(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体信号を取り出すための複数の電極と、
これら電極の夫々に接続されるリード線と、
前記複数の電極及びリード線をそれぞれ支持し、プラスチック、ゴム等の可撓性及び絶縁性を有する支持部材と、
を備え、
前記複数のリード線は、前記支持部材内で密に撚られると共に一直線に配置されている生体信号計測用電極であって、
前記支持部材に支持され、磁界中に置くことで鎖交する磁束数に応じた電圧を発生するセンサを更に備えたことを特徴とする生体信号計測用電極。
【請求項２】
生体信号を取り出すための複数の電極と、
これら電極の夫々に接続される複数のリード線と、
プラスチック、ゴム等の可撓性及び絶縁性を有し、前記複数の電極の夫々を互いに重ならないように配置させる一方、前記複数のリード線の夫々を非接触状態で互いに重なるように積層配置させる支持部材と、
を備えたことを特徴とする生体信号計測用電極。
【請求項３】
前記支持部材に支持され、磁界中に置くことで鎖交する磁束数に応じた電圧を発生するセンサを更に備えたことを特徴とする請求項２に記載の生体信号計測用電極。
【請求項４】
前記センサは、導線を支持部材内に所定の幅でループ状に配置させたものであることを特徴とする請求項１又は３に記載の生体信号計測用電極。
【請求項５】
プラスチック、ゴム等の可撓性及び絶縁性を有し、生体信号を取り出すための複数の電極の夫々を収容する複数の収納部と、各電極に接続されるリード線の夫々を外部へ一直線に引き出すための溝部とを備えたことを特徴とする生体信号計測用電極補助具。
【請求項６】
磁界中に置くことで鎖交する磁束数に応じた電圧を発生するセンサを収容する収容部を更に備えたことを特徴とする請求項５記載の生体信号計測用電極補助具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、脳波計や心電計等の生体情報を測定する医療用測定装置に用いて好適な生体信号計測用電極及び生体信号計測用電極補助具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  ）の診断において、脳波や心電図を測定するようにしている。図１０はＭＲＩの概略構成を示す図である。
ＭＲＩの診断において脳波や心電図をとる場合、ＭＲＩのガントリ内に形成される強力な磁場下では被験者の身体の動きによって脳波計や心電計の電極のリード線にファラデーの法則による電圧が現れノイズとなり、正確な測定ができないという問題が生じている。この問題は被験者の心臓の拍動による微小な身体の動きによっても生ずるので早急な対策が待たれている。図１１は心電図とノイズの波形を示すものであり、心電図に同期した形でノイズが現れているのがわかる。このノイズのレベルは電極装着部位とそこからリード線の引き出し方によって変化し、鎖交する磁束数に比例する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、この問題に対して、磁力線に対する開口面積が小さくなるように電極のリード線の配置方向を磁力線の方向に合せるようにしたり、信号処理回路にフィルタを設けたりしているが、これだけでは充分にノイズを抑えることはではなかった。
そこで本発明は、磁界中で使用した場合に脳波計や心電計の電極に接続されたリード線に発生するノイズを低く抑えることができる生体信号計測用電極及び生体信号計測用電極補助具を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による請求項１記載の生体信号計測用電極は、生体信号を取り出すための複数の電極と、これら電極の夫々に接続されるリード線と、前記複数の電極及びリード線をそれぞれ支持し、プラスチック、ゴム等の可撓性及び絶縁性を有する支持部材とを備えた生体信号計測用電極であって、前記複数のリード線は、前記支持部材内で密に撚られると共に一直線に配置されており、前記支持部材に支持され、磁界中に置くことで鎖交する磁束数に応じた電圧を発生するセンサを更に備えたものである。
この構成によれば、各電極に接続されているリード線が支持部材内で密に撚られて一直線に配置されているので、磁界中に置いても磁力線に対する開口面積を殆ど持たず、これによりＭＲＩのような強磁界を形成する装置と共に用いても各リード線に誘起される電圧は僅かであり、心電図や脳波の正確な測定が可能になる。
