特許 7086301 生体センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-09

(45)【発行日】2022-06-17

(54)【発明の名称】生体センサ

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/257 20210101AFI20220610BHJP

   A61B 5/332 20210101ALI20220610BHJP

   A61B 5/271 20210101ALI20220610BHJP

【ＦＩ】

A61B5/257

A61B5/332

A61B5/271

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021536237

(86)(22)【出願日】2021-03-26

(86)【国際出願番号】 JP2021013154

(87)【国際公開番号】W WO2021200765

(87)【国際公開日】2021-10-07

【審査請求日】2021-07-05

(31)【優先権主張番号】P 2020059654

(32)【優先日】2020-03-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003964

【氏名又は名称】日東電工株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】514283526

【氏名又は名称】合同会社ＳＰＣｈａｎｇｅ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 良真

(72)【発明者】

【氏名】鎌田 隆嗣

(72)【発明者】

【氏名】平井 雄作

(72)【発明者】

【氏名】植田 昌行

【審査官】永田 浩司

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２０６９７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３２８３２７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１６－５１５０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５０４１５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

本体部と、
前記本体部の長手方向の一端に第１くびれ部を介して設けられ、生体に貼り付けられる第１電極を有する第１パッド部と、
前記本体部の前記長手方向の他端に第２くびれ部を介して設けられ、生体に貼り付けられる第２電極を有する第２パッド部と、
前記第１電極および前記第２電極を介して生体情報を取得する取得部と、前記取得部が取得した生体情報を送信する無線通信部とが搭載され、前記本体部の前記第１くびれ部側に設けられる部品搭載部と、
前記本体部の前記第２くびれ部側に設けられ、前記部品搭載部に電力を供給するバッテリが装着されるバッテリ装着部と、が一体形成されたフレキシブル基板を有し、
前記バッテリ装着部は、
前記部品搭載部に隣接して設けられ、前記バッテリ装着部上に配置される前記バッテリの第１端子に接続される第１電極パターンと、
前記第１電極パターンに対して前記長手方向の直交方向に第３くびれ部を介して設けられ、前記第３くびれ部を撓ませたときに前記第１電極パターンに対向し、前記バッテリの第２端子に接続される第２電極パターンと、を有することを特徴とする生体センサ。

【請求項2】

前記第１電極パターン上に設けられた導電性の第１粘着剤と、
前記第２電極パターン上に設けられた導電性の第２粘着剤と、を有し、
前記第３くびれ部を撓ませた状態で、前記第１電極パターンは、前記第１粘着剤を介して前記第１端子と接続され、前記第２電極パターンは、前記第２粘着剤を介して前記第２端子と接続されることを特徴とする請求項１に記載の生体センサ。

【請求項3】

前記バッテリ装着部には、前記第１端子が正極で、前記第２端子が負極のコイン型の前記バッテリが装着され、
前記第２電極パターンは、前記第２端子の円形形状の大きさに対応する円形形状を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の生体センサ。

【請求項4】

前記フレキシブル基板において、前記第２パッド部と前記取得部とを接続する配線パターンが形成される面と反対側の面に、前記本体部の前記長手方向に沿って設けられ、前記無線通信部に接続されたアンテナパターンと、を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の生体センサ。

【請求項5】

前記本体部は、前記部品搭載部と前記バッテリ装着部との間に、前記長手方向の直交方向に入り込む切り込みを有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の生体センサ。

【請求項6】

前記部品搭載部に貼付され、前記部品搭載部の撓みを防止する板部材を有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の生体センサ。

【請求項7】

前記部品搭載部の前記第１くびれ部側の端部に搭載される押下スイッチを有することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の生体センサ。

【請求項8】

前記本体部が収納され、少なくとも前記第１電極および前記第２電極に対応する位置が開口し、前記第１電極および前記第２電極が露出する面を生体に接着可能な筐体を有することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の生体センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生体センサに関する。

【背景技術】

【0002】

生体に装着して心電図信号等の生体情報を長時間にわたり取得可能なウェアラブルな生体センサが知られている。例えば、この種の生体センサは、長手方向の両側に電極を有し、長手方向を胸骨に揃えて生体の胸部に貼り付けられた後、自動的に生体情報の計測を開始する（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２５４５５３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

