JP6379297B2 - 生体信号検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、生体信号を検出する生体信号検出装置に関する。

従来から、例えば、心電、筋電、脳波などの生体信号を検出する検出機器に用いられる生体用電極には導電性ゲルを用いたものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

ここで、特許文献１には、保形性に優れ、水分の放出が適度であって電気的に安定な導通が得られ、取扱いが容易な生体用電極被覆パッドが開示されている。より具体的には、この生体用電極被覆パッドは、生体に対する電気抵抗を低減可能な親水性ゲル（導電性ゲル）と、この親水性ゲルを固定するパッド本体とを備えている。このパッド本体は、生体用電極に対向して位置し親水性ゲルを固定する複数の保形枠を構成するゲル支持部を有し、親水性ゲルが保形枠内の貫通孔を介して保形枠の表裏両面に広がってゲル支持部に保持されるように構成されている。

また、特許文献２には、導電性ゲルを電極の表面に用いる場合に、各電極への導電性ゲルの塗布作業の容易化、電極表面および生体からの導電性ゲルの拭き取り作業の容易化を図ることができる電極用パッドが開示されている。より具体的には、この電極用パッドでは、ベース部材の凸部領域が腹部電極の溝凹部に係合するように構成されている。これにより、腹部電極に腹部電極用パッドが固定される。その際、腹部電極用パッドに設けられた導電性ゲルの下面側が、腹部電極の上面部分に電気的に導通可能に接触する。

国際公開第２０１３／０３９１５１号 特開２０１２−１２０８２５号公報

上述したように、特許文献１の生体用電極被覆パッドでは、導電性ゲルが保形枠の貫通孔を介して該保形枠に固定されている。ここで、導電性ゲルは強度が弱いため、導電性ゲルの厚みを厚くする必要がある。特に、この生体用電極被覆パッドでは、保形枠の表裏両面にゲル電極が形成されているため、トータルの厚みが厚くなってしまう。

また、導電性ゲルは強度の問題から端部を自由端とすることが困難なため、上述した特許文献２の電極用パッドでは、導電性ゲルの端部を全体的に保形枠で覆う構造としている。その結果、当該枠のために複数の（他の）生体電極やセンサなどを高密度に配置することが困難な構造となっている。なお、上述した特許文献１の生体用電極被覆パッドも同様の問題点を有している。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、生体電極やセンサなどをより高密度に配置することが可能な生体信号検出装置を提供することを目的とする。

本発明に係る生体信号検出装置は、可撓性を有し、生体信号を検出する導電体と、導電体が取り付けられる略薄板状の支持部材と、支持部材が装着される本体部とを備え、支持部材が、本体部に着脱可能に構成され、本体部が、支持部材が装着されたときに、該支持部材に取り付けられた導電体と接触して接続される入力端子を有することを特徴とする。

本発明に係る生体信号検出装置によれば、可撓性を有する導電体が略薄板状の支持部材の前面から背面に渡って取り付けられ、該支持部材が本体部に装着される。ここで、支持部材は、本体部に着脱可能に構成されており、また、本体部は、支持部材が装着されたときに、該支持部材に取り付けられた導電体と接触して接続される入力端子を有している。導電体は支持部材に固定されており、固定するための枠が不要であるため周囲に他の生体電極やセンサなどを近接して配置することができる。その結果、生体電極やセンサなどをより高密度に配置することが可能となる。また、本発明に係る生体信号検出装置によれば、可撓性を有する導電体を使用しているため該導電体を生体に安定して密着させることができる。同様に、可撓性を有する導電体と入力端子との接触（電気的接続）も安定させることができる。さらに、導電体が汚れた場合や破れた場合に、容易に交換することができる。

本発明に係る生体信号検出装置では、上記導電体が、略筒状に形成されており、支持部材に被せて取り付けられることが好ましい。

この場合、導電体が略筒状に形成されているため、導電体を支持部材に被せることにより、簡易に取り付けることができる。

本発明に係る生体信号検出装置では、上記導電体が、平面状に形成されており、支持部材に巻き付けて取り付けられることが好ましい。

この場合、導電体が平面状に形成されているため、導電体を支持部材に巻き付けることにより、簡易に取り付けることが可能となる。なお、導電体として、より作製しやすい形状（平面状）のものを使用できる。

