生体信号処理装置、生体信号処理方法及び生体信号処理プログラム
【課題】特定波形成分の判別精度を向上し得る生体信号処理装置、生体信号処理方法及び生体信号処理プログラムを提案する。
【解決手段】観測される生体信号のスペクトルが取得され、該スペクトルの要素が、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットされて３次元脳波形が生成される。そして３次元脳波形における時間周波数領域の断面をみるべき強度軸の位置と、該位置における断面の状態とを判別基準として、指定される波形成分が検出され、観測される生体信号の一部又は全部が、検出される波形成分を示すマークを付した状態で表示される。
【解決手段】観測される生体信号のスペクトルが取得され、該スペクトルの要素が、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットされて３次元脳波形が生成される。そして３次元脳波形における時間周波数領域の断面をみるべき強度軸の位置と、該位置における断面の状態とを判別基準として、指定される波形成分が検出され、観測される生体信号の一部又は全部が、検出される波形成分を示すマークを付した状態で表示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体信号処理装置、生体信号処理方法及び生体信号処理プログラムに関し、例えば脳波を測定又は解析する技術分野において好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
脳から伝わる波動（脳波）は、頭部の所定位置に設けられる電極間の電位変化として観測され、一般に、その観測波形に含まれるα波等の特徴的な波形成分は目視により判別される。
【０００３】
しかし、脳波には、脳波以外の波動成分に起因する電位変化（以下、これをアーチファクトとも呼ぶ）が重畳してしまうものである。したがって、アーチファクトが混在する脳波から特徴的な波形成分を見落とすことなく判別するには熟練が必要となる。
【０００４】
ところで、特異的な波形を呈するアーチファクトに着目し、そのアーチファクトを特別な計算により検出するといった検出技術と、周波数解析結果（ピリオドグラム成分量）を用いた計算によりα波の相対値を抽出するといった抽出技術が開示されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５０７９７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上述の検出技術では、特異的な波形を呈する特定のアーチファクト以外のアーチファクトは捉えることができない。
【０００７】
一方、上述の抽出技術では、脳波以外の筋電図も同時に取得するといった記載からも分かるように、脳波以外の生体信号も同時に見なければ、α波の相対値が真にα波に依存したものであるのかアーチファクトに起因するものであるかの判別は困難となる。また上述の抽出技術では、α波とそれ以外の脳波成分とを同時に判別するといったことはできない。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、特定波形成分の判別精度を向上し得る生体信号処理装置、生体信号処理方法及び生体信号処理プログラムを提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
課題を解決するために本発明は、生体信号処理装置であって、観測される生体信号のスペクトルを取得する取得手段と、取得手段で取得されるスペクトルの要素を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットし、３次元波形を生成する生成手段と、生成手段で生成される３次元波形における時間周波数領域の断面をみるべき強度軸の位置と、該位置における断面の状態とを判別基準として、指定される波形成分を検出する検出手段とを有する。
【００１０】
また本発明は、生体信号処理方法であって、観測される生体信号のスペクトルを取得する取得ステップと、取得ステップで取得されるスペクトルの要素を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットし、３次元波形を生成する生成ステップと、生成ステップで生成される３次元波形における時間周波数領域の断面をみるべき強度軸の位置と、該位置における断面の状態とを判別基準として、指定される波形成分を検出する検出ステップとを有する。
【００１１】
また本発明は、生体信号処理プログラムであって、コンピュータに対して、観測される生体信号のスペクトルを取得すること、取得されるスペクトルの要素を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットし、３次元波形を生成すること、生成される３次元波形における時間周波数領域の断面をみるべき強度軸の位置と、該位置における断面の状態とを判別基準として、指定される波形成分を検出することを実行させる。
【発明の効果】
【００１２】
３次元波形における時間周波数領域の断面をみるべき強度軸の位置は、指定される波形成分の種類に依存するものとなるが、アーチファクトが重畳されていたとしても、変るものではない。一方、３次元波形における時間周波数領域の断面の状態は、アーチファクトに応じて変形してしまうものである。しかし、その断面における軸上の位置、大きさ、形状などの要素すべてが変わる確率はきわめて小さく、指定される波形成分に依存した位置、大きさ又は形状などの少なくとも１以上の要素が残ることが確認されている。
【００１３】
したがって、３次元波形における時間周波数領域の断面をみるべき強度軸の位置と、該位置における断面の状態とが判別基準とされることで、観測対象の生体信号以外の生体信号を同時に取得しなくても、指定される波形成分が、アーチファクトの種類にかかわらず判別可能となる。
【００１４】
また、判別対象として２種類の波形成分が指定された場合、３次元波形のうち、それら２種類の波形成分にそれぞれ依存する各強度位置の断面の状態をみれば、それら断面における位置、大きさ又は形状などの少なくとも１以上の要素において判別すべき波形成分の特徴が現れる。したがって、判別対象とされる２種類の波形成分が同じ観測期間内に混在するとしても、それら波形成分が同時に判別可能となる。
【００１５】
このように、特定波形成分の判別精度を向上し得る生体信号処理装置、生体信号処理方法及び生体信号処理プログラムが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】生体信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】解析部の構成を示すブロック図である。
【図３】生体信号処理の機能的な構成を示すブロック図である。
【図４】実験結果（１）を示すグラフである。
【図５】特徴脳波成分の抽出基準を示すグラフである。
【図６】実験結果（２）を示すグラフである。
