JPH06261873A - 脳波を用いた生理状態評価方法及び装置 - Google Patents

脳波を用いた生理状態評価方法及び装置

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JPH06261873A
JPH06261873A JP5081370A JP8137093A JPH06261873A JP H06261873 A JPH06261873 A JP H06261873A JP 5081370 A JP5081370 A JP 5081370A JP 8137093 A JP8137093 A JP 8137093A JP H06261873 A JPH06261873 A JP H06261873A
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JP
Japan
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electroencephalogram
value
values
frequency band
relaxation
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JP5081370A
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English (en)
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Kazuhiko Sawada
和彦 沢田
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Kanebo Ltd
Original Assignee
Kanebo Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 脳波測定によりえられたパワー値から算出し
たリラックス度と密接な関係のある数値を使って、リラ
ックス度を的確かつ簡便に評価することを可能にするた
めの方法及び装置を提供することである。 【構成】 少なくとも1箇所の測定部位で得られる電極
毎の脳波信号より、8Hz〜11Hzの範囲に属する周
波数帯域の脳波パワー値及び11Hz〜14Hzの範囲
に属する周波数帯域の脳波パワー値を電極毎に算出し、
算出された脳波パワー値の総和の比を用いて生理状態を
評価する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、脳波信号の8Hz〜1
1Hzの範囲に属する周波数帯域の脳波パワー値の総和
と11Hz〜14Hzの範囲に属する周波数帯域の脳波
パワー値の総和の比を用いて、人の生理状態を客観的に
評価するための脳波を用いた生理状態評価方法及び装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】脳波を用いた、人の生理状態の評価とし
ては、異常な脳波の検出や、睡眠状態またはその前後に
おける脳波モニターによる診断や観察が行なわれてい
る。しかし、脳波を用いて健常者の覚醒時における生理
状態を評価することは、脳波に詳しい専門家による診断
といった極めて限られた形でしか行なわれていない。特
にリラックス度の評価については、効果的な方法が実施
されていないのが実情である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ストレスは体調不良の
原因となるだけでなく様々な疾患を引き起こすため、ス
トレスから解放されている度合いを示す「リラックス
度」(生理状態)を、的確に、しかも簡便に測定あるい
は評価することは、健康管理の立場から大変有用であ
り、その出現が強く望まれていた。
【0004】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
のであり、本発明の目的は、脳波測定により得られたパ
ワー値から算出したリラックス度と密接な関係のある数
値を使用し、リラックス度を的確かつ簡便に評価するこ
とを可能にした方法及び装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、電極を用いて
検出された脳波信号をフーリエ変換し、各周波数帯域毎
のパワー値を処理して得られる数値を表示するようにな
っている脳波を用いた生理状態評価方法に関するもので
あり、本発明の上記目的は、少なくとも1箇所の測定部
位で得られる前記電極毎に脳波信号より、8Hz〜11
Hzの範囲に属する周波数帯域の脳波パワー値と11H
z〜14Hzの範囲に属する周波数帯域の脳波パワー値
を前記電極毎に算出し、算出された前記脳波パワー値の
総和の比を用いて生理状態を評価することによって達成
される。また、本発明の脳波を用いた生理状態評価装置