また、鎖交する磁束数に応じた電圧を検出するセンサを設けたので、生体信号計測用電極から得られる生体信号に含まれるノイズの打ち消しに用いることができる。
【０００５】
また、本発明による請求項２記載の生体信号計測用電極は、生体信号を取り出すための複数の電極と、これら電極の夫々に接続される複数のリード線と、プラスチック、ゴム等の可撓性及び絶縁性を有し、前記複数の電極の夫々を互いに重ならないように積層配置させる一方、前記複数のリード線の夫々を非接触状態で互いに重なるように積層配置させる支持部材とを備えるものである。
この構成によれば、複数の電極の夫々は互いに重ならないように積層配置され、複数のリード線の夫々は非接触状態で互いに重なるように積層配置されるので、各リード線の磁力線に対する積層方向の開口面積が小さくなり、これにより、ＭＲＩのような強磁界を形成する装置と共に用いても各リード線に誘起する電圧は僅かであり、心電図や脳波の正確な測定が可能になる。
【０００６】
なお、上記支持部材に、磁界中に置くことで鎖交する磁束数に応じた電圧を発生するセンサを更に設けても良い。このセンサは、例えば導線を支持部材内に所定の幅でループ状にして配置させたものである。
【０００７】
また、本発明による請求項５記載の生体信号計測用電極補助具は、プラスチック、ゴム等の可撓性及び絶縁性を有し、生体信号を取り出すための複数の電極の夫々を収容する複数の収納部と、各電極に接続されるリード線の夫々を外部へ一直線に引き出すための溝部とを備えるものである。
この構造によれば、各リード線を直線状に固定できるので、磁力線に対する積層方向の開口面積を小さくでき、これによりＭＲＩのような強磁界を形成する装置と共に用いても各リード線に誘起する電圧は僅かであり、心電図や脳波の正確な測定が可能になる。
なお、この生体信号計測用電極補助具に、鎖交する磁束数に応じた電圧を発生するセンサを収容する収容部を設けても良い。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の生体信号計測用電極及び生体信号計測用電極補助具の実施の形態について説明する。
（Ｉ  ）生体信号計測用電極の実施の形態１
図１は本発明に係る生体信号計測用電極の実施の形態１を示す上方から見た透視図であり、図２は図１の矢印Ａから見た透視図である。
この実施の形態１の生体信号計測用電極１０は、方形状に形成された薄箔の電極１１ａ〜１１ｃと、これら電極１１ａ〜１１ｃの夫々に接続されるリード線１２ａ〜１２ｃと、ゴム、プスチック等の可撓性を有する材料で細長く薄い板状に形成され、電極１１ａ〜１１ｃを一直線に一定間隔で支持する支持部１３とを備えている。
【０００９】
電極１１ａ、１１ｃは生体信号を取り出すための電極であり、一方が正極（＋）で、他方が負極（−）である。電極１１ｂは基準用の電極（Ｅ）である。リード線１２ａ〜１２ｃは磁力線に対して開口面積を持たないように互いに密に撚られている。支持部１３は図２の断面図に示すように２枚の板状体１３ａ、１３ｂから成っており、これらは接着剤で貼り合わされている。板状体１３ａにはリード線１２ａ〜１２ｃを通すための極細の溝部１５（図１参照）が長手方向に形成されており、この溝部１５にリード線１２ａ〜１２ｃが撚られた状態で挿入されている。なお、リード線１２ａ〜１２ｃには絶縁被膜が形成されており、互いに撚り合せても短絡することはない。リード線１２ａ〜１２ｃの支持部１３から外に出ている部分も磁力線に対する開口面積が小さくなるように互いに密に撚られている。
【００１０】
生体信号計測用電極１０はこのように構成されており、各電極１１ａ〜１１ｃに接続されるリード線１２ａ〜１２ｃが互いに密に撚られていることから、磁力線に対する開口面積を殆ど持たず、これによりＭＲＩのような強磁界を形成する装置と共に用いてもこれらリード線１２ａ〜１２ｃには僅かな電圧しか生ぜず、ノイズは殆ど発生しない。
【００１１】
（ＩＩ）生体信号計測用電極の実施の形態２
図３は本発明に係る生体信号計測用電極の実施の形態２を示す上方から見た透視図であり、図４は図３の矢印Ｂから見た透視図である。
【００１２】
