JP7024151B2 - 脳波測定システム、脳波測定方法、プログラム、及び非一時的記録媒体 - Google Patents

Description

本開示は、一般に脳波測定システム、脳波測定方法、プログラム、及び非一時的記録媒体に関する。より詳細には、対象者の頭部の一部である測定箇所に配置される電極部にて採取される脳波を表す脳波情報を取得する脳波測定システム、脳波測定方法、プログラム、及び非一時的記録媒体に関する。

従来、対象者の脳波情報を利用する技術が提案されている。

一例として、特許文献１には、対象者（被験者）における楽曲の聴取時に計測した脳波に基づき、その楽曲の聴取経験を推定する技術が開示されている。特許文献１に記載の技術では、聴取経験の有無が不明な楽曲を聴取している被験者の脳波を計測して脳波情報（被験者脳波データ）を取得し、脳波情報から取得される第１特徴をモデル脳波パターンと照合した結果を用いて、楽曲の聴取経験の有無が推定される。

特許文献１に記載の方法では、１２個の電極を備える電極帽を対象者に装着させた状態で、アーチファクト（ノイズ）の発生を抑えるために、脳波記録中の対象者には、閉眼の上、身体の動きを極力抑えてもらった上で、脳波の測定及び記録が行われる。さらに、特許文献１には、対象者の身体の無意識の動き及び眼球運動によるアーチファクトの除去のための処理を脳波信号に施すことが、記載されている。

しかし、対象者が閉眼の上、身体の動きを抑えるだけではアーチファクトの発生を十分に抑えることができず、信号処理にてアーチファクトを完全に除去することも難しいため、特許文献１に記載の方法では、アーチファクトによる脳波の測定精度の低下が生じ得る。

特開２０１７－４２５６２号公報

本開示は上記事由に鑑みてなされており、アーチファクトによる脳波測定の精度の低下を抑制できる脳波測定システム、脳波測定方法、プログラム、及び非一時的記録媒体を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る脳波測定システムは、取得部と、判定部と、出力部と、入力部と、処理部と、を備える。前記取得部は、対象者の頭部の一部である測定箇所に配置される電極部にて採取される脳波を表す脳波情報を取得する。前記判定部は、前記取得部で取得された前記脳波情報に基づいて、アーチファクトの有無を判定する。前記出力部は、前記判定部の判定結果を出力する。前記入力部は、前記取得部で取得された複数の前記脳波情報の中から１以上の脳波情報を指定する指定信号を、操作部より受け付ける。前記処理部は、前記指定信号にて指定される前記１以上の脳波情報に基づいて、前記脳波情報の解析に用いるパラメータを決定するためのキャリブレーション処理を実行する。
本開示の別の一態様に係る脳波測定システムは、取得部と、判定部と、出力部と、を備える。前記取得部は、対象者の頭部の一部である測定箇所に配置される電極部にて採取される脳波を表す脳波情報を取得する。前記判定部は、前記取得部で取得された前記脳波情報に基づいて、アーチファクトの有無を判定する。前記出力部は、前記判定部の判定結果を出力する。前記判定部は、前記アーチファクトが有ると判定した場合に、前記アーチファクトの種類を更に判定する。前記測定箇所は第１測定箇所及び第２測定箇所を含む。前記電極部は前記第１測定箇所に対応する第１電極及び前記第２測定箇所に対応する第２電極を含む。前記取得部は、前記第１電極にて採取される脳波を表す第１脳波情報及び前記第２電極にて採取される脳波を表す第２脳波情報をそれぞれ取得する。前記判定部は、前記第１脳波情報又は前記第２脳波情報と、前記第１脳波情報及び前記第２脳波情報の差分とに基づいて、前記アーチファクトの種類を判定する。
本開示の更に別の一態様に係る脳波測定システムは、取得部と、判定部と、出力部と、を備える。前記取得部は、対象者の頭部の一部である測定箇所に配置される電極部にて採取される脳波を表す脳波情報を取得する。前記判定部は、前記取得部で取得された前記脳波情報に基づいて、アーチファクトの有無を判定する。前記出力部は、前記判定部の判定結果を出力する。前記判定部は、時間軸方向に所定時間ずつずらして設定された複数の第１期間を含む第２期間における前記脳波情報の特徴量と、前記複数の第１期間の各々における前記脳波情報の特徴量と、の比から前記アーチファクトの判定を行う。

本開示の一態様に係る脳波測定方法は、対象者の頭部の一部である測定箇所に配置される電極部にて採取される脳波を表す脳波情報を取得し、取得した前記脳波情報に基づいて、アーチファクトの有無を判定し、前記アーチファクトの判定結果を出力し、取得された複数の前記脳波情報の中から１以上の脳波情報を指定する指定信号を、操作部より受け付け、前記指定信号にて指定される前記１以上の脳波情報に基づいて、前記脳波情報の解析に用いるパラメータを決定するためのキャリブレーション処理を実行する。
本開示の別の一態様に係る脳波測定方法は、対象者の頭部の一部である測定箇所に配置される電極部にて採取される脳波を表す脳波情報を取得し、取得した前記脳波情報に基づいて、アーチファクトの有無を判定し、前記アーチファクトの判定結果を出力し、前記アーチファクトが有ると判定した場合に、前記アーチファクトの種類を更に判定し、前記測定箇所は第１測定箇所及び第２測定箇所を含み、前記電極部は前記第１測定箇所に対応する第１電極及び前記第２測定箇所に対応する第２電極を含み、前記第１電極にて採取される脳波を表す第１脳波情報及び前記第２電極にて採取される脳波を表す第２脳波情報をそれぞれ取得し、前記第１脳波情報又は前記第２脳波情報と、前記第１脳波情報及び前記第２脳波情報の差分とに基づいて、前記アーチファクトの種類を判定する。
本開示の更に別の一態様に係る脳波測定方法は、対象者の頭部の一部である測定箇所に配置される電極部にて採取される脳波を表す脳波情報を取得し、取得した前記脳波情報に基づいて、アーチファクトの有無を判定し、前記アーチファクトの判定結果を出力し、時間軸方向に所定時間ずつずらして設定された複数の第１期間を含む第２期間における前記脳波情報の特徴量と、前記複数の第１期間の各々における前記脳波情報の特徴量と、の比から前記アーチファクトの判定を行う。

本開示の一態様に係るプログラムは、コンピュータシステムに、前記脳波測定方法を実行させるためのプログラムである。

本開示の一態様に係る非一時的記録媒体は、コンピュータシステムに、前記脳波測定方法を実行させるためのプログラムを記録した、コンピュータシステムで読取可能な非一時的記録媒体である。

図１は、実施形態１に係る脳波測定システム、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。 図２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。 図３は、同上の脳波測定システム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。 図４は、同上の脳波測定システムの訓練画面の一例を示す説明図である。 図５は、同上の脳波測定システムの設定画面の一例を示す説明図である。 図６は、同上の脳波測定システムの活性化レベルに対する閾値の決定方法を説明するためのグラフである。 図７は、同上の脳波測定システムのキャリブレーション画面の一例を示す説明図である。 図８は、同上の脳波測定システムの選択画面の一例を示す説明図である。 図９は、同上の脳波測定システムのキャリブレーション結果画面の一例を示す説明図である。 図１０は、同上の脳波測定システムのアーチファクトの判定処理を説明するための概念図である。 図１１は、同上の脳波測定システムのアーチファクトの判定処理を示すフローチャートである。 図１２は、実施形態２に係る脳波測定システムのキャリブレーション結果画面の一例を示す説明図である。 図１３は、同上の脳波測定システムにおいて双極導出により導出される脳波、及び単極導出により導出される脳波の波形図である。 図１４は、同上の脳波測定システムにおけるアーチファクトの判定処理の流れを模式的に表す概念図である。

（実施形態１）
（１）概要
本実施形態に係る脳波測定システム１０の概要について、図１及び図２を参照して説明する。

本実施形態に係る脳波測定システム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、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。

脳波測定システム１０は、電極部１１を有するヘッドセット１と、情報処理装置２と、を備えている。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。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。

本実施形態では、脳波測定システム１０が、対象者５のリハビリテーションを支援するためのリハビリテーション支援システム１００に用いられる場合について説明する。すなわち、リハビリテーション支援システム１００は、本実施形態に係る脳波測定システム１０を備えている。リハビリテーション支援システム１００は、運動補助装置３と、制御装置４と、を更に備えている。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。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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

ところで、本実施形態に係る脳波測定システム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。詳しくは「（２）リハビリテーション支援システム」の欄で説明するが、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。

ただし、事象関連脱同期によりパワーが減少する周波数帯域、及びパワーの減少量等は、一律ではなく、例えば、対象者５の属性（年齢及び性別等）、障害部位、障害の状態、及び個人差等によってばらつく。そのため、脳波測定システム１０の検出対象となる脳波（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）は、一律には定まらず、対象者５によって様々な形態をとり得る。そこで、脳波測定システム１０は、脳波情報の解析、つまり検出対象となる脳波の検出に用いる各種のパラメータを決定するためのキャリブレーション（calibration）処理を実行するように構成されている。

ここにおいて、脳波情報にアーチファクト（artifact）が含まれていると、脳波の測定精度の低下が生じ得る。本開示でいう「アーチファクト」は、脳波測定システム１０にて取得される脳波情報に混入する、脳波以外の現象を意味し、脳波に対して雑音（noise）成分となる。脳波情報に混入するアーチファクトの例としては、まばたき等の眼球運動に起因して生じる成分、並びに歯噛み又は首の動き等の体動・表情筋運動に起因して生じる成分がある。この種のアーチファクトが混入した脳波情報を用いてキャリブレーション処理が実行されると、アーチファクトに起因して脳波の測定精度が低下した状態でキャリブレーション処理が行われることになり、パラメータの精度が低下する。そこで、パラメータを精度よく決定するためには、脳波測定システム１０は、アーチファクトが含まれていない脳波情報を用いて、キャリブレーション処理を実行することが好ましい。

