WO2016136629A1 - 脳波測定用電極 - Google Patents
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
- A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
- A61B5/291—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electroencephalography [EEG]
Definitions
- the present invention relates to an electroencephalogram measurement electrode.
- the conventional electroencephalogram measurement electrode a type in which a conductive paste is interposed between the subject's scalp and the electrode is often used.
- the conductive paste has the effect of fixing the position of the measurement site, but it requires work removal because it requires removal after measurement. .
- an electrode that can ensure low contact impedance without using a conductive paste
- a dry electrode for example, a multi-pin type dry electrode (for example, Non-Patent Document 1) used by attaching to a hair band or a multi-pin type dry electrode (for example, Non-Patent Document 2) used by attaching to a head cap has been proposed.
- the multi-pin is made of a hard metal.
- an electroencephalogram measurement electrode for example, Patent Document 1
- Patent Document 2 an electroencephalogram measurement electrode in which a spherical tip can be expanded, contracted and swiveled
- Non-Patent Documents 1 and 2 have a problem that the test subject feels uncomfortable and the burden on the scalp is large, although conduction is sufficiently ensured because the multi-pin is made of a hard metal.
- an object of the present invention is to provide an electroencephalogram measurement electrode that can sufficiently ensure conduction by contacting the scalp without using a conductive paste and that can reduce the burden on the subject.
- An electroencephalogram measurement electrode is an electroencephalogram measurement electrode comprising a base material made of an elastic body and a structure formed on a surface of the base material, wherein the base material contacts the scalp.
- the structure includes a plurality of nanocarbon materials, and the plurality of nanocarbon materials form a network structure connected to each other and are fixed to the surface of the base material. It is characterized by.
- the electroencephalogram measurement electrode includes a base material made of an elastic body, and a part of the protrusion (contact surface) of the base material contacts the scalp of the subject.
- nano-carbon materials are connected to form a network structure.
- Such a structure is attached and fixed to the base material. Thereby, it can contact with a scalp without using an electrically conductive paste, and can fully ensure conduction
- FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 4A. It is the schematic which shows the structure of the active electrode used for the electrode contact resistance measurement.
- the electroencephalogram measurement electrode 10 includes a base material 12 having a disk-shaped support 12 a and a protrusion 12 b formed on one surface of the support 12 a.
- a structure (not shown) is formed on the surface of the base material 12. This structure has conductivity, and a conductive path is formed on the surface of the base material 12 by this structure.
- the base material 12 is formed of an elastic body having flexibility and cushioning properties, and is formed of, for example, a thermoplastic elastomer. More specifically, examples of the thermoplastic elastomer include urethane thermoplastic elastomers.
- the Shore A hardness of the base material 12 is too large, the subject feels pain when the protruding portion 12b is brought into contact with the scalp.
- the Shore A hardness of the base material 12 is too small, the protrusion 12b pressed against the scalp is excessively curved, and the contact between the scalp and the protrusion 12b becomes unstable.
- the Shore A hardness of the base material 12 is preferably about 68 to 75A.
- the Shore A hardness of the base material 12 formed of a urethane-based thermoplastic elastomer is, for example, about 75A.
- the number of protrusions 12b in the base material 12 is not limited, it is desirable that a plurality of protrusions 12b are provided.
- the protruding portion 12b has a cylindrical shape and is integrally formed of the same material as that of the support portion 12a.
- the tip of the protrusion 12b has a contact surface 12c that contacts the scalp. In practice, the scalp is in contact with the structure formed on the contact surface 12c.
- the electroencephalogram measurement electrode 10 is composed of a base material 12 made of an elastic body and a structure on the surface of the base material 12, and does not include a metal member.
- the diameter of the support portion 12a can be about 5 to 20 mm, and the thickness can be about 1 to 10 mm.
- the diameter can be about 1 to 10 mm, and the height can be about 5 to 20 mm.
- a structure (not shown) on the surface of the base material 12 includes a plurality of nanocarbon materials.
- a carbon nanotube hereinafter referred to as CNT
- the plurality of CNTs are connected to each other to form a structure having a network structure.
- the connection here includes physical connection (simple contact). Since CNTs themselves have high conductivity, they can maintain high conductivity even after becoming a structure having a network structure of a plurality of CNTs, and are preferably used as the electroencephalogram measurement electrode 10.
- a structure having a network structure of CNT may be formed by mixing a general adhesive or the like with CNT and fixed to the surface of the base material 12 or van der Waals force possessed by CNT without using an adhesive or the like. It may be formed by using and attached directly to the surface of the base material 12 and fixed.
- the CNTs can be directly connected without inclusions, and a structure having a network structure can be formed.
- the high conductivity of CNT has the advantage that it can be used for the electroencephalogram measurement electrode 10 as it is.
- CNT is manufactured by a general arc discharge method, a vapor phase growth method, a laser evaporation method, or the like.
- a CNT produced by a vapor phase growth method using a catalyst containing a metal such as Co and Mg and using a gas containing CO (carbon monoxide) and H 2 as a raw material can be used.
- CNTs can be used not only in a tube shape but also those whose shape has been changed by heating or the like.
- the electroencephalogram measurement electrode 10 can be manufactured by preparing a dispersion containing CNTs and forming a structure on the surface of the base material 12 using the dispersion.
- CNTs Prior to preparation of the dispersion, CNTs are pretreated with a mixed acid.
- a mixed acid for example, a 1: 1 mixed solvent of nitric acid and sulfuric acid can be used.
- the CNTs are stirred and then irradiated with ultrasonic waves to isolate and disperse the CNTs.
- the CNT is taken out by filtration under reduced pressure, and the CNT surface is neutralized using ammonia water or the like. And after washing
- a dispersion liquid is obtained by ultrasonic treatment or high-pressure dispersion treatment so that the powdery CNTs subjected to the pretreatment as described above have a concentration of, for example, 0.01 to 10 wt%.
- the concentration of CNTs in the dispersion is more preferably about 0.1 to 5 wt%, and most preferably about 0.5 to 2 wt%.
- the solvent N, N-dimethylformamide (DMF), various alcohols, and the like can be used.
- DMF N-dimethylformamide
- suitable additives such as a dispersing agent, surfactant, and an adhesive agent.
