JP2013078419A - 脳波測定用頭部装具 - Google Patents

Abstract

【課題】装着が容易であり、かつ正確な位置に電極を配置することが可能な脳波測定用頭部装具を提供すること
【解決手段】本技術の脳波測定用頭部装具は、支持体と、複数の電極とを具備する。支持体は、伸縮性を有する伸縮ワイヤを有し、伸縮ワイヤの伸縮によってユーザの頭部に装着される。複数の電極は、支持体に規定の配置で設けられる。
【選択図】図１

Description

本技術は、脳波測定に使用される電極をユーザの頭部に配置するための脳波測定用頭部装具に関する。

ヒトの脳活動によって生じる電気信号である脳波は、ユーザ（被験者）の頭表に装着された電極によって測定することが可能である。測定される脳波は、頭表の位置によって異なり、頭表の規定の位置に電極を装着して測定される。電極の配置の例としては国際１０／２０法が挙げられる。

脳波の測定毎に電極を頭表の規定の位置に配置することは煩雑であり、予め規定の位置に電極が設けられたヘッドギア型の脳波測定装置が用いられることも多い。例えば特許文献１には、ユーザの頭部に被せられるネットキャップの所定位置に電極を配置した脳波測定用ヘッドギアが開示されている。

特開平１０−１６５３８６号公報

しかしながら、当該文献に記載の脳波測定用ヘッドギアは、所定位置に電極が配置されていることから、ユーザの頭部の大きさによっては電極の接触位置がずれるおそれがある。ネットキャップは弾性を有するとされているが、電極が規定の位置に配置されるかどうかはユーザの頭部形状によって異なり、脳波を正確に測定する際には電極位置の調整が必要となると考えられる。

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、装着が容易であり、かつ正確な位置に電極を配置することが可能な脳波測定用頭部装具を提供することにある。

上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る脳波測定用頭部装具は、支持体と、複数の電極とを具備する。
上記支持体は、伸縮性を有する伸縮ワイヤを有し、上記伸縮ワイヤの伸縮によってユーザの頭部に装着される。
上記複数の電極は、上記支持体に規定の配置で設けられる。

この構成によれば、ユーザが脳波測定用頭部装具を装着すると、伸縮ワイヤが頭部形状に沿って伸縮するため、電極の間隔が当初の比率で維持される。したがって、個別のユーザの頭部の大きさに係わらず、電極を規定の配置に位置させることが可能となる。

上記支持体は、ユーザの頭部に巻回される環状の枠と、互いに放射状に接続され上記枠に接続された上記伸縮ワイヤからなってもよい。

この構成によれば、ユーザが脳波測定用頭部装具を装着すると、伸縮ワイヤが伸張して電極が規定の配置に位置し、かつ枠によって脳波測定用頭部装具をユーザの頭部に固定することが可能となる。

上記支持体は、ユーザの頭部に装着される頭部固定用アームと、上記頭部固定用アームに同心円状に接続された上記伸縮ワイヤからなってもよい。

この構成によれば、ユーザが脳波測定用頭部装具を装着すると、伸縮ワイヤが伸張して電極が規定の配置に位置し、かつ頭部固定用アームによって脳波測定用頭部装具をユーザの頭部に固定することが可能となる。

上記電極は、銀／塩化銀からなり上記伸縮ワイヤを中心軸とする芯と、上記芯に円筒状に巻回され、電解液が含浸された弾性部材からなる

この構成によれば、電極とユーザの頭表の電気的接触が悪化した場合に、伸縮ワイヤを回転軸として電極を回転させることによって電極とユーザの頭表の電気的接触を維持することが可能となる。

上記脳波測定用頭部装具は、上記電極の接触抵抗から検出される、記電極とユーザの頭表の電気的接触が小さい場合に上記電極を回転させる駆動部をさらに具備してもよい。

この構成によれば、脳波測定用頭部装具が自動的に電極とユーザの頭表の電気接触を維持することが可能となる。

上記規定の配置は国際１０／２０法の電極配置であり、上記伸縮ワイヤは国際１０／２０法の電極配置を通過するように接続されていてもよい。

この構成によれば、ユーザが脳波測定用頭部装具を装着することによって、国際１０／２０法の電極配置を実現することが可能となる。

以上のように、本技術によれば、装着が容易であり、かつ正確な位置に電極を配置することが可能な脳波測定用頭部装具を提供すること

本技術の第１の実施形態に係る脳波測定用頭部装具の構成を示す模式図である。 同脳波測定用頭部装具の構成を示す模式図である。 脳波測定用頭部装具の構成を示す模式図である。 国際１０／２０法に規定の電極配置を示す模式図である。 本技術の第１の実施形態に係る脳波測定用頭部装具の電極の構造を示す模式図である。 同脳波測定用頭部装具の電極の構造を示す模式図である。 同脳波測定用頭部装具の電極の構造を示す模式図である。 同脳波測定用頭部装具の伸縮ワイヤの伸縮動作を示す模式図である。 同脳波測定用頭部装具の電気的接触の改善動作を示すフローチャートである。 本技術の第２の実施形態に係る脳波測定用頭部装具の構成を示す模式図である。 同脳波測定用頭部装具の構成を示す模式図である。

