JP6855046B2 - Electrodes for measuring brain activity, head-mounted devices and brain activity measuring systems using the electrodes - Google Patents
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Description
本発明は脳活動を計測するために使用される脳活動計測用電極、その電極を使用した頭部装着装置及び脳活動計測システムに関するものである。 The present invention relates to an electrode for measuring brain activity used for measuring brain activity, a head wearing device using the electrode, and a brain activity measuring system.
脳波(脳電図)、脳磁図、脳血流等の脳活動の計測は医療診断や認知科学等の研究で広く行われており、近年では産業分野における製品評価やマーケティング等の産業応用が進められている。産業応用する上で脳活動検出システム(例えば脳波計)を簡便に被験者に取り付けて、確実に計測できることが重要である。脳波を計測するためには、電極を被験者の頭皮に接地させる必要がある。電極の取り付け方法として大別するとウェット式とドライ式がある。
ウェット式の電極(以下、ウェット電極とする)は、使用時に電極上に導電性のペーストやジェル、生理食塩水等を塗布するタイプである。ウェット電極のセット方法として、例えば銀/塩化銀の皿電極を例に取れば電極の設置箇所の頭髪を掻き分け頭皮を露出させてから、アルコール等で頭皮上の皮脂を取り除き、導電性のあるペーストを塗布し、ペーストにより電極を頭皮に設置させる。しかし、このような態様では1)ペースト等を塗布する必要があり電極取り付けが面倒である、2)計測後に被験者の頭部にペーストが残り汚れてしまう、3)アルコールやペーストによりかぶれや発疹のリスクがある、等の問題があるため産業応用上、現実的ではない。
一方、ドライ式の電極(以下、ドライ電極とする)では導電性のペーストやジェル、生理食塩水等を塗布せずに計測することができため、産業応用に向いていると考えられる。ドライ電極としてはいくつかの形状のものが提案されている。このようなドライ電極の一例として特許文献1を挙げる。特許文献1は金属製のドライ電極(逆U字形金属部材2)である。
Measurement of brain activity such as electroencephalogram (electroencephalogram), magnetoencephalography, and cerebral blood flow is widely performed in research such as medical diagnosis and cognitive science, and in recent years, industrial applications such as product evaluation and marketing in the industrial field have been promoted. Has been done. For industrial application, it is important that a brain activity detection system (for example, an electroencephalograph) can be easily attached to a subject to ensure reliable measurement. In order to measure brain waves, the electrodes need to be grounded to the subject's scalp. There are roughly two types of electrode attachment methods: wet type and dry type.
The wet type electrode (hereinafter referred to as a wet electrode) is a type in which a conductive paste, gel, physiological saline, or the like is applied onto the electrode at the time of use. As a method of setting the wet electrode, for example, taking a silver / silver chloride dish electrode as an example, the hair at the place where the electrode is installed is scraped off to expose the scalp, and then sebum on the scalp is removed with alcohol or the like, and a conductive paste is used. Is applied and the electrodes are placed on the scalp with a paste. However, in such an embodiment, 1) it is necessary to apply a paste or the like, which is troublesome to attach the electrodes, 2) the paste remains on the subject's head after measurement and becomes dirty, and 3) a rash or rash caused by alcohol or the paste. It is not realistic for industrial application because there are problems such as risk.
On the other hand, a dry electrode (hereinafter referred to as a dry electrode) can be measured without applying a conductive paste, gel, physiological saline, etc., and is therefore considered to be suitable for industrial application. Several shapes of dry electrodes have been proposed.
しかし、金属製のドライ電極では加工が難しく、様々な形状の電極を作製することは困難であり、また加工費用も高価となる。また金属製であるため重いので電極を多く装着すると頭部が重くなり、更に、硬いため装着時に痛みを感じる場合もある。一方、ドライ電極を合成樹脂で作製する場合にはそのような金属製のドライ電極の問題は生じない。
しかし、合成樹脂で作製する場合には例えば次のようないくつかの課題が生じる。
1)一般に合成樹脂製のドライ電極は金属製に比べて導電性能が劣る。
2)樹脂で電極を作る場合、単一の導電性樹脂を用いることがまず考えられる。しかし、電極に必要な性能は、導電性だけでなく、電極の柔らかさ、電極の機械的な強度(例えば、脆いと使えない)、産業的に成り立つかどうか(一般的に導電性樹脂材料は高価格)等の問題がある。
3)基材となる樹脂に導電性物質を混ぜて電極を作製することができれば、1)2)の課題はかなり解消できる。しかしながら、導電性物質を基材に混ぜると本来の導電性物質自体に比べてその合成樹脂製のドライ電極全体の導電性はどうしても低下してしまう。そのため、基材となる樹脂に導電性物質を混ぜて電極を作製しても、電極として十分な導電性を示すことのできる樹脂製の電極が求められていた。
However, it is difficult to process with a metal dry electrode, it is difficult to produce electrodes having various shapes, and the processing cost is high. In addition, since it is made of metal, it is heavy, so if many electrodes are attached, the head becomes heavy, and since it is hard, it may cause pain when attached. On the other hand, when the dry electrode is made of synthetic resin, the problem of such a metal dry electrode does not occur.
However, when it is made of synthetic resin, for example, the following problems arise.
1) Generally, a dry electrode made of synthetic resin is inferior in conductive performance to a dry electrode made of metal.
2) When making an electrode from resin, it is first considered to use a single conductive resin. However, the performance required for an electrode is not only conductivity, but also the softness of the electrode, the mechanical strength of the electrode (for example, it cannot be used if it is brittle), and whether it is industrially feasible (generally, conductive resin materials There are problems such as high price).
3) If an electrode can be produced by mixing a conductive substance with a resin as a base material, the problems of 1) and 2) can be considerably solved. However, when the conductive substance is mixed with the base material, the conductivity of the entire dry electrode made of the synthetic resin is inevitably lower than that of the original conductive substance itself. Therefore, there has been a demand for a resin electrode that can exhibit sufficient conductivity as an electrode even if an electrode is manufactured by mixing a conductive substance with a resin as a base material.
上記課題を解決するために第1の手段では、頭皮に当接させるための頭皮接地部のある先端部を備えた脳活動計測用電極において、前記頭皮接地部を合成樹脂素材から構成し、前記合成樹脂素材に繊維状の導電性物質群を含有させるようにした。
このように構成することで、合成樹脂製であっても十分な導電性を有することとなるため、脳活動計測用電極の使用時において脳活動としての電気的情報を計測可能に取得することができる。
その理由は電気を通す道を作るためにアスペクト比が大きい繊維状の導電性物質群を含有させることとなるため効果的に導電性を上げることができる。また、繊維状とすることで繊維同士の接触する確率が上がることも期待できる。また、このように混入させる導電性物質群を繊維状とすることで繊維状ではない場合に比べて電気の流れに方向性を持たせることができ、抵抗の大きな樹脂内を電気が流れることが少なくなることから電気が流れやすくなるためと考えられる。また、繊維状とすることで少ない含有量で効果的に導電性を上げることができ、導電性物質群の含有量を減らせるため、合成樹脂本来の柔らかさ、強度(例えば、脆いと使えない)を保持できる。また、一般的に導電性材料は高額のため、電極作製にかかるコストを低減できることは、産業応用上有利である。
In order to solve the above-mentioned problems, in the first means, the scalp grounding portion is made of a synthetic resin material in a brain activity measuring electrode provided with a tip portion having a scalp grounding portion for contacting the scalp. The synthetic resin material contains a group of fibrous conductive substances.
With this configuration, even if it is made of synthetic resin, it will have sufficient conductivity, so it is possible to obtain measurable electrical information as brain activity when using electrodes for measuring brain activity. it can.
The reason is that a group of fibrous conductive substances having a large aspect ratio is contained in order to create a path for conducting electricity, so that the conductivity can be effectively increased. In addition, it can be expected that the probability of contact between fibers will increase by making them fibrous. Further, by making the conductive substance group to be mixed in this way fibrous, it is possible to give directionality to the flow of electricity as compared with the case where it is not fibrous, and electricity can flow in the resin having a large resistance. It is thought that this is because the amount of electricity is reduced, which makes it easier for electricity to flow. Further, by making it fibrous, the conductivity can be effectively increased with a small content, and the content of the conductive substance group can be reduced, so that the original softness and strength of the synthetic resin (for example, it cannot be used if it is brittle). ) Can be retained. Further, since the conductive material is generally expensive, it is advantageous in industrial application that the cost for manufacturing the electrode can be reduced.
ここに「脳活動」は一般に外部から電流が流れることで発生する磁場や異なる位置での電位差(電圧差)、酸素化ヘモグロビン、脱酸素化へもグロビン等の吸光による近赤外線の光量差として計測でき、そのため本発明の「脳活動計測用電極」としては、例えば、脳の神経活動に伴う電流変化(電位差の変化)を計測する脳波計測用の電極や、脳活動に伴う電流の変化を磁場の変化として計測する脳磁界(脳磁場)計測用の電極や、脳活動に伴う脳の血流(酸素カヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビン量等)の変化を近赤外線の受光量の変化として計測する近赤外分光計測用のプローブに使用することがよい。特に、脳活動を電位差(電圧差)として記録する場合(脳波計測)においては、ドライ電極であることが被験者への計測負担を減らすことができるため好ましい。
ここに「頭皮に当接」とは、脳活動計測用電極を用いて脳活動を計測する際に、脳活動が電位差、磁場変化、近赤外線の受光量等のデータとして取得できるように脳活動計測用電極が頭皮に近接していることである。脳活動計測用電極は頭皮に密着していることが好ましいが、必ずしも密着している必要は無く、脳活動がデータとして取得できれば、多少頭皮から離れていたり、間に頭髪が挟まれていても構わない。
また「繊維状」とは径に比べて長さが十分あるアスペクト比が大きな形状を指し、例えば髪の毛のように径方向に対して軸方向を十分長く構成した形態であって、まっすぐであっても縮れていてもよい。
また、「導電性物質群」としては、例えば、金、銀、白金、銅、ニッケル、アルミ、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノブラシ、ポリチオフェン系、ポリアセチレン系、ポリアニリン系、ポリピロール系、PEDOT/PSS等である。特に金、銀、PEDOT/PSS等は生体への負荷が小さいため望ましい。また導電性物質群は、導電性を有しており、例えば繊維状を帯びていれば直接合成樹脂素材に含有させてよく、また、例えば導電性を有しており、繊維状を帯びていない場合は、繊維状の基材物質に導電性物質群をコーティングすることで繊維状の導電性物質群として合成樹脂素材に含有させてもよい。
また「繊維状の導電性物質群」は径に比べて長さが十分ある(アスペクト比の大きな)導電性物質であり、糸状でない繊維状の導電性物質群と糸状である繊維状の導電性物質群を含む。例えば糸状でない繊維状の導電性物質群は、その径方向の大きさは、平均1nm〜100nm程度であり、長さは平均1μm〜100μm程度である。径方向の大きさと長さが小さく、繊維同士が凝集しないため成型しやすく、また合成樹脂素材に多く含有できる利点がある。例えば糸状である繊維状の導電性物質群は、その径方向の大きさは、平均1μm〜500μm程度であり、径方向の大きさと長さが大きいため、効果的に導電率を上げることができる。ここでは特に糸状である繊維状の導電性物質群が好ましく、少ない含有量で効果的に導電性を上げつつ、繊維同士が絡まらないように例えば長さは平均1.0mm〜3.0mmとすることがよい。
ここに「糸状」とは、紡績や製糸やあるいは紡糸等により繊維を縒り合せた形状または連続した長さを持つ長繊維糸のような形状を示す。例えば代表的な長繊維糸の絹の長さは、1000m〜1500m程度である。本発明においては、例えば糸状である導電性物質群を1.0mm〜3.0mm程度に裁断し、合成樹脂基材に含有させることがよい。
ここに「合成樹脂」とは、熱可塑性や熱硬化性のプラスチック、合成ゴムやあるいは熱可塑性エラストマーを含み、例えばスチレン系熱可塑エラストマー、オレフィン系熱可塑エラストマー、ウレタン系熱可塑エラストマー、塩化ビニル系熱可塑エラストマー、ポリアミド系熱可塑エラストマー、エステル系熱可塑エラストマー、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ乳酸、ナイロン、ポリアセタール、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ABS樹脂、AS樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、シリコーン樹脂(シリコーンゴム)、エチレン・プロピレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、フッ素ゴム等をいう。
また「含有させる」とは繊維状導電性物質が溶質としての合成樹脂内に十分均一に分散されている状態がよい。このように含有されることで電気がスムーズに流れるためである。
Here, "brain activity" is generally measured as a magnetic field generated by the flow of an electric current from the outside, a potential difference (voltage difference) at different positions, oxygenated hemoglobin, and near-infrared light amount difference due to absorption of globin etc. for deoxidization. Therefore, as the "electrode for measuring brain activity" of the present invention, for example, an electrode for measuring current (change in potential difference) accompanying nerve activity in the brain, or a magnetic field for changing current due to brain activity. Electroencephalogram (magnetoencephalography) measurement electrodes and changes in cerebral blood flow (oxygen cahemoglobin, deoxidized hemoglobin amount, etc.) associated with brain activity are measured as changes in the amount of near-infrared light received. It is often used as a probe for near-infrared spectroscopic measurement. In particular, when recording brain activity as a potential difference (voltage difference) (electroencephalogram measurement), a dry electrode is preferable because it can reduce the measurement burden on the subject.
Here, "contact with the scalp" means brain activity so that when measuring brain activity using electrodes for measuring brain activity, the brain activity can be acquired as data such as potential difference, magnetic field change, and amount of received near infrared rays. The measurement electrode is in close proximity to the scalp. It is preferable that the electrodes for measuring brain activity are in close contact with the scalp, but they do not necessarily have to be in close contact with each other. I do not care.
Further, "fibrous" refers to a shape having a sufficient length compared to the diameter and a large aspect ratio, and is a form in which the axial direction is sufficiently long with respect to the radial direction, such as hair, and is straight. May be curly.
The "conductive substances" include, for example, gold, silver, platinum, copper, nickel, aluminum, carbon black, carbon nanotubes, carbon nanohorns, carbon nanobrushes, polythiophene, polyacetylene, polyaniline, polypyrrole, etc. PEDOT / PSS and the like. In particular, gold, silver, PEDOT / PSS, etc. are desirable because they have a small load on the living body. Further, the conductive substance group has conductivity, for example, if it is fibrous, it may be directly contained in the synthetic resin material, and for example, it has conductivity and is not fibrous. In this case, the synthetic resin material may be contained as a fibrous conductive substance group by coating the fibrous base material with the conductive substance group.
