JPH10503661A - 医療用電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 人間の皮膚に取り付けられるセンサ（１２）を備えた医療用電極。センサから離れた位置に、同じく人間の皮膚に付着される緩衝部(rclicf)（１５）を備えている。この電極はセンサと取付け点との間の相互移動ができるように、しかもかかる相互移動がセンサに負荷を掛けないように形成されている。これにより運動による偽信号の発生を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】 医療用電極 本発明は、人間の皮膚からの電気信号をピックアップするための医療用電極に 関する。ピックアップされる電気信号とは、ヒトその他の心臓より生ずるＥＣＧ 信号、脳から生ずるＥＥＧ信号、及び、神経及び筋肉活動から生ずるＥＭＧ信号 等である。 このような電極は前記電気信号をピックアップするためのセンサを備えており 、このセンサは人間の皮膚に対して電気的に接続される。このセンサの取付けは 通常センサを人間の皮膚に付着させることによってなされ、センサと皮膚との間 には導電性のケル形状とされた接触媒体又は導電接着剤が必要である。その他の タイプの電極としては、皮膚の細胞間液に直接接触するように皮膚の上層に貫通 されるチップを備えたセンサを有したものがある。ピックアップされた電気信号 はセンサから導電体を介して電極の出力端に伝送される。出力端は電気的プラグ 又はそれと同様の形態とされたものである。 ピックアップされた電気信号は弱く、一般的には１ｍＶ、又はそれ以下のオー ダーのものであり、もし電極のセンサが人間の皮膚に対し動いた場合には、経験 が示すように、本来測定されるべき信号よりも相当強い可能性のある偽信号又は 誤信号が生じる。従って、測定中には電極のセンサが動かないようにすることが 最も重要である。センサがこのように動いてしまう主たる原因は人間の動きによ るものである。ベッドに居る患者においてはかかる問題は生じにくいが、例えば 仕事を対象とした医療研究及びスポーツを対象とした医療研究の場合には、対象 となる人が非常に激しい動きをすることがしばしば有り、電極線が強く引っ張ら れて上記の如き偽信号を引き起こし、かつ電極が完全に引っ張られてしまう可能 性もある。 米国特許No.4,503,860には、ワイヤをセンサから離して取り付ける手段を有し 、これにより導電体への機械的負荷を軽減するようにした電極が開示されてい る。その導電体は取付け点との間でぴんと張られているため、電極線への強い引 っ張りが電極のセンサに伝達され、上記の如き偽信号の原因となる。 米国特許No.4,653,502には、電極線をセンサから離して取り付けるための付着 部材を備え、それによってそのケーブルへの機械的負荷を軽減するようにした医 療用電極が開示されている。しかし、この電極も上記のものと同じ欠点を有して いる。 米国特許No.3,547,104には、同様に、センサから離して人間の皮膚に取り付け られる電極線への負荷を低減する手段を有した医療用電極が開示されている。か かる負荷の低減が効果的になされるように、電極が人間の皮膚に取り付けられた 際にはセンサと取付け点との間にはループが形成され、これにより取付け点の動 きがセンサには伝わらないようになっている。電極ケーブルは一般的な可撓性ワ イヤであり、作業スタッフは、電極ケーブルを取り付ける際に、電極ケーブルが 引っ張られることによって取付け位置が露出してしまう動きが補償されるに充分 な大きさを持ったループを確保しなければならないことが明白である。 本発明の目的は、取付け点における動きが電極のセンサには伝達されないよう にする引っ張り力解除手段が組み込まれた医療用電極を提供することである。本 発明による電極は動作をしている人の研究、例えば人間の身体又は頭部の皮膚か ら電気信号をピックアップするための仕事及びスポーツを対象とした医療研究、 に用いられる。 この目的は、電極のワイヤを曲がり部を有した形状とすることにより達成され る。ワイヤはセンサと該電極の取付け位置との間においてそれら両者間の直線距 離よりも長い寸法を有しており、そのため、センサと取付け点の相互間の動きを 許容し、しかもかかる動きによってセンサが上記の如き偽信号を生じることのな いよう補償することができる。 