【図７】脳波処理手順を示すフローチャートである。
【図８】判別対象として指定される特徴脳波成分が２種類となる場合の表示例を示す略線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、説明は以下に示す順序とする。
＜１．一実施の形態＞
［１−１．生体信号処理装置の構成］
［１−２．解析部の構成］
［１−３．脳波処理の機能的構成］
［１−４．脳波処理手順］
［１−５．効果等］
＜２．他の実施の形態＞
【００１８】
＜１．一実施の形態＞
［１−１．生体信号処理装置の構成］
図１において生体信号処理装置１を示す。この生体信号処理装置１は、増幅部１０及び解析部２０によって構成される。
【００１９】
増幅部１０は、脳から伝わる波動を、頭部の所定位置に設けられるプローブ電極と、該頭部以外の位置に設けられるリファレンス電極との間における電位の変化（以下、これを脳波信号とも呼ぶ）として観測し、該脳波信号を増幅する。
【００２０】
解析部２０は、増幅部１０での増幅結果として得られる脳波信号に対して各種処理を施し、その処理結果を表示するとともに保持するようになされている。
【００２１】
［１−２．解析部の構成］
解析部２０は、図２に示すように、制御を司るＣＰＵ(Central Processing Unit)２１に対して各種ハードウェアを接続することにより構成される。
【００２２】
具体的には例えばＲＯＭ(Read Only Memory)２２、ＣＰＵ２１のワークメモリとなるＲＡＭ(Random Access Memory)２３、ユーザの操作に応じた命令を入力する操作入力部２４、インターフェイス２５、表示部２６及び記憶部２７がバス２８を介して接続される。
【００２３】
ＲＯＭ２２には、各種の処理を実行するためのプログラムが格納される。インターフェイス２５には増幅部１０が接続される。
【００２４】
表示部２６は、液晶ディスプレイ、ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ又はプラズマディスプレイ等とされる。また記憶部２７は、ＨＤ（Hard Disk）に代表される磁気ディスクもしくは半導体メモリ又は光ディスク等とされる。ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリやＣＦ（Compact Flash）メモリ等のように可搬型メモリが適用されてもよい。
【００２５】
ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に格納される複数のプログラムのうち、操作入力部２４又はモジュールなどから与えられる命令に対応するプログラムをＲＡＭ２３に展開し、該展開したプログラムにしたがって、表示部２６及び記憶部２７を適宜制御する。
【００２６】
［１−３．脳波処理の機能的構成］
この実施の形態では、増幅部１０から、インターフェイス２５を介して脳波信号が与えられた場合、ＣＰＵ２１は、生体信号の処理に関するプログラム（以下、これを生体信号処理プログラムとも呼ぶ）をＲＡＭ２３に展開する。
【００２７】
この場合ＣＰＵ２１は、図３に示すように、周波数解析部３１、ハイパスフィルタ部３２、三次元プロット部３３、特徴波検出部３４及び表示制御部３５として機能する。
【００２８】
周波数解析部３１は、脳波信号に対してフーリエ変換処理あるいはウェーブレット変換処理を施し、脳波における単位時間ごとの周波数成分の大きさ（以下、これをスペクトルとも呼ぶ）を取得する。具体的には、パワースペクトル（単位時間それぞれにおいて各周波数成分が持っているエネルギー比）と、振幅スペクトル（パワースペクトルの平方根を取ったもの）との一方又は双方が取得される。
【００２９】
観測結果として図４（Ａ）に示す脳波信号が得られた場合、この周波数解析部３１での解析結果（スペクトルの各要素）は、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットすると図４（Ｂ）に示すものとなる。なお、図４（Ｂ）における強度軸は、紙面と直交する方向であり、単位は[μＶ]である。また図４（Ｂ）では濃いほど強度（電位（振幅））が高いことを意味している。
【００３０】
ハイパスフィルタ部３２は、周波数解析部３１で取得される単位時間ごとのスペクトルに対してハイパスフィルタ処理を施し、予め設定される周波数よりも高い周波数の脳波成分を抽出する。
【００３１】
具体的には、単位時間をｔとし、周波数をｆとし、周波数解析部３１で取得されるスペクトル（単位時間ｘ（ｔ）ごとの脳波を各周波数成分に分解したときの行列で示される各要素）をＳ（ｆ，ｔ）とすると、次式
【００３２】
【数１】
【００３３】
のように、周波数成分ごとに当該周波数成分の平方根を乗算することで脳波の高周波成分が重み付けされる。この結果、脳波の減衰によって他の成分に埋もれてしまう成分が表だしされることとなる。
【００３４】
三次元プロット部３３は、ハイパスフィルタ部３２での抽出結果として得られるスペクトル（（１）式の「Ｓ´」とされる行列で示される各要素）を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットし、３次元の脳波形（以下、これを３次元脳波形とも呼ぶ）を生成する。
【００３５】
図４（Ｂ）に示すスペクトルに対してハイパスフィルタ処理が施され、該ハイパスフィルタ処理結果が三次元プロット部３３によって時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットされた場合、図４（Ｃ）に示すものとなる。なお、図４（Ｃ）における強度軸及び単位は図４（Ｂ）と同様である。
【００３６】
特徴波検出部３４は、特徴的な脳波成分（以下、これを特徴脳波成分とも呼ぶ）のうち判別対象として指定される種類の特徴脳波成分を、三次元プロット部３３でのプロット結果として生成される３次元脳波形から検出する。
【００３７】
特徴脳波成分の抽出基準は、図５に示すように、３次元脳波形における時間周波数領域の断面（以下、これを島とも呼ぶ）ＬＤをみるべき強度軸の位置（以下、特定強度値とも呼ぶ）Ｓｐと、該特定強度値Ｓｐにおける島ＬＤの状態とされる。
【００３８】
特定強度値Ｓｐは特徴脳波成分の種類ごとに対応付けられ、記憶部２７に記憶される。島ＬＤの状態は、この実施の形態では、周波数幅とその位置ｆｗｐ、重心Ｇ及び面積ＡＲとされ、これらの許容範囲が特徴脳波成分の種類ごとに対応付けられ記憶部２７に記憶される。
【００３９】
特定強度値Ｓｐは、特徴脳波成分の種類に依存した値となる。島ＬＤの周波数幅とその位置ｆｗｐは、特徴脳波成分以外の成分が重畳される程度が小さいほど、特定の周波数幅とその位置からのずれ量が小さくなる傾向にある。
【００４０】
また島ＬＤの重心Ｇは、特徴脳波成分以外の成分が重畳される程度が小さいほど、中心からのずれ量が小さくなる傾向にある。島ＬＤの面積ＡＲは、特徴脳波成分以外の成分が重畳される程度が大きいほど大きくなり、脳波信号の減衰の程度が大きいほど小さくなる傾向にある。
