JPH09131331A - 脳波分析表示装置 - Google Patents
脳波分析表示装置Info
- Publication number
- JPH09131331A JPH09131331A JP7326163A JP32616395A JPH09131331A JP H09131331 A JPH09131331 A JP H09131331A JP 7326163 A JP7326163 A JP 7326163A JP 32616395 A JP32616395 A JP 32616395A JP H09131331 A JPH09131331 A JP H09131331A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spectrum
- noise
- electroencephalogram
- display device
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ４〜３０Ｈｚの有用帯域に雑音成分が入って
も雑音除去ができ、かつ、フィルタによる擬信号の妨害
が生じない装置を実現する。 【解決手段】 入力１より入る信号はアンプ２で増幅さ
れＦＦＴ（高速フーリエ変換）によって周波数分析され
る。分析された信号は表示器５に表示される前に減算シ
ステム４により、雑音とくに超低周波雑音のスペクトル
分だけ減算される。この減算は雑音スペクトルを推定し
てあらかじめ決めておく。こうしてフィルタを用いない
で雑音成分を除去して脳波スペクトルのみを表示する。
も雑音除去ができ、かつ、フィルタによる擬信号の妨害
が生じない装置を実現する。 【解決手段】 入力１より入る信号はアンプ２で増幅さ
れＦＦＴ（高速フーリエ変換）によって周波数分析され
る。分析された信号は表示器５に表示される前に減算シ
ステム４により、雑音とくに超低周波雑音のスペクトル
分だけ減算される。この減算は雑音スペクトルを推定し
てあらかじめ決めておく。こうしてフィルタを用いない
で雑音成分を除去して脳波スペクトルのみを表示する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、脳波を周波数分
析してスペクトル表示をする脳波分析表示装置に関する
ものである。
析してスペクトル表示をする脳波分析表示装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】個人の脳波を測定して評価するために
は、検出した脳波を周波数分析してスペクトル表示をす
るのが適当である。すなわち図４に示すように、縦軸が
振幅、横軸が周波数の二次元表示、いわゆる周波数スペ
クトル表示をブラウン管などに画面表示する。これを図
４に示す。脳波の周波数成分は、通常、４Ｈｚ〜３０Ｈ
ｚ程度が示性的とされており、その中で４〜８Ｈｚがθ
波、８〜１３Ｈｚがα波、１３Ｈｚ以上をβ波といわれ
る。脳波のレベルは極めて低く、１０μＶ〜１００μＶ
程度であり、人体より採取するため外部雑音、とくに交
流妨害（５０〜６０Ｈｚのハムノイズ）や生体運動によ
る筋電雑音（１０Ｈｚ以上のパルスノイズ）、さらには
皮膚変化による超低周波雑音（瞬目ノイズ、口の開閉ノ
イズなど８Ｈｚ以下）が著しく大きく、これらによって
脳波スペクトルは大いに妨害され、観測が困難であるこ
とが多い。これを改善するため、従来は、種々のフィル
タを用いて不要周波数成分を減弱させて有用周波数帯域
のみを表示するようにしていた。
は、検出した脳波を周波数分析してスペクトル表示をす
るのが適当である。すなわち図４に示すように、縦軸が
振幅、横軸が周波数の二次元表示、いわゆる周波数スペ
クトル表示をブラウン管などに画面表示する。これを図
４に示す。脳波の周波数成分は、通常、４Ｈｚ〜３０Ｈ
ｚ程度が示性的とされており、その中で４〜８Ｈｚがθ
波、８〜１３Ｈｚがα波、１３Ｈｚ以上をβ波といわれ
る。脳波のレベルは極めて低く、１０μＶ〜１００μＶ
程度であり、人体より採取するため外部雑音、とくに交
流妨害（５０〜６０Ｈｚのハムノイズ）や生体運動によ
る筋電雑音（１０Ｈｚ以上のパルスノイズ）、さらには
皮膚変化による超低周波雑音（瞬目ノイズ、口の開閉ノ
イズなど８Ｈｚ以下）が著しく大きく、これらによって
脳波スペクトルは大いに妨害され、観測が困難であるこ
とが多い。これを改善するため、従来は、種々のフィル
タを用いて不要周波数成分を減弱させて有用周波数帯域
のみを表示するようにしていた。
【０００３】以上のように、主として皮膚変化による超
低周波雑音は、波形としては図５（イ）のような単パル
ス状であり、そのスペクトルは図６（イ）のようになっ
ている。また脳波の波形は図５（ロ）のように比較的持
続性があり、そのスペクトルは図６（ロ）のようにな
る。このようにスペクトルは図７のように分布する。こ
の図において、Ｎは超低周波雑音の帯域、θはθ脳波、
αはα脳波、βはβ脳波の帯域を示す。超低周波雑音を
フィルタによって分離するには両信号（とくにθ脳波）
の帯域が重複しているから不可能である。また雑音波形
が単パルス状であるためフィルタ出力はフィルタの過渡
特性を示すものとなり、極めて大きな減衰振動が出力し
てしまい雑音低減にならない。
低周波雑音は、波形としては図５（イ）のような単パル
ス状であり、そのスペクトルは図６（イ）のようになっ
ている。また脳波の波形は図５（ロ）のように比較的持
