KR20070018692A - 방수성 생체 전극 - Google Patents

Abstract

방수성 생체 전극은 신체에 장착되는 전극 패드(101) 및 전극 패드에 연결되는 리이드 와이어(110)를 구비한다. 전극 패드는 접착제 접촉 표면 및 실질적으로 중심에 있는 구멍을 가진 방수성 베이스(106), 리이드 와이어의 말단 단부에 제공된 검출 전극이 방수성 베이스의 구멍으로부터 노출되도록 구멍을 덮으면서 베이스의 접촉 표면의 하부 표면에 리이드 와이어를 고정시키는 방수성 시일 부재(105) 및, 검출 전극과 접촉되는 접촉 표면상에 배치된 도전성 겔(103)을 구비한다.

Description

방수성 생체 전극{Waterproof bioelectrode}

도 1 은 본 발명의 구현예에 따른 생체 전극의 전체적인 장치를 나타내는 평면도이다.

도 2 는 본 발명의 도 1 의 구현예에 따른 생체 전극의 전체적인 장치를 도시하는 저면도이다.

도 3a 및, 도 3b 는 도 1 의 구현예의 생체 전극에서 전극 패드 부분의 배치를 설명하는 도면을 도시한다.

도 4 는 도 1 의 구현예의 생체 전극에서 리이드 와이어와 연결구의 배치를 도시하는 분해 사시도이다.

도 5a 및, 도 5b 는 도 1 의 구현예에서 생체 전극에 있는 연결구 부분에 대한 상세한 배치를 도시하는 도면을 나타낸다.

도 6 은 연결구(120)를 생물 의학적 신호 획득 장치(미도시)에 연결시키는 중간 케이블의 연결구 장착 유니트의 배치를 나타내는 사시도이다.

도 7 은 연결구 장착 유니트(130)의 내부 배치와 메카니즘 및 생체 전극(100)의 연결구(120)의 장착 방법을 설명하는 사시도이다.

도 8a 및, 도 8b 는 하우징(133)에 제공된 전극 핀들의 배치와, 연결구(120)가 하우징(133) 안에 장착되었을 때 그들 사이의 위치 관계를 설명하는 도면을 나 타낸 것이다.

도 9a 내지 도 9d 는 베이스(106)의 다른 형상들을 도시하는 도면을 나타낸다.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >

100. 생체 전극 104. 검출 전극

105. 시일 부재 106. 베이스

120. 연결구 101a~101e. 전극 패드

109. 제 1 분리부 110a~110e. 리이드 와이어

본 발명은 전체적으로 생물 의학적 신호를 획득하기 위한 전극(생체 전극)에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 방수 생체 전극에 관한 것이다.

통상적으로, 심전도에 의해서 전형적으로 나타나는 생물 의학적 신호가 진단에 유용한 정보로서 폭넓게 이용된다. 생물 의학적 신호는 휴식 시간에 획득될 있을 뿐만 아니라, 목적에 따라서는 운동중이거나 또는 일상 생활중에도 획득될 수 있다. 예를 들면, 홀터(Holter) 심전계에 의한 심전도의 획득은 일상 생활에서 오랜 시간 동안 연속적으로 생물 의학적 신호를 획득하는 전형적인 방법이다.

생물 의학적 신호를 얻으려면, 생체 전극을 신체 표면에 부착시키는 것이 필요하다. 생체 전극은 신호 획득 기간 동안에 작은 소음으로 안정적인 생물 의학적 신호를 획득해야만 한다. 이러한 목적을 위해서, 광범위한 생체 전극들이 획득되어야 하는 생물 의학적 신호의 유형, 획득 환경 획득 기간등에 따라서 이용될 수 있다.

위에서 설명된 바와 같은 홀터 심전계에 의하여 생물 의학적 신호를 획득하는데 있어서, 생체 전극은 대상체(object)의 일상 생활에 수반되는 신체의 운동을 따라야만 하며 오랜 기간 동안 땀의 작용에 의해 떨어지는 일 없이 신체에 단단하게 부착되어야만 한다.

통상적으로 이용되는 생체 전극은 일반적으로 방수가 아니며 전극이 부착되는 위치는 생물 의학적 신호에 영향을 미친다. 따라서, 홀터 심전계에 의한 생물 의학적 신호의 획득이 이틀을 지속할 수 있을지라도, 대상체는 종종 측정하는 동안에 목욕이나 샤워가 금지된다. 만약 대상체가 반드시 목욕이나 샤워를 해야한다면, 전극은 미리 일시적으로 제거되고 이후에 다시 부착된다. 그러나, 전극을 제거하고 다시 부착하는 것은 대상체를 귀찮게 한다. 또한, 재 부착에 있어서, 부착 위치가 변화되거나, 또는 전극이 신체 표면에 단단하게 접촉된 상태로써 올바르게 부착되지 않을 수 있다. 이것은 획득되어야 하는 생물 의학적 신호에 영향을 미쳐서 정확한 진단을 방해한다. 따라서, 대상체가 목욕 또는 샤워를 하는 동안에 전극 부분이 젖게 되더라도 전극이 제거될 필요가 없는 것이 소망스럽다.

목욕 또는 샤워를 할 때, 심장에 대한 부담이 증가되며, 따라서 심전도에 비정상 상태가 발생할 수 있다. 그러한 비정상 상태에서 심전도가 획득될 수 없다면, 진단에서 중요한 정보가 간과될 수 있다. 따라서, 생물 의학적 신호를 다양한 상태 에서 획득할 수 있어야 하는 관점으로부터 방수 전극이 소망스럽다. 따라서, 방수 전극들이 제안되었다 (일본 특허 공개 번호 2004-121360 (D1) 및 제 2004-097809 (D2)).