以下、本発明を図面を参照してより詳細に説明する。 図１は、本発明に係る電極を、使用時に人の方に向く側から示した図； 図２は、図１の電極の伸張された状態を示す図；そして、 図３は、図１の電極の分解図；である。 図１及び図２に示したこの医療用電極は、柔軟なキャリアシート１０から成っ ている。このキャリアシートは、該電極が図示の形状となるよう、適宜なプラス チック製シートから切り抜き又は打ち抜きされたものである。このキャリアシー ト１０には、導電性材料から成り該キャリアシートの全長にわたって延在するウ ェブ１１が取り付けられている。この導電ウェブは周知の方法、例えば銀粒子を 含んだ導電性ペーストを使用したシルクスクリーン印刷等、によりキャリアシー トに取り付けられている。この導電ウェブは、該ウエブがキャリアシート１０の 一端部を全幅にわたって覆いセンサ１２を形成すべく、該電極の一端において幅 広のものとなっている。センサ１２は、導電性接着剤１６の層又は接触ゲルから 成り少なくとも該センザと同じ領域を有した接触媒体によって、周知方法で被覆 されている。 例えば肌に馴染む接着剤を有した不織ウエブ等の、一般的医療グレードを有し た一片の自己付着テープ１３が、キャリアシートのセンサ１２とは反対側に取り 付けられている。この自己付着テープ１３は、センサ１２が該自己付着テープ１ ３の外周より内部に完全に配置されるように配設されている。この自己付着テー プ１３、及びセンサ１２上の付着性を有した接触媒体により、この電極のセンサ １２は周知の方法で人間の皮膚と電気的に接触し、人間の皮膚からの電気信号を ピックアップすることができる。 導電ウェブ１１は、該電極の前記センサ１２と反対側端部においてキャリアシ ート１０の端部を全幅にわたって覆うように広く形成されており、出力端１４を 形成している。センサ１２からピックアップされた電気信号は導電ウェブ１１に よってこの出力端１４に伝達され、電気信号は該出力端から、周知の手段により 、測定記録装置に進んでピックアップされる。導電ウェブ１１はセンサ１２と出 力端１４との間において絶縁ラッカー層１８により被覆されている。このラッカ ー１８は導電体１１を電気的及び機械的に保護するものであるが、センサ１２と 出力端１４との電気的接続を阻害するものではない。 キャリアシート１０は、その長さ方向における一部に拡張部１５を有している 。この拡張部は、ここでは、角の丸められた略矩形状のものとなっている。この 拡張部１５には接着剤層が設けられている。該接着剤層はこの拡張部１５の全面 及び導電ウェブ１１の部分にわたって配されている。この接着剤は液体状のもの か、あるいは両面に接着性を備えた一片の柔らかい自己付着テープ１７とするこ ともできる。 この電極は図１に示す如き形状で与えられ、前記テープ１３及び拡張部１５の 接着面には周知手段により保護層が設けられている。この保護層は該電極の使用 前に除去される。この電極のセンサ１２は、電気信号を拾うべきポイント又は人 間の皮膚に取り付けられる。拡張部１５はセンサ１２から離して人間の皮膚に貼 着され、該電極は図１に示す自然形態となる。拡張部１５は該拡張部が有する接 着剤によって人間の皮膚に取り付けられているので、例えば出力端１４に接続さ れた電線からの引っ張り力の如き如何なる負荷も人間の皮膚に伝達されることと なり、よってこの拡張部１５は出力端１４からの力を軽減する機械的緩衝手段と して機能する。 図示の実施形態において、この電極のキャリアシート１０はシートのウェブか ら打ち抜かれ又は切り取られたものであり、図１は、この電極が好ましくかつ自 然に平らになって一平面内に位置している状態を示している。キャリアシートは 、センサ１２と拡張部１５（すなわち緩衝部）との間では細長いストリップ状に 延在している。このストリップは、三つの直線部１０ａ，１０ｃ，１０ｅと、こ れら直線部をつなぐ中間曲線部１０ｂ，１０ｄとを有したＳ字状カーブを描いて いる。図１においては、直線部１０ａ，１０ｃ，１０ｅは互いに平行となり、ま た曲線部１０ｂ，１０ｄは半円形のものとなっている。