本実施形態に係る脳波測定システム１０は、電極部１１から取得した脳波情報に基づいて、アーチファクトの有無を判定し、判定結果を出力する機能を有している。判定結果の出力の態様としては、例えば、表示、音声出力、プリントアウト（印刷）、非一時的記録媒体への書き込み、及び情報端末への送信等がある。したがって、出力される判定結果にて、アーチファクトの有無が判断可能となるため、例えば、アーチファクトが混入した脳波情報を除外することで、アーチファクトによる脳波測定の精度の低下を抑制できる。このように、脳波測定システム１０では、アーチファクトの有無の判定結果が出力されることにより、アーチファクトが含まれていない脳波情報のみを用いた、キャリブレーション処理が可能になる。

（２）リハビリテーション支援システム
以下、本実施形態に係るリハビリテーション支援システム１００について更に詳しく説明する。

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。

上述したように、本実施形態では、脳波測定システム１０は、ヘッドセット１と、情報処理装置２と、を備えている。

ヘッドセット１は、図２に示すように、対象者５の頭部５２に装着される。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。

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。本実施形態では、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、及びキャリブレーション処理等は、情報処理装置２にて行われる。

対象者５が随意運動を行おうと企図（想起）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脳の右側にあり、右手指に対応する運動野は脳の左側にある。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２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。

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の随意運動に合わせて、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。脳波測定システム１０について詳しくは「（３）脳波測定システム」の欄で説明する。

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１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。

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が用いられる場合を例示する。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。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」を放す動作のことを意味する。

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。

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。

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刺激を与える。

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。

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。

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。

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１参照）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を放す際の随意運動（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。

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。

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。詳しくは「（３）脳波測定システム」の欄で説明するが、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３参照）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。

ここで、対象者５がリハビリテーションを開始する前に、脳波測定システム１０は、検出対象となる脳波の検出に用いる各種のパラメータを決定するためのキャリブレーション処理を実行する。これにより、脳波測定システム１０は、事象関連脱同期によりパワーが減少する周波数帯域、及びパワーの減少量等の対象者５ごとのばらつきを加味して、検出対象となる脳波の検出精度の向上を図ることができる。キャリブレーション処理について詳しくは「（３）脳波測定システム」の欄で説明する。

キャリブレーション処理を含む準備過程の完了後、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。

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。

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。

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。

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は「（３）脳波測定システム」の欄で説明する。

（３）脳波測定システム
（３．１）構成
以下、本実施形態に係る脳波測定システム１０について更に詳しく説明する。

脳波測定システム１０は、図３に示すように、対象者５の頭部５２に装着されるヘッドセット１と、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と、を備えている。

ヘッドセット１は、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

プロセッサ２１は、取得部２１１、解析部２１２、検出部２１３、判定部２１４、処理部２１５、入力部２１６、出力部２１７及び表示制御部２１８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、検出部２１３、判定部２１４、処理部２１５、入力部２１６、出力部２１７及び表示制御部２１８の機能が実現される。

取得部２１１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。

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。

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企図（想起）せず、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。

更に詳しく説明すると、本実施形態では一例として、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から、まず特定の周波数帯域のパワーの減少量を表す活性化レベルを算出する。そして、検出部２１３は、算出された活性化レベルを、メモリ２２に記憶されている閾値と比較し、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が生じたと判断する。すなわち、活性化レベルに対する閾値は、特定の周波数帯域のパワーを表すグラフ（図６参照）において、安静範囲Ａ１と運動範囲Ａ２との境界線（直線Ｌｔｈ１）に相当する値である。そのため、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ることになる。詳しくは「（３．３）キャリブレーション処理」の欄で説明するが、閾値は、キャリブレーション処理にて設定される。

判定部２１４は、取得部２１１で取得された脳波情報に基づいて、アーチファクトの有無を判定する。アーチファクトは、上述したように脳波に対して雑音成分となるため、判定部２１４にて、アーチファクトが含まれていると判定された場合には、脳波の測定精度の低下が生じ得る。判定部２１４の動作について詳しくは「（３．３）キャリブレーション処理」の欄で説明する。

処理部２１５は、脳波情報の解析に用いるパラメータを決定するためのキャリブレーション処理を実行する。つまり、処理部２１５では、少なくとも活性化レベルに対する閾値を含む各種のパラメータを決定するためのキャリブレーション処理が実行される。処理部２１５によるキャリブレーション処理は、訓練過程に先駆けて実行される。処理部２１５は、キャリブレーション処理で決定された各種のパラメータを、メモリ２２に記憶する。

入力部２１６は、取得部２１１で取得された複数の脳波情報の中からキャリブレーション処理に使用される１以上の脳波情報を指定する指定信号を、操作部２４より受け付ける。すなわち、メモリ２２は、取得部２１１が取得した複数の脳波情報を記憶可能である。キャリブレーション処理では、これら複数の脳波情報のうち、指定信号にて指定される１以上の脳波情報が使用される。言い換えれば、入力部２１６が操作部２４より受け付ける指定信号は、メモリ２２に記憶されている複数の脳波情報の中から、キャリブレーション処理に使用される１以上の脳波情報を指定するための信号である。

出力部２１７は、判定部２１４の判定結果を出力する。すなわち、判定部２１４にてアーチファクトの有無が判定されると、その判定結果が出力部２１７より出力される。出力部２１７による判定結果の出力の態様としては、例えば、表示、音声出力、プリントアウト（印刷）、非一時的記録媒体への書き込み、及び情報端末への送信等がある。本実施形態では、判定結果が表示部２６に表示されるように、出力部２１７は、表示制御部２１８に判定結果を出力する。

表示制御部２１８は、出力部２１７が出力する判定結果を表示部２６に表示させる。表示制御部２１８は、表示部２６を制御する機能を有しており、様々なコンテンツを表示部２６に表示させることが可能である。表示制御部２１８は、少なくとも判定部２１４の判定結果を表示部２６に表示させる。

（３．２）訓練過程
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。

訓練過程においては、リハビリテーション支援システム１００の動作モードは、訓練モードである。リハビリテーション支援システム１００の動作モードが訓練モードにあれば、情報処理装置２の表示部２６には、例えば、図４に示すような、訓練画面２００が表示される。図４の例において、領域を示す一点鎖線及び参照符号は説明のために表記しているに過ぎず、実際には、これらの一点鎖線及び参照符号は表示部２６に表示されない。

訓練画面２００は、活性化レベル表示領域Ｇ１、脳波表示領域Ｇ２、訓練開始ボタンＧ３、装具操作ボタンＧ４、回数表示領域Ｇ５、感知状態表示領域Ｇ６、機器状態表示領域Ｇ７、ステータス表示領域Ｇ８及び終了ボタンＧ９を有している。また、訓練画面２００は、操作ガイド領域Ｇ１０、チェックボックスＧ１１、訓練情報出力ボタンＧ１２、履歴ボタンＧ１３及び設定ボタンＧ１４を更に有している。

活性化レベル表示領域Ｇ１は、活性化レベルのグラフを表示するための領域である。活性化レベルのグラフは、横軸を時間（秒）、縦軸を活性化レベルとして、活性化レベルの時間変化を表す波形を表示する。活性化レベル表示領域Ｇ１において、直線Ｌ１は閾値（設定値）を表している。さらに、活性化レベルが閾値を超える期間には、活性化レベルのグラフの上方に帯状の判定マークＭ１が表示される。また、活性化レベルのグラフの背景色は、訓練時間の前半の安静期間（０～５秒の期間）と、訓練時間の後半の運動期間（５～１０秒の期間）と、で異なることが好ましい。

脳波表示領域Ｇ２は、ヘッドセット１で測定された脳波を表示するための領域である。脳波表示領域Ｇ２における脳波は、ヘッドセット１から情報処理装置２に送信される脳波情報に従って、リアルタイムで表示される。脳波のグラフは、横軸を時間（秒）、縦軸を電位として、脳波の時間変化を表す波形を表示する。

訓練開始ボタンＧ３は、訓練を開始するためのボタンである。訓練開始ボタンＧ３がタップされることで、リハビリテーション支援システム１００による訓練が開始し、脳波測定システム１０での脳波の測定が開始する。

装具操作ボタンＧ４は、運動補助装置３を操作するためのボタンである。装具操作ボタンＧ４がタップされることで、脳波測定システム１０から制御信号が出力され、運動補助装置３の閉動作又は開動作が行われる。ここで、装具操作ボタンＧ４には、「装具閉」又は「装具開」というようなテキスト情報が表示される。「装具閉」と表示されている状態で装具操作ボタンＧ４がタップされると、運動補助装置３の閉動作が行われ、「装具開」と表示されている状態で装具操作ボタンＧ４がタップされると、運動補助装置３の開動作が行われる。

回数表示領域Ｇ５は、成功回数及び試行回数を表示するための領域である。本開示でいう「成功回数」は、脳波測定システム１０が、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を、訓練時間の運動期間内に検出した回数である。本開示でいう「試行回数」は、リハビリテーション支援システム１００による訓練が行われた回数である。

