JP2013507174A5

JP2013507174A5 -

Info

Publication number: JP2013507174A5
Application number: JP2012533129A
Authority: JP
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2014-08-07
Anticipated expiration: 2030-09-21

Description

一部の実施形態では、これらの断片（又はこれらの断片の部分集合、又は断片の後半半分などの断片の一部、又はその両方）の全てのペア間において、相関係数、共通情報、共分散、又は相互関係を測る任意の計算値が計算される。次に、各刺激について、平均／中央値、及び／又は上記の相互関係の統計に関係した任意の尺度を算出することができる。これらの値は、ＥＥＧ断片が各刺激に同期されているときに互いにどのように関係しているかの尺度を提供する。もしユーザが１つの刺激に注意を向けている場合は、（平均相関係数などの）対応する値は、その他の刺激に対応する値よりも高い。

一部の実施形態では、個々の各断片間における相関係数、共通情報、共分散、又はその他の相互関係などの相互関係と、ＥＥＧ断片の平均／中央値／和とを計算することができる。次に、各刺激について、上記相互関係の統計に関係した平均、中央値、又は任意の計算値を算出することができる。もしユーザがある刺激に注意を向けている場合は、対応する計算値は、その他の刺激に対応する値よりも高いだろう。

一部の実施形態では、時間領域におけるＳＥＰ分類／検出は、複数の脳波検査信号サンプルを受信することと、刺激同期脳波検査信号サンプルを生成することと、複数の脳波検査信号サンプルが刺激のパターンに応答して誘発されているかどうかを決定することとを含む。一部の実施形態では、時間領域におけるＳＥＰ分類／検出は、更に、刺激同期脳波検査信号サンプルについて断片ペア間における相互関係を算出することと、各刺激について相互関係の統計的尺度を決定することと、分類子を使用し、各刺激についての相互関係の統計的尺度にしたがって、刺激がユーザによって注意を向けられているかどうかを決定することとを含む。一部の実施形態では、相互関係は、相関、共通情報、又は共分散を含む。一部の実施形態では、統計的尺度は、平均、中央値、又は和を含む。一部の実施形態では、分類子は、線形判別解析（ＬＤＡ）、神経回路網、又はサポートベクトルマシン（ＳＶＭ）として実装される。一部の実施形態では、最大相互関係値が閾値と比較され、もしそれが閾値を上回る場合は、対応する刺激は、注意を向けられている可能性が高い。

一部の実施形態では、先ず、ＥＥＧデータが各刺激の繰り返し事象／状態に同期され、ＥＥＧと刺激との間における相関係数、共通情報、共分散、又はその他の相互関係などの相互関係を計算することができる。もしユーザがある刺激に注意を向けている場合は、対応する相互関係は、その他の刺激に対応する相互関係よりも高いだろう。

図１４は、一部の実施形態にしたがった、ユーザが刺激に注意を向けているかどうか又はどの刺激にユーザが注意を向けているかを決定するための一技術を示したフローチャートである。１４０１において、ＥＥＧ信号は、刺激の繰り返し開始に同期される。１４０２では、その刺激について、刺激同期ＥＥＧ断片が生成される。一部の実施形態では、断片の長さは、２つの刺激開始間の時間間隔よりも短い／長い。１４０３では、全ての断片ペア間において相関係数が計算される。一部の実施形態では、相関係数は、一部の断片ペア間のみにおいて計算することができる。一部の実施形態では、これらの断片間における相互関係を測る共通情報などのその他の値が計算される。１４０４では、相関係数の平均が計算される。一部の実施形態では、平均の代わりに、相関係数の中央値を計算することができる。１４０６では、各刺激について、ステップ１４０１〜１４０４が繰り返される。１４０５において、もし全ての平均のなかで最大の値（各刺激について１つずつ）が閾値を上回る場合は、対応する刺激が記憶される。一部の実施形態では、システムは、特定のユーザに対するテストに基づいて訓練され、この訓練に基づいて、閾値（又は一部の実施形態では信号徴候）が生成される。１４０７では、ステップ１４０１〜１４０５が数回にわたって繰り返される。１４０８において、もしこれまでの結果が同じ刺激について一致を見る場合は、１４０９において、対応する刺激は、ユーザによって注意を向けられていると決定され、そうでない場合は、１４１０において、注意を向けられている刺激はないと決定される。

