脳波測定用電極、脳波測定用部材、及び、脳波測定装置
【課題】頭皮への負担を抑えつつも、複数回の使用が可能な脳波測定用電極及びこの脳波測定用電極を用いた脳波測定用部材及び脳波測定装置を提供する。
【解決手段】脳波測定用電極４０は、脳波を測定するための脳波測定用電極であって、基底部５０と、基底部から突出して設けられた、ゴムからなる突出部６０と、突出部の先端に設けられ、脳波測定用電極の外部と電気的に接続され、前記脳波の測定時に頭皮に接触する、金属からなる接触部７０と、を備える。
【解決手段】脳波測定用電極４０は、脳波を測定するための脳波測定用電極であって、基底部５０と、基底部から突出して設けられた、ゴムからなる突出部６０と、突出部の先端に設けられ、脳波測定用電極の外部と電気的に接続され、前記脳波の測定時に頭皮に接触する、金属からなる接触部７０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脳波測定用電極、脳波測定用部材、及び、脳波測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の脳波測定用電極として、例えば特許文献１には、導電性ゲルで形成されることで導電性を有しかつ変形可能な突出部を備え、この突出部を頭皮に接触させることで、脳の活動によって生じる脳波を測定する脳波測定用電極（チップ部）が開示されている。特許文献１に開示されている脳波測定用電極は、突出部が頭皮に接触すると変形するので頭皮に加わる圧力を低減し頭皮への負担を小さくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２０８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されているような導電性ゲルを用いた脳波測定用電極は、脳波測定用電極（特に、突出部）が変形し易く、また、導電性ゲル部分の乾燥による劣化も早かった。このため、脳波測定用電極は使い捨てになってしまう場合があった。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、頭皮への負担を抑えつつも、複数回の使用が可能な脳波測定用電極及びこの脳波測定用電極を用いた脳波測定用部材及び脳波測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る脳波測定用電極は、
脳波を測定するための脳波測定用電極であって、
基底部と、
前記基底部から突出して設けられた、ゴムからなる突出部と、
前記突出部の先端に設けられ、前記脳波測定用電極の外部と電気的に接続され、前記脳波の測定時に頭皮に接触する、金属からなる接触部と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
前記突出部は、導電性ゴムからなり、
前記接触部は、前記突出部を介して前記外部と電気的に接続されている、
ようにしてもよい。
【０００８】
前記突出部に設けられ、変形可能な導体をさらに備え、
前記接触部は、前記導体を介して前記外部と電気的に接続されている、
ようにしてもよい。
【０００９】
前記突出部に設けられ、変形可能な導体をさらに備え、
前記接触部は、前記導体と一体的に形成されており、前記導体を介して前記外部と電気的に接続されている、
ようにしてもよい。
【００１０】
前記接触部は、複数の金属粒子からなる、
ようにしてもよい。
【００１１】
前記接触部は、金属膜からなる、
ようにしてもよい。
【００１２】
前記突出部は、少なくとも一部が、前記外部と電気的に接続される、金属膜で被覆されている、
ようにしてもよい。
【００１３】
前記基底部上に設けられたスペーサーをさらに備え、
前記スペーサーは、前記脳波の測定時に、前記突出部の頭髪の合間に挿入される部分を短くする、
ようにしてもよい。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る脳波測定用部材は、
上記脳波測定用電極と、
前記脳波測定用電極が頭皮に接触するように取り付けられる、前記頭皮を覆う覆い部材と、
を備えることを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の第３の観点に係る脳波測定装置は、
上記脳波測定用電極を備える、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、脳波測定用電極について、頭皮への負担を抑えつつも、複数回の使用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る脳波測定装置を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る脳波測定装置が備える電極部材及びキャップの要部断面図である。
【図３】図２の蓋部の拡大断面図である。
【図４】図２の脳波測定用電極の拡大断面図である。
【図５】図２の脳波測定用電極を、突出部が突出している方向から見た図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る脳波測定用電極の断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る脳波測定用電極の断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る脳波測定用電極の断面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る脳波測定用電極の断面図である。
【図１０】本発明における変形例１に係る脳波測定用電極などを表す断面図である。
【図１１】本発明における第１の実施形態の変形例２に係る脳波測定用電極などを表す断面図である。
【図１２】本発明における第１の実施形態の変形例３に係る脳波測定用電極などを表す断面図である。
【図１３】本発明の実施例１乃至３に係る脳波測定用電極を作製するための鋳型の断面図である。
【図１４】本発明の実施例１の脳波測定用電極を用いて脳波を測定した結果を示した図である。
【図１５】本発明の実施例１の脳波測定用電極を用いて脳波を測定した結果を示した図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態に係る脳波測定用電極の概略斜視図である。
【図１７】本発明における変形例４に係る脳波測定用電極の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態（脳波測定用電極及び脳波測定装置）について詳しく述べる。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１に示すように、脳波測定装置１０００は、電極部材１００と、キャップ２００と、リード線５００と、信号解析装置７００と、を備える。
【００２０】
キャップ２００は、頭に被るものであり、ホルダー部２１０と、キャップ部２２０と、を備える。キャップ部２２０は、ヘルメット状又は帽子状の形状を有するものであり、合成樹脂、布などの適宜の材料によって形成される。キャップ部２２０は、被験者（脳波を測定する対象となる人）の頭皮４００を覆う。ホルダー部２１０は、キャップ部２２０に所定の間隔で複数設けられる。ホルダー部２１０は、キャップ部２２０に形成された貫通孔に取り付けられた円筒状の部材である。詳細は後述するが、各ホルダー部２１０には、電極部材１００が取り付けられる。
【００２１】
リード線５００は、導体が絶縁体で覆われた絶縁電線等の導線である。リード線５００は、一端が電極部材１００と電気的に接続され、他端が信号解析装置７００と電気的に接続されている。
【００２２】
信号解析装置７００は、コンピュータ等の電子機器である。信号解析装置７００は、電極部材１００及びリード線５００を介して伝達された、脳波を表す電気信号を解析し、解析結果に応じて所定の動作を行う。
【００２３】
電極部材１００は、蓋部２０と、金属線３０と、脳波測定用電極４０と、を備える。各電極部材１００は、図２に示すように、ホルダー部２１０に取り付けられて用いられる（図２において、キャップ２００の断面を表すハッチングを省略した）。
【００２４】
蓋部２０は、例えばエポキシ樹脂等の樹脂材料などによって、射出成形などの方法で形成されるものであり、ホルダー部２１０に合わせた形状で形成されている。具体的には、蓋部２０は、図２及び図３に示すように、円柱状部材２０ａと、円柱状部材２０ａの外周面における頭皮４００と反対側の部分（図２における上端部）から張り出すフランジ部２０ｂと、を備える。蓋部２０の頭皮４００側（円柱状部材２０ａの頭皮４００側の面（図２及び３では、円状部材２０ａの下面））には、脳波測定用電極４０を挿入することができる円柱状の孔２１が形成されており、脳波測定用電極４０はこの孔２１に挿入される。ホルダー部２１０の内周面及び円柱状部材２０ａの外周面には、蓋部２０とホルダー部２１０とが螺合することができるようにネジ山が形成されている。フランジ部２０ｂは、蓋部２０とホルダー部２１０とが所定の度合いで螺合した場合において、ホルダー部２１０の上端面（頭皮４００と反対側の面）に当接するように形成されている。なお、蓋部２０は、導電性を有する合成樹脂などから形成されていてもよい。このとき、蓋部２０は、脳波測定用電極４０及び金属線３０と電気的に接続されている。
【００２５】
金属線３０は、一端が脳波測定用電極４０と電気的に接続され、他端がリード線５００と電気的に接続されている。金属線３０は、図２に示すように、蓋部２０の中心を貫通し、脳波測定用電極４０（後述の基底部５０）のほぼ中心に挿入される（図面において、金属線３０の断面を表すハッチングを省略し、金属線３０を実線で示した）。このとき、金属線３０は、脳波測定用電極４０を貫通はしておらず、先端が脳波測定用電極４０に突き刺さっているだけである。金属線３０は、脳波測定用電極４０に対しては回転不能で、蓋部２０に対しては回転可能になっている。
【００２６】
なお、金属線３０は、脳波測定用電極４０に挿入されずに、脳波測定用電極４０における蓋部２０と接している面に当接しているだけでもよい。このとき、脳波測定用電極４０は、金属線３０と電気的に接続されている。また、金属線３０は、脳波測定用電極４０と当接しているだけなので、脳波測定用電極４０に対しては回転可能になっている。
【００２７】
また、蓋部２０における孔２１の上面と接する面には、金属材料等から形成される、円形状（孔２１の上面と同じ形状）の金属板を設けてもよい。このとき、金属線３０は、脳波測定用電極４０に挿入されずに、この金属板と電気的に接続されている。さらに、この金属板は、脳波測定用電極４０と電気的に接続されている。また、基底部５０に伝達された電気信号は、この金属板を介して金属線３０に伝達される。金属板を設けることで、基底部５０と金属板との接触面積を大きく取ることが出来、電気信号を伝達し易くしている。
【００２８】
脳波測定用電極４０は、図２及び図１６に示すように、基底部５０と、突出部６０と、接触部７０と、を備える。基底部５０及び突出部６０は、変形可能な導電性ゴムなどで、型成型などの適宜の方法で形成されている。導電性ゴムは、弾性を有することによって、変形可能である（以下、各種ゴムについて同じ）。なお、導電性ゴムは、例えば、有機導電性ポリマー、導電性粉体材料を含有した高分子材料（液状のシリコーン樹脂等）、イオン性液体を含侵させた高分子材料で形成される。また、上記導電性粉体材料には、例えば、グラファイト、カーボンナノチューブ、銀微粒子等の金属粒子、ＡｇＣｌ粒子、有機導電性ポリマーの粉体等が用いられる。
【００２９】
