JP5106886B2 - 生体情報測定用電極 - Google Patents

Description

本発明は、被検者に装着して心電図などの生体情報を測定する生体情報測定用電極に関する。

不整脈や虚血性心疾患などの心電図異常を調べるための心電図検査の１つとして、ホルタ心電図検査がある（例えば、特許文献１参照）。ホルタ心電図検査では、携帯型の記録装置に接続した心電図電極（ディスポ電極）を被検者の胸部に装着し、この心電図電極により検出される被検者の心電図を、一定期間（例えば、２４時間）に亘って継続的に記録装置に記録する。記録装置に記録された心電図を解析することにより、時折しか出現しない心電図異常を捉えることができる。

従来の心電図電極は、粘着剤が塗布された不織布と導電性の粘着ゲル層を、これらの間に電極部を介在させて接着して成り、ゲル層の粘着力と不織布に塗布された粘着剤の粘着力の双方を利用して被検者の胸部に固定される。被検者の心臓の活動による起電力である心電図信号はゲル層を介して電極部に伝わり、電極部からさらに記録装置に伝送される。
特開２００１−２９９７１１号公報

しかしながら、従来の心電図電極にあっては、被検者の発汗などによりゲル層が一定以上の水分を吸収すると、ゲル層の粘着力が低下してゲル層が移動し、ゲル層と電極部の接触不良が起こってしまうという問題がある。ゲル層と電極部の接触不良が起こると、被検者の心電図信号は記録装置に伝送できず、心電図測定を正常に行うことができない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ゲル層の粘着力が低下した場合であっても、ゲル層と電極部の接触を良好に維持することができる生体情報測定用電極を提供することを目的とする。

本発明の生体情報測定用電極は、一対の面を有する膜状の基材と、前記基材の一方の面との間に電極部を介在させつつ前記基材の一方の面に設けられたゲル層とを有する生体情報測定用電極において、前記基材の他方の面の少なくとも一部分を被覆する第１のテープ部材と、前記ゲル層の一部分を露出させ残余の部分を被覆する第２のテープ部材とを有し、前記第２のテープ部材は、前記ゲル層を前記第１のテープ部材の側に押し付けて、前記第１のテープ部材とで前記ゲル層を挟み込むことにより、前記ゲル層を固定する、構成を採る。

本発明の生体情報測定用電極は、一対の面を有する膜状の基材と、前記基材の一方の面との間に電極部を介在させつつ前記基材の一方の面に設けられたゲル層と、前記ゲル層の内部に埋め込まれ且つ前記ゲル層の内部から外部に延伸する、前記ゲル層の形状を維持するための中間基材と、を有する生体情報測定用電極において、前記基材の他方の面の少なくとも一部分を被覆するテープ部材と、前記中間基材とで、前記ゲル層の一部分を挟み込むことにより、前記ゲル層を固定する、構成を採る。

本発明によれば、ゲル層の粘着力が低下した場合であっても、ゲル層と電極部の接触を良好に維持することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る生体情報測定用電極１００の構成を示す分解斜視図である。なお、本実施の形態において、「上面」とは、生体情報測定用電極１００の被検者への貼り付け面と反対の方向に向かう面を意味し、「下面」とは、生体情報測定用電極１００の被検者への貼り付け面の方向に向かう面を意味する。

図１において、生体情報測定用電極１００は、主として、基材１１０と、電極部１２０と、ゲル層１３０と、円板状不織布１４０と、環状不織布１５０と、セパレータ１６０とを有する。円板状不織布１４０の下面には粘着剤１４１が、環状不織布１５０の下面には粘着剤１５１がそれぞれ塗布されている。

基材１１０および電極部１２０はそれぞれ細長く延伸した延伸部分を有しており、この延伸部分は、被検者から検出された心電図信号を記録装置（図示せず）に伝送するリード線として機能する。