상기 일본 특허 공개 D1 에 개시된 생체 전극에 따르면, 심전도는 하나의 전극 패드로써 획득된다. 생물 의학적 신호를 획득하는데 복수개의 전극들이 필요하며, 전극들 사이의 짧은 거리는 우수한 신호 품질을 가진 신호를 획득하는데 소망스럽지 않다. 그러한 이유로, 어느 정도의 거리가 패드에 제공된 2 개 전극들 사이에서 보장되어야 하며, 따라서 크기가 큰 패드에 이르게 된다. 크기가 큰 시이트를 신체 표면과 밀접하게 접촉시켜서 부착시키는 것은 용이하지 않다. 더욱이, 대형의 시이트는 신체의 운동을 쉽게 따를 수 없기 때문에, 시이트와 신체 표면 사이에 간극이 형성되는 경향이 있다. 따라서, 방수를 유지하는 것이 곤란하다.

더욱이, 일본 특허 공개 D1에 개시된 생체 전극 패드는 신호 처리 회로를 가지는데, 상기 회로는 모니터 장치에 라디오 통신으로 신호를 전송하고 전극 패드와 직접적으로 연결된다. 따라서, 전극은 커다란 돌출부를 가져서 전극을 착용하는 대상체가 불편을 느끼게 한다. 또한, 신호 처리 회로 부분은 대상체의 옷이나 속옷에 의해 당겨질 수 있다. 더욱이, 신호 처리 회로는 라디오 통신에 의해서 생물 의학 신호를 송신하여야 하므로, 전력 공급을 필요로 하며 따라서 전력 공급 관리를 필요로 한다.

일본 특허 공개 D2 에서는 케이블이 연결구를 이용하여 전극에 연결된다. 연결구는 전극에 근접하게 연결되며, 대형의 돌출부가 일본 특허 공개 D1 에서와 마 찬가지의 방식으로 전극에 근접하여 존재한다. 따라서, 생체 전극을 착용하는 대상체는 불편을 느끼게 되며, 돌출부가 전극에 대하여 맞닿을 때, 소음이 생물 의학적 신호에 중첩될 수 있는데, 이는 일본 공개 특허 D1 에서와 마찬가지의 문제점이다.

상기 일본 공개 특허 D1 과 D2 에 있어서, 폴리에틸렌 발포체 또는 폴리우레탄 발포체로 만들어진 시이트는 전극 패드 재료로서 이용된다. 비록 외부의 물이 전극 패드를 통하여 스며들지 않을지라도, 땀에 의해 발생된 (대상체의 신체 표면) 내부로부터의 습기는 증발되지 않는다. 결국, 신체 표면의 부착 부분은 오랜 기간 동안의 이용중에 땀이 차게 되고 가려움증이나 또는 그와 유사한 것을 야기시킬 수 있다.

본 발명은 종래 기술의 문제점의 관점에서 이루어진 것으로서 안락한 착용성 및 우수한 방수성을 가진 생체 전극을 제공하는 것이 목적이다.

즉, 본 발명의 요지는 신체에 부착되어야 하는 전극 패드와, 상기 전극 패드에 연결되어야 하는 리이드 와이어(lead wire)를 구비하는 방수 생체 전극에 관한 것으로서, 상기 전극 패드는: 접착제 접촉 표면 및 실질적으로 그것의 중심에 있는 구멍을 가지는 방수 베이스 부재, 상기 리이드 와이어를 상기 베이스의 배면에 고정시키는 방수 시일 부재로서,

상기 리이드 와이어의 말단 단부에 제공된 검출 전극이 상기 방수 베이스의 구멍을 통해 노출되도록 구멍을 덮고 있으면서, 상기 배면이 상기 접촉 표면에 반대가 되는, 방수 시일 부재 및, 상기 검출 전극과 접촉되도록 상기 베이스의 상기 접촉 표면에 배치된 도전성 겔(gel)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이러한 장치를 가지고, 본 발명에 따른 방수 생물 전극은 안락한 착용성과 방수성을 모두 충족시킬 수 있다.

상기에 설명된 것들 이외의 다른 목적들과 장점들은 다음의 본 발명의 바람직한 구현예의 설명으로부터 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게 명백해질 것이다. 상세한 설명에 있어서, 상세한 설명의 일부를 형성하면서 본 발명의 다양한 구현예들중 일 예를 도시하는 첨부된 도면이 참조될 것이다. 그러나 그러한 예는 본 발명의 다양한 구현예들을 모두 다 나타내는 것이 아니며, 따라서 본 발명의 범위를 결정하는데는 상세한 설명에 뒤이은 청구항들을 참조하여야 한다.

첨부된 도면은 명세서에 포함되고 명세서의 일부를 구성하는 것으로서, 본 발명의 구현예를 도시하며, 상세한 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

본 발명의 바람직한 구현예들은 첨부된 도면에 따라서 다음에 상세하게 설명될 것이다.

본 발명의 바람직한 구현예는 첨부된 도면을 참조하여 다음에 설명될 것이다.

도 1 은 본 발명의 구현예에 따른 생체 전극의 전체적인 배치를 나타내는 평면도이다. 도 1을 참조하면, 생체 전극(100)은 5 개의 전극 패드(101a 내지 101e), 연결구(120) 및, 연결구(120)를 대응하는 전극 패드(101a 내지 101e)에 연결시키는 리이드 와이어(110a 내지 110e)들을 가진다. 전극 패드(101a 내지 101e)들의 배면들은 접착제이며 그에 따라서 해제용 종이의 역할을 하는 제 1 의 분리부(109)가 제공되어 있다.

