JP2020130336A - Brain activity state monitoring device, brain activity state monitoring program and brain activity state monitoring method - Google Patents

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Abstract

To precisely determine a brain activity state of a subject individual.SOLUTION: A brain activity state monitoring device includes: a data acquisition unit showing a brain activity state of a subject, showing first data collected in a first period and the brain activity state of the subject, and acquiring second data collected in a second period following the first period; a gravity center calculation unit for calculating the gravity center of the first data on a phase plane where the Mahalanobis distance is defined; a distance calculation unit for calculating the Mahalanobis distance from the gravity center about the second data, and calculating a temporal change of the Mahalanobis distance of the second data; a determination unit for determining whether or not the Mahalanobis distance of the second data exceeds a predetermined threshold more than a predetermined frequency; and an output unit for outputting the information of showing the brain activity state of the subject, when determined that the Mahalanobis distance of the second data exceeds the predetermined threshold more than the predetermined frequency.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、脳活動状態モニタリング装置、脳活動状態モニタリングプログラム及び脳活動状態モニタリング方法に関する。 The present invention relates to a brain activity state monitoring device, a brain activity state monitoring program, and a brain activity state monitoring method.

従来から被検体の脳の活動状態をモニタリングし、被検体の健康状態の把握に使用したり、被検体が行っている動作に及ぶ影響を推定したりする技術に関する研究が進められている。例えば、特許文献1には、位相解析部と、特徴量算出部と、マハラノビス距離算出部と、判定部と、通報制御部とを備える発作通報装置が開示されている。位相解析部は、患者の頭部に装着された測定電極及び基準電極からの脳波時系列データを位相空間上の脳波軌跡に変換する。特徴量算出部は、脳波軌跡から特徴量を算出する。マハラノビス距離算出部は、基準空間を基準として特徴量のマハラノビス距離を求める。判定部は、マハラノビス距離に従い癲癇発作が起きているか否かを判定する。通報制御部は、発作の発生信号に応じて発作発生の通報を行うことを患者に通知する。 Research has been conducted on techniques for monitoring the activity state of the brain of a subject, using it for grasping the health state of the subject, and estimating the influence on the movement of the subject. For example, Patent Document 1 discloses a seizure reporting device including a phase analysis unit, a feature amount calculation unit, a Mahalanobis distance calculation unit, a determination unit, and a notification control unit. The phase analysis unit converts the electroencephalogram time series data from the measurement electrode and the reference electrode mounted on the patient's head into an electroencephalogram trajectory in the phase space. The feature amount calculation unit calculates the feature amount from the electroencephalogram trajectory. The Mahalanobis distance calculation unit obtains the Mahalanobis distance of the feature quantity with reference to the reference space. The determination unit determines whether or not an epileptic seizure has occurred according to the Mahalanobis distance. The notification control unit notifies the patient that the seizure occurrence is reported in response to the seizure occurrence signal.

特開2004−350870号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-350870

しかし、この発作通報装置は、事前に基準空間を作成しておく必要があるため、基準空間が作成されていない場合、適切な特徴量のマハラノビス距離を算出することができないことがある。また、この発作通報装置は、基準空間が必ずしも被検体個々人に対して適切なものが算出されるとは限らない。したがって、この発作通報装置は、癲癇発作が起きているか否かを正確に判定することができなくなる可能性が残されている。 However, since it is necessary to create a reference space in advance for this seizure reporting device, it may not be possible to calculate the Mahalanobis distance of an appropriate feature amount if the reference space is not created. In addition, this seizure reporting device does not always calculate an appropriate reference space for each individual subject. Therefore, this seizure reporting device may not be able to accurately determine whether or not an epileptic seizure has occurred.

そこで、本発明は、被検体個々人の脳の活動状態を的確に判定することができる脳活動状態モニタリング装置、脳活動状態モニタリングプログラム及び脳活動状態モニタリング方法を提供することを課題とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a brain activity state monitoring device, a brain activity state monitoring program, and a brain activity state monitoring method capable of accurately determining the brain activity state of an individual subject.

本発明の一態様は、被検体の脳の活動状態を示しており、第一期間に収集された第一データ及び前記被検体の脳の活動状態を示しており、前記第一期間の後に続く第二期間に収集された第二データを取得するデータ取得部と、マハラノビス距離が定義されている位相平面上における前記第一データの重心を算出する重心算出部と、前記第二データについて前記重心からのマハラノビス距離を算出し、前記第二データのマハラノビス距離の経時的な変化を算出する距離算出部と、前記第二データのマハラノビス距離が所定の閾値を所定の回数以上超えているか否かを判定する判定部と、前記第二データのマハラノビス距離が所定の閾値を所定の回数以上超えていると判定された場合、前記被検体の脳の活動状態を示す情報を出力する出力部と、を備える脳活動状態モニタリング装置である。 One aspect of the present invention shows the activity state of the brain of the subject, shows the first data collected in the first period and the activity state of the brain of the subject, and follows the first period. A data acquisition unit that acquires the second data collected in the second period, a center of gravity calculation unit that calculates the center of gravity of the first data on the phase plane in which the Mahalanobis distance is defined, and the center of gravity of the second data. The distance calculation unit that calculates the Mahalanobis distance from the second data and calculates the change over time in the Mahalanobis distance of the second data, and whether or not the Mahalanobis distance of the second data exceeds a predetermined threshold number of times or more. A determination unit for determining and an output unit for outputting information indicating the activity state of the brain of the subject when it is determined that the Mahalanobis distance of the second data exceeds a predetermined threshold number of times or more. It is a brain activity status monitoring device equipped.

本発明の一態様は、コンピュータに、被検体の脳の活動状態を示しており、第一期間に収集された第一データ及び前記被検体の脳の活動状態を示しており、前記第一期間の後に続く第二期間に収集された第二データを取得するデータ取得機能と、マハラノビス距離が定義されている位相平面上における前記第一データの重心を算出する重心算出機能と、前記第二データについて前記重心からのマハラノビス距離を算出し、前記第二データのマハラノビス距離の経時的な変化を算出する距離算出機能と、前記第二データのマハラノビス距離が所定の閾値を所定の回数以上超えているか否かを判定する判定機能と、前記第二データのマハラノビス距離が所定の閾値を所定の回数以上超えていると判定された場合、前記被検体の脳の活動状態を示す情報を出力する出力機能と、を実現させるための脳活動状態モニタリングプログラムである。 In one aspect of the present invention, the computer shows the activity state of the brain of the subject, the first data collected in the first period, and the activity state of the brain of the subject, and the first period. A data acquisition function for acquiring the second data collected in the second period following the above, a center of gravity calculation function for calculating the center of gravity of the first data on the phase plane in which the Mahalanobis distance is defined, and the second data. The distance calculation function that calculates the Mahalanobis distance from the center of gravity and calculates the change over time in the Mahalanobis distance of the second data, and whether the Mahalanobis distance of the second data exceeds a predetermined threshold number of times or more. A judgment function for determining whether or not the data is present, and an output function for outputting information indicating the activity state of the brain of the subject when it is determined that the Mahalanobis distance of the second data exceeds a predetermined threshold number of times or more. It is a brain activity status monitoring program to realize.

