可长时间佩戴的生物电极的制作方法

1.本发明涉及一种可长时间佩戴的生物电极，特别涉及通过排出与生物体表面接触的电解质层的水分来防止溶胀劣化以便可长时间佩戴的生物电极。本发明还涉及一种具有防水功能的生物电极，其实现了与生物信号处理装置连接的端子间的防水以便可长时间佩戴。


背景技术：

2.以往，为了掌握受试者、患者的状态，利用从生物体取得的电位信息等生物信号。在取得这种生物信号时，有时需要进行日常生活中长时间的测量，因此使用可长时间佩戴的霍尔特心电图仪。这种霍尔特心电图仪，考虑到即使在佩戴了霍尔特心电图仪的状态下也需要淋浴或入浴的情况，现有技术中还提出了即使患者、受试者在淋浴或入浴中也能够测定生物电位(心电图)的生物电位检测装置。
3.例如，在专利文献1(日本特开2004-121360号公报)中提出了一种生物电位检测装置，其具备用于检测生物电位的一次性生物电极垫片和处理由该生物电极垫片检测出的生物电位信号的可再利用的信号处理器，生物电极垫片和信号处理器可拆装，并且对将生物电位从生物电极垫片导出到信号处理器的部分实施了防水结构。
4.另外，本技术人也在专利文献2(日本特开2014-222608号公报)中提出了一种与连接器的连接结构，该连接结构可对扁平电缆的与连接器的连接部分实施防水措施，而且实现了防触碰结构。即，在该文献中，提出了一种与扁平电缆的连接器的连接结构，其在扁平电缆的与连接器的连接部分设置由橡胶或发泡树脂构成的缓冲片，而且在该缓冲片设置用于与连接到装置侧电缆芯线的多根接触针连接的接触孔，由此不仅具有防水性及电连接的可靠性，还消除了扁平电缆因外力而脱落的可能性。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开2004-121360号公报
8.专利文献2：日本特开2014-222608号公报


技术实现要素：

9.发明所要解决的课题
10.如上所述，现有技术中在取得生物信号时要求进行日常生活中长时间的测量。在多数情况下，这种生物电极为了取得来自生物体的信号，在电极部分使用凝胶等电解质。
11.在对该电极部分实施了防水结构的情况下，虽然能够防止水从外部侵入，但在另一方面，由生物体发出的汗水等也不能向外排出。其结果是，当长时间的佩戴时，汗水或入浴时的水分等滞留在凝胶等电解质中，可能会导致粘合力降低等劣化。另外，当在长时间的佩戴过程中电解质因汗水等溶胀而劣化时，可能会导致从电极部或生物体表面脱落而使测定变得不稳定或不能测定。
12.于是，本发明的课题之一在于提供一种生物电极，其可防止该电极部分的电解质的溶胀，即使长时间佩戴也不会从电极部或生物体表面脱落而使测定变得不稳定或不能测定，并且防止了粘合力的降低。
13.另外，即使是上述电解质出现溶胀的情况下，只要能够防止其流出或变形，即使长时间佩戴也不会造成电解质从电极部或生物体表面脱落而使测定变得不稳定或不能测定，并且能够防止粘合力的降低。于是，本发明的另一个课题是提供一种即使电解质发生了溶胀也能够防止其流出或变形的生物电极。
14.还有，现有技术中考虑到长时间佩戴时的运动或入浴等情况，要求具有防水功能。于是，如上述专利文献1提出了对生物电位的导出部分实施防水结构的方案。然而，完全没有研究探讨信号处理器的防水性和长时间佩戴时出现的电极部分的问题。
15.于是，本发明的另一课题在于对信号处理装置和电极部分进行研究探讨，并提供一种可长时间佩戴的生物电极。
16.另外，如上所述，专利文献1提出了一种生物电位检测装置，其对将来自生物电极垫片的生物电位引导到信号处理器的部分实施了防水结构，但该技术的前提是信号处理装置为防水结构。即，不能使用不具有防水功能的信号处理装置。
17.于是，本发明的另一课题在于提供一种生物电极，其不仅在生物信号处理装置具备防水性的情况下，而且在该生物信号处理装置不具备防水结构的情况下，也能够包括入浴时等长时间佩戴。
18.用于解决课题的技术方案
19.为了解决上述课题中的至少一个，本发明为了提供可长时间佩戴的生物电极，对电极部分进行了研究探讨，提供可防止电解质层的溶胀劣化的生物电极。
20.即，本发明提供一种生物电极，其具备用于取得生物体的电信号或向该生物体输出电信号的电极部分，其中，该电极部分设有与生物体紧贴的电解质层，并且设有覆盖该电解质层的未与生物体紧贴的一侧的表面的至少一部分或全部的片状的覆盖部件，在该覆盖部件中覆盖电解质层的区域设有沿厚度方向贯通的开口部。