이러한 구현예에 있어서, 분리부(109)는 모든 전극 패드(101a 내지 101e)에 의해서 공유되며, 분리를 위한 천공을 가진다. 이와는 달리, 분리부(109)가 각각의 전극 패드에 제공될 수 있다. 전극들의 수는 5 에 제한되지 않지만, 그 어떤 임의의 수일 수 있으며, 예를 들면 3, 7 또는 그와 유사한 것일 수 있다.

시일 부재(105a 내지 105e)들은 점착성의 습기 투과 방수 필름으로서 전극 패드(101a 내지 101e)들의 베이스(106)에 접착되어 리이드 와이어(110a 내지 110e)의 말단 단부 둘레 부분들을 덮는다. 시일 부재(105a 내지 105e)들을 가지고, 리이드 와이어(110a 내지 110e)들은 전극 패드(101a 내지 101e)들에 방수의 방식으로 연결된다.

이러한 구현예에 따르면, 전극 패드들은 시일 부재(105a 내지 105e)를 채색함으로써 색조가 입혀진다. 다음의 설명에서, 전극 패드(101a 내지 101e)들에 의해 공유된 장치가 설명되거나, 또는 전체로서의 전극 패드(101a 내지 101e)들이 설명되는 경우에, 전극 패드(101a 내지 101e)들은 단지 전극 패드(101)로서 표현될 수 있다. 이것은 시일 부재(105a 내지 105e) 및 그와 유사한 것에 적용된다.

도 2 는 본 구현예에 따른 생체 전극의 배치에 대한 저면도이다. 도 1 에서와 같은 구성 요소들은 동일한 도면 부호로 표시되어 있다. 도 2 에 있어서, 전극 패드(101a 내지 101e)들의 하부 표면(신체 표면과 접촉하게 되는 측의 표면; 접촉 표면들이라고도 지칭됨)들은 제 1 의 분리부(109)를 통하여 보인다.

전극 패드(101a)는 예에 따라서 설명될 것이다. 제 2 분리부(102a)는 접촉 표면의 외측 경계부에 배치된 원호형의 해제용 종이이다. 제 2 분리부는 습기 투과 방수 필름으로 만들어진 베이스(106)가 제 1 분리부(109)로부터 용이하게 벗겨질 수 있게 하며, 또한 베이스(106)의 형상을 유지시키면서 베이스를 지지하는 지지용 작용체의 역할을 한다.

도전성 접착제 겔(103a)은 검출 전극(104a)의 역할을 하는 리이드 와이어(110a)의 말단 단부를 전기적으로 신체의 표면에 연결시키는 부재이다. 통상적으로 이용되는 도전성 접착제 겔이 상기의 도전성 접착제 겔(103a)로서 이용될 수 있다.

도 3a 및 도 3b 는 본 구현예에 따른 생체 전극에서 전극 패드 부분의 배치를 설명하는 도면을 나타내는 것으로서, 도 3a 는 분해 사시도이고, 도 3b 는 평면도이다.

리이드 와이어(110)의 말단 단부는 검출 전극(104)을 형성한다. 검출 전극(104)과 그것의 둘fp에 있는 부분에는 이후에 설명되는 발포체 물질(111,118)이 제공되지 않는다. 발포체 물질(111,118)들은 시일 부재(105)에 의해 고정되어야 하는 부분들에 제공되지 않기 때문에, 이들 부분들은 매우 얇으며, 따라서 리이드 와이어(110)는 시일 부재(105)와의 방수성을 보장하면서 베이스(106)에 부착될 수 있다. 대부분의 전극 패드(101)를 형성하는 베이스(106)는 습기 투과 방수 필름으로 형성되며 실질적으로 그 중심에 구멍(1061)을 가진다.

접착제는 베이스(106)의 접촉 표면에 적용되며, 원호형의 제 2 분리부(102)는 접촉 표면의 외측 경계부에 배치된다. 제 2 분리부는 해제용 종이이고, 제 1 분리부(109)에 반대편인 그것의 표면은 접착성이 아니다. 따라서, 제 2 분리부(102)가 존재하는 베이스(106)의 접촉 표면의 영역은 제 1 분리부(109)로부터 용이하게 분리될 수 있다.

방수성을 구현하기 위하여, 본 구현예에 따른 생체 전극은 베이스(106)로서 습기 투과 방수성 필름을 이용한다. 유연성의 습기 투과 방수성 필름 부재는 피부로부터의 습기를 발산시켜서 피부에 대한 접착성을 향상시키기 때문에, 그리고 필름 부재는 신체 움직임에 의해 형성되는 피부의 주름을 따르도록 변형될 수 있기 때문에 이용된다. 베이스(106)로서 이용될 수 있는 습기 투과 방수성 필름의 두께가 바람직스럽게는 20 ㎛ 내지 70㎛ 이고, 보다 바람직스럽게는 30 ㎛ 내지 60 ㎛이며, 특히 바람직스럽게는 40㎛ 내지 60 ㎛ 이며, 가장 바람직스럽게는 45 ㎛ 내지 55 ㎛ 이다.

