JP6122610B2 - 生体情報測定用電極 - Google Patents

Description

本発明は、被検者に装着して心電図などの生体情報を測定する生体情報測定用電極に関する。

従来、この種の生体情報測定用電極として、例えば特許文献１などで開示されているものがある。この種の生体情報測定用電極は、不織布上に、粘着剤と、導電性及び粘着性を有する電解質ゲルと、電極とが設けられ、被検者の胸部に貼着される。そして、被検者の心電図信号を電極で受信し、心電図装置に伝達する。

また、１つのシート上に複数の電極が設けられ、複数の電極を一気に胸部に貼り付けることができるようになされた心電図センサーシートがある。この種の心電図センサーシートは、例えば特許文献２−９に記載されている。この種の心電図センサーシートを用いれば、複数の電極を別々に胸部に装着させる場合と比較して、複数の電極を一気に胸部に装着できるので、迅速かつ容易に心電図の測定を行うことができるようになる。よって、緊急に心電図を測定しなければならない場合などには、非常に便利である。

また、電極には各々の部位に対応するケーブルを接続しなければならないが、心電図センサーシートを用いれば、誤接続による誤診断を防ぐことができる利点もある。つまり、心電図センサーシートでは、電極から引き出されたリードは一つに束ねられ、コネクタを介して一括して心電図装置に接続されるので、各電極と心電図装置を一つ一つ接続する場合と比較して、各電極と心電図装置との配線のミスを無くすることができる。

特開２００１−２９９７１１号公報 特開昭６３−２３８８５１号公報 特開２００１−２６９３２２号公報 特開平６−２４５９１５号公報 実開平２−１１４０１１号公報 特開平７−２８９５２８号公報 特表平１１−５１３５８４号公報 特表平１１−５１００７３号公報 特開２０１０−７５６９１号公報

ところで、生体情報測定用電極においては、一般に、電極の表面側に電極を覆うように電解質ゲルが設けられ、この電解質ゲルを介して、身体と電極とを電気的に接続するようになされている。つまり、電解質ゲルが皮膚とイオン交換することにより、身体と電極との間で電気信号が伝達される。

ここで、電解質ゲルは、乾燥してしまうとイオン交換できなくなるため、電解質ゲルの乾燥を防ぐために、生体情報測定用電極は、アルミ等の保湿性を有する包装袋内に密閉された状態とされて出荷される。そして、使用時に、包装袋から取り出して、被検者の胸部に貼り付けるようになっている。

ところで、このような生体情報測定用電極は、一般に使い捨てタイプであるため、使用の度に、包装袋がゴミとして生じる欠点がある。特に、複数の電極が設けられた心電図センサーシートにおいては、その大きさが胸部の大きさと同等なので、ゴミとして生じる包装袋の大きさもかなりの大きさである。例えば、心電図センサーシートを救急車内で使用する場合には、救急車内の狭い空間で包装袋が大きなゴミとして生じるので、救急隊員の作業の邪魔になることも考えられる。

また、生体情報測定用電極の使用者は、生体情報測定用電極を被検者に装着する際には、先ず、包装袋を破いて生体情報測定用電極を取り出し、次に、シート本体（ベースシート）に貼り合わされた剥離シートをシート本体から剥離させ、次に、シート本体を被検者の胸部に貼り付ける、といった複数の作業が必要となる。ここで、包装袋から生体情報測定用電極を取り出す作業を無くすることができれば、被検者に生体情報測定用電極を装着するまでの時間を短縮化できる。

本発明は、包装袋に入れなくても、電極を覆う電解質ゲルの乾燥を防止し得る生体情報測定用電極を提供することを目的とする。

本発明の生体情報測定用電極の一つの態様は、
基材と、前記基材上に設けられた電極と、前記電極の表面側に前記電極を覆うように設けられた電解質ゲルと、前記基材上の前記電極及び前記電解質ゲルと同じ面側かつ前記電解質ゲルと身体との接触を妨げないように設けられた粘着層と、を有し、前記粘着層により身体に貼着されるベースシートと、
前記ベースシートに貼り合わされ、前記ベースシートが身体に貼着されるときに前記ベースシートから剥離される剥離シートと、
を有する生体情報測定用電極であって、
前記剥離シートは、溶着層及び保湿層を有し、
前記溶着層は、前記電解質ゲルを密閉するように、前記ベースシートに熱溶着されており、
前記保湿層は、水分を透過させず、かつ、前記溶着層の溶融温度に耐えることができる材料により形成されている。

