JP6073745B2 - Bioelectrode and clothing - Google Patents

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  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Description

本発明は、長時間の連続使用に適した生体電極、および生体電極が固定された衣類に関するものである。   The present invention relates to a biological electrode suitable for continuous use for a long time and a garment on which the biological electrode is fixed.

心臓や脳などの組織から発生する電気信号（以下、生体信号）を検出する生体信号センシング装置は、電子部品の高集積化、省電力化により電池駆動が可能になり、身に着けて持ち運ぶことができ、常時生体信号を監視し続けることができるようになっている。また、常時身につけるために、直接体に接触する生体電極としては、ゲル状の粘着性を有する貼り付け型の医療用電極に代わって、衣類などの一部に設けられた導電性の布地を用いた電極が考えられている。このような導電性の布地からなる電極を使用することにより、人体に対する装着負荷を低減し、長期のモニタリングが可能となる（非特許文献１参照）。   Biological signal sensing devices that detect electrical signals (hereinafter referred to as biological signals) generated from tissues such as the heart and brain can be driven by batteries due to the high integration and power saving of electronic components. It is possible to continuously monitor the biological signal. In addition, as a biological electrode that is in direct contact with the body to be worn, a conductive cloth provided in a part of clothing or the like, instead of a pasted medical electrode having a gel-like adhesive property An electrode using is considered. By using an electrode made of such a conductive cloth, the load on the human body is reduced, and long-term monitoring is possible (see Non-Patent Document 1).

Hanna Karhu，Lasse Hahto，Aki Halme，Taina Pola，“Kankaanpaa Unit - Projects The ECG-Shirt”，［２０１３年５月２１日検索］，インターネット＜http://www.ele.tut.fi/research/personalelectronics/kankaanpaa/projects/ECG/index.htm＞Hanna Karhu, Lasse Hahto, Aki Halme, Taina Pola, “Kankaanpaa Unit-Projects The ECG-Shirt”, [Search May 21, 2013], Internet <http://www.ele.tut.fi/research/personalelectronics /kankaanpaa/projects/ECG/index.htm>

しかしながら、特許文献１に開示された導電性の布地からなる生体電極では、医療用の電解質ペーストを用いた湿式電極と比較して、入力信号の品質を高品質にすることが難しかった。以下、その理由について説明する。生体電極が人体の皮膚表面を介して生体信号を検出する場合、生体表面と生体電極との間には、図９に示すような信号伝達経路が形成されると考えられる。すなわち、生体内の信号源１００から測定装置入力端１０６までの間には、生体組織１０１、皮膚１０２、電解質溶液１０３、生体電極１０４、電極コネクタおよびケーブル１０５と、これらの要素の接する界面とが存在すると考えられる。なお、電解質溶液１０３には、汗が含まれる。生体電極１０４として医療用の電解質ペーストを用いた湿式電極を使用する場合には、信号源１００から測定装置入力端１０６までの間のインピーダンスを低減することができるが、生体電極１０４として導電性の布地からなる電極を使用する場合には、湿式電極と比較してインピーダンスが上昇し、生体信号の品質が低下する。その詳細を以下に示す。   However, in the bioelectrode made of a conductive fabric disclosed in Patent Document 1, it is difficult to improve the quality of the input signal as compared with a wet electrode using a medical electrolyte paste. The reason will be described below. When the biological electrode detects a biological signal through the skin surface of the human body, it is considered that a signal transmission path as shown in FIG. 9 is formed between the biological surface and the biological electrode. That is, between the in-vivo signal source 100 and the measurement device input end 106, there are a living tissue 101, skin 102, electrolyte solution 103, living body electrode 104, electrode connector and cable 105, and an interface where these elements are in contact. Presumed to exist. The electrolyte solution 103 contains sweat. When a wet electrode using a medical electrolyte paste is used as the biological electrode 104, the impedance between the signal source 100 and the measurement apparatus input terminal 106 can be reduced. When using an electrode made of fabric, the impedance is increased as compared with a wet electrode, and the quality of the biological signal is decreased. Details are shown below.

信号源１００から測定装置入力端１０６までの間の要素を電気的な等価回路で表すと、図１０に示すようになる。生体組織抵抗１１１は、対象とする生体信号源１００から皮膚１０２の表面までの生体組織の抵抗成分である。抵抗成分１１３と容量成分１１２は、生体の皮膚１０２が形成する接触インピーダンスに相当し、皮膚１０２の抵抗率と、皮膚１０２に接する生体電極１０４の面積や接触圧に依存して決まる。容量成分１１４は、生体電極１０４と皮膚１０２との界面に存在する電気二重層容量である。抵抗成分１１５は、生体電極１０４の分極インピーダンスである。インピーダンス１１６は、生体電極表面における電解質成分（汗の成分であるＮａ+Ｃｌ-のイオン等）の電荷拡散現象に基づくワールブルグインピーダンスである。分極電位１１７は、分極による交換電流によって発生する電位差であり、信号のＤＣレベルのオフセット変動となる可能性があるものである。抵抗成分１１８は、生体電極１０４とケーブル１０５との接触抵抗やケーブル自身の抵抗を含むものである。容量成分１１９、インダクタ成分１２０は、ケーブル自身の構造や配置に起因するインピーダンスである。抵抗成分１２１は、汗や電解質自身等が有する溶液抵抗である。 The elements between the signal source 100 and the measuring apparatus input terminal 106 are represented by an electrical equivalent circuit as shown in FIG. The biological tissue resistance 111 is a resistance component of biological tissue from the target biological signal source 100 to the surface of the skin 102. The resistance component 113 and the capacitance component 112 correspond to contact impedance formed by the skin 102 of the living body, and are determined depending on the resistivity of the skin 102, the area of the living body electrode 104 that contacts the skin 102, and the contact pressure. The capacitive component 114 is an electric double layer capacitance that exists at the interface between the biological electrode 104 and the skin 102. The resistance component 115 is the polarization impedance of the biological electrode 104. The impedance 116 is a Warburg impedance based on a charge diffusion phenomenon of an electrolyte component (such as ions of Na + Cl − which is a sweat component) on the surface of the biological electrode. The polarization potential 117 is a potential difference generated by an exchange current due to polarization, and there is a possibility of offset fluctuation of the DC level of the signal. The resistance component 118 includes the contact resistance between the biological electrode 104 and the cable 105 and the resistance of the cable itself. The capacitance component 119 and the inductor component 120 are impedances resulting from the structure and arrangement of the cable itself. The resistance component 121 is a solution resistance possessed by sweat, the electrolyte itself, or the like.

