JPH1119075A - Mental stress judging apparatus - Google Patents

Mental stress judging apparatus

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JPH1119075A
JPH1119075A JP9194978A JP19497897A JPH1119075A JP H1119075 A JPH1119075 A JP H1119075A JP 9194978 A JP9194978 A JP 9194978A JP 19497897 A JP19497897 A JP 19497897A JP H1119075 A JPH1119075 A JP H1119075A
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mental stress
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wave
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Tatsumi Yanai
達美 柳井
Norimasa Kishi
則政 岸
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To objectively and accurately judge the presence of a steady mental stress by measuring a brain wave of a subject using a simple measuring device. SOLUTION: While a temporary stress is applied by a task/rest presenting device 1, a brain wave data is measured by a simple brain wave data measuring device 2 with an electrode mounted on the forehead of the subject and a frequency power calculating circuit 13 of a brain data signal processing circuit 3 discards a noise data such as myoelectric signal or the like attributed to winking to calculate a power spectrum in terms of frequency band. A power spectrum is added per frequency under a task and a rest with quietly closed of eyes by a frequency power addition circuit 14 and an αwave power normalization circuit 15 calculates a ratio between the power spectrum in all frequency bands of the brain wave and the power spectrum in the frequency band of αwave separately under the task and the rest. A mental stress judging circuit 4 compares the ratio obtained under the task and the ratio under the rest to judge the presence of a mental stress.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、人の定常的ストレ
スとしてのメンタルストレスを判定するメンタルストレ
ス判定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mental stress determination device for determining mental stress as a constant stress of a person.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、脈拍データの変動状況をマイクロ
コンピュータにより測定することにより、人のストレス
レベルを測定するストレスレベル測定装置がある。これ
は、図12に示すように、被験者の脈波を検出する脈波
検出器7が脈拍計数器8に接続され、その脈拍計数器8
がマイクロコンピュータ9に接続されているものであ
る。そして、図13に示すように、脈波検出器7で検出
した脈波データ31を、脈拍計数器8により整形パルス
32に変換して脈拍データを計数し、その脈拍データの
上昇下降をマイクロコンピュータ9で監視することによ
り、ストレスのレベルを測定するものである。同様のも
のが、特開平4ー180730号公報に記載されてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a stress level measuring apparatus for measuring a stress level of a person by measuring a fluctuation state of pulse data by a microcomputer. This is because, as shown in FIG. 12, a pulse wave detector 7 for detecting a subject's pulse wave is connected to a pulse counter 8, and the pulse counter 8
Are connected to the microcomputer 9. Then, as shown in FIG. 13, the pulse wave data 31 detected by the pulse wave detector 7 is converted into a shaped pulse 32 by the pulse counter 8, and the pulse data is counted. By monitoring at step 9, the level of stress is measured. A similar one is described in JP-A-4-180730.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、人
は、職場あるいは日常生活において、様々なストレスを
受けている。特に、急速なOA(オフィスオートメーシ
ョン)化、FA(ファクトリオートメーション)化によ
り、VDT(ビデオディスプレイ端末装置)作業や監視
作業が増え、これらの作業がもたらすメンタルストレス
は過労やヒューマンエラーの要因となっている。これを
防ぐため、メンタルストレス(テクノストレスとも言
う)を評価、判定することが重要となっている。
In recent years, people have been subjected to various stresses at work or in daily life. In particular, due to rapid OA (office automation) and FA (factory automation), VDT (video display terminal) work and monitoring work have increased, and mental stress caused by these work has become a factor of overwork and human error. I have. In order to prevent this, it is important to evaluate and determine mental stress (also called techno stress).

【0004】しかしながら、従来のストレスレベル測定
装置は、脈拍の上昇下降のみの情報を利用する構成であ
るため、ストレスレベル測定の信頼性が低く、また、測
定時における一時的ストレスしか測定できない。また、
心電図信号に不整脈等の現象が生じた場合、その区間は
解析が不能になる。不整脈は健常者でも通常発生してい
るが、精神的ストレス状態では不整脈の生じる被験者が
多く報告されている。不整脈による解析不能区間が、頻
繁に生じる場合には、判定自体が不可能になるという問
題があった。
[0004] However, the conventional stress level measuring device is configured to use only information on the rise and fall of the pulse, so that the reliability of the stress level measurement is low and only the temporary stress at the time of measurement can be measured. Also,
When a phenomenon such as an arrhythmia occurs in the electrocardiogram signal, the section cannot be analyzed. Although arrhythmias usually occur even in healthy individuals, many subjects have arrhythmias in mental stress. When an unanalyzable section due to arrhythmia frequently occurs, there is a problem that determination itself becomes impossible.

【0005】そこで次に、メンタルストレスと脳波の相
関関係が高いことを利用して、被験者の脳波を測定し
て、精神的ストレス状態を判定しようとする試みがあ
る。安静状態の被験者の脳波を数分間測定し、周波数解
析を行い、メンタルストレスを判定するものであるが、
測定時における一時的ストレスしか測定できず、長期間
にわたって蓄積された定常的なストレスレベル測定につ
いての信頼性は低い。また、脳波を測定する際には、多
数の電極を頭髪を分けて頭皮上に装着する必要があり、
脳波の測定に煩わしさをもたらす原因となっていた。
[0005] Then, there is an attempt to determine the mental stress state by measuring the electroencephalogram of the subject by utilizing the high correlation between mental stress and electroencephalogram. It measures brain waves of a subject in a resting state for several minutes, performs frequency analysis, and determines mental stress,
Only temporary stress at the time of measurement can be measured, and the reliability of the steady-state stress level measurement accumulated over a long period of time is low. Also, when measuring brain waves, it is necessary to attach a large number of electrodes to the scalp by dividing the hair
This has caused annoyance in the measurement of EEG.

【0006】以上のように、現在のところ、メンタルス
トレスという感覚量を簡易的に計測して、客観的かつ定
量的に信頼性高く評価する技術は確立されていないと言
える。本発明は、このような従来の問題点に鑑み、簡易
的な測定方法により、定常的ストレスとしてのメンタル
ストレスを客観的に精度よく判定するメンタルストレス
判定装置を提供することを目的とする。
As described above, at present, it can be said that a technique for simply measuring the amount of sensation of mental stress and for objectively and quantitatively evaluating it with high reliability has not been established. The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and has as its object to provide a mental stress determination device that objectively accurately determines mental stress as stationary stress by a simple measurement method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、被
験者に一時的ストレスを与えるタスク提示手段と、被験
者の脳波データを測定する脳波データ簡易測定手段と、
脳波データ簡易測定手段により測定した脳波データの周
波数解析を行い、脳波の全周波数帯に相当するパワース
ペクトルとα波に相当する周波数帯のパワースペクトル
の比である正規化α波パワーを算出する脳波データ信号
処理手段と、脳波データ信号処理手段により算出した正
規化α波パワーに基づいて、メンタルストレスを判定す
るメンタルストレス判定手段とを有するものとする。
Therefore, the present invention provides a task presenting means for temporarily applying stress to a subject, a simple electroencephalogram data measuring means for measuring electroencephalogram data of the subject,
A brain wave that performs frequency analysis of the brain wave data measured by the brain wave data simple measuring means and calculates a normalized α wave power which is a ratio of a power spectrum corresponding to the entire frequency band of the brain wave to a power spectrum of a frequency band corresponding to the α wave. It is assumed that the apparatus has a data signal processing unit and a mental stress determination unit that determines a mental stress based on the normalized α-wave power calculated by the brain wave data signal processing unit.

