JP2018153469A - 情報表示装置、生体信号計測システムおよびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】外部装置を用いずに、取得したい信号とノイズ信号が混在した複雑な信号からノイズ信号を抜け漏れなく抽出することができ、ノイズ除去のプロセスが最適であることを確認させることができる、情報表示装置を提供する。【解決手段】検出された生体信号に基づく複数の信号波形から切り出された複数の特定の波形から所望の成分を抽出する成分抽出手段と、前記成分抽出手段による複数の抽出結果から一の前記抽出結果をノイズの成分とする選択を受け付けるノイズ成分選択手段と、を備え、前記ノイズ成分選択手段は、前記成分抽出手段による複数の前記抽出結果とともに、前記特定の波形の発生時刻を表示する。【選択図】図２３

Description

本発明は、情報表示装置、生体信号計測システムおよびプログラムに関する。

脳磁計（ＭＥＧ：Magneto-encephalography）は、脳内の神経活動から発せられる微弱な磁場を測定することにより、脳機能を検査する装置である。

ところで、脳磁計を用いて磁場を測定する際、心臓から発せられる磁場など生体依存のノイズが混入する場合がある。そこで、測定される脳磁場信号に混入するノイズを除去する技術が、いくつか開示されている。

特許文献１には、心臓の磁場を測る専用の装置を用い、磁場波形を解析することでノイズの発生時刻を検出し、元の磁場信号からノイズ信号を差し引くことで脳磁場信号に混入するノイズを除去する技術が開示されている。

しかしながら、従来の技術によれば、心臓の磁場を測る専用の装置から得られた心臓磁場の波形を用いているため、脳磁計で得られる磁場信号を対象とした場合、ノイズとして混入している心臓から発せられる磁場の波形を明確に見分けることは難しい。また、従来の技術によれば、ノイズの発生と同期するための外部装置が必要になり、装置構成が複雑となる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、外部装置を用いずに、取得したい信号とノイズ信号が混在した複雑な信号からノイズ信号を抜け漏れなく抽出することができ、ノイズ除去のプロセスが最適であることを確認させることができる、情報表示装置、生体信号計測システムおよびプログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、検出された生体信号に基づく複数の信号波形から切り出された複数の特定の波形から所望の成分を抽出する成分抽出手段と、前記成分抽出手段による複数の抽出結果から一の前記抽出結果をノイズの成分とする選択を受け付けるノイズ成分選択手段と、を備え、前記ノイズ成分選択手段は、前記成分抽出手段による複数の前記抽出結果とともに、前記特定の波形の発生時刻を表示する、ことを特徴とする。

本発明によれば、検出された生体信号に基づく複数の信号波形から切り出された複数の特定の波形から所望の成分を抽出し、特定の波形の発生時刻の表示を参照しつつ、複数の抽出結果から一の抽出結果をノイズの成分とする選択を受け付けることにより、外部装置を用いずに、取得したい信号とノイズ信号が混在した複雑な信号からノイズ信号を抜け漏れなく抽出することができ、ノイズ除去のプロセスが最適であることを確認させることができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態にかかる生体信号計測システムの概略図である。 図２は、開始画面の一例を示す正面図である。 図３は、測定収録画面の一例を示す正面図である。 図４は、測定収録画面の左側の領域の拡大図である。 図５は、測定収録画面の右側の領域の拡大図である。 図６は、測定収録画面の左側の領域の拡大図である。 図７は、アノテーションリストを示す拡大図である。 図８は、測定収録段階での情報表示処理の流れを概略的に示すフローチャートである。 図９は、解析画面の一例を示す正面図である。 図１０は、解析画面の左側の領域の拡大図である。 図１１は、解析画面の右側の領域の拡大図である。 図１２は、ラインが選択された直後の解析画面の正面図である。 図１３は、図１２に示した解析画面の左側の領域の拡大図である。 図１４は、図１２に示した解析画面の右側の領域の拡大図である。 図１５は、解析段階での情報表示処理の流れを概略的に示すフローチャートである。 図１６は、表示レイアウトの変形例を示す図である。 図１７は、表示レイアウトの別の変形例を示す図である。 図１８は、解析段階での情報表示処理におけるノイズ除去処理の流れを概略的に示すフローチャートである。 図１９は、ノイズ除去メインダイアログの一例を示す正面図である。 図２０は、スライダによる表示範囲の調整例を示す図である。 図２１は、ノイズ時刻の指定誤差の一例を示す図である。 図２２は、主成分分析（ＰＣＡ）の一例を示す図である。 図２３は、ノイズ除去コンポーネント選択ダイアログの一例を示す正面図である。 図２４は、主成分分析（ＰＣＡ）に応じた信号の再構成の一例を示す図である。 図２５は、情報表示装置のハードウェア構成図である。 図２６は、情報表示装置の機能ブロック図である。 図２７は、ノイズ除去メインダイアログの表示レイアウトの変形例を示す図である。

図１は、実施の形態にかかる生体信号計測システム１の概略図である。生体信号計測システム１は、複数種類の生体信号、たとえば脳磁図（ＭＥＧ：Magneto-encephalography）信号と脳波図（ＥＥＧ：Electro-encephalography）信号を測定し、表示する。

図１に示すように、生体信号計測システム１は、測定装置３と、測定テーブル４と、データ収録サーバ４２と、情報表示装置２０とを備えている。情報表示装置２０は、測定で得られた信号情報と解析結果とを表示するモニタディスプレイ２６を有する。本実施の形態では、データ収録サーバ４２と情報表示装置２０とが別々に設けられているが、データ収録サーバ４２の少なくとも一部を情報表示装置２０に組み込んでもよい。

測定対象である被測定者は、頭に脳波測定用の電極（またはセンサ）を付けた状態で測定テーブル４に仰向けで横たわり、測定装置３のデュワ３０の窪み３１に頭部を入れる。デュワ３０は、液体ヘリウムを用いた極低温環境の保持容器であり、デュワ３０の窪み３１の内側には脳磁測定用の多数の磁気センサが配置されている。測定装置３は、電極からの脳波信号と、磁気センサからの脳磁信号とを収集する。測定装置３は、収集された生体信号をデータ収録サーバ４２に出力する。

なお、一般的に、磁気センサを内蔵するデュワ３０と測定テーブル４とは磁気シールドルーム内に配置されているが、図示の便宜上、磁気シールドルームを省略している。

データ収録サーバ４２は、測定装置３から出力された生体信号などのデータを収録する。

情報表示装置２０は、データ収録サーバ４２に収録されたデータを読み出してモニタディスプレイ２６に表示するとともに、解析する。情報表示装置２０は、複数の磁気センサからの脳磁信号の波形と、複数の電極からの脳波信号の波形とを、同じ時間軸上に同期させて表示する。脳波信号は、神経細胞の電気的な活動（シナプス伝達の際にニューロンの樹状突起で起きるイオン電荷の流れ）を電極間の電圧値として表すものである。脳磁信号は、脳の電気活動により生じた微小な磁場変動を表わす。脳磁場は、高感度の超伝導量子干渉計（ＳＱＵＩＤ）センサで検知される。

図２は、情報表示装置２０のモニタディスプレイ２６に表示される開始画面２０４の一例を示す正面図である。図２に示すように、情報表示装置２０のモニタディスプレイ２６に表示される開始画面２０４には、「測定収録」と「解析」の選択ボックスが表示される。脳波及び／または脳磁測定の場合、データの測定収録とデータの解析は、別々の主体によって行われる場合が多い。たとえば、測定技師（測定者）によって開始画面２０４の「測定収録」のボックスが選択されると、測定装置３は、測定されたデータをデータ収録サーバ４２に順次保存する。情報表示装置２０は、データ収録サーバ４２に保存されたデータを読み出してモニタディスプレイ２６に表示する。測定収録の終了後、医師などの解析者によって開始画面２０４の「解析」の選択ボックスが選択されると、情報表示装置２０は、データ収録サーバ４２に収録された測定データを読み出して解析する。

＜測定収録時の動作＞
まず、情報表示装置２０の測定収録時の動作について説明する。

図３は、測定収録時の情報表示装置２０のモニタディスプレイ２６に表示される測定収録画面２０５の一例を示す正面図である。図３に示すように、測定収録画面２０５は、画面のタブ１１１に「測定収録」画面であることが表示されている。測定収録画面２０５は、測定された信号波形を表示する領域２０１Ａと、信号波形以外のモニタ情報を表示する領域２０１Ｂとを有する。信号波形を表示する領域２０１Ａは、測定者からみて画面の左側に配置され、信号波形以外のモニタ情報を表示する領域２０１Ｂは、測定者からみて画面の右側に配置されている。測定収録画面２０５は、リアルタイムで検出され表示される波形の動き（画面の左側から右側に向かって表示される）に合わせた測定者の視線の動きと、画面左側の領域２０１Ａから右側の領域２０１Ｂへマウスを移動させるときの動きに無駄が生じず、作業効率が向上する。