（第１の実施形態）
本技術の第１の実施形態に係る脳波測定用頭部装具について説明する。

［脳波測定用頭部装具の構成］
図１〜図３は、本技術の第１の実施形態に係る脳波測定用頭部装具１の構成を示す図であり、図１は上面図、図２は側面図、図３はユーザに装着した状態の模式図である。これらの図に示すように、脳波測定用頭部装具１は、支持体１１と電極１２から構成されている。支持体１１はユーザの頭部に装着可能であり、電極１２は支持体１１の所定位置に複数が設けられている。なお、図２及び図３においては電極１２の図示は省略されている。

支持体１１は、枠１１１と伸縮ワイヤ１１２によって構成されている。枠１１１はユーザの頭部を一周する形状に形成され、ユーザの耳の後ろから湾曲させて頭部に装着し易い形状とすることが可能である。枠１１１は伸縮性を有するものであってもよく、伸縮性を有しないものであってもよい。

伸縮ワイヤ１１２は、互いに放射状に接続され、かつそれぞれが枠１１１に接続されている。放射状の伸縮ワイヤ１１２の接続点は、脳波測定用頭部装具１がユーザの頭部に装着された際に、ユーザの頭頂となる位置とすることができる。伸縮ワイヤ１１２は、図１に示す電極配置（国際１０／２０法）を通過するように接続することが可能である。

このように形成された支持体１１は、図３に示すようにユーザの頭部に装着されると、伸縮ワイヤが伸縮することによってユーザの頭部に装着される。

電極１２は、支持体１１上の規定の位置に配置される。電極配置は特に限定されないが、図４に示す現状の脳波測定における標準的な電極配置である国際１０／２０法に適合した配置とすることができる。

電極１２の構造は特に限定されないが、次のような構造とすることができる。図５は、電極１２の構造を示す模式図である。同図に示すように、電極１２は、銀／塩化銀からなり、伸縮ワイヤ１１２を中心とする芯１２１と、芯１２１に巻回された弾性部材１２２から構成されるものとすることができる。弾性部材１２２は、例えばスポンジやゲル等の含液性材料からなるものとすることができる。弾性部材１２２には電解液（塩水等）が含浸され、頭表と芯１２１を電気的に接触させる。芯１２１には配線１３が接続され、配線１３は伸縮ワイヤ１１２に巻回されている。このような構造とすることにより、伸縮ワイヤ１１２が伸縮する場合に、配線１３が伸縮を妨げることが防止される。

この構造により、電極１２は伸縮ワイヤを中心として頭表上を回転することができ、頭表との接触面を変更し、かつ頭表の皮脂を擦り取ることにより、電気的接触を確保することが可能となる。

さらに、電極１２には、モータ１４及びギヤ１５が接続されるものとすることができる。この構造とすることにより、モータ１４がギヤ１５を介して電極１２を回転させ、電極１２と頭表の電気的接触を確保するものとすることが可能である。モータ１４は電気的接触の低下が検出された場合に、電極１２を回転するものとすることができ、自動的に電気的接触の確保が可能となる。

また電極１２は、次のような構造とすることが可能である。図６は電極１２の構造を示す模式図である。同図に示すように、電極１２は、頭表に当接する複数の電極部分１２３に分かれている。各電極部分１２３は近接して配置されている。各電極部分１２３は、それぞれ切り替えスイッチ１６に接続されており、いずれの電極部分１２３からの出力をアンプ１７に出力するかを切替可能に構成されている。

電極１２をこのような構成とすることにより、いずれかの電極部分１２３の頭表への電気的接触が悪い場合に、他の電極部分に切り替えて使用することが可能となる。電極部分の切替動作については後述する。

さらに電極１２は、次のような構造とすることが可能である。図７は電極１２の構造を示す模式図である。同図に示すように、電極１２は、頭表に当接する複数の電極部分１２４に分かれており、各電極部分１２４は同心円状に接続されている。以下、この同心円状に接続された電極部分１２４を同心円状電極群１２５とする。各電極部分１２４は、同心円状電極群１２５毎に切り替えスイッチ１８に接続されており、いずれの同心円状電極群１２５からの出力をアンプ１９に出力するかを切替可能に構成されている。

