JP2016097273A - 固定用部品 - Google Patents

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Abstract

【課題】端末を任意の位置に固定可能とする端末の固定用部品を提供する。
【解決手段】電極から供給される生体情報を計測する生体信号計測用の端末を固定するための固定用部品であって、固定対象体に対して任意の位置に着脱可能な絶縁部材からなる固定部と、前記固定部に固定され、前記端末を機械的かつ電気的に接続する接続端子と、を備える固定用部品である。
【選択図】図1

Description

本発明は、固定用部品に関する。
従来、生体情報を得る目的で、ベルト型の生体電極インタフェースが使用されていた。特に、心拍情報を得る目的で、着脱が容易で、且つ、身体との一体性が高いベルト型の生体電極インタフェースが多用されていた(例えば、非特許文献1〜非特許文献3参照)。最近では人口の高齢化に伴い、長時間の心拍・心電計測の重要性が高まっており、このような計測を可能とする生体電極インタフェースを含むウェアラブル機器が種々提案されている。また、これらのウェアラブル機器で日常的に生体情報を得ることで身体管理が可能になっている。例えば、24時間等の長時間の計測が可能なホルター心電計を用い、活動している状態で連続して心拍情報を取得することで実生活における心機能の異常を発見し易くなってきている。
上述のようにウェアラブル機器に関する関心や技術レベルの向上に伴い、様々な形状のウェアラブル機器が開発されている。一例として、快適な長時間計測が可能なシャツ型ウェアラブル電極も開発されている(例えば、非特許文献4参照)。このシャツ型ウェアラブル電極においては、導電性高分子と繊維との複合素材により電極部(インタフェース部)が構成されていることで導電性ペーストを必要とせず、長時間の心拍・心電計測が可能とされている。上記シャツ型ウェアラブル電極には、特に導電性高分子としてポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール及び(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(4−スチレンスルホン酸)(以下、PEDOT−PSSと記載する)が用いられており、PEDOT−PSSが親水性のため生体親和性が高められ、皮膚とのなじみが良いため、快適な長時間計測が可能とされる。さらに、シャツ型ウェアラブル電極は、生体信号測定装置兼無線端末(以下、単に端末と記載する。)と接続するためのコネクタがウェアのポケット内に縫い付けられて形成されている。そのため、端末をウェアのポケット内に収容可能である。そして、端末をウェアのポケット内に固定することで、重量のある端末と電極部との距離を確保することができるため、体動により端末が振動した際に振動がバンドから電極部に伝わることによる雑音の発生を防止可能とされている。
「ポラール社 CS600Xのオフィシャルサイト」[online]、ポラール社、[平成26年10月27日検索]、インターネット<URL:http://www.polar.com/ja/products/maximize_performance/cycling/CS600X> 「アシックス社 ASICS RUNNING WATCHのオフィシャルサイト」[online]、アシックス社、[平成26年10月27日検索]、インターネット<URL:http://asics-watch.com/products/ah01.html> 「Wahoo社 Fitness Blue HRのオフィシャルサイト」[online]、Wahoo社、[平成26年10月27日検索]、インターネット<URL:http://www.focal.co.jp/products/detail.php?product_id=717> 「日本電信電話株式会社 hitoeのニュースリリース」[online]、日本電信電話社、[平成26年10月27日検索]、インターネット<URL: http://www.ntt.co.jp/news2014/1401/140130a.html>