- additives when added to the dispersion, these additives may coat the fiber surface of the CNT, which may impair the original conductivity of the CNT. From these facts, it can be said that it is preferable from the viewpoint of improving conductivity to form a structure having a network structure of CNTs with a dispersion without adding the above additives and fix the structure to the base material 12.
- the elastic body as the base material 12 is immersed in the dispersion.
- the CNT forms a structure having a network structure of the CNT by van der Waals force acting between the surface of the base material 12, and the protrusion in the base material 12. It adheres directly to the surface of the part 12b, the support part 12a and the contact surface 12c.
- an adhesive or the like is added to the dispersion liquid, in addition to the above van der Waals force, a force such as an adhesive is also taken into account, and the dispersion liquid strongly adheres to the base material 12.
- the base material 12 is drawn out from the dispersion and dried, so that the CNTs adhere to and are fixed to the surface of the base material 12.
- a structure having a network structure in which CNTs are connected to each other is formed on the surface of the base material 12.
- a structure having a predetermined thickness can be obtained by repeating the steps of dipping and drying.
- the base material 12 When the base material 12 is immersed in the dispersion liquid as described above, the CNTs adhere to the surfaces of the protruding portion 12b, the support portion 12a, and the contact surface 12c in the base material 12. Therefore, it is possible to easily form the electroencephalogram measurement electrode 10 in which CNTs adhere to the surface of the base material 12.
- a structure is formed on the surface of the base material 12 having the protruding portion 12b, and a conductive path is formed on the surface of the base material 12 by the structure. Is done.
- the protrusion 12b enters between the hairs and contacts the scalp at the contact surface. Even without using a conductive paste, it is possible to ensure electrical conduction between the electroencephalogram measurement electrode 10 and the head of the subject and reduce the contact impedance to an extremely low level. As a result, the electroencephalogram measurement electrode 10 can accurately detect a weak electric signal from the head.
- the base material 12 including the projecting portion 12b is made of an elastic body and has flexibility and cushioning properties. The contact between the projecting portion 12b and the head of the subject prevents the subject from feeling uncomfortable even when pressure is applied, and the burden is reduced.
- the structure since the structure forms a network structure in which a plurality of CNTs are connected to each other, the structure can exhibit electrical conductivity that is a function derived from CNTs.
- the electrical conductivity thereof is particularly high, and the electroencephalogram measurement electrode 10 is suitable.
- the measured electroencephalogram can be efficiently transmitted as compared with the case where the conductive path exists inside the base material 12.
- the structure when the structure is directly connected to CNTs without using an adhesive or the like to form a network and is fixed to the base material 12, that is, the structure is formed without using an adhesive or the like. Since the structure is fixed to the base material 12, in addition to good conductivity, the flexibility and cushioning properties of the base material 12 can be maintained. Therefore, the electroencephalogram measurement electrode 10 can reduce the burden on the subject by having flexibility and cushioning properties as a whole. Since the structure exists on the surface of the base material 12, the amount of CNT used can be minimized, leading to a reduction in manufacturing cost.
- the electroencephalogram measurement electrode 10 includes a base material 12 made of an elastic body and a structure on the surface of the base material 12. Since no metal member is included, X-ray computed tomography (CT) or nuclear magnetic resonance imaging (MRI) with the electroencephalogram measurement electrode 10 according to this embodiment attached to the head Thus, even if image information is acquired, the occurrence of artifacts can be prevented. Therefore, the electroencephalogram measurement electrode 10 can simultaneously acquire image information obtained by X-ray CT, MRI, or the like and an electroencephalogram by the electroencephalogram electrode.
- CT computed tomography
- MRI nuclear magnetic resonance imaging
- the electroencephalogram measurement electrode 10 can be used for a subject who has a metal allergy.
- the electroencephalogram measurement electrode 10 according to the present embodiment can be disposable, and is excellent in terms of hygiene.
- the base material 12 made of an elastic body can be integrally formed with the support portion 12a and the protruding portion 12b. Such an electroencephalogram measurement electrode 10 is excellent in mass productivity and can reduce the manufacturing cost.
- the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within the scope of the gist of the present invention.
- CNT is used as the nanocarbon material forming the structure, but is not limited to CNT, and graphene can also be used.
- Graphene is a nanocarbon material having high conductivity like CNT.
- the electroencephalogram measurement electrode 10 can be obtained by attaching graphene to the surfaces of the protruding portion 12b, the support portion 12a, and the contact surface 12c of the base material 12 by the same method as described above except that CNT is changed to graphene. .
- Graphene can be dispersed in a solvent and used as a dispersion having a concentration of 0.01 to 10 wt%, for example.
- concentration of graphene in the dispersion is more preferably about 0.1 to 5 wt%, and most preferably about 0.5 to 2 wt%.
- the base material 12 is formed of a thermoplastic elastomer
- the base material 12 can be formed using an arbitrary elastic body.
- the base material 12 may be formed of resin, rubber, or the like.
- the thermoplastic elastomer include olefin-based thermoplastic elastomer (TPO), styrene-based thermoplastic elastomer, ester-based thermoplastic elastomer (TPC), urethane-based thermoplastic elastomer (TPU), polyamide-based thermoplastic elastomer (TPAE), and vinyl chloride.
- resins examples include AS resin, ABS resin, epoxy resin, tetrafluoroethylene / ethylene copolymer (ETFE), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), and the like.
- EFE tetrafluoroethylene / ethylene copolymer
- FEP tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer
- Examples of rubber include natural rubber (NR), ethylene / propylene rubber (EPM, EPDM), chloroprene rubber (CR), butyl rubber (IIR), polyurethane rubber (U), silicone rubber (VMQ, FVMQ), and acrylic rubber (ACM). ), Epichlorohydrin rubber (ECO), fluorinated rubber (FKM, FEPM, FFKM), nitrile rubber (NBR), hydrogenated nitrile rubber (H-NBR), chlorinated polyethylene (CPE), chlorosulfonated polyethylene (CSM), Examples thereof include butadiene rubber (BR) and styrene / butadiene rubber (SBR).
- the Shore A hardness of the base material 12 formed of an olefin-based thermoplastic elastomer (TPO) is, for example, about 73.
- the Shore A hardness of the base material 12 formed of ester thermoplastic elastomer (TPC) is about 68, for example.
