JP6802730B2 - Electrodes for measuring biological information - Google Patents

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Description

本発明は、脳波測定用電極、心電図測定用電極などの生体情報測定用電極に関するものである。 The present invention relates to electrodes for measuring biological information such as electrodes for measuring electroencephalogram and electrodes for measuring electrocardiogram.

近年、生体に関する様々な情報、例えば、脈波、心電、筋電、体脂肪、脳波等の生体情報の測定が行われている。このような生体情報の測定に用いられる生体情報測定用電極には、通常の電極とは異なり、生体に安定に接触可能な性質が要求され、様々なものが提案されている。生体のうち、特に、毛髪のある頭皮や体毛のある皮膚に押し当てて用いられる生体情報測定用電極には、皮膚から生えた毛を避けつつ皮膚に安定に接触する性質が求められていた。 In recent years, various information about a living body, for example, biological information such as pulse wave, electrocardiogram, myoelectricity, body fat, and brain wave has been measured. Unlike ordinary electrodes, the electrodes for measuring biological information used for measuring such biological information are required to have the property of being able to stably contact the living body, and various electrodes have been proposed. Among living organisms, in particular, electrodes for measuring biological information used by pressing against a scalp with hair or skin with body hair have been required to have a property of stably contacting the skin while avoiding hair growing from the skin.

このような生体情報測定用の生体電極の1つとして、例えば、台板と、該台板と一体に又は固設されて成形された複数の逆U字形金属部材からなる脳波検出用電極が開示されている(例えば、特許文献1)。 As one of such bioelectrodes for measuring biometric information, for example, an electroencephalogram detection electrode composed of a base plate and a plurality of inverted U-shaped metal members integrally or firmly attached to the base plate is disclosed. (For example, Patent Document 1).

特開2006−94979号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-94979

特許文献1に記載されている脳波検出用電極は、逆U字形金属部材の先端の湾曲部分を、厚さ0.8mm以下の略板状に潰した構成としている。このため、被験者の皮膚に押し当てる力が弱いと接触(抵抗値)が安定せず、安定に接触させるために強い力で押し当てると、被験者の苦痛を伴うという課題があった。 The electroencephalogram detection electrode described in Patent Document 1 has a configuration in which a curved portion at the tip of an inverted U-shaped metal member is crushed into a substantially plate shape having a thickness of 0.8 mm or less. For this reason, there is a problem that the contact (resistance value) is not stable when the force of pressing against the skin of the subject is weak, and the subject suffers when pressed with a strong force for stable contact.

そこで、本発明は、皮膚等の生体への負担を抑えつつ生体表面に適切に接触することが可能な、皮膚等の生体に接触させても苦痛を伴うことなく、生体情報の測定を精度良く安定して行うことができる生体情報測定用電極の提供を目的としている。 Therefore, the present invention accurately measures biological information without causing pain even when it comes into contact with a living body such as skin, which can appropriately contact the surface of the living body while suppressing the burden on the living body such as skin. It is an object of the present invention to provide an electrode for measuring biological information that can be stably performed.

本発明の生体情報測定用電極は、生体と接触させて前記生体の情報を測定する生体情報測定用電極であって、剛体と、複数の導電体と、端子と、を備えており、複数の前記導電体は、前記剛体の外周面に配設されており、前記剛体の一端部を前記生体に接触させた状態において複数の前記導電体の先端部が前記生体と接触可能であり、前記端子と電気的に接続されていることを特徴とする。 The electrode for measuring biological information of the present invention is an electrode for measuring biological information that measures information on the living body in contact with the living body, and includes a rigid body, a plurality of conductors, and terminals, and has a plurality of electrodes. The conductor is arranged on the outer peripheral surface of the rigid body, and the tips of a plurality of the conductors can come into contact with the living body in a state where one end of the rigid body is in contact with the living body, and the terminal It is characterized by being electrically connected to.

複数の前記導電体は、前記剛体の前記外周面に沿って配設されており、前記先端部は一方向に向けて揃えられているものであっても良い。
剛体の外周面に沿って導電体が配設されているから、その一方向に向けて揃えられている先端部が剛体の一端部の近傍に位置する。このため、剛体に圧力を加えて、一端部近傍を盛り上げることにより、導電体の先端部と生体表面との接触をより確実にすることができる。したがって、生体情報の測定の精度および安定性を向上させることができる。
The plurality of the conductors may be arranged along the outer peripheral surface of the rigid body, and the tip portions may be aligned in one direction.
Since the conductor is arranged along the outer peripheral surface of the rigid body, the tip portion aligned in one direction is located near one end portion of the rigid body. Therefore, by applying pressure to the rigid body to raise the vicinity of one end, the contact between the tip of the conductor and the surface of the living body can be more ensured. Therefore, the accuracy and stability of the measurement of biological information can be improved.

前記剛体は、導電性を備えた電極であり、前記端子と電気的に接続されているものであっても良い。
剛体として導電性を備えた電極を用いることにより、複数の導電体からの電気信号に加えて剛体からの電気信号を用いて生体情報を測定することができる。したがって、剛体の一端部を生体に接触させた状態における生体情報測定用電極の接触抵抗が低くなるとともに、安定した接触抵抗が得られる。また、導電体から入力された電気信号のみを用いて生体情報を測定する場合と比べて、電気信号の取得開始から精度が良い安定した測定が可能となるまでに要する時間を短くすることができる。
The rigid body is an electrode having conductivity, and may be electrically connected to the terminal.
By using an electrode having conductivity as a rigid body, biological information can be measured by using an electric signal from a rigid body in addition to an electric signal from a plurality of conductors. Therefore, the contact resistance of the electrode for measuring biological information in a state where one end of the rigid body is in contact with the living body is lowered, and a stable contact resistance can be obtained. Further, as compared with the case where the biological information is measured using only the electric signal input from the conductor, the time required from the start of acquisition of the electric signal until the accurate and stable measurement becomes possible can be shortened. ..

前記導電体は、導電性を有する複数のカーボン繊維と、該カーボン繊維同士を繋ぎ合わせる合成樹脂の結着材と、を有して構成されていてもよい。
導電体が導電性を有する複数のカーボン繊維を有しているので、生体に対して弾力を持って接触させることができる。また、合成樹脂を結着剤として用いてカーボン繊維同士を繋ぎ合わせることにより、ある程度の剛性を付与することができるとともに、種々の形状の電極を形成することができる。したがって、生体表面への負担が少なく、一端部近傍の生体表面を確実に捉えることができる複数の導電体を備えた電極を形成することができる。
The conductor may be configured to have a plurality of conductive carbon fibers and a binder of synthetic resin that connects the carbon fibers to each other.
Since the conductor has a plurality of carbon fibers having conductivity, it can be brought into contact with the living body elastically. Further, by joining the carbon fibers together using a synthetic resin as a binder, it is possible to impart a certain degree of rigidity and to form electrodes having various shapes. Therefore, it is possible to form an electrode having a plurality of conductors that can reliably capture the biological surface in the vicinity of one end with less burden on the biological surface.

前記導電体は、弾性変形可能であって、前記導電体の前記先端部が、側面視して、前記剛体の前記一端部より突出していてもよい。
この構成により、先端部が生体表面に接触した後、剛体の一端部が生体表面に接触するまでの間に、導電体が弾性変形する。この導電体の弾性変形によって生じた力がその先端部に加わることにより、より確実に生体表面に先端部を接触させることができる。したがって、導電体の先端部と生体表面との接触がより密接になるから、生体情報の測定における精度および安定性が向上する。
The conductor may be elastically deformable, and the tip of the conductor may protrude from one end of the rigid body when viewed from the side.
With this configuration, the conductor is elastically deformed after the tip comes into contact with the surface of the living body and before one end of the rigid body comes into contact with the surface of the living body. By applying the force generated by the elastic deformation of the conductor to the tip portion, the tip portion can be more reliably brought into contact with the surface of the living body. Therefore, the contact between the tip of the conductor and the surface of the living body becomes closer, and the accuracy and stability in the measurement of the biological information are improved.