測定収録画面２０５は、表示画面の領域２０１Ｂに、測定中に被測定者の様子を確認するためのモニタウィンドウ１７０を表示する。測定収録画面２０５は、測定中の被測定者のライブ映像を表示することで、後述するように、信号波形のチェック、判断の信頼性を高めることができる。

なお、図３に示す測定収録画面２０５では、ひとつのモニタディスプレイ２６の表示画面に、測定収録画面２０５の全体が表示される場合を示しているが、左側の領域２０１Ａと右側の領域２０１Ｂを、２台もしくはそれ以上のモニタディスプレイに分けて別々に表示してもよい。

図４は、測定収録画面２０５の左側の領域２０１Ａの拡大図である。図４に示すように、領域２０１Ａは、信号検出の時間情報を画面の水平方向（第１方向）に表示する第１の表示部１１０と、信号検出に基づく複数の信号波形を画面の垂直方向（第２方向）に並列に表示する第２の表示部１０１〜１０３とを有する。

表示部１１０で表示される時間情報は、図４の例では、時間軸１１２に沿って付された時間表示を含むタイムラインであるが、時間（数字）を表示せずに、帯状の軸だけでもよいし、軸を設けずに時間（数字）の表示だけであってもよい。また、画面上側の表示部１１０の他に、表示部１０３の下側に時間軸１１２を表示して、タイムラインを表示してもよい。

測定収録画面２０５の領域２０１Ａでは、同種の複数のセンサから取得される複数の信号波形、あるいは複数種類のセンサ群から取得される複数種類の信号の波形が、同じ時間軸で同期して表示される。たとえば、表示部１０１には被測定者の頭部右側から得られる複数の脳磁信号の波形が、表示部１０２には被測定者の頭部左側から得られる複数の脳磁信号の波形が、それぞれ並列に表示されている。表示部１０３には、複数の脳波信号の波形が並列に表示されている。これらの複数の脳波信号波形は、各電極間で測定された電圧信号である。これらの複数の信号波形の各々は、その信号が取得されたセンサの識別番号あるいはチャネル番号と対応付けられて表示されている。

測定が開始され各センサからの測定情報が収集されると、情報表示装置２０は、時間の経過とともに領域２０１Ａの各表示部１０１〜１０３の左端から右方向に向けて信号波形を表示する。測定収録画面２０５のライン１１３は計測の時刻（現在）を示しており、画面の左から右に向けて移動する。情報表示装置２０は、領域２０１Ａの右端（時間軸１１２の右端）まで信号波形が表示されると、その後は画面の左端から右に向けて徐々に信号波形を消し、消えた位置に新しい信号波形を順次左から右方向に表示し且つライン１１３を左端から右に向けて移動させる。これとともに、情報表示装置２０は、水平方向の表示部１１０でも測定の進行に対応して、時間の経過を時間軸１１２上に表示する。データ収録サーバ４２への測定収録は、終了ボタン１１９が押されるまで継続される。

情報表示装置２０は、測定収録画面２０５の領域２０１Ａにおいて、測定者（収録者）がデータ収録中に信号波形上でノイズ波形、波形の乱れ、振幅の特異点などに気付いたときに、問題となる箇所または範囲に対する信号波形上でのマーキングを受け付ける。マーキングの箇所または範囲は、マウスによるポインタ操作あるいはクリック操作で指定することができる。情報表示装置２０は、指定された箇所（または範囲）を、表示部１０１〜１０３の信号波形上に強調表示するとともに、指定結果が対応する時刻位置又は時間範囲で、表示部１１０の時間軸１１２に沿って表示する。情報表示装置２０は、時間軸１１２上への表示を含むマーキングの情報を、信号波形データとともに保存する。測定収録画面２０５の領域２０１Ａにおいて指定された箇所は或る時刻に対応し、測定収録画面２０５の領域２０１Ａにおいて指定された範囲は或る時刻を含む一定範囲に対応する。

図４に例示する測定収録画面２０５の領域２０１Ａでは、時刻ｔ１で、表示部１０３で１以上のチャネルを含む範囲が指定され、マーク１０３ａ−１で時刻ｔ１を含んだ時間がハイライト表示されている。図４に例示する測定収録画面２０５の領域２０１Ａでは、マーク１０３ａ−１の表示と関連して表示部１１０の対応する時刻位置に、指定結果を示すアノテーション１１０ａ−１が表示されている。また、図４に例示する測定収録画面２０５の領域２０１Ａでは、時刻ｔ２で、表示部１０３で別の波形位置またはその近傍がマークされ、その位置（時刻ｔ２）または近傍の領域（少なくとも時間範囲か複数の波形のいずれか一つが指示される）にマーク１０３ａ−２がハイライト表示されている。同時に、図４に例示する測定収録画面２０５の領域２０１Ａでは、表示部１１０の対応する時刻位置（時間範囲）に、アノテーション１１０ａ−２が表示される。

時刻ｔ１で表示部１１０に追加されたアノテーション１１０ａ−１は、一例として、アノテーション識別番号と、波形の属性を示す情報とを含む。この例では、アノテーション番号「１」とともに、波形の属性を表わすアイコンと「strong spike」（ストロングスパイク）というテキスト情報とが表示されている。

図４に示すように、時刻ｔ２で、測定者が別の波形箇所またはその近傍領域を指定すると、情報表示装置２０は、指定された箇所でマーク１０３ａ−２をハイライト表示し、これとともに、表示部１１０の対応する時刻位置に、アノテーション番号「２」を表示する。さらに、情報表示装置２０は、ハイライト表示された箇所に、属性選択のためのポップアップウィンドウ１１５を表示する。ポップアップウィンドウ１１５は、種々の属性を選択する選択ボタン１１５ａと、コメントや追加情報を入力する入力ボックス１１５ｂとを有する。選択ボタン１１５ａには、波形の属性として「速波（fast activity）」、「眼球運動（eye motion）」、「体動（body motion）」、「スパイク（spike）」など、波形乱れの要因が示されている。測定者は、画面の領域２０１Ｂのモニタウィンドウ１７０で被測定者の様子を確認することができるので、波形の乱れの原因を示す属性を適切に選択することができる。たとえば、波形にスパイクが生じたときに、てんかんの症状を示すスパイクなのか、被測定者の体動（くしゃみなど）に起因するスパイクなのかを判断することができる。

時刻ｔ１でも同じ操作が行われており、図４では、ポップアップウィンドウ１１５で「スパイク」の選択ボタン１１５ａが選択され、入力ボックス１１５ｂに「strong spike」と入力されたことにより表示部１１０にアノテーション１１０ａ―１が表示されている。このような表示態様により、同じ時間軸１１２上に多数の信号波形を同期して表示する際に、信号波形の注目箇所または範囲を視認により容易に特定することができ、かつ注目箇所の基本情報を容易に把握することができる。

なお、アノテーション１１０ａ−１の一部または全部、たとえば、属性アイコンとテキストアノテーションの少なくとも一方を、表示部１０３の信号波形上のマーク１０３ａ−１の近傍にも表示してもよい。信号波形上へのアノテーションの追加は、波形形状のチェックの妨げになる場合もあり得るので、表示部１０１〜１０３の信号波形上にアノテーションを表示させる場合は、表示・非表示を選択可能にしておくことが望ましい。

測定収録画面２０５の領域２０１Ａは、カウンタボックス１１８を備える。カウンタボックス１１８は、スパイクアノテーションの累積数を表示する。情報表示装置２０は、「スパイク」が選択される都度、カウンタボックス１１８のカウンタ値をインクリメントし、収録開始から現在（ライン１１３）までのトータルのスパイク数を一目でわかるようにしている。

図５は、測定収録画面２０５の右側の領域２０１Ｂの拡大図であり、図４と同じ時刻（ライン１１３の時点）での状態を示す。情報表示装置２０は、測定収録画面２０５の領域２０１Ｂのモニタウィンドウ１７０に、頭部を測定装置３に入れて測定テーブル４に横たわっている被測定者の状態のライブ映像を表示する。情報表示装置２０は、測定収録画面２０５の領域２０１Ｂに、表示部１０１、１０２、１０３の信号波形の各々に対応する分布図１４１、１４２、１３０と、アノテーションリスト１８０とを表示する。

