JP6840343B2 - Pseudo-electroencephalogram generation system and electroencephalogram measurement system - Google Patents

Pseudo-electroencephalogram generation system and electroencephalogram measurement system Download PDF

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Description

本開示は、一般に擬似脳波発生システム、及び脳波測定システムに関する。本開示は、より詳細には、脳波を模した電気信号を発生させる擬似脳波発生システム、及び、擬似脳波発生システムを含む脳波測定システムに関する。 The present disclosure generally relates to a pseudo-electroencephalogram generation system and an electroencephalogram measurement system. More specifically, the present disclosure relates to a pseudo-electroencephalogram generation system that generates an electric signal imitating a brain wave, and an electroencephalogram measurement system including a pseudo-electroencephalogram generation system.

特許文献1は、脳波信号発生器を開示する。脳波信号発生器は、基礎律動(α波)発生部と、突発波発生部と、基礎律動発生部及び突発波発生部の出力側に接続される抵抗回路網と、を備えている。抵抗回路網は、多数の抵抗を網目状に接続し、その各接続点に更にそれぞれ抵抗の一端を接続し、これら抵抗の他端側を端子に接続してなり、概念的に頭の抵抗を模している。 Patent Document 1 discloses an electroencephalogram signal generator. The electroencephalogram signal generator includes a basic rhythm (α wave) generating unit, a sudden wave generating unit, and a resistance network connected to the output side of the basic rhythm generating unit and the sudden wave generating unit. A resistance network consists of connecting a large number of resistors in a mesh pattern, connecting one end of each resistor to each connection point, and connecting the other end of these resistors to a terminal, conceptually as a head resistor. I'm imitating.

実際に脳波計で測定された脳波には、測定環境による影響(例えば、脳波計の電極部と人体との間の接触抵抗等)が現れる。そのため、脳波計の正確な評価を行うためには、このような測定環境による影響も反映した擬似脳波が得られることが望まれる。しかしながら、特許文献1では、このような測定環境による影響は考慮されていない。 The effect of the measurement environment (for example, the contact resistance between the electrode portion of the electroencephalograph and the human body) appears in the electroencephalogram actually measured by the electroencephalograph. Therefore, in order to perform an accurate evaluation of the electroencephalograph, it is desired to obtain a pseudo electroencephalogram that also reflects the influence of such a measurement environment. However, Patent Document 1 does not consider the influence of such a measurement environment.

特開昭50−85193号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 50-85193

本開示の課題は、測定環境による影響を反映し脳波により近い電気信号を発生させることができる擬似脳波発生システム、及び脳波測定システムを提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a pseudo-electroencephalogram generation system capable of generating an electric signal closer to an electroencephalogram by reflecting the influence of a measurement environment, and an electroencephalogram measurement system.

本開示の一態様に係る擬似脳波発生システムは、信号発生器からの基準信号を受け取る入力部と、脳波計の電極部に電気的に接続される出力部と、前記入力部で受け取った前記基準信号に基づいて脳波を模した電気信号を前記出力部に生じさせる処理部と、を備える。前記処理部は、接触抵抗部と、インピーダンス変換部と、を有する。前記接触抵抗部は、前記入力部と前記出力部との間にあって前記電極部と人体との間の接触抵抗に相当する抵抗値を有する接触抵抗回路を含む。前記インピーダンス変換部は、前記入力部と前記接触抵抗回路との間にあって前記接触抵抗回路から見たインピーダンスが前記入力部から見たインピーダンスよりも小さいインピーダンス変換回路を含む。 The pseudo-electroencephalogram generation system according to one aspect of the present disclosure includes an input unit that receives a reference signal from a signal generator, an output unit that is electrically connected to an electrode unit of an electroencephalograph, and the reference unit that is received by the input unit. It includes a processing unit that generates an electric signal that imitates an electroencephalogram based on the signal in the output unit. The processing unit includes a contact resistance unit and an impedance conversion unit. The contact resistance unit includes a contact resistance circuit between the input unit and the output unit and having a resistance value corresponding to the contact resistance between the electrode unit and the human body. The impedance conversion unit includes an impedance conversion circuit between the input unit and the contact resistance circuit in which the impedance seen from the contact resistance circuit is smaller than the impedance seen from the input unit.

本開示の一態様に係る脳波測定システムは、前記擬似脳波発生システムと、前記擬似脳波発生システムからの前記電気信号に基づいて脳波情報を生成する脳波計と、前記脳波計から前記脳波情報を取得する情報処理装置と、を備える。 The electroencephalogram measurement system according to one aspect of the present disclosure acquires the electroencephalograph from the pseudo-electroencephalogram generation system, the electroencephalograph that generates electroencephalogram information based on the electric signal from the pseudo-electroencephalograph system, and the electroencephalograph. It is equipped with an information processing device.

図1は、一実施形態の擬似脳波発生システムを備えるリハビリテーション支援システムの概略図である。FIG. 1 is a schematic view of a rehabilitation support system including the pseudo-electroencephalogram generation system of one embodiment. 図2は、擬似脳波発生システムの概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a pseudo-electroencephalogram generation system. 図3は、脳波測定システム、及びそれを備えたリハビリテーション支援システムの使用状態を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing the usage state of the electroencephalogram measurement system and the rehabilitation support system provided with the electroencephalogram measurement system. 図4は、同上の脳波測定システムのヘッドセットの使用状態を示す概略正面図である。FIG. 4 is a schematic front view showing a usage state of the headset of the above-mentioned electroencephalogram measurement system. 図5は、同上の脳波測定システムの及びリハビリテーション支援システムの構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing the configurations of the above-mentioned electroencephalogram measurement system and the rehabilitation support system. 図6は、擬似脳波発生システムの回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a pseudo-electroencephalogram generation system. 図7は、擬似脳波発生システムの出力部の概略図である。FIG. 7 is a schematic view of the output unit of the pseudo-electroencephalogram generation system. 図8は、擬似脳波発生システムの分極電圧回路の電圧源の回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram of a voltage source of a polarization voltage circuit of a pseudo-electroencephalogram generation system. 図9は、擬似脳波発生システムの電源部の回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram of the power supply unit of the pseudo-electroencephalogram generation system. 図10は、基準信号と電気信号(擬似脳波信号)との一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a reference signal and an electric signal (pseudo-electroencephalogram signal). 図11は、基準信号と電気信号(擬似脳波信号)との一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a reference signal and an electric signal (pseudo-electroencephalogram signal). 図12は、基準信号と電気信号(擬似脳波信号)との一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of a reference signal and an electric signal (pseudo-electroencephalogram signal). 図13は、基準信号と電気信号(擬似脳波信号)との一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a reference signal and an electric signal (pseudo-electroencephalogram signal). 図14は、第1変形例の擬似脳波発生システムの要部の回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram of a main part of the pseudo-electroencephalogram generation system of the first modification. 図15は、第2変形例の擬似脳波発生システムの要部の回路図である。FIG. 15 is a circuit diagram of a main part of the pseudo-electroencephalogram generation system of the second modification.

(実施形態)
(1)概要
図1は、一実施形態のリハビリテーション支援システム100を示す。リハビリテーション支援システム100は、脳波測定システム10と、運動補助装置3と、制御装置4と、を備えている。脳波測定システム10は、擬似脳波発生システム6と、脳波計(ヘッドセット)1と、情報処理装置2と、を備えている。擬似脳波発生システム6は、図2に示すように、入力部81と、出力部82と、処理部83と、を備えている。入力部81は、信号発生器7からの基準信号を受け取る。出力部82は、脳波計1の電極部11に電気的に接続される。処理部83は、入力部81で受け取った基準信号に基づいて脳波を模した電気信号(以下、「擬似脳波信号」ともいう)を出力部82に生じさせるように構成される。処理部83は、接触抵抗部87と、インピーダンス変換部85と、を有する。接触抵抗部87は、入力部81と出力部82との間にあって電極部11と人体(例えば、図3に示す頭部52)との間の接触抵抗に相当する抵抗値を有する接触抵抗回路871,872を含む。インピーダンス変換部85は、入力部81と接触抵抗回路871,872との間にあって接触抵抗回路871,872から見たインピーダンスが入力部81から見たインピーダンスよりも小さいインピーダンス変換回路851,852を含む。
(Embodiment)
(1) Outline FIG. 1 shows a rehabilitation support system 100 of one embodiment. The rehabilitation support system 100 includes an electroencephalogram measurement system 10, an exercise assist device 3, and a control device 4. The electroencephalogram measurement system 10 includes a pseudo electroencephalogram generation system 6, an electroencephalograph (headset) 1, and an information processing device 2. As shown in FIG. 2, the pseudo-electroencephalogram generation system 6 includes an input unit 81, an output unit 82, and a processing unit 83. The input unit 81 receives a reference signal from the signal generator 7. The output unit 82 is electrically connected to the electrode unit 11 of the electroencephalograph 1. The processing unit 83 is configured to generate an electric signal (hereinafter, also referred to as “pseudo-electroencephalogram signal”) that imitates an electroencephalogram based on the reference signal received by the input unit 81 in the output unit 82. The processing unit 83 includes a contact resistance unit 87 and an impedance conversion unit 85. The contact resistance unit 87 is a contact resistance circuit 871 that is located between the input unit 81 and the output unit 82 and has a resistance value corresponding to the contact resistance between the electrode unit 11 and the human body (for example, the head 52 shown in FIG. 3). , 872. The impedance conversion unit 85 includes an impedance conversion circuit 851,852 which is located between the input unit 81 and the contact resistance circuits 871 and 872 and whose impedance seen from the contact resistance circuits 871 and 872 is smaller than the impedance seen from the input unit 81.

このように擬似脳波発生システム6は、接触抵抗部87及びインピーダンス変換部85を備えている。接触抵抗部87によれば、脳波計1で脳波を測定する際に必然的に生じる電極部11と人体との間の接触抵抗に相当する抵抗値による影響及び熱ノイズを生じさせることができ、基準信号をより脳波に近付けることができる。しかも、インピーダンス変換部85によって、信号発生器7によって高精度な基準信号を生成しながらも、この基準信号に接触抵抗部87による接触抵抗の付与の効果を確実に発揮させることができる。そのため、電極部11と人体(頭部52)との間の接触抵抗(つまり、測定環境による影響)を反映した電気信号を出力部82に発生させることができる。したがって、擬似脳波発生システム6によれば、測定環境による影響を反映し脳波により近い電気信号を発生させることができる。 As described above, the pseudo-electroencephalogram generation system 6 includes a contact resistance unit 87 and an impedance conversion unit 85. According to the contact resistance unit 87, the influence of the resistance value corresponding to the contact resistance between the electrode unit 11 and the human body, which is inevitably generated when measuring the electroencephalogram with the electroencephalograph 1, and the thermal noise can be generated. The reference signal can be brought closer to the brain wave. Moreover, the impedance conversion unit 85 can surely exert the effect of imparting contact resistance by the contact resistance unit 87 to the reference signal while generating a highly accurate reference signal by the signal generator 7. Therefore, an electric signal reflecting the contact resistance between the electrode unit 11 and the human body (head 52) (that is, the influence of the measurement environment) can be generated in the output unit 82. Therefore, according to the pseudo-electroencephalogram generation system 6, it is possible to generate an electric signal closer to the electroencephalogram by reflecting the influence of the measurement environment.

脳波測定システム10は、擬似脳波発生システム6と、擬似脳波発生システム6からの電気信号に基づいて脳波情報を生成する脳波計(ヘッドセット)1と、脳波計(ヘッドセット)1から脳波情報を取得する情報処理装置2と、を備えている。脳波測定システム10では、擬似脳波発生システム6により測定環境による影響を反映し脳波により近い電気信号を発生させることができるから、ヘッドセット1及び情報処理装置2の動作試験及び性能評価を正確に行える。 The electroencephalogram measurement system 10 obtains electroencephalograph information from the pseudo electroencephalograph system 6, the electroencephalograph (headset) 1 that generates electroencephalograph information based on the electrical signal from the pseudo electroencephalograph system 6, and the electroencephalograph (headset) 1. It includes an information processing device 2 for acquisition. In the electroencephalogram measurement system 10, the pseudo-electroencephalogram generation system 6 can generate an electric signal closer to the electroencephalogram by reflecting the influence of the measurement environment, so that the operation test and performance evaluation of the headset 1 and the information processing device 2 can be performed accurately. ..

リハビリテーション支援システム100は、脳波測定システム10と、運動補助装置3と、制御装置4と、を備えている。運動補助装置3は、機械的な刺激と電気的な刺激との少なくとも一方を人体に加える機能を有する。制御装置4は、情報処理装置2で取得された脳波情報に基づいて運動補助装置3を制御するように構成されている。リハビリテーション支援システム100では、擬似脳波発生システム6により測定環境による影響を反映し脳波により近い電気信号を発生させることができるから、運動補助装置3及び制御装置4の動作試験及び性能評価を正確に行える。 The rehabilitation support system 100 includes an electroencephalogram measurement system 10, an exercise assist device 3, and a control device 4. The exercise assist device 3 has a function of applying at least one of a mechanical stimulus and an electrical stimulus to the human body. The control device 4 is configured to control the exercise assist device 3 based on the brain wave information acquired by the information processing device 2. In the rehabilitation support system 100, the pseudo-electroencephalogram generation system 6 can generate an electric signal closer to the electroencephalogram by reflecting the influence of the measurement environment, so that the operation test and performance evaluation of the exercise assist device 3 and the control device 4 can be performed accurately. ..

(2)構成
まず、リハビリテーション支援システム100の概要について図3を参照して説明する。
(2) Configuration First, the outline of the rehabilitation support system 100 will be described with reference to FIG.

このリハビリテーション支援システム100は、例えば、脳卒中等の脳疾患又は事故等によって、身体の一部に運動麻痺又は運動機能の低下等が生じた人を対象者5として、運動療法によるリハビリテーションを支援する。このような対象者5においては、対象者5が自己の意思又は意図に基づいて行う運動である随意運動(voluntary movement)が、不能又はその機能の低下により満足にできないことがある。本開示でいう「運動療法」は、対象者5の身体のうち、このような随意運動の不能部位又は機能の低下が生じた部位(以下、「障害部位」という)を運動させることにより、障害部位について随意運動の機能の回復を図る方法を意味する。 This rehabilitation support system 100 supports rehabilitation by exercise therapy, for example, for a person who has motor paralysis or a decrease in motor function in a part of the body due to a brain disease such as a stroke or an accident. In such a subject 5, the voluntary movement, which is an exercise performed by the subject 5 based on his / her own intention or intention, may not be satisfactory due to inability or deterioration of its function. The "exercise therapy" referred to in the present disclosure refers to a disorder caused by exercising a part of the body of the subject 5 in which such voluntary movement is impossible or a function is deteriorated (hereinafter referred to as "disordered part"). It means a method of recovering the function of voluntary movement for a part.

本実施形態では、対象者5の左の手指53(左手指)のリハビリテーションに、リハビリテーション支援システム100が用いられる場合を例示する。つまり、この場合の対象者5においては左手指が障害部位である。ただし、この例に限らず、リハビリテーション支援システム100は、例えば、対象者5の右手指のリハビリテーションに用いられてもよい。 In this embodiment, a case where the rehabilitation support system 100 is used for rehabilitation of the left finger 53 (left finger) of the subject 5 is illustrated. That is, in the subject 5 in this case, the left finger is the disordered part. However, not limited to this example, the rehabilitation support system 100 may be used for rehabilitation of the right finger of the subject 5, for example.

特に、本実施形態では、対象者5の左手指による把持動作及び伸展動作のリハビリテーションに、リハビリテーション支援システム100が用いられる。本開示でいう「把持動作」は、物をつかむ動作のことを意味する。また、本開示でいう「伸展動作」は、第1指(親指)を除く4本の手指53(第2指〜第5指)の伸展により、手を開く動作、つまり、把持動作によりつかんでいる状態の「物」を放す動作のことを意味する。つまり、この対象者5においては左手指が障害部位であって、リハビリテーション支援システム100は、左手指による把持動作及び伸展動作という随意運動についてのリハビリテーションに用いられる。ただし、実際には、リハビリテーション支援システム100は、対象者5の把持動作を直接的に補助するのではなく、対象者5の手指の伸展動作を補助することで、間接的に把持動作のリハビリテーションを行う。本開示でいう「伸展動作」は、第1指(親指)を除く4本の手指53(第2指〜第5指)の伸展により、手を開く動作、つまり把持動作によりつかんでいる状態の「物」を離す動作のことを意味する。 In particular, in the present embodiment, the rehabilitation support system 100 is used for rehabilitation of the gripping motion and the extension motion of the subject 5 with the left finger. The "grasping operation" referred to in the present disclosure means an operation of grasping an object. Further, the "extension motion" referred to in the present disclosure is a motion of opening the hand by extending four fingers 53 (second to fifth fingers) excluding the first finger (thumb), that is, grasping by a gripping motion. It means the action of releasing the "thing" in the state of being. That is, in the subject 5, the left finger is the impaired part, and the rehabilitation support system 100 is used for rehabilitation for voluntary movements such as gripping motion and extension motion by the left finger. However, in reality, the rehabilitation support system 100 does not directly assist the gripping motion of the subject 5, but indirectly rehabilitates the gripping motion by assisting the extension motion of the fingers of the subject 5. Do. The "extension movement" referred to in the present disclosure is a state in which the hands are opened by the extension of four fingers 53 (second to fifth fingers) excluding the first finger (thumb), that is, the hands are grasped by the gripping movement. It means the action of releasing an "object".

リハビリテーション支援システム100は、対象者5が左の手指53による随意運動を行う際に、対象者5の左手に装着された運動補助装置3にて、対象者5の左手に機械的な刺激と電気的な刺激との少なくとも一方を加えて、随意運動を補助する。これにより、例えば、理学療法士又は作業療法士等の医療スタッフが、対象者5の手指53を持って対象者5の随意運動を補助する場合と同様に、リハビリテーション支援システム100にて、随意運動の補助が可能になる。そのため、リハビリテーション支援システム100によれば、医療スタッフが補助する場合と同様に、対象者5が単独で随意運動を行う場合に比べて効果的な、運動療法によるリハビリテーションを実現可能となる。 In the rehabilitation support system 100, when the subject 5 performs a voluntary movement with the left finger 53, the exercise assist device 3 attached to the subject 5's left hand provides mechanical stimulation and electricity to the subject 5's left hand. Assist voluntary movements by adding at least one of the stimuli. As a result, for example, in the same manner as when a medical staff such as a physical therapist or an occupational therapist assists the voluntary movement of the subject 5 by holding the fingers 53 of the subject 5, the voluntary movement is performed by the rehabilitation support system 100. Assistance becomes possible. Therefore, according to the rehabilitation support system 100, it is possible to realize rehabilitation by exercise therapy, which is more effective than the case where the subject 5 performs voluntary exercise alone, as in the case where the medical staff assists.

ところで、上述のようなリハビリテーションを支援するためには、リハビリテーション支援システム100は、対象者5が随意運動を行おうとする場合に、運動補助装置3にて対象者5の随意運動を補助することが望ましい。リハビリテーション支援システム100は、脳波測定システム10にて測定された対象者5の脳波(脳波情報)に、運動補助装置3を連動させることにより、対象者5が随意運動を行おうとする場合に運動補助装置3での随意運動の補助を実現する。言い換えれば、リハビリテーション支援システム100は、脳活動(脳波)を利用して機械(運動補助装置3)を操作する、ブレイン・マシン・インタフェース(Brain-machine Interface:BMI)の技術を利用して、運動療法によるリハビリテーションを実現する。 By the way, in order to support the rehabilitation as described above, the rehabilitation support system 100 may assist the voluntary movement of the subject 5 with the exercise assist device 3 when the subject 5 intends to perform the voluntary movement. desirable. The rehabilitation support system 100 interlocks the exercise assisting device 3 with the brain waves (brain wave information) of the subject 5 measured by the brain wave measuring system 10, so that the subject 5 assists the exercise when he / she intends to perform a voluntary movement. The assistance of the voluntary movement in the device 3 is realized. In other words, the rehabilitation support system 100 uses the brain-machine interface (BMI) technology to operate the machine (exercise assist device 3) using brain activity (brain waves) to exercise. Achieve therapeutic rehabilitation.

対象者5が随意運動を行う際には(つまり、対象者5が随意運動を行う過程で)、脳波に特徴的な変化が生じ得る。つまり、対象者5が随意運動を行おうと企図(想起)した際には、随意運動の対象となる部位に対応する脳領域の活性化が起き得る。このような脳領域の例としては、体性感覚運動皮質が挙げられる。このような脳領域の活性化が起こるタイミングに合わせて、運動補助装置3にて対象者5の随意運動を補助すると、より効果的なリハビリテーションが期待できる。このような脳領域の活性化は、脳波の特徴的な変化として検出され得る。そのため、リハビリテーション支援システム100は、対象者5の脳波にこの特徴的な変化が発生するタイミングに合わせて、運動補助装置3にて対象者5の随意運動の補助を実行する。このような脳波の特徴的な変化は、随意運動が実際に行われなくても、対象者5が随意運動を想起(image)した際(つまり運動企図中)に生じ得る。つまり、このような脳波の特徴的な変化は、随意運動が実際に行われなくても、対象者5が随意運動を行おうと企図(想起)したことによって対応する脳領域が活性化すれば、生じ得る。そのため、随意運動が不能な状態の対象者5についても、リハビリテーション支援システム100による随意運動の補助が可能である。 When the subject 5 performs a voluntary movement (that is, in the process of the subject 5 performing the voluntary movement), a characteristic change in the brain wave may occur. That is, when the subject 5 intends (remembers) to perform the voluntary movement, activation of the brain region corresponding to the target portion of the voluntary movement may occur. An example of such a brain region is the somatosensory motor cortex. More effective rehabilitation can be expected by assisting the voluntary movement of the subject 5 with the exercise assisting device 3 at the timing when such activation of the brain region occurs. Such activation of brain regions can be detected as characteristic changes in EEG. Therefore, the rehabilitation support system 100 assists the voluntary movement of the subject 5 with the exercise assisting device 3 at the timing when this characteristic change occurs in the brain wave of the subject 5. Such characteristic changes in EEG can occur when the subject 5 images the voluntary movement (that is, during an exercise attempt) even if the voluntary movement is not actually performed. In other words, such characteristic changes in EEG can be seen if the corresponding brain region is activated by the intention (remembering) of the subject 5 to perform the voluntary movement even if the voluntary movement is not actually performed. Can occur. Therefore, the rehabilitation support system 100 can assist the voluntary movement even for the subject 5 who cannot perform the voluntary movement.