습기 투과 방수성 필름이 과도하게 두꺼우면, 피부로부터 습기를 발산시키는 효과가 충분히 얻어질 수 없어서, 필름이 쉽사리 벗겨지는 경향이 있다. 더욱이, 필름은 피부가 발진을 일으키게 할 수 있거나 또는 습기차게 되어서 전극 패드를 착용하고 있는 대상체의 안락성을 저하시킨다. 유연성(특히 피부 표면의 주름에 대하여 적응하는 유연성)이 저하되면, 전극의 경직성이 불편한 것으로 감지될 수 있고, 방수성이 저하될 수 있으며, 전극은 쉽게 떨어질 수 있다. 또한, 유연성이 저하되면, 생물 의학적 신호가 노이즈를 포함할 수 있다.

다른 한편으로, 유연성의 얇은 필름 베이스(106)를 이용하는 것은 전극을 피부에 부착할 때 곤란하게 한다. 이것은 예를 들면 보호 필름이 유리에 부착되어야 하는 경우를 고려하면 용이하게 상상될 수 있다. 보다 상세하게는, 베이스(106)는 뻣뻣하지 않기 때문에 (낮은 경직성을 가지므로), 베이스(106)를 제 1 분리부(109)로부터 벗겨낼 때, 손가락으로 잡히지 않는 이들 부분들의 접촉 표면들은 서로에게 부착될 수 있으며, 전극에 부착되었을 때 주름들이 쉽사리 형성되지 않는다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 구현예의 생체 전극에 있어서, 원호형의 제 2 분리부(102)는 베이스(106)의 접촉 표면의 외측 경계부에 배치된다. 베이스(106)가 제 2 분리부(102)에 의해서 제 1 분리부(109)로부터 벗겨질 때, 얇은 베이스(106)는 손톱이나 그와 유사한 것에 의해서 보다 용이하게 벗겨질 수 있다. 제 2 분리부(102)는 외측 경계부를 따라서 원호형으로 배치되므로, 베이스(106)가 거의 그것의 형상을 유지하면서, 전극 패드(101)(베이스(106))는 제 1 분리부(109)로부터 벗겨질 수 있다.

제 2 분리부(102)는 해제용 종이와 같이 상대적으로 뻣뻣한 재료로 만들어진다. 따라서, 제 2 분리부(102)가 쥐여질 때, 베이스(106)는 그것의 접촉 표면 부분들이 서로 부착되도록 굽혀지지 않을 것이며 펼쳐진 상태로 유지될 수 있다. 이러한 방식으로, 제 2 의 분리부(102)는 전극 패드(101)에 대한 지지용 부재로서의 역할을 하는데, 이는 전극 패드(101)가 신체 표면에 부착될 때까지 제 1 분리부(109)로부터 벗겨지기 때문이다.

제 2 분리부(102)의 재료, 두께 및, 형상은, 전극 패드(106)가 제 1 분리 부(109)로부터 분리되었을 때 베이스(106)를 펼쳐진 상태로 유지할 수 있는 한, 특별하게 제한되지 않는다. 그러나, 전극 패드(101)를 제 1 분리부(109)로부터 분리하였을 때 사용중의 편의성을 고려하여, 제 2 분리부(102)가 바람직스럽게는 소정의 길이 전체를 통하여 베이스(106)의 외측 경계부를 지지한다.

예를 들면, 분리부(102)는 베이스(106)의 외측 경계부의 전체 원주를 통하여 배치될 수 있다. 제 2 분리부가 마지막으로 제거되어야 한다는 점을 주목하라. 전극 패드(101)가 신체 표면에 부착되었을 때 사용중의 편의성을 고려하면, 제 2 분리부가 바람직스럽게는 과도하게 길지 않아야 한다. 이러한 이유로, 외측 경계부의 전체 원주를 통하여 분리부를 배치할 때, 분리부는 하나의 연속적인 분리부로서 형성되지 않을 수 있지만, 바람직스럽게는 용이하게 제거될 수 있도록 절단부를 형성하여 복수개의 부분들로 분리될 수 있게 형성된다. 이러한 경우에, 절제부(incision)가 리이드 와이어(110)에 대응하는 위치에 형성된다면, 분리부는 용이하게 제거될 수 있어서 바람직스럽다.

이러한 방식으로, 제 2 분리부의 길이는, 베이스(106)의 크기 및 재료, 제 2 분리부의 재료 및 폭과, 그와 유사한 것을 고려하여 지지용 부재로서의 역할을 할 수 있는 범위 안에서 적절하게 결정될 수 있다. 매우 유연성이 있는 재료가 베이스(106)를 형성하도록 이용될 때, 제 2 분리부가 바람직스럽게는 지지용 부재의 역할을 할 수 있도록 거의 외측 경계부의 원주 절반을 덮도록 제공된다.

제 1 분리부(109)는 예를 들면 PET 필름으로 형성되며 도전성 겔(103)이 제공된다. 본 구현예에서, 베이스(106)에 있는 구멍(1061)의 크기는 도전성 겔(103) 의 크기보다 작다. 도전성 겔(103)은 베이스(106)의 접촉 표면에 적용된 접착제와 함께 베이스(106)에 부착된다. 전극 패드(101)가 제 1 분리부(109)로부터 분리되어야 할 때, 도전성 겔(103)은 베이스(106)와 함께 제 1 분리부(109)로부터 분리된다.