本発明の生体情報測定用電極は、前記剛体と前記導電体とからなる電極脚を複数備えており、前記端子は、複数の前記電極脚と電気的に接続されているものであってもよい。
この構成により、複数の電極脚から取得された電気信号を用いて、生体情報を測定することができる。したがって、測定場所による生体表面からの電気信号に差がある場合であっても、測定場所による影響を緩和し、生体情報の測定における精度および安定性を良くすることができる。
The electrode for measuring biological information of the present invention includes a plurality of electrode legs composed of the rigid body and the conductor, and the terminal may be electrically connected to the plurality of electrode legs. ..
With this configuration, biological information can be measured using electrical signals acquired from a plurality of electrode legs. Therefore, even if there is a difference in the electrical signal from the surface of the living body depending on the measurement location, the influence of the measurement location can be mitigated and the accuracy and stability in the measurement of the biological information can be improved.

複数の前記電極脚が一体であってもよい。
この構成により、複数の剛体と複数の導電体とを一体として取り扱うことができる。このため、測定の際における生体情報測定用電極の取り扱いが容易になる。ここで、「一体」とは、測定の際、複数の電極脚をひとまとまりとして取り扱うことができるように構成されていることをいい、例えば、複数の電極脚の相対的な位置関係があらかじめ固定された構成、ひとまとまりとなるように組み立て可能とされた構成、および複数の電極脚を構成する剛体が一体成形された構成などが挙げられる。
The plurality of electrode legs may be integrated.
With this configuration, a plurality of rigid bodies and a plurality of conductors can be handled as one. Therefore, it becomes easy to handle the electrode for measuring biological information at the time of measurement. Here, "integral" means that a plurality of electrode legs can be handled as a group at the time of measurement. For example, the relative positional relationship of the plurality of electrode legs is fixed in advance. Examples include a structure in which the electrodes are assembled, a structure in which the electrodes can be assembled together, and a structure in which rigid bodies constituting a plurality of electrode legs are integrally molded.

本発明によれば、生体と接触する複数の導電体を介して端子に伝えられる電気信号として、生体情報を得ることができる。このため、例えば、皮膚等の生体表面と剛体の一端部との間に毛髪や体毛などが介在している場合も、複数の導電体の先端部を生体表面と接触させることができるから、剛体を強い力で生体に押し当てる必要がない。また、その一端部が接触している生体に剛体を押し込んで生体表面に圧力を加えることにより、接触している部分の周囲の生体表面が盛り上がるから、剛体の外周面に配設されている複数の導電体の先端部と生体表面との接触が安定化する。したがって、本発明の生体情報測定用電極によれば、生体への負担を抑えつつ、安定して低い接触抵抗が得られるから、生体情報の測定における精度および安定性を良くすることができる。 According to the present invention, biological information can be obtained as an electric signal transmitted to a terminal via a plurality of conductors in contact with a living body. For this reason, for example, even when hair or body hair is interposed between a living body surface such as skin and one end of a rigid body, the tips of a plurality of conductors can be brought into contact with the living body surface. There is no need to press the body against the living body with a strong force. In addition, by pushing the rigid body into the living body with which one end is in contact and applying pressure to the living body surface, the living body surface around the contacting portion rises, so that a plurality of rigid bodies are arranged on the outer peripheral surface of the rigid body. The contact between the tip of the conductor and the surface of the living body is stabilized. Therefore, according to the electrode for measuring biological information of the present invention, it is possible to stably obtain low contact resistance while suppressing the burden on the living body, so that the accuracy and stability in measuring biological information can be improved.

第1の実施形態における生体情報測定用電極の構造を説明する説明図であり、(a)電極の側面および生体表面に接触する側の端面、(b)剛体の側面および一端部の端面、(c)端子および複数の導電体の断面および複数の導電体の先端部の端面It is explanatory drawing explaining the structure of the electrode for measuring biological information in 1st Embodiment, (a) the side surface of the electrode and the end face of the side which comes into contact with the surface of a living body, (b) the side surface of a rigid body and the end face of one end, ( c) Cross section of terminal and multiple conductors and end face of tip of multiple conductors 第1の実施形態における生体情報測定用電極を皮膚に接触させる態様の説明図、(a)皮膚に接触させて押し込んだ状態の正面図、(b)図2(a)における一点鎖線A−Aより矢印で示す方向に切断した断面図Explanatory drawing of the mode in which the electrode for measuring biological information in contact with the skin in the first embodiment, (a) a front view in a state of being in contact with the skin and pushed in, (b) the alternate long and short dash line AA in FIG. 2 (a). Sectional view cut in the direction indicated by the more arrow 図2(b)の要部拡大図Enlarged view of the main part of FIG. 2 (b) 第1の実施形態における生体情報測定用電極の変形例1、変形例2および変形例3の説明図Explanatory drawing of modification 1, modification 2 and modification 3 of the electrode for measuring biological information in the first embodiment 第1の実施形態における生体情報測定用電極を頭皮に接触させる態様の説明図であり、(a)電極を頭皮に接触させた状態、(b)電極を頭皮に押し込んだ状態It is explanatory drawing of the aspect which brought contact | contact | contact | contact | contact | contact | contact | contact | state | region | region | region | 第2の実施形態における複数の電極脚を有する生体情報測定用電極の説明図であり、(a)上面側から見た斜視図、(b)底面側から見た斜視図It is explanatory drawing of the electrode for measuring biological information which has a plurality of electrode legs in 2nd Embodiment, (a) the perspective view seen from the top surface side, (b) the perspective view seen from the bottom surface side. 図6(a)における一点鎖線A−Aより矢印で示す方向に切断した断面図Cross-sectional view taken along the direction indicated by the arrow from the alternate long and short dash line AA in FIG. 6A. 比較例における電極の説明図であり、(a)皮膚との接触前の状態、(b)皮膚に接触した時点の状態、(c)皮膚に押しつけられた状態It is explanatory drawing of the electrode in the comparative example, (a) the state before contact with the skin, (b) the state at the time of contact with the skin, (c) the state pressed against the skin. 比較例におけるカーボン繊維の説明図Explanatory drawing of carbon fiber in comparative example

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、機能が同一である部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。また、以下の説明では、一例として生体の一部である毛髪や体毛のある皮膚(生体)に生体情報測定用電極を接触させて生体情報を測定する場合について説明するが、本実施の形態における生体情報測定用電極は、生体の一部であれば、毛髪や体毛のある皮膚以外の部位に接触させるものであっても良い。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, members having the same function are designated by the same reference numerals, and the description of the members once described will be omitted as appropriate. Further, in the following description, as an example, a case where the biometric information measurement electrode is brought into contact with the hair or the skin with body hair (living body) which is a part of the living body to measure the biometric information will be described. The electrode for measuring biological information may be one that comes into contact with a part of the living body other than the hair or the skin having hair.

〔第1の実施形態〕
本実施の形態における生体情報測定用電極(以下、適宜、「電極」ともいう。)は、生体への負担を抑えつつ生体表面に適切に接触させるために、皮膚等の生体表面に接触させる剛体と、導電性を有し剛体の外周面に配設された複数の導電体を用いている。そして、剛体の一端部を生体に接触させた状態において、複数の導電体の先端部が生体と接触可能になるように構成されている。
[First Embodiment]
The electrode for measuring biological information (hereinafter, also appropriately referred to as “electrode”) in the present embodiment is a rigid body that comes into contact with a biological surface such as skin in order to appropriately contact the biological surface while suppressing the burden on the living body. And, a plurality of conductors having conductivity and arranged on the outer peripheral surface of the rigid body are used. Then, in a state where one end of the rigid body is in contact with the living body, the tips of the plurality of conductors are configured to be in contact with the living body.

一方、生体表面に対してソフトに接触し、弾性変形可能な繊維状の導電体を用いる構成が考えられるが、この繊維状の導電体を用いた生体電極では、生体情報の正確な測定が困難であることが想定される。このことについて、まず最初に、比較例を用いて説明する。 On the other hand, it is conceivable to use a fibrous conductor that can be elastically deformed by softly contacting the surface of the living body, but it is difficult to accurately measure biometric information with a bioelectrode using this fibrous conductor. Is assumed to be. First, this will be explained using a comparative example.