- the Shore A hardness of the base material 12 formed of a polyamide-based thermoplastic elastomer (TPAE) is, for example, about 75A.
- the support part 12a and the protrusion part 12b in the base material 12 may use different materials by multicolor molding, insert molding, or the like, as long as flexibility and cushioning properties are not impaired.
- the base material 12 is formed by solidifying a foam material having cushioning properties such as urethane foam, a porous material such as wood or cork, a material made into a thread shape based on various fibers, or a material in which fibers are woven or knitted. You may form with a material and a nonwoven material. In short, any material exhibiting elasticity can be suitably used without being limited to the above materials.
- a foam material having cushioning properties such as urethane foam, a porous material such as wood or cork, a material made into a thread shape based on various fibers, or a material in which fibers are woven or knitted. You may form with a material and a nonwoven material. In short, any material exhibiting elasticity can be suitably used without being limited to the above materials.
- each CNT is applied to the surface of the base material 12 without using an adhesive.
- a structure having a CNT network structure can be formed while a plurality of fibers are entangled with each other, and can be directly fixed to the base material 12 at the same time. Thereby, the electroencephalogram measurement electrode 10 with improved conductivity can be obtained as described above.
- the protrusion 12b in the base material 12 is not limited to a cylindrical shape, and may be a polygonal column shape, a polygonal pyramid shape, or the like. Furthermore, the protrusion part 12b can also be formed in the shape which consists of an axial part and a contact part which are demonstrated later.
- a metal member such as a metal plate may be included in a part of the electroencephalogram measurement electrode 10 as long as the flexibility and cushioning properties of the protruding portion 12b are not impaired.
- a metal plate can be disposed on the bottom surface of the support portion 12a in the base material 12. By providing the metal plate, an electric signal can be easily transmitted. In this case, as long as a conducting wire for ensuring electrical continuity with the projecting portion 12b is provided, the structure does not necessarily have to be formed on the surface of the supporting portion 12a.
- the base material 22 may be formed by arranging a protruding portion 22 b along the long side and the short side on one surface of a rectangular plate-like support portion 22 a.
- the protruding portion 22b has a slender shaft portion 22b 1 diameter, and a contact portion 22b 2 Metropolitan provided at the tip of the shaft portion 22b 1.
- the end face of the contact portion 22b 2 is the contact surface 22c.
- the shape and number of the protrusions, the shape and area of the contact surface, etc. are not particularly limited, and can be changed as appropriate.
- the electroencephalogram measurement electrode 20 in which the structure as described above is formed on the surface of the base material 12 having a protrusion and made of an elastic body can obtain the same effect.
- the base material 12 was injection-molded using a polyamide-based thermoplastic elastomer as a thermoplastic elastomer, and an electroencephalogram measurement electrode 10 as shown in FIG. 3 was produced.
- the polyamide-based thermoplastic elastomer used is Pebax 2533SA01 manufactured by Arkema Co., Ltd.
- the base material 12 includes a disk-shaped support portion 12a and three projecting portions 12b. On one surface of the support portion 12a, a cylindrical portion 12e is provided concentrically with the support portion 12a. The three protrusions 12b are equally arranged so as to extend from the cylindrical portion 12e.
- the outer diameter d1 of the support part 12a is 10 mm.
- the cylindrical portion 12e has a thickness center diameter d2 of 5.0 mm (see FIG. 4A).
- the distance h1 from the end surface 12d of the support portion 12a to the contact surface 12c is 10 mm
- the thickness t1 of the support portion 12a is 2 mm
- the height h2 of the cylindrical portion 12e is 2.5 mm (see FIG. 4B).
- the cylindrical portion 12e has a base wall thickness t2 of 1 mm and a front wall thickness t3 of 0.8 mm.
- the three protrusions 12b have a tapered columnar shape.
- the protrusion 12b has a proximal end diameter d4 of 2 mm and a distal end diameter d5 of 1 mm.
- the Shore A hardness of the base material 12 was 75.
- the base material 12 was coated with CNTs by the method described above, and the electroencephalogram measurement electrode 10 of Example 1 was produced.
- the electroencephalogram measurement electrode 10 of Example 2 was manufactured by applying graphene coating to the base material 12 in the same manner except that a 1 wt% concentration of graphene dispersion was used.
- the impedance of the electroencephalogram measurement electrode 10 of Example 1 was measured using an LCR meter (IM3590 manufactured by Hioki Electric Co., Ltd.). The impedance was measured by sandwiching two predetermined portions of the base material 12 with clips. The frequency was 10 Hz. The impedance measured by sandwiching two places (on the diameter) of the outer periphery of the support portion 12a with clips was 600 ⁇ . The impedance measured by sandwiching one point on the outer periphery of the support portion 12a and the tip of the protruding portion 12b closest to this point with a clip was 6 k ⁇ . If the impedance is about 30 K ⁇ or less, it can be suitably used as an electroencephalogram measurement electrode.
- the impedance of the polyamide-based thermoplastic elastomer alone constituting the base material 12 is 1 ⁇ 10 12 ⁇ or more. By applying CNT coating to such a base material 12, the impedance could be greatly reduced. When graphene coating is applied to the same base material 12, the impedance similarly decreases.
- the electroencephalogram measurement electrode 10 of the example was combined with an active electrode (dish electrode), and electrode contact resistance was measured for the forehead and the hair portion.
- a wireless bioelectric signal measuring device (Polymate Mini) manufactured by Miyuki Giken was used.
- the active electrode 30 has a dish surface 30 a on one surface, a terminal retainer 34 for attaching the electroencephalogram measurement electrode 10 to the dish surface 30 a on the other surface, and a conducting wire 32 is connected. Yes.
- the electroencephalogram measurement electrode 10 is attached so that the end surface 12 d (see FIG. 4B) of the support portion 12 a of the base material 12 is in contact with the dish surface 30 a of the active electrode 30.
- the reference and ground electrodes were connected to the right ear. At this time, in order to reduce the contact resistance of the reference, a polishing gel was used for the right ear and a conductive paste was applied to the electrode. As a result, the reference electrode contact resistance was 10 K ⁇ .
- the contact surface 12c of the electroencephalogram measurement electrode 10 was brought into contact with the forehead portion or the hair portion, and the electrode contact resistance with respect to the reference was measured.