図１６は、一部の実施形態にしたがった、時間領域アルゴリズムを示した図である。一部の実施形態では、時間領域分類子技術は、周波数領域への変換を伴わずにＥＥＧ信号を使用する。例えば、１６０１において、ＥＥＧは、刺激事象／状態に同期される。１６０２において、使用することが可能な１つのアプローチは、ＥＥＧと刺激との間における相関又は共通情報などの相互関係を計算することである。もしユーザがその刺激に注意を向けている場合は、出力は、その他の刺激と比べて比較的大きな振幅を有するだろう。また、相互関係は、刺激と、（例えば３０ｍｓ〜５０ｍｓの適切なオフセットを使用した）遅延後のＥＥＧとの間において計算することもできる。幾らかの遅延において、相互関係は、注意を向けられている刺激に対して強いのが通常である。１６０３では、時間領域アルゴリズムの一部の実施形態が、刺激同期ＥＥＧ断片を生成する。１６０４において、一部の実施形態では、これらの断片間における相互関係が計算される。１６０５において、一部の実施形態では、各刺激について刺激同期平均が計算される。一部の実施形態では、各刺激について刺激同期中央値／和又はばらつきなどのその他の刺激同期信号が計算されてよい。１６０６では、ユーザが刺激を見ていると知られるときにＥＥＧの自己回帰モデルを構築することができ、その自己回帰モデルの係数を更なる分類のためのデータ要素として使用することができる。１６０７では、（例えば光が注意を向けられているときの）理想平均の原型を構築し、実際の平均で乗じることができる。高い値の結果は、光が注意を向けられていることを示す。原型は、ユーザが光を見ていると知られているときのＥＥＧ平均を計算することを含む、様々なやり方で構築することができる。１６０８では、平均化ＥＥＧの絶対値が幾らかの期間にわたって積分される。１６０９では、平均化ＥＥＧの頂点間の差が計算される。１６１０では、ユーザが特定の刺激に注意を向けているかどうかを更に判断するために、閾値化、線形判別解析（ＬＤＡ）、Ｋ最近傍（ＫＮＮ）、サポートベクトルマシン（ＳＶＭ）、人工神経回路網（ＡＮＮ）、隠れマルコフモデル（ＨＭＭ）などの分類方法を使用することができる。

以上の実施形態は、理解を明瞭にする目的で幾らか詳細に説明されてきたが、本発明は、提供された詳細に限定されない。本発明の実現には、多くの代替的手法がある。開示された実施形態は、例示的であって、限定的ではない。
適用例１：感覚誘発電位信号分類のための方法であって、複数の脳波検査信号サンプルを受信することと、刺激同期脳波検査信号サンプルを生成することと、前記複数の脳波検査信号サンプルが刺激のパターンに応答して誘発されているかどうかを決定することと、を備える、方法。
適用例２：適用例１に記載の方法であって、ユーザの脳波検査パターンの高度な訓練は必要でない、方法。
適用例３：適用例１に記載の方法であって、前記刺激パターンの高度な知識は必要でない、方法。
適用例４：適用例１に記載の方法であって、感覚誘発電位信号分類は、時間領域において脳波検査信号サンプルを感覚刺激の繰り返し提示に同期させることによって実施される、方法。
適用例５：適用例１に記載の方法であって、感覚誘発電位信号分類は、時間領域において脳波検査信号サンプルを感覚刺激の繰り返し提示に同期させることによって実施され、前記感覚誘発電位信号分類は、視覚誘発電位を含む、方法。
適用例６：適用例１に記載の方法であって、更に、複数の脳波検査信号を検出することを備える、方法。
適用例７：適用例１に記載の方法であって、更に、前記複数の脳波検査信号サンプルを記録することを備える、方法。
適用例８：適用例１に記載の方法であって、更に、前記複数の脳波検査信号サンプルを前記刺激のパターンに同期させることを備える、方法。