生体に装着された生体センサにより生体情報を長時間にわたり取得する場合、生体センサが生体情報を正しく取得できないと、長時間の計測が無駄になってしまう。生体情報を長時間にわたり正しく取得するためには、生体センサが、生体から剥がれることなく生体情報を取得し続ける必要がある。また、生体センサを生体から剥がれにくくするためには、被検者である生体の体動による体表面の変形に追従して生体センサを変形させることが好ましく、その際、生体センサを装着している被検者の違和感を軽減できることが好ましい。

【0005】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、生体の体動による体表面の変形に追従して変形でき、装着時の違和感を軽減できる生体センサ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】

本発明の実施の形態の生体センサは、本体部と、前記本体部の長手方向の一端に第１くびれ部を介して設けられ、生体に貼り付けられる第１電極を有する第１パッド部と、前記本体部の前記長手方向の他端に第２くびれ部を介して設けられ、生体に貼り付けられる第２電極を有する第２パッド部と、前記第１電極および前記第２電極を介して生体情報を取得する取得部と、前記取得部が取得した生体情報を送信する無線通信部とが搭載され、前記本体部の前記第１くびれ部側に設けられる部品搭載部と、
前記本体部の前記第２くびれ部側に設けられ、前記部品搭載部に電力を供給するバッテリが装着されるバッテリ装着部と、が一体形成されたフレキシブル基板を有し、前記バッテリ装着部は、前記部品搭載部に隣接して設けられ、前記バッテリ装着部上に配置される前記バッテリの第１端子に接続される第１電極パターンと、前記第１電極パターンに対して前記長手方向の直交方向に第３くびれ部を介して設けられ、前記第３くびれ部を撓ませたときに前記第１電極パターンに対向し、前記バッテリの第２端子に接続される第２電極パターンと、を有することを特徴とする生体センサ。

【発明の効果】

【0007】

開示の技術によれば、生体の体動による体表面の変形に追従して変形でき、装着時の違和感を軽減できる生体センサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態に係る生体センサを含む生体センサシステムの例を示す全体構成図である。

【図2】図１のフレキシブル基板の例を示すレイアウト図である。

【図3】図１の生体センサを被検者の胸部に貼り付けた状態を示す説明図である。

【図4】図１の生体センサの動作モードの遷移の例を示す状態遷移図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0010】

図１は、一実施形態に係る生体センサを含む生体センサシステムの例を示す全体構成図である。図１に示す生体センサシステムＳＹＳは、生体センサ１００、初期動作を確認する動作確認機器３１０、ＰＣ（Personal Computer）３２０、生体センサ１００から生体情報の読み取る読み取り機器４１０およびＰＣ４２０を有する。例えば、生体センサ１００は、生体から心電図信号を取得するウェアラブルな心電計である。なお、生体センサ１００は、心電図信号以外の生体情報を取得する機能を有してもよく、複数種の生体情報を取得する機能を有してもよい。

【0011】

動作確認機器３１０は、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インタフェース（有線）を介してＰＣ３２０に接続される。動作確認機器３１０は、ＰＣ３２０からの制御に基づいて生体センサ１００との間で無線通信する機能を有する。例えば、ＰＣ３２０は、受信した生体情報の時間変化を示す波形（心電図波形等）を画面に表示する機能を有する。

【0012】

読み取り機器４１０は、例えば、ＵＳＢインタフェース（有線）を介してＰＣ４２０に接続される。読み取り機器４１０は、通信ケーブルを介して生体センサ１００との間で通信する機能を有する（有線通信）。

【0013】

生体センサ１００は、生体情報の取得と取得した生体情報の処理とを実施する各種部品が搭載されたフレキシブル基板（樹脂基板）１１０と、筐体１２０（破線で示す）とを有する。フレキシブル基板１１０は、本体部１２１と、本体部１２１の長手方向の一端に設けられるくびれ部１２２と、くびれ部１２２を介して本体部１２１に接続されるパッド部１２３とを有する。また、フレキシブル基板１１０は、本体部１２１の長手方向の他端に設けられるくびれ部１２４と、くびれ部１２４を介して本体部１２１に接続されるパッド部１２５とを有する。

【0014】

本体部１２１、くびれ部１２２、パッド部１２３、くびれ部１２４およびパッド部１２５は、一体形成されている。生体センサ１００の各要素を、フレキシブル基板１１０を使用して一体形成することで、別々の部品を組み合わせて生体センサ１００を組み立てる場合に比べて、生体センサ１００の組み立てコストを削減することができ、製造コストを削減することができる。