本発明に係る生体信号検出装置では、上記導電体が、導電布又は導電フィルムからなることが好ましい。

この場合、導電体が、導電布又は導電フィルムからなるため、生体電極の厚みを薄くすることができる。また、例えば、導電性ゲルのように金属を酸化させることがなく、導電体と接触する入力端子として使用できる材料が制限されない。また、皮膚に粘着剤が残ることによって使用者に不快感を与えることを防止できる。さらに、皮膚に長時間接触することにより蒸れて皮膚がふやけることもない。なお、導電体に導電布を用いた場合には、例えば、冬場等の装着時に冷えた導電体（導電性ゲルや金属等）が触れることによる不快感を防止することもできる。

また、本発明に係る生体信号検出装置は、本体部に取り付けられた支持部材の近傍に配設され、脈波信号を検出する脈波センサをさらに備え、上記導電体が、心電信号を検出する心電電極であることが好ましい。

この場合、支持部材の近傍に脈波信号を検出する脈波センサが配設されるため、心電信号に加えて脈波信号も同時に取得することができる。そのため、例えば脈波伝播時間などの生体情報を計測することができる。

本発明に係る生体信号検出装置は、上記本体部が取り付けられ、使用者の頸部の周方向に沿って装着可能なネックバンドを備えることが好ましい。

この場合、本体部が取り付けられ、使用者の頸部の周方向に沿って装着可能なネックバンドを備えているため、使用者の頸部にフィットしやすく、頸部に安定して接触させることができる。

本発明に係る生体信号検出装置は、上記本体部が取り付けられ、使用者の胸部に装着可能な胸バンドを備えることが好ましい。

この場合、本体部が取り付けられ、使用者の胸部に装着可能な胸バンドを備えているため、使用者の胸部にフィットしやすく、胸部に安定して接触させることができる。

本発明によれば、生体電極やセンサなどをより高密度に配置することが可能となる。

第１実施形態に係る生体信号検出装置を使用者の頸部に装着した状態を示す図である。 第１実施形態に係る生体信号検出装置を構成するセンシング部の構成を示す斜視図である。 第１実施形態に係る生体信号検出装置の機能構成を示すブロック図である。 導電布（心電電極）の変形例を示す図である。 第２実施形態に係る生体信号検出装置を使用者の胸部に装着した状態を示す図である。 第２実施形態に係る生体信号検出装置の構成を示す正面図及び横断面図である。 第２実施形態の第１変形例に係る生体信号検出装置の構成を示す正面図及び横断面図である。 第２実施形態の第２変形例に係る生体信号検出装置の構成を示す正面図及び縦断面図である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
まず、図１〜図３を併せて用いて、第１実施形態に係る生体信号検出装置１の構成について説明する。図１は、生体信号検出装置１を使用者の頸部に装着した状態を示す図である。図２は、生体信号検出装置１を構成するセンシング部１１の構成を示す斜視図である。また、図３は、生体信号検出装置１の機能構成を示すブロック図である。

生体信号検出装置１は、使用者の頸部の後ろ側から頸部を挟むように弾性的に装着される略Ｕ字形（又は略Ｃ字形）のネックバンド１３と、ネックバンド１３の両端に配設されることで使用者の頸部の両側に接触する一対のセンシング部１１，１２とを備えている。

ネックバンド１３は、使用者の頸部の周方向に沿って装着可能なものである。すなわち、ネックバンド１３は、図１に示されるように、使用者の一方の頸部側方から他方の頸部側方まで、使用者の頸部後方に沿って装着される。より具体的には、ネックバンド１３は、例えば、帯状の板バネと、この板バネを覆うゴムチューブを有して構成されている。そのため、ネックバンド１３は、内側に縮むように付勢されており、使用者がネックバンド１３を装着した場合に、ネックバンド１３（センシング部１１，１２）が使用者の頸部に接触した状態で保持される。

なお、ゴムチューブとしては、生体適合性を有するものを用いることが好ましい。また、ゴムチューブに代えて例えばプラスチックからなるチューブを用いることもできる。ゴムチューブの中には、双方のセンシング部１１，１２を電気的に接続するケーブルも配線されている。ここで、ケーブルは、ノイズを低減するために、同軸とすることが望ましい。