- the forehead part was measured by reducing the contact resistance by using a polishing gel before the measurement.
- the electrode contact resistance at the forehead portion was 25 k ⁇
- the electrode contact resistance at the hair portion was 30 k ⁇
- the electrode contact resistance at the forehead portion was 40 k ⁇
- the electrode contact resistance at the hair portion was 80 k ⁇ . It was confirmed that the electroencephalogram measurement electrode 10 of the example had a low electrode contact resistance even in the hair portion.
- the electrode contact resistance was measured for the forehead portion and the hair portion in the same manner using only the active electrode 30.
- the electrical contact resistance at the forehead was similar to that of the electroencephalogram measurement electrode 10 of the example, the hair portion was a large value of 300 k ⁇ or more.
- the active electrode 30 cannot contact the scalp avoiding the hair. With only the active electrode 30, the hair becomes an obstacle, and the electrode contact resistance with respect to the hair portion becomes high, so that the electroencephalogram cannot be measured accurately.
- the protruding portion 12b made of an elastic body reaches the scalp while scraping the hair of the head hair portion, and the contact surface 12c of the protruding portion 12b contacts the scalp without being obstructed by the hair. Since the contact surface 12c has a structure having a network structure in which a plurality of CNTs are connected to each other, sufficient conductivity can be ensured without a conductive paste. In the case of using the electroencephalogram measurement electrode 10 of the example, a low resistance value can be obtained even in the hair portion, and the electroencephalogram can be measured with high accuracy. Moreover, since the electroencephalogram measurement electrode 10 includes the protruding portion 12b made of an elastic body, the burden on the subject can be reduced.
- Electroencephalogram measurement electrode 12 22 Base material 12a, 22a Support portion 12b, 22b Protruding portion 12c, 22c Contact surface 12d End surface of 12a 12e Cylindrical portion 22b 1 shaft portion 22b 2 contact portion 30 Active electrode 30a Plate surface 34 Terminal Holding
Abstract
弾性体からなる母材（１２）と、前記母材の表面に形成された構造体とを備える脳波測定用電極（１０）であって、前記母材（１２）は、頭皮に接触する接触面（１２ｃ）を有する突出部（１２ｂ）を備え、前記構造体は、複数のナノ炭素材料を含み、前記複数のナノ炭素材料が、互いに接続されたネットワーク構造を形成していると共に、前記母材（１２）の表面に固定されていることを特徴とする、導電性ペーストを用いずに頭皮と接触して導通を十分に確保でき、しかも、被験者の負担を軽減できる脳波測定用電極を提供する。
Description
本発明は、脳波測定用電極に関するものである。
従来の脳波測定用電極としては、被験者の頭皮と電極との間に導電性ペーストを介在させるタイプのものが多く用いられている。導電性ペーストは、頭皮と電極との間の接触インピーダンスを低減するのに加えて、測定部位の位置を固定するという作用を有するものの、測定後の除去が必要になるので作業の煩雑さが伴う。
近年、導電性ペーストを使用せずに低い接触インピーダンスを確保できる電極（ドライ電極）が開発されている。ドライ電極としては、例えば、ヘアバンドに取り付けて使用するマルチピン型ドライ電極（例えば、非特許文献１）や、ヘッドキャップに取り付けて使用するマルチピン型ドライ電極（例えば、非特許文献２）が提案されている。これらのドライ電極においては、マルチピンは硬質な金属により構成されている。
また、被験者の負担を軽減するために、ゴムからなる突出部の先端に金属からなる接触部を設けた脳波測定用電極（例えば、特許文献１）や、金属ばねを用いることによって、金属製の球状先端部を伸縮、揺動、旋回可能とした脳波測定用電極が提案されている（例えば、特許文献２）。
本田学、戦略的創造研究推進事業CREST、研究領域「先進的統合センシング技術」、研究課題「脳に安全な情報環境をつくるウェアラブル基幹脳機能統合センシングシステム」