感知状態表示領域Ｇ６は、脳波の感知状態を表示するための領域である。本実施形態では、脳波測定システム１０は、第１電極１１１及び第２電極１１２の各々について、対象者５の身体（頭皮）との間のインピーダンス値を測定し、測定されたインピーダンス値に応じて感知状態の良否を判定している。図４の例では、感知状態表示領域Ｇ６に、インピーダンス値（図４では「８０以上」）のテキスト表示と、第１電極１１１及び第２電極１１２の各々の感知状態の良否を表すマーカ表示と、がなされている。具体的には、第１電極１１１及び第２電極１１２の各々の感知状態の良否によって、例えば、人の頭部を模したイラスト上におけるマーカの色が変化する。

機器状態表示領域Ｇ７は、リハビリテーション支援システム１００における各機器の状態を表示するための領域である。機器状態表示領域Ｇ７では、例えば、情報処理装置２におけるヘッドセット１との接続状態、ヘッドセット１の電池残量等の状態が「○」又は「×」等のアイコンで表示される。

ステータス表示領域Ｇ８は、対象者５の識別情報（被験者ＩＤ）及び氏名、並びに医療スタッフの識別情報（検者ＩＤ）及び氏名等を表示するための領域である。また、ステータス表示領域Ｇ８には、「リハビリ対象」、つまりリハビリテーションの対象が「左手」と「右手」とのいずれであるかを示す対象アイコンＧ８１が更に表示される。図４の例では、対象アイコンＧ８１は、リハビリテーションの対象が「左手」であることをテキスト情報にて示している。

終了ボタンＧ９は、訓練を終了するためのボタンである。終了ボタンＧ９がタップされることで、リハビリテーション支援システム１００による訓練が終了し、脳波測定システム１０での脳波の測定が終了する。

操作ガイド領域Ｇ１０は、リハビリテーション支援システム１００の操作をガイドするテキスト情報を表示するための領域である。図４の例では、「試行を開始する場合は〔訓練開始〕ボタンを押してください」というテキスト情報が操作ガイド領域Ｇ１０に表示されている。操作ガイド領域Ｇ１０の表示内容は、リハビリテーション支援システム１００の動作状態に応じて変化する。

チェックボックスＧ１１は、脳波表示領域Ｇ２に脳波を表示するか否かを切り替えるためのアイコンである。チェックボックスＧ１１がタップされることで、脳波表示領域Ｇ２に脳波が表示される状態と、表示されない状態とが交互に切り替わる。チェックボックスＧ１１の表示がアクティブになっている状態では、脳波表示領域Ｇ２に脳波が表示される。

訓練情報出力ボタンＧ１２は、リハビリテーションの結果を含む訓練情報を出力するためのボタンである。訓練情報出力ボタンＧ１２がタップされることで、訓練情報が、所望の態様で出力される。訓練情報の出力の態様としては、例えば、表示、音声出力、プリントアウト（印刷）、非一時的記録媒体への書き込み、及び情報端末への送信等がある。

履歴ボタンＧ１３は、リハビリテーションの結果を含む訓練情報の履歴を参照するためのボタンである。履歴ボタンＧ１３がタップされることで、情報処理装置２の表示部２６に表示される画面が、訓練画面２００から履歴参照画面に遷移する。履歴参照画面には、少なくとも対象者５が過去に実施したリハビリテーションの結果が表示される。

設定ボタンＧ１４は、リハビリテーション支援システム１００の動作モードを、リハビリテーション支援システム１００に関する各種の設定を行う設定モードに移行させるためのボタンである。設定ボタンＧ１４がタップされることで、情報処理装置２の表示部２６に表示される画面が、訓練画面２００から後述の設定画面２０１（図５参照）に遷移する。

訓練過程においては、上述したような訓練画面２００が情報処理装置２の表示部２６に表示された状態で、対象者５がリハビリテーションを実施する。つまり、訓練開始ボタンＧ３がタップされることで、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、操作ガイド領域Ｇ１０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訓練画面２００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。

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、操作ガイド領域Ｇ１０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訓練画面２００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。ここで、事象関連脱同期が生じることにより、活性化レベルが閾値（図４の直線Ｌ１参照）を超えると、訓練画面２００における活性化レベルのグラフの上方に帯状の判定マークＭ１が表示される。

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。

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。

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。図４に例示する訓練画面２００では、判定マークＭ１の長さが継続時間の長さに相当する。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。

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。

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。

ところで、リハビリテーション支援システム１００の動作モードが設定モードにあれば、情報処理装置２の表示部２６には、図５に示すような、設定画面２０１が表示される。図５の例において、領域を示す一点鎖線及び参照符号は説明のために表記しているに過ぎず、実際には、これらの一点鎖線及び参照符号は表示部２６に表示されない。

設定画面２０１は、訓練画面２００と同様の感知状態表示領域Ｇ６、機器状態表示領域Ｇ７、ステータス表示領域Ｇ８及び終了ボタンＧ９に加えて、第１～５の設定領域Ｇ２１～Ｇ２５及び更新ボタンＧ２６を含んでいる。

第１の設定領域Ｇ２１には、電気刺激発生装置３２による電気的な刺激の強度（神経筋刺激レベル）を調節するためのスライドバーが表示される。第２の設定領域Ｇ２２には、音量を調節するためのスライドバーが表示される。第３の設定領域Ｇ２３には、活性化レベルに対する閾値を調節するためのスライドバーが表示される。第４の設定領域Ｇ２４には、手指駆動装置３１の動作速度を調整するための上段スライドバーＧ２７、及び手指駆動装置３１の可動範囲を調整するための下段スライドバーＧ２８が表示される。

第５の設定領域Ｇ２５には、規定時間を設定するためのスライドバーが表示される。本開示でいう「規定時間」は、手指駆動装置３１の開動作により対象者５の伸展動作を補助するか否かを判定するための時間であって、一例として、デフォルトで１．０秒に設定されている。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が規定時間継続したときに、第１の制御信号を出力して手指駆動装置３１を駆動する。

ここで、手指駆動装置３１の可動範囲については、開動作の終点を規定する「開角度」と、閉動作の終点を規定する「閉角度」と、を個別に設定可能である。具体的には、下段スライドバーＧ２８には、開角度を調節するための第１スライダＧ２８１と、閉角度を調節するための第２スライダＧ２８２と、が含まれている。さらに、感覚的に手指駆動装置３１の可動範囲を調節可能となるように、第１スライダＧ２８１と、開動作のアクションを示すイラスト及び開角度を表すテキスト情報とで、表示色（例えば水色）が統一されている。同様に、第２スライダＧ２８２と、閉動作のアクションを示すイラスト及び閉角度を表すテキスト情報とで、表示色（例えば赤色）が統一されている。

更新ボタンＧ２６は、リハビリテーション支援システム１００の動作モードを、訓練モードに移行させるためのボタンである。更新ボタンＧ２６がタップされることで、情報処理装置２の表示部２６に表示される画面が、設定画面２０１から訓練画面２００に遷移する。このとき、設定画面２０１で設定された各種の設定値がメモリ２２に書き込まれ、設定値の更新が行われる。

（３．３）キャリブレーション処理
次に、訓練課程に先駆けて準備過程において実行されるキャリブレーション処理時における、脳波測定システム１０の動作について詳しく説明する。

（３．３．１）処理の概要
キャリブレーション処理は、リハビリテーション支援システム１００の動作モードがキャリブレーションモードであるときに行われる。キャリブレーション処理は、少なくとも活性化レベルに対する閾値を含む、各種のパラメータを決定するための処理である。つまり、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、及びパワーの減少量等は、例えば、対象者５の属性（年齢及び性別等）、障害部位、障害の状態、及び個人差等によってばらつく。そこで、脳波測定システム１０では、検出対象となる脳波の検出精度を高めるために、キャリブレーション処理にて、脳波情報の解析に用いる各種のパラメータを対象者５ごとに決定する。

キャリブレーション処理は、脳波測定システム１０にて、訓練課程と同様の手順で実際に対象者５の脳波を測定する測定処理と、測定された脳波に基づいて、この対象者５に合わせた各種のパラメータが決定される算出処理と、を含む。

測定処理においては、訓練時間と同様、安静期間と運動期間とに２分されたキャリブレーション時間が設定され、このキャリブレーション時間に、脳波測定システム１０にて脳波が測定される。対象者５は、キャリブレーション時間における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、キャリブレーション時間は「１０秒間」であって、キャリブレーション時間を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。

すなわち、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。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。脳波測定システム１０は、これら安静期間及び運動期間の両方において、対象者５の脳波を測定する。脳波測定システム１０は、キャリブレーション時間（安静期間及び運動期間）中に測定された脳波情報を、レコードとしてメモリ２２に記憶する。つまり、本開示でいう「レコード」は、測定処理において、キャリブレーション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である。ただし、測定処理のキャリブレーション時間においては、訓練課程とは異なり、脳波測定システム１０は、脳波の特徴的な変化を検出する処理を行わない。

ここで、脳波測定システム１０は、キャリブレーション処理において、上述した測定処理を複数回行うことができる。メモリ２２は、所定数（一例として「３０」）を上限として、複数のレコードを記憶することが可能である。これにより、１ないし複数回の測定処理の終了時点において、メモリ２２には、安静期間及び運動期間における対象者５の脳波を表す、１ないし複数のレコードが記憶される。

算出処理においては、１ないし複数回の測定処理にてメモリ２２に記憶された１ないし複数のレコードを用いて、対象者５に合わせた各種のパラメータを決定する。具体的には、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にて解析し、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、各種のパラメータを決定する。このとき決定されるパラメータには、少なくとも活性化レベルに対する閾値、並びにα波及びβ波の各々の周波数帯域等が含まれている。

