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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022072806
(43)【公開日】2022-05-17
(54)【発明の名称】センサー用電極装置
(51)【国際特許分類】
A61B 5/262 20210101AFI20220510BHJP
A61B 5/273 20210101ALI20220510BHJP
【ＦＩ】
A61B5/04 300H
A61B5/04 300Q
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020182451
(22)【出願日】2020-10-30
(71)【出願人】
【識別番号】000003193
【氏名又は名称】凸版印刷株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】植村 大蔵
(72)【発明者】
【氏名】上田 龍二
(72)【発明者】
【氏名】喜納 修
(72)【発明者】
【氏名】加藤 久弥
【テーマコード（参考）】
4C127
【Ｆターム（参考）】
4C127LL07
4C127LL18
(57)【要約】 （修正有）
【課題】測定値にノイズが含まれにくくすることを可能としたセンサー用電極装置を提供する。
【解決手段】検出部１１に電気的に接続することが可能に構成された第１配線部材２１Ａと、導電性を有し、第１配線部材２１Ａに電気的に接続される第１針状部材２２Ａとを備える。第１針状部材２２Ａは、樹脂製の第１本体部と、第１本体部の外表面を覆う第１導電層とを備える。第１本体部は、複数の第１針状部と、板状を有し、複数の第１針状部を支持する第１支持部とを備える。第１導電層は、第１支持部の表面における少なくとも一部に接する第１部分と、第１支持部の側面における少なくとも一部に接する第２部分とを含む。第１配線部材２１Ａは、第１部分および第２部分に接続されている。
【選択図】図２
【解決手段】検出部１１に電気的に接続することが可能に構成された第１配線部材２１Ａと、導電性を有し、第１配線部材２１Ａに電気的に接続される第１針状部材２２Ａとを備える。第１針状部材２２Ａは、樹脂製の第１本体部と、第１本体部の外表面を覆う第１導電層とを備える。第１本体部は、複数の第１針状部と、板状を有し、複数の第１針状部を支持する第１支持部とを備える。第１導電層は、第１支持部の表面における少なくとも一部に接する第１部分と、第１支持部の側面における少なくとも一部に接する第２部分とを含む。第１配線部材２１Ａは、第１部分および第２部分に接続されている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
生体において生じる電気信号を検出する検出部を備えた生体信号センサーにおいて、前記生体から前記電気信号を受けるセンサー用電極装置であって、
前記検出部に電気的に接続することが可能に構成された第１配線部材と、
導電性を有し、前記第１配線部材に電気的に接続される第１針状部材であって、前記生体に穿刺される前記第１針状部材と、を備え、
前記第１針状部材は、樹脂製の第１本体部と、前記第１本体部の外表面を覆う第１導電層とを備え、
前記第１本体部は、複数の第１針状部と、板状を有し、前記複数の第１針状部を支持する第１支持部と、を備え、
前記第１支持部は、前記複数の第１針状部を支持する第１面と、前記第１面と対向する第２面と、前記第１面を前記第２面に接続する側面とを含み、
前記第１導電層は、前記第２面の少なくとも一部に接する第１部分と、前記側面の少なくとも一部に接する第２部分とを含み、
前記第１配線部材は、前記第１部分および前記第２部分に接続されている
センサー用電極装置。
前記検出部に電気的に接続することが可能に構成された第１配線部材と、
導電性を有し、前記第１配線部材に電気的に接続される第１針状部材であって、前記生体に穿刺される前記第１針状部材と、を備え、
前記第１針状部材は、樹脂製の第１本体部と、前記第１本体部の外表面を覆う第１導電層とを備え、
前記第１本体部は、複数の第１針状部と、板状を有し、前記複数の第１針状部を支持する第１支持部と、を備え、
前記第１支持部は、前記複数の第１針状部を支持する第１面と、前記第１面と対向する第２面と、前記第１面を前記第２面に接続する側面とを含み、
前記第１導電層は、前記第２面の少なくとも一部に接する第１部分と、前記側面の少なくとも一部に接する第２部分とを含み、
前記第１配線部材は、前記第１部分および前記第２部分に接続されている
センサー用電極装置。
【請求項2】
前記第１面は、前記第１面の中央を含む第１領域と、前記第１領域外に位置して前記第１領域を囲む第２領域とを含み、
前記第２領域における前記第１針状部の密度は、前記第１領域における前記第１針状部の密度よりも低い
請求項１のセンサー用電極装置。
前記第２領域における前記第１針状部の密度は、前記第１領域における前記第１針状部の密度よりも低い
請求項１のセンサー用電極装置。
【請求項3】
前記第１支持部は、前記第１面と対向する平面視において前記第１面の中央を含む第１部分と、前記平面視において前記第１部分外に位置し、前記側面を含む第２部分とを含み、
前記第２部分の厚さが、前記第１部分の厚さよりも厚い
請求項１または２に記載のセンサー用電極装置。
前記第２部分の厚さが、前記第１部分の厚さよりも厚い
請求項１または２に記載のセンサー用電極装置。
【請求項4】
前記第１部分の厚さは、３００μｍ以下であり、
前記第２部分の厚さは、５００μｍ以上１０００μｍ以下である
請求項３に記載のセンサー用電極装置。
前記第２部分の厚さは、５００μｍ以上１０００μｍ以下である
請求項３に記載のセンサー用電極装置。
【請求項5】
前記第１面と対向する平面視において、互いに隣り合う前記第１針状部間の距離がピッチであり、
前記ピッチの長さは、前記第１針状部の長さにおける最大値の２倍以上である
請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサー用電極装置。
前記ピッチの長さは、前記第１針状部の長さにおける最大値の２倍以上である
請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサー用電極装置。
【請求項6】
前記検出部に電気的に接続することが可能に構成された第２配線部材と、
導電性を有し、前記第２配線部材に電気的に接続される第２針状部材と、をさらに備え、
前記第２針状部材は、樹脂製の第２本体部と、前記第２本体部の外表面を覆う第２導電層とを備え、
前記第２本体部は、複数の第２針状部と、板状を有し、前記複数の第２針状部を支持する第２支持部と、を備え、
前記第２支持部は、前記複数の第２針状部を支持する第１面と、前記第１面と対向する第２面と、前記第１面を前記第２面に接続する側面とを含み、
前記第２導電層は、前記第２支持部の前記第２面の少なくとも一部に接する第１部分と、前記第２支持部の前記側面の少なくとも一部に接する第２部分とを含み、
前記第２配線部材は、前記第２導電層の前記第１部分および前記第２部分に接続されている
請求項１から５のいずれか一項に記載のセンサー用電極装置。
導電性を有し、前記第２配線部材に電気的に接続される第２針状部材と、をさらに備え、
前記第２針状部材は、樹脂製の第２本体部と、前記第２本体部の外表面を覆う第２導電層とを備え、
