JPH01262837A - 生体電気現象測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は脳機能を測定する誘発加算装置や脳波計等に用
いて好適な生体電気現象測定装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は脳機能を測定する誘発加算装置や脳波計等に用
いて好適な生体電気現象測定装置に関し、生体の第１の
測定部位及び第２の測定部位に装着した電極を介して得
られた生体信号の、特定の時点での振幅値を求めると共
に、第２の測定部位で得られた振幅値に対する第１の部
位で得られた振幅値の倍率を算出する倍率算出手段と、
第１及び第２の測定部位の誘発加算波形を測定する誘発
加算手段と、第２の測定部位での誘発加算平均波形に、
倍率算出手段で得られた倍率を乗算する乗算手段とを具
備し、第１の測定部位の誘発加算波形から、乗算手段で
得た波形を減算してアーチファクトのない綺麗な波形を
得る様にして、簡単な処理で医者の判定が容易な誘発加
算波形を得る様にしたものである。

〔従来の技術〕

従来から生体電気現象測定装置の一つである脳機能診断
装置にはＸ線ＣＴ（コンピュータ・トモグラフ）、ＭＲ
Ｉ（核磁気共鳴コンピュータ・トモグラフ）、ＰＥ’ｒ
（ポジトロン・エミッション・トモグラフ）等が利用さ
れている。これらＸ線ＣＴやＭＲＩでは脳器質の状態を
視るものであり、ＰＥＴは活動している組織の代謝の結
果を視るものであるが、これらは非常に高価である。こ
れに対し脳波計或いは脳の誘発電位加算装置は脳機能診
断装置としては廉価、手軽なため日常多用されている。

この様な脳波計の電極配置として第６図に示す様な国際
電極配置法（１０−２０法）が知られている。第６図Ａ
−Ｅは頭部の上面よりみた電極配置手順を示すもので、
先ず、 （イ）鼻根（ｎａｓｉｏｎ）即ち、鼻前額諺合線上の正
中部と、後頭極（ｉｎｉｏｎ）　即ち、後頭骨の分界類
の線と正中矢状面の交点を結ぶ頭蓋表面に沿った正中線
を第６図Ａに示す様に１０％、　２０％、　２０％、　
２０％、２０％、１０％に分割し、鼻根方向からＦＰｚ
、Ｆｚ、　Ｃｚ、　Ｐｙ、、　Ｏｚ　とする。

（ロ）　Ｃｚ点を通り左右の耳介前立（耳珠の前方で顎
骨根部にある陥凹部）を結ぶ頭部表面に沿った（黄断線
を第６図Ｂの様に１０％、２０％、２０％。

２０％、２０％、１０％に分割し、左耳からＴｚ、Ｃ３
゜Ｃ２，Ｃ４，第４　　とする。

（ハ）第３　を通りＦＰｚ　とＯＺを結ぶ冠状線の全長
を第６図Ｃ（７）様に１０％、２０％１２０％、２０％
、２０％、１０％に分割し、鼻根側のＦＰｚから、左半
球に於いてＦ　Ｐ　＋、　Ｆｔ、　第３．　ＴＳ、　０
１　　とする。

（ニ）Ｃ５を通り、ＦＰ、　　と０１　　とを結ぶ内側
の冠状線の全長を第６図りの様に右半球に於いて７１等
分して前方からＦ３．　Ｃ５，Ｐ、とする。

（ホ）左半球でも（ハ）、（ニ）と同様の手順を行うこ
とテＦ　Ｐ　２．　Ｆ　Ｉｌ、　第４．　Ｔｓ、　０２
　及び、Ｆ、、Ｃ，。

Ｐ４　とする（第６図Ｃ，Ｄ参照）この様な各点に電極
を配置して脳波測定が行われていた。

この様な電極配置によって電極から導出した脳波或いは
誘発電位波形には眼球運動や、口の動きによる刺激波が
重なる。この様な妨害波を一般にアーチファクト（人工
産物）と呼んでいる。この様なアーチファクトが誘発電
位波や脳波中に混入すると、これら波形が著しく歪めら
れ、脳波等から正常、異常の判定を正確に行うことが出
来なくなる問題があった。