21.上述片状的覆盖部件能够起到将上述电解质层保持在规定位置的作用，又能够起到至少将所述电极部分保持在生物体的作用。这种覆盖部件可以使用具有防水性的片材形成，还可以使用具有粘合层或粘接层的胶带。作为其一例，可使用由树脂薄膜、布帛(包括布及无纺布)构成的胶带。由此，上述生物电极能够通过该覆盖部件粘贴或佩戴在生物体上。
22.另外，所述覆盖部件设有沿厚度方向贯通的开口部。这种开口部形成于该覆盖部件中覆盖电解质层的区域，并优选具有将被覆盖的电解质层的水分向外排出和/或防止水从外部侵入的止回阀的功能。即，该开口部除了可以形成为能够将水分以液体或气体的形式排出的微细孔之外，还可以形成为大的开口，只要被覆盖的电解质不漏出即可。
23.如上所述，本发明的生物电极是取得生物体的电信号或者向该生物体输出电信号的生物电极，该生物电极具备紧贴于生物体而使用的电极部分，该电极部分由紧贴于生物体的电解质层和将该电极层粘贴于生物体的覆盖部件构成，该覆盖部件设有用于排出电解质层的水分的开口部。
24.根据上述本发明的生物电极，即使电解质层因生物体产生的汗水或从外部环境侵入的水分等而溶胀，在基材的厚度方向两侧设置电解质并在上层部使用亲水性凝胶的情况
下，如果水分的吸水量达到饱和状态，则具有利用不吸收更多水分的特性的防水效果，并且两层凝胶结构起到使两层中每一层的水分量始终相同的作用。其结果，能够将水分从所述开口部排出到外部，由此能够消除电解质层的劣化。因此，可以解决由电解质层的溶胀劣化导致的粘合力降低的问题，进而可以用作即使长时间佩戴也不会从电极部或生物体表面脱落而使测定变得不稳定或不能测定的生物电极。
25.另外，本发明为了解决上述课题中的至少一个，提供一种生物电极，其具备用于取得生物体的电信号或向该生物体输出电信号的电极部分，其中，该电极部分在基材上层叠导电性材料而形成，在该基材的层叠有导电性材料的一侧的表面设有与生物体紧贴的电解质层，该基材设有沿厚度方向贯通的开口部。
26.在目前提供的生物电极中，还提供了在形成为薄膜状或片状等的基材上层叠有电极层或配线层等的生物电极，使用这种基材的生物电极也可以通过上述开口部排出因汗水等而溶胀的电解质层的水分。由此，能够防止凝胶等电解质层的溶胀劣化，并解决该电解质从电极部或生物体表面脱落而使测定变得不稳定或不能测定等问题。
27.设置在这种基材上的开口部也与设置在所述覆盖部件上的开口部一样，只要使电解质中的过多的水分透过即可，因此除了可以形成为能够将水分以液体或气体的形式排出的微细的孔之外，还可以形成为大的开口，只要电解质不漏出即可。
28.在上述生物电极中，优选在所述基材上设置支承部件，该支承部件在使所述电解质层的至少一部分露出于生物体侧的状态下支承该电解质层的边缘部。该支承部件可以形成为圆环状以露出所述电解质层的中心区域等，为了提高该电解质层的保持能力，除了织物、编织物或无纺布等布之外，还可以使用实施了起毛加工或压花加工等的树脂片。而且，该支承部件可以在所述基材的层叠有所述导电性材料的一侧的表面，以包围所述电解质层的周围的方式设置。
29.此外，在使用该基材形成的电极中，也可以在基材的厚度方向两侧设置电解质，此时，可以使设置于基材的生物体侧的表面的电解质与设置于其相反侧的表面的电解质不相同。例如，可以使用吸水性凝胶作为设置于基材的生物体侧的表面的电解质，使用亲水性凝胶作为设置于其相反侧的电解质。
30.而且，如上所述，设置在覆盖部件或基材上的开口部可以通过由亲水性凝胶、吸水性凝胶、疏水性凝胶、布或多孔片等构成的具有透水性或吸水性的部件进行堵塞，或者通过片部件开闭自如地进行堵塞。特别地，该布可以是织物、编织物或无纺布中的任一种。另外，片部件本身也可以具有透湿性或透气性。
31.当通过亲水性凝胶、吸水性凝胶、疏水性凝胶、布或多孔片等的吸收水或使水透过的部件对设置于覆盖部件上的开口进行堵塞，或者通过片部件对设置于覆盖部件上的开口开闭自如地进行堵塞时，能够抑制被覆盖的电解质层的流出，还能够防止佩戴时该电解质附着于衣服上。而且，当通过亲水性凝胶、吸水性凝胶、疏水性凝胶、布或多孔片等的吸收水或使水透过的部件对设置于基材上的开口进行堵塞，或者通过片部件利用止回阀功能对设置于基材上的开口开闭自如地进行堵塞时，能够防止因透过该开口部而引起的电解质的移动。
