JPH0382444A - 脳波表示装置 - 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、脳波トポグラフィ（脳波を図形や色で示した
もの）を表示する脳波表示装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、脳波表示装置において、脳波トポグラフィを
光学的に表示するトポグラフィ表示手段と、透明性を有
する材料で形成された頭部モデルとを有し、上記トポグ
ラフィ表示手段上の所定位置に上記頭部モデルをグラス
ファイバを介して接続し、上記頭部モデルにより上記脳
波トポグラフィを立体的に表示するように構成すること
により、脳波あるいは脳誘発から得られた振幅や潜時の
情報を実際の頭皮上、どの位置から発生したかが一目で
判別できるようにしたものである。

〔従来の技術〕

近時、脳波トポグラフィ表示装置を用いて脳波あるいは
脳誘発（電気、音、光等の外部刺激によって誘発される
脳の反応で、特に脳波が用いられる）から得られた振幅
や潜時の情報を脳波トポグラフィとして２次元のマツプ
で表示することによって頭皮上の分布を見ている。

この脳波トポグラフィ表示装置は、第７図に示すように
、頭皮の所定位置に配した例えば２３個の脳波検出用電
極（ｋ、）〜（ｋｚｏ）　、（ｋｚｚ）〜（ｋｚ４）か
ら導出された脳波原信号（ｖ、）〜（ｖ＝。）、　（ｖ
ｇｚ）〜（ｖ−４）を電極接続部（３１）にてインピー
ダンス変換した後、入力セレクタ（３２）に供給する。

入力セレクタ（３２）では、上記信号のうち予め定めら
れた例えば１６個の電極（１６チヤンネル）についての
信号、あるいは入力セレクタ（３２）において任意に選
択された例えば１６個の電極についての信号（Ｓ、）〜
（ｓＩ−）を後段の増幅部（３３）に供給する。入力セ
レクタ（３２）からの１６チヤンネル分の微小な信号（
ｓ、）〜（Ｓｌ６）を増幅部（３３）にて増幅すると共
に、周波数帯域制限等を行なって目的の脳波信号（Ｓｌ
）〜（ｓｅａ）を取出す。そして、次のサンプリング回
路（３４）にて一定時間サンプリングし、このサンプリ
ングで得られた１６チヤンネル分のサンプリングデータ
（ａｔ〜ｄ、ｂ）を後段の加算処理回路（３５）にて夫
々同期加算して、ノイズが減衰された加算データ（ａｌ
）〜（ａ　、　−）にしたのち、各加算データ（ａｌ）
〜（ａ、−）の各ピーク値（ｐ、）〜（ｐｌ）をデータ
処理回路（３６）にて取出す。そして、次の画像処理回
路（３７）にて各ピーク値（ｐｌ）〜（ｐｏ）とメモリ
内に格納された色別変換テーブル内のデータとを照合し
て各ピーク値に見合う色をチャンネル毎に選定すると共
に、ＣＲＴ（３８）に２次元的に表示される頭部マツプ
の各チャンネルに対応する箇所（即ち、各チャンネルに
対応する電極が取付けられている箇所と対応する箇所）
をそれぞれ選定された色で表示するようになされている
。

一例として前頭部の脳波の分布に関する２チャンネル分
の信号処理を説明すると、第１及び第２チヤンネルの各
脳波信号（Ｓ、）及び（ｓ２）をサンプリング回路（３
４）にて例えば５０ｍ５ｅｃ分のデータをサンプリング
したのち、加算処理回路（３５〉にて第８図Ａ及びＢで
示す加算データ（ａ、）及び（ａ２）に変換する。その
後、データ処理回路（３６）にて各加算データ（ａｌ）
及び（ａ２）のピーク値（ｐ＋）及び（ｐｚ）を取出す
。

次の画像処理回路（３７）ではメモリ内の色別変換テー
ブル（下表参照）の区間データと各ピーク値（ｐｌ）及
び（ｐｚ）とを照合して各ピーク値（ｐｌ）及び（ｐｚ
）毎に色を選定する。第８図のデータでは、第１チヤン
ネルが淡紫色、第２チヤンネルが橙色に選定される。そ
の後、固定データとして格納されている頭皮マツプを２
次元的にＣＲＴ　（３８）に表示すると共に、各チャン
ネルに対応する箇所、この例では第１及び第２チヤンネ
ルに対応する箇所を所定の画素データでかつ選定された
色で表示する。