電極１２をこのような構成とすることにより、いずれかの同心円状電極群１２５の頭表への電気的接触が悪い場合に、他の同心円状電極群１２５に切り替えて使用することが可能となる。この切替動作については後述する。

［脳波測定用頭部装具の動作］
脳波測定用頭部装具１の動作について説明する。上述のように、脳波測定用頭部装具１がユーザの頭部に装着される際、伸縮ワイヤ１１２が頭部の大きさに合わせて伸びる。図８は、伸縮ワイヤ１１２の伸縮動作を示す模式図である。同図に示すように、伸縮ワイヤ１１２には、電極１２Ａ及び電極１２Ｂの２つの電極が設けられ、それぞれの電極に配線１３Ａ及び配線１３Ｂが接続されているものとする。

伸縮ワイヤ１１２が縮んでいる場合の電極１２Ａ及び電極１２Ｂの間隔をそれぞれｌ１、ｌ２及びｌ３とし、伸縮ワイヤ１１２が伸びている場合の電極１２Ａ及び電極１２Ｂの間隔をそれぞれｍ１、ｍ２及びｍ３とすると、ｌ１：ｌ２：ｌ３はｍ１：ｍ２：ｍ３と同一となる。このように、脳波測定用頭部装具１においては、伸縮ワイヤ１１２の伸張の程度に係わらず、電極１２を規定の配置とすることが可能である。

上述のように、脳波測定用頭部装具１においては、電極１２の頭表への電気的接触が低下すると、電極１２の頭表への電気的接触を改善する動作が可能である。図９は、この電気的接触の改善動作を示すフローチャートである。

脳波測定（Ｓｔ１）において、所定時間が経過すると、脳波測定を終了するかが確認される（Ｓｔ２）。脳波測定を終了する場合（Ｓｔ２：Ｙｅｓ）の場合には脳波測定が終了される。脳波測定を終了しない場合（Ｓｔ２：Ｎｏ）の場合には、接触抵抗測定（Ｓｔ３）が実行される。

接触抵抗が高抵抗である場合（Ｓｔ３：Ｙｅｓ）、電極１２と頭表との電気的接触が低下していると判断され、代替電極の有無が確認される（Ｓｔ４）。一方、接触抵抗が小抵抗である場合（Ｓｔ３：Ｎｏ）、電極１２と頭表との電気的接触は良好であると判断され、脳波測定（Ｓｔ１）に戻る。

代替電極（上記他の電極部分１２３や同心円状電極群）が存在する場合（Ｓｔ４：Ｙｅｓ）、電極が変更される（Ｓｔ５）。電極の変更は、スイッチ１６やスイッチ１８の切替、モータ１４による電極１２の回転が含まれる。代替電極が存在しない場合（Ｓｔ４：Ｎｏ）、電極１２の電気的接触が低下していることを示すエラー表示がなされ（Ｓｔ６）、脳波測定が終了する。

このように、脳波測定用頭部装具１においては、接触抵抗測定によって電極１２と頭表の電気的接触をモニタリングし、電気的接触が悪化した場合には電気的接触の改善を実行することが可能である。

以上のように本実施形態に係る脳波測定用頭部装具１は、装着が容易であり、かつ正確な位置に電極を配置することが可能なものである。

（第２の実施形態）
本技術の第２の実施形態に係る脳波測定用頭部装具について説明する。なお、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同様の説明は省略する場合がある。

図１０及び図１１は、本実施形態に係る脳波測定用頭部装具２の構成を示す図であり、図１０は上面図、図１１はユーザに装着した状態の模式図である。これらの図に示すように、脳波測定用頭部装具２は、支持体２１と電極２２から構成されている。支持体２１はユーザの頭部に装着可能であり、電極２２は支持体２１の所定位置に複数が設けられている。

支持体２１は、頭部固定用アーム２１１と複数の伸縮ワイヤ２１２によって構成されている。頭部固定用アーム２１１は、ユーザの頭部に沿った形状を有する３本のアームから構成され、単独でユーザの頭部に装着可能とされている。頭部固定用アーム２１１の材料は特に限定されないが、例えば合成樹脂等の軽量な材料からなるものとすることができる。なお、頭部固定用アーム２１１の形状はここに示すものに限られず、ユーザの頭部を保持することが可能な他の形状とすることが可能である。

