JP2010213927A - 外耳道装着具及び生体信号測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定精度を向上し得る使い勝手のよい外耳道装着具及び生体信号測定装置を提案する。
【解決手段】外耳道に挿入可能な管と、外耳道の内面と隙間が形成される程度に管の外周面に沿って配される、柔軟性をもつ電極と、電極を、管の外周面から離れる方向に変形させて外耳道の内面に押え付けさせる押付手段と、外耳道の内面に押さえ付けられる電極の押し戻しを抑制する抑制手段とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は外耳道装着具及び生体信号測定装置に関し、生体内において生じ伝わる波動を電気信号として取得する技術分野などにおいて好適なものである。

従来、外耳道に挿入されるスプリング状の電極を用いて脳波等を取り出す外耳道電極ユニットが提案されている（例えば特許文献１）。

特開２００８−６７９１１公報

ところでかかるスプリング状の電極は、外耳道に挿入されるものであるため、該外耳道の内径よりも小さい範囲に位置するよう設計される。したがって、スプリング状の電極を外耳道に挿入した場合、スプリング状の電極と外耳道の内面との間には隙間が形成され、該隙間が、生体内に伝わる波動を電気信号として取り出す際の感度を極端に悪くする要因となってしまう。

一方、スプリング状の電極の外径が外耳道の内径に近似するほど、該電極が外耳道の内面にあたった状態で挿入され、外耳道の外傷や痛みを伴う確率が高くなる。また外耳道は個人差を有しているものであるため、装着者は自身にあったスプリング状の電極を有する外耳道電極ユニットを選択しなければならない。これらは、使い勝手が悪い要因となってしまう。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、測定精度を向上し得る使い勝手のよい外耳道装着具及び生体信号測定装置を提案しようとするものである。

課題を解決するために本発明は、外耳道装着具であって、外耳道に挿入可能な管と、外耳道の内面と所定の隙間が形成される程度に管の外周面に沿って配される、柔軟性をもつ電極と、電極を、管の外周面から離れる方向に変形させて外耳道の内面に押え付けさせる押付手段と、外耳道の内面に押さえ付けられる電極の押し戻しを抑制する抑制手段とを有する。

また本発明は、耳介の付け根に引っ掛けられる柔軟な鉤状部が形成される耳かけ具と、鉤状部の先端部分に設けられ、外耳道に装着される外耳道装具と、鉤状部の末端部分に設けられ、耳朶に装着される耳朶装具とが含まれる生体信号測定装置であって、外耳道装具は、外耳道に挿入可能な管と、外耳道の内面と隙間が形成される程度に管の外周面に沿って配される、柔軟性をもつ電極と、電極を、管の外周面から離れる方向に変形させて外耳道の内面に押え付けさせる押付手段と、外耳道の内面に押さえ付けられる電極の押し戻しを抑制する抑制手段とを有し、耳朶装具は、耳朶に取り付け可能な基準電極を有し、耳かけ具は、電極と、基準電極との電位差を生体信号として増幅するアンプを有する。

本発明の外耳道装着具は、外耳道の内面に対して所定の力が加わる状態で電極を当接させるため、該内面に毛が存在する場合、装着者が活動する場合、あるいは個人差にかかわらず、その内面に電極を密着させることができる。したがってこの外耳道装着具は、装着者に伝わる波動を、空気層を介することなく直に生体信号として取得することが可能となり、この結果、外耳道に電極を挿入するだけの場合に比べて感度を格段に向上することができる。また電極は、外耳道の内面とある一定の隙間をもって挿入されるものであるため、挿入時には外耳道の内面に対する接触を低減することができ、挿入後に所定の力が加わる状態で当接されたときには外耳道での電極の回転や奥への移動を防止することができる。したがってこの外耳道装着具は、装着者にとって快適な装着感を提供し使い勝手を向上することができる。

生体信号測定装置（１）の構成を概略的に示す図である。 生体信号測定装置（２）の構成を概略的に示す図である。 外耳道装着具の構成を概略的に示す図である。 摺動管の移動に伴うフレキシブル電極の変形を概略的に示す図である。 耳朶装着具の構成を概略的に示す図である。 生体信号測定装置の装着手順を示すフローチャートである。 外耳道装着具の挿入の説明に供する概略図である。 外耳道の内面に対するフレキシブル電極の当接の説明に供する概略図である。 生体信号測定装置の装着状態を概略的に示す図である。 信号処理部の構成を示すブロック図である。 他の実施の形態による外耳道装着具の構成（１）を概略的に示す図である。 摺動管の移動に伴うばね電極の変形を概略的に示す図である。 他の実施の形態による外耳道装着具の構成（２）を概略的に示す図である。 他の実施の形態による外耳道装着具の構成（３）を概略的に示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、説明は以下に示す順序とする。
＜１．実施の形態＞
［１−１．生体信号測定装置の構成］
［１−２．外耳道装着具の構成］
［１−３．耳朶装着具の構成］
［１−４．生体信号測定装置の装着手順］
［１−５．耳かけ本体内の信号処理部の構成］
［１−６．効果等］
＜２．他の実施の形態＞