本発明によれば、剥離シートの溶着によって電解質ゲルが密閉されているので、包装袋に入れなくても、電解質ゲルの乾燥を防止できる。

実施の形態の心電図センサーシートを示す外観図 ベースシートの外形形状を示す図 ベースシートを被検者の身体に貼着した状態を示す図 心電図センサーシートの積層構造を示す断面図 熱溶着の様子を示す断面図 熱溶着（ヒートシール）を施す位置を示した図 熱溶着（ヒートシール）を施す位置を示した図 他の実施の形態の生体情報測定用電極を示した略線的平面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（１）全体形状
図１は、本発明の実施の形態に係る心電図センサーシート（以下、センサーシートと略記する）を示す外観図である。本実施の形態のセンサーシートは、１２誘導心電図を測定するために用いられるセンサーシートである。なお、実施の形態では、本発明を、１２誘導心電図を測定するために用いられるセンサーシートに適用した例について説明するが、本発明は、１２誘導心電図を測定するために用いられるセンサーシート以外にも適用でき、電極の表面を覆う電解質ゲルが設けられたセンサーシートに広く適用できる。

なお、以下の説明では、センサーシートの表面側から見たときの方向で左右方向を規定している。よって、センサーシートが貼着される被検者からセンサーシートを見たとき（特に被検者の胸部前面に貼り付けられるセンサーシート部分を見たとき）には、以下の説明とは左右方向が逆になることに注意されたい。

センサーシート１００は、ベースシート２００と、剥離シート３００とを有する。剥離シート３００は、ベースシート２００の裏面側に貼着されている。剥離シート３００は、ベースシート２００が被検者の胸部に貼着されるときに、ユーザーによってベースシート２００から剥離される。

図２は、ベースシート２００の外形形状を示す。図３は、ベースシート２００を被検者の身体に貼着した状態を示す。

図２に示したように、ベースシート２００は、帯状の主幹部ＡＲ０と、主幹部ＡＲ０から斜め方向に向かって分岐した複数の枝ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３を有する枝部と、を有する。帯状の主幹部ＡＲ０は、身体の中心に沿って貼着される部分であり、上下方向に連続して形成されている。枝部の各枝ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３は、互いに平行な方向に向かって又は互いに鋭角に交わる方向に向かって形成されている。つまり、各枝ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３は、ほぼ一様な方向に向かって形成されている。また、各枝ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３の端部近傍には電極が配置されている。

また、換言すると、各枝ＡＲ１〜ＡＲ３は、剥離シート３００（図１）のベースシート２００からの剥がし方向に対して、同一方向に向かって又は鋭角に交わる方向に向かって形成されている。

これにより、ベースシート２００から剥離シート３００をスムーズに剥離できるようになる。この結果、貼着時にベースシート２００に皺が生じにくくなり、各電極を身体の所定位置に迅速かつ正確に取り付けることができる。

本実施の形態の場合、ベースシート２００には、１０個の電極が設けられている。この１０個の電極は、図１及び図３のＲ、Ｌ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｎ、Ｆの位置に設けられている。実際上、図中のＲ、Ｌ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｎ、Ｆの模様は、センサーシート１００のユーザーが各電極がどの位置にあるかが分かるように、ベースシート２００に印刷されたものである。なお、以下の説明では、便宜上、Ｒ、Ｌ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｎ、Ｆの位置に設けられた電極のことを、電極Ｒ、Ｌ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｎ、Ｆと呼ぶことにする。

