JPS61249440A - シ−ルドした自己準備性電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般的には、皮膚の電位を感知するための脳
波電極またはプローブに関し、さらに詳細には、患者（
被験者）がほとんど準備しなくとも所定位置に容易にか
つ固定的に保持されるので脳波図作製が容易にできる自
己準備性電極またはプローブ。′ 患者の脳波図や心電図の作成は、それぞれ脳と心臓を覆
っている皮膚の電位を感知することににって行なうのが
普通である。脳波図作成の準備作業では、頭皮のうちの
血液の豊富な表皮層に１本以上の電極を電気接触させ、
基準リード線を、たとえば耳たぶに接続する。１本以上
の電極及び基準リード線は、これらの電極が感知する信
号を利用する増幅器や他の機器に接続して脳波採取の準
備を行なう。

従来の脳波電極は、多くの適用例に対して満足すべきも
のであるが、電極を頭皮の多数の点に取り付ける脳波図
の作製に用いた場合には特にいくつかの欠陥がある。電
極を取り付ける領域の剃髪と死んだ皮膚層の除去を従来
の電極は必要とするので、患者の頭の広い領域を剃髪し
なければならず、患者は、従来の電極を用いる脳波図の
作製中皮膚を研り取られる不愉快な気分を経験する。さ
らに、従来の電極は、接着剤のずれや接着力の低下のた
めに患者の頭からうっかり落ちることかでり、また、適
切な接触を確実に保つために接着剤自体も使用する度に
取り除かねばならない。最後に、電極や配線をシールド
していないため、たとえば８０Ｈｚを含む多くの周波数
の電磁波は、脳波採取の途中で脳波電極やそれと一緒に
用いる増幅器が発生する信号から除去しなければならな
くなる。

本発明は、脳波図や心電図の作成中電磁波の干渉を減少
するシールドした自己準備性電極を提供することである
。

上記の目的を達成するため、本発明は内側導体及び外側
導体を備えている同軸ケーブルに接続して、死んだ皮膚
層の下層である血液の豊富な皮膚層の電位を感知するこ
とができるシールドした自己準備性電極であって、死ん
だ皮膚層を孔抜きにして血液の豊富な皮膚層と電気接触
するための多ポイント先端を備えているピストン、この
ピストンと衝合して該多ポイント先端を血液の豊富な皮
膚層に向けて押圧してこの皮膚層との電気接触を出血を
伴なわずに維持するための押圧手段、さらに、該ピスト
ン及び該押圧手段を保持するための本体を備えているプ
ローブ組立体と、第１端が同軸ケーブルの内側導体に接
続可能になっている共に第２端が該プローブ組立体を着
脱自在に保持しているソケットと、キャビティ及び絶縁
体を備えていると共に該同軸ケーブルの外側導体に接続
可能になっていて、該ソケットを該絶縁体に接触した状
態に固定的に保持すると共に該プローブ組立体に電磁シ
ールドを与えるための外殻であって、この外殻のキャビ
ティの中にはピストンの多ポイント先端が抵抗を受けつ
つ滑動して滑り込めるようになっている外殻と、さらに
、この外殻及びピストンの多ポイント先端を死んだ皮膚
層と接触状態に保持するための本体取り付け手段とから
構成されていることを特徴とする電極にある。

脳波図作製に適当な自己準備性の電極は、誘電性のシリ
ンダでグローブ組立体用のソケットから離隔してある金
属製のシリンダを備えている。プローブ組立体は、同軸
ケーブルの内側導体に接続可能なソケットによって脱着
自在に保持してあるチューリップ状態プローブであるこ
とが好ましい。上述の金属製シリンダは、プローブ組立
体と外殻が患者（被験者の皮膚に位置決めされるとチュ
ーリップ状プローブの先端が部分的に押し込まれて入る
キャビティが穿設してある。チューリップ状プローブの
先端には、死んだ皮膚層に圧入して患者の血液の豊富な
皮膚層と電気接触を行なう多数のポイントが形成してあ
る。電極は、その外殻に取り付けるストラップによ）て
所定位置に保持される。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。

ベックマン（Ｂｅｃｈｍａｎ）社製で部品番号５３−０
４０７５の従来の脳波電極が第１Ａ図と第１Ｂ図に図示
してある。頭皮と接触する従来の脳波電極の表皮は第１
Ａ図に図示してある。頭皮の血液の豊富な表皮層と接触
させるために、頭皮の一部を剃ってそこの頭皮を除去し
、電極を取り付ける場所の頭皮の死んだ部分即ち角質層
を掻き取るか削り取る。接着剤を円形外表面１０に塗布
し、電解質のクリームまたはゲルを中心部１２に塗布す
る。この中心部１２は、従来の脳波電極を断面で図示し
ている第１Ｂ図かられかるように、表面１０から押し込
むか引っ込めである。銀製のプラグ１４は三方からプラ
スチック製のカバー１６をしてあり表面１２の所だけ露
出しておいてそこに電解質のゲルを塗布する。また、配
線１８を銀製プラグ１４に接続して脳波計への接続を行
なう。

