JP7433827B2 - データ取得方法および信号計測システム - Google Patents

Description

本発明は、データ取得方法および信号計測システムに関する。

従来から、生体表面に貼付し、生体を計測する貼付型の生体センサが知られている。そのような生体センサとして、例えば、データ取得用モジュールと、粘性を有するポリマー層と、ポリマー層上に配置される電極と、データ取得用モジュールおよび電極を接続する配線とを備える生体適合性ポリマー基板が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

そのような生体適合性ポリマー基板では、ポリマー層が生体表面に貼り付けられて、電極が生体信号、例えば心筋由来の電圧信号を検出し、データ取得用モジュールが心筋由来電圧信号を受信して記録する。

特開２０１２－１０９７８号公報

特許文献１には、ポリマー層などの保護材を、データ取得用モジュールが被覆されるように生体適合性ポリマー基板の上面に配置することも開示されている。この場合には、データ取得用モジュールなどの実装部品の脱落を防止したり、防水性を付与するため、保護材で実装部品を完全に密閉して接着する場合がある。

しかしながら、そうすると、保護材がポリマー基板やモジュールに接着しているため、計測後にデータ（メモリ）を取り出す際に、保護材を剥がしてモジュールを露出させる必要があり、モジュール内部のデータ（メモリ）を取り出すことが容易ではない。

一方、無線方式により、モジュール内の生体データを外部ディスプレイに送信して、取り出す方法も検討される。しかしながら、生体データの量は膨大であるため、通信時間が大幅にかかる不具合が生じる。また、医学的用途では、安全の観点から、より高い通信精度が求められる。したがって、無線方式での取得は、確実性に劣る。

本発明は、計測したデータをメモリから簡便かつ確実に取得できるデータ取得方法および信号計測システムを提供する。

本発明［１］は、物理的または電気的信号を感知するセンサ部と、前記センサ部からの信号をデータとして記憶するメモリと、前記メモリのデータを出力する端子と、前記メモリおよび前記端子を覆うカバーとを備えるセンサで前記データを取得するデータ取得方法であって、
前記メモリから前記データを取り出すためのプローブを備える外部装置を用意する工程と、
前記外部装置の前記プローブを前記端子に接触させることにより、前記メモリに記憶されている前記データを取り出す工程とを備える、データ取得方法を含む。

このデータ取得方法によれば、外部装置のプローブを端子に接触させることにより、メモリのデータを取得するため、測定したデータを簡便に取得することができる。また、プローブを端子に接触させる有線方式であるため、無線方式と比較して、通信速度や通信精度が良好である。よって、データを確実に取得することができる。

本発明の別の態様では、信号計測システムは、
計測データを保存する複数のデバイスが配置される受信器と、
前記受信器に配置された前記複数のデバイスに接触可能なプローブ機構と、
前記プローブ機構を用いて前記複数のデバイスから前記計測データを並列で読み出す制御回路と、
読み出された前記計測データを並列で処理する情報処理装置と、
を有し、
前記制御回路は、前記受信器に次のデバイスセットが配置されたタイミングで、前記プローブ機構を駆動し、前記情報処理装置によるデータ処理の完了のタイミングで前記次のデバイスセットからデータの並列読み出しを開始する。

この信号計測システムにより、待機時間を最小にして、高速のデータ読出しとデータ処理が可能になる。

好ましい構成例では、前記受信器は、前記複数のデバイスの配置状態に関する情報を生成し、出力し、前記制御回路は、前記情報に基づいて前記プローブ機構を駆動する。

これにより、次のデバイスセットの配置直後にプローブ機構のプローブを対応するデバイスに接触させることができる。

一例として、前記デバイスは、ケーシングに収容された状態で前記ケーシングを生体に接触させて前記生体の信号由来のデータを取得する生体センサであり、前記ケーシングから取り出され前記受信器に配置される。

このデータ取得方法によれば、生体を測定することができ、生体由来のデータを簡便に取得することができる。

本発明のデータ取得方法および信号計測システムによれば、計測したデータをメモリから簡便かつ高効率で取得することができる。

第１実施形態の信号計測システムに用いられる貼付型の生体センサの平面図である。 図１ＡのＡ－Ａ断面図を示す。 第１実施形態の生体信号計測システムのデータ取得の一態様を示す。 プローブを端子に接触させる一態様を示す図である。 データ取得の変形例（アライメント部を備える形態）を示す。 データ取得の別の変形例（１つの端子に複数のプローブを接触させる形態）を示す。 データ取得のさらに別の変形例（プローブが端子を貫通する形態）を示す。 生体信号計測システムの外部受信装置の変形例を示す。 生体信号計測システムの外部受信装置の別の変形例を示す。 外部受信装置のプローブの変形例を示す。 外部受信装置のプローブの別の変形例を示す。 第２実施形態の生体センサの模式図である。 第２実施形態のデータ取得方法のフローチャートである。 第２実施形態のデータ取得時の並列処理を示す。 比較例として一般的な逐次処理を示す。 第２実施形態の生体信号計測システムの模式図である。 第２実施形態で用いられるプローブの模式図である。 並列読出しを行うプローブ機構の模式図である。

