JP7092266B2

JP7092266B2 - 脳波測定装置

Info

Publication number: JP7092266B2
Application number: JP2021532499A
Authority: JP
Inventors: 雄眞北添; 拓弥原田; 隆八木澤
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2020-02-07
Filing date: 2021-01-13
Publication date: 2022-06-28
Anticipated expiration: 2041-01-13
Also published as: WO2021157296A1; JPWO2021157296A1

Description

本発明は、脳波測定装置に関する。

これまで脳波検出用電極に関して様々な開発がなされてきた。この種の技術として、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１に開示の脳波測定用電極（脳波電極保持具）は、頭部の周囲に配置する本体部と、前記本体部に取り付けられた複数の支持部と、少なくとも一部の前記支持部の先端側に設けられ、前記本体部の内側に支持された脳波電極と、を備える脳波電極保持具であって、前記本体部は、手指を挿通させて前記脳波電極に触れることができる大きさの開口部を有し、前記脳波電極は、基端側を前記支持部によって支持され、可撓性を有し弾性変形する可撓部と、前記可撓部の先端側に設けられ、頭表に接触させる電極部と、を有し、前記可撓部は、前記電極部を前記支持部の軸線から離間させる方向に移動させるまで変形でき、前記可撓部は、前記電極部に前記頭表との接触圧を加え、前記可撓部は、前記頭表に沿って略平行方向に移動させた前記電極部にも前記頭表との接触圧を加える。

特開２０１８－９４０５４号公報

一般に、脳波測定装置は電極とヘッドセットが固定されているため、各電極を調整した際にほかの電極が動いてしまうという課題があり、改善した技術が求められていた。特許文献１に開示技術も同様であって、頭皮と垂直方向には移動させることで圧力を調整することができるが、前後左右方向には調整機能がなく、上述のようにある電極を調整すると、本来位置を調整する必要のない電極も動いてしまい、再調整が必要になってしまい調整作業が非常に手間であるという課題があった。

本発明はこのような状況に鑑みなされたものであって、脳波測定装置において、電極の位置を調整する作業を容易にする技術を提供することを目的とする。

本発明によれば、
脳波の検出に用いられる電極部と、
前記電極部が設けられる電極ユニットと、
平行に設けられた一対のレールを有し、頭部に装着される固定用フレームと、
前記電極ユニットをネジ嵌合可能な電極取付孔を有する、複数の電極保持部と、を有し、
前記電極保持部は、前記一対のレールと、３つの連結面により余空間を形成して、当該余空間に前記レールを収容する連結部を備え、
前記電極ユニットの前記電極取付孔へのネジ嵌合によって、前記電極部が頭皮に圧接すると共に、前記電極保持部が頭皮から離れる方向に移動してレールとの固定を強め、
前記連結部は、
前記電極取付孔を有する第１の連結部と、
前記第１の連結部から、前記頭部の方向に延出する第２の連結部と、
前記第２の連結部から延出し、前記第１の連結部と対向するように設けられた第３の連結部と、
を有し、
前記レールは、前記第１の連結部と第３の連結部の間に配置され、
前記電極ユニットが前記電極保持部に固定されていない状態において、前記連結部と前記レールとの相対位置を調整可能な前記余空間が設けられている、脳波測定装置が提供される。

本発明によれば、脳波測定装置において、電極の位置を調整する作業を容易にする技術を提供することができる。

実施形態に係る、人の頭部に装着した状態の脳波測定装置を模式的に示す図である。実施形態に係る、脳波電極ユニットの正面図である。実施形態に係る、電極保持部が取り付けられた固定用フレームの斜視図である。実施形態に係る、電極保持部を示した図である。実施形態に係る、電極保持部と固定用フレームの固定状態の推移を説明する図である。

＜概要＞
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１は人の頭部９９に装着した状態の脳波測定装置１０を模式的に示す図である。なお、図１～図５において、便宜的に、矢印で示す上下／前後／左右方向で説明する。