基底部５０は、蓋部２０から見た場合に円形状である略円柱形状で形成されている。基底部５０は、蓋部２０と当接している側の円の中心に金属線３０が挿入されて固着され、金属線３０と電気的に接続されている。基底部５０は、少なくとも一部が蓋部２０の孔２１に収納され、蓋部２０との間の摩擦力によって保持されている。このとき、基底部５０は、蓋部２０に対して摺動可能である。なお、基底部５０は、蓋部２０の孔２１を設けず、例えば、円柱状部材２０ａの下面に設けた固定部材（例えば、基底部５０を引っ掛ける爪）、接着材、粘着材などの固定部によって、円柱状部材２０ａの下面に固定されてもよい。
【００３０】
突出部６０は、図４に示すように、上述したような導電性ゴムで形成された略円錐形状の部材である。突出部６０は、図２に示すように、基底部５０から頭皮４００の方向に突出して設けられ、基底部５０と電気的に接続されている。図５を参照すると、本実施形態における突出部６０は、基底部５０の頭皮４００側に７つの突出部６０が設けられている。なお、突出部６０の数はこの数に限られないが、突出部６０は複数設けられている方が望ましい。本実施形態では、突出部６０と基底部５０とは、同じ材料によって、一体的に形成されている。突出部６０は、円柱形状、多角柱形状（底辺及び上辺が多角形の形状）、多角錐（底辺が多角形の形状）などの形状であってもよい。
【００３１】
接触部７０は、金属材料で形成された、すなわち導電性を有する金属塊である。頭皮４００と接触するように突出部６０の先端に直接設けられている。これによって、接触部７０は、突出部６０と電気的に接続されていることにもなる。接触部７０は、例えば、基底部５０及び突出部６０を型成型するときに突出部６０に直接融着されるか（例えば、インサート成型などの方法）、導電性の接着材などの固着材によって突出部６０に固着されて、設けられる。接触部７０を構成する金属塊は、例えば、銀、金、白金、チタン等の単一成分であってもよいが、合金、導電性の金属酸化物、導電性の塩化物等からなるものであることが望ましい。なお、接触部７０は、内部と外部とで異なった成分を用いてもよく、例えば内部に銀を用い、外部に塩化銀を用いてもよい。なお、突出部６０は、金属線３０と電気的に接続されており、金属線３０は、リード線５００と電気的に接続されているので、突出部６０及び接触部７０は、信号解析装置７００と電気的に接続されていることにもなる。「電気的に接続する」とは、接続対象の両者を直接接続することのほか、接続対象の両者（例えば、接触部７０と信号解析装置７００）を他の導電性部材（例えば、突出部６０や金属線３０）を介して接続されるようにして、前記両者のうち少なくとも一方（例えば、接触部７０）から他方（例えば、信号解析装置７００）に電気が流れるように前記両者を接続することをも含む。
【００３２】
ここで、電極部材１００（脳波測定用電極４０）のキャップ２００への取り付け方法（装着方法）を説明する。脳波測定用電極４０が挿入された蓋部２０をホルダー部２１０に挿入して回していくことで、両者がネジ山によって螺合し、蓋部２０がホルダー部２１０に装着される。このとき、蓋部２０を回すほど、蓋部２０は、ホルダー部２１０内に進入し、頭皮４００に近づく（図２では、下側に進む）。蓋部２０には脳波測定用電極４０が挿入されているため、蓋部２０が頭皮４００に近づくことによって、脳波測定用電極４０が頭皮４００に近づき、やがて頭皮４００に接触する。その後、蓋部２０をさらに回していくと、脳波測定用電極４０は蓋部２０の締め付け具合に応じた圧力で頭皮４００を押圧することになる。従って、蓋部２０の回し具合を調節することによって、電極部材１００の頭皮４００に与える圧力を微調整することが可能となる。なお、蓋部２０がホルダー部２１０の内部に所定距離だけ進入すると、ホルダー部２１０の上端面（図２における頭皮４００と反対側の端面）にフランジ部２０ｂが当接する。これにより、蓋部２０がホルダー部２１０に進入しすぎることを防止できる。蓋部２０の回し具合の調節後に、リード線５００が金属線３０に接続される。
【００３３】
基底部５０を備える脳波測定用電極４０は、蓋部２０に摺動可能に挿入されているので、蓋部２０に対して独立して回転することができる。通常は蓋部２０と脳波測定用電極４０とが共に回転することになるが、蓋部２０が脳波測定用電極４０を回動可能に支持しているため、脳波測定用電極４０の突出部６０の間に頭髪が入り込んだり、接触部７０が頭皮に接触したりするなどして、脳波測定用電極４０の回転を妨げる力が脳波測定用電極４０に加わった場合には、蓋部２０は脳波測定用電極４０と独立して回転し、脳波測定用電極４０が回転しないようになっている。これによって、脳波測定用電極４０が頭髪に絡むリスクを軽減している。なお、金属線３０をリード線５００に接続するなどして回転出来ないようにし、蓋部２０が回転しても、脳波測定用電極４０は回転しないようにしてもよい。これにより、脳波測定用電極４０は最初から回転しないので、脳波測定用電極４０が頭髪に絡むリスクを軽減している。
【００３４】
次に、頭皮４００からの電気信号について説明する。頭皮４００に接触した接触部７０には、脳の様々な活動に応じて電気信号が頭皮４００から伝達される。頭皮４００に接触した接触部７０は、電気信号を頭皮４００から受け取る。この電気信号は脳波を表す。そして、伝達された電気信号は、突出部６０、基底部５０、金属線３０、リード線５００の順に伝達され（上述の金属板が基底部５０に設けられた場合には、基底部５０から、金属板を介して金属線３０に電気信号が伝達される）、信号解析装置７００に供給される。信号解析装置７００は、供給された電気信号を解析して、電気信号が表す脳波を特定する。このようにして、信号解析装置７００は、脳波を測定する。信号解析装置７００は、測定した脳波を解析し、その人（測定した脳波の持ち主）の考えを分析し、分析結果に応じて所定の動作を行う。例えば、信号解析装置７００は、分析結果を出力したり、分析結果に応答した動作を行ったりする。
【００３５】
次に、突出部６０について考える。本実施形態では、基底部５０と頭皮４００との間に突出部６０を備えているため、蓋部２０がホルダー部２１０内に進入することによって、突出部６０が頭髪の間に入り込んで、突出部６０の先端に設けられた接触部７０が頭皮４００に接触する。つまり、電極部材１００は、頭皮４００に接触しやすく、頭皮４００から電気信号を受け取り易い。なお、仮に、突出部６０が設けられていない場合には、頭皮４００の表面に頭髪があると基底部５０と頭皮４００との間に頭髪が挟まり、接触部７０が頭皮４００に接触することが困難になり、頭皮４００から電気信号を受け取れないおそれがある。また、突出部６０は、上記のようにゴムで形成されて弾性を有し、変形可能であるので、頭髪が巻き付いても頭髪を強く引っ張ることがなく、被験者に痛みや不快感を与えるおそれが小さい。さらに、接触部７０が頭皮４００に接触すると、接触部７０が金属材料から形成されている（電極部材１００の頭皮４００との接触部分が固い）ことにより被験者に痛みや不快感を与えるおそれがあるが、本実施形態に係る突出部６０は、接触部７０（金属材料）が頭皮４００に与える固さを、突出部６０が変形可能であることによって（特に、突出部６０が可撓性を有して撓むことによって）柔軟に緩和し、被験者に痛みや不快感を与えるおそれが低い。さらに、電極部材１００は、日常的に、かつ長時間にわたって連続的に使用されても、突出部６０の変形（ここでは、撓む）により頭皮４００への負担を抑えることができる。
【００３６】
また、仮に、少なくとも突出部６０（基底部５０及び突出部６０）を、導電性ゲルを用いて形成した場合には、突出部６０は、変形し易く、また、乾燥による劣化が生じやすい。このため、脳波測定用電極４０が使い捨てになってしまう場合があった。しかし、本実施形態では、突出部６０（及び基底部５０）に導電性ゴムを用いたので、強度があがり、導電性ゲルを用いた場合より脳波測定用電極４０を複数回使用できる。このように、本実施形態に係る脳波測定用電極４０は、突出部６０がゴムで形成され、金属材料の接触部７０で頭皮４００からの電気信号を受け取る（検出する）ので、頭皮への負担を抑えつつも、複数回の使用が可能になっている。
【００３７】
なお、本願発明者は、導電性ゴムから形成された接触部７０（つまり、接触部７０も含め、脳波測定用電極４０を一体的に導電性ゴムによって形成した場合における接触部７０）を頭皮４００に接触させて脳波を測定したところ、脳波を表す電気信号が頭皮４００から信号解析装置７００にうまく伝達されず、脳波を精度良く測定できない場合があることを見出した。本願発明者は、この現象が生じる理由を、脳波を表す電気信号が頭皮４００から脳波測定用電極４０にうまく伝達されないことによるものであることを見出した。そこで、本実施形態では、接触部７０を金属材料で形成している。このようにすることで、接触部７０が導電性ゴムから形成された場合に比べて、頭皮４００から脳波を表す電気信号を受け取り易くなり、脳波を精度良く測定することが出来た。これは、接触部７０と頭皮４００との接触面に起こる抵抗（接触抵抗）が低くなり、金属で形成された接触部７０を介して電気信号を受け取り易くなったことが理由の一因と予測される。以上より、本実施形態に係る脳波測定用電極４０（脳波測定装置１０００）では、突出部６０の先端に金属材料から形成される接触部７０を設けることで、脳波を精度良く測定することができるとともに、突出部６０に導電性ゴムを用いたので、頭皮４００への負担を抑えることができる。
【００３８】
なお、脳波測定用電極４０を含む脳波測定装置１０００は、例えば、近年その有用性が注目されているブレイン−マシン・インターフェイス（Ｂｒａｉｎ−Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：ＢＭＩ）又はブレイン−コンピュータ・インターフェイス（Ｂｒａｉｎ−Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ： ＢＣＩ）として用いられる。ＢＭＩ（以下、特に断りのない限り、本明細書においてBMIはBCIを包含する概念を表す言葉として用いられる。）とは、脳の活動によって生じる脳波を表す電気信号を読み取り、これを直接コンピュータ等の電子機器に入力する形式のインターフェースである。これにより、コンピュータ等の電子機器をより直感的に操作することが可能になると期待されている。また、手足を使わなくてもコンピュータ等を操作することが可能になるため、福祉、医療、介護分野等への応用も期待されている。
【００３９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る脳波測定用電極４０について、図６を参照しながら説明する。第２の実施形態を説明するにあたり、第１の実施形態と異なる点を中心に説明するとともに、同様の部材については同じ符号を付して説明する。第２の実施形態では、接触部７０が、第１の実施形態のように単一の金属塊ではなく、第１の実施形態で用いた金属塊よりも小さな複数の金属粒子７１で構成されている。金属粒子７１は、第１の実施形態と同様に、金属材料で形成される。金属粒子７１は、突出部６０の先端に埋設されており、少なくとも一部が突出部６０の頭皮４００側に露出している。上記のような埋設によって、各金属粒子７１は、突出部６０と電気的に接続されている。これによって、第１の実施形態と同様に、各金属粒子７１は、金属線３０、リード線５００、信号解析装置７００などとも電気的に接続されていることになる。各金属粒子７１は、金属材料で形成されているため、上記第１の実施形態と同様に、金属粒子７１は、脳波を精度良く測定することが出来る。金属粒子７１が受け取った電気信号は、各金属粒子７１、突出部６０、基底部５０、金属線３０、リード線５００、信号解析装置７００の順に伝達される。また、第２の実施形態に係る各金属粒子７１は、第１の実施形態に係る脳波測定用電極４０とは違い、接触部７０を小さな複数の金属粒子７１にすることで、頭皮４００に加える圧力を分散し柔らかさを被験者に与える。