【0008】上記タスク提示手段は、タイマを備え、被
験者に一定時間のタスクとレストとを交互に行なうよう
に、タイマにより時間を提示するのが好ましい。また、
脳波データ簡易測定手段は、額部からの脳波データを採
取し、脳波データ信号処理手段は、瞬き等のノイズ信号
を検出し、除去する目的外信号除去手段を有することも
できる。
[0008] It is preferable that the task presenting means includes a timer, and the timer presents the time so that the subject alternately performs the task and the rest for a predetermined time. Also,
The electroencephalogram data simple measurement means may collect electroencephalogram data from the forehead, and the electroencephalogram data signal processing means may have non-target signal removal means for detecting and removing noise signals such as blinks.

【0009】また、脳波データ信号処理手段は、脳波デ
ータ簡易測定手段により検出された脳波データから周波
数帯別の周波数パワースペクトルを算出する周波数パワ
ー算出手段と、周波数パワー算出手段で算出された周波
数パワースペクトルをタスク状態とレスト状態で、それ
ぞれ周波帯毎に加算する周波数パワー加算手段と、周波
数パワー加算手段で加算されたタスク状態とレスト状態
のそれぞれで、全周波数帯のパワーに対するα波のパワ
ーの比である正規化α波パワーを算出するα波パワー正
規化回路を有し、メンタルストレス判定手段は、前記タ
スク状態の正規化α波パワーと、レスト状態の正規化α
波パワーの比率に基づいて、メンタルストレスを判定す
ることもできる。
The electroencephalogram data signal processing means includes a frequency power calculation means for calculating a frequency power spectrum for each frequency band from the electroencephalogram data detected by the electroencephalogram data simple measurement means, and a frequency power spectrum calculated by the frequency power calculation means. Frequency power adding means for adding the spectrum in the task state and the rest state for each frequency band, and the power of the α wave with respect to the power in the entire frequency band in each of the task state and the rest state added by the frequency power adding means. An α-wave power normalizing circuit for calculating a normalized α-wave power as a ratio, wherein the mental stress determining means includes a normalized α-wave power in the task state and a normalized α in the rest state.
Mental stress can also be determined based on the ratio of wave power.

【0010】さらに、脳波データ信号処理手段は、脳波
データ簡易測定手段により検出された脳波データから周
波数帯別の周波数パワースペクトルを算出する周波数パ
ワー算出手段と、周波数パワー算出手段で算出された周
波数パワーをタスク状態とレスト状態で、それぞれ周波
数帯別に加算する周波数パワー加算手段と、周波数パワ
ー加算手段で加算されたタスク状態とレスト状態のそれ
ぞれで、全周波数帯のパワーに対するα波のパワーの比
である正規化α波パワーを算出するα波パワー正規化回
路を有し、メンタルストレス判定手段は、前回測定した
前記タスク状態の正規化α波パワーと、レスト状態の正
規化α波パワーの比率と、今回測定したタスク状態の正
規化α波パワーと、レスト状態の正規化α波パワーの比
率の変化に基づいて、メンタルストレスを判定すること
もできる。
Further, the electroencephalogram data signal processing means includes a frequency power calculating means for calculating a frequency power spectrum for each frequency band from the electroencephalogram data detected by the electroencephalogram data simple measuring means, and a frequency power spectrum calculated by the frequency power calculating means. In the task state and the rest state, the frequency power addition means for adding each frequency band, and in each of the task state and the rest state added by the frequency power addition means, the ratio of the power of the α wave to the power of the entire frequency band. It has an α-wave power normalization circuit that calculates a certain normalized α-wave power, and the mental stress determination unit calculates the ratio of the normalized α-wave power of the task state measured last time and the normalized α-wave power of the rest state. , Based on the change in the ratio of the normalized α-wave power in the task state and the normalized α-wave power in the rest state It is also possible to determine the down barrel stress.

【0011】[0011]

【作用】元来、脳波はその発生状態に個人差が大きく、
単に一回のみ測定した脳波データから定常的メンタルス
トレスを判定することは困難である。本発明によるメン
タルストレス判定装置では、タスク提示手段により、例
えば、被験者に一時的な精神作業を課すタスク状態と、
精神作業を課していないレスト状態を設定し、タスク状
態とレスト状態での、脳波成分の差位を観測し、メンタ
ルストレスの有無を判定している。すなわち被験者の精
神作業に対する柔軟性が、定常的ストレスとしてのメン
タルストレスに大きく影響される点に着目し、本発明で
は、被験者の精神作業に対する柔軟性を示す指標とし
て、脳波の周波数帯の一つであるα波成分がタスク状態
とレスト状態で出現する比率を使用している。
[Effect] Originally, brain waves have large individual differences in their generation state,
It is difficult to determine steady mental stress from electroencephalogram data measured only once. In the mental stress determination device according to the present invention, by the task presenting means, for example, a task state that imposes a temporary mental work on the subject,
A rest state where no mental work is imposed is set, and a difference between brain wave components in the task state and the rest state is observed to determine the presence or absence of mental stress. In other words, focusing on the fact that the flexibility of the subject for mental work is greatly affected by mental stress as stationary stress, the present invention uses one of the frequency bands of the electroencephalogram as an index indicating the flexibility of the subject for mental work. Is used in the task state and the rest state.

【0012】具体的には、脳波データ簡易測定装置によ
り被験者の脳波データを採取して、脳波データ信号処置
手段に入力し、周波数解析を行い、脳波の全周波数帯に
相当するパワースペクトルとα波に相当する周波数帯の
パワースペクトルの比である正規化α波パワーを算出、
メンタルストレス判定手段で、正規化α波パワーに基づ
いて定常的なメンタルストレスの有無が判定される。こ
れにより、感覚的なメンタルストレスが客観的に判定さ
れる。
More specifically, brain wave data of a subject is collected by a simple apparatus for measuring brain wave data, input to a brain wave data signal processing means, frequency analysis is performed, and a power spectrum and an α wave corresponding to the entire frequency band of the brain wave are obtained. Calculated normalized α-wave power, which is the ratio of the power spectrum of the frequency band corresponding to
Mental stress determination means determines the presence or absence of steady mental stress based on the normalized α-wave power. Thereby, the sensory mental stress is objectively determined.

