脳波計測システム、方法及びコンピュータプログラム
【課題】皮膚処理及びペーストやジェルのような塗布剤の利用なしに電極を装着して脳波を計測する際に、電極の接触インピーダンスを適切かつ安定して計測できるようにする。
【解決手段】脳波計測システム１０は、ユーザ１００の頭部または顔面に接触させる少なくとも２つの電極１１０を用いてユーザの脳波を計測する脳波計測部１２０と、当該少なくとも２つの電極を用いて電極の接触インピーダンスを計測するインピーダンス計測部１３０と、特定の事象に起因する事象関連電位または誘発電位を計測する際の時間起点となるトリガ信号を生成するトリガ生成部とトリガ信号が生成された時間起点を用いて、脳波を計測する時間区間と接触インピーダンスを計測する時間区間とを切り替える切り替え制御部２００と接触インピーダンスと脳波計測部の入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて、計測された脳波の振幅を補正する補正部とを備えている。
【解決手段】脳波計測システム１０は、ユーザ１００の頭部または顔面に接触させる少なくとも２つの電極１１０を用いてユーザの脳波を計測する脳波計測部１２０と、当該少なくとも２つの電極を用いて電極の接触インピーダンスを計測するインピーダンス計測部１３０と、特定の事象に起因する事象関連電位または誘発電位を計測する際の時間起点となるトリガ信号を生成するトリガ生成部とトリガ信号が生成された時間起点を用いて、脳波を計測する時間区間と接触インピーダンスを計測する時間区間とを切り替える切り替え制御部２００と接触インピーダンスと脳波計測部の入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて、計測された脳波の振幅を補正する補正部とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの皮膚に接触させた複数の電極で脳波を計測する脳波計測システム、脳波計測方法、および脳波計測方法を実行するコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機器を操作するためのインタフェースとして脳波が注目されている。物理的な操作を行わずに思っただけで操作する方法は、四肢が不自由な人のための操作手段を提供するだけでなく、ヘッドマウントディスプレイ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ（ＨＭＤ））等のウェアラブル（ｗｅａｒａｂｌｅ）機器のハンズフリー操作手段としても注目されている。脳波の中でも人が外界の状況を認識や判断を行ったり、意思を決定し行動しようとする際、すなわち人の知覚、認知あるいは行動に関わる何らかの事象が起こった際に現れる脳波である事象関連電位あるいは誘発電位は機器操作インタフェースとしての利用が検討されている。
【０００３】
脳波を利用したインタフェースとして、特許文献１があげられる。特許文献１では、脳波の事象関連電位の特徴的な信号を用いてユーザが選択したいと思っている選択肢を判別する技術が開示されている。
【０００４】
ここで、「脳波」とは通常、脳活動（脳神経細胞の電気的活動）を示す。また、「事象関連電位（ｅｖｅｎｔ−ｒｅｌａｔｅｄ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ：ＥＲＰ）」とは、脳波の一部であり、外的あるいは内的な事象に時間的に関連して生じる脳の一過性の電位変動をいう。
【０００５】
脳波を計測する脳波計は、基準極と計測対象極とを備えている。脳波計は、その基準極と計測対象極との電位の差である脳波信号を計測する。頭皮上の電極より取得される脳波の電位は、非常に小さく、数マイクロボルトから数十マイクロボルト程度である。
【０００６】
非特許文献１では、このように小さな電位変化である脳波信号を安定して計測するために、ユーザと電極との接触インピーダンス（以下、単に「接触インピーダンス」と呼ぶ。）を５ｋΩ以下にすることが推奨されている。また、取得された脳波信号は、脳波計の入力アンプで増幅される。よって、計測された脳波信号は脳波形の入力アンプ回路インピーダンス（以下、「入力インピーダンス」と呼ぶ。）の影響を受けている。
【０００７】
図１を参照しながら、接触インピーダン及び入力インピーダンスが脳波信号に与える影響を説明する。図１は、脳波信号の波形（真の値）と、接触インピーダンス及び入力インピーダンスによる影響を受けた脳波信号の波形の模式図である。真の値は、生体信号源に近い位置で計測され、接触インピーダンスおよび入力インピーダンスの影響を受けていない値である。
【０００８】
いま、入力インピーダンスと接触インピーダンスとの比（入力インピーダンス／接触インピーダンス）に注目する。図１からわかるように、入力インピーダンスと接触インピーダンスとの比が小さい場合（１０）より、入力インピーダンスと接触インピーダンスとの比が大きい場合（１００）の方が、真の値に近い。つまり、入力アンプの持つ入力インピーダンスと電極の接触インピーダンスとの比が、計測される脳波信号の振幅誤差に影響していると言える。入力インピーダンスと接触インピーダンスとの比が大きいことが、より好ましいと言える。
【０００９】
以下、どのように入力インピーダンスと接触インピーダンスとの比を大きくするかを検討する。入力インピーダンスと接触インピーダンスとの比を大きくするためには、できるだけ入力インピーダンスを大きくするか、接触インピーダンスを小さくする必要がある。
【００１０】
しかしながら、入力インピーダンスを極端に大きくすることは困難である。その理由は以下のとおりである。
【００１１】
アンプの入力インピーダンスを大きくすることにより、脳波計回路の入力インピーダンスは空気の絶縁特性に近づく。よって、電源や周辺電子機器に由来するノイズが空気を介して混入する比率が高くなり、脳波計測が困難になる。よって、電磁シールドを施した特殊な空間でない限り、屋内及び車内、又は屋外等のノイズ源が多数存在する空間では、脳波計測を行う際に、入力インピーダンスを極端に高くすることは困難である。
【００１２】
そこで、電極の接触インピーダンスを低くして、入力インピーダンスとの比をできるだけ大きく保つことが求められる。さらに、脳波計測中に、脳波信号の振幅が変化しないように、電極の接触インピーダンスを安定させることが必要である。
【００１３】
従来の脳波計測においては、皮膚の角質を除去し、電解液を含むペーストあるいはジェルを皮膚と電極の間に塗布した上で、皮膚に電極を固定していた。その結果、皮膚と電極との間の接触面積等を安定させることができ、接触インピーダンスの変動を抑制してきた。さらに被験者には頭部をできるだけ動かさないよう指示することで、動作や振動により電極が皮膚上でずれたり、浮いたりすることを防ぐことでも接触インピーダンスの変動を抑制してきた。
【００１４】
特許文献２では、動きを制限できない乳幼児の誘発電位を計測する際に電極の接触インピーダンスを利用する方法が示されている。乳幼児の聴性脳幹反応（Ａｕｄｉｔｏｒｙ Ｂｒａｉｎｓｔｅｍ Ｒｅｓｐｏｎｃｅ）と呼ばれる聴覚刺激に対する誘発電位を計測する際に、加算平均のための反復計測を中断して電極の接触インピーダンスを確認している。
【００１５】
そして特許文献２は、接触インピーダンスが所定の基準よりも高い場合にはデータを削除して、振幅誤差の大きいデータを加算平均に加えないようにし、安定した計測結果を得る方法を提案している。この方法は、反復計測の試行を何回かごとにブロックに分割し、ブロックの計測終了ごとに接触インピーダンスを計測する。そして、インピーダンスが高い場合には直前に計測したブロックに含まれる脳波は加算平均処理から除外している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００５−３４６２０号公報
【特許文献２】特開２００１−２３１７６８号公報
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】誘発電位の正常値に関する小委員会（委員長下河内稔）編「誘発電位測定指針（１９９７年改訂）」脳波と筋電図、１９９７年２５巻（Ｐ１−Ｐ１６）
【非特許文献２】Ａ Ｓｅａｒｌｅ ａｎｄ Ｌ Ｋｉｒｋｕｐ著 「Ａ ｄｉｒｅｃｔ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｗｅｔ， ｄｒｙ ａｎｄ ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ」、Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ、２０００年２１巻（Ｐ２７１−Ｐ２８３）
【非特許文献２】日本臨床神経生理学会ペーパレス脳波計検討委員会（委員長石山陽事）編「ペーパレス脳波計の性能と使用基準（２０００）」臨床神経生理学、２８巻３号（Ｐ２７０−Ｐ２７６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
脳波をウェアラブル機器のインタフェースとして利用する場合、機器装着のたびにユーザが角質を除去し、かつ、ペーストあるいはジェルを使用することを要求すると、装着に時間がかかる上に装着感が悪いため、ユーザにとって煩わしく、実用性に欠ける。そこで非特許文献２のように、角質除去をせず、ペーストあるいはジェルを用いない電極（以下、「ドライ電極」と言う。）の検討がされている。
【００１９】
しかしながら、上記のようなドライ電極の接触インピーダンスについては、これまで詳細なデータは公開されていない。したがって、そもそもドライ電極を用いて接触インピーダンスを小さくすることが実用的な範囲で可能かどうかが、不明である。
【００２０】
そこで接触インピーダンスの計測について検討する。
【００２１】
通常、生体に電極が接触した状態における接触インピーダンスは、ユーザの皮膚に接触した２つの電極のうち一方に計測用信号を入力し、他方の電極でその計測用信号を取得し、入力信号と取得信号の電圧差から求める。
【００２２】
しかし、低周波領域のインピーダンスは、入力信号の周波数に依存するため、インピーダンス計測に用いる入力信号は計測しようとする脳波の信号周波数に近接する周波数を用いる必要がある。脳波計測中に、脳波信号の周波数に近接する周波数で、かつ、脳波信号より大きな電気信号を用いてインピーダンス計測を行うことは非常に困難である。そのため、脳波計測中に接触インピーダンスを同時にモニタすることは非常に困難である。
【００２３】
また、接触インピーダンスを求める際、事象関連電位や誘発電位は、複数回繰り返して計測された脳波信号を加算平均した信号から観測される。
【００２４】
よって、複数回繰り返して脳波信号を計測する何回かごとに、接触インピーダンスを計測する方法が考えられる。そして、接触インピーダンスが一定の範囲を超えた場合には直近の計測データを加算平均処理から除去する。
【００２５】
この場合、仮に、接触インピーダンスの変動が大きい場合には、除去する計測データが増加することになる。一般的に、事象関連電位や誘発電位の計測では、脳波信号を多く加算した計測データが必要である。よって、除去するデータが増加すると、必要な加算回数を確保するための計測時間が長くなるという課題がある。脳波を用いて電子機器の操作指示を行う場合等には、計測時間の延長は許容しがたい。
【００２６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、皮膚処理およびペーストやジェルのような塗布剤の利用なしに電極を装着して脳波を計測する際に、電極の接触インピーダンスを適切かつ安定して計測することを可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明による脳波計測システムは、ユーザの頭部または顔面に接触させる少なくとも２つの電極と、前記少なくとも２つの電極を用いて、前記ユーザの脳波を計測する脳波計測部と、前記少なくとも２つの電極を用いて、電極の接触インピーダンスを計測するインピーダンス計測部と、特定の事象に起因する事象関連電位または誘発電位を計測する際の時間起点となるトリガ信号を生成するトリガ生成部と、前記トリガ信号が生成された時間起点を用いて、前記脳波計測部により脳波を計測する時間区間と、前記インピーダンス計測部により接触インピーダンスを計測する時間区間とを切り替える切り替え制御部と、前記接触インピーダンスと前記脳波計測部の入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて、前記脳波計測部で計測された脳波の振幅を補正する補正部とを備え、前記切り替え制御部は、前記事象の発生に起因して定まる１つのトリガ信号に対して、前記事象関連電位または誘発電位の脳波成分が１つ含まれる脳波を計測する時間区間と、インピーダンスを計測する時間区間とが含まれるように切り替える。
【００２８】
前記切り替え制御部が切り替える時間区間のうち、前記接触インピーダンスを計測する時間区間は、前記トリガ信号を起点としてあらかじめ定められた時間長の時間区間であって、当該トリガと対応付けられる事象関連電位の成分あるいは誘発電位の成分を含む時間区間の開始までの間の時間区間であってもよい。
【００２９】
前記切り替え制御部が切り替える時間区間のうち、前記脳波を計測する時間区間は、前記トリガ信号を起点としてあらかじめ定められた時間長の時間区間であり、前記接触インピーダンスを計測する時間区間は、前記脳波を計測する時間区間以外の時間区間であってもよい。
【００３０】
前記切り替え制御部が切り替える時間区間のうち、前記接触インピーダンスを計測する時間区間は、前記トリガ信号を起点としてからあらかじめ定められた時間長の時間区間であり、前記脳波を計測する時間区間は、前記接触インピーダンスを計測する時間区間以外の時間区間であってもよい。
【００３１】
前記少なくとも２つの電極は、アース電極と計測電極とを含み、前記脳波計測部は、計測した脳波信号を増幅するためのアンプを有し、前記補正部は、前記計測電極の電極接触インピーダンスと、前記アンプの入力インピーダンスとの比に基づいて振幅補正値を決定してもよい。
【００３２】
前記少なくとも２つの電極は、アース電極と、第１計測電極と第２計測電極とを含み、前記脳波計測部は、計測した脳波信号を増幅するためのアンプを有し、前記第１計測電極および前記第２計測電極の各々を用いて脳波を計測し、前記補正部は、前記第１計測電極および前記第２計測電極の各々の接触インピーダンスとアンプの入力インピーダンスに基づいて、差動増幅波形を生成してもよい。
【００３３】
前記補正部は、前記第１計測電極で計測される脳波の振幅を、前記第１計測電極の接触インピーダンスと前記アンプの入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて補正して第１補正波形を生成し、かつ、前記第２計測電極で計測される脳波の振幅を、前記第２計測電極の接触インピーダンスと前記アンプの入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて補正して第２補正波形を生成し、前記第１補正波形と前記第２補正波形との差として、前記差動増幅波形を生成してもよい。
【００３４】
前記脳波計測システムは、前記事象関連電位の成分あるいは前記誘発電位の成分をあらかじめ定められた基準に従って判別する判別処理部をさらに備えていてもよい。
【００３５】
前記脳波計測システムは、複数回計測された前記脳波の電位を前記トリガ信号を起点とする同一時間軸上で加算平均して１つの時間波形を生成する加算平均部をさらに備えていてもよい。
【００３６】
前記脳波計測システムは、前記あらかじめ定められた基準である判別基準を記憶する判別基準記憶部であって、前記判別基準記憶部は前記電極インピーダンスの絶対値と電極インピーダンスの変動幅と電極インピーダンスの変動比と電極インピーダンスと入力インピーダンスの比のうち少なくとも何れか１つの指標に従って複数のグループに区分された判別基準を記憶する判別基準記憶部をさらに備え、前記判別処理部は、判別する脳波または前記加算平均結果に対応付けられた電極インピーダンスと、電極インピーダンスの変動幅と電極インピーダンスの変動比と電極インピーダンスと入力インピーダンスの比に従って前記判別基準記憶部に記憶された判別基準を選択して当該脳波はまたは加算平均結果を判別してもよい。
【００３７】
本発明による脳波計測方法は、ユーザの頭部または顔面に接触させる少なくとも２つの電極を用いて、前記ユーザの脳波を計測するステップと、前記少なくとも２つの電極を用いて、電極の接触インピーダンスを計測するステップと、特定の事象に起因する事象関連電位または誘発電位を計測する際の時間起点となるトリガ信号を生成するステップと、前記トリガ信号が生成された時間起点を用いて、前記脳波を計測するステップにより脳波を計測する時間区間と、前記接触インピーダンスを計測するステップにより接触インピーダンスを計測する時間区間とを切り替えるステップと、前記接触インピーダンスと前記脳波計測部の入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて、前記脳波を計測するステップで計測された脳波の振幅を補正するステップとを包含し、前記切り替えるステップは、前記事象の発生に起因して定まる１つのトリガ信号に対して、前記事象関連電位または誘発電位の脳波成分が１つ含まれる脳波を計測する時間区間と、インピーダンスを計測する時間区間とが含まれるように切り替える。
【００３８】
本発明によるコンピュータプログラムは、脳波計測システムのコンピュータによって実行されるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、前記コンピュータに対し、ユーザの頭部または顔面に接触させる少なくとも２つの電極を用いて計測された、前記ユーザの脳波を受け取るステップと、前記少なくとも２つの電極を用いて、電極の接触インピーダンスを計測するステップと、特定の事象に起因する事象関連電位または誘発電位を計測する際の時間起点となるトリガ信号を生成するステップと、前記トリガ信号が生成された時間起点を用いて、前記脳波が計測される時間区間と、前記接触インピーダンスを計測するステップにより接触インピーダンスを計測する時間区間とを切り替えるステップと、前記接触インピーダンスと前記脳波計測部の入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて、前記脳波を計測するステップで計測された脳波の振幅を補正するステップとを実行させ、前記切り替えるステップは、前記事象の発生に起因して定まる１つのトリガ信号に対して、前記事象関連電位または誘発電位の脳波成分が１つ含まれる脳波を計測する時間区間と、インピーダンスを計測する時間区間とが含まれるように切り替える。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の脳波計測システムによれば、事象の発生に起因して定まる１つのトリガ信号に対して、事象関連電位または誘発電位の脳波成分が１つ含まれる脳波を計測する時間区間と、接触インピーダンスを計測する時間区間とが含まれるように切り替えられる。そして接触インピーダンスと脳波計測部の入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて、脳波計測部で計測された脳波の振幅を補正する。これにより、電極の接触インピーダンスの変動に影響されることなく安定した脳波を計測することができる。さらに、安定した脳波に基づいて、電極の接触インピーダンスの変動に影響されることなく安定して動作する脳波インタフェースを構築できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】脳波信号の波形（真の値）と、接触インピーダンス及び入力インピーダンスによる影響を受けた脳波信号の波形の模式図である。
【図２】脳波計測時と同様にユーザが電極を皮膚に装着した状態で接触インピーダンスを計測した結果を示す。
【図３】本発明の実施形態１にかかる脳波計測システム１０の構成図である。
【図４】事象関連電位の成分、当該成分に対応するトリガとなる事象の代表的な例、事象関連電位の成分を含む脳波信号を計測する時間範囲、接触インピーダンス計測を行う時間範囲、および、基準値を求めるための脳波信号の計測時間の例を示す図である。
【図５】トリガ制御部１８０の詳細な構成図である。
【図６】インピーダンス計測部１３０、電極１１０ａおよび１１０ｂの詳細な構成図である。
【図７】補正処理部１６０の詳細な構成図である。
【図８】本実施形態における脳波計測システム１０の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】本実施形態における脳波計測システム１０の動作の詳細を時間軸で示す模式図である。
【図１０】本発明の実施形態１の変形例１にかかる脳波計測システム１０ａの構成図である。
【図１１】変形例１のトリガ制御部２８０の詳細な構成図である。
【図１２】実施形態１の変形例１の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】（ａ）および（ｂ）は、１計測の範囲を示す図である。
【図１４】被験者の任意の動作をトリガとし、トリガに先行する脳活動を観察対象とする場合の１計測の範囲を示す図である。
【図１５】特定の外部環境あるいは外部環境の変化をトリガとして検出する環境音検出部４９０の構成図である。
【図１６】本発明の実施形態１の変形例２にかかる脳波計測システム１０ｂの構成図である。
【図１７】インピーダンス計測部３３０、アース電極１１０ａ、計測電極１１０ｂおよび計測電極１１０ｃの詳細な構成図である。
【図１８】補正処理部３６０の詳細な構成図である。
【図１９】変形例２の処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の実施形態２にかかる脳波計測システム２０の構成図である。
【図２１】実施形態２の脳波計測システム２０の処理手順を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の実施形態３にかかる脳波計測システム３０の構成図である。
【図２３】加算平均部５１０の詳細な構成図である。
【図２４】実施形態３の脳波計測システム３０の処理手順を示すフローチャートである。
【図２５】教師データ５２０に格納された教師データの値と分布を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による脳波計測システムの実施形態を説明する。
【００４２】
実施形態の説明に先立ち、まず本願発明者らが実施した実験を説明する。この実験により、本願発明者らは初めて、ドライ電極の接触インピーダンスが電極装着中に大きく変動するという知見を見出した。
【００４３】
図２は、脳波計測時と同様にユーザが電極を皮膚に装着した状態で接触インピーダンスを計測した結果を示す。横軸は計測時間（秒）であり、縦軸は接触インピーダンス（Ω）である。
【００４４】
具体的な計測方法を説明する。ユーザの前額部（ｆｏｒｅｈｅａｄ）の上部の中心付近に、２つの銀―塩化銀電極を５ｃｍの間隔で接触させた。そして、Ａｇｉｌｅｎｔ社製インピーダンスアナライザ４２４９Ａを用いて、計測信号として周波数４０Ｈｚで５００ｍＶの正弦波を用いて、連続して接触インピーダンスを計測した。
【００４５】
図２では、電極が前額から動かないように指で軽く押さえる程度の圧力である３０ｇ／ｃｍ2以上の圧力で電極を皮膚に押し当てて固定した場合の接触インピーダンスと、３０ｇ／ｃｍ2未満の圧力で電極を皮膚に接触させた場合の接触インピーダンスとを示した。
【００４６】
圧力３０ｇ／ｃｍ2以上で固定した場合では接触インピーダンスは１ＭΩ前後であり、数１０ｋΩ程度の幅で変動している。この接触インピーダンスの値は非特許文献２と一致する。
【００４７】
「＊」で示される圧力３０ｇ／ｃｍ2未満の場合には、接触インピーダンスは１．２ＭΩから１．５ＭΩ程度の幅で変動している。一方、「＋」で示される圧力３０ｇ／ｃｍ2以上の場合には、接触インピーダンスは概ね１．０ＭΩ近傍で変動している。簡易に装着可能な電極を想定する場合、圧力が３０ｇ／ｃｍ2以上で装着されることもあれば、圧力が３０ｇ／ｃｍ2未満で装着されることもある。仮に圧力が３０ｇ／ｃｍ2以上で装着されたとしても、その圧力を維持できるとは限らない。そうすると、接触インピーダンスは１ＭΩから１．５ＭΩの変動幅、すなわち１ＭΩを基準とすると１．５倍の変動幅を持つ。
【００４８】