基材１１０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：Polyethyleneterephtalate）などの膜状のフィルム材料から成り、上面と下面の一対の面を有する。基材１１０の下面には電極部１２０が設けられており、基材１１０は、生体情報測定用電極１００のセンサ部およびリード線としての中核を成す。なお、基材１１０の上面には、電極部１２０への電磁波および静電気対策としてシールド膜を形成してもよい。

電極部１２０は、銀−塩化銀（Ａｇ−ＡｇＣｌ）などの材料から成り、基材１１０の下面とゲル層１３０との間に配置される。電極部１２０は、ゲル層１３０から伝ってきた心電図信号を検出して、記録装置（図示せず）に伝送する。

ゲル層１３０は、導電性、粘着性、吸湿膨張性を有するゲルの層である。ゲル層１３０は、その上面側ゲル部１３１と基材１１０の下面との間に電極部１２０を介在させつつ、基材１１０の下面に接着されている。また、ゲル層１３０は、自身の粘着力と円板状不織布１４０に塗布された粘着剤１４１の粘着力とによって、円板状不織布１４０の下面に接着されている。ゲル層１３０の表面積は基材１１０の表面積よりも大きく、ゲル層１３０は、基材１１０の周縁部からはみ出した領域を有している。また、ゲル層１３０は、自身の粘着力によってその下面側ゲル部１３２が被検者の胸部に固定され、被検者の心臓の活動によって発生する微小な起電力である心電図信号（心臓の電気興奮）を電極部１２０に伝える。

ゲル層１３０の上面側ゲル部１３１と下面側ゲル部１３２の間には、ゲル層１３０の形状を維持するために、上面側ゲル部１３１および下面側ゲル部１３２と略同一の表面積を有する極めて薄い網目状の不織布である中間基材１３３が設けられている。より具体的には、ゲル層１３０は、中間基材１３３の一方の面の側（表側）から中間基材１３３の他方の面の側（裏側）にゲルを染み出させて形成される。したがって、ゲル層１３０は、上面側ゲル部１３１および下面側ゲル部１３２、ならびに中間基材１３３が一体となって形成されており、これらが分離することはない。つまり、上面側ゲル部１３１および下面側ゲル部１３２が中間基材１３３に対して移動することはない。

第１のテープ部材としての円板状不織布１４０は、基材１１０の上面の少なくとも一部（ここでは、基材１１０の上面の全体）を被覆する。また、円板状不織布１４０は、生体情報測定用電極１００の各部材を保護するとともに、その下面に塗布された粘着剤１４１によって生体情報測定用電極１００を被検者の胸部に貼り付ける。円板状不織布１４０には多数の通気用細孔（図示せず）が空けられており、これらの細孔を通じて被検者の発汗などによりゲル層１３０が吸収した水分を外気に蒸散させる。

第２のテープ部材としての環状不織布１５０は、ゲル層１３０の下面側ゲル部１３２から、ゲル層１３０の一部分を露出させ残余の部分を被覆する。より具体的には、環状不織布１５０は円状の開口部１５２を有し、開口部１５２を通じてゲル層１３０の一部分を露出させつつ、円板状不織布１４０との間にゲル層１３０を挟み込んで固定する。環状不織布１５０の上面は、円板状不織布１４０に塗布された粘着剤１４１により、円板状不織布１４０の下面に接着されている。また、環状不織布１５０は、その下面に塗布された粘着剤１５１によって生体情報測定用電極１００を被検者の胸部に貼り付ける。円板状不織布１４０と環状不織布１５０によるゲル層１３０の挟み込みの構造については、図２を用いて後に詳細に説明する。

セパレータ１６０は、ゲル層１３０、円板状不織布１４０に塗布された粘着剤１４１、および環状不織布１５０に塗布された粘着剤１５１に密閉状態で貼り付けられ、非使用時におけるこれらの乾燥を防止して粘着力の低下を防止する。

