JPS6155971B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は心電図等の測定に際し、生体表皮に装
着し生体の電気現象を抽出する為の生体用導電性
樹脂電極に関する。 従来の生体用電極は銀、銀・塩化銀、ステンレ
ス、洋白、ニツケルの如き金属単体のもの、銀・
塩化銀とステンレス又は銀・塩化銀とニツケル又
は銀メツキをしたもの等の組合せで使用されてい
る。しかしこれらの電極は生体表皮に電解液を介
して装着させるため、電解液によつて電極が腐食
され接触不良を起しノイズ発生の原因となつた。
このため生体電位の抽出が困難であつた。又、銀
あるいは銀・塩化銀にあつては貴金属であるため
高価で汎用に供しにくかつた。このため銀の使用
量を減少させた生体用電極として、プラスチツク
基材に銀メツキをしたもの、あるいは銀を電解処
理し電極表面に塩化銀の膜を形成したものを用い
るようになつた。しかるにこのような生体用電極
を生体表皮に装着した場合は、これらの電極を心
電計等と電気的接続をしなければ電位の導出をす
ることができない。このため生体用電極に設けら
れたリード線接続突起に、コネクタの先端に結合
された金属挾持片を挾持させ電気的な接続をして
いた。 しかし電極に設けられたリード線接続突起とコ
ネクタに設けられた金属挾持片の結合部分は、生
体の動きに伴い摩擦するものであつた。したがつ
て長期使用においては接続部分のメツキ層が摩滅
又は剥離してノイズを発生し接続不良の原因とな
り、正確な生体信号を導出することは難かしかつ
た。特に銀電極の表面に塩化銀処理したもので
は、塩化銀の材料が腐食性のものであるため接続
されるコネクタの金属挾持片を腐食させやすく同
様にノイズ発生及び接続不良の原因を生じさせ
た。 これに対し従来導電性を有する樹脂を用いて生
体電極を成形する技術が提案されている。一般的
に導電性樹脂はPE、PP、PVC、PS、ABSあるい
はナイロン、ポリエステル等のエンジニアリング
プラスチツク等を基材とし、これに導電性を有す
るカーボングラフアイト、銀等の粉末をフイラー
として添加したものでこの技術を利用することに
より、安価で軽量なしかも量産のできる電極を提
供することができる。しかしこの種の材料は、電
極の製造を容易にするため低い温度で射出成形で
きる組成となつている。このような材料で形成さ
れた電極は柔かく、その表面に摩擦、圧力等の応
力を加えると導電フイラーの導電構造に破壊が起
り抵抗値が不安定になつたり高抵抗となり導電性
を悪くする欠点があつた。ところが生体電極は前
述のように運動する生体表皮に長時間付着させ電
位を検出するものであるため、リード線接続突起
の電気伝導度が容易に破壊されるこの種の材料を
そのまま用いることは生体用電極として不向きで
あつた。 本発明はかかる欠点を解決する為になされたも
ので、その目的は、成形が容易であり、しかも使
用時においてリード線接続突起の抵抗値が安定し
た生体用電極を提供することである。そこで本発
明では電極そのものを導電性樹脂で構成し、この
電極の少くともリード線接続突起に導電性塗料を
塗布せしめ機械的強度を強化し導電性を維持せし
めた生体用導電性樹脂電極を作成した。 以下、図面とともに本発明の一実施例について
説明する。第１図及び第３図は本発明の生体用導
電性樹脂電極の断面図で、第１図はリード線接続
突起部分にのみ導電性塗料を塗布したものであ
り、第３図は電極体全体に導電性塗料を塗布した
ものを示す。 これらの図において１は電極体である。電極体
１は生体表皮装着面に環状の端縁１１を有し、こ
の端縁１１の内側は偏平の電極部分１２に形成さ
れ電解質を含浸させたスポンジ（図示せず）の介
在を可能にしている。１３はリード線接続突起を
形成し、第２図記載の如き導電性の挾持片２で挾
持し、この挾持片２に接続されたリード線３を介
して外部の心電計等と電気的な接続を可能にして
いる。又、この電極体の材質は例えば94％〜40％
のABSからなる基材に、６〜60％のカーボン又
はグラフアイトを混合しミキサーやロールにより
カーボンのストラクチユアを破壊しないように混
練し一定の温度に加熱したものを成形したもので
ある。尚、この電極体においてカーボンの割合が
６％未満となると電極部分１２の表面の抵抗が１
×10⁶Ωと高くなり微弱な生体電位抽出の障害と
なり好ましくない。また60％を越すと得られた成
形体の強度が脆くなり使用に耐えなくなる。尚、
射出成形の場合は成形が困難となり好ましくな
い。尚、このときの基材とフイラーの混合物の射
出温度は基材の材質により異なるが、例えば基材
がABSの場合には160℃〜300℃の範囲において
なされることが好ましく、射出温度が160℃未満
では樹脂の流れが悪いため成形性が悪く能率的で
なく、300℃を越えるものについては樹脂が熱分
解を起し好ましくない。