＜第１実施形態＞
本発明の信号計測システムおよびその使用方法の一実施形態として、生体信号計測システムおよびその使用方法を、図１Ａ－図２Ｂを参照して説明する。

図１Ａは、第１実施形態の生体信号計測システムで用いられる貼付型の生体センサ２の平面図であり、Ｘ－Ｙ面内での構成を示す。図１Ｂは、図１ＡのＡ－Ａ断面図である。生体センサ２の厚み方向を、Ｘ－Ｙ面に直交するＺ方向とする。図２Ａ及び図２Ｂも、膜厚方向、すなわちＺ方向の断面図である。図示の便宜上、図１Ａでは、被覆層は省略されている。

１．生体信号計測システム
生体信号計測システム１は、図２および図２Ｂに示すように、貼付型の生体センサ２（センサの一例）と、外部受信装置３とを備える。以下、これらを詳述する。

２．生体センサ
貼付型の生体センサ２は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、生体に貼付するパッチ、かつ、生体からの信号を計測する計測器として構成されている。貼付型の生体センサ２は、Ｘ－Ｙ面内に延びるシートであり、たとえばＸ方向に長尺な平面視略略矩形状を有する。

貼付型の生体センサ２は、センサ基材４と、センサ部５と、電池付き制御部６と、センサ配線部７と、被覆層８とを備える。

（センサ基材）
センサ基材４は、センサ部５、電池付き制御部６およびセンサ配線部７を支持する可撓性の部材である。センサ基材４は、貼付型生体センサ２の外形をなす。センサ基材４は、伸縮性および感圧接着性を有する。

センサ基材４は、感圧接着層１１と、感圧接着層１１の上面（厚み方向一方面）に配置される基材層１２とを備える。

感圧接着層１１は、センサ基材４の下面（感圧接着面）を形成する。感圧接着層１１は、センサ基材４を生体に対して貼付するために、貼付型生体センサ２の下面に感圧接着性を付与するための層である。

感圧接着層１１の材料としては、例えば、生体適合性を有する材料が挙げられる。そのような材料としては、例えば、アクリル系感圧接着剤、シリコーン系感圧接着剤などが挙げられ、好ましくは、アクリル系感圧接着剤が挙げられる。アクリル系感圧接着剤としては、例えば、特開２００３－３４２５４１号公報に記載のアクリルポリマーなどが挙げられる。

感圧接着層１１の厚みは、例えば、１０μｍ以上、好ましくは、２０μｍ以上であり、また、例えば、９５μｍ以下、好ましくは、７０μｍ以下である。

基材層１２は、センサ基材４の上面を形成する。基材層１２は、感圧接着層１１とともにセンサ基材４の外形を形成し、感圧接着層１１を支持する層である。基材層１２の平面視形状は、感圧接着層１１の平面視形状と略同一である。基材層１２は、感圧接着層１１の上面全面に配置されている。

基材層１２の材料は、例えば、伸縮性を有する絶縁体などが挙げられる。そのような材料としては、例えば、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂などが挙げられ、好ましくは、ポリウレタン系樹脂が挙げられる。

基材層１２の厚みは、例えば、１μｍ以上、好ましくは、５μｍ以上であり、また、例えば、９５μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以下である。

また、基材層１２は、センサ配線部７に対応する基材溝１３を有する。基材溝１３は、センサ配線部７と同一形状および同一寸法を有する。

センサ基材４は、センサ部５に対応する複数（２つ）の貫通孔１４を有する。貫通孔１４は、センサ基材４の第２方向両端部にそれぞれ１つ形成されており、平面視略円形状を有する。

センサ基材４の平面視における寸法は、貼付型生体センサ２が貼付される生体の部位に応じて適宜設定される。センサ基材４のＹ方向の長さは、例えば、５ｍｍ以上、好ましくは、１０ｍｍ以上であり、また、例えば、３００ｍｍ以下、好ましくは、１００ｍｍ以下である。センサ基材４のＸ方向の長さは、例えば、３０ｍｍ以上、好ましくは、５０ｍｍ以上であり、また、例えば、１０００ｍｍ以下、好ましくは、２００ｍｍ以下である。

（センサ部）
センサ部５は、感圧接着層１１が生体の皮膚に貼付されるときに、皮膚に接触して、生体の信号（電気的信号、または、物理的信号）、例えば、電気信号、温度、振動、汗、代謝物などを感知（センシング）する電極（生体電極）である。

センサ部５は、複数（２つ）配置されている。複数のセンサ部５は、それぞれ、センサ基材４の貫通孔１４の内部に配置されている。具体的には、センサ部５は、センサ基材４の下面から露出するように、基材層１２に埋め込まれている。センサ部５は、感圧接着層１１とともに、センサ基材４の下面を形成する。センサ部５は、貫通孔１４と同一形状であり、略円筒形状を有する。

センサ部５の材料としては、例えば、金属導体、導電性樹脂（導電性高分子を含む）などが挙げられる。

（電池付き制御部）
電池付き制御部６は、制御部２１と、電池２２とを備える。制御部２１および電池２２は、互いに電気的に接続されている。

制御部２１は、センサ部５からの信号を計算処理して、記憶（格納）する集積回路である。制御部２１は、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）２３と、マイコン２４と、メモリ２５と、複数の端子２６と、配線基板２７とを備える。これらは、互いに電気的に接続されている。