このような構成のリハビリテーション支援システム100によれば、医療スタッフの負担を軽減しながらも、対象者5においては、効果的な、運動療法によるリハビリテーションを実現可能となる。また、リハビリテーション支援システム100によれば、例えば、対象者5の随意運動の補助を行う医療スタッフの熟練度等の人的要因によって随意運動の補助のタイミングがばらつくことがなく、リハビリテーションの効果のばらつきが低減される。特に、リハビリテーション支援システム100では、脳波に特徴的な変化が生じたタイミング(つまり、脳領域が実際に活性化したタイミング)で、対象者5の随意運動を補助することができる。このように、リハビリテーション支援システム100では、脳活動のタイミングに合わせた訓練が可能となるから、正しい脳活動の学習及び定着への貢献が期待できる。特に、脳波に特徴的な変化が起きたかどうかは、対象者5及び医療スタッフだけでは判別が困難である。したがって、リハビリテーション支援システム100を用いることで、対象者5又は医療スタッフだけでは実現が難しい効果的なリハビリテーションが可能となる。 According to the rehabilitation support system 100 having such a configuration, it is possible to realize effective rehabilitation by exercise therapy in the subject 5 while reducing the burden on the medical staff. Further, according to the rehabilitation support system 100, for example, the timing of assisting the voluntary movement does not vary due to human factors such as the skill level of the medical staff who assists the voluntary movement of the subject 5, and the effect of the rehabilitation varies. Is reduced. In particular, the rehabilitation support system 100 can assist the voluntary movement of the subject 5 at the timing when the characteristic change in the brain wave occurs (that is, the timing when the brain region is actually activated). As described above, in the rehabilitation support system 100, since training can be performed in accordance with the timing of brain activity, it can be expected to contribute to learning and establishment of correct brain activity. In particular, it is difficult for the subject 5 and the medical staff alone to determine whether or not a characteristic change has occurred in the brain wave. Therefore, by using the rehabilitation support system 100, effective rehabilitation that is difficult to realize only by the subject 5 or the medical staff becomes possible.

本実施形態では、対象者5がリハビリテーション支援システム100を利用する際に、理学療法士又は作業療法士等の医療スタッフが対象者5に付き添い、リハビリテーション支援システム100の操作等については医療スタッフが行うことと仮定する。ただし、リハビリテーション支援システム100を利用する対象者5に医療スタッフが付き添うことは必須ではなく、例えば、リハビリテーション支援システム100の操作等を対象者5、又は対象者5の家族等が行ってもよい。 In the present embodiment, when the subject 5 uses the rehabilitation support system 100, a medical staff such as a physical therapist or an occupational therapist accompanies the subject 5, and the medical staff performs the operation of the rehabilitation support system 100 and the like. Suppose that. However, it is not essential for the medical staff to accompany the target person 5 who uses the rehabilitation support system 100. For example, the target person 5 or the target person 5's family may operate the rehabilitation support system 100.

次に、リハビリテーション支援システム100について更に詳細に説明する。 Next, the rehabilitation support system 100 will be described in more detail.

リハビリテーション支援システム100は、図1に示すように、脳波測定システム10と、運動補助装置3と、制御装置4と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the rehabilitation support system 100 includes an electroencephalogram measurement system 10, an exercise assist device 3, and a control device 4.

脳波測定システム10は、対象者5の脳波を測定するためのシステムであって、図4に示すように、対象者5の頭部52の一部である測定箇所51に配置される電極部11にて採取される脳波を表す脳波情報を取得する。本開示でいう「脳波」(Electroencephalogram:EEG)とは、大脳の神経細胞(群)の発する電気信号(活動電位)を体外に導出し、記録した波形を意味する。本開示においては、特に断りが無い限り、大脳皮質の多数のニューロン群(神経網)の総括的な活動電位を対象として、これを体表に装着した電極部11を用いて記録する頭皮上脳波を「脳波」という。 The electroencephalogram measurement system 10 is a system for measuring the electroencephalogram of the subject 5, and as shown in FIG. 4, the electrode portion 11 arranged at the measurement point 51 which is a part of the head 52 of the subject 5. Acquires the electroencephalogram information representing the electroencephalogram collected in. The "electroencephalogram" (EEG) referred to in the present disclosure means a waveform obtained by deriving an electrical signal (action potential) emitted by a nerve cell (group) of the cerebrum to the outside of the body and recording it. In the present disclosure, unless otherwise specified, the overall action potentials of a large number of neurons (nerve network) in the cerebral cortex are targeted and recorded using an electrode portion 11 attached to the body surface. Is called "brain wave".

脳波測定システム10は、上述したリハビリテーション支援システム100において、対象者5が随意運動を行う際に生じる(つまり、対象者5が随意運動を行おうと企図した際に生じ得る)特徴的な変化を含む脳波を検出するために用いられる。脳波測定システム10は、事象関連脱同期(Event-Related Desynchronization:ERD)が生じることで脳波に生じる特定の周波数帯域の強度変化を、特徴的な変化として検出する。本開示でいう「事象関連脱同期」は、随意運動時(随意運動の想起時を含む)に運動野付近で測定される脳波において、特定の周波数帯域のパワーが減少する現象を意味する。本開示でいう、「随意運動時」は、対象者5が随意運動の企図(想起)をしてから随意運動が成功又は失敗するまでの過程を意味する。「事象関連脱同期」は、この随意運動時に、随意運動の企図(想起)をトリガとして、生じ得る。事象関連脱同期によりパワーが減少する周波数帯域は、主としてα波(一例として8Hz以上13Hz未満の周波数帯域)及びβ波(一例として13Hz以上30Hz未満の周波数帯域)である。 The electroencephalogram measurement system 10 includes characteristic changes that occur when the subject 5 performs a voluntary movement (that is, can occur when the subject 5 intends to perform a voluntary movement) in the above-mentioned rehabilitation support system 100. It is used to detect brain waves. The electroencephalogram measurement system 10 detects an intensity change in a specific frequency band caused by an event-related desynchronization (ERD) as a characteristic change. The "event-related desynchronization" referred to in the present disclosure means a phenomenon in which the power of a specific frequency band decreases in an electroencephalogram measured near the motor cortex during voluntary movement (including recall of voluntary movement). The term "at the time of voluntary movement" as used in the present disclosure means the process from the time when the subject 5 intends (remembers) the voluntary movement to the success or failure of the voluntary movement. "Event-related desynchronization" can occur during this voluntary movement, triggered by the intention (recollection) of the voluntary movement. The frequency bands in which the power is reduced due to event-related desynchronization are mainly α waves (for example, frequency bands of 8 Hz or more and less than 13 Hz) and β waves (for example, frequency bands of 13 Hz or more and less than 30 Hz).

脳波測定システム10は、対象者5が随意運動を行おうと企図した際に生じ得る特徴的な変化を含む脳波を検出すると、運動補助装置3を制御するための制御信号を出力する。すなわち、リハビリテーション支援システム100では、対象者5が随意運動を行おうと企図した際に生じ得る特徴的な変化を含む脳波を脳波測定システム10にて検出することをトリガにして、運動補助装置3を制御するための制御信号が発生する。これにより、リハビリテーション支援システム100では、対象者5が随意運動を行おうと企図した際に、随意運動の対象となる部位に対応する脳領域の活性化が実際に起きたタイミングに合わせて、運動補助装置3にて対象者5の随意運動を補助することが可能である。 When the electroencephalogram measurement system 10 detects an electroencephalogram including a characteristic change that may occur when the subject 5 intends to perform a voluntary movement, the brain wave measurement system 10 outputs a control signal for controlling the exercise assist device 3. That is, in the rehabilitation support system 100, the exercise assist device 3 is triggered by the brain wave measurement system 10 detecting a brain wave including a characteristic change that may occur when the subject 5 intends to perform a voluntary movement. A control signal for control is generated. As a result, in the rehabilitation support system 100, when the subject 5 intends to perform the voluntary movement, the exercise assistance is performed according to the timing when the activation of the brain region corresponding to the target part of the voluntary movement actually occurs. The device 3 can assist the voluntary movement of the subject 5.

脳波測定システム10は、図1に示すように、擬似脳波発生システム6と、ヘッドセット1と、情報処理装置2と、を備えている。ただし、対象者5の脳波を測定する場合、擬似脳波発生システム6は使用されない。 As shown in FIG. 1, the electroencephalogram measurement system 10 includes a pseudo electroencephalogram generation system 6, a headset 1, and an information processing device 2. However, when measuring the electroencephalogram of the subject 5, the pseudo electroencephalogram generation system 6 is not used.

ヘッドセット1は、対象者5の脳波を測定する場合、対象者5の頭部52に装着される(図4参照)。ヘッドセット1は、電極部11を有している。電極部11は、対象者5の頭部52の一部である測定箇所51に配置される。具体的には、ヘッドセット1は、対象者5の頭部52の表面(頭皮)の一部に設定された測定箇所51に電極部11を接触させた状態で、電極部11にて対象者5の脳波を測定し、脳波を表す脳波情報を生成する。より詳細には、ヘッドセット1は、対象者5の頭部52の表面(頭皮)に電極部11を接触させた状態で、対象者5の頭部52に装着される。本開示では、電極部11は、頭部52の表面に塗布されたペースト(電極糊)上に載せられることで、頭部52の表面に接触する。このとき、電極部11は、毛髪をかき分けることにより、毛髪を介さずに頭部52の表面に接触する。もちろん、電極部11は、ペーストを塗布することなく、頭部52の表面に直接、接触してもよい。つまり、本開示では、「電極部11を頭部52の表面に接触させる」とは、電極部11を直接、頭部52の表面に接触させることの他、中間物を介して電極部11を間接的に頭部52の表面に接触させることも含む。中間物は、ペーストに限定されず、例えば導電性を有するゲルであってもよい。ヘッドセット1は、電極部11にて対象者5の脳の活動電位を測定することで対象者5の脳波を測定し、脳波を表す脳波情報を生成する。ヘッドセット1は、例えば、無線通信により、脳波情報を情報処理装置2に送信する。 The headset 1 is worn on the head 52 of the subject 5 when measuring the brain waves of the subject 5 (see FIG. 4). The headset 1 has an electrode portion 11. The electrode portion 11 is arranged at the measurement point 51, which is a part of the head 52 of the subject 5. Specifically, in the headset 1, the subject is in contact with the electrode portion 11 at the measurement point 51 set on a part of the surface (scalp) of the head 52 of the subject 5. The brain waves of 5 are measured, and brain wave information representing the brain waves is generated. More specifically, the headset 1 is attached to the head 52 of the subject 5 in a state where the electrode portion 11 is in contact with the surface (scalp) of the head 52 of the subject 5. In the present disclosure, the electrode portion 11 comes into contact with the surface of the head 52 by being placed on a paste (electrode glue) applied to the surface of the head 52. At this time, the electrode portion 11 comes into contact with the surface of the head 52 without passing through the hair by scraping the hair. Of course, the electrode portion 11 may come into direct contact with the surface of the head portion 52 without applying the paste. That is, in the present disclosure, "contacting the electrode portion 11 with the surface of the head 52" means that the electrode portion 11 is in direct contact with the surface of the head 52, and the electrode portion 11 is brought into contact with the surface of the head 52 via an intermediate. It also includes indirect contact with the surface of the head 52. The intermediate is not limited to the paste, and may be, for example, a conductive gel. The headset 1 measures the electroencephalogram of the subject 5 by measuring the action potential of the brain of the subject 5 at the electrode unit 11, and generates electroencephalogram information representing the electroencephalogram. The headset 1 transmits brain wave information to the information processing device 2 by, for example, wireless communication.

対象者5が随意運動を行おうと企図した際には、通常、身体の随意運動を行う部位に対応する運動野にて、特徴的な変化を含む脳波が発生する。そこで、脳波測定システム10は、リハビリテーションの対象である障害部位に対応する運動野付近から採取される脳波を測定対象とする。ここで、左手指に対応する運動野は右脳にあり、右手指に対応する運動野は左脳にある。そのため、本実施形態のように対象者5の左の手指53をリハビリテーションの対象とする場合には、対象者5の頭部52の右側に接触させた電極部11にて取得される脳波が、脳波測定システム10での測定対象となる。すなわち、電極部11は、図4に示すように、対象者5の頭部52の右側表面の一部からなる測定箇所51上に配置される。一例として、国際10−20法において電極記号「C4」で表される位置に電極部11が配置される。対象者5の右の手指をリハビリテーションの対象とする場合には、対象者5の頭部52の左側表面の一部からなる測定箇所、一例として、国際10−20法において電極記号「C3」で表される位置に電極部11が配置される。 When the subject 5 intends to perform a voluntary movement, an electroencephalogram including a characteristic change is usually generated in the motor cortex corresponding to the part of the body in which the voluntary movement is performed. Therefore, the electroencephalogram measurement system 10 measures the electroencephalogram collected from the vicinity of the motor cortex corresponding to the injured site, which is the target of rehabilitation. Here, the motor cortex corresponding to the left finger is in the right brain, and the motor cortex corresponding to the right finger is in the left brain. Therefore, when the left finger 53 of the subject 5 is targeted for rehabilitation as in the present embodiment, the brain wave acquired by the electrode portion 11 brought into contact with the right side of the head 52 of the subject 5 is generated. It is a measurement target in the electroencephalogram measurement system 10. That is, as shown in FIG. 4, the electrode portion 11 is arranged on the measurement point 51 formed of a part of the right surface of the head 52 of the subject 5. As an example, the electrode portion 11 is arranged at the position represented by the electrode symbol “C4” in the International 10-20 Law. When the right finger of the subject 5 is to be rehabilitated, the measurement point consisting of a part of the left surface of the head 52 of the subject 5, for example, the electrode symbol "C3" in the International 10-20 Law. The electrode portion 11 is arranged at the represented position.

ヘッドセット1は、図5に示すように、電極部11と、信号処理部12と、第1通信部13と、を有している。ヘッドセット1は、例えば、電池駆動式であって、信号処理部12及び第1通信部13等の動作用電力が電池から供給される。 As shown in FIG. 5, the headset 1 includes an electrode unit 11, a signal processing unit 12, and a first communication unit 13. The headset 1 is, for example, battery-powered, and the operating power of the signal processing unit 12, the first communication unit 13, and the like is supplied from the battery.

電極部11は、対象者5の脳波(脳波信号)を採取するための電極であって、例えば、銀−塩化銀電極である。電極部11は金、銀、白金等でもよい。電極部11は、第1電極111と、第2電極112と、を有している。本実施形態では、図2に示すように、対象者5の頭部52の表面に設定された測定箇所51は、第1測定箇所511及び第2測定箇所512を含んでいる。第1電極111は、第1測定箇所511に対応する電極であって、第1測定箇所511上に配置される。第2電極112は、第2測定箇所512に対応する電極であって、第2測定箇所512上に配置される。具体的には、第1測定箇所511及び第2測定箇所512は、頭部52の正中中心部と右耳とを結ぶ線上に、正中中心部側(上側)から第1測定箇所511、第2測定箇所512の順に並んで配置されている。 The electrode portion 11 is an electrode for collecting an electroencephalogram (electroencephalogram signal) of the subject 5, and is, for example, a silver-silver chloride electrode. The electrode portion 11 may be gold, silver, platinum or the like. The electrode portion 11 has a first electrode 111 and a second electrode 112. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the measurement point 51 set on the surface of the head 52 of the subject 5 includes the first measurement point 511 and the second measurement point 512. The first electrode 111 is an electrode corresponding to the first measurement point 511 and is arranged on the first measurement point 511. The second electrode 112 is an electrode corresponding to the second measurement point 512 and is arranged on the second measurement point 512. Specifically, the first measurement point 511 and the second measurement point 512 are the first measurement points 511 and the second measurement points 511 and the second measurement points 511 from the midline center side (upper side) on the line connecting the midline center portion of the head 52 and the right ear. The measurement points 512 are arranged side by side in this order.

また、本実施形態では、ヘッドセット1は、参照電極113と、アース電極114と、を更に備えている。参照電極113は、第1電極111及び第2電極112の各々で測定される脳波信号の基準電位を測定するための電極である。参照電極113は、頭部52における右耳又は左耳のいずれかの後方位置に配置される。具体的には、参照電極113は、頭部52において第1電極111及び第2電極112が配置されている側の耳の後方位置に配置される。本実施形態では、第1電極111及び第2電極112は、頭部52の右側表面に配置されているので、参照電極113は、右耳の後方位置に配置される。アース電極114は、頭部52における右耳又は左耳のうち参照電極113が配置されていない方の耳の後方位置に配置される。本実施形態では、参照電極113が右耳の後方位置に配置されるので、アース電極114は、左耳の後方位置に配置される。参照電極113及びアース電極114の各々は、ヘッドセット1の本体15に対して電線16(図2参照)にて電気的に接続されており、頭部52の表面(頭皮)に貼り付けられる。なお、参照電極113及びアース電極114を配置する位置は、上述したような耳の後方位置ではなく、耳たぶであってもよい。耳の後方位置及び耳たぶは、頭部において脳活動由来の生体電位の影響を受けにくい場所である。つまり、参照電極113及びアース電極114は、頭部において脳活動由来の生体電位の影響を受けにくい場所に配置されることが好ましい。 Further, in the present embodiment, the headset 1 further includes a reference electrode 113 and a ground electrode 114. The reference electrode 113 is an electrode for measuring the reference potential of the electroencephalogram signal measured at each of the first electrode 111 and the second electrode 112. The reference electrode 113 is located at the posterior position of either the right or left ear on the head 52. Specifically, the reference electrode 113 is arranged at the rear position of the ear on the side of the head 52 where the first electrode 111 and the second electrode 112 are arranged. In the present embodiment, the first electrode 111 and the second electrode 112 are arranged on the right surface of the head 52, so that the reference electrode 113 is arranged at the posterior position of the right ear. The ground electrode 114 is arranged at the posterior position of the right ear or the left ear of the head 52 where the reference electrode 113 is not arranged. In the present embodiment, the reference electrode 113 is arranged at the posterior position of the right ear, so that the ground electrode 114 is arranged at the posterior position of the left ear. Each of the reference electrode 113 and the ground electrode 114 is electrically connected to the main body 15 of the headset 1 by an electric wire 16 (see FIG. 2), and is attached to the surface (scalp) of the head 52. The position where the reference electrode 113 and the ground electrode 114 are arranged may be the earlobe instead of the position behind the ear as described above. The posterior position of the ear and the earlobe are places in the head that are not easily affected by bioelectric potentials derived from brain activity. That is, it is preferable that the reference electrode 113 and the ground electrode 114 are arranged in a place on the head that is not easily affected by the bioelectric potential derived from brain activity.

信号処理部12は、電極部11、参照電極113及びアース電極114に電気的に接続されており、電極部11から入力される脳波信号(電気信号)に対して信号処理を実行し、脳波情報を生成する。つまり、ヘッドセット1は、電極部11にて対象者5の脳の活動電位を測定することで対象者5の脳波を測定し、信号処理部12にて脳波を表す脳波情報を生成する。信号処理部12は、少なくとも脳波信号を増幅する増幅器、及びA/D変換するA/D変換器を含んでおり、増幅後のディジタル形式の脳波信号を、脳波情報として出力する。 The signal processing unit 12 is electrically connected to the electrode unit 11, the reference electrode 113, and the ground electrode 114, executes signal processing on the electroencephalogram signal (electrical signal) input from the electrode unit 11, and performs electroencephalogram information. To generate. That is, the headset 1 measures the electroencephalogram of the subject 5 by measuring the action potential of the brain of the subject 5 at the electrode unit 11, and generates the electroencephalogram information representing the electroencephalogram at the signal processing unit 12. The signal processing unit 12 includes at least an amplifier that amplifies the brain wave signal and an A / D converter that performs A / D conversion, and outputs the amplified digital brain wave signal as brain wave information.

第1通信部13は、情報処理装置2との通信機能を有している。第1通信部13は、少なくとも信号処理部12で生成された脳波情報を情報処理装置2に送信する。本実施形態では、第1通信部13は、情報処理装置2と双方向に通信可能である。第1通信部13の通信方式は、例えば、Bluetooth(登録商標)等に準拠した無線通信である。第1通信部13からは、随時、脳波情報が情報処理装置2に送信されている。 The first communication unit 13 has a communication function with the information processing device 2. The first communication unit 13 transmits at least the brain wave information generated by the signal processing unit 12 to the information processing device 2. In the present embodiment, the first communication unit 13 can communicate with the information processing device 2 in both directions. The communication method of the first communication unit 13 is, for example, wireless communication based on Bluetooth (registered trademark) or the like. From the first communication unit 13, brain wave information is transmitted to the information processing device 2 at any time.

擬似脳波発生システム6は、ヘッドセット1に脳波を模した電気信号(擬似脳波信号)を与えるために用いられる。擬似脳波発生システム6からの擬似脳波信号により、ヘッドセット1及び情報処理装置2の動作試験及び性能評価が可能になる。 The pseudo-electroencephalogram generation system 6 is used to give an electric signal (pseudo-electroencephalogram signal) that imitates an electroencephalogram to the headset 1. The pseudo-electroencephalogram signal from the pseudo-electroencephalogram generation system 6 enables operation tests and performance evaluations of the headset 1 and the information processing device 2.

擬似脳波発生システム6は、図2及び図6に示すように、信号発生器7と、擬似脳波発生回路8と、を備えている。 As shown in FIGS. 2 and 6, the pseudo-electroencephalogram generation system 6 includes a signal generator 7 and a pseudo-electroencephalogram generation circuit 8.

信号発生器7は、擬似脳波発生回路8に基準信号を与えるための装置である。信号発生器7は、マルチファンクションジェネレータにより構成される。基準信号は、脳波を模した電気信号(擬似脳波信号)を生成するための基礎となる信号である。本実施形態では、信号発生器7は、基準信号として、特定の周波数帯域の強度変化を含む信号を出力するように構成される。特定の周波数帯域は、事象関連脱同期が生じることで脳波に生じる強度変化の周波数帯域であってよい。上述したように、事象関連脱同期によりパワーが減少する周波数帯域は、α波帯域及びβ波帯域を含み得る。したがって、このような基準信号は、α波帯域の周波数を有する信号とβ波帯域の周波数を有する信号との少なくとも一方を含み得る。 The signal generator 7 is a device for giving a reference signal to the pseudo-electroencephalogram generation circuit 8. The signal generator 7 is composed of a multifunction generator. The reference signal is a signal that is a basis for generating an electric signal (pseudo-electroencephalogram signal) that imitates an electroencephalogram. In the present embodiment, the signal generator 7 is configured to output a signal including an intensity change in a specific frequency band as a reference signal. The specific frequency band may be the frequency band of the intensity change that occurs in the electroencephalogram due to the occurrence of event-related desynchronization. As mentioned above, the frequency band in which the power is reduced due to event-related desynchronization may include an α wave band and a β wave band. Therefore, such a reference signal may include at least one of a signal having a frequency in the α wave band and a signal having a frequency in the β wave band.

