JP6166760B2 - Body surface-mounted electrode, biological signal measuring method, and biological signal measuring device - Google Patents

Body surface-mounted electrode, biological signal measuring method, and biological signal measuring device Download PDF

Info

Publication number
JP6166760B2
JP6166760B2 JP2015198049A JP2015198049A JP6166760B2 JP 6166760 B2 JP6166760 B2 JP 6166760B2 JP 2015198049 A JP2015198049 A JP 2015198049A JP 2015198049 A JP2015198049 A JP 2015198049A JP 6166760 B2 JP6166760 B2 JP 6166760B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
electrode body
biological signal
skin
body surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015198049A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016000363A (en
Inventor
信吾 塚田
信吾 塚田
古川 一暁
一暁 古川
中島 寛
寛 中島
裕一 原田
裕一 原田
弘二 住友
弘二 住友
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2015198049A priority Critical patent/JP6166760B2/en
Publication of JP2016000363A publication Critical patent/JP2016000363A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6166760B2 publication Critical patent/JP6166760B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Description

本発明は、生体電極として使用可能な体表面設置型電極、生体信号の測定方法、前記体表面設置型電極を備えた生体信号測定装置に関する。   The present invention relates to a body surface-mounted electrode that can be used as a biological electrode, a biological signal measuring method, and a biological signal measuring device including the body surface-mounted electrode.

皮膚の表面に電極を設置して、心臓・筋肉・脳等の組織から発生する電気信号を測定することが、医療分野やヘルスモニタリング分野で広く行われている。これらの分野で利用されている体表面設置型電極の電極本体として、金属がコーティングされた繊維からなるメッシュや金属板が従来使用されている。これらの電極本体は皮膚表面に対して接着性を有さないため、電極本体を皮膚表面に固定する手段が必要である。例えば、皮膚表面に置いた電極本体を粘着テープで覆って貼り付けることが行われている(非特許文献1)。   It is widely performed in the medical field and the health monitoring field to install electrodes on the surface of the skin and measure electrical signals generated from tissues such as the heart, muscle, and brain. As an electrode body of a body surface-mounted electrode used in these fields, a mesh or a metal plate made of a metal-coated fiber has been conventionally used. Since these electrode bodies do not have adhesiveness to the skin surface, means for fixing the electrode bodies to the skin surface is necessary. For example, an electrode body placed on the skin surface is covered with an adhesive tape and pasted (Non-Patent Document 1).

皮膚表面と電極本体の間に発汗が生じると、皮膚を構成する角質が膨潤し、皮膚表面のインピーダンス(抵抗)が降下することにより、電極本体による電気信号の検出は大きな影響を受ける(非特許文献1,2)。また逆に、皮膚表面が乾燥して、そのインピーダンスが上昇した場合にも電極本体による電気信号の検出は大きな影響をうける。例えば、皮膚表面が乾燥するに従ってそのインピーダンスが降下することは、ノイズ発生の原因となるうえ、生体信号の検出レベルが低下する。これに応じて信号を増幅する装置(アンプ)のゲインを上げると信号雑音比(S/N比)が悪化してしまう。   When sweating occurs between the skin surface and the electrode body, the stratum corneum constituting the skin swells and the impedance (resistance) of the skin surface decreases, so that the detection of electrical signals by the electrode body is greatly affected (non-patented) References 1, 2). Conversely, detection of an electrical signal by the electrode body is also greatly affected when the skin surface dries and its impedance rises. For example, a drop in the impedance of the skin surface as it dries causes noise and decreases the detection level of the biological signal. If the gain of the device (amplifier) that amplifies the signal is increased accordingly, the signal-to-noise ratio (S / N ratio) will deteriorate.

医療分野等では一日(24時間)連続して生体信号の測定を行うことがあるが、電極を設置された患者(装着者)の活動に応じて発汗量が変化することが生体信号の測定には大きな問題となる。発汗量は寒暖の変化だけに依存するのではなく、一定温度の室内に装着者が留まったとしても、日中の活動時と夜間の就寝時とでは、その発汗量(皮膚から放出される水蒸気の量)が変化する。例えば、日中の安静時には装着者が適度に発汗しているため、安定的に測定できるが、夜間に体温が下がり発汗が停止すると、皮膚のインピーダンスが上昇するため、生体信号の測定が困難になる場合がある。   In the medical field or the like, a biological signal may be measured continuously for a day (24 hours), but the amount of perspiration changes depending on the activity of a patient (wearer) with an electrode installed. It will be a big problem. The amount of sweating does not depend only on changes in temperature, but even if the wearer stays in a room at a constant temperature, the amount of sweating (water vapor released from the skin) during daytime activities and during nighttime sleeping The amount) changes. For example, it is possible to measure stably because the wearer sweats moderately during daytime rest, but when body temperature falls at night and sweating stops, skin impedance rises, making it difficult to measure biological signals There is a case.

電極本体と皮膚の間が乾燥する問題は、皮膚表面に電極本体を直接接触させる方法(ペーストレス電極)において特に顕著である。この乾燥を防ぐ目的で皮膚表面と電極本体の間に、電解質が含まれた湿潤なペースト(ゲル)を塗布する方法も、生体信号測定の目的に応じて採用されることがある。ペーストを塗布することにより、ペーストレスの場合には検出し難い、生体信号の重要な成分である低周波領域の信号を高精度で測定することが可能であり、さらに、短期的(例えば数十分)には皮膚の発汗による影響を抑えることができる。しかし、長期間(例えば数時間〜数十時間)ペーストを皮膚表面に塗布しておくと、装着者が不快に感じるだけでなく、皮膚が過度に膨潤したり、皮膚の炎症が生じたり、皮膚の細菌感染が発生したりする問題がある。   The problem of dryness between the electrode body and the skin is particularly noticeable in a method (pasteless electrode) in which the electrode body is in direct contact with the skin surface. In order to prevent this dryness, a method of applying a wet paste (gel) containing an electrolyte between the skin surface and the electrode body may be employed depending on the purpose of the biosignal measurement. By applying the paste, it is possible to measure a signal in a low frequency region, which is an important component of a biological signal, which is difficult to detect in the case of pasteless, with high accuracy, and in a short time (for example, several tens of times). Min) can suppress the effects of sweating on the skin. However, if the paste is applied to the skin surface for a long period of time (for example, several hours to several tens of hours), the wearer not only feels uncomfortable, but the skin swells excessively, the skin becomes irritated, There is a problem that bacterial infection occurs.

各種生体信号記録用電極の最新動向 医機学 Vol80 No1 28-37 2010Latest Trends in Various Biological Signal Recording Electrodes Medical Mechanics Vol80 No1 28-37 2010 生理 交感神経皮膚反応とその検査法 Lab Clin Prac 22 (1) 25-29 2004Physiology Sympathetic skin reaction and its test method Lab Clin Prac 22 (1) 25-29 2004

生体信号を検出する電極が設置される皮膚表面には、適度な水分(湿度)が常時安定して存在することが望ましい。このため、信号測定に必要な皮膚表面の湿度を、皮膚からの発汗に依存することなく安定的に湿度を維持可能な生体表面設置型電極が望まれている。   It is desirable that moderate moisture (humidity) is always present stably on the skin surface on which electrodes for detecting biological signals are installed. Therefore, there is a demand for a biological surface-mounted electrode that can stably maintain the humidity of the skin surface necessary for signal measurement without depending on the sweating from the skin.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電極本体が接する皮膚表面の湿度を安定して適度に高く保つことが可能な生体表面設置型電極、その生体表面設置型電極を用いた生体信号の測定方法、及びその生体表面設置型電極を備えた生体信号測定装置の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and uses a biological surface-installed electrode that can stably maintain a moderately high humidity on the skin surface with which the electrode body contacts, and the biological surface-installed electrode. It is an object of the present invention to provide a biological signal measuring method and a biological signal measuring device including the biological surface-mounted electrode.

