JP2013017734A - Bioinstrumentation system - Google Patents
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
Description
本発明は、生体計測システム、特に、複数の被験者の脳活動信号等の生体情報を同時に計測して、複数の被験者の相互作用などを観測できるようにした生体計測システムに関するものである。 The present invention relates to a living body measurement system, and more particularly, to a living body measurement system that can simultaneously measure living body information such as brain activity signals of a plurality of subjects and observe the interaction of the plurality of subjects.
脳の活動状態は、近赤外分光法NIRS(光トポグラフィ等)により、簡便に日常生活に近い環境で、無侵襲に測定可能となってきた。光トポグラフィ法は、可視から赤外領域に属する波長の光を被検体に照射し、被検体内部を通過した光を光検出器で検出し、血流の変化に伴うヘモグロビン濃度変化量(または、ヘモグロビン濃度と光路長の積の変化量)を計測し、2次元に画像化する方法である。機能的磁気共鳴画像法fMRI、ポジトロン断層撮像法PET等の脳機能計測技術と比較し、被験者に対する拘束性も低いという特徴を持っており、臨床現場において、この方法により、言語機能や視覚機能などの脳活動の計測が行われている。 The activity state of the brain can be measured easily and non-invasively in an environment close to everyday life by near infrared spectroscopy NIRS (optical topography, etc.). The optical topography method irradiates the subject with light having a wavelength belonging to the visible to infrared region, detects the light passing through the subject with a photodetector, and changes the hemoglobin concentration due to the change in blood flow (or This is a method of measuring the amount of change in the product of hemoglobin concentration and optical path length) and imaging it in two dimensions. Compared to functional brain resonance measurement techniques such as functional magnetic resonance imaging fMRI and positron tomography PET, it has a feature that it is less restrictive to the subject. The brain activity is measured.
例えば映画、演劇、漫才、音楽会などで観衆は喜怒哀楽や感動など気分・情動の変化が起こる。この内面的な変化によって、脳の賦活の仕方が変わり、脳内の血流変化が起こる。ここで、賦活とは、脳が活動(activation)している状況である。また、身体に装着した生体光計測装置に加速度センサを挿入することで、同時に体動変化が計測され、光信号からは脳血流の他に交換・副交感神経などが関与する血圧・心拍などの時間的・周波数的変化が計測される。さらには、エネルギー的に干渉をおこさない脳波計測との同時利用も可能である。
これら、脳活動計測を含む生体計測を実・仮想空間内で多数計測するシステムの技術分野に属する。
For example, in the movies, theatre, comics, and music concerts, the mood and emotion changes such as emotions and emotions. This internal change changes the way the brain is activated and changes the blood flow in the brain. Here, activation is a situation where the brain is activated. In addition, by inserting an acceleration sensor into the living body optical measurement device attached to the body, body movement changes are measured at the same time. Temporal and frequency changes are measured. Furthermore, simultaneous use with electroencephalogram measurement that does not cause energy interference is also possible.
These belong to the technical field of systems for measuring a large number of biological measurements including brain activity measurements in real and virtual spaces.
特許文献1には、光を用いて生体の血液動態を計測する計測端末と、複数の計測端末を制御しデータ取得と解析表示を行う集中制御装置からなり、同時に複数の被験者の脳活動を計測する生体計測装置が記載されている。 Patent Document 1 includes a measurement terminal that measures the blood dynamics of a living body using light and a centralized control device that controls a plurality of measurement terminals to perform data acquisition and analysis display, and simultaneously measures the brain activity of a plurality of subjects. A living body measuring apparatus is described.
上記した特許文献1記載の生体計測装置では、同時に複数の被験者の脳活動あるいはその他の生体情報を計測し、複数の被験者の血液動態変化を並べて表示することが示されている。しかし、血液動態データを比べて見ただけでは、複数の被験者の脳の賦活の同期を観測することは困難である。また、被験者の位置関係は考慮されておらず、被験者の位置関係に応じた、被験者の脳の賦活の状況を観測することができなかった。 In the living body measuring apparatus described in Patent Document 1 described above, it is shown that the brain activity or other biological information of a plurality of subjects is simultaneously measured and the hemodynamic changes of the plurality of subjects are displayed side by side. However, it is difficult to observe the synchronization of brain activation of a plurality of subjects only by comparing the hemodynamic data. Moreover, the positional relationship of the subject was not taken into consideration, and the activation status of the subject's brain according to the positional relationship of the subject could not be observed.
本発明は、複数の被験者の脳活動信号等の生体情報を計測し、複数の被験者の位置関係を考慮して、計測結果を適切に表示するようにした生体計測システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a biological measurement system that measures biological information such as brain activity signals of a plurality of subjects and appropriately displays the measurement results in consideration of the positional relationship of the plurality of subjects. To do.
上記の課題を解決するために、本発明は、複数の被験者から得られる脳活動信号等の生体情報と被験者の位置情報を融合して解析し、解析結果を被験者の位置情報と関連付けて表示するものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention fuses and analyzes biological information such as brain activity signals obtained from a plurality of subjects and the subject's location information, and displays the analysis result in association with the subject's location information. Is.
