JP2016007525A - 試験片及び生体信号検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、充電装置で直接充電することができて、生体信号検出ユニットの電池交換の不便を省いた生体信号検出装置及び試験片を提供する。
【解決手段】本発明による生体信号検出装置は、試験片及び生体信号検出ユニットを含んでおり、生体信号検出ユニットは、複数の導電接点を有し、試験片は、可撓性シート、導電パッド及び導電性ゲルを備えている。可撓性シートは、対向する第一の表面及び第二の表面を有し、導電パッドは、可撓性シートの第一の表面上に位置されており、導電性ゲルは、導電パッドを部分的に被覆して導電領域を露出させ、且つ可撓性シートを貫通して当該可撓性シートの第二の表面に露出している。可撓性シートの第二の表面は、生体信号検出ユニットに接着され、導電性ゲルは、複数の導電接点に電気的に接続される。また、生体信号検出ユニットは、試験片の導電領域を介して、充電装置に電気的に接続される。
【選択図】図６

Description

本発明は、生体信号（physiological signal）検出装置に関し、特に、充電可能な生体信号検出装置及びその試験片に関する。

従来の生体信号検出装置は、心電信号取得装置によって、対象者の生体信号を計測して取得し、そして、計測制御して得た対象者の生体信号のデータを、外部の補助計器により医療機関または監視センターに送って、その対象者の状況を分析するための参照根拠として使う。

しかし、一部の慢性疾患は、生体信号に対して、長期間の制御、計測する必要があって、これにより、生体信号を計測制御して、疾患発生のリスクを有効に減少する。このため、利用者が長期間身に着けてもその日常生活に影響を与えないようにするために、現在、無線式絆創膏型の小型生体信号計器が販売されている。詳しく言うと、この絆創膏型の小型生体信号計器は、導電粘着シートを有する試験片を小型生体信号計器に粘着し、そして、導電粘着シートを人体に貼り付けて計測を行うものである。

また、現在の携帯式生体信号計器は、ほとんど、ボタン型電池を電力源として使っているが、電池は常に交換する必要があるため、使用上不便がある。そこで、生体信号計器の本体ケースの側面に接続ポートを増設して、送電線によって接続ポートと充電装置とを接続することが提案されたが、この方案によると、構造の複雑さを増え、計器全体の厚さを厚くする。

米国特許出願公開第２０１１/０２１３２７２号明細書 米国特許出願公開第２０１１/０２１３２７３号明細書 米国特許出願公開第２０１３/０１５０６９８号明細書

以上に鑑みて、本発明の発明者は、学理の運用を合わせて研究に専念した結果、設計が合理であり、有効に上記の欠点を改善、解決することができる本発明を得た。
従って、本発明は、試験片及び生体信号検出装置を提供し、その生体信号検出装置を充電装置で直接充電させて、使用時の利便性を高め、環境保護の要求に符合させることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による試験片は、生体信号検出ユニットと組み合わせて充電装置上に置くことで充電される試験片であり、可撓性シートと、導電パッドと、導電性ゲルとを含んでいる。可撓性シートは、対向する第一の表面及び第二の表面を有し、導電パッドは、可撓性シートの第一の表面上に位置されており、導電性ゲルは、導電パッドの一部を被覆して導電領域を露出し、導電パッドに対応して設置され且つ可撓性シートを貫通して当該可撓性シートの第二の表面に露出している。また、生体信号検出ユニットは、試験片の導電領域を介して、充電装置に電気的に接続される。

上記目的を達成するために、本発明による生体信号検出装置は、充電装置上に置くことで充電されることができる。生体信号検出装置において、生体信号検出ユニットは、複数の導電接点を有しており、可撓性シートは、対向する第一の表面及び第二の表面を有し、複数の導電パッドは、それぞれ、可撓性シートの第一の表面上に位置され、複数の導電接点の位置に対応して配置されており、導電性ゲルは、導電パッドの一部を被覆して導電領域を露出させ、複数の導電パッドに対応して設置され且つ可撓性シートを貫通して当該可撓性シートの第二の表面に露出している。可撓性シートの第二の表面は、生体信号検出ユニットに接着されており、第二の表面に露出している複数の導電性ゲルは、複数の導電接点に電気的に接続されており、生体信号検出ユニットは、試験片の導電領域を介して、充電装置に電気的に接続される。