表 各チャンネル間の領域の色選定は、各チャンネルのピー
ク値が該チャンネル間において例えば比例的に変化して
いるとみなして色選定を行なう。

即ち、例えば第９図に示すように、第１及び第２チャン
ネル間においては、それぞれ第１及び第２チヤンネルの
ピーク値が１７．５μＶ及び１２μＶであり、その間の
領域はピーク値が比例的に変化するとみなす。そして、
第１及び第２チャンネル間を数分割にしく図示の例では
４分割）、各１分割当たりのピーク値を比例直線ａから
算出する。その後は４分割全てのピーク値を同じく色別
変換テーブルを用いて色選定し、この色選定に基いて第
１及び第２チャンネル間の領域を配色する。

上の例は、説明簡略化のため第１及び第２チヤンネルの
みにしぼって述べたが、実際には１６チヤンネル全てに
ついて同様の処理が行われる。第１図に１６チヤンネル
分全て処理した後の脳波トポグラフィの表示例を示す。

尚、加算データの処理については、上記のほか、加算デ
ータの所定サンプリング周期（例えばｌ　ｍ５ｅｃ）に
おける瞬時値を取出し、各瞬時値について色選定して表
示する方法等がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の脳波トポグラフィ表示装置は、頭
皮及び各チャンネル毎の色分けをＣＲＴ（３８）で２次
元的に表示しているため、実際の頭皮での脳波あるいは
脳誘発の出所位置を知る場合、監視者の想像によって対
比させる必要があり、いま一つ分りにくいところがあっ
た。そのため、ＣＲＴ表示、特に画像表示処理によって
頭皮を立体的に表示するという方法があるが、表示され
た頭皮を回転させて別の角度から見る場合、その画像処
理に時間を要し、頭皮全てを見終るまでに非常に時間が
かかるという不都合がある。

本発明は、このような点に鑑み威されたもので、その目
的とするところは、脳波あるいは脳誘発から得られた振
幅や潜時の情報が実際の頭皮上どの位置から発生したか
が立体的に一目で判別することができる脳波表示装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の脳波表示装置は、脳波トポグラフィを光学的に
表示するトポグラフィ表示手段（ＣＲＴ（２）や発光体
等を含む）と、透明性を有する材料で形成された頭部モ
デル（３）とを有し、トポグラフィ表示手段（１）上の
所定位置に頭部モデル（３）をグラスファイバの束（４
）を介して接続し、頭部モデル（３）により脳波トポグ
ラフィを立体的に表示するように構成する。

〔作用〕

上述の本発明の構成によれば、立体的な頭部モデル（３
）を透明性のある材料で作ると共に、グラスファイバの
束（４）の根元からトポグラフィ表示手段を脳波あるい
は脳誘発から得られた振幅や潜時の情報に対応させて発
光・表示させ、その発光・表示をグラスファイバの束（
４）で頭部モデル（３）の表面、即ち頭皮側に導いて光
らせるようにしたので、上記情報が実際の頭皮上どの位
置から発光したかが一目でわかる。

〔実施例〕

以下、第１図〜第６図を参照しながら本発明の詳細な説
明する。

第１図は、本実施例に係る脳波表示装置の構成を示すブ
ロック図、第２図はＣＲＴと頭部モデルを示す構成図で
ある。これらの図において（１）はトポグラフィ生成手
段、（２）はＣＲＴ、（３）は表皮部分が透明の樹脂で
形成され、内部からグラスファイバの束（４）が首部の
開口を介して外方に延出して戒る頭部モデルである。

トポグラフィ生成手段（１）は、既知の脳波検出用電極
と回路とから成る、即ち、２３個の脳波検出用電極（ｋ
Ｉ）〜（ｋｚ。）、　（ｋｚｔ）〜（ｋｚｎ）、電極接
続部（５）、入力セレクタ（６）、増幅部（７）、サン
プリング回路（８）、加算処理回路（９）、データ処理
回路（１０）、画像処理回路（１１）とから成る。

次に、上記トポグラフィ生成手段（１）の動作を説明す
ると、まず、頭皮の所定位置に配した例えば２３個の脳
波検出用電極（ｋＩ）〜（ｋｚｏ）、（ｋｚｚ）〜（ｋ
ｇｎ）から導出された脳波原信号（ｖｌ）〜（ｖ−、）
、　（ｖ−＝）〜（ｖ＝４）を電極接続部（５）にてイ
ンピーダンス変換した後、入力セレクタ（６）に供給す
る。入力セレクタ（６）では上記信号のうち、予め定め
られた例えば１６個の電極（１６チヤンネル）について
の信号、あるいは入力セレクタ（６）において任意に選
択された例えば１６個の電極についての信号（Ｓ、）〜
（ＳＬ＆）を後段の増幅部（７）に供給する。そして、
入力セレクタ（６）からの１６チヤンネル分の微小な信
号（Ｓｌ）〜（Ｓｌ６）を増幅部（７）にて増幅すると
共に、周波数帯域制限等を行なって目的の脳波信号（ｓ
ｌ）〜（ｓ　、　６）を取出す。そして、次のサンプリ
ング回路（８）にて一定時間（例えば５０ｍ５ｅｃ　）
サンプリングして１６チヤンネル分のサンプリングデー
タ（ｄ、）〜（ｄｏ）を得る。