ＡＤＣ２３は、センサ部５からの信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する素子である。例えば、貼付型生体センサ２が心電計である場合、センサ部５で取得した心臓の電位変化（電気信号）をデジタル信号に変換する。

マイコン２４は、デジタル信号を計算処理して、所定のデータに変換する。例えば、貼付型生体センサ２が心電計である場合、デジタル信号を、１６ビット、１ｋＨｚの心電図用データに変換する。

メモリ２５は、マイコン２４で計算されたデータ、または、ＡＤＣ２３からのデジタル信号などを記憶する素子である。例えば、貼付型生体センサ２が心電計である場合、心電図用データをメモリ２５に記憶する。

複数（２つ）の端子２６は、後述する外部受信装置３の複数のプローブ９と接触して、外部受信装置３にメモリ２５内部のデータを出力させる素子である。各端子２６は、平面視略矩形状を有する。

複数の端子２６は、制御部２１から上側に露出するように配置されている。具体的には、各端子２６は、配線基板２７の上面に配置されており、各端子２６の上面は、被覆層８と接触する。

配線基板２７は、ＡＤＣ２３、マイコン２４、メモリ２５、端子２６および電池２２を支持および固定し、これらを電気的に接続する素子である。配線基板２７は、ＡＤＣ２３と、マイコン２４と、メモリ２５と、端子２６とを下側から支持し、電池２２を上側および下側から支持する。具体的には、配線基板２７は、ＡＤＣ２３、マイコン２４、メモリ２５および端子２６を支持する平面視略矩形状の制御部支持部２７ａと、それと連続し、電池２２を支持する平面視略円形状の電池支持部２７ｂとを備える。

配線基板２７には、ＡＤＣ２３と、マイコン２４と、メモリ２５と、端子２６、電池２２およびセンサ配線部７（後述）を互いに電気的に接続する複数の配線（図示せず）が、配線基板２７の上面および下面にビアを介して形成されている。

電池２２は、円盤形状またはボタン形状を有する。電池２２は、上面および下面に、端子（正極端子または負極端子：図示せず）を備え、それぞれの端子は、リード線（図示せず）などを介して、配線基板２７と電気的に接続されている。

（センサ配線部）
センサ配線部７は、センサ基材４の上面に配置されている。具体的には、センサ配線部７は、その上面が基材層１２から露出するように、基材層１２の基材溝１３に埋め込まれている。

センサ配線部７は、複数（２つ）の配線（センサ配線）を備えており、センサ部５および電池付き制御部６を互いに電気的に接続する。具体的には、センサ配線部７は、第２方向一方側のセンサ部５と電池付き制御部６とを電気的に接続する第１配線と、第２方向他方側のセンサ部５と電池付き制御部６とを電気的に接続する第２配線とを備える。

センサ配線部７の材料としては、例えば、銅、ニッケル、金、それらの合金などの導体が挙げられ、好ましくは、銅が挙げられる。

センサ配線部７の厚みは、例えば、基材層１２の厚みより薄い。具体的には、配線の厚みは、例えば、０．１μｍ以上、好ましくは、１μｍ以上であり、また、例えば、９０μｍ以下、好ましくは、４５μｍ以下である。

（被覆層）
被覆層８は、センサ部５、電池付き制御部６およびセンサ配線部７を保護および固定する可撓性の部材である。

被覆層８は、センサ基材４の上面に配置されている。具体的には、被覆層８は、電池付き制御部６の上面および側面、ならびに、センサ部５およびセンサ配線部７の上面を被覆するように、センサ基材４の上面に配置されている。換言すると、被覆層８は、電池付き制御部６（ＡＤＣ２３、マイコン２４、メモリ２５、端子２６および電池２２）およびセンサ配線部７を、センサ基材４とともに完全に封止し、さらに、センサ部５の上面を被覆する。被覆層８は、センサ基材４と接着し、固定されている。被覆層８の平面視形状は、センサ基材４の平面視形状と略同一である。

被覆層８の材料は、例えば、伸縮性を有する絶縁体などが挙げられる。そのような材料としては、例えば、センサ基材４の材料と同一の絶縁体が挙げられ、好ましくは、ポリウレタン系樹脂が挙げられる。

被覆層８は、透明性を有する。これにより、貼付型生体センサ２を上側から目視した際に、端子２６を確認することができる。

被覆層８の弾性率は、例えば、１ＧＰａ以下、好ましくは、１５０ＭＰａ以下、より好ましくは、１０ＭＰａ以下であり、また、例えば、１ＭＰａ以上である。弾性率が上記した上限以下であれば、プローブ９が被覆層８を容易に貫通して、端子２６に到達することができる。

被覆層８の厚みは、例えば、１μｍ以上、好ましくは、５μｍ以上であり、また、例えば、９５μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以下である。

端子２６の上面における被覆層８の厚みＴは、例えば、０．１ｍｍ以上、好ましくは、１ｍｍ以上であり、また、例えば、２０ｍｍ以下、好ましくは、５ｍｍ以下である。上記厚みＴが上記した下限以上であれば、端子２６を確実に保護し、計測時における端子２６の破損や露出を抑制することができる。一方、上記厚みＴが上記した上限以下であれば、プローブ９が被覆層８を容易に貫通して、端子２６に到達することができる。