脳波測定装置１０は、人の頭部９９に装着され、脳波を生体からの電位変動として検出し、検出した脳波を脳波表示装置（図示せず）に出力する。脳波表示装置は、脳波測定装置１０が検出した脳波を取得して、モニタ表示したり、データ保存したり、周知の脳波解析処理を行う。

＜脳波測定装置１０の構造＞
図１に示すように、脳波測定装置１０は、複数の脳波電極ユニット８０と、固定用フレーム２０と、脳波電極ユニット８０を固定用フレーム２０に取り付けるための電極保持部４０とを有する。脳波電極ユニット８０は、電極保持部４０に取り付けられたうえで固定用フレーム２０に取り付けられる。

本実施形態では、脳波電極ユニット８０は、５ｃｈ分（５個）設けられており、それにともない電極保持部４０も５個設けられている。上記５ｃｈの位置（すなわち脳波電極ユニット８０の取付位置）は、国際１０－２０電極配置法におけるＴ３、Ｃ３、Ｃｚ、Ｃ４、Ｔ４の位置に対応する。

図２に脳波電極ユニット８０の正面図を示す。脳波電極ユニット８０は略円柱状の胴部８１と、その一端側（図中下側）に設けられた電極突起部８３とを有する。胴部８１の側面部分には螺刻が設けられ、電極保持部４０に設けられた電極取付孔４９（図３、４参照）にネジ嵌合される。

脳波電極ユニット８０の一端（図示上側の端部）には信号取出部が形成されている。脳波電極ユニット８０の他端（図示下側の端部）には電極突起部８３が設けられている。電極突起部８３は、例えば所定形状のゴム状の弾性体（シリコーンゴムなど）の構造に、導電性の電極部材を設け、電極部材で検出した信号を信号線で信号取出部から取り出すようになっている。

電極突起部８３が呈するゴム状の弾性体の所定形状は、例えば、円柱状の基部から、複数の突起部が円環状に延出する形状である。突起部に導電性の電極部材が設けられる。

＜固定用フレーム２０及び電極保持部４０の構造＞
図３に電極保持部４０が取り付けられた固定用フレーム２０の斜視図を示す。固定用フレーム２０及び電極保持部４０は、例えばポリアミド樹脂のような硬質部材で形成されているが、これら材料に限る趣旨では無く、脳波検出に影響を及ぼさず、また装着性や作業性に適した材料であればよい。また、固定用フレーム２０と電極保持部４０として異なる材料が用いられてもよい。

＜固定用フレーム２０の構造＞
固定用フレーム２０は、平行に配置された一対（２本）のレール２１と、それらレール２１を複数箇所でわたすように連結するレール締結部２３とを有する。

図１や図３で示すように、一対のレール２１は、頭部９９に沿うように湾曲している。また、図３に示すように、一対のレール２１とレール締結部２３で囲まれた空間は、電極保持部４０が移動可能となる可動領域２９となる。すなわち、可動領域２９は、電極保持部４０（脳波電極ユニット８０）が配置され一定範囲で移動する範囲に設けられる。換言すると、レール締結部２３は、電極保持部４０の移動を阻害しない位置に設けられる。本実施形態では、可動領域２９は、５つの電極保持部４０（脳波電極ユニット８０）のそれぞれに対応した５カ所に設けられている。

＜固定用フレーム４０の構造＞
図３や図４を参照して、電極保持部４０の構造について説明する。図４は電極保持部４０を示した図であり、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は側面図である。

電極保持部４０は、略板状で前後に長い矩形の第１の連結面４１と、第１の連結面４１の前後の端部のそれぞれにおいて下方向に延出するアーム状の連結部５０とを有する。第１の連結面４１の中央には、脳波電極ユニット８０をネジ嵌合可能とする電極取付孔４９が設けられている。