＜１．実施の形態＞
［１−１．生体信号測定装置の構成］
図１及び図２において、生体信号測定装置１の構成を示す。この生体信号測定装置１は、外耳道に装着される器具（以下、これを外耳道装着具とも呼ぶ）２と、耳朶に装着される器具（以下、これを耳朶装着具とも呼ぶ）３と、耳（耳介）の付け根に引っ掛け可能な本体（以下、これを耳かけ本体とも呼ぶ）４とによって構成される。

耳かけ本体４は、例えばポリウレタン樹脂等でなる柔軟性をもつ部材を用いて、全体として鉤状に形成される。この耳かけ本体４は、耳（耳介）の付け根に引っ掛けられた場合、先端部分が外耳道の開口近傍に位置し、末端部分が耳朶近傍に位置するよう設計される。

耳かけ本体４の先端部分には貫通孔４Ｈが設けられ、該貫通孔４Ｈが設けられる部分の裏面４Ｂには外耳道装着具２が取り付けられる（図２参照）。一方、耳かけ本体４の末端部分の表面４Ｆには耳朶装着具３が取り付けられる（図１参照）。

耳かけ本体４の内部には、信号処理部が搭載された基板が設けられ、該信号処理部には外耳道装着具２及び耳朶装着具３が接続される。

［１−２．外耳道装着具の構成］
図３において、外耳道装着具２の構成を示す。この外耳道装着具２は、管状のベース部材（以下、これをベース管とも呼ぶ）１１を有する。このベース管１１の長さは、外耳道の開口から神経が密集し始める位置（鼓膜から開口側へ２[ｃｍ]程度の位置）の直前までの距離以下とされる。

ベース管１１には、該ベース管１１の長方向にスライド可能な管状の部材（以下、これを摺動管とも呼ぶ）１２が挿入される。この摺動管１２の外径は、この実施の形態では外耳道の開口よりも大きいものとされる。なお、外耳道の開口よりも大きいものであることが必須の要件とされることはない。

ベース管１１の一方の端部には、摺動管１２が抜けることを抑える管状の部材（以下、これを管状蓋とも呼ぶ）１３が嵌められる。この管状蓋１３は、接着剤等の固定部材によって、耳かけ本体４の裏面４Ｂに対して、管状蓋１３の中心と、耳かけ本体４の貫通孔４Ｈの中心とが一致する状態で固定される。なお、管状蓋１３（即ちベース管１１）と貫通孔４Ｈの断面の大きさ乃至形状は異なっていてもよいが、同一の大きさ乃至形状であるほうがより好ましい。

ベース管１１の外周面には、該ベース管１１に対する摺動管１２の移動範囲を規制する管状の部材（以下、これを移動範囲規制部とも呼ぶ）１４が設けられ、ベース管１１の他方の端部にはフランジ１５が設けられる。このフランジ１５の外径は、移動範囲規制部１４の外径よりも大きく、外耳道の内径よりも小さくされる。

このフランジ１５のうち摺動管１２と対向される面１５Ａには、移動範囲規制部１４の外径に対応する位置よりも外側において、該面の外周に沿って所定間隔ごとに溝１６ｎ（ｎは２以上の整数）が形成される。一方、摺動管１２のうちフランジ１５と対向される面１２Ａには、フランジ１５に形成される溝１６ｎに対応付けられる位置に溝１７ｎが形成される。

これら溝１６ｎ，１７ｎには、柔軟性をもつ板状の電極（以下、これをフレキシブル電極とも呼ぶ）１８ｎの端部がそれぞれ嵌められる。このフレキシブル電極１８ｎの長さは、管状蓋１３に当接される摺動管１２の面１２Ａと、フランジ１５の面１５Ａとの距離に相当する程度とされる。

したがってフレキシブル電極１８ｎは、摺動管１２が管状蓋１３に当接される状態では、外耳道の内径よりも小さい外径となるフランジ１５よりも内側において、ベース管１１に対して平行に真っ直ぐな状態で配置されることとなる。

これに対して摺動管１２がフランジ１５側に移動されて管状蓋１３から離れる場合、図４に示すように、管状蓋１３との距離が大きくなるほど、フレキシブル電極１８ｎはベース管１１（又は移動範囲規制部１４）の外周面に対して離れる方向に膨らむ。したがってフレキシブル電極１８ｎは、外耳道の内径よりも小さい外径となるフランジ１５よりも外側にはみでるよう配置されることになる。