３．外部受信装置
外部受信装置３は、貼付型生体センサ２からのデータを受信する装置であって、内部メモリを内蔵し、図２Ａに示すように、複数（２つ）のプローブ９を備える。

複数のプローブ９は、メモリ２５に格納されているデータを取り出す端子である。各プローブ９は、長細い円錐状（針状）を有し、プローブ９の先端は、鋭角に尖っている。プローブ９の先端角度は、例えば、１２０度以下、好ましくは、９０度以下であり、また、例えば、１度以上、好ましくは、５度以上である。先端角度が上記した上限以下であれば、プローブ９が被覆層８を容易に貫通することができる。一方、先端角度が上記した下限以上であれば、プローブ９が短くすることができ、外部受信装置３の小型化を図ることができる。

複数のプローブ９は、複数の端子２６と対応するように配置されている。すなわち、複数のプローブ９同士の間隔は、複数の端子２６の間隔と略同一である。具体的には、一のプローブ９が一の端子２６と接触する際に、他のプローブ９が他の端子２６と接触できるように、複数のプローブ９は、配置されている。

プローブ９の他方端は、外部制御部（図示せず）に電気的に接続しており、外部制御部は、メモリ２５に格納されているデータを記憶するための外部メモリ（図示せず）を備える。

プローブ９の長さＬは、上記厚みＴよりも長く、具体的には、例えば、０．１ｍｍ以上、好ましくは、１ｍｍ以上であり、また、例えば、５０ｍｍ以下、好ましくは、１０ｍｍ以下である。

プローブ９の最大直径は、例えば、０．０５ｍｍ以上、好ましくは、０．１ｍｍ以上であり、また、例えば、５ｍｍ以下、好ましくは、１ｍｍ以下である。

４．生体信号計測システムの使用方法
信号計測システムの一例である生体信号計測システム１の使用方法を、図２Ａおよび図２Ｂを用いて、説明する。生体信号計測システム１の使用方法は、生体信号計測システム１を用いて、生体の信号由来のデータを取得する方法であり、具体的には、用意工程、計測工程、および、取り出し工程を順に備える。

（用意工程）
用意工程では、図２Ａに示すように、貼付型生体センサ２および外部受信装置３を揃えて、生体信号計測システム１を用意する。

（計測工程）
計測工程では、貼付型生体センサ２を生体に貼付し、生体を計測し、生体の信号由来のデータをメモリ２５に記憶させる。

具体的には、まず、貼付型生体センサ２を生体の皮膚に貼付する。すなわち、貼付型生体センサ２の下面（感圧接着層１１）を生体の皮膚に接触させる。これにより、貼付型生体センサ２は、生体の皮膚に感圧接着（貼付）されるとともに、センサ部５は、生体の皮膚と接触する。

次いで、生体を計測する。すなわち、電池２２を作動させて、制御部２１に電力を付与させる。これにより、貼付型生体センサ２において、生体の信号が、センサ部５にて感知され、その生体由来のアナログ信号は、ＡＤＣ２３に送信され、ＡＤＣ２３にてデジタル信号に変換される。そのデジタル信号は、マイコン２４にて所望のデータに計算処理される。その後、そのデータは、メモリ２５に逐次格納される。

計測が終了した後、貼付型生体センサ２を生体から剥離する。

貼付型生体センサ２が、心電計である場合は、まず、貼付型生体センサ２を生体の胸部に貼付し、電池２２を作動させる。これにより、心臓の電気信号（電位変化）がセンサ部５にて感知され、その電気信号（アナログ信号）は、ＡＤＣ２３に送信され、ＡＤＣ２３にてデジタル信号にて変換される。その心臓の電気信号（デジタル信号）は、マイコン２４にて、例えば、１６ビット、１ｋＨｚのデータレートとなるように計算処理される。その後、そのデータは、メモリ２５に逐次格納される。計測終了後、貼付型生体センサ２を胸部から剥離する。

（取り出し工程）
取り出し工程では、図２Ｂに示すように、複数のプローブ９を複数の端子２６に接触させる。

具体的には、複数のプローブ９を被覆層８に突き刺し、被覆層８を貫通させる。そして、複数のプローブ９を複数の端子２６の上面に接触させる。これにより、プローブ９および端子２６を介して、外部メモリおよびメモリ２５を電気的に接続させて、メモリ２５に格納されたデータを外部メモリに送信する。

その後、必要に応じて、外部メモリに受信されたデータを、公知の方法により別のコンピュータ内に取り込み、そのデータをコンピュータ画面に表示させ、データを確認する。

貼付型の生体センサ２が、心電計である場合は、複数のプローブ９を複数の端子２６に接触させることにより、メモリ２５に格納されたデータを外部メモリに送信させる。その後、必要に応じて、外部メモリに受信されたデータを、心電図波形として別のコンピュータ画面に表示させ、心電図波形を確認する。

