JPWO2020085035A1 - 生体用電極、生体センサーおよび生体信号測定システム - Google Patents
生体用電極、生体センサーおよび生体信号測定システム Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2020085035A1 JPWO2020085035A1 JP2020506365A JP2020506365A JPWO2020085035A1 JP WO2020085035 A1 JPWO2020085035 A1 JP WO2020085035A1 JP 2020506365 A JP2020506365 A JP 2020506365A JP 2020506365 A JP2020506365 A JP 2020506365A JP WO2020085035 A1 JPWO2020085035 A1 JP WO2020085035A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- biological electrode
- biological
- silicone rubber
- columnar portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
- A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
- A61B5/291—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electroencephalography [EEG]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
- A61B5/263—Bioelectric electrodes therefor characterised by the electrode materials
- A61B5/268—Bioelectric electrodes therefor characterised by the electrode materials containing conductive polymers, e.g. PEDOT:PSS polymers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
- A61B5/263—Bioelectric electrodes therefor characterised by the electrode materials
- A61B5/265—Bioelectric electrodes therefor characterised by the electrode materials containing silver or silver chloride
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
- A61B2560/04—Constructional details of apparatus
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
- A61B2560/04—Constructional details of apparatus
- A61B2560/0462—Apparatus with built-in sensors
- A61B2560/0468—Built-in electrodes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0209—Special features of electrodes classified in A61B5/24, A61B5/25, A61B5/283, A61B5/291, A61B5/296, A61B5/053
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0209—Special features of electrodes classified in A61B5/24, A61B5/25, A61B5/283, A61B5/291, A61B5/296, A61B5/053
- A61B2562/0215—Silver or silver chloride containing
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/12—Manufacturing methods specially adapted for producing sensors for in-vivo measurements
- A61B2562/125—Manufacturing methods specially adapted for producing sensors for in-vivo measurements characterised by the manufacture of electrodes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/16—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