本発明の生体計測システムの代表的な一例を挙げるならば、被験者の脳の特定の部位に光を照射し、通過光を検出して、前記被験者の脳活動信号を得る生体光計測装置を備え、前記脳活動信号を生体情報として集中制御装置へ出力する計測端末と、複数の前記計測端末から、複数の被験者の生体情報を入力して、解析・表示する前記集中制御装置を備えた生体計測システムにおいて、被験者の位置情報を得る被験者位置測定手段を備え、前記集中制御装置は、それぞれの被験者の生体情報の解析結果と、それぞれの被験者の位置情報とを関連付けて表示するように構成したものである。 A typical example of the living body measurement system of the present invention includes a living body light measuring device that irradiates a specific part of a subject's brain with light, detects passing light, and obtains the brain activity signal of the subject. , A measurement terminal that outputs the brain activity signal as biometric information to a central control device, and a biometric measurement that includes the central control device that inputs and analyzes and displays biometric information of a plurality of subjects from the plurality of measurement terminals The system includes subject position measurement means for obtaining subject position information, and the central control device is configured to display the analysis result of the biological information of each subject in association with the position information of each subject. It is.
また、本発明の生体計測システムは、インターネット網と、被験者の脳の特定の部位に光を照射し、通過光を検出して、前記被験者の脳活動信号を得る生体光計測装置を備え、前記インターネット網を介して、前記脳活動信号を生体情報として集中制御装置へ出力する計測端末と、複数の前記計測端末から、前記インターネット網を介して、複数の被験者の生体情報を入力して、解析・表示する前記集中制御装置を備えた生体計測システムにおいて、被験者の位置情報を得る被験者位置測定手段を備え、前記集中制御装置は、それぞれの被験者の生体情報の解析結果と、それぞれの被験者の位置情報とを関連付けて表示するように構成したものである。 The living body measurement system of the present invention includes an internet network and a living body light measuring device that irradiates light to a specific part of the subject's brain, detects passing light, and obtains the brain activity signal of the subject, Via the Internet network, the brain activity signal is output as biometric information to the centralized control device, and the biological information of a plurality of subjects is input from the plurality of measurement terminals via the Internet network and analyzed. In the biological measurement system including the centralized control device to be displayed, the biological measurement system includes subject position measuring means for obtaining subject positional information, and the centralized control device analyzes the biological information of each subject and the position of each subject. The information is displayed in association with the information.
本発明の生体計測システムにおいて、前記集中制御装置は、表示画面上において、被験者の位置に対応する位置に、それぞれの被験者の生体情報の解析結果を、色の濃淡を変えて、または色の色調を変えて、または面積を変えて一覧表示するようにしてもよい。
また、本発明の生体計測システムにおいて、前記生体光計測装置は、脳の複数の部位の脳活動信号を得るものでよい。
また、本発明の生体計測システムにおいて、前記計測端末は、更に、脳波計、脳磁場計、心臓機能計測手段、または筋肉運動検出手段を備えるものでよい。
また、本発明の生体計測システムにおいて、前記被験者位置測定手段は、カメラ撮影手段、室内位置検出システム、またはGPS装置でよい。
本発明の生体計測システムにおいて、前記集中制御装置は、それぞれの被験者の生体情報から、所定時間毎に賦活度などの指標を求め、時間を進行させて表示するように構成してもよい。
また、本発明の生体計測システムにおいて、前記集中制御装置は、所定時間毎に指標を求める際に、時間原点を絶対時刻にする、または、イベントのタイミングとするものでよい。
In the biological measurement system of the present invention, the centralized control device changes the analysis result of the biological information of each subject to the position corresponding to the position of the subject on the display screen, or changes the color tone or color tone. You may make it display a list by changing or changing an area.
In the living body measurement system of the present invention, the living body optical measurement device may obtain brain activity signals of a plurality of parts of the brain.
In the living body measurement system of the present invention, the measurement terminal may further include an electroencephalograph, an electroencephalograph, a cardiac function measurement unit, or a muscle motion detection unit.
In the living body measurement system of the present invention, the subject position measurement means may be a camera photographing means, an indoor position detection system, or a GPS device.
In the living body measurement system of the present invention, the central control device may be configured to obtain an index such as an activation degree for each predetermined time from the biological information of each subject, and to display the time as it proceeds.
In the living body measurement system of the present invention, the central control device may use a time origin as an absolute time or an event timing when obtaining an index every predetermined time.
本発明の生体計測システムにおいて、更に、被験者の五感に作用する五感情報呈示または五感情報刺激装置を備え、前記集中制御装置は、前記被験者の生体情報の解析結果に応じて前記五感情報呈示または五感情報刺激装置を動作させるフィードバック信号を作成するものでよい。
また、本発明の生体計測システムにおいて、前記五感情報呈示装置は、ランプ等の視覚情報発生手段、スピーカ等の音響情報発生手段、または振動発生手段でよい。
また、本発明の生体計測システムにおいて、前記五感情報刺激装置は、経頭蓋磁気刺激装置でよい。
また、本発明の生体計測システムにおいて、単数の被験者の生体情報に基づいて、単数または複数の被験者に対してフィードバックを行うものでよい。
また、本発明の生体計測システムにおいて、複数の被験者の生体情報に基づいて、単数または複数の被験者に対してフィードバックを行うものでよい。
The biological measurement system of the present invention further includes a five-sense information presentation or five-sense information stimulation device that acts on the five senses of the subject, and the centralized control device presents the five sense information presentation or the five senses according to the analysis result of the biological information of the subject. A feedback signal for operating the information stimulating apparatus may be created.
In the living body measurement system of the present invention, the five sense information presentation device may be visual information generating means such as a lamp, acoustic information generating means such as a speaker, or vibration generating means.
In the living body measurement system of the present invention, the five-sensory information stimulation device may be a transcranial magnetic stimulation device.
In the living body measurement system of the present invention, feedback may be performed on one or a plurality of subjects based on the living body information of a single subject.
In the living body measurement system of the present invention, feedback may be performed on one or more subjects based on biological information of a plurality of subjects.