前記第２本体部は、複数の第２針状部と、板状を有し、前記複数の第２針状部を支持する第２支持部と、を備え、
前記第２支持部は、前記複数の第２針状部を支持する第１面と、前記第１面と対向する第２面と、前記第１面を前記第２面に接続する側面とを含み、
前記第２導電層は、前記第２支持部の前記第２面の少なくとも一部に接する第１部分と、前記第２支持部の前記側面の少なくとも一部に接する第２部分とを含み、
前記第２配線部材は、前記第２導電層の前記第１部分および前記第２部分に接続されている
請求項１から５のいずれか一項に記載のセンサー用電極装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、生体信号を検出する生体信号センサーが備えるセンサー用電極装置に関する。
【背景技術】
【0002】
被検者の皮膚における病状を診断するための医療装置が知られている。この医療装置は、皮膚におけるインピーダンスの値を測定し、測定値を用いて被検者の皮膚に存在する病巣を診断する。医療装置は、複数の電極を有した導電性のプローブを備えている。各電極は、ベース基板と、ベース基板と一体に形成された複数のマイクロニードルを備えている。ベース基板は、ＳＯＩウェハにおけるシリコンウェハであり、マイクロニードルはシリコンウェハから形成される。各マイクロニードルは、角質層の貫通に十分な長さを有している。皮膚におけるインピーダンスの値が測定される際には、各電極が被検者の皮膚に配置された後に、各電極が皮膚に押圧されることによって、マイクロニードルが角質層を貫通する（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表２００９－５１９０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、マイクロニードルの穿刺対象である生体の皮膚は弾性を有している。そのため、マイクロニードルの押圧によって、マイクロニードルを穿刺するための外力が皮膚に作用すると、皮膚は、皮膚に作用した外力に応じて変形する。この点、シリコンウェハによって形成されたベース基板は高い剛性を有するから、マイクロニードルの穿刺時において皮膚の変形に対して十分に追従することができない。これにより、皮膚に対するマイクロニードルの穿刺が十分ではない、あるいは、測定時にマイクロニードルが抜けやすくなり、結果として、測定値にノイズが含まれやすくなる。
【0005】
本発明は、測定値にノイズが含まれにくくすることを可能としたセンサー用電極装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するためのセンサー用電極装置は、生体において生じる電気信号を検出する検出部を備えた生体信号センサーにおいて、前記生体から前記電気信号を受ける。前記検出部に電気的に接続することが可能に構成された第１配線部材と、導電性を有し、前記第１配線部材に電気的に接続される第１針状部材であって、前記生体に穿刺される前記第１針状部材と、を備える。前記第１針状部材は、樹脂製の第１本体部と、前記第１本体部の外表面を覆う第１導電層とを備える。前記第１本体部は、複数の第１針状部と、板状を有し、前記複数の第１針状部を支持する第１支持部と、を備える。前記第１支持部は、前記複数の第１針状部を支持する第１面と、前記第１面と対向する第２面と、前記第１面を前記第２面に接続する側面とを含む。前記第１導電層は、前記第２面の少なくとも一部に接する第１部分と、前記側面の少なくとも一部に接する第２部分とを含む。前記第１配線部材は、前記第１部分および前記第２部分に接続されている。
【0007】
上記センサー用電極装置によれば、生体に穿刺される第１針状部材の第１本体部が樹脂によって形成されるから、第１支持部が可撓性を有する。そのため、生体表面に対する第１支持部の追従性を高めることが可能である。また、検出部に電気的に接続される第１配線部材が、第１導電層の第１部分と第２部分との両方に接続されるから、第１配線部材と第１針状部材との接触面積を拡張することが可能である。これにより、第１配線部材と第１針状部材との接触面積がより小さい場合に比べて、センサー用電極装置によって生体信号がより取り出されやすくなる。そのため、上記センサー用電極装置によれば、測定値にノイズが含まれにくくなる。
【0008】
上記センサー用電強装置において、前記第１面は、前記第１面の中央を含む第１領域と、前記第１領域外に位置して前記第１領域を囲む第２領域とを含み、前記第２領域における前記第１針状部の密度は、前記第１領域における前記第１針状部の密度よりも低くてもよい。
【0009】
上記センサー用電極装置によれば、第２領域での第１針状部の密度が、第１領域での第１針状部の密度よりも低いため、第１面の全体において第１針状部の密度が均一である場合に比べて、生体に穿刺される第１針状部の数を第１領域において確保しつつ、第１針状部を支持する第１支持部の可撓性を高めることが可能である。
【0010】
上記センサー用電極装置において、前記第１支持部は、前記第１面と対向する平面視において前記第１面の中央を含む第１部分と、前記平面視において前記第１部分外に位置し、前記側面を含む第２部分とを含み、前記第２部分の厚さが、前記第１部分の厚さよりも厚くてもよい。
【0011】
上記センサー用電極装置によれば、第２部分の厚さが第１部分の厚さよりも厚いから、側面における第１配線部材との接続を確保しつつ、第１部分の厚さが第２部分の厚さよりも薄いことによって、第１針状部材の可撓性を確保することも可能である。
【0012】
上記センサー用電極装置において、前記第１部分の厚さは、３００μｍ以下であり、前記第２部分の厚さは、５００μｍ以上１０００μｍ以下であってもよい。このセンサー用電極装置によれば、第１部分の厚さによって、第１針状部材の可撓性を確保することが可能であり、かつ、第２部分の厚さによって、第１針状部材が第１配線部材に接続する面積を確保することが可能である。
【0013】
上記センサー用電極装置において、前記第１面と対向する平面視において、互いに隣り合う前記第１針状部間の距離がピッチであり、前記ピッチの長さは、前記第１針状部の長さにおける最大値の２倍以上であってもよい。このセンサー用電極装置によれば、互いに隣り合う第１針状部のピッチがより短い場合に比べて、第１針状部材の可撓性を高めることが可能である。
【0014】
上記センサー用電極装置において、前記検出部に電気的に接続することが可能に構成された第２配線部材と、導電性を有し、前記第２配線部材に電気的に接続される第２針状部材と、をさらに備え、前記第２針状部材は、樹脂製の第２本体部と、前記第２本体部の外表面を覆う第２導電層とを備え、前記第２本体部は、複数の第２針状部と、板状を有し、前記複数の第２針状部を支持する第２支持部と、を備え、前記第２支持部は、前記複数の第２針状部を支持する第１面と、前記第１面と対向する第２面と、前記第１面を前記第２面に接続する側面とを含み、前記第２導電層は、前記第２支持部の前記第２面の少なくとも一部に接する第１部分と、前記第２支持部の前記側面の少なくとも一部に接する第２部分とを含み、前記第２配線部材は、前記第２導電層の前記第１部分および前記第２部分に接続されていてもよい。
【0015】