32.因此，在本发明的生物电极中，可以在所述开口部设置以下(1)～(3)中的任意一个或其组合。
33.(1)设置在所述电解质层的与所述开口部相对的表面的亲水性凝胶
34.(2)设置成堵塞所述电解质层的所述开口部的内侧的织物(包括织物、编织物或无纺织布)
35.(3)开闭自如地堵塞所述开口部的上表面的片部件、或者开闭所述开口部的上表面的具有透湿性或透气性的片部件
36.如上所述，设置在开口部的亲水性凝胶、布或片部件也可以起到防止水分向电解质层侵入的防水部件的作用，由此可以抑制因来自外部环境的水分侵入而引起的电解质的溶胀劣化。
37.另外，本发明提供一种生物电极，其构成为在吸水性凝胶和亲水性凝胶中水分进行相转移。即，是一种具备用于取得生物体的电信号或向该生物体输出电信号的电极部分的生物电极，其中，该电极部分设有与生物体紧贴的电解质层，并且该电解质层在至少一部分或全部区域将由具有吸水性的凝胶构成的吸水性凝胶层和由具有亲水性的凝胶构成的亲水性凝胶层层叠而形成。这种生物电极可以将吸水性凝胶层和亲水性凝胶层交替层叠而形成为多层结构，例如也可以形成为用吸水性凝胶层夹持亲水性凝胶层的结构。通过以这种方式实现吸水性凝胶和亲水性凝胶中的水分的相转移，即使吸水性凝胶层吸水过多，也可以使水分向亲水性凝胶层相转移，可以优化吸水性凝胶的含水量。另外，在吸水性凝胶层干燥而水分不足的情况下，可以通过将亲水性凝胶层的水分供给至吸水性凝胶层而优化其含水量。
38.根据如上构成的生物电极，可提供能够抑制电解质层的溶胀劣化，并且即使长时间佩戴也能够解决电极部分的发闷(瘙痒)或剥离等问题的生物电极。
39.另外，为了解决上述课题中的至少一个，特别是为了提供可长时间佩戴的生物电极，本发明提供一种生物电极，其可根据需要对生物信号处理装置进行防水，另外，在生物信号处理装置具有防水功能的情况下，利用该生物信号处理装置实现端子间的防水。
40.即，本发明提供一种生物电极，其具备用于取得生物体的电信号或向该生物体输出电信号的电极部分，其中，具备由将所述电极部分的电信号向外部输入或输出的两极以上的端子构成的端子部分，还具备防水部件，该防水部件在将生物信号处理装置的端子部分连接于该端子部分的状态下，至少对该端子部分彼此间的连接部进行防水。
41.上述生物信号处理装置是用于接收生物电极所取得的生物信号、或者向生物电极发送信号的装置，除了包括该生物信号处理装置本身对从生物电极所取得的生物信号进行信息处理的装置之外，还包括取得并保存生物信号或向外部装置发送信号的处理装置。
42.另外，在该生物电极中，所述防水部件可以形成为以防水环境划分收容生物信号处理装置的收容空间的部件。此时，该防水部件构成为除了覆盖并收容整个生物信号处理装置以实现防水之外，还可以构成为至少收容存在电极部分的区域以对该电极部分起到防水的作用。在收容该生物信号处理装置的一部分的情况下，可以构成为在与该生物信号处理装置之间实现防水结构。
43.即，由所述防水部件形成的收容空间是用于收容所述生物信号处理装置的空间部，在该生物信号处理装置具有防水功能的情况下，可以以使该生物信号处理装置的一部分露出的状态进行收容，另一方面，在该生物信号处理装置不具有防水功能的情况下，可以形成为覆盖并收容整个该生物信号处理装置的防水空间。
44.另外，上述生物电极也可以形成为具备对输入输出端子之间进行防水的防水结构，并且具备形成收容空间的防水部件的生物电极，该收容空间收容具备与所述输出端子连接的端子的生物信号处理装置。
45.所述输入输出端可形成为贯通所述基材而突出的两极的钩，所述防水部件可以包括具有收容空间的有底筒体形状的防水部件主体和堵塞所述收容空间的盖部件，该收容空间收容具备与所述两极的钩连接的端子的生物信处理装置。该防水部件主体其底部与所述基材紧贴以防止水分的侵入并且所述两极的钩从底面向所述收容空间内突出，通过在所述防水部件主体与所述盖部件之间的接合面设置防水结构，可以使生物电极具有对所述收容空间内进行防水的结构。这种生物电极特别是在使用不具有防水功能的生物信号处理装置的情况下有效，并且也可以对该生物信号处理装置起到防水作用。但是，当然也可以用于具有防水功能的生物信号处理装置中。
