JP7204088B2 - 電極固定部材及び電極固定方法 - Google Patents

Description

本発明は、電極固定部材及び電極固定方法に関するものである。

特許文献１には、電気医療器用として特に効果を有する電極装置が記載されている。頭部に鉢巻状に装着されたバンドに電極装置を支持させており、電極装置はバンドに沿って移動可能である。電極装置は、金属箔で被覆した弾性体を着脱自在に支持基体に取り付けて構成されている。

実開昭４９－１０８６９０号公報

特許文献１の技術では、電極を頭部に取り付けている時間が長くなると、頭部の形状などに起因してバンドが上方にずれることで電極の取り付け位置が変わるという課題があった。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、電極を頭部に固定している時間が長くなっても、電極固定部材が上方にずれることが抑制され、頭部に固定した電極の位置を変わらないようにすることを目的とする。

請求項１に係る電極固定部材は、被験者の頭部に電気刺激の印加を行う電極を固定するための電極固定部材であって、前記頭部の周囲に装着され、前記電極を覆うことができる１つの帯状の第１部位と、前記第１部位に接続され、前記被験者の顎に掛けて装着される第２部位と、からなり、前記第１部位は１か所で留められて前記頭部の周囲へ装着されるよう構成され、前記第２部位は１か所で留められて前記顎に掛けて装着されるよう構成され、前記第１部位と前記被験者の頭部との間に前記電極を挟んで固定するものであり、前記被験者の頭部の周囲における所望の位置に前記電極を固定することができる、ことを特徴とする。これにより、電極固定部材によって電極を頭部に固定している時間が長くなっても、第２部位によって第１部位が上方にずれることが抑制され、頭部に固定した電極の位置を変わらないようにすることができる。また、頭部の周囲における所望の位置に電極を固定することができる。

請求項２に係る電極固定部材では、前記第２部位は、前記第１部位と共に前記被験者の耳を囲むように形成された部分を有し、前記第１部位及び前記第２部位を被験者に装着したとき、前記被験者の耳が露出した状態になる、ことを特徴とする。これにより、電極固定部材で耳が覆われることがなく、被験者に電極固定部材を装着しても日常動作が阻害されないようにすることができる。

請求項３に係る電極固定部材では、前記第１部位は、前記電極の全体を覆うことができる幅を有する、ことを特徴とする。これにより、第１部位によって電極全体を頭部に押し付けることができる。

請求項４に係る電極固定部材では、前記第１部位及び前記第２部位は伸縮性又は弾性を有する素材で形成された、ことを特徴とする。これにより、頭部の大きさに合うように電極固定部材を頭部に装着することができる。

請求項５に係る電極固定部材では、前記被験者の頭部の上部に電極を固定するための帯状の上部固定用部材を有し、前記上部固定用部材は、両端部が前記第１部位に対して着脱するための第１の着脱手段を有する、ことを特徴とする。これにより、上部固定用部材を用いることによって、頭部の上部（頭頂部や前頭部など）における所望の位置に電極を固定することができる。

請求項６に係る電極固定部材では、前記上部固定用部材は、長さを調節するための長さ調節手段を有する、ことを特徴とする。これにより、上部固定用部材を用いて頭部の上部に電極を固定する際、頭部の大きさに応じて上部固定用部材の長さを調節することができる。

請求項７に係る電極固定部材では、前記上部固定用部材は、前記電極の全体を覆うことができる幅を有する、ことを特徴とする。これにより、上部固定用部材によって電極全体を頭部に押し付けることができる。

請求項８に係る電極固定部材では、前記電極を固定した状態の前記被験者の頭部を覆うためのキャップを有し、前記キャップは前記第１部位に対して着脱するための第２の着脱手段を有する、ことを特徴とする。これにより、被験者の頭部に電極を固定した後にキャップを頭部にかぶせることによって、頭部に固定した電極がずれることのないように、電極の固定状態を維持することができる。

