JPH11128187A

JPH11128187A - 心電図用電極、心電図測定用着衣及び心電図測定システム

Info

Publication number: JPH11128187A
Application number: JP9293027A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Ishijima; 正之石島
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 1997-10-24
Filing date: 1997-10-24
Publication date: 1999-05-18
Anticipated expiration: 2017-10-24
Also published as: JP3663285B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被検者を拘束することなく、被検者が動いた
としても精度の高い心電図を取得できる心電図用電極を
提供することを目的とする。【解決手段】本発明の心電図用電極は、被検者の体表
面と常時直接接触するような位置である肩部に、導電性
繊維を織りなして形成された導電生地１０が縫い込まれ
た着衣１である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検者の心電図を
取得するための心電図用電極心電図測定用着衣及び心電
図測定システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、安静時の心機能を測定する場
合、被検者の体表に生じる電圧の変化を記録した心電図
により行っている。ここで、心電図とは、心臓拍動にお
いて生じる電気的活動の記録であり、心収縮に先行して
刺激の生成と伝播により興奮する心筋による体表に生じ
る電圧を曲線として記録したものである。

【０００３】即ち、心電図により心機能を測定する場
合、銀／塩化銀電極（固定電極）を被検者の手首や足首
の近くに粘着剤によって皮膚に接着させたり、減圧を利
用して体表に吸着させたりすることで固定し、各電極を
増幅器により増幅しこの増幅信号（心電図出力）を記録
計またはＣＲＴに表示することで行っている。しかしこ
のような固定電極は、測定するごとに被検者に固定され
るものであり、しかも上記のように粘着剤を用いたり、
減圧したりして体表面に固定して測定に入るため、被検
者に意識させることなく計測するには限界がある。

【０００４】また、場合によっては電極が体表面から脱
落してしまうこともあって、その際には固定し直さなけ
ればならないといった測定者の監視負担も増大せざるを
得ない。これに対して近年、繊維布帛に組み込んだ電極
を利用して無拘束下で体表の電気信号を取得する方法が
報告されている（IEEE TRANSACTION ON BIOMEDICAL ENG
INEERING, VOL., 40, NO6, P593-594 1993）。これは導
電性の繊維によって枕カバー及びシーツを作製し、これ
によって被検者が導電性繊維から構成される枕カバー及
びシーツ上で横になるだけで心拍信号を採取することが
できるものである。これによると、心臓ベクトルに対し
て定常的な位置関係にある電極配置を保ち得るので、心
電図の第二誘導の定常的な波形が取れる。そのため心機
能の診断に有効である。また、この方法によれば電極を
被検者の体表面に固定することなく心電図を採ることが
できるため、自然な状態での測定が可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記導
電性の枕カバー及びシーツでは、例えば、被検者の姿勢
如何によっては被検者の髪の毛等が身体と導電性枕カバ
ーの間に入ってしまって身体と電極との接触面積が低下
することで心拍信号を途切れさせ、結果としてはその間
は心電図が採取できなくなってしまい精度の点で問題が
ある。

【０００６】また、この場合には被検者と電極とが容易
に離間する状態にあるため、例えば、被検者が寝返りを
うつ場合にも、上記同様の問題が発生してしてしまうこ
ともある。特に、頭部に近い側に配する電極（枕カバ
ー）は、被検者の動きの影響が大きく身体との接触性が
低下し易いので十分に接触するよう配慮する必要があ
る。

【０００７】このように電極と身体との接触性の低下に
起因して心電図の測定精度が低下するのは、上記導電性
の枕カバー及びシーツは身体との接触面積が小さくなる
とその部分での抵抗値が大きくなり、身体の微弱な電気
信号を取得する場合には精度に影響するからである。従
って、測定精度の向上を図るには接触面積を大きくとる
必要があるが、実際には上述したように被検者自身が原
因となって測定精度が低下せざるを得ない。

【０００８】そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされ
たものであって、被検者を拘束することなく、被検者が
動いたとしても精度に優れた心電図を取得することが可
能な心電図用電極を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、被検者の体表から電気信号を取得する心電
計に用いられる心電図用電極であって、裏面が被検者の
体表面と直接接触し、表面が心電計につながる外部電極
と直接接触する可撓性導電部を、少なくとも一部に有す
る着衣であることを特徴とする。