本発明は、上記のような試験片及び生体信号検出装置を提供して、その試験片の第一の表面上にある複数の導電性ゲルを人体に貼り付けた場合、生体信号検出ユニットにより、導電接点を介して人体の生体信号を取得し、制御器により人体の生体信号を処理することができる。また、生体信号検出ユニットの導電接点が、試験片の第一の表面上にある導電領域を介して、充電装置の充電電極と電気的に接続する際、制御器は、当時の導電接点上の充電電力が人体の生体信号ではないことを判断して、充電ユニットを制御して、導電接点からの充電電力を電池に引導することで、電池を充電させる。

従来技術に比べ、本発明による生体信号検出装置の試験片には導電パッド及びこの導電パッドを被覆する導電性ゲルが設けられており、試験片と生体信号検出ユニットとを組み合わせた場合、導電性ゲルは生体信号検出ユニットと電気的に接続し、生体信号検出ユニットは、充電が必要のとき、試験片の導電パッドを介して充電装置と電気的に接続し、導電パッドは、導電性ゲルの伝導により生体信号検出ユニットと電気的に接続する。これにより、充電装置は、生体信号検出ユニットに対し直接充電するので、従来の生体信号検出ユニットの電池交換による不便を省くことができ、本発明の生体信号検出ユニットの使用上の利便性を向上させることができる。また、本発明の生体信号検出ユニットは、導電接点を介して内部に設置された電池を充電させるため、生体信号検出ユニットに充電スロットを付加設置する必要がなく、さらにコストダウンすることができる。また、導電パッドの導電領域は、導電接点より大きい外径を有しているため、生体信号検出ユニットがより多くの異なる規格の充電装置に適合するようになって、使用者の使用自由性及び利便性を向上させる。

本発明の生体信号検出ユニット及び試験片の構造を示す斜視図である。 本発明の試験片の一部の構造を示す拡大斜視図である。 本発明の試験片の断面図である。 本発明の生体信号検出ユニットと試験片との組合せ構造の外形を示す斜視図である。 本発明の生体信号検出ユニットと試験片との組合せ構造の断面図である。 本発明の生体信号検出ユニット及び試験片と、充電装置との使用状態を示す模式図である。 本発明の生体信号検出ユニット及び試験片と、充電装置との組合せ構造を示す模式図である。 本発明の試験片の他の実施形態を示す構造模式図である。 本発明の試験片のまた他の実施形態を示す構造模式図である。 本発明の試験片のまた他の実施形態を示す構造断面図である。

本発明の課題を解決するための手段、発明の効果をより深く理解するために、以下、本発明の実施形態において、図面を参照しながら本発明の技術特徴をより詳しく説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態、図面に示された構成に限定されない。

図１乃至図３は、それぞれ、本実施形態による、生体信号検出ユニット及び試験片の構造を示す斜視図、試験片の一部の構造を示す拡大斜視図及び試験片の断面図である。本実施形態の生体信号検出装置１は、生体信号検出ユニット１０及び試験片２０を含んでいる。試験片２０は、生体信号検出ユニット１０と組み合わせて、人体の生体信号測定のために用いられる。

生体信号検出ユニット１０は、複数の導電接点１１を有している。試験片２０は、可撓性シート２１、少なくとも一つの導電パッド２２及び導電性ゲル２３を備えている。可撓性シート２１は、互いに対向している第一の表面２１１と第二の表面２１２を有している。導電パッド２２は、可撓性シート２１の第一の表面２１１上において、複数の導電接点１１の位置に対応して配置されている。

また、導電性ゲル２３は、一部の導電パッド２２を被覆することで、導電領域２２１を露出させる。なお、導電性ゲル２３は、導電パッド２２に対応して配置され、且つ可撓性シート２１を貫通してそれの第二の表面２１２に露出されている。

本実施形態において、可撓性シート２１は、不織布、織物または編物により構成された可撓性のあるシートであるが、これに限らない。導電パッド２２は、銀などの導電性金属により構成されている。導電性ゲル２３は、親水性単量体（2-Hydroxyethyl Methacrylate，HEMA)を基本原料として構成されたものである。さらに、試験片２０は、保護層２４及び粘着層２５を備えてもよい。保護層２４は、第一の表面２１１を被覆しており、粘着層２５は、第二の表面２１２上に粘着されている。保護層２４は、剥離紙であることが好ましく、使用前の可撓性シート２１の第一の表面を保護するために用いられる。粘着層２５は、両面テープであり、可撓性シート２１の第二の表面２１２に粘着されて、可撓性シート２１が生体信号検出ユニット１０上に粘着されるようにする。

