(57)【要約】【課題】装着による不快感並びに外観の違和感を低減でき、その上で安定的に皮膚表面に接触できて生体信号の安定的検出が可能となる生体電極を提供する。【解決手段】導電性高分子を基材繊維にコーティングしてなる導電性繊維からなる複数の接触子１２が起毛状態でベース１１から延出している。接触子１２を皮膚１７に接触させようとした場合に、接触子１２が導電性繊維からなることから良好に頭髪１６の間隙を通過して皮膚１７の表面に多数到達し接触する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性高分子を基材繊維にコーティングしてなる導電性繊維からなる複数の接触子が起毛状態でベースから延出していることを特徴とする生体電極。
【請求項２】
前記ベースは複数の導電性繊維から糸状または帯状に形成され、前記ベースを形成する導電性繊維の一部が前記ベースから延出して前記接触子を構成することを特徴とする請求項１記載の生体電極。
【請求項３】
前記ベースに取り付けられて頭髪または体毛に着脱可能に装着される装着具を有することを特徴とする請求項１または２記載の生体電極。
【請求項４】
前記装着具は前記ベースに対し着脱可能であることを特徴とする請求項３記載の生体電極。
【請求項５】
前記装着具は前記ベースに対し着脱不可に固定されていることを特徴とする請求項３記載の生体電極。
【請求項６】
前記装着具は前記ベースに一体化されて電極を構成し前記装着具を介して生体信号が検出可能であることを特徴とする請求項３から５のいずれか一項記載の生体電極。
【請求項７】
前記導電性繊維は、グリセロールもしくはイオン液体を含有していることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の生体電極。
【請求項８】
前記導電性高分子は、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳであることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の生体電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体電極に関し、特に毛髪、体毛のある皮膚に適した生体電極に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
脳波や誘発電位、事象関連電位等の生体信号の測定を行うためには、頭髪で被われた頭部の皮膚に多数の電極を設置して微弱な生体電位の測定を行う必要がある。これまでの生体電極は、例えば最も一般的に用いられている、銀塩化銀の皿電極により脳波を測定する場合には、頭髪を分けて頭皮を露出させ、そこに電解質液を含ませたフェルトの貼付あるいは電解質ペーストの塗布を行い、その上に銀塩化銀の皿電極を設置している（例えば、非特許文献１参照）。この方法では頭髪により生体電極が浮き上がりやすいため、接触不良が生じない様に、ヘッドキャップやバンドで電極を上から強く圧迫して固定する必要がある。そのため装着感は快適ではなく、またヘッドキャップを装着した外観は違和感を生じやすいなど、使用上の制約が大きい。
【０００３】
また従来の電解質ペーストを使用する電極は、長時間の装着により頭皮の通気性が損なわれ皮膚の蒸れや接触性皮膚炎を発生させるため、長期間の連続測定は困難であった。また液状またはクリーム状の電解質液は、水分の蒸発に対応するため、あらかじめ水分を多く含有させる必要があり、電極の軽量化、薄型化は困難であった。さらに測定後に電解質やクリーム等を頭皮や頭髪から除去するため多くの場合洗髪が必要であり、利便性に欠けるものであった。
【０００４】
この解決策として、電解質ゲルのシートを用いた電極が考えられている（例えば、非特許文献２参照）。これは液体の状態でないため取り扱いに優れ、測定後の洗髪が必要ない。しかしこれも頭髪によってゲルシートの浮き上がりが生じやすいため、それを防止する目的で、ヘッドキャップやバンドを用いて電極を上から皮膚に圧迫固定する必要があり、従来の電極と同様に装着感は快適ではない。
【０００５】
近年、電解質液を用いないドライ電極、ペーストレス電極が考えられている（例えば、非特許文献３，４参照）。これは突起の形状をした金属製あるいは金属メッキされた電極を、直接皮膚に密着させて測定するものである。この電極は電解質液を用いない点で装着感は改善されているが、電極と皮膚の接触抵抗が高く、特に皮膚が乾燥している場合に電極の振動によりノイズが発生しやすい。これを抑制するためにヘッドキャップやバンドを用いて電極を強く圧迫固定する必要があり、装着感は快適ではない。
【０００６】
また、頭部以外でも、例えば心電図の測定の際には体幹と四肢に電極を装着する必要があるが、体毛（特に胸毛）の豊かな被験者は前記と同様に体毛によって電極が浮き上がり、接触が不安定となりやすいため、電極を安定して設置する技術が求められている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】改訂臨床脳波検査基準2002、臨床生理学 31巻2号 2003年