시일 부재(105)는 예를 들면 베이스(106)의 필름과 같은 습기 투과 방수성 필름으로 형성된다. 시일 부재(105)는 리이드 와이어(110)의 말단 단부에 배치된 검출 전극(104)을 진입하는 물에 대하여 보호하도록 제공된다. 시일 부재(105)는 검출 전극(104)의 방수성을 향상시킨다는 관점에서 큰 것이 바람직스럽다. 다른 한편으로, 시일 부재(105)의 유연성이 베이스(106)와 중첩되는 부분에서 저하되고 피부에서 발생된 습기가 신속하게 스며들어야 한다는 관점에서, 시일 부재(105)가 바람직스럽게는 작다. 따라서, 시일 부재(105)는 방수성이 유지될 수 있는 범위 내에서 작게 만들어지는 것이 소망스럽다.

이러한 이유로, 본 구현예에 따라서, 구멍(1061) 둘레의 부분이 베이스(106)와 단단하게 접촉되어 용이하게 유지될 수 있으므로, 시일 부재(105)는 구멍(1061) 보다 약간 크다. 다른 한편으로, 두꺼운 리이드 와이어(110)를 시일하는 부분과 관련하여, 시일 부재(105)는 리이드 와이어(110)의 둘레를 시일하기에 충분한 길이를 가진다. 리이드 와이어(110)의 단면 형상에 실질적으로 대응하는 노취(notch, 1051)는 물이 리이드 와이어(110)의 측부 표면으로부터 진입하는 것을 방지하기 위하여 시일 부재(105) 안에 형성된다.

노취(1051)가 리이드 와이어(110)에 대응하도록 설정되고 시일 부재(105)가 베이스(106)의 표면에 부착될 때, 리이드 와이어(110)와 시일 부재(105) 사이의 간극이 제거되며, 따라서 물의 진입은 효과적으로 방지될 수 있다. 신체의 움직임이나 또는 그와 유사한 것은 리이드 와이어(110)와 전극 패드(101)의 연결 지점에 부하를 가한다. 따라서, 시일 부재(105)는 리이드 와이어(110)의 폭에 비하여 넓은 면적을 가지도록 설계되며, 따라서 충분한 접착력을 얻을 수 있다. 노취(1051)의 존재에 기인하여, 시일 부재(105)는 리이드 와이어(110)의 연결 시작 지점 이전의 부분을 덮도록 둘레로 연장된다. 따라서, 시일 부재(105)의 해칭된 영역의 접착력은 리이드 와이어(110)를 당기는 힘에 대하여 커다란 저항을 제공한다.

리이드 와이어(110)는 시일 부재(105)에 의해서 베이스(106)의 외측 원주의 약간 내측에 있는 부분에서(도 3b 에 있어서, 거리(d)로 외측 원주 내측에 있는 위치) 베이스(106)에 고정된다. 따라서, 리이드 와이어(110)가 당겨질 때, 베이스(106)의 가장자리는 당겨지지 않을 것이다. 그러므로, 시일 부재(105)는 리이드 와이어(110)가 당겨질 때 베이스(106)의 가장자리로부터 떼어지는 것이 방지될 수 있다.

이러한 방식으로, 시일 부재(105)는 검출 전극(104)을 구멍(1061)에 대응하는 위치에 고정시키는 기능, 진입하는 물에 대하여 검출 전극(104)을 (엄밀하게는, 도전성 패턴이 노출된 리이드 와이어(110)의 말단 단부의 전체 부분을) 보호하는 기능 및, 리이드 와이어(110)에 작용하는 장력과 같은 부하에 대하여 리이드 와이어(110)를 베이스(106)에 고정시키는 기능을 가진다.

전극 패드(101)를 부착시킬 때, 처음에, 전극 패드(101)는 제 2 의 분리 부(102)를 이용하여 제 2 분리부(109)로부터 분리된다. 제 2 분리부(102)에 의해서 전극 패드(101)를 지지하는 동안에, 전극 패드(101)는 접촉 목표 위치로 움직여서 제 2 분리부가 제공되지 않은 외측 경계부로부터 신체 표면에 부착된다. 베이스(106)의 전체 표면은 제 2 분리부(102)를 벗겨내는 동안에 신체 표면과 단단하게 접촉하게 된다.

도 4 는 본 구현예에 따른 생체 전극에서 리이드 와이어와 연결구의 배치를 도시하는 분해 사시도이다.

본 구현예에서, 리이드 와이어(110) 및 연결구(120)는 공통의 베이스 위에서 형성된다. 도 4를 참조하면, 베이스(114)는 예를 들면 PET 필름으로 형성된다. AgCl 로 제작된 전극 패턴(115)은 베이스(114)의 하부 표면(전극이 부착되었을 때 신체 표면에 반대편인 표면)에 예를 들면 인쇄에 의해 형성된다. 전극 패턴(115)을 절연시키는 레지스트 패턴(resist pattern, 116)은 전극 패턴(115)의 하부 표면에 인쇄에 의해 형성된다. 정전기 방지를 위하여, 각각 도전성 재료로 만들어진 하부 보호 패턴(117)과 상부 보호 패턴(113)이 레지스트 패턴(116)의 하부 표면과 베이스(114)의 상부 표면에 각각 인쇄에 의해 형성된다. 예를 들면 PET 필름으로 형성된 강화 베이스(112)가 상부 보호 패턴(113)의 상부 표면의 장치 측 단부에 부착된다. 물을 불투과시키는 유연성 절연 재료로 각각 만들어진 상부 발포체 재료(111)와 하부 발포체 재료(118)(발포체 재료 시이트)는 리이드 와이어(110)들의 최상부 표면들과 최하부 표면들 위에서 접착제로 배치된다. 발포체 재료는 리이드 와이어(110)에 적절한 유연성과 강직성을 제공한다.