この様なアーチファクトを除去するために例えば、何回
かの誘発電位波形の瞬時値を同一位相で重ね合わける誘
発加算を行う際に従来では目視によって、予めアーチフ
ァクトの有無を調べて、アーチファクトのある波形を除
外する様にしていた。

更に、他の除去方法としては予め設定した閾値をアーチ
ファクトの振幅が越えたときに自動的にアーチファクト
があったとして誘発加算するときに、誘発加算波形対象
から除外するものが提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の目視によるアーチファクト除方方法は人が誘発加
算波形や脳波波形を視て、アーチファクトが発生した波
形をよりわけるために非常な労力を必要とし、且つ時間
も掛かるために大変に面倒であった。

更に、闇値を自動的に設定してアーチファクトの有無を
検出するものは、アーチファクトがない綺麗な誘発加算
波形成いは脳波が得られるまで誘発波形や脳波を捨てて
行くためにその処理に長い時間が掛かる弊害があった。

本発明は炊上の問題に鑑み成されたもので、その目的と
するところは、アーチファクト除去が自動的に簡単に且
つ高速なハードを必要とせずに行え、誘発波形や脳波の
異常、正常の判断が容易な誘発加算波形又は脳波を得ら
れる様にした生体電気現象測定装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の生体電気現象測定装置はその一例が第１図に示
されている様に、生体の第１の測定部位（２）及び第２
の測定部位（３）に装着した電極を介して得られた生体
信号の、特定の時点での振幅値を虞めると共に、第２の
測定部位（３）で得られた振幅値に対する第１の部位（
２）で得られた振幅値の倍率を邊゛出する倍ｆｌｉ算出
手段と、第１及び第２の測定部位の誘発加算波形を測定
する誘発加算手段（１５ａ）と、第２の測定部位（３）
での誘発加算平均波形に、倍率算出手段（１５ａ）　で
得られた倍率を乗算する乗算手段（１５ｂ）　　とを具
備し、第１の測定部位（２）の誘発加算波形から、乗算
手段（１５ｂ）　　で得た波形を減算してアーチファク
ト成分を除去する様にしたものである。

〔作用コ 本発明は予めアーチファクト波形が第２の部位である眼
窩部位から第１の部位である頭皮上の電極へどの程度の
倍率で波及するか計算しておき、脳の誘発加算を行う、
このとき同時に眼窩部位からのアーチファクト波形も加
算し、誘発加算の測定終了後に誘発加算波形から眼窩部
位で得られるアーチファクト波形に前に求めた倍率を乗
じた波形を差し引くことで誘発加算波形にはアーチファ
クトが混入しない綺麗な波形とすることで医者が波形か
ら被検者の冗常を正確に判断出来る様にしたものである
。

〔実施例〕

以下、本発明の生体電気現象測定装置を応用し脳機能診
断装置の一例を第１図乃至第４図について説明する。第
１図及び第３図は脳の誘発加算波形からアーチファクト
波形を除去する装置を示すものである。

本例は脳波の誘発電位波形測定を行う前に第１図に示す
様な校正刺激データを取り出すための波形測定を行う。

第１図で被検者（１）の頭皮部位（２）には第６図で説
明した国際電極配置法で１９個の電極Ｆ　Ｐｚ、　Ｆ　
Ｐ。

Ｆ　Ｐ　２．　Ｆ　ｉ、　Ｆ　ｅ、　Ｔ３．　Ｔ４　・
・・・等を配置して、誘発脳波或いは脳波を検出する。

この場合、電極は目的に応じて必要なものを選択して使
用できる。又、眼窩部位（３）の上眼瞼及び下眼瞼近傍
に眼球を上下方向（垂直方向）に動かしたときの動きを
検出する電極（６ａ）、　（６ｂ）　　を装着し、左眼
瞼及び右眼瞼に眼球を左右方向く水平方向）に動かした
ときの動きを検出する電極（７ａ）、　（７ｂ）　　を
装着する。