The "fibrous conductive substance group" is a conductive substance having a sufficient length (large aspect ratio) compared to the diameter, and is a non-filamental fibrous conductive substance group and a filamentous fibrous conductive substance. Includes a group of substances. For example, the non-filamental fibrous conductive substance group has an average radial size of about 1 nm to 100 nm and an average length of about 1 μm to 100 μm. The size and length in the radial direction are small, the fibers do not aggregate with each other, so it is easy to mold, and there is an advantage that a large amount can be contained in the synthetic resin material. For example, the filamentous fibrous conductive substance group has an average radial size of about 1 μm to 500 μm, and the radial size and length are large, so that the conductivity can be effectively increased. .. Here, a group of fibrous conductive substances that are filamentous is particularly preferable, and the average length is, for example, 1.0 mm to 3.0 mm so that the fibers do not get entangled with each other while effectively increasing the conductivity with a small content. That's good.
Here, the "thread-like" refers to a shape in which fibers are twisted by spinning, silk reeling, spinning, or the like, or a shape like a long fiber yarn having a continuous length. For example, the silk length of a typical long fiber yarn is about 1000 m to 1500 m. In the present invention, for example, a group of conductive substances in the form of threads may be cut to about 1.0 mm to 3.0 mm and contained in the synthetic resin base material.
Here, the "synthetic resin" includes a thermoplastic or thermosetting plastic, a synthetic rubber, or a thermoplastic elastomer, and includes, for example, a styrene-based thermoplastic elastomer, an olefin-based thermoplastic elastomer, a urethane-based thermoplastic elastomer, and a vinyl chloride-based resin. Thermoplastic elastomer, polyamide-based thermoplastic elastomer, ester-based thermoplastic elastomer, polyethylene, polycarbonate, polyvinyl chloride, polypropylene, polystyrene, polylactic acid, nylon, polyacetal, modified polyphenylene ether, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polymethylmethacrylate, Polyamide, polyurethane, polyimide, polyester, polyolefin, ABS resin, AS resin, epoxy resin, urea resin, phenol resin, melamine resin, styrene / butadiene rubber, isoprene rubber, silicone resin (silicone rubber), ethylene / propylene rubber, butyl rubber, Chloroprene rubber, acrylonitrile / butadiene rubber, fluororubber, etc.
Further, "containing" is preferably a state in which the fibrous conductive substance is sufficiently and uniformly dispersed in the synthetic resin as a solute. This is because electricity flows smoothly when it is contained in this way.
また、第2の手段として、前記繊維状の導電性物質群を前記先端部のみに含有させるようにした。
これによって頭皮と接触する可能性のある先端部全体を樹脂で成形することができ、樹脂の様々な利点(成形性がよい、柔軟に構成できる等)を生かしながら脳活動計測用電極の使用時において脳活動としての電気的情報を計測可能に取得することができる。
また、第3の手段として、前記繊維状の導電性物質群を含有させない部分を前記頭皮接地部以外の部分に設けるようにした。
また、第4の手段として、前記繊維状の導電性物質群を含有させない部分を前記先端部以外の部分に設けるようにした。
これらによって、取得した電気的情報を不用意に拡散させずに繊維状の導電性物質群を含有させた導電性のよい領域に導くことが可能となり、電極の設計上有利である。
また、第5の手段として、前記繊維状の導電性物質群は微細状の形態であるようにした。
これによって、繊維同士が絡まらず、かつ同重量の導電性物質群を含有させた際の表面積が大きくなるため、より電気がスムーズに流れることとなる。
ここに「微細状」とは径方向の大きさが、例えば、平均1nm〜100nm程度であり、長さは平均1μm〜100μm程度が良い。糸状である導電性物質群を含有させる場合は、例えば長さは平均1.0mm〜3.0mm程度がよい。
Further, as a second means, the fibrous conductive substance group is contained only in the tip portion.
As a result, the entire tip that may come into contact with the scalp can be molded with resin, and when using electrodes for measuring brain activity while taking advantage of various advantages of resin (good moldability, flexible composition, etc.). It is possible to obtain measurable electrical information as brain activity in.
Further, as a third means, a portion that does not contain the fibrous conductive substance group is provided in a portion other than the scalp grounding portion.
Further, as a fourth means, a portion that does not contain the fibrous conductive substance group is provided in a portion other than the tip portion.
As a result, it becomes possible to lead the acquired electrical information to a region having good conductivity containing a group of fibrous conductive substances without inadvertently diffusing it, which is advantageous in the design of the electrode.
Further, as a fifth means, the fibrous conductive substance group is made to have a fine form.
As a result, the fibers do not get entangled with each other, and the surface area when the conductive substance group having the same weight is contained is increased, so that electricity flows more smoothly.
Here, the “fine” means that the size in the radial direction is, for example, about 1 nm to 100 nm on average, and the length is preferably about 1 μm to 100 μm on average. When a group of conductive substances in the form of threads is contained, for example, the average length is preferably about 1.0 mm to 3.0 mm.
また、第6の手段として、前記先端部を支持する支持部を有するようにした。
これによって、電極使用時に支持部によって支持された先端部頭皮側に接近させて、支持部側で電極を保持させるようにすることができるため、電極の設計上有利である。
また、第7の手段として、前記支持部は合成樹脂素材から構成され、前記繊維状の導電性物質群を含有させない部分を有するようにした。
これによって、取得した電気的情報を支持部において不用意に拡散させずに繊維状の導電性物質群を含有させた導電性のよい領域から増幅装置まで導くことが可能となり、電極の設計上有利である。
また、第8の手段として、前記支持部は電極固定部を備えるようにした。
このような構成とすることで脳活動計測用電極を他の被固定部材に容易に固定することができる。被固定部材として例えば後述する頭部装着用のベースに電極固定部によって電極を固定するようにすれば、電極装着の作業が簡略化される。電極固定部は支持部の先端部とは逆方向の基部(後方)に配置することが、先端部付近の空間を広くするためによい。
Further, as a sixth means, a support portion for supporting the tip portion is provided.
As a result, when the electrode is used, the tip portion supported by the support portion can be brought closer to the scalp side to hold the electrode on the support portion side, which is advantageous in the design of the electrode.
Further, as a seventh means, the support portion is made of a synthetic resin material and has a portion that does not contain the fibrous conductive substance group.
This makes it possible to guide the acquired electrical information from the region having good conductivity containing the fibrous conductive substance group to the amplification device without inadvertently diffusing it in the support portion, which is advantageous in the design of the electrode. Is.
Further, as an eighth means, the support portion is provided with an electrode fixing portion.
With such a configuration, the electrode for measuring brain activity can be easily fixed to another member to be fixed. If the electrode is fixed to the base for head mounting, which will be described later, by the electrode fixing portion as the member to be fixed, the electrode mounting work can be simplified. It is preferable to arrange the electrode fixing portion at the base portion (rear) in the direction opposite to the tip portion of the support portion in order to widen the space near the tip portion.
また第9の手段として、前記頭皮接地部から増幅装置を装着するための前記支持部領域内の位置にかけて導電体を配設した。
また第10の手段として、前記先端部から増幅装置を装着するための前記支持部領域内の位置にかけて導電体を配設した。
これによって、頭皮接地部あるいは先端部から増幅装置を装着するための支持部領域内の位置にかけて導電体を配設したので、取得した脳電位や脳磁等の電気的な情報を確実に伝達することができる。ここに「支持部領域」とは支持部の内部あるいは外面の支持部に含まれる部分を広くいう。
増幅装置を装着するための支持部領域内の位置を例えば、電極固定部とすることがよい。また、電極固定部とは別個の位置であってもよい。
また第11の手段として、前記導電体は前記先端部及び前記支持部の外面に形成された導電層であるようにした。
電気的な情報を外面の層状の薄い導電体で伝達することで、電極全体を導体として伝達させる場合に比べて表面だけに電流が流れるため、電圧の降下が少なく情報の劣化を少なくすることができる。導電層を形成させる手段はめっきや蒸着やディップ法がよい。
また第12の手段として、前記導電体は前記先端部及び前記支持部の内部に埋設された導電層又は導電線であるようにした。
このように内部に埋設させることで、外からの影響を受けにくくなるため情報の劣化を少なくすることができる。また導電層又は導電線を内部に埋設しているため、脳活動計測による先端部と頭皮の接触により導電層又は導電線が摩耗することがなく、導電性の低下を防ぐことができる。電極「内部に埋設」する場合に導電層又は導電線は一部が外部に露出してもよい。導電層又は導電線電気的な情報を外部に伝達するための露出した部分を有することがよい。
Further, as a ninth means, a conductor was arranged from the scalp grounding portion to a position in the support portion region for mounting the amplification device.
Further, as a tenth means, a conductor was arranged from the tip portion to a position in the support portion region for mounting the amplification device.
As a result, since the conductor is arranged from the grounded portion of the scalp or the tip portion to the position in the support portion region for mounting the amplification device, the acquired electrical information such as the brain potential and the magnetoencephalogram is reliably transmitted. be able to. Here, the "support portion region" broadly refers to a portion included in the support portion inside or on the outer surface of the support portion.
The position in the support portion region for mounting the amplification device may be, for example, an electrode fixing portion. Further, the position may be different from the electrode fixing portion.
Further, as an eleventh means, the conductor is made to be a conductive layer formed on the outer surface of the tip portion and the support portion.
By transmitting electrical information through a thin layered conductor on the outer surface, current flows only on the surface compared to when the entire electrode is transmitted as a conductor, so there is less voltage drop and information deterioration can be reduced. it can. Plating, thin-film deposition, or a dip method is preferable as a means for forming the conductive layer.
Further, as a twelfth means, the conductor is made to be a conductive layer or a conductive wire embedded inside the tip portion and the support portion.
By burying it inside in this way, it is less likely to be affected by the outside, so deterioration of information can be reduced. Further, since the conductive layer or the conductive wire is embedded inside, the conductive layer or the conductive wire is not worn due to the contact between the tip portion and the scalp by the measurement of brain activity, and the decrease in conductivity can be prevented. When the electrode is "embedded inside", a part of the conductive layer or the conductive wire may be exposed to the outside. Conductive layer or conductive wire It is preferable to have an exposed portion for transmitting electrical information to the outside.
また第13の手段として、前記導電体が埋設されている合成樹脂素材内に前記繊維状の導電性物質群を含有させるようにした。
導電体は合成樹脂素材内に埋設されるため、埋設されている合成樹脂素材に繊維状の導電性物質群を含有させることで導電性を向上させることができる。導電体が内部に溶融した樹脂が浸透する性質の材料であれば特によい。
また第14の手段として前記頭皮接地部は柔軟な材料で構成されているようにした。
頭皮接地部が柔軟な素材で構成されていれば、電極は頭皮に密着しやすく脳電位や脳磁等の電気的な情報をなるべく多く得ることが可能である。また、頭部の形状に合わせて頭皮接地部が撓むこととなるため、頭皮接地部が複数ある場合に接触していない頭皮接地部、あるいはしっかりと接触していない頭皮接地部の発生する可能性が低くなる。
「柔軟な材料」は、例えば可撓性があって、外部からの圧力を受けて曲げたり押したりすることで変形するものの圧力がなくなることで元の形状に復帰する素材であり、例えば合成ゴムや熱可塑性エラストマーやあるいは発砲プラスチックを含み、例えばスチレン系熱可塑エラストマー、オレフィン系熱可塑エラストマー、ウレタン系熱可塑エラストマー、塩化ビニル系熱可塑エラストマー、ポリアミド系熱可塑エラストマー、エステル系熱可塑エラストマー、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、シリコーンゴム、エチレン・プロピレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、フッ素ゴム、軟質ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム等がよい。特に皮膚に近い弾力の柔軟な材料が頭皮に密着性が高く、装着による痛みがなく望ましい。
「柔軟な材料」で構成されるのは頭皮接地部だけではなく、先端部全体を柔軟な材料で構成するようにしてもよい。また電極全体を柔軟な材料で構成するようにしてもよい。一方で、支持部側を硬い材料で構成し、先端部側を支持部側よりも柔軟な材料で構成するようにしてもよい。これによって、頭皮に当接する側だけの密着性を向上させて支持部側は硬く変形しないためしっかりと電極を支持できることとなるからである。「硬い材料」は例えば可撓性がなく、外部からの圧力を受けて曲げたり押したりしても変形しない素材である。
また第15の手段として前記先端部は柔軟な材料で構成されているようにした。
これによって、第14の手段と同様に電極は頭皮に密着しやすく脳電位や脳磁等の電気的な情報をなるべく多く得ることが可能である。また、第13の手段よりも頭部の形状に合わせて頭皮接地部が撓むこととなる。
Further, as a thirteenth means, the fibrous conductive substance group is contained in the synthetic resin material in which the conductor is embedded.
Since the conductor is embedded in the synthetic resin material, the conductivity can be improved by including the fibrous conductive substance group in the embedded synthetic resin material. Any material in which the conductor has the property of permeating the molten resin inside is particularly preferable.
Further, as a fourteenth means, the scalp grounding portion is made of a flexible material.
If the scalp grounding portion is made of a flexible material, the electrodes can easily adhere to the scalp and can obtain as much electrical information as possible such as brain potential and magnetoencephalography. In addition, since the scalp grounding portion bends according to the shape of the head, there is a possibility that a scalp grounding portion that is not in contact or a scalp grounding portion that is not in firm contact may occur when there are a plurality of scalp grounding portions. The sex becomes low.
A "flexible material" is, for example, a material that is flexible and deforms when bent or pushed under external pressure, but returns to its original shape when the pressure is removed. For example, synthetic rubber. And thermoplastic elastomers and / or foamed plastics, such as styrene-based thermoplastic elastomers, olefin-based thermoplastic elastomers, urethane-based thermoplastic elastomers, vinyl chloride-based thermoplastic elastomers, polyamide-based thermoplastic elastomers, ester-based thermoplastic elastomers, and styrene. -Butadiene rubber, isoprene rubber, silicone rubber, ethylene / propylene rubber, butyl rubber, chloroprene rubber, acrylonitrile / butadiene rubber, fluororubber, flexible polyurethane foam, polyethylene foam, polystyrene foam, polypropylene foam, etc. are preferable. In particular, a flexible material with elasticity close to that of the skin is desirable because it has high adhesion to the scalp and does not cause pain due to wearing.