- A61B2562/164—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors the sensor is mounted in or on a conformable substrate or carrier
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
- A61B5/0004—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by the type of physiological signal transmitted
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
- A61B5/0004—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by the type of physiological signal transmitted
- A61B5/0006—ECG or EEG signals
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0048—Detecting, measuring or recording by applying mechanical forces or stimuli
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0048—Detecting, measuring or recording by applying mechanical forces or stimuli
- A61B5/0053—Detecting, measuring or recording by applying mechanical forces or stimuli by applying pressure, e.g. compression, indentation, palpation, grasping, gauging
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0082—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/369—Electroencephalography [EEG]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
- A61B5/6814—Head
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
Description
板状支持部と、
前記板状支持部の一面に設けられた、弾性柱状部と、
前記弾性柱状部の先端を覆うように形成された、導電性樹脂層と、
を備える生体用電極であって、
前記弾性柱状部が、シリコーンゴムを含み、
前記導電性樹脂層が、導電性フィラーおよびシリコーンゴムを含み、
37℃、JIS K 6253(1997)に準拠して測定される、前記弾性柱状部の表面におけるタイプAデュロメータ硬さが、15以上35以下である、生体用電極が提供される。
本実施の形態では図示するように前後左右上下の方向を規定して説明する。しかし、これは構成要素の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定するものである。従って、本発明を実施する製品の製造時や使用時の方向を限定するものではない。
尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。
本明細書中、「略」という用語は、特に明示的な説明の無い限りは、製造上の公差やばらつき等を考慮した範囲を含むことを表す。
生体用電極は、板状支持部と、板状支持部の一面に設けられた弾性柱状部と、弾性柱状部の先端を覆うように形成された導電性樹脂層と、を備える。弾性柱状部が、シリコーンゴムを含み、導電性樹脂層が、導電性フィラーおよびシリコーンゴムを含み。このような生体用電極は、37℃、JIS K 6253(1997)に準拠して測定される、弾性柱状部の表面におけるタイプAデュロメータ硬さ(ゴム硬度A)が15以上35以下という特性を有する。
ここで、上面視とは、柱状部20の先端22から板状支持部10に向かって見たときの上面方向から観察することを意味する。
ここで、一面12とは、柱状部20の側面と板状支持部10とが接する接点を少なくとも3点通過する面で構成されてもよい。また、板状支持部10と柱状部20との間は、そこに界面が存在せず、シームレスに構成されていてもよい。
また、他面14の少なくとも一部または全体が導電性弾性部材で覆われていてもよい。このとき、板状支持部10の側面は導電性弾性部材で覆われていなくてもよい。
ここで、中心部分50は、一面12の垂線方向から見たときの、一面12の重心位置を含む領域としてもよい。また、一面12の重心位置から一面12の周縁までの最短距離をDminとしたとき、中心部分50は、重心位置から2/10Dmin以下、好ましくは1/10Dmin以下の範囲内としてもよい。
なお、板状支持部10の中心部分50は、同じ円周上に存在する複数の柱状部20の先端22から、ほぼ等距離に位置する部分とすることができる。