【0015】

本体部１２１は、くびれ部１２２側に設けられる部品搭載部１２６と、くびれ部１２４側に設けられ、バッテリ２００が装着されるバッテリ装着部１２７とを有する。部品搭載部１２６には、読み取り機器４１０に接続される通信ケーブルのコネクタが接続される外部端子１３１が形成される。部品搭載部１２６に搭載される主な部品は、図２で説明する。

【0016】

バッテリ装着部１２７には、例えば、部品搭載部１２６に電力を供給するコイン型のバッテリ２００が装着される。パッド部１２３には、生体の体表に貼り付けられる電極パターン１３２が形成され、パッド部１２５には、生体の体表に貼り付けられる電極パターン１３３が形成される。以下では、電極パターン１３２を電極１３２とも称し、電極パターン１３３を電極１３３とも称する。

【0017】

図２は、図１のフレキシブル基板１１０の例を示すレイアウト図である。フレキシブル基板１１０の部品搭載部１２６には、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）２１０、ＳｏＣ（System on a Chip）２２０、フラッシュメモリ２３０、スイッチ２４０およびＬＥＤ（Light Emitting Diode）２５０が搭載される。

【0018】

特に限定されないが、フラッシュメモリ２３０は、例えばＮＡＮＤ型である。ＬＥＤ２５０として、緑色光を出力するＬＥＤと赤色光を出力するＬＥＤが部品搭載部１２６に搭載される。以下では、緑色光を出力するＬＥＤをＬＥＤ（Ｇ）とも称し、赤色光を出力するＬＥＤをＬＥＤ（Ｒ）とも称する。

【0019】

生体センサ１００は、フレキシブル基板１１０において、ＡＳＩＣ２１０およびＳｏＣ２２０等の部品が搭載される部品搭載面（表面）の反対面（裏面）に貼り付けられたステンレス板等の板部材２６０（図２に太い破線枠で示す）を有する。板部材２６０により、生体センサ１００が貼り付けられた生体の姿勢の変化によりフレキシブル基板１１０が撓んだ場合にも、部品搭載部１２６が撓むことを防止することができる。この結果、フレキシブル基板１１０の撓みによる配線パターンの断線を防止することができ、ＡＳＩＣ２１０等の電子部品の端子とフレキシブル基板１１０上のパターンとのはんだ付け部が破損することを防止することができる。

【0020】

例えば、スイッチ２４０は、突起部が押し下げられている間にオン状態に設定され、突起部が開放されている間にオフ状態に設定される押下スイッチである。スイッチ２４０は、くびれ部１２２に隣接する位置（本体部１２１の端部）であって、板部材２６０に対向する位置に搭載される。これにより、生体センサ１００が生体に装着された状態でスイッチ２４０が押下されたとき、押下による応力は、部品搭載部１２６に端部に掛かる。このため、スイッチ２４０の押下による部品搭載部１２６（板部材２６０）の撓みを最小限にすることができ、部品搭載部１２６の配線パターンの断線等を防止することができる。以下では、生体センサ１００が貼り付けられ、生体センサ１００により生体情報が取得される生体を被検者Ｐとも称する。

【0021】

くびれ部１２４は、くびれ部１２２より長く形成される。図３で説明するように、生体センサ１００は、パッド部１２３を上側（首側）に向けて、被検者Ｐの胸骨に沿って貼り付けられる。このとき、身長が低い被検者Ｐでは、パッド部１２５が胸骨の下端側（胃に近い部分）に位置する場合がある。しかしながら、長細いくびれ部１２４により、被検者Ｐが体を屈曲させた場合にも、くびれ部１２４を体の屈曲に追従して変形させることができ、生体センサ１００を装着した被検者Ｐが感じる違和感を軽減することができる。また、くびれ部１２４が体の屈曲に追従して変化することで、体表面に接着された電極１３２、１３３が、被検者Ｐの体の屈曲により体表面から剥がれる可能性を低くすることができる。

【0022】

なお、電極１３２、１３３の被検者Ｐの体表への接着は、導電性の粘着剤を介して行われてもよく、電極１３２、１３３に非導電性の粘着剤を部分的に付け、非導電性の粘着剤を介して行われてもよい。あるいは、電極１３２、１３３に貼り付けた生体付着用の電極を、導電性または非導電性の粘着剤を介して被検者Ｐに貼り付けてもよい。

