KR102129475B1 - Electrocardiograph Elastic-Textile Electrode Capable of Measuring Electrocardiograph Without Distortion Despite Change of Body Surface Area - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 피측정자에 부착되어 심전도를 측정하는 심전도 전극에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피측정자의 호흡이나 운동 등과 같은 움직임에 따라 발생하는 체표면적의 변화에도 불구하고 심전도 신호를 왜곡 없이 정확하게 측정할 수 있는 심전도 전극에 관한 것이다. The present invention relates to an electrocardiogram electrode attached to a subject to measure electrocardiogram, and more specifically, to accurately measure the ECG signal without distortion despite a change in body surface area caused by movement such as breathing or exercise of the subject. It relates to an electrocardiogram electrode.
심장에서 발생된 전기적 신호는 심장 내의 전기 전도 시스템을 따라 심장 전체에 전달되며, 전달된 전기 신호에 의해 심장 근육을 이루는 세포가 수축을 하게 되고 심장이 뛰게 된다. The electrical signals generated from the heart are transmitted to the entire heart along the electrical conduction system in the heart, and the electrical muscle signals constrict the cells that make up the heart and the heart beats.
심전도(Electrocardiograph)는 이와 같은 심박동의 주기 중에 일어나는 심장의 전기적 활동 상태를 그래프 상에 나타낸 것으로, 협심증이나 심근경색 등의 관동맥 질환을 비롯하여 부정맥 또는 전해질 이상 등을 진단하거나 수술 중의 심장이상을 점검하는데 활용되고 있다. Electrocardiograph (Electrocardiograph) is a graph showing the electrical activity status of the heart occurring during the cycle of the heartbeat, and is used to diagnose coronary artery disease such as angina pectoris or myocardial infarction, arrhythmia or electrolyte abnormality, or to check cardiac abnormalities during surgery Is becoming.
심전도는 피측정자의 피부에 설치되는 심전도 전극을 통하여 전기적 신호가 측정되는데, 피측정자의 피부에 삽입되는 피부 삽입형 전극과 피측정자의 피부에 부착되는 피부 부착형 전극으로 크게 구분된다. 대한민국 등록특허 제10-1381424호에는 전극, 무선센서 모듈, 안테나가 구비되는 피부 삽입형 심전도 센서가 개시되어 있는데, 이와 같은 삽입형 센서는 정확한 심전도 신호를 측정할 수 있다는 장점은 있으나, 피부를 절개하여 삽입해야 하고, 또한 체내 감염을 방지하도록 인체 친화적인 소재를 사용해야 하는 부담이 있다.The electrocardiogram is measured by an electrical signal through an electrocardiogram electrode installed on the subject's skin, and is largely divided into a skin-insertable electrode inserted into the skin of the subject and a skin-attached electrode attached to the skin of the subject. Republic of Korea Patent Registration No. 10-1381424 discloses an electrocardiogram sensor with a skin equipped with an electrode, a wireless sensor module, and an antenna. Although such an implantable sensor has an advantage of measuring an accurate ECG signal, it is inserted by cutting the skin. There is also the burden of using human-friendly materials to prevent infection in the body.
피부 삽입형 센서로는 대한민국 공개특허 제2010-0039026호, 제2016-0092560호 등이 개시되어 있는데, 공개특허 제2010-0039026호의 심전도 센서는 티타늄(Ti)이나 구리(Cu)로 이루어진 고리형 및 원형전극이 피측정자의 피부에 부착되어 심전도 신호를 측정한다. 하지만, 상기 심전도 센서의 전극은 금속으로 이루어져 유연성이 부족하여 곡면인 피부 표면을 따라 밀착되기 어려워 측정되는 전기적 신호의 신뢰성이 낮다.Korean Patent Publication Nos. 2010-0039026, 2016-0092560, etc. are disclosed as skin-insertion-type sensors, and the ECG sensors of Patent Publication No. 2010-0039026 are annular and circular made of titanium (Ti) or copper (Cu). An electrode is attached to the subject's skin to measure the ECG signal. However, the electrode of the electrocardiogram sensor is made of metal and lacks flexibility, so it is difficult to adhere closely to the curved skin surface, and thus the reliability of the measured electrical signal is low.