【００４１】
ちなみに特徴脳波成分の種類には、主に、デルタ波（０．５Ｈｚ〜４Ｈｚ）、シータ波（４Ｈｚ〜８Ｈｚ）、アルファ波（８Ｈｚ〜１３Ｈｚ）、ベータ波（１４Ｈｚ〜３０Ｈｚ）、紡錘波（１２〜１４Ｈｚ）がある。またこの他にも、徐波や棘波などがある。
【００４２】
ここで、特徴波検出部３４の具体的な抽出手法を説明する。特徴波検出部３４は、第１段階では、判別対象として例えば操作入力部２４から指定される特徴脳波成分の種類に対応付けられる特定強度値Ｓｐと、周波数幅とその位置ｆｗｐ、重心Ｇ及び面積ＡＲの許容範囲とを記憶部２７から読み出す。
【００４３】
特徴波検出部３４は、第２段階では、３次元脳波形のうち、記憶部２７から読み出した特定強度値Ｓｐにおける１又は２以上の島ＬＤを認識し、該島ＬＤの周波数幅とその位置ｆｗｐ、重心Ｇ及び面積ＡＲを検出する。
【００４４】
なお、図４（Ｃ）に示す３次元波形が得られた場合、紡錘波に対応付けられる特定強度値Ｓｐにおける時間周波数領域の断面（島ＬＤ）は図６（Ａ）に示すものとなる。
【００４５】
特徴波検出部３４は、第３段階では、第２段階において検出される１又は２以上の島ＬＤのうち、該島ＬＤの周波数幅とその位置ｆｗｐ、重心Ｇ、面積ＡＲのすべてが記憶部２７から読み出した許容範囲内にある島ＬＤを、判別すべき特徴脳波成分として検出する。
【００４６】
なお、図６（Ａ）に示す島が得られた場合、紡錘波に対応付けられる許容範囲内にあるとして検出される島は図６（Ｂ）に示すものとなる。
【００４７】
表示制御部３５は、インターフェイス２５を介して与えられる脳波信号のうち、表示対象として指定される全部又は一部の脳波信号を、特徴波検出部３４で検出される島ＬＤに対応する波形部分が現れていることを示すマークを付した状態で表示部２６に表示させる。
【００４８】
具体的には、例えば図６（Ｃ）に示すように、指定される特徴脳波成分に相当するとして特徴波検出部３４で検出される島ＬＤに対応する波形が現れていることを示すラインが、脳波信号が呈する色とは異なる色で表示される。この図６（Ｃ）は、図４（Ａ）に示される観測結果と、図６（Ｂ）に示される島に相当する波形部分とを示すものである。
【００４９】
［１−４．脳波処理手順］
次に、解析部２０における脳波処理手順を図６に示されるフローチャートを用いて説明する。
【００５０】
解析部２０のＣＰＵ２１は、脳波信号（図４（Ａ））が与えられると脳波処理手順を開始し、第１ステップＳＰ１に進んで、脳波信号のスペクトルを取得し（図４（Ｂ））、第２ステップＳＰ２に進む。
【００５１】
ＣＰＵ２１は、第２ステップＳＰ２では、第１ステップＳＰ１で取得したスペクトルに対してハイパスフィルタ処理を施し、第３ステップＳＰ３に進む。
【００５２】
ＣＰＵ２１は、第３ステップＳＰ３では、第２ステップＳＰ２でのハイパスフィルタ処理結果として得られるスペクトルの各要素を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットすることによって３次元脳波形を生成し（図４（Ｃ））、第４ステップＳＰ４に進む。
【００５３】
ＣＰＵ２１は、第４ステップＳＰ４では、第３ステップＳＰ３で生成した３次元脳波形のうち、判別対象として指定される特徴脳波成分の種類に対応付けられる特定強度値Ｓｐにおける島ＬＤを認識し（図６（Ａ））、第５ステップＳＰ５に進む。
【００５４】
ＣＰＵ２１は、第５ステップＳＰ５では、第４ステップＳＰ４で認識した島ＬＤのうち、判別対象として指定される特徴脳波成分の種類に対応付けられる周波数幅とその位置ｆｗｐ、重心Ｇ、面積ＡＲのすべてが許容範囲内にある島があるか否かを判定する（図６（Ｂ））。
【００５５】
ここで、許容範囲内にある島がある場合、ＣＰＵ２１は、続くステップＳＰ６に進んで、観測される脳波信号の全部又は一部を、第５ステップＳＰ５で検出した島に相当する部分にマークを付した状態で表示部２６に表示させ（図６（Ｃ））、この脳波処理手順を終了する。
【００５６】
これに対して、許容範囲内にある島がない場合、ＣＰＵ２１は、ステップＳＰ６を経ることなくこの脳波処理手順を終了する。
【００５７】
［１−５．効果等］
以上の構成において、この生体信号処理装置１は、観測される脳波信号のスペクトルの要素を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットして３次元脳波形を生成する（図４（Ｃ））。
【００５８】
また生体信号処理装置１は、３次元脳波形における時間周波数領域の断面（島ＬＤ）をみるべき強度軸の位置（特定強度値Ｓｐ）と、該位置における断面の状態とを判別基準として、指定される特徴脳波成分を検出する（図５）。
【００５９】
そして生体信号処理装置１は、観測対象の脳波信号における一部又は全部を、３次元脳波形から検出した島ＬＤに相当する波形部分が現れていることを示すマークを付して表示部２７に表示させる（図６（Ｃ））。
【００６０】
特徴脳波形が、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットされる３次元脳波形における特定強度値Ｓｐの断面の状態を判別基準として検出されるため、時間周波数領域又は時間強度領域の平面から検出する場合に比べて、波形成分を細かい観点で捉えることができる。
【００６１】
具体的には、断面（島ＬＤ）をみるべき特定強度値Ｓｐは、指定される特徴脳波成分の種類に依存するものとなるが、アーチファクトが重畳されていたとしても、変るものではない。
【００６２】
一方、特定強度値Ｓｐにおける断面（島ＬＤ）の状態は、アーチファクトに応じて変形してしまうものである。しかし、断面における軸上の位置、大きさ、形状などの要素すべてが変わる確率はきわめて小さく、指定される特徴脳波成分に依存した位置、大きさ又は形状などの少なくとも１以上の要素が残ることが図示した実験等により確認されている。
【００６３】
したがって、３次元脳波形における特定強度値Ｓｐの断面の状態が判別基準とされることで、脳波以外の生体信号を同時に取得しなくても、指定される特徴脳波成分が、アーチファクトの種類にかかわらず判別可能である。このことは、観測波形を視覚から判別する観点では、熟練が不用でも判別可能となることから有利となる。
【００６４】
また、例えば、判別対象として２種類の特徴脳波成分が指定された場合、特徴波検出部３４では、それら２つの特徴脳波成分にそれぞれ対応する各特定強度値Ｓｐにおける断面（島ＬＤ）の状態が探索される。
【００６５】
この場合、２つの特徴脳波成分が同じ観測期間内に混在するとしても、それら特徴脳波成分に対応する各特定強度値Ｓｐの断面（島ＬＤ）における位置、大きさ又は形状などの少なくとも１以上の要素において特徴脳波成分の特徴が現れる。このため、２つの特徴脳波成分それぞれが、対応する特定強度値Ｓｐの断面（島ＬＤ）に基づいて、同時に、判別可能となる。
【００６６】
なお、判別対象として２種類の特徴脳波成分が指定された場合、表示制御部３５では、観測される脳波信号が、特徴波検出部３４で検出される２種類の特定強度値Ｓｐそれぞれの島ＬＤに対応する部分にマークを付した状態で表示される。