この実施の形態の場合、ベース管１１の外周面には、該ベース管１１の長方向へ所定間隔ごとに、摺動管１２の移動を規制するための凹状の溝（以下、これを移動規制用溝とも呼ぶ）１９が形成される。また摺動管１２の内周面には、移動規制用溝１９に嵌まる凸状の爪（以下、これを嵌合爪とも呼ぶ）２０が形成される。

したがってこの外耳道装着具２は、移動規制用溝１９及び嵌合爪２０によって、フレキシブル電極１８ｎに対する膨らみの程度を段階ごとに保持することができるようになされている。

ところで、この外耳道装着具２におけるベース管１１、移動範囲規制部１４及びフランジ１５は、１つの管部材からその一端から他端にわたって順に厚みが異なるよう成形される。したがって、別々の部材を組み立てる場合に比して部品点数が削減され、堅牢化が実現できる。

［１−３．耳朶装着具の構成］
図５において、耳朶装着具３の概略的な構成を示す。この耳朶装着具３は、耳朶を挟んで留めるクリップ２１を有する。このクリップ２１は、一方のアーム２１Ａと、他方のアーム２１Ｂとを挟み軸２１Ｃを介して連結される。

一方のアーム２１Ａのうち、耳朶に当接される部分（以下、これを耳朶当接部とも呼ぶ）と、他方のアーム２１Ｂの耳朶当接部には、スポンジやゴム等の緩衝部材２１Ｄがそれぞれ取り付けられる。

また一方のアーム２１Ａのうち耳朶当接部に対して逆側となる部分は、耳かけ本体４における末端部分の表面４Ｆに固定される。他方のアーム２１Ｂのうち耳朶当接部に対して逆側となる部分には、基準とされる電極（以下、これをアース電極とも呼ぶ）２２が連結される。このアース電極２２は、耳朶と同程度の表面積のコイン形状でなり、クリップ２１を持つ部分としても用いられる。

［１−４．生体信号測定装置の装着手順］
図６において、生体信号測定装置１の装着手順の一例を示す。まず、第１ステップＳＰ１では、耳かけ本体４が耳（耳介）の付け根に引っ掛けられる。

この耳かけ本体４はポリウレタン樹脂等でなる柔軟性をもつ部材を用いて形成されているため、装着者に対して違和感を与えることなく容易に引っ掛けさせることができるようになされている。

第２ステップＳＰ２では、図７に示すように、摺動管１２が管状蓋１３に当接される状態において外耳道装着具２が外耳道に挿入される。

摺動管１２が管状蓋１３に当接される状態では、フレキシブル電極１８ｎが、外耳道の内径よりも小さい外径となるフランジ１５よりも内側に位置し、また耳介の付け根に引っ掛けられた耳かけ本体４の先端部分は外耳道の開口近傍に位置する。このためこの生体信号測定装置１は、外耳道に対して、フランジ１５が形成される先端側から外耳道装着具２を直感的かつ速やかに挿入することができるようになされている。

また摺動管１２の外径は外耳道の開口よりも大きくされているため、この生体信号測定装置１は、外耳道における神経が密集する位置にまで外耳道装着具２の先端が到達してしまうことを未然に回避することができるようになされている。

第３ステップＳＰ３では、摺動管１２がフランジ１５側に移動され、図８に示すように、外耳道の内面に対してフレキシブル電極１８ｎが押え付けられる位置において、嵌合爪２０が移動規制用溝１９に嵌められる。

フレキシブル電極１８ｎは、管状蓋１３との距離が大きくなるほど、フランジ１５よりも外側に大きく膨らむ構造である（図４）。このためこの外耳道装着具２は、外耳道形状の個人差にかかわらず、外耳道の内面に対してフレキシブル電極１８ｎを当接させることができるようになされている。

また、移動規制用溝１９及び嵌合爪２０によって、フレキシブル電極１８ｎに対する膨らみの程度が段階ごとに保持される（図４）。このためこの外耳道装着具２は、外耳道の内面に対するフレキシブル電極１８ｎの接触圧を調整することができ、この結果、該接触圧を、装着者に痛みを感じさせることがない程度の装着感とすることができるようになされている。

第４ステップＳＰ４では、耳朶装着具３におけるクリップ２１が耳朶に挟んで留められる。耳介の付け根に引っ掛けられた耳かけ本体４の末端部分は耳朶近傍に位置する。このためこの生体信号測定装置１は、耳朶に対して、耳朶装着具３を直感的かつ速やかに挟んで留めることができるようになされている。なお、アース電極２２は、耳朶程度の大きさのコイン形状であるため、装着者に対して耳朶に挟むときには持ちやすくさせることができるようになされている。

またクリップ２１におけるアーム２１Ａ及び２１Ｂの耳朶当接部には緩衝部材２１Ｄが取り付けられているため、この耳朶装着具３は、装着者に痛みを感じさせることがない程度の装着感とすることができるようになされている。