図１０に示したような等価回路において、信号源１００から測定装置入力端１０６までの間のインピーダンスを低く抑制し、分極電位１１７の発生や変動を抑制することが、高品質の生体信号検出に必要になる。生体電極１０４として導電性の布地からなる電極を使用した場合、電解質ペーストなどのイオン電導成分が無いために、生体電極１０４と皮膚１０２との実効上の総接触断面積が減少するという理由、及び生体電極１０４と皮膚１０２との間の微少な隙間が液体成分で橋渡しされないために、生体電極１０４と皮膚１０２との接触抵抗が大きくなるという理由および皮膚インピーダンスとして定義される生体インピーダンスが季節による発汗状態や乾燥肌の体質などの皮膚自身の湿り気によって大きくなる等の理由から、信号源１００から測定装置入力端１０６までの間のインピーダンスが高くなると考えられる。すなわち、図１０中の抵抗成分１１３が大きくなり、容量成分１１２が小さくなることによって、信号源１００から測定装置入力端１０６までの間のインピーダンスが高くなると考えられる。   In the equivalent circuit as shown in FIG. 10, the impedance between the signal source 100 and the measurement apparatus input terminal 106 is suppressed to be low, and the generation and fluctuation of the polarization potential 117 are suppressed to detect a high quality biological signal. I need it. When an electrode made of a conductive cloth is used as the bioelectrode 104, there is no ionic conductive component such as an electrolyte paste, and therefore the effective total cross-sectional area between the bioelectrode 104 and the skin 102 is reduced, and Since the minute gap between the bioelectrode 104 and the skin 102 is not bridged by the liquid component, the contact resistance between the bioelectrode 104 and the skin 102 is increased, and the bioimpedance defined as skin impedance is sweating due to the season. It is considered that the impedance between the signal source 100 and the measurement apparatus input terminal 106 is increased for reasons such as an increase due to the moisture of the skin itself such as the state and the constitution of dry skin. That is, it is considered that the impedance between the signal source 100 and the measurement apparatus input terminal 106 increases as the resistance component 113 in FIG. 10 increases and the capacitance component 112 decreases.

以上のように、導電性の布地からなる生体電極では、湿式電極と比較して、信号源１００から測定装置入力端１０６までの間のインピーダンスが上昇し、入力信号の品質を高品質にすることが難しいという問題点があった。
インピーダンスを低下させるために、導電性の布地からなる生体電極に何らかの手段で液体を浸透させ続けることはできるが、その仕組みは煩雑であると考えられる。また、導電性の布地からなる生体電極を液体で濡らし続けると、皮膚のかぶれが生じたり、皮膚の細菌感染が生じたりして、電解質ペーストを用いる従来の湿式電極と同様の問題点が生じるので、従来の湿式電極の問題点を解消することができなくなる。 As described above, in the bioelectrode made of conductive fabric, the impedance between the signal source 100 and the measuring device input end 106 is increased as compared with the wet electrode, and the quality of the input signal is improved. There was a problem that was difficult.
In order to reduce the impedance, it is possible to continue to infiltrate the liquid into the bioelectrode made of conductive fabric by some means, but the mechanism is considered complicated. In addition, if we continue to wet the bioelectrode made of conductive fabric with liquid, skin irritation or bacterial infection of the skin may occur, resulting in the same problems as conventional wet electrodes using electrolyte paste. Thus, the problems of the conventional wet electrode cannot be solved.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、装着時の負荷が小さく、高品質の生体信号を安定して得ることができる生体電極を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a bioelectrode that can stably obtain a high-quality biosignal with a small load at the time of wearing.

本発明の生体電極は、導電性の多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に良導性材料もしくは不分極材料が固定された非導電性の多孔質体からなる生体信号受信部と、この生体信号受信部と電気的に接続されたコネクタ部と、生体と接触する面と反対側の前記生体信号受信部の面を覆う水分蒸発抑制用覆いと、前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体によって湿気を与える湿気補充機構とを備え、前記湿気補充機構は、前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体を補充するため前記水分蒸発抑制用覆いに形成された開口部、または前記生体信号受信部と接するように設けられ、外部からの操作によって破ることが可能な電解質溶液もしくは非電解質液体の封入バッグである。
また、本発明の生体電極は、導電性の多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に良導性材料もしくは不分極材料が固定された非導電性の多孔質体からなる生体信号受信部と、この生体信号受信部と電気的に接続されたコネクタ部と、前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体によって湿気を与える湿気補充機構とを備え、前記湿気補充機構は、前記生体信号受信部と接するように設けられ、電解質溶液もしくは非電解質液体を含浸させた吸水性保湿素材である。 The biological electrode of the present invention is a biological signal receiver comprising a conductive porous body, or a non-conductive porous body having a highly conductive material or non-polarized material fixed to at least a part of the surface and the inside thereof, electrolyte solution to this and biological signal receiving unit and electrically connected to the connector portion, and a cover for water evaporation inhibiting covering the surface of the biological signal receiving section of the surface opposite that in contact with the living body, before Symbol biological signal receiving section or a moisture replenishment mechanism for giving moisture by non-electrolytic liquid, the moisture replenishment mechanism, the biological signal opening formed in the cover for moisture evaporation suppression to replenish the electrolyte solution or non-electrolyte liquid to the receiving unit, Alternatively, it is an enclosed bag of an electrolyte solution or a non-electrolyte liquid that is provided in contact with the biological signal receiving unit and can be broken by an external operation.
Further, the bioelectrode of the present invention is a biosignal receiving unit comprising a conductive porous body, or a non-conductive porous body in which a highly conductive material or a non-polarized material is fixed to at least a part of the surface and inside. And a connector part electrically connected to the biological signal receiving part, and a moisture replenishing mechanism for applying moisture to the biological signal receiving part by an electrolyte solution or a non-electrolyte liquid , the moisture replenishing mechanism comprising the biological signal It is a water-absorbing and moisturizing material that is provided in contact with the receiver and impregnated with an electrolyte solution or a non-electrolyte liquid.

また、本発明の生体電極は、導電性の多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に良導性材料もしくは不分極材料が固定された非導電性の多孔質体からなる生体信号受信部と、この生体信号受信部と電気的に接続されたコネクタ部と、生体と接触する面と反対側の前記生体信号受信部の面を覆う水分蒸発抑制用覆いと、前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体によって湿気を与える湿気補充機構とを備え、前記湿気補充機構は、前記生体信号受信部の内部または表面付近に設けられた湿度センサーと、前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体を供給するための輸液配管と、前記湿度センサーが検出した湿度が所定の閾値以下となったときに、前記輸液配管を介して前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体を補充する手段とからなる。
また、本発明の生体電極は、導電性の多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に良導性材料もしくは不分極材料が固定された非導電性の多孔質体からなる生体信号受信部と、この生体信号受信部と接するように配置された導体板と、この導体板と電気的に接続されたコネクタ部と、生体と接触する面と反対側の前記生体信号受信部の面を覆う水分蒸発抑制用覆いとを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の生体電極の１構成例において、前記導体板は、不分極材料からなる。
また、本発明の生体電極の１構成例において、前記生体信号受信部は、導電性高分子材料からなる多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に導電性高分子材料が固定された非導電性の多孔質体で構成される。
また、本発明の衣類は、生体と接触する側に生体電極が固定されたことを特徴とするものである。 Further, the bioelectrode of the present invention is a biosignal receiving unit comprising a conductive porous body, or a non-conductive porous body in which a highly conductive material or a non-polarized material is fixed to at least a part of the surface and inside. A connector part electrically connected to the living body signal receiving part, a moisture evaporation suppression cover covering the face of the living body signal receiving part opposite to the face in contact with the living body, and an electrolyte in the living body signal receiving part A moisture replenishment mechanism for applying moisture by a solution or a non-electrolyte liquid , wherein the moisture replenishment mechanism includes a humidity sensor provided in or near the surface of the biological signal receiver, and an electrolyte solution or non When an infusion pipe for supplying an electrolyte liquid and the humidity detected by the humidity sensor is below a predetermined threshold, an electrolyte solution is also passed through the infusion pipe to the biological signal receiver. Consists of a means for replenishing the non-electrolyte liquid.
Further, the bioelectrode of the present invention is a biosignal receiving unit comprising a conductive porous body, or a non-conductive porous body in which a highly conductive material or a non-polarized material is fixed to at least a part of the surface and inside. And a conductor plate disposed so as to be in contact with the biological signal receiving unit, a connector unit electrically connected to the conductive plate, and a surface of the biological signal receiving unit opposite to the surface in contact with the living body. A moisture evaporation suppression cover is provided.
In one configuration example of the bioelectrode of the present invention, the conductor plate is made of an unpolarized material.
In one configuration example of the biological electrode of the present invention, the biological signal receiving unit may be a porous body made of a conductive polymer material, or a non-conductive polymer material fixed to at least a part of the surface and inside. It is composed of a conductive porous body.
Moreover, the garment of the present invention is characterized in that a bioelectrode is fixed on the side in contact with the living body.

