JP7080482B2 - 回路板 - Google Patents

Description

本発明は、生体情報を測定するために用いることが可能な回路板に関する。

心電信号、呼吸情報等の生体情報を測定することで疾病の早期発見及び予防、健康の維持及び管理、治療効果の評価及び確認等が行われている。生体情報をモニタリングするための装置としては、粘着性の電極を皮膚に接着して心拍及び呼吸性変動をモニタリングするものがある。しかしながら、粘着性の電極を用いた場合、長期モニタリングにおける皮膚への負担が大きく、かぶれ、炎症等を引き起こすほか、電極交換時に皮膚が剥離する恐れがある。

これに対し、容量性結合の原理を応用し、布を介して四肢から心電図を計測する技術が知られている（例えば、下記非特許文献１参照）。また、導電布である電極をベッドシーツの下の適切な位置（例えば肩胛骨裏側付近）に設置し、第ＩＩ誘導と類似した心電図波形を仰臥位の被験者から計測する技術が知られている（例えば、下記非特許文献２参照）。さらに、（１）パジャマ又はシーツを介して心電図波形を計測する技術、（２）帯状布電極を使用することで、仰臥位だけでなく側臥位でも計測可能とする技術、及び、（３）フィルタの通過帯域を５～４０Ｈｚに狭めることで、体動の少ない睡眠状態では１００％に近いＲ波検出率を期待できる技術が知られている（例えば、下記非特許文献３参照）。

さらに、精度の高い測定が可能な方法と、電極に使用される回路パターンとが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。この方法によれば、心電図以外の情報（例えば、呼吸運動、脈動及び体位情報）までもが測定可能である。

国際公開第２０１８／０３０３９３号

植野彰規、外３名、「布を介した電極からの容量性結合に基づく心電図導出」、電気学会論文誌Ｃ、２００４年９月、第１２４巻、第９号、ｐ．１６６４－１６７１ 植野彰規、外５名、「Capacitive sensing of electrocardiographic potential through clothfrom the dorsal surface of the body in a supine position-A preliminary study」、IEEE Transaction on Biomedical Engineering、２００７年４月、第５４巻、第４号、ｐ．７５９－７６６ 植野彰規、外２名、「ホームヘルスケアのための寝具組込型非接触心電図モニタの基礎的検討」、電気学会論文誌Ｃ、２００７年１０月、第１２７巻、第１０号、ｐ．１７９２－１７９９

ところで、生体情報を測定するために用いられる部材としては種々あるが、長時間に亘り測定する場合、通気性のない部材を用いると、生体情報の測定時に当該部材に近接する被検体の皮膚が蒸れて不快感を催すと共に皮膚炎を招く恐れがある。そのため、生体情報を測定するために用いられる部材には、適度な通気性が求められる。

本発明は、生体情報を測定するために使用可能な回路板であって、通気性を有する回路板を提供することを目的とする。

本発明に係る回路板は、生体情報を測定するために用いられる回路板であって、繊維状の絶縁性基材と、当該絶縁性基材上に配置された多孔性の導電部材と、を備える少なくとも第１の積層体及び第２の積層体を備え、前記第１の積層体と前記第２の積層体とが互いに積層されている。

本発明に係る回路板では、通気性に優れた構成部材として繊維状の絶縁性基材及び多孔性の導電部材が用いられていることにより、通気性を確保することができる。このように通気性を有する回路板によれば、長時間に亘り測定する場合であっても、生体情報の測定時に被検体の皮膚が蒸れて不快感を催すと共に皮膚炎を招くことを抑制しつつ生体情報を測定することができる。また、本発明に係る回路板によれば、簡素な構成の生体情報測定装置を得ることができる。

ところで、生体情報を測定するために使用可能な部材に対しては、生体情報の測定時に被検体の皮膚が蒸れて不快感を催すと共に皮膚炎を招くことを抑制する観点、耐久性を向上させる観点、及び、被検体に対する密着性（例えば、布等を介して被検体に接触する場合の密着性。以下同様）を向上させる観点から、柔軟性が高いことが求められる。これに対し、本発明に係る回路板では、繊維状の絶縁性基材及び多孔性の導電部材を用いることにより、高い柔軟性を達成することができる。

また、めっきを施した繊維にカーボンコートして得られる導電布を用いることにより柔軟性及び通気性を向上させる手段が考えられるものの、このような手段では、回路板の製造コストが高まる恐れがある。このような手段を用いたモニタリングシステムについては、高度な医療診断を行う医療機関では費用負担が容易であるが、老人介護施設、一般家庭等では経済的事情から普及しにくい。これに対し、本発明に係る回路板では、このような導電布を用いることなく、生体情報を測定するために使用可能な部材を比較的安価に構成できる。このような回路板によれば、モニタリングシステムの普及が期待でき、今後急速に進む高齢化社会に貢献できる。

本発明によれば、生体情報を測定するために使用可能な回路板であって、通気性を有する回路板を提供することができる。本発明に係る回路板は、生体情報を測定するために使用可能な部材として用いることができる。本発明に係る回路板は、人、動物等の生体情報（心電信号、体位の変化（仰臥状態）、脈動、呼吸情報等）を測定するために用いることができる。本発明に係る回路板は、医療用途（介護用途を含む）、車事故の防止用途（運転者の状況把握による安全運転の支援用途等）などに用いることができる。本発明に係る回路板は、例えば、人、動物等が就寝する時に用いる寝具、ベッドなど；椅子（家庭用の椅子、車中の運転席等）に配置することができる。