アノテーションリスト１８０は、図４の信号波形上でマークされたアノテーションの一覧である。表示部１０１〜１０３で信号波形上の位置または範囲が指定されアノテーションが付される都度、対応する情報がアノテーションリスト１８０に順次追加される。測定収録画面２０５におけるアノテーションリスト１８０への追加と表示は、たとえば降順（新しいデータを上に表示）で行われるが、この例に限定されない。アノテーションリスト１８０の表示を昇順にしてもかまわないが、表示部１１０で時間軸１１２に沿って表示されるアノテーションとの対応関係がわかるように表示する。さらに、表示順序を変更させたり、項目ごとにソートさせたりすることも可能である。

図５に示すアノテーションリスト１８０の例では、アノテーション番号「１」に対応する時刻情報と、付加されたアノテーション情報とがリストされている。アノテーション情報として、「スパイク」を表わす属性アイコンと、「strong spike」というテキストとが記録されている。また、図５に示すアノテーションリスト１８０の例では、マーク１０３ａ−１がハイライト表示された時点で、アノテーション番号「２」に対応する時刻情報がリストされている。

情報表示装置２０は、測定収録画面２０５の領域２０１Ｂにおけるアノテーションリスト１８０の近傍に、アノテーションの表示／非表示を選択する表示／非表示の選択ボックス１８０ａを配置する。選択ボックス１８０ａで非表示が選択されると、表示部１０１〜１０３で、信号波形上のハイライトマーク以外のアノテーションが非表示にされるが、表示部１１０の時間軸１１２に沿ったアノテーションの表示は維持される。これにより、信号波形の視認性を阻害せずにアノテーション情報を認識可能にする。

図６は、時刻ｔ２でポップアップウィンドウ１１５の「スパイク」が選択され、「normal spike」（ノーマルスパイク）というテキストが入力された直後の測定収録画面２０５の左側の領域２０１Ａの拡大図である。図４で例示したポップアップウィンドウ１１５で「ＯＫ」ボタンが選択されると、情報表示装置２０は、ポップアップウィンドウ１１５を閉じて、図６に示すように表示部１１０の対応する時刻位置にアノテーション１１０ａ−２を表示する。情報表示装置２０は、アノテーション番号「２」と対応付けて、「スパイク」を表わす属性アイコンと、「normal spike」のテキスト情報とを表示する。これと同時に、情報表示装置２０は、カウンタボックス１１８の値をインクリメントする。また、情報表示装置２０は、ハイライト表示されたマーク１０３ａ−２の近傍に、属性アイコン１０６−２を表示する。なお、図６に示す例では、マーク１０３ａ−１の近傍にも属性アイコン１０６−１が表示されているが、上述したように、属性アイコン１０６−１、１０６−２の表示、非表示は選択可能である。マーク１０３ａ−１と属性アイコン１０６−１を含むアノテーションＡ１、及びマーク１０３ａ−２と属性アイコン１０６−２を含むアノテーションＡ２も、アノテーション情報に含まれる。

図７は、アノテーションリスト１８０を示す拡大図である。情報表示装置２０は、画面左側の領域２０１Ａでマーク１０３ａ―２に対応するアノテーションが付加されたことにより、アノテーションリスト１８０を更新する。図７に示すように、アノテーションリスト１８０においては、アノテーション番号「２」に「normal spike」というメモが追加される。

以下同様に、測定中に領域２０１Ａで信号波形上の特定の箇所または範囲が指定される都度、指定箇所が強調表示されるとともに、表示部１１０の時間軸１１２に沿ってアノテーション情報が表示される。領域２０１Ｂでは、アノテーションリスト１８０にアノテーション情報が順次追加される。

なお、アノテーションリスト１８０及び信号波形表示の領域２０１Ａにおいて、アノテーション番号の表示は必須ではなく、用いなくてもよい。付加されたアノテーションを識別できる情報であれば任意の情報を識別情報として用いることができる。たとえば、属性アイコンと属性文字列（「strong spike」など）と、時間軸１１２の近傍に時刻と対応付けて表示してもよい。さらに、領域２０１Ａにファイル番号（図６の「Ｆｉｌｅ」の項目に表示される番号）を併記して表示してもよい。

情報表示装置２０は、測定収録画面２０５の左側の領域２０１Ａの終了ボタン１１９（図４に示す）が選択（押下）され測定が終了すると、表示部１０１〜１０３で指定されたハイライト箇所を信号波形に対応付けて保存する。情報表示装置２０は、表示部１１０の対応する時刻位置に表示されたアノテーション情報も、アノテーション番号と時刻に対応付けて保存する。情報表示装置２０は、カウンタボックス１１８のカウンタ値、アノテーションリスト１８０の内容などの関連情報も保存する。情報表示装置２０は、これらの表示情報を保存することで、測定者と解析者が異なる場合でも、解析者は容易に問題となる箇所を認識し、解析することができる。

図８は、情報表示装置２０で行われる測定収録段階での情報表示処理の流れを概略的に示すフローチャートである。

図８に示すように、情報表示装置２０は、図２に示す開始画面２０４で「測定収録」が選択されると（Ｓ１１）、測定装置３に測定を開始させ、複数の信号の波形を同じ時間軸に沿って同期して表示する（Ｓ１２）。ここで「複数の信号波形」という場合は、同一種類の複数のセンサで検知された信号波形と、異なる種類のセンサの各々で検知された複数の信号波形の両方を含む。

次に、情報表示装置２０は、表示されている信号波形上で注目箇所または範囲が指定されたか否かを判断する（Ｓ１３）。

情報表示装置２０は、注目位置または領域の指定があると（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、信号波形の表示領域（表示部１０１〜１０３）に指定箇所を強調表示するとともに、時間軸領域（表示部１１０）の対応する時刻位置に指定結果を表示する（Ｓ１４）。指定結果には、指定がなされたこと自体を示す情報、または指定の識別情報が含まれる。

次に、情報表示装置２０は、時間軸領域への指定結果の表示と同時に、あるいは前後して、アノテーションの入力要求の有無を判断する（Ｓ１５）。

情報表示装置２０は、アノテーションの入力要求がある場合は（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、入力されたアノテーション情報を時間軸領域の対応する時刻位置に表示するとともに、アノテーションリストに追加する（Ｓ１６）。

その後、情報表示装置２０は、測定終了コマンドが入力されたか否かを判断する（Ｓ１７）。

情報表示装置２０は、注目位置（領域）の指定がない場合（Ｓ１３：Ｎｏ）、及びアノテーションの入力要求がない場合（Ｓ１５：Ｎｏ）、ステップＳ１７へ飛んで測定終了の判断を行う。情報表示装置２０は、測定が終了するまで（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、ステップＳ１３〜Ｓ１６を繰り返す。

この情報表示方法により、複数のセンサからの信号を収集する際に、信号情報の視認性の高い測定収録画面２０５が提供される。

＜解析時の動作＞
次に、情報表示装置２０の解析時の動作について説明する。

図９は、解析時の情報表示装置２０のモニタディスプレイ２６に表示される解析画面２０６の一例を示す正面図である。図９に示すように、解析画面２０６は、図２の開始画面２０４で「解析」ボタンを選択することで表示させる。解析画面２０６は、画面のタブ１１１に「解析」画面であることが表示されている。解析画面２０６は、収録された信号波形をアノテーションとともに表示する領域２０２Ａと、解析情報を表示する領域２０２Ｂとを有する。収録された信号波形とアノテーション情報を表示する領域２０２Ａは、測定者からみて画面の左側に配置され、解析表示する領域２０２Ｂは、測定者からみて右側に配置されている。これは、解析の際に、領域２０２Ａで信号波形をチェックまたは選択しながら、マウスなどを操作して領域２０２Ｂで解析結果を確認または確定させる作業の効率が良いからである。

解析画面２０６は、領域２０２Ａの第２の表示部１０３の脳波信号の波形の画面上方に、第２の表示部１０１，１０２の脳磁信号の波形を表示している。また、解析画面２０６は、領域２０２Ａの右側の領域２０２Ｂにおいて、領域２０２Ａに近い側の画面領域で且つ画面上方に脳磁分布図１４１，１４２を表示し、脳波分布図１３０をその下方に表示している。このため、解析者は、第２の表示部１０３の「脳波信号の波形」→第２の表示部１０１，１０２の「脳磁信号の波形」→脳磁分布図１４１，１４２→脳波分布図１３０の順に（この場合は、時計回りで）視線移動を行える。そのため、解析者（または測定者）の視線移動が効率的になり、その結果、解析作業効率を向上させることが可能となる。なお、上記では、時計回りとして説明したがこの例に限定されない。