【0023】

バッテリ装着部１２７は、パッド部１２７ａ、１２７ｂおよびくびれ部１２７ｃを有する。パッド部１２７ａは、くびれ部１２４と部品搭載部１２６との間に設けられる。パッド部１２７ｂは、パッド部１２７ａに対して長手方向の直交方向（図２の上側方向）に、パッド部１２７ａから所定間隔離れて設けられる。くびれ部１２７ｃは、パッド部１２７ａ、１２７ｂの間に配置され、パッド部１２７ａ、１２７ｂを互いに連結する。

【0024】

パッド部１２７ａは、バッテリ２００（図１）の正極端子が接続される正電極パターン１３４を有する。パッド部１２７ｂは、バッテリ２００の負極端子が接続される負電極パターン１３５を有する。例えば、正電極パターン１３４は、角部が面取りされた正方形形状を有し、負電極パターン１３５は、バッテリ２００の負極端子の円形形状の大きさに対応する円形形状を有する。例えば、負電極パターン１３５の直径は、バッテリ２００の直径と等しく、正電極パターン１３４の対角線の長さと等しい。

【0025】

生体センサ１００にバッテリ２００を装着する場合、正電極パターン１３４および負電極パターン１３５の全体に、粘着テープ等の導電性の粘着剤がそれぞれ取り付けられる。次に、例えば、バッテリ２００の正極端子が、正電極パターン１３４上に貼り付けられる。この後、パッド部１２７ａ、１２７ｂが互いに対向するようにくびれ部１２７ｃを撓ませて、バッテリ２００の負極端子の円形形状の位置に合わせて、負電極パターン１３５がバッテリ２００に貼り付けられる。

【0026】

あるいは、生体センサ１００にバッテリ２００を装着する場合、バッテリ２００の負極端子が、外周を負電極パターン１３５の外周に合わせて、粘着剤を介して負電極パターン１３５に貼り付けられる。この後、パッド部１２７ａ、１２７ｂが互いに対向するようにくびれ部１２７ｃを撓ませて、バッテリ２００の正極端子が粘着剤を介して正電極パターン１３４に貼り付けられる。なお、図１に示した本体部１２１は、くびれ部１２７ｃを撓めて、バッテリ２００を、正電極パターン１３４と負電極パターン１３５との間に挟んだ状態でバッテリ装着部１２７に装着した状態を示している。

【0027】

負電極パターン１３５の形状を、バッテリ２００の負極端子の形状に合わせることで、負電極パターン１３５が、バッテリ２００の側面（正極端子）とショートすることを防止することができる。また、バッテリ２００の負極端子の円形形状の位置に合わせて、負電極パターン１３５をバッテリ２００の負極端子に貼り付けることで、バッテリ２００の負極端子の周囲が負電極パターン１３５の周囲からはみ出ることを抑止することができる。したがって、生体センサ１００が貼付された被検者Ｐの姿勢が変化しても、負電極パターン１３５が、バッテリ２００の側面とショートすることを防止することができる。

【0028】

また、バッテリ２００は、導電性の粘着剤を介して正電極パターン１３４および負電極パターン１３５に面で接着される。これにより、例えば、板ばね等の端子を介してバッテリ２００をバッテリ装着部１２７に接続する場合に比べて、接触抵抗を下げることができる。また、被検者Ｐが体をねじる等をした場合にも、バッテリ２００がバッテリ装着部１２７から外れることを防止することができる。

【0029】

さらに、フレキシブル基板１１０に一体形成されたバッテリ装着部１２７にバッテリ２００を挟み込んで装着することで、フレキシブル基板１１０と別体のバッテリホルダー等を用いる場合に比べて、生体センサ１００の厚さを小さくすることができる。これにより、生体センサ１００を被検者Ｐに貼り付けたときの被検者Ｐの体表からの突出高さを最小限にすることができる。この結果、生体センサ１００を装着した被検者Ｐが感じる違和感を最小限にすることができる。

【0030】

フレキシブル基板１１０により生体センサ１００を一体形成することで、複数の部品を合わせて生体センサ１００を形成する場合に比べて、生体センサ１００を軽量化することができる。このため、生体センサ１００を装着した被検者Ｐが感じる違和感をさらに少なくすることができ、生体センサ１００が重力により被検者Ｐから剥がれる可能性を低くすることができる。

