JP2019107428A

JP2019107428A - 脳波検出用電極

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Publication number: JP2019107428A
Application number: JP2017255336A
Authority: JP
Inventors: 晶朗木村; Akio Kimura
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2019-07-04
Anticipated expiration: 2037-12-15
Also published as: JP6354969B1

Abstract

【課題】脳波計測において導電性ペースト等によって使用者の頭髪を汚す事が無く電極を配置でき、ノイズの混入が少なく、しかも電極と接触面のインピーダンスを任意に下げる事ができ、また日常生活において違和感なく装着可能である脳波検出用電極を提供する。【解決手段】先端に繊維１が巻きつけられた複数の屈曲自在な棒２と、棒２および棒２の略先端より延びた導線３が中に差し込まれている筒４と、筒４および導線３が固着され棒２が貫通した台板５と、台板５に固着され螺旋状の凹凸が形成された本体ケース６と、本体ケース６の凹凸に噛み合うように凹凸が形成されたキャップ７から成り、繊維１は筒４から露出している事を特徴とする。【選択図】図１

Description

この発明は、脳波検出用電極に関するものである。

従来、脳波計測における電極の装着方法としては、電極を粘着テープにて頭皮上に固定する方法や電極を所定の位置に保持するためにゴム製の頭部バンドを使用する方法や複数の電極が配置された専用のヘッドキャップを被る方法等がある。これらの方法は装着に手間がかかる他、着脱の際には頭髪の乱れを伴う。また、これらは頭髪を有する頭皮へ電極を接触させる際には導電性ペーストが必要である為、頭髪の汚れを伴わざるを得ない。また装着時は外観的にも違和感があるため日常生活時の計測などには不向きである。

これらを解決する方法として、１個または複数個の電極が使用者の前頭部に接するべく配置されたヘッドセットを用いる方法や特開２０００−０１４７８７にて提案されているメガネ等に電極を配置する方法等がある。これらは、頭髪の無い前頭部へ電極を接触させる方式である為、導電性ペースト等によって頭髪が汚れる事が無く、しかも着脱時の頭髪の乱れを伴わない。しかし、前頭部には筋肉がある為、筋電ノイズが混入し、しかも多くの脳波計測における計測対象であるアルファー波は後頭部から発生する為、これらのような前頭部のみに配置された電極によって正しい計測を行う事は不可能である。

一方、外耳道に配置された電極によって脳波計測を行う方法として、特開２０１１−２１７９８６では外耳道の形状に合わせて変形する弾性体の表面に電極を覆わせて該弾性体を耳穴に挿入する事により外耳道内周面に電極を接触させて脳波を検出する方法が提案されている。しかし、弾性体は外耳道内部での膨張をコントロールできない為、電極と接触面のインピーダンスを任意に下げる事が困難である。

特開２０００−０１４７８７号公報、特開２０１１−２１７９８６号公報

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本発明は上記の事情に鑑み為されたもので、その解決しようとする課題は、脳波計測において導電性ペースト等によって使用者の頭髪を汚す事が無く電極を配置でき、ノイズの混入が少なく、しかも電極と接触面のインピーダンスを任意に下げる事ができ、また日常生活において違和感なく装着可能である脳波検出用電極の実現である。

本発明は、前記した課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、先端に繊維１が巻きつけられた複数の屈曲自在な棒２と、該棒２および該棒２の略先端より延びた導線３が中に差し込まれている筒４と、該筒４および前記導線３が固着され前記棒２が貫通した台板５と、該台板５に固着され螺旋状の凹凸が形成された本体ケース６と、該本体ケース６の凹凸に噛み合うように凹凸が形成されたキャップ７から成り、前記繊維１は前記筒４から露出している事を特徴とする脳波検出用電極である。

脳波計測において導電性ペースト等によって使用者の頭髪を汚す事が無く電極を配置でき、ノイズの混入が少なく、しかも電極と接触面のインピーダンスを任意に下げる事ができ、また日常生活において違和感なく装着可能である脳波検出用電極を実現できた。

