JP2019154789A - 気分障害測定装置および気分障害測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、大規模な装置を使用することなく、簡易的に診断を行うことができ、気分障害の度合いを定量的に評価できる手法が求められる。
ここで、kとl、mとnは,パワースペクトルの周波数ビンであり、k<l、m<nである。
実施例1では、第1実施形態の気分障害測定装置を用いて気分障害の定量的な評価を行った。被験者に視覚による気分障害を与えるため、被験者17名に対して、気分が悪くなりそうな動画を見せ、開眼時の脳波を測定した。具体的な手順は以下の通りである。
(1)各被験者の安静閉眼(180秒)の脳波を測定
(2)各被験者の安静開眼(120秒)の脳波を測定
(3)各被験者に嫌悪コンテンツ(蛇の動画)を120秒間見せ、脳波を測定
(4)各被験者に目をつぶらせ、脳波の波形チェック(30秒程度)
(5)各被験者に嫌悪コンテンツ(ごきぶりの動画)を200秒間見せ、脳波を測定
(6)各被験者に目をつぶらせ、脳波の波形チェック(30秒程度)
(7)各被験者の安静開眼(120秒)の脳波を測定
電位センサは国際10−20法電極配置に従うP3とO2にそれぞれ配置してこれらの2箇所の脳電位信号を取得し、P3の電位センサから取得した脳電位信号についてはβ帯域、O2の電位センサから取得した脳電位信号についてはθ帯域を用いて上記式(1)によりNXPR値を算出して気分障害指標とした。
(表1)
実施例2では、第3実施形態の気分障害測定装置を用いて気分障害の定量的な評価を行った。被験者に視覚による気分障害を与えるため、実施例1と同じ手順により被験者17名に対して、気分が悪くなりそうな動画を見せ、開眼時の脳波を測定した。電位センサは国際10−20法電極配置に従うF7に配置してこれから脳電位信号を取得し、F7の電位センサから取得した脳電位信号の分解能1.56Hzで1.56Hz〜3.12Hzの総パワー値と4.8Hz〜18.8Hzの総パワー値を上記式(3)、(4)を用いてそれぞれ算出し、1.56Hz〜3.12Hzの総パワー値を4.8Hz〜18.8Hzの総パワー値で割った値(RF7)を気分障害指標とした。
(表2)
実施例3では、第2実施形態の気分障害測定装置を用いて気分障害の定量的な評価を行った。音響による気分障害を測定するため、被験者15名に対して、ストレス音楽とヒーリング音楽を閉眼状態で聞かせ、閉眼時の脳波を測定した。具体的な手順は以下の通りである。
(1)各被験者を1分間安静にさせる
(2)各被験者の安静開眼(120秒)の脳波を測定
(3)各被験者に閉眼状態でヒーリング音楽を300秒間聞かせ脳波を測定
(4)閉眼状態で各被験者の脳波の波形チェック(30秒程度)
(5)安静開眼状態で各被験者の脳波を測定(120秒)
(6)各被験者に閉眼状態でストレス音楽を300秒間聞かせ脳波を測定
電位センサは国際10−20法電極配置に従うP3、P4およびO2にそれぞれ配置してこれらの3箇所の脳電位信号の時系列データを取得し、それぞれ抽出された時系列データの位相関係に基づいて3つの部位で測定された脳電位信号の相関関係を示す相関値を算出した。相関値は次のように求めることができる。
なおバンドパスフィルタによる周波数抽出処理は、規格化処理の前後いずれかに行われる。また規格化処理の前には、ノイズ処理を行うのが好ましい。ノイズ処理は、例えば、1)±100μV以上のセグメントを除く、2)フラットな電位(25msec以上一定の電位だった場合)を除く、3)±1μV以内の電位が1秒以上続く場合は除く、という処理から構成される。
(i=1、2、…、T、τ1=Δt、2Δt、…、1(秒)、τ2=Δt、2Δt、…、1(秒))
(表3)
実験で行った閉眼時と開眼時のすべてのコンテンツを用いて主成分分析を行い、第1主成分と第3主成分の主成分得点を2次元にプロットした結果、開眼時と閉眼時を分類することが可能となった。図22に示すように、線形判別分析等により得られる直線(境界)より上が開眼時コンテンツ、直線より下が閉眼時コンテンツである。このことより、開眼と閉眼を分離することが可能となり、それぞれの測定条件に特化した処理を行うことが可能になる。例えば、被検者が開眼状態であると判定された場合には、実施例1に記載したNXPR値に基づく評価が、また、閉眼と判定された場合には、実施例3に記載した3重相関値とNXPR値とを組み合わせた指標に基づく評価が有効な評価手段となり得る。
104 頭部装着部
108 増幅器・帯域フィルタ
112 解析用コンピュータ
114 基準電位センサ
116 脳電位信号取得部
118 第1のパワー値算出部
120 第1の演算部
122 第2の演算部
124 第2のパワー値算出部
126 第3の演算部
128 主成分得点算出部
130 開眼閉眼分類部
Claims (11)
- 被験者の頭部上に配置された複数の電位センサを用いて異なる複数の部位で測定された脳電位信号を取得する脳電位信号取得手段と、
前記取得された脳電位信号を周波数解析することにより、前記複数の部位のうち所定の一つの部位での予め決められた第1の周波数帯域の総パワー値と、前記複数の部位のうち他の所定の一つの部位での予め決められた、第1の周波数帯域よりも低い第2の周波数帯域の総パワー値とをそれぞれ算出する第1のパワー値算出手段と、
前記第1の周波数帯域の総パワー値と前記第2の周波数帯域の総パワー値との差分の、前記第1の周波数帯域および前記第2の周波数帯域の総パワー値に対する比率を被験者の気分障害を判断するための指標として算出する第1の演算手段と、を備えることを特徴とする気分障害測定装置。 - 国際10−20法で規定される電極配置において、前記所定の一つの部位はP3であり、前記他の所定の一つの部位はO2であることを特徴とする、請求項1に記載の気分障害測定装置。
- 前記第1の周波数帯域はβ帯であり、前記第2の周波数帯域はδ帯および/またはθ帯であることを特徴とする、請求項1または2に記載の気分障害測定装置。
- 前記脳電位信号取得手段は、被験者の頭部上の互いに異なる3つの部位での脳電位信号を取得するよう構成されており、
前記取得された各脳電位信号から脳深部の活動に起因する特定の周波数帯域の時系列データをそれぞれ抽出し、該それぞれ抽出された時系列データの位相関係に基づいて前記3つの部位で測定された脳電位信号の相関関係を示す相関値を算出し、算出された相関値に基づいて被験者の気分障害を判断するための指標を算出する第2の演算手段を備えることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか一項に記載の気分障害測定装置。 - 国際10−20法で規定される電極配置において、前記3つの部位は、P3、P4およびO2であることを特徴とする、請求項4に記載の気分障害測定装置。
- 前記特定の周波数帯域はβ帯域であることを特徴とする、請求項4または5に記載の気分障害測定装置。
- 前記脳電位信号取得手段は、被験者の前側頭部に配置された1つの電位センサを用いて該前側頭部での脳電位信号を取得し、
前記取得された脳電位信号を周波数解析することにより、予め決められた第3の周波数帯域の総パワー値と、該第3の周波数帯域よりも高い第4の周波数帯域の総パワー値とをそれぞれ算出する第2のパワー値算出手段と、
前記第4の周波数帯域の総パワー値に対する前記第3の周波数帯域の総パワー値の比率を被験者の気分障害を判断するための指標として算出する第3の演算手段を備えることを特徴とする、請求項1から6までのいずれか一項に記載の気分障害測定装置。 - 国際10−20法で規定される電極配置において、前記1つの電位センサが配置される部位はF7であることを特徴とする、請求項7に記載の気分障害測定装置。
- 前記第3の周波数帯域はδ帯であり、前記第4の周波数帯域はθ帯および/またはβ帯であることを特徴とする、請求項8に記載の気分障害測定装置。
- 前記第1の演算手段で算出された前記指標、前記第2の演算手段で算出された前記指標および前記第3の演算手段で算出された前記指標に対して主成分分析を行って複数の主成分の主成分得点を算出する主成分得点算出手段と、
算出した主成分の主成分得点に基づいて開眼時と閉眼時を分類する開眼閉眼分類手段と、を備えることを特徴とする、請求項4から6までのいずれかを引用する請求項7から9までのいずれか一項に記載の気分障害測定装置。 - 被験者の頭部上に配置された複数の電位センサを用いて異なる複数の部位で測定された脳電位信号を取得するステップと、
前記取得された脳電位信号を周波数解析することにより、前記複数の部位のうち所定の一つの部位での予め決められた第1の周波数帯域の総パワー値と、前記複数の部位のうち他の所定の一つの部位での予め決められた、第1の周波数帯域よりも低い第2の周波数帯域の総パワー値とをそれぞれ算出するステップと、
前記第1の周波数帯域の総パワー値と前記第2の周波数帯域の総パワー値との差分の、前記第1の周波数帯域および前記第2の周波数帯域の総パワー値に対する比率を被験者の気分障害を判断するための指標として算出するステップと、を含むことを特徴とする気分障害測定方法。
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