【0031】

フレキシブル基板１１０は、矩形状の部品搭載部１２６の周囲の一辺側（図２の下側）に、フレキシブル基板１１０の長手方向に沿って形成されるアンテナパターン１３６を有する。図示を省略するが、アンテナパターン１３６の一端は、ＳｏＣ２２０に接続される。また、フレキシブル基板１１０は、電極パターン１３３からくびれ部１２４を通ってスイッチ２４０の近傍まで、本体部１２１の端（図２の下側）に形成された配線パターン１３７を有する。配線パターン１３７により、電極１３３がＡＳＩＣ２１０に接続される。

【0032】

ＡＳＩＣ２１０は、電極１３２にも接続され、電極１３２、１３３を介して被検者Ｐから生体情報を取得し、取得した生体情報をＳｏＣ２２０に出力する。ＡＳＩＣ２１０は、取得部の一例である。なお、ＳｏＣ２２０は、動作確認機器３１０と無線通信する無線通信部を有し、後述する動作確認モード中に、ＡＳＩＣ２１０から受信した生体情報を動作確認機器３１０に送信する。すなわち、ＳｏＣ２２０は、無線通信部として機能する。また、ＳｏＣ２２０は、後述する生体情報記録モード中に、ＡＳＩＣ２１０から受信した生体情報をフラッシュメモリ２３０に書き込む。

【0033】

動作確認モードは、生体センサ１００が生体情報を正しく取得できるか（生体センサ１００が正しく被検者Ｐに貼付されているか、および、生体センサ１００が正常に動作するか）を確認するモードである。動作確認モードでは、ＳｏＣ２２０は、ＡＳＩＣ２１０から受信した生体情報を、フラッシュメモリ２３０に書き込むことなく、内蔵する無線通信部を介して図１に示した動作確認機器３１０に送信する。

【0034】

生体情報記録モードは、生体センサ１００により生体情報を正しく取得できることが動作確認モードで確認された場合、動作確認機器３１０からの記録開始指示に基づいて、動作確認モードから遷移される動作モードである。生体情報記録モード中、ＳｏＣ２２０は、ＡＳＩＣ２１０が取得した生体情報をフラッシュメモリ２３０に順次書き込む。

【0035】

アンテナパターン１３６は、フレキシブル基板１１０の部品搭載面（表面）側の配線層に形成される。一方、配線パターン１３７は、フレキシブル基板１１０の裏面側の配線層に形成される。これにより、例えば、帯電した物体に電極パターン１３３が接触し、電極パターン１３３への放電が発生した場合にも、配線パターン１３７に流れる直流電流がアンテナパターン１３６に流れることを防止することができる。したがって、放電による直流電流がアンテナパターン１３６を介してＳｏＣ２２０に流れることを防止することができ、ＳｏＣ２２０内の素子が静電破壊することを防止することができる。特に、アンテナパターン１３６に接続される無線通信部の破損を防止することができる。なお、ＡＳＩＣ２１０は、配線パターン１３７が接続される入力回路の形成領域に静電気放電に対する保護素子を有する。

【0036】

フレキシブル基板１１０は、部品搭載部１２６とバッテリ装着部１２７との間の外周部に、長手方向の直交方向に入り込む切り込み１２８を有する。切り込み１２８を設けることで、生体センサ１００が貼り付けられた被検者Ｐの姿勢の変化によりフレキシブル基板１１０に応力が掛かった場合、フレキシブル基板１１０を切り込み１２８部分で湾曲させることができる。したがって、被検者Ｐの体動による体表の変形に追従して本体部１２１を切り込み１２８部分で撓ませることができ、生体センサ１００の装着中の違和感を軽減することができる。

【0037】

図３は、図１の生体センサ１００を被検者Ｐの胸部に貼り付けた状態を示す説明図である。例えば、生体センサ１００は、長手方向を被検者Ｐの胸骨に揃え、パッド部１２３を上側、パッド部１２５を下側にして被検者Ｐに貼り付けられる。すなわち、生体センサ１００は、長さの長いくびれ部１２４を下側にして、被検者Ｐに貼り付けられる。なお、生体センサ１００の本体部１２１の裏面には、本体部１２１を被検者Ｐの体表に貼り付けるための粘着テープまたは粘着剤が取り付けられる。

