JP2006043024A - 脳機能検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被検査者の頭部の個体差に適合させて、異なる被検査者に対しても、全ての電極の先端部をより確実に頭皮に接触させることを可能とし、脳機能状態を精度よく検出する。
【解決手段】 被検査者Ａの頭部Ｂに被せられる帽子状の装置本体２と、該装置本体２に相互に間隔をあけて取り付けられ、頭皮Ｃに接触配置され脳波信号を検出する複数の電極３とを備え、該装置本体２が、少なくとも１つの電極３を取り付ける複数のホルダ片４ａ〜４ｃと、これらホルダ片４ａ〜４ｃを連結する湾曲可能なベルト５と、ホルダ片４ａ〜４ｃ間の距離を調節するホルダ片間調節手段５ａとを備える脳機能検出装置１を提供する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、脳機能検出装置に関するものである。

従来、アルツハイマー病の早期発見を目的として、脳機能状態の解析が行われており、種々の脳機能状態の解析手法が提案されている（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照。）。この解析手法は、脳波信号を検出して、その空間的な伝達の滑らかさと、標準偏差とに基づいて判定される。脳神経細胞の活動が正常な場合には、脳波信号は滑らかに伝達され、そのばらつきも少ないが、アルツハイマー病が進行して脳神経細胞の活動が低下すると、脳波信号の空間的な伝達の滑らかさが失われ、その標準偏差が増大していく傾向にある。

このような解析を精度よく行うためには、脳波信号を精度よく検出することが不可欠である。脳波信号は、複数の電極を頭皮に接触させて検出するが、頭髪の存在や、頭の形状の不均一さから、電極と頭皮との確実な接触状態を実現するには、ペーストにより電極を頭皮に接着することが一般的である。しかしながら、ペーストを用いる場合には、検査を開始するまでに要する時間が多大となって、被検査者にかかる負担が大きいとともに、検査後に電極を取り外す際にも、ペーストを剥がすのに洗髪等の作業が必要となり、被検査者にかかる負担が大きいという不都合がある。

一方、ペーストを使用しないペーストレスの脳波信号検出方法も提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。これらの検出方法は、導電性溶液を吸水した状態の繊維片または導電性を与えた含水ゲルを発泡材に含浸させたものをそれぞれ電極として頭皮に接触させる方式のものであり、ペーストを使用しないので装着、取り外しに要する時間が短縮できる利点がある。

株式会社脳機能研究所、「初期アルツハイマー病における脳皮質神経細胞の機能劣化を検出する新しい脳波解析法DIMENSIONについて」、[online]、［平成１６年３月８日検索］、インターネット＜URL: http://www.bfl.co.jp/abst-32.html＞ 株式会社脳機能研究所、「脳皮質神経細胞機能劣化度推定法」、[online]、［平成１６年３月８日検索］、インターネット＜URL: http://www.bfl.co.jp/abst-31.html＞ 特開平１０−１６５３８６号公報（第２頁等） 実開平２−６３８１１号公報（図１等）

脳波の検出は複数の電極を正確に配置して行う必要があり、電極は、被検査者の頭部に被せられる帽子状のホルダによって位置決め固定する方法が考えられる。しかしながら、帽子状のホルダが、ヘルメット状のリジッドなホルダの場合には、被検査者の頭部の大きさおよび形状が被検査者ごとに相違するために、単一のホルダを多くの被検査者に装着して電極を正確に位置決め配置することは困難である。一方、帽子状のホルダがフレキシブルなホルダの場合には、複数の被検査者に装着することができるものの、電極を所定の位置関係に位置決め状態に保持することが困難となる。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、被検査者の頭部の個体差に適合させて、異なる被検査者に対しても、全ての電極の先端部をより確実に頭皮に接触させることを可能とし、脳機能状態を精度よく検出可能な脳機能検出装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、被検査者の頭部に被せられる帽子状の装置本体と、該装置本体に相互に間隔をあけて取り付けられ、頭皮に接触配置され脳波信号を検出する複数の電極とを備え、該装置本体が、少なくとも１つの電極を取り付ける複数のホルダ片と、これらホルダ片を連結する湾曲可能なベルトと、ホルダ片間の距離を調節するホルダ片間調節手段とを備える脳機能検出装置を提供する。

この発明によれば、装置本体が、電極を固定した複数のホルダ片と、これらのホルダ片を連結するベルトとから構成されているので、被検査者の頭部の形状および大きさに合わせてベルトを湾曲させて各ホルダ片が頭部に対して適正な位置に配されるように設定することができる。ホルダ片が頭部に対して適正な位置に配されることにより、ホルダ片に固定されている電極の先端部をより確実に頭皮に接触させることができる。また、本発明によれば、ホルダ片間調節手段を作動させることにより、ホルダ片間の距離を調節することが可能となる。各ホルダ片には電極が固定されているので、被検者の頭部に対する電極の位置決め位置に合わせて電極間の距離を調節することができ、より精度よく脳機能状態を検出することが可能となる