【００４０】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る脳波測定用電極４０について、図７を参照しながら説明する。第３の実施形態を説明するにあたり、第１の実施形態と異なる点を中心に説明するとともに、同様の部材については同じ符号を付して説明する。第３の実施形態に係る脳波測定用電極４０は、図７に示すように、金属部７０ａと、第１の金属膜７０ｂと、第２の金属膜７０ｃと、を備える（図７において、第１の金属膜７０ｂ及び第２の金属膜７０ｃの断面を表すハッチングを省略し、第１の金属膜７０ｂ及び金属膜７０ｃを太線で示した）。金属部７０ａは、金属材料で形成された、すなわち導電性を有する金属塊であり、突出部６０の先端に直接設けられている。第１の金属膜７０ｂは、金属部７０ａを被覆する。第２の金属膜７０ｃは、突出部６０における頭皮４００と接触する可能性のある部分を被覆する。第１の金属膜７０ｂと第２の金属膜７０ｃとは、金属材料によって、蒸着やメッキ等の方法で、一体的に形成される。第１の金属膜７０ｂと第２の金属膜７０ｃとは、別々に形成されるようにしてもよい。第１の金属膜７０ｂと第２の金属膜７０ｃとは、変形可能であり、突出部６０が変形することを維持できるように構成される。第３の実施形態では、第１の金属膜７０ｂと第２の金属膜７０ｃとは、金属部７０ａ、突出部６０などと電気的に接続され、脳波測定用電極４０の外部と電気的に接続されている。第３の実施形態における接触部７０は、金属部７０ａと第１の金属膜７０ｂとから構成されている。第１の金属膜７０ｂ及び金属膜７０ｃは、頭皮に接触すると頭皮から電気信号を受け取ることができる。
【００４１】
ここで、第２の金属膜７０ｃが被覆されていない場合について考える。突出部６０は、頭皮４００に接触すると変形し、例えば、曲がるように変形する（撓む）場合がある。この場合、突出部６０（特に、金属部７０ａ近傍の側面）が頭皮４００に接触する可能性がある。しかし、突出部６０は、導電性ゴムから形成されているので頭皮４００から電気信号を受け取ることが難しい場合がある。
【００４２】
そこで、第３の実施形態では、金属材料で形成された第２の金属膜７０ｃで、突出部６０（特に、突出部６０が変形するなどして、頭皮４００と接触する可能性のある部分）を被覆する。これによって、突出部６０が変形しても、第２の金属膜７０ｃが頭皮４００に接触するので、第２の金属膜７０ｃによって、脳波測定用電極４０は頭皮４００から電気信号を受け取り易くなる。第１の金属膜７０ｂが受け取った電気信号は、金属部７０ａ、突出部６０、基底部５０、金属線３０、リード線５００、信号解析装置７００の順に伝達される。または、第２の金属膜７０ｃが受け取った電気信号は、突出部６０、基底部５０、金属線３０、リード線５００、信号解析装置７００の順に伝達される。
【００４３】
また、第１の実施形態のように突出部６０の先端には金属塊を設けずに、突出部６０の先端などに蒸着やメッキ等を施すことで第１の金属膜７０ｂと第２の金属膜７０ｃとを形成してもよい。第１の金属膜７０ｂは、突出部６０が変形しないときに、頭皮４００に接触可能な部分であり、第１の金属膜７０ｂは、突出部６０が変形したときに、頭皮４００に接触可能な部分である。つまり、接触部７０は、この第１の金属膜７０ｂだけで構成される。
【００４４】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る脳波測定用電極４０について、図８を参照しながら説明する。第４の実施形態を説明するにあたり、第１の実施形態と異なる点を中心に説明するとともに、同様の部材については同じ符号を付して説明する。第４の実施形態に係る脳波測定用電極４０は、図８に示すように、金属板８５ａと、導線８０と、をさらに備える（図８において、導線８０の断面を表すハッチングを省略し、導線８０を実線で示した）。金属板８５ａは、導電性を有する金属材料で形成され、電極部材１００における蓋部２０と当接している部分に設けられている。また、第４の実施形態では、金属線３０が金属板８５ａと電気的に接続されている。このとき、金属線３０は、金属板８５ａに対しては回転不能になるように（例えば、金属線３０と金属板８５ａとをはんだ付けしない等によって）、金属板８５ａと電気的に接続されている。導線８０は、導電性を有する金属材料からなり、変形可能な（ここでは、可撓性を有する）細い線状で形成されており、導線８０によって突出部６０の変形できなくなることはない。金属板８５ａ及び導線８０は、例えば、銀、金、白金、チタン等の単一成分であってもよいが、合金、導電性の金属酸化物、導電性の塩化物等からなるものであることが望ましい。導線８０は、突出部６０及び基底部５０の内部を通り、一端が接触部７０と電気的に接続され、他端が金属板８５ａと電気的に接続されている。これにより、接触部７０が頭皮４００から受け取った電気信号は、導線８０を介して金属板８５ａに伝達される。また、第４の実施形態に係る突出部６０及び基底部５０は、変形可能であるが導電性を有してはいない弾性ゴム（合成ゴムや天然ゴムなど）で形成されている。これによって、第４の実施形態では、突出部６０及び基底部５０が導電性を有することなく（有機導電性ポリマー、導電性粉体材料を用いることなく）、金属板８５ａ及び導線８０を介して脳波を測定することが出来る。ただし、突出部６０及び基底部５０が導電性を有していてもよい。接触部７０が受け取った電気信号は、導線８０、金属板８５ａ、金属線３０、リード線５００、信号解析装置７００の順に伝達される。
【００４５】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係る脳波測定用電極４０について、図９を参照しながら説明する。第５の実施形態を説明するにあたり、第１の実施形態と異なる点を中心に説明するとともに、同様の部材については同じ符号を付して説明する。第５の実施形態に係る脳波測定用電極４０は、図９に示すように、金属板８５ｂと、ワイヤー（導線）８２と、を備える（図９において、ワイヤー８２の断面を表すハッチングを省略し、ワイヤー８２を実線で示した）。金属板８５ｂは、導電性を有する金属材料で形成され、脳波測定用電極４０における蓋部２０と当接している部分に設けられている。また、第５の実施形態では、第１の実施形態とは違い、金属線３０が金属板８５ｂと電気的に接続されている。このとき、金属線３０は、金属板８５ｂに対しては回転不能であるように（例えば、金属線３０と金属板８５ｂとをはんだ付けしない等によって）、金属板８５ｂと電気的に接続されている。ワイヤー８２は、導電性を有する金属材料からなり、変形可能な（可撓性を有する）細い線状で形成されており、ワイヤー８２によって突出部６０の変形できなくなることはない。金属板８５ｂ及び導線８０は、例えば、銀、金、白金、チタン等の単一成分であってもよいが、合金、導電性の金属酸化物、導電性の塩化物等からなるものであることが望ましい。ワイヤー８２は、図９に示すように、突出部６０の内部を通り、ワイヤー８２の一部を突出部６０の頭皮４００側（先端）から外部に露出させることで、この露出部分が第１の実施形態に係る接触部７０と同じように頭皮４００から電気信号を受け取る。つまり、第５の実施形態の接触部７０は、ワイヤー８２のうち、突出部６０から外部に露出している部分で構成される。ワイヤー８２は、一端又は両端が金属板８５ｂと電気的に接続されている。また、第５の実施形態に係る突出部６０及び基底部５０は、変形可能であるが導電性を有してはいない弾性ゴム（合成ゴムや天然ゴムなど）で形成されている。これによって、第５の実施形態では、突出部６０及び基底部５０が導電性を有することなく、金属板８５ｂ及び導線８０を介して脳波を測定することが出来る。ただし、突出部６０及び基底部５０が導電性を有していてもよい。接触部７０が受け取った電気信号は、ワイヤー８２、金属板８５ｂ、金属線３０、リード線５００、信号解析装置７００の順に伝達される。
【００４６】
（変形例）
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、上記実施形態の内容は適宜変更可能である。以下に、上記実施形態の変形例を示すが、下記の変形例は適宜組み合わせることができる。なお、上記各実施形態の構成も適宜組合せることができる。
【００４７】
（変形例１）
上記実施形態に係る脳波測定用電極４０は、図１０に示すように、さらにスペーサー９０を備えてもよい。スペーサー９０は、頭髪に当接することで、突出部６０における、頭髪の間に入り込む長さを調整するものである。スペーサー９０は、合成樹脂等から形成され（例えば、絶縁性を有する。導電性を有していてもよい。）、基底部５０の頭皮４００側に固着されて各突出部６０の間に設けられる。スペーサー９０は、頭髪の密度又は量が少なくなるほど、突出部６０が突出する方向の長さを長くし、突出部６０における基底部５０から突出している長さを短くするように形成される。これによって、頭髪の密度又は量が少ない場合には、突出部６０における、頭髪の間に入り込む長さが短くなり、頭髪の密度又は量が多い場合には、突出部６０における、頭髪の間に入り込む長さが長くなるので、突出部６０の先端にある接触部７０は、頭皮４００に過度に突き刺さらず、適度な押圧を頭皮４００に加えることが可能になり、頭皮４００に与えるストレスが軽減される。
【００４８】
（変形例２）
次に、上記実施形態に係る蓋部２０は、図１１が示すようなものを用いてもよい。蓋部２０は、図１１に示すように、蓋部２０が備える円柱状部材２０ａの内周面に凸部２２ａを、さらに備える。蓋部２０の凸部２２ａは、円柱状部材２０ａの内周面を一周するようにリング状に形成されている。蓋部２０の孔２１に変形可能な脳波測定用電極４０が挿入されると、脳波測定用電極４０は、図１１に示すように、凸部２２ａに圧迫されてわずかに変形する。このため、脳波測定用電極４０は、凸部２２ａに引っかかるので、蓋部２０からの不慮の脱落を防ぎ、電極部材１００の取り扱いをさらに容易にすることができる。なお、先に述べたように凸部２２ａは蓋部２０の内周面を一周するようリング状に形成されているため、脳波測定用電極４０が水平方向に回転可能である。
【００４９】
（変形例３）
次に、上記実施形態に係るホルダー部２１０及び蓋部２０は、図１２が示すようなものを用いてもよい。蓋部２０は、図１２に示すように、円柱部材２０ａの外周面に凸部２２ｂをさらに備える。凸部２２ｂは、円柱部材２０ａの外周面を一周するようなリング状で形成されている。ホルダー部２１０は、図１２に示すように、内周面に複数の凹部２３０をさらに備える。各凹部２３０は、ホルダー部２１０の内周面を一周するようなリング状で形成される。また、各凹部２３０が凸部２２ｂと噛み合うことで、電極部材１００は頭皮４００との距離（図１２では、上下方向）が固定される（不慮の脱落帽子になる）。以上のように、ホルダー部２１０の内周面に複数の凹部２３０を設けることで、蓋部２０はホルダー部２１０に対して多段階的に位置が決まる。このため、脳波測定用電極４０を頭皮４００に接触させたあとに、電極部材１００のホルダー部２１０に対して挿入される度合いを変更したい場合に、電極部材１００を回すことなくその度合いを変更することができる。また、各凹部２３０及び凸部２２ｂがリング状で形成されていることで、蓋部２０は、ホルダー部２１０に対して、蓋部２０におけるホルダー部２１０と接している面の方向（図１２では、左右方向）に摺動可能である。なお、円柱部材２ａ及びホルダー部２１０には、互いに螺合するネジ山が形成されていない。
【００５０】
（変形例４）
次に、上記実施形態に係る突出部６０は、通常図１６に示すように、中央に位置する突出部６０を中心に広がる同心円状に広がる配置で形成されているが、図１７に示すように、くし状の配置（列）を、複数有するように形成されてもよい。突出部６０は、くし状の配置で、一列に形成してもよい。図１７は変形例４に係る脳波測定用電極４０の全体の一部を切り出して説明した図であり、基底部５０の断面を表すハッチングを省略した。
【実施例１】
【００５１】