【0013】また、上記のタスク提示手段が、タイマに
より、被験者に一定時間のタスクとレストとを交互に行
なうように、時間の提示を行なうと、被験者に対して簡
易なタスクが与えられ、脳波データが容易に採取され
る。
Further, when the task presenting means presents a time by a timer so that the task and the rest for a certain time are alternately performed by the timer, a simple task is given to the subject, and the brain wave is given. Data is easily collected.

【0014】上記の脳波データ簡易測定装置を用いて、
被験者の脳波データを額部から採取することにより、頭
髪を分ける煩わしさが省け、極めて簡易的に脳波データ
を採取することができる。しかしながら、図14の
(a)に示すように、通常の後頭部33から検出する方
式では、ノイズ信号が脳波データに混入することは少な
いが、額部34から検出しようとすると、図14の
(b)に示すような瞬き等のパルス状の筋電信号35
や、他のノイズ信号が、脳波データに混入しやすい。そ
のために、目的外除去手段を設け、ノイズ信号を検出、
除去することにより、簡易的に脳波データを採取し、高
精度にメンタルストレスを判定できる。
[0014] Using the above-mentioned simple apparatus for measuring electroencephalogram data,
By collecting the subject's brain wave data from the forehead, the trouble of dividing the hair can be omitted, and the brain wave data can be collected extremely easily. However, as shown in FIG. 14A, in the method of detecting from the normal occipital region 33, the noise signal is rarely mixed into the electroencephalogram data. A pulse-like myoelectric signal 35 such as a blink as shown in FIG.
And other noise signals are likely to be mixed into the brain wave data. For that purpose, an unintended removal means is provided to detect noise signals,
By removing it, brain wave data is simply collected, and mental stress can be determined with high accuracy.

【0015】また、脳波データ信号処理手段が、タスク
状態での正規化αパワーとレスト状態での正規化αパワ
ーの比率を算出することにより、メンタルストレス判定
手段は、この比率が小さいときは、メンタルストレスが
なく、この比率が大きいときは、メンタルストレスがあ
ることが判定できる。また、前回測定と今回測定におけ
るタスク状態およびレスト状態の正規化α波パワーの比
率を比較することにより、メンタルストレスの変化状況
を知ることができる。
Further, when the electroencephalogram data signal processing means calculates the ratio between the normalized α power in the task state and the normalized α power in the rest state, the mental stress determining means can calculate the ratio when the ratio is small. When there is no mental stress and this ratio is large, it can be determined that there is mental stress. Also, by comparing the ratio of the normalized α-wave power in the task state and the rest state in the previous measurement and the current measurement, it is possible to know the state of change in mental stress.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例によ
り説明する。図1は第1の実施例の構成を示し、図2は
その使用状態を示す。また図3はタスクを与えるタイミ
ングを示す図であり、図4および図5は動作を説明する
フローチャートである。ここでは、脳波の中のα(アル
ファ)波に着目し、正規化α波パワーを一時的ストレス
を加えた状態で測定算出して、背景の定常的ストレスに
対する変化を観測するようにするとともに、瞬き等の現
象が発生したときの脳波データを除去することで、解析
の中断なく、確度の高い判定を行えるようにする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to examples. FIG. 1 shows the configuration of the first embodiment, and FIG. 2 shows the state of use. FIG. 3 is a diagram showing the timing of giving a task, and FIGS. 4 and 5 are flowcharts for explaining the operation. Here, we focus on the α (alpha) wave in the brain wave, measure and calculate the normalized α wave power with the temporary stress applied, and observe the change with respect to the background steady stress, By removing the electroencephalogram data when a phenomenon such as blinking occurs, a highly accurate determination can be made without interrupting the analysis.

【0017】メンタルストレス判定装置は、図1に示す
ように、被験者に一時的ストレスを与えるタスク提示手
段としてのタスク/レスト提示装置1と、被験者の脳波
データを採取する脳波データ簡易測定装置2と、採取し
た脳波データの周波数解析を行ない、正規化α波パワー
を算出する脳波データ信号処理回路3と、算出された正
規化α波パワーに基づいてメンタルストレスを判定する
メンタルストレス判定回路4とから構成されている。
As shown in FIG. 1, the mental stress determination device includes a task / rest presenting device 1 as a task presenting means for temporarily applying stress to a subject, a simple electroencephalogram data measuring device 2 for collecting brain wave data of the subject, A brain wave data signal processing circuit 3 that performs frequency analysis of the collected brain wave data to calculate normalized α-wave power, and a mental stress determination circuit 4 that determines mental stress based on the calculated normalized α-wave power. It is configured.

【0018】タスク/レスト提示装置1は、図2に示す
ように、被験者に体動の少ないタスクを提示する装置
で、内蔵されたタイマにより、一定時間のタスク(課
題)とレスト(休息)とを繰り返すタイミングを被験者
に提示する。具体的には、図3の(a)に示すように、
タスクが約1分程度、レストが約2分程度に設定され、
タスクとレストとが交互に複数回繰り返して提示され
る。タスクとしては、精神的なストレスを加えられる内
容であればよく、例えば図3の(b)に示すように、罫
線21で記入位置22を特定した所定の用紙23に、上
記の所定の時間内に、できるだけ多くの丸印24を書き
込む作業が課される。
As shown in FIG. 2, the task / rest presenting device 1 is a device for presenting a task with little body movement to a subject. A task (task) and a rest (rest) for a certain period of time are set by a built-in timer. Is presented to the subject. Specifically, as shown in FIG.
The task is set for about 1 minute, the rest is set for about 2 minutes,
The task and the rest are alternately and repeatedly presented multiple times. The task may be any content as long as mental stress can be applied. For example, as shown in FIG. In addition, the task of writing as many circles 24 as possible is imposed.

【0019】脳波データ簡易測定装置2は、図2に示す
ように、被験者の額部に取付けられ、脳波データを採取
する額部取付用電極11と採取した脳波データを脳波デ
ータ信号処理回路3に、有線または無線で転送する脳波
データ転送装置12から構成される。医療用としての正
確な波形診断が目的ではないため、電極の装着も簡単な
ものでよく、額部に電極を取り付ける形式で、簡易測定
が可能なハチマキ状の電極が使用されている。
As shown in FIG. 2, the electroencephalogram data simple measuring device 2 is attached to the forehead of the subject, and the forehead mounting electrode 11 for collecting electroencephalogram data and the collected electroencephalogram data are sent to the electroencephalogram data signal processing circuit 3. , An electroencephalogram data transfer device 12 that transfers data by wire or wirelessly. Since accurate waveform diagnosis for medical use is not the purpose, mounting of electrodes may be simple, and an electrode is attached to the forehead, and a bee-shaped electrode capable of simple measurement is used.