回路板の例を示す模式図である。 回路板の例を示す模式図である。 回路板の例を示す模式図である。 回路板の例を示す模式図である。 回路板の例を示す模式図である。 生体情報測定装置及び生体情報の測定方法の一例を示す図である。 図６に示す生体情報測定装置及び生体情報の測定方法を更に説明するための図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。本明細書において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は同様のものであるとして、その説明を省略する場合がある。各部材の厚さの好ましい範囲は、各部材の積層前及び積層後のいずれにも適用できる。

本明細書において、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値と任意に組み合わせることができる。本明細書に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。「Ａ又はＢ」とは、Ａ及びＢのどちらか一方を含んでいればよく、両方とも含んでいてもよい。本明細書に例示する材料は、特に断らない限り、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。

本明細書において通気度は、ＪＩＳ Ｌ １０９６ Ａ法（フラジール形法）で測定できる。ふとん地流通協会の品質基準では、生地の品種ごとに通気度の上限値が規定されている。その中で、最も低い値はポリエステルと綿の混紡したものであって、２ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓである。そこで、本発明の回路板は、このふとん生地の既定値の最低値２ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓ以上であれば、通気性は十分に確保できると考えた。

本明細書において剛軟度は、ＪＩＳ Ｌ １０９６ ８．２１ Ｂ法（スライド法）で測定することができる。すなわち、まず、２ｃｍ×約１５ｃｍの試験片を準備する。また、試験片の単位面積当たりの質量Ｗ（単位：ｍＮ／ｃｍ^２＝ｇｆ／ｃｍ^２）を測定する。次に、固定台と、固定台に隣接すると共に高さを変更可能な移動台（例えばジャッキ）とを有するスライド形試験機を準備し、固定台及び移動台の主面の高さを揃える。続いて、固定台及び移動台の主面によって構成される面に試験片を載せた後、固定台の試験片上にウエイトを取り付けて試験片を固定する。このウエイトは、移動台にわずかに重なる程度に配置する。また、この時の移動台上に位置する試験片の長さ（移動台と固定台との境目から試験片の先端までの長さ）Ｌ（単位：ｃｍ）を測定する。次に、徐々に移動台を降下させ、試験片の先端が移動台から離れるときの固定台と移動台の高低差δ（単位：ｃｍ）を測定する。そして、下記式により剛軟度Ｂ_τ（単位：ｍＮ・ｃｍ＝ｇｆ・ｃｍ）を求める。この剛軟度は、試験片の単位幅について、単位曲度に対する曲げモーメントで表される。

本実施形態に係る回路板は、生体情報を測定するために用いられる回路板であって、繊維状の絶縁性基材（第１の絶縁性基材）と、当該絶縁性基材上に配置された多孔性の導電部材と、を備える少なくとも第１の積層体及び第２の積層体を備え、前記第１の積層体と前記第２の積層体とが互いに積層されている。第１の積層体と第２の積層体との積層態様としては、基本的には第１の積層体の絶縁性基材側と、第２の積層体の導電部材側とが対向するように積層するが、これに限定するものではない。

本実施形態に係る回路板は、生体情報を測定するために用いることが可能であり、生体情報を測定するために使用可能な部材として用いることができる。

本実施形態に係る回路板では、通気性に優れた構成部材として繊維状の絶縁性基材及び多孔性の導電部材が用いられていることにより、通気性を確保することができる。このように通気性を有する回路板によれば、長時間に亘り測定する場合であっても、生体情報の測定時に被検体の皮膚が蒸れて不快感を催すと共に皮膚炎を招くことを抑制しつつ生体情報を測定することができる。また、本実施形態に係る回路板によれば、簡素な構成の生体情報測定装置を得ることができる。

さらに、本実施形態に係る回路板では、繊維状の絶縁性基材及び多孔性の導電部材を用いることにより、高い柔軟性を達成することができる。また、本実施形態に係る回路板では、導電布を用いることなく、生体情報を測定するために使用可能な部材を比較的安価に構成できる。本実施形態に係る回路板では、一般に市販されている布や、多数の微細な孔を有する金属を用いることにより、生体情報を測定するために使用可能な部材を容易に比較的安価に構成できる。このような回路板によれば、モニタリングシステムの普及が期待でき、今後急速に進む高齢化社会に貢献できる。

本実施形態に係る回路板は、第１の積層体及び第２の積層体の間に配置された第２の絶縁性基材及び／又は接続部材を備えていてよい。例えば、本実施形態に係る回路板は、第２の絶縁性基材の主面の外周部に接続部材が配置された状態で、第２の絶縁性基材と、第１の積層体及び第２の積層体の少なくとも一方とが接続部材を介して接続された態様であってよい。本実施形態に係る回路板は、少なくとも第１の積層体と第２の積層体とを積層する際に、繊維状の絶縁性基材の下面外周部のみに接続部材を配置して部分的に接着した態様であってもよい。

本実施形態に係る回路板は、第２の絶縁性基材の外周部と、第１の積層体及び第２の積層体の少なくとも一方とが縫合された態様であってよい。例えば、本実施形態に係る回路板は、少なくとも第１の積層体と第２の積層体とを積層する際に、第２の絶縁性基材の少なくとも外周部を縫合して固定した態様であってよい。

