JPH0543377B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は疲労、居眠り、加齢、循環器系疾患等
により生じる脳機能変化を、脳血流量変化を反映
する心拍動に同期した頭部インピーダンス変化を
測定・処理することにより検出・警告する非侵襲
簡易型計測装置に関するものである。

［従来の技術］ 脳機能変化に関する計測は一般の正常人向けに
はウエクスラー成人用知能検査（WAIS）等の各
種知能検査、高齢者用には長谷川式痴呆診査スケ
ール等の心理的測定技術があるが、日常生活の中
で繰り返し計測する手法としては、慣れや検査項
目の記憶等により影響されるため、機能変化を正
確に評価することが困難である。他方、脳機能低
下にともなう脳細胞壊死、脳血流量の減少、脳血
管の狭窄等はNMRCTやＸ線CT等の計測法によ
り測定できるが、これらの手法は装置が高価、か
つ大規模であるため設置場所に制限を受け、携帯
可能性もない。また侵襲的な側面もあり、日常生
活の中で繰り返し使える測定法とはいえない。そ
こで、日常生活の中でも手軽に安心して使用で
き、かつ携帯可能性もある非侵襲的測定装置の開
発が求められている。

［発明が解決しようとしている問題点］ 本発明は、上記のような問題の解決を図るた
め、家庭内、保健所、小医院、あるいは自動車運
転中等に、気軽にかつ安全に繰り返し脳機能変化
を測定・記録し、脳機能水準を標準値と比較する
ことにより、警報を与えることができる、携帯性
を備えた小型簡易装置に関するものである。本装
置は高齢化社会が進展している中にあつて、高齢
者の脳機能低下の早期発見やボケ防止、あるいは
自動車運転中の居眠り運転防止等に活用できる。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の簡易型脳
機能変化測定装置は、脳機能変化と密接に関連し
た脳血流量の経時的、または経年的変化を簡易側
定することにより短期的あるいは長期的な脳機能
変化を評価する事を目指している。すなわち脳機
能が低下し、脳の活動水準が下がると、脳におけ
る代謝の低下が生じ、酸素消費量も減少する。そ
れに比例して脳血流量が変化するので、脳血流量
の計測は脳機能変化の重要な指標となる。

本装置は、脳における血管径変動に対応して生
じる脳インピーダンス変化を頭皮上より導出する
測定電極、定電流印加装置に接続して上記インピ
ーダンス変化を検出するための定電流を頭皮に負
荷する電流印加電極、左右耳介後部に取り付けて
心臓の拍動に同期して生じる電気的変化を導出す
る同期信号測定電極、これらの電極を効果的に頭
皮に固定する電極固定装置を備え、上記測定電極
に生体内のインピーダンス変化を電位差変化とし
て測定するインピーダンス測定装置を接続すると
共に、そのインピーダンス測定装置に、同期信号
測定電極により導出された心拍動に対応した信号
をトリガーとしてインピーダンス波形を加算平均
する加算平均回路を接続し、さらにこの回路に、
平均インピーダンス波形に様々な処理を加え、年
齢や課題状況に関連した標準値と比較・判定する
装置および警報を与える装置を接続することによ
り構成されている。

［作用］ 上記構成の簡易型脳機能変化測定装置を使用す
るには、測定電極および電流印加電極を頭皮ある
いは額皮上に、同期信号測定電極を左右耳介後部
にの皮膚上に装着し、定電流印加装置により電流
印加電極を通して、生体が感じることのできない
微弱で無害な電流を頭部に印加すると共に、測定
電極を通して心拍動に同期して生じる脳内血流量
変化に対応したインピーダンス変化を測定する。
血液は頭皮、頭蓋骨、信経細胞等に比べインピー
ダンスが低いため、脳血流量の増加は頭部インピ
ーダンスの低下をもたらす。このインピーダンス
変化波形を、同期信号測定電極により導出された
心拍動に同期した信号により加算平均することで
波形整形を行い、整形後の平均インピーダンス波
形について、最大振幅値、最大勾配値、積分値等
を、心拍数による重みづけを加えることにより算
出し、あらかじめ入力している平均的年齢や課題
に対応した標準値と比較し、異常値等について視
覚的または聴覚的な刺激により警報を与えるもの
ある。

