JP2019162404A - 情報表示システム、情報表示装置およびプログラム - Google Patents

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山形 秀明
Hideaki Yamagata
秀明 山形
教幸 冨田
Noriyuki Tomita
教幸 冨田
有隆 萩原
Aritaka Hagiwara
有隆 萩原
真哉 向笠
Masaya Mukogasa
真哉 向笠
豊 柳浦
Yutaka Yanagiura
豊 柳浦
大介 阪井
Daisuke Sakai
大介 阪井
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Abstract

【課題】測定部位の変位があった場合でも、誤った解析が行われることを防ぎ、なおかつ短時間に解析が可能な情報表示システム、情報表示装置およびプログラムを提供する。【解決手段】測定部位の変位を測定して信号を出力する変位測定部と、信号検出の時間軸を表示する表示部と、前記変位測定部と前記表示部とを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記変位測定部から出力された信号が或る条件を満たした場合に、前記測定部位の変位が検出されたと判断し、当該変位を検出した前記表示部の時刻位置または時間領域に、前記変位を検出したことを表す検出情報を表示させる。【選択図】図1

Description

本発明は、情報表示システム、情報表示装置およびプログラムに関する。
患者の生体信号に対し、任意のタイミングでモニタ中の生体信号にコメントを付加して登録し、登録された生体信号に関するデータを任意のタイミングで表示する手法が知られている(例えば、特許文献1参照)。この公知技術では、モニタ中の単一の波形の所望の範囲を指定してコメントとともに保存し、表示の際にはコメントが単一の波形とともに表示される。コメントは、波形表示画面の空きスペースに表示されている。
また、生理学情報を表示するチャート部分に波形とディジタル式アノテーションを表示する技術において、複数のタイプの生理学信号(たとえば胎児心拍数信号と子宮内圧力信号)が同期して同じ時間軸に沿ってプロットされ得ることが知られている(例えば、特許文献2参照)。
ディジタルアノテーションを用いた公知の技術では、複数のタイプの生理学信号に対してどのようにディジタル式アノテーションを入力し、どのように表示するのかについて、具体的な手法は開示されていない。また、複数のタイプの生理学信号の各々は、単一の波形で表される。
近年、脳の神経活動に関する研究が進んでおり、脳磁計や脳波計の開発が進められている。脳磁計や脳波計では、一つの種類の生体信号を得るのに多数のセンサからの微弱な信号波形を収集する。この微弱な脳信号を測定する際に測定部位(例えば、脳の場合、頭部)が動いた場合、正しい信号が測定できなくなる。この測定部位の移動に気づかずに測定結果を解析した場合、正しい解析が行われないという問題がある。
この問題を解決するために、測定部位を器具により固定する手法がいくつか提案されている(例えば、特許文献3〜5参照)。これらの手法は、被験者の意図しない測定部位の動きに対しては一定の有効性があるものの、小児を測定する場合のように被験者が意図的に測定部位を動かすことに対応することは困難である。意図的な動きを防ぐほど強固に測定部位を測定することは、小児に対しては極めて難しい。仮に、測定部位が固定されたとしても、それによる脳活動が生じ、本来目的とする測定が行えない可能性が極めて高い。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、測定部位の変位があった場合でも、誤った解析が行われることを防ぎ、なおかつ短時間に解析が可能な情報表示システム、情報表示装置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、測定部位の変位を測定して信号を出力する変位測定部と、信号検出の時間軸を表示する表示部と、前記変位測定部と前記表示部とを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記変位測定部から出力された信号が或る条件を満たした場合に、前記測定部位の変位が検出されたと判断し、当該変位を検出した前記表示部の時刻位置または時間領域に、前記変位を検出したことを表す検出情報を表示させる、ことを特徴とする。
本発明によれば、測定部位の変位の特定が容易で視認しやすい表示画面を実現することができる、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外観図である。 図2は、開始画面の一例を示す図である。 図3は、測定収録画面の一例を示す図である。 図4は、図3の測定収録画面の左側の領域の拡大図である。 図5は、図3の測定収録画面の右側の領域の拡大図である。 図6は、アノテーション情報が入力された画面を示す図である。 図7は、更新されたアノテーションリストの図である。 図8は、測定収録時の情報表示処理のフローチャートである。 図9は、測定部位の変位検出の判断処理の流れを示すフローチャートである。 図10は、解析画面の一例を示す図である。 図11は、図10の解析画面の左側の領域の拡大図である。 図12は、図10の解析画面の右側の領域の拡大図である。 図13は、図11の解析画面で特定のアノテーションラインが選択された直後の画面を示す図である。 図14は、図13の左側の領域の拡大図である。 図15は、図13の右側の領域の拡大図である。 図16は、解析時の情報表示処理のフローチャートである。 図17は、表示レイアウトの変形例を示す図である。 図18は、表示レイアウトの別の変形例を示す図である。 図19は、情報表示システムのハードウェア構成図である。 図20は、情報表示システムの機能ブロック図である。
以下に添付図面を参照して、情報表示システム、情報表示装置およびプログラムの実施の形態を詳細に説明する。
図1は、実施の形態にかかる情報表示技術の適用例としての生体信号計測システム1の外観図である。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)信号を計測し、表示する。生体信号計測システム1は、測定装置3と、データ収録サーバ42と、情報表示システム20と、被測定者の頭部位置を計測する頭部位置計測装置50と、を含む。
情報表示システム20は、計測で得られた信号情報と解析結果を表示するモニタディスプレイ26を有する。ここでは、データ収録サーバ42と情報表示システム20が別々に描かれているが、データ収録サーバ42の少なくとも一部を情報表示システム20に組み込んでもよい。頭部位置計測装置50は、測定部位の変位を測定して信号を出力する変位測定部である。
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、頭部位置計測装置50からの頭部位置情報とを収集し、収集された生体信号をデータ収録サーバ42に出力する。データ収録サーバ42に収録されたデータは、情報表示システム20に読み出されて表示され、解析される。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。
情報表示システム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、モニタディスプレイ26に表示される開始画面204の一例を示す図である。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「測定収録」のボックスが選択されると、測定装置3で測定されたデータは順次データ収録サーバ42に保存され、情報表示システム20に読み出されてモニタディスプレイ26に表示される。測定収録の終了後、医師によって「解析」ボックスが選択されると、収録された測定データが読み出され解析される。以下で測定収録と解析の具体的な態様について説明する。
