WO2018155449A1 - 電極器具および生体情報測定装置 - Google Patents

電極器具および生体情報測定装置 Download PDF

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WO2018155449A1
WO2018155449A1 PCT/JP2018/006060 JP2018006060W WO2018155449A1 WO 2018155449 A1 WO2018155449 A1 WO 2018155449A1 JP 2018006060 W JP2018006060 W JP 2018006060W WO 2018155449 A1 WO2018155449 A1 WO 2018155449A1
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WO
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electrode device
protrusion
dog
belt
electrode
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PCT/JP2018/006060
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English (en)
French (fr)
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洋 昌谷
林 哲也
あずさ 中野
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シャープ株式会社
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Publication date
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Priority to JP2019501347A priority patent/JPWO2018155449A1/ja
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    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/279Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
    • A61B5/28Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electrocardiography [ECG]
    • A61B5/282Holders for multiple electrodes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/6801Arrangements 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
    • A61B5/683Means for maintaining contact with the body
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    • A61B2562/04Arrangements of multiple sensors of the same type
    • A61B2562/046Arrangements of multiple sensors of the same type in a matrix array
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    • A61B2562/16Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
    • A61B2562/164Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors the sensor is mounted in or on a conformable substrate or carrier

Definitions

  • the following disclosure relates to an electrode device and a biological information measuring device, and more particularly to an electrode device and a biological information measuring device suitable for measuring biological information such as an animal having body hair.
  • biometric information such as an electrocardiographic waveform is recorded over a long period of time and changes in the biometric information are analyzed.
  • Patent Document 1 discloses smart physiological detection wear for measuring biological information (electrocardiogram).
  • the smart physiological detection wear described in Patent Literature 1 includes a garment and an elastic binding layer attached to the back side of the garment.
  • a plurality of electrodes are arranged on the elastic constraining layer, the contraction force is larger than the contraction force of the garment, and the stretchability is larger than the stretchability of the garment.
  • each electrode is attached and fixed to a predetermined measurement position on the user's body by the elastic binding layer.
  • Patent Document 2 at least a part of a portion that can come into contact with a living body is provided with a protruding portion made of a member having a higher coefficient of friction than a member constituting an electrode, so that it can be stabilized even during intense exercise.
  • a wearable electrode capable of detecting a biological signal is disclosed.
  • Patent Document 3 discloses an animal electrode for an electrocardiograph, in which a large number of highly conductive metal needles are implanted in a sword mountain shape on one side of a metal disk. With the animal electrode of Patent Document 3, the tip of a metal needle in the shape of a sword mountain can reach the body surface even in an animal with long hair.
  • the animal electrode of Patent Document 3 has a metal needle, there is a possibility that the animal to be measured does not want to wear the electrode, and may damage the skin of the animal. It is not preferable as an electrode for acquiring information.
  • An object of one embodiment of the present invention is to realize an electrode device and a biological information measurement device that can increase the possibility of acquiring biological information of a living body having hair.
  • An electrode device is an electrode device for acquiring biological information, and includes a mounting portion for mounting the electrode device on a living body, a protruding portion protruding from the mounting portion, and the protruding portion.
  • a conductive fiber that is disposed on or near the surface and functions as part of the electrode.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the structure of the biometric information measuring apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows the external appearance of a measurement part and a signal processing part with which the said biological information measuring device is provided. It is the figure which looked at the state where the dog was equipped with the above-mentioned measurement part and the above-mentioned signal processing part from the side of a dog. It is a perspective view which shows the structure of the electrode instrument with which the said biological information measuring device is provided.
  • the structure of the electrode device with which the said biological information measuring device is provided is shown, (a) is sectional drawing of the electrode device cut
  • the structure of the electrode device as a modification of the electrode device in Embodiment 1 is shown, (a) is sectional drawing of the electrode device cut
  • the effect of the electrode device is shown, (a) is an electrocardiogram created by using an electrocardiogram signal obtained by an electrode device in which the insulating member does not have a protrusion, and (b) is an electrocardiogram of the present invention. It is the electrocardiogram created using the electrocardiogram signal acquired with the electrode device in one embodiment.
  • the biological information measuring system 1 for measuring biological information (electrocardiogram) of a dog will be described.
  • an animal biological object
  • the biological information to be measured by the biological information measuring system 1 is not limited to an electrocardiogram, and may be body temperature, pulse wave, sweating amount, heart rate, or body fat.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the biological information measuring system 1.
  • a biological information measurement system 1 includes a measuring unit 2 that is attached to a living body and acquires biological information from the living body, a signal processing unit 3 that processes biological information output from the measuring unit 2, An information processing terminal 4 that is communicably connected to the signal processing unit 3 is provided.
  • the signal processing unit 3 generates digital biological information (electrocardiographic data) from an analog signal (electrocardiographic signal) indicating biological information.
  • the information processing terminal 4 is an information processing apparatus that processes the biological information data output from the signal processing unit 3, and is, for example, a smartphone, a mobile phone, a tablet terminal, a computer (such as a PC), or a smart watch.
  • FIG. 2 is a diagram showing the appearance of the measurement unit 2 and the signal processing unit 3.
  • FIG. 3 is a view of the state in which the measuring unit 2 and the signal processing unit 3 are attached to the dog as viewed from the side of the dog.
  • the measuring unit 2 includes a neck fixing belt 11, a torso fixing belt 12, and two electrode devices 20A for acquiring dog biometric information (electrocardiographic signal).
  • the neck fixing belt 11 and the torso fixing belt 12 are members for attaching the measuring unit 2 and the signal processing unit 3 to the dog by being fitted to the neck and torso of the dog, respectively.
  • the neck fixing belt 11 and the trunk fixing belt 12 are connected to the housing 3 a of the signal processing unit 3.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the electrode device 20A.
  • 5A and 5B show the configuration of the electrode device 20A.
  • FIG. 5A is a sectional view of the electrode device 20A cut along the direction in which the belt 21 extends, and
  • FIG. 5B shows the direction in which the belt 21 extends. It is sectional drawing of 20 A of electrode devices cut
  • the electrode device 20A includes a belt (mounting portion) 21, an insulating member 22, a conductive cloth (conductive member) 23, and a cable 24. It can be considered that the electrode is formed by the insulating member 22 and the conductive cloth 23.
  • the belt 21 is a member for mounting the electrode device 20A to a dog.
  • the belt 21 has a string shape formed of rubber, one end is connected to the neck fixing belt 11, and the other end is connected to the housing 3 a of the signal processing unit 3.
  • the belt 21 is attached to the dog so as to pass through each of the left and right forelimbs (inside the forelimbs) of the dog.
  • the belt 21 only needs to be formed of a material that allows the protrusion 26 and the conductive cloth 23 to be pressed against the dog's skin by its stretching force, and may be formed of a material other than rubber, such as a cloth band.
  • the insulating member 22 is a member that becomes a body of the electrode, and is formed of an insulating material (for example, synthetic resin).
  • the material of the material forming the insulating member 22 preferably has a hardness that does not deform when the posture of the animal to be measured changes.
  • the insulating member 22 includes a rectangular parallelepiped pedestal portion 25 in which a through hole 25 a through which the belt 21 is passed and a protruding portion 26 protruding from the pedestal portion 25. I have.
  • the protrusion 26 has a circular cross section perpendicular to the protruding direction, and a tip having a curved surface (not a needle shape).
  • the pedestal portion 25 of the present embodiment has a rectangular cross section perpendicular to the direction in which the belt 21 extends, but is not limited thereto.