[1] 水透過性を有する電極本体と、前記電極本体の少なくとも一部を覆う、液体が含浸された高分子ジェルと、が備えられていることを特徴とする体表面設置型電極を関連発明として例示することができる。
前記体表面設置型電極によれば、高分子ジェルに含浸された液体が、電極本体と皮膚表面の間の湿度を適度に保つ。この結果、低周波領域を含む生体信号を安定に検出することができるとともに、装着者の不快感を低減し、皮膚炎や細菌感染のリスクを低減することができる。
[1] A body surface-mounted electrode comprising an electrode main body having water permeability and a polymer gel impregnated with a liquid covering at least a part of the electrode main body. It can be illustrated as.
According to the body surface-mounted electrode, the liquid impregnated with the polymer gel keeps the humidity between the electrode body and the skin surface moderate. As a result, it is possible to stably detect a biological signal including a low frequency region, reduce discomfort of the wearer, and reduce the risk of dermatitis and bacterial infection.

[2] 前記高分子ジェルを覆う保護シートが備えられていることを特徴とする前記[1]に記載の体表面設置型電極を関連発明として例示することができる。
前記体表面設置型電極によれば、保護シートが高分子ジェルに含浸された液体の蒸発を抑制できるため、より長い時間に亘って、電極本体と皮膚表面の間の湿度を適度に保つことができる。この結果、低周波領域を含む生体信号を安定に検出することができる。
[2] The body surface-installed electrode according to [1], wherein a protective sheet covering the polymer gel is provided, can be exemplified as a related invention.
According to the body surface-mounted electrode, since the protective sheet can suppress the evaporation of the liquid impregnated with the polymer gel, the humidity between the electrode body and the skin surface can be kept moderate for a longer time. it can. As a result, a biological signal including a low frequency region can be detected stably.

[3] 水透過性を有する電極本体が備えられ、前記電極本体は導電性高分子を有し、前記電極本体に、イオン液体が含浸されていることを特徴とする体表面設置型電極。
前記体表面設置型電極によれば、電極本体に含浸されたイオン液体が、電極本体と皮膚表面の間の湿度を適度に保つ。この結果、低周波領域を含む生体信号を安定に検出することができるとともに、装着者の不快感を低減し、皮膚炎や細菌感染のリスクを低減することができる。



[3] A body surface-mounted electrode comprising an electrode body having water permeability, the electrode body having a conductive polymer, and the electrode body being impregnated with an ionic liquid.
According to the body surface-mounted electrode, the ionic liquid impregnated in the electrode body keeps the humidity between the electrode body and the skin surface moderate. As a result, it is possible to stably detect a biological signal including a low frequency region, reduce discomfort of the wearer, and reduce the risk of dermatitis and bacterial infection.



[4] 前記電極本体を構成する材料として導電性高分子が使用されていることを特徴とする前記[1]〜[3]の何れか一項に記載の体表面設置型電極を関連発明として例示することができる。
前記体表面設置型電極によれば、導電性高分子が電極本体に含まれているため、電極本体の親水性、水透過性、及び皮膚表面に対する親和性を向上させることができる。この結果、より高精度に生体信号を検出することができる。
[4] The body surface-mounted electrode as set forth in any one of [1] to [3], wherein a conductive polymer is used as a material constituting the electrode body. It can be illustrated.
According to the body surface-mounted electrode, since the conductive polymer is contained in the electrode body, the hydrophilicity, water permeability, and affinity for the skin surface of the electrode body can be improved. As a result, a biological signal can be detected with higher accuracy.

[5] 前記電極本体と前記高分子ジェルの間に、導電性を有するメッシュが配置されていることを特徴とする前記[1]、[2]又は[4]に記載の体表面設置型電極を関連発明として例示することができる。
前記体表面設置型電極によれば、導電性メッシュを介することにより、電極本体で検出した生体信号を外部装置へより容易に伝送することができる。この結果、より高精度に、より容易に生体信号を検出することができる。
[5] The body surface-mounted electrode according to [1], [2], or [4], wherein a conductive mesh is disposed between the electrode body and the polymer gel. Can be exemplified as related inventions.
According to the body surface-mounted electrode, the biological signal detected by the electrode body can be more easily transmitted to the external device through the conductive mesh. As a result, a biological signal can be detected with higher accuracy and more easily.

[6] 前記保護シートを構成する材料として、液体は透過せず、水蒸気は透過する機能を有する材料が使用されていることを特徴とする前記[2]に記載の体表面設置型電極を関連発明として例示することができる。
前記体表面設置型電極によれば、体表面設置型電極を設置した皮膚表面が蒸れて過度に膨潤することを避けることができる。この結果、装着者の不快感を低減し、皮膚炎や細菌感染のリスクを低減することができる。
[6] The body surface-mounted electrode according to [2], wherein a material that does not transmit liquid and transmits water vapor is used as a material constituting the protective sheet. It can be illustrated as an invention.
According to the body surface installation type electrode, it is possible to avoid the skin surface on which the body surface installation type electrode is installed from being excessively swollen due to stuffiness. As a result, the discomfort of the wearer can be reduced, and the risk of dermatitis and bacterial infection can be reduced.

[7] 前記[1]〜[6]の何れか一項に記載の体表面設置型電極を生体の皮膚表面に設置し、前記生体の電気信号を測定することを特徴とする生体信号の測定方法。
前記測定方法では、前記体表面設置型電極を用いているため、電極本体と皮膚表面の間の湿度を適度に保ち、低周波領域を含む生体信号を安定に検出することができるとともに、装着者の不快感を低減し、皮膚炎や細菌感染のリスクを低減することができる。
[7] Measurement of a biological signal, wherein the body surface-mounted electrode according to any one of [1] to [6] is installed on a skin surface of a living body, and an electrical signal of the living body is measured. Method.
In the measurement method, since the body surface-installed electrode is used, the humidity between the electrode body and the skin surface can be kept moderate, and a biological signal including a low frequency region can be detected stably, and the wearer Can reduce the discomfort and reduce the risk of dermatitis and bacterial infection.

[8] 前記[1]〜[6]の何れか一項に記載の体表面設置型電極を備えたことを特徴とする生体信号測定装置。
前記生体信号測定装置に備えられた前記体表面設置型電極を体表面に設置して、生体信号を測定することができる。この際、電極本体と皮膚表面の間の湿度を適度に保ち、低周波領域を含む生体信号を安定に検出することができるとともに、装着者の不快感を低減し、皮膚炎や細菌感染のリスクを低減することができる。
[8] A biological signal measuring device comprising the body surface-mounted electrode according to any one of [1] to [6].
A body signal can be measured by installing the body surface-mounted electrode provided in the body signal measuring device on the body surface. At this time, the humidity between the electrode body and the skin surface can be kept at a moderate level, and it is possible to stably detect biological signals including the low frequency region, reduce wearer discomfort, and risk of dermatitis and bacterial infection. Can be reduced.