(比較例)
図8(a)〜図8(c)は、カーボン繊維等の繊維状の導電体を用いた比較例の生体電極900を例示する。図8では、1本の繊維または複数本の繊維が結束されたものを導電体911として模式的に示している。なお、図8(a)は、生体電極900を皮膚40に接触させる前の状態を示し、図8(b)は、生体電極900を皮膚40に接触させた時点の状態を示し、図8(c)は、皮膚40に接触させた生体電極900が皮膚40に押しつけられた状態を示す。
(Comparison example)
8 (a) to 8 (c) exemplify the bioelectrode 900 of a comparative example using a fibrous conductor such as carbon fiber. In FIG. 8, one fiber or a bundle of a plurality of fibers is schematically shown as a conductor 911. Note that FIG. 8A shows a state before the bioelectrode 900 is brought into contact with the skin 40, and FIG. 8B shows a state at the time when the bioelectrode 900 is brought into contact with the skin 40. c) shows a state in which the bioelectrode 900 in contact with the skin 40 is pressed against the skin 40.

生体電極900は、図8(a)に示すように、複数のカーボン繊維等の繊維が結着材で繋ぎ合わされた導電体911が束ねられて形成された導電束体910を備えている。そして、生体電極900の備える導電束体910を構成する導電体911における一方の端部911aが生体の皮膚40(図8(b)参照)と接触する先端部であり、他方の端部911bが測定情報を取り出す端子部930に電気的に接続されている基端部である。 As shown in FIG. 8A, the bioelectrode 900 includes a conductive bundle 910 formed by bundling conductors 911 in which fibers such as a plurality of carbon fibers are joined by a binder. Then, one end 911a of the conductor 911 constituting the conductive bundle 910 included in the biological electrode 900 is a tip portion in contact with the skin 40 of the living body (see FIG. 8B), and the other end 911b is It is a base end portion electrically connected to the terminal portion 930 from which measurement information is taken out.

このような生体電極900を用いて生体情報を測定する際には、導電束体910と皮膚40とを確実かつ安定に接触させる必要がある。具体的には、生体情報の測定を行う際には、導電体911の先端部となる一方の端部911aを皮膚40に接触させ(図8(b)参照)、さらに、生体電極900と皮膚40との接触を確実にするために、生体電極900を皮膚40に向かって押しつける。しかし、導電体911を形成している繊維は剛性がなく弾性変形可能なので、皮膚40に向かって押しつけられると、図8(c)に示すように、導電体911の端部911aの近傍が曲がってしまう。 When measuring biological information using such a biological electrode 900, it is necessary to bring the conductive bundle 910 and the skin 40 into contact with each other reliably and stably. Specifically, when measuring biometric information, one end 911a, which is the tip of the conductor 911, is brought into contact with the skin 40 (see FIG. 8B), and further, the bioelectrode 900 and the skin. The bioelectrode 900 is pressed against the skin 40 to ensure contact with the 40. However, since the fibers forming the conductor 911 are not rigid and can be elastically deformed, when pressed against the skin 40, the vicinity of the end portion 911a of the conductor 911 bends as shown in FIG. 8C. It ends up.

導電束体910を形成している導電体911が端部911a近傍において曲がると、皮膚40と導電体911との接触が安定しない。接触状態が不安定である場合、接触面積が変化して接触抵抗が変化するため、生体情報の測定を正確かつ安定に行うことができない。 If the conductor 911 forming the conductive bundle 910 bends in the vicinity of the end portion 911a, the contact between the skin 40 and the conductor 911 is not stable. When the contact state is unstable, the contact area changes and the contact resistance changes, so that the measurement of biological information cannot be performed accurately and stably.

図8(b)に示すように、導電束体910の導電体911の端部911aが皮膚40に触れる程度の極めて弱い力で接触させれば、導電体911の先端部は曲がらない。しかし、人体等の一部である皮膚40は動くから、極めて弱い力で接触させた場合、端部911aが皮膚40の動きに追従することができず、皮膚40から離れてしまうことになる。極めて弱い力で接触させた場合、端部911aと皮膚40との接触状態が安定せず、正確に生体情報を測定することができない。そこで、生体情報の測定を行う際には、ある程度の力で生体電極900を皮膚40に向けて押しつける必要がある。しかし、生体電極900を皮膚40に向けて押しつけると、図8(c)に示すように、導電体911の端部911aの近傍で曲がってしまう。 As shown in FIG. 8B, if the end portion 911a of the conductor 911 of the conductive bundle 910 is brought into contact with the skin 40 with an extremely weak force, the tip portion of the conductor 911 does not bend. However, since the skin 40, which is a part of the human body or the like, moves, when the skin 40 is brought into contact with an extremely weak force, the end portion 911a cannot follow the movement of the skin 40 and is separated from the skin 40. When the contact is made with an extremely weak force, the contact state between the end portion 911a and the skin 40 is not stable, and the biological information cannot be measured accurately. Therefore, when measuring the biological information, it is necessary to press the biological electrode 900 toward the skin 40 with a certain force. However, when the bioelectrode 900 is pressed against the skin 40, it bends near the end 911a of the conductor 911, as shown in FIG. 8C.

さらに、繊維状の導電体として、好適なカーボン繊維を用いた場合、導電体911が端部911aの近傍において曲がると、導電体911における皮膚40との接触部分が変化して、抵抗が増加すると云う不具合も生じる。ここで、このことについて、カーボン繊維の特性に基づいて説明する。図9は、カーボン繊維を示した説明図である。 Further, when a suitable carbon fiber is used as the fibrous conductor, when the conductor 911 bends in the vicinity of the end portion 911a, the contact portion of the conductor 911 with the skin 40 changes and the resistance increases. There is also a problem called. Here, this will be described based on the characteristics of the carbon fiber. FIG. 9 is an explanatory view showing carbon fibers.

図9に示すように、カーボン繊維(CF)は、カーボン繊維の繊維軸方向(図9の破線矢印A)における比抵抗と、繊維軸に垂直な方向(図9の破線矢印B)における比抵抗と、が大きく異なっている。具体的には、破線矢印Aに示すカーボン繊維の繊維軸方向における比抵抗は、破線矢印Bに示す繊維軸に垂直な方向における比抵抗よりも、2〜3桁程度低い。したがって、図8(c)に示すように、導電体911が端部911a近傍において曲がってしまうと、導電体911の側面(カーボン繊維の側面)において皮膚40に接触するため、導電体911の端部911a(カーボン繊維の端面)において皮膚40と接触する場合と比較して、導電体911、ひいては導電束体910と皮膚40との接触抵抗は高くなる。 As shown in FIG. 9, the carbon fiber (CF) has a specific resistance in the fiber axis direction (broken arrow A in FIG. 9) and a specific resistance in the direction perpendicular to the fiber axis (broken arrow B in FIG. 9). And are very different. Specifically, the specific resistance of the carbon fiber shown by the broken line arrow A in the fiber axis direction is about 2 to 3 orders of magnitude lower than the specific resistance in the direction perpendicular to the fiber axis shown by the broken line arrow B. Therefore, as shown in FIG. 8C, when the conductor 911 bends in the vicinity of the end portion 911a, it comes into contact with the skin 40 on the side surface (side surface of the carbon fiber) of the conductor 911, so that the end of the conductor 911 Compared with the case where the portion 911a (end face of the carbon fiber) is in contact with the skin 40, the contact resistance between the conductor 911, and thus the conductive bundle 910 and the skin 40 is higher.

図8(a)〜(c)および図9を参照して説明したように、導電束体910を形成している導電体911が端部911a近傍において曲がると、導電束体910を形成している導電体911と皮膚40との接触面積の変動および、皮膚40に接触する導電体911の領域の変動により、接触抵抗が変動する。したがって、図8(c)に示すように、導電束体910を形成している導電体911の先端部が曲がってしまうと、生体情報の測定を安定して精度良く行うことができなくなる。 As described with reference to FIGS. 8 (a) to 8 (c) and FIG. 9, when the conductor 911 forming the conductive bundle 910 bends in the vicinity of the end portion 911a, the conductive bundle 910 is formed. The contact resistance fluctuates due to the fluctuation of the contact area between the conductor 911 and the skin 40 and the fluctuation of the region of the conductor 911 in contact with the skin 40. Therefore, as shown in FIG. 8C, if the tip of the conductor 911 forming the conductive bundle 910 is bent, it becomes impossible to measure the biological information stably and accurately.