具体的には、連結部５０は、第１の連結面４１の前後の端部それぞれから下方向に延出する第２の連結面４２と、第２の連結面４２の下端から内側方向に所定長延出する第３連結面４３と、を有する。ここで内側方向とは、前後反対側の端部の方向という意味で有り、具体的には、前側の第２の連結面４２から延出する第３の連結面４３は、後ろ側に所定長だけ延出する。後ろ側の第２の連結面４２から延出する第３の連結面４３は、前側に所定長だけ延出する。このときは、前後の連結面４２の延出端部の間隔が、電極取付孔４９に脳波電極ユニット８０が取り付けられたときに干渉しない程度離れる。

また、第３の連結面４３の内側に延出した端部には、さらに上方向に所定長だけ延出する規制面４４が設けられている。規制面４４の延出端部（上端部）は、第１の連結面４１の内壁面に当たること無く、一定の間隔を有している。

第１の連結面４１、第２の連結面４２、第３の連結面４３及び規制面４４で囲まれる空間を余空間４８と呼ぶ。電極保持部４０をレール２１に取り付ける際に、この余空間４８にレール２１が収容される（図５参照）。なお、規制面４４の上端と第１の連結面４１の内壁面との間隔は、レール２１に電極保持部４０を取り付ける際に利用される。

＜電極保持部４０と固定用フレーム２０の固定状態の推移＞
図５は電極保持部４０と固定用フレーム２０の固定状態の推移を説明する図である。
図５（ａ）は脳波電極ユニット８０が取り付けられた電極保持部４０が、固定用フレーム２０（レール２１）に配置した状態を示している。この状態では、レール２１と電極保持部４０とは固定されておらず、電極保持部４０は、レール２１に対して上下左右、またレール２１の延在方向に移動可能である。

図５（ｂ）は脳波電極ユニット８０を電極保持部４０にネジ込み、電極突起部８３が頭部９９に当接し、かつ、レール２１が連結部５０の当接面４５に当接した状態である。この状態から更に脳波電極ユニット８０をネジ込むと、レール２１と当接面４５との固定状態が強くなる。さらに、頭部９９に当接した電極突起部８３の先端が屈曲し、電極突起部８３が頭皮に押し当てられる力が強くなる。すなわち、脳波電極ユニット８０の電極突起部８３と頭皮（頭部９９）の圧接状態が強くなるにしたがい、電極保持部４０（連結部５０の当接面４５）とレール２１との固定が強くなる。

＜脳波測定装置１０の特徴・機能＞
本実施形態の脳波測定装置１０と特徴・機能を纏めると次の通りである。
（１）脳波測定装置１０は、
脳波の検出に用いられる脳波電極ユニット８０（電極部）と、
平行に設けられた一対のレール２１を有し、頭部９９に装着される固定用フレーム２０と、
脳波電極ユニット８０が取り付けられる複数の電極保持部４０と、
を有し、
電極保持部４０は、レール２１のそれぞれと連結する連結部５０を有し、
脳波電極ユニット８０が取り付けられていない状態において、連結部５０とレール２１とは固定されておらず、脳波電極ユニット８０が取り付けられて、脳波電極ユニット８０と頭皮（頭部９９）の圧接状態が強くなるにしたがい、電極保持部４０とレール２１との固定が強くなる。
上述のように、電極保持部４０は、２つの連結部５０で平行な２本のレール２１を固定する固定構造を有する。この固定構造では、脳波電極ユニット８０が電極保持部４０の電極取付孔４９にネジ込まれ、そのネジ込み量で固定の強さが調整される。すなわち、電極保持部４０のネジ込み動作に伴い、電極保持部４０に設けられた二つの連結部５０が、平行な２本のレール２１に押しつけられる。その結果、脳波電極ユニット８０の取り付け動作（上下方向の位置調整動作）と、レール２１と電極保持部４０（連結部５０）との固定動作とが、同時に進行する。すなわち、脳波電極ユニット８０をネジ込み頭部９９との当接状態が強くなるにしたがい、レール２１と電極保持部４０の固定状態も強固になる。
この取り付け動作と固定動作は、それぞれの電極保持部４０で独立に行われる。したがって、ある脳波電極ユニット８０の取り付け作業や位置調整作業が他の脳波電極ユニット８０の取り付け状態に影響を与えることはない。