各電極Ｖ１〜Ｖ６は一般的な胸部誘導の位置に配置される。電極Ｒ、Ｆ、Ｌは四肢誘導のための関電極である。電極Ｒは右腕の付け根近傍に配置される。電極Ｌは左腕の近傍に配置される。電極Ｆは左脚の近傍に配置される。電極Ｎは電極Ｆの近傍に配置される。電極Ｎは不関電極（基準電極とも言う）である。

ベースシート２００を心電計に接続することにより、１２誘導心電図が検出される。

次に、ベースシート２００上での電極Ｒ、Ｌ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｎ、Ｆの位置関係について、図１及び図３を参照して説明する。

ベースシート２００の第１の枝ＡＲ１には、電極Ｒ、Ｌが配置される。第２の枝ＡＲ２には、電極Ｆが配置される。第３の枝ＡＲ３には、胸部誘導を行うための複数の電極として、電極Ｖ１〜Ｖ６が配置される。

ベースシート２００の主幹部ＡＲ０には、身体に貼着する位置合わせを行うための中心線Ｌ１が印刷されている。これにより、ユーザーは、中心線Ｌ１を被検者の体の中心に合わせることで、ベースシート２００を的確な位置に貼着させることができるようになる。また、ベースシート２００上には、電極Ｒから電極Ｆに向けて、ユーザーに剥がし方向を示すための矢印Ｌ２が印刷されている。また、剥離シート３００は、第１の関電極（つまり電極Ｒ）の近傍に、ベースシート２００から離れる方向に突出したつまみ３０１が形成されている。

また、剥離シート３００は、少なくとも複数の枝ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３の間を充たすように、ベースシート２００に貼り合わされている。具体的には、剥離シート３００は、ベースシート２００の複数の枝ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３の先端から主幹部ＡＲ０の方向に切り込まれていない、ほぼ菱形形状を有する。つまり、剥離シート３００は、ベースシート２００とは異なり、枝分かれした形状ではなく、ほぼ菱形の形状となっている。これにより、剥離シート３００をベースシート２００と同様に枝分かれした形状とするのと比較して、ベースシート２００が剥離シート３００からよりスムーズに剥がれるようになる。また、剥離シート３００の保持力により、剥離時に、ベースシート２００が縒れにくくなり、ベースシート２００を所定位置により正確に貼ることができるようになる。

次に、ベースシート２００を被検者の身体に貼り付けるときの動作について説明する。

ベースシート２００からの剥離シート３００の剥離、及び、身体へのベースシート２００の貼着は、ベースシート２００の左上隅に配置された第１の関電極（つまり電極Ｒ）に対応する位置を起点に、右下隅方向へと行われる。剥離及び貼り付けは、例えば絆創膏を身体に貼り付けるのと同様、剥離シート３００をベースシート２００から剥離させるのと同時にベースシート２００を身体に貼り付けるようにして行う。これにより、剥離シート３００の剥がしと連動させながら、ベースシート２００を１アクションで身体に貼り付けることができるので、剥離及び貼り付けを容易に行うことができる。

具体的に説明する。先ず、被検者の身体の中心にベースシート２００の中心線Ｌ１を合わせた状態で、指でつまみ３０１をつまみながらベースシート２００から剥離シート３０１に隅を剥がして、電極Ｒの位置を身体に貼り付ける。次に、剥離シート３００を矢印Ｌ２で示される右下の方向に引っ張っていくことでベースシート２００から剥離シート３００を剥がしながら、ベースシート２００を身体に貼り付けていく。

このように、ベースシート２００を、帯状の主幹部ＡＲ０と、主幹部ＡＲ０から斜め方向に向かって分岐し、互いに平行な方向に向かって又は互いに鋭角に交わる方向に向かって形成されている複数の枝ＡＲ１〜ＡＲ３と、を有する構成としたことにより、ベースシート２００から剥離シート３００をスムーズに剥離できるようになる。この結果、各電極を身体の所定位置に迅速かつ正確に取り付けることができるようになる。