図２に示されるように、センシング部１１（１２）は、主として、可撓性を有し、生体信号（例えば心電信号）を検出する導電布１５（請求の範囲に記載の導電体に相当）と、導電布１５が取り付けられる略薄板状の電極支持部材１１２（請求の範囲に記載の支持部材に相当）と、電極支持部材１１２が着脱可能に装着される本体部１１１とを有している。

また、一方のセンシング部１１は、上記構成に加えて、光電脈波センサ２０を有している。なお、本実施形態では、導電布１５を、心電信号を検出するための電極として用いるが、心電信号に代えて、例えば、筋電信号や発汗量を検出する構成とすることもできる。また、光電脈波センサ２０に代えて又は加えて、圧電脈波センサ、酸素飽和度センサ、音センサ（マイク）、変位センサ、加速度センサ、温度センサ、湿度センサなどを用いる構成としてもよい。

心電電極となる導電布１５（以下、導電布１５を心電電極１５と呼ぶこともある）は、導電性を有する導電糸からなる織物又は編物が用いられる。本実施形態では、導電布１５を、略筒状に形成し、電極支持部材１１２に被せて取り付けた。ここで、導電糸としては、例えば、樹脂糸の表面をＡｇなどでめっきしたものや、カーボンナノチューブ・コーティングを施したもの、ＰＥＤＯＴなどの導電性高分子をコーティングしたものを用いることができる。また、導電性を有する導電性ポリマーを用いてもよい。なお、導電布１５は、ほつれなどを防止するため、四辺を折り返してミシンで縫うなどの端処理や、レーザーや超音波を用いた裁断溶着処理を施すことが好ましい。もちろん、略筒状に形成する導電布１５は、平面状の導電布を丸めて、対応する２辺を合わせて縫い合わせる、あるいは、一部を重ね合わせて、略筒状に形成すればよい。導電布１５を電極支持部材１１２に被せて、取り付けることができる。

なお、ここで、図４に示されるように、導電布１５Ｂを、帯状（平面状）に形成し、電極支持部材１１２に巻き付けて取り付ける構成としてもよい。なお、その際に、電極支持部材１１２に巻き付けた導電布１５Ｂは、例えば、両面テープや接着剤などで固定することが好ましい。また、心電電極としては、導電布１５に代えて、可撓性を有する導電フィルムなどを用いてもよい。

導電布１５が取り付けられる電極支持部材１１２は、例えば樹脂などにより、略薄板状に形成されている。電極支持部材１１２は、導電布１５が取り付けられる平面部と、該平面部の両側に、該平面部と連続して形成された湾曲部とを含んで構成されている。各湾曲部の端部には後述する本体部１１１の溝部１１１ａと係合する爪部（係合爪）１１２ａが形成されている。この爪部（係合爪）１１２ａによって、電極支持部材１１２を、本体部１１１に着脱することができる。なお、導電布１５は伸縮性があるため、図２に示されるように、略筒状の導電布１５の開口を拡げて電極支持部材１１２に被せることにより、導電布１５を容易にセット（又は交換）することができる。また、同時に、導電布１５と後述する入力端子１４とが電気的に接続される。

本体部１１１は、例えば樹脂などにより、薄い略かまぼこ型、すなわち、短手方向に沿った断面で見た場合に、頸部と接触する面が円弧を描くように形成されている。これにより、装着感が向上される。また、上述したように、本体部１１１には、電極支持部材１１２が着脱可能に取り付けられる。

ここで、本体部１１１は、電極支持部材１１２の嵌る領域が、電極支持部材１１２の厚み分（又は厚み分よりも深く）凹んで形成されている。また、本体部１１１の電極支持部材１１２が嵌められる領域の側面には溝部（係合溝）１１１ａが形成されている。そして、この溝部１１１ａに、電極支持部材１１２の両端部に形成された爪部１１２ａが嵌ることにより電極支持部材１１２が本体部１１１に固定（ロック）される。すなわち、図２に示されるように、導電布１５が取り付けられた電極支持部材１１２を本体部１１１に装着（ロック）することにより、簡易に導電布１５をセット（又は交換）することができる。なお、電極支持部材１１２は、例えば、ネジ止め等の方法で本体部１１１に固定してもよい。

