JP2006000162A - 生体信号検出装置及び生体信号計測システム - Google Patents

Abstract

【課題】 大きさや形状などに個人差がある生体の表面に、電極を的確に当接させて、生体からの電気信号を安定して的確に検出することができる生体信号検出装置、及びこれを備えた生体信号計測システムを提供する。
【解決手段】 生体信号検出装置１Ａが、先端部１２ｔ側が頭部Ｈの表面Ｈｓ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１２と、電極１２の取付用孔１１ｈを有し頭部Ｈに装着されて電極１２の先端部１２ｔ側を頭部Ｈの表面Ｈｓに当接させるヘルメット１１と、頭部Ｈへの電極１２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１１ｈ内に形成された雌ねじ部１３ａ、及び電極１２外側面に形成された雄ねじ部１３ｂ、を備えるように構成した。
【選択図】 図３

Description

本発明は、例えば脳波等の生体信号を検出するために、生体表面に当接して生体信号を検出する電極を備えた生体信号検出装置、及びこれを備えた生体信号計測システムに関するものである。

従来の生体信号検出装置としては、生体表面に当接し、この生体から発生する電気信号を検出する生体信号検出用の電極を備えたものがある。（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
これら生体信号検出装置においては、例えばネットやスポンジ等といった弾性変形可能なフレキシブル（軟質）な材料により構成されたキャップに、複数の電極を配設し、これを被験者の頭部に被せることで、電極の先端部を頭部表面に当接させて、電極から生体信号としての脳波を検出し、その計測を行うものである。
特開２００２−１７７２３１号公報 特開２００２−２４８０８７号公報

被験者の頭部の大きさあるいは形状には、様々な個人差（個体差）がある。上記従来の生体信号検出装置においては、フレキシブルなキャップによって電極を頭部に装着させるため、キャップを伸縮等させることによって各電極の位置決めを個別に行うことができ、ある程度の個人差にも対応することが可能であった。しかしその反面、フレキシブルなキャップのみによって電極を装着させているため、装着時に電極の位置決めを的確に行っていても、その後の計測時に例えば被験者が動くこと等によって電極の位置ずれが発生し易く、脳波検出を的確に行い得ないという問題があった。

電極を強固に固定するためには、リジッド（硬質）な材料から構成された、例えばヘルメットに電極を固定し、これを被って頭部とヘルメットとを強固に固定することが好ましいと言える。しかしそれでは逆に、個人差のある頭部において各電極の位置決めを個別に行うことが極めて困難となる。すなわち、複数の電極のうちの一部は生体表面に当接できても、その他の電極は離間してしまうことがあり、その結果、電極をヘルメットに一体的に固定していたのでは、生体の個人差に適応させて、生体信号を的確に検出することが困難となる。すなわち、サイズの異なるヘルメットを数種類用意しておく程度では、個人差に的確に対応することができないものであった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、大きさや形状などに個人差がある生体の表面に、電極を的確に当接させて、生体からの電気信号を安定して的確に検出することができる生体信号検出装置、及びこれを備えた生体信号計測システムを提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、生体信号検出装置であって、先端部側が生体の表面に当接して生体信号を電気信号として検出する少なくとも一つの電極と、前記電極の取付部を有し、前記生体に装着されて前記電極の先端部側を前記生体の表面に当接させる生体装着手段と、前記生体の表面への前記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、が備えられていることを特徴とする。

このように、電極位置決め手段を備えるようにしているので、生体の個人差（個体差）にも柔軟に対応して、各電極を生体に的確に当接させることができる。つまり、生体の大きさや形状等が被験者によって様々に異なるために、電極と生体表面との間の距離が場所によって様々に異なる場合であっても、各電極を個別に位置決めすることができ、電極の先端部を生体表面に的確に当接させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の生体信号検出装置であって、前記電極位置決め手段は、棒状とされた前記電極の外側面に形成された雄ねじ部と、取付用孔とされた前記取付部の内周面に形成され前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部と、から構成されていることを特徴とする。

このように、電極の外側面と取付用孔の内側面とを互いに螺合させるねじ構造としているので、電極を回転させるだけで、電極の先端部を生体表面に対して接近離間させることができる。そのため、電極位置決め手段を簡易な構成として、個々の電極を的確に位置決めすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の生体信号検出装置であって、前記電極位置決め手段として、前記電極を前記生体の表面に対して接近離間する方向に移動させるアクチュエータが備えられていることを特徴とする。

このように、電極位置決め手段としてのアクチュエータを備えるようにしているので、遠隔操作によって各アクチュエータの動作を制御して、生体の表面に対して接近離間する方向に電極を移動させることができ、先端部の位置をきめ細かに微調整することができるので、個々の電極を生体の表面の所定位置に的確に位置決めすることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の生体信号検出装置であって、前記電極位置決め手段として、前記電極を前記生体の表面に対して略平行方向に移動させるアクチュエータが備えられていることを特徴とする。

このように、アクチュエータによって、電極を生体の表面に対して接近離間する方向にも略平行方向にも移動させることができるように、つまり電極を３次元で移動させることができるようにしているので、電極の先端部の位置を更にきめ細かに微調整することができ、個々の電極を生体の表面の所定位置に更に的確に位置決めすることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の生体信号検出装置であって、前記生体装着手段は、弾性変形可能な軟質な材料からなる内層部と、硬質な材料からなり前記内層部に被せられる外層部とからなる２層構造とされ、前記内層部には、前記取付部が形成されて前記電極が一体に取り付けられているとともに、前記外層部には、前記電極位置決め手段が形成されていることを特徴とする。

生体装着手段をこのような２層構造としているので、まず軟質な内層部を生体に装着し、この内層部を伸縮等させることで電極の大まかな位置決めを行った後、硬質な外層部を被せることで、電極を当該位置に正確に位置決めするとともに、強固に固定することができる。

請求項６に記載の発明は、生体信号計測システムであって、請求項１〜５の何れかに記載の生体信号検出装置と、前記電極により検出した電気信号から、前記生体の表面と前記電極との接触状態を示す指標となる信号成分を抽出する信号成分抽出手段と、前記信号成分を所定の閾値と比較して前記電気信号の有効性を判別する比較判別手段と、有効な前記電気信号のみに基づいて活性度を演算する演算手段と、前記判別の結果あるいは前記演算の結果を情報表示する情報表示手段と、が備えられていることを特徴とする。