46.另外，在本发明中，所述输入输出端子可形成为贯通所述基材而突出的两极的钩，所述防水部件其底部与所述基材紧贴以起到防水作用并且由使所述两极的钩从底面突出的有底筒体形状的防水部件主体构成，在该防水部件主体内设有收容生物信号处理装置的收容空间，该生物信号处理装置具备与上述两极的钩连接的端子。在该防水部件主体的内壁表面和底面中的至少任一方可设有防水结构，该防水结构与所述生物信号处理装置的外表面卡接，并对所述两极的钩突出的区域进行防水。这种生物电极特别是在生物信号处理装置具有防水结构的情况下，能够利用该结构实现端子间的防水。
47.另外，在本发明中，也可以形成为在防水部件的结构中能够将其内部空间保持为防水环境。即，形成为由使所述两极的钩从底面突出的有底筒体形状的防水部件主体和堵塞该防水部件主体的内部空间的盖部件构成的防水部件，并在防水部件主体和盖部件的接合部分实现防水，以实现所述防水部件的内部空间的防水。这种防水部件主体与盖部件的结合结构除了嵌入结构之外，也可以是螺接结构、接合结构，还可以根据需要设置o形圈等密封部件。
48.此外，本发明的生物电极的输入输出端子不仅可以形成为所述两极的钩，还可以以各种形状及结构形成，例如也可以构成为在基材上涂布端子的输入输出端子以在生物信号处理装置中咬合或嵌合该端子。即，在本发明的生物电极中，该输入输出端子只要是输入输出连接器即可，例如也可以与防水连接器组合而形成。
49.另外，在具备该防水部件的生物电极中，电极部分可以在覆盖所述电解质层的片状的覆盖部件上设置沿厚度方向贯通的开口部，或者在设有电解质层的基材上设置沿厚度方向贯通的开口部，或者利用由亲水性凝胶、吸水性凝胶、疏水性凝胶、布或多孔片等构成的具有透水性或吸水性的部件堵塞这些开口部，或者利用片部件开闭自如地堵塞这些开口部，或者也可以将电解质层形成为这样的生物电极，该生物电极在一部分或全部区域将由具有吸水性的凝胶构成的吸水性凝胶层和由具有亲水性凝胶构成的亲水性凝胶层层叠而成。
50.发明效果
51.根据本发明的生物电极，由于在覆盖电解质层的未与生物紧贴的一侧的表面的一部分或全部的片状的覆盖部件中覆盖电解质层的区域设有沿厚度方向贯通的开口部，从而能够从该开口部向外排出电解质层中过度蓄积的水分。因此，可抑制电极部分的电解质层
的溶胀劣化，其结果，可以作为即使长时间佩戴也不会从电极部或生物体表面脱落而使测定变得不稳定或不能测定，并且防止了粘合力降低的生物电极。
52.还有，在使用膜状等基材形成的生物电极中，通过在该基材上也设置沿厚度方向贯通的开口部，能够使从生物体渗出的汗水等体液移动到上层(远离生物体的一侧)，并从电解质层排出到外部。因此，能够抑制比基材更靠近生物体侧的电解质层的溶胀劣化，其结果，可以作为即使长时间佩戴也不会从电极部或生物体表面脱落而使测定变得不稳定或不能测定，并且防止了粘合力降低的生物电极。
53.而且，在所述基材上设置支承所述电解质层的边缘部的支承部件的情况下，即使该电解质层因吸入水分而溶胀，也能够通过支承部件支承该电解质层。因此，即使长时间佩戴也能够将电解质保持在电极部或生物体表面上，并且能够消除因该电解质层脱落而引起的测定不稳定或不能测定的问题。
54.另外，设置有对生物电极的端子部分进行防水的防水部件的生物电极，可以作为即使在入浴时也能够佩戴的生物电极，由此能够提供可长时间佩戴的生物电极。
55.而且，通过将所述防水部件构成为收容取得来自生物电极的信号的生物信号处理装置并对该收容空间起到防水作用，即使是没有防水结构的生物信号处理装置，也能够在入浴时等佩戴，由此能够提供可长时间佩戴的生物电极。
附图说明
56.图1是本实施方式的生物电极的电极部分的(a)内部透视俯视图、(b)b-b向视截面图、(c)c-c向视截面图。
57.图2是图1所示的生物电极的电极部分的分解斜视图。
58.图3是其他实施方式的生物电极的电极部分的纵截面图。
59.图4是其他实施方式的生物电极的电极部分的(a)俯视图、(b)分解斜视图、(c)x-x向视截面图。
60.图5是表示使用图1所示的电极部分的生物电极的斜视图。
61.图6是图5所示的生物电极的(a)纵截面图、(b)拆下盖部件的状态下的俯视图、(c)仰视图。
62.图7是表示其他实施方式的生物电极的(a)俯视图、(b)纵截面图、(b)仰视图。
具体实施方式