  • the shape of the pedestal portion 25 according to one aspect of the present disclosure is, for example, a polygonal shape such as a circular shape, an elliptical shape, or a triangular shape, or a substantially polygonal shape (curved polygonal shape) having a curved shape with no corners. It may be. What is necessary is just to set suitably the protrusion height from the base part 25 of the protrusion part 26 according to the body shape of the animal of a measuring object. When the measurement object is a dog as in this embodiment, the protrusion height of the protrusion 26 is preferably 2 to 10 mm.
  • the insulating member 22 may be processed so that the friction coefficient of the surface of the outer peripheral portion in contact with the conductive cloth 23 described later and the friction coefficient of the inner wall surface of the through hole 25a are reduced (for example, on the surface). Processing to apply lubricating oil). Thereby, the position of the insulating member 22 can be easily changed with respect to the belt 21 and the conductive cloth 23. Therefore, it is possible to reduce the friction with the body surface of the animal to be measured by disposing the insulating member 22 at a more appropriate position.
  • the belt 21 is provided with six insulating members 22, and these protrusions 26 are arranged in a row.
  • the number of insulating members 22 provided in the belt 21 is not limited to six, and can be appropriately changed according to the size and body shape of the animal to be measured.
  • the length of the six insulating members 22 arranged (that is, the length from the insulating member 22 at one end to the insulating member 22 at the other end) is also the size of the animal to be measured.
  • the length is 4-7 cm for a small dog, 6-9 cm for a medium dog, and the length is 6-9 cm for a large dog.
  • the length may be set to 8 to 12 cm.
  • one insulating member 22 may be provided with a plurality of protrusions 26 protruding in the same direction, and a plurality of rows of protrusions 26 may be provided.
  • the interval between the two adjacent protrusions 26 may be set as appropriate according to the body shape of the target animal, and may be the same length as shown in FIG. It may be a length.
  • the conductive cloth 23 is a cloth woven using conductive threads (conductive fibers) plated with a highly conductive metal such as silver, and has conductivity. If another expression is used, it can be said that the conductive cloth 23 is a conductive fiber having a cloth shape.
  • the conductive cloth 23 can be electrically connected to the signal processing unit 3 via the cable 24.
  • the conductive yarn is composed of a metal filament such as gold, silver, copper, or stainless steel, a conductive polymer such as polyaniline or polyacetylene, or a multifilament that is a bundle of silver-plated nylon filaments.
  • Silver-plated nylon yarn acrylic fiber or nylon fiber containing copper sulfide and nickel, filament yarn or spun yarn (twisted yarn) made of polyester fiber, or conductive and non-conductive cotton yarn, acrylic, nylon, polyester yarn And core yarn, synthetic yarn, synthetic twisted yarn, mixed woven yarn, or spun yarn (twisted yarn) can be used.
  • the conductive cloth 23 is disposed on the surface of the protrusion 26 and in the vicinity thereof, and has a function as an electrode in the electrode device 20A. Specifically, the conductive cloth 23 covers the belt 21 and the six insulating members 22. The conductive cloth 23 may have a cylindrical shape that covers the outer periphery of the belt 21 and the six insulating members 22. Moreover, the structure further provided with the member for adhesion
  • the conductive cloth 23 preferably has a resistance value of several ⁇ / cm 2 or less. Thereby, the detection sensitivity of the electrocardiogram signal of the dog can be increased, and an electrocardiogram signal having an amplitude that can be processed by the signal processing unit 3 described later can be acquired.
  • the conductive cloth 23 is formed by weaving only conductive yarns, but the conductive cloth of the present invention is not limited to this.
  • the conductive cloth according to one embodiment of the present invention may be formed by weaving conductive yarn and non-conductive yarn in order to reduce adhesion to the skin of an animal and damage to the skin.
  • non-conductive yarn cotton yarn, acrylic, nylon, polyester yarn and the like can be used.
  • the cable 24 is a conductive wire for sending the electrocardiogram signal of the dog acquired by the conductive cloth 23 to the signal processing unit 3, one end is connected to the conductive cloth 23, and the other end is the signal processing unit 3. And the conductive cloth 23 and the signal processing unit 3 are electrically connected.
  • the cable 24 may be bonded to the belt 21 or may be knitted on the belt 21. Thereby, it is possible to prevent the dog from cutting the cable 24 by hooking the cable 24 on the forelimb.
  • the cable 24 is preferably shielded. Thereby, it can suppress that noise mixes in an electrocardiogram signal.
  • the position of the insulating member 22 on the belt 21 is set so that the protruding portion 26 contacts the side of the dog with the conductive cloth 23 interposed therebetween.
  • the belt 21 is formed of rubber, the protrusion 26 and the conductive cloth 23 are pressed against the dog's skin by the stretching force of the belt 21 when the electrode device 20A is attached to the dog. As a result, the protrusion 26 can scrape the dog's coat, and the conductive cloth 23 can be brought into electrical contact with the surface of the dog's skin.
  • the protrusion 26 has a hardness that does not deform even when pressed against an animal. Specifically, the protrusion 26 preferably has a Shore hardness of 40 or more.
  • the conductive cloth 23 is disposed on the surface of the protrusion 26, the protrusion 26 does not directly contact the surface of the dog. Therefore, even when the electrocardiogram is measured for a long time or when the dog is moving, the possibility of damaging the dog's skin is small. Furthermore, since the soft conductive cloth 23 comes into contact with the dog's surface, damage to the dog's skin can be reduced. Further, since the conductive cloth 23 is knitted using conductive threads (conductive fibers), there are fine gaps on the surface of the conductive cloth 23. As a result, when the conductive cloth 23 is pressed against the dog's body surface, the dog's coat enters the fine gaps, so that the conductive cloth 23 can easily come into contact with the dog's skin. As a result, the electrode device 20A can reduce the load on the dog and increase the possibility of acquiring the electrocardiogram information of the dog as compared with an electrode made of a metal having a smooth surface. it can.
  • the six protrusions 26 are arranged on the belt 21 so as to form a row, so that when the electrode device 20A is attached to the dog, the six protrusions 26 extend along the skin surface of the dog. These protrusions 26 are in contact with the dog's body surface. Therefore, the adhesiveness of the conductive cloth 23 to the dog's surface can be improved, and the contact area of the conductive cloth 23 with the dog's body surface can be increased.
  • the signal processing unit 3 includes a housing 3a, and a signal preprocessing unit 31 and a transmission unit 32 (see FIG. 1) included in the signal processing unit 3 are provided inside the housing 3a.
  • a circuit (not shown) functioning as a reference) is housed.
  • the signal preprocessing unit 31 includes a plurality of filters (not shown) and amplifiers (not shown), and generates electrocardiographic data using the dog's electrocardiographic signal acquired by the conductive cloth 23.
  • the transmission unit 32 wirelessly outputs the electrocardiographic data generated by the signal preprocessing unit 31 to the information processing terminal 4.
  • the information processing terminal 4 includes a reception unit 41, a control unit 42, a storage unit 43, a display unit 44, and a communication unit 45.
  • the receiving unit 41 receives the electrocardiogram data output from the signal processing unit 3 and outputs it to the control unit 42.
  • the communication unit 45 is a device that communicates with an external device (for example, a server) via a communication line such as the Internet. For example, the communication unit 45 acquires an electrocardiogram stored in the server 5.
  • the control unit 42 analyzes the electrocardiogram data output from the receiving unit 41 and creates an electrocardiogram (electrocardiogram waveform).