は、測定部位に装着された電極からの脳波信号をフーリ
エ変換して脳波パワースペクトルを得るフーリエ変換手
段と、前記脳波パワースペクトルから8Hz〜11Hz
の範囲に属する周波数帯域の脳波パワー値及び11Hz
〜14Hzの範囲に属する周波数帯域の脳波パワー値を
抽出する抽出手段と、前記抽出された脳波パワー値の総
和値の比を算出する算出手段と、前記算出された総和値
を標準値と比較して生理状態を評価する評価手段とを設
けることによって達成される。
【0006】
【作用】本発明では、脳波信号の8〜11Hzの範囲に
属する周波数帯域の脳波パワー値の総和値と11〜14
Hzの範囲に属する周波数帯域の脳波パワー値の総和値
の比が、リラックス度と極めて密接な相関関係を有する
ことに着目し、被測定者の脳波信号の8〜11Hzの範
囲に属する周波数帯域(例えば8.5〜9.5Hz、9
〜10.5Hz)の脳波パワー値の総和値と11〜14
Hzの範囲に属する周波数帯域(例えば11.5〜1
2.5Hz、12〜13.5Hz)の脳波パワー値の総
和を求め、更にこれら脳波パワー値の比を求め、この総
和値の比を予め求められている標準値と比較することに
よってリラックス度(生理状態)を客観的に評価するよ
うにしている。リラックス度を示す評価値は、数値の表
示または光度の違い、色相の違い、音の強弱、音の種
類、音声、ディスプレイを用いた画像又は文章による表
示等のいずれか、または2種以上の方法を併用すること
により、使用者(脳波の被測定者または測定者)に報知
される。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照し詳細に
説明する。
【0008】図1は本発明の全体構成を示す概念図であ
る。図示のように被測定者の頭部の1箇所ないし2箇所
以上に電極(1)を装着し、脳波計(2)(または複数
チャンネルの信号処理が可能な増幅器)を用いて必要に
応じて増幅し、それぞれの電極(1)からの脳波信号を
テープレコーダー(3)に入力してアナログ的に記録す
ると共に、脳波処理装置及び高速フーリエ変換プログラ
ムを搭載したコンピューター(10)に入力する。コン
ピューター(10)ではフーリエ変換、8〜11Hz及
び11〜14Hzの範囲に属する周波数帯域のパワー値
の算出、パワー値の総和値の算出等を行ってリラックス
度を示す評価結果を出力する。即ち、図2に示すよう
に、脳波信号は先ず脳波以外の信号を除去するために、
ローパスフィルタ(50Hz〜200Hzが望ましい)
に入力され、ここで低周波の信号成分のみが抽出され
る。そして、その低周波の脳波信号が高速フーリエ変換
により脳波パワースペクトルに変換され、8〜11Hz
の周波数帯域のパワー値及び11〜14Hzの周波数帯
域のパワー値を求め、更に、それぞれの総和値の比を算
出し、その結果に対してリラックス度自己評価を与え
る。このような自己評価を繰り返して行うことによっ
て、総和値の比とリラックス度との相関が得られるの
で、標準的な相関関係を標準値テーブルとして求めてお
くことによって、それと比較することで測定時現在のリ
ラックス度を評価することができる。そして、リラック
ス度の評価値を種々の方法を用いて使用者に報知する。
報知の手段としては、数値の表示、ランプ等による光度
や色相の違い、スピーカによる音の強弱や種類、音声、
ディスプレイを用いた画像又は文章による表示等があ
り、種々組み合わせて使用することも可能である。
【0009】図3は本発明の装置例をブロック図で示し
ており、電極(1)からの脳波信号BSはローパスフィ
ルタ(LPF)(11)に入力されて、高調波信号が減
衰されて所定周波数以下の周波数成分LSのみがフーリ
エ変換して得られる脳波パワースペクトルBPは抽出手
段(13)に入力され、ここで抽出された脳波パワー値
SPの総和値GTが算出され、総和値GTは評価手段
(15)に入力され、総和値GTを、予め登録されてい
る標準値テーブル(16)らの標準値RVと比較するこ
とによって現在の生理状態の評価値ESを得ることがで
きる。
【0010】次に、8Hz〜11Hzに属する周波数帯
域の脳波パワー値と11Hz〜14Hzに属する周波数
帯域の脳波パワー値の比がリラックス度(生理状態)に
対して相関関係を有していることを、実際の各種実験デ
ータを示して説明する。パネラーA,B,Cに対してそ
れぞれ測定部位をP4(国際10−20法)として3分
間の脳波測定を各パネラーのつき12回ずつ行い、上述
の方法に従い、数値Xを8Hz〜11Hzの周波数帯域
のパワー値の総和値、数値Yを11Hz〜14Hzの周
波数帯域のパワー値の総和値として求めた。次に、数値
X、数値Yより8Hz〜11Hzの周波数帯域のパワー
値の総和値と11Hz〜14Hzの周波数帯域のパワー
値の総和値の比である数値Z(=X/Y)を求めた。同
時に、脳波測定の後、各パネラーに対してリラックス度
の自己評価アンケートを行った。評価は、被脳波測定者