柱状部20の中心軸の傾きは、例えば、45度〜90度、好ましくは50度〜88度、より好ましくは60度〜85度である。このような数値範囲内とすることにより、金型からの脱型性を高めることができる。
導電性樹脂層30は、柱状部20の少なくとも先端22の表面の全体を覆うように構成されてもよい、柱状部20の先端22から基端部24の途中までの表面全体、または柱状部20の表面全体を覆うように構成されてもよい。この場合、生体用電極100は、導電性樹脂層30と電気的に接続するとともに、先端側から基端側に向かって柱状部20の内部に配置された導電線を有する。導電線の材料や配置位置については導通するものであれば特に限定されない。これにより、生体用電極100は、導電線を介して生体電位の測定が可能となる。
柱状部20の先端22に位置する導電性樹脂層30の膜厚は、上記の範囲内としてもよい。
ゴム硬度Aには、測定対象として、柱状部20を用いる方法、柱状部20と板状支持部10が一体部材で構成される場合に板状支持部10を用いる方法、柱状部20を構成するシリコーンゴム、またはシリコーンゴムを含む絶縁性弾性部材を用いる方法が採用できる。
また、導電性樹脂層30が200μm以下の薄層の場合、ゴム硬度Aに殆ど影響を与えないと考えてもよい。この場合には、導電性樹脂層30が表面に形成された柱状部20、あるいは柱状部20を構成するシリコーンゴムや絶縁性弾性部材等を測定対象として用いてもよい。一例として、シリコーンゴムを形成するために用いるシリコーンゴム系硬化性樹脂組成物を用いて試験片を作製し、その試験片を測定対象(サンプル)としてもよい。また、複数の試験片を重ねたものをサンプル厚みとしてもよい。なお、押針から試験片端までの距離が12mm未満でも、ある程度距離があれば許容できる。
上記シリコーンゴムは、シリコーンゴム系硬化性組成物の硬化物で構成することができる。シリコーンゴム系硬化性樹脂組成物の硬化工程は、例えば、100〜250℃で1〜30分間加熱(1次硬化)した後、100〜200℃で1〜4時間ポストベーク(2次硬化)することによって行われる。
本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物は、オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)を含むことができる。
オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)は、直鎖構造を有する直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)と分岐構造を有する分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)とに分類され、これらのうちのいずれか一方または双方を含むことができる。
(Ha(R7)3−aSiO1/2)m(SiO4/2)n
(式(c)において、R7は一価の有機基、aは1〜3の範囲の整数、mはHa(R7)3−aSiO1/2単位の数、nはSiO4/2単位の数である)
本実施形態に係るシリコーンゴム系硬化性組成物は、必要に応じ、シリカ粒子(C)を含むことができる。これにより、エラストマーの硬さや機械的強度の向上を図ることができる。
本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物は、シランカップリング剤(D)を含むことができる。
シランカップリング剤(D)は、加水分解性基を有することができる。加水分解基が水により加水分解されて水酸基になり、この水酸基がシリカ粒子(C)表面の水酸基と脱水縮合反応することで、シリカ粒子(C)の表面改質を行うことができる。
上記式(4)中、nは1〜3の整数を表わす。Yは、疎水性基、親水性基またはビニル基を有するもののうちのいずれかの官能基を表わし、nが1の時は疎水性基であり、nが2または3の時はその少なくとも1つが疎水性基である。Xは、加水分解性基を表わす。
上記官能基として疎水性基を有するものとして、例えば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシランのようなアルコキシシラン;メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシランのようなクロロシラン;ヘキサメチルジシラザンが挙げられる。この中でも、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルクロロシラン、トリメチルメトキシシラン、及びトリメチルエトキシシランからなる群から選択される一種以上を含むトリメチルシリル基を有するシランカップリング剤が好ましい。
シランカップリング剤(D)の含有量を上記下限値以上とすることにより、エラストマーを含む柱状部と導電性樹脂層との密着性を高めることができる。また、シリコーンゴムの機械的強度の向上に資することができる。また、シランカップリング剤(D)の含有量を上記上限値以下とすることにより、シリコーンゴムが適度な機械特性を持つことができる。
本実施形態に係るシリコーンゴム系硬化性組成物は、白金または白金化合物(E)を含むことができる。
白金または白金化合物(E)は、硬化の際の触媒として作用する触媒成分である。白金または白金化合物(E)の添加量は触媒量である。