次に、円板状不織布１４０と環状不織布１５０によるゲル層１３０の挟み込みの構造について、図２を用いて説明する。

図２は、円板状不織布１４０と環状不織布１５０によるゲル層１３０の挟み込みの構造を示す概略断面図である。

図２において、ゲル層１３０は、その上面側ゲル部１３１と基材１１０の下面との間に電極部１２０を介在させつつ基材１１０の下面に接着されており、さらに円板状不織布１４０の下面に接着されている。円板状不織布１４０は、基材１１０の上面の少なくとも一部分、ここでは基材１１０の上面の全体を被覆している。

一方、ゲル層１３０の下面側ゲル部１３２からは、ゲル層１３０の一部分を露出させ残余の部分を被覆した状態で、環状不織布１５０が円板状不織布１４０に、粘着剤または溶着処理により接着される。より具体的には、環状不織布１５０は、ゲル層１３０よりも表面積（径）が小さい開口部１５２を有しており、開口部１５２の周縁枠付近の領域Ｘによってゲル層１３０の周縁部分を円板状不織布１４０の側に押し付ける。また、環状不織布１５０の領域Ｘを除いた領域は、円板状不織布１４０と完全に密着した状態で接着されている。

このように、ゲル層１３０は、円板状不織布１４０と、環状不織布１５０の開口部１５２の周縁枠付近の領域Ｘとの間に、ゲル層１３０の一部分（中央部分）が露出し残余の部分（周縁部分）が被覆された状態で、上下から挟み込まれて固定される。また、円板状不織布１４０と環状不織布１５０は、ゲル層１３０の挟み込みに寄与する領域を除いて接着されているので、ゲル層１３０が左右に移動する余地はない。すなわち、ゲル層１３０は、円板状不織布１４０と環状不織布１５０の間に挟み込まれて固定されることによって、被検者に接触するための一部分だけが露出した状態で、上下左右への動きが規制される。

したがって、被検者の汗を吸収することによりゲル層１３０の粘着力が低下して、ゲル層１３０の粘着力に頼った接着が不可能になった場合であっても、ゲル層１３０は当初の接着部位に留まり、電極部１２０から離れずに良好な接触を維持することができる。

上述のように構成された生体情報測定用電極１００を使用する場合、まず測定担当者は、生体情報測定用電極１００からセパレータ１６０を引き剥がし、露出したゲル層１３０と粘着剤１４１，１５１の粘着力によって、生体情報測定用電極１００を、被検者の、予め規定された電極装着位置に貼り付ける。また、測定担当者は、基材１１０および電極部１２０の延伸部分によって形成されるリード線を、携帯型の記録装置（図示せず）に接続する。このようにして、生体情報測定用電極１００の装着が完了し、被検者はこの状態で普段と同じように生活する。

この間、生体情報測定用電極１００は、被検者の心臓の活動によって発生する微小な起電力である心電図信号を、一定期間（例えば、２４時間）に亘って継続的に検出して、記録装置に伝送する。より具体的には、被検者の胸部に固定された電解質であるゲル層１３０が被検者の心電図信号を電極部１２０に伝え、電極部１２０は、ゲル層１３０を通じて伝えられた心電図信号を記録装置に伝送する。

記録装置に伝送された心電図信号は増幅やアナログディジタル変換などの処理を施すことにより心電図波形に変換され、この心電図波形は、被検者の心電図異常、例えば不整脈や虚血性心疾患などを調べるための手がかりとなる。

ところで、ホルタ心電図検査では、被検者の胸部の一定箇所に生体情報測定用電極１００を装着し続けるので、被検者は、電極の装着部位から発汗することがある。装着部位に直接接触するゲル層１３０は、水分を吸収し易く、水分を吸収し過ぎると粘着力が低下して膨張するという性質を持っている。粘着力が低下したゲル層１３０は、円板状不織布１４０への当初の接着位置に留まることができず、円板状不織布１４０から離れる方向（上下方向）、あるいは円板状不織布１４０の下面を横滑りする方向（左右方向）に移動して、電極部１２０との接触不良を起こしてしまうという深刻な問題を引き起こす。ゲル層１３０と電極部１２０の接触不良は、心電図信号が伝わる経路の遮断を意味しており、正常な心電図測定ができなくなってしまう。