本発明によれば、電極を頭部に固定している時間が長くなっても、第２部位によって第１部位が上方にずれることが抑制され、頭部に固定した電極の位置を変わらないようにすることができる。

本発明の実施の形態における電気刺激装置の平面図である。 電気刺激装置の電極にスポンジを取り付けた状態を示す斜視図である。 （ａ）は実施の形態１における電極固定バンドの平面図であり、（ｂ）は同電極固定バンドの底面図である。 電極固定バンドを用いて電極を被験者の頭部に固定した状態を示す斜視図である。 （ａ）は電極固定バンドの第１変形例の平面図であり、（ｂ）は同第１変形例の底面図である。 （ａ）は電極固定バンドの第２変形例の平面図であり、（ｂ）は同第２変形例の底面図である。 実施の形態２における上部バンドを示す平面図である。 電極固定バンド及び上部バンドを用いて電極を被験者の頭部に装着した状態を示す斜視図である。 （ａ）は実施の形態２における上部可変バンドの平面図であり、（ｂ）は同上部可変バンドの側面図である。 実施の形態３におけるキャップを示す概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態に係る電気刺激装置について図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、本発明の実施の形態１における電気刺激装置１は、電気刺激を出力するための電気回路が内部に設けられた装置本体２と、被験者の頭部に固定されて電気刺激の印加を行う電極３と、電極３を装置本体２に接続する電極ケーブル４とを主たる構成としている。

電極ケーブル４は２極導子コードにより構成されており、電極ケーブル４の基端側は装置本体２に着脱可能に接続され、電極ケーブル４の先端側には電極３が着脱可能に取り付けられる。電極３は２個の円形電極３ａ、３ｂから構成され、円形電極３ａ、３ｂは導電性シリコンゴムにより構成される。電極３の形状は、円形に限らず四角形など頭部に固定して電気刺激を印加できる形状であればよい。装置本体２の表面には、刺激条件の設定、変更や電気刺激の印加開始、停止などを行う各種スイッチからなる操作スイッチ部５、設定された刺激条件などの情報を表示する液晶表示部６、電極３に電流が出力されている時に点滅するＬＥＤ表示部７が設けられており、装置本体２の側面には、電源の入切を行う電源スイッチ８が設けられている。被験者の頭部に電極３を固定し、設定された刺激条件による電流が電極３に出力されることにより、被験者に電気刺激が与えられる。

電極３を被験者の頭部に固定する際に、電極３にスポンジを取り付けてもよい。図２は円形電極３ａ（３ｂ）にスポンジを取り付けた状態を示す。破線で示す円形電極３ａ（３ｂ）には、電極ケーブル４に接続するための電極端子９が設けられている。スポンジ１０は、周縁部を縫い合わされた２枚の円形スポンジ１０ａ、１０ｂにより構成され、一方の円形スポンジ１０ａに、円形電極３ａ（３ｂ）を抜き差しするためのスリット１１、電極端子９を露出するための方形穴１２、及び、円形電極３ａ（３ｂ）の抜き差しによってスリット１１の端部が裂けるのを防止するための円形穴１３が設けられている。円形電極３ａ（３ｂ）をスリット１１からスポンジ１０内（２枚の円形スポンジ１０ａ、１０ｂ間）に挿入し、スポンジ１０に生理食塩水を含ませて被験者の頭部に固定し、電極３に電流が出力されることにより、スポンジを介して被験者に電気刺激が与えられる。

次に、電極３を被験者の頭部に固定するための電極固定バンド（電極固定部材）について説明する。図３は電極固定バンド１４の図であり、同図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ電極固定バンド１４の表面、裏面を示している。電極固定バンド１４の裏面が被験者の頭部に接触し、表面が外部に露出するように、頭部に電極固定バンド１４を装着する。電極固定バンド１４は、帯状の周囲バンド１５（第１部位）と、周囲バンド１５にそれぞれ２ヶ所で接続された左側バンド１６及び右側バンド１７（第２部位）とを有している。周囲バンド１５、左側バンド１６及び右側バンド１７は、ゴムなどのように伸縮性又は弾性を有する素材で形成されており、左側バンド１６及び右側バンド１７は、例えば縫い合わせにより周囲バンド１５に接続されている。

