JPH0537482U - 皮膚表面筋電検出電極支持バンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 皮膚表面電極の皮膚への密着性及び装着性を
高めて信頼性を向上させるとともに、装着に伴う不快感
を少なくする。 【構成】 ユーザの腕に巻き付けて使用する支持バンド
本体３，５を、多数の皮膚表面電極となる電極ブロック
９，１１、及び絶縁ブロック１３を連結して構成し、こ
の皮膚表面電極から検出される信号を伝達するリード線
を案内して前記電極ブロック９，１１、及び絶縁ブロッ
ク１３を支持する支持帯１５，１７を設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、筋電義手やロボットマニピュレータなどを制御するときに用いら れる皮膚表面筋電検出電極支持バンドに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、皮膚表面電極から検出された筋電信号を認識して筋電義手やロボットマ ニピュレータを制御したりするときに用いられる皮膚表面電極は、例えば人体の 腕などの皮膚に直接接触させ固定して使用する。皮膚表面電極を皮膚表面に接触 させ固定させるには、例えば(a) 皮膚表面電極の表面に塗られたペーストによっ て接着する方法、(b) 皮膚表面電極をテープを使って皮膚面に接着する方法、(c ) 伸縮性のサポータの内側に皮膚表面電極を挿入する方法（特願昭６０−９６２ ２７参照）、(d) 皮膚表面に密着可能な支持体に、多数の線状に形成された皮膚 表面電極を埋設する方法（特願昭６１−５０５５３参照）、などがある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

前述したように、皮膚表面電極は皮膚面に直接接触させることで機能するもの であるが、前記した(a) ，(b) の方法は、皮膚面に油性分があると、接着しにく くなるため、皮膚面の油性分を拭きとる作業が必要となり、接着管理が面倒で手 間がかかる。また、接着管理を怠ると、ユーザの動きにより外れたり、筋電信号 にアーチファクトなどのノイズが入り、信頼性が充分ではない。さらに、テープ やペーストが皮膚に触れることによる不快感がユーザにある。

【０００４】 また、(c) の方法は、ユーザが運動することによりサポータが位置ずれを起こ し、これに伴い皮膚表面電極のずれや接触不良が問題となる。この場合、締め付 け力の強いサポータを使用することで解消できるが、腕などの装着部位が強く締 め付けられるため血流の流れが阻害されるという新たな問題を招来する。(d) の 方法は、支持体に電極を埋設するという構造のため、ユーザごとにオーダメイド で合わせた電極を製作する必要があり、種々の形状をした不特定多数の人体の皮 膚に、電極を密着させることは困難なものとなっている。

【０００５】 そこで、この考案は、皮膚表面電極の皮膚への密着性及び装着性を高めて信頼 性を向上させるとともに、装着に伴う不快感を少なくすることを目的としている 。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成するためにこの考案は、ユーザの腕または足などに巻き付けて 使用する支持バンド本体を、多数のブロック部材相互を連結して形成し、前記ブ ロック部材の一部をユーザの皮膚に接触する皮膚表面電極で構成し、この皮膚表 面電極から検出される信号を伝達するリード線を案内して前記皮膚表面電極を含 むブロック部材を支持する支持帯を設けた構成としてある。

【０００７】

【作用】

このような構成の皮膚表面筋電検出電極支持バンドによれば、支持バンド本体 を例えば人体の腕に巻き付けて取り付けることで、支持帯に支持されたブロック 部材で構成される皮膚表面電極が皮膚に密着して接触する。皮膚表面電極はブロ ック部材として支持バンド本体の一構成部材であるので、人体の腕などへの装着 性がよく、皮膚表面電極の位置ずれも防止され、皮膚表面電極の皮膚への密着性 も高いものとなる。

【０００８】

【実施例】

以下、この考案の実施例を図面に基づき説明する。

【０００９】 図１は、この考案の一実施例を示す皮膚表面筋電検出電極支持バンドの斜視図 であり、図２は図１の要部の拡大図である。この皮膚表面筋電検出電極支持バン ドは、人体の腕などの皮膚に接触する皮膚表面電極から出力される筋電信号の差 動増幅などの信号処理を行う信号処理部１と、この信号処理部１の両側部にそれ ぞれの一方の端部が装着される一対の支持バンド本体３，５と、各支持バンド本 体３，５の他方の端部相互を連結する連結部７とから構成されている。

