JP2016163673A

JP2016163673A - 電極用導電性ゲル

Info

Publication number: JP2016163673A
Application number: JP2015045365A
Authority: JP
Inventors: 康広加藤; Yasuhiro Kato
Original assignee: Kimochi Lab Inc
Current assignee: Kimochi Lab Inc
Priority date: 2015-03-07
Filing date: 2015-03-07
Publication date: 2016-09-08

Abstract

【課題】ユーザによる電極への着脱が可能な電極用導電性ゲルを提供する。【解決手段】電極用導電性ゲル１は、電解質溶液をゲル状に固めたものであって、ユーザによる電極への着脱が可能な嵌合部１１と、嵌合部１１と接続された中間部１３と、中間部１３と接続され、中間部を介して嵌合部１１と略対向し、生体信号取得の際に生体と当接する当接部１２と、を備え、少なくとも嵌合部１１は、柔軟性、可塑性、及び、粘着性を発揮する高分子材料を含有していることを特徴としている。【選択図】図１

Description

本発明は、ユーザによる電極への着脱が可能な電極用導電性ゲルに関する。

従来より、電極により生体信号を取得する際に、電極に導電性ペーストを塗布して生体への密着度を向上させる方法が知られている。

しかしながら、上記方法では、脳波を測定するような場合には、導電性ペーストが髪の毛に残存してしまい、被験者に不快感を与えてしまう。

そこで、導電性ペーストの替わりに導電性ゲルが一体的に設けられた電極が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１４４０５１号公報

しかしながら、導電性ゲルは、水分が飛び、固化しやすいものであるため、使用回数や使用時間が増加するに連れて導電性能が低下してしまう。そのため、上記電極で取得された生体信号は、使用回数や使用時間が増加するに連れて、その信頼性も低下してしまうこととなる。

そこで、本発明は、信頼性の高い生体信号を取得可能な電極用導電性ゲルを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、電解質溶液をゲル状に固めた電極用導電性ゲルであって、ユーザによる電極への着脱が可能な嵌合部と、前記嵌合部と接続された中間部と、前記中間部と接続され、前記中間部を介して前記嵌合部と略対向し、生体信号取得の際に生体と当接する当接部と、を備え、少なくとも前記嵌合部は、柔軟性、可塑性、及び、粘着性を発揮する高分子を含有していることを特徴とする電極用導電性ゲルを提供している。

このような構成によれば、使用回数や使用時間が増加するに連れて電極用導電性ゲルの導電性能が低下した場合には、ユーザ自ら新たな電極用導電性ゲルに交換することが可能であるため、取得された生体信号の信頼性が低下することが軽減されている。また、嵌合部は、その柔軟性により、電極の形状に追従して変形することができ、その可塑性により、変形した形状を保持することができ、その粘着性により、変形した形状のまま電極に粘着することができる。これにより、嵌合部と電極との間の隙間を減らし、密着度を高めることができるので、より正確な生体信号を取得することが可能となる。

また、少なくとも前記嵌合部は、球面形状を有することが好ましい。

このような構成によれば、例えば、嵌合部が角形状を有している場合等と比べて電極の形状に追従しやすくなるので、より高精度に電極に密着させることが可能となる。

また、前記中間部の表面の少なくとも一部には、揮発防止部材が設けられていることが好ましい。

このような構成によれば、生体と当接しないが外部に曝されている中間部に揮発防止部材が設けられているので、測定が長時間にわたる場合であっても、形状が崩れてきたり、電解質溶液が溶解してきたりすることが軽減される。従って、信頼性の高い生体信号を取得することが可能となると同時に、電極用導電性ゲル自体の寿命が低下することも軽減されている。

また、前記当接部には、頭皮から生体信号を取得する際に髪の毛を避けるための複数の突起部が形成されていることが好ましい。

このような構成によれば、突起部が髪の毛を避けて頭皮と当接するので、より正確な生体信号を取得することが可能となる。

また、前記嵌合部、前記中間部、及び、前記当接部は、それぞれ繰り返し配列されて円筒形状体を形成しており、前記円筒形状体は、前記嵌合部と前記当接部との間で分離可能であることが好ましい。

