JP6590277B2 - 生体情報取得装置 - Google Patents
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Description
a)それぞれが被検体の脳の表面に接触するように設けられ、電気的に生体情報を取得する電極部、及び/又は、光学的に生体情報を取得する受光部、を含む略平板状である複数の計測サブユニットと、
b)2次元的に配置されてなる前記複数の計測サブユニットがその位置関係を維持し得るように一つの計測サブユニットとその周囲に配置されている他の計測サブユニットとを繋ぐようにその間にそれぞれ設けられ、一つの計測サブユニットと隣接する他の計測サブユニットとを電気的に接続する信号線を含むフレキシブル基板による複数の連結部と、
c)前記複数の計測サブユニットのうちの一つに接続され、その複数の全ての計測サブユニットの電極部及び/又は受光部で得られた生体情報を反映した信号を外側へ取り出すための取り出し配線部と、
を有する計測ユニットを少なくとも一つ備え、前記被検体の頭蓋骨の一部に代えて該頭蓋骨に装着される人工頭蓋骨の内側に前記計測ユニットを保持する保持部を設け、該保持部により前記計測ユニットを人工頭蓋骨と脳との間の間隙に保持し、前記複数の計測サブユニットのうちの任意の一つの計測サブユニットとその周囲に配置されている他の複数の計測サブユニットとの間にそれぞれ設けられている複数の前記連結部の信号線は同じ電気信号を送受するように構成されていることを特徴としている。
このような構成を採ることで、計測ユニットを人工頭蓋骨の内側に固定することができ、脳表面の計測箇所を一旦決めると、その計測箇所が経時的にずれてしまうことを防止することができる。
該切断検知部としては、切断された連結部の位置を特定可能である構成と、いずれかの連結部が切断されたことのみを検知可能である構成とが考えられる。
図1は本実施例の脳機能計測装置の要部のブロック構成図、図2は本実施例の脳機能計測装置における一つの計測サブユニットの概略内部配線図、図3は本実施例の脳機能計測装置における計測ユニットの平面図(a)及び該計測ユニットに含まれる計測サブユニットの拡大平面図(b)である。また図5は、一つの計測サブユニット及び隣接する計測サブユニット間を繋ぐ連結部の概略断面図である。
計測ユニット2は多数の計測サブユニット1を含み、各計測サブユニット1は、電極11、基準電極12、LED13、及びフォトダイオード(PD)14を含む。一つの制御ユニット3はそれぞれケーブル線4を介して複数の計測ユニット2と接続されている。制御ユニット3は、制御部31、電源部32、インターフェイス(I/F)部33などを備える。制御ユニット3と体外ユニット5との間は、電波などによる無線通信で相互に接続されている。これは特許文献1に記載の装置と全く同様である。
上述した計測ユニット2は、被検体の頭蓋骨の一部を切除した開口に装着される人工頭蓋骨の内側に固定される。即ち、一部が切除された頭蓋骨の開口部に固定用リング50が取り付けられ、その固定用リング50の内側に人工頭蓋骨51が固定されている。人工頭蓋骨51の内面(脳表に対向する面)の適宜の位置には断面略U字状の溝である嵌合部53が形成されており、連結部17の略U字状屈曲部17aを嵌合部53に挿入し、該略U字状屈曲部17aを間に挟んで脱落防止部材54を嵌合部53に嵌め込むことで、連結部17を人工頭蓋骨51に固定する。なお、必ずしも切除されずに残っている全ての連結部17を嵌合部53に固定する必要はない。このようにして、一つの計測ユニット2に含まれる各計測サブユニット1は人工頭蓋骨51の内側の適切な位置におおむね固定される。
なお、図5では記載を省略していたが、人工頭蓋骨51に計測ユニット2を固定する際には、各計測サブユニット1にあって複合基板のおもて面は、PD14やインターフェイス部15を含むCMOS−ICやLED13などの回路全体を保護するように樹脂モールド19で固められる。
図10に示すように、この生体情報取得装置における計測ユニット60は、生体信号を計測するための多数のセンサ部61がマトリクス状に配置され、各センサ部61を格子点として格子状にフレキシブル基板による連結部62が設けられた構成を有する。各センサ部61は電極や光センサなどのほか、例えば圧力センサ、振動センサ、湿度センサ、血糖センサ、ガスセンサなどの特定の目的のセンサを一又は複数有するものとする。
例えば肝臓等の臓器の表面に上記のような計測ユニット60を貼り付けた場合、その臓器が何らかの原因で肥大化したり変形したりするとセンサ部61に比べて切れ易い連結部62の一部が切れてしまうことがである。こうした場合、この連結部62の切断を検知することで、臓器の肥大化又は変形という生体情報を把握することができる。そこで、各センサ部61に又は各センサ部61から取り出された信号を受ける外部のユニット(例えば図1における制御ユニット3又は体外ユニット5)に、連結部62の切断を検知する切断検知部を設けるようにしてもよい。