白金または白金化合物(E)の含有量を上記下限値以上とすることにより、シリコーンゴム系硬化性組成物が適切な速度で硬化することが可能となる。また、白金または白金化合物(E)の含有量を上記上限値以下とすることにより、製造コストの削減に資することができる。
また、本実施形態に係るシリコーンゴム系硬化性組成物には、上記成分(A)〜(E)以外に、水(F)が含まれていてもよい。
さらに、本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物は、上記(A)〜(F)成分以外に、他の成分をさらに含むことができる。この他の成分としては、例えば、珪藻土、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化セリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、ガラスウール、マイカ等のシリカ粒子(C)以外の無機充填材、反応阻害剤、分散剤、顔料、染料、帯電防止剤、酸化防止剤、難燃剤、熱伝導性向上剤等の添加剤が挙げられる。
まず、金型を用いて、上記シリコーンゴム系硬化性組成物を加熱加圧成形し、板状支持部10および柱状部20を有する成形体を得る(成形工程)。
必要に応じてさらに、柱状部20の先端部を、上記導電性溶液にディップ塗布し、加熱乾燥してもよい(先端被覆工程)。
その後、所定の温度・温度条件でポストキュア(アニール工程)を行う。
以上により、生体用電極100を製造することができる。
図2は、生体センサー200の一例の概要を示す模式図である。
本実施形態の生体センサー200は、生体用電極100を備えており、生体用電極100に接続した外部接続部110をさらに備えることができる。
また、電子部品として、加速センサー、温度センサー、圧力センサーなどの他のセンサーを併用してもよい。
本実施形態の生体信号測定システムは、生体センサー200を備えるものである。生体信号測定システムは、生体センサー200から受けたデータを、表示、解析または保存するシステム(測定装置)であり得る。
1. シリコーンゴム製の板状支持部と、
前記板状支持部の一面から突出した、シリコーンゴム製の複数の柱状部と、
前記弾性柱状部の先端を覆うように形成されており、導電性フィラーおよびシリコーンゴムを含む導電性樹脂層と、を備える生体用電極であって、
37℃、JIS K 6253(1997)に準拠して測定される、前記弾性柱状部の表面におけるタイプAデュロメータ硬さをゴム硬度Aとしたとき、
前記ゴム硬度Aが15以上35以下である、生体用電極。
2. 1.に記載の生体用電極であって、
前記導電性フィラーの含有量は、前記シリコーンゴム100Vol%に対して、1Vol%以上45Vol%以下である、生体用電極。
3. 1.または2.に記載の生体用電極であって、
前記導電性樹脂層は、前記一面とは反対側の前記前記板状支持部の他面まで覆うように構成されており、
前記弾性柱状部の先端における前記導電性樹脂層の膜厚が、前記板状支持部の他面における前記導電性樹脂層の膜厚よりも、厚くなるように構成される、生体用電極。
4. 1.〜3.のいずれか一つに記載の生体用電極であって、
前記導電性樹脂層の膜厚が、5μm以上200μm以下である、生体用電極。
5. 1.〜4.のいずれか一つに記載の生体用電極であって、
前記導電性フィラーが、金属粒子、金属繊維、金属被覆繊維、カーボンブラック、アセチレンブラック、グラファイト、炭素繊維、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー、導電性ポリマー被覆繊維および金属ナノワイヤーからなる群から選択される一種以上を含む、生体用電極。
6. 1.〜5.のいずれか一つに記載の生体用電極であって、
前記弾性柱状部が、先端に向かって小径となる略円錐台状に構成される、生体用電極。
7. 1.〜6.のいずれか一つに記載の生体用電極であって、
前記弾性柱状部が、上面視において略円形状に構成される、生体用電極。
8. 1.〜7.のいずれか一つに記載の生体用電極であって、
前記弾性柱状部が、前記板状支持部の中心部分を囲むように配置するように構成される、生体用電極。
9. 1.〜8.のいずれか一つに記載の生体用電極であって、
脳波測定用電極に用いる、生体用電極。
10. 1.〜9.のいずれか一つに記載の生体用電極を備える、生体センサー。
11. 10.に記載の生体センサーを備える、生体信号測定システム。
(A1−1):第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン:ビニル基含有量は0.13モル%、Mn=227,734、Mw=573,903、IV値(dl/g)=0.89)、下記の合成スキーム1により合成したビニル基含有ジメチルポリシロキサン(上記式(1−1)で表わされる構造)
(A1−2):第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン:ビニル基含有量は0.92モル%、下記の合成スキーム2により合成したビニル基含有ジメチルポリシロキサン(上記式(1−1)で表わされる構造でR1およびR2がビニル基である構造)
(B):オルガノハイドロジェンポリシロキサン:モメンティブ社製、「TC−25D」
(C):シリカ微粒子(粒径7nm、比表面積300m2/g)、日本アエロジル社製、「AEROSIL300」