上記端末は、体動により電気的なノイズ(スパイクノイズ)が生じるため、生体に固定する必要がある。これまでのホルター心電計では、接着テープを用いて端末を皮膚に接着させるため、違和感とともに、皮膚のかゆみや赤みを発生させる原因になっていた。一方、ウェアラブル電極では、体に端末を配置する位置、すなわち日常生活において支障がない(例えばショルダーバッグの肩紐に当たらない)位置や好みの位置は、個人差がある。このため、非特許文献4の構成のようなシャツ型ウェアラブル電極を使用しづらい場合がある。また、活動時(日中)と睡眠時(夜間)とでは、体に端末を配置する位置が異なる。そのため、睡眠時においては、日中とは異なる体の位置に端末を配置できるほうが望ましい。
さらに、生体信号を常時計測しない場合、端末を取り外すことができれば、体への負担も軽減し、かつ端末への不要な衝撃を避けることができる。また、端末を衣類に装着した場合には、外観から端末を装着していることが明らかになってしまうことが不都合な場合もあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、端末を任意の位置に固定可能とする端末の固定用部品を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、電極から供給される生体情報を計測または処理または送信する生体信号計測用の端末を固定するための固定用部品であって、固定対象体に対して任意の位置に着脱可能な絶縁部材からなる固定部と、前記固定部に固定され、前記生体信号計測用の端末を機械的かつ電気的に接続する接続端子と、を備える固定用部品である。
また、本発明の一態様は、電極から供給される生体情報を計測する生体信号計測用の端末を固定するための固定用部品であって、前記固定対象に対して任意の位置に着脱可能な絶縁部材からなる固定部と、前記固定部に固定され、前記生体信号計測用の端末を収納する収納部と、前記収納部に固定され、前記生体信号計測用の端末を機械的かつ電気的に接続する接続端子と、を備える固定用部品である。
また、本発明の一態様は、上述の固定用部品であって、前記固定部は、マグネットを備える。
また、本発明の一態様は、上述の固定用部品であって、前記固定部は、固定対象体を挟持するクリップ型の部品である。
また、本発明の一態様は、上述の固定用部品であって、前記固定部は、固定対象体に巻回されるベルト型の部品である。
また、本発明の一態様は、上述の固定用部品であって、前記接続端子は、スナップボタンである。
以上説明したように、本発明によれば、端末を任意の位置に固定可能とする端末の固定用部品を提供することができる。
本発明の第一実施形態の固定用部品を用いた生体情報測定システム1の構成例を示す図である。 本発明の第一実施形態の固定用部品3の概略図の一例を示す図である。 本発明の第一実施形態の生体信号計測用の端末4の概略図の一例を示す図である。 本発明の第一実施形態の固定用部品3と生体信号計測用の端末4との接続方法を説明する図である。 本発明の第二実施形態の生体信号計測用の端末4の概略図の一例を示す図である。 本発明の第三実施形態の生体信号計測用の端末4の概略図の一例を示す図である。 本発明の第三実施形態の固定用部品3Bと生体信号計測用の端末4との接続方法を説明する図である。 本発明の第四実施形態の生体信号計測用の端末4の概略図の一例を示す図である。 生体信号計測用の端末4を従来の固定方法を用いて衣服等の固定対象体6に固定して測定した被験者の心拍数の計時変化を示す図である。 生体信号計測用の端末4を第一実施形態の固定用部品3を用いて衣服等の固定対象体6に固定して測定した被験者の心拍数の経時変化を示す図である。 生体信号計測用の端末4を第三実施形態の固定用部品3Bを用いて衣服等の固定対象体6に固定して測定した被験者の心拍数の経時変化を示す図である。 生体信号計測用の端末4を第四実施形態の固定用部品3Cを用いて衣服等の固定対象体6に固定して測定した被験者の心拍数の経時変化を示す図である。 固定部がピン型である場合の生体信号計測用の端末4の概略図の一例を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。各実施形態は、可能な限り組み合わせることができる。
なお、本明細書及び図面において、同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅、及び厚みの寸法及び比率等は実際のものと同一とは限らない。
(第一実施形態)
本発明の第一実施形態の固定用部品について図を参照し、説明する。図1は、本実施形態の固定用部品を用いた生体情報測定システム1の構成例を示す図である。