脳波用の電極Ｆ　Ｐｚ、　Ｆ　Ｐ、、　Ｆ　Ｐ、・・・
・は増幅器（８ａ）・・・・（８ｎ）に供給され、眼球
運動検出用の電極（６ａ）、　（６ｂ）、　（７ａ）、
　（７ｂ）　　は増幅器（９ａ）、　（９ｂ）　　に供
給されて電極からの脳内電位を増幅し、マルチプレクサ
（１０）でチャンネル毎に選択された増幅測定波形はア
ナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ）　（１１）に供給さ
れ、デジタル化され、測定電位波形はサンプリングされ
て、人カポ−）　（１２）を介してコンピュータ（１５
）に供給される。コンピュータ（１５）内には制御部（
１５ｃ）　　と倍率算出部（１５ａ）　　乗算及び減算
部からなる演算部（１５ｂ）　　を有し、アドレスバス
（１８）及びデータバス（１９）はＲＯＭ（１６）、Ｒ
ＡＭ（１７）、入力ボート（１２）、出力ポート（２０
）に接続されている。ＲＯＭ（１６）及びＲＡ　Ｍ（１
７）は信号処理に必要なプログラムを記１．αすると共
に入力装置（１３）、電極から得られるデータを記１へ
する記憶手段である。

入カポ−）　（１２）にはＲＯＭ（１６）等に格納出来
ないプ【】グラム等が格納された外部記憶品評（１４）
が接続され、出力ポート（２０）にはコンピュータ（１
５）の演算結果を表示するＣＲＴ等の表示手段（２２）
と、この表示手段に表示されたデータ波形を記憶するプ
リンタ（２１）が接続されている。

第１図及び第３図Ａによって本例の校正刺激データを求
める方法を説明する。この校正刺激データは実際に測定
された誘発加算波形から、アーチファクト波形を除去す
るのに必要な定数を求めるために行われる。

第１図に於いて、被検者（１）の眼窩部位（３）、及び
頭皮部位〔２）に第３図Ａの第１ステップＳＴ、　　に
示す様に電極（６ａ）、　（６ｂ）、　（７ａ）、　（
７ｂ）　　並にＦ　ＰＺ、　Ｐ　Ｐ　ｌ＋ＦＰ２　・・
・・等の装着が終了すると、第１図に示されている第１
の刺激装置（５ｂ）によって、被検者（］）の眼球を意
識的に水平及び垂直方向に動かすために、第１の刺激装
置（５ｂ）の表示部をみさせ、この表示部に十字状に配
設した第１の水平方向ランプ（５Ｃ）と、第２の水平方
向ランプ（５ｄ）を交互に点滅させ−Ｃ１被検者（１）
が眼球を水平方向に動かしたとき（ｍ３図への第２スデ
ツプ５Ｔ２）の゛ｒ−チファクトモニタ波形を電極（７
ａ）、　（７ｂ）→増幅器（９ｂ）→マルチブレラ＋１
０）→Δ／Ｄ（１１）→入力ポート（１２）→コンビ１
、−タ（１５）の径路でコンピュータ（１５）のＲＡＭ
（１７）に取り込み（第３図への第３スデップＳＴ、）
、同じ様に第１の刺激装置（５ｂ）の表示部に配設した
第１の垂直方向ランプ（５ｅ）と第２の垂直方向ランプ
（５ｆ）を交互に点滅させて、被検者（１）の眼球を垂
直方向に意識的に動かさせ（第３図八の第２ステツプＳ
　Ｔ２）のアーチファクトモニタ波形を電極（６ａ）、
　（６ｂ）→増幅器（９ａ）→マルチプレクサ（１０）
→Ａ／Ｄ（１１）→入力ポート（１２）→コンピュータ
（１５）の径路でコンピュータ（１５）のＲＡＭ（１７
）に取り込む（第３図への第３ステツプＳ　Ｔ３）。