【００１０】 支持バンド本体３，５には、前記皮膚表面電極を構成する、例えばアルミニウ ム、真鍮などの導電性のある電極ブロック９と電極ブロック１１とが対となって 、支持バンド本体３，５の長手方向に連続して複数設けられ、これにより電極対 は数１０チャンネルを備えることになる。電極ブロック９と電極ブロック１１と の間には、電極ブロック９，１１とは互い違いの配置となるようにプラスチック などからなる絶縁ブロック１３が、支持バンド本体３，５の長手方向に連続して 複数設けられている。電極ブロック９，１１と絶縁ブロック１３とで、支持バン ド本体３，５のブロック部材を構成している。電極ブロック９，１１の絶縁ブロ ック１３と反対側の側部には、支持バンド本体３，５の長手方向に沿って中空の 支持帯１５，１７が設けられている。支持帯１５，１７は、電気的絶縁性があり 、かつ柔軟性のある材料で構成されている。

【００１１】 複数の電極ブロック９には、リード線１９がそれぞれ接続され、このそれぞれ のリード線１９は支持帯１５内に引き出されて信号処理部１に接続されている。 複数の電極ブロック１１にも、リード線２１がそれぞれ接続され、このそれぞれ のリード線２１は支持帯１７内に引き出されて信号処理部１に接続される。

【００１２】 図２中で上下に位置する一対の電極ブロック９，１１は、電気的絶縁性のある ２本の連結ピン２３，２３によって、隣接し合う２つの絶縁ブロック１３，１３ 及び支持帯１５，１７とともに固定され、このような連結ピン２３，２３による 固定は、支持バンド本体３，５の全長にわたって、各電極対ごとになされている 。電極ブロック９，１１を固定する際、隣り合う電極ブロック９，９同志、及び 電極ブロック１１，１１同志は相互に接触しないように間隔２５、及び間隔２７ がそれぞれ形成されている。これにより、支持バンド本体３，５は、電極ブロッ ク９，１１，絶縁ブロック１３及び支持帯１５，１７によって柔軟な腕時計バン ドのような構成となる。

【００１３】 次に、一対の支持バンド本体３，５相互を連結する連結部７について説明する 。図１は、この連結部７による連結を解除した状態である。支持バンド本体３， ５それぞれの端部には、固定部材２９，３１がピン３３，３５を介して回動可能 に取り付けられている。固定部材２９には、内面側に接合ピン３７が突出して設 けられ、固定部材３１には接合ピン３７が嵌入して固定される接合孔３９が形成 されている。また、固定部材２９の内面側には、連結板４１の一端部が固定部材 ２９に対しピン４３を介して回動可能に装着され、連結板４１の他端部にはピン ４５を介して連結板４７の一端部が回動可能に連結されている。連結板４７の他 端部は、固定部材３１に装着されたスライド部４９に対してスライド可能に挿入 されている。

【００１４】 このように構成された皮膚表面筋電検出電極支持バンドを使用するには、図１ で示すような連結部７の連結を解除した状態で、図３に示すユーザの腕５１をこ の支持バンドに通し、連結板４１，４７相互を重ね合わせるよう連結板４１をピ ン４３に中心に矢印Ａ方向に回動させる。これとともに、連結板４１，４７相互 はピン４５を中心に回動しつつ、連結板４７の先端がスライド部４９に対してス ライドする。これにより、固定部２９，３１相互が接近し、接合ピン３７を接合 孔３９に嵌入することで、支持バンド本体３，５相互が連結固定される。

【００１５】 この結果、支持バンド本体３，５の一構成ブロック部材である皮膚表面電極を 構成する電極ブロック９，１１が、図４のように腕５１の皮膚面に密着して接触 する。電極ブロック９，１１が検出した筋電信号は、支持帯１５，１７内のリー ド線１９，２１を通って信号処理部１に送られ、差動増幅などの信号処理がなさ れる。