以下に、活性化レベルに対する閾値の決定方法について、図６を参照して簡単に説明する。図６は、複数（ここでは一例として５つ）のレコードについて、α波及びβ波の２つの周波数帯域に着目した場合の、安静期間及び運動期間の各々についてのパワーをプロットしたグラフである。図６では、横軸をα波のパワー、縦軸をβ波のパワーとし、安静期間におけるパワーの代表値（例えば、平均値）を「○」印で示し、運動期間におけるパワーの代表値（例えば、平均値）を「×」印で示している。図６では、対象者５におけるα波及びβ波の各々の周波数帯域が既に決定された状態を想定している。

すなわち、図６において、α波及びβ波の２つの周波数帯域について、「○」印が存在する範囲が安静範囲Ａ１であって、「×」印が存在する範囲が運動範囲Ａ２に相当する。上述したように、脳波測定システム１０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。そのため、図６における安静範囲Ａ１と運動範囲Ａ２との境界線（直線Ｌｔｈ１）が、活性化レベルに対する閾値に相当する。このように、活性化レベルに対する閾値は、測定処理において測定された１ないし複数のレコードに基づいて決定可能である。

キャリブレーション処理にて決定された各種のパラメータは、メモリ２２に記憶される。その後の訓練課程において、リハビリテーション支援システム１００は、キャリブレーション処理で決定された各種のパラメータを使用する。また、設定画面２０１（図５参照）の第３の設定領域Ｇ２３では、上述したようにスライドバーにて、活性化レベルに対する閾値を調節可能である。ただし、設定画面２０１では、キャリブレーション処理で決定された閾値を、正方向又は負方向にシフトする調節がされるだけであって、あくまで基準となる閾値はキャリブレーション処理で決定される。

閾値の決定方法は、上述した方法に限らず、例えば、線形判別分析（Linear Discriminant Analysis：LDA）又はサポートベクターマシン（Support Vector Machine：SVM）といった様々な方法を適用可能である。

（３．３．２）画面の説明
次に、キャリブレーション処理に際して、情報処理装置２の表示部２６に表示される画面について、情報処理装置２の表示部２６に表示される画面を表す図７～図９を参照して説明する。図７～図９の例において、領域を示す一点鎖線及び参照符号は説明のために表記しているに過ぎず、実際には、これらの一点鎖線及び参照符号は表示部２６に表示されない。

すなわち、キャリブレーション処理において、まず測定処理中には、情報処理装置２の表示部２６に、例えば、図７に示すような、キャリブレーション画面２０２が表示される。測定処理が終了すると、情報処理装置２の表示部２６には、例えば、図８に示すような、選択画面２０３が表示される。選択画面２０３では、算出処理に使用されるレコードが選択される。算出処理が終了すると、情報処理装置２の表示部２６には、例えば、図９に示すような、キャリブレーション結果画面２０４が表示される。

キャリブレーション画面２０２は、図７に示すように、訓練画面２００と同様の活性化レベル表示領域Ｇ１、脳波表示領域Ｇ２、回数表示領域Ｇ５、感知状態表示領域Ｇ６、機器状態表示領域Ｇ７、ステータス表示領域Ｇ８及び終了ボタンＧ９を含んでいる。さらに、キャリブレーション画面２０２は、訓練画面２００と同様の操作ガイド領域Ｇ１０及びチェックボックスＧ１１に加えて、測定開始ボタンＧ３１、移行ボタンＧ３２及び戻るボタンＧ３３を含んでいる。キャリブレーション画面２０２の活性化レベル表示領域Ｇ１は、基本的には訓練画面２００と同じであるが、α波とβ波との各々のグラフが表示される点で、訓練画面２００と相違する。また、キャリブレーション画面２０２の回数表示領域Ｇ５は、基本的には訓練画面２００と同じであるが、「成功回数」が表示されない点で、訓練画面２００と相違する。

キャリブレーション画面２０２の活性化レベル表示領域Ｇ１には、α波についての活性化レベルのグラフと、β波についての活性化レベルのグラフとが同時に表示される。ただし、α波のグラフとβ波のグラフとが区別可能なように、α波のグラフとβ波のグラフとでは表示態様（例えば、表示色）が異なる。また、キャリブレーション処理においては、活性化レベルに対する閾値が未設定であるため、活性化レベル表示領域Ｇ１には、閾値（設定値）を表す直線Ｌ１が表示されず、活性化レベルのグラフの上方の判定マークＭ１も表示されない。活性化レベルのグラフの背景色は、キャリブレーション時間の前半の安静期間（０～５秒の期間）と、キャリブレーション時間の後半の安静期間（５～１０秒の期間）と、で異なることが好ましい。

測定開始ボタンＧ３１は、測定処理を開始するためのボタンである。測定開始ボタンＧ３１がタップされることで、脳波測定システム１０での脳波の測定が開始する。

移行ボタンＧ３２は、算出処理に移行するためのボタンである。移行ボタンＧ３２がタップされることで、脳波測定システム１０は測定処理を終了し、情報処理装置２の表示部２６に表示される画面が、キャリブレーション画面２０２から選択画面２０３（図８参照）に遷移する。

戻るボタンＧ３３は、脳波測定システム１０をキャリブレーション処理の開始前の状態に戻すためのボタンである。戻るボタンＧ３３がタップされることで、脳波測定システム１０は、キャリブレーション処理を終了し、キャリブレーション処理の開始前の状態に復帰する。

選択画面２０３は、図８に示すように、レコード表示領域Ｇ４１、操作ガイド領域Ｇ４２、凡例表示領域Ｇ４３、追試行ボタンＧ４４、選択数表示領域Ｇ４５及び計算ボタンＧ４６を含んでいる。

レコード表示領域Ｇ４１は、レコードとしてメモリ２２に記憶された脳波を表示するための領域である。ここで、レコード表示領域Ｇ４１における脳波のグラフは、脳波表示領域Ｇ２と同様に、横軸を時間（秒）、縦軸を電位として、脳波の時間変化を表す波形を表示する。図８の例では、メモリ２２に記憶されている複数（ここでは２つ）のレコードについて、脳波が上下方向に並べて表示されている。さらに、レコード表示領域Ｇ４１において、各レコードの脳波の右方には、レコードに対応付けてチェックボックスＧ４１１が表示されている。チェックボックスＧ４１１は、算出処理に用いるレコードを選択するためのアイコンである。チェックボックスＧ４１１がタップされることで、対応するレコードが算出処理に用いられる状態と、用いられない状態とが交互に切り替わる。チェックボックスＧ４１１の表示がアクティブになっている状態では、対応するレコードが算出処理に用いられる。

ここにおいて、レコード表示領域Ｇ４１に表示されているレコードの数が多く、一覧表示できない場合には、レコード表示領域Ｇ４１に表示されているレコードが上下方向へスクロール可能である。その結果、レコード表示領域Ｇ４１には、レコード表示領域Ｇ４１に一覧表示可能な数を超えて、多数のレコードを表示可能となる。

ところで、レコード表示領域Ｇ４１における各レコードの脳波の下方には、各レコードに対応して、帯状のアーチファクトマークＭ２が表示される。アーチファクトマークＭ２は、脳波情報にアーチファクトが含まれていると判定される期間にのみ表示される。上述したように、本実施形態に係る脳波測定システム１０は、脳波情報にアーチファクトが含まれているか否かを判定する機能（判定部２１４）を有するので、判定部２１４での判定結果がアーチファクトマークＭ２に反映されることになる。

つまり、ある脳波情報についてアーチファクトマークＭ２が表示されている期間には、脳波情報にアーチファクトが含まれている可能性が高く、アーチファクトマークＭ２が表示されていない期間には、脳波情報にアーチファクトが含まれていない可能性が高い。本実施形態に係る脳波測定システム１０では、このようなアーチファクトマークＭ２をレコード表示領域Ｇ４１に表示することにより、アーチファクトが含まれていないレコードの中から、算出処理に用いるレコードを容易に選択可能となる。つまり、対象者５又は医療スタッフが、チェックボックスＧ４１１にて算出処理に用いるレコードを選択するに際して、アーチファクトマークＭ２が表示されていないレコードのみを選択することで、アーチファクトが含まれていないレコードのみを選択できる。その結果、アーチファクトが含まれていない脳波情報を用いて、パラメータを精度よく決定することができる。

このとき、入力部２１６では、対象者５又は医療スタッフが、チェックボックスＧ４１１にて選択したレコードを表す指定信号を、操作部２４より受け付けることになる。つまり、対象者５又は医療スタッフが、チェックボックスＧ４１１にて算出処理に用いるレコードを選択することにより、取得部２１１で取得された複数の脳波情報の中からキャリブレーション処理（算出処理）に使用される１以上の脳波情報が指定される。

操作ガイド領域Ｇ４２は、脳波測定システム１０の操作をガイドするテキスト情報を表示するための領域である。図８の例では、「分析に使用する波形を選択してください。２つ以上選択し、”計算”を押すとここに計算結果が表示されます。選択をはずした波形はやり直すことができます。やり直したい場合は”追試行”を押してください。」というテキスト情報が表示されている。操作ガイド領域Ｇ４２の表示内容は、脳波測定システム１０の動作状態に応じて変化する。