上記センサー用電極装置によれば、生体に穿刺される第２針状部材の第２本体部が樹脂によって形成されるから、第２支持部が可撓性を有する。そのため、生体表面に対する第２支持部の追従性を高めることが可能である。また、検出部に電気的に接続される第２配線部材が、第２導電層の第１部分と第２部分との両方に接続されるから、第２配線部材と第２針状部材との接触面積を拡張することが可能である。これにより、第２配線部材と第２針状部材との接触面積がより小さい場合に比べて、センサー用電極装置によって生体信号がより取り出されやすくなる。そのため、上記センサー用電極装置によれば、測定値にノイズが含まれにくくなる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、測定値にノイズが含まれにくくすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】センサー用電極装置を備える生体信号センサーの構造を示す平面図。
【図2】センサー用電極装置の構造をセンサー用電極装置が接続される検出部とともに模式的に示す断面図。
【図4】第１面と対向する視点から見た第１針状部材の構造を示す平面図。
【図5】第１針状部材の構造を示す断面図。
【図6】第１針状部材の構造を示す断面図。
【図7】センサー用電極装置の作用を説明するための作用図。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図１から図７を参照して、センサー用電極装置の一実施形態を説明する。
［生体信号センサーの構造］
図１は、センサー用電極装置を備える生体信号センサーの平面構造を示している。
図１が示すように、生体信号センサー１０は、検出部１１と電極装置１２とを備えている。生体信号センサー１０は、生体において生じる電気信号を検出する検出部１１を備えている。検出部１１は、例えば電気信号の一例である脳波を検出する。電極装置１２は、生体から電気信号を受ける。
［生体信号センサーの構造］
図１は、センサー用電極装置を備える生体信号センサーの平面構造を示している。
図１が示すように、生体信号センサー１０は、検出部１１と電極装置１２とを備えている。生体信号センサー１０は、生体において生じる電気信号を検出する検出部１１を備えている。検出部１１は、例えば電気信号の一例である脳波を検出する。電極装置１２は、生体から電気信号を受ける。
【0019】
電極装置１２は、第１配線部材２１Ａと第１針状部材２２Ａとを備えている。第１配線部材２１Ａは、検出部１１に電気的に接続することが可能に構成されている。第１針状部材２２Ａは、導電性を有し、第１配線部材２１Ａに電気的に接続される。第１針状部材２２Ａは、生体に穿刺される。本実施形態において、第１針状部材２２Ａは、生体の皮膚に穿刺される。検出部１１が脳波を検出する場合には、第１針状部材２２Ａは、例えば生体の額に穿刺される。
【0020】
電極装置１２は、第２配線部材２１Ｂと第２針状部材２２Ｂとを備えている。第２配線部材２１Ｂは、検出部１１に電気的に接続することが可能に構成されている。第２針状部材２２Ｂは、導電性を有し、第２針状部材２２Ｂに電気的に接続される。第２針状部材２２Ｂは、生体に穿刺される。第２針状部材２２Ｂは、第１針状部材２２Ａと同様に、生体の皮膚に穿刺される。検出部１１が脳波を検出する場合には、第２針状部材２２Ｂは、例えば生体の皮膚に穿刺される。
【0021】
【0022】
図２が示すように、検出部１１は、第１端子１１Ａ１と第２端子１１Ａ２とを備えている。第１端子１１Ａ１は、電極装置１２の第１配線部材２１Ａに接続することが可能に構成されている。第１端子１１Ａ１は、第１配線部材２１Ａに対する取り付けと、第１配線部材２１Ａからの取り外しとが可能に構成されている。第２端子１１Ａ２は、電極装置１２の第２配線部材２１Ｂに接続することが可能に構成されている。第２端子１１Ａ２は、第２配線部材２１Ｂに対する取り付けと、第２配線部材２１Ｂからの取り外しとが可能に構成されている。
【0023】
電極装置１２は、絶縁部材２３および支持部材２４をさらに備えている。絶縁部材２３は、第１配線部材２１Ａおよび第２配線部材２１Ｂの各々のうち、２つの端部以外の部分を覆っている。絶縁部材２３は、例えば各種の合成樹脂によって形成されている。支持部材２４は、支持部材２４から各配線部材２１Ａ，２１Ｂの両端部が露出するように絶縁部材２３を覆っている。支持部材２４は、絶縁部材２３と同様に、例えば各種の合成樹脂によって形成されている。支持部材２４は、電極装置１２の外形を形成している。
【0024】
第１配線部材２１Ａは、第１端部２１Ａ１および第２端部２１Ａ２を備えている。各端部２１Ａ１，２１Ａ２は、上述したように、絶縁部材２３および支持部材２４から露出している。第１配線部材２１Ａは、第１端部２１Ａ１から第２端部２１Ａ２に向かう途中において屈曲している。第１端部２１Ａ１は、検出部１１の第１端子１１Ａ１に接続することが可能に構成されている。第２端部２１Ａ２は、第１針状部材２２Ａに接続されている。
【0025】
第２配線部材２１Ｂは、第１端部２１Ｂ１および第２端部２１Ｂ２を備えている。各端部２１Ｂ１，２１Ｂ２は、上述したように、絶縁部材２３および支持部材２４から露出している。第２配線部材２１Ｂは、第１端部２１Ｂ１から第２端部２１Ｂ２に向かう途中において屈曲している。第１端部２１Ｂ１は、検出部１１の第２端子１１Ａ２に接続することが可能に構成されている。第２端部２１Ｂ２は、第２針状部材２２Ｂに接続されている。
【0026】
なお、電極装置１２が製造される際には、絶縁部材２３が有する２つの凹部のうち、一方の凹部に第１針状部材２２Ａが嵌め込まれ、他方の凹部に第２針状部材２２Ｂが嵌め込まれる。一方の凹部には、第１配線部材２１Ａの第２端部２１Ａ２が露出し、他方の凹部には、第２配線部材２１Ｂの第２端部２１Ｂ２が露出している。
【0027】
また、生体信号センサー１０において、第１針状部材２２Ａは第１配線部材２１Ａから取り外しが可能であってもよいし、取り外しが可能でなくてもよい。第２針状部材２２Ｂは、第２配線部材２１Ｂから取り外しが可能であってもよいし、取り外しが可能でなくてもよい。検出部１１は、第１端子１１Ａ１および第２端子１１Ａ２を備えなくてもよい。この場合には、第１配線部材２１Ａおよび第２配線部材２１Ｂの各々が、検出部１１に対して常時接続される。
【0028】
図３は、図２が示す領域Ａを拡大して示している。領域Ａは、第１針状部材２２Ａ、および、第１針状部材２２Ａの周辺構造を含む。なお、以下では第１針状部材２２Ａの構造を詳細に説明する。第２針状部材２２Ｂは、電極装置１２内における位置が第１針状部材２２Ａとは異なる一方で、第２針状部材２２Ｂの構造は第１針状部材２２Ａの構造と共通であるから、第２針状部材２２Ｂの構造についての詳しい説明を省略する。また、図３では、第１導電層を説明する便宜上、第１導電層の厚さが誇張されている。
【0029】
図３が示すように、第１針状部材２２Ａは、樹脂製の第１本体部２２Ａ１と、第１本体部２２Ａ１を覆う第１導電層２２Ａ２とを備えている。第１本体部２２Ａ１は、複数の第１針状部Ａ１１と、第１支持部Ａ１２とを備えている。第１支持部Ａ１２は、板状を有し、複数の針状部Ａ１１を支持している。
【0030】
第１支持部Ａ１２は、表面Ａ１２Ｆ、裏面Ａ１２Ｒ、および、側面Ａ１２Ｓを含んでいる。裏面Ａ１２Ｒは、複数の第１針状部Ａ１１を支持している。表面Ａ１２Ｆは、第１支持部Ａ１２において、裏面Ａ１２Ｒと対向している。側面Ａ１２Ｓは、裏面Ａ１２Ｒを表面Ａ１２Ｆに接続している。裏面Ａ１２Ｒは第１面の一例であり、表面Ａ１２Ｆは第２面の一例である。
【0031】