周囲バンド１５は、本体部１５ａと、本体部１５ａの一端に接続された着脱部１５ｂとを有している。本体部１５ａの表面は面ファスナー（メス）になっており、着脱部１５ｂの裏面は面ファスナー（オス）になっている。周囲バンド１５は、本体部１５ａの中央部分を被験者の額に当て、本体部１５ａを頭部の周囲に巻き、後頭部において着脱部１５ｂの裏面を本体部１５ａの表面に留めることで頭部に装着するもので、面ファスナーによって着脱が容易になっている。

左側バンド１６は、電極固定バンド１４を被験者に装着したとき顔の左側に位置するものであり、左耳の前側に位置する前部１６ａと、前部１６ａから分岐し左耳の後ろ側に位置する後部１６ｂとを有している。左側バンド１６の表面側には、前部１６ａから後部１６ｂにかけて留め部１８が取り付けられ、留め部１８の表面は面ファスナー（オス）になっている。右側バンド１７は、電極固定バンド１４を被験者に装着したとき顔の右側に位置するものであり、右耳の前側に位置する前部１７ａと、前部１７ａから分岐し右耳の後ろ側に位置する後部１７ｂと、前部１７ａの端部に接続された着脱部１７ｃとを有している。着脱部１７ｃの裏面は面ファスナー（メス）になっており、右側バンド１７の着脱部１７ｃを左側バンド１６の留め部１８に留めるようにしている。なお、左側バンド１６、右側バンド１７の前部１６ａ、１７ａ及び後部１６ｂ、１７ｂは、周囲バンド１５と共に被験者の耳を囲むように形成された部分であり、電極固定バンド１４を被験者に装着したとき、被験者の耳が露出した状態になる。

次に、電極固定バンド１４を用いて電極３を被験者の頭部に固定する方法について説明する。図４は電極固定バンド１４を用いて電極３を被験者の前頭部の左右２ヶ所に固定した状態を示している。電極３を頭部に固定する場合、周囲バンド１５と被験者の頭部との間に電極３を挟んで周囲バンド１５を頭部に巻き、後頭部で留めることで周囲バンド１５を頭部に装着するステップ（第１ステップ）を行う。その後、左側バンド１６及び右側バンド１７を被験者の顎に掛けて右側バンド１７の着脱部１７ｃを左側バンド１６の留め部１８に留めて装着するステップ（第２ステップ）を行う。なお、第１ステップにおいて、周囲バンド１５を被験者の頭部に装着した後、周囲バンド１５と頭部との間に電極３を挿入するようにしてもよい。このようなステップを行うことで、電極固定バンド１４を用いて電極３を被験者の頭部に固定し、その後、電極３に電流を出力して頭部に電気刺激を与える。

ここで、周囲バンド１５は電極３を覆うことができるように幅広となっており、周囲バンド１５の幅、図３（ａ）における矢印Ａ方向は例えば７０ｍｍである。大きさが異なる複数種類の電極が使用される場合には、周囲バンド１５は最も大きい電極を覆うことができるようになっている。なお、図２に示したように電極３にスポンジ１０を取り付けたものを頭部に固定する場合、周囲バンド１５は、スポンジ１０を覆うことができなくてもよく、スポンジ１０の内部の電極３を覆うことができるようになっていればよい。また、周囲バンド１５は電極の全体を覆うことのできる幅を有しているのが好ましい。