凡例表示領域Ｇ４３は、アーチファクトマークＭ２の表示態様についての説明を表示するための領域である。詳しくは後述するが、本実施形態に係る脳波測定システム１０は、アーチファクトの有無だけでなく、アーチファクトが有ると判定した場合、そのアーチファクトの種類を更に判定する機能を有している。そして、アーチファクトマークＭ２の表示態様は、判定されたアーチファクトの種類によって異なる。アーチファクトの種類には少なくとも、眼球運動に起因して生じるアーチファクト（以下、「眼球由来のアーチファクト」ともいう）と、体動・表情筋運動に起因して生じるアーチファクト（以下、「体動由来のアーチファクト」ともいう）との２種類がある。眼球由来のアーチファクトと、体動由来のアーチファクトとでは、アーチファクトマークＭ２の表示態様（例えば、表示色）が異なる。そのため、凡例表示領域Ｇ４３には、これら２種類の表示態様が、各々の説明と共に表示される。

追試行ボタンＧ４４は、追試行を開始するためのボタンである。本開示でいう「追試行」は、測定処理を再度行うことによりレコードを追加する処理である。追試行ボタンＧ４４がタップされることで、選択画面２０３からキャリブレーション画面２０２に遷移する。

選択数表示領域Ｇ４５は、選択画面２０３において選択されたレコード（波形）の数を表示するための領域である。具体的には、レコード表示領域Ｇ４１に表示されているレコードの数（つまり、メモリ２２に記憶されているレコードの数）を分母とし、算出処理に用いるレコードとして選択されているレコードの数を分子として、分数表記でレコード数が表示される。例えば、図８に示すように、レコード表示領域Ｇ４１に表示されている２つのレコードの全てが選択されている（つまり、チェックボックスＧ４１１の表示がアクティブになっている）場合には、選択数表示領域Ｇ４５には「２／２」と表示される。

計算ボタンＧ４６は、算出処理を開始するためのボタンである。計算ボタンＧ４６がタップされることで、その時点で選択画面２０３にて選択されているレコードを用いて、脳波測定システム１０は算出処理を開始する。

キャリブレーション結果画面２０４は、図９に示すように、選択画面２０３と同様のレコード表示領域Ｇ４１、凡例表示領域Ｇ４３、追試行ボタンＧ４４、選択数表示領域Ｇ４５及び計算ボタンＧ４６を含んでいる。キャリブレーション結果画面２０４は、時間周波数マップＧ５１、情報表示領域Ｇ５２、解析結果表示領域Ｇ５３及び終了ボタンＧ５４を更に含んでいる。

時間周波数マップＧ５１は、算出処理で使用されたキャリブレーション時間における特定の周波数帯域のパワーの変化の傾向を表すグラフである。時間周波数マップＧ５１では、横軸を時間軸、縦軸を周波数とする２次元マップにおいて、各座標位置のパワーを「色」にて表している。つまり、時間周波数マップＧ５１によれば、安静期間から運動期間にかけてパワーの変化が生じる周波数帯域が視覚的に表示される。また、時間周波数マップＧ５１には、算出処理で算出されたα波及びβ波の各々の周波数帯域を示す直線Ｇ５１１，Ｇ５１２が表示されている。直線Ｇ５１１は、α波の周波数帯域（範囲）の下限値及び上限値を表し、直線Ｇ５１２は、β波の周波数帯域（範囲）の下限値及び上限値を表す。

情報表示領域Ｇ５２は、測定処理に関する情報を表示するための領域である。図９の例では、測定処理の実行回数（分析試行回数）、安静期間（リラックス区間）の時間長さ、及び運動期間（イメージ区間）の時間長さを表すテキスト情報が、情報表示領域Ｇ５２に表示されている。

解析結果表示領域Ｇ５３は、算出処理での解析結果を表示するための領域である。図９の例では、α波の周波数帯域（α波周波数範囲）、β波の周波数帯域（β波周波数範囲）、事象関連脱同期による特徴的な変化を含む脳波が生じた割合（正解率）を表すテキスト情報が、解析結果表示領域Ｇ５３に表示されている。

終了ボタンＧ５４は、キャリブレーション処理を終了するためのボタンである。終了ボタンＧ５４がタップされることで、脳波測定システム１０はキャリブレーション処理を終了する。

（３．３．３）アーチファクト判定
次に、キャリブレーション処理に際して実行されるアーチファクトの判定処理について詳しく説明する。

本実施形態では、上述したように、キャリブレーション処理において、対象者５又は医療スタッフが、算出処理に用いるレコードを選択するに際して、アーチファクトが含まれていないレコードのみを選択できるように、アーチファクトマークＭ２が表示される。そこで、本実施形態に係る脳波測定システム１０は、脳波情報を取得する取得部２１１に加えて、判定部２１４と、出力部２１７と、を備えている。脳波測定システム１０は、判定部２１４にて、脳波情報にアーチファクトが含まれているか否かを判定し、出力部２１７にて、判定部２１４の判定結果を出力する。

本実施形態では、判定部２１４は、図１０に示すように、個々のレコードを第２期間Ｔ２とし、第２期間Ｔ２内に設定される複数（ここでは８つ）の判定窓Ｗ１～Ｗ８の各々について、アーチファクトの有無を判定する。複数の判定窓Ｗ１～Ｗ８の時間長さは共通であって、複数の判定窓Ｗ１～Ｗ８は、時間軸方向に所定時間Ｔ０ずつずらして設定されている。ここで、判定窓Ｗ１～Ｗ８の各々の期間を第１期間Ｔ１とすると、判定部２１４は、時間軸方向に所定時間Ｔ０ずつずらして設定された複数の第１期間Ｔ１を含む第２期間Ｔ２について、第１期間Ｔ１ごとにアーチファクトの有無を判定することになる。所定時間Ｔ０は、第１期間Ｔ１の時間長さよりも短い。そのため、複数の判定窓Ｗ１～Ｗ８の各々は、１つ手前に設定された判定窓と重複する期間を含んでいる。判定部２１４は、第２期間Ｔ２における脳波情報の特徴量と、複数の第１期間Ｔ１（判定窓Ｗ１～Ｗ８）の各々における脳波情報の特徴量と、の比からアーチファクトの判定を行う。

一例として、上述したようにレコードは、キャリブレーション時間（１０秒）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であるので、１つのレコード、つまり第２期間Ｔ２の時間長さは「１０秒」である。また、所定時間Ｔ０は「１秒」であって、第１期間Ｔ１の時間長さは「３秒」であると仮定する。

ここにおいて、特徴量は、所定の周波数帯域における脳波情報のスペクトル強度の積算値、つまり「パワー」である。要するに、本実施形態では、判定部２１４は、第２期間Ｔ２における脳波のパワーと、複数の第１期間Ｔ１（判定窓Ｗ１～Ｗ８）の各々における脳波のパワーと、の比からアーチファクトの判定を行う。具体的には、判定部２１４は、複数の判定窓Ｗ１～Ｗ８の各々について、第１期間Ｔ１における所定の周波数帯域のパワーを分子とし、第２期間Ｔ２における所定の周波数帯域のパワーを分母として、パワーの比（以下、単に「パワー比」という）を求める。判定部２１４は、このようにして求まるパワー比（第１期間Ｔ１における所定の周波数帯域のパワー／第２期間Ｔ２における所定の周波数帯域のパワー）を、規定値と比較することにより、アーチファクトの有無を判定する。

また、本実施形態に係る脳波測定システム１０では、上述したように、判定部２１４は、アーチファクトが有ると判定した場合に、アーチファクトの種類を更に判定する。すなわち、脳波情報にアーチファクトが含まれていると判定部２１４で判定された場合、このアーチファクトの種類が、少なくとも眼球由来のアーチファクト及び体動由来のアーチファクトのいずれであるのかについても、判定部２１４にて判定される。図１０の例では、判定窓Ｗ７において、アーチファクトが有りと判定され、かつアーチファクトの種類は眼球由来のアーチファクトと判定される場合を模式的に示している。

具体的には、判定部２１４は、第１脳波情報又は第２脳波情報と、第１脳波情報及び第２脳波情報の差分とに基づいて、アーチファクトの種類を判定する。すなわち、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、脳波情報には、第１電極１１１で採取される脳波を表す第１脳波情報と、第２電極１１２で採取される脳波を表す第２脳波情報と、がある。そこで、判定部２１４は、まず第１脳波情報と第２脳波情報との一方（本実施形態では第１脳波情報とする）について、パワー比を求める。さらに、判定部２１４は、第１脳波情報と第２脳波情報との差分について、パワー比を求める。

より詳細には、第１脳波情報についてのパワー比は、α波及びβ波の両方を含む全周波数帯域を対象に求められる。このように、第１脳波情報について、α波及びβ波の両方を含む全周波数帯域を対象に求められるパワー比を、以下では「全周波数比Ｒ１」という。一方、第１脳波情報と第２脳波情報との差分についてのパワー比は、β波の周波数帯域のみを対象に求められる。このように、第１脳波情報と第２脳波情報との差分について、β波の周波数帯域のみを対象に求められるパワー比を、以下では「β波比Ｒ２」という。

ここにおいて、一般的に、アーチファクトが含まれている第１期間Ｔ１については、アーチファクトが含まれていない第１期間Ｔ１に比べて、全周波数比Ｒ１が大きくなる。そこで、判定部２１４は、全周波数比Ｒ１と規定値Ｖ１とを比較することにより、アーチファクトの有無を判定する。また、一般的に、体動由来のアーチファクトが含まれている第１期間Ｔ１については、眼球由来のアーチファクトが含まれている第１期間Ｔ１に比べて、第１脳波情報及び第２脳波情報に含まれるアーチファクトの差が大きくなるため、β波比Ｒ２が大きくなる。そこで、判定部２１４は、β波比Ｒ２と規定値Ｖ２とを比較することにより、アーチファクトが体動由来か眼球由来かを判定する。