擬似脳波発生回路8は、図2に示すように、入力部81と、出力部82と、処理部83と、を備える。また、擬似脳波発生回路8は、導電性を有する筐体(例えば金属製の筐体)に収容されるとよい。この場合、少なくとも擬似脳波発生回路8の使用時には、筐体に接地電位を与えて、静電シールドを施すことが可能となる。これによって、擬似脳波発生回路8をハムノイズ(商用交流電源ノイズ)及び静電気から保護できる。 As shown in FIG. 2, the pseudo-electroencephalogram generation circuit 8 includes an input unit 81, an output unit 82, and a processing unit 83. Further, the pseudo-electroencephalogram generation circuit 8 may be housed in a conductive housing (for example, a metal housing). In this case, at least when the pseudo-electroencephalogram generation circuit 8 is used, it is possible to apply a ground potential to the housing to provide an electrostatic shield. Thereby, the pseudo-electroencephalogram generation circuit 8 can be protected from hum noise (commercial AC power supply noise) and static electricity.

入力部81は、信号発生器7に接続される部位である。入力部81は、信号発生器7からの基準信号を受け取るように構成される。入力部81は、図6に示すように、第1入力端子811と、第2入力端子812と、を備える。第1入力端子811は、処理部83に接続され、第2入力端子812は、接地されている。 The input unit 81 is a portion connected to the signal generator 7. The input unit 81 is configured to receive a reference signal from the signal generator 7. As shown in FIG. 6, the input unit 81 includes a first input terminal 811 and a second input terminal 812. The first input terminal 811 is connected to the processing unit 83, and the second input terminal 812 is grounded.

出力部82は、第1接続部821と、第2接続部822とを備える。第1接続部821及び第2接続部822は、ヘッドセット1の電極部11の第1電極111及び第2電極112にそれぞれ電気的に接続される。擬似脳波発生回路8は、出力部82の第1接続部821及び第2接続部822に加えて、第3接続部823及び第4接続部824を備えている。第3接続部823及び第4接続部824は、ヘッドセット1の参照電極113及びアース電極114にそれぞれ電気的に接続される。本実施形態において、第1接続部821、第2接続部822、第3接続部823、及び第4接続部824は、第1電極111、第2電極112、参照電極113、及びアース電極114にそれぞれ接触される電極である。図7に示すように、第1接続部821、第2接続部822、第3接続部823、及び第4接続部824は、頭部模型500に設けられる。第1接続部821、第2接続部822、第3接続部823、及び第4接続部824は、第1電極111、第2電極112、参照電極113、及びアース電極114の頭部52上の設置位置に対応する位置にあるように、頭部模型500に設置される。 The output unit 82 includes a first connection unit 821 and a second connection unit 822. The first connection portion 821 and the second connection portion 822 are electrically connected to the first electrode 111 and the second electrode 112 of the electrode portion 11 of the headset 1, respectively. The pseudo-electroencephalogram generation circuit 8 includes a third connection unit 823 and a fourth connection unit 824 in addition to the first connection unit 821 and the second connection unit 822 of the output unit 82. The third connection portion 823 and the fourth connection portion 824 are electrically connected to the reference electrode 113 and the ground electrode 114 of the headset 1, respectively. In the present embodiment, the first connection portion 821, the second connection portion 822, the third connection portion 823, and the fourth connection portion 824 are attached to the first electrode 111, the second electrode 112, the reference electrode 113, and the ground electrode 114. These are the electrodes that are in contact with each other. As shown in FIG. 7, the first connection portion 821, the second connection portion 822, the third connection portion 823, and the fourth connection portion 824 are provided on the head model 500. The first connection portion 821, the second connection portion 822, the third connection portion 823, and the fourth connection portion 824 are on the head 52 of the first electrode 111, the second electrode 112, the reference electrode 113, and the ground electrode 114. It is installed on the head model 500 so that it is in a position corresponding to the installation position.

処理部83は、入力部81で受け取った基準信号に基づいて脳波を模した電気信号を出力部82に生じさせるように構成される。本実施形態において、処理部83は、測定環境による影響を基準信号に与えることで、脳波を模した電気信号を生成する。ここで、処理部83は、基準信号の周波数帯域の変換は行わない。つまり、電気信号の周波数帯域は、基準信号の周波数帯域によって決定され、これらの間に実質的な変化はない。例えば、基準信号がα波帯域の周波数を有する信号とβ波帯域の周波数を有する信号との少なくとも一方を含む場合、電気信号も同様に、α波帯域の周波数を有する信号とβ波帯域の周波数を有する信号との少なくとも一方を含む。また、基準信号が事象関連脱同期に起因する特定の周波数帯域の強度変化を含む場合には、電気信号は、特定の周波数帯域の強度変化を含む脳波を模した信号となる。 The processing unit 83 is configured to generate an electric signal imitating an electroencephalogram in the output unit 82 based on the reference signal received by the input unit 81. In the present embodiment, the processing unit 83 generates an electric signal imitating an electroencephalogram by giving an influence of the measurement environment to the reference signal. Here, the processing unit 83 does not convert the frequency band of the reference signal. That is, the frequency band of the electrical signal is determined by the frequency band of the reference signal, and there is no substantial change between them. For example, when the reference signal includes at least one of a signal having a frequency in the α wave band and a signal having a frequency in the β wave band, the electric signal also has a frequency in the α wave band and a frequency in the β wave band. Includes at least one of the signals having. Further, when the reference signal includes an intensity change in a specific frequency band due to event-related desynchronization, the electric signal becomes a signal imitating an electroencephalogram including an intensity change in a specific frequency band.

処理部83は、減衰器84と、インピーダンス変換部85と、分極電圧部86と、接触抵抗部87と、電源部88と、を備えている。 The processing unit 83 includes an attenuator 84, an impedance conversion unit 85, a polarization voltage unit 86, a contact resistance unit 87, and a power supply unit 88.

減衰器84は、信号発生器7からの基準信号を減衰させて、出力する。減衰器84は、コンデンサC11と、抵抗R11,R12とを有している。抵抗R11,R12は直列回路(分圧回路)を構成している。コンデンサC11は、入力部81の第1入力端子811と抵抗R11との間に挿入され、信号発生器7からの基準信号の直流(DC)成分を除去している。コンデンサC11の静電容量は、例えば、47μFである。例えば、減衰器84は、基準信号の振幅を1/10000程度に減衰させるため、抵抗R11,R12の抵抗値は、それぞれ100kΩ、10Ωに設定される。また、抵抗R11,R12は、抵抗値の精度が良好な金属皮膜抵抗を用いるのが望ましい。 The attenuator 84 attenuates the reference signal from the signal generator 7 and outputs it. The attenuator 84 has a capacitor C11 and resistors R11 and R12. The resistors R11 and R12 form a series circuit (voltage dividing circuit). The capacitor C11 is inserted between the first input terminal 811 of the input unit 81 and the resistor R11 to remove the direct current (DC) component of the reference signal from the signal generator 7. The capacitance of the capacitor C11 is, for example, 47 μF. For example, since the attenuator 84 attenuates the amplitude of the reference signal to about 1/10000, the resistance values of the resistors R11 and R12 are set to 100 kΩ and 10 Ω, respectively. Further, as the resistors R11 and R12, it is desirable to use metal film resistors having good resistance value accuracy.

インピーダンス変換部85は、第1インピーダンス変換回路851と、第2インピーダンス変換回路852と、を有している。第1インピーダンス変換回路851は、オペアンプOP21を有している。オペアンプOP21では、反転入力端子と出力端子とが短絡されている。つまり、インピーダンス変換回路851は、増幅度が1のボルテージフォロワである。オペアンプOP21の非反転入力端子は、減衰器84の抵抗R11,R12の接続点に接続されている。第1インピーダンス変換回路851では、オペアンプOP21の入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低いという特性によって、インピーダンスの変換が実現される。第2インピーダンス変換回路852は、第1インピーダンス変換回路851と同じ回路構成を有している。第2インピーダンス変換回路852では、オペアンプOP21の非反転入力端子は抵抗R12の抵抗R11とは反対側に接続される。よって、減衰された基準信号のDC電圧は、オペアンプOP21の出力電圧により決定される。 The impedance conversion unit 85 includes a first impedance conversion circuit 851 and a second impedance conversion circuit 852. The first impedance conversion circuit 851 has an operational amplifier OP21. In the operational amplifier OP21, the inverting input terminal and the output terminal are short-circuited. That is, the impedance conversion circuit 851 is a voltage follower having an amplification degree of 1. The non-inverting input terminal of the operational amplifier OP21 is connected to the connection point of the resistors R11 and R12 of the attenuator 84. In the first impedance conversion circuit 851, impedance conversion is realized by the characteristics that the input impedance of the operational amplifier OP21 is high and the output impedance is low. The second impedance conversion circuit 852 has the same circuit configuration as the first impedance conversion circuit 851. In the second impedance conversion circuit 852, the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP21 is connected to the side opposite to the resistor R11 of the resistor R12. Therefore, the DC voltage of the attenuated reference signal is determined by the output voltage of the operational amplifier OP21.

分極電圧部86は、基準信号に、測定環境による影響を与えるために設けられている。ここで、測定環境による影響は、電極部11での分極(イオン分極)による影響である。分極電圧部86は、第1分極電圧回路861と、第2分極電圧回路862と、を有している。 The polarization voltage unit 86 is provided to affect the reference signal by the measurement environment. Here, the influence of the measurement environment is the influence of the polarization (ion polarization) at the electrode portion 11. The polarization voltage unit 86 includes a first polarization voltage circuit 861 and a second polarization voltage circuit 862.

第1分極電圧回路861は、入力部81と出力部82との間にあって電極部11での分極電圧に相当する電圧変化を生じさせる回路である。具体的には、第1分極電圧回路861は、第1インピーダンス変換回路851と第1接続部821との間に設けられており、第1電極111の分極電圧に相当する電圧変化を生じさせる。第1分極電圧回路861によれば、測定環境による影響の一つである分極の影響を反映し脳波により近い電気信号を発生させることができる。 The first polarization voltage circuit 861 is a circuit between the input unit 81 and the output unit 82 that causes a voltage change corresponding to the polarization voltage at the electrode unit 11. Specifically, the first polarization voltage circuit 861 is provided between the first impedance conversion circuit 851 and the first connection portion 821, and causes a voltage change corresponding to the polarization voltage of the first electrode 111. According to the first polarization voltage circuit 861, it is possible to generate an electric signal closer to an electroencephalogram by reflecting the influence of polarization, which is one of the influences of the measurement environment.

第1分極電圧回路861は、図6に示すように、電圧源V31と、スイッチSW31,SW32,SW33と、を有している。 As shown in FIG. 6, the first polarization voltage circuit 861 has a voltage source V31 and switches SW31, SW32, and SW33.

電圧源V31は、電極部11の分極電圧に相当する出力電圧を発生させる回路である。電圧源V31の出力電圧は可変である。電圧源V31は、図8に示すように、直流電源V32と、可変抵抗VR31と、コンデンサC31と、を有している。直流電源V32は、例えば、バッテリである。可変抵抗VR31は、直流電源V32の正極と負極との間に接続されている。コンデンサC31は、電圧源V31の出力電圧を安定化させるために、直流電源V32の負極と可変抵抗VR31の可動接点との間に接続されている。コンデンサC31の両端間の電圧が電圧源V31の出力電圧となる。 The voltage source V31 is a circuit that generates an output voltage corresponding to the polarization voltage of the electrode portion 11. The output voltage of the voltage source V31 is variable. As shown in FIG. 8, the voltage source V31 includes a DC power supply V32, a variable resistor VR31, and a capacitor C31. The DC power supply V32 is, for example, a battery. The variable resistor VR31 is connected between the positive electrode and the negative electrode of the DC power supply V32. The capacitor C31 is connected between the negative electrode of the DC power supply V32 and the movable contact of the variable resistor VR31 in order to stabilize the output voltage of the voltage source V31. The voltage between both ends of the capacitor C31 becomes the output voltage of the voltage source V31.

スイッチSW31,SW32は単極双投(SPDT)スイッチである。スイッチSW31,SW32は、第1端子a、第2端子b、及び第3端子cを有し、第1端子aと第3端子cとが接続された第1状態と、第2端子bと第3端子cとが接続された第2状態との間で切り替えられる。スイッチSW31,SW32の第1端子a同士はスイッチSW33を介して互いに接続されている。スイッチSW31,SW32の第2端子b同士は互いに接続されている。スイッチSW31の第3端子cは第1インピーダンス変換回路851の出力端子に接続され、スイッチSW32の第3端子cは接触抵抗部87に接続されている。 The switches SW31 and SW32 are unipolar double throw (SPDT) switches. The switches SW31 and SW32 have a first terminal a, a second terminal b, and a third terminal c, and are in a first state in which the first terminal a and the third terminal c are connected, and the second terminal b and the first. It is switched between the second state in which the 3 terminal c is connected. The first terminals a of the switches SW31 and SW32 are connected to each other via the switch SW33. The second terminals b of the switches SW31 and SW32 are connected to each other. The third terminal c of the switch SW31 is connected to the output terminal of the first impedance conversion circuit 851, and the third terminal c of the switch SW32 is connected to the contact resistance portion 87.

スイッチSW33は、2極双投(DPDT)スイッチである。スイッチSW33は、第1端子t1、第2端子t2、第3端子t3、第4端子t4、第5端子t5、及び第6端子t6を有している。スイッチSW33は、さらに、第1端子t1と第6端子t6が配線により接続され、第4端子t4と第3端子t3が配線により接続される。スイッチSW33は、第1端子t1と第2端子t2が接続され第4端子t4と第5端子t5が接続された第1状態と、第2端子t2と第3端子t3が接続され第5端子t5と第6端子t6が接続された第2状態との間で切り替えられる。スイッチSW33の第1端子t1及び第4端子t4は、スイッチSW31,SW32の第1端子aにそれぞれ接続される。また、スイッチSW33の第5端子t5及び第2端子t2は、電圧源V31のコンデンサC31の高電位側の端子及び低電位側の端子にそれぞれ接続される(図8参照)。 The switch SW33 is a two-pole double throw (DPDT) switch. The switch SW33 has a first terminal t1, a second terminal t2, a third terminal t3, a fourth terminal t4, a fifth terminal t5, and a sixth terminal t6. In the switch SW33, the first terminal t1 and the sixth terminal t6 are further connected by wiring, and the fourth terminal t4 and the third terminal t3 are connected by wiring. The switch SW33 has a first state in which the first terminal t1 and the second terminal t2 are connected and the fourth terminal t4 and the fifth terminal t5 are connected, and a fifth terminal t5 in which the second terminal t2 and the third terminal t3 are connected. And the second state in which the sixth terminal t6 is connected. The first terminal t1 and the fourth terminal t4 of the switch SW33 are connected to the first terminal a of the switches SW31 and SW32, respectively. Further, the fifth terminal t5 and the second terminal t2 of the switch SW33 are connected to the high potential side terminal and the low potential side terminal of the capacitor C31 of the voltage source V31, respectively (see FIG. 8).

第1分極電圧回路861では、スイッチSW31,SW32が第1状態である場合に、電圧源V31が第1インピーダンス変換回路851と接触抵抗部87の後述する第1接触抵抗回路871との間に介在する。よって、電圧源V31の出力電圧による変化を基準信号に重畳させることができる。ここで、スイッチSW33が第1状態であれば、電圧源V31の出力電圧に応じた電圧上昇が生じる。スイッチSW33が第2状態であれば、電圧源V31の出力電圧に応じた電圧降下が生じる。一方、スイッチSW31,SW32が第2状態である場合には、電圧源V31が第1インピーダンス変換回路851と接触抵抗部87との間に介在しない。そのため、基準信号に与えられる電圧変化は実質的に0であり、これは、第1電極111で分極が生じていない(つまり、分極電圧が0である)場合に相当する。この第1分極電圧回路861では、測定環境に合わせて可変抵抗VR31の可動接点を用いて適切な電圧源V31の出力電圧を選択できる。よって、測定環境の変化により分極電圧が変化する場合にも対応できる。 In the first polarization voltage circuit 861, when the switches SW31 and SW32 are in the first state, the voltage source V31 is interposed between the first impedance conversion circuit 851 and the first contact resistance circuit 871 described later in the contact resistance portion 87. To do. Therefore, the change due to the output voltage of the voltage source V31 can be superimposed on the reference signal. Here, when the switch SW33 is in the first state, the voltage rises according to the output voltage of the voltage source V31. When the switch SW33 is in the second state, a voltage drop corresponding to the output voltage of the voltage source V31 occurs. On the other hand, when the switches SW31 and SW32 are in the second state, the voltage source V31 does not intervene between the first impedance conversion circuit 851 and the contact resistance portion 87. Therefore, the voltage change given to the reference signal is substantially 0, which corresponds to the case where the first electrode 111 is not polarized (that is, the polarization voltage is 0). In the first polarization voltage circuit 861, an appropriate output voltage of the voltage source V31 can be selected by using the movable contact of the variable resistor VR31 according to the measurement environment. Therefore, it is possible to cope with a case where the polarization voltage changes due to a change in the measurement environment.

第2分極電圧回路862は、入力部81と出力部82との間にあって電極部11での分極電圧に相当する電圧変化を生じさせる回路である。具体的には、第2分極電圧回路862は、第2インピーダンス変換回路852と接触抵抗部87の後述する第2接触抵抗回路872との間に設けられており、第2電極112の分極電圧に相当する電圧変化を生じさせる。第2分極電圧回路862は、第1分極電圧回路861と同じ回路構成を有しているから詳細な説明は省略する。 The second polarization voltage circuit 862 is a circuit between the input unit 81 and the output unit 82 that causes a voltage change corresponding to the polarization voltage at the electrode unit 11. Specifically, the second polarization voltage circuit 862 is provided between the second impedance conversion circuit 852 and the second contact resistance circuit 872 described later in the contact resistance portion 87, and is used to control the polarization voltage of the second electrode 112. It causes a corresponding voltage change. Since the second polarization voltage circuit 862 has the same circuit configuration as the first polarization voltage circuit 861, detailed description thereof will be omitted.

接触抵抗部87は、基準信号に、測定環境による影響を与えるために設けられている。ここで、測定環境による影響は、電極部11と人体(頭部52)との間の接触抵抗による影響である。接触抵抗部87は、第1接触抵抗回路871と、第2接触抵抗回路872とを有している。 The contact resistance portion 87 is provided to influence the reference signal by the measurement environment. Here, the influence of the measurement environment is the influence of the contact resistance between the electrode portion 11 and the human body (head 52). The contact resistance portion 87 has a first contact resistance circuit 871 and a second contact resistance circuit 872.

第1接触抵抗回路871は、入力部81と出力部82との間にあって電極部11と人体(頭部52)との間の接触抵抗に相当する抵抗値を有する。また、第1接触抵抗回路871は、抵抗値を切り替える機能を有している。具体的には、第1接触抵抗回路871は、第1分極電圧回路861と第1接続部821との間に設けられており、第1電極111と人体(頭部52)との間の接触抵抗に相当する抵抗値を有する。第1接触抵抗回路871は、スイッチSW40と、スイッチSW41と抵抗R41との第1直列回路と、スイッチSW42と抵抗R42との第2直列回路と、スイッチSW43と抵抗R43との第3直列回路と、を有している。スイッチSW40と、第1直列回路と、第2直列回路と、第3直列回路とは、互いに並列に接続されている。スイッチSW40〜SW43のオン・オフにより、第1接触抵抗回路871の抵抗値が切り替えられる。例えば、抵抗R41の抵抗値は10kΩであり、抵抗R42の抵抗値は20kΩであり、抵抗R43の抵抗値は30kΩである。ここで、スイッチSW40には抵抗が直列に接続されていない。そのため、スイッチSW40のみをオンとした場合、第1接触抵抗回路871の抵抗値はほぼ0Ωとなる。この場合の第1接触抵抗回路871の抵抗値は、接触抵抗が実質的に0Ωである場合に対応する。この第1接触抵抗回路871では、測定環境に合わせて適切な抵抗値を選択できる。よって、測定環境の変化により接触抵抗が変化する場合にも対応できる。 The first contact resistance circuit 871 has a resistance value corresponding to the contact resistance between the electrode unit 11 and the human body (head 52) between the input unit 81 and the output unit 82. Further, the first contact resistance circuit 871 has a function of switching the resistance value. Specifically, the first contact resistance circuit 871 is provided between the first polarization voltage circuit 861 and the first connection portion 821, and is a contact between the first electrode 111 and the human body (head 52). It has a resistance value corresponding to resistance. The first contact resistance circuit 871 includes a switch SW40, a first series circuit of the switch SW41 and the resistor R41, a second series circuit of the switch SW42 and the resistor R42, and a third series circuit of the switch SW43 and the resistor R43. ,have. The switch SW40, the first series circuit, the second series circuit, and the third series circuit are connected in parallel with each other. The resistance value of the first contact resistance circuit 871 is switched by turning the switches SW40 to SW43 on and off. For example, the resistance value of the resistor R41 is 10 kΩ, the resistance value of the resistor R42 is 20 kΩ, and the resistance value of the resistor R43 is 30 kΩ. Here, a resistor is not connected in series to the switch SW40. Therefore, when only the switch SW40 is turned on, the resistance value of the first contact resistance circuit 871 becomes almost 0Ω. The resistance value of the first contact resistance circuit 871 in this case corresponds to the case where the contact resistance is substantially 0Ω. In the first contact resistance circuit 871, an appropriate resistance value can be selected according to the measurement environment. Therefore, it is possible to cope with a case where the contact resistance changes due to a change in the measurement environment.

第2接触抵抗回路872は、入力部81と出力部82との間にあって電極部11と人体(頭部52)との間の接触抵抗に相当する抵抗値を有する。また、第2接触抵抗回路872は、抵抗値を切り替える機能を有している。具体的には、第2接触抵抗回路872は、第2分極電圧回路862と第2接続部822との間に設けられており、第2電極112と人体(頭部52)との間の接触抵抗に相当する抵抗値を有する。第2接触抵抗回路872は、第1接触抵抗回路871と同じ回路構成を有しているから詳細な説明は省略する。 The second contact resistance circuit 872 has a resistance value corresponding to the contact resistance between the electrode unit 11 and the human body (head 52) between the input unit 81 and the output unit 82. Further, the second contact resistance circuit 872 has a function of switching the resistance value. Specifically, the second contact resistance circuit 872 is provided between the second polarization voltage circuit 862 and the second connection portion 822, and is in contact between the second electrode 112 and the human body (head 52). It has a resistance value corresponding to resistance. Since the second contact resistance circuit 872 has the same circuit configuration as the first contact resistance circuit 871, detailed description thereof will be omitted.