本体部１１１の電極支持部材１１２（導電布１５）の背面と対向する位置には、入力端子１４が配設されている。本体部１１１に電極支持部材１１２が装着されることにより、電極支持部材１１２に取り付けられた導電布１５の背面と入力端子１４とが接触し、電気的に接続される。なお、導電布１５は、入力端子１４を介して、後述する信号処理部３１と接続される。

本体部１１１の表面（頸部と接触する面）には、電極支持部材１１２（導電布１５）の近傍に、発光素子２０１および受光素子２０２を有し、光電脈波信号を検出する光電脈波センサ２０が配設されている。光電脈波センサ２０は、血中ヘモグロビンの吸光特性を利用して、光電脈波信号を光学的に検出するセンサである。

発光素子２０１は、後述する信号処理部３１の駆動部３５０から出力されるパルス状の駆動信号に応じて発光する。発光素子２０１としては、例えば、ＬＥＤ、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ）、又は共振器型ＬＥＤ等を用いることができる。なお、駆動部３５０は、発光素子２０１を駆動するパルス状の駆動信号を生成して出力する。

受光素子２０２は、発光素子２０１から照射され、頸部を透過して、又は頸部に反射して入射される光の強さに応じた検出信号を出力する。受光素子２０２としては、例えば、フォトダイオードやフォトトランジスタ等が好適に用いられる。本実施形態では、受光素子２０２として、フォトダイオードを用いた。

受光素子２０２は、信号処理部３１に接続されており、受光素子２０２で得られた検出信号（光電脈波信号）は信号処理部３１に出力される。

また、一方のセンシング部１１（本体部１１１）の内部には、光電脈波センサ２０や、信号処理部３１、無線通信モジュール６０などに電力を供給するバッテリ（図示省略）が収納されている。他方のセンシング部１２（本体部１２ａ）の内部には、信号処理部３１、および、計測した心電信号、光電脈波信号、脈波伝播時間などの生体情報を外部の機器に送信する無線通信モジュール６０が収納されている。

センシング部１１，１２（導電布１５，１５）、及び光電脈波センサ２０それぞれは、信号処理部３１に接続されており、検出された心電信号、及び光電脈波信号が信号処理部３１に入力される。

信号処理部３１は、検出した心電信号（心電波）のＲ波ピークと第１の光電脈波信号（脈波）のピークとの時間差から脈波伝播時間を計測する。また、信号処理部３１は、入力された心電信号を処理して、心拍数や心拍間隔などを計測する。さらに、信号処理部３１は、入力された光電脈波信号を処理して、脈拍数や脈拍間隔などを計測する。

信号処理部３１は、増幅部３１１，３２１、第１信号処理部３１０、第２信号処理部３２０、ピーク検出部３１６，３２６、ピーク補正部３１８，３２８、及び脈波伝播時間計測部３３０を有している。また、上記第１信号処理部３１０は、アナログフィルタ３１２、Ａ／Ｄコンバータ３１３、ディジタルフィルタ３１４を有している。一方、第２信号処理部３２０は、アナログフィルタ３２２、Ａ／Ｄコンバータ３２３、ディジタルフィルタ３２４、２階微分処理部３２５を有している。

ここで、上述した各部の内、ディジタルフィルタ３１４，３２４、２階微分処理部３２５、ピーク検出部３１６，３２６、ピーク補正部３１８，３２８、脈波伝播時間計測部３３０は、演算処理を行うＣＰＵ、該ＣＰＵに各処理を実行させるためのプログラムやデータを記憶するＲＯＭ、及び演算結果などの各種データを一時的に記憶するＲＡＭ等により構成されている。すなわち、ＲＯＭに記憶されているプログラムがＣＰＵによって実行されることにより、上記各部の機能が実現される。

増幅部３１１は、例えばオペアンプ等を用いた増幅器により構成され、センシング部１１，１２（導電布１５，１５）により検出された心電信号を増幅する。増幅部３１１で増幅された心電信号は、第１信号処理部３１０に出力される。同様に、増幅部３２１は、例えばオペアンプ等を用いた増幅器により構成され、光電脈波センサ２０により検出された光電脈波信号を増幅する。増幅部３２１で増幅された光電脈波信号は、第２信号処理部３２０に出力される。