また、この計測結果は、４０Ｈｚの計測信号で得られた値である。接触インピーダンスは信号の周波数が低い方が大きいことが知られている。脳波、特に事象関連電位や誘発電位の周波数は１０Ｈｚ以下であるため、１０Ｈｚ以下の計測信号で接触インピーダンスを計測できたならば、その接触インピーダンスは４０Ｈｚの計測信号で得られた図２の値より高くなる。これは、接触インピーダンスの変動幅も大きくなり得ることを意味する。非特許文献３に示されるように、現在の脳波計においてはアンプの入力インピーダンスは１００ＭΩ以上が推奨されており、ペーストで固定する際の数ｋΩから数１０ｋΩの間であれば振幅誤差は非常に小さく無視できる。
【００４９】
しかしながら、ペーストで固定せず、かつ、１０Ｈｚ以下の信号を用いて計測する場合には、この振幅誤差は無視できない。たとえば今回の計測では電極の接触インピーダンスは１ＭΩから１．５ＭΩであり、入力インピーダンスを１００ＭΩとすると、接触インピーダンスと入力インピーダンスの比は１００から約６７となる。振幅誤差は１％を超えている。さらに低い周波数では接触インピーダンスが高くなることを考慮すると、誤差は数％に及び、その誤差量は接触インピーダンスの変動に伴って変化するため、計測される脳波は非常に不安定なものとなる。
【００５０】
ドライ電極の接触インピーダンスが電極装着中に大きく変動する場合を考慮しなければならない。
【００５１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００５２】
（実施形態１）
図３は、本発明の実施形態１にかかる脳波計測システム１０の構成図である。本実施形態では、聴覚刺激を提示して事象関連電位を計測する例を示す。
【００５３】
ここで、事象関連電位を説明する。「事象関連電位」とは、上述のように、外的あるいは内的な事象に時間的に関連して生じる脳電位の変化を意味する。例えば、脳電位の時間的変化を脳波信号として計測し、その脳波信号から事象関連電位が得られる。具体的には、脳波信号の波形のピーク（極大値又は極小値）の極性、ピークの潜時、又は脳波信号の波形の振幅や潜時の時間的な変化などによって定められる。
【００５４】
外的あるいは内的な事象のうち客観的に観察可能な事象であって、脳波信号を計測する際の時間軸上のゼロ点となる事象を「トリガ」と呼ぶ。視聴覚刺激を提示する場合は視聴覚刺激をトリガとし、トリガのタイミングすなわち刺激提示時刻を脳波計測の時間軸上のゼロ点とする。トリガには被験者への刺激提示のほか、被験者の動作や行動がトリガとされ、動作が検出された時刻を脳波計測の時間軸上のゼロ点とする場合もある。
【００５５】
「極性」とは、脳波信号の波形のピークが陽性成分又は陰性成分かという情報である。また、一般的には、「陽性成分」とは、０μＶよりも大きい電位をいい、「陰性成分」とは、０μＶよりも小さい電位をいう。
【００５６】
「潜時」とは、刺激が提示等のトリガの時刻を起点として陽性成分または陰性成分のピークが出現するまでの時間を示す。
【００５７】
なお、本明細書において、聴覚刺激（音声刺激ともいう。）とは、たとえば音声をスピーカから出力することをいう。なお、スピーカの種類は任意であり、床やスタンド上に設置されたスピーカでもよいし、ヘッドフォン型のスピーカでもよい。
【００５８】
図４は、事象関連電位の成分、当該成分に対応するトリガとなる事象の代表的な例、事象関連電位の成分を含む脳波信号を計測する時間範囲、接触インピーダンス計測を行う時間範囲、および、基準値を求めるための脳波信号の計測時間の例を示したものである。例えば、事象関連電位の成分がＰ３００である場合には、成分はトリガから２００ｍｓから４００ｓｍｓで計測されるため、この期間に最も近くこれ以外の時間、例えば、トリガの時刻０から２００ｍｓまでの間で例えば１０Ｈｚの電気信号を２周期分出力して、接触インピーダンスを計測する。本願ではこのように、トリガを時間の起点として、記録しようとする事象関連電位の成分を含む脳波信号を計測する時間範囲以外の時間で、かつ脳波信号を計測する時間範囲の近傍において電極の接触インピーダンスを計測する時間範囲を設定する。
【００５９】
本実施形態の脳波計測システム１０は、脳波計測装置１１と、複数の電極１１０と、刺激提示部１９０とを備えている。
【００６０】
複数の電極１１０は、被験者１００の顔面あるいは頭皮上に接触し、生体の電気反応を取得するために設けられている。
【００６１】
脳波計測装置１１は、事象の発生に起因して定まる１つのトリガ信号に対して、事象関連電位または誘発電位の脳波成分が１つ含まれる脳波を計測する時間区間と、接触インピーダンスを計測する時間区間とが含まれるように切り替えられる。そして接触インピーダンスと脳波計測部の入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて、脳波計測部で計測された脳波の振幅を補正する。
【００６２】
脳波計測装置１１は、脳波計測部１２０と、インピーダンス計測部１３０と、スイッチ１４０と、補正部１５５と、制御部１７０と、トリガ制御部１８０と、切り替え制御部２００とを備えている。
【００６３】
脳波計測部１２０は電極１１０より取得される生体の電気反応を電位変化として計測する。
【００６４】
インピーダンス計測部１３０は、電極１１０が被験者１００の皮膚に接触することで作られる生体を含めた電気回路のインピーダンス（接触インピーダンス）を計測する。
【００６５】
スイッチ１４０は、脳波計測部１２０またはインピーダンス計測部１３０のどちらか一方と電極１１０とを接続する。
【００６６】
補正部１５５は、インピーダンス計測部１３０において計測された接触インピーダンスと脳波計測部１２０の入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて、脳波計測部１２０で計測された脳波の振幅を補正する。
【００６７】
補正部１５５は、補正情報生成部１５０と、補正処理部１６０とを有している。
【００６８】
補正情報生成部１５０は、インピーダンス計測部１３０で計測された接触インピーダンスと脳波計測部１２０に含まれるアンプの入力インピーダンスとの比より脳波の振幅を補正するためのパラメータを生成する。
【００６９】
補正処理部１６０は、補正情報生成部１５０より出力された振幅補正のためのパラメータに従って、脳波計測部１２０で取得された脳波波形の振幅を補正する。
【００７０】
制御部１７０は脳波計測システム１０の入出力を制御する。
【００７１】
トリガ制御部１８０は、刺激出力と脳波計測の時間同期を図る。
【００７２】
切り替え制御部２００は、トリガ制御部１８０のトリガからのタイミングに従って、スイッチ１４０の切り替えを制御する。
【００７３】
刺激提示部１９０は、トリガ制御部１８０の出力指示に従って被験者１００に聴覚刺激を出力する。
【００７４】
補正情報生成部１５０と、補正処理部１６０と、制御部１７０と、トリガ制御部１８０とは、ＣＰＵおよびメモリによって実現される。なお、ＣＰＵとメモリは、例えば補正情報生成部１５０と補正処理部１６０とを含む処理用ＣＰＵとメモリと、トリガ制御部１８０の入出力制御用ＣＰＵおよびメモリとに別れ、独立に動作してもよい。
【００７５】
図５は、トリガ制御部１８０の詳細な構成図である。トリガ制御部１８０は同ＣＰＵおよびメモリによって実現され得る計時部１８１と、計測時間シーケンス記憶部１８２と、タイミング制御部１８３とを備える。トリガ制御部１８０の具体的動作は、後に詳述する。
【００７６】
図６は、インピーダンス計測部１３０、電極１１０ａおよび１１０ｂの詳細な構成図である。電極１１０とインピーダンス計測部１３０とはスイッチ１４０を解して接続されるが、ここではスイッチ１４０によって接続されている状態を説明する。スイッチ１４０の図示および説明は省略する。
【００７７】
電極１１０は電気的状態の標準を取得するアース電極１１０ａと生体の電気的反応を取得する計測電極１１０ｂとを有している。
【００７８】
インピーダンス計測部１３０は、計測信号出力部１３１と、電圧計測部１３２と、インピーダンス計算部１３３と、インピーダンス記憶部１３４とを備えている。
【００７９】
計測信号出力部１３１は、生体を介した回路の電圧を計測するための計測用信号をアース電極１１０ａに出力する。電圧計測部１３２は、計測電極１１０ｂより計測用信号を取得してその電圧を計測する。
【００８０】
インピーダンス計算部１３３は、計測信号出力部１３１および電圧計測部１３２の各出力を利用して、接触インピーダンスを計算する。計測信号出力部１３１は、ＣＰＵおよびメモリによって実現され得る。インピーダンス記憶部１３４は、インピーダンス計算部１３３によって計算された接触インピーダンスを記憶する。
【００８１】
図７は、補正処理部１６０の詳細な構成図である。補正処理部１６０は、取得波形記憶部１６１と、基準値計算部１６２と、基準値記憶部１６３と、振幅補正部１６４とを有している。取得波形記憶部１６１は、ＣＰＵおよびメモリによって実現され得る。補正処理部１６０の具体的動作は、後に詳述する。なお、取得波形記憶部１６１、基準値計算部１６２および基準値記憶部１６３は、脳波計測部１２０に組み込まれていてもよい。
【００８２】
図８は、本実施形態における脳波計測システム１０の動作を示すフローチャートを示す。また、図９は、本実施形態における脳波計測システム１０の動作の詳細を時間軸で示す模式図である。以下、図８および図９に従って脳波計測システム１０の動作を説明する。
【００８３】
本明細書では「１計測」という語を以下のように定義する。すなわち、「１計測」とは、脳波計測システム１０において、１回のトリガに対応する１回分の事象関連電位の成分（事象関連電位の１つの成分、または１連の複数個の成分）を含む時間範囲の脳波信号を取得し、１回のトリガに対応して接触インピーダンスを計測することをいう。
【００８４】
事象関連電位の計測は、一般的に、非特許文献１に示されるように反復計測を行い、複数回の計測値を加算平均してノイズを低減し観察しやすい波形を得ることにより行う。
【００８５】
一方、本実施形態では、上記の反復計測の各々の計測を１計測として説明する。上記の加算平均処理については、本実施形態の動作により出力された１計測の結果を用いて外部のシステム（図示せず）が行うものとする。本明細書では当該外部のシステムの説明は省略する。
【００８６】
まず、制御部１７０が開始信号を取得し、脳波計測システム１０の動作を開始する（ステップＳ１０１０）。脳波計測部１２０は、電極１１０から脳波信号として電位を計測する（ステップＳ１０１５）。ステップＳ１０１５で計測された脳波信号は後述する基準値を計算する際に利用する。
【００８７】
脳波計測部１２０は、スイッチ１４０が電極１１０と脳波計測システム１０とを接続しているか否かを判断する。また、インピーダンス計測部１３０は、スイッチ１４０が電極１１０とインピーダンス計測部１３０を接続しているか否かを判断する（ステップＳ１０２０）。
【００８８】
スイッチ１４０の動作の詳細については後述する。スイッチ１４０が電極１１０とインピーダンス計測部１３０とを接続している場合（ステップＳ１０２０においてｙｅｓ）、インピーダンス計測部１３０は、ステップＳ１０３０からステップＳ１０６０の動作により接触インピーダンスを計測して計測結果を保存する。
【００８９】
以下、図６のインピーダンス計測部１３０の詳細な構成を参照しながら、ステップＳ１０３０からステップＳ１０６０を説明する。
【００９０】
計測信号出力部１３１が、観察対象とする事象関連電位の周波数成分（１０Ｈｚ以下）を持つ接触インピーダンス計測用の信号をアース電極１１０ａに出力する（ステップＳ１０３０）。
【００９１】
電圧計測部１３２は、計測電極１１０ｂよりインピーダンス計測用の信号と周波数成分が同一の電気信号を取得し、その電圧を計測する（ステップＳ１０４０）。接触インピーダンス計測用の信号は、例えば、周波数１０Ｈｚの正弦波である交流信号であり、電圧１０Ｖ、電流は１００ｎＡとする。
【００９２】
インピーダンス計算部１３３は、ステップＳ１０３０で計測信号出力部１３１が出力した接触インピーダンス計測用信号の電圧と、ステップＳ１０４０で電圧計測部１３２によって計測された計測電極１１０ｂから取得された信号の電圧との差分を接触インピーダンス計測用の電流の値で除し、電極の接触インピーダンスを計算する（ステップＳ１０５０）。
【００９３】
インピーダンス記憶部１３４は、ステップＳ１０５０でインピーダンス計算部１３３が計算した接触インピーダンスの値を当該計測の接触インピーダンスの値として記憶する（ステップＳ１０６０）。
【００９４】
トリガ制御部１８０は、１計測分の脳波計測および接触インピーダンス計測が完了したかどうかを判断する（ステップＳ１０９０）。トリガ制御部１８０の動作の詳細についてはスイッチ１４０の詳細と合わせて後述する。
【００９５】
一方、ステップＳ１０２０において、スイッチ１４０が電極１１０と接触インピーダンス計測部１３０とを接続していない場合、すなわちスイッチ１４０が電極１１０と脳波計測部１２０とを接続している場合（ステップＳ１０２０においてｎｏ）、脳波計測部１２０は、電極１１０から脳波信号として電位を計測する（ステップＳ１０７０）。
【００９６】
脳波計測部１２０は、補正処理部１６０の取得波形記憶部１６１に、計時部１８１で計測された脳波信号の計測時刻とを対応付けて、計測した脳波信号の波形データを記録する（ステップＳ１０８０）。トリガ制御部１８０はあらかじめ事象関連電位の成分ごとに定められた例えば図４のような基準に基づき、１計測で得られた脳波および接触インピーダンスと、基準値設定用の脳波計測とが完了したかどうかを判断する（ステップＳ１０９０）。
【００９７】
１計測が完了したか否かの判断は、トリガを０としたあらかじめ定められた時間区間を経過したかによって判断する。例えばトリガの前後ともに６００ｍｓの経過があった場合、図９に示すトリガ以前の１００ｍｓの時間経過とトリガ後の５００ｍｓの時間経過により、トリガ制御部１８０は、−１００ｍｓから０までの基準値設定のための脳波計測と、０から２００ｍｓまでの接触インピーダンスの計測と２００ｍｓから５００ｍｓまでのＰ３００成分を取得するための脳波計測のすべてのデータが取得されたものと見なし、１計測が完了したものと判断する。トリガ以前に１００ｍｓの時間経過がない場合や、トリガ以降に５００ｍｓの時間経過がない場合は１計測が完了していないと判断する。
【００９８】
なお、脳波計測部１２０が基準値設定のための脳波計測または事象関連電位の成分を取得するための脳波計測が完了した場合にトリガ制御部１８０に計測完了信号を出力し、インピーダンス計測部１３０が接触インピーダンスの計測が完了した場合にトリガ制御部に計測完了信号を出力してもよい。このときは、トリガ制御部１８０は、脳波計測部１２０が出力する計測完了信号とインピーダンス計測部１３０が出力する計測完了信号を用いて１計測が完了したことを判断するとしても良い。
【００９９】
ステップＳ１０９０において脳波計測あるいは接触インピーダンス計測の少なくともいずれか一方が１計測分に不足している場合（ステップＳ１０９０においてｎｏ）、ステップＳ１０２０に戻り、計測を継続する。
【０１００】
ステップＳ１０９０において１計測分の脳波計測と接触インピーダンス計測が完了している場合（ステップＳ１０９０においてｙｅｓ）、補正情報生成部１５０は、インピーダンス記憶部１３４に記憶された接触インピーダンスと、脳波計測部１２０に含まれるアンプの入力インピーダンスとに基づいて、次式により振幅補正値を計算する（ステップＳ１１００）。
【数１】
（Ｚe：接触インピーダンス、Ｚd：入力インピーダンス）
【０１０１】
補正処理部１６０は、ステップＳ１１００において補正情報生成部１５０で計算された補正値に基づいて、ステップＳ１０８０で記憶した電位波形を補正する（ステップＳ１１１０）。
【０１０２】
図９を参照しながら、補正処理部１６０の電位波形の補正処理（ステップＳ１１１０）を詳細に説明する。図９の横軸は時間（ｍｓ）を示し、縦軸は脳波信号の電位を示す。
【０１０３】
基準値計算部１６２は、取得波形記憶部１６１に記憶された電位波形のうち図９に示す基準値設定区間に計測された電位波形を抽出し、電位の区間平均を求める。「基準値設定区間」とは、例えば、トリガ発生時点に１００ｍｓ先行する点（−１００ｍｓ）からトリガ発生時（０ｍｓ）までの１００ｍｓの間である。
【０１０４】
基準値計算部１６２は、計算した電位の区間平均の値を基準値、すなわち電位のゼロ点とし、基準値記憶部１６３に記憶する。
【０１０５】
振幅補正部１６４は、取得波形記憶部１６１に記憶された電位波形のうち図９に示す観察対象波形計測区間の電位波形を抽出する。「観察対象波形計測区間」とは、例えばトリガ発生時点から２００ｍｓ経過した時点から５００ｍｓ経過した時点までの３００ｍｓの間である。
【０１０６】
振幅補正部１６４は、抽出した電位波形から基準値記憶部１６３に記憶した基準値を減じて、電位波形を標準化する（以下、「標準化した電位波形」と呼ぶ）。これにより、直流成分の変動による脳波信号の電位の絶対値の変化を取り除き、脳波信号の電位の相対的変化を観察し易くする。これにより、絶対値に影響されること無く、加算平均によって脳波信号の電位の相対変化である事象関連電位を抽出し易くすることができる。
【０１０７】
さらに振幅補正部１６４は、ステップＳ１１００において補正情報生成部１５０で計算された振幅補正値を標準化した電位波形に乗じて振幅補正を行う。これにより、接触インピーダンスの変化により、接触インピーダンスと入力インピーダンスとの比が変化し、それに伴って計測誤差が変化することによる、計測ごとの脳波信号の歪を補正することができる。その結果、１計測ごとの脳波信号を、より真の脳波信号に近い状態にすることができる。これにより、加算平均を行う際にも、誤差を含む脳波信号を加算平均するデータに加えることにより生じる歪を減らすことができる。
【０１０８】
制御部１７０はステップＳ１１１０で補正された電位波形を出力し（ステップＳ１１２０）、１計測分の脳波計測を終了する（ステップＳ１１３０）。
【０１０９】
ここで、トリガ制御部１８０、刺激提示部１９０、切り替え制御部２００およびスイッチ１４０の動作の詳細を図８のフローチャートの処理、および、図９に示す時間変化に従って詳細に説明する。
【０１１０】
図８のステップＳ１０１０で１計測分の脳波計測が開始されると、トリガ制御部１８０は計時部１８１を初期化して計時を開始する。
【０１１１】
１計測分の接触インピーダンス計測時間と脳波信号の計測時間は観察対象となる事象関連電位あるいは誘発電位の成分ごとにあらかじめ定められ、計測時間シーケンス記憶部１８２に記憶されている。
【０１１２】
タイミング制御部１８３は、計測時間シーケンス記憶部１８２に記憶された計測時間シーケンスに基づいて、スイッチ１４０の切り替えのタイミングとトリガとなる刺激を出力するタイミングを決定する。
【０１１３】
これまで参照してきた図９は、聴覚刺激に対する事象関連電位のうち刺激提示後３００ｍｓ前後にピークが見られる、Ｐ３００を計測する場合の計測時間シーケンスを示す。
【０１１４】
計測時間シーケンスは時間軸上で、脳波計測を行う期間と接触インピーダンス計測を行う期間とを、トリガを時間の起点として割り当てたものである。
【０１１５】
図９では、電位を標準化するための基準値を設定するための脳波計測区間をトリガより前の１００ｍｓからトリガの時刻までの１００ｍｓの区間とし、観察対象とする脳波成分である電位変化を計測するための脳波計測区間を、トリガ後２００ｍｓから５００ｍｓとする。トリガ直後から２００ｍｓの間は接触インピーダンス計測を行う。
【０１１６】
トリガ制御部１８０は上記の計測時間シーケンスに基づいて、計時部１８１を初期化する際の初期値として−１００ｍｓを設定し、計時を開始する。
【０１１７】
さらに、タイミング制御部１８３は、上記の計測時間シーケンスに従って、まず、−１００ｍｓにおいてスイッチ１４０を脳波計測部１２０へ接続するスイッチ切り替え情報を切り替え制御部２００へ出力する。これにより図８のステップＳ１０２０の判断はｎｏとなり、ステップＳ１０７０及びステップＳ１０８０が実行され、脳波が計測される。
【０１１８】
時刻０においては、タイミング制御部１８３は、聴覚刺激の出力情報を刺激提示部１９０に出力する。刺激提示部１９０は、聴覚刺激の出力情報に基づいて電気音響変換器より音刺激を提示する。
【０１１９】
同時にスイッチ１４０をインピーダンス計測部１３０へ接続するスイッチ切り替え情報を切り替え制御部２００へ出力する。これにより、図８のステップＳ１０２０の判断はｙｅｓとなり、１００ｍｓ間の脳波計測を終了し、ステップＳ１０３０からステップＳ１０６０が実行され、接触インピーダンスの計測が行われる。
【０１２０】
時刻２００ｍｓにおいては、タイミング制御部１８３は再度スイッチ１４０を脳波計測部１２０へ接続するスイッチ切り替え情報を切り替え制御部２００へ出力する。これにより図８のステップＳ１０２０の判断はｎｏとなり、ステップＳ１０７０、ステップＳ１０８０が実行され、脳波が計測される。一方接触インピーダンスの計測は終了される。
【０１２１】
時刻５００ｍｓにおいて、タイミング制御部１８３は１計測の完了すなわち脳波計測および接触インピーダンス計測が終了したことを示す情報（終了情報）を脳波計測部１２０とインピーダンス計測部１３０と補正処理部１５０とに出力する。上記の終了情報によりステップＳ１０９０の判断はｙｅｓとなり、ステップＳ１１００からステップＳ１１３０が実行され、振幅補正された脳波波形が出力され、脳波計測システム１０の動作が完了する。
【０１２２】
なお、１計測分の計測が完了したかの判断は、トリガを０としたあらかじめ定められた時間区間を経過したかによって判断しても良い。
【０１２３】
実施形態１では、トリガの前１００ｍｓ以上、トリガの後５００ｍｓ以上の時間経過により、１計測が完了したと判断される。すなわち、当該時間経過により、図９の基準値設定のための脳波計測（−１００〜０ｍｓ）と、接触インピーダンス計測（０〜２００ｍｓ）と観察対象波形を取得するための脳波計測（２００ｍｓ〜５００ｍｓ）が行われたものと見なして処理が終了する。トリガ後５００ｍｓを経過していない場合は観察対象波形を取得するための脳波計測が完了していない、または脳波計測と接触インピーダンス計測が共に完了していないため、１計測が完了していないと判断される。
【０１２４】
以上のように動作する脳波計測システム１０では、事象関連電位あるいは誘発電位を計測する際の１計測すなわちトリガ１回の計測ごとに接触インピーダンス計測を行い、脳波計測時の直近の接触インピーダンスの値を用いて振幅補正を行う。その結果、ドライ電極の接触インピーダンスの高さとインピーダンス変動の幅の大きさに起因する、振幅誤差の大きさと誤差の変動による計測結果の不安定さを解消することができる。
【０１２５】
すなわち、電極を固定し電気的に安定化するペーストやジェルを用いず、振動による電極と皮膚の接触状態の変化も発生する環境においても安定して脳波計測を行うことができる。これにより、１計測ごとの脳波のばらつきが少なくなり、加算平均処理に必要な加算回数を削減することができる。
【０１２６】
なお、刺激に対する事象関連電位あるいは誘発電位であれば、Ｐ３００以外の成分例えば、Ｐ６００等の成分を計測するものとしても良い。その際接触インピーダンスの計測区間は図４に示すように、観察対象とする事象関連電位の成分が計測される期間以外の時間に設定されるものとする。
【０１２７】
なお、聴覚以外の刺激に対する事象関連電位あるいは誘発電位を計測するものとしてもよい。視覚刺激であればディスプレイによる画像提示や光源による光点の提示等であり、体性感覚刺激や触覚刺激であればタクタイルディスプレイ等による皮膚への圧刺激や圧縮空気によるパフ刺激等であり、そのほか嗅覚刺激、味覚刺激等、対象とする感覚に合わせた刺激提示部を用いるものとする。
【０１２８】
なお、事象関連電位の場合、複数種類の刺激、例えば、音高や音量の異なる音響信号や、音韻の異なる音声等を、１計測ごとに変えて計測し、刺激の種類ごとに加算平均する場合がある。このような場合、本実施形態においては、刺激提示部１９０に複数種類の刺激を保持しておき、制御部１７０への計測指示入力とともに刺激選択情報を入力することで、複数種類の刺激提示と任意の提示順序に対応することができる。また、刺激提示部１９０に刺激を保持しない場合は、制御部１７０への計測指示入力とともに提示する刺激を入力し、刺激提示部１９０は計測指示ごとに入力された刺激を提示することで、複数種類の刺激提示と任意の提示順序に対応することができる。複数種の刺激提示への対応については、聴覚刺激以外の視覚、体性感覚、触覚、嗅覚、味覚等についても同様である。
【０１２９】
（実施形態１の変形例１）
図１０は、実施形態１の変形例１にかかる脳波計測システム１０ａの構成図である。本変形例ではトリガとして被験者の眼球運動であるサッケードの終了時点を用いる例を示す。
【０１３０】