本発明によれば、生体計測システムにおいて、複数の被験者の脳活動信号等の生体情報を計測し、複数の被験者の位置関係を考慮して、計測結果を適切に表示するようにした生体計測システムを提供することができる。 According to the present invention, in a biological measurement system, biological information such as brain activity signals of a plurality of subjects is measured, and the measurement results are appropriately displayed in consideration of the positional relationship of the plurality of subjects. Can be provided.
また、計測結果を被験者にフィードバックすることにより、注意喚起などを行うことができる。 Moreover, alerting etc. can be performed by feeding back a measurement result to a test subject.
本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1の生体計測システムの概略を示す図である。劇場400を例に説明すると、舞台に対して観客席が設けられており、被験者である複数の観客が着席している。被験者からは、それぞれに対応する位置情報を得る。
FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a biological measurement system according to a first embodiment of the present invention. Taking the
被験者の位置情報は、劇場や教室等の室内空間であれば、座席をカメラ撮影したり、CADなどの電子情報から自動判別したり、室内位置検出システムから被験者位置を自動判別したりして得ることができるし、広場や運動場等の屋外空間であれば、GPS装置や、被験者のカメラ撮影などで得ることができる。 If the subject's location information is an indoor space such as a theater or a classroom, the seat position is obtained by taking a picture of the seat with a camera, automatically discriminating from electronic information such as CAD, or automatically discriminating the subject location from an indoor location detection system. If it is an outdoor space such as a plaza or a playground, it can be obtained by a GPS device or a subject's camera photography.
被験者300である観客のそれぞれは、生体光計測装置等の計測端末100を装着しており、生体情報を得る。生体情報としては、生体光計測装置から得られる脳機能情報の外に、脳波計、脳磁場計測等の脳機能計測情報、心電計測、超音波心臓および脈管拍動計測、超音波ドップラー血流計測、光による末梢脈波計測、光による静脈還流計測等の心機能計測情報、加速度センサによる振動計測、マイクによる音声計測、タッチセンサ・温度センサ・マウス・キーボード・カメラなどによる運動情報等の筋肉情報などを用いることができる。
Each spectator who is the
集中制御装置200において、それぞれの被験者の生体情報とそれぞれの被験者の位置情報とは融合され、解析し、計測結果を表示する。
In the
図2に、本発明の実施例1の生体計測システムの概略構成を示す。それぞれの被験者の計測端末100はLAN500に接続され、LANを介して集中制御装置200に接続されている。また、それぞれの被験者の位置測定手段もLAN500に接続されている。それぞれの被験者の生体情報およびそれぞれの被験者の位置情報は、集中制御装置200に集められ、解析・表示される。なお、図2では、計測端末100と集中制御装置200とを有線ケーブルで接続しているが、無線通信装置を用いて無線伝送するようにしてもよい。
FIG. 2 shows a schematic configuration of the living body measurement system according to the first embodiment of the present invention. Each subject's
本生体計測システムは、例えば、同時に40人までのリアルタイム計測を可能とするものである。 This living body measurement system enables real-time measurement of up to 40 people at the same time, for example.
図3は、計測端末に含まれる生体光計測装置の例を示したものである。生体光計測装置は、光を生体に入射し、生体内を散乱・吸収され伝播して出てきた光を検出するものである。装置本体に含まれる1つまたは複数の光源31から照射される光を、導波路33を介して、被験者300に入射させる。光は、照射点39から被験者300内に入射し、被験者300を透過、伝播した後は、照射点39とは離れた位置にある検出点40から導波路33を介して、1つまたは複数の光検出器34で検出される。ここで、光源31は半導体レーザ(LD)や発光ダイオード(LED)等であり、光検出器はフォトダイオード(PD)、光電子増倍管(PMT)等であれば良い。また、導波路33は光ファイバ等であれば良い。
光源31は、制御部37により制御される光源駆動部32により駆動される。また、1つまたは複数の光検出器34のゲインは制御部37により制御される。制御部37は、入出力部38から駆動条件等の入力を受ける。
光検出器34で光電変換した電気信号は、増幅器35で増幅され、アナログ−デジタル変換器36でアナログ−デジタル変換され、制御部37へ送られ、入出力部38から出力される。
FIG. 3 shows an example of the biological light measurement device included in the measurement terminal. The living body light measurement device detects light that is incident on light and that is scattered and absorbed in the living body and propagates. Light irradiated from one or more
The
The electrical signal photoelectrically converted by the
計測端末100は、脳波計などの他の生体計測装置を、生体光計測装置と一体に備えていても良いし、また、生体光計測装置と別に有していても良い。
The
図4は、集中制御装置200の概略構成を示すブロック図である。集中制御装置200は、各計測端末100で計測した生体情報を入力する入力部41、各計測端末から入力した計測データなどを記憶する記憶部42、計測データを処理して必要な情報を演算する解析部43、解析した情報を基に表示に適したデータを作成する表示データ作成部44、計測結果を表示する表示部45から構成されている。被験者位置測定手段からの位置情報も、入力部41から入力される。また、必要な指令を入力するためのキーボードやマウス等の入力手段46を備えている。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the
解析部43では、各被験者から得られた生体情報に基づいて活動状況を示す評価値(指標)を算出する。解析部43には賦活度算出部49が設けられており、それぞれの被験者の脳の特定の部位の脳血流データに基づいて、脳の特定の部位の賦活度を算出する。
脳が活動すると流れる血液量が増加するが、この血液量の増加に対して、測定に使用した光が血液により吸収されるため、光検出器で検出する光の強度が減少する。光検出器の計測データから、図5に示される、各被験者AからDの脳血流データが得られる。図5は、横軸の時間に対して、縦軸の脳血流の大きさを示す模式図である。同じ刺激に対しても、各被験者の反応は様々であり、脳血流データの時間変化も被験者により異なっている。
脳の賦活度は、図5の脳血流データを時間積分することに求めることができ、この積分値が大きいほど、脳の賦活度が高いと評価することができる。
In the
When the brain is activated, the amount of blood flowing increases, but the light used for measurement is absorbed by the blood with respect to the increase in blood volume, so that the intensity of light detected by the photodetector decreases. The cerebral blood flow data of the subjects A to D shown in FIG. 5 is obtained from the measurement data of the photodetector. FIG. 5 is a schematic diagram showing the magnitude of cerebral blood flow on the vertical axis with respect to time on the horizontal axis. Even for the same stimulus, the response of each subject varies, and the temporal change in cerebral blood flow data varies depending on the subject.