（２）電解質ゲルを密閉するための構造
図４は、本実施の形態のセンサーシート１００の積層構造を示す断面図である。

ベースシート２００は、基材２１０と、ポリエチレン層２２０と、粘着層２３０と、を有する。また、ベースシート２００は、電極２４０（上述した電極Ｒ、Ｌ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｎ、Ｆに相当する）と、この電極２４０を覆うように設けられた電解質ゲル２５０と、を有する。基材２１０は、例えば不織布である。また、基材２１０は、ポリエチレン・テレフタレート等の耐熱樹脂フィルムであってもよい。

なお、ベースシート２００の積層構造は、図４に示したものに限らない。但し、ベースシート２００は、少なくとも、基材と、基材上に設けられた複数の電極と、電極の表面側に前記電極を覆うように設けられた電解質ゲルと、基材上の複数電極及び電解質ゲルと同じ面側に設けられた粘着層と、を有した構成とされている。

剥離シート３００は、保湿層３１０と、溶着層３２０と、を有する。保湿層３１０は、例えばポリエチレン・テレフタレート等の、水分を透過させない材料により形成されている。また、保湿層３１０は、耐熱性に優れた材料が選定されている。つまり、保湿層３１０は、水分を透過させず、かつ、耐熱性に優れた材料であればよく、例えばアルミニウム等でもよい。ここで、耐熱性に優れた材料とは、後述するヒートシールを行ったときの熱に耐えることができる材料を意味する。つまり、保湿層３１０は、溶着層３２０の溶融温度に耐えることができる材料により形成されている。

溶着層３２０は、ポリエチレンにより形成されている。なお、溶着層３２０は、ポリエチレンに限らず、ヒートシールに用いられる一般的な材料を用いることができる。例えば、ポリプロピレンや塩化ビニル等を用いてもよい。この場合、ベースシート２００のポリエチレン層２２０もこれと同様の材料に変更すると、溶着層３２０との接着をより良くすることができる。

ベースシート２００と剥離シート３００は、電解質ゲル２５０を密閉できるような位置で熱溶着される。図５は、その状態を示すものである。剥離シート３００の溶着層３２０がベースシート２００のポリエチレン層２２０に熱溶着することで、電解質ゲル２５０が密閉される。溶着位置以外の位置では、粘着層２３０によって剥離シール３００がベースシート２００に粘着されている。

ここで、粘着層２３０の粘着だけでも、電解質ゲル２５０からの水分の逸脱をある程度は防ぐことができる。しかし、それだけでは不十分である。本実施の形態では、熱溶着つまりヒートシールによって電解質ゲル２５０を密閉するようにしたことにより、電解質ゲル２５０からの水分の逸脱を確実に防ぐことができるようになる。この結果、センサーシート１００を包装袋で包装しなくても、電解質ゲル２５０からの水分の逸脱を防ぐことができる。

図６及び図７は、熱溶着（ヒートシール）を施す位置を示した図である。図中の一点鎖線が熱溶着位置を示す。図６の例は、ベースシート２００の縁部で熱溶着を行ったものである。図７の例は、各電極の電解質ゲルの周囲で熱溶着を行ったものである。

因みに、熱溶着の面積が大きくなるほど、ベースシート２００から剥離シート３００を剥がしにくくなるので、熱溶着する位置は、これを考慮して、電解質ゲル２５０を密閉できる最小限の位置に選定することが好ましい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、剥離シート３００に溶着層３２０を設け、電解質ゲル２５０を密閉するようにヒートシールを行ったことにより、包装袋に入れなくても、電極２４０を覆う電解質ゲル２５０の乾燥を防止し得る心電図センサーシート１００を実現できる。

また、心電図センサーシート１００は、包装袋に入れる必要がないので、心電図センサーシート１００から引き出されたリード線と心電図装置との接続を前もって行っておくことができるようになり、速やかに心電図測定を行うことができるようになる。つまり、従来のセンサーシートは、電解質ゲルの乾燥を防ぐために、心電図測定の直前に包装袋からセンサーシートを取り出してから、心電図装置との接続を行う必要があった。つまり、急患など、速やかに心電図を測定したい場合などには不利であった。これに対して、本実施の形態の心電図センサーシート１００は、従来の心電図センサーシートよりも速やかに心電図測定を行うことができるようになる。

