JP3099761B2 - 脳波計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は脳波計測装置に係
り、特に、脳波をデジタルデータに変換して収録する脳
波計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の脳波計では脳波信号を増幅器で増
幅し、アナログ信号として記録器にデータを送り、記録
紙に脳波の波形を記録する、という機能が主体であっ
た。

【０００３】通常の脳波検査では１４〜２１チャネル程
度の脳波波計を同時に測定・記録するため、脳波測定時
の被測定者の体動、発汗、まばたき、その他の要因によ
って一過性の過大な入力が発生した場合、記録器上で隣
接したチャネルの記録波形を浸食してしまい、また、イ
ンク式記録の場合はインクが飛び散って記録紙を汚して
しまう、などといった不具合が発生してしまう。

【０００４】脳波そのものの振幅の数倍〜数十倍以上に
なることもある過大入力信号が及ぼすこれらの悪影響を
防ぐために、従来の脳波計には増幅器部分にインスト
（ＩＮＳＴ）あるいはリセット（ＲＥＳＥＴ）と呼ばれ
る回路が備えられていた。

【０００５】すなわち、過大入力が発生した場合は、操
作者が手動で、または過大信号検出機構により自動的
に、ある一定期間、入力信号を平坦に近い状態にしてし
まうという回路であり、具体的には増幅器の中の途中で
抵抗器を介して信号を接地する、というような方式であ
った。この機能は、「脳波計」と呼ばれる装置には一般
的に備えられている機能である。

【０００６】一方、近年になって例えば特開平２−２０
９１２９号に見られるように脳波等の入力信号をＡ／Ｄ
変換し、ディジタル的に収録する機能を備えた脳波計が
出現している。入力信号をＡ／Ｄ変換器でディジタルデ
ータに変換し、そのデータを磁気ディスク装置や光ディ
スク装置などのディジタル記録媒体に収録するのである
が、収録されたデータは後から再生したり、コンピュー
タによる演算処理を行うことが可能である。

【０００７】どちらの方式の脳波計においても過大入力
に対する処理は同様であり、入力信号そのものを加工し
て過大入力の悪影響を軽減するという考え方であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来方
式では抵抗器を介して接地する、またはそれに順じた方
法で入力信号自体を加工し、過大入力信号の及ぼす悪影
響（主に記録に関する悪影響）を軽減していたため、従
来の技術では、収録機能を備えた脳波計においても、過
大な入力が発生した際には脳波データの原波形が収録で
きないとい、という不都合があった。

【０００９】特に、脳活動以外の要因で過大な入力が発
生した場合であっても、その信号には脳活動による波形
も含まれているが、従来例では、この部分の脳波を観測
することができない、という不都合があった。

【００１０】さらに、既に加工されたデータが収録され
てしまうため、データ再生時に目的に応じた過大入力対
策処理を行うことができない、という不都合があった。

【００１１】

【発明の目的】脳波計の中でもデータの周力機能を備え
た脳波計においては、収録されるデータを可能な限り原
波形に近い形で情報量の損失が少ない形で収録すること
が望ましい。

【００１２】本発明の目的は、過大入力信号が発生した
際の収録データの情報量の損失を防止しながら従来の過
大入力信号に対する処理と同等の効果を提供するという
ものである。

【００１３】さらに再生時には脳波再生作業の目的に応
じた過大入力信号対策処理が可能になるという利便も提
供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の方式はディジタ
ル収録機能を備えた脳波計において、収録部へ送られる
信号経路と、記録及び表示部へ送られる信号経路とを独
立させ、過大入力信号処理部を、記録及び表示部へ送ら
れる経路に設けた。

【００１５】すなわち、脳波等の生体信号が入力される
入力部と、この入力部から出力される生体信号をデジタ
ルの脳波データに変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ
変換部で変換された脳波データを記録用紙又はディスプ
レイに表示する表示部とを備えている。しかも、Ａ／Ｄ
変換器に、当該Ａ／Ｄ変換器によって変換された脳波デ
ータを収録する収録部を第１の経路を介して接続すると
共に、収録部及びＡ／Ｄ変換器に、当該Ａ／Ｄ変換器か
ら第２の経路を介して出力される脳波データ又は収録部
に収録された脳波データの過大入力信号を処理する過大
入力信号処理部を併設している。さらに、この過大入力
信号処理部が、過大入力信号を処理した脳波データを表
示部に出力する処理後表示制御機能を備えた、という構
成を採っている。これによって前述した目的を達成しよ
うとするものである。

【００１６】収録部が、第１の経路を介してＡ／Ｄ変換
器が出力する信号を直接収録し、過大入力信号処理部
が、第２の経路を介してＡ／Ｄ変換器が出力する信号の
過大入力を処理して表示部に出力するため、過大入力が
生じても、原波形を最大限忠実に収録し、さらに、この
収録部に収録された脳波データを表示するときには、過
大入力信号処理部を介して表示するため、必要に応じた
処理を事後的に加えた後に脳波データを表示する。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態の構成
を示すブロック図である。本実施形態による脳波測定装
置は、脳波等の生体信号が入力される入力部（入力端
子）１と、この入力端子１から出力される生体信号をデ
ジタルの脳波データに変換するＡ／Ｄ変換部３と、この
Ａ／Ｄ変換部３で変換された脳波データを記録用紙又は
ディスプレイに表示する表示部８とを備えている。