出力部２１７は、判定部２１４の判定結果を出力する機能を有している。本実施形態では、少なくとも判定部２１４の判定結果が表示部２６に表示されるように、出力部２１７は、表示制御部２１８に判定結果を出力する。これにより、表示制御部２１８は、判定部２１４の判定結果を、アーチファクトマークＭ２として、選択画面２０３及びキャリブレーション結果画面２０４に表示させることができる。

次に、本実施形態に係る脳波測定システム１０を用いたアーチファクトの判定処理について、図１１のフローチャートに従って説明する。

まず、脳波測定システム１０は、脳波情報（第１脳波情報及び第２脳波情報を含む）を取得部２１１にて取得する（Ｓ１）。次に、脳波測定システム１０は、取得した脳波情報に対して、判定部２１４にて、バンドパスフィルタ及びノッチフィルタにてフィルタリングを行い、解析に不要な周波数帯域を除去する（Ｓ２）。次に、脳波測定システム１０は、判定部２１４にて、線形トレンドを除去する（Ｓ３）。

その後、脳波測定システム１０は、判定部２１４にて、変数ｎに「１」を代入し（Ｓ４）、判定窓Ｗｎについて、全周波数比Ｒ１及びβ波比Ｒ２を算出する処理を行う（Ｓ５）。次に、脳波測定システム１０は、判定部２１４にて、全周波数比Ｒ１と規定値Ｖ１との比較を行う（Ｓ６）。このとき、全周波数比Ｒ１が規定値Ｖ１以下であれば（Ｓ６：Ｙｅｓ）、判定部２１４は、判定窓Ｗｎについて、アーチファクト無し、と判定する（Ｓ７）。

一方、全周波数比Ｒ１が規定値Ｖ１より大きければ（Ｓ６：Ｎｏ）、判定部２１４は、判定窓Ｗｎについて、アーチファクト有り、と判定した上で（Ｓ８）、アーチファクトの種類を判定する（Ｓ９）。つまり、脳波測定システム１０は、判定部２１４にて、β波比Ｒ２と規定値Ｖ２との比較を行う（Ｓ９）。このとき、β波比Ｒ２が規定値Ｖ２以下であれば（Ｓ９：Ｙｅｓ）、判定部２１４は、判定窓Ｗｎに含まれているアーチファクトの種類が眼球由来のアーチファクトである、と判定する（Ｓ１０）。一方、β波比Ｒ２が規定値Ｖ２より大きければ（Ｓ９：Ｎｏ）、判定部２１４は、判定窓Ｗｎに含まれているアーチファクトの種類が体動由来のアーチファクトである、と判定する（Ｓ１１）。

ステップＳ７，Ｓ１０，Ｓ１１の次に、脳波測定システム１０は、出力部２１７にて、判定部２１４の判定結果を表示制御部２１８に出力する（Ｓ１２）。これにより、判定部２１４の判定結果が表示部２６に表示される。次に、脳波測定システム１０は、判定部２１４にて、変数ｎが「８」に達しているか否かを判定し（Ｓ１３）、変数ｎが「８」に達していなければ（Ｓ１３：Ｎｏ）、変数ｎに「ｎ＋１」を代入し（Ｓ１４）、ステップＳ５に戻る。変数ｎが「８」に達すると（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、アーチファクトの判定処理を終了する。

（変形例）
実施形態１は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態１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。また、脳波測定システム１０と同様の機能は、脳波測定方法、（コンピュータ）プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化されてもよい。一態様に係る脳波測定方法は、対象者５の頭部５２の一部である測定箇所５１に配置される電極部１１にて採取される脳波を表す脳波情報を取得し、取得した脳波情報に基づいて、アーチファクトの有無を判定し、アーチファクトの判定結果を出力する。一態様に係る（コンピュータ）プログラムは、コンピュータシステムに、上記の脳波測定方法を実行させるためのプログラムである。

以下、実施形態１の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１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１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。

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。

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。

また、実施形態１では、アーチファクトの判定結果がキャリブレーション処理に用いられる場合について説明したが、この例に限らず、例えば、訓練過程においてアーチファクトの判定結果が出力されてもよい。これにより、訓練過程におけるアーチファクトの状態を、対象者５及び医療スタッフが容易に確認できる。

また、実施形態１では、対象者５又は医療スタッフが、アーチファクトの判定結果を参照して、キャリブレーション処理に使用される脳波情報を選択するが、この例に限らず、キャリブレーション処理に使用される脳波情報が自動的に選択されてもよい。すなわち、出力部２１７がアーチファクトの判定結果を、例えば、処理部２１５に出力することで、処理部２１５が、アーチファクトの判定結果に基づいてキャリブレーション処理に使用する脳波情報を自動的に選択してもよい。この場合、処理部２１５は、例えば、アーチファクトが含まれていないと判定された脳波情報のみを選択することが好ましい。

また、全周波数比Ｒ１及び規定値Ｖ１等の二値間の比較において、「以下」としているところは、二値が等しい場合、及び二値の一方が他方より小さい場合との両方を含む。ただし、これに限らず、ここでいう「以下」は、二値の一方が他方より小さい場合のみを含む「未満」と同義であってもよい。つまり、二値が等しい場合を含むか否かは、閾値等の設定次第で任意に変更できるので、「以下」か「未満」かに技術上の差異はない。同様に、「より大きい」においても「以上」と同義であってもよい。

（実施形態２）
本実施形態に係る脳波測定システム１０は、アーチファクト判定の方法が、実施形態１に係る脳波測定システム１０と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。

まず、本実施形態では、キャリブレーション処理に際して実行されるアーチファクトの判定処理のアルゴリズムが、複数のアルゴリズムから選択可能である。言い換えれば、複数のアルゴリズムの中から、アーチファクトの判定処理に使用するアルゴリズムを指定可能である。アルゴリズムの選択は、例えば、キャリブレーション処理に際して、情報処理装置２の表示部２６に表示される画面（キャリブレーション画面２０２、選択画面２０３又はキャリブレーション結果画面２０４）において、対象者５又は医療スタッフが行う。つまり、入力部２１６では、対象者５又は医療スタッフが選択したアルゴリズムを表す指定信号を、操作部２４より受け付けることになる。あるいは、取得部２１１でのファイルの読み込み形式によって、自動的に、アルゴリズムの選択が行われてもよい。

複数のアルゴリズムは、少なくとも、簡易なアルゴリズムからなる第１アルゴリズムと、高精度なアルゴリズムからなる第２アルゴリズムと、を含んでいる。第１アルゴリズムは、人（例えば対象者５又は医療スタッフ）が理解可能なシンプルな演算処理にてアーチファクトの判定を行うアルゴリズムであって、一例として、決定木（Decision Trees）により実現される。一方、第２アルゴリズムは、人（例えば対象者５又は医療スタッフ）が理解できない複雑な演算処理にてアーチファクトの判定を行うアルゴリズムであって、一例として、深層学習（Deep Learning）にて実現される。

第１アルゴリズムと第２アルゴリズムとを比較すると、判定精度に関しては、第１アルゴリズムよりも第２アルゴリズムの方が高い。また、時間分解能に関しては、第１アルゴリズムよりも第２アルゴリズムの方が高い。また、判定可能なアーチファクトの種類の数に関しては、第１アルゴリズムよりも第２アルゴリズムの方が多い。また、演算に要する時間に関しては、第１アルゴリズムよりも第２アルゴリズムの方が長い。そのため、第２アルゴリズムが選択されると、判定精度の向上により、第１アルゴリズムでは検知漏れが生じるような微小なアーチファクトも検出可能となる。さらに、第２アルゴリズムが選択されると、時間分解能の向上及び判定可能なアーチファクトの種類の増加により、第１アルゴリズムに比べて、より的確なタイミングかつ内容で、アーチファクトを抑制するための指示を医療スタッフが対象者５に出すことができる。一方で、第１アルゴリズムが選択されると、人（例えば対象者５又は医療スタッフ）が理解可能であることにより、例えば、アーチファクトが有るとの判定結果について疑義が生じにくい。さらに、第１アルゴリズムが選択されると、演算時間が短いことで、第２アルゴリズムに比べて、対象者５又は医療スタッフの待ち時間を短縮できる。

このような第１アルゴリズム及び第２アルゴリズムを含む複数のアルゴリズムから、アーチファクトの判定処理のアルゴリズムが選択可能であることにより、以下のメリットがある。すなわち、第１アルゴリズムと第２アルゴリズムとのいずれが好ましいかは、対象者５又は医療スタッフの事情によって様々である。例えば、対象者５又は医療スタッフが脳波に精通している場合には、簡易なアルゴリズムである第１アルゴリズムが好ましいと考えられる。つまり、脳波に精通している対象者５又は医療スタッフは、アーチファクトの判定結果が理解できる結果であることを好み、また、精度については自らの知識で補完することも可能である。一方で、対象者５又は医療スタッフが脳波に精通していない場合には、高精度なアルゴリズムである第２アルゴリズムが好ましいと考えられる。つまり、脳波に精通していない対象者５又は医療スタッフは、脳波測定システム１０にアーチファクトの判定をゆだねることが好ましい。

図１２は、第２アルゴリズムを用いてアーチファクトの判定処理が行われた場合のキャリブレーション結果画面２０４の一例を示している。これに対して、図１２と同一のレコード（波形）について、第１アルゴリズムを用いてアーチファクトの判定処理が行われた場合、図９に示したような結果（キャリブレーション結果画面２０４）が得られる。