【0020】脳波データ信号処理回路3は、脳波データ
の周波数成分を解析し、ノイズが含まれる脳波データや
タスク時とレスト時の境界での脳波データ等の目的外信
号を除去し、周波数帯別に周波数パワースペクトルを算
出する周波数パワー算出回路13と、タスク時とレスト
時に分けて、周波数帯別の周波数パワースペクトルを加
算する周波数パワー加算回路14と、タスク時とレスト
時のそれぞれで、全周波数帯の周波数パワースペクトル
に対するα波パワースペクトルの比である正規化α波パ
ワーを算出するα波パワー正規化回路15からなり、α
波パワー正規化回路15の出力がメンタルストレス判定
回路4に入力されるようになっている。ここで、脳波デ
ータ信号処理回路3およびメンタルストレス判定回路4
は、コンピュータで構成されている。
The electroencephalogram data signal processing circuit 3 analyzes the frequency components of the electroencephalogram data, removes unintended signals such as electroencephalogram data including noise and electroencephalogram data at the boundary between a task and a rest, and separates the signals into frequency bands. A frequency power calculating circuit 13 for calculating a frequency power spectrum, a frequency power adding circuit 14 for dividing the frequency power spectrum for each frequency band separately at the time of the task and at the time of rest, and all frequency bands at the time of the task and at the time of rest. An α-wave power normalizing circuit 15 for calculating a normalized α-wave power which is a ratio of the α-wave power spectrum to the frequency power spectrum of
The output of the wave power normalizing circuit 15 is input to the mental stress determination circuit 4. Here, the electroencephalogram data signal processing circuit 3 and the mental stress determination circuit 4
Is composed of a computer.

【0021】次に、動作を説明する。タスク/レスト提
示装置1により被験者に一時的ストレスを与えつつ、脳
波データ取付用電極11により採取した被験者の脳波デ
ータを脳波データ転送装置12により転送し、脳波デー
タ信号処理回路3の周波数パワー算出回路13へ入力す
る。周波数パワー算出回路13では、まず脳波データを
約1秒ずつ切り出し、周波数解析を行い周波数帯別の周
波数パワースペクトルを求める。ここで、瞬き等のノイ
ズに相当する周波数帯の周波数スペクトルが所定比率以
上含まれている脳波データは、目的外データとして、破
棄する。
Next, the operation will be described. While temporarily applying stress to the subject by the task / rest presentation device 1, the subject's brain wave data collected by the electroencephalogram data attaching electrode 11 is transferred by the brain wave data transfer device 12, and the frequency power calculation circuit of the brain wave data signal processing circuit 3 Input to 13. The frequency power calculation circuit 13 first cuts out the brain wave data for about one second and performs frequency analysis to obtain a frequency power spectrum for each frequency band. Here, the electroencephalogram data in which the frequency spectrum of the frequency band corresponding to the noise such as blinking is included in a predetermined ratio or more is discarded as non-target data.

【0022】周波数パワー加算回路14では、まず、タ
スク状態とレスト状態の境界時間にあたる脳波データ
は、目的外データとして、破棄し、次にタスク状態と、
レスト状態に別けて、各周波数パワースペクトルを周波
数帯毎に加算するα波パワー正規化回路15では、タス
ク状態での全周波数帯のパワースペクトルとα波パワー
スペクトルの比P(T)と、レスト状態での全周波数帯
のパワースペクトルとα波パワースペクトルの比P
(R)を算出する。
In the frequency power adding circuit 14, first, the electroencephalogram data corresponding to the boundary time between the task state and the rest state is discarded as unintended data.
Apart from the rest state, the α-wave power normalization circuit 15 that adds each frequency power spectrum for each frequency band has a ratio P (T) between the power spectrum of all frequency bands and the α-wave power spectrum in the task state, and a rest. Ratio P between the power spectrum of all frequency bands and the α-wave power spectrum in the state
(R) is calculated.

【0023】メンタルストレス判定回路14では、タス
ク状態での全周波数帯のパワースペクトルとα波パワー
スペクトルの比P(T)と、レスト状態での全周波数帯
のパワースペクトルとα波パワースペクトルの比P
(R)の比である、ストレス度MSを算出し、このスト
レス度MSに基づいて、定常的ストレスであるメンタル
ストレスの有無を判定する。
In the mental stress determination circuit 14, the ratio P (T) of the power spectrum of all the frequency bands to the α-wave power spectrum in the task state and the ratio of the power spectrum of the entire frequency band to the α-wave power spectrum in the rest state P
A stress level MS, which is a ratio of (R), is calculated, and based on the stress level MS, the presence or absence of a mental stress that is a steady stress is determined.

【0024】つぎに、本実施例における動作の流れを、
図4および図5に示すフローチャートを用いて、より詳
細に説明する。ステップ101において、タスク/レス
ト提示装置1により被験者にタスクを提示する。ステッ
プ102で、脳波データ簡易測定装置2の額部取付用電
極11によ、被験者の脳波データが測定される。
Next, the flow of the operation in this embodiment will be described.
This will be described in more detail with reference to the flowcharts shown in FIGS. In step 101, the task / rest presenting device 1 presents a task to the subject. In step 102, the subject's brain wave data is measured by the forehead mounting electrode 11 of the simplified brain wave data measurement device 2.

【0025】ステップ103では、脳波データ転送装置
12により、脳波データを脳波データ信号処理回路3に
転送する。ステップ104では、周波数パワー算出回路
13において、脳波データはA/D変換され、1KHz
以上でサンプリングされ、逐次取り込まれる。ステップ
105では、脳波データから時系列的に1024ポイン
トずつデータを切り出す。こうして、ステップ106で
は、約1秒間の脳波データセットが得られる。
In step 103, the electroencephalogram data transfer device 12 transfers the electroencephalogram data to the electroencephalogram data signal processing circuit 3. In step 104, the EEG data is A / D-converted by the frequency power calculation circuit 13 to 1 kHz.
Sampling is performed as described above, and is sequentially captured. In step 105, data is cut out from the electroencephalogram data in chronological order by 1024 points. Thus, in step 106, an electroencephalogram data set of about 1 second is obtained.

