JP2008018017A - 脳波測定用電極 - Google Patents

Abstract

【課題】頭皮との接触圧を最適に保つことができ、以って測定精度を向上させることができる脳波測定用電極を提供する。
【解決手段】ヘルメット2を貫通してヘルメット2に固定された支持ケース1_5の円筒部内をスライド可能なスライド円筒1_9を上方にスライドさせ、その一端とネジ結合したストロークシャフト1_3を上方から引っ張り上げる。この状態でヘルメット2を被験者の頭部に被せ、ストロークシャフト1_3を今度は徐々に下方にスライドさせ、被験者が頭皮に痛みを感じない範囲でストロークアジャスタ1_4によりストロークシャフト1_3を支持ケース1_5に位置決めする。このとき、電解質溶液を含んだ綿棒頭1_8が頭皮に当たっているため、導電部1_7はスライド円筒1_9内をスプリング1_10の弾性力に抗して上方にスライドし、最適な接触圧で綿棒頭1_8が頭皮と接触することになる。
【選択図】図2

Description

本発明は、脳波測定用電極に関し、特にヘルメットに設けられて被験者の脳波を測定するために使用される電極に関するものである。

従来より知られている脳波測定用電極としては次のようなものが挙げられる。

(1)頭髪の存在によっても頭皮と電極との接触状態を安定させて高い精度の検査を行うため、頭髪を有する頭皮に接触配置され脳波信号を検出する脳波検出用電極装置であって、金属電極と、該金属電極の先端部表面に被覆配置される電解液を含んだ弾性部材を有するキャップとを備え、頭皮に接触するキャップ先端面の面積が、約19mm²以上314mm²以下である脳波検出用電極装置（特許文献1参照。）。

(2)検査ごとに清掃する手間を省き、衛生的に検査を行い、かつ使い勝手を向上するため、頭皮に接触配置され脳波信号を検出する脳波検出用電極装置であって、先端に電極を配置した棒状の電極装置本体と、該電極装置本体の先端に取り付けられ、電極を被覆するように密着配置される電解液を含んだ弾性部材を有するキャップをと備え、該キャップを電極装置本体に対して着脱可能に接続する接続手段が設けられている脳波検出用電極装置（特許文献2参照。）。

(3)生態信号検出装置が、先端部側が頭部の表面に当接して脳波を電気信号として検出する少なくとも一つの電極と、電極の取付用孔を有し頭部に装着されて電極の先端部側を頭部の表面に当接させるヘルメットと、頭部への電極の位置決めを個別に行うことが可能な電極位置決め手段としての、取付用孔内に形成された雌ねじ部、及び電極外側面に形成された雄ねじ部、を備えるように構成した生体信号検出装置（特許文献3参照。）。
特開2006-34429号公報 特開2006-6666号公報 特開2006-162号公報

上記の特許文献1〜3に開示された脳波測定用電極においては、電極がヘルメットに固定されているので、頭皮と電極とが接触する時の自由度が限定されており、痛みを伴わない安定した接触圧を保つことが困難であり、電極先端部に付ける柔軟な接触体に十分な量の電解質溶液を保持することが難しいため測定精度が低下してしまうという課題があった。

従って本発明は、頭皮との接触圧を最適に保つことができ、以って測定精度を向上させることができる脳波測定用電極を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る脳波測定用電極は、ヘルメットを貫通して該ヘルメットに固定された第1の円筒部と、該第1の円筒部内をスライド可能な第2の円筒部と、該第2の円筒部の一端と結合し、該第2の円筒部の内径より小さな内径を有すると共に、該第2の円筒部が最下点までスライドした時に該第1の円筒部より上部が飛び出る長さを有する第3の円筒部と、電解質溶液を含浸させた状態で頭皮と接触される接触体が一端に交換可能に設けられ該第2の円筒部内をスライド可能な導電性の第4の円筒部であって、導線が接続された突出部が他端に設けられており、該突出部と該導線が該第3の円筒部内を移動可能なものと、該第2の円筒部内において、該第3の円筒部と該第4の円筒部との間に設けられたスプリングと、を備えたことを特徴としている。