この点、本実施の形態では、ゲル層１３０は、基材１１０よりも表面積が大きく、基材１１０の周縁部からはみ出した領域を有しており、この領域を覆う円板状不織布１４０は、多数の通気用細孔を有しているので、この領域から、患者の発汗によって吸収した水分を蒸散させることができる。これにより、水分を吸収し過ぎてゲル層１３０の粘着力が低下するのを防止することができる。また、水分の停滞によるむれやかぶれなどの皮膚障害を防止することができる。

仮に、ゲル層１３０が水分を吸収し過ぎて粘着力を失った場合であっても、ゲル層１３０は、基材１１０の上面の全体を被覆する円板状不織布１４０と、ゲル層１３０の一部分を露出させ残余の部分を被覆する環状不織布１５０とで挟み込まれて固定されているので、円板状不織布１４０から離れる方向に移動して電極部１２０と接触不良を起こすことはない。また、円板状不織布１４０と環状不織布１５０は、環状不織布１５０の開口部１５２の周縁枠付近の領域Ｘを除いて完全に接着されているので、ゲル層１３０が円板状不織布１４０の下面を横滑りする方向に移動して電極部１２０と接触不良を起こすことはない。このように、ゲル層１３０は、円板状不織布１４０と環状不織布１５０によって上下左右から挟み込まれて固定されているので、当初の接着部位に留まることができる。すなわち、ゲル層１３０は、自身の接着力の有無にかかわらず、電極部１２０との良好な接触を維持したままで、上下の不織布による機械的な挟み込み（上下の不織布により形成された溝への嵌め込み）によって固定される。

また、測定終了後に生体情報測定用電極１００を取り外すときにゲル層１３０が被検者の胸部に取り残されるのを防止することができる。

このように、本実施の形態によれば、一対の面を有する膜状の基材１１０と、基材１１０の一方の面との間に電極部１２０を介在させつつ基材１１０の一方の面に設けられたゲル層１３０とを有し、基材１１０の他方の面の少なくとも一部分を被覆する円板状不織布１４０と、ゲル層１３０の一部分を露出させ残余の部分を被覆する環状不織布１５０とで、ゲル層１３０を挟み込むことにより、ゲル層１３０を固定する。これにより、ゲル層の粘着力が低下した場合であっても、ゲル層と電極部の接触を良好に維持することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、ゲル層の上面側ゲル部と下面側ゲル部の間に設けられた中間基材をゲル層の内部から外部まで延伸させ、延伸したこの中間基材を不織布で挟み込んで固定する場合について説明する。

図３は、本発明の実施の形態２に係る生体情報測定用電極２００の構成を示す分解斜視図である。図１と同一の構成部分には同一の符号を付して重複箇所の説明を省略する。

図３において、生体情報測定用電極２００は、ゲル層２１０と、環状不織布２２０とを有する。環状不織布２２０の下面には粘着剤２２１が塗布されている。

ゲル層２１０の上面側ゲル部２１１と下面側ゲル部２１２の間には、ゲル層２１０の形状を維持するために、上面側ゲル部２１１および下面側ゲル部２１２よりも大きい表面積を有する中間基材２１３が設けられている。中間基材２１３は、ゲル層２１０の内部から外部に延伸し、ここではゲル層２１０の周縁部全体から延伸している。また、ゲル層２１０は、中間基材２１３にゲルを染み出させて形成されるので、上面側ゲル部２１１および下面側ゲル部２１２が中間基材２１３と分離することはない。

環状不織布２２０は、ゲル層２１０の下面側ゲル部２１２の側から、ゲル層２１０の下面を露出させた状態で、ゲル層２１０から延伸した中間基材２１３を被覆する。より具体的には、環状不織布２２０は円状の開口部２２２を有し、開口部２２２を通じてゲル層２１０の下面を露出させつつ、円板状不織布１４０との間に、ゲル層２１０に設けられた中間基材２１３の延伸部分を挟み込んで固定する。

