JP2011104338A - 生体信号測定用装具 - Google Patents

Abstract

【課題】頭部で生じる長期間の波動を測定する場合であっても、短期間の波動を測定する場合と同程度に測定し得る生体信号測定用装具を提案する。
【解決手段】頭部における生体信号の測定に用いられる生体信号測定用装具は、額に当接される額当接部と、後頭に当接される後頭当接部と、上記額当接部と上記後頭当接部とを端として頭部の前後方向を挟み入れて頭部を支持する支持体とを有する。
【選択図】図９

Description

本発明は生体信号測定用装具に関し、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。

睡眠の質又は量（時間）の低下は、心筋梗塞や脳梗塞といった循環器系の疾患、あるいは糖尿病といった内分泌系の疾患など、さまざまな生活習慣病のリスクを高めることが明らかとなってきている。また、ＲＥＭ（Rapid Eye Movement）睡眠の延長又は密度の低下がうつ病となる１つの要因として強く疑われている。このように睡眠は現代人が抱える多くの疾患や社会的問題と関係することもあり、睡眠の質を評価することは今後もよりいっそう重要とされる。

ところで、睡眠を評価する手法として睡眠ポリグラフ検査が知られている。しかしながら、睡眠ポリグラフ検査では、被験者に対する病院等の検査施設での拘束期間が長いものであり、また被験者に対する装着物が多数にわたるものであるため、被験者に対して過大な負担を強要させるという問題がある。

一方、脳波をとらずに、心拍から睡眠サイクルや、睡眠の質の評価に要するパラメータを測定する装置が提案されている（例えば特許文献１）。この装置では、睡眠ポリグラフ検査に比べると、被験者に対する負担は低減するが、睡眠の質の評価に要するパラメータはあくまで間接的な推定値となる。

他方、睡眠の質を評価する直接的なパラメータである脳波を測定するものとして、ヘッドホン型（例えば特許文献２）、キャップ型（例えば特許文献３）、ヘッドセット型（例えば特許文献４）の脳波測定装置が提案されている。

特開２００９−０７８１３９公報 特開２００１−３４０３１２公報 特開２００６−００６６６６公報 特開２０１０−０５１３５６公報

しかしながら、特許文献２〜特許文献４の脳波測定装置では血管やリンパ等が締め付けられる。したがって、睡眠状態の脳波等といったように長期間の脳波を測定する場合、その締め付け自体が被験者に負担となるばかりではなく、締め付けによる生理現象が脳波に影響して正確な測定値を得ることが困難となる。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、頭部で生じる長期間の波動を測定する場合であっても、短期間の波動を測定する場合と同程度に測定し得る生体信号測定用装具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、頭部における生体信号の測定に用いられる生体信号測定用装具であって、額に当接される額当接部と、後頭に当接される後頭当接部と、額当接部と後頭当接部とを端として頭部の前後方向に挟み入れて頭部に支持される支持体とを有する。

頭部表面のうち正中矢状面の近傍には、神経、血管系、リンパ系、筋肉系がおおむね介在しない。本願では、頭部に支持される支持体が、額当接部と後頭当接部とを端として頭部の前後方向に挟み入れられるものであるため、その挟み入れ又は支持体の自重に起因する神経、血管系、リンパ系、筋肉系の圧迫が、ヘッドホン型やキャップ型等の頭部装具に比べて大幅に緩和される。
したがって、長期間の測定を要する場合であっても、圧迫（装着）に起因する生理現象の変動（偏頭痛や不快感等）が抑制される。
かくして、頭部で生じる長期間の波動を測定する場合であっても、短期間の波動を測定する場合と同程度に測定し得る生体信号測定用装具が実現される。

第１の実施における生体信号測定用装具の構成を概略的に示す図である。 リファレンス電極の構成を概略的に示す図である。 生体信号測定用装具の装着状態（１）を概略的に示す図である。 測定部の回路構成（１）を概略的に示す図である。 第２の実施における生体信号測定用装具の構成を概略的に示す図である。 プローブ電極の構成（１）を概略的に示す図である。 リファレンス電極の構成を概略的に示す図である。 生体信号測定用装具の装着状態（２）を概略的に示す図である。 頭部装具（斜視）を概略的に示す図である。 頭部装具（左側面）を概略的に示す図である。 頭部装具（右側面）を概略的に示す図である。 頭部装具（上面）を概略的に示す図である。 頭部装具（下面）を概略的に示す図である。 頭部装具（前方）を概略的に示す図である。 頭部装具（後方）を概略的に示す図である。 アーム脱離状態の頭部装具を概略的に示す図である。 プローブ電極の構成（２）を概略的に示す図である。 ヘアバンドの後端部の詳細を示す図である。 顎部装具（斜視）を概略的に示す図である。 顎部装具（正面）を概略的に示す図である。 顎部装具（側面）を概略的に示す図である。 顎部装具（上面）を概略的に示す図である。 顔面から頭部に及ぶ神経系を示す図である。 顔面から頭部に及ぶ血管系を示す図である。 顔面から頭部に及ぶリンパ系を示す図である。 顔面から頭部に及ぶ筋肉と表情との関係を示す図である。 咀嚼筋、眼・耳の筋肉を示す図である。 実験結果（１）を示すグラフである。 実験結果（２）を示すグラフである。 実験結果（３）を示すグラフである。 生体信号測定用装具の装着状態（３）を概略的に示す図である。 測定部の回路構成（２）を概略的に示す図である。 実験結果（４）を示すグラフである。 他の実施の形態における生体信号測定用装具の装着状態を概略的に示す図である。 他の実施の形態における電極の構成（１）を概略的に示す図である。 他の実施の形態における電極構造を概略的に示す図である。 他の実施の形態における生体信号測定用装具の構成を概略的に示す図である。 他の実施の形態における電極の構成（２）を概略的に示す図である。 他の実施の形態におけるヘアバンドと、その装着状態（１）を概略的に示す図である。 他の実施の形態におけるヘアバンドと、その装着状態（２）を概略的に示す図である。 他の実施の形態におけるヘアバンドと、その装着状態（３）を概略的に示す図である。 他の実施の形態におけるヘアバンドと、その装着状態（４）を概略的に示す図である。 他の実施の形態における額当接部の構造を概略的に示す図である。 生体信号測定用枕（１）の構成を概略的に示す図である。 他の実施の形態における電極の配置を概略的に示す図である。 他の実施の形態における電極の形状を概略的に示す図である。 生体信号測定用枕（２）の構成を概略的に示す図である。 支持体の構成を概略的に示す図である。 就寝状態を概略的に示す図である。 プローブチャンネルの割り当ての説明に供する概略的な図である。 生体信号測定用枕の接地状態を概略的に示す図である。 他の実施の形態における測定部の構成を概略的に示す図である。 電極選択処理手順を示すフローチャートである。 実験結果（５）を示すグラフである。 実験結果（６）を示すグラフである。 実験時の電極配置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．第１の実施の形態＞
［１−１．生体信号測定用装具の構成］
［１−２．装着手順］
［１−３．測定部の構成］
＜２．第２の実施の形態＞
［２−１．生体信号測定用装具の構成］
［２−２．装着手順］
＜３．第３の実施の形態＞
［３−１．生体信号測定用装具の構成］
［３−２．装着手順］
［３−３．測定部の構成］
＜４．他の実施の形態＞

＜１．第１の実施の形態＞
［１−１．生体信号測定用装具の構成］
図１において、生体信号測定用装具１の構成を示す。この生体信号測定用装具１は、頭部を支持可能な支持体（以下、これをヘアバンドとも呼ぶ）２を有する。このヘアバンド２は、弾力をもつ板状のプラスチック材又は金属材でなりＣ字状に形成される。

ヘアバンド２の一端には、ゴム等の材質でなる滑り止め部１１が設けられる。この滑り止め部１１はその先端が湾曲状とされ、頭部に対する食い込みを防止し得るようになされている。

一方、ヘアバンド２の他端にはリファレンス電極１２が設けられる。このリファレンス電極１２は、図２に示すように、導体でなる複数の歯が一列に並ぶ部（以下、これを歯部とも呼ぶ）１２Ａと、該歯部１２Ａを支持する棒状の部（以下、これを歯支持棒とも呼ぶ）１２Ｂとでなる。

歯部１２Ａの歯は導電性の線材でなり、その中央と根元との間における所定位置から歯先側は環状に形成され、該所定位置から根元側は互いに接する状態で逆方向に巻回され棒状として、隣接する歯と等間隔を保って歯支持棒１２Ｂに固定される。

歯支持棒１２Ｂは歯部１２Ａの線材よりも太い非柔軟性の導体でなり、ヘアバンド２の他端において、該ヘアバンド２の中央から先端に向う方向と同方向に歯部１２Ａの各歯先が向くよう取り付けられる。またこの歯支持棒１２Ｂは、頭側の形状に合う程度に、ヘアバンド２の滑り止め部１１側に湾曲される。

他方、ヘアバンド２の中央にはプローブ電極１３が設けられる。このプローブ電極１３は、リファレンス電極１２と同じ構造の歯部１３Ａと、歯支持棒１３Ｂとでなる。この歯支持棒１３Ｂは、ヘアバンド２の中央部分において、ヘアバンド２における湾曲頂部分の面上であって中央から先端に向う方向と直交する方向に歯部１３Ａの各歯先が向くよう取り付けられる。

［１−２．装着手順］
次に、生体信号測定用装具１の装着手順を説明する。第１ステップでは、ヘアバンド２の裏面が、頭頂と額との間に接するまで被せられる。ヘアバンド２は弾力をもつＣ字状に形成されているため（図１参照）、両端が近づく方向に所定圧が加わる状態で頭部を挟み込むことができる。したがって、頭部に対するヘアバンド２自体の位置ずれが低減される。

一方、ヘアバンド２の他端に設けられるリファレンス電極１２は、ヘアバンド２の中央から先端に向う方向と同方向に歯部１２Ａの各歯先が向くよう取り付けられ、該歯部１２Ａは複数の歯を一列に配した構造となっている（図１参照）。このためヘアバンド２は、頭部に被せられる際に、頭髪の根元に対して歯を滑らかに挿入させることができる。

他方、歯部１２Ａにおける歯の中央と根元との間の所定位置から歯先側は線材で環状に形成されている（図２参照）。このためヘアバンド２における各歯が頭髪根元に絡まり、点接触の場合に比べて、頭皮に対する歯の密着度を向上させ、かつ位置ずれを低減させることができる。これに加えて、被験者に対する痛みを和らげて装着感を向上することができる。

第２ステップでは、頭頂と額との間に接している状態のヘアバンド２が、頭頂位置にスライドされる。ヘアバンド２の中央に設けられるプローブ電極１３は、該ヘアバンド２における湾曲頂部分の面上であって中央から先端に向う方向と直交する方向に歯部１３Ａの各歯先が向くよう取り付けられている（図１参照）。このためヘアバンド２は、頭頂位置にスライドされる際に、頭髪の根元に対して歯を滑らかに挿入させることができる。

また、歯部１３Ａにおける歯の中央と根元との間の所定位置から歯先側は線材で環状に形成されている（図２参照）。このためヘアバンド２における各歯が頭髪根元に絡まり、点接触の場合に比べて、頭皮に対する密着度を向上させ、かつ位置ずれを低減させることができる。

以上の装着手順を経ることで、例えば図３に示すように、生体信号測定用装具１が頭部に装着され、リファレンス電極１２及びプローブ電極１３が頭皮に固定される。

リファレンス電極１２は線状でなる複数の歯を一列に配したものであるため極めて薄厚となる。したがって枕との間に位置したとしても、リファレンス電極１２が存在することによる違和感を低減させることができる。一方、プローブ電極１３が位置する頭頂は通常の睡眠時では寝返りしても枕と接することがほぼ回避される部位であるため、プローブ電極１３が存在することによる違和感を低減させることができる。