電源部88は、インピーダンス変換部85のオペアンプOP21に電源電圧を供給するように構成される。電源部88は、例えば、バッテリの電圧を降圧した電源回路である。電源部88は、図9に示すように、バッテリV61と、コンデンサC61,C62と、レギュレータ881とを備えている。レギュレータ881は、三端子レギュレータであり、バッテリV61の電圧をオペアンプOP21の駆動に適した電圧に変換して出力する。 The power supply unit 88 is configured to supply a power supply voltage to the operational amplifier OP21 of the impedance conversion unit 85. The power supply unit 88 is, for example, a power supply circuit in which the voltage of the battery is stepped down. As shown in FIG. 9, the power supply unit 88 includes a battery V61, capacitors C61 and C62, and a regulator 881. The regulator 881 is a three-terminal regulator, and converts the voltage of the battery V61 into a voltage suitable for driving the operational amplifier OP21 and outputs the voltage.

更に、処理部83は、第3インピーダンス変換回路853と、第3分極電圧回路863と、第4分極電圧回路864と、第3接触抵抗回路873と、第4接触抵抗回路874と、を備えている。 Further, the processing unit 83 includes a third impedance conversion circuit 853, a third polarization voltage circuit 863, a fourth polarization voltage circuit 864, a third contact resistance circuit 873, and a fourth contact resistance circuit 874. There is.

第3インピーダンス変換回路853は、第1インピーダンス変換回路851と同じ回路構成を有している。第3インピーダンス変換回路853では、オペアンプOP21の出力端子は抵抗R12の抵抗R11とは反対側に接続されている。なお、第3インピーダンス変換回路853のオペアンプOP21には、電源部88から電源電圧が供給される。 The third impedance conversion circuit 853 has the same circuit configuration as the first impedance conversion circuit 851. In the third impedance conversion circuit 853, the output terminal of the operational amplifier OP21 is connected to the side opposite to the resistor R11 of the resistor R12. The power supply voltage is supplied from the power supply unit 88 to the operational amplifier OP21 of the third impedance conversion circuit 853.

第3分極電圧回路863は、参照電極113での分極電圧に相当する電圧変化を生じさせる回路である。第3分極電圧回路863は、第2インピーダンス変換回路852と第3接触抵抗回路873との間に接続されている。特に、第3分極電圧回路863は、第2インピーダンス変換回路852のオペアンプOP21の出力端子と第3接触抵抗回路873との間に接続されている。第3分極電圧回路863は、第1分極電圧回路861と同じ回路構成を有しているから、詳細な説明は省略する。 The third polarization voltage circuit 863 is a circuit that causes a voltage change corresponding to the polarization voltage at the reference electrode 113. The third polarization voltage circuit 863 is connected between the second impedance conversion circuit 852 and the third contact resistance circuit 873. In particular, the third polarization voltage circuit 863 is connected between the output terminal of the operational amplifier OP21 of the second impedance conversion circuit 852 and the third contact resistance circuit 873. Since the third polarization voltage circuit 863 has the same circuit configuration as the first polarization voltage circuit 861, detailed description thereof will be omitted.

第4分極電圧回路864は、アース電極114での分極電圧に相当する電圧変化を生じさせる回路である。第4分極電圧回路864は、第3インピーダンス変換回路853と第4接触抵抗回路874との間に接続されている。特に、第4分極電圧回路864は、第3インピーダンス変換回路853のオペアンプOP21の非反転入力端子と第4接触抵抗回路874との間に接続されている。第4分極電圧回路864は、第1分極電圧回路861と同じ回路構成を有しているから、詳細な説明は省略する。 The fourth polarization voltage circuit 864 is a circuit that causes a voltage change corresponding to the polarization voltage at the ground electrode 114. The fourth polarization voltage circuit 864 is connected between the third impedance conversion circuit 853 and the fourth contact resistance circuit 874. In particular, the fourth polarization voltage circuit 864 is connected between the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP21 of the third impedance conversion circuit 853 and the fourth contact resistance circuit 874. Since the fourth polarization voltage circuit 864 has the same circuit configuration as the first polarization voltage circuit 861, detailed description thereof will be omitted.

第3接触抵抗回路873は、入力部81と第3接続部823との間にあって参照電極113と人体(頭部52)との間の接触抵抗に相当する抵抗値を有する。また、第3接触抵抗回路873は、抵抗値を切り替える機能を有している。具体的には、第3接触抵抗回路873は、第3分極電圧回路863と第3接続部823との間に設けられており、参照電極113と人体(頭部52)との間の接触抵抗に相当する抵抗値を有する。第3接触抵抗回路873は、スイッチSW50と、スイッチSW51と抵抗R51との直列回路と、を有している。スイッチSW50と、直列回路とは互いに並列に接続されている。スイッチSW50,SW51のオン・オフにより、第3接触抵抗回路873の抵抗値が切り替えられる。例えば、抵抗R51の抵抗値は10kΩである。ここで、スイッチSW50には抵抗が直列に接続されておらず、スイッチSW50のみをオンとした場合、第3接触抵抗回路873は、抵抗値はほぼ0Ωとなり、接触抵抗が実質的に0Ωである場合に対応する。 The third contact resistance circuit 873 has a resistance value corresponding to the contact resistance between the reference electrode 113 and the human body (head 52) between the input unit 81 and the third connection unit 823. Further, the third contact resistance circuit 873 has a function of switching the resistance value. Specifically, the third contact resistance circuit 873 is provided between the third polarization voltage circuit 863 and the third connection portion 823, and the contact resistance between the reference electrode 113 and the human body (head 52). Has a resistance value corresponding to. The third contact resistance circuit 873 includes a switch SW50 and a series circuit of the switch SW51 and the resistor R51. The switch SW50 and the series circuit are connected in parallel with each other. The resistance value of the third contact resistance circuit 873 is switched by turning the switches SW50 and SW51 on and off. For example, the resistance value of the resistor R51 is 10 kΩ. Here, when a resistor is not connected in series to the switch SW50 and only the switch SW50 is turned on, the resistance value of the third contact resistance circuit 873 is approximately 0Ω, and the contact resistance is substantially 0Ω. Correspond to the case.

第4接触抵抗回路874は、入力部81と第4接続部824との間にあってアース電極114と人体(頭部52)との間の接触抵抗に相当する抵抗値を有する。また、第4接触抵抗回路874は、抵抗値を切り替える機能を有している。具体的には、第4接触抵抗回路874は、第4分極電圧回路864と第4接続部824との間に設けられており、アース電極114と人体(頭部52)との間の接触抵抗に相当する抵抗値を有する。第4接触抵抗回路874は、第3接触抵抗回路873と同じ回路構成を有しているから詳細な説明は省略する。 The fourth contact resistance circuit 874 has a resistance value corresponding to the contact resistance between the ground electrode 114 and the human body (head 52) between the input unit 81 and the fourth connection unit 824. Further, the fourth contact resistance circuit 874 has a function of switching the resistance value. Specifically, the fourth contact resistance circuit 874 is provided between the fourth polarization voltage circuit 864 and the fourth connection portion 824, and the contact resistance between the ground electrode 114 and the human body (head 52). Has a resistance value corresponding to. Since the fourth contact resistance circuit 874 has the same circuit configuration as the third contact resistance circuit 873, detailed description thereof will be omitted.

以上述べた擬似脳波発生回路8によれば、入力部81で受け取った基準信号に基づいて脳波を模した電気信号を出力部82に生じさせることができる。 According to the pseudo-electroencephalogram generation circuit 8 described above, an electric signal imitating an electroencephalogram can be generated in the output unit 82 based on the reference signal received by the input unit 81.

特に、擬似脳波発生回路8は、第1〜第4接触抵抗回路871〜874を有している。これによって、ヘッドセット1の第1電極111、第2電極112、参照電極113及びアース電極114と人体(頭部52)との間の接触抵抗を反映した電気信号をヘッドセット1に与えることができる。接触抵抗は、電極(第1電極111、第2電極112、参照電極113及びアース電極114)の特性と人体(頭部52)の状態とに依存する。つまり、接触抵抗は、測定環境によって変わり得る。したがって、測定環境による影響を反映し脳波により近い電気信号を発生させることができる。 In particular, the pseudo-electroencephalogram generation circuit 8 has first to fourth contact resistance circuits 871 to 874. As a result, an electric signal reflecting the contact resistance between the first electrode 111, the second electrode 112, the reference electrode 113 and the ground electrode 114 of the headset 1 and the human body (head 52) can be given to the headset 1. it can. The contact resistance depends on the characteristics of the electrodes (first electrode 111, second electrode 112, reference electrode 113 and ground electrode 114) and the state of the human body (head 52). That is, the contact resistance can change depending on the measurement environment. Therefore, it is possible to generate an electric signal closer to the brain wave by reflecting the influence of the measurement environment.

また、擬似脳波発生回路8は、第1〜第4分極電圧回路861〜864を有している。これによって、ヘッドセット1の第1電極111、第2電極112、参照電極113及びアース電極114の分極電圧による影響を反映した電気信号をヘッドセット1に与えることができる。分極電圧は、電極(第1電極111、第2電極112、参照電極113及びアース電極114)の特性と人体(頭部52)の状態とに依存する。つまり、分極電圧は、測定環境によって変わり得る。したがって、測定環境による影響を反映し脳波により近い電気信号を発生させることができる。 Further, the pseudo electroencephalogram generation circuit 8 has first to fourth polarization voltage circuits 861 to 864. Thereby, an electric signal reflecting the influence of the polarization voltage of the first electrode 111, the second electrode 112, the reference electrode 113, and the ground electrode 114 of the headset 1 can be given to the headset 1. The polarization voltage depends on the characteristics of the electrodes (first electrode 111, second electrode 112, reference electrode 113 and ground electrode 114) and the state of the human body (head 52). That is, the polarization voltage can change depending on the measurement environment. Therefore, it is possible to generate an electric signal closer to the brain wave by reflecting the influence of the measurement environment.

擬似脳波発生システム6を利用する場合、ヘッドセット1は、頭部模型500に装着される(図7参照)。これにより、ヘッドセット1の第1電極111、第2電極112、参照電極113、及びアース電極114は、擬似脳波発生システム6の第1接続部821、第2接続部822、第3接続部823、及び第4接続部824にそれぞれ電気的に接続される。擬似脳波発生システム6は、出力部82に脳波を模した電気信号を生じさせる。これにより、ヘッドセット1は、電極部11にて擬似脳波発生システム6からの電気信号(擬似脳波信号)を測定し、擬似脳波信号を表す脳波情報を生成する。つまり、ヘッドセット1は、擬似脳波発生システム6からの電気信号に基づいて脳波情報を生成する。ヘッドセット1は、例えば、無線通信により、脳波情報を情報処理装置2に送信する。 When using the pseudo-electroencephalogram generation system 6, the headset 1 is attached to the head model 500 (see FIG. 7). As a result, the first electrode 111, the second electrode 112, the reference electrode 113, and the ground electrode 114 of the headset 1 are the first connection portion 821, the second connection portion 822, and the third connection portion 823 of the pseudo-electroencephalogram generation system 6. , And are electrically connected to the fourth connection portion 824, respectively. The pseudo-electroencephalogram generation system 6 generates an electric signal imitating an electroencephalogram in the output unit 82. As a result, the headset 1 measures the electric signal (pseudo-brain wave signal) from the pseudo-brain wave generation system 6 at the electrode unit 11 and generates brain wave information representing the pseudo-brain wave signal. That is, the headset 1 generates brain wave information based on the electric signal from the pseudo brain wave generation system 6. The headset 1 transmits brain wave information to the information processing device 2 by, for example, wireless communication.

情報処理装置2は、ヘッドセット1から取得した脳波情報に対して、種々の処理を施したり、脳波情報を表示したりする。情報処理装置2は、例えば、パーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムを主構成とする。情報処理装置2は、例えば、無線通信により、ヘッドセット1からの脳波情報を受信し、脳波情報に対する種々の処理を実行する。対象者5が随意運動を行おうと企図(想起)した際に生じ得る特徴的な変化を含む脳波の検出は、情報処理装置2にて行われる。 The information processing device 2 performs various processes on the electroencephalogram information acquired from the headset 1 and displays the electroencephalogram information. The information processing device 2 mainly includes a computer system such as a personal computer. The information processing device 2 receives the electroencephalogram information from the headset 1 by, for example, wireless communication, and executes various processes on the electroencephalogram information. The information processing device 2 detects brain waves including characteristic changes that may occur when the subject 5 intends (remembers) to perform a voluntary movement.

情報処理装置2は、プロセッサ21と、メモリ22と、を含むコンピュータシステムを主構成とする。情報処理装置2は、第2通信部23と、操作部24と、第3通信部25と、表示部26と、を更に有している。 The information processing device 2 mainly includes a computer system including a processor 21 and a memory 22. The information processing device 2 further includes a second communication unit 23, an operation unit 24, a third communication unit 25, and a display unit 26.

第2通信部23は、ヘッドセット1(第1通信部13)との通信機能を有している。第2通信部23は、少なくとも脳波情報をヘッドセット1から受信する。本実施形態では、第2通信部23は、ヘッドセット1と双方向に通信可能である。第2通信部23は、例えば、一例として、200Hz程度のサンプリング周波数でサンプリングされた脳波情報を、ヘッドセット1から随時受信する。 The second communication unit 23 has a communication function with the headset 1 (first communication unit 13). The second communication unit 23 receives at least brain wave information from the headset 1. In the present embodiment, the second communication unit 23 can communicate with the headset 1 in both directions. For example, the second communication unit 23 receives brain wave information sampled at a sampling frequency of about 200 Hz from the headset 1 at any time.

第3通信部25は、制御装置4との通信機能を有している。第3通信部25は、少なくとも制御信号を制御装置4に送信する。第3通信部25の通信方式は、例えば、USB(Universal Serial Bus)に準拠した有線通信である。 The third communication unit 25 has a communication function with the control device 4. The third communication unit 25 transmits at least a control signal to the control device 4. The communication method of the third communication unit 25 is, for example, wired communication compliant with USB (Universal Serial Bus).

本実施形態では、情報処理装置2は、タッチパネルディスプレイを搭載しており、タッチパネルディスプレイが操作部24及び表示部26として機能する。そのため、情報処理装置2は、表示部26に表示される各画面上でのボタン等のオブジェクトの操作(タップ、スワイプ、ドラッグ等)が操作部24で検出されることをもって、ボタン等のオブジェクトが操作されたことと判断する。つまり、操作部24及び表示部26は、各種の表示に加えて、対象者5又は医療スタッフからの操作入力を受け付けるユーザインタフェースとして機能する。ただし、操作部24は、タッチパネルディスプレイに限らず、例えば、キーボード、ポインティングデバイス、又はメカニカルなスイッチ等であってもよい。 In the present embodiment, the information processing device 2 is equipped with a touch panel display, and the touch panel display functions as an operation unit 24 and a display unit 26. Therefore, in the information processing device 2, the operation of an object such as a button (tap, swipe, drag, etc.) on each screen displayed on the display unit 26 is detected by the operation unit 24, so that the object such as a button is released. Judge that it has been operated. That is, the operation unit 24 and the display unit 26 function as a user interface that receives operation input from the target person 5 or the medical staff in addition to various displays. However, the operation unit 24 is not limited to the touch panel display, and may be, for example, a keyboard, a pointing device, a mechanical switch, or the like.

プロセッサ21は、取得部211、解析部212、及び検出部213の機能を有している。メモリ22に記録されているプログラムをプロセッサ21が実行することによって、取得部211、解析部212、及び検出部213の機能が実現される。 The processor 21 has the functions of the acquisition unit 211, the analysis unit 212, and the detection unit 213. When the processor 21 executes the program recorded in the memory 22, the functions of the acquisition unit 211, the analysis unit 212, and the detection unit 213 are realized.

取得部211は、電極部11にて採取される脳波を表す脳波情報を取得する。すなわち、取得部211は、ヘッドセット1の電極部11にて採取される脳波又は擬似脳波信号を表す脳波情報を、第2通信部23を介してヘッドセット1から取得する。ここで、取得部211は、第1電極111にて採取される脳波又は擬似脳波信号を表す第1脳波情報及び第2電極112にて採取される脳波又は擬似脳波信号を表す第2脳波情報をそれぞれ取得する。つまり、本実施形態では、電極部11が第1電極111及び第2電極112を含んでいるので、取得部211では、第1電極111で採取される脳波情報を第1脳波情報、第2電極112で採取される脳波情報を第2脳波情報として区別する。本実施形態では、取得部211はディジタル形式の脳波情報を取得し、取得した脳波情報をメモリ22に記憶する。このとき、メモリ22には、訓練時間の開始から終了までの間に脳波測定システム10で測定された脳波情報の時系列データが記憶される。 The acquisition unit 211 acquires electroencephalogram information representing the electroencephalogram collected by the electrode unit 11. That is, the acquisition unit 211 acquires the electroencephalogram information representing the electroencephalogram or the pseudo-electroencephalogram signal collected by the electrode unit 11 of the headset 1 from the headset 1 via the second communication unit 23. Here, the acquisition unit 211 obtains the first electroencephalogram information representing the electroencephalogram or pseudo-electroencephalogram signal collected by the first electrode 111 and the second electroencephalogram information representing the electroencephalogram or pseudo-electroencephalogram signal collected by the second electrode 112. Get each. That is, in the present embodiment, since the electrode unit 11 includes the first electrode 111 and the second electrode 112, the acquisition unit 211 uses the electroencephalogram information collected by the first electrode 111 as the first electroencephalogram information and the second electrode. The electroencephalogram information collected in 112 is distinguished as the second electroencephalogram information. In the present embodiment, the acquisition unit 211 acquires digital-format electroencephalogram information and stores the acquired electroencephalogram information in the memory 22. At this time, the memory 22 stores the time-series data of the electroencephalogram information measured by the electroencephalogram measuring system 10 from the start to the end of the training time.

解析部212は、取得部211で取得された脳波情報の解析を行う。解析部212は、メモリ22に記憶されている脳波情報の周波数解析を行い、周波数帯域ごとの信号強度を示すスペクトルデータを生成する。具体的には、解析部212は、メモリ22に記憶されている脳波情報を所定時間分だけ読み出して、例えば、短時間フーリエ変換(short-time Fourier transform:STFT)等の周波数解析を行う。これにより、時間経過に伴って変化する脳波信号について、周波数帯域ごとのパワーが算出される。本開示でいう「パワー」は、周波数帯域ごとの強度(スペクトル強度)の積算値である。 The analysis unit 212 analyzes the brain wave information acquired by the acquisition unit 211. The analysis unit 212 performs frequency analysis of the electroencephalogram information stored in the memory 22 and generates spectrum data indicating the signal strength for each frequency band. Specifically, the analysis unit 212 reads the electroencephalogram information stored in the memory 22 for a predetermined time, and performs frequency analysis such as, for example, a short-time Fourier transform (STFT). As a result, the power for each frequency band is calculated for the electroencephalogram signal that changes with the passage of time. The "power" referred to in the present disclosure is an integrated value of the intensity (spectral intensity) for each frequency band.

検出部213は、解析部212で解析された周波数帯域ごとのパワーに基づいて、対象者5が随意運動を行おうと企図した際に生じ得る特徴的な変化を含む脳波を検出する。具体的には、検出部213は、特定の周波数帯域のパワーが安静範囲と運動範囲とのいずれにあるかによって、特徴的な変化を含む脳波の有無を判断する。本開示でいう「安静範囲」は、対象者5が、身体を安静状態とし、つまり随意運動を行おうとする企図(想起)を行わず、リラックスした状態を維持しているときの、対象者5の脳波の特定の周波数帯域のパワーがとり得る範囲を意味する。本開示でいう「運動範囲」は、対象者5が、随意運動を行おうと企図した場合に脳波の特定の周波数帯域のパワーがとり得る範囲を意味する。つまり、検出部213は、特定の周波数帯域のパワーが安静範囲から運動範囲へ遷移したことをもって、対象者5が随意運動を行おうと企図した際に生じ得る特徴的な変化を含む脳波が発生したと判断する。 The detection unit 213 detects brain waves including characteristic changes that may occur when the subject 5 intends to perform a voluntary movement based on the power of each frequency band analyzed by the analysis unit 212. Specifically, the detection unit 213 determines the presence or absence of an electroencephalogram including a characteristic change depending on whether the power in a specific frequency band is in the rest range or the motion range. The "rest range" referred to in the present disclosure is the subject 5 when the body is in a resting state, that is, the subject 5 maintains a relaxed state without making an intention (remembering) to perform voluntary movements. It means the range that the power of a specific frequency band of the brain wave can take. The "exercise range" as used in the present disclosure means a range in which the power of a specific frequency band of an electroencephalogram can be taken when the subject 5 intends to perform voluntary movement. That is, the detection unit 213 generated an electroencephalogram including a characteristic change that may occur when the subject 5 intends to perform a voluntary movement due to the transition of the power in a specific frequency band from the rest range to the movement range. Judge.

運動補助装置3は、対象者5に機械的な刺激と電気的な刺激との少なくとも一方を加えて、対象者5の運動を補助する装置である。本実施形態では、対象者5の左手指のリハビリテーションにリハビリテーション支援システム100が用いられるので、図3に示すように、運動補助装置3は、対象者5の左手に装着される。 The exercise assisting device 3 is a device that assists the exercise of the subject 5 by adding at least one of a mechanical stimulus and an electrical stimulus to the subject 5. In the present embodiment, since the rehabilitation support system 100 is used for the rehabilitation of the left hand finger of the subject 5, the exercise assist device 3 is attached to the left hand of the subject 5 as shown in FIG.

リハビリテーション支援システム100では、対象者5が随意運動として伸展動作を行う際に、対象者5の左手に装着された運動補助装置3が、対象者5の左の手指53に機械的な刺激と電気的な刺激との少なくとも一方を加えて、随意運動を補助する。具体的には、運動補助装置3は、図3に示すように、手指駆動装置31と、電気刺激発生装置32と、を有している。 In the rehabilitation support system 100, when the subject 5 performs an extension movement as a voluntary movement, the exercise assist device 3 attached to the left hand of the subject 5 mechanically stimulates and electrically stimulates the left finger 53 of the subject 5. Assist voluntary movements by adding at least one of the stimuli. Specifically, as shown in FIG. 3, the exercise assisting device 3 includes a finger driving device 31 and an electrical stimulation generator 32.