第１信号処理部３１０は、上述したように、アナログフィルタ３１２、Ａ／Ｄコンバータ３１３、ディジタルフィルタ３１４を有しており、増幅部３１１で増幅された心電信号に対して、フィルタリング処理を施すことにより拍動成分を抽出する。

また、第２信号処理部３２０は、上述したように、アナログフィルタ３２２、Ａ／Ｄコンバータ３２３、ディジタルフィルタ３２４、２階微分処理部３２５を有しており、増幅部３２１で増幅された光電脈波信号に対して、フィルタリング処理及び２階微分処理を施すことにより拍動成分を抽出する。

アナログフィルタ３１２，３２２、及び、ディジタルフィルタ３１４，３２４は、心電信号、光電脈波信号を特徴づける周波数以外の成分（ノイズ）を除去し、Ｓ／Ｎを向上するためのフィルタリングを行う。より詳細には、心電信号は一般的に０．１〜２００Ｈｚの周波数成分、光電脈波信号は０．１〜数十Ｈｚ付近の周波数成分が支配的であるため、ローパスフィルタやバンドパスフィルタ等のアナログフィルタ３１２，３２２、及びディジタルフィルタ３１４，３２４を用いてフィルタリング処理を施し、上記周波数範囲の信号のみを選択的に通過させることによりＳ／Ｎを向上する。

なお、拍動成分の抽出のみを目的とする場合（すなわち、波形等を取得する必要がない場合）には、ノイズ耐性を向上するために通過周波数範囲をより狭くして拍動成分以外の成分を遮断してもよい。また、アナログフィルタ３１２，３２２とディジタルフィルタ３１４，３２４は必ずしも両方備える必要はなく、アナログフィルタ３１２，３２２とディジタルフィルタ３１４，３２４のいずれか一方のみを設ける構成としてもよい。なお、アナログフィルタ３１２、ディジタルフィルタ３１４によりフィルタリング処理が施された心電信号は、ピーク検出部３１６へ出力される。同様に、アナログフィルタ３２２、ディジタルフィルタ３２４によりフィルタリング処理が施された光電脈波信号は、２階微分処理部３２５へ出力される。

２階微分処理部３２５は、光電脈波信号を２階微分することにより、２階微分脈波（加速度脈波）信号を取得する。取得された加速度脈波信号は、ピーク検出部３２６へ出力される。なお、光電脈波のピーク（立ち上がり点）は変化が明確でなく検出しにくいことがあるため、加速度脈波に変換してピーク検出を行うことが好ましいが、２階微分処理部３２５を設けることは必須ではなく、省略した構成としてもよい。

ピーク検出部３１６は、第１信号処理部３１０により信号処理が施された（拍動成分が抽出された）心電信号のピーク（Ｒ波）を検出する。一方、ピーク検出部３２６は、第２信号処理部３２０によりフィルタリング処理が施された光電脈波信号（加速度脈波）のピークを検出する。なお、ピーク検出部３１６、及びピーク検出部３２６それぞれは、心拍間隔、及び脈拍間隔の正常範囲内においてピーク検出を行い、検出したすべてのピークについて、ピーク時間、ピーク振幅等の情報をＲＡＭ等に保存する。

ピーク補正部３１８は、第１信号処理部３１０（アナログフィルタ３１２、ディジタルフィルタ３１４）における心電信号の遅延時間を求める。ピーク補正部３１８は、求めた心電信号の遅延時間に基づいて、ピーク検出部３１６により検出された心電信号のピークを補正する。同様に、ピーク補正部３２８は、第２信号処理部３２０（アナログフィルタ３２２、ディジタルフィルタ３２４、２階微分処理部３２５）における光電脈波信号の遅延時間を求める。ピーク補正部３２８は、求めた光電脈波信号の遅延時間に基づいて、ピーク検出部３２６により検出された光電脈波信号（加速度脈波信号）のピークを補正する。補正後の心電信号のピーク、及び補正後の光電脈波信号（加速度脈波）のピークは、脈波伝播時間計測部３３０に出力される。なお、ピーク補正部３１８を設けることは必須ではなく、省略した構成としてもよい。

脈波伝播時間計測部３３０は、ピーク補正部３１８により補正された心電信号のＲ波ピークと、ピーク補正部３２８により補正された光電脈波信号（加速度脈波）のピークとの間隔（時間差）から脈波伝播時間を求める。