すなわち、本発明の脳波測定用電極では、ヘルメットを貫通して固定された第1の円筒部内を第2の円筒部がスライドできるようになっており、この第2の円筒部と第3の円筒部が結合されていることにより、第2の円筒部が第1の円筒部内をスライドするときに、第3の円筒部も同時に移動する。このとき、第2の円筒部が最下点までスライドしても第3の円筒部の上部は第1の円筒部より飛び出ているので引っ張り上げられるようになっている。

また、第3の円筒部は、スプリングを介して第4の円筒部に繋がっており、この第4の円筒部は第2の円筒部内をスライド可能になっている。

従って、このような電極を装着したヘルメットを被験者が被ったとき、第1の円筒部に対して、第2及び第3の円筒部のスライド位置を手動調整した状態で更に第4の円筒部が第2の円筒部内をスプリングの弾性力に抗してスライド可能になっている為、第4の円筒部の先端に設けた接触体は頭皮に対して痛みを伴うこと無く、最適な接触圧を保つことができ、且つ接触電気抵抗をより低くすることが可能となる。

本発明ではさらに、該第1の円筒部の上部の内側と該第3の円筒部の外側との間に設けられたワッシャーと、該第3の円筒部の上方から挿入され該ワッシャーを介して該第1の円筒部の上部の外側とネジ結合することにより該第1の円筒部に対して該第3の円筒部の位置を固定させるストロークアジャスタと、をさらに備えることができる。

すなわち、この場合には、第1の円筒部と第3の円筒部との相対的な位置を、ストロークアジャスタがワッシャーを介して調整することが可能となる。

また、上記の第1の円筒部は、フランジ部と、該フランジ部との間で該ヘルメットを固定する固定用ネジとを有することができる。

これにより、第1の円筒部を固定用ネジでヘルメットに固定することが可能となる。

また、上記の第1の円筒部は、該第2の円筒部のスライドを停止させるストッパーを有することができる。

これにより、第1の円筒部に対して第2の円筒部をスライドさせ過ぎないようにすることができる。

さらに、上記の第2の円筒部及び第4の円筒部も、それぞれ、該第4の円筒部のスライドを停止させるストッパーを有することができる。

なお、上記の第3の円筒部は、該第2の円筒部とネジ結合することができ、互いに取り外しが可能である。

本発明による脳波測定用電極によれば、以下の効果が得られる。
(1)単一のモデルであらゆる頭部形状及び大きさに適応することができる。
(2)頭皮に対して電極の接触圧を、痛みを伴わずに所望の値に保つことが可能となる。
(3)短時間で多電極を指定の頭皮位置に接触させることが可能となる。
(4)頭皮及び毛髪を汚染させないで脳波測定が可能となる。
(5)電極先端部に設ける接触体に電解質溶液を含ませることで頭皮との接触抵抗を例えば10KΩ以下に保つことが可能となる。
(6)接触体は着脱が短時間でできるので、感染予防の検知から一回の測定で使い捨てにすることができ、且つ安価に済む。

以下、本発明に係る脳波測定用電極の実施例を、図面を参照して説明する。

図1は、本発明に係る脳波測定用電極の斜視図であり、この脳波測定用電極1は、外観上、導線1_1と、エンドストッパー1_2と、ストロークシャフト1_3と、ストロークアジャスタ1_4と、フランジ部1_5aを有する支持ケース1_5と、固定用ネジ1_6と、導電部1_7とで構成されており、導電部1_7の先端には脳波測定用の電解質溶液を含浸させた綿棒頭1_8が交換可能に取り付けられるようになっている。

図1に示した脳波測定用電極1をヘルメット2に装着したときの断面図が図2に示されている。

すなわち、ヘルメット2には第1の円筒部である支持ケース1_5が貫通して設けられており、そのフランジ部1_5aに対してヘルメット2の反対側から固定用ネジ1_6を締め付けることにより、支持ケース1_5をヘルメット2に固定させている。

支持ケース1_5内には第2の円筒部であるスライド円筒1_9が設けられており、このスライド円筒1_9の上部に設けたネジ部1_9aと、第3の円筒部であるストロークシャフト1_3のネジ部1_3bとがネジ結合され取り外しできるようになっている。