５．生体信号計測システムの用途
この生体センサ２は、例えば、生体から電気信号を感知して生体の状態を計測できる装置であれば、特に限定されない。具体的には、貼付型心電計、貼付型脳波計、貼付型血圧計、貼付型脈拍計、貼付型筋電計、貼付型温度計、貼付型加速度計などが挙げられる。また、これらの装置は、それぞれ個別の装置でもよいし、一つの装置に複数のものが組み込まれていてもよい。

貼付型の生体センサ２は、好ましくは、貼付型心電計として用いられる。貼付型心電計では、センサ部５が心臓の活動電位を電気信号として感知する。

生体は、人体および人体以外の生物（動物、植物）を含むが、好ましくは人体である。

この生体信号計測システム１およびそれを用いたデータ取得方法によれば、外部受信装置３のプローブ９を、被覆層８を貫通させて端子２６に接触させることにより、メモリ２５のデータを取得する。そのため、生体由来のデータを簡便に取得することができる。

また、プローブ９を端子２６に接触させる有線方式であるため、無線方式と比較して、通信速度や通信精度が良好である。よって、データを確実に取得することができる。

６．変形例
以下の各変形例において、上記した一実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、各変形例を適宜組み合わせることができる。さらに、各変形例は、特記する以外、一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（１）図１Ａに示す生体信号計測システム１では、貼付型生体センサ２は、アライメント部を備えていないが、例えば、図３に示すように、貼付型生体センサ２は、複数（２つ）のアライメント部３１を備えることができる。

複数のアライメント部３１は、制御部２１およびセンサ基材４を厚み方向に貫通する貫通孔３２を備える。貫通孔３２は、平面視略円形状を有する。貫通孔３２の直径は、プローブ９の先端の直径以上となるように形成されている。

また、この実施形態では、複数のアライメント部３１に対応する複数のガイドピン３３を備える。

ガイドピン３３の長さは、プローブ９の長さよりも長く、かつ、貼付型生体センサ２の厚みよりも長い。

複数のガイドピン３３は、複数のアライメント部３１と対応するように配置されている。すなわち、複数のガイドピン３３同士の間隔は、複数のアライメント部３１の間隔と略同一である。具体的には、一のガイドピン３３が一のアライメント部３１に挿通する際に、他のガイドピン３３が他のアライメント部３１を挿通できるように、複数のガイドピン３３は、配置されている。

また、複数のガイドピン３３および複数のプローブ９は、複数のアライメント部３１および複数の端子２６と対応するように、配置される。具体的には、複数のガイドピン３３が複数のアライメント部３１に挿通した後、複数のプローブ９は、複数の端子２６と接触できるように、複数のガイドピン３３および複数のプローブ９は、配置されている。

図３に示す構成例では、被覆層８に被覆されたアライメント部３１を容易に認識することができる。プローブ９は、アライメント部３１を基準にして、端子２６と容易に接触することができる。

アライメント部３１の数は限定されず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

（２）図２Ａおよび図２Ｂに示す生体信号計測システム１では、外部受信装置３は、２つのプローブ９を備え、１つの端子２６に対して１つのプローブ９を接触させているが、１つの端子２６に接触するプローブ９の数は限定されない。

例えば、図４に示すように、４つのプローブ９を備え、１つの端子２６に対して、複数（２つ）のプローブ９を接触させることもできる。

また、端子２６およびプローブ９の数は限定されず、それぞれ、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。

（３）図２Ａおよび図２Ｂに示すデータ取得方法では、プローブ９を端子２６の上面に配置するように、プローブ９を端子２６に接触させているが、例えば、図５示すように、プローブ９が端子２６およびセンサ基材４を貫通するように、プローブ９を端子２６に接触させることもできる。

（４）図２Ａおよび図２Ｂに示す外部受信装置３では、プローブ９は、針状（円錐状）を有するが、三角錐状などの多角錐状を有していてもよい。また、プローブ９は、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、先端が尖った長尺な板状を有していてもよい。この実施形態では、プローブ９の先端としては、例えば、図６Ａに示す三角形状、図６Ｂに示す円弧状などが挙げられる。

（５）図２Ａおよび図２Ｂに示す外部受信装置３では、プローブ９は、先端が尖っているが、例えば、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、先端が尖っていない形状（平坦状）を有していてもよい。例えば、この実施形態では、プローブ９は、図７Ａに示すように、上下方向に延びる矩形状（角型棒状）であってもよく、図７Ｂに示すように、上下方向を含む面方向に延びる矩形状（短冊状）であってもよい。貫通のし易さの観点では、図２Ａ、図２Ｂ、図６Ａ、および図６Ｂに示す形態が挙げられる。また、端子２６との接触のし易さの観点では、図７Ａおよび図７Ｂに示す形態が挙げられる。

（６）図１Ａに示す貼付型生体センサ２では、制御部２１および電池２２を一つの部品（電池付き制御部６）として備えているが、例えば、図示しないが、これらは、別々の部材であってもよい。この実施形態、制御部２１および電池２２は、センサ配線部７を介して、電気的に接続されている。

＜第２実施形態＞
図８は、第２実施形態の生体センサ２００の模式図である。第１実施形態では、実装部品が搭載された配線基板２７は被覆層８で覆われていた。第２実施形態では、生体センサ２００は開封可能に形成され、センサチップ６０はケーシング８０の中に取り出し可能に配置されている。センサチップ６０は、種々のデータを計測してメモリに保持するデバイスの一例であり、データ読み出しの対象である。