本実施形態に係る積層体（例えば、上述の第１の積層体及び第２の積層体）は、絶縁性基材及び導電部材の間に配置された接続部材を備えていてよい。本実施形態に係る積層体において絶縁性基材、導電部材及び接続部材としては、多孔性の部材を用いることができる。本実施形態に係る積層体は、生体情報を測定するために用いることが可能であり、生体情報を測定するために使用可能な部材として用いることができる。

本実施形態に係る回路板は、各積層体や、各積層体の間に配置された第２の絶縁性基材及び／又は接続部材の重なり度合で通気度が変化するが、少なくとも一部分における通気度は、２ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓ以上であることが好ましい。

本実施形態に係る回路板は、各積層体や、各積層体の間に配置された第２の絶縁性基材及び／又は接続部材の重なり度合で柔軟性が変化するが、少なくとも一部分における柔軟性が低い部分は、ＪＩＳ Ｌ １０９６ ８．２１ Ｂ法で測定される剛軟度で規定すると、２００ｍＮ・ｃｍ以下であることが好ましい。

図１は、回路板の例を示す模式図である。図１（ａ）に、本実施形態に係る回路板１５０として、最も精度が高く多様な生体情報が得られる回路パターンを示す。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩｂ－Ｉｂ線に沿った断面図を示す。なお、回路板１５０は、複数の積層体が互いに積層された構造を有しているが、図１（ａ）では、便宜上、各積層体の最表層のみを表示している。

回路板１５０は、絶縁性基材１５１、接続部材１５２、導電部材１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃ、接続部材１５６、絶縁性基材１５７、接続部材１６０ａ、１６０ｂ、導電部材１６１ａ，１６１ｂ、接続部材１６２ａ，１６２ｂ、絶縁性基材１６３ａ，１６３ｂ、接続部材１６６ａ，１６６ｂ、及び、導電部材１６７ａ，１６７ｂがこの順に積層された積層構造を有している。すなわち、符号１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃ，１６１ａ，１６１ｂ，１６７ａ，１６７ｂが導電部材（導体層）であり、その下や間に挟まる符号１５１，１５７，１６３ａ，１６３ｂが絶縁性基材（絶縁層）であり、これらが積層されている。

第１の積層体はそれぞれ「符号１６３ａ，１６６ａ，１６７ａ」及び「符号１６３ｂ，１６６ｂ，１６７ｂ」からなり、第２の積層体はそれぞれ「符号１５７，１６０ａ，１６１ａ、１５９ｂ，１６０ｂ，１６１ｂ」からなり、第３の積層体はそれぞれ「符号１５１，１５２，１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃ」からなり、第１と第２の積層体、及び、第２と第３の積層体は、接続部材１５６、１６０ａ、１６０ｂで互いに接着されている。

導体層及び絶縁層として多孔性の導電部材と繊維状の絶縁性基材を配置して、接続部材を用いて作製することは可能である。例えば、図１（ｂ）に示す構成で、接続部材１５２，１５６，１６０ａ，１６０ｂ，１６２ａ，１６２ｂ，１６６ａ，１６６ｂを用いれば作製できる。しかし、多孔性の導電部材を符号１５５ａ，１５５ｃ，１６７ａ，１６７ｂのように細く切断した場合、単体では非常に取扱性が悪くなる。また、切断前に導電部材に粘着層を塗布し、多孔性を維持することも技術的に難しい。さらに、熱可塑性の不織布からなる接続部材（例えば、後述する商品名：クモの巣シート）を導電部材に熱圧着すると皺が出やすい。また、繊維状の絶縁性基材を切断した場合、不織布ならば端部から繊維が、織布ならばほつれた糸くずが発生して、やはり取扱性が悪くなる。

図２は、回路板の例を示す模式図である。図２（ａ）の積層体１は、繊維状の絶縁性基材１０と、多孔性の導電部材２０と、その間に配置された接続部材３０と、を備える。絶縁性基材１０と接続部材３０とは互いに接している。導電部材２０と接続部材３０とは互いに接している。

繊維状の絶縁性基材を用いることにより、通気性及び柔軟性を確保できる。繊維状基材としては、例えば、衣服、ベッドのシーツ等に用いる布を使用できる。布の材料（繊維の種類）としては、木綿、絹、麻、モヘヤ、ウール、カシミア、アセテート、キュプラ、レーヨン、ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル、再生繊維（例えば、セルロースの再生繊維）等が挙げられる。ここで、対象となる医療（介護を含む）等の用途によっては、生体に長時間にわたり回路板を接触させる必要がある。そのため、絶縁性基材は、蒸れにくい観点から、木綿、絹及び再生繊維（例えば、セルロースの再生繊維）からなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。

回路板の構成部材である絶縁性基材の通気度は、回路板の層構成にもよるが、通気度を確保するために５０ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓ以上が好ましい。

絶縁性基材の厚さは、通気性及び柔軟性を確保しやすい観点、剛性が高くなり過ぎることを抑制しやすい観点、及び、生体の信号を検出しやすい観点から、１５０μｍ以下が好ましい。

多孔性の導電部材としては、導電部材の一方面から他方面にかけて連通する孔を有する導電性の部材を用いることができる。導電部材は、複数の貫通孔を有することが可能であり、導電部材の一方面から他方面に貫通する複数の貫通孔を有することができる。複数の貫通孔は、例えば、互いに略平行である。

多孔性の導電部材の孔は、耐久性を確保しやすい観点から、破れの起点となる角のない円形が好ましい。また、穴径は２００μｍ以下が好ましい。孔の配置は、特に限定されず、格子状、ハチの巣状等が挙げられる。