  • the control unit 42 stores the created electrocardiogram in the storage unit 43.
  • the control unit 42 may display the created electrocardiogram on the display unit 44.
  • the control unit 42 may transmit the created electrocardiogram to the external server 5 via the communication unit 45.
  • the control unit 42 may perform statistical processing using a plurality of electrocardiograms stored in the storage unit 43 or a plurality of electrocardiograms stored in the server 5 and display the results on the display unit 44.
  • the control block (especially the control unit 42) of the information processing terminal 4 may be realized by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like, or software using a CPU (Central Processing Unit). It may be realized by.
  • the information processing terminal 4 includes a CPU that executes instructions of a program that is software that realizes each function, and a ROM (Read Only Memory) in which the program and various data are recorded so as to be readable by a computer (or CPU)
  • a storage device (these are referred to as “recording media”), a RAM (Random Access Memory) for expanding the program, and the like are provided.
  • the objective of this invention is achieved when a computer (or CPU) reads the said program from the said recording medium and runs it.
  • a “non-temporary tangible medium” such as a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used.
  • the program may be supplied to the computer via an arbitrary transmission medium (such as a communication network or a broadcast wave) that can transmit the program.
  • a transmission medium such as a communication network or a broadcast wave
  • the present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave in which the program is embodied by electronic transmission.
  • the information processing terminal 4 with the communication unit 45 (communication circuit (wired or wireless)
  • another communication device external communication device, server 5
  • the other communication device include a smartphone, a mobile phone, a tablet terminal, a computer (such as a PC), and a smart watch.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the information processing terminal 4.
  • the information processing terminal 4 includes a CPU 900, a RAM 901, and a ROM 902.
  • Various interface circuits (an input / output interface 903 and a peripheral device interface 904) are connected to a BUS (bus) connecting the CPU 900, the RAM 901, and the ROM 902.
  • These interface circuits are interfaces for performing data transmission / reception processing with various input / output devices (for example, the electrode device 20A, the server 5, etc.) connected to the information processing terminal 4 based on the control of the CPU 900. is there.
  • the conductive cloth 23 is bonded to the belt 21 so as to cover the belt 21 and the plurality of insulating members 22, but the electrode device of the present invention is not limited to this.
  • the electrode device according to one embodiment of the present invention has a configuration in which the conductive cloth 23 is bonded to the belt 21 so that the conductive cloth 23 covers only the side of the belt 21 on which the protrusion 26 is provided. There may be.
  • the conductive cloth 23 is brought into contact with both sides of the dog, but the living body information measuring apparatus of the present invention is not limited to this.
  • the biological information measuring apparatus according to an embodiment of the present invention may be configured to acquire an electrocardiogram by contacting a conductive cloth with an animal at two locations sandwiching the heart, and measure an electrocardiogram.
  • wearing with a dog may be changed, and the structure which makes the conductive cloth 23 contact an animal in two places, a forelimb side part and a hindlimb crotch part, may be sufficient.
  • the side of the dog is a place where there is little body hair and is suitable for measuring an electrocardiogram signal.
  • the measurement wear as the mounting portion with the projection 26 whose surface is covered with the conductive cloth 23, the conductive cloth is pressed against the animal surface by the stretching force of the measurement wear. Good. Thereby, since it is not necessary to provide the base part 25, manufacturing cost can be reduced.
  • the signal processing unit 3 and the information processing terminal 4 are provided as separate devices.
  • the biological information measuring device of one embodiment of the present invention includes the signal processing unit 3. It is also possible to adopt a configuration in which an animal is equipped with a terminal having both the above functions and the information processing terminal 4 function.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view showing the configuration of the insulating member 22A cut along a plane perpendicular to the direction in which the belt 21 extends
  • FIG. 7B is cut along a plane perpendicular to the direction in which the belt 21 extends. It is sectional drawing which shows the structure of the insulating member 22B.
  • the insulating member 22A has two protrusions 26. As shown in FIG. 7A, the insulating member 22A has two protrusions 26. As shown in FIG. The two protruding portions 26 are different from each other in the protruding direction on a plane perpendicular to the direction in which the belt 21 extends.
  • the insulating member 22B has three protrusions 26.
  • the three protruding portions 26 are different from each other in the protruding direction on a plane perpendicular to the direction in which the belt 21 extends.
  • the insulating member 22 ⁇ / b> A and the insulating member 22 ⁇ / b> B have a plurality of protrusions 26 that are different from each other in a protruding direction on a plane perpendicular to the direction in which the belt 21 extends. Therefore, in the electrode device 20A, the belt 21 is provided with a plurality of insulating members 22A or a plurality of insulating members 22B, thereby forming a plurality of rows in which the protruding portions 26 protrude from the belt 21. be able to. Accordingly, the electrode device 20A can be configured to form a plurality of rows in which the protruding portions 26 protrude from the belt 21 in different directions. As a result, even when the electrode device 20A rotates about the direction in which the belt 21 extends, the conductive cloth 23 can be brought into contact with the dog's body surface by any one of the plurality of protrusions 26. It can be done.
  • FIG. 8 shows the configuration of the electrode device 20B.
  • (A) is a cross-sectional view of the electrode device 20B cut along the direction in which the belt 21 extends, and (b) in the direction in which the belt 21 extends. It is sectional drawing of the electrode instrument 20B cut
  • FIG. 8 shows the configuration of the electrode device 20B.
  • the electrode device 20B includes a belt 21, an insulating member 22, a conductive cloth 23, a cable 24, and a cap 27. ing. Also in the electrode device 20B, as in the electrode device 20A, the belt 21 includes six insulating members 22, and the protrusions 26 are arranged on the belt 21 so as to form a row.
  • the cap 27 includes a rubber cap part (protrusion part) 27a and a fiber part (conductive fiber) 27b as shown in FIG.
  • the rubber cap portion 27a has a protruding shape that covers the protruding portion 26 and is made of conductive rubber, and thus has elasticity and conductivity.
  • the fiber part 27b is formed by electrostatically flocking the same conductive fibers as the conductive cloth 23 on the surface of the rubber cap part 27a opposite to the surface covering the protruding part 26, and has conductivity. ing.
  • a cap 27 is put on each of the protrusions 26 of the six insulating members 22.
  • the end of the cap 27 opposite to the protruding side and the conductive cloth 23 are joined together, and the cap 27 and the conductive cloth 23 constitute a conductive member that functions as an electrode. Yes.
  • an opening is formed in the conductive cloth 23, and the cap 27 and the insulating member 22 are arranged so that the cap 27 protrudes from the opening. Since the edge of the opening and the fiber portion 27b of the cap 27 are in contact with or sewn together, the cap 27 and the conductive cloth 23 are electrically connected.
  • the cap 27 that comes into contact with the dog's skin protrudes more from the belt 21 than the electrode device 20 ⁇ / b> A according to the first embodiment.
  • the conductive cloth 23 is easily brought into contact with the dog's skin.
  • a fiber portion 27b in which conductive fibers are planted is disposed on the surface of the rubber cap portion 27a as a protruding portion. Since the fiber part 27b is formed by electrostatically flocking conductive fibers, there are fine gaps on the surface. As a result, when the cap 27 is pressed against the dog's body surface S, the dog's coat enters the fine gap, so that the cap 27 can easily come into contact with the dog's skin. As a result, the electrode device 20B can increase the possibility of acquiring the electrocardiogram information of the dog.
