JPWO2015111331A1 - 認知機能評価装置、方法、システム及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
本実施の形態を図を参照して以下説明する。図1は、本実施の形態による装置及び方法を模式的に示す図である。図1の被験者への刺激提示1で図示されるように、刺激提示用の表示画面を被験者に見せて、被験者の頭皮上脳波を脳波計(図中、脳波アンプ4)により計測記録する。被験者は、実施に当たっては、一般の機器ユーザー、健常者、介護を必要とする障害者や老人等である。被験者は、脳波を測定するための脳波計電極3を頭に装着している。例えば、脳波計電極を固定したヘッドキャップを用いる。表示画面(モニター)に様々な視覚刺激を提示する。脳波計により脳波生波形のデータを得る。脳波生波形のデータをコンピューター6等の処理装置で解析処理して、認知機能を評価した結果を表示画面等で示す。図1において、脳波電極の位置する頭部から脳波アンプ4に、そして、脳波アンプ4からコンピューター6に、太い矢印を図示したが、これは有線又は無線により信号が伝達されることを模式的に図示したものである。
複数の刺激事象、例えば8個の図形のうち、1つを標的として被験者に教示し、順次提示される刺激事象が当該標的であれば頭の中でその提示回数を数える認知課題を、各被験者に実施して、その際の脳波を計測する。頭頂部を中心にして頭皮上に設置した単一もしくは複数の電極からの脳波を計測する。計測は、次の手順で行う。なお、電極位置は、標準電極配置法(10%法)に基づき8箇所に配置して行った。
本実施の形態では、脳の反応の強さを1つの指標で表すために線形判別分析法を利用する。他のパターン識別手法等を用いて定量的に表現することも可能である。
(b−1) 判別モデル式生成のためのデータの分割
本実施の形態では、以下に示す交差検証法を用いてデータを分割した後、判別モデル式を生成し、「標的」解読の成否判断を行う。まず、解読成否の判断を行う当該ゲーム(例えば第1ゲーム)以外の残りのゲーム(第2〜8ゲーム)において「標的」もしくは「非標的」としてテスト刺激が提示された時の脳波データから判別モデル式を作成後、当該ゲーム(第1ゲーム)における各刺激事象に対して、判別得点を算出し、上述した解読成否の判断を行う。別のゲーム(例えば第2ゲーム)での解読成否の判断にはそのゲームを除く残り全てのゲーム(第1および第3〜8ゲーム)のデータから生成した判別モデル式を用いる。このように、判別対象となるデータをモデル式の生成過程から除外することによって解読成否の判断における過大評価を避けることができる。
例えば、次式で表される線形判別関数によって各画像(視覚刺激)提示1回分に対する判別得点(y)を算出する。
図3は、本実施の形態における、健常者の場合の、判別得点の推移を示すグラフである。図3の縦軸は累積された判別得点を示し、横軸は時間経過をブロック数(1ブロックから5ブロック)で示した。標的をカウントする認知課題を遂行する際の、各ブロックにおけるテスト刺激毎の脳波データの判別得点を累積していくと、5ブロックの累積で、特定のテスト刺激事象(4)は累積判別得点が6を超え最高値を示していることがわかる。他のテスト刺激事象(1)(2)(3)(5)・・・(8)の累積判別得点はブロックを累積していくと低く安定していることがわかる。
本実施の形態を図を参照して以下説明する。図7は、本実施の形態による刺激事象を模式的に示す図である。本実施の形態は、刺激事象として、認知課題を遂行する際にその難易度が異なるものを使用することを特徴とする。第1の実施の形態と同様の装置を使用する。図7に示すように、認知の難易度が標準の「標準モード(Normal モード)」、難易度の低い「簡単モード(Easy モード)」、難易度の高い「高難易度モード(Hard モード)」を準備する。「標準モード(Normal モード)で使用するテスト刺激事象は、例えば、第1の実施の形態で説明した刺激と同じものを使用する。
第1及び第2の実施の形態は、ブロック数を固定した場合であるが、本実施の形態は、ブロック数を固定しない場合であることを特徴とする。
3 被験者の脳波計電極
4 脳波アンプ
6 コンピューター
Claims (7)
- 認知機能を評価する装置であって、
標的及び非標的からなる複数の刺激事象により生起される脳波を分析処理して、当該複数の刺激事象のうちから標的として選択された刺激事象を推定して、判別得点又は解読精度を求め、前記判別得点、前記解読精度、いずれかの時間経過、及び解読速度のうちの1つ以上の値に基づいて認知機能を評価する処理部を備えることを特徴とする認知機能評価装置。 - 認知機能を評価する装置であって、
刺激事象間の識別の難易度が異なる、少なくとも2つ以上の刺激事象群について、標的及び非標的からなる複数の刺激事象により生起される脳波を分析処理して、当該複数の刺激事象のうちから標的として選択された刺激事象を推定して、異なる難易度毎の判別得点又は解読精度を求め、前記判別得点、前記解読精度、いずれかの時間経過、及び解読速度のうちの1つ以上と、前記難易度との関連に基づいて認知機能を評価する処理部を備えることを特徴とする認知機能評価装置。 - 標的及び非標的からなる複数の刺激事象により生起される脳波を分析して、当該複数の刺激事象のうちから標的として選択された刺激事象を推定して、判別得点又は解読精度を求め、前記判別得点、前記解読精度、いずれかの時間経過、及び解読速度のうちの1つ以上の値に基づいて、認知機能を評価することを特徴とする認知機能評価方法。
- 刺激事象間の識別の難易度が異なる、少なくとも2つ以上の刺激事象群について、標的及び非標的からなる複数の刺激事象により生起される脳波を分析して、当該複数の刺激事象のうちから標的として選択された刺激事象を推定して、異なる難易度毎の判別得点又は解読精度を求め、前記判別得点、前記解読精度、いずれかの時間経過、及び解読速度のうちの1つ以上と、前記難易度との関連に基づいて認知機能を評価することを特徴とする認知機能評価方法。
- 刺激事象の画像に画像加工を施して、前記刺激事象間の識別の難易度を変更することを特徴とする請求項4記載の認知機能評価方法。
- 刺激を提示する刺激提示装置と、脳波計と、該脳波計からの脳波データを処理する処理装置とを備える認知機能を評価するシステムであって、
前記刺激提示装置は、標的及び非標的からなる複数の刺激事象を、それぞれ複数回提示し、
前記脳波計は、前記刺激提示装置による刺激提示直後の脳波を計測し、
前記処理装置は、標的及び非標的からなる複数の刺激事象により生起される脳波を分析処理して、当該複数の刺激事象のうちから標的として選択された刺激事象を推定して、判別得点又は解読精度を求め、前記判別得点、前記解読精度、いずれかの時間経過、及び解読速度のうちの1つ以上の値に基づいて認知機能を評価することを特徴とする認知機能評価システム。 - コンピューターを、
複数の刺激事象をそれぞれ複数回提示する刺激提示手段と、該刺激提示直後の事象関連電位の脳波データを分析処理して、当該複数の刺激事象のうちから標的として選択された刺激事象を推定して、判別得点又は解読精度を求め、前記判別得点、前記解読精度、いずれかの時間経過、及び解読速度のうちの1つ以上の値に基づいて認知機能を評価する処理手段と、認知機能の評価結果を提示する提示手段として機能させるためのプログラム。
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