【００１０】この電極を用いれば被検者を拘束すること
なく、被検者が動いたとしても精度に優れた心電図を採
取することができる。上記可撓性導電部には、具体的に
は導電性繊維から構成された織布、編布、不織布又は導
電性を有するフィルムを用いることができる。ここで上
記可撓性導電部を導電性繊維と非導電性繊維とを配列し
て構成すれば、吸湿性、着用感等に優れた風合いの適切
な着衣とすることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下実施の形態に係る心電図用電
極について図面を参照しながら具体的に説明する。図１
は、本発明の心電図用電極である着衣１（上半身に纏う
衣服）の正面及び背面方向から見た斜視図である。

【００１２】この図１に示すように、当該着衣１は、身
体の肩部と対峙する場所に布状の導電生地１０（特許請
求の範囲では、可撓性導電部或は導電性を有する布体と
記載してある。）が組み込まれている。この導電生地１
０は、着衣１の切り抜かれた肩部に周部を縫い合わせる
ことにより組み込まれている。なお、導電生地１０が組
み込まれる位置は、被検者の身体の体表面と直接常時接
触可能な位置であれば肩部に限定されない。また、着衣
全体を導電生地１０で作製してもよい。

【００１３】図２は、上記導電生地１０の一部拡大図で
ある。この図２に示すように導電生地１０は、導電性糸
Ｓ１と非導電性糸Ｓ２との織成体である。導電性糸Ｓ１
は、導電性繊維からなる所定の太さ（例えば、１３０デ
ニール）を有する糸であって、例えば金、銀、銅等の金
属糸、ポリアニリン、ポリアセチレン等の導電性ポリマ
ー、銀メッキされたナイロンフィラメントの束であるマ
ルチフィラメントからなる銀メッキナイロン糸（例え
ば、Sauqoit社製のX−STATIC（商品名））や、硫化銅及
びニッケルを含有したアクリル繊維或はナイロン繊維、
ポリエステル繊維からなるフィラメント糸や紡績糸（撚
糸）や、導電性の糸と非導電性の綿糸、アクリル、ナイ
ロン、ポリエステル糸とのコアヤーン、合糸、合撚糸、
混繊糸、紡績糸（撚糸）を用いることができる。

【００１４】非導電性糸Ｓ２は非導電性繊維からなる糸
であって、綿糸、アクリル、ナイロン、ポリエステル糸
等を用いることができる。そして、導電生地１０は、上
記導電性糸Ｓ１と非導電性糸Ｓ２とを織成により配列し
て作製される。この導電生地１０の柔軟性は、これを構
成する導電性糸Ｓ１、非導電性糸Ｓ２の太さ、それらの
織り込む密度等によって規定されるが、可撓圧（体重圧
など）が掛からなくても着衣１を着用した被検者の動き
に伴って常時被検者の身体に接触するように変形が可能
なように設定されている。

【００１５】尤も、着衣１の被検者身体への密着性が高
いものでないと、このように導電生地１０を常時身体に
接触させることは困難となるので、被検者の体格に応じ
て着衣の寸法を適宜設定することが望ましい。また、導
電生地１０の表裏両面から導電性の繊維が露出するよう
に織成されてある。これは、裏面を被検者の身体に接触
させて心拍信号を採取し、表面を外部電極（後述する布
帛電極２２）と容易に接続可能とするためである。

【００１６】なお、導電生地１０の形態は、織布に限ら
ず上記導電性糸Ｓ１と非導電性糸Ｓ２とを交編した編布
や、導電性繊維Ｓ１を絡ませた不織布などの形態を挙げ
ることができるが、導電性糸Ｓ１のみによって構成して
もよく、又導電物質が樹脂フィルムにメッキ、練り込
み、プリント等された導電性フィルムを用いることもで
きる。

【００１７】図３は、この着衣１を心電図測定に適応し
た例である心電図測定システム２０の構成を示す模式図
である。この図３に示すように、心電図測定システム２
０は、上記着衣１と、電気的絶縁性のフィラメントの束
からなるマルチフィラメント或は紡績糸を織成したシー
ツ本体２１と、このシーツ本体２１の上面の被検者の首
部に対応した部位に配置された布帛電極２２と、被検者
の足部に対応した部位に配置された布帛電極２３と、シ
ーツ本体２１の下側に置かれた外来電気雑音を抑制する
ための外来電気雑音抑制用導電性布帛２４と、取得した
心拍信号を増幅する増幅器２５とから構成される。