また、リファレンス電極１２，プローブ電極１３における歯部１２Ａ，１３Ａのうち、中央と根元との間の所定位置から根元側は互いに接する状態で逆方向に巻回され棒状として歯支持棒１２Ｂに固定されている（図２参照）。すなわち、歯支持棒１２Ｂに対して線状の各歯が１点固定された状態であるので、当該固定点を中心として各歯はそれぞれ周囲当方へ均等に移動可能である。このため、寝返り等によりいずれの方向から力が加わったとしても柔軟に対応することができ、当該力が消失すれば速やかに元の状態に復帰することもできる。

したがってこの生体信号測定用装具１は、被験者に対して、睡眠阻害を大幅に低減することができる。また、被験者に対する装着物が多数にわたる睡眠ポリグラフ検査に比べて、被験者に対して装着感を損なわせることなく、該被験者に対する負担を軽減することができる。

ちなみに、この生体信号測定用装具１における電極１２，１３は、ヘアバンド２によって支持されている。したがってこの生体信号測定用装具１は、着脱時に電極を落とすといったことを防止することができるとともに、電極１２，１３に接続される配線をヘアバンド２内部に納めることができる。この結果、この生体信号測定用装具１は、着脱時における電極の紛失、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。

なお、上述の装着の順序はあくまで一例であり、当該装着の順序に限定されるものではない。

［１−３．測定部の構成］
図４において、リファレンス電極１２，プローブ電極１３によってセンシングされる生体信号を測定する測定部の構成を示す。測定部における回路基板等は、例えばヘアバンド２の表面又は内部に設けられる。

この測定部３０は、増幅部３１、フィルタ部３２、Ａ（Analog）／Ｄ（Digital）変換部３３、解析部３４、メモリ３５及び通信部３６を含む構成とされる。

測定部３０は、これら各部３１〜３６に対して、例えばヘアバンド２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。

増幅部３１は差動アンプ３１Ａを有する。差動アンプ３１Ａは、リファレンス電極１２と、プローブ電極１３との電位差を信号（以下、これを生体波形信号とも呼ぶ）として増幅し、当該増幅した生体信号をフィルタ部３２に出力する。プローブ電極１３は頭頂位置に配される電極であるため、差動アンプ３１Ａから出力される生体波形信号は、主に脳波が反映した信号となる。

リファレンス電極１２及びプローブ電極１３は、上述したように、頭皮に対する歯部１２Ａ，１３Ａの密着度が向上されつつも位置ずれが低減される構造となっているため、ペーストにより電極を頭皮に接着しなくとも、増幅部３１は生体内の電位差を正確に増幅することができ、この結果、測定部での感度が向上される。

さらに、リファレンス電極１２が位置される頭側位置と、プローブ電極１３が位置される頭頂位置はともに頭蓋骨上となる位置である。したがってリファレンス電極１２と、プローブ電極１３とから得られる生体波形信号には筋電位成分が低減され、脳波に対する感度が向上される。

フィルタ部３２には、脳波に対応する周波数帯域が設定される。フィルタ部３２は、生体波形信号から、設定される周波数帯域以外の信号成分を除去し、当該除去した生体波形信号をＡ／Ｄ変換部３３に与える。

ちなみに脳波にはデルタ波（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脳波に対応する周波数帯域として、所定の操作部で変更可能に設定される。

Ａ／Ｄ変換部３３は、生体波形信号をディジタルデータ（以下、これを生体波形データとも呼ぶ）に変換し、該生体波形データを解析部３４に与える。

解析部３４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＣＰＵのワークメモリであるＲＡＭ、スピーカ及び時計（計時部）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、人体表面に対して電極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、電極の接触の有無を解析する処理（以下、これを電極接触検出処理とも呼ぶ）と、波形解析処理とを実行する。

この電極接触解析処理の具体的な処理内容の一例を説明する。解析部３４は、規定期間ごとの生体波形データにおけるレベルの平均と、該平均に対して設定される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、人体表面に対して電極が非接触状態であるとして処理を中止し、電極を再装着すべきことを、スピーカを介して通知する。

これに対してレベル平均が非接触レベル閾値を上回る場合、解析部３４は、人体表面に対して電極が接触状態であるとして、当該規定期間における生体波形データをメモリ３５に記憶する。

このようにして電極接触解析処理が実行される。ただし、この処理内容はあくまで一例である。

次に、波形解析処理の具体的な処理内容の一例を説明する。すなわち解析部３４は、第１段階として、生体波形データから脳波波形、眼電位波形及び筋電位波形の各成分を認識する。

上述したように、リファレンス電極１２が位置される頭側位置と、プローブ電極１３が位置される頭頂位置はともに頭蓋骨上となる位置であるため、生体波形信号には筋電位成分が低減される。また一般に、ペーストを用いて頭皮に対して電極が非接着となる場合には生体波形信号の波形レベルが小さくなる。しかしながら、生体波形データのスペクトルであれば、脳波波形、眼電位波形及び筋電位波形の各成分を得ることができることが確認されている。

解析部３４は、第２段階として、脳波波形及び眼電位波形を用いて入眠時刻を判定する。具体的には、α波が消失し、ＳＥＭ（Slow Eye Movement）が出現する条件を満たす時点が入眠時刻とされる。

解析部３４は、第３段階として、脳波波形、眼電位波形及び筋電位波形を用いて睡眠に関する各種判定を行う。この実施の形態では、ｎｏｎ−ＲＥＭ睡眠の深度及び質の判定と、ＲＥＭ睡眠の開始時刻、終了時刻及び質の判定とが行われる。

ｎｏｎ−ＲＥＭ睡眠の深度及び質の判定は、単位時間当たりのδ波の出現数（出現密度）と、該δ波の振幅値とを用いて行われる。

一方、ＲＥＭ睡眠の開始時刻の判定は、δ波が消失し、ＲＥＭが出現し、筋電位が消失する条件を満たす時点とされ、ＲＥＭ睡眠の終了時刻の判定は、ＲＥＭが消失し、筋電位が出現する条件を満たす時点とされる。

他方、ＲＥＭ睡眠の質の判定は、ＲＥＭ睡眠の開始時刻から終了時刻までの単位時間当たりのＲＥＭの出現数（出現密度）を用いて行われる。

解析部３４は、第４段階として、脳波波形及び筋電位波形を用いて覚醒時刻を判定する。具体的には、β波が出現し、筋電位が出現する条件を満たす時点が覚醒時刻とされる。

解析部３４は、第５段階として、ｎｏｎ−ＲＥＭ睡眠と、ＲＥＭ睡眠との出現数，割合及び出現サイクル等を用いてサイクルパターンを判定する。

解析部３４は、第６段階として、各ステップでの判定結果と、その判定に用いたパラメータ（判定要素）とをデータ（以下、これを判定結果データとも呼ぶ）として生成し、これを生体波形データに関連付けてメモリ３５に記憶する。

このようにして波形解析処理が実行される。ただし、この処理内容はあくまで一例である。

メモリ３５は、解析部３４又は通信部３６から与えられる命令にしたがって書き込み処理又は読み出し処理を実行するようになされている。なお、メモリ３５は測定部３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を適用可能である。

通信部３６は、操作部から送信命令が与えられた場合、メモリ３５に記憶された各種データを、所定の外部機器に例えば無線通信に送信するようになされている。

＜２．第２の実施の形態＞
［２−１．生体信号測定用装具の構成］
図５において、生体信号測定用装具５０の構成を示す。この生体信号測定用装具５０は、頭部を支持可能な支持体（以下、これをヘアバンドとも呼ぶ）５１を有する。このヘアバンド５１は、布材又はゴム材でなり帯状乃至環状に形成される。

ヘアバンド５１の対向位置には、ゴム等の柔軟性を有する材質でなる板状又は線状のアーム５２（５２Ａ，５２Ｂ）が、該アーム５２に対して取外自在の連結部材により取り付けられる。このアーム５２の先端には板状の電極支持体５４が連結される。

連結部材にはこの実施の形態では例えばスナップボタン５３（５３Ａ，５３Ｂ）が適用される。アーム５２長は、ヘアバンド５１が装着されるべき位置でのスナップボタン５３の位置と、電極支持体５４が装着されるべき位置との直線距離よりも短くされる。

電極支持体５４の一方の面にはプローブ電極５５が設けられる。また電極支持体５４における表面の所定位置ではリード線５６が電極支持体５４の内部から引き出され、該リード線５６の先端にはリファレンス電極５７が設けられる。

プローブ電極５５は、図６に示すように、導電性の線材でなる複数の歯を、行方向及び列方向へ等間隔に配した構造でなる。これら歯はその根元と先端との間の所定位置において屈曲され、該先端は丸みを帯びた形状とされる。屈曲角は、歯先から屈曲位置までの歯部分が、歯元から屈曲位置までの歯部分に対して斜めとなるよう、９０[°]に数[°]を合算した程度とされる。

リファレンス電極５７は、図７に示すように、耳朶と同程度の表面積を有するコイン形状の挟み片５７Ａと、該挟み片５７Ａとの連結される挟み片５７Ｂと、該挟み片５７Ｂのうち挟み片５７Ａと対向される面に設けられるリベット５７Ｃとでなる。

挟み片５７Ａ及び挟み片５７Ｂの連結部５７Ｄは、当該連結部５７Ｄを支点として挟み片５７Ａと挟み片５７Ｂとが離間する方向又は接近する方向に移動可能に連結される。リベット５７Ｃと挟み片５７Ｂとの間には、リード線５６の先端が電気的及び機械的に固定される。

［２−２．装着手順］
次に、生体信号測定用装具５０の装着手順を説明する。第１ステップでは、ヘアバンド５１が、頭部周囲に装着される。

第２ステップでは、ヘアバンド５１に対してアーム５２を介して連結される電極支持体５４が頭頂に装着される。具体的には、電極支持体５４が、プローブ電極５５を有する面が頭部に対向された状態で頭頂位置に置かれ、その後、プローブ電極５５における歯先方向と同等の方向へスライドされる。

アーム５２はゴム等の柔軟性を有する材質とされ、当該アーム長はヘアバンド５１が装着されるべき位置でのスナップボタン５３の位置と、電極支持体５４が装着されるべき位置との直線距離よりも短くされている。したがって電極支持体５４が頭頂に装着される場合、該電極支持体５４には、アーム５２が元のアーム長に戻ろうとする力が、頭頂に押さえ付ける力として働き、該電極支持体５４に設けられるプローブ電極５５が、頭皮に密着される。

またプローブ電極５５を構成する線状の複数の歯は、その根元と先端との間の所定位置において屈曲され、該先端は丸みを帯びた形状とされる（図６参照）。したがって、電極支持体５４をスライドさせる際には、各歯が頭皮を傷つけることなく、頭髪の根元に対して歯を滑らかに挿入させることができる。これに加えて、電極支持体５４のスライドによりプローブ電極５５の各歯は頭髪根元に絡まる。このためこのプローブ電極５５は、非屈曲の歯を採用する場合に比べて、頭皮に対する密着度を向上させ、かつ位置ずれを低減させることができる。

一方、プローブ電極５５が位置する頭頂は通常の睡眠時では寝返りしても枕と接することがほぼ回避される部位であるため、プローブ電極５５が存在することによる違和感を低減させ、また寝返りによるプローブ電極５５の位置ずれを回避することができる。

したがってこの生体信号測定用装具５０は、被験者に対して、睡眠阻害を大幅に低減することができる。また、被験者に対する装着物が多数にわたる睡眠ポリグラフ検査に比べて、被験者に対して装着感を損なわせることなく、該被験者に対する負担を軽減することができる。

第３ステップでは、リファレンス電極５６が耳朶に装着される。具体的には、コイン形状の挟み片５７Ａと、挟み片５７Ｂに設けられるリベット５７Ｃ（図７参照）とによって耳朶が挟み込まれる。挟み片５７Ａとリベット５７Ｃと丸みを帯びた部分で耳朶が挟み込まれるため、被験者に対する痛みを緩和でき、この結果、被験者に対する睡眠阻害を大幅に低減することができる。