続性があり、そのスペクトルは図６（ロ）のようにな
る。このようにスペクトルは図７のように分布する。こ
の図において、Ｎは超低周波雑音の帯域、θはθ脳波、
αはα脳波、βはβ脳波の帯域を示す。超低周波雑音を
フィルタによって分離するには両信号（とくにθ脳波）
の帯域が重複しているから不可能である。また雑音波形
が単パルス状であるためフィルタ出力はフィルタの過渡
特性を示すものとなり、極めて大きな減衰振動が出力し
てしまい雑音低減にならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の脳
波分析表示装置では、有用脳波周波数帯（ここではθ
波、α波、β波を考えて４〜３０Ｈｚとする）以外の超
低周波雑音は除去することはできるが、４〜３０Ｈｚの
中に入る雑音成分を除くことはできない。また、さらに
重大なことは、これら妨害雑音が一般に過渡信号であっ
て定常信号でないため、フィルタを通ったときフィルタ
の過渡現象により大きな擬信号を発生し、瞬間的にかえ
って雑音が増大することが起こることであった。
波分析表示装置では、有用脳波周波数帯（ここではθ
波、α波、β波を考えて４〜３０Ｈｚとする）以外の超
低周波雑音は除去することはできるが、４〜３０Ｈｚの
中に入る雑音成分を除くことはできない。また、さらに
重大なことは、これら妨害雑音が一般に過渡信号であっ
て定常信号でないため、フィルタを通ったときフィルタ
の過渡現象により大きな擬信号を発生し、瞬間的にかえ
って雑音が増大することが起こることであった。
【０００５】この発明はかかる問題を解消するためにな
されたもので、４〜３０Ｈｚの有用帯域に雑音成分が入
っても雑音除去ができ、かつ、フィルタを用いないので
フィルタによる擬信号の妨害も生じない脳波分析表示装
置を得ることを目的とする。
されたもので、４〜３０Ｈｚの有用帯域に雑音成分が入
っても雑音除去ができ、かつ、フィルタを用いないので
フィルタによる擬信号の妨害も生じない脳波分析表示装
置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る脳波分析
表示装置は、脳波の周波数分析をスペクトル表示する前
に雑音、とくに超低周波雑音のスペクトル分だけ減算し
てそれをグラフ表示するための減算システムを備えてい
る。そうして雑音スペクトルを減算する際、雑音スペク
トルの形を推定しあらかじめ決めておく。
表示装置は、脳波の周波数分析をスペクトル表示する前
に雑音、とくに超低周波雑音のスペクトル分だけ減算し
てそれをグラフ表示するための減算システムを備えてい
る。そうして雑音スペクトルを減算する際、雑音スペク
トルの形を推定しあらかじめ決めておく。
【０００７】この発明の他の発明に係る脳波分析表示装
置は、雑音スペクトルの形が１／ｆ形であることが大部
分であるので、このように設定する。
置は、雑音スペクトルの形が１／ｆ形であることが大部
分であるので、このように設定する。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１において、入力１より入る信
号はアンプ２で増幅されＦＦＴ（高速フーリエ変換）３
によって周波数分析される。ＦＦＴ３はデジタル処理で
行うときは当然ＡＤコンバータ、ＣＰＵ、メモリ等を含
むものとする。ＦＦＴ３の出力は減算システム４を通っ
て表示装置５に加えられる。ＦＦＴ３の出力は各周波数
ごとの振幅値である。図２はθ脳波と超低周波雑音とが
同時に混合している場合のＦＦＴ３の出力を示す。右下
がり斜線部はθ脳波、左下がり斜線部は超低周波雑音の
スペクトルであり、両者が混合していればそれぞれの合
計のスペクトルとなる。超低周波雑音のスペクトルは実
験によって表１のようにほぼ一定した形をもっている。
号はアンプ２で増幅されＦＦＴ（高速フーリエ変換）３
によって周波数分析される。ＦＦＴ３はデジタル処理で
行うときは当然ＡＤコンバータ、ＣＰＵ、メモリ等を含
むものとする。ＦＦＴ３の出力は減算システム４を通っ
て表示装置５に加えられる。ＦＦＴ３の出力は各周波数
ごとの振幅値である。図２はθ脳波と超低周波雑音とが
同時に混合している場合のＦＦＴ３の出力を示す。右下
がり斜線部はθ脳波、左下がり斜線部は超低周波雑音の
スペクトルであり、両者が混合していればそれぞれの合
計のスペクトルとなる。超低周波雑音のスペクトルは実
験によって表１のようにほぼ一定した形をもっている。
【０００９】
【表１】
【００１０】この発明ではスペクトルの最低部（脳波の
スペクトル表示では実用的に１Ｈｚが適当である）には
脳波成分はほとんど存在せずと推定し、ここの成分はす
べて超低周波雑音と仮定する。ここの（１Ｈｚの）スペ
クトル値をもって超低周波雑音と推定すれば、表１に示
すような雑音スペクトルから１Ｈｚ以外の周波数の雑音
成分がそれぞれ推定できるから、この分を各周波数スペ
クトル出力から減算してやれば、脳波スペクトルのみが
出力されうる。これを図３に示す。
スペクトル表示では実用的に１Ｈｚが適当である）には
脳波成分はほとんど存在せずと推定し、ここの成分はす
べて超低周波雑音と仮定する。ここの（１Ｈｚの）スペ
クトル値をもって超低周波雑音と推定すれば、表１に示
すような雑音スペクトルから１Ｈｚ以外の周波数の雑音
成分がそれぞれ推定できるから、この分を各周波数スペ
クトル出力から減算してやれば、脳波スペクトルのみが