g-tec社製アクティブドライ電極「g.SAHARA」、インターネット＜URL：http://www.gtec.at/Products/Electrodes-and-Sensors/g.SAHARA-Specs-Features＞
上記非特許文献１，２の電極は、マルチピンが硬質な金属で構成されているため、導通は十分に確保されるものの、被験者が不快に感じ頭皮への負担が大きいという問題がある。
特許文献１の電極では、ゴムからなる突起部に所望の導電性を付与するために、多量の導電性材料が配合される。これによって、ゴム本来の柔軟性やクッション性が低下して硬質となり、頭皮に接触させた際に被験者の痛みに繋がる。また、硬質であることから頭皮との密着性が悪く、脳波を正確に測定することが困難になる。高価な導電性材料が用いられる場合には、製造コストを抑えることができない。
特許文献２の電極においては、構造の複雑さ故に接触点で導通不良が発生して、脳波測定が良好に行われないことも起こり得る。また、構造が複雑であることから製造コストが高く、量産には不向きである。
そこで本発明は、導電性ペーストを用いずに頭皮と接触して導通を十分に確保でき、しかも、被験者の負担を軽減できる脳波測定用電極を提供することを目的とする。
本発明に係る脳波測定用電極は、弾性体からなる母材と、前記母材の表面に形成された構造体とを備える脳波測定用電極であって、前記母材は、頭皮に接触する接触面を有する突出部を備え、前記構造体は、複数のナノ炭素材料を含み、前記複数のナノ炭素材料が、互いに接続されたネットワーク構造を形成していると共に、前記母材の表面に固定されていることを特徴とする。
本発明によれば、脳波測定用電極は、弾性体からなる母材を含み、この母材における突出部の一部（接触面）が被験者の頭皮に接する。構造体においては、ナノ炭素材料同士が接続されてネットワーク構造を形成している。こうした構造体は、母材に付着、固定している。これにより、導電性ペーストを用いずに頭皮と接触して、導通を十分に確保することができる。弾性体は、柔軟性、クッション性を有しているので、圧力が加えられた際にも被験者に痛みなどの不快感を与えるとはなく、負担を軽減することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
１．全体構成
図１に示すように、脳波測定用電極１０は、円板状の支持部１２ａと、この支持部１２ａの一表面に形成された突出部１２ｂとを有する母材１２を備える。母材１２の表面には、図示しない構造体が形成されている。この構造体は導電性を有するものであり、この構造体によって母材１２の表面に導電パスが形成される。
図１に示すように、脳波測定用電極１０は、円板状の支持部１２ａと、この支持部１２ａの一表面に形成された突出部１２ｂとを有する母材１２を備える。母材１２の表面には、図示しない構造体が形成されている。この構造体は導電性を有するものであり、この構造体によって母材１２の表面に導電パスが形成される。
本実施形態の場合、母材１２は、柔軟性、クッション性を有する弾性体で形成されており、例えば熱可塑性エラストマーで形成される。より具体的には、熱可塑性エラストマーとしては、ウレタン系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。母材１２のショアＡ硬度が大きすぎる場合には、突出部１２ｂを頭皮に接触させた際に被験者が痛みを感じる。一方、母材１２のショアＡ硬度が小さすぎる場合には、頭皮に押し付けられた突出部１２ｂが過度に湾曲して、頭皮と突出部１２ｂとの接触が不安定なる。母材１２のショアＡ硬度は、６８～７５Ａ程度であることが好ましい。ウレタン系熱可塑性エラストマーで形成された母材１２のショアＡ硬度は、例えば７５Ａ程度である。
母材１２における突出部１２ｂの数は限定されないが、突出部１２ｂは複数設けられている方が望ましい。本実施形態では、突出部１２ｂは円柱形状であり、支持部１２ａと同じ材料によって一体的に形成されている。こうした突出部１２ｂの先端は、頭皮に接触する接触面１２ｃを有する。実際上、頭皮は接触面１２ｃ上に形成された構造体と接する。
本実施形態においては、脳波測定用電極１０は、弾性体からなる母材１２と、母材１２表面の構造体とから構成されており、金属部材は含まれていない。
弾性体からなる母材１２においては、例えば、支持部１２ａの直径は、５～２０ｍｍ程度、厚さは１～１０ｍｍ程度とすることができる。突出部１２ｂについては、例えば、直径は１～１０ｍｍ程度、高さは５～２０ｍｍ程度とすることができる。
母材１２の表面の図示しない構造体は、複数のナノ炭素材料を含む。本実施形態においては、ナノ炭素材料としてはカーボンナノチューブ（以下、ＣＮＴという）を用いる。複数のＣＮＴは、互いに接続されており、ネットワーク構造を有する構造体を形成している。ここでいう接続とは、物理的な接続（単なる接触）を含む。ＣＮＴは、それ自体導電性が高いことから、複数のＣＮＴによるネットワーク構造を有する構造体となった後も高い導電性を維持でき、脳波測定用電極１０として好適に用いられる。
ＣＮＴのネットワーク構造を有する構造体は、一般的な接着剤等をＣＮＴに混合して形成し母材１２表面へ固定してもいいし、接着剤等を使わずにＣＮＴの持つファンデルワールス力を使って形成し母材１２表面へ直接付着させ固定してもよい。
接着剤等を使わない場合は、ＣＮＴの繊維自体の表面を接着剤等が覆わないことで、ＣＮＴ同士を介在物がない状態で直接接続して、ネットワーク構造を有する構造体を形成できるので、ＣＮＴの持つ高い導電性がそのまま脳波測定用電極１０に使用できるという利点を持つ。
ＣＮＴは、一般的なアーク放電法、気相成長法、レーザ蒸発法などによって製造される。例えば、Ｃｏ、Ｍｇなどの金属を含む触媒を用い、ＣＯ（一酸化炭素）、Ｈ２を含むガスを原料とする気相成長法により製造されたＣＮＴを用いることができる。また、ＣＮＴは、チューブ状のものだけでなく、加熱等により、形状が変化したものも用いることができる。
２．製造方法
次に、脳波測定用電極１０の製造方法を説明する。脳波測定用電極１０は、ＣＮＴを含む分散液を作製し、当該分散液を用いて母材１２表面に構造体を形成することにより製造することができる。
次に、脳波測定用電極１０の製造方法を説明する。脳波測定用電極１０は、ＣＮＴを含む分散液を作製し、当該分散液を用いて母材１２表面に構造体を形成することにより製造することができる。
分散液の作製に先立ち、混酸を用いてＣＮＴに対し前処理を行う。混酸は、例えば、硝酸と硫酸の１：１混合溶媒を用いることができる。混合溶媒にＣＮＴを投入後、攪拌し、次いで、超音波を照射することにより、ＣＮＴを単離分散させる。その後、減圧濾過してＣＮＴを取り出し、アンモニア水等を用いてＣＮＴ表面を中和する。そして純水で表面を洗浄した後、乾燥して粉状のＣＮＴを得る。
上記のようにして前処理が終わった粉状のＣＮＴを、例えば０．０１～１０ｗｔ％の濃度となるように、超音波処理又は高圧分散処理にて分散液を得る。分散液中におけるＣＮＴの濃度は０．１～５ｗｔ％程度がより好ましく、０．５～２ｗｔ％程度が最も好ましい。溶媒は、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド(ＤＭＦ)や各種のアルコール等を用いることができる。なおこの分散液に、分散剤、界面活性剤、接着剤などの適当な添加剤等を添加して使用してもよい。ただし、このような添加剤を分散液に加えると、これらの添加剤がＣＮＴの繊維表面をコーティングしてしまい、ＣＮＴ本来の導電性を阻害するおそれがある。これらのことから上記のような添加剤を加えない分散液で、ＣＮＴのネットワーク構造を有する構造体を形成し、母材１２へ固定させた方が導電性向上の観点からみても好ましいといえる。