図５は電極固定バンドの第１変形例を示す図であり、同図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ第１変形例の電極固定バンド１４ａの表面、裏面を示している。図３の電極固定バンド１４と異なる点は、左側バンド１６及び右側バンド１７において、前部１６ａ、１７ａの上端部と後部１６ｂ、１７ｂの上端部同士がつながっている点であり、その他の点は同じである。すなわち、左側バンド１６は、前部１６ａと、前部１６ａから分岐した後部１６ｂと、前部１６ａ及び後部１６ｂの上端部同士をつなぐ連結部１６ｃとを有している。右側バンド１７は、前部１７ａと、前部１７ａから分岐した後部１７ｂと、前部１７ａの端部に接続された着脱部１７ｃと、前部１７ａ及び後部１７ｂの上端部同士をつなぐ連結部１７ｄとを有している。

図６は電極固定バンドの第２変形例を示す図であり、同図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ第２変形例の電極固定バンド１４ｂの表面、裏面を示している。図３の電極固定バンド１４と異なる点は、左側バンド１６、右側バンド１７においてそれぞれ後部１６ｂ、後部１７ｂが無い点であり、その他の点は同じである。

上記のような電極固定バンド１４及び第１、第２変形例の電極固定バンド１４ａ、１４ｂによれば、周囲バンド１５に接続された左側バンド１６及び右側バンド１７は顎に掛けて装着されており、左側バンド１６及び右側バンド１７によって周囲バンド１５が上方にずれることが抑制されるため、電極固定バンド１４、１４ａ、１４ｂによって電極３を頭部に固定している時間が長くなっても、頭部に固定した電極３の位置を変わらないようにすることができる。また、周囲バンド１５が電極３の全体を覆うことのできる幅を有している場合、周囲バンド１５によって電極全体を頭部に押し付けることになるので、電極の一部分を頭部に押し付ける場合と異なり、電気刺激を電極全体で効率よく与えることができるとともに、単位面積当たりの強度がほぼ設定通りとなる電気刺激を頭部に与えることができる。

また、電極固定バンド１４、１４ａ、１４ｂは周囲バンド１５と頭部との間に挟んで電極３を固定するものであり、周囲バンド１５を装着した範囲であれば電極３の固定位置を自由に設定できるので、頭部の周囲における所望の位置に電極３を固定することができる。電極固定バンド１４、１４ａ、１４ｂで耳が覆われることがないので、被験者に電極固定バンド１４、１４ａ、１４ｂを装着しても日常動作が阻害されない。周囲バンド１５、左側バンド１６及び右側バンド１７は伸縮性又は弾性を有する素材で形成されているので、頭部の大きさに合うように電極固定バンド１４、１４ａ、１４ｂを頭部に装着することができる。

（実施の形態２）
図７は、頭頂部のような頭部の上部に電極を固定する際に使用する上部バンド１９（上部固定用部材）の表面を示している。上部バンド１９は、本体部１９ａと、本体部１９ａの両端にそれぞれ接続された着脱部１９ｂ（第１の着脱手段）とを有しており、着脱部１９ｂの裏面は面ファスナー（オス）になっている。上部バンド１９は帯状であり、本体部１９ａはゴムなどのように伸縮性又は弾性を有する素材で形成されており、電極３を覆うことができるように幅広となっている。上部バンド１９は、着脱部１９ｂを周囲バンド１５の本体部１５ａの面ファスナー（メス）に留めることで頭部の上部に装着される。

図８は、実施の形態１で説明した電極固定バンド１４と上部バンド１９を用いて、前頭部と頭頂部に電極３を固定した状態を示している。上部バンド１９を用いて電極３を被験者の頭部に固定する場合、電極固定バンド１４を頭部に装着した後、上部バンド１９と頭部との間に電極３を挟んで上部バンド１９を周囲バンド１５に留めるステップ（第３ステップ）を行う。第３ステップにおいて、上部バンド１９を周囲バンド１５に留めた後、上部バンド１９と頭部との間に電極３を挿入するようにしてもよい。上部バンド１９の両端を周囲バンド１５の任意の位置に留めることができ、上部バンド１９を装着した範囲において電極３の固定位置を自由に設定できるので、上部バンド１９によって、頭部の上部における所望の位置に電極３を固定することができる。