なお、上述の実施の形態では、本発明を、１２誘導心電図を測定するために用いるセンサーシートに適用した場合について説明したが、心電図検査を行うための心電図センサーシートに広く適用可能である。

さらに、上述の実施の形態では、ベースシート２００上に複数の電極２４０が設けられ、被検者の胸部に複数の電極２４０を一気に貼り付けることができる心電図センサーシートに、本発明を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、生体情報測定用電極に広く適用可能である。

本発明は、例えば図８に示すようなタイプの生体情報測定用電極にも適用可能である。図８において、円で表した点線内は電極２４０及び電解質ゲル２５０の位置を示し、一点鎖線は溶着位置を示す。図８Ａは、１つのベースシート２００に１つの電極が設けられるタイプの生体情報測定用電極を示す。図８Ａの生体情報測定用電極では、ユーザーは、各電極２４０毎に、ベースシート２００から剥離シート３００を剥がした後、各ベースシート２００を被検者に貼着する。なお、図８Ａでは剥離シート３００は初めから３つに分割されているが、１つのつながった剥離シートとしてもよいし、１つの剥離シートにミシン目を入れて分割できるようにしてもよい。図８Ｂは、出荷時には１つのベースシート２００に複数の電極が設けられているが、被検者への貼着時には各電極を別々に貼着するタイプの生体情報測定用電極を示す。図８Ｂの生体情報測定用電極では、ユーザーは、ベースシート２００から剥離シート３００を剥がした後、ベースシート２００をミシン目に沿って切ることでベースシート２００を（３つに）分離し、その後各ベースシート２００を被検者に貼着する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、電解質ゲルを用いた生体情報測定用電極に適用し得る。

１００、４００ 心電図センサーシート
２００、５００ ベースシート
２１０ 基材
２２０ ポリエチレン層
２３０ 粘着層
２４０ 電極
２５０ 電解質ゲル
３００ 剥離シート
３１０ 保湿層
３２０ 溶着層
ＡＲ０ 主幹部
ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３ 枝
Ｒ、Ｌ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｎ、Ｆ 電極

Claims (5)

1. 基材と、前記基材上に設けられた電極と、前記電極の表面側に前記電極を覆うように設けられた電解質ゲルと、前記基材上の前記電極及び前記電解質ゲルと同じ面側かつ前記電解質ゲルと身体との接触を妨げないように設けられた粘着層と、を有し、前記粘着層により身体に貼着されるベースシートと、
   前記ベースシートに貼り合わされ、前記ベースシートが身体に貼着されるときに前記ベースシートから剥離される剥離シートと、
   を有する生体情報測定用電極であって、
   前記剥離シートは、溶着層及び保湿層を有し、
   前記溶着層は、前記電解質ゲルを密閉するように、前記ベースシートに熱溶着されており、
   前記保湿層は、水分を透過させず、かつ、前記溶着層の溶融温度に耐えることができる材料により形成されている、
   生体情報測定用電極。
2. 前記溶着層は、前記ベースシートの縁部で前記ベースシートに溶着されている、
   請求項１に記載の生体情報測定用電極。
3. 前記溶着層は、各電極の電解質ゲルの周囲で前記ベースシートに溶着されている、
   請求項１に記載の生体情報測定用電極。
4. 前記溶着層は、ポリエチレンである、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の生体情報測定用電極。
5. 前記ベースシートには、複数の電極が設けられ、
   前記ベースシートは、
   帯状の主幹部と、
   前記主幹部から斜め方向に向かって分岐した複数の枝を有し、各枝の端部近傍には前記電極が配置され、各枝は互いに平行な方向に向かって又は互いに鋭角に交わる方向に向かって形成されている、枝部と、
   を具備する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の生体情報測定用電極。

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