JP2020110087A

JP2020110087A - 生体データ取得ウェア

Info

Publication number: JP2020110087A
Application number: JP2019003646A
Authority: JP
Inventors: 久美子木内; Kumiko Kiuchi
Original assignee: Mitsufuji Corp
Current assignee: Mitsufuji Corp
Priority date: 2019-01-11
Filing date: 2019-01-11
Publication date: 2020-07-27

Abstract

【課題】電極の位置ずれを抑制した生体データ取得ウェアを提供する。【解決手段】生体データ取得ウェア１００は、胴回りを覆う胴回り部１１０と、前記胴回り部の首側に設けられて両肩のうちの一方の肩を通す第１肩部とを有し、伸縮性のあるメッシュ生地で構成され、動物が着用する衣服部１００Ａと、前記衣服部の内側の表面に設けられる一対の電極１３０Ａ，１３０Ｂとを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、生体データ取得ウェアに関する。

従来より、馬体に装着するためのベルトのカバーにおいて、少なくとも（１）銀粒子を含む導電性粒子とバインダー樹脂を含み、シート抵抗が０．１Ω以下の伸縮性導体からなる、生体電気信号を検出するための馬体表面接触型電極と、（２）銀粒子を含む導電性粒子とバインダー樹脂を含み、シート抵抗が０．１Ω以下の伸縮性導体からなる電気配線と、（３）該電気配線と接続されるコネクタと、を備え、該電気配線上に絶縁層が積層され、前記馬体表面接触型電極と前記電気配線が継ぎ目無く一体化されていることを特徴とするベルトカバーがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８−００７６４８号公報

ところで、従来のベルトカバーは、馬が体を動かした場合に馬体表面接触型電極（電極）の位置が馬体に対してずれることを考慮していない。電極の位置が所望の位置からずれると生体電気信号を正しく取得できないおそれがある。

そこで、電極の位置ずれを抑制した生体データ取得ウェアを提供することを目的とする。

本発明の実施の形態の生体データ取得ウェアは、胴回りを覆う胴回り部と、前記胴回り部の首側に設けられて両肩のうちの一方の肩を通す第１肩部とを有し、伸縮性のあるメッシュ生地で構成され、動物が着用する衣服部と、前記衣服部の内側の表面に設けられる一対の電極とを含む。

電極の位置ずれを抑制した生体データ取得ウェアを提供することができる。

実施の形態の生体データ取得ウェア１００を示す斜視図である。実施の形態の生体データ取得ウェア１００を示す斜視図である。左肩部１２０Ｌを分離した状態を示す図である。トランスミッタ２００と配線１４０Ａ、１４０Ｂの接続を示す図である。心電波形の測定結果を示す図である。

以下、本発明の生体データ取得ウェアを適用した実施の形態について説明する。

＜実施の形態＞
図１及び図２は、実施の形態の生体データ取得ウェア１００を示す斜視図である。図１には前面側を示し、図２には背面側を示す。生体データ取得ウェア１００は、動物が着用するウェア（服）であり、動物の心電波形や脳波等の生体データを取得するウェアラブルデバイスである。動物とは一例として、猿、犬、兎等である。これらの動物は、動物実験に用いてもよい。

ここでは一例として、生体データ取得ウェア１００が猿１０（例えばカニクイザル）の心電波形を表す生体データを取得する形態について説明する。以下では、生体信号とは一例として心電波形を表す信号（典型的には電圧信号）であり、生体データとは、一例として生体信号を表すデータである。

以下では、猿１０に生体データ取得ウェア１００を着用させた状態で説明する。また、以下では、起立した状態の猿１０から見た上下左右の方向を用いて説明するが、普遍的な上下左右の方向を示すものではない。図１及び図２には、猿１０の頭部１１、右腕１２Ｒ、左腕１２Ｌ、胴体（腹部）１３、右脚１４Ｒ、左脚１４Ｌの輪郭を破線で示す。

生体データ取得ウェア１００は、胴回り部１１０、右肩部１２０Ｒ、左肩部１２０Ｌ、電極１３０Ａ、１３０Ｂ、配線１４０Ａ、１４０Ｂ、リボン１５０、ベルト１６０、ベルト通し１７０Ｒ、１７０Ｌを含む。これらのうち、胴回り部１１０、右肩部１２０Ｒ、左肩部１２０Ｌ、ベルト１６０、ベルト通し１７０Ｒ、１７０Ｌは、衣服部１００Ａを構成する。衣服部１００Ａは、一例として黒色に統一される。