手指駆動装置31は、第1指(親指)を除く4本の手指53(第2指〜第5指)を保持し、これら4本の手指53に機械的な刺激(外力)を与えることによって、4本の手指53を動かす装置である。手指駆動装置31は、例えば、モータ又はソレノイド等の動力源を含み、動力源で発生した力を4本の手指53に伝えることによって、4本の手指53を動かす。手指駆動装置31では、保持した4本の手指53を、第1指から離れる向きに移動(つまり伸展動作)させる「開動作」と、第1指に近づく向きに移動(つまり把持動作)させる「閉動作」と、の2種類の動作が可能である。手指駆動装置31の開動作により対象者5の伸展動作が補助され、手指駆動装置31の閉動作により対象者5の把持動作が補助される。 The finger driving device 31 holds four fingers 53 (second to fifth fingers) excluding the first finger (thumb), and applies a mechanical stimulus (external force) to these four fingers 53. It is a device that moves four fingers 53. The finger driving device 31 includes, for example, a power source such as a motor or a solenoid, and moves the four fingers 53 by transmitting the force generated by the power source to the four fingers 53. In the finger driving device 31, the held four fingers 53 are moved in a direction away from the first finger (that is, an extension operation) and a movement in a direction closer to the first finger (that is, a gripping operation). Two types of operations, "closing operation" and "closing operation", are possible. The opening operation of the finger driving device 31 assists the extension operation of the subject 5, and the closing operation of the finger driving device 31 assists the gripping operation of the subject 5.

電気刺激発生装置32は、対象者5の手指53を動かすための部位に、電気的な刺激を与える装置である。ここで、対象者5の手指53を動かすための部位は、対象者5の手指53の筋肉と神経との少なくとも一方に対応する部位を含む。例えば、対象者5の手指53を動かすための部位は、対象者5の腕の一部である。電気刺激発生装置32は、例えば、対象者5の身体(例えば腕)に貼り付けられるパッドを含む。電気刺激発生装置32は、パッドから対象者5の身体に電気的な刺激(電流)を与えることによって、手指53を動かすための部位への刺激を与える。 The electrical stimulus generator 32 is a device that gives an electrical stimulus to a portion for moving the finger 53 of the subject 5. Here, the part for moving the finger 53 of the subject 5 includes a part corresponding to at least one of the muscle and the nerve of the finger 53 of the subject 5. For example, the part for moving the finger 53 of the subject 5 is a part of the arm of the subject 5. The electrical stimulus generator 32 includes, for example, a pad attached to the body (eg, arm) of the subject 5. The electrical stimulus generator 32 gives a stimulus to a site for moving the finger 53 by applying an electrical stimulus (electric current) to the body of the subject 5 from the pad.

制御装置4は、脳波測定システム10にて取得された脳波情報に基づいて、運動補助装置3を制御する。本実施形態では、制御装置4は、脳波測定システム10の情報処理装置2、及び運動補助装置3に対して電気的に接続されている。制御装置4には、運動補助装置3及び制御装置4の動作用電力を供給するための電源ケーブルが接続されている。制御装置4は、運動補助装置3の手指駆動装置31を駆動するための駆動回路、及び電気刺激発生装置32を駆動するための発振回路を含んでいる。制御装置4は、例えば、有線通信により、情報処理装置2から制御信号を受信する。 The control device 4 controls the exercise assist device 3 based on the electroencephalogram information acquired by the electroencephalogram measurement system 10. In the present embodiment, the control device 4 is electrically connected to the information processing device 2 and the exercise assist device 3 of the electroencephalogram measurement system 10. The control device 4 is connected to the exercise assist device 3 and the power cable for supplying the operating power of the control device 4. The control device 4 includes a drive circuit for driving the finger drive device 31 of the exercise assist device 3 and an oscillation circuit for driving the electrical stimulation generator 32. The control device 4 receives a control signal from the information processing device 2 by, for example, wire communication.

制御装置4は、情報処理装置2から第1の制御信号を受信すると、駆動回路にて運動補助装置3の手指駆動装置31を駆動し、手指駆動装置31にて「開動作」が行われるように運動補助装置3を制御する。また、制御装置4は、情報処理装置2から第2の制御信号を受信すると、駆動回路にて運動補助装置3の手指駆動装置31を駆動し、手指駆動装置31にて「閉動作」が行われるように運動補助装置3を制御する。また、制御装置4は、情報処理装置2から第3の制御信号を受信すると、発振回路にて運動補助装置3の電気刺激発生装置32を駆動し、対象者5の身体に電気的な刺激が与えられるように運動補助装置3を制御する。 When the control device 4 receives the first control signal from the information processing device 2, the control device 4 drives the finger drive device 31 of the exercise assist device 3 by the drive circuit, and the finger drive device 31 performs the "open operation". Controls the exercise assist device 3. Further, when the control device 4 receives the second control signal from the information processing device 2, the drive circuit drives the finger drive device 31 of the exercise assist device 3, and the finger drive device 31 performs a "closing operation". The exercise assist device 3 is controlled so as to be processed. Further, when the control device 4 receives the third control signal from the information processing device 2, the control device 4 drives the electrical stimulation generator 32 of the motion assisting device 3 by the oscillation circuit, and the body of the subject 5 is electrically stimulated. The exercise assist device 3 is controlled so as to be given.

このように、制御装置4は、脳波測定システム10から出力される制御信号に基づいて、運動補助装置3を制御することによって、脳波測定システム10にて取得された脳波情報に基づいて運動補助装置3を制御することが可能である。また、制御装置4は、制御装置4に備えられた操作スイッチの操作に応じて、手指駆動装置31にて「開動作」及び「閉動作」が行われるように運動補助装置3を制御することもできる。 In this way, the control device 4 controls the exercise assist device 3 based on the control signal output from the electroencephalogram measurement system 10, and the exercise assist device 4 is based on the electroencephalogram information acquired by the electroencephalogram measurement system 10. It is possible to control 3. Further, the control device 4 controls the exercise assist device 3 so that the finger drive device 31 performs the “open operation” and the “close operation” in response to the operation of the operation switch provided in the control device 4. You can also.

(3)使用方法
次に、リハビリテーション支援システム100の使用方法について説明する。本実施形態では、対象者5が、ペグ101(図5参照)を左手指でつかんだ姿勢から、手指53の伸展動作によりペグ101を離す際の随意運動(伸展動作)を、リハビリテーション支援システム100にて補助する場合について説明する。
(3) How to use Next, how to use the rehabilitation support system 100 will be described. In the present embodiment, the rehabilitation support system 100 performs a voluntary movement (extension movement) when the subject 5 releases the peg 101 by the extension movement of the fingers 53 from the posture in which the peg 101 (see FIG. 5) is grasped by the left finger. The case of assisting will be described in.

まず、準備過程として、対象者5は、ヘッドセット1を頭部52に装着し、運動補助装置3を左手に装着する。このとき、ヘッドセット1は、少なくとも電極部11を測定箇所51となる対象者5の頭部52の右側表面の一部に接触させるように、対象者5の頭部52に装着される。運動補助装置3は、少なくとも対象者5の左手の第1指(親指)を除く4本の手指53(第2指〜第5指)を保持し、かつパッドを対象者5の腕に貼り付けた状態で、対象者5に装着される。ヘッドセット1及び運動補助装置3は、リハビリテーション中にずれたり外れたりしないように適宜固定される。準備過程では、運動補助装置3の手指駆動装置31にて対象者5の4本の手指53が保持されることにより、対象者5については、ペグ101を左手指でつかんだ姿勢が維持される。ヘッドセット1及び運動補助装置3を対象者5に装着する作業は、対象者5自身が行ってもよいし、医療スタッフが行ってもよい。 First, as a preparatory process, the subject 5 wears the headset 1 on the head 52 and the exercise assist device 3 on the left hand. At this time, the headset 1 is attached to the head 52 of the subject 5 so that at least the electrode portion 11 is brought into contact with a part of the right surface of the head 52 of the subject 5 which is the measurement point 51. The exercise assist device 3 holds at least four fingers 53 (second to fifth fingers) excluding the first finger (thumb) of the left hand of the subject 5, and the pad is attached to the arm of the subject 5. In this state, it is attached to the subject 5. The headset 1 and the exercise assist device 3 are appropriately fixed so as not to shift or come off during rehabilitation. In the preparation process, the four fingers 53 of the subject 5 are held by the finger drive device 31 of the exercise assist device 3, so that the subject 5 maintains the posture of grasping the peg 101 with his left finger. .. The work of attaching the headset 1 and the exercise assist device 3 to the subject 5 may be performed by the subject 5 himself or by the medical staff.

準備が完了し、かつヘッドセット1と情報処理装置2とが通信可能な状態になると、ヘッドセット1にて生成された脳波情報が、情報処理装置2にて取得可能となる。つまり、脳波測定システム10は、情報処理装置2にて、対象者5の頭部52の一部である測定箇所51に配置される電極部11にて採取される脳波を表す脳波情報を取得することができる。情報処理装置2は、取得した脳波情報を時系列に沿ってメモリ22(図5参照)に記憶(蓄積)する。さらに、情報処理装置2は、例えば、記憶した脳波情報について時間周波数解析(Time Frequency Analysis)を行うことにより、脳波のパワースペクトルを生成する。脳波測定システム10は、情報処理装置2にて、パワースペクトルのデータを常時監視することにより、対象者5が随意運動を行おうと企図した際に生じ得る特徴的な変化を含む脳波の検出が可能となる。 When the preparation is completed and the headset 1 and the information processing device 2 can communicate with each other, the electroencephalogram information generated by the headset 1 can be acquired by the information processing device 2. That is, the electroencephalogram measurement system 10 acquires the electroencephalogram information representing the electroencephalogram collected by the electrode unit 11 arranged at the measurement point 51, which is a part of the head 52 of the subject 5, by the information processing device 2. be able to. The information processing device 2 stores (stores) the acquired electroencephalogram information in the memory 22 (see FIG. 5) in chronological order. Further, the information processing apparatus 2 generates a power spectrum of an electroencephalogram by, for example, performing a time frequency analysis on the stored electroencephalogram information. The electroencephalogram measurement system 10 can detect an electroencephalogram including a characteristic change that may occur when the subject 5 intends to perform a voluntary movement by constantly monitoring the power spectrum data with the information processing device 2. It becomes.

リハビリテーション支援システム100は、対象者5のリハビリテーションを支援する訓練過程を開始する。訓練過程においては、訓練時間中に脳波測定システム10で測定される脳波に基づいて、対象者5のリハビリテーションが支援される。具体的には、訓練時間は安静期間と運動期間とに2分されており、対象者5は、安静期間及び運動期間の各々において、リハビリテーション支援システム100の指示に従ってリハビリテーションを実施する。本実施形態では一例として、訓練時間は「10秒間」であって、訓練時間を2等分した場合の前半の「5秒間」が安静期間、後半の「5秒間」が運動期間であると仮定する。 The rehabilitation support system 100 starts a training process to support the rehabilitation of the subject 5. In the training process, the rehabilitation of the subject 5 is supported based on the brain waves measured by the brain wave measuring system 10 during the training time. Specifically, the training time is divided into a rest period and an exercise period, and the subject 5 carries out rehabilitation according to the instructions of the rehabilitation support system 100 in each of the rest period and the exercise period. In this embodiment, as an example, it is assumed that the training time is "10 seconds", and when the training time is divided into two equal parts, the first half "5 seconds" is the rest period and the latter half "5 seconds" is the exercise period. To do.

安静期間においては、対象者5は、身体を安静状態とし、つまり随意運動を行おうと企図(想起)せず、リラックスした状態を維持する。このとき、脳波測定システム10では、対象者5が随意運動を行おうと企図した際に生じ得る事象関連脱同期による特徴的な変化を含む脳波は検出されない。 During the rest period, the subject 5 keeps his / her body in a resting state, that is, does not intend (remember) to perform voluntary movements, and maintains a relaxed state. At this time, the electroencephalogram measurement system 10 does not detect an electroencephalogram including a characteristic change due to event-related desynchronization that may occur when the subject 5 intends to perform a voluntary movement.

一方、運動期間においては、対象者5は、手指53の伸展動作、つまり随意運動を行おうと企図(想起)する。このとき、脳波測定システム10では、対象者5が随意運動を行おうと企図した際に生じ得る事象関連脱同期による特徴的な変化を含む脳波が検出され得る。本実施形態では脳波の、特徴的な変化を、活性化レベルと閾値とを比較し、活性化レベルが閾値を超えるか否かによって検出する。本開示でいう「活性化レベル」は、特定の周波数帯域のパワー(パワースペクトル)の減少量を表す値である。事象関連脱同期が生じて特定の周波数帯域のパワーが減少することで、活性化レベルが閾値を超えるため、脳波測定システム10は、活性化レベルが閾値を超えることをもって、脳波の特徴的な変化を検出する。 On the other hand, during the exercise period, the subject 5 intends (remembers) to perform an extension movement of the fingers 53, that is, a voluntary movement. At this time, the electroencephalogram measurement system 10 can detect an electroencephalogram including a characteristic change due to event-related desynchronization that may occur when the subject 5 intends to perform a voluntary movement. In the present embodiment, characteristic changes in EEG are detected by comparing the activation level with the threshold value and checking whether the activation level exceeds the threshold value. The "activation level" referred to in the present disclosure is a value representing the amount of decrease in power (power spectrum) in a specific frequency band. Since the activation level exceeds the threshold value due to the occurrence of event-related desynchronization and the decrease in power in a specific frequency band, the electroencephalogram measurement system 10 has a characteristic change in the electroencephalogram when the activation level exceeds the threshold value. Is detected.

脳波測定システム10では、このような特徴的な変化を含む脳波を検出することをトリガにして、運動補助装置3を制御するための制御信号が発生する。そのため、リハビリテーション支援システム100では、対象者5が随意運動を行おうと企図した際に、随意運動の対象となる部位に対応する脳領域の活性化が実際に起きたタイミングに合わせて、運動補助装置3にて対象者5の随意運動を補助することが可能である。 In the electroencephalogram measurement system 10, a control signal for controlling the exercise assist device 3 is generated by using the detection of the electroencephalogram including such a characteristic change as a trigger. Therefore, in the rehabilitation support system 100, when the subject 5 intends to perform the voluntary movement, the exercise assisting device is adjusted to the timing when the activation of the brain region corresponding to the target part of the voluntary movement actually occurs. It is possible to assist the voluntary movement of the subject 5 in 3.

次に、訓練過程における脳波測定システム10の動作について詳しく説明する。 Next, the operation of the electroencephalogram measurement system 10 in the training process will be described in detail.

訓練過程においては、対象者5がリハビリテーションを実施する。つまり、リハビリテーション支援システム100による訓練が開始する。訓練の開始と同時に、訓練時間のカウントが開始して、脳波測定システム10は対象者5の脳波を測定する。そして、訓練時間の前半の安静期間(0〜5秒の期間)には、対象者5は、表示部26の表示、又は医療スタッフの指示に従って、身体を安静状態とする。このとき、活性化レベル及び脳波はリアルタイムで表示部26に表示される。ただし、安静期間においては、脳波測定システム10は、活性化レベルと閾値との比較を行わず、事象関連脱同期による特徴的な変化を含む脳波の検出を行わない。 In the training process, subject 5 carries out rehabilitation. That is, the training by the rehabilitation support system 100 starts. At the same time as the start of the training, the counting of the training time is started, and the brain wave measuring system 10 measures the brain wave of the subject 5. Then, during the rest period (period of 0 to 5 seconds) in the first half of the training time, the subject 5 puts the body in a resting state according to the display on the display unit 26 or the instruction of the medical staff. At this time, the activation level and the brain wave are displayed on the display unit 26 in real time. However, during the rest period, the EEG measurement system 10 does not compare the activation level with the threshold and does not detect EEG including characteristic changes due to event-related desynchronization.

一方、訓練時間の後半の運動期間(5〜10秒の期間)には、対象者5は、表示部26の表示、又は医療スタッフの指示に従って、手指53の伸展動作、つまり随意運動を行おうとする企図(想起)を行う。このとき、活性化レベル及び脳波はリアルタイムで表示部26に表示される。さらに、運動期間においては、脳波測定システム10は、活性化レベルと閾値との比較を行い、事象関連脱同期による特徴的な変化を含む脳波を検出する。 On the other hand, during the exercise period (5 to 10 seconds period) in the latter half of the training time, the subject 5 tries to extend the fingers 53, that is, voluntarily, according to the display on the display unit 26 or the instruction of the medical staff. Make an intention (recollection) to do. At this time, the activation level and the brain wave are displayed on the display unit 26 in real time. Further, during the exercise period, the electroencephalogram measurement system 10 compares the activation level with the threshold value and detects an electroencephalogram including a characteristic change due to event-related desynchronization.

更に詳しく説明すると、脳波測定システム10は、随時、取得部211で取得された脳波情報を解析部212にて解析する。さらに、脳波測定システム10は、解析部212で解析された周波数帯域ごとのパワーに基づいて、検出部213にて活性化レベルを算出し、活性化レベルと閾値との比較を行う。脳波測定システム10では、事象関連脱同期が生じて特定の周波数帯域のパワーが減少し、特定の周波数帯域のパワーが安静範囲から運動範囲へ遷移したときに、活性化レベルが閾値を超えたと判断される。 More specifically, the electroencephalogram measurement system 10 analyzes the electroencephalogram information acquired by the acquisition unit 211 at any time by the analysis unit 212. Further, the electroencephalogram measurement system 10 calculates the activation level in the detection unit 213 based on the power for each frequency band analyzed by the analysis unit 212, and compares the activation level with the threshold value. In the electroencephalogram measurement system 10, it is determined that the activation level exceeds the threshold value when the power of a specific frequency band decreases due to event-related desynchronization and the power of the specific frequency band shifts from the rest range to the exercise range. Will be done.

ここで、特定の周波数帯域は、単一の周波数帯域(一例として、α波の帯域又はβ波の帯域)でもよいし、複数の周波数帯域(一例として、α波の帯域及びβ波の帯域)であってもよい。特定の周波数帯域が、例えば、2つの周波数帯域である場合には、これら2つの周波数帯域のパワーで規定される座標値が、安静範囲から運動範囲へ遷移した場合、活性化レベルが閾値を超える。 Here, the specific frequency band may be a single frequency band (for example, an α wave band or a β wave band), or a plurality of frequency bands (for example, an α wave band and a β wave band). It may be. When a specific frequency band is, for example, two frequency bands, the activation level exceeds the threshold value when the coordinate value defined by the power of these two frequency bands transitions from the rest range to the motion range. ..

また、本実施形態では、脳波測定システム10は、活性化レベルが閾値を超えている状態の継続時間を測定する機能を有している。脳波測定システム10は、活性化レベルが閾値以下の値から、閾値を超える値に立ち上がる(変化する)と、第3の制御信号を運動補助装置3に送信する。さらに、継続時間が規定時間(例えば、「1秒」)に達すると、脳波測定システム10は、第1の制御信号を運動補助装置3に送信する。 Further, in the present embodiment, the electroencephalogram measurement system 10 has a function of measuring the duration of the state in which the activation level exceeds the threshold value. When the activation level rises (changes) from a value below the threshold value to a value exceeding the threshold value, the electroencephalogram measurement system 10 transmits a third control signal to the exercise assist device 3. Further, when the duration reaches a predetermined time (for example, "1 second"), the electroencephalogram measurement system 10 transmits a first control signal to the exercise assist device 3.

上記より、活性化レベルが閾値を超えたときに、運動補助装置3の電気刺激発生装置32が駆動され、運動補助装置3にて、対象者5の身体に電気的な刺激が与えられて、対象者5の随意運動(伸展動作)が補助される。さらに、活性化レベルが閾値を超える状態が規定時間継続したときに、運動補助装置3の手指駆動装置31が駆動され、運動補助装置3にて、手指駆動装置31の「開動作」が行われて、対象者5の随意運動(伸展動作)が補助される。 From the above, when the activation level exceeds the threshold value, the electrical stimulation generator 32 of the exercise assisting device 3 is driven, and the exercise assisting device 3 gives an electrical stimulation to the body of the subject 5. The voluntary movement (extension movement) of the subject 5 is assisted. Further, when the state in which the activation level exceeds the threshold value continues for a predetermined time, the finger drive device 31 of the exercise assist device 3 is driven, and the exercise assist device 3 performs an "opening operation" of the finger drive device 31. Therefore, the voluntary movement (extension movement) of the subject 5 is assisted.

その結果、対象者5が随意運動を行おうと企図(想起)した際に、随意運動の対象となる部位に対応する脳領域の活性化が実際に起きたタイミングに合わせて、運動補助装置3にて対象者5の随意運動(左の手指53の伸展動作)が補助される。このとき、対象者5の筋肉及び感覚神経が活動し、その情報が脳に伝達されることにより、神経の再構築が行われ、リハビリテーションの効果が得られる。したがって、リハビリテーション支援システム100によれば、様々な状態の対象者5について、医療スタッフが補助する場合と同様に、対象者5が単独で随意運動を行う場合に比べて効果的な、運動療法によるリハビリテーションを実現可能となる。 As a result, when the subject 5 intends (remembers) to perform the voluntary movement, the exercise assist device 3 is set to the exercise assist device 3 at the timing when the activation of the brain region corresponding to the target part of the voluntary movement actually occurs. The voluntary movement of the subject 5 (extension movement of the left finger 53) is assisted. At this time, the muscles and sensory nerves of the subject 5 are activated, and the information is transmitted to the brain, so that the nerves are reconstructed and the effect of rehabilitation is obtained. Therefore, according to the rehabilitation support system 100, the exercise therapy is effective for the subject 5 in various states as compared with the case where the subject 5 performs voluntary exercise alone, as in the case where the medical staff assists. Rehabilitation can be realized.

擬似脳波発生システム6は、脳波測定システム10を含むリハビリテーション支援システム100の動作試験及び性能評価を行うために使用される。 The pseudo-electroencephalogram generation system 6 is used for performing an operation test and performance evaluation of the rehabilitation support system 100 including the electroencephalogram measurement system 10.

例えば、動作試験及び性能評価では、擬似脳波発生システム6から擬似脳波信号をヘッドセット1に与えた場合に、ヘッドセット1、情報処理装置2、運動補助装置3、及び制御装置4が想定した通りの動作を行うかどうかを確認する。例えば、擬似脳波発生システム6を利用して、リハビリテーション支援システム100が訓練課程の動作を正しく行うかを確認する。この場合、擬似脳波発生システム6により、事象関連脱同期による特徴的な変化を含む脳波を模した電気信号をヘッドセット1に与える。そして、このときに、ヘッドセット1及び情報処理装置2がこの特徴的な変化を検出し、運動補助装置3及び制御装置4が特徴的な変化の検出に応じた動作を行うかが確認される。 For example, in the operation test and the performance evaluation, when the pseudo-brain wave signal is given to the headset 1 from the pseudo-brain wave generation system 6, the headset 1, the information processing device 2, the exercise assist device 3, and the control device 4 assume. Check if the operation of is performed. For example, using the pseudo-electroencephalogram generation system 6, it is confirmed whether the rehabilitation support system 100 correctly performs the operation of the training course. In this case, the pseudo-electroencephalogram generation system 6 gives the headset 1 an electrical signal that imitates an electroencephalogram including characteristic changes due to event-related desynchronization. Then, at this time, it is confirmed whether the headset 1 and the information processing device 2 detect this characteristic change, and the exercise assisting device 3 and the control device 4 perform an operation according to the detection of the characteristic change. ..