例えば図3等に示した実施例の構成では、隣接する計測サブユニット1同士を接続する連結部17の数は6(最大6)であり、図10に示した実施例の構成では、隣接するセンサ部61同士を接続する連結部62の数は4(最大4)であるが、連結部の数はこれに限るものではなく2以上であればよい。実際には、或る一つの計測サブユニット又はセンサ部はそれを取り囲む周囲の複数の計測サブユニット又はセンサ部とそれぞれ連結部で接続されていることが好ましいから、通常、連結部の数は4以上であるとよい。
2、60…計測ユニット
3…制御ユニット
4、63…ケーブル線
5…体外ユニット
10…リジッド基板
10a…窓
11…電極
12…基準電極
13…LED
14…PD
15…インターフェイス部
16…バス配線
17、62…連結部
17a…略U字状屈曲部
19…樹脂モールド
31…制御部
32…電源部
33…インターフェイス部
50…固定用リング
51…人工頭蓋骨
52…制御ユニットハウジング
53…嵌合部
54…脱落防止部材
61、61A…センサ部
100…脳表面
Claims (8)
- 各種の実験動物やヒトを含む生体である被検体の脳の表面から電気的及び/又は光学的に生体情報を収集する生体情報取得装置であって、
a)それぞれが被検体の脳の表面に接触するように設けられ、電気的に生体情報を取得する電極部、及び/又は、光学的に生体情報を取得する受光部、を含む略平板状である複数の計測サブユニットと、
b)2次元的に配置されてなる前記複数の計測サブユニットがその位置関係を維持し得るように一つの計測サブユニットとその周囲に配置されている他の計測サブユニットとを繋ぐようにその間にそれぞれ設けられ、一つの計測サブユニットと隣接する他の計測サブユニットとを電気的に接続する信号線を含むフレキシブル基板による複数の連結部と、
c)前記複数の計測サブユニットのうちの一つに接続され、その複数の全ての計測サブユニットの電極部及び/又は受光部で得られた生体情報を反映した信号を外側へ取り出すための取り出し配線部と、
を有する計測ユニットを少なくとも一つ備え、前記被検体の頭蓋骨の一部に代えて該頭蓋骨に装着される人工頭蓋骨の内側に前記計測ユニットを保持する保持部を設け、該保持部により前記計測ユニットを人工頭蓋骨と脳との間の間隙に保持し、前記複数の計測サブユニットのうちの任意の一つの計測サブユニットとその周囲に配置されている他の複数の計測サブユニットとの間にそれぞれ設けられている複数の前記連結部の信号線は同じ電気信号を送受するように構成されていることを特徴とする生体情報取得装置。 - 請求項1に記載の生体情報取得装置であって、
前記計測ユニットに含まれる全ての連結部に含まれる信号線を共通のバスラインとし、前記計測サブユニットに搭載されている電気回路はそれぞれ共通のバスラインに接続されることを特徴とする生体情報取得装置。 - 請求項1に記載の生体情報取得装置であって、
前記連結部は、外部から力を加えない状態で略U字状に屈曲した状態を保つように立体形状加工されたフレキシブル基板からなることを特徴とする生体情報取得装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の生体情報取得装置であって、
前記連結部はU字状に立体形状加工されたフレキシブル基板から成り、該U字状の突部が人工頭蓋骨の内面に向くように該連結部を設け、該U字状の突部を前記保持部で保持するようにしたことを特徴とする生体情報取得装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の生体情報取得装置であって、
前記人工頭蓋骨の所定位置に形成された開口に挿通され、その内側に向いた面が前記計測サブユニットに当接する押圧部を複数備え、人工頭蓋骨の外側から押圧部を挿入する長さを調整することで該押圧部による前記計測サブユニットの押し付け状態を調整し、該計測サブユニットに含まれる電極部と脳表面との密着性を確保するようにしたことを特徴とする生体情報取得装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の生体情報取得装置であって、
前記人工頭蓋骨の内部に液体が流通する又は貯留される通液路を形成するとともに、該人工頭蓋骨と前記計測サブユニットとの間に、前記通液路中の液体によって押圧される柔軟性を有する押圧部を設け、前記通液路に流す又は溜める液体の液圧を調整することで該押圧部による前記計測サブユニットの押し付け状態を調整するようにしたことを特徴とする生体情報取得装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の生体情報取得装置であって、
前記人工頭蓋骨は被検体の頭蓋骨に固定されるホルダに対して装着され、該人工頭蓋骨の外側に重ねた制御ユニット用ハウジングを前記ホルダに対し装着し、該制御ユニット用ハウジングの内部に、少なくとも前記計測ユニットに搭載された電気回路を制御する回路及び被検体の体外に設置された体外ユニットとの間での無線での信号送受を行う回路を含む制御ユニットを配設することを特徴とする生体情報取得装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の生体情報取得装置であって、
前記連結部が切断されたときに、その切断を検知可能な切断検知部を備えることを特徴とする生体情報取得装置。
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