図９は上部バンドの変形例であり、上部バンドの長さを調節できるようにした上部可変バンド２０（上部固定用部材）である。同図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ上部可変バンド２０の表面、側面を示している。上部可変バンド２０は、内側に方形の穴を有する枠形状の調節部材２０ａと、調節部材２０ａの穴に通して設けられた第１本体部２０ｂ及び第２本体部２０ｃと、第１本体部２０ｂの一端に接続された第１着脱部２０ｄと、第２本体部２０ｃの両端に接続された第２着脱部２０ｅ及び第３着脱部２０ｆとを有している。第１及び第２本体部２０ｂ、２０ｃはゴムなどのように伸縮性又は弾性を有する素材で形成されており、電極３を覆うことができるように幅広となっている。第１～第３着脱部２０ｄ～２０ｆの裏面（図９（ｂ）における下側の面）は面ファスナー（オス）になっている。第１本体部２０ｂの他端（第１着脱部２０ｄが無い方の端部）は第１本体部２０ｂの中途位置に縫い付けなどによって留められている。第２本体部２０ｃの表面は面ファスナー（メス）となっており、その面ファスナー（メス）の任意の位置に第２着脱部２０ｅを留めることで上部可変バンド２０の長さを調節することができる。このように、調節部材２０ａ、第２本体部２０ｃ及び第２着脱部２０ｅは上部可変バンド２０の長さを調節するための長さ調節手段を構成する。また、第１着脱部２０ｄ及び第３着脱部２０ｆは周囲バンド１５に対して着脱するための着脱手段（第１の着脱手段）である。

上部可変バンド２０を使用して電極を被験者の頭部に固定する方法は上部バンド１９と同様であり、上部可変バンド２０の第１、第３着脱部２０ｄ、２０ｆを周囲バンド１５に留めて上部可変バンド２０を被験者の頭部に装着し、上部可変バンド２０と頭部との間に電極３を挟んで固定すればよい。上部可変バンド２０を使用すれば電極３を頭部の上部における所望の位置に固定することができる。また、頭部の上部に電極３を固定する際、頭部の大きさに応じて上部可変バンド２０の長さを調節することができる。

上部バンド１９及び上部可変バンド２０は、周囲バンド１５と同様に、電極３の全体を覆うことのできる幅を有しているのが好ましい。この場合、上部バンド１９及び上部可変バンド２０によって電極全体を頭部に押し付けることができるので、前述のような周囲バンド１５について説明したのと同様の効果を得ることができる。

（実施の形態３）
図１０は、電極３が頭部に固定された被験者が被って頭部を覆うためのキャップを示す図である。キャップ２１は、全体がメッシュ状になっているメッシュ部２１ａと、メッシュ部２１ａの縁につながる縁部２１ｂとを有しており、伸縮性又は弾性のある素材で形成されている。縁部２１ｂの内側には複数の着脱部２２が適当な間隔をあけて設けられ、着脱部２２の表面は面ファスナー（オス）になっており、着脱部２２を周囲バンド１５の本体部１５ａの面ファスナー（メス）に留めて使用する。着脱部２２は、周囲バンド１５に対してキャップ２１を着脱するための着脱手段（第２の着脱手段）である。

キャップ２１の使用方法としては、実施の形態１による電極固定バンド１４を用いて被験者の頭部に電極３を固定した後、又は、実施の形態１による電極固定バンド１４及び実施の形態２による上部バンド１９、上部可変バンド２０を用いて被験者の頭部に電極３を固定した後、キャップ２１を被験者の頭部に被せてキャップ２１を周囲バンド１５に留めるステップを行う。その後、電極３に電流を出力して頭部に電気刺激を与える。このようなキャップ２１を使用することで、頭部に固定した電極３がずれることのないように、電極３の固定状態を維持することができる。