그리고, 공개특허 제2016-0092560호의 센서는 전도성 섬유로 이루어진 전극을 사용함에 따라 금속 전극에 비하여 유연성이 높은 장점은 있으나, 심전도 측정시 피측정자가 호흡이나 움직일 경우 체표면적의 변화로 인하여 측정되는 심전도 신호가 노이즈가 발생하는 문제가 있다. And, the sensor of Patent Publication No. 2016-0092560 has an advantage of high flexibility compared to a metal electrode by using an electrode made of a conductive fiber, but when measuring an electrocardiogram, an ECG measured due to a change in body surface area when the subject breathes or moves. There is a problem that the signal is noisy.
즉, 피측정자의 체표면적이 변하면 피부에 부착되는 섬유 전극 역시 피부 표면 방향을 따라 신장 또는 수축되는데, 이에 따라 전도성 섬유의 단면적 및 길이가 변화로 인하여 저항변화가 발생하게 되어 측정되는 심전도 신호에 신호 왜곡이 발생한다. That is, when the body surface area of the subject changes, the fiber electrode attached to the skin also stretches or contracts along the direction of the skin surface, and thus, a resistance change occurs due to a change in the cross-sectional area and length of the conductive fiber, thereby signaling the ECG signal measured. Distortion occurs.
특히 측정되는 심전도 신호는 마이크로 볼트(mV) 수준에 불과한 미세 신호로, 미세한 크기의 노이즈에도 영향이 크게 받게 되어 신뢰성있는 심전도 측정이 어렵다. In particular, the ECG signal to be measured is a micro signal that is only a microvolt (mV) level, and it is difficult to measure the reliable ECG because it is greatly affected by noise of a small size.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 피측정자의 호흡이나 운동과 같은 움직임에 따라 자유롭게 신축되면서도 이에 따른 체표면적의 변화에도 심전도 신호를 왜곡 없이 정확하게 측정할 수 있는 심전도 전극을 제공하는데 있다.The present invention was devised to solve the above-mentioned problems of the prior art, and the object of the present invention is to freely expand and contract freely according to movements such as breathing or exercise of the subject, and accurately measure the ECG signal without distortion even when the body surface area changes accordingly. It is to provide an electrocardiogram electrode that can.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 경사와 위사로 제직되어 상기 피부에 접촉되는 접촉면을 형성하며, 경사 또는 위사는 신축사인 심사 외면에 도전성 금속분말이나 도전성 폴리머가 코팅되는 전기 전도사로 커버링되는 신축성 전도사로 이루어지는 것을 특징으로 하는 심전도 직물전극을 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention is woven with a warp and weft to form a contact surface that contacts the skin, and the warp or weft is an electrically conductive conductor coated with a conductive metal powder or a conductive polymer on the outer surface of a newly stretched screen. It provides an electrocardiogram fabric electrode, characterized in that made of a stretchable conductive yarn covered.
또한, 본 발명에서 전기 전도사는 심사 외면에 500~1,200 꼬임수로 커버링된다. In addition, in the present invention, the electric conductor is covered with 500 to 1,200 twists on the outer surface of the screen.
또한, 본 발명에서 전기 전도사는 30~60 데니어의 합성섬유에 은(Ag) 분말이 코팅된다. In addition, in the present invention, the electrically conductive yarn is coated with silver (Ag) powder on 30-60 denier synthetic fibers.
또한, 본 발명에서 심사는 40~80 데니어의 폴리우레탄 섬유로 이루어진다.In addition, the screening in the present invention is made of polyurethane fibers of 40 to 80 denier.