本発明によるシールドした自己準備性の電極が第２図に
断面図で図示してある。電位センサ２２が、電気シール
ドを与える外殻２４の中心に配設してある。この外殻は
、誘電体２８によって電位センサ２２から離隔してある
金属製シリンダすなわちソケットホルダ２６で形成して
ある。この金属製シリダン２６は、アルミニウムの塊を
機械加工するかアルミニウムや銅の管を成形することに
よって容易に形成することができる。誘電体２８は、多
くの材料で作ることができ、その−例を挙げれば、筒状
に成形した商標名「レキサン（Ｌｅｘａｎ）　Ｊのポリ
カーボネート樹脂であって、アルミニウム製のシリンダ
２６の中に固定することができる。

電位センサ２２は２つの要素で構成することが好ましい
。第１の構成要素は、同軸ケーブル３４の中心導体３２
にはんだ付けできるソケット３０であり、第２の構成要
素は、ソケット３０に着脱自在に保持してあるプローブ
組立体３６である。このプローブ組立体３６は、オスト
ビイ・アンド・バートン （０ｓｔｂｙ　ａｎｄ　Ｂａｒｔｎ）社が部品番号１０
０８１７−５で製造している金メッキしたチューリップ
状プローブが好ましい。このプローブは、第３Ａ図と第
３Ｂ図に図示してある。上記オストビイ・アンド・パー
トン社は、第４図に図示したように、チューリップ状プ
ローブ３６を保持する部品番号６４００の適当なソケッ
ト３０も製造している。

チューリップ状プローブ３６は、半導体産業で汎用プロ
ーブとして使用されているが、脳波プローブに用いると
特に適当であるという特徴を持っている。第３Ａ図と第
３Ｂ図に図示してあるように、チューリップ状プローブ
３６は、中心ポイント４２とそれを包囲している６点の
楔状外側ポイント４４とを形成してある先端４０を備え
ている。この構造によって、死んだ皮膚層に孔抜きする
ことができると共に血液の豊富な下層と出血を伴なわず
に接触できる。それは、皮膚に対する押圧力が、ポイン
ト４２．４４の数が多く楔形になっているので分散され
るからである。

さらに、多数のポイント４２．４４が楔形をしているこ
とによって、検診ごとにクリーニングしなくとも何回も
検診に供せるというセルフクリーニング性をチューリッ
プ状プローブ３６に与えている。

先端４０は、本体４８で一部を包囲しているピストン４
６に取り付けである。ばね５０によってピストン４６を
ロール・クリンプ５２に抗して押し込んで、ピストン４
６が抵抗を受けつつ本体４８の内部を滑動できるように
なっている。１００８１７−５番の部品の全長は、約１
１／３インチ（約３．３９ｃｍ）であり、先端４０は、
約１７２０インチ（約１．３ｍｍ）の最大直径を持つ。

また、ばね４０は、約２１７２乃至６オンス（約７０．
８７乃至１７０．１０ｇ）の押圧力を持つているので、
先端４０は、血液の豊富な皮膚層を破裂させて出血させ
ることなく死んだ皮膚層に圧入することができる。ソケ
ット３０は、その第１端５４で内側導体３２に取り付け
てありその第２端５６でチューリップ状プローブ３６を
固定的に保持している。しかしながら、チューリップ状
プローブ３６が破損したりばねがへたばれば、チューリ
ップ状プローブ３６をソケット３０から取り外して交換
することができる。

また、ロール・クリンプ５２には別の手段で圧力を与え
ることができる。たとえば、第３Ａ図に図示したばね５
０の代わりに圧縮ガスを用いることができる。この場合
、プローブ組立体３６はシールしてガスの漏れがないよ
うにしなければならない。

外殻２４は、同軸ケーブル３４（第２図を参照）の内側
導体６０とストラップ６２とに取り付けることができる
。このストラップ６２によって電極を被験者の体に取り
付けることができる。外殻２４は、キャビティ６４も穿
設してあり、このキャビティ６４の中へ先端４０が被験
者の皮膚に押圧された入り込めるようになっている。ソ
ケット３０とチューリップ状プローブ３６は、第２図に
図示してあるように、先端４０が外殻２４の端を越えて
通常は突出するように外殻２４の中に装着してある。シ
リンダ２６の＠６６を被験者の頭皮に押し付けつと、先
端４０は、死んだ皮膚層から被験者の血液の豊富な皮膚
層に圧入するにつれてキャビティ６４の中に押圧されて
部分的に潜り込む。