上述のアーチファクトモニタ波形を計測しているときに
同時に頭皮部位（１）に配列した脳波用の電極を通して
アーチファクトモニタ波形が頭皮部位の電極群に波及し
た波形を同時に１９個の電極群ＦＴ２．ＦＰＩ、ＦＰ２
　　・・・・等→増幅器（８ａ）　〜（８ｎ）　−１マ
ルチプレクサ（１０）→Ａ／Ｄ（１１）→入力ポート（
１２）−→コンビニ・−タ（１５）のＲＡＭ（１７）で
各チャンネル毎に径路格納するく第３図Ａ第４ステップ
Ｓ１’、）。次の１５ステツプＳＴｓ　で眼窩部位（３
）での眼球の動きによる電位波形振幅と、頭皮部位（２
）での誘発電位波形の振幅との倍率を水平の眼の動きの
時と、垂直の目の動きの時に、別々にコンピュータ（１
５）の倍率算出部（１５ａ）　で計算する。水平方向及
び垂直方向に眼球を動かしたときのこれらの倍率を今、
ＧＭ、ＧＶ　として、以下この水平波及倍率Ｇｌ＋　と
垂直波及倍率Ｇｖ　の求め方を第４図Ａ。

Ｂで説明する。

第４図Ａは例えば、頭皮部位（２）で測定した水平方向
波形を、第４図Ｂは眼窩部位（３）で測定した水平方向
のアーチファクト波形を示すものとする。

今、第１の刺激装置（５ｂ）で第１及び第２の水平方向
ランプ（５ｃ）、　（５ｄ）　　を点滅させて眼球を動
かしたトリガポイント（２３）を中心にカーソル（２４
）で設定した所定区間を定める。

次に第４Ｎ８に示すアーチファクトモニタ波形のカーソ
ル区間内における最大振幅値と最小振幅値を求め、その
最大振幅値と最小振幅値の振幅差（極性考慮値）を基準
振幅値Ｒ，とする（垂直方向波形に於てはＲ９となる）
。

次に第４凹入に示す頭皮部位（２）で測定した波形に関
して、基準振幅値Ｒ，（又はＲＶ）を求めた時と同じカ
ーソル区間の最大振幅値と最小振幅値の振幅差を求め、
これをＭ、準振幅値へ□とすると、この２つの基べｆ、
振幅値の関係から水平波及倍率Ｇ　Ｉ＋は同様に垂直波
及倍率Ｇｖ　は で求められる。この計算は測定チャンネル毎に行われる
。

尚、第４図Ａ、Ｂにおいて、最大振幅値と最小振幅値と
の振幅差により水平及び垂直波及倍率を算出する場合に
ついて説明したが最大最小振幅値以外の振幅値を用いて
も良い。この場合、第４図Ａ、Ｂに示した波形の同一時
点の振幅値を求めて、波及倍率をエン出できる。

この様な測定結果はコンピュータ（１５）のＲＡＭ（１
７）に第６ステツプＳＴ６　に示す様に格納することで
校正刺激データの取り込みは緯了する。

次に第２図及び第３図Ｂによって誘発加算が行われる。

この誘発加算を行うために第２の刺激装置（５ａ）は第
２図に示す様に被検者（１）に対し例えば電流による刺
激（他に目的により、光、音、熱、薬物等の刺激が選択
出来る）を与えることで誘発電位が大脳皮質に現われる
。誘発加算を行うための構成で第１図との対応部分には
同一符号を付して重複説明を省略するも毎回（通常数１
０〜数１０００回）の反応波形の瞬間値（サンプリング
値）を同一位相で加え合わせるための加算手段はコンピ
ュータ（１５）内の演算部（１５ｂ）　　で行われる。