  • the rubber cap portion 27a has elasticity, it can be pressed against the dog as compared with the case where the conductive cloth 23 and the insulating member 22 are in contact as in the electrode device 20A of the first embodiment. The pressure can be reduced. Thereby, when the electrode device 20B is attached to the dog, damage to the dog can be further reduced.
  • FIG. 9 shows the effect of the electrode device 20B, and (a) is an electrocardiogram created by using an electrocardiogram signal obtained by an electrode device in which the insulating member does not include the protrusion 26, and (b). These are the electrocardiogram created using the electrocardiogram signal acquired with the electrode device 20B.
  • Each graph in FIG. 9 is a graph obtained by amplifying the measured signal by about 1000 times.
  • the insulating member does not have the protrusion 26 in the amplitude (about 1V) of the voltage in the electrocardiogram created using the electrocardiogram signal acquired by the electrode device 20B.
  • This is about four times the voltage amplitude (about 0.2 to 0.3 V) in the electrocardiogram created by using the electrocardiogram signal acquired by the electrode device. That is, the electrode device 20 ⁇ / b> B can increase the possibility that the electrocardiogram information of the dog can be acquired as compared with the electrode device in which the insulating member does not include the protruding portion 26.
  • the electrode device 20C according to the present embodiment is different from the electrode device 20A according to the first embodiment in that the protrusions 26 are arranged in three rows in which the protruding directions 26 protrude from the belt 21.
  • FIG. 10 is a side view of the electrode device 20C.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the electrode device 20C cut along a plane perpendicular to the direction in which the belt 21 extends.
  • the electrode device 20 ⁇ / b> C includes three belts (mounting portions) 21. Each of the three belts 21 is provided on the belt 21 so that six protrusions 26 form a line. In the electrode device 20 ⁇ / b> C, a plurality of insulating members 22 are provided on the belt 21 so that the pedestal portions 25 of the insulating members 22 provided on different belts 21 come into contact with each other.
  • the conductive cloth 23 covers the three belts 21 and the plurality of insulating members 22 provided on the three belts 21, respectively.
  • the conductive cloth 23 can be electrically connected to the signal processing unit 3 via the cable 24.
  • the electrode device 20C has three rows in which the protruding portions 26 protrude from the belt 21 in different directions. Thus, even when the electrode device 20C rotates about the direction in which the belt 21 extends, the conductive cloth 23 is brought into contact with the dog by the protrusion 26 provided on any one of the three belts 21. Can be done.
  • the electrode instrument of this invention is not restricted to this.
  • the protrusions 26 form a first row and a second row, the protruding direction of the protrusions in the first row, and the above in the second row.
  • the configuration may be different from the protruding direction of the protruding portion (the configuration in which the protruding portions 26 protrude from the belt 21 in two rows different from each other).
  • the structure which has comprised 4 or more rows from which the protrusion part 26 protrudes from the belt 21 from each other may be sufficient.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the electrode device 20D in the present embodiment.
  • the electrode device 20 ⁇ / b> D includes a belt 21, an insulating member 22, a cable 24, and a cap 27.
  • the insulating member 22 is covered with a cap 27, and a gap 28 is formed between the protruding portion (first protruding portion) 26 of the insulating member 22 and the cap (second protruding portion) 27.
  • the cap 27 can be elastically deformed in the gap 28.
  • the electrode device 20D can reduce the pressing force on the dog as compared to the case where the gap 28 is not formed. Thereby, when the electrode device 20D is attached to the dog, damage to the dog can be further reduced.
  • FIG. 13 shows the configuration of the electrode device 20E in the present embodiment, (a) is a side view of the electrode device 20E, and (b) is a cross-sectional view showing the configuration of the protrusion 60.
  • the electrode device 20 ⁇ / b> E includes a belt 21, a protrusion 60, and a cable 24.
  • the protrusion 60 includes a rubber part 60a and a fiber part (conductive fiber) 60b.
  • the protrusion 60 functions as an electrode in the electrode device 20E.
  • the rubber part 60a is made of conductive rubber, and is adhered to the belt 21 using an adhesive so as to protrude from the belt 21. Since the rubber part 60a has elasticity, the pressing force against the dog can be reduced. Thereby, when the electrode device 20E is attached to the dog, damage to the dog can be further reduced.
  • the fiber part 60b is formed by electrostatically flocking the same conductive fiber as the conductive cloth 23 on the surface of the rubber part 60a, and has conductivity. Since the fiber portion 60b is formed by electrostatically flocking conductive fibers, there are fine gaps on the surface. As a result, when the protrusion 60 is pressed against the surface of the dog's body, the dog's hair enters the fine gap, so that the protrusion 60 easily comes into contact with the dog's skin. As a result, the electrode device 20E can increase the possibility of acquiring the electrocardiogram information of the dog.
  • the cable 24 sends the electrocardiogram signal of the dog acquired by the protrusion 60 to the signal processor 3, one end is connected to the protrusion 60, and the other end is connected to the signal processor 3.
  • the projection 60 and the signal processing unit 3 are electrically connected.
  • the electrode device 20E is provided with the protrusion 60 functioning as an electrode, it is not necessary to provide the insulating member 22 as in the electrode device in other embodiments. As a result, the manufacturing cost can be reduced.
  • the belt 21 may be formed using a conductive substance, and the protrusion 60 and the signal processing unit 3 may be electrically connected via the belt 21. Thereby, it is not necessary to provide the cable 24, so that the manufacturing cost can be reduced.