<測定収録時の動作>
図3は、測定収録画面205の一例を示す図である。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。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。
表示画面の領域201Bでは、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が表示される。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。図3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、図3の左側の領域201Aの拡大図である。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の表示部としての表示部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の表示部としての表示部101〜103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。
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、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が表示される。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。領域201Aの右端(時間軸の右端)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が消え、消えた位置に新しい信号波形が順次左から右方向に表示され且つライン113も左端から右に向けて移動していく。これとともに、水平方向の表示部110でも測定の進行に対応して、時間の経過が時間軸112上に表示される。測定収録は、終了ボタン119が押されるまで継続される。
測定者(収録者)がデータ収録中に信号波形上で波形の乱れ、振幅の特異点等に気付いたときに、問題となる箇所または範囲を信号波形上でマークすることができる。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。指定された箇所(または範囲)は、表示部101〜103の信号波形上に強調表示されるとともに、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に沿って表示される。時間軸112上への表示を含むマーキングの情報は、信号波形データとともに保存される。指定された箇所は或る時刻に対応し、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の例では、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。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。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、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が表示されている。
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、指定された箇所でマーク103a−2がハイライト表示され、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」が表示される。さらに、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が表示される。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(くしゃみ等)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。
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。
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。「スパイク」が選択される都度、カウンタボックス118のカウンタ値がインクリメントされ、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が一目でわかるようになっている。
図5は、図3の測定収録画面の右側の領域201Bの拡大図である。図5は、図4と同じ時刻(ライン113の時点)での状態を示す。領域201Bのモニタウィンドウ170では、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が表示される。領域201Bでは、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が表示される。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ることも可能である。
図5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」というテキストが記録されている。また、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。
また、図5の例では、アノテーション番号「3」に対応する時刻情報と、付加されたアノテーション情報がリストされている。アノテーション情報として、頭部が動いたことを示す「体動」を表わす属性アイコンと、「body motion」というテキストが記録されている。
アノテーションリスト180の近傍に、表示/非表示の選択ボックス180aが配置されている。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、アノテーション情報が入力された画面を示す図である。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、かつ、時刻t3でポップアップウィンドウ115の「体動」が選択され、「body motion」というテキストが入力された画面を示す。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、ポップアップウィンドウ115が閉じて、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が表示される。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」のテキスト情報が表示される。アノテーション番号「3」と対応付けて、「体動」を表わす属性アイコンと、「body motion」のテキスト情報が表示される。これと同時に、カウンタボックス118の値がインクリメントされる。また、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が表示される。この例では、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。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が更新される。アノテーション番号「2」に「normal spike」というメモが追加される。また、アノテーション番号「3」に「body motion」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。
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」等)と、時間軸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。
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は信号波形に対応付けて保存される。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される。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の内容等の関連情報も保存される。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、情報表示システム20で行われる測定収録段階での情報表示処理のフローチャートである。図2に示す開始画面204で「測定収録」が選択されると(S11)、測定が開始され、複数の信号の波形が同じ時間軸に沿って同期して表示される(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。
情報表示システム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)。注目箇所または範囲の指定があると(S13で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。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)。アノテーション入力の要求がある場合は(S15で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、測定終了コマンドが入力されたか否かを判断する(S17)。注目位置(領域)の指定がない場合(S13でNo)、及びアノテーションの入力要求がない場合(S15でNo)は、ステップS17へ飛んで測定終了の判断を行う。測定が終了するまで(S17で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が提供される。
以上、測定者が手作業でアノテーションを付与する方法について説明した。本発明では、測定者が手作業で付与する以外に、次の方法で自動的にアノテーションを付与することも可能である。
情報表示システム20は、頭部位置計測装置50からの信号を解析し、頭部の位置ずれを検出する。頭部位置計測装置50としては、たとえば光学式トラッキング装置を用いることができる。最も容易な手法としては、情報表示システム20は、計測された位置がある所望のしきい値以上変動した場合に、位置ずれが生じたと判断する。
ここで、図9は、測定部位の変位検出の判断処理の流れを示すフローチャートである。図9に示すように、情報表示システム20は、位置ずれ判断開始時に、位置Pに初期位置Pini、時刻Tに開始時刻Tstartを設定する(S31)。次に、情報表示システム20は、マーカコイルで計測した計測位置Pcを取得する(S32)。
情報表示システム20は、計測位置Pcと位置Pとの差分がしきい値Thより大きい場合(S33でYes)、当該時刻Tにアノテーションを付加する(S34)。
また、情報表示システム20は、位置Pを計測位置Pcの値に置き換え(S35)、時刻が最終である場合(S36でYes)、判断終了となる。
一方、情報表示システム20は、最終時刻でない場合(S36でNo)、時刻Tをインクリメント(T=T+1)した上で(S37)、ステップS32に戻る。
なお、情報表示システム20は、ステップS33で差分がしきい値Th以下である場合は(S33でNo)、時刻Tをインクリメント(T=T+1)した上で(S37)、ステップS32に戻る。
情報表示システム20は、位置ずれが検出されたならば、測定者が手作業で付与したのと同様に、検出された時刻にアノテーションを付与する。この際、情報表示システム20は、アノテーションに付随する情報として、検出された変位情報を保存する。本実施の形態では、変位情報に、位置ずれ後の頭部座標(位置情報)を含めて保存する。
なお、図3にアノテーション表示の一例(頭部移動開始アノテーション110b−1、頭部移動終了アノテーション110b−2、頭部移動アノテーション110b−3)を示す。
頭部座標はダイポール推定等、後段の処理で信号源を推定する際に必要となる。ダイポール推定においては、頭部座標が正しく無い場合、誤った位置にダイポールが推定されてしまい、診断への影響が懸念される。位置ずれ後の頭部座標を用いることで、正しい位置にダイポールを推定することが可能となる。
また、図3に示す上記形態に替えて、頭部移動終了アノテーション110b−2のみの表示であってもよい。
ところで、位置ずれは瞬時に起こるとは限らない。ゆっくりとした動作の場合、ある程度の時間幅を持って位置ずれが完了する。そこで、このようなケースに対応するために、アノテーションの情報として1つの時刻ではなく、位置ずれの開始時刻(頭部移動開始アノテーション110b−1)/終了時刻(頭部移動アノテーション110b−3)のように複数の時刻の情報をアノテーションに持たせても良い。なお、以下の説明においては、ここで自動的に付与されたアノテーションを「位置ずれアノテーション」と呼ぶ。
<解析時の動作>
図10は、解析時の情報表示システム20の解析画面206の一例を示す図である。解析画面は、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。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、解析情報を表示する領域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、マウス等を操作して領域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。
本例では、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、領域202Aの右側の領域202Bでは、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。
また、図10では、ひとつのモニタディスプレイ26の表示画面に、解析画面の全体が表示される場合を示しているが、左側の領域202Aと右側の領域202B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11は、図10の解析画面の左側の領域202Aの拡大図である。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を有する。
表示部110には、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が表示される。表示部120には収録時間の全体を示す時間軸122が表示される。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が表示される。
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、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。
表示部101〜103には、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。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、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12は、図11と同じ時間での解析画面の右側の領域202Bの拡大図である。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が表示されている。また、脳磁図(MEG;Magnetoencephalograph)の等磁場図150と、脳波図(EEG;Electroencephalograph)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が表示されている。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、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、属性等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11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。
測定収録画面と異なり、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12に示す)が表示されている。
アノテーションの表示/非表示を選択する選択ボックス180aで非表示の指定がされると、図11の表示部103の属性アイコン106−7、106−8が消える。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13は、図11の解析画面で特定のアノテーションラインが選択された直後の画面を示す図である。図13は、図11の解析画面でライン117−7が選択(たとえばダブルクリック)された直後の画面の全体図である。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、ハイライトされた信号波形の近傍の信号波形が拡大表示部200に拡大表示される。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とともに拡大表示される。
図14は、図13の左側の領域203A(信号波形の表示領域)の拡大図である。解析者は、拡大表示部200に信号波形を拡大表示することで、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、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。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。
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。
拡大表示部200の画面の下側には、確認ウィンドウ210が表示されている。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、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15は、図13の右側の領域203Bの拡大図である。図14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、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が付加される。さらに、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が表示される。
ここでダイポールを推定する際に用いる頭の位置は、現在注目している時刻より早い時刻で最も近い位置ずれアノテーションとともに保存されている位置を用いる。現在注目している時刻よりも早い時刻に位置ずれアノテーションが存在しない場合には、測定開始時に求めた頭の位置を用いる。
このようにすることで、計測途中で頭が移動した場合でも、正しい位置にダイポールを推定することが出来る。
ダイポール推定等の電流源推定を行うには、電流源とセンサの関係を求める必要がある。この処理では頭部の位置が必要であり、また処理時間を要する。したがって、通常はこの処理は計測の空き時間などを利用して解析を行う前にあらかじめ算出しておく場合が多い。
本実施の形態では、位置ずれが起こり、位置ずれを検出する度に、位置ずれアノテーションが自動的に付与される。したがって、位置ずれアノテーションの間においては頭部の位置ずれが検出されておらず、位置ずれアノテーションの間において頭の位置が同じであるとみなすことができる。そこで、位置ずれアノテーションで区切られた範囲ごとに、あらかじめ電流源とセンサの関係を求めておくことで、解析を素早く行うことが可能となる。
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16は、情報表示システム20で行われる解析時での情報表示処理のフローチャートである。開始画面204(図2参照)で「解析」が選択されると(S21)、解析が開始され、解析画面が表示される(S22)。初期の解析画面は、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。解析画面が表示されると、特定のアノテーションが選択されたか否かが判断される(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でYes)、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が表示される(S24)。
表示された場面で、ハイライト表示されたマークの時間位置を示すライン117が選択されたか否かが判断される(S25)。ライン117が選択されると(S25でYes)、選択されたライン117を含む一定の時間範囲の信号波形が拡大表示される(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、同じ時間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、同じ時間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替わりに、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、信号源の推定ボタン212が押下されたか否かが判断される(S27)。信号源の推定ボタン212が押下されると(S27でYes)、信号源推定の演算が行われる。
ここで、ダイポールを推定する際に用いる頭の位置は、現在注目している時刻より早い時刻で最も近い位置ずれアノテーションとともに保存されている位置を用いる。現在注目している時刻よりも早い時刻に位置ずれアノテーションが存在しない場合には、測定開始時に求めた頭の位置を用いる。
推定結果がMRI断層画面に表示されるとともに、推定完了マーク182がアノテーションリスト180に追加される(S28)。その後、解析終了コマンドが入力されたか否かが判断される(S29)。アノテーションの選択がない場合(S23でNo)、拡大表示のためのアノテーションラインのクリックがない場合(S25でNo)、及び信号源推定ボタン選択の入力がない場合(S27でNo)は、ステップS29へ飛んで解析終了の判断を行う。解析終了コマンドが入力されるまで(S29でYes)、ステップS23〜S28が繰り返される。
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、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17及び図18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、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17に示すように、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、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18に示すように、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。
タイムラインを表示する表示部110の位置は、画面の上端と下端に限定されず、脳磁波形と脳波波形の間に設けてもよい。また、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を組み合わせてもよい。
図19は、情報表示システム20のハードウェア構成図である。情報表示システム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、情報表示システム20の全体の動作を制御し、各種の情報処理を行う。CPU21はまた、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、測定収録画面と解析画面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等を記憶する。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、情報表示システム20の動作を制御する制御プログラムや、情報表示システム20の動作に必要な各種のデータ、ファイル等を格納する。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、操作ボタン等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では測定収録画面と解析画面が表示され、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20は、情報表示システム20の機能ブロック図である。情報表示システム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、情報表示システム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。この例では、解析部252は、解析画面から選択されたアノテーションに対応する信号源を推定する機能(推定部の機能)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18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19のCPU21がROM23等に格納されたプログラムをRAM22上に展開して実行することによって実現される。解析部252の機能も、CPU21がROM23等に格納されたプログラムをRAM22上に展開して実行することにより実現される。なお、これに限らず、例えば制御部250および解析部252の機能のうちの少なくとも一部が専用のハードウェア回路(半導体集積回路等)で実現される形態であってもよい。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。
実施形態の情報表示システム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。
このような情報表示プログラムを情報表示システム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、測定部位の動きの特定が容易で視認しやすい表示画面を実現することにより、測定部位の動きがあった場合でも、誤った解析が行われることを防ぎ、なおかつ短時間に解析が可能となる。
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)等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。
1 生体信号計測システム
3 測定装置
20 情報表示システム
26 モニタディスプレイ
42 データ収録サーバ
50 変位測定部
101〜103 表示部(第2の表示部)
103a マーク
106 属性アイコン
110、120 表示部(第1の表示部)
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(第4の表示部)
200 拡大表示部(第3の表示部)
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
特開2005−95469号公報 特開2013−59621号公報 特開2011−83433号公報 特開2012−55514号公報 特開2000−102516号公報

Claims (9)

  1. 測定部位の変位を測定して信号を出力する変位測定部と、
    信号検出の時間軸を表示する表示部と、
    前記変位測定部と前記表示部とを制御する制御部と、
    を有し、
    前記制御部は、
    前記変位測定部から出力された信号が或る条件を満たした場合に、前記測定部位の変位が検出されたと判断し、
    当該変位を検出した前記表示部の時刻位置または時間領域に、前記変位を検出したことを表す検出情報を表示させる、
    ことを特徴とする情報表示システム。
  2. 前記制御部は、前記変位を検出した際に、前記検出情報に付随する情報として、検出された変位情報を保存する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の情報表示システム。
  3. 前記制御部は、前記変位情報として、変位した後の前記測定部位の位置情報を含む、
    ことを特徴とする請求項2に記載の情報表示システム。
  4. 前記制御部は、前記変位情報として、前記測定部位の変位し始めの時刻/変位終わりの時刻を含む、
    ことを特徴とする請求項2または3に記載の情報表示システム。
  5. 信号検出の時間軸を表示する表示部と、
    測定部位の変位を測定して信号を出力する変位測定部と前記表示部とを制御する制御部と、
    を有し、
    前記制御部は、
    前記変位測定部から出力された信号が或る条件を満たした場合に、前記測定部位の変位が検出されたと判断し、
    当該変位を検出した前記表示部の時刻位置または時間領域に、前記変位を検出したことを表す検出情報を表示させる、
    ことを特徴とする情報表示装置。
  6. 前記制御部は、前記変位を検出した際に、前記検出情報に付随する情報として、検出された変位情報を保存する、
    ことを特徴とする請求項5に記載の情報表示装置。
  7. 前記制御部は、前記変位情報として、変位した後の前記測定部位の位置情報を含む、
    ことを特徴とする請求項6に記載の情報表示装置。
  8. 前記制御部は、前記変位情報として、前記測定部位の変位し始めの時刻/変位終わりの時刻を含む、
    ことを特徴とする請求項6または7に記載の情報表示装置。
  9. コンピュータを、
    信号検出の時間軸を表示する表示部と、
    測定部位の変位を測定して信号を出力する変位測定部と前記表示部とを制御する制御部と、
    として機能させ、
    前記制御部は、
    前記変位測定部から出力された信号が或る条件を満たした場合に、前記測定部位の変位が検出されたと判断し、
    当該変位を検出した前記表示部の時刻位置または時間領域に、前記変位を検出したことを表す検出情報を表示させる、
    ことを特徴とするプログラム。
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JPH07308303A (ja) * 1994-05-17 1995-11-28 Hitachi Ltd 生体機能計測における計測位置決定のための装置
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