本実施形態では一例として、訓練時間は「10秒間」であって、訓練時間を2等分した場合の前半の「5秒間」が安静期間、後半の「5秒間」が運動期間であると仮定している。この場合に、動作試験に使用される擬似脳波信号を与えるための基準信号は次式で表され、基準信号の例としては、表1に示す4パターンが挙げられる。なお、f及びfは周波数([Hz])を示し、nは周波数fの正弦波と周波数fの正弦波との位相差を決めるための値である。また、Va及びVbは安静期間の振幅([μV])を示し、Va及びVbは運動期間の振幅([μV])を示す。In this embodiment, as an example, it is assumed that the training time is "10 seconds", and when the training time is divided into two equal parts, the first half "5 seconds" is the rest period and the latter half "5 seconds" is the exercise period. doing. In this case, the reference signal for giving the pseudo electroencephalogram signal used in the operation test is represented by the following equation, and examples of the reference signal include the four patterns shown in Table 1. Note that f 1 and f 2 indicate the frequency ([Hz]), and n is a value for determining the phase difference between the sine wave of the frequency f 1 and the sine wave of the frequency f 2. Further, Va 1 and Vb 1 indicate the amplitude of the rest period ([μV]), and Va 2 and Vb 2 indicate the amplitude of the exercise period ([μV]).

Figure 0006840343
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Figure 0006840343
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パターン1は、脳波がα波(周波数9Hzの信号)である場合に、特徴的な変化が生じた例に対応する。図10は、パターン1の基準信号と、ヘッドセット1で測定された擬似脳波信号との波形を示す。図10から明らかなように、擬似脳波信号においても、基準信号と同様に、特徴的な変化が生じている。パターン1では、運動期間の振幅Vaが安静期間の振幅Vaの90%であるから、パワー変化率は81%である。波の強度(パワー)は振幅の2乗に比例するからパワー変化率は振幅の変化率の2乗で与えられる。Pattern 1 corresponds to an example in which a characteristic change occurs when the brain wave is an α wave (a signal having a frequency of 9 Hz). FIG. 10 shows the waveforms of the reference signal of pattern 1 and the pseudo-electroencephalogram signal measured by the headset 1. As is clear from FIG. 10, the pseudo-electroencephalogram signal also has a characteristic change as in the reference signal. In pattern 1, since the amplitude Va 2 during the exercise period is 90% of the amplitude Va 1 during the rest period, the power change rate is 81%. Since the wave intensity (power) is proportional to the square of the amplitude, the power change rate is given by the square of the amplitude change rate.

パターン2は、脳波がβ波(周波数18Hzの信号)である場合に、特徴的な変化が生じた例に対応する。図11は、パターン2の基準信号と、ヘッドセット1で測定された擬似脳波信号との波形を示す。図11から明らかなように、擬似脳波信号においても、基準信号と同様に、特徴的な変化が生じている。パターン2では、運動期間の振幅Vbが安静期間の振幅Vbの90%であるから、パワー変化率は81%である。Pattern 2 corresponds to an example in which a characteristic change occurs when the brain wave is a β wave (a signal having a frequency of 18 Hz). FIG. 11 shows the waveforms of the reference signal of pattern 2 and the pseudo-electroencephalogram signal measured by the headset 1. As is clear from FIG. 11, the pseudo-electroencephalogram signal also has a characteristic change as in the reference signal. In pattern 2, since the amplitude Vb 2 during the exercise period is 90% of the amplitude Vb 1 during the rest period, the power change rate is 81%.

パターン3は、脳波がα波(9Hzの周波数を有する信号)とβ波(18Hzの周波数を有する信号)を含む場合に、α波に特徴的な変化が生じた例に対応する。図12は、パターン3の基準信号と、ヘッドセット1で測定された擬似脳波信号との波形を示す。図12から明らかなように、擬似脳波信号においても、基準信号と同様に、α波帯域に特徴的な変化が生じている。パターン3では、α波の運動期間の振幅Vaが安静期間の振幅Vaの90%であるから、パワー変化率は81%である。一方で、β波の運動期間の振幅Vbが安静期間の振幅Vbの100%であるから、パワー変化率は100%である。Pattern 3 corresponds to an example in which a characteristic change occurs in an α wave when the brain wave includes an α wave (a signal having a frequency of 9 Hz) and a β wave (a signal having a frequency of 18 Hz). FIG. 12 shows the waveforms of the reference signal of pattern 3 and the pseudo-electroencephalogram signal measured by the headset 1. As is clear from FIG. 12, the pseudo-electroencephalogram signal also has a characteristic change in the α wave band as in the reference signal. In pattern 3, since the amplitude Va 2 during the motion period of the α wave is 90% of the amplitude Va 1 during the rest period, the power change rate is 81%. On the other hand, since the amplitude Vb 2 during the motion period of the β wave is 100% of the amplitude Vb 1 during the rest period, the power change rate is 100%.

パターン4は、脳波がμ波である場合に、特徴的な変化が生じた例に対応する。μ波は、α波帯域の第1成分とβ波帯域の第2成分とを含んでおり、第1成分と第2成分との位相差がnπである(nは奇数)。図13は、パターン4の基準信号と、ヘッドセット1で測定された擬似脳波信号との波形を示す。図13から明らかなように、擬似脳波信号においても、基準信号と同様に、特徴的な変化が生じている。パターン4では、α波帯域の運動期間の振幅Vaが安静期間の振幅Vaの90%であるから、パワー変化率は81%である。同様に、β波帯域の運動期間の振幅Vbが安静期間の振幅Vbの90%であるから、パワー変化率は81%である。Pattern 4 corresponds to an example in which a characteristic change occurs when the brain wave is an μ wave. The μ wave includes the first component of the α wave band and the second component of the β wave band, and the phase difference between the first component and the second component is nπ (n is an odd number). FIG. 13 shows the waveforms of the reference signal of pattern 4 and the pseudo-electroencephalogram signal measured by the headset 1. As is clear from FIG. 13, characteristic changes occur in the pseudo-electroencephalogram signal as well as in the reference signal. In pattern 4, since the amplitude Va 2 of the motion period in the α wave band is 90% of the amplitude Va 1 of the rest period, the power change rate is 81%. Similarly, since the amplitude Vb 2 of the motion period in the β wave band is 90% of the amplitude Vb 1 of the rest period, the power change rate is 81%.

パターン1〜4の基準信号により与えられる擬似脳波信号を利用して、リハビリテーション支援システム100の動作試験を行うことにより、パターン1〜4に対応する事象関連脱同期による特徴的な変化のいずれについても正しく動作するかどうかを確認できる。 By performing an operation test of the rehabilitation support system 100 using the pseudo-electroencephalogram signal given by the reference signals of patterns 1 to 4, any of the characteristic changes due to the event-related desynchronization corresponding to patterns 1 to 4 can be obtained. You can check if it works properly.

(変形例)
以上説明した上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。また、上記実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、上記実施形態の変形例を列挙する。
(Modification example)
The above-described embodiment is merely one of the various embodiments of the present disclosure. Further, the above-described embodiment can be changed in various ways depending on the design and the like as long as the object of the present disclosure can be achieved. The modifications of the above embodiment are listed below.

(1)第1変形例
図14は、第1変形例の擬似脳波発生システムの要部を示す。第1変形例の擬似脳波発生システムは、図6に示す擬似脳波発生回路8の代わりに、図14に示す擬似脳波発生回路8Aを備える。
(1) First Modified Example FIG. 14 shows a main part of the pseudo-electroencephalogram generation system of the first modified example. The pseudo-electroencephalogram generation system of the first modification includes the pseudo-electroencephalogram generation circuit 8A shown in FIG. 14 instead of the pseudo-electroencephalogram generation circuit 8 shown in FIG.

擬似脳波発生回路8Aは、擬似脳波発生回路8の処理部83とは異なる処理部83Aを有する。処理部83Aは、静電気保護素子C81〜C84を更に備えている点で、処理部83と異なる。静電気保護素子C81〜C84は、第1端が出力部82に電気的に接続され、第2端に接地電位が与えられる。特に、静電気保護素子C81は第1端が出力部82の第1接続部821に電気的に接続される。より詳細には、静電気保護素子C81は第1端が第1接続部821と第1接触抵抗回路871との間に電気的に接続される。また、静電気保護素子C82は第1端が出力部82の第2接続部822に電気的に接続される。より詳細には、静電気保護素子C82は第1端が第2接続部822と第2接触抵抗回路872との間に電気的に接続される。また、静電気保護素子C83は第1端が出力部82の第3接続部823に電気的に接続される。より詳細には、静電気保護素子C83は第1端が第3接続部823と第3接触抵抗回路873との間に電気的に接続される。また、静電気保護素子C84は第1端が出力部82の第4接続部824に電気的に接続される。より詳細には、静電気保護素子C84は第1端が第4接続部824と第4接触抵抗回路874との間に電気的に接続される。また、静電気保護素子C81〜C84の各々は、第2端がグラウンドに接続される。例えば、静電気保護素子C81〜C84の第2端には、いずれかのオペアンプOP21の接地電位と等しい電位が与えられる。 The pseudo-electroencephalogram generation circuit 8A has a processing unit 83A different from the processing unit 83 of the pseudo-electroencephalogram generation circuit 8. The processing unit 83A is different from the processing unit 83 in that it further includes the electrostatic protection elements C81 to C84. The first end of the electrostatic protection elements C81 to C84 is electrically connected to the output unit 82, and a ground potential is given to the second end. In particular, the first end of the electrostatic protection element C81 is electrically connected to the first connection portion 821 of the output portion 82. More specifically, the first end of the electrostatic protection element C81 is electrically connected between the first connection portion 821 and the first contact resistance circuit 871. Further, the first end of the electrostatic protection element C82 is electrically connected to the second connection portion 822 of the output unit 82. More specifically, the first end of the electrostatic protection element C82 is electrically connected between the second connection portion 822 and the second contact resistance circuit 872. Further, the first end of the electrostatic protection element C83 is electrically connected to the third connection portion 823 of the output portion 82. More specifically, the first end of the electrostatic protection element C83 is electrically connected between the third connection portion 823 and the third contact resistance circuit 873. Further, the first end of the electrostatic protection element C84 is electrically connected to the fourth connection portion 824 of the output portion 82. More specifically, the first end of the electrostatic protection element C84 is electrically connected between the fourth connection portion 824 and the fourth contact resistance circuit 874. Further, the second end of each of the electrostatic protection elements C81 to C84 is connected to the ground. For example, a potential equal to the ground potential of any operational amplifier OP21 is given to the second ends of the electrostatic protection elements C81 to C84.

静電気保護素子C81〜C84は、いずれも、コンデンサを含む。ここでは、静電気保護素子C81〜C84は、いずれも、単一のコンデンサであってよいし、複数のコンデンサで構成された回路であってよい。静電気保護素子C81〜C84は、いずれも、人体と地面の間の静電容量に相当する静電容量を有している。ここで、地面は、グラウンド(大地)を想定している。一例として、人体(例えば、足裏)と地面の間の静電容量は、約200pFである。一例として、静電気保護素子C81〜C84の静電容量は、いずれも、50pF〜200pFの範囲であり、本実施形態では、100pFである。 All of the electrostatic protection elements C81 to C84 include a capacitor. Here, the electrostatic protection elements C81 to C84 may be a single capacitor or a circuit composed of a plurality of capacitors. Each of the electrostatic protection elements C81 to C84 has a capacitance corresponding to the capacitance between the human body and the ground. Here, the ground is assumed to be the ground. As an example, the capacitance between the human body (eg, the sole of the foot) and the ground is about 200 pF. As an example, the capacitances of the electrostatic protection elements C81 to C84 are all in the range of 50 pF to 200 pF, and in the present embodiment, they are 100 pF.

静電気保護素子C81〜C84があることで、処理部83Aに出力部82を通じて侵入した静電気をグラウンドに逃がすことができる。よって、静電気からの保護を図ることができる。更に、静電気保護素子C81〜C84が人体の静電容量に相当する静電容量を有していることから、脳波により近い電気信号を発生させることができる。 By having the static electricity protection elements C81 to C84, the static electricity that has entered the processing unit 83A through the output unit 82 can be released to the ground. Therefore, protection from static electricity can be achieved. Further, since the electrostatic protection elements C81 to C84 have a capacitance corresponding to the capacitance of the human body, it is possible to generate an electric signal closer to the brain wave.

また、第1変形例の擬似脳波発生システムは、擬似脳波発生回路8A(すなわち、入力部81、出力部82、及び処理部83A)を保護するシールド9を更に備える。シールド9は、絶縁シールドと、静電シールドと、磁気シールドとの機能を有する。ここで、シールド9は、擬似脳波発生回路8A(すなわち、入力部81、出力部82、及び処理部83A)を収容するように形成されている。ここで、シールド9は、可能な限り擬似脳波発生回路8Aの全体を覆うことが好ましい。ただし、シールド9は、信号発生器7を入力部81に接続可能とし、脳波計1を出力部82に接続可能とすることが望まれる。シールド9は、導電性を有する筐体と、筐体の表面を全体的に覆う絶縁性のカバーとを含み得る。筐体は、金属製であってよく、少なくとも擬似脳波発生回路8の使用時には、筐体に接地電位を与えられる。なお、絶縁性のカバーの代わり又は加えて、筐体の表面に形成された絶縁被膜が用いられ得る。 Further, the pseudo-electroencephalogram generation system of the first modification further includes a shield 9 that protects the pseudo-electroencephalogram generation circuit 8A (that is, the input unit 81, the output unit 82, and the processing unit 83A). The shield 9 has functions of an insulating shield, an electrostatic shield, and a magnetic shield. Here, the shield 9 is formed so as to accommodate the pseudo-electroencephalogram generation circuit 8A (that is, the input unit 81, the output unit 82, and the processing unit 83A). Here, it is preferable that the shield 9 covers the entire pseudo-electroencephalogram generation circuit 8A as much as possible. However, it is desired that the shield 9 can connect the signal generator 7 to the input unit 81 and connect the electroencephalograph 1 to the output unit 82. The shield 9 may include a conductive housing and an insulating cover that covers the entire surface of the housing. The housing may be made of metal, and a ground potential is applied to the housing at least when the pseudo-electroencephalogram generation circuit 8 is used. In addition, instead of or in addition to the insulating cover, an insulating coating formed on the surface of the housing may be used.

擬似脳波発生システムで発生させる電気信号は脳波を模した信号であり、強度が比較的小さいため、外来ノイズ等を含む周囲環境の変動の影響を受けやすい。しかしながら、このようなシールド9を利用することで、周囲環境の変動の影響を低減できる。そのため、擬似脳波発生システムでは、脳波により近い電気信号を発生させることができる。 The electrical signal generated by the pseudo-electroencephalogram generation system is a signal that imitates an electroencephalogram, and since its intensity is relatively low, it is easily affected by fluctuations in the surrounding environment including external noise. However, by using such a shield 9, the influence of fluctuations in the surrounding environment can be reduced. Therefore, in the pseudo-electroencephalogram generation system, it is possible to generate an electric signal closer to the electroencephalogram.

(2)第2変形例
図15は、第2変形例の擬似脳波発生システムの要部を示す。第2変形例の擬似脳波発生システムは、図6に示す擬似脳波発生回路8の代わりに、図15に示す擬似脳波発生回路8Bを備える。
(2) Second Modified Example FIG. 15 shows a main part of the pseudo-electroencephalogram generation system of the second modified example. The pseudo-electroencephalogram generation system of the second modification includes the pseudo-electroencephalogram generation circuit 8B shown in FIG. 15 instead of the pseudo-electroencephalogram generation circuit 8 shown in FIG.

擬似脳波発生回路8Bは、擬似脳波発生回路8の処理部83とは異なる処理部83Bを有する。処理部83Bは、静電気保護素子D81〜D84と、複数の出力保護回路891と、複数の入出力保護回路892とを更に備えている点で、処理部83と異なる。 The pseudo-electroencephalogram generation circuit 8B has a processing unit 83B different from the processing unit 83 of the pseudo-electroencephalogram generation circuit 8. The processing unit 83B is different from the processing unit 83 in that it further includes electrostatic protection elements D81 to D84, a plurality of output protection circuits 891, and a plurality of input / output protection circuits 892.

静電気保護素子D81〜D84は、いずれも、ダイオード(例えば、ツェナーダイオード)を含む。ここでは、静電気保護素子D81〜D84は、いずれも、単一のダイオードであってよいし、複数のダイオードの縦続接続(カスケード接続)又は並列接続で構成された回路であってよい。静電気保護素子D81〜D84は、第1端(カソード)が出力部82に電気的に接続され、第2端(アノード)に接地電位が与えられる。特に、静電気保護素子D81はカソードが出力部82の第1接続部821に電気的に接続される。より詳細には、静電気保護素子D81はカソードが第1接続部821と第1接触抵抗回路871との間に電気的に接続される。また、静電気保護素子D82はカソードが出力部82の第2接続部822に電気的に接続される。より詳細には、静電気保護素子D82はカソードが第2接続部822と第2接触抵抗回路872との間に電気的に接続される。また、静電気保護素子D83はカソードが出力部82の第3接続部823に電気的に接続される。より詳細には、静電気保護素子D83はカソードが第3接続部823と第3接触抵抗回路873との間に電気的に接続される。特に、静電気保護素子D84はカソードが出力部82の第4接続部824に電気的に接続される。より詳細には、静電気保護素子D84はカソードが第4接続部824と第4接触抵抗回路874との間に電気的に接続される。また、静電気保護素子D81〜D84の各々は、アノードがグラウンドに接続される。例えば、静電気保護素子D81〜D84のアノードには、いずれかのオペアンプOP21の接地電位と等しい電位が与えられる。 The electrostatic protection elements D81 to D84 all include a diode (for example, a Zener diode). Here, the electrostatic protection elements D81 to D84 may be a single diode, or may be a circuit composed of a plurality of diodes connected in series (cascade connection) or in parallel. The first end (cathode) of the electrostatic protection elements D81 to D84 is electrically connected to the output unit 82, and a ground potential is given to the second end (anode). In particular, the cathode of the electrostatic protection element D81 is electrically connected to the first connection portion 821 of the output unit 82. More specifically, in the electrostatic protection element D81, the cathode is electrically connected between the first connection portion 821 and the first contact resistance circuit 871. Further, the cathode of the electrostatic protection element D82 is electrically connected to the second connection portion 822 of the output unit 82. More specifically, in the electrostatic protection element D82, the cathode is electrically connected between the second connection portion 822 and the second contact resistance circuit 872. Further, the cathode of the electrostatic protection element D83 is electrically connected to the third connection portion 823 of the output unit 82. More specifically, in the electrostatic protection element D83, the cathode is electrically connected between the third connection portion 823 and the third contact resistance circuit 873. In particular, the cathode of the electrostatic protection element D84 is electrically connected to the fourth connection portion 824 of the output portion 82. More specifically, in the electrostatic protection element D84, the cathode is electrically connected between the fourth connection portion 824 and the fourth contact resistance circuit 874. Further, the anode of each of the electrostatic protection elements D81 to D84 is connected to the ground. For example, the anodes of the electrostatic protection elements D81 to D84 are given a potential equal to the ground potential of any of the operational amplifiers OP21.

このような静電気保護素子D81〜D84があることで、処理部83Bに出力部82を通じて侵入した静電気をグラウンドに逃がすことができる。よって、静電気からの保護を図ることができる。 With such electrostatic protection elements D81 to D84, the static electricity that has entered the processing unit 83B through the output unit 82 can be released to the ground. Therefore, protection from static electricity can be achieved.

複数(図示例では3つ)の出力保護回路891は、複数(図示例では3つ)のインピーダンス変換回路851,852,853にそれぞれ対応して設けられている。各出力保護回路891は、第1ダイオードD11と第2ダイオードD12とを含む。第1ダイオードD11は、アノードがオペアンプOP21の出力端子に電気的に接続され、カソードに電源電位が与えられる。電源電位は、オペアンプOP21と同様に、電源部88から与えられ得る。つまり、第1ダイオードD11は、オペアンプOP21の出力端子と電源部88との間に電気的に接続され得る。第2ダイオードD12は、カソードがオペアンプOP21の出力端子に電気的に接続され、アノードに接地電位が与えられる。例えば、ダイオードD12のアノードは、グラウンドに接続される。つまり、ダイオードD12のアノードには、オペアンプOP21の接地電位と等しい電位が与えられ得る。 A plurality of (three in the illustrated example) output protection circuits 891 are provided corresponding to a plurality of (three in the illustrated example) impedance conversion circuits 851, 852, 853, respectively. Each output protection circuit 891 includes a first diode D11 and a second diode D12. In the first diode D11, the anode is electrically connected to the output terminal of the operational amplifier OP21, and the power supply potential is given to the cathode. The power supply potential can be given from the power supply unit 88 as in the operational amplifier OP21. That is, the first diode D11 can be electrically connected between the output terminal of the operational amplifier OP21 and the power supply unit 88. In the second diode D12, the cathode is electrically connected to the output terminal of the operational amplifier OP21, and a ground potential is given to the anode. For example, the anode of diode D12 is connected to ground. That is, the anode of the diode D12 can be given a potential equal to the ground potential of the operational amplifier OP21.

特に、第1インピーダンス変換回路851に設けられた出力保護回路891では、第1ダイオードD11のアノード及び第2ダイオードD12のカソードが第1インピーダンス変換回路851のオペアンプOP21の出力端子に電気的に接続される。また、第2インピーダンス変換回路852に設けられた出力保護回路891では、第1ダイオードD11のアノード及び第2ダイオードD12のカソードが第2インピーダンス変換回路852のオペアンプOP21の出力端子に電気的に接続される。また、第3インピーダンス変換回路853に設けられた出力保護回路891では、第1ダイオードD11のアノード及び第2ダイオードD12のカソードが第3インピーダンス変換回路853のオペアンプOP21の出力端子に電気的に接続される。 In particular, in the output protection circuit 891 provided in the first impedance conversion circuit 851, the anode of the first diode D11 and the cathode of the second diode D12 are electrically connected to the output terminal of the operational amplifier OP21 of the first impedance conversion circuit 851. To. Further, in the output protection circuit 891 provided in the second impedance conversion circuit 852, the anode of the first diode D11 and the cathode of the second diode D12 are electrically connected to the output terminal of the operational amplifier OP21 of the second impedance conversion circuit 852. To. Further, in the output protection circuit 891 provided in the third impedance conversion circuit 853, the anode of the first diode D11 and the cathode of the second diode D12 are electrically connected to the output terminal of the operational amplifier OP21 of the third impedance conversion circuit 853. To.