本発明に係る脳波測定用電極４０について、実施例１を示しながらさらに詳細に説明する。実施例１では、図２等に示した第１の実施形態に係る電極部材１００（脳波測定用電極４０）、及びキャップ２００を作製した。まず、キャップ部２２０に相当する市販の頭部保護用キャップに、直径１６ｍｍの円柱状の貫通孔を数カ所形成した。次に、この円柱状の貫通孔に市販のステンレス製雌ねじ（直径１６ｍｍ）を、シリコーン系接着剤を用いて取り付けた。この雌ねじは、第１の実施形態におけるホルダー部２１０として機能するものである。
【００５２】
蓋部２０は、所定の形状の鋳型にエポキシ系常温硬化樹脂テクノビット（登録商標）４００４を流し込み、それを硬化させることによって作製した。このとき、直径０．５ｍｍ、長さ２０ｍｍの銀線（金属線３０に相当）を中心に差し込み、銀線の両端が蓋部２０の外に出るように銀線を差し込む。なお、銀線のうち脳波測定用電極４０に挿入される長さが約５ｍｍとなるように銀線の位置を調整した。硬化後、エポキシ系常温硬化樹脂テクノビットを取り出した。そして、上記成形物を取り出したあとに、蓋部２０のフランジ部２０ｂが配置された側の面（図２における上面）から露出した銀線にリード線５００をはんだ付けした。
【００５３】
脳波測定用電極４０は、図１３に示す鋳型６００を用いて作製した。鋳型６００は、図１３に示すように、上鋳型６１０と下鋳型６２０とから構成されている。上鋳型６１０と下鋳型６２０とは分離可能である。実施例１において、上鋳型６１０には、高さが５ｍｍ、円柱状の孔の内径が１６ｍｍ、下鋳型６２０には、内径１．５ｍｍ、深さ５ｍｍの略円錐形の孔が７箇所形成されているものを用いた。下鋳型６２０の略円錐形の各孔に合金（接触部７０の金属塊に相当）を挿入し、鋳型６００に導電性樹脂ペーストを流し込んだ。そして、６０℃で１５時間以上かけて導電性樹脂ペーストを固化させ、鋳型６００から固化した導電性樹脂ペーストを取り出した。この取り出した導電性樹脂ペーストが第１の実施形態に係る脳波測定用電極４０である。なお、導電性樹脂ペーストは、液状のシリコーン樹脂、カーボンナノチューブ、をそれぞれ９２．５％、７．５％の重量基準で混練することによってペースト状にしたものである。
【実施例２】
【００５４】
次に、実施例２では、図８に示した第４の実施形態に係る脳波測定用電極４０を作製した。キャップ２２０及び蓋部２０は、実施例１と同様の手順により作製した。ただし、実施例２では、蓋部２０に挿入される銀線を脳波測定用電極４０に挿入しないように蓋部２０を作製する。
【００５５】
実施例２においても、実施例１と同じ鋳型６００を用いて、脳波測定用電極４０を作成する。実施例２では、下鋳型６００の円錐形の各孔に合金を挿入したのちに、銀線（導線８０に相当）を鋳型６００に挿入した。このとき、銀線は、一端が各合金と電気的に接続されるように鋳型６００に挿入した。なお、銀線は、直径０．５ｍｍ、長さ１０ｍｍである。次に、実施例１とは違い、鋳型６００にカーボンナノチューブを含有しない樹脂ペースト、つまり導電性のない樹脂ペーストを流し込んだ。そして、樹脂ペーストを固化させ、鋳型６００から固化した樹脂ペーストを取り出す。最後に、銀線の他端と電気的に接続するように、固化した樹脂ペーストに金属板（金属板８５ａに相当）を貼り付けた。以上より、第４の実施形態に係る脳波測定用電極４０が得られる。
【実施例３】
【００５６】
次に、実施例３では、図９に示した第５の実施形態に係る脳波測定用電極４０を作製した。キャップ２２０及び蓋部２０は、実施例１と同様の手順により作製した。ただし、実施例３では、蓋部２０に挿入される銀線を脳波測定用電極４０に挿入しないように蓋部２０を作製する。
【００５７】
実施例３においても、実施例１と同じ鋳型６００を用いて、脳波測定用電極４０を作成する。実施例３では、下鋳型６２０の円錐形の各孔に銀線（ワイヤー８２に相当）を挿入した。なお、銀線は、直径０．１ｍｍ、長さ２０ｍｍのものであり、略中央でヘアピン状に折り曲げたものである。次に、鋳型６００にカーボンナノチューブを含有しない樹脂ペースト、つまり導電性のない樹脂ペーストを流し込み、樹脂ペーストを固化させた。そして、鋳型６００から固化した樹脂ペーストを取り出した。最後に、銀線の一端と電気的に接続するように、固化した樹脂ペーストに金属板（金属板８５ｂに相当）を貼り付けた。以上より、第５の実施形態に係る脳波測定用電４０が得られる。
【００５８】
（測定結果）
以下、第１の実施形態（実施例１）に係る電極部材１００による脳波の測定結果を示す。そこで、ＢＭＩの電極として、脳波測定用電極４０を用いて、脳波の測定結果を示す。なお、ＢＭＩとは、脳の活動により生じる脳波を表す電気信号等を読み取り、これを直接電子機器に入力する形式のインターフェースである。
【００５９】
実施例１において作製されたキャップ、脳波測定用電極（脳波測定用電極付きキャップ）を用いて脳波測定を以下の手順により実施した。まず、被験者にキャップを被せた。次に、キャップの各貫通孔に取り付けられたホルダー部に、電極部材をそれぞれ突出部が頭皮の方向を向くように挿入した。なお、電極部材（特に、脳波測定用電極）は、使用する直前に消毒用エタノールにより消毒して用いた。蓋部がホルダー部に対して所定の位置に来るように、蓋部を回転させながらホルダー部に取り付けた。ホルダー部に脳波測定用電極を締め付ける際に、最初は蓋部の回転に伴い脳波測定用電極も回転したが、突出部が頭髪又は頭皮と当接すると、脳波測定用電極は回転せず蓋部のみが独立して回転し、脳波測定用電極を頭皮に押圧した。このため、脳波測定用電極が被験者の頭髪を巻き込むことはなかった。このとき、被験者に装着感を確認したが、痛みや不快感を訴える被験者はいなかった。従って、実施例１において作製した脳波測定用電極が、頭髪を巻き込んだり、頭皮に対して過度の圧力を加えたりして被験者に痛みや不快感を与えるおそれが小さいことが確認された。
【００６０】
脳波測定用電極が頭皮に対して所定の位置と圧力とで固定された後、電極部材に接続されているリード線を市販の脳波計測器（ｇ．ｔｅｃ社製）と接続し、頭皮と脳波測定用電極との間のインピーダンスを測定した。測定値はいずれも１５ｋΩ以下であり、ＢＭＩに十分な程度の導通が確保されていることが確認された。また、実施例２、実施例３において作製した脳波測定用電極についても同様に測定を行い、こちらも測定値が１５ｋΩ以下であることが確認された。
【００６１】
さらに、図１４、図１５を用いて、実施例１に係る脳波測定用電極で測定された脳波の例（グラフ）を示す。図１４、図１５に示したグラフは、脳波計測器のアナログ−デジタル変換回路（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を用いてアナログ電圧をデジタル電圧に変換し、１ＬＳＢ（最小分解能）を０．２４ｐＶとして、電圧（測定した脳波）のデータを示したものである。ただし、図１４、図１５に示したグラフでは、頭皮からの電気信号（電圧）を、５０Ｈｚを中心とした帯域幅２Ｈｚの双2次フィルタ（ｂｉｑｕａｄ ｆｉｌｔｅｒ）によるノッチフィルターと１Ｈｚから４５Ｈｚの２０次のバンドパスフィルタとをソフトウェア上で掛けて処理したもの（脳波）を示した。なお、図１４、図１５に示したグラフは、縦軸に電圧［μＶ］、横軸［ｍｓ］に時間をとったものである。実施例１に係る脳波測定用電極（金属材料から形成された接触部）を用いて脳波を測定すると、図１４が示すようなα波を測定することができた。また、脳波測定中において、被験者が約６００［ｍｓ］、約１４００［ｍｓ］のときに瞬きをすると、図１５が示すような、スパイク上の波形（約６００［ｍｓ］、約１４００［ｍｓ］）を測定することが出来た。導電性ゴムだけから形成された脳波測定用電極（導電性ゴムから形成された接触部）を用いて脳波を測定したところ、α波及び瞬きを表す脳波をそもそも測定することができなかった。したがって、実施例１に係る脳波測定用電極を用いて脳波を測定すると、接触部が導電性ゴムから形成された場合に比べて、脳波を精度良く測定できることが確認された。以上のように、実施例１に係る脳波測定用電極は、頭皮に対して過度の圧力を加えることなく、脳波を精度よく測定できることが確認された。また、実施例２、３についても、実施例１と同様のインピーダンスが得られているので、実施例２、３に係る脳波測定用電極を用いた場合でも、実施例１と同様に、頭皮に対して過度の圧力を加えることなく、脳波が精度よく測定できると考えられる。
【００６２】
以上、実施の形態、変形例及び実施例を挙げて本発明について詳細に説明したが、本発明の範囲は上記の実施の形態などに限定されるものではないことは言うまでも無い。当業者により為される改良、置換、組み合わせ等は、本発明の要旨を超えない限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６３】
１０００ 脳波測定装置
１００ 電極部材
２０ 蓋部
２０ａ 円柱状部材
２０ｂ フランジ部
２１ 孔
２２ａ 凸部
２２ｂ 凸部
３０ 金属線
４０ 脳波測定用電極
５０ 基底部
６０ 突出部
７０ 接触部
７１ 金属粒子
７０ａ 金属部
７０ｂ 第１の金属膜
７０ｃ 第２の金属膜
８０ 導線
８２ ワイヤー
８５ａ 金属板
８５ｂ 金属板
９０ スペーサー
２００ キャップ
２１０ ホルダー部
２２０ キャップ部
２３０ 凹部
４００ 頭皮
５００ リード線
６００ 鋳型
６１０ 上鋳型
６２０ 下鋳型
７００ 信号解析装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脳波測定用電極、脳波測定用部材、及び、脳波測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の脳波測定用電極として、例えば特許文献１には、導電性ゲルで形成されることで導電性を有しかつ変形可能な突出部を備え、この突出部を頭皮に接触させることで、脳の活動によって生じる脳波を測定する脳波測定用電極（チップ部）が開示されている。特許文献１に開示されている脳波測定用電極は、突出部が頭皮に接触すると変形するので頭皮に加わる圧力を低減し頭皮への負担を小さくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２０８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されているような導電性ゲルを用いた脳波測定用電極は、脳波測定用電極（特に、突出部）が変形し易く、また、導電性ゲル部分の乾燥による劣化も早かった。このため、脳波測定用電極は使い捨てになってしまう場合があった。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、頭皮への負担を抑えつつも、複数回の使用が可能な脳波測定用電極及びこの脳波測定用電極を用いた脳波測定用部材及び脳波測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る脳波測定用電極は、
脳波を測定するための脳波測定用電極であって、
基底部と、
前記基底部から突出して設けられた、ゴムからなる突出部と、
前記突出部の先端に設けられ、前記脳波測定用電極の外部と電気的に接続され、前記脳波の測定時に頭皮に接触する、金属からなる接触部と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
前記突出部は、導電性ゴムからなり、
前記接触部は、前記突出部を介して前記外部と電気的に接続されている、
ようにしてもよい。
【０００８】
前記突出部に設けられ、変形可能な導体をさらに備え、
前記接触部は、前記導体を介して前記外部と電気的に接続されている、
ようにしてもよい。
【０００９】
前記突出部に設けられ、変形可能な導体をさらに備え、
前記接触部は、前記導体と一体的に形成されており、前記導体を介して前記外部と電気的に接続されている、
ようにしてもよい。
【００１０】
前記接触部は、複数の金属粒子からなる、
ようにしてもよい。
【００１１】
前記接触部は、金属膜からなる、
ようにしてもよい。