本発明によれば、生体信号受信部として、導電性の多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に良導性材料もしくは不分極材料が固定された非導電性の多孔質体を用いることにより、生体信号の検出を実現することができる。また、本発明では、多孔質体が、表面積が大きく且つ含水性を有する性質を利用して、多孔質体からなる生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体を含浸させるようにすれば、皮膚と生体信号受信部との間の接触面積を等価的に増大させることができ、また湿り気の付与によって皮膚インピーダンス自身も下げることが出来るので、皮膚と生体信号受信部との間の全体のインピーダンスを低下させることができ、Ｓ／Ｎ比の優れた高品質の生体信号を安定して得ることが可能となる。また、本発明では、従来の電解質ペーストの代わりに、電解質溶液もしくは非電解質液体を用いて適度に汗をかいた程度の湿り気を与えるようにすれば、炎症や電極装着の不快感等を生じ難くすることができる。多孔質体に含浸させる電解質溶液もしくは非電解質液体は、多量である必要はなく、多孔質体を湿らす程度の僅かな量でよいので、蒸れや皮膚のかぶれが生じないようにすることができる。また、本発明では、水分蒸発抑制用覆いによって皮膚の乾燥を抑えることができる。   According to the present invention, as the biological signal receiving unit, a conductive porous body or a non-conductive porous body in which a highly conductive material or an unpolarized material is fixed to at least a part of the surface and the inside thereof is used. Thus, detection of a biological signal can be realized. Further, in the present invention, if the porous body is made to impregnate the biological signal receiving portion made of a porous body with an electrolyte solution or a non-electrolyte liquid by utilizing the property of having a large surface area and water content, the skin Since the contact area between the skin and the biological signal receiver can be increased equivalently, and the skin impedance itself can be lowered by applying moisture, the overall impedance between the skin and the biological signal receiver can be reduced. Therefore, it is possible to stably obtain a high-quality biological signal having an excellent S / N ratio. Further, in the present invention, if an appropriate amount of moisture is applied by using an electrolyte solution or a non-electrolyte liquid instead of the conventional electrolyte paste, inflammation or electrode mounting discomfort is unlikely to occur. can do. The electrolyte solution or non-electrolyte liquid to be impregnated into the porous body does not need to be in a large amount, and may be a slight amount so as to moisten the porous body, so that it does not cause stuffiness or skin irritation. . Moreover, in this invention, drying of skin can be suppressed with the cover for moisture evaporation suppression.

また、本発明では、湿気補充機構として、生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体を補充するため水分蒸発抑制用覆いに形成された開口部、または電解質溶液もしくは非電解質液体の封入バッグを設けることにより、皮膚の乾燥によって電極インピーダンスが高くなっている状態を、電解質溶液もしくは非電解質液体の補充によって能動的に解消することができ、高品質の生体信号を安定して得ることが可能となる。   In the present invention, the moisture replenishment mechanism is provided with an opening formed in the moisture evaporation suppression cover or a bag containing the electrolyte solution or non-electrolyte liquid in order to replenish the biological signal receiver with the electrolyte solution or non-electrolyte liquid. As a result, the state in which the electrode impedance is high due to the dryness of the skin can be actively eliminated by replenishment with an electrolyte solution or a non-electrolyte liquid, and high-quality biological signals can be stably obtained. .

また、本発明では、湿気補充機構として、電解質溶液もしくは非電解質液体を含浸させた吸水性保湿素材を設けることにより、皮膚の乾燥を抑えることができ、高品質の生体信号を安定して得ることが可能となる。   In the present invention, as a moisture replenishment mechanism, by providing a water-absorbing moisturizing material impregnated with an electrolyte solution or a non-electrolyte liquid, drying of the skin can be suppressed, and high-quality biological signals can be stably obtained. Is possible.

また、本発明では、湿気補充機構を、湿度センサーと、輸液配管と、電解質溶液もしくは非電解質液体を補充する手段とから構成することにより、生体信号受信部が乾いたときに、生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体を自動的に補充することができ、皮膚の乾燥によって電極インピーダンスが高くなっている状態を能動的に解消することができる。   In the present invention, the moisture replenishment mechanism is composed of a humidity sensor, an infusion pipe, and a means for replenishing the electrolyte solution or the non-electrolyte liquid, so that when the biosignal receiver is dry, the biosignal receiver The electrolyte solution or the non-electrolyte liquid can be automatically replenished, and the state where the electrode impedance is high due to the dryness of the skin can be actively eliminated.

また、本発明では、生体信号受信部と接するように配置された導体板を設けることにより、生体電極と外部との接続部分のインピーダンスを低減することができ、高品質の生体信号を安定して得ることが可能となる。   Further, in the present invention, by providing a conductor plate arranged so as to be in contact with the biological signal receiver, the impedance of the connection portion between the biological electrode and the outside can be reduced, and a high-quality biological signal can be stabilized. Can be obtained.

また、本発明では、導体板を不分極材料で構成することにより、電極界面の分極に起因した電位変動を抑えることができ、生体信号に重畳するＤＣレベルのオフセット変動（基線動揺等）を抑制することが可能になる。   In the present invention, the conductor plate is made of an unpolarized material, thereby suppressing potential fluctuations caused by the polarization of the electrode interface and suppressing DC level offset fluctuations (baseline fluctuations, etc.) superimposed on the biological signal. It becomes possible to do.

また、本発明では、生体信号受信部として、導電性高分子材料からなる多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に導電性高分子材料が固定された非導電性の多孔質体を用いることにより、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳに代表される導電性高分子材料の親水性によって、電解質溶液もしくは非電解質液体を効率よく保持することが可能になる。また、生体親和性に優れた生体電極を実現することができる。   In the present invention, a porous body made of a conductive polymer material or a non-conductive porous body having a conductive polymer material fixed on at least a part of the surface and the inside thereof is used as the biological signal receiving unit. Thus, the electrolyte solution or the non-electrolyte liquid can be efficiently held by the hydrophilicity of the conductive polymer material typified by PEDOT-PSS. In addition, a bioelectrode excellent in biocompatibility can be realized.

