(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液を含むゲルからなる電極部と、
導電性材料からなり、前記電極部が付着する付着面を有する基体部分と、装具に設けられた孔に挿通される固定部分とを有し、前記電極部を前記装具に対して支持する支持部と、
導電性材料からなり、前記装具に対して前記支持部とは反対側から前記固定部分と嵌合し、前記支持部と共に前記装具を挟持する嵌合部材と
を具備する生体信号検出電極。
【請求項２】
請求項１に記載の生体信号検出電極であって、
前記支持部は、金属からなり、前記付着面が銀／塩化銀被膜により被覆されている
生体信号検出電極。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の生体信号検出電極であって、
前記ゲルは、ヒトの体温により溶融する材料からなる
生体信号検出電極。
【請求項４】
請求項１から３のうちいずれかひとつに記載の生体信号検出電極であって、
前記支持部は、前記付着面が凹凸形状に形成されている
生体信号検出電極。
【請求項５】
生体に装着される装具と、
電解液を含むゲルからなる電極部と、導電性材料からなり、前記電極部が付着する付着面を有する基体部分と、前記装具に設けられた孔に挿通される固定部分とを有し、前記電極部を前記装具に対して支持する支持部と、導電性材料からなり、前記装具に対して前記支持部とは反対側から前記固定部分と嵌合し、前記支持部と共に前記装具を挟持する嵌合部材とを有する生体信号検出電極と
を具備する生体信号検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、生体信号の測定に用いられる生体信号検出電極及び当該生体信号検出電極を備える生体信号検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体、特にヒトの体内に生じる電気信号（以下、生体信号）には脳波、心電図、筋電図等があるが、その測定には測定対象部位（皮膚等）に接触する電極が用いられる。このような電極には、測定対象部位の態様や生体信号の種類に応じて種々のものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、脳波検出用電極を備えた脳波検出装置が開示されている。脳波検出用電極は、頭皮に接触する部分がスポンジ又は不織布のような弾性部材からなり、当該弾性部材に電解液が含浸されて構成されている。脳波検出装置は、このような脳波検出用電極が、帽子あるいはヘルメット状の保持部材に複数配置されて構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−６６６６号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の脳波検出用電極が有する弾性部材は、保持部材を被測定者の頭部に装着する際に、個人差のある頭部形状に応じて保持部材と頭部の間の距離を調整し、脳波検出用電極の頭皮への接触を確保するためのものである。ここで、当該脳波検出装置は例えば被測定者が頭部を動かした場合等に、保持部材が頭部に沿ってずれ動くおそれがある。
【０００６】
保持部材がずれ動くと、保持部材に支持された脳波検出用電極も保持部材に追随して移動する。この場合、脳波検出用電極の接触箇所、即ち脳波の測定箇所が移動し、精確な脳波の測定が困難となる。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、装具がずれ動く場合であっても生体信号測定への影響を防止することが可能な生体信号検出電極及び生体信号検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するため、本技術の一形態に係る生体信号検出電極は、電極部と、支持部とを具備する。
上記電極部は、電解液を含むゲルからなる。
上記支持部は、上記電極部が付着し、上記電極部を装具に対して支持する。
【０００９】
この構成によれば、装具が生体（ヒトを含む動物）に装着されると、電極部が生体表面に接触し、弾性変形を生じる。生体において生じる電気信号（生体信号）は電解液による電気伝導により電極部を流れ、検出される。装具が生体に対してずれ動いた場合、電極部の先端は電極部と生体表面の間の摩擦力により接触位置から移動することが防止される。電極部は、先端が接触位置を維持したまま支持部に追随して弾性変形するため、支持部は、ずれ動いた方向と反対方向に弾性力を受ける。即ち、装具はずれ動く前の位置に復元される。したがって、この生体信号検出電極は、装具がずれ動く場合であっても生体信号測定への影響を防止することが可能である。
【００１０】
上記支持部は、金属からなり、上記電極部が付着する付着面が銀／塩化銀皮膜により被覆されていてもよい。