第１導電層２２Ａ２は、本体部２２Ａ１の外表面における全体を覆っている。第１導電層２２Ａ２は、第１支持部Ａ１２の表面Ａ１２Ｆにおける少なくとも一部に接する第１部分と、第１支持部Ａ１２の側面Ａ１２Ｓにおける少なくとも一部に接する第２部分とを含んでいる。本実施形態では、第１導電層２２Ａ２の第１部分は、表面Ａ１２Ｆの全体に接している。また、第１導電層２２Ａ２の第２部分は、側面Ａ１２Ｓの全体に接している。なお、第１支持部Ａ１２の表面Ａ１２Ｆにおける一部のみが第１導電層２２Ａ２によって覆われてもよいし、側面Ａ１２Ｓにおける一部のみが第１導電層２２Ａ２によって覆われてもよい。
【0032】
電極装置１２によれば、生体に穿刺される第１針状部材２２Ａの第１本体部２２Ａ１が樹脂によって形成されるから、第１本体部２２Ａ１の第１支持部Ａ１２が可撓性を有する。そのため、生体表面に対する第１支持部Ａ１２の追従性を高めることが可能である。また、検出部１１に電気的に接続される第１配線部材２１Ａが、第１導電層２２Ａ２の第１部分と第２部分との両方に接続されるから、第１配線部材２１Ａと第１針状部材２２Ａとの接触面積を拡張することが可能である。これにより、第１配線部材２１Ａと第１針状部材２２Ａとの接触面積がより小さい場合に比べて、電極装置１２によって生体信号がより取り出されやすくなる。
【0033】
図３が示す例では、第１配線部材２１Ａは、第１導電層２２Ａ２のうち、第１支持部Ａ１２の側面Ａ１２Ｓを覆う部分の全体に接続されているが、第１支持部Ａ１２の側面Ａ１２Ｓを覆う部分の一部に接続されてもよい。なお、第１配線部材２１Ａと第１針状部材２２Ａとの接続面積を拡張する観点では、第１配線部材２１Ａは、第１導電層２２Ａ２のうち、第１支持部Ａ１２の側面Ａ１２Ｓを覆う部分の全体に接続されていることが好ましい。
【0034】
また、第１配線部材２１Ａは、第１導電層２２Ａ２のうち、第１支持部Ａ１２の表面Ａ１２Ｆを覆う部分の全体に接続されているが、第１支持部Ａ１２の表面Ａ１２Ｆを覆う部分の一部に接続されてもよい。なお、第１配線部材２１Ａと第１針状部材２２Ａとの接続面積を拡張する観点では、第１配線部材２１Ａは、第１導電層２２Ａ２のうち、第１支持部Ａ１２の表面Ａ１２Ｆを覆う部分の全体に接続されていることが好ましい。
【0035】
第１支持部Ａ１２の裏面Ａ１２Ｒと対向する平面視において、第１支持部Ａ１２の裏面Ａ１２Ｒは、第１針状部材２２Ａを取り囲む絶縁部材２３と同一平面上に位置している。なお、第１本体部２２Ａ１の全体を覆う第１導電層２２Ａ２の厚さは、第１支持部Ａ１２の厚さに対して非常に薄いため、第１支持部Ａ１２の外表面には第１導電層２２Ａ２の一部が位置するものの、第１支持部Ａ１２の裏面Ａ１２Ｒが絶縁部材２３と同一平面上に位置すると見なすことが可能である。第１導電層２２Ａ２の厚さは、例えば、数十ｎｍ以上数百ｎｍ以下の範囲に含まれる。
【0036】
なお、第２針状部材２２Ｂは、第１針状部材２２Ａと同様に、樹脂製の第２本体部と、第２本体部を覆う第２導電層とを備えている。また、第２本体部は、第１本体部２２Ａ１と同様に、複数の第２針状部と、第２支持部とを備えている。第２支持部は、第１支持部Ａ１２と同様に、表面、裏面、および、側面を含んでいる。第２導電層は、第１導電層と同様に、第２支持部の第２面における少なくとも一部に接する第１部分と、第２支持部の側面における少なくとも一部接する第２部分とを含んでいる。第２配線部材２１Ｂは、第１配線部材２１Ａと同様に、第２導電層の第１部分および第２部分の電気的に接続されている。
【0037】
図４から図６を参照して、第１針状部材２２Ａとして適用が可能な構造の一例を説明する。なお、上述したように、第２針状部材２２Ｂの構造は第１針状部材２２Ａの構造と共通であるから、以下に説明する構造は第２針状部材にも適用が可能である。また、以下に説明する３つの構造のうち、２つ以上の構造を組み合わせることも可能である。
【0038】
図４は、第１支持部Ａ１２の裏面Ａ１２Ｒと対向する平面視における第１針状部材２２Ａの構造を示している。
図４が示すように、第１支持部Ａ１２の裏面Ａ１２Ｒは、第１領域Ａ１２Ｒ１と第２領域Ａ１２Ｒ２とを含んでいる。第１領域Ａ１２Ｒ１、および、裏面Ａ１２Ｒの中央を含む領域である。第２領域Ａ１２Ｒ２は、第１領域Ａ１２Ｒ１外に位置して第１領域Ａ１２Ｒ１を囲んでいる。第２領域Ａ１２Ｒ２における針状部Ａ１１の密度は、第１領域Ａ１２Ｒ１における針状部Ａ１１の密度よりも低い。そのため、裏面Ａ１２Ｒの全体において第１針状部Ａ１１の密度が均一である場合に比べて、生体に穿刺される第１針状部Ａ１１の数を確保しつつ、第１針状部Ａ１１を支持する第１支持部Ａ１２の可撓性を高めることが可能である。
図４が示すように、第１支持部Ａ１２の裏面Ａ１２Ｒは、第１領域Ａ１２Ｒ１と第２領域Ａ１２Ｒ２とを含んでいる。第１領域Ａ１２Ｒ１、および、裏面Ａ１２Ｒの中央を含む領域である。第２領域Ａ１２Ｒ２は、第１領域Ａ１２Ｒ１外に位置して第１領域Ａ１２Ｒ１を囲んでいる。第２領域Ａ１２Ｒ２における針状部Ａ１１の密度は、第１領域Ａ１２Ｒ１における針状部Ａ１１の密度よりも低い。そのため、裏面Ａ１２Ｒの全体において第１針状部Ａ１１の密度が均一である場合に比べて、生体に穿刺される第１針状部Ａ１１の数を確保しつつ、第１針状部Ａ１１を支持する第１支持部Ａ１２の可撓性を高めることが可能である。
【0039】
図５は、第１支持部Ａ１２の表面Ａ１２Ｆに直交する面に沿う断面における第１針状部材２２Ａの構造を示している。
図５が示すように、第１支持部Ａ１２は、第１部分Ａ１２Ａおよび第２部分Ａ１２Ｂを含んでいる。第１部分Ａ１２Ａは、裏面Ａ１２Ｒと対向する平面視において裏面Ａ１２Ｒの中央を含んでいる。第２部分Ａ１２Ｂは、裏面Ａ１２Ｒと対向する平面視において第１部分Ａ１２Ａ外に位置し、側面Ａ１２Ｓを含んでいる。第２部分Ａ１２Ｂの厚さが、第１部分Ａ１２Ａの厚さよりも厚い。そのため、側面Ａ１２Ｓにおける第１配線部材２１Ａとの接続を確保しつつ、第１部分Ａ１２Ａの厚さが第２部分Ａ１２Ｂの厚さよりも薄いことによって、第１針状部材２２Ａの可撓性を確保することも可能である。
図５が示すように、第１支持部Ａ１２は、第１部分Ａ１２Ａおよび第２部分Ａ１２Ｂを含んでいる。第１部分Ａ１２Ａは、裏面Ａ１２Ｒと対向する平面視において裏面Ａ１２Ｒの中央を含んでいる。第２部分Ａ１２Ｂは、裏面Ａ１２Ｒと対向する平面視において第１部分Ａ１２Ａ外に位置し、側面Ａ１２Ｓを含んでいる。第２部分Ａ１２Ｂの厚さが、第１部分Ａ１２Ａの厚さよりも厚い。そのため、側面Ａ１２Ｓにおける第１配線部材２１Ａとの接続を確保しつつ、第１部分Ａ１２Ａの厚さが第２部分Ａ１２Ｂの厚さよりも薄いことによって、第１針状部材２２Ａの可撓性を確保することも可能である。
【0040】
各部分Ａ１２Ａ，Ａ１２Ｂの厚さは、第１支持部Ａ１２の厚さ方向における表面Ａ１２Ｆと裏面Ａ１２Ｒとの間の距離である。図５が示す例では、裏面Ａ１２Ｒが表面Ａ１２Ｆに向けて窪む部分を有し、これによって、第１部分Ａ１２Ａの厚さが、第２部分Ａ１２Ｂの厚さよりも薄い。なお、表面Ａ１２Ｆが裏面Ａ１２Ｒに向けて窪む部分を有し、これによって、第１部分Ａ１２Ａの厚さが、第２部分Ａ１２Ｂの厚さよりも薄くてもよい。あるいは、裏面Ａ１２Ｒが表面Ａ１２Ｆに向けて窪む部分を有し、かつ、表面Ａ１２Ｆが裏面Ａ１２Ｒに向けて窪む部分を有し、これによって、第１部分Ａ１２Ａの厚さが第２部分Ａ１２Ｂの厚さよりも薄くてもよい。
【0041】