本変形例による脳波計測装置１１ａでは、実施形態１による脳波計測装置１１におけるトリガ制御部１８０がトリガ制御部２８０に入れ替わり、トリガ制御部１８０から出力された信号を受け取っていた刺激提示部１９０が、トリガ制御部２８０に信号を出力するサッケード検出部２９０に置き換わった以外は実施形態１と同一の構成である。
【０１３１】
また、本変形例で用いる事象関連電位は、眼球停留関連電位（Ｅｙｅ Ｆｉｘａｔｉｏｎ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ：ＥＦＲＰ）である。眼球停留関連電位とは、急速眼球運動（サッケード）の終了時点、すなわち眼球停留の開始時点に関連して生じる脳の一過性の電位変動をいう。眼球停留関連電位のうち、眼球の停留時点より約１００ミリ秒付近に後頭部で優位に出現する正の成分をラムダ反応といい、視対象に対する注意集中度によって変動することが知られている。
【０１３２】
サッケードとは、通常２０〜７０ミリ秒間の眼球運動をいう。サッケードにおいて、眼球の運動速度は、視角で表すと３００〜５００度／秒であるとされている。したがって、眼球の運動方向が所定時間（例えば、２０〜７０ミリ秒）連続して同じであり、かつ当該所定時間の平均角速度が３００度／秒以上である眼球運動をサッケードとし、その終了時点を検出することにより、眼球停留が開始した時点が検出できる。
【０１３３】
以下、変形例１における脳波計測システム１０ａの構成を説明する。
【０１３４】
サッケード検出部２９０は、眼球運動を検出するセンサを用い、眼球の直線的で速い動きであるサッケードを眼球の運動速度を指標にして検出し、その眼球運動の停止をトリガ情報としてトリガ制御部２８０に出力する。サッケード検出部２９０は、例えば目の上下および左右に貼り付けた電極を用いる眼電センサ、あるいは眼球をモニタするカメラと、そのカメラが撮影した画像から虹彩を抽出して眼球の運動速度を検出する画像処理回路等により構成される。
【０１３５】
図１１は、本変形例のトリガ制御部２８０の詳細な構成図である。タイミング制御部１８３がタイミング制御部２８３に置き換わった以外は実施形態１と同一の構成である。
【０１３６】
脳波計測および接触インピーダンス計測の動作については実施形態１の図８と同様であるので説明を省略し、図１３に従って、トリガ制御部２８０とサッケード検出部２９０と切り替え制御部２００およびスイッチ１４０の動作の詳細を説明する。
【０１３７】
変形例１では、１計測をトリガ１回すなわち１回のサッケードに対応するＥＦＲＰ成分１回分の時間範囲を含む脳波信号の計測データと接触インピーダンス計測１回とを１計測とする。ＥＦＲＰ成分１回分の時間範囲は例えば、トリガから２００ｍｓの区間である。変形例１では基準値を脳波計測開始時点での電位とする。このため、変形例１では、基準値設定のための脳波計測を行わない。
【０１３８】
ステップＳ１０１０で１計測分の脳波計測が開始されると、計時部１８１は計時を開始し、サッケード検出部２９０は、被験者の眼球運動の計測を開始する。計測時間シーケンス記憶部１８２に記憶された、トリガを基準とした接触インピーダンス計測と脳波計測の時間シーケンスに基づいて、タイミング制御部２８３は、サッケード検出部２９０で検出されるトリガのタイミングと同期してスイッチ１４０の切り替えのタイミングを決定する。
【０１３９】
実施形態１と異なり、トリガは被験者の無意識の眼球運動であるサッケードが検出後であり、かつ、そのサッケード運動が停止した瞬間である。
【０１４０】
そのため、計測指示が入力された後、トリガが検出されるまでの時間は不明である。
【０１４１】
脳波計測区間にできるだけ時間的に近い時点で接触インピーダンスを計測するため、トリガが検出されるまでは常時接触インピーダンスを計測しておき、トリガを検出した場合にスイッチ１４０を切り替えて、脳波計測を行う。
【０１４２】
図１２は実施形態１の変形例１の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１０１５が削除された以外は図８と同一である。
【０１４３】
図１３（ａ）および（ｂ）では、脳波計測はトリガ直後から２００ｍｓの区間としている。図１３の（ａ）のシーケンスでは、脳波計測区間の直前の−１００ｍｓ時点からトリガまでの１００ｍｓの接触インピーダンス計測区間と、トリガから２００ｍｓ時点の脳波計測区間とで１計測が実現される。
【０１４４】
一方、図１３（ｂ）のシーケンスでは計測指示入力からトリガまでの時間が短く、接触インピーダンス計測に必要な時間幅に満たない。よって、トリガから２００ｍｓ時点までの２００ｍｓの脳波計測区間と、それに続く２００ｍｓ時点から３００ｍｓ時点の１００ｍｓの接触インピーダンス計測区間とで１計測が実現される。
【０１４５】
図１３（ａ）および図１３（ｂ）の両シーケンスにおいて、基準値はトリガ検出直後の脳波計測開始時の電位とする。そのため、両シーケンスに基準値設定のための脳波計測区間はない。
【０１４６】
図１２のステップＳ１０１０では、脳波計測の指示入力に基づき、トリガ制御部２８０
の計時部１８１は計時を開始し、トリガ制御部２８０は図１３（ａ）の計測時間シーケンスに基づいて、スイッチ１４０をインピーダンス計測部１３０へ接続するスイッチ切り替え情報を切り替え制御部２００へ出力する。
【０１４７】
これにより図１２のステップＳ１０２０の判断はｙｅｓとなり、ステップＳ１０３０からステップＳ１０６０が実行され、接触インピーダンス計測が行われる。
【０１４８】
接触インピーダンス計測には、計測信号の１周期分の時間長が最低限必要である。例えば、１０Ｈｚの計測信号を用いる場合１００ｍｓ以上の時間区間を接触インピーダンス計測に割り当てる必要がある。
【０１４９】
図１３（ａ）では、計測指示入力からトリガであるサッケードの停止が検出されるまでに１００ｍｓ以上の時間があり、図１２のステップＳ１０３０からＳ１０６０がトリガ検出時まで繰り返される。
【０１５０】
サッケード検出部２９０によりトリガが検出されるとタイミング制御部２８３はスイッチ１４０を脳波計測部１２０へ接続するスイッチ切り替え情報を切り替え制御部２００へ出力する。これにより図１２のステップＳ１０２０の判断はｎｏとなり、接触インピーダンス計測が停止され、ステップＳ１０７０、ステップＳ１０８０が実行され、脳波が計測される。図１３（ａ）の場合はトリガ検出から２００ｍｓの時点でタイミング制御部２８３は１計測の完了すなわち脳波計測および接触インピーダンス計測の終了の情報を脳波計測部１２０とインピーダンス計測部１３０と補正処理部１５０とに出力する。図１３（ｂ）の場合はトリガ検出から２００ｍｓの時点でタイミング制御部２８３は再度スイッチ１４０をインピーダンス計測部１３０へ接続するスイッチ切り替え情報を切り替え制御部２００へ出力する。これにより、図１２のステップＳ１０２０の判断はｙｅｓとなり、１００ｍｓ間の脳波計測を終了し、ステップＳ１０３０からステップＳ１０６０が実行され、接触インピーダンス計測が行われる。トリガ検出から３００ｍｓの時点でタイミング制御部２８３は１計測の完了すなわち脳波計測および接触インピーダンス計測の終了の情報を脳波計測部１２０とインピーダンス計測部１３０と補正処理部１５０とに出力する。
【０１５１】
１計測分の計測が完了したかの判断は、トリガを０としたあらかじめ定められた時間区間を経過したかによって判断する。実施形態の変形例１では、トリガの前１００ｍｓ以上、トリガの後２００ｍｓ以上の時間経過があった場合、図１３（ａ）のトリガ前の１００ｍｓでの接触インピーダンス計測と、トリガ後の２００ｍｓでの脳波計測が行われたものと見なし、１計測が完了したものと判断する。また、トリガの前に１００ｍｓ以上の時間経過が無い場合はトリガ後に３００ｍｓ以上の時間経過があった場合図１３（ｂ）のトリガ後の２００ｍｓでの脳波計測とトリガ後２００ｍｓから３００ｍｓでの接触インピーダンス計測が行われたと見なし、１計測が完了したものと判断する。トリガの前の時間経過が１００ｍｓ未満であり、トリガの後の時間経過が３００ｍｓ未満である場合は少なくとも接触インピーダンス計測は完了していないため、１計測が完了していないと判断する。また、トリガの後の時間経過が２００ｍｓ未満である場合は、少なくとも脳波計測が完了していないため、１計測が完了していないと判断する。
【０１５２】
なお、実施形態１と同様、脳波計測部１２０が基準値設定のための脳波計測または事象関連電位の成分を取得するための脳波計測が完了した場合にトリガ制御部１８０に計測完了信号を出力し、インピーダンス計測部１３０が接触インピーダンスの計測が完了した場合にトリガ制御部に計測完了信号を出力する。トリガ制御部１８０は、脳波計測部１２０が出力する計測完了信号とインピーダンス計測部１３０が出力する計測完了信号を用いて１計測が完了したことを判断するとしても良い。
【０１５３】
１計測が完了したことによりステップＳ１０９０の判断はｙｅｓとなり、ステップＳ１１００からステップＳ１１３０が実行され、振幅補正された脳波波形が出力され、脳波計測システム１０の動作が完了する。
【０１５４】
以上のように動作する脳波計測システム１０では、実施形態１の効果に加えて、任意のタイミングで起こるトリガに対して脳波計測の直前または直後の接触インピーダンスを計測することができ、脳波計測時の直近の接触インピーダンスの値を用いて振幅補正を行うため、安定した脳波計測を行うことができる。
【０１５５】
なお、本変形例では脳波計測区間をトリガ時点から２００ｍｓであるため接触インピーダンス計測区間を脳波計測の直前あるいは直後としたが、観察対象となる事象関連電位あるいは誘発電位の成分の時間範囲によって実施形態１と同様にトリガ直後から接触インピーダンス計測を行うものとしてもよい。
【０１５６】
なお、本変形例では制御部１７０への指示入力１回に対して１計測を行い１計測の波形を出力して終了するものとしたが、指示入力１回に対して複数計測を行い複数の波形を出力するものとしてもよい。その際には、１計測完了時にトリガ制御部２８３はスイッチ１４０をインピーダンス計測部１３０へ接続するスイッチ切り替え情報を切り替え制御部２００へ出力し、接触インピーダンス計測を開始する。指示入力１回に対して複数計測を行う場合であっても、スイッチ１４０の初期状態をインピーダンス計測部１３０への接続として、１計測分の計測時間シーケンスが利用され、１計測ごとに接触インピーダンス計測と計測値に基づいた補正処理が行われるものとする。
【０１５７】
なお、本変形例において、脳波計測中にトリガが検出された場合は脳波計測を新しいトリガを起点に再開し、図１３（ｂ）の計測時間シーケンスを適用するものとする。
【０１５８】
なお、本変形例において、基準値は脳波計測開始時の電位とし、基準値設定のための脳波計測を行わないものとしたが、観察対象となる事象関連電位成分を取得する時間区間以外の時間区間で脳波を計測し、その平均値を基準値としても良い。例えば、ＥＦＲＰを取得するための脳波計測直後、すなわちトリガから２００ｍｓ時点から３００ｍｓまでの１００ｍｓの区間で脳波計測を行い、この区間の電位の平均値を基準値としても良い。この場合１計測の判断は、トリガの前の時間経過が１００ｍｓ以上でかつトリガ後の時間経過が３００ｍｓ以上であるか、あるいはトリガ前の時間経過が１００ｍｓ未満でトリガ後の時間経過が４００ｍｓ以上である場合に接触インピーダンス計測１回と、観察対象である成分を取得するための脳波計測１回と、基準値設定のための脳波計測１回がすべて完了したと判断する。
【０１５９】
なお、本変形例においてトリガをサッケードの停止としたが、ボタン押し下げの検出等、被験者の任意の動作をトリガとしてもよい。トリガとなる動作以降の事象関連電位あるいは誘発電位を観察対象として記録する場合は図１３の示す計測時間シーケンスが適用される。
【０１６０】
被験者の任意の動作をトリガとし、トリガに先行する脳活動を観察対象とする場合は、図１４に示すように、トリガを０とし、トリガまでの時間区間、例えば−３００ｍｓ時点からトリガまでの３００ｍｓの間を観察対象の成分を含む脳波計測区間とする。さらに、その直前の１００ｍｓを基準値生成のための脳波計測区間とする。この場合には、計時部１８１は常時計時を行っており、また、スイッチ１４０は通常の状態として電極１１０と脳波計測部１２０とを接続するものとする。
【０１６１】
この場合、計測指示が入力された後、トリガが検出されるまでの時間は不明であり、かつトリガから時間を遡って脳波計測を行う。そのため、計測指示が入力された後、トリガが検出されるまでは常時脳波を計測しておき、トリガを検出した場合にスイッチ１４０を切り替えて、接触インピーダンス計測を行う。これにより、脳波計測区間にできるだけ時間的に近い時点で接触インピーダンスを計測することができる。
【０１６２】
脳波計測部１２０は常時脳波を計測している。取得波形記憶部１６１は脳波計測区間の時間長と基準値の計算に必要な時間長とを合わせた直近の脳波を記憶する。ここでいう「直近の脳波」とは、トリガの検出と接触インピーダンス計測の時刻に最も近い時間において測定された脳波を意味する。より詳しく説明すると、脳波が記録されている時間の幅は不定であるため、不定の時間長の中で、時間的に最もトリガの検出またはインピーダンス計測区間に近い、「脳波計測区間の時間長と基準値の計算に必要な時間長」を取り出したものが「直近の脳波」となる。ステップＳ１０１０で１計測分の脳波計測が開始されると、ボタン押し下げ検出部は被験者のボタンの押し下げの監視を開始する。タイミング制御部２８３はボタン押し下げ検出部で検出されるトリガのタイミングと同期してスイッチ１４０の切り替えのタイミングを決定し、スイッチ１４０をインピーダンス計測部１３０へ接続するためのスイッチ切り替え情報を出力して、脳波計測を終了する。その後、接触インピーダンス計測が行われる。そしてタイミング制御部２８３は、脳波計測区間と脳波計測区間とを合わせた時間長（例えば、図１４では４００ｍｓ）の脳波が取得波形記憶部１６１に記憶されていない場合は、１計測に必要な脳波計測が完了していないと見なす。タイミング制御部２８３はスイッチを切り替えず、次のトリガを検出するまで脳波計測を継続する。
【０１６３】
一方、取得波形記憶部１６１に十分な時間長の波形が記憶されている場合は、タイミング制御部２８３は１計測に必要な脳波計測が完了していると見なし、トリガから２００ｍｓ時点で接触インピーダンス計測が完了したものと見なす。すなわちタイミング制御部２８３は、基準値設定用の脳波の計測と１回分の脳波成分を含む脳波信号と、１回分の接触インピーダンス計測が完了したものと見なす。タイミング制御部２８３は１計測の完了すなわち脳波計測および接触インピーダンス計測の終了の情報を脳波計測部１２０とインピーダンス計測部１３０と補正処理部１５０とに出力する。なお、基準値設定のための脳波計測区間はトリガ直後の１００ｍｓあるいは接触インピーダンス計測区間の直後の１００ｍｓでもよい。
【０１６４】
なお、本変形例においてトリガをサッケードの停止としたが、特定の外部環境あるいは外部環境の変化を検出してトリガとするとしてもよい。例えば図１５に示すようにマイクロフォン２９１とアンプ２９２と信号処理部２９３によって構成された環境音検出部４９０を設けてもよい。環境音検出部４９０により、一定以上の立ち上がり速度で、一定以上の音圧を持つ音を検出した時点を検出し、その音をトリガとして、図９あるいは図１３の計測時間シーケンスに従って脳波計測を行うものとしてもよい。
【０１６５】
なお図１５は環境音検出部４９０の構成例を示している。環境音検出部４９０以外の構成は、たとえば図３に示される構成と同じであるが、当該構成は図１５において便宜的に示すに過ぎない。
【０１６６】
（実施形態１の変形例２）
図１６は本発明の実施形態１の変形例２にかかる脳波計測システム１０ｂの構成図である。本変形例では被験者は複数の電極を装着し、２つの電極間で差動増幅を行う例を示す。
【０１６７】
本変形例による脳波計測装置１１ｂでは、差動増幅を行うための２つの計測電極１１０が設けられ、スイッチ１４０がスイッチ３４０に置き換わり、インピーダンス計測部１３０がインピーダンス計測部３３０に置き換わり、補正部１５５が補正部３５５に置き換わった以外は実施形態１と同一の構成である。なお、補正部３５５では、補正部１５５の補正情報生成部１５０が補正情報生成部３５０に置き換わり、補正処理部１６０が補正処理部３６０に置き換わっている。
【０１６８】
図１７は、インピーダンス計測部３３０、アース電極１１０ａ、計測電極１１０ｂおよび計測電極１１０ｃの詳細な構成図である。計測電極１１０ｂおよび計測電極１１０ｃとインピーダンス計測部３３０とはスイッチ３４０を解して接続されるが、ここではスイッチ３４０によって接続されている状態を説明する。スイッチ３４０の図示および説明は省略する。
【０１６９】
計測電極１１０ｂおよび計測電極１１０ｃは、それぞれ電気的状態の標準を取得するアース電極１１０ａとの電位差を生体の電気的反応として取得する。
【０１７０】
インピーダンス計測部３３０は、計測信号出力部１３１と、電圧計測部１３２ｂおよび１３２ｃと、インピーダンス計算部１３３と、インピーダンス記憶部１３４とを備えている。
【０１７１】
計測信号出力部１３１は、インピーダンス計測部１３０は生体を介した回路の電圧を計測するための計測用信号をアース電極１１０ａに出力する。
【０１７２】
電圧計測部１３２ｂは、計測電極１１０ｂより計測用信号を取得してその電圧を計測する。電圧計測部１３２ｃは、計測電極１１０ｃより計測用信号を取得してその電圧を計測する。
【０１７３】
インピーダンス計算部１３３は、計測信号出力部１３１および電圧計測部１３２ｂおよび１３２ｃの各出力を利用して、接触インピーダンスを計算する。計測信号出力部１３１は、ＣＰＵおよびメモリによって実現され得る。インピーダンス記憶部１３４は、インピーダンス計算部１３３によって計算された接触インピーダンスを記憶する。
【０１７４】
図１８は、補正処理部３６０の詳細な構成図である。差動増幅処理部３６５が付け加わった以外は図７と同一の構成である。
【０１７５】
図１９は、本変形例の動作を示すフローチャートを示す。本変形例の脳波計測システム１０の動作は２つの計測電極１１０ｂおよび１１０ｃから得られた２つの波形の差分より波形を得る作動増幅処理が付け加わった以外は実施形態１に示した図８と同様である。ただし計測電極が２つあるため、ステップＳ１０４０の電圧計測、ステップＳ１０５０の接触インピーダンス計算、ステップＳ１０６０の接触インピーダンス記憶また、ステップＳ１０７０の脳波取得とステップＳ１０８０の取得波形記憶については、計測電極１１０ｂおよび計測電極１１０ｃそれぞれについて図８と同一の動作を行う。
【０１７６】
ステップＳ１１１０の補正処理の後に２電極間の差動増幅処理が行われるが、それ以外のステップについては実施形態１と同様であるので説明を省略する。ステップＳ１１１０において補正情報生成部３５０はインピーダンス記憶部１３４に記憶された電極ごとの接触インピーダンスと脳波計測部１２０に含まれるアンプの入力インピーダンスとに基づいて電極ごとに振幅補正値を計算する。
【０１７７】
２つの電極間で差動増幅を行う場合電極ごとの接触インピーダンスが異なると、電極ごとの振幅誤差が異なるのみでなく、電極から脳波計測部１２０のアンプまでのリード線を含む回路上で混入するノイズの振幅も生体信号の振幅同様に異なる。差動増幅は２つの電極に共通して混入した同相のノイズを除去し、逆相の信号を増幅する処理である。
【０１７８】
しかしながら、電極間で接触インピーダンスが異なる場合、アンプの入力インピーダンスは同一の固定値であるため、ノイズ、信号とも振幅が異なり、差動増幅によって除去されるはずの同相のノイズが振幅差の分残る。その結果、増幅されるはずの逆相の信号は、振幅差の分、その増幅が少なくなる。電極ごとに計測された接触インピーダンスとアンプの入力インピーダンスに基づいて、計算される補正値に基づいて行われる補正処理により、各電極の振幅誤差は標準化され、差動増幅が最も有効な状態にすることができる。
【０１７９】
補正処理部３６０はステップＳ１１００において補正情報生成部３５０で計算された電極ごとの補正値に基づきステップＳ１０８０で取得波形記憶部１６１に電極ごとに記憶した電位波形を補正し、計測電極１１０ｂの補正波形と計測電極１１０ｃの補正波形との差分により差動増幅を行う（ステップＳ３１１０）。基準値の計算および基準値に対する標準化については実施形態１のステップＳ１１１０と同様の方法を電極ごとに適用する。標準化した電位波形にステップＳ１１００において補正情報生成部３５０で計算された振幅補正値を電位波形に乗じて振幅補正を行う。上記のように計測電極ごとに振幅補正を行った波形について、差動増幅処理部３６５は電極１１０ｂの補正波形から計測電極１１０ｃの補正波形を減じるまたはその逆に計測電極１１０ｃの補正波形から電極１１０ｂの補正波形を減じることにより差動増幅波形を生成する。
【０１８０】
制御部１７０はステップＳ１１１０で補正され、ステップＳ３１１０の差動増幅により生成された電位波形を出力し（ステップＳ１１２０）、１計測分の脳波計測を終了する（ステップＳ１１３０）。
【０１８１】
以上の構成と動作により、電極ごとに計測された直近の接触インピーダンスの値にもとづいて振幅補正を行うことで、電極間の接触インピーダンスの差が標準化され、差動増幅を最も効果的に行うことができる。
【０１８２】
（実施形態２）
図２０は、本発明の実施形態２にかかる脳波計測システム２０の構成図である。実施形態２では実施形態１の脳波計測システム１０が出力する１計測ごとの脳波を加算平均し、加算平均波形に基づいて判別を行う。出力は機器制御信号として利用可能である。
【０１８３】
本実施形態による脳波計測装置２１では、実施形態１による脳波計測装置１１の制御部１７０が制御部４７０に入れ替わり、加算平均部４１０と判別閾値記憶部４２０と判別処理部４３０とが付け加わった以外は実施形態１と同一の構成である。
【０１８４】
本実施形態の脳波計測システム２０の動作を図２１に従って説明する。
【０１８５】
図２１は、実施形態２の脳波計測システム２０の動作を示すフローチャートである。本実施形態の脳波計測システム２０の動作は実施形態１の図８に示す動作のステップＳ１１１０以降に加算平均処理と判別処理が付け加わった以外は図８と同一であるので説明を適宜省略する。
【０１８６】
まず、制御部１７０が開始信号を取得し、脳波計測システム１の動作を開始する（ステップＳ１０１０）。脳波計測部１２０は、電極１１０から基準値設定用の脳波信号として電位を計測する（ステップＳ１０１５）。
【０１８７】
脳波計測部１２０とインピーダンス計測部１３０はスイッチ１４０が電極１１０と脳波計測システム１１２０を接続しているか否か、スイッチ１４０が電極１１０とインピーダンス計測部１３０を接続しているか否かを判断する（ステップＳ１０２０）。スイッチ１４０が電極１１０とインピーダンス計測部１３０とを接続している場合は、インピーダンス計測部１３０はステップＳ１０３０からステップＳ１０６０の動作により接触インピーダンスを計測して計測結果を保存する。トリガ制御部１８０は１計測分の脳波計測および接触インピーダンス計測が完了したかどうかを判断する（ステップＳ１０９０）。
【０１８８】
一方、ステップＳ１０２０においてスイッチ１４０が電極１１０とインピーダンス計測部１３０とを接続していない場合は、脳波計測部１２０は電極１１０から生体の電気反応として電位を計測する（ステップＳ１０７０）。そして脳波計測部１２０は、補正処理部１６０の取得波形記憶部１６１（図５）に計時部１８１で計測された計測時刻と合わせて記録する（ステップＳ１０８０）。トリガ制御部１８０は１計測分の脳波計測および接触インピーダンス計測が完了したかどうかを判断する（ステップＳ１０９０）。
【０１８９】
ステップＳ１０９０において１計測分の計測が完了していない場合はステップＳ１０１５に戻り、計測を継続する。ステップＳ１０９０において１計測分の脳波計測と接触インピーダンス計測が完了している場合は、補正情報生成部１５０はインピーダンス記憶部１３４に記憶された接触インピーダンスと脳波計測部１２０に含まれるアンプの入力インピーダンスに基づいて振幅補正値を計算する（ステップＳ１１００）。補正処理部１６０はステップＳ１１００において補正情報生成部１５０で計算された補正値に基づきステップＳ１０８０で取得波形記憶部１６１に記憶した電位波形を補正する（ステップＳ１１１０）。加算平均部４１０はステップＳ１１００で補正された電位波形をトリガを起点とした時間軸上で加算する（ステップＳ４１１０）。
【０１９０】
事象関連電位の計測においては、提示したトリガの種類、例えば聴覚刺激であれば音高、音の大きさ、周波数特性やリズム等によって分類され、トリガの分類ごとに電位波形を加算平均して、トリガの分類ごとの電位波形を比較することが行われる。ステップＳ４１１０においては、加算平均部４１０は制御部４７０よりトリガの分類情報を取得し、ステップＳ１１００で補正処理部１６０より出力された電位波形の分類に基づいて加算処理を行う。
【０１９１】
