CN116784801A - 认知功能判定方法 - Google Patents

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朝田隆
中田裕子
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Abstract

本认知功能判定方法包括以下步骤：步骤(S1)，多次施加包括感觉刺激(5a)或不同难易程度的任务的负荷；步骤(S2)，测定在施加了负荷时受试者(P)的脑活动的变化，来获取测定数据；以及步骤(S3)，判别受试者(P)的认知功能的程度。

Description

认知功能判定方法
本申请是申请日为“2017年7月7日”、申请号为“2017800946528”、发明名称为“认知功能判定方法”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种认知功能判定方法，特别是涉及一种通过测定脑活动的变化来进行认知功能的程度的判定的认知功能判定方法。
背景技术
以往，已知一种通过测定脑活动的变化来进行认知功能的程度的判定的认知功能判定方法。这种认知功能判定方法例如在国际公开第2012/165602号中被公开。
在上述国际公开第2012/165602号中公开了一种使用近红外分光法测量认知课题执行过程中的脑血流数据的认知功能障碍判别系统。而且，认知功能障碍判别系统针对测量出的脑血流数据进行特征量提取，根据提取出的特征量和预先构建的用于判定认知功能障碍的模型，来进行受试者的认知功能的判别。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2012/165602号公报
发明内容
发明要解决的问题
上述国际公开第2012/165602号中公开的认知功能障碍判别系统在测量受试者的脑血流数据时使用了多种认知课题，但在提供课题时，认为没有在同一课题中多次提供不同难易程度的课题。但是，在执行认知课题时的脑血流数据的测量中，每个受试者对课题的熟练度、经验、教育水平等存在偏差。因而，对受试者执行通用的固定难易程度的认知课题会存在以下问题：对于某受试者来说该认知课题过于简单，因此无法检测出脑活动，对于某受试者来说该认知课题过于困难，因此放弃执行课题。
本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，本发明的一个目的在于提供如下一种认知功能判定方法：即使在受试者对认知课题的适应性存在个体差异的情况下，也能够判定认知功能的程度。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的，本发明的一个方面的认知功能判定方法包括以下步骤：对受试者的感觉器官多次施加包括感觉刺激的负荷，或者对受试者多次施加包括不同难易程度的任务的负荷；测定在多次施加负荷的步骤中施加了负荷时受试者的脑活动的变化，来获取测定数据；以及基于测定数据间的变化量来判别受试者的认知功能的程度。
本发明的一个方面的认知功能判定方法如上所述那样包括以下步骤：对受试者的感觉器官多次施加包括感觉刺激的负荷，或者对受试者多次施加包括不同难易程度的任务的负荷；测定受试者的脑活动的变化，来获取测定数据；以及判别受试者的认知功能的程度。由此，在对受试者的感觉器官多次施加包括感觉刺激的负荷的情况下，通过不需要理解课题的感觉刺激，能够不取决于对认知课题的适应性的个体差异地测定脑活动的变化。另外，在对受试者多次施加包括不同难易程度的任务的负荷的情况下，能够测定由与受试者相应的难易程度的任务引起的脑活动的变化。其结果，即使在受试者对认知课题的适应性存在个体差异的情况下，也能够判定认知功能的程度。
在上述一个方面的认知功能判定方法中，优选的是，不同难易程度的任务是与计算、记忆、想象及空间认知中的至少一个有关的任务，认知功能判定方法还包括以下步骤：对受试者分别多次施加感觉刺激和不同难易程度的任务中的多种的感觉刺激或任务；分别测定在分别多次施加多种的感觉刺激或任务的步骤中分别施加了感觉刺激或任务时受试者的脑活动的变化，来获取各个测定数据；以及基于将在分别施加了多种的感觉刺激或不同难易程度的任务时分别获取到的多种测定数据间的变化量进行组合得到的结果，来判别受试者的认知功能的程度。由此，能够基于将根据多个观点测定出的数据进行组合得到的结果，来复合地进行认知功能的判别。其结果，能够提高判定受试者的认知功能的程度的精度。
在上述一个方面的认知功能判定方法中，优选的是，在多次施加感觉刺激的情况下，对受试者施加至少2个等级的强度的多个感觉刺激。由此，能够基于受试者对于强度不同的刺激的脑活动的相对变化，来判别认知能力的程度。
在该情况下，优选的是，每次施加刺激时，增强对受试者施加的所述感觉刺激的强度。由此，随着对受试者施加刺激的次数增加，刺激的强度增加，因此能够基于针对刺激的强度的受试者的脑活动的相对变化，来判别认知功能的程度。
在上述一个方面的认知功能判定方法中，优选的是，在多次施加感觉刺激的情况下，对受试者施加的感觉刺激是具有持续性的刺激。由此，随着对受试者施加刺激的次数增加，刺激的影响累积(残留)，因此能够使刺激的相对强度逐渐地增加。其结果，能够基于受试者对于随着施加刺激的次数增加而被累积的刺激的脑活动的相对变化，来判别认知功能的程度。此外，在本说明书中，具有持续性的刺激是指在施加刺激后也残留有受到刺激的感觉、且随着时间的经过而逐渐地减弱的刺激。
在该情况下，优选的是，具有持续性的刺激是在对受试者施加感觉刺激时由于在残留了上一次的刺激的影响的状态下施加感觉刺激而具有持续性的刺激。由此，能够容易地使感觉刺激的相对强度逐渐地增加。另外，即使在对感觉刺激的感受性存在个体差异的情况下，也能够测定对感觉刺激的强度变化的反应。
在上述对受试者施加具有持续性的刺激的认知功能判定方法中，优选的是，具有持续性的刺激是冷感觉刺激。由此，例如能够使用与温感觉刺激相比针对刺激的受体更多的冷感觉刺激来对受试者施加刺激。其结果，能够测定更活跃的脑活动的变化。
在上述一个方面的认知功能判定方法中，优选的是，感觉器官是受试者的手，感觉刺激是接触刺激。由此，能够直接触碰对刺激的灵敏度高的手来施加刺激。其结果，能够更加准确地测定脑活动的变化。
在上述一个方面的认知功能判定方法中，优选的是，在多次施加不同难易程度的任务的情况下，任务的难易程度被设定成在第一任务之后施加的第二任务的难易程度比第一任务的难易程度高。由此，能够以难易程度低的任务使受试者习惯。其结果，能够抑制受试者中途放弃执行任务。另外，通过多次施加不同难易程度的任务，能够使受试者执行适于受试者的难易程度的任务，因此能够抑制检测不到脑活动的情况。
在上述一个方面的认知功能判定方法中，优选的是，在多次施加不同难易程度的任务的步骤中，向受试者重复呈现不同难易程度的与计算有关的任务。由此，能够抑制由于重复相同的问题而使受试者记住计算问题的答案。另外，通过多次进行不同难易程度的与计算有关的任务，能够使受试者习惯于任务，因此能够抑制受试者中途放弃任务。另外，通过多次进行不同难易程度的与计算有关的任务，能够使受试者执行适于受试者的难易程度的任务。其结果，作为判定受试者的认知功能的程度的指标，能够得到与计算有关的认知功能的程度，因此能够提高认知功能的程度的判定精度。