生体信号計測システムの構成をこのようにしているので、電極が生体表面からの電気信号を検出した際には、比較判別手段において電気信号の有効性が判別される。すなわち、生体の表面と電極との接触状態を示す指標となる信号成分を抽出し、この信号成分と閾値とを比較することによって、電極が生体表面に的確に当接しいるか否か、つまり、検出した電気信号が有効であるか無効である（有効でない）か、を判断できる。次に、演算手段において、有効であると判別された電気信号のみに基づいて、生体の活性度が演算される。このため、無駄な活性度を演算することが無くなる。更に、電気信号の判別結果あるいは活性度の演算結果は、情報表示手段に表示されることになる。このため、情報表示手段を視認することにより、電気信号の検出を行った電極が、有効な電気信号を取得しているか否かを視覚的に判断することができる。
なお、活性度とは、１つの電極における電気信号の時間的な変化の度合や、複数の電極を設置した生体表面の一定領域内における電気信号の空間的な変化の度合を示すものである。この活性度の数値は、例えば、生体信号が脳から発生する脳波である場合、脳内におけるニューロン活動の不安定性を反映するものであって、被験者が痴呆症患者等であるか否かの判断等に使用されるものである。
そして、生体信号検出装置において電極の位置決めを個別に行うことができるので、無効な電気信号を検出している電極を生体に的確に当接させることができ、有効な電気信号をより多く取得することができる。

請求項７に記載の発明は、生体信号計測システムであって、請求項３又は請求項４に記載の生体信号検出装置と、前記電極により検出した電気信号から、前記生体の表面と前記電極との接触状態を示す指標となる信号成分を抽出する信号成分抽出手段と、前記信号成分を所定の閾値と比較して前記電気信号の有効性を判別する比較判別手段と、有効な前記電気信号のみに基づいて活性度を演算する演算手段と、前記判別の結果あるいは前記演算の結果を情報表示する情報表示手段と、前記各アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、が備えられていることを特徴とする。

このように、生体信号計測システムにアクチュエータ制御手段を設けるようにしているので、遠隔操作によって各アクチュエータを一括制御することができ、生体信号検出装置から離間した位置からでも、各電極の位置決め固定を行うことができる。

請求項８に記載の発明は、請求項６又は請求項７に記載の生体信号計測システムであって、前記信号成分検出手段は、前記信号成分としてのインピーダンスを前記電気信号から抽出するインピーダンス抽出手段とされていることを特徴とする。

信号成分検出手段の構成をこのようにしているので、電極が生体表面からの生体信号を検出した際には、信号成分としてのインピーダンスの大小によって、電気信号の有効性が判別される。すなわち、得られた電気信号のインピーダンスが小さい場合には、生体表面から電極に流れる電流が大きいため、電極が生体表面に的確に当接して、有効な電気信号を検出していると判断することができる。また、得られた電気信号のインピーダンスが大きい場合には、生体表面から電極に流れる電流が小さいため、電極が生体表面に的確に当接しておらず、無効な（有効でない）電気信号を検出していると判断することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項７又は請求項８に記載の生体信号計測システムであって、前記アクチュエータ制御手段は、前記比較判別手段と連動し、前記比較判別手段が前記電気信号を無効と判別した場合に、該判別結果に基づいて、前記各電極が前記生体の表面に当接するように前記各アクチュエータを制御することを特徴とする。

このように、アクチュエータ制御手段を比較判別手段に連動させて、比較判別手段の判別結果に基づいてアクチュエータが制御されるようにしているので、各電極が的確に生体表面に当接することができるように、各アクチュエータの自動制御を行うことができる。

本発明に係る生体信号検出装置によれば、生体装着手段に電極位置決め手段を備えるようにしているので、生体の個人差にも柔軟に対応して、各電極を生体に的確に当接させることができる。つまり、生体の大きさや形状等が被験者によって様々に異なるために、電極と生体表面との間の距離が場所によって様々に異なる場合であっても、各電極を個別に位置決めすることができ、電極の先端部を生体表面に的確に当接させることができる。そのため、生体の個人差に関わらず、各電極から生体信号を電気信号として的確に検出することができる。

また、本発明に係る生体信号検出システムによれば、無効な電気信号を取得していると判断された電極を、生体の表面に的確に当接させることができるので、有効な電気信号をより多く取得することができ、活性度をより高精度で的確に演算することができる。これにより、活性度の演算結果を極めて信頼性の高いものとすることができ、痴呆症患者等と正常者とをより客観的且つ正確に区別することができる。

以下、本発明に係る生体信号検出装置及び生体信号検出システムの実施の形態について、図面を用いて説明する。

［第１の実施形態］
まず、第１の実施形態について、図１〜図３を用いて説明する。
図１には、本実施形態に係る生体信号検出装置を示している。この生体信号検出装置（生体信号検出手段）１Ａは、頭部（生体）Ｈに被せる外装としてのヘルメット（生体装着手段）１１と、ヘルメット１１に着脱可能に取り付けられた複数の生体信号検出用の電極１２と、各電極１２と生体信号計測装置２Ａ（後述）とを相互に電気的に接続するリード線１５とを備えており、生体信号としての脳波を検出するものである。

ヘルメット１１は、通常のプラスチック、ＦＲＰ（繊維強化プラステック）あるいは金属等といった硬質な材料から構成されており、図３（ａ）に示すように、電極１２を取り付けるための取付用孔（取付部）１１ｈが、内外に貫通するように複数箇所に形成されている。この取付用孔１１ｈの内周面には、雌ねじ部１３ａが形成されている。

電極１２は、ヘルメット１１の取付用孔１１ｈ内に各々挿通されて取り付けられており、先端部（接触部）１２ｔが頭部Ｈの表面（頭皮）Ｈｓに当接することで、脳波を電気信号として検出し、この電気信号をリード線１５を介して生体信号計測装置２Ａへと送るものである。これら電極１２は、細長い円柱形状つまり棒状とされており、その外側面には、取付用孔１１ｈの雌ねじ部１３ａと螺合する雄ねじ部１３ｂが形成されている。これら雌ねじ部１３ａと雄ねじ部１３ｂとによって、頭部Ｈの表面Ｈｓへの電極１２の位置決めを行うことが可能な、つまり先端部１２ｔの頭部Ｈに対する検出位置を調整することが可能な、電極位置決め手段（位置調整機構）が構成されている。

図２には、本実施形態に係る生体信号計測システムを示している。この生体信号計測システム５Ａは、脳内のニューロン活動によって生じる電気信号（脳波）を生体信号として検出する生体信号検出装置１Ａと、この生体信号検出装置１Ａから出力された電気信号に基づいて脳波の計測を行う生体信号計測装置２Ａとを備えている。ここで、生体信号検出装置１Ａから出力された電気信号は、電極１２における電位の値を示している。この生体信号計測システム５Ａは、頭部Ｈの表面Ｈｓの各点における脳波の極大値を結ぶ包絡線の活性度に基づいて、痴呆症患者等と正常者とを区別する客観的な指標値を提供するものである。