前記テープ片１３及び緩 衝部１５からキャリアシート１０への各移行部１０ｆ，１０ｇにおいては、前記 直線部１０ａ及び１０ｅは該電極の長手軸に対して鈍角を成しており、すなわち 角度変化は９０°以下となっている。 図１に示す電極が使用される際には、前記保護層がテープ１３及び緩衝部１５ から剥がされ、センサ１２が電気信号をピックアップすべき点に置かれる。同様 に、緩衝部１５が皮膚に付着される。この電極は、センサ１２と緩衝部１５との 間のキャリアシートのＳ字状コースによって、このセンサ１２と緩衝部１５との 間の相互の動きを補償することができる。かかる動きは出力端１４に接続された 線から伝達される引っ張り力によって生ずるものであるが、緩衝部は人間の皮膚 に貼着されているため、この引っ張り力は緩衝部１５によって完全に吸収される 。仕事及びスポーツを対象とした医学的研究の場合には、人は動いており、これ が引っ張り負荷を生じ、その負荷は緩衝部１５によって吸収される。しかし、特 にこの電極が関節の近くあるいは運動中の筋肉にわたって取り付けられていると きには、この人の動きがまた、前記センサ及び緩衝部１５がそれぞれ貼着されて いる人の皮膚の点あるいは領域を相互に動かすことになる。この電極のＳ字状の キャリアシートによって、このような相互の動きをも補償される。図２はセンサ １２の取り付け点及び緩衝部１５の取り付け点が互いに離れて動かされた状態に ある電極を示しており、その際該電極のＳ字状キャリアシートが伸張されて、セ ンサと緩衝部との間の相互の動きが補償される。相応じて、この電極はまたセン サ１２と緩衝部とが互いに接近する圧縮を補償することも可能である。 キャリアシートのＳ字形状部からセンサ１２近傍のキャリアシート及び緩衝部 １５のそれぞれへの移行部１０ｆ及び１０ｇの角度変化は９０°以下であり、そ こは鈍角となっている。その結果、図２に示した電極のＳ字状キャリアシートは 移行部１０ｆ，１０ｇまでしか変形しないものとなっている。これら移行部が直 角あるいは鋭角に形成されていた場合にはこうはならないであろう。これらの移 行部が鈍角であるために材料の捩じれが小さく、よってこれらの角度が直角ある いは鋭角となっている場合よりもここにかかる負荷は小さくて済む。ここでは、 これらの移行部１０ｆ，１０ｇは比較的小さな曲率半径を持った曲がりのきつい ものとして示してあるが、この曲率半径はより大きいものでもよい。 キャリアシートのＳ字状コースは、前記自己付着部１３の幅に対応した幅の制 限内に位置していることが理解できるであろう。従って、複数の電極を並設する 場合、それらの自己付着部１３が重ならないようにすればＳ字状曲線部もオーバ ラップすることがなく、互いに緩衝することがないことが解るであろう。 本発明に係る電極の他の実施形態では、キャリアシートにおけるセンサ１２と 緩衝部１５との相互移動を補償する部分が、自身の上に一回、あるいは好ましく は二回折り込まれる実質直線状のストリップとして形成される。かかる実施形態 のものは、使用者に上記実施形態によるものと同じ利益をもたらすことができる が、折り込み操作が必要なため製造によりコストが掛かるものとなる。図示の実 施形態のものは、そのような折り込み操作の必要のないものである。 別の実施形態では、電極の相互移動を補償する部分が数回のみの巻回数を有し た螺旋捩じれ部として形成されている。この実施形態によるものもまた使用者に 対して上記実施形態のものと同じ利益をもたらすことができるが、やはり製造コ ストがより嵩むものとなる。 個々の電極に対して個々のテープ１３のピースを用いる代わりに、適当なサイ ズの共通の自己付着テープのピースを用いて所要数のセンサを所要間隔で収納す ることにより、複数の電極を組合せて一つのセットとすることができる。また、 かかる実施形態においては、緩衝部１５は、前記セットを構成する全ての電極を 接続する通し緩衝部として提供することも可能である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年６月１９日 【補正内容】 請求の範囲 １． 