その後、サンプリング回路（８）からのサンプリングデ
ータ（ｄ、）〜（ｄ４）を後段の加算処理回路（９）で
夫々同期加算して脳波に関係しない波形成分（ノイズ成
分）が減衰された１６チヤンネル分の加算データ（例え
ば振幅最大値２５μ■、最小値−２５μ■）（ａｌ）〜
（ａＩｉ）を得る（第３図参照）。その後、次のデータ
処理回路（１０）にて上記加算データ（ａＩ）〜（ａ、
、）の各プラスピーク値（ｐ、）〜（ＰＩ６）（第３図
参照）を取出して後段の画像処理回路（１１）に供給す
る。画像処理回路（１１）では、供給された各プラスピ
ーク値（ｐ＋）〜（１）！６）とメモリ内に格納された
色別変換テーブル（下表参照）内の区間データとを照合
して各プラスピーク値毎に、即ち各チャンネル毎に色を
選定する。

表 第３図のデータの場合、第１〜第１６チヤンネルはそれ
ぞれ淡紫、橙、淡紫１Ｍ１．黄、黄、黄、クリーム、黄
、クリーム、黄、黄、黄、橙、黄、黄に選定される。そ
の後、第１図に示すように、固定データとして格納され
ている頭皮マツプ（１２）を２次元的にＣＲＴ　（２）
に表示すると共に、各チャンネルに対応する箇所、本例
では頭皮に配置されている電極のうち、選択された１６
個の電極に対応する箇所を所定の画素データでかつ選定
された色で表示する。図示の例では淡紫色領域（Ｏ）、
橙色領域（ｐ）及び黄色領域（ト）が表示されている例
を示す。尚、（ホ）はクリーム色領域である。

しかして、本例においては、第２図に示すように、ＣＲ
Ｔ画面、特に頭皮マツプが表示されている箇所にグラス
ファイバの束（４）を接続する。接続方法としては例え
ばカーボンを主体とする材料で形成した箱形のケーシン
グ（１１）をＣＲＴ　（２）の画面にかぶせ、ケーシン
グ（１１〉の上面に形成した穴（ＣＲＴ（２）に表示さ
れている頭皮マツプとほぼ同形状の穴）　（１２）にグ
ラスファイバの束（４）を挿入してその端部を画面に当
接させると共に、束（４）とケーシング（１１）とを接
着剤あるいは粘着テープ等で固着する。又は束（４）を
直接画面に接着してもよい。

そして、束（４）の上端と透明のプラスチック材等で形
成した頭部モデル（３）の上部内壁とを接着剤等で固着
する。このとき、束（４）は頭部モデル（３）の内壁に
沿ったかたちでその上端がカットされている。

また更に、ＣＲＴ画面の頭皮マツプ上において電極が位
置する部分とその近傍とに配されたグラスファイバの束
をその上端、即ち頭部モデル（３）において、実際の頭
皮における電極の配置位置と同じになるように配する。

または、グラスファイバの束（４）を２３個の細い束に
分けて各束をその下端においては、ＣＲＴ画面の頭皮マ
ツプ上における各電極の位置する部分とその近傍に配す
るようにし、その上端においては、実際の頭皮における
各電極の配置位置と同じになるように配するようにして
もよい。

上述の如く本例によれば、ＣＲＴ　（２）に脳波トポグ
ラフィ、即ちチャンネル毎に色分けされた２次元的な頭
皮マツプが表示されると、その発光状態、即ち脳波トポ
グラフィがそのままグラスファイバの束（４）を通じて
頭部モデル（３）の内壁面に導かれ、その内壁面におい
てＣＲＴに表示されている脳波トポグラフィと同様の脳
波トポグラフィが発光・表示される０頭部モデル（３）
は透明の材料で立体的に作られているため上記脳波トポ
グラフィを立体的に見ることができ、自然状態あるいは
外部刺激による脳の活動を立体的に一目で知ることがで
きる。

上記実施例では、脳波トポグラフィの表示手段としてＣ
ＲＴ　（２）を用いたがその他３原色発光体、例えば赤
発光、緑発光、青発光のＬ　Ｅ　Ｄ又は小型ランプを用
いるようにしてもよい。