図１０は、解析画面２０６の左側の領域２０２Ａの拡大図である。図１０に示すように、領域２０２Ａは、測定時の時間情報を画面の水平方向（第１方向）に表示する表示部１１０及び表示部１２０と、収録された信号波形を種類ごとに画面の垂直方向（第２方向）に並べて表示する表示部１０１〜１０３とを有する。

情報表示装置２０は、表示部１１０に、収録時の時間の経過を示す時間軸１１２と、時間軸１１２に沿って付加されたアノテーション１１０ａ−７、１１０ａ−８とを表示する。情報表示装置２０は、表示部１２０に収録時間の全体を示す時間軸１２２を表示する。情報表示装置２０は、時間軸１２２に沿って、アノテーションが付加された時刻位置を示すポインタマーク１２０ａと、表示部１０１〜１０３に現在表示されている信号波形が収録された時間帯を示すタイムゾーン１２０ｂとを表示する。この表示により、解析者は、現在解析中の信号波形が、測定収録時のどの段階で取得された信号波形なのかを直感的に把握することができる。

解析者は、解析画面２０６を開いた後に、たとえば、時間軸１２２のバー上でタイムゾーン１２０ｂをドラッグすることで所望の時間帯の信号波形を表示部１０１〜１０３に表示させることができる。あるいは、後述するように、解析者は、アノテーションリスト１８０の中から所望のアノテーションを選択することで、そのアノテーションを含む前後の信号波形を表示部１０１〜１０３に表示させることができる。

図１０に例示する解析画面２０６の領域２０２Ａでは、表示部１０１〜１０３に、収録時に信号波形に付加されたアノテーションＡ７、Ａ８が表示されている。図１０に例示する解析画面２０６の領域２０２Ａでは、マーク１０３ａ−７，１０３ａ−８がハイライト表示され、マーク１０３ａ−７，１０３ａ−８の近傍に対応する属性アイコン１０６−７，１０６−８が表示されている。また、図１０に例示する解析画面２０６の領域２０２Ａでは、マーク１０３ａ−７，１０３ａ−８の時刻位置を示す縦のライン１１７−７，１１７−８が表示されている。ライン１１７が表示されることで、たとえば、表示部１０３の所定の箇所の指定と関連してアノテーションが付加されたときに、異なる種類の信号表示エリアである表示部１０２，１０１においても、指定の結果が容易に視認できる。ライン１１７は、アノテーション情報の視認を容易にするという意味でアノテーション情報に含めることができ、「アノテーションライン」と称してもよい。ライン１１７を選択することで、その時刻の前後の一定時間を含めて、信号波形が拡大表示される。この処理については後述する。

図１１は、解析画面２０６の右側の領域２０２Ｂの拡大図であり、図１０と同じ時刻での状態を示す。情報表示装置２０は、解析画面２０６の領域２０２Ｂに、領域２０２Ａの表示部１０１と１０２に表示されている信号波形に対応する脳磁分布図１４１、１４２、及び領域２０２Ａの表示部１０３に表示されている信号波形に対応する脳波分布図１３０を表示する。

また、情報表示装置２０は、解析画面２０６の領域２０２Ｂに、脳磁図（ＭＥＧ：Magneto-encephalograph）の等磁場図１５０と、脳波図（ＥＥＧ：Electro-encephalograph）のマップエリア１６０と、ＭＲＩ（磁気共鳴画像：Magnetic Resonance Imaging）で取得された被測定者の脳の断層画像の表示ウィンドウ１９０とを表示する。等磁場図１５０では、磁場の湧き出し領域と沈み込み領域が色分けされて表示され、電流の流れる方向が視覚的に把握される。等磁場図１５０とマップエリア１６０は測定完了後に得られる情報であり、ＭＲＩの断層画像は、別途検査で得られる情報である。

モニタウィンドウ１７０には、領域２０２Ａの表示部１０１〜１０３の信号波形が取得された時刻に同期して、測定時の被測定者の映像が表示される。解析者は、モニタウィンドウ１７０を見て被測定者の状態を確認しながら信号波形を解析することができる。

アノテーションリスト１８０は、測定収録で付加されたすべてのアノテーションがリストされている。アノテーションリスト１８０には、アノテーション番号１８１と対応付けて付加されたアノテーション情報（属性アイコン、テキスト入力情報など）が記載されている。解析画面２０６のアノテーションリスト１８０は、たとえば、付加されたアノテーションが昇順で（古いデータが上になるように）表示されるが、これに限定されない。測定収録画面２０５と同様にアノテーション番号の使用は必須ではなく、時刻、ファイル名、属性などの組み合わせでアノテーションを識別することも可能である。また、アノテーションリスト１８０に含まれるアノテーションの表示順序の変更や、項目ごとのソートも可能である。所望のアノテーション番号１８１または行をクリックすることで、図１０の領域２０２Ａの表示部１０１〜１０３に、そのアノテーションが付加された時刻位置を含む所定の時間帯の信号波形を表示させることができる。

情報表示装置２０は、解析画面２０６においては測定収録画面２０５と異なり、解析者がアノテーション部分の信号波形を確認して最終的に信号源の推定がなされたアノテーションには、推定完了マーク１８２（図１１に示す）を表示する。

情報表示装置２０は、解析画面２０６の領域２０２Ｂにおけるアノテーションリスト１８０の近傍に、アノテーションの表示／非表示を選択する表示／非表示の選択ボックス１８０ａを配置する。選択ボックス１８０ａで非表示の指定がされると、図１０の表示部１０３の属性アイコン１０６−７、１０６−８が消える。なお、表示／非表示の選択ボックス１８０ａで、ハイライトされたマーク１０３ａ−７、１０３ａ−８の非表示を選択できるようにしてもよい。

図１２は、ライン１１７−７が選択（たとえばダブルクリック）された直後の解析画面２０６の正面図である。解析者がアノテーションＡ７に着目して、この領域の波形を解析するためにライン１１７−７を選択（たとえばダブルクリック）すると、情報表示装置２０は、ハイライトされた信号波形の近傍の信号波形を拡大表示部２００に拡大表示する。情報表示装置２０は、領域１１４で示される一定の時間範囲にわたって、信号波形が時刻位置を示すライン２１７−７とともに拡大表示する。

図１３は、図１２に示した解析画面２０６の左側の領域２０３Ａ（信号波形の表示領域）の拡大図である。図１３に示すように拡大表示部２００に信号波形を拡大表示することで、解析者は、収録時に付加されたマークの妥当性を再確認し、あるいは計測収録時にチェックされていない波形部分をチェックすることができる。たとえば、解析者は、ライン２１７−７を左右にドラッグすることで、問題となる波形の正確な個所を特定または変更することができる。

なお、情報表示装置２０は、拡大表示部２００に、表示部１０３でハイライト表示されているマーク１０３ａ及びまたは属性アイコン１０６を反映させてもよい。ただし、振幅の特異点を正確に判断する際の視認の妨げになることも考えられるので、拡大表示部２００にハイライトされたマーク１０３ａや属性アイコン１０６を表示する場合は、表示と非表示の選択を可能にしておくのが望ましい。

情報表示装置２０は、拡大表示部２００に表示する信号波形の種類と、チャネル範囲を指定することも可能である。たとえば、解析者は、視線を表示部１０３でハイライトされたマーク１０３ａ−７から画面の上方へ移し、脳磁波形の表示部１０１または１０２の波形に振幅の特異点がないかを確認する。この場合、ボックス１２５に表示部１０１または１０２のターゲットのチャネル領域を入力することで、拡大表示部２００にマーク１０３ａ−７と関連する脳磁波形を拡大表示することができる。

図１３に示すように、情報表示装置２０は、拡大表示部２００の画面の下側に、確認ウィンドウ２１０を表示する。確認ウィンドウ２１０は、信号波形の属性ボタン２１１と、信号源の推定ボタン２１２を含む。属性ボタン２１１は、測定収録画面２０５のポップアップウィンドウ１１５に含まれる属性情報と対応し、収録時に付加された属性が誤っているときは、属性ボタン２１１を選択して正しい属性を選択することができる。信号波形の正しい位置、及び／あるいは属性の選択が確認されたならば、解析者は、推定ボタン２１２をクリックすることで信号源の推定をアノテーションに反映することができる。

図１４は、図１２に示した解析画面２０６の右側の領域２０３Ｂの拡大図である。図１３で、所望のアノテーションについて、信号波形位置及び／または属性が確認され、信号源の推定ボタン２１２が選択されると、図１４に示すように、情報表示装置２０は、アノテーションリスト１８０の対応するアノテーション（この例では、アノテーション番号「７」）に、推定完了マーク１８２を付加する。さらに、情報表示装置２０は、表示ウィンドウ１９０のＭＲＩ断層画像に、ダイポールの推定結果１９０ａを表示する。

