特許 7339083 脳波測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-28

(45)【発行日】2023-09-05

(54)【発明の名称】脳波測定装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/291 20210101AFI20230829BHJP

   A61B 5/26 20210101ALI20230829BHJP

【ＦＩ】

A61B5/291

A61B5/26 200

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2019164326

(22)【出願日】2019-09-10

(65)【公開番号】P2020054805

(43)【公開日】2020-04-09

【審査請求日】2022-08-26

(31)【優先権主張番号】P 2018184190

(32)【優先日】2018-09-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000230962

【氏名又は名称】日本光電工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所

(72)【発明者】

【氏名】中川 理規

(72)【発明者】

【氏名】馬瀬 隆造

【審査官】外山 未琴

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００４２４３９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１７－５０５１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１０８０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９９２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９４０５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第９６／０２４９０６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許第０５５６６６７８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／２５

Ａ６１Ｂ ５／３６９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検者の頭部における第一位置に配置される第一電極と、
前記被検者の第二位置に配置される第二電極と、
前記第一電極と前記第二電極の電位差の基準となる電位を提供する第三電極と、
前記第一電極を支持しており、かつ前記電位差の測定中にユーザの手で保持される部分を有している本体と、
を備えており、
前記第二電極と前記第三電極が信号線を介して前記本体と接続されることにより、前記第一電極、前記第二電極、および前記第三電極の相対位置が変更可能とされている、
脳波測定装置。

【請求項2】

被検者の頭部における第一位置に配置される第一電極と、
前記被検者の第二位置に配置される第二電極と、
前記第一電極と前記第二電極の電位差の基準となる電位を提供する第三電極と、
前記電位差の測定中にユーザの手で保持される部分を有している本体と、
を備えており、
前記第一電極と第三電極は、相対位置不変に前記本体に支持されており、
前記第二電極は、信号線を介して前記本体と接続されることにより、前記第一電極および前記第三電極との相対位置を変更可能とされている、
脳波測定装置。

【請求項3】

前記第一電極と前記第三電極は、前記本体から突出している、
請求項２に記載の脳波測定装置。

【請求項4】

前記第一電極と前記第三電極は、突出方向に沿って変位可能に前記本体に支持されている、
請求項３に記載の脳波測定装置。

【請求項5】

前記第一電極と前記第三電極は、突出方向と交差する方向へ変位可能に前記本体に支持されている、
請求項３または４に記載の脳波測定装置。

【請求項6】

被検者の頭部における第一位置に配置される第一電極と、
前記被検者の第二位置に配置される第二電極と、
前記第一電極と前記第二電極の電位差の基準となる電位を提供する第三電極と、
前記電位差の測定中にユーザの手が入る手袋形状を有しており、少なくとも前記第一電極を支持している本体と、
を備えている、
脳波測定装置。

【請求項7】

前記第一電極、前記第二電極、および前記第三電極の各々は、前記本体における前記ユーザの指が入る部分に支持されている、
請求項６に記載の脳波測定装置。

【請求項8】

前記電位差の経時変化に応じた音を出力する報知部を備えている、
請求項１から７のいずれか一項に記載の脳波測定装置。

【請求項9】

前記音の大小は前記経時変化の振幅によって表現され、前記音の高低は前記経時変化の周波数によって表現される、
請求項８に記載の脳波測定装置。

【請求項10】

前記音は、脳波計のペンによる記録音を模した音である、
請求項８または９に記載の脳波測定装置。

【請求項11】

前記報知部は、前記電位差の経時変化が脳の異常に対応している場合に特定の音を出力するように構成されている、
請求項８から１０のいずれか一項に記載の脳波測定装置。

【請求項12】

前記報知部は、ユーザの耳に装着される部分を有している、
請求項８から１１のいずれか一項に記載の脳波測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、脳波測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

脳波は、人間の脳活動により生じる電気信号である。脳波測定装置は、被検者の頭表に装着された脳波電極を通じて脳波を測定する。測定される脳波は、頭表の位置によって異なる。したがって、脳波の測定に際しては、多数の脳波電極をそれぞれ頭表の所定位置に配置する必要がある。脳波電極の配置例としては、国際１０－２０電極配置法が知られている。

【0003】

特許文献１に記載された脳波測定装置においては、被検者の頭部に装着されるヘッドキャップ上に多数の脳波電極が支持されている。脳波電極の配置は、国際１０－２０電極配置法に準拠するように定められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】米国特許第５２９３８６７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年、救急医療分野においても脳波の測定が基づく診断が期待されている。しかしながら、特許文献１に記載された脳波測定装置の場合、多数の脳波電極をすべての所定位置に配置するには時間がかかり、緊急を要する事態に応えられないおそれがある。