以下では図１及び図２に加えて図３を用いて説明する。図３は、左肩部１２０Ｌを分離した状態を示す図である。

衣服部１００Ａは、タンクトップ型のウェアであり、伸縮性のあるメッシュ生地で構成される。このようなメッシュ生地は、例えば、旭化成株式会社の品名AP41790メッシュタイプである。同社から高次元ストレッチファブリックとして販売されている。メッシュタイプを用いるのは、猿１０の体毛がメッシュの孔に入り込み、猿１０の体に良く密着し、電極３０Ａ、１３０Ｂの位置ずれを抑制できるからである。電極１３０Ａ、１３０Ｂが位置する部分の体毛は剃り落としておけばよい。

なお、衣服部１００Ａのサイズは、猿１０の体の大きさよりも少し小さめに設定すればよい。少し小さめの衣服部１００Ａを伸ばした状態で猿１０に着用させる方が衣服部１００Ａが猿１０の体により密着するからである。一例として、猿１０の身長が３０ｃｍである場合には、衣服部１００Ａの縦方向（身長の方向）の長さは、１５ｃｍ〜２０ｃｍ程度である。

胴回り部１１０は、衣服部１００Ａのうち猿１０の胴回りを覆う部分である。胴回り部１１０の右上には右肩部１２０Ｒが連続的に設けられており、左上には左肩部１２０Ｌが連続的に設けられている。胴回り部１１０の上部には、開口部１１１が設けられており、猿１０の頭部１１が通される。胴回り部１１０の下部には、開口部１１２が設けられており、猿１０の胴体１３が通される。

また、胴回り部１１０の右胸に相当する部分の内側の表面には電極１３０Ａが縫いつけられ、左腹部に相当する部分の内側の表面には電極１３０Ｂが縫いつけられている。ここでは一例として、II誘導型で心電波形を取得するためである。

なお、ここでは衣服部１００Ａとして用いる伸縮性のあるメッシュ生地として旭化成株式会社の品名AP41790メッシュタイプを用いる形態について説明するが、猿１０に着用させる際に引き延ばしながら着用させることになる程度に伸縮性があり、着用させたときに猿１０の体毛がメッシュの孔に入り込むことで猿１０が動いても電極１３０Ａ、１３０Ｂの位置ずれが生じないようになるメッシュ状の孔を有していれば、旭化成株式会社の品名AP41790メッシュタイプ以外の伸縮性のあるメッシュ生地を用いてもよい。

右肩部１２０Ｒは、猿１０の右肩を通す部分であり、開口部１２１Ｒが設けられている。右肩部１２０Ｒは固定型であり、分離型の左肩部１２０Ｌとは異なる。猿１０に生体データ取得ウェア１００を着用させる際には、左肩よりも先に右肩を開口部１２１Ｒに通せばよい。右肩部１２０Ｒは、第１肩部の一例である。

左肩部１２０Ｌは、前側部１２１、後側部１２２、面ファスナ１２３、１２４、肩通し部１２５を有する。左肩部１２０Ｌは、第２肩部の一例である。前側部１２１及び後側部１２２は、猿１０の左肩を通す部分を上端で前側と後側に分割したもの（分割式）であり、図３に示すように分離することができる。このため、前側部１２１は胴回り部１１０の前側の左上から上方に延在し、後側部１２２は胴回り部１１０の後側の左上から上方に延在している。

前側部１２１と後側部１２２は、先端同士が重複するように構成されており、前側部１２１の先端の内側の表面（後側部１２２と重なる面）には面ファスナ１２３が設けられ、後側部１２２の先端の外側の表面（前側部１２１と重なる面）には面ファスナ１２４が設けられている。また、胴回り部１１０の左側部の前側部１２１及び後側部１２２の根元側には、猿１０の左肩を通す肩通し部１２５が設けられている。

前側部１２１及び後側部１２２が図３に示すように分離された状態では、開口部１１２は肩通し部１２５と連通する。前側部１２１及び後側部１２２を図１に示すように接続すると、開口部１１２と肩通し部１２５は分離する。