図1に示すように、生体情報測定システム1は、電極2、固定用部品3及び生体信号計測用の端末4を備えている。
電極2は、被験者の生体情報を取得するために体表面の適切な位置に密着して設置可能である。したがって、電極2を構成する素材は、凹凸や曲面の輪郭を持つ体表面に密着すると共に、被験者の動きに伴う体表面の輪郭の変化に追従可能な伸縮性及び親水性を有する導電性高分子複合繊維である。導電性高分子複合繊維の導電性高分子としては、例えばピロール系、チオフェン系、イソチアナフテン系、フェニレン系、アセチレン系、アニリン系の各導電性高分子やこれらの共重合体等が挙げられる。また、これらの導電性高分子のドーパントには、例えばハロゲン化物イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロ硼酸イオン、六フッ化ヒ酸イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、チオシアン酸イオン、燐酸系イオン、トリフルオロ酢酸イオン、トシレートイオン、アルキルスルホン酸イオン、ポリアクリル酸イオン等の高分子イオンのうち、少なくとも一種のイオンが用いられている。
電極2の装着時には、皮膚の乾燥により電極との間の接触抵抗値が高くなり、生体信号を取得するのが困難になる。このことをふまえ、心電図等の生体信号の長期記録時に皮膚と電極との間の接触抵抗を下げる目的で、導電性高分子複合繊維にはグリセロール、電解質溶液、イオン液体のいずれか、もしくは二種以上が含浸されていることが好ましい。これにより、皮膚から得られる生体信号が安定する。
電極2を構成する素材の繊維としては、例えばポリエステル、ナイロン、ポリウレタン、シルク、レーヨン、木綿等の織物、編物及び不織布が挙げられる。
電極2の大きさや形状はウェア(図示略)等に取り付けられる程度の大きさ及び形状とされ、例えば円形、又は正方形であってもよいが、特に限定されない。電極2の形状が平面視で円形又は正方形である場合、円の直径や正方形の一辺の長さは数cm程度とされればよいが、特に限定されない。
配線5は、一端が電極2に接続され、他端が固定用部品3に接続されている。したがって、電極2を用いて体表面からの生体信号は、配線5を介して固定用部品3に供給される。
配線5は、信号線及び基準線を備えている。信号線は、生体情報を出力する線である。基準線は基準電位に接続される線である。配線5には、例えば被覆線等の一般的に市販されている工業用の配線材や、Agコート糸、SUS糸等、衣料又は手芸用に使用されている配線材が用いられる。
図2は、本実施形態における固定用部品3の概略図の一例である。図2(a)は、本実施形態における固定用部品3の上面図である。図2(b)は、本実施形態における固定用部品3の断面図である。図2(c)は、本実施形態における固定用部品3の底面図である。
固定用部品3は、固定部30及び第1接続端子32を備えている。
固定部30は、クリップ型の挟持板であり、例えば、半円状に丸く曲げて成型された板バネである。固定部30は、衣類等の固定対象体6を挟持することで保持される。固定部30は、絶縁体であり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニール、エチレン・アクリル酸エチル樹脂などの熱可塑性樹脂等である。なお、固定部30は、一対の挟持板をスプリングによって締め付勢してなる付勢挟持クリップでもよい。
第1接続端子31は、接続端子310及び接続端子320を備えている。固定部30の上面に機械的に接続されている。この場合、接続端子310(あるいは接続320)については、接続端子310(接続端子320)の上面側から固定部30の接続端子310(接続端子320)と当接しない面側(固定対象体6に当接させる面側)まで糸を貫通させて縫い付けるようにして固定する場合や、アメリカンスナップ(アメリカンホックとも称される)のように複数の部品を用いて上下から30を挟んで固定する場合や、接着剤で固定部30に固定することもできる。接続端子310及び接続端子320は、導電性を有する材料から構成され、例えば雌型のスナップボタンである。接続端子310及び接続端子320は、円盤状に形成されており、上面には、下面に向かって穿設された凹部330が形成されている。接続端子310及び接続端子320には、配線5が電気的に接続されている。具体的には、配線5は、信号線及び基準線を有し、接続端子310には、信号線が電気的に接続されている。また、接続端子320には、基準線が電気的に接続されている。この配線5は、例えば、接続端子320(接続端子320)と固定部30との間から引き出され、電極2に接続可能となっている。