生体信号計測装置２Ａは、電極１２において検出した複数の電気信号を増幅するアンプ５１と、複数の電気信号を多重化するマルチプレクサ５３と、アンプ５１とマルチプレクサ５３との間に設けられたコンパレータ（信号成分抽出手段、インピーダンス抽出手段、比較判別手段）５２と、アナログの電気信号をデジタルに変換するアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）５４と、デジタル化された電気信号を取り扱うコンピュータ５５と、コンピュータ５５において演算した演算結果等の各種情報を表示するモニタ（情報表示手段）５６とを備えている。
コンピュータ５５は、Ａ／Ｄ変換器５４からデジタル信号として出力された電気信号を入力するための入力インターフェース（入力Ｉ／Ｆ）６１、ＣＰＵ（中央処理装置）６２、メモリ６３、及びモニタ５６等の外部機器に各種データを出力する出力インターフェース（出力Ｉ／Ｆ）６４を備え、これら入力Ｉ／Ｆ６１、ＣＰＵ６２、メモリ６３及び出力Ｉ／Ｆ６４は、バス６５により相互に接続されている。

メモリ６３には、各電極１２において検出した電気信号に基づいて脳波の活性度を演算するための演算プログラムや、各種設定値、被験者の頭部の画像データなどが予め記憶されており、また、演算された活性度を記憶させることができるようになっている。
ＣＰＵ６２は、メモリ６３から演算プログラムを読み出し、入力Ｉ／Ｆ６１から入力された電気信号に基づいて脳波の活性度を演算するようになっている。そして、ＣＰＵ６２は、この演算結果をメモリ６３に記憶させたり、モニタ５６に出力したりするようになっている。
なお、脳波の活性度とは、１つの電極１２における電気信号の時間的な変化の度合や、複数の電極１２を設置した頭部Ｈの表面Ｈｓの一定領域内における電気信号の空間的な変化の度合を示すものである。

コンパレータ５２は、アンプ５１を介して入力された電気信号が、活性度の演算に有効であるか否かを判別するためのものである。すなわち、コンパレータ５２においては、電極１２により検出した電気信号から、頭部Ｈの表面Ｈｓと電極１２との接触状態を示す指標となる信号成分を抽出すると共に、コンピュータ５５のメモリ６３に予め記憶された、この信号成分の閾値を読み出す。そして、電気信号の信号成分の値と閾値とを比較し、この判別結果をコンピュータ５５に入力する。

ここでの例においては、信号成分としてインピーダンスを用いることとしている。すなわち、コンパレータ５２においては、各々の電極１２から入力された電気信号に基づいてインピーダンスを抽出すると共に、コンピュータ５５のメモリ６３に予め記憶されたインピーダンスの閾値を読み出す。そして、電気信号のインピーダンスの値と閾値とを比較し、この判別結果をコンピュータ５５に入力する。
コンピュータ５５における活性度の演算は、この判別結果を参照して有効な電気信号のみを使用して行われる。ここで、有効な電気信号とは、電気信号のインピーダンスの値が所定の閾値以下となるものを指している。つまり、電気信号のインピーダンスの大きさが閾値よりも大きいものである場合には、この電気信号は無効な電気信号として扱われ、演算には使用されない。

すなわち、検出された電気信号のインピーダンスは、頭部Ｈの表面Ｈｓと電極１２との間にかかる電気抵抗の大きさを示すものであり、インピーダンスが十分に小さい場合には、頭部Ｈの表面Ｈｓから電極１２に流れる電流が大きいため、電極１２が有効な電気信号を検出していると判断できる。また、インピーダンスが大きい場合には、頭部Ｈの表面Ｈｓから電極１２に流れる電流が小さくなる。このため、電極１２の先端部１２ｔが頭部Ｈの表面Ｈｓに的確に当接していないと判断し、電極１２が、有効でないつまり無効な電気信号を検出していると判断することができる。なお、メモリ６３に記憶させるインピーダンスの閾値は、脳波計測を行う被験者毎に異なるものであり、脳波計測を行う前に決めることが好ましい。

メモリ６３に記憶されたインピーダンスの閾値及びコンパレータ５２により、検出した電気信号の有効性を判別する比較判別手段が構成されている。また、メモリ６３に記憶された演算プログラム及びＣＰＵ６２により、有効と判別された電気信号のみに基づいて活性度を演算する演算手段が構成されている。
モニタ５６においては、脳波の活性度をメモリ６３に記憶された画像データにマッピングした状態で表示される。ここでの「画像データ」とは、例えば、脳の形状を表した画像や、脳機能を測定した光トポグラフィ画像のことをいう。なお、この表示内容には、無効な電気信号を検出した電極１２からの各種情報は含まれなくともよいが、電極１２の位置決めを行う際の利便性を考慮すれば、無効な電気信号のデータ及びそれを検出した電極１２に関する情報は、表示できるようにしておくことが好ましい。

この生体信号計測システム５Ａにおいては、有効な電気信号のみに基づいて活性度を演算するため、演算量を減らすことができるとともに、無駄な活性度の演算を行うことが無くなる。したがって、短時間で有効な活性度を演算できる。また、電気信号に含まれるインピーダンスの値に基づいて電気信号の有効性を判断しているため、有効な電気信号の取捨選択を正しく行うことができる。

次に、この生体信号計測システム５Ａの使用方法について説明する。
はじめに、ヘルメット１１を頭部Ｈに被せて、各電極１２の先端部１２ｔを頭部Ｈの表面Ｈｓに近接して対向させる。この状態においては、ヘルメット１１が頭部Ｈに固定されるとともに、各電極１２が、頭部Ｈの表面Ｈｓに対向する位置にひとまず配置されることになる。
なおこのとき、頭部Ｈの表面Ｈｓと電極１２の先端部１２ｔとの間に電解質を適宜供給して、頭部Ｈの表面Ｈｓと電極１２との電気的な接続状態の向上を図るようにすることが好ましい。

そして、この状態において電極１２において検出される電気信号を、コンパレータ５２等を介してコンピュータ５５に入力する。この際には、インピーダンスが閾値以下となる電気信号のみに基づいて脳波の活性度が演算され、モニタ５６に表示されると共に、演算結果が記録される。なお、モニタ５６の表示制御はＣＰＵ６２によって行われ、また演算結果の記録はメモリ６３によって行われる。つまり、ＣＰＵ６２は情報表示手段としての機能を、またメモリ６３は記録手段としての機能を、各々兼用するようになっている。

ここで、演算した活性度が、痴呆症患者等か正常者かを判断する指標として信頼性に欠ける場合、すなわち、有効な電気信号を検出する電極１２の数が不足している場合には、有効でない電気信号を検出する電極１２を回転させて、個別に電極１２の位置決めを行う。つまり、電極１２の先端部１２ｔをヘルメット１１に対して相対移動させて、先端部１２ｔが表面Ｈｓに的確に当接するようにする。

こうして各電極１２の位置決めが完了した状態で、脳波の検出及び計測を行う。このとき、各電極１２は、被験者の頭部Ｈの大きさや形状の個人差に対応して、個別に位置決めされているので、頭部Ｈの表面Ｈｓからの電気信号を、安定して的確に検出することが可能となっている。この状態で、生体信号検出装置１Ａから被験者の脳波を検出し、生体信号計測装置２Ａによって計測される。