第１図で校正刺激データを取り出したと同じ頭皮部位（
２）と眼窩部位（３）に電極群を装着しく第３図Ｂの第
１ステップＳＴＰ、）例えば第２の１ＩＩＪ激装置（５
ａ）で被検者（１）の腕に取り付けた電極（４）に電流
を流して電気制激を加える。（第３図１３の第２ステツ
プ５ＴＰ２）。

次に第３ステツプＳ　Ｔ　Ｐ　ｓ　に示す様に誘発加算
を行い、頭皮部位（２）の各電極から得られる複数チャ
ンネル波形の誘発反応波Ｍと、眼窩部位（３）から得ら
れる参照波形Ｅを取り出す、この参照波形は誘発反応波
からアーチファクトモニタ波形をとり除くときの参照波
となるものであり、各サンプル点に於いて所定回数加算
がコンピュータ（１５〉の演算部（１５ｂ）　で行われ
る。

次に第４ステツプ５ＴＰ４　に示す様に加算結果をコン
ピユータ（１５）内のＲＡＭ（１７）に格納し、第５ス
テップＳＴＰ、では次の如き演算によっ゛Ｃアーチファ
クトを取除く。計算方法としては下記の３つの方法があ
り、その１つを選択すればよいＤ＋＝Ｍｔ　　（Ｅｖｔ
　Ｘ　Ｇｖ＋　Ｅｈｔ　Ｘ　Ｇｈ）　・・・（３）Ｄｉ
＝　Ｍ＋　　Ｅｖｔ　Ｘ　Ｇｖ　　　　　　　　・・・
（４）Ｄｒ−Ｍ＋　　Ｅｈｉ　Ｘ　Ｇｈ　　　　　　　
　”　・（５）（ｉ−１〜サンプル数） ＤＩ＝　　アーチファクト除去波形データＭＩ：　頭皮
部位での誘発反応波データＥ　ｖ　に　参照波形の垂直
成分データＥｈ＋：　　参照波形の水平成分データＧ、
：　垂直方向波及倍率 ＧＨ：　水平方向波及倍率 即ち、誘発加算測定終了後に眼窩部位（３）での水平の
波形と垂直の波形である参照波形Ｅｖ、Ｅｈ　に水平及
び垂直方向波及倍率ＧＶ、Ｇ）ｌ　を乗じた波形を、頭
皮部位（２）からの誘発反応波Ｍ１　から差し引く演算
を行えばよい。

第５図Ａは５０回の平均加算を行い、被検者（１）に刺
激として音を与えた時（１１：ＶＯＩＣε参照）のトリ
ガ点近傍の眼窩部位（３）での垂直方向＜１２７ＶＥＲ
−Ｅ　Ｎ　Ｇ参照）及び水平方向（９，１０：ＨＯＲ，
ＥＮＧ参照）波形と、頭皮部位（２）での国際電極配置
法の各電極間の波形（１〜７迄のＣＺ−０２，ＣＺ−０
１・・・・ＣＺ−Ｔ、参照）を示しているが、これら波
形を表示手段（２２）上に表示させ、アーチファクト除
去演算を行わせて、その結果を表示させればよい。

上述の構成では第３図Ａ、Ｂで先に校正刺激データを求
め、誘発加算を後で行いアーチファクトを取除くための
計算を行ったが、始めに誘発加算を行い、次に校正刺激
データを求めてアーチファクトを取除くための８１算を
行ってもよく、更に予め校正刺激データと誘発加算の波
形データをメモリに記憶しておき、このメモリからの波
形データを基に水平、垂直波及倍率を求め、更に誘発加
算結果の波形から参照波形に波及倍率を掛けた波形を引
算する様にしてもよい。