ストロークシャフト1_3には、貫通孔1_3aが設けられており、この貫通孔1_3aの内径はスライド円筒1_9の内径より小さいものであり、両者の内径の差に相当する部分においてスプリング1_10の一端が当接し、他端が第4の円筒部である導電部1_7に当接するようになっている。

導電部1_7は、スライド円筒1_9内をスライド可能になっており、図の上方に対してはスプリング1_10の弾性力に抗してスライドすることになる。またこの導電部1_7には、突出部1_7aが設けられており、この突出部1_7aの先端には導線1_1がハンダ1_7bによって接着されている。そして、これらの突出部1_7aと導線1_1は、共にストロークシャフト1_3の貫通孔1_3a内を上下移動可能になっている。

また、導電部1_7の下側先端部分には、綿棒頭1_8（通常の綿棒の棒1_8aを切ったもの）が着脱可能に取り付けられるようになっており、この綿棒頭1_8が落下しないようにするため導電部1_7の内側にはネジ部1_7dが設けられている。また、導電部1_7がスライド円筒1_9から脱落しないようにするため、スライド円筒1_9にはストッパー1_9bが設けられており、これに対応して導電部1_7にもストッパー1_7cが設けられている。

また、支持ケース1_5にもストッパー1_5bが設けられており、ストロークシャフト1_3のストッパー1_3cがストッパー1_5bに当接してこれ以上ストロークシャフト1_3が上方に移動して飛び出すのを防いでいる。

また、ストロークシャフト1_3の位置を手動調節した後にこの位置で固定するため、ストロークアジャスタ1_4が設けられている。これは、その内側に設けたネジ部1_4dが、支持ケース1_5の上部外側に設けたネジ部1_5cとネジ結合し、且つこのストロークアジャスタ1_4を締め付ける方向（下方）に回すことにより、ワッシャー1_4bの上下両方向に設けた弾性ワッシャー1_4a及び1_4cがストッパー1_5bの存在により偏平し、以ってワッシャー1_4a及び1_4cが支持ケース1_5とストロークシャフト1_3の両方に当たってストロークシャフト1_3を締め付け固定することができる。

なお、ストロークシャフト1_3の上部にはエンドストッパー1_2が設けられており、このエンドストッパー1_2のネジ部1_2aはストロークシャフト1_3のネジ部1_3dとネジ結合し、且つその内部に設けた貫通孔1_2bを介して、導線被覆1_1aが施された導線1_1を外部に導き出している。

図3には、図1及び図2に示した電極の分解図が概略的に示されており、組立手順としては、まずスライド円筒1_9の上部から導電部1_7を挿入し、その後、スプリング1_10を導電部1_7の突出部1_7aに通す。この状態で、スライド円筒1_9の上方から、ストロークシャフト1_3をネジ結合する。このとき、導線（図示せず）をストロークシャフト1_3から引っ張り出す。

そして、このようにネジ結合したスライド円筒1_9及びストロークシャフト1_3を支持ケース1_5の下方から挿入し、支持ケース1_5をストロークシャフト1_3の上部が飛び出たところにワッシャー1_4c, 1_4b, 1_4aを上から嵌めた後、さらに上方からストロークアジャスタ1_4を挿入し、このストロークアジャスタ1_4と支持ケース1_5とをネジ結合する。

そして、ストロークシャフト1_3に対してエンドストッパー1_2を上方からネジ結合する。このとき、導線をエンドストッパー1_2から引っ張り出す。

このような状態で、ヘルメット2に設けた貫通孔（図示せず）を支持ケース1_5が通るように設置し、ヘルメット2を固定用ネジ1_6とフランジ部1_5aとで締め付けることにより、図2に示した電極が出来上がる。

図4は、本発明に係る脳波測定用電極の測定状態を示したものである。図示のように、本発明の電極はヘルメット2に例えば21個の電極1を設置し、各導線1_1をコネクタ3に接続すると共に、グランド側の電極4を被験者の耳に装着することにより、コネクタ3から脳波信号をアンプ及び測定器（図示せず）に送るようにしている。