【0038】

生体センサ１００の筐体１２０は、本体部１２１が収納された状態で、少なくとも電極１３２、１３３に対応する位置に開口を有し、開口から露出する電極１３２、１３３を被検者Ｐに接着可能である。生体センサ１００は、被検者Ｐに貼り付けられて被検者Ｐの体表に電極１３２、１３３が接着された状態で、動作確認機器３１０（図１）と無線通信する。そして、生体センサ１００は、被検者Ｐから取得した心電図信号等の生体情報を、動作確認機器３１０を介してＰＣ３２０（図１）に送信する。

【0039】

この後、ＰＣ３２０の画面に表示された心電図波形等に基づいて、生体センサ１００が正しい位置に貼り付けられていることが医師等により確認される。そして、生体センサ１００は、医師等によるＰＣ３２０の操作に基づいて、動作確認機器３１０を介してＰＣ３２０から送信される記録開始コマンドに基づいて、生体情報の本計測を開始する。

【0040】

生体センサ１００は、本計測中に被検者Ｐから順次取得する生体情報を、時間情報とともにフラッシュメモリ２３０に書き込む。また、生体センサ１００は、本計測中にスイッチ２４０が押下された場合、スイッチ２４０のオン状態が継続している間、現在時刻に対応する時間情報（オン状態を示す）をフラッシュメモリ２３０に順次書き込む。

【0041】

生体センサ１００を装着した被検者Ｐは、動悸または息切れ等の不調を感じた場合、スイッチ２４０を押下する。スイッチ２４０は、不調を感じている間、押下され続けてもよい。本計測の完了後、例えば、読み取り機器４１０は、心電図信号等の生体情報と、生体情報に付属するタイムカウンタと、スイッチ２４０のオン状態を示すタイムカウンタとを生体センサ１００のフラッシュメモリ２３０から読み出す。

【0042】

読み取り機器４１０（図１）は、フラッシュメモリ２３０から読み出した各種情報をＰＣ４２０（図１）に転送する。各種情報を受信したＰＣ４２０は、画面に心電図波形等の生体情報とスイッチ２４０が押下されたタイミングとを表示する。これにより、ＰＣ４２０を操作する医師等は、被検者Ｐが不調を感じていたときの心電図波形等に異常が見られるか判定することが可能になる。

【0043】

なお、例えば、本計測期間は、バッテリ２００からの電力により生体センサ１００が動作可能な期間に応じて設定される。例えば、本計測期間は、２４時間（１日）であるが、バッテリ２００の容量および生体センサ１００の消費電力に応じて、さらに長い時間に設定されてもよい。

【0044】

図４は、図１の生体センサ１００の動作モードの遷移の例を示す状態遷移図である。例えば、図４の状態遷移は、ＳｏＣ２２０に内蔵されるＭＣＵが制御プログラムを実行することで実現される。なお、ＳｏＣ２２０が実行する制御プログラムは、生体センサ１００の全体の動作を制御するプログラムである。

【0045】

生体センサ１００は、バッテリ２００がバッテリ装着部１２７に装着され、生体センサ１００に電源電圧の供給が開始されたとき、初期化モードに遷移する。生体センサ１００は、初期化モードにおいて、ハードウェア等の初期設定を行う。初期化の完了後、動作モードは、ディープスリープモードに遷移する。ディープスリープモードは、生体センサ１００がスイッチ２４０の押下による割り込みを受け付けるモードであり、ＡＳＩＣ２１０および動作確認機器３１０との無線通信機能は停止している。

【0046】

ディープスリープモードにおいて、生体センサ１００は、スイッチ２４０の長押し（例えば、２秒）を検出した場合、ペアリングモードに遷移し、スイッチ２４０の押下時間が２秒より短い場合、ディープスリープモードを維持する。また、ディープスリープモードにおいて、生体センサ１００は、読み取り機器４１０が外部端子に接続された場合、データ出力モードに遷移する。

【0047】

ペアリングモードにおいて、生体センサ１００は、ＳｏＣ２２０の無線通信部に動作確認機器３１０との間でペアリングを実施させる。ペアリングが完了した場合、生体センサ１００は、コマンド待ちモードに遷移する。ペアリング時にエラーが発生した場合、生体センサ１００は、エラー処理モードに遷移し、エラー処理を実施する。生体センサ１００は、エラー処理モードに遷移中、ＬＥＤ（Ｒ）を所定のパターンで点滅させる（例えば、１秒間隔）。