図3は、本実施形態における生体信号計測用の端末4の概略図の一例である。図3(a)は、本実施形態における生体信号計測用の端末4の上面図である。図3(b)は、本実施形態における生体信号計測用の端末4の断面図である。図3(b)は、本実施形態における生体信号計測用の端末4の底面図である。
生体信号計測用の端末4は、測定部40及び第2接続端子41を備えている。
第2接続端子41は、接続端子420及び接続端子430を備えている。測定部40に機械的に接続されている。接続端子420及び接続端子430は、導電性を有する材料から構成され、例えば雄型スナップボタンである。接続端子420及び接続端子430は、円盤状に形成されており、上面にはこの面に対して垂直な方向に突出し、根本部分がくびれた凸部440が設けられている。
測定部40は、第2接続端子41に電気的に接続されている。測定部40は、接続端子420及び接続端子430を介して電極2から生体信号を取得する。具体的には、図4に示すように、第2接続端子41の凸部440を第1接続端子31の凹部330に挿入する。すると、凸部440が凹部330内に係止され、第2接続端子41が、第1接続端子31から抜け止めされる。すなわち、第1接続端子31及び第2接続端子41は係合され、機械的に接続された状態となる。したがって、第1接続端子31は、第2接続端子41に対して接触し、電気的に接続される。これより、測定部40は、電極2から供給された生体信号を計測するとともに、不図示の携帯端末に計測した生体信号を無線で出力する。携帯端末は、可搬型の端末装置であり、例えば、携帯電話(スマートフォンを含む)、PDA(Personal Digital Assistant)、ノートパソコン、タブレット端末である。
上述したように、本実施形態の固定用部品3は、電極2から供給される生体情報を計測する生体信号計測用の端末4を任意の位置に固定するための固定用部品であって、
絶縁部材からなる固定部30と、固定部30に固定され、生体信号計測用の端末4を機械的かつ電気的に接続する接続端子(第1接続端子31)と、を備える。したがって、生体信号計測用の端末4を衣類等の固定対象体6の任意の位置に着脱可能となる。これにより、日常生活のイベント毎に生体信号計測用の端末4を固定する位置や固定対象を変えることでノイズを減らし、より精度の高い心拍計測ができる。
(第二実施形態)
以下、第二実施形態の固定用部品3Aについて図を参照し、説明する。なお、第一実施形態と同様の構成には同一の符号を付してある。以下、構成及び動作が第一実施形態と異なる点を説明する。
図5は、本実施形態における固定用部品3Aの概略図の一例である。
図5(a)は、本実施形態における固定用部品3Aの上面図である。図5(b)は、本実施形態における固定用部品3Aの断面図である。図5(c)は、本実施形態における固定用部品3Aの底面図である。
固定用部品3Aは、固定部30、第1接続端子31及びマグネット34を備えている。
マグネット34は、第1マグネット35及び第2マグネット36を備えている。図5(b)に示すように、マグネット34は、固定部30に機械的に接続されている。具体的には、固定部30が衣類等の固定対象体6を挟持する際に、その固定対象体6をはさんで第1マグネットと第2マグネット36とが対向するように、第1マグネットと第2マグネット36とを固定部30に配置し、かつ対向する磁性の極性が異なるようにする。これにより、固定部30は、衣類等の固定対象体6を挟持する際に、マグネット34の磁力により、第一実施形態と比較して、より強く衣類等の固定対象体6を挟持することができる。
上述したように、本実施形態の固定用部品3Aは、電極2から供給される生体情報を計測する生体信号計測用の端末4を任意の位置に固定するための固定用部品であって、
絶縁部材からなる固定部30と、固定部30に固定され、生体信号計測用の端末4を機械的かつ電気的に接続する接続端子(第1接続端子31)と、を備える。したがって、生体信号計測用の端末4を衣類等の固定対象体6の任意の位置に着脱可能となる。これにより、日常生活のイベント毎に生体信号計測用の端末4を固定する位置や固定対象を変えることでノイズを減らし、より精度の高い心拍計測ができる。また、本実施形態の固定用部品3Aは、マグネット34の磁力により、第一実施形態と比較して、より強く衣類等の固定対象体6を挟持することができる。
