KR100996289B1 - 생체신호 측정용 전극 구조체 - Google Patents

Abstract

생체신호 측정용 전극 구조체가 개시된다. 본 발명에 따른 생체신호 측정용 전극 구조체는, 1cm 이하의 직경을 갖는 원형의 전극 실장부와 전극 실장부의 일 영역에 연결되어 일직선으로 연장되는 신호 전달선 실장부를 포함하는 플렉시블한 절연 재질의 실장부, 전극 실장부보다 작은 직경을 가지고 전극 실장부 상에 실장되어 일 면이 노출되며 인체와 접촉하여 생체신호를 측정하는 전극부, 전극 실장부 상에 실장된 전극부와 연결되어 신호 전달선 실장부를 따라 실장되며 전극부에서 측정된 생체 신호를 외부 측정 장치에 전달하는 신호 전달선 및 신호 전달선 실장부 상에 부착되어 신호 전달선을 커버하며 신호 전달선의 양 단을 노출시키는 형태로 부착된 절연 재질의 커버부를 포함한다.

생체신호, 전극, 측정, 미세 부위

Description

생체신호 측정용 전극 구조체 {Electrode structure for physiological signals}

본 발명은 생체신호 측정용 전극 구조체에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 인체의 미세 부위에 접착하여 반복적으로 사용할 수 있는 생체신호 측정용 전극 구조체에 관한 것이다.

사회가 복잡해지고 생활의 수준이 높아짐에 따라 건강에 대한 관심이 고조되면서 병원과 같은 전문기관을 방문하지 않는 재택 건강관리서비스(home-based health care service)에 대한 필요성이 대두되고 있어 시공간적 제약이 없는 생체신호 측정용 전극의 개발에 많은 연구가 진행되고 있다.

일반적으로, 생체신호 측정용 전극은 인체에 접촉되며 전자 측정 장치와 연결되어 인체 내에서의 전기적인 신호를 측정하여 질환을 검사하는데 사용되는 전극이다. 이 경우, 전극은 인체에 접촉하여 전기적인 현상을 측정하는 것으로, 점착성을 갖는 젤 타입의 전해질을 포함한다.

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 생체신호 측정용 전극 구조체를 나타내는 도면이다. 도 1a는 생체 신호 측정용 전극 구조체의 상부면이며, 도 1b은 생체 신호 측정용 전극 구조체의 하부면이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 생체신호 측정용 전극 구조체(10)는 절연 부재로 이루어진 절연 시트(11)와, 절연 시트(11)의 중심부에 위치한 전극(12) 그리고 절연 시트(11) 상에 형성되되 전극(12)의 주위에 위치하는 접착 시트(13)로 이루어진다. 이 같이 전극(12) 및 접착 시트(13)가 위치한 전극 구조체(10)의 하부면을 인체에 접촉하여 전기적인 신호를 측정할 수 있게 된다. 이 경우, 전극 구조체(10)의 상부면에는 전극(12)에서 측정되는 전기적인 신호를 전달하기 위한 신호 전달선(20)이 연결되는 도전 부재(21)가 구비된다.

한편, 전극(12) 상에는 점착성을 갖는 젤이 포함되어 있는 것으로, 이를 통해 접착 시트(13)와 함께 인체(피부)에 부착될 수 있다. 그러나, 일정 기간이 지나면 전극(12) 상에 포함된 젤이 건조되어 전극 구조체(10)를 사용하는 것이 어려워지며, 반복 접착에 의해 접착 시트(13)의 접착력이 약해져 인체에 부착되지 않게 된다.

또한, 전극 구조체(10)는 어깨나, 목, 무릎 등과 같이 곡선 형상을 갖는 인체 부위에서는 부착이 되지 않고 잘 떨어지게 된다. 뿐만 아니라, 도 1a 내지 도 1b에 도시된 전극 구조체(10)는 수 cm 단위의 직경(D)을 갖는 것으로, 경락에 있는 특수한 반응점인 미세한 경혈점과 같은 미세 부위에 대한 신호를 측정하는 것이 어 려웠다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 1cm 이하의 직경을 갖는 원형의 전극 실장부를 포함하는 플렉시블한 절연 재질의 실장 필름 상에 전극부를 실장함으로써, 전극부를 이용하여 미세 부위에 대한 신호를 측정할 수 있으며 반복 사용이 가능한 생체신호 측정용 전극을 제공하기 위한 것이다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세 부위의 생체신호 측정용 전극은, 1cm 이하의 직경을 갖는 원형의 전극 실장부와, 상기 전극 실장부의 일 영역에 연결되어 일직선으로 연장되는 신호 전달선 실장부를 포함하는 플렉시블한 절연 재질의 실장부, 상기 전극 실장부보다 작은 직경을 가지고 상기 전극 실장부 상에 실장되어 일 면이 노출되며, 인체와 접촉하여 생체신호를 측정하는 전극부, 상기 전극 실장부 상에 실장된 상기 전극부와 연결되어 상기 신호 전달선 실장부를 따라 실장되며, 상기 전극부에서 측정된 생체 신호를 외부 측정 장치에 전달하는 신호 전달선 및 상기 신호 전달선 실장부 상에 부착되어 상기 신호 전달선을 커버하며, 상기 신호 전달선의 양 단을 노출시키는 형태로 부착된 절연 재질의 커버 필름을 포함한다.