この場合、図３及び図４に示すように電極１１ａ〜１１ｃは一直線に一定間隔になるように互いにずらして配置されている。また、リード線２２ａ〜２２ｃは電極本体の厚み方向に互いに重なるように配置されている。リード線２２ａ〜２２ｃを電極本体の厚み方向に互いに重なるように配置させ、ゴムやプラスチックでモールドして固定することにより、ずれを防止し、磁力線に対する縦方向の開口面積を小さくすることができる。幅方向の開口面積に対してはリード線２２ａ〜２２ｃの夫々を薄く形成することで小さくすることができる。
【００１３】
このようにこの実施の形態２の生体信号計測用電極２０は、リード線２２ａ〜２２ｃが電極本体の厚み方向に互いに重なるように配置させたので、リード線２２ａ〜２２ｃの磁力線に対する厚み方向の開口面積が小さくなり、これによりＭＲＩのような強磁界を形成する装置と共に用いてもリード線２２ａ〜２２ｃには僅かな電圧しか生ぜず、ノイズは殆ど発生しない。
なお、電極１１ａ〜１１ｃ及びリード線２２ａ〜２２ｃはフレキシブルプリント板などで形成するとより厚み方向の開口面積を小さくすると共に全体を薄く作ることができる。
【００１４】
（III ）生体信号計測用電極の実施の形態３
図５は本発明に係る生体信号計測用電極の実施の形態３を示す上方から見た透視図である。
この実施の形態３の生体信号計測用電極３０は、磁界中に置くことで鎖交する磁束数に応じた電圧を発生するノイズ検出用のセンサ３１を備えたものである。このセンサ３１は導線を支持部１３内に所定の幅でループ状にしたものであり、支持部１３の板状体１３ａの電極１１ａ〜１１ｃの周囲に沿って形成された溝部３２に挿入されている。導線をループ状にして磁力線に対する開口面積を持たせることでノイズを検出するのに十分な大きさの電圧が生じ、確実にノイズを検出することができる。
【００１５】
図６はこの生体信号計測用電極３０を用いた信号処理回路の構成を示すブロック図である。この図において、電極１１ａ〜１１ｃで得られる生体信号が増幅器４０で増幅される一方、センサ３１で得られる信号が増幅器４１で増幅される。増幅器４０の出力は比較器４２の非反転入力端に供給され、増幅器４１の出力は減衰器４３を介して比較器４２の反転入力端に供給される。比較器４２からは減衰器４３の出力と増幅器４１の出力との差に応じた出力が得られ、この出力が図示せぬ計測回路に供給されると共にノイズ検出部４４に供給される。ノイズ検出部４４は比較器４２の出力からノイズ成分を検出し、その値が零になるように減衰器４３の減衰率を調整する。
すなわち、ノイズをセンサ３１により検出し、そのノイズのレベルをノイズ検出部４４と減衰器４３とにより調整し、この調整されたノイズを、増幅器４０から出力される信号（ノイズを含む生体信号）から比較器４２により差し引いてノイズを除去している。
【００１６】
（ＩＶ）生体信号計測電極補助具の実施の形態
図７は本発明に係る生体信号計測用電極補助具の実施の形態を示す斜視図であり、図８はその一部分を示す平面図である。
この実施の形態の生体信号計測電極補助具（以下電極補助具という）５０は、ゴム、プラスチック等の可撓性を有する材料で長方形状に形成された２つの部分（以下板状体という）５０ａ、５０ｂから成り、そのうちの板状体５０ｂには生体信号を取り出すための電極６０ａ〜６０ｃ（図８参照）を収容する収容部５３ａ〜５３ｃと、各電極６０ａ〜６０ｃに接続されるリード線６１ａ〜６１ｃを収容する細長い溝部５４が形成されている。電極６０ａ〜６０ｃは従来より単独で用いられているものである。
【００１７】
溝部５４は、図８の平面図に示すように収容部５３ａ〜５３ｃの配置方向と同一方向でかつ収容部５３ａ〜５３ｃに隣接して形成されている。板状体５０ａ、５０ｂは図７の斜視図に示すようにその長手方向の一端部分で蝶番式に接続されており、開閉自在になっている。また、板状体５０ａ、５０ｂには閉じた時に容易に開かないように夫々の開口側端の中央部分に係止片５１、５２が形成されている。図９の断面図に示すように、係止片５１の内側の中央部分に凹部が形成されており、この凹部に係止片５２が嵌合するようになっている。係止片５１の凹部に係止片５２を嵌合させることで板状体５０ａ、５０ｂを確実に閉じることができる。
【００１８】
電極補助具５０はこのように構成されており、使用時には板状体５０ａ、５０ｂを開いて板状体５０ｂの収容部５３ａ〜５３ｃに電極６０ａ〜６０ｃを入れ、その後溝部５４にリード線６１ａ〜６１ｃを入れる。この際、リード線６１ａ〜６１ｃは撚っておくようにする。電極６０ａ〜６０ｃ及びリード線６１ａ〜６１ｃを挿入した後は板状体５０ａ、５０ｂを閉じる。