【0026】ステップ107では、切り出した脳波デー
タセットをFFT解析し、周波数成分に分解する。ステ
ップ108では、図6に示すように、周波数帯毎にパワ
ースペクトルを求める。脳波の周波数帯は、通常リラッ
クスした状態で生じるα波(8〜13Hz)を含む30
Hz以下であり、30〜50Hzの周波数は、瞬き等に
より生じるノイズ成分である。ステップ109では、3
0Hz以下の脳波の周波数帯に相当する周波数帯の各パ
ワースペクトルの加算値に対する、30〜50Hzの瞬
き等のノイズ成分に相当する周波数帯のパワースペクト
ルの比を算出し、目的外信号が、採取した脳波データの
中に含まれているかを検出する。ノイズ成分に相当する
周波数帯のパワースペクトルの比が0.1以上のときに
は、この脳波データセットには、ノイズ成分が含まれて
いるとみなし、この脳波データセットは放棄され、ステ
ップ110に進む。ノイズ成分に相当する周波数帯のパ
ワースペクトルの比が0.1より小さいときには、ステ
ップ111に進む。
In step 107, the cut-out electroencephalogram data set is subjected to FFT analysis and decomposed into frequency components. In step 108, a power spectrum is obtained for each frequency band as shown in FIG. The frequency range of the brain wave includes alpha waves (8 to 13 Hz) which normally occur in a relaxed state.
Hz or less, and a frequency of 30 to 50 Hz is a noise component generated by blinking or the like. In step 109, 3
The ratio of the power spectrum of the frequency band corresponding to the noise component such as blinking of 30 to 50 Hz to the sum of the power spectrum of the frequency band corresponding to the frequency band of the brain wave of 0 Hz or less is calculated, and the unintended signal is collected. Is detected in the brain wave data obtained. When the ratio of the power spectrum of the frequency band corresponding to the noise component is 0.1 or more, it is considered that the brain wave data set includes the noise component, the brain wave data set is discarded, and the process proceeds to step 110. When the ratio of the power spectrum of the frequency band corresponding to the noise component is smaller than 0.1, the process proceeds to step 111.

【0027】ステップ110では、切出区間を786ポ
イントシフトし、ステップ105へ戻り、新たな脳波デ
ータセットを切り出して、ステップ105〜ステップ1
09の動作を繰り返す。情報の欠落を防止するために、
脳波データセットは、1/4ずつオーバラップさせて切
り出される。
In step 110, the extraction section is shifted by 786 points, and the process returns to step 105 to extract a new electroencephalogram data set.
09 is repeated. To prevent loss of information,
The electroencephalogram data set is cut out by overlapping by 1/4.

【0028】次に、ステップ111で、脳波データセッ
トの中央値の時刻データから、タスク状態のデータかレ
スト状態のデータか、あるいはタスク状態とレスト状態
にまたがる境界状態のデータかを判別する。そして、タ
スク状態の場合、ステップ112で、タスク状態のデー
タとして、周波数帯毎のパワースペクトルを加算する。
レスト状態の場合ステップ113で、レスト状態のデー
タとして、周波数帯毎のパワースペクトルを加算する。
境界状態のデータの場合には、その脳波データセットを
破棄し、ステップ110に進み、切出区間をシフトし、
ステップ105へ戻る。
Next, at step 111, it is determined from the median time data of the electroencephalogram data set whether the data is a task state data, a rest state data, or a boundary state data extending between the task state and the rest state. Then, in the case of the task state, in step 112, the power spectrum for each frequency band is added as the task state data.
In the case of the rest state, in step 113, the power spectrum for each frequency band is added as the data of the rest state.
In the case of the data of the boundary state, the brain wave data set is discarded, and the process proceeds to step 110, where the cutout section is shifted,
It returns to step 105.

【0029】次に、ステップ114では、タスクおよび
レストの提示が完了したか否かがチェックされる。タス
クおよびレストの提示が完了していない場合、ステップ
110に進み、切出区間をシフトした後、ステップ10
5〜ステップ113の処理を繰り返す。上記のステップ
101〜114の処理は、被験者に対するタスクおよび
レストの提示が行なわれている間、繰り返されている。
ステップ114で、タスクおよびレストの提示完了がチ
ェックされたときは、ステップ115に進む。
Next, in step 114, it is checked whether the presentation of the task and the rest is completed. If the presentation of the task and the rest has not been completed, the process proceeds to step 110, and the cut section is shifted.
Steps 5 to 113 are repeated. The processing of steps 101 to 114 is repeated while the task and the rest are presented to the subject.
When it is determined in step 114 that the presentation of the task and the rest is completed, the process proceeds to step 115.

【0030】ステップ115では、α波パワー正規化回
路15において、タスク状態で加算された全周波数帯の
パワースペクトルとα波パワースペクトルの比である正
規化α波パワーP(T)と、レスト状態で加算された全
周波数帯のパワースペクトルとα波パワースペクトルの
比である正規化α波パワーP(R)を算出し、ステップ
116に進む。ステップ116では、メンタルストレス
判定回路4において、正規化α波パワーP(T)と正規
化α波パワーP(R)の比である、ストレス度MS=P
(T)/P(R)を算出する。
In step 115, the α-wave power normalization circuit 15 normalizes α-wave power P (T), which is the ratio of the power spectrum of all frequency bands added in the task state to the α-wave power spectrum, and the rest state Then, the normalized α-wave power P (R), which is the ratio of the power spectrum of all the frequency bands and the α-wave power spectrum, is calculated. In step 116, the mental stress determination circuit 4 calculates a stress level MS = P, which is a ratio between the normalized α-wave power P (T) and the normalized α-wave power P (R).
Calculate (T) / P (R).

【0031】ステップ117では、ストレス度MSに基
づいてメンタルストレスを判定する。まず判定方法を説
明するために、図7にタスク時とレスト時の脳波データ
周波数パワースペクトルを示す。このパワースペクトル
はレスト時に閉眼安静状態にして採取した脳波より算出
している。これからわかるように、時間軸にそってレス
ト略1分、タスク1分、レスト1分としたときの周波数
ワースペクトルの堆移において、レスト時には低い周波
数成分が顕著になっている様子が確認できる。
In step 117, the mental stress is determined based on the stress level MS. First, in order to explain the determination method, FIG. 7 shows brain wave data frequency power spectra at the time of task and at the time of rest. This power spectrum is calculated from the electroencephalogram collected while resting the eyes on rest at rest. As can be seen from the figure, it can be confirmed that in the transfer of the frequency spectrum when the rest is approximately one minute, the task is one minute, and the rest is one minute along the time axis, the low frequency components become prominent at the time of rest.

【0032】これより、安静成分のα波パワースペクト
ルが全周波数帯のパワースペクトルの中で占める比率は
すなわち正規化α波パワーP(T)およびP(R)は、
被験者のリラックス状態を示していることがわかる。基
本的に、健常者は一時的ストレスを与えたときには正規
化α波パワーの値は小さくなり、一時的ストレスを与え
ないリラックス状態では、正規化α波パワーの値が大き
くなるため、正規化α波パワーの値に明確な差異が生じ
るものである。
From this, the ratio of the α-wave power spectrum of the rest component to the power spectrum of the entire frequency band, that is, the normalized α-wave powers P (T) and P (R) are
This shows that the subject is in a relaxed state. Basically, a normal person has a smaller normalized α-wave power when a temporary stress is applied, and a larger normalized α-wave power in a relaxed state without a temporary stress. A clear difference occurs in the value of the wave power.