It is not only the scalp grounding portion that is composed of the "flexible material", but the entire tip portion may be composed of the flexible material. Further, the entire electrode may be made of a flexible material. On the other hand, the support portion side may be made of a hard material, and the tip end side may be made of a material more flexible than the support portion side. This is because the adhesion is improved only on the side that comes into contact with the scalp, and the support portion side is hard and does not deform, so that the electrodes can be firmly supported. A "hard material" is, for example, a material that is not flexible and does not deform even when bent or pushed under external pressure.
Further, as a fifteenth means, the tip portion is made of a flexible material.
As a result, as in the case of the fourteenth means, the electrodes easily adhere to the scalp, and it is possible to obtain as much electrical information as possible such as brain potential and magnetoencephalography. In addition, the scalp ground contact portion is bent more according to the shape of the head than the thirteenth means.
また第16の手段として、前記合成樹脂素材に含有させた導電性物質群は、繊維状の導電性物質群と、粉状、粒状の少なくともいずれか一方の形態からなる導電性物質群を混合させた。繊維状の導電性物質群とは形態が異なる導電性物質群を混入することで、導電性物質群の密度を増やすことができるため、脳から取得した非常に小さな脳電位を効率的に(すなわち劣化させずに)伝えることができる。
ここに、「粉状」とは繊維状ではない微細形態である。「粒状」とは粉状よりも粒子径の大きな微細物質であって、粉状よりも1単位の外周面積の大きな形態である。どの大きさから粉状から粒状となるかは実際には明確に決まっていないため両者を判然と分類することは実際はできない。概ね目視で1単位を判別できるようであれば粒状である。
このような素材で電極全体を構成すれば、合成樹脂素材をベースにしていても十分な導電性を得られることとなり、成形性がよく低コストのプラスチック素材を使用することが可能となる。
Further, as the 16th means, the conductive substance group contained in the synthetic resin material is a mixture of the fibrous conductive substance group and the conductive substance group having at least one of powdery and granular forms. It was. By mixing a group of conductive substances whose morphology is different from that of the group of fibrous conductive substances, the density of the group of conductive substances can be increased, so that a very small brain potential obtained from the brain can be efficiently (that is, that is). Can be communicated (without deterioration).
Here, "powder-like" is a fine form that is not fibrous. “Granular” is a fine substance having a particle size larger than that of powder, and is a form having a larger outer peripheral area of one unit than that of powder. In reality, it is not possible to clearly classify the two because it is not clearly determined from which size the powder to be granular. If one unit can be discriminated visually, it is granular.
If the entire electrode is made of such a material, sufficient conductivity can be obtained even if the synthetic resin material is used as a base, and a plastic material having good moldability and low cost can be used.
また第17の手段として、電極素材として導電性合成樹脂を使用した。
このような素材で電極全体を構成すれば、繊維状導電性物質群と協働してより良好に電気的な情報を得ることが可能となる。「導電性合成樹脂」は、例えば、プラスチックであるポリチオフェン系、ポリアセチレン系、ポリアニリン系がよい。
また第18の手段として、前記支持部側を硬い材料で構成し、前記先端部側を前記支持部側よりも柔軟な材料で構成するようにした。
これによって、頭皮に当接する側だけの密着性を向上させて支持部側は硬く変形しないためしっかりと電極を支持できることとなる。「硬い材料」、「柔軟な材料」は上記と同義である。支持部側をすべて硬い材料で構成しなければならないわけではなく、先端部側をすべて柔軟な材料で構成しなければならないわけではない。
また第19の手段として、前記導電性物質群はその基材物質に導電性材料を被覆して構成されるようにした。導電性材料は材料コストが大きいため、好適な導電性を発現させる導電性材料を導電性物質群として使用したい場合に、その導電性材料を大量に使用しなくとも導電性物質群にその導電性材料の導電性を持たせることができる。また、導電性材料を容易に繊維形状で生成できない場合、繊維形状の基材物質に被覆することで繊維形状として生成できるため、導電性材料の選択肢を広げることができる。
「基材物質」として、例えば繊維であれば植物繊維、動物繊維、合成繊維、無機繊維を含み、例えば、綿糸、麻糸、絹糸、羊毛、レーヨン、キュプラ、ナイロン、ポリエステル、ポリウレタン、炭素繊維、ガラス繊維、ステンレス、銅、アルミニウムがよい。導電性材料を被覆した繊維を含有させることで、電極基材が柔軟な素材で、外部から圧力を受けて変形した場合にも、容易に追随することが可能である。また導電性繊維はかさ増しの効果があり、導電性物質群の使用量を減らして、コストを低減できる。
また第20の手段として、前記頭皮接地部の外面は粗面となるように形成されているようにした。
「粗面」は例えば0.5mm以下の凹凸である。粗面で構成されるのは頭皮接地部だけではなく、先端部全体を構成するようにしてもよい。また電極全体粗面で構成するようにしてもよい。
これによって、頭皮への当接面積が増え、脳からの電気的な情報を得やすくなる。また、頭皮接地部にディップ法で導電層を形成した際に導電層を構成するコート剤が粗面を構成する溝に停留しやすく、そのため導電性能が維持されることとなる。粗面の凹凸は0.5mm以下にすることで、容易に汚れを拭くことができるため、清掃しやすい。粗面は、例えば細かな凹凸を設けたり、細かな筋彫りをしたり、縦横の細かな溝を形成したりすることがよい。
Further, as the 17th means, a conductive synthetic resin was used as the electrode material.
If the entire electrode is made of such a material, it becomes possible to obtain better electrical information in cooperation with the fibrous conductive substance group. As the "conductive synthetic resin", for example, polythiophene-based, polyacetylene-based, and polyaniline-based plastics are preferable.
Further, as an eighteenth means, the support portion side is made of a hard material, and the tip end side is made of a material more flexible than the support portion side.
As a result, the adhesion of only the side that comes into contact with the scalp is improved, and the support portion side is hard and does not deform, so that the electrodes can be firmly supported. "Hard material" and "flexible material" are synonymous with the above. Not all the support side must be made of hard material, and not all the tip side must be made of flexible material.
Further, as a nineteenth means, the conductive substance group is formed by coating the base material with a conductive material. Since the material cost of the conductive material is high, when it is desired to use the conductive material that exhibits suitable conductivity as the conductive substance group, the conductive material can be used as the conductive substance group without using a large amount of the conductive material. The material can be made conductive. Further, when the conductive material cannot be easily produced in the fiber shape, it can be produced in the fiber shape by coating the base material in the fiber shape, so that the choice of the conductive material can be expanded.
The "base material" includes, for example, plant fiber, animal fiber, synthetic fiber, and inorganic fiber in the case of fiber, and includes, for example, cotton thread, hemp thread, silk thread, wool, rayon, cupra, nylon, polyester, polyurethane, carbon fiber, and glass. Fiber, stainless steel, copper and aluminum are good. By containing the fiber coated with the conductive material, the electrode base material is a flexible material, and it is possible to easily follow the deformation even when it is deformed by receiving pressure from the outside. In addition, conductive fibers have the effect of increasing bulk, and the amount of conductive substances used can be reduced to reduce costs.
Further, as a twentieth means, the outer surface of the scalp ground contact portion is formed so as to be a rough surface.
The "rough surface" is, for example, an uneven surface of 0.5 mm or less. The rough surface may be formed not only on the scalp ground contact portion but also on the entire tip portion. Further, the entire electrode may be composed of a rough surface.
This increases the contact area with the scalp and makes it easier to obtain electrical information from the brain. Further, when the conductive layer is formed on the ground contact portion of the scalp by the dip method, the coating agent constituting the conductive layer is likely to stay in the groove forming the rough surface, so that the conductive performance is maintained. By making the unevenness of the rough surface 0.5 mm or less, dirt can be easily wiped off, so that it is easy to clean. The rough surface may be provided with, for example, fine irregularities, fine streaks, or fine vertical and horizontal grooves.
また、第21の手段として、前記頭皮接地部は1又は複数の突起部から構成されているようにした。
このような構成であれば、頭髪が多い被験者でも突起部が頭髪を避けて頭皮に接触させることができることとなる。突起部が複数ある場合には、平面視において対称(線対称や回転対称)となるように配置することがよい。
また、第22の手段として、前記突起部は球冠状を呈しているようにした。
球冠状、つまり頂点を通るすべての断面の外形が上に凸となる二次曲線状の頂点付近を切り取ったような形状となる浅い丘形状の立体である。このような形状であると頭髪を避けて頭皮に頂点部分を当接させやすくなる。また、特に球冠状は1つの電極の頭皮接地部に1つであるとよい。
また第23の手段として、前記頭皮接地部は外に凸となるように湾曲して構成されているようにした。これは球冠状以外の例えば円錐形状やアーモンド形状のような必ずしも球ではない形状を意図したものである。このような形状であると頭髪を避けて頭皮に頂点部分を当接させやすくなる。また、特にこのような頭皮接地部は1つの電極に1つであるとよい。
Further, as a 21st means, the scalp ground contact portion is made to be composed of one or a plurality of protrusions.
With such a configuration, even in a subject having a lot of hair, the protrusions can avoid the hair and come into contact with the scalp. When there are a plurality of protrusions, it is preferable to arrange them so as to be symmetrical (line symmetry or rotational symmetry) in a plan view.
Further, as a 22nd means, the protrusion is made to have a spherical crown shape.
It is a conic-section, that is, a shallow hill-shaped solid that has a shape similar to that of a quadratic curve in which the outer shape of all cross sections passing through the apex is convex upward. With such a shape, it becomes easy to avoid the hair and bring the apex portion into contact with the scalp. In particular, the crown shape is preferably one at the scalp grounding portion of one electrode.
Further, as a 23rd means, the scalp grounding portion is configured to be curved so as to be convex outward. This is intended for shapes other than the crown shape, such as conical shapes and almond shapes, which are not necessarily spheres. With such a shape, it becomes easy to avoid the hair and bring the apex portion into contact with the scalp. In particular, it is preferable that there is one such scalp grounding portion per electrode.
また、第24の手段として、手段1〜23のいずれかに記載の脳活動計測用電極を被験者の装用時において、前記先端部が頭部側を向くように頭部装着用のベースに取り付けて頭部装着装置を構成するようにした。
このような上記の脳活動計測用電極を備えた具体的な頭部装着装置であれば、特にペーストやジェルを用いないドライ電極において電極を頭部に保持できるため、頭皮に当接させることが容易となる。特に電極固定部を介して取り付けることがよい。
ここに「頭部装着装置」とは電極位置に穴の開いたヘッドキャップ、電極を頭部に装着するためのヘッドセット等のことである。
また、第25の手段として、前記脳活動計測用電極に脳活動信号を増幅する増幅装置が固定されているようにした。
これによって計測された脳波を直ちに増幅装置で増幅することで、外部からの電波や磁場の影響が小さくなるため、外部ノイズの少ない質の良い脳波を取得することができる。
また、第26の手段として、前記増幅装置は前記ベース側に固定され、前記脳活動計測用電極が前記増幅装置のキャッチ部に支持されているようにした。
これによって、増幅装置をベース側の部材として前もって取り付け、そのような増幅装置に脳活動計測用電極を取り付けるようにできるため、脳活動計測用電極のみを単独でベース側に取り付けることができ、作業性が向上する。
また、第27の手段として、前記脳活動計測用電極は前記増幅装置のキャッチ部に対して着脱可能とされているようにした。
これによって脳活動計測用電極のベース側への固定作業を簡単に行うことができる。
また、第28の手段として、前記先端部を支持する支持部に備えられた電極固定部と、前記先端部を支持する支持部に形成された頭部装着用のベース保持部と、によって前記ベースを挟んでいるようにした。
これによって脳活動計測用電極はベースに対してしっかりと所定の位置で固定されることとなる。このようにしっかり固定された脳活動計測用電極を備える頭部装着装置をかぶるだけで被験者の脳活動の計測が可能となる。
また、第29の手段として、前記脳活動計測用電極は前記ベースに対して被験者の装用時において頭皮方向に弾性をもって進退可能に支持されるようにした。
これによって電極は被験者の頭部形状に容易に追随して当接できることとなる。
また、第30の手段として、前記先端部を支持する支持部に装着された電極固定板と、前記脳活動計測用電極に脳活動信号を増幅する増幅装置と、によって前記ベースを挟んでいるようにした。
これによって脳活動計測用電極はベースに対してしっかりと所定の位置で固定されることとなる。このようにしっかり固定された脳活動計測用電極を備える頭部装着装置をかぶるだけで被験者の脳活動の計測が可能となる。また、電極固定板は電極とは別体で構成されているため、電極の形状が複雑化せず樹脂成形において有利である。
Further, as a twelfth means, the electrode for measuring brain activity according to any one of
A specific head-mounted device provided with the above-mentioned electrodes for measuring brain activity can hold the electrodes on the head, especially with a dry electrode that does not use paste or gel, so that the electrodes can be brought into contact with the scalp. It will be easy. In particular, it is preferable to attach it via an electrode fixing portion.
Here, the "head mounting device" is a head cap having a hole at the electrode position, a headset for mounting the electrode on the head, and the like.
Further, as a 25th means, an amplification device for amplifying a brain activity signal is fixed to the brain activity measurement electrode.
By immediately amplifying the electroencephalogram measured by this with an amplification device, the influence of radio waves and magnetic fields from the outside is reduced, so that it is possible to acquire a high-quality electroencephalogram with less external noise.
Further, as the 26th means, the amplification device was fixed to the base side, and the brain activity measurement electrode was supported by the catch portion of the amplification device.
As a result, the amplification device can be attached in advance as a member on the base side, and the electrode for measuring brain activity can be attached to such an amplification device. Therefore, only the electrode for measuring brain activity can be attached to the base side independently. Improves sex.
Further, as a 27th means, the electrode for measuring brain activity is made detachable from the catch portion of the amplification device.
As a result, the work of fixing the electrodes for measuring brain activity to the base side can be easily performed.
Further, as the 28th means, the base is provided by an electrode fixing portion provided on the support portion that supports the tip portion and a base holding portion for mounting the head formed on the support portion that supports the tip portion. I tried to sandwich it.
As a result, the electrodes for measuring brain activity are firmly fixed at a predetermined position with respect to the base. It is possible to measure the brain activity of a subject simply by wearing a head-mounted device provided with electrodes for measuring brain activity that are firmly fixed in this way.
In addition, as a 29th means, the electrode for measuring brain activity is elastically supported in the direction of the scalp when the subject is worn against the base so as to be able to move forward and backward.
As a result, the electrodes can easily follow the shape of the head of the subject and come into contact with the electrodes.
Further, as a thirtieth means, the base is sandwiched between an electrode fixing plate attached to a support portion that supports the tip portion and an amplification device that amplifies a brain activity signal on the brain activity measurement electrode. I made it.