以上の装着手順を経ることで、例えば図８に示すように、生体信号測定用装具５０が頭部に装着され、プローブ電極５５が頭皮に、リファレンス電極５６が耳朶にそれぞれ固定される。ただし、上述の装着の順序はあくまで一例であり、当該装着の順序に限定されるものではない。

ところで生体信号測定用装具５０における測定部は、例えば電極支持体５４の表面又は内部に設けられる。この測定部の構成は、生体信号測定用装具１における測定部と同じ構成であるためここでは省略する。

なお、プローブ電極５５は、上述したように、頭皮に対する歯の密着度が向上されつつも位置ずれが低減される構造となっているため、ペーストにより電極を頭皮に接着しなくとも、測定部は生体内の電位差を正確に増幅することができ、この結果、測定部での感度が向上される。

また、プローブ電極５５が位置される頭頂位置はともに頭蓋骨上となる位置である。一方、リファレンス電極５６が位置される筋肉のない耳朶である。したがってプローブ電極５５と、リファレンス電極５６とから得られる電位差には筋電位成分が低減され、脳波に対する感度が向上される。

さらに、リファレンス電極５６が位置される耳朶は、頭部から比較的はなれた位置であるため、プローブ電極５５が位置される頭頂位置との間の脳の挙動を、プローブ電極５５と、リファレンス電極５６との電位差として直接的に捉えることができる。

なお、プローブ電極５５，リファレンス電極５６は、ヘアバンド５１に対してアーム５２及び電極支持体５４を介して支持されている。したがってこの生体信号測定用装具５０は、着脱時に電極を落とすといったことを防止することができるとともに、各電極５５，５６に接続される配線をヘアバンド５１又は電極支持体５４の内部に納めることができる。この結果、この生体信号測定用装具５０は、着脱時における電極の紛失、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。

また、アーム５２及び電極支持体５４は、スナップボタン５３を介して取り外し可能である。したがってこの生体信号測定用装具５０は、ヘアバンド５１を洗浄させることができるとともに、単に髪留め具や防寒具として利用させることもできる。

＜３．第３の実施の形態＞
［３−１．生体信号測定用装具の構成］
第３の実施の形態における生体信号測定用装具は、頭部装具３００（図９〜図１６）と、顎部装具５００（図１９〜図２２）とによって構成される。

頭部装具３００は、頭部を支持可能な支持体（ヘアバンド）３１０を有する。このヘアバンド３１０は、プラスチックや金属等のように屈曲性かつ剛性を有する板材でなりＣ字状に形成される。したがって、頭部の形状の相違に問わず柔軟にフィットし、かつその状態が保持可能となる。

このヘアバンド３１０では一方の端部が額側であり、他方の端部が後頭側であると視認可能となるよう、該一方の端部（以下、これを前端部とも呼ぶ）が他方の端部（以下、これを後端部）よりも高い位置として形成される（図１０，図１１参照）。

すなわち、ヘアバンド３１０の断面が、該ヘアバンド３１０における長さ方向及び幅方向の中心を通る垂線を境界として前後非対称であり、該中心から前端部までのヘアバンド３１０の長さが、該中心から後端部までのヘアバンド３１０の長さよりも短い状態となる。

またヘアバンド３１０の幅は、国際１０−２０法における「Ｆ３」と「Ｐ３」を結ぶ直線と、「Ｆ４」と「Ｐ４」を結ぶ直線との間の距離よりも小さい値とされる。具体的には、２５[ｍｍ]以下が好ましい。したがって、ヘアバンド３１０は、頭の側方部分を開放しつつも、正中矢状面を通る輪郭部分に対して柔軟にフィット可能となる。

ヘアバンド３１０における内面には、該ヘアバンド３１０の中央位置に所定間隔を隔てて凹部（窪み）３１１，３１２が設けられる（図９参照）。この間隔は、例えば、成人における正中中心部（国際１０−２０法におけるＣｚ）と、正中頭頂部（国際１０−２０法におけるＰｚ）との距離の平均とされ、前端部が基準とされる。

これら凹部３１１，３１２にはプローブ電極３２０Ａ，３２０Ｂが設けられる（図９〜図１１参照）。プローブ電極３２０Ａ，３２０Ｂは、図１７に示すように、複数の導電性繊維３２１を水平方向及び垂直方向へ所定間隔ごとに直立状態で基板３２２に植え付けたブラシ構造とされる。

導電性繊維３２１の材質は、例えばカーボン、アモルファス、ステンレス又はサンダーロン等とされる。導電性繊維３２１の太さ（繊維径）又は太さは、被験者に対する痛みを生じさせずしなやかな剛性をもつ程度とされる。この実施の形態では導電性繊維３２１の太さは２５[μｍ]とされ、導電性繊維３２１の長さは１０[ｍｍ]とされる。

基板３２２は、凹部３１１，３１２の底面に固定される。なお、導電性繊維３２１の可動性が損なわない程度に、導電性繊維３２１の植付面積と、凹部３１１，３１２の表面積とがそれぞれ設定される。また、ヘアバンド３１０の内表面から導電性繊維３２１の先端が頭部に対するヘアバンド３１０のフィット性を損なわない程度に突出するよう、導電性繊維３２１の長さと凹部３１１，３１２の深さとがそれぞれ設定される。

ヘアバンド３１０のうち凹部３１２と後端部との間には、ヘアバンド３１０の長手方向へ所定間隔ごとに複数の溝３１３が形成される（図９参照）。これら溝３１３が形成された部分には、該部分を芯としてヘアバンド３１０の長手方向へスライド可能なアジャスター部３３０が設けられる（図９〜図１１，図１４〜図１６参照）。

アジャスター部３３０の内面のうちヘアバンド３１０の溝３１３と対向される部分には、該溝３１３と嵌合可能な爪（図示せず）が設けられ、ヘアバンド３１０の全長が段階的に調整可能となっている。したがって、頭の寸法や形状にあわせてヘアバンド３１０の装着性が高められる。

これら溝３１３のうち前端部に対して最も近い溝３１３Ａ（図１８）に爪が嵌合されている場合のヘアバンド３１０の全長と、最も遠い溝３１３Ｂ（図１８）に爪が嵌合されている場合のヘアバンド３１０の全長との差はこの実施の形態では３０[ｍｍ]とされる。

またこの実施の形態では、各溝３１３の中間となる溝３１３Ｃ（図１８）が基準とされ、その中間の溝３１３Ｃに対するアジャスター部３３０の長さは、該中間の溝３１３Ｃに爪が嵌合されている場合のアジャスター部３３０の開放端が後頭中央部（国際１０−２０法におけるＯｚ）の直上となる長さとされる。

したがって、頭部の突出部分に対するアジャスター部３３０の先端部分の接触を避けるようアジャスター部３３０の開放端が配置可能であるため、被験者に対する睡眠時の痛みが緩和され、この結果、被験者に対する睡眠阻害が大幅に低減される。

なお、凹部３１２から所定間隔だけ後端部側に隔てた位置から後端部までの部分の幅は、該位置から前端部までの幅よりも狭く形成され（図１８参照）、当該位置における段差部分がアジャスター部３３０に対するストッパーとされる。したがって、別途ストッパーを設ける場合に比べて部品点数が抑えられ、その分だけ小型化が可能となる。

ヘアバンド３１０の後端（アジャスター部３３０の開放端）には後頭に当接される部（以下、これを後頭当接部とも呼ぶ）３４０が取り付けられる（図９〜図１１，図１３〜図１６参照）。後頭当接部３４０は、その幅が連結部分では狭く次第に広がりその途中から先端に近づくにつれて狭くなる尖形ヒレ状ないしスペード状でなり、額に当接すべきとしてヘアバンド３１０の前端に取り付けられる部（後述する額当接部３５０）よりも広い面積とされる。したがって、頭部に対する安定性が高められる。

後頭当接部３４０のうち中心とその近傍の芯領域３４０Ａは硬い素材とされ、当該芯領域３４０Ａの以外の周辺領域３４０Ｂはシリコン又はウレタン等の柔らかい素材とされる（図１８参照）。したがって、頭部に対する密着性が高められ、また頭部に対する食い込みが抑制される。

芯領域３４０Ａの内面側には穿設孔３４１Ａ，３４１Ｂを介して髪留め（図示せず）又は吸盤（図示せず）が着脱自在に取り付けられる。したがって、髪の有無に問わず、頭部に対する安定性がより一段と高められる。

なおこの芯領域３４１Ａは周辺領域３４１Ｂに比べて、髪留め又は吸盤の高さ程度に窪んだ状態とされる。したがって、髪留め又は吸盤を取り付けたことに起因して後頭当接部３４０が頭部から浮くという状態が未然に回避される。

芯領域３４１Ａと、アジャスター部３３０との接続部分は、ヘアバンド３１０の内面に対する後頭当接部３４０の内面の角度を可変する角度調整機構３４２が設けられる。したがって、頭部の接触部分に対する後頭当接部３４０の内面の角度の調整が可能となり、この結果、頭部に対する安定性がより一段と高められる。

ヘアバンド３１０の前端部には額に当接される部（以下、これを額当接部とも呼ぶ）３５０が取り付けられる（図９〜図１６参照）。額当接部３５０は涙滴状でなり、シリコン又はウレタン等の柔らかい素材とされる。したがって、額に対する密着性が高められ、また額に対する食い込みが抑制される。

額当接部３５０における内面には、その内面を上側領域と下側領域に分割する凹状溝３５１が形成される（図９〜図１１，図１５，図１６参照）。この凹状溝３５１によって額当接部３５０の柔軟性が向上され、この結果、額に対する額当接部３５０の密着性がより高められる。

ヘアバンド３１０の外面には、電子機器を収める突起状の筐体（以下、これを突起筐体とも呼ぶ）３６０が設けられる（図９〜図１６参照）。この突起筐体３６０は、固定領域３６１と突出領域３６２とからなる（図９〜図１２，図１４，図１６参照）。固定領域３６１は、額当接部３５０の直上のヘアバンド３１０外面に固定される。この固定領域３６１の側面の上段と下段には、それぞれ１対のアーム取付口ＩＯ１，ＩＯ２、ＩＯ３，ＩＯ４が設けられる（図１６参照）。

突出領域３６２は、ヘアバンド３１０から分離され、ヘアバンド３１０の頂部外面から所定距離隔てた上方に突き出される。したがって、基板は頭への装着性を考慮離間される。すなわち、ヘッドバンド３１０の装着時における湾曲状態の変化を妨げることなく、滑らかにヘッドバンド３１０を装着させることが可能とされる。

突出領域３６２の形状は、湾曲の程度がヘアバンド３１０に比べて緩やかな扁平状とされる。したがって、ヘアバンド３１０内部に電子機器を収める場合に比べて回路基板の選択幅が広げられ、またヘアバンド３１０の屈曲による影響が回避される。

突出領域３６２の上面には、数秒間の押し操作によって電源をオン又はオフさせる長押しボタン３６３が設けられる（図９，図１０，図１２，図１６参照）。したがって、就寝時や起立時に周囲の物体に当てて誤って電源をオン又はオフすることが抑制される。

突出領域３６２の側面には、例えばＳＤ（Secure Digital）カードやＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等のリムーバブルメディアに対する複数種類のコネクタ３６４（図９〜図１２，図１４，図１６参照）が設けられる。

上段のアーム取付口ＩＯ１，ＩＯ２には、１対のリファレンス電極３７０Ａ，３７０Ｂを支持するアーム３８０Ａ，３８０Ｂが着脱自在に取り付けられる（図９〜図１１参照）。これらアーム３８０Ａ，３８０Ｂは、頭部表面に沿って耳裏を経由して耳朶に届く程度の長さとされ、その先端には耳朶にリファレンス電極３７０Ａ，３７０Ｂを取り付ける部（以下、これを耳朶取付部とも呼ぶ）３９０Ａ，３９０Ｂが設けられる（図９〜図１１参照）。