【非特許文献２】「各種生体電気信号計測用電極の最新動向」、医機学 Vol．80，No．1（2010）
【非特許文献３】“A Novel Dry Active Electrode for EEG Recording”, IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING, VOL. 54, No. 1, 2007
【非特許文献４】「生体信号計測用センサに求められる性能」、医機学 Vol．80，No．1（2010）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、従来の生体電極は、生体信号の測定時に、これを安定して皮膚表面に接触させるためには、ヘッドキャップやバンドを用いて強く圧迫固定する必要があり、装着感が不快であって外観的に違和感を生じやすいといった課題があった。また、頭部以外の体毛が多い場所に装着する場合においても、安定して皮膚表面に接触させることが難しいといった課題があった。
【０００９】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的は、装着による不快感並びに外観の違和感を低減でき、その上で安定的に皮膚表面に接触できて生体信号の安定的検出が可能となる生体電極を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る生体電極は、導電性高分子を基材繊維にコーティングしてなる導電性繊維からなる複数の接触子が起毛状態でベースから延出していることを特徴とする。
【００１１】
このように、ベースから起毛状態で延出している導電性繊維からなる複数の接触子を有するものであるため、接触子を皮膚に接触させようとした場合に、接触子が導電性繊維からなることから良好に頭髪あるいは体毛の間隙を通過して皮膚表面に多数到達し接触することになる。よって、多数の接触子が安定的に皮膚に接触できて電気的な生体信号の安定した検出が可能となる。しかも、導電性繊維からなる複数の接触子は柔軟性を有するため、頭髪あるいは体毛との干渉が少なく、圧迫固定しなくても浮き上がりが少ない。したがって、圧迫固定する必要がなくなるため、装着による不快感並びに外観の違和感を低減できる。また、ベースから起毛状態で延出している導電性繊維からなる複数の接触子を有するものであるため、通気性があり、皮膚が過剰に蒸れることを抑制できるため、この点からも装着による不快感を低減できる。加えて、接触子が導電性繊維からなるため、皮膚に過剰な刺激を与えることなく生体にとっては自然な感覚であり、生体への負担を軽減できる。
【００１２】
この場合、前記ベースは複数の導電性繊維から糸状または帯状に形成され、前記ベースを形成する導電性繊維の一部が前記ベースから延出して前記接触子を構成するのが好ましい。
【００１３】
これにより、製造が容易となり、製造コストを低減できる。
【００１４】
また、前記ベースに取り付けられて頭髪または体毛に着脱可能に装着される装着具を有するのが好ましい。
【００１５】
これにより、装着具を頭髪または体毛に装着すると、ベースの位置が安定することになり、その結果、接触子がさらに安定して皮膚に接触可能となる。
【００１６】
また、前記装着具は前記ベースに対し着脱可能であるのが好ましい。
【００１７】
これにより、装着具の故障時には装着具のみを交換すれば良く、ベースおよび接触子からなる生体電極本体の故障時には生体電極本体のみを交換すれば良くなるため、故障回復に要するコストを低減できる。
【００１８】
また、前記装着具は前記ベースに対し着脱不可に固定されているのが好ましい。
【００１９】
これにより、装着具をベースおよび接触子からなる生体電極本体に対して強固に取り付けることができるため、故障しにくい構造にでき、長寿命化が図れる。
【００２０】
また、前記装着具は前記ベースに一体化されて電極を構成し前記装着具を介して生体信号が検出可能であるのが好ましい。
【００２１】
これにより、生体信号取り出し用の導電ケーブルの接続自由度が高くなる。
【００２２】
また、前記導電性繊維は、グリセロールもしくはイオン液体を含有しているのが好ましい。
【００２３】
これにより、導電性繊維の皮膚表面への接触時にグリセロールもしくはイオン液体が皮膚に浸透することより皮膚の電気的抵抗を下げることができる。
【００２４】
また、前記導電性高分子は、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳであるのが好ましい。
【００２５】
