄを下面から貫通し、さらに支持体１０２を貫通して上方に突出している。カシメ具１１９ａ、１１９ｂの突出端にはそれぞれ心電導出用のホック１２０ａ、１２０ｂがカシメにより固定されている。また導電性端子１２１ｃ、１２１ｄの外側の一端にはそれぞれ導電性の含水性ゲル１２１ａ、１２１ｂが取り付けられている。さらにループアンテナの一部１０３ａ、地板１０４ａおよび導電性端子１２１ｃ、１２１ｄの下面は絶縁シート１２２で被覆されており、絶縁シート１２２の下面には粘着材１２３が塗布されている。
【００５４】
送信機１０６は図１６に示すように角函状に形成されており、内部に電気回路１１１が実装された図示しない基板が収納されている。この基板上には図１４、図１５に示すように生体装着部１０１側のループアンテナ１０３ａおよび地板１０４ａに対応する位置に、それぞれループアンテナ１０３ｂおよび放射板１０４ｂが配置されている。そして送信機１０６を生体装着部１０１に取り付けると、生体装着部１０１の支持体１０２の上面に突出したホック１１６ａがループアンテナ１０３ｂの一端に嵌合し、凸状ホック１１８、１２０ａ、１２０ｂがそれぞれ基板の所定の位置に形成された凹状ホック１２４、１２５ａ、１２５ｂに接続される。凹状ホック１２４、１２５ａ、１２５ｂはそれぞれ電気回路１１１に接続されている。さらにループアンテナ１０３ｂの他端も電気回路１１１に接続されている。
【００５５】
次に図１４乃至図１８に示す実施の形態Ａ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１０２は、例えば数１０μｍ乃至数ｍｍの厚さである程度の剛性と誘電率を有する誘電体で構成され、生体装着部１０１を保持するものである。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、例えば図１７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、使用周波数と地板１０４ａおよび放射板１０４ｂの形状に適合する誘電率を持った誘電体であればよく、例えば、紙や高分子誘電体（塩化ビニール、ポリウレタン、ポリスチレン、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。
【００５６】
ループアンテナ１０３は、例えば厚さ数μｍ乃至数ｍｍ、周囲長は波長に比べて数分の１から数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ない。また材料としては、例えば金属、カーボン、高分子導電体、樹脂に導電性メッキをしたものなどが用いられる。
【００５７】
地板１０４ａは、基本的には許容される範囲内で大きな面積を有し、放射板１０４ｂの発する信号が人体等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１０４ａの形状もアンテナ特性に対応して変化する。
【００５８】
放射板１０４ｂ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１０４ａ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をしたものなどが用いられる。
【００５９】
カシメ具１１５ａ，１１５ｂ，１１７，１１９ａ，１１９ｂおよび導電性端子１２１ｃ，１２１ｄはそれぞれホック１１６ａ，１１６ｂ，１１８，１２０ａ，１２０ｂを介して支持体１０２に固定され、それ自体が導電体であり、それぞれ生体電気現象導出用電極および地板へ信号伝達用電極として作用する。構造は、例えば図１８に示すように、コネクタとしてのホック１２０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、ステンンレス、アルミ等）、カーボン（カーボンファイバー、グラフファイト、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，アルミニュム、パラジュウム、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。
【００６０】
コネクタ１１２ｃ，１１２ｄ，１１４，１１３ｃ，１１３ｄを構成する部品としては、前記構成例ではホック１１６ａ，１１６ｂ，１１８，１２０ａ，１２０ｂを用いているが、これに限定されず、例えば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。材料としてはカシメ具１１５ａ，１１５ｂ，１１７，１１９ａ，１１９ｂと同様なものが用いられる。
【００６１】