本実施形態に係る生体信号検出装置１Ａにおいては、先端部１２ｔ側が頭部Ｈの表面Ｈｓに当接して生体信号を検出する少なくとも一つの電極１２と、電極１２の取付部１１ｈを有し、頭部Ｈに装着されて電極１２の先端部１２ｔ側を頭部Ｈの表面Ｈｓに当接させるヘルメット１１と、生体Ｈへの電極１２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を備えるようにしている。そのため、頭部Ｈの個人差にも柔軟に対応して、各電極１２を頭部Ｈの表面Ｈｓに的確に当接させることができる。つまり、頭部Ｈの大きさや形状等が被験者によって様々に異なるために、電極１２と頭部Ｈの表面Ｈｓとの間の距離が場所によって様々に異なる場合であっても、各電極１２を個別に位置決めすることができ、電極１２の先端部を表面Ｈｓに的確に当接させることができる。そのため、頭部Ｈの個人差に関わらず、各電極１２から生体信号を電気信号として的確に検出することができる。また、計測中に被験者が動く等して電極２２の位置ずれが発生したとしても、迅速に対応して電気信号を安定して検出することができ、各電極１２からの電気信号を有効なものとすることができる。

また、電極位置決め手段を、棒状の電極１２の外側面に形成した雄ねじ部１３ｂと、取付用孔１１ｈとした取付部の内周面に形成した雌ねじ部１３ａとから構成するようにしている。このように、電極１２と取付用孔１１ｈとをねじ構造としているので、頭部Ｈにヘルメット１１を被せて電極１２を回転させるだけで、先端部１２ｔを生体Ｈの表面Ｈｓに対して接近離間させて、頭部Ｈの表面Ｈｓに的確に当接させることができる。そのため、電極位置決め手段を簡易な構成として、電極１２の取り付け作業を容易にできるとともに、個々の電極１２を、有効な電気信号を検出できる状態とすることも容易にできる。これにより、生体信号検出装置１Ａの動作の安定性及び信頼性を高いものとすることができる。

更に、本実施形態に係る生体信号検出装置５Ａにおいては、生体信号検出装置と１Ａと、電極１２により検出した電気信号からインピーダンスを抽出するインピーダンス抽出手段、インピーダンスを所定の閾値と比較して電気信号の有効性を判別する比較判別手段、及び有効な前記電気信号のみに基づいて活性度を演算する演算手段としての、コンパレータ５２及びコンピュータ５５と、判別の結果あるいは演算の結果を情報表示するモニタ５６と、を備えるようにしている。そのため、無効な電気信号を取得していると判断された電極１２を、頭部Ｈの表面Ｈｓに的確に当接させることができるので、有効な電気信号をより多く取得することができ、活性度をより高精度で的確に演算することができる。これにより、活性度の演算結果を極めて信頼性の高いものとすることができ、痴呆症患者等と正常者とをより客観的且つ正確に区別することができる。

なお、本実施形態に係る生体信号検出装置においては、電極１２をヘルメット１１と螺合可能として、ヘルメット１１に直接装着させるようにしているが、図４（ａ）に示すように、電極装着部１６を介して装着させるような構成としてもよい。この電極装着部１６は、円筒形状をなしてその内側に電極１２Ｂを支持する支持部１６Ａと、電極１２Ｂを支持部１６Ａから頭部Ｈ側へと付勢して電極１２Ｂを表面Ｈｓに押圧するバネ状部材１６Ｂとから構成されている。支持部１６Ａの外側面には、取付用孔（取付部）１１ｈの雌ねじ部１３ａと螺合する雄ねじ部（ねじ部）１３ｄ形成されている。また電極１２Ｂは、電極装着部１６に装着可能な構成となっている点を除いては、上記電極１２と共通する構成を有している。すなわちこの場合には、電極装着部１６によって電極位置決め手段（位置調整機構）が構成されている。

このような電極装着部１６が設けられることによって、ヘルメット１１の内側への電極１２Ｂの突出量をより容易に調整することができる。そして、弾性変形可能なバネ状部材１６Ｂによって電極１２Ｂを付勢するようにしているので、図５に示すように、簡易な構成として、電極１２Ｂの先端部１２ｔをより的確に頭部Ｈの表面Ｈｓに当接させることが可能となる。

また、図４（ｂ）に示すように、支持部１６Ａに、この支持部１６Ａの先端部１６ｔ近傍を半筒状に切り欠いた切欠部１６Ｌを形成すれば、より好ましい。この場合、支持部１６の先端部１６ｔ側は半筒状に突出するような形状となっているので、支持部１６Ａをヘルメット１１に対して回転させた際に、頭髪が掻き分けられる。これにより、簡易な操作で、電極１２Ｂの先端部１２ｔを更に的確に頭部Ｈの表面Ｈｓに当接させることが可能となる。

更に、図６（ａ）に示すように、ヘルメット１１に装着された弾性体１７によって、電極装着部を構成するようにしてもよい。この弾性体１７は、ヘルメット１１と電極１２Ｃとの間に介在するものであって、ヘルメット１１に形成された取付用孔（取付部）１１ｉ内に装着されて、電極１２Ｃを弾性的に支持する。また電極１２Ｃは、弾性体１７に装着可能な構成となっている点を除いては、上記電極１２と共通する構成を有している。すなわちこの場合には、弾性体１７によって電極位置決め手段（位置調整機構）が構成されている。

このような弾性体１７によって電極装着部を構成するようにすれば、ヘルメット１１の内側への電極１２Ｃの突出量を容易に調整することができるとともに、図６（ｂ）に示すように、電極１２Ｃを揺動させることもできる。そのため、電極１２Ｃの先端部１２ｔと頭部Ｈの表面Ｈｓとの間に頭髪が介在する場合には、この頭髪を掻き分けることができ、また、頭部Ｈの起伏に対しても容易に対応することができるので、簡易な操作で、電極１２Ｃの先端部１２ｔを更に的確に頭部Ｈの表面Ｈｓに当接させることが可能となる。
なお、弾性体１７に替えて、ヘルメット１１に着脱可能且つ弾性変形可能なＯリングによって電極装着部を構成するようにしても、同様の効果が得られる。

更に、本実施形態に係る生体信号計測システムにおいては、コンパレータ５２が、アンプ５１とマルチプレクサ５３との間に設けられるとしたが、これに限ることはなく、例えば、マルチプレクサ５３とＡ／Ｄ変換器５４との間に設けるとしても構わない。
また、モニタ５６には、脳波の活性度が表示されるとしたが、例えば、これに加えて、インピーダンスの値が閾値以下である電極１２、すなわち、有効でない電気信号を検出した電極１２の位置を表示するとしてもよい。
更に、インピーダンスの抽出や電気信号の有効性の判別は、コンパレータ５２において行われるとしたが、これに限ることはなく、例えば、インピーダンスの抽出や電気信号の有効性の判別を行う判別プログラムをメモリ６３に予め記憶させておき、この判別プログラム及びＣＰＵ６２により行われるとしてもよい。

