WO2020144893A1 - 生体用装着部材 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a living body mounting member that is mounted on a living body to measure a surface myoelectric potential.
- a living body mounting member which is attached to a subject's arm or the like to acquire biometric information such as an electromyographic signal and transfers the acquired biometric information to an external terminal or the like.
- biometric information acquired by the biomedical mounting member is used for muscle training for the purpose of muscle strength enhancement or diet, rehabilitation, or the like.
- the conventional living body mounting member is generally provided with a disposable gel electrode that comes into contact with a living body such as an arm in order to measure a surface myoelectric potential.
- a gel electrode has a problem that the gel migrates to a living body such as the skin to cause discomfort and can be used only once.
- a living body mounting member having a conductive electrode using a conductive fiber or a conductive paste that comes into contact with a living body such as an arm in order to measure a surface myoelectric potential has been known.
- Such a living body mounting member has an advantage that discomfort during mounting can be eliminated and that the mounting member can be used a plurality of times.
- Patent Document 1 discloses a biological signal detection structure that is bonded to clothes and attached to, for example, both left and right opposite sides of the head, left and right opposite sides of the back, a heart region of the chest, or both corresponding sides of the back. ..
- the biological signal detection structure of Patent Document 1 is an assembly structure including an electrode piece 11, a waterproof bottom layer 20, a water absorbing means, and a waterproof upper layer 40.
- the electrode piece 11 is provided on the upper surface of the waterproof bottom layer 20, and the first receiving chamber is formed between the electrode piece 11 and the waterproof bottom layer 20,
- the water absorbing means is positioned in the first receiving chamber, the ceiling of the water absorbing means contacts the electrode piece 11, the bottom of the water absorbing means contacts the waterproof bottom layer 20, and the waterproof upper layer 40 is superposed on the upper surface of the waterproof bottom layer 20.
- the pair of electrode pieces 11 is attached to a part of a living body such as a heart part of the chest that is distant from each other, and a short circuit occurs when the pair of electrodes is arranged in close proximity. There is room for further improvement in prevention and improvement of measurement accuracy.
- An object of the present invention is to provide a living body mounting member capable of preventing a short circuit between electrodes and improving the measurement accuracy of surface myoelectric potential without feeling discomfort during mounting.
- the living body mounting member is a living body mounting member mounted on a living body for measuring a surface myoelectric potential, and a pair of electrodes for measuring the surface myoelectric potential, and each of the pair of electrodes.
- An electrode member including a conductive wiring portion that is connected to output an electric signal according to the surface myoelectric potential to the outside, and an insulating holding member that holds the pair of electrodes, and is attached to a living body.
- the holding member prevents moisture such as sweat transmitted from a living body such as an arm from reaching the mounting member, so that each of the pair of electrodes is moisturized by this moisture and the pair of electrodes does not short-circuit through the mounting member. Even when the mounting member follows the movement of the living body, the holding member, which is more difficult to bend than the mounting member, is restrained from following the living body, thereby suppressing a change in the distance between the pair of electrodes.
- the present invention it is possible to prevent a short circuit between electrodes and to improve the measurement accuracy of the surface myoelectric potential without feeling discomfort during wearing.
- the living body mounting member 1 is mounted on an arm as a living body, and has electrodes 10a, electrodes 10b, wiring portions 20a, wiring portions 20b, a mounting member 30, a holding member 40, and a holding member 41. And a moisturizing member 50a and a moisturizing member 50b.
- the electrode 10 a, the electrode 10 b, the wiring portion 20 a, the wiring portion 20 b, the holding member 40, the holding member 41, the moisturizing member 50 a, and the moisturizing member 50 b constitute the electrode member 100.
- the pair of electrodes 10a and 10b contact the surface of the arm with a certain distance.
- the electrode 10a outputs, to the wiring section 20a, an electric signal according to the surface myoelectric potential measured at the contact portion of the arm.
- the electrode 10b outputs an electric signal according to the surface myoelectric potential measured at the contacting part of the arm to the wiring part 20b.