이러한 부재들중에서, 검출 전극(104)들을 구성하는 전극 패턴(115)과 베이스(114) 이외의 것들은, 도 3a 및 도 3b 에 도시된 바와 같은 검출 전극(104)의 약간 이전의 부분까지를 덮는다. 상부 및 하부 발포체 재료(111,118)들은 연결 부분들 이전의 장치 측에 있는 부분까지 덮는 길이를 가진다. 도 4 에 있어서, 강화 베이스(112)의 근접 측에 있는 소정 영역에 대응하는 부분은 연결구(120)로서의 역할을 한다.

작은 영역(117a 내지 117e)들이 하부 보호 패턴(117)의 일부로서 제공된다. 작은 영역(117a 내지 117e)들은 이후에 설명되는 바와 같이 전극 패턴(115)의 신호 읽기 부분을 보호하도록 제공된다. 따라서, 그들의 목적과 기능은 하부 보호 패턴(117)의 주 목적 및 기능과는 상이하다.

도 4 에 도시된 리이드 와이어 부분과 연결 부분은 순차적으로 개별 층들을 형성하고 전체적인 층들을 베이스(114)의 외측 형상으로 천공함으로써 형성될 수 있다.

도 5a 및 도 5b 는 본 구현예에 따른 생체 전극에서 연결구 부분의 상세한 배치를 도시하는 도면으로서, 도 5a 는 평면도이고, 도 5b 는 저면도이다.

위에서 설명된 바와 같이, 상부 발포체 재료(111)와 하부 발포체 재료(118)는 연결 부분의 단부 이전까지 연장되도록 제공된다. 위에서 보았을 때, 상부 발포체 재료(111)가 제공되지 않은 부분에 대하여, 강화 베이스(112), 상부 보호 패턴(113)의 말단 단부 및, 상부 보호 패턴(113)의 말단 단부 둘레의 베이스(114)들은 노출된다.

아래에서 보았을 때, 하부 발포체 재료(118)가 제공되지 않은 부분에 대해서, 하부 보호 패턴(117)과 레지스트 패턴(resist pattern, 116)이 노출된다. 하부 보호 패턴(117)에 대하여, 도면 부호(117a 내지 117e)로 표시된 작은 영역들은 생물 의학적 신호들이 읽혀져야 하는 영역을 보호한다. 따라서, 작은 영역(117a 내지 117e)들은 하부 레지스트 패턴(116)에 의해 덮히지 않으며 전극 패턴(115)의 단부와 접촉한다. 그러므로, 개별 검출 전극(104)들로부터의 신호들은 작은 영역(117a 내지 117e)을 통해 읽혀질 수 있다.

노취(121)가 연결구(120)에 형성된다. 노취(121)를 가지고, 연결구(120)와 같은 평탄 플레이트는 올바른 방향에서만 연결구 장착 부분(이후에 설명됨)에 장착될 수 있다.

좁은 부분(123)이 연결구(120)의 적어도 일측에 형성된다. 좁은 부분(123)은, 이후에 설명될 연결구 장착 유니트에 장착되었을 때, 연결구(120)가 부주의하게 당겨지는 것을 방지하도록, 연결구 장착 유니트상에 형성된 돌출부와 맞춰지게 된다.

도 6 은 연결구(120)를 생물 의학적 신호 인식 장치(미도시)에 연결시키는 중간 케이블(생체 전극 연결 케이블)의 연결구 장착 유니트의 배치를 도시하는 사시도이다. 중간 케이블의 다른 단부는 생물 의학적 신호 인식 장치에 직접적으로 연결된다. 이와는 달리, 중간 케이블의 다른 단부에는 생물 의학적 신호 인식 장치의 연결구에 대응하는 장치 연결구(미도시)가 제공된다. 중간 케이블은 장치 연결구를 생물 의학적 신호 인식 장치의 연결구에 연결한다.

개략적으로 설명하자면, 연결구 장착 유니트(130)는 하우징(133), 압력 플레이트(132) 및 레버(131)를 가진다. (이후에 설명되는) 하우징(133) 안에 배치된 전극 핀들은 케이블(139)에 연결되어 생물 의학적 신호를 장치측으로 송신한다.

도 7 은 연결구 장착 유니트(130)의 내측 배치와 메카니즘 및, 생체 전극(100)의 연결구(120)를 장착하는 방법을 설명하는 사시도이다.

도 7 은 연결구 장착 유니트(130)의 레버(131), 압력 플레이트(132) 및, 하우징(133) 사이의 상호 관계 및 상호 작용에 관한 이해를 용이하게 하도록 분해 사시도를 이용하여 연결구 장착 유니트(130)를 도시한 것이다.

전극 핀들은 하우징(133)의 저부 표면에 배치된다. 전극 핀들은 신호를 읽도록, 또는 접지를 위해서 연결구(120)의 하부 표면에 노출된 보호 패턴(117)과 접촉하게 된다. 올바른 방향으로만 연결구의 삽입을 가능하게 하는 돌출부(134)도 하우징(133)의 저부 표면상에 배치된다. 이러한 구현예에 따른 생체 전극(100)은, 연결구 장착 유니트(130)의 레버(131)가 상부측에 위치되었을 때 상부 표면을 형성하는 표면 위에 표시부(이러한 경우에, 화살표)를 가진다. 표시부는 연결구(120)가 연결구 장착 유니트(130) 안에 장착될 때 방향의 지침 역할을 한다.