【0033】すなわち、非メンタルストレス下では、図
8の(a)に示すように、タスク状態とレスト状態の正
規化α波パワーP(T)およびP(R)の値に大きな差
が生じる。一方、背景ストレスであるメンタルストレス
下の状態では、図8の(c)に示すようにタスク状態と
レスト状態の正規化α波パワーP(T)およびP(R)
の値が接近することになる。通常、このレスト時にリラ
ックスできないケースが勤労者のメンタルストレスには
多く存在し、いわゆる「タイプA」と称されているした
がって、図8の(a)に示されるように、タスク状態と
レスト状態の正規化α波パワーP(T)およびP(R)
の値に大きな差が生じる、ストレス度MSが0.3以下
の場合には、ステップ118で、「メンタルストレスな
し」の判定がなされる。
That is, under non-mental stress, as shown in FIG. 8A, a large difference occurs between the values of the normalized α-wave powers P (T) and P (R) in the task state and the rest state. On the other hand, in the state under the mental stress which is the background stress, the normalized α-wave powers P (T) and P (R) in the task state and the rest state as shown in FIG.
Will approach. Usually, there are many cases in which the worker cannot relax at the time of the rest in the mental stress of the worker, and this is called “type A”. Therefore, as shown in FIG. Normalized α-wave power P (T) and P (R)
If the stress level MS is 0.3 or less, a determination is made in step 118 that there is no mental stress.

【0034】図8の(b)に示されるように、タスク状
態とレスト状態の正規化α波パワーP(T)およびP
(R)の値に若干の差があり、ストレス度MSが0.3
より大きく、0.7より小さいときには、ステップ11
9で、「メンタルストレス、可能性あり」の判定がなさ
れる。また、図8の(c)に示されるように、タスク状
態とレスト状態の正規化α波パワーP(T)およびP
(R)の値の差が小さく、ストレス度MSが0.7以上
のときには、ステップ120で「メンタルストレスあ
り」の判定がなされる。図4および図5に示すフローチ
ャートの、ステップ101は発明のタスク提示手段を、
ステップ102およびステップ103は脳波データ簡易
測定手段を、ステップ104〜ステップ115は脳波デ
ータ信号処理手段を構成し、とくに、ステップ105〜
ステップ108は周波数パワー算出手段を、ステップ1
09およびステップ110は目的外信号除去手段を、ス
テップ112およびステップ113は周波数パワー加算
手段を構成する。また、ステップ117〜120はメン
タルストレス判定手段を構成する。
As shown in FIG. 8B, the normalized α-wave powers P (T) and P
There is a slight difference in the value of (R), and the stress degree MS is 0.3
If it is larger and smaller than 0.7, step 11
At 9, a determination is made of "mental stress, possible". Further, as shown in FIG. 8C, the normalized α-wave powers P (T) and P
When the difference between the values of (R) is small and the stress level MS is 0.7 or more, it is determined in step 120 that “there is mental stress”. Step 101 of the flowchart shown in FIGS. 4 and 5 is a task presenting means of the invention.
Steps 102 and 103 constitute an electroencephalogram data simple measuring means, and steps 104 to 115 constitute an electroencephalogram data signal processing means.
Step 108 is a step in which the frequency power calculating means is used in
Steps 09 and 110 constitute an unintended signal removing means, and steps 112 and 113 constitute a frequency power adding means. Steps 117 to 120 constitute a mental stress determination unit.

【0035】以上説明したように、本実施例によれば、
タスク状態とレスト状態のそれぞれにおいて、脳波デー
タから脳波に相当する全周波数に相当する周波数帯のパ
ワースペクトルと、α波に相当する周波数帯のパワース
ペクトルの比である正規化α波パワーを算出し、タスク
状態の正規化α波パワーとレスト状態の正規化αパワー
を比較することにより、主観的なメンタルストレスの有
無を客観的に判定することができる。そしてこの際、ノ
イズの含まれる脳波データや、タスク状態とレスト状態
の境界の時の脳波データは破棄し、適切な脳波データの
みを、用いるようにしているので、瞬き等により筋電信
号が脳波データに混入しても、精度の高い判定が行われ
るため、額部に脳波データ測定用の電極を取付けること
ができ、簡易的な測定を行うことができる。
As described above, according to this embodiment,
In each of the task state and the rest state, a normalized α-wave power, which is a ratio of a power spectrum of a frequency band corresponding to all frequencies corresponding to brain waves and a power spectrum of a frequency band corresponding to α waves, is calculated from brain wave data. By comparing the normalized α-wave power in the task state with the normalized α-power in the rest state, the presence or absence of subjective mental stress can be objectively determined. At this time, EEG data containing noise and EEG data at the boundary between the task state and the rest state are discarded, and only appropriate EEG data is used. Even if the data is mixed in the data, highly accurate determination is performed, so that an electrode for measuring brain wave data can be attached to the forehead, and simple measurement can be performed.

【0036】次にメンタルストレス判定回路において、
複数回の測定結果を比較できる本発明の第2の実施例
を、図9および図10に示す。図9は構成を示す図であ
り、図10は動作の一部を示すフローチャートである。
メンタルストレス判定回路5は前回算出したストレス度
を記憶するメモリ16を含み、他の構成は第1の実施例
と同じである。
Next, in the mental stress judgment circuit,
FIGS. 9 and 10 show a second embodiment of the present invention in which the results of multiple measurements can be compared. FIG. 9 is a diagram showing the configuration, and FIG. 10 is a flowchart showing a part of the operation.
The mental stress determination circuit 5 includes a memory 16 for storing the previously calculated stress level, and the other configuration is the same as that of the first embodiment.

【0037】図10は、前回データのある場合の判定ア
ルゴリズムを示すフローチャートの一部である。このフ
ローチャートは図4および図5に示すフローチャートの
ステップ116から、ステップ117〜ステップ120
へ進む代わりに、ステップ121〜ステップ125を付
け加えるものである。ステップ116において、メンタ
ルストレス判定回路5で、ストレス度MSを算出した
後、121に進む。
FIG. 10 is a part of a flowchart showing a determination algorithm when there is previous data. This flowchart is based on Steps 116 to 120 of the flowcharts shown in FIGS.
Instead of proceeding to, steps 121 to 125 are added. In step 116, the mental stress determination circuit 5 calculates the stress level MS, and then proceeds to 121.

【0038】ステップ121では、メモリ16から前回
のストレス度MS’を読み出す。ステップ122で、今
回のストレス度MSと前回のストレス度MS’を比較す
る。今回のストレス度MSが前回のストレス度MS’よ
り大きければ、ステップ123において、「メンタルス
トレス、前回より増加傾向」の判定がなされる。今回の
ストレス度MSと前回のストレス度MS’が等しけれ
ば、ステップ124で、「メンタルストレス、前回と変
化なし」の判定がなされる。今回のストレス度MSが前
回のストレス度MS’より小さければ、ステップ125
において、「メンタルストレス、前回より減少傾向」の
判定がなされる。図10に示すフローチャートのステッ
プ121〜ステップ125は発明のメンタルストレス判
定手段を示す。
In step 121, the previous stress level MS 'is read from the memory 16. In step 122, the current stress level MS and the previous stress level MS 'are compared. If the current stress level MS is larger than the previous stress level MS ', in step 123, the determination of "mental stress, increasing tendency from the previous time" is made. If the current stress level MS is equal to the previous stress level MS ', in step 124, a determination of "mental stress, no change from previous time" is made. If the current stress level MS is smaller than the previous stress level MS ', step 125
In the above, the judgment of "mental stress, tendency to decrease from the previous time" is made. Steps 121 to 125 of the flowchart shown in FIG. 10 represent the mental stress determination means of the present invention.