- the electrode 10a and the electrode 10b are made of, for example, a cloth using a conductive thread.
- the electric signal according to the surface myoelectric potential is a signal generated by the movement of the muscle of the living body, and its amplitude changes with the amount of muscle activity.
- the wiring portion 20a is made of a conductive material, connects the electrode 10a and the output portion 101, and outputs to the output portion 101 an electric signal according to the surface myoelectric potential measured by the electrode 10a.
- the wiring portion 20a is formed by, for example, a cloth using a conductive thread or by printing a metal material such as silver.
- a portion passing through the electrode 10b is covered with an insulator (not shown) such as an insulating sheet so as not to be electrically connected to the electrode 10b.
- the wiring portion 20b is formed of a conductive material, connects the electrode 10b and the output portion 101, and outputs to the output portion 101 an electric signal according to the surface myoelectric potential measured by the electrode 10b.
- the wiring portion 20b is formed, for example, by a cloth using conductive thread or by printing a metal material such as silver.
- the mounting member 30 has a tubular shape and is made of a material having flexibility and insulating properties.
- the mounting member 30 is provided with the electrode member 100 and includes a back surface 32 that is a facing surface that faces the surface of the arm, and a surface 33 that is an opposite surface of the back surface 32 and that is exposed to the outside air.
- the mounting member 30 is formed with an insertion hole 31 through which the arm is inserted.
- the mounting member 30 is a so-called supporter, and is formed of, for example, nylon or polyester cloth.
- the holding member 40 is a film-like film layer, and is provided between the mounting member 30 and the pair of electrodes 10a and 10b.
- the holding member 40 is waterproof to the mounting member 30 from the pair of electrodes 10a and 10b.
- the holding member 40 is made of a material having flexibility and insulation, and is made of a material having a bending strength larger than that of the mounting member 30 and hard to bend.
- the holding member 41 is a film-like film layer and is connected to the holding member 40.
- the holding member 41 is waterproof to the mounting member 30 from the wiring portion 20a and the wiring portion 20b.
- the holding member 41 is made of a material having flexibility and insulation, and is made of a material having a bending strength larger than that of the mounting member 30 and hard to bend.
- the holding member 41 is not limited to the range shown in FIG. 3, and can be configured to have waterproofness with respect to the mounting member 30 in any range of the wiring portion 20a and the wiring portion 20b.
- the moisturizing member 50a is provided between the electrode 10a and the holding member 40.
- the moisturizing member 50a is made of a material having water absorbency.
- the moisture retaining member 50a is made of urethane, for example.
- the moisturizing member 50b is provided between the electrode 10b and the holding member 40.
- the moisturizing member 50b is made of a material having water absorbency.
- the moisturizing member 50b is made of, for example, urethane.
- the electrode member 100 is provided on the back surface 32 of the mounting member 30 so that the pair of electrodes 10a and 10b are arranged along the insertion direction of the arm with respect to the insertion hole 31.
- a plurality of electrode members 100 are provided on the back surface 32 of the mounting member 30 with a space therebetween along the circumferential direction of the mounting member 30.
- the living body mounting member 1 having the above configuration measures the surface myoelectric potential of the arm by the pair of electrodes 10a and 10b when it is mounted on the arm.
- the pair of electrodes 10a and 10b can measure the surface myoelectric potential at a depth corresponding to the distance between the electrodes 10a and 10b.
- the pair of electrodes 10a and 10b measures the surface myoelectric potential at a shallower depth as the distance between the electrodes 10a and 10b is narrower.
- the pair of electrodes 10a and 10b outputs an electric signal corresponding to the measured value of the surface myoelectric potential to the output unit 101 such as a connector or a communication device via the wiring units 20a and 20b.
- the output unit 101 transfers the electric signal input from the wiring unit 20a and the wiring unit 20b to an external terminal or the like (not shown).
- the mounting member 30 mounted on the arm follows the movement of the arm.