【００１１】
支持部が金属からなる場合、生体信号による電流によって支持部を構成する金属がイオン化してゲル中に流出し、検出電位に影響を及ぼすことが考えられる。ここで、本技術に係る生体信号検出電極は、電極部と接触する付着面が銀／塩化銀皮膜により被覆されているため、支持部を構成する金属のイオン化を防止することが可能である。
【００１２】
上記ゲルは、ヒトの体温により溶融する材料からなるものであってもよい。
【００１３】
この構成によれば、生体信号検出電極がヒトに対して用いられる場合において、電極部がヒトの体温により溶融し、電極部のヒトの皮膚に対する摩擦力が向上する。これにより、装具のズレ動く範囲が大きい場合であっても、電極部のヒトの皮膚からの脱離を防止し、即ち、電極部が復元させることが可能な装具のずれ範囲を拡大することが可能である。
【００１４】
上記支持部は、上記付着面が凹凸形状に形成されていてもよい。
【００１５】
この構成によれば、電極部の支持部に対する付着力が向上する。これにより、装具のズレ動く範囲が大きい場合であっても、電極部の支持部からの脱離を防止し、即ち、電極部が復元させることが可能な装具のずれ範囲を拡大することが可能である。
【００１６】
上述の課題を解決するため、本技術の一形態に係る生体信号検出装置は、装具と、生体信号検出装置とを具備する。
上記装具は、生体に装着される。
上記生体信号検出電極は、電解液を含むゲルからなる電極部と、上記電極部が付着し上記電極部を上記装具に対して支持する支持部とを有する。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本技術によれば、装具がずれ動く場合であっても生体信号測定への影響を防止することが可能な生体信号検出電極及び生体信号検出装置を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本技術の実施形態に係る生体信号検出電極の斜視図である。
【図２】同生体信号検出電極の断面図である。
【図３】本技術の実施形態に係る生体信号検出装置の斜視図である。
【図４】本技術の実施形態に係る生体信号検出電極の配設方法を示す模式図である。
【図５】同生体信号検出電極の動作を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
＜生体信号検出電極の構成＞
図１は、本実施形態に係る生体信号検出電極１の斜視図である。図２は生体信号検出電極１の断面図である。これらの図に示すように、生体信号検出電極１は、電極部２と支持部３とを有する。電極部２は支持部３に付着している。
【００２１】
電極部２は、生体の皮膚（頭皮含む）に接触し、電気信号を検出する。電極部２は電解液を含むゲルによって構成されている。ゲルは、ゼラチン、デンプン、あるいはポリマーを凝固させたものからなるものとすることができる。ポリマーは、例えば、多糖類（グルコマンナン、アガロース等）、ポリエチレングリコール等が上げられる。また、ゲルは、複数の材料が混合された材料とすることも可能である。
【００２２】
ゲルの構成材料は限定されず、電解液を保持することができ、所定の弾性を有するものであればよい。また、後述するが、電極部２が生体に接触する際に、接触対象部位の体温によってわずかに溶融することが望ましく、そのような材料によってゲルを構成することが好適である。
【００２３】
電解液は、金属塩化物（ＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２等）水溶液とすることができる。この他にも、ゲル中においてイオン性の電気電導が可能なものであればよい。
【００２４】
電極部２は、上記のようなゲルの構成材料に電解液を吸水させてゲル化させたものであってもよく、また、ゼラチンやデンプンをコロイド質とするコロイド性の溶媒に、上記金属塩化物の塩を溶解させてゲル化させたものであってもよい。
【００２５】
電極部２の形状は、構成材料の弾性、接触対象部位の形態（毛髪の有無等）等に応じて適宜変更することができる。図１に示す生体信号検出電極１においては、電極部２は半楕円体形状である。この他にも、電極部２は半球形状、円柱形状等とすることができる。また、電極部２は、例えばブラシ状に先端部分が分割された形状とすることも可能である。
【００２６】
電極部２は、液状の原料を支持部３に接触させた状態でゲル化させ、支持部３に付着させることができる。また、支持部３をゲル化した電極部２に埋め込むことによって、電極部２を支持部３に付着させてもよい。
【００２７】
支持部３は、電極部２を装具（後述）に対して支持する。支持部３は、金属あるいはカーボン等の導電性材料によって構成されるものとすることができる。支持部３は、電極部２が付着する基体部分３ａと、支持部３を装具に固定するための固定部分３ｂを有する。基体部分３ａのうち、電極部２が付着する面を付着面Ａとする。