そこで、本発明の生体情報測定用電極は、図1(a)〜図1(c)に示すように、剛体110の一端部110aを生体に接触させた状態において生体と接触する導電体120が、剛体110の外周面110cを取り巻いて配設された構成を備えている。このため、複数の導電体120の先端部120aが、図8(c)に示すように曲がることを抑制することができる。また、剛体110の一端部110aを接触している生体に押し込んで接触部の周囲の生体表面を盛り上げることにより、剛体110の外周面110cの複数の導電体120の先端部120aと生体表面との接触が安定化し、安定かつ精度良く生体情報を測定することができる。本発明の生体情報測定用電極の実施形態について、図1を用いて、以下に説明する。 Therefore, in the electrode for measuring biological information of the present invention, as shown in FIGS. 1A to 1C, the conductor 120 that comes into contact with the living body in a state where one end 110a of the rigid body 110 is in contact with the living body is provided. The rigid body 110 has a structure that surrounds the outer peripheral surface 110c. Therefore, it is possible to prevent the tip portions 120a of the plurality of conductors 120 from bending as shown in FIG. 8C. Further, by pushing one end 110a of the rigid body 110 into the contacting living body to raise the living body surface around the contacting portion, the tip portions 120a of the plurality of conductors 120 on the outer peripheral surface 110c of the rigid body 110 and the living body surface can be brought into contact with each other. The contact is stabilized, and biological information can be measured stably and accurately. An embodiment of the electrode for measuring biological information of the present invention will be described below with reference to FIG.

(生体情報測定用電極)
図1は、第1の実施形態における生体情報測定用電極100の構造を説明する説明図であり、図1(a)は、生体情報測定用電極100の側面および生体表面に接触する側の端面を示し、図1(b)は、剛体110の側面および一端部110aの端面を示し、図1(c)は、端子130および複数の導電体120の断面および複数の導電体120の先端部120aの端面を示している。なお、図1(a)および図1(c)の端面の図では、図を見やすくするため、複数の導電体120の1本1本を記していない。
(Electrodes for measuring biological information)
FIG. 1 is an explanatory view for explaining the structure of the biometric information measuring electrode 100 according to the first embodiment, and FIG. 1A is a side surface of the biometric information measuring electrode 100 and an end face on the side in contact with the biological surface. 1 (b) shows the side surface of the rigid body 110 and the end face of one end 110a, and FIG. 1 (c) shows the cross section of the terminal 130 and the plurality of conductors 120 and the tip end 120a of the plurality of conductors 120. Shows the end face of. In the end faces of FIGS. 1 (a) and 1 (c), each of the plurality of conductors 120 is not shown for easy viewing.

生体情報測定用電極100は、図1(a)に示すように、剛体110と、複数の導電体120と、端子130と、を備えて構成されている。生体情報測定用電極100は立体的に形成されており、紙面の手前及び奥行き方向も同様の形状となっている。 As shown in FIG. 1A, the biological information measuring electrode 100 includes a rigid body 110, a plurality of conductors 120, and a terminal 130. The biological information measurement electrode 100 is three-dimensionally formed, and has the same shape in the front and depth directions of the paper surface.

先ず、生体情報測定用電極100の剛体110は、その一端部110aを生体(皮膚)に接触させた状態で押し込むことにより、一端部110a周囲の生体(皮膚)を盛り上げる機能を有する。これにより、剛体110の外周面110cに配設されている複数の導電体120の先端部120aを生体に確実に接触させ、当該接触した状態を安定にする。なお、図1(a)および図1(b)では、断面が緩やかな円弧形状である一端部110aを備えた略円柱形の剛体110を示したが、一端部110aおよび剛体110の形状は、これに限られるものではなく、例えば、一端部110aは平面であってもよく、また、剛体110は断面が多角形の多角柱形であってもよい。 First, the rigid body 110 of the electrode 100 for measuring biological information has a function of raising the living body (skin) around the one end 110a by pushing the one end 110a in contact with the living body (skin). As a result, the tip portions 120a of the plurality of conductors 120 arranged on the outer peripheral surface 110c of the rigid body 110 are surely brought into contact with the living body, and the contacted state is stabilized. In addition, in FIGS. 1A and 1B, a substantially cylindrical rigid body 110 having one end 110a having a gentle arc shape in cross section is shown, but the shapes of the one end 110a and the rigid body 110 are different. The present invention is not limited to this, and for example, one end 110a may be a flat surface, and the rigid body 110 may be a polygonal prism having a polygonal cross section.

また、剛体110は、生体情報測定における安定性および正確性の観点から、導電性を備えたものとし、それ自体が電極(剛体電極)としても機能するものであることが好ましい。具体的には、図1(a)および図1(b)に示すように、剛体110の他端部110bと端子130(後述する基体部130k)とを電気的に接続させることにより、生体と接触する一端部110aから生体の電気的な情報を取得し、端子130に電気的に接続された他端部110bに伝達できるからである。この場合、剛体110は、合成樹脂の結着材によって、各々の繊維軸方向が同じ方向となるように、導電性を有するカーボン繊維が繋ぎ合わされてなる構成とすることが好ましい。 Further, it is preferable that the rigid body 110 has conductivity from the viewpoint of stability and accuracy in measuring biological information, and that the rigid body 110 itself also functions as an electrode (rigid body electrode). Specifically, as shown in FIGS. 1A and 1B, the other end 110b of the rigid body 110 and the terminal 130 (base 130k described later) are electrically connected to the living body. This is because the electrical information of the living body can be acquired from the contacting one end 110a and transmitted to the other end 110b electrically connected to the terminal 130. In this case, it is preferable that the rigid body 110 has a structure in which conductive carbon fibers are joined together so that the respective fiber axial directions are the same by using a synthetic resin binder.

ただし、生体情報測定用電極100は、剛体110の外周面110cに配設されている複数の導電体120を介して生体の電気的な情報を得ることができるため、剛体110は導電性を備えていなくてもよい。この場合、剛体110は、一端部110a周囲の生体表面を盛り上げて、導電体120の先端部120aと生体表面との接触を安定かつ確実にすることによって、生体情報測定における安定性および正確性を向上させる。 However, since the electrode 100 for measuring biological information can obtain electrical information of the living body through a plurality of conductors 120 arranged on the outer peripheral surface 110c of the rigid body 110, the rigid body 110 has conductivity. It does not have to be. In this case, the rigid body 110 raises the biological surface around the one end 110a to stabilize and ensure the contact between the tip 120a of the conductor 120 and the biological surface, thereby improving the stability and accuracy in the biological information measurement. Improve.

次に、生体情報測定用電極100の導電体120は、導電性を有し、細長い繊維状の形状をしており、図1(a)に示すように、剛体110の周囲に、剛体110の外周面110cを覆うようにして複数本、配設されている。また、導電体120は、導電性を有するカーボン繊維を用いており、複数のカーボン繊維を合成樹脂の結着材によって繋ぎ合わされて形成されている。その際に、各々の繊維軸方向が同じ方向となるようにしている。 Next, the conductor 120 of the electrode 100 for measuring biological information has conductivity and has an elongated fibrous shape. As shown in FIG. 1A, the rigid body 110 is surrounded by the rigid body 110. A plurality of the fibers are arranged so as to cover the outer peripheral surface 110c. Further, the conductor 120 uses a carbon fiber having conductivity, and is formed by connecting a plurality of carbon fibers with a binder of a synthetic resin. At that time, the axial directions of the fibers are set to be the same.

導電体120の一方の端部である先端部120aは、剛体110の一端部110aを生体(皮膚)に接触させた状態において、生体に接触可能な位置に設けられている。具体的には、図1(a)に示すように、導電体120の先端部120aは、剛体110の中心軸に平行な方向(図1(a)の破線矢印C)に沿って、その先端部120aが、剛体110の一端部110a近傍に揃えられるように、剛体110の外周面110cを覆うように設けられている。 The tip portion 120a, which is one end of the conductor 120, is provided at a position where it can come into contact with the living body in a state where the one end 110a of the rigid body 110 is in contact with the living body (skin). Specifically, as shown in FIG. 1A, the tip portion 120a of the conductor 120 is the tip portion thereof along a direction parallel to the central axis of the rigid body 110 (broken line arrow C in FIG. 1A). The portions 120a are provided so as to cover the outer peripheral surface 110c of the rigid body 110 so that the portions 120a are aligned in the vicinity of one end portion 110a of the rigid body 110.