本発明の体表面設置型電極によれば、水分透過性の電極本体を通して、電極に備えられた液体を皮膚表面に接触させて、電極本体と皮膚表面の間を適度な湿潤状態にすることにより、汗腺活動に伴う皮膚のインピーダンスの変動が抑制され、安定した生体信号測定が可能になる。特に、発汗量が低下する低温環境に居る時又は睡眠時において、乾燥による皮膚のインピーダンスの上昇を抑えることにより、雑音の少ない生体信号の記録が可能となる。   According to the body surface-mounted electrode of the present invention, the liquid provided in the electrode is brought into contact with the skin surface through the moisture permeable electrode body, so that an appropriate wet state is provided between the electrode body and the skin surface. In addition, fluctuations in skin impedance due to sweat gland activity are suppressed, and stable biological signal measurement becomes possible. In particular, it is possible to record a biological signal with less noise by suppressing an increase in the impedance of the skin due to dryness in a low-temperature environment where the amount of sweating decreases or during sleep.

(A)本発明の第一実施形態の体表面設置型電極の断面模式図である。(B)本発明の第二実施形態の体表面設置型電極の断面模式図である。(A) It is a cross-sectional schematic diagram of the body surface installation type electrode of 1st embodiment of this invention. (B) It is a cross-sectional schematic diagram of the body surface installation type electrode of 2nd embodiment of this invention. (上)本発明の第一実施形態の体表面設置型電極10Aを用いて測定した心拍数の経時変化を示すチャートである。(下)比較例の電極を用いて測定した心拍数の経時変化を示すチャートである。夜間の就寝時に皮膚のインピーダンスが上昇したため、測定が中断されている(矢印)。(Top) It is a chart which shows the time-dependent change of the heart rate measured using 10 A of body surface installation type electrodes of 1st embodiment of this invention. (Lower) It is a chart which shows the time-dependent change of the heart rate measured using the electrode of a comparative example. Measurement has been interrupted (arrow) due to increased skin impedance during nighttime sleep. 本発明の第二実施形態の体表面設置型電極を用いて測定したホルター心電図波形である。左に示す縦方向の波形が心拍数の経時変化を示し、右に示す横方向の波形が心電図の圧縮波形である。It is the Holter electrocardiogram waveform measured using the body surface installation type electrode of 2nd embodiment of this invention. The vertical waveform shown on the left shows changes in heart rate over time, and the horizontal waveform shown on the right is a compressed waveform of the electrocardiogram.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明はかかる実施形態に限定されない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to such embodiments.

《体表面設置型電極》
[第一実施形態]
本発明の第一実施形態の体表面設置型電極は、図1(A)に示すように、水透過性を有する電極本体1と、電極本体1の少なくとも一部を覆う、液体が含浸された高分子ジェル2と、電極本体1、電極本体1及び高分子ジェル2を覆う保護シート3と、を備えた体表面設置型電極10Aである。
《Body surface installation type electrode》
[First embodiment]
As shown in FIG. 1A, the body surface-mounted electrode according to the first embodiment of the present invention is impregnated with a liquid that covers the electrode body 1 having water permeability and at least a part of the electrode body 1. A body surface-installed electrode 10 </ b> A including a polymer gel 2 and an electrode body 1, an electrode body 1, and a protective sheet 3 covering the polymer gel 2.

電極本体1は皮膚の表面Sに直に接触している。皮膚から発散された水蒸気及び汗(水分)は、水透過性を有する電極本体1に吸収されるため、電極本体1と皮膚の表面Sの間が過度に蒸れることを防止できる。また、高分子ジェル2に含浸された液体が電極本体1に拡散(浸透)し、更に皮膚表面Sに到達するため、電極本体1と皮膚の表面Sの間が乾燥状態になることを防止できる。このように、電極本体1と皮膚の表面Sの間の湿潤状態が適度に高く保たれるため、電極本体1によって皮膚の表面Sから微弱な生体信号を高精度で検出することができる。   The electrode body 1 is in direct contact with the surface S of the skin. Since the water vapor and sweat (moisture) emitted from the skin are absorbed by the electrode main body 1 having water permeability, it is possible to prevent excessive steaming between the electrode main body 1 and the surface S of the skin. In addition, since the liquid impregnated in the polymer gel 2 diffuses (penetrates) into the electrode body 1 and reaches the skin surface S, it is possible to prevent the space between the electrode body 1 and the skin surface S from becoming dry. . As described above, since the wet state between the electrode body 1 and the skin surface S is kept moderately high, a weak biological signal can be detected from the skin surface S by the electrode body 1 with high accuracy.

電極本体1が皮膚の表面Sに接触しているため、電極を設置(装着)する前の皮膚の表面Sが乾燥している場合には、電極本体1から皮膚の表面Sに水分や前記液体を供給して、皮膚の表面Sを潤すことができる。この際、電極本体1は水分や前記液体を失うが、それと同時に、高分子ジェル2に含浸されている前記液体が電極本体1に供給されるため、電極本体1が乾燥してしまうことがない。   Since the electrode body 1 is in contact with the skin surface S, when the skin surface S before the electrode is placed (mounted) is dry, moisture or the liquid is transferred from the electrode body 1 to the skin surface S. To moisturize the surface S of the skin. At this time, the electrode body 1 loses moisture and the liquid, but at the same time, the liquid impregnated in the polymer gel 2 is supplied to the electrode body 1, so that the electrode body 1 is not dried. .

このように、前記液体を含浸した高分子ジェル2を電極本体1上に備えることによって、電極本体1と接触する皮膚の表面Sの湿度を、長時間に亘って適度に高く保持すること(皮膚のインピーダンス上昇を抑制すること)ができる。この効果が特に発揮される用途として、例えば、発汗が抑制される環境(例えば低温環境)におかれた者への装着、体質的に発汗の少ない者への装着、厚い角質の皮膚を有する者への装着、乾燥肌を有する者への装着、乾癬などの表皮角化傾向を有する患者への装着等が挙げられる。   Thus, by providing the polymer gel 2 impregnated with the liquid on the electrode body 1, the humidity of the surface S of the skin that is in contact with the electrode body 1 is kept moderately high for a long time (skin Can be suppressed). Applications where this effect is particularly effective include, for example, wearing to people who are placed in an environment where sweating is suppressed (for example, a low temperature environment), wearing to people who are less sweating physically, and people with thick keratinous skin And the like, and the like, and the like for a patient who has a tendency to keratinize the skin such as psoriasis.

本実施形態においては、電極本体1と高分子ジェル2の間に導電性メッシュ4が配置されている。この導電性メッシュ4は図示しない配線によって外部装置に接続されている。
導電性メッシュ4を介することにより、電極本体1が検出した微弱な生体信号を安定して外部装置へ伝送することができる。
In the present embodiment, a conductive mesh 4 is disposed between the electrode body 1 and the polymer gel 2. The conductive mesh 4 is connected to an external device by wiring (not shown).
By passing through the conductive mesh 4, a weak biological signal detected by the electrode body 1 can be stably transmitted to an external device.