制御部４７０は各トリガ分類に対する取得された電位波形の加算回数があらかじめ定められた加算回数を満たしているか否かを判断する（ステップＳ４１２０）。加算回数が不足している場合（ステップＳ４１２０においてｎｏ）は、ステップＳ１０２０に戻り１計測分の脳波計測を開始する。加算回数が充足している場合（ステップＳ４１２０においてｙｅｓ）は、加算平均部４１０はトリガ分類ごとに加算した電位波形を分類ごとの加算回数で除し、加算平均波形を生成する（ステップＳ４１３０）。
【０１９２】
なお、ここでは１計測の波形が出力されるたびに加算を行ったが、加算回数分の波形を記憶しておき、加算回数が充足した時点で加算平均波形を求める計算を行っても良い。判別処理部４３０は判別閾値記憶部４２０に記憶された閾値に基づいて、ステップＳ４１３０で加算平均部４１０より出力された加算平均波形の判別を行う（ステップＳ４１４０）。例えば音高の高い音に対する加算平均波形と音高の低い音に対する加算平均波形のうち音高の高い音に対する加算平均波形で観察対象の事象関連電位の成分が閾値を越えている場合、具体的には判別閾値記憶部４２０にあらかじめ記憶された閾値が例えば５μＶであり、音高の高い音に対するトリガ後３００ｍｓから４００ｍｓの間の事象関連電位の成分の振幅値が７μＶであり、音高の低い音に対するトリガ後３００ｍｓから４００ｍｓの間の事象関連電位の成分の振幅値が２μＶである場合、被験者が音高の高い音を選択したと判断する。なお、判別閾値記憶部４２０に記憶された閾値は、本発明のステップＳ１１００からステップＳ１１１０と同様の処理を行って求めたものであり、計測値と閾値とは共に接触インピーダンスの変動による振幅誤差の影響を受けない状態で比較されるものである。
【０１９３】
制御部４７０はステップＳ４１４０の判別結果を出力して動作を終了する（ステップＳ１１３０）。
【０１９４】
以上のように動作する脳波計測システム２０では、事象関連電位１計測ごとに脳波計測時の直近の接触インピーダンスの値を用いて振幅補正を行い、１計測ごとのばらつきが少ない脳波を用いて加算平均を行うため、判別基準とともに振幅誤差のない状態で比較することができ、判別制度が高い。また、波形が安定しているため加算回数を削減することができる。
【０１９５】
なお、実施形態２において判別閾値記憶部４２０は観察対象である事象関連電位の成分の振幅値のみを記憶しており、判別処理部４３０は計測された波形の振幅値と閾値との比較を行ったが、判別閾値記憶部４２０は判別用教師データ波形のデータベースあるいはテーブルであっても良い。この場合は、判別処理部４３０は加算平均部４１０から出力された加算平均波形と教師データとの距離を計算し、最も距離の近い状態が選択されたものと見なす。そのほか、時間周波数領域での判別等、事象関連電位に対して行われるどのような判別方式を用いても良い。
【０１９６】
（実施形態３）
図２２は、本発明の実施形態３にかかる脳波計測システム３０の構成図である。
【０１９７】
実施形態３による脳波計測装置３１では、実施形態１の脳波計測装置１１の補正情報生成部１５０がデータ除去判断部５４０に入れ替わり、補正処理部１６０が加算平均部５１０に入れ替わり、制御部１７０が制御部５７０に入れ替わり、教師データ５２０と、判別処理部５３０と、インピーダンス蓄積部５５０と、インピーダンス変動情報生成部５６０とが付け加得られている。その相違以外は実施形態１と同一の構成である。また、脳波計測システム３０から電極１１０、刺激提示部１９０および教師データ５２０を除いたものを脳波計測装置３１とする。
【０１９８】
図２３は、加算平均部５１０の詳細な構成図である。本実施形態による加算平均部５１０は、実施形態１の図７に示す補正処理部１６０の振幅補正部１６４が加算平均計算部５４１に置き換わった以外は図７の補正処理部１６０と同一の構成である。
【０１９９】
以下、図２４を参照しながら本実施形態の脳波計測システム３０の動作を説明する。
【０２００】
図２４は、実施形態３の脳波計測システム３０の動作を示すフローチャートである。本実施形態の脳波計測システム３０の動作は実施形態１の図８に示す動作のうちステップＳ１０１０の動作開始からステップＳ１０９０で１計測分の計測を完了するまでは実施形態１と同一の動作であるので、説明を適宜省略する。
【０２０１】
まず、制御部１７０が開始信号を取得し、脳波計測システム３０の動作を開始する（ステップＳ１０１０）。脳波計測部１２０は、電極１１０から基準値設定用の脳波信号として電位を計測する（ステップＳ１０１５）。脳波計測部１２０とインピーダンス計測部１３０はスイッチ１４０が電極１１０と脳波計測部１２０を接続しているか否か、スイッチ１４０が電極１１０とインピーダンス計測部１３０を接続しているか否かを判断する（ステップＳ１０２０）。
【０２０２】
スイッチ１４０が電極１１０とインピーダンス計測部１３０とを接続している場合は、インピーダンス計測部１３０はステップＳ１０３０からステップＳ１０６０の動作により接触インピーダンスを計測して計測結果を保存する。トリガ制御部１８０は１計測分の脳波計測および接触インピーダンス計測が完了したかどうかを判断する（ステップＳ１０９０）。
【０２０３】
一方、ステップＳ１０２０においてスイッチ１４０が電極１１０とインピーダンス計測部１３０とを接続していない場合は、脳波計測部１２０は電極１１０から生体の電気反応として電位を計測し（ステップＳ１０７０）、補正処理部１６０の取得波形記憶部１６１に計時部１８１で計測された計測時刻と合わせて記録する（ステップＳ１０８０）。トリガ制御部１８０は１計測分の脳波計測および接触インピーダンス計測が完了したかどうかを判断する（ステップＳ１０９０）。
【０２０４】
ステップＳ１０９０において１計測分の脳波計測および接触インピーダンス計測が完了していない場合（ステップＳ１０９０においてｎｏ）は、ステップＳ１０２０にもどり、計測を継続する。ステップＳ１０９０において１計測分の脳波計測および接触インピーダンス計測が完了している場合（ステップＳ１０９０においてｙｅｓ）は、データ除去判断部５４０は、計測された当該脳波に対応する接触インピーダンスの値が定められた範囲内にあるか否かを判断する。範囲外の場合には、データ除去判断部５４０は当該脳波の除去を決定する（ステップＳ５１００）。例えば電極の接触インピーダンスが１．４ＭΩ以上の場合に脳波を除去する。ステップＳ５１００で当該脳波の除去が決定された場合（ステップＳ５１１０においてｙｅｓ）は、ステップＳ１０１５にもどり、計測を継続する。
【０２０５】
ステップＳ５１００でデータ除去判断部５４０が当該脳波を除去しないと決定した場合（ステップＳ５１１０においてｎｏ）は、加算平均部５１０は脳波計測部１２０から当該脳波を取得し、加算処理を行う（ステップＳ５１２０）。詳細は以下のとおりである、まずステップＳ１０８０で、加算平均計算部５４１は取得波形記憶部１６１に記憶した電位波形を標準化する。基準値計算部１６２は、取得波形記憶部１６１に記憶された電位波形のうち図９に示す基準値設定区間、例えば、トリガ発生時点に１００ｍｓ先行する点からトリガ発生時までの１００ｍｓの間、に計測された電位波形を抽出し、電位の区間平均を求める。この値を基準値、すなわち電位のゼロ点とし、基準値記憶部１６３に記憶する。
【０２０６】
加算平均計算部５４１は記憶された電位波形のうち図９に示す観察対象波形計測区間、例えばトリガ発生時点から２００ｍｓ経過した時点から５００ｍｓ経過した時点までの３００ｍｓの間の電位波形を抽出する。抽出した電位波形から基準値記憶部１６３に記憶した基準値を減じて電位波形を標準化する。さらに、加算平均計算部５４１は標準化した電位波形をトリガを起点とした時間軸上で当該脳波を加算する（ステップＳ５１２０）。データ除去判断部５４０は当該脳波に対応する接触インピーダンスの値をインピーダンス蓄積部５５０に蓄積する（ステップＳ５１３０）。制御部５７０は脳波を加算した回数があらかじめ定められた加算回数を充足したか否かを判断する（ステップＳ５１４０）。加算回数が不足している場合（ステップＳ５１４０においてｎｏ）は、ステップＳ１０２０にもどり、計測を継続する。加算回数が充足している場合（ステップＳ５１４０においてｙｅｓ）は、加算平均計算部５４１で加算された電位の時間波形を加算回数で除して平均する（ステップＳ５１５０）。インピーダンス変動情報生成部５６０はインピーダンス蓄積部５５０に蓄積された接触インピーダンスの値の分布範囲を取得する（ステップＳ５１６０）。判別処理部５３０はステップＳ５１６０で生成された接触インピーダンスの分布範囲に基づいて教師データ５２０に記憶された判別用教師データから該当する接触インピーダンスで記録された教師データを抽出する（ステップＳ５１７０）。図２２の教師データ５２０では接触インピーダンスが小さくかつ接触インピーダンスの分布が小さい状態で記録された教師データと接触インピーダンスが大きくかつ接触インピーダンスの分布が大きい状態で記録された教師データとを記憶している。例えば、接触インピーダンスが１．１ＭΩより小さく、接触インピーダンスが１ＭΩから１．１ＭΩに分布する状態で記録された教師データと、接触インピーダンスが１．１ＭΩより大きく、接触インピーダンスが１．２ＭΩから１．４ＭΩに分布する状態で記録された教師データとの２種類である。ステップＳ５１７０において例えば接触インピーダンス値の分布範囲が図１の押し圧３０ｇ／平方センチ未満のデータのように１．２ＭΩから１．５ＭΩである場合、接触インピーダンスが大きく、接触インピーダンスが１．２ＭΩから１．４ＭΩに分布する状態で記録された教師データを選択する。判別処理部５３０はステップＳ５１５０で生成された加算平均波形とステップＳ５１７０で選択された教師データとのパタンマッチングを行い、被験者の状態を判別する。
【０２０７】
図２５は、教師データ５２０に格納された教師データの値と分布を模式的に示す。図２５（ａ）は接触インピーダンスが小さく接触インピーダンスの分布も小さい場合を示した模式図である。図２５（ｂ）は接触インピーダンスが大きく接触インピーダンスの分布も大きい場合を示した模式図である。
【０２０８】
例えば、事象関連電位でナースコールを行うシステムの場合、「ナースコールをする」と画面に提示し、ナースコールを実行する場合にはナースコールの画面提示に注意を向けることで記録される、事象関連電位のＰ３００を検出する。Ｐ３００が検出された場合にナースコールを行い、Ｐ３００が検出されなければナースコールを行わない。
【０２０９】
図２５（ａ）および図２５（ｂ）はＰ３００を模式的に示している。実線はナースコールをしない場合の加算平均脳波の平均的波形であり、破線はナースコールをする際の加算平均脳波の平均的波形である。
【０２１０】
図２５（ａ）では、接触インピーダンスが小さいため、計測された脳波の振幅誤差が小さく、振幅が大きい。さらに、接触インピーダンスの分布が小さいため、振幅誤差の分布が小さく、脳波波形のばらつきも小さい。そのため、ナースコールをする場合の波形としない場合の波形は波形の分布範囲を含めて分離がよく、波形のピークでナースコール無しの場合と、ナースコース実行の場合との中間点で判別閾値を設ければ、誤判定が無い。
【０２１１】
一方図２５（ｂ）では接触インピーダンスが大きいため、計測された脳波の振幅誤差が大きく、振幅が小さい。さらに接触インピーダンスの分布が大きいため、振幅誤差の分布が大きく、脳波波形のばらつきが大きい。そのため、ナースコールをする場合の波形としない場合の波形の差は小さく、両者の分布が重なる。そのため、ナースコール無しの場合と、ナースコース実行の場合との中間点で判別閾値を設けると、ナースコールを実行したいのに、ナースコール実行と判別されない場合とナースコールを実行するつもりはないのにナースコールをすると判別される場合とが同程度発生する。ナースコールの例においては、ナースコールを実行したいのに、実行されない場合の方がユーザの不利益が多い。よって、接触インピーダンスが大きく接触インピーダンスの分布も大きい場合には、判別閾値を、ナースコール無しの平均波形により近づけ、ナースコール実行の場合の波形分布の範囲をより多く含み、ナースコール実行時の波形検出をよりし易くする。
【０２１２】
すなわち、判別処理部５３０は、ステップＳ５１８０において、ステップＳ５１７０で接触インピーダンスの分布範囲に基づいて抽出した教師データとステップＳ５１５０で生成された加算平均波形とのマッチングを行う。このとき判別処理部５３０は、接触インピーダンスが小さく接触インピーダンス分布も小さい教師データを選択した際には加算平均波形と教師データとのマッチングにより、マッチする教師データがより多い、ナースコール実行か、ナースコール無しかのいずれかのグループを選択する。一方接触インピーダンスが大きく接触インピーダンス分布も大きい教師データを選択した際には、判別処理部５３０は、加算平均波形と教師データとのマッチングを行い、ナースコールをするグループの教師データとマッチする場合には重みをつけて、マッチする教師データが多いグループを判断する。例えば、ナースコールサルグループの教師データとマッチした際には１．３をかけ、マッチする教師データの数を比較する。これにより、脳波の振幅誤差が大きく、分布も大きくなるために、判別が困難になる接触インピーダンスが大きく、その分布も大きい場合においては、ナースコールのような必要度の高い操作の見逃しが減る。
【０２１３】
接触インピーダンスに従って教師データを切り替えることで、判別の精度を高めると共に、接触インピーダンスに従って判別基準を切り替えることで、波形の見逃しを防ぎ、必要度の高い操作を確実に行うことができる。
【０２１４】
なお、ステップＳ５１８０において判別処理部５３０は教師データ５２０に格納された教師データとのマッチングを行ったが、図２５に示すような判別閾値をあらかじめ定めておき、接触インピーダンスにより判別閾値を選択して、加算平均波形の判別を行うものとしても良い。その際の判別閾値は、接触インピーダンスが高く、分布も大きい場合には、ナースコールのような必要度の高い操作を見逃すことの無いよう、判別閾値を設定するものとする。
【０２１５】
なお、本実施形態ではナースコールのように、操作の見逃しを回避する必要がある場合について説明したが、電源を切る等の、操作したと誤認識することによる被害が大きい場合には、逆に、操作があったと判断する頻度が少なくなるように判別閾値あるいはマッチング時の重みを調整する。
【０２１６】
各実施形態の脳波計測装置には、たとえば脳波計である脳波計測部１２０が設けられるとしたが、これは必須ではない。たとえば、脳波計測部１２０が脳波計測装置の外部に設けられていてもよい。この場合には、脳波計測部１２０は脳波計測装置の構成要素ではなくなる。
【０２１７】
また、実施形態１およびその変形例と実施形態２と実施形態３において、スイッチ１４０はソフトウェア（コンピュータプログラム）によって実現してもよい。
【０２１８】
さらに、上述した各実施形態の脳波計測装置の動作は、たとえば、コンピュータであるＣＰＵ（図示せず）が、各実施形態に関連して説明したフローチャートに基づく命令群を記述したコンピュータプログラムを実行することによって実現されてもよい。このとき、コンピュータプログラムを実行するＣＰＵは、実行する処理に応じて、インピーダンス計測部１３０、スイッチ１４０、補正情報生成部１５０、補正処理部１６０、制御部１７０、トリガ制御部１８０および切り替え制御部２００の少なくとも一つとして機能する。そのようなコンピュータプログラムもまた本発明の範疇である。
【０２１９】
なお、実施形態１およびその変形例と実施形態２において、補正情報生成部１５０および補正情報生成部３５０は接触インピーダンスと脳波計測部１２０に含まれるアンプの入力インピーダンスとの比より振幅補正情報を生成したが、皮膚と接触する電極１１０と脳波計測部１２０との間でインピーダンス変換を行うアクティブ電極を用いる場合は、アクティブ電極のインピーダンス変換部に含まれるアンプの入力インピーダンスと電極１１０の接触インピーダンスとの比より振幅補正情報を生成するものとする。アクティブ電極を用いる際には、インピーダンス変換部に含まれるアンプの出力インピーダンスは十分に小さく安定しているため、脳波計測部１２０に含まれるアンプの入力インピーダンスとの比は大きく安定しており、インピーダンス変換部から脳波計測部１２０の間での振幅誤差は無視できる程度に小さい。そのため、接触インピーダンスの変動による振幅誤差の変動は、インピーダンス変換部の入力インピーダンスと接触インピーダンスの比の変動によって決定され、脳波計測部１２０に含まれるアンプでは収束されない。
【産業上の利用可能性】
【０２２０】
本発明にかかる脳波計測システムでは、事象関連電位あるいは誘発電位を計測する場合に広く利用可能であり、事象関連電位あるいは誘発電位を用いた脳はインタフェースを構築する場合に有用である。また、接触インピーダンスの変動に対して頑健なためウェアラブルな情報機器や携帯電話等の通信機器等の用途にも応用できる。
【符号の説明】
【０２２１】
１０、２０、３０ 脳波計測システム
１１、２１，３１ 脳波計測装置
１００ ユーザ
１１０ 電極
１１０ａ アース電極
１１０ｂ、１１０ｃ 計測電極
１２０ 脳波測定部
１３０、３３０ インピーダンス計測部
１３１ 計測信号出力部
１３２、１３２ｂ、１３２ｃ 電圧測定部
１３３ インピーダンス計算部
１３４ インピーダンス記憶部
１４０、３４０ スイッチ
１５０、３５０ 補正情報生成部
１６０、３６０ 補正処理部
１６１ 取得波形記憶部
１６２ 基準値計算部
１６３ 基準値記憶部
１６４ 振幅補正部
１７０、４７０、５７０ 制御部
１８０、２８０ トリガ制御部
１８１ 計時手段
１８２ 計測時間シーケンス記憶部
１８３、２８３ タイミング制御部
１９０ 刺激提示手段
１９１ α波抽出部
２００ 切り替え制御部
２９０ サッケード検出部
２９１ マイクロフォン
２９２ アンプ
２９３ 信号処理部
３６５ 差動増幅処理部
４１０、５１０ 加算平均部
４２０ 判別閾値記憶部
４３０、５３０ 判別処理部
５２０ 教師データ
５４０ データ除去判断部
５４１ 加算平均計算部
５５０ インピーダンス蓄積部
５６０ インピーダンス変動情報生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの皮膚に接触させた複数の電極で脳波を計測する脳波計測システム、脳波計測方法、および脳波計測方法を実行するコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機器を操作するためのインタフェースとして脳波が注目されている。物理的な操作を行わずに思っただけで操作する方法は、四肢が不自由な人のための操作手段を提供するだけでなく、ヘッドマウントディスプレイ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ（ＨＭＤ））等のウェアラブル（ｗｅａｒａｂｌｅ）機器のハンズフリー操作手段としても注目されている。脳波の中でも人が外界の状況を認識や判断を行ったり、意思を決定し行動しようとする際、すなわち人の知覚、認知あるいは行動に関わる何らかの事象が起こった際に現れる脳波である事象関連電位あるいは誘発電位は機器操作インタフェースとしての利用が検討されている。
【０００３】
脳波を利用したインタフェースとして、特許文献１があげられる。特許文献１では、脳波の事象関連電位の特徴的な信号を用いてユーザが選択したいと思っている選択肢を判別する技術が開示されている。
【０００４】
ここで、「脳波」とは通常、脳活動（脳神経細胞の電気的活動）を示す。また、「事象関連電位（ｅｖｅｎｔ−ｒｅｌａｔｅｄ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ：ＥＲＰ）」とは、脳波の一部であり、外的あるいは内的な事象に時間的に関連して生じる脳の一過性の電位変動をいう。
【０００５】
脳波を計測する脳波計は、基準極と計測対象極とを備えている。脳波計は、その基準極と計測対象極との電位の差である脳波信号を計測する。頭皮上の電極より取得される脳波の電位は、非常に小さく、数マイクロボルトから数十マイクロボルト程度である。
【０００６】
非特許文献１では、このように小さな電位変化である脳波信号を安定して計測するために、ユーザと電極との接触インピーダンス（以下、単に「接触インピーダンス」と呼ぶ。）を５ｋΩ以下にすることが推奨されている。また、取得された脳波信号は、脳波計の入力アンプで増幅される。よって、計測された脳波信号は脳波形の入力アンプ回路インピーダンス（以下、「入力インピーダンス」と呼ぶ。）の影響を受けている。
【０００７】
図１を参照しながら、接触インピーダン及び入力インピーダンスが脳波信号に与える影響を説明する。図１は、脳波信号の波形（真の値）と、接触インピーダンス及び入力インピーダンスによる影響を受けた脳波信号の波形の模式図である。真の値は、生体信号源に近い位置で計測され、接触インピーダンスおよび入力インピーダンスの影響を受けていない値である。
【０００８】
いま、入力インピーダンスと接触インピーダンスとの比（入力インピーダンス／接触インピーダンス）に注目する。図１からわかるように、入力インピーダンスと接触インピーダンスとの比が小さい場合（１０）より、入力インピーダンスと接触インピーダンスとの比が大きい場合（１００）の方が、真の値に近い。つまり、入力アンプの持つ入力インピーダンスと電極の接触インピーダンスとの比が、計測される脳波信号の振幅誤差に影響していると言える。入力インピーダンスと接触インピーダンスとの比が大きいことが、より好ましいと言える。
【０００９】
以下、どのように入力インピーダンスと接触インピーダンスとの比を大きくするかを検討する。入力インピーダンスと接触インピーダンスとの比を大きくするためには、できるだけ入力インピーダンスを大きくするか、接触インピーダンスを小さくする必要がある。
【００１０】
しかしながら、入力インピーダンスを極端に大きくすることは困難である。その理由は以下のとおりである。
【００１１】
アンプの入力インピーダンスを大きくすることにより、脳波計回路の入力インピーダンスは空気の絶縁特性に近づく。よって、電源や周辺電子機器に由来するノイズが空気を介して混入する比率が高くなり、脳波計測が困難になる。よって、電磁シールドを施した特殊な空間でない限り、屋内及び車内、又は屋外等のノイズ源が多数存在する空間では、脳波計測を行う際に、入力インピーダンスを極端に高くすることは困難である。
【００１２】
そこで、電極の接触インピーダンスを低くして、入力インピーダンスとの比をできるだけ大きく保つことが求められる。さらに、脳波計測中に、脳波信号の振幅が変化しないように、電極の接触インピーダンスを安定させることが必要である。
【００１３】
従来の脳波計測においては、皮膚の角質を除去し、電解液を含むペーストあるいはジェルを皮膚と電極の間に塗布した上で、皮膚に電極を固定していた。その結果、皮膚と電極との間の接触面積等を安定させることができ、接触インピーダンスの変動を抑制してきた。さらに被験者には頭部をできるだけ動かさないよう指示することで、動作や振動により電極が皮膚上でずれたり、浮いたりすることを防ぐことでも接触インピーダンスの変動を抑制してきた。
【００１４】
特許文献２では、動きを制限できない乳幼児の誘発電位を計測する際に電極の接触インピーダンスを利用する方法が示されている。乳幼児の聴性脳幹反応（Ａｕｄｉｔｏｒｙ Ｂｒａｉｎｓｔｅｍ Ｒｅｓｐｏｎｃｅ）と呼ばれる聴覚刺激に対する誘発電位を計測する際に、加算平均のための反復計測を中断して電極の接触インピーダンスを確認している。
【００１５】
そして特許文献２は、接触インピーダンスが所定の基準よりも高い場合にはデータを削除して、振幅誤差の大きいデータを加算平均に加えないようにし、安定した計測結果を得る方法を提案している。この方法は、反復計測の試行を何回かごとにブロックに分割し、ブロックの計測終了ごとに接触インピーダンスを計測する。そして、インピーダンスが高い場合には直前に計測したブロックに含まれる脳波は加算平均処理から除外している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００５−３４６２０号公報
【特許文献２】特開２００１−２３１７６８号公報
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】誘発電位の正常値に関する小委員会（委員長下河内稔）編「誘発電位測定指針（１９９７年改訂）」脳波と筋電図、１９９７年２５巻（Ｐ１−Ｐ１６）
【非特許文献２】Ａ Ｓｅａｒｌｅ ａｎｄ Ｌ Ｋｉｒｋｕｐ著 「Ａ ｄｉｒｅｃｔ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｗｅｔ， ｄｒｙ ａｎｄ ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ」、Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ、２０００年２１巻（Ｐ２７１−Ｐ２８３）
