JP2019024758A - 電極及び脳波測定装置 - Google Patents
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Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- User Interface Of Digital Computer (AREA)
Abstract
Description
本実施形態に係る電極は、生体信号を検出するために用いられる電極である。生体信号は、生体内から発せられる信号であり、例えば、脳波、心拍、脈拍、等である。もちろん、これら以外の生体信号を検出するために本実施形態に係る電極が用いられてもよい。例えば、本実施形態に係る電極は、脳波を測定するための電極として脳波測定装置に用いられてもよいし、心拍や脈拍を測定するための電極として心電計に用いられてもよい。
ゴム材としては、例えば、エピクロルヒドリンゴム、ポリウレタンゴム、ニトリルゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシドゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、スチレン−ブタジエンゴム(SB)、塩素化ポリイソプレン、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム、水素化ポリブタジエン、ブチルゴム、シリコーンゴム等、又は、これらの2種以上をブレンドしてなる材料が挙げられる。これらの中でも、ウレタンゴム、ニトリルゴム、エピクロルヒドリン(ECO)ゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、シリコーンゴムを用いることが好ましい。
導電剤としては、例えば、電子伝導性導電剤、イオン伝導性導電剤、導電性ポリマー、又は、これらの2種類以上の組み合わせが挙げられ、導電剤は、発泡体内に含有、分散させられる。これにより、電極の抵抗を調整できる。
電子伝導性導電剤としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト、銀、アルミニウム、ニッケル、銅合金等の金属、合金、又は、金属酸化物等が挙げられる。金属酸化物としては、例えば、酸化錫、酸化亜鉛、チタン酸カリウム、酸化錫−酸化インジウム、酸化錫−酸化アンチモン複合酸化物等が挙げられる。
イオン伝導性導電剤としては、例えば含過塩素酸リチウムのエステル系可塑剤のような金属塩含有可塑剤、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド、トリメチルベンジルアンモニウムクロライド、オクタデシルアミンアセテート、イミダゾリン誘導体アセテート、ポリアルキレンポリアミン誘導体又はその塩、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルアミノエチルアルキルアミドハロゲニド、アルキルピリジニウム硫酸塩、アルキルトリメチルアンモニウムハロゲニド等のカチオン性界面活性剤等が使用される。本実施形態において望ましいイオン導電剤は、前記例示したような第4級アンモニウム塩であり、更にトリエチルベンジルアンモニウムクロライド、トリメチルベンジルアンモニウムクロライドのような、1分子中に少なくとも1個のフェニル基を含んでいる第4級アンモニウム塩が望ましい。このような第4級アンモニウム塩は、フェニル基による立体障害のため、組成物中で前述のマイグレーションを起こしにくい。
導電性ポリマーとしては、例えば、カルボキシル基に4級アンモニウム塩基を結合する(メタ)アクリレートとの各種(例えばスチレン)共重合体、4級アンモニウム塩基と結合するマレイミドとメタアクリレートとの共重合体等の4級アンモニウム塩基を結合するポリマー、ポリスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸のアルカリ金属塩を結合するポリマー、分子鎖中に少なくともアルキルオキシドの親水性ユニットを結合するポリマー、例えば、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール系ポリアミド共重合体、ポリエチレンオキシド−エピクロルヒドリン共重合体、ポリエーテルアミドイミド、ポリエーテルを主セグメントとするブロック型のポリマー、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリフェニレンビニレンが挙げられる。