本発明の実施形態に係る脳波検出用電極の斜視図である。本発明の実施形態に係る脳波検出用電極の側面図である。本発明の実施形態に係る脳波検出用電極の先端が閉じた状態の断面図である。本発明の実施形態に係る脳波検出用電極の先端が開いた状態の断面図である。本発明の実施形態に係る脳波検出用電極を外耳道に挿入し先端が閉じた状態の図である。本発明の実施形態に係る脳波検出用電極を外耳道に挿入し先端が開いた状態の図である。

本発明の実施の形態を図面を参照して以下に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る脳波検出用電極の斜視図である。１は繊維を示す。２は該繊維１が巻きつけられた複数の屈曲自在な棒を示し、３は該棒２の略先端より延びた導線を示す。４は該導線３および前記棒２が中に差し込まれている筒を示し、５は該筒および前記導線３が固着され前記棒２が貫通した台板を示す。６は該台板５に固着され螺旋状の凹凸が形成された本体ケースを示す。７は該本体ケース６の凹凸に噛み合うように凹凸が形成されたキャップを示す。図２は側面図である。図３は本発明の実施形態に係る脳波検出用電極の先端が閉じた状態の断面図であり、図４は先端が閉じた状態の断面図である。

これらの図が示している通り、本発明品は次の動作をする事を特徴とする。キャップ７を回転させると本体ケース６の螺旋状の凹凸に噛み合ったキャップ７は繊維１方向へ複数の棒２を押し出すが、棒２の略先端より延び台板５に固着された導線３は繊維１方向へ移動しようとする棒２を阻止し複数の棒２を放射状に曲げ広げる力が働く。しかし棒２は筒４内に収められているため放射状に広がる部分は棒２の先端部分のみとなる。使用者はキャップ７の回転数によって棒２の先端部分の広がりを任意にコントロールする事ができる。

本発明は、以上のような構成で次のようにして使用する。先ず使用者は繊維１を塩水等の電解液に浸し、繊維１が露出している筒４を外耳道に挿入する。繊維１が外耳道内部に到達した段階でキャップ７を回すと、繊維１が巻きつけられた複数の棒２の先端は外耳道内部で放射状に広がり張り出す。図５は本発明の実施形態に係る脳波検出用電極を外耳道に挿入し先端が閉じた状態の図であり、図６は先端が開いた状態の図である。

このように本発明品を装着する事により電極と外耳内部の接触面のインピーダンスを任意に下げる事ができ、ノイズの減衰させる事ができる。

本実施形態において、本発明品を耳部に保持する方法として、棒２の先端の張り出す力のみによる方法や粘着テープで固定する方法やカチューシャに本発明品を取り付ける方法等が有効である。

本発明の実施例を以下詳細に説明する。通常、医療機関等にて脳波計測を行う場合には、国際基準である１０−２０法に基づいて被計測者の頭部２１箇所に直径１０ｍｍ程の皿型の銀塩化銀電極を導電性ペーストを用いて固定し、前記２１箇所の内から１点又は２点を基準電極として選択し、該基準電極とその他の電極との電位差を電極に接続された脳波計にて計測する方法が取られる。

この方法の場合、電極の取り付けに非常に時間がかかる上、導電性ペーストにより頭髪が汚れてしまう為、簡易的に脳波を計測する場合に不便であり、装着時は外観的にも違和感があるため日常生活時の計測などには不向きであった。

そこで、脳波計電極をイヤホン型にし、外耳道より脳波計測を行う方法を実現すべく、水泳用の耳栓に純銀線（径０．３ｍｍ）を縦方向すなわち耳への挿入方向へ巻き付け、純銀線に塩化銀皮膜を形成させ、この線に導電性ペーストを塗布した後、耳穴へ挿入し脳波を計測した所、多少の痛みはあるものの良好に脳波信号を検知する事ができた。