【非特許文献２】日本臨床神経生理学会ペーパレス脳波計検討委員会（委員長石山陽事）編「ペーパレス脳波計の性能と使用基準（２０００）」臨床神経生理学、２８巻３号（Ｐ２７０−Ｐ２７６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
脳波をウェアラブル機器のインタフェースとして利用する場合、機器装着のたびにユーザが角質を除去し、かつ、ペーストあるいはジェルを使用することを要求すると、装着に時間がかかる上に装着感が悪いため、ユーザにとって煩わしく、実用性に欠ける。そこで非特許文献２のように、角質除去をせず、ペーストあるいはジェルを用いない電極（以下、「ドライ電極」と言う。）の検討がされている。
【００１９】
しかしながら、上記のようなドライ電極の接触インピーダンスについては、これまで詳細なデータは公開されていない。したがって、そもそもドライ電極を用いて接触インピーダンスを小さくすることが実用的な範囲で可能かどうかが、不明である。
【００２０】
そこで接触インピーダンスの計測について検討する。
【００２１】
通常、生体に電極が接触した状態における接触インピーダンスは、ユーザの皮膚に接触した２つの電極のうち一方に計測用信号を入力し、他方の電極でその計測用信号を取得し、入力信号と取得信号の電圧差から求める。
【００２２】
しかし、低周波領域のインピーダンスは、入力信号の周波数に依存するため、インピーダンス計測に用いる入力信号は計測しようとする脳波の信号周波数に近接する周波数を用いる必要がある。脳波計測中に、脳波信号の周波数に近接する周波数で、かつ、脳波信号より大きな電気信号を用いてインピーダンス計測を行うことは非常に困難である。そのため、脳波計測中に接触インピーダンスを同時にモニタすることは非常に困難である。
【００２３】
また、接触インピーダンスを求める際、事象関連電位や誘発電位は、複数回繰り返して計測された脳波信号を加算平均した信号から観測される。
【００２４】
よって、複数回繰り返して脳波信号を計測する何回かごとに、接触インピーダンスを計測する方法が考えられる。そして、接触インピーダンスが一定の範囲を超えた場合には直近の計測データを加算平均処理から除去する。
【００２５】
この場合、仮に、接触インピーダンスの変動が大きい場合には、除去する計測データが増加することになる。一般的に、事象関連電位や誘発電位の計測では、脳波信号を多く加算した計測データが必要である。よって、除去するデータが増加すると、必要な加算回数を確保するための計測時間が長くなるという課題がある。脳波を用いて電子機器の操作指示を行う場合等には、計測時間の延長は許容しがたい。
【００２６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、皮膚処理およびペーストやジェルのような塗布剤の利用なしに電極を装着して脳波を計測する際に、電極の接触インピーダンスを適切かつ安定して計測することを可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明による脳波計測システムは、ユーザの頭部または顔面に接触させる少なくとも２つの電極と、前記少なくとも２つの電極を用いて、前記ユーザの脳波を計測する脳波計測部と、前記少なくとも２つの電極を用いて、電極の接触インピーダンスを計測するインピーダンス計測部と、特定の事象に起因する事象関連電位または誘発電位を計測する際の時間起点となるトリガ信号を生成するトリガ生成部と、前記トリガ信号が生成された時間起点を用いて、前記脳波計測部により脳波を計測する時間区間と、前記インピーダンス計測部により接触インピーダンスを計測する時間区間とを切り替える切り替え制御部と、前記接触インピーダンスと前記脳波計測部の入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて、前記脳波計測部で計測された脳波の振幅を補正する補正部とを備え、前記切り替え制御部は、前記事象の発生に起因して定まる１つのトリガ信号に対して、前記事象関連電位または誘発電位の脳波成分が１つ含まれる脳波を計測する時間区間と、インピーダンスを計測する時間区間とが含まれるように切り替える。
【００２８】
前記切り替え制御部が切り替える時間区間のうち、前記接触インピーダンスを計測する時間区間は、前記トリガ信号を起点としてあらかじめ定められた時間長の時間区間であって、当該トリガと対応付けられる事象関連電位の成分あるいは誘発電位の成分を含む時間区間の開始までの間の時間区間であってもよい。
【００２９】
前記切り替え制御部が切り替える時間区間のうち、前記脳波を計測する時間区間は、前記トリガ信号を起点としてあらかじめ定められた時間長の時間区間であり、前記接触インピーダンスを計測する時間区間は、前記脳波を計測する時間区間以外の時間区間であってもよい。
【００３０】
前記切り替え制御部が切り替える時間区間のうち、前記接触インピーダンスを計測する時間区間は、前記トリガ信号を起点としてからあらかじめ定められた時間長の時間区間であり、前記脳波を計測する時間区間は、前記接触インピーダンスを計測する時間区間以外の時間区間であってもよい。
【００３１】
前記少なくとも２つの電極は、アース電極と計測電極とを含み、前記脳波計測部は、計測した脳波信号を増幅するためのアンプを有し、前記補正部は、前記計測電極の電極接触インピーダンスと、前記アンプの入力インピーダンスとの比に基づいて振幅補正値を決定してもよい。
【００３２】
前記少なくとも２つの電極は、アース電極と、第１計測電極と第２計測電極とを含み、前記脳波計測部は、計測した脳波信号を増幅するためのアンプを有し、前記第１計測電極および前記第２計測電極の各々を用いて脳波を計測し、前記補正部は、前記第１計測電極および前記第２計測電極の各々の接触インピーダンスとアンプの入力インピーダンスに基づいて、差動増幅波形を生成してもよい。
【００３３】
前記補正部は、前記第１計測電極で計測される脳波の振幅を、前記第１計測電極の接触インピーダンスと前記アンプの入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて補正して第１補正波形を生成し、かつ、前記第２計測電極で計測される脳波の振幅を、前記第２計測電極の接触インピーダンスと前記アンプの入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて補正して第２補正波形を生成し、前記第１補正波形と前記第２補正波形との差として、前記差動増幅波形を生成してもよい。
【００３４】
前記脳波計測システムは、前記事象関連電位の成分あるいは前記誘発電位の成分をあらかじめ定められた基準に従って判別する判別処理部をさらに備えていてもよい。
【００３５】
前記脳波計測システムは、複数回計測された前記脳波の電位を前記トリガ信号を起点とする同一時間軸上で加算平均して１つの時間波形を生成する加算平均部をさらに備えていてもよい。
【００３６】
前記脳波計測システムは、前記あらかじめ定められた基準である判別基準を記憶する判別基準記憶部であって、前記判別基準記憶部は前記電極インピーダンスの絶対値と電極インピーダンスの変動幅と電極インピーダンスの変動比と電極インピーダンスと入力インピーダンスの比のうち少なくとも何れか１つの指標に従って複数のグループに区分された判別基準を記憶する判別基準記憶部をさらに備え、前記判別処理部は、判別する脳波または前記加算平均結果に対応付けられた電極インピーダンスと、電極インピーダンスの変動幅と電極インピーダンスの変動比と電極インピーダンスと入力インピーダンスの比に従って前記判別基準記憶部に記憶された判別基準を選択して当該脳波はまたは加算平均結果を判別してもよい。
【００３７】
本発明による脳波計測方法は、ユーザの頭部または顔面に接触させる少なくとも２つの電極を用いて、前記ユーザの脳波を計測するステップと、前記少なくとも２つの電極を用いて、電極の接触インピーダンスを計測するステップと、特定の事象に起因する事象関連電位または誘発電位を計測する際の時間起点となるトリガ信号を生成するステップと、前記トリガ信号が生成された時間起点を用いて、前記脳波を計測するステップにより脳波を計測する時間区間と、前記接触インピーダンスを計測するステップにより接触インピーダンスを計測する時間区間とを切り替えるステップと、前記接触インピーダンスと前記脳波計測部の入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて、前記脳波を計測するステップで計測された脳波の振幅を補正するステップとを包含し、前記切り替えるステップは、前記事象の発生に起因して定まる１つのトリガ信号に対して、前記事象関連電位または誘発電位の脳波成分が１つ含まれる脳波を計測する時間区間と、インピーダンスを計測する時間区間とが含まれるように切り替える。
【００３８】
本発明によるコンピュータプログラムは、脳波計測システムのコンピュータによって実行されるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、前記コンピュータに対し、ユーザの頭部または顔面に接触させる少なくとも２つの電極を用いて計測された、前記ユーザの脳波を受け取るステップと、前記少なくとも２つの電極を用いて、電極の接触インピーダンスを計測するステップと、特定の事象に起因する事象関連電位または誘発電位を計測する際の時間起点となるトリガ信号を生成するステップと、前記トリガ信号が生成された時間起点を用いて、前記脳波が計測される時間区間と、前記接触インピーダンスを計測するステップにより接触インピーダンスを計測する時間区間とを切り替えるステップと、前記接触インピーダンスと前記脳波計測部の入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて、前記脳波を計測するステップで計測された脳波の振幅を補正するステップとを実行させ、前記切り替えるステップは、前記事象の発生に起因して定まる１つのトリガ信号に対して、前記事象関連電位または誘発電位の脳波成分が１つ含まれる脳波を計測する時間区間と、インピーダンスを計測する時間区間とが含まれるように切り替える。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の脳波計測システムによれば、事象の発生に起因して定まる１つのトリガ信号に対して、事象関連電位または誘発電位の脳波成分が１つ含まれる脳波を計測する時間区間と、接触インピーダンスを計測する時間区間とが含まれるように切り替えられる。そして接触インピーダンスと脳波計測部の入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて、脳波計測部で計測された脳波の振幅を補正する。これにより、電極の接触インピーダンスの変動に影響されることなく安定した脳波を計測することができる。さらに、安定した脳波に基づいて、電極の接触インピーダンスの変動に影響されることなく安定して動作する脳波インタフェースを構築できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】脳波信号の波形（真の値）と、接触インピーダンス及び入力インピーダンスによる影響を受けた脳波信号の波形の模式図である。
【図２】脳波計測時と同様にユーザが電極を皮膚に装着した状態で接触インピーダンスを計測した結果を示す。
【図３】本発明の実施形態１にかかる脳波計測システム１０の構成図である。
【図４】事象関連電位の成分、当該成分に対応するトリガとなる事象の代表的な例、事象関連電位の成分を含む脳波信号を計測する時間範囲、接触インピーダンス計測を行う時間範囲、および、基準値を求めるための脳波信号の計測時間の例を示す図である。
【図５】トリガ制御部１８０の詳細な構成図である。
【図６】インピーダンス計測部１３０、電極１１０ａおよび１１０ｂの詳細な構成図である。
【図７】補正処理部１６０の詳細な構成図である。
【図８】本実施形態における脳波計測システム１０の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】本実施形態における脳波計測システム１０の動作の詳細を時間軸で示す模式図である。
【図１０】本発明の実施形態１の変形例１にかかる脳波計測システム１０ａの構成図である。
【図１１】変形例１のトリガ制御部２８０の詳細な構成図である。
【図１２】実施形態１の変形例１の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】（ａ）および（ｂ）は、１計測の範囲を示す図である。
【図１４】被験者の任意の動作をトリガとし、トリガに先行する脳活動を観察対象とする場合の１計測の範囲を示す図である。
【図１５】特定の外部環境あるいは外部環境の変化をトリガとして検出する環境音検出部４９０の構成図である。
【図１６】本発明の実施形態１の変形例２にかかる脳波計測システム１０ｂの構成図である。
【図１７】インピーダンス計測部３３０、アース電極１１０ａ、計測電極１１０ｂおよび計測電極１１０ｃの詳細な構成図である。
【図１８】補正処理部３６０の詳細な構成図である。
【図１９】変形例２の処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の実施形態２にかかる脳波計測システム２０の構成図である。
【図２１】実施形態２の脳波計測システム２０の処理手順を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の実施形態３にかかる脳波計測システム３０の構成図である。
【図２３】加算平均部５１０の詳細な構成図である。
【図２４】実施形態３の脳波計測システム３０の処理手順を示すフローチャートである。
【図２５】教師データ５２０に格納された教師データの値と分布を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による脳波計測システムの実施形態を説明する。
【００４２】
実施形態の説明に先立ち、まず本願発明者らが実施した実験を説明する。この実験により、本願発明者らは初めて、ドライ電極の接触インピーダンスが電極装着中に大きく変動するという知見を見出した。
【００４３】
図２は、脳波計測時と同様にユーザが電極を皮膚に装着した状態で接触インピーダンスを計測した結果を示す。横軸は計測時間（秒）であり、縦軸は接触インピーダンス（Ω）である。
【００４４】
具体的な計測方法を説明する。ユーザの前額部（ｆｏｒｅｈｅａｄ）の上部の中心付近に、２つの銀―塩化銀電極を５ｃｍの間隔で接触させた。そして、Ａｇｉｌｅｎｔ社製インピーダンスアナライザ４２４９Ａを用いて、計測信号として周波数４０Ｈｚで５００ｍＶの正弦波を用いて、連続して接触インピーダンスを計測した。
【００４５】
図２では、電極が前額から動かないように指で軽く押さえる程度の圧力である３０ｇ／ｃｍ2以上の圧力で電極を皮膚に押し当てて固定した場合の接触インピーダンスと、３０ｇ／ｃｍ2未満の圧力で電極を皮膚に接触させた場合の接触インピーダンスとを示した。
【００４６】
圧力３０ｇ／ｃｍ2以上で固定した場合では接触インピーダンスは１ＭΩ前後であり、数１０ｋΩ程度の幅で変動している。この接触インピーダンスの値は非特許文献２と一致する。
【００４７】
「＊」で示される圧力３０ｇ／ｃｍ2未満の場合には、接触インピーダンスは１．２ＭΩから１．５ＭΩ程度の幅で変動している。一方、「＋」で示される圧力３０ｇ／ｃｍ2以上の場合には、接触インピーダンスは概ね１．０ＭΩ近傍で変動している。簡易に装着可能な電極を想定する場合、圧力が３０ｇ／ｃｍ2以上で装着されることもあれば、圧力が３０ｇ／ｃｍ2未満で装着されることもある。仮に圧力が３０ｇ／ｃｍ2以上で装着されたとしても、その圧力を維持できるとは限らない。そうすると、接触インピーダンスは１ＭΩから１．５ＭΩの変動幅、すなわち１ＭΩを基準とすると１．５倍の変動幅を持つ。
【００４８】
また、この計測結果は、４０Ｈｚの計測信号で得られた値である。接触インピーダンスは信号の周波数が低い方が大きいことが知られている。脳波、特に事象関連電位や誘発電位の周波数は１０Ｈｚ以下であるため、１０Ｈｚ以下の計測信号で接触インピーダンスを計測できたならば、その接触インピーダンスは４０Ｈｚの計測信号で得られた図２の値より高くなる。これは、接触インピーダンスの変動幅も大きくなり得ることを意味する。非特許文献３に示されるように、現在の脳波計においてはアンプの入力インピーダンスは１００ＭΩ以上が推奨されており、ペーストで固定する際の数ｋΩから数１０ｋΩの間であれば振幅誤差は非常に小さく無視できる。
【００４９】
しかしながら、ペーストで固定せず、かつ、１０Ｈｚ以下の信号を用いて計測する場合には、この振幅誤差は無視できない。たとえば今回の計測では電極の接触インピーダンスは１ＭΩから１．５ＭΩであり、入力インピーダンスを１００ＭΩとすると、接触インピーダンスと入力インピーダンスの比は１００から約６７となる。振幅誤差は１％を超えている。さらに低い周波数では接触インピーダンスが高くなることを考慮すると、誤差は数％に及び、その誤差量は接触インピーダンスの変動に伴って変化するため、計測される脳波は非常に不安定なものとなる。
【００５０】
ドライ電極の接触インピーダンスが電極装着中に大きく変動する場合を考慮しなければならない。
【００５１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００５２】
（実施形態１）
図３は、本発明の実施形態１にかかる脳波計測システム１０の構成図である。本実施形態では、聴覚刺激を提示して事象関連電位を計測する例を示す。
【００５３】
ここで、事象関連電位を説明する。「事象関連電位」とは、上述のように、外的あるいは内的な事象に時間的に関連して生じる脳電位の変化を意味する。例えば、脳電位の時間的変化を脳波信号として計測し、その脳波信号から事象関連電位が得られる。具体的には、脳波信号の波形のピーク（極大値又は極小値）の極性、ピークの潜時、又は脳波信号の波形の振幅や潜時の時間的な変化などによって定められる。
【００５４】
外的あるいは内的な事象のうち客観的に観察可能な事象であって、脳波信号を計測する際の時間軸上のゼロ点となる事象を「トリガ」と呼ぶ。視聴覚刺激を提示する場合は視聴覚刺激をトリガとし、トリガのタイミングすなわち刺激提示時刻を脳波計測の時間軸上のゼロ点とする。トリガには被験者への刺激提示のほか、被験者の動作や行動がトリガとされ、動作が検出された時刻を脳波計測の時間軸上のゼロ点とする場合もある。
【００５５】
「極性」とは、脳波信号の波形のピークが陽性成分又は陰性成分かという情報である。また、一般的には、「陽性成分」とは、０μＶよりも大きい電位をいい、「陰性成分」とは、０μＶよりも小さい電位をいう。
【００５６】
「潜時」とは、刺激が提示等のトリガの時刻を起点として陽性成分または陰性成分のピークが出現するまでの時間を示す。
【００５７】
なお、本明細書において、聴覚刺激（音声刺激ともいう。）とは、たとえば音声をスピーカから出力することをいう。なお、スピーカの種類は任意であり、床やスタンド上に設置されたスピーカでもよいし、ヘッドフォン型のスピーカでもよい。
【００５８】
図４は、事象関連電位の成分、当該成分に対応するトリガとなる事象の代表的な例、事象関連電位の成分を含む脳波信号を計測する時間範囲、接触インピーダンス計測を行う時間範囲、および、基準値を求めるための脳波信号の計測時間の例を示したものである。例えば、事象関連電位の成分がＰ３００である場合には、成分はトリガから２００ｍｓから４００ｓｍｓで計測されるため、この期間に最も近くこれ以外の時間、例えば、トリガの時刻０から２００ｍｓまでの間で例えば１０Ｈｚの電気信号を２周期分出力して、接触インピーダンスを計測する。本願ではこのように、トリガを時間の起点として、記録しようとする事象関連電位の成分を含む脳波信号を計測する時間範囲以外の時間で、かつ脳波信号を計測する時間範囲の近傍において電極の接触インピーダンスを計測する時間範囲を設定する。
【００５９】
本実施形態の脳波計測システム１０は、脳波計測装置１１と、複数の電極１１０と、刺激提示部１９０とを備えている。
【００６０】
複数の電極１１０は、被験者１００の顔面あるいは頭皮上に接触し、生体の電気反応を取得するために設けられている。
【００６１】
脳波計測装置１１は、事象の発生に起因して定まる１つのトリガ信号に対して、事象関連電位または誘発電位の脳波成分が１つ含まれる脳波を計測する時間区間と、接触インピーダンスを計測する時間区間とが含まれるように切り替えられる。そして接触インピーダンスと脳波計測部の入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて、脳波計測部で計測された脳波の振幅を補正する。
【００６２】
脳波計測装置１１は、脳波計測部１２０と、インピーダンス計測部１３０と、スイッチ１４０と、補正部１５５と、制御部１７０と、トリガ制御部１８０と、切り替え制御部２００とを備えている。
【００６３】
脳波計測部１２０は電極１１０より取得される生体の電気反応を電位変化として計測する。
【００６４】
インピーダンス計測部１３０は、電極１１０が被験者１００の皮膚に接触することで作られる生体を含めた電気回路のインピーダンス（接触インピーダンス）を計測する。
【００６５】
スイッチ１４０は、脳波計測部１２０またはインピーダンス計測部１３０のどちらか一方と電極１１０とを接続する。
【００６６】
補正部１５５は、インピーダンス計測部１３０において計測された接触インピーダンスと脳波計測部１２０の入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて、脳波計測部１２０で計測された脳波の振幅を補正する。
【００６７】
補正部１５５は、補正情報生成部１５０と、補正処理部１６０とを有している。
【００６８】
補正情報生成部１５０は、インピーダンス計測部１３０で計測された接触インピーダンスと脳波計測部１２０に含まれるアンプの入力インピーダンスとの比より脳波の振幅を補正するためのパラメータを生成する。
【００６９】
補正処理部１６０は、補正情報生成部１５０より出力された振幅補正のためのパラメータに従って、脳波計測部１２０で取得された脳波波形の振幅を補正する。
【００７０】
制御部１７０は脳波計測システム１０の入出力を制御する。
【００７１】
トリガ制御部１８０は、刺激出力と脳波計測の時間同期を図る。
【００７２】
切り替え制御部２００は、トリガ制御部１８０のトリガからのタイミングに従って、スイッチ１４０の切り替えを制御する。
【００７３】
刺激提示部１９０は、トリガ制御部１８０の出力指示に従って被験者１００に聴覚刺激を出力する。
【００７４】
補正情報生成部１５０と、補正処理部１６０と、制御部１７０と、トリガ制御部１８０とは、ＣＰＵおよびメモリによって実現される。なお、ＣＰＵとメモリは、例えば補正情報生成部１５０と補正処理部１６０とを含む処理用ＣＰＵとメモリと、トリガ制御部１８０の入出力制御用ＣＰＵおよびメモリとに別れ、独立に動作してもよい。
【００７５】
図５は、トリガ制御部１８０の詳細な構成図である。トリガ制御部１８０は同ＣＰＵおよびメモリによって実現され得る計時部１８１と、計測時間シーケンス記憶部１８２と、タイミング制御部１８３とを備える。トリガ制御部１８０の具体的動作は、後に詳述する。
【００７６】
図６は、インピーダンス計測部１３０、電極１１０ａおよび１１０ｂの詳細な構成図である。電極１１０とインピーダンス計測部１３０とはスイッチ１４０を解して接続されるが、ここではスイッチ１４０によって接続されている状態を説明する。スイッチ１４０の図示および説明は省略する。
【００７７】
電極１１０は電気的状態の標準を取得するアース電極１１０ａと生体の電気的反応を取得する計測電極１１０ｂとを有している。
【００７８】
インピーダンス計測部１３０は、計測信号出力部１３１と、電圧計測部１３２と、インピーダンス計算部１３３と、インピーダンス記憶部１３４とを備えている。
【００７９】
計測信号出力部１３１は、生体を介した回路の電圧を計測するための計測用信号をアース電極１１０ａに出力する。電圧計測部１３２は、計測電極１１０ｂより計測用信号を取得してその電圧を計測する。
【００８０】
インピーダンス計算部１３３は、計測信号出力部１３１および電圧計測部１３２の各出力を利用して、接触インピーダンスを計算する。計測信号出力部１３１は、ＣＰＵおよびメモリによって実現され得る。インピーダンス記憶部１３４は、インピーダンス計算部１３３によって計算された接触インピーダンスを記憶する。
【００８１】