これにより、良好に生体信号を測定することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、装着による不快感並びに外観の違和感を低減でき、その上で安定的に皮膚に接触できて生体信号の安定的検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る生体電極を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る生体電極の頭部への適用状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る生体電極の頭部への適用状態を示す正面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る生体電極の頭部への適用状態を示す側面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る生体電極の頭部への適用状態の変形例を示す正面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る生体電極を示す正面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る生体電極の頭部への適用状態を示す正面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る生体電極を示す斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る生体電極の頭部への適用状態を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る生体電極の頭部への適用状態を示す正面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る生体電極の頭部への適用状態を示す側面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る生体電極の頭部への適用状態の変形例を示す正面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る生体電極を示す正面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態に係る生体電極の頭部への適用状態を示す正面図である。
【図１５】本発明の一実施例の生体電極による生体信号の検出波形を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
「第１実施形態」
本発明の第１実施形態に係る生体電極を図１〜図５を参照して説明する。
【００２９】
図１に示すように、第１実施形態に係る生体電極１０は、芯となる比較的太さの太い糸状のベース１１と、ベース１１からその延在方向に対し直交に近い交差方向に延出する複数の接触子１２とを有している。つまり、複数の接触子１２は起毛状態でベース１１から延出している。すべての接触子１２は、ベース１１からこれに直交する方向の一側所定範囲のみにて側枝状に起毛し、ベース１１の長さ方向の全長範囲に点在するように設けられている。つまり、生体電極１０は、ベース１１からこれに直交する方向の一側所定範囲のみに多数の接触子１２が密集状態で起毛するモール状の電極形状をなしている。
【００３０】
ベース１１および接触子１２は、いずれも基材繊維に導電性高分子をコーティングし、保湿液体を含浸してなる導電性繊維からなっている。具体的に、ベース１１は複数の導電性繊維が織られたり編まれたりして纏められて一本の太い糸状に形成されており、接触子１２はそれぞれ一本ずつの導電性繊維からなっている。これら接触子１２を構成する導電性繊維は、それぞれの基端側がベース１１に入り込んでベース１１に一体化されており、言い換えれば、ベース１１を形成する導電性繊維の一部がベース１１から延出して接触子１２を構成している。
【００３１】
ここで、導電性繊維のベースになる基材繊維は、その材料、直径や長さは特に限定されず、合成繊維および天然繊維一般を広く用いることができる。保湿液体を吸収し含有させるため親水性の繊維が良く、例えば基材繊維として、ポリエステル、ナイロン、ポリウレタン、シルク、レーヨン、木綿を用いることができる。
【００３２】
また、基材繊維にコーティングされる導電性高分子としては、保湿液体を含有させるため親水性の導電性高分子がより好ましい。導電性および親水性に優れる導電性高分子として、例えば、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ、ＰＥＤＯＴ−Ｓ、ポリアニリンスルフォン酸やポリピロール等があり、特に、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳが好ましい。
【００３３】
ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳは、モノマーである３，４−エチレンジオキシチオフェンが、ポリ（４−スチレンスルホン酸）の存在下で重合して得られる導電性ポリマーである。ＰＳＳはＰＥＤＯＴに負電荷を付与するドーパントとして機能する。市販のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳとしては、例えばＣｌｅｖｉｏｓＰ（ドイツ国ヘレウス社製）が挙げられる。導電性を高める観点から、導電性高分子にはドーパントが含有されていることが好ましい。
【００３４】
また、導電性繊維が吸収し保持する保湿液体としては、導電性高分子に含浸可能であり、導電性繊維に拡散し、導電性繊維と皮膚の表面の間を潤すことが可能な液体であれば特に制限されない。前記液体としては、例えば、水、グリセロール、イオン液体、その他の従来公知の保湿液が挙げられる。これらのなかでも、保湿性をより高める観点から、グリセロールまたはイオン液体が好ましい。
【００３５】
前記イオン液体としては、例えば、イミダゾリウム（Imidazolium）、ピロリジニウム（Pyrrolidinium）、ピペリジニウム（Piperidinium）、ピリジニウムアンモニウム（Pyridinium Ammonium）、ホスホニウム（Phosphonium）を有する化合物が挙げられる。
【００３６】
より具体的には、
１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド
（1‐Butyl‐3‐methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide）、
１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム ジシアナミド
（1‐Butyl‐3‐methylimidazolium dicyanamide）、
１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム テトラフルオロボラート
（1‐Butyl‐3‐methylimidazolium tetrafluoroborate）、
１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム トリフルオロメタンスルホナート
（1‐Butyl‐3‐methylimidazolium trifluoromethanesulfonate）、
１−ブチル−１−メチルピペリジニウム テトラフルオロボラート
（1‐Butyl‐1‐methylpiperidinium tetrafluoroborate）、
１−ブチル−１−メチルピロリジニウム テトラフルオロボラート
（1‐Butyl‐1‐methylpyrrolidinium tetrafluoroborate）、
１−ブチルピリジニウム テトラフルオロボラート
（1‐Butylpyridinium tetrafluoroborate (1=N)）、
コリン・ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド
（Choline bis(trifluoromethylsulfonyl)imide）、
コリン・二水素ホスファート
（Choline dihydrogen phosphate）、
Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウム ビス（トリフルオロメタンスルホナート）
（N,N‐Diethyl‐N‐methyl‐N‐(2‐methoxyethyl)ammonium  bis(trifluoromethanesulfonate）、
Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウム テトラフルオロボラート
（N,N‐Diethyl‐N‐methyl‐N‐(2‐methoxyethyl)ammonium tetrafluoroborate）、
１−エチル−３−メチルイミダゾリウム テトラフルオロボラート
（1‐Ethyl‐3‐methylimidazolium tetrafluoroborate）、
１−エチル−３−メチルイミダゾリウム アセテート
（1‐Ethyl‐3‐methylimidazolium acetate）、
１−エチル−３−メチルイミダゾリウム ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド
（1‐Ethyl‐3‐methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide）、
１−エチル−３−メチルイミダゾリウム ジシアナミド
（1‐Ethyl‐3‐methylimidazolium dicyanamide）、
１−エチル−１−メチルピロリジニウム テトラフルオロボラート
（1‐Ethyl‐1‐methylpyrrolidinium tetrafluoroborate）、