【0048】

コマンド待ちモードにおいて、生体センサ１００は、動作確認機器３１０を介してＰＣ３２０から波形確認コマンドを受信した場合、動作確認モードに遷移する。コマンド待ちモードにおいて、エラーが発生した場合、生体センサ１００は、エラー処理モードに遷移する。

【0049】

動作確認モードにおいて、生体センサ１００は、ＡＳＩＣ２１０に生体情報の取得を指示し、ＡＳＩＣ２１０が取得した生体情報を順次受信する。生体センサ１００は、受信した生体情報を、動作確認機器３１０を介してＰＣ３２０に送信する。生体センサ１００は、動作確認モード中、動作確認機器３１０を介してＰＣ３２０から通信停止の指示を受信した場合、ＡＳＩＣ２１０に生体情報の取得を停止させ、コマンド待ちモードに戻る。動作確認モードにおいて、エラーが発生した場合、生体センサ１００は、エラー処理モードに遷移する。

【0050】

また、動作確認モード中、生体センサ１００は、動作確認機器３１０を介してＰＣ３２０から記録開始コマンドを受信した場合、生体情報記録モードに遷移する。動作確認モードから生体情報記録モードに遷移する場合、例えば、ＡＳＩＣ２１０による生体情報の取得は継続される。なお、ペアリングモード、コマンド待ちモード、動作確認モードおよびエラー処理モードにおいて、スイッチ２４０が長押しされた場合（例えば、１０秒）、動作モードは、ディープスリープモードに戻る。

【0051】

生体情報記録モードにおいて、生体センサ１００は、ＡＳＩＣ２１０から受信する生体情報をフラッシュメモリ２３０に順次書き込む。また、生体情報記録モード中にスイッチが押下された場合、生体センサ１００は、スイッチ２４０がオフ状態になるまでイベント記録モードに遷移する。イベント記録モードでは、生体センサ１００は、ＡＳＩＣ２１０から受信する生体情報と、時間情報とをフラッシュメモリ２３０に順次書き込む。すなわち、イベント記録モードの動作は、生体情報記録モードの動作と重複して実施される。

【0052】

生体情報記録モードにおいて、所定の設定時間が経過した場合（例えば、２４時間）、生体センサ１００は、ＡＳＩＣ２１０に生体情報の取得の停止を指示し、データ出力待ちモードに遷移する。データ出力待ちモードにおいて、生体センサ１００は、読み取り機器４１０が外部端子１３１に接続されるのを待つ。読み取り機器４１０が外部端子１３１に接続された場合、生体センサ１００は、データ出力モードに遷移する。データ出力モードでは、読み取り機器４１０が、外部端子１３１を介してフラッシュメモリ２３０にアクセスし、フラッシュメモリ２３０に記憶された生体情報および時間情報等を読み出す。データ出力待ちモードおよびデータ出力モードにおいて、スイッチ２４０が長押しされた場合（例えば、５秒）、動作モードは、初期化モードに戻り、初期設定が実施される。

【0053】

図４に示すように、生体センサ１００は、スイッチ２４０の押下時間とスイッチ２４０が押下されたときの動作モードとに応じて、動作モードを他の様々な動作モードに遷移させることができる。このため、上述したように、１つのスイッチ２４０により複数のイベントを検出可能なソフトスイッチを実現することができる。この結果、生体センサ１００にスイッチ２４０を１つのみ搭載すればよいため、生体センサ１００を小型化でき、生体センサ１００のコストを削減することができる。

【0054】

以上、図１から図４に示した実施形態では、生体センサ１００の各要素を、フレキシブル基板１１０を使用して一体形成することで、別々の部品を組み合わせて生体センサ１００を組み立てる場合に比べて、生体センサ１００を簡易な構造にすることができる。これにより、生体センサ１００の製造コストおよび組み立てコストを削減することができる。

【0055】

フレキシブル基板１１０を使用して生体センサ１００を一体形成することで、被検者Ｐに貼り付けられた生体センサ１００を、被検者Ｐの体動による体表面の変形に追従して変形させることができる。これにより、フレキシブル基板１１０の撓みによる配線パターンの断線等の不具合を防止することができる。また、被検者Ｐに接着された電極１３２、１３３が屈曲により体表面から剥がれる可能性を低くすることができ、生体センサ１００の装着中の違和感を軽減することができる。