次いで、母材１２である弾性体を上記分散液に浸漬する。分散液に上記の添加剤を加えない場合は、ＣＮＴは、母材１２表面との間に作用するファンデルワールス力により、ＣＮＴのネットワーク構造を有する構造体を形成し、さらに母材１２における突出部１２ｂおよび支持部１２ａおよび接触面１２ｃの表面に直接付着する。また、分散液に接着剤等を加えた場合は、上記のファンデルワールス力に加えて、接着剤等の力も加味され、強力に母材１２へ付着することになる。
その後、母材１２を分散液から引き出し、乾燥させることにより、母材１２表面にＣＮＴが付着、固定される。このようにして、ＣＮＴが互いに接続されたネットワーク構造を有する構造体が母材１２表面に形成される。なお、浸漬及び乾燥の工程を繰り返すことにより、所定厚さの構造体を得ることができる。
上記のように母材１２を分散液に浸漬すると、ＣＮＴは母材１２における突出部１２ｂおよび支持部１２ａおよび接触面１２ｃの表面に付着する。したがって、母材１２の表面にＣＮＴが付着した脳波測定用電極１０を容易に形成することができる。
３．作用及び効果
上記のように構成された脳波測定用電極１０においては、突出部１２ｂを有する母材１２の表面に構造体が形成されており、構造体によって導電パスが母材１２の表面に形成される。こうした脳波測定用電極１０を用いて脳波を測定する際には、突出部１２ｂは頭髪の間に入り込んで接触面で頭皮に接触する。導電性ペーストを用いなくても、脳波測定用電極１０と被験者の頭部との間の導通を確保して、接触インピーダンスを極めて低いレベルまで下げることが可能となる。その結果、脳波測定用電極１０は頭部からの微弱な電気信号を正確に検出することができる。
上記のように構成された脳波測定用電極１０においては、突出部１２ｂを有する母材１２の表面に構造体が形成されており、構造体によって導電パスが母材１２の表面に形成される。こうした脳波測定用電極１０を用いて脳波を測定する際には、突出部１２ｂは頭髪の間に入り込んで接触面で頭皮に接触する。導電性ペーストを用いなくても、脳波測定用電極１０と被験者の頭部との間の導通を確保して、接触インピーダンスを極めて低いレベルまで下げることが可能となる。その結果、脳波測定用電極１０は頭部からの微弱な電気信号を正確に検出することができる。
しかも、突出部１２ｂを含む母材１２は弾性体からなり、柔軟性、クッション性を有している。こうした突出部１２ｂが被験者の頭部に接触することで、圧力が加えられた際にも被験者が不快に感じることはなく、負担は軽減されることとなる。
本実施形態の場合、構造体は、複数のＣＮＴが互いに接続されたネットワーク構造を形成しているので、ＣＮＴ由来の機能である電気導電性を発揮することができる。特に複数のＣＮＴが互いに何も介在しない状態で直接接続されネットワーク構造を有する構造体を形成している場合は、特にその電気導電性は高く、脳波測定用電極１０としては好適となる。
また、導電パスが母材１２の表面に形成されることから、母材１２の内部に導電パスが存在する場合と比較して、測定された脳波を効率的に伝達することができる。
また構造体が接着剤等を用いずに、ＣＮＴ同士を直接接続してネットワークを形成し、当該母材１２に固定している場合、つまり接着剤等を用いずに構造体が形成され、当該構造体が母材１２に固定しているので、導電性の良さに加えて母材１２の柔軟性、クッション性を保持することができる。したがって脳波測定用電極１０は、全体として柔軟性、クッション性を有することにより、被験者の負担を軽減することができる。構造体が母材１２の表面に存在しているので、ＣＮＴの使用量は最小限とすることができ、製造コストの削減にも繋がる。
なお、本実施形態に係る脳波測定用電極１０は、弾性体からなる母材１２と、母材１２表面の構造体とから構成されている。金属部材が含まれていないため、本実施形態に係る脳波測定用電極１０を頭部に装着したままＸ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ：Computed Tomography）や核磁気共鳴画像法（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）により画像情報を取得しても、アーチファクトの発生を防止することができる。したがって脳波測定用電極１０は、Ｘ線ＣＴやＭＲＩ等による画像情報と、脳波電極による脳波を同時に取得することができる。
金属部材が含まれていないことから、脳波測定用電極１０は、金属アレルギーをもつ被験者に使用することもできる。本実施形態に係る脳波測定用電極１０は、使い捨ても可能であり、衛生面でも優れている。弾性体からなる母材１２は、支持部１２ａと突出部１２ｂとを一体成型することができる。こうした脳波測定用電極１０は、量産性に優れ、製造コストを削減することも可能となる。
４．変形例
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。
上記実施形態においては、構造体を形成するナノ炭素材料としてＣＮＴを用いたが、ＣＮＴに限定されずグラフェンを用いることもできる。グラフェンは、ＣＮＴと同様に高い導電性を有するナノ炭素材料である。ＣＮＴをグラフェンに変更する以外は上述と同様の手法により、母材１２における突出部１２ｂ、支持部１２ａ、および接触面１２ｃの表面にグラフェンを付着させて、脳波測定用電極１０を得ることができる。
グラフェンは、溶媒に分散させて、例えば０．０１～１０ｗｔ％の濃度の分散液として用いることができる。分散液中におけるグラフェンの濃度は、０．１～５ｗｔ％程度がより好ましく、０．５～２ｗｔ％程度が最も好ましい。
また、上記実施形態では、母材１２を熱可塑性エラストマーで形成する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、任意の弾性体を用いて母材１２を形成することができる。例えば、樹脂、ゴム等で母材１２を形成することとしてもよい。