本発明の第１の参考例に係る生体電極の構造を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the structure of the bioelectrode which concerns on the 1st reference example of this invention. 本発明の第２の参考例に係る生体電極を生体に装着した様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the biological electrode which concerns on the 2nd reference example of this invention was mounted | worn with the biological body. 本発明の第１の実施の形態に係る生体電極の構造を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the structure of the bioelectrode which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態に係る生体電極を生体に装着した様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the biological electrode which concerns on the 2nd Embodiment of this invention was mounted | worn with the biological body. 本発明の第３の実施の形態に係る生体電極を生体に装着した様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the biological electrode which concerns on the 3rd Embodiment of this invention was mounted | worn with the biological body. 本発明の第４の実施の形態に係る生体電極の構造を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the structure of the bioelectrode which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５の実施の形態に係る生体電極を生体に装着した様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the biological electrode which concerns on the 5th Embodiment of this invention was mounted | worn with the biological body. 本発明の第６の実施の形態に係る生体電極を生体に装着した様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the biological electrode which concerns on the 6th Embodiment of this invention was mounted | worn with the biological body. 生体電極と生体界面の模式図である。It is a schematic diagram of a bioelectrode and a biointerface. 生体電極と生体界面の等価回路の一例である。It is an example of the equivalent circuit of a bioelectrode and a biointerface.

以下、好適な実施の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明するが、本発明はかか
る実施の形態に限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described based on preferred embodiments with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to such embodiments.

［第１の参考例］
図１は本発明の第１の参考例に係る生体電極の構造を示す断面模式図である。図１に示す生体電極は、導電性の多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に良導性材料若しくは不分極材料が固定された非導電性の多孔質体からなる生体信号受信部１０と、生体信号受信部１０で受信した生体信号を図示しない生体信号測定装置に伝えるための生体信号伝達ケーブル１３と、生体信号受信部１０と生体信号伝達ケーブル１３とを電気的に接続するためのコネクタ部１２と、生体（人体）５０と接触する面と反対側の生体信号受信部１０の面を覆う水分蒸発抑制用覆い１１とから構成される。 [ First Reference Example ]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a bioelectrode according to a first reference example of the present invention. The biological electrode shown in FIG. 1 includes a biological signal receiving unit 10 made of a conductive porous body or a non-conductive porous body having a highly conductive material or a non-polarized material fixed to at least a part of its surface and inside. A biological signal transmission cable 13 for transmitting a biological signal received by the biological signal receiving unit 10 to a biological signal measuring device (not shown), and electrically connecting the biological signal receiving unit 10 and the biological signal transmission cable 13 It is comprised from the connector part 12 and the cover 11 for water | moisture-content evaporation suppression which covers the surface of the biological signal receiving part 10 on the opposite side to the surface which contacts the biological body (human body) 50. FIG.

良導性材料または不分極材料は、重合、含浸、コーティングによって多孔質体の表面および内部の少なくとも一部に配置される。これにより、多孔質体は、通気性と導電性の両方の特性を有する。良導性材料としては、例えば金や銅などの金属材料、あるいは導電性高分子材料がある。不分極材料としては、例えば銀・塩化銀などがある。非導電性の多孔質体としては、繊維、布、スポンジなどがある。   The highly conductive material or the non-polarized material is disposed on at least a part of the surface and inside of the porous body by polymerization, impregnation or coating. As a result, the porous body has both air permeability and conductivity characteristics. Examples of the highly conductive material include a metal material such as gold and copper, or a conductive polymer material. Examples of the nonpolarizing material include silver and silver chloride. Nonconductive porous materials include fibers, cloths, sponges, and the like.

水分蒸発抑制用覆い１１には、生体５０と反対側の面から生体信号受信部１０に電解質溶液または非電解質液体１４を供給するための開口部１５が形成されている。開口部１５は、例えば直径数ｍｍ程度の穴である。この開口部１５から生体信号受信部１０に電解質溶液または非電解質液体１４をスポイトなどの手段を用いて補充する。電解質溶液としては例えば生理食塩水などがある。非電解質液体としては、例えば生体信号計測において補助的に用いられるエチレングリコールや角質を除去する皮膚前処理剤や、皮膚自身の保湿力を高めるヒアルロン酸、白金ナノコロイドなどの美容で用いられる皮膚保湿液がある。水分蒸発抑制用覆い１１は、補充した電解質溶液または非電解質液体１４が人の体温によってすぐに蒸発をしないように、通気性を有するが液体は通過させない材料からなるものが望ましい。水分蒸発抑制用覆い１１は、例えば粘着シールまたは接着剤によって生体信号受信部１０に貼り付けられている。   The moisture evaporation suppression cover 11 has an opening 15 for supplying the electrolyte solution or the non-electrolyte liquid 14 to the biological signal receiving unit 10 from the surface opposite to the living body 50. The opening 15 is a hole having a diameter of about several mm, for example. The biological signal receiving unit 10 is replenished with electrolyte solution or non-electrolyte liquid 14 from the opening 15 using means such as a dropper. Examples of the electrolyte solution include physiological saline. Examples of non-electrolyte liquids include skin pretreatment agents that remove ethylene glycol and stratum corneum that are used supplementarily in biological signal measurement, hyaluronic acid that enhances the skin's own moisturizing power, and skin moisturizers used in beauty such as platinum nanocolloids. There is liquid. The moisture evaporation suppression cover 11 is preferably made of a material that has air permeability but does not allow liquid to pass through so that the replenished electrolyte solution or non-electrolyte liquid 14 does not evaporate immediately due to human body temperature. The moisture evaporation suppression cover 11 is attached to the biological signal receiving unit 10 with, for example, an adhesive seal or an adhesive.

コネクタ部１２は、少なくとも一部が生体信号受信部１０と電気的に接続されていればよい。コネクタ部１２の生体信号受信部１０への固定方法としては粘着シールまたは接着などの方法を採用することができる。   The connector part 12 should just be electrically connected with the biosignal receiving part 10 at least partially. As a method for fixing the connector unit 12 to the biological signal receiving unit 10, a method such as adhesive sealing or adhesion can be employed.

以上のようにして、本参考例では、生体信号受信部１０として、導電性の多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に良導性材料若しくは不分極材料が固定された非導電性の多孔質体を用いることにより、生体信号の検出を実現することができる。また、本参考例では、多孔質体が、表面積が大きく且つ含水性を有する性質を利用して、多孔質体からなる生体信号受信部１０に電解質溶液または非電解質液体１４を含浸させることで、皮膚と生体信号受信部１０との間の接触面積を等価的に増大させることができるので、皮膚と生体信号受信部１０との間のインピーダンスを低下させることができ、高品質の生体信号を安定して得ることが可能となる。電解質溶液の成分はイオン濃度が高い程、上述の交換電流の発生に基づく分極電位１１７の発生を抑制し、容量成分１１４を大きくし、インピーダンスを低減する効果を有する。 As described above, in the present reference example , the biological signal receiving unit 10 is a conductive porous body, or a non-conductive material in which a highly conductive material or a non-polarized material is fixed to at least a part of the surface and the inside. By using the porous body, detection of a biological signal can be realized. Further, in this reference example , by utilizing the property that the porous body has a large surface area and water content, the biological signal receiving unit 10 made of the porous body is impregnated with the electrolyte solution or the non-electrolyte liquid 14, Since the contact area between the skin and the biological signal receiving unit 10 can be increased equivalently, the impedance between the skin and the biological signal receiving unit 10 can be reduced, and high quality biological signals can be stabilized. Can be obtained. The higher the ion concentration of the component of the electrolyte solution, the more the effect of suppressing the generation of the polarization potential 117 based on the generation of the above-described exchange current, increasing the capacitance component 114, and reducing the impedance.