図７は、補正処理部１６０の詳細な構成図である。補正処理部１６０は、取得波形記憶部１６１と、基準値計算部１６２と、基準値記憶部１６３と、振幅補正部１６４とを有している。取得波形記憶部１６１は、ＣＰＵおよびメモリによって実現され得る。補正処理部１６０の具体的動作は、後に詳述する。なお、取得波形記憶部１６１、基準値計算部１６２および基準値記憶部１６３は、脳波計測部１２０に組み込まれていてもよい。
【００８２】
図８は、本実施形態における脳波計測システム１０の動作を示すフローチャートを示す。また、図９は、本実施形態における脳波計測システム１０の動作の詳細を時間軸で示す模式図である。以下、図８および図９に従って脳波計測システム１０の動作を説明する。
【００８３】
本明細書では「１計測」という語を以下のように定義する。すなわち、「１計測」とは、脳波計測システム１０において、１回のトリガに対応する１回分の事象関連電位の成分（事象関連電位の１つの成分、または１連の複数個の成分）を含む時間範囲の脳波信号を取得し、１回のトリガに対応して接触インピーダンスを計測することをいう。
【００８４】
事象関連電位の計測は、一般的に、非特許文献１に示されるように反復計測を行い、複数回の計測値を加算平均してノイズを低減し観察しやすい波形を得ることにより行う。
【００８５】
一方、本実施形態では、上記の反復計測の各々の計測を１計測として説明する。上記の加算平均処理については、本実施形態の動作により出力された１計測の結果を用いて外部のシステム（図示せず）が行うものとする。本明細書では当該外部のシステムの説明は省略する。
【００８６】
まず、制御部１７０が開始信号を取得し、脳波計測システム１０の動作を開始する（ステップＳ１０１０）。脳波計測部１２０は、電極１１０から脳波信号として電位を計測する（ステップＳ１０１５）。ステップＳ１０１５で計測された脳波信号は後述する基準値を計算する際に利用する。
【００８７】
脳波計測部１２０は、スイッチ１４０が電極１１０と脳波計測システム１０とを接続しているか否かを判断する。また、インピーダンス計測部１３０は、スイッチ１４０が電極１１０とインピーダンス計測部１３０を接続しているか否かを判断する（ステップＳ１０２０）。
【００８８】
スイッチ１４０の動作の詳細については後述する。スイッチ１４０が電極１１０とインピーダンス計測部１３０とを接続している場合（ステップＳ１０２０においてｙｅｓ）、インピーダンス計測部１３０は、ステップＳ１０３０からステップＳ１０６０の動作により接触インピーダンスを計測して計測結果を保存する。
【００８９】
以下、図６のインピーダンス計測部１３０の詳細な構成を参照しながら、ステップＳ１０３０からステップＳ１０６０を説明する。
【００９０】
計測信号出力部１３１が、観察対象とする事象関連電位の周波数成分（１０Ｈｚ以下）を持つ接触インピーダンス計測用の信号をアース電極１１０ａに出力する（ステップＳ１０３０）。
【００９１】
電圧計測部１３２は、計測電極１１０ｂよりインピーダンス計測用の信号と周波数成分が同一の電気信号を取得し、その電圧を計測する（ステップＳ１０４０）。接触インピーダンス計測用の信号は、例えば、周波数１０Ｈｚの正弦波である交流信号であり、電圧１０Ｖ、電流は１００ｎＡとする。
【００９２】
インピーダンス計算部１３３は、ステップＳ１０３０で計測信号出力部１３１が出力した接触インピーダンス計測用信号の電圧と、ステップＳ１０４０で電圧計測部１３２によって計測された計測電極１１０ｂから取得された信号の電圧との差分を接触インピーダンス計測用の電流の値で除し、電極の接触インピーダンスを計算する（ステップＳ１０５０）。
【００９３】
インピーダンス記憶部１３４は、ステップＳ１０５０でインピーダンス計算部１３３が計算した接触インピーダンスの値を当該計測の接触インピーダンスの値として記憶する（ステップＳ１０６０）。
【００９４】
トリガ制御部１８０は、１計測分の脳波計測および接触インピーダンス計測が完了したかどうかを判断する（ステップＳ１０９０）。トリガ制御部１８０の動作の詳細についてはスイッチ１４０の詳細と合わせて後述する。
【００９５】
一方、ステップＳ１０２０において、スイッチ１４０が電極１１０と接触インピーダンス計測部１３０とを接続していない場合、すなわちスイッチ１４０が電極１１０と脳波計測部１２０とを接続している場合（ステップＳ１０２０においてｎｏ）、脳波計測部１２０は、電極１１０から脳波信号として電位を計測する（ステップＳ１０７０）。
【００９６】
脳波計測部１２０は、補正処理部１６０の取得波形記憶部１６１に、計時部１８１で計測された脳波信号の計測時刻とを対応付けて、計測した脳波信号の波形データを記録する（ステップＳ１０８０）。トリガ制御部１８０はあらかじめ事象関連電位の成分ごとに定められた例えば図４のような基準に基づき、１計測で得られた脳波および接触インピーダンスと、基準値設定用の脳波計測とが完了したかどうかを判断する（ステップＳ１０９０）。
【００９７】
１計測が完了したか否かの判断は、トリガを０としたあらかじめ定められた時間区間を経過したかによって判断する。例えばトリガの前後ともに６００ｍｓの経過があった場合、図９に示すトリガ以前の１００ｍｓの時間経過とトリガ後の５００ｍｓの時間経過により、トリガ制御部１８０は、−１００ｍｓから０までの基準値設定のための脳波計測と、０から２００ｍｓまでの接触インピーダンスの計測と２００ｍｓから５００ｍｓまでのＰ３００成分を取得するための脳波計測のすべてのデータが取得されたものと見なし、１計測が完了したものと判断する。トリガ以前に１００ｍｓの時間経過がない場合や、トリガ以降に５００ｍｓの時間経過がない場合は１計測が完了していないと判断する。
【００９８】
なお、脳波計測部１２０が基準値設定のための脳波計測または事象関連電位の成分を取得するための脳波計測が完了した場合にトリガ制御部１８０に計測完了信号を出力し、インピーダンス計測部１３０が接触インピーダンスの計測が完了した場合にトリガ制御部に計測完了信号を出力してもよい。このときは、トリガ制御部１８０は、脳波計測部１２０が出力する計測完了信号とインピーダンス計測部１３０が出力する計測完了信号を用いて１計測が完了したことを判断するとしても良い。
【００９９】
ステップＳ１０９０において脳波計測あるいは接触インピーダンス計測の少なくともいずれか一方が１計測分に不足している場合（ステップＳ１０９０においてｎｏ）、ステップＳ１０２０に戻り、計測を継続する。
【０１００】
ステップＳ１０９０において１計測分の脳波計測と接触インピーダンス計測が完了している場合（ステップＳ１０９０においてｙｅｓ）、補正情報生成部１５０は、インピーダンス記憶部１３４に記憶された接触インピーダンスと、脳波計測部１２０に含まれるアンプの入力インピーダンスとに基づいて、次式により振幅補正値を計算する（ステップＳ１１００）。
【数１】
（Ｚe：接触インピーダンス、Ｚd：入力インピーダンス）
【０１０１】
補正処理部１６０は、ステップＳ１１００において補正情報生成部１５０で計算された補正値に基づいて、ステップＳ１０８０で記憶した電位波形を補正する（ステップＳ１１１０）。
【０１０２】
図９を参照しながら、補正処理部１６０の電位波形の補正処理（ステップＳ１１１０）を詳細に説明する。図９の横軸は時間（ｍｓ）を示し、縦軸は脳波信号の電位を示す。
【０１０３】
基準値計算部１６２は、取得波形記憶部１６１に記憶された電位波形のうち図９に示す基準値設定区間に計測された電位波形を抽出し、電位の区間平均を求める。「基準値設定区間」とは、例えば、トリガ発生時点に１００ｍｓ先行する点（−１００ｍｓ）からトリガ発生時（０ｍｓ）までの１００ｍｓの間である。
【０１０４】
基準値計算部１６２は、計算した電位の区間平均の値を基準値、すなわち電位のゼロ点とし、基準値記憶部１６３に記憶する。
【０１０５】
振幅補正部１６４は、取得波形記憶部１６１に記憶された電位波形のうち図９に示す観察対象波形計測区間の電位波形を抽出する。「観察対象波形計測区間」とは、例えばトリガ発生時点から２００ｍｓ経過した時点から５００ｍｓ経過した時点までの３００ｍｓの間である。
【０１０６】
振幅補正部１６４は、抽出した電位波形から基準値記憶部１６３に記憶した基準値を減じて、電位波形を標準化する（以下、「標準化した電位波形」と呼ぶ）。これにより、直流成分の変動による脳波信号の電位の絶対値の変化を取り除き、脳波信号の電位の相対的変化を観察し易くする。これにより、絶対値に影響されること無く、加算平均によって脳波信号の電位の相対変化である事象関連電位を抽出し易くすることができる。
【０１０７】
さらに振幅補正部１６４は、ステップＳ１１００において補正情報生成部１５０で計算された振幅補正値を標準化した電位波形に乗じて振幅補正を行う。これにより、接触インピーダンスの変化により、接触インピーダンスと入力インピーダンスとの比が変化し、それに伴って計測誤差が変化することによる、計測ごとの脳波信号の歪を補正することができる。その結果、１計測ごとの脳波信号を、より真の脳波信号に近い状態にすることができる。これにより、加算平均を行う際にも、誤差を含む脳波信号を加算平均するデータに加えることにより生じる歪を減らすことができる。
【０１０８】
制御部１７０はステップＳ１１１０で補正された電位波形を出力し（ステップＳ１１２０）、１計測分の脳波計測を終了する（ステップＳ１１３０）。
【０１０９】
ここで、トリガ制御部１８０、刺激提示部１９０、切り替え制御部２００およびスイッチ１４０の動作の詳細を図８のフローチャートの処理、および、図９に示す時間変化に従って詳細に説明する。
【０１１０】
図８のステップＳ１０１０で１計測分の脳波計測が開始されると、トリガ制御部１８０は計時部１８１を初期化して計時を開始する。
【０１１１】
１計測分の接触インピーダンス計測時間と脳波信号の計測時間は観察対象となる事象関連電位あるいは誘発電位の成分ごとにあらかじめ定められ、計測時間シーケンス記憶部１８２に記憶されている。
【０１１２】
タイミング制御部１８３は、計測時間シーケンス記憶部１８２に記憶された計測時間シーケンスに基づいて、スイッチ１４０の切り替えのタイミングとトリガとなる刺激を出力するタイミングを決定する。
【０１１３】
これまで参照してきた図９は、聴覚刺激に対する事象関連電位のうち刺激提示後３００ｍｓ前後にピークが見られる、Ｐ３００を計測する場合の計測時間シーケンスを示す。
【０１１４】
計測時間シーケンスは時間軸上で、脳波計測を行う期間と接触インピーダンス計測を行う期間とを、トリガを時間の起点として割り当てたものである。
【０１１５】
図９では、電位を標準化するための基準値を設定するための脳波計測区間をトリガより前の１００ｍｓからトリガの時刻までの１００ｍｓの区間とし、観察対象とする脳波成分である電位変化を計測するための脳波計測区間を、トリガ後２００ｍｓから５００ｍｓとする。トリガ直後から２００ｍｓの間は接触インピーダンス計測を行う。
【０１１６】
トリガ制御部１８０は上記の計測時間シーケンスに基づいて、計時部１８１を初期化する際の初期値として−１００ｍｓを設定し、計時を開始する。
【０１１７】
さらに、タイミング制御部１８３は、上記の計測時間シーケンスに従って、まず、−１００ｍｓにおいてスイッチ１４０を脳波計測部１２０へ接続するスイッチ切り替え情報を切り替え制御部２００へ出力する。これにより図８のステップＳ１０２０の判断はｎｏとなり、ステップＳ１０７０及びステップＳ１０８０が実行され、脳波が計測される。
【０１１８】
時刻０においては、タイミング制御部１８３は、聴覚刺激の出力情報を刺激提示部１９０に出力する。刺激提示部１９０は、聴覚刺激の出力情報に基づいて電気音響変換器より音刺激を提示する。
【０１１９】
同時にスイッチ１４０をインピーダンス計測部１３０へ接続するスイッチ切り替え情報を切り替え制御部２００へ出力する。これにより、図８のステップＳ１０２０の判断はｙｅｓとなり、１００ｍｓ間の脳波計測を終了し、ステップＳ１０３０からステップＳ１０６０が実行され、接触インピーダンスの計測が行われる。
【０１２０】
時刻２００ｍｓにおいては、タイミング制御部１８３は再度スイッチ１４０を脳波計測部１２０へ接続するスイッチ切り替え情報を切り替え制御部２００へ出力する。これにより図８のステップＳ１０２０の判断はｎｏとなり、ステップＳ１０７０、ステップＳ１０８０が実行され、脳波が計測される。一方接触インピーダンスの計測は終了される。
【０１２１】
時刻５００ｍｓにおいて、タイミング制御部１８３は１計測の完了すなわち脳波計測および接触インピーダンス計測が終了したことを示す情報（終了情報）を脳波計測部１２０とインピーダンス計測部１３０と補正処理部１５０とに出力する。上記の終了情報によりステップＳ１０９０の判断はｙｅｓとなり、ステップＳ１１００からステップＳ１１３０が実行され、振幅補正された脳波波形が出力され、脳波計測システム１０の動作が完了する。
【０１２２】
なお、１計測分の計測が完了したかの判断は、トリガを０としたあらかじめ定められた時間区間を経過したかによって判断しても良い。
【０１２３】
実施形態１では、トリガの前１００ｍｓ以上、トリガの後５００ｍｓ以上の時間経過により、１計測が完了したと判断される。すなわち、当該時間経過により、図９の基準値設定のための脳波計測（−１００〜０ｍｓ）と、接触インピーダンス計測（０〜２００ｍｓ）と観察対象波形を取得するための脳波計測（２００ｍｓ〜５００ｍｓ）が行われたものと見なして処理が終了する。トリガ後５００ｍｓを経過していない場合は観察対象波形を取得するための脳波計測が完了していない、または脳波計測と接触インピーダンス計測が共に完了していないため、１計測が完了していないと判断される。
【０１２４】
以上のように動作する脳波計測システム１０では、事象関連電位あるいは誘発電位を計測する際の１計測すなわちトリガ１回の計測ごとに接触インピーダンス計測を行い、脳波計測時の直近の接触インピーダンスの値を用いて振幅補正を行う。その結果、ドライ電極の接触インピーダンスの高さとインピーダンス変動の幅の大きさに起因する、振幅誤差の大きさと誤差の変動による計測結果の不安定さを解消することができる。
【０１２５】
すなわち、電極を固定し電気的に安定化するペーストやジェルを用いず、振動による電極と皮膚の接触状態の変化も発生する環境においても安定して脳波計測を行うことができる。これにより、１計測ごとの脳波のばらつきが少なくなり、加算平均処理に必要な加算回数を削減することができる。
【０１２６】
なお、刺激に対する事象関連電位あるいは誘発電位であれば、Ｐ３００以外の成分例えば、Ｐ６００等の成分を計測するものとしても良い。その際接触インピーダンスの計測区間は図４に示すように、観察対象とする事象関連電位の成分が計測される期間以外の時間に設定されるものとする。
【０１２７】
なお、聴覚以外の刺激に対する事象関連電位あるいは誘発電位を計測するものとしてもよい。視覚刺激であればディスプレイによる画像提示や光源による光点の提示等であり、体性感覚刺激や触覚刺激であればタクタイルディスプレイ等による皮膚への圧刺激や圧縮空気によるパフ刺激等であり、そのほか嗅覚刺激、味覚刺激等、対象とする感覚に合わせた刺激提示部を用いるものとする。
【０１２８】
なお、事象関連電位の場合、複数種類の刺激、例えば、音高や音量の異なる音響信号や、音韻の異なる音声等を、１計測ごとに変えて計測し、刺激の種類ごとに加算平均する場合がある。このような場合、本実施形態においては、刺激提示部１９０に複数種類の刺激を保持しておき、制御部１７０への計測指示入力とともに刺激選択情報を入力することで、複数種類の刺激提示と任意の提示順序に対応することができる。また、刺激提示部１９０に刺激を保持しない場合は、制御部１７０への計測指示入力とともに提示する刺激を入力し、刺激提示部１９０は計測指示ごとに入力された刺激を提示することで、複数種類の刺激提示と任意の提示順序に対応することができる。複数種の刺激提示への対応については、聴覚刺激以外の視覚、体性感覚、触覚、嗅覚、味覚等についても同様である。
【０１２９】
（実施形態１の変形例１）
図１０は、実施形態１の変形例１にかかる脳波計測システム１０ａの構成図である。本変形例ではトリガとして被験者の眼球運動であるサッケードの終了時点を用いる例を示す。
【０１３０】
本変形例による脳波計測装置１１ａでは、実施形態１による脳波計測装置１１におけるトリガ制御部１８０がトリガ制御部２８０に入れ替わり、トリガ制御部１８０から出力された信号を受け取っていた刺激提示部１９０が、トリガ制御部２８０に信号を出力するサッケード検出部２９０に置き換わった以外は実施形態１と同一の構成である。
【０１３１】
また、本変形例で用いる事象関連電位は、眼球停留関連電位（Ｅｙｅ Ｆｉｘａｔｉｏｎ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ：ＥＦＲＰ）である。眼球停留関連電位とは、急速眼球運動（サッケード）の終了時点、すなわち眼球停留の開始時点に関連して生じる脳の一過性の電位変動をいう。眼球停留関連電位のうち、眼球の停留時点より約１００ミリ秒付近に後頭部で優位に出現する正の成分をラムダ反応といい、視対象に対する注意集中度によって変動することが知られている。
【０１３２】
サッケードとは、通常２０〜７０ミリ秒間の眼球運動をいう。サッケードにおいて、眼球の運動速度は、視角で表すと３００〜５００度／秒であるとされている。したがって、眼球の運動方向が所定時間（例えば、２０〜７０ミリ秒）連続して同じであり、かつ当該所定時間の平均角速度が３００度／秒以上である眼球運動をサッケードとし、その終了時点を検出することにより、眼球停留が開始した時点が検出できる。
【０１３３】
以下、変形例１における脳波計測システム１０ａの構成を説明する。
【０１３４】
サッケード検出部２９０は、眼球運動を検出するセンサを用い、眼球の直線的で速い動きであるサッケードを眼球の運動速度を指標にして検出し、その眼球運動の停止をトリガ情報としてトリガ制御部２８０に出力する。サッケード検出部２９０は、例えば目の上下および左右に貼り付けた電極を用いる眼電センサ、あるいは眼球をモニタするカメラと、そのカメラが撮影した画像から虹彩を抽出して眼球の運動速度を検出する画像処理回路等により構成される。
【０１３５】
図１１は、本変形例のトリガ制御部２８０の詳細な構成図である。タイミング制御部１８３がタイミング制御部２８３に置き換わった以外は実施形態１と同一の構成である。
【０１３６】
脳波計測および接触インピーダンス計測の動作については実施形態１の図８と同様であるので説明を省略し、図１３に従って、トリガ制御部２８０とサッケード検出部２９０と切り替え制御部２００およびスイッチ１４０の動作の詳細を説明する。
【０１３７】
変形例１では、１計測をトリガ１回すなわち１回のサッケードに対応するＥＦＲＰ成分１回分の時間範囲を含む脳波信号の計測データと接触インピーダンス計測１回とを１計測とする。ＥＦＲＰ成分１回分の時間範囲は例えば、トリガから２００ｍｓの区間である。変形例１では基準値を脳波計測開始時点での電位とする。このため、変形例１では、基準値設定のための脳波計測を行わない。
【０１３８】
ステップＳ１０１０で１計測分の脳波計測が開始されると、計時部１８１は計時を開始し、サッケード検出部２９０は、被験者の眼球運動の計測を開始する。計測時間シーケンス記憶部１８２に記憶された、トリガを基準とした接触インピーダンス計測と脳波計測の時間シーケンスに基づいて、タイミング制御部２８３は、サッケード検出部２９０で検出されるトリガのタイミングと同期してスイッチ１４０の切り替えのタイミングを決定する。
【０１３９】
実施形態１と異なり、トリガは被験者の無意識の眼球運動であるサッケードが検出後であり、かつ、そのサッケード運動が停止した瞬間である。
【０１４０】
そのため、計測指示が入力された後、トリガが検出されるまでの時間は不明である。
【０１４１】
脳波計測区間にできるだけ時間的に近い時点で接触インピーダンスを計測するため、トリガが検出されるまでは常時接触インピーダンスを計測しておき、トリガを検出した場合にスイッチ１４０を切り替えて、脳波計測を行う。
【０１４２】
図１２は実施形態１の変形例１の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１０１５が削除された以外は図８と同一である。
【０１４３】
図１３（ａ）および（ｂ）では、脳波計測はトリガ直後から２００ｍｓの区間としている。図１３の（ａ）のシーケンスでは、脳波計測区間の直前の−１００ｍｓ時点からトリガまでの１００ｍｓの接触インピーダンス計測区間と、トリガから２００ｍｓ時点の脳波計測区間とで１計測が実現される。
【０１４４】
一方、図１３（ｂ）のシーケンスでは計測指示入力からトリガまでの時間が短く、接触インピーダンス計測に必要な時間幅に満たない。よって、トリガから２００ｍｓ時点までの２００ｍｓの脳波計測区間と、それに続く２００ｍｓ時点から３００ｍｓ時点の１００ｍｓの接触インピーダンス計測区間とで１計測が実現される。
【０１４５】
図１３（ａ）および図１３（ｂ）の両シーケンスにおいて、基準値はトリガ検出直後の脳波計測開始時の電位とする。そのため、両シーケンスに基準値設定のための脳波計測区間はない。
【０１４６】
図１２のステップＳ１０１０では、脳波計測の指示入力に基づき、トリガ制御部２８０
の計時部１８１は計時を開始し、トリガ制御部２８０は図１３（ａ）の計測時間シーケンスに基づいて、スイッチ１４０をインピーダンス計測部１３０へ接続するスイッチ切り替え情報を切り替え制御部２００へ出力する。
【０１４７】
これにより図１２のステップＳ１０２０の判断はｙｅｓとなり、ステップＳ１０３０からステップＳ１０６０が実行され、接触インピーダンス計測が行われる。
【０１４８】
接触インピーダンス計測には、計測信号の１周期分の時間長が最低限必要である。例えば、１０Ｈｚの計測信号を用いる場合１００ｍｓ以上の時間区間を接触インピーダンス計測に割り当てる必要がある。
【０１４９】
図１３（ａ）では、計測指示入力からトリガであるサッケードの停止が検出されるまでに１００ｍｓ以上の時間があり、図１２のステップＳ１０３０からＳ１０６０がトリガ検出時まで繰り返される。
【０１５０】
サッケード検出部２９０によりトリガが検出されるとタイミング制御部２８３はスイッチ１４０を脳波計測部１２０へ接続するスイッチ切り替え情報を切り替え制御部２００へ出力する。これにより図１２のステップＳ１０２０の判断はｎｏとなり、接触インピーダンス計測が停止され、ステップＳ１０７０、ステップＳ１０８０が実行され、脳波が計測される。図１３（ａ）の場合はトリガ検出から２００ｍｓの時点でタイミング制御部２８３は１計測の完了すなわち脳波計測および接触インピーダンス計測の終了の情報を脳波計測部１２０とインピーダンス計測部１３０と補正処理部１５０とに出力する。図１３（ｂ）の場合はトリガ検出から２００ｍｓの時点でタイミング制御部２８３は再度スイッチ１４０をインピーダンス計測部１３０へ接続するスイッチ切り替え情報を切り替え制御部２００へ出力する。これにより、図１２のステップＳ１０２０の判断はｙｅｓとなり、１００ｍｓ間の脳波計測を終了し、ステップＳ１０３０からステップＳ１０６０が実行され、接触インピーダンス計測が行われる。トリガ検出から３００ｍｓの時点でタイミング制御部２８３は１計測の完了すなわち脳波計測および接触インピーダンス計測の終了の情報を脳波計測部１２０とインピーダンス計測部１３０と補正処理部１５０とに出力する。
【０１５１】
１計測分の計測が完了したかの判断は、トリガを０としたあらかじめ定められた時間区間を経過したかによって判断する。実施形態の変形例１では、トリガの前１００ｍｓ以上、トリガの後２００ｍｓ以上の時間経過があった場合、図１３（ａ）のトリガ前の１００ｍｓでの接触インピーダンス計測と、トリガ後の２００ｍｓでの脳波計測が行われたものと見なし、１計測が完了したものと判断する。また、トリガの前に１００ｍｓ以上の時間経過が無い場合はトリガ後に３００ｍｓ以上の時間経過があった場合図１３（ｂ）のトリガ後の２００ｍｓでの脳波計測とトリガ後２００ｍｓから３００ｍｓでの接触インピーダンス計測が行われたと見なし、１計測が完了したものと判断する。トリガの前の時間経過が１００ｍｓ未満であり、トリガの後の時間経過が３００ｍｓ未満である場合は少なくとも接触インピーダンス計測は完了していないため、１計測が完了していないと判断する。また、トリガの後の時間経過が２００ｍｓ未満である場合は、少なくとも脳波計測が完了していないため、１計測が完了していないと判断する。
【０１５２】
なお、実施形態１と同様、脳波計測部１２０が基準値設定のための脳波計測または事象関連電位の成分を取得するための脳波計測が完了した場合にトリガ制御部１８０に計測完了信号を出力し、インピーダンス計測部１３０が接触インピーダンスの計測が完了した場合にトリガ制御部に計測完了信号を出力する。トリガ制御部１８０は、脳波計測部１２０が出力する計測完了信号とインピーダンス計測部１３０が出力する計測完了信号を用いて１計測が完了したことを判断するとしても良い。