−例として３原色発光のＬＥＤ　（ＲＬ　（Ｇ）。

（Ｂ）を用いた脳波表示装置を説明すると、先ず、第４
図に示すように、赤発光、緑発光、青発光の３つのＬＥ
Ｄ　（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）を例えば内面が鏡面加工、
外面がカーボン塗布等の光吸収加工されたアル〔製の筒
（１３）に収容して成る発光体（ｆ）を多数そろえる。

そしてこれら発光体群を例えば第５図に示すようにマト
リクス状に配列する。具体内には、まず発光体（１）を
電極単位に例えば５行５列のマトリクス状にならべて１
つの発光体群（Ｚ）を構威し、更に、頭皮への電極配列
を２次元的に示した頭皮マツプに沿って上記５行５列の
発光体群（Ｚ）を配列する。このとき、電極数に合わせ
て２３個の発光体群（Ｚｌ）〜（Ｚｚｏ）、（ＺＢ）〜
（Ｚｌ４）が配列される。また、各発光体群（Ｚｌ）〜
（Ｚｚｏ）、（Ｚ２□）〜（Ｚｌ４）のうち、中心（３
行３列目）に位置する発光体（ａｆ：＋ｓ、ａ＝１・・
・・２０．２２・・・・２４）がマツプ上の各電極（ｋ
、）〜（ｋｔｏ）、　（ｋｚ□）〜（ｋｚ４）と対応す
るように位置決めする。そして、グラスファイバの束（
４）をこれらの発光体群（Ｚ　＋　）　”　（Ｚｔ　Ｏ
）　。

（Ｚｚｚ）〜（ＺＺａ）上に配する。具体的には、第４
図に示すように、グラスファイバの束（４）を更に小さ
く分けて細い束（４ａ）にし、その細い束（４ａ）を発
光体＜ｉ）の上面部に挿入すると共に接着剤等で固定す
る。そして、発光体Ｃ１＞の位置する箇所が頭皮マツプ
上の例えば電極（ｋ、）であれば、発光体（１ｆｆｉ　
３３）の上面に固着されたグラスファイバの細い束の上
端は、頭部モデル（３）において、実際の頭皮における
電極（ｋｌ）の配置位置と同じになるように配される。

発光体（１Ｎ３３）の近傍に存する発光体群に固着され
たグラスファイバの細い束の群の上端も頭部モデル（３
）において上記グラスファイバの細い束の近傍に配され
る。そして、全てのグラスファイバの束について同様に
行なう。第５図では、グラスファイバの束を一部省略し
て記載したが、実際には全ての発光体にグラスファイバ
の束が接続されると共に、頭部モデル（３）に導かれる
。

次に、第６図に基いて上記脳波表示装置の動作を説明す
る。

この第６図においては、加算処理回路（９）までの動作
は第１図の脳波表示装置と同様であるため、その詳細説
明は省略し、次の演算処理回路（２１）から説明する。

即ち、加算処理回路（９）で得られた１６チヤンネル分
の加算データ（ａ、）〜（ａ、、）のプラスピーク値を
演算処理回路（２１）で取出す。このとき、電極（ｋ、
）〜（ｋｚ。）、　（ｋｇｚ）〜（ｋ！４）に対応した
２３個の発光体（ａｊ！！３．ａ＝１＝２０．２２・・
・・２４）に関するプラスピーク値＜ａＰｓｓ、　ａ＝
１”　”２０．２２”　”２４）が求まる。そして更に
隣接する電極間の領域に関するプラスピーク値を比例演
算で求める。即ち、隣接する電極の各ピーク値がそのｔ
極間の領域において、例えば比例的に変化しているとみ
なして、該領域に対応する発光体に関するプラスピーク
値を上記隣接する電極の各ピーク値に基いて演算する。

このとき、全ての発光体に関するプラスピーク値（ａＰ
ｓｊ、ａ＝１”　・・２０＋　２２”　”２４＋　　＋
＝１　”　”５＋ｊ＝１・・・・５）が求まる。

そして、次の色選定処理回路（２２）にて全ての発光体
に関するピーク値とメモリ内に格納された色別変換テー
ブル内の区間データとを照合して各発光体毎に色を選定
する。各発光体毎に選定された色信号（ａＣｉｊ、　ａ
−１”２０．２２”２４．１＝１＝５゜３＝１・・・・
５）に基いて次の発光処理回！　（２３）を介して各発
光体を発光させる。