更に、生体の表面と電極との接触状態を示す指標となる信号成分として、インピーダンスを抽出して用いることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、電気信号のＳ／Ｎ比によって、電気信号の有効性を判別することとしても構わない。この場合においては、コンパレータ５２にて電気信号のＳ／Ｎ比を抽出し、このＳ／Ｎ比がメモリ６３に記録されたＳ／Ｎ比の閾値を越えたときに、電極１２が有効な電気信号を検出していると判断できるような構成とすればよい。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について、図７〜図９を用いて説明する。なお、本実施形態においては、上記第１の実施形態におけると共通する構成要素については、同一の符号を付して、その詳しい説明は省略することとする。

図７には、本実施形態に係る生体信号検出装置を示している。この生体信号検出装置１Ｂは、図７に示すように、頭部Ｈに被せるヘルメット（生体装着手段）２１と、ヘルメット２１の取付部２１ｍにアクチュエータを介して移動可能に取り付けられた複数の生体信号検出用の電極２２と、各電極２２と生体信号計測装置２Ｂとを相互に電気的に接続するリード線（図示省略）とを備えており、生体信号としての脳波を検出するものである。ここでは、アクチュエータの一例として、ソレノイド型のアクチュエータを用いるようにしている。

電極２２の基端部側の外周部分には、コイル２３ｃが巻回されており、また取付部２１ｍの内側つまりコイル２３ｃ側には、永久磁石２３ｍが設けられている。これらコイル２３ｃと永久磁石２３ｍとによって、アクチュエータとしてのソレノイドが構成されている。このソレノイドは、電極１２を、頭部Ｈの表面Ｈｓに対して接近離間する方向（図中における上下方向）に移動させる、一次元可動式のアクチュエータとされている。具体的には、コイル２３ｃの電線（図示省略）の一部を、ヘルメット２１の外部へと導出しておき、外部からコイル２３ｃの電線に電流を流すことで、電極２２は、頭部Ｈの表面Ｈｓに対して接近離間する方向（図中における上下方向）に移動される。これにより、電極２２の先端部２２ｔは、ヘルメット２１に対して相対移動して、頭部Ｈの表面Ｈｓに的確に当接する。

図８には、本実施形態に係る生体信号検出装置１Ｂの他の例（変形例）を示す。この例においては、３つのアクチュエータ、つまりＸ方向アクチュエータ（アクチュエータ）２３ｘ、Ｙ方向アクチュエータ（アクチュエータ）２３ｙ及びＺ方向アクチュエータ（アクチュエータ）２３ｚを備えるようにしている。なお、ここでいうＸ方向及びＹ方向とは、頭部Ｈの表面Ｈｓに対して略平行方向（図中における前後方向及び左右方向）を意味している。またＺ方向とは、頭部Ｈの表面Ｈｓに対して接近離間する方向（図中における上下方向）を意味している。つまり、本例におけるＺ方向アクチュエータ２３ｚと、上記図７の例におけるソレノイドとは、機能・作用が共通する構成要素である。このように、上記例においては、電極２２をＺ方向のみに可動とした一次元可動式としていたところを、本例においては、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の何れにも可動とした３次元可動式としている。

なおこの図においては、Ｘ方向アクチュエータ２３ｘ、Ｙ方向アクチュエータ２３ｙ及びＺ方向アクチュエータ２３ｚの各アクチュエータを簡略化して示しているが、その構成は適宜選択が可能である。すなわち、図３に示したソレノイドとしてもよいし、一般的な直流モータや交流モータ（リニアモータも含む）等のモータとしてもよく、また圧電型モータ（圧電素子）や油圧型モータ（油圧作動装置）としてもよい。

このように、Ｘ方向アクチュエータ２３ｘ、Ｙ方向アクチュエータ２３ｙ及びＺ方向アクチュエータ２３ｚを設けていることで、電極を生体の表面に対して接近離間する方向にも略平行方向にも移動させることができる。つまり３次元の移動を行わせることができるので、電極２２をよりきめ細かに微調整しながら位置決めすることができ、個々の電極２２の先端部２２ｔを頭部Ｈの表面Ｈｓの所定位置に、より的確に当接させることができる。そして、例えば、予め定めた所定位置では脳波の出方が弱い場合等において、別の最適な検出ポイントを探すことも容易にできる。また、例えば頭髪や塵埃等の異物が表面Ｈｓと電極２２との間に存在する場合に、こうした異物を排除あるいは回避することもできる。

図９には、本実施形態に係る生体信号計測システムを示している。この生体信号計測システム５Ｂは、脳内のニューロン活動によって生じる電気信号（脳波）を生体信号として検出する生体信号検出装置１Ｂと、この生体信号検出装置１Ｂから出力された電気信号に基づいて脳波の計測を行う生体信号計測装置２Ｂとを備えている。

図９に示した生体信号検出装置１Ｂにおいては、アクチュエータを符号２３として示している。このアクチュエータ２３は、図７に示したような、コイル２３ｃと永久磁石２３ｍとからなるソレノイド型アクチュエータであっても、また図８に示したような、Ｘ方向アクチュエータ２３ｘとＹ方向アクチュエータ２３ｙとＺ方向アクチュエータ２３ｚとからなる３次元可動式のアクチュエータであっても、差し支えない。

生体信号計測装置２Ｂは、上記第１の実施形態における生体信号計測装置２Ａに、アクチュエータ制御装置（アクチュエータ制御手段）５８を付加した構成となっている。このアクチュエータ制御装置５８は、出力Ｉ／Ｆ６４に接続されており、出力Ｉ／Ｆ６４からの信号に基づいて各電極２２のアクチュエータ２３を制御するものである。具体的には、各電気信号のうちでインピーダンスが閾値よりも大きい値を示したものを検出した電極２２を移動させて、そのインピーダンスが閾値以下となるように各アクチュエータ２３を自動制御する。すなわち、無効と判断された電気信号を検出した電極２２を特定し、その先端部２２ｔが頭部Ｈの表面Ｈｓに的確に当接するようにして、各アクチュエータ２３を動作させる。

次に、上記のように構成された生体信号計測システム５Ｂの使用方法について説明する。
はじめに、ヘルメット２１を頭部Ｈに被せて、各電極２２の先端部２２ｔを頭部Ｈの表面Ｈｓに近接して対向させる。この状態においては、ヘルメット２１が頭部Ｈに固定されるとともに、各電極２２が、頭部Ｈの表面Ｈｓに対向する位置にひとまず配置されることになる。
なおこのとき、頭部Ｈの表面Ｈｓと電極２２の先端部２２ｔとの間に電解質を適宜供給して、頭部Ｈの表面Ｈｓと電極２２との電気的な接続状態の向上を図るようにすることが好ましい。