このようにリード線６１ａ〜６１ｃを互いに密着させた状態で収容するすることにより、リード線６１ａ〜６１ｃは磁力線に対する開口面積を殆ど持たないので、ＭＲＩのような強磁界を形成する装置と共に用いてもリード線６１ａ〜６１ｃには僅かな電圧しか生ぜず、ノイズは殆ど発生しない。
【００１９】
なお、この電極補助具５０に上述したノイズ検出用センサ３１を収納する溝部を設けても良い。
また、形状はこの実施の形態に限定されるものではなく、電極６０ａ〜６０ｃを収容できると共にリード線６１ａ〜６１ｃを直線状に収容できるような形状であればどのような形状であっても良い。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１記載の生体信号計測用電極によれば、複数の電極の夫々に接続するリード線を磁力線に対する開口面積が最小になるように、密に撚りかつ一直線に配置してあるので、ＭＲＩのような強磁界中に置いてもノイズの発生が殆どなく、心電図や脳波において正確な測定結果を得ることができる。また、鎖交する磁束数に応じた電圧を検出するセンサを設けたので、生体信号計測用電極から得られる生体信号に含まれるノイズの打ち消しに用いることができる。
【００２１】
請求項２記載の生体信号計測用電極によれば、複数の電極の夫々に接続するリード線を磁力線に対する開口面積が最小になるように電極本体の厚み方向に互いに重なるように配置しているので、ＭＲＩのような強磁界中に置いてもノイズの発生が殆どなく、心電図や脳波において正確な測定結果を得ることができる。
【００２２】
請求項３、４の生体信号計測用電極によれば、鎖交する磁束数に応じた電圧を検出するセンサを設けたので、この生体信号計測用電極を磁界中においた場合に心電図に同期したノイズを拾うことができ、生体信号計測用電極から得られる生体信号に含まれる僅かなノイズの打ち消しに用いることができる。
【００２３】
請求項５、６の生体信号計測電極補助具によれば、各電極に接続されたリード線を一直線状に固定できるので、磁力線に対する積層方向の開口面積を小さくでき、これによりＭＲＩのような強磁界を形成する装置と共に用いても各リード線に発生する電流によるノイズの発生を低く抑えることができる。また、鎖交する磁束数に応じた電圧を検出するセンサを設けることで、この生体信号計測用電極を磁界中においた場合に心電図に同期したノイズを拾うことかでき、生体信号計測用電極から得られる生体信号に含まれる僅かなノイズの打ち消しに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る生体信号計測用電極の実施の形態１を示す上方から見た透視図である。
【図２】図１の矢印Ａから見た透視図である。
【図３】本発明に係る生体信号計測用電極の実施の形態２を示す上方から見た透視図である。
【図４】図３の矢印Ｂから見た透視図である。
【図５】本発明に係る生体信号計測用電極の実施の形態３を示す上方から見た透視図である。
【図６】実施の形態３の生体信号計測用電極を用いた信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明に係る生体信号計測用電極補助具の実施の形態を示す斜視図である。
【図８】生体信号計測用電極補助具の実施の形態の一部分の平面図である。
【図９】生体信号計測用電極補助具の実施の形態の一部分の断面図である。
【図１０】ＭＲＩの概略構成図である。
【図１１】心電図とリード線に発生する電流を示す波形図である。
【符号の説明】
１０、２０、３０  生体信号計測用電極
１１ａ〜１１ｃ、６０ａ〜６０ｃ  電極
１２ａ〜１２ｃ、２２ａ〜２２ｃ  リード線
１３  支持部
１３ａ、１３ｂ、２１ａ〜２１ｄ、５０ａ、５０ｂ  板状体
１５、３２、５４  溝部
３１  センサ
５０  生体信号計測電極補助具
５１、５２  係止片
５３ａ〜５３ｃ  収容部
【図１】
0003586785.tif 000002
【図２】
0003586785.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003586785.tif 000007
【図７】
0003586785.tif 000008
【図８】
0003586785.tif 000009
【図９】
0003586785.tif 000010
【図１０】
0003586785.tif 000011
【図１１】
0003586785.tif 000012