(第三実施形態)
以下、第三実施形態の固定用部品3Bについて図を参照し、説明する。なお、第一実施形態と同様の構成には同一の符号を付してある。以下、構成及び動作が第一実施形態と異なる点を説明する。
図6は、本実施形態における固定用部品3Bの概略図の一例である。
図6(a)は、本実施形態における固定用部品3Bの上面図である。図6(b)は、本実施形態における固定用部品3Bの断面図である。図6(c)は、本実施形態における固定用部品3Bの底面図である。
固定用部品3は、固定部30、接続端子310、接続端子320及び収納部60を備えている。
収納部60は、生体信号計測用の端末4を収納する部品である。固定部30に接続されている。収納部60は、内部に接続端子310と接続端子320とを備えている。収納部60は、布製でもよいし、シリコンゴム製でもよい。なお、収納部60は、生体信号計測用の端末4を取り出し可能とするように構成されている。
図7に示すように、本実施形態において生体信号計測用の端末4の測定部40が電極2から供給された生体信号を計測する場合、生体信号計測用の端末4を収納部60に収納する。そして、その収納部60の内部で、第2接続端子41の凸部440を第1接続端子31の凹部330に挿入する。すると、凸部440が凹部330内に係止され、第2接続端子41が第1接続端子31から抜け止めされる。すなわち、第2接続端子41及び第1接続端子31は係合され、機械的に接続された状態となる。したがって、第2接続端子41は、第1接続端子31に対して接触し、電気的に接続された状態となる。したがって、測定部40は、電極2から供給された生体信号を計測するとともに、不図示の携帯端末に計測した生体信号を無線で出力する。
(第四実施形態)
以下、第四実施形態の固定用部品3Cについて図を参照し、説明する。なお、第三実施形態と同様の構成には同一の符号を付してある。以下、構成及び動作が第三実施形態と異なる点を説明する。
図8は、本実施形態における固定用部品3Cの一例を表す断面図である。
固定用部品3Cは、固定部30を備えている。この固定部30は、ベルト30aと留め具30bと留め具30cとから構成される。ベルト30aは、その長尺方向における一部が収納部60に機械的に接続されている。留め具30bは、ベルト30aの長尺方向における一方の端部側に機械的に接続され、留め具30cは、ベルト30aの長尺方向における他方の端部側に機械的に接続されている。具体的には、固定対象体6(腕や脚部)に対してベルト30aが巻回され、固定部30の留め具30bと留め具30cが係合されることにより固定対象体6に固定する。これにより、固定部30は、固定対象体6の表面に、あるいは衣類の上から、生体(固定対象体6)に対して固定することができる。ベルト30aは、伸縮性がある素材でも構わない。伸縮性がある素材をベルト30aに用いた場合、個体対象体6(腕や脚部)が動かされたことにより固定対象体6の形状が変化したとしても、その変化に追従しつつ固定することが可能である。また、留め具30b、留め具30cにはスナップのほか、メカニカルファスナを用いても構わない。
上述したように、本実施形態の固定用部品3Bは、電極2から供給される生体情報を計測する生体信号計測用の端末4を任意の位置に固定するための固定用部品であって、
絶縁部材からなる固定部30と、生体信号計測用の端末4を収納する収納部60と、収納部60に固定され、生体信号計測用の端末4を機械的かつ電気的に接続する接続端子(第1接続端子31)と、を備える。したがって、生体信号計測用の端末4を衣類等の固定対象体6の任意の位置に着脱可能となる。これにより、日常生活のイベント毎に生体信号計測用の端末4を固定する位置や固定対象を変えることでノイズを減らし、より精度の高い心拍計測ができる。また、本実施形態の固定用部品3Bは、生体信号計測用の端末4を収納する収納部60を備えているため、外部から心拍計測を行っていることを認識できないようにすることができる。また、収納部60をシリコンゴム製とすることで、防水機能を備えることができる。また、収納部60を衣類の装飾品の一つとして用いることができる。