【0006】

本発明の目的は、より迅速かつ容易な脳波の取得を支援することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するための一態様は、脳波測定装置であって、
被検者の頭部における第一位置に配置される第一電極と、
前記被検者の第二位置に配置される第二電極と、
少なくとも前記第一電極を支持しており、かつ測定中にユーザの手で保持される部分を有している本体と、
を備えている。

【0008】

国際１０－２０電極配置法に基づく脳波測定法は、多数の脳波電極を全ての所定箇所に配置する作業に時間を要する。患者の脳の異常を迅速に認識することが求められる救急医療などの分野においては、より迅速かつ容易な脳波の取得が求められる。

【0009】

上記のような構成によれば、第二電極を適宜の位置に装着してから被検者の頭部の第一位置に第一電極を配置するだけの簡単な操作で、第一電極と第二電極の電位差に相当する被検者の脳波を取得できる。また、第一位置は、本体を保持しているユーザの手によって測定中でも自由に変更できる。したがって、特に救急医療などの現場で求められる、より迅速かつ容易な脳波の取得を支援できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】各実施形態に共通する脳波測定装置の機能構成を示している。

【図2】第一実施形態に係る脳波測定装置を示している。

【図3】第二実施形態に係る脳波測定装置を示している。

【図4】図３の脳波測定装置の変形例を示している。

【図5】図３の脳波測定装置の変形例を示している。

【図6】第三実施形態に係る脳波測定装置を示している。

【図7】第四実施形態に係る脳波測定装置を示している。

【発明を実施するための形態】

【0011】

添付の図面を参照しつつ、実施形態の例を以下詳細に説明する。各図面においては、説明対象の各要素を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

【0012】

図１は、各実施形態に共通する脳波測定装置１０の機能構成を示している。脳波測定装置１０は、第一電極２１、第二電極２２、第三電極２３、信号処理回路３１、電源３２、および出力インターフェース３３を備えている。

【0013】

第一電極２１は、導電性を有している。第一電極２１は、被検者の頭部における脳波の測定を所望する箇所に配置されて当該箇所の第一電位Ｖ１を検出する。

【0014】

第二電極２２は、導電性を有している。第二電極２２は、被検者の身体に配置されて当該箇所の第二電位Ｖ２を検出する。第二電極２２が配置される具体的な箇所については後述する。

【0015】

第一電極２１と第二電極２２は、信号処理回路３１と電気的に接続されている。第一電極２１により検出された第一電位Ｖ１と第二電極２２により検出された第二電位Ｖ２は、信号処理回路３１に入力される。

【0016】

信号処理回路３１は、第一電位Ｖ１と第二電位Ｖ２の電位差を取得するように構成されている。当該電位差の経時変化が被検者の脳波に対応する。信号処理回路３１は、所望の出力信号を得るための増幅回路やフィルタ回路を適宜に含みうる。電源３２は、信号処理回路３１が所定の処理を実行するための電力を供給する。

【0017】

第三電極２３は、導電性を有している。第三電極２３は、任意の箇所に配置されて第一電位Ｖ１と第二電位Ｖ２の電位差の基準となる電位を提供する。

【0018】

以降の説明においては、信号処理回路３１から出力される信号を脳波信号Ｓと称する。脳波信号Ｓは、出力インターフェース３３を介して外部装置５０へ出力される。外部装置５０としては、脳波計や生体情報モニタなどが例示されうる。出力インターフェース３３と外部装置５０の間は、有線接続されてもよいし、無線通信が可能に構成されてもよい。

【0019】

脳波測定装置１０は、本体４０を備えている。第一電極２１は、本体４０に支持されている。信号処理回路３１、電源３２、および出力インターフェース３３は、本体４０内に収容されている。この場合、電源３２は、一次電池または二次電池とされうる。信号処理回路３１、電源３２および出力インターフェース３３の少なくとも一つは、本体４０の外部に配置されてもよい。電源３２が本体４０の外部に配置される場合、商用電源や発電機などが電源３２として利用されうる。

【0020】

図２は、脳波測定装置１０の第一実施形態を示している。本実施形態においては、本体４０は、ペン状の外観を呈している。本体４０は、測定中にユーザの手で保持される保持部４０ａを有している。