本実施形態においては、電極本体1、導電性メッシュ4、高分子ジェル2がこの順で積層された積層体が皮膚の表面Sに設置され、さらにこれらを保護シート3が覆っている。
保護シート3は前記積層体だけでなく、前記積層体の周囲の皮膚の表面Sも覆っている。
このため、前記積層体は保護シート3と皮膚の表面Sに囲まれた空間にほとんど密閉されている。このように半ば密閉された状態であると、前記積層体が乾燥する速度を低めて、長時間に亘って、電極本体1と皮膚の表面Sの間の湿度を比較的高い状態に保つことができる。
In the present embodiment, a laminate in which the electrode body 1, the conductive mesh 4, and the polymer gel 2 are laminated in this order is placed on the surface S of the skin, and further, the protective sheet 3 covers them.
The protective sheet 3 covers not only the laminate, but also the skin surface S around the laminate.
For this reason, the laminate is almost sealed in a space surrounded by the protective sheet 3 and the skin surface S. In this semi-sealed state, the drying speed of the laminate can be reduced, and the humidity between the electrode body 1 and the skin surface S can be kept relatively high for a long time. it can.

このように保護シート3の大きさは、電極本体1の全体を覆うことが可能な程度又は電極本体1の全体よりも大きく、電極本体1を設置した周囲の皮膚も覆うことが可能な程度の大きさであることが好ましい。   Thus, the size of the protective sheet 3 is such that it can cover the entire electrode body 1 or larger than the entire electrode body 1 and can cover the surrounding skin where the electrode body 1 is installed. The size is preferred.

保護シート3の材料としては、例えばポリエチレンシートが挙げられる。また、保護シート3の好ましい材料としては、液体は透過せず、水蒸気は透過する機能を有する材料(透湿防水性素材)が挙げられる。水蒸気が保護シート3を透過することにより、前記密閉された空間が蒸れることを防ぎ、装着者が不快に感じることなく電極を長時間に亘って装着することができる。また、液体が保護シート3を透過しないことにより、高分子ジェル2に含浸させた液体が保護シート3の外へ浸み出すことを防止することができる。   Examples of the material of the protective sheet 3 include a polyethylene sheet. Moreover, as a preferable material of the protection sheet 3, the material (moisture-permeable waterproof material) which has a function which does not permeate | transmit a liquid and permeate | transmits water vapor | steam is mentioned. By allowing the water vapor to pass through the protective sheet 3, the sealed space can be prevented from being steamed, and the electrode can be worn for a long time without causing the wearer to feel uncomfortable. Further, since the liquid does not permeate the protective sheet 3, it is possible to prevent the liquid impregnated in the polymer gel 2 from leaching out of the protective sheet 3.

保護シート3の材料として適用可能な、液体は透過せず、水蒸気は透過する市販のシート材料(透湿防水性素材)としては、例えば、エントラント(登録商標)(東レ株式会社製)、GORE-TEX(登録商標)(販売元:日本ゴア株式会社)、DiAPLEX(登録商標)(販売元:三菱商事株式会社)等が挙げられる。   As a commercially available sheet material (moisture-permeable waterproof material) that is not permeable to liquid and permeates water vapor, which can be applied as a material for the protective sheet 3, for example, Entrant (registered trademark) (manufactured by Toray Industries, Inc.), GORE Examples include TEX (registered trademark) (distributor: Nippon Gore Co., Ltd.), DiAPLEX (registered trademark) (distributor: Mitsubishi Corporation).

電極本体1を構成する材料としては、導電性及び水透過性を有する材料であれば特に制限されない。ここで、「水透過性」とは水等の液体を透過するだけでなく、水等の液体を吸収して保持する性質を含んでいてもよい性質である。   The material constituting the electrode body 1 is not particularly limited as long as it is a material having conductivity and water permeability. Here, the “water permeability” is a property that may not only transmit a liquid such as water but also include a property of absorbing and retaining a liquid such as water.

電極本体1を構成する材料としては、導電性高分子が好ましく、親水性の導電性高分子がより好ましい。導電性および親水性に優れる導電性高分子として、例えば、PEDOT-PSS又はPEDOT-Sが好適である。また、ポリアニリンスルフォン酸やポリピロール等も例示できる。   The material constituting the electrode body 1 is preferably a conductive polymer, and more preferably a hydrophilic conductive polymer. For example, PEDOT-PSS or PEDOT-S is suitable as the conductive polymer having excellent conductivity and hydrophilicity. Moreover, polyaniline sulfonic acid, polypyrrole, etc. can be illustrated.

PEDOT-PSSは、モノマーである3,4−エチレンジオキシチオフェンが、ポリ(4−スチレンスルホン酸)の存在下で重合して得られる導電性ポリマーである。PSSはPEDOTに負電荷を付与するドーパントとして機能する。市販のPEDOT-PSSとしては、例えばClevios P(ドイツ国ヘレウス社製)が挙げられる。電極本体1の導電性を高める観点から、前記導電性高分子にはドーパントが含有されていることが好ましい。   PEDOT-PSS is a conductive polymer obtained by polymerizing 3,4-ethylenedioxythiophene as a monomer in the presence of poly (4-styrenesulfonic acid). PSS functions as a dopant that imparts a negative charge to PEDOT. Examples of commercially available PEDOT-PSS include Clevios P (manufactured by Heraeus, Germany). From the viewpoint of increasing the conductivity of the electrode body 1, the conductive polymer preferably contains a dopant.

電極本体1の形状は特に制限されず、測定する生体信号の種類や設置する体表面の状態に応じて適宜設計すればよい。電極本体1の形状としては、例えば、矩形、円形、楕円形、多角形等の平板状、棒状、線状が挙げられる。   The shape of the electrode body 1 is not particularly limited, and may be appropriately designed according to the type of biological signal to be measured and the state of the body surface to be installed. Examples of the shape of the electrode body 1 include a plate shape such as a rectangle, a circle, an ellipse, and a polygon, a rod shape, and a line shape.

電極本体1を構成する材料として導電性高分子を使用する場合、導電性高分子だけで電極本体1を構成してもよいし、支持部材に導電性高分子を担持又は含浸させて電極本体1を構成してもよい。支持部材を用いることにより、導電性高分子だけからなる電極本体1よりも、電極本体1の構造的強度を高めることができる。   When a conductive polymer is used as the material constituting the electrode body 1, the electrode body 1 may be composed of only the conductive polymer, or the electrode body 1 is supported or impregnated with the conductive polymer on the support member. May be configured. By using the support member, the structural strength of the electrode body 1 can be increased as compared with the electrode body 1 made of only a conductive polymer.

前記支持部材としては、水透過性を有する布地が好ましい。
前記布地としては、例えば、綿、絹、麻、レーヨン、天然繊維、化学繊維等の従来公知の繊維で構成された織物又は不織布が挙げられる。前記布地の形状や厚みは特に制限されない。
The support member is preferably a water permeable fabric.
Examples of the fabric include a woven fabric or a nonwoven fabric composed of conventionally known fibers such as cotton, silk, hemp, rayon, natural fiber, and chemical fiber. The shape and thickness of the fabric are not particularly limited.

前記支持部材に導電性高分子を担持又は含浸させて、電極本体1を形成する方法は特に制限されない。例えば、導電性高分子を適当な溶媒に溶解又は分散させた溶液を調整し、当該溶液を支持部材に塗布又は含浸させて、溶媒を除去して、導電性高分子を支持部材に固定することにより、電極本体1を作製することができる。   A method for forming the electrode body 1 by loading or impregnating the support member with a conductive polymer is not particularly limited. For example, preparing a solution in which a conductive polymer is dissolved or dispersed in an appropriate solvent, applying or impregnating the solution to a support member, removing the solvent, and fixing the conductive polymer to the support member Thus, the electrode body 1 can be manufactured.