本実施形態において、可撓性シート２１は、複数の導電接点１１の位置に対応して配置されており、可撓性シート２１には、第一の表面２１１及び第二の表面２１２を貫通して形成された貫通孔２１０が開設されている。複数の導電性ゲル２３は、貫通孔２１０の中に配置され、且つ、第一の表面２１１上の所定の範囲まで延伸されている。実際に実施する際、可撓性シート２１が浸透性のある材質（例えば、上述した不織布、織物または編物など）により構成された場合には、可撓性シート２１に貫通孔２１０を開設する必要がなくなり、導電性ゲル２３は、第一の表面２１１から可撓性シート２１に浸透されて、第二の表面２１２上に留滞する。なお、複数の導電パッド２２は、貫通孔２１０の内周縁から外縁側に伸びて配置されている。

図４及び図５は、本実施形態の生体信号検出ユニットと試験片との組合せ構造の外形を示す斜視図及び断面図である。生体信号検出ユニット１０を使用する際には、まず、試験片２０を生体信号検出ユニット１０に組み合わせておく。本実施形態において、試験片２０の第二の表面２１２は、粘着層２５（図示せず）によって生体信号検出ユニット１０上に粘着され、この場合、外部に露出されている第二の表面２１２上の複数の導電性ゲル２３は、生体信号検出ユニット１０の複数の導電接点１１に電気的に接続される。次に、試験片２０の第一の表面２１１上の複数の導電性ゲル２３を人体に貼り付けることで、生体信号検出ユニット１０により人体の生体信号を取得することができる。

図６及び図７は、本実施形態の生体信号検出ユニット及び試験片と、充電装置との使用状態を及び組合せ構造を示す模式図である。本実施形態の生体信号検出ユニット１０は、試験片２０と組み合わせて、充電装置３０上で充電を行う。充電装置３０では、少なくとも一つの充電電極３１を外部に露出することができ、本実施形態において、充電装置３０では複数の充電電極３１が外部に露出されている。

試験片２０の組合せ方式は、上述のように、第二の表面２１２で生体信号検出ユニット１０と組み合わせている。また、生体信号検出ユニット１０に充電しようとする場合、生体信号検出ユニット１０は、試験片２０の第一の表面２１１上の導電領域２２１（導電パッド２２が導電性ゲル２３により一部被覆されたため、外部に露出された導電領域２２１）を介して、充電装置３０の充電電極３１と電気的に接続する。これにより、充電装置３０は、試験片２０を介して、生体信号検出ユニット１０に対して直接充電することができる。

図６に示すように、生体信号検出ユニット１０は、互いに操作的に接続されている制御器１２、充電ユニット１４及び電池１６を備えており、制御器１２及び充電ユニット１４は、複数の導電接点１１に電気的に接続されている。試験片２０の第一の表面２１１上の複数の導電性ゲル２３を人体に貼り付けるとき、生体信号検出ユニット１０は、導電接点１１を介して人体の生体信号を取得することができ、そして、制御器１２により、取得した生体信号を処理することができる。生体信号検出ユニット１０の複数の導電接点１１が、試験片２０の第一の表面２１１上の導電領域２２１を介して充電装置３０の充電電極３１に電気的に接続されたとき、制御器１２は、当時の導電接点１１上の充電電力が人体生体信号ではないと判断し、導電接点１１からの充電電力が電池１６に導入されるように、充電ユニット１４を制御することで、電池１６に対する充電を行う。

このように、生体信号検出ユニット１０は、導電接点１１を介して内部の電池１６を充電させるため、生体信号検出ユニット１０上には、充電スロットを付加設置する必要がなく、さらにコストダウンすることができる。また、導電パッド２２の導電領域２２１は、導電接点１１より大きい外径を有しているため、生体信号検出ユニット１０がより多くの異なる規格の充電装置３０に適合するようになって、使用時の自由度及び利便性を向上させる。

図８は、本発明の試験片の他の実施形態を示す構造模式図である。本実施形態において、試験片２０ａは、可撓性シート２１ａ、複数の導電パッド２２ａ及び複数の導電性ゲル２３ａを備えている。可撓性シート２１ａは、互いに対向している第一の表面２１１ａと第二の表面２１２ａを有している。導電パッド２２ａは、可撓性シート２１ａの第一の表面２１１ａ上に位置している。各導電性ゲル２３ａは、一部の導電パッド２２ａを被覆して、導電領域２２１ａを外部に露出させる。