第１部分Ａ１２Ａの厚さＴ１は、例えば３００μｍ以下であってよい。第２部分Ａ１２Ｂの厚さは、例えば５００μｍ以上１０００μｍ以下であってよい。これにより、第１部分Ａ１２Ａの厚さＴ１によって、第１針状部材２２Ａの可撓性を確保することが可能であり、かつ、第２部分Ａ１２Ｂの厚さＴ２によって、第１針状部材２２Ａが第１配線部材２１Ａに接続する面積を確保することが可能である。
【0042】
上述したように、電極装置１２が製造される際には、第１針状部材２２Ａは、絶縁部材２３が有する凹部に嵌め込まれる。第２部分Ａ１２Ｂの厚さＴ２が５００μｍ以上であることによって、凹部に対する第１針状部材２２Ａの嵌め込みも容易になる。また、第２部分Ａ１２Ｂの厚さＴ２が１０００μｍ以下であることによって、第１針状部材２２Ａが有する厚さに起因して電極装置１２が過剰に厚くなることが抑えられる。第１部分Ａ１２Ａの厚さＴ１は、３０μｍ以上であってよい。これにより、第１部分Ａ１２Ａの厚さＴ１に起因して第１針状部材２２Ａの剛性が過剰に低くなることが抑えられる。
【0043】
なお、第１支持部Ａ１２が均一な厚さを有する場合には、第１支持部Ａ１２の可撓性を高める観点では、第１支持部Ａ１２の厚さは、３０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。
【0044】
上述したように、第１支持部Ａ１２が可撓性を有する場合には、第１支持部Ａ１２は、皮膚の表面における形状に対して追従するように変形することが可能である。これにより、各第１針状部Ａ１１の軸線と、皮膚において当該第１針状部Ａ１１が穿刺される部分に対する法線とが概ね平行であるように、皮膚に対して第１針状部Ａ１１を位置させることが可能である。また、第１支持部Ａ１２が皮膚の表面における形状に対して追従するから、各第１針状部Ａ１１が皮膚内に穿刺される量にばらつきが生じることが抑えられる。
【0045】
図６は、第１支持部Ａ１２の表面Ａ１２Ｆに直交する面に沿う断面における第１針状部材２２Ａの構造を示している。
図６が示すように、裏面Ａ１２Ｒと対向する平面視において、互いに隣り合う第１針状部Ａ１１間の距離がピッチＰである。ピッチＰの長さは、第１針状部Ａ１１の長さＬにおける最大値の２倍以上である。これにより、互いに隣り合う第１針状部Ａ１１のピッチＰがより短い場合に比べて、第１針状部材２２Ａの可撓性を高めることが可能である。
図６が示すように、裏面Ａ１２Ｒと対向する平面視において、互いに隣り合う第１針状部Ａ１１間の距離がピッチＰである。ピッチＰの長さは、第１針状部Ａ１１の長さＬにおける最大値の２倍以上である。これにより、互いに隣り合う第１針状部Ａ１１のピッチＰがより短い場合に比べて、第１針状部材２２Ａの可撓性を高めることが可能である。
【0046】
図６が示す例では、各第１針状部Ａ１１の長さＬが互いに等しい。なお、複数の第１針状部Ａ１１には、第１の長さを有した第１針状部Ａ１１と、第１の長さとは異なる第２の長さを有した第１針状部Ａ１１が含まれてよい。また、裏面Ａ１２Ｒは、ピッチＰが第１のピッチである部分と、第１のピッチとは異なる第２のピッチである部分とを含んでもよい。
【0047】
複数の第１針状部Ａ１１が間隔を空けて第１支持部Ａ１２に位置することによって、第１針状部Ａ１１が皮膚に穿刺された場合に、互いに隣り合う第１針状部Ａ１１間の空間が皮膚で満たされる。これにより、各第１針状部Ａ１１と当該第１針状部Ａ１１を取り囲む皮膚とが接触する面積を拡大することが可能である。互いに隣り合う第１針状部Ａ１１の間隔であるピッチＰは、第１針状部Ａ１１を穿刺されやすくする観点において、第１針状部材２２Ａの押圧によって変形した皮膚が有し得る曲率半径に応じた大きさであることが好ましい。
【0048】
［作用］
図７を参照して、電極装置１２の作用を説明する。
図７は、電極装置１２が備える第１針状部材２２Ａ、および、第２針状部材２２Ｂの各々が、生体信号の測定対象である生体に穿刺された状態を示している。
図７を参照して、電極装置１２の作用を説明する。
図７は、電極装置１２が備える第１針状部材２２Ａ、および、第２針状部材２２Ｂの各々が、生体信号の測定対象である生体に穿刺された状態を示している。
【0049】
図７が示すように、生体信号センサー１０を用いて生体の電気信号を測定する際には、第１針状部材２２Ａおよび第２針状部材２２Ｂが生体表面を形成する皮膚Ｓｋに押し当てられる。皮膚Ｓｋは弾性を有するから、第１針状部材２２Ａおよび第２針状部材２２Ｂが押し当てられた際に皮膚Ｓｋに加えられた外力に応じて変形する。上述したように、各針状部材２２Ａ，２２Ｂの本体部２２Ａ１，２２Ｂ１は樹脂によって形成されているから、本体部２２Ａ１，２２Ｂ１が備える支持部Ａ１２，Ｂ１２が皮膚Ｓｋの変形に追従して撓む。これにより、支持部Ａ１２，Ｂ１２と皮膚Ｓｋとの間に隙間が形成されることが抑えられるから、針状部Ａ１１，Ｂ１１が皮膚Ｓｋに穿刺されやすく、また、穿刺された針状部Ａ１１，Ｂ１１が皮膚Ｓｋから抜けにくい。
【0050】
また、各配線部材２１Ａ，２１Ｂは、導電層の第１部分および第２部分に接続されるから、導電層のうちで針状部Ａ１１，Ｂ１１を覆う部分が受けた生体信号は、導電層の第１部分および第２部分の両方を通じて配線部材２１Ａ，２１Ｂに流れる。そのため、取り出された電気信号にノイズが含まれにくくなる。
【0051】
［針状部材］
以下、各針状部材２２Ａ，２２Ｂとして採用が可能な構造をより詳しく説明する。各針状部材２２Ａ，２２Ｂが備える針状部Ａ１１，Ｂ１１は、生体に皮膚に大きな外傷を生じさせることなく、生体の皮膚に対して穿刺されることが可能である。なお、本開示における外傷とは、皮膚の表面に対する針状部Ａ１１，Ｂ１１の穿刺に伴う皮膚における出血、紫斑、腫脹などである。針状部Ａ１１，Ｂ１１によればこうした外傷が抑えられるから、外傷に伴う苦痛も抑えられる。以下、針状部Ａ１１，Ｂ１１の形状をより詳しく説明する。
以下、各針状部材２２Ａ，２２Ｂとして採用が可能な構造をより詳しく説明する。各針状部材２２Ａ，２２Ｂが備える針状部Ａ１１，Ｂ１１は、生体に皮膚に大きな外傷を生じさせることなく、生体の皮膚に対して穿刺されることが可能である。なお、本開示における外傷とは、皮膚の表面に対する針状部Ａ１１，Ｂ１１の穿刺に伴う皮膚における出血、紫斑、腫脹などである。針状部Ａ１１，Ｂ１１によればこうした外傷が抑えられるから、外傷に伴う苦痛も抑えられる。以下、針状部Ａ１１，Ｂ１１の形状をより詳しく説明する。
【0052】
針状部Ａ１１，Ｂ１１の長さは、例えば、５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲に含まれる大きさを有することが好ましい。複数の針状部Ａ１１，Ｂ１１の全てが、等しい長さを有してもよい。あるいは、上述したように、複数の針状部Ａ１１，Ｂ１１には、第１の長さを有した針状部Ａ１１，Ｂ１１と、第１の長さとは異なる第２の長さを有した針状部Ａ１１，Ｂ１１が含まれてよい。
【0053】
針状部Ａ１１，Ｂ１１の外径は、１０μｍ以上２５０μｍ以下の範囲に含まれる大きさを有することが好ましい。複数の針状部Ａ１１，Ｂ１１の全てが、等しい外径を有してもよい。あるいは、複数の針状部Ａ１１，Ｂ１１には、第１の外径を有した針状部Ａ１１，Ｂ１１と、第１の外径とは異なる第２の外径を有した針状部Ａ１１，Ｂ１１が含まれてよい。
【0054】