図８の（Ａ）は、生体センサ２００の平面模式図、図８の（Ｂ）は、図８の（Ａ）のＢ－Ｂ断面図である。

生体センサ２００のセンサチップは、ケーシング８０の内部の空間内に配置され、たとえばハサミ等をいれることで、カバー８１を外しやすい構成となっている。第１実施例と同様に、センサ部６５として機能する電極がケーシング８０の裏面に露出するように配置されている。センサチップ６０は、データ計測後にケーシング８０の外へ取り出され、計測データが読み出される。

図９は、第２実施形態のデータ取得方法のフローチャートである。まず、生体センサ２００のケーシング８０を開封して、センサチップ６０を取り出す（Ｓ１）。ケーシング８０の開封とセンサチップ６０の取り出しは、オペレータが手動で行ってもよいし、ロボットアーム等によって自動的に行われてもよい。センサチップ６０の取り出し作業自体は、１分程度、またはそれ以下で完了する。

取り出したセンサチップ６０を受信器に配置する（Ｓ２）。センサチップ６０の受信器への配置は、オペレータが手動で行ってもよいし、ロボットアーム等の自動搬送装置で行ってもよい。

受信器は、単一のセンサチップ６０を収容する構成であってもよいが、良好な構成例では、複数のセンサチップが収容されて、並列的にデータが読み出される。センサチップ６０を受信器に配置する作業自体は、１分程度、またはそれ以下で完了する。

センサチップ６０の読出し用の端子にプローブを接続する（Ｓ３）。端子は、たとえば、センサチップ６０の表面に設けられた導通パッドである。センサチップ６０の端子にプローブを接続する作業自体は、１分程度、またはそれ以下で完了する。

受信器に複数のセンサチップ６０を配置する場合は、複数のプローブを各センサチップ６０に接続する。後述するプローブ機構を用いることで、複数のプローブをほぼ同時に、対応するセンサチップ６０の導通パッドに接続することができる。

ステップＳ１～Ｓ３が、データ読み出しのための準備工程Ａであり、トータルで３分程度である。

次に、プローブで、各センサチップ６０から計測データを読み出す（Ｓ４）。計測データの読出しは、１分程度である。各センサチップ６０から読み出されたデータは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の情報処理装置で、変換処理、フィルタ処理等のデータ処理を並列で受ける（Ｓ５）。データ処理に３分程度かかる。

情報処理装置で処理されたデータは、サーバ、データセンタ、クラウド等、システムの外部に転送されてもよい（Ｓ６）。この転送ステップＳ６は、たとえば５分程度である。データ処理の工程（Ｓ５）と、処理後のデータの転送（Ｓ６）は、パラレルで同時に行われてもよい。外部装置へのデータの転送は必須ではなく、変換及び処理されたデータをＰＣ等の内部メモリに一時的に保存してもよい。

データの読出し（Ｓ４）が終了すると、センサチップ６０は受信器から取り外し可能になる（Ｓ７）。センサチップ６０の取り外し作業自体は、１分程度、またはそれ以下で完了する。変換、フィルタリング等のデータ処理中（Ｓ５）に、読み取りが完了したセンサチップ６０を取り外して、次のセンサチップ６０の組をセットしてもよい。

データの読出し（Ｓ４）の完了の後に、受信器に次のセンサチップの組が配置されたか否かが判断される（Ｓ８）。次のセンサチップの組の有無は、たとえば受信器から各センサチップ６０の配置状態に関する情報を取得することで判断され得る。あるいは、受信器の各配置位置における圧力、質量、電気容量などの変化に基づいて、各センサチップ６０のセット位置、セット位置におけるセンサチップ６０の有無、セッティングエラーなどが判断されてもよい。

次のセンサチップの組が配置されている場合は（Ｓ８でＹＥＳ）、ステップＳ３に戻り、次のセンサチップに対してＳ３～Ｓ７を繰り返す。次のセンサチップに対するデータ読出しは（Ｓ４）は、前回のセンサチップの変換／フィルタ処理が完了した時点で開始されことが望ましい。所定時間以上、次のセンサセットの配置が無い場合は（Ｓ８でＮＯ）、処理を終了する。

図９のデータ取得方法では、複数のセンサチップからデータの読出しが並列で行われ、かつ、読み出されたデータに施される処理も並列的に行われ、データ取得作業の回数が低減される。また、データ読出し（Ｓ４）が終わった時点で、センサチップ６０を受信器から取り出して、次のセンサチップ６０をセットし、変換／フィルタ処理（Ｓ５）の直後からデータの読み出し開始できるので、処理時間がさらに短縮される。

上述した各工程に要する時間は一例であり、センサチップ６０のメモリ容量等によって多少変化する。その場合でも、取得したデータのデータ処理が完了するタイミングで、次のセンサチップの組から並列でデータ読み出しが開始される。