한편, 상기 전극부는 7mm 이하의 직경을 가지며, 200 내지 250㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전극부는 은-염화은(Ag-AgCl) 금속으로 이루어진 것이 바람직하다. 그리고, 상기 전극부는 금 및 은으로 도금된 것일 수 있다.

한편, 상기 실장 필름은 폴리이미드 필름 및 폴리에스테르 필름 중 어느 하나의 재질로 이루어진 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 1cm 이하의 직경을 갖는 원형의 전극 실장부를 포함하는 플렉시블한 절연 재질의 실장 필름 상에 전극부를 실장함으로써, 전극부를 이용하여 미세 부위에 대한 신호를 측정할 수 있게 된다. 또한, 생체신호 측정용 전극 구조체 이용시, 전극부에 젤을 바르고 이용 후에는 젤을 제거함으로써 반복 사용이 가능해진다.

뿐만 아니라, 크기가 작고 플렉시블한 재질로 이루어짐에 따라 어깨나, 목, 무릎 등과 같이 곡선 형상을 갖는 인체 부위에서는 부착이 용이해진다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 자세하게 설명한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체신호 측정용 전극 구조체를 나타내는 도면이다. 도 2는 생체신호 측정용 전극 구조체의 상부면을 나타내는 도면이며, 도 3은 생체신호 측정용 전극 구조체의 하부면을 나타내는 도면이다.

도 2 및 도 3에 도시된 생체신호 측정용 전극 구조체는 실장 필름(100), 전극부(200) 및 신호 전달선(300)을 포함한다.

실장 필름(100)은 전극 실장부(110) 및 신호 전달선 실장부(120)를 포함한다. 이 경우, 전극 실장부(110)는 원형의 전극부(200)가 실장되는 영역으로 1cm 이하의 직경(D₂)을 갖는다.

또한, 실장 필름(100)은 전극 실장부(110)의 일 영역에 연결되어 일직선으로 연장되는 신호 전달선 실장부(120)를 포함한다. 이 경우, 신호 전달선 실장부(120)는 전극부(200)와 전기적으로 연결되는 신호 전달선(300)이 실장되는 영역이다.

상술한 바와 같이, 전극 실장부(110) 및 신호 전달선 실장부(120)를 포함하는 실장 필름(100)은 플렉시블한 절연 재질로 이루어지는 것으로, 폴리이미드 필름 및 폴리에스테르 필름 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.

한편, 전극부(200)는 전극 실장부(110)에 실장되는 것으로, 전극 실장부(110)보다 작은 직경(D₁)을 갖는다. 구체적으로, 전극부(200)는 그 크기가 작아 인체의 미세 부위, 특히 경락에 있는 특수한 반응점인 미세한 경혈점 등에 부착되어 생체신호를 측정하기 위한 것으로, 3mm 내지 7mm 이하의 직경을 가지며, 200 내지 250㎛의 두께를 갖는다.

또한, 전극부(200)는 전극 실장부(110) 영역 내에 위치하는 것이 바람직하다. 따라서, 만약, 전극 실장부(110)가 1cm의 직경을 갖는 경우, 전극부(200)는 7mm의 직경을 갖도록 설계하여 전극 실장부(110)에 부착할 수 있다. 이 경우, 전극부(200)가 전극 실장부(110)의 중심부에 정확하게 부착될 수 있도록 전극 실장부(110)와 전극부(200) 각각의 중심부에는 비아홀(a)이 형성되어 있을 수 있다. 따라서, 전극 실장부(110)에 전극부(200)를 부착하는 경우, 비아홀(a)의 위치를 매칭시킴으로써 정확하게 부착할 수 있게 된다.

또한, 전극부(200)는 일 면이 전극 실장부(110)에 실장되며, 타 면은 노출될 수 있게 된다. 따라서, 전극부(200)의 노출된 면을 인체와 접촉시켜 전극부(200)를 통해 생체신호를 측정할 수 있게 된다. 전극부(200)는 재사용이 가능하며, 접촉 저항이 작으며, 인체에 무해한 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서, 전극부(200)는 은-염화은(Ag-AgCl) 금속으로 이루어져 재사용이 가능하며, 금 및 은으로 도금되어 인체에 무해하며 낮은 접촉 저항을 갖도록 구현할 수 있다.