上記発明においては、少なくとも１つのホルダ片に複数の電極が取り付けられるとともに、当該ホルダ片における電極相互の間隔を調節する電極間調節手段を備えることとしてもよい。
このようにすることで、被検査者の頭部に取り付けられた状態で、全ての電極を予め定められた位置に配置することが可能となる。

また、上記発明においては、前記ホルダ片間調節手段が、ホルダ片またはベルトのいずれか一方に設けた長孔と、他方に設けた貫通孔と、これらを貫通してホルダ片とベルトとを共締めする締結手段とを備えることとしてもよい。
締結手段を長孔と貫通孔とに貫通させてホルダ片とベルトとを共締めすることにより、複数のホルダ片を一体的に連結することができる。また、長孔内において締結手段を移動させることにより、ホルダ片の間隔を簡易に調節することができる。

また、上記発明においては、前記締結手段が前記電極に設けられていることとしてもよい。
このようにすることで、ホルダ片とベルトとを固定する締結手段を電極によって構成でき、部品点数を減らすことができる。

また、上記発明においては、前記ホルダ片に、鼻根、後頭結節または耳介前点位置等を指示する基準位置確認手段が備えられていることとしてもよい。
被検査者の頭部に装着された状態で、各電極を頭皮に対して所定の位置に位置決めするために、基準位置確認手段により指示された鼻根、後頭結節または耳介前点位置を基準にして簡易に設定することができる。

また、上記発明においては、前記ホルダ片またはベルトのいずれかに、該ベルトにより連結される２つのホルダ片の電極間の距離を示す目盛りが備えられていることとしてもよい。
被検査者の頭皮に対して複数の電極を配置する際に、目盛りによって電極間の距離を測ることにより、より容易にかつ精度よく設定することが可能となる。

また、上記発明においては、前記ホルダ片に頭部への装着方向を示す方向指示が備えられていることとしてもよい。
方向指示により指示される装着方向にしたがってホルダ片を頭部に装着することにより、装着方向を取り違えることなく、被検査者の頭皮に対して電極を定期制な位置に固定することができる。

本発明によれば、少なくとも１つの電極を固定したホルダ片間の距離を調節することにより、被検査者の頭部の個体差に適合させて、異なる被検査者に対しても、全ての電極の先端部をより確実に頭皮に接触させることができ、脳機能状態を精度よく検出することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る脳機能検出装置について、図１および図２を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る脳機能検出装置１は、図１に示されるように、被検査者Ａの頭部Ｂに被せられる帽子状の装置本体２と、該装置本体２に取り付けられた複数の電極３とを備えている。
電極３としては、通常２１個の電極３が、図２（ａ）〜（ｃ）に示されるように、頭皮Ｃに対して、鼻根Ｐ、後頭結節Ｑおよび耳介前点Ｒからなる基準位置を基準として所定の比率で配列されるようになっている。

前記装置本体２は、複数のホルダ片４ａ〜４ｃと、これらを連結するベルト５とから構成されている。ホルダ片４ａ〜４ｃは、比較的硬質の樹脂等からなり、ベルト５は可撓性を有する比較的軟質の樹脂等からなっている。

図１に示す例では、ホルダ片４ａ〜４ｃとしては、頭部の前部ホルダ片４ａ、中央部ホルダ片４ｂおよび後部ホルダ片４ｃの３つが設けられている。前部ホルダ片４ａには、前頭部に密着配置される８個の電極３が取り付けられている。また、中央部ホルダ片４ｂには、頭部Ｂの前後方向の中央部に密着配置される５個の電極３が取り付けられている。また、後部ホルダ片４ｃには、後頭部に密着配置される８個の電極３が取り付けられている。

各ホルダ片４ａ〜４ｃの電極３は、図３に示されるように、細長い円柱状に形成され、頭皮Ｃに接触させられる先端に電解液６を含んだ弾性部材７を備えている。先端の弾性部材７を頭皮Ｃに接触させて弾性変形させることにより含浸された電解液６をしみ出させて頭皮Ｃに浸透させ、弾性部材７の内部の電極板（図示略）と頭皮Ｃとを電気的に導通させることができるようになっている。

各ホルダ片４ａ〜４ｃの電極３は、図３に示されるように、ホルダ片４ａ〜４ｃを厚さ方向に貫通する貫通孔８，９を貫通して、先端の弾性部材７をホルダ片４ａ〜４ｃの内側に突出させた状態で固定されるようになっている。前部ホルダ片４ａの８個の電極３の内、前側の２個の電極３は、その外周面に形成された雄ネジ３ａを、前部ホルダ片４ａの貫通孔８に形成した雌ネジ８ａに締結することで、先端の弾性部材７を前部ホルダ片４ａの内部に突出状態に固定することができるようになっている。また、雄ネジ３ａと雌ネジ８ａとの締結位置を変えることによって、先端の突出長さを変更することができるようになっている。