電気信号をピックアップするためのセンサ（１２）と、 前記センサを人間の皮膚に電気的接触状態に取り付ける手段（１３）と、 出力端（１４）と、 前記センサ（１２）を前記出力端（１４）に電気的に接続する導電手段（１１ ）を備えた細長体（１０ａ〜１０ｇ） と、 を備え、 前記細長体（１０ａ〜１０ｇ）が、前記センサ（１２）と離れた緩衝領域（１ ５）と、該緩衝領域（１５）を前記人間の皮膚に取り付けるための手段とを有し て成る、人間の皮膚からの電気信号をピックアップするための医療用電極におい て、 前記細長体（１０ａ〜１０ｇ）は、その自然状態において、前記センサ（１２ ）と前記緩衝領域（１５）との間において、センサ（１２）及び緩衝領域（１５ ）間の直線距離よりも長くなる形状をとることを特徴とする医療用電極。 ２． 請求項１記載の電極において、前記導電手段（１１）が細長く柔軟なキ ャリアシート（１０）に支持されており、該キャリアシート（１０）は、前記セ ンサ（１２）と前記緩衝領域（１５）との間において、該キャリアシートの面内 に、少なくとも一つの曲がり部を有していることを特徴とする電極。 ３． 請求項２記載の電極において、前記曲がり部（１０ａ〜１０ｅ）の前記 センサ（１２）及び前記緩衝領域（１５）への移行部（１０ｆ〜１０ｇ）は、そ れぞれ、該電極の長手方向に対して鈍角を成していることを特徴とする電極。 ４． 請求項２又は３記載の電極において、前記細長体（１０ａ〜１０ｇ）の 該電極と直交する方向の幅は、該電極の他の部分（１３，１５）の幅を超えない ことを特徴とする電極。 ５． 請求項１記載の電極において、前記導電体（１１）を支持する細長く柔 軟なキャリアシート（１０）を有し、該キャリアシート（１０）が、前記センサ （１２）と前記取付け点（１５）との間において、自身の上に折り畳まれている ことを特徴とする電極。 ６． 請求項２ないし５の何れかに記載の電極において、前記取付け点（１５ ）が前記キャリアシートの一部と一体とされており、かつその隣接側には貼着剤 が設けられていることを特徴とする電極。 ７． 請求項６記載の電極において、前記緩衝領域（１５）がシート状に形成 されていることを特徴とする電極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 電気信号をピックアップするためのセンサ（１２）と、 前記センサを人間の皮膚に電気的接触状態に取り付ける手段（１３）と、 出力端（１４）と、 前記センサ（１２）を前記出力端（１４）に電気的に接続する導電体（１１） と、を備え、 前記導電体（１１）が、前記センサ（１２）と離れた取付け点（１５）と、該 取付け点（１５）を前記人間の皮膚に取り付けるための手段とを有して成る、人 間の皮膚からの電気信号をピックアップするための医療用電極において、 前記導電体（１１）は、前記センサ（１２）と前記取付け点（１５）との間に おいて、センサ（１２）及び取付け点（１５）間の直線距離よりも長くなる形状 となっていることを特徴とする医療用電極。 ２． 請求項１記載の電極において、前記導電体（１１）が細長く柔軟なキャ リアシート（１０）に支持されており、該キャリアシート（１０）は、前記セン サ（１２）と前記取付け点（１５）との間において、該キャリアシートの面内に 、少なくとも一つの曲がり部を有していることを特徴とする電極。 ３． 請求項２記載の電極において、前記曲がり部（１０ａ〜１０ｅ）の前記 センサ（１２）及び前記取付け点（１５）への移行部（１０ｆ〜１０ｇ）は、そ れぞれ、該電極の長手方向に対して鈍角を成していることを特徴とする電極。 ４． 請求項２又は３記載の電極において、前記曲がり部（１０ａ〜１０ｅ） は、該電極の他の部分（１３，１５）により規定される幅の範囲内に完全に位置 していることを特徴とする電極。 ５． 請求項１記載の電極において、前記導電体（１１）を支持する細長く柔 軟なキャリアシート（１０）を有し、該キャリアシート（１０）が、前記センサ （１２）と前記取付け点（１５）との間において、自身の上に折り畳まれている ことを特徴とする電極。 ６． 請求項１ないし５の何れかに記載の電極において、前記取付け点（１５ ）が前記キャリアシートの一部と一体とされており、かつその隣接側には貼着剤 が設けられていることを特徴とする電極。 ７． 請求項７記載の電極において、前記取付け点（１５）がシート状に形成 されていることを特徴とする電極。