JP2004248961A

JP2004248961A - 計測器具装着用ヘルメット

Info

Publication number: JP2004248961A
Application number: JP2003044164A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Takakusa; 保夫高草
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】生体光計測プローブや脳波計測用の電極プローブ等の計測器具の頭部への接触を安定化し、計測条件を安定化し、ノイズを減少させ、計測精度を向上する。
【解決手段】頭表の形状にフィットする柔軟性を持たせるため、空気圧を調整することでその形状を固化して維持可能な内部に樹脂を封入した気密構造の袋状体構造を有した中空半球状のヘルメットに計測器具を装着する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体の頭部に計測機器を取り付けるための計測器具装着用ヘルメットに関する。特に、複数の光照射プローブと複数の光検出プローブとを頭皮上に配置して、照射プローブから照射した近赤外光が多数回散乱されながら大脳皮質まで達して、頭皮上に戻ってきた反射光を光検出プローブで検出することにより、頭皮下の大脳表面を含む部位の血液量の変化量を主とする生体反応の計測に用いる生体光計測装置の光検出プローブと照射プローブを頭皮上に安定して配置するヘルメットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の光照射プローブと複数の光検出プローブとを頭皮上に配置して、照射プローブから照射した近赤外光が多数回散乱されながら大脳皮質まで達して、頭皮上に戻ってきた反射光を光検出プローブで検出することにより、頭皮下の大脳表面を含む部位の血液量の変化量を主とする生体反応の計測に用いる生体光計測装置は、頭皮上に照射した近赤外光を約３ｃｍ離れた位置で検出した光の強度により頭表から２０ｍｍ前後の深さの大脳表面部位の血液量の変化を測定する装置である。
【０００３】
［特許文献１］、［特許文献２］、［特許文献３］などには、生体光計測装置の光照射プローブと光検出プローブが開示される。これらの開示によれば、生体光計測のためには光ファイバを用いた光ファイバプローブの先端を計測しようとする部位の頭皮上に固定する必要がある。また、その他の計測装置を頭部に装着する場合も、このように計測しようとする部位の頭皮上に固定する必要がある場合がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−９８９７２号公報
【特許文献２】
特開平１１−１４９９０３号公報
【特許文献３】
特開平１１−１３９３００号公報
【０００５】
従来、このような固定のためには、図５に示すように、頭表の曲面に合わせて湾曲させた１０×１０〜１３×１３ｃｍ程度のプラスチック板２１に３ｃｍ間隔の格子の交点に穴をあけて作成したプローブシェル２２を、ベルト２３などを用いて被検者の頭２４の上に固定して、ファイバプローブ２５はプローブシェルの穴に装着していた。
【０００６】
プローブの先端２６は図４のような断面構造で、プローブシェル２２の穴の中にソケット２７がはめ込まれている。これにファイバ先端部ケース２８が挿し込まれ、押しねじ２９で固定されている。ファイバの先端２６は柔軟な光ファイバ３０を剛性のあるパイプ３１に入れて補強したもので、先端が被検者頭部２４の頭皮３２に接触するようにばね３３で軽く押されている。
【０００７】
生体光計測においては、計測の目的に応じてプローブシェルを頭のいろいろな部位に装着する必要がある。しかしながら、頭の形状や頭髪の量は部位により、また人によりさまざまである。
したがって、従来のプローブシェルを使用した場合、頭の形状に合わないシェルは浮き上がってしまい、この結果、計測時に安定した信号を得られない原因になっていた。
【０００８】
またばね３３でプローブ２６を頭皮３２に押しつけるため、時間が経つと被検者はプローブの接触した場所に痛みを感じることがあった。また、プローブシェル２２を伸縮性のある材料、たとえばシリコーンゴムによって製作すれば、材質が柔軟なため頭の表面に密着させることができる半面、変形する材質を使うため、堅固に支持する必要のあるプローブ先端部が堅固には支持できず。計測条件の安定性を損なうという欠点があった。
【０００９】
一方、［特許文献４］には、通常を自由に形を変えられる柔らかいクッション状で、排気ポンプを用いて内部の空気を抜くとそのときの形状に固化するクッション材を開示する。体の形状に合わせたマット等として用いて、ＭＲＩ等画像診断装置で撮影時に長時間被検者を定位置に拘束する必要の有る場合に被検者の撮影部位の移動を防止するための支持補助具として、また、床ずれ防止や全身火傷の患者の寝台等として用いられる。