（２）脳波電極ユニット８０（電極部）が電極保持部４０に固定されていない状態において、連結部５０とレール２１との相対位置を調整可能な余空間４８が設けられている。
すなわち、この余空間４８の範囲で、連結部５０をレール２１に対して相対的に上下前後左右に位置調整することができる。これは、他の電極保持部４０の固定状態に影響を与えることはない。

（３）脳波電極ユニット８０（電極部）が電極保持部４０に固定されていない状態において、余空間４８により、連結部５０とレール２１との延出方向（延在方向）の相対位置を調整可能である。すなわち、可動領域２９が形成されている範囲内において、脳波電極ユニット８０の左右方向に位置調整が可能である。これは、他の電極保持部４０の固定状態に影響を与えることはない。

（４）脳波電極ユニット８０（電極部）が電極保持部４０に固定されていない状態において、余空間４８により、連結部５０とレール２１は、２本のレール２１のわたす方向の位置を調整可能である。すなわち、レール２１の幅方向（図示で前後方向）に電極保持部４０の位置調整が可能である。これは、他の電極保持部４０の固定状態に影響を与えることはない。

（５）電極部（脳波電極ユニット８０）が電極保持部４０に固定されていない状態において、余空間４８により、連結部５０とレール２１は、レール２１と頭部９９との間隔方向の位置を調整可能である。すなわち、余空間４８の範囲において、電極保持部４０（連結部５０）が上下に移動することができる。これは、他の電極保持部４０の固定状態に影響を与えることはない。

（６）それぞれの電極保持部４０と電極部（脳波電極ユニット８０）との固定は、他の電極保持部４０と電極部（脳波電極ユニット８０）との固定と独立している。
ある脳波電極ユニット８０の固定位置を調整する場合に、他の電極保持部４０と電極部（脳波電極ユニット８０）との固定作業に影響を与えることがない。固定状態や検出レベル等の調整済みの脳波電極ユニット８０について、固定状態を変更すると、再度検出レベル等の調整が必要となる。すなわち、ある脳波電極ユニット８０の固定状態の調整が他の脳波電極ユニット８０の固定状態に影響を与えると、上記の調整作業が必要となり、脳波検出までの時間を要してしまう。しかし、本実施形態の脳波測定装置１０では、そのような無駄な作業を回避できる。

（７）脳波電極ユニット８０（電極部）は、電極保持部４０に嵌合機構により固定されてもよい。
（８）脳波電極ユニット８０（電極部）は、電極保持部４０にマグネット接合機構により固定されてもよい。
脳波電極ユニット８０と電極保持部４０との固定構造として、上記の実施形態のネジ嵌合に限る趣旨では無く、各種の嵌合機構（差し込み嵌合やサムターン機構）やマグネット接合機構を用いることができる。なお、上記の固定構造として、ネジ込む／戻す動作を伴う機構の場合、固定動作で頭髪を掻き分ける機能も同時に実現できる。特に、本実施形態の電極突起部８３ように、円柱の基部に複数の突起が環状に形成されていて構造では、ネジ込み位置（回転位置）に寄らず、適正な接触位置が得られ、脳波測定の精度が安定する。