한편, 신호 전달선(300)은 전극 실장부(110) 상에 실장된 전극부(200)와 연결되어 신호 전달선 실장부(120)를 따라 실장되며, 전극부(200)에서 측정된 생체 신호를 외부 측정 장치(미도시)에 전달한다. 이때, 신호 전달선(300)은 신호 전달선 실장부(120) 내에 위치되는 것으로, 신호 전달선 실장부(120)보다 작은 폭을 갖는다. 또한, 신호 전달선(300)이 신호 전달선 실장부(120)의 중심부에 정확하게 부 착될 수 있도록 신호 전달선(300)과 신호 전달선 실장부(120) 각 단의 중심부에는 비아홀(b)이 형성되어 있을 수 있다. 따라서, 신호 전달선 실장부(120)에 신호 전달선(300)을 부착하는 경우, 비아홀(b)의 위치를 매칭시킴으로써 정확하게 부착할 수 있게 된다.

한편, 신호 전달선(300)은 커버 필름(400)에 의해 절연되는 것이 바람직하나, 양 단은 전극부(200) 및 외부 측정 장치와의 연결을 위해 노출되어 있어야 한다. 따라서, 신호 전달선(300)이 실장된 신호 전달선 실장부(120) 상에 양 단을 제외한 부분에 커버 필름(400)을 부착하여, 신호 전달선(300)이 절연되도록 한다. 커버 필름(400)은 플렉시블한 절연 재질로 이루질 수 있으며, 바람직하게는 실장 필름(100)과 동일하게 폴리이미드 필름 및 폴리에스테르 필름 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

신호 전달선(300)은 인체에 부착되는 부위에 따라 그 길이를 다양하게 설계할 수 있으며, 신호 전달선(300)의 길이가 변경되면 신호 전달선 실장부(120) 및 커버 필름(400) 역시 신호 전달선(300)의 길이에 대응되도록 변경될 수 있다.

상술한 설명에서, 신호 전달선(300)이 실장 필름(100) 상에 부착되는 별도의 구성을 도시 및 설명하였으나, 실장 필름(100) 상에 인쇄된 형태로 포함될 수 있다. 즉, 실장 필름(100)은 신호 전달선(300)이 인쇄된 인쇄 회로 기판이 될 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 생체신호 측정용 전극 구조체는, 전극부(200)에 젤을 발라 인체에 부착시키는 방식으로 이용될 수 있다. 즉, 전극부(200)가 인체의 생체신호를 측정하게 되면, 이 생체신호는 신호 전달선(300)을 통해 외부 측정 장치로 전달된다. 이 경우, 전극부(200)는 그 크기가 작아 경혈점과 같은 미세 부위에 접촉시킬 수 있게 되며, 어깨나, 목, 무릎 등과 같이 곡선 형상을 갖는 인체 부위에도 부착이 용이하다.

또한, 생체신호 측정용 전극 구조체를 이용할 때는 전극부(200)에 젤을 발라 인체에 부착하고, 이용이 완료되면 젤을 제거하여 보관함으로써 재사용이 가능하게 된다. 그리고, 실장 필름(100)이 플렉시블한 절연 재질로 이루어짐으로써, 전극부(200)를 인체에 접촉시킨 후, 의료용 테이프를 이용하여 신호 전달선 실장부(120)를 인체에 고정시킴으로써, 환자의 움직임에 관계없이 생체신호를 측정이 용이해진다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 생체신호 측정용 전극 구조체를 나타내는 도면, 그리고,

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체신호 측정용 전극 구조체를 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *

100 : 실장 필름 110 : 전극 실장부

120 : 신호 전달선 실장부 200 : 전극부

300 : 신호 전달선

Claims (5)

1cm 이하의 직경을 갖는 원형의 전극 실장부와, 상기 전극 실장부의 일 영역에 연결되어 일직선으로 연장되는 신호 전달선 실장부를 포함하는 플렉시블한 절연 재질의 실장 필름;

상기 전극 실장부보다 작은 직경을 가지고 상기 전극 실장부 상에 실장되어 일 면이 노출되며, 인체와 접촉하여 생체신호를 측정하는 전극부;

상기 전극 실장부 상에 실장된 상기 전극부와 연결되어 상기 신호 전달선 실장부를 따라 실장되며, 상기 전극부에서 측정된 생체 신호를 외부 측정 장치에 전달하는 신호 전달선; 및,

상기 신호 전달선 실장부 상에 부착되어 상기 신호 전달선을 커버하며, 상기 신호 전달선의 양 단을 노출시키는 형태로 부착된 절연 재질의 커버 필름;을 포함하는 생체신호 측정용 전극 구조체.

제1항에 있어서,

상기 전극부는 7mm 이하의 직경을 가지며, 200 내지 250㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 생체신호 측정용 전극 구조체.

제1항에 있어서,

상기 전극부는 은-염화은(Ag-AgCl) 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 생체신호 측정용 전극 구조체.

제3항에 있어서,

상기 전극부는 금 및 은으로 도금된 것을 특징으로 하는 생체신호 측정용 전극 구조체.

제1항에 있어서,

상기 실장 필름은 폴리이미드 필름 및 폴리에스테르 필름 중 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 생체신호 측정용 전극 구조체.

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