なお、実施の形態１では、左側バンド１６と右側バンド１７とを面ファスナーで留める構成を示したが、例えば、バックルを使用して留める構成にしてもよく、左側バンド１６と右側バンド１７とがつながった一体のバンドとし、そのバンドを顎に掛ける構成にしてもよい。また、周囲バンド１５と左側バンド１６及び右側バンド１７とを縫い合わせにより接続した構成を示したが、周囲バンド１５と左側バンド１６及び右側バンド１７とを一体形成した構成でもよい。また、円形電極３ａ、３ｂを共に頭部に装着するのではなく、例えば、円形電極３ａを左前頭部に装着し、円形電極３ｂを左上腕部に装着するなど、頭部に少なくとも１つの電極を固定して電気刺激を与える場合でも本発明を適用することができる。

頭部に少なくとも１つの電極を装着して電気刺激を与える電気刺激装置を使用する際に本発明を適用することができる。

３ 電極
３ａ、３ｂ 円形電極
１４、１４ａ、１４ｂ 電極固定バンド（電極固定部材）
１５ 周囲バンド（第１部位）
１５ａ 本体部
１５ｂ 着脱部
１６ 左側バンド（第２部位）
１６ａ 前部
１６ｂ 後部
１７ 右側バンド（第２部位）
１７ａ 前部
１７ｂ 後部
１７ｃ 着脱部
１８ 留め部
１９ 上部バンド（上部固定用部材）
１９ａ 本体部
１９ｂ 着脱部（第１の着脱手段）
２０ 上部可変バンド（上部固定用部材）
２０ａ 調節部材（長さ調節手段）
２０ｂ 第１本体部
２０ｃ 第２本体部（長さ調節手段）
２０ｄ 第１着脱部（第１の着脱手段）
２０ｅ 第２着脱部（長さ調節手段）
２０ｆ 第３着脱部（第１の着脱手段）
２１ キャップ
２１ａ メッシュ部
２１ｂ 縁部
２２ 着脱部（第２の着脱手段）

Claims (8)

1. 被験者の頭部に電気刺激の印加を行う電極を固定するための電極固定部材であって、
   前記頭部の周囲に装着され、前記電極を覆うことができる１つの帯状の第１部位と、
   前記第１部位に接続され、前記被験者の顎に掛けて装着される第２部位と、
   からなり、
   前記第１部位は１か所で留められて前記頭部の周囲へ装着されるよう構成され、
   前記第２部位は１か所で留められて前記顎に掛けて装着されるよう構成され、
   前記第１部位と前記被験者の頭部との間に前記電極を挟んで固定するものであり、前記被験者の頭部の周囲における所望の位置に前記電極を固定することができる、
   ことを特徴とする電極固定部材。
2. 前記第２部位は、前記第１部位と共に前記被験者の耳を囲むように形成された部分を有し、
   前記第１部位及び前記第２部位を被験者に装着したとき、前記被験者の耳が露出した状態になる、ことを特徴とする請求項１に記載の電極固定部材。
3. 前記第１部位は、前記電極の全体を覆うことができる幅を有する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電極固定部材。
4. 前記第１部位及び前記第２部位は伸縮性又は弾性を有する素材で形成された、
   ことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の電極固定部材。
5. 前記被験者の頭部の上部に電極を固定するための帯状の上部固定用部材を有し、
   前記上部固定用部材は、両端部が前記第１部位に対して着脱するための第１の着脱手段を有する、ことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の電極固定部材。
6. 前記上部固定用部材は、長さを調節するための長さ調節手段を有する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の電極固定部材。
7. 前記上部固定用部材は、前記電極の全体を覆うことができる幅を有する、
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の電極固定部材。
8. 前記電極を固定した状態の前記被験者の頭部を覆うためのキャップを有し、
   前記キャップは前記第１部位に対して着脱するための第２の着脱手段を有する、
   ことを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の電極固定部材。

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