【００１２】
前記突出部は、少なくとも一部が、前記外部と電気的に接続される、金属膜で被覆されている、
ようにしてもよい。
【００１３】
前記基底部上に設けられたスペーサーをさらに備え、
前記スペーサーは、前記脳波の測定時に、前記突出部の頭髪の合間に挿入される部分を短くする、
ようにしてもよい。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る脳波測定用部材は、
上記脳波測定用電極と、
前記脳波測定用電極が頭皮に接触するように取り付けられる、前記頭皮を覆う覆い部材と、
を備えることを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の第３の観点に係る脳波測定装置は、
上記脳波測定用電極を備える、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、脳波測定用電極について、頭皮への負担を抑えつつも、複数回の使用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る脳波測定装置を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る脳波測定装置が備える電極部材及びキャップの要部断面図である。
【図３】図２の蓋部の拡大断面図である。
【図４】図２の脳波測定用電極の拡大断面図である。
【図５】図２の脳波測定用電極を、突出部が突出している方向から見た図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る脳波測定用電極の断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る脳波測定用電極の断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る脳波測定用電極の断面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る脳波測定用電極の断面図である。
【図１０】本発明における変形例１に係る脳波測定用電極などを表す断面図である。
【図１１】本発明における第１の実施形態の変形例２に係る脳波測定用電極などを表す断面図である。
【図１２】本発明における第１の実施形態の変形例３に係る脳波測定用電極などを表す断面図である。
【図１３】本発明の実施例１乃至３に係る脳波測定用電極を作製するための鋳型の断面図である。
【図１４】本発明の実施例１の脳波測定用電極を用いて脳波を測定した結果を示した図である。
【図１５】本発明の実施例１の脳波測定用電極を用いて脳波を測定した結果を示した図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態に係る脳波測定用電極の概略斜視図である。
【図１７】本発明における変形例４に係る脳波測定用電極の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態（脳波測定用電極及び脳波測定装置）について詳しく述べる。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１に示すように、脳波測定装置１０００は、電極部材１００と、キャップ２００と、リード線５００と、信号解析装置７００と、を備える。
【００２０】
キャップ２００は、頭に被るものであり、ホルダー部２１０と、キャップ部２２０と、を備える。キャップ部２２０は、ヘルメット状又は帽子状の形状を有するものであり、合成樹脂、布などの適宜の材料によって形成される。キャップ部２２０は、被験者（脳波を測定する対象となる人）の頭皮４００を覆う。ホルダー部２１０は、キャップ部２２０に所定の間隔で複数設けられる。ホルダー部２１０は、キャップ部２２０に形成された貫通孔に取り付けられた円筒状の部材である。詳細は後述するが、各ホルダー部２１０には、電極部材１００が取り付けられる。
【００２１】
リード線５００は、導体が絶縁体で覆われた絶縁電線等の導線である。リード線５００は、一端が電極部材１００と電気的に接続され、他端が信号解析装置７００と電気的に接続されている。
【００２２】
信号解析装置７００は、コンピュータ等の電子機器である。信号解析装置７００は、電極部材１００及びリード線５００を介して伝達された、脳波を表す電気信号を解析し、解析結果に応じて所定の動作を行う。
【００２３】
電極部材１００は、蓋部２０と、金属線３０と、脳波測定用電極４０と、を備える。各電極部材１００は、図２に示すように、ホルダー部２１０に取り付けられて用いられる（図２において、キャップ２００の断面を表すハッチングを省略した）。
【００２４】
蓋部２０は、例えばエポキシ樹脂等の樹脂材料などによって、射出成形などの方法で形成されるものであり、ホルダー部２１０に合わせた形状で形成されている。具体的には、蓋部２０は、図２及び図３に示すように、円柱状部材２０ａと、円柱状部材２０ａの外周面における頭皮４００と反対側の部分（図２における上端部）から張り出すフランジ部２０ｂと、を備える。蓋部２０の頭皮４００側（円柱状部材２０ａの頭皮４００側の面（図２及び３では、円状部材２０ａの下面））には、脳波測定用電極４０を挿入することができる円柱状の孔２１が形成されており、脳波測定用電極４０はこの孔２１に挿入される。ホルダー部２１０の内周面及び円柱状部材２０ａの外周面には、蓋部２０とホルダー部２１０とが螺合することができるようにネジ山が形成されている。フランジ部２０ｂは、蓋部２０とホルダー部２１０とが所定の度合いで螺合した場合において、ホルダー部２１０の上端面（頭皮４００と反対側の面）に当接するように形成されている。なお、蓋部２０は、導電性を有する合成樹脂などから形成されていてもよい。このとき、蓋部２０は、脳波測定用電極４０及び金属線３０と電気的に接続されている。
【００２５】
金属線３０は、一端が脳波測定用電極４０と電気的に接続され、他端がリード線５００と電気的に接続されている。金属線３０は、図２に示すように、蓋部２０の中心を貫通し、脳波測定用電極４０（後述の基底部５０）のほぼ中心に挿入される（図面において、金属線３０の断面を表すハッチングを省略し、金属線３０を実線で示した）。このとき、金属線３０は、脳波測定用電極４０を貫通はしておらず、先端が脳波測定用電極４０に突き刺さっているだけである。金属線３０は、脳波測定用電極４０に対しては回転不能で、蓋部２０に対しては回転可能になっている。
【００２６】
なお、金属線３０は、脳波測定用電極４０に挿入されずに、脳波測定用電極４０における蓋部２０と接している面に当接しているだけでもよい。このとき、脳波測定用電極４０は、金属線３０と電気的に接続されている。また、金属線３０は、脳波測定用電極４０と当接しているだけなので、脳波測定用電極４０に対しては回転可能になっている。
【００２７】
また、蓋部２０における孔２１の上面と接する面には、金属材料等から形成される、円形状（孔２１の上面と同じ形状）の金属板を設けてもよい。このとき、金属線３０は、脳波測定用電極４０に挿入されずに、この金属板と電気的に接続されている。さらに、この金属板は、脳波測定用電極４０と電気的に接続されている。また、基底部５０に伝達された電気信号は、この金属板を介して金属線３０に伝達される。金属板を設けることで、基底部５０と金属板との接触面積を大きく取ることが出来、電気信号を伝達し易くしている。
【００２８】
脳波測定用電極４０は、図２及び図１６に示すように、基底部５０と、突出部６０と、接触部７０と、を備える。基底部５０及び突出部６０は、変形可能な導電性ゴムなどで、型成型などの適宜の方法で形成されている。導電性ゴムは、弾性を有することによって、変形可能である（以下、各種ゴムについて同じ）。なお、導電性ゴムは、例えば、有機導電性ポリマー、導電性粉体材料を含有した高分子材料（液状のシリコーン樹脂等）、イオン性液体を含侵させた高分子材料で形成される。また、上記導電性粉体材料には、例えば、グラファイト、カーボンナノチューブ、銀微粒子等の金属粒子、ＡｇＣｌ粒子、有機導電性ポリマーの粉体等が用いられる。
【００２９】
基底部５０は、蓋部２０から見た場合に円形状である略円柱形状で形成されている。基底部５０は、蓋部２０と当接している側の円の中心に金属線３０が挿入されて固着され、金属線３０と電気的に接続されている。基底部５０は、少なくとも一部が蓋部２０の孔２１に収納され、蓋部２０との間の摩擦力によって保持されている。このとき、基底部５０は、蓋部２０に対して摺動可能である。なお、基底部５０は、蓋部２０の孔２１を設けず、例えば、円柱状部材２０ａの下面に設けた固定部材（例えば、基底部５０を引っ掛ける爪）、接着材、粘着材などの固定部によって、円柱状部材２０ａの下面に固定されてもよい。
【００３０】
突出部６０は、図４に示すように、上述したような導電性ゴムで形成された略円錐形状の部材である。突出部６０は、図２に示すように、基底部５０から頭皮４００の方向に突出して設けられ、基底部５０と電気的に接続されている。図５を参照すると、本実施形態における突出部６０は、基底部５０の頭皮４００側に７つの突出部６０が設けられている。なお、突出部６０の数はこの数に限られないが、突出部６０は複数設けられている方が望ましい。本実施形態では、突出部６０と基底部５０とは、同じ材料によって、一体的に形成されている。突出部６０は、円柱形状、多角柱形状（底辺及び上辺が多角形の形状）、多角錐（底辺が多角形の形状）などの形状であってもよい。
【００３１】
接触部７０は、金属材料で形成された、すなわち導電性を有する金属塊である。頭皮４００と接触するように突出部６０の先端に直接設けられている。これによって、接触部７０は、突出部６０と電気的に接続されていることにもなる。接触部７０は、例えば、基底部５０及び突出部６０を型成型するときに突出部６０に直接融着されるか（例えば、インサート成型などの方法）、導電性の接着材などの固着材によって突出部６０に固着されて、設けられる。接触部７０を構成する金属塊は、例えば、銀、金、白金、チタン等の単一成分であってもよいが、合金、導電性の金属酸化物、導電性の塩化物等からなるものであることが望ましい。なお、接触部７０は、内部と外部とで異なった成分を用いてもよく、例えば内部に銀を用い、外部に塩化銀を用いてもよい。なお、突出部６０は、金属線３０と電気的に接続されており、金属線３０は、リード線５００と電気的に接続されているので、突出部６０及び接触部７０は、信号解析装置７００と電気的に接続されていることにもなる。「電気的に接続する」とは、接続対象の両者を直接接続することのほか、接続対象の両者（例えば、接触部７０と信号解析装置７００）を他の導電性部材（例えば、突出部６０や金属線３０）を介して接続されるようにして、前記両者のうち少なくとも一方（例えば、接触部７０）から他方（例えば、信号解析装置７００）に電気が流れるように前記両者を接続することをも含む。
【００３２】
ここで、電極部材１００（脳波測定用電極４０）のキャップ２００への取り付け方法（装着方法）を説明する。脳波測定用電極４０が挿入された蓋部２０をホルダー部２１０に挿入して回していくことで、両者がネジ山によって螺合し、蓋部２０がホルダー部２１０に装着される。このとき、蓋部２０を回すほど、蓋部２０は、ホルダー部２１０内に進入し、頭皮４００に近づく（図２では、下側に進む）。蓋部２０には脳波測定用電極４０が挿入されているため、蓋部２０が頭皮４００に近づくことによって、脳波測定用電極４０が頭皮４００に近づき、やがて頭皮４００に接触する。その後、蓋部２０をさらに回していくと、脳波測定用電極４０は蓋部２０の締め付け具合に応じた圧力で頭皮４００を押圧することになる。従って、蓋部２０の回し具合を調節することによって、電極部材１００の頭皮４００に与える圧力を微調整することが可能となる。なお、蓋部２０がホルダー部２１０の内部に所定距離だけ進入すると、ホルダー部２１０の上端面（図２における頭皮４００と反対側の端面）にフランジ部２０ｂが当接する。これにより、蓋部２０がホルダー部２１０に進入しすぎることを防止できる。蓋部２０の回し具合の調節後に、リード線５００が金属線３０に接続される。