【００２８】
基体部分３ａは、付着する電極部２と同程度の大きさを有する板状の部材である。付着面Ａは電極部２の付着性を向上させるために凹凸形状とすることできる。凹凸形状は平坦面に対して凹凸が形成された形状であればよく、例えば凸部がストライプ状、格子状あるいはドット状に形成された形状等とすることができる。
【００２９】
基体部分３ａが金属からなるものである場合、付着面Ａは「分極防止処理」が施されたものとすることができる。分極防止処理は、基体部分３ａを構成する金属がイオン化してゲル中に流出し、検出電位に影響を及ぼすことを防止するための処理である。
【００３０】
分極防止処理は、基体部分３ａの表面を銀／塩化銀皮膜により被覆することですることができる。具体的には、同皮膜は付着面Ａにメッキによって作成することができる。
【００３１】
なお、分極防止処理は、基体部分３ａが金属である場合に有効であるが、基体部分３ａが非金属導電性材料（カーボン等）によって構成されている場合は必要ではない。
【００３２】
固定部分３ｂは、例えばスナップであり、支持部３を装具に固定する。固定部分３ｂはこの他にもネジ留め等により装具に固定されるものとすることも可能である。
【００３３】
生体信号検出電極１は以上のように構成され、ヘッドバンド等の装具に配設されて用いられる。以下、ヘッドバンドに生体信号検出電極１が配設されて構成された生体信号検出装置について説明する。なお、ヘッドバンドは装具の例であり、生体に装着可能な他の装具であってもよい。
【００３４】
＜生体信号検出装置の構成＞
図３は、生体信号検出装置２０を示す斜視図である。生体信号検出装置２０は、ユーザの脳波（ＥＥＧ：electroencephalogram）及び眼球運動（ＥＯＧ：electrooculogram）を検出するための装置である。
【００３５】
生体信号検出装置２０は、ユーザの頭部に装着されるヘッドバンド２１を有し、ヘッドバンド２１には頭頂部電極２２、後頭部電極２３、右眼電電極２４、左眼電電極２５、右基準電極２６、左基準電極２７及び筐体２９が設けられている。頭頂部電極２２及び後頭部電極２３として、上記生体信号検出電極１を用いることができる。
【００３６】
ヘッドバンド２１はユーザの額から頭頂部を経て後頭部に到る部材であり、ユーザの頭部に適合する形状、例えば円弧状に形成されている。ヘッドバンド２１は弾力性を有し、この弾力性によってユーザの頭部に支持される。ヘッドバンド２１には、右眼電電極２４、左眼電電極２５、右基準電極２６及び左基準電極２７を支持するためのアーム２１ａがそれぞれ形成されている。なお、ヘッドバンド２１の形状は適宜変更することが可能である。
【００３７】
頭頂部電極２２はユーザの頭頂部に接触する電極であり、後頭部電極２３はユーザの後頭部に接触する電極である。頭頂部電極２２及び後頭部電極２３はユーザの脳波を測定するための電極である。頭頂部電極２２及び後頭部電極２３の、ヘッドバンド２１への配設
方法については後述する。
【００３８】
右眼電電極２４は、ユーザの右こめかみに接触する電極であり、導電性材料からなる平板状の電極とすることができる。右眼電電極２４はヘッドバンド２１からユーザの右こめかみに向かって伸びるアーム２１ａに設けられている。
【００３９】
左眼電電極２５は、ユーザの左こめかみに接触する電極であり、同様に導電性材料からなる平板状の電極とすることができる。左眼電電極２５はヘッドバンド２１からユーザの左こめかみに向かって伸びるアーム２１ａに設けられている。
【００４０】
右眼電電極２４及び左眼電電極２５は、ユーザの眼球運動を測定するための電極である。
【００４１】
右基準電極２６は、ユーザの耳朶の裏側に接触する電極であり、導電性材料からなる平板状の電極とすることができる。右基準電極２６はヘッドバンド２１からユーザの右耳に向かって伸びるアーム２１ａに設けられている。右基準電極２６には、耳朶の表側に回りこんで右基準電極２６と共に耳朶を挟持するための耳朶挟持部２６ａが設けられている。
【００４２】
左基準電極２７は、ユーザの耳朶に接触する電極であり、導電性材料からなる平板状の電極とすることができる。左基準電極２７はヘッドバンド２１からユーザの左耳に向かって伸びるアーム２１ａに設けられている。左基準電極２７には、耳朶の表側に回りこんで左基準電極２７と共に耳朶を挟持するための耳朶挟持部２７ａが設けられている。
【００４３】
筐体２９は、ヘッドバンド２１がユーザの頭部に装着される際にその妨げとならないようにヘッドバンド２１に配置される。筐体２９には、プロセッサやメモリ、通信インターフェイス等の電装部品が収容されている。
【００４４】
＜生体信号検出電極の装具への配設方法＞
上記生体信号検出装置２０における、頭頂部電極２２及び後頭部電極２３（即ち、生体信号検出電極１）のヘッドバンド２１への配設方法について説明する。図４は、生体信号検出電極１の配設方法を示す模式図である。