63.以下，参照附图具体说明本实施方式的可长时间佩戴的生物电极。特别是在本实施方式中，具体地示出了使用基材11而形成的且还具备能够收容整个生物信号处理装置50的防水部件25的生物电极。
64.图1表示本实施方式的生物电极的电极部分10的(a)内部透视俯视图、(b)b-b向视截面图、(c)c-c向视截面图，图2表示该生物电极的电极部分10的分解斜视图。
65.如图1和图2所示，该实施方式的生物电极在基材11的生物体侧的表面设置电极层12，在设置有该电极层12的基材11的生物体侧及其相反侧的表面设置由凝胶构成的电解质层13(第一电解质层13a和第二电解质层13b)。其结果，构成为该基材11和电极层12被电解质层13夹持的结构。在本实施方式中，在基材11的生物体侧的表面(存在电极层12的表面)
设置由亲水性凝胶或吸水性凝胶构成的电解质层13(以下称为“第一电解质层13a”)，在其相反侧的表面(以下称为“外侧面”)设置由亲水性凝胶构成的电解质层13(以下称为“第二电解质层13b”)。即，电解质层13通过层叠两种以上不同的电解质层13而形成。而且，两电解质层13在基材11的外侧紧贴并且在设置于基材11的开口部14紧贴，以保持一体性。
66.在本实施方式中，基材11可以使用pet等树脂片形成，所述电极层12可以通过在基材11上涂布或印刷具有导电性的材料而层叠形成。当然，可以在该基材11上设置用于将在电极层12取得的生物信引导至未图示的端子部分的导电层，该导电层也可以使用导电性材料，通过在基材11上涂布或印刷而层叠形成。此外，在确保这些电极层12与导电层的电绝缘的基础上，该基材11上还可以设置用于屏蔽来自外部的电信号或电磁波的由导电性材料构成的屏蔽层。
67.而且，如图1(a)和(c)所示，上述基材11沿其厚度方向设有开口部14。在本实施方式中，形成有四个小孔径的开口部14，但并不限定于此，也可以形成开口直径更小的开口部14或开口直径更大的开口部14。另外，也可以将该基材11中没有形成所述电极层12和导电层的区域形成为网眼状。
68.通过使用这样形成开口部14的基材11，紧贴于生物体并吸收从生物体渗出的汗水等体液而溶胀的第1电解质层13a能够将其水分从所述开口部14排出到第2电解质层13b中，由此能够适度地保持电解质中与生物体的接触面的水分。此外，该第一电解质层13a和第二电解质层13b除了可以如上所述使用不同的凝胶形成之外，也可以用相同的凝胶形成。
69.而且，在本实施方式中，上述电解质层13被布16覆盖。这种布16可以使用织物、编织物、无纺布等各种布料形成，优选设置成覆盖所述电解质层13的外侧面。通过设置这种布16，能够抑制电解质从后述的覆盖部件17的开口漏出。
70.在该布16的外侧面设有用于将该电极部分10固定在生物体的表皮上的覆盖部件17。本实施方式中的覆盖部件17由具有粘接层或粘合层的胶带形成，由此能够将该电极部分10粘贴在生物体上。但是，当用其他结构或材料将电极部分10固定在生物体的表皮上时，该覆盖部件17不需要使用胶带，也可以使用仅覆盖该电极部分10且用于抑制电解质的漏出的片材来形成。特别是当用该覆盖部件17将电极部分10粘贴在生物体时，优选该覆盖部件17由具有透气性的材料形成，由此能够消除粘贴部分发闷(瘙痒)的问题。
71.这种覆盖部件17形成有用于排出蓄积在所述电解质层13中的多余的水分的开口部15。该开口部15形成为在覆盖电解质层13的区域沿覆盖部件17的厚度方向贯通，在本实施方式中，在与电解质层13相对的位置上形成为弯曲的长椭圆形状。这种开口部15只要能够排出电解质中的水分且能够防止电解质的脱落，则可以形成为各种形状及大小，也可以形成为微细的流路或透气通路。因此，该覆盖部件17也可以由具有透气性或透水性的材料形成，在这种情况下，其流路或透气通路起到开口的作用。
72.形成于该覆盖部件17的开口部15优选形成在不与形成于所述基材11上的开口部14相对的位置(即在电解质层13的宽度方向上错开的位置)。这是因为，在两开口部14、15相对的位置，因水分的移动变多可能会导致电解质的流出。
73.而且，在上述覆盖部件17的外侧面(在附图中为上表面)设有开闭自如地堵塞所述开口部15的片部件18。该片部件18除了通过粘接剂等设置在所述覆盖部件17之外，还可以通过熔接等与所述覆盖部件17一体化。该片部件18以覆盖上述覆盖部件17的开口部15的方