このような出力保護回路891があることで、処理部83Bに入力部81又は出力部82を通して侵入した静電気を外部へ逃がすことができる。よって、静電気からの保護を図ることができる。 With such an output protection circuit 891, static electricity that has entered the processing unit 83B through the input unit 81 or the output unit 82 can be released to the outside. Therefore, protection from static electricity can be achieved.

複数(図示例では3つ)の入出力保護回路892は、複数(図示例では3つ)のインピーダンス変換回路851,852,853にそれぞれ対応して設けられている。各入出力保護回路892は、複数(図示例では2つ)のダイオードD21,D22の逆並列回路を含み、オペアンプOP21の出力端子と入力端子との間に電気的に接続される。特に、第1インピーダンス変換回路851に設けられた入出力保護回路892では、逆並列回路が第1インピーダンス変換回路851の出力端子と非反転入力端子との間に電気的に接続されている。また、第2インピーダンス変換回路852に設けられた入出力保護回路892では、逆並列回路が第2インピーダンス変換回路852の出力端子と非反転入力端子との間に電気的に接続されている。また、第3インピーダンス変換回路853に設けられた入出力保護回路892では、逆並列回路が第3インピーダンス変換回路853の出力端子と非反転入力端子との間に電気的に接続されている。なお、各オペアンプOP21は、入力端子と反転入力端子とが短絡されているため、逆並列回路は、非反転入力端子と反転入力端子との間にも電気的に接続されている。 A plurality of (three in the illustrated example) input / output protection circuits 892 are provided corresponding to a plurality of (three in the illustrated example) impedance conversion circuits 851, 852, 853, respectively. Each input / output protection circuit 892 includes a plurality of (two in the illustrated example) diodes D21 and D22 in antiparallel circuits, and is electrically connected between the output terminal and the input terminal of the operational amplifier OP21. In particular, in the input / output protection circuit 892 provided in the first impedance conversion circuit 851, the antiparallel circuit is electrically connected between the output terminal and the non-inverting input terminal of the first impedance conversion circuit 851. Further, in the input / output protection circuit 892 provided in the second impedance conversion circuit 852, the antiparallel circuit is electrically connected between the output terminal and the non-inverting input terminal of the second impedance conversion circuit 852. Further, in the input / output protection circuit 892 provided in the third impedance conversion circuit 853, the antiparallel circuit is electrically connected between the output terminal and the non-inverting input terminal of the third impedance conversion circuit 853. Since the input terminal and the inverting input terminal of each operational amplifier OP21 are short-circuited, the antiparallel circuit is also electrically connected between the non-inverting input terminal and the inverting input terminal.

このような入出力保護回路892があることで、処理部83Bに入力部81又は出力部82を通して侵入した静電気を外部へ逃がすことができる。よって、静電気からの保護を図ることができる。 With such an input / output protection circuit 892, static electricity that has entered the processing unit 83B through the input unit 81 or the output unit 82 can be released to the outside. Therefore, protection from static electricity can be achieved.

また、第2変形例の擬似脳波発生システムは、擬似脳波発生回路8B(すなわち、入力部81、出力部82、及び処理部83B)を保護するシールド9を更に備える。シールド9は、第1変形例と同様であるから、説明を省略する。このようなシールド9を利用することで、周囲環境の変動の影響を低減できる。これによって、脳波により近い電気信号を発生させることができる。 Further, the pseudo-electroencephalogram generation system of the second modification further includes a shield 9 that protects the pseudo-electroencephalogram generation circuit 8B (that is, the input unit 81, the output unit 82, and the processing unit 83B). Since the shield 9 is the same as the first modification, the description thereof will be omitted. By using such a shield 9, the influence of fluctuations in the surrounding environment can be reduced. This makes it possible to generate an electric signal closer to the brain wave.

(3)その他の変形例
擬似脳波発生システム6では、信号発生器7が、基準信号として、特定の周波数帯域の強度変化を含む信号を出力するように構成されている。この代わりに、擬似脳波発生回路8が、基準信号に特定の周波数帯域の強度変化を生じさせる回路を有していてもよい。ただし、このような回路は、スイッチングノイズ等の発生源となり得る。そのため、信号発生器7がマルチファンクションジェネレータである場合には、信号発生器7に特定の周波数帯域の強度変化を含む信号を出力させたほうが、出力部82で発生される電気信号(擬似脳波信号)へのノイズの影響を低減できる。
(3) Other Modifications In the pseudo-electroencephalogram generation system 6, the signal generator 7 is configured to output a signal including a change in intensity in a specific frequency band as a reference signal. Instead, the pseudo-electroencephalogram generation circuit 8 may have a circuit that causes an intensity change in a specific frequency band in the reference signal. However, such a circuit can be a source of switching noise and the like. Therefore, when the signal generator 7 is a multifunction generator, it is better to have the signal generator 7 output a signal including a change in the intensity of a specific frequency band, so that the electric signal (pseudo brain wave signal) generated by the output unit 82 is output. ) Can be reduced.

また、第1接触抵抗回路871、第2接触抵抗回路872、第3接触抵抗回路873、及び第4接触抵抗回路874は、抵抗値を切り替える機能を有していなくてもよい。つまり、第1接触抵抗回路871、第2接触抵抗回路872、第3接触抵抗回路873、及び第4接触抵抗回路874は、固定の抵抗値を有していてもよい。 Further, the first contact resistance circuit 871, the second contact resistance circuit 872, the third contact resistance circuit 873, and the fourth contact resistance circuit 874 do not have to have a function of switching the resistance value. That is, the first contact resistance circuit 871, the second contact resistance circuit 872, the third contact resistance circuit 873, and the fourth contact resistance circuit 874 may have a fixed resistance value.

また、処理部(83;83A;83B)は、第1分極電圧回路861、第2分極電圧回路862、第3分極電圧回路863、及び第4分極電圧回路864を有していなくてもよい。特に、ヘッドセット1の第1電極111、第2電極112、参照電極113、及びアース電極114が分極の生じにくい電極である場合、第1分極電圧回路861、第2分極電圧回路862、第3分極電圧回路863、及び第4分極電圧回路864は省略可能である。 Further, the processing unit (83; 83A; 83B) does not have to have the first polarization voltage circuit 861, the second polarization voltage circuit 862, the third polarization voltage circuit 863, and the fourth polarization voltage circuit 864. In particular, when the first electrode 111, the second electrode 112, the reference electrode 113, and the ground electrode 114 of the headset 1 are electrodes in which polarization is unlikely to occur, the first polarization voltage circuit 861, the second polarization voltage circuit 862, and the third The polarization voltage circuit 863 and the fourth polarization voltage circuit 864 can be omitted.

また、処理部(83;83A;83B)は、減衰器84を有していなくてもよい。例えば、信号発生器7により十分に小さい振幅の基準信号を出力できる場合には、減衰器84は省略してよい。 Further, the processing unit (83; 83A; 83B) does not have to have the attenuator 84. For example, if the signal generator 7 can output a reference signal having a sufficiently small amplitude, the attenuator 84 may be omitted.

また、静電気保護素子としては、コンデンサ、ダイオード(ツェナーダイオード)、バリスタ、ESDサプレッサが挙げられる。また、静電気保護素子(C81〜C84;D81〜D84)は、第1端が出力部82ではなく入力部(81)に電気的に接続されてよい。つまり、静電気保護素子(C81〜C84;D81〜D84)は、第1端が入力部81と出力部82との一方に電気的に接続されてよい。また、処理部(83;83A;83B)は、第1端が入力部81に電気的に接続された静電気保護素子と第1端が出力部82に接続された静電気保護素子との2種類の静電気保護素子を有していてよい。これら静電気保護素子の第2端には接地電位が与えられてよい。 Further, examples of the electrostatic protection element include a capacitor, a diode (Zener diode), a varistor, and an ESD suppressor. Further, the first end of the electrostatic protection element (C81 to C84; D81 to D84) may be electrically connected to the input unit (81) instead of the output unit 82. That is, the first end of the electrostatic protection element (C81 to C84; D81 to D84) may be electrically connected to one of the input unit 81 and the output unit 82. Further, there are two types of processing units (83; 83A; 83B), an electrostatic protection element whose first end is electrically connected to the input unit 81 and an electrostatic protection element whose first end is electrically connected to the output unit 82. It may have an electrostatic protection element. A ground potential may be applied to the second end of these electrostatic protection elements.

また、第1インピーダンス変換回路851、第2インピーダンス変換回路852、及び第3インピーダンス変換回路853は、実施形態のボルテージフォロワに限らず、例えば、ソースフォロワ等のインピーダンス変換回路であってもよい。 Further, the first impedance conversion circuit 851, the second impedance conversion circuit 852, and the third impedance conversion circuit 853 are not limited to the voltage follower of the embodiment, and may be, for example, an impedance conversion circuit such as a source follower.

擬似脳波発生システム6では、第1接続部821、第2接続部822、第3接続部823、及び第4接続部824は、いずれも、ヘッドセット1の電極(第1電極111、第2電極112、参照電極113、及びアース電極114)に接触される電極でなくてもよい。第1接続部821、第2接続部822、第3接続部823、及び第4接続部824は、ヘッドセット1の電極に接触される電極に電気的に接続される端子又はコネクタであってもよい。このようにすれば、例えば、頭部模型500に設けた複数の電極から第1接続部821、第2接続部822、第3接続部823、及び第4接続部824の接続先を選択できるようになる。 In the pseudo-electroencephalogram generation system 6, the first connection portion 821, the second connection portion 822, the third connection portion 823, and the fourth connection portion 824 are all electrodes of the headset 1 (first electrode 111, second electrode). It does not have to be an electrode that comes into contact with 112, the reference electrode 113, and the ground electrode 114). The first connection 821, the second connection 822, the third connection 823, and the fourth connection 824 may be terminals or connectors that are electrically connected to the electrodes that come into contact with the electrodes of the headset 1. Good. In this way, for example, the connection destinations of the first connection portion 821, the second connection portion 822, the third connection portion 823, and the fourth connection portion 824 can be selected from the plurality of electrodes provided on the head model 500. become.

例えば、擬似脳波発生システム6では、参照電極113とアース電極114を接続する場合、第3接続部823は必須ではない。第3接続部823を有していない場合、当然ながら、第3分極電圧回路863、第3接触抵抗回路873も必須ではない。 For example, in the pseudo-electroencephalogram generation system 6, when connecting the reference electrode 113 and the ground electrode 114, the third connection portion 823 is not indispensable. Of course, when the third connection portion 823 is not provided, the third polarization voltage circuit 863 and the third contact resistance circuit 873 are not indispensable.

また、電源部88は、バッテリV61ではなく、商用交流電源からの電力を処理部(83;83A;83B)に供給してもよい。ただし、バッテリV61を利用したほうが商用交流電源を利用するよりも処理部(83;83A;83B)へ混入するハムノイズ(商用交流電源ノイズ)を減らすことができる。 Further, the power supply unit 88 may supply power from the commercial AC power supply to the processing unit (83; 83A; 83B) instead of the battery V61. However, using the battery V61 can reduce the hum noise (commercial AC power supply noise) mixed in the processing unit (83; 83A; 83B) as compared with using the commercial AC power supply.

出力保護回路891は、第1ダイオードD11と第2ダイオードD12との両方を含んでいなくてもよく、第1ダイオードD11と第2ダイオードD12との少なくとも一方を含んでいればよい。また、第1ダイオードD11及び第2ダイオードD12は、いずれも、単一のダイオードであってよいし、複数のダイオードで構成された回路であってよい。また、入出力保護回路892では、ダイオードD21,D22は、いずれも、単一のダイオードであってよいし、複数のダイオードで構成された回路であってよい。 The output protection circuit 891 does not have to include both the first diode D11 and the second diode D12, and may include at least one of the first diode D11 and the second diode D12. Further, the first diode D11 and the second diode D12 may both be a single diode or a circuit composed of a plurality of diodes. Further, in the input / output protection circuit 892, the diodes D21 and D22 may be a single diode or a circuit composed of a plurality of diodes.

また、シールド9は、絶縁シールドと、静電シールドと、磁気シールドとの少なくとも一つの機能を有していればよく、これら全ての機能を有していなくてよい。ただし、シールド9がこれら全ての機能を有していれば、周囲環境の変動の影響をより低減でき得る。 Further, the shield 9 may have at least one function of an insulating shield, an electrostatic shield, and a magnetic shield, and may not have all of these functions. However, if the shield 9 has all of these functions, the influence of fluctuations in the surrounding environment can be further reduced.

本開示における脳波測定システム10は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における脳波測定システム10としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む1ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうIC又はLSI等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムLSI、VLSI(Very Large Scale Integration)、又はULSI(Ultra Large Scale Integration)と呼ばれる集積回路を含む。さらに、LSIの製造後にプログラムされる、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はLSI内部の接合関係の再構成若しくはLSI内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、1つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。 The electroencephalogram measurement system 10 in the present disclosure includes a computer system. A computer system mainly consists of a processor and a memory as hardware. When the processor executes the program recorded in the memory of the computer system, the function as the brain wave measurement system 10 in the present disclosure is realized. The program may be pre-recorded in the memory of the computer system, may be provided through a telecommunications line, and may be recorded on a non-temporary recording medium such as a memory card, optical disk, hard disk drive, etc. readable by the computer system. May be provided. A processor in a computer system is composed of one or more electronic circuits including a semiconductor integrated circuit (IC) or a large scale integrated circuit (LSI). The integrated circuit such as IC or LSI referred to here has a different name depending on the degree of integration, and includes an integrated circuit called a system LSI, VLSI (Very Large Scale Integration), or ULSI (Ultra Large Scale Integration). Further, an FPGA (Field-Programmable Gate Array) programmed after the LSI is manufactured, or a logical device capable of reconfiguring the junction relationship inside the LSI or reconfiguring the circuit partition inside the LSI should also be adopted as a processor. Can be done. A plurality of electronic circuits may be integrated on one chip, or may be distributed on a plurality of chips. The plurality of chips may be integrated in one device, or may be distributed in a plurality of devices.

また、例えば、情報処理装置2の複数の構成要素が、1つの筐体内に集約されていることは脳波測定システム10に必須の構成ではなく、情報処理装置2の複数の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。複数の構成要素が複数の筐体に分散して設けられている場合でも、例えば、インターネット等のネットワークを介して複数の構成要素が接続されることにより、協働して脳波測定システム10を実現することができる。さらに、脳波測定システム10の少なくとも一部の機能は、例えば、サーバ又はクラウド(クラウドコンピューティング)等によって実現されてもよい。反対に、例えば、ヘッドセット1及び情報処理装置2のように、複数の装置に分散されている機能が、脳波測定システム10の一部として、脳波測定システム10の他の構成要素と共に1つの筐体内に集約されていてもよい。 Further, for example, it is not essential for the electroencephalogram measurement system 10 that a plurality of components of the information processing device 2 are integrated in one housing, and a plurality of components of the information processing device 2 are present. It may be distributed in the housing. Even when a plurality of components are distributed in a plurality of housings, for example, by connecting the plurality of components via a network such as the Internet, the electroencephalogram measurement system 10 is realized in cooperation. can do. Further, at least a part of the functions of the electroencephalogram measurement system 10 may be realized by, for example, a server or a cloud (cloud computing). On the contrary, a function distributed in a plurality of devices, such as a headset 1 and an information processing device 2, is combined with other components of the electroencephalogram measurement system 10 into one housing as a part of the electroencephalogram measurement system 10. It may be concentrated in the body.

また、電極部11は、対象者5の頭部52の表面(頭皮)に接触する構成に限らず、例えば、脳の表面(脳表)に電極部11が接触するように電極部11が構成されてもよい。 Further, the electrode portion 11 is not limited to the configuration in which the electrode portion 11 is in contact with the surface (scalp) of the head 52 of the subject 5, for example, the electrode portion 11 is configured so as to be in contact with the surface of the brain (brain surface). May be done.

また、リハビリテーション支援システム100は、対象者5の手指のリハビリテーションに限らず、例えば、肩、肘、上腕、腰、下肢、又は上肢等、対象者5の身体の任意の部位のリハビリテーションに用いられてもよい。対象者5が随意運動を行おうと企図(想起)した際に生じ得る脳波の特徴的な変化の仕方は、リハビリテーションの対象部位及び運動内容等によって異なる場合がある。例えば、対象者5が随意運動を行おうと企図した際に事象関連同期(Event-Related Synchronization:ERS)が生じる場合には、随意運動時に運動野付近で測定される脳波において、特定の周波数帯域のパワーが増加する。この場合、脳波測定システム10では、特定の周波数帯域のパワーが増加することをもって、脳波の特徴的な変化を検出する。これに対応して、擬似脳波発生システム6は、事象関連同期に起因する特定の周波数帯域の強度変化を含む脳波を模した電気信号を出力するように構成されていてもよい。 Further, the rehabilitation support system 100 is used not only for rehabilitation of the fingers of the subject 5, but also for rehabilitation of any part of the body of the subject 5, such as shoulders, elbows, upper arms, hips, lower limbs, or upper limbs. May be good. The characteristic changes in the brain waves that can occur when the subject 5 intends (remembers) to perform a voluntary movement may differ depending on the target site of rehabilitation, the content of the movement, and the like. For example, when event-related synchronization (ERS) occurs when the subject 5 intends to perform a voluntary movement, the brain wave measured near the motor cortex during the voluntary movement has a specific frequency band. Power increases. In this case, the electroencephalogram measurement system 10 detects a characteristic change in the electroencephalogram by increasing the power in a specific frequency band. Correspondingly, the pseudo-electroencephalogram generation system 6 may be configured to output an electric signal imitating an electroencephalogram including a change in intensity of a specific frequency band due to event-related synchronization.

また、リハビリテーション支援システム100は、対象者5に電気的又は機械的(力学的)な刺激を与える構成に限らず、例えば、映像を表示することで、対象者5に視覚的な刺激を与える構成であってもよい。この場合、リハビリテーション支援システム100は、例えば、対象者5が随意運動を行おうと企図した際に、随意運動の対象となる部位に対応する脳領域の活性化が実際に起きたタイミングに合わせて、障害部位が正常に動いているような映像を対象者5に見せる。このようにしても、リハビリテーション支援システム100は、対象者5の随意運動を補助することができる。 Further, the rehabilitation support system 100 is not limited to a configuration that gives an electrical or mechanical (mechanical) stimulus to the subject 5, for example, a configuration that gives a visual stimulus to the subject 5 by displaying an image. It may be. In this case, the rehabilitation support system 100, for example, when the subject 5 intends to perform the voluntary movement, the activation of the brain region corresponding to the target part of the voluntary movement actually occurs at the timing when the subject 5 intends to perform the voluntary movement. Show the subject 5 an image in which the impaired part is moving normally. Even in this way, the rehabilitation support system 100 can assist the voluntary movement of the subject 5.

また、運動補助装置3と制御装置4とは別体に限らず、例えば、運動補助装置3と制御装置4とが1つの筐体内に収容され一体化されていてもよい。 Further, the exercise assist device 3 and the control device 4 are not limited to separate bodies, and for example, the exercise assist device 3 and the control device 4 may be housed and integrated in one housing.

また、ヘッドセット1と情報処理装置2との間の通信方式は、実施形態では無線通信であるが、この例に限らず、例えば、有線通信であってもよいし、中継器等を介した通信方式であってもよい。制御装置4と情報処理装置2との間の通信方式は、実施形態では有線通信であるが、この例に限らず、例えば、無線通信であってもよいし、中継器等を介した通信方式であってもよい。 Further, the communication method between the headset 1 and the information processing device 2 is wireless communication in the embodiment, but the present invention is not limited to this example, and for example, wired communication may be used, or via a repeater or the like. It may be a communication method. The communication method between the control device 4 and the information processing device 2 is wired communication in the embodiment, but is not limited to this example, and may be, for example, wireless communication, or a communication method via a repeater or the like. It may be.

また、ヘッドセット1は電池駆動式に限らず、信号処理部12及び第1通信部13等の動作用電力が、例えば、情報処理装置2から供給される構成であってもよい。 Further, the headset 1 is not limited to the battery-powered type, and may be configured such that the operating power of the signal processing unit 12, the first communication unit 13, and the like is supplied from, for example, the information processing device 2.

また、情報処理装置2は、専用のヘッドセット1から脳波情報を取得する構成に限らず、例えば、汎用の脳波計から脳波情報を取得するように構成されていてもよい。 Further, the information processing device 2 is not limited to the configuration in which the electroencephalogram information is acquired from the dedicated headset 1, and may be configured to acquire the electroencephalogram information from, for example, a general-purpose electroencephalograph.

(まとめ)
以上述べた実施形態及び変形例から明らかなように、第1の態様の擬似脳波発生システム(6)は、入力部(81)と、出力部(82)と、処理部(83;83A;83B)と、を備える。前記入力部(81)は、信号発生器(7)からの基準信号を受け取る。前記出力部(82)は、脳波計(1)の電極部(11)に電気的に接続される。前記処理部(83;83A;83B)は、前記入力部(81)で受け取った前記基準信号に基づいて脳波を模した電気信号を前記出力部(82)に生じさせるように構成される。前記処理部(83;83A;83B)は、接触抵抗部(87)と、インピーダンス変換部(85)と、を有する。前記接触抵抗部(87)は、前記入力部(81)と前記出力部(82)との間にあって前記電極部(11)と人体との間の接触抵抗に相当する抵抗値を有する接触抵抗回路(871,872)を含む。前記インピーダンス変換部(85)は、前記入力部(81)と前記接触抵抗回路(871,872)との間にあるインピーダンス変換回路(851,852)を含む。前記インピーダンス変換回路(851,852)は、前記接触抵抗回路(871,872)から見たインピーダンスが前記入力部(81)から見たインピーダンスよりも小さい。第1の態様によれば、測定環境による影響を反映し脳波により近い電気信号を発生させることができる。
(Summary)
As is clear from the above-described embodiments and modifications, the pseudo-electroencephalogram generation system (6) of the first aspect includes an input unit (81), an output unit (82), and a processing unit (83; 83A; 83B). ) And. The input unit (81) receives a reference signal from the signal generator (7). The output unit (82) is electrically connected to the electrode unit (11) of the electroencephalograph (1). The processing unit (83; 83A; 83B) is configured to generate an electric signal imitating an electroencephalogram in the output unit (82) based on the reference signal received by the input unit (81). The processing unit (83; 83A; 83B) has a contact resistance unit (87) and an impedance conversion unit (85). The contact resistance unit (87) is a contact resistance circuit between the input unit (81) and the output unit (82) and having a resistance value corresponding to the contact resistance between the electrode unit (11) and the human body. Includes (871,872). The impedance conversion unit (85) includes an impedance conversion circuit (851,852) located between the input unit (81) and the contact resistance circuit (871,872). In the impedance conversion circuit (851, 852), the impedance seen from the contact resistance circuit (871, 872) is smaller than the impedance seen from the input unit (81). According to the first aspect, it is possible to generate an electric signal closer to an electroencephalogram by reflecting the influence of the measurement environment.