含水性ゲル１２１ａ，１２１ｂは導電性端子１２１ｃ，１２１ｄと生体面との間を電気的に導電するものであり、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、ポリアクリル系ポリマー、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、カルボキシンメチルセルローズ、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。
【００６２】
絶縁シート１２２は、それぞれ人体とアンテナを構成する放射板１０４ｂおよび地板１０４ａ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。
【００６３】
粘着材１２３は、生体装着部１０１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、シリコン系、ビニールエーテル系などの生体装着部１０１との密着性にすぐれた公知の粘着材料が使用できる。
【００６４】
上記のように生体装着部１０１に送信機１０６を取り付けることにより、ループアンテナ１０３ａ、１０３ｂが接続されて１個のループアンテナ１０３が構成され、地板１０４ａと放射板１０４ｂとが基板上の回路を介して接続されてＭＳＡ１０４が構成される。このように構成された生体信号送信装置を図３０に示すように生体表面に装着するときは、生体装着部１０１を被検者の生体の表面に粘着材１２３を介して接着し、含水性ゲル１２１ａ、１２１ｂを測定部位に取り付ける。そして導電性端子１２１ｃ，１２１ｄが検出した生体信号はホック１２０ａ、１２０ｂを介して送信機１０６に送られ、送信機１０６内の電気回路１１１で処理された生体信号はホック１１６ａ、１１６ｂを介してループアンテナ１０３に、ホック１１８を介してＭＳＡ１０４に送られ、図示しない受信機に無線送信される。
【００６５】
本実施の形態によれば、電極１０５ａ、１０５ｂが検出した生体信号を特性の異なるループアンテナ１０３とＭＳＡ１０４により無線送信するようにしたので、指向性を改善し、放射能力を増大し、電波の帯域幅を拡大することができる。またループアンテナ１０３およびＭＳＡ１０４を２分割してそれぞれ支持体１０２および送信機１０６内に配置したので、アンテナの全部を送信機１０６内に設ける場合に比べて送信機１０６を小型にすることができる。
【００６６】
なお、上記実施の形態では電極１０５が２個の場合について説明したが、電極１０５が１個の場合も同様の作用効果を得ることができる。また図１９および図２０に示すようにＭＳＡ１０４の代りに２分割されたループアンテナ１０３を１０３ａ、１０３ｂと１０３ｃ、１０３ｄとの２組設けてよい。この場合２組のループアンテナ１０３を相互に直交する方向に配置することにより指向性を改善することができる。この場合において、ホック１１６ａと１１６ｃにはそれぞれループアンテナ１０３ｂ，１０３ｃの一端に接続され、ホック１１６ｄとホック１１６ｂはそれぞれ電気回路１１１の送信部１１０に接続される。ループアンテナ１０３ｂ，１０３ｄの他端は電気回路１１１の送信部１１０に接続される。
【００６７】
図２１乃至図２４に本発明の第４の参考例を示し、図２５乃至図２７に本発明の第５の参考例を示す。これらの図において、図１４乃至図１６に示す実施の形態Ａの部分を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。
【００６８】
図２１は本発明の第４の参考例を示すブロック図、図２２は図２１の生体装着部の具体的な構成例を示す分解斜視図、図２３は図２２に示す生体装着部およびこれに装着される送信機の外観斜視図、図２４は図２３の送信機を生体装着部に装着したときのアンテナの配置を示す説明図である。
【００６９】
本参考例の特徴は図２１に示すように、２組のアンテナ６０３、６０４のうち一方のアンテナ６０３を２分割し、２分割された一方の部分６０３ａと１個の電極１０５と他方のアンテナ６０４の全部とを支持体１０２に配置し、２分割された他方の部分６０３ｂを送信機１０６内に配置した点にある。なお本参考例では電極１０５を１個とし、生体の他の部分に装着される電極１５１をコネクタ１５２を介して増幅部１０７に接続しているが、電極１０５は複数２個以上であってもよい。本参考例では、アンテナ６０３、６０４がＭＳＡであり、一方のアンテナ６０３が２分割されて、分割されたアンテナ６０３の放射板６０３ｂのみが送信機１０６内に配置された場合である。
【００７０】
図２２において、誘電体材料で円板上に形成された支持体１０２の上面には半円板状の放射板６０４ｂが固定されており、支持体１０２の下面には円板状の地板１５３が同心上に固定されている。ＭＳＡ６０４の放射板６０４ｂには下面からカシメ具１５４が挿通されており、カシメ具１５４が放射板６０４ｂから突出する上端には放射板用のホック１５５がカシメにより固定されている。
【００７１】