下段のアーム取付口ＩＯ１，ＩＯ２には、１対のプローブ電極４００Ａ，４００Ｂを支持するアーム３８０Ｃ，３８０Ｄが着脱自在に取り付けられる（図９〜図１１参照）。これらアーム３８０Ｃ，３８０Ｄは、前頭骨、頬骨弓、頬骨眼窩突起に囲まれる窪み（以下、これをこめかみとも呼ぶ）に届く程度の長さとされ、その先端にはこめかみにプローブ電極４００Ａ，４００Ｂを取り付ける部（以下、これをこめかみ取付部とも呼ぶ）４１０Ａ，４１０Ｂが設けられる（図９〜図１１参照）。

各アーム３８０は、シリコン、ＰＢＴ又はＰＰ等の柔らかい素材とされ円筒状に形成される。各アーム３８０の内部にはピアノ線やワイヤー等の剛性のある線状の部材（図示せず）が付される。したがって、アーム３８０の形状が柔軟に調整可能となりかつその調整後の状態を保持可能となる。

耳朶取付部３９０Ａ，３９０Ｂ（図９〜図１１）は、アーム３８０Ａ，３８０Ｂの先端に連結される枠体３９１Ａ，３９１Ｂを有し、該枠体３９１Ａ，３９１Ｂの下端にはジャック形式のコネクタ３９２Ａ，３９２Ｂが設けられる。

この枠体３９１Ａ，３９１Ｂでは、該枠体３９１Ａ，３９１Ｂの平面領域の全体又は辺縁を除く中心領域に、磁性を帯びたリファレンス電極３７０Ａ，３７０Ｂが露出する構造される。またこの枠体３９１Ａ，３９１Ｂには、柔軟性をもつ板状の連結部材３９３Ａ，３９３Ｂを介して円盤状の磁石３９４Ａ，３９４Ｂが取り付けられる。

したがってこの耳朶取付部３９０Ａ，３９０Ｂは、連結部材３９３Ａ，３９３Ｂを折り曲げて、磁石３９４Ａ，３９４Ｂと、リファレンス電極３７０Ａ，３７０Ｂとの間に耳朶を挟み込み、該リファレンス電極３７０Ａ，３７０Ｂを磁力によって耳朶に固定できるようになっている。

こめかみ取付部４１０Ａ，４１０Ｂ（図９）は、アーム３８０Ａ，３８０Ｂの先端に連結される枠体４１１Ａ，４１１Ｂを有し、該枠体４１１Ａ，４１１Ｂの平面領域の全体又は辺縁を除く中心領域に、プローブ電極４００Ａ，４００Ｂが露出する構造される。この枠体４１１Ａ，４１１Ｂの辺縁には、固体ジェル等のように皮膚に対して粘着性をもつシートが取り付けられる。したがって、こめかみに対するプローブ電極４００Ａ，４００Ｂの安定性と密着性が確保される。

なお、枠体３９１Ａ，３９１Ｂ，４１１Ａ，４１１Ｂには、「上右」「上左」「下右」「下左」が視認可能となるようそれぞれ異なる形状が割り当てられる。

各リファレンス電極３７０と、各プローブ電極４００にはリード線（図示せず）が接続され、リード線は、対応するアーム３８０内空に配される線状の部材（図示せず）に沿って、突起筐体３６０における固定領域３６１の内部に引き出される。またヘアバンド３１０に取り付けられる各プローブ電極３２０にもリード線（図示せず）が接続され、該リード線は、ヘアバンド３１０内を経由して突起筐体３６０における固定領域３６１の内部に引き出される。

固定領域３６１の内部には、各電極３２０，３７０，４００に割り当てられるアンプ（図示せず）に接続され、これらアンプの接地線はそれぞれ１つの接地点に接続される。これはスター型アースと呼ばれる接地手法である。

固定領域３６１が配される位置は、該位置に対して、各電極３２０，３７０，４００それぞれが最短距離となる関係にある位置とされる。このため、これら電極３２０，３７０，４００に対するリード線に重畳される外乱ノイズが大幅に低減される。また各電極３２０，３７０，４００に割り当てられるアンプの接地線が固定領域３６１内で一点に集中されるため、当該接地点によるループが低減される。

なお、固定領域３６１では、アンプのほかに、ノイズの影響の程度が高いアナログ系の電子素子が優先して設けられ、これに対して突出領域３６２では、ノイズの影響の程度が小さいディジタル系の電子素子が優先して設けられる。

顎部装具５００は、柔軟生のある素材と剛性のある素材とを組み合わせて形成される筐体５０１を有し、該筐体５０１には下顎におけるオトガイ隆起の形状に対応した面（以下、これをオトガイ隆起対向面とも呼ぶ）５０２が形成される。このオトガイ隆起対向面５０２には、固体ジェル等の粘着性を有するシートが取り付けられる。

したがって、鏡等を見なくてもオトガイ隆起対向面５０２の形状によってオトガイ隆起に対して手探りで容易にフィットさせることが可能であり、そのフィットした状態の安定化が図れる。

筐体５０１の内部には、プローブ電極５１０Ａ，５１０Ｂ、電子基板５２０及びレール５３０が搭載される。

プローブ電極５１０Ａ，５１０Ｂは円盤状でなり、例えばオトガイ結節における垂線上の位置に配される。

電子基板５２０は柔軟性のある基板とされ、オトガイ隆起対向面５０２に沿う曲線を呈した状態で一方のプローブ電極５１０Ａと他方のプローブ電極５１０Ｂとの間に配される。電子基板５２０には、プローブ電極５１０Ａ，５１０Ｂによってセンシングされる生体信号を増幅するためのアンプ（図示せず）が配される。

レール５３０は、ＰＯＭ等の摺動性性の高い素材とされ、オトガイ隆起対向面５０２に沿う曲線を呈した状態で水平に配される。このレール５３０には上段ガイド溝５３１Ａと下段ガイド溝５３１Ｂとが形成される。

上段ガイド溝５３１Ａの一端には杭状のストッパー５３２Ａが固定され、該ストッパー５３２Ａには上段ガイド溝５３１Ａの軌道に沿って伸縮するスプリング５３３Ａの一端が固定される。このスプリング５３３Ａの他端には、上段ガイド溝５３１Ａに挿通されるアーム５３４Ａの一端が固定される。アーム５３４Ａの他端は、耳朶取付部３９０Ａのコネクタ３９２に対応するピン形式のコネクタ（図示せず）が設けられ、該コネクタ３９２に着脱される。

下段ガイド溝５３１Ｂの一端には杭状のストッパー５３２Ｂが固定される。この一端は、上段ガイド溝５３１Ａでストッパー５３２Ａが設けられる一端とは反対側に位置する端とされる。

上段ガイド溝５３１Ａの場合と同様に、ストッパー５３２Ｂにはスプリング（図示せず）の一端が固定され、該スプリング（図示せず）の他端にはアーム（図示せず）の一端が固定される。アームの他端は、耳朶取付部３９０Ｂのコネクタ３９２に対応するピン形式のコネクタ（図示せず）が設けられ、該コネクタ３９２に着脱される。

したがって、スプリング５３３Ａ，５３３Ｂは、アーム５３４Ａ，５３４Ｂを、顎部装具５００と耳朶取付部３９０Ａとの間の距離に応じた長さに調整し、また互いに相反する押力を与えて顎部装具５００の位置ずれを防止することが可能となる。

なお、アーム５３４Ａ，５３４Ｂは、シリコン、ＰＢＴ又はＰＰ等の柔らかい素材とされ円筒状に形成される。アーム５３４Ａ，５３４Ｂの内部にはピアノ線やワイヤー等の剛性のある線状の部材（図示せず）が付される。したがって、アーム５３４Ａ，５３４Ｂを下顎角部分上の顔面に沿って配することが可能となりかつその調整後の状態を保持可能となる。

またストッパー５３２Ａ，５３２Ｂは、上段ガイド溝５３１Ａ，５３１Ｂの軌道方向に所定間隔ごとに形成される複数の嵌込部５３５（図２０参照）に対する嵌込先を変更することで、その固定位置を調整することができるようになっている。

［３−２．装着手順］
次に、生体信号測定用装具の装着手順を説明する。第１ステップでは、頭部の前後方向にヘアバンド３１０が被せられる。

ヘアバンド３１０の前端部が後端部よりも高い位置として形成されているため（図１０，図１１参照）、被験者に対して頭部装具３００の前後方向を直感的に把握させることができる。またヘアバンド３１０はプラスチックや金属等のように屈曲性かつ剛性を有する板材でなり、その幅は、国際１０−２０法における「Ｆ３」と「Ｐ３」を結ぶ直線と、「Ｆ４」と「Ｐ４」を結ぶ直線との間の距離よりも小さい値とされる。

このためヘアバンド３１０は、頭の側方部分を開放しつつも、正中矢状面を通る輪郭部分に対して柔軟にフィットし、この結果、被験者が横になることによる偏頭痛や不快感が大幅に緩和される。

またヘアバンド３１０は、正中矢状面を通る輪郭部分を経て、頭部の前後方向を挟み込む構造とされているため、該ヘアバンド３１０の自重が正中矢状面を通る輪郭部分を圧迫することになる。

しかし、図２３〜図２５に示すように、頭部から頭部に及ぶ神経群、血管群、リンパ群はヘアバンド３１０の内面が接する部分（正中矢状面を通る輪郭部分）には介在しない。また図２６，図２７に示すように、顔面から頭部に及ぶ筋肉も、ヘアバンド３１０の内面が接する部分（正中矢状面を通る輪郭部分）には介在しない。

したがって、例えば第１の実施の形態のように、正中矢状面を通る輪郭部分を経ずに頭部を挟み込む構造の場合に比べて、神経、血管系、リンパ系、筋肉系に対するヘアバンド３１０の圧迫量が最小限に抑えられる。この結果、装着による偏頭痛や不快感が大幅に緩和される。

なお、図２３は、 [online]、“顔面神経”フリー百科事典ウィキペディア、[平成２２年５月２７日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%A1%94%E9%9D%A2%E7%A5%9E%E7%B5%8C＞に記載されているものである。一方、図２４，図２５は、Ｆ．Ｈ．マティーニ著、「カラー人体解剖図」、西村書店、２００３年発行、８頁に記載されているものである。他方、図２６，図２７は、河合良訓監修、「肉単」、ＮＴＳ出版、２００７年６月８日 第２６刷発行、７−８頁に記載されているものである。

一方、ヘアバンド３１０の内面では、頭部に対するヘアバンド３１０のフィット性を損なわない程度に、プローブ電極３２０Ａ，３２０Ｂ（導電性繊維３２１）の先端が突出するため、該頭部に対する導電性繊維３２１の密着度が向上される。

一般に、頭皮は、顔面等のように比較的少ない毛量の皮膚よりも皮脂分泌が多く代謝も早いので、角質層が生じ易い。したがって、従来の脳波測定における電極の装着前には頭皮の洗浄が必要となる。

しかしながらプローブ電極３２０Ａ，３２０Ｂは、基板３２２に対して複数の導電性繊維３２１をそれぞれ直立状態で植え付けた構造とされるため、該導電性繊維３２１の全部又は一部が頭髪を避けるとともに皮脂及び角質層を貫通して頭皮に接触される。したがって、電極の頭皮の洗浄が省略されたとしても脳波の測定することが可能であり、この結果、実質的な測定精度を損なうことなく被験者に対する負担を軽減し、長時間の脳波測定が可能となる。

また、従来の脳波測定における電極の装着時には、頭皮に対する電極の接触を保持するためにペーストの塗布が必要となる。

しかしながらプローブ電極３２０Ａ，３２０Ｂでは、基板３２２に対して各導電性繊維３２１がそれぞれ１点固定された状態であるので、当該固定点を中心として各導電性繊維３２１はそれぞれ周囲当方へ移動可能である。