１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム テトラフルオロボラート
（1‐Hexyl‐3‐methylimidazolium tetrafluoroborate）、
１−ブチル−１−メチルピロリジニウム テトラシアノボラート
（1-Butyl-1-methyl-pyrrolidinium tetracyanoborate）、
１−エチル−３−メチル−イミダゾリウム テトラシアノボラート
（1-Ethyl-3-methyl-imidazolium tetracyanoborate）、
１−ブチル−３−メチル−イミダゾリウム トリシアノメチド
（1-Butyl-3-methyl-imidazolium tricyanomethide）、
Ｎ−ブチル−３−メチル−イミダゾリウム ジシアナミド
（N-Butyl-3-methyl-imidazolium dicyanamide）、
１−エチル−３−メチルイミダゾリウム  アミノ酸塩
（1‐Ethyl‐3‐methylimidazolium amino acids）、
等の化合物が挙げられる。
【００３７】
上記化合物の中でも、水溶性の１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム ジシアナミド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム トリフルオロメタンスルホナートが好ましい。
【００３８】
なお、導電性繊維の基材繊維の直径は特に限定されるものではないが、例えば直径が１〜１０００μｍのものを用いることができる。特に、直径が１０〜５００μｍの基材繊維は、後述する頭髪あるいは体毛間への挿入と皮膚との安定した接触を比較的容易に得ることができるため好ましい。また、接触子１２のベース１１からの延出長さは、特に限定されるものではないが、例えば０．１〜３０ｍｍとすることができる。
【００３９】
生体電極１０には、銀コートナイロン糸等からなる導電ケーブル１３が接続される。この導電ケーブル１３は、例えばベース１１に巻き付けられて縫着されることにより、生体電極１０に電気的に導通する状態で連結される。導電ケーブル１３には、生体信号の測定時に図示略の脳波計等の外部装置の信号入力ケーブルが接続される。
【００４０】
以上に述べた第１実施形態の生体電極１０によれば、接触子１２を生体の皮膚表面に接触させることで、生体と電気的に導通する状態となり、生体信号を検出可能な状態になる。つまり、生体に対して非侵襲で生体信号を測定可能となる。このとき、接触子１２を、頭皮に接触させる場合には頭髪が邪魔になることがあり、また、頭皮以外の皮膚に接触させる場合にも体毛が邪魔になることがあるが、生体電極１０は、複数の接触子１２がそれぞれ導電性繊維からなることから良好に頭髪あるいは体毛の間隙を通過して皮膚表面に多数到達し接触することになる。よって、多数の接触子１２が安定的に皮膚に接触できて電気的な生体信号の安定した検出が可能となる。
【００４１】
しかも、導電性繊維からなる複数の接触子１２は細くて柔軟性を有するため、頭髪あるいは体毛との干渉が少なく、圧迫固定しなくても浮き上がりが少なく固定も容易となる。したがって、圧迫固定する必要がなくなるため、装着による不快感並びに外観の違和感を低減できる。また、ベース１１から起毛状態で延出している導電性繊維からなる複数の接触子１２を有するものであるため、通気性があり、皮膚が過剰に蒸れることを抑制できるため、この点からも装着による不快感を低減できる。加えて、接触子１２が導電性繊維からなるため、皮膚に過剰な刺激を与えることなく生体にとっては自然な感覚であり、生体への負担を軽減できる。
【００４２】
また、ベース１１が複数の導電性繊維から糸状に形成され、ベース１１を形成する導電性繊維の一部がベース１１から延出して接触子１２を構成するため、製造が容易となり、製造コストを低減できる。
【００４３】
また、導電性繊維が、グリセロールもしくはイオン液体を含有しているため、導電性繊維の導電性を改善するだけでなく、導電性繊維の皮膚表面への接触時に、導電性繊維からグリセロールもしくはイオン液体が皮膚に拡散することで、皮膚に浸透してこれを潤滑し、皮膚の電気的抵抗を下げることにより導電性を向上することが可能で、それにより生体電極１０の抵抗を減少させることができる。つまり、乾燥した状態の皮膚は導電性が低下するため脳波測定の障害の原因となるが、それを防ぐことができる。さらにグリセロールまたはイオン液体を含有した導電性繊維からなる生体電極１０は皮膚を濡らす効果により、頭皮に安定して接着するため、雑音が生じにくくなる。
【００４４】
また、導電性繊維にコーティングされる導電性高分子が、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳであるため、より良好に生体信号を測定することができる。