Abstract

体毛を有する生体の生体情報を取得できる可能性を高める。電極器具(20A)は、電極器具(20A)を生体に装着するためのベルト(21)と、ベルト(21)から突出する突起部と、突起部の表面またはその近傍に配され、電極の一部として機能する導電性布(23)とを備える。

Description

電極器具および生体情報測定装置
 以下の開示は、電極器具および生体情報測定装置に関し、特に、体毛を有する動物などの生体情報の測定に適した電極器具および生体情報測定装置に関する。
 生活習慣病の予防および対策として、日常的な健康管理が重要であることが広く認識されている。日常的な健康管理の手法の1つとして、長期間にわたって心電波形などの生体情報を記録し、生体情報の変化を解析することが行われている。
 長期間にわたって生体情報を取得する技術として、例えば、特許文献1には、生体情報(心電図)を測定するためのスマート生理検出ウェアが開示されている。特許文献1に記載のスマート生理検出ウェアは、衣服と、衣服の裏側に付着される弾性束縛層を備えている。弾性束縛層には、複数の電極が配置されており、収縮力が衣服の収縮力よりも大きく、かつ、延伸性が衣服の延伸性よりも大きくなっている。これにより、ユーザがスマート生理検出ウェアを着ると、弾性束縛層によって、各電極がユーザの身体の所定の計測位置にそれぞれ付着して固定されるようになっている。
 また、特許文献2には、生体に接触しうる部分の少なくとも一部に、電極を構成する部材よりも摩擦係数の高い部材から構成される突起部を備えることにより、激しい運動時にも安定して生体信号を検出可能なウェアラブル電極が開示されている。
 ところで、近年では、人間(飼い主)と同様、愛玩動物(ペット)においても日常的な健康管理が重要であることが、飼い主によって認識されるようになり、飼い主がペットの生体情報の測定を手軽に行うことへのニーズが高まっている。
 動物(例えば、犬)の心電測定において、ドライ電極を用いる場合、被毛が存在することにより、信号を安定的に取得することが困難である。この問題を解決する技術として、特許文献3には、金属円板の片面に良導電性の金属針を剣山状に多数植設した、心電計の動物用電極が開示されている。特許文献3の動物用電極では、体毛の長い動物でも、剣山状にした金属針の先端が体表面まで到達できるようになっている。
日本国公開特許公報「特開2016-112384号公報(2016年6月23日公開)」 日本国公開特許公報「特開2016-36642号公報(2016年3月22日公開)」 日本国公開特許公報「特開平5-200008号公報(1993年8月10日公開)」
 しかしながら、特許文献3の動物用電極は、金属針を有しているため、測定対象の動物が当該電極を装着することを嫌がる可能性があるとともに、動物の皮膚を傷つける可能性があり、生体情報を取得する電極としては好ましくない。
 本発明の一態様は、体毛を有する生体の生体情報を取得できる可能性を高めることができる電極器具および生体情報測定装置を実現することを目的とする。
 本発明の一態様に係る電極器具は、生体情報を取得するための電極器具であって、上記電極器具を生体に装着するための装着部と上記装着部から突出する突起部と、上記突起部の表面またはその近傍に配され、電極の一部として機能する導電性繊維とを備えている。
 本発明の一態様によれば、体毛を有する生体の生体情報を取得できる可能性を高めることができるという効果を奏する。
本発明の実施形態1に係る生体情報測定装置の構成を示すブロック図である。 上記生体情報測定装置が備える、測定部および信号処理部の外観を示す図である。 上記測定部および上記信号処理部を犬に装着させた状態を、犬の側面側から見た図である。 上記生体情報測定装置が備える電極器具の構成を示す斜視図である。 上記生体情報測定装置が備える電極器具の構成を示すものであり、(a)は、上記生体情報測定装置が備えるベルトが伸びる方向に沿って切断した電極器具の断面図であり、(b)は、上記ベルトが伸びる方向に垂直な平面で切断した電極器具の断面図である。 上記生体情報測定装置が備える情報処理端末のハードウェアの構成の一例を示す図である。 (a)および(b)は、上記電極器具が備える絶縁性部材の変形例としての絶縁性部材の構成を示す断面図である。 実施形態1における電極器具の変形例としての電極器具の構成を示すものであり、(a)は、上記ベルトが伸びる方向に切断した電極器具の断面図であり、(b)は、上記ベルトが伸びる方向に垂直な平面で切断した電極器具の断面図であり、(c)は、上記電極器具が備えるキャップの構成を示す断面図である。 上記電極器具の効果を示すものであり、(a)は、絶縁性部材が突起部を備えない電極器具で取得した心電信号を用いて作成した心電図であり、(b)は、本発明の一実施形態における電極器具で取得した心電信号を用いて作成した心電図である。 本発明の実施形態2に係る電極器具の側面図である。 上記ベルトが伸びる方向に垂直な平面で切断した上記電極器具の断面図である。 本発明の実施形態3に係る電極器具の断面図である。 本発明の実施形態4に係る電極器具の構成を示すものであり、(a)は、電極器具の側面図であり、(b)は、電極器具が備える突起部の構成を示す断面図である。
 〔実施形態1〕
 以下、本発明の実施形態1における生体情報測定システム1について、図1~6に基づいて詳細に説明する。以下では、犬の生体情報(心電図)を測定するための生体情報測定システム1について説明するが、生体情報の測定対象となる動物(生体)は、犬に限定されず、人、猫、兎、馬、牛など様々な動物に適用可能である。また、生体情報測定システム1の測定対象となる生体情報は、心電図に限定されず、体温、脈波、発汗量、心拍数または体脂肪であってもよい。
 図1は、生体情報測定システム1の構成を示すブロック図である。図1に示すように、生体情報測定システム1は、生体に装着され、当該生体から生体情報を取得する測定部2と、測定部2から出力された生体情報を処理する信号処理部3と、信号処理部3と通信可能に接続された情報処理端末4とを備えている。信号処理部3は、生体情報を示すアナログ信号(心電信号)からデジタルの生体情報(心電データ)を生成する。情報処理端末4は、信号処理部3から出力された生体情報データを処理する情報処理装置であり、例えば、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末、コンピュータ(PCなど)、スマートウオッチである。
 測定部2について、図2および図3を参照しながら説明する。図2は、測定部2および信号処理部3の外観を示す図である。図3は、測定部2および信号処理部3を犬に装着させた状態を、犬の側方から見た図である。
 図2および図3に示すように、測定部2は、首固定ベルト11と、胴固定ベルト12と、犬の生体情報(心電信号)を取得する2つの電極器具20Aとを備えている。
 首固定ベルト11および胴固定ベルト12は、犬の首および胴にそれぞれはめられることにより、測定部2および信号処理部3を犬に装着するための部材である。首固定ベルト11および胴固定ベルト12は、信号処理部3の筐体3aに接続されている。
 次に、電極器具20Aについて、図2~図5を参照しながら説明する。図4は、電極器具20Aの構成を示す斜視図である。図5は、電極器具20Aの構成を示すものであり、(a)は、ベルト21が伸びる方向に沿って切断した電極器具20Aの断面図であり、(b)は、ベルト21が伸びる方向に垂直な平面で切断した電極器具20Aの断面図である。
 電極器具20Aは、図2~図5に示すように、ベルト(装着部)21と、絶縁性部材22と、導電性布(導電性部材)23と、ケーブル24とを備えている。絶縁性部材22と導電性布23とによって電極が形成されていると見なすことができる。
 ベルト21は、電極器具20Aを犬に装着するための部材である。ベルト21は、ゴムで形成された紐状となっており、一方の端部が首固定ベルト11に接続されており、他方の端部が信号処理部3の筐体3aに接続されている。ベルト21は、犬の左右いずれかの前肢の脇(前肢の内側)をそれぞれ通るように、犬に装着される。ベルト21は、その伸縮力により突起部26および導電性布23が犬の皮膚に押し付けられる材質で形成されていればよく、布製の帯など、ゴム以外の材質で形成されていてもよい。