また、本参考例では、従来の電解質ペーストの代わりに、電解質溶液または非電解質液体１４を用いることにより、炎症や電極装着の不快感等を生じ難くすることができる。また、本参考例では、水分蒸発抑制用覆い１１によって皮膚の乾燥を抑えることができる。さらに、本参考例では、皮膚の乾燥によって電極インピーダンスが高くなっている状態を、電解質溶液または非電解質液体１４の補充によって能動的に解消することができ、高品質の生体信号を安定して得ることが可能となる。 Further, in this reference example , by using an electrolyte solution or a non-electrolyte liquid 14 instead of the conventional electrolyte paste, it is possible to make it difficult to cause inflammation, discomfort of electrode mounting, and the like. Further, in this reference example , the moisture evaporation suppression cover 11 can suppress the drying of the skin. Furthermore, in this reference example , the state where the electrode impedance is increased due to dry skin can be actively eliminated by replenishment with the electrolyte solution or the non-electrolyte liquid 14, and a high-quality biological signal can be stably obtained. It becomes possible.

［第２の参考例］
次に、本発明の第２の参考例について説明する。図２は第１の参考例で説明した生体電極をシャツ等の衣類５１に実装した場合の例を示している。生体電極は、例えば水分蒸発抑制用覆い１１を衣類５１に縫い付けたり接着したりすることで、衣類５１に固定されている。 [ Second Reference Example ]
Next, a second reference example of the present invention will be described. FIG. 2 shows an example in which the bioelectrode described in the first reference example is mounted on a garment 51 such as a shirt. The biological electrode is fixed to the garment 51 by, for example, sewing or adhering the moisture evaporation suppression cover 11 to the garment 51.

生体電極を衣類５１に実装した場合には、着衣の状態で衣類５１の外側から電解質溶液または非電解質液体１４を生体信号受信部１０に供給可能なようにするために、開口部１５と連通する開口部１５ａが衣類５１に設けられている。衣類５１の開口部１５ａの表面には、開口部１５ａが見えることによる外観を損なうことを抑制するために、面ファスナ等（図示せず）によって着脱可能なカバーを外部に設けても良い。   When the biological electrode is mounted on the garment 51, it communicates with the opening 15 so that the electrolyte solution or the non-electrolyte liquid 14 can be supplied to the biological signal receiving unit 10 from the outside of the garment 51 in the state of clothing. An opening 15 a is provided in the garment 51. A cover that can be attached and detached by a hook-and-loop fastener or the like (not shown) may be provided outside the surface of the opening 15a of the garment 51 in order to prevent the appearance of the opening 15a from being impaired.

［第１の実施の形態］
次に、本発明の第１の実施の形態について説明する。図３は本発明の第１の実施の形態に係る生体電極の構造を示す断面模式図であり、図１と同様の構成には同一の符号を付してある。図３に示す生体電極は、生体信号受信部１０と、生体信号伝達ケーブル１３と、コネクタ部１２と、水分蒸発抑制用覆い１１に加えて、生体５０と反対側の生体信号受信部１０の面と水分蒸発抑制用覆い１１との間に配置された電解質溶液または非電解質液体の封入バッグ１６を備えている。 [ First Embodiment ]
Next, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the bioelectrode according to the first embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same components as those in FIG. The biological electrode shown in FIG. 3 includes a biological signal receiving unit 10, a biological signal transmission cable 13, a connector unit 12, a moisture evaporation suppression cover 11, and a surface of the biological signal receiving unit 10 on the side opposite to the living body 50. And an encapsulating bag 16 of an electrolyte solution or a non-electrolyte liquid disposed between the water evaporation suppression cover 11.

第１、第２の参考例との差異は、水分蒸発抑制用覆い１１に開口部１５が無いことと、生体信号受信部１０と水分蒸発抑制用覆い１１との間に封入バッグ１６が設けられていることである。封入バッグ１６の内部には、電解質溶液または非電解質液体１４が封入されている。取手付き紐１８と封入バッグ１６とは、図３に示す１７の部分で一体化されており、取手付き紐１８を引くことで、封入バッグ１６との一体化部分１７に裂け目ができ、封入バッグ１６の内部の電解質溶液または非電解質液体１４が零れ出すような仕組みになっている。このように、取手付き紐１８を操作することで、生体信号受信部１０に電解質溶液または非電解質液体１４を補充することができ、皮膚の乾燥によって電極インピーダンスが高くなっている状態を能動的に解消することができる。 The difference between the first and second reference examples is that there is no opening 15 in the moisture evaporation suppression cover 11 and an enclosing bag 16 is provided between the biological signal receiving unit 10 and the moisture evaporation suppression cover 11. It is that. An electrolyte solution or non-electrolyte liquid 14 is sealed inside the sealing bag 16. The string 18 with the handle and the enclosing bag 16 are integrated at a portion 17 shown in FIG. 3, and by pulling the string 18 with the handle, the integrated portion 17 with the enclosing bag 16 can be torn, and the enclosing bag The internal electrolyte solution 16 or the non-electrolyte liquid 14 is spilled out. Thus, by operating the string 18 with the handle, the biological signal receiving unit 10 can be replenished with the electrolyte solution or the non-electrolyte liquid 14, and the state where the electrode impedance is increased due to dry skin is actively maintained. Can be resolved.

なお、水分蒸発抑制用覆い１１は、例えば粘着シールによって封入バッグ１６に貼り付けられ、同様に封入バッグ１６は、粘着シールによって生体信号受信部１０に貼り付けられている。したがって、図３の破線３０で囲んだ部分（すなわち封入バッグ１６と水分蒸発抑制用覆い１１）は、封入バッグ１６を破った後に交換することが可能である。   The moisture evaporation suppression cover 11 is attached to the encapsulating bag 16 by, for example, an adhesive seal, and similarly, the enclosing bag 16 is attached to the biological signal receiving unit 10 by an adhesive seal. Therefore, the portion surrounded by the broken line 30 in FIG. 3 (that is, the enclosing bag 16 and the moisture evaporation suppressing cover 11) can be replaced after the enclosing bag 16 is broken.

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図４は本発明の第２の実施の形態に係る生体電極を生体に装着した様子を示す模式図であり、図１、図２と同様の構成には同一の符号を付してある。図４に示す生体電極は、生体信号受信部１０と、生体信号伝達ケーブル１３と、コネクタ部１２に加えて、生体信号受信部１０と接触するように設けられた吸水性保湿素材１９と、吸水性保湿素材１９を衣類５１に固定するための固定部２０とを備えている。 [ Second Embodiment ]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic view showing a state in which the biological electrode according to the second embodiment of the present invention is attached to a living body, and the same reference numerals are given to the same components as those in FIGS. The biological electrode shown in FIG. 4 includes a biological signal receiving unit 10, a biological signal transmission cable 13, a connector unit 12, a water-absorbing and moisturizing material 19 provided in contact with the biological signal receiving unit 10, and water absorption. And a fixing portion 20 for fixing the moisture retaining material 19 to the clothing 51.