【００１０】
【特許文献４】
特開平０８−２１５１７２号公報
【００１１】
その構造を図６に示す。
図中、（ａ）はクッションの斜視図、（ｂ）は断面図である。クッションの表皮４１は気密性のある柔軟な袋で、内部に１−２ｍｍの球状の樹脂粒（ペレット）４２が封入してある．通常は変形自在だが、チューブ４３と排気ポンプ４４を接続して内部を排気すると内外気圧差によってペレット同士が密着し、ペレット相互の摩擦により変形が阻止されて、結果的に全体として硬くなる。
内部の気圧を元に戻せば再び柔軟性を回復する．
しかしながら支持補助具としての機能しかないために、直接計測器具を装着することはできず、また、その形状も２次元的なシート形状であるために、頭部への装着が安定しないという問題がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は計測器具、特に生体光測定用プローブ先端部や脳波測定用の電極プローブを常に頭皮に安定して密着させ、計測の精度や計測条件の安定性を向上できる計測器具装着用ヘルメットを提供することである。
さらに、被検者が圧迫を感じる事が少ない計測器具装着用ヘルメットを提供することである。
また、さらにプローブなど計測器具の種類や数量や計測部位に応じて異なるヘルメットを用意することなく、ひとつのヘルメットで対応できるような計測器具装着用ヘルメットを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願発明の第１の特徴によれば、人間の頭部に配置するための中空半球状のヘルメットを内部に樹脂を封入した気密構造の袋状体で形成して、該頭部と該袋状体との密着性を調節可能にする該袋状体内部気圧増加減少用開口部を施して、さらに検査器具装着手段を備え付け、上記開口部経由で減圧加圧することで計測器具装着用ヘルメットを被験者の頭にフィットさせ、上記検査器具装着手段に計測器具を装着して、計測条件を安定させ、計測精度を向上させる。
【００１４】
本願発明の第２の特徴によれば、上記第１の特徴において、さらにベルトなど頭部への止着手段を備え付けて、さらに計測条件を安定させる。
【００１５】
本願発明の第３の特徴によれば、上記計測器具装着手段は上記ヘルメット上の単数または複数の穴として、その穴に計測器具を挿入するで計測条件を安定させ計測を容易化する。
【００１６】
本願発明の第４の特徴によれば、上記計測器具装着手段は生体光計測用のプローブを装着可能な形状である単数または複数の穴とすることで、プローブを使用しての計測条件を安定させ計測を容易化する。
【００１７】
本願発明の第５の特徴によれば、上記計測器具装着手段は生体光計測用のプローブが取り付けられたシェルを装着可能な上記ヘルメット上の単数または複数の穴とすることで、従来のシェルを流用して、さらに計測条件を安定させ計測を容易化する。
【００１８】
本願発明の第６の特徴によれば、上記計測器具装着手段は生体脳波計測用の電極プローブをヘルメットに着脱可能とする、例えばヘルメット内面に設けられるベルクロテープやボタンやファスナーである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１に本発明による第一の実施例を示す。図中１は本件発明のヘルメットで、およそ頭の形状に似せて、中空半球（球殻状）に成型したフィルム状の外皮２とフィルム状の内皮３を気密状態の袋状となるように接着して組立てる。
【００２０】
外皮２と内皮３を貫くように一定間隔の一群の穴４が穿たれ、穴の周囲５も外皮２と内皮３間が気密状態となるように接着されている。
例えば、このヘルメットは予め１−２ｃｍの厚さになるように作られていて、従来の生体光計測用のプローブが取り付けられたプローブシェルと同じプローブ間隔で穴４を空けてあり、プローブ１０をこの穴４に通し固定できる。
【００２１】
外皮２と内皮３の間には、空気と共にペレット粒子６が充填される。例えば、内圧増加減少用開口部１６経由で給排気用チューブ７を通して給排気ポンプ８が接続される。
この給排気ポンプ８を動作させることで袋状体内部の圧力を調節して、ヘルメット１を頭部９へ密着することができる。
【００２２】
検査者は検査をする場合に、被検者の頭部９にヘルメット１をかぶせ、穴４が生体光計測を行う場所に配置されるように位置を合わせる。この際、ヘルメット１を被検者の頭部の望ましい位置に良く密着させ、ファイバプローブ１０先端をヘルメットの穴の中にセットする。次に、給排気ポンプ１１を作動させて、ヘルメットを硬化または伸張させて、ファイバプローブ１０先端を被験者頭部９に密着させる。
【００２３】
装着をより確実にするためには、止着手段として、例えばヘルメットの縁にループ１２を設けて、必要に応じてベルト１３を取り付ける。