【０１５３】
１計測が完了したことによりステップＳ１０９０の判断はｙｅｓとなり、ステップＳ１１００からステップＳ１１３０が実行され、振幅補正された脳波波形が出力され、脳波計測システム１０の動作が完了する。
【０１５４】
以上のように動作する脳波計測システム１０では、実施形態１の効果に加えて、任意のタイミングで起こるトリガに対して脳波計測の直前または直後の接触インピーダンスを計測することができ、脳波計測時の直近の接触インピーダンスの値を用いて振幅補正を行うため、安定した脳波計測を行うことができる。
【０１５５】
なお、本変形例では脳波計測区間をトリガ時点から２００ｍｓであるため接触インピーダンス計測区間を脳波計測の直前あるいは直後としたが、観察対象となる事象関連電位あるいは誘発電位の成分の時間範囲によって実施形態１と同様にトリガ直後から接触インピーダンス計測を行うものとしてもよい。
【０１５６】
なお、本変形例では制御部１７０への指示入力１回に対して１計測を行い１計測の波形を出力して終了するものとしたが、指示入力１回に対して複数計測を行い複数の波形を出力するものとしてもよい。その際には、１計測完了時にトリガ制御部２８３はスイッチ１４０をインピーダンス計測部１３０へ接続するスイッチ切り替え情報を切り替え制御部２００へ出力し、接触インピーダンス計測を開始する。指示入力１回に対して複数計測を行う場合であっても、スイッチ１４０の初期状態をインピーダンス計測部１３０への接続として、１計測分の計測時間シーケンスが利用され、１計測ごとに接触インピーダンス計測と計測値に基づいた補正処理が行われるものとする。
【０１５７】
なお、本変形例において、脳波計測中にトリガが検出された場合は脳波計測を新しいトリガを起点に再開し、図１３（ｂ）の計測時間シーケンスを適用するものとする。
【０１５８】
なお、本変形例において、基準値は脳波計測開始時の電位とし、基準値設定のための脳波計測を行わないものとしたが、観察対象となる事象関連電位成分を取得する時間区間以外の時間区間で脳波を計測し、その平均値を基準値としても良い。例えば、ＥＦＲＰを取得するための脳波計測直後、すなわちトリガから２００ｍｓ時点から３００ｍｓまでの１００ｍｓの区間で脳波計測を行い、この区間の電位の平均値を基準値としても良い。この場合１計測の判断は、トリガの前の時間経過が１００ｍｓ以上でかつトリガ後の時間経過が３００ｍｓ以上であるか、あるいはトリガ前の時間経過が１００ｍｓ未満でトリガ後の時間経過が４００ｍｓ以上である場合に接触インピーダンス計測１回と、観察対象である成分を取得するための脳波計測１回と、基準値設定のための脳波計測１回がすべて完了したと判断する。
【０１５９】
なお、本変形例においてトリガをサッケードの停止としたが、ボタン押し下げの検出等、被験者の任意の動作をトリガとしてもよい。トリガとなる動作以降の事象関連電位あるいは誘発電位を観察対象として記録する場合は図１３の示す計測時間シーケンスが適用される。
【０１６０】
被験者の任意の動作をトリガとし、トリガに先行する脳活動を観察対象とする場合は、図１４に示すように、トリガを０とし、トリガまでの時間区間、例えば−３００ｍｓ時点からトリガまでの３００ｍｓの間を観察対象の成分を含む脳波計測区間とする。さらに、その直前の１００ｍｓを基準値生成のための脳波計測区間とする。この場合には、計時部１８１は常時計時を行っており、また、スイッチ１４０は通常の状態として電極１１０と脳波計測部１２０とを接続するものとする。
【０１６１】
この場合、計測指示が入力された後、トリガが検出されるまでの時間は不明であり、かつトリガから時間を遡って脳波計測を行う。そのため、計測指示が入力された後、トリガが検出されるまでは常時脳波を計測しておき、トリガを検出した場合にスイッチ１４０を切り替えて、接触インピーダンス計測を行う。これにより、脳波計測区間にできるだけ時間的に近い時点で接触インピーダンスを計測することができる。
【０１６２】
脳波計測部１２０は常時脳波を計測している。取得波形記憶部１６１は脳波計測区間の時間長と基準値の計算に必要な時間長とを合わせた直近の脳波を記憶する。ここでいう「直近の脳波」とは、トリガの検出と接触インピーダンス計測の時刻に最も近い時間において測定された脳波を意味する。より詳しく説明すると、脳波が記録されている時間の幅は不定であるため、不定の時間長の中で、時間的に最もトリガの検出またはインピーダンス計測区間に近い、「脳波計測区間の時間長と基準値の計算に必要な時間長」を取り出したものが「直近の脳波」となる。ステップＳ１０１０で１計測分の脳波計測が開始されると、ボタン押し下げ検出部は被験者のボタンの押し下げの監視を開始する。タイミング制御部２８３はボタン押し下げ検出部で検出されるトリガのタイミングと同期してスイッチ１４０の切り替えのタイミングを決定し、スイッチ１４０をインピーダンス計測部１３０へ接続するためのスイッチ切り替え情報を出力して、脳波計測を終了する。その後、接触インピーダンス計測が行われる。そしてタイミング制御部２８３は、脳波計測区間と脳波計測区間とを合わせた時間長（例えば、図１４では４００ｍｓ）の脳波が取得波形記憶部１６１に記憶されていない場合は、１計測に必要な脳波計測が完了していないと見なす。タイミング制御部２８３はスイッチを切り替えず、次のトリガを検出するまで脳波計測を継続する。
【０１６３】
一方、取得波形記憶部１６１に十分な時間長の波形が記憶されている場合は、タイミング制御部２８３は１計測に必要な脳波計測が完了していると見なし、トリガから２００ｍｓ時点で接触インピーダンス計測が完了したものと見なす。すなわちタイミング制御部２８３は、基準値設定用の脳波の計測と１回分の脳波成分を含む脳波信号と、１回分の接触インピーダンス計測が完了したものと見なす。タイミング制御部２８３は１計測の完了すなわち脳波計測および接触インピーダンス計測の終了の情報を脳波計測部１２０とインピーダンス計測部１３０と補正処理部１５０とに出力する。なお、基準値設定のための脳波計測区間はトリガ直後の１００ｍｓあるいは接触インピーダンス計測区間の直後の１００ｍｓでもよい。
【０１６４】
なお、本変形例においてトリガをサッケードの停止としたが、特定の外部環境あるいは外部環境の変化を検出してトリガとするとしてもよい。例えば図１５に示すようにマイクロフォン２９１とアンプ２９２と信号処理部２９３によって構成された環境音検出部４９０を設けてもよい。環境音検出部４９０により、一定以上の立ち上がり速度で、一定以上の音圧を持つ音を検出した時点を検出し、その音をトリガとして、図９あるいは図１３の計測時間シーケンスに従って脳波計測を行うものとしてもよい。
【０１６５】
なお図１５は環境音検出部４９０の構成例を示している。環境音検出部４９０以外の構成は、たとえば図３に示される構成と同じであるが、当該構成は図１５において便宜的に示すに過ぎない。
【０１６６】
（実施形態１の変形例２）
図１６は本発明の実施形態１の変形例２にかかる脳波計測システム１０ｂの構成図である。本変形例では被験者は複数の電極を装着し、２つの電極間で差動増幅を行う例を示す。
【０１６７】
本変形例による脳波計測装置１１ｂでは、差動増幅を行うための２つの計測電極１１０が設けられ、スイッチ１４０がスイッチ３４０に置き換わり、インピーダンス計測部１３０がインピーダンス計測部３３０に置き換わり、補正部１５５が補正部３５５に置き換わった以外は実施形態１と同一の構成である。なお、補正部３５５では、補正部１５５の補正情報生成部１５０が補正情報生成部３５０に置き換わり、補正処理部１６０が補正処理部３６０に置き換わっている。
【０１６８】
図１７は、インピーダンス計測部３３０、アース電極１１０ａ、計測電極１１０ｂおよび計測電極１１０ｃの詳細な構成図である。計測電極１１０ｂおよび計測電極１１０ｃとインピーダンス計測部３３０とはスイッチ３４０を解して接続されるが、ここではスイッチ３４０によって接続されている状態を説明する。スイッチ３４０の図示および説明は省略する。
【０１６９】
計測電極１１０ｂおよび計測電極１１０ｃは、それぞれ電気的状態の標準を取得するアース電極１１０ａとの電位差を生体の電気的反応として取得する。
【０１７０】
インピーダンス計測部３３０は、計測信号出力部１３１と、電圧計測部１３２ｂおよび１３２ｃと、インピーダンス計算部１３３と、インピーダンス記憶部１３４とを備えている。
【０１７１】
計測信号出力部１３１は、インピーダンス計測部１３０は生体を介した回路の電圧を計測するための計測用信号をアース電極１１０ａに出力する。
【０１７２】
電圧計測部１３２ｂは、計測電極１１０ｂより計測用信号を取得してその電圧を計測する。電圧計測部１３２ｃは、計測電極１１０ｃより計測用信号を取得してその電圧を計測する。
【０１７３】
インピーダンス計算部１３３は、計測信号出力部１３１および電圧計測部１３２ｂおよび１３２ｃの各出力を利用して、接触インピーダンスを計算する。計測信号出力部１３１は、ＣＰＵおよびメモリによって実現され得る。インピーダンス記憶部１３４は、インピーダンス計算部１３３によって計算された接触インピーダンスを記憶する。
【０１７４】
図１８は、補正処理部３６０の詳細な構成図である。差動増幅処理部３６５が付け加わった以外は図７と同一の構成である。
【０１７５】
図１９は、本変形例の動作を示すフローチャートを示す。本変形例の脳波計測システム１０の動作は２つの計測電極１１０ｂおよび１１０ｃから得られた２つの波形の差分より波形を得る作動増幅処理が付け加わった以外は実施形態１に示した図８と同様である。ただし計測電極が２つあるため、ステップＳ１０４０の電圧計測、ステップＳ１０５０の接触インピーダンス計算、ステップＳ１０６０の接触インピーダンス記憶また、ステップＳ１０７０の脳波取得とステップＳ１０８０の取得波形記憶については、計測電極１１０ｂおよび計測電極１１０ｃそれぞれについて図８と同一の動作を行う。
【０１７６】
ステップＳ１１１０の補正処理の後に２電極間の差動増幅処理が行われるが、それ以外のステップについては実施形態１と同様であるので説明を省略する。ステップＳ１１１０において補正情報生成部３５０はインピーダンス記憶部１３４に記憶された電極ごとの接触インピーダンスと脳波計測部１２０に含まれるアンプの入力インピーダンスとに基づいて電極ごとに振幅補正値を計算する。
【０１７７】
２つの電極間で差動増幅を行う場合電極ごとの接触インピーダンスが異なると、電極ごとの振幅誤差が異なるのみでなく、電極から脳波計測部１２０のアンプまでのリード線を含む回路上で混入するノイズの振幅も生体信号の振幅同様に異なる。差動増幅は２つの電極に共通して混入した同相のノイズを除去し、逆相の信号を増幅する処理である。
【０１７８】
しかしながら、電極間で接触インピーダンスが異なる場合、アンプの入力インピーダンスは同一の固定値であるため、ノイズ、信号とも振幅が異なり、差動増幅によって除去されるはずの同相のノイズが振幅差の分残る。その結果、増幅されるはずの逆相の信号は、振幅差の分、その増幅が少なくなる。電極ごとに計測された接触インピーダンスとアンプの入力インピーダンスに基づいて、計算される補正値に基づいて行われる補正処理により、各電極の振幅誤差は標準化され、差動増幅が最も有効な状態にすることができる。
【０１７９】
補正処理部３６０はステップＳ１１００において補正情報生成部３５０で計算された電極ごとの補正値に基づきステップＳ１０８０で取得波形記憶部１６１に電極ごとに記憶した電位波形を補正し、計測電極１１０ｂの補正波形と計測電極１１０ｃの補正波形との差分により差動増幅を行う（ステップＳ３１１０）。基準値の計算および基準値に対する標準化については実施形態１のステップＳ１１１０と同様の方法を電極ごとに適用する。標準化した電位波形にステップＳ１１００において補正情報生成部３５０で計算された振幅補正値を電位波形に乗じて振幅補正を行う。上記のように計測電極ごとに振幅補正を行った波形について、差動増幅処理部３６５は電極１１０ｂの補正波形から計測電極１１０ｃの補正波形を減じるまたはその逆に計測電極１１０ｃの補正波形から電極１１０ｂの補正波形を減じることにより差動増幅波形を生成する。
【０１８０】
制御部１７０はステップＳ１１１０で補正され、ステップＳ３１１０の差動増幅により生成された電位波形を出力し（ステップＳ１１２０）、１計測分の脳波計測を終了する（ステップＳ１１３０）。
【０１８１】
以上の構成と動作により、電極ごとに計測された直近の接触インピーダンスの値にもとづいて振幅補正を行うことで、電極間の接触インピーダンスの差が標準化され、差動増幅を最も効果的に行うことができる。
【０１８２】
（実施形態２）
図２０は、本発明の実施形態２にかかる脳波計測システム２０の構成図である。実施形態２では実施形態１の脳波計測システム１０が出力する１計測ごとの脳波を加算平均し、加算平均波形に基づいて判別を行う。出力は機器制御信号として利用可能である。
【０１８３】
本実施形態による脳波計測装置２１では、実施形態１による脳波計測装置１１の制御部１７０が制御部４７０に入れ替わり、加算平均部４１０と判別閾値記憶部４２０と判別処理部４３０とが付け加わった以外は実施形態１と同一の構成である。
【０１８４】
本実施形態の脳波計測システム２０の動作を図２１に従って説明する。
【０１８５】
図２１は、実施形態２の脳波計測システム２０の動作を示すフローチャートである。本実施形態の脳波計測システム２０の動作は実施形態１の図８に示す動作のステップＳ１１１０以降に加算平均処理と判別処理が付け加わった以外は図８と同一であるので説明を適宜省略する。
【０１８６】
まず、制御部１７０が開始信号を取得し、脳波計測システム１の動作を開始する（ステップＳ１０１０）。脳波計測部１２０は、電極１１０から基準値設定用の脳波信号として電位を計測する（ステップＳ１０１５）。
【０１８７】
脳波計測部１２０とインピーダンス計測部１３０はスイッチ１４０が電極１１０と脳波計測システム１１２０を接続しているか否か、スイッチ１４０が電極１１０とインピーダンス計測部１３０を接続しているか否かを判断する（ステップＳ１０２０）。スイッチ１４０が電極１１０とインピーダンス計測部１３０とを接続している場合は、インピーダンス計測部１３０はステップＳ１０３０からステップＳ１０６０の動作により接触インピーダンスを計測して計測結果を保存する。トリガ制御部１８０は１計測分の脳波計測および接触インピーダンス計測が完了したかどうかを判断する（ステップＳ１０９０）。
【０１８８】
一方、ステップＳ１０２０においてスイッチ１４０が電極１１０とインピーダンス計測部１３０とを接続していない場合は、脳波計測部１２０は電極１１０から生体の電気反応として電位を計測する（ステップＳ１０７０）。そして脳波計測部１２０は、補正処理部１６０の取得波形記憶部１６１（図５）に計時部１８１で計測された計測時刻と合わせて記録する（ステップＳ１０８０）。トリガ制御部１８０は１計測分の脳波計測および接触インピーダンス計測が完了したかどうかを判断する（ステップＳ１０９０）。
【０１８９】
ステップＳ１０９０において１計測分の計測が完了していない場合はステップＳ１０１５に戻り、計測を継続する。ステップＳ１０９０において１計測分の脳波計測と接触インピーダンス計測が完了している場合は、補正情報生成部１５０はインピーダンス記憶部１３４に記憶された接触インピーダンスと脳波計測部１２０に含まれるアンプの入力インピーダンスに基づいて振幅補正値を計算する（ステップＳ１１００）。補正処理部１６０はステップＳ１１００において補正情報生成部１５０で計算された補正値に基づきステップＳ１０８０で取得波形記憶部１６１に記憶した電位波形を補正する（ステップＳ１１１０）。加算平均部４１０はステップＳ１１００で補正された電位波形をトリガを起点とした時間軸上で加算する（ステップＳ４１１０）。
【０１９０】
事象関連電位の計測においては、提示したトリガの種類、例えば聴覚刺激であれば音高、音の大きさ、周波数特性やリズム等によって分類され、トリガの分類ごとに電位波形を加算平均して、トリガの分類ごとの電位波形を比較することが行われる。ステップＳ４１１０においては、加算平均部４１０は制御部４７０よりトリガの分類情報を取得し、ステップＳ１１００で補正処理部１６０より出力された電位波形の分類に基づいて加算処理を行う。
【０１９１】
制御部４７０は各トリガ分類に対する取得された電位波形の加算回数があらかじめ定められた加算回数を満たしているか否かを判断する（ステップＳ４１２０）。加算回数が不足している場合（ステップＳ４１２０においてｎｏ）は、ステップＳ１０２０に戻り１計測分の脳波計測を開始する。加算回数が充足している場合（ステップＳ４１２０においてｙｅｓ）は、加算平均部４１０はトリガ分類ごとに加算した電位波形を分類ごとの加算回数で除し、加算平均波形を生成する（ステップＳ４１３０）。
【０１９２】
なお、ここでは１計測の波形が出力されるたびに加算を行ったが、加算回数分の波形を記憶しておき、加算回数が充足した時点で加算平均波形を求める計算を行っても良い。判別処理部４３０は判別閾値記憶部４２０に記憶された閾値に基づいて、ステップＳ４１３０で加算平均部４１０より出力された加算平均波形の判別を行う（ステップＳ４１４０）。例えば音高の高い音に対する加算平均波形と音高の低い音に対する加算平均波形のうち音高の高い音に対する加算平均波形で観察対象の事象関連電位の成分が閾値を越えている場合、具体的には判別閾値記憶部４２０にあらかじめ記憶された閾値が例えば５μＶであり、音高の高い音に対するトリガ後３００ｍｓから４００ｍｓの間の事象関連電位の成分の振幅値が７μＶであり、音高の低い音に対するトリガ後３００ｍｓから４００ｍｓの間の事象関連電位の成分の振幅値が２μＶである場合、被験者が音高の高い音を選択したと判断する。なお、判別閾値記憶部４２０に記憶された閾値は、本発明のステップＳ１１００からステップＳ１１１０と同様の処理を行って求めたものであり、計測値と閾値とは共に接触インピーダンスの変動による振幅誤差の影響を受けない状態で比較されるものである。
【０１９３】
制御部４７０はステップＳ４１４０の判別結果を出力して動作を終了する（ステップＳ１１３０）。
【０１９４】
以上のように動作する脳波計測システム２０では、事象関連電位１計測ごとに脳波計測時の直近の接触インピーダンスの値を用いて振幅補正を行い、１計測ごとのばらつきが少ない脳波を用いて加算平均を行うため、判別基準とともに振幅誤差のない状態で比較することができ、判別制度が高い。また、波形が安定しているため加算回数を削減することができる。
【０１９５】
なお、実施形態２において判別閾値記憶部４２０は観察対象である事象関連電位の成分の振幅値のみを記憶しており、判別処理部４３０は計測された波形の振幅値と閾値との比較を行ったが、判別閾値記憶部４２０は判別用教師データ波形のデータベースあるいはテーブルであっても良い。この場合は、判別処理部４３０は加算平均部４１０から出力された加算平均波形と教師データとの距離を計算し、最も距離の近い状態が選択されたものと見なす。そのほか、時間周波数領域での判別等、事象関連電位に対して行われるどのような判別方式を用いても良い。
【０１９６】
（実施形態３）
図２２は、本発明の実施形態３にかかる脳波計測システム３０の構成図である。
【０１９７】
実施形態３による脳波計測装置３１では、実施形態１の脳波計測装置１１の補正情報生成部１５０がデータ除去判断部５４０に入れ替わり、補正処理部１６０が加算平均部５１０に入れ替わり、制御部１７０が制御部５７０に入れ替わり、教師データ５２０と、判別処理部５３０と、インピーダンス蓄積部５５０と、インピーダンス変動情報生成部５６０とが付け加得られている。その相違以外は実施形態１と同一の構成である。また、脳波計測システム３０から電極１１０、刺激提示部１９０および教師データ５２０を除いたものを脳波計測装置３１とする。
【０１９８】
図２３は、加算平均部５１０の詳細な構成図である。本実施形態による加算平均部５１０は、実施形態１の図７に示す補正処理部１６０の振幅補正部１６４が加算平均計算部５４１に置き換わった以外は図７の補正処理部１６０と同一の構成である。
【０１９９】
以下、図２４を参照しながら本実施形態の脳波計測システム３０の動作を説明する。
【０２００】
図２４は、実施形態３の脳波計測システム３０の動作を示すフローチャートである。本実施形態の脳波計測システム３０の動作は実施形態１の図８に示す動作のうちステップＳ１０１０の動作開始からステップＳ１０９０で１計測分の計測を完了するまでは実施形態１と同一の動作であるので、説明を適宜省略する。
【０２０１】
まず、制御部１７０が開始信号を取得し、脳波計測システム３０の動作を開始する（ステップＳ１０１０）。脳波計測部１２０は、電極１１０から基準値設定用の脳波信号として電位を計測する（ステップＳ１０１５）。脳波計測部１２０とインピーダンス計測部１３０はスイッチ１４０が電極１１０と脳波計測部１２０を接続しているか否か、スイッチ１４０が電極１１０とインピーダンス計測部１３０を接続しているか否かを判断する（ステップＳ１０２０）。
【０２０２】
スイッチ１４０が電極１１０とインピーダンス計測部１３０とを接続している場合は、インピーダンス計測部１３０はステップＳ１０３０からステップＳ１０６０の動作により接触インピーダンスを計測して計測結果を保存する。トリガ制御部１８０は１計測分の脳波計測および接触インピーダンス計測が完了したかどうかを判断する（ステップＳ１０９０）。
【０２０３】
一方、ステップＳ１０２０においてスイッチ１４０が電極１１０とインピーダンス計測部１３０とを接続していない場合は、脳波計測部１２０は電極１１０から生体の電気反応として電位を計測し（ステップＳ１０７０）、補正処理部１６０の取得波形記憶部１６１に計時部１８１で計測された計測時刻と合わせて記録する（ステップＳ１０８０）。トリガ制御部１８０は１計測分の脳波計測および接触インピーダンス計測が完了したかどうかを判断する（ステップＳ１０９０）。
【０２０４】
ステップＳ１０９０において１計測分の脳波計測および接触インピーダンス計測が完了していない場合（ステップＳ１０９０においてｎｏ）は、ステップＳ１０２０にもどり、計測を継続する。ステップＳ１０９０において１計測分の脳波計測および接触インピーダンス計測が完了している場合（ステップＳ１０９０においてｙｅｓ）は、データ除去判断部５４０は、計測された当該脳波に対応する接触インピーダンスの値が定められた範囲内にあるか否かを判断する。範囲外の場合には、データ除去判断部５４０は当該脳波の除去を決定する（ステップＳ５１００）。例えば電極の接触インピーダンスが１．４ＭΩ以上の場合に脳波を除去する。ステップＳ５１００で当該脳波の除去が決定された場合（ステップＳ５１１０においてｙｅｓ）は、ステップＳ１０１５にもどり、計測を継続する。
【０２０５】
ステップＳ５１００でデータ除去判断部５４０が当該脳波を除去しないと決定した場合（ステップＳ５１１０においてｎｏ）は、加算平均部５１０は脳波計測部１２０から当該脳波を取得し、加算処理を行う（ステップＳ５１２０）。詳細は以下のとおりである、まずステップＳ１０８０で、加算平均計算部５４１は取得波形記憶部１６１に記憶した電位波形を標準化する。基準値計算部１６２は、取得波形記憶部１６１に記憶された電位波形のうち図９に示す基準値設定区間、例えば、トリガ発生時点に１００ｍｓ先行する点からトリガ発生時までの１００ｍｓの間、に計測された電位波形を抽出し、電位の区間平均を求める。この値を基準値、すなわち電位のゼロ点とし、基準値記憶部１６３に記憶する。
【０２０６】
加算平均計算部５４１は記憶された電位波形のうち図９に示す観察対象波形計測区間、例えばトリガ発生時点から２００ｍｓ経過した時点から５００ｍｓ経過した時点までの３００ｍｓの間の電位波形を抽出する。抽出した電位波形から基準値記憶部１６３に記憶した基準値を減じて電位波形を標準化する。さらに、加算平均計算部５４１は標準化した電位波形をトリガを起点とした時間軸上で当該脳波を加算する（ステップＳ５１２０）。データ除去判断部５４０は当該脳波に対応する接触インピーダンスの値をインピーダンス蓄積部５５０に蓄積する（ステップＳ５１３０）。制御部５７０は脳波を加算した回数があらかじめ定められた加算回数を充足したか否かを判断する（ステップＳ５１４０）。加算回数が不足している場合（ステップＳ５１４０においてｎｏ）は、ステップＳ１０２０にもどり、計測を継続する。加算回数が充足している場合（ステップＳ５１４０においてｙｅｓ）は、加算平均計算部５４１で加算された電位の時間波形を加算回数で除して平均する（ステップＳ５１５０）。インピーダンス変動情報生成部５６０はインピーダンス蓄積部５５０に蓄積された接触インピーダンスの値の分布範囲を取得する（ステップＳ５１６０）。判別処理部５３０はステップＳ５１６０で生成された接触インピーダンスの分布範囲に基づいて教師データ５２０に記憶された判別用教師データから該当する接触インピーダンスで記録された教師データを抽出する（ステップＳ５１７０）。図２２の教師データ５２０では接触インピーダンスが小さくかつ接触インピーダンスの分布が小さい状態で記録された教師データと接触インピーダンスが大きくかつ接触インピーダンスの分布が大きい状態で記録された教師データとを記憶している。例えば、接触インピーダンスが１．１ＭΩより小さく、接触インピーダンスが１ＭΩから１．１ＭΩに分布する状態で記録された教師データと、接触インピーダンスが１．１ＭΩより大きく、接触インピーダンスが１．２ＭΩから１．４ＭΩに分布する状態で記録された教師データとの２種類である。ステップＳ５１７０において例えば接触インピーダンス値の分布範囲が図１の押し圧３０ｇ／平方センチ未満のデータのように１．２ＭΩから１．５ＭΩである場合、接触インピーダンスが大きく、接触インピーダンスが１．２ＭΩから１．４ＭΩに分布する状態で記録された教師データを選択する。判別処理部５３０はステップＳ５１５０で生成された加算平均波形とステップＳ５１７０で選択された教師データとのパタンマッチングを行い、被験者の状態を判別する。