このため、ペーストの塗布が省略されたとしても頭の形状を問わず頭皮に対する導電性繊維３２１の接触が維持される。さらに、寝返り等によりいずれの方向から力が加わったとしてもその力に対応しながらも導電性繊維３２１の接触が維持され、当該力が消失すれば速やかに元の状態に復帰しながらも導電性繊維３２１の接触が維持される。

ここで、実験結果を図２８〜図３０に示す。図２８は、頭頂（正中中心部）に対して、ペーストを付して皿状の電極を配置した場合と、ペーストを付さずに逆Ｕ字状の電極を配置した場合における生体信号のセンシング結果を示したものである。

図２９は、額に対して、バイオロードを配置した場合と、ペーストを付さずに逆Ｕ字状の電極を配置した場合における生体信号のセンシング結果を示したものである。図３０は、頭頂（正中中心部）に対して、バイオロードを配置した場合と、ペーストを付さずにブラシ構造の電極（試作したプローブ電極３２０）を配置した場合と、ペーストを付さずに逆Ｕ字状の電極を配置した場合における生体信号のセンシング結果を示したものである。

これら実験結果から分かるように、ブラシ構造の電極（試作したプローブ電極３２０）は、ペーストの塗布が省略されたとしても、従来のペーストを塗布した皿電極でセンシングする従来と同様の結果が得られる。

第２ステップでは、頭部に対する後頭当接部３４０の位置の微調整が行われる。すなわち、後頭当接部３４０が後頭中央部（国際１０−２０法におけるＯｚ）の直上に位置するよう、アジャスター部３３０によってヘアバンド３１０の長さが調整される。頭部の突出部分に対する接触を避けて後頭当接部３４０が配置されるため、被験者に対する睡眠時の痛みが緩和され、この結果、被験者に対する睡眠阻害が大幅に低減される。

また頭部の接触面に対して後頭当接部３４０の内面が略平行となるよう、角度調整機構３４２（図１８）によって後頭当接部３４０の角度が調整される。したがって、頭部に対する安定性が高められる。

第３ステップでは、後頭当接部３４０に対して着脱自在に取り付けられる髪留め（図示せず）又は吸盤（図示せず）が髪又は頭皮に対して装着される。したがって、髪の有無に問わず、頭部に対する安定性がより一段と高められる。

第４ステップでは、頭部表面に沿って耳裏を経由して耳朶に先端が位置するようアーム３８０Ａ，３８０Ｂの形状が適宜変更され、顔表面に沿ってこめかみに先端が位置するようアーム３８０Ｃ，３８０Ｄの形状が適宜変更される。

各アーム３８０は柔らかい素材で円筒状に形成され、その内部には剛性のある線状の部材（図示せず）が付されているため、被験者に対してアーム３８０の形状を柔軟に調整させることができ、またその調整後の状態を保持することができる。

第５ステップでは、アーム３８０Ａ，３８０Ｂの先端に設けられる耳朶取付部３９０Ａ，３９０Ｂが耳朶に取り付けられ、アームＣ，３８０Ｄの先端に設けられるこめかみ取付部４１０Ａ，４１０Ｂがこめかみに取り付けられる。

耳朶取付部３９０Ａ，３９０Ｂは、磁石３９４Ａ，３９４Ｂと、リファレンス電極３７０Ａ，３７０Ｂとの間に耳朶を挟み込む構造とされているため、耳朶に対するリファレンス電極３７０Ａ，３７０Ｂの安定性と密着性を確保できる。また、被験者に対して速やかにリファレンス電極３７０Ａ，３７０Ｂを固定させることが可能となる。

こめかみ取付部４１０Ａ，４１０Ｂは、その枠体４１１Ａ，４１１Ｂの辺縁に対して、皮膚に粘着性をもつシートを取り付けているため、こめかみに対するプローブ電極４００Ａ，４００Ｂの安定性と密着性を確保できる。また、被験者に対して速やかにリファレンス電極３７０Ａ，３７０Ｂを固定させることが可能となる。

第６ステップでは、顎に対して筐体５０１が被せられる。この筐体５０１には下顎におけるオトガイ隆起の形状に対応した面（オトガイ隆起対向面）５０２が形成されている。このため、被験者に対して、鏡等を見させずにオトガイ隆起対向面５０２の形状によって手探りでオトガイ隆起へ速やかにフィットさせることが可能であり、そのフィットした状態の安定化が図れる。

第７ステップでは、アーム５３４Ａ，５３４Ｂが引き伸ばされ、下顎角部分上の顔面に沿うようアーム３８０Ａ，３８０Ｂの形状が適宜変更される。アーム５３４Ａ，５３４Ｂは柔らかい素材で円筒状に形成され、その内部には剛性のある線状の部材（図示せず）が付されているため、被験者に対してアーム５３４の形状を柔軟に調整させることができ、またその調整後の状態を保持することができる。

第８ステップでは、アーム５３４Ａ，５３４Ｂの先端のピン型コネクタがアーム耳朶取付部３９０Ａのジャック型コネクタに差し込まれる。アーム５３４は、レール５３０のガイド溝５３１のうちアーム５３４の左右とは逆側寄りに固定されるストッパー５３２に対してスプリング５３３を介して連結される。

したがって、アーム５３４は、スプリング５３３によって、顎部装具５００と耳朶取付部３９０Ａとの間の距離に応じた長さに調整され、また顎部装具５００はスプリング５３３の互いに相反する押力によって位置ずれが防止され、安定化される。

以上の装着手順を経ることで、例えば図３１に示すように、頭部装具３００，顎部装具５００が頭部，顎に装着される。この結果、プローブ電極３２０Ａ，３２０Ｂが頭皮に、プローブ電極４００Ａ，４００Ｂがこめかみに、リファレンス電極３７０Ａ，３７０Ｂが耳朶に、プローブ電極５１０Ａ，５１０Ｂがオトガイ隆起にそれぞれ固定される。ただし、上述の装着の順序はあくまで一例であり、当該装着の順序に限定されるものではない。

［３−３．測定部の構成］
図４との対応部分に同一符号を付した図３２において測定部６００の構成を示す。この測定部６００は、増幅部６３１、Ａ／Ｄ変換部３３、フィルタ部６３２、演算部６５０、解析部６３４、メモリ３５及び通信部３６を含む構成とされる。

増幅部６３１は、各電極３２０，３７０，４００に割り当てられるアンプ６３１Ａ〜６３１Ｆを有し、当該電極３２０，３７０，４００と、基準電位（接地点）との差を増幅する。

フィルタ部６３２は、ディジタルフィルタである点で、アナログフィルタであるフィルタ部３２とは相違しない。フィルタ部６３２は、各電極３２０，３７０，４００に割り当てられるフィルタ部６３２Ａ〜６３２Ｆを有し、設定される周波数帯域以外の信号成分を除去した上で、対応するＡ／Ｄ変換部３３Ａ〜３３Ｆでの変換結果が得られる。

具体的には、脳波の周波数帯域を選択するバンドパスフィルタ、ＡＣノイズを除去するノッチフィルタ又はそれらの組み合わせなどが好ましい。

ところで、睡眠ポリグラフ検査では被験者に取り付けられる器具とは別室に測定装置が配されるため、該器具と測定装置間の距離は必然的に長くなる。したがって、従来の睡眠ポリグラフ検査では、器具と測定装置間の接続線に重畳される外乱ノイズ等の影響を避けるため、シールドルームが必須となる。

しかしながらこの突起筐体３６０における固定領域３６１が配される位置は、該位置に対して、各電極３２０，３７０，４００それぞれが最短距離となる関係にある位置とされ、該電極３２０，３７０，４００に割り当てられるアンプの接地線が固定領域３６１内で一点に集中される。このため、シールドルームがなくても、ノイズの影響が大幅に低減され、この結果、一般家庭であっても脳波測定が可能となる。

ところで、一般家庭で脳波測定が可能となると、様々な外乱ノイズが存在するものである。代表的なものとして、コンセントから生じるノイズがある。例えば、コンセントから生じるノイズの周波数帯は、例えば東京と関西等のように地域ごとに異なるため、フィルタ部６３２で除去すべき周波数帯が異なることになる。

しかしながら図４に示すアナログフィルタでは、１つのフィルタで除去すべき周波数帯を切り換えることが困難となるため、除去すべき周波数帯の数のフィルタが必要となる。これに対しこの測定部６００におけるフィルタ部６３２は、ディジタルフィルタであるため演算部６５０に含ませることができ、またパイプライン処理可能な１つのＤＳＰを用いて、除去すべき周波数帯の切り換え等をプログラミングによって実行することができる。

したがってフィルタ部６３２は、一般家庭で脳波測定が可能となったとしても、外乱ノイズとされる周波数帯を最小限の固体数で正確に除去することができ、この結果、測定精度を向上させることができる。

ここで、実験結果を図３３に示す。この図３３の上段は、従来の脳波測定におけるケーブル長と同等のケーブル長（１．５[ｍ]）のコードを用いてシールドルーム以外で測定した場合である。この場合、ＡＣノイズによって生体信号が飽和し、その生体信号はノッチフィルタを施してもノイズに埋もれてしまっている。

一方、図３３の下段は、頭部装具３００におけるケーブル長と同等のケーブル長（０．２[ｍ]）のコードを用いてシールドルーム以外で測定した場合である。この場合、ＡＣノイズは生体信号と同程度の振幅となり、該生体信号はノッチフィルタを施すことによって現れる。

なお、顎部装具５００におけるプローブ電極５１０Ａ，５１０Ｂと、固定領域３６１との距離は、他の電極３２０，３７０，４００に比べると長くなるため、該固定領域３６１とは別に顎部装具５００内におけるアンプに接続される。したがって、プローブ電極５１０Ａ，５１０Ｂによってセンシングされる生体信号に対するノイズの影響は実質的に問題とはならない。

演算部６５０は、プローブ電極３２０に割り当てられるフィルタ部６３２Ａ，６３２Ｂの出力と、リファレンス電極３７０に割り当てられるフィルタ部６３２Ａ又は６３２Ｂの出力との差をとり、その結果を後段に出力する。

また演算部６５０は、プローブ電極４００に割り当てられるフィルタ部６３２Ｅ，６３２Ｆの出力と、リファレンス電極３７０に割り当てられるフィルタ部６３２Ａ，６３２Ｂの出力との差をとり、その結果を後段に出力する。

なお、演算部６５０には、顎部装具５００の筐体５０１内に配される電子回路５２０においてプローブ電極５１０Ａ，５１０Ｂと、基準電位（接地点）との差が増幅されフィルタ処理が施された結果が、アーム５３４Ａ，５３４Ｂ及びコネクタ３９２Ａ，３９２Ｂを順次介して入力される。

演算部６５０は、このプローブ電極５１０Ａ，５１０Ｂに対応するコネクタ３９２Ａ，３９２Ｂからの入力と、リファレンス電極３７０に割り当てられるフィルタ部６３２Ａ，６３２Ｂの出力との差をとり、その結果を後段に出力する。

このように演算部６５０は、プローブ電極３２０，４００，５１０に対応する出力と、リファレンス電極３７０に対応する出力との差を取るようになされている。これは、増幅部６３１が、リファレンス電極と、プローブ電極との電位差を増幅するのではなく、各電極３２０，３７０，４００と、共通とすべき基準点との差を増幅しているからである。

解析部６３４は、プローブ電極４００Ａ，４００Ｂによってセンシングされる眼の筋電位に加えて、プローブ電極５１０Ａ，５１０Ｂによってセンシングされる顎の筋電位を用いてＲＥＭ睡眠の開始時刻、終了時刻及び質を判定する。

一般に、ＲＥＭ睡眠時には顎の筋力が、該ＲＥＭ睡眠時以外に比べて弱まることが知られている。したがって、プローブ電極４００Ａ，４００Ｂによってセンシングされる眼の筋電位だけでＲＥＭ睡眠の開始時刻、終了時刻及び質の判定する解析部２４に比べて、その判定精度がより一段と向上される。