- the holding member 40 follows the mounting member 30, but is less likely to bend than the mounting member 30, and therefore, the holding member 40 only slightly follows the mounting member 30. Therefore, the distance between the pair of electrodes 10a and 10b does not change significantly even when the arm is moved during the measurement of the surface myoelectric potential. Therefore, since the pair of electrodes 10a and 10b can suppress the change in depth when measuring the surface myoelectric potential as much as possible, the surface myoelectric potential can be measured with high accuracy.
- the mounting member 30 can be easily circumferentially adjusted in accordance with a change in size around the arm. It is possible to follow.
- the holding member 41 prevents moisture such as sweat transmitted from the arm from reaching the mounting member 30, thereby preventing the wiring portion 20a and the wiring portion 20b from being short-circuited by the moisture through the mounting member 30.
- the mounting member 30 is provided between the pair of electrodes 10a and the electrodes 10b, and the mounting member 30 is waterproof from at least the pair of electrodes 10a and 10b,
- the holding member 40 that has flexibility and is less likely to bend than the mounting member 30, it is possible to prevent short circuit between the electrodes without feeling discomfort during mounting, and improve the measurement accuracy of the surface myoelectric potential. be able to.
- the surface myoelectric potential is measured by providing the moisture retaining member 50a and the moisture retaining member 50b having water absorption between each of the pair of electrodes 10a and 10b and the retaining member 40.
- the impedance at the time can be lowered.
- the present invention is not limited in the kind, arrangement, number, etc. of the members to the above-described embodiment, and appropriately replaces the constituent elements thereof with those having the same operational effect, etc. within a range not departing from the gist of the invention. Of course, it can be changed appropriately.
- the pair of electrodes 50a and the electrodes 50b are arranged along the insertion direction of the arm with respect to the mounting member 30, but the pair of electrodes may be arranged along the circumferential direction of the mounting member 30. Good.