As a result, the electrodes for measuring brain activity are firmly fixed at a predetermined position with respect to the base. It is possible to measure the brain activity of a subject simply by wearing a head-mounted device provided with electrodes for measuring brain activity that are firmly fixed in this way. Further, since the electrode fixing plate is formed separately from the electrode, the shape of the electrode is not complicated and is advantageous in resin molding.
また、第31の手段として、第1〜第23のいずれかの手段の脳活動計測用電極によって得られた脳活動信号に基づいて脳活動を計測するようにした。
このようにすることで、被験者に電極を装着する手間を低減することができ、計測準備時間を短縮した脳活動計測システムを提供することができる。
また、第32の手段として、第24〜第30のいずれかの手段の頭部装着装置によって得られた脳活動信号に基づいて脳活動を計測するようにした。
このようにすることで、被験者に頭部装着装置を装着する手間を低減することができ、計測準備時間を短縮した脳活動計測システムを提供することができる。
上述した第1〜第32の手段の各発明は、任意に組み合わせることができる。特に、第1の手段の構成を備えて、第2〜第32の手段の各発明の少なくともいずれか1つの構成と組み合わせを備えると良い。第1〜第32の手段の各発明の任意の構成要素を抽出し、他の構成要素と組み合わせてもよい。
Further, as the 31st means, the brain activity is measured based on the brain activity signal obtained by the brain activity measuring electrode of any of the 1st to 23rd means.
By doing so, it is possible to reduce the time and effort required to attach the electrodes to the subject, and it is possible to provide a brain activity measurement system in which the measurement preparation time is shortened.
Further, as the 32nd means, the brain activity is measured based on the brain activity signal obtained by the head wearing device of any of the 24th to 30th means.
By doing so, it is possible to reduce the time and effort required to attach the head wearing device to the subject, and it is possible to provide a brain activity measurement system in which the measurement preparation time is shortened.
The inventions of the first to 32nd means described above can be arbitrarily combined. In particular, it is preferable to include the configuration of the first means and to include at least one configuration and combination of each invention of the second to 32nd means. Any component of each invention of the first to 32nd means may be extracted and combined with other components.
上記発明では、脳活動計測において、電極の頭皮接地部を合成樹脂で構成しても、脳活動としての電気的情報を計測可能に取得することができることとなる。 In the above invention, in the measurement of brain activity, even if the scalp grounding portion of the electrode is made of synthetic resin, electrical information as brain activity can be obtained in a measurable manner.
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面に基づいて説明する。
(第1の実施の形態)
図1に示すように、本発明の第1の実施の形態の脳活動計測システムとしての脳波計測システムは頭部装着装置としてのヘッドキャップセット1と、第1の増幅装置としての差動アンプ2と、コンピュータ3から構成されている。ヘッドキャップセット1は伸縮性のある肉厚の布製の半球形状のベースとしてのキャップ本体4を備えており、計測者はキャップ本体4を脳波を反映した脳電位(電圧)を計測するための決められた向きとなるように被験者の頭部に装着する。キャップ本体4には多数の脳電位(電圧)計測用の電極5が装着されている(図1は模式的に脳波計測システムを示しているため、一部の電極5だけを表示している)。
図2及び図3に示すように、第1の実施の形態の電極5は3枚の真円形状の円板を円柱によって同軸線上で所定間隔に平行に離間配置させた外観形態に構成されている。電極5は真鍮を削り出した一体造形品の部材に金めっきを施して構成されている。電極5を構成する支持部としての断面円形の支柱6の基部側の端部(図2(a)における上方)には電極固定部としての第1の円板7が形成されている。本実施の形態では支柱6の直径は1.5mmとされ第1の円板7の径は10.0mmとされている。第1の円板7に隣接した位置には中間部としての第2の円板8が形成されている。第2の円板8から間隔を空けて支柱6の先端側の端部には先端部としての第3の円板9が形成されている。第3の円板9の下面は球冠状(浅いドーム状)の外面を有する頭皮接地部としての曲面部9aとされている。曲面部9aは頭皮への当接面(接地面)とされている。
このような構成の電極5では第3の円板9の後面9bよりも上方側と第2の円板8の前面8aと支柱6の全周囲とによって区画される空間が第3の円板9を頭皮に当接させた際にその当接位置の周囲の頭髪が収容される(逃避する)収容領域S1とされる。
本実施の形態では第2の円板8の径は15.0mmとされ第3の円板9の径は5.0mmとされている。各円板7〜9の厚みはいずれも1.0mmとされている。また、第1の円板7と第2の円板8の間隔(長さ)は2.0mm、第2の円板8と第3の円板9の間隔(長さ)は10.0mmとされている。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First Embodiment)
As shown in FIG. 1, the electroencephalogram measurement system as the brain activity measurement system of the first embodiment of the present invention includes a head cap set 1 as a head wearing device and a
As shown in FIGS. 2 and 3, the
In the
In the present embodiment, the diameter of the
図3に示すように、電極5はキャップ本体4に形成された取り付け孔10位置に着脱可能に装着されている。電極5はキャップ本体4の取り付け孔10周囲の布地をキャップ本体4の外側に配置された第1の円板7と、内側に配置された第2の円板8とによって挟むことで固定されている。電極5の装着は第1の実施の形態ではキャップ本体4の内側から行われる。素材の伸縮性を利用して取り付け孔10を押し広げ、この取り付け孔10に対して取り付け孔10よりも若干大きめに構成された第1の円板7をキャップ本体4の内側から外側に通過させる。第2の円板8は第1の円板7よりも大径であるため取り付け孔10から外方に抜けてしまうことはない。これによって取り付け孔10の周囲のキャップ本体4の布地を第1の円板7と第2の円板8とで挟持することとなり、電極5はキャップ本体4に固定される。このような固定状態で第1の円板7はキャップ本体4の外側に配置され、第2の円板8より下方側となる支柱6と第3の円板9はキャップ本体4の内側に配置されることとなる。第1の円板7の上面には第2の増幅装置としてのプリアンプ11が配設されている。プリアンプ11は導電性両面テープ12によって固着されている。プリアンプ11は電極5によって取得された電圧を増幅する。各電極5のプリアンプ11はケーブル13を介して差動アンプ2に接続され、差動アンプ2はケーブル14を介してコンピュータ3に接続されている。
As shown in FIG. 3, the
次に図4に基づいて第1の実施の形態に使用する脳波計測システムの電気的構成について説明する。
上記各電極5はプリアンプ11と差動アンプ2を介して差動アンプ2内に配設されたインターフェース20に接続され、インターフェース20を介してコンピュータ3に取得した脳波として電位データ(電圧データ)が出力される。
プリアンプ11は各電極5ごとに装着され、取得したその位置での脳波電圧を増幅する。差動アンプ2は差動増幅回路を備え、図示しないリファレンス電極から得られた脳波電圧と電位差を算出し増幅する。更に差動アンプ2は内蔵されたフィルター回路によってノイズを低減する機能を有する。差動アンプ2で増幅された電位データは検出対象データとしてケーブル14を介してコンピュータ3に出力される。
コンピュータ3はCPU(中央処理装置)21や記憶装置22及びその周辺装置によって構成されている。CPU21は記憶装置に保存されているプログラムに基づいて演算処理を行う。記憶装置22にはCPU21の動作を制御するためのプログラム、複数のプログラムに共通して適用できる機能を管理するOA処理プログラム(例えば、日本語入力機能や印刷機能等)等の基本プログラムが格納されている。更に、電位データを取り込むプログラム、電位差を算出するプログラム、電流方向を推定するプログラム、計測データの信頼度を算出するプログラム等が格納されている。CPU21には入力装置23(マウス、キーボード等)、及びモニター24が接続されている。モニター24に得られた脳波や差分等の計測結果を表示させることができる。
Next, the electrical configuration of the electroencephalogram measurement system used in the first embodiment will be described with reference to FIG.
Each of the
The
The
上記のように構成することで、第1の実施の形態では次のような効果が奏される。
(1)ヘッドキャップセット1はキャップ本体4に厚手の布地で構成されていることから十分な重さがあるため、被験者がかぶるだけで電極5が頭皮に当接して脳波電位を計測できることとなっており、電極を保持するためにウェット電極のようにペースト等を使用しなくともよく、簡便で使いやすい脳波計測システムを提供することができる。
(2)通常のドライ電極では頭髪が多い被験者の脳波を計測する場合には電極周囲の頭髪が挟まりやすくなったり、電極をずらすことで頭皮から電極が離間してしまうことが多かった。しかし、第1の実施の形態では電極5は頭皮に当接する第3の円板9が幅方向に拡がっており、その後方に収容領域S1を形成させるようにしたため、頭皮に電極5を当接させる際に電極5の周囲の頭髪を収容領域S1に逃避させることができるようになり、電極5を頭皮に当接させたり、当接後に電極5をわずかにずらしたりしても第3の円板9の曲面部9aが頭皮に当接しなくなるという不具合が生じにくい。
(3)電極5は第1の円板7と第2の円板8で構成されるキャップ保持部を有し、これら第1及び第2の円板7,8によってキャップ本体4をしっかり保持し、かつ第2の円板8によってキャップ本体4を下方から支えて浮かせた状態で保持することができる。そのため、キャップ本体4の布地が頭髪を押さえてしまうことなく、頭髪を逃がす機能を維持することができるため、よりドライ電極での電極の接触不良が起きにくい。
(4)頭皮に当接する第3の円板9の曲面部9aは当接面全体が曲面で構成されているため、電極5が多少傾いて頭皮に当接したとしても常に「点」で頭皮に当接することとなり、頭髪を挟みにくくなる。
(5)以下の実施の形態と異なり明確な突起部がないため、被験者に対して突起部に対する恐怖感がなくなり、安静な状態で計測を始めることができる。
With the above configuration, the following effects are obtained in the first embodiment.
(1) Since the head cap set 1 is made of a thick cloth on the
(2) When measuring the brain waves of a subject who has a lot of hair with a normal dry electrode, the hair around the electrode is likely to be pinched, or the electrode is often separated from the scalp by shifting the electrode. However, in the first embodiment, the
(3) The
(4) Since the entire contact surface of the
(5) Unlike the following embodiments, since there is no clear protrusion, the subject does not have a fear of the protrusion, and the measurement can be started in a resting state.
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態は第1の実施の形態の電極5のバリエーションである。そのため第1の実施の形態と共通する構成の詳しい説明は省略し、第1の実施の形態の電極5とは異なる点を主として説明する。図面において第1の実施の形態の電極5と共通する部材については共通する番号を付して説明は省略する。
図5(a)及び(b)に示すように、第2の実施の形態の電極25は第1の実施の形態の電極5と同様に3枚の真円形状の円板を円柱によって同軸線上で所定間隔に平行に離間配置させた外観形態に構成されている。電極5は真鍮を削り出した一体造形品の部材に金めっきを施して構成されている。第2の実施の形態の電極25は先端部として実施の形態1の電極5の第3の円板26よりも大きさの第3の円板26を備えている。第3の円板26の径は15.0mm、厚みは1.0mmとされている。第2の実施の形態の支柱27は第1の実施の形態の支柱6と長さは同じでその直径のみが大径(3.0mm)とされている。第3の円板26の平面に形成された前面26aには円柱状の頭皮接地部としての複数の(第2の実施の形態では一例として5本の)当接ピン28が一体形成されている。各当接ピン28は同形状に構成され、第2の実施の形態では高さ及び直径とも1.5mmに構成されている。図5(b)に示すように各当接ピン28は第3の円板26の中心から5mm外方となる位置を軸心位置として第3の円板26の周縁から若干内側に寄った位置に均等な間隔で周縁に沿って配置されている。
このような構成の電極25では第3の円板26の後面26bよりも上方側と第2の円板8の前面8aと支柱27の全周囲とによって区画される空間が第3の円板26の当接ピン28を頭皮に当接させた際にその当接位置の周囲の頭髪が収容される(逃避する)収容領域S2とされる。
(Second Embodiment)
The second embodiment is a variation of the
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
In the
上記のように構成することで、第2の実施の形態では上記第1の実施の形態の(1)〜(3)と同様の効果に加えて次のような効果が奏される。
(1)第3の円板26は幅広に構成されているため安定がよく、電極25が頭皮に当接した際にぐらつきにくくそのため当接ピン28がしっかりと頭皮に接地することとなる。
(2)当接ピン28を設けたことで、頭髪が多い被験者でも電極を頭皮に接触させることができる。そして、頭髪が当接ピン28の先端部と頭皮の間に挟まった場合でも、電極をその場でずらす(動かす)ことで電極と頭皮の間に挟まった頭髪を収容領域S2に逃がすことができるため、当接ピン28のわずかな突起でも頭皮に接触させることができることとなる。
(3)当接ピン28が複数バランスよく配置されているため、電極25が多少ずれたり浮いたりしてもどれかの当接ピン28が常に頭皮に接地することとなり、電極の接触不良が起きにくい。また、数も複数(ここでは5本)あるため圧力が分散され当接ピン28が頭皮に食い込んで被験者が痛く感じることもない。
(4)第3の円板26は幅広に構成されているため収容領域S2が大きくなり、多くの頭髪を収容することができる。
(5)当接ピン28の長さがごく短いため、被験者に対して突起部に対する恐怖感を抑えて、安静な状態で計測を始めることができる。
With the above configuration, in the second embodiment, the following effects are obtained in addition to the same effects as in (1) to (3) of the first embodiment.