面ファスナ１２３は、一例としてメス型であり、前側部１２１の先端に縫いつけられている。面ファスナ１２４は、一例としてオス型であり、後側部１２２の先端に縫いつけられている。図３に示すように前側部１２１と後側部１２２を分離し、猿１０の左脇を肩通し部１２５の下端に位置を合わせた状態で、面ファスナ１２３と１２４を係合させれば（留めれば）、左肩部１２０Ｌを固定した状態で猿１０の左肩に密着させることができる。面ファスナ１２３と１２４は、留め具の一例である。なお、面ファスナ１２３と１２４の代わりに、ボタンやファスナを用いてもよい。

電極１３０Ａ、１３０Ｂは、II誘導型で心電波形を取得するための位置に設けられており、それぞれ、胴回り部１１０の右胸に相当する部分の内側の表面と、左腹部に相当する部分の内側の表面とに縫いつけられている。

電極１３０Ａ、１３０Ｂは、一例として銀繊維製の矩形状の電極である。銀繊維とは、フィラメント糸に銀メッキを施したものや、不織布又は織布等の布地の全体に銀メッキを施したものである。電極１３０Ａ、１３０Ｂは、猿１０の体表に接触する表面が起毛されている。電極１３０Ａ、１３０Ｂは、一方の表面を起毛した布地の全体に銀メッキを施してあるため、起毛の根元から先端まで銀メッキが施されている。猿１０の生体データを取得する際には、生体データを取得しやすくするために、例えばＥＧＣ(Electrocardiogram)クリームを塗布してもよい。

また、電極１３０Ａ、１３０Ｂは、銀メッキを施した銀繊維製に限らず、金等の銀以外の金属メッキを施した繊維製であってもよい。また、電極１３０Ａ、１３０Ｂは、繊維製のものに限らず、その他の形態の電極であってもよい。

なお、電極１３０Ａ、１３０Ｂのサイズは、一例として平面視で３０ｍｍ四方である。また、ここでは猿１０の体表に接触する表面が起毛されている銀繊維製の電極１３０Ａ、１３０Ｂを用いる形態について説明するが、起毛していない銀繊維製の生地を電極１３０Ａ、１３０Ｂとして用いてもよい。

また、ここでは、電極１３０Ａ、１３０ＢをII誘導型で心電波形を取得するための位置に設ける形態について説明する。猿１０は、人間と略同様に心電波形を測定できるからである。このため、猿１０以外の動物の心電波形を測定する場合には、その動物に合わせた位置に電極１３０Ａ、１３０Ｂを配置すればよい。また、心電波形以外の生体データを測定する場合には、その生体データを測定するのに適した位置に電極１３０Ａ、１３０Ｂを配置すればよい。

配線１４０Ａ、１４０Ｂは、それぞれ、電極１３０Ａ、１３０Ｂに接続されており、胴回り部１１０の外側から引き回されている。配線１４０Ａ、１４０Ｂは、一例として細長い銀繊維を絶縁性のある細長い布地で覆った配線である。このような銀繊維製の配線１４０Ａ、１４０Ｂは非常に柔らかいため、猿１０の体を傷つける恐れを小さくできる。

配線１４０Ａは、先端側に基部１４１Ａ、バネホック１４２Ａ、基部１４３Ａ、バネホック１４４Ａを有する。

基部１４１Ａ、１４３Ａは、配線１４０Ａの絶縁性のある細長い布地の先端側に設けられた台座であり、ゴム等の絶縁体製である。基部１４１Ａ、１４３Ａには、それぞれ、バネホック１４２Ａ、１４４Ａが取り付けられており、バネホック１４２Ａは、配線１４０Ａの銀繊維に接続され、先端側のバネホック１４４Ａは、配線１４０Ａの銀繊維に接続されていない。すなわち、バネホック１４４Ａはダミーである。バネホック１４２Ａは、後述するトランスミッタの端子に接続される。

なお、配線１４０Ａは、基部１４３Ａとバネホック１４４Ａを有していなくてもよい。この場合には、配線１４０Ａは、基部１４１Ａ及びバネホック１４２Ａの部分が先端であればよい。