図４は、円板状不織布１４０と環状不織布２２０によるゲル層２１０の挟み込みの構造を示す概略断面図である。

図４において、ゲル層２１０は、その上面側ゲル部２１１と基材１１０の下面との間に電極部１２０を介在させつつ基材１１０の下面に接着されており、さらに円板状不織布１４０の下面に接着されている。円板状不織布１４０は、基材１１０の上面の少なくとも一部分、ここでは基材１１０の上面の全体を被覆している。

一方、ゲル層２１０の下面側ゲル部２１２の側からは、ゲル層２１０の下面の全体を露出させ、かつゲル層２１０に設けられた中間基材２１３の延伸部分を被覆した状態で、環状不織布２２０が円板状不織布１４０に、粘着剤または溶着処理により接着されている。より具体的には、環状不織布２２０は、上面側ゲル部２１１および下面側ゲル部２１２と略同一の表面積（径）の開口部２２２を有しており、開口部２２２の周縁枠付近の領域Ｙによって中間基材２１３の延伸部分を円板状不織布１４０の側に押し付ける。また、環状不織布２２０の領域Ｙを除いた領域は、円板状不織布１４０と完全に密着した状態で接着されている。

このように、ゲル層２１０は、円板状不織布１４０と、環状不織布２２０の開口部２２２の周縁枠付近の領域Ｙとの間に、ゲル層２１０の下面の全体が露出し、かつ中間基材２１３の延伸部分が被覆された状態で、上下から挟み込まれて固定される。前述したように、ゲル層２１０は、その製造工程上、上面側ゲル部２１１および下面側ゲル部２１２、ならびに中間基材２１３が一体形成され、これらが分離することはない。したがって、上面側ゲル部２１１と下面側ゲル部２１２の間から延伸した中間基材２１３を挟み込むことによっても、ゲル本体を挟み込んだ場合と同様の固定強度を得ることができ、ゲル層２１０の上下への動きを規制することができる。

また、円板状不織布１４０と環状不織布２２０は、ゲル層２１０の挟み込みに寄与する領域を除いて接着されているので、ゲル層２１０が左右に移動する余地はない。すなわち、ゲル層２１０は、円板状不織布１４０と環状不織布２２０の間に挟み込まれて固定されることによって、被検者に接触するための下面全体が露出した状態で、上下左右への動きが規制される。

したがって、被検者の汗を吸収することによりゲル層２１０の粘着力が低下して、ゲル層２１０の粘着力に頼った接着が不可能になった場合であっても、ゲル層２１０は当初の接着部位に留まり、電極部１２０から離れずに良好な接触を維持することができる。

このように、本実施の形態によれば、ゲル層２１０は、ゲル層２１０の内部から外部に延伸する、ゲル層２１０の形状を維持するための中間基材２１３を有し、円板状不織布１４０および環状不織布２２０は、中間基材２１３の延伸部分を挟み込む。これにより、ゲル層２１０の下面の全体を露出させて、ゲル層２１０の被検者への貼付面積を大きくすることができる。また、ゲル層２１０の下面の一部のみを被覆することがないので、貼付面を平坦にすることができ、被検者への安定した貼付けを実現することができる。

最後に、本発明によるゲル層の挟み込み構造の変形例について、図５を用いて説明する。

図５は、本発明の変形例によるゲル層の挟み込みの構造を示す概略断面図である。図５は、図４において環状不織布２２０を省略したものである。

図５において、ゲル層２１０は、その上面側ゲル部２１１と基材１１０の下面との間に電極部１２０を介在させつつ基材１１０の下面に接着されており、さらに円板状不織布１４０の下面に接着されている。円板状不織布１４０は、基材１１０の上面の少なくとも一部分、ここでは基材１１０の上面の全体を被覆している。