本発明の一態様は、被検体の脳の活動状態を示しており、第一期間に収集された第一データ及び前記被検体の脳の活動状態を示しており、前記第一期間の後に続く第二期間に収集された第二データを取得するデータ取得ステップと、マハラノビス距離が定義されている位相平面上における前記第一データの重心を算出する重心算出ステップと、前記第二データについて前記重心からのマハラノビス距離を算出し、前記第二データのマハラノビス距離の経時的な変化を算出する距離算出ステップと、前記第二データのマハラノビス距離が所定の閾値を所定の回数以上超えているか否かを判定する判定ステップと、前記第二データのマハラノビス距離が所定の閾値を所定の回数以上超えていると判定された場合、前記被検体の脳の活動状態を示す情報を出力する出力ステップと、を含む脳活動状態モニタリング方法である。 One aspect of the present invention shows the activity state of the brain of the subject, shows the first data collected in the first period and the activity state of the brain of the subject, and follows the first period. A data acquisition step for acquiring the second data collected in the second period, a center of gravity calculation step for calculating the center of gravity of the first data on the phase plane in which the Mahalanobis distance is defined, and the center of gravity for the second data. The distance calculation step of calculating the Mahalanobis distance from the second data and calculating the change over time of the Mahalanobis distance of the second data, and whether or not the Mahalanobis distance of the second data exceeds a predetermined threshold number of times or more. A determination step for determining and an output step for outputting information indicating the activity state of the brain of the subject when it is determined that the Mahalanobis distance of the second data exceeds a predetermined threshold number of times or more. It is a brain activity monitoring method including.

本発明によれば、被検体個々人の脳の活動状態を的確に判定することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately determine the brain activity state of an individual subject.

本発明の実施形態に係る脳活動状態モニタリング装置の機能的な構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the functional structure of the brain activity state monitoring apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るセンサが近赤外光を使用して被検体の血流の酸素濃度から被検体の脳の活動状態を示すデータを収集する原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle that the sensor which concerns on embodiment of this invention collects the data which shows the activity state of the brain of a subject from the oxygen concentration of the blood flow of a subject using near infrared light. 本発明の実施形態に係る被検体が模擬運転装置を使用した手動運転を行っている場合及びその前後の時間における酸素飽和度、酸素化ヘモグロビン濃度及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の経時的な変化の一例を示す図である。An example of changes over time in oxygen saturation, oxygenated hemoglobin concentration, and deoxidized hemoglobin concentration when the subject according to the embodiment of the present invention is performing manual operation using a simulated operation device and before and after that. It is a figure which shows. 本発明の実施形態に係る被検体が模擬運転装置を使用した自動運転が実行されている車両に搭乗している場合及びその前後の時間における酸素飽和度、酸素化ヘモグロビン濃度及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の経時的な変化の一例を示す図である。Oxygen saturation, oxygenated hemoglobin concentration and deoxygenated hemoglobin concentration when the subject according to the embodiment of the present invention is in a vehicle in which automatic driving using a simulated driving device is executed and before and after that. It is a figure which shows an example of the time-dependent change of. 本発明の実施形態に係る被検体が模擬運転装置を使用した手動運転を行っている時に収集された第一データ及び第二データを位相空間上に示した場合の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the case where the first data and the second data collected when the subject which concerns on embodiment of this invention performs a manual operation using a simulated operation apparatus is shown in the phase space. 本発明の実施形態に係る被検体が模擬運転装置を使用した自動運転が実行されている車両に搭乗している時に収集された第一データ及び第二データを位相空間上に示した場合の一例を示す図である。An example in which the first data and the second data collected when the subject according to the embodiment of the present invention is in a vehicle in which automatic driving using a simulated driving device is executed are shown in the phase space. It is a figure which shows. 本発明の実施形態に係る被検体が模擬運転装置を使用した手動運転を行っている時に収集された第一データのマハラノビス距離及び第二データのマハラノビス距離の経時的な変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change with time of the Mahalanobis distance of the first data and the Mahalanobis distance of the second data collected when the subject according to the embodiment of the present invention is performing manual operation using a simulated driving device. is there. 本発明の実施形態に係る被検体が模擬運転装置を使用した自動運転が実行されている車両に搭乗している時に収集された第一データのマハラノビス距離及び第二データのマハラノビス距離の経時的な変化の一例を示す図である。The Mahalanobis distance of the first data and the Mahalanobis distance of the second data collected when the subject according to the embodiment of the present invention is in a vehicle in which automatic driving using the simulated driving device is executed, over time. It is a figure which shows an example of the change. 本発明の実施形態に係る脳活動状態モニタリング装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the processing executed by the brain activity state monitoring apparatus which concerns on embodiment of this invention.

図1から図8を参照しながら、実施形態に係る脳活動状態モニタリング装置の一例を説明する。図1は、本発明の実施形態に係る脳活動状態モニタリング装置の機能的な構成の一例を示す図である。図1に示すように、脳活動状態モニタリング装置1は、データ取得部11と、重心算出部12と、距離算出部13と、判定部14と、出力部15とを備える。 An example of the brain activity state monitoring device according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 8. FIG. 1 is a diagram showing an example of a functional configuration of a brain activity state monitoring device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the brain activity state monitoring device 1 includes a data acquisition unit 11, a center of gravity calculation unit 12, a distance calculation unit 13, a determination unit 14, and an output unit 15.

データ取得部11は、被検体の脳の活動状態を示す第一データ及び第二データを図1に示したセンサ20から取得する。第一データは、センサ20により第一期間に収集される。第二データは、センサ20により第一期間の後に続く第二期間に収集される。 The data acquisition unit 11 acquires the first data and the second data indicating the activity state of the brain of the subject from the sensor 20 shown in FIG. The first data is collected by the sensor 20 in the first period. The second data is collected by the sensor 20 in the second period following the first period.

図2は、本発明の実施形態に係るセンサが近赤外光を使用して被検体の血流の酸素濃度から被検体の脳の活動状態を示すデータを収集する原理を説明するための図である。図2は、横軸が時間、右側の縦軸が酸素飽和度、左側の縦軸がヘモグロビン濃度を表しており、酸素飽和度、酸素化ヘモグロビン濃度及び脱酸素化ヘモグロビン濃度各々の経時的な変化を一点鎖線C1、実線C2及び点線C3で示している。 FIG. 2 is a diagram for explaining the principle that the sensor according to the embodiment of the present invention collects data indicating the activity state of the brain of the subject from the oxygen concentration of the blood flow of the subject using near infrared light. Is. In FIG. 2, the horizontal axis represents time, the vertical axis on the right side represents oxygen saturation, and the vertical axis on the left side represents hemoglobinometry. Changes over time in oxygen saturation, oxygenated hemoglobinometry, and deoxygenated hemoglobinometry. Is indicated by a single point chain line C1, a solid line C2, and a dotted line C3.