【0056】

パッド部１２３、１２５に印加される静電気による電流がアンテナパターン１３６に流れることを防止でき、アンテナパターン１３６の破損を防止できる。また、アンテナパターン１３６を介して電流が部品搭載部１２６に侵入することを防止でき、部品搭載部１２６に搭載されるＳｏＣ２２０等の電子部品の静電破壊を防止することができる。

【0057】

バッテリ装着部１２７をフレキシブル基板１１０により一体形成できるため、生体センサ１００を簡易な構造にでき、製造コストを削減できる。また、生体センサ１００の厚さを小さくすることができるため、被検者Ｐに貼り付けたときの突出高さを最小限にできる。さらに、部品搭載部１２６への搭載部品以外は、導電パターンで形成できるため、製造コストおよび組み立てコストを低減することができる。

【0058】

負電極パターン１３５の形状は、バッテリ２００の負極端子の円形形状に合わせて形成される。このため、バッテリ２００の負極端子を負電極パターン１３５に合わせて貼り付けたとき、バッテリ２００の負極端子の周囲が負電極パターン１３５の周囲からはみ出ることを抑止することができる。したがって、生体センサ１００が貼付された被検者Ｐの姿勢がどのように変化しても、負電極パターン１３５が、バッテリ２００の側面とショートすることを防止することができる。

【0059】

また、バッテリ２００は、導電性の粘着剤を介して正電極パターン１３４および負電極パターン１３５に面で接着される。これにより、例えば、板ばね等の端子を介してバッテリ２００をバッテリ装着部１２７に装着する場合に比べて、接触抵抗を下げることができるとともに、バッテリ２００がバッテリ装着部１２７から外れることを防止することができる。

【0060】

さらに、フレキシブル基板１１０に一体形成されたバッテリ装着部１２７にバッテリ２００を挟み込んで装着することで、フレキシブル基板１１０と別体のバッテリホルダー等を用いる場合に比べて、生体センサ１００の厚さを小さくすることができる。これにより、生体センサ１００を被検者Ｐに貼り付けた場合に、被検者Ｐの体表からの突出高さを最小限にすることができる。この結果、生体センサ１００を装着した被検者Ｐが感じる違和感を最小限にすることができる。

【0061】

切り込み１２８により、生体センサ１００の被検者Ｐへの装着中に、体動による生体表面の変形に追従して本体部１２１を切り込み１２８の周囲で撓ませることができ、生体センサ１００を装着中の違和感を軽減することができる。生体表面の変形により本体部１２１に掛かる応力を、切り込み１２８の周囲が撓むことにより逃がすことができ、部品搭載部１２６に応力が掛かることを防止することができる。これにより、部品搭載部１２６の配線パターン等の破損を防止することができる。

【0062】

板部材２６０の剛性により、部品搭載部１２６の撓みを軽減でき、部品搭載部１２６の配線パターンの破損を防止することができる。スイッチ２４０が押下されたときの応力が部品搭載部１２６に端部に掛かるため、部品搭載部１２６の撓みを軽減することができる。

【0063】

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができる。

【0064】

本出願は、２０２０年３月３０日に日本国特許庁に出願した特願２０２０－０５９６５４号に基づく優先権を主張し、前記出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

【符号の説明】

【0065】

１００ 生体センサ
１１０ フレキシブル基板
１２０ 筐体
１２１ 本体部
１２２ くびれ部
１２３ パッド部
１２４ くびれ部
１２５ パッド部
１２６ 部品搭載部
１２７ バッテリ装着部
１２７ａ、１２７ｂ パッド部
１２７ｃ くびれ部
１２８ 切り込み
１３１ 外部端子
１３２、１３３ 電極パターン
１３４ 正電極パターン
１３５ 負電極パターン
１３６ アンテナパターン
２００ バッテリ
２１０ ＡＳＩＣ
２２０ ＳｏＣ
２３０ フラッシュメモリ
２４０ スイッチ
２５０ ＬＥＤ
２６０ 板部材
３１０ 動作確認機器
３２０ ＰＣ
４１０ 読み取り機器
４２０ ＰＣ
Ｐ 被検者
ＳＹＳ 生体センサシステム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】