또한, 본 발명의 심전도 직물전극 접촉면의 면저항은 160 내지 235mΩ/sq. 인 것이 바람직하다.In addition, the sheet resistance of the ECG fabric electrode contact surface of the present invention is 160 to 235 mΩ/sq. It is preferred.
또한, 본 발명의 심전도 직물전극은 신축성 전도사인 경사 또는 위사방향의 신장에 따른 저항변화율이 3% 미만이며, 특히 10% 신장시까지 저항변화율이 3% 미만이다.In addition, the ECG fabric electrode of the present invention has a resistance change rate of less than 3% due to elongation in a warp or weft direction, which is an elastic conductive yarn, and a resistance change rate of less than 3% until 10% elongation.
본 발명에 따른 심전도 전극은 전기 전도성을 가지는 신축성 섬유로 이루어져 피측정자의 호흡이나 운동 등과 같은 움직임 발생 시 피측정자의 피부표면과 넓은 접촉면적을 유지하면서 자유롭게 신축될 수 있어 피측정자의 자유롭게 움직임에도 심전도 측정이 가능하며, 특히 피측정자의 움직임에 따른 체표면적 변화에도 전기 전도성을 가지는 신축성 섬유의 저항변화가 크지 않아 심전도 신호를 왜곡 없이 정확하게 측정할 수 있다.The electrocardiogram electrode according to the present invention is made of elastic fibers having electrical conductivity, and can be freely stretched while maintaining a large contact area with the skin surface of the subject when movement such as breathing or movement of the subject is measured, so that the electrocardiogram can be moved freely even by the subject. Measurement is possible, and the ECG signal can be accurately measured without distortion because the resistance change of the stretchable fiber having electrical conductivity is not large even when the body surface area changes according to the movement of the subject.
도 1은 본 발명에 따른 심전도 직물전극의 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 심전도 직물전극이 피측정자의 피부 표면에 부착된 상태를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 심전도 직물전극의 경사 또는 위사로 사용되는 신축성 전도사의 사시도 및 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 심전도 직물전극의 표면 일부를 확대한 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 실시예와 비교예의 면저항을 측정하는 실험을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 실시예와 비교예를 신장하는 실험을 도시한 도면이다.
도 7은 실시예와 비교예의 경사방향 신장에 따른 저항변화율 측정그래프를 도시한 도면이다.
도 8은 실시예와 비교예의 위사방향 신장에 따른 저항변화율 측정그래프를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 실시예와 비교예를 이용하여 측정한 심전도 그래프를 도시한 도면이다. 1 is a plan view of an electrocardiogram fabric electrode according to the present invention.
2 is a side view showing a state in which the electrocardiogram fabric electrode according to the present invention is attached to the skin surface of the subject.
3 is a perspective view and a cross-sectional view of a stretchable conductive yarn used as a warp or weft of an electrocardiogram fabric electrode according to the present invention.
4 is an enlarged photograph of a part of the surface of the electrocardiogram fabric electrode according to the embodiment of the present invention.
5 is a view showing an experiment for measuring the sheet resistance of Examples and Comparative Examples according to the present invention.
6 is a view showing an experiment of stretching an example and a comparative example according to the present invention.
7 is a graph showing a resistance change rate measurement graph according to an elongation in an oblique direction in Examples and Comparative Examples.
8 is a graph showing a resistance change rate measurement graph according to elongation in the weft direction of Examples and Comparative Examples.
9 is a view showing an electrocardiogram graph measured using examples and comparative examples according to the present invention.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로서, 도면에서의 요소의 형상, 요소의 크기, 요소간의 간격 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되거나 축소되어 표현될 수 있다.This embodiment is provided to more fully explain the present invention to those of ordinary skill in the art, the shape of the elements in the drawings, the size of the elements, the spacing between the elements, etc. to emphasize a more clear description For this, it may be exaggerated or reduced.
