(57)【要約】【課題】生体表面と電極との電気的接触を確保することが可能な生体信号測定装置及び生体信号測定方法を提供すること【解決手段】本技術の生体信号測定装置は、装具と、測定電極と、支持体とを具備する。装具は、生体に装着される。測定電極は、生体表面に接触する。支持体は、測定電極を、生体表面に対して摺動可能に装具に支持する。【選択図】図１
2013085629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に装着される装具と、
生体表面に接触する測定電極と、
前記測定電極を、生体表面に対して摺動可能に前記装具に支持する支持体と
を具備する生体信号測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の生体信号測定装置であって、
前記支持体は、生体表面に垂直な方向に弾性変形可能な弾性体である
生体信号測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の生体信号測定装置であって、
前記支持体は、生体表面に平行な方向に弾性変形可能な弾性体である
生体信号測定装置。
【請求項４】
請求項１に記載の生体信号測定装置であって、
前記測定電極は、生体表面との接触面に凹凸が形成された保水性材料からなり、電解液が含浸されている
生体信号測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の生体信号測定装置であって、
前記測定電極は、前記接触面が研磨材によってコーティングされている
生体信号測定装置。
【請求項６】
請求項１に記載の生体信号測定装置であって、
前記装具は、ユーザの頭部に装着され、
前記測定電極は、ユーザの頭表に接触する
生体信号測定装置。
【請求項７】
生体に装着される装具と、生体表面に接触する測定電極と、前記測定電極を生体表面に対して摺動可能に前記装具に支持する支持体とを有する生体信号測定装置を準備し、
前記測定電極を、前記生体表面に押圧しながら摺動させ、
生体の生体信号を取得する
生体信号測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、生体信号を取得するための生体信号測定装置及び生体信号測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体（ヒトを含む動物）の体内において生じる生体信号（脳波、筋電図、心電図等）は、生体表面に装着される電極によって測定することができる。生体信号の精確な測定のためには電極と生体表面が十分に電気的に接続されており、即ち電極と生体表面の接触抵抗が十分に小さいものとなっている必要がある。
【０００３】
しかしながら、生体表面は一般的に皮脂等によって被覆されており、そのまま電極を接触させても十分な電気的接続を期待することはできない。そこで、通常、生体表面を拭い、皮脂等をある程度除去してから、導電性ペーストを塗布し、その上から電極を装着することが行われる。
【０００４】
用いられる電極としては、例えば特許文献１に記載のような電極がある。当該電極は導電性材料からなり、櫛歯状の形状を有するものである。当該電極はこのような形状により頭髪を掻き分け、生体（頭表）に接触可能なように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１０４３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように生体表面を拭ってから電極を装着したい場合であっても、例えばユーザの頭部においては頭髪のために十分に拭うことができない。また、測定中に接触抵抗が低下した場合に生体表面を拭う際には電極の取り外しが必要となる。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、生体表面と電極との電気的接触を確保することが可能な生体信号測定装置及び生体信号測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る生体信号測定装置は、装具と、測定電極と、支持体とを具備する。
上記装具は、生体に装着される。
上記測定電極は、生体表面に接触する。
上記支持体は、上記測定電極を、生体表面に対して摺動可能に上記装具に支持する。
【０００９】