 絶縁性部材22は、電極のボディとなる部材であり、絶縁性を有する材質(例えば、合成樹脂)により形成されている。絶縁性部材22を形成する物質の材質は、測定対象の動物の姿勢が変化した場合において変形しない固さを有することが好ましい。絶縁性部材22は、図5の(b)に示すように、ベルト21が通される貫通孔25aが形成されている直方体状の台座部25と、台座部25から突出する突起部26とを備えている。突起部26は、突出方向に垂直な断面が円形状になっており、先端が曲面を有する形状となっている(針形状ではない)。本実施形態の台座部25は、ベルト21が伸びる方向に垂直な断面が長方形状となっているが、これに限られない。本開示の一態様の台座部25の形状は、例えば、円形状、楕円形状、三角形状などの多角形状、または、角が尖っていない曲線状を有する略多角形状(面取りされた多角形状)などであってもよい。突起部26の台座部25からの突出高さは、測定対象の動物の体型に合わせて適宜設定すればよい。本実施形態のように、測定対象が犬である場合には、突起部26の突出高さは、2~10mmであることが好ましい。これにより、犬の姿勢が変化した場合においても、犬の心電信号を継続して取得することができる。また、絶縁性部材22は、後述する導電性布23に接する外周部の表面の摩擦係数、および、貫通孔25aの内壁表面の摩擦係数が小さくなるように加工されてもよい(例えば、表面に潤滑油を塗布する加工など)。これにより、ベルト21および導電性布23に対して絶縁性部材22の位置を容易に変えることができる。そのため、より適切な位置に絶縁性部材22を配置して、測定対象の動物の体表面との摩擦を軽減することが可能になる。
 電極器具20Aでは、ベルト21に6つの絶縁性部材22が備えられており、これらの突起部26が列をなすように配置されている。なお、ベルト21に備えられる絶縁性部材22の個数は6つに限られず、測定対象となる動物の大きさおよび体型などに合わせて適宜変更することができる。また、6つの絶縁性部材22が配列する長さ(すなわち、一方の端部の絶縁性部材22から他方の端部の絶縁性部材22までの長さ)も、測定対象となる動物の大きさおよび体型などに合わせて適宜設定すればよく、例えば、小型犬である場合には上記長さを4~7cm、中型件である場合には上記長さを6~9cm、大型犬である場合には上記長さを8~12cmのように設定すればよい。また、図4に示した突起部26の列は1つであるが、1つの絶縁性部材22に、同一方向に突出する突起部26を複数設け、突起部26の列を複数にしてもよい。また、隣接する2つ突起部26のそれぞれ間隔は、対象となる動物の体型に合わせて適宜設定すればよく、図5の(a)に示すように同じ長さであってもよいし、異なる長さであってもよい。
 導電性布23は、銀などの導電性の高い金属がメッキされた導電性糸(導電性繊維)を用いて編み込まれた布であり、導電性を有している。別の表現を用いると、導電性布23は、布形状を有する導電性繊維とも言える。導電性布23は、ケーブル24を介して信号処理部3と電気的に接続可能となっている。導電性糸としては、上記のものの他に、金、銀、銅、もしくはステンレスなどの金属製の糸、ポリアニリンもしくはポリアセチレンなどの導電性ポリマー、銀メッキされたナイロンフィラメントの束であるマルチフィラメントからなる銀メッキナイロン糸、硫化銅およびニッケルを含有したアクリル繊維もしくはナイロン繊維、ポリエステル繊維からなるフィラメント糸もしくは紡績糸(撚糸)、または、導電性の糸と非導電性の綿糸、アクリル、ナイロン、ポリエステル糸とのコアヤーン、合糸、合撚糸、混織糸、もしくは紡績糸(撚糸)を用いることができる。
 導電性布23は、突起部26の表面およびその近傍に配されており、電極器具20Aにおける電極としての機能を有している。具体的には、導電性布23は、ベルト21と6つの絶縁性部材22とを覆っている。導電性布23は、ベルト21および6つの絶縁性部材22の外周を覆う筒状であってもよい。また、導電性布23と絶縁性部材22との間に、接着用の部材をさらに備える構成であってもよい。導電性布23は、抵抗値が数Ω/cm以下であることが好ましい。これにより、犬の心電信号の検出感度を高めることができ、後述する信号処理部3において処理可能な振幅を有する心電信号を取得することができる。
 なお、導電性布23は、導電性糸のみを編み込むことにより形成されているが、本発明の導電性布はこれに限られない。本発明の一実施形態の導電性布は、動物の皮膚への密着性や皮膚へのダメージを低減させるために、導電性糸と非導電性糸とを編み込むことにより形成されてもよい。非導電性糸として、綿糸、アクリル、ナイロン、ポリエステル糸などを用いることができる。
 ケーブル24は、導電性布23で取得した犬の心電信号を信号処理部3に送る導電線であり、一方の端部が導電性布23と接続され、他方の端部が信号処理部3と接続されており、導電性布23と信号処理部3とを電気的に接続している。ケーブル24は、ベルト21に接着されていてもよいし、ベルト21に編み込まれていてもよい。これにより、犬がケーブル24を前肢にひっかけてケーブル24を切断することを防止することができる。また、ケーブル24は、シールドされていることが好ましい。これにより、心電信号にノイズが混入することを抑制することができる。
 電極器具20Aでは、電極器具20Aを犬に装着させたときに、導電性布23を間に挟んで突起部26が犬の脇に接触するように、ベルト21における絶縁性部材22の位置が設定されている。ベルト21がゴムで形成されているため、電極器具20Aを犬に装着したときに、ベルト21の伸縮力により突起部26および導電性布23が犬の皮膚に押し付けられるようになっている。その結果、突起部26が犬の被毛をかき分け、導電性布23を犬の皮膚の表面と電気的に接触させることができる。なお、犬の被毛をかき分けやすくするために、突起部26は、動物に押し付けられても変形しない程度の硬度を有していることが好ましい。具体的には、突起部26は、ショア硬度が40以上であることが好ましい。
 さらに、突起部26の表面に導電性布23が配されていることにより、突起部26が直接犬の表面に接触しないようになっている。そのため、長時間心電を計測する場合、または犬が動く状態で測定する場合においても、犬の皮膚を傷つける可能性が小さい。さらに、柔らかい導電性布23が犬の表面と接触するので、犬の皮膚に与えるダメージを低減させることができる。また、導電性布23は、導電性糸(導電性繊維)を用いて編み込まれているため、導電性布23の表面には微細な隙間が存在する。これにより、導電性布23を犬の体表面に押し当てたときに、犬の被毛が上記微細な隙間に入り込むことによって、導電性布23が犬の皮膚に接触しやすくなる。その結果、電極器具20Aは、表面が滑らかな金属で構成されている電極に比べて、犬への負荷を低減することができ、また、犬の心電情報を取得できる可能性を高めることができる。
 さらに、電極器具20Aでは、6つの突起部26が列をなすようにベルト21に配置されているので、電極器具20Aを犬に装着したときに、6つの突起部26が犬の皮膚表面に沿って配置され、これら突起部26のそれぞれが犬の体表面に接触する。そのため、導電性布23の犬の表面への密着性を高め、かつ、導電性布23の犬の体表面との接触面積を大きくすることができる。
 次に、信号処理部3について、図1~図3を参照しながら説明する。信号処理部3は、図2および図3に示すように、筐体3aを有しており、筐体3aの内部に、信号処理部3が備える信号前処理部31および送信部32(図1参照)として機能する回路(不図示)が収められている。信号前処理部31は、複数のフィルタ(不図示)や増幅器(不図示)を備えており、導電性布23により取得した犬の心電信号を用いて心電データを生成する。送信部32は、信号前処理部31が生成した心電データを情報処理端末4に無線出力する。
 次に、情報処理端末4について、図1を参照しながら説明する。図1に示すように、情報処理端末4は、受信部41と、制御部42と、記憶部43と、表示部44と、通信部45とを備えている。
 受信部41は、信号処理部3から出力された心電データを受信し、制御部42へ出力する。
 通信部45は、インターネット等の通信回線を介して外部の装置(例えば、サーバ)と通信を行う装置である。通信部45は、例えば、サーバ5に記憶されている心電図を取得する。
 制御部42は、受信部41から出力された心電データを解析し、心電図(心電波形)を作成する。制御部42は、作成した心電図を記憶部43に記憶させる。また、制御部42は、作成した心電図を表示部44に表示させてもよい。また、制御部42は、作成した心電図を、通信部45を介して外部のサーバ5へ送信してもよい。制御部42は、記憶部43に記憶されている複数の心電図、またはサーバ5に記憶されている複数の心電図を用いて統計処理を行い、その結果を表示部44に表示させてもよい。
 情報処理端末4の制御ブロック(特に制御部42)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