そして、この状態において電極２２において検出される電気信号を、コンパレータ５２等を介してコンピュータ５５に入力する。この際には、インピーダンスが閾値以下となる電気信号のみに基づいて脳波の活性度が演算され、モニタ５６に表示されると共にメモリ６３に記憶される。

ここで、演算した活性度が、痴呆症患者等か正常者かを判断する指標として信頼性に欠ける場合等、すなわち、有効な電気信号を検出する電極２２の数が不足している場合等には、無効な電気信号を検出している電極２２を特定し、出力Ｉ／Ｆ６４を介して、アクチュエータ制御装置５８にその旨の信号を送る。この信号を受けたアクチュエータ制御装置５８は、特定された電極２２が取り付けられているアクチュエータ２３を制御し、電極２２の先端部２２ｔを、頭部Ｈの表面Ｈｓに的確に当接するように移動させる。

アクチュエータ制御装置５８は、この動作を、所定数の電極２２が有効な電気信号を検出できるようになるまで、つまり、これら電極２２からの電気信号のインピーダンスが閾値以下となるまで繰り返す。

本実施形態に係る生体信号検出装置１Ｂにおいては、電極位置決め手段として、電極２２を頭部Ｈの表面Ｈｓに対して接近離間する方向に移動させるＺ方向アクチュエータ２３ｚを備えるようにしている。そのため、遠隔操作によって各アクチュエータ２３ｚの動作を制御して、頭部Ｈの表面Ｈｓに対して接近離間する方向に電極を移動させることができ、先端部２２ｔの位置をきめ細かに微調整することができるので、個々の電極２２を頭部Ｈの表面Ｈｓの所定位置に的確に位置決めすることができる。これにより、計測時に被験者が動く等して電極２２の位置ずれが発生したとしても、より迅速に対応することができ、脳波の検出効率及び計測効率を大幅に向上させることができる。

また、電極２２を頭部Ｈの表面Ｈｓに対して略平行方向に移動させる、Ｘ方向アクチュエータ２３ｘ及びＹ方向アクチュエータ２３ｙも備えるようにすれば、電極２２を頭部Ｈの表面Ｈｓに対して接近離間する方向にも略平行方向にも移動させることができる。つまり３次元の移動を行わせることができるので、電極２２をよりきめ細かに微調整しながら位置決めすることができ、個々の電極２２の先端部２２ｔを頭部Ｈの表面Ｈｓの所定位置により的確に当接させることができる。そして、例えば、予め定めた所定位置では脳波の出方が弱い場合等において、別の最適な検出ポイントを探すことも容易にできる。これにより、電極２２の位置ずれが発生しても、また脳波の出方に個人差があるとしても、より迅速且つ的確に対応することができ、脳波の検出効率及び計測効率を更に向上させることができる。更に、例えば頭髪や塵埃等の異物が表面Ｈｓと電極２２との間に存在する場合に、こうした異物を排除あるいは回避することも容易にできるので、脳波の検出精度をより高いものとすることができる。

更に、本実施形態に係る生体信号計測システム５Ｂにおいては、生体信号検出装置と１Ｂと、電極２２により検出した電気信号からインピーダンスを抽出するインピーダンス抽出手段、インピーダンスを所定の閾値と比較して電気信号の有効性を判別する比較判別手段、及び有効な前記電気信号のみに基づいて活性度を演算する演算手段としての、コンパレータ５２及びコンピュータ５５と、判別の結果あるいは演算の結果を情報表示するモニタ５６と、各アクチュエータ２３を制御するアクチュエータ制御装置５８と、を備えるようにしている。このため、遠隔操作によって各アクチュエータを一括制御することができ、生体信号検出装置１Ｂから離間した位置からでも、各電極２２の位置決め固定を行うことができ、省力化、低コスト化を図ることができる。

更に、この生体信号計測システム５Ｂにおいては、アクチュエータ制御装置５８を、コンピュータ５５と連動させて、比較判別手段が電気信号を無効と判別した場合に、この判別結果に基づいて、各電極２２が頭部Ｈの表面Ｈｓに当接するように各アクチュエータ２３を制御するようにしている。このように、電気信号の有効性の判別結果に基づいて各アクチュエータ２３が自動制御され、電極２２の位置決めがなされるので、各電極２２の位置決めを短時間でより的確に行うことができ、脳波の検出効率及び計測効率を飛躍的に向上させることができ、更なる省力化、低コスト化を推進することができる。

なおここでは、アクチュエータ制御装置を出力Ｉ／Ｆに接続して、各アクチュエータの自動制御を行うような構成としているが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、生体信号計測システムの操作者が、モニタに表示される各種情報を確認しながら手動によりアクチュエータ制御装置を操作するといった、手動制御を行う構成としても差し支えない。

また、生体の表面と電極との接触状態を示す指標となる信号成分として、インピーダンスを抽出して用いることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、電気信号のＳ／Ｎ比によって、電気信号の有効性を判別することとしても構わない。この場合においては、コンパレータ５２にて電気信号のＳ／Ｎ比を抽出し、このＳ／Ｎ比がメモリ６３に記録されたＳ／Ｎ比の閾値を越えたときに、電極２２が有効な電気信号を検出していると判断できるような構成とすればよい。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について、図１０を用いて説明する。なお、本実施形態においては、上記第１の実施形態におけると共通する構成要素については、同一の符号を付して、その詳しい説明は省略することとする。

図１０には、本実施形態に係る生体信号検出装置を示している。この生体信号検出装置１Ｃは、頭部Ｈに被せる頭部装着部材（生体装着手段）３１と、頭部装着部材３１に取り付けられた複数の生体信号検出用の電極３２と、各電極３２と生体信号計測装置２Ａ（図２参照）とを相互に電気的に接続するリード線（図示省略）とを備えており、生体信号としての脳波を検出するものである。

頭部装着部材３１は、互いに分離可能な内層部３１Ａと外層部３１Ｂとからなる、２層構造とされている。内層部３１Ａは、頭部Ｈに直接当接する部材であって、ネット、スポンジあるいはゴム等といった、弾性変形可能な軟質な材料から構成されている。また外層部３１Ｂは、内層部３１Ａの外側に被せられる部材であって、通常のプラスチック、ＦＲＰ（繊維強化プラステック）あるいは金属等といった硬質な材料から構成されている。

電極３２は、内層部３１Ａに取り付けられており、先端部３２ｔが頭部Ｈの表面Ｈｓに当接することで脳波を検出し、検出した脳波を電気信号として、リード線を介して生体信号計測装置２Ａへと送るものである。この電極３２は、細長い円柱形状つまり棒状とされおり、その先端部３２ｔ側は、内層部３１Ａの取付部３１ｍに強固に固定されるように、基端部側に比べて若干大径とされている。