【００１８】上記布帛電極２２、２３には、上記導電生
地１０と同様にして作製された織布、編布或は不織布を
用いることができるが、ここで布を構成する糸の強度は
やや強めであって、布の柔軟性があまりないようなもの
であってもかまわない。何故なら、当該布帛電極２２、
２３には被検者の体重圧がかかるからである。上記外来
電気雑音抑制用導電性布帛２４には、金属糸などの導電
糸からなる織布、編布或は不織布を用いることができ、
シーツ本体２１との間には当該シーツ本体２１と同様の
絶縁性シート（不図示）が介挿されてある。

【００１９】上記電気信号増幅器２５は、心電図の検出
に適した周波数帯域特性を持ち、心電図以外の電気雑音
を抑制する電気フィルターが組み込まれている。そし
て、上記布帛電極２２は、上記増幅器２５のマイナス極
に接続され、布帛電極２３は、上記増幅器２５のプラス
極に接続されており、被検者の着衣に組み込まれた導電
生地１０との電気的な接触によって、被検者の心臓拍動
が電気的に採取される。そして増幅器２５から発せられ
る増幅された心拍信号が図示しない記録装置に記録され
るようになっている。

【００２０】この心電図測定システム２０では、被検者
の身体の動きに合わせて柔軟に変形が可能な導電生地１
０を、身体の体表面と常時接触可能な位置に配置して心
電図を採取するため、仰臥状態からある程度身体を動か
したとしても、電極と身体との接触面積は確保されるの
で精度の高い心電図を採取することができる。なお、導
電生地１０と布帛電極２２との電気的な接触性は、心拍
信号を取得するために被検者の体表に直接的に接触する
必要がある心電図用電極とは事情が異なり、接触面積が
僅かでも確保されていれば導電可能であるので心電図用
電極の場合のような問題は生じない。

【００２１】また、このように被検者は身体をある程度
動かしても測定には悪影響を与えないので被検者が抱く
拘束感が軽減される、つまり、被検者は、リラックスし
た自然な状態で検査に臨むことができる。加えて、測定
者の監視負担の軽減も図ることができるといった効果も
ある。本発明に係る着衣としては、パジャマの他、シャ
ツ、肌着、ネグリジェ（図４（ａ）参照、図４は、着衣
の別な態様を表す正面図である。）、浴衣（図４（ｂ）
参照）、ねまき、ガウンが挙げられ、これが長袖であっ
ても、半袖であってもよい。又、サポータ、マフラー
（首まき、図４（ｃ）参照）として用いることもでき
る。尚、これらの着衣は、前述した交編織布、布織布自
体を用い或はこれらを部分的に縫着、接着しても、導電
性樹脂をプリントしたり、導電性フィルムを貼合せても
よい。更に、縫糸として導電性糸を用いてもよい。

【００２２】〔実施例〕上記心電図測定システム２０を
用いて心電図を採取した場合について例示的に説明す
る。「実験区」上記導電生地１０には、直径３．３μｍ／１
フィラメントのフィラメント３４本からなる太さ１３０
デニールで、抵抗値２．８６Ω／ｃｍ（Ｐ−Ｐ）のSauq
oit社製のX−STATIC（商品名）（銀メッキナイロン糸）
と４０番手の綿糸の織布を用い、これを着衣の肩部に組
み込んだ。

【００２３】上記布帛電極２２及び２３には導電性の糸
と綿糸とを４対２で配列した織布を用いた。そして、被
検者の心電図を採取した。この結果を図５に示した。「対象区」対象実験として、導電性繊維からなる布帛電
極を枕に組み込んで被検者の首筋と接触させ心電図を採
取した。この結果を図６に示した。

【００２４】図５に示すように着衣に組み込まれた布状
電極（導電生地１０）を用いて心電図を採取した場合に
は、心電波形は途切れることなく採取することができた
が、図６に示すように枕に組み込まれた布状電極を用い
た場合には、約８５s〜１７０sの間で採取不能であっ
た。この結果は、双方の精度の差をはっきりと表してい
ると言える。

【００２５】つまり、対象区の電極は、被検者の頭部が
位置する枕に組み込まれたものであるので、場合によっ
ては首筋と当該電極との間に髪の毛が介在してしまった
り、或は、被検者が寝返りをうってしまうことがあり、
こうなれば身体と電極との接触不良により導電性が低下
してしまい心電図測定に支障を来す。微弱な身体の電気
信号を採取するものであるからこの接触不良の影響は顕
著に顕れる。

【００２６】一方、実験区の電極は、体表面との接触が
遮断されにくい位置（肩部）に組み込まれているのに加
えて、被検者の身体の動きに合わせて変形する柔軟な布
体であるので、当該電極と被検者の皮膚面とは常時大き
な接触面積で接触されることになるので、電気信号が途
切れるといったことは起こり難い。なお、上記実験を被
検者を代えて何回か実施しても上記と同様の差が認めら
れたことを考慮すると、本発明の心電図用電極は従来の
もに比べて精度が高いのは明らかである。