【0021】

第一電極２１は、ペン状の本体４０の先端に支持されている。第二電極２２は、信号線２２ａを介して本体４０と接続されている。第三電極２３は、信号線２３ａを介して本体４０と接続されている。

【0022】

第二電極２２は、例えば被検者の耳朶に装着される。第三電極２３は、例えば額のように動きの少ない安定した部位に装着される。ユーザは、被検者の頭部における脳波を測定したい位置Ｐに第一電極２１を押し当てる。図示された位置Ｐは、第一位置の一例である。耳朶は、第二位置の一例である。

【0023】

これにより、位置Ｐにおける脳波が得られる。当該脳波を示す信号（図１における脳波信号Ｓ）は、出力インターフェース３３を通じて出力される。

【0024】

国際１０－２０電極配置法に基づく脳波測定法は、多数の脳波電極を全ての所定箇所に配置する作業に時間を要する。患者の脳の異常を迅速に認識することが求められる救急医療などの分野においては、より迅速かつ容易な脳波の取得が求められる。

【0025】

上記のような構成によれば、第二電極２２と第三電極２３を適宜の位置に装着してから被検者の頭部の任意の位置Ｐに第一電極２１を配置するだけの簡単な操作で、第一電極２１と第二電極２２の電位差に相当する被検者の脳波を取得できる。また、第一電極２１が配置される位置は、保持部４０ａを保持しているユーザの手によって測定中でも自由に変更できる。したがって、特に救急医療などの現場で求められる、より迅速かつ容易な脳波の取得を支援できる。

【0026】

本実施形態においては、本体４０は、保持部４０ａよりも細い先端部に第一電極２１が設けられている。しかしながら、本体４０は、超音波診断装置のプローブのように、保持部４０ａよりも幅広の先端部に第一電極２１が設けられた構成としてもよい。

【0027】

図３は、そのような先端部を有する脳波測定装置１０の第二実施形態を示している。本実施形態においては、第一電極２１、第二電極２２、および第三電極２３が、本体４０に支持されている。本体４０は、測定中にユーザの手で保持される保持部４０ａを有している。

【0028】

ユーザは、被検者の頭部における脳波を測定したい位置に第一電極２１を押し当てる。第二電極２２と第三電極２３もまた被検者の頭部に押し当てられる。これにより、第一電極２１と第二電極２２の電位差に相当する脳波が得られる。当該脳波を示す信号（図１における脳波信号Ｓ）は、出力インターフェース３３を通じて出力される。

【0029】

このような構成によれば、ユーザは、保持部４０ａを手で保持して本体４０に支持された第一電極２１、第二電極２２、および第三電極２３を被検者の頭部に押し当てるのみの簡単な操作で、第一電極２１と第二電極２２の電位差に相当する脳波を取得できる。また、第一電極２１が配置される位置は、保持部４０ａを保持しているユーザの手により測定中でも自由に変更できる。したがって、より迅速かつ容易な脳波の取得を支援できる。

【0030】

なお、図４に示されるように、第二電極２２と第三電極２３のいずれかは、信号線を介して本体４０と接続されうる。第一電極２１と第二電極２２が本体４０に支持される場合、第三電極２３の装着位置に自由度を確保しつつ、第一電極２１と第二電極２２の電位差に相当する脳波を取得できる。第一電極２１と第三電極２３が本体４０に支持される場合、第二電極２２の装着位置に自由度を確保しつつ、第一電極２１と第二電極２２の電位差に相当する脳波を取得できる。

【0031】

第一電極２１、第二電極２２、および第三電極２３の形状は適宜に定められうるが、図３に示される例においては、第一電極２１、第二電極２２、および第三電極２３は、本体４０から突出している。

【0032】

このような構成によれば、被検者の頭髪により測定が妨げられにくくできる。したがって、より迅速かつ容易な脳波の取得を支援できる。

【0033】

この場合、第一電極２１は、突出方向に沿って変位可能とされうる。例えば、図５の（Ａ）に示されるように、第一電極２１は、本体４０に形成された穴４０ｂ内を摺動可能に支持されうる。穴４０ｂ内には導電ばね２１ａが収容されている。導電ばね２１ａは、常に第一電極２１と接触し、第一電極２１をその先端側へ向けて付勢している。第一電極２１は、導電ばね２１ａを介して信号処理回路３１と電気的に接続される。