図2のうち点線Bで囲まれた部分に示されているように、被検体の脳は、活発に活動している場合、脳神経が酸素及びグルコースを活発に消費するため、脳の血中の酸素飽和度及び酸素化ヘモグロビン濃度が増加する。 As shown in the portion surrounded by the dotted line B in FIG. 2, when the brain of the subject is actively active, the cranial nerves actively consume oxygen and glucose, so that the brain of the subject is in the blood of the brain. Oxygen saturation and oxygenated hemoglobinometry increase.

センサ20は、例えば、被検体の頭部に取り付けられ、近赤外分光分析法(NIRS:Near-infrared spectroscopy)を使用して第一データ及び第二データを収集する。具体的には、センサ20は、波長が約700nmから約900nmの近赤外光を出射する光源及び受光センサを被検体の頭部に密着させ、近赤外光を出射し、受光センサにより受光する。センサ20は、ヘモグロビンが近赤外光を吸収する性質を有するため、被検体の脳が活発に活動している程、受光する近赤外光の強度が小さくなり、被検体の脳が活発に活動していない程、受光する近赤外光の強度が大きくなる。したがって、この場合、第一データ及び第二データは、例えば、センサ20が一定の周期で受光した近赤外光の強度各々に基づいて算出されたヘモグロビン濃度又はこのような方法で算出されたヘモグロビン濃度の統計値となる。この一定の周期は、例えば、1分である。なお、図2に示した酸素飽和度も、センサ20が一定の周期で受光した近赤外光の強度各々に基づいて算出される。 The sensor 20 is attached to the head of the subject, for example, and collects the first data and the second data using near-infrared spectroscopy (NIRS). Specifically, the sensor 20 has a light source and a light receiving sensor that emit near-infrared light having a wavelength of about 700 nm to about 900 nm in close contact with the head of the subject, emits near-infrared light, and receives light from the light receiving sensor. To do. Since hemoglobin has a property of absorbing near-infrared light in the sensor 20, the more actively the subject's brain is active, the smaller the intensity of the received near-infrared light is, and the more active the subject's brain is. The less active, the greater the intensity of the received near-infrared light. Therefore, in this case, the first data and the second data are, for example, the hemoglobin concentration calculated based on each of the intensities of the near-infrared light received by the sensor 20 at a fixed cycle, or the hemoglobin calculated by such a method. It is a statistical value of concentration. This constant period is, for example, 1 minute. The oxygen saturation shown in FIG. 2 is also calculated based on the intensity of the near-infrared light received by the sensor 20 at regular intervals.

図3は、本発明の実施形態に係る被検体が模擬運転装置を使用した手動運転を行っている場合及びその前後の時間における酸素飽和度、酸素化ヘモグロビン濃度及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の経時的な変化の一例を示す図である。図3は、横軸が時間、右側の縦軸が酸素飽和度、左側の縦軸がヘモグロビン濃度を表しており、酸素飽和度、酸素化ヘモグロビン濃度及び脱酸素化ヘモグロビン濃度各々の経時的な変化を一点鎖線M1、実線M2及び点線M3で示している。 FIG. 3 shows the time course of oxygen saturation, oxygenated hemoglobin concentration, and deoxidized hemoglobin concentration when the subject according to the embodiment of the present invention is performing manual operation using a simulated operation device and before and after that. It is a figure which shows an example of the change. In FIG. 3, the horizontal axis represents time, the vertical axis on the right side represents oxygen saturation, and the vertical axis on the left side represents hemoglobinometry. Changes over time in oxygen saturation, oxygenated hemoglobinometry, and deoxygenated hemoglobinometry. Is indicated by a single point chain line M1, a solid line M2, and a dotted line M3.

ここで言う模擬運転装置を使用した手動運転は、例えば、被検体が模擬運転装置を使用しており、ハンドル、アクセル、ブレーキ等を操作することにより仮想的な自車を運転し、8の字コースの80m前方を時速100kmで走行する仮想的な車両を追跡し続けることをいう。また、この模擬運転装置を使用した手動運転は、図3に示した期間TDの間に行われる。期間TDの長さは、例えば、30分である。期間TDの最初の10分間は、上述した第一期間の一例である。また、期間TDの次の20分間は、上述した第二期間の一例である。 In the manual driving using the simulated driving device referred to here, for example, the subject uses the simulated driving device, and the virtual own vehicle is driven by operating the steering wheel, accelerator, brake, etc., and the figure 8 It means to keep track of a virtual vehicle traveling 80m ahead of the course at 100km / h. Further, the manual operation using this simulated operation device is performed during the period TD shown in FIG. The length of the period TD is, for example, 30 minutes. The first 10 minutes of the period TD is an example of the first period described above. The next 20 minutes of the period TD is an example of the above-mentioned second period.

さらに、期間TDの直前には、被検体が安静にする期間TR1が設けられており、期間TDの直後には、被検体が安静にする期間TR2が設けられている。期間TR1の長さ及び期間TR2の長さは、例えば、3分である。 Further, immediately before the period TD, a period TR1 for the subject to rest is provided, and immediately after the period TD, a period TR2 for the subject to rest is provided. The length of the period TR1 and the length of the period TR2 are, for example, 3 minutes.

図4は、本発明の実施形態に係る被検体が模擬運転装置を使用した自動運転が実行されている車両に搭乗している場合及びその前後の時間における酸素飽和度、酸素化ヘモグロビン濃度及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の経時的な変化の一例を示す図である。図4は、横軸が時間、右側の縦軸が酸素飽和度、左側の縦軸がヘモグロビン濃度を表しており、酸素飽和度、酸素化ヘモグロビン濃度及び脱酸素化ヘモグロビン濃度各々の経時的な変化を一点鎖線A1、実線A2及び点線A3で示している。 FIG. 4 shows oxygen saturation, oxygenated hemoglobinometry, and oxygen scavenging when the subject according to the embodiment of the present invention is in a vehicle in which automatic driving using a simulated driving device is being executed, and before and after that time. It is a figure which shows an example of the time-dependent change of the oxygenated hemoglobin concentration. In FIG. 4, the horizontal axis represents time, the vertical axis on the right side represents oxygen saturation, and the vertical axis on the left side represents hemoglobinometry. Changes over time in oxygen saturation, oxygenated hemoglobinometry, and deoxygenated hemoglobinometry. Is indicated by a single point chain line A1, a solid line A2, and a dotted line A3.

ここで言う模擬運転装置を使用した自動運転は、模擬運転装置により仮想的に自動運転が実行されており、前方を時速100kmで走行する仮想的な車両を追跡し続けている車両に被検体がハンドルに手を添えているだけの状態で搭乗していることをいう。また、この模擬運転装置を使用した自動運転は、図4に示した期間TDの間に行われる。期間TDの長さは、例えば、30分である。期間TDの最初の10分間は、上述した第一期間の一例である。また、期間TDの次の20分間は、上述した第二期間の一例である。 In the automatic driving using the simulated driving device referred to here, the simulated driving device virtually executes the automatic driving, and the subject is in the vehicle that keeps tracking the virtual vehicle traveling in front at 100 km / h. It means that you are boarding with your hands on the steering wheel. Further, the automatic operation using this simulated operation device is performed during the period TD shown in FIG. The length of the period TD is, for example, 30 minutes. The first 10 minutes of the period TD is an example of the first period described above. The next 20 minutes of the period TD is an example of the above-mentioned second period.

さらに、期間TDの直前には、被検体が安静にする期間TR1が設けられており、期間TDの直後には、被検体が安静にする期間TR2が設けられている。期間TR1の長さ及び期間TR2の長さは、例えば、3分である。なお、図3に示したデータが収集された被検体と図4に示したデータが収集された被検体とは、同一の被検体である。 Further, immediately before the period TD, a period TR1 for the subject to rest is provided, and immediately after the period TD, a period TR2 for the subject to rest is provided. The length of the period TR1 and the length of the period TR2 are, for example, 3 minutes. The subject from which the data shown in FIG. 3 was collected and the subject from which the data shown in FIG. 4 was collected are the same subject.

図3と図4とを比較すると、酸素飽和度及び酸素化ヘモグロビン濃度は、被検体が手動運転を行っている場合よりも被検体が自動運転を行っている場合の方が時間が経過するに従って大きく低下していることが分かる。また、図3と図4とを比較すると、脱酸素化ヘモグロビン濃度は、被検体が手動運転を行っている場合よりも被検体が自動運転を行っている場合の方が大きくなる傾向にあることが分かる。このような差が現れる理由としては、被検体が手動運転を行っている場合の方が自動運転が実行されている車両に搭乗しているだけの場合よりも被検体の脳が活発に活動しているからであると考えられる。 Comparing FIG. 3 and FIG. 4, the oxygen saturation and the oxygenated hemoglobin concentration are higher as time passes when the subject is in automatic operation than when the subject is in manual operation. It can be seen that it has decreased significantly. Further, comparing FIG. 3 and FIG. 4, the oxygen scavenging hemoglobin concentration tends to be higher when the subject is automatically operated than when the subject is manually operated. I understand. The reason for this difference is that the subject's brain is more active when the subject is manually driving than when he is just in a vehicle where autonomous driving is being executed. It is thought that this is because it is.

図5は、本発明の実施形態に係る被検体が模擬運転装置を使用した手動運転を行っている時に収集された第一データ及び第二データを位相空間上に示した場合の一例を示す図である。図6は、本発明の実施形態に係る被検体が模擬運転装置を使用した自動運転が実行されている車両に搭乗している時に収集された第一データ及び第二データを位相空間上に示した場合の一例を示す図である。図5及び図6は、横軸が酸素化ヘモグロビン濃度を表しており、縦軸が酸素化ヘモグロビン濃度の時間微分を表している。また、図5及び図6は、位相平面の右上に点が位置している程、被検体の脳の活動が活発であることを表しており、位相平面の左下に点が位置している程、被検体の脳の活動が活発でないことを表している。 FIG. 5 is a diagram showing an example of a case where the first data and the second data collected when the subject according to the embodiment of the present invention is performing manual operation using the simulated operation device are shown in the phase space. Is. FIG. 6 shows the first data and the second data collected when the subject according to the embodiment of the present invention is in a vehicle in which automatic driving using the simulated driving device is executed in the phase space. It is a figure which shows an example of the case. In FIGS. 5 and 6, the horizontal axis represents the oxygenated hemoglobin concentration, and the vertical axis represents the time derivative of the oxygenated hemoglobin concentration. Further, in FIGS. 5 and 6, the more the point is located at the upper right of the phase plane, the more active the brain activity of the subject is, and the more the point is located at the lower left of the phase plane. , Indicates that the subject's brain activity is inactive.

図5に示した黒丸は、図3に示した期間TDの最初の10分間においてセンサ20により1分ごとに受光された近赤外光に基づいて算出されたヘモグロビン濃度各々から算出された点の位置を示している。同様に、図5に示した白い三角は、図3に示した期間TDの次の10分間においてセンサ20により1分ごとに受光された近赤外光に基づいて算出されたヘモグロビン濃度各々から算出された点の位置を示している。また、図5に示した白い正方形は、図3に示した期間TDの最後の10分間においてセンサ20により1分ごとに受光された近赤外光に基づいて算出されたヘモグロビン濃度各々から算出された点の位置を示している。 The black circles shown in FIG. 5 are points calculated from each of the hemoglobin concentrations calculated based on the near-infrared light received by the sensor 20 every minute in the first 10 minutes of the period TD shown in FIG. Indicates the position. Similarly, the white triangles shown in FIG. 5 are calculated from each of the hemoglobin concentrations calculated based on the near-infrared light received by the sensor 20 every minute in the next 10 minutes of the period TD shown in FIG. It shows the position of the point. Further, the white square shown in FIG. 5 is calculated from each hemoglobin concentration calculated based on the near infrared light received by the sensor 20 every minute in the last 10 minutes of the period TD shown in FIG. It shows the position of the point.

図6に示した黒丸は、図4に示した期間TDの最初の10分間においてセンサ20により1分ごとに受光された近赤外光に基づいて算出されたヘモグロビン濃度各々から算出された点の位置を示している。同様に、図6に示した白い三角は、図4に示した期間TDの次の10分間においてセンサ20により1分ごとに受光された近赤外光に基づいて算出されたヘモグロビン濃度各々から算出された点の位置を示している。また、図6に示した白い正方形は、図4に示した期間TDの最後の10分間においてセンサ20により1分ごとに受光された近赤外光に基づいて算出されたヘモグロビン濃度各々から算出された点の位置を示している。 The black circles shown in FIG. 6 are points calculated from each of the hemoglobin concentrations calculated based on the near-infrared light received by the sensor 20 every minute in the first 10 minutes of the period TD shown in FIG. Indicates the position. Similarly, the white triangles shown in FIG. 6 are calculated from each of the hemoglobin concentrations calculated based on the near-infrared light received by the sensor 20 every minute in the next 10 minutes of the period TD shown in FIG. It shows the position of the point. The white squares shown in FIG. 6 are calculated from each of the hemoglobin concentrations calculated based on the near-infrared light received by the sensor 20 every minute in the last 10 minutes of the period TD shown in FIG. It shows the position of the point.

重心算出部12は、マハラノビス距離が定義されている位相平面上における第一データの重心を算出する。例えば、重心算出部12は、図5に示されている10個全ての黒丸が表している点各々の位相平面上における位置に基づいて、第一データの重心GMを算出する。同様に、重心算出部12は、図6に示されている10個全ての黒丸が表している点各々の位相平面上における位置に基づいて、第一データの重心GAを算出する。なお、重心算出部12は、データ取得部11による第一データの取得が完了したら出来る限り早く重心GM又は重心GAを算出することが好ましい。或いは、重心算出部12は、データ取得部11が新しい第一データを取得する度に重心GM又は重心GAを算出し直すことが好ましい。なぜなら、重心GM又は重心GAが早期に算出されている場合、距離算出部13、判定部14及び出力部15が実行する処理を早期に実行することが可能になるからである。 The centroid calculation unit 12 calculates the centroid of the first data on the phase plane in which the Mahalanobis distance is defined. For example, the centroid calculation unit 12 calculates the centroid GM of the first data based on the positions on the phase plane of each of the points represented by all 10 black circles shown in FIG. Similarly, the centroid calculation unit 12 calculates the centroid GA of the first data based on the position on the phase plane of each of the points represented by all 10 black circles shown in FIG. It is preferable that the center of gravity calculation unit 12 calculates the center of gravity GM or the center of gravity GA as soon as possible after the acquisition of the first data by the data acquisition unit 11 is completed. Alternatively, it is preferable that the center of gravity calculation unit 12 recalculates the center of gravity GM or the center of gravity GA each time the data acquisition unit 11 acquires new first data. This is because when the center of gravity GM or the center of gravity GA is calculated at an early stage, the processes executed by the distance calculation unit 13, the determination unit 14, and the output unit 15 can be executed at an early stage.

距離算出部13は、第一データ及び第二データについて重心からのマハラノビス距離を算出する。例えば、距離算出部13は、図5に示されている黒丸が表している点、白い三角が表している点及び白い正方形が表している点各々について重心GMからのマハラノビス距離を算出する。同様に、距離算出部13は、図6に示されている黒丸が表している点、白い三角が表している点及び白い正方形が表している点各々について重心GAからのマハラノビス距離を算出する。これらのマハラノビス距離は、被検体の脳の覚醒の度合いを示す指標である。なお、距離算出部13は、第一データ及び第二データについて重心からのマハラノビス距離を算出を出来る限り早く実行することが好ましい。なぜなら、マハラノビス距離が早期に算出されている場合、判定部14及び出力部15が実行する処理を早期に実行することが可能になるからである。 The distance calculation unit 13 calculates the Mahalanobis distance from the center of gravity for the first data and the second data. For example, the distance calculation unit 13 calculates the Mahalanobis distance from the center of gravity GM for each of the points represented by the black circles, the white triangles, and the white squares shown in FIG. Similarly, the distance calculation unit 13 calculates the Mahalanobis distance from the center of gravity GA for each of the points represented by the black circles, the white triangles, and the white squares shown in FIG. These Mahalanobis distances are indicators of the degree of arousal of the subject's brain. It is preferable that the distance calculation unit 13 calculates the Mahalanobis distance from the center of gravity of the first data and the second data as soon as possible. This is because when the Mahalanobis distance is calculated at an early stage, the processes executed by the determination unit 14 and the output unit 15 can be executed at an early stage.

図5と図6とを比較すると、ヘモグロビン濃度から算出された点の位置は、被検体が手動運転を行っている場合よりも被検体が自動運転を行っている場合の方が時間が経過するに従って重心から離れていく傾向が大きいことが分かる。 Comparing FIG. 5 and FIG. 6, the position of the point calculated from the hemoglobin concentration elapses more time when the subject is performing the automatic operation than when the subject is performing the manual operation. It can be seen that there is a large tendency to move away from the center of gravity.

図7は、本発明の実施形態に係る被検体が模擬運転装置を使用した手動運転を行っている時に収集された第一データのマハラノビス距離及び第二データのマハラノビス距離の経時的な変化の一例を示す図である。図8は、本発明の実施形態に係る被検体が模擬運転装置を使用した自動運転が実行されている車両に搭乗している時に収集された第一データのマハラノビス距離及び第二データのマハラノビス距離の経時的な変化の一例を示す図である。図7及び図8は、横軸が時間を表しており、縦軸がマハラノビス距離を表している。 FIG. 7 shows an example of changes over time in the Mahalanobis distance of the first data and the Mahalanobis distance of the second data collected when the subject according to the embodiment of the present invention is performing manual operation using the simulated driving device. It is a figure which shows. FIG. 8 shows the Mahalanobis distance of the first data and the Mahalanobis distance of the second data collected when the subject according to the embodiment of the present invention is in a vehicle in which automatic driving using the simulated driving device is executed. It is a figure which shows an example of the change with time of. In FIGS. 7 and 8, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents Mahalanobis distance.

図7に示した黒丸は、それぞれ図5に黒丸で示された点のマハラノビス距離を表している。同様に、図7に示した白い三角は、それぞれ図5に白い三角で示された点のマハラノビス距離を表している。また、図7に示した白い正方形は、それぞれ図5に白い正方形で示された点のマハラノビス距離を表している。 The black circles shown in FIG. 7 represent the Mahalanobis distances of the points indicated by the black circles in FIG. 5, respectively. Similarly, the white triangles shown in FIG. 7 represent the Mahalanobis distances of the points shown by the white triangles in FIG. 5, respectively. The white squares shown in FIG. 7 represent the Mahalanobis distances of the points shown by the white squares in FIG. 5, respectively.

図8に示した黒丸は、それぞれ図6に黒丸で示された点のマハラノビス距離を表している。同様に、図8に示した白い三角は、それぞれ図6に白い三角で示された点のマハラノビス距離を表している。また、図8に示した白い正方形は、それぞれ図6に白い正方形で示された点のマハラノビス距離を表している。 The black circles shown in FIG. 8 represent the Mahalanobis distances of the points indicated by the black circles in FIG. 6, respectively. Similarly, the white triangles shown in FIG. 8 represent the Mahalanobis distances of the points shown by the white triangles in FIG. 6, respectively. The white squares shown in FIG. 8 represent the Mahalanobis distances of the points shown by the white squares in FIG. 6, respectively.

距離算出部13は、第一データ及び第二データのマハラノビス距離の経時的な変化を算出する。例えば、距離算出部13は、被検体が模擬運転装置を使用した手動運転を行っている時に収集された第一データのマハラノビス距離及び第二データのマハラノビス距離を時系列に並べて図7に示したグラフを作成する。同様に、距離算出部13は、被検体が模擬運転装置を使用した自動運転が実行されている車両に搭乗している時に収集された第一データのマハラノビス距離及び第二データのマハラノビス距離を時系列に並べて図8に示したグラフを作成する。 The distance calculation unit 13 calculates changes in the Mahalanobis distance of the first data and the second data over time. For example, the distance calculation unit 13 shows in FIG. 7 the Mahalanobis distance of the first data and the Mahalanobis distance of the second data collected when the subject is performing manual driving using the simulated driving device in chronological order. Create a graph. Similarly, the distance calculation unit 13 sets the Mahalanobis distance of the first data and the Mahalanobis distance of the second data collected when the subject is in a vehicle in which automatic driving using the simulated driving device is executed. The graph shown in FIG. 8 is created by arranging them in a series.

図5に示すように、被検体が手動運転を行っている場合、第二データのマハラノビス距離は、第一データのマハラノビス距離と同程度であり、時間が経過しても大きく変化していない。一方、図6に示すように、被検体が自動運転が実行されている車両に搭乗している場合、第二データのマハラノビス距離は、第一データのマハラノビス距離よりも長く、時間が経過すると共に増加する傾向がある。 As shown in FIG. 5, when the subject is manually operated, the Mahalanobis distance of the second data is about the same as the Mahalanobis distance of the first data, and does not change significantly over time. On the other hand, as shown in FIG. 6, when the subject is in a vehicle in which automatic driving is being executed, the Mahalanobis distance in the second data is longer than the Mahalanobis distance in the first data, and as time passes. It tends to increase.

判定部14は、第一データのマハラノビス距離及び第二データのマハラノビス距離が所定の閾値を所定の回数以上超えているか否かを判定する。具体的には、判定部14は、図7又は図8に示されているマハラノビス距離が所定の閾値を所定の回数以上超えているか否かを判定する。所定の閾値は、例えば、図7及び図8に一点鎖線Thで示されている「40」である。また、所定の回数は、例えば、「3回」である。図7に示した場合では、当該閾値を超えているマハラノビス距離が無いが、図8に示した場合では、当該閾値を超えているマハラノビス距離が三つあることが分かる。なお、所定の回数は、二回以上であることが好ましい。なぜなら、マハラノビス距離が偶然に長くなってしまい、判定部14が誤判定してしまう可能性を低減させることができるからである。 The determination unit 14 determines whether or not the Mahalanobis distance of the first data and the Mahalanobis distance of the second data exceed a predetermined threshold value more than a predetermined number of times. Specifically, the determination unit 14 determines whether or not the Mahalanobis distance shown in FIG. 7 or 8 exceeds a predetermined threshold value more than a predetermined number of times. The predetermined threshold value is, for example, "40" shown by the alternate long and short dash line Th in FIGS. 7 and 8. The predetermined number of times is, for example, "3 times". In the case shown in FIG. 7, there is no Mahalanobis distance exceeding the threshold value, but in the case shown in FIG. 8, it can be seen that there are three Mahalanobis distances exceeding the threshold value. The predetermined number of times is preferably two or more times. This is because the Mahalanobis distance is accidentally lengthened, and the possibility that the determination unit 14 makes an erroneous determination can be reduced.

出力部15は、第一データのマハラノビス距離及び第二データのマハラノビス距離が所定の閾値を所定の回数以上超えていると判定された場合、被検体の脳の活動状態を示す情報を出力する。例えば、出力部15は、被検体の脳の活動状態に応じた音声の元となる音声データを図1に示したスピーカ30に送信する。そして、スピーカ30は、当該音声データを受信し、当該音声を出力する。或いは、出力部15は、被検体の脳の活動状態に応じた静止画又は動画の元となる静止画データ又は動画データを図1に示したスピーカ30に送信する。当該静止画データ又は当該動画データを受信し、当該静止画又は当該動画を出力する。 When it is determined that the Mahalanobis distance of the first data and the Mahalanobis distance of the second data exceed a predetermined threshold value more than a predetermined number of times, the output unit 15 outputs information indicating the activity state of the brain of the subject. For example, the output unit 15 transmits voice data, which is a source of voice according to the activity state of the brain of the subject, to the speaker 30 shown in FIG. Then, the speaker 30 receives the voice data and outputs the voice. Alternatively, the output unit 15 transmits the still image data or the moving image data that is the source of the still image or the moving image according to the activity state of the brain of the subject to the speaker 30 shown in FIG. The still image data or the moving image data is received, and the still image or the moving image is output.

次に、図9を参照しながら実施形態に係る脳活動状態モニタリング装置が実行する処理の一例を説明する。図9は、本発明の実施形態に係る脳活動状態モニタリング装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。なお、脳活動状態モニタリング装置は、図9に示した処理を第一データ又は第二データが取得される度に実行してもよいし、図9に示した処理を第一データや第二データが一定数取得された後に実行してもよい。 Next, an example of the process executed by the brain activity state monitoring device according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing an example of processing executed by the brain activity state monitoring device according to the embodiment of the present invention. The brain activity state monitoring device may execute the process shown in FIG. 9 each time the first data or the second data is acquired, or the process shown in FIG. 9 may be executed by the first data or the second data. May be executed after a certain number of are acquired.

ステップS10において、データ取得部11は、被検体の脳の活動状態を示しており、第一期間に収集された第一データ及び被検体の脳の活動状態を示しており、第一期間の後に続く第二期間に収集された第二データを取得する。 In step S10, the data acquisition unit 11 shows the activity state of the brain of the subject, shows the first data collected in the first period and the activity state of the brain of the subject, and after the first period. Acquire the second data collected in the second period that follows.

ステップS20において、重心算出部12は、マハラノビス距離が定義されている位相平面上における第一データの重心を算出する。 In step S20, the centroid calculation unit 12 calculates the centroid of the first data on the phase plane in which the Mahalanobis distance is defined.

ステップS30において、距離算出部13は、第一データ及び第二データについてステップS20で算出された重心からのマハラノビス距離を算出し、第一データ及び第二データのマハラノビス距離の経時的な変化を算出する。 In step S30, the distance calculation unit 13 calculates the Mahalanobis distance from the center of gravity calculated in step S20 for the first data and the second data, and calculates the change over time in the Mahalanobis distance of the first data and the second data. To do.

ステップS40において、判定部14は、ステップS30で算出されたマハラノビス距離が所定の閾値を所定の回数以上超えているか否かを判定する。判定部14は、ステップS30で算出されたマハラノビス距離が所定の閾値を所定の回数以上超えていると判定した場合(ステップS40:YES)、処理をステップS50に進める。一方、判定部14は、ステップS30で算出されたマハラノビス距離が所定の閾値を所定の回数以上超えていないと判定した場合(ステップS40:NO)、処理を終了させる。 In step S40, the determination unit 14 determines whether or not the Mahalanobis distance calculated in step S30 exceeds a predetermined threshold value more than a predetermined number of times. When the determination unit 14 determines that the Mahalanobis distance calculated in step S30 exceeds a predetermined threshold value by a predetermined number of times or more (step S40: YES), the determination unit 14 proceeds to step S50. On the other hand, when the determination unit 14 determines that the Mahalanobis distance calculated in step S30 does not exceed the predetermined threshold value more than a predetermined number of times (step S40: NO), the determination unit 14 ends the process.

ステップS50において、出力部15は、被検体の脳の活動状態を示す情報を出力する。 In step S50, the output unit 15 outputs information indicating the activity state of the brain of the subject.

以上、実施形態に係る脳活動状態モニタリング装置1について説明した。脳活動状態モニタリング装置1は、位相平面上における第一データの重心を算出し、第一データ及び第二データのマハラノビス距離の経時的な変化を算出する。そして、脳活動状態モニタリング装置1は、マハラノビス距離が所定の閾値を所定の回数以上超えていると判定した場合、被検体の脳の活動状態を示す情報を出力する。したがって、脳活動状態モニタリング装置1は、被検体個々人に合わせた基準となる第一データの重心に基づいて第一データ及び第二データのマハラノビス距離を算出しているため、被検体個々人の脳の活動状態を的確に判定し、判定した結果を報知することができる。 The brain activity state monitoring device 1 according to the embodiment has been described above. The brain activity state monitoring device 1 calculates the center of gravity of the first data on the phase plane, and calculates the change over time in the Mahalanobis distance of the first data and the second data. Then, when it is determined that the Mahalanobis distance exceeds a predetermined threshold value more than a predetermined number of times, the brain activity state monitoring device 1 outputs information indicating the activity state of the brain of the subject. Therefore, since the brain activity state monitoring device 1 calculates the Mahalanobis distances of the first data and the second data based on the center of gravity of the first data, which is a reference for each individual subject, the brain of each individual subject It is possible to accurately determine the activity state and notify the result of the determination.

また、脳活動状態モニタリング装置1は、第二データだけではなく、第一データについてもマハラノビス距離の経時的な変化を算出し、所定の閾値を所定の回数以上超えているか否かを判定する。このため、脳活動状態モニタリング装置1は、センサ20が収集したデータを無駄無く活用し、被検体個々人の脳の活動状態を的確に判定して報知するという目的に結び付けることができる。 Further, the brain activity state monitoring device 1 calculates the change of the Mahalanobis distance with time not only for the second data but also for the first data, and determines whether or not the predetermined threshold value is exceeded by a predetermined number of times or more. Therefore, the brain activity state monitoring device 1 can be linked to the purpose of utilizing the data collected by the sensor 20 without waste and accurately determining and notifying the brain activity state of each individual subject.

なお、上述した実施形態では、脳活動状態モニタリング装置1が被検体が自動運転が実行されている車両に搭乗している場面等を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、脳活動状態モニタリング装置1は、被検体が講義を聴講している場面、被検体が睡眠に関する生物学的な実験に参加している場面等に適用されてもよい。これらの場面でも、脳活動状態モニタリング装置1は、上述した効果を奏することができる。 In the above-described embodiment, the brain activity state monitoring device 1 has been described by taking as an example a scene in which the subject is in a vehicle in which automatic driving is being executed, but the present invention is not limited to this. For example, the brain activity state monitoring device 1 may be applied to a scene where the subject is listening to a lecture, a scene where the subject is participating in a biological experiment related to sleep, and the like. Even in these situations, the brain activity state monitoring device 1 can exert the above-mentioned effects.

また、上述した実施形態では、センサ20が近赤外分光分析法を使用して第一データ及び第二データを収集する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、センサ20は、被検体の脳の血中のヘモグロビン濃度ではなく、被検体の脳波を測定してもよい。ただし、センサ20は、被検体が特に意識的に動作しなくても測定することが可能なデータを収集することが好ましい。なぜなら、上述した場面では、自動運転、講義、実験等に意識を向けていることが多く、被検体に意識的な動作を要求すると、被検体の負担が大きくなってしまうからである。 Further, in the above-described embodiment, the case where the sensor 20 collects the first data and the second data by using the near-infrared spectroscopy has been described as an example, but the present invention is not limited thereto. For example, the sensor 20 may measure the brain wave of the subject, not the hemoglobin concentration in the blood of the brain of the subject. However, it is preferable that the sensor 20 collects data that can be measured even if the subject does not move consciously. This is because, in the above-mentioned situations, the focus is often on automatic driving, lectures, experiments, etc., and if the subject is required to perform conscious movements, the burden on the subject increases.

また、上述した実施形態では、脳活動状態モニタリング装置1が第二データだけではなく、第一データについてもマハラノビス距離の経時的な変化を算出し、所定の閾値を所定の回数以上超えているか否かを判定する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。脳活動状態モニタリング装置1は、第二データについてのみマハラノビス距離の経時的な変化を算出し、所定の閾値を所定の回数以上超えているか否かを判定してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the brain activity state monitoring device 1 calculates the change over time in the Mahalanobis distance not only for the second data but also for the first data, and whether or not the predetermined threshold value is exceeded a predetermined number of times or more. The case of determining whether or not is described as an example, but the present invention is not limited to this. The brain activity state monitoring device 1 may calculate the change over time of the Mahalanobis distance only for the second data, and determine whether or not the predetermined threshold value is exceeded a predetermined number of times or more.

なお、上述した脳活動状態モニタリング装置1の各機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録させ、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませて実行することにより、上述した処理の少なくとも一部を実行してもよい。 A program for realizing each function of the brain activity state monitoring device 1 described above is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed. At least a part of the above-mentioned processing may be executed.

ここで言うコンピュータシステムとは、オペレーティング・システム(OS:Operating System)及び周辺機器等のハードウエアの少なくとも一つを含む。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えば、フロッピーディスク、光磁気ディスク、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、DVD(Digital Versatile Disc)等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置、ネットワーク又は通信回線を介してプログラムが送信される場合におけるサーバ又はクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように一定時間プログラムを保持しているものも含む。 The computer system referred to here includes at least one of hardware such as an operating system (OS: Operating System) and peripheral devices. The computer-readable recording medium includes, for example, a floppy disk, a photomagnetic disk, a ROM (Read Only Memory), a writable non-volatile memory such as a flash memory, and a portable medium such as a DVD (Digital Versatile Disc). A computer system that holds a program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that serves as a server or client when a program is transmitted via a storage device such as a hard disk built into the computer system, a network, or a communication line. Also includes.

また、上述したプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、又は、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する伝送媒体とは、インターネット等のネットワーク又は電話回線等の通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。 Further, the above-mentioned program may be transmitted from a computer system in which this program is stored in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the transmission medium for transmitting a program means a medium having a function of transmitting information, such as a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line.

また、上述したプログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、上述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるプログラム、いわゆる差分プログラムであってもよい。上述したプログラムは、例えば、コンピュータが備えるCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサにより読み出されて実行される。 Further, the above-mentioned program may be for realizing a part of the above-mentioned functions, and is a program that can realize the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system, a so-called difference program. There may be. The above-mentioned program is read and executed by a processor such as a CPU (Central Processing Unit) included in the computer, for example.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形、置換及び設計変更の少なくとも一つを加えることができる。上述した各実施形態に記載の構成を組み合わせてもよい。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and various modifications, substitutions and designs are made without departing from the gist of the present invention. At least one of the changes can be made. The configurations described in each of the above-described embodiments may be combined.

1…脳活動状態モニタリング装置、11…データ取得部、12…重心算出部、13…距離算出部、14…判定部、15…出力部、20…センサ、30…スピーカ、40…ディスプレイ 1 ... Brain activity status monitoring device, 11 ... Data acquisition unit, 12 ... Center of gravity calculation unit, 13 ... Distance calculation unit, 14 ... Judgment unit, 15 ... Output unit, 20 ... Sensor, 30 ... Speaker, 40 ... Display

Claims (6)

被検体の脳の活動状態を示しており、第一期間に収集された第一データ及び前記被検体の脳の活動状態を示しており、前記第一期間の後に続く第二期間に収集された第二データを取得するデータ取得部と、
マハラノビス距離が定義されている位相平面上における前記第一データの重心を算出する重心算出部と、
前記第二データについて前記重心からのマハラノビス距離を算出し、前記第二データのマハラノビス距離の経時的な変化を算出する距離算出部と、
前記第二データのマハラノビス距離が所定の閾値を所定の回数以上超えているか否かを判定する判定部と、
前記第二データのマハラノビス距離が所定の閾値を所定の回数以上超えていると判定された場合、前記被検体の脳の活動状態を示す情報を出力する出力部と、
を備える脳活動状態モニタリング装置。
It shows the activity state of the brain of the subject, the first data collected in the first period and the activity state of the brain of the subject, and was collected in the second period following the first period. The data acquisition unit that acquires the second data,
A center of gravity calculation unit that calculates the center of gravity of the first data on the phase plane in which the Mahalanobis distance is defined, and
A distance calculation unit that calculates the Mahalanobis distance from the center of gravity of the second data and calculates the change over time in the Mahalanobis distance of the second data.
A determination unit that determines whether or not the Mahalanobis distance of the second data exceeds a predetermined threshold value more than a predetermined number of times.
When it is determined that the Mahalanobis distance of the second data exceeds a predetermined threshold value more than a predetermined number of times, an output unit that outputs information indicating the activity state of the brain of the subject and an output unit.
A brain activity status monitoring device equipped with.
前記距離算出部は、前記第一データについて前記重心からのマハラノビス距離を更に算出し、前記第一データのマハラノビス距離の経時的な変化を更に算出し、
前記判定部は、前記第一データのマハラノビス距離が前記所定の閾値を前記所定の回数以上超えているか否かを更に判定し、
前記出力部は、前記第一データのマハラノビス距離が前記所定の閾値を前記所定の回数以上超えていると判定された場合、前記被検体の脳の活動状態を示す情報を更に出力する、
請求項1に記載の脳活動状態モニタリング装置。
The distance calculation unit further calculates the Mahalanobis distance from the center of gravity of the first data, and further calculates the change over time in the Mahalanobis distance of the first data.
The determination unit further determines whether or not the Mahalanobis distance of the first data exceeds the predetermined threshold value more than the predetermined number of times.
When it is determined that the Mahalanobis distance of the first data exceeds the predetermined threshold value more than the predetermined number of times, the output unit further outputs information indicating the activity state of the brain of the subject.
The brain activity state monitoring device according to claim 1.
コンピュータに、
被検体の脳の活動状態を示しており、第一期間に収集された第一データ及び前記被検体の脳の活動状態を示しており、前記第一期間の後に続く第二期間に収集された第二データを取得するデータ取得機能と、
マハラノビス距離が定義されている位相平面上における前記第一データの重心を算出する重心算出機能と、
前記第二データについて前記重心からのマハラノビス距離を算出し、前記第二データのマハラノビス距離の経時的な変化を算出する距離算出機能と、
前記第二データのマハラノビス距離が所定の閾値を所定の回数以上超えているか否かを判定する判定機能と、
前記第二データのマハラノビス距離が所定の閾値を所定の回数以上超えていると判定された場合、前記被検体の脳の活動状態を示す情報を出力する出力機能と、
を実現させるための脳活動状態モニタリングプログラム。
On the computer
It shows the activity state of the brain of the subject, the first data collected in the first period and the activity state of the brain of the subject, and was collected in the second period following the first period. Data acquisition function to acquire the second data and
A center of gravity calculation function that calculates the center of gravity of the first data on the phase plane in which the Mahalanobis distance is defined, and
A distance calculation function that calculates the Mahalanobis distance from the center of gravity of the second data and calculates the change over time in the Mahalanobis distance of the second data.
A determination function for determining whether or not the Mahalanobis distance of the second data exceeds a predetermined threshold value more than a predetermined number of times, and
When it is determined that the Mahalanobis distance of the second data exceeds a predetermined threshold value more than a predetermined number of times, an output function for outputting information indicating the activity state of the brain of the subject and an output function
Brain activity status monitoring program to realize.
前記距離算出機能は、前記第一データについて前記重心からのマハラノビス距離を更に算出し、前記第一データのマハラノビス距離の経時的な変化を更に算出し、
前記判定機能は、前記第一データのマハラノビス距離が前記所定の閾値を前記所定の回数以上超えているか否かを更に判定し、
前記出力機能は、前記第一データのマハラノビス距離が前記所定の閾値を前記所定の回数以上超えていると判定された場合、前記被検体の脳の活動状態を示す情報を更に出力する、
請求項3に記載の脳活動状態モニタリングプログラム。
The distance calculation function further calculates the Mahalanobis distance from the center of gravity of the first data, and further calculates the change over time in the Mahalanobis distance of the first data.
The determination function further determines whether or not the Mahalanobis distance of the first data exceeds the predetermined threshold value more than the predetermined number of times.
When it is determined that the Mahalanobis distance of the first data exceeds the predetermined threshold value more than the predetermined number of times, the output function further outputs information indicating the activity state of the brain of the subject.
The brain activity status monitoring program according to claim 3.
被検体の脳の活動状態を示しており、第一期間に収集された第一データ及び前記被検体の脳の活動状態を示しており、前記第一期間の後に続く第二期間に収集された第二データを取得するデータ取得ステップと、
マハラノビス距離が定義されている位相平面上における前記第一データの重心を算出する重心算出ステップと、
前記第二データについて前記重心からのマハラノビス距離を算出し、前記第二データのマハラノビス距離の経時的な変化を算出する距離算出ステップと、
前記第二データのマハラノビス距離が所定の閾値を所定の回数以上超えているか否かを判定する判定ステップと、
前記第二データのマハラノビス距離が所定の閾値を所定の回数以上超えていると判定された場合、前記被検体の脳の活動状態を示す情報を出力する出力ステップと、
を含む脳活動状態モニタリング方法。
It shows the activity state of the brain of the subject, the first data collected in the first period and the activity state of the brain of the subject, and was collected in the second period following the first period. The data acquisition step to acquire the second data and
The center of gravity calculation step for calculating the center of gravity of the first data on the phase plane in which the Mahalanobis distance is defined, and
A distance calculation step of calculating the Mahalanobis distance from the center of gravity of the second data and calculating the change over time of the Mahalanobis distance of the second data.
A determination step for determining whether or not the Mahalanobis distance of the second data exceeds a predetermined threshold value more than a predetermined number of times, and
When it is determined that the Mahalanobis distance of the second data exceeds a predetermined threshold value more than a predetermined number of times, an output step for outputting information indicating the activity state of the brain of the subject and an output step.
Brain activity status monitoring method including.
前記距離算出ステップにおいて、前記第一データについて前記重心からのマハラノビス距離が更に算出され、前記第一データのマハラノビス距離の経時的な変化が更に算出され、
前記判定ステップにおいて、前記第一データのマハラノビス距離が前記所定の閾値を前記所定の回数以上超えているか否かが更に判定され、
前記出力ステップにおいて、前記第一データのマハラノビス距離が前記所定の閾値を前記所定の回数以上超えていると判定された場合、前記被検体の脳の活動状態を示す情報が更に出力される、
請求項5に記載の脳活動状態モニタリング方法。
In the distance calculation step, the Mahalanobis distance from the center of gravity is further calculated for the first data, and the change over time in the Mahalanobis distance of the first data is further calculated.
In the determination step, it is further determined whether or not the Mahalanobis distance of the first data exceeds the predetermined threshold value more than the predetermined number of times.
In the output step, when it is determined that the Mahalanobis distance of the first data exceeds the predetermined threshold value more than the predetermined number of times, information indicating the activity state of the brain of the subject is further output.
The brain activity state monitoring method according to claim 5.
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