出力されうる。これを図３に示す。
【００１１】図３はすべてスペクトルの表示図であり、
図の（イ）はＦＦＴ３の出力におけるスペクトルを示
し、ここには超低周波雑音と脳波とが混合して表示され
ている。（ロ）はこの中に含まれる超低周波雑音の推定
成分を示す。前述のとおりスペクトルの最低部（ここで
は１Ｈｚ）の大きさＡ１はすべて超低周波雑音であって
脳波成分は含まれないと仮定して（イ）のスペクトルの
うち１Ｈｚの成分Ａ１を仮定する。これより高周波の成
分は雑音と脳波の混合したものであるからＡ１から計算
によって算出する。すなわち表１に基いて雑音分布が１
／ｆをなすとして決定する（２ＨｚではＡ１／２、５Ｈ
ｚではＡ１／５）。これをスペクトル表示すれば同図
（ロ）になる。これを超低周波雑音のスペクトルと仮定
し、同図（イ）より（ロ）を減算すると（ハ）のスペク
トルが得られ、これが雑音を除去した脳波のみのスペク
トルを表すとみなすことができる。この減算処理をする
のが図１の減算システム４である。この減算システム
は、実現法としてはソフト演算処理によるのが通例であ
り、その算式は数１のとおりである。
図の（イ）はＦＦＴ３の出力におけるスペクトルを示
し、ここには超低周波雑音と脳波とが混合して表示され
ている。（ロ）はこの中に含まれる超低周波雑音の推定
成分を示す。前述のとおりスペクトルの最低部（ここで
は１Ｈｚ）の大きさＡ１はすべて超低周波雑音であって
脳波成分は含まれないと仮定して（イ）のスペクトルの
うち１Ｈｚの成分Ａ１を仮定する。これより高周波の成
分は雑音と脳波の混合したものであるからＡ１から計算
によって算出する。すなわち表１に基いて雑音分布が１
／ｆをなすとして決定する（２ＨｚではＡ１／２、５Ｈ
ｚではＡ１／５）。これをスペクトル表示すれば同図
（ロ）になる。これを超低周波雑音のスペクトルと仮定
し、同図（イ）より（ロ）を減算すると（ハ）のスペク
トルが得られ、これが雑音を除去した脳波のみのスペク
トルを表すとみなすことができる。この減算処理をする
のが図１の減算システム４である。この減算システム
は、実現法としてはソフト演算処理によるのが通例であ
り、その算式は数１のとおりである。
【００１２】
【数１】
【００１３】この超低周波雑音のスペクトル形について
は１／ｆ形（表１の値はこれに極めて近い）をなすもの
として例示したが、別の形を用いてもよく、その場合は
上式の右辺を変えることによって可能である。また周波
数分析は、ＦＦＴによる外、フィルタバンクによる分
析、ヘテロダイン分析などによってもよい。スペクトル
表示器による表示は、グラフ表示に限らず数値表示でも
よい。
は１／ｆ形（表１の値はこれに極めて近い）をなすもの
として例示したが、別の形を用いてもよく、その場合は
上式の右辺を変えることによって可能である。また周波
数分析は、ＦＦＴによる外、フィルタバンクによる分
析、ヘテロダイン分析などによってもよい。スペクトル
表示器による表示は、グラフ表示に限らず数値表示でも
よい。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明は、低周波除去フィルタを必要としないから、フィル
タによる過渡擬信号が発生せず、表示スペクトル上に雑
音分のスペクトル、とくに超低周波雑音スペクトルが表
示されないので、脳波スペクトルを極めて正確、明瞭に
表示することができる。
明は、低周波除去フィルタを必要としないから、フィル
タによる過渡擬信号が発生せず、表示スペクトル上に雑
音分のスペクトル、とくに超低周波雑音スペクトルが表
示されないので、脳波スペクトルを極めて正確、明瞭に
表示することができる。
【図１】この発明の一実施例を示す結線図である。
【図２】この発明の一実施例における周波数分析スペク
トル図である。
トル図である。
【図３】この発明の一実施例の動作説明スペクトル図で
ある。
ある。
【図４】従来の脳波分析表示装置のスペクトル表示図で
ある。
ある。
【図５】従来の脳波分析表示装置における雑音、脳波の
波形図である。
波形図である。
【図６】図５に対応するスペクトル図である。
【図７】従来の脳波分析表示装置における周波数分布図
である。
である。
１ 入力 ２ アンプ ３ ＦＦＴ ４ 減算システム ５ 表示装置
Claims (2)
- 【請求項１】脳波を測定しその周波数スペクトルを表示
する脳波分析表示装置において、前記脳波と同時に存在
しその表示が脳波スペクトルの表現に妨害となる超低周
波域の雑音表示を除去するため超低周波雑音のスペクト
ルの形を推定してその形を現表示スペクトルより減算す
る減算システムを備えていることを特徴とする脳波分析
表示装置。 - 【請求項２】 脳波を測定しその周波数スペクトルを表
示する脳波分析表示装置において、前記脳波と同時に存
在しその表示が脳波スペクトルの表現に妨害となる超低
周波域の雑音表示を除去するため超低周波雑音のスペク
トルの形を１／ｆノイズと推定してその形を現表示スペ
クトルより減算する減算システムを備えていることを特