(D−1):ヘキサメチルジシラザン(HMDZ)、Gelest社製、「HEXAMETHYLDISILAZANE(SIH6110.1)」
(D−2):ジビニルテトラメチルジシラザン、Gelest社製、「1,3−DIVINYLTETRAMETHYLDISILAZANE(SID4612.0)」
(E):白金または白金化合物:モメンティブ社製、「TC−25A」
(F):純水
(G1):銀粉、徳力化学研究所社製、商品名「TC−101」、メジアン径d50:8.0μm、アスペクト比16.4、平均長径4.6μm
[合成スキーム1:第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−1)の合成]
下記式(5)にしたがって、第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−1)を合成した。
すなわち、Arガス置換した、冷却管および攪拌翼を有する300mLセパラブルフラスコに、オクタメチルシクロテトラシロキサン74.7g(252mmol)、カリウムシリコネート0.1gを入れ、昇温し、120℃で30分間攪拌した。なお、この際、粘度の上昇が確認できた。
その後、155℃まで昇温し、3時間攪拌を続けた。そして、3時間後、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン0.1g(0.6mmol)を添加し、さらに、155℃で4時間攪拌した。
さらに、4時間後、トルエン250mLで希釈した後、水で3回洗浄した。洗浄後の有機層をメタノール1.5Lで数回洗浄することで、再沈精製し、オリゴマーとポリマーを分離した。得られたポリマーを60℃で一晩減圧乾燥し、第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−1)を得た(Mw=573,903、Mn=227,734)。また、H−NMRスペクトル測定により算出したビニル基含有量は0.13モル%であった。
上記(A1−1)の合成工程において、オクタメチルシクロテトラシロキサン74.7g(252mmol)に加えて2,4,6,8−テトラメチル2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサン0.86g(2.5mmol)を用いたこと以外は、(A1−1)の合成工程と同様にすることで、下記式(6)のように、第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−2)を合成した。また、H−NMRスペクトル測定により算出したビニル基含有量は0.92モル%であった。
次のようにしてシリコーンゴム系硬化性組成物を調製した。
まず、下記の表1に示す割合で、90%のビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)、シランカップリング剤(D)および水(F)の混合物を予め混練し、その後、混合物にシリカ粒子(C)を加えてさらに混練し、混練物(シリコーンゴムコンパウンド)を得た。
ここで、シリカ粒子(C)添加後の混練は、カップリング反応のために窒素雰囲気下、60〜90℃の条件下で1時間混練する第1ステップと、副生成物(アンモニア)の除去のために減圧雰囲気下、160〜180℃の条件下で2時間混練する第2ステップとを経ることで行い、その後、冷却し、残り10%のビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)を2回に分けて添加し、20分間混練した。
続いて、下記の表1に示す割合で、得られた混練物(シリコーンゴムコンパウンド)100重量部に、オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)、白金または白金化合物(E)を加えて、ロールで混練し、シリコーンゴム系硬化性組成物A(エラストマー組成物)を得た。
得られた13.7重量部のシリコーンゴム系硬化性組成物Aを、31.8重量部のデカン(溶剤)に浸漬し、続いて自転・公転ミキサーで撹拌し、54.5重量部の金属粉(G1)を加えた後に三本ロールで混練することで、樹脂ワニスを得た。その後、樹脂ワニスをデカンで2.5倍加えて、自転・公転ミキサーで撹拌し希釈して、スプレー塗装用の導電性溶液を得た。
得られた13.7重量部のシリコーンゴム系硬化性組成物Aを、31.8重量部のデカン(溶剤)に浸漬し、続いて自転・公転ミキサーで撹拌し、54.5重量部の金属粉(G1)を加えた後に三本ロールで混練することで、導電性ペースト(ディップコート用の導電性溶液)を得た。
(実施例1)
上記で得られたシリコーンゴム系硬化性組成物Aを、板状支持部および6本の柱状部の成形空間を有する金型を用いて、180℃、10MPaで10分間加熱して、硬化させ、板状支持部と6本の柱状部とが一体化した成形体を得た(成形工程)。
得られた成形体の表面全体に、上記の<スプレー塗装用の導電性溶液>をスプレー塗布し、120℃、30分間で加熱乾燥させ、成形体の表面に導電性樹脂層を形成した(導電性樹脂層形成工程)。
続いて、柱状部の先端部のみを、上記の<ディップコート用の導電性溶液>にディップし、120℃、30分間で加熱乾燥した(先端被覆工程)。
その後、180℃、2時間のポストキュアを行った(アニール工程)。
以上により、図1(a)に示す、生体用電極Aを得た。