吸水性保湿素材１９は、繊維などの担体に電解質溶液または非電解質液体１４を含浸させたものである。このように、本実施の形態では、水分蒸発抑制用覆い１１の代わりに、吸水性保湿素材１９を設けることにより、生体信号受信部１０の乾燥を抑えることができる。吸水性保湿素材１９は少なくとも一部が生体信号受信部１０の面と接触していればよい。吸水性保湿素材１９の生体信号受信部１０への固定方法としては粘着シールまたは接着などの方法を採用することができる。同様に、固定部２０の吸水性保湿素材１９への固定方法としても、粘着シールまたは接着などの方法を採用することができる。   The water-absorbing moisture retaining material 19 is obtained by impregnating a carrier such as a fiber with an electrolyte solution or a non-electrolyte liquid 14. As described above, in the present embodiment, by providing the water-absorbing and moisture-retaining material 19 instead of the moisture evaporation suppression cover 11, drying of the biological signal receiving unit 10 can be suppressed. It is sufficient that at least a part of the water-absorbing and moisturizing material 19 is in contact with the surface of the biological signal receiving unit 10. As a method for fixing the water-absorbing and moisturizing material 19 to the biological signal receiving unit 10, a method such as adhesive sealing or adhesion can be employed. Similarly, as a method for fixing the fixing portion 20 to the water-absorbing and moisturizing material 19, a method such as adhesive sealing or adhesion can be employed.

また、固定部２０は、粘着シールまたは面ファスナで衣類５１に固定すればよい。これにより、生体電極の着脱・交換を可能とする。また、吸水性保湿素材１９については、生体と外気の間の通気性を確保するため、細かい通気口が複数開いている構成としてもよい。   Moreover, what is necessary is just to fix the fixing | fixed part 20 to the clothing 51 with an adhesive seal or a hook-and-loop fastener. As a result, the bioelectrode can be attached and detached. Further, the water-absorbing and moisturizing material 19 may have a configuration in which a plurality of fine vents are opened in order to ensure air permeability between the living body and the outside air.

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図５は本発明の第３の実施の形態に係る生体電極を生体に装着した様子を示す模式図であり、図１、図２と同様の構成には同一の符号を付してある。図５に示す生体電極は、生体信号受信部１０と、生体信号伝達ケーブル１３と、コネクタ部１２と、水分蒸発抑制用覆い１１に加えて、生体信号受信部１０の内部または表面付近に設けられた湿度センサー２１と、湿度センサー２１の検出信号を生体信号測定装置４０に伝えるための湿度情報伝達ケーブル２２と、生体信号受信部１０に電解質溶液または非電解質液体１４を供給するための輸液配管２３とを備えている。 [ Third Embodiment ]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a schematic diagram showing a state in which the biological electrode according to the third embodiment of the present invention is attached to a living body, and the same reference numerals are given to the same components as those in FIGS. The biological electrode shown in FIG. 5 is provided in or near the surface of the biological signal receiving unit 10 in addition to the biological signal receiving unit 10, the biological signal transmission cable 13, the connector unit 12, and the moisture evaporation suppression cover 11. Humidity sensor 21, humidity information transmission cable 22 for transmitting a detection signal of humidity sensor 21 to biological signal measuring device 40, and infusion pipe 23 for supplying electrolyte solution or non-electrolyte liquid 14 to biological signal receiver 10. And.

衣類５１に取り付けられた生体信号測定装置４０は、バッグ４１と、ポンプ４２と、図示しない制御部とを備えている。バッグ４１には、電解質溶液または非電解質液体１４が貯蔵されている。制御部は、湿度センサー２１が検出した湿度情報を湿度情報伝達ケーブル２２を介して取得する。そして、制御部は、湿度センサー２１が検出した湿度が所定の閾値以下となった場合、ポンプ４２を動作させて、バッグ４１から輸液配管２３を介して生体信号受信部１０に電解質溶液または非電解質液体１４を補充する。   The biological signal measuring device 40 attached to the clothing 51 includes a bag 41, a pump 42, and a control unit (not shown). The bag 41 stores an electrolyte solution or a non-electrolyte liquid 14. The control unit acquires the humidity information detected by the humidity sensor 21 via the humidity information transmission cable 22. Then, when the humidity detected by the humidity sensor 21 is equal to or lower than a predetermined threshold, the control unit operates the pump 42 to transfer the electrolyte solution or non-electrolyte from the bag 41 to the biological signal receiving unit 10 via the infusion pipe 23. Refill liquid 14.

湿度センサー２１は、検出部が生体信号受信部１０と触れていればよい。湿度センサー２１の生体信号受信部１０への固定方法としては粘着シールまたは接着などの方法を採用することができる。輸液配管２３は、その先端が生体信号受信部１０内に挿入されるようになっていればよい。輸液配管２３の生体信号受信部１０への固定方法としては粘着シールまたは接着などの方法を採用することができる。   As for the humidity sensor 21, the detection part should just touch the biological signal receiving part 10. FIG. As a method for fixing the humidity sensor 21 to the biological signal receiver 10, a method such as adhesive sealing or adhesion can be employed. It suffices that the infusion piping 23 has a tip inserted into the biological signal receiving unit 10. As a method for fixing the infusion pipe 23 to the biological signal receiving unit 10, a method such as adhesive sealing or adhesion can be employed.

こうして、本実施の形態では、生体信号受信部１０が乾いたときに、生体信号受信部１０に電解質溶液または非電解質液体１４を自動的に補充することができ、皮膚の乾燥によって電極インピーダンスが高くなっている状態を能動的に解消することができる。
なお、生体信号測定装置４０と生体信号受信部１０との間に設けられた生体信号伝達ケーブル１３と湿度情報伝達ケーブル２２と輸液配管２３とを、同一のシース２５中に収納し、見かけ上１本のケーブルと見なせるようにしてもよい。 Thus, in the present embodiment, when the biological signal receiving unit 10 is dried, the biological signal receiving unit 10 can be automatically replenished with the electrolyte solution or the non-electrolyte liquid 14, and the electrode impedance is increased due to the drying of the skin. It is possible to actively resolve the state that has become.
The biological signal transmission cable 13, the humidity information transmission cable 22, and the infusion pipe 23 provided between the biological signal measuring device 40 and the biological signal receiving unit 10 are accommodated in the same sheath 25, and apparently 1 It may be considered as a book cable.

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図６は本発明の第４の実施の形態に係る生体電極の構造を示す断面模式図であり、図１、図２と同様の構成には同一の符号を付してある。図６に示す生体電極は、生体信号受信部１０と、生体信号伝達ケーブル１３と、水分蒸発抑制用覆い１１に加えて、生体５０と反対側の生体信号受信部１０の面と水分蒸発抑制用覆い１１との間に配置された導体板２６と、導体板２６と生体信号伝達ケーブル１３とを電気的に接続するためのコネクタ部２７とを備えている。 [ Fourth Embodiment ]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a bioelectrode according to a fourth embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same components as those in FIGS. The biological electrode shown in FIG. 6 includes a biological signal receiver 10, a biological signal transmission cable 13, a moisture evaporation suppression cover 11, a surface of the biological signal receiver 10 opposite to the biological body 50, and moisture evaporation suppression. A conductor plate 26 disposed between the cover 11 and a connector portion 27 for electrically connecting the conductor plate 26 and the biological signal transmission cable 13 are provided.

第１の参考例と同様に、水分蒸発抑制用覆い１１には開口部１５が形成されている。第１の参考例との相違は、生体信号受信部１０と水分蒸発抑制用覆い１１との間に導体板２６を設け、生体信号伝達ケーブル１３をコネクタ部２７を介して導体板２６に接続した点である。導体板２６の材質としては、例えば金や銅などの金属材料、あるいは導電性高分子材料がある。導体板２６は、少なくとも一部が生体信号受信部１０と電気的に接続されていればよい。 Similar to the first reference example , an opening 15 is formed in the moisture evaporation suppression cover 11. The difference from the first reference example is that a conductor plate 26 is provided between the biological signal receiver 10 and the moisture evaporation suppression cover 11, and the biological signal transmission cable 13 is connected to the conductor plate 26 via the connector portion 27. Is a point. Examples of the material of the conductor plate 26 include a metal material such as gold and copper, or a conductive polymer material. It suffices that at least a part of the conductor plate 26 is electrically connected to the biological signal receiver 10.