脈波伝播時間計測部３３０は、脈波伝播時間に加えて、例えば、心電信号から心拍数、心拍間隔、心拍間隔変化率等も算出する。同様に、脈波伝播時間計測部３３０は、光電脈波信号（加速度脈波）から脈拍数、脈拍間隔、脈拍間隔変化率等も算出する。

なお、取得された脈波伝播時間や、心拍数、脈拍数等の計測データは、無線通信モジュール６０を介して、例えば、ＰＣや、ディスプレイを有する携帯型音楽プレーヤ、又はスマートフォン等に送信される。なお、その場合には、計測結果や検出結果に加えて、計測日時等のデータも送信することが好ましい。

次に、生体信号検出装置１の使用方法について説明する。この心電信号計測装置１を用いて心電信号、光電脈波信号を検出し、脈波伝搬時間などを計測する際には、図１に示されるように、生体信号検出装置１を頸部に装着し、センシング部１１，１２それぞれ（導電布１５，１５および光電脈波センサ２０）を頸部に接触させる。

そうすることにより、両センシング部１１，１２により双方の間の心電信号が検出されると同時に、光電脈波センサ２０により光電脈波信号が検出される。そして、心電信号と光電脈波信号とのピーク時間差から脈波伝播時間が取得される。なお、脈波伝播時間の取得方法については上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。

このようにして、使用者は、生体信号検出装置１を頸部に装着するだけで、心電信号、光電脈波信号、および脈波伝搬時間などを検出・計測することができる。なお、検出・計測された心電信号、光電脈波信号、および脈波伝播時間などの生体情報は、無線通信モジュール６０によって外部の機器に送信される。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、可撓性を有する導電布（心電電極）１５が略薄板状の電極支持部材１１２の前面から背面に渡って取り付けられ、該電極支持部材１１２が本体部１１１に装着される。ここで、電極支持部材１１２は、本体部１１１に着脱可能に構成されており、また、本体部１１１は、電極支持部材１１２が装着されたときに、該電極支持部材１１２の背面側の導電布１５と接触して接続される入力端子１４を有している。導電布１５は支持部材１１２に固定されており、固定するための枠が不要であるため、周囲に他の生体電極やセンサ（例えば光電脈波センサ２０）などを近接して配置することができる。その結果、生体電極やセンサなどをより高密度に配置することが可能となる。また、本発明に係る生体信号検出装置１によれば、可撓性を有する導電布１５を使用しているため該導電布１５を生体（皮膚）に安定して密着させることができる。同様に、可撓性を有する導電布１５と入力端子１４との接触（電気的接続）も安定させることができる。さらに、導電布１５が汚れた場合や破れた場合に、容易に交換することができる。

本実施形態によれば、導電布１５が略筒状に形成されているため、導電布１５を電極支持部材１１２に被せることにより、簡易に取り付けることができる。

また、導電布１５Ｂを帯状（平面状）に形成した場合には、導電布１５Ｂを電極支持部材１１２に巻き付けることにより、簡易に取り付けることが可能となる。なお、心電電極として、より作製しやすい帯状（平面状）のものを使用できる。

本実施形態によれば、心電電極１５として、導電布又は導電フィルムが用いられるため、心電電極１５の厚みを薄くすることができる。また、例えば、導電性ゲルのように金属を酸化させることがなく、心電電極１５と接触する入力端子１４として使用できる材料も制限されない。また、皮膚に粘着剤が残ることによって使用者に不快感を与えることを防止できる。さらに、皮膚に長時間接触することにより蒸れて皮膚がふやけることもない。なお、心電電極１５に導電布を用いた場合には、例えば、導電性ゲルや金属等を用いたときのように、冬場等の装着時に冷えた心電電極が触れることによる不快感を防止することもできる。

さらに、本実施形態によれば、電極支持部材１１２に近接して光電脈波センサ２０が配設されているため、心電信号に加えて光電脈波信号も同時に取得することができる。よって、例えば脈波伝播時間などの生体情報を計測することができる。

本実施形態によれば、本体部１１１が取り付けられ、使用者の頸部の周方向に沿って装着可能なネックバンド１３を備えているため、使用者の頸部にフィットしやすく、頸部に安定して接触させることができる。なお、頸部は比較的汗をかき易い部位であるが、生体信号検出装置１を長い時間、頸部に装着することによって導電布１５が汚れたとしても、電極支持部材１１２を交換することにより、新しい導電布１５と容易に交換することができる。