導電性高分子を支持部材に固定する方法は特に制限されず、例えば、前記溶液を前記支持部材に塗布した後で、当該溶液の溶媒を蒸発させることにより、前記導電性高分子を支持部材上に乾燥固定する方法が挙げられる。また、他に適用可能な固定方法として、前記導電性高分子を構成するモノマーを前記溶液に含有させて当該モノマーを介して導電性高分子同士を電気化学的に架橋する電気化学固定、有機溶媒やマグネシウムを塗布後の前記溶液に接触させて固定する化学固定、前記溶液に接着剤(アクリル系樹脂など)を予め含ませて、接着剤を固化するとともに導電性高分子を当該接着剤中に包埋させて固定する方法などが例示できる。   The method for fixing the conductive polymer to the support member is not particularly limited. For example, after the solution is applied to the support member, the solvent of the solution is evaporated, so that the conductive polymer is attached to the support member. And a method of drying and fixing. In addition, as other fixing methods applicable, electrochemical fixing, an organic solvent in which a monomer constituting the conductive polymer is contained in the solution, and the conductive polymers are electrochemically cross-linked through the monomer. Chemical fixing that contacts and fixes the solution after applying magnesium or magnesium, adhesive (such as acrylic resin) is preliminarily included in the solution, and the adhesive is solidified and the conductive polymer is contained in the adhesive. Examples of the method include embedding and fixing.

高分子ジェル2は、電極本体1の一部を覆っていてもよく、電極本体1の全部を覆っていてもよい。電極本体1を覆うことにより、高分子ジェル2が保湿パッドとして機能する。   The polymer gel 2 may cover a part of the electrode body 1 or the entire electrode body 1. By covering the electrode body 1, the polymer gel 2 functions as a moisture retaining pad.

高分子ジェル2を構成する材料は、電極本体1と皮膚の表面Sの間を潤す前記液体を含浸可能な材料であれば特に制限されず、高分子ポリマーからなる公知のジェル(ゲル)を構成する材料が適用可能である。このような高分子ポリマーからなるジェルとしては、例えば、親水性高分子ポリマーを含むハイドロゲルが挙げられる。このようなハイドロゲルの材料としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナトリウムなどが挙げられる。   The material constituting the polymer gel 2 is not particularly limited as long as it is a material that can be impregnated with the liquid that moistens between the electrode body 1 and the surface S of the skin, and constitutes a known gel (gel) made of a polymer. The material to be applied is applicable. Examples of the gel made of such a high molecular polymer include a hydrogel containing a hydrophilic high molecular polymer. Examples of such a hydrogel material include polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, and sodium polyacrylate.

電極本体1上に積層された高分子ジェル2の厚みは特に制限されず、例えば、電極本体1の0.5〜10倍の厚みが挙げられる。具体的には、例えば、電極本体1の厚みが1mm〜10mmの場合、高分子ジェル2の厚みを0.5mm〜100mmとすることができる。ここで、高分子ジェル2の厚みは、前記液体を含浸した膨潤時の厚みである。   The thickness of the polymer gel 2 laminated on the electrode body 1 is not particularly limited, and examples thereof include 0.5 to 10 times the thickness of the electrode body 1. Specifically, for example, when the thickness of the electrode body 1 is 1 mm to 10 mm, the thickness of the polymer gel 2 can be set to 0.5 mm to 100 mm. Here, the thickness of the polymer gel 2 is a thickness at the time of swelling impregnated with the liquid.

高分子ジェル2が含浸する前記液体は、高分子ジェル2に含浸可能であり、電極本体1に拡散し、電極本体1と皮膚の表面Sの間を潤すことが可能な液体であれば特に制限されない。前記液体としては、例えば、水、グリセロール、イオン液体、その他の従来公知の保湿液が挙げられる。これらのなかでも、保湿性をより高める観点から、グリセロール又はイオン液体が好ましい。   The liquid impregnated by the polymer gel 2 is not particularly limited as long as it can be impregnated into the polymer gel 2 and can diffuse into the electrode body 1 and moisten the space between the electrode body 1 and the skin surface S. Not. Examples of the liquid include water, glycerol, ionic liquid, and other conventionally known moisturizing liquids. Among these, glycerol or ionic liquid is preferable from the viewpoint of further improving the moisture retention.

前記イオン液体としては、例えば、イミダゾリウム(Imidazolium)、ピロリジニウム(Pyrrolidinium)、ピペリジニウム(Piperidinium)、ピリジニウムアンモニウム(Pyridinium Ammonium)、ホスホニウム(Phosphonium)を有する化合物が挙げられる。   Examples of the ionic liquid include compounds having imidazolium, pyrrolidinium, piperidinium, pyridinium ammonium, and phosphonium.

より具体的には、
1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(1‐Butyl‐3‐methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide)、
1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム ジシアナミド
(1‐Butyl‐3‐methylimidazolium dicyanamide)、
1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム テトラフルオロボラート
(1‐Butyl‐3‐methylimidazolium tetrafluoroborate)、
1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム トリフルオロメタンスルホナート
(1‐Butyl‐3‐methylimidazolium trifluoromethanesulfonate)、
1−ブチル−1−メチルピペリジニウム テトラフルオロボラート
(1‐Butyl‐1‐methylpiperidinium tetrafluoroborate)、
1−ブチル−1−メチルピロリジニウム テトラフルオロボラート
(1‐Butyl‐1‐methylpyrrolidinium tetrafluoroborate)、
1−ブチルピリジニウム テトラフルオロボラート
(1‐Butylpyridinium tetrafluoroborate (1=N))、
コリン・ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド
(Choline bis(trifluoromethylsulfonyl)imide)、
コリン・二水素ホスファート
(Choline dihydrogen phosphate)、
N,N−ジエチル−N−メチル−N−(2−メトキシエチル)アンモニウム ビス(トリフルオロメタンスルホナート)
(N,N‐Diethyl‐N‐methyl‐N‐(2‐methoxyethyl)ammonium bis(trifluoromethanesulfonate)、
N,N−ジエチル−N−メチル−N−(2−メトキシエチル)アンモニウム テトラフルオロボラート
(N,N‐Diethyl‐N‐methyl‐N‐(2‐methoxyethyl)ammonium tetrafluoroborate)、
1−エチル−3−メチルイミダゾリウム テトラフルオロボラート
(1‐Ethyl‐3‐methylimidazolium tetrafluoroborate)、
1−エチル−3−メチルイミダゾリウム アセテート
(1‐Ethyl‐3‐methylimidazolium acetate)、
1−エチル−3−メチルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(1‐Ethyl‐3‐methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide)、
1−エチル−3−メチルイミダゾリウム ジシアナミド
(1‐Ethyl‐3‐methylimidazolium dicyanamide)、
1−エチル−1−メチルピロリジニウム テトラフルオロボラート
(1‐Ethyl‐1‐methylpyrrolidinium tetrafluoroborate)、
1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウム テトラフルオロボラート
(1‐Hexyl‐3‐methylimidazolium tetrafluoroborate)、
1−ブチル−1−メチルピロリジニウム テトラシアノボラート
(1-Butyl-1-methyl-pyrrolidinium tetracyanoborate)、
1−エチル−3−メチル−イミダゾリウム テトラシアノボラート
(1-Ethyl-3-methyl-imidazolium tetracyanoborate)、
1−ブチル−3−メチル−イミダゾリウム トリシアノメチド
(1-Butyl-3-methyl-imidazolium tricyanomethide)、
N−ブチル−3−メチル−イミダゾリウム ジシアナミド
(N-Butyl-3-methyl-imidazolium dicyanamide)、
1−エチル−3−メチルイミダゾリウム アミノ酸塩
(1‐Ethyl‐3‐methylimidazolium amino acids)
等の化合物が挙げられる。
More specifically,
1-butyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (1-Butyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide),
1-butyl-3-methylimidazolium dicyanamide (1-Butyl-3-methylimidazolium dicyanamide),
1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (1-Butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate),
1-butyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate (1-Butyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate),
1-butyl-1-methylpiperidinium tetrafluoroborate (1-Butyl-1-methylpiperidinium tetrafluoroborate),
1-butyl-1-methylpyrrolidinium tetrafluoroborate (1-Butyl-1-methylpyrrolidinium tetrafluoroborate),
1-butylpyridinium tetrafluoroborate (1-Butylpyridinium tetrafluoroborate (1 = N)),
Choline bis (trifluoromethylsulfonyl) imide,
Choline dihydrogen phosphate,
N, N-diethyl-N-methyl-N- (2-methoxyethyl) ammonium bis (trifluoromethanesulfonate)
(N, N-Diethyl-N-methyl-N- (2-methoxyethyl) ammonium bis (trifluoromethanesulfonate),
N, N-diethyl-N-methyl-N- (2-methoxyethyl) ammonium tetrafluoroborate (N, N-Diethyl-N-methyl-N- (2-methoxyethyl) ammonium tetrafluoroborate),
1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (1-Ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate),
1-ethyl-3-methylimidazolium acetate (1-Ethyl-3-methylimidazolium acetate),
1-ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (1-Ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide),
1-ethyl-3-methylimidazolium dicyanamide (1-Ethyl-3-methylimidazolium dicyanamide),
1-ethyl-1-methylpyrrolidinium tetrafluoroborate (1-Ethyl-1-methylpyrrolidinium tetrafluoroborate),
1-hexyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (1-Hexyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate),
1-Butyl-1-methyl-pyrrolidinium tetracyanoborate,
1-ethyl-3-methyl-imidazolium tetracyanoborate,
1-butyl-3-methyl-imidazolium tricyanomethide,
N-butyl-3-methyl-imidazolium dicyanamide,
1-Ethyl-3-methylimidazolium amino acids
And the like.