なお、剛体110の一端部110aを生体に接触させることにより、複数の導電体120の先端部120aのすべてが生体に接触する必要はないが、安定かつ正確な測定の観点から、先端部120aの大部分が接触する生体に接触することが好ましい。 By bringing the one end 110a of the rigid body 110 into contact with the living body, it is not necessary for all of the tips 120a of the plurality of conductors 120 to come into contact with the living body, but from the viewpoint of stable and accurate measurement, the tip 120a It is preferable to come into contact with the living body to which most of them come into contact.

また、剛体110の外周面110cを覆う複数の導電体120の先端部120aは、側面視した場合において、図1(a)および図1(c)に示すように、剛体110の一端部110aと略同一面上に位置するように設けられている。したがって、剛体110の一端部110aを生体に接触させることにより、導電体120の先端部120aを生体に接触させることができる。この状態から、剛体110の一端部110aを生体に押し込むことにより、その周囲の生体を盛り上げて、先端部120aを生体との接触を確実かつ安定なものとすることができる。先端部120aから取得した生体情報に関する電気信号は、端子130に接続されている導電体120の他方の端部である基端部120bを介して端子130に伝達される。 Further, the tip portions 120a of the plurality of conductors 120 covering the outer peripheral surface 110c of the rigid body 110 are the one end portions 110a of the rigid body 110 as shown in FIGS. 1A and 1C when viewed from the side. It is provided so as to be located on substantially the same surface. Therefore, by bringing one end 110a of the rigid body 110 into contact with the living body, the tip 120a of the conductor 120 can be brought into contact with the living body. From this state, by pushing one end 110a of the rigid body 110 into the living body, the living body around the rigid body 110 can be raised, and the contact of the tip portion 120a with the living body can be ensured and stable. The electric signal related to the biological information acquired from the tip portion 120a is transmitted to the terminal 130 via the base end portion 120b which is the other end portion of the conductor 120 connected to the terminal 130.

なお、導電体120は、剛体110の一端部110aを生体に接触させて押し込んだ状態において、生体に接触可能な位置にその先端部120aが設けられていればよい。このため、必ずしも、導電体120は、剛体110の外周面110cに接するように設けられている必要はない。例えば、導電体120と剛体110の外周面110cとの間に多少の間隙があってもよい。 The conductor 120 may be provided with its tip portion 120a at a position where it can come into contact with the living body when one end portion 110a of the rigid body 110 is brought into contact with the living body and pushed in. Therefore, the conductor 120 does not necessarily have to be provided so as to be in contact with the outer peripheral surface 110c of the rigid body 110. For example, there may be some gap between the conductor 120 and the outer peripheral surface 110c of the rigid body 110.

また、導電体120は、剛体110の一端部110aが生体に接触したときに、先端部120aが生体と接触可能な所定位置に、剛体110の外周面110cに沿って、配設されていればよい。例えば、導電体120の全体または一部が剛体110や端子130に固定された構成とすればよい。剛体110を生体に押しこんだ際における、一端部110a周囲の生体の盛りあがりを吸収して生体への負担を軽減する観点から、各導電体120が撓むように配設されていてもよい。 Further, if the conductor 120 is arranged along the outer peripheral surface 110c of the rigid body 110 at a predetermined position where the tip end 120a can come into contact with the living body when the one end 110a of the rigid body 110 comes into contact with the living body. Good. For example, the entire or part of the conductor 120 may be fixed to the rigid body 110 or the terminal 130. Each conductor 120 may be arranged so as to bend from the viewpoint of absorbing the swelling of the living body around one end 110a when the rigid body 110 is pushed into the living body and reducing the burden on the living body.

生体情報測定用電極100の端子130は、生体情報測定用電極100を測定装置(図示せず)に接続する機能を有しており、導電体120を介して得られた生体からの電気信号を測定装置に伝える。具体的には、端子130は、リード線(図示せず)およびターミナル(図示せず)に接続されており、このターミナルと測定装置とが接続されていることにより、生体からの電気信号を測定装置に伝えている。 The terminal 130 of the electrode 100 for measuring biological information has a function of connecting the electrode 100 for measuring biological information to a measuring device (not shown), and transmits an electric signal from the living body obtained via the conductor 120. Tell the measuring device. Specifically, the terminal 130 is connected to a lead wire (not shown) and a terminal (not shown), and the terminal and the measuring device are connected to measure an electric signal from a living body. Telling the device.

また、端子130は、導電性を有する金属材料等により形成されており、円板形状の基体部130kと、基体部130kの中央部から突出した凸部130tと、を有して構成されている。そして、端子130の基体部130kと複数の導電体120の基端部120bとが、例えば、導電性接着剤により固定されて接続されている(図1(a)および図1(c)を参照)。 Further, the terminal 130 is formed of a conductive metal material or the like, and is configured to have a disk-shaped base portion 130k and a convex portion 130t protruding from the central portion of the base portion 130k. .. Then, the base portion 130k of the terminal 130 and the base end portions 120b of the plurality of conductors 120 are fixed and connected by, for example, a conductive adhesive (see FIGS. 1A and 1C). ).

これにより、端子130は、複数の導電体120を保持するとともに、複数の導電体120と電気的に接続される。つまり、端子130は、電気信号を取り出すための端子の機能の他に、導電体120を保持する保持部材の機能も有している。このため、導電体120の基端部120bを端子130に保持することにより、導電体120の先端部120aの押圧力がかかった場合には、一定の範囲で全体が撓むことが可能である。そして、導電体120が撓むことが可能な状態で、各導電体120を剛体110の外周面110cに配設することができる。 As a result, the terminal 130 holds the plurality of conductors 120 and is electrically connected to the plurality of conductors 120. That is, the terminal 130 has a function of a holding member for holding the conductor 120 in addition to the function of a terminal for taking out an electric signal. Therefore, by holding the base end portion 120b of the conductor 120 at the terminal 130, it is possible to bend the entire conductor 120 within a certain range when a pressing force is applied to the tip end portion 120a of the conductor 120. .. Then, each conductor 120 can be arranged on the outer peripheral surface 110c of the rigid body 110 in a state where the conductor 120 can be bent.

なお、端子130と導電体120の基端部120bとは、直接接続されていなくとも、電気的に接続されていれば良い。例えば、導電性を有した保持部材で複数の導電体120を保持し、リード線等を介して、この保持部材と端子130とが接続されていても良い。 The terminal 130 and the base end portion 120b of the conductor 120 may be electrically connected even if they are not directly connected. For example, a plurality of conductors 120 may be held by a holding member having conductivity, and the holding member and the terminal 130 may be connected via a lead wire or the like.

また、端子130は、一方向に伸縮自在の蛇腹体や、一方向に弾性を有して変形可能なバネ体やゴム体等を介して、剛体110および複数の導電体120を所定範囲で変位可能に保持する構成としてもよい。この場合、端子130は、剛体110および導電体120を保持する保持部材としての機能および生体と電極との接触を緩衝する機能を有し、剛体の一端部110aおよび導電体120の先端部120aと生体との接触圧を調整することができる範囲が広くなる。 Further, the terminal 130 displaces the rigid body 110 and the plurality of conductors 120 within a predetermined range via a bellows body that can be expanded and contracted in one direction, a spring body or a rubber body that is elastic and deformable in one direction, and the like. It may be configured to be held as possible. In this case, the terminal 130 has a function as a holding member for holding the rigid body 110 and the conductor 120 and a function of buffering contact between the living body and the electrode, and has a function of one end 110a of the rigid body and a tip 120a of the conductor 120. The range in which the contact pressure with the living body can be adjusted becomes wider.