ストラップ６２は、プローブの外殻２４に種々の方法で
取り付けそれによってプローブを被験者の体に取り付け
ることができる。たとえば、ストラップ６２は、１本の
連続した可撓性のバンドであっても２本以上のストラッ
プであってもよい。２本のストラップを用いた場合、フ
ックとループ（「ベルクロ（Ｖｅｌｃｒｏ）　Ｊの商品
名を持つ）のバッチ６８のような接合手段が用いられる
。本発明による１本以上のシールドしたプローブは被験
者の頭にかぶるヘルメット用の比較的硬質のプラスチッ
ク製ストラップに装着することもできる。こうしたプラ
スチック族のストラップの一例はヘルメットや化学シー
ルドに見ることができ、その場合、外殻２４は、その外
側にロール・クリンプを形成することによってプラスチ
ック製バンドの穴にスナップ嵌めできるであろう。また
、シールドした多数の電極をドーム状のヘルメットに密
な配列で取り付けて脳波図を作製することもできる。

先端が４０が皮膚を孔抜きできる特長を備えているため
、電極を装着する前に被験者の皮膚を削り取ったり頭髪
を剃る必要がなくなる。本発明による電極を従来の増幅
器と共に用いる場合、抵抗値テストを行なって５にΩを
代表値とする増幅器の入力インピーダンスの要求を満足
するようにしなければならない。

抵抗値がインピーダンスの最小要求値を越えていたら、
感知する領域上にプローブを少し動かすことによって頭
皮を少し削り取れば充分である。しかしながら、ストラ
ップやヘルメットを取り付ける通常の方法で普通は充分
である。

低ノイズの脳波プローブ配線系統や高感度の狭帯域脳波
増幅器と共に用いる場合、電解質のゲルや溶液は必要と
しない。以下に述べるような従来の増幅器と共に用いる
場合、被験者の脳波検査を行なう前に必要なのは一滴の
電解質だけである。プローブを被験者の頭部に位置決め
した復電解質を塗布すると、低ノイズの配線系統及び狭
帯域増幅器と共に用いる場合でもコンダクタンスがさら
に高なることはもちろんである。

このプローブは、その自己準備特性、セルフクリーニン
グ特性及び低ノイズ特性の故に、何人もの被験者が頭皮
に電極を固定している検査室で眼鏡レンズの処方を行な
うための話発電位による自動屈折率測定システムに用い
ると特に適当である。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、患者の頭皮に装着した表面から見た従来の
脳波電極の平面図。 第１Ｂ図は、第１Ａ図の線Ａ−Ａ　”に沿って切断した
従来の脳波電極の断面図。 第２図は、本発明によるシールドした自己準備性電極の
断面図。 第３Ａ図は、第２図に図示してあるシールドした電極に
用いるプローブ組立体３６の一部断面図。 第３Ｂ図は、第３Ａ図のプローブ組立体３６の先端４０
を図示している前面図。 第４図は、第２図に図示してあるソケット３０の側面図
である。 ２４・・・・外殻 ２６・・・・金属製シリンダ ２８・・・・誘電体シリンダ ３０・・・・ソケット ３２・・・・中心導体 ３４・・・・同軸ケーブル ３６・・・・プローブ組立体 ４０・・・・先端 ４２．４４・・・・ポイント ４６・・・・ピストン ４８・・・・本体 ５０・・・・ばね ５４・・・・（ソケット）の第１端 ５６・・・・（ソケットの）第２端 ６０・・・・外側導体 ６２・・・・ストラップ ６４・・・・（外殻の）キャビティ ＦＩＧ、　１４゜ ｔ−ｔｃ、　ｔｓ。 ア林ト２−％、コー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内側導体及び外側導体を備えている同軸ケーブルに
   接続して、死んだ皮膚層の下層である血液の豊富な皮膚
   層の電位を感知することができるシールドした自己準備
   性電極であって、死んだ皮膚層を孔抜きにして血液の豊
   富な皮膚層と電気接触するための多ポイント先端を備え
   ているピストン、このピストンと衝合して該多ポイント
   先端を血液の豊富な皮膚層に向けて押圧してこの皮膚層
   との電気接触を出血を伴なわずに維持するための押圧手
   段、さらに、該ピストン及び該押圧手段を保持するため
   の本体を備えているプローブ組立体と、第１端が同軸ケ
   ーブルの内側導体に接続可能になっている共に第２端が
   該プローブ組立体を着脱自在に保持しているソケット と、キャビティ及び絶縁体を備えていると共に該同軸ケ
   ーブルの外側導体に接続可能になつていて、該ソケット
   を該絶縁体に接触した状態に固定的に保持すると共に該
   プローブ組立体に電磁シールドを与えるための外殻であ
   って、この外殻のキャビティの中にはピストンの多ポイ
   ント先端が抵抗を受けつつ滑動して滑り込めるようにな
   っている外殻と、さらに、この外殻及びピストンの多ポ
   イント先端を死んだ皮膚層と接触状態に保持するための
   本体取り付け手段とから構成されていることを特徴とす
   る電極。 ２、外殻は、同軸ケーブルの外側導体と接続可能になっ
   ていると共にその一端にキャビティを穿設してある金属
   製シリンダと、このシリンダとソケットの間に配設して
   ある誘電体シリンダとをさらに備えていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載した電極。 ３、電解質シリンダは、レキサン（Ｌｅｘａｎ）で形成
   してあることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
   した電極。