導体板２６には、水分蒸発抑制用覆い１１と同様に、生体５０と反対側の面から生体信号受信部１０に電解質溶液または非電解質液体１４を供給するための開口部１５ｂが形成されている。開口部１５，１５ｂから生体信号受信部１０に電解質溶液または非電解質液体１４をスポイトなどの手段を用いて補充する。電解質溶液または非電解質液体１４は、生体信号受信部１０、および生体信号受信部１０と導体板２６との接触界面へも供給される。導体板２６の生体信号受信部１０への固定方法としては粘着シールまたは接着などの方法を採用することができる。   Similarly to the moisture evaporation suppression cover 11, the conductor plate 26 is formed with an opening 15 b for supplying the electrolyte solution or the non-electrolyte liquid 14 to the biological signal receiving unit 10 from the surface opposite to the living body 50. . The biological signal receiving unit 10 is replenished with electrolyte solution or non-electrolyte liquid 14 from the openings 15 and 15b using means such as a dropper. The electrolyte solution or non-electrolyte liquid 14 is also supplied to the biological signal receiving unit 10 and the contact interface between the biological signal receiving unit 10 and the conductor plate 26. As a method for fixing the conductor plate 26 to the biological signal receiving unit 10, a method such as adhesive sealing or adhesion can be employed.

コネクタ部２７は、少なくとも一部が導体板２６と電気的に接続されていればよい。コネクタ部２７の導体板２６への固定方法としては粘着シール、ネジ留め、または接着などの方法を採用することができる。水分蒸発抑制用覆い１１は、例えば粘着シールまたは接着剤によって導体板２６に貼り付けられている。   It suffices that at least a part of the connector portion 27 is electrically connected to the conductor plate 26. As a method for fixing the connector portion 27 to the conductor plate 26, a method such as adhesive sealing, screwing, or adhesion can be employed. The moisture evaporation suppression cover 11 is attached to the conductor plate 26 with, for example, an adhesive seal or an adhesive.

以上のように、本実施の形態では、生体信号受信部１０とケーブル１３との間に導体板２６を設けることにより、図１０に示した抵抗成分１１８を低減することができ、高品質の生体信号を安定して得ることが可能となる。
なお、本実施の形態は、第１〜第３の実施の形態と適宜組み合わせてもよい。 As described above, in the present embodiment, by providing the conductor plate 26 between the biological signal receiving unit 10 and the cable 13, the resistance component 118 shown in FIG. A signal can be obtained stably.
Note that this embodiment may be combined with the first to third embodiments as appropriate.

［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。図７は本発明の第５の実施の形態に係る生体電極を生体に装着した様子を示す模式図であり、図１、図２、図６と同様の構成には同一の符号を付してある。第４の実施の形態との相違は、生体信号受信部１０として、表面および内部の少なくとも一部に良導性材料若しくは不分極材料が固定された非導電性の多孔質体を用いる代わりに、導電性の多孔質体２８、具体的にはＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly-(styrenesulfonate))に代表される導電性高分子材料からなる多孔質体を用いた点である。 [ Fifth Embodiment ]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a schematic view showing a state in which the biological electrode according to the fifth embodiment of the present invention is attached to the living body. The same reference numerals are given to the same components as those in FIGS. is there. The difference from the fourth embodiment is that, as the biological signal receiving unit 10, instead of using a non-conductive porous body in which a highly conductive material or an unpolarized material is fixed to at least a part of the surface and the inside, The conductive porous body 28, specifically, a porous body made of a conductive polymer material typified by PEDOT-PSS (poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly- (styrenesulfonate)) is used. is there.

このように、本実施の形態では、生体信号受信部１０にＰＥＤＯＴ−ＰＳＳを用いることで、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳの親水性を活用し、電解質溶液または非電解質液体１４を効率よく保持することが可能になる。   Thus, in this Embodiment, by using PEDOT-PSS for the biological signal receiver 10, it is possible to utilize the hydrophilicity of PEDOT-PSS and efficiently hold the electrolyte solution or the non-electrolyte liquid 14. Become.

なお、本実施の形態では、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳに代表される導電性高分子材料を第４の実施の形態に適用した例を示しているが、これに限るものではなく、第１〜第３の実施の形態に適用してもよいことは言うまでもない。また、生体信号受信部１０として、表面および内部の少なくとも一部にＰＥＤＯＴ−ＰＳＳに代表される導電性高分子材料が固定された非導電性の多孔質体を用いてもよい。 In this embodiment, an example in which a conductive polymer material typified by PEDOT-PSS is applied to the fourth embodiment is shown, but the present invention is not limited to this, and the first to third Needless to say, the present invention may be applied to the embodiment . Moreover, you may use the nonelectroconductive porous body by which the conductive polymer material represented by PEDOT-PSS was fixed to the surface and at least one part of the inside as the biosignal receiving part 10. FIG.

［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。図８は本発明の第６の実施の形態に係る生体電極を生体に装着した様子を示す模式図であり、図１、図２、図６と同様の構成には同一の符号を付してある。第４の実施の形態との相違は、導体板２６の材質として銀・塩化銀に代表される不分極材料２９を用いた点である。不分極材料の適用は、図８中の導体板２６のみに限定されるものではなく、図８中のコネクタ部２７および生体信号伝達ケーブル１３に導入しても良い。 [ Sixth Embodiment ]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a schematic view showing a state in which the biological electrode according to the sixth embodiment of the present invention is mounted on a living body. The same reference numerals are given to the same components as those in FIGS. is there. The difference from the fourth embodiment is that an unpolarized material 29 typified by silver / silver chloride is used as the material of the conductor plate 26. The application of the non-polarizing material is not limited to the conductor plate 26 in FIG. 8, and may be introduced into the connector portion 27 and the biological signal transmission cable 13 in FIG.

本実施の形態では、不分極材料２９を用いることにより、電解質溶液または非電解質液体１４の供給によって発生する図１０の分極電位１１７を低く抑制することが可能になるため、生体信号波形に重畳するＤＣレベルのオフセット変動（基線動揺等）を抑制することが可能になる。なお、本実施の形態では、不分極材料２９として、銀・塩化銀を挙げたが、同様の性質を有するものであれば、これに限るものではない。   In the present embodiment, by using the nonpolarizing material 29, it becomes possible to suppress the polarization potential 117 of FIG. 10 generated by supplying the electrolyte solution or the non-electrolyte liquid 14 to be low, so that it is superimposed on the biological signal waveform. It becomes possible to suppress the DC level offset fluctuation (baseline fluctuation or the like). In the present embodiment, silver / silver chloride is used as the nonpolarizing material 29. However, the material is not limited to this as long as it has similar properties.

［第７の実施の形態］
図２〜図８では、前述実施の形態の衣類の例示として、シャツを示しているが、衣類としては、パンツ、腹まき、サポータ、バンド等の身に着けるものを含む。これらの衣類は、各種収納のためのポケットを有していても良い。 [ Seventh Embodiment ]
2 to 8, a shirt is shown as an example of the garment of the above-described embodiment, but the garment includes things worn such as pants, belly, a supporter, and a band. These garments may have pockets for various storage.