以上の装着手順を経ることで、図９に示すように、生体信号測定装置１が耳に装着される。ただし、上述の装着の順序はあくまで例であり、該順序に限定されるものではない。

外耳道装着具２はその内部が空洞状態とされ（図３（Ａ）等）、該空洞は耳かけ本体４の貫通孔４Ｈと連絡されているため、この生体信号測定装置１は、装着者の耳に装着された状態であっても耳を塞ぐことを回避し、聴力が損なわれることを防止する。したがってこの生体信号測定装置１は、快適性を損なわずに生体情報を測定することができるようになされている。

［１−５．耳かけ本体内の信号処理部の構成］
図１０において、耳かけ本体４内の信号処理部３０の構成を示す。この信号処理部３０は、アンプ３１、フィルタ３２、Ａ／Ｄ変換部３３、解析部３４及びメモリ３５を含む構成とされる。メモリ３５には、耳かけ本体４に内蔵されるものに限らず、ＵＳＢメモリ、ＳＤカードメモリ又はＣＦカードメモリのようにリムーバブルメモリが適用可能である。

信号処理部３０は、これら各部３１〜３５に対して、例えば耳かけ本体４の表面に設けられる操作部から測定開始命令を受けた場合には電池等の電源電圧を供給し、該操作部から測定停止命令を受けた場合には電源電圧の供給を遮断するようになされている。

アンプ３１は、外耳道装着具２におけるフレキシブル電極１８ｎと、耳朶装着具３におけるアース電極２２との電位差を生体信号として増幅し、当該増幅した生体信号をフィルタ３２に与える。

フレキシブル電極１８ｎは、外耳道の内面に対して所定の力が加わる状態で当接される（図８）。このためアンプ３１は、装着者に伝わる波動を電位差として直接的にセンシングでき、この結果、外耳道にフレキシブル電極１８ｎを挿入するだけの場合に比べて感度を格段に向上することができるようになされている。

また、外耳道の内面に位置するフレキシブル電極１８ｎに対して、アース電極２２は外耳道の外側である耳朶に位置するため、これら双方の電極を外耳道に位置させる場合等に比べて電極間の距離が大きく確保されている状態にある。このためアンプ３１は、装着者の頭部における波動を広範囲に電位差としてセンシングすることができ、この結果、目的とすべき生体信号を正確に取得することができるようになされている。

フィルタ３２には、測定対象とすべき周波数帯域が設定される。フィルタ３２は、設定される周波数帯域以外の信号成分を除去し、当該除去した生体信号をＡ／Ｄ変換部３３に与える。

この実施の形態では、測定対象とすべき周波数帯域は脳波に対応する周波数帯域とされ、該脳波に対応する周波数帯域以外の信号成分が除去された生体信号（以下、これを脳波信号とも呼ぶ）がＡ／Ｄ変換部３３に与えられる。

ちなみに脳波に対応する周波数帯域には、デルタ波（１〜３[Ｈｚ]）、シータ波（４〜７[Ｈｚ]）、アルファ波（８〜１３[Ｈｚ]）、ベータ波（１４〜３０[Ｈｚ]）、ガンマ波（３１〜６４[Ｈｚ]）、オメガ波（６５〜１２８[Ｈｚ]）、ロー波（１２９〜５１２[Ｈｚ]）、シグマ波（５１３〜１０２４[Ｈｚ]）があるが、これら一部又は全部が測定対象とすべき周波数帯域として、所定の操作部で変更可能に設定される。

Ａ／Ｄ変換部３３は、脳波信号をディジタルデータ（以下、これを脳波データとも呼ぶ）に変換し、該脳波データを解析部３４に与える。

解析部３４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＣＰＵのワークメモリであるＲＡＭを含む構成とされる。このＲＯＭには、解析処理を実行させるプログラムや、外耳道の内面に対してフレキシブル電極１８ｎが非接触であるとすべきレベル（以下、これを非接触レベル閾値とも呼ぶ）を示すデータなどが記憶される。

解析部３４は、測定が開始命令を受けた場合、ＲＯＭに格納されるプログラムをＲＡＭに展開し、該プログラムにしたがって各種処理を実行するようになされている。すなわち解析部３４は、測定開始時点から所定の期間（以下、これをキャリブレーション期間とも呼ぶ）にＡ／Ｄ変換部３３から与えられる脳波データのレベルの平均と、非接触レベル閾値とを比較する。

このレベル平均が非接触レベル閾値を下回る場合、解析部３４は、外耳道の内面に対してフレキシブル電極１８ｎが非接触の状態であるとして、外耳道装着具２を再装着すべきことを、該外耳道装着具２に取り付けられたスピーカ（図示せず）を介して通知する。

一方、レベル平均が非接触レベル閾値以上となる場合、解析部３４は、外耳道の内面に対してフレキシブル電極１８ｎが接触された状態であるとして、Ａ／Ｄ変換部３３から与えられる脳波データをメモリ３５に記憶する。