또한, 실시예를 설명하는데 있어서 원칙적으로 관련된 공지의 기능이나 공지의 구성과 같이 이미 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.In addition, when it is determined that the technical features of the present invention may unnecessarily obscure the technical features of the present invention, as a matter of ordinary skill in the art, such as known functions or known configurations, which are related in principle in describing the embodiments. The description will be omitted.
본 발명에서의 용어 '섬유'란, 길고 가늘며 연하게 굽힐 수 있는 천연 또는 인조의 선상 고분자 물체를 의미하고, 용어 '필라멘트'는 장섬유이며 방사된 상태로 무한하게 길게 뽑아낸 섬유를 의미하는 것이다.The term'fiber' in the present invention refers to a natural or artificial linear polymer object that can be bent long, thin, and soft, and the term'filament' is a long fiber and refers to a fiber drawn infinitely long in a spun state. .
또한, 본 발명에서의 용어 '커버링'은 심사(core yarn)의 주위를 다른 실로 감는(덮어 싸는) 방법을 의미하고, 용어 '신도(또는 신율로도 표현, tensile elongation)'는 잡아당겨 끊어질 때 까지 늘어난 길이와 원래 길이와의 비를 나타내는 것이다(단위 : %).In addition, the term'covering' in the present invention refers to a method of winding (covering) the surroundings of the core yarn with another thread, and the term'elongation (or expressed in elongation, tensile elongation)' is pulled off. It shows the ratio of the length increased until the original length (unit: %).
도 1은 본 발명에 따른 심전도 전극(10)의 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 심전도 전극(10)이 피측정자의 피부 표면(S)에 부착된 상태를 도시한 측면도이다. 도 1,2를 참조하면, 본 발명에 따른 심전도 전극(10)은 피측정자의 피부 표면(S)과 접촉되는 접촉면(11)을 가지는 패치 형태로, 접촉면(11)이 굴곡진 피부 표면(S)에 면접촉될 수 있도록 유연성이 우수한 섬유재질로 이루어진다. 1 is a plan view of an
섬유재질인 심전도 전극(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 경사(12)와 위사(13)로 제직되며, 접촉면(11)을 통해 전기적 신호를 전달하기 위하여 경사(12)와 위사(13)중 어느 하나 이상은 신축성과 함께 전기 전도성을 가지도록 신축성 전도사로 형성된다. The
도 3에는 본 발명의 경사(12) 또는 위사(13)로 사용되는 신축성 전도사(20)의 사시도 및 단면도가 도시되어 있는데, 신축성 전도사(20)는 중심의 심사(21)와 심사(21) 주위에 나선형태로 감겨지는 커버링사(22)로 형성되는데, 여기서 피측정자의 움직임에 따라 피부 표면에서 자유롭게 신장될 수 있도록 심사(21)는 신축성이 있는 섬유로 이루어진다. 신축성 전도사(20)의 심사(21)가 신축성이 있는 섬유로 이루어짐에 따라, 신축성 전도사(20)의 배열방향으로 심전도 전극(10)이 신장될 수 있어 피측정자의 호흡이나 움직임에 따라 신축될 수 있다. 3 is a perspective view and a cross-sectional view of the
여기서, 심사(21)로 사용되는 신축성 섬유로는 폴리우레탄(polyurethane), SBS(styrene-butadiene-styrene), SBR(styrene butadiene rubber), PDMS(polydimethylsiloxane) 또는 실리콘 기반의 고무 물질을 포함할 수 있는데, 높은 신축성과 낮은 탄성 계수 및 높은 탄성 회복률을 가지는 폴리우레탄 섬유가 바람직하다. 또한, 심사(21)는 내구성과 신축성이 발현될 수 있도록 40~80데니어의 섬도로 형성되는 것이 바람직하다. Here, the elastic fibers used as the