徴とする脳波分析表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7326163A JPH09131331A (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | 脳波分析表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7326163A JPH09131331A (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | 脳波分析表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09131331A true JPH09131331A (ja) | 1997-05-20 |
Family
ID=18184762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7326163A Pending JPH09131331A (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | 脳波分析表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09131331A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009189398A (ja) * | 2008-02-12 | 2009-08-27 | Tottori Univ | マッサージ機及びマッサージ方法 |
| WO2011135789A1 (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-03 | パナソニック株式会社 | 脳波計測装置、電気的ノイズの推定方法、および、電気的ノイズの推定方法を実行するコンピュータプログラム |
| JP2011255035A (ja) * | 2010-06-10 | 2011-12-22 | Sony Corp | 生体信号処理装置、生体信号処理方法及び生体信号処理プログラム |
| WO2015056470A1 (ja) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | 三菱電機株式会社 | アクチュエータ駆動制御装置、アクチュエータ駆動制御方法、及び振動抑制制御装置 |
| CN109893128A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-06-18 | 深圳市康立高科技有限公司 | 一种超低频脑电波检测仪及其检测分析方法 |
-
1995
- 1995-11-09 JP JP7326163A patent/JPH09131331A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009189398A (ja) * | 2008-02-12 | 2009-08-27 | Tottori Univ | マッサージ機及びマッサージ方法 |
| WO2011135789A1 (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-03 | パナソニック株式会社 | 脳波計測装置、電気的ノイズの推定方法、および、電気的ノイズの推定方法を実行するコンピュータプログラム |
| JP4861538B2 (ja) * | 2010-04-28 | 2012-01-25 | パナソニック株式会社 | 脳波計測装置、電気的ノイズの推定方法、および、電気的ノイズの推定方法を実行するコンピュータプログラム |
| CN102821681A (zh) * | 2010-04-28 | 2012-12-12 | 松下电器产业株式会社 | 脑电波测量装置、电噪声的推定方法、以及执行电噪声的推定方法的计算机程序 |
| US8792975B2 (en) | 2010-04-28 | 2014-07-29 | Panasonic Corporation | Electroencephalogram measurement apparatus, method of estimating electrical noise, and computer program for executing method of estimating electrical noise |
| JP2011255035A (ja) * | 2010-06-10 | 2011-12-22 | Sony Corp | 生体信号処理装置、生体信号処理方法及び生体信号処理プログラム |
| CN102293646A (zh) * | 2010-06-10 | 2011-12-28 | 索尼公司 | 生物信号处理装置、处理方法和处理程序 |
| WO2015056470A1 (ja) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | 三菱電機株式会社 | アクチュエータ駆動制御装置、アクチュエータ駆動制御方法、及び振動抑制制御装置 |
| CN109893128A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-06-18 | 深圳市康立高科技有限公司 | 一种超低频脑电波检测仪及其检测分析方法 |
| CN109893128B (zh) * | 2019-04-02 | 2024-03-12 | 深圳市康立高科技有限公司 | 一种超低频脑电波检测仪及其检测分析方法 |
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