JPH0595922A

JPH0595922A - 生体用電極およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0595922A
Application number: JP3290589A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Sakakawa; 光男坂川
Original assignee: NIPPON ACHISON KK
Current assignee: NIPPON ACHISON KK
Priority date: 1991-10-08
Filing date: 1991-10-08
Publication date: 1993-04-20

Abstract

(57)【要約】【目的】銀／塩化銀を用いた電極の優れた電気的特性を
保ちながら、簡便で安価な生体用電極を製造する。【構成】精密な印刷手段によって銀／塩化銀の均一な薄
層を形成し、これとカーボンまたはグラファイトの薄層
との接触界面を形成せしめる。【効果】電極電位特性の安定性を損なうことなく、生体
からの微小信号の検出にも優れた特性を有する生体用電
極を安価に製作できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、心電図、筋電図、脳波
等を記録するのに必要となる生体用電極に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】生体用電極の製造については、従来から
数多くの研究・提案がなされている。すなわち、電極材
料として導電性粘弾性親水性ゲルの使用（特開昭６
３−２４９２８、特開昭６１−８５９２５、特開昭５４
−７７４８９）、水素化チタン（特公昭５６−２０８
５４）、カーボン繊維（特公昭５７−４５５７０）の使
用、導電性樹脂により一体成形された電極体に導電性
塗膜を形成する方法（特公昭６１−５５９７１、特開昭
５８−１４９７３４）、導電性物質をプリント印刷す
ることによる特殊形状の電極（特開昭５８−２１６０３
６）などである。しかし、電気特性の点で、また、コス
トの面で、まだ改良すべき点が多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、生体の発する
信号は１ｍＶ以下と小さい。さらに近年、不整脈などの
心臓病の予知技術の方向としては、ますます微小信号の
検出が重要となってくる。これらの信号の正確な測定の
ためには、電極の安定性、できるだけ低い電極インピー
ダンス、雑音電圧を発生しないこと、などの特性が要求
される。これらを満たすには、可逆性の良い電極反応を
要し、また、分極を可能なかぎり抑える必要がある。

【０００４】上記の特性を満たす電極としては、現在の
ところ銀／塩化銀電極が最も適している。その理由は、
銀／塩化銀を用いた場合の電極反応に由来する。すなわ
ち、電極が生体に付着され生体電極として作動すると
き、化学式１に示される電極電位を決定する反応が可逆
的かつ安定に起こり、この反応を介して電極と生体間で
電子とイオンの交換がスムーズになされるため、測定に
影響を及ぼす分極電位も生じることなく、安定な電極電
位が保たれるためと考えられる。

【化１】ＡｇＣｌ＋ｅ^- ←→ Ａｇ＋Ｃｌ^-

【０００５】また、銀あるいは塩化銀は、温度変化に伴
う起電力も極めて小さく、オフセットの安定性と、検出
信号の低雑音化が実現できる優れた電極材料である。

【０００６】銀／塩化銀電極の製造方法としては、従来
から、食塩水中で銀板を陽極として電気分解し、銀板
表面を塩化銀でコーティングして銀／塩化銀電極とする
か、銀粉末と塩化銀粉末の混合粉末を加圧成形し、銀
／塩化銀とする方法が知られている。

【０００７】市販の銀／塩化銀電極の多くは、の電解
法によっているが、塩化銀の均一なメッキコーティング
が困難であり、電極電位特性が不安定になる傾向があ
る。

【０００８】またの粉末成形法においては、特に光に
よる分解変質が起こりやすいなど、化学的に不安定な塩
化銀を用いるため、電極電圧の安定性への危惧のみなら
ず、電極自身の保存、取り扱いが煩雑であり、実用性に
欠ける。

【０００９】さらに、銀／塩化銀電極の原材料は、言う
までもなく高価な銀または塩化銀であり、従来の製造方
法では、これを使い捨てにするほど安価には製造でき
ず、広く普及するまでには至っていないのが実情であ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、銀／塩化
銀を基体上に数μｍ以下、好ましくは２〜４μｍと極め
て薄く印刷し、さらに、銀／塩化銀の薄層にカーボン
および／またはグラファイトの層を接触させて配するこ
とにより、好適な結果が得られることを見出した。

【００１１】銀または塩化銀のみを印刷した電極にする
と、該印刷厚みの微小な差異により電極インピーダンス
が変化し、安定な品質のものが望めなかった。ところ
が、カーボンを介すれば、銀あるいは塩化銀の印刷厚み
によらず、一定した電極インピーダンスが得られること
が判明した。実際の使用にあたっては、低周波治療パッ
ドに見られるように、ハウジングに使い捨ての粘着ゲル
を装着する方法と、パッド自身を使い捨ての構造にする
ことが考えられる。製造上のコストダウンを図る点から
も、衛生上の観点からも後者の方法に従うほうが望まし
く、以下に具体的に説明する。

【００１２】

【実施例】図１は、先に説明したように、ハウジングを
使わず、銀／塩化銀等を印刷塗布したフィルム自体を生
体電極として使用する場合の実施態様を示す。まず、適
度の柔軟性を有するフィルム（１）上に、カーボンまた
はグラファイト（２）をスクリーン印刷などの手段によ
り薄膜状に形成せしめる。膜厚は数μｍ程度、好ましく
は５〜６μｍであり、生体からの信号の伝播を可能たら
しめる。次に、その上に銀／塩化銀を含むゲル状の粘着
剤を、フレキソグラフィーなどの特殊印刷技術を用い
て、数μｍ以下、好ましくは２〜４μｍと非常に薄く、
かつ、均一になるようにコントロールしながら印刷す
る。グラビア印刷の版となるシリンダーが鉄製なのに対
し、フレキソグラフィーでは該シリンダーがゴムででき
るため、コストダウンが図れるとともに、高速印刷にも
対応できる。