（第２実施形態）
上述した第１実施形態に係る生体信号検出装置１では、一対のセンシング部１１，１２をネックバンド１３の両端部に取り付けたネックバンド型の構成としたが、単一のセンシング部を、胸部に装着する胸バンド（チェストストラップ）に取り付けた胸バンド型（チェストストラップ型）の構成とすることもできる。

そこで、次に、図５、図６を併せて用いて、第２実施形態に係る胸バンド型の生体信号検出装置２について説明する。ここでは、上述した第１実施形態と同一・同様な構成については説明を簡略化又は省略し、異なる点を主に説明する。図５は、生体信号検出装置２を使用者の胸部に装着した状態を示す図である。図６は、生体信号検出装置２の構成を示す正面図及び横断面図である。

生体信号検出装置２は、使用者の胸部に装着可能な胸バンド（チェストストラップ）２６と、胸バンド２６に取り付けられた単一の本体部２１１と、胸バンド２６の長手方向に並べて、本体部２１１に着脱可能に取り付けられた２個（又は２以上でもよい）の電極支持部材２１２（導電布２５）とを備えている。

本体部２１１には入力端子２４が２個設置されている。上述した第１実施形態と同様に、導電布２５が取り付けられた一対の電極支持部材２１２，２１２が本体部２１１に取り付けられることで、導電布２５と入力端子２４とが電気的に接続される。より具体的には、胸バンド（チェストストラップ）２６は、本体部２１１と一体化されており、また、入力端子２４の位置に胸バンド２６を厚み方向に貫通する貫通孔が形成されている。そのため、電極支持部材２１２が取り付けられたときに、この貫通孔を通して導電布２５と入力端子２４とが接触する（すなわち、電気的に接続される）。その他の構成は、上述した生体信号検出装置１と同一又は同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

なお、上述したように、本実施形態では、本体部２１１が胸バンド（チェストストラップ）２６と一体化されていたが、本体部２１１が、胸バンド（チェストストラップ）２６と分離されており、一対の電極支持部材２１２，２１２によって胸バンド２６に固定される構成としてもよい。また、本実施形態（図６）では心電電極２５以外の他のセンサを図示していないが、他のセンサ（例えば光電脈波センサなど）を心電電極（導電布）２５の近傍に配置することも好ましい。

この心電信号計測装置２を用いて心電信号などを計測する際には、図５に示されるように、胸バンド（チェストストラップ）２６により心電信号計測装置２（センシング部２１）を胸部に装着し、センシング部２１（２個の導電布２５，２５）を胸部に接触させる。そうすることにより、センシング部２１（２個の導電布２５，２５）により心電信号が検出される。

このようにして、使用者は、生体信号検出装置２を胸部に装着するだけで、心電信号を検出・計測することができる。なお、検出・計測された心電信号などの生体情報は、無線通信モジュール６０によって外部の機器に送信される。

続いて、第２実施形態の第１変形例に係る生体信号検出装置２Ｂを図７に示す。ここで、図７は、第２実施形態の第１変形例に係る生体信号検出装置２Ｂの構成を示す正面図及び横断面図である。

図７に示されるように、生体信号検出装置２Ｂは、それぞれに導電布２５が取り付けられた一対（２個）の電極支持部材２１２，２１２に代えて、一対（２個）の導電布（心電電極）２５，２５が取り付けられた単一の電極支持部材２１２Ｂ（一体型の電極支持部材２１２Ｂ）を有している点で上述した生体信号検出装置２と異なっている。すなわち、生体信号検出装置２Ｂは、１個の本体部２１１Ｂに着脱可能に１個（一体型）の電極支持部材２１２Ｂが取り付けられ、この電極支持部材２１２Ｂに２個（一対）の導電布（心電電極）２５，２５が取り付けられている点で上述した生体信号検出装置２と異なっている。その他の構成は、上述した生体信号検出装置２と同一又は同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

さらに、第２実施形態の第２変形例に係る生体信号検出装置２Ｃを図８に示す。図８は、第２実施形態の第２変形例に係る生体信号検出装置２Ｃの構成を示す正面図及び縦断面図である。