本発明は、例えば医療などの分野で使用される生体電極に適用することができる。   The present invention can be applied to, for example, a bioelectrode used in the medical field.

１０…生体信号受信部、１１…水分蒸発抑制用覆い、１２，２７…コネクタ部、１３…生体信号伝達ケーブル、１４…電解質溶液または非電解質液体、１５，１５ａ，１５ｂ…開口部、１６…封入バッグ、１７…取手付き紐と封入バッグとの一体化部分、１８…取手付き紐、１９…吸水性保湿素材、２０…固定部、２１…湿度センサー、２２…湿度情報伝達ケーブル、２３…輸液配管、２５…シース、２６…導体板、２８…導電性の多孔質体、２９…不分極材料、４０…生体信号測定装置、４１…電解質溶液または無電解質溶液貯蔵バッグ、４２…ポンプ、５０…生体、５１…衣類。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Living body signal receiving part, 11 ... Cover for moisture evaporation suppression, 12, 27 ... Connector part, 13 ... Biological signal transmission cable, 14 ... Electrolyte solution or non-electrolyte liquid, 15, 15a, 15b ... Opening part, 16 ... Encapsulation Bag, 17 ... Integrated part of string with handle and enclosed bag, 18 ... String with handle, 19 ... Water-absorbing moisture retaining material, 20 ... Fixed part, 21 ... Humidity sensor, 22 ... Humidity information transmission cable, 23 ... Infusion piping , 25 ... sheath, 26 ... conductive plate, 28 ... conductive porous body, 29 ... non-polarized material, 40 ... biological signal measuring device, 41 ... electrolyte solution or non-electrolyte solution storage bag, 42 ... pump, 50 ... biological body 51 ... Clothing.

Claims (7)

導電性の多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に良導性材料もしくは不分極材料が固定された非導電性の多孔質体からなる生体信号受信部と、
この生体信号受信部と電気的に接続されたコネクタ部と、
生体と接触する面と反対側の前記生体信号受信部の面を覆う水分蒸発抑制用覆いと、
前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体によって湿気を与える湿気補充機構とを備え、
前記湿気補充機構は、前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体を補充するため前記水分蒸発抑制用覆いに形成された開口部、または前記生体信号受信部と接するように設けられ、外部からの操作によって破ることが可能な電解質溶液もしくは非電解質液体の封入バッグであることを特徴とする生体電極。 A biological signal receiving unit comprising a conductive porous body, or a non-conductive porous body having a highly conductive material or non-polarized material fixed to at least a part of the surface and the inside thereof;
A connector part electrically connected to the biological signal receiving part;
A cover for moisture evaporation suppression covering the surface of the biological signal receiving unit opposite to the surface in contact with the living body ;
A moisture replenishment mechanism that provides moisture to the biological signal receiver by an electrolyte solution or a non-electrolyte liquid ;
The moisture replenishment mechanism is provided so as to be in contact with an opening formed in the moisture evaporation suppression cover in order to replenish the biological signal receiving unit with an electrolyte solution or a non-electrolyte liquid, or in contact with the biological signal receiving unit. A bioelectrode, which is an encapsulated bag of an electrolyte solution or a non-electrolyte liquid that can be broken by the operation of 1 . 導電性の多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に良導性材料もしくは不分極材料が固定された非導電性の多孔質体からなる生体信号受信部と、
この生体信号受信部と電気的に接続されたコネクタ部と、
前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体によって湿気を与える湿気補充機構とを備え、
前記湿気補充機構は、前記生体信号受信部と接するように設けられ、電解質溶液もしくは非電解質液体を含浸させた吸水性保湿素材であることを特徴とする生体電極。 A biological signal receiving unit comprising a conductive porous body, or a non-conductive porous body having a highly conductive material or non-polarized material fixed to at least a part of the surface and the inside thereof;
A connector part electrically connected to the biological signal receiving part;
A moisture replenishment mechanism that provides moisture to the biological signal receiver by an electrolyte solution or a non-electrolyte liquid;
The biological electrode, wherein the moisture replenishing mechanism is a water-absorbing and moisturizing material provided so as to be in contact with the biological signal receiving unit and impregnated with an electrolyte solution or a non-electrolyte liquid . 導電性の多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に良導性材料もしくは不分極材料が固定された非導電性の多孔質体からなる生体信号受信部と、
この生体信号受信部と電気的に接続されたコネクタ部と、
生体と接触する面と反対側の前記生体信号受信部の面を覆う水分蒸発抑制用覆いと、
前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体によって湿気を与える湿気補充機構とを備え、
前記湿気補充機構は、
前記生体信号受信部の内部または表面付近に設けられた湿度センサーと、
前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体を供給するための輸液配管と、
前記湿度センサーが検出した湿度が所定の閾値以下となったときに、前記輸液配管を介して前記生体信号受信部に電解質溶液もしくは非電解質液体を補充する手段とからなることを特徴とする生体電極。 A biological signal receiving unit comprising a conductive porous body, or a non-conductive porous body having a highly conductive material or non-polarized material fixed to at least a part of the surface and the inside thereof;
A connector part electrically connected to the biological signal receiving part;
A cover for moisture evaporation suppression covering the surface of the biological signal receiving unit opposite to the surface in contact with the living body;
A moisture replenishment mechanism that provides moisture to the biological signal receiver by an electrolyte solution or a non-electrolyte liquid;
The moisture replenishment mechanism is
A humidity sensor provided in or near the surface of the biological signal receiver;
An infusion pipe for supplying an electrolyte solution or a non-electrolyte liquid to the biological signal receiver;
A biological electrode comprising means for replenishing the biological signal receiving unit with an electrolyte solution or a non-electrolyte liquid through the infusion piping when the humidity detected by the humidity sensor becomes a predetermined threshold value or less. . 導電性の多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に良導性材料もしくは不分極材料が固定された非導電性の多孔質体からなる生体信号受信部と、
この生体信号受信部と接するように配置された導体板と、
この導体板と電気的に接続されたコネクタ部と、
生体と接触する面と反対側の前記生体信号受信部の面を覆う水分蒸発抑制用覆いとを備えることを特徴とする生体電極。 A biological signal receiving unit comprising a conductive porous body, or a non-conductive porous body having a highly conductive material or non-polarized material fixed to at least a part of the surface and the inside thereof;
A conductor plate disposed in contact with the biological signal receiver;
A connector portion electrically connected to the conductor plate;
A biological electrode, comprising: a moisture evaporation suppression cover that covers a surface of the biological signal receiving unit opposite to a surface that contacts the living body. 請求項４記載の生体電極において、
前記導体板は、不分極材料からなることを特徴とする生体電極。 The bioelectrode according to claim 4 , wherein
The bioelectrode is characterized in that the conductive plate is made of a non-polarized material. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の生体電極において、
前記生体信号受信部は、導電性高分子材料からなる多孔質体、または表面および内部の少なくとも一部に導電性高分子材料が固定された非導電性の多孔質体で構成されることを特徴とする生体電極。 The bioelectrode according to any one of claims 1 to 5 ,
The biological signal receiving unit is composed of a porous body made of a conductive polymer material, or a non-conductive porous body having a conductive polymer material fixed on at least a part of the surface and the inside thereof. A bioelectrode. 生体と接触する側に請求項１乃至６のいずれか１項に記載の生体電極が固定されたことを特徴とする衣類。 A garment in which the bioelectrode according to any one of claims 1 to 6 is fixed to a side in contact with a living body.
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