すなわち、第２アルゴリズムが用いられることで、図１２に示すように、レコード表示領域Ｇ４１における各レコードの脳波の下方には、各レコードに対応して、帯状のアーチファクトマークＭ１１～Ｍ１４が表示される。アーチファクトマークＭ１１～Ｍ１４は、脳波情報にアーチファクトが含まれていると判定される期間にのみ表示される。

このアーチファクトマークＭ１１～Ｍ１４は、実施形態１で説明したアーチファクトマークＭ２（図９参照）とは異なり、４種類のアーチファクトの各々について個別に表示される。つまり、第２アルゴリズムでは、判定可能なアーチファクトの種類が第１アルゴリズムよりも多いため、脳波測定システム１０は、３種類以上（ここでは４種類）のアーチファクトを区別して判定する。ここで、４種類のアーチファクトは、凡例表示領域Ｇ４３に記載のように、眼球運動、まばたき、体動、及び表情筋運動にそれぞれ起因して生じる４種類のアーチファクトである。要するに、互いに表示態様の異なる４種類のアーチファクトマークＭ１１～Ｍ１４は、それぞれ眼球運動、まばたき、体動、及び表情筋運動に起因するアーチファクトを示す。このように、第２アルゴリズムによれば、眼球由来及び体動由来の２種類のアーチファクトのみを区別して判定する第１アルゴリズムに比較して、その判定結果からアーチファクトの原因の特定が容易になる。これにより、医療スタッフは、アーチファクトの原因となる対象者５の動きを容易に特定し、より的確な内容で、アーチファクトを抑制するための指示を対象者５に出すことができる。例えば、まばたきに起因するアーチファクトが生じている場合には、医療スタッフは、まばたきを我慢させるような指示を対象者５に出すことができる。

また、図１２から明らかなように、実施形態１で説明したアーチファクトマークＭ２（図９参照）に比較して、実際にアーチファクトが生じた期間からの、アーチファクトマークＭ１１～Ｍ１４のはみ出し量も小さくなる。つまり、第２アルゴリズムでは、時間分解能が第１アルゴリズムよりも高いため、脳波測定システム１０は、実際にアーチファクトが生じた期間に近い形で、アーチファクトの判定を行うことができる。これにより、医療スタッフは、より的確なタイミングで、アーチファクトを抑制するための指示を対象者５に出すことができる。

ところで、図１３は、双極導出（Bipolar Derivation）により導出される脳波と、単極導出（Monopolar Derivation）により導出される脳波と、の各々について、横軸を時間（秒）、縦軸を電位として、脳波の時間変化を表す波形図である。図１３において、「Bipolar」で示す上段のグラフが、双極導出により導出される脳波であって、「Monopolar」で示す下段のグラフが、単極導出により導出される脳波である。ここで、単極導出で導出される脳波には、第１電極１１１で採取される脳波を表す第１脳波情報Ｄ１と、第２電極１１２で採取される脳波を表す第２脳波情報Ｄ２と、がある。第１脳波情報Ｄ１及び第２脳波情報Ｄ２は、それぞれ参照電極１１３の電位（基準電位）を基準にした場合の、第１電極１１１及び第２電極１１２の電位である。一方、双極導出で導出される脳波は、第１脳波情報Ｄ１と第２脳波情報Ｄ２との差分（Ｄ１－Ｄ２）である。図１３では、まばたきに起因するアーチファクト（アーチファクトマークＭ１２）が生じた場合を想定している。

本実施形態では、第１アルゴリズム及び第２アルゴリズムのいずれであっても、これら単極導出で導出される脳波（第１脳波情報Ｄ１及び第２脳波情報Ｄ２）と、双極導出で導出される脳波（Ｄ１－Ｄ２）との両方が、アーチファクトの判定に用いられる。一般的に、眼球由来のアーチファクトは、互いに近接している第１電極１１１及び第２電極１１２には同じように作用するため、眼球由来のアーチファクトが生じると、第１脳波情報Ｄ１及び第２脳波情報Ｄ２は同じように変化する。そのため、図１３のように、まばたきに起因するアーチファクトが生じた場合、双極導出で導出される脳波（Ｄ１－Ｄ２）については、眼球由来のアーチファクトに起因した変化は生じにくい。したがって、図１３に示すように、双極導出で導出される脳波（Ｄ１－Ｄ２）は、アーチファクトが生じていないように見える。よって、この種のアーチファクトは、単極導出で導出される脳波（第１脳波情報Ｄ１及び第２脳波情報Ｄ２）を用いて判定される。

本実施形態では、図１２のキャリブレーション結果画面２０４等においては、双極導出で導出される脳波（Ｄ１－Ｄ２）が表示される。したがって、キャリブレーション結果画面２０４等においては、アーチファクトに起因した変化が見られない脳波と、アーチファクトの判定結果（アーチファクトマークＭ１２）と、が併せて表示されることになる。つまり、表示制御部２１８は、判定結果の判定に用いられた脳波の波形の導出方法（ここでは単極導出）とは異なる導出方法（ここでは双極導出）により導出された脳波の波形を、判定結果（アーチファクトマークＭ１２）と共に表示部２６に表示させる。

次に、第２アルゴリズムとして、畳み込みニューラルネットワーク（Convolutional Neural Network：CNN）を用いたアーチファクトの判定処理の一例を、図１４を参照して説明する。図１４は、アーチファクトの判定処理の流れを模式的に表す概念図である。

すなわち、この例では、判定処理は、大別して第１工程Ｐ１、第２工程Ｐ２、第３工程Ｐ３及び第４工程Ｐ４を含んでいる。まず、第１工程Ｐ１では、単極導出で導出される脳波（第１脳波情報Ｄ１及び第２脳波情報Ｄ２）、及び双極導出で導出される脳波（Ｄ１－Ｄ２）のレコードから、各判定窓Ｗ１～Ｗ８（図９参照）のデータを抽出する。そして、第２工程Ｐ２では、これらの脳波（第１脳波情報Ｄ１及び第２脳波情報Ｄ２）、及び双極導出で導出される脳波（Ｄ１－Ｄ２）の各々について、周波数帯域（α、β、γ、δ、ζ）ごとのパワー比を算出する。第３工程Ｐ３では、抽出された周波数帯域ごとのパワー比を、畳み込みニューラルネットワーク（図中「CNN」）に入力する。第４工程Ｐ４では、畳み込みニューラルネットワークから、アーチファクトの有無、及びアーチファクト有りの場合にはその種類（眼球運動、体動、まばたき、又は表情筋）を出力する。このような一連の処理により、第２アルゴリズムを用いたアーチファクトの判定処理が実現される。

上述したアルゴリズムは一例に過ぎない。すなわち、第１アルゴリズムは、決定木に限らず、例えば、線形分類器（Linear classifier）、ランダムフォレスト（Random Forest）、又は最近傍法（Nearest Neighbor Algorithm）等で実現されてもよい。また、第２アルゴリズムは、畳み込みニューラルネットワーク（Convolutional Neural Network）に限らず、例えば、再帰型ニューラルネットワーク（Recurrent Neural Network）、又はサポートベクターマシン（Support Vector Machine）等で実現されてもよい。

実施形態２で説明した種々の構成（変形例を含む）は、実施形態１で説明した種々の構成（変形例を含む）と適宜組み合わせて採用可能である。

（まとめ）
以上説明したように、第１の態様に係る脳波測定システム（１０）は、取得部（２１１）と、判定部（２１４）と、出力部（２１７）と、を備える。取得部（２１１）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。判定部（２１４）は、取得部（２１１）で取得された脳波情報に基づいて、アーチファクトの有無を判定する。出力部（２１７）は、判定部（２１４）の判定結果を出力する。

この態様によれば、出力部（２１７）が出力する判定部（２１４）の判定結果に基づいて、アーチファクトが混入した脳波情報を除外することができ、アーチファクトによる脳波測定の精度の低下を抑制できる。しかも、判定部（２１４）がアーチファクトの有無を判定するので、例えば、医療スタッフの熟練度等の人的要因によらずに、アーチファクトの判定精度をそろえることができる。

第２の態様に係る脳波測定システム（１０）は、第１の態様において、入力部（２１６）と、処理部（２１５）と、を更に備える。入力部（２１６）は、取得部（２１１）で取得された複数の脳波情報の中から１以上の脳波情報を指定する指定信号を、操作部（２４）より受け付ける。処理部（２１５）は、指定信号にて指定される１以上の脳波情報に基づいて、脳波情報の解析に用いるパラメータを決定するためのキャリブレーション処理を実行する。

この態様によれば、出力部（２１７）が出力する判定部（２１４）の判定結果に基づいて、取得部（２１１）で取得された複数の脳波情報の中から、キャリブレーション処理に使用される１以上の脳波情報を指定することが可能である。したがって、キャリブレーション処理においては、アーチファクトが含まれていない脳波情報のみを用いて、精度よくパラメータを決定することが可能である。

第３の態様に係る脳波測定システム（１０）では、第１又は２の態様において、判定部（２１４）は、アーチファクトが有ると判定した場合に、アーチファクトの種類を更に判定する。

この態様によれば、アーチファクトの種類まで考慮して、適宜、アーチファクトが混入した脳波情報を除外することができ、アーチファクトによる脳波測定の精度の低下を抑制できる。