この構成によれば、生体信号測定装置を生体に装着した後、測定電極を生体表面に擦り付けることが可能となり、即ち、測定電極と生体表面の電気的接触が高い状態で生体信号の測定を実施することが可能となる。
【００１０】
上記支持体は、生体表面に垂直な方向に弾性変形可能な弾性体であってもよい。
【００１１】
この構成によれば、測定電極を生体表面に擦り付けた後も支持体によって測定電極が生体表面に押圧されるため、そのまま生体信号の測定を実施することが可能となる。
【００１２】
上記支持体は、生体表面に平行な方向に弾性変形可能な弾性体であってもよい。
【００１３】
この構成によれば、測定電極を生体表面に擦り付けた後、支持体によって測定電極の生体表面における位置が維持されるため、測定電極と生体表面の電気的接触が高い状態を維持することが可能となる。
【００１４】
上記測定電極は、生体表面との接触面に凹凸が形成された保水性材料からなり、電解液が含浸されている
【００１５】
この構成によれば、接触面に形成された凹凸により擦り付けの効果を向上させ、かつ保水性材料から染み出す電解液により、測定電極と生体表面の電気的接触を維持することが可能となる。
【００１６】
上記測定電極は、上記接触面が研磨材によってコーティングされていてもよい。
【００１７】
この構成によれば、保水性材料の摩擦力が小さい場合であっても、研磨材によって擦り付けの効果を発生させることが可能となる。
【００１８】
上記装具は、ユーザの頭部に装着され、上記測定電極は、ユーザの頭表に接触してもよい。
【００１９】
この構成によれば、生体信号測定装置を脳波測定に用いることが可能となる。
【００２０】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る生体信号測定方法は、生体に装着される装具と、生体表面に接触する測定電極と、上記測定電極を生体表面に対して摺動可能に上記装具に支持する支持体とを有する生体信号測定装置を準備する。
上記測定電極を、上記生体表面に押圧しながら摺動させる。
生体の生体信号を取得する。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本技術によれば、生体表面と電極との電気的接触を確保することが可能な生体信号測定装置及び生体信号測定方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態に係る生体信号測定装置を示す斜視図である。
【図２】同生体信号測定装置を示す平面図である。
【図３】同生体信号測定装置の測定電極支持体を示す斜視図である。
【図４】同生体信号測定装置の脳波測定電極を示す断面図である。
【図５】同生体信号測定装置の脳波測定電極を示す断面図である。
【図６】第２の実施形態に係る生体信号測定装置を示す斜視図である。
【図７】第３実施形態に係る生体信号測定装置を示す斜視図である。
【図８】第４の実施形態に係る生体信号測定装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
本技術の第１の実施形態について説明する。
【００２４】
［生体信号測定装置の構成］
図１及び図２は、第１の実施形態に係る生体信号測定装置１を示す図である。図１はユーザの左前方からみた図、図２はユーザの後方からみた図である。これらの図に示すように、生体信号測定装置１は、ヘッドバンド１１、筐体１２、脳波測定電極１３、測定電極支持体１４、眼電測定電極１５、眼電電極用アーム１６及びニュートラル電極１７を有する。
【００２５】
ヘッドバンド１１がユーザの頭部に装着され、筐体１２はヘッドバンド１１に固定されている。脳波測定電極１３は測定電極支持体１４によってヘッドバンド１１に支持され、ユーザの頭表に当接している。眼電測定電極１５は眼電電極用アーム１６によってユーザの両こめかみに当接している。
【００２６】
ヘッドバンド１１は、ユーザの頭部形状に沿った形状に形成され、弾性力によってユーザの頭部に装着されるものとすることができる。ヘッドバンド１１の形状は限定されないが、例えば図２及び図３に示すように、額から後頭部に至り、後頭部から右乳様突起（側頭骨の後下方部にある円錐状の突起）及び左乳様突起に至るＴ字型の形状とすることができる。
【００２７】