(1) Since the
(2) By providing the
(3) Since a plurality of contact pins 28 are arranged in a well-balanced manner, even if the
(4) Since the
(5) Since the length of the
(第3の実施の形態)
第3の実施の形態は第2の実施の形態の電極25のバリエーションである。そのため第1及び第2の実施の形態と共通する構成の詳しい説明は省略し、第2の実施の形態の電極25とは異なる点を主として説明する。図面において第2の実施の形態の電極25と共通する部材については共通する番号を付して説明は省略する。
図6(a)及び(b)に示すように、第3の実施の形態の電極31は第2の実施の形態の電極25と同様に3枚の真円形状の円板を円柱によって同軸線上で所定間隔に平行に離間配置させた基本的な外観形態を有している。電極31は上記各実施の形態と同様真鍮を削り出した一体造形品の部材に金めっきを施して構成されている。
第3の実施の形態の電極31は先端部として第2の実施の形態の電極25と同じ大きさの第3の円板32を備えている。第3の円板32の平面に形成された前面32aには円柱状の頭皮接地部としての5本の当接ピン33が一体形成されている。各当接ピン33は同形状に構成され、第3の実施の形態では高さ3.0mm、直径1.5mmに構成されている。当接ピン33は第3の円板32の中心から5mm外方となる位置を軸心位置として第3の円板32の周縁から若干内側に寄った位置に均等な間隔で周縁に沿って配置されている。第3の円板32の平面に形成された後面32bには断面がわずかにアーチ状となる略直方体形状をなす板状の複数の(第3の実施の形態では一例として6本の)返し部34が一体形成されている。各返し部34は同形状に構成され、第3の実施の形態では高さ3.0mm、最外部の幅2.0mmに構成されている。図6(a)に示すように各返し部34は第3の円板32の外周に沿って均等な間隔で周縁に沿って配置されている。
このような構成の電極31では第3の円板32の後面32bよりも上方側と第2の円板8の前面8aと支柱27の全周囲とによって区画される空間が第3の円板32の当接ピン33を頭皮に当接させた際にその当接位置の周囲の頭髪が収容される(逃避する)収容領域S3とされる。
(Third Embodiment)
The third embodiment is a variation of the
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
The
In the
上記のように構成することで、第3の実施の形態では上記第1の実施の形態の(1)〜(3)及び上記第2の実施の形態の(1)〜(5)と同様の効果に加えて次のような効果が奏される。
(1)第3の円板32後方に返し部34を設けるようにしたため、一旦収容領域S3に収容された頭髪が返し部34に引っかかって収容領域S3から脱落しにくくなる。そのため、一旦収容領域S3に逃がした頭髪が抜け出なくなって電極31をより頭皮に接触させやすくなる。
(2)返し部34は外に凸となるような断面アーチ状(あるいは断面扇状)の形状に構成されているため、周囲の頭髪は外面側を向いた曲面に導かれ収容領域S3内に進入しやすくなり、逆に一旦進入すると収容領域S3からは返し部34の内側の角部に干渉して脱落しにくくなっている。また、第3の円板32の全周においては返し部34のある部分は返し部34のない部分よりも面積が小さいため、収容領域S3内に進入頭髪の進入は極力妨げられない。
By configuring as described above, the third embodiment is similar to (1) to (3) of the first embodiment and (1) to (5) of the second embodiment. In addition to the effect, the following effects are produced.
(1) Since the
(2) Since the
(第4の実施の形態)
第4の実施の形態は第2の実施の形態の電極25のバリエーションである。そのため第1及び第2の実施の形態と共通する構成の詳しい説明は省略し、第2の実施の形態の電極25とは異なる点を主として説明する。図面において第2の実施の形態の電極25と共通する部材については共通する番号を付して説明は省略する。
図7(a)及び(b)に示すように、第4の実施の形態の電極36は上記各実施の形態の電極25、31とは異なり第3の円板37のみが真円ではなく長楕円形状に構成されている。つまり、第2の円板8とは異なる形状とされている。電極36は上記各実施の形態と同様真鍮を削り出した一体造形品の部材に金めっきを施して構成されている。第4の実施の形態では第3の円板37は長径15.0mm、短径5.5mm厚み1.0mmに構成されている。第3の円板37の平面に形成された前面37aには円柱状の頭皮接地部としての3本の当接ピン38が一体形成されている。3本の当接ピン38は長楕円形の第3の円板37の長径方向に沿って直列に均等な間隔で配置されている。各当接ピン38は同形状に構成され、第3の実施の形態では高さ2.0mm、直径3.0mmに構成されている。
このような構成の電極36では第3の円板37の後面37bよりも上方側と第2の円板8の前面8aと支柱27の全周囲とによって区画される空間が第3の円板37の当接ピン28を頭皮に当接させた際にその当接位置の周囲の頭髪が収容される(逃避する)収容領域S4とされる。
上記のように構成することで、第4の実施の形態では上記第1の実施の形態の(1)〜(3)及び上記第2の実施の形態の(1)〜(5)と同様の効果に加えて次のような効果が奏される。
(1)頭皮への当接部分となる第3の円板37が楕円形状をしていることにより、被験者の頭髪の向きに合わせて、電極を設置することができるため、電極を頭皮により接触しやすくできる。
(Fourth Embodiment)
The fourth embodiment is a variation of the
As shown in FIGS. 7A and 7B, the
In the
By configuring as described above, the fourth embodiment is similar to (1) to (3) of the first embodiment and (1) to (5) of the second embodiment. In addition to the effect, the following effects are produced.
(1) Since the
(第5の実施の形態)
第5の実施の形態は第3の実施の形態の電極31のバリエーションである。そのため第1〜第3の実施の形態と共通する構成の詳しい説明は省略し、第3の実施の形態の電極31とは異なる点を主として説明する。図面において第2の実施の形態の電極25と共通する部材については共通する番号を付して説明は省略する。
図8(a)及び(b)に示すように、第5の実施の形態の電極41は第3の実施の形態の電極31と同様に3枚の真円形状の円板を円柱によって同軸線上で所定間隔に平行に離間配置させた基本的な外観形態を有している。電極41は上記各実施の形態と同様真鍮を削り出した一体造形品の部材に金めっきを施して構成されている。
第5の実施の形態の電極41は先端部として第3の実施の形態の電極25と同じ大きさの第3の円板42を備えている。第3の円板42の平面に形成された前面42aには円柱状の頭皮接地部としての5本の当接ピン43が一体形成されている。各当接ピン43は同形状に構成され、第5の実施の形態では高さ3.0mm、直径1.5mmに構成されている。当接ピン43は第3の円板42の中心から5mm外方となる位置を軸心位置として第3の円板42の周縁から若干内側に寄った位置に均等な間隔で周縁に沿って配置されている。第3の円板42の平面に形成された後面42bには円錐台形状をなす複数の(第5の実施の形態では一例として5本の)返し部44が一体形成されている。各返し部44は同形状に構成され、第5実施の形態では高さ4.0mm、下底の径3.0mmに上底の径1.5mmに構成されている。各返し部44は第3の円板42の外周に沿って均等な間隔で周縁に沿って配置されている。
このような構成の電極41では第3の円板42の後面42bよりも上方側と第2の円板8の前面8aと支柱27の全周囲とによって区画される空間が第3の円板42の当接ピン43を頭皮に当接させた際にその当接位置の周囲の頭髪が収容される(逃避する)収容領域S5とされる。
(Fifth Embodiment)
The fifth embodiment is a variation of the
As shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), the
The
In the
上記のように構成することで、第5の実施の形態では上記第1の実施の形態の(1)〜(3)及び上記第2の実施の形態の(1)〜(5)と同様の効果に加えて次のような効果が奏される。
(1)第3の円板42後方に返し部44を設けるようにしたため、一旦収容領域S5に収容された頭髪が返し部44に引っかかって収容領域S5から脱落しにくくなる。そのため、一旦収容領域S5に逃がした頭髪が抜け出なくなって電極41をより頭皮に接触させやすくなる。
(2)返し部44は外に凸となるような曲面形状に構成されているため、周囲の頭髪は外面側を向いた曲面に導かれ収容領域S5内に進入しやすくなる。
By configuring as described above, the fifth embodiment is similar to (1) to (3) of the first embodiment and (1) to (5) of the second embodiment. In addition to the effect, the following effects are produced.
(1) Since the
(2) Since the
(第6の実施の形態)
第6の実施の形態は第3の実施の形態の電極31のバリエーションである。そのため第1〜第3の実施の形態と共通する構成の詳しい説明は省略し、第3の実施の形態の電極31とは異なる点を主として説明する。図面において第2の実施の形態の電極25と共通する部材については共通する番号を付して説明は省略する。
図9(a)及び(b)に示すように、第6の実施の形態の電極46は第3の実施の形態の電極31と同様に3枚の真円形状の円板を円柱によって同軸線上で所定間隔に平行に離間配置させた基本的な外観形態を有している。電極46は上記各実施の形態と同様真鍮を削り出した一体造形品の部材に金めっきを施して構成されている。
第6の実施の形態の電極46は先端部として実施の形態3の電極31と同じ大きさの第3の円板47を備えている。第3の円板47の平面に形成された前面47aには円柱状の頭皮接地部としての5本の当接ピン48が一体形成されている。各当接ピン48は同形状に構成され、第6の実施の形態では高さ3.0mm、直径1.5mmに構成されている。当接ピン48は第3の円板47の中心から5mm外方となる位置を軸心位置として、第3の円板47の周縁から若干内側に寄った位置に均等な間隔で周縁に沿って配置されている。
第2の円板8の前面8aには断面がわずかにアーチ状となる略直方体形状をなす複数の(第6の実施の形態では一例として6本の)返し部49が一体形成されている。各返し部49は同形状に構成され、第6の実施の形態では高さ4.0mm、最外部の幅2.0mmに構成されている。図9(b)に示すように返し部49は第2の円板8の外周に沿って均等な間隔で周縁に沿って配置されている。
このような構成の電極46では第3の円板47の後面47bよりも上方側と第2の円板8の前面8aと支柱27の全周囲とによって区画される空間が第3の円板47の当接ピン48を頭皮に当接させた際にその当接位置の周囲の頭髪が収容される(逃避する)収容領域S6とされる。
(Sixth Embodiment)
The sixth embodiment is a variation of the
As shown in FIGS. 9A and 9B, the electrode 46 of the sixth embodiment has three round discs formed on the same coaxial line by a cylinder as in the case of the
The electrode 46 of the sixth embodiment includes a
A plurality of return portions 49 (six in the sixth embodiment as an example) having a substantially rectangular parallelepiped shape having a slightly arched cross section are integrally formed on the
In the electrode 46 having such a configuration, the space defined by the upper side of the
上記のように構成することで、第6の実施の形態では上記第1の実施の形態の(1)〜(3)及び上記第2の実施の形態の(1)〜(5)と同様の効果に加えて次のような効果が奏される。
(1)第2の円板8前方に返し部49を設けるようにしたため、一旦収容領域S3に収容された頭髪が返し部49に引っかかって収容領域S6から脱落しにくくなる。そのため、一旦収容領域S6に逃がした頭髪が抜け出なくなって電極46をより頭皮に接触させやすくなる。
(2)返し部49は外に凸となるような断面アーチ状(あるいは断面扇状)の形状に構成されているため、周囲の頭髪は外面側を向いた曲面に導かれ収容領域S6内に進入しやすくなり、逆に一旦進入すると収容領域S6からは返し部49の内側の角部に干渉して脱落しにくくなっている。また、第3の円板47の全周においては返し部49のある部分は返し部49のない部分よりも面積が小さいため、収容領域S6内に進入頭髪の進入は極力妨げられない。
By configuring as described above, the sixth embodiment is similar to (1) to (3) of the first embodiment and (1) to (5) of the second embodiment. In addition to the effect, the following effects are produced.
(1) Since the
(2) Since the
(第7の実施の形態)
第7の実施の形態は第2の実施の形態の電極25のバリエーションである。そのため第2の実施の形態と共通する構成の詳しい説明は省略し、第2の実施の形態の電極25とは異なる点を主として説明する。図面において第2の実施の形態の電極25と共通する部材については共通する番号を付して説明は省略する。
図10(a)及び(b)に示すように、第7の実施の形態の電極51は第3の実施の形態の電極25と同様に3枚の真円形状の円板を円柱によって同軸線上で所定間隔に平行に離間配置させた基本的な外観形態を有している。電極51は上記各実施の形態と同様真鍮を削り出した一体造形品の部材に金めっきを施して構成されている。
第7の実施の形態の電極51の支柱52は横断面円形に形成され、上記支柱6とは異なり太さが均等ではなく上方から下方にかけて徐々に大径となるようないわゆるラッパ型に構成されている。第7の実施の形態の電極51は先端部として第2の実施の形態の電極25と同じ大きさの第3の円板53を備えている。第2の円板8と第3の円板53の間隔(長さ)は8.0mmとされている。第3の円板53の平面に形成された前面53aには球冠状(浅いドーム状)の外面を有する頭皮接地部としての5つの当接体54が一体形成されている。各当接体54は同形状に構成され、第7の実施の形態では前面53aから頂点までの高さ1.0mm、基部位置での直径4.0mmに構成されている。当接体54は第3の円板53の中心から5mm外方となる位置を軸心位置として第3の円板53の周縁から若干内側に寄った位置に均等な間隔で周縁に沿って配置されている。各当接体54の基部(山の麓の部分)と前面53aとの接続面はなだらかな連続的な曲面で構成されており、接続面に不連続となる段差はない。
このような構成の電極51では第3の円板53の後面53bよりも上方側と第2の円板8の前面8aと支柱52の全周囲とによって区画される空間が第3の円板53の当接体54を頭皮に当接させた際にその当接位置の周囲の頭髪が収容される(逃避する)収容領域S7とされる。
(7th Embodiment)
The seventh embodiment is a variation of the
As shown in FIGS. 10A and 10B, the
The
In the
上記のように構成することで、第7の実施の形態では上記第1の実施の形態の(1)〜(3)及び上記第2の実施の形態の(1)〜(4)と同様の効果に加えて次のような効果が奏される。
(1)当接体54は球体であるため頭皮へ面ではなく点で接することとなり、第3の円板53の下側に頭髪を挟んでしまっても当接体54の接地部分自体は頭髪を挟むことが少なくなる。
(2)円板53の前面53aと当接体54との接続部分は連続的な面形状に構成されているため、先端部が拭きやすくなり、容易に清掃することが可能となる。
By configuring as described above, the seventh embodiment is similar to (1) to (3) of the first embodiment and (1) to (4) of the second embodiment. In addition to the effect, the following effects are produced.