【００４５】
また、親水性の細い導電性繊維からなる生体電極１０は、発汗によって汗腺から放出される水分を吸収し、保持することが可能であり、その水分のバッファリング効果によって電極―皮膚間抵抗はより安定化する。
【００４６】
また、親水性の細い導電性繊維からなる生体電極１０は、毛細管現象により汗を外部に蒸散させることができるため、生体電極１０の装着に伴う頭皮の蒸れが生じにくく、装着時の快適さを向上させることができる。
【００４７】
生体電極１０を、例えば頭部に適用する場合、図２〜図４に示すように、頭部１５の頭髪（毛）１６をかき分け、頭皮（皮膚）１７をある程度露出させた状態で、接触子１２を頭皮１７側に向けた姿勢の生体電極１０を頭皮１７のこの部分に押し当てる。すると、多数の接触子１２がそれぞれ一本の導電性繊維からなることから、良好に頭髪１６と頭髪１６との隙間に入り込み、頭皮１７に接触する。これにより、図２〜図４に示すように、生体電極１０の接触子１２が良好に頭皮１７に接触する。
【００４８】
なお、このように接触子１２を頭皮１７に接触させた状態に生体電極１０を保持するために、図５に示すように、自身のバネ性で毛を把持することにより毛に着脱可能に装着されるヘアーピンからなる装着具１８を用いることができる。つまり、例えば、生体電極１０を頭髪１６の根元付近に入れ込み、頭髪１６で生体電極１０を両側から挟みつつ生体電極１０の頭皮１７とは反対側で頭髪１６を束ねる。そして、束ねた頭髪１６の根元付近を、生体電極１０の頭皮１７とは反対側に配置された装着具１８で把持させる。すると、装着具１８および頭髪１６が纏まった状態になり、これらによって、生体電極１０は移動が規制されることになって、接触子１２を頭皮１７に接触させた状態に維持される。よって、バンドやキャップにより上から強く圧迫固定する必要がなく、装着感が改善する。
【００４９】
「第２実施形態」
次に、本発明の第２実施形態に係る生体電極を主に図６および図７を参照して第１実施形態との相違部分を中心に説明する。
【００５０】
図６に示すように、第２実施形態の生体電極２０は、第１実施形態の生体電極１０を生体電極本体１０とし、これとは別に着脱可能な装着具２１を有している。装着具２１は、第１実施形態のヘアーピンからなる装着具１８を装着具本体１８とし、これに生体電極本体１０への着脱用の嵌合部２２が取り付けられている。
【００５１】
嵌合部２２は、円を一部切り欠いて開口部２３とした円弧形状のもので、可撓性材料からなっている。嵌合部２２は、円周方向の中央の外径側が装着具本体１８の長さ方向の中央に固定されている。嵌合部２２は、弾性変形により撓むことで開口部２３が拡大する。装着具２１は、拡大させられた状態の開口部２３に、生体電極本体１０のベース１１を通過させることで、生体電極本体１０のベース１１に対し着脱されることになる。嵌合部２２は、撓んだ状態から戻されることでベース１１を把持し、これにより生体電極本体１０のベース１１に装着されて一体化される嵌合式のものである。装着具本体１８が生体電極本体１０のベース１１に対して接触子１２とは反対側に位置するようにして、ベース１１に装着具２１を嵌合部２２において装着する。
【００５２】
第２実施形態の生体電極２０は、接触子１２を生体の皮膚に接触させた状態で、頭髪あるいは体毛からなる装着対象を装着具２１で把持すると、装着具２１を含む生体電極２０が頭髪あるいは体毛からなる装着対象に装着されることになり、よって、接触子１２の皮膚への接触状態を良好に維持することができる。
【００５３】
生体電極２０を、例えば、図７に示すように頭部１５に適用する場合、頭部１５の頭髪１６をかき分け、頭皮１７をある程度露出させた状態で、接触子１２を頭皮１７側に向けた姿勢の生体電極２０を頭皮１７のこの部分に押し当てる。すると、第１実施形態と同様に、多数の接触子１２が頭皮１７に接触する。そして、この状態で、頭髪１６で生体電極本体１０を両側から挟みつつ生体電極本体１０の頭皮１７とは反対側で頭髪１６を束ねる。そして、束ねた頭髪１６の根元付近を、生体電極２０の頭皮１７とは反対側にある装着具２１で把持させる。すると、装着具２１および頭髪１６が纏まった状態になり、これらによって、生体電極本体１０は移動が規制されることになり、しかも生体電極本体１０が装着具２１に取り付けられていることから、さらに移動が規制されることになる。よって、生体電極２０は、接触子１２を頭皮１７に接触させた状態が良好に維持される。
【００５４】
以上に述べた第２実施形態の生体電極２０によれば、ベース１１に取り付けられて頭髪または体毛に着脱可能に装着される装着具２１を有するため、装着具２１を頭髪または体毛に装着すると、位置が安定することになり、その結果、接触子１２がさらに安定して皮膚に接触可能となる。
【００５５】