配線１４０Ｂは、先端側に基部１４１Ｂ、バネホック１４２Ｂを有する。基部１４１Ｂは、基部１４１Ａと同様に、配線１４０Ｂの絶縁性のある細長い布地の先端側に設けられた台座であり、ゴム等の絶縁体製である。基部１４１Ｂには、バネホック１４２Ｂが取り付けられており、バネホック１４２Ｂは、配線１４０Ｂの銀繊維に接続されている。バネホック１４２Ｂは、後述するトランスミッタの端子に接続される。

なお、ここでは銀繊維製の配線１４０Ａ、１４０Ｂを用いる形態について説明するが、銀繊維製の配線１４０Ａ、１４０Ｂではなく、金属製の導線等を含む配線を用いてもよい。

リボン１５０は、生体データ取得ウェア１００の前後を見分ける目印として、開口部１１１の下側に取り付けられている。リボン１５０は目立つ方がよいため、衣服部１００Ａとは異なる色にすればよい。リボン１５０は、生体データ取得ウェア１００を猿１０に着用させる作業員に対して目印になるものである。なお、リボン１５０以外の目印を付けてもよく、リボン１５０を付けなくてもよい。例えば、左肩部１２０Ｌが分割式であることを覚えておけば、容易に前後を判別することができる。

ベルト１６０は、胴回り部１１０の左右の側部に固定されるベルト部１６１、１６２を有する。ベルト部１６１、１６２は、それぞれ、胴回り部１１０の左右の側部に設けられるベルト通し１７０Ｒ、１７０Ｌに通されている。

ベルト部１６１の内側の表面（猿１０が生体データ取得ウェア１００を装着した状態で猿１０の体側を向く面）には面ファスナ１６１Ａが設けられており、ベルト部１６２の外側の表面（猿１０が生体データ取得ウェア１００を装着した状態で猿１０の体とは反対側を向く面）には面ファスナ１６２Ａが設けられている。一例として、面ファスナ１６１Ａはオス型であり、面ファスナ１６２Ａはメス型である。

猿１０に生体データ取得ウェア１００を着用させた状態で、ベルト部１６１と１６２を引っ張り、面ファスナ１６１Ａと１６２Ａとを適切な位置で係合させることにより、生体データ取得ウェア１００の大きさを猿１０の個体差に合わせることができ、かつ、猿１０の体に生体データ取得ウェア１００をより密着させることができる。ベルト部１６１と１６２を引っ張って猿１０の体に生体データ取得ウェア１００を密着させることは、電極１３０Ａ、１３０Ｂを猿１０の体表面に密着させる上で重要であり、この結果、精度の高い生体データを取得することができる。

特に、ベルト部１６１の位置を左腹部に位置する電極１３０Ｂに重ね合わせ、ベルト部１６１を猿１０へ適切な力で締め付けると、電極１３０Ｂを猿１０の体へ密着させることができ、精度の高い生体データを取得することができる。すなわち、衣服部１００Ａは、胴回り方向に猿１０の胴を所定の力で締め付け可能な調整ベルト１６１を備え、前記一対の電極の他方（電極１３０Ｂ）を猿の左腹部に位置させ、ベルト１６１を左腹部に位置させた電極１３０Ｂと重ね合う位置に設けることで、精度の高い生体データを取得することができる。

なお、面ファスナ１６１Ａと１６２Ａの代わりに、ボタンやファスナを用いてもよい。また、ベルト１６０やベルト通し１７０Ｒ、１７０Ｌが不要な場合は、取り付けなくてもよい。

図４は、トランスミッタ２００と配線１４０Ａ、１４０Ｂの接続を示す図である。図４（Ａ）に示すように、トランスミッタ２００は、１つの表面に端子２０１、２０２、２０３を有する。また、トランスミッタ２００は、送信部２１１及びバッテリ２１２を内蔵する。

図４（Ｂ）に示すように、端子２０１には配線１４０Ａのバネホック１４２Ａが接続され、端子２０２には配線１４０Ａのバネホック１４４Ａが接続され、端子２０３には配線１４０Ｂのバネホック１４２Ｂが接続される。