解析者によって、表示部１０１〜１０３にハイライト表示されるマーク位置、及び／またはアノテーション１１０ａの内容が変更される場合に、アノテーションリスト１８０の更新方法には、２通りの方法がある。解析者による最新の更新情報だけをアノテーションリスト１８０に反映する方法と、測定収録時のアノテーション情報を維持したまま、新たなアノテーション情報として追加する方法である。後者の方法を採用する場合は、アノテーション識別情報として、たとえば収録時のアノテーション番号からの枝番号を付けることができる。この場合、表示部１１０にも新たなアノテーション情報を追加して、追加のアノテーション情報を時間軸に沿って異なる色で表示してもよい。

図１５は、情報表示装置２０で行われる解析段階での情報表示処理の流れを概略的に示すフローチャートである。

図１５に示すように、情報表示装置２０は、開始画面２０４（図２参照）で「解析」が選択されると（Ｓ２１）、解析を開始し、解析画面２０６を表示する（Ｓ２２）。初期の解析画面２０６は、信号波形が表示されていないブランク画面でもよいし、収録の先頭または最後の一定の時間範囲の信号波形であってもよい。

次に、情報表示装置２０は、解析画面２０６を表示すると、特定のアノテーションが選択されたか否かを判断する（Ｓ２３）。アノテーションの選択は、アノテーションリスト１８０内での特定のアノテーション番号または行の選択であってもよいし、表示部１２０の時間軸１２２上のタイムゾーン１２０ｂを操作することによる時刻位置の指定であってもよい。

アノテーションの選択があると（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、情報表示装置２０は、選択されたアノテーションの時刻位置を含む所定時間分の信号波長を表示する（Ｓ２４）。

次に、情報表示装置２０は、表示された場面で、ハイライト表示されたマークの時刻位置を示すライン１１７が選択されたか否かを判断する（Ｓ２５）。

ライン１１７が選択されると（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、情報表示装置２０は、選択されたラインを含む一定の時間範囲の信号波形を拡大表示する（Ｓ２６）。拡大表示は、必ずしもハイライト表示されたマークの近傍の信号波形に限定されず、同じ時刻位置の異なる種類の信号波形を拡大表示してもよい。たとえば、脳波信号波形にハイライト表示されたマークが付されている場合に、同じ時刻位置の脳磁信号波形を拡大表示させてもよい。また、すべてのチャネルの信号波形を拡大表示する代わりに、マークされた信号波形が取得されたチャネルを含む一定範囲のチャネルで取得された信号波形を拡大表示させてもよい。この場合、拡大表示させたい信号波形の種類、及び／またはチャネル範囲の指定入力の有無を判断してもよい。

次に、情報表示装置２０は、信号源の推定ボタン２１２が押下されたか否かを判断する（Ｓ２７）。

信号源の推定ボタン２１２の選択入力があると（Ｓ２７：Ｙｅｓ）、情報表示装置２０は、Ｓ２８に進み信号源推定の演算を行う。具体的には、情報表示装置２０は、推定結果をＭＲＩ断層画面に表示するとともに、推定完了マーク１８２をアノテーションリスト１８０に追加する（Ｓ２８）。

その後、情報表示装置２０は、解析終了コマンドが入力されたか否かを判断する（Ｓ２９）。

情報表示装置２０は、アノテーションの選択がない場合（Ｓ２３：Ｎｏ）、拡大表示のためのアノテーションラインの選択がない場合（Ｓ２５：Ｎｏ）、及び信号源推定ボタンの選択入力がない場合（Ｓ２７：Ｎｏ）、ステップＳ２９へ飛んで解析終了の判断を行う。情報表示装置２０は、解析終了コマンドが入力されるまで（Ｓ２９：Ｙｅｓ）、ステップＳ２３〜Ｓ２８を繰り返す。

なお、情報表示装置２０は、ステップＳ２６とＳ２７の間に、アノテーションが変更されたか否かの判断を行ってもよい。アノテーションが変更された場合は、情報表示装置２０は、アノテーションリスト１８０へ変更を反映して、ステップＳ２７の判断に移行する。

上述した表示処理動作により、視認性と操作性に優れた情報表示が実現する。

図１６及び図１７は、表示レイアウトの変形例を示す図である。複数種類のセンサからの信号波形を表示する場合に、情報表示装置２０は、信号の種類によって、表示位置を適宜設定することができる。

たとえば、図１６に示すように、情報表示装置２０は、振幅が大きく視認しやすい脳波の信号波形を表示する表示部１０３を画面の上方に配置してもよい。この場合、図１１に示した脳磁分布図１４１および１４２を表示部１０１と１０２の右隣に配置し、脳波分布図１３０を表示部１０３の右隣且つ脳磁分布図１４１および１４２の上方に配置する。

また、図１７に示すように、情報表示装置２０は、特定の表示部の縦方向のサイズを変更してもよい。たとえば脳波波形を表示する表示部１０３の枠を選択して画面の上下方向に動かすことで、表示部１０３と、表示部１０１及び１０２の縦方向のサイズの比率を変更できる。

さらに、情報表示装置２０は、タイムラインを表示する表示部１１０の位置を、画面の上端と下端に限定せず、脳磁波形と脳波波形の間に設けてもよい。また、情報表示装置２０は、たとえば脳磁波形と脳波波形の間で水平方向に延びるタイムラインと、画面の上端及び／又は下端に配置されるタイムラインとを組み合わせてもよい。

＜ノイズ除去処理＞
次に、測定される脳磁場信号に混入する心臓から発せられる磁場など生体依存のノイズを除去するノイズ除去処理について説明する。なお、本実施の形態においては、解析時のノイズ除去処理について説明するが、これに限るものではなく、測定収録時において実行されても何の問題もない。なお、生体依存のノイズは、心臓から発せられる磁場（心磁ノイズ）に限るものではなく、例えばまばたきなどに起因する磁場なども含む。

ここで、図１８は情報表示装置２０で行われる解析段階での情報表示処理におけるノイズ除去処理の流れを概略的に示すフローチャートである。このノイズ除去処理が実行されるタイミングは、解析者が適宜決定する。具体的には、解析者は、解析画面２０６を表示直後のタイミングで、波形にノイズが混入していると判断して行ってもよいし、信号源を推定後に、その結果が思わしくないときに行ってもよい。

図１８に示すように、情報表示装置２０は、解析画面２０６上のメニューから「生体ノイズ除去」が選択されたか否かを判断する（Ｓ３１）。

情報表示装置２０（特定波形表示手段２５１ｄ、調整手段２５１ｅ、波形表示手段２５１ｆ（図２６参照））は、解析画面２０６上のメニューから「生体ノイズ除去」が選択されたと判断すると（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、ノイズ除去メインダイアログ３００（図１９参照）を表示し（Ｓ３２）、アノテーションおよびアノテーション前後の切り出し幅の指定を受け付ける（Ｓ３３）。

ここで、図１９はノイズ除去メインダイアログ３００の一例を示す正面図である。図１９に示すように、情報表示装置２０（リスト表示手段２５１ｇ（図２６参照））は、情報表示装置２０のモニタディスプレイ２６に表示されるノイズ除去メインダイアログ３００に、特定の波形が生じている信号波形のリストであるアノテーションリスト３０１を表示する。アノテーションリスト３０１は、図７で示したアノテーションリスト１８０における表示（スクロール／拡大／縮小）と同じ動作を行う。なお、ノイズ除去処理ではノイズ時刻をアノテーションにより定めるので、アノテーションリスト１８０に表示するアノテーションの種類はあらかじめノイズに関連したものに限定するようにしてもよい。

情報表示装置２０（波形表示手段２５１ｆ）は、ノイズ除去メインダイアログ３００に、波形表示画面３０２および波形表示画面３０５を表示する。波形表示画面３０２は、アノテーションリスト３０１上で選択されているチャネルのアノテーション前後の脳磁波形を表示する。波形表示画面３０２は、初期状態では、被験者の左耳に最も近いチャネルの信号（Left signal）を表示する。これは心臓から発せられる磁場である心磁ノイズがＭＥＧにおいては側頭部の左右のセンサで測定されやすいためである。もちろん対象とするノイズの種類などにより他のチャネルを初期値としても構わない。また、ボタン３０３により、波形表示画面３０２は、表示するチャネルを切り替えられる。

なお、波形表示画面３０２がアノテーション時刻を含む場合には、アノテーション時刻（特定の波形の発生時刻）が分かるように表示する。図１９では、情報表示装置２０は、ハート型（赤色）のマークをアノテーション時刻の位置に表示している。