【００３３】
基底部５０を備える脳波測定用電極４０は、蓋部２０に摺動可能に挿入されているので、蓋部２０に対して独立して回転することができる。通常は蓋部２０と脳波測定用電極４０とが共に回転することになるが、蓋部２０が脳波測定用電極４０を回動可能に支持しているため、脳波測定用電極４０の突出部６０の間に頭髪が入り込んだり、接触部７０が頭皮に接触したりするなどして、脳波測定用電極４０の回転を妨げる力が脳波測定用電極４０に加わった場合には、蓋部２０は脳波測定用電極４０と独立して回転し、脳波測定用電極４０が回転しないようになっている。これによって、脳波測定用電極４０が頭髪に絡むリスクを軽減している。なお、金属線３０をリード線５００に接続するなどして回転出来ないようにし、蓋部２０が回転しても、脳波測定用電極４０は回転しないようにしてもよい。これにより、脳波測定用電極４０は最初から回転しないので、脳波測定用電極４０が頭髪に絡むリスクを軽減している。
【００３４】
次に、頭皮４００からの電気信号について説明する。頭皮４００に接触した接触部７０には、脳の様々な活動に応じて電気信号が頭皮４００から伝達される。頭皮４００に接触した接触部７０は、電気信号を頭皮４００から受け取る。この電気信号は脳波を表す。そして、伝達された電気信号は、突出部６０、基底部５０、金属線３０、リード線５００の順に伝達され（上述の金属板が基底部５０に設けられた場合には、基底部５０から、金属板を介して金属線３０に電気信号が伝達される）、信号解析装置７００に供給される。信号解析装置７００は、供給された電気信号を解析して、電気信号が表す脳波を特定する。このようにして、信号解析装置７００は、脳波を測定する。信号解析装置７００は、測定した脳波を解析し、その人（測定した脳波の持ち主）の考えを分析し、分析結果に応じて所定の動作を行う。例えば、信号解析装置７００は、分析結果を出力したり、分析結果に応答した動作を行ったりする。
【００３５】
次に、突出部６０について考える。本実施形態では、基底部５０と頭皮４００との間に突出部６０を備えているため、蓋部２０がホルダー部２１０内に進入することによって、突出部６０が頭髪の間に入り込んで、突出部６０の先端に設けられた接触部７０が頭皮４００に接触する。つまり、電極部材１００は、頭皮４００に接触しやすく、頭皮４００から電気信号を受け取り易い。なお、仮に、突出部６０が設けられていない場合には、頭皮４００の表面に頭髪があると基底部５０と頭皮４００との間に頭髪が挟まり、接触部７０が頭皮４００に接触することが困難になり、頭皮４００から電気信号を受け取れないおそれがある。また、突出部６０は、上記のようにゴムで形成されて弾性を有し、変形可能であるので、頭髪が巻き付いても頭髪を強く引っ張ることがなく、被験者に痛みや不快感を与えるおそれが小さい。さらに、接触部７０が頭皮４００に接触すると、接触部７０が金属材料から形成されている（電極部材１００の頭皮４００との接触部分が固い）ことにより被験者に痛みや不快感を与えるおそれがあるが、本実施形態に係る突出部６０は、接触部７０（金属材料）が頭皮４００に与える固さを、突出部６０が変形可能であることによって（特に、突出部６０が可撓性を有して撓むことによって）柔軟に緩和し、被験者に痛みや不快感を与えるおそれが低い。さらに、電極部材１００は、日常的に、かつ長時間にわたって連続的に使用されても、突出部６０の変形（ここでは、撓む）により頭皮４００への負担を抑えることができる。
【００３６】
また、仮に、少なくとも突出部６０（基底部５０及び突出部６０）を、導電性ゲルを用いて形成した場合には、突出部６０は、変形し易く、また、乾燥による劣化が生じやすい。このため、脳波測定用電極４０が使い捨てになってしまう場合があった。しかし、本実施形態では、突出部６０（及び基底部５０）に導電性ゴムを用いたので、強度があがり、導電性ゲルを用いた場合より脳波測定用電極４０を複数回使用できる。このように、本実施形態に係る脳波測定用電極４０は、突出部６０がゴムで形成され、金属材料の接触部７０で頭皮４００からの電気信号を受け取る（検出する）ので、頭皮への負担を抑えつつも、複数回の使用が可能になっている。
【００３７】
なお、本願発明者は、導電性ゴムから形成された接触部７０（つまり、接触部７０も含め、脳波測定用電極４０を一体的に導電性ゴムによって形成した場合における接触部７０）を頭皮４００に接触させて脳波を測定したところ、脳波を表す電気信号が頭皮４００から信号解析装置７００にうまく伝達されず、脳波を精度良く測定できない場合があることを見出した。本願発明者は、この現象が生じる理由を、脳波を表す電気信号が頭皮４００から脳波測定用電極４０にうまく伝達されないことによるものであることを見出した。そこで、本実施形態では、接触部７０を金属材料で形成している。このようにすることで、接触部７０が導電性ゴムから形成された場合に比べて、頭皮４００から脳波を表す電気信号を受け取り易くなり、脳波を精度良く測定することが出来た。これは、接触部７０と頭皮４００との接触面に起こる抵抗（接触抵抗）が低くなり、金属で形成された接触部７０を介して電気信号を受け取り易くなったことが理由の一因と予測される。以上より、本実施形態に係る脳波測定用電極４０（脳波測定装置１０００）では、突出部６０の先端に金属材料から形成される接触部７０を設けることで、脳波を精度良く測定することができるとともに、突出部６０に導電性ゴムを用いたので、頭皮４００への負担を抑えることができる。
【００３８】
なお、脳波測定用電極４０を含む脳波測定装置１０００は、例えば、近年その有用性が注目されているブレイン−マシン・インターフェイス（Ｂｒａｉｎ−Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：ＢＭＩ）又はブレイン−コンピュータ・インターフェイス（Ｂｒａｉｎ−Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ： ＢＣＩ）として用いられる。ＢＭＩ（以下、特に断りのない限り、本明細書においてBMIはBCIを包含する概念を表す言葉として用いられる。）とは、脳の活動によって生じる脳波を表す電気信号を読み取り、これを直接コンピュータ等の電子機器に入力する形式のインターフェースである。これにより、コンピュータ等の電子機器をより直感的に操作することが可能になると期待されている。また、手足を使わなくてもコンピュータ等を操作することが可能になるため、福祉、医療、介護分野等への応用も期待されている。
【００３９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る脳波測定用電極４０について、図６を参照しながら説明する。第２の実施形態を説明するにあたり、第１の実施形態と異なる点を中心に説明するとともに、同様の部材については同じ符号を付して説明する。第２の実施形態では、接触部７０が、第１の実施形態のように単一の金属塊ではなく、第１の実施形態で用いた金属塊よりも小さな複数の金属粒子７１で構成されている。金属粒子７１は、第１の実施形態と同様に、金属材料で形成される。金属粒子７１は、突出部６０の先端に埋設されており、少なくとも一部が突出部６０の頭皮４００側に露出している。上記のような埋設によって、各金属粒子７１は、突出部６０と電気的に接続されている。これによって、第１の実施形態と同様に、各金属粒子７１は、金属線３０、リード線５００、信号解析装置７００などとも電気的に接続されていることになる。各金属粒子７１は、金属材料で形成されているため、上記第１の実施形態と同様に、金属粒子７１は、脳波を精度良く測定することが出来る。金属粒子７１が受け取った電気信号は、各金属粒子７１、突出部６０、基底部５０、金属線３０、リード線５００、信号解析装置７００の順に伝達される。また、第２の実施形態に係る各金属粒子７１は、第１の実施形態に係る脳波測定用電極４０とは違い、接触部７０を小さな複数の金属粒子７１にすることで、頭皮４００に加える圧力を分散し柔らかさを被験者に与える。
【００４０】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る脳波測定用電極４０について、図７を参照しながら説明する。第３の実施形態を説明するにあたり、第１の実施形態と異なる点を中心に説明するとともに、同様の部材については同じ符号を付して説明する。第３の実施形態に係る脳波測定用電極４０は、図７に示すように、金属部７０ａと、第１の金属膜７０ｂと、第２の金属膜７０ｃと、を備える（図７において、第１の金属膜７０ｂ及び第２の金属膜７０ｃの断面を表すハッチングを省略し、第１の金属膜７０ｂ及び金属膜７０ｃを太線で示した）。金属部７０ａは、金属材料で形成された、すなわち導電性を有する金属塊であり、突出部６０の先端に直接設けられている。第１の金属膜７０ｂは、金属部７０ａを被覆する。第２の金属膜７０ｃは、突出部６０における頭皮４００と接触する可能性のある部分を被覆する。第１の金属膜７０ｂと第２の金属膜７０ｃとは、金属材料によって、蒸着やメッキ等の方法で、一体的に形成される。第１の金属膜７０ｂと第２の金属膜７０ｃとは、別々に形成されるようにしてもよい。第１の金属膜７０ｂと第２の金属膜７０ｃとは、変形可能であり、突出部６０が変形することを維持できるように構成される。第３の実施形態では、第１の金属膜７０ｂと第２の金属膜７０ｃとは、金属部７０ａ、突出部６０などと電気的に接続され、脳波測定用電極４０の外部と電気的に接続されている。第３の実施形態における接触部７０は、金属部７０ａと第１の金属膜７０ｂとから構成されている。第１の金属膜７０ｂ及び金属膜７０ｃは、頭皮に接触すると頭皮から電気信号を受け取ることができる。
【００４１】
ここで、第２の金属膜７０ｃが被覆されていない場合について考える。突出部６０は、頭皮４００に接触すると変形し、例えば、曲がるように変形する（撓む）場合がある。この場合、突出部６０（特に、金属部７０ａ近傍の側面）が頭皮４００に接触する可能性がある。しかし、突出部６０は、導電性ゴムから形成されているので頭皮４００から電気信号を受け取ることが難しい場合がある。
【００４２】
そこで、第３の実施形態では、金属材料で形成された第２の金属膜７０ｃで、突出部６０（特に、突出部６０が変形するなどして、頭皮４００と接触する可能性のある部分）を被覆する。これによって、突出部６０が変形しても、第２の金属膜７０ｃが頭皮４００に接触するので、第２の金属膜７０ｃによって、脳波測定用電極４０は頭皮４００から電気信号を受け取り易くなる。第１の金属膜７０ｂが受け取った電気信号は、金属部７０ａ、突出部６０、基底部５０、金属線３０、リード線５００、信号解析装置７００の順に伝達される。または、第２の金属膜７０ｃが受け取った電気信号は、突出部６０、基底部５０、金属線３０、リード線５００、信号解析装置７００の順に伝達される。
【００４３】
また、第１の実施形態のように突出部６０の先端には金属塊を設けずに、突出部６０の先端などに蒸着やメッキ等を施すことで第１の金属膜７０ｂと第２の金属膜７０ｃとを形成してもよい。第１の金属膜７０ｂは、突出部６０が変形しないときに、頭皮４００に接触可能な部分であり、第１の金属膜７０ｂは、突出部６０が変形したときに、頭皮４００に接触可能な部分である。つまり、接触部７０は、この第１の金属膜７０ｂだけで構成される。