地板１５３には下面からカシメ具１５６が挿通されており、支持体１０２を貫通し上方に突出していて、その突出端には地板用のホック１１８がカシメにより固定されている。また支持体１０２の中心には下面から電極１０５が挿通されており、支持体１０２を貫通して上方に突出していて、その突出端には心電導出用のホック１２０がカシメにより固定されている。さらに電極１０５の下端には導電性の含水性ゲル１２１が取り付けられている。
【００７２】
支持体１１２の上面は円板状の絶縁シート１５７で被覆されており、ホック１１８、１２０、１５５は絶縁シート１５６を貫通して上方に突出している。同様に支持体１０２の下面は絶縁シート１２２で被覆されており、電極１０５および含水性ゲル１２１は地板１５３および絶縁シート１２２の中心にそれぞれ形成された開口部１５３ａ、１２２ａを貫通して下方に突出している。
【００７３】
一方、送信機１０６の内部には放射板６０３ｂが配置されており、ホック１１８、１２０、１５５を介して送信機１０６を支持体１０２に装着したとき、放射板６０３ｂが支持体１０２に配置された地板１５３に対向し、１組のＭＳＡ６０３が構成される。また支持体１０２には放射板６０４ｂと地板１５３とが対向配置されているので、支持体１０２上でも他の１組のＭＳＡ６０４が構成される。ここで２組のＭＳＡ６０３、６０４は図２４に示すように、共通の地板１５３を有することになる。
【００７４】
本参考例によっても実施の形態Ａとほぼ同様の作用効果を得ることができる。なお本参考例では生体装着部１０１に設けられる電極１０５が１個の場合について説明しているが、電極１０５が２個の場合には電極の配置は図１５に示すものと同様となる。
【００７５】
図２５は本発明の第５の参考例を示すブロック図、図２６は図２５の生体装着部の具体的な構成例を示す分解斜視図、図２７は図２６に示す生体装着部およびこれに装着される送信機の外観斜視図である。
【００７６】
本参考例の基本的な構成は第４の参考例とほぼ同様であるが、図２５に示すように２分割されないアンテナ１０３を送信機１０６内に配置している。また電極１０５の数は２個としているが１個であってもよい。
【００７７】
図２６および図２７にアンテナ１０３がループアンテナ、アンテナ１０４がＭＳＡで、ループアンテナ１０３は送信機１０６内に配置され、ＭＳＡ１０４の地板１０４ａが生体装着部１０１に、放射板１０４ｂが送信機１０６内にそれぞれ配置されている場合を示す。地板１０４ａ、電極１０５および絶縁板１２２の取付構造は図１５に示す実施の形態Ａと同様である。そして送信機１０６を生体装着部１０１に装着したとき地板１０４ａと放射板１０４ｂとが対向してＭＳＡ１０４を構成する。
【００７８】
本参考例によっても実施の形態Ａとほぼ同様の作用効果を得ることができる。なお本参考例では電極１０５が２個の場合について説明しているが、電極１０５が１個の場合には電極の配置は図２２に示すものと同様となる。
【００７９】
本発明の実施の形態Ｂを説明する。図２８は本実施の形態の構成例を示すブロック図、図２９はその分解斜視図である。本実施の形態では、２つのループアンテナ１０３Ａ、１０３Ｂと、ＭＳＡ１０４を送信機１０６に取り付けたものである。
【００８０】
図２８に示すように、生体装着部１０１は、支持体１０２に１対の電極１０５ａ，１０５ｂが一体的に取り付けられて成る。送信機１０６の内部には、増幅部１０７、変調部１０８、電源部１０９および送信部１１０から構成される電気回路１１１が設けられており、ループアンテナ１０３Ａ、ループアンテナ１０３ＢおよびＭＳＡ１０４が前記電気回路１１１に電気的に接続されている。そして、増幅部１０７と電極１０５は、コネクタ１１２を介して電気的、機械的に接続されて設けられている。
【００８１】
増幅部１０７、変調部１０８および送信部１１０にはそれぞれ電源部１０９から電力が供給される。支持体１０２を被験者の生体表面に装着したとき、電極１０５ａ，１０５ｂが検出した信号は、増幅部１０７で増幅され変調部１０８で変調され、送信部１０９から、ループアンテナ１０３Ａ、ループアンテナ１０３ＢおよびＭＳＡ１０４に送られる。そして、この生体信号はこれらのアンテナ１０３Ａ，１０３Ｂ，１０４から図示しない受信機に無線送信される。
【００８２】
図２９に示すように基板７３１は、上ふた７７３ａと下ふた７７３ｂとから成る筐体７７３に収容されている。２つのループアンテナ１０３Ａ、１０３Ｂは、それぞれのループ開口面が、基板７３１の基板面に直交するように実装されている。また、２つのループアンテナ１０３Ａ、１０３Ｂのループ開口面は互いに直交するように配置されている。更に２つのループアンテナ１０３Ａ、１０３Ｂは、基板７３１の周縁近傍に配置されており、それぞれは電気回路１１１に接続されている。
【００８３】