また解析部３４は、レベル平均が非接触レベル閾値を下回る場合、Ａ／Ｄ変換部３３から与えられる脳波データに基づいて、ノンレム睡眠又はレム睡眠のステージを判定し、その判定結果を脳波データに関連付けるようになされている。

なお、ステージの判定は、例えば、単位時間当たりのデルタ波、シータ波又はアルファ波などの出現率や、所定の出現率が持続する期間などを要素として判定される。

［１−６．効果等］
以上の構成において、この外耳道装着具２は、ベース管１１の外周面を、長手方向に対して平行にスライドする摺動管１２によって、該摺動管１２とベース管１１の一端との間に配されるフレキシブル電極１８ｎを膨らませて外耳道の内面に押し付ける。

この外耳道装着具２は、外耳道の内面に対して所定の力が加わる状態でフレキシブル電極１８ｎを当接させるため（図８参照）、該内面に毛が存在する場合や、装着者が活動する場合でも、その内面にフレキシブル電極１８ｎを密着させることができる。

したがってこの外耳道装着具２は、装着者に伝わる波動を、空気層を介することなく直に生体信号として取得することが可能となり、この結果、外耳道にフレキシブル電極１８ｎを挿入するだけの場合に比べて感度を格段に向上することができる。これに加えてこの外耳道装着具２は、外耳道でのフレキシブル電極１８ｎの回転や奥への移動を防止することができ、この結果、装着者にとって快適な装着感を提供することができる。

なお、かかるフレキシブル電極１８ｎは、外耳道の内面とある一定の隙間をもって挿入されるものであるため、挿入時には外耳道の内面に対する接触を低減することができる。一方、挿入後に所定の力が加わる状態で当接されたときには外耳道での電極の回転や奥への移動を防止することができる。

またこの外耳道装着具２は、摺動管１２のスライド量によって、外耳道の内面に対するフレキシブル電極１８ｎの押さえ付け量を調整することができるため（図４参照）、装着者の個人差にかかわらずフレキシブル電極１８ｎを押し付けることができる。これに加えて、痛みなどを伴わせることなくフレキシブル電極１８ｎを押し付けることが可能となり、装着者にとって快適な装着感を提供することができる。

またこの外耳道装着具２は、スピーカを有し、該スピーカから、外耳道の内面に対して電極が非接触又はその可能性がある場合にはメッセージが通知される。したがってこの外耳道装着具２は、生体信号に対する感度が低減している状態での測定を未然に防止することができ、この結果、測定精度を向上することができる。

なお、この外耳道装着具２は、耳かけ本体４に設けられているため（図１又は図２参照）、外耳道に対して挿入又は取り外すときなどに落とすといったことを防止することができ、またフレキシブル電極１８ｎに接続される配線を耳かけ本体４内部に納めることができる。したがってこの外耳道装着具２は、外耳道に対して挿入又は取り外すときなどに外耳道装着具２自体を紛失する、あるいは、コードに絡まるといったことを回避することができ、使い勝手を向上することができる。

＜２．他の実施の形態＞
上述の実施の形態では、ベース管１１の外周面を、該ベース管１１の長方向に対して平行にスライドする摺動管１２が、フレキシブル電極１８ｎを、ベース管１１の外周面から離れる方向に変形させて外耳道の内面に押え付けさせた。

しかしながら、電極を、管の外周面から離れる方向に変形させて外耳道の内面に押え付けさせる手段はこの実施の形態に限定されるものではなく、他の実施の形態を適用することができる。

例えば、図３との対応部分に同一符号を付した図１１において、他の実施の形態による外耳道装着具の構成を示す。この外耳道装着具ではベース管１１の外周面に対してねじ溝４０が形成される。このねじ溝４０に対応さするねじ溝４１を内周面にもつ摺動管４２が、ベース管１１の外周面をねじ溝４０に沿って螺旋状にスライドする。この摺動管４２の外径はフランジ１５の外径と同程度とされる。

またベース管１１には、柔軟性をもち、移動範囲規制部１４の外周面に沿って所定ピッチで螺旋状に巻回される電極（以下、これをばね電極とも呼ぶ）４３が通される。このばね電極４３外径は外耳道の内径よりも小さくされ、該ばね電極４３の一端は摺動管４２の外周面に形成される凸部４４に引っ掛けられ、他端はフランジ１５の外周面に形成される凸部４５に引っ掛けられる。

またこのばね電極４３の巻回方向は、螺旋状にスライドする摺動管４２のスライド方向（ねじ溝４０の巻回方向）と正反対とされる。したがって、摺動管４２がフランジ１５側に移動されて管状蓋１３から離れる場合、図１２に示すように、管状蓋１３との距離が大きくなるほど、ばね電極４３はベース管１１（又は移動範囲規制部１４）の外周面に対して離れる方向に膨らむことになる。