【００４４】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る脳波測定用電極４０について、図８を参照しながら説明する。第４の実施形態を説明するにあたり、第１の実施形態と異なる点を中心に説明するとともに、同様の部材については同じ符号を付して説明する。第４の実施形態に係る脳波測定用電極４０は、図８に示すように、金属板８５ａと、導線８０と、をさらに備える（図８において、導線８０の断面を表すハッチングを省略し、導線８０を実線で示した）。金属板８５ａは、導電性を有する金属材料で形成され、電極部材１００における蓋部２０と当接している部分に設けられている。また、第４の実施形態では、金属線３０が金属板８５ａと電気的に接続されている。このとき、金属線３０は、金属板８５ａに対しては回転不能になるように（例えば、金属線３０と金属板８５ａとをはんだ付けしない等によって）、金属板８５ａと電気的に接続されている。導線８０は、導電性を有する金属材料からなり、変形可能な（ここでは、可撓性を有する）細い線状で形成されており、導線８０によって突出部６０の変形できなくなることはない。金属板８５ａ及び導線８０は、例えば、銀、金、白金、チタン等の単一成分であってもよいが、合金、導電性の金属酸化物、導電性の塩化物等からなるものであることが望ましい。導線８０は、突出部６０及び基底部５０の内部を通り、一端が接触部７０と電気的に接続され、他端が金属板８５ａと電気的に接続されている。これにより、接触部７０が頭皮４００から受け取った電気信号は、導線８０を介して金属板８５ａに伝達される。また、第４の実施形態に係る突出部６０及び基底部５０は、変形可能であるが導電性を有してはいない弾性ゴム（合成ゴムや天然ゴムなど）で形成されている。これによって、第４の実施形態では、突出部６０及び基底部５０が導電性を有することなく（有機導電性ポリマー、導電性粉体材料を用いることなく）、金属板８５ａ及び導線８０を介して脳波を測定することが出来る。ただし、突出部６０及び基底部５０が導電性を有していてもよい。接触部７０が受け取った電気信号は、導線８０、金属板８５ａ、金属線３０、リード線５００、信号解析装置７００の順に伝達される。
【００４５】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係る脳波測定用電極４０について、図９を参照しながら説明する。第５の実施形態を説明するにあたり、第１の実施形態と異なる点を中心に説明するとともに、同様の部材については同じ符号を付して説明する。第５の実施形態に係る脳波測定用電極４０は、図９に示すように、金属板８５ｂと、ワイヤー（導線）８２と、を備える（図９において、ワイヤー８２の断面を表すハッチングを省略し、ワイヤー８２を実線で示した）。金属板８５ｂは、導電性を有する金属材料で形成され、脳波測定用電極４０における蓋部２０と当接している部分に設けられている。また、第５の実施形態では、第１の実施形態とは違い、金属線３０が金属板８５ｂと電気的に接続されている。このとき、金属線３０は、金属板８５ｂに対しては回転不能であるように（例えば、金属線３０と金属板８５ｂとをはんだ付けしない等によって）、金属板８５ｂと電気的に接続されている。ワイヤー８２は、導電性を有する金属材料からなり、変形可能な（可撓性を有する）細い線状で形成されており、ワイヤー８２によって突出部６０の変形できなくなることはない。金属板８５ｂ及び導線８０は、例えば、銀、金、白金、チタン等の単一成分であってもよいが、合金、導電性の金属酸化物、導電性の塩化物等からなるものであることが望ましい。ワイヤー８２は、図９に示すように、突出部６０の内部を通り、ワイヤー８２の一部を突出部６０の頭皮４００側（先端）から外部に露出させることで、この露出部分が第１の実施形態に係る接触部７０と同じように頭皮４００から電気信号を受け取る。つまり、第５の実施形態の接触部７０は、ワイヤー８２のうち、突出部６０から外部に露出している部分で構成される。ワイヤー８２は、一端又は両端が金属板８５ｂと電気的に接続されている。また、第５の実施形態に係る突出部６０及び基底部５０は、変形可能であるが導電性を有してはいない弾性ゴム（合成ゴムや天然ゴムなど）で形成されている。これによって、第５の実施形態では、突出部６０及び基底部５０が導電性を有することなく、金属板８５ｂ及び導線８０を介して脳波を測定することが出来る。ただし、突出部６０及び基底部５０が導電性を有していてもよい。接触部７０が受け取った電気信号は、ワイヤー８２、金属板８５ｂ、金属線３０、リード線５００、信号解析装置７００の順に伝達される。
【００４６】
（変形例）
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、上記実施形態の内容は適宜変更可能である。以下に、上記実施形態の変形例を示すが、下記の変形例は適宜組み合わせることができる。なお、上記各実施形態の構成も適宜組合せることができる。
【００４７】
（変形例１）
上記実施形態に係る脳波測定用電極４０は、図１０に示すように、さらにスペーサー９０を備えてもよい。スペーサー９０は、頭髪に当接することで、突出部６０における、頭髪の間に入り込む長さを調整するものである。スペーサー９０は、合成樹脂等から形成され（例えば、絶縁性を有する。導電性を有していてもよい。）、基底部５０の頭皮４００側に固着されて各突出部６０の間に設けられる。スペーサー９０は、頭髪の密度又は量が少なくなるほど、突出部６０が突出する方向の長さを長くし、突出部６０における基底部５０から突出している長さを短くするように形成される。これによって、頭髪の密度又は量が少ない場合には、突出部６０における、頭髪の間に入り込む長さが短くなり、頭髪の密度又は量が多い場合には、突出部６０における、頭髪の間に入り込む長さが長くなるので、突出部６０の先端にある接触部７０は、頭皮４００に過度に突き刺さらず、適度な押圧を頭皮４００に加えることが可能になり、頭皮４００に与えるストレスが軽減される。
【００４８】
（変形例２）
次に、上記実施形態に係る蓋部２０は、図１１が示すようなものを用いてもよい。蓋部２０は、図１１に示すように、蓋部２０が備える円柱状部材２０ａの内周面に凸部２２ａを、さらに備える。蓋部２０の凸部２２ａは、円柱状部材２０ａの内周面を一周するようにリング状に形成されている。蓋部２０の孔２１に変形可能な脳波測定用電極４０が挿入されると、脳波測定用電極４０は、図１１に示すように、凸部２２ａに圧迫されてわずかに変形する。このため、脳波測定用電極４０は、凸部２２ａに引っかかるので、蓋部２０からの不慮の脱落を防ぎ、電極部材１００の取り扱いをさらに容易にすることができる。なお、先に述べたように凸部２２ａは蓋部２０の内周面を一周するようリング状に形成されているため、脳波測定用電極４０が水平方向に回転可能である。
【００４９】
（変形例３）
次に、上記実施形態に係るホルダー部２１０及び蓋部２０は、図１２が示すようなものを用いてもよい。蓋部２０は、図１２に示すように、円柱部材２０ａの外周面に凸部２２ｂをさらに備える。凸部２２ｂは、円柱部材２０ａの外周面を一周するようなリング状で形成されている。ホルダー部２１０は、図１２に示すように、内周面に複数の凹部２３０をさらに備える。各凹部２３０は、ホルダー部２１０の内周面を一周するようなリング状で形成される。また、各凹部２３０が凸部２２ｂと噛み合うことで、電極部材１００は頭皮４００との距離（図１２では、上下方向）が固定される（不慮の脱落帽子になる）。以上のように、ホルダー部２１０の内周面に複数の凹部２３０を設けることで、蓋部２０はホルダー部２１０に対して多段階的に位置が決まる。このため、脳波測定用電極４０を頭皮４００に接触させたあとに、電極部材１００のホルダー部２１０に対して挿入される度合いを変更したい場合に、電極部材１００を回すことなくその度合いを変更することができる。また、各凹部２３０及び凸部２２ｂがリング状で形成されていることで、蓋部２０は、ホルダー部２１０に対して、蓋部２０におけるホルダー部２１０と接している面の方向（図１２では、左右方向）に摺動可能である。なお、円柱部材２ａ及びホルダー部２１０には、互いに螺合するネジ山が形成されていない。
【００５０】
（変形例４）
次に、上記実施形態に係る突出部６０は、通常図１６に示すように、中央に位置する突出部６０を中心に広がる同心円状に広がる配置で形成されているが、図１７に示すように、くし状の配置（列）を、複数有するように形成されてもよい。突出部６０は、くし状の配置で、一列に形成してもよい。図１７は変形例４に係る脳波測定用電極４０の全体の一部を切り出して説明した図であり、基底部５０の断面を表すハッチングを省略した。
【実施例１】
【００５１】
本発明に係る脳波測定用電極４０について、実施例１を示しながらさらに詳細に説明する。実施例１では、図２等に示した第１の実施形態に係る電極部材１００（脳波測定用電極４０）、及びキャップ２００を作製した。まず、キャップ部２２０に相当する市販の頭部保護用キャップに、直径１６ｍｍの円柱状の貫通孔を数カ所形成した。次に、この円柱状の貫通孔に市販のステンレス製雌ねじ（直径１６ｍｍ）を、シリコーン系接着剤を用いて取り付けた。この雌ねじは、第１の実施形態におけるホルダー部２１０として機能するものである。
【００５２】
蓋部２０は、所定の形状の鋳型にエポキシ系常温硬化樹脂テクノビット（登録商標）４００４を流し込み、それを硬化させることによって作製した。このとき、直径０．５ｍｍ、長さ２０ｍｍの銀線（金属線３０に相当）を中心に差し込み、銀線の両端が蓋部２０の外に出るように銀線を差し込む。なお、銀線のうち脳波測定用電極４０に挿入される長さが約５ｍｍとなるように銀線の位置を調整した。硬化後、エポキシ系常温硬化樹脂テクノビットを取り出した。そして、上記成形物を取り出したあとに、蓋部２０のフランジ部２０ｂが配置された側の面（図２における上面）から露出した銀線にリード線５００をはんだ付けした。
【００５３】
脳波測定用電極４０は、図１３に示す鋳型６００を用いて作製した。鋳型６００は、図１３に示すように、上鋳型６１０と下鋳型６２０とから構成されている。上鋳型６１０と下鋳型６２０とは分離可能である。実施例１において、上鋳型６１０には、高さが５ｍｍ、円柱状の孔の内径が１６ｍｍ、下鋳型６２０には、内径１．５ｍｍ、深さ５ｍｍの略円錐形の孔が７箇所形成されているものを用いた。下鋳型６２０の略円錐形の各孔に合金（接触部７０の金属塊に相当）を挿入し、鋳型６００に導電性樹脂ペーストを流し込んだ。そして、６０℃で１５時間以上かけて導電性樹脂ペーストを固化させ、鋳型６００から固化した導電性樹脂ペーストを取り出した。この取り出した導電性樹脂ペーストが第１の実施形態に係る脳波測定用電極４０である。なお、導電性樹脂ペーストは、液状のシリコーン樹脂、カーボンナノチューブ、をそれぞれ９２．５％、７．５％の重量基準で混練することによってペースト状にしたものである。
【実施例２】
【００５４】
次に、実施例２では、図８に示した第４の実施形態に係る脳波測定用電極４０を作製した。キャップ２２０及び蓋部２０は、実施例１と同様の手順により作製した。ただし、実施例２では、蓋部２０に挿入される銀線を脳波測定用電極４０に挿入しないように蓋部２０を作製する。
【００５５】
実施例２においても、実施例１と同じ鋳型６００を用いて、脳波測定用電極４０を作成する。実施例２では、下鋳型６００の円錐形の各孔に合金を挿入したのちに、銀線（導線８０に相当）を鋳型６００に挿入した。このとき、銀線は、一端が各合金と電気的に接続されるように鋳型６００に挿入した。なお、銀線は、直径０．５ｍｍ、長さ１０ｍｍである。次に、実施例１とは違い、鋳型６００にカーボンナノチューブを含有しない樹脂ペースト、つまり導電性のない樹脂ペーストを流し込んだ。そして、樹脂ペーストを固化させ、鋳型６００から固化した樹脂ペーストを取り出す。最後に、銀線の他端と電気的に接続するように、固化した樹脂ペーストに金属板（金属板８５ａに相当）を貼り付けた。以上より、第４の実施形態に係る脳波測定用電極４０が得られる。
【実施例３】
【００５６】
次に、実施例３では、図９に示した第５の実施形態に係る脳波測定用電極４０を作製した。キャップ２２０及び蓋部２０は、実施例１と同様の手順により作製した。ただし、実施例３では、蓋部２０に挿入される銀線を脳波測定用電極４０に挿入しないように蓋部２０を作製する。
【００５７】