筐体１２は、脳波測定電極１３や眼電測定電極１５の出力信号を処理する信号処理回路や、その処理結果を外部機器（ＰＣ等）に送信するための無線装置器等を内蔵する。なお、脳波測定電極１３や眼電測定電極１５の出力信号が直接外部機器に出力される場合には、筐体１２は必ずしも設けられなくてもよい。
【００２８】
脳波測定電極１３は、ユーザの頭表に電気的に接続され、脳波（Electroencephalogram：ＥＥＧ）を取得する。脳波測定電極１３は、測定電極支持体１４によってヘッドバンド１１に支持されるが、その詳細については後述する。脳波測定電極１３は、図１には表れていないが、頭部の反対側にさらに２つの脳波測定電極１３が配置されており、国際１０／２０法に規定されたＦ３、Ｆ４、Ｃ３、Ｃ４、Ｏ１、Ｏ２の各電極位置に対応してそれぞれ一つずつ設けられるものとすることができる。また、脳波測定電極１３はこれ以外の位置に配置されるものとすることも可能である。
【００２９】
測定電極支持体１４は、脳波測定電極１３をヘッドバンド１１に固定する。測定電極支持体１４はそれぞれ一つの脳波測定電極１３が取り付けられ、即ち脳波測定電極１３と同数がヘッドバンド１１に設けられる。図３は、測定電極支持体１４を示す斜視図である。同図に示すように、測定電極支持体１４は、湾曲した板状の形状を有し、一端にヘッドバンドコネクタ１４１が設けられ、他端にスナップ１４２が設けられている。
【００３０】
ヘッドバンドコネクタ１４１は、測定電極支持体１４をヘッドバンド１１に固定すると共に、脳波測定電極１３に接続された配線をヘッドバンド１１に接続する。スナップ１４２は、後述する脳波測定電極１３が取り付けられ、かつ脳波測定電極１３と電気的に接続される。
【００３１】
測定電極支持体１４は金属、合成樹脂等の弾性を有する材料からなり、頭表に垂直な方向及び頭表に平行な方向に弾性変形可能に構成されている。これにより、ヘッドバンド１１がユーザの頭部に装着されると、その弾性により脳波測定電極１３を頭表に押圧する。
【００３２】
眼電測定電極１５は、ユーザのこめかみに電気的に接続され、眼電図（Electro-oculogram：ＥＯＧ）を取得する。眼電測定電極１５はヘッドバンド１１からユーザの両こめかみにそれぞれ延伸された眼電電極用アーム１６によって、ヘッドバンド１１に固定されるものとすることができる。なお、脳波と共に眼電図が測定されない場合は、眼電測定電極１５及び眼電電極用アーム１６は設けられなくてもよい。
【００３３】
ニュートラル電極１７は、ユーザの額に電気的に接続され、脳波の差動増幅の際の基準となる電位信号を取得する。ニュートラル電極１７は任意の電極構造とすることが可能である。また、ニュートラル電極１７は、ユーザの額の替わりに耳朶に設けられてもよい。
【００３４】
生体信号測定装置１は以上のような構成を有する。生体信号測定装置１がユーザに装着されると、上記各種電極は頭表の所定位置に配置される。
【００３５】
［脳波測定電極の構造］
脳波測定電極１３の構造について説明する。図４は脳波測定電極１３の構造を示す断面図である。同図に示すように脳波測定電極１３は、カバー１３１、電極板１３２及び電極材１３３を有する。電極板１３２がカバー１３１に収容され、電極板１３２の上から電極材１３３がカバー１３１に挿入されている。電極材１３３には電解液（ＫＣｌ、ＮａＣｌ等）が含浸されている。
【００３６】
カバー１３１は、合成樹脂等からなり、底面と側面を有する容器形状とすることができる。カバー１３１の底面には、配線１３４が挿通される孔１３１ａが設けられている。また、カバー１３１は、上記測定電極支持体１４のスナップ１４２に着脱可能に構成されている。
【００３７】
電極板１３２は、電解液との間でイオンを授受する。電極板１３２はＡｇ／ＡｇＣｌ等からなるものとすることができる。電極板１３２は配線１３４が接続されている。
【００３８】
電極材１３３は、ユーザの頭表に当接し、電気的に接続される。電極材１３３は綿、スポンジ、ゲル等の柔軟性及び保水性を有する材料からなり、摩擦が大きい材料が好適である。電極材１３３は頭表に接触する面（以下、当接面）に凹凸が形成され、毛髪を掻き分けて頭表に接触することが可能に形成されている。
【００３９】
また、電極材１３３は、構成材料の摩擦力が小さい場合には、当接面に研磨材（貝殻、砂、ガラス粉末等）がコーティングされたものとすることもできる。図５（ａ）にはコーティングが施された電極材１３３の全体を示し、図５（ｂ）は電極材１３３の当接面を拡大して示す。図５（ｂ）に示すように、電極材１３３に研磨材１３３ａがコーティングされている。