在上述一个方面的认知功能判定方法中，优选的是，在多次施加不同难易程度的任务的步骤中，向受试者重复呈现不同难易程度的将记忆与想象组合的任务。由此，通过多次进行不同难易程度的将记忆与想象组合的任务，能够使受试者习惯于任务，因此能够抑制受试者中途放弃任务。另外，通过多次进行不同难易程度的与记忆及想象有关的任务，能够使受试者执行适于受试者的难易程度的任务。其结果，作为判定受试者的认知功能的程度的指标，能够得到与记忆及想象有关的认知功能的程度，因此能够提高认知功能的程度的判定精度。
在上述一个方面的认知功能判定方法中，优选的是，在多次施加不同难易程度的任务的步骤中，向受试者重复呈现不同难易程度的与空间认知有关的任务。由此，通过多次进行不同难易程度的与空间认知有关的任务，能够使受试者习惯于任务，因此能够抑制受试者中途放弃任务。另外，通过多次进行不同难易程度的与空间认知有关的任务，能够使受试者执行适于受试者的难易程度的任务。其结果，作为判定受试者的认知功能的程度的指标，能够得到与空间认知有关的认知功能的程度，因此能够提高认知功能的程度的判定精度。
在上述一个方面的认知功能判定方法中，优选的是，在获取测定数据的步骤中，在国际10-20法的包括F3、F4、P3及P4中的任一个的范围内设定了测量部位。由此，能够使测定脑活动时的测量部位大致固定。其结果，能够抑制由于测定部位不同导致在测定数据中产生误差。另外，本申请发明人进行后述的试验的结果是，在F3、F4、P3及P4中的任一个中确认了针对负荷的有意义的脑活动的变化。因此，能够以有效的精度进行认知功能的程度的判定。
在上述一个方面的认知功能判定方法中，优选的是，在获取测定数据的步骤中，通过近红外分光法(near-infrared spectroscopy：NIRS)测定受试者的脑血流量的变化，来作为脑活动的变化。由此，能够使用NIRS装置来测定受试者的脑活动的变化。其结果，NIRS装置是无创的，且与磁共振图像(Magnetic Resonances Imaging：MRI)等相比不需要大规模的设备，因此能够简便地测定受试者的脑活动的变化。此外，NIRS装置是安装于受试者的头部的、通过测定受试者的脑血管中的氧合血红蛋白量的变化来测定脑活动的变化的装置。
发明的效果
根据本发明，如上所述，能够提供如下认知功能判定方法：即使在受试者对认知课题的适应性存在个体差异的情况下，也能够判定认知功能的程度。
附图说明
图1是示出用于实施本发明的第一实施方式的认知功能判定方法的脑活动测定系统的整体结构的示意图。
图2是示出本发明的第一实施方式的测定脑活动时的测定部位的示意图。
图3是用于说明国际10-20法的测定部位的示意图。
图4是示出本发明的第一实施方式的判定受试者的认知功能的程度的流程的流程图。
图5是用于说明本发明的第一实施方式的对受试者施加冷感觉刺激的方法的示意图。
图6是本发明的第一实施方式的任务和休息的时序图以及表示冷感觉刺激的强度的时间变化的图表。
图7是本发明的第一实施例的认知功能健康者(A)、轻度认知功能障碍者(B)以及阿尔茨海默型痴呆症患者(C)的脑活动的变化的统计结果的示意图。
图8是本发明的第二实施方式的任务和休息的时序图以及表示任务的难易程度的时间变化的图表。
图9是本发明的第二实施例的认知功能健康者(A)、轻度认知功能障碍者(B)以及阿尔茨海默型痴呆症患者(C)的脑活动的变化的统计结果的示意图。
图10是用于说明本发明的第三实施方式的向受试者施加与记忆及想象有关的任务的方法的示意图。
图11是用于说明本发明的第三实施方式的向受试者施加的与记忆及想象有关的任务的示意图。
图12是本发明的第三实施方式的任务和休息的时序图以及表示任务的难易程度的时间变化的图表。
图13是本发明的第三实施例的在脑活动的变化中发现显著差异的通道10(A)、通道37(B)、通道45(C)以及通道53(D)的统计结果的示意图。
图14是用于说明本发明的第四实施方式的向受试者施加与空间认知有关的任务的方法的示意图。
图15是用于说明本发明的第四实施方式的向受试者施加的与空间认知有关的任务的示意图。
图16是本发明的第四实施方式的任务和休息的时序图以及表示任务的难易程度的时间变化的图表。
图17是本发明的第四实施例的在脑活动的变化中发现显著差异的通道2(A)、通道32(B)以及通道52(C)的统计结果的示意图。
图18是示出本发明的第五实施方式的判定受试者的认知功能的程度的流程的流程图。
具体实施方式
以下，基于附图来说明将本发明具体化的实施方式。
[第一实施方式]
首先，参照图1～图3对用于实施本发明的第一实施方式的认知功能判定方法的脑活动测量系统100的整体结构进行说明。
(脑活动测量系统的结构)
如图1所示，用于实施第一实施方式的认知功能判定方法的脑活动测量系统100具备脑活动测量装置1、数据处理装置2以及显示装置3。
脑活动测量装置1是使用近红外分光法(NIRS)对受试者P的脑活动进行光学测量并生成时间序列的测量结果数据的装置(光测量装置)。具体而言，脑活动测量装置1是NIRS装置。脑活动测量装置1从配置在受试者P的头部表面上的送光探头(未图示)照射近红外光的波长区域的测量光。然后，使在头部内反射的测量光入射到配置在头部表面上的受光探头(未图示)并进行检测，由此获取测量光的强度(受光量)。送光探头和受光探头分别设置多个，且安装在用于将各探头固定在头部表面上的规定位置的支架4。脑活动测量装置1基于多个波长(例如780nm、805nm以及830nm这3个波长)的测量光的强度(受光量)和血红蛋白的吸光特性来测量氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白以及总血红蛋白的变化量。由此，脑活动测量装置1测量伴随脑活动的脑中血流变化，来作为血红蛋白量变化。
接着，对数据处理装置2和显示装置3的装置结构进行说明。
数据处理装置2对从脑活动测量装置1发送来的测量数据进行统计处理。即，数据处理装置2构成为计算用于判定受试者P的认知功能的程度的统计数据。数据处理装置2由具备CPU、存储器以及硬盘驱动器等的PC(个人计算机)构成。
显示装置3构成为显示用于使受试者P执行的任务。显示装置3是液晶显示器等监视器。
图2示出在第一实施方式中由脑活动测量装置1测定受试者P的脑的血流量时的测量部位。另外，图3是示出国际10-20法中的测量部位的图。在第一实施方式中，在图3所示的国际10-20法的包括F3、F4、P3及P4中的任一个的范围内设定了获取受试者P的脑活动的测定数据时的测量部位。具体而言，作为国际10-20法的包括F3、F4、P3及P4中的任一个的范围，将如图2所示的54个通道设定为测量部位。此时，作为关心区域(ROI)，设定ROI1～ROI5。
(判定受试者的认知功能的程度的方法)
接着，参照图1以及图4～图6对第一实施方式的受试者P的认知功能判定方法进行说明。
首先，对判定受试者P的认知功能的程度的方法的概要进行说明。图4是示出判定受试者P的认知功能的程度的流程的流程图。在第一实施方式中，判定受试者P的认知功能的程度的方法包括如下的步骤S1：对受试者P的感觉器官多次施加包括感觉刺激的负荷或者对受试者P多次施加包括不同难易程度的任务的负荷。另外，判定受试者P的认知功能的程度的方法包括如下的步骤S2：测定在多次施加负荷的步骤中施加了负荷时受试者P的脑活动的变化，来获取测定数据。另外，判定受试者P的认知功能的程度的方法如下的步骤S3：基于测定数据间的变化量来判别受试者P的认知功能的程度。通过这些步骤来判定受试者P的认知功能的程度。