【０２０７】
図２５は、教師データ５２０に格納された教師データの値と分布を模式的に示す。図２５（ａ）は接触インピーダンスが小さく接触インピーダンスの分布も小さい場合を示した模式図である。図２５（ｂ）は接触インピーダンスが大きく接触インピーダンスの分布も大きい場合を示した模式図である。
【０２０８】
例えば、事象関連電位でナースコールを行うシステムの場合、「ナースコールをする」と画面に提示し、ナースコールを実行する場合にはナースコールの画面提示に注意を向けることで記録される、事象関連電位のＰ３００を検出する。Ｐ３００が検出された場合にナースコールを行い、Ｐ３００が検出されなければナースコールを行わない。
【０２０９】
図２５（ａ）および図２５（ｂ）はＰ３００を模式的に示している。実線はナースコールをしない場合の加算平均脳波の平均的波形であり、破線はナースコールをする際の加算平均脳波の平均的波形である。
【０２１０】
図２５（ａ）では、接触インピーダンスが小さいため、計測された脳波の振幅誤差が小さく、振幅が大きい。さらに、接触インピーダンスの分布が小さいため、振幅誤差の分布が小さく、脳波波形のばらつきも小さい。そのため、ナースコールをする場合の波形としない場合の波形は波形の分布範囲を含めて分離がよく、波形のピークでナースコール無しの場合と、ナースコース実行の場合との中間点で判別閾値を設ければ、誤判定が無い。
【０２１１】
一方図２５（ｂ）では接触インピーダンスが大きいため、計測された脳波の振幅誤差が大きく、振幅が小さい。さらに接触インピーダンスの分布が大きいため、振幅誤差の分布が大きく、脳波波形のばらつきが大きい。そのため、ナースコールをする場合の波形としない場合の波形の差は小さく、両者の分布が重なる。そのため、ナースコール無しの場合と、ナースコース実行の場合との中間点で判別閾値を設けると、ナースコールを実行したいのに、ナースコール実行と判別されない場合とナースコールを実行するつもりはないのにナースコールをすると判別される場合とが同程度発生する。ナースコールの例においては、ナースコールを実行したいのに、実行されない場合の方がユーザの不利益が多い。よって、接触インピーダンスが大きく接触インピーダンスの分布も大きい場合には、判別閾値を、ナースコール無しの平均波形により近づけ、ナースコール実行の場合の波形分布の範囲をより多く含み、ナースコール実行時の波形検出をよりし易くする。
【０２１２】
すなわち、判別処理部５３０は、ステップＳ５１８０において、ステップＳ５１７０で接触インピーダンスの分布範囲に基づいて抽出した教師データとステップＳ５１５０で生成された加算平均波形とのマッチングを行う。このとき判別処理部５３０は、接触インピーダンスが小さく接触インピーダンス分布も小さい教師データを選択した際には加算平均波形と教師データとのマッチングにより、マッチする教師データがより多い、ナースコール実行か、ナースコール無しかのいずれかのグループを選択する。一方接触インピーダンスが大きく接触インピーダンス分布も大きい教師データを選択した際には、判別処理部５３０は、加算平均波形と教師データとのマッチングを行い、ナースコールをするグループの教師データとマッチする場合には重みをつけて、マッチする教師データが多いグループを判断する。例えば、ナースコールサルグループの教師データとマッチした際には１．３をかけ、マッチする教師データの数を比較する。これにより、脳波の振幅誤差が大きく、分布も大きくなるために、判別が困難になる接触インピーダンスが大きく、その分布も大きい場合においては、ナースコールのような必要度の高い操作の見逃しが減る。
【０２１３】
接触インピーダンスに従って教師データを切り替えることで、判別の精度を高めると共に、接触インピーダンスに従って判別基準を切り替えることで、波形の見逃しを防ぎ、必要度の高い操作を確実に行うことができる。
【０２１４】
なお、ステップＳ５１８０において判別処理部５３０は教師データ５２０に格納された教師データとのマッチングを行ったが、図２５に示すような判別閾値をあらかじめ定めておき、接触インピーダンスにより判別閾値を選択して、加算平均波形の判別を行うものとしても良い。その際の判別閾値は、接触インピーダンスが高く、分布も大きい場合には、ナースコールのような必要度の高い操作を見逃すことの無いよう、判別閾値を設定するものとする。
【０２１５】
なお、本実施形態ではナースコールのように、操作の見逃しを回避する必要がある場合について説明したが、電源を切る等の、操作したと誤認識することによる被害が大きい場合には、逆に、操作があったと判断する頻度が少なくなるように判別閾値あるいはマッチング時の重みを調整する。
【０２１６】
各実施形態の脳波計測装置には、たとえば脳波計である脳波計測部１２０が設けられるとしたが、これは必須ではない。たとえば、脳波計測部１２０が脳波計測装置の外部に設けられていてもよい。この場合には、脳波計測部１２０は脳波計測装置の構成要素ではなくなる。
【０２１７】
また、実施形態１およびその変形例と実施形態２と実施形態３において、スイッチ１４０はソフトウェア（コンピュータプログラム）によって実現してもよい。
【０２１８】
さらに、上述した各実施形態の脳波計測装置の動作は、たとえば、コンピュータであるＣＰＵ（図示せず）が、各実施形態に関連して説明したフローチャートに基づく命令群を記述したコンピュータプログラムを実行することによって実現されてもよい。このとき、コンピュータプログラムを実行するＣＰＵは、実行する処理に応じて、インピーダンス計測部１３０、スイッチ１４０、補正情報生成部１５０、補正処理部１６０、制御部１７０、トリガ制御部１８０および切り替え制御部２００の少なくとも一つとして機能する。そのようなコンピュータプログラムもまた本発明の範疇である。
【０２１９】
なお、実施形態１およびその変形例と実施形態２において、補正情報生成部１５０および補正情報生成部３５０は接触インピーダンスと脳波計測部１２０に含まれるアンプの入力インピーダンスとの比より振幅補正情報を生成したが、皮膚と接触する電極１１０と脳波計測部１２０との間でインピーダンス変換を行うアクティブ電極を用いる場合は、アクティブ電極のインピーダンス変換部に含まれるアンプの入力インピーダンスと電極１１０の接触インピーダンスとの比より振幅補正情報を生成するものとする。アクティブ電極を用いる際には、インピーダンス変換部に含まれるアンプの出力インピーダンスは十分に小さく安定しているため、脳波計測部１２０に含まれるアンプの入力インピーダンスとの比は大きく安定しており、インピーダンス変換部から脳波計測部１２０の間での振幅誤差は無視できる程度に小さい。そのため、接触インピーダンスの変動による振幅誤差の変動は、インピーダンス変換部の入力インピーダンスと接触インピーダンスの比の変動によって決定され、脳波計測部１２０に含まれるアンプでは収束されない。
【産業上の利用可能性】
【０２２０】
本発明にかかる脳波計測システムでは、事象関連電位あるいは誘発電位を計測する場合に広く利用可能であり、事象関連電位あるいは誘発電位を用いた脳はインタフェースを構築する場合に有用である。また、接触インピーダンスの変動に対して頑健なためウェアラブルな情報機器や携帯電話等の通信機器等の用途にも応用できる。
【符号の説明】
【０２２１】
１０、２０、３０ 脳波計測システム
１１、２１，３１ 脳波計測装置
１００ ユーザ
１１０ 電極
１１０ａ アース電極
１１０ｂ、１１０ｃ 計測電極
１２０ 脳波測定部
１３０、３３０ インピーダンス計測部
１３１ 計測信号出力部
１３２、１３２ｂ、１３２ｃ 電圧測定部
１３３ インピーダンス計算部
１３４ インピーダンス記憶部
１４０、３４０ スイッチ
１５０、３５０ 補正情報生成部
１６０、３６０ 補正処理部
１６１ 取得波形記憶部
１６２ 基準値計算部
１６３ 基準値記憶部
１６４ 振幅補正部
１７０、４７０、５７０ 制御部
１８０、２８０ トリガ制御部
１８１ 計時手段
１８２ 計測時間シーケンス記憶部
１８３、２８３ タイミング制御部
１９０ 刺激提示手段
１９１ α波抽出部
２００ 切り替え制御部
２９０ サッケード検出部
２９１ マイクロフォン
２９２ アンプ
２９３ 信号処理部
３６５ 差動増幅処理部
４１０、５１０ 加算平均部
４２０ 判別閾値記憶部
４３０、５３０ 判別処理部
５２０ 教師データ
５４０ データ除去判断部
５４１ 加算平均計算部
５５０ インピーダンス蓄積部
５６０ インピーダンス変動情報生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの頭部または顔面に接触させる少なくとも２つの電極と、
前記少なくとも２つの電極を用いて、前記ユーザの脳波を計測する脳波計測部と、
前記少なくとも２つの電極を用いて、電極の接触インピーダンスを計測するインピーダンス計測部と、
特定の事象に起因する事象関連電位または誘発電位を計測する際の時間起点となるトリガ信号を生成するトリガ生成部と、
前記トリガ信号が生成された時間起点を用いて、前記脳波計測部により脳波を計測する時間区間と、前記インピーダンス計測部により接触インピーダンスを計測する時間区間とを切り替える切り替え制御部と、
前記接触インピーダンスと前記脳波計測部の入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて、前記脳波計測部で計測された脳波の振幅を補正する補正部と
を備え、
前記切り替え制御部は、前記事象の発生に起因して定まる１つのトリガ信号に対して、前記事象関連電位または誘発電位の脳波成分が１つ含まれる脳波を計測する時間区間と、インピーダンスを計測する時間区間とが含まれるように切り替える、脳波計測システム。
【請求項２】
前記切り替え制御部が切り替える時間区間のうち、前記接触インピーダンスを計測する時間区間は、前記トリガ信号を起点としてあらかじめ定められた時間長の時間区間であって、当該トリガと対応付けられる事象関連電位の成分あるいは誘発電位の成分を含む時間区間の開始までの間の時間区間である、請求項１に記載の脳波計測システム。
【請求項３】
前記切り替え制御部が切り替える時間区間のうち、前記脳波を計測する時間区間は、前記トリガ信号を起点としてあらかじめ定められた時間長の時間区間であり、前記接触インピーダンスを計測する時間区間は、前記脳波を計測する時間区間以外の時間区間である、請求項１に記載の脳波計測システム。
【請求項４】
前記切り替え制御部が切り替える時間区間のうち、前記接触インピーダンスを計測する時間区間は、前記トリガ信号を起点としてからあらかじめ定められた時間長の時間区間であり、前記脳波を計測する時間区間は、前記接触インピーダンスを計測する時間区間以外の時間区間である、請求項１に記載の脳波計測システム、
【請求項５】
前記少なくとも２つの電極は、アース電極と計測電極とを含み、
前記脳波計測部は、計測した脳波信号を増幅するためのアンプを有し、
前記補正部は、前記計測電極の電極接触インピーダンスと、前記アンプの入力インピーダンスとの比に基づいて振幅補正値を決定する、請求項１に記載の脳波計測システム。
【請求項６】
前記少なくとも２つの電極は、アース電極と、第１計測電極と第２計測電極とを含み、
前記脳波計測部は、計測した脳波信号を増幅するためのアンプを有し、前記第１計測電極および前記第２計測電極の各々を用いて脳波を計測し、
前記補正部は、前記第１計測電極および前記第２計測電極の各々の接触インピーダンスとアンプの入力インピーダンスに基づいて、差動増幅波形を生成する、請求項１に記載の脳波計測システム。
【請求項７】
前記補正部は、
前記第１計測電極で計測される脳波の振幅を、前記第１計測電極の接触インピーダンスと前記アンプの入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて補正して第１補正波形を生成し、かつ、前記第２計測電極で計測される脳波の振幅を、前記第２計測電極の接触インピーダンスと前記アンプの入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて補正して第２補正波形を生成し、
前記第１補正波形と前記第２補正波形との差として、前記差動増幅波形を生成する、請求項１に記載の脳波計測システム。
【請求項８】
前記事象関連電位の成分あるいは前記誘発電位の成分をあらかじめ定められた基準に従って判別する判別処理部をさらに備えた、請求項１に記載の脳波計測システム。
【請求項９】
複数回計測された前記脳波の電位を前記トリガ信号を起点とする同一時間軸上で加算平均して１つの時間波形を生成する加算平均部をさらに備えた、請求項１に記載の脳波計測システム。
【請求項１０】
前記あらかじめ定められた基準である判別基準を記憶する判別基準記憶部であって、前記判別基準記憶部は前記電極インピーダンスの絶対値と電極インピーダンスの変動幅と電極インピーダンスの変動比と電極インピーダンスと入力インピーダンスの比のうち少なくとも何れか１つの指標に従って複数のグループに区分された判別基準を記憶する判別基準記憶部をさらに備え、
前記判別処理部は、判別する脳波または前記加算平均結果に対応付けられた電極インピーダンスと、電極インピーダンスの変動幅と電極インピーダンスの変動比と電極インピーダンスと入力インピーダンスの比に従って前記判別基準記憶部に記憶された判別基準を選択して当該脳波はまたは加算平均結果を判別する、請求項７に記載の脳波計測システム。
【請求項１１】
ユーザの頭部または顔面に接触させる少なくとも２つの電極を用いて、前記ユーザの脳波を計測するステップと、
前記少なくとも２つの電極を用いて、電極の接触インピーダンスを計測するステップと、
特定の事象に起因する事象関連電位または誘発電位を計測する際の時間起点となるトリガ信号を生成するステップと、
前記トリガ信号が生成された時間起点を用いて、前記脳波を計測するステップにより脳波を計測する時間区間と、前記接触インピーダンスを計測するステップにより接触インピーダンスを計測する時間区間とを切り替えるステップと、
前記接触インピーダンスと前記脳波計測部の入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて、前記脳波を計測するステップで計測された脳波の振幅を補正するステップと
を包含し、
前記切り替えるステップは、前記事象の発生に起因して定まる１つのトリガ信号に対して、前記事象関連電位または誘発電位の脳波成分が１つ含まれる脳波を計測する時間区間と、インピーダンスを計測する時間区間とが含まれるように切り替える、脳波計測方法。
【請求項１２】
脳波計測システムのコンピュータによって実行されるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムは、前記コンピュータに対し、
ユーザの頭部または顔面に接触させる少なくとも２つの電極を用いて計測された、前記ユーザの脳波を受け取るステップと、
前記少なくとも２つの電極を用いて、電極の接触インピーダンスを計測するステップと、
特定の事象に起因する事象関連電位または誘発電位を計測する際の時間起点となるトリガ信号を生成するステップと、
前記トリガ信号が生成された時間起点を用いて、前記脳波が計測される時間区間と、前記接触インピーダンスを計測するステップにより接触インピーダンスを計測する時間区間とを切り替えるステップと、
前記接触インピーダンスと前記脳波計測部の入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて、前記脳波を計測するステップで計測された脳波の振幅を補正するステップと
を実行させ、
前記切り替えるステップは、前記事象の発生に起因して定まる１つのトリガ信号に対して、前記事象関連電位または誘発電位の脳波成分が１つ含まれる脳波を計測する時間区間と、インピーダンスを計測する時間区間とが含まれるように切り替える、コンピュータプログラム。
【請求項１】
ユーザの頭部または顔面に接触させる少なくとも２つの電極と、
前記少なくとも２つの電極を用いて、前記ユーザの脳波を計測する脳波計測部と、
前記少なくとも２つの電極を用いて、電極の接触インピーダンスを計測するインピーダンス計測部と、
特定の事象に起因する事象関連電位または誘発電位を計測する際の時間起点となるトリガ信号を生成するトリガ生成部と、
前記トリガ信号が生成された時間起点を用いて、前記脳波計測部により脳波を計測する時間区間と、前記インピーダンス計測部により接触インピーダンスを計測する時間区間とを切り替える切り替え制御部と、
前記接触インピーダンスと前記脳波計測部の入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて、前記脳波計測部で計測された脳波の振幅を補正する補正部と
を備え、
前記切り替え制御部は、前記事象の発生に起因して定まる１つのトリガ信号に対して、前記事象関連電位または誘発電位の脳波成分が１つ含まれる脳波を計測する時間区間と、インピーダンスを計測する時間区間とが含まれるように切り替える、脳波計測システム。
【請求項２】
前記切り替え制御部が切り替える時間区間のうち、前記接触インピーダンスを計測する時間区間は、前記トリガ信号を起点としてあらかじめ定められた時間長の時間区間であって、当該トリガと対応付けられる事象関連電位の成分あるいは誘発電位の成分を含む時間区間の開始までの間の時間区間である、請求項１に記載の脳波計測システム。
【請求項３】
前記切り替え制御部が切り替える時間区間のうち、前記脳波を計測する時間区間は、前記トリガ信号を起点としてあらかじめ定められた時間長の時間区間であり、前記接触インピーダンスを計測する時間区間は、前記脳波を計測する時間区間以外の時間区間である、請求項１に記載の脳波計測システム。
【請求項４】
前記切り替え制御部が切り替える時間区間のうち、前記接触インピーダンスを計測する時間区間は、前記トリガ信号を起点としてからあらかじめ定められた時間長の時間区間であり、前記脳波を計測する時間区間は、前記接触インピーダンスを計測する時間区間以外の時間区間である、請求項１に記載の脳波計測システム、
【請求項５】
前記少なくとも２つの電極は、アース電極と計測電極とを含み、
前記脳波計測部は、計測した脳波信号を増幅するためのアンプを有し、
前記補正部は、前記計測電極の電極接触インピーダンスと、前記アンプの入力インピーダンスとの比に基づいて振幅補正値を決定する、請求項１に記載の脳波計測システム。
【請求項６】
前記少なくとも２つの電極は、アース電極と、第１計測電極と第２計測電極とを含み、
前記脳波計測部は、計測した脳波信号を増幅するためのアンプを有し、前記第１計測電極および前記第２計測電極の各々を用いて脳波を計測し、
前記補正部は、前記第１計測電極および前記第２計測電極の各々の接触インピーダンスとアンプの入力インピーダンスに基づいて、差動増幅波形を生成する、請求項１に記載の脳波計測システム。
【請求項７】
前記補正部は、
前記第１計測電極で計測される脳波の振幅を、前記第１計測電極の接触インピーダンスと前記アンプの入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて補正して第１補正波形を生成し、かつ、前記第２計測電極で計測される脳波の振幅を、前記第２計測電極の接触インピーダンスと前記アンプの入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて補正して第２補正波形を生成し、
前記第１補正波形と前記第２補正波形との差として、前記差動増幅波形を生成する、請求項１に記載の脳波計測システム。
【請求項８】
前記事象関連電位の成分あるいは前記誘発電位の成分をあらかじめ定められた基準に従って判別する判別処理部をさらに備えた、請求項１に記載の脳波計測システム。
【請求項９】
複数回計測された前記脳波の電位を前記トリガ信号を起点とする同一時間軸上で加算平均して１つの時間波形を生成する加算平均部をさらに備えた、請求項１に記載の脳波計測システム。
【請求項１０】
前記あらかじめ定められた基準である判別基準を記憶する判別基準記憶部であって、前記判別基準記憶部は前記電極インピーダンスの絶対値と電極インピーダンスの変動幅と電極インピーダンスの変動比と電極インピーダンスと入力インピーダンスの比のうち少なくとも何れか１つの指標に従って複数のグループに区分された判別基準を記憶する判別基準記憶部をさらに備え、
前記判別処理部は、判別する脳波または前記加算平均結果に対応付けられた電極インピーダンスと、電極インピーダンスの変動幅と電極インピーダンスの変動比と電極インピーダンスと入力インピーダンスの比に従って前記判別基準記憶部に記憶された判別基準を選択して当該脳波はまたは加算平均結果を判別する、請求項７に記載の脳波計測システム。
【請求項１１】
ユーザの頭部または顔面に接触させる少なくとも２つの電極を用いて、前記ユーザの脳波を計測するステップと、
前記少なくとも２つの電極を用いて、電極の接触インピーダンスを計測するステップと、
特定の事象に起因する事象関連電位または誘発電位を計測する際の時間起点となるトリガ信号を生成するステップと、
前記トリガ信号が生成された時間起点を用いて、前記脳波を計測するステップにより脳波を計測する時間区間と、前記接触インピーダンスを計測するステップにより接触インピーダンスを計測する時間区間とを切り替えるステップと、
前記接触インピーダンスと前記脳波計測部の入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて、前記脳波を計測するステップで計測された脳波の振幅を補正するステップと
を包含し、
前記切り替えるステップは、前記事象の発生に起因して定まる１つのトリガ信号に対して、前記事象関連電位または誘発電位の脳波成分が１つ含まれる脳波を計測する時間区間と、インピーダンスを計測する時間区間とが含まれるように切り替える、脳波計測方法。
【請求項１２】
脳波計測システムのコンピュータによって実行されるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムは、前記コンピュータに対し、
ユーザの頭部または顔面に接触させる少なくとも２つの電極を用いて計測された、前記ユーザの脳波を受け取るステップと、
前記少なくとも２つの電極を用いて、電極の接触インピーダンスを計測するステップと、
特定の事象に起因する事象関連電位または誘発電位を計測する際の時間起点となるトリガ信号を生成するステップと、
前記トリガ信号が生成された時間起点を用いて、前記脳波が計測される時間区間と、前記接触インピーダンスを計測するステップにより接触インピーダンスを計測する時間区間とを切り替えるステップと、
前記接触インピーダンスと前記脳波計測部の入力インピーダンスとの比に基づいて算出される振幅補正値を用いて、前記脳波を計測するステップで計測された脳波の振幅を補正するステップと
を実行させ、
前記切り替えるステップは、前記事象の発生に起因して定まる１つのトリガ信号に対して、前記事象関連電位または誘発電位の脳波成分が１つ含まれる脳波を計測する時間区間と、インピーダンスを計測する時間区間とが含まれるように切り替える、コンピュータプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１２−９５９０５（Ｐ２０１２−９５９０５Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４７３８４（Ｐ２０１０−２４７３８４）
【出願日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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