 後者の場合、情報処理端末4は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するCPU、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ(またはCPU)で読み取り可能に記録されたROM(Read Only Memory)または記憶装置(これらを「記録媒体」と称する)、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などを備えている。そして、コンピュータ(またはCPU)が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
 また、情報処理端末4に通信部45(通信用回路(有線或いは無線))を備えることにより、他の通信機器(外部の通信機器、サーバ5)に測定(算出)結果を送信することが可能となる。この場合、受信した測定結果を用いてさらに他の測定値との比較を行うことや、測定結果を蓄積すること、測定結果を飼い主などのユーザに通知することも可能となる。当該他の通信機器とは、例えば、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末、コンピュータ(PCなど)、スマートウオッチなどが挙げられる。
 ここで、情報処理端末4のハードウェアの構成の一例を、図6を用いて説明する。図6は、情報処理端末4のハードウェアの構成の一例を示す図である。情報処理端末4は、CPU900、RAM901、ROM902を備えている。これらCPU900、RAM901、ROM902を結ぶBUS(バス)には各種のインターフェース回路(入出力インターフェース903および周辺機器インターフェース904)が接続されている。これらのインターフェース回路は、CPU900の制御に基づいて情報処理端末4に接続される各種の入出力機器(例えば、電極器具20A、サーバ5等)とデータの送受信処理を行うためのインターフェースとなるものである。
 なお、本実施形態の電極器具20Aでは、導電性布23がベルト21と複数の絶縁性部材22とを覆うようにベルト21に接着されていたが、本発明の電極器具はこれに限られない。例えば、本発明の一実施形態における電極器具は、ベルト21の突起部26が備えられている側のみを導電性布23が覆うように、導電性布23がベルト21に接着されている構成であってもよい。
 本実施形態の生体情報測定システム1では、犬の両脇に導電性布23を接触させる態様であったが、本発明の生体情報測定装置はこれに限られない。本発明の一実施形態の生体情報測定装置は、心臓を挟む2箇所において導電性布を動物に接触させて心電信号を取得し、心電図を測定する構成であればよく、例えば、電極器具20Aを犬に装着するための構成部材を変更し、前肢脇部および後肢股部の2箇所において導電性布23を動物に接触させる構成であってもよい。ただし、犬の脇は、体毛が少ない箇所であり、心電信号を測定するのに適している。また、装着部としての測定用ウェアに、表面が導電性布23に覆われている突起部26を設けることにより、測定用ウェアの伸縮力で導電性布を動物の表面に押し当てる構成としてもよい。これにより、台座部25を備える必要が無くなるため、製造コストを削減することができる。
 本実施形態の生体情報測定システム1では、信号処理部3と情報処理端末4とを別の装置として備える構成であったが、本発明の一実施形態の生体情報測定装置は、信号処理部3の機能および情報処理端末4の機能をともに有する端末を動物に装着させる構成であってもよい。
 〔変形例1〕
 実施形態1における絶縁性部材22の変形例としての絶縁性部材22Aおよび22Bについて、図7に基づいて説明する。図7の(a)は、ベルト21が伸びる方向に垂直な平面で切断した絶縁性部材22Aの構成を示す断面図であり、(b)は、ベルト21が伸びる方向に垂直な平面で切断した絶縁性部材22Bの構成を示す断面図である。
 図7の(a)に示すように、絶縁性部材22Aは、2つの突起部26を有している。2つの突起部26は、ベルト21が伸びる方向に垂直な平面において、互いに突出する方向が異なっている。
 図7の(b)に示すように、絶縁性部材22Bは、3つの突起部26を有している。3つの突起部26は、ベルト21が伸びる方向に垂直な平面において、互いに突出する方向が異なっている。
 絶縁性部材22Aおよび絶縁性部材22Bは、ベルト21が伸びる方向に垂直な平面において、互いに突出する方向が異なる複数の突起部26を有している。そのため、電極器具20Aにおいて、複数の絶縁性部材22Aまたは複数の絶縁性部材22Bをベルト21に備えさせることにより、突起部26がベルト21から突出する方向が互いに異なる複数の列をなす構成とすることができる。これにより、電極器具20Aが、突起部26がベルト21から突出する方向が互いに異なる複数の列をなす構成とすることができる。その結果、電極器具20Aがベルト21の伸びる方向を軸として回転しても、複数の突起部26のうちのいずれかの突起部26によって、導電性布23を犬の体表面に接触させることができるようになっている。
 〔変形例2〕
 実施形態1における電極器具20Aの変形例としての電極器具20Bについて、図8および図9に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。図8は、電極器具20Bの構成を示すものであり、(a)は、ベルト21が伸びる方向に沿って切断した電極器具20Bの断面図であり、(b)は、ベルト21が伸びる方向に垂直な平面で切断した電極器具20Bの断面図であり、(c)は、キャップ27の構成を示す断面図である。
 電極器具20Bは、電極器具20Aは、図8の(a)および(b)に示すように、ベルト21と、絶縁性部材22と、導電性布23と、ケーブル24と、キャップ27とを備えている。電極器具20Bにおいても、電極器具20Aと同様に、ベルト21に6つの絶縁性部材22が備えられており、それぞれの突起部26が列をなすようにベルト21に配置されている。
 キャップ27は、図8の(c)に示すように、ゴムキャップ部(突起部)27aと、繊維部(導電性繊維)27bとを備えている。ゴムキャップ部27aは、突起部26を覆う突起形状をしており、導電性ゴムからなるため、弾性および導電性を有している。繊維部27bは、ゴムキャップ部27aの、突起部26を覆う面とは反対側の表面に、導電性布23と同じ導電性繊維が静電植毛されて形成されており、導電性を有している。電極器具20Bでは、6つの絶縁性部材22の突起部26のそれぞれにキャップ27が被せられている。
 電極器具20Bでは、キャップ27の突出する側とは反対側の端部と、導電性布23とが繋ぎ合わされており、キャップ27および導電性布23により電極として機能する導電性部材が構成されている。別の表現をすれば、導電性布23に開口部が形成されており、上記開口部からキャップ27が突出するようにキャップ27および絶縁性部材22が配置されている。上記開口部の縁とキャップ27の繊維部27bとは接触しているまたは縫い合わせられているため、キャップ27と導電性布23とは電気的に接続されている。この構成により、実施形態1における電極器具20Aと比べて、犬の皮膚に接触するキャップ27がベルト21からより突出した構成となる。その結果、導電性布23を犬の皮膚に接触させやすくなっている。
 電極器具20Bでは、突起部としてのゴムキャップ部27aの表面に導電性繊維が植毛された繊維部27bが配されている。繊維部27bは、導電性繊維が静電植毛されて形成されているので、その表面には微細な隙間が存在する。これにより、キャップ27を犬の体表面Sに押し当てたときに、犬の被毛が上記微細な隙間に入り込むことによって、キャップ27が犬の皮膚に接触しやすくなる。その結果、電極器具20Bは、犬の心電情報を取得できる可能性を高めることができる。
 さらに、ゴムキャップ部27aは、弾性を有しているので、実施形態1の電極器具20Aのように、導電性布23と絶縁性部材22とが接触している場合に比べて、犬に対する押圧力を低減させることができる。これにより、電極器具20Bを犬に装着させたときに、犬へのダメージをさらに低減させることができる。
 図9は、電極器具20Bの効果を示すものであり、(a)は、絶縁性部材が突起部26を備えない電極器具で取得した心電信号を用いて作成した心電図であり、(b)は、電極器具20Bで取得した心電信号を用いて作成した心電図である。なお、図9の各グラフは、測定した信号を約1000倍に増幅したグラフである。
 図9の(a)および(b)に示すように、電極器具20Bで取得した心電信号を用いて作成した心電図における電圧の振幅(1V程度)は、絶縁性部材が突起部26を備えない電極器具で取得した心電信号を用いて作成した心電図における電圧の振幅(0.2~0.3V程度)に比べて約4倍となっている。すなわち、電極器具20Bは、絶縁性部材が突起部26を備えない電極器具と比べて、犬の心電情報を取得できる可能性を高めることができる。