図１０Ａは、第２実施形態のデータ取得時の並列処理を示す。図１０Ｂは、比較例として、一般的な逐次処理を示す。図１０Ａでは、１セット目のセンサチップのデータの読出し（Ｓ４）が終わった時点で、１セット目のセンサチップは受信器から取り外される。この時点で、２セット目の生体センサ２００が開封されており、パッケージから２セット目のセンサチップ６０が取り出されている。２セット目の生体センサ２００の開封とセンサチップ６０の取り出し（Ｓ１）は、１セット目の変換／フィルタ処理（Ｓ５）の間、またはそれ以前に行われてもよい。

１セット目のセンサチップ６０が受信器から取り外されると、２セット目のセンサチップ６０の組が受信器にセットされて（Ｓ２）、プローブ接続される（Ｓ３）。１セット目のセンサチップ６０から読み出されたデータの変換／フィルタ処理（Ｓ５）の完了の直後から、２セット目のセンサチップ６０からのデータ読み出しが行われる（Ｓ４）。２セット目に複数のセンサチップ６０が含まれている場合は、データ読出しは並列で行われる。

１セット目で読み出されたデータの転送中（Ｓ６）に、２セット目のセンサチップ６０から読み出されたデータの変換／フィルタ処理（Ｓ５）が行われる。

３セット目のセンサチップ６０も同様に、２セット目のセンサチップ６０のデータ読出し（Ｓ４）が完了して受信器から取り外されると、受信器に配置されてプローブ接続される。２セット目の変換／フィルタ処理（Ｓ５）の完了の直後から、３セット目のセンサチップ６０からデータの並列読み出しが開始される。

この構成および手法によって、待機時間が最小になり、効率的なデータ読み出しが実現される。

これに対し、図１０Ｂの逐次処理では、ステップＳ１～Ｓ７が順次行われる。１セット目のデータ読み出し（Ｓ１）が完了すると、１セット目のセンサチップを受信器から取り外すことは可能である。しかし、２セット目のセンサチップからのデータの読出しは、１セット目の手順が完了した後になり、待機時間が発生する。複数のセンサチップから並列でデータが読み出されるとしても、次のセンサチップのセットからのデータ読出しのタイミングが遅い。第２実施形態のデータ読出しは、図１０Ｂの非効率的なデータ読出しを解決する。

図１１は、第２実施形態の生体信号計測システム１０１の模式図である。生体信号計測システム１０１は、データ読出し装置３０と、情報処理装置１０４を含む。データ読出し装置３０は、第１実施形態の外部受信装置３に対応し、生体センサ２００からデータを読み出す。情報処理装置１０４からデータの転送を受けるサーバ１０５等が生体信号計測システム１０１に含まれていてもよい。

データ読出し装置３０は、受信器３０１と、データ読出し機１０３を有する。データ読出し機１０３には、後述するようにデータ読出し用のプローブ機構が接続されている。

受信器３０１は、複数のセンサチップ６０が配置可能に構成されている。この例では、センサチップ６０－１～６０－４の４つのセンサチップが配置されているが、配置可能なセンサチップの数は４つに限定されない。

上述のように、受信器３０１は、各センサチップ配置位置におけるセンサチップ６０の有無を示す情報を生成して、データ読出し機１０３に送信してもよい。センサチップ６０のセット時にエラーが生じたときに、エラーが生じたセンサチップ６０を示す情報、またはそのセンサチップ６０が配置されている位置に関する情報を表示する手段をもっていてもよい。配置エラーに関する情報を表示することで、オペレータにセンサチップ６０の再配置などを促すことができる。配置エラーに関する情報の表示とともに、エラー情報をデータ読出し機１０３、情報処理装置１０４などに出力してもよい。

データ読出し機１０３は、受信器３０１に配置されるセンサチップ６０の数に応じた制御回路１３１～１３４を有する。制御回路１３１－１３４は、後述するプローブ機構を介して、センサチップ６０－１～６０－４からデータを並列で読み出し、読み出したデータを、ＵＳＢなどのバス１０２等を介して情報処理装置１０４に入力する。データ読出し機１０３に、制御回路１３１～１３４の全体の動作を制御する上位の制御回路が設けられていてもよい。

制御回路１３１～１３４は、情報処理装置１０４へのデータの供給が完了すると、センサチップ６０－１～６０－４が取り外し可能な状態になったことを示す信号を受信器３０１に出力してもよい。データ処理の完了は、それまで各センサチップ６０－１～６０－４に接触していたプローブ機構を非接触にすることで、受信器３０１に通知されてもよい。その後、受信器３０１から次のセンサチップ６０の組がセットされたか否かを示す情報を取得してもよい。

受信器３０１に次のセンサチップ６０の組がセットされると、プローブが各センサチップ６０に接続され、次のデータの読み出しが自動的に開始される。この間に、情報処理装置１０４は、処理済みのデータを、たとえば外部のサーバ１０５、クラウド、データセンタ等に転送してもよい。逆にいうと、情報処理装置１０４によるデータ転送中に、次のセットのデータ読み出しとデータ処理を行うことができ、待機時間を最短にできる。

図１２は、第２実施形態で用いられるプローブユニット９５の模式図である。プローブユニット９５は、たとえばピンボードとして形成されており、配線９２によって制御回路１３１に接続されている。プローブユニット９５は、センサチップ６０－１の導通パッド６６の数に応じたピン９１を有していてもよい。