【００４０】
［生体信号測定装置の使用方法］
生体信号測定装置１の使用方法について説明する。
【００４１】
ユーザの頭部に生体信号測定装置１を装着すると、図１及び図２に示すように各電極が頭表の所定位置に配置される。
【００４２】
ユーザが、脳波測定電極１３を頭表に擦り付けると、電極材１３３によって頭表が削られ、皮脂等が除去される。また、脳波測定電極１３は、図示しない振動機構によって振動を与えられることにより、頭表に擦り付けられるものとすることも可能である。脳波測定電極１３が頭表に擦り付けられる際、測定電極支持体１４が弾性変形し、脳波測定電極１３の摺動を許容する。同時に電極材１３３に含浸されていた電界液が頭表に染み出す。
【００４３】
脳波測定電極１３を頭表に擦り付けることにより、接触抵抗を１０ＫΩ〜数１０ＫΩ程度に低減することが可能である。脳波測定電極１３を高圧力で押圧し続けるより、高圧力で擦り付けた後、低圧力で押圧する方が低抵抗に維持できることが確認されている。
【００４４】
脳波測定電極１３の擦り付けを終了すると、測定電極支持体１４の弾性力によって脳波測定電極１３が頭表に押圧され、脳波測定電極１３が頭表に電気的に接続される。また、測定電極支持体１４の弾性力によって、脳波測定電極１３の頭表における位置が維持される。したがって、生体信号測定装置１においては、脳波測定電極１３の頭表への擦り付けの後、そのまま生体信号の測定を開始することが可能となる。
【００４５】
（第２の実施形態）
本技術の第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。本実施形態に係る生体信号測定装置は、第１の実施形態に係る生体信号測定装置１と測定電極支持体の構成が異なり、その他の構成は同一である。
【００４６】
図６は第２の実施形態に係る生体信号測定装置２０１の一部を示す斜視図である。同図に示すように、生体信号測定装置２０１は、ヘッドバンド２１１に、脳波測定電極２１３が挿通可能な大きさの開口２１１ａが形成されている。
【００４７】
脳波測定電極２１３は、測定電極支持体２１４によってヘッドバンド２１１に固定されている。測定電極支持体２１４は、一端がヘッドバンド２１１に、他端が脳波測定電極２１３に接続された長ストロークバネとすることができる。
【００４８】
脳波測定電極２１３は、測定電極支持体２１４に支持され、ヘッドバンド２１１の開口２１１ａに挿通されている。脳波測定電極２１３は、測定電極支持体２１４によって支持されているため、ヘッドバンド２１１に対してある程度の移動が許容されている。
【００４９】
上記構成により、生体信号測定装置２０１においても、第１の実施形態と同様に脳波測定電極２１３を頭表に擦り付け、皮脂等を除去することが可能となる。また、脳波測定電極２１３は、擦り付けられた後、測定電極支持体２１４によって頭表に押圧されるため、電気的接触を維持することが可能となる。
【００５０】
（第３の実施形態）
本技術の第３の実施形態について説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。本実施形態に係る生体信号測定装置は、第１の実施形態に係る生体信号測定装置１と測定電極支持体の構成が異なり、その他の構成は同一である。
【００５１】
図７は第３の実施形態に係る生体信号測定装置３０１の一部を示す斜視図である。同図に示すように脳波測定電極３１３は、測定電極支持体３１４によってヘッドバンド３１１に固定されている。測定電極支持体３１４は、一端がヘッドバンド３１１に、他端が脳波測定電極３１３に接続された長ストロークバネとすることができる。
【００５２】
脳波測定電極３１３は、測定電極支持体３１４に支持されているため、ヘッドバンド３１１に対してある程度の移動が許容されている。
【００５３】
上記構成により、生体信号測定装置３０１においても、第１の実施形態と同様に脳波測定電極３１３を頭表に擦り付け、皮脂等を除去することが可能となる。また、脳波測定電極３１３は、擦り付けられた後、測定電極支持体３１４によって頭表に押圧されるため、電気的接触を維持することが可能となる。
【００５４】
（第４の実施形態）