【0039】第2の実施例によれば、メンタルストレス
を判定するにあたり、前回算出したストレス度を尺度に
して、今回算出したストレス度を判定しているので、第
1の実施例の効果に加えて、さらにメンタルストレスの
変化状況を知ることができる。
According to the second embodiment, when determining the mental stress, the previously calculated stress level is used as a scale to determine the currently calculated stress level, so that the effects of the first embodiment are added. In addition, it is possible to know the status of changes in mental stress.

【0040】なお、上記の各実施例では、タスクとして
所定の用紙に丸印を書き込む作業を例示したが、図11
に示すように、第1の実施例と同様の記入欄25に丸印
26を記入するにあたり、コンピュータ27に対してペ
ン入力可能なボード28、ペン29を使用し、コンピュ
ータ27で実行速度とエラー率を制御しながらタスクを
実行することもできる。この場合、タスクおよびレスト
の時間、達成度管理が容易になって、タスクをより効果
的に与えることができる。また、コンピュータで実行速
度とエラー率とを制御しながら、被験者に暗算などの作
業を強制的に行なわせる方法でも可能である。タスク
は、被験者に精神的なストレスを与えられる内容であれ
ば適用可能である。この際、被験者に諦めの生じない範
囲で強制的に行なわせる。
In each of the above embodiments, the task of writing a circle on a predetermined sheet has been described as a task.
As shown in FIG. 7, when a circle 26 is entered in the same entry field 25 as in the first embodiment, a board 28 and a pen 29 capable of pen input to a computer 27 are used. You can also perform tasks while controlling the rate. In this case, task and rest time and achievement level management become easy, and the task can be given more effectively. A method is also possible in which a computer forcibly performs work such as mental arithmetic while controlling the execution speed and the error rate with a computer. The task is applicable as long as the content can give a subject mental stress. At this time, the subject is forcibly performed within a range that does not give up.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のメンタル
ストレス判定装置によれば、被験者に一時的ストレスを
与えつつ、被験者の脳波データを、脳波データ簡易測定
手段で測定し、測定した脳波データの周波数解析を行
い、脳波の全周波数帯に相当するパワースペクトルとα
波に相当する周波数帯のパワースペクトルの比である正
規化α波パワーを算出し、その変化に着目することによ
って、メンタルストレスを判定することにより、従来主
観評価でのみしか評価し得なかった定常的なメンタルス
トレスに対し、生理学的な背景に基づいた精度の高い客
観的判定ができる。
As described above, according to the mental stress determination apparatus of the present invention, the subject's brain wave data is measured by the simple brain wave data measuring means while the subject is temporarily stressed, and the measured brain wave data is measured. Of the power spectrum corresponding to the entire frequency band of the brain wave and α
Calculates the normalized α-wave power, which is the ratio of the power spectrum of the frequency band corresponding to the wave, and focuses on the change to determine the mental stress. Objective determination with high accuracy based on physiological background can be performed for mental stress.

【0042】そして、目的外信号除去手段を設けて、ノ
イズ信号を含む脳波データは信号処理対象から除去する
ことにより、瞬き等の筋電信号や他のノイズがあっても
影響を受けず、判定の高精度が確保されるので、脳波デ
ータ簡易測定手段を用いて、被験者の脳波データを額部
から採取することができ、頭髪を分けるわずらわしさが
省け、極めて簡易的に脳波データを採取することができ
る。
Then, by providing an unintended signal removing means, the electroencephalogram data including the noise signal is removed from the object of signal processing, so that even if there is a myoelectric signal such as blinking or other noise, it is not affected. Since the high accuracy of the EEG is ensured, the EEG data of the subject can be collected from the forehead using the simple EEG data measurement means, eliminating the hassle of dividing the hair and collecting the EEG data very simply. Can be.

【0043】また、被験者にタスクを与えるにあたり、
タイマにより、被験者に一定時間のタスクとレストとを
交互に行なうように、時間の提示を行なうことにより、
被験者に対して簡易なタスクを与えることができ、脳波
データが簡単に採取できる。
In giving a task to a subject,
By presenting the time so that the subject alternately performs the task and the rest for a certain time by the timer,
A simple task can be given to the subject, and brain wave data can be easily collected.

【0044】タスク状態とレスト状態のそれぞれで、全
周波数帯のパワーに対するα波のパワーの比である正規
化α波パワーを算出し、タスク状態の正規化α波パワー
と、レスト状態の正規化α波パワーの比率を求めること
により、その比率が大きいときは、メンタルストレスが
あり、比率が小さいときはメンタルストレスがないこと
が判定できるため、客観的な判定が容易である。また、
前回測定と今回測定におけるタスク状態およびレスト状
態の正規化α波パワーの比率を求めることにより、メン
タルストレスの変化状況を知ることができ、判定精度の
向上を図ることができる。
In each of the task state and the rest state, the normalized α-wave power, which is the ratio of the power of the α-wave to the power in the entire frequency band, is calculated, and the normalized α-wave power of the task state and the normalization of the rest state are calculated. By determining the ratio of the α-wave power, it can be determined that there is mental stress when the ratio is large and that there is no mental stress when the ratio is small, so that an objective determination is easy. Also,
By calculating the ratio of the normalized α-wave power in the task state and the rest state in the previous measurement and the current measurement, it is possible to know the state of change in mental stress, and to improve the determination accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の構成を示すブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施例の使用状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a use state of the first embodiment.

【図3】第1の実施例におけるタスクの提示タイミング
を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a task presentation timing in the first embodiment.

【図4】第1の実施例における動作の流れを示すフロー
チャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a flow of an operation in the first embodiment.

【図5】第1の実施例における動作の流れを示すフロー
チャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of an operation in the first embodiment.

【図6】脳波パワースペクトルの周波数帯毎の加算要領
を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an addition procedure of an electroencephalogram power spectrum for each frequency band.

【図7】タスク時とレスト時の脳波の周波数パワースペ
クトルを示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a frequency power spectrum of an electroencephalogram at the time of a task and at the time of rest.

【図8】第1の実施例におけるメンタルストレスの判定
原理を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining the principle of determining mental stress in the first embodiment.

【図9】第2の実施例の構成を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment.

【図10】第2の実施例の判定動作の流れを示すフロー
チャートの一部である。
FIG. 10 is a part of a flowchart illustrating a flow of a determination operation according to the second embodiment.

【図11】他のタスク例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating another example of a task.

【図12】従来のストレスレベル測定装置の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a conventional stress level measuring device.