커버링사(22)는 측정되는 피부 표면(S)에 접촉되어 접촉면(11)을 형성하는 부위로, 심사(21) 주위에 감겨져 신축성 전도사(20)의 표면에 다수의 요철을 형성함에 따라 피부표면(S)과 넓은 접촉면적을 형성된다. 커버링사(22)는 보다 넓은 피부와의 접촉면적을 형성하기 위하여 세섬도이면서도 마찰강도가 저하되지 않도록 30~60 데니어의 섬도로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 세섬도로 이루어진 커버링사(22)는 심전도 전극(10) 표면에 다수 요철이 형성됨에 따라, 피측정자의 움직임에도 굴곡지는 피부표면을 따라 유연하게 형태가 가변되면서도 피부와 넓은 면적으로 접촉될 수 있어 피부 표면(S)에서 발생하는 전기적 신호를 정확하게 측정할 수 있다. The
여기서, 커버링사(22)는 전기 전도성을 가지도록 표면에 금속 나노입자나 도전성 폴리머가 코팅된 전기 전도사로 형성된다. 전기 전도사는 전기를 전도할 수 있는 섬유라면 제한 없이 사용할 수 있다. 전기 전도사로는 폴리에스테르(polyester), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리에틸 렌나프탈레이트 (polyethylenenaphthalate), 폴리에틸렌(polyethylene), 나일론(nylon), 아크릴(acryl) 등의 소재를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 나일론(nylon)을 포함하여 사용할 수 있다. 금속 나노입자로는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni) 등이 사용될 수 있으며, 도전성 폴리머로는 카본블랙, 카본나노튜브 (CNT), 은 나노와이어, 폴리우레탄 등이 사용될 수 있다. Here, the
이와 같이 신축성이 있는 심사(21) 주위에 전기 전도성을 가지는 커버링사(22)로 이루어진 신축성 전도사(20)는 경사(12)와 위사(13) 중 어느 하나로 사용할 수도 있으나, 경사(12)와 위사(13) 모두를 신축성 전도사(20)로 사용할 수도 있다. 경사(12)와 위사(13) 모두를 신축성 전도사(20)로 사용하면, 경사(12) 및 위사(13) 방향으로도 신축이 가능함에 따라 다양한 방향으로 신축이 가능하고, 또한 경사(12)는 물론 위사(13)에 코팅된 도전성 금속 또는 폴리머가 피부와 접촉되어 피측정자의 피부표면(S)과 전기적 접촉면적이 넓게 형성되어 미세한 크기의 생체 전기신호를 정확하게 측정할 수 있다. As described above, the stretchable
특히, 본 발명의 신축성 전도사(20)는 피측정자의 호흡이나 운동과 같은 움직임에 따라 심사(21)가 신축될 뿐, 심사(21) 주위에 커버링된 커버링사(22)는 신축에 따른 하중이나 외력을 받지 않아 커버링사(22)의 단면적 및 길이변화는 거의 발생하지 않게 된다. 따라서, 피측정자의 호흡이나 움직임에 의하여 체표면적의 변화에도 저항변화가 거의 없어 노이즈 영향 없이 심전도 신호를 정확하게 측정할 수 있다.In particular, the
여기서, 신축성 전도사(20)는 심사(21) 주위에 500~1,200 꼬임수(TM)로 커버링되는 것이 바람직한데, 커버링사(22)의 꼬임수가 500 미만이면 경사(12)와 위사(13)의 신축시 이웃하는 커버링사(22)의 간격이 넓어져 전기적 접촉면적이 작아지게 되고, 꼬임수가 1,200을 초과하면 커버링사(22)의 표면에 과도한 응력이 집중되어 금속분말이나 전도성 폴리머가 표면으로부터 탈리되는 문제가 있다.Here, the stretchable
이와 같이 30~60 데니어의 세섬도로 이루어진 커버링사(22)가 500~1,200 꼬임수로 심사(21) 외면에 커버링됨에 따라, 치밀하게 형성된 표면 요철에 의해 피부와의 전기적 접촉면적이 극대화되어 미세한 크기의 생체 전기신호를 정확하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 심사(21)가 신축되더라도 커버링사(22)가 하중이나 외력을 받지 않아 노이즈 영향 없이 정확한 심전도 신호를 측정할 수 있다. As the covering
본 발명의 심전도 전극(10)은 신장 또는 수축에는 접촉면의 면저항은 200 내지 250mΩ/sq.로 낮은 저항값으로 유지될 수 있다. 이와 같은 본 발명의 심전도 전극(10)은 신축성 전도사(20)인 경사(12) 또는 위사(13)가 평직, 능직, 주자직 또는 이들의 변화조직으로 제직될 수 있다. In the
이상과 같이 이루어지는 본 발명의 실시예와 비교예를 이하 설명한다.Examples and comparative examples of the present invention made as described above will be described below.