本技術の第４の実施形態について説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。本実施形態に係る生体信号測定装置は、第１の実施形態に係る生体信号測定装置１と測定電極支持体の構成が異なり、その他の構成は同一である。
【００５５】
図８は第４の実施形態に係る生体信号測定装置４０１の一部を示す斜視図である。同図に示すように、生体信号測定装置４０１は、ヘッドバンド４１１に、脳波測定電極４１３が挿通可能な大きさの開口４１１ａが形成されている。
【００５６】
脳波測定電極４１３は、測定電極支持体４１４によってヘッドバンド４１１に固定されている。測定電極支持体４１４は、一端がヘッドバンド４１１に、他端が脳波測定電極４１３に接続された螺旋バネとすることができる。
【００５７】
脳波測定電極４１３は、測定電極支持体４１４に支持され、ヘッドバンド４１１の開口４１１ａに挿通されている。脳波測定電極４１３は、測定電極支持体４１４によって支持されているため、ヘッドバンド４１１に対してある程度の移動が許容されている。
【００５８】
上記構成により、生体信号測定装置４０１においても、第１の実施形態と同様に脳波測定電極４１３を頭表に擦り付け、皮脂等を除去することが可能となる。また、脳波測定電極４１３は、擦り付けられた後、測定電極支持体４１４によって頭表に押圧されるため、電気的接触を維持することが可能となる。
【００５９】
本技術は上記各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。
【００６０】
上記各実施形態において、生体信号測定装置はユーザの頭部に装着され、脳波測定に用いられるものとしたが、これに限られない。ユーザの他の生体信号（心電図等）やヒト以外の動物の各種生体信号の測定に用いられるものとすることも可能である。
【００６１】
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
【００６２】
（１）
生体に装着される装具と、
生体表面に接触する測定電極と、
上記測定電極を、生体表面に対して摺動可能に上記装具に支持する支持体と
を具備する生体信号測定装置。
【００６３】
（２）
上記（１）に記載の生体信号測定装置であって、
上記支持体は、生体表面に垂直な方向に弾性変形可能な弾性体である
生体信号測定装置。
【００６４】
（３）
上記（１）又は（２）に記載の生体信号測定装置であって、
上記支持体は、生体表面に平行な方向に弾性変形可能な弾性体である
生体信号測定装置。
【００６５】
（４）
上記（１）から（３）のうちいずれか一つに記載の生体信号測定装置であって、
上記測定電極は、生体表面との接触面に凹凸が形成された保水性材料からなり、電解液が含浸されている
生体信号測定装置。
【００６６】
（５）
上記（１）から（４）のうちいずれか一つに記載の生体信号測定装置であって、
上記測定電極は、上記接触面が研磨材によってコーティングされている
生体信号測定装置。
【００６７】
（６）
上記（１）から（５）のうちいずれか一つに記載の生体信号測定装置であって、
上記装具は、ユーザの頭部に装着され、
上記測定電極は、ユーザの頭表に接触する
生体信号測定装置。
【００６８】
（７）
生体に装着される装具と、生体表面に接触する測定電極と、上記測定電極を生体表面に対して摺動可能に上記装具に支持する支持体とを有する生体信号測定装置を準備し、
上記測定電極を、上記生体表面に押圧しながら摺動させ、
生体の生体信号を取得する
生体信号測定方法。
【符号の説明】
【００６９】
１…生体信号測定装置
１１…ヘッドバンド
１３…脳波測定電極
１４…測定電極支持体
２０１…生体信号測定装置
２１１…ヘッドバンド
２１３…脳波測定電極
２１４…測定電極支持体
３０１…生体信号測定装置
３１１…ヘッドバンド
３１３…脳波測定電極
３１４…測定電極支持体
４０１…生体信号測定装置
４１１…ヘッドバンド
４１３…脳波測定電極
４１４…測定電極支持体
【図１】
2013085629.tif 000003
【図２】
2013085629.tif 000004
【図３】
2013085629.tif 000005
【図４】
2013085629.tif 000006
【図５】
2013085629.tif 000007
【図６】
2013085629.tif 000008
【図７】
2013085629.tif 000009
【図８】
2013085629.tif 000010