このようにこの外耳道装着具では、ベース管１１の外周面を螺旋状にスライドする摺動管４２が、当該スライド方向とは逆側に巻回されるばね電極４３を広がるように膨らませて外耳道の内面に押え付けさせるようになされている。外耳道装着具２に比べて、外耳道の内面に対する単位長さあたりの接触面積が大きくなるため、生体情報のセンシング感度の観点ではこの外耳道装着具のほうが有利となる。

また別例として、外耳道装着具２におけるフレキシブル電極１８ｎと、溝１６ｎ，１７ｎに代えて、ばね電極４３と、凸部４３，４４を適用した構成が適用されてもよい。また外耳道装着具２におけるフレキシブル電極１８ｎに代えて、管状でなるフレキシブル電極を適用した構成が適用されてもよい。

また別例として、図３との対応部分に同一符号を付した図１３において、他の実施の形態による外耳道装着具の構成を示す。この外耳道装着具ではベース管１１の両端に対して外耳道の内径よりも小さい外径のフランジ１５Ｘ，１５Ｙが設けられ、そのフランジ１５Ｘ，１５Ｙ間にフレキシブル電極１８ｎが固定される。

このフレキシブル電極１８ｎと、ベース管１１の外周面との間にはチューブ５０が設けられ、該チューブ５０には、気体を投入する気体投入部が連結される。この空気投入部は例えば耳かけ本体４に設けられる。

したがって、空気投入部からチューブ５０に気体が投入される場合、該気体の投入によって膨らむチューブ５０に応じて、フレキシブル電極１８ｎは、ベース管１１の外周面に対して離れる方向にたわむことになる。

このようにこの外耳道装着具では、ベース管１１の外周面及びフレキシブル電極１８ｎ間に設けられるチューブ５０と、該チューブ５０に気体を投入する気体投入部とが、フレキシブル電極１８ｎを弓なりに曲げて外耳道の内面に押え付けさせるようになされている。

なお、この外耳道装着具におけるフレキシブル電極１８ｎは、管状でなるフレキシブル電極としてもよく、またばね電極４３としてもよい。

また別例として、図１４（Ａ）に示すように、スポンジ材でなり、外耳道の内径よりも大きい内径のベース管６０と、該ベース管の外周面に対して所定間隔で接着されたフレキシブル電極１８ｎとでなる外耳道装着具が適用されてもよい。

この外耳道装着具は、ベース管６０を外耳道の内径よりも小さく潰された状態で（図１４（Ｂ））、外耳道に挿入される。フレキシブル電極１８ｎは、ベース管６０が元の状態に復帰しようとする力によって外耳道の内面方向に広がるように移動する（図１４（Ｃ），（Ｄ））。

このようにこの外耳道装着具では、スポンジ材でなるベース管６０自体における元の状態に復帰しようとする力が、フレキシブル電極１８ｎを、ベース管６０の外周面から離れる方向に変位させて外耳道の内面に押え付けさせるようになされている。この外耳道装着具は、ベース管６０を潰して挿入する操作だけでよく、また外耳道装着具２に比べて部品点数が少ないことから、使い勝手の観点及び構成の簡易化の観点では有利となる。

なお、電極を、管の外周面から離れる方向に変形させて外耳道の内面に押え付けさせる手段はこれら例示以外にも、当該趣旨を逸脱しない程度に採用することができる。

上述の実施の形態では、ベース管１１の外周面に対して、ベース管１１の長方向へ所定間隔で設けられる移動規制用溝１９と、摺動管１２の内周面に対して設けられる嵌合爪２０とが、外耳道の内面に押さえ付けられるフレキシブル電極１８ｎの押し戻しを抑制した。

しかしながら、外耳道の内面に押さえ付けられる電極の押し戻しを抑制する手段はこの実施の形態に限定されるものではなく、他の実施の形態を適用することができる。

例えば、図１１に示した外耳道装着具では、外耳道の内面にフレキシブル電極１８ｎを押え付けたときにはその応力が、該フレキシブル電極１８ｎ及び摺動管４３を介して管状蓋１３の方向に発生する。この方向に対して、ベース管１１の外周面に螺旋状に形成されるねじ溝４０と、摺動管４３の内周面に対して、ねじ溝４０に対応させて形成されるねじ溝４１との方向が交差状態にあるため、当該位置で摺動管４３は静止される。

このようにこの外耳道装着具では、ベース管１１の外周面に螺旋状に形成されるねじ溝４０と、摺動管４３の内周面に対して、ねじ溝４０に対応させて形成されるねじ溝４１とが、フレキシブル電極１８ｎの押し戻しを抑制するようになされている。ただし、ねじ溝４０，４１以外に加えて、摺動管４３の位置を解除可能な状態で固定する機構が設けられてもよい。