前部ホルダ片４ａの８個の電極３の内、後ろ側の５個の電極３を取り付ける貫通孔９は、前後方向に沿って延びる長孔状に形成されている。電極３は、この前部ホルダ片４ａに形成された長孔状の貫通孔９とベルト５に形成された長孔５ａとを一致させた状態で、これらの貫通孔９および長孔５ａを貫通させて雄ネジ３ａに締結されるナット１０により、前部ホルダ片４ａとベルト５とを共締めすることによって固定されるようになっている。

また、中央部ホルダ片４ｂの５個の電極３は、前部ホルダ片４ａの前側の２個の電極３と同様に、電極３の外周面に形成された雄ネジ３ａを中央部ホルダ片４ｂに形成された貫通孔８の雌ネジ８ａに締結することにより、その先端部を内側に突出させた状態で中央部ホルダ片４ｂに固定されるようになっている。また、中央部ホルダ片４ｂには、該中央部ホルダ片４ｂに前記前部ホルダ片４ａと前記後部ホルダ片４ｃとを固定するための前記ベルト５の一端がそれぞれ固定されている。

前記後部ホルダ片４ｃの８個の電極３の内、前側の５個の電極３を取り付ける貫通孔９も、前後方向の沿って延びる長孔状に形成されている。電極３は、この後部ホルダ片４ｃに形成された長孔状の貫通孔９と、ベルト５に形成された長孔５ａとを一致させた状態で、これらの貫通孔９および長孔５ａを貫通させて、雄ネジ３ａに締結されるナット１０により、後部ホルダ片４ｃとベルト５とを共締めして固定されるようになっている。

各ホルダ片４ａ〜４ｃには、それぞれ基準位置を示す基準位置指示部材１１が備えられている。前部ホルダ片４ａには鼻根Ｐを示す基準位置指示部材１１が設けられている。中央部ホルダ片４ｂには、耳介前点Ｒを示す基準位置指示部材１１が設けられている。後部ホルダ片４ｃには、後頭結節Ｑを示す基準位置指示部材１１が設けられている。これら基準位置指示部材１１は、各ホルダ片４ａ〜４ｃから頭皮Ｃに沿う方向に延び、それぞれの先端において頭皮Ｃ方向に向かって湾曲した先端が、それぞれの基準位置を指し示すように構成されている。

ベルト５には、長手方向に沿って形成された長孔５ａが設けられている。また、ホルダ片４ａ〜４ｃの電極３間およびベルト５には、図４に示されるように、頭部Ｂに装着されたときに前後方向に配される方向に沿って、目盛り１２が設けられている。
また、前部ホルダ片４ａには、被検査者Ａの頭部Ｂへの装置本体２の装着方向を示す矢印（方向指示）１５が設けられている。

このように構成された本実施形態に係る脳機能検出装置１を用いて、被検査者Ａの脳機能状態を検出するには、被検査者Ａの頭部Ｂに前部ホルダ片４ａ、中央部ホルダ片４ｂおよび後部ホルダ片４ｃを配置し、ホルダ片４ａ〜４ｃ間のベルト５によってホルダ片４ａ〜４ｃ間の距離を調節する。これにより、被検査者Ａごとの個体差を吸収して、複数の被検査者Ａの頭部Ｂに適合する形状および大きさにホルダ片４ａ〜４ｃを連結した装置本体２を構成することができる。

このとき、電極３をホルダ片４ａ，４ｃに固定するナット１０を弛めた状態で、電極３を貫通孔９および長孔５ａ内において長手方向に移動させることにより、各被検査者Ａの頭部Ｂに適合するように電極３を配置することができる。そして、このとき、ホルダ片４ａ〜４ｃおよびベルト５に設けられた目盛り１２および基準位置指示部材１１を参照することにより、電極３間の距離を容易に決定することができる。

また、ナット１０を締結する際に、電極３の先端のホルダ片４ａ〜４ｃの内面からの突出量を調節して、ナット１０を締結する。これにより、全ての電極３の先端が同時に頭皮Ｃに接触するように、ホルダ片４ａ〜４ｃに固定することが可能となる。
本実施形態に係る脳機能検出装置１によれば、頭部Ｂの形状および大きさの異なる複数の被検査者Ａに対して、適正な位置に電極３の先端を接触配置させることができる。したがって、基準位置に対して適正な位置に適正な接触状態で頭皮Ｃに接触させられた電極３によって、より正確な脳波信号を検出することができるという効果がある。