また、装着具２１はベース１１に対し着脱可能であるため、装着具２１の故障時には装着具２１のみを交換すれば良く、ベース１１および接触子１２からなる生体電極本体１０の故障時には生体電極本体１０のみを交換すれば良くなるため、故障回復に要するコストを低減できる。
【００５６】
なお、例えば、嵌合部２２をベース１１に接着剤等により接着して装着具２１をベース１１に対し着脱不可に固定しても良い。これにより、装着具２１を生体電極本体１０に対して強固に取り付けることができるため、故障しにくい構造にでき、長寿命化が図れる。
【００５７】
また、装着具２１を構成する嵌合部２２および装着具本体１８を導電材料で形成し、装着具本体１８に導電ケーブル１３を接続して、生体電極本体１０から装着具２１を介して生体信号を検出するようにしても良い。つまり、装着具２１を電極として生体電極本体１０に一体化しても良い。これにより、生体信号取り出し用の導電ケーブル１３の接続自由度が高くなる。
【００５８】
「第３実施形態」
本発明の第３実施形態に係る生体電極を図８〜図１２を参照して第１実施形態との相違部分を中心に説明する。
【００５９】
図８に示すように、第３実施形態に係る生体電極３０は、芯となる帯状のベース３１と、ベース３１からその延在方向に対し直交に近い交差方向に延出する複数の接触子３２とを有している。つまり、複数の接触子３２は起毛状態でベース３１から延出している。すべての接触子３２は、ベース３１から厚さ方向の一側のみに起毛し、ベース３１の長さ方向の全範囲に点在するように設けられている。つまり、生体電極３０は、ベース３１からその厚さ方向の一側のみに多数の接触子３２が密集状態で起毛するブラシ状の電極形状をなしている。
【００６０】
ベース３１および接触子３２は、いずれも第１実施形態と同様の、基材繊維に導電性高分子をコーティングし保湿液体を含浸してなる導電性繊維からなっている。ベース３１は複数の導電性繊維が織られたり編まれたりして纏められて一枚の帯状に形成されており、接触子３２はそれぞれ一本ずつの導電性繊維からなっている。これら接触子３２を構成する導電性繊維も、それぞれの基端側がベース３１に入り込んでベース３１に一体化されており、言い換えれば、ベース３１を形成する導電性繊維の一部がベース３１から延出して接触子３２を構成している。
【００６１】
生体電極３０にも、銀コートナイロン糸等からなる導電ケーブル１３が接続される。この導電ケーブル１３は、例えばベース３１に巻き付けられて縫着されることにより、生体電極３０に電気的に導通する状態で連結される。
【００６２】
生体電極３０を、例えば、図９〜図１１に示すように頭部１５に適用する場合、頭部１５の頭髪１６をかき分け、頭皮１７をある程度露出させた状態で、この部分に接触子３２を頭皮１７側に向けた姿勢の生体電極３０を押し当てる。すると、多数の接触子３２がそれぞれ一本の導電性繊維からなることから、良好に頭髪１６と頭髪１６との隙間に入り込み、頭皮１７に接触する。これにより、生体電極３０の接触子３２が良好に頭皮１７に接触する。
【００６３】
なお、このように接触子３２を頭皮１７に接触させた状態に生体電極３０を保持するために、図１２に示すように、ヘアーピンからなる装着具１８を用いることができる。つまり、生体電極３０を頭髪１６の根元付近に入れ込み、頭髪１６で生体電極３０を両側から挟みつつ生体電極３０の頭皮１７とは反対側で頭髪１６を束ねる。そして、束ねた頭髪１６の根元付近を、生体電極３０の頭皮１７とは反対側に配置された装着具１８で把持させる。すると、装着具１８および頭髪１６が纏まった状態になり、これらによって、生体電極３０は移動が規制されることになって、接触子３２を頭皮１７に接触させた状態に維持される。よって、バンドやキャップにより上から強く圧迫固定する必要がなく、装着感が改善する。
【００６４】
以上に述べた第３実施形態の生体電極３０によれば、ベース３１が帯状をなすため、ベース３１から接触子３２をより多く延出させることができる。
【００６５】
「第４実施形態」
次に、本発明の第４実施形態に係る生体電極を主に図１３および図１４を参照して第３実施形態との相違部分を中心に説明する。
【００６６】
図１３に示すように、第４実施形態の生体電極４０は、第３実施形態の生体電極３０を生体電極本体３０とし、これとは別に着脱可能な装着具４１を有している。装着具４１は、第１，第３実施形態のヘアーピンからなる装着具１８を装着具本体１８とし、これに生体電極本体３０への着脱用の嵌合部４２が取り付けられている。
【００６７】
嵌合部４２は、長方形の一方の長辺の中央を一部切り欠いて開口部４３とした形状のもので、可撓性材料からなっている。嵌合部４２は、他方の長辺が装着具本体１８の長さ方向の中央に固定されている。嵌合部４２は、弾性変形により撓むことで開口部４３が拡大する。装着具４１は、拡大させられた状態の開口部４３に、生体電極本体３０のベース３１を通過させることで、生体電極本体３０のベース３１に対し着脱されることになる。嵌合部４２は、撓んだ状態から戻されることでベース３１を把持し、これにより生体電極本体３０のベース３１に装着されて一体化される嵌合式のものである。装着具本体１８が生体電極本体３０のベース３１に対して接触子３２とは反対側に位置するようにして、ベース３１に装着具４１を嵌合部４２において装着する。