端子２０２はダミーであり、バネホック１４４Ａを固定するために設けられている。端子２０１、２０３は、送信部２１１に接続されており、生体データ取得ウェア１００から生体信号が入力される入力端子である。配線１４０Ａは、２つのバネホック１４２Ａ、１４４Ａでトランスミッタ２００に固定されるため、強固に固定される。

送信部２１１は、一例としてBluetooth（登録商標）規格の送信機器である。送信部２１１は、バッテリ２１２から供給される電力で駆動され、端子２０１、２０３を介して生体データ取得ウェア１００から取得する生体信号（生体データ）をデジタル変換して、生体データ取得ウェア１００及び／又はトランスミッタ２００の識別子とともに、図示しないスマートフォン端末機、タブレットコンピュータ、又はＰＣ(Personal Computer)等の情報処理装置に無線で送信する。

なお、送信部２１１は、無線通信で情報処理装置に生体信号（生体データ）を送信できる装置であればよく、一例としてBluetooth（登録商標）規格以外の無線通信の規格に対応したものであってもよい。例えば、３Ｇ(Third Generation)、ＬＴＥ(Long Term Evolution)、４Ｇ(Fourth Generation)、又は５Ｇ(Fifth Generation)等の公衆回線や無線ＬＡＮ(Local Area Network)等であってもよい。

図５は、心電波形の測定結果を示す図である。図５（Ａ）〜（Ｃ）では、横軸は時間、縦軸は心電波形のレベル（電圧値）を表す。

図５（Ａ）、（Ｂ）には、それぞれ、実施の形態の生体データ取得ウェア１００、実施の形態の変形例の生体データ取得ウェア１００を猿１０に着用させて取得した心電データをトランスミッタ２００がスマートフォン端末機に転送し、スマートフォン端末機のディスプレイ３００に表示させた状態を示す。

図５（Ｃ）には、比較例の生体データ取得ウェアを猿１０に着用させて取得した心電データをトランスミッタ２００がスマートフォン端末機に転送し、スマートフォン端末機のディスプレイ３００に表示させた状態を示す。

図５（Ａ）の心電波形を取得した実施の形態の生体データ取得ウェア１００は、伸縮性のあるメッシュ生地で構成される衣服部１００Ａに、起毛型の銀繊維製の電極１３０Ａ、１３０Ｂを取り付けたものである。

図５（Ｂ）の心電波形を取得した実施の形態の変形例の生体データ取得ウェア１００は、伸縮性のあるメッシュ生地で構成される衣服部１００Ａに、起毛型ではない銀繊維製の電極１３０Ａ、１３０Ｂを取り付けたものである。

図５（Ｃ）の心電波形を取得した比較例の生体データ取得ウェアは、実施の形態の生体データ取得ウェア１００の衣服部１００Ａをメッシュ生地ではない伸縮性のある生地に変えたものである。電極１３０Ａ、１３０Ｂは起毛型の銀繊維製である。なお、図５（Ａ）〜（Ｃ）のすべての場合において、電極１３０Ａ、１３０ＢにはＥＧＣクリームを塗布した。

図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、心電波形のレベルは、図５（Ａ）が最も大きく、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）の順に小さくなった。

図５（Ａ）の心電波形の方が図５（Ｂ）の心電波形のレベルよりも大きいことから、起毛型の銀繊維製の電極１３０Ａ、１３０Ｂを用いることにより、より良好な状態で心電波形を取得できることが分かった。起毛が猿１０の肌に密着したためと考えられる。

また、図５（Ａ）の心電波形の方が図５（Ｃ）の心電波形のレベルよりも大きいことから、伸縮性のあるメッシュ生地で構成される衣服部１００Ａを用いることにより、より良好な状態で心電波形を取得できることが分かった。衣服部１００Ａのメッシュに猿１０の毛が入り込むことにより、猿１０の体と衣服部１００Ａとの密着性がより高くなり、電極１３０Ａ、１３０Ｂが猿１０の肌により密着したためと考えられる。これは、猿１０以外の動物でも同様である。

以上、実施の形態では、伸縮性のあるメッシュ生地で構成される衣服部１００Ａを用いることにより、より良好な状態で生体データを取得できることが分かった。これは、動物の体と衣服部１００Ａとの位置ずれが抑制されるからである。