この発光処理回路（２３）は、大きく分けて発光強度制
御回路（２４）とスイッチング回路（２５）とから成る
。これら発光強度制御回路（２４）とスイッチング回路
（２５）は、発光体の個数分備えられる。次にこれらの
動作を説明すると、まず、色選定処理回路（２２）から
の全発光体に関する色信号（ａＣｉｊ、　ａ・１・・・
・２０．２２・・・・２４．　ｉ＝１・・・・５．ｊ・
１・・・・５）が発光強度制御回路（２４）及びスイッ
チング回路（２５）に供給されると、発光強度制御回路
（２４）においては、３つのＬＥＤ　（Ｒ）、　（Ｇ）
、　（Ｂ）に供給する電流をそれぞれ制御、即ち３つの
ＬＥＤ　（Ｒ）、（Ｇ）。

（Ｂ）におけるそれぞれの発光強度を制御し、スイッチ
ング回路（２５）においては、ＬＥＤご乙に設けられた
３つのスイッチを０Ｎ１０ＦＦすることによって３つの
ＬＥＤに対する電流供給を選定する。即ち、例えば赤を
発光させたい場合は、赤発光のＬＥＤ　（Ｒ）に対する
スイッチをＯＮにし、青発光のＬＥＤ　（Ｂ）と緑発光
のＬＥＤ　（Ｃ，）に対するスイッチをそれぞれＯＦＦ
にする。中間色（クリーム色、黄色、水色等）を発光し
たい場合は、３つあるいは２つのスイッチをＯＮにし、
ＯＮとされたスイッチに対するＬＥＤの発光強度を発光
強度制御回路（２４）にてそれぞれ制御して行なう。そ
して、これら発光体群の発光をグラスフアイμの束（４
）で頭部モデル（３）の内壁面に導くと共に、その内壁
面において発光させる。

この例によれば、発光体群が表示した多色発光による脳
波トポグラフィを頭部モデル（３）を介して立体的に見
ることができ、自然状態あるいは外部刺激による脳の活
動を立体的に一見で知ることができる。

上記２つの実施例はデータ処理回路（１０）あるいは演
算処理回路（２１）で加算データ（サンプリングデータ
を同期加算して得られたデータ）のプラスピーク値を取
出すようにしたが、マイナスビーク値を取出すようにし
てもよい。また、その他、加算データの所定サンプリン
グ周期（例えば１ｓ＋５ｅｃ）における瞬時値を取出し
、各瞬時値について色選定して脳波トポグラフィとして
表示するようにしてもよい。

また、上記２つの実施例は、異なるサンプリング周期ご
とにサンプリングして得られた周期別の例えば６つの脳
波トポグラフィを表示するタイプのものにも適用できる
。この場合、６つの頭部モデルが用意される。

〔発明の効果〕

本発明に係る脳波表示装置は、脳波トポグラフィを光学
的に表示するトポグラフィ表示手段と、透明性を有する
材料で形成された頭部モデルとを有し、上記トポグラフ
ィ表示手段上の所定位置に上記頭部モデルをグラスファ
イバを介して接続し、上記頭部モデルにより上記脳波ト
ポグラフィを立体的に表示するように構成したので、脳
波あるいは脳誘発から得られた振幅や潜時の情報を実際
の脳波上、どの位置から発生したかが一目で判別できる
と共に、自然状態あるいは外部刺激による脳の活動を立
体的に知ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例に係る脳波表示装置の動作を示すブロ
ック図、第２図は本実施例に係る脳波表示装置を示す構
成図、第３図は加算データの一例を示す図、第４図は他
の実施例に係る発光体の構成を一部破断して示す斜視図
、第５図は他の実施例に係る脳波表示装置を一部省略し
て示す構成図、第６図は他の実施例に係る脳波表示装置
の動作を示すブロック図、第７図は従来例に係る脳波表
示装置の動作を示すブロック図、第８図は加算データの
一例を示す図、第９図は比例演算の原理を示す説明図で
ある。 （１）はトポグラフィ生成手段、（２）はＣＲＴ、（３
）は頭部モデル、（４）はグラスファイバの束、（ｉ！
、）は発光体である。 代 理 人 松 隈 秀 盛 本実先伊１を示す橿飛口 第２図 第３ 図　（での１） 第 ３ 図（？の２） 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　脳波トポグラフィを光学的に表示するトポグラフィ表
   示手段と、透明性を有する材料で形成された頭部モデル
   とを有し、 上記トポグラフィ表示手段上の所定位置に上記頭部モデ
   ルをグラスファイバを介して接続し、上記頭部モデルに
   より上記脳波トポグラフィを立体的に表示する様にした
   ことを特徴とする脳波表示装置。