The activation degree of the brain can be obtained by time-integrating the cerebral blood flow data of FIG. 5, and it can be evaluated that the greater the integration value, the higher the activation degree of the brain.
本発明は、少なくとも生体光計測装置を用いて脳の各部位の脳血流データを測定するものである。また、併せて、脳波計や心臓機能計測手段などにより、その他の生体情報を計測しても良いものである。 The present invention measures cerebral blood flow data of each part of the brain using at least a living body light measurement device. In addition, other biological information may be measured by an electroencephalograph or a cardiac function measuring means.
人は、喜怒哀楽や気分などに応じて、脳の特定の部位の活動や活動部位の関係性などが変化する。
例えば、脳の46野の前頭葉血流は、短期記憶や気分などと関連している。また、脳の10野の前頭葉血流は、抑制や集中などと関連していて、これらの働きが運動野などへ影響を及ぼし、最終的には行動へも影響を及ぼす。心拍数やLF/HFなどは、自律神経系に属する交感神経・副交感神経の働きを反映しており、興奮や安静の状態と関連している。さらに、脳波計より得られるP300様反応の後頭葉脳波は、視覚的注意などと関連している。大別すると、脳の後方部位は感覚器から入力してきた情報を処理する働きが多く、脳の前方部位は出力するべき行動を判断して実行する働きが多い。
A person changes the activity of a specific part of the brain, the relationship of the active part, and the like according to emotions and moods.
For example, frontal lobe blood flow in 46 areas of the brain is associated with short-term memory and mood. In addition, the frontal lobe blood flow in 10 areas of the brain is related to suppression and concentration, and these functions affect the motor cortex and ultimately the behavior. Heart rate, LF / HF, and the like reflect the functions of sympathetic nerves and parasympathetic nerves belonging to the autonomic nervous system, and are related to the state of excitement and rest. Furthermore, the occipital brain wave of P300-like reaction obtained from an electroencephalograph is associated with visual attention and the like. Broadly speaking, the rear part of the brain has many functions to process information inputted from the sensory organs, and the front part of the brain has many functions to judge and execute an action to be output.
前述したように、光による脳血流(血液量)計測によっては多くの部位が活動するため、比較的遅い活動である複雑な高次機能(気分、言語機能、学習など)を計測し、脳波計などでは比較的早い視覚的注意(主に後頭葉)を計測することが適している。 As mentioned above, because many parts of the body are active depending on the measurement of cerebral blood flow (blood volume) by light, complex higher-order functions (mood, language function, learning, etc.), which are relatively slow activities, are measured. It is suitable to measure relatively quick visual attention (mainly occipital lobe) in a meter.
例えば、映像・演芸などを鑑賞しているときに視覚的に注意が働くようなシーンを脳波で抽出し、その注目シーンに対する視聴者の気分などを計測することができる。例えば、任意のシーンで思ったような反応(例えば高揚させる)が得られない場合、図7で示した五感情報提示装置へ、その個人に対して情報を送り、高揚するように、振動・香り・味覚情報・視覚情報・聴覚情報を与えたりする。これらを実現するために、五感情報提示装置には、それぞれの感覚に合わせた提示装置が組み込まれている。あるいは、脳内の任意の場所に、磁場によって刺激を与えることが可能な、Trans-Cranial Magnetic Stimulation(TMSまたは経頭蓋磁気刺激装置)装置がそれぞれの観客が装着し、前記脳や生体の情報から解析された情報によって、脳へ直接刺激が与えられる(五感情報刺激装置)。 For example, it is possible to extract a scene that is visually attentive while appreciating a video / entertainment, etc., and to measure a viewer's mood with respect to the scene of interest. For example, when the desired response (eg, raising) is not obtained in an arbitrary scene, the information is sent to the five senses information presentation device shown in FIG.・ Give taste information, visual information, and auditory information. In order to realize these, a presentation device suitable for each sense is incorporated in the five-sense information presentation device. Alternatively, each spectator wears a Trans-Cranial Magnetic Stimulation (TMS or Transcranial Magnetic Stimulation Device) device that can give a stimulus to any place in the brain by a magnetic field. The brain is stimulated directly by the analyzed information (five sense information stimulator).