多孔性の導電部材の開口率は、耐久性を確保しやすい観点、通気性及び柔軟性を確保しやすい観点から、１０～６０％が好ましい。

導電部材の材料としては、銅、アルミニウム、金、銀、ニクロム、ステンレス、クロム、チタン、ニッケル等が挙げられる。導電部材の材料としては、生体情報を測定するためにアレルギー反応が少なく抗菌作用のある材料として、銅及び銅合金からなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。導電部材としては、金属箔を用いることができる。金属箔としては、電解銅箔、圧延アルミニウム箔等に穴あけ加工したものが使用できる。金属箔としては、特許５６４０３９６号公報に記載の金属箔を用いてもよい。金属箔としては、例えば、日立化成株式会社製の機能性箔であるＴＨ－２０００シリーズ（例えばＴＨ－２０９０）が挙げられる。

回路板の構成部材である導電部材の通気度は、回路板の層構成にもよるが、通気度を確保するために３００ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓ以上が好ましい。

導電部材の厚さは、生体の信号を検出しやすい観点、剛性が高くなり過ぎることを抑制しやすい観点から、５～５０μｍが好ましい。

絶縁性基材及び導電部材の間等に配置される接続部材としては、接着剤、繊維状の部材（不織布等）などを用いることができる。不織布を含む繊維状の接続部材を用いる場合、通気性、柔軟性及び取扱性を確保できると共に、絶縁性基材及び導電部材の密着性等を高めることができる。接着剤を絶縁性基材及び／又は導電部材に塗布して接続部材を形成することもできるが、不織布を含む接続部材を用いることにより、特に通気性に優れる回路板を得ることができる。熱可塑性樹脂からなる不織布を含む接続部材を絶縁性基材及び導電部材の間に配置した状態で加熱圧着することにより、絶縁性基材及び導電部材を接続部材によって容易に接合することができる。また、繊維状基材の繊維同士が固定され、これを切断加工した場合のほつれによる糸くずも抑制できる。不織布の目付量は、例えば０．５～１５ｇ／ｍ^２である。目付量が少なすぎると接合が不十分となり、多すぎると接合体の通気度が低下し、また、柔軟性が低下するためである。不織布を含む接続部材としては、日本バイリーン株式会社、日東紡株式会社等の市販品（商品名：クモの巣シート）を用いることができる。

接続部材の材料としては、熱可塑性樹脂等が挙げられ、ナイロン、ポリエチレン、熱可塑剤入りポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル等を用いることができる。接続部材の溶融粘度は、絶縁性基材よりも低いことが好ましい。

回路板の構成部材である接続部材の通気度は、回路板の層構成にもよるが、通気度を確保するために３００ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓ以上が好ましい。

回路板の構成部材として、「絶縁性基材／接続部材／導電部材」の構成を有する積層体の通気度は、回路板の層構成にもよるが、通気度を確保するために２０ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓ以上が好ましい。

回路板の構成部材として、「絶縁性基材／接続部材／導電部材」の構成を有する積層体の剛軟度は、回路板の層構成にもよるが、剛軟度を確保するために２０ｍＮ・ｃｍ以下が好ましい。

本実施形態に係る積層体の製造方法は、繊維状の絶縁性基材と多孔性の導電部材とを積層して積層体を得る積層体作製工程を備える。積層体作製工程では、各部材を熱圧着により積層することができる。例えば、アイロンがけで接続部材を接着するに際して、絶縁性基材として耐熱性の低いポリエステル製の布（例えばテトロン布）を用いる場合は約１６０℃、耐熱性の高い綿布を用いる場合は約２００℃で圧着できる。

積層体作製工程は、繊維状の絶縁性基材と多孔性の導電部材との間に、不織布を含む接続部材を配置して積層体を得る工程であってもよいが、皺等が発生する場合がある。そこで、図２（ｂ）に示すように、絶縁性基材１０に接続部材３０をあらかじめ熱圧着したものに導電部材２０を熱圧着してもよい。また、大量に生産する場合は、各構成部材に張力を掛けながら熱ロールで貼合せる方法がある。このようにして得られた積層体は、片面に剛性の高い導電部材があるが、反対面は柔軟な繊維状の絶縁性基材であるため、反りもなく取扱性に優れる。

本実施形態に係る回路板は、第１の積層体及び第２の積層体に加えて、第１の積層体及び第２の積層体の間に、両者を接合させるための他の積層体を更に備えてもよい。図２（ｃ）に示したものは、繊維状の絶縁性基材１０の両面に接続部材３０を配置したものである。これを用いて熱圧着すれば、図２（ｄ）に示すように、図１に示した回路板の一部を作製できる。なお、この構造体では、剛直な導電部材が重なった部分が互いに密着しているため柔軟性が低下する。

このため、図２（ｅ）に示すように、絶縁性基材１０の下側の外周のみに接続部材３０を配置したものを使用すれば、図２（ｆ）とその平面図（図２（ｇ））に示す構造を作製できる。この構造では、剛直な導電部材が重なった部分が互いに密着していないため柔軟性の低下は少ない。

さらに、図２（ｈ）に示すように、絶縁性基材１０の下側に接続部材を配置しないものを使用し、図２（ｉ）の平面図に示すように、点線部分１６９を縫合すれば、図２（ｊ）に示す構造を作製できる。この構造は、剛直な導電部材が重なった部分が互いに密着していないことと、下の積層体と中間の絶縁性基材との接着面積が減るため、柔軟性の低下が更に少ないことが期待できる。