上記化合物の中でも、水溶性の1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム ジシアナミド、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム トリフルオロメタンスルホナートが好ましい。   Among the above compounds, water-soluble 1-butyl-3-methylimidazolium dicyanamide and 1-butyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate are preferable.

電極本体1と高分子ジェル2の間に配置される導電性メッシュ4を構成する材料は特に制限されず、例えば銀がコーティングされたナイロン糸(銀コートナイロン糸)が挙げられる。銀コートナイロン糸を織ったメッシュ材を用いることにより、電極本体1で検出した生体信号を外部装置に容易に伝送することができる。メッシュの目開き及び開口率は特に制限されず、電極本体1と高分子ジェル2の間を拡散する水蒸気、水及び前記液体が透過可能であればよい。   The material which comprises the electroconductive mesh 4 arrange | positioned between the electrode main body 1 and the polymer gel 2 is not restrict | limited in particular, For example, the nylon thread | yarn (silver coat nylon thread | yarn) by which silver was coated is mentioned. By using a mesh material woven with silver-coated nylon yarn, a biological signal detected by the electrode body 1 can be easily transmitted to an external device. The mesh opening and the aperture ratio of the mesh are not particularly limited as long as the water vapor, water, and the liquid that diffuse between the electrode body 1 and the polymer gel 2 are permeable.

[第二実施形態]
本発明の第二実施形態の体表面設置型電極は、図1(B)に示すように、水透過性を有する電極本体5を備え、電極本体5に、水、グリセロール又はイオン液体が含浸されていることを特徴とする体表面設置型電極10Bである。
[Second Embodiment]
The body surface-mounted electrode according to the second embodiment of the present invention includes an electrode body 5 having water permeability as shown in FIG. 1 (B), and the electrode body 5 is impregnated with water, glycerol, or an ionic liquid. It is the body surface installation type electrode 10B characterized by having.

第二実施形態の体表面設置型電極10Bが第一実施形態の体表面設置型電極10Aと異なる点は、第二実施形態では高分子ジェル2を用いていない点である。第一実施形態の構成と同じ構成には同じ符号を付して、その説明を省略する。   The body surface installed electrode 10B of the second embodiment is different from the body surface installed electrode 10A of the first embodiment in that the polymer gel 2 is not used in the second embodiment. The same code | symbol is attached | subjected to the same structure as the structure of 1st embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

第二実施形態の電極本体5には、水、グリセロール又はイオン液体が予め含浸されている。第一実施形態とは異なり、高分子ジェル2が備えられていないため、電極本体5は第一実施形態の電極本体1よりも比較的乾燥し易い。このため、比較的短時間で使用される目的に適している。また、電極全体の構成がより単純であるため、より薄型の電極が求められる場合には第二実施形態の構成が適している。   The electrode body 5 of the second embodiment is impregnated with water, glycerol or ionic liquid in advance. Unlike the first embodiment, since the polymer gel 2 is not provided, the electrode body 5 is relatively easier to dry than the electrode body 1 of the first embodiment. For this reason, it is suitable for the purpose of being used in a relatively short time. Further, since the configuration of the entire electrode is simpler, the configuration of the second embodiment is suitable when a thinner electrode is required.

第二実施形態の電極本体5は、第一実施形態の電極本体1と同様の材料を用いて、同様の方法により作製することができる。   The electrode body 5 of the second embodiment can be manufactured by the same method using the same material as the electrode body 1 of the first embodiment.

《生体信号の測定方法》
本発明の第三実施形態の生体信号の測定方法は、第一実施形態又は第二実施形態の体表面設置型電極を生体表面に設置し、測定対象である生体の電気信号を測定する方法である。前記体表面設置型電極に備えられた電極本体又は導電性メッシュを外部装置に接続することにより、当該電気信号を検出および解析することができる。前記外部装置は、電極から伝送された生体信号を解析又は記録する機能を有するものであれば特に制限されず、例えば、公知の心拍計、心電計、脳波計、筋電計等が挙げられる。
<Measurement method of biological signal>
The biological signal measuring method according to the third embodiment of the present invention is a method of measuring the electrical signal of a living body to be measured by installing the body surface-mounted electrode of the first embodiment or the second embodiment on the surface of the living body. is there. The electrical signal can be detected and analyzed by connecting an electrode body or a conductive mesh provided on the body surface-mounted electrode to an external device. The external device is not particularly limited as long as it has a function of analyzing or recording a biological signal transmitted from the electrode, and examples thereof include a known heart rate monitor, electrocardiograph, electroencephalograph, and electromyograph. .

《生体信号測定装置》
本発明の第四実施形態の生体信号測定装置は、第一実施形態又は第二実施形態の体表面設置型電極が備えられた装置である。前記生体信号測定装置は、前記体表面設置型電極以外に、前記電極から伝送された生体信号を解析又は記録する機能を有する外部装置を備えていることが好ましい。前記外部装置としては、例えば、公知の心拍計、心電計、脳波計、筋電計等が挙げられる。
<Biosignal measurement device>
The biological signal measuring device according to the fourth embodiment of the present invention is a device provided with the body surface-mounted electrode according to the first embodiment or the second embodiment. The biological signal measuring device preferably includes an external device having a function of analyzing or recording a biological signal transmitted from the electrode in addition to the body surface-mounted electrode. Examples of the external device include a known heart rate monitor, electrocardiograph, electroencephalograph, and electromyograph.