波形表示画面３０５は、アノテーションリスト３０１上で選択されているチャネルのアノテーション前後の脳磁波形を表示する。波形表示画面３０５は、初期状態では、被験者の右耳に最も近いチャネルの信号（Right signal）を表示する。また、ボタン３０４により、波形表示画面３０５は、表示するチャネルを切り替えられる。なお、波形表示画面３０２および波形表示画面３０５に表示される波形は、外部装置である心電計などの心電波形であってもよい。

また、情報表示装置２０は、ノイズ除去メインダイアログ３００の波形表示画面３０２または波形表示画面３０５の上で新たにアノテーションを指定（作成）することも可能とする。波形表示画面３０２または波形表示画面３０５上で指定されたアノテーションは、アノテーションリスト３０１に反映される。波形表示画面３０２または波形表示画面３０５上でのアノテーションの指定方法は、図７に示すアノテーションリスト１８０における方法と同じである。

情報表示装置２０は、アノテーションリスト３０１上でノイズに関するアノテーションが選択された場合、それ以外のアノテーションを非表示とする。情報表示装置２０は、最終的にノイズ除去の対象とするアノテーションのみをリストに残し、残されたアノテーションについて以降の処理を行う。

情報表示装置２０（特定波形表示手段２５１ｄ）は、ノイズ除去メインダイアログ３００に、結合波形表示画面３０６，３０７を表示する。結合波形表示画面３０６，３０７は、波形表示画面３０２，３０５に表示されている信号から、アノテーション前後の脳磁波形（特定の波形）を切り出して結合した波形を表示する。本実施の形態では、情報表示装置２０は、アノテーション時刻のみに注目し、アノテーション時刻の前後の脳磁波形を表示する。なお、情報表示装置２０は、図１９に示すように、分かりやすさのために、結合波形の結合部分（すなわち、アノテーションごと）に特定のマークである仕切り線３１１を表示する。

ところで、情報表示装置２０（調整手段２５１ｅ）は、結合波形表示画面３０６，３０７に表示するアノテーション前後の切り出し幅を調整可能とする。図１９に示すように、結合波形表示画面３０６，３０７に表示するアノテーション前後の切り出し幅は、スライダ３０８で調整可能とする。心磁ノイズの場合、山（あるいは谷）が見られる。そのため、解析者は、山（あるいは谷）が各範囲に収まるようにアノテーション時刻前後の切り出し幅をスライダ３０８で調整する。情報表示装置２０（特定波形表示手段２５１ｄ）は、スライダ３０８の移動に応じ、結合波形表示画面３０６，３０７の結合波形を変化させる。すなわち、スライダ３０８は、アノテーションの前後の時間についてどれだけの時間を後述する成分抽出処理（ＰＣＡ）の対象にするかを指定するものである。

ここで、図２０はスライダ３０８による表示範囲の調整例を示す図である。図２０（ａ）は、切り出しの幅が狭い場合（幅が不足している場合）を示す図である。図２０（ａ）は、スライダ３０８で切り出し幅を３０ｍｓに調整したものである。図２０（ａ）の例によれば、心磁ノイズの谷が見えない。すなわち、図２０（ａ）の例によれば、正確な心磁の時刻が含まれていないおそれがある。

図２０（ｂ）は、切り出しの幅が中程度の場合（幅がやや不足している場合）を示す図である。図２０（ｂ）は、スライダ３０８で切り出し幅を６０ｍｓに調整したものである。図２０（ｂ）の例によれば、心磁ノイズの谷が不明瞭である。

図２０（ｃ）は、切り出しの幅が広い場合（幅が良好な場合）を示す図である。図２０（ｃ）は、スライダ３０８で切り出し幅を９０ｍｓに調整したものである。図２０（ｃ）の例によれば、心磁ノイズの谷が見えており、正確な心磁の時刻が含まれている。

このようにスライダ３０８でアノテーション前後の切り出し幅を調整しながら結合波形を結合波形表示画面３０６，３０７に表示することで、解析者は、容易かつ確実に心磁の時刻が含まれる信号を切り出すことができる。

なお、結合波形表示画面３０６，３０７においては、結合波形とともに切り出した範囲を示す線を表示したが、それぞれの切り出し波形が同時に確認できる態様であれば他の表示方法でも構わない。

ここでアノテーション時刻前後の切り出し幅を調整する必要性について説明する。ノイズの中には心磁ノイズのようにある一定の周期をもって出現するものがある。このようなノイズを探す場合、周期性が確認できる解像度で波形を表示することが好ましい。ここで、図２１はノイズ時刻の指定誤差の一例を示す図である。図２１の４０１に示す解像度で波形を示すと、周期的な谷が一目瞭然であり、間隔的にもこの谷が心磁ノイズであることを理解しやすい。つまり、図２１の４０１に示す解像度で利用者にアノテーションを付与（画面上をクリック）していただくことが好ましい。

しかしながら、実際の信号は図２１の４０２に示すような波形が示される場合がある。この場合、解析者が図２１の４０１に示す解像度のグラフでアノテーション時刻を指定すると、ある程度の誤差が発生することは止むを得ない。

したがって、確実にノイズの時刻を含む信号をノイズ除去処理に引き渡すには、解析者が指定したアノテーション時刻の前後から切り出し幅を持って信号を切り出す必要がある。しかしながら、確実にノイズの発生時刻を含むように幅を広く持つほど、ノイズの特性が判断しにくくなると共に、ノイズ除去処理に時間がかかるというデメリットがある。

つまり、ノイズ処理の対象とする信号は、アノテーション時刻の前後で適切な幅を持った信号とする必要がある。幅が狭すぎて（正確なノイズの時刻が含まれなくて）も、広すぎて（ノイズの特性が判断しにくく、処理時間がかかるようになって）も適切なノイズ処理を行うことが難しくなる。

以上により、情報表示装置２０は、ノイズ除去メインダイアログ３００を表示し（Ｓ３２）、アノテーションおよびアノテーション前後の切り出し幅の指定を受け付ける（Ｓ３３）。

次いで、図１８に示すように、情報表示装置２０（成分抽出手段２５１ａ（図２６参照））は、Ｓ３３において得られたノイズの信号から所望の成分（ノイズと思われる成分）を抽出する成分抽出処理（ＰＣＡ）を行う（Ｓ３４）。以下において、成分抽出処理（ＰＣＡ）について詳述する。

本実施の形態の情報表示装置２０は、成分抽出処理として主成分分析（ＰＣＡ）を用いている。主成分分析（ＰＣＡ）によれば、ノイズ信号が適切に切り出されている場合、ノイズを示すコンポーネントが上位に現れることになる。なお、本実施の形態においては、主成分分析（ＰＣＡ）を用いて成分抽出処理を行うが、これに限るものではなく、独立成分分析（ＩＣＡ）を用いて成分抽出処理を行うようにしてもよい。

ここで、主成分分析（ＰＣＡ）について簡単に説明する。図２２は、主成分分析（ＰＣＡ）の一例を示す図である。図２２においては、６０５，６０６が元の軸、軸６０１，６０２が主成分分析（ＰＣＡ）で得られた軸（コンポーネント）である。主成分分析（ＰＣＡ）とは、与えられたサンプルに対して、それぞれのサンプルの特徴を比べやすいように軸を変換（回転）する手法である。与えられたサンプルのデータを得られた軸６０１に投影することで、サンプルを見分けやすくなる。さらに、上位に得られた軸６０２に投影するほど、サンプルのばらつきが大きくなる。

本実施の形態のように、アノテーション時刻前後の時間幅を切り出した場合、山（谷）点からそれ以外の点に変化するサンプルが主成分分析（ＰＣＡ）に入力される。つまり、ノイズが最も大きいサンプルから、徐々にノイズが小さくなるサンプルまでが入力される。このため、ノイズを表す軸６０１に各サンプルの値を投影した場合、サンプル間のばらつきが大きくなる。つまり、ノイズ成分を表す軸が上位に現れることになる。

次いで、図１８に示すように、情報表示装置２０（ノイズ成分選択手段２５１ｂ（図２６参照））は、Ｓ３４の成分抽出処理（ＰＣＡ）が終了すると、ノイズ除去コンポーネント選択ダイアログを表示し（Ｓ３５）、ノイズ除去コンポーネント選択ダイアログでノイズを表す軸（コンポーネント）の選択を受け付ける（Ｓ３６）。情報表示装置２０（再構成手段２５１ｃ（図２６参照））は、ノイズ除去コンポーネント選択ダイアログでノイズを表す軸（コンポーネント）の選択があった場合（Ｓ３６：Ｙｅｓ）、選択に基づいて全てのチャネルについての信号の再構成を行う（Ｓ３７）。

情報表示装置２０は、主成分分析（ＰＣＡ）の結果からノイズを表す軸（コンポーネント）を選択し、選択したコンポーネントの成分を除去して信号を再構成することで、ノイズのない信号を取得する。

まず、主成分分析（ＰＣＡ）の結果からノイズを表す軸（コンポーネント）の選択について説明する。各サンプルのデータを対象のコンポーネントに投影した値をスコアと呼ぶ。図２２の６０３で示したサンプルの場合、第１コンポーネントのスコア（第１の軸６０１に投影した値）は６０４になる。

図２３は、ノイズ除去コンポーネント選択ダイアログ５００の一例を示す正面図である。図２３に示すように、情報表示装置２０のモニタディスプレイ２６に表示されるノイズ除去コンポーネント選択ダイアログ５００は、第１〜３コンポーネントのスコアを表示するスコア表示画面５０２，５０４，５０６を有している。また、ノイズ除去コンポーネント選択ダイアログ５００は、スコア表示画面５０２，５０４，５０６にそれぞれ対応付けられたチェックボックス５０１，５０３，５０５を有している。スコア表示画面５０２，５０４，５０６は、アノテーション（時刻）も併せて表示する。さらに、ノイズ除去コンポーネント選択ダイアログ５００は、コンポーネントの選択を決定するＯＫボタン５０７と、コンポーネントの選択をやめるＣａｎｃｅｌボタン５０８とを有している。なお、アノテーションの表示は、ノイズ除去メインダイアログ３００の表示手法と同様である。なお、表示するスコア表示画面の数は３つに限定されるものではなく、解析者が適宜変更できるようにしても構わない。

本実施の形態では、各時間点のデータが各サンプルになる。したがって、各時間点のデータを第１コンポーネントに投影することで、第１コンポーネント上でのスコアを求めることができる。求めたスコアを時間点に合わせて表示したものが、スコア表示画面５０２，５０４，５０６である。

なお、スコア表示画面５０２，５０４，５０６に表示されるグラフがアノテーション時刻を含む場合には、アノテーション時刻（特定の波形の発生時刻）が分かるように表示する。スコア表示画面５０２，５０４，５０６では、ハート型（赤色）のマークをアノテーション時刻の位置に表示している。

ノイズを表すコンポーネント上のスコアは、ノイズの大きい部分から小さい部分への変化が大きい。つまり、アノテーション時刻（ノイズがある時刻）では値が大きく（あるいは小さく）なり、アノテーション時刻前後で顕著な変化が見られる。

スコア表示画面５０２，５０４，５０６にそれぞれ表示されたグラフを見た場合、スコア表示画面５０４において周囲と比較してアノテーション時刻において値が顕著に小さくなっている。一方、スコア表示画面５０２，５０６ではアノテーション時刻に顕著な変化が見受けられず、ノイズを示すコンポーネントとは考えにくい。このようにスコアのグラフに対して、アノテーション時刻を示すことでノイズを示すコンポーネントとそれ以外のコンポーネントを解析者が見分けることが容易となる。

図２３に示すノイズ除去コンポーネント選択ダイアログ５００の場合、解析者は、コンポーネントごとのスコアとアノテーション時刻を参照してスコア表示画面５０４がノイズを示すコンポーネントと判断できる。スコア表示画面５０４をノイズコンポーネントと判断したならば、解析者は、その左側のチェックボックス５０３にチェックを入れ、ＯＫボタン５０７を押下する。

次に、Ｓ３６の選択に基づく全てのチャネルについての信号の再構成について説明する。

情報表示装置２０は、ノイズ除去コンポーネント選択ダイアログ５００でノイズを表す軸（コンポーネント）が選択され、ＯＫボタン５０７が押下されたならば、信号の再構成処理を行う。情報表示装置２０（再構成手段２５１ｃ）は、ノイズ除去コンポーネント選択ダイアログ５００で選択されたコンポーネントの情報を除いて、他のコンポーネントのスコアを用いて信号を再構成する。

ここで、図２４は主成分分析（ＰＣＡ）に応じた信号の再構成の一例を示す図である。図２４においては、簡単のために、センサ数（次元数）が“２”の場合について説明する。図２４においては、８０７，８０８が元の軸、軸８０１，８０２が主成分分析（ＰＣＡ）で得られた軸（コンポーネント）である。ここで、情報表示装置２０は、サンプル８０３の点について値を再構成する。サンプル８０３のＸ軸上の元の値は８０５である。

図２４に示すように、情報表示装置２０は、サンプル８０３をコンポーネント１である軸８０１に投影すると、スコア８０４（スコア１）を算出できる。同様に、図２４に示すように、情報表示装置２０は、コンポーネント２に投影した値であるスコア８０６（スコア２）も算出できる。スコア１とスコア２の両方を用いてサンプル８０３を表すと、元と同じサンプル８０３の座標を表すことができる。情報表示装置２０は、このサンプル８０３の座標をＸ軸上に投影すると、サンプル８０３のＸ軸上の元の値８０５をＸ軸上の値として算出できる。つまり、情報表示装置２０は、すべてのコンポーネントのデータを用いれば、元と同じ信号を再構成できる。

ここで、コンポーネント２がノイズを示すコンポーネントとして解析者に指定されたとする。その場合、コンポーネント２はノイズ成分を表すので、再構成するときに無視する。つまり、コンポーネント２である軸８０２上への投影を無視するので、サンプル８０３はコンポーネント１上の点８０４として表される。情報表示装置２０は、コンポーネント１上の点８０４をＸ軸上に投影した点８０６を、ノイズ成分である軸８０２上への投影を無視して再構成された信号、つまりノイズ成分を除去した信号として得る。

最後に、図１８に示すように、情報表示装置２０は、Ｓ３７で再構成された全てのチャネルについての信号（ノイズが除去された信号）をメインページである解析画面２０６に反映し（Ｓ３８）、ノイズ除去処理を終了する。

メインページである解析画面２０６に表示されている再構成された信号（ノイズが除去された信号）は、ダイポール推定など後段の処理で利用される。

なお、情報表示装置２０（再構成手段２５１ｃ）は、ノイズ除去コンポーネント選択ダイアログ５００で選択したノイズを示すコンポーネントに基づくノイズの成分を更に提示するようにしてもよい。これにより、解析者は、例えば心磁ノイズのみを見ることができる。

ここで、情報表示装置２０について説明する。

図２５は、情報表示装置２０のハードウェア構成図である。情報表示装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：プロセッサ）２１、ＲＡＭ（Random Access Memory）２２、ＲＯＭ（Read Only Memory）２３、補助記憶装置２４、入出力インタフェース２５、及び表示装置２６を有し、これらがバス２７で相互に接続されている。

ＣＰＵ２１は、情報表示装置２０の全体の動作を制御し、各種の情報処理を行う。また、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２３または補助記憶装置２４に格納された情報表示プログラムを実行して、測定収録画面２０５と解析画面２０６の表示動作を制御する。ＲＡＭ２２は、ＣＰＵ２１のワークエリアとして用いられ、主要な制御パラメータや情報を記憶する不揮発ＲＡＭを含んでもよい。ＲＯＭ２３は、基本入出力プログラムなどを記憶する。本発明の情報表示プログラムもＲＯＭ２３に保存されてもよい。補助記憶装置２４は、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置であり、たとえば、情報表示装置２０の動作を制御する制御プログラムや、情報表示装置２０の動作に必要な各種のデータ、ファイルなどを格納する。入出力インタフェース２５は、タッチパネル、キーボード、表示画面、操作ボタンなどのユーザインタフェースと、各種センサあるいはデータ収録サーバ４２からの情報を取り込み、他の電子機器に解析情報を出力する通信インタフェースの双方を含む。表示装置２６は図１のモニタディスプレイ２６に対応する。表示装置２６では測定収録画面２０５と解析画面２０６が表示され、入出力インタフェース２５を介した入出力操作に応じて画面が更新される。

図２６は、情報表示装置２０の機能ブロック図である。情報表示装置２０は、制御部２５０、解析部２５２、センサ情報取得部２５３、収録／解析情報保存部２５４、及びアノテーション入力部２５５を有する。制御部２５０は、情報表示装置２０の画面表示を制御する表示制御部２５１を含む。

センサ情報取得部２５３は、測定装置３あるいはデータ収録サーバ４２から、センサ情報を取得する。アノテーション入力部２５５は、センサ情報に付加されるアノテーション情報を入力する。

解析部２５２は、収集されたセンサ情報を解析する。センサ情報の解析には、信号波形の解析、振幅の特異点の解析、電流ダイポールの向きを含む脳磁場の解析が含まれる。

表示制御部２５１は、成分抽出手段２５１ａと、ノイズ成分選択手段２５１ｂと、再構成手段２５１ｃと、特定波形表示手段２５１ｄと、調整手段２５１ｅと、波形表示手段２５１ｆと、リスト表示手段２５１ｇと、を有している。表示制御部２５１は、センサ情報の測定収録時、及び解析時の画面表示を図２〜図２４を参照して説明した手法で制御する。

収録／解析情報保存部２５４は、測定データと解析結果を保存する。測定収録時に信号波形にアノテーションが付加された場合は、信号波形が取得された時間情報と対応付けて、アノテーションも保存される。

表示制御部２５１を含む制御部２５０の機能は、図２５のＣＰＵ２１によって実現される。解析部２５２の機能は、ＣＰＵ２１とＲＡＭ２２により実現される。センサ情報取得部２５３とアノテーション入力部２５５の機能は入出力インタフェース２５によって実現される。収録／解析情報保存部２５４の機能は、ＲＯＭ２３または補助記憶装置２４によって実現される。

実施の形態の情報表示装置２０の動作を情報表示プログラムの実行により実現する場合、情報表示プログラムは、ＣＰＵ２１に、（ａ）信号検出の時間軸を表示する第１の表示部画面の第１方向に表示させる手順、（ｂ）信号測定で取得された複数の信号波形を表示する第２の表示部、前記第１方向と異なる第２方向に並列に表示させる手順、及び（ｃ）前記第２の表示部において前記複数の信号波形の少なくとも１つの波形上またはその近傍の領域の或る箇所が指定されたときに、当該指定箇所を強調表示させるとともに、前記指定箇所に対応する前記第１の表示部の時刻位置にも、前記指定の結果を指定情報として表示させる手順、を実行させる。

また、実施の形態の情報表示装置２０の動作を情報表示プログラムの実行により実現する場合、情報表示プログラムは、ＣＰＵ２１に、ノイズ除去処理実行時には、ノイズ除去メインダイアログ３００を表示させる手順、ノイズ除去コンポーネント選択ダイアログ５００を表示させる手順、を実行させる。

このような情報表示プログラムを情報表示装置２０にインストールすることで、同じ時間軸上に複数の信号波形が表示される画面で、信号波形の注目位置、または範囲（領域）を容易に視認することができる。

このように本実施の形態によれば、検出された生体信号に基づく複数の信号波形から切り出された複数の特定の波形から所望の成分を抽出し、特定の波形の発生時刻の表示を参照しつつ、複数の抽出結果から一の抽出結果をノイズの成分とする選択を受け付ける。これにより、外部装置を用いずに、取得したい信号とノイズ信号が混在した複雑な信号からノイズ信号を抜け漏れなく抽出することができ、ノイズ除去のプロセスが最適であることを確認させることができる。

また、外部装置を用いて得られた別個の波形ではなく測定された磁場の波形から、解析者が、最適にノイズ波形を切り出すためのＵＩ（User Interface）を提供することができる。

なお、図２７は、ノイズ除去メインダイアログ３００の表示レイアウトの変形例を示す図である。図２７に示すように、ノイズ除去メインダイアログ３００は、アノテーションが予め絞り込まれていることを条件として、図１９に示したアノテーションリスト３０１を有していなくてもよい。また、ノイズ除去メインダイアログ３００は、初期状態で被験者の左耳に最も近いチャネルの信号（Left signal）を表示する波形表示画面３０２、および波形表示画面３０２に表示されている信号に基づく結合波形を表示する結合波形表示画面３０６のみを有するようにしてもよい。

なお、上述した形態では、測定装置３が脳波信号と脳磁波信号を収集する構成であったが、これに限られない。たとえば、測定装置３は脳磁波信号を収集し、測定装置３とは別の脳波計で脳波信号を収集し、測定装置３および脳波計からそれぞれの生体信号をデータ収録サーバ４２に出力するようにしてもよい。

本発明の情報表示技術は、脳波と脳磁波の並列表示だけでなく、心電計や脊髄計など、多数の心電波形や神経信号を同じ時間軸上に表示する場面にも適用可能である。また、多数の地磁気センサを用いて磁場解析を行う地質探査システムや、品質管理の現場に設置された多数の対流計（熱流センサ）、多数の結露計（湿度センサ）などから収集される信号波形を同一時間軸上に表示する場合にも適用可能である。また、本発明の情報表示技術は、脳波と脳波に重畳しているノイズおよびノイズ除去プロセス、結果の表示だけでなく、特定の波形を信号中から複数ピックアップする場面にも適用可能である。

１ 生体信号計測システム
３ 測定装置
２０ 情報表示装置
２６ モニタディスプレイ
４２ データ収録サーバ
１０１〜１０３ 表示部
１０３ａ マーク
１０６ 属性アイコン
１１０，１２０ 表示部
１１０ａ アノテーション
１１２，１２２ 時間軸
１１５ ポップアップウィンドウ
１８０ アノテーションリスト
２００ 拡大表示部
２０１Ａ 測定収録画面の左側の領域
２０１Ｂ 測定収録画面の右側の領域
２０２Ａ 解析画面の左側の領域
２０２Ｂ 解析画面の右側の領域
２０３Ａ 解析画面の左側の領域
２０３Ｂ 解析画面の右側の領域
２５０ 制御部
２５１ 表示制御部
２５１ａ 成分抽出手段
２５１ｂ ノイズ成分選択手段
２５１ｃ 再構成手段
２５１ｄ 特定波形表示手段
２５１ｅ 調整手段
２５１ｆ 波形表示手段
２５１ｇ リスト表示手段

特開２００９−１９５５７１号公報

Claims (12)

1. 検出された生体信号に基づく複数の信号波形から切り出された複数の特定の波形から所望の成分を抽出する成分抽出手段と、
   前記成分抽出手段による複数の抽出結果から一の前記抽出結果をノイズの成分とする選択を受け付けるノイズ成分選択手段と、
   を備え、
   前記ノイズ成分選択手段は、前記成分抽出手段による複数の前記抽出結果とともに、前記特定の波形の発生時刻を表示する、
   ことを特徴とする情報表示装置。
2. 前記ノイズ成分選択手段により受け付けた一の前記抽出結果に基づく前記ノイズの成分を除去して、前記信号波形を再構成する再構成手段を更に備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の情報表示装置。
3. 前記再構成手段は、前記ノイズ成分選択手段により受け付けた一の前記抽出結果に基づく前記ノイズの成分を更に提示する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の情報表示装置。
4. 前記成分抽出手段は、主成分分析または独立成分分析を行って前記所望の成分を抽出し、
   前記ノイズ成分選択手段は、前記成分抽出手段により抽出されたコンポーネントごとのスコア上に前記特定の波形の発生時刻を表示する、
   ことを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の情報表示装置。
5. 前記特定の波形を複数切り出して表示する特定波形表示手段と、
   前記特定の波形の切り出し幅を調整する調整手段と、
   を備え、
   前記特定波形表示手段は、前記調整手段により調整された前記切り出し幅で複数の前記特定の波形を切り出す、
   ことを特徴とする請求項１ないし４の何れか一項に記載の情報表示装置。
6. 前記特定波形表示手段は、切り出した複数の前記特定の波形を結合した結合波形として表示するとともに、当該結合波形の結合部分に特定のマークを表示する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の情報表示装置。
7. 前記特定の波形を切り出す前の前記信号波形を表示する波形表示手段を更に備える、
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の情報表示装置。
8. 前記波形表示手段は、前記特定の波形を切り出す前の前記信号波形とともに、前記特定の波形の発生時刻を表示する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の情報表示装置。
9. 前記波形表示手段は、前記特定の波形が生じやすい特定のチャネルの前記信号波形を表示する、
   ことを特徴とする請求項７または８に記載の情報表示装置。
10. 前記特定の波形が生じている前記信号波形のリストを表示するリスト表示手段を更に備える、
    ことを特徴とする請求項１ないし９の何れか一項に記載の情報表示装置。
11. 測定対象を測定して生体信号を検出する測定装置と、
    前記測定装置から検出された前記生体信号を受け取る、請求項１ないし１０の何れか一項に記載の情報表示装置と、
    を備えることを特徴とする生体信号計測システム。
12. コンピュータを、
    検出された信号に基づく複数の信号波形から切り出された複数の特定の波形から所望の成分を抽出する成分抽出手段と、
    前記成分抽出手段による複数の抽出結果から一の前記抽出結果をノイズの成分とする選択を受け付けるノイズ成分選択手段と、
    として機能させ、
    前記ノイズ成分選択手段は、前記成分抽出手段による複数の前記抽出結果とともに、前記特定の波形の発生時刻を表示する、
    ことを特徴とするプログラム。