図８に示されるように、生体信号検出装置２Ｃは、電極支持部材２１２Ｃ、及び該電極支持部材２１２Ｃに取り付けられた一対の導電布（生体電極）２５，２５が胸バンド（チェストストラップ）２６Ｃの短手方向に沿って配置されている点で上述した生体信号検出装置２Ｂと異なっている。すなわち、生体信号検出装置２Ｃでは、一対の導電布（心電電極）２５，２５が、胸バンド２６の長手方向と略垂直な方向に配置されている。その他の構成は、上述した生体信号検出装置２Ｂと同一又は同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

本実施形態、及びその変形例によれば、本体部２１１，２１１Ｂ，２１１Ｃが取り付けられ、使用者の胸部に装着可能な胸バンド（チェストストラップ）２６，２６Ｂ、２６Ｃを備えているため、使用者の胸部にフィットしやすく、胸部に安定して接触させることができる。なお、胸部は比較的汗をかき易い部位であるが、生体信号検出装置２を長い時間、胸部に装着することによって導電布２５が汚れたとしても、電極支持部材２１２、２１２Ｂ、２１２Ｃを交換することにより、新しい導電布２５と容易に交換することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、生体信号検出装置１が、光電脈波センサ２０を備えていたが、光電脈波センサ２０を備えていない構成としてもよい。

上記第１実施形態では、ネックバンド１３の両端に一対のセンシング部１１，１２を取り付けたが、センシング部１１，１２は、必ずしもネックバンド１３の両端に取り付ける必要はない。また、ネックバンド１３は、アジャスト機構などによってその長さを調節できるように構成してもよい。

上記実施形態では、無線通信モジュール６０によって、検出・計測された心電信号、光電脈波信号、および脈波伝播時間などの生体情報（計測データ）を外部の機器に送信したが、計測中は、取得された生体情報（計測データ）を、装置内のメモリに保存しておき、計測終了後に外部機器に接続してデータを転送するようにしてもよい。

１，２，２Ｂ，２Ｃ 生体信号検出装置
１１，１２，２１，２１Ｂ，２１Ｃ センシング部
１１１，２１１，２１１Ｂ，２１１Ｃ 本体部
１１２，２１２，２１２Ｂ，２１２Ｃ 電極支持部材
１３ ネックバンド
１４，２４ 入力端子
１５，１５Ｂ，２５ 導電布（導電フィルム）
２０ 光電脈波センサ
２６，２６Ｂ，２６Ｃ 胸バンド
２０１ 発光素子
２０１ 受光素子
３１ 信号処理部
３１０ 第１信号処理部
３２０ 第２信号処理部
３１１ 心電信号増幅部
３２１ 脈波信号増幅部
３１２，３２２ アナログフィルタ
３１３，３２３ Ａ／Ｄコンバータ
３１４，３２４ ディジタルフィルタ
３２５ ２階微分処理部
３１６，３２６ ピーク検出部
３１８，３２８ ピーク補正部
３３０ 脈波伝播時間計測部
３５０ 駆動部
６０ 無線通信モジュール

Claims (7)

1. 可撓性を有し、生体信号を検出する導電体と、
   前記導電体が取り付けられる略薄板状の支持部材と、
   前記支持部材が装着される本体部と、を備え、
   前記支持部材は、前記本体部に着脱可能に構成され、
   前記本体部は、前記支持部材が装着されたときに、該支持部材に取り付けられた前記導電体と接触して接続される入力端子を有することを特徴とする生体信号検出装置。
2. 前記導電体は、略筒状に形成されており、前記支持部材に被せて取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の生体信号検出装置。
3. 前記導電体は、平面状に形成されており、前記支持部材に巻き付けて取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の生体信号検出装置。
4. 前記導電体は、導電布又は導電フィルムからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の生体信号検出装置。
5. 前記本体部に取り付けられた前記支持部材の近傍に配設され、脈波信号を検出する脈波センサをさらに備え、
   前記導電体は、心電信号を検出する心電電極であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の生体信号検出装置。
6. 前記本体部が取り付けられ、使用者の頸部の周方向に沿って装着可能なネックバンドを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の生体信号検出装置。
7. 前記本体部が取り付けられ、使用者の胸部に装着可能な胸バンドを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の生体信号検出装置。
   

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