以下、具体的な実施例について説明する。以下の各実施例に係る電極は、例えば、脳波測定用の電極である。具体的には、各実施例に係る電極は、イヤーピースの形状を有し、耳の外耳道に挿入されて脳波を測定するために使用される。
−原料−
ポリエーテルポリオール(アクトコールED−37B三井武田ケミカル(株)製、商品名「アクトコールED−28」)50質量部、ポリマーポリオール(三井武田ケミカル(株)製、商品名「POP−24/30」)50質量部、トリメチロールプロパン 3質量部、ジメチルポリシロキサン(GESilicones社製、商品名「NiaxSilicone L5614」)5.6質量部、カーボンブラック(三菱化学社製、商品名#3230B)20質量部、カルボジイミド変性MDI(日本ポリウレタン工業(株)製、商品名「ミリオネート MTL−S」)20質量部を原料として用いた。
上記の原料をメカニカルフロス法によって混合した。具体的には、上記の原料を1000回転/分の速度で撹拌しながら、不活性ガスとしての窒素ガスを原料100ml当たり5〜500mlの範囲で吹き込み、原料中に窒素ガスを微細に分散させて泡状を呈する原料分散液を得た。更に、鉄アセチルアセテート5質量部を混合した。
誘電発熱を2段階に分けて行った。第1段では高周波の周波数を45MHzに設定し、その長さを1000mmとし、第2段では高周波の周波数を30MHzに設定し、その長さを2000mmとした。そして、上記の窒素ガスを分散させた原料分散液をライン速度5m/分の速度にて、第1段で誘電発熱を行い、続いて第2弾で誘電発熱を行うことで、原料の反応及び硬化を行った。その後、得られたポリウレタン発泡体を、養生加熱として、110℃に加熱された10mの加熱ゾーンを通過させて2分間加熱を行った。更に、後加熱として、ポリウレタン発泡体を加熱炉に入れ、110℃で4時間加熱処理を行った。このようにして所望の軟質ポリウレタン発泡体を製造した。
表1を参照して、実施例2〜5、比較例1,2について説明する。実施例2〜5、比較例1,2では、導電剤の含有量を変更した。それ以外の条件は、実施例1と同じである。
表1に評価結果を示す。本実施例では、各電極の体積固有抵抗率、25%圧縮硬さ、脳波測定、耐久性について評価した。
温度10℃、湿度15%RHの条件下で、被検者(A〜J)10人を対象として、各被検者の耳の外耳道に実施例1〜5、比較例1,2に係る電極をそれぞれ挿入して、各被検者の脳波を5回測定した。表にそれぞれの被検者において脳波を検出した結果を示す。評価基準は以下の通りである。
◎:測定可能
○:装着し直すことで測定可能(実用に耐えられる)
×:装着し直しても測定不能(実用に耐えられない)
本実施形態では、9割以上の確率で測定できない電極は実用に耐えられないレベルの電極として評価した。
イヤーピースを濃度5ppmのオゾン環境中に40℃で168時間放置した後の25%圧縮硬さを測定した。評価基準は以下の通りである。
A:放置前後の硬さ変化が5%以下
B:放置前後の硬さ変化が5%〜10%
C:放置前後の硬さ変化が20%以上(実用に耐えられないレベル)
厚さ20mmの導電性ゴム発泡体C42565(INOAC社製、体積抵抗率2.7×104Ω・cm)を用いて、実施例1と同様にイヤーパット(イヤーピース)を作製し、そのイヤーパットを用いて、上記の脳波測定の条件下で脳波を測定した。その結果、すべての測定において脳波が測定された。
また、厚さ20mmの導電性ゴム発泡体E4385(INOAC社製、体積抵抗率5.3×104Ω・cm)を用いて、実施例1と同様にイヤーパット(イヤーピース)を作製し、そのイヤーパットを用いて、上記の脳波測定の条件下で脳波を測定した。その結果、すべての測定において脳波が測定された。
以下、本実施形態に係る電極の適用例について説明する。図2には、本実施形態に係る電極が適用される情報処理システムの一例が示されている。
以下、音楽配信サービスとの連携について詳しく説明する。再生制御部76は、音楽配信サーバ14から試聴用の音楽データを受けて、その試聴用の音楽を再生する。このときも、イヤフォン装置10によって脳波が測定され、脳波状態評価部70によって脳波状態が評価され、その評価結果(例えば数値や波形)が表示される。制御部68は、試聴用音楽の再生中の脳波状態に基づいて、その音楽をユーザの音楽再生リストに追加するべきか否かを判定する。表示制御部74は、その判定結果を示す情報をUI部66に表示させる。例えば、脳波状態を表す数値が閾値以上の場合、追加対象の音楽であると判定され、その旨が表示される。例えば、ある試聴用音楽の再生中、「集中度」が閾値以上となった場合、その音楽は、集中に適した音楽として表示される。つまり、その音楽は、集中用の音楽として推奨される。これにより、ユーザが音楽データを購入するか否かを判断する上で役に立つ情報がユーザに提供される。例えば、ユーザの好みに合致する音楽がユーザに提示される。