なお、針状部Ａ１１，Ｂ１１の延びる方向に直交する平面での断面形状が円形状である場合には、針状部Ａ１１，Ｂ１１の外径は、当該断面形状における直径である。針状部Ａ１１，Ｂ１１が円形状以外の断面形状を有する場合には、例えば、針状部Ａ１１，Ｂ１１の断面形状に対して外接する円の直径を針状部Ａ１１，Ｂ１１の外径と見なすことが可能である。針状部Ａ１１，Ｂ１１の断面形状は、例えば、各種の多角形状、または、楕円状であってもよい。多角形状には、例えば、星形状、正方形状、および、三角形状が含まれる。針状部Ａ１１，Ｂ１１の断面形状は、対称軸を設定可能な形状でもよいし、対称軸を設定することができない形状でもよい。
【0055】
各針状部Ａ１１，Ｂ１１において、支持部Ａ１２，Ｂ１２に接続された端部が基端であり、基端とは反対側の端部が先端である。各針状部Ａ１１，Ｂ１１の先端は、尖っていてもよいし、尖っていなくてもよい。針状部Ａ１１，Ｂ１１の先端は、平面であってもよい。各針状部Ａ１１，Ｂ１１の形状は、例えば、真円柱状、斜円柱状、楕円柱状、多角柱状、真円錐状、斜円錐状、楕円錘状、多角錘状、円錐台状、角錐台状などであってよい。すなわち、各針状部Ａ１１，Ｂ１１の形状には、任意の形状を採用することが可能である。
【0056】
各支持部Ａ１２，Ｂ１２の裏面と対向する平面視において、裏面には、２列以上の針状部Ａ１１，Ｂ１１が位置することが好ましく、各列は、２つ以上の針状部Ａ１１，Ｂ１１を含むことが好ましい。各針状部Ａ１１，Ｂ１１は、支持部Ａ１２，Ｂ１２の裏面と、各針状部Ａ１１，Ｂ１１の軸線とが垂直であるように、支持部Ａ１２，Ｂ１２に配置されることが好ましい。なお、各針状部Ａ１１，Ｂ１１は、支持部Ａ１２，Ｂ１２の裏面と、針状部Ａ１１，Ｂ１１の軸線とが直角よりも小さい角度になるように、支持部Ａ１２，Ｂ１２に配置されてもよい。支持部Ａ１２，Ｂ１２の裏面における針状部Ａ１１，Ｂ１１の密度を高める観点では、各針状部Ａ１１，Ｂ１１の軸線は、支持部Ａ１２，Ｂ１２の裏面に対して垂直であることが好ましい。
【0057】
針状部Ａ１１，Ｂ１１のピッチＰは、１００μｍ以上１４００μｍ以下であってよい。針状部Ａ１１，Ｂ１１のピッチＰは、１００μｍ以上４００μｍ以下であることが好ましい。針状部Ａ１１，Ｂ１１のピッチＰは、針状部Ａ１１，Ｂ１１が皮膚の角質層を穿刺可能であるように、針状部Ａ１１，Ｂ１１が有する長さ、および、針状部Ａ１１，Ｂ１１が有する外径とともに考慮されることが好ましい。支持部Ａ１２，Ｂ１２の裏面において、針状部Ａ１１，Ｂ１１の密度は、例えば、１０本／ｃｍ２以上であってよい。針状部Ａ１１，Ｂ１１の密度は、例えば、２００本／ｃｍ２以上２０００本／ｃｍ２以下であることが好ましい。
【0058】
各支持部Ａ１２，Ｂ１２の表面積が大きいほど、針状部材２２Ａ，２２Ｂが皮膚に接する面積が大きくなるから、皮膚から電気信号を取り出す際の電気抵抗を小さくすることが可能である。そのため、電気抵抗を小さくする観点では、各支持部Ａ１２，Ｂ１２の表面積が大きいことが好ましい。なお、針状部Ａ１１，Ｂ１１によって抵抗を小さくすることが可能であれば、各支持部Ａ１２，Ｂ１２の表面積を小さくしてもよい。
【0059】
各針状部材２２Ａ，２２Ｂにおいて、複数の針状部Ａ１１，Ｂ１１と支持部Ａ１２，Ｂ１２とは一体に形成されてもよい。あるいは、複数の針状部Ａ１１，Ｂ１１と支持部Ａ１２，Ｂ１２とは個別に形成されてもよい。すなわち、複数の針状部Ａ１１，Ｂ１１は、支持部Ａ１２，Ｂ１２に対する取り付けと、支持部Ａ１２，Ｂ１２からの取り外しとが可能に構成されてもよい。
【0060】
複数の針状部Ａ１１，Ｂ１１と支持部Ａ１２，Ｂ１２とが一体に形成され、かつ、配線部材２１Ａ，２１Ｂに対する針状部材２２Ａ，２２Ｂの取り付けと取り外しとが可能である場合には、一度使用した針状部材２２Ａ，２２Ｂを新しい針状部材２２Ａ，２２Ｂに交換することが可能であってもよい。また、複数の針状部Ａ１１，Ｂ１１と支持部Ａ１２，Ｂ１２とが個別に形成される場合には、一度使用した針状部Ａ１１，Ｂ１１を新しい針状部Ａ１１，Ｂ１１に交換することが可能であってもよい。針状部材２２Ａ，２２Ｂまたは針状部Ａ１１，Ｂ１１の交換が可能である場合には、針状部材２２Ａ，２２Ｂまたは針状部Ａ１１，Ｂ１１の交換が不可能である場合に比べて衛生的である。
【0061】
また、針状部材２２Ａ，２２Ｂの交換が可能である場合には、電極装置１２が備える針状部材２２Ａ，２２Ｂを第１の特性を有した針状部材２２Ａ，２２Ｂから第１の特性とは異なる第２の特性を有した針状部材２２Ａ，２２Ｂに交換することが可能である。針状部材２２Ａ，２２Ｂの特性には、例えば、針状部Ａ１１，Ｂ１１の長さ、針状部Ａ１１，Ｂ１１の外径、針状部Ａ１１，Ｂ１１の形状、針状部Ａ１１，Ｂ１１の本数、針状部Ａ１１，Ｂ１１のピッチＰ、支持部Ａ１２，Ｂ１２の厚さにおける少なくとも１つが含まれる。こうした特性が異なる針状部材２２Ａ，２２Ｂを用いることによって、例えば、導電性および皮膚への密着性などが互いに異なる針状部材２２Ａ，２２Ｂを測定対象に適用することが可能である。
【0062】
針状部材２２Ａ，２２Ｂを製造する際には、まず、針状部材２２Ａ，２２Ｂが備える本体部の原版が形成される。次いで、原版の転写によって複製版が形成される。そして、複製版の転写によって本体部が形成される。この際に、本体部の形成には、各種の樹脂が用いられる。本体部を形成するための樹脂は、生体に対する安全性の観点から、例えば、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリグリコール酸、ポリ乳酸などであることが好ましい。
【0063】
そして、本体部の外表面に導電層が形成される。導電層を形成するための材料は、例えば、金属、半導体、有機物、および、導電性高分子などであってよい。このうち、金属は、例えば、医用ステンレス鋼、金、チタン、ニッケル、鉄、金、白金、錫、クロム、銅から構成される群から選択される少なくとも１つであってよい。金属は、例えば、ニッケルチタン合金でもよい。半導体は、例えばケイ素であってよい。有機物は、例えば容量性炭素、および、黒鉛などであってよい。導電層を形成する方法は、例えば、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、エピタキシー法、電気めっき法、スクリーン印刷法などであってよい。
【0064】
なお、原版を形成するための材料は、例えば、金属、セラミック、半導体、有機物、および、樹脂から構成される群から選択される少なくとも１つであってよい。原版を形成するための方法には、各種の方法を用いることが可能である。原版を形成する際には、例えば、フォトリソグラフィ法、エッチング法、電気めっき法、無電解めっき法、スクリーン印刷法、光造形法、レーザーアブレーション法などを用いることが可能である。
【0065】
［検出部］
以下、検出部として採用が可能な構成をより詳しく説明する。
検出部１１は、生体において生じた電気信号の検出が可能である。検出部１１は、上述したように脳波の検出が可能であってよい。なお、脳波は、脳において生じる微小な電気信号である。検出部１１は、例えば、筋肉において生じた微弱な電場を検出することが可能でもよい。あるいは、検出部１１は、心臓で生じた微小な電気信号を検出することが可能であってもよい。
以下、検出部として採用が可能な構成をより詳しく説明する。
検出部１１は、生体において生じた電気信号の検出が可能である。検出部１１は、上述したように脳波の検出が可能であってよい。なお、脳波は、脳において生じる微小な電気信号である。検出部１１は、例えば、筋肉において生じた微弱な電場を検出することが可能でもよい。あるいは、検出部１１は、心臓で生じた微小な電気信号を検出することが可能であってもよい。