このような構成によれば、リーズナブルに電極用導電性ゲルを提供することが可能となると同時に、電極用導電性ゲルをユーザの好みのサイズ及び形状に決定することが可能となる。

また、前記嵌合部、前記中間部、及び、前記当接部は、ゲルパック内に形状保持されつつ密封されており、前記ゲルパックは、少なくとも前記嵌合部に対応した第１のパック部と、少なくとも前記当接部に対応した第２のパック部と、第１のパック部と第２のパック部とを分離させるための分離部と、を有することが好ましい。

このような構成によれば、第２のパック部をゲルパックから切り離して当接部を露出させた状態で、第１のパック部を手で持って電極用導電性ゲルを電極へ装着させることができるので、装着の際に電極用導電性ゲルが崩壊してしまうことが防止されると同時に、装着自体も容易に行うことが可能となる。

本発明の電極用導電性ゲルによれば、信頼性の高い生体信号の取得が可能となる。

本発明の実施の形態による電極用導電性ゲルの電極への着脱を説明する図本発明の実施の形態による電極用導電性ゲルの外観図本発明の変形例による電極用導電性ゲルの外観図

以下、本発明の実施の形態による電極用導電性ゲル１について、図１及び図２を参照して説明する。

図１は、電極用導電性ゲル１の電極２への着脱を説明する図であり、図２は、電極用導電性ゲル１の外観図である。

図１に示すように、本実施の形態による電極用導電性ゲル１は、ユーザにより電極２の凹部２１に着脱（嵌合）可能な構成となっており、凹部２１に嵌合された電極用導電性ゲル１を生体と当接させることで、生体信号が、電極用導電性ゲル１を介して電極２に伝達される。電極２は、標準的なサイズを有する従来品であり、本実施の形態における「標準的なサイズ」とは、直径又は外径が５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲のサイズを意味する。

電極用導電性ゲル１は、少なくとも、アミノ酸、有機塩、及び、無機塩のいずれかが溶解された電解質溶液に、柔軟性、可塑性、及び、粘着性を発揮する高分子材料を加えてゲル状に固めものである。柔軟性、可塑性、及び、粘着性を発揮する高分子材料としては、生活温度以下のガラス転移点、及び、生活温度以上の融点を有するものが用いられ、例えば、アクリル系やポリウレタン系のものが考えられる。また、本実施の形態における「生活温度」とは、０度〜４０度の範囲の温度を意味する。

本実施の形態による電極用導電性ゲル１は、図２に示すように、略球形状を有しており、電極２の凹部２１に嵌合される嵌合部１１と、嵌合部１１と略対向し、生体信号取得の際に生体と当接する当接部１２と、嵌合部１１と当接部１２とに挟まれた中間部１３と、を備えている。

嵌合部１１は、上記したように、柔軟性、可塑性、及び、粘着性を有している。嵌合部１１は、その柔軟性により、電極２の凹部１２の形状に追従して変形することができ、その可塑性により、変形した形状を保持することができ、その粘着性により、変形した形状のまま凹部１２に粘着することができる。このような構成により、嵌合部１１と凹部１２との間の隙間を減らし、密着度を高めることができるので、より正確な生体信号を取得することが可能となる。

更に、嵌合部１１は、球面形状に形成されている。このような構成によれば、例えば、嵌合部１１が角形状を有している場合等と比べて凹部１２の形状に追従しやすくなるので、より高精度に凹部１２に密着させることが可能となる。

当接部１２には、頭皮から生体信号を取得する際に髪の毛を避けるための複数の突起部１４が形成されている。

この突起部１４も当接部ゲル１２と同様の物質から構成されており、髪の毛（太さ：０．０５〜０．１５ｍｍ程度）を避けるために、０．２ｍｍ以上の高さを有し、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の間隔を空けて配置されている。

従来の導電性ゲルを備えた電極では、脳波を測定する場合には、導電性ゲルの平坦な部分を頭皮に押し当ててと頭皮の計測を行うこととなるため、髪の毛の存在により密着度が低下してしまい、これによっても取得された生体信号の信頼性も低下してしまっていた。