[実施例1]
第一実施形態の体表面設置型電極を作製し、当該電極を皮膚表皮の角質層上に設置して、透湿防水性シートで電極とその周囲の皮膚を覆った。この状態で、成人男性の心拍数を17時間以上連続して測定した。その結果を図2(上)のチャートに示す。チャートの横軸は時間(時刻)を示し、縦軸は心拍数(拍数/分)を示す。心拍の記録は、心拍計RS800CX(ポラール社製)を用いて行った。
チャートに示すとおり、測定開始日の23時〜翌日の16時まで連続して、心拍数の変化を安定に測定することができた。
[Example 1]
The body surface-mounted electrode of the first embodiment was prepared, the electrode was placed on the stratum corneum of the skin epidermis, and the electrode and the surrounding skin were covered with a moisture-permeable waterproof sheet. In this state, the heart rate of an adult male was continuously measured for 17 hours or more. The result is shown in the chart of FIG. The horizontal axis of the chart indicates time (time), and the vertical axis indicates heart rate (beats / minute). The heart rate was recorded using a heart rate monitor RS800CX (manufactured by Polar).
As shown in the chart, the change in heart rate could be measured stably from 23:00 on the measurement start day to 16:00 on the next day.

実施例1の体表面設置型電極を、具体的には以下のように作製した。
電極本体(電極パッド)として、導電性高分子PEDOT-PSS (商品名:Clevios P、ドイツ国ヘレウス社製)を4x5cmのポリエステル及びポリウレタン製のストレッチ布(商品名:シルキードライ、東レ製)に含浸させ、エタノール(関東化学)により前記布上に前記導電性高分子を固定化して導電性を付与した電極布を用いた。
電極本体の背面に、3x4cmの銀メッキされたナイロン布(米国 SparkFun社製)の導電性メッシュを重ね、この導電性メッシュに信号ケーブルを接合した。この信号ケーブルを介して電極本体を心拍計に接続した。
前記導電性メッシュの背面に、精製した水であるMilli-Q水(商品名:Milli pore、メルクミリポア社製)2ccを吸収させた4x5cmの高分子ジェルシート(商品名:サンウェット、三洋化成工業製)を設置し、前記電極本体、前記導電性メッシュ、前記高分子ジェルシートの順で積層した積層体を得た。この高分子ジェルシートに含浸させた精製水を、導電性メッシュを介して電極本体に染み込ませて、電極本体を湿潤させた。さらに、前記高分子ジェルシートの外側を透湿防水性の膜(防水膜)(商品名:エントラント2000、東レ製)で覆った(カバーした)。
上記のように作製した体表面設置型電極を2個用意し、各電極に備えられた前記透湿防水性の膜の外側を、ストレッチ布(商品名:ライクラ、東レオペロンテックス製)のバンドで覆った。この際、当該バンド上に、電極間隔が15cmとなるように前記2個の電極を縫い付けて固定した。
作製したストレッチ布製の前記バンドを成人男性前胸部に巻き付けて、皮膚上に電極本体が密着するように固定した。
Specifically, the body surface-mounted electrode of Example 1 was produced as follows.
As an electrode body (electrode pad), conductive polymer PEDOT-PSS (trade name: Clevios P, manufactured by Heraeus, Germany) is impregnated into 4 x 5 cm polyester and polyurethane stretch fabric (trade name: silky dry, manufactured by Toray). Then, an electrode cloth in which the conductive polymer was fixed on the cloth with ethanol (Kanto Chemical) to impart conductivity was used.
A conductive mesh of 3 × 4 cm silver-plated nylon cloth (SparkFun, USA) was layered on the back of the electrode body, and a signal cable was joined to the conductive mesh. The electrode body was connected to the heart rate monitor via this signal cable.
A 4 × 5 cm polymer gel sheet (trade name: Sunwet, Sanyo Chemical Industries) that absorbs 2 cc of purified water Milli-Q water (trade name: Milli pore, manufactured by Merck Millipore) on the back of the conductive mesh. Manufactured) and a laminated body in which the electrode body, the conductive mesh, and the polymer gel sheet were laminated in this order was obtained. The purified water impregnated in the polymer gel sheet was soaked into the electrode body through the conductive mesh to wet the electrode body. Further, the outer side of the polymer gel sheet was covered (covered) with a moisture-permeable and waterproof membrane (waterproof membrane) (trade name: Entrant 2000, manufactured by Toray Industries, Inc.).
Prepare two body surface-mounted electrodes prepared as described above, and stretch the moisture-permeable waterproof membrane provided on each electrode with a band of stretch cloth (trade name: LYCRA, manufactured by Toyo Perontex). Covered. At this time, the two electrodes were sewn and fixed on the band so that the distance between the electrodes was 15 cm.
The produced band made of stretch cloth was wrapped around the front chest of an adult male and fixed so that the electrode body was in close contact with the skin.

[比較例1]
比較例の体表面設置型電極として、市販のスポーツ心拍計(ポラール社製)の電極を使用して、実施例1と同様に心拍数を測定した。その結果を図2(下)のチャートに示す。
比較例1の電極が実施例1の電極と異なる点は、実施例1の電極本体を備えず、比較例1の電極本体として前記導電性メッシュを備え、前記高分子ジェルを備えておらず、電極本体に保湿用の前記液体が含浸されていない点である。
チャートに示すとおり、測定の初期は心拍数を測定できているが、午前3時(矢印で示した時刻)を過ぎた頃に測定不能になり、心拍の記録が停止した。これは、夜間の就寝時に装着者の発汗が停止したため、電極本体1と皮膚の表面Sの間が乾燥し、皮膚のインピーダンスが上昇したためである。
[Comparative Example 1]
The heart rate was measured in the same manner as in Example 1 using an electrode of a commercially available heart rate monitor (manufactured by Polar) as the body surface-mounted electrode of the comparative example. The result is shown in the chart of FIG.
The electrode of Comparative Example 1 is different from the electrode of Example 1 in that it does not include the electrode body of Example 1, includes the conductive mesh as the electrode body of Comparative Example 1, and does not include the polymer gel. The electrode main body is not impregnated with the liquid for moisturizing.
As shown in the chart, the heart rate could be measured at the beginning of the measurement, but it became impossible to measure around 3 am (the time indicated by the arrow), and the recording of the heart rate was stopped. This is because the sweating of the wearer stopped at bedtime at night, and the gap between the electrode body 1 and the skin surface S was dried, and the skin impedance was increased.