(1) Since the abutting
(2) Since the connecting portion between the
(第8の実施の形態)
第8の実施の形態は第1の実施の形態の脳波計測システムのバリエーションである。そのため第1の実施の形態と共通する構成の詳しい説明は省略し、第1の実施の形態の電極5とは異なる点を主として説明する。図面において第1の実施の形態と共通する部材については共通する番号を付して説明は省略する。
図13に示すように、本発明の第8の実施の形態の脳波計測システムは頭部装着装置としてのヘッドキャップセット61とコンピュータ62から構成されている。ヘッドキャップセット61はプラスチック製の軽量硬質のフレームからなるベースとしてのキャップ本体63を備えている。キャップ本体63内面には第1の増幅装置としての差動アンプ64が収納されている。第1の実施の形態と同様差動アンプ62で増幅された電位データは検出対象データとしてケーブル60を介してコンピュータ62に出力される。被験者はキャップ本体63を脳波を反映した脳電位(電圧)を計測するための決められた向きとなるように被験者の自身の頭部に装着する。キャップ本体63の内面には多数の脳電位(電圧)計測用の電極65が配設されている(図13は模式的に脳波計測システムを示しているため一部の電極65だけを表示している)。
(8th Embodiment)
The eighth embodiment is a variation of the electroencephalogram measurement system of the first embodiment. Therefore, detailed description of the configuration common to the first embodiment will be omitted, and the points different from the
As shown in FIG. 13, the electroencephalogram measuring system according to the eighth embodiment of the present invention includes a head cap set 61 as a head wearing device and a
図11及び図12に示すように、第8の実施の形態の電極65は全体として上部が窄んで下部が幅広に構成されたタワー形状の外観形態に構成されている。電極65は上記各実施の形態と同様真鍮を削り出した一体造形品の部材に金めっきを施して構成されている。電極65は上部(基部)に締結部としての雄ネジ部66が形成されている。雄ネジ部66に隣接した下部位置には中間部としての上部円板67が形成されている。上部円板67から間隔を空けて支柱68の先端側の端部には先端部としての下部円板69が形成されている。支柱68は第7の実施の形態の支柱52と同様に横断面円形に形成され、上方から下方にかけて徐々に大径となるようないわゆるラッパ型に構成されている。
下部円板69の平面に形成された前面69aには球冠状(浅いドーム状)の外面を有する頭皮接地部としての5つの当接体70が一体形成されている。各当接体70は同形状に構成され、第8の実施の形態では前面69aから頂点までの高さ1.5mm、基部位置での直径3.0mmに構成されている。当接体70は下部円板69の中心から5mm外方となる位置を軸心位置として下部円板69の周縁から若干内側に寄った位置に均等な間隔で周縁に沿って配置されている。各当接体70の基部(山の麓の部分)と前面69aとの接続面はなだらかな連続的な曲面で構成されており、接続面に不連続となる段差はない。
上部円板67の径は5.0mmとされ下部円板69の径は10.0mmとされている。両円板67,69の厚みはいずれも1.0mmとされている。上部円板67と下部円板69の間隔(長さ)は6.0mmとされている。
このような構成の電極5では下部円板69の後面69bよりも上方側と上部円板67の前面67aと支柱68の全周囲とによって区画される空間が下部円板69の当接体70を頭皮に当接させた際にその当接位置の周囲の頭髪が収容される(逃避する)収容領域S8とされる。
As shown in FIGS. 11 and 12, the
On the
The diameter of the
In the
図12に示すように、電極65はキャップ本体63内においてホルダー71によって保持されている。ホルダー71は真鍮を削り出して構成された柱状部材であり、先端に電極65の雄ネジ部66を螺合させるための締結部としての雌ネジ部72が形成されている。ホルダー71はキャップ本体63に内周面に形成された収容室72内に収納されている。ホルダー71は収容室72の底部73に対してコイルばね74によって保持されている。ホルダー71の基部には導電性両面テープ75を介して第2の増幅装置としてのプリアンプ76が配設されている。各電極65のプリアンプ76はケーブル77を介して差動アンプ64に接続され、差動アンプ64はケーブル78を介してコンピュータ62に接続されている。コンピュータ62の構成は第1の実施の形態のコンピュータ3と同様である。
As shown in FIG. 12, the
上記のように構成することで、第8の実施の形態では上記第1の実施の形態の(1)〜(3)、上記第2の実施の形態の(1)〜(4)及び上記第7の実施の形態の(1)及び(2)と同様の効果に加えて次のような効果が奏される。
(1)電極65はホルダー71に保持されており、ホルダー71はコイルばね74によって保持されているため、被験者がヘッドキャップセット61をかぶった際に電極65が収容室72内を弾性を持って進退できるようになっている。このように電極65に伸縮性を持たせることができることで個人の頭部の形状の特異性を吸収することができ、電極を確実に頭皮に接触させ、脳波を計測することができる。
(2)電極65はキャップ本体63のホルダー71に装着するようにしているため、着脱作業が簡単で、かつ正確に電極65位置を決めることができる。
(3)従来の電極では頭髪を逃がす機構がないため、電極が頭皮に接地するように計測者が被験者にヘッドキャップセットを装着させる必要がある。しかし電極65には収容領域S8を備えるため、キャップ本体63を装着後に、わずかにずらすことで、電極を頭皮に接地することができ、被験者一人で脳波計を装着することが可能である。
By configuring as described above, in the eighth embodiment, (1) to (3) of the first embodiment, (1) to (4) of the second embodiment, and the above-mentioned first embodiment. In addition to the same effects as in (1) and (2) of the seventh embodiment, the following effects are produced.
(1) Since the
(2) Since the
(3) Since the conventional electrode does not have a mechanism for letting the hair escape, it is necessary for the measurer to put on the head cap set on the subject so that the electrode touches the scalp. However, since the
(第9の実施の形態)
第9の実施の形態は第1の実施の形態の脳波計測システムのバリエーションとなる。そのため第1の実施の形態と共通する構成の詳しい説明は省略し、第1実施の形態の電極5とは異なる点を主として説明する。図面において第2の実施の形態と共通する構成については共通する番号を付して説明は省略する。第9の実施の形態の電極85は上記の各実施の形態の電極とは異なり、合成樹脂からなる一体成形品である。
第9の実施の形態の電極85は、非導電性の硬質の熱硬化性の合成樹脂(例えば、ABS樹脂)から構成されている。合成樹脂中には導電性繊維であるカーボン繊維が分散状に混入されている。合成樹脂中に長さ約2.0mmのカーボン繊維を重量比で30%加えている。
図15及び図16に示すように、電極85は回転対称となる周方向が円形なコマ状の立体形状を有し、先端部86が大径に形成され、支持部となる基部87(図では上方側)が相対的に小径に形成されている。外周形状として、基部87から先端部86に向かって徐々に大径となるように(つまり裾拡がりとなるように)外に凹状に構成されている。そして、鏡餅形の円盤形状をなす先端部86の外に凸となる外周形状に段差なく外周面が連続するように接続されている。
(9th embodiment)
The ninth embodiment is a variation of the electroencephalogram measurement system of the first embodiment. Therefore, detailed description of the configuration common to the first embodiment will be omitted, and the points different from the
The
As shown in FIGS. 15 and 16, the
先端部86の基部87とは逆方向となる面(図では下方側)は中央が最も盛り上がって外に凸となるような緩やかな湾曲面で構成された球冠状を呈した頭皮接地部88とされている。先端部86の最大径は15mmとされ、最大径位置から頭皮接地部88の頂点までが3mmとされている。
基部87は複数の異なる径となる複数の領域で構成されている。基部87の端部側から順に第1の円盤部89、第2の円盤部90、第3の円盤部91、連接部92とする。第1の円盤部89と第3の円盤部91は同径とされ(φ5mm)、それらの間に挟まれた第2の円盤部90はそれらより小径(φ4mm)で上下幅もより小さい。第3の円盤部91との隣接する連接部92の最も小径となる位置の径は第3の円盤部91の径よりも大きく(φ6mm)、そのため連接部92上面には棚部92aが形成される。
このような構成の電極85では先端部86に隣接する連接部92の凹状に湾曲した全周囲が頭皮接地部88を頭皮に当接させた際にその当接位置の周囲の頭髪が収容される(逃避する)収容領域S9とされる。
The surface of the
The
In the
このような構成の電極85は実施の形態1と同様にキャップ本体4に形成された取り付け孔10位置に着脱可能に装着されている。第9の実施の形態では図15〜図17に示すように円板93と増幅装置としてのプリアンプ95によってキャップ本体4を挟むことで電極85はキャップ本体4に取り付けられる。円板93は中央に透孔94が形成されたリング状の非導電性のプラスチック製の板体である。透孔9の径は第3の円盤部91の径より僅かに大きく棚部92aの径よりも小さい。図16及び図18(a)(b)に示すように、プリアンプ95は2本の脚96を有する馬蹄形状、あるいは環状の一部が開口した略U字状の外観を呈する。プリアンプ95の内周面には端子98が形成されている。プリアンプ95は電極85によって取得された電圧を増幅する。各電極85のプリアンプ95はケーブル97を介して上記差動アンプ2に接続され、差動アンプ2はケーブル14を介してコンピュータ3に接続されている。
電極85をキャップ本体4に装着する際には、図15のように、まず(1)のように円板93を棚部92aの上に載置し、この状態でキャップ本体4の一方から取り付け孔10に基部87側を挿通させ、キャップ本体4の反対側に露出した基部87に対して(2)のように第2の円盤部90に対してプリアンプ95を装着する(図17の状態)。装着の際にはプリアンプ95の脚96が外側に一旦拡開されるように移動し、無理嵌め状にプリアンプ95を押し込んでプリアンプ95の内周面が第2の円盤部90外周に沿って配置されるように装着する。その状態でプリアンプ95の脚96は原位置に復帰する。プリアンプ95の脚96は電極85に対するキャッチ部としての作用を行う。装着状態で上下の第1の円盤部89と第3の円盤部91によってプリアンプ95は上下方向の移動が規制される。このようにプリアンプ95と円板93によってキャップ本体4を挟み込んだ状態で電極85のキャップ本体4への取り付けが完了する。電極85のキャップ本体4への取り付けと同時に各電極85のプリアンプ95への装着も完了する。
The
When mounting the
共通する部材については共通する番号を付して説明は省略する。
上記のように構成することで、第9の実施の形態では上記第1の実施の形態の(1)〜(5)と同様の効果に加えて次のような効果が奏される。
(1)電極85はカーボン繊維が含有されて非導電性合成樹脂でありながら全体として導電性を有する素材となるため、軽く、安価で成形性もよく、量産性と言う点で有利である。また、カーボン繊維は導電性の補助資材として繊維状であるため接触面積が大きく非導電性合成樹脂に導電性を付与する資材として好適である。
(2)プリアンプ95は電極85に対して側方から挿し込むだけで取り付けられるため、脱着作業が容易である。
Common members are assigned common numbers and description thereof will be omitted.
With the above configuration, in the ninth embodiment, the following effects are exhibited in addition to the same effects as in (1) to (5) of the first embodiment.
(1) Since the
(2) Since the
(第10の実施の形態)
第10の実施の形態は第9の実施の形態の脳波計測システムのバリエーションであり、第9の実施の形態における電極85のみ異なる例である。そのため、第10の実施の形態では図19に基づいて異なる電極100の説明のみを行う。また、第10の実施の形態の電極100の形状は第9の実施の形態の電極85と同形状であるため、電極8と共通する部材については共通する番号を付して説明は省略する。
電極100は電極85において非導電性の硬質の熱可塑性のプラスチック(例えば、ポリカーボネート)から構成されており、第9の実施の形態と異なりプラスチック中には導電性繊維であるカーボン繊維、すなわち、導電性物質群は混入されていない。その代わりにディップ法によって電極100の最上面を除く外面全域に導電性コート層101が形成されている。導電性コート層101は、約30マイクロメートルの厚みのPEDOT/PSSをコーティングしている。
上記のように構成することで、第10の実施の形態では上記第1の実施の形態の(1)〜(5)と同様の効果に加えて次のような効果が奏される。
(1)電極100は導電性コート層101が外面に薄く形成されているため、材質が非導電性プラスチックでありながら全体として導電性を有することとなるため、プラスチックの材質を比較的自由に選定できる。また、軽く、安価で成形性もよく、量産性と言う点で有利である。
(2)電極100は硬質のプラスチックから構成されているため、使用に際して電極100が撓むことがないため、外面に薄く形成した導電性コート層101は容易に剥がれることがない。
(3)電極100は材質が非導電性プラスチックであるため、頭皮に接地させた時に金属よりも熱伝導性が低く、ひんやりしないため装着感が良い。
(4)電極100は材質が非導電性プラスチックであるため、金属よりも危険な印象がせず、非装用者に対する心理的弊害を下げることができる。
(5)導電性コート層101は外面に薄く形成されているため、脳から取得した非常に小さな脳電位を、電極全体を導電性とした場合に比べて効率的に導電性コート層101からプリアンプ95に伝達することができる。
(10th Embodiment)
The tenth embodiment is a variation of the electroencephalogram measurement system of the ninth embodiment, and is an example in which only the
The
With the above configuration, in the tenth embodiment, the following effects are exhibited in addition to the same effects as in (1) to (5) of the first embodiment.
(1) Since the
(2) Since the
(3) Since the
(4) Since the
(5) Since the
(第11の実施の形態)
第11の実施の形態は第9の実施の形態の脳波計測システムのバリエーションであり、第9の実施の形態の電極85のみ異なる。そのため、第10の実施の形態では異なる電極105の説明のみを行う。また、第11の実施の形態の電極105の形状は第9の実施の形態の電極85と同形状であるため、電極85と共通する部材については共通する番号を付して説明は省略する。
電極105は第9の実施の形態の電極85と同様合成樹脂の成形品である。外形的な形状は両者は同じである。つまり、電極105の先端部106の外形形状は上記第9の実施の形態の電極85の先端部86と、同じく支持部となる基部107の外形形状は基部87と同じである。電極105は、非導電性の軟質の(柔軟な)熱硬化性の合成樹脂(例えば、シリコーン樹脂)から構成されている。電極105は次のように二段階に成形される。
(A)基部107の成形
第1の成形型を使用し、中央に導電性のたとえば非導電性の基材に銀めっきされた繊維(以下、銀めっき繊維)で織られた布108を配置し、布108と一緒に溶融状態の合成樹脂を型内に充填して、布108を内部に埋設した第1の成形品109、つまり基部107を成形する。
図20(a)は第1の成形品109(基部107)を分解して示している。布108はサンドイッチ状に第1の成形品109の中央位置に端面が露出するように埋設されている。実際には布108の繊維の隙間には合成樹脂が染みこんでいるため、このようにきれいに分割はできず布108は合成樹脂部分と一体化している。
(B)先端部106の成形
第2の成形型に第1の成形品109(基部107)を前もってセットする。そして、長さ約1.0mmの銀めっき繊維を重量比で5.0%混入した非導電性の軟質の熱硬化性の合成樹脂(例えば、シリコーン樹脂)を第2の型内に充填して第1の成形品109と一体化した第2の成形品110(電極105)を得る(図20(b)(c)の状態)。
このようにして得られた電極105は、布108の下端寄りが二段階目の成形によって銀めっき繊維によって導電性を有することとなった先端部106側の合成樹脂と接して一体化されている。
(11th Embodiment)
The eleventh embodiment is a variation of the electroencephalogram measurement system of the ninth embodiment, and only the
The
(A) Molding of
FIG. 20A shows the first molded product 109 (base 107) in an exploded manner. The
(B) Molding of
The
上記のように構成することで、第11の実施の形態では上記第1の実施の形態の(1)〜(5)や第9の実施の形態の(1)〜(2)と同様の効果に加えて次のような効果が奏される。
(1)布108を電極105内に埋設することで、被験者の脳波を取得した際にその脳電位が効率的に、布108を伝わって伝達されることとなる。
(2)電極105は柔軟なシリコーン樹脂を素材とするため、頭皮に密着させやすく、被験者の心理的負担も少ない。
(3)柔軟なシリコーン樹脂を素材として、先端部106から基部107を一体成形しており、鏡餅形の円盤形状をなす先端部106と基部107とは基部87から先端部86に向かって徐々に大径となるように外に凹状に構成されている。このように段差なく徐々に接続するようにしているため電極105の使用によって先端部106が様々に変形しても接続部に裂け目が生じにくくなっている。
(4)電極105の基部107と先端部106のすべてに導電性繊維(銀めっきした繊維)を分散させるのではなく、布108を電極105内に埋設することで、脳から取得した非常に小さな脳電位を効率的に(すなわち劣化させずに)伝えることができる。
(5)布108(導電体)は内部に埋設し頭皮と接触せず、頭皮と接触する先端部106は基材に導電性繊維が混ざった材質であるため、頭皮と接触する部分のメンテナンス性が良い。
(6)脳活動計測による先端部と頭皮の接触により布108(導電体)が摩耗することがなく、長期間使用による導電性の低下を防ぐことができる。
By configuring as described above, the eleventh embodiment has the same effects as (1) to (5) of the first embodiment and (1) to (2) of the ninth embodiment. In addition, the following effects are produced.