<실시예 1><Example 1>
50 데니어 폴리우레탄사인 심사 외면에 은(Ag) 나노분말이 코팅된 40데니어/12필라멘트 나일론사를 꼬임수 1,000으로 커버링하여 섬도가 100데니어인 신축성 전도사를 제조하였다. 상기 신축성 전도사를 경사 및 위사로 평직으로 제직한 후, 길이가 20cm 폭이 5cm으로 절단하여 띠 형상의 심전도 직물전극을 제조하였다. 도 4는 이와 같이 제조된 심전도 직물전극의 표면 일부를 확대한 사진이다.The outer surface of the 50 denier polyurethane yarn was coated with 40 denier/12 filament nylon yarn coated with silver (Ag) nanopowder with a twist number of 1,000 to prepare a stretchable conductive yarn having a fineness of 100 denier. After weaving the stretched conductive yarn in a plain weave with warp and weft yarns, a length of 20 cm and a width of 5 cm were cut to prepare a strip-shaped ECG fabric electrode. 4 is an enlarged photograph of a part of the surface of the electrocardiogram fabric electrode manufactured as described above.
<실시예 2><Example 2>
실시예의 신축성 전도사를 경사로 은(Ag) 나노분말이 코팅된 40데니어/12필라멘트 나일론사를 위사로 평직으로 제직한 후, 길이가 20cm 폭이 5cm으로 절단하여 띠 형상의 심전도 직물전극을 제조하였다.A 40-denier/12-filament nylon yarn coated with silver (Ag) nano-powder was woven into a weft yarn as a weft yarn and stretched 20 cm in width and 5 cm in width to prepare a strip-shaped ECG fabric electrode.
<비교예><Comparative Example>
경사와 위사를 은(Ag) 나노분말이 코팅된 40데니어/12필라멘트 나일론사로 평직으로 제직한 후, 길이가 20cm 폭이 5cm으로 절단하여 띠 형상의 심전도 직물전극을 제조하였다.After weaving the warp and weft in plain weave with a silver (Ag) nano-powder coated 40 denier/12-filament nylon yarn, a length of 20 cm and a width of 5 cm were cut to prepare a strip-shaped ECG fabric electrode.
이와 같이 제조된 실시예 1,2와 비교예의 면저항과 신장에 따른 저항 변화율을 아래와 같이 측정하였다.The resistance changes according to the sheet resistance and elongation of Examples 1 and 2 and Comparative Examples prepared as described above were measured as follows.
<실험 1: 면저항 측정><Experiment 1: Measurement of sheet resistance>
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 실시예 1,2와 비교예에 각각 저항계(30)를 연결하여 실시예 1,2 및 비교예의 면저항을 측정하였다. 측정한 결과는 아래 표 1과 같다.As shown in Figure 5, the resistance of each of Examples 1 and 2 and Comparative Example 30 were connected to each other, and sheet resistances of Examples 1 and 2 and Comparative Examples were measured. The measured results are shown in Table 1 below.