【００４５】
図４に示すように、ヘッドバンド２１には、支持部３の固定部分３ｂの大きさに適合する孔２１ｂが設けられている。生体信号検出電極１は、ヘッドバンド２１の内側（ユーザの頭部に当接する側）から固定部分３ｂが孔２１ｂに挿通するようにヘッドバンド２１に取り付けられる。そして、ヘッドバンド２１の外側から、固定部分３ｂに嵌合することが可能な嵌合部材４が、固定部分３ｂに嵌合される。これにより、支持部３の基体部分３ａと嵌合部材４によってヘッドバンド２１が挟持され、生体信号検出電極１がヘッドバンド２１に配設される。
【００４６】
嵌合部材４は金属等の導電性材料からなるものとすることができ、生体信号検出電極１によって検出された生体信号は嵌合部材４に接続された信号線５を介して電装部品等に伝達される。このような生体信号検出電極１の配設方法は一例であり、生体信号検出電極１は異なる方法によってヘッドバンド２１に配設されてもよい。
【００４７】
＜生体信号検出電極の動作＞
生体信号検出電極１の動作について説明する。生体信号検出電極１は上記生体信号検出装置２０のヘッドバンド２１に配設されているものとする。図５は、生体信号検出電極１の動作を示す模式図である。
【００４８】
生体信号検出装置２０がユーザの頭部に装着されると、図５（ａ）に示すように、生体信号検出電極１がヘッドバンド２１によりユーザの頭皮に押圧され、電極部２が弾性変形して頭皮に密着する。この弾性変形により電極部２に含まれていた電解液が電極部２と頭皮の間に染み出し、電極部２と頭皮の間の導電性が保たれる。また、電極部２の構成材料によってはユーザの体温によりわずかに溶融し、頭皮により密着する。
【００４９】
ヘッドバンド２１が、ユーザの頭部に対してずれ動いた場合、図５（ｂ）に示すように、電極部２と頭皮との間に生じる摩擦力により電極部２の接触位置は維持され、電極部２はヘッドバンド２１の動きに追随してずれ方向に弾性変形する。このため、ヘッドバンド２１は電極部２からずれ方向と反対方向の弾性力を受け、ずれ動く前の位置に復元される。
【００５０】
このように、本実施形態に係る生体信号検出電極１は、ヘッドバンド２１がずれ動いた場合であっても接触位置を維持し、かつ装具のずれを復元させることができる。即ち、ヘッドバンド２１のずれによる生体信号測定への影響を防止することが可能である。
【００５１】
また、支持部３が金属からなる場合において、付着面Ａを銀／塩化銀皮膜により被覆することにより、支持部３を構成する金属のイオン化による検出電位への影響を防止することが可能である。
【００５２】
さらに、電極部２を構成するゲルを、ヒトの体温によりわずかに溶融する材料からなるものとすることにより、電極部２のヒトの皮膚に対する摩擦力が向上させることができる。これにより、ヘッドバンド２１のズレ動く範囲が大きい場合であっても、電極部２の接触位置からの脱離を防止し、即ち、電極部２が復元させることが可能なヘッドバンド２１のずれ範囲を拡大することが可能である。
【００５３】
さらに、支持部３の付着面を凹凸形状に形成することにより、電極部２の支持部３に対する付着力が向上させることができる。これにより、ヘッドバンド２１のズレ動く範囲が大きい場合であっても、電極部２の支持部３からの脱離を防止し、即ち、電極部２が復元させることが可能なヘッドバンド２１のずれ範囲を拡大することが可能である。
【００５４】
本技術はこの実施形態にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において変更することが可能である。
【００５５】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
電解液を含むゲルからなる電極部と、
上記電極部が付着し、上記電極部を装具に対して支持する支持部と、
を具備する生体信号検出電極。
【００５６】
（２）上記（１）に記載の生体信号検出電極であって、
上記支持部は、金属からなり、上記電極部が付着する付着面が銀／塩化銀皮膜により被覆されている
生体信号検出電極。
【００５７】
（３）上記（１）又は（２）に記載の生体信号検出電極であって、
上記ゲルは、ヒトの体温により溶融する材料からなる
生体信号検出電極。
【００５８】
（４）上記（１）から（３）のうちいずれかひとつに記載の生体信号検出電極であって、
上記支持部は、上記付着面が凹凸形状に形成されている
生体信号検出電極。
【符号の説明】
【００５９】
１…生体信号検出電極
２…電極部
３…支持部
２０…生体信号検出装置
【図１】
0005803186.tif 000002
【図２】
0005803186.tif 000003
【図３】
0005803186.tif 000004
【図４】
0005803186.tif 000005
【図５】
0005803186.tif 000006