(電極と生体との接触)
図2は、本実施形態における生体情報測定用電極100を皮膚40(生体)に接触させる態様の説明図である。図2(a)は電極を皮膚40(生体)に接触させて押し込んだ状態の正面を示しており、図2(b)は図2(a)における一点鎖線A−Aより矢印で示す方向に切断した断面を示している。図3は、図2(b)において一点鎖線で囲んだ部分の要部拡大図である。
(Contact between electrodes and living body)
FIG. 2 is an explanatory diagram of a mode in which the electrode 100 for measuring biological information in the present embodiment is brought into contact with the skin 40 (living body). FIG. 2A shows the front surface in a state where the electrode is brought into contact with the skin 40 (living body) and pushed in, and FIG. 2B shows the direction indicated by the arrow from the alternate long and short dash line AA in FIG. 2A. The cut cross section is shown. FIG. 3 is an enlarged view of a main part of the portion surrounded by the alternate long and short dash line in FIG. 2 (b).

図2(a)、図2(b)および図3に示すように、剛体110の一端部110aを皮膚40に接触させることにより、剛体の外周面110cに沿って配設されている導電体120の先端部120aと皮膚40とが接触して、先端部120aから生体情報に関する電気信号を得ることができる。そして、生体情報測定用電極100を皮膚40に押し込むことにより、剛体110の一端部110aの周囲の皮膚40が盛り上がり、当該皮膚40の盛り上がった部分と導電体120の先端部120aとの接触が確実かつ安定なものとなる。したがって、生体情報の測定における安定性および正確性が向上する。 As shown in FIGS. 2 (a), 2 (b) and 3, the conductor 120 is arranged along the outer peripheral surface 110c of the rigid body by bringing one end 110a of the rigid body 110 into contact with the skin 40. The tip portion 120a and the skin 40 come into contact with each other, and an electric signal related to biological information can be obtained from the tip portion 120a. Then, by pushing the electrode 100 for measuring biological information into the skin 40, the skin 40 around one end 110a of the rigid body 110 is raised, and the raised portion of the skin 40 and the tip portion 120a of the conductor 120 are surely contacted. And it will be stable. Therefore, stability and accuracy in the measurement of biological information are improved.

また、導電体120が剛体110の外周面110cに沿って設けられているから、剛体110の一端部110aが皮膚40に押し込まれた状態において、先端部120aの近傍で導電体120が曲がることを防止するとともに、剛体110と皮膚40との間に先端部120aを安定的に配置することができる。これにより、導電体120の先端部120aを皮膚40に安定に接触させて、接触面積や接触部の変動による接触抵抗の変動を防止することができる。したがって、本実施形態の生体情報測定用電極100を用いることにより、生体情報の測定を精度良く安定に行うことが可能である。 Further, since the conductor 120 is provided along the outer peripheral surface 110c of the rigid body 110, the conductor 120 bends in the vicinity of the tip end portion 120a in a state where one end portion 110a of the rigid body 110 is pushed into the skin 40. While preventing it, the tip portion 120a can be stably arranged between the rigid body 110 and the skin 40. As a result, the tip portion 120a of the conductor 120 can be stably brought into contact with the skin 40, and fluctuations in contact resistance due to fluctuations in the contact area and contact portion can be prevented. Therefore, by using the biometric information measuring electrode 100 of the present embodiment, it is possible to measure the biometric information accurately and stably.

(変形例)
図4(a)、図4(b)および図4(c)は、生体情報測定用電極100の変形例1、変形例2および変形例3の説明図である。
変形例1の生体情報測定用電極A100は、導電体120の先端部120aが皮膚40(図2(a)、図2(b)および図3参照)に接触していない状態では、図4(a)に示すように、側面視して、導電体120の先端部120aが、剛体110の一方の一端部110aより突出している構成としてもよい。この場合、先端部120aの近くが曲がることによる接触面積や接触部の変動を生じさせることなく、先端部120aを皮膚40に確実に接触させる観点から、剛体110の一方の一端部110aから導電体120の先端部120aまでの長さL1は、0.5mm以下であることが好ましい。
(Modification example)
4 (a), 4 (b), and 4 (c) are explanatory views of Deformation Example 1, Deformation Example 2, and Deformation Example 3 of the electrode 100 for measuring biological information.
The biometric information measuring electrode A100 of the first modification is shown in FIG. 4 (see FIGS. 2A, 2B and 3) in a state where the tip 120a of the conductor 120 is not in contact with the skin 40 (see FIGS. 2A, 2B and 3). As shown in a), the tip portion 120a of the conductor 120 may be configured to protrude from one end portion 110a of the rigid body 110 when viewed from the side. In this case, from the viewpoint of ensuring that the tip portion 120a is in contact with the skin 40 without causing fluctuations in the contact area and the contact portion due to bending near the tip portion 120a, a conductor is formed from one end portion 110a of the rigid body 110. The length L1 of 120 up to the tip portion 120a is preferably 0.5 mm or less.

また、変形例2の生体情報測定用電極B100は、図4(b)に示すように、側面視して、剛体110の一方の一端部110aが、導電体120の先端部120aより突出した構成としてもよい。この場合、一方の一端部110aが皮膚40(図2(a)、図2(b)および図3参照)に接触した時点では、導電体120の先端部120aと皮膚40とは接触しないが、剛体110を皮膚40に押し込むことによって、導電体120の先端部120aと接触させることができる。剛体110を皮膚40に押し込むことにより痛みが生じない適度な範囲とする観点から、先端部120aから一端部110aまでの長さL2は、0.5mm以下であることが好ましい。 Further, as shown in FIG. 4B, the biological information measurement electrode B100 of the second modification has a configuration in which one end 110a of the rigid body 110 projects from the tip 120a of the conductor 120 when viewed from the side. May be. In this case, when one end 110a comes into contact with the skin 40 (see FIGS. 2A, 2B and 3), the tip 120a of the conductor 120 and the skin 40 do not come into contact with each other. By pushing the rigid body 110 into the skin 40, it can be brought into contact with the tip portion 120a of the conductor 120. The length L2 from the tip portion 120a to the one end portion 110a is preferably 0.5 mm or less from the viewpoint of setting an appropriate range in which pain does not occur when the rigid body 110 is pushed into the skin 40.

また、変形例3の生体情報測定用電極C100は、図4(c)に示すように、側面視して、複数の導電体120を覆うようにして配設される筒状部材121を有していても良い。その際には、導電体120の先端部120aを筒状部材121の先端部121aから露出させておく。先端部121aから先端部120aを露出させる長さL3は、0.8mm以上1.2mm以下であることが好ましい。これにより、繊維状の導電体120への損傷や断線等の不具合を防止することができる。なお、筒状部材121は、鉄等の導電材料でも良いし、合成樹脂等の絶縁材料でも良い。 Further, as shown in FIG. 4C, the biological information measurement electrode C100 of the modified example 3 has a tubular member 121 arranged so as to cover the plurality of conductors 120 when viewed from the side. You may be. At that time, the tip portion 120a of the conductor 120 is exposed from the tip portion 121a of the tubular member 121. The length L3 that exposes the tip portion 120a from the tip portion 121a is preferably 0.8 mm or more and 1.2 mm or less. This makes it possible to prevent problems such as damage to the fibrous conductor 120 and disconnection. The tubular member 121 may be a conductive material such as iron or an insulating material such as a synthetic resin.

(電極と頭皮との接触)
体毛の密度が高く、電極を安定に接触させることが困難である生体への接触について、毛髪42と頭皮41を例にして、以下に説明する。
図5は、本実施形態における生体情報測定用電極100を頭皮41に接触させる態様の説明図である。図5(a)は生体情報測定用電極100を頭皮41に接触させた状態を、図5(b)は生体情報測定用電極100を頭皮41に押し込んだ状態を、それぞれ模式的に示している。
(Contact between electrodes and scalp)
The contact with a living body, which has a high density of body hair and makes it difficult to make stable contact with the electrodes, will be described below by taking the hair 42 and the scalp 41 as an example.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a mode in which the electrode 100 for measuring biological information in the present embodiment is brought into contact with the scalp 41. FIG. 5A schematically shows a state in which the biometric information measuring electrode 100 is in contact with the scalp 41, and FIG. 5B schematically shows a state in which the biometric information measuring electrode 100 is pushed into the scalp 41. ..