前述のβ）明では、眼窩部位の測定の際、眼球の左右（
水平）上下（垂直）方向の動きによるアーチファクトの
除去について述べたが、例えば斜方向の動きに対し、そ
の動きの方向に電極を装着すれば、斜方向のアーチファ
クト除去も可能である。

又眼窩以外の部位、例えば口、あご、肩等、動きのある
生体部位のアーチファクト除去にも同様に適用しうる。

更に上述では誘発加算脳波について説明したが脳波計等
の脳波からアーチファクトを除去する場合にも適用可能
である。

本例の上述の構成によるアーチファクトの除去処理は誘
発加算測定後或いは脳波測定後に簡単な計算を行えばよ
く、操作は簡単である。又誘発加算測定中成いは脳波測
定中は誘発加算処理或いは脳波測定処理だけでよいので
アーチファクトを除去するための高速なハード回路を必
要とせずに誘発加算波形成い脳波からアーチファクト波
形を簡単に除去出来て綺麗な誘発加算波形成いは脳波が
得られ、これら波形から被検者の病状を正確に判断する
ことが出来るものである。

以上実施例として、脳波に混入するアーチファクト除去
について説明したが、本発明は、心電図、呼吸等の種々
の生体現象測定にも広く応用できるものである。

Ｃ発明の効果〕 本発明によれば次の如き効果が得られる。

（１）　　アーチファクト除去処理の計葬方法は簡単で
ある。

（２）　　’７’−チファクト除去処理は誘発加算測定
後、あるいは脳波測定後に自動的に行われるので操作は
簡単である。

（３）誘発加算測定中、あるいは脳波測定中は誘発加算
処理のみ、あるいは脳波サンプリング処理のみで良いの
で、特別に高速なハードを必要としない。

（４）誘発加算波形から、あるいは脳波からアーチファ
クト波形が簡単に除去されるので、臨床の場で利用でき
る。

（５）　　アーケファクトが混入しない綺麗な誘発加算
波形、あるいは脳波が得られるので、その波形から医者
が判定する場合、判定しやすい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の生体電気現象測定装置で校正刺激デー
タを取り出すための一例を示す系統図、第２図は本発明
の生体電気現象測定装置で誘発測定データを取り出すた
めの一例を示す系統図、第３図は本発明の動作説明用の
流れ図、第４図は波及倍率の求め方を説明するだめの波
形図、第５図は誘発加算波形の一例を示す波形図、第６
図は従来の国際電極配置法を説明する配置図である。 （１）は被検者、（２）は頭皮部位、（３）は眼窩部位
、（５ｂ）、　（５１１）　　は第１及び第２の刺激装
置、（８ａ）　・−−−（８ｎ＞、　（９ａ）、　（９
ｂ）は増幅器、（１０）はマルチプレクサ、（１１）は
Δ／Ｄ、（１２）は人カポ−）　、（１５）はコンピュ
ータ、（１７）はＲＡＭである。 代　　理　　人　　　　　伊　　藤　　　　　頁間　　
　　　　　　松　　隈　　秀　　盛Ａ　　　　　　　　
　　　　　　　　　Ｂ１皮及イ音率のネめ方Σ 言す月７５だよ）の；Ｉｌｌちｐコ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 生体の第１の測定部位及び第２の測定部位に装着した電
   極を介して得られた生体信号の、特定の時点での振幅値
   を求めると共に、第２の測定部位で得られた振幅値に対
   する第１の部位で得られた振幅値の倍率を算出する倍率
   算出手段と、 上記第１及び第２の測定部位の誘発加算波形を測定する
   誘発加算手段と、 上記第２の測定部位での誘発加算平均波形に、上記倍率
   算出手段で得られた倍率を乗算する乗算手段とを具備し
   、 上記第１の測定部位の誘発加算波形から、上記乗算手段
   で得た波形を減算してアーチファクト成分を除去する様
   にしたことを特徴とする生体電気現象測定装置。