[実施例2]
第二実施形態の体表面設置型電極を作製し、当該電極を被験者の胸骨上端部の皮膚表皮の角質層上に設置し、CM5(誘導 胸骨上端 V5間)で、ホルター心電図波形を測定した。そのチャートを図3に示す。図3の左側に示す縦方向の波形においては、横軸が心拍数(拍数/分)を示し、縦軸が時間(時刻)を示す。図3の右側に示す横方向の波形は心電図の圧縮波形を示す。心拍及び心電の記録は、心電計Pico303 (スズケン社製)を用いて行った。その結果、図3に示すとおり、約10分間の心電測定を安定して行うことができた。
[Example 2]
A body-surface-mounted electrode of the second embodiment was prepared, and the electrode was placed on the stratum corneum of the skin epidermis at the upper end of the subject's sternum, and the Holter electrocardiogram waveform was measured with CM5 (between the upper end of the induced sternum V5). The chart is shown in FIG. In the vertical waveform shown on the left side of FIG. 3, the horizontal axis indicates the heart rate (beats / minute), and the vertical axis indicates time (time). The horizontal waveform shown on the right side of FIG. 3 shows the compressed waveform of the electrocardiogram. Recording of heartbeat and electrocardiogram was performed using an electrocardiograph Pico303 (manufactured by Suzuken). As a result, as shown in FIG. 3, the electrocardiogram measurement for about 10 minutes could be stably performed.

実施例2の体表面設置型電極は、前記電極本体及び前記導電性メッシュ(導電性布)にグリセロール(和光純薬工業製)1mlを含浸させ、前記高分子ジェルシートを備えていない点以外は、実施例1と同様の構成を有する。   The body surface installation type electrode of Example 2 is impregnated with 1 ml of glycerol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) impregnated in the electrode body and the conductive mesh (conductive cloth), and does not include the polymer gel sheet. The configuration is the same as that of the first embodiment.

以上で説明した各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は各実施形態によって限定されることはなく、請求項(クレーム)の範囲によってのみ限定される。   The configurations and combinations thereof in the embodiments described above are examples, and the addition, omission, replacement, and other modifications of the configurations can be made without departing from the spirit of the present invention. Further, the present invention is not limited by each embodiment, and is limited only by the scope of the claims.

本発明にかかる体表面設置型電極は、医療をはじめ、ヘルスプロモーションやインフォメーションテクノロジー、ウエアラブルコンピューターなどの幅広い分野において、長時間の連続使用が可能な生体電極として広く利用可能である。   The body surface-mounted electrode according to the present invention can be widely used as a bioelectrode that can be used continuously for a long time in a wide range of fields such as medical care, health promotion, information technology, and wearable computers.

1…電極本体、2…高分子ジェル、3…保護シート、4…導電性メッシュ、5…電極本体
、S…皮膚の表面(角質層)、10A,10B…体表面設置型電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrode main body, 2 ... Polymer gel, 3 ... Protective sheet, 4 ... Conductive mesh, 5 ... Electrode main body, S ... Skin surface (horny layer), 10A, 10B ... Body surface installation type electrode

Claims (3)

水透過性を有する電極本体が備えられ、
前記電極本体は導電性高分子を有し、前記電極本体に、イオン液体が含浸されていることを特徴とする体表面設置型電極。
An electrode body having water permeability is provided,
The body surface-installed electrode , wherein the electrode body has a conductive polymer, and the electrode body is impregnated with an ionic liquid.
請求項1に記載の体表面設置型電極を生体の皮膚表面に設置し、前記生体の電気信号を測定することを特徴とする生体信号の測定方法。 A biological signal measuring method comprising: mounting the body surface-mounted electrode according to claim 1 on a skin surface of a living body, and measuring an electrical signal of the living body. 請求項1に記載の体表面設置型電極を備えたことを特徴とする生体信号測定装置。 A biological signal measuring device comprising the body surface-mounted electrode according to claim 1.
JP2015198049A 2015-10-05 2015-10-05 Body surface-mounted electrode, biological signal measuring method, and biological signal measuring device Active JP6166760B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015198049A JP6166760B2 (en) 2015-10-05 2015-10-05 Body surface-mounted electrode, biological signal measuring method, and biological signal measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015198049A JP6166760B2 (en) 2015-10-05 2015-10-05 Body surface-mounted electrode, biological signal measuring method, and biological signal measuring device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013023735A Division JP2014151015A (en) 2013-02-08 2013-02-08 Body surface-mounted electrode, biological signal measurement method, and biological signal measuring device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016000363A JP2016000363A (en) 2016-01-07
JP6166760B2 true JP6166760B2 (en) 2017-07-19

Family

ID=55076271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015198049A Active JP6166760B2 (en) 2015-10-05 2015-10-05 Body surface-mounted electrode, biological signal measuring method, and biological signal measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6166760B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3054426B1 (en) * 2016-07-27 2018-08-17 Bioserenity TEXTILE ELECTRODE HUMIDIFICATION DEVICE
KR101970696B1 (en) * 2017-08-30 2019-04-19 고려대학교 산학협력단 Electroencephalogram electrode and apparatus comprising the same
IT201900006437A1 (en) * 2019-04-29 2020-10-29 Giuseppe Arnaldo Usai Conductive polymer composition and method of preparing the conductive polymer composition
WO2021200704A1 (en) 2020-03-30 2021-10-07 日東電工株式会社 Conductive composition. biological electrode, and biological sensor
CN112426158A (en) * 2020-11-25 2021-03-02 山东师范大学 Electrocardiosignal acquisition that is suitable for wearing for a long time is with moist electrode

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS618027A (en) * 1984-06-22 1986-01-14 株式会社 八木商店 Electrode for being mounted to human body
JP3838933B2 (en) * 2002-03-19 2006-10-25 積水化成品工業株式会社 Polymer hydrogel electrode
JP6003437B2 (en) * 2012-09-14 2016-10-05 ソニー株式会社 Biological signal measuring electrode and biological signal measuring apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016000363A (en) 2016-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6166760B2 (en) Body surface-mounted electrode, biological signal measuring method, and biological signal measuring device
JP6835908B2 (en) Bioelectrode
Xu et al. Textile-structured electrodes for electrocardiogram
Cömert et al. Effect of pressure and padding on motion artifact of textile electrodes
JP2014151015A (en) Body surface-mounted electrode, biological signal measurement method, and biological signal measuring device
JP6154721B2 (en) Wearable electrode
JP6073745B2 (en) Bioelectrode and clothing
KR102206105B1 (en) Sensor patch
US20060004273A1 (en) Biological signal sensor on a body surface
Lee et al. PU nanoweb-based textile electrode treated with single-walled carbon nanotube/silver nanowire and its application to ECG monitoring
JP6077410B2 (en) Biological electrode
US11905627B2 (en) Systems for maintaining moisture in a textile electrode
JP6228086B2 (en) Biosignal acquisition apparatus and method
JP5723475B2 (en) Body surface-mounted electrode, biological signal measuring method, and biological signal measuring device
Yoo et al. Fabric circuit board-based dry electrode and its characteristics for long-term physiological signal recording
Liu et al. Progress on fabric electrodes used in ECG signals monitoring
CN211270734U (en) Electrode unit for measuring electrophysiological signals
Lobodzinski et al. Biopotential fiber sensor
Singh et al. Flexible, Conductive Fabric‐Backed, Microneedle Electrodes for Electrophysiological Monitoring
Reynolds et al. The viability of conductive medical epoxy as an implantable electrode material
WO2005116702A2 (en) Biological signal sensor on a body surface
Tseghai et al. Loop Fabric EEG Textrode for Brain Activity Monitoring
Chang et al. Design of 12-Lead Electrocardiogram Smart Clothing Based on Capacitive Sensing Technique
Natarajan et al. Development of Non-contact Ubiquitous Monitoring System Embedded into Chair and Bed for Continuous Cardiac Monitoring
Amir Optimizing novel ECG electrodes

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151005

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160826

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160920

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161108

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170418

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170519

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170620

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170623

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6166760

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150