【００１８】しかも、Ａ／Ｄ変換器３に、当該Ａ／Ｄ変
換器３によって変換された脳波データを収録する収録部
４を第１の経路１０を介して接続すると共に、収録部及
びＡ／Ｄ変換器３に、当該Ａ／Ｄ変換器３から第２の経
路９を介して出力される脳波データ又は収録部４に収録
された脳波データの過大入力信号を処理する過大入力信
号処理部５を併設している。

【００１９】そして、この過大入力信号処理部５が、過
大入力信号を処理した脳波データを表示部８に出力する
処理後表示制御機能を備えた。

【００２０】これを詳細に説明する。

【００２１】入力端子１は、脳波等の生体電気信号を入
力するためのものであり、出力側に増幅器２が設けられ
ている。この増幅器２は、微弱な生体電気信号を増幅す
る。

【００２２】Ａ／Ｄ変換部３は、増幅された電気信号を
ディジタルデータに変換する。、脳波測地時には、経路
１０を通って４の収録部へ収録用のデータが送られる。
この時、経路９を通って過大入力信号処理部５へもデー
タが送られ、過大入力信号処理部５では、測定時に適し
た過大入力信号処理が予め設定されているのでそれに従
った処理を行い表示部８にデータを送る。

【００２３】脳波測定時に、過大入力信号処理部５で行
う処理は通常は従来方式の脳波計が持っていた過大入力
信号に対する処理と同等の処理である。測定時に収録部
４に送られるデータには過大入力信号に対する処理が施
されていない。

【００２４】一方、再生時には収録部４で記録媒体から
収録データが読み出され、経路１１を通って過大入力信
号処理部５へデータが渡される。この時は再生時の目的
に応じた設定を予め５に与えておき、それに対応した処
理が行われる。

【００２５】再生時は被測定者を拘束していないので望
んだ結果が得られるまで５に設定する内容を変化させな
がら試行錯誤を繰り返すことができる。この過大入力信
号処理部はディジタル的に処理を行うもので、目的に応
じた柔軟な処理を行うためのマイクロプロセッサまたは
ＤＳＰによるプログラム実行手段を含む。

【００２６】本実施形態では、図１に示す構成としたた
め、過大入力信号に対する処理を必要な経路でのみ行う
ことができる。このため、収録する経路では原波形に忠
実な信号を収録することができる。また、再生時には解
析目的に合わせた柔軟な過大入力信号対策処理を行うこ
とができる。

【００２７】例えば特定のチャネルに対してのみ対策処
理を行ったり、各チャネル個別の対策を行ったりでき
る。測定時とことなり、再生時は被測定者を拘束しない
ので試行錯誤的な再生を何度か行い、最終的な記録また
は表示を得ることができる。

【００２８】ディジタル化された部分で対策処理を行う
のでマイクロプロセッサまたはＤＳＰの実行プログラム
を選択する、あるいは入れ替えることにより、上記のよ
うに目的に応じた柔軟な処理を行うことができる。

【００２９】図２は、図１で示した過大入力信号処理部
５についての機能的なブロック図である。過大入力信号
処理部５は、過大入力となる周波数成分を取り除くバン
ドパスフィルタ処理手段２０と、予め定められた振幅と
脳波データの振幅とを比較する振幅比較処理手段２１
と、この振幅比較手段２１によって脳波データが予め定
められた設定振幅を越えたと判定された時間の経過を予
め定められた設定時間と比較すると共に設定時間を越え
た場合に当該設定振幅を越えた脳波データを削除する時
間軸比較処理手段２２とを備えている。

【００３０】この図２に示す構成は、すべてディジタル
化されたデータを処理するのであり、各機能ブロックは
マイクロプロセッサまたはＤＳＰのようなプログラム可
能な演算ロジックで実現され、入力信号のスペクトル分
析を行う。

【００３１】ハンドパスフィルタ処理手段２０は、を示
しており、過大入力の要因となった周波数成分を取り除
く役割を持つ。通常は脳波帯域より低い周波数の大振幅
の成分が過大入力の要因となっている。

【００３２】振幅比較処理手段２１と、は時間軸比較処
理手段２２とは、ハンドパスフィルタ処理手段２０によ
る処理を施しても除去しきれなかった要因を検出する役
割を持つ。

【００３３】例えば、設定した振幅を超える信号が設定
した時間以上継続した場合に過大入力信号であると認識
し、その場合にのみ５の出力をゼロにするという方法で
脳波が８の表示部８に記録または表示できない期間を最
小限に抑えることができる。

【００３４】図２に示す構成を、、マイクロプロセッサ
またはＤＳＰのようなプログラム可能な演算ロジックで
実現したため、種々の目的に応じた設定を行うことによ
り、目的に応じた過大入力対策処理を行うことができ
る。さらにそれらの設定は各チャネル、すなわち各波形
ごとに独立して与えることも可能である。