自身の−2〜+4の7段階による評点による。
【0011】
【表1】
【0012】表1はリラックス度の自己評価(評点)を
表にして示すものであり、上記条件によるパネラーA,
B,Cの脳波パワー値及び脳波パワー値の比とリラック
ス度自己評価の相関は次の表2のようになった。
【0013】
【表2】
【0014】ここで、表2より各パネラーA,B,Cの
ついての相関係数を計算すると、パネラーAは0.84
8、パネラーBは0.873、パネラーCは0.823
となり、脳波パワー値の比とリラックス度の自己評価と
の間に相関があることが明らかとなった。つまり、脳波
パワー値の比とリラックス度(評点)との間には、大略
図4に示すような関係があり、脳波パワー値の比である
数値Z(=X/Y)が大きいとそれに従ってリラックス
度も大きくなる。
【0015】また、次の表3より明らかなように、各パ
ネラーのリラックス度の自己評価による評点が高くなる
につれ、Z値が大きくなっていることから、脳波パワー
値の比Z値はリラックス度を表すのに効果的な数値であ
ることが確認された。
【0016】
【表3】
【0017】更にパネラーA,B,Cに対してそれぞれ
測定部位P3,P4(国際10−20法)の2箇所とし
て3分間の脳波測定を行い、上述した本発明の方法に従
い、各電極毎に8〜11Hzのパワー値の総和値及び1
1〜14Hzのパワー値の総和値を求めた後、測定部位
P3,P4のパワー値の和をそれぞれに対して求め、脳
波パワー値の比を算出した。同時に、脳波測定の後、各
パネラーに対して、−2〜+4の7段階の評点によるリ
ラックス度の事項評価アンケートを行った。この結果は
次の表4のようになった。なお、評価基準は表1の自己
評価表に従った。
【0018】
【表4】
【0019】表4より、各パネラーA,B,Cについ
て、Z値とリラックス度自己評価の評点の相関関係を求
めると、パネラーAは、0.849、パネラーBは0.
875、パネラーCは0.866となっており、この場
合も両者の間に極めて深い相関関係があることが確かめ
られた。つまり、測定部位は2箇所以上の複数箇所でも
良い。また、次の表5より明らかなように、全体として
パネラーの自己評価による評点が高くなるに従って、Z
値が大きくなっていることから、Z値はリラックス度を
表すのに効果的な数値であることが確認された。
【0020】
【表5】
【0021】
【発明の効果】以上のように、本発明の脳波を用いた生
理状態評価方法及び装置によれば、脳波信号の8〜11
Hzの範囲に属する周波数帯域の脳波パワー値の総和値
と11〜14Hzの範囲に属する周波数帯域の脳波パワ
ー値の総和値の比がリラックス度の自己評点と相関が高
いことに基づいて生理状態を評価するようにしているの
で、極めて確実にかつ有効に被測定者のリラックス度の
評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の全体構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の動作を説明するための図である。
【図3】本発明の装置例を示すブロック図である。
【図4】脳波パワー値とリラックス度の相関関係を示す
図である。
【符号の説明】
1 電極 2 脳波計 3 データレコーダ 10 コンピュータ 11 ローパスフィルタ 12 フーリエ変換手段 13 抽出手段 14 算出手段 15 評価手段 16 標準値テーブル

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電極を用いて検出された脳波信号をフー
    リエ変換し、各周波数帯域毎のパワー値を処理して得ら
    れる数値を表示するようになっている脳波を用いた生理
    状態評価方法において、少なくとも1箇所の測定部位で
    得られる前記電極毎の脳波信号より、8Hz〜11Hz
    の範囲に属する周波数帯域の脳波パワー値及び、11H
    z〜14Hzの範囲に属する周波数帯域の脳波パワー値
    を前記電極毎に算出し、算出された前記脳波パワー値の
    総和の比を用いて生理状態を評価することを特徴とする
    脳波を用いた生理状態評価方法。
  2. 【請求項2】 測定部位に装着された電極からの脳波信
    号をフーリエ変換して脳波パワースペクトルを得るフー
    リエ変換手段と、前記脳波パワースペクトルから8Hz
    〜11Hz及び11Hz〜14Hzに属する各周波数帯
    域の脳波パワー値を抽出する抽出手段と、前記抽出され
    た各脳波パワー値の総和値を算出する算出手段と、前記
    算出された各脳波パワー総和値の比を標準値と比較して
    生理状態を評価する評価手段とを具備したことを特徴と
    する脳波を用いた生理状態評価装置。
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