しかし、前述の電極を使用して数回の脳波計測を行った所、ノイズの混入にばらつきがあり、また複数の被験者を計測した場合もまたノイズの混入にばらつきがあった為、電極と外耳道壁間の接触インピーダンスを計測したところ、計測の都度あるいは被験者によって接触インピーダンスが変化している事が分かった。この事から接触インピーダンスを自在にコントロールできる機構が必要であるという課題が発生した。

そこで、極小サイズの結束バンドの環状部を切り落としたもの４本を先端のみを残し接着して束ね、それぞれの先端に純銀線（直径０．３ｍｍ）を結わえ垂らし、この結束バンドの束を純銀線ごとストローに差し込み、先端のみを露出させ、先端とは反対側を穴の開いたユニバーサル基板に差し込み、４本の純銀線を適度な長さに揃えてユニバーサル基板に半田付けし、ストローをユニバーサル基板に固定し、ユニバーサル基板のストローが固定された側とは反対の面にペットボトルの首の部分を取り付け、ユニバーサル基板の穴に差し込まれた側の結束バンドすなわち結束バンドの臀部がペットボトルの蓋の裏側と接触するように試作品Ａを作成した。

この試作品Ａのペットボトルの蓋を回すと結束バンド臀部が押され、反対側の結束バンド先端がストローから突出しようとするが、結束バンド先端とユニバーサル基板を繋いでいる純銀線がこの突出を阻止する結果、結束バンド先端は放射状に開く。

この試作品Ａのユニバーサル基板に半田付けしている純銀線と脳波計とを配線し、反対側の純銀線すなわち結束バンド先端に結わえている部分に塩化銀皮膜を形成させ、導電性ペーストを塗布し、耳穴に挿入して前述の要領でペットボットルの蓋を回して脳波を計測したところ、接触インピーダンスを任意に下げる事ができ、良好に脳波信号を検知する事ができたが、外耳道にかなりの痛みを伴った。

そこで、結束バンドの先端にフェルトを巻き、このフェルトと結束バンド先端を純銀線（直径０．３ｍｍ）で縫い合わせ、前述と同じ機構の試作品Ｂを作成し、導電性ペーストを使用せずにフェルトに塩水を滲みこませる事により前述と同様の脳波計測をおこなったところ、外耳道に痛みを伴う事なく接触インピーダンスを任意に下げる事ができ、良好に脳波信号を検知する事ができた。

試作品Ｂでは４本の結束バンドを使用している為、ペットボトルの蓋を回すと結束バンドの先端が４方向へ張り出し、その張力だけで耳に保持できたが、人によって耳穴の大きさに差がある為、本試作品Ｂが耳に入らない場合があった。

そこで結束バンドの数を４本から２本に減らして前述と同じ機構の試作品Ｃを作成し、前述と同様の脳波計測をおこなったところ、小さい耳穴にも挿入が可能となったが、本試作品Ｃは自らの重さで傾いた結果、結束バンド先端の一方向だけに重力が集中し外耳道にかなりの痛みを伴った。

そこで、養生テープにスリットを開け、そのスリットで挟むように試作品Ｃを養生テープで貼り付け、試作品Ｃを被験者の耳内に挿入した後、残りの部分の養生テープを被験者の頬と頭部に貼り付ける事により試作品Ｃを耳に保持し、前述と同様の脳波計測をおこなったところ、外耳道に痛みを伴う事なく接触インピーダンスを任意に下げる事ができ、良好に脳波信号を検知する事ができた。またカチューシャ型ヘッドフォンに試作品Ｃを取り付けて計測しても同様に良好な計測ができた。

１繊維
２棒
３導線
４筒
５台板
６本体ケース
７キャップ
８外耳道

Claims

先端に繊維１が巻きつけられた複数の屈曲自在な棒２と、該棒２および該棒２の略先端より延びた導線３が中に差し込まれている筒４と、該筒４および前記導線３が固着され前記棒２が貫通した台板５と、該台板５に固着され螺旋状の凹凸が形成された本体ケース６と、該本体ケース６の凹凸に噛み合うように凹凸が形成されたキャップ７から成り、前記繊維１は前記筒４から露出している事を特徴とする脳波検出用電極。