また、この先端部３２ｔには凹部が形成されており、その内側には、電解質液を含浸させた電解質保持部材ｅが配設されている。この電解質保持部材ｅは、例えば綿やフェルト等の不織布やスポンジ、ウレタン等といった、吸水性に優れる多孔質部材から構成されている。
なお、このように電極の先端部に電解質を保持させるといった構成は、上記第１及び第２の実施形態における電極１２，２２における構成とは異なるものであるが、こうした構成上の相異は、何れにおいても特に限定されるものではない。すなわち、電極１２，２２においても、電極３２のように電解質保持部材ｅを保持可能な構成としてもよく、また逆に電極３２においても、電極１２，２２のように外部から電解質を供給するような構成としてもよく、状況等に応じて適宜変更が可能である。

内層部３１Ａには、電極３２を取り付けるための取付部３１ｍが複数形成されている。電極３２は、その先端部３２ｔ側において内層部３１Ａと一体に固定されており、その基端部側は外方に向けて突出するようになっている。内層部３１Ａは、弾性変形可能とされているために、頭部Ｈに被せられた際に伸縮等して、被験者により大きさや形状等に個人差がある頭部Ｈに的確にフィットして、電極３２の先端部３２ｔを表面Ｈｓの所定位置に各々大まかに位置決めすることができる。すなわちこの内層部３１Ａは、上記第１あるいは第２の実施形態におけるヘルメット１１，２１とは異なり、電極位置決め手段としての機能を特に有しているものではなく、そのため従来例におけるキャップと同様のものを用いることもできる。

外層部３１Ｂには、内層部３１Ａに取り付けられた電極３２の各々に対応する位置に挿通孔３１ｈが複数形成されており、これら挿通孔３１ｈ内には、電極３２を固定するためのポート（固定手段）３４が各々取り付け固定されている。これら各ポート３４には、電極３２の基端部側を挿通・嵌合させるための固定用孔（固定手段）３４ｈが形成されている。これら挿通孔３４ｈは、電極３２の基端部側と対応する大きさとされており、電極３２が挿通されることで基端部側と嵌合し、電極３２を外層部３１Ｂ及びポート３４に対してほぼ移動不能に固定できるようになっている。

この外層部３１Ｂにおいては、例えば固定用孔３４ｈを偏心させたり傾斜させる等して、固定用孔３４ｈの形成位置に変化を持たせた複数種類のポート３４を予め用意しておく。そして、内層部３１Ａの電極３２を表面Ｈｓの適切な位置に位置決め固定できるように、つまり電極３２の位置に対応する位置に、外層部３１Ｂの挿通孔３１ｈに適宜取り付け固定する。こうしておいて、この外層部３１Ｂを内層部３１Ａに更に被せることで、各電極３２は固定用孔内に挿通・嵌合されて、所定位置に正確に位置決めされるとともに、強固に固定される。

本実施形態に係る生体信号検出装置１Ｃにおいては、頭部装着部材３１を、弾性変形可能な軟質な材料からなる内層部３１Ａと、硬質な材料からなり内層部３１Ａに被せられる外層部３１Ｂとからなる２層構造とし、内層部３１Ａには、取付部３１ｍを形成して電極３２を一体に取り付けているとともに、外層部３１Ｂには、頭部Ｈの表面Ｈｓの所定位置に各々位置決めされた電極３２を当該所定位置に固定する固定用孔３４ｈを形成するようにしている。このような２層構造としているので、内層部３１Ａとしては、従来から用いられてきたキャップ等をそのまま使用することもできる。そのため、従来の生体信号計測装置とも高い互換性を保持することができる。また、例えば、外層部３１Ｂのみを長期使用に耐え得る構成として、内層部３１Ａを検査毎に使い捨て可能な構成とする等、役割・機能に応じて適宜使い分けることができるので、コストの低廉化、部材の有効利用化を図ることができる。

なお、本実施形態においては、電極を固定するための手段として、電極の基端部側を挿通・嵌合させる挿通孔３４ｈを有するポート３４を設けることとしたが、固定手段としてはこれに限定されるものではない。例えば、外層部に、ねじ止め等によって電極を緊結固定する手段を設けるようにしてもよいし、また、クリップ等のように電極を狭持して固定する手段を設けるようにしてもよい。

なお、上記した実施形態は、以下の内容も含んでいる。
例えば上記特許文献１及び特許文献２に記載されている従来の技術においては、様々な頭部形状に対して複数の電極を頭部に的確に接触させることができない、という不都合があった。
以下に述べる付記項１〜６に記載の発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、様々な頭部形状に対しても複数の電極を固定することができる生体信号検出電極を提供することを目的とししている。

（付記項１）
生体と当接して生体信号を検出する接触部と、
前記接触部の生体に対する検出位置を調整する位置調整機構と、
を備えることを特徴とする生体信号検出電極。

（付記項２）
前記位置調整機構が、アクチュエータからなることを特徴とする付記項１に記載の生体信号検出電極。

（付記項３）
前記アクチュエータがソレノイドであることを特徴とする付記項２に記載の生体信号検出電極。

（付記項４）
前記アクチュエータがモータであることを特徴とする付記項２に記載の生体信号検出電極。

（付記項５）
前記アクチュエータが圧電素子であることを特徴とする付記項２に記載の生体信号検出電極。

（付記項６）
前記アクチュエータが油圧作動装置であることを特徴とする付記項２に記載の生体信号検出電極。

付記項１〜６に記載の発明によれば、電極の位置調整機構を備えていることにより、様々な頭部形状に対して複数の電極を的確に接触させることができる。

また、例えば上記特許文献１及び特許文献２に記載されている従来の技術においては、電極を接触させる際に、電極の先端部が頭髪を挟んで頭皮に的確に接触できないおそれがあった。
以下に述べる付記項７〜１１に記載の発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、電極の先端部を的確に頭皮に接触させることができる生体信号検出装置を提供することを目的としている。

（付記項７）
生体信号を電気信号として検出する電極と、
前記電極を装着可能な取付部を有する外装と、
前記外装に装着可能で前記電極を支持する電極装着部と、
を備えることを特徴とする生体信号検出装置。

（付記項８）
前記電極装着部が、前記外装の取付部に装着されて前記外装から前記生体側に突出する支持部と、
前記電極を前記支持部から前記生体側へと付勢して該電極を前記生体の表面に押圧するバネ状部材と、
を備えることを特徴とする付記項７に記載の生体信号検出装置。

（付記項９）
前記支持部が、
前記外装に対して螺合するねじ部と、
先端部に設けられた切欠部と、
を有することを特徴とする付記項８に記載の生体信号検出装置。

（付記項１０）
前記電極装着部が、前記外装に接着された弾性体であることを特徴とする付記項７〜９の何れかに記載の生体信号検出装置。

（付記項１１）
前記電極装着部が、前記外装に着脱可能なＯリングであることを特徴とする付記項７〜９の何れかに記載の生体信号検出装置。

付記項７〜１１に記載の発明によれば、頭髪を掻き分けることができ、電極の先端部を頭皮に的確に接触させることができる。

更に、例えば上記特許文献１及び特許文献２に記載されている従来の技術においては、電極と頭皮との接触状態が悪い状態で生体信号を検出してしまう可能性があり、それにより誤った情報を表示してしまうおそれがあった。
以下に述べる付記項１２〜１６に記載の発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、誤った情報を表示するおそれがなく、正確な生体情報を表示することができる生体情報計測システムを提供することを目的としている。