図4において、賦活度算出部49で算出された各被験者の脳の賦活度などは、被験者位置測定手段48で得られた位置情報と関連付けられており、表示データ作成部44では、それぞれの被験者の解析結果と、位置情報とを関連付けて表示のためのデータを作成する。
In FIG. 4, the activation degree of the brain of each subject calculated by the activation
図6は、生体光計測装置による脳の複数の部位の賦活度の算出結果や、その他の計測装置から得られる生体情報を、被験者の位置情報と関連付けて表示した、表示部45の表示例を示すものである。
図6において、左上(a)は脳の46野の前頭葉血流の表示を、右上(b)は脳の10野の前頭葉血流を、左下(c)は心拍数やLF/HFなどの計測結果を、右下(d)は後頭葉脳波を、模式的に表示するものである。図に示すように、賦活度などの値が大きいほど、色が濃くなるように表示しても良いし、或いは、面積を変えたり、色調を変えて表示しても良い。
FIG. 6 is a display example of the
In FIG. 6, the upper left (a) shows the frontal lobe blood flow in 46 areas of the brain, the upper right (b) shows the frontal blood flow in 10 areas of the brain, and the lower left (c) shows the heart rate, LF / HF, and the like. The lower right (d) schematically shows the occipital lobe electroencephalogram. As shown in the figure, the larger the value such as the activation degree, the darker the color may be displayed, or the area may be changed or the color may be changed.
なお、図6では、1つの表示画面に4つの観測結果を表示しているが、1つの表示画面にそれぞれ1つの検束結果を表示し、画面を切り換えるようにしてもよい。 In FIG. 6, four observation results are displayed on one display screen, but one detection result may be displayed on each display screen, and the screen may be switched.
ホールでの講演や、教室内の授業においては、表示部45を講演者や教師のところに設ければよい。講演者や教師は、図6に示される、表示部45の画面を見ることにより、各観客や生徒の睡眠や集中度などを知ることができ、講演や授業の進行に反映させることができる。また、演劇や漫才などでは、観客の喜怒哀楽の状態を知ることができ、演技に反映させることができる。
For lectures in the hall and classrooms, the
この実施例では、劇場や教室での利用の例を説明したが、本発明は屋外で利用することもできる。広場や運動場でのコンサート、演説等の観客の反応を表示することができる。
こういった情報は、観客へのフィードバックの基礎データのみならず、演芸などを行うパフォーマーへ実時間でフィードバックすることで、パフォーマーがその評価をもとにそのパフォーマンス内容を変化させることに役立つ。
図6で示した図はモニタ上に表されるが、会場の座席の周囲に照明を設け、信号強度が高いところは赤の照明を、信号強度が低いところは青の照明で表現することにより、舞台から会場の様子が一目で読み取れる。
こういったシステムの根底には、生体計測装置と、その被計測者の存在する位置情報を関連付けておくことによって初めて実現できる。
In this embodiment, an example of use in a theater or classroom has been described, but the present invention can also be used outdoors. It is possible to display the reactions of the audience such as concerts and speeches at the plaza and playground.
Such information is useful not only for the basic data of feedback to the audience, but also for the performer to change the performance based on the evaluation by feeding back to the performer performing the performance in real time.
The figure shown in FIG. 6 is displayed on the monitor, but lighting is provided around the seats in the hall, and red lighting is used when the signal strength is high, and blue lighting is used when the signal strength is low. From the stage, you can read the state of the venue at a glance.
Such a system can be realized for the first time by associating the biological measurement apparatus with the position information of the person to be measured.
上記では狭い空間を実例として説明したが、位置情報としては、劇場や広場などにおける平面上の位置だけでなく、必要に応じて高度の情報も含めることができる。
高度情報と生体情報の関係をマップ表示することによって、天候・気圧と生体情報の関連性を明確化することができる。例えば、免疫機能・麻酔の効果などは気圧との高い関連性が或ことが知られているが、ウェアラブルタイプの生体計測システムが実現することにより、高度情報・気圧情報などと関連性を解析することが可能となる。
また、個人の気分ななどの伝播を解析する場合には、所定時間毎に賦活度などの指標を求め、時間を進行させて表示することにより、時間の進行に伴う変化、例えば複数の観客の間での感情の伝搬、を一目で観測することができる。時間原点としては、絶対時刻としても良いし、あるイベントのタイミングとしても良く、また、両者を選択できるようにしても良い。
In the above description, a narrow space has been described as an example. However, as position information, not only a position on a plane in a theater or a plaza, but also high-level information can be included as necessary.
By displaying a map of the relationship between altitude information and biological information, the relationship between weather / atmospheric pressure and biological information can be clarified. For example, it is known that immune function and anesthesia are highly related to atmospheric pressure, but the wearable biological measurement system enables the analysis of the relationship with altitude information and atmospheric pressure information. It becomes possible.
In addition, when analyzing the propagation of individual moods, etc., an index such as activation degree is obtained every predetermined time, and the time is advanced and displayed, so that changes with time progress, for example, multiple audiences It is possible to observe the propagation of emotions at a glance. The time origin may be absolute time, may be the timing of an event, or both may be selected.
図7に、本発明の実施例2の生体計測フィードバックシステムの概略を示す。 FIG. 7 shows an outline of the biological measurement feedback system according to the second embodiment of the present invention.