この出願は、２０２０年２月７日に出願された日本出願特願２０２０－０
１９３１４号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
以下、実施形態の例を付記する。
１．脳波の検出に用いられる電極部と、
平行に設けられた一対のレールを有し、頭部に装着される固定用フレームと、
前記電極部が取り付けられる複数の電極保持部と、
を有し、
前記電極保持部は、前記レールのそれぞれと連結する連結部を有し、
前記電極部が取り付けられていない状態において、前記連結部と前記レールとは固定されておらず、前記電極部が取り付けられて、前記電極部と頭皮の圧接状態が強くなるにしたがい、前記電極保持部と前記レールとの固定が強くなる、
脳波測定装置。
２．前記電極部が前記電極保持部に固定されていない状態において、前記連結部と前記レールとの相対位置を調整可能な余空間が設けられている、１．に記載の脳波測定装置。
３．前記電極部が前記電極保持部に固定されていない状態において、前記余空間により、前記連結部と前記レールは、前記レールの延出方向の位置を調整可能である、２．に記載の脳波測定装置。
４．前記電極部が前記電極保持部に固定されていない状態において、前記余空間により、前記連結部と前記レールは、２本のレールのわたす方向の位置を調整可能である、２．または３．に記載の脳波測定装置。
５．前記電極部が前記電極保持部に固定されていない状態において、前記余空間により、前記連結部と前記レールは、前記レールと頭部との間隔方向の位置を調整可能である、２．から４．までのいずれか１に記載の脳波測定装置。
６．それぞれの前記電極保持部と前記電極部との固定は、他の前記電極10
保持部と前記電極部との固定と独立している、１．から５．までのいずれか１に記載の脳波測定装置。
７．前記電極部は、前記電極保持部に嵌合機構により固定される、１．から６．までのいずれか１に記載の脳波測定装置。
８．前記電極部は、前記電極保持部にマグネット接合機構により固定される、１．から６．までのいずれか１に記載の脳波測定装置。

１０脳波測定装置
２０固定用フレーム
２１レール
２３レール締結部
２９可動領域
４０電極保持部
４１第１の連結面
４２第２の連結面
４３第３の連結面
４４規制面
４５当接面
４８余空間
４９電極取付孔
５０連結部
８０脳波電極ユニット
８１胴部
８３電極突起部

Claims

脳波の検出に用いられる電極部と、
前記電極部が設けられる電極ユニットと、
平行に設けられた一対のレールを有し、頭部に装着される固定用フレームと、
前記電極ユニットをネジ嵌合可能な電極取付孔を有する、複数の電極保持部と、を有し、
前記電極保持部は、前記一対のレールと、３つの連結面により余空間を形成して、当該余空間に前記レールを収容する連結部を備え、
前記電極ユニットの前記電極取付孔へのネジ嵌合によって、前記電極部が頭皮に圧接すると共に、前記電極保持部が頭皮から離れる方向に移動してレールとの固定を強め、
前記連結部は、
前記電極取付孔を有する第１の連結部と、
前記第１の連結部から、前記頭部の方向に延出する第２の連結部と、
前記第２の連結部から延出し、前記第１の連結部と対向するように設けられた第３の連結部と、
を有し、
前記レールは、前記第１の連結部と第３の連結部の間に配置され、
前記電極ユニットが前記電極保持部に固定されていない状態において、前記連結部と前記レールとの相対位置を調整可能な前記余空間が設けられている、脳波測定装置。
前記電極ユニットが前記電極保持部に固定されていない状態において、前記余空間により、前記連結部と前記レールは、前記レールの延出方向の位置を調整可能である、請求項１に記載の脳波測定装置。
前記電極ユニットが前記電極保持部に固定されていない状態において、前記余空間により、前記連結部と前記レールは、２本のレールのわたす方向の位置を調整可能である、請求項１または２に記載の脳波測定装置。
前記電極ユニットが前記電極保持部に固定されていない状態において、前記余空間により、前記連結部と前記レールは、前記レールと頭部との間隔方向の位置を調整可能である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の脳波測定装置。
それぞれの前記電極保持部と前記電極ユニットとの固定は、他の前記電極保持部と前記電極ユニットとの固定と独立している、請求項１から４までのいずれか１項に記載の脳波測定装置。