위 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 저항값은 235mΩ/sq로, 실시예 2의 저항값은 160mΩ/sq로, 비교예 1의 142mΩ/sq로 각각 측정되어, 실시예 1,2의 저항값은 비교예 1보다 각각 93mΩ/sq, 18mΩ/sq 높았으나 그 차이는 미미하였다. 이와 같은 저항값의 차이는 실시예 1,2의 전기 전도사는 커버링사인 것과 비교하여, 비교예는 일반사의 차이에 인한 것으로 추측된다.As shown in Table 1 above, the resistance value of Example 1 is 235 mΩ/sq, the resistance value of Example 2 is 160 mΩ/sq, respectively, and it is measured to be 142 mΩ/sq of Comparative Example 1, respectively. The resistance values were 93 mΩ/sq and 18 mΩ/sq, respectively, higher than Comparative Example 1, but the difference was slight. This difference in resistance value is compared to that of the electric conduction yarns of Examples 1 and 2 as the covering yarns, and it is assumed that the comparative example is due to the difference of ordinary yarns.
<실험 2: 신장에 따른 저항변화율 측정><Experiment 2: Measurement of resistance change rate according to elongation>
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 실시예 1,2와 비교예의 양측을 클램프(40)로 고정한 후, 경사 및 위사방향을 따라 2%, 4%, 6%, 8%, 10%로 각각 신장시켜, 신장 전, 후 저항변화율을 측정하였으며, 측정한 결과는 아래 표 2와 도 7, 8과 같다.As shown in Figure 6, after fixing both sides of Examples 1 and 2 and Comparative Examples with
표 2 및 도 7에 나타난 바와 같이, 경사방향 신장시 실시예 1,2는 저항변화율이 0.5%~2.8%로 매우 낮은 반면에, 비교예는 3%~27%로 상당한 저항변화가 발생하였다. 그리고, 표 3 및 도 8에 나타난 바와 같이, 위사방향 신장시 실시예 1은 경사방향 신장과 마찬가지로 저항변화율이 0.6%~2.8%로 매우 낮은 반면에, 실시예 2는 저항변화율이 2.5%~25%, 비교예는 저항변화율이 4%~28%로 높게 측정되었다. As shown in Table 2 and FIG. 7, in the case of elongation in the oblique direction, Example 1 and 2 had a very low resistance change rate of 0.5% to 2.8%, whereas the Comparative Example had a significant resistance change of 3% to 27%. And, as shown in Table 3 and Figure 8, Example 1 in the elongation in the weft direction is very low, as in the oblique direction elongation, the change rate of resistance is 0.6% to 2.8%, whereas in Example 2, the rate of change of resistance is 2.5% to 25 %, the comparative example had a high resistance change rate of 4% to 28%.
따라서, 실시예 1은 경사 및 위사방향 신장시 모두 저항변화율이 매우 낮았으나, 실시예 2는 신축성 전도사가 경사로만 형성되어 있어 경사방향 신장시 저항변화율은 낮았으나 위사방향 신장시 저항변화율이 높음을 확인하였으며, 비교예는 경사 및 위사방향 신장시 모두 저항변화율이 높음을 알 수 있었다.Therefore, in Example 1, the rate of resistance change was very low in both the inclined and weft directions, but in Example 2, the elasticity change rate was low in the inclined direction elongation, but the resistance change rate was high in the elongation in the weft direction. It was confirmed that the comparative example has a high resistance change rate in both the oblique and the weft directions.
<실험 3: 심전도 측정><Experiment 3: ECG measurement>
실시예 1과 비교예 2를 이용하여 심전도를 측정하였다. 심전도 측정은 도 9에 도시된 바와 같이, 심전도 측정장치에 연결된 접속단자가 부착된 실시예 1과 비교예 2를 28세 성인남성의 흉부 2부분에 부착하여 측정하였다. ECG was measured using Example 1 and Comparative Example 2. As shown in FIG. 9, ECG measurement was performed by attaching Example 1 and Comparative Example 2 to which a connection terminal connected to the ECG measuring device was attached to the chest of a 28-year-old adult male.