(1) By embedding the
(2) Since the
(3) Using a flexible silicone resin as a material, the
(4) Very small obtained from the brain by embedding
(5) The cloth 108 (conductor) is embedded inside and does not come into contact with the scalp, and the
(6) The cloth 108 (conductor) is not worn due to the contact between the tip and the scalp by measuring the brain activity, and the decrease in conductivity due to long-term use can be prevented.
(第12の実施の形態)
第12の実施の形態は第11の実施の形態の脳波計測システムのバリエーションであるまた、第11の実施の形態と同様に第9の実施の形態の脳波計測システムでは電極85のみ異なる。そのため、実施の形態12では異なる電極111の説明のみを行う。また、実施の形態12の電極111の形状は第9の実施の形態の電極85及び第11の実施の形態の電極105と同形状であるため、電極85、105と共通する部材については共通する番号を付して説明は省略する。
電極111は第11の実施の形態の(A)と(B)のように二段階で成形している。但し、(A)基部107の成形においては、非導電性の硬質の熱硬化性の樹脂(例えば、ABS樹脂)を素材して使用し、(B)先端部106の成形においては非導電性の軟質の(柔軟な)熱硬化性の樹脂(例えば、シリコーン樹脂)を使用している。先端部106の成形には、ここでは長さ約2.0mmの銀めっき繊維を重量比で5.0%と粉状の銀粉末を重量比で5.0%を混入した非導電性の軟質の熱硬化性の合成樹脂(例えば、シリコーン樹脂)で成型している。
第11の実施の形態の電極105において導電体を布108としたのに対して図21(a)(b)に示すように銅合金製の導線112を使用した。導線112は先端部106から基部107にかけて埋設され、基部側は第1の円盤部89の上面から延出されている。この外に延出された部分は第2の円盤部90外周に巻回し、その上からプリアンプ95を装着するようにする。導線112の先端側は先端部106内に深く埋設されている。
上記のように構成することで、第12の実施の形態では上記第1の実施の形態の(1)〜(5)や第9の実施の形態の(1)〜(2)と同様の効果に加えて次のような効果が奏される。
(1)導線112は電極111内に埋設されるため、外部からのノイズ信号の混入が少なくなる。また、被験者の脳波を取得した際にその脳電位が周囲に逃げることがなく、導線112を伝わって伝達されることとなる。
(2)電極111は柔軟なシリコーン樹脂を素材とするため、頭皮に密着させやすい。
(3)電極111の基部107と先端部106のすべてに導電性繊維(銀めっきした繊維)を分散させるのではなく、導線112を電極107内に埋設することで、脳から取得した非常に小さな脳電位を効率的に(すなわち劣化させずに)伝えることができる。
(4)銀めっき繊維と銀粉末のように、形態が異なる導電性物質群を混入することで、密度を増やすことができるため、脳から取得した非常に小さな脳電位を効率的に(すなわち劣化させずに)伝えることができる。
(12th Embodiment)
The twelfth embodiment is a variation of the electroencephalogram measurement system of the eleventh embodiment, and the electroencephalogram measurement system of the ninth embodiment is different only in the
The
In the
By configuring as described above, in the twelfth embodiment, the same effects as (1) to (5) of the first embodiment and (1) to (2) of the ninth embodiment are obtained. In addition, the following effects are produced.
(1) Since the
(2) Since the
(3) Very small obtained from the brain by embedding the
(4) Since the density can be increased by mixing a group of conductive substances having different morphologies such as silver-plated fiber and silver powder, a very small brain potential obtained from the brain can be efficiently (that is, deteriorated). Can tell (without letting).
(第13の実施の形態)
第13の実施の形態は第11の実施の形態の脳波計測システムのバリエーションである。また、第11の実施の形態と同様に第9の実施の形態の脳波計測システムでは電極85のみ異なる。そのため、実施の形態13では異なる電極115の説明のみを行う。また、実施の形態13の電極115の形状は第9の実施の形態の電極85及び第11の実施の形態の電極105と同形状であるため、電極85、105と共通する部材については共通する番号を付して説明は省略する。
第13の実施の形態の電極115は第11の実施の形態の電極105と同様に非導電性の軟質の(柔軟な)熱硬化性の合成樹脂(例えば、シリコーン樹脂)から構成されている。但し、電極115は電極105と異なり二段階の成形はせず、次のように一回で成形している。
図22(a)(b)に示すように、第1の成形型を使用し、中央にナイロンにPEDOT/PSSをコーティングした導電性の布116を配置し、布116と一緒に溶融状態の合成樹脂を型内に充填して、布116を内部に埋設した電極115を成形する。
上記のように構成することで、第13の実施の形態では上記第1の実施の形態の(1)〜(5)や第9の実施の形態の(1)〜(2)と同様の効果に加えて次のような効果が奏される。
(1)布116は電極115内に埋設されるため、被験者の脳波を取得した際にその脳電位が周囲に逃げることがなく、布116を伝わって伝達されることとなる。
(2)電極115は柔軟なシリコーン樹脂を素材とするため、頭皮に密着させやすい。布116の端部も頭皮接地部88に露出し、しかも露出位置が頂点部分であるため脳電位を確実に取得できる。
(3)電極115は布116のみで脳波を取得できるため、非導電性の軟質の合成樹脂材料を自由に選定することができる。また、非導電性の軟質の合成樹脂を形状の補助として用いることで、布116単独よりも、電極の形状を安定させることができる。
(13th Embodiment)
The thirteenth embodiment is a variation of the electroencephalogram measurement system of the eleventh embodiment. Further, as in the eleventh embodiment, only the
The
As shown in FIGS. 22 (a) and 22 (b), a first molding die was used, a
By configuring as described above, the thirteenth embodiment has the same effects as (1) to (5) of the first embodiment and (1) to (2) of the ninth embodiment. In addition, the following effects are produced.
(1) Since the
(2) Since the
(3) Since the
(第14の実施の形態)
第14の実施の形態は第8の実施の形態の脳波計測システムのバリエーションである。但し、第13の実施の形態では例えば実施の形態9の電極85を使用するが他の実施の形態10〜13の電極を使用することもよい。第14の実施の形態は特に実施の形態9〜13のプリアンプ95の形状と配置位置の異なる例を説明するものである。第14の実施の形態のプリアンプ119は実施の形態9〜13のプリアンプ95のバリエーションである。プリアンプ119はプリアンプ95と共通する構成について共通する番号を付して説明は省略する。
図24(a)(b)に示すように、第14の実施の形態で使用するプリアンプ119は内周面119aが下面側を向くように角度が設けられている。プリアンプ119は図13に示すヘッドキャップセット61のキャップ本体63の内周面63aに配設されている。図23(a)(b)に示すように、内周面63aには凹部120が形成されている。プリアンプ119は凹部120内を横断するように片持ち梁状にキャップ本体63に固定されている。このような構成において、図23(a)のようにプリアンプ119に対して下側から電極85を接近させた際に、第1の円盤部89がプリアンプ119の内周面119aに当接し、これを押動することでプリアンプ119の脚96を外方に拡開させ第1の円盤部89を脚96の間を通過させて図23(b)のように第2の円盤部90を脚96に挟ませる(キャッチする)ようにする。これによって電極85は円板93が不要となり、プリアンプ119にワンタッチで着脱することが可能となる。
(14th Embodiment)
The fourteenth embodiment is a variation of the electroencephalogram measurement system of the eighth embodiment. However, in the thirteenth embodiment, for example, the
As shown in FIGS. 24A and 24B, the
(第15の実施の形態)
第15の実施の形態は第9の実施の形態の脳波計測システムのバリエーションであり、第9の実施の形態の電極85のみ異なる。そのため、第15の実施の形態では異なる電極121の説明のみを行う。
電極121は第9の実施の形態の電極85と同様合成樹脂の成形品である。第15の実施の形態は第11の実施の形態と同様に非導電性の軟質の(柔軟な)熱硬化性の合成樹脂(例えば、シリコーン樹脂)から構成されている。
電極121は大きく分けて上方に配置される支持部となる基部122と基部122の下方に配置される先端部123とから構成されている。基部122は回転対称となる径の異なる円柱を組み合わせた外観形態とされ、第9の実施の形態の電極85と同様の構成であるため、図26〜図29において基部122には電極85と共通する構成については共通する番号を付して説明は省略する。
(Fifteenth Embodiment)
The fifteenth embodiment is a variation of the electroencephalogram measurement system of the ninth embodiment, and only the
The
The
先端部123は基部122との境界部分に第3の円盤部91よりも大径となる外周に張り出した張り出し部125を備えている。張り出し部125の下方位置にはアーモンド粒を長手方向の中央でカットしたような外面が曲面で先端に向かって突起した頭皮接地部127が形成されている。図26(b)に示すように、頭皮接地部127は直交する2方向が最も長辺と最も短辺となるような平面視において楕円形状となる立体である。頭皮接地部127は張り出し部125に対して最も短辺となる方向では最も上部寄りでも張り出し部125の外径よりも小径とされ、最も長辺となる方向では最も上部寄りでは張り出し部125の外径よりも大径とされる。頭皮接地部127は上部側で張り出し部125と一体化して棚部125aが形成されている。
電極121は次のように二段階に成形される。
(A)基部122の成形
第1の成形型を使用し、中央に導電性のたとえば銀めっき繊維で織られた布130を配置し、布130と一緒に溶融状態の合成樹脂を型内に充填して、布130を内部に埋設した第1の成形品128、つまり基部122を成形する。
図29(a)は第1の成形品128(基部122)を分解して示している。布130はサンドイッチ状に第1の成形品128の中央位置に端面が露出するように埋設されている。また、布130は基部122よりも下方に延出されている。実際には布130の繊維の隙間には合成樹脂が染みこんでいるため、このようにきれいに分割はできず布130は合成樹脂部分と一体化している。
(B)先端部123の成形
第2の成形型に第1の成形品128(基部122)を前もってセットする。そして、長さ約1.0mmの銀めっき繊維を重量比で5.0%混入した非導電性の軟質の熱硬化性の合成樹脂(例えば、シリコーン樹脂)を第2の型内に充填して第1の成形品128と一体化した第2の成形品129(電極121)を得る(図29(b)(c)の状態)。
このようにして得られた電極121は、布130の下寄りが二段階目の成形によって銀めっき繊維によって導電性を有することとなった先端部123側の合成樹脂と接して一体化されている。
The
The
(A) Molding of
FIG. 29A shows the first molded product 128 (base 122) in an exploded manner. The
(B) Molding of
The
このように構成される電極121をキャップ本体4に装着する際には、図27のように、円板93をキャップ本体4下側において棚部125aの上に載置し、この状態でキャップ本体4の一方から取り付け孔10に基部122側を挿通させ、キャップ本体4の反対側に露出した基部122に対して矢印のように第2の円盤部90に対してプリアンプ95を装着する(図28の状態)。プリアンプ95の装着作業は第9の実施の形態と同様であるため説明は省略する。
When the
上記のように構成することで、第15の実施の形態では上記第1の実施の形態の(1)、(4)、(5)や第9の実施の形態の(1)〜(2)と同様の効果に加えて次のような効果が奏される。
(1)布130(導電体)を電極121内に埋設することで、被験者の脳波を取得した際にその脳電位が効率的に、布108を伝わって伝達されることとなる。
(2)電極121は柔軟なシリコーン樹脂を素材とするため、頭皮に密着させやすく、被験者の心理的負担も少ない。
(3)先端部123の形状がアーモンド粒の半割形状であるため、ドーム形状の場合に比べて厚みが薄くなるため、髪の毛をかき分けて頭皮に接地させやすくなっている。
(4)電極121の基部122と先端部123のすべてに導電性繊維(銀めっきした繊維)を分散させるのではなく、布130(導電体)を電極121内に埋設することで、脳から取得した非常に小さな脳電位を効率的に(すなわち劣化させずに)伝えることができる。
(5)布130(導電体)は内部に埋設し頭皮と接触せず、頭皮と接触する先端部123は基材に導電性繊維が混ざった材質であるため、頭皮と接触する部分のメンテナンス性が良い。
(6)脳活動計測による先端部と頭皮の接触により布130(導電体)が摩耗することがなく、長期間使用による導電性の低下を防ぐことができる。
By configuring as described above, in the fifteenth embodiment, (1), (4), (5) of the first embodiment and (1) to (2) of the ninth embodiment In addition to the same effect as above, the following effects are produced.
(1) By embedding the cloth 130 (conductor) in the
(2) Since the
(3) Since the shape of the
(4) Obtained from the brain by embedding cloth 130 (conductor) in the
(5) The cloth 130 (conductor) is embedded inside and does not come into contact with the scalp, and the
(6) The cloth 130 (conductor) is not worn due to the contact between the tip and the scalp by measuring the brain activity, and the decrease in conductivity due to long-term use can be prevented.