第４の態様に係る脳波測定システム（１０）では、第３の態様において、測定箇所（５１）は第１測定箇所（５１１）及び第２測定箇所（５１２）を含む。電極部（１１）は第１測定箇所（５１１）に対応する第１電極（１１１）及び第２測定箇所（５１２）に対応する第２電極（１１２）を含む。取得部（２１１）は、第１電極（１１１）にて採取される脳波を表す第１脳波情報及び第２電極（１１２）にて採取される脳波を表す第２脳波情報をそれぞれ取得する。判定部（２１４）は、第１脳波情報又は第２脳波情報と、第１脳波情報及び第２脳波情報の差分とに基づいて、アーチファクトの種類を判定する。

この態様によれば、第１電極（１１１）及び第２電極（１１２）を用いることで、アーチファクトの種類を比較的簡単に判定可能である。

第５の態様に係る脳波測定システム（１０）では、第１～４のいずれかの態様において、判定部（２１４）は、第２期間（Ｔ２）における脳波情報の特徴量と、複数の第１期間（Ｔ１）の各々における脳波情報の特徴量と、の比からアーチファクトの判定を行う。第２期間（Ｔ２）は、時間軸方向に所定時間ずつずらして設定された複数の第１期間（Ｔ１）を含む。

この態様によれば、第１期間（Ｔ１）ごとにアーチファクトの有無を判定可能である。

第６の態様に係る脳波測定システム（１０）では、第５の態様において、特徴量は、所定の周波数帯域における脳波情報のスペクトル強度の積算値である。

この態様によれば、第１期間（Ｔ１）ごとのアーチファクトの有無を、比較的簡単に判定可能である。

第７の態様に係る脳波測定システム（１０）は、第１～６のいずれかの態様において、表示制御部（２１８）を更に備える。表示制御部（２１８）は、出力部（２１７）が出力する判定結果を表示部（２６）に表示させる。

この態様によれば、出力部（２１７）が出力する判定部（２１４）の判定結果を、リアルタイムで対象者５又は医療スタッフ等に通知できる。

第８の態様に係る脳波測定システム（１０）では、第７の態様において、表示制御部（２１８）は、判定結果の判定に用いられた脳波の波形の導出方法とは異なる導出方法により導出された脳波の波形を、判定結果と共に表示部（２６）に表示させる。

この態様によれば、表示部（２６）に表示される脳波からでは判定できないアーチファクトについても、判定することが可能になる。

第９の態様に係る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、を備える。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る。制御装置（４）は、取得部（２１１）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。

この態様によれば、出力部（２１７）が出力する判定部（２１４）の判定結果に基づいて、アーチファクトが混入した脳波情報を除外することができ、アーチファクトによる脳波測定の精度の低下を抑制できる。しかも、判定部（２１４）がアーチファクトの有無を判定するので、例えば、医療スタッフの熟練度等の人的要因によらずに、アーチファクトの判定精度をそろえることができる。

第１０の態様に係る脳波測定方法は、対象者（５）の頭部（５２）の一部である測定箇所（５１）に配置される電極部（１１）にて採取される脳波を表す脳波情報を取得し、取得した脳波情報に基づいて、アーチファクトの有無を判定し、アーチファクトの判定結果を出力する。

この態様によれば、アーチファクトの有無の判定結果に基づいて、アーチファクトが混入した脳波情報を除外することができ、アーチファクトによる脳波測定の精度の低下を抑制できる。

第１１の態様に係るプログラムは、コンピュータシステムに、第９の態様に係る脳波測定方法を実行させるためのプログラムである。

この態様によれば、アーチファクトの有無の判定結果に基づいて、アーチファクトが混入した脳波情報を除外することができ、アーチファクトによる脳波測定の精度の低下を抑制できる。

第１２の態様に係る非一時的記録媒体は、コンピュータシステムに、第９の態様に係る脳波測定方法を実行させるためのプログラムを記録した、コンピュータシステムで読取可能な非一時的記録媒体である。

この態様によれば、アーチファクトの有無の判定結果に基づいて、アーチファクトが混入した脳波情報を除外することができ、アーチファクトによる脳波測定の精度の低下を抑制できる。

上記態様に限らず、実施形態１に係る脳波測定システム（１０）の種々の構成（変形例を含む）は、脳波測定方法、（コンピュータ）プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化可能である。

第２～８の態様に係る構成については、脳波測定システム（１０）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

５ 対象者
１０ 脳波測定システム
１１ 電極部
２４ 操作部
２６ 表示部
５１ 測定箇所
５２ 頭部
１１１ 第１電極
１１２ 第２電極
２１１ 取得部
２１４ 判定部
２１５ 処理部
２１６ 入力部
２１７ 出力部
２１８ 表示制御部
５１１ 第１測定箇所
５１２ 第２測定箇所
Ｔ１ 第１期間
Ｔ２ 第２期間

Claims (11)

1. 対象者の頭部の一部である測定箇所に配置される電極部にて採取される脳波を表す脳波情報を取得する取得部と、
   前記取得部で取得された前記脳波情報に基づいて、アーチファクトの有無を判定する判定部と、
   前記判定部の判定結果を出力する出力部と、
   前記取得部で取得された複数の前記脳波情報の中から１以上の脳波情報を指定する指定信号を、操作部より受け付ける入力部と、
   前記指定信号にて指定される前記１以上の脳波情報に基づいて、前記脳波情報の解析に用いるパラメータを決定するためのキャリブレーション処理を実行する処理部と、を備える
   脳波測定システム。
2. 対象者の頭部の一部である測定箇所に配置される電極部にて採取される脳波を表す脳波情報を取得する取得部と、
   前記取得部で取得された前記脳波情報に基づいて、アーチファクトの有無を判定する判定部と、
   前記判定部の判定結果を出力する出力部と、を備え、
   前記判定部は、前記アーチファクトが有ると判定した場合に、前記アーチファクトの種類を更に判定し、
   前記測定箇所は第１測定箇所及び第２測定箇所を含み、
   前記電極部は前記第１測定箇所に対応する第１電極及び前記第２測定箇所に対応する第２電極を含み、
   前記取得部は、前記第１電極にて採取される脳波を表す第１脳波情報及び前記第２電極にて採取される脳波を表す第２脳波情報をそれぞれ取得し、
   前記判定部は、前記第１脳波情報又は前記第２脳波情報と、前記第１脳波情報及び前記第２脳波情報の差分とに基づいて、前記アーチファクトの種類を判定する
   脳波測定システム。
3. 対象者の頭部の一部である測定箇所に配置される電極部にて採取される脳波を表す脳波情報を取得する取得部と、
   前記取得部で取得された前記脳波情報に基づいて、アーチファクトの有無を判定する判定部と、
   前記判定部の判定結果を出力する出力部と、を備え、
   前記判定部は、
   時間軸方向に所定時間ずつずらして設定された複数の第１期間を含む第２期間における前記脳波情報の特徴量と、
   前記複数の第１期間の各々における前記脳波情報の特徴量と、の比から前記アーチファクトの判定を行う
   脳波測定システム。
4. 前記特徴量は、所定の周波数帯域における前記脳波情報のスペクトル強度の積算値である
   請求項３に記載の脳波測定システム。
5. 前記出力部が出力する前記判定結果を表示部に表示させる表示制御部を更に備える
   請求項１～４のいずれか１項に記載の脳波測定システム。
6. 前記表示制御部は、前記判定結果の判定に用いられた脳波の波形の導出方法とは異なる導出方法により導出された脳波の波形を、前記判定結果と共に前記表示部に表示させる
   請求項５に記載の脳波測定システム。
7. 対象者の頭部の一部である測定箇所に配置される電極部にて採取される脳波を表す脳波情報を取得し、
   取得した前記脳波情報に基づいて、アーチファクトの有無を判定し、
   前記アーチファクトの判定結果を出力し、
   取得された複数の前記脳波情報の中から１以上の脳波情報を指定する指定信号を、操作部より受け付け、
   前記指定信号にて指定される前記１以上の脳波情報に基づいて、前記脳波情報の解析に用いるパラメータを決定するためのキャリブレーション処理を実行する
   脳波測定方法。
8. 対象者の頭部の一部である測定箇所に配置される電極部にて採取される脳波を表す脳波情報を取得し、
   取得した前記脳波情報に基づいて、アーチファクトの有無を判定し、
   前記アーチファクトの判定結果を出力し、
   前記アーチファクトが有ると判定した場合に、前記アーチファクトの種類を更に判定し、
   前記測定箇所は第１測定箇所及び第２測定箇所を含み、
   前記電極部は前記第１測定箇所に対応する第１電極及び前記第２測定箇所に対応する第２電極を含み、
   前記第１電極にて採取される脳波を表す第１脳波情報及び前記第２電極にて採取される脳波を表す第２脳波情報をそれぞれ取得し、
   前記第１脳波情報又は前記第２脳波情報と、前記第１脳波情報及び前記第２脳波情報の差分とに基づいて、前記アーチファクトの種類を判定する
   脳波測定方法。
9. 対象者の頭部の一部である測定箇所に配置される電極部にて採取される脳波を表す脳波情報を取得し、
   取得した前記脳波情報に基づいて、アーチファクトの有無を判定し、
   前記アーチファクトの判定結果を出力し、
   時間軸方向に所定時間ずつずらして設定された複数の第１期間を含む第２期間における前記脳波情報の特徴量と、
   前記複数の第１期間の各々における前記脳波情報の特徴量と、の比から前記アーチファクトの判定を行う
   脳波測定方法。
10. コンピュータシステムに、
    請求項７～９のいずれか１つに記載の脳波測定方法を実行させるためのプログラム。
11. コンピュータシステムに、
    請求項７～９のいずれか１つに記載の脳波測定方法を実行させるためのプログラムを記録した、コンピュータシステムで読取可能な非一時的記録媒体。

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