したがって、電極１３０Ａ、１３０Ｂの位置ずれを抑制した生体データ取得ウェア１００を提供することができる。

また、電極１３０Ａ、１３０Ｂを起毛型にすることにより、さらに良好な生体データを測定することができる。

また、左肩部１２０Ｌを分割式にすることにより、猿１０に着用させるときに左肩の脱臼を抑制することができ、着用し易い生体データ取得ウェア１００を提供することができる。

また、電極１３０Ａは猿１０の右胸に対応する位置に設けられ、電極１３０Ｂは猿１０の左腹部に対応する位置に設けられる。右肩部１２０Ｒと左肩部１２０Ｌのいずれか一方を固定型にし、いずれか他方を分割型にする場合には、右肩部１２０Ｒを固定型にして左肩部１２０Ｌを分割型にする方が、電極１３０Ａの位置ずれを抑制する観点からより効果的である。

また、以上では、衣服部１００Ａが右肩部１２０Ｒ及び左肩部１２０Ｌを有する形態について説明したが、衣服部１００Ａは、左肩部１２０Ｌを有していなくてもよい。この場合には、衣服部１００Ａは、右肩部１２０Ｒのみを有するワンショルダー型のタンクトップ型になる。電極１３０Ａを右胸に当てるため、ワンショルダー型の場合に右肩部１２０Ｒを有することは、電極１３０Ａの位置ずれを抑制する観点から効果的である。

また、以上では、左肩部１２０Ｌが、前側部１２１、後側部１２２、面ファスナ１２３、１２４を有する形態について説明したが、左肩部１２０Ｌは前側部１２１と後側部１２２に分かれていなくてもよい。例えば、前側部１２１が胴回り部１１０に接続される部分で分割式になっていてもよい。この場合には、猿１０が衣服部１００Ａを着用した状態で、胴回り部１１０の後側から左胸の前に左肩部１２０Ｌを掛けて、左胸の前で胴回り部１１０に固定すればよい。

また、これとは逆に後側部１２２が胴回り部１１０に接続される部分で分割式になっていてもよい。この場合には、猿１０が衣服部１００Ａを着用した状態で、胴回り部１１０の前側から左の背中に左肩部１２０Ｌを掛けて、左の背中で胴回り部１１０に固定すればよい。

以上、本発明の例示的な実施の形態の生体データ取得ウェアについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

１００生体データ取得ウェア
１００Ａ衣服部
１１０胴回り部
１２０Ｒ右肩部
１２０Ｌ左肩部
１３０Ａ、１３０Ｂ電極

Claims

胴回りを覆う胴回り部と、前記胴回り部の首側に設けられて両肩のうちの一方の肩を通す第１肩部とを有し、伸縮性のあるメッシュ生地で構成され、動物が着用する衣服部と、
前記衣服部の内側の表面に設けられる一対の電極と
を含む、生体データ取得ウェア。
前記電極は、
前記衣服部の内側の表面に設けられる基部と、
前記基部の前記衣服部側とは反対側の表面に設けられる起毛部と
を有する、請求項１記載の生体データ取得ウェア。
前記一対の電極の一方は、前記動物の右胸部に対応する位置に設けられるとともに、前記一対の電極の他方は、前記動物の左胸部又は左腹部に対応する位置に設けられ、
前記第１肩部は、右肩を通す肩部である、請求項１又は２記載の生体データ取得ウェア。
前記衣服部は、前記胴回り部の首側に設けられて左肩を通す第２肩部をさらに有し、
前記第２肩部は、前記胴回り部の前側と後側とで分割式であり、前側と後側とを留める留め具を有する、請求項３記載の生体データ取得ウェア。
前記衣服部は、前記胴回り部の首側に設けられて左肩を通す第２肩部をさらに有し、
前記第２肩部は、
前記胴回り部の前側から肩側に延在する前側部と、
前記胴回り部の後側から肩側に延在する後側部と、
前記前側部と前記後側部とを留める留め具と
を有する、請求項３記載の生体データ取得ウェア。
前記衣服部は、胴回り方向に前記動物を所定の力で締め付け可能な調整ベルトを備え、前記一対の電極の他方を前記動物の左腹部に位置させ、当該調整ベルトを前記左腹部に位置させた電極と重ね合う位置に設ける、請求項１乃至５のいずれか一項記載の生体データ取得ウェア。