【図13】従来のストレスレベル測定装置の測定原理を
説明する図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a measurement principle of a conventional stress level measurement device.

【図14】検出部と筋電信号を説明する図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a detection unit and a myoelectric signal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 タスク/レスト提示装置 2 脳波データ簡易測定装置 3 脳波データ信号処理回路 4、5 メンタルストレス判定回路 7 脈波検出器 8 脈拍計数器 9 マイクロコンピュータ 11 額部取付用電極 12 脳波データ転送装置 13 周波数パワー算出回路 14 周波数パワー加算回路 15 α波パワー正規化回路 16 メモリ 21 罫線 22、25 記入欄 23 用紙 24、26 丸印 27 コンピュータ 28 ボード 29 ペン 31 脈波データ 32 整形パルス 33 後頭部 34 額部 35 筋電信号 REFERENCE SIGNS LIST 1 task / rest presentation device 2 simple electroencephalogram data measurement device 3 electroencephalogram data signal processing circuit 4, 5 mental stress judgment circuit 7 pulse wave detector 8 pulse counter 9 microcomputer 11 forehead mounting electrode 12 electroencephalogram data transfer device 13 frequency Power calculation circuit 14 Frequency power addition circuit 15 α-wave power normalization circuit 16 Memory 21 Ruled line 22, 25 Entry column 23 Paper 24, 26 Circled 27 Computer 28 Board 29 Pen 31 Pulse wave data 32 Shaped pulse 33 Occipital part 34 Forehead part 35 EMG signal

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被験者に一時的ストレスを与えるタスク
提示手段と、被験者の脳波データを測定する脳波データ
簡易測定手段と、該脳波データ簡易測定手段により測定
した脳波データの周波数解析を行い、脳波の全周波数帯
に相当するパワースペクトルとα波に相当する周波数帯
のパワースペクトルの比である正規化α波パワーを算出
する脳波データ信号処理手段と、該脳波データ信号処理
手段により算出した正規化α波パワーに基づいて、メン
タルストレスを判定するメンタルストレス判定手段とを
有することを特徴とするメンタルストレス判定装置。
1. A task presenting means for temporarily applying stress to a subject, an electroencephalogram data simple measuring means for measuring electroencephalogram data of the subject, and a frequency analysis of the electroencephalographic data measured by the electroencephalographic data simple measuring means to obtain an electroencephalogram. EEG data signal processing means for calculating a normalized α-wave power which is a ratio of a power spectrum corresponding to the entire frequency band to a power spectrum of a frequency band corresponding to the α-wave, and a normalized α calculated by the EEG data signal processing means A mental stress determination device comprising: a mental stress determination unit that determines mental stress based on wave power.
【請求項2】 前記タスク提示手段は、タイマを備え、
被験者に一定時間のタスクとレストとを交互に行なうよ
うに、タイマにより時間を提示することを特徴とする請
求項1記載のメンタルストレス判定装置。
2. The task presenting means includes a timer,
The mental stress determination device according to claim 1, wherein a time is presented by a timer so that the subject alternately performs a task and a rest for a predetermined time.
【請求項3】 前記脳波データ簡易測定手段は、額部か
らの脳波データを採取し、前記脳波データ信号処理手段
は、瞬き等のノイズ信号を検出し、除去する目的外信号
除去手段を有することを特徴とする請求項1または2記
載のメンタルストレス判定装置。
3. The simplified electroencephalogram data measurement means collects electroencephalogram data from a forehead part, and the electroencephalogram data signal processing means includes a non-target signal removal means for detecting and removing noise signals such as blinks. The mental stress determination device according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項4】 前記脳波データ信号処理手段は、前記脳
波データ簡易測定手段により検出された脳波データから
周波数帯別の周波数パワースペクトルを算出する周波数
パワー算出手段と、該周波数パワー算出手段で算出され
た周波数パワースペクトルをタスク状態とレスト状態
で、それぞれ周波帯毎に加算する周波数パワー加算手段
と、該周波数パワー加算手段で加算されたタスク状態と
レスト状態のそれぞれで、全周波数帯のパワーに対する
α波のパワーの比である正規化α波パワーを算出するα
波パワー正規化回路を有し、前記メンタルストレス判定
手段は、前記タスク状態の正規化α波パワーと、レスト
状態の正規化α波パワーの比率に基づいて、メンタルス
トレスを判定することを特徴とする請求項1、2または
3記載のメンタルストレス判定装置。
4. The electroencephalogram data signal processing means calculates a frequency power spectrum for each frequency band from the electroencephalogram data detected by the electroencephalogram data simple measurement means, and calculates the frequency power spectrum by the frequency power calculation means. Frequency power adding means for adding each of the frequency power spectra obtained in the task state and the rest state for each frequency band, and in each of the task state and the rest state added by the frequency power adding means, α Α to calculate the normalized α-wave power, which is the ratio of the powers of the waves
Having a wave power normalizing circuit, wherein the mental stress determining means determines mental stress based on a ratio of the normalized α-wave power in the task state and the normalized α-wave power in the rest state. The mental stress determination device according to claim 1, 2 or 3, wherein the mental stress is determined.
【請求項5】 前記脳波データ信号処理手段は、前記脳
波データ簡易測定手段により検出された脳波データから
周波数帯別の周波数パワースペクトルを算出する周波数
パワー算出手段と、該周波数パワー算出手段で算出され
た周波数パワースペクトルをタスク状態とレスト状態
で、それぞれ周波数帯別に加算する周波数パワー加算手
段と、該周波数パワー加算手段で加算されたタスク状態
とレスト状態のそれぞれで、全周波数帯のパワーに対す
るα波のパワーの比である正規化α波パワーを算出する
α波パワー正規化回路を有し、前記メンタルストレス判
定手段は、前回測定した前記タスク状態の正規化α波パ
ワーと、レスト状態の正規化α波パワーの比率と、今回
測定した前記タスク状態の正規化α波パワーと、レスト
状態の正規化α波パワーの比率の変化に基づいて、メン
タルストレスを判定することを特徴とする請求項1、2
または3記載のメンタルストレス判定装置。
5. The electroencephalogram data signal processing means calculates a frequency power spectrum for each frequency band from the electroencephalogram data detected by the electroencephalogram data simple measurement means, and calculates the frequency power spectrum by the frequency power calculation means. Frequency power adding means for adding the frequency power spectrum obtained in the task state and the rest state for each frequency band, and an α wave for the power in all frequency bands in each of the task state and the rest state added by the frequency power adding means. A normalization α-wave power that calculates a normalized α-wave power that is a ratio of the powers of the tasks, wherein the mental stress determination means includes a normalized α-wave power of the task state measured last time and a normalization of a rest state. The ratio of the α-wave power, the normalized α-wave power of the task state measured this time, and the normalized α-wave power of the rest state Based on the rate change of claims and judging the mental stress 1,2
Or the mental stress determination device according to 3.
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