次に、本発明における生体信号計測用の端末4により測定した被験者の心拍数の計時変化を示す。図9は、生体信号計測用の端末4を従来の固定方法を用いて衣服等の固定対象体6に固定して測定した被験者の心拍数の計時変化を示す図である。従来の固定方法とは、固定用部品3を用いずに、衣服等の固定対象体6に生体信号計測用の端末4を直接固定する方法である。図10は、生体信号計測用の端末4を第一実施形態の固定用部品3を用いて衣服等の固定対象体6に固定して測定した被験者の心拍数の経時変化を示す図である。図11は、生体信号計測用の端末4を第三実施形態の固定用部品3Bを用いて衣服等の固定対象体6に固定して測定した被験者の心拍数の経時変化を示す図である。図12は、生体信号計測用の端末4を第四実施形態の固定用部品3Cを用いて衣服等の固定対象体6に固定して測定した被験者の心拍数の経時変化を示す図である。
図9から図12に示す被験者の心拍数の経時変化の測定結果から、固定用部品3及び固定用部品3B、固定用部品3Cを用いて測定した被験者の心拍数は、生体信号計測用の端末4を従来の固定方法を用いて測定する場合と同等の精度で測定されていることを確認した。
以上説明した実施形態は、本発明を適用した一実施形態を示したものであって、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を備え、目的及び効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれている。また、本発明を実施する際における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としても問題はない。本発明は前記した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形や改良は、本発明に含まれるものである。
上述の第一〜三実施形態では、固定部30をクリップ型の挟持板としたが、これに限定されない。例えば、図13に示すように、固定部30をピン型の固定部30Aとしてもよい。これにより、クリップ型と比較して固定対象体6の任意の位置に、さらに強固な固定を行うことができる。また、固定部30を衣料用のフィッシュクリップ、ネクタイピンなど衣類に固定するためのものを使用してもよい。
2…電極
3、3A、3B…固定用部品
4…生体信号計測用の端末
30…固定部
31…第1接続端子
40…測定部
41…第2接続端子

Claims (8)

  1. 電極から供給される生体情報を計測または処理または送信する端末を固定するための固定用部品であって、
    絶縁部材からなる固定部と、
    前記固定部に固定され、前記端末を機械的かつ電気的に接続する接続端子と、
    を備える固定用部品。
  2. 電極から供給される生体情報を計測または処理または送信する端末を固定するための固定用部品であって、
    前記固定対象に対して絶縁部材からなる固定部と、
    前記固定部に固定され、前記端末を収納する収納部と、
    前記収納部に固定され、前記端末を機械的かつ電気的に接続する接続端子と、
    を備える固定用部品。
  3. 前記端末を固定するための固定用部品であって、
    固定対象体に対して任意の位置に着脱可能な絶縁部材からなる固定部と、
    前記固定部に固定され、前記端末を機械的かつ電気的に接続する接続端子と、
    を備える請求項1に記載の固定用部品。
  4. 前記端末を固定するための固定用部品であって、
    前記固定対象に対して任意の位置に着脱可能な絶縁部材からなる固定部と、
    前記固定部に固定され、前記端末を収納する収納部と、
    前記収納部に固定され、前記端末を機械的かつ電気的に接続する接続端子と、
    を備える請求項2に記載の固定用部品。
  5. 前記固定部は、マグネットを備える請求項1から4のいずれか一項に記載の固定用部品。
  6. 前記固定部は、前記固定対象体を挟持するクリップ型の部品である請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の固定用部品。
  7. 前記固定部は、前記固定対象体に巻回されるベルト型の部品である請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の固定用部品。
  8. 前記接続端子は、スナップボタンである請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の固定用部品。
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