シリコーンゴム系硬化性組成物Aに代えて、シリコーンゴム系硬化性組成物Bを用いて成形体を得た以外は、実施例1と同様にして、生体用電極Bを得た。
シリコーンゴム系硬化性組成物Aに代えて、シリコーンゴム系硬化性組成物Cを用いて成形体を得た以外は、実施例1と同様にして、生体用電極Cを得た。
シリコーンゴム系硬化性組成物Aに代えて、シリコーンゴム系硬化性組成物Dを用いて成形体を得た以外は、実施例1と同様にして、生体用電極Dを得た。
シリコーンゴム系硬化性組成物Aに代えて、シリコーンゴム系硬化性組成物Eを用いて成形体を得た以外は、実施例1と同様にして、生体用電極Eを得た。
主剤(信越化学工業社製、X−32−2428−4)と、硬化剤(信越化学工業社製、CX−32−2428−4)と、を100:5(重量比)で混合して、シリコーンゴム系硬化性組成物Fを得た。
続いて、シリコーンゴム系硬化性組成物Aに代えて、シリコーンゴム系硬化性組成物Fを用いて成形体を得た以外は、実施例1と同様にして、生体用電極Fを得た。
得られたシリコーンゴム系硬化性組成物A〜Fのそれぞれを180℃、10MPaで10分間プレスし、厚み1mmのシート状に成形すると共に、1次硬化した。続いて、180℃、2時間で二次硬化して、シート状シリコーンゴム(シート)を得た。厚さ1mmのシートを6枚積層し、6mmの試験片を作製した。得られた試験片を用いて、JIS K 6253(1997)に準拠して、37℃におけるタイプAデュロメータ硬さ(ゴム硬度A)を測定した。
ゴム硬度Aについては、2つのサンプルを用いて、各サンプルでn=5で測定を行い、計10個の測定の平均値を測定値とした。結果を表2に示す。
被験者の後頭部に対して、得られた生体用電極100の6本の柱状部20の先端22を押し当てつつ、生体用電極100の他面14に対して、プッシュプルゲージ(日本電産シンポ株式会社製、製品名:デジタルフォースゲージ FGJN−2)の測定子を、15Nの一定荷重で押し付けた。押し付け後から、1分経過したとき、被験者により、下記の官能試験評価基準に基づいて、装着感指数(1〜4)を評価した。この評価は、5名の被験者(男性5名:20代・3名、30代・2名)で行い、装着感指数の平均値を算出した。結果を表2に示す。
(官能試験評価基準)
1:接触感はあるが、気にならない。
2:痛みは感じないが、違和感がある。
3:痛みを感じるが、短時間なら耐えられる。
4:痛みを感じ、短時間でも耐えられない。
装着感指数が、1以上から1.5以下の場合を◎、1.5超えから2.0以下の場合を○、2.0超えから2.4以下の場合を△、2.4超以上から4以下の場合を×とした。
<脳波測定システムの作製>
図2に示すように、上記の<生体用電極の作製>で得られた生体用電極100の他面14に、外部接続部110(ケーブルの端部が装着自在の構造を有する金属製のスナップボタン)を装着した。この外部接続部110に、(1chの)プリアンプケーブル(株式会社ユニークメディカル製 製品名:TF217−026)、生体アンプ(株式会社ユニークメディカル製 製品名:ポータブル生体アンプ EBA−100)、オシロスコープをこの順で電気的に接続して、脳波測定システムを作製した。
その後、被験者の頭頂部に、生体用電極100の先端部を接触させて、脳波を取得できたか、オシロスコープのモニターに表示される波形から判断した(脳波測定手順)。
この脳波測定手順を、同一の被験者に対して、5回(測定回数)繰り返し行い、脳波の測定ができた回数(脳波取得成功回数)を記録した。測定回数に対する脳波取得成功回数の割合(%)を、脳波取得成功率とした。その結果を表2に示す。
脳波が測定できたときは、ベースラインが一定で波形が安定していた。
脳波取得成功率が、80%以上から100%以下の場合を◎、60%以上から80%未満の場合を○、40%以上から60%未満の場合を△、0%以上から40%未満の場合を×とした。
Claims (12)
- 板状支持部と、
前記板状支持部の一面に設けられた、弾性柱状部と、
前記弾性柱状部の先端を覆うように形成された、導電性樹脂層と、
を備える生体用電極であって、
前記弾性柱状部が、シリコーンゴムを含み、
前記導電性樹脂層が、導電性フィラーおよびシリコーンゴムを含み、
37℃、JIS K 6253(1997)に準拠して測定される、前記弾性柱状部の表面におけるタイプAデュロメータ硬さが、15以上35以下である、生体用電極。 - 請求項1に記載の生体用電極であって、
前記導電性フィラーの含有量は、前記シリコーンゴム100Vol%に対して、1Vol%以上45Vol%以下である、生体用電極。 - 請求項1または2に記載の生体用電極であって、
前記導電性樹脂層は、前記一面とは反対側の前記板状支持部の他面を覆うように構成されており、
前記弾性柱状部の前記先端に位置する前記導電性樹脂層の膜厚が、前記板状支持部の前記他面に位置する前記導電性樹脂層の膜厚よりも、厚くなるように構成される、生体用電極。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の生体用電極であって、
前記弾性柱状部の先端に位置する前記導電性樹脂層の膜厚が、5μm以上200μm以下である、生体用電極。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の生体用電極であって、