【００１３】フィルム（１）は、この場合、導電性を問
わない。ここで特徴的なのは、非導電性の汎用フィルム
を使用できる点である。即ちＰＥ、ＰＰ、ＰＶＣ、Ｐ
Ｓ、ＡＢＳあるいはナイロン、ポリエステルなど、入手
容易なフィルムの上にカーボンなどをスクリーン印刷す
ることにより、導電性が保証されることになる。銀／塩
化銀の薄膜（３）の上に、導電性接着ゲル（４）を重ね
れば、このフィルム体は、そのまま生体電極として使用
することができる。

【００１４】図２は、フィルム基材が導電性のある金属
箔、あるいは先記の汎用フィルム材質に導電フィラーを
添加した導電フィルムである場合を示す。

【００１５】図１、図２に示す電極用フィルム体からリ
ード線を取り出す方法は、フィルム体端部（１０）を鰐
口クリップでつかむか、あるいは、フィルム体の一部に
クリップボタンを成型するなど、制限は受けない。

【００１６】図３は、ハウジングを用いた実施例の断面
図であり、該電極は生体に直接付着するゲル状パッド
（６）と、それを覆うハウジング部（７）によって構成
される。ゲル状パッド（６）は、脱着に適した厚みの粘
着性ゲル（４）の上に銀／塩化銀を厚さ２〜４μｍに印
刷して成る銀／塩化銀の薄層（３）を重ねたシートを、
ハウジング部（７）の内径に合わせて円板状に打ち抜い
たものである。バウジング部（７）は、シリコン、シリ
コンゴム、ブラスチックなど、耐久性柔軟性に富む部材
で構成される。

【００１７】使用時には、ゲル状パッド（６）をハウジ
ング部（７）に装着して使用する。こうすることによ
り、銀／塩化銀の薄層（３）は、ハウジング部（７）内
面に設けられたカーボンまたはグラファイト層（２）と
接触界面を形成する。実際に使用する時は、ゲル状パッ
ド（６）が使い捨てとなり、つぎつぎに新しいゲル状パ
ッド（６）をハウジング部（７）に装着する。ゲル状パ
ッド（６）の使い捨ての代わりに、導電クリームでパッ
ドハウジングの内部を満たし、ハウジング部（７）の生
体接触部（８）に両面接着テープ等の手段により接着力
をもたせる方法で使用しても構わない。

【００１８】本実施例に記載した方法により製作した電
極ペアと、従来のスズ蒸着法により製作した電極ペアと
をＡＡＭＩ(the associationfor the advancement ofme
dical instrumentation)の規格（１９８４年２月に改定
された、プレゲル化したＥＣＧ使い捨て電極のために提
案された標準）に従って、電気的レスポンスを測定した
結果を表１に示す。

【表１】

【００１９】図４〜６には、実際の心電図を、各種の電
極を用いて測定した例を示す。図４は、従来の方法によ
った。すなわち、金属製の半球状電極の中を導電クリー
ムで満たし、胸部の所定部に付着させ、付属の中空ゴム
球にて空気を吸うことにより、金属半球を固定せしめ
た。図５は、スズ蒸着電極を使用した。図６は、本発明
による電極を使用した。

【００２０】図４〜６中の、特にＡ、Ｂの部分に注目す
ると、その振幅が従来の半球状電極＜スズ蒸着電極＜本
発明による電極となっていることが認められ、本発明に
よる電極では、より微小な信号の検出が可能になった。
このことは、本発明による電極が、不整脈などの心臓病
の予知用としても利用できることを示唆している。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、極めて薄く、か
つ、均一な銀／塩化銀の層とカーボンまたはグラファイ
ト層を接触させて配した電極を構成することにより、電
極電位特性の安定性を損なうこともなく、生体からの微
小信号の検出にも優れた特性を有する生体電極を製作で
きる。さらに、本発明の方法によれば、銀あるいは塩化
銀の印刷性が向上し、該印刷面がより平滑になる。ま
た、電極自身のインピーダンスの上昇を伴わずに銀ある
いは塩化銀の使用量を減らすことが可能で、結果とし
て、製造原価を安価に抑えることができる。

【００２２】

【図面の簡単な説明】

【図１】非導電性のフィルムをベースとする電極の構成
を示した説明図である。

【図２】導電性のフィルムをベースとする電極の構成を
示した説明図である。

【図３】ハウジングを有する生体パッド着脱式の電極を
示した説明図である。

【図４】従来の半球状電極による心電図である。

【図５】スズ蒸着電極による心電図である。

【図６】本発明の電極による心電図である。

【符号の説明】

１非導電性フィルム２カーボンまたはグラファイト層３銀／塩化銀層４導電性接着ゲル５導電性フィルム６ゲル状パッド７ハウジング８生体接触部９リード線用クリップボタン 10 フィルム体端部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生体用銀／塩化銀電極において、銀／塩
化銀の薄層とカーボンおよび／またはグラファイトの薄
層との接触界面を形成することを特徴とする生体用電
極。
【請求項２】請求項１記載の生体用電極において、精
密印刷手段を用いて銀／塩化銀の薄層を形成することを
特徴とする生体用銀／塩化銀電極の製造方法。