＜４．他の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態ではヘアバンド２が頭の左右側部を挟み込むように装着された。しかしながら装着手法はこれに限定されるものではない。例えば、ヘアバンド２が頭の前後側部を挟み込むように装着することも可能である。

上述の第１の実施の形態では生体信号測定用装具１の構成要素として、ヘアバンド２、リファレンス電極１２及びプローブ電極１３が適用された。しかしながら、生体信号測定用装具１の構成要素は、上述の実施の形態で示した形状や構造等に限定されるものではない。

例えば、図３４に示すように、ヘアバンド２の湾曲よりも緩やかな湾曲を呈し、かつヘアバンド２の全体長よりも短い支持補助部６１を、該ヘアバンド２の湾曲頂部分に対して、ヘアバンド２と直交する方向に連結した生体信号測定用装具６０が適用可能である。

この生体信号測定用装具６０のヘアバンド２は頭部装具３００のヘアバンド３１０と同様に頭の前後側部を挟み込むものであるため、その構造は、頭の左右側部を挟み込む生体信号測定用装具１のヘアバンド２とは類似するが異なる形状とされる。

具体的には、生体信号測定用装具１のヘアバンド２は、頭頂に当接されるべき最も大きい曲率となる位置を規準として対称（左右対称）であり、該位置から各端部までのそれぞれの長さはおおむね同一となる。また装着時におけるヘアバンド２の両端の高さ位置は略同一となる。

これに対し、生体信号測定用装具６０のヘアバンド２は、頭部装具３００のヘアバンド３１０と同様に、頭頂に当接されるべき最も大きい曲率となる位置を規準として非対称（前後非対称）であり、該位置から前端部までの長さが、該位置から後端部までの長さよりも短い状態となる。また装着時におけるヘアバンド２の両端の高さ位置は、額当接部とされる滑り止め部１１に比べて、後頭当接部とされるリファレンス電極１２が低い位置関係となる。

支持補助部６１の長さは、該支持補助部６１の端部が国際１０−２０法における「Ｃ３」と「Ｃ４」部位に位置する程度の長さとされる。

この生体信号測定用装具６０を適用した場合、頭部における額と後頭部の２点と、国際１０−２０法における「Ｃ３」と「Ｃ４」の２点との４点で頭部の前後方向を挟み入れて頭部を支持することができ、生体信号測定用装具１に比べて、頭皮に対する電極１２，１３の位置ずれを低減させることができる。

またこの生体信号測定用装具６０のヘアバンド２の幅は、国際１０−２０法における「Ｃ３」と「Ｃ４」の間の距離よりも小さい長さでなり、支持補助部６１の長さは、該距離程度とされる。したがって、この生体信号測定用装具６０では、被験者が横になることによる偏頭痛や不快感が大幅に緩和され、また神経、血管系、リンパ系、筋肉系に対する圧迫量が最小限に抑えられ、装着による偏頭痛や不快感も大幅に緩和される。

なお、この生体信号測定用装具６０のヘアバンド２と支持補助部６１の形状は、板状に限るものではなく、例えば断面が中空又は忠実の円乃至楕円となる管状とされてもよく、これら形状以外の形状であっても良い。

ちなみに、断面が楕円となる管状を採用する場合、長径方向の面を頭部表面に当接すべき面とされるほうが、偏頭痛や不快感を緩和する観点等では有利である。また支持補助部６１の一端又は両端にプローブ電極１３を設けるようにしてもよい。

別例として、リファレンス電極１２又はプローブ電極１３に代えて、図３５に示すように、歯先を折り返したリファレンス電極又はプローブ電極が適用可能である。この電極を適用した場合、リファレンス電極１２又はプローブ電極１３に比べて、各歯が頭髪根元に絡まる程度が高まるため、頭皮に対する歯の密着度を一段と向上させつつ、位置ずれを一段と低減させることができる。

別例として、リファレンス電極１２，プローブ電極１３における歯支持棒１２Ｂ，１３Ｂを省略し、該リファレンス電極１２，プローブ電極１３における歯部１２Ａ，１３Ａを、ヘアバンド２の内面に直に固定するようにしてもよい。

上述した例示のほかにも、生体信号測定用装具１の構成要素は、上述の実施の形態で示した形状や構造等に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲において変更可能である。

上述の第２の実施の形態ではリファレンス電極５７が耳朶に装着された。しかしながらリファレンス電極５７の装着位置はこの実施の形態に限定されるものではない。例えば、耳介上部やこめかみ位置を装着位置とすることができる。

上述の第２の実施の形態では生体信号測定用装具５０の構成要素として、ヘアバンド５１、アーム５２、スナップボタン５３、電極支持体５４、リファレンス電極５５及びプローブ電極５７が適用された。しかしながら、生体信号測定用装具５０の構成要素は、上述の実施の形態で示した形状や構造等に限定されるものではない。

例えば、リファレンス電極５７に代えて、図３６に示すように、リファレンス電極７７を凹み部分としてその周りを囲む吸盤７８をもつ電極構造とすることができる。また、心電図で用いられる電極のように、湾状の電極にチューブを取り付けた電極構造でとすることも可能である。もちろん、吸盤構造以外の電極構造が適用されてもよい。

別例として、アーム５２Ａ，５２Ｂと、スナップボタン５３Ａ，５３Ｂとの一方を削除する形態が適用可能である。

上述した例示のほかにも、生体信号測定用装具５０の構成要素は、上述の実施の形態で示した形状や構造等に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲において変更可能である。

なお、上述の第１の実施の形態における生体信号測定用装具１の構成要素と、第２の実施の形態における生体信号測定用装具５０の構成要素とを適宜組み合わせた形態が適用可能である。

例えば、図１又は図５との対応部分に同一符号を付した図３７に示す生体信号測定用装具８０が適用可能である。この生体信号測定用装具８０では、ヘアバンド２の他端に設けられたリファレンス電極１２が滑り止め部１１に変更され、該ヘアバンド２の内部から引き出されるリード線５６の先端にリファレンス電極５７が設けられる。またヘアバンド２には、プローブ電極１２に代えてプローブ電極５５が設けられる。

別例として、図５に示すプローブ電極５５の各歯を、図１に示すプローブ電極１３の各歯として適用してもよい。この場合、図３８に示すように、プローブ電極１３における歯のうち棒状として形成される部分（ねじれ部分（図２参照））については、電極支持体５４の面に対して斜めに対向する状態でその根元を固定し、環状として形成される部分（図２参照）については、当該面に対して平行に対向する状態とする。このようにすれば、頭皮に対する接触面積を大きくとることができる。また、電極支持体５４が頭頂に装着される場合、該電極支持体５４のうち頭部に対向される面には、アーム５２が元のアーム長に戻ろうとする力が、頭頂に押さえ付ける力として働き、図３８に示すプローブ電極の環状部分が元に戻ろうとする力が、頭頂に押さえ付ける力として働くため、頭皮に対する密着度をより一段と高めることができる。なお、頭部に対向される面を、該頭部に押し付ける構造は図５に示すもの以外にも適用可能である。

この図３７に示す生体信号測定用装具８０はあくまで組み合わせ形態の例示であり、これ以外の組み合わせた形態についても適用可能である。

上述の第３の実施の形態ではプローブ電極３２０Ａ，３２０Ｂはブラシ構造とされた。しかしながらプローブ電極の構造はこの実施の形態に限定されるものではない。例えば、図２、図６又は図３５に示す構造のものが適用可能である。

上述の第３の実施の形態ではアジャスター部３３０がヘアバンド３１０の凹部３１２と後端部との間に設けられた。しかしながらヘアバンド３１０におけるアジャスター部３３０の設置箇所はこの実施の形態に限定されるものではない。例えば凹部３１１と凹部３１２との間、あるいは、凹部３１１と突起筐体３６０における固定領域３６１との間に設けることができる。ただし、先端位置をＯ点の直上となる位置に配する観点では、上述の実施の形態のほうが好ましい。なお、ヘアバンド３１０からアジャスター部３３０を省略するようにしてもよい。

上述の第３の実施の形態ではスライド式のアジャスター部３３０が設けられた。これに代えて、ヘアバンド３１０自体を伸縮性のある素材とし、そのヘアバンド３１０の側面に剛性のある枠を設けて、ヘアバンド３１０自体が長手方向の長さを調整可能となるようにしてもよい。

上述の第３の実施の形態では突出領域３６２の上面に対してボタン３６３が設けられ、該突出領域３６２の側面にコネクタ３６４が設けられた。このボタン３６３とコネクタ３６４の設置箇所はこの実施の形態に限らず種々の箇所が適用可能である。

上述の第３の実施の形態では、数秒間の押し操作によって電源をオン又はオフさせる形式のボタン３６３が採用された。しかしながら、電源をオン又はオフさせる形式はこの実施の形態に限定されるものではない。

例えば、スライド形式とすることができる。別例として、押し操作によって瞬時に電源をオン又はオフさせる形式のボタンを、突出領域３６２の上面に比べて凹んだ状態で設けるようにしてもよい。別例として、タッチセンサーを設けるようにしてもよい。要は、就寝時や起立時に誤って電源をオンオフすることを未然に防ぐことが可能な形式であるとよい。

上述の第３の実施の形態ではアーム３８０，５３４の長さは固定とされた。しかしながらヘアバンド３１０と同様に、スライド式のアジャスター部を設けるようにしてもよく、アーム３８０，５３４自体が長手方向の長さを調整可能となるようにしてもよい。

上述の第３の実施の形態では、各電極３２０，３７０，４００と、増幅部６３１で共通とされる接地点との差を増幅する増幅部６３１が採用された。しかしながら、プローブ電極３２０Ａ，３２０Ｂとリファレンス電極３７０Ａ又は３７０Ｂとの差、プローブ電極４００Ａとリファレンス電極３７０Ａとの差、および、プローブ電極４００Ｂとリファレンス電極３７０Ｂとの差を増幅する増幅部が適用されてもよい。また耳のリファレンス電極３７０Ａ，３７０Ｂが、測定部全体の基準として用いられてもよい。このようにした場合であっても、実質的に測定不能とはならない程度の測定感度が得られたことが確認されている。

上述した例示のほかにも、頭部装具３００，顎部装具５００の構成要素は、上述の第３の実施の形態で示した形状や構造等に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲において変更可能である。

上述の第１〜第３の実施の形態では電極が人体表面に直に押え付けられが、該電極に対して、水、アルコール、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、ヘアバンド２，電極支持体５４，突起領域３６２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材が連結され、該管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。

上述の第１〜第３の実施の形態では測定対象が脳波とされたが、体温や脈拍を加えることもできる。この場合、生体信号測定用装具１，５０，頭部装具３００又は顎部装具５００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。

ところで、額に当接されるべき部分と後頭に当接されるべき部分とを端として頭部の前後方向を挟み入れて頭部を支持する支持体（ヘアバンド）は、生体信号測定装具６０のヘアバンド２，頭部装具３００のヘアバンド３１０に限定されるものではない。例えば、図３９に示すヘアバンド６００が適用可能である。

このヘアバンド６００の両端には、ゴム等の樹脂性のストッパーが嵌め込まれ、額当接部６１０，後頭当接部６２０として形成される。ヘアバンド６００は、断面が中空もしくは忠実の円又は楕円となる管線状のプラスチック材又は金属材（以下、これをワイヤー状管材とも呼ぶ）でなり、Ｃ字状に形成される。

具体的には、頭頂に当接されるべき最も大きい曲率となる位置を規準として非対称（前後非対称）であり、該位置から前端部までの長さが、該位置から後端部までの長さよりも短い状態となる。また装着時におけるヘアバンド６００の両端の高さ位置は、前側の額当接部６１０に比べて後側の後頭当接部６２０が低い位置関係となる。

したがって、このヘアバンド６００は、頭部の形状の相違に問わず柔軟にフィットし、かつその状態が保持可能となる。

またヘアバンド６００の幅は、国際１０−２０法における「Ｆ３」と「Ｐ３」を結ぶ直線と、「Ｆ４」と「Ｐ４」を結ぶ直線との間の距離よりも小さい値とされ、好ましくは２５ｍｍ以下とされる。