第２の絶縁性基材と第１の積層体及び第２の積層体の少なくとも一方の外周部とに、ホットメルト接着剤を塗布した糸が縫合され、そのホットメルト接着剤に近接する第２の絶縁性基材と第１の積層体及び第２の積層体の少なくとも一方とが熱圧着された態様であってもよい。例えば、図３（ａ）に示す様に、絶縁性基材１０の外周のみにホットメルト接着剤を塗布した糸１８０を縫合すれば、図３（ｂ）とその平面図（図３（ｃ））に示す構造を作製できる。この場合は、絶縁性基材を所定の大きさに切断する前に糸１８０を自動ミシン等で縫合し、その後、所定の大きさに切断すれば、縫合の時に生じやすい糸１８０と切断端部との位置ずれを抑制することができると共に、細い接続部材を積層体や絶縁性基材に位置合せしながら仮接着するという手間を簡略化できる。

また、図３（ｄ）に示す様に、上に配置する第一の積層体の外周のみにホットメルト接着剤を塗布した糸を縫合すれば、図３（ｅ）に示す構造を作製できる。この場合は、絶縁性基材の上側にある接続部材が不要となり、さらに柔軟性と通気性の向上が見込める。

糸１８０は、前述の布の材料（繊維の種類）として例示したものが使用できる。また、塗布するホットメルト接着剤としては、熱可塑性ポリウレタン、ポリオレフィン、ナイロン等が使用できる。また、糸１８０の市販品としては、ＡＳＳＥＭＳ社のＥＬＳＡ、ＭＥＬＳＡがある。

本実施形態に係る回路板の通気度は、生体情報の測定時に被検体の皮膚が蒸れて不快感を催すと共に皮膚炎を招くことを抑制しやすい観点から、２ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓ以上が好ましい。

本実施形態に係る回路板の剛軟度は、生体情報の測定時に被検体に対する密着性を確保する観点、仰臥した使用者に与える違和感を低減する観点から、２００ｍＮ・ｃｍ以下が好ましい。

図４は、図１とは異なる回路板の例を示す断面図である。図４（ａ）は図１（ｂ）とほぼ同じ層構成であるが、接続部材を両面に配置した絶縁性基材で第１と第２の積層体及び第２と第３の積層体が互いに接着されている。図４（ｂ）は、上の積層体と下の積層体は、絶縁性基材の外周部のみに配置された接続部材で接続されている。さらに、図４（ｃ）では、図４（ｂ）で用いた接続部材１５６，１６２ａ，１６２ｂは使用せず、縫合用の糸１６９で接続されている。

ここで、積層体の接合面積は、図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）の順に小さくなっている。このことから、使用する接続部材が少なくできるため、通気性の向上が期待できる。また、弾性率の高い導体層の曲げに対する自由度が上がり、柔軟性の向上が期待できる。

回路板は、後述する図５の構成を有していてもよい。

本実施形態に係る回路板の製造方法は、本実施形態に係る積層体である少なくとも第１の積層体及び第２の積層体を互いに積層して回路板を得る回路板作製工程を備える。

本実施形態に係る生体情報の測定方法は、本実施形態に係る積層体、又は、本実施形態に係る回路板を用いて生体情報を測定する工程を備える。

図６は、生体情報測定装置及び生体情報の測定方法の一例を示す図である。図６では、被験体である人体ＢＯＤＹが図示されており、人体ＢＯＤＹの肩部から腎部（又は、頭部から足部）にかけて延在する方向をＸ方向とし、このＸ方向に直交する方向をＹ方向とする。

図６に示す生体情報測定装置２００では、生体情報測定シートである回路板１５０が、人体ＢＯＤＹに接触する状態で、Ｘ方向に対して人体ＢＯＤＹの肩部から腎部を被い、Ｙ方向に対して仰臥位において両肩及び両腕を被うように配置されている。回路板１５０は、グランドＧＮＤに接続されて零電位を有する導電部材（例えば導電部材１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃ）を備えていてよい。生体情報測定装置２００では、人体ＢＯＤＹが導電部材（電極）に直接接触することのない静電容量結合による接触を測定原理としている。したがって、人体ＢＯＤＹは、絶縁性基材を介して回路板１５０に密着され、被験体の体表面に生ずる生体電気信号の変化が検出される。

生体情報測定装置２００は、回路板１５０と、上背部結合状態計測モジュール２１０と、心電図計測モジュール２２０と、腰部結合状態計測モジュール２３０とを備えている。回路板１５０では、主にシートに対する人体の結合状況を検出する生体情報測定部、主に心電図を検出する生体情報測定部等として第１の積層部分、第２の積層部分、第３の積層部分及び第４の積層部分を用いることができる。回路板１５０は、回路板１５０の長手方向がＹ方向に位置するように配置されており、例えば、回路板１５０の第１の積層部分及び第２の積層部分が心電図計測モジュール２２０に接続され、回路板１５０における短手方向の一端側の第３の積層部分及び第４の積層部分が上背部結合状態計測モジュール２１０に接続され、回路板１５０における短手方向の他端側の第３の積層部分及び第４の積層部分が腰部結合状態計測モジュール２３０に接続されている。

上背部結合状態計測モジュール２１０に接続された第３の積層部分及び第４の積層部分から上背部結合状態計測モジュール２１０へ信号が送られ、腰部結合状態計測モジュール２３０に接続された第３の積層部分及び第４の積層部分から腰部結合状態計測モジュール２３０へ信号が送られる。第１の積層部分及び第２の積層部分から心電図計測モジュール２２０へ信号が送られる。第１の積層部分及び第２の積層部分では、導電部材１６１ａ，１６１ｂと導電部材１６７ａ，１６７ｂとの間の差動電圧（電位差）を測定することにより被験体の心電図を取得することができる。