(对受试者的感觉器官多次施加包括感觉刺激的负荷的步骤)
接着，参照图5和图6来说明对受试者P的感觉器官多次施加包括感觉刺激的负荷的步骤。
在第一实施方式中，对受试者P多次施加负荷的步骤S1是对受试者P的感觉器官多次施加包括感觉刺激的负荷的步骤。
图5是对受试者P的感觉器官施加感觉刺激时的示意图。在图5所示的例子中，通过使保冷剂5触碰受试者P的左手掌6a来对受试者P施加冷感觉刺激。即，在第一实施方式中，感觉器官是受试者P的手6，感觉刺激是接触刺激。
另外，在第一实施方式中，对受试者P施加的感觉刺激是具有持续性的刺激。具有持续性的刺激是在对受试者P施加感觉刺激时由于在残留了上一次的刺激的影响的状态下施加感觉刺激而具有持续性的刺激。另外，在第一实施方式中，具有持续性的刺激是冷感觉刺激。作为施加冷感觉刺激的物质，例如是保冷剂5。保冷剂5例如被冷却到4℃。即，对受试者P多次施加具有与4℃相当的固定的强度的冷感觉刺激，来作为感觉刺激。
图6是对受试者P施加冷感觉刺激时的任务期间7a和休息期间7b的时序图7以及表示冷感觉刺激的强度的时间变化的图表8。
在第一实施方式中，如图6的时序图7所示，将使保冷剂5触碰受试者P的左手掌6a的任务期间7a和在闭眼、保持安静状态下的休息期间7b设为1组，共计重复5组。任务期间7a例如为15秒。另外，休息期间7b例如为15秒。受试者P的左手掌6a被保冷剂5冷却，并使其冷却效果持续(累积)，由此每次重复进行任务时由保冷剂5产生的刺激5a的相对强度增加。即，如图6的图表8所示，在任务期间7a，随着时间的经过，冷感觉刺激的强度增加。另外，在休息期间7b，虽然冷感觉刺激的强度降低，但冷感觉刺激不会消失。然后，通过下一个任务期间7a，冷感觉刺激的强度再次增加，从而冷感觉刺激的强度逐渐地增加。此外，由保冷剂5产生的刺激5a是本发明的“冷感觉刺激”的一例。
(受试者的认知功能判定方法)
在第一实施方式中，基于在对受试者P施加了由保冷剂5产生的刺激5a时的受试者P的脑血流量的变化来判定受试者P的认知功能的程度。根据后述的第一实施例，通过多次施加冷感觉刺激，确认了在判定受试者P的认知功能的程度时有效的ROI以及该ROI中的血流量的变化倾向。在后述的第一实施例中，ROI3(参照图2)被确认为在判定受试者P的认知功能的程度时有效的ROI。在第一实施方式中，通过将ROI3中的受试者P的脑血流量的变化倾向与在第一实施例中得到的实验结果进行对照，来判定受试者P的认知功能的程度。
[第一实施例]
接着，参照图7对第一实施例的得到判定受试者P的认知功能的程度时的指标的实验进行说明。
在第一实施例中，将受试者P分为60岁～84岁的认知功能健康者(以下，称为NDC)、轻度认知功能障碍者(以下，称为MCI)以及阿尔茨海默型痴呆症患者(以下，称为AD)这3个组，并测定了各组的脑活动。然后，通过比较各组的脑活动的测定结果，获取到根据受试者P的认知功能的程度不同而不同的脑活动的倾向。关于进行了该课题的受试者P的人数，NDC为22名，MCI为27名，AD为22名。此外，平均年龄在各组间没有显著差异。
在第一实施例中，在进行对受试者P的左手掌6a施加冷感觉刺激的任务时，由脑活动测量装置1获取受试者P的脑血流量的变化，基于获取到的脑血流量的变化来判定受试者P的认知功能的程度。作为判定认知功能的程度的方法，在图2所示的各通道中，在每次重复进行任务时求出任务开始前5秒钟的平均脑血流量与任务期间7a的15秒钟的平均脑血流量之差，来作为特征量。然后，针对每个受试者群(NDC、MCI、AD)按各重复次数比较特征量。作为比较的方法，利用任务重复次数间的相对的组合对，通过配对t检验进行了显著差异检验。
图7是示出每个受试者群的t检验的解析结果10的图。图7的(A)是NDC的t检验的解析结果10a。另外，图7的(B)是MCI的t检验的解析结果10b。另外，图7的(C)是AD的t检验的解析结果10c。图7所示的各图的纵轴是脑血流量的变化的平均值，标绘点11表示受试者P的脑血流量的变化的平均值。另外，直线12a和12b分别表示正的标准偏差和负的标准偏差。另外，图7中的“*”标记表示显著水平为5％以下。另外，图7中的“**”标记表示显著水平为1％以下。
关于各通道的解析结果，在第一实施例中得到在ROI3(参照图2)的测量数据中存在显著差异的结果。具体而言，在NDC中，通过第一次任务与第三次任务的比较以及第一次任务与第五次任务的比较，确认了显著差异p<0.01(显著水平为1％以下)。另外，在NDC中，通过第一次任务与第四次任务的比较，确认了显著差异p<0.05(显著水平为5％以下)。另一方面，在MCI和AD中，没有确认出各任务间的显著差异。由此，在进行了对受试者P多次施加冷感觉刺激的任务时，在ROI3中得到以下结果：在通过第一次任务得到的特征量与通过第三次、第四次、第五次任务得到的特征量相比更大的情况下，能够将NDC与MCI及AD区分开。
(第一实施方式的效果)
在第一实施方式中，能够得到如下的效果。
在第一实施方式中，如上述那样，受试者P的认知功能判定方法包括如下的步骤S1：对受试者P的感觉器官多次施加包括感觉刺激的负荷，或者对受试者P多次施加包括不同难易程度的任务的负荷。另外，受试者P的认知功能判定方法包括如下的步骤S2：测定在多次施加负荷的步骤S1中施加了负荷时受试者P的脑活动的变化，来获取测定数据。另外，受试者P的认知功能判定方法包括如下的步骤S3：基于测定数据间的变化量来判别受试者P的认知功能的程度。由此，在对受试者P的感觉器官多次施加包括感觉刺激的负荷的情况下，通过不需要理解课题的感觉刺激，能够不取决于对认知课题的适应性的个体差异地测定脑活动的变化。另外，在对受试者P多次施加包括不同难易程度的任务的负荷的情况下，能够测定由与受试者P相应的难易程度的任务引起的脑活动的变化。其结果，即使在受试者P对认知课题的适应性存在个体差异的情况下，也能够判定认知功能的程度。
另外，在第一实施方式中，如上所述，在多次施加感觉刺激的情况下，对受试者P施加的感觉刺激是具有持续性的刺激。由此，随着对受试者P施加刺激的次数增加，刺激的影响累积(残留)，因此能够使刺激的相对强度逐渐地增加。其结果，能够基于受试者P对于随着施加刺激的次数增加而被累积的刺激的脑活动的相对变化，来判别认知功能的程度。
另外，在第一实施方式中，如上所述，具有持续性的刺激是在对受试者P施加感觉刺激时由于在残留了上一次的刺激的影响的状态下施加感觉刺激而具有持续性的刺激。由此，能够容易地使感觉刺激的相对强度逐渐地增加。另外，即使在对感觉刺激的感受性存在个体差异的情况下，也能够测定对感觉刺激的强度变化的反应。
另外，在第一实施方式中，如上所述，具有持续性的刺激是冷感觉刺激。由此，例如能够使用与温感觉刺激相比针对刺激的受体(receptor)更多的冷感觉刺激来对受试者P施加刺激。其结果，能够测定更活跃的脑活动的变化。
另外，在第一实施方式中，如上所述，感觉器官是受试者P的手6，感觉刺激是接触刺激。由此，能够直接触碰对刺激的灵敏度高的手来施加刺激。其结果，能够测定更加准确的脑活动的变化。
另外，在第一实施方式中，如上所述，在获取测定数据的步骤S2中，在国际10-20法的包括F3、F4、P3及P4中的任一个的范围内设定了测量部位。由此，能够使测定脑活动时的测量部位大致固定。其结果，能够抑制由于测定部位不同导致在测定数据中产生误差。另外，施加上述冷感觉刺激并测定了受试者P的脑活动的变化的结果是，在F3、F4、P3及P4的任一个中确认了针对负荷的有意义的脑活动的变化。因此，能够以有效的精度进行认知功能的程度的判定。
另外，在第一实施方式中，如上所述，在获取测定数据的步骤中，通过近红外分光法测定受试者P的脑血流量的变化，来作为脑活动的变化。由此，能够使用脑活动测量装置1测定受试者P的脑活动的变化。其结果，脑活动测量装置1是无创的，并且与MRI等相比不需要大规模的设备，因此能够简便地测定受试者P的脑活动的变化。
[第二实施方式]
接着，参照图4和图8对本发明的第二实施方式的认知功能判定方法进行说明。与在对受试者P多次施加负荷的步骤S1中对受试者P多次施加冷感觉刺激的第一实施方式不同，在第二实施方式中，在对受试者P多次施加负荷的步骤S1中向受试者P多次施加不同难易程度的与计算有关的任务。此外，对与上述第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记，并省略说明。
(多次施加不同难易程度的与计算有关的任务的步骤)
在第二实施方式中，不同难易程度的任务是与计算有关的任务。在第二实施方式中，在多次施加不同难易程度的任务的步骤S1中，向受试者P重复呈现不同难易程度的与计算有关的任务。另外，在第二实施方式中，在多次施加不同难易程度的任务的情况下，任务的难易程度被设定成在第一任务之后施加的第二任务的难易程度比第一任务的难易程度高。
图8是向受试者P施加不同难易程度的与计算有关的任务时的任务期间20a和休息期间20b的时序图20以及表示与计算有关的任务的难易程度的时间变化的图表21。在第二实施方式中，如图8的时序图20所示，将使受试者P进行计算的任务期间20a和在任务期间20a的前后进行无意义的语言的发音的休息期间20b(前休息期间和后休息期间)设为1组，设定为使受试者P实施共计5组问题。在前休息期间和后休息期间，通过发出无意义的语言来构建测定脑血流量的变化时的基线。任务期间20a例如为20秒。另外，前休息期间和后休息期间例如分别为20秒。另外，作为在前休息期间和后休息期间发出的无意义的语言，例如是“あ、い、う、え、お”。
另外，如图表21所示，关于计算问题的难易程度，设为每组的难易程度不同，且将后面进行的问题的难易程度设定得较高。作为计算问题，例如能够使用对在用于诊断痴呆症的精神状态检查(MMSE)中使用的serial7(100-7)(系列7(100-7))进行了修改后的问题。即，作为不同难易程度的与计算有关的任务，提出从100连续地减去2的问题(100-2)、从100连续地减去3的问题(100-3)、从100连续地减去7的问题(100-7)、从101连续地减去7的问题(101-7)、从102连续地减去7的问题(102-7)。在此，在偶数的减法运算和奇数的减法运算中，偶数的减法运算的难易程度低。
(受试者的认知功能判定方法)
在第二实施方式中，基于在向受试者P施加不同难易程度的与计算有关的任务时的受试者P的脑血流量的变化来判定受试者P的认知功能的程度。根据后述的第二实施例，通过多次向受试者P施加不同难易程度的与计算有关的任务，确认了在判定受试者P的认知功能的程度时有效的ROI以及该ROI中的血流量的变化倾向。在后述的第二实施例中，ROI 2(参照图2)被确认为在判定受试者P的认知功能的程度时有效的ROI。在第二实施方式中，通过将ROI2中的受试者P的脑血流量的变化倾向与在第二实施例中得到的实验结果进行对照，来判定受试者P的认知功能的程度。
此外，第二实施方式的其它结构与上述第一实施方式的结构相同。
[第二实施例]
接着，参照图9对第二实施例的得到判定受试者P的认知功能的程度时的指标的实验进行说明。
与上述第一实施例同样地，在第二实施例中，也将受试者P分为60岁～84岁的NDC、MCI以及AD这3个组，并测定了各组的脑活动。然后，通过比较各组的脑活动的测定结果，获取到根据受试者P的认知功能的程度不同而不同的脑活动的倾向。关于进行了该课题的受试者P的人数，NDC为22名，MCI为27名，AD为22名。
在第二实施例中，向受试者P施加在上述第二实施方式中使用的与计算有关的任务，并测定了此时的受试者P的脑血流量的变化。在第二实施例中，关于判定认知功能的程度的方法，与第一实施例同样地，在每次重复进行任务时求出任务开始前5秒钟的平均脑血流量与任务期间20a的20秒钟的平均脑血流量之差，来作为特征量。然后，针对每个受试者群(NDC、MCI、AD)按每个计算问题比较特征量。作为比较的方法，利用任务重复次数间的相对的组合对，通过配对t检验(paired t-test)进行了显著差异检验。
图9是示出每个受试者群的t检验的解析结果22的图。图9的(A)是NDC的t检验的解析结果22a。另外，图9的(B)是MCI的t检验的解析结果22b。另外，图9的(C)是AD的t检验的解析结果22c。图9所示的各图的纵轴是脑血流量的变化的平均值，标绘点23表示受试者P的脑血流量的变化的平均值。另外，直线24a和24b分别表示正的标准偏差和负的标准偏差。
关于各通道的解析结果，在第二实施例中得到在ROI2(参照图2)的测量数据中存在显著差异的结果。具体而言，在NDC中，通过第一次问题与第二次问题的比较，确认了显著差异p<0.01(显著水平为1％以下)。另外，在MCI中，通过第一次问题与第二次问题的比较以及第一次问题与第四次问题的比较，也确认了显著差异p<0.01(显著水平为1％以下)。另外，在NDC中，通过第一次问题与第四次问题的比较以及第一次问题与第五次问题的比较，确认了显著差异p<0.05(显著水平为5％以下)。另外，在MCI中，通过第二次问题与第三次问题的比较，也确认了显著差异p<0.05(显著水平为5％以下)。另一方面，在AD中，没有确认出显著差异。由此，在使用了与计算有关的任务时，在ROI2中得到以下结果：在第一次问题和第二次问题的特征量大的情况下，能够将NDC及MCI与AD区分开。
(第二实施方式的效果)
在第二实施方式中，能够得到如下的效果。
在第二实施方式中，如上所述，在多次施加不同难易程度的任务的步骤S1中，向受试者P重复呈现不同难易程度的与计算有关的任务。由此，能够抑制由于重复相同的问题而使受试者P记住计算问题的答案。另外，通过多次进行不同难易程度的与计算有关的任务，能够使受试者P习惯于任务，因此能够抑制受试者P中途放弃任务。另外，通过多次进行不同难易程度的与计算有关的任务，能够使受试者P执行适于受试者P的难易程度的任务。其结果，作为判定受试者P的认知功能的程度的指标，能够得到与计算有关的认知功能的程度，因此能够提高认知功能的程度的判定精度。
另外，在第二实施方式中，如上所述，在多次施加不同难易程度的任务的情况下，任务的难易程度被设定成在第一任务之后施加的第二任务的难易程度比第一任务的难易程度高。由此，能够以难易程度低的任务使受试者P习惯。其结果，能够抑制受试者P中途放弃执行任务。另外，通过多次施加不同难易程度的任务，能够使受试者P执行适于受试者P的难易程度的任务，因此能够抑制检测不到脑活动的情况。
此外，第二实施方式的其它效果与上述第一实施方式的效果相同。
[第三实施方式]
接着，参照图4以及图10～图12对第三实施方式的认知功能判定方法进行说明。与在对受试者P多次施加负荷的步骤S1中对受试者P多次施加冷感觉刺激或不同难易程度的与计算有关的任务的第一实施方式或第二实施方式不同，在第三实施方式中，在对受试者P多次施加负荷的步骤S1中向受试者P多次施加不同难易程度的与记忆及想象有关的任务。此外，对与上述第一实施方式及第二实施方式相同的结构标注相同的附图标记，并省略说明。
(多次施加不同难易程度的与记忆及想象有关的任务的步骤)
在第三实施方式中，在多次施加不同难易程度的任务的步骤S1中，向受试者P重复呈现不同难易程度的将记忆与想象组合的任务。另外，在第三实施方式中，在多次施加不同难易程度的任务的情况下，任务的难易程度被设定成在第一任务之后施加的第二任务的难易程度比第一任务的难易程度高。
图10是向受试者P施加与记忆及想象有关的任务时的示意图。另外，图11是示出与记忆及想象有关的任务的例子的示意图。在第三实施方式中，如图10所示，按照不同的难易程度重复呈现以下方法：实验者E在受试者P的手6上书写形状类似的字符，受试者P猜该字符。具体而言，实验者E在闭眼状态的受试者P的左手掌6a上连续地用手指书写类似的3个字符中的2个或3个字符。
图12是向受试者P施加不同难易程度的与记忆及想象有关的任务时的任务期间30a和休息期间30b的时序图30、以及表示与记忆及想象有关的任务的难易程度的时间变化的图表31。任务期间30a是对受试者P书写类似的字符的期间。另外，休息期间30b设置在任务期间30a的前后，是使受试者P以闭眼状态放松的期间。此外，将任务前的休息期间30b设为前休息期间。另外，将任务后的休息期间30b设为后休息期间。在前休息期间和后休息期间，构建测定脑血流量的变化时的基线。任务期间30a例如为15秒，前休息期间和后休息期间例如分别为20秒。另外，类似的字符例如是图11所示的“ス”、“マ”、“ヌ”。
另外，如图12的图表31所示那样任务的难易程度被设定成后面进行的任务的难易程度比前面进行的任务的难易程度高。即，为了使任务的难易程度不同，在进行了2次书写2个字符的第一任务后，进行2次书写3个字符的第二任务。虽然任务的时间相同，但通过将书写在手掌6a上的字符数从2个字符增加到3个字符来提高难易程度。
(受试者的认知功能判定方法)
在第三实施方式中，基于在向受试者P施加了不同难易程度的与记忆及想象有关的任务时的受试者P的脑血流量的变化，来判定受试者P的认知功能的程度。根据后述的第三实施例，通过多次施加不同难易程度的与记忆及想象有关的任务，确认了在判定受试者P的认知功能的程度时有效的通道以及该通道中的血流量的变化倾向。在后述的第三实施例中，确认了图2所示的通道10、通道37、通道45以及通道53这4个通道中的血流量的变化成为在判定受试者P的认知功能的程度时有效的指标。在第三实施方式中，通过将这4个通道中的受试者P的脑血流量的变化倾向与在第三实施例中得到的实验结果进行对照，来判定受试者P的认知功能的程度。
第三实施方式的其它结构与上述第一实施方式的结构相同。
[第三实施例]
接着，参照图13对第三实施例的得到判定受试者P的认知功能的程度时的指标的实验进行说明。
与上述第一实施例和第二实施例同样地，在第三实施例中，也将受试者P分为60岁～84岁的NDC、MCI以及AD这3个组，并测定了各组的脑活动。然后，通过比较各组的脑活动的测定结果，获取了根据受试者P的认知功能的程度不同而不同的脑活动的倾向。关于进行了该课题的受试者P的人数，NDC为21名，MCI为18名，AD为10名。
在第三实施例中，多次向受试者P施加在上述第三实施方式中使用过的、在受试者P的手6上书写形状相似的字符的任务，并测定了此时的受试者P的脑血流量的变化。在第三实施例中，判定认知功能的程度的方法是在每次重复进行任务时求出任务开始前5秒钟的平均脑血流量与任务期间30a的平均脑血流量之差，将所有重复的平均作为特征量。然后，在各个疾病组中对特征量进行LASSO解析。然后，关于LASSO解析的结果，针对各通道(参照图2)的变化量，筛选了对2组间有用的通道。然后，在筛选出的通道中，通过Mann-Whitney U检验(曼-惠特尼U检验)进行了2组间的显著差异检验。
通过显著差异检验，制作了与各通道有关的疾病组的Box图表，确认了疾病间的脑血流量的变化。图13是示出进行了与记忆及想象有关的任务时的解析结果32的Box图表的例子的图。图13的(A)是通道10的解析结果32a。另外，图13的(B)是通道37的解析结果32b。另外，图13的(C)是通道45的解析结果32c。另外，图13的(D)是通道53的解析结果32d。图13中的各图的纵轴表示脑血流变化量。图13中的黑圆点33是表示各受试者P的特征量的标绘点。图13中的三角34a和34b分别是受试者P的特征量的最大值和最小值。框35内的粗线36是受试者P的特征量的中央值，框35内的细线37是受试者P的特征量的平均值。框35的上面的线38a和下面的线38b分别是受试者P的特征量的正1.5SD(标准偏差)和负1.5SD(标准偏差)。在正1.5SD和负1.5SD的范围内包括受试者P的特征量的约87％。
关于图2示出的全部54个通道的解析结果，在第三实施例中，通过LASSO解析得到9个有助于NDC和MCI这2组间的判别的通道，其中，通过Mann-Whitney U检验在4个通道(通道10、通道37、通道45以及通道53)中发现了显著差异。另外，通过LASSO解析得到6个有助于MCI和AD这2组间的判别的通道，其中，通过Mann-Whitney U检验在1个通道(通道37)中发现了显著差异。如图13所示那样发现了以下倾向：如果从NDC变为MCI，则脑血流量上升，如果从MCI变为AD，则脑血流量下降。
(第三实施方式的效果)
在第三实施方式中，能够得到如下的效果。
在第三实施方式中，如上所述，在多次施加不同难易程度的任务的步骤S1中，向受试者P重复呈现不同难易程度的将记忆与想象组合的任务。由此，通过多次进行不同难易程度的将记忆与想象组合的任务，能够使受试者P习惯于任务，因此能够抑制受试者P中途放弃任务。另外，通过多次进行不同难易程度的与记忆及想象有关的任务，能够使受试者P执行适于受试者P的难易程度的任务。其结果，作为判定受试者P的认知功能的程度的指标，能够得到与记忆及想象有关的认知功能的程度，因此能够提高认知功能的程度的判定精度。
此外，第三实施方式的其它效果与上述第一实施方式的效果相同。
[第四实施方式]
接着，参照图4以及图14～图16对第四实施方式的认知功能判定方法进行说明。与在对受试者P多次施加负荷的步骤S1中对受试者P多次施加冷感觉刺激或者不同难易程度的与计算有关的任务或不同难易程度的与记忆及想象有关的任务的第一实施方式～第三实施方式不同，在第四实施方式中，在对受试者P多次施加负荷的步骤S1中，向受试者P多次施加不同难易程度的与空间认知有关的任务。此外，对与上述第一实施方式～第三实施方式的结构相同的结构标注相同的附图标记，并省略说明。
(多次施加不同难易程度的与空间认知有关的任务的步骤)
图14是示出在向受试者P施加与空间认知有关的任务时的显示装置3中显示的风景照片40的例子的示意图。另外，图15是示出在使受试者P回答与空间认知有关的任务时受试者P所确认的地图41的例子的示意图。
在第四实施方式中，在与空间认知有关的任务中，在多次施加不同难易程度的任务的步骤S1中，向受试者P重复呈现不同难易程度的与空间认知有关的任务。另外，在第四实施方式中，在多次施加不同难易程度的任务的情况下，任务的难易程度被设定成在第一任务之后施加的第二任务的难易程度比第一任务的难易程度高。
在第四实施方式中，如图14所示，在显示装置3中显示了人站在交叉路口且在交叉路口的各个角存在不同建筑物的风景照片40。递给受试者P将图14所示的风景照片40中描绘的建筑物等以示意图形式示出的地图41(参照图15)，使受试者P用编号回答为了看到图14所示的风景照片40的风景站在哪个位置为好。另外，在事先说明了做法之后执行任务。此外，风景照片40和地图41分别是本发明的“与空间认知有关的任务”的一例。
图16是向受试者P施加不同难易程度的与空间认知有关的任务时的任务期间42a和休息期间42b的时序图42、以及表示与空间认知有关的任务的难易程度的时间变化的图表43。在任务期间42a的前后分别设置前休息期间和后休息期间。任务期间42a例如为30秒。另外，前休息期间和后休息期间例如分别为20秒。在前休息期间和后休息期间，使受试者P发出无意义的语言(例如，“あ、い、う、え、お”)。通过发出无意义的语言，来构建测定脑血流量的变化时的基线。
另外，在第四实施方式中，如图16的图表43所示，设定为第一次任务和第二次任务的难易程度低、第三次任务和第四次任务的难易程度高。具体而言，通过变更建筑物的配置以及增加道路、建筑物的数量等来提高任务的难易程度，并多次执行任务。
(受试者的认知功能判定方法)
在第四实施方式中，基于在向受试者P施加不同难易程度的与空间认知有关的任务时的受试者P的脑血流量的变化来判定受试者P的认知功能的程度。根据后述的第四实施例，通过多次施加不同难易程度的与空间认知有关的任务，确认了在判定受试者P的认知功能的程度时有效的通道以及该通道中的血流量的变化倾向。在后述的第四实施例中，确认了图2所示的通道2、通道32以及通道52这3个通道中的血流量的变化成为在判定受试者P的认知功能的程度时有效的指标。在第四实施方式中，通过将这3个通道中的受试者P的脑血流量的变化倾向与在第四实施例中得到的实验结果进行对照，来判定受试者P的认知功能的程度。
第四实施方式的其它结构与上述第一实施方式的结构相同。
[第四实施例]
接着，参照图17对第四实施例的得到判定受试者P的认知功能的程度时的指标的实验进行说明。
与上述第一实施例～第三实施例同样地，在第四实施例中，也将受试者P分为60岁～84岁的NDC、MCI以及AD这3个组，并测定了各组的脑活动。然后，通过比较各组的脑活动的测定结果，获取到根据受试者P的认知功能的程度不同而不同的脑活动的倾向。关于进行了该课题的受试者P的人数，NDC为21名，MCI为18名，AD为10名。
在第四实施例中，多次向受试者P施加不同难易程度的与空间认知有关的任务，并测定了此时的受试者P的脑血流量的变化。在第四实施例中，判定认知功能的程度的方法是在每次重复进行任务时求出任务开始前5秒钟的平均脑血流量与任务期间42a的平均脑血流量之差，将所有重复的平均作为特征量。然后，在NDC和MCI中对特征量进行LASSO解析，在NDC和AD中对特征量进行LASSO解析，在MCI和AD中对特征量进行LASSO解析，针对各通道(参照图2)的变化量筛选出对2组间有用的通道，在筛选出的通道中，通过Mann-Whitney U检验进行了2组间的显著差异检验。
通过显著差异检验，制作了与各通道有关的疾病组的Box图表，确认了疾病间的脑血流量的变化。图17是示出进行了与空间认知有关的任务时的解析结果44的Box图表的例子的示意图。图17的(A)是通道2的解析结果44a。另外，图17的(B)是通道32的解析结果44b。另外，图17的(C)是通道52的解析结果44c。图17中的各图的纵轴表示脑血流变化量。图17中的黑圆点45是表示各受试者P的特征量的标绘点。图17中的三角46a和46b分别是受试者P的特征量的最大值和最小值。框47内的粗线48是受试者P的特征量的中央值，框47内的细线49是受试者P的特征量的平均值。框47的上面的线50a和下面的线50b分别是受试者P的特征量的正1.5SD(标准偏差)和负1.5SD(标准偏差)。
关于图2示出的全部54个通道的解析结果，在第四实施例中，通过LASSO解析得到9个有助于NDC和AD这2组间的判别的通道，其中，通过Mann-Whitney U检验在3个通道(通道2、通道32以及通道52)中发现了显著差异。如图17所示，看到了脑血流量从NDC起按MCI、AD的顺序上升的倾向。
(第四实施方式的效果)
在第四实施方式中，能够得到如下的效果。
在第四实施方式中，如上所述，在多次施加不同难易程度的任务的步骤S1中，向受试者P重复呈现不同难易程度的与空间认知有关的任务。由此，通过多次进行不同难易程度的与空间认知有关的任务，能够使受试者P习惯于任务，因此能够抑制受试者P中途放弃任务。另外，通过多次进行不同难易程度的与空间认知有关的任务，能够使受试者P执行适于受试者P的难易程度的任务。其结果，作为判定受试者P的认知功能的程度的指标，能够得到与空间认知有关的认知功能的程度，因此能够提高认知功能的程度的判定精度。
此外，第四实施方式的其它效果与上述第一实施方式的效果相同。
[第五实施方式]
接着，参照图1和图18对第五实施方式的认知功能判定方法进行说明。
与在对受试者P多次施加负荷的步骤S1(参照图1)中对受试者P多次施加感觉刺激和不同难易程度的任务中的任一种的第一实施方式～第四实施方式不同，在第五实施方式中，在对受试者P多次施加负荷的步骤S10(参照图18)中，对受试者P多次施加感觉刺激和不同难易程度的任务中的多种的感觉刺激或不同难易程度的任务。此外，对与上述第一实施方式～第四实施方式相同的结构标注相同的附图标记，并省略说明。
在第五实施方式中，不同难易程度的任务是与计算、记忆、想象及空间认知中的至少任一个有关的任务。另外，判定受试者P的认知功能的程度的方法包括对受试者P分别多次施加感觉刺激和不同难易程度的任务中的多种感觉刺激或任务的步骤S10。另外，判定受试者P的认知功能的程度的方法包括如下的步骤S11：分别测定在分别多次施加多种感觉刺激或任务的步骤S10中分别施加了感觉刺激或任务时受试者P的脑活动的变化，来获取各个测定数据。另外，判定受试者P的认知功能的程度的方法包括如下的步骤S12：基于将在分别施加了多种的感觉刺激或不同难易程度的任务时分别获取到的多种测定数据间的变化量进行组合得到的结果，来判别受试者P的认知功能的程度。通过这些步骤来进行受试者P的认知功能的程度的判定。
在第五实施方式中，在步骤S10中，对受试者P施加的多种感觉刺激或任务既可以组合2种，也可以组合3种，还可以组合全部的4种。
此外，第五实施方式的其它结构与上述第一实施方式～第四实施方式的结构相同。
(第五实施方式的效果)
在第五实施方式中，能够得到如下的效果。
在第五实施方式中，如上所述，不同难易程度的任务是与计算、记忆、想象及空间认知中的至少任一个有关的任务。另外，判定受试者P的认知功能的程度的方法包括对受试者P分别多次施加感觉刺激和不同难易程度的任务中的多种感觉刺激或任务的步骤S10。另外，判定受试者P的认知功能的程度的方法包括如下的步骤S11：分别测定在分别多次施加多种感觉刺激或任务的步骤S10中分别施加了感觉刺激或任务时受试者P的脑活动的变化，来获取各个测定数据。另外，判定受试者P的认知功能的程度的方法包括如下的步骤S12：基于将分别施加了多种的感觉刺激或不同难易程度的任务时分别获取到的多种测定数据间的变化量进行组合得到的结果，来判别受试者P的认知功能的程度。由此，能够基于将根据多个观点测定出的数据进行组合得到的结果，来复合地进行认知功能的判别。其结果，能够提高判定受试者P的认知功能的程度的精度。
此外，第五实施方式的其它效果与上述第一实施方式～第四实施方式的效果相同。
[变形例]
此外，应该认为本次公开的实施方式和实施例在所有方面均为例示性的内容，而不是限制性的内容。本发明的范围不通过上述实施方式和实施例的说明而通过权利要求书来表示，还包括与权利要求书等同的意思和范围内的所有变更(变形例)。
例如，在上述第一实施方式中，感觉刺激使用了冷感觉刺激，但本发明不限于此。例如，也可以使用温感觉刺激或痛觉刺激。但是，由于针对温感觉刺激的受体的数量比针对冷感觉刺激的受体的数量少，因此与冷感觉刺激的情况相比，有时难以得到脑活动的变化。另外，关于痛觉刺激，由于对痛觉的个体差异大，因此优选使用冷感觉刺激。
另外，在上述第一实施方式中示出了基于ROI3中的脑血流量的变化来判定受试者P的认知功能的程度的例子，但本发明不限于此。也可以基于ROI3中包括的任一个通道中的脑血流量的变化来判定受试者P的认知功能的程度。另外，也可以包括ROI3周围的通道中的脑血流量的变化在内地判定受试者P的认知功能的程度。只要能得到存在显著差异的结果，就可以使用任何测定位置的数据。
另外，在上述第一实施方式中示出了以下例子：在多次施加感觉刺激的情况下，作为具有持续性的感觉刺激，对被检者P多次施加具有与4℃相当的固定的强度的冷感觉刺激，但本发明不限于此。例如，在多次施加感觉刺激的情况下，也可以对受试者施加至少2个等级的强度的多个感觉刺激。由此，能够基于受试者P对于强度不同的刺激的脑活动的相对变化来判别认知能力的程度。即，也可以不使感觉刺激累积。
另外，在上述第一实施方式中示出了以下例子：在多次施加感觉刺激的情况下，作为具有持续性的感觉刺激，对被检者P多次施加具有与4℃相当的固定的强度的冷感觉刺激，但本发明不限于此。例如，也可以是，每次施加刺激时增强对受试者施加的所述感觉刺激的强度。由此，随着对受试者P施加刺激的次数增加，刺激的强度增加，因此能够基于针对刺激的强度的受试者P的脑活动的相对变化来判别认知功能的程度。即，认为即使不使感觉刺激累积，也能够获得与通过使感觉刺激累积来使对受试者P施加的刺激强度增加的上述第一实施方式相同的效果。
另外，在上述第二实施方式中，作为与计算有关的任务，使用了100-2等问题，但本发明不限于此。例如，也可以使用100-4等减去其它数字的问题，也可以使用加法运算。还可以是四则运算的任何计算课题。
另外，在上述第二实施方式中示出了基于ROI2中的脑血流量的变化来判定受试者P的认知功能的程度的例子，但本发明不限于此。也可以基于ROI2中包括的任一个通道中的脑血流量的变化来判定受试者P的认知功能的程度。另外，也可以包括ROI2周围的通道中的脑血流量的变化在内地判定受试者P的认知功能的程度。只要能得到存在显著差异的结果，就可以使用任何测定位置的数据。
另外，在上述第三实施方式中，作为与记忆及想象有关的任务，示出了在受试者P的左手掌6a上用手指书写“ス、マ、ヌ”的例子，但本发明不限于此。例如，也可以使用“コ、ユ、エ”、“ア、ヤ、マ”等。只要字符的形状类似，就可以使用任何字符。
另外，在上述第三实施方式中示出了在判定受试者P的认知功能的程度时使用被确认为有效的4个通道来进行判定的例子，但本发明不限于此。也可以使用4个通道中的任意2个以上的通道的组合进行判定。但是，进行判定的通道数越多，判定的精度越高，因此优选使用4个通道进行判定。另外，只要能得到存在显著差异的结果，就可以使用任何测定位置的数据。
另外，在上述第四实施方式中示出了在判定受试者P的认知功能的程度时使用被确认为有效的3个通道来进行判定的例子，但本发明不限于此。也可以使用3个通道中的任意2个通道的组合进行判定。但是，进行判定的通道数越多，判定的精度越高，因此优选使用3个通道进行判定。另外，只要能得到存在显著差异的结果，就可以使用任何测定位置的数据。
另外，在上述第一实施方式～第五实施方式中示出了与脑活动的测量并行地进行数据处理的例子，但本发明不限于此。也可以在结束了受试者P的脑活动的测量后集中地进行数据处理。
附图标记说明
5a：由保冷剂5产生的刺激(冷感觉刺激)；6、6a：手(受试者的手、感觉器官)；40：风景照片(与空间认知有关的任务)；41：地图(与空间认知有关的任务)。

Claims (15)

1.一种认知功能判定方法，包括以下步骤：
对受试者的感觉器官多次以不同的强度施加包括感觉刺激的负荷；
测定在多次以不同的强度施加所述负荷的步骤中每次施加了所述负荷时受试者的脑活动的变化，来获取每次施加所述负荷时的测定数据；以及
基于所述测定数据间的变化量来判别受试者的认知功能的程度，
其中，在每次施加所述负荷时，通过求出施加所述负荷前的第一预定时间段内的平均脑血流量与施加所述负荷的期间的第二预定时间段内的平均脑血流量之差，来测定所述受试者的脑活动的变化。
2.根据权利要求1所述的认知功能判定方法，其特征在于，
所述认知功能判定方法还包括以下步骤：
对受试者分别多次施加多种感觉刺激；
分别测定在分别多次施加多种所述感觉刺激的步骤中分别施加了所述感觉刺激时受试者的脑活动的变化，来获取各个测定数据；以及
基于将在分别施加了多种所述感觉刺激时分别获取到的多种所述测定数据间的变化量进行组合得到的结果，来判别受试者的认知功能的程度。
3.根据权利要求1所述的认知功能判定方法，其特征在于，
在多次施加所述感觉刺激的情况下，对受试者施加的所述感觉刺激是具有持续性的刺激。
4.根据权利要求3所述的认知功能判定方法，其特征在于，
所述具有持续性的刺激是在对受试者施加所述感觉刺激时由于在残留了上一次的刺激的影响的状态下施加所述感觉刺激而具有持续性的刺激。
5.根据权利要求3所述的认知功能判定方法，其特征在于，
所述具有持续性的刺激是冷感觉刺激。
6.根据权利要求1所述的认知功能判定方法，其特征在于，
所述感觉器官是受试者的手，所述感觉刺激是接触刺激。
7.根据权利要求1所述的认知功能判定方法，其特征在于，
在获取所述测定数据的步骤中，在国际10-20法的包括F3、F4、P3及P4中的任一个的范围内设定了测量部位。
8.根据权利要求1所述的认知功能判定方法，其特征在于，
在获取所述测定数据的步骤中，通过近红外分光法测定受试者的脑血流量的变化，来作为所述脑活动的变化。
9.一种认知功能判定方法，包括以下步骤：
对受试者多次施加包括不同难易程度的任务的负荷；
测定在多次施加所述负荷的步骤中施加了所述负荷时受试者的脑活动的变化，来获取测定数据；以及
基于所述测定数据间的变化量来判别受试者的认知功能的程度，
在所述对受试者多次施加包括不同难易程度的任务的负荷的步骤中，所述任务的难易程度被设定为在第一任务之后施加的第二任务的难易程度与第一任务的难易程度相比不同，
其中，在每次施加所述负荷时，通过求出施加所述负荷前的第一预定时间段内的平均脑血流量与施加所述负荷的期间的第二预定时间段内的平均脑血流量之差，来测定所述受试者的脑活动的变化，
基于各次施加所述负荷时所求出的平均脑血流量之差之间的比较，来判别所述受试者的认知功能的程度。
10.根据权利要求9所述的认知功能判定方法，其特征在于，
所述不同难易程度的任务是与计算、记忆、想象及空间认知中的至少任一个有关的任务，
所述认知功能判定方法还包括以下步骤：
对受试者分别多次施加所述不同难易程度的任务中的多种任务；
分别测定在分别多次施加多种所述任务的步骤中分别施加了所述任务时受试者的脑活动的变化，来获取各个测定数据；以及
基于将在分别施加了多种的所述不同难易程度的任务时分别获取到的多种所述测定数据间的变化量进行组合得到的结果，来判别受试者的认知功能的程度。
11.根据权利要求9所述的认知功能判定方法，其特征在于，
在多次施加所述不同难易程度的任务的步骤中，向受试者重复呈现不同难易程度的与计算有关的任务。
12.根据权利要求9所述的认知功能判定方法，其特征在于，
在多次施加所述不同难易程度的任务的步骤中，向受试者重复呈现不同难易程度的将记忆与想象组合的任务。
13.根据权利要求9所述的认知功能判定方法，其特征在于，
在多次施加所述不同难易程度的任务的步骤中，向受试者重复呈现不同难易程度的与空间认知有关的任务。
14.根据权利要求9所述的认知功能判定方法，其特征在于，
在获取所述测定数据的步骤中，在国际10-20法的包括F3、F4、P3及P4中的任一个的范围内设定了测量部位。
15.根据权利要求9所述的认知功能判定方法，其特征在于，
在获取所述测定数据的步骤中，通过近红外分光法测定受试者的脑血流量的变化，来作为所述脑活动的变化。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7156081B2 (ja) * 2019-02-20 2022-10-19 株式会社島津製作所 認知機能の指標化方法
JP7147623B2 (ja) * 2019-02-21 2022-10-05 株式会社島津製作所 脳血流量の特徴量の抽出方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001071697A2 (en) * 2000-03-20 2001-09-27 Scientific Learning Corporation Computer-implemented methods and apparatus for improving general intelligence
US6453193B1 (en) * 2001-03-13 2002-09-17 Heyrend F. Lamarr Apparatus and method for differentiating between low sensory attentional disorder and affective disorders
US7347818B2 (en) * 2003-02-24 2008-03-25 Neurotrax Corporation Standardized medical cognitive assessment tool
JP2007289469A (ja) * 2006-04-26 2007-11-08 Hamano Life Science Research Foundation 脳神経細胞の活動状態の評価方法
WO2008157435A1 (en) * 2007-06-14 2008-12-24 Northstar Neuroscience, Nc. Microdevice-based electrode assemblies and associated neural stimulation systems, devices, and methods
EP2254473A1 (en) * 2008-02-04 2010-12-01 Dakim, Inc. A method and system for providing adaptive rule based cognitive stimulation to a user
CN101584582B (zh) * 2009-06-25 2011-06-15 浙江大学 基于脑电分析的人体电流感觉阀值客观测量方法和系统
CA2720892A1 (en) * 2010-11-12 2012-05-12 The Regents Of The University Of California Enhancing cognition in the presence of distraction and/or interruption
WO2012165602A1 (ja) 2011-05-31 2012-12-06 国立大学法人名古屋工業大学 認知機能障害判別装置、認知機能障害判別システム、およびプログラム
WO2013153798A1 (en) * 2012-04-12 2013-10-17 Canon Kabushiki Kaisha Brain activity and visually induced motion sickness
CN102793540B (zh) * 2012-06-14 2014-03-19 天津大学 一种视听认知事件相关电位实验范式的优化方法
BR112015007002B1 (pt) * 2012-09-28 2022-10-18 The Regents Of The University Of California Método e sistema para fornecer avaliação cognitiva ou sensorial de um indivíduo
US20140275960A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 David R. Hubbard Functional magnetic resonance imaging biomarker of neural abnormality
WO2015028480A1 (en) * 2013-08-28 2015-03-05 Koninklijke Philips N.V. Pain relieving stimulation system
JP6404239B2 (ja) * 2014-01-23 2018-10-10 国立研究開発法人産業技術総合研究所 認知機能評価装置、認知機能評価装置の作動方法、システム及びプログラム
US20180078184A1 (en) * 2015-03-16 2018-03-22 Osaka University Dual-task performing ability evaluation method and dual-task performing ability evaluation system
JP6404162B2 (ja) * 2015-03-31 2018-10-10 株式会社日立製作所 脳機能指標演算装置および脳機能指標演算方法
CN107847226B (zh) * 2015-06-05 2021-01-08 视空间工房株式会社 视觉认知测定系统、服务器控制方法
WO2017065318A1 (ja) * 2015-10-15 2017-04-20 ダイキン工業株式会社 生理状態判定装置及び生理状態判定方法
CN105919556A (zh) * 2016-05-23 2016-09-07 清华大学玉泉医院 基于认知任务的近红外脑成像仪图谱采集方法

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