このためヘアバンド６００は、被験者が横になることによる偏頭痛や不快感が大幅に緩和され、また神経、血管系、リンパ系、筋肉系に対する圧迫量が最小限に抑えられ、装着による偏頭痛や不快感も大幅に緩和される。

別例として、図４０に示すヘアバンド７００が適用可能である。このヘアバンド７００は、１本のワイヤー状管材の中心が折り曲げられ、その折曲端から一方の開放端までの管材部分（以下、これを第１の管材部とも呼ぶ）７１０と、他方の開放端までの管材部分（以下、これを第２の管材部とも呼ぶ）７２０とされる。

第１の管材部７１０と第２の管材部７２０とは、それぞれ同じＣ字状に形成され、各開放端から同じ距離となる中途位置において、平行な関係で１対の管材を保持する部材（以下、管材保持部とも呼ぶ）７３０，７４０が取り付けられる。

第１の管材部７１０と第２の管材部７２０は、管材保持部７３０によって、折曲端から、該折曲端付近の第１の中途位置まで、額に当接される輪（額当接部７５０）として形成される。また管材保持部７４０によって、第１の中途位置から第２の中途位置まで、レールのように平行な状態とされ、該第２の中途位置を分岐位置として、互いに離れる方向へ分岐される。

この分岐位置（第２の中途位置）は、第１の管材部７１０及び第２の管材部７２０のうち、頭の中心（国際１０−２０法の「Ｃｚ」位置）に対応する位置よりも後（後頭側）寄りとされる。頭の中心位置よりも分岐位置が前（額側）寄りとされた場合、前頭骨の曲率と頭頂骨の曲率とが異なることもあり、第１の管材部７１０及び第２の管材部７２０のうち、分岐位置から開放端までの部分が後頭部表面から浮く等といった事態が生じる。したがって、分岐位置が頭の中心位置よりも後（開放端）寄りとすることで、頭の中心位置よりも前（折曲端）寄りとする場合に比べて、第１の管材部７１０及び第２の管材部７２０のうち、分岐位置から開放端までの後頭部へのフィット量が向上される。

第１の管材部７１０及び第２の管材部７２０の開放端には、外後頭隆起の首側傾斜部分に当接される部（以下、これを隆起傾斜当接部とも呼ぶ）７６０，７７０が形成される。これら隆起傾斜当接部７６０，７７０は、該隆起傾斜当接部７６０，７７０付近の第１の管材部７１０，第２の管材部７２０よりも内側に傾けられる。したがって、装着時には、隆起傾斜当接部７６０，７７０が、外後頭隆起の首側傾斜部分に引っ掛かり、額当接部７５０との挟み込み状態が保持される。この結果、隆起傾斜当接部７６０，７７０をその付近の第１の管材部７１０及び第２の管材部７２０よりも内側に折り曲げない場合に比べて、頭部に対する支持が強化される。

また隆起傾斜当接部７６０，７７０には、ゴム等の樹脂性のストッパーが嵌め込まれる。このため、頭部に対する支持がより一段と強化される。

このヘアバンド７００を適用した場合、頭部における額の１点と外後頭隆起の首側傾斜部分の２点との３点で頭部の前後方向を挟み入れて頭部を支持することができ、ヘアバンド６００に比べて、頭皮に対する電極の位置ずれを低減させることができる。

また第１の管材部７１０と第２の管材部７２０のうち、第１の中途位置から第２の中途位置までの平行に並べられる部分の幅は、国際１０−２０法における「Ｃ３」と「Ｃ４」の間の距離よりも小さくされる。そして、その幅よりも、分岐位置から外後頭隆起の首側傾斜部分までの幅は狭い状態となる。したがって、このヘアバンド７００では、被験者が横になることによる偏頭痛や不快感が大幅に緩和され、また神経、血管系、リンパ系、筋肉系に対する圧迫量が抑えられ、装着による偏頭痛や不快感も大幅に緩和される。

別例として、図４１に示すヘアバンド８００が適用可能である。このヘアバンド８００は、頭の中心位置よりも後頭寄りの位置に当接されるべき部分を基準として、所定幅でなる水硬化性樹脂でなる３つのシート材８１０，８２０，８３０が湾曲を呈した状態で連結される。シート材８１０の先端には額当接部８４０が、シート材８２０の先端には隆起傾斜当接部８５０が，シート材８３０の先端には隆起傾斜当接部８６０がそれぞれ取り付けられる。

このヘアバンド８００の基準される３つのシート材８１０，８２０，８３０の連結部分ＪＰが、頭の中心位置よりも額寄りの位置ではなく、後頭寄りの位置に当接されるべき部分とされる。したがって、ヘアバンド８００の場合と同様に、頭の中心位置よりも額寄りとする場合に比べて、連結部分ＪＰから隆起傾斜当接部８５０，８６０までの後頭部へのフィット量が向上される。

また隆起傾斜当接部８５０，８６０が取り付けられるシート材８２０，８３０では、これらシート部材８２０，８３０長さ方向の中心付近から連結部分ＪＰまでの領域ＡＲ１よりも、当該中心付近から隆起傾斜当接部８５０，８６０までの領域ＡＲ２が内側に入り込んでいる。したがって、装着時には、隆起傾斜当接部８２０，８３０が、外後頭隆起の首側傾斜部分に引っ掛かり、額当接部８１０との挟み込み状態が保持される。この結果、中心付近から隆起傾斜当接部８５０，８６０までの領域ＡＲ２を、該中心付近から連結部分ＪＰまでの領域ＡＲ１よりも内側に入れ込まない場合に比べてフィットし、頭部に対する支持が強化される。

このヘアバンド８００を適用した場合、ヘアバンド７００を適用した場合と同様に、頭部における額の１点と外後頭隆起の首側傾斜部分の２点との３点で頭部の前後方向を挟み入れて頭部を支持することができるため、頭皮に対する電極の位置ずれが低減される。

またシート材の幅は、国際１０−２０法における「Ｃ３」と「Ｃ４」の間の距離よりも小さくされる。したがって、このヘアバンド８００では、ヘアバンド７００と同様に、被験者が横になることによる偏頭痛や不快感が大幅に緩和され、また神経、血管系、リンパ系、筋肉系に対する圧迫量が抑えられ、装着による偏頭痛や不快感も大幅に緩和される。

さらにこのヘアバンド８００は水硬化性樹脂で形成されるため、使い捨てが可能であり、コストの低廉や取り扱い易さの観点では有利となる。

別例として、図４２に示すヘアバンド９００が適用可能である。このヘアバンド９００の両端には、ゴム等の樹脂性のストッパーが嵌め込まれ、額当接部９１０，後頭当接部９２０として形成される。ヘアバンド９００は、ワイヤー状管材でなりへの字上に形成される。

すなわちヘアバンド９００は、頭頂に当接されるべき位置を規準として非対称（前後非対称）であり、装着時における額当接部９１０に比べて後頭当接部９２０が低い位置関係となる点で、図３９に示すヘアバンド６００と共通する。

しかしこのヘアバンド９００は、頭頂に当接されるべき位置から額当接部９１０にかけて直線的に伸び、額当接部９１０との接点近傍部分ＣＲＰで内側（後頭当接部９２０側）へ鋭く折れ曲がる状態とされる。この点が、頭頂に当接されるべき位置から額当接部６１０にかけて頭部形状に沿った湾曲状態とされるヘアバンド６００とは相違する。

したがって、ヘアバンド９００では、装着時における頭部との接触する部分が額と後頭の２点と、正中矢状面を通る輪郭の一部（図４２に示すように頭部前方の隙間ＯＰＧを除く部分）のみとなる。このためヘアバンド９００は、生体信号測定用装具６０のヘアバンド２やヘアバンド６００等に比べて、自重による頭部への圧迫が低減される。この結果、装着による偏頭痛や不快感がより一段と緩和される。

またヘアバンド９００の幅は、国際１０−２０法における「Ｆ３」と「Ｐ３」を結ぶ直線と、「Ｆ４」と「Ｐ４」を結ぶ直線との間の距離よりも小さい値とされ、好ましくは２５ｍｍ以下とされる。

このためヘアバンド９００は、被験者が横になることによる偏頭痛や不快感が大幅に緩和され、また神経、血管系、リンパ系、筋肉系に対する圧迫量が最小限に抑えられ、装着による偏頭痛や不快感も大幅に緩和される。

ところで、ヘアバンド２、６００、７００、８００又は９００において額に当接される部分の構造として、図４３に示すものが適用可能である。

すなわち、ヘアバンド２，６００、７００、８００又は９００の先端と、額に当接されるべき板材（以下、これを額当接板とも呼ぶ）１０００とがボール式ジョイントＢＪＴにより連結される。

ボール式ジョイントＢＪＴは、ボール状の凸スタッドと、該凸スタッドのボール部分に摺動自在に嵌合される凹スタッドとを構成要素とし、これらは、ヘアバンド（２，６００、７００、８００又は９００）の先端又は額当接板１０００のいずれかに固定される。

額当接板１０００のうち、額に当接されるべき表面Ｆ１とは逆側の裏面Ｆ２には、粘着性を有する網目状の部材（以下、これを粘着ネットとも呼ぶ）１０１０が取り付けられる。この粘着ネット１０１０は、額当接板１０００の面Ｆ１，Ｆ２よりも大きい面積とされ、該面Ｆ２に取り付けられる領域以外の領域（図４３（Ｂ）の網掛部分）が、額に貼り付けるべき領域（以下、これを額貼付領域とも呼ぶ）ＰＡＲとされる。

すなわち、額に対して当接される部分（表面Ｆ１）と、貼り付けられる部分（額貼付領域ＰＡＲ）とが別々に分離され、かつ、当該表面Ｆ１をその裏側から覆うようにして額に貼り付ける構造とされる。

したがって、額に当接されるべき表面Ｆ１自体を粘着シートとする場合に比べて、顔をしかめた時に生じるしわ等といったように額表面に変化が生じた場合であっても、該額に対する当接される部分（面Ｆ１）のずれが低減される。

また、額当接板１０００は、ヘアバンド（２，６００、７００、８００又は９００）に対して可動部（ボール式ジョイントＢＪＴ）を介して連結される。したがって、額表面に変化により額当接板１０００又は粘着ネット１０１０に加わる力が、ボール式ジョイントＢＪＴにおいて吸収される。この結果、額当接板１０００とヘアバンドとの間を非可動とする場合に比べて、額表面の変化に起因する額当接板１０００のずれや、粘着ネット１０１０の脱落が低減される。

さらに、粘着ネット１０１０は、網目状とされ一定の伸縮性を有する状態として形成されるため、単なるシート状の粘着材を用いる場合に比べて、額表面の変化に起因する額当接板１０００のずれや、粘着ネット１０１０の脱落が低減される。

なお、額当接板１０００を電極とし、上述の解析部３４における電極接触検出処理と同様に、額に対する額当接板１０００の接触の有無を判定するようにしてもよい。

ところで、上述の第１〜第３の実施の形態における生体信号測定用装具１，５０，６０，頭部装具３００又は顎部装具５００に代えて、図４４に示す生体信号測定用枕９０を適用することもできる。

この生体信号測定用枕９０は、首もとにフィットするよう一端が他端に比べて凸状に隆起する部位（以下、これを凸状部とも呼ぶ）９１を有する構造でなる。この凸状部９１における傾斜のうち他端と対向する傾斜とは逆側の傾斜の表面には、シート状のリファレンス電極９２が設けられる。

一方、生体信号測定用枕９０における表面のうち、凸状部９１における他端と対向する傾斜の根元と、該根元から他端までの間における所定位置との領域には、板状でなる複数のプローブ電極９３が等間隔ごとに配列される。また生体信号測定用枕９０の内部には、これらプローブ電極９３と、リファレンス電極９２との電位差を測定する測定部９４が設けられる。この測定部９４は、第１の実施の形態又は第３の実施の形態で上述した測定部を適用することができる。