前記導電性フィラーが、金属粒子、銀・塩化銀粒子、金属繊維、金属被覆繊維、カーボンブラック、アセチレンブラック、グラファイト、炭素繊維、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー、導電性ポリマー被覆繊維および金属ナノワイヤーからなる群から選択される一種以上を含む、生体用電極。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の生体用電極であって、
前記弾性柱状部が、前記先端に向かって小径となる略円錐台状に構成される、生体用電極。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の生体用電極であって、
前記弾性柱状部の前記先端が、略円形状の面を有する、生体用電極。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の生体用電極であって、
前記板状支持部の前記一面から、複数の前記弾性柱状部が突出している、生体用電極。 - 請求項8に記載の生体用電極であって、
複数の前記弾性柱状部が、前記板状支持部の中心部分を囲むように配置するように構成される、生体用電極。 - 請求項1〜9のいずれか一項に記載の生体用電極であって、
脳波測定用電極に用いる、生体用電極。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載の生体用電極を備える、生体センサー。
- 請求項11に記載の生体センサーを備える、生体信号測定システム。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018202288 | 2018-10-26 | ||
JP2018202288 | 2018-10-26 | ||
PCT/JP2019/039171 WO2020085035A1 (ja) | 2018-10-26 | 2019-10-03 | 生体用電極、生体センサーおよび生体信号測定システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6708322B1 JP6708322B1 (ja) | 2020-06-10 |
JPWO2020085035A1 true JPWO2020085035A1 (ja) | 2021-02-15 |
Family
ID=70330961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020506365A Active JP6708322B1 (ja) | 2018-10-26 | 2019-10-03 | 生体用電極、生体センサーおよび生体信号測定システム |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20210386350A1 (ja) |
EP (1) | EP3871595B1 (ja) |
JP (1) | JP6708322B1 (ja) |
WO (1) | WO2020085035A1 (ja) |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4967038A (en) * | 1986-12-16 | 1990-10-30 | Sam Techology Inc. | Dry electrode brain wave recording system |
US8355770B2 (en) * | 2010-03-22 | 2013-01-15 | Idt Technology Limited | Conductive silicone material for human skin electrode |
JP5842198B2 (ja) * | 2011-11-30 | 2016-01-13 | 公益財団法人ヒューマンサイエンス振興財団 | 脳波測定用電極、脳波測定用部材、及び、脳波測定装置 |
US10820860B2 (en) * | 2013-03-14 | 2020-11-03 | One Drop Biosensor Technologies, Llc | On-body microsensor for biomonitoring |
JP6460668B2 (ja) * | 2014-07-16 | 2019-01-30 | 株式会社フジクラ | 導電性樹脂組成物及びシールドケーブル |
US9980659B2 (en) * | 2014-09-26 | 2018-05-29 | NeuroRex Inc. | Bio-potential sensing materials as dry electrodes and devices |
EP3033994B1 (en) * | 2014-12-17 | 2024-05-15 | Stichting IMEC Nederland | Electrode for biopotential sensing |
JP6449046B2 (ja) * | 2015-02-23 | 2019-01-09 | 日本光電工業株式会社 | 脳波電極 |
JP2016163688A (ja) | 2015-02-27 | 2016-09-08 | ニッタ株式会社 | 脳波測定用電極 |
JP6652513B2 (ja) * | 2016-03-03 | 2020-02-26 | 信越化学工業株式会社 | 生体電極の製造方法 |