しかしながら、本実施の形態による電極用導電性ゲル１では、突起部１４が髪の毛を避けて頭皮と当接するので、より正確な生体信号を取得することが可能となっている。

特に、本実施の形態による電極用導電性ゲル１では、突起部１４は、例えば、日本人の標準的な太さの髪の毛（０．１ｍｍ程度）の２倍以上の高さ（０．２ｍｍ以上）を有している。そのため、隣接する２つの突起部１４の間で、例えば、２本の髪の毛が高さ方向に重なったとしても、髪の毛により突起部１４と頭皮との当接が阻害されることが防止されている。

また、突起部１４は、日本人の標準的な太さの髪の毛（０．１ｍｍ程度）の２倍以上の間隔（０．２ｍｍ以上）を空けて配置されている。そのため、隣接する２つの突起部１４の間で、例えば、３本以上の髪の毛が高さ方向に重なったとしても、２本を超える髪の毛は、幅方向に移動することとなるので、これによっても、髪の毛により突起部１４と頭皮との当接が阻害されることが防止されている。

中間部１３には、揮発防止部材１５が設けられている。本実施の形態では、揮発防止成分を有する物質により、中間部１３の表面全体がコーティングされているものとする。

揮発防止部材１３の材質としては、豚脂、牛脂、ポリエチレングルコール等が、コーティング方法としては、ドライコート、フィルムコート等が考えられるが、電極用導電性ゲル１の材質に応じて適当なものを用いればよい。

このような構成によれば、本実施の形態による電極用導電性ゲル１では、生体と当接しないが外部に曝されている中間部１３に揮発防止部材１５が設けられているので、測定が長時間にわたる場合であっても、形状が崩れてきたり、電解質溶液が溶解してきたりすることが軽減されている。従って、信頼性の高い生体信号を取得することが可能となると同時に、電極用導電性ゲル１自体の寿命が低下することも軽減されている。

また、図１に示すように、電極用導電性ゲル１は、使用前には、ゲルパック３内に形状保持されつつ密封されている。

ゲルパック３は、ゼリーやプリンの容器のようなプラスチック（ソフトタイプ、ハードタイプのいずれも可）等の材料により形成されており、少なくとも嵌合部１１に対応した第１のパック部３１と、少なくとも当接部１２に対応した第２のパック部３２と、第１のパック部３１と第２のパック部３２とを分離させるための分離部３３と、を備えている。なお、本実施の形態では、第１のパック部３１及び第２のパック部３２は、中間部１３まで覆っており、分離部３３は中間部１３上に配置されているものとする。

分離部３３は、ミシン目等から構成されており、第１のパック部３１と第２のパック部３２とを分離させることが可能である。

このような構成により、第２のパック部３２をゲルパック３から切り離して当接部のみを露出させた状態で、第１のパック部３１を手で持って電極用導電性ゲル１を電極２へ装着させることができるので、装着の際に電極用導電性ゲル１の形状が崩れることが防止されると同時に、装着自体も容易に行うことが可能となる。

以上、説明したように、本実施の形態による電極用導電性ゲル１では、嵌合部１１が、多くの従来品の電極や電極フォルダーに着脱可能に形成されている。

このような構成によれば、使用回数や使用時間が増加するに連れて電極用導電性ゲル１の導電性能が低下した場合には、ユーザ自ら新たな電極用導電性ゲル１に交換することが可能であるため、取得された生体信号の信頼性が低下することが軽減されている。

特に、本実施の形態による電極用導電性ゲル１では、嵌合部１１が、柔軟性、可塑性、及び、粘着性を有している。

このような構成により、嵌合部１１は、その柔軟性により、電極２の凹部１２の形状に追従して変形することができ、その可塑性により、変形した形状を保持することができ、その粘着性により、変形した形状のまま凹部１２に粘着することができる。これにより、嵌合部１１と凹部１２との間の隙間を減らし、密着度を高めることができるので、より正確な生体信号を取得することが可能となる。

また、本実施の形態による電極用導電性ゲル１では、嵌合部１１が球面形状に形成されている。

このような構成により、例えば、嵌合部１１が角形状を有している場合等と比べて凹部１２の形状に追従しやすくなるので、より高精度に凹部１２に密着させることが可能となる。