制御回路１３１によって、プローブユニット９５を用いて読み出されたデータは、バス１０２を介して情報処理装置１０４に入力される。

図１３は、並列読出しを行うプローブ機構９０の模式図である。プローブ機構９０は、配線ボード９７に保持される複数のプローブユニット９５－１、９５－２を有する。プローブユニット９５－１、および９５－２は、受信器３０１に配置されているセンサチップ６０－１、および６０－２からデータを読み出す。各プローブユニット９５は、図示しない配線等によって配線ボード９７に接続されており、配線ボード９７は、データ読出し機１０３（図１１参照）と接続されている。

ピン９１を有する各プローブユニット９５は、バネ等の弾性部品９３で配線ボード９７に取り付けられていてもよい。バネによって個々のプローブユニット９５が可動になり、対応するセンサチップ６０上の導通パッド６６に、ピン９１の先端を押圧することができる。ピン９１と各センサチップ６０との接触を確実にして、データの並列読み出しの信頼性を高めることができる。

＜その他の構成例＞
第１実施形態および第２実施形態では、本発明の信号計測システムとその使用方法の一例として、生体を計測する生体信号計測システムとその使用方法（データ取得方法）を説明したが、本発明の信号計測システムおよびその使用方法は、これらに限定されない。例えば、家電・電子機器、建築物部材、輸送機器部材、フィルム（光学フィルム、包装フィルムなど）などを計測するための信号計測システムおよびその使用方法に用いることができる。

１，１０１ 生体信号計測システム
２、２００ 生体センサ
３ 外部受信装置
５ センサ部
８ 被覆層
９ プローブ
２５ メモリ
２６ 端子
３０ データ読出し装置
３１ アライメント部
５０ センサ電極
６０、６０－１～６０－４ センサチップ（デバイス）
６６ 導通パッド
８０ ケーシング
８１ カバー
８２ ボトムプレート
９０ プローブ機構
９１ ピン
９５ プローブユニット
１０２ バス
１０３ データ読出し機
１０４ 情報処理装置
１０５ サーバ
１３１、１３２、１３３、１３４ 読出し制御回路
３０１ 受信器

Claims (7)

1. 物理的または電気的信号を感知するセンサ部と、前記センサ部からの信号をデータとして記憶するメモリと、前記メモリのデータを出力する端子と、前記メモリおよび前記端子を覆うカバーとを備えるセンサから前記データを取得するデータ取得方法であって、
   前記メモリから前記データを取り出すためのプローブを備える外部装置を用意する工程と、
   前記外部装置の前記プローブを前記端子に接触させることにより、前記メモリに記憶されている前記データを取り出す工程と、
   前記メモリと前記端子とをそれぞれ有する複数のデバイスを受信器に配置する工程と、
   を備え、
   前記外部装置に、前記複数のデバイスから並列でデータを取り出すプローブ機構と、前記プローブ機構による前記複数のデバイスからのデータ読み出しを制御する制御回路と、を設け、
   前記受信器で、前記複数のデバイスの配置状態に関する情報を生成して出力し、
   前記制御回路において、前記情報に基づいて前記プローブ機構を駆動し、前記プローブ機構で並列に読み出された前記データに対するデータ処理が完了するタイミングで、次のデバイスセットからデータの並列読み出しを開始する、
   ことを特徴とするデータ取得方法。
2. 前記カバーは、開封可能なケーシングの一部であり、前記メモリ、および前記端子は、前記ケーシングの内部に収容された前記デバイスに設けられており、
   前記プローブは、前記ケーシングから取り出された前記デバイスの前記端子に接触することを特徴とする請求項１に記載のデータ取得方法。
3. 前記制御回路は、前記データ処理がなされたデータの転送中に、前記次のデバイスセットから読み出されたデータの処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のデータ取得方法。
4. 計測データを保存する複数のデバイスが配置される受信器と、
   前記受信器に配置された前記複数のデバイスに接触可能なプローブ機構と、
   前記プローブ機構を用いて前記複数のデバイスから前記計測データを並列で読み出す制御回路と、
   読み出された前記計測データを並列で処理する情報処理装置と、
   を含み、
   前記制御回路は、前記受信器に次のデバイスセットが配置されたタイミングで、前記プローブ機構を駆動し、前記情報処理装置によるデータ処理の完了のタイミングで前記次のデバイスセットからデータの並列読み出しを開始し、
   前記受信器は、前記複数のデバイスの配置状態に関する情報を生成して出力し、
   前記制御回路は、前記情報に基づいて前記プローブ機構を駆動することを特徴とする信号計測システム。
5. 前記情報は、各デバイスの配置位置、前記配置位置における前記デバイスの有無、および配置エラーの少なくともひとつを含むことを特徴とする請求項４に記載の信号計測システム。
6. 前記デバイスは、ケーシングに収容された状態で前記ケーシングを生体に接触させて前記生体の信号由来のデータを取得するセンサチップであり、前記ケーシングから取り出され前記受信器に配置されることを特徴とする請求項４または５に記載の信号計測システム。
7. 前記デバイスは、生体に接触して前記生体からの信号を感知する生体センサであり、前記生体センサは、前記プローブ機構の前記生体センサに対するアライメントの基準となるアライメント部をさらに備えることを特徴とする、請求項４～６のいずれか１項に記載の信号計測システム。

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