図７は、図６に示す生体情報測定装置及び生体情報の測定方法を更に説明するための図であり、生体情報測定装置の概要を示すブロック図である。

生体情報測定装置２００の全体概要について説明する。なお、以下では、生体情報測定装置２００が計測又は算出する項目を、次のような番号を付して説明する。すなわち、（１）モニタ用心電図、（２）胸部の呼吸運動、（３）腹部の呼吸運動、（４）胸部－腹部間の呼吸運動位相差、（５）上背部の脈波、（６）腰部の脈波、（７）上背部の脈波到達時間、（８）腰部の脈波到達時間、（９）上背部－腰部間の脈波到達時間、（１０）上背部－腰部間の脈波伝搬速度、（１１）上背部の電極結合状態、（１２）腰部の電極結合状態、とする。

図６において説明したように、回路板（生体情報測定シート）１５０によって検出された生体電気信号は、生体情報測定装置２００の入力インタフエースとなる上背部結合状態計測モジュール２１０、心電図計測モジュール２２０、及び、腰部結合状態計測モジュール２３０に入力される。

上背部結合状態計測モジュール２１０からは、（１１）上背部の電極結合状態２１１が検出・計測され、胸部呼吸運動用フィルタ・増幅部２１２を介して（２）胸部の呼吸運動２１３が検出・計測され、上背部脈波用フィルタ・増幅部２１４を介して（５）上背部の脈波２１５が検出・計測される。

心電図計測モジュール２２０からは、（１）モニタ用心電図２２１が検出・計測され、呼吸運動位相差用フィルタ・増幅部２２２を介して（４）胸部－腹部間の呼吸運動位相差２２３が検出・計測される。

腰部結合状態計測モジュール２３０からは、腰部脈波用フィルタ・増幅部２３１を介して（６）腰部の脈波２３２が検出・計測され、腹部呼吸運動用フィルタ・増幅部２３３を介して（３）腹部の呼吸運動２３４が検出・計測され、（１２）腰部の電極結合状態２３５が検出・計測される。

さらに、（１１）上背部の電極結合状態２１１の信号はＡ／Ｄ変換器２７０を介してディジタル信号となり、Ａ／Ｄ変換の算出例を示すブロック２１６のように離床／着床の判別、仰・腹臥位／側臥位の判別、結合安定度の判別、体位持続時間の係数算出等の処理を行うことができる。

さらに、（５）上背部の脈波２１５、（１）モニタ用心電図２２１、及び、（６）腰部の脈波２３２をＡ／Ｄ変換器２７０を介してディジタル化して、（５）上背部の脈波２１５及び（６）腰部の脈波２３２からはピーク／ボトム／ゼ口公差時刻検出器２１７，２３６によってピーク／ボトム／ゼ口公差の時刻を検出し、（１）モニタ用心電図２２１からはＲ波時刻検出器２２４によってＲ波の発生時刻を検出する。なお、Ｒ波は心臓が収縮するときの電気の流れをいう。

上背部脈波のピーク／ボトム／ゼ口公差時刻とＲ波時刻とは時間差演算２４０によって発生時刻の差分をとることで（７）上背部の脈波到達時間２４１が算出される。同様に、腰部脈波のピーク／ボトム／ゼロ公差時刻とＲ波時刻とは時間差演算２６０によって発生時刻の差分をとることで（８）上背部の脈波到達時間２６１が算出される。

また、上背部脈波のピーク／ボトム／ゼ口公差時刻と腰部脈波のピーク／ボトム／ゼ口公差時刻とから時間差・速度演算２５０による演算を行うことで、（９）上背部－腰部間の脈波到達時間２５１、及び、（１０）上背部－腰部間の脈波伝播速度２５２が算出される。

そして、（１２）腰部の電極結合状態２３５の信号はＡ／Ｄ変換器２７０を介してディジタル信号となり、Ａ／Ｄ変換の算出例を示すブロック２３７のように離床／着床の判別、仰・腹臥位／側臥位の判別、結合安定度の判別、体位持続時間の係数算出等の処理を行うことができる。

このように、生体情報測定装置２００は、少なくとも（１）～（１２）の計測又は算出する項目を備えており、さらに、これらの検出信号についてディジタル変換を行うことで種々の判定・評価を可能としている。

例えば、体位（側臥位か仰臥位・腹臥位か）を判別して、閉塞型の睡眠時無呼吸症候群（ＳＡＳ）が発症したときに被検体が仰臥位／腹臥位で寝ていたら、警報を出して、病院の看護師や、自宅にいる家族に体位変換を促すように報知することができる。また、閉塞型ＳＡＳの患者は５０％近くが夜間に不整脈を合併しているため、この不整脈異常は心電図計測によって検知できる。前記した体位変化の異常と不整脈との合併状況を検知することで、心疾患の治療を先に行う等の治療方針を適切に設定することができる。