【００６７】
具体的には、図８に示すように、特徴波検出部３４で検出される２種類の特定強度値Ｓｐそれぞれの島ＬＤに対応する波形が現れていることを示すラインが、互いに異なる色、かつ、脳波信号が呈する色とは異なる色で表示される。ちなみに図８（Ａ）は、判別対象としてα波と、紡錘波が指定された場合であり、図８（Ｂ）は、判別対象としてα波と、徐波が指定された場合である。
【００６８】
この図８からも分かるように、２つの特徴脳波成分が同じ観測期間内に混在するとしても、それら特徴脳波成分それぞれが同時に判別可能であるということは、観測波形を視覚から判別する観点では、熟練が不用でも判別可能となることから非常に有利となる。
【００６９】
また、周波数解析結果に対して特別な計算処理を施すことなく、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にスペクトルの要素をプロットし、所定の判別要素を許容範囲と比較するといった簡易な処理であるということも、処理負荷等の観点では非常に有利となる。
【００７０】
またこの実施の形態の場合、スペクトルの要素を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットする前段階において、該スペクトルに対するハイパスフィルタ処理によって高周波成分が重み付けされる（図４（Ｂ））。
【００７１】
したがって、指定される特徴脳波成分が、脳波の減衰や他の成分に埋もれてしまう場合があったとしても表だしされ、この結果、ハイパスフィルタ処理を省略する場合に比べて、様々なアーチファクトが重畳していたとしてもより一段と精度よく判別可能となる。
【００７２】
以上の構成によれば、時間周波数領域又は時間強度領域の平面から検出する場合に比べて、波形成分を細かい観点で捉えることができるようにしたことにより、特定波形成分の判別精度を向上し得る生体信号処理装置１が実現される。
【００７３】
＜２．他の実施の形態＞
上述の実施の形態では観測対象として脳波信号が適用された。しかしながら観測対象はこの実施の形態に限定されるものではない。例えば、筋電位信号や眼電位信号等のように、生体から伝わる各種の波動を観測対象として観測した結果得られる生体信号が適用可能である。
【００７４】
上述の実施の形態では、単位時間ごとの周波数成分の大きさ（パワースペクトルと振幅スペクトルの一方又は双方）が取得された。しかしながら取得対象は、位相スペクトルを加えるようにしてもよい。
【００７５】
上述の実施の形態では、島ＬＤの状態として、周波数幅とその位置ｆｗｐ、重心Ｇ及び面積ＡＲが適用された。しかしながら、島ＬＤの状態として捉えるべき要素はこの実施の形態に限定されるものではない。例えば、島ＬＤの形状が適用される。この形状は、特徴脳波成分以外の成分が重畳される程度が小さいほど、円（楕円も含まれる）に近くなる傾向にある。
【００７６】
また、島ＬＤの状態に加えて、島ＬＤと、該島ＬＤが含まれる３次元波形のピークＰｌｄとの間における３次元波形部分３ｄｗＰの状態が判別基準とされてもよい。具体的には例えば図５に示すように、島ＬＤの面内でとり得る最も長い線分ＳＧと、時間軸との傾きＩＣＴなどがある。この傾きＩＣＴは、特徴脳波成分以外の成分が重畳される程度が小さいほど大きくなる傾向にある。
【００７７】
島ＬＤの状態のほかに、その島ＬＤを含む３次元波形部分３ｄｗＰの状態が判別基準として加われば、より一段と波形成分を細かい観点で捉えることができるため、特定波形成分の判別精度がさらに向上することになる。
【００７８】
なお、上述した実施の形態や他の実施の形態で示した以外であっても、生体信号処理装置１の処理内容は、本発明の目的を逸脱しない範囲において変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、医用産業やゲーム産業などにおいて利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００８０】
１……生体信号処理装置、１０……増幅部、２０……解析部、２１……ＣＰＵ、２２……ＲＯＭ、２３……ＲＡＭ、２４……操作入力部、２５……インターフェイス、２６……表示部、２７……記憶部、３１……周波数解析部、３２……ハイパスフィルタ部、３３……三次元プロット部、３４……特徴波検出部、３５……表示制御部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体信号処理装置、生体信号処理方法及び生体信号処理プログラムに関し、例えば脳波を測定又は解析する技術分野において好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
脳から伝わる波動（脳波）は、頭部の所定位置に設けられる電極間の電位変化として観測され、一般に、その観測波形に含まれるα波等の特徴的な波形成分は目視により判別される。
【０００３】
しかし、脳波には、脳波以外の波動成分に起因する電位変化（以下、これをアーチファクトとも呼ぶ）が重畳してしまうものである。したがって、アーチファクトが混在する脳波から特徴的な波形成分を見落とすことなく判別するには熟練が必要となる。
【０００４】
ところで、特異的な波形を呈するアーチファクトに着目し、そのアーチファクトを特別な計算により検出するといった検出技術と、周波数解析結果（ピリオドグラム成分量）を用いた計算によりα波の相対値を抽出するといった抽出技術が開示されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５０７９７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上述の検出技術では、特異的な波形を呈する特定のアーチファクト以外のアーチファクトは捉えることができない。
【０００７】
一方、上述の抽出技術では、脳波以外の筋電図も同時に取得するといった記載からも分かるように、脳波以外の生体信号も同時に見なければ、α波の相対値が真にα波に依存したものであるのかアーチファクトに起因するものであるかの判別は困難となる。また上述の抽出技術では、α波とそれ以外の脳波成分とを同時に判別するといったことはできない。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、特定波形成分の判別精度を向上し得る生体信号処理装置、生体信号処理方法及び生体信号処理プログラムを提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
課題を解決するために本発明は、生体信号処理装置であって、観測される生体信号のスペクトルを取得する取得手段と、取得手段で取得されるスペクトルの要素を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットし、３次元波形を生成する生成手段と、生成手段で生成される３次元波形における時間周波数領域の断面をみるべき強度軸の位置と、該位置における断面の状態とを判別基準として、指定される波形成分を検出する検出手段とを有する。