【００６８】
第４実施形態の生体電極４０は、接触子３２を生体の皮膚に接触させた状態で、頭髪あるいは体毛からなる装着対象を装着具４１で把持すると、装着具４１を含む生体電極４０が頭髪あるいは体毛からなる装着対象に装着されることになり、よって、接触子３２の皮膚への接触状態を良好に維持することができる。
【００６９】
生体電極４０を、例えば、図１４に示すように頭部１５に適用する場合、頭部１５の頭髪１６をかき分け、頭皮１７をある程度露出させた状態で、接触子３２を頭皮１７側に向けた姿勢の生体電極４０を頭皮１７に押し当てる。すると、第３実施形態と同様に、多数の接触子３２が頭皮１７に接触する。そして、この状態で、頭髪１６で生体電極本体３０を両側から挟みつつ生体電極本体３０の頭皮１７とは反対側で頭髪１６を束ねる。そして、束ねた頭髪１６の根元付近を、生体電極４０の頭皮１７とは反対側にある装着具４１で把持させる。すると、装着具４１および頭髪１６が纏まった状態になり、これらによって、生体電極本体３０は移動が規制されることになり、しかも生体電極本体３０が装着具４１に取り付けられていることから、さらに移動が規制されることになる。よって、生体電極４０は、接触子３２を頭皮１７に接触させた状態が良好に維持される。
【００７０】
以上に述べた第４実施形態の生体電極４０によれば、装着具４１はベース３１に対し着脱可能であるため、装着具４１の故障時には装着具４１のみを交換すれば良く、生体電極本体３０の故障時には生体電極本体３０のみを交換すれば良くなるため、故障回復に要するコストを低減できる。
【００７１】
なお、例えば、嵌合部４２をベース３１に接着剤等により接着して装着具４１をベース３１に対し着脱不可に固定しても良い。これにより、装着具４１を生体電極本体３０に対して強固に取り付けることができるため、故障しにくい構造にでき、長寿命化が図れる。
【００７２】
また、装着具４１を構成する嵌合部４２および装着具本体１８を導電材料で形成し、装着具本体１８に導電ケーブル１３を接続して、生体電極本体３０から装着具４１を介して生体信号を検出するようにしても良い。つまり、装着具４１を電極として生体電極本体３０に一体化しても良い。これにより、生体信号取り出し用の導電ケーブル１３の接続自由度が高くなる。
【００７３】
なお、上記した第１，第３実施形態の装着具１８および第２，第４実施形態の装着具本体１８としては、自身のバネ性で毛を把持することにより毛に装着されるヘアーピン以外にも、少なくとも二つの挟持部材が支持軸を介してヒンジ結合されバネの付勢力によりこれら挟持部材で毛を把持することにより毛に装着されるヘアークリップや、コーム（櫛）、簪、カチューシャ、ネット、キャップ、バンド等を用いることができる。この中でも生体電極の設置自由度と装着の簡易さの点から特にヘアーピンとヘアークリップとを用いるのが望ましい。
【実施例】
【００７４】
ポリエステル製のモール糸（ふわもこモール  ごしょう産業製  モール糸の幅１２ｍｍ  長さ３０ｍｍ）に導電性高分子ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（ドイツ国 Heraeus社製 CleviosP）をコーティングし、グリセロールを添加して導電性繊維からなるモール糸状の生体電極を得た。
【００７５】
このモール状の生体電極のベースに銀コートナイロン糸（ベカルト社製 VN 12/6X275/100S/316L）を縫着し、銀コートナイロン糸と脳波計（TEAC社製 Polymate AP1024）の信号入力ケーブルを接続した。
【００７６】
この生体電極を、健常者成人の頭部の１０−２０法のＣ３、Ｃ４の部位に設置した。設置は、櫛で頭髪を分けて地肌を露出し、この露出部分から生体電極の多数の接触子を頭皮上に密着させた状態で、分けた頭髪を生体電極の上に束ね、ヘアーピンで頭髪の生体電極よりも外側の根元に近いところを挟んで生体電極を固定し、これを関電極とした。また両側耳垂に電解質液を含ませたガーゼを挟んで銀皿電極（日本光電社製）を設置し不関電極とした。シールドの無い通常の実験室で測定した脳波を図１５に示す。この図１５から、明瞭な覚醒時脳波が記録されていることが分かる。なお、図１５に示すスケールバーＢは、横線の長さが１秒を示し、縦線の長さが５０μＶを示している。
【符号の説明】
【００７７】
１０，２０，３０，４０  生体電極
１１，３１  ベース
１２，３２  接触子
１６  頭髪（毛）
１７  頭皮（皮膚）
２１，４１  装着具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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