第2の態様の擬似脳波発生システム(6)は、第1の態様との組み合わせにより実現され得る。第2の態様では、前記処理部(83;83A;83B)は、減衰器(84)を更に備える。前記減衰器(84)は、前記入力部(81)と前記インピーダンス変換回路(851,852)との間にあって前記入力部(81)で受け取った前記基準信号を減衰させるように構成される。第2の態様によれば、脳波により近い電気信号を発生させることができる。 The pseudo-electroencephalogram generation system (6) of the second aspect can be realized in combination with the first aspect. In the second aspect, the processing unit (83; 83A; 83B) further comprises an attenuator (84). The attenuator (84) is configured to attenuate the reference signal received by the input unit (81) between the input unit (81) and the impedance conversion circuit (851,852). According to the second aspect, it is possible to generate an electric signal closer to an electroencephalogram.

第3の態様の擬似脳波発生システム(6)は、第1又は第2の態様との組み合わせにより実現され得る。第3の態様では、前記接触抵抗回路(871,872)は、前記抵抗値を切り替える機能を有する。第3の態様によれば、測定環境の変化により接触抵抗が変化する場合にも対応できる。 The pseudo-electroencephalogram generation system (6) of the third aspect can be realized in combination with the first or second aspect. In the third aspect, the contact resistance circuit (871,872) has a function of switching the resistance value. According to the third aspect, it is possible to cope with a case where the contact resistance changes due to a change in the measurement environment.

第4の態様の擬似脳波発生システム(6)は、第1〜第3の態様のいずれか一つとの組み合わせにより実現され得る。第4の態様では、前記処理部(83;83A;83B)は、分極電圧部(86)を更に備える。前記分極電圧部(86)は、前記入力部(81)と前記出力部(82)との間にあって前記電極部(11)での分極電圧に相当する電圧変化を生じさせる分極電圧回路(861,862)を含む。第4の態様によれば、測定環境による影響の一つである分極電圧の影響を反映し脳波により近い電気信号を発生させることができる。 The pseudo-electroencephalogram generation system (6) of the fourth aspect can be realized by a combination with any one of the first to third aspects. In the fourth aspect, the processing unit (83; 83A; 83B) further includes a polarization voltage unit (86). The polarization voltage section (86) is a polarization voltage circuit (861,) located between the input section (81) and the output section (82) and causes a voltage change corresponding to the polarization voltage at the electrode section (11). 862) is included. According to the fourth aspect, it is possible to generate an electric signal closer to the brain wave by reflecting the influence of the polarization voltage, which is one of the influences of the measurement environment.

第5の態様の擬似脳波発生システム(6)は、第4の態様との組み合わせにより実現され得る。第5の態様では、前記分極電圧回路(861,862)は、前記インピーダンス変換回路(851,852)と前記接触抵抗回路(871,872)との間にある。第5の態様によれば、測定環境による影響の一つである分極電圧の影響を反映し脳波により近い電気信号を発生させることができる。 The pseudo-electroencephalogram generation system (6) of the fifth aspect can be realized in combination with the fourth aspect. In a fifth aspect, the polarization voltage circuit (861,862) is between the impedance conversion circuit (851,852) and the contact resistance circuit (871,872). According to the fifth aspect, it is possible to generate an electric signal closer to the brain wave by reflecting the influence of the polarization voltage, which is one of the influences of the measurement environment.

第6の態様の擬似脳波発生システム(6)は、第1〜第5の態様のいずれか一つとの組み合わせにより実現され得る。第6の態様では、前記擬似脳波発生システム(6)は、前記入力部(81)と前記出力部(82)と前記処理部(83A;83B)とを保護するシールド(9)を更に備える。前記シールド(9)は、絶縁シールドと、静電シールドと、磁気シールドとの少なくとも一つの機能を有する。第6の態様によれば、周囲環境の変動の影響を低減できる。 The pseudo-electroencephalogram generation system (6) of the sixth aspect can be realized in combination with any one of the first to fifth aspects. In a sixth aspect, the pseudo-electroencephalogram generation system (6) further includes a shield (9) that protects the input unit (81), the output unit (82), and the processing unit (83A; 83B). The shield (9) has at least one function of an insulating shield, an electrostatic shield, and a magnetic shield. According to the sixth aspect, the influence of fluctuations in the surrounding environment can be reduced.

第7の態様の擬似脳波発生システム(6)は、第1〜第6の態様のいずれか一つとの組み合わせにより実現され得る。第7の態様では、前記処理部(83A;83B)は、静電気保護素子(C81〜C84;D81〜D84)を更に備える。前記静電気保護素子(C81〜C84;D81〜D84)は、第1端が前記入力部(81)と前記出力部(82)との一方に電気的に接続され、第2端に接地電位が与えられる。第7の態様によれば、脳波により近い電気信号を発生させることができる。 The pseudo-electroencephalogram generation system (6) of the seventh aspect can be realized in combination with any one of the first to sixth aspects. In the seventh aspect, the processing unit (83A; 83B) further includes an electrostatic protection element (C81 to C84; D81 to D84). The first end of the electrostatic protection element (C81 to C84; D81 to D84) is electrically connected to one of the input unit (81) and the output unit (82), and a ground potential is applied to the second end. Be done. According to the seventh aspect, it is possible to generate an electric signal closer to an electroencephalogram.

第8の態様の擬似脳波発生システム(6)は、第7の態様のいずれか一つとの組み合わせにより実現され得る。第8の態様では、前記静電気保護素子(C81〜C84)は、人体と地面の間の静電容量に相当する静電容量を有するコンデンサを含む。第8の態様によれば、脳波により近い電気信号を発生させることができる。 The pseudo-electroencephalogram generation system (6) of the eighth aspect can be realized in combination with any one of the seventh aspects. In the eighth aspect, the electrostatic protection element (C81 to C84) includes a capacitor having a capacitance corresponding to the capacitance between the human body and the ground. According to the eighth aspect, it is possible to generate an electric signal closer to an electroencephalogram.

第9の態様の擬似脳波発生システム(6)は、第1〜第8の態様のいずれか一つとの組み合わせにより実現され得る。第9の態様では、前記インピーダンス変換回路(851〜853)は、オペアンプ(OP21)を含む。第9の態様によれば、脳波により近い電気信号を発生させることができる。 The pseudo-electroencephalogram generation system (6) of the ninth aspect can be realized by a combination with any one of the first to eighth aspects. In the ninth aspect, the impedance conversion circuit (851-853) includes an operational amplifier (OP21). According to the ninth aspect, it is possible to generate an electric signal closer to an electroencephalogram.

第10の態様の擬似脳波発生システム(6)は、第9の態様との組み合わせにより実現され得る。第10の態様では、前記処理部(83B)は、出力保護回路(891)を更に備える。前記出力保護回路(891)は、第1ダイオード(D11)と第2ダイオード(D12)との少なくとも一方を含む。前記第1ダイオード(D11)は、アノードが前記オペアンプ(OP21)の出力端子に電気的に接続され、カソードに電源電位が与えられる。前記第2ダイオード(D12)は、カソードが前記オペアンプ(OP21)の出力端子に電気的に接続され、アノードに接地電位が与えられる。第10の態様によれば、静電気からの保護を図ることができる。 The pseudo-electroencephalogram generation system (6) of the tenth aspect can be realized in combination with the ninth aspect. In the tenth aspect, the processing unit (83B) further includes an output protection circuit (891). The output protection circuit (891) includes at least one of a first diode (D11) and a second diode (D12). In the first diode (D11), the anode is electrically connected to the output terminal of the operational amplifier (OP21), and a power supply potential is given to the cathode. In the second diode (D12), the cathode is electrically connected to the output terminal of the operational amplifier (OP21), and a ground potential is given to the anode. According to the tenth aspect, protection from static electricity can be achieved.

第11の態様の擬似脳波発生システム(6)は、第9又は第10の態様との組み合わせにより実現され得る。第11の態様では、前記処理部(83B)は、入出力保護回路(892)を更に備える。前記入出力保護回路(892)は、複数のダイオード(D21,D22)の逆並列回路を含み、前記オペアンプ(OP21)の出力端子と入力端子との間に電気的に接続される。第11の態様によれば、静電気からの保護を図ることができる。 The pseudo-electroencephalogram generation system (6) of the eleventh aspect can be realized in combination with the ninth or tenth aspect. In the eleventh aspect, the processing unit (83B) further includes an input / output protection circuit (892). The input / output protection circuit (892) includes an anti-parallel circuit of a plurality of diodes (D21, D22), and is electrically connected between the output terminal and the input terminal of the operational amplifier (OP21). According to the eleventh aspect, protection from static electricity can be achieved.

第12の態様の擬似脳波発生システム(6)は、第1〜第11の態様のいずれか一つとの組み合わせにより実現され得る。第12の態様では、前記電気信号は、事象関連脱同期に起因する特定の周波数帯域の強度変化を含む脳波を模した信号である。第12の態様によれば、事象関連脱同期を利用したシステムの動作試験及び性能評価を行える。 The pseudo-electroencephalogram generation system (6) of the twelfth aspect can be realized by the combination with any one of the first to eleventh aspects. In a twelfth aspect, the electrical signal is a signal that mimics an electroencephalogram that includes an intensity change in a particular frequency band due to event-related desynchronization. According to the twelfth aspect, the operation test and the performance evaluation of the system using the event-related desynchronization can be performed.

第13の態様の擬似脳波発生システム(6)は、第12の態様との組み合わせにより実現され得る。第13の態様では、前記擬似脳波発生システム(6)は、前記信号発生器(7)を更に備える。前記信号発生器(7)は、前記基準信号として、前記特定の周波数帯域の強度変化を含む信号を出力するように構成される。第13の態様によれば、出力部(82)で発生される電気信号へのノイズの影響を低減できる。 The pseudo-electroencephalogram generation system (6) of the thirteenth aspect can be realized in combination with the twelfth aspect. In the thirteenth aspect, the pseudo-electroencephalogram generation system (6) further includes the signal generator (7). The signal generator (7) is configured to output a signal including an intensity change in the specific frequency band as the reference signal. According to the thirteenth aspect, the influence of noise on the electric signal generated by the output unit (82) can be reduced.

第14の態様の擬似脳波発生システム(6)は、第1〜第13の態様のいずれか一つとの組み合わせにより実現され得る。第14の態様では、前記電気信号は、α波帯域の周波数を有する信号とβ波帯域の周波数を有する信号との少なくとも一方を含む。第14の態様によれば、脳波により近い電気信号を発生させることができる。 The pseudo-electroencephalogram generation system (6) of the fourteenth aspect can be realized in combination with any one of the first to thirteenth aspects. In the fourteenth aspect, the electrical signal includes at least one of a signal having a frequency in the α wave band and a signal having a frequency in the β wave band. According to the fourteenth aspect, it is possible to generate an electric signal closer to an electroencephalogram.

第15の態様の脳波測定システム(10)は、第1〜第14の態様のいずれか一つの擬似脳波発生システム(6)と、脳波計(1)と、情報処理装置(2)と、を備える。前記脳波計(1)は、前記擬似脳波発生システム(6)からの前記電気信号に基づいて脳波情報を生成するように構成される。前記情報処理装置(2)は、前記脳波計(1)から前記脳波情報を取得するように構成される。第15の態様によれば、測定環境による影響を反映し脳波により近い電気信号を発生させることができる。 The electroencephalogram measurement system (10) of the fifteenth aspect includes a pseudo-electroencephalogram generation system (6), an electroencephalograph (1), and an information processing device (2) according to any one of the first to fourteenth aspects. Be prepared. The electroencephalograph (1) is configured to generate electroencephalogram information based on the electrical signal from the pseudo electroencephalograph generation system (6). The information processing device (2) is configured to acquire the electroencephalogram information from the electroencephalograph (1). According to the fifteenth aspect, it is possible to generate an electric signal closer to the brain wave by reflecting the influence of the measurement environment.

第16の態様のリハビリテーション支援システム(100)は、第15の態様の脳波測定システム(10)と、運動補助装置(3)と、制御装置(4)と、を備える。前記運動補助装置(3)は、機械的な刺激と電気的な刺激との少なくとも一方を前記人体に加える機能を有する。前記制御装置(4)は、前記情報処理装置(2)で取得された前記脳波情報に基づいて前記運動補助装置(3)を制御するように構成される。第16の態様によれば、測定環境による影響を反映し脳波により近い電気信号を発生させることができる。 The rehabilitation support system (100) of the 16th aspect includes the electroencephalogram measurement system (10) of the 15th aspect, an exercise assisting device (3), and a control device (4). The exercise assist device (3) has a function of applying at least one of a mechanical stimulus and an electrical stimulus to the human body. The control device (4) is configured to control the exercise assist device (3) based on the brain wave information acquired by the information processing device (2). According to the sixteenth aspect, it is possible to generate an electric signal closer to the brain wave by reflecting the influence of the measurement environment.

10 脳波測定システム
1 ヘッドセット(脳波計)
11 電極部
2 情報処理装置
6 擬似脳波発生システム
7 信号発生器
81 入力部
82 出力部
83,83A,83B 処理部
84 減衰器
85 インピーダンス変換部
851 第1インピーダンス変換回路(インピーダンス変換回路)
852 第2インピーダンス変換回路(インピーダンス変換回路)
86 分極電圧部
861 第1分極電圧回路(分極電圧回路)
862 第2分極電圧回路(分極電圧回路)
87 接触抵抗部
871 第1接触抵抗回路(接触抵抗回路)
872 第2接触抵抗回路(接触抵抗回路)
891 出力保護回路
D11 第1ダイオード
D12 第2ダイオード
892 入出力保護回路
D21,D22 ダイオード
C81〜C84 静電気保護素子
D81〜D84 静電気保護素子
9 シールド
10 EEG measurement system 1 Headset (electroencephalograph)
11 Electrode 2 Information processing device 6 Pseudo-brain wave generation system 7 Signal generator 81 Input unit 82 Output unit 83, 83A, 83B Processing unit 84 Attenuator 85 Impedance conversion unit 851 First impedance conversion circuit (impedance conversion circuit)
852 Second impedance conversion circuit (impedance conversion circuit)
86 Polarization voltage part 861 First polarization voltage circuit (polarization voltage circuit)
862 Second polarization voltage circuit (polarization voltage circuit)
87 Contact resistance circuit 871 First contact resistance circuit (contact resistance circuit)
872 Second contact resistance circuit (contact resistance circuit)
891 Output protection circuit D11 1st diode D12 2nd diode 892 Input / output protection circuit D21, D22 Diode C81-C84 Electrostatic protection element D81-D84 Electrostatic protection element 9 Shield

Claims (15)

信号発生器からの基準信号を受け取る入力部と、
脳波計の電極部に電気的に接続される出力部と、
前記入力部で受け取った前記基準信号に基づいて脳波を模した電気信号を前記出力部に生じさせる処理部と、
を備え、
前記処理部は、
前記入力部と前記出力部との間にあって前記電極部と人体との間の接触抵抗に相当する抵抗値を有する接触抵抗回路を含む接触抵抗部と、
前記入力部と前記接触抵抗回路との間にあって前記接触抵抗回路から見たインピーダンスが前記入力部から見たインピーダンスよりも小さいインピーダンス変換回路を含むインピーダンス変換部と、
を有する、
擬似脳波発生システム。
An input unit that receives a reference signal from a signal generator,
The output section that is electrically connected to the electrode section of the electroencephalograph,
A processing unit that generates an electric signal imitating an electroencephalogram in the output unit based on the reference signal received by the input unit, and a processing unit.
With
The processing unit
A contact resistance section between the input section and the output section, which includes a contact resistance circuit having a resistance value corresponding to the contact resistance between the electrode section and the human body.
An impedance conversion unit between the input unit and the contact resistance circuit, which includes an impedance conversion circuit in which the impedance seen from the contact resistance circuit is smaller than the impedance seen from the input unit.
Have,
Pseudo brain wave generation system.
前記処理部は、減衰器を更に備え、
前記減衰器は、前記入力部と前記インピーダンス変換回路との間にあって前記入力部で受け取った前記基準信号を減衰させるように構成される、
請求項1の擬似脳波発生システム。
The processing unit further includes an attenuator.
The attenuator is configured to attenuate the reference signal received by the input unit between the input unit and the impedance conversion circuit.
The pseudo-electroencephalogram generation system according to claim 1.
前記接触抵抗回路は、前記抵抗値を切り替える機能を有する、
請求項1又は2の擬似脳波発生システム。
The contact resistance circuit has a function of switching the resistance value.
The pseudo-electroencephalogram generation system according to claim 1 or 2.
前記処理部は、分極電圧部を更に備え、
前記分極電圧部は、前記入力部と前記出力部との間にあって前記電極部での分極電圧に相当する電圧変化を生じさせる分極電圧回路を含む、
請求項1〜3のいずれか一つの擬似脳波発生システム。
The processing unit further includes a polarization voltage unit.
The polarization voltage section includes a polarization voltage circuit between the input section and the output section that causes a voltage change corresponding to the polarization voltage at the electrode section.
A pseudo-electroencephalogram generation system according to any one of claims 1 to 3.
前記分極電圧回路は、前記インピーダンス変換回路と前記接触抵抗回路との間にある、
請求項4の擬似脳波発生システム。
The polarization voltage circuit is located between the impedance conversion circuit and the contact resistance circuit.
The pseudo-electroencephalogram generation system according to claim 4.
前記入力部と前記出力部と前記処理部とを保護するシールドを更に備え、
前記シールドは、絶縁シールドと、静電シールドと、磁気シールドとの少なくとも一つの機能を有する、
請求項1〜5のいずれか一つの擬似脳波発生システム。
Further provided with a shield that protects the input unit, the output unit, and the processing unit.
The shield has at least one function of an insulating shield, an electrostatic shield, and a magnetic shield.
A pseudo-electroencephalogram generation system according to any one of claims 1 to 5.
前記処理部は、静電気保護素子を更に備え、
前記静電気保護素子は、第1端が前記入力部と前記出力部との一方に電気的に接続され、第2端に接地電位が与えられる、
請求項1〜6のいずれか一つの擬似脳波発生システム。
The processing unit further includes an electrostatic protection element.
The first end of the electrostatic protection element is electrically connected to one of the input unit and the output unit, and a ground potential is given to the second end.
A pseudo-electroencephalogram generation system according to any one of claims 1 to 6.
前記静電気保護素子は、人体と地面の間の静電容量に相当する静電容量を有するコンデンサを含む、
請求項7の擬似脳波発生システム。
The electrostatic protection element includes a capacitor having a capacitance corresponding to the capacitance between the human body and the ground.
The pseudo-electroencephalogram generation system according to claim 7.
前記インピーダンス変換回路は、オペアンプを含む、
請求項1〜8のいずれか一つの擬似脳波発生システム。
The impedance conversion circuit includes an operational amplifier.
A pseudo-electroencephalogram generation system according to any one of claims 1 to 8.
前記処理部は、出力保護回路を更に備え、
前記出力保護回路は、第1ダイオードと第2ダイオードとの少なくとも一方を含み、
前記第1ダイオードは、アノードが前記オペアンプの出力端子に電気的に接続され、カソードに電源電位が与えられ、
前記第2ダイオードは、カソードが前記オペアンプの出力端子に電気的に接続され、アノードに接地電位が与えられる、
請求項9の擬似脳波発生システム。
The processing unit further includes an output protection circuit.
The output protection circuit includes at least one of a first diode and a second diode.
In the first diode, the anode is electrically connected to the output terminal of the operational amplifier, and the cathode is provided with a power supply potential.
In the second diode, the cathode is electrically connected to the output terminal of the operational amplifier, and a ground potential is given to the anode.
The pseudo-electroencephalogram generation system according to claim 9.
前記処理部は、入出力保護回路を更に備え、
前記入出力保護回路は、複数のダイオードの逆並列回路を含み、前記オペアンプの出力端子と入力端子との間に電気的に接続される、
請求項9又は10の擬似脳波発生システム。
The processing unit further includes an input / output protection circuit.
The input / output protection circuit includes an anti-parallel circuit of a plurality of diodes, and is electrically connected between the output terminal and the input terminal of the operational amplifier.
The pseudo-electroencephalogram generation system according to claim 9 or 10.
前記電気信号は、事象関連脱同期に起因する特定の周波数帯域の強度変化を含む脳波を模した信号である、
請求項1〜11のいずれか一つの擬似脳波発生システム。
The electrical signal is a signal that imitates an electroencephalogram including a change in intensity in a specific frequency band due to event-related desynchronization.
A pseudo-electroencephalogram generation system according to any one of claims 1 to 11.
前記信号発生器を更に備え、
前記信号発生器は、前記基準信号として、前記特定の周波数帯域の強度変化を含む信号を出力するように構成される、
請求項12の擬似脳波発生システム。
Further equipped with the signal generator
The signal generator is configured to output a signal including an intensity change in the specific frequency band as the reference signal.
The pseudo-electroencephalogram generation system according to claim 12.
前記電気信号は、α波帯域の周波数を有する信号とβ波帯域の周波数を有する信号との少なくとも一方を含む、
請求項1〜13のいずれか一つの擬似脳波発生システム。
The electrical signal includes at least one of a signal having a frequency in the α wave band and a signal having a frequency in the β wave band.
A pseudo-electroencephalogram generation system according to any one of claims 1 to 13.
請求項1〜14のいずれか一つの擬似脳波発生システムと、
前記擬似脳波発生システムからの前記電気信号に基づいて脳波情報を生成する脳波計と、
前記脳波計から前記脳波情報を取得する情報処理装置と、
を備える、
脳波測定システム。
The pseudo-electroencephalogram generation system according to any one of claims 1 to 14 and
An electroencephalograph that generates electroencephalogram information based on the electrical signal from the pseudo-electroencephalogram generation system,
An information processing device that acquires the electroencephalogram information from the electroencephalograph, and
To prepare
EEG measurement system.
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