【００１０】
また本発明は、生体信号処理方法であって、観測される生体信号のスペクトルを取得する取得ステップと、取得ステップで取得されるスペクトルの要素を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットし、３次元波形を生成する生成ステップと、生成ステップで生成される３次元波形における時間周波数領域の断面をみるべき強度軸の位置と、該位置における断面の状態とを判別基準として、指定される波形成分を検出する検出ステップとを有する。
【００１１】
また本発明は、生体信号処理プログラムであって、コンピュータに対して、観測される生体信号のスペクトルを取得すること、取得されるスペクトルの要素を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットし、３次元波形を生成すること、生成される３次元波形における時間周波数領域の断面をみるべき強度軸の位置と、該位置における断面の状態とを判別基準として、指定される波形成分を検出することを実行させる。
【発明の効果】
【００１２】
３次元波形における時間周波数領域の断面をみるべき強度軸の位置は、指定される波形成分の種類に依存するものとなるが、アーチファクトが重畳されていたとしても、変るものではない。一方、３次元波形における時間周波数領域の断面の状態は、アーチファクトに応じて変形してしまうものである。しかし、その断面における軸上の位置、大きさ、形状などの要素すべてが変わる確率はきわめて小さく、指定される波形成分に依存した位置、大きさ又は形状などの少なくとも１以上の要素が残ることが確認されている。
【００１３】
したがって、３次元波形における時間周波数領域の断面をみるべき強度軸の位置と、該位置における断面の状態とが判別基準とされることで、観測対象の生体信号以外の生体信号を同時に取得しなくても、指定される波形成分が、アーチファクトの種類にかかわらず判別可能となる。
【００１４】
また、判別対象として２種類の波形成分が指定された場合、３次元波形のうち、それら２種類の波形成分にそれぞれ依存する各強度位置の断面の状態をみれば、それら断面における位置、大きさ又は形状などの少なくとも１以上の要素において判別すべき波形成分の特徴が現れる。したがって、判別対象とされる２種類の波形成分が同じ観測期間内に混在するとしても、それら波形成分が同時に判別可能となる。
【００１５】
このように、特定波形成分の判別精度を向上し得る生体信号処理装置、生体信号処理方法及び生体信号処理プログラムが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】生体信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】解析部の構成を示すブロック図である。
【図３】生体信号処理の機能的な構成を示すブロック図である。
【図４】実験結果（１）を示すグラフである。
【図５】特徴脳波成分の抽出基準を示すグラフである。
【図６】実験結果（２）を示すグラフである。
【図７】脳波処理手順を示すフローチャートである。
【図８】判別対象として指定される特徴脳波成分が２種類となる場合の表示例を示す略線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、説明は以下に示す順序とする。
＜１．一実施の形態＞
［１−１．生体信号処理装置の構成］
［１−２．解析部の構成］
［１−３．脳波処理の機能的構成］
［１−４．脳波処理手順］
［１−５．効果等］
＜２．他の実施の形態＞
【００１８】
＜１．一実施の形態＞
［１−１．生体信号処理装置の構成］
図１において生体信号処理装置１を示す。この生体信号処理装置１は、増幅部１０及び解析部２０によって構成される。
【００１９】
増幅部１０は、脳から伝わる波動を、頭部の所定位置に設けられるプローブ電極と、該頭部以外の位置に設けられるリファレンス電極との間における電位の変化（以下、これを脳波信号とも呼ぶ）として観測し、該脳波信号を増幅する。
【００２０】
解析部２０は、増幅部１０での増幅結果として得られる脳波信号に対して各種処理を施し、その処理結果を表示するとともに保持するようになされている。
【００２１】
［１−２．解析部の構成］
解析部２０は、図２に示すように、制御を司るＣＰＵ(Central Processing Unit)２１に対して各種ハードウェアを接続することにより構成される。
【００２２】
具体的には例えばＲＯＭ(Read Only Memory)２２、ＣＰＵ２１のワークメモリとなるＲＡＭ(Random Access Memory)２３、ユーザの操作に応じた命令を入力する操作入力部２４、インターフェイス２５、表示部２６及び記憶部２７がバス２８を介して接続される。
【００２３】
ＲＯＭ２２には、各種の処理を実行するためのプログラムが格納される。インターフェイス２５には増幅部１０が接続される。
【００２４】
表示部２６は、液晶ディスプレイ、ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ又はプラズマディスプレイ等とされる。また記憶部２７は、ＨＤ（Hard Disk）に代表される磁気ディスクもしくは半導体メモリ又は光ディスク等とされる。ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリやＣＦ（Compact Flash）メモリ等のように可搬型メモリが適用されてもよい。
【００２５】
ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に格納される複数のプログラムのうち、操作入力部２４又はモジュールなどから与えられる命令に対応するプログラムをＲＡＭ２３に展開し、該展開したプログラムにしたがって、表示部２６及び記憶部２７を適宜制御する。
【００２６】
［１−３．脳波処理の機能的構成］
この実施の形態では、増幅部１０から、インターフェイス２５を介して脳波信号が与えられた場合、ＣＰＵ２１は、生体信号の処理に関するプログラム（以下、これを生体信号処理プログラムとも呼ぶ）をＲＡＭ２３に展開する。
【００２７】
この場合ＣＰＵ２１は、図３に示すように、周波数解析部３１、ハイパスフィルタ部３２、三次元プロット部３３、特徴波検出部３４及び表示制御部３５として機能する。
【００２８】
周波数解析部３１は、脳波信号に対してフーリエ変換処理あるいはウェーブレット変換処理を施し、脳波における単位時間ごとの周波数成分の大きさ（以下、これをスペクトルとも呼ぶ）を取得する。具体的には、パワースペクトル（単位時間それぞれにおいて各周波数成分が持っているエネルギー比）と、振幅スペクトル（パワースペクトルの平方根を取ったもの）との一方又は双方が取得される。
【００２９】