【００２７】〔変形例〕本発明は、上記実施の形態に限
定されないのは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲内において種々の形態で実施可能であり、以下
の変形例が考えられる。（１）被検者の対象（年齢や性別）は問わないが、動
きの激しい赤子を被検対象とする場合にその有用性は特
に高いと解される。

【００２８】また、着衣にて電気信号を取得するので、
従前のように仰臥状態で測定する必要性はなく、心臓拍
動に影響を与えない程度であれば椅子に座った状態でも
測定することもできる。（２）上記実施の形態は、上半身では肩部でのみ接触
するように導電生地１０を配置し、下半身ではシーツ本
体２１上の布帛電極２３と接触させた場合であったが、
下半身での身体との接触も上半身と同様にスボン、スト
ッキング、ソックス、タイツ、サポーター、レッグウォ
ーマー、指先部分を切除したソックス等の着衣に上記同
様に導電生地１０を組み込み、上記布帛電極２３を介し
てこれら着衣から直接電気信号を取得するようにするこ
ともできる。

【００２９】このようにすれば赤子などの検査にあって
は特に有用である。何故なら、赤子には仰臥を強いて、
測定を行うケースが多いからであるが、この構成であれ
ば普通の状態で測定することもできるからである。又、
特に、老人にあっては足の皮膚が老化して角質化し硬く
なるため上記の方法によって下半身より信号を取り出す
のが効果的である。

【００３０】

【発明の効果】上述したように本発明の心電図用電極
は、裏面が被検者の体表面と直接接触し、表面が心電計
につながる外部電極と直接接触する可撓性導電部を、少
なくとも一部に有する着衣であるので、被検者が例えば
仰臥状態からある程度身体を動かしたとしても、電極と
身体との接触面積は確保されるので精度の高い心電図を
採取することができる。

【００３１】また、このように被検者は身体をある程度
動かしても測定には悪影響を与えないので被検者が抱く
拘束感が軽減される、つまり、被検者は、リラックスし
た自然な状態で検査に臨むことができる。更に、測定者
の監視負担の軽減も図ることができるといった効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】上記実施の形態に係る心電図用電極である着衣
の正面図と背面図である。

【図２】上記実施の形態に係る着衣の導電部の構成を示
す拡大図である。

【図３】上記実施の形態に係る心電図を取得するための
心電図測定システムの構成を示す模式図である。

【図４】上記着衣の別な態様を表す正面図である。

【図５】上記心電図測定システムを用いて取得された被
検者の心電図の波形である。

【図６】従来の電極を用いた心電図測定システムにおい
て取得された被検者の心電図の波形である。

【符号の説明】

１着衣１０導電生地２１シーツ本体２２布帛電極２３布帛電極２４外来電気雑音抑制用導電性布帛２５増幅器Ｓ１導電性糸Ｓ２非導電性糸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検者の体表から電気信号を取得する心
電計に用いられる心電図用電極であって、裏面が被検者の皮膚面と直接接触し、表面が心電計につ
ながる外部電極と直接接触する可撓性導電部を、少なく
とも一部に有する着衣であることを特徴とする心電図用
電極。
【請求項２】前記可撓性導電部は、導電性繊維から構
成された織布、編布、不織布又は導電性を有するフィル
ムであることを特徴とする請求項１記載の心電図用電
極。
【請求項３】前記可撓性導電部は、導電性繊維と非導
電性繊維とが配列され構成されていることを特徴とする
請求項２記載の心電図用電極。
【請求項４】被検者の着衣の一部又は全部が表裏両面
にわたって導電性を有する布体で構成されていることを
特徴とする心電図測定用着衣。
【請求項５】前記導電性を有する部分は、導電性繊維
から構成された織布、編布、不織布又は導電性を有する
フィルムであることを特徴とする請求項４記載の心電図
測定用着衣。
【請求項６】前記導電性を有する部分は、導電性繊維
と非導電性繊維とが配列され構成されていることを特徴
とする請求項５記載の心電図測定用着衣。
【請求項７】離間して配され、心電計につながる一対
の布帛電極と、裏面が被検者の皮膚面と直接接触し、表面が前記布帛電
極のうちの一と直接接触する可撓性導電部を、少なくと
も一部に有する着衣とからなる心電図測定システム。