実施例1では、計測端末100から得られるそれぞれの被験者の生体情報と、被験者の位置情報とを関連付けて解析し、結果を被験者の位置と関連させて表示するものであった。本実施例では、集中制御装置200で、解析結果を指標化し、五感情報呈示装置により、被験者300にフィードバックするようにしたものである。例えば、生体情報に基づいて、各座席に取り付けられた五感情報呈示または五感情報刺激装置へフィードバックしたり、被験者の身につけたウェアラブル機器へフィードバックする。具体的には、図4の集中制御装置の構成を示す図において、フィードバック信号作成部51を設け、解析部43で得られる賦活度などの指標に応じて五感情報呈示または五感情報刺激装置52を動作させる駆動信号を作成し、この駆動信号により五感情報呈示または五感情報刺激装置52を動作させる。
In the first embodiment, the biological information of each subject obtained from the
五感情報呈示または五感情報刺激装置52としては、被験者の五感に訴えるものであれば良く、例えばランプを点灯したり、映像を表示したり、スピーカにより音を出したり、座席やリストバンドなどにより振動を加えたりすればよい。
As the five sense information presentation or the five sense
フィードバックの内容としては、次の例が考えられる。
例えば、教室で授業中の生徒やホールで講演を聴いている観客について、生体情報の解析により眠っている状態が観測された場合には、振動を与えたり、刺激臭を与えたり、びっくりする音を出したり、色温度の高い光を与えたり、注意映像を表示したりすればよい。
また、集中している状態(例えば、後頭葉視覚野の視覚的注意の情報、前頭前野の血流から認知的注意)を判別して、五感呈示装置により、集中するように五感情報を与えるようにすればよい。
また、興奮していたら座席の背景色を赤くし、聴いていたり集中していなかったり眠っていたりしたら座席の背景色を青色にすればよい。
The following example can be considered as the content of feedback.
For example, if a sleeping state is observed by analysis of biological information for a student in a classroom or a spectator listening to a lecture in a hall, a sound that gives vibration, a stimulating odor, or a surprising sound , Give light with a high color temperature, or display a warning image.
In addition, it discriminates the state of concentration (eg, visual attention information of the occipital visual cortex, cognitive attention from the blood flow of the prefrontal cortex), and the five sense presentation device gives the five sense information to concentrate. You can do it.
Also, if you are excited, turn the seat background red, and if you are listening, not concentrating, or sleeping, make the seat background blue.
道路を走行中の複数の車での利用としては、複数の運転者の生体情報を計測し、解析結果を自身の車の制御に用いたり、他者の車に危険情報を与えたりすればよい。また、車の動きと運転者の眠気などの分布から信号・カーナビなどで交通制御を行うこともできる。 For use with multiple cars traveling on the road, it is only necessary to measure the biological information of multiple drivers and use the analysis results to control their own cars or to give danger information to other people's cars . In addition, traffic control can be performed by signals, car navigation, etc., from the distribution of car movement and driver drowsiness.
フィードバックは、各被験者個人に行っても良いし、また、条件が近い人全員にフィードバックするようにしてもよい。例えば、教室において、概ね窓側の生徒の集中度が低い場合は、窓側の生徒全員にフィードバックすればよい。 The feedback may be made to each subject individual or may be fed back to all persons who are close to the conditions. For example, in the classroom, when the concentration of students on the window side is generally low, feedback may be provided to all the students on the window side.
フィードバック情報を、舞台上の演者や教師の前のモニタ上に同様に表示することにより、舞台上の演者や教師は自分のパフォーマンスを客観的に評価でき、観客や生徒の状況に応じて適宜修正をすることができる。 By displaying feedback information in the same way on the monitors in front of the performers and teachers on the stage, the performers and teachers on the stage can objectively evaluate their performance and make corrections appropriately according to the situation of the audience and students. Can do.
図8に、本発明の実施例3の生体計測システムの概略を示す。 FIG. 8 shows an outline of the biological measurement system according to the third embodiment of the present invention.
情報の伝達は、国内の各地域により、または、世界の各国により異なると予測される。また、一つの出来事に対しても、その反応は、国内の各地域により、あるいは、国により異なると予想される。 The transmission of information is expected to vary from region to region or from country to country. Also, the response to a single event is expected to vary from region to region or country.
本実施例は、計測端末100をインターネットに接続し、それぞれの被験者300の生体情報をインターネットを介して収集し、解析・表示するようにしたものである。
In this embodiment, the
図9に、実施例3の生体計測システムの概略構成を示す。それぞれの被験者300の計測端末100はパーソナルコンピュータ等を介してインターネット網600に接続されており、各被験者の生体情報は、インターネット網600を通じて集中制御装置200に集められる。本実施例において、位置情報は、例えば計測端末にGPS装置を設けて、生体情報とともに、送っても良い。或いは、ネットワークアクセスによってルータの位置から位置情報を得ても良いし、ネットワークから非計測者が地図情報から位置情報を指定しても良い。本実施例においても、計測端末は、更に、脳波計、脳磁場計、心臓機能計測手段、または筋肉運動検出手段を備えても良い。
FIG. 9 shows a schematic configuration of the living body measurement system according to the third embodiment. The
被験者は、地域ごとに、或いは国ごとに、代表的な被験者を決めておいても良いし、また、地域或いは国で、複数の被験者の平均を求め、平均値をその地域あるいはその国の生体情報としてもよい。 The subject may determine a representative subject for each region or each country, or obtain an average of a plurality of subjects in the region or country, and calculate the average value for the living body in that region or that country. It may be information.
図10に、実施例3の計測結果の表示例を示す。左上の図(a)は、眠気やリラックスに関連する脳波アルファ波を示す図、右上の図(b)は、睡眠レベルに関連する脳波を示す図、左下の図(c)は、興奮・安静度などに関連する心拍数やLF/HFなどを示す図、右下の図(d)は、言語野の活動に関連する第2言語の活動状況を示す図とした模式図である。例えば図のように、各指標をその値に応じて、地域ごとに或いは国毎に、濃淡を変えて表示しても良いし、或いは、面積を変えたり、色調を変えて表示しても良い。 In FIG. 10, the example of a display of the measurement result of Example 3 is shown. The upper left figure (a) shows a brain wave alpha wave related to sleepiness and relaxation, the upper right figure (b) shows a brain wave related to sleep level, and the lower left figure (c) shows excitement / rest. The figure which shows heart rate, LF / HF, etc. relevant to a degree etc., and the figure (d) of the lower right are the schematic diagrams made into the figure which shows the activity condition of the 2nd language relevant to the activity of a language field. For example, as shown in the figure, each indicator may be displayed in different shades depending on the value, for each region or for each country, or may be displayed with different areas or colors. .