また別例として、図１３に示す外耳道装着具では、チューブ５０と、該チューブ５０に気体を投入する空気投入部と連結部分にバルブ（図示せず）を設け、該バルブが、チューブ５０内が投入すべき気体量となったときに連結部分を閉めるようにする。このようにこの外耳道装着具では、バルブがフレキシブル電極１８ｎの押し戻しを抑制するようになされている。

また別例として、図１４に示す外耳道装着具では、スポンジ材でなるベース管６０自体における元の状態に復帰しようとする力が、フレキシブル電極１８ｎの押し戻しを抑制するようになされている。

なお、外耳道の内面に押さえ付けられる電極の押し戻しを抑制する手段はこれら例示以外にも、当該趣旨を逸脱しない程度に採用することができる。

上述の実施の形態では、クリップ２１に対してアース電極２２が取り付けられたが、該クリップ２１自体が基準電極とされてもよい。またアース電極２２は、クリップ２１に対して取り外し可能に構成してもよい。

上述の実施の形態では、摺動管１２又は４２の形状が管状とされたが、耳甲介腔部に嵌めることができる形状としてもよい。このようにすれば、耳甲介腔部に嵌められる摺動管１２又は４２が、外耳道の内面に押え付けられる電極のずれや回転を回避でき、該外耳道の内面に対して電極をより安定かつ強固に押え付けることができる。

上述の実施の形態では、耳かけ本体４が全体として鉤状とされたが、当該鉤状部分を有しているものであればよい。

上述の実施の形態では、測定対象が脳波とされたが筋電位としてもよく、また脳波と筋電位とを切換できるようにしてもよい。なお、筋電位を測定対象とする場合、フィルタ部３２に対して、筋電位に対応する周波数帯域を設定し、該フィルタ部３２がその周波数帯域以外の信号成分を除去する。また、解析部３４は、外耳道の内面に対してフレキシブル電極１８ｎが非接触であるとすべき筋電位データの限界レベルを示すデータ（非接触レベル閾値）と、Ａ／Ｄ変換部３３からキャリブレーション期間に与えられる筋電位データのレベルの平均とを比較する。

このようにすれば、上述の実施の形態と同様にして、筋電位を測定対象とすることができる。なお、周波数帯域の設定は、例えば耳かけ本体４の表面に設けられる操作部から行う構成とすることができ、また非接触レベル閾値の設定は、周波数帯域の設定内容に応じて自動的に切り換える構成とすることもできる。

上述の実施の形態では、生体信号測定装置１の装着対象が片耳とされたが両耳とされてもよい。この場合、一方の耳を装着対象とする生体信号測定装置１における信号処理部３０では、解析部３４及びメモリ３５が省かれる。この信号処理部３０におけるＡ／Ｄ変換部３３での変換結果は、他方の耳を装着対象とする生体信号測定装置１における信号処理部３０の解析部３４に与えられる。

なお、一方の耳を装着対象とする生体信号測定装置１における信号処理部３０のフィルタ３２と、他方の耳を装着対象とする生体信号測定装置１における信号処理部３０のフィルタ３２とに対して測定対象として設定すべき周波数帯域は同一であってもよく、相違していてもよい。

周波数帯域を同一とする場合、解析部３４は、一方のＡ／Ｄ変換部３３から与えられる脳波データ（又は筋電位データ）と、他方のＡ／Ｄ変換部３３から与えられる脳波データ（又は筋電位データ）との論理和を演算する構成とすることができる。この場合、各脳波データ（又は筋電位データ）の加算によって、メモリ３５に記憶すべき脳波データ（又は筋電位データ）のＳ／Ｎ比が改善される。

一方、周波数帯域を相違させる場合、解析部３４は、一方のＡ／Ｄ変換部３３から与えられる脳波データをメモリ３５に記憶するとともに、他方のＡ／Ｄ変換部３３から与えられる筋電位データを脳波データに関連付けてメモリ３５に記憶する。また例えば、筋電位データに基づいて、覚醒状態や顔の表情を判定し、その判定結果を脳波データに関連付けることもできる。この関連付けは、睡眠障害や疾患を特定する指標として用いることができる。

なお、測定対象は、脳波又は筋電位のほかに、体温や脈拍を加えることもできる。この場合、外耳道装着具に対して、例えば光学方式の体温センサや脈拍センサを設け、当該センサから与えられる信号は、Ａ／Ｄ変換部３３を介して解析部３４に与える。解析部３４は、体温データ又は脈拍データを脳波データに関連付けてメモリ３５に記憶する。かかる関連付けは、睡眠障害や疾患を特定する指標として用いることができる。