【表】

【表】 表1A、表1BはABSを基材としこれにカーボン
を一定の範囲で混入した混合物の試料につき射出
温度、射出成形の容易性、電極部分の導電性及び
破壊強度を示したものである。同表において試料
Ａに示す如くABS98％にカーボン２％混練させ
たものは、射出成形の容易性においては良好であ
るが、導電性即ち電極部分の抵抗値が１×10⁶Ω
以上にもなり好ましくない。又、試料Ｄは
ABS40％にカーボン60％を混練させたものであ
るが成形性が悪いばかりか破壊強度も１Kg／cm²以
下で好ましくない。試料Ｅは射出温度150℃にし
たときのものであるが同様に射出成形性が悪い。
この点試料，は射出成形も容易であり電極部
分の導電性も500Ω以下と良好である。又、破壊
強度も１Kg／cm²以上であり生体用電極としての強
度に耐え得る。第１図において４は0.05〜0.1mm
程度の厚さで塗膜形成された導電性塗料である。 この塗料にはカーボン系と金属系がある。前者
はカーボン粒子又はグラフアイトあるいはこれら
の混合物10〜70重量％に樹脂30〜90重量％を加え
たものである。又、後者はAg，Ni，Cu等の金属
粉末60〜95重量％に樹脂５〜40重量％を加えたも
のである。

【表】 表２は表１の試料Ｃを基にこれにカーボン系の
導電性塗料の成分範囲を変えて電極のリード線接
続突起部分へ塗布したときの表面抵抗値変化を示
す。 同表において試料C1はカーボン粒子80重量％
にアクリル樹脂20重量％とを加えた基材100％に
対してシンナー等からなる溶剤を100％〜200％加
え混合した導電性塗料を示す。この試料はカーボ
ン粒子含有量が多いので導電性塗料を塗布した時
から抵抗値が155Ωを低い。しかし脆くて剥離し
やすいため長期使用に供し得ない。又、試料
C4，C5の如くカーボン粒子が50重量％未満では
回転による摩擦を与える前において既にその抵抗
値が高く好ましくない。又、試料C5は導電性塗
料をリード線接続突起に塗膜後、回転による摩擦
を100回、1000回、2000回、4000回と増加させる
に伴い抵抗値も緩慢に上昇し変化する為好ましく
ないものである。

【表】

【表】 表３及び表４は表１の試料Ｃを基にこれに金属
系の導電性塗料を塗膜した実施例である。これら
の表において試料C7はAg粒子98重量％にメテル
メタクリル樹脂２重量％を加えた基材100％に対
して溶剤を300％を加え混合したものである。こ
の試料はAg粒子含有量が多いので抵抗値も115Ω
と低いが、C1同様脆くて剥離しやすい。又、試
料C11の如くAg粒子の含有量が60重量％未満で
は抵抗値が500Ωと高く好ましくない。又、試料
C12はNi粒子98重量％にキシレン樹脂２重量％を
加えた基材100％に対して溶剤250％加え混合した
ものである。この試料はNi粒子含有量が多いの
で抵抗値も160Ωと低い。しかし1000回、2000
回、3000回の回転摩擦を塗膜に与えた場合のリー
ド線接続突起部分の表面抵抗値は急激に上昇し剥
離する。又、試料C15，C16の如くNi粒子が75重
量％未満では抵抗値が高く好ましくない。又、試
料C16はNi粒子の含有量を55重量％としこれにキ
シレン樹脂45重量％を加えた基材100％に溶材を
300％加え混合したものである。これはNi粒子の
含有量が少ない為表面抵抗値は800Ωと高いばか
りか、回転摩擦を与えた場合の表面抵抗値も除々
に上昇する為好ましくないものである。 したがつて前記表２，表３，表４からも明らか
な如くリード線接続突起に好ましい成分の導電性
塗料を塗布した試料C2，C3，C8，C9，C10，
C13，C14は抵抗値が113Ω〜170Ωの範囲と低
く、回転による摩擦を1000回〜4000回与えても抵
抗値の変化は無い。 尚、上記実施例で溶剤は基材100％に対し100％
〜300％ぐらいの範囲で添加したが基材との関係
でこれに限定されないことは当然である。又、塗
装回数との関係で広範である。 このように本発明ではリード線接続突起を有す
る電極体を、樹脂と導電性粉末が夫々所定範囲内
の重量％であつて低い射出温度で成形できる導電
性樹脂により一体に作成し、更に上記リード線接
続突起に、同じく樹脂と導電性粉末とからなるが
夫々の重量％が上記所定範囲とは異なる範囲内に
あり塗膜成形後は硬質となり低抵抗の導電性塗料
を塗布している。このため本発明の生体用電極は
製造が容易であり、しかも使用時においてはリー
ド線接続突起が挾持片によつて摩耗することがな
いので、これらの接触部分の抵抗値を長時間に亘
り低く押え得る。このため生体表皮に本発明の電
極を装着し長時間に亘つて生体の電位を抽出して
も患者の体動によりリード線接続突起の摩耗が防
止されるため安定した生体電位の抽出が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図，第３図は本発明の一実施例を示した断
面図で、第１図は導電性樹脂電極のリード線接続
突起部分にのみ導電性塗料を塗布したものであ
り、第３図はこの電極の全部に導電性塗料を塗布
したものである。第２図は第１図及び第３図の電
極のリード線接続突起に挾持される挾持片の斜視
図を示す。 １…生体用導電性樹脂電極、１３…リード線接
続突起、４…導電性塗料。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ リード線接続突起を有し、６〜40重量％のカ
   ーボン又はグラフアイトを含有する導電性樹脂に
   より一体成形された電極体の該リード線接続突起
   に、カーボン又はグラフアイトからなる導電性粉
   末50〜70重量％、樹脂30〜50重量％及び溶剤から
   なる導電性塗料、又は、Ag，Ni，Cu，の導電性
   金属粉末95〜75重量％、樹脂５〜25重量％及び溶
   剤からなる導電性塗料を塗膜形成した生体用導電
   性樹脂電極。