本実施例によれば、国内の各地域や国毎の、情報の伝達の違いや、反応の違いなどを計測することができる。 According to the present embodiment, it is possible to measure the difference in information transmission, the difference in reaction, and the like for each region and country in the country.
また、所定時間毎に賦活度などの指標を求め、時間を進行させて表示することにより、時間の進行に伴う変化を一目で観測することができる。
例えば、インターネットの配信情報を視聴し始めた瞬間あるいは天災を時間原点として世界中で生体情報をマップ表示することで地域・文化の差、視聴などが観測できるようになる。例えば、YouTubeなど動画配信サイトである動画が配信されたのち、地球上の位置によってその反応は異なる可能性が高い。こういった、生体反応の違いはマーケティングなどに活用することが可能である。
また、緯度や季節ごとの日照時間は大きく異なる。そのため、光対する反応はその地域に住む人によって異なる。こういった、地域の自然状況によって変わる、生体反応の違いをマクロに解析することは、学術的にも重要であるが、マーケティングなどへの活用できる。
また、世界の中である事象に対して似たような反応、あるいは、反対の反応を示す人を検索してコミュニケーションをとる、などコミュニケーション開始のきっかけに活用できる。
Further, by obtaining an index such as the degree of activation every predetermined time and displaying the time as it progresses, it is possible to observe at a glance the change accompanying the progress of time.
For example, it is possible to observe differences in area and culture, viewing, etc., by displaying biometric information on a map around the world, starting from the moment when viewing the distribution information on the Internet or the natural disaster. For example, after a video that is a video distribution site such as YouTube is distributed, the response is likely to vary depending on the position on the earth. These differences in biological reactions can be used for marketing and other purposes.
Also, the sunshine hours for each latitude and season vary greatly. Therefore, the reaction to light varies depending on the people living in the area. Macroscopic analysis of these differences in biological responses that change depending on the local natural conditions is important for academic purposes, but can be used for marketing and other purposes.
It can also be used as a trigger to start communication such as searching for people who have similar reactions to events in the world, or people who show the opposite reactions.
本発明によれば、多人数の脳活動や生体情報の同時計測と、時間と空間を共有する個人間の脳活動や様々な生体情報を計測することと、その個人の位置情報を連結させることにより、生体情報と位置情報に基づく個人・観測者・社会へのさまざまなフィードバックが可能となる。
多数の人間が集まる(実空間・仮想空間とも)環境下において、例えば、個人の生体情報に基づき本人へ臨場感や任意の感情を引き起こすような映画や演奏芸会場用のシステム、そのような会場において演者がこれまで見えなかった鑑賞者の反応(空間的な分布)をモニタするなどが実現できる。また、インターネット上で脳活動を含む生体情報の実時間データを、地球上の位置情報共に観測することにより、地域や文化の差による事象に対する反応が評価できる。その結果、マーケティングや社会科学的な研究、エンターテイメント、コミュニケーション手段に活用できる。
According to the present invention, simultaneous measurement of brain activity and biological information of a large number of people, measurement of brain activity and various biological information between individuals who share time and space, and connecting the position information of the individuals Enables various feedback to individuals, observers and society based on biological information and position information.
In an environment where a large number of people gather (both in real space and virtual space), for example, a system for a movie or performance venue that causes realism or arbitrary emotions to the person based on personal biological information, such a venue It is possible to monitor the viewer's reaction (spatial distribution) that the performer has never seen before. Moreover, by observing real-time data of biological information including brain activity on the Internet together with position information on the earth, it is possible to evaluate the reaction to events due to regional and cultural differences. As a result, it can be used for marketing, social scientific research, entertainment and communication.
31 光源
32 光源駆動部
33 導波路
34 光検出器
35 増幅器
36 アナログ−デジタル変換器
37 制御部
38 入出力部
39 照射点
40 検出点
41 入力部
42 記憶部
43 解析部
44 表示データ作成部
45 表示部
46 入力手段
48 被験者位置測定手段
49 賦活度算出部
51 フィードバック信号作成部
52 五感情報呈示部
100 計測端末
200 集中制御装置
300 被験者
400 劇場
500 LAN
600 インターネット網
31
600 Internet network
Claims (15)
複数の前記計測端末から、複数の被験者の生体情報を入力して、解析・表示する前記集中制御装置を備えた生体計測システムにおいて、
被験者の位置情報を得る被験者位置測定手段を備え、
前記集中制御装置は、それぞれの被験者の生体情報の解析結果と、それぞれの被験者の位置情報とを関連付けて表示するように構成したことを特徴とする生体計測システム。 Measurement that irradiates a specific part of the subject's brain with light, detects passing light, and obtains a brain activity signal of the subject, and outputs the brain activity signal as biological information to a central control device A terminal,
In the biological measurement system including the centralized control device that inputs and analyzes and displays biological information of a plurality of subjects from the plurality of measurement terminals,
Provided with subject position measuring means for obtaining subject position information;
The biological control system, wherein the centralized control device is configured to display the analysis result of the biological information of each subject and the position information of each subject in association with each other.