適用例９：適用例１に記載の方法であって、更に、各脳波検査信号サンプルを前記刺激のパターンの開始に同期させることを備える、方法。
適用例１０：適用例１に記載の方法であって、更に、どの刺激がユーザによって注意を向けているかを決定することを備える、方法。
適用例１１：適用例１に記載の方法であって、更に、前記感覚誘発電位信号分類に基づいて制御信号を生成することを備える、方法。
適用例１２：適用例１に記載の方法であって、更に、前記刺激同期脳波検査信号サンプルについて断片ペア間における相互関係を算出することと、各刺激について前記相互関係の統計的尺度を決定することと、分類子を使用し、各刺激についての前記相互関係の前記統計的尺度にしたがって、刺激がユーザによって注意を向けられているかどうかを決定することと、を備える、方法。
適用例１３：適用例１に記載の方法であって、更に、前記刺激同期脳波検査信号サンプルについて断片ペア間における相互関係を算出することと、各刺激について前記相互関係の統計的尺度を決定することと、分類子を使用し、各刺激についての前記相互関係の前記統計的尺度にしたがって、刺激がユーザによって注意を向けられているかどうかを決定することと、を備え、前記相互関係は、相関、共通情報、又は共分散を含む、方法。
適用例１４：適用例１に記載の方法であって、更に、前記刺激同期脳波検査信号サンプルについて断片ペア間における相互関係を算出することと、各刺激について前記相互関係の統計的尺度を決定することと、分類子を使用し、各刺激についての前記相互関係の前記統計的尺度にしたがって、刺激がユーザによって注意を向けられているかどうかを決定することと、を備え、前記統計的尺度は、平均、中央値、又は和を含む、方法。
適用例１５：感覚誘発電位信号分類のためのシステムであって、プロセッサと、前記プロセッサに結合され、前記プロセッサに命令を提供するように構成されたメモリと、を備え、前記プロセッサは、複数の脳波検査信号サンプルを受信し、刺激同期脳波検査信号サンプルを生成し、前記複数の脳波検査信号サンプルが刺激のパターンに応答して誘発されているかどうかを決定するように構成される、システム。
適用例１６：適用例１５に記載のシステムであって、ユーザの脳波検査パターンの高度な訓練は必要でない、システム。
適用例１７：適用例１５に記載のシステムであって、前記刺激パターンの高度な知識は必要でない、システム。
適用例１８：適用例１５に記載のシステムであって、感覚誘発電位信号分類は、時間領域において脳波検査信号サンプルを感覚刺激の繰り返し提示に同期させることによって実施され、前記感覚誘発電位信号分類は、視覚誘発電位を含む、システム。
適用例１９：感覚誘発電位信号分類のためのコンピュータプログラム製品であって、コンピュータ可読ストレージメディアに実装され、複数の脳波検査信号サンプルを受信するための命令と、刺激同期脳波検査信号サンプルを生成するための命令と、前記複数の脳波検査信号サンプルが刺激のパターンに応答して誘発されているかどうかを決定するための命令と、を備える、コンピュータプログラム製品。
適用例２０：適用例１９に記載のコンピュータプログラム製品であって、ユーザの脳波検査パターンの高度な訓練は必要でない、コンピュータプログラム製品。
適用例２１：適用例１９に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記刺激パターンの高度な知識は必要でない、コンピュータプログラム製品。
適用例２２：適用例１９に記載のコンピュータプログラム製品であって、感覚誘発電位信号分類は、時間領域において脳波検査信号サンプルを感覚刺激の繰り返し提示に同期させることによって実施され、前記感覚誘発電位信号分類は、視覚誘発電位を含む、コンピュータプログラム製品。