上述の実施の形態では、電極が外耳道の内面に直に押え付けられが、該電極に対して、水、油又はグリセリン等のように、波動を効率よく伝達するための接触媒質が付されてもよい。なお、接触媒質を電極に流す機構が設けられる構成としてもよい。例えば、耳かけ本体４内に接触媒質を貯める容器が設けられ、該容器に設けられるバルブに対して、接触媒質を電極に流す針状の管部材が連結され、該管部材の先端が電極の一端部分に配置される構成をとることができる。

本発明は、医用産業やゲーム産業などにおいて利用可能性を有する。

１……生体信号測定装置、２……外耳道装着具、３……耳朶装着具、４……耳かけ本体、１１，６０……ベース管、１２，４２……摺動管、１３……管状蓋、１４……移動範囲規制部、１５……フランジ、１６ｎ，１７ｎ……溝、１８ｎ……フレキシブル電極、１９……移動規制用溝、２０……嵌合爪、２１……クリップ、２２……アース電極、３０……信号処理部、３１……アンプ、３２……フィルタ、３３……Ａ／Ｄ変換部、３４……解析部、３５……メモリ、４０，４１……ねじ溝、４３……ばね電極、４４，４５……凸部、５０……チューブ。

Claims (10)

1. 外耳道に挿入可能な管と、
   外耳道の内面と所定の隙間が形成される程度に上記管の外周面に沿って配される、柔軟性をもつ電極と、
   上記電極を、上記管の外周面から離れる方向に変形させて上記外耳道の内面に押え付けさせる押付手段と、
   外耳道の内面に押さえ付けられる電極の押し戻しを抑制する抑制手段と
   を有する外耳道装着具。
2. 上記抑制手段は、
   押し戻しに対する抑制の程度を段階ごとに切り換える
   請求項１に記載の外耳道装着具。
3. 上記電極は、一端が上記管の一方の端部に固定され、
   上記押付手段は、
   上記電極の他端が固定され、上記管の外周面を、該管の長方向にスライドする部材でなり、
   上記抑制手段は、
   上記部材の位置を、解除可能な状態で固定する機構でなる
   請求項２に記載の外耳道装着具。
4. 上記電極は、上記管の外周面に沿って螺旋状に巻かれ、一端が上記管の一方の端部に固定され、
   上記押付手段は、
   上記電極の他端が固定され、上記管の外周面を、電極が巻かれる方向とは逆方向へ螺旋状にスライドする管状部材でなり、
   上記抑制手段は、
   上記管の外周面に対して螺旋状に形成される溝と、上記管状部材の内周面に対して上記溝に対応させて形成される溝とでなる
   請求項２に記載の外耳道装着具。
5. 上記管は、スポンジ材を用いて外耳道の内径よりも大きい内径に形成され、
   上記電極は、上記管の外周面に所定間隔で接着される板状の電極でなり、
   上記押付手段及び上記抑制手段は、潰された上記管が元の状態に復帰しようとする力である
   請求項２に記載の外耳道装着具。
6. 上記管状部材は、上記耳甲介腔に嵌まる形状とされる
   請求項３又は請求項４に記載の外耳道装着具。
7. 外耳道装着具は、
   耳介の付け根にかけられる鉤状部材の先端に設けられ、
   上記鉤状部材には、上記電極と、該鉤状部分の末端に対して、耳朶に取り付け可能に設けられる基準電極との電位差を増幅するアンプが設けられる
   請求項６に記載の外耳道装着具。
8. 耳介の付け根に引っ掛けられる柔軟な鉤状部が形成される耳かけ具と、
   上記鉤状部の先端部分に設けられ、外耳道に装着される外耳道装具と、
   上記鉤状部の末端部分に設けられ、耳朶に装着される耳朶装具と
   が含まれる生体信号測定装置であって、
   上記外耳道装具は、
   外耳道に挿入可能な管と、
   外耳道の内面と所定の隙間が形成される程度に上記管の外周面に沿って配される、柔軟性をもつ電極と、
   上記電極を、上記管の外周面から離れる方向に変形させて上記外耳道の内面に押え付けさせる押付手段と、
   外耳道の内面に押さえ付けられる電極の押し戻しを抑制する抑制手段と
   を有し、
   上記耳朶装具は、
   耳朶に取り付け可能な基準電極
   を有し、
   上記耳かけ具は、
   上記電極と、上記基準電極との電位差を生体信号として増幅するアンプ
   を有する生体信号測定装置。
9. 上記外耳道装具は、
   スピーカ
   をさらに有し、
   上記耳かけ具は、
   上記アンプにより増幅される生体信号のうち、所定期間における生体信号の平均レベルが、外耳道の内面に対して電極が非接触であるとすべきレベルを下回る場合、上記スピーカを介してメッセージを通知する通知手段
   をさらに有する
   請求項８に記載の生体信号測定装置。
10. 上記耳かけ具は、
    上記平均レベルが上記レベル以上となる生体信号が記憶されるメモリ
    をさらに有する
    請求項９に記載の生体信号測定装置。

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