観測結果として図４（Ａ）に示す脳波信号が得られた場合、この周波数解析部３１での解析結果（スペクトルの各要素）は、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットすると図４（Ｂ）に示すものとなる。なお、図４（Ｂ）における強度軸は、紙面と直交する方向であり、単位は[μＶ]である。また図４（Ｂ）では濃いほど強度（電位（振幅））が高いことを意味している。
【００３０】
ハイパスフィルタ部３２は、周波数解析部３１で取得される単位時間ごとのスペクトルに対してハイパスフィルタ処理を施し、予め設定される周波数よりも高い周波数の脳波成分を抽出する。
【００３１】
具体的には、単位時間をｔとし、周波数をｆとし、周波数解析部３１で取得されるスペクトル（単位時間ｘ（ｔ）ごとの脳波を各周波数成分に分解したときの行列で示される各要素）をＳ（ｆ，ｔ）とすると、次式
【００３２】
【数１】
【００３３】
のように、周波数成分ごとに当該周波数成分の平方根を乗算することで脳波の高周波成分が重み付けされる。この結果、脳波の減衰によって他の成分に埋もれてしまう成分が表だしされることとなる。
【００３４】
三次元プロット部３３は、ハイパスフィルタ部３２での抽出結果として得られるスペクトル（（１）式の「Ｓ´」とされる行列で示される各要素）を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットし、３次元の脳波形（以下、これを３次元脳波形とも呼ぶ）を生成する。
【００３５】
図４（Ｂ）に示すスペクトルに対してハイパスフィルタ処理が施され、該ハイパスフィルタ処理結果が三次元プロット部３３によって時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットされた場合、図４（Ｃ）に示すものとなる。なお、図４（Ｃ）における強度軸及び単位は図４（Ｂ）と同様である。
【００３６】
特徴波検出部３４は、特徴的な脳波成分（以下、これを特徴脳波成分とも呼ぶ）のうち判別対象として指定される種類の特徴脳波成分を、三次元プロット部３３でのプロット結果として生成される３次元脳波形から検出する。
【００３７】
特徴脳波成分の抽出基準は、図５に示すように、３次元脳波形における時間周波数領域の断面（以下、これを島とも呼ぶ）ＬＤをみるべき強度軸の位置（以下、特定強度値とも呼ぶ）Ｓｐと、該特定強度値Ｓｐにおける島ＬＤの状態とされる。
【００３８】
特定強度値Ｓｐは特徴脳波成分の種類ごとに対応付けられ、記憶部２７に記憶される。島ＬＤの状態は、この実施の形態では、周波数幅とその位置ｆｗｐ、重心Ｇ及び面積ＡＲとされ、これらの許容範囲が特徴脳波成分の種類ごとに対応付けられ記憶部２７に記憶される。
【００３９】
特定強度値Ｓｐは、特徴脳波成分の種類に依存した値となる。島ＬＤの周波数幅とその位置ｆｗｐは、特徴脳波成分以外の成分が重畳される程度が小さいほど、特定の周波数幅とその位置からのずれ量が小さくなる傾向にある。
【００４０】
また島ＬＤの重心Ｇは、特徴脳波成分以外の成分が重畳される程度が小さいほど、中心からのずれ量が小さくなる傾向にある。島ＬＤの面積ＡＲは、特徴脳波成分以外の成分が重畳される程度が大きいほど大きくなり、脳波信号の減衰の程度が大きいほど小さくなる傾向にある。
【００４１】
ちなみに特徴脳波成分の種類には、主に、デルタ波（０．５Ｈｚ〜４Ｈｚ）、シータ波（４Ｈｚ〜８Ｈｚ）、アルファ波（８Ｈｚ〜１３Ｈｚ）、ベータ波（１４Ｈｚ〜３０Ｈｚ）、紡錘波（１２〜１４Ｈｚ）がある。またこの他にも、徐波や棘波などがある。
【００４２】
ここで、特徴波検出部３４の具体的な抽出手法を説明する。特徴波検出部３４は、第１段階では、判別対象として例えば操作入力部２４から指定される特徴脳波成分の種類に対応付けられる特定強度値Ｓｐと、周波数幅とその位置ｆｗｐ、重心Ｇ及び面積ＡＲの許容範囲とを記憶部２７から読み出す。
【００４３】
特徴波検出部３４は、第２段階では、３次元脳波形のうち、記憶部２７から読み出した特定強度値Ｓｐにおける１又は２以上の島ＬＤを認識し、該島ＬＤの周波数幅とその位置ｆｗｐ、重心Ｇ及び面積ＡＲを検出する。
【００４４】
なお、図４（Ｃ）に示す３次元波形が得られた場合、紡錘波に対応付けられる特定強度値Ｓｐにおける時間周波数領域の断面（島ＬＤ）は図６（Ａ）に示すものとなる。
【００４５】
特徴波検出部３４は、第３段階では、第２段階において検出される１又は２以上の島ＬＤのうち、該島ＬＤの周波数幅とその位置ｆｗｐ、重心Ｇ、面積ＡＲのすべてが記憶部２７から読み出した許容範囲内にある島ＬＤを、判別すべき特徴脳波成分として検出する。
【００４６】
なお、図６（Ａ）に示す島が得られた場合、紡錘波に対応付けられる許容範囲内にあるとして検出される島は図６（Ｂ）に示すものとなる。
【００４７】
表示制御部３５は、インターフェイス２５を介して与えられる脳波信号のうち、表示対象として指定される全部又は一部の脳波信号を、特徴波検出部３４で検出される島ＬＤに対応する波形部分が現れていることを示すマークを付した状態で表示部２６に表示させる。
【００４８】
具体的には、例えば図６（Ｃ）に示すように、指定される特徴脳波成分に相当するとして特徴波検出部３４で検出される島ＬＤに対応する波形が現れていることを示すラインが、脳波信号が呈する色とは異なる色で表示される。この図６（Ｃ）は、図４（Ａ）に示される観測結果と、図６（Ｂ）に示される島に相当する波形部分とを示すものである。
【００４９】
［１−４．脳波処理手順］
次に、解析部２０における脳波処理手順を図６に示されるフローチャートを用いて説明する。
【００５０】
解析部２０のＣＰＵ２１は、脳波信号（図４（Ａ））が与えられると脳波処理手順を開始し、第１ステップＳＰ１に進んで、脳波信号のスペクトルを取得し（図４（Ｂ））、第２ステップＳＰ２に進む。
【００５１】
ＣＰＵ２１は、第２ステップＳＰ２では、第１ステップＳＰ１で取得したスペクトルに対してハイパスフィルタ処理を施し、第３ステップＳＰ３に進む。
【００５２】
ＣＰＵ２１は、第３ステップＳＰ３では、第２ステップＳＰ２でのハイパスフィルタ処理結果として得られるスペクトルの各要素を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットすることによって３次元脳波形を生成し（図４（Ｃ））、第４ステップＳＰ４に進む。
【００５３】
ＣＰＵ２１は、第４ステップＳＰ４では、第３ステップＳＰ３で生成した３次元脳波形のうち、判別対象として指定される特徴脳波成分の種類に対応付けられる特定強度値Ｓｐにおける島ＬＤを認識し（図６（Ａ））、第５ステップＳＰ５に進む。
【００５４】
ＣＰＵ２１は、第５ステップＳＰ５では、第４ステップＳＰ４で認識した島ＬＤのうち、判別対象として指定される特徴脳波成分の種類に対応付けられる周波数幅とその位置ｆｗｐ、重心Ｇ、面積ＡＲのすべてが許容範囲内にある島があるか否かを判定する（図６（Ｂ））。
【００５５】
ここで、許容範囲内にある島がある場合、ＣＰＵ２１は、続くステップＳＰ６に進んで、観測される脳波信号の全部又は一部を、第５ステップＳＰ５で検出した島に相当する部分にマークを付した状態で表示部２６に表示させ（図６（Ｃ））、この脳波処理手順を終了する。