図5では、生体情報測定用電極100と頭皮41との間に毛髪42が介在する場合を示している。図5(a)に示すように、生体情報測定用電極100を頭皮41に軽く接触させた状態では、頭皮41と剛体110との間に毛髪42が存在することにより、一端部110aと毛髪近傍の頭皮41aとの間にすき間が形成され、両者は安定的に接触することができない。しかし、本実施形態の生体情報測定用電極100は、剛体110の外周面110cに複数の導電体120が配設されているから、一端部110aを頭皮41に軽く接触させた状態で、複数の導電体120の先端部120aと頭皮41とが接触し、生体情報を取得することができる。このように、剛体110を頭皮41へ押し込んで毛髪42を頭皮41に埋没させなくとも、導電体120の先端部120aから、生体情報を取得することができる。 FIG. 5 shows a case where the hair 42 is interposed between the biometric information measuring electrode 100 and the scalp 41. As shown in FIG. 5A, when the electrode 100 for measuring biological information is lightly brought into contact with the scalp 41, the hair 42 is present between the scalp 41 and the rigid body 110, so that one end 110a and the vicinity of the hair are present. A gap is formed between the hair and the scalp 41a, and the two cannot make stable contact with each other. However, in the biometric information measurement electrode 100 of the present embodiment, since a plurality of conductors 120 are arranged on the outer peripheral surface 110c of the rigid body 110, a plurality of conductors 120 are provided in a state where one end 110a is lightly contacted with the scalp 41. The tip portion 120a of the conductor 120 and the scalp 41 come into contact with each other, and biological information can be acquired. In this way, biological information can be obtained from the tip portion 120a of the conductor 120 without pushing the rigid body 110 into the scalp 41 and burying the hair 42 in the scalp 41.

また、図5(b)に示すように、剛体110を頭皮41へ押し込んで一端部110a周囲の頭皮41を盛り上げることにより、複数の導電体120の先端部120aと頭皮41との接触をより安定かつ確実にすることができる。また、生体情報測定用電極100を頭皮に軽く接触させたときから生体情報測定用電極100と頭皮との導通が確保されていることから、剛体110を頭皮41へ押し込む際、頭皮41に過度な力を加える必要がない。
以上のように、本実施形態の生体情報測定用電極100は、電極の先端(一端部110aおよび先端部120a)と頭皮41との間に毛髪42が存在する場合にも、導電体120と頭皮41との接触により、接触抵抗を低く保つことができる。
Further, as shown in FIG. 5B, by pushing the rigid body 110 into the scalp 41 and raising the scalp 41 around one end 110a, the contact between the tips 120a of the plurality of conductors 120 and the scalp 41 is more stable. And can be ensured. Further, since the conduction between the biometric information measuring electrode 100 and the scalp is ensured from the time when the biometric information measuring electrode 100 is lightly brought into contact with the scalp, when the rigid body 110 is pushed into the scalp 41, it is excessively applied to the scalp 41. No need to apply force.
As described above, the biometric information measuring electrode 100 of the present embodiment has the conductor 120 and the scalp even when the hair 42 is present between the tip of the electrode (one end 110a and the tip 120a) and the scalp 41. The contact resistance can be kept low by the contact with 41.

〔第2の実施形態〕
本実施形態では、剛体110と導電体120とからなる電極脚140を複数備えており、端子230は、複数の電極脚140と電気的に接続されている構成を有する、複数の電極脚140を備えた生体情報測定用電極200について、図6および図7を用いて説明する。
図6(a)は、本実施形態における生体情報測定用電極200を上面側から見た斜視図であり、図6(b)は、本実施形態における生体情報測定用電極200を底面側から見た斜視図である。図7は、図6(a)における一点鎖線A−Aより矢印で示す方向に切断した断面図である。
[Second Embodiment]
In the present embodiment, a plurality of electrode legs 140 composed of a rigid body 110 and a conductor 120 are provided, and the terminal 230 has a plurality of electrode legs 140 having a configuration of being electrically connected to the plurality of electrode legs 140. The provided electrode 200 for measuring biological information will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
FIG. 6A is a perspective view of the biometric information measuring electrode 200 of the present embodiment as viewed from the top surface side, and FIG. 6B is a perspective view of the biometric information measuring electrode 200 of the present embodiment as viewed from the bottom surface side. It is a perspective view. FIG. 7 is a cross-sectional view taken from the alternate long and short dash line AA in FIG. 6A in the direction indicated by the arrow.

本実施形態における生体情報測定用電極200は、図6(a)、図6(b)および図7に示すように、剛体110と導電体120を備えた電極脚140が複数設けられ、複数の電極脚140が端子230に接続された構成である。そして、この複数の電極脚140を設けることにより、電極脚140が1つの場合と比較して、皮膚40との接触部分が増えて接触抵抗が低くなり、接触不良も低減する。このため、生体情報の測定を安定して正確に行うことができる。なお、電極脚140は、図6に示すような9組に限定されるものではない。 As shown in FIGS. 6 (a), 6 (b) and 7, the biometric information measuring electrode 200 in the present embodiment is provided with a plurality of electrode legs 140 having a rigid body 110 and a conductor 120, and a plurality of electrode legs 140 are provided. The electrode legs 140 are connected to the terminals 230. By providing the plurality of electrode legs 140, the contact portion with the skin 40 is increased, the contact resistance is lowered, and the contact failure is also reduced, as compared with the case where the electrode legs 140 are one. Therefore, the measurement of biological information can be performed stably and accurately. The electrode legs 140 are not limited to the nine sets as shown in FIG.

生体情報測定用電極200の端子230は、図6(a)および図6(b)に示すように、複数の電極脚140を一体的に保持している基体部230kと、外部の測定装置(図示せず)との入出力に用いられる凸部230tと、を備えている。 As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the terminal 230 of the electrode 200 for measuring biological information includes a base portion 230k that integrally holds a plurality of electrode legs 140 and an external measuring device ( It is provided with a convex portion 230t used for input / output with (not shown).

端子230の基体部230kは、導電性を有する金属材料等により、円板形状に形成されている。また、基体部230kは、図7に示すように、複数の剛体110の他方の他端部110bおよび各導電体120の基端部120bと導電性接着剤等により固定されて接続されている。このように、複数の電極脚140(複数の剛体110および各導電体120)が、一体的に端子230に保持されるとともに、端子230と電気的に接続されている。 The base portion 230k of the terminal 230 is formed in a disk shape by a conductive metal material or the like. Further, as shown in FIG. 7, the substrate portion 230k is fixedly connected to the other other end portion 110b of the plurality of rigid bodies 110 and the base end portion 120b of each conductor 120 by a conductive adhesive or the like. In this way, the plurality of electrode legs 140 (the plurality of rigid bodies 110 and the respective conductors 120) are integrally held by the terminal 230 and electrically connected to the terminal 230.

端子230の凸部230tは、導電性を有する金属材料等により、円柱形状に形成されている。そして、凸部230tは、導電性接着剤で基体部230kの円板形状の中央部に固定されて接続されている。また、凸部230tは、基体部230kを介して、複数の電極脚140と電気的に接続されている。
なお、端子230は、第1の実施形態と同様に、測定装置(図示せず)と接続する機能を有しており、導電体120を介して得られた皮膚40からの電気信号を測定装置に伝えている。
The convex portion 230t of the terminal 230 is formed in a cylindrical shape by a conductive metal material or the like. The convex portion 230t is fixed and connected to the central portion of the base portion 230k in the shape of a disk with a conductive adhesive. Further, the convex portion 230t is electrically connected to the plurality of electrode legs 140 via the base portion 230k.
The terminal 230 has a function of connecting to a measuring device (not shown) as in the first embodiment, and measures an electric signal from the skin 40 obtained via the conductor 120. I'm telling you.

なお、複数の電極脚140は、端子230の基体部230kに直接的に保持されていなくても良い。例えば、電極脚140は、一方向に沿って伸縮可能(変形可能)な蛇腹体や、一方向に弾性を有して変形可能なバネ体あるいはゴム体を介して、基体部230kに設けられてもよい。この場合、端子230の基体部230kと電極脚140とは、直接接続されていなくてもよく、例えばリード線等で電気的に接続されていてもよい。 The plurality of electrode legs 140 do not have to be directly held by the base portion 230k of the terminal 230. For example, the electrode legs 140 are provided on the base portion 230k via a bellows body that can be expanded and contracted (deformable) in one direction, and a spring body or rubber body that is elastic and deformable in one direction. May be good. In this case, the base portion 230k of the terminal 230 and the electrode legs 140 may not be directly connected, and may be electrically connected by, for example, a lead wire.