- the living body mounting member 1 is mounted on the arm, but the living body mounting member may be mounted on a leg or the like as a living body other than the arm.
- two electrode members 100 are provided for the holding member 40, but one or three or more electrode members 100 may be provided for the holding member 40 as required. ..
- the moisturizing member 50a and the moisturizing member 50b are provided in the above embodiment, the moisturizing member 50a and the moisturizing member 50b may not be provided.
- the holding member 40 having the waterproof property is provided from the pair of electrodes 10a and the electrodes 10b to the mounting member 30.
- the holding member 40 includes the pair of electrodes 10a from the mounting member 30.
- the electrode 10b may be waterproof.
- the present invention is suitable for a living body mounting member that is mounted on a living body to measure a surface myoelectric potential.
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Abstract
【課題】装着時に不快感を感じることなく、電極間の短絡を防止すると共に表面筋電位の測定精度を向上させること。 【解決手段】表面筋電位を測定するために生体に装着される生体用装着部材1は、表面筋電位を測定する一対の電極10a及び電極10bと、一対の電極10a及び電極10bの各々に接続して表面筋電位に応じた電気信号を外部に出力する導電性の配線部20a及び配線部20bと、一対の電極10a及び電極10bを保持する絶縁性の保持部材40と、を備える電極部材100と、生体に装着されると共に生体に対向する対向面に電極部材100が設けられる柔軟性及び絶縁性を有する装着部材30と、を有する。保持部材40は、装着部材30と一対の電極10a及び電極10bとの間に設けられ、少なくとも一対の電極10a及び電極10bから装着部材30に対して防水性を有し、柔軟性を有すると共に装着部材30よりも屈曲し難い。
Description
本発明は、表面筋電位を測定するために生体に装着される生体用装着部材に関する。
近年、被験者の腕等に取り付けられて筋電信号等の生体情報を取得し、取得した生体情報を外部端末等に転送する生体用装着部材が知られている。かかる生体用装着部材により取得された生体情報は、筋力アップやダイエットを目的とした筋トレーニング、又はリハビリテーション等に用いられる。
従来の生体用装着部材には、一般に表面筋電位を計測するために腕等の生体に接触する使い捨て可能なジェル電極が設けられている。このようなジェル電極は、ジェルが肌等の生体に移行して不快感を招くと共に、一度しか使用できないという課題を有する。これに対して、近年、表面筋電位を計測するために腕等の生体に接触する導電性繊維又は導電性ペーストを使用した導電性電極を有する生体用装着部材が知られている。このような生体用装着部材には、装着時の不快感を解消することができると共に、複数回使用することができるといった利点がある。
特許文献1は、衣服に結合して、例えば、頭の左右両対向側、背中の左右両対向側、胸の心臓部位又は背の両対応側に貼り付けられる生体信号検知構造を開示している。特許文献1の生体信号検知構造は、電極片11と、防水性底層20と、吸水手段と、防水性上層40とを含んだ組立構造である。具体的には、特許文献1の生体信号検知構造は、防水性底層20の上面に電極片11が設けられ、電極片11と防水性底層20との間に第1の受容室が形成され、第1の受容室内に吸水手段が位置決めされ、吸水手段の天井部が電極片11に接し、吸水手段の底部が防水性底層20に接触され、防水性底層20の上面に防水性上層40が重ねられている。
しかしながら、特許文献1においては、一対の電極片11は胸の心臓部位等の互いに距離の離れている生体の部位に貼り付けられるものであり、一対の電極が近接して配置される場合における短絡防止及び測定精度の向上については更なる改良の余地がある。
本発明の目的は、装着時に不快感を感じることなく、電極間の短絡を防止することができると共に表面筋電位の測定精度を向上させることができる生体用装着部材を提供することである。
本発明に係る生体用装着部材は、表面筋電位を測定するために生体に装着される生体用装着部材であって、前記表面筋電位を測定する一対の電極と、前記一対の電極の各々に接続して前記表面筋電位に応じた電気信号を外部に出力する導電性の配線部と、前記一対の電極を保持する絶縁性の保持部材と、を備える電極部材と、生体に装着されると共に生体に対向する対向面に前記電極部材が設けられる柔軟性及び絶縁性を有する装着部材と、を有し、前記保持部材は、前記装着部材と前記一対の電極との間に設けられ、少なくとも前記一対の電極から前記装着部材に対して防水性を有し、柔軟性を有すると共に前記装着部材よりも屈曲し難い。