実施例３においても、実施例１と同じ鋳型６００を用いて、脳波測定用電極４０を作成する。実施例３では、下鋳型６２０の円錐形の各孔に銀線（ワイヤー８２に相当）を挿入した。なお、銀線は、直径０．１ｍｍ、長さ２０ｍｍのものであり、略中央でヘアピン状に折り曲げたものである。次に、鋳型６００にカーボンナノチューブを含有しない樹脂ペースト、つまり導電性のない樹脂ペーストを流し込み、樹脂ペーストを固化させた。そして、鋳型６００から固化した樹脂ペーストを取り出した。最後に、銀線の一端と電気的に接続するように、固化した樹脂ペーストに金属板（金属板８５ｂに相当）を貼り付けた。以上より、第５の実施形態に係る脳波測定用電４０が得られる。
【００５８】
（測定結果）
以下、第１の実施形態（実施例１）に係る電極部材１００による脳波の測定結果を示す。そこで、ＢＭＩの電極として、脳波測定用電極４０を用いて、脳波の測定結果を示す。なお、ＢＭＩとは、脳の活動により生じる脳波を表す電気信号等を読み取り、これを直接電子機器に入力する形式のインターフェースである。
【００５９】
実施例１において作製されたキャップ、脳波測定用電極（脳波測定用電極付きキャップ）を用いて脳波測定を以下の手順により実施した。まず、被験者にキャップを被せた。次に、キャップの各貫通孔に取り付けられたホルダー部に、電極部材をそれぞれ突出部が頭皮の方向を向くように挿入した。なお、電極部材（特に、脳波測定用電極）は、使用する直前に消毒用エタノールにより消毒して用いた。蓋部がホルダー部に対して所定の位置に来るように、蓋部を回転させながらホルダー部に取り付けた。ホルダー部に脳波測定用電極を締め付ける際に、最初は蓋部の回転に伴い脳波測定用電極も回転したが、突出部が頭髪又は頭皮と当接すると、脳波測定用電極は回転せず蓋部のみが独立して回転し、脳波測定用電極を頭皮に押圧した。このため、脳波測定用電極が被験者の頭髪を巻き込むことはなかった。このとき、被験者に装着感を確認したが、痛みや不快感を訴える被験者はいなかった。従って、実施例１において作製した脳波測定用電極が、頭髪を巻き込んだり、頭皮に対して過度の圧力を加えたりして被験者に痛みや不快感を与えるおそれが小さいことが確認された。
【００６０】
脳波測定用電極が頭皮に対して所定の位置と圧力とで固定された後、電極部材に接続されているリード線を市販の脳波計測器（ｇ．ｔｅｃ社製）と接続し、頭皮と脳波測定用電極との間のインピーダンスを測定した。測定値はいずれも１５ｋΩ以下であり、ＢＭＩに十分な程度の導通が確保されていることが確認された。また、実施例２、実施例３において作製した脳波測定用電極についても同様に測定を行い、こちらも測定値が１５ｋΩ以下であることが確認された。
【００６１】
さらに、図１４、図１５を用いて、実施例１に係る脳波測定用電極で測定された脳波の例（グラフ）を示す。図１４、図１５に示したグラフは、脳波計測器のアナログ−デジタル変換回路（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を用いてアナログ電圧をデジタル電圧に変換し、１ＬＳＢ（最小分解能）を０．２４ｐＶとして、電圧（測定した脳波）のデータを示したものである。ただし、図１４、図１５に示したグラフでは、頭皮からの電気信号（電圧）を、５０Ｈｚを中心とした帯域幅２Ｈｚの双2次フィルタ（ｂｉｑｕａｄ ｆｉｌｔｅｒ）によるノッチフィルターと１Ｈｚから４５Ｈｚの２０次のバンドパスフィルタとをソフトウェア上で掛けて処理したもの（脳波）を示した。なお、図１４、図１５に示したグラフは、縦軸に電圧［μＶ］、横軸［ｍｓ］に時間をとったものである。実施例１に係る脳波測定用電極（金属材料から形成された接触部）を用いて脳波を測定すると、図１４が示すようなα波を測定することができた。また、脳波測定中において、被験者が約６００［ｍｓ］、約１４００［ｍｓ］のときに瞬きをすると、図１５が示すような、スパイク上の波形（約６００［ｍｓ］、約１４００［ｍｓ］）を測定することが出来た。導電性ゴムだけから形成された脳波測定用電極（導電性ゴムから形成された接触部）を用いて脳波を測定したところ、α波及び瞬きを表す脳波をそもそも測定することができなかった。したがって、実施例１に係る脳波測定用電極を用いて脳波を測定すると、接触部が導電性ゴムから形成された場合に比べて、脳波を精度良く測定できることが確認された。以上のように、実施例１に係る脳波測定用電極は、頭皮に対して過度の圧力を加えることなく、脳波を精度よく測定できることが確認された。また、実施例２、３についても、実施例１と同様のインピーダンスが得られているので、実施例２、３に係る脳波測定用電極を用いた場合でも、実施例１と同様に、頭皮に対して過度の圧力を加えることなく、脳波が精度よく測定できると考えられる。
【００６２】
以上、実施の形態、変形例及び実施例を挙げて本発明について詳細に説明したが、本発明の範囲は上記の実施の形態などに限定されるものではないことは言うまでも無い。当業者により為される改良、置換、組み合わせ等は、本発明の要旨を超えない限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６３】
１０００ 脳波測定装置
１００ 電極部材
２０ 蓋部
２０ａ 円柱状部材
２０ｂ フランジ部
２１ 孔
２２ａ 凸部
２２ｂ 凸部
３０ 金属線
４０ 脳波測定用電極
５０ 基底部
６０ 突出部
７０ 接触部
７１ 金属粒子
７０ａ 金属部
７０ｂ 第１の金属膜
７０ｃ 第２の金属膜
８０ 導線
８２ ワイヤー
８５ａ 金属板
８５ｂ 金属板
９０ スペーサー
２００ キャップ
２１０ ホルダー部
２２０ キャップ部
２３０ 凹部
４００ 頭皮
５００ リード線
６００ 鋳型
６１０ 上鋳型
６２０ 下鋳型
７００ 信号解析装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脳波を測定するための脳波測定用電極であって、
基底部と、
前記基底部から突出して設けられた、ゴムからなる突出部と、
前記突出部の先端に設けられ、前記脳波測定用電極の外部と電気的に接続され、前記脳波の測定時に頭皮に接触する、金属からなる接触部と、
を備えることを特徴とする脳波測定用電極。
【請求項２】
前記突出部は、導電性ゴムからなり、
前記接触部は、前記突出部を介して前記外部と電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の脳波測定用電極。
【請求項３】
前記突出部に設けられ、変形可能な導体をさらに備え、
前記接触部は、前記導体を介して前記外部と電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の脳波測定用電極。
【請求項４】
前記突出部に設けられ、変形可能な導体をさらに備え、
前記接触部は、前記導体と一体的に形成されており、前記導体を介して前記外部と電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の脳波測定用電極。
【請求項５】
前記接触部は、複数の金属粒子からなる、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の脳波測定用電極。
【請求項６】
前記接触部は、金属膜からなる、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の脳波測定用電極。
【請求項７】
前記突出部は、少なくとも一部が、前記外部と電気的に接続される、金属膜で被覆されている、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の脳波測定用電極。
【請求項８】
前記基底部上に設けられたスペーサーをさらに備え、
前記スペーサーは、前記脳波の測定時に、前記突出部の頭髪の合間に挿入される部分を短くする、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の脳波測定用電極。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の脳波測定用電極と、
前記脳波測定用電極が頭皮に接触するように取り付けられる、前記頭皮を覆う覆い部材と、
を備えることを特徴とする脳波測定用部材。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の脳波測定用電極を備える、
ことを特徴とする脳波測定装置。
【請求項１】
脳波を測定するための脳波測定用電極であって、
基底部と、
前記基底部から突出して設けられた、ゴムからなる突出部と、
前記突出部の先端に設けられ、前記脳波測定用電極の外部と電気的に接続され、前記脳波の測定時に頭皮に接触する、金属からなる接触部と、
を備えることを特徴とする脳波測定用電極。
【請求項２】
前記突出部は、導電性ゴムからなり、
前記接触部は、前記突出部を介して前記外部と電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の脳波測定用電極。
【請求項３】
前記突出部に設けられ、変形可能な導体をさらに備え、
前記接触部は、前記導体を介して前記外部と電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の脳波測定用電極。
【請求項４】
前記突出部に設けられ、変形可能な導体をさらに備え、
前記接触部は、前記導体と一体的に形成されており、前記導体を介して前記外部と電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の脳波測定用電極。
【請求項５】
前記接触部は、複数の金属粒子からなる、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の脳波測定用電極。
【請求項６】
前記接触部は、金属膜からなる、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の脳波測定用電極。
【請求項７】
前記突出部は、少なくとも一部が、前記外部と電気的に接続される、金属膜で被覆されている、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の脳波測定用電極。
【請求項８】
前記基底部上に設けられたスペーサーをさらに備え、
前記スペーサーは、前記脳波の測定時に、前記突出部の頭髪の合間に挿入される部分を短くする、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の脳波測定用電極。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の脳波測定用電極と、
前記脳波測定用電極が頭皮に接触するように取り付けられる、前記頭皮を覆う覆い部材と、
を備えることを特徴とする脳波測定用部材。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の脳波測定用電極を備える、
ことを特徴とする脳波測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−１１１３６１（Ｐ２０１３−１１１３６１Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６２０３２（Ｐ２０１１−２６２０３２）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（８０３００００５６）財団法人ヒューマンサイエンス振興財団 (341)
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（８０３００００５６）財団法人ヒューマンサイエンス振興財団 (341)
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