以上のように構成された第1および第2の実施形態の生体情報測定用電極100および200は、剛体110の外周面110cを取り囲むように複数の導電体120が設けられている。このため、生体情報の測定を行う際に、剛体110の一端部110aを生体(皮膚40)に接触させることにより、生体と導電体120との導通を確保し、剛体110を押しこむことにより、一端部110aの周囲の生体を盛り上げて、複数の導電体120の先端部120aを生体に確実に接触させることができる。したがって、生体情報の測定における安定および正確性が良好になる。 The biometric information measuring electrodes 100 and 200 of the first and second embodiments configured as described above are provided with a plurality of conductors 120 so as to surround the outer peripheral surface 110c of the rigid body 110. Therefore, when measuring biological information, the one end 110a of the rigid body 110 is brought into contact with the living body (skin 40) to ensure the continuity between the living body and the conductor 120, and the rigid body 110 is pushed in. The living body around the one end 110a can be raised, and the tips 120a of the plurality of conductors 120 can be surely brought into contact with the living body. Therefore, the stability and accuracy in the measurement of biological information are improved.

また、第2の実施形態の生体情報測定用電極200は、基体部230kにより複数の電極脚140を一体的に支持し、端子230側から複数の電極脚140の先端を生体(皮膚40)に押しつけた際に、複数の導電体120の先端部120aを生体に押しつけることができる。これにより、安定性および正確性が良好な生体情報の測定をより容易に行うことができる。 Further, in the biological information measurement electrode 200 of the second embodiment, a plurality of electrode legs 140 are integrally supported by the base portion 230k, and the tips of the plurality of electrode legs 140 are attached to the living body (skin 40) from the terminal 230 side. When pressed, the tips 120a of the plurality of conductors 120 can be pressed against the living body. This makes it easier to measure biological information with good stability and accuracy.

(測定方法)
本発明の第1および第2の実施形態に係る生体情報測定用電極100および200を、生体表面に押圧して、剛体110の一端部110aおよび導電体120の先端部120aを生体に接触させ、一端部110aおよび先端部120aから電気信号を収集することにより、生体情報に関する電気信号として収集することができる。測定対象である生体の種類は特に限定されない。生体の例として、毛や羽を有する哺乳類や鳥類が挙げられる。哺乳類の具体例として犬、猫等の愛玩動物、牛等の家畜、サル等の野生種、ヒトなどが挙げられ、鳥類の具体例として、ニワトリ、ハトなどの家畜種、トキ、ライチョウなどの野生種が挙げられる。ヒトが測定対象であって脳波を測定する場合には、測定部位に頭髪があっても、頭皮に接触することが可能である。測定信号の種類も限定されない。上記のように脳波であってもよいし、心臓の動作に関する電気信号(心電図を得るための信号が具体例として挙げられる。)であってもよい。
(Measuring method)
The biometric information measuring electrodes 100 and 200 according to the first and second embodiments of the present invention are pressed against the living body surface to bring one end 110a of the rigid body 110 and the tip 120a of the conductor 120 into contact with the living body. By collecting the electric signal from the one end 110a and the tip 120a, it can be collected as an electric signal related to biological information. The type of living body to be measured is not particularly limited. Examples of living organisms include mammals and birds with hair and wings. Specific examples of mammals include pet animals such as dogs and cats, domestic animals such as cows, wild species such as monkeys, and humans. Specific examples of birds include domestic animals such as chickens and pigeons, and wild species such as toki and grouse. Seeds are mentioned. When a human is a measurement target and an electroencephalogram is measured, it is possible to come into contact with the scalp even if there is hair at the measurement site. The type of measurement signal is also not limited. As described above, it may be an electroencephalogram, or it may be an electric signal related to the operation of the heart (a signal for obtaining an electrocardiogram is given as a specific example).

100,200、A100、B100、C100 生体情報測定用電極
110 剛体
110a 一端部
110b 他端部
110c 外周面
120 導電体
120a 先端部
120b 基端部
121 筒状部材
121a 先端部
130,230 端子
130k,230k 基体部
130t,230t 凸部
140 電極脚
40 皮膚
41 頭皮
41a 毛髪近傍の頭皮
42 毛髪
900 生体電極
910 導電束体
911 導電体
911a 端部(先端部)
911b 端部
930 端子部
CF カーボン繊維
A カーボン繊維の繊維軸方向
B カーボン繊維の繊維軸に垂直な方向
C 剛体の中心軸に平行な方向
L1,L2 剛体の一方の端部から導電体の先端部までの長さ
L3 筒状部材の先端部から導電体の先端部を露出させる長さ
100,200, A100, B100, C100 Electrode for measuring biological information 110 Rigid body 110a One end 110b Other end 110c Outer peripheral surface 120 Conductor 120a Tip 120b Base end 121 Cylindrical member 121a Tip 130, 230 Terminal 130k, 230k Base part 130t, 230t Convex part 140 Electrode leg 40 Skin 41 Scalp 41a Scalp near hair 42 Hair 900 Bioelectrode 910 Conductive bundle 911 Conductor 911a End (tip)
911b End 930 Terminal CF Carbon fiber A Carbon fiber fiber axis direction B Direction perpendicular to carbon fiber fiber axis C Direction parallel to the central axis of the rigid body L1, L2 From one end of the rigid body to the tip of the conductor Length up to L3 The length to expose the tip of the conductor from the tip of the tubular member

Claims (7)

生体と接触させて前記生体の情報を測定する生体情報測定用電極であって、
剛体と、複数の導電体と、端子と、を備えており、
複数の前記導電体は、前記剛体の外周面に配設されており、前記剛体の一端部を前記生体に接触させた状態において複数の前記導電体の先端部が前記生体と接触可能であり、前記端子と電気的に接続されていることを特徴とする生体情報測定用電極。
An electrode for measuring biological information that measures information on the living body in contact with the living body.
It has a rigid body, multiple conductors, and terminals.
The plurality of the conductors are arranged on the outer peripheral surface of the rigid body, and the tip portions of the plurality of the conductors can come into contact with the living body in a state where one end of the rigid body is in contact with the living body. An electrode for measuring biological information, which is electrically connected to the terminal.
複数の前記導電体は、前記剛体の前記外周面に沿って配設されており、前記先端部は一方向に向けて揃えられていることを特徴とする請求項1に記載の生体情報測定用電極。 The biometric information measurement according to claim 1, wherein the plurality of the conductors are arranged along the outer peripheral surface of the rigid body, and the tip portions are aligned in one direction. electrode. 上記剛体は、導電性を備えた電極であり、前記端子と電気的に接続されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の生体情報測定用電極。 The electrode for measuring biological information according to claim 1 or 2, wherein the rigid body is an electrode having conductivity and is electrically connected to the terminal. 前記導電体は、導電性を有する複数のカーボン繊維と、該カーボン繊維同士を繋ぎ合わせる合成樹脂の結着材と、を有して構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項3いずれかに記載の生体情報測定用電極。 Claims 1 to 3 are characterized in that the conductor is composed of a plurality of conductive carbon fibers and a binder of synthetic resin for joining the carbon fibers to each other. The electrode for measuring biological information according to any one. 前記導電体は、弾性変形可能であって、
前記導電体の前記先端部が、側面視して、前記剛体の前記一端部より突出していることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の生体情報測定用電極。
The conductor is elastically deformable and can be elastically deformed.
The electrode for measuring biological information according to any one of claims 1 to 4, wherein the tip portion of the conductor protrudes from one end portion of the rigid body when viewed from the side.
前記剛体と前記導電体とからなる電極脚を複数備えており、
前記端子は、複数の前記電極脚と電気的に接続されていることを特徴とする、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の生体情報測定用電極。
It is provided with a plurality of electrode legs composed of the rigid body and the conductor.
The electrode for measuring biological information according to any one of claims 1 to 5, wherein the terminal is electrically connected to a plurality of the electrode legs.
複数の前記電極脚が一体であることを特徴とする請求項6に記載の生体情報測定用電極。 The electrode for measuring biological information according to claim 6, wherein the plurality of electrode legs are integrated.
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