 〔実施形態2〕
 本発明の他の実施形態について、図10および図11に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、図10では、導電性布23およびケーブル24の図示を省略している。また、図11では、ケーブル24の図示を省略している。
 本実施形態における電極器具20Cは、突起部26がベルト21から突出する方向が互いに異なる3つの列をなしている点が実施形態1における電極器具20Aとは異なる。
 図10は、電極器具20Cの側面図である。図11は、ベルト21が伸びる方向に垂直な平面で切断した電極器具20Cの断面図である。
 図10および図11に示すように、電極器具20Cは、3つのベルト(装着部)21を備えている。3つのベルト21には、それぞれ、6つの突起部26が列をなすように、ベルト21に備えられている。電極器具20Cでは、異なるベルト21に備えられた絶縁性部材22の台座部25が互いに当接するように、複数の絶縁性部材22がベルト21に備えられている。
 電極器具20Cでは、導電性布23が、3つのベルト21、および3つのベルト21にそれぞれ備えられた複数の絶縁性部材22を覆っている。導電性布23は、ケーブル24を介して信号処理部3と電気的に接続可能となっている。
 以上のように、電極器具20Cは、突起部26がベルト21から突出する方向が互いに異なる3つの列をなしている。これにより、電極器具20Cがベルト21の伸びる方向を軸として回転しても、3つのベルト21のうちいずれかのベルト21に備えられた突起部26によって、導電性布23を犬に接触させることができるようになっている。
 なお、本実施形態では、突起部26がベルト21から突出する方向が互いに異なる3つの列をなしている構成であったが、本発明の電極器具はこれに限られない。本発明の一実施形態における電極器具は、突起部26が第1の列および第2の列をなしており、上記第1の列における上記突起部の突出方向と、上記第2の列における上記突起部の突出方向とは互いに異なっている構成(突起部26がベルト21から突出する方向が互いに異なる2つの列をなしている構成)であってもよい。また、突起部26がベルト21から突出する方向が互いに異なる4つ以上の列をなしている構成であってもよい。
 〔実施形態3〕
 本発明の他の実施形態について、図12に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図12は、本実施形態における電極器具20Dの断面図である。
 図12に示すように、電極器具20Dは、ベルト21と、絶縁性部材22と、ケーブル24と、キャップ27とを備えている。電極器具20Dでは、絶縁性部材22にキャップ27が被せられており、絶縁性部材22の突起部(第1突起部)26と、キャップ(第2突起部)27との間に隙間28が形成されている。これにより、キャップ27を犬の体表面に押し当てたときに、キャップ27が隙間28において弾性変形することができる。その結果、電極器具20Dは、隙間28が形成されていない場合と比べて、犬に対する押圧力を低減させることができる。これにより、電極器具20Dを犬に装着させたときに、犬へのダメージをさらに低減させることができる。
 〔実施形態4〕
 本発明の他の実施形態について、図13に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図13は、本実施形態における電極器具20Eの構成を示すものであり、(a)は、電極器具20Eの側面図であり、(b)は、突起部60の構成を示す断面図である。
 図13の(a)に示すように、電極器具20Eは、ベルト21と、突起部60と、ケーブル24とを備えている。
 図13の(b)に示すように、突起部60は、ゴム部60aと、繊維部(導電性繊維)60bとを備えている。突起部60は、電極器具20Eにおける電極として機能する。
 ゴム部60aは、導電性ゴムで形成されており、ベルト21から突出するようにベルト21に接着剤を用いて接着されている。ゴム部60aは、弾性を有しているので、犬に対する押圧力を低減させることができる。これにより、電極器具20Eを犬に装着させたときに、犬へのダメージをさらに低減させることができる。
 繊維部60bは、ゴム部60aの表面に、導電性布23と同じ導電性繊維が静電植毛されて形成されており、導電性を有している。繊維部60bは、導電性繊維が静電植毛されて形成されているので、その表面には微細な隙間が存在する。これにより、突起部60を犬の体表面に押し当てたときに、犬の被毛が上記微細な隙間に入り込むことによって、突起部60が犬の皮膚に接触しやすくなる。その結果、電極器具20Eは、犬の心電情報を取得できる可能性を高めることができる。
 ケーブル24は、突起部60で取得した犬の心電信号を信号処理部3に送るものであり、一方の端部が突起部60と接続され、他方の端部が信号処理部3と接続されており、突起部60と信号処理部3とを電気的に接続している。
 電極器具20Eでは、電極として機能する突起部60を備えていることにより、他の実施形態における電極器具のように絶縁性部材22を設ける必要がない。その結果、製造コストを削減することができる。
 また、ベルト21を導電性の物質を用いて形成し、ベルト21を介して突起部60と信号処理部3とを電気的に接続する構成としてもよい。これにより、ケーブル24を設ける必要がなくなるため、製造コストを削減することができる。
 本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
 (関連出願の相互参照)
 本出願は、2017年2月27日に出願された日本国特許出願:特願2017-035076に対して優先権の利益を主張するものであり、それを参照することにより、その内容の全てが本書に含まれる。
 1          生体情報測定システム
 2          測定部
 3          信号処理部
 3a         筐体
 4          情報処理端末
 5          サーバ
 11         首固定ベルト
 12         胴固定ベルト
 20A~20E    電極器具
 21         ベルト(装着部)
 22、22A、22B 絶縁性部材
 23         導電性布(導電性繊維)
 24         ケーブル
 25         台座部
 25a        貫通孔
 26、60      突起部(第1突起部)
 27         キャップ(第2突起部)
 27a        ゴムキャップ部(突起部)
 27b、60b    繊維部(導電性繊維)
 28         隙間
 31         信号前処理部
 32         送信部
 41         受信部
 42         制御部
 43         記憶部
 44         表示部
 45         通信部
 60a        ゴム部(突起部)
 S          体表面

Claims (9)

  1.  生体情報を取得するための電極器具であって、
     上記電極器具を生体に装着するための装着部と
     上記装着部から突出する突起部と、
     上記突起部の表面またはその近傍に配され、電極の一部として機能する導電性繊維とを備える電極器具。
  2.  上記導電性繊維は、上記突起部の表面に植毛されている請求項1に記載の電極器具。
  3.  上記突起部として、第1突起部、および該第1突起部を覆うように配された第2突起部を備え、
     上記第2突起部は、弾性を有し、かつ、表面に上記導電性繊維が配されており、
     上記第1突起部と上記第2突起部との間に隙間が形成されている請求項1または2に記載の電極器具。
  4.  上記導電性繊維は、上記突起部を覆う布形状を有している請求項1に記載の電極器具。
  5.  互いに異なる方向へ突出する複数の上記突起部を備える請求項1から4のいずれか1項に記載の電極器具。
  6.  列をなすように配置されている複数の上記突起部を備える請求項1から5のいずれか1項に記載の電極器具。
  7.  上記突起部は、第1の列および第2の列をなしており、上記第1の列における上記突起部の突出方向と、上記第2の列における上記突起部の突出方向とは互いに異なっている請求項6に記載の電極器具。
  8.  上記突起部は、生体に押し付けられても変形しない程度の硬度を有している請求項1から7のいずれか1項に記載の電極器具。
  9.  請求項1から8のいずれか1項に記載の電極器具を備える生体情報測定装置。
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