【００５６】
これに対して、許容範囲内にある島がない場合、ＣＰＵ２１は、ステップＳＰ６を経ることなくこの脳波処理手順を終了する。
【００５７】
［１−５．効果等］
以上の構成において、この生体信号処理装置１は、観測される脳波信号のスペクトルの要素を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットして３次元脳波形を生成する（図４（Ｃ））。
【００５８】
また生体信号処理装置１は、３次元脳波形における時間周波数領域の断面（島ＬＤ）をみるべき強度軸の位置（特定強度値Ｓｐ）と、該位置における断面の状態とを判別基準として、指定される特徴脳波成分を検出する（図５）。
【００５９】
そして生体信号処理装置１は、観測対象の脳波信号における一部又は全部を、３次元脳波形から検出した島ＬＤに相当する波形部分が現れていることを示すマークを付して表示部２７に表示させる（図６（Ｃ））。
【００６０】
特徴脳波形が、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットされる３次元脳波形における特定強度値Ｓｐの断面の状態を判別基準として検出されるため、時間周波数領域又は時間強度領域の平面から検出する場合に比べて、波形成分を細かい観点で捉えることができる。
【００６１】
具体的には、断面（島ＬＤ）をみるべき特定強度値Ｓｐは、指定される特徴脳波成分の種類に依存するものとなるが、アーチファクトが重畳されていたとしても、変るものではない。
【００６２】
一方、特定強度値Ｓｐにおける断面（島ＬＤ）の状態は、アーチファクトに応じて変形してしまうものである。しかし、断面における軸上の位置、大きさ、形状などの要素すべてが変わる確率はきわめて小さく、指定される特徴脳波成分に依存した位置、大きさ又は形状などの少なくとも１以上の要素が残ることが図示した実験等により確認されている。
【００６３】
したがって、３次元脳波形における特定強度値Ｓｐの断面の状態が判別基準とされることで、脳波以外の生体信号を同時に取得しなくても、指定される特徴脳波成分が、アーチファクトの種類にかかわらず判別可能である。このことは、観測波形を視覚から判別する観点では、熟練が不用でも判別可能となることから有利となる。
【００６４】
また、例えば、判別対象として２種類の特徴脳波成分が指定された場合、特徴波検出部３４では、それら２つの特徴脳波成分にそれぞれ対応する各特定強度値Ｓｐにおける断面（島ＬＤ）の状態が探索される。
【００６５】
この場合、２つの特徴脳波成分が同じ観測期間内に混在するとしても、それら特徴脳波成分に対応する各特定強度値Ｓｐの断面（島ＬＤ）における位置、大きさ又は形状などの少なくとも１以上の要素において特徴脳波成分の特徴が現れる。このため、２つの特徴脳波成分それぞれが、対応する特定強度値Ｓｐの断面（島ＬＤ）に基づいて、同時に、判別可能となる。
【００６６】
なお、判別対象として２種類の特徴脳波成分が指定された場合、表示制御部３５では、観測される脳波信号が、特徴波検出部３４で検出される２種類の特定強度値Ｓｐそれぞれの島ＬＤに対応する部分にマークを付した状態で表示される。
【００６７】
具体的には、図８に示すように、特徴波検出部３４で検出される２種類の特定強度値Ｓｐそれぞれの島ＬＤに対応する波形が現れていることを示すラインが、互いに異なる色、かつ、脳波信号が呈する色とは異なる色で表示される。ちなみに図８（Ａ）は、判別対象としてα波と、紡錘波が指定された場合であり、図８（Ｂ）は、判別対象としてα波と、徐波が指定された場合である。
【００６８】
この図８からも分かるように、２つの特徴脳波成分が同じ観測期間内に混在するとしても、それら特徴脳波成分それぞれが同時に判別可能であるということは、観測波形を視覚から判別する観点では、熟練が不用でも判別可能となることから非常に有利となる。
【００６９】
また、周波数解析結果に対して特別な計算処理を施すことなく、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にスペクトルの要素をプロットし、所定の判別要素を許容範囲と比較するといった簡易な処理であるということも、処理負荷等の観点では非常に有利となる。
【００７０】
またこの実施の形態の場合、スペクトルの要素を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットする前段階において、該スペクトルに対するハイパスフィルタ処理によって高周波成分が重み付けされる（図４（Ｂ））。
【００７１】
したがって、指定される特徴脳波成分が、脳波の減衰や他の成分に埋もれてしまう場合があったとしても表だしされ、この結果、ハイパスフィルタ処理を省略する場合に比べて、様々なアーチファクトが重畳していたとしてもより一段と精度よく判別可能となる。
【００７２】
以上の構成によれば、時間周波数領域又は時間強度領域の平面から検出する場合に比べて、波形成分を細かい観点で捉えることができるようにしたことにより、特定波形成分の判別精度を向上し得る生体信号処理装置１が実現される。
【００７３】
＜２．他の実施の形態＞
上述の実施の形態では観測対象として脳波信号が適用された。しかしながら観測対象はこの実施の形態に限定されるものではない。例えば、筋電位信号や眼電位信号等のように、生体から伝わる各種の波動を観測対象として観測した結果得られる生体信号が適用可能である。
【００７４】
上述の実施の形態では、単位時間ごとの周波数成分の大きさ（パワースペクトルと振幅スペクトルの一方又は双方）が取得された。しかしながら取得対象は、位相スペクトルを加えるようにしてもよい。
【００７５】
上述の実施の形態では、島ＬＤの状態として、周波数幅とその位置ｆｗｐ、重心Ｇ及び面積ＡＲが適用された。しかしながら、島ＬＤの状態として捉えるべき要素はこの実施の形態に限定されるものではない。例えば、島ＬＤの形状が適用される。この形状は、特徴脳波成分以外の成分が重畳される程度が小さいほど、円（楕円も含まれる）に近くなる傾向にある。
【００７６】
また、島ＬＤの状態に加えて、島ＬＤと、該島ＬＤが含まれる３次元波形のピークＰｌｄとの間における３次元波形部分３ｄｗＰの状態が判別基準とされてもよい。具体的には例えば図５に示すように、島ＬＤの面内でとり得る最も長い線分ＳＧと、時間軸との傾きＩＣＴなどがある。この傾きＩＣＴは、特徴脳波成分以外の成分が重畳される程度が小さいほど大きくなる傾向にある。
【００７７】
島ＬＤの状態のほかに、その島ＬＤを含む３次元波形部分３ｄｗＰの状態が判別基準として加われば、より一段と波形成分を細かい観点で捉えることができるため、特定波形成分の判別精度がさらに向上することになる。
【００７８】