基板７３１には、含水ゲル７１８ａ，７１８ｂから検出され、導電性端子７１８ｃ，７１８ｄ，カシメ具７３１ａ，７３１ｂ、ホック７１９ａ，７１９ｂを通じて伝達された生体信号を電気回路１１１に導くランド７３２ａ，７３２ｂが設けられている。基板７３１は、このランド７３２ａ，７３２ｂの中央に設けられた孔部と、下ふた７７３ｂ内部の突出部に設けられた孔部に上方から挿通されるカシメ具７３３ａ，７３３ｂとこれに対する凹状ホック７３４ａ，７３４ｂにより、下ふた７７３ｂにその底面に平行な状態に固定される。本装置が生体に装着されたとき、下ふた７７３ｂの底面は、生体表面に対しほぼ平行になるので、２つのループアンテナ１０３Ａ、１０３Ｂの開口面は、生体表面に対しほぼ直交する状態となる。
【００８４】
更に基板７３１には、誘電体支持材７３５で平行に配置された放射板１０４ｂと地板１０４ａとから成るＭＳＡ１０４が実装されている。上記のように、基板７３１は、下ふた７７３ｂにその底面に平行な状態に固定されるので、本装置が生体に装着されたとき、放射板１０４ｂと地板１０４ａは、生体表面に対しほぼ平行な状態となる。この時、地板１０４ａは、放射板１０４ｂよりも下ふた７７３ｂ側にあるので、生体表面により近く配置される。
【００８５】
基板７３１の裏面には電池収容部が設けられており、電池７３４はこの電池収容部に収容される。
【００８６】
支持体１０２は、絶縁材で形成された板状であり、中央が幅狭となっている。カシメ具７３１ａ，７３１ｂのそれぞれの突起は、支持体１０２の下面に配置された導電性端子７１８ｃ，７１８ｄの一端に設けられた孔部と、支持体１０２に設けられた孔部に挿通されて凸状ホック７１９ａ，７１９ｂにより導電性端子７１８ｃ，７１８ｄと共に支持体１０２に固定されている。導電性端子７１８ｃ，７１８ｄの他端にはそれぞれ導電性の含水性ゲル７１８ａ，７１８ｂが取り付けられている。カシメ具７３１ａ，７３１ｂの底面にはそれぞれ絶縁シート７２０ａ，７２０ｂが取り付けられ、生体と電気的に絶縁している。
【００８７】
本実施の形態における各部分の構造および材質は、実施の形態Ａで用いられた相当する各部分と同じである。
【００８８】
本実施の形態によれば、２つのループアンテナ１０３Ａ，１０３Ｂは相互に直交するので指向性に優れるという効果や、それぞれのループアンテナ１０３Ａ，１０３Ｂの開口面が生体表面に対し直交するため感度が向上し利得を大きくすることができるという効果を有する他、アンテナ１０３Ａ，１０３Ｂ，１０４すべてが送信機に内蔵されているので、生体装着部１０１を送信機１０６から取り外してこの生体装着部１０１のみを使い捨てとすることができ、使用に際してのコストの低下を図ることができる。
【００８９】
ここで、図３１に、ループアンテナとモノポールアンテナの人体の影響による電波指向性を示す。この図に示すように、ループアンテナを開口面が人体の表面に対し直角に設けた場合、モノポールアンテナを人体の表面に略平行に設けた場合と比べ、指向性は各段に優れている。図３２は、１つのループアンテナを開口面が人体の表面に対し直角に設けた場合の指向性を示す図であり、図３３は、２つのループアンテナを開口面が人体の表面に対し直角に設け、かつ、相互に直交するように設けた場合の指向性を示す図である。この図のように、ループアンテナが２つの場合は、指向性を互いに補い合い、人体による影響が少なくなる。
【００９０】
【発明の効果】
請求項１の発明の生体信号送信装置によれば、生体に装着した時にループアンテナのループ開口面が生体面に対してほぼ直角になるように装着できるようにしたので、生体面に対しループ開口面が一定の方向を保持でき、開口面を人体などで塞ぐことがないので、人体の影響による電波の減衰を少なくして利得を向上でき、安定した指向性が得られる。
【００９２】
さらに請求項１の発明の生体信号送信装置によれば、ループアンテナを送信機に内蔵するのでモノポールアンテナ（λ／４アンテナ）のような外部に配置されるようなアンテナと比較して装着者を束縛しない。また、電極を支持し生体面に装着される支持体の生産コストを低減することができ、使い捨てとすることができる。
【００９３】
請求項２および請求項３の発明の生体信号送信装置によれば、ループアンテナの少なくとも１つは、２分割され、分割されたループアンテナの一方を支持体に、他方を送信機内にそれぞれ配置し、送信機を支持体に装着することにより分割されたループアンテナを一体化したことによって、送信機にすべてのループアンテナを設ける場合に比して送信機を小型化でき、または、ループ開口面を大きくすることができ、開口面が生体面に直交した状態で生体近傍に密着固定されるため利得向上にもなる。
【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の参考例の構成例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３の支持体の変形例の形状を示す平面図である。
【図６】 図３のループアンテナの構成を示す斜視図である。