式伸展，由此，能够极力防止水分从外部侵入电解质层13，并且能够实现水分从电解质层13的排出。即，该片部件18能够对水分的移动起到止回阀的作用，因此优选由具有柔软性的片材形成。
74.在如上形成的电极部分10中，从生物体渗出的汗水等体液侵入到第一电解质层13a，并通过设置在基板11上的开口部14和基板11外侧的电解质彼此间的接合面而移动到第二电解质层13b，然后，从第二电解质层13b通过覆盖在第二电解质层13b上的布16从形成在覆盖部件17上的开口部15排出。其结果，能够发挥抑制佩戴者的皮肤发闷的这一前所未有的作用。另一方面，对于水分从外部侵入，所述覆盖部件17的开口部15和覆盖该开口部15的片部件18可以起到止回阀的作用，并且第二电解质层13b也起到防止水分渗入到第一电解质层13a的作用。即，当在佩戴该生物电极的状态下入浴时，虽然会有少量的水从覆盖部件17的开口部15侵入，但是第二电解质层13b可以起到防止该水侵入的作用。这是因为，当该第二电解质层13b吸收水分并达到饱和状态时，不再吸收更多的水分，因此该第二电解质层13b可防止水分的侵入。而且，对于第一电解质层13a的漏出可由第二电解质层13b、布16以及片部件18抑制，并可抑制因长期使用而引起的电解质层13的减少或佩戴时附着在衣服上。
75.图3是表示其他实施方式的生物电极的纵截面图。该图所示的生物电极构成为用由丙烯酸等吸水性凝胶构成的吸水性凝胶层13c夹持由聚氨酯等亲水性凝胶构成的亲水性凝胶层13d的层叠结构的电极部。即，形成为从生物体侧起层叠了吸水性凝胶层13c(第1层电解质层)、亲水性凝胶层13d(第2层电解质层)以及吸水性凝胶层13c(第3层电解质层)的结构。而且，设置有开口部14的基材11存在于吸水性凝胶层13c(第1层电解质层)与亲水性凝胶层13d(第2层电解质层)之间。根据这种生物电极，水分能够在吸水性凝胶层13c和亲水性凝胶层13d中进行相转移，当吸水性凝胶层13c过度吸水时，能够使该水分向亲水性凝胶层13d进行相转移，另外，当吸水性凝胶层13c干燥而水分不足时，能够供给亲水性凝胶层13d的水分。即，通过设置该亲水性凝胶层13d，可适当地调整吸水性凝胶层13c的含水量。此外，在本实施方式中，也可以构成为在由吸水性凝胶构成的吸水性凝胶层13c内设置由亲水性凝胶构成的亲水性凝胶层13d的生物电极，即，也可以形成为用吸水性凝胶层13c夹持亲水性凝胶层13d的结构。
76.图4是又一其他实施方式的生物电极的电极部分10的(a)俯视图、(b)分解斜视图、(c)x-x向视截面图。该图所示的电极部分10在层叠有电极层12和导电层21的基材11上设置沿厚度方向贯通的开口部14并且在该基材11的与层叠有电极层12和导电层21的面相反侧的面以覆盖所述开口部14的方式设置布16。在该布16上设置具有开口部15的覆盖部件17，在该覆盖部件17上设置片部件18。
77.设置于所述基材11的开口部14形成于不存在电极层12的区域，能够起到将蓄积于所述电解质层13的水分移送到布16的作用。而且，渗出到该布16的水分通过设置在覆盖部件17上的开口部15向外排出。因此，设置在该基材11上的开口部14和设置在覆盖部件17上的开口部15优选以相对的方式形成。
78.层叠在所述覆盖部件17上的片部件18通常堵塞设置在覆盖部件17上的开口部15，渗入到布16中的水分可以利用片部件18本身的透湿性或透气性排出。即，通过将粘接剂或粘合剂19利用图案印刷涂布或热熔接到该片部件18的周围，使其粘接在所述覆盖部件17
上。此时，所述开口部15被该片部件18堵塞，但通过利用透湿性、透气性优异的薄膜或片材作为该片部件18，可向外排出通过开口部15进来的水分。由此，能够抑制水分从外部侵入，同时能够实现来自内部的透气性或透湿性。此外，具有透湿性、透气性的片部件18除了发泡树脂之外，还可以由具有微细贯通孔的树脂片等形成。
79.而且，在本实施方式中，在设置于基材上的电极层12上层叠有电解质层13，并以包围该电解质层13的周围的方式设置有支承部件31。该支承部件31能够起到保持电解质层13的作用，并形成为能够使该电解质层13的至少一部分与生物体接触。在本实施方式中，该支承部件31形成为圆环状的片材，其中心部设有大到能够足以支承所述电解质层13的边缘部分的开口。但是，该支承部件31不限于此，也可以使多个开口遍布或偏布形成。另外，该支承部件31除了使用无纺布等布形成之外，还可以由进行起毛加工处理的树脂片、网状的片材形成。