本実施形態と前述した実施形態の相違点として、可撓性シート２１ａには、貫通孔が開設されていない。可撓性シート２１ａは、不織布、織物または編物などの浸透性のある材質により構成されている。導電性ゲル２３ａは、第一の表面２１１ａから可撓性シート２１ａに浸透されて、第二の表面２１２ａ上に留滞する。

図９及び図１０は、本発明の試験片のまた他の実施形態を示す構造の模式図及び断面図である。本実施形態において、試験片２０ｂは、可撓性シート２１ｂ、複数の導電パッド２２ｂ、少なくとも一つの導電性ゲル２３ｂ及び絶縁層２４ｂを備えている。可撓性シート２１ｂは、互いに対向している第一の表面２１１ｂと第二の表面２１２ｂを有している。

本実施形態の他の実施形態との異なる点として、導電パッド２２ｂに対応する充電装置の充電電極は複数ある。複数の導電パッド２２ｂは、互いに間隔を空け隣接して可撓性シート２１ｂの第一の表面２１１ｂ上に延伸され、且つ第二の表面２１２ｂに露出されており、互いに隣接する導電パッド２２ｂ同士の間には隙間２２０ｂが形成されている。導電性ゲル２３ｂは、複数の導電パッド２２ｂを部分的に被覆しているため、これに対応して、互いに間隔を空け隣接する複数の導電領域２２１ｂ、２２２ｂを外部に露出させている。また、導電性ゲル２３ｂに被覆されている複数の導電パッド２２ｂの表面には、絶縁層２４ｂが設置されており、絶縁層２４ｂを設置することで、複数の導電領域２２１ｂ、２２２ｂによる電気的連通を避けることができる。

ここで、図９及び図１０において、試験片２０ｂに対応して、使用される生体信号検出ユニットの充電電極の位置に、極性の異なる充電電極を設置してもよく、生体信号検出ユニットの一側のみに設置して充電を行ってもよい。これにより、極性の異なる複数の充電電極に対応して、複数の導電パッド２２ｂが、異なる極性を有するようにする。このため、複数の導電性ゲル２３ｂ中の一つにより複数の導電パッド２２ｂが部分的に被覆され、これに対応して、互いに間隔を空け隣接する複数の導電領域２２１ｂ、２２２ｂを外部に露出させており、複数の導電領域２２１ｂ、２２２ｂは、それぞれ、異なる極性を有する電極に対応している。生体信号検出ユニットは、可撓性シート２１ｂの複数の導電領域２２１ｂ、２２２ｂを介して、異なる極性を有する複数の充電電極とそれぞれ電気的に接続する。同じく、導電性ゲル２３ｂに被覆されている複数の導電パッドの部分と複数の導電性ゲル２３ｂとの間にも、それぞれ、絶縁層が設置されている。一方、図２及び図３における試験片は、使用される生体信号検出ユニットの充電電極に対応して、生体信号検出ユニットの両側に配置され、実際実施時、需要に応じて変更することが可能である。

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、異なる形態例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。

１ 生体信号検出装置
１０ 生体信号検出ユニット
１１ 導電接点
１２ 制御器
１４ 充電ユニット
１６ 電池
２０、２０ａ、２０ｂ 試験片
２１、２１ａ、２１ｂ 可撓性シート
２１０ 貫通孔
２１１、２１１ａ、２１１ｂ 第一の表面
２１２、２１２ａ、２１２ｂ 第二の表面
２２、２２ａ、２２ｂ 導電パッド
２２０ｂ 隙間
２２１、２２１ａ、２２１ｂ、２２２ｂ 導電領域
２３、２３ａ、２３ｂ 導電性ゲル
２４ 保護層
２４ｂ 絶縁層
２５ 粘着層
３０ 充電装置
３１ 充電電極

Claims (13)