熱可塑性エラストマーとしては、例えばオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、スチレン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）、ウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡＥ）、塩ビ系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶＣ）等が挙げられ、樹脂としては、例えばＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ヘキサフルオロプロピレン・エチレン共重合体（ＥＦＥＰ）、ポリビニリデンフルオロライド（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリカプロアミド（ナイロン６）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４６）、ポリヘキサメリレンセバカミド（ナイロン６１０）、ポリヘキサメリレンドデカミド（ナイロン６１２）、ポリドデカンアミド（ナイロン１２）、ポリウンデカンアミド（ナイロン１１）、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド（ナイロン６Ｔ）、ポリキシリレンアジパミド（ナイロンＸＤ６）、ポリノナメチレンテレフタルアミド（ナイロン９Ｔ）、ポリウンデカンメチレンテレフタルアミド（ナイロン１１Ｔ）、ポリデカメチレンデカンアミド（ナイロン１０１０）、ポリデカメチレンドデカンアミド（ナイロン１０１２）アミド系エラストマー（ＴＰＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）ポリカーボネート（ＰＣ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、架橋ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン・ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ブテンジオール・ビニルアルコール共重合体（ＢＶＯＨ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリブテン（ＰＢ）、ウレタン系エラストマー（ＴＰＵ）、エステル系エラストマー（ＴＰＣ）、オレフィン系エラストマー（ＴＰＯ）、スチレン系エラストマー（ＴＰＳ）、変性ポリフェニレンエーテル(変性ＰＰＥ)、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、シクロオレフィンコポリマ（ＣＯＣ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリサルホン（ＰＳＵ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等が挙げられる。
ゴムとしては、例えば天然ゴム（ＮＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ポリウレタンゴム（Ｕ）、シリコーンゴム(ＶＭＱ、ＦＶＭＱ)、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）、フッ素系ゴム（ＦＫＭ、ＦＥＰＭ，ＦＦＫＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）、塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等が挙げられる。
オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）で形成された母材１２のショアＡ硬度は、例えば７３程度である。エステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）で形成された母材１２のショアＡ硬度は、例えば６８程度である。ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡＥ）で形成された母材１２のショアＡ硬度は、例えば７５Ａ程度である。
母材１２における支持部１２ａおよび突出部１２ｂは、柔軟性、クッション性が損なわれない範囲で、必要に応じて、多色成形やインサート成形などにより、異なる材料を用いてもよい。
さらに母材１２は、発泡ウレタンなどのクッション性のある発泡材料や木材、コルクなどの多孔質材料、各種繊維を拠って糸状にした材料や、繊維を織ったり編んだりしたものを固めて形成した材料、不織材料で形成してもよい。要は弾性を示す材料であれば、上記材料に限定することなく好適に使用可能である。
特に母材１２に繊維材料や多孔質材料、発泡材料などを使った場合は、その表面の凹凸にＣＮＴの繊維が絡みつきやすいことから、接着剤を使わなくても母材１２の表面に各ＣＮＴの繊維が複数絡みあいながらＣＮＴのネットワーク構造を有する構造体を形成でき、同時に母材１２へも直接固定できる。これにより上記したようにより導電性が向上した脳波測定用電極１０を得ることができる。
母材１２における突出部１２ｂは、円柱形状に限らず、多角柱形状、多角錐などの形状であってもよい。さらには、追って説明するような軸部と接触部とからなる形状で、突出部１２ｂを形成することもできる。
アーチファクトについての配慮が要求されない場合には、突出部１２ｂの柔軟性、クッション性が損なわれない範囲で、脳波測定用電極１０の一部に金属板等の金属部材が含まれていてもよい。例えば、母材１２における支持部１２ａの底面に金属板を配置することができる。金属板を設けることで、電気信号を伝達し易くすることができる。この場合、突出部１２ｂとの導通を確保するための導線が設けられていれば、必ずしも支持部１２ａの表面に構造体が形成されている必要はない。
母材１２における支持部１２ａの形状、突出部１２ｂの配置は、適宜変更することができる。例えば図２に示すように、矩形板状の支持部２２ａの一表面に、長辺および短辺に沿って突出部２２ｂを配置して母材２２としてもよい。図２に示す脳波測定用電極２０においては、突出部２２ｂは、直径の細い軸部２２ｂ１と、この軸部２２ｂ１の先端に設けられた接触部２２ｂ２とから構成されている。この場合には、接触部２２ｂ２の端面が接触面２２ｃとなる。
脳波の微弱電位の変化を捉えることができれば、突出部の形状や数、接触面の形状や面積などは特に限定されず、適宜変更することができる。突出部を有し弾性体からなる母材１２の表面に、上述したような構造体が形成された脳波測定用電極２０は、同様の効果を得ることができる。
＜脳波測定用電極の作製＞
熱可塑性エラストマーとしてポリアミド系熱可塑性エラストマーを用いて母材１２を射出成形し、図３に示すような脳波測定用電極１０を作製した。用いたポリアミド系熱可塑性エラストマーは、具体的にはアルケマ（株）製ペバックス２５３３ＳＡ０１である。母材１２は、円板状の支持部１２ａと３本の突出部１２ｂとを備えている。支持部１２ａの一表面には、円筒部１２ｅが支持部１２ａと同心円状に設けられている。３本の突出部１２ｂは、円筒部１２ｅから延びるように、均等に配置されている。支持部１２ａの外径ｄ１は１０ｍｍである。円筒部１２ｅは、肉厚中心径ｄ２が５．０ｍｍである（図４Ａ参照）。
熱可塑性エラストマーとしてポリアミド系熱可塑性エラストマーを用いて母材１２を射出成形し、図３に示すような脳波測定用電極１０を作製した。用いたポリアミド系熱可塑性エラストマーは、具体的にはアルケマ（株）製ペバックス２５３３ＳＡ０１である。母材１２は、円板状の支持部１２ａと３本の突出部１２ｂとを備えている。支持部１２ａの一表面には、円筒部１２ｅが支持部１２ａと同心円状に設けられている。３本の突出部１２ｂは、円筒部１２ｅから延びるように、均等に配置されている。支持部１２ａの外径ｄ１は１０ｍｍである。円筒部１２ｅは、肉厚中心径ｄ２が５．０ｍｍである（図４Ａ参照）。