80.该支承部件31粘接在基材的设有电解质层13的表面上，并以包围该电解质层13的周围的方式设置。该支承部件31可以通过粘接剂或粘合剂与基材11接合，优选在该支承部件31中与生物体接触的区域也涂上粘接剂或粘合剂。而且，在该支承部件31的生物体侧的表面设置圆环状的保持部件32，以保持该支承部件31并且使该电极部分紧贴于生物体。因此，为了使该保持部件32紧贴于生物体并且与支承部件和覆盖部件17接合，可以在其两面涂上粘接剂或粘合剂，或者可以通过热熔接进行接合。
81.此外，该支承部件31也可以通过延长并折回以覆盖基材11的开口部14的方式设置的布16的端部而形成。即，也可以形成为将层叠在基材11的上侧的布16的端部向基材11的下侧折回并在该折回的部分的前端侧保持所述电解质层13。在该情况下，优选基材的轮廓的一部分形成为直线状，以便能够将所述布16折回。
82.通过如上设置支承部件31，即使在电解质层13吸收水分而溶胀的情况下，也能够利用该支承部件31防止其变形或移动。因此，即使长时间佩戴也能够将电解质层13保持在电极层12或生物体表面上，能够消除因该电解质层13脱落而引起的测定不稳定或不能测定的问题。
83.具有上述电极部分10的生物电极还可以与连接器等一起构成，该连接器用于在生物电极与生物信号处理装置50之间收发信号。这种连接器除了形成为后述的图5及图6所示的钩状之外，还可以形成为在基材11上涂布导电性材料而形成的端子，可以以其他现有的端子形状形成。另外，该电极部除了在一个生物电极上设置两个，还可以设置三个以上。
84.以下，参照图5及图6对具备所述电极部分10的生物电极的一例进行说明。图5是表示使用上述电极部分10的生物电极的斜视图，图6表示該生物电极的(a)纵截面图、(b)取下盖部件27的状态下的俯视图、(c)仰视图。即，具有上述结构的电极部分10能够形成为具备图5及图6所示的防水部件25的生物电极。此外，所述电极部分10当然也可以形成为不具有该防水部件25的生物电极。
85.如图5及图6所示，本实施方式的生物电极包括导电部分22、钩部23、连接部分24以及防水部件25，所述导电部分22具备所述的电极部分10并且设有传送由该电极部分10取得的信号的导电层21，所述钩部23将由该导电部分22引导的生物信号输出到外部，所述连接部分24设置有该钩部23，所述防水部件25设置在该连接部上。该电极部分10、导电部分22以及连接部分24能够通过在由连续的片材构成的基材11上涂布或印刷由导电性材料构成的
电极层12或导电层21而层叠形成。但是，将由该导电部分22引导的生物信号输出到外部的部分并非一定是钩部23，也可以形成为以防水连接器为代表的各种连接器。
86.而且，在本实施方式中，所述防水部件25为了划分密闭空间，由作为下容器的防水部件主体26和与该放水部件主体卡接的盖部件27形成，所述密闭空间用于收容具备与所述钩部23连接的端子部分的生物信号处理装置50。生物信号处理装置50收容于由这种防水部件主体26和盖部件27划分的空间中，能够起到其防水作用。因此，所述防水部件主体26和盖部件27的卡接需要在确保防水性的状态下卡接以防止水等侵入到被划分的内部空间。在本实施方式中，在防水部件主体26的外周表面形成环绕的凸条28，在所述盖部件27的侧壁内表面形成与该凸条28互补嵌合的凹槽29，实现两者之间的防水。这种防水结构可以根据构成该防水部件25的材质适当地变更，也可以根据需要在两者的卡接部设置o形圈等来实现防水。
87.而且，在本实施方式中，为了使设置在生物电极上的两极的端子部分与生物信号处理装置侧的两极的端子部分的接合部分的防水更加可靠，在防水部件主体26的侧壁内表面环绕形成有槽部30，该槽部30用于收容形成在所述生物信号处理装置50的侧壁面的突起部51。通过将生物信号处理装置50的突起部51嵌合到这种槽部30中，可以防止水分向比槽部更靠端子部分(钩部23)侧的侵入，其结果能够更加可靠地对端子部分进行防水。此外，一些生物信号处理装置50在其侧壁表面未形成突起51，因此，也可以在所述防水部件主体26的侧壁内表面代替所述槽部而环绕形成与该生物信号处理装置50的侧壁紧贴的凸条。