伸縮ワイヤ２１２は、図１０に示すように、頭部固定用アーム２１１に同心円状に接続されている。伸縮ワイヤ２１２は伸縮性を有する線状部材であればよく、特に限定されない。なお、伸縮ワイヤ２１２は、脳波測定用頭部装具２がユーザの頭部に装着されていない場合は直線状であってもよく、装着された際に同心円状になればよい。

電極２２は、支持体２１上の規定の位置に配置される。電極２２は、伸縮ワイヤ２１２上に加えて頭部固定用アーム２１１上に設けられるものとすることも可能である。電極配置は特に限定されないが、図４に示す現状の脳波測定における標準的な電極配置である国際１０／２０法に適合した配置とすることができる。

電極２２の構造は特に限定されず、第１の実施形態において説明した構造とすることが可能である。本実施形態の場合であっても、支持体２１がユーザの頭部に装着された際に、伸縮ワイヤ２１２が伸縮し、電極２２を規定の位置に配置させることが可能となる。

以上のように本実施形態に係る脳波測定用頭部装具２は、装着が容易であり、かつ正確な位置に電極を配置することが可能なものである。

本技術は上記各実施形態にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において変更することが可能である。

なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。

（１）
伸縮性を有する伸縮ワイヤを有し、上記伸縮ワイヤの伸縮によってユーザの頭部に装着される支持体と、
上記支持体に、規定の配置で設けられた複数の電極と
を具備する脳波測定用頭部装具。

（２）
上記（１）に記載の脳波測定用頭部装具であって、
上記支持体は、ユーザの頭部に巻回される環状の枠と、互いに放射状に接続され上記枠に接続された上記伸縮ワイヤからなる
脳波測定用頭部装具。

（３）
上記（１）又は（２）に記載の脳波測定用頭部装具であって、
上記支持体は、ユーザの頭部に装着される頭部固定用アームと、上記頭部固定用アームに同心円状に接続された上記伸縮ワイヤからなる
脳波測定用頭部装具。

（４）
上記（１）から（３）のうちいずれか１つに記載の脳波測定用頭部装具であって、
上記電極は、銀／塩化銀からなり上記伸縮ワイヤを中心軸とする芯と、上記芯に円筒状に巻回され、電解液が含浸された弾性部材からなる
脳波測定用頭部装具。

（５）
上記（１）から（４）のうちいずれか１つに記載の脳波測定用頭部装具であって、
上記電極の接触抵抗から検出される上記電極とユーザの頭表の電気的接触が小さい場合に上記電極を回転させる駆動部
をさらに具備する脳波測定用頭部装具。

（６）
上記（１）から（５）のうちいずれかひとつに記載の脳波測定用頭部装具であって、
上記規定の配置は国際１０／２０法の電極配置であり、上記伸縮ワイヤは国際１０／２０法の電極配置を通過するように接続されている
脳波測定用頭部装具。

１、２…脳波測定用頭部装具
１１、２１…支持体
１２、２２…電極
１１２、２１２…伸縮ワイヤ

Claims (6)

1. 伸縮性を有する伸縮ワイヤを有し、前記伸縮ワイヤの伸縮によってユーザの頭部に装着される支持体と、
   前記支持体に、規定の配置で設けられた複数の電極と
   を具備する脳波測定用頭部装具。
2. 請求項１に記載の脳波測定用頭部装具であって、
   前記支持体は、ユーザの頭部に巻回される環状の枠と、互いに放射状に接続され前記枠に接続された前記伸縮ワイヤからなる
   脳波測定用頭部装具。
3. 請求項１に記載の脳波測定用頭部装具であって、
   前記支持体は、ユーザの頭部に装着される頭部固定用アームと、前記頭部固定用アームに同心円状に接続された前記伸縮ワイヤからなる
   脳波測定用頭部装具。
4. 請求項１に記載の脳波測定用頭部装具であって、
   前記電極は、銀／塩化銀からなり前記伸縮ワイヤを中心軸とする芯と、前記芯に円筒状に巻回され、電解液が含浸された弾性部材からなる
   脳波測定用頭部装具。
5. 請求項４に記載の脳波測定用頭部装具であって、
   前記電極の接触抵抗から検出される、前記電極とユーザの頭表の電気的接触が小さい場合に前記電極を回転させる駆動部
   をさらに具備する脳波測定用頭部装具。
6. 請求項１に記載の脳波測定用頭部装具であって、
   前記規定の配置は国際１０／２０法の電極配置であり、前記伸縮ワイヤは国際１０／２０法の電極配置を通過するように接続されている
   脳波測定用頭部装具。