【0034】

第一電極２１が被検者の頭表に押し当てられると、頭表からの抗力によって第一電極２１がその基端側へ向かって穴４０ｂ内を摺動し、導電ばね２１ａを圧縮する。第一電極２１は、導電ばね２１ａの弾性復帰力と頭表からの抗力が平衡する位置に留まる。このような構成は、本体４０に支持される第二電極２２と第三電極２３の少なくとも一方についても適用可能である。

【0035】

このような構成によれば、第一電極２１、第二電極２２、および第三電極２３の少なくとも一つの突出方向に沿う変位により、被検者ごとの頭表形状の違いに対応できる。したがって、より迅速かつ容易な脳波の取得を支援できる。

【0036】

さらに、第一電極２１は、突出方向と交差する向きにも変位可能とされうる。例えば、図５の（Ｂ）に示されるように、穴４０ｂ内に弾性を有するスリーブ４０ｃが収容されうる。第一電極２１は、スリーブ４０ｃの内周に沿って摺動可能とされつつ、本体４０に支持される。

【0037】

第一電極２１が被検者の頭表に押し当てられると、第一電極２１は、頭表からの抗力を受ける。当該抗力は、第一電極２１の突出方向と交差する向きの成分も含みうる。第一電極２１は、当該成分によってスリーブ４０ｃを弾性変形させつつ、初期位置から傾きうる。第一電極２１は、スリーブ４０ｃの弾性復帰力と頭表からの抗力が平衡する位置に留まる。このような構成は、本体４０に支持される第二電極２２と第三電極２３の少なくとも一方についても適用可能である。

【0038】

このような構成によれば、第一電極２１、第二電極２２、および第三電極２３の少なくとも一つの突出方向と交差する向きへの変位（傾き）により、被検者ごとの頭表形状の違いに対応できる。したがって、より迅速かつ容易な脳波の取得を支援できる。

【0039】

なお、図５の（Ｂ）に示される例において、第一電極２１の突出方向に沿う変位を許容する構成は省略されうる。

【0040】

図６は、脳波測定装置１０の第三実施形態を示している。本実施形態においては、脳波測定装置１０は、手袋のような外観を呈している。ユーザは、手袋形状の本体４０内に手を入れることによって、脳波測定装置１０を保持できる。本明細書における「測定中にユーザの手で保持される」という表現は、このような態様の保持も含む意味である。

【0041】

第一電極２１は、本体４０の人差し指が入る部分の先端に支持されている。第二電極２２は、本体４０の親指が入る部分の先端に支持されている。第三電極２３は、本体４０の薬指が入る部分の先端に支持されている。

【0042】

ユーザは、人差し指を介して、被検者の頭部における脳波を測定したい位置に第一電極２１を押し当てる。第二電極２２と第三電極２３もまた、それぞれ親指と薬指を介して被検者の頭部に押し当てられる。これにより、第一電極２１と第二電極２２の電位差に相当する被検者の脳波が得られる。当該脳波を示す信号（図１における脳波信号Ｓ）は、出力インターフェース３３を通じて出力される。

【0043】

このような構成によれば、ユーザは、手袋状の本体４０を介して自身の指を被検者の頭部に押し当てるのみの簡単な操作で、第一電極２１と第二電極２２の電位差に相当する被検者の脳波を取得できる。また、第一電極２１が配置される位置は、人差し指の位置を変えることによって測定中でも自由に変更できる。したがって、より迅速かつ容易な脳波の取得を支援できる。

【0044】

第一電極２１、第二電極２２、および第三電極２３の各位置は、それぞれ本体４０におけるユーザの人差し指、親指、薬指が入る部分に限られず、適宜に変更されうる。

【0045】

あるいは、第二電極２２と第三電極２３の少なくとも一方は、図４に示される例のように信号線を介して本体４０と接続されてもよい。第一電極２１と第二電極２２が本体４０に支持される場合、測定中における第三電極２３の変位を抑制しつつ、第一電極２１と第二電極２２の電位差に相当する被検者の脳波を取得できる。第一電極２１と第三電極２３が本体４０に支持される場合、測定中における第二電極２２の変位を抑制しつつ、第一電極２１の位置と第二電極２２の電位差に相当する被検者の脳波を取得できる。第一電極２１のみが本体４０に支持される場合、測定中における第二電極２２と第三電極２３の変位を抑制しつつ、第一電極２１と第二電極２２の電位差に相当する被検者の脳波を取得できる。