도 9를 참조하면, 피측정자가 정지 및 좌우 회전시에는 측정된 심전도 파형 차이는 없었다. 하지만, 제자리 걸음이나 달리기와 같이 움직임이 심한 경우에는 실시예 1은 피측정자의 격한 움직임에도 안정적인 심전도 파형이 측정되는 반면에, 비교예의 경우 급격한 심전도 파형이 측정됨을 확인할 수 있었다. 이와 같은 비교예의 심전도 파형은 피측정자의 격한 움직임에 따라 발생하는 외력에 의하여 전극 저항값이 변화가 이유인 것으로 추측된다.Referring to FIG. 9, when the subject was stopped and rotated left and right, there was no difference in the measured ECG waveform. However, when the movement was severe, such as walking or running in place, it was confirmed that Example 1 measured a stable electrocardiogram waveform even in the extreme movement of the subject, whereas in the case of the comparative example, a rapid electrocardiogram waveform was measured. The ECG waveform of the comparative example is presumed to be the reason that the electrode resistance value changes due to the external force generated according to the subject's intense movement.
이와 같이 본 발명의 피측정자의 움직임에 따른 체표면적 변화에도 전기 전도성을 가지는 신축성 섬유의 저항변화가 크지 않아 심전도 신호를 왜곡 없이 정신뢰성이 높은 심전도 측정이 가능하다.As described above, since the resistance change of the elastic fiber having electrical conductivity is not large even when the body surface area changes according to the movement of the subject of the present invention, it is possible to measure the electrocardiogram with high psychological reliability without distortion of the ECG signal.
이상 설명한 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.The present invention described above is not limited to the described embodiments, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or modifications will have to belong to the claims of the present invention.
10: 심전도 전극 11: 접촉면
12: 경사 13: 위사
20: 신축성 전도사 21: 심사
22: 커버링사 30: 저항계
40: 클램프10: ECG electrode 11: contact surface
12: slope 13: weft
20: flexible evangelist 21: judging
22: covering yarn 30: ohmmeter
40: clamp
Claims (7)
경사와 위사로 제직되어 상기 피부에 접촉되는 접촉면을 형성하며, 상기 경사 또는 위사는 신축사인 심사 외면에 금속분말이나 도전성 폴리머가 코팅되는 전기 전도사가 심사 외면에 500~1,200 꼬임수로 커버링되는 신축성 전도사로 이루어져, 상기 신축성 전도사인 경사 또는 위사방향으로 10% 신장시까지 저항변화율이 3% 미만인 것을 특징으로 하는 심전도 직물전극.An electrode that measures ECG by contacting the skin surface of the subject
It is woven with a warp and weft to form a contact surface that comes into contact with the skin. The ECG fabric electrode, characterized in that the rate of change of resistance is less than 3% until 10% elongation in the warp or weft direction, which is the stretchable conductive yarn.
상기 전기 전도사는 30~60 데니어의 합성섬유에 은(Ag) 분말이 코팅되는 것을 특징으로 하는 심전도 직물전극.According to claim 1,
The electroconductive yarn is an electrocardiogram fabric electrode, characterized in that silver (Ag) powder is coated on 30-60 denier synthetic fibers.
상기 심사는 40~80 데니어의 폴리우레탄 섬유로 이루어지는 것을 특징으로 하는 심전도 직물전극.According to claim 3,
The examination is an electrocardiogram electrode characterized in that it is made of polyurethane fibers of 40 to 80 denier.
상기 심전도 직물전극의 면저항은 160 내지 235mΩ/sq.인 것을 특징으로 하는 심전도 직물전극.According to claim 4,
The electrocardiogram fabric electrode has a sheet resistance of 160 to 235 mΩ/sq.
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