【図７】 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８】 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９】 本発明の第２の参考例の構成例を示すブロック図である。
【図１０】 図９の生体装着部および送信機の構成例を示す分解斜視図である。
【図１１】 図９の生体装着部および送信機の外観斜視図である。
【図１２】 図９の電極をトランスデューサに置換した構成を示す生体装着部のブロック図である。
【図１３】 本発明の第３の参考例の構成例を示す縦断面図である。
【図１４】 本発明の生体信号送信装置の実施の形態Ａ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例を示す分解斜視図である。
【図１６】 図１５に示す生体装着部およびこれに装着される送信機の外観斜視図である。
【図１７】 図１５の支持体の変形例の形状を示す平面図である。
【図１８】 図２２の電極の取付構造を示す分解縦断面図である。
【図１９】 図１４の生体装着部の他の構成例を示す外観斜視図である。
【図２０】 図１９に示す生体装着部およびこれに装着される送信機の外観斜視図である。
【図２１】 本発明の第４の参考例の構成例を示すブロック図である。
【図２２】 図２１の生体装着部の構成例を示す分解斜視図である。
【図２３】 図２２に示す生体装着部およびこれに装着される送信機の外観斜視図である。
【図２４】 図２３の送信機を生体装着部に装着したときのアンテナの配置を示す説明図である。
【図２５】 本発明の第５の参考例を示すブロック図である。
【図２６】 図２５の生体装着部の構成例を示す分解斜視図である。
【図２７】 図２６の生体装着部およびこれに装着される送信機の外観斜視図である。
【図２８】 本発明の実施の形態Ｂの構成例を示すブロック図である。
【図２９】 図２８の生体装着部および送信機の構成例を示す分解斜視図である。
【図３０】 本発明の生体信号送信装置を生体に装着した例を示す図。
【図３１】 人体に装着されたループアンテナとモノポールアンテナの指向性の比較をするための図。
【図３２】 人体に装着された１つのループアンテナの指向性を示す図。
【図３３】 人体に装着された２つのループアンテナの指向性を示す図。
【図３４】 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３５】 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３６】 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３７】 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。
Claims (3)
- 生体信号を検出し、接着性ゲルにより生体への接着性を有する２つの電極と、
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生体信号を処理する電気回路を有し、前記電気回路が処理した電気信号を受信機に向けて放出し、開口面が前記生体面に対しほぼ直角の方向になるように設けられた少なくとも１つのループアンテナを内蔵し、前記支持体から着脱可能であり、前記２つの電極の間に配置される送信機と、
を備えることを特徴とする生体信号送信装置。 - 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生体信号を処理する電気回路を有する送信機と、
前記電気回路が処理した電気信号を受信機に向けて放出し、開口面が前記生体面に対しほぼ直角の方向になるように設けられた少なくとも１つのループアンテナを有し、
前記ループアンテナの少なくとも１つは、２分割され、分割された前記ループアンテナの一方を前記支持体に、他方を前記送信機内にそれぞれ配置し、前記送信機を前記支持体に装着することにより分割された前記ループアンテナを一体化したことを特徴とする生体信号送信装置。 - 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生体信号を処理する電気回路を有する送信機と、
前記電気回路が処理した電気信号を受信機に向けて放出し、開口面が前記生体面に対しほぼ直角の方向になるように設けられ、互いにほぼ直角に配置された２つのループアンテナを有し、
前記ループアンテナの少なくとも１つは、２分割され、分割された前記ループアンテナの一方を前記支持体に、他方を前記送信機内にそれぞれ配置し、前記送信機を前記支持体に装着することにより分割された前記ループアンテナを一体化したことを特徴とする生体信号送信装置。
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