【００１６】 このように、上記実施例による皮膚表面筋電検出電極支持バンドは、皮膚表面 電極を構成する電極ブロック９，１１を支持バンド本体３，５の一構成部材とし 、全体を腕時計バンド形状としてあるので、装着しやすく、電極ブロック９，１ １および絶縁ブロック１３の数を適宜調整することで皮膚への密着圧力を任意に 調整でき、密着性も優れている。また、皮膚に密着した場合に、粘着性のあるテ ープやペーストで電極を固定するのと違い、装着に伴う不快感が少ない。さらに 、支持バンド本体３，５は連結部７で固定されるので、ユーザが運動しても、皮 膚表面電極のずれや接触不良が防止され、アーチファクトなどのノイズの発生が 抑制される。また、皮膚表面電極を電極ブロック９，１１としてブロック部材で 構成するなど、支持バンド本体３，５を柔軟性のあるものとしてあるので、この 支持バンドをユーザごとにオーダメイドで合わせて製作する必要がなく、種々の 形状をした不特定多数の人体の皮膚に、電極ブロック９，１１を密着させること が可能となる。腕時計バンド形状であることから、ユーザが通常生活する場でも 外見上の違和感が少なく、気軽に装着できる利点がある。

【００１７】 なお、上記実施例では、ユーザの腕５１に巻き付けて使用する例を示したが、 足や、首、頭部、指などの部位に装着して使用することもできる。また、数１０ チャンネルの例を示したが、より他チャンネルにすることも、より少数チャンネ ルにすることも可能である。また、電極ブロック９，１１から出力される筋電信 号の処理は、信号処理部１で増幅のほか、漉波、認識などを行うようにしてもよ く、信号処理部１に無線の送信機あるいは赤外線テレメトリの送信機を設けて、 筋電信号を伝送することも可能である。また、リード線１９，２１を延長して、 有線で外部の信号処理部に信号伝達してもよい。

【００１８】 この考案の応用分野としては、前腕切断者用の義手，他部位切断者用の義手， 義足等の動力義手として福祉分野への応用、健常者を操縦者として、宇宙空間， 原子力発電所の格納容器内，深海，火災現場，毒性を有する微生物の培養容器内 作業などの、極限作業用遠隔制御ロボットのロボットハンドの制御、遠隔手術時 のロボットハンドの医師によるオペレーション、血管，眼球などの微小臓器の手 術時のマイクロロボットハンドの医師によるオペレーション、ＬＳＩデバイスな どの微小デバイスのハンドリングのためのロボットハンドの有人オペレーション 、無人電話局，無人電波中継施設，とう道，無人変電所などの保守管理を要する 施設の保守管理にあたる遠隔操縦型ロボットハンドの有人オペレーション、航空 機パイロットの操縦装置への入力デバイスへの応用、コンピュータＣＧで作られ た仮想空間内のマニピュレーションへの応用、などが考えられる。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明してきたように、この考案によれば、支持バンド本体を腕時計のバン ド形状とし、支持バンド本体を構成するブロック部材の一部を皮膚表面電極で構 成したので、人体の腕などへの装着がしやすく、皮膚表面電極の位置ずれも防止 でき、皮膚表面電極の皮膚への密着性も高いものとなる。また、ブロック部材の 数を調整することで、種々の形状をした不特定多数の人体の皮膚に、皮膚表面電 極を密着させることが可能であり、腕時計バンド形状であることから、ユーザが 通常生活する場でも外見上の違和感が少なく、気軽に装着できる利点がある。ま た、皮膚に密着した場合に、粘着性のあるテープやペーストで電極を固定するの と違い、装着に伴う不快感が少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例を示す皮膚表面筋電検出電
極支持バンドの斜視図である。

【図２】図１の要部の拡大された正面図である。

【図３】図１の皮膚表面筋電検出電極支持バンドをユー
ザの腕に装着した状態の説明図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１ 信号処理部 ３，５ 支持バンド本体 ９，１１ 電極ブロック（ブロック部材） １３ 絶縁ブロック（ブロック部材） １５，１７ 支持帯 １９，２１ リード線 ５１ 腕

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ユーザの腕または足などに巻き付けて使
   用する支持バンド本体を、多数のブロック部材相互を連
   結して形成し、前記ブロック部材の一部をユーザの皮膚
   に接触する皮膚表面電極で構成し、この皮膚表面電極か
   ら検出される信号を伝達するリード線を案内して前記皮
   膚表面電極を含むブロック部材を支持する支持帯を設け
   たことを特徴とする皮膚表面筋電検出電極支持バンド。