（付記項１２）
生体信号を検出する生体信号検出手段と、
前記生体信号の活性度を演算する演算手段と、
前記演算結果をマッピングして表示する情報表示手段と、
前記演算結果の有効性を判別する判別手段と、
を備えることを特徴とする生体信号計測システム。

（付記項１３）
前記生体信号検出手段が複数備えられていることを特徴とする付記項１２に記載の生体信号計測システム。

（付記項１４）
前記判別手段は、
前記生体信号のインピーダンスを抽出するインピーダンス抽出手段と、
前記インピーダンスを所定の閾値と比較し、前記インピーダンスが閾値未満の場合に、前記情報表示手段の表示制御を行う表示制御手段と、
からなることを特徴とする付記項１２又は付記項１３に記載の生体信号計測システム。

（付記項１５）
前記演算結果を記録する記録手段を有することを特徴とする付記項１２〜１４の何れかに記載の生体信号計測システム。

（付記項１６）
前記生体信号が脳波であることを特徴とする付記項１２〜１５の何れかに記載の生体信号計測システム。

付記項１２〜１６に記載の発明によれば、電極の接触状態に応じて生体情報の表示制御を行うため、正確な生体情報を表示し提供することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明の具体的な構成はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜設計変更等が可能であることは、言うまでもない。

本発明の第１の実施形態に係る生体信号検出装置を頭部に装着した状態を示す外観図である。 本発明の第１の実施形態に係る生体信号計測システムを示すブロック図である。 図１の生体信号検出装置の一部を拡大して示す断面図である。 図１の生体信号検出装置の変形例を示す図であって、（ａ）は生体信号検出装置の一部を拡大して示す断面図、（ｂ）は（ａ）における電極装着部の他の例を示す概略斜視図である。 図４（ａ）における電極が頭部と当接した状態を示す断面図である。 図１の生体信号検出装置の他の変形例を示す図であって、（ａ）は生体信号検出装置の一部を拡大して示す断面図、（ｂ）は（ａ）における電極が頭部と当接した状態を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る生体信号検出装置の一部を拡大して示す断面図である。 本発明の第２の実施形態の他の例に係る生体信号検出装置の一部を拡大して示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る生体信号計測システムを示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る生体信号検出装置の一部を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 生体信号検出装置
２Ａ，２Ｂ 生体信号計測装置
５Ａ，５Ｂ 生体信号計測システム
１１，２１ ヘルメット（生体装着手段）
１１ｈ 取付用孔（取付部）
１２，２２，３２ 電極
１２ｔ，２２ｔ，３２ｔ 先端部
１３ａ 雌ねじ部（電極位置決め手段）
１３ｂ 雄ねじ部（電極位置決め手段）
２１ｍ，３１ｍ 取付部
２３ アクチュエータ
２３ｃ コイル（電極位置決め手段、アクチュエータ）
２３ｍ 永久磁石（電極位置決め手段、アクチュエータ）
２３ｘ Ｘ方向アクチュエータ（電極位置決め手段、アクチュエータ）
２３ｙ Ｙ方向アクチュエータ（電極位置決め手段、アクチュエータ）
２３ｚ Ｚ方向アクチュエータ（電極位置決め手段、アクチュエータ）
３１ 頭部装着部材（生体装着手段）
３１Ａ 内層部
３１Ｂ 外層部
３１ｍ 取付部
３４ ポート（電極位置決め手段）
３４ｈ 固定用孔（電極位置決め手段）
５２ コンパレータ（信号成分検出手段、インピーダンス抽出手段、比較判別手段）
５６ モニタ（情報表示手段）
５８ アクチュエータ制御装置（アクチュエータ制御手段）
６２ ＣＰＵ（演算手段）
６３ メモリ（演算手段）
Ｈ 頭部（生体）
Ｈｓ 表面（頭皮）

Claims (9)

1. 先端部側が生体の表面に当接して生体信号を電気信号として検出する少なくとも一つの電極と、
   前記電極の取付部を有し、前記生体に装着されて前記電極の先端部側を前記生体の表面に当接させる生体装着手段と、
   前記生体の表面への前記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、
   が備えられていることを特徴とする生体信号検出装置。
2. 前記電極位置決め手段は、
   棒状とされた前記電極の外側面に形成された雄ねじ部と、
   取付用孔とされた前記取付部の内周面に形成され前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部と、
   から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の生体信号検出装置。
3. 前記電極位置決め手段として、前記電極を前記生体の表面に対して接近離間する方向に移動させるアクチュエータが備えられていることを特徴とする請求項１に記載の生体信号検出装置。
4. 前記電極位置決め手段として、前記電極を前記生体の表面に対して略平行方向に移動させるアクチュエータが備えられていることを特徴とする請求項３に記載の生体信号検出装置。
5. 前記生体装着手段は、弾性変形可能な軟質な材料からなる内層部と、硬質な材料からなり前記内層部に被せられる外層部とからなる２層構造とされ、
   前記内層部には、前記取付部が形成されて前記電極が一体に取り付けられているとともに、前記外層部には、前記電極位置決め手段が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の生体信号検出装置。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の生体信号検出装置と、
   前記電極により検出した電気信号から、前記生体の表面と前記電極との接触状態を示す指標となる信号成分を抽出する信号成分抽出手段と、
   前記信号成分を所定の閾値と比較して前記電気信号の有効性を判別する比較判別手段と、
   有効な前記電気信号のみに基づいて活性度を演算する演算手段と、
   前記判別の結果あるいは前記演算の結果を情報表示する情報表示手段と、
   が備えられていることを特徴とする生体信号計測システム。
7. 請求項３又は請求項４に記載の生体信号検出装置と、
   前記電極により検出した電気信号から、前記生体の表面と前記電極との接触状態を示す指標となる信号成分を抽出する信号成分抽出手段と、
   前記信号成分を所定の閾値と比較して前記電気信号の有効性を判別する比較判別手段と、
   有効な前記電気信号のみに基づいて活性度を演算する演算手段と、
   前記判別の結果あるいは前記演算の結果を情報表示する情報表示手段と、
   前記各アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、
   が備えられていることを特徴とする生体信号計測システム。
8. 前記信号成分検出手段は、前記信号成分としてのインピーダンスを前記電気信号から抽出するインピーダンス抽出手段とされていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の生体信号計測システム。
9. 前記アクチュエータ制御手段は、前記比較判別手段と連動し、前記比較判別手段が前記電気信号を無効と判別した場合に、該判別結果に基づいて、前記各電極が前記生体の表面に当接するように前記各アクチュエータを制御することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の生体信号計測システム。
   

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