【0066】
検出部１１は、電源を備える。電源は、電池とＤＣ／ＤＣコンバーターとを含んでいる。ＤＣ／ＤＣコンバーターは、電池からの入力電圧を所定の出力電圧に変換して、検出部１１を構成する機能部に供給する。検出部１１が電池によって駆動される場合には、被検者の電気信号を測定する際に、生体信号センサー１０を外部の給電ケーブルに接続する必要がないから、被検者の行動を制限することなく生体信号を測定することが可能である。
【0067】
なお、電池は、二次電池であることが好ましい。二次電池は、例えば、リチウム二次電池、および、電気二重層キャパシタなどであってよい。二次電池を用いた場合には、検出部１１内に位置する二次電池に対して外部から電力を供給し、これによって二次電池の充電を行うことが可能である。そのため、二次電池によれば一次電池を用いた場合のような電池の交換が不要であるから、生体信号センサー１０の利便性を高めることが可能である。
【0068】
二次電池に対する電力の供給方式は、接触給電方式でもよいし、非接触給電方式でもよい。接触給電方式を用いる場合には、例えば、ＵＳＢ（universal serial bus）ケーブルを用いて二次電池に電力を供給することができる。非接触給電方式は、電磁誘導方式、電解結合方式、および、磁界共鳴方式のいずれかであってよい。なお、生体信号センサー１０の防水性を高める観点では、生体信号センサー１０が外部端子を外表面に有しないことが好ましいから、電力の供給方式には、非接触給電方式を採用することが好ましい。
【0069】
検出部１１は、制御部を備えている。制御部は、例えばＣＰＵ（central processing unit）を含んでいる。制御部は、生体信号センサー１０の駆動を制御する。制御部は、検出部１１に入力された信号に対して各種の処理を行う。
【0070】
検出部１１は、表示部を備えてもよい。検出部１１が表示部を備える場合には、表示部は、検出部のうち、電極装置１２に対向する面とは反対側の面に位置することが好ましい。表示部は、例えば、検出部１１によって検出された生体信号に関する情報を表示する。表示部は、例えば液晶表示パネルなどであってよい。
【0071】
検出部１１は、通信部を備えてもよい。通信部は、検出部１１によって検出された生体信号に関するデータを外部機器に送信する。通信部は、有線で送信する機構でもよいし、無線で送信する機構でもよい。通信部が無線で送信する機構である場合には、生体信号センサーを外部機器に有線で接続する必要がないため、被検者の行動が制約されない。そのため、例えば、被検者から得られた生体信号をリアルタイムで外部機器に送信することが可能である。外部機器は、例えば、パーソナルコンピューターおよび携帯電話機などであってよい。
【0072】
なお、生体信号センサー１０の防水性を高める観点では、生体信号センサー１０が外部端子を外表面に有しないことが好ましいから、通信部は無線で送信する機構であることが好ましい。通信部は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に対応した無線通信モジュールＩＣであってよい。
【0073】
［電極装置］
電極装置１２は、皮膚の電気抵抗の値を測定する測定部を備えることが好ましい。測定部によって測定された電気抵抗の値は、針状部Ａ１１，Ｂ１１が穿刺された穿刺量の指標である。測定部は、皮膚のなかで、皮膚に穿刺された２本の針状部Ａ１１，Ｂ１１間に位置する部分における電気抵抗の値を測定する。測定部によって測定される電気抵抗の値では、例えば、２本の針状部Ａ１１，Ｂ１１が皮膚に接しているときの測定値に対して、２本の針状部Ａ１１，Ｂ１１が針に穿刺されているときの測定値が、１桁以上小さい。従って、電気抵抗値が一桁以上小さいため、脳波などの超微弱な数ｍＶ以下の電気信号を取りだすことに有利に働く。
電極装置１２は、皮膚の電気抵抗の値を測定する測定部を備えることが好ましい。測定部によって測定された電気抵抗の値は、針状部Ａ１１，Ｂ１１が穿刺された穿刺量の指標である。測定部は、皮膚のなかで、皮膚に穿刺された２本の針状部Ａ１１，Ｂ１１間に位置する部分における電気抵抗の値を測定する。測定部によって測定される電気抵抗の値では、例えば、２本の針状部Ａ１１，Ｂ１１が皮膚に接しているときの測定値に対して、２本の針状部Ａ１１，Ｂ１１が針に穿刺されているときの測定値が、１桁以上小さい。従って、電気抵抗値が一桁以上小さいため、脳波などの超微弱な数ｍＶ以下の電気信号を取りだすことに有利に働く。
【0074】
電極装置１２を被検者の皮膚に穿刺する際には、導電性ヒドロゲルを用いてもよい。この場合には、被検者の皮膚のうち、針状部Ａ１１，Ｂ１１が穿刺される部分に導電性ヒドロゲルを塗布する。次いで、皮膚のなかで、導電性ヒドロゲルが塗布された部分に対して電極装置１２を押圧する。導電性ヒドロゲルは皮膚を腫脹させることによって、皮膚と電極装置との間における電気信号の伝送を生じやすくする。
【0075】
［実施例］
［実施例１］
上述した生体信号センサーのうち、第１針状部材および第２針状部材を除く部分を準備した。
［実施例１］
上述した生体信号センサーのうち、第１針状部材および第２針状部材を除く部分を準備した。
【0076】
次いで、以下に記載の方法によって、第１針状部材および第２針状部材の原版を作成した。なお、第１針状部材および第２針状部材として、同一の形状を有する針状部材を準備するため、針状部材用の原版を１つのみ作成した。
【0077】
原版を作成するための材料として、２ｍｍの厚さを有したカーボン板を準備した。カーボン板を加工するために、０．０１ｍｍのボール案件を有した二枚刃のボールエンドミルを準備し、ＸＹＺ軸を有するＮＣ制御フライス盤にボールエンドミルを取り付けた。そして、ボールエンドミルを用いてカーボン板を切削することによって、円錐状の針状部を形成した。この際に、針状部の基端における直径を２８０μｍに設定し、針状部のピッチを９００μｍに設定し、針状部の長さを４５０μｍに設定した。また、カーボン板のうち、針状体が位置しない部分を４５０μｍの厚さで削ることによって、加工後のカーボン板において、針状部の先端が最も高くなるように原版を作成した。
【0078】
作成した原版を走査型電子顕微鏡で観察したところ、原版は、１ｍｍの厚さを有する支持部と、支持部状に位置する６本の針状部を有することが認められた。また、各針状部の先端における直径が２８０μｍであり、各針状部の長さが４４５μｍであり、各針状部の先端角が３５°であることが認められた。
【0079】
次いで、複製版を形成するための材料として、ポリジメチルシロキサン樹脂（ＰＤＭＳ）（信越化学工業（株）、ＫＥ１３００）を準備した。原版を用いた熱転写成形により、複製版を作成した。医療用のポリカーボネート（ＰＣ）樹脂ペレット（三菱ケミカル（株）、ユーピロン）（ユーピロンは登録商標）を準備した。そして、複製版にＰＣ樹脂ペレットを配置し、熱転写成形を行うことによって、針状部と支持部とが一体成形された樹脂製の本体部を得た。
【0080】
スパッタ装置を用いて、本体部の外表面における全体に１００ｎｍの厚さを有する白金薄膜を形成した。これにより、導電性を有した針状部材を得た。得られた針状部材を第１配線部材と第２配線部材とに１つずつ接続することによって、生体信号センサーを得た。この際に、各配線部材を導電層である白金薄膜の第１部分および第２部分に接続した。
【0081】