1. 生体信号検出ユニットと組み合わせて充電装置上に置くことで充電される試験片であって、
   対向する第一の表面及び第二の表面を有する可撓性シートと、
   前記可撓性シートの前記第一の表面上に位置されている導電パッドと、
   前記導電パッドの一部を被覆して導電領域を露出し、前記導電パッドに対応して設置され、且つ前記可撓性シートを貫通して当該可撓性シートの前記第二の表面に露出している導電性ゲルと、を含み、
   前記生体信号検出ユニットは、前記試験片の前記導電領域を介して、前記充電装置に電気的に接続される、ことを特徴とする試験片。
2. 前記可撓性シートには、前記第一の表面及び前記第二の表面を貫通する貫通孔が開設されており、
   前記導電性ゲルは、前記貫通孔の中に配置され、且つ前記第一の表面上まで伸して配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の試験片。
3. 前記導電パッドは、前記貫通孔の内周縁から外縁側に延伸して配置されている、ことを特徴とする請求項２に記載の試験片。
4. 保護層と粘着層をさらに含み、
   前記保護層は、前記第一の表面を被覆し、
   前記粘着層は、前記第二の表面に粘着されている、ことを特徴する請求項１に記載の試験片。
5. 前記導電パッドは、前記充電装置における充電電極の数に応じて複数あり、複数の前記導電パッドは、前記可撓性シートの前記第一の表面上に、互いに間隔を空け隣接して配置され、隣接する前記導電パット同士の間には隙間が形成されており、
   前記導電性ゲルは、複数の前記導電パッドを部分的に被覆して、互いに間隔を空け隣接して配置される複数の前記導電領域を外部に露出させている、ことを特徴とする請求項１に記載の試験片。
6. 複数の前記導電パッドの前記導電性ゲルにより被覆されている部分と、前記導電性ゲルとの間には絶縁層が配置されている、ことを特徴とする請求項５に記載の試験片。
7. 充電装置上に置くことで充電される生体信号検出装置であって、
   複数の導電接点を有する生体信号検出ユニットと、
   対向する第一の表面及び第二の表面を有する可撓性シートと、
   前記可撓性シートの前記第一の表面上に位置され、前記複数の導電接点の位置に対応して配置されている複数の導電パッドと、
   各前記導電パッドの一部を被覆して導電領域を露出させ、複数の前記導電パッドに対応して設置され、且つ前記可撓性シートを貫通して当該可撓性シートの前記第二の表面に露出している複数の導電性ゲルと、を含み
   前記可撓性シートの前記第二の表面は、前記生体信号検出ユニットに接着されており、
   前記第二の表面に露出した複数の前記導電性ゲルは、複数の前記導電接点に電気的に接続されており、
   前記生体信号検出ユニットは、前記試験片の前記導電領域を介して、前記充電装置に電気的に接続される、ことを特徴とする生体信号検出装置。
8. 前記可撓性シートには、複数の前記導電接点の位置に対応し且つ前記第一の表面及び第二の表面を貫通する複数の貫通孔が開設されており、
   複数の前記導電性ゲルは、複数の前記貫通孔の中に配置され、且つ前記第一の表面上まで伸して配置されている、ことを特徴とする請求項７に記載の生体信号検出装置。
9. 複数の前記導電パッドは、それぞれ、複数の前記貫通孔の内周縁から外縁側延伸して配置されている、ことを特徴とする請求項８に記載の生体信号検出装置。
10. 保護層と粘着層をさらに含み、
    前記保護層は、前記第一の表面を被覆し、前記粘着層は、前記第二の表面に粘着されている、ことを特徴する請求項７に記載の生体信号検出装置。
11. 前記生体信号検出ユニットは、互いに操作的に接続されている制御器、充電ユニット及び電池を備え、
    前記制御器及び前記充電ユニットは、複数の前記導電接点に電気的に接続されており、
    前記生体信号検出ユニットの複数の前記導電接点が、前記可撓性シートの前記第一の表面上に位置する前記導電領域を介して前記充電装置と電気的に接続する際、前記制御器は、複数の前記導電接点からの充電電力が前記電池に導入されるように、前記充電ユニットを制御する、ことを特徴とする請求項７に記載の生体信号検出装置。
12. 前記充電装置の充電電極の位置には、極性の異なる充電電極があり、
    複数の前記導電パッドは、極性の異なる充電電極に対応して、それぞれ異なる極性を有し、
    複数の前記導電パッドは、前記可撓性シートの前記第一の表面に、互いに間隔を空け隣接され、隣接する複数の前記導電パッド同士の間には隙間が形成されており、
    複数の前記導電性ゲルのいずれか一つは、複数の前記導電パッドを部分的に被覆して、互いに間隔を空け隣接した複数の導電領域を露出させ、
    前記生体信号検出ユニットは、前記可撓性シートの複数の前記導電領域を介して、極性の異なる複数の前記充電電極に電気的に接続されている、ことを特徴とする請求項７に記載の生体信号検出装置。
13. 複数の前記導電パッドの複数の前記導電性ゲルにより被覆されている部分と、複数の前記導電性ゲルとの間には、それぞれ、絶縁層が配置されている、ことを特徴とする請求項１２に記載の生体信号検出装置。