なお、上述した実施の形態や他の実施の形態で示した以外であっても、生体信号処理装置１の処理内容は、本発明の目的を逸脱しない範囲において変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、医用産業やゲーム産業などにおいて利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００８０】
１……生体信号処理装置、１０……増幅部、２０……解析部、２１……ＣＰＵ、２２……ＲＯＭ、２３……ＲＡＭ、２４……操作入力部、２５……インターフェイス、２６……表示部、２７……記憶部、３１……周波数解析部、３２……ハイパスフィルタ部、３３……三次元プロット部、３４……特徴波検出部、３５……表示制御部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観測される生体信号のスペクトルを取得する取得手段と、
上記取得手段で取得されるスペクトルの要素を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットし、３次元波形を生成する生成手段と、
上記生成手段で生成される３次元波形における時間周波数領域の断面をみるべき強度軸の位置と、該位置における断面の状態とを判別基準として、指定される波形成分を検出する検出手段と
を有する生体信号処理装置。
【請求項２】
上記取得手段で取得されるスペクトルの高周波成分を重み付けする重み付け手段をさらに有し、
上記生成手段は、
上記重み付け手段で高周波成分が重み付けされるスペクトルの要素を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットする
請求項１に記載の生体信号処理装置。
【請求項３】
上記生体信号における一部又は全部を、上記検出手段で検出される波形成分が現れていることを示すマークを付して表示させる表示制御手段
をさらに有する請求項２に記載の生体信号処理装置。
【請求項４】
上記生体信号は、脳波信号である
請求項３に記載の生体信号処理装置。
【請求項５】
上記断面の状態は、断面における周波数軸上の幅、断面の重心又は断面の面積の１つを少なくとも含む
請求項２、請求項３又は請求項４に記載の生体信号処理装置。
【請求項６】
上記検出手段は、
上記断面と、上記断面が含まれる３次元波形のピークとの間における３次元波形の状態も判別基準とする
請求項２、請求項３又は請求項４に記載の生体信号処理装置。
【請求項７】
観測される生体信号のスペクトルを取得する取得ステップと、
上記取得ステップで取得されるスペクトルの要素を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットし、３次元波形を生成する生成ステップと、
上記生成ステップで生成される３次元波形における時間周波数領域の断面をみるべき強度軸の位置と、該位置における断面の状態とを判別基準として、指定される波形成分を検出する検出ステップと
を有する生体信号処理方法。
【請求項８】
コンピュータに対して、
観測される生体信号のスペクトルを取得すること、
取得されるスペクトルの要素を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットし、３次元波形を生成すること、
生成される３次元波形における時間周波数領域の断面をみるべき強度軸の位置と、該位置における断面の状態とを判別基準として、指定される波形成分を検出すること
を実行させる生体信号処理プログラム。
【請求項１】
観測される生体信号のスペクトルを取得する取得手段と、
上記取得手段で取得されるスペクトルの要素を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットし、３次元波形を生成する生成手段と、
上記生成手段で生成される３次元波形における時間周波数領域の断面をみるべき強度軸の位置と、該位置における断面の状態とを判別基準として、指定される波形成分を検出する検出手段と
を有する生体信号処理装置。
【請求項２】
上記取得手段で取得されるスペクトルの高周波成分を重み付けする重み付け手段をさらに有し、
上記生成手段は、
上記重み付け手段で高周波成分が重み付けされるスペクトルの要素を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットする
請求項１に記載の生体信号処理装置。
【請求項３】
上記生体信号における一部又は全部を、上記検出手段で検出される波形成分が現れていることを示すマークを付して表示させる表示制御手段
をさらに有する請求項２に記載の生体信号処理装置。
【請求項４】
上記生体信号は、脳波信号である
請求項３に記載の生体信号処理装置。
【請求項５】
上記断面の状態は、断面における周波数軸上の幅、断面の重心又は断面の面積の１つを少なくとも含む
請求項２、請求項３又は請求項４に記載の生体信号処理装置。
【請求項６】
上記検出手段は、
上記断面と、上記断面が含まれる３次元波形のピークとの間における３次元波形の状態も判別基準とする
請求項２、請求項３又は請求項４に記載の生体信号処理装置。
【請求項７】
観測される生体信号のスペクトルを取得する取得ステップと、
上記取得ステップで取得されるスペクトルの要素を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットし、３次元波形を生成する生成ステップと、
上記生成ステップで生成される３次元波形における時間周波数領域の断面をみるべき強度軸の位置と、該位置における断面の状態とを判別基準として、指定される波形成分を検出する検出ステップと
を有する生体信号処理方法。
【請求項８】
コンピュータに対して、
観測される生体信号のスペクトルを取得すること、
取得されるスペクトルの要素を、時間軸、周波数軸及び強度軸でなる空間内にプロットし、３次元波形を生成すること、
生成される３次元波形における時間周波数領域の断面をみるべき強度軸の位置と、該位置における断面の状態とを判別基準として、指定される波形成分を検出すること
を実行させる生体信号処理プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図７】
【図８】
【図４】
【図６】
【図２】
【図３】
【図５】
【図７】
【図８】
【図４】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２５５０３５（Ｐ２０１１−２５５０３５Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３３１０９（Ｐ２０１０−１３３１０９）
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＣＯＭＰＡＣＴＦＬＡＳＨ
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＣＯＭＰＡＣＴＦＬＡＳＨ
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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