以下、図26及び図27を参照して、音楽再生リストの変形例1について説明する。図26には、条件入力画面の一例が示されており、図27には、音楽再生画面の一例が示されている。
以下、図28を参照して変形例2について説明する。図28には、リスト選択画面の一例が示されている。
以下、他の実施形態について説明する。ユーザが端末装置12を用いてイヤフォン装置10との接続を指示すると、端末装置12は例えば近距離無線通信(例えばブルートゥース)によってイヤフォン装置10と通信を行い、これにより、イヤフォン装置10と端末装置12とが近距離無線通信によって接続される。ユーザがイヤフォン装置10を装着すると、イヤフォン装置10によって脳波が測定される。図29には、そのときに端末装置12のUI部66に表示される脳波表示画面の一例が示されている。脳波表示画面176には、イヤフォン装置10に紐付く画像178、イヤフォン装置10が端末装置12に接続された旨を示すメッセージ、脳波の測定結果(例えば、集中度:18%、リラックス度:72%)等が表示される。この状態で、上述したように、音楽が再生されると、再生中の脳波が測定される。このとき、例えば図22や図23に示されている画面が端末装置12のUI部66に表示される。例えば、1又は複数の試聴用の音楽が再生されると、音楽毎に脳波が測定され、その測定結果が記録される。
Claims (11)
- 発泡材料によって構成され、少なくとも生体に接触する部分が導電性を有し、生体に接触して生体信号を検出するために用いられる電極。
- 体積固有抵抗率が1×105Ω・cm以下である、
ことを特徴とする請求項1に記載の電極。 - 25%圧縮硬さが20〜135(kPa)である、
ことを特徴とする請求項1に記載の電極。 - 25%圧縮硬さが40〜110(kPa)である、
ことを特徴とする請求項3に記載の電極。 - 前記発泡材料に導電剤が添加されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の電極。 - 前記導電剤の含有量は、前記発泡材料が100質量部であるのに対して、5〜35質量部である、
ことを特徴とする請求項5に記載の電極。 - 前記導電剤の含有量は、10〜25質量部である、
ことを特徴とする請求項6に記載の電極。 - 前記生体信号は脳波である、
ことを特徴とする請求項1から請求項7何れかに記載の電極。 - ユーザの耳に接触する第1脳波測定手段と、
前記第1脳波測定手段と繋がって前記耳に接触する第2脳波測定手段と、
前記第1脳波測定手段と前記第2脳波測定手段とによる脳波測定結果を端末装置に送信する送信手段と、
を有し、
前記第1脳波測定手段及び前記第2脳波測定手段の中の少なくとも一方に、請求項8に記載の電極が用いられる、
脳波測定装置。 - ユーザの耳に接触する第1脳波測定手段と、
前記第1脳波測定手段と繋がって前記耳に接触する第2脳波測定手段と、
前記第1脳波測定手段と前記第2脳波測定手段とによる脳波測定結果を端末装置に送信する送信手段と、
前記耳に挿入されるスピーカ部と、
前記スピーカ部を支持する支持部材と繋がって前記耳に掛けられる耳掛け部と、
を有し、
前記第1脳波測定手段は、前記スピーカ部に設けられており、
前記第2脳波測定手段は、前記耳掛け部に設けられており、
前記第1脳波測定手段に、発泡材料によって構成され、少なくとも生体に接触する部分が導電性を有し、生体に接触して脳波を検出する電極が用いられており、
前記電極の25%圧縮硬さは、40〜135(kPa)である、
ことを特徴とする脳波測定装置。 - ユーザの耳に接触する第1脳波測定手段と、
前記第1脳波測定手段と繋がって前記耳に接触する第2脳波測定手段と、
前記第1脳波測定手段と前記第2脳波測定手段とによる脳波測定結果を端末装置に送信する送信手段と、
前記耳に挿入されるスピーカ部と、
前記スピーカ部を支持する支持部材と繋がって前記耳に掛けられる耳掛け部と、
を有し、
前記第1脳波測定手段は、前記スピーカ部に設けられており、
前記第2脳波測定手段は、前記耳掛け部に設けられており、
前記第2脳波測定手段に、発泡材料によって構成され、少なくとも生体に接触する部分が導電性を有し、生体に接触して脳波を検出する電極が用いられており、
前記電極の25%圧縮硬さは、20〜110(kPa)である、
ことを特徴とする脳波測定装置。
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