【００３５】例えば、過大入力信号処理部５は、脳波デ
ータをディスプレイ（ＣＲＴ）７に表示するときのディ
スプレイＣＲＴ上の間隔に応じて設定振幅を決定する表
示用振幅決定機能を備えている。

【００３６】図３に示すように、１画面で４波形を表示
する場合には、振幅は画面の上下幅の１／４に制限され
る。このため、４波形を表示するモードでは、この画面
の上下幅の１／４に相当する振幅以上の振幅を過大入力
信号として除去する（ＣＨ３の直線部分）。

【００３７】さらに、１画面で２波形を表示する場合に
は、図４に示すように、１画面の上下幅の１／２に相当
する振幅まで表示できるため、この画面の上下幅に基づ
いて設定振幅ａの値を定め、図２に示した構成により過
大入力部分を処理する。

【００３８】上述したように本実施形態によると、第１
の効果は、記録媒体にディジタル方式で記録する脳波等
のデータが、原波形により近い形になり、本来必要な情
報が欠落した形で収録されてしまう状況を改善できるこ
とである。その理由は、過大入力信号の悪影響を避ける
ための処理を本当に必要な経路にのみ入れてあるからで
ある。

【００３９】第２の効果は、媒体にディジタル的に収録
された脳波等のデータを再生する時に、各チャネルごと
に必要に応じた柔軟な過大入力対策処理が行えることで
ある。これにより過大入力時の信号からも必要な情報が
得られる確率が増加する。

【００４０】その理由は、過大入力信号の悪影響を避け
るための処理が、ディジタル化されたデータ経路に存在
しておりマイクロプロセッサやＤＳＰ等で処理されるた
めに目的に応じた処理をプログラムで容易に、かつ各信
号チャネル個別に行えるからである。

【００４１】

【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、収録部が、第１の経路を介してＡ
／Ｄ変換器が出力する信号を直接収録し、過大入力信号
処理部が、第２の経路を介してＡ／Ｄ変換器が出力する
信号の過大入力を処理して表示部に出力するため、過大
入力が生じても、原波形を最大限忠実に収録し、さら
に、この収録部に収録された脳波データを表示するとき
には、ディスプレイの大きさに応じて過大入力信号処理
部を介して表示するため、必要に応じた処理を事後的に
加えた後に脳波データを表示することができ、従って、
脳活動以外の要素による入力を除去して過大入力があっ
ても脳波成分のみを抽出し、過大入力の前後と連続させ
て表示したり、さらには、表示部の表示スペースに応じ
て波形を整形して表示することができる従来にない優れ
た脳波測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】図１に示した過大入力処理部の詳細構成を示す
ブロック図である。

【図３】図１に示すＣＲＴに４つの波形を表示した例を
示す説明図である。

【図４】図１に示すＣＲＴに２つの波形を表示した例を
示す説明図である。

【符号の説明】

１ 入力端子（入力部） ２ 増幅器 ３ Ａ／Ｄ変換部 ４ 収録部 ５ 過大入力信号処理部 ６ 記録器 ７ ＣＲＴ表示装置 ８ 表示部 ９ 測定時の記録・表示用データ経路 １０ 測定時の収録用データ経路 １１ 再生時のデータ経路 ２０ バンドパスフィルタ処理手段 ２１ 振幅比較処理手段 ２２ 時間軸比較処理手段

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脳波等の生体信号が入力される入力部
   と、この入力部から出力される生体信号をデジタルの脳
   波データに変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部
   で変換された脳波データを記録用紙又はディスプレイに
   表示する表示部とを備えた脳波計測装置において、 前記Ａ／Ｄ変換器に、当該Ａ／Ｄ変換器によって変換さ
   れた脳波データを収録する収録部を第１の経路を介して
   接続すると共に、 前記収録部及び前記Ａ／Ｄ変換器に、当該Ａ／Ｄ変換器
   から第２の経路を介して出力される脳波データ又は前記
   収録部に収録された脳波データの過大入力信号を処理す
   る過大入力信号処理部を併設し、 この過大入力信号処理部が、脳波データを前記ディスプ
   レイに表示するときのディスプレイ上の間隔に応じて過
   大入力信号を処理すると共に当該処理した脳波データを
   前記表示部に出力する処理後表示制御機能を備えたこと
   を特徴とする脳波計測装置。
2. 【請求項２】 前記過大入力信号処理部が、過大入力と
   なる周波数成分を取り除くバンドパスフィルタ処理手段
   と、脳波データをディスプレイに表示するときのディス
   プレイ上の間隔に応じて設定振幅を決定する表示用振幅
   決定機能と、この表示用振幅決定機能によって決定され
   た設定振幅と脳波データの振幅とを比較する振幅比較処
   理手段と、この振幅比較手段によって脳波データが当該
   設定振幅を越えたと判定された時間の経過を予め定めら
   れた設定時間と比較すると共に設定時間を越えた場合に
   当該設定振幅を越えた脳波データを削除する時間軸比較
   処理手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の脳
   波計測装置。