次に、図4に示すように電極1を装着する場合の手順を説明する。

図2に示すように、まず、ストロークシャフト1_3はエンドストッパー1_2を用いて、そのストッパー1_3cが支持ケース1_5のストッパー1_5bにぶつかるまで引き上げた状態（最も上方に引っ張り上げた状態）に設定する。この状態でヘルメット2を被験者の頭部に被せ、ストロークシャフト1_3を、徐々に綿棒頭1_8が頭皮に接触し、さらに被験者が頭皮に痛みを感じない範囲で下げて行き、ストロークアジャスタ1_4と支持ケース1_5とをネジ結合する。このときのネジ結合は仮留めにしておく。

このとき、スプリング1_10は図2に示したような状態ではなく、より縮んだ状態となる。

このようにして、全ての電極1を仮留めした状態にした後、各電極1の脳波の波形をアンプを通して測定器で観測し、波形が悪い電極は更に波形が良くなるまでストロークシャフト1_3を下げて位置固定する。これにより、各電極において最も好ましい接触圧が被験者の頭部に与えられることとなる。

なお、上記の実施例では、接触体として通常の綿棒を使用し、且つこの綿棒の棒1_8aを切って用いたものであるが、電解質溶液を含浸し、且つ保水性を有するものであればどのようなものでも構わない。

なお、本発明は、上記実施例によって限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づき、当業者によって種々の変更が可能なことは明らかである。

本発明に係る脳波測定用電極の斜視図である。 本発明に係る脳波測定用電極をヘルメットに装着したときの断面図である。 本発明に係る脳波測定用電極の分解図である。 本発明に係る脳波測定用電極を複数個ヘルメットに装着して脳波測定を行う状態を示した図である。

符号の説明

1 脳波測定用電極
1_1 導線
1_1a 導線被覆
1_2 エンドストッパー
1_2a,1_3b,1_3d,1_4d,1_5b,1_5c,1_7d,1_9a ネジ部
1_3 ストロークシャフト
1_2b,1_3a 貫通孔
1_3c,1_5b,1_7c,1_9b ストッパー
1_4 ストロークアジャスタ
1_4a,1_4b,1_4c ワッシャー
1_5 支持ケース
1_5a フランジ部
1_6 固定用ネジ
1_7 導電部
1_7a 突出部
1_7b ハンダ
1_8 綿棒頭
1_8a 棒
1_9 スライド円筒
1_10 スプリング
2 ヘルメット
3 コネクタ
4 電極
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (6)

1. ヘルメットを貫通して該ヘルメットに固定された第1の円筒部と、
   該第1の円筒部内をスライド可能な第2の円筒部と、
   該第2の円筒部の一端と結合し、該第2の円筒部の内径より小さな内径を有すると共に、該第2の円筒部が最下点までスライドした時に該第1の円筒部より上部が飛び出る長さを有する第3の円筒部と、
   電解質溶液を含浸させた状態で頭皮と接触される接触体が一端に交換可能に設けられ該第2の円筒部内をスライド可能な導電性の第4の円筒部であって、導線が接続された突出部が他端に設けられており、該突出部と該導線が該第3の円筒部内を移動可能なものと、
   該第2の円筒部内において、該第3の円筒部と該第4の円筒部との間に設けられたスプリングと、
   を備えたことを特徴とする脳波測定用電極。
2. 請求項１において、
   該第1の円筒部の上部の内側と該第3の円筒部の外側との間に設けられたワッシャーと、該第3の円筒部の上方から挿入され該ワッシャーを介して該第1の円筒部の上部の外側とネジ結合することにより該第1の円筒部に対して該第3の円筒部の位置を固定させるストロークアジャスタと、
   をさらに備えたことを特徴とする脳波測定用電極。
3. 請求項１又は２において、
   該第1の円筒部が、フランジ部と、該フランジ部との間で該ヘルメットを固定する固定用ネジとを有することを特徴とした脳波測定用電極。
4. 請求項１から３のいずれか１つにおいて、
   該第1の円筒部が、該第2の円筒部のスライドを停止させるストッパーを有していることを特徴とした脳波測定用電極。
5. 請求項１から４のいずれか１つにおいて、
   該第2の円筒部及び第4の円筒部が、それぞれ、該第4の円筒部のスライドを停止させるストッパーを有していることを特徴とした脳波測定用電極。
6. 請求項１から５のいずれか１つにおいて、
   該第3の円筒部が、該第2の円筒部とネジ結合されていることを特徴とした脳波測定用電極。
   
   

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