以下、実施例及び比較例によって本発明を更に具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

生体情報測定シートとして、図４に示す構成を有する回路板を下記の手順で作製した。まず、回路板の構成部材として、下記の絶縁性基材、導電部材及び接続部材を準備した。絶縁性基材（繊維状基材）として、薄手の綿布であるローン布（厚さ：約１００μｍ、通気度：６２．６ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓ）を用いた。多孔性の導電部材（一方面から他方面に貫通する互いに平行な複数の貫通孔を有する導電部材）として、貫通孔を有する銅箔である日立化成株式会社製の機能箔（商品名：ＴＨ－２０９０、厚さ：８μｍ、孔径：９０μｍ、開口率：３４％、通気度：４８４ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓ）を用いた。接続部材として、離型紙上に配置された熱可塑性樹脂（ナイロン）の不織布を有する日本バイリーン株式会社製の商品名「クモの巣シート」（厚さ：６０μｍ、目付量：１３ｇ／ｍ^２、通気度：６９８ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓ）を用いた。ホットメルト接着剤を塗布した糸として、ＡＳＳＥＭＳ社のＭＥＬＳＡ １５０Ｄを用いた。

（実施例１）
図４（ａ）に示す、積層体同士が接続部材により全面で接着する構造体を作製した。上述の絶縁性基材、導電部材及び接続部材を用いて、図４（ａ）の構成部材として、（Ａ１）「絶縁性基材１５１／接続部材１５２」、（Ｂ１）「絶縁性基材１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃ／接続部材１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃ／導電部材１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃ」、（Ｃ１）「接続部材１５６／絶縁性基材１５７／接続部材１５８」、（Ｂ２）「絶縁性基材１５９ａ，１５９ｂ／接続部材１６０ａ，１６０ｂ／導電部材１６１ａ，１６１ｂ」、（Ｃ２）「接続部材１６２ａ，１６２ｂ／絶縁性基材１６３ａ，１６３ｂ／接続部材１６４ａ，１６４ｂ」、及び、（Ｂ３）「絶縁性基材１６５ａ，１６５ｂ／接続部材１６６ａ，１６６ｂ／導電部材１６７ａ，１６７ｂ」の構成を有する所定の寸法の各積層体を下記の手順で作製した。

まず、絶縁性基材の皺を取り除いた後、絶縁性基材に不織布が接するように上述の接続部材を絶縁性基材に熱圧着し、さらに、離型紙を剥離することにより「絶縁性基材／接続部材」の積層体Ａ（上述の積層体Ａ１）を得た。また、積層体Ａの不織布に導電部材が接するように熱圧着することにより「絶縁性基材／接続部材／導電部材」の積層体Ｂ（上述の積層体Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）を得た。さらに、積層体Ａの絶縁性基材に不織布が接するように熱圧着することにより「接続部材／絶縁性基材／接続部材」の積層体Ｃ（上述の積層体Ｃ１，Ｃ２）を得た。

続いて、積層体Ｂ３及び積層体Ｃ２を重ねた後に熱圧着した。次に、積層体Ｂ３及び積層体Ｃ２が互いに積層された構造を有する構造体の下に積層体Ｂ２を重ねた後に熱圧着した。同様の手順で積層体Ｃ１、積層体Ｂ１及び積層体Ａ１を積層することで、図４（ａ）に示す構成を有する回路板Ａ１を得た。

（実施例２）
図４（ｂ）に示す、一部の積層体同士が接続部材で部分的に接着する構造体を作製した。具体的には、積層体Ｃ１、Ｃ２の下面にある接続部材１５６と１６２ａ、１６２ｂは、図２（ｅ）に示した様に積層体の外周部分のみに配置したものを用いた。それ以外は実施例１と同様の手順で回路板Ａ２を得た。

（実施例３）
図４（ｃ）に示す、一部の積層体同士が部分的に縫合された構造体を作製した。具体的には、積層体Ｃ１、Ｃ２の下面にある接続部材１５６と１６２ａ、１６２ｂは使用せず、その部分は縫合した。それ以外は実施例１と同様の手順で回路板Ａ３を得た。

（実施例４）
図５（ａ）に示す、一部の積層体同士がホットメルト接着剤を塗布した糸１８０で部分的に接合された構造体を作製した。具体的には、積層体Ｃ１、Ｃ２の下面にある接続部材１５６と１６２ａ、１６２ｂは使用せず、その外周部にホットメルト接着剤を塗布した糸１８０を縫合した積層体Ｃ１’、Ｃ２’を用いた。この積層体Ｃ１’、Ｃ２’と上述の積層体Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３をまとめて位置合せした後、１回の熱圧着操作で、回路板Ａ４を得た。

（実施例５）
図５（ｂ）に示す、積層体と絶縁性基材同士がホットメルト接着剤を塗布した糸１８０で部分的に接合された構造体を作製した。具体的には、積層体Ｃ１、Ｃ２の代わりに同じ大きさの絶縁性基材Ｄ１、Ｄ２を用いた。この絶縁性基材Ｄ１、Ｄ２および、上述の積層体Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の外周にホットメルト接着剤を塗布した糸１８０を縫合した。これらをまとめて位置合せした後、１回の熱圧着操作で、回路板Ａ５を得た。

また、上述の銅箔に代えて、めっきした繊維にカーボンコートして得られる導電布を用いて同様に回路板Ｂを得た。

回路板Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５及び回路板Ｂのそれぞれを用いて、図６及び図７に示す生体情報測定装置を構成して生体情報を測定した。その結果、いずれの回路板でも同等の精度の生体情報を得ることができた。