88.如上所述，在防水部件主体26的侧壁内表面形成与生物信号处理装置50的侧壁表面紧贴的防水结构(包括槽部或凸条)的情况下，也可以想象在该区域中还可以实现端子部分(即，生物电极20的连接器23与生物信号处理装置50的连接器之间的接合部分)的防水。此时，以所述生物信号处理装置50由防水结构形成为前提，也可以省略所述防水部件25中的盖部件27。
89.而且，设置于所述连接部分24的钩部23露出在所述防水部件主体26的底面。为了防止这种钩部彼此之间因水或汗水等引起的电短路，两者之间也需要可靠地防水。于是，在本实施方式中，利用钩部23将所述连接部分24和防水部件主体26的底部铆接在一起，由此实现钩部23彼此之间的防水。
90.图7是表示其他实施方式的生物电极的(a)俯视图、(b)纵截面图、(c)仰视图。特别是该实施方式的生物电极在防水部件25上实现与钩部(端子部分)23连接的生物信号处理装置的防水，生物信号处理装置(未图示)即使不具有防水功能也能使用。
91.本实施方式的防水部件25包括使两极的钩等的钩部(端子部分)23从底面突出的有底筒体形状的防水部件主体26和堵塞该防水部件主体26的内部空间的盖部件27，并形成为在两者的接合部具有防水性的结构。特别是在本实施方式中，防水部件主体26和盖部件27形成为通过旋转式锁定机构来确保防水性，该旋转式锁定机构通过将两者组合后进行旋转来密闭两者间的间隙。当然也可以在两者之间设置o形圈等密封部件。这样，通过在防水部件主体26与盖部件27的卡接部分确保防水性，与钩部23连接的生物信号处理装置也可以不是防水结构，只要能够收容在防水部件的内部空间内，其大小和形状不受限制，因此扩大了可使用的生物信号处理装置的范围。
92.此外，该防水部件主体26和盖部件27的连结结构，只要能够确保两者间的防水性
则可以进行变更，除了嵌入结构之外，也可以是螺接结构、接合结构。另外，也可以构成为，通过准备多个能够与防水部件主体26连结的不同高度的盖部件27，可根据与端子连接的生物信号处理装置的高度(厚度)任意选择。
93.如上所述，根据具备防水部件25的生物电极，还能够实现生物信号处理装置50的防水，因此入浴时也能够佩戴，从而能够实现可长时间佩戴的生物电极。而且，再加上具备所述排水结构(开口部14、15)的电极部分10所带来的佩戴的舒适性，能够实现可长时间佩戴的生物电极。
94.此外，具备上述图5至7所示的防水部件25的生物电极不限于所述图1至4所示的电极部，也可以形成为具备各种电极部的生物电极。即，是一种这样的生物电极，其为了划分用于收容生物信号处理装置50的密闭空间而具备由作为下容器的防水部件主体26和与该放水部件主体卡接的盖部件27形成的防水部件25。
95.这种生物电极是具备用于取得生物体的电信号或向该生物体输出电信号的电极部分10的生物电极，其可以构成为，具备由将所述电极部分10的电信号向外部输入或输出的两极以上的端子构成的端子部分，还具备在将生物信号处理装置50的端子部分连接于该端子部分的状态下，至少对该端子部分彼此的连接部进行防水的防水部件25。而且，在该生物电极中，所述防水部件25可以构成为对收容所述生物信号处理装置50的收容空间进行防水并划分。
96.工业适用性
97.本发明的生物电极可用于取得生物信号或离子电渗疗法，也可作为可用于24小时或数天等长时间记录心电图的霍尔德心电图检查等的生物电极而使用。还有，即使是短时间的佩戴，因汗水等产生的水分也可从所述开口部排出，因此可作为在运动或工作期间也能够舒适地佩戴的生物电极而使用。
98.符号说明
99.10
ꢀꢀꢀꢀ
电极部分
100.11
ꢀꢀꢀꢀ
基材
101.12
ꢀꢀꢀꢀ
电极层
102.13
ꢀꢀꢀꢀ
电解质层
103.13c
ꢀꢀꢀ
吸水性凝胶层
104.13d
ꢀꢀꢀ
亲水性凝胶层
105.14、15
ꢀꢀꢀ
开口部
106.16
ꢀꢀꢀꢀ
布
107.17
ꢀꢀꢀꢀ
覆盖部件
108.18
ꢀꢀꢀꢀ
片部件
109.20
ꢀꢀꢀ
生物电极
110.21
ꢀꢀꢀꢀ
导电层
111.22
ꢀꢀꢀꢀ
导电部分
112.23
ꢀꢀꢀꢀ
钩部(端子部分)
113.25
ꢀꢀꢀꢀ
防水部件
114.26
ꢀꢀꢀꢀ
防水部件主体
115.27
ꢀꢀꢀꢀ
盖部件
116.50
ꢀꢀꢀꢀ
生物信号处理装置