JP6947646B2 (ja) * | 2016-07-06 | 2021-10-13 | Nok株式会社 | 生体電極及びその製造方法 |
JP3209880U (ja) * | 2017-01-30 | 2017-04-13 | 有限会社 啓 | 脳波信号検出センサ |
JP6813889B2 (ja) | 2017-05-31 | 2021-01-13 | 名古屋油化株式会社 | マスキング材、真空成形用成形型、マスキング材の製造方法 |
US20200275888A1 (en) * | 2017-09-26 | 2020-09-03 | Toyobo Co., Ltd. | Biological information presentation system and training method |
-
2019
- 2019-10-03 WO PCT/JP2019/039171 patent/WO2020085035A1/ja unknown
- 2019-10-03 EP EP19875407.9A patent/EP3871595B1/en active Active
- 2019-10-03 JP JP2020506365A patent/JP6708322B1/ja active Active
- 2019-10-03 US US17/285,924 patent/US20210386350A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2020085035A1 (ja) | 2020-04-30 |
EP3871595B1 (en) | 2023-09-20 |
US20210386350A1 (en) | 2021-12-16 |
JP6708322B1 (ja) | 2020-06-10 |
EP3871595A4 (en) | 2022-07-13 |
EP3871595A1 (en) | 2021-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6931738B2 (ja) | 生体用電極、生体センサーおよび生体信号測定システム | |
JP6825744B2 (ja) | 生体用電極、生体センサーおよび生体信号測定システム | |
JP6708322B1 (ja) | 生体用電極、生体センサーおよび生体信号測定システム | |
JP6888747B1 (ja) | 生体用電極、生体センサー、及び生体信号測定システム | |
JP6923107B1 (ja) | 脳波検出用電極及び脳波検出システム | |
WO2020261774A1 (ja) | 生体用電極、生体センサー、及び生体信号測定システム | |
JP2021078602A (ja) | 生体用電極、生体センサー、及び生体信号測定システム | |
JP7416317B2 (ja) | 柔軟性シート電極、ウェアラブル生体電極および生体センサ | |
JP2023121999A (ja) | 首掛け型ウェアラブルデバイス | |
JP7420319B2 (ja) | 生体信号測定用電極、生体信号測定装置及び生体信号測定方法 | |
WO2023145569A1 (ja) | 柔軟性シート電極、ウェアラブル生体電極および生体センサ | |
JP2024061897A (ja) | 柔軟性シート電極、ウェアラブル生体電極および生体センサ | |
JP2024010553A (ja) | 生体信号測定用電極、生体信号測定装置および生体信号測定方法 | |
JP2023121997A (ja) | 柔軟性シート電極、ウェアラブル生体電極、生体センサ、および柔軟性シート電極の製造方法 | |
JP2022100193A (ja) | ウェアラブル生体電極、生体センサ、および生体信号測定システム | |
JP2022033419A (ja) | 脳波検出用電極及び脳波測定装置 | |
TW202341183A (zh) | 柔軟性片電極、穿戴式生物電極及生物感測器 | |
JP2023109070A (ja) | 柔軟性シート電極、ウェアラブル生体電極および生体センサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200205 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20200205 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20200325 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200331 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200406 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200421 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200504 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6708322 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |