JP2004254893A - Brain waves measuring method - Google Patents
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Images
Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は,脳波測定技術に関し、特に、測定したい脳波の活動領域にあわせて脳波測定電極を頭皮上に配置して脳波を測定する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
脳波は、電極の下にある大脳皮質の多数の神経細胞やシナプシスの電気活動の集積・総和を示すと言われており、脳波検査は、時々刻々に変動する脳機能を直接的かつ動的にとらえる検査法と言える。
【0003】
脳波検査の対象とされる病状には、意識障害、知能障害一般や、失神、けいれん、行動異常、中枢性運動感覚障害、言語障害その他があり、対象とされる病名には、てんかん、脳腫瘍、頭部外傷、脳血管障害、脳炎、脳性麻痺、偏頭痛、発作性自律神経失調、神経症状をもつ内分泌性または代謝性障害などがある。
【0004】
多くの疾患では疾患に特異的でない一般的脳波異常の見られることが多いが、てんかん等で得られる脳波は、ほぼ疾患特異的で疾患診断にも役立つ。臨床脳波診断では、個々波の周期、振幅、形や、波の連なり方からみた出現量、連続性、時間的推移、さらには部位差や位相関係などが多面的に観察され、脳障害の性質と程度と広がりや経過の増悪、改善などが総合的に解釈される。
【0005】
ここで、脳波測定の対象となる脳の各部位と脳機能について簡単に説明する。図6は人間の脳の大脳皮質を示す図である。便宜上脳は前頭葉11、頭頂葉12、後頭葉13、側頭葉14という4つの部分に分けられる。シルビウス溝17は、側頭葉14を他の領域から隔てている。脳の一番頭頂の部分から中心溝18が出ており、前頭葉11と頭頂葉12を分離している。頭頂葉12と後頭葉13とは、図示していない角回と呼ばれる部分によって分けられる。
【0006】
大脳皮質を左横から見ると、真ん中あたりから下に向かって、中心溝18が走っている。その中心溝18の前の部分に、前頭葉11の一部分を占める形で、運動の指令を体の各部へ発信する運動野15がある。また、中心溝18の後部には、運動野15と並ぶように、頭頂葉12の一部を占め、触覚や痛覚、圧覚などの体性感覚を認識する体性感覚野16がある。このほか、大脳皮質の後尾の後頭葉13の一番後ろのところにある視覚野20、側頭葉14の一部で、体性感覚野16の下のほうにある聴覚野がある。また、図中、円で囲まれた21は運動性言語中枢である。
【0007】
今日最も広く使用されている脳波測定方法は、カナダのジャスパーらにより提唱され、1958年の国際脳波学会で標準化された10−20電極配置法(ten−twenty electrode−system)である。
【0008】
図7に示す10−20電極配置法では、まず、鼻根(NASION)と後頭極(INION)を結ぶ矢状中央線をひき、その中点を頭頂(vetex)として10等分する。また、鼻根、左右の耳介前点、後頭極を通る頭蓋の周線を考え、それぞれ両側の周線を10等分する。続いて、頭頂を中心とし、半径が矢状中央線の1/10ずつ小さくなる同心円を4個描き、各個の頭蓋周線を10等分した各点と中心を結ぶ線分をひくと、図7に示すような座標ができあがる。
【0009】
この座標の上に、Fp1 ,Fp2 ,F7 ,F8 ,T3 ,T4 ,T5 ,T6 ,O1 ,O2 ,Fz ,Cz ,Pz をとる。また、Fz とF7 ,F8 の中点、Cz とT3 、T4 の中点、およびPz とT5 、T6 の中点にそれぞれF3 とF4 ,C3 とC4 およびP3 とP4 をとる。両側耳朶に各1個の電極A1 ,A2 をつける。これが10−20電極配置法と言われている方法である。
【0010】
かかる従来の脳波測定方法である10−20電極配置法は、例えば以下の非特許文献1に記載されている。
【0011】
【非特許文献1】
生理心理学の基礎、1998年5月、藤澤 清 他2名、北大路書房、p.93
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術である10−20電極配置法は、人間の頭皮上に均等に電極を配置するものである。しかし,人間の頭皮の下の脳は、実際には歪んでおり、図8に示すように、非対照であることが多い。図8では、左右半球を分ける溝である大脳縦裂22が左に傾いている人間の脳の様子がわかる。
【0013】
このように、人間の脳が左右非対照であるにもかかわらず、従来技術である10−20電極配置法を用い、脳波測定電極を頭皮に対して均等な位置に配置して脳波を測定すると、測定したい脳波の活動領域にあわせた形で脳波が測定されないという問題が生じる。
【0014】
また、脳の形状は個人差があり、脳波の活動領域の位置が全く違っている場合も多いため、10−20電極配置法に基づいて貼られた電極の真下にある脳の部位の脳波を複数人間で比較しても比較の意味を失うこととなるおそれがある。
【0015】
例えば、頭皮上における電極配置を示す図9では、測定したい脳波の活動領域が、大脳縦裂22の左側の位置の位置Aである場合に、従来技術を用いると、大脳縦裂22から右にずれた位置Bに電極が配置されてしまい、実際には測定したい脳波の活動領域の脳波を測定していないこととなるおそれがある。
【0016】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、頭皮の上から、測定したい脳波の活動領域にあわせて脳波を測定することが可能な脳波測定方法を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため,本発明は,脳波測定方法であって、MRIを用いて脳の構造画像を撮影するステップと、前記撮影した脳の構造画像をセグメンテーションして、脳と頭皮とを三次元にレンダリング表示するステップと、前記レンダリング表示に基づいて、測定したい脳波の活動領域にあわせて脳波測定電極を頭皮上に配置するステップとを有するように構成する。
【0018】
本発明を用いることにより、頭皮の上から脳波の活動領域にあわせて脳波を測定することが可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下に、図を用いて、本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の脳波測定方法の概要を示す図である。1は、MRI(核磁気共鳴映像法)を用いて脳の構造画像を撮影するMRI撮影ステップ、2は、撮影した脳の構造画像をセグメンテーションして、脳と頭皮とを三次元にレンダリング表示するレンダリング表示ステップ、3は、前記レンダリング表示に基づいて、測定したい脳波の活動領域にあわせて脳波測定電極を頭皮上に配置する電極配置ステップである。また、4はMRI、5はレンダリングシステムである。レンダリング表示ステップ2は、汎用のレンダリングシステム5を用いて行う。
【0020】
次に、図3乃至図5を参照しつつ、図2に基づいて、本発明の実施の形態における脳波測定方法を説明する。図2は、本発明の実施の形態における脳波測定処理フローを示す図である。まず、MRI4を用いて脳の構造画像を撮影する(ステップS1)。MRI4を用いた撮影を行うことにより、例えば図3(A)および図3(B)に示すような脳の構造画像が取得される。
【0021】
次に、取得した脳の構造画像をセグメンテーションして、脳と頭皮とを三次元にレンダリング表示する(ステップS2)。かかるレンダリング表示の一例が図4に示される。
【0022】
かかるレンダリング表示をすることにより、頭の内部にある脳の主要な溝の位置が頭の外側からわかるので、測定したい脳波の活動領域の位置を把握することができる。例えば、運動性言語中枢21の脳波を測定したい場合、ステップS2の処理によって、人間の脳の大脳皮質を示す図5におけるシルビウス溝17の位置が把握できるので、運動性言語中枢21の脳波の活動領域は、例えば図5の位置aの周辺であることがわかる。
【0023】
最後に、レンダリング表示に基づいて、測定したい脳波の活動領域にあわせて脳波測定電極を頭皮上に配置する(ステップS3)。例えば、図5に示すように、10−20電極配置法による電極配置位置である位置bから測定したい運動性言語中枢21の脳波が活動する領域である位置aに電極をずらす。このように、電極をずらすことにより、運動性言語中枢21の脳波が測定できる。
【0024】
【発明の効果】
本発明によれば、脳波の活動領域にあわせて脳波測定電極を頭皮上に配置して脳波を測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】脳波測定方法の概要を示す図である。
【図2】脳波測定処理フローを示す図である。
【図3】脳の構造画像の一例を示す図である。
【図4】脳と頭皮とを三次元にレンダリング表示した図である。
【図5】電極配置を示す図である。
【図6】人間の脳の大脳皮質を示す図である
【図7】10−20電極配置法を示す図である。
【図8】人間の脳を示す図である。
【図9】電極配置を示す図である。
【符号の説明】
1 MRI撮影ステップ
2 レンダリング表示ステップ
3 電極配置ステップ
4 MRI
5 レンダリングシステム
11 前頭葉
12 頭頂葉
13 後頭葉
14 側頭葉
15 運動野
16 体性感覚野
17 シルビウス溝
18 中心溝
19 聴覚野
20 視覚野
21 運動性言語中枢
22 大脳縦裂[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electroencephalogram measurement technique, and more particularly to a method for measuring an electroencephalogram by arranging an electroencephalogram measurement electrode on a scalp in accordance with an active area of an electroencephalogram to be measured.
[0002]
[Prior art]
EEG is said to indicate the accumulation and summation of electrical activity of many neurons and synapses in the cerebral cortex under the electrode, and electroencephalography directly and dynamically changes the brain function that changes every moment. It can be said that it is an inspection method that can be caught.
[0003]
The conditions targeted for electroencephalography include consciousness disorders, general intellectual disorders, syncope, convulsions, behavioral abnormalities, central motor sensation disorders, language disorders, and other disease names.Eligible disease names include epilepsy, brain tumor, Head trauma, cerebrovascular disorder, encephalitis, cerebral palsy, migraine, paroxysmal autonomic imbalance, endocrine or metabolic disorders with neurological symptoms.
[0004]
In many diseases, general EEG abnormalities that are not specific to the disease are often seen, but EEG obtained from epilepsy or the like is almost disease-specific and useful for disease diagnosis. In clinical EEG diagnosis, the frequency, appearance, continuity, and temporal transition of individual waves in terms of their wave patterns, and how they are connected, as well as regional differences and phase relationships, are observed from multiple angles. The extent, extent and progress of the process, and the improvement are interpreted comprehensively.
[0005]
Here, each part of the brain to be subjected to the electroencephalogram measurement and the brain function will be briefly described. FIG. 6 is a diagram showing the cerebral cortex of the human brain. For convenience, the brain is divided into four parts: frontal lobe 11, parietal lobe 12, occipital lobe 13, and temporal lobe 14. The Sylvian groove 17 separates the temporal lobe 14 from other areas. A central groove 18 protrudes from the most parietal portion of the brain, and separates the frontal lobe 11 from the parietal lobe 12. The parietal lobe 12 and the occipital lobe 13 are separated by a portion called a gyrus not shown.
[0006]
When viewed from the left side of the cerebral cortex, the central groove 18 runs from the middle to the bottom. In front of the central groove 18, there is a motor area 15 that transmits a motion command to each part of the body so as to occupy a part of the frontal lobe 11. Behind the central groove 18, there is a somatosensory area 16 occupying a part of the parietal lobe 12 so as to line up with the motor area 15 and recognizing somatosensory such as tactile sensation, pain, and pressure. In addition, there is a visual cortex 20 at the back of the occipital lobe 13 of the posterior tail of the cerebral cortex, and an auditory cortex at a part of the temporal lobe 14 below the somatosensory cortex 16. In the figure, 21 surrounded by a circle is a motor language center.
[0007]
The most widely used method of measuring electroencephalograms today is the ten-twenty electrode-system proposed by Jasper et al. In Canada and standardized by the International Electroencephalographic Society of 1958.
[0008]
In the 10-20 electrode arrangement method shown in FIG. 7, first, a sagittal center line connecting the root of the nose (NASION) and the occipital pole (INION) is drawn, and the midpoint is divided into ten equal parts as the vertex (vetex). Consider the circumference of the skull passing through the root of the nose, the left and right preauricular points, and the occipital pole, and divide the circumference on both sides into 10 equal parts. Next, draw four concentric circles whose radius is smaller by 1/10 of the sagittal center line, centered on the crown, and draw a line segment connecting the center with each point obtained by equally dividing each individual skull circumference line into ten. The coordinates shown in Fig. 7 are completed.
[0009]
On this coordinate, Fp 1, Fp 2, F 7, F 8,
[0010]
Such a conventional electroencephalogram measurement method, ie, a 10-20 electrode arrangement method, is described in
[0011]
[Non-patent document 1]
Basics of Physiological Psychology, May 1998, Kiyoshi Fujisawa and 2 others, Kitaoji Shobo, p. 93
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The 10-20 electrode arrangement method of the prior art described above arranges electrodes evenly on a human scalp. However, the brain below the human scalp is actually distorted and is often asymmetric, as shown in FIG. FIG. 8 shows the state of the human brain in which the longitudinal cerebral fissure 22, which is the groove separating the left and right hemispheres, is tilted to the left.
[0013]
In this way, despite the fact that the human brain is left-right non-contrast, using the prior art 10-20 electrode placement method, the EEG is measured by arranging the electroencephalogram measurement electrodes at equal positions with respect to the scalp. However, there arises a problem that the brain wave is not measured in a form corresponding to the active area of the brain wave to be measured.
[0014]
In addition, there are individual differences in the shape of the brain, and the position of the active area of the brain wave is often quite different, so the brain wave of the brain part just below the electrode attached based on the 10-20 electrode placement method is used. There is a possibility that the meaning of the comparison may be lost even if the comparison is performed by a plurality of persons.
[0015]
For example, in FIG. 9 showing the electrode arrangement on the scalp, when the active region of the electroencephalogram to be measured is the position A on the left side of the longitudinal cerebral fissure 22, using the conventional technique, The electrodes may be arranged at the shifted position B, and there is a possibility that the electroencephalogram in the active region of the electroencephalogram to be measured is not actually measured.
[0016]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide an electroencephalogram measurement method capable of measuring an electroencephalogram from above the scalp in accordance with an active area of an electroencephalogram to be measured.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention relates to a method for measuring an electroencephalogram, comprising the steps of taking a structural image of a brain using MRI, and segmenting the taken structural image of the brain to form a tertiary brain and scalp. It is configured to include the step of rendering and displaying the original, and the step of arranging the electroencephalogram measurement electrode on the scalp in accordance with the active area of the electroencephalogram to be measured based on the rendering and display.
[0018]
By using the present invention, it becomes possible to measure an electroencephalogram from above the scalp according to the active area of the electroencephalogram.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of an electroencephalogram measurement method of the present invention. 1 is an MRI imaging step of imaging a structural image of the brain using MRI (nuclear magnetic resonance imaging), and 2 is a three-dimensional rendering display of the brain and the scalp by segmenting the captured structural image of the brain. The
[0020]
Next, an electroencephalogram measurement method according to an embodiment of the present invention will be described based on FIG. 2 with reference to FIGS. 3 to 5. FIG. 2 is a diagram showing a brain wave measurement processing flow according to the embodiment of the present invention. First, a structural image of the brain is captured using the MRI 4 (step S1). By performing imaging using the
[0021]
Next, the obtained brain structural image is segmented, and the brain and the scalp are three-dimensionally rendered and displayed (step S2). An example of such a rendering display is shown in FIG.
[0022]
By performing such a rendering display, the position of the main groove of the brain inside the head can be known from the outside of the head, so that the position of the active area of the electroencephalogram to be measured can be grasped. For example, when it is desired to measure the electroencephalogram of the motor language center 21, since the position of the Sylvian groove 17 in FIG. 5 showing the cerebral cortex of the human brain can be grasped by the processing of step S2, the activity of the electroencephalogram of the motor language center 21 is obtained. It can be seen that the region is, for example, around the position a in FIG.
[0023]
Finally, an electroencephalogram measurement electrode is arranged on the scalp according to the active area of the electroencephalogram to be measured based on the rendering display (step S3). For example, as shown in FIG. 5, the electrode is shifted from a position b, which is an electrode arrangement position by the 10-20 electrode arrangement method, to a position a, which is an area where brain waves of the motor language center 21 to be measured are active. In this manner, the brain waves of the motor language center 21 can be measured by shifting the electrodes.
[0024]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to arrange an electroencephalogram measurement electrode on a scalp according to the active area of an electroencephalogram, and to measure an electroencephalogram.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of an electroencephalogram measurement method.
FIG. 2 is a diagram showing a brain wave measurement processing flow.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a brain structure image.
FIG. 4 is a diagram in which a brain and a scalp are three-dimensionally rendered and displayed.
FIG. 5 is a diagram showing an electrode arrangement.
FIG. 6 is a diagram showing the cerebral cortex of the human brain. FIG. 7 is a diagram showing a 10-20 electrode arrangement method.
FIG. 8 is a diagram showing a human brain.
FIG. 9 is a diagram showing an electrode arrangement.
[Explanation of symbols]
1
Reference Signs List 5 rendering system 11 frontal lobe 12 parietal lobe 13 occipital lobe 14 temporal lobe 15 motor cortex 16 somatosensory cortex 17 Sylvian groove 18 central groove 19 auditory cortex 20 visual cortex 21 motor language center 22 cerebral longitudinal fissure
Claims (1)
MRIを用いて脳の構造画像を撮影するステップと、
前記撮影した脳の構造画像をセグメンテーションして、脳と頭皮とを三次元にレンダリング表示するステップと、
前記レンダリング表示に基づいて、測定したい脳波の活動領域にあわせて脳波測定電極を頭皮上に配置するステップとを有する
ことを特徴とする脳波測定方法。An electroencephalogram measurement method,
Taking a structural image of the brain using MRI;
Segmenting the captured brain structural image, rendering the brain and scalp three-dimensionally rendered,
Placing an electroencephalogram measurement electrode on the scalp in accordance with the active area of the electroencephalogram to be measured based on the rendering display.
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2003
- 2003-02-26 JP JP2003048565A patent/JP2004254893A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009261588A (en) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Shimadzu Corp | Optical bioinstrumentation apparatus and holder arrangement support system |
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