ベルト１３を被験者のあごや額に回してから締め付けることで、ヘルメットがよりよく固定される。
使用が終わったらヘルメットはそのまま頭から取り外す。
給排気チューブ７を解放して大気開放すれば、ヘルメットは硬度を失い取り外しが容易となる。
なお、ケーブル固定部１５にて計測器具の配線や配管を束ねて、これらの引っかかりや外れなどを防止するようになっている。
【００２４】
図２に本発明による第二の実施例を示す。第１図との違いはプローブ用の穴４の位置に一つの大きな穴１４が開けられていて、従来型のプローブシェル２２のプラスチック板２１を穴１４の縁に固定する構造になっていることである。穴の縁を図３の断面図に示す。プローブシェル２２は穴１４の縁にひもやスナップなどの手段で固定される。ヘルメット１内部の吸排気により、ヘルメット１の形状を調節するとプローブシェル２２の縁が押されて頭皮３２に密着され、全体としてプローブシェル２２は安定して頭部２４に固定される。このようにすれば、新たな形状のプローブシェル２２を使用せずとも、計測器具としてのプローブを安定して頭皮に密着させて計測条件の安定性を向上可能である。
【００２５】
なお、複数の光照射プローブと複数の光検出プローブとを頭皮上に配置して、照射プローブから照射した近赤外光が多数回散乱されながら大脳皮質まで達して、頭皮上に戻ってきた反射光を光検出プローブで検出することにより、頭皮下の大脳表面を含む部位の血液量の変化量を主とする生体反応の計測に用いる生体光計測装置の光検出プローブと照射プローブを頭皮上に安定して配置するヘルメットについて説明してきたが、本発明はこれに限られるものではなく、その他頭部に対して安定して固着する必要のある脳波測定用の電極等の計測器具に使用できることは言うまでも無い。また、計測器具装着手段として穴を使用するものを開示したが、ループ、スナップ、フックやいわゆるベルクロテープ等その他の手段にて計測器具を頭部に着脱可能とするものであれば良いことは言うまでも無い。
【００２６】
【発明の効果】
ヘルメットは、中の空気を排気することにより全体がやや収縮しながら硬化するため、ヘルメットの内面は頭髪・頭表の形状にフィットする。ヘルメットに固定されたプローブ先端部は頭皮に安定して密着するため、生体光計測の際に安定した信号が得られる。
ヘルメットはいったん固化するとそれ以上は収縮しない．弾性体の張力で頭部を締めつけるわけではないので被検者が圧迫を感じる事がない．計測器具の種類や数量や計測部位に応じて数種類のヘルメットを用意する必要があったが、本発明によれば多数をそろえる必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例による生体光計測装置用ヘルメットの部分断面図、及び被験者の頭部に装着した状態を示す図。
【図２】本発明の第二の実施例による生体光計測装置用ヘルメット全体図。
【図３】第二の実施例に関するプローブ部を示すためのヘルメット断面図。
【図４】プローブ先端部の構造断面図。
【図５】従来の計測法の説明図。
【図６】従来のクッションの全体図及び排気ポンプを含む同断面図。
【符号の説明】
１ヘルメット、２外皮、３内皮、４プローブ取り付け穴、５プローブ取り付け穴機密接合部、６ペレット、７チューブ、８吸排気ポンプ、９被検者頭部、１０計測器具、１１あごあて、１２ループ、１３固定ベルト、１４プローブシェル取り付け穴、１５ケーブル固定部、１６内圧増加減少用開口部、２１プラスチック板、２２プローブシェル、２３固定ベルト、２４被検者頭部、２５ファイバプローブ、２６プローブ先端、２７ソケット、２８先端部ケース、２９押しねじ、３０光ファイバ、３１パイプ、３２頭皮、３３ばね、４１表皮、４２樹脂粒（ペレット）、４３チューブ、４４排気ポンプ

Claims

計測器具を人間の頭部に配置するための中空半球状のヘルメットで、
内部に樹脂を封入した気密構造の袋状体からなり、該頭部と該袋状体との密着性を調節可能にする該袋状体内部気圧増加減少用開口部と、検査器具装着手段を有する計測器具装着用ヘルメット。
請求項１のヘルメットにおいて、さらに頭部への止着手段を備えたヘルメット。
該計測器具装着手段は上記ヘルメット上の単数または複数の穴であることを特徴とする請求項１または２の計測器具装着用ヘルメット。
該計測器具装着手段は生体光計測用のプローブを装着可能な上記ヘルメット上の単数または複数の穴であることを特徴とする請求項１または２の計測器具装着用ヘルメット。
該計測器具装着手段は生体光計測用のプローブが取り付けられたシェルを装着可能な上記ヘルメット上の単数または複数の穴であることを特徴とする請求項１または２の計測器具装着用ヘルメット。
該計測器具装着手段は生体脳波計測用の電極プローブをヘルメットに着脱可能とするものであることを特徴とする請求項１または２の計測器具装着用ヘルメット。