腕等の生体より伝わる汗等の水分が装着部材に達することを保持部材によって阻止することにより、この水分によって一対の電極の各々を保湿すると共に装着部材を介して一対の電極が短絡せず、装着部材が生体の動きに追従する場合であっても、装着部材よりも屈曲し難い保持部材の生体に対する追従が抑制されることにより、一対の電極間の距離の変化を抑制する。
本発明によれば、装着時に不快感を感じることなく、電極間の短絡を防止することができると共に表面筋電位の測定精度を向上させることができる。
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態に係る生体用装着部材につき、詳細に説明する。
<生体用装着部材の構成>
本発明の実施形態に係る生体用装着部材1の構成につき、図1から図3を参照しながら、以下に詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る生体用装着部材1の構成につき、図1から図3を参照しながら、以下に詳細に説明する。
生体用装着部材1は、生体としての腕に装着されるものであり、電極10aと、電極10bと、配線部20aと、配線部20bと、装着部材30と、保持部材40と、保持部材41と、保湿部材50aと、保湿部材50bと、を有している。電極10a、電極10b、配線部20a、配線部20b、保持部材40、保持部材41、保湿部材50a及び保湿部材50bは、電極部材100を構成している。
一対の電極10a及び電極10bは、一定の間隔を有して腕の表面に接触する。電極10aは、腕の接触する部分において測定する表面筋電位に応じた電気信号を配線部20aに出力する。電極10bは、腕の接触する部分において計測する表面筋電位に応じた電気信号を配線部20bに出力する。電極10a及び電極10bは、例えば導電糸を使用した布によって構成されている。ここで、表面筋電位に応じた電気信号は、生体の筋肉の動きによって生じる信号であり、筋活動量に伴い振幅が変化する。
配線部20aは、導電性を有する材料によって形成されており、電極10aと出力部101とを接続して、電極10aにより測定した表面筋電位に応じた電気信号を出力部101に出力する。配線部20aは、例えば導電糸を使用した布によって又は銀等の金属材を印刷して形成されている。なお、配線部20aは、電極10bと電気的に接続しないように、電極10bを通る部分が絶縁シート等の図示しない絶縁体で覆われている。
配線部20bは、導電性を有する材料によって形成されており、電極10bと出力部101とを接続して、電極10bにより測定した表面筋電位に応じた電気信号を出力部101に出力する。配線部20bは、例えば導電糸を使用した布によって又は銀等の金属材を印刷して形成されている。
装着部材30は、筒状であり、柔軟性及び絶縁性を有する材料によって形成されている。装着部材30は、電極部材100が設けられると共に腕の表面に対向する対向面である裏面32と、裏面32の反対面であると共に外気に触れる表面33と、を備えている。装着部材30には、腕が挿通する挿通孔31が形成されている。装着部材30は、所謂サポータであり、例えばナイロン又はポリエステル系の生地により形成されている。
保持部材40は、フィルム状のフィルム層であり、装着部材30と一対の電極10a及び電極10bとの間に設けられている。保持部材40は、一対の電極10a及び電極10bから装着部材30に対して防水性を有する。保持部材40は、柔軟性及び絶縁性を有する材料によって形成されていると共に、装着部材30よりも屈曲強度が大きくて屈曲し難い材料によって形成されている。
保持部材41は、フィルム状のフィルム層であり、保持部材40に接続している。保持部材41は、配線部20a及び配線部20bから装着部材30に対して防水性を有する。保持部材41は、柔軟性及び絶縁性を有する材料によって形成されていると共に、装着部材30よりも屈曲強度が大きくて屈曲し難い材料によって形成されている。なお、保持部材41は、図3に示す範囲に限らず、配線部20a及び配線部20bの任意の範囲において装着部材30に対して防水性を有するように構成することができる。
保湿部材50aは、電極10aと保持部材40との間に設けられている。保湿部材50aは、吸水性を有する素材によって形成されている。保湿部材50aは、例えばウレタンによって形成されている。
保湿部材50bは、電極10bと保持部材40との間に設けられている。保湿部材50bは、吸水性を有する素材によって形成されている。保湿部材50bは、例えばウレタンによって形成されている。
電極部材100は、一対の電極10a及び電極10bが挿通孔31に対する腕の挿通方向に沿って配列されるように装着部材30の裏面32に設けられている。電極部材100は、装着部材30の周方向に沿って互いに間隔を有して装着部材30の裏面32に複数設けられている。
上記の構成を有する生体用装着部材1は、腕に装着された際に、一対の電極10a及び電極10bによって腕の表面筋電位を測定する。この際に、一対の電極10a及び電極10bは、電極10aと電極10bとの間隔に応じた深度で表面筋電位を測定することができる。具体的には、一対の電極10a及び電極10bは、電極10aと電極10bとの間隔が狭いほど、浅い深度で表面筋電位を測定する。一対の電極10a及び電極10bは、表面筋電位の測定値に応じた電気信号を、配線部20a及び配線部20bを介してコネクタ又は通信装置等の出力部101に出力する。そして、出力部101は、配線部20a及び配線部20bより入力される電気信号を、図示しない外部端末等に転送する。