前記集中制御装置は、表示画面上において、被験者の位置に対応する位置に、それぞれの被験者の生体情報の解析結果を、色の濃淡を変えて、または色の色調を変えて、または面積を変えて一覧表示するようにしたことを特徴とする生体計測システム。 The biological measurement system according to claim 1,
The centralized control device changes the analysis result of each subject's biological information to a position corresponding to the position of the subject on the display screen, changes the color shade, changes the color tone, or changes the area. A living body measurement system characterized in that a list is displayed.
前記生体光計測装置は、脳の複数の部位の脳活動信号を得ることを特徴とする生体計測システム。 In the living body measurement system according to claim 1 or 2,
The living body optical measuring device obtains brain activity signals of a plurality of parts of the brain.
前記計測端末は、更に、脳波計、脳磁場計、心臓機能計測手段、または筋肉運動検出手段を備えることを特徴とする生体計測システム。 In the living body measurement system according to any one of claims 1 to 3,
The measurement terminal further includes an electroencephalograph, an electroencephalograph, a cardiac function measurement unit, or a muscle movement detection unit.
前記被験者位置測定手段は、カメラ撮影手段、室内位置検出システム、またはGPS装置であることを特徴とする生体計測システム。 In the living body measurement system according to any one of claims 1 to 4,
The living body measurement system, wherein the subject position measurement means is a camera photographing means, an indoor position detection system, or a GPS device.
前記集中制御装置は、それぞれの被験者の生体情報から、所定時間毎に賦活度などの指標を求め、時間を進行させて表示するように構成したことを特徴とする生体計測システム。 The biological measurement system according to claim 1,
The biological control system, wherein the centralized control device is configured to obtain an index such as an activation degree at predetermined time intervals from biological information of each subject and to display the time in advance.
前記集中制御装置は、所定時間毎に指標を求める際に、時間原点を絶対時刻にする、または、イベントのタイミングとすることを特徴とする生体計測システム。 The biological measurement system according to claim 6,
The central control device is characterized in that when the index is obtained every predetermined time, the time origin is set to an absolute time or an event timing.
被験者の五感に作用する五感情報呈示または五感情報刺激装置を備え、
前記集中制御装置は、前記被験者の生体情報の解析結果に応じて前記五感情報呈示または五感情報刺激装置を動作させるフィードバック信号を作成することを特徴とする生体計測システム。 The biological measurement system according to claim 1, further comprising:
Equipped with five sense information presentation or five sense information stimulator that affects the subject's five senses,
The biological control system, wherein the central control device creates a feedback signal for operating the five sense information presentation or the five sense information stimulation device according to the analysis result of the biological information of the subject.
前記五感情報呈示装置は、ランプ等の視覚情報発生手段、スピーカ等の音響情報発生手段、または振動発生手段であることを特徴とする生体計測システム。 The biological measurement system according to claim 8,
The biosensor measuring system, wherein the five senses information presenting device is visual information generating means such as a lamp, acoustic information generating means such as a speaker, or vibration generating means.
前記五感情報刺激装置は、経頭蓋磁気刺激装置であることを特徴とする生体計測システム。 The biological measurement system according to claim 8,
The five-sensory information stimulating device is a transcranial magnetic stimulating device.
単数の被験者の生体情報に基づいて、単数または複数の被験者に対してフィードバックを行うことを特徴とする生体光計測システム。 In the living body measurement system according to any one of claims 8 to 10,
A biological light measurement system that performs feedback on a single subject or a plurality of subjects based on biological information of a single subject.
複数の被験者の生体情報に基づいて、単数または複数の被験者に対してフィードバックを行うことを特徴とする生体光計測システム。 In the living body measurement system according to any one of claims 8 to 10,
A biological light measurement system that feeds back a single or a plurality of subjects based on biological information of a plurality of subjects.
被験者の脳の特定の部位に光を照射し、通過光を検出して、前記被験者の脳活動信号を得る生体光計測装置を備え、前記インターネット網を介して、前記脳活動信号を生体情報として集中制御装置へ出力する計測端末と、
複数の前記計測端末から、前記インターネット網を介して、複数の被験者の生体情報を入力して、解析・表示する前記集中制御装置を備えた生体計測システムにおいて、
被験者の位置情報を得る被験者位置測定手段を備え、
前記集中制御装置は、それぞれの被験者の生体情報の解析結果と、それぞれの被験者の位置情報とを関連付けて表示するように構成したことを特徴とする生体計測システム。 Internet network,
A biological light measuring device that irradiates a specific part of a subject's brain with light, detects passing light, and obtains a brain activity signal of the subject, and uses the brain activity signal as biological information via the Internet network A measurement terminal that outputs to a centralized control device;
In the biological measurement system including the centralized control device for inputting and analyzing and displaying biological information of a plurality of subjects from the plurality of measurement terminals via the Internet network,
Provided with subject position measuring means for obtaining subject position information;
The biological control system, wherein the centralized control device is configured to display the analysis result of the biological information of each subject and the position information of each subject in association with each other.
前記集中制御装置は、表示画面上において、被験者の位置に対応する位置に、それぞれの被験者の生体情報の解析結果を、色の濃淡を変えて、または色の色調を変えて、または面積を変えて一覧表示するようにしたことを特徴とする生体計測システム。 The biological measurement system according to claim 13,
The centralized control device changes the analysis result of each subject's biological information to a position corresponding to the position of the subject on the display screen, changes the color shade, changes the color tone, or changes the area. A living body measurement system characterized in that a list is displayed.
前記生体光計測装置は、脳の複数の部位の脳活動信号を得ることを特徴とする生体計測システム。 The biological measurement system according to claim 13 or 14,
The living body optical measuring device obtains brain activity signals of a plurality of parts of the brain.
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