生体信号センサーを被検者の額に装着し、各針状部材を額に押圧することによって、各針状部材の針状部を額に穿刺した。そして、額に針状部を穿刺した状態で、被検者の脳波を測定した。被検者の安静時、すなわち被検者が座っているときと、１２ｋｍ／ｈの速度でジョギングをしたときとの各々において、５分間にわたって被検者の脳波を測定した。生体信号センサーによって測定した脳波には、ノイズが含まれないことが認められた。
【0082】
［比較例１］
実施例１において、針状部を有しない原版を作成した以外は、実施例１と同様の方法によって、比較例１の生体信号センサーを得た。すなわち、比較例１では、実施例１が備える針状部材の支持部と同様の構造を有した電極部材を作成した。
実施例１において、針状部を有しない原版を作成した以外は、実施例１と同様の方法によって、比較例１の生体信号センサーを得た。すなわち、比較例１では、実施例１が備える針状部材の支持部と同様の構造を有した電極部材を作成した。
【0083】
そして、比較例１の生体信号センサーを用いて、かつ、実施例１と同様の条件で被検者の脳波を測定した。被検者の安静時に測定した脳波にはノイズが含まれないことが認められた。一方で、被検者のジョギング時には測定した脳波に頻繁にノイズが含まれることが認められた。
【0084】
このように、実施例１の生体信号センサーによれば、比較例１の生体信号センサーに比べて、測定した脳波にノイズが含まれにくいことが認められた。
【0085】
［比較例２］
ダイシング加工装置によって、ＷＣ‐Ｃｏ系超硬合金（日本タングステン（株）、ＦＧ１）を研削加工して、実施例１が備える針状部と支持部とが一体成形された金属製の本体部を得た。次いで、実施例１と同様の方法によって、比較例２の生体信号センサーを得た。すなわち、比較例２では、実施例１の生体信号センサーと形状は同じであるが、本体部が超硬合金製であるため、樹脂製である実施例１の本体部と比べて硬い。
ダイシング加工装置によって、ＷＣ‐Ｃｏ系超硬合金（日本タングステン（株）、ＦＧ１）を研削加工して、実施例１が備える針状部と支持部とが一体成形された金属製の本体部を得た。次いで、実施例１と同様の方法によって、比較例２の生体信号センサーを得た。すなわち、比較例２では、実施例１の生体信号センサーと形状は同じであるが、本体部が超硬合金製であるため、樹脂製である実施例１の本体部と比べて硬い。
【0086】
そして、比較例２の生体信号センサーを用いて、かつ、実施例１と同様の条件で被検者の脳波を測定した。被検者の安静時に測定した脳波にはノイズが含まれないことが認められた。一方で、被検者のジョギング時には測定した脳波に頻繁にノイズが含まれることが認められた。
【0087】
以上説明したように、センサー用電極装置の一実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
【0088】
（１）生体に穿刺される第１針状部材２２Ａの第１本体部２２Ａ１が樹脂によって形成されるから、第１支持部Ａ１２が可撓性を有する。そのため、生体表面に対する第１支持部Ａ１２の追従性を高めることが可能である。
【0089】
（２）検出部１１に電気的に接続される第１配線部材２１Ａが、第１導電層２２Ａ２の第１部分と第２部分との両方に接続されるから、第１配線部材２１Ａと第１針状部材２２Ａとの接触面積を拡張することが可能である。これにより、第１配線部材２１Ａと第１針状部材２２Ａとの接触面積がより小さい場合に比べて、電極装置１２によって生体信号がより取り出されやすくなる。
【0090】
（３）裏面Ａ１２Ｒの全体において第１針状部Ａ１１の密度が均一である場合に比べて、生体に穿刺される第１針状部Ａ１１の数を確保しつつ、第１針状部Ａ１１を支持する第１支持部Ａ１２の可撓性を高めることが可能である。
【0091】
（４）側面Ａ１２Ｓにおける第１配線部材２１Ａとの接続を確保しつつ、第１部分Ａ１２Ａの厚さが第２部分Ａ１２Ｂの厚さよりも薄いことによって、第１針状部材２２Ａの可撓性を確保することも可能である。
【0092】
（５）第１部分Ａ１２Ａの厚さＴ１によって、第１針状部材２２Ａの可撓性を確保することが可能であり、かつ、第２部分Ａ１２Ｂの厚さＴ２によって、第１針状部材２２Ａが第１配線部材２１Ａに接続する面積を確保することが可能である。
【0093】
（６）互いに隣り合う第１針状部Ａ１１のピッチＰがより短い場合に比べて、第１針状部材２２Ａの可撓性を高めることが可能である。
【0094】
（７）生体に穿刺される第２針状部材２２Ｂの第２本体部が樹脂によって形成されるから、第２支持部が可撓性を有する。そのため、生体表面に対する第２支持部の追従性を高めることが可能である。
【0095】
（８）検出部１１に電気的に接続される第２配線部材２１Ｂが、第２導電層の第１部分と第２部分との両方に接続されるから、第２配線部材２１Ｂと第２針状部材２２Ｂとの接触面積を拡張することが可能である。これにより、第２配線部材２１Ｂと第２針状部材２２Ｂとの接触面積がより小さい場合に比べて、電極装置１２によって生体信号がより取り出されやすくなる。
【0096】
なお、上述した実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
［針状部材］
・電極装置１２が備える２つの針状部材２２Ａ，２２Ｂのうち、一方の針状部材のみが、樹脂製の本体部と本体部を覆う導電層とを備える構成でもよい。そして、２つの配線部材２１Ａ，２１Ｂのうち、当該針状部材に接続される配線部材のみが、導電層の第１部分と第２部分とに接続されてもよい。この場合であっても、一方の針状部材においては、上述した（１）および（２）の効果を得ることはできる。
［針状部材］
・電極装置１２が備える２つの針状部材２２Ａ，２２Ｂのうち、一方の針状部材のみが、樹脂製の本体部と本体部を覆う導電層とを備える構成でもよい。そして、２つの配線部材２１Ａ，２１Ｂのうち、当該針状部材に接続される配線部材のみが、導電層の第１部分と第２部分とに接続されてもよい。この場合であっても、一方の針状部材においては、上述した（１）および（２）の効果を得ることはできる。
【0097】
［用途］
・本開示のセンサー用電極装置は、医療用装置の利便性を高めるために用いられることが可能である。センサー用電極装置が適用される対象は、例えば、ヘルスケアサポート機器、ゲーム機器、音楽機器、ペットコミュニケーションツール、車両の運転手の居眠り防止機器などであることが可能である。
・本開示のセンサー用電極装置は、医療用装置の利便性を高めるために用いられることが可能である。センサー用電極装置が適用される対象は、例えば、ヘルスケアサポート機器、ゲーム機器、音楽機器、ペットコミュニケーションツール、車両の運転手の居眠り防止機器などであることが可能である。
【符号の説明】
【0098】
１０…生体信号センサー
１１…検出部
１２…電極装置
２１Ａ…第１配線部材
２１Ｂ…第２配線部材
２２Ａ…第１針状部材
２２Ｂ…第２針状部材
２１Ａ１…第１本体部
２１Ａ２…第１導電層
Ａ１１…第１針状部
Ａ１２…第１支持部
Ａ１２Ｆ…表面
Ａ１２Ｒ…裏面
Ａ１２Ｓ…側面
１１…検出部
１２…電極装置
２１Ａ…第１配線部材
２１Ｂ…第２配線部材
２２Ａ…第１針状部材
２２Ｂ…第２針状部材
２１Ａ１…第１本体部
２１Ａ２…第１導電層
Ａ１１…第１針状部
Ａ１２…第１支持部
Ａ１２Ｆ…表面
Ａ１２Ｒ…裏面
Ａ１２Ｓ…側面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】