この生体信号測定用枕９０によれば、被験者に対して用具の装着を強要しないため、被験者に対する負担を軽減することができる。またリファレンス電極９２，プローブ電極９３は、被験者の自重によって首もと表面，頭皮に押さえ付けられるので一定の測定感度も確保することができる。

なお、生体信号測定用枕９０の構造は図４４に示したものに限定されるものではなく、例えば、中央が凹状に窪んだ構造や、中央が凸状に隆起し構造等、様々な構造を適用することができる。

また、プローブ電極９２の配置態様も図４４に示したものに限定されるものではない。例えば、図４５に示すように、線状でなる複数の電極を、行又は列方向へ等間隔ごとに配列してもよく（図４５（Ａ））、行及び列方向へ等間隔ごとに配列してもよく（図４５（Ｂ））、放射状に配列してもよい（図４５（Ｃ））。

また、プローブ電極９２の形状も図４３に示したものに限定されるものではない。例えば、図４６に示すように、櫛状としてもよく（図４６（Ａ））、山状としてもよく（図４６（Ｂ））、めしべ状としてもよい（図４６（Ｃ））。なお、図４５の太線は、固定部位を示すものである。また、これら電極形状は、上述のプローブ電極１３，５５や、リファレンス電極１２を構成する歯の形状として適用可能である。

また生体信号測定用枕９０に代えて、図４７に示す生体信号測定用枕１００を適用することもできる。この生体信号測定用枕１００は、シート状の筐体１０１と、頭を支持する部（以下、これを頭支持部とも呼ぶ）１０２とを有する。

筐体１０１は非導電性でなり、該筐体１０１における一方の表面は、頭支持部１０２を設置する台座とされる。

頭支持部１０２は、複数の支持体１２０_ｉ（ｉ＝２，３，……，又はｍ（ｍは整数））を、行方向及び列方向へ等間隔に配列した構造とされる。支持体１２０_ｉは、図４８に示すように、導電性の管状部材１２１と、該管状部材１２１の中空へ摺動自在に挿通される導電性の芯部材１２２とを有する。芯部材１２２の一端には丸みを帯びた柔軟性をもつ導電性のキャップ１２３が取り付けられ、他端には導電性のばね１２４が取り付けられる。キャップ１２３は具体的には例えば導電ゴム等を適用することができる。

就寝のため頭部が頭支持部１０２におかれた場合、各支持体１２０_ｉの芯部材１２２は、対応する頭部の部位に加わる重力（自重）と、芯部材１２２の他端に取り付けられるばね１２４の弾性とによって、管状部材１２１の中空へ滑らかに摺動する。

したがって頭支持部１０２は、図４９に示すように、個人差にかかわらず頭部の形状に各支持体１２０_ｉをフィットさせるとともに、頭部を頭支持部１０２におくときの衝撃も緩和できる。これに加えて、生体信号測定用枕９０に比べて、頭皮に対するキャップ１２３の密着度が向上するので測定感度が向上される。

また芯部材１２２の一端には丸みを帯びた柔軟性をもつキャップ１２３が取り付けられているため、頭部が頭支持部１０２におかれた場合、該頭部に対する当接部分の痛み等が緩和される。

なお、これら支持体１２０_ｉは、上述のプローブ電極１３，５５，３２０Ａ，３２０Ｂ，４００Ａ，４００Ｂ，５１０Ａ，５１０Ｂや、リファレンス電極５７Ｃ，７７，３７０Ａ，３７０Ｂや、リファレンス電極１２を構成する歯として適用可能である。また図４６に示す形態に代替することも可能である。さらに支持体１２０_ｉは、上述の導電性繊維３２１にも適用可能である。

一方、各支持体１２０_ｉは、プローブ電極としても用いられる。この生体信号測定用枕１００では、図５０に示すように、ｘ行×ｙ列の支持体がプローブチャンネルＰＣＨ_ｊ（ｊ＝２，３，……，又はｎ（ｎは整数））として割り当てられる。

プローブチャンネルＰＣＨ_ｊを構成する支持体は、対応するアンプ１３０_ｊにおける一方の入力端と結線され、該アンプ１３０_ｊにおける他方の入力端にはリファレンス電極１３１が結線される。アンプ１３０_ｊ及びリファレンス電極１３１は、筐体１０１の内部に収納される。

なお、この生体信号測定用枕１００は、図５１に示すように、人体又は人体に被せられる布団を介して接地され、物理的には非接地とされる。

ここで、筐体１０１内部に収納される測定部の構成を、図４との対応部分に同一符号を付した図５２に示す。この測定部は、プローブチャンネルＰＣＨ_ｊからセンシングすべきプローブチャンネルを選択する機能を新たに加えられている点で、図４に示す測定部とは相違する。具体的には、解析部３４での処理に新たな処理が加えられた解析部１３４が採用され、セレクタ部１４０が新たに設けられる。

解析部１３４には、プローブチャンネルＰＣＨ_ｊごとに、リファレンス電極１３１に対する、当該プローブチャンネルＰＣＨ_ｊを構成する支持体から得られる合計電位の差が増幅され、生体信号として、対応するフィルタ部３２_ｊ及びＡ／Ｄ変換部３３_ｊを順次介して入力される。

解析部１３４は、これら生体信号を用いて、解析部３４で上述した処理と同様の処理を実行し、また例えば図５３に示すフローチャートに従って電極（プローブチャンネル）の選択処理を実行するようになされている。

すなわち解析部１３４は、第１段階として、頭支持部１０２に対する物体（頭部）の状態（姿勢）を推定する。この推定に要するパラメータ（推定要素）は、例えば、各プローブチャンネルＰＣＨ_ｊに対応する生体信号のうち、単位時間帯における生体信号のレベルと、当該プローブチャンネルＰＣＨ_ｊが割り当てられる位置情報とされる。

解析部１３４は、第２段階として、頭支持部１０２に対する物体（頭部）の状態（姿勢）の推定結果に基づいて、選択すべきプローブチャンネルＰＣＨ_ｊを検出し、検出結果に対応する選択命令をセレクタ部１４０に与える。具体的には、例えば生体信号のレベルが所定値未満となる位置に対応するプローブチャンネルＰＣＨ_ｊ以外のプローブチャンネルＰＣＨ_ｊが、選択すべきローブチャンネルＰＣＨ_ｊとされる。したがってセレクタ部１４０では、生体信号のレベルが所定値未満となる位置に対応するプローブチャンネルＰＣＨ_ｊの伝送路が切断され、この結果、頭支持部１０２に対して頭部がおかれるプローブチャンネルＰＣＨ_ｊだけの伝送路が選択されることとなる。

解析部１３４は、第３段階として、第２段階で選択したプローブチャンネルＰＣＨ_ｊに対応する生体信号に基づいて、頭支持部１０２に対する物体（頭部）の状態（姿勢）の変化を検出する。この検出に要するパラメータ（検出要素）は、例えば、生体信号における単位時間当たりのレベルの低下率と、該低下率に対して設定される閾値よりも大きくなる生体信号の数とされる。この例では、第２段階で選択したプローブチャンネルＰＣＨ_ｊに対応する生体信号のうち、閾値よりも大きい低下率となる生体信号が所定数を超える場合、頭支持部１０２におかれる頭部の姿勢が変化したとされる。

解析部１３４は、頭支持部１０２に対する物体（頭部）の状態（姿勢）の変化が検出された場合、第４段階として、全てのプローブチャンネルＰＣＨ_ｊの伝送路を開放すべき命令をセレクタ部１４０に与えた後、再び第１段階から第３段階までの各処理を実行する。

このようにして解析部１３４は、電極（プローブチャンネル）の選択処理を実行するようになされている。

なお、この生体信号測定用枕１００を想定した実験結果を図５４及び図５５に示し、当該実験での電極配置を図５６に示す。この実験結果から分かるように、実質的に問題のない測定感度で生体信号が観測された。

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。

１，５０，６０，８０……生体信号測定用装具、２，５１，６１，３１０，６００，７００，８００，９００……ヘアバンド、１１……滑り止め部、１２，５７，７７，３７０Ａ，３７０Ｂ……リファレンス電極、１３，５５，３２０Ａ，３２０Ｂ，４００Ａ，４００Ｂ，５１０Ａ，５１０Ｂ……プローブ電極、１２Ａ，１３Ａ……歯部、１２Ｂ，１３Ｂ……歯支持棒、３１……増幅部、３２……フィルタ部、３３……Ａ／Ｄ変換部、３４……解析部、３５……メモリ、３６……通信部、５２……アーム、５３……スナップボタン、５４……電極支持体、５６……リード線、５７Ａ，５７Ｂ……挟み片、５７Ｃ……リベット、６１……支持補助部、７８……吸盤、９０，１００……生体信号測定用枕、３００……頭部装具、３３０……アジャスター部、３４０，６２０，９２０……後頭当接部、３５０，６１０，７５０，８４０，９１０……額当接部、３６０……突起筐体、３８０Ａ〜３８０Ｄ……アーム、３９０Ａ，３９０Ｂ……耳朶取付部、５００……顎部装具、５０１……筐体、５２０……電子基板、５３０……レール、７１０……第１の管材部７２０………第２の管材部７３０，７４０……管材保持部、７６０，７７０，８５０，８６０……隆起傾斜当接部。

Claims (7)

1. 頭部における生体信号の測定に用いられる生体信号測定用装具であって、
   額に当接される額当接部と、
   後頭に当接される後頭当接部と、
   上記額当接部と上記後頭当接部とを端として頭部の前後方向に挟みこまれ頭部に支持される支持体と
   を有する生体信号測定用装具。
2. 上記支持体に設けられ、該支持体から延長されるアームを着脱自在に取り付け可能な取付口
   をさらに有し、
   上記取付口の位置は、
   上記支持体のうち正中矢状面上に位置される部分に取り付けられる電極と、耳朶に配すべきとして上記アームに取り付けられる電極それぞれが最短距離となる関係にある位置とされる
   請求項１に記載の生体信号測定用装具。
3. 上記取付口が設けられる部分に連結され、上記支持体に対して突出する筐体
   をさらに有し、
   上記取付口が設けられる部分にはアナログ系の電子回路が配され、上記筐体にはディジタル系の電子回路が配される
   請求項２に記載の生体信号測定用装具。
4. 上記支持体のうち、上記取付口が設けられる部分又はその近傍に設けられ、上記支持体に取り付けられる電極と上記アームに取り付けられる電極に対応する数となる複数の増幅部
   をさらに有し、
   上記複数の増幅部の接地は、
   上記取付口が設けられる部分又はその近傍に集中される
   請求項２又は請求項３に記載の生体信号測定用装具。
5. 上記支持体のうち正中矢状面上に位置される部分に取り付けられる電極と、耳朶に配すべきとして上記アームに取り付けられる電極との電位差を生体信号として測定する測定部
   をさらに有し、
   上記測定部は、
   規定期間ごとの上記生体信号におけるレベルの平均と、該平均に対して設定される閾値とを比較し、上記平均が上記閾値を下回る場合、電極を再装着すべきことを通知する
   請求項２又は請求項３に記載の生体信号測定用装具。
6. 上記支持体は、正中矢状面上に位置される支持体部分と、上記支持体部分から分岐される１対の分岐部分とを有し、
   上記１対の分岐部分の一方には、右側の外後頭隆起の首側傾斜部分に当接される第１の後頭当接部が後端として連結され、上記１対の分岐部分の他方には、左側の外後頭隆起の首側傾斜部分に当接される第２の後頭当接部が後端として連結される
   請求項２又は請求項３に記載の生体信号測定用装具。
7. 上記１対の分岐部分が分岐する位置は、頭の中心が対向されるべき位置よりも後頭側寄りの位置とされる
   請求項５に記載の生体信号測定用装具。