Claims

感覚誘発電位信号分類のための方法であって、
ランダムに更新される周波数によって特徴付けられる刺激パターンを生成し、
リアルタイムにて前記刺激パターンの周波数を決定し、前記決定された刺激パターンの周波数は現在の前記刺激パターンの周波数であり、
前記刺激パターンに応答して現在のユーザから誘発された複数の脳波検査信号サンプルを受け取り、
周波数領域に変換することなく、時間領域において前記複数の脳波検査信号サンプルを時間領域における前記刺激パターンと同期し、
刺激同期脳波検査信号サンプルを生成し、
リアルタイムにて、時間領域分類子を用いて、前記複数の脳波検査信号サンプルが前記刺激パターンに応答して誘発されたか否かを決定し、
前記複数の脳波検査パターンが前記刺激パターンに応答して誘発されたか否かの決定は、動的または適応的に、リアルタイムにて決定された前記現在のユーザの脳波検査パターンが用いられ、前記現在のユーザの現在脳波検査応答パターンの前に決定された前記ユーザの脳波検査応答パターンが用いられず、およびリアルタイムにて決定された前記刺激パターンの前記周波数が用いられる方式にてリアルタイムで実行され、
前記感覚誘発電位信号分類は、前記刺激同期脳波検査信号サンプルの断片ペア間の相互関係を計算し、各刺激についての前記相互関係の統的計的尺度を決定し、前記時間領域分類子を用いて各刺激についての相互関係の前記統計的尺度に従って刺激が前記現在のユーザにより注意を向けられているか否かを決定することにより算出される、
方法。
請求項１に記載の方法であって、
感覚誘発電位信号分類は、時間領域において脳波検査信号サンプルを感覚刺激の繰り返し提示に同期させることによって実施される、方法。
請求項１に記載の方法であって、
感覚誘発電位信号分類は、時間領域において脳波検査信号サンプルを感覚刺激の繰り返し提示に同期させることによって実施され、前記感覚誘発電位信号分類は、視覚誘発電位を含む、方法。
請求項１に記載の方法であって、更に、
複数の脳波検査信号を検出することを備える、方法。
請求項１に記載の方法であって、更に、
前記複数の脳波検査信号サンプルを記録することを備える、方法。
請求項１に記載の方法であって、更に、
前記複数の脳波検査信号サンプルを前記刺激のパターンに同期させることを備える、方法。
請求項１に記載の方法であって、更に、
各脳波検査信号サンプルを前記刺激のパターンの開始に同期させることを備える、方法。
請求項１に記載の方法であって、更に、
どの刺激がユーザによって注意が向けられているかを決定することを備える、方法。
請求項１に記載の方法であって、更に、
前記感覚誘発電位信号分類に基づいて制御信号を生成することを備える、方法。
請求項１に記載の方法であって、
前記相互関係は、相関、共通情報、又は共分散を含む、方法。
請求項１に記載の方法であって、
前記統計的尺度は、平均、中央値、又は和を含む、方法。
感覚誘発電位信号分類のためのシステムであって、
プロセッサと、
前記プロセッサに結合され、前記プロセッサに命令を提供するように構成されたメモリと、
を備え、
前記プロセッサは、
ランダムに更新される周波数によって特徴付けられる刺激パターンを生成し、
リアルタイムにて前記刺激パターンの周波数を決定し、前記決定された刺激パターンの周波数は現在の前記刺激パターンの周波数であり、
前記刺激パターンに応答して現在のユーザから誘発された複数の脳波検査信号サンプルを受け取り、
周波数領域に変換することなく、時間領域において前記複数の脳波検査信号サンプルを時間領域における前記刺激パターンと同期し、
刺激同期脳波検査信号サンプルを生成し、
リアルタイムにて、時間領域分類子を用いて、前記複数の脳波検査信号サンプルが前記刺激パターンに応答して誘発されたか否かを決定するように構成され、
前記複数の脳波検査パターンが前記刺激パターンに応答して誘発されたか否かの決定は、動的または適応的に、リアルタイムにて決定された前記現在のユーザの脳波検査パターンが用いられ、前記現在のユーザの現在脳波検査応答パターンの前に決定された前記ユーザの脳波検査応答パターンが用いられず、およびリアルタイムにて決定された前記刺激パターンの前記周波数が用いられる方式にてリアルタイムで実行され、
感覚誘発電位信号分類は、前記刺激同期脳波検査信号サンプルの断片ペア間の相互関係を計算し、各刺激についての前記相互関係の統的計的尺度を決定し、前記時間領域分類子を用いて各刺激についての相互関係の前記統計的尺度に従って刺激が前記現在のユーザにより注意を向けられているか否かを決定することにより算出される、
システム。
請求項１２に記載のシステムであって、
感覚誘発電位信号分類は、時間領域において脳波検査信号サンプルを感覚刺激の繰り返し提示に同期させることによって実施され、前記感覚誘発電位信号分類は、視覚誘発電位を含む、システム。
感覚誘発電位信号分類のためのコンピュータプログラムであって、
ランダムに更新される周波数によって特徴付けられる刺激パターンを生成する機能と、
リアルタイムにて前記刺激パターンの周波数を決定する機能と、前記決定された刺激パターンの周波数は現在の前記刺激パターンの周波数であり、
前記刺激パターンに応答して現在のユーザから誘発された複数の脳波検査信号サンプルを受け取る機能と、
周波数領域に変換することなく、時間領域において前記複数の脳波検査信号サンプルを時間領域における前記刺激パターンと同期する機能と、
刺激同期脳波検査信号サンプルを生成する機能と、
リアルタイムにて、時間領域分類子を用いて、前記複数の脳波検査信号サンプルが前記刺激パターンに応答して誘発されたか否かを決定する機能とをコンピュータによって実現させ、
前記複数の脳波検査パターンが前記刺激パターンに応答して誘発されたか否かの決定は、動的または適応的に、リアルタイムにて決定された前記現在のユーザの脳波検査パターンが用いられ、前記現在のユーザの現在脳波検査応答パターンの前に決定された前記ユーザの脳波検査応答パターンが用いられず、およびリアルタイムにて決定された前記刺激パターンの前記周波数が用いられる方式にてリアルタイムで実行され、
感覚誘発電位信号分類は、前記刺激同期脳波検査信号サンプルの断片ペア間の相互関係を計算し、各刺激についての前記相互関係の統的計的尺度を決定し、前記時間領域分類子を用いて各刺激についての相互関係の前記統計的尺度に従って刺激が前記現在のユーザにより注意を向けられているか否かを決定することにより算出される、
コンピュータプログラム。
請求項１４に記載のコンピュータプログラムであって、
感覚誘発電位信号分類は、時間領域において脳波検査信号サンプルを感覚刺激の繰り返し提示に同期させることによって実施され、前記感覚誘発電位信号分類は、視覚誘発電位を含む、コンピュータプログラム。
請求項１に記載の方法において、さらに、前記刺激パターンを制御するために用いられる信号を受信すること、を備える方法。