また、本実施の形態による電極用導電性ゲル１では、中間部１３に揮発防止部材１５が設けられている。

このような構成によれば、生体と当接しないが外部に曝されている中間部１３に揮発防止部材１５が設けられているので、測定が長時間にわたる場合であっても、形状が崩れてきたり、電解質溶液が溶解してきたりすることが軽減される。従って、信頼性の高い生体信号を取得することが可能となると同時に、電極用導電性ゲル１自体の寿命が低下することも軽減されている。

また、本実施の形態による電極用導電性ゲル１では、頭皮から生体信号を取得する際に髪の毛を避けるための複数の突起部１４が当接部１２に形成されている。

このような構成によれば、突起部１４が髪の毛を避けて頭皮と当接するので、より正確な生体信号を取得することが可能となる。

また、本実施の形態による電極用導電性ゲル１は、使用前にはゲルパック３内に形状保持されつつ密封されており、ゲルパック３は、分離部３３により、第１のパック部３１と第２のパック部３２とを分離させることが可能である。

このような構成によれば、第２のパック部３２をゲルパック３から切り離して当接部１２を露出させた状態で、第１のパック部３１を手で持って電極用導電性ゲル１を電極２へ装着させることができるので、装着の際に電極用導電性ゲル１の形状が崩れることが防止されると同時に、装着自体も容易に行うことが可能となる。

尚、本発明の電極用導電性ゲルは、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

例えば、上記実施の形態では、電極用導電性ゲル１は略球形状を有していたが、楕円球形状や四角形状であってもよい。

また、嵌合部１１は、球面形状を有していることが好ましいが、その他の形状であっても本発明の効果は得られる。

更に、電極用導電性ゲル１は、図３に示すように、嵌合部１１、中間部１３、及び、当接部１２が繰り返して配列された円筒形状を有していてもよい。

この場合には、嵌合部１１と当接部１２との間で切り離しが容易となるように、嵌合部１１と当接部１２との境目に切れ目や目印があることが好ましい。なお、この場合には、ゲルパック３も円筒形状を有することとなるが、第１のパック部３１と第２のパック部３２との境目を上記目印とすることもできる。

このような構成によれば、リーズナブルに電極用導電性ゲル１を提供することが可能となると同時に、電極用導電性ゲル１をユーザの好みのサイズ及び形状に決定することが可能となる。

また、上記実施の形態では、揮発防止部材１５により中間部１３の表面全体がコーティングされていたが、部分的にコーティングされているだけであっても揮発防止効果は得られる。

また、突起部１４の高さ及び間隔は、上記実施の形態で示したものに限らない。

また、本実施の形態による電極用導電性ゲル１が装着される電極は、上記実施の形態で説明したものに限定されず、電極用導電性ゲル１が嵌合可能なものであればよい。

また、電極用導電性ゲル１には、衛生状態を保持する目的で消毒液を添加してもよい。

１電極用導電性ゲル
２電極
３ゲルパック
１１嵌合部
１２当接部
１３中間部
１４突起部
１５揮発防止部材
２１凹部

Claims

電解質溶液をゲル状に固めた電極用導電性ゲルであって、
ユーザによる電極への着脱が可能な嵌合部と、
前記嵌合部と接続された中間部と、
前記中間部と接続され、前記中間部を介して前記嵌合部と略対向し、生体信号取得の際に生体と当接する当接部と、
を備え、
少なくとも前記嵌合部は、柔軟性、可塑性、及び、粘着性を発揮する高分子材料を含有していることを特徴とする電極用導電性ゲル。
少なくとも前記嵌合部は、球面形状を有することを特徴とする請求項１に記載の電極用導電性ゲル。
前記中間部の表面の少なくとも一部には、揮発防止部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電極用導電性ゲル。
前記当接部には、頭皮から生体信号を取得する際に髪の毛を避けるための複数の突起部が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電極用導電性ゲル。
前記嵌合部、前記中間部、及び、前記当接部は、それぞれ繰り返し配列されて円筒形状体を形成しており、前記円筒形状体は、前記嵌合部と前記当接部との間で分離可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電極用導電性ゲル。
前記嵌合部、前記中間部、及び、前記当接部は、ゲルパック内に形状保持されつつ密封されており、前記ゲルパックは、少なくとも前記嵌合部に対応した第１のパック部と、少なくとも前記当接部に対応した第２のパック部と、第１のパック部と第２のパック部とを分離させるための分離部と、を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電極用導電性ゲル。