下記試験片を用いて通気度及び剛軟度を測定した。
まず、「絶縁性基材／接続部材／導電部材」の構成を有する上述の積層体Ｂと同じ積層体Ｘ１を作製した。次に、この積層体Ｘ１の下に、実施例１に示した積層体Ｃを配置して熱圧着し、積層体Ｘ２を作製した。この積層体Ｘ２の下に、別の積層体Ｘ２を配置して積層体Ｘ３を作製した。この積層体Ｘ３の下に、実施例１に示した積層体Ａを熱圧着して、積層体Ｘ４を作製した。この積層体Ｘ４の構造は、回路板Ａ１で３つの積層体が最も重なった部分と同じで、最も通気度が低く、剛軟度が高いものである。
次に、上述の積層体Ｘ１の下に、上述の積層体Ａを配置して熱圧着し、積層体Ｘ５を作製した。この積層体を３枚重ねたものを積層体Ｘ６とした。この構造は、回路板Ａ２および、Ａ３で３つの積層体が最も重なった部分と同じで、最も通気度が低いものである。
通気度試験用は、２００ｍｍ角の試験片である。積層体Ｘ１の通気度は２９～４０ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓ、積層体Ｘ２の通気度は２０～３０ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓ、積層体Ｘ４の通気度は６．３ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓ、積層体Ｘ６の通気度は７～８ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓであった。
剛軟度試験用は、２０ｍｍ幅で長さ１５０ｍｍの試験片である。回路板Ａ１の構造を持つ試験片として、上述の積層体Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の剛軟度を測定した。積層体Ｘ１は１．１～２．６ｍＮ・ｃｍ、積層体Ｘ２は４２０～５７０ｍＮ・ｃｍであったが、積層体Ｘ３は上述の方法ではほとんど変形せず、４０００ｍＮ・ｃｍ以上であった。
これに対し、回路板Ａ３の構造を持つ試験片として、２０ｍｍ幅で長さ１５０ｍｍに切断した上述の積層体Ｘ５を２枚重ね、長手方向に両脇を縫合した積層体Ｘ７を作製した。さらに、積層体Ｘ５の上に、積層体Ａを重ねて同様に縫合した積層体Ｘ８を作製した。積層体Ｘ７の剛軟度は１４６ｍＮ・ｃｍ、積層体Ｘ８では１１～１３ｍＮ・ｃｍであった。回路板Ａ２やＡ３の各積層体の接続形態は、積層体Ｘ７とＸ８の中間とみなすことができ、回路板Ａ１の構造である積層体Ｘ２、Ｘ３と比較して、柔軟性が高いことが分かった。
さらに、回路板Ａ３と回路板Ａ４を比較すると、柔軟性は同等であるが、前者の方法では各積層体Ｘ５の二つを位置合せして縫合した後、さらにもう一つの積層体Ｘ５を位置合せしてから縫合するというような逐次型の作業となる。その理由は、積層体の導体部材の位置が重なった部分を縫合すると、導電部材同士が短絡する恐れがあることと、積層体Ｘ５同士を縫合した糸で固定する部分が増加して柔軟性が低下するためである。これに対して、回路板Ａ４の方法では、各部材を全て位置合せしてから一度の熱圧着で作製することができるため、作業性に優れる。
また、回路板Ａ５もＡ４と同様に一度の熱圧着で作製することができるため、作業性に優れる上に、積層体Ｂと積層体Ａを接続するための接続部材が不要となり、柔軟性が向上する。

１…積層体、１０，１５１，１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃ，１５７，１５９ａ，１５９ｂ，１６３ａ，１６３ｂ，１６５ａ，１６５ｂ…絶縁性基材、２０，１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃ，１６１ａ，１６１ｂ，１６７ａ，１６７ｂ…導電部材、３０，１５２，１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃ，１５６，１５８，１６０ａ，１６０ｂ，１６２ａ，１６２ｂ，１６４ａ，１６４ｂ，１６６ａ，１６６ｂ…接続部材、１５０…回路板、１６９…縫合用の糸、１８０…ホットメルト接着剤を塗布した糸。

Claims (7)

1. 生体情報を測定するために用いられる回路板であって、
   繊維状の第１の絶縁性基材と、当該第１の絶縁性基材上に配置された多孔性の導電部材と、を備える少なくとも第１の積層体及び第２の積層体、並びに、前記第１の積層体及び前記第２の積層体の間に配置された繊維状の第２の絶縁性基材を備え、
   前記第１の積層体と前記第２の積層体とが互いに積層されている、回路板。
2. 前記導電部材が、銅及び銅合金からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む、請求項１に記載の回路板。
3. 前記第２の絶縁性基材の主面の外周部に接続部材が配置された状態で、前記第２の絶縁性基材と、前記第１の積層体及び前記第２の積層体の少なくとも一方とが前記接続部材を介して接続された、請求項１又は２に記載の回路板。
4. 前記第２の絶縁性基材の外周部と、前記第１の積層体及び前記第２の積層体の少なくとも一方とが縫合された、請求項１～３のいずれか一項に記載の回路板。
5. 前記第２の絶縁性基材と前記第１の積層体及び前記第２の積層体の少なくとも一方の外周部とに、ホットメルト接着剤を塗布した糸が縫合され、そのホットメルト接着剤に近接する前記第２の絶縁性基材と前記第１の積層体及び前記第２の積層体の少なくとも一方とが熱圧着された、請求項１～４のいずれか一項に記載の回路板。
6. 少なくとも一部分における通気度が２ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓ以上である、請求項１～５のいずれか一項に記載の回路板。
7. 少なくとも一部分におけるＪＩＳ Ｌ １０９６ ８．２１ Ｂ法で測定される剛軟度が２００ｍＮ・ｃｍ以下である、請求項１～６のいずれか一項に記載の回路板。

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