なお、本実施形態に係る脳機能検出装置１においては、ホルダ片４ａ，４ｃとベルト５とを電極３に設けた雄ネジ３ａに締結するナット１０によって共締めすることとしたが、これに代えて、図５に示されるように、ホルダ片４ａ〜４ｃとベルト５とは、電極３以外の締結手段１３によって固定することにしてもよい。締結手段１３は、例えば、ホルダ片４ａ，４ｃに形成した貫通孔１４を貫通するボルト１３ａと、これに締結されるナット１３ｂとからなり、ホルダ片４ａ，４ｃとベルト５とを共締めするように構成されている。
これにより、ホルダ片４ａ〜４ｃ間の間隔調整を締結手段１３により行い、電極３間の間隔調整を電極３の雄ネジ３ａとナット１０とによって行うことができる。

また、本実施形態に係る脳機能検出装置１は、装置本体２を被検査者Ａの前後方向に３つのホルダ片４ａ〜４ｃに分割したものを例示しているが、これに代えて、図６に示されるように、被検査者Ａの左右方向に３つのホルダ片４ａ〜４ｃに分割したものを用いてもよい。また、分割数も３つに限られず、２以上の任意の分割数を適用してもよい。

また、図７〜図９に示されるように、脳の機能ごとに電極３を分けるようにホルダ片４ａ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇを分割してもよい。
例えば、前頭部は、想像、予想、判断などの高度な機能、運動野、発語に関する部位であり、側頭部は、聴覚野、言語認識、音楽認知、記憶に関する部位であり、後頭部や視覚野に関する部位である。したがって、図７に示されるように、前頭部のみを分割し、図８に示されるように側頭部のみを分割し、図９に示されるように後頭部のみを分割するようにホルダ片４ａ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇを設けてもよい。

本発明の一実施形態に係る脳機能検出装置を示す側面図である。 図１の脳機能検出装置における電極の配置を示す人体頭部の（ａ）側面図、（ｂ）正面図および（ｃ）平面図である。 図１の脳機能検出装置におけるホルダ片とベルトとの締結状態を示す縦断面図である。 図３の接続状態を示す部分的な平面図である。 図１の脳機能検出装置の締結手段の変形例を示す縦断面図である。 図１の脳機能検出装置の変形例を示す正面図である。 図１の脳機能検出装置の他の変形例を示す側面図である。 図１の脳機能検出装置の他の変形例を示す側面図である。 図１の脳機能検出装置の他の変形例を示す側面図である。

符号の説明

Ａ 被検査者
Ｂ 頭部
Ｃ 頭皮
Ｐ 鼻根
Ｑ 後頭結節
Ｒ 耳介前点
１ 脳機能検出装置
２ 装置本体
３ 電極
３ａ 雄ネジ（締結手段）
４ａ〜４ｇ ホルダ片
５ ベルト
５ａ 長孔（ホルダ片間調節手段）
９ 貫通孔（ホルダ片間調節手段、電極間調節手段）
１０ ナット（締結手段、ホルダ片間調節手段、電極間調節手段）
１１ 基準位置指示部材（基準位置確認手段）
１２ 目盛り
１５ 矢印（方向指示）

Claims (7)

1. 被検査者の頭部に被せられる帽子状の装置本体と、
   該装置本体に相互に間隔をあけて取り付けられ、頭皮に接触配置され脳波信号を検出する複数の電極とを備え、
   該装置本体が、少なくとも１つの電極を取り付ける複数のホルダ片と、これらホルダ片を連結する湾曲可能なベルトと、ホルダ片間の距離を調節するホルダ片間調節手段とを備える脳機能検出装置。
2. 少なくとも１つのホルダ片に複数の電極が取り付けられるとともに、当該ホルダ片における電極相互の間隔を調節する電極間調節手段を備える請求項１に記載の脳機能検出装置。
3. 前記ホルダ片間調節手段が、ホルダ片またはベルトのいずれか一方に設けた長孔と、他方に設けた貫通孔と、これらを貫通してホルダ片とベルトとを共締めする締結手段とを備える請求項１または請求項２に記載の脳機能検出装置。
4. 前記締結手段が前記電極に設けられている請求項３に記載の脳機能検出装置。
5. 前記ホルダ片に、鼻根、後頭結節または耳介前点位置等を指示する基準位置確認手段が備えられている請求項１から請求項４のいずれかに記載の脳機能検出装置。
6. 前記ホルダ片またはベルトのいずれかに、該ベルトにより連結される２つのホルダ片の電極間の距離を示す目盛りが備えられている請求項１から請求項５のいずれかに記載の脳機能検出装置。
7. 前記ホルダ片に頭部への装着方向を示す方向指示が備えられている請求項１から請求項６のいずれかに記載の脳機能検出装置。

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