돌출부(136)는 하우징(133)의 입구에 형성된다. 돌출부(136)는, 연결구(120)가 정확한 방향으로 삽입되고 돌출부(134)가 연결구(120) 안에 형성된 노치(121)의 가장 깊은 단부에 도달하였을 때, 연결구(120)의 좁은 부분(123)이 돌출부(136)와 맞춰지는 위치에 배치된다. 이후에 설명되는 바와 같이, 레버(131)가 이러한 상태로 내려지고, 연결구(120)를 가압하는 힘이 압력 플레이트(132)를 통하여 하우 징(133)으로 적용될 때, 좁은 부분(123)은 돌출부(136)에 걸려서, 연결구(120)가 부주의하게 당겨지는 것이 방지될 수 있다.

압력 플레이트(132)는 샤프트(1321)를 중심으로 상방향(화살표 A')과 하방향(화살표 B')으로 피봇되도록 하우징(133)의 후방 단부 안에 형성된 구멍(1322a,1322b)들에 부착되는데, 샤프트는 회전 샤프트로서 압력 플레이트(132)의 후방 단부(케이블(139)이 연결된 측)로 제공된 것이다.

레버(131)는 샤프트(1311)를 중심으로 상방향(화살표 A) 및 하방향(화살표 B)으로 피봇되도록 하우징(133)의 정면 단부에 형성된 구멍(1321a,1321b)들에 부착되는데, 상기 샤프트는 회전 샤프트로서 레버(131)의 전방 단부에 제공된다.

레버(131)의 조작 부분(1310)을 위로 (화살표 A 의 방향으로) 당길 때, 압력 플레이트(132)의 전방 단부는 해제되어 상방향으로(화살표 A' 의 방향으로) 움직인다. 이것은 생체 전극(100)의 연결구(120)가 하우징(133) 안에 삽입될 수 있게 한다. 연결구 장착 유니트(180)의 이러한 상태는 연결구 장착 가능 상태로 불리운다.

레버(131)의 조작 부분(1310)이 하방향으로 (화살표 B 의 방향) 밀려서 도 6 에 도시된 상태로 설정되었을 때, 이것은 압력 플레이트(132)의 전방 단부를 하방향으로 (화살표 B' 의 방향으로) 가압한다. 이러한 상태에서, 연결구(120)는 하우징(133) 안에 삽입될 수 없다. 연결구(120)가 이미 하우징(133) 안에 삽입되었다면, 연결구(120)는 압력 플레이트(132)에 의해 하우징(133) 안에 있는 전극 핀(이후에 상세하게 설명됨)들에 대하여 강제된다.

이러한 시점에서, 연결구(120)의 좁은 부분(123)은 하우징(133)의 돌출 부(136)에 단단하게 맞춰져서 연결구(120)가 부주의하게 당겨지는 것을 방지한다.

도 8a 및 도 8b 는 커넥터(120)가 하우징(133) 안에 제공되었을 때 하우징(133)에 제공된 전극 핀들의 배치와 그들 사이의 관계를 설명하기 위한 도면을 나타낸다.

도 8a 에 도시된 바와 같이, 7 개 쌍의 전극 핀(135a 내지 135g)들이 본 구현예에서 연결구 장착 유니트(130)의 하우징(133)의 저부 표면에 제공된다. 개별 전극 핀(135a 내지 135g)들은 하우징(133) 안에서 와이어 선들을 통해 케이블(139)에 연결된다.

도 8b 는 연결구(120)가 연결구 장착 유니트(130) 안에 정확하게 장착된 상태를 위로부터 도시한 것이다. 도 8a 와 도 8b 의 비교로부터 명백한 바로서, 전극 핀(135a 내지 135f)들은 연결구(120)의 하부 표면에 노출된 하부 보호 패턴(117)(전극 패턴(115)을 보호할 목적의 작은 영역(117a 내지 117e)들을 포함한다)과 접촉하는 위치들에 배치된다.

보다 상세하게는, 전극 핀(135a 내지 135e)들이 작은 영역(117a 내지 117e)(즉, 개별 전극 패턴(115))과 접촉하게 되는 위치들에 배치된다. 전극 핀(135f)들은 하부 보호 패턴(117)의 주 동체(작은 영역(117a 내지 117e)을 제외한 부분)와 접촉되어 하부 보호 패턴(117)을 접지시킨다.

나머지 전극 핀(135g)들은 상부 보호 패턴(113)을 접지시키도록 제공된다. 상부 보호 패턴(113)은 연결구(120)의 상부 표면의 말단 단부로부터 노출된다. 따라서, 도전성 재료로 만들어진 전기적인 연결 플레이트(1323)는 압력 플레이 트(132)의 하부 표면에 배치됨으로써, 전극 핀(135g)들은 압력 플레이트(132)를 통하여 연결구(120)의 상부 표면에 노출된 상부 보호 패턴(113)에 전기적으로 연결된다.

위에서 설명된 바와 같이, 본 구현예에 따른 전체적인 생체 전극은 일회용으로 될 수 있다. 따라서, 위생적인 생체 전극(100)이 항상 이용될 수 있다. 신호는 리이드 와이어(110)를 이용하여 송신되기 때문에, 라디오 통신과 같은 복잡한 처리를 수행하는 신호 처리 회로가 전극 패드에 부착될 필요가 없다. 따라서 전극 패드(101)는 실질적으로 평탄하며 안락한 착용성을 가지고 신체 표면상에 장착될 수 있다.