<生体用装着部材の動作>
本発明の実施形態に係る生体用装着部材1の動作につき、図1から図3を参照しながら、以下に詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る生体用装着部材1の動作につき、図1から図3を参照しながら、以下に詳細に説明する。
腕に装着された装着部材30は、腕の動きに追従する。この際に、保持部材40は、装着部材30に追従するものの、装着部材30よりも屈曲し難いため、装着部材30に多少追従する程度に留まる。これより、一対の電極10a及び電極10bの間隔は、表面筋電位の測定中に腕を動かした場合であっても、大きく変化しない。従って、一対の電極10a及び電極10bは、表面筋電位を測定する際の深度の変化を極力抑制することができるため、表面筋電位を精度良く測定することができる。一方、複数の電極部材100は、装着部材30の周方向において互いに間隔を有して装着部材30に設けられるため、装着部材30は腕周りの大きさの変化等に応じて周方向に容易に追従可能である。
また、腕から伝わる汗等の水分が装着部材30に達することを保持部材40によって阻止することにより、この水分によって保湿部材50a及び保湿部材50bを十分に保湿することができると共に装着部材30を介して電極10aと電極10bとが短絡することを防ぐことができる。
更に、腕から伝わる汗等の水分が装着部材30に達することを保持部材41によって阻止することにより、この水分によって装着部材30を介して配線部20aと配線部20bとが短絡することを防ぐことができる。
このように、本実施形態によれば、装着部材30と一対の電極10a及び電極10bとの間に設けられ、少なくとも一対の電極10a及び電極10bから装着部材30に対して防水性を有し、柔軟性を有すると共に装着部材30よりも屈曲し難い保持部材40を設けることにより、装着時に不快感を感じることなく、電極間の短絡を防止することができると共に表面筋電位の測定精度を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、一対の電極10a及び電極10bの各々と、保持部材40と、の間に吸水性を有する保湿部材50a及び保湿部材50bを設けることにより、表面筋電位を測定する際のインピーダンスを低くすることができる。
本発明は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
具体的には、上記実施形態において、一対の電極50a及び電極50bを装着部材30に対する腕の挿通方向に沿って配列したが、一対の電極を装着部材30の周方向に沿って配列してもよい。
また、上記実施形態において、生体用装着部材1を腕に装着したが、腕以外の生体としての脚等に生体用装着部材を装着してもよい。
また、上記実施形態において、保持部材40に対して電極部材100を2つ設けたが、保持部材40に対して電極部材100を1つ又は3つ以上の必要に応じた数だけ設けることができる。
また、上記実施形態において、保湿部材50a及び保湿部材50bを設けたが、保湿部材50a及び保湿部材50bを設けなくてもよい。
また、上記実施形態において、一対の電極10a及び電極10bから装着部材30に対して防水性を有する保持部材40を設けたが、これに加えて、保持部材40は装着部材30から一対の電極10a及び電極10bに対して防水性を有していてもよい。
本発明は、表面筋電位を測定するために生体に装着される生体用装着部材に好適である。
1 生体用装着部材
10a 電極
10b 電極
20a 配線部
20b 配線部
30 装着部材
31 挿通孔
40 保持部材
41 保持部材
50a 保湿部材
50b 保湿部材
100 電極部材
101 出力部
10a 電極
10b 電極
20a 配線部
20b 配線部
30 装着部材
31 挿通孔
40 保持部材
41 保持部材
50a 保湿部材
50b 保湿部材
100 電極部材
101 出力部
Claims (4)
- 表面筋電位を測定するために生体に装着される生体用装着部材であって、
前記表面筋電位を測定する一対の電極と、前記一対の電極の各々に接続して前記表面筋電位に応じた電気信号を外部に出力する導電性の配線部と、前記一対の電極を保持する絶縁性の保持部材と、を備える電極部材と、
生体に装着されると共に生体に対向する対向面に前記電極部材が設けられる柔軟性及び絶縁性を有する装着部材と、
を有し、
前記保持部材は、
前記装着部材と前記一対の電極との間に設けられ、少なくとも前記一対の電極から前記装着部材に対して防水性を有し、柔軟性を有すると共に前記装着部材よりも屈曲し難い、
ことを特徴とする生体用装着部材。 - 前記保持部材は、
前記配線部と前記装着部材との間に設けられる、
ことを特徴とする請求項1記載の生体用装着部材。 - 前記装着部材は、
生体が挿通され、
前記一対の電極は、
前記装着部材に対する生体の挿通方向に沿って配列される、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の生体用装着部材。 - 前記電極部材は、
前記一対の電極の各々と前記保持部材との間に吸水性の保湿部材を備える、
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の生体用装着部材。
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