母材１２は、支持部１２ａの端面１２ｄから接触面１２ｃまでの距離ｈ１が１０ｍｍ、支持部１２ａの厚さｔ１が２ｍｍ、円筒部１２ｅの高さｈ２は、２．５ｍｍである（図４Ｂ参照）。円筒部１２ｅは、基端の肉厚ｔ２が１ｍｍ、先端の肉厚ｔ３が０．８ｍｍである。３本の突出部１２ｂは、先細りの円柱状を有している。突出部１２ｂは、基端の直径ｄ４が２ｍｍであり、先端の直径ｄ５が１ｍｍである。母材１２のショアＡ硬度は、７５であった。
０．６ｗｔ％の濃度のＣＮＴ分散液を用い、上述した方法により母材１２にＣＮＴコーティングを施して、実施例１の脳波測定用電極１０を作製した。また、１ｗｔ％の濃度のグラフェン分散液を用いる以外は同様の手法により母材１２にグラフェンコーティングを施して、実施例２の脳波測定用電極１０を作製した。
＜インピーダンスの測定＞
ＬＣＲメータ（日置電機（株）製ＩＭ３５９０）を用いて、実施例１の脳波測定用電極１０のインピーダンスを測定した。インピーダンスの測定は、母材１２の所定の２か所をクリップで挟んで行なった。周波数は１０Ｈｚとした。支持部１２ａにおける外周の２か所（直径上）をクリップで挟んで測定したインピーダンスは、６００Ωであった。また、支持部１２ａの外周の１点と、この点から直近にある突出部１２ｂの先端とをクリップで挟んで測定したインピーダンスは、６ｋΩであった。インピーダンスが３０ＫΩ以下程度であれば、脳波測定用電極として好適に用いることができる。
ＬＣＲメータ（日置電機（株）製ＩＭ３５９０）を用いて、実施例１の脳波測定用電極１０のインピーダンスを測定した。インピーダンスの測定は、母材１２の所定の２か所をクリップで挟んで行なった。周波数は１０Ｈｚとした。支持部１２ａにおける外周の２か所（直径上）をクリップで挟んで測定したインピーダンスは、６００Ωであった。また、支持部１２ａの外周の１点と、この点から直近にある突出部１２ｂの先端とをクリップで挟んで測定したインピーダンスは、６ｋΩであった。インピーダンスが３０ＫΩ以下程度であれば、脳波測定用電極として好適に用いることができる。
母材１２を構成しているポリアミド系熱可塑性エラストマー単体のインピーダンスは、１×１０12Ω以上である。このような母材１２にＣＮＴコーティングを施したことによって、インピーダンスを大幅に低下させることができた。同様の母材１２にグラフェンコーティングを施した場合も、インピーダンスは同様に低下する。
＜電極接触抵抗の測定＞
実施例の脳波測定用電極１０をアクティブ電極（皿電極）と組み合わせて、額および頭髪部について電極接触抵抗を測定した。測定に当たっては、ミユキ技研製のワイヤレス生体電気信号測定装置（ポリメイトミニ）を用いた。
実施例の脳波測定用電極１０をアクティブ電極（皿電極）と組み合わせて、額および頭髪部について電極接触抵抗を測定した。測定に当たっては、ミユキ技研製のワイヤレス生体電気信号測定装置（ポリメイトミニ）を用いた。
図５に示すように、アクティブ電極３０は、一面に皿表面３０ａを有し、その皿表面３０ａに脳波測定用電極１０を取り付けるための端子押さえ３４を他面に備え、導線３２が接続されている。脳波測定用電極１０は、母材１２における支持部１２ａの端面１２ｄ（図４Ｂ参照）がアクティブ電極３０の皿表面３０ａに接するように取り付けられる。
リファレンス及びアース電極は、右耳に接続した。この際、リファレンスの接触抵抗を下げるために、右耳に研磨ジェルを使用し、電極には導電ペーストを塗布した。これによって、リファレンスの電極接触抵抗は１０ＫΩとなった。
脳波測定用電極１０の接触面１２ｃを額部または頭髪部に接触させて、リファレンスに対する電極接触抵抗を測定した。額部については、測定前に研磨ジェルを使用することで接触抵抗を下げて測定した。実施例１の脳波測定用電極１０では、額部での電極接触抵抗は２５ｋΩ、頭髪部での電極接触抵抗は３０ｋΩであった。実施例２の脳波測定用電極１０では、額部での電極接触抵抗は４０ｋΩ、頭髪部での電極接触抵抗は８０ｋΩであった。実施例の脳波測定用電極１０は、頭髪部においても低い電極接触抵抗となることが確認された。
比較のために、アクティブ電極３０のみを用いて同様にして、額部および頭髪部について電極接触抵抗を測定した。額部での電気接触抵抗は実施例の脳波測定用電極１０と同程度であったものの、頭髪部については３００ｋΩ以上と大きな値であった。アクティブ電極３０は、頭髪を避けて頭皮に接触することができない。アクティブ電極３０のみでは、頭髪が障害となって、頭髪部についての電極接触抵抗が高くなってしまうため、脳波を正確に測定することができない。
実施例の脳波測定用電極１０では、弾性体からなる突出部１２ｂが頭髪部の頭髪を掻き分けながら頭皮に達し、突出部１２ｂの接触面１２ｃは頭髪に妨害されることなく頭皮に接触する。接触面１２ｃには、複数のＣＮＴが互いに接続されたネットワーク構造からなる構造体が存在していることによって、導電性ペーストなしで十分な導電性を確保することができる。実施例の脳波測定用電極１０を用いた場合には、頭髪部においても低い抵抗値を得ることができ、高い精度で脳波を測定することが可能となった。しかも、脳波測定用電極１０は、弾性体からなる突出部１２ｂを備えているので、被験者の負担を軽減できる。
１０，２０ 脳波測定用電極
１２，２２ 母材
１２ａ，２２ａ 支持部
１２ｂ，２２ｂ 突出部
１２ｃ，２２ｃ 接触面
１２ｄ １２ａの端面
１２ｅ 円筒部
２２ｂ１ 軸部
２２ｂ２ 接触部
３０ アクティブ電極
３０ａ 皿表面
３４ 端子押さえ
１２，２２ 母材
１２ａ，２２ａ 支持部
１２ｂ，２２ｂ 突出部
１２ｃ，２２ｃ 接触面
１２ｄ １２ａの端面
１２ｅ 円筒部
２２ｂ１ 軸部
２２ｂ２ 接触部
３０ アクティブ電極
３０ａ 皿表面
３４ 端子押さえ
Claims (5)
- 弾性体からなる母材と、前記母材の表面に形成された構造体とを備える脳波測定用電極であって、
前記母材は、頭皮に接触する接触面を有する突出部を備え、
前記構造体は、複数のナノ炭素材料を含み、前記複数のナノ炭素材料が、互いに接続されたネットワーク構造を形成していると共に、前記母材の表面に固定されている
ことを特徴とする脳波測定用電極。 - 前記母材は前記突出部を支持する支持部を含み、前記突出部は前記支持部と一体成型されていることを特徴とする請求項１記載の脳波測定用電極。
- 前記弾性体は、樹脂、熱可塑性エラストマー、およびゴムから選択されることを特徴とする請求項１または２記載の脳波測定用電極。
- 前記複数のナノ炭素材料は、カーボンナノチューブおよびグラフェンから選択されることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項記載の脳波測定用電極。
- 金属部材を含まないことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項記載の脳波測定用電極。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16755375 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 16755375 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |