JP2596372B2 - 誘発電位測定装置 - Google Patents
誘発電位測定装置Info
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- JP2596372B2 JP2596372B2 JP6083271A JP8327194A JP2596372B2 JP 2596372 B2 JP2596372 B2 JP 2596372B2 JP 6083271 A JP6083271 A JP 6083271A JP 8327194 A JP8327194 A JP 8327194A JP 2596372 B2 JP2596372 B2 JP 2596372B2
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- JP
- Japan
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- signal
- potential
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/369—Electroencephalography [EEG]
- A61B5/377—Electroencephalography [EEG] using evoked responses
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘発電位測定装置に関
し、特に、人間の内部状態の変化を反映する誘発電位を
高品質で信頼性高く抽出可能な誘発電位測定装置に関す
る。
し、特に、人間の内部状態の変化を反映する誘発電位を
高品質で信頼性高く抽出可能な誘発電位測定装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】人間の感覚に何らかの刺激を与えると、
その感覚を司る脳の情報処理部位に対応した脳電位が誘
発される。誘発された脳電位は誘発電位と呼ばれ、感覚
に対応する脳の情報処理部位上の頭皮から電極により測
定される。感覚刺激に対する誘発電位は生理学・心理学
・人間工学の基礎実験では頻繁に用いられている。
その感覚を司る脳の情報処理部位に対応した脳電位が誘
発される。誘発された脳電位は誘発電位と呼ばれ、感覚
に対応する脳の情報処理部位上の頭皮から電極により測
定される。感覚刺激に対する誘発電位は生理学・心理学
・人間工学の基礎実験では頻繁に用いられている。
【０００３】誘発電位を求める一般的な方法として、次
のような方法がある。例えば、「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ
ｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏ
ｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ，Ｖｏｌ．３１，Ｎ
ｏ．３・１９９０，ｐｐ．２４５−２４７」に「Ｑｕａ
ｔｉｔａｔｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｖｉ
ｓｕａｌ ｆａｔｉｇｕｅ ｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄ
ｉｎ ｖｉｅｗｉｎｇｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ ３Ｄ
ｄｉｓｐｌａｙｓ： Ｎｅａｒ−ｐｏｉｎｔｄｉｓｔ
ａｎｃｅ ａｎｄ ｖｉｓｕａｌ ｅｖｏｋｅｄ ｐｏ
ｔｅｎｔｉａｌ ｓｔｕｄｙ．」と題して掲載された
Ｔ．Ｙａｍａｚａｋｉ，Ｋ．Ｋａｍｉｊｏ ａｎｄ
Ｓ．Ｆｕｋｕｚｕｍｉの研究により、ＶＤＴ疲労の問題
を解決する上で有効とされる視覚誘発電位の場合、スト
ロボなどの発光体を刺激として、発光した瞬間からの電
位をある時間だけ計測する。１回の発光刺激によって、
視覚に対応する脳の情報処理部位上の頭皮に誘発される
電位は、十数〜数十マイクロボルトである。この電位
は、脳内の視覚に対応する情報処理部位以外の部位から
の活動による電位に比べると小さく、１回の刺激提示に
よる測定で得られた電位は、脳内の視覚に対応する情報
処理部位以外の部位からの影響を受けた電位も含まれて
いる。そこで、複数回、同様の測定を繰り返し、発光し
てから同じ時刻での電位を各時刻毎に加算して、平均値
を求める。この加算平均処理は、測定された各電位に含
まれていた脳内の他の部位からの電位の影響をランダム
な雑音と見なせば、各電位を加算することにより、これ
らの雑音を０に近付けることができる、という根拠に基
づいている。
のような方法がある。例えば、「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ
ｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏ
ｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ，Ｖｏｌ．３１，Ｎ
ｏ．３・１９９０，ｐｐ．２４５−２４７」に「Ｑｕａ
ｔｉｔａｔｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｖｉ
ｓｕａｌ ｆａｔｉｇｕｅ ｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄ
ｉｎ ｖｉｅｗｉｎｇｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ ３Ｄ
ｄｉｓｐｌａｙｓ： Ｎｅａｒ−ｐｏｉｎｔｄｉｓｔ
ａｎｃｅ ａｎｄ ｖｉｓｕａｌ ｅｖｏｋｅｄ ｐｏ
ｔｅｎｔｉａｌ ｓｔｕｄｙ．」と題して掲載された
Ｔ．Ｙａｍａｚａｋｉ，Ｋ．Ｋａｍｉｊｏ ａｎｄ
Ｓ．Ｆｕｋｕｚｕｍｉの研究により、ＶＤＴ疲労の問題
を解決する上で有効とされる視覚誘発電位の場合、スト
ロボなどの発光体を刺激として、発光した瞬間からの電
位をある時間だけ計測する。１回の発光刺激によって、
視覚に対応する脳の情報処理部位上の頭皮に誘発される
電位は、十数〜数十マイクロボルトである。この電位
は、脳内の視覚に対応する情報処理部位以外の部位から
の活動による電位に比べると小さく、１回の刺激提示に
よる測定で得られた電位は、脳内の視覚に対応する情報
処理部位以外の部位からの影響を受けた電位も含まれて
いる。そこで、複数回、同様の測定を繰り返し、発光し
てから同じ時刻での電位を各時刻毎に加算して、平均値
を求める。この加算平均処理は、測定された各電位に含
まれていた脳内の他の部位からの電位の影響をランダム
な雑音と見なせば、各電位を加算することにより、これ
らの雑音を０に近付けることができる、という根拠に基
づいている。
【０００４】従来の誘発電位測定装置としては、例え
ば、テレビジョン学会技術報告、昭和６２年、２月、第
１０巻、第４８号、１〜６頁に中村氏と森田氏が「ＶＥ
Ｐのスペクトル感度特性」（ＶＥＰは、Ｖｉｓｕａｌ
Ｅｖｏｋｅｄ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ、ビジュアル エ
ボークト ポテンシャルズ、視覚誘発電位の略である）
と題して発表した論文に記載されているような装置が知
られている。これは、図５に示すような基本構成を持
ち、パルス発生器４４から出力される信号に同期して、
視覚刺激提示部４１から刺激が提示される。刺激に誘発
された電位は電極４７を介して増幅器４２に入力され
る。増幅器４２により増幅された信号の波形は測定者が
観察するためにモニター４３に表示され、また、増幅さ
れた信号はパルス発生器４４から出力される信号に同期
して、加算器４５にて過去の信号とアナログ的に加算さ
れる。加算された結果は、Ｘ−Ｙレコーダー４６にグラ
フとして記録紙に記録される。
ば、テレビジョン学会技術報告、昭和６２年、２月、第
１０巻、第４８号、１〜６頁に中村氏と森田氏が「ＶＥ
Ｐのスペクトル感度特性」（ＶＥＰは、Ｖｉｓｕａｌ
Ｅｖｏｋｅｄ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ、ビジュアル エ
ボークト ポテンシャルズ、視覚誘発電位の略である）
と題して発表した論文に記載されているような装置が知
られている。これは、図５に示すような基本構成を持
ち、パルス発生器４４から出力される信号に同期して、
視覚刺激提示部４１から刺激が提示される。刺激に誘発
された電位は電極４７を介して増幅器４２に入力され
る。増幅器４２により増幅された信号の波形は測定者が
観察するためにモニター４３に表示され、また、増幅さ
れた信号はパルス発生器４４から出力される信号に同期
して、加算器４５にて過去の信号とアナログ的に加算さ
れる。加算された結果は、Ｘ−Ｙレコーダー４６にグラ
フとして記録紙に記録される。
【０００５】現代はストレス社会とも呼ばれ、例えば、
職場では、過労や複雑な人間関係などによるストレス性
疾患が急増している。ストレスは、その心因性により、
その根源が脳機能に求められる。従って、誘発電位も有
効な手段と考えられる。ＶＤＴ疲労を調べる上で、視覚
誘発電位は有効である。しかしながら、従来手法で得ら
れる視覚誘発電位は視覚機能を反映しているにすぎず、
感覚機能の低下の背後に隠れた高次中枢の変化を直接反
映しているとは言えない。即ち、感覚刺激を利用した従
来手法による誘発電位は、疲労感・ストレス感・イライ
ラ感・緊張感そのものを反映した脳電位ではない。
職場では、過労や複雑な人間関係などによるストレス性
疾患が急増している。ストレスは、その心因性により、
その根源が脳機能に求められる。従って、誘発電位も有
効な手段と考えられる。ＶＤＴ疲労を調べる上で、視覚
誘発電位は有効である。しかしながら、従来手法で得ら
れる視覚誘発電位は視覚機能を反映しているにすぎず、
感覚機能の低下の背後に隠れた高次中枢の変化を直接反
映しているとは言えない。即ち、感覚刺激を利用した従
来手法による誘発電位は、疲労感・ストレス感・イライ
ラ感・緊張感そのものを反映した脳電位ではない。
【０００６】また、ストレスを誘発する刺激が見つかっ
たとしても、従来の加算平均処理では、感覚機能を反映
する脳電位が含まれる可能性があり、より高次の中枢機
能を反映した脳電位のみを抽出することは困難である。
たとしても、従来の加算平均処理では、感覚機能を反映
する脳電位が含まれる可能性があり、より高次の中枢機
能を反映した脳電位のみを抽出することは困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の誘発電
位測定装置では、各種感覚機能を反映した脳電位を得る
ことはできても、緊張感・イライラ感・ストレス感など
のより高次の中枢に関係した脳電位を測定することは不
可能であった。
位測定装置では、各種感覚機能を反映した脳電位を得る
ことはできても、緊張感・イライラ感・ストレス感など
のより高次の中枢に関係した脳電位を測定することは不
可能であった。
【０００８】本発明の目的は、従来の誘発電位測定装置
と同様の感覚刺激を利用して、緊張感・イライラ感・ス
トレス感等の、人間の内部状態変化を反映した誘発電位
を得ることにある。
と同様の感覚刺激を利用して、緊張感・イライラ感・ス
トレス感等の、人間の内部状態変化を反映した誘発電位
を得ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の誘発電位測定装
置は、被験者に感覚刺激を与える感覚刺激提示手段と、
提示された感覚刺激によって誘発された脳電位を計測し
て増幅する誘発電位計測手段と、前記誘発電位計測手段
より出力された脳電位信号の保存を制御する誘発電位記
録制御手段と、前記誘発電位記録制御手段より出力され
た脳電位信号を記録する誘発電位記録手段と、被験者の
内部状態推定に利用する生理指標を計測する内部状態推
定用生理指標計測手段と、前記内部状態推定用生理指標
計測手段より出力された生理指標信号の保存を制御する
生理指標信号記録制御手段と、前記生理指標信号記録制
御手段より出力された生理指標信号を記録する生理指標
信号記録手段と、前記生理指標信号記録信号手段から出
力された生理指標信号を利用して被験者の内部状態を推
定する内部状態推定手段と、前記誘発電位記録手段から
出力された脳電位信号を、前記内部状態推定手段の内部
状態推定結果を用いて、被験者の内部状態に応じて加算
平均して誘発電位とする誘発電位加算平均手段と、前記
誘発電位加算平均手段から出力された誘発電位の品質を
推定し、誘発電位として採用して良いかどうかを判定す
る誘発電位採用判定手段と、誘発電位および内部状態推
定用生理指標を測定するための手続きに従って、前記感
覚刺激提示手段および前記誘発電位記録制御手段および
前記生理指標記録制御手段および前記誘発電位加算平均
手段を制御する誘発電位測定手続き制御手段と、を有し
ている。
置は、被験者に感覚刺激を与える感覚刺激提示手段と、
提示された感覚刺激によって誘発された脳電位を計測し
て増幅する誘発電位計測手段と、前記誘発電位計測手段
より出力された脳電位信号の保存を制御する誘発電位記
録制御手段と、前記誘発電位記録制御手段より出力され
た脳電位信号を記録する誘発電位記録手段と、被験者の
内部状態推定に利用する生理指標を計測する内部状態推
定用生理指標計測手段と、前記内部状態推定用生理指標
計測手段より出力された生理指標信号の保存を制御する
生理指標信号記録制御手段と、前記生理指標信号記録制
御手段より出力された生理指標信号を記録する生理指標
信号記録手段と、前記生理指標信号記録信号手段から出
力された生理指標信号を利用して被験者の内部状態を推
定する内部状態推定手段と、前記誘発電位記録手段から
出力された脳電位信号を、前記内部状態推定手段の内部
状態推定結果を用いて、被験者の内部状態に応じて加算
平均して誘発電位とする誘発電位加算平均手段と、前記
誘発電位加算平均手段から出力された誘発電位の品質を
推定し、誘発電位として採用して良いかどうかを判定す
る誘発電位採用判定手段と、誘発電位および内部状態推
定用生理指標を測定するための手続きに従って、前記感
覚刺激提示手段および前記誘発電位記録制御手段および
前記生理指標記録制御手段および前記誘発電位加算平均
手段を制御する誘発電位測定手続き制御手段と、を有し
ている。
【００１０】
【作用】本発明は、誘発電位記録手段から出力された脳
電位信号および内部状態推定手段から出力された内部状
態推定値を用いて、被験者の内部状態に応じて脳電位信
号を加算平均する誘発電位加算平均手段が存在する。こ
うすることによって、被験者の内部状態を反映した誘発
電位を測定することが可能となる。
電位信号および内部状態推定手段から出力された内部状
態推定値を用いて、被験者の内部状態に応じて脳電位信
号を加算平均する誘発電位加算平均手段が存在する。こ
うすることによって、被験者の内部状態を反映した誘発
電位を測定することが可能となる。
【００１１】
【実施例】本発明の誘発電位測定装置の一実施例を図１
に示す。
に示す。
【００１２】この誘発電位測定装置は、被験者に感覚刺
激を与える感覚刺激提示部１１と、提示された感覚刺激
によって誘発された脳電位を計測して増幅する誘発電位
計測部１２と、誘発電位計測部１２より出力された脳電
位信号の保存を制御する誘発電位記録制御部１３と、誘
発電位記録制御部１３より出力された脳電位信号を記録
する誘発電位記録部１４と、被験者の内部状態推定に利
用する生理指標を計測する内部状態推定用生理指標計測
部１５と、内部状態推定用生理指標計測部１５より出力
された生理指標信号の保存を制御する生理指標信号記録
制御部１６と、生理指標信号記録制御部１６より出力さ
れた生理指標信号を記録する生理指標信号記録部１７
と、生理指標信号記録部１７から出力された生理指標信
号を利用して被験者の内部状態を推定する内部状態推定
部１８と、誘発電位記録部１４から出力された脳電位信
号を、内部状態推定部１８の内部状態推定結果を用い
て、被験者の内部状態に応じて加算平均して誘発電位と
する誘発電位加算平均部１９と、誘発電位加算平均部１
９から出力された誘発電位の品質を推定し、誘発電位と
して採用して良いかどうかを判定する誘発電位採用判定
部２４と、誘発電位および内部状態推定用生理指標を測
定するための手続きに従って、感覚刺激提示部１１およ
び誘発電位記録制御部１３および生理指標記録制御部１
６および誘発電位加算平均部１９を制御する誘発電位測
定手続き制御部２０とを有している。
激を与える感覚刺激提示部１１と、提示された感覚刺激
によって誘発された脳電位を計測して増幅する誘発電位
計測部１２と、誘発電位計測部１２より出力された脳電
位信号の保存を制御する誘発電位記録制御部１３と、誘
発電位記録制御部１３より出力された脳電位信号を記録
する誘発電位記録部１４と、被験者の内部状態推定に利
用する生理指標を計測する内部状態推定用生理指標計測
部１５と、内部状態推定用生理指標計測部１５より出力
された生理指標信号の保存を制御する生理指標信号記録
制御部１６と、生理指標信号記録制御部１６より出力さ
れた生理指標信号を記録する生理指標信号記録部１７
と、生理指標信号記録部１７から出力された生理指標信
号を利用して被験者の内部状態を推定する内部状態推定
部１８と、誘発電位記録部１４から出力された脳電位信
号を、内部状態推定部１８の内部状態推定結果を用い
て、被験者の内部状態に応じて加算平均して誘発電位と
する誘発電位加算平均部１９と、誘発電位加算平均部１
９から出力された誘発電位の品質を推定し、誘発電位と
して採用して良いかどうかを判定する誘発電位採用判定
部２４と、誘発電位および内部状態推定用生理指標を測
定するための手続きに従って、感覚刺激提示部１１およ
び誘発電位記録制御部１３および生理指標記録制御部１
６および誘発電位加算平均部１９を制御する誘発電位測
定手続き制御部２０とを有している。
【００１３】感覚刺激提示部１１は、誘発電位測定手続
き制御部２０より出力される感覚刺激提示時刻に関する
信号２０１に従って被験者に感覚刺激を提示する。誘発
電位計測部１２は、電極２１を介して入力された脳電位
を増幅し、必要とあれば雑音除去のための周波数フィル
タなどの前処理を行い、脳電位に関する信号１２１を出
力する。誘発電位記録制御部１３は、誘発電位測定手続
き制御部２０から出力される誘発電位計測開始時刻およ
び終了時刻に関する信号２０２と、誘発電位計測部１２
から出力される脳電位に関する信号１２１とを用いて、
脳電位の記録を開始する時刻になってから終了する時刻
まで、誘発電位記録部１４に脳電位に関する信号１３１
を出力する。誘発電位記録部１４は、誘発電位記録制御
部１３より出力された脳電位に関する信号１３１を入力
し、記録・保持する。
き制御部２０より出力される感覚刺激提示時刻に関する
信号２０１に従って被験者に感覚刺激を提示する。誘発
電位計測部１２は、電極２１を介して入力された脳電位
を増幅し、必要とあれば雑音除去のための周波数フィル
タなどの前処理を行い、脳電位に関する信号１２１を出
力する。誘発電位記録制御部１３は、誘発電位測定手続
き制御部２０から出力される誘発電位計測開始時刻およ
び終了時刻に関する信号２０２と、誘発電位計測部１２
から出力される脳電位に関する信号１２１とを用いて、
脳電位の記録を開始する時刻になってから終了する時刻
まで、誘発電位記録部１４に脳電位に関する信号１３１
を出力する。誘発電位記録部１４は、誘発電位記録制御
部１３より出力された脳電位に関する信号１３１を入力
し、記録・保持する。
【００１４】内部状態推定用生理指標計測部１５は、生
理指標計測用センサ２２を介して入力された生理指標を
増幅し、必要とあれば雑音除去のための周波数フィルタ
などの前処理を行い、生理指標に関する信号１５１を出
力する。生理指標信号記録制御部１６は、誘発電位測定
手続き制御部２０から出力される生理指標計測開始時刻
および終了時刻に関する信号２０３と、内部状態推定用
生理指標計測部１５から出力される生理指標に関する信
号１５１とを用いて、生理指標の記録を開始する時刻に
なってから終了する時刻まで、生理指標信号記録部１７
に生理指標に関する信号１６１を出力する。生理指標信
号記録部１７は、生理指標信号記録制御部１６より出力
された生理指標に関する信号１６１を入力し、記録・保
持する。
理指標計測用センサ２２を介して入力された生理指標を
増幅し、必要とあれば雑音除去のための周波数フィルタ
などの前処理を行い、生理指標に関する信号１５１を出
力する。生理指標信号記録制御部１６は、誘発電位測定
手続き制御部２０から出力される生理指標計測開始時刻
および終了時刻に関する信号２０３と、内部状態推定用
生理指標計測部１５から出力される生理指標に関する信
号１５１とを用いて、生理指標の記録を開始する時刻に
なってから終了する時刻まで、生理指標信号記録部１７
に生理指標に関する信号１６１を出力する。生理指標信
号記録部１７は、生理指標信号記録制御部１６より出力
された生理指標に関する信号１６１を入力し、記録・保
持する。
【００１５】内部状態推定部１８は、生理指標信号記録
部１７に記録された生理指標に関する信号１７１を利用
して、内部状態を数値化し、数値化された内部状態に関
する信号１８１を出力する。
部１７に記録された生理指標に関する信号１７１を利用
して、内部状態を数値化し、数値化された内部状態に関
する信号１８１を出力する。
【００１６】誘発電位加算平均部１９は、誘発電位記録
部１４に記録された脳電位に関する信号１４１と、内部
状態推定部１８より出力された内部状態に関する信号１
８１と、誘発電位測定手続き制御部２０より出力される
測定回数に関する信号２０４とを用いて、内部状態の値
がある値以上あるいはある値以下と判定された脳電位の
計測区間のみの脳電位を、測定回数分加算して、各計測
時刻における平均値を求める。
部１４に記録された脳電位に関する信号１４１と、内部
状態推定部１８より出力された内部状態に関する信号１
８１と、誘発電位測定手続き制御部２０より出力される
測定回数に関する信号２０４とを用いて、内部状態の値
がある値以上あるいはある値以下と判定された脳電位の
計測区間のみの脳電位を、測定回数分加算して、各計測
時刻における平均値を求める。
【００１７】誘発電位採用判定部２４は、誘発電位加算
平均部１９より出力された誘発電位データ１９１の品質
を推定し、誘発電位として採用していいかどうかを判定
する。「誘発電位として採用して良い」と判定されたな
らば、誘発電位データ２４１を誘発電位加算平均部１９
へ送り返し、誘発電位データ２４１の潜時や振幅などの
特徴パラメータを抽出し、必要とあれば、周波数分析な
どの信号処理を行う。
平均部１９より出力された誘発電位データ１９１の品質
を推定し、誘発電位として採用していいかどうかを判定
する。「誘発電位として採用して良い」と判定されたな
らば、誘発電位データ２４１を誘発電位加算平均部１９
へ送り返し、誘発電位データ２４１の潜時や振幅などの
特徴パラメータを抽出し、必要とあれば、周波数分析な
どの信号処理を行う。
【００１８】「誘発電位として採用できない」と判定さ
れたならば、誘発電位採用判定部２４は、測定手続きの
変更に関する信号２４２を誘発電位測定手続き制御部２
０へ送る。
れたならば、誘発電位採用判定部２４は、測定手続きの
変更に関する信号２４２を誘発電位測定手続き制御部２
０へ送る。
【００１９】誘発電位手続き制御部２０は、測定者が測
定した測定手続きに従って、感覚刺激の提示時刻に関す
る信号２０１と誘発電位計測開始時刻および終了時刻に
関する信号２０２と生理指標計測開始時刻および終了時
刻に関する信号２０３と測定回数に関する信号２０４を
出力する。また、誘発電位採用判定部２４から測定手続
きの変更に関する信号２４２が送られてきた場合には、
感覚刺激の提示時刻に関する信号２０１、あるいは誘発
電位計測開始時刻および終了時刻に関する信号２０２、
あるいは生理指標計測開始時刻および終了時刻に関する
信号２０３、あるいは測定回数に関する信号２０４の変
更を行う。
定した測定手続きに従って、感覚刺激の提示時刻に関す
る信号２０１と誘発電位計測開始時刻および終了時刻に
関する信号２０２と生理指標計測開始時刻および終了時
刻に関する信号２０３と測定回数に関する信号２０４を
出力する。また、誘発電位採用判定部２４から測定手続
きの変更に関する信号２４２が送られてきた場合には、
感覚刺激の提示時刻に関する信号２０１、あるいは誘発
電位計測開始時刻および終了時刻に関する信号２０２、
あるいは生理指標計測開始時刻および終了時刻に関する
信号２０３、あるいは測定回数に関する信号２０４の変
更を行う。
【００２０】感覚刺激提示部１１は、視覚刺激提示部，
聴覚刺激提示部などのように複数の提示部から構成され
ることも考えられる。
聴覚刺激提示部などのように複数の提示部から構成され
ることも考えられる。
【００２１】次に本発明を用いて、通常の刺激提示回数
（例えば、数十回）よりも多く視覚刺激を提示した（１
００回以上）時の視覚誘発電位を測定する一例を説明す
る。例えば、感覚刺激提示部１１として、図２のような
ストロボ光２３を用いる。ＣＲＴディスプレイ上に図形
やパターンを表示したり、その他の発光体を用いること
も可能である。誘発電位測定手続き制御部２０として、
例えば、パーソナルコンピュータなどを用いる。測定者
は、誘発電位測定手続き制御部２０に、ストロボ光２３
を発光させる間隔（例えば、（５＋α）秒間、αは０か
ら１までの乱数）、ストロボ２３を発光させてから脳電
位を計測する時間（例えば、３秒間）、ストロボ２３を
発光させてから内部状態推定用生理指標を計測する時間
（例えば、３秒間）、ストロボ２３の発光輝度、ストロ
ボ２３の発光回数および計測回数（例えば、１００
回）、誘発電位を得るために必要な加算回数（例えば、
５０回）などを入力し、測定手続きを設定する。測定手
続きが終了したならば、被験者の頭部後頭葉にある視覚
野に対応する頭皮の部位と０ボルト点として例えば耳た
ぶに電極２１を付ける。また、外部の雑音の影響を避け
るために、例えば、導電体の金網などで組み立てられた
静電シールドで被験者を覆うこともできる。 被験者の
内部状態推定に利用する生理指標として、例えば、自律
神経指標として知られている指尖脈波をする。従って、
生理指標計測用センサ２２として日本電気三栄（株）製
の脈拍ピックアップ（指尖用）等、内部状態推定用生理
指標計測部１５として日本電気三栄（株）製の生体電気
用増幅ユニット１２５３Ａ等を用いる。生理指標計測用
センサ２２は指（例えば、人差し指）先に装着させる。
これらにより、指尖脈波を電圧変化として得ることがで
きるので、この電圧変化を、日本電気（株）製ＰＣ−９
８０１等のパーソナルコンピュータに装着したカノープ
ス電子（株）製ＡＤＸ−９８Ｅ等のＡ／Ｄコンバータボ
ードを介してディジタル信号１５１に変換することがで
きる。
（例えば、数十回）よりも多く視覚刺激を提示した（１
００回以上）時の視覚誘発電位を測定する一例を説明す
る。例えば、感覚刺激提示部１１として、図２のような
ストロボ光２３を用いる。ＣＲＴディスプレイ上に図形
やパターンを表示したり、その他の発光体を用いること
も可能である。誘発電位測定手続き制御部２０として、
例えば、パーソナルコンピュータなどを用いる。測定者
は、誘発電位測定手続き制御部２０に、ストロボ光２３
を発光させる間隔（例えば、（５＋α）秒間、αは０か
ら１までの乱数）、ストロボ２３を発光させてから脳電
位を計測する時間（例えば、３秒間）、ストロボ２３を
発光させてから内部状態推定用生理指標を計測する時間
（例えば、３秒間）、ストロボ２３の発光輝度、ストロ
ボ２３の発光回数および計測回数（例えば、１００
回）、誘発電位を得るために必要な加算回数（例えば、
５０回）などを入力し、測定手続きを設定する。測定手
続きが終了したならば、被験者の頭部後頭葉にある視覚
野に対応する頭皮の部位と０ボルト点として例えば耳た
ぶに電極２１を付ける。また、外部の雑音の影響を避け
るために、例えば、導電体の金網などで組み立てられた
静電シールドで被験者を覆うこともできる。 被験者の
内部状態推定に利用する生理指標として、例えば、自律
神経指標として知られている指尖脈波をする。従って、
生理指標計測用センサ２２として日本電気三栄（株）製
の脈拍ピックアップ（指尖用）等、内部状態推定用生理
指標計測部１５として日本電気三栄（株）製の生体電気
用増幅ユニット１２５３Ａ等を用いる。生理指標計測用
センサ２２は指（例えば、人差し指）先に装着させる。
これらにより、指尖脈波を電圧変化として得ることがで
きるので、この電圧変化を、日本電気（株）製ＰＣ−９
８０１等のパーソナルコンピュータに装着したカノープ
ス電子（株）製ＡＤＸ−９８Ｅ等のＡ／Ｄコンバータボ
ードを介してディジタル信号１５１に変換することがで
きる。
【００２２】誘発電位測定の準備が終了したならば、ス
トロボ光による視覚誘発電位を測定する。測定は、誘発
電位測定手続き制御部２０に設定された手続きに従って
進められる。ストロボ光２３が発光してから設定された
時間（例えば、３秒間）の脳電位の信号が、誘発電位記
録制御部１３を介して誘発電位記録部１４、例えば、磁
気ディスク装置，磁気テープ等に記録される。同時に、
ストロボ２３が発光してから設定された時間（例えば、
３秒間）の指尖脈波の信号が、生理指標信号記録制御部
１６を介して生理指標信号記録部１７、例えば、磁気デ
ィスク装置，磁気テープ装置等に記録される。設定され
た時間間隔（例えば、（５＋α）秒間）をおいて、次の
発光が試される。以上の手続きが設定された刺激提示回
数（例えば、１００回）だけ繰り返される。
トロボ光による視覚誘発電位を測定する。測定は、誘発
電位測定手続き制御部２０に設定された手続きに従って
進められる。ストロボ光２３が発光してから設定された
時間（例えば、３秒間）の脳電位の信号が、誘発電位記
録制御部１３を介して誘発電位記録部１４、例えば、磁
気ディスク装置，磁気テープ等に記録される。同時に、
ストロボ２３が発光してから設定された時間（例えば、
３秒間）の指尖脈波の信号が、生理指標信号記録制御部
１６を介して生理指標信号記録部１７、例えば、磁気デ
ィスク装置，磁気テープ装置等に記録される。設定され
た時間間隔（例えば、（５＋α）秒間）をおいて、次の
発光が試される。以上の手続きが設定された刺激提示回
数（例えば、１００回）だけ繰り返される。
【００２３】設定された刺激提示回数だけ測定が終わる
と、内部状態推定部１８、例えば、パーソナルコンピュ
ータが、生理指標信号記録部１７に記録された指尖脈波
データを基に、各回の内部状態を数値化して、各回が誘
発電位加算平均部１９で加算すべき脳電位データかどう
かを判定する。指尖脈波を利用した人間の内部状態の数
値化は、例えば、第７回生体・生理工学シンポジウム論
文集、平成４年４月、２７７〜２８０頁に、剣持，上
條，飯田，福住が「生体情報を利用した人工現実感シス
テム−指尖脈波を用いた緊張推定と仮想環境への知的フ
ィードバック−」と題して発表した論文に記載されてい
るような方法が知られている。これは、１セッション中
に計測された指尖脈波の振幅値の最小値を基準値とし
て、各振幅値をこの基準値で除した値Ｒを内部状態の推
定値とするものである。この推定値Ｒから、内部状態
を、例えば、以下のようにレベル分けする：
と、内部状態推定部１８、例えば、パーソナルコンピュ
ータが、生理指標信号記録部１７に記録された指尖脈波
データを基に、各回の内部状態を数値化して、各回が誘
発電位加算平均部１９で加算すべき脳電位データかどう
かを判定する。指尖脈波を利用した人間の内部状態の数
値化は、例えば、第７回生体・生理工学シンポジウム論
文集、平成４年４月、２７７〜２８０頁に、剣持，上
條，飯田，福住が「生体情報を利用した人工現実感シス
テム−指尖脈波を用いた緊張推定と仮想環境への知的フ
ィードバック−」と題して発表した論文に記載されてい
るような方法が知られている。これは、１セッション中
に計測された指尖脈波の振幅値の最小値を基準値とし
て、各振幅値をこの基準値で除した値Ｒを内部状態の推
定値とするものである。この推定値Ｒから、内部状態
を、例えば、以下のようにレベル分けする：
【００２４】
【表１】
【００２５】更に、例えば、内部状態レベルが５以上で
あれば、その回の脳電位データは「加算すべきである」
と判定し、内部状態レベルが４以下であれば、その回の
脳電位データは「加算すべきではない」と判定する。こ
うして、各回について、加算すべきかどうかに関する信
号１８１を出力する。
あれば、その回の脳電位データは「加算すべきである」
と判定し、内部状態レベルが４以下であれば、その回の
脳電位データは「加算すべきではない」と判定する。こ
うして、各回について、加算すべきかどうかに関する信
号１８１を出力する。
【００２６】１セッション中の指尖脈波の振幅値の最小
値および各時刻での振幅値は、例えば、１．５〜２．０
秒の幅を有するウィンドウで指尖脈波データを検索し、
ウィンドウ内の最大値と最小値の差を振幅値とする。図
３および図４は、２００Ｈｚ（ヘルツ）でデジタル化さ
れた脳電位データ（上段）と指尖脈波データ（中段）を
示している。図３および図４において、ウィンドウ内で
検出された指尖脈波の振幅値Ａy とＡn から内部状態レ
ベル値Ｒを算出した。図３および図４は、これら内部状
態レベルの値Ｒから、それぞれ、「加算すべきである」
および「加算すべきでない」と判定された例を示してい
る。なお、図３および図４において、下段の矩形波は感
覚刺激が提示されている状況を表している。
値および各時刻での振幅値は、例えば、１．５〜２．０
秒の幅を有するウィンドウで指尖脈波データを検索し、
ウィンドウ内の最大値と最小値の差を振幅値とする。図
３および図４は、２００Ｈｚ（ヘルツ）でデジタル化さ
れた脳電位データ（上段）と指尖脈波データ（中段）を
示している。図３および図４において、ウィンドウ内で
検出された指尖脈波の振幅値Ａy とＡn から内部状態レ
ベル値Ｒを算出した。図３および図４は、これら内部状
態レベルの値Ｒから、それぞれ、「加算すべきである」
および「加算すべきでない」と判定された例を示してい
る。なお、図３および図４において、下段の矩形波は感
覚刺激が提示されている状況を表している。
【００２７】次に、誘発電位加算平均部１９、例えば、
パーソナルコンピュータが、誘発電位記録部１４に記録
された各回の脳電位データ１４１と、内部状態推定部１
８より出力された各回について加算すべきかどうかに関
する信号１８１とを基に、ストロボ２３が発光してから
同じ時刻同士で、しかも、加算すべきと判定された脳電
位データのみの加算を行い、各時刻における平均値を求
める。この平均値は、誘発電位データを構成する。
パーソナルコンピュータが、誘発電位記録部１４に記録
された各回の脳電位データ１４１と、内部状態推定部１
８より出力された各回について加算すべきかどうかに関
する信号１８１とを基に、ストロボ２３が発光してから
同じ時刻同士で、しかも、加算すべきと判定された脳電
位データのみの加算を行い、各時刻における平均値を求
める。この平均値は、誘発電位データを構成する。
【００２８】誘発電位採用判定部２４、例えば、パーソ
ナルコンピュータが、誘発電位加算平均部１９より出力
された誘発電位データ１９１を入力として、誘発電位デ
ータ１９１の品質を数値化して、誘発電位として採用し
て良いかどうかを判定する。誘発電位データの品質を表
す指標として、例えば、Ｓ／Ｎ比を用いることができ
る。Ｓ／Ｎ比とは、雑音（Ｎ）に対する信号（Ｓ）の比
率である。ここで、信号は誘発電位加算平均部１９で得
られた誘発電位データ１９１に対応する。雑音は、その
推定値として、例えば、±（プラス・マイナス）アベレ
ージを用いることができる。プラス・マイナスアベレー
ジは、例えば、「Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．１５７，１
９６７，ｐｐ．９２−９４」に「Ｔｈｅ （±） ｒｅ
ｆｅｒｅｎｃｅ： Ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｅｓｔｉ
ｍａｔｅｄ ｍｅａｎ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｉｎ
ａｖｅｒａｇｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｔｕｄｉｅｓ」
と題して掲載されたＨ．Ｓｃｈｉｍｍｅｌの研究によれ
ば、誘発電位の加算平均処理において、個々の応答（波
形）を、偶数番目の刺激提示の場合は加算し、奇数番目
の刺激提示の場合は減算することによって求めることが
できる。従って、誘発電位データ１９１の加算平均処理
に用いた各刺激提示に対する脳電位信号１４１を利用し
て、偶数番目の刺激提示の際の脳電位信号１４１は加算
し、奇数番目の刺激提示の際の脳電位信号１４１を減算
することによって求められる。更に、Ｓ／Ｎ比の推定値
として、例えば、
ナルコンピュータが、誘発電位加算平均部１９より出力
された誘発電位データ１９１を入力として、誘発電位デ
ータ１９１の品質を数値化して、誘発電位として採用し
て良いかどうかを判定する。誘発電位データの品質を表
す指標として、例えば、Ｓ／Ｎ比を用いることができ
る。Ｓ／Ｎ比とは、雑音（Ｎ）に対する信号（Ｓ）の比
率である。ここで、信号は誘発電位加算平均部１９で得
られた誘発電位データ１９１に対応する。雑音は、その
推定値として、例えば、±（プラス・マイナス）アベレ
ージを用いることができる。プラス・マイナスアベレー
ジは、例えば、「Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．１５７，１
９６７，ｐｐ．９２−９４」に「Ｔｈｅ （±） ｒｅ
ｆｅｒｅｎｃｅ： Ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｅｓｔｉ
ｍａｔｅｄ ｍｅａｎ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｉｎ
ａｖｅｒａｇｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｔｕｄｉｅｓ」
と題して掲載されたＨ．Ｓｃｈｉｍｍｅｌの研究によれ
ば、誘発電位の加算平均処理において、個々の応答（波
形）を、偶数番目の刺激提示の場合は加算し、奇数番目
の刺激提示の場合は減算することによって求めることが
できる。従って、誘発電位データ１９１の加算平均処理
に用いた各刺激提示に対する脳電位信号１４１を利用し
て、偶数番目の刺激提示の際の脳電位信号１４１は加算
し、奇数番目の刺激提示の際の脳電位信号１４１を減算
することによって求められる。更に、Ｓ／Ｎ比の推定値
として、例えば、
【００２９】
【数１】
【００３０】を利用することができる。但し、Ｓ（ｔ）
は時刻ｔにおける誘発電位データ１９１の値、Ｎ（ｔ）
は時刻ｔにおけるプラス・マイナスアベレージの値、ｔ
s およびｔe は、それぞれ、誘発電位計測の開始時刻と
終了時刻とする。
は時刻ｔにおける誘発電位データ１９１の値、Ｎ（ｔ）
は時刻ｔにおけるプラス・マイナスアベレージの値、ｔ
s およびｔe は、それぞれ、誘発電位計測の開始時刻と
終了時刻とする。
【００３１】例えば、上式の値が９０％以上ならば誘発
電位として採用して良いと判定し、９０％未満ならば誘
発電位としては採用できないと判定する。
電位として採用して良いと判定し、９０％未満ならば誘
発電位としては採用できないと判定する。
【００３２】誘発電位採用判定部２４で、「採用して良
い」と判定されたならば、当該誘発電位データ２４１を
誘発電位加算平均部１９に送り返し、誘発電位データ２
４１の潜時や振幅などの特徴パラメータを抽出し、必要
とあれば、周波数分析などの信号処理を行う。
い」と判定されたならば、当該誘発電位データ２４１を
誘発電位加算平均部１９に送り返し、誘発電位データ２
４１の潜時や振幅などの特徴パラメータを抽出し、必要
とあれば、周波数分析などの信号処理を行う。
【００３３】「誘発電位として採用できない」と判定さ
れたならば、誘発電位採用判定部２４は、測定手続きの
変更に関する信号２４２を誘発電位手続き制御部２０へ
送る。誘発電位測定手続き制御部２０は、誘発電位採用
判定部２４より出力された測定手続きの変更に関する信
号２４２に従って、感覚刺激の提示時刻に関する信号２
０１，誘発電位計測開始時刻および終了時刻に関する信
号２０２，生理指標計測開始時刻および終了時刻に関す
る信号２０３，測定回数に関する信号２０４の少なくと
も１つの変更を行う。
れたならば、誘発電位採用判定部２４は、測定手続きの
変更に関する信号２４２を誘発電位手続き制御部２０へ
送る。誘発電位測定手続き制御部２０は、誘発電位採用
判定部２４より出力された測定手続きの変更に関する信
号２４２に従って、感覚刺激の提示時刻に関する信号２
０１，誘発電位計測開始時刻および終了時刻に関する信
号２０２，生理指標計測開始時刻および終了時刻に関す
る信号２０３，測定回数に関する信号２０４の少なくと
も１つの変更を行う。
【００３４】測定手続きの変更が終了したら、誘発電位
測定手続き制御部２０は、変更された感覚刺激の提示時
刻に関する信号２０１あるいは変更された誘発電位計測
開始時刻および終了時刻に関する信号２０２あるいは生
理指標計測開始時刻および終了時刻に関する信号２０３
あるいは測定回数に関する信号２０４を、それぞれ、感
覚刺激提示部１１あるいは誘発電位記録制御部１３ある
いは生理指標信号記録制御部１６あるいは誘発電位加算
平均部１９に送り、誘発電位の測定を開始する。
測定手続き制御部２０は、変更された感覚刺激の提示時
刻に関する信号２０１あるいは変更された誘発電位計測
開始時刻および終了時刻に関する信号２０２あるいは生
理指標計測開始時刻および終了時刻に関する信号２０３
あるいは測定回数に関する信号２０４を、それぞれ、感
覚刺激提示部１１あるいは誘発電位記録制御部１３ある
いは生理指標信号記録制御部１６あるいは誘発電位加算
平均部１９に送り、誘発電位の測定を開始する。
【００３５】以上の手順を、誘発電位加算平均部１９で
求められる誘発電位データが誘発電位として採用される
まで繰り返す。
求められる誘発電位データが誘発電位として採用される
まで繰り返す。
【００３６】
【発明の効果】本発明を用いることにより、疲労感・ス
トレス感・イライラ感・緊張感など、人間の内部状態を
反映した誘発電位を測定することができる。更に、得ら
れた誘発電位の品質を自動的に判定できるので、高品質
で信頼性の高い誘発電位が求められると共に、誘発電位
測定に要する時間を大幅に短縮することができる。
トレス感・イライラ感・緊張感など、人間の内部状態を
反映した誘発電位を測定することができる。更に、得ら
れた誘発電位の品質を自動的に判定できるので、高品質
で信頼性の高い誘発電位が求められると共に、誘発電位
測定に要する時間を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す基本構成図である。
【図２】感覚刺激提示部の実施形態を示す図である。
【図３】「加算すべきである」と判定された脳電位デー
タと判定に使われた指尖脈波データを例示する図であ
る。
タと判定に使われた指尖脈波データを例示する図であ
る。
【図４】「加算すべきでない」と判定された脳電位デー
タと判定に使われた指尖脈波データを例示する図であ
る。
タと判定に使われた指尖脈波データを例示する図であ
る。
【図５】従来例を示す基本構成図である。
１１ 感覚刺激提示部 １２ 誘発電位計測部 １３ 誘発電位記録制御部 １４ 誘発電位記録部 １５ 内部状態推定用生理指標計測部 １６ 生理指標信号記録制御部 １７ 生理指標信号記録部 １８ 内部状態推定部 １９ 誘発電位加算平均部 ２０ 誘発電位測定手続き制御部 ２１ 電極 ２２ 生理指標計測用センサ ２３ ストロボ ２４ 誘発電位採用判定部
Claims (5)
- 【請求項１】被験者に感覚刺激を与える感覚刺激提示手
段と、 提示された感覚刺激によって誘発された脳電位を計測し
て増幅する誘発電位計測手段と、 前記誘発電位計測手段より出力された脳電位信号の保存
を制御する誘発電位記録制御手段と、 前記誘発電位記録制御手段より出力された脳電位信号を
記録する誘発電位記録手段と、 被験者の内部状態推定に利用する生理指標を計測する内
部状態推定用生理指標計測手段と、 前記内部状態推定用生理指標計測手段より出力された生
理指標信号の保存を制御する生理指標信号記録制御手段
と、 前記生理指標信号記録制御手段より出力された生理指標
信号を記録する生理指標信号記録手段と、 前記生理指標信号記録信号手段から出力された生理指標
信号を利用して被験者の内部状態を推定する内部状態推
定手段と、 前記誘発電位記録手段から出力された脳電位信号を、前
記内部状態推定手段の内部状態推定結果を用いて、被験
者の内部状態に応じて加算平均して誘発電位とする誘発
電位加算平均手段と、 前記誘発電位加算平均手段から出力された誘発電位の品
質を推定し、誘発電位として採用して良いかどうかを判
定する誘発電位採用判定手段と、 誘発電位および内部状態推定用生理指標を測定するため
の手続きに従って、前記感覚刺激提示手段および前記誘
発電位記録制御手段および前記生理指標記録制御手段お
よび前記誘発電位加算平均手段を制御する誘発電位測定
手続き制御手段と、を有することを特徴とする誘発電位
測定装置。 - 【請求項２】前記誘発電位測定手続き制御手段は、前記
感覚刺激提示手段に感覚刺激提示時刻に関する信号を供
給し、前記誘発電位記録制御手段に誘発電位計測開始時
刻および終了時刻に関する信号を供給し、前記生理指標
信号記録制御手段に生理指標計測開始時刻および終了時
刻に関する信号を供給し、前記誘発電位加算平均手段に
測定回数に関する信号を供給することを特徴とする請求
項１記載の誘発電位測定装置。 - 【請求項３】前記内部状態推定手段は、前記生理指標信
号記録手段に記録された生理指標信号を基に、内部状態
を数値化して、前記誘発電位加算平均手段で加算すべき
脳電位信号かどうかを判定することを特徴とする請求項
１または２記載の誘発電位測定装置。 - 【請求項４】前記誘発電位採用判定手段において、誘発
電位の品質を表す指標として、Ｓ／Ｎ比を用いることを
特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の誘発電位測
定装置。 - 【請求項５】前記誘発電位採用判定手段において、誘発
電位として採用できないと判定されたならば、前記誘発
電位採用判定手段は、測定手続きの変更に関する信号を
前記誘発電位手続き制御手段へ送り、前記誘発電位測定
手続き制御手段は、前記誘発電位採用判定手段より出力
された測定手続きの変更に関する信号に従って、前記感
覚刺激の提示時刻に関する信号、前記誘発電位計測開始
時刻および終了時刻に関する信号、前記生理指標計測開
始時刻および終了時刻に関する信号、前記測定回数に関
する信号の少なくとも１つを変更することを特徴とする
請求項２〜４のいずれかに記載の誘発電位測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6083271A JP2596372B2 (ja) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | 誘発電位測定装置 |
| US08/426,724 US5638825A (en) | 1994-04-21 | 1995-04-21 | Evoked potential measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6083271A JP2596372B2 (ja) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | 誘発電位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07289529A JPH07289529A (ja) | 1995-11-07 |
| JP2596372B2 true JP2596372B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=13797697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6083271A Expired - Fee Related JP2596372B2 (ja) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | 誘発電位測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5638825A (ja) |
| JP (1) | JP2596372B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| CN1248426A (zh) | 1999-10-29 | 2000-03-29 | 清华大学 | 基于脑电稳态诱发响应的控制装置 |
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