(第16の実施の形態)
第16の実施の形態は第9の実施の形態の脳波計測システムのバリエーションであり、第9の実施の形態の電極85のみ異なる。更に第15の実施の形態のバリエーションでもある。そのため、第16の実施の形態では第15の実施の形態の電極121と異なる点の説明のみを行う。
第16の実施の形態の電極131は第15の実施の形態の電極121とは先端部132のみが異なる。基部122については第15の実施の形態の電極121と共通する番号を付して説明は省略する。電極131は大きく分けて上方に配置される基部122と基部122の下方に配置される先端部132とから構成されている。先端部132は円錐形状の頭皮接地部133と張り出し部135から構成されている。頭皮接地部133は最も先端(下端)側が尖らずに頂点を通る断面の外形が上に凸となる二次曲線状の頂点付近を切り取ったようないわゆるアールのついた形状とされている。張り出し部134の上面は円板93を保持する棚部134aとされている。電極131も電極121と同様二段に分けて成形されている。
上記のように構成することで、第16の実施の形態では上記第1の実施の形態の(1)、(4)、(5)や第9の実施の形態の(1)〜(2)や第15の実施の形態の(1)、(2)、(4)〜(6)と同様の効果に加えて次のような効果が奏される。すなわち、
先端部132の形状が円錐形状であるため、先端部132の先端寄りがドーム形状の場合に比べて厚みが薄くなるため、髪の奥の方まで侵入させやすくなっている。
(16th Embodiment)
The sixteenth embodiment is a variation of the electroencephalogram measurement system of the ninth embodiment, and only the
The
By configuring as described above, in the sixteenth embodiment, (1), (4), (5) of the first embodiment and (1) to (2) of the ninth embodiment In addition to the same effects as in (1), (2), (4) to (6) of the fifteenth embodiment, the following effects are produced. That is,
Since the shape of the
(第17の実施の形態)
第17の実施の形態は第9の実施の形態の脳波計測システムのバリエーションであり、第9の実施の形態の電極85のみ異なる。そのため、第17の実施の形態では異なる電極135の説明のみを行う。
電極135は大きく分けて上方に配置される支持部となる基部136と基部136の下方に形成された先端部137とから構成されている。基部136は回転対称となる径の異なる円柱を組み合わせた外観形態とされ、第9の実施の形態の電極85と同様の構成であるため、図31〜図33において基部136には電極85と共通する構成については共通する番号を付して説明は省略する。
先端部137は円板状の先端部本体138と頭皮接地部としての複数の(本実施の形態では6本の)突起部139から構成されている。先端部本体138は第1〜第3の円盤部89,90,91と中心位置が同じ円盤体であり、第3の円盤部91よりも大径に構成されている。各突起部139は先端(下端)が半球状の円柱形状の脚部材であってすべて同形状に構成されている。各突起部139は先端部本体138の中心から等距離となる所定の円周上において等間隔に配置されている。
(17th Embodiment)
The seventeenth embodiment is a variation of the electroencephalogram measurement system of the ninth embodiment, and only the
The
The
電極135は第11の実施の形態の(A)と(B)のように二段階で成形している。
(A)金属部分の加工
基部136と、先端部137の先端部本体138と、先端部本体138の裏面から突起する棒状部140からなる部分を真鍮で削り出すことで一体造形品の金属体を形成する。この削り出した金属体に金めっきを施す。
(B)突起部139の成形
成形型に(A)で作製しためっきを施した金属体をセットする。そして、長さ約1.0mmの銀めっき繊維を重量比で5.0%と銀粉末を重量比で5.0%混入した非導電性の軟質の熱硬化性の合成樹脂(例えば、シリコーン樹脂)を型内に充填することで棒状部140の外周をこの合成樹脂で取り巻いた突起部139を成形する。ここで合成樹脂(例えば、シリコーン樹脂)は、シリカ系粉体充填剤の添加量を調整して皮膚に近い弾力を持たせた。
このようにして得られた電極135は、棒状部140の周囲に銀めっき繊維と銀粉末によって導電性を有することとなった合成樹脂を包囲させた突起部139が一体化されることとなる。
このように構成される電極135をキャップ本体4に装着する際には、図33のように、円板93をキャップ本体4下側において先端部139の上に載置し、この状態でキャップ本体4の一方から取り付け孔10に基部136側を挿通させ、キャップ本体4の反対側に露出した基部136に対して矢印のように第2の円盤部90に対してプリアンプ95を装着する。電極135はキャップ本体4に対してプリアンプ95と先端部本体138とによって挟まれて保持されることとなる。
The
(A) Processing of metal parts A metal body of an integrally molded product is formed by cutting out a portion consisting of a
(B) Molding of the
In the
When the
上記のように構成することで、第17の実施の形態では上記第1の実施の形態の(1)や第9の実施の形態の(1)〜(2)と同様の効果に加えて次のような効果が奏される。すなわち、
(1)突起部139を設けたことで、頭髪が多い被験者でも頭髪を避けて電極を頭皮に接触させることができる。また、突起部139先端が外に凸となるように湾曲させた面であるため確実に突起部139の先端付近が頭皮に接触することとなる。
(2)突起部139が複数バランスよく配置されているため、電極135が多少ずれたり浮いたりしてもどれかの突起部139が常に頭皮に接地することとなり、電極の接触不良が起きにくい。また、数も複数(ここでは6本)あるため圧力が分散され突起部139が頭皮に食い込んで被験者が痛く感じることもない。
(3)電極135は突起部が皮膚に近い弾力を持たせたシリコーン樹脂を素材とするため、頭皮に密着させやすく、装着による痛みが少ない。また被験者の心理的負担も少ない。
(4)突起部139の内側に棒状部140が埋設しているため、外側が柔軟なシリコーン樹脂であっても突起部139が撓まずに頭皮に接地させることができる。
(5)電極135の基部136と突起部139のすべてに導電性繊維(銀めっきした繊維)を分散させるのではなく、基部136を金めっきした真鍮で構成することで、脳から取得した非常に小さな脳電位を効率的に(すなわち劣化させずに)伝えることができる。
(6)頭皮と接触する突起部139は基材に導電性繊維が混ざった材質であるため、頭皮と接触する部分のメンテナンス性が良い。
By configuring as described above, in the seventeenth embodiment, in addition to the same effects as (1) of the first embodiment and (1) to (2) of the ninth embodiment, the following The effect is played. That is,
(1) By providing the
(2) Since a plurality of
(3) Since the
(4) Since the rod-shaped
(5) Conductive fibers (silver-plated fibers) are not dispersed in all of the
(6) Since the
尚、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。例えば、以下のような態様である。
・各電極5,25,31,36,41,46,51,65,85,100,105,111,115,121,131、135において頭皮接地部に粗面を形成するようにしてもよい。例えば図25に示すように、電極125を3Dプリンターを使用して成形する場合には積層面を頭皮接地部126と交差する方向で成形する場合には一般に平行な微細な凹凸模様が形成されることとなる。このような粗面を形成することで頭皮へ電極125の頭皮接地部126を当接させた際に当接面積が増えることとなるため、より脳波の電気的情報を取得しやすくなる。また、このような粗面であると外面に導電性のコート層を形成した際にしっかりと頭皮接地部126に固定されることとなってよい。
・上記実施の形態9〜13の電極85,100,105,111,115,121,131、135の形状は一例であって、他の形状で構成するようにしてもよい。
・上記実施の形態9〜13の電極85,100,105,111,115,121,131、135の合成樹脂素材は一例であって、他の合成樹脂素材に変更することも自由である。
・上記の電極105,111、121,131、135では異なる素材によって成形する場合に二段階に成形したが、三段階以上の工程で成形するようにしてもよい。
・上記ではコート層101は硬いプラスチックの表面に形成させるようにしていたが、柔軟な素材の表面に使用することもよい。
・コート層101を形成する際にコート剤に導電性の繊維状、粉状、粒状等の導電性物質群を混ぜるようにしてもよい。
・電極全体が導電性の繊維状、粉状、粒状等の導電性物質群を混ぜたプラスチックから構成されていてもよく、導電体としての布108,116,130や導線112を内部に埋設するようにしてもよい。また、繊維状、粉状、粒状等の導電性物質群を混ぜたプラスチックを布108,116,130や導線112位置にだけ充填するように埋設してもよい。つまり、布108,116,130や導線112の位置以外の部分を電気抵抗を大きくするようにしてもよい。
・コート層101を布108,116,130や導線112を内部に埋設した電極に適用するようにしてもよい。例えば頭皮接地部にコート層101を形成するようにすれば、より脳波の電気的情報を取得しやすくなる。例えば第12の実施の形態や第13の実施の形態において、図21や図22の状態から頭皮接地部88にコート層101を設けるようにしてもよい。
・導電性物質群として上記実施の形態では、カーボン繊維や銀めっき繊維を使用したが、他の導電性物質群を使用してもよい。
・第13の実施の形態において内部に布116を埋設するように電極115を成形していたが、導電体として第12の実施の形態の導線112を代わりに埋設するようにしてもよい。その場合には頭皮接地部88外面に導線112を露出させ、頭皮接地部88外面にコート層101を形成させることがよい。
・コート層101は塗布やディップ法以外の手段で形成してもよい。
The invention of the present application is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified at the implementation stage without departing from the gist thereof. For example, it has the following aspects.
-A rough surface may be formed on the ground contact portion of the scalp at each of the
-The shapes of the
The synthetic resin materials of the
-The
-In the above, the
-When forming the
-The entire electrode may be made of a plastic mixed with a group of conductive substances such as conductive fibers, powders, and granules, and
The
-In the above-described embodiment, carbon fibers and silver-plated fibers are used as the conductive substance group, but other conductive substance groups may be used.
-Although the
The
・上記各実施の形態における電極5,25,31,36,41,46,51,65の素材は、上記の真鍮以外に導電性のよい素材であれば例えば金、銀、プラチナ等の金属(あるいはめっきとして)使用するようにしてもよい。金属以外であってもよい。
・上記第1〜第8の実施の形態では導電性の金属で頭皮接地部を構成するようにしたが、導電性のフェルト材を電極の頭皮接地部に配設するようにしてもよい。上記では例えば導電性のフェルト材を表面積の大きな曲面部9a表面に配置するとよい。
・上記では電極5をキャップ本体4に固定する際に、取り付け孔10を押し広げて内側から第1の円板7を取り付けるようにしたが、これは一例であって、他の手法を採用してもよい。
・上記第9〜第16の実施の形態では樹脂は単一の樹脂を使用して成形するようにしていたが、例えば一段目で基部(支持部側)を硬い樹脂で成形し、二段目で頭皮接地部だけ、あるいは先端部だけを柔軟な樹脂で成形するような異なる硬軟の樹脂を使用するようにしてもよい。
・上記各実施の形態では樹脂製であれば電極全体を樹脂で構成するようにしていたが、例えば頭皮接地部だけ、あるいは先端部だけを樹脂製として繊維状の導電性物質を混入するようにし、基部(支持部側)を金属で構成するようにしてもよい。
・キャップ本体4,63の素材として上記のような布地やプラスチックは一例であるため他の素材を使用してもよい。
・上記の返し部34,44では外周の角度をそれぞれ第3の円板32,44の外周カーブに対応させていたが、例えば図14のように第3の実施の形態のバリエーションである、電極81のように返し部82を外側を向いた曲面のカーブの曲率を大きくする(カーブをきつくする)ようにしてもよい。このようにカーブの曲率が大きいと頭髪がより収容領域内に導かれやすくなる。
・返し部34,44の数は上記に限定されることはない。
・第8の実施の形態の締結部は他の手段で構成してもよい。また、電極65に弾性を与える手段はコイルばね74以外の他の弾性手段であってもよい。
本願発明は上述した実施の形態に記載の構成に限定されない。上述した各実施の形態や変形例の構成要素は任意に選択して組み合わせて構成するとよい。また各実施の形態や変形例の任意の構成要素と、発明を解決するための手段に記載の任意の構成要素または発明を解決するための手段に記載の任意の構成要素を具体化した構成要素とは任意に組み合わせて構成するとよい。これらについても本願の補正または分割出願等において権利取得する意思を有する。
-The material of the
-In the first to eighth embodiments, the scalp grounding portion is made of a conductive metal, but a conductive felt material may be arranged on the scalp grounding portion of the electrode. In the above, for example, a conductive felt material may be arranged on the surface of the
-In the above, when fixing the
-In the 9th to 16th embodiments described above, the resin is molded using a single resin, but for example, the base portion (support portion side) is molded with a hard resin in the first step, and the second step is formed. It is also possible to use different hard and soft resins such that only the scalp ground contact portion or only the tip portion is molded with a flexible resin.
-In each of the above embodiments, if the electrode is made of resin, the entire electrode is made of resin. However, for example, only the scalp grounding portion or only the tip portion is made of resin and a fibrous conductive substance is mixed. , The base (support side) may be made of metal.
-Since the above-mentioned fabric or plastic is an example of the material of the
-In the above-mentioned
-The number of
-The fastening portion of the eighth embodiment may be configured by other means. Further, the means for giving elasticity to the
The present invention is not limited to the configuration described in the above-described embodiment. The components of each of the above-described embodiments and modifications may be arbitrarily selected and combined. Further, any component of each embodiment or modification, and any component described in the means for solving the invention or a component described in the means for solving the invention are embodied. And may be configured in any combination. We also intend to acquire the rights to these in the amendment or divisional application of the present application.
5,25,31,36,41,46,51,65,85,100,105,111,115,121,131、135…電極、9a…頭皮接地部としての曲面部、28,33,38,43,48…頭皮接地部としての当接ピン、54,70…頭皮接地部としての当接体、88,126,127,133…頭皮接地部、139…頭皮接地部としての突起部。 5,25,31,36,41,46,51,65,85,100,105,111,115,121,131,135 ... Electrodes, 9a ... Curved part as scalp grounding part, 28,33,38, 43, 48 ... Contact pin as scalp grounding part, 54, 70 ... Contact body as scalp grounding part, 88, 126, 127, 133 ... Scalp grounding part, 139 ... Protruding part as scalp grounding part.
Claims (31)
前記頭皮接地部を合成樹脂素材から構成し、前記合成樹脂素材に紡績により繊維を縒り合せた形状若しくは製糸又は紡糸による繊維であって平均1.0mm〜3.0mmに裁断された連続した長さを持つ形状からなる糸状の導電性物質群を含有させたことを特徴とする脳活動計測用電極。 In a brain activity measuring electrode provided with a tip having a scalp grounding portion for contacting the scalp,
The scalp ground contact portion is made of a synthetic resin material, and the synthetic resin material is spun into a shape or a fiber produced by spinning or spinning, and has a continuous length cut to an average of 1.0 mm to 3.0 mm. An electrode for measuring brain activity, which is characterized by containing a group of filamentous conductive substances having a shape of.
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