【0046】

上記の各実施形態について、図１に示されるように、脳波測定装置１０は、報知部３４を備えうる。報知部３４は、第一電位Ｖ１と第二電位Ｖ２の電位差の経時変化（すなわち脳波信号Ｓ）に応じた音を出力するように構成されている。具体的には、出力される音の大小（音量）が上記電位差の経時変化における振幅によって表現され、出力される音の高低（音程）が上記電位差の経時変化の周波数によって表現されうる。脳の異常を示すような脳波信号Ｓが取得された場合に特定の音を出力するように構成されてもよい。

【0047】

このような構成によれば、ユーザは、報知部３４より出力される音を介して被検者の容体把握を支援されうる。したがって、脳波を視覚的に確認できる環境を確保しにくい状況においても、より迅速かつ容易な脳波の取得を支援できる。

【0048】

熟練した医療従事者は、脳波計のペンによる記録音から被検者の脳の状態を知ることができる。本明細書で用いられる「脳波計のペンによる記録音」という語は、脳波計の記録紙にペンが脳波の波形を記録する際に、ペン先と記録紙の間で生じる摩擦音を意味する。したがって、報知部３４から出力される音は、脳波計のペンによる記録音を模した音であることが好ましい。これにより、脳波を視覚的に確認できる環境を確保しにくい状況における被検者の容体把握をさらに容易にできる。

【0049】

報知部３４は、本体４０に内蔵されたスピーカによって実現されてもよいし、ユーザの耳に装着される部分を有するイヤホンまたはヘッドホンの形態で実現されてもよい。このような構成によれば、報知部３４から出力される音と周辺ノイズとの区別を容易にできる。また、報知部３４から出力される音が周囲に及んで騒音と認識されてしまう事態を回避できる。

【0050】

図７は、上記のように報知部３４がユーザの耳に装着される部分を有している脳波測定装置１０の第四実施形態を示している。本実施形態においては、脳波測定装置１０は、聴診器のような外観を呈している。聴診器のチェストピースのような形状を有する本体４０は、測定中にユーザの手で保持される保持部４０ａを有している。第一電極２１、第二電極２２、および第三電極２３は、本体４０における保持部４０ａとは反対側に支持されている。

【0051】

ユーザは、被検者の頭部における脳波を測定したい位置に第一電極２１を押し当てる。第二電極２２と第三電極２３もまた被検者の頭部に押し当てられる。これにより、第一電極２１と第二電極２２の電位差に相当する被検者の脳波が得られる。当該脳波を示す信号（図１における脳波信号Ｓ）は、出力インターフェース３３を通じて出力される。

【0052】

報知部３４は、聴診器のイヤーチップのような形状を有する耳装着部３４ａを有している。耳装着部３４ａは、ユーザの耳に装着される部分の一例である。ユーザは、耳装着部３４ａを通じて脳波信号Ｓに対応する音を聴くことができる。

【0053】

このような構成によれば、ユーザは、保持部４０ａを手で保持して本体４０に支持された第一電極２１、第二電極２２、および第三電極２３を被検者の頭部に押し当てるのみの簡単な操作で、第一電極２１と第二電極２２の電位差に相当する脳波を取得できる。また、第一電極２１が配置される位置は、保持部４０ａを保持しているユーザの手により測定中でも自由に変更できる。したがって、より迅速かつ容易な脳波の取得を支援できる。

【0054】

第二電極２２と第三電極２３の少なくとも一方は、図４に示される例のように信号線を介して本体４０と接続されてもよい。

【0055】

上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の実施形態に係る構成は、本発明の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。

【0056】

上記の各実施形態に係る脳波測定装置１０は、第一電極２１と第二電極２２の電位差の基準となる電位を提供する第三電極２３を備えている。このような構成によれば、同相ノイズが脳波測定に及ぼす影響を抑制しやすい。しかしながら、第三電極２３は省略されてもよい。この場合においても、第二電極２２を適宜の位置に装着してから被検者の頭部の任意の位置に第一電極２１を配置するだけの簡単な操作で、第一電極２１と第二電極２２の電位差に相当する被検者の脳波を取得できる。また、第一電極２１が配置される位置は、本体４０を保持しているユーザの手によって測定中でも自由に変更できる。したがって、特に救急医療などの現場で求められる、より迅速かつ容易な脳波の取得を支援できる。

【符号の説明】

【0057】

１０：脳波測定装置、２１：第一電極、２２：第二電極、２３：第三電極、３４：報知部、３４ａ：耳装着部、４０：本体、４０ａ：保持部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】