一方、ゲル層２１０に設けられた中間基材２１３の延伸部分は、上面側ゲル部２１１を被覆した状態で、円板状不織布１４０に、粘着剤または溶着処理により接着される。

このように、本変形例によれば、ゲル層２１０は、上面側ゲル部２１１が円板状不織布１４０と中間基材２１３との間に挟み込まれて被覆され、かつ下面側ゲル部２１２が露出した状態で固定される。前述したように、ゲル層２１０は、その製造工程上、上面側ゲル部２１１および下面側ゲル部２１２、ならびに中間基材２１３が一体形成され、これらが分離することはない。したがって、上面側ゲル部２１１のみを挟み込んで固定した場合であっても、ゲル層２１０の一定の固定強度を得ることができる。

なお、上記各実施の形態では、ゲル層を挟み込む不織布として円板状不織布と環状不織布を用いる場合を例にとって説明したが、ゲル層の一部分を露出させ残余の部分を被覆した状態で挟み込んで固定することさえできれば不織布の形状は限定されず、例えば、略矩形状その他の形状の不織布を用いてもよい。特に、ゲル層の一部分を露出させるための不織布の開口部を完全に閉じたループ状の形状とする必要はなく、例えばＣ字型のような切り込み型の開口部を有する不織布を用いてもよい。これにより、不織布の製造工程を簡易化することができる。

なお、本実施の形態では、生体情報測定用電極をホルタ心電図検査において使用する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、本発明の生体情報測定用電極は、１２誘導心電図検査などの他の生体情報測定検査においても使用することができる。

本発明の実施の形態１に係る生体情報測定用電極の構成を示す分解斜視図 本発明の実施の形態１に係る円板状不織布と環状不織布によるゲル層の挟み込みの構造を示す概略断面図 本発明の実施の形態２に係る生体情報測定用電極の構成を示す分解斜視図 本発明の実施の形態２に係る円板状不織布と環状不織布によるゲル層の挟み込みの構造を示す概略断面図 本発明の変形例によるゲル層の挟み込みの構造を示す概略断面図

符号の説明

１００、２００ 生体情報測定用電極
１１０ 基材
１２０ 電極部
１３０、２１０ ゲル層
１３１、２１１ 上面側ゲル部
１３２、２１２ 下面側ゲル部
１３３、２１３ 中間基材
１４０ 円板状不織布
１５０、２２０ 環状不織布
１６０ セパレータ

Claims (4)

1. 一対の面を有する膜状の基材と、前記基材の一方の面との間に電極部を介在させつつ前記基材の一方の面に設けられたゲル層とを有する生体情報測定用電極において、
   前記基材の他方の面の少なくとも一部分を被覆する第１のテープ部材と、前記ゲル層の一部分を露出させ残余の部分を被覆する第２のテープ部材とを有し、
   前記第２のテープ部材は、前記ゲル層を前記第１のテープ部材の側に押し付けて、前記第１のテープ部材とで前記ゲル層を挟み込むことにより、前記ゲル層を固定する、
   ことを特徴とする生体情報測定用電極。
2. 前記残余の部分は、前記ゲル層の周縁部分を含む、
   ことを特徴とする請求項１記載の生体情報測定用電極。
3. 前記ゲル層は、前記ゲル層の内部から外部に延伸する、前記ゲル層の形状を維持するための中間基材を有し、
   前記第１および第２のテープ部材は、前記中間基材の延伸部分を挟み込む、
   ことを特徴とする請求項１記載の生体情報測定用電極。
4. 一対の面を有する膜状の基材と、
   前記基材の一方の面との間に電極部を介在させつつ前記基材の一方の面に設けられたゲル層と、
   前記ゲル層の内部に埋め込まれ且つ前記ゲル層の内部から外部に延伸する、前記ゲル層の形状を維持するための中間基材と、を有する生体情報測定用電極において、
   前記基材の他方の面の少なくとも一部分を被覆するテープ部材と、前記中間基材とで、前記ゲル層の一部分を挟み込むことにより、前記ゲル層を固定する、
   ことを特徴とする生体情報測定用電極。

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