유연성이 있는 습기 투과 방수성 필름들이 베이스(106)와 시일 부재(105)를 형성하도록 이용되므로, 생체 전극은 신체 표면과 빈틈 없이 잘 접촉될 수 있어서 높은 방수성을 구현한다. 또한, 신체 표면으로부터의 습기는 신속하게 발산될 수 있다. 대상체의 피부는 땀에 젖지 않게 되거나 또는 발진이 쉽사리 발생되지 않아서 대상체를 안락하게 한다. 더욱이, 생체 전극은 쉽게 떨어지지 않는다.

제 2 분리부가 베이스(106)의 외측 경계부에 제공되어서, 전극 패드(101)는 제 1 분리부(109)로부터 쉽사리 분리될 수 없다. 베이스(106)는 제 2 분리부에 의해서 지지될 수 있으므로, 베이스(106)의 접촉 표면은 서로 달라붙지 않으며, 생체 전극에 부착되었을 때 주름이 방지될 수 있다. 이것은 접착성이 우수한 필름 부재가 베이스(106)로서 사용될 때 특히 효과적이다.

리이드 와이어(110)는 필름과 같은 형상을 가지면서 얇으므로, 시일 부 재(105)에 의해 베이스(106)에 용이하게 고정될 수 있다.

위에 설명된 구현예에서, 설명과 이해를 용이하게 하기 위하여 리이드 와이어(110)가 같은 길이를 가지는 경우만이 설명되었다. 획득되어야 하는 생물 의학적 신호들이 미리 알려진 때에는, 리이드 와이어들이 그들의 부착 위치들에 따라서 상이한 길이들을 가질 수 있다.

방수 베이스(106)의 형상은 일반적으로 이용되는 완전한 원으로서 설명되었다. 이와는 달리, 베이스(106)는 도 9a 에 도시된 바와 같이 타원형 또는 달걀형과 같은 다른 형상들을 가지거나, 또는 도 9b 에 도시된 바와 같이 정사각형과 같은 부분적으로 직선을 포함하는 형상을 가질 수 있다. 또한, 베이스(106)에는 제거를 용이하게 하도록 모서리(201)(도 9c) 또는 돌출부(202)(도 9d)가 제공될 수 있다.

본 발명이 예시적인 구현예들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 구현예들에만 제한되는 것이 아니라는 점이 이해되어야 한다. 다음 청구 항들의 범위는 모든 변형예 및 등가의 구조와 기능들을 포괄하도록 가장 넓은 의미로 허용되어야 한다.

본 발명은 보다 효과적이고 착용이 안락한 생체 전극을 제공할 수 있게 한다.

Claims (11)

1. 생체에 부착되어야 하는 전극 패드와 상기 전극 패드에 연결되어야 하는 리이드 와이어를 구비하는 방수 생체 전극으로서,

   상기 전극 패드는,

   접착제 접촉 표면과, 실질적으로 중심에 있는 구멍을 가지는 방수성 베이스 부재,

   상기 리이드 와이어를 상기 베이스의 배면에 고정하는 방수성 시일 부재로서, 상기 배면은 상기 접촉 표면에 반대인 반면에, 상기 리이드 와이어의 말단 단부에 제공된 검출 전극이 상기 방수성 베이스의 구멍을 통하여 노출되도록 구멍을 덮는, 방수성 시일 부재 및,

   상기 검출 전극과 접촉되도록 상기 베이스의 상기 접촉 표면상에 배치된 도전성 겔(gel)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 방수성 생체 전극.
2. 제 1 항에 있어서,

   복수개의 상기 전극 패드들을 구비하며, 상기 복수개의 전극 패드들에 각각 연결되어야 하는 복수개의 리이드 와이어들은 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는, 방수성 생체 전극.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 전극 패드들에 연결되지 않는 상기 복수개의 리이드 와이어들의 단부들은 연결구를 형성하는 것을 특징으로 하는, 방수성 생체 전극.
4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 리이드 와이어는 평탄한 형상을 가지고, 베이스 필름, 상기 베이스 필름상에 배치된 전극 패턴 및, 상기 전극 패턴을 덮는 절연체 층을 구비하는 것을 특징으로 하는, 방수성 생체 전극.
5. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 생체 전극이 사용되지 않을 때 상기 전극 패드의 상기 접촉 표면을 보호하는 제 1 분리부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 방수성 생체 전극.
6. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 방수성 베이스는 유연성 필름과 같은 재료로 제작되고,

   방수성 생체 전극은,

   상기 방수성 베이스의 상기 접촉 표면의 외측 경계의 적어도 일부에 제공된 제 2 의 분리부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 방수성 생체 전극.
7. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 시일 부재와 상기 방수성 베이스의 적어도 상기 방수성 베이스는 20㎛ 내지 70㎛ 의 두께를 가지는 습기 투과 방수성 필름으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 방수성 생체 전극.
8. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 시일 부재는 상기 방수성 베이스의 외측 원주 내측의 위치로부터 상기 방수성 베이스에 상기 리이드 와이어를 고정하는 것을 특징으로 하는, 방수성 생체 전극.
9. 제 1 항에 따른 방수성 생체 전극의 리이드 와이어에 연결되어야 하는 연결구를 구비하는 것을 특징으로 하는, 생물 의학적 신호 획득 장치.
10. 제 1 항에 따른 방수성 생체 전극의 리이드 와이어에 연결되는 장착 유니트 및, 생물 의학적 신호 획득 장치에 연결되는 장치 연결구를 구비하는 연결 케이블.
11. 제 10 항에 따른 연결 케이블의 장치 연결구에 대응하는 연결구를 구비하는 것을 특징으로 하는, 생물 의학적 신호 획득 장치.

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