本装置は以上のごとく、脳血流量を指標として
脳機能変化または脳活動水準を知らせるものであ
るが、脳循環器系や脳細胞等の異常による機能低
下の測定のみならず、疲労や居眠り等による正常
ではあるが一時的な脳機能変化の測定等の幅広い
用途が考えられる。

［実施例］ 第１図は本発明に係わる簡易型脳機能変化測定
装置の実施例を示している。

この脳機能変化測定装置は、頭部あるいは額の
清拭した皮膚上に生体のインピーダンス変化を検
出する一対のインピーダンス測定電極１ａ，１ｂ
を備えると共に、両外側にインピーダンス変化の
測定の媒体になる電流を印可する一対の電流印加
電極２ａ，２ｂ、および心臓の拍動に対応した電
気変化を導出するための同期信号測定電極３ａ，
３ｂを備えている。測定電極および電流負荷電極
の配置や電極間相互の距離は測定される脳機能の
種類により変化する。一般的には電流印加電極間
の距離が大きくなるほど、脳内のより深い領域の
機能変化を反映し得るとの実験結果を得ている。
従つて、脳深部の機能低下の測定を主眼とすると
きには、電流印加電極間の距離を大きくとること
が望ましい。

上記電流印加電極２ａ，２ｂは定電流を出力す
る定電流印加装置４に接続し、また、上記測定電
極はインピーダンス変化測定装置５に接続してい
る。定電流印加装置４は電流印加電極２ａ，２ｂ
を通して生体に無害な500マイクロアンペア以下
の定電流を数10kHzで流すもので、この電流を媒
体として、心拍動に同期して脳内に流入する血流
量変化に対応したインピーダンス変化を測定電極
１ａ，１ｂより導出し、インピーダンス変化測定
装置５で検出している。図２に、安静閉眼時と視
覚刺激負荷（テレビ番組観察）時におけるインピ
ーダンス変化測定装置の後頭部導出の出力波形が
示されている。個々の波形は心臓の拍動に同期し
た脳血流変化に対応しており、波形の頂点が最大
血流量が生じた時点を示している。安静閉眼時に
は脳の情報処理活動水準が低いため、脳内に流入
する血流量が少なく、インピーダンス変化波形の
振幅値が小さいが、興味ある視覚刺激を見ている
ときには、脳の活動水準が上昇し、脳血流量も増
加し、従つてインピーダンス変化の振幅値も大に
なることが示されている。このインピーダンス変
化波形を整形するために、左右の耳介後部に置か
れた同期信号測定電極３ａ，３ｂを通して心拍動
に伴う電気変化を導出し、同期信号測定装置６に
より増幅・整形した後、加算平均回路７におい
て、同期信号測定装置５の出力をトリガーとして
インピーダンス測定装置５の出力を複数回加算平
均し、この加算平均波形について、インピーダン
ス変化波形処理・判定装置８において、最大振幅
値、最大勾配値等について心拍数によるの重み付
けをつけて算出し、各年齢層の平均的あるいは個
人的な標準値を基準として、基準値からの隔たり
を視覚的または聴覚的な警報装置９により警報す
ることができる。

［発明の効果］ 以上に詳述した本発明の簡易型脳機能低下測定
装置によれば、脳疾患や加齢等による長期的な脳
機能水準の低下のみならず、居眠り、疲労等によ
る短期的な脳活動水準の低下をも簡易な装置によ
り非侵襲的に計測・警報することができ、病院や
家庭あるいは自動車運転等の様々な実生活の中で
の使用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる簡易型脳機能低下測定
装置の構成図、第２図は脳活動水準とインピーダ
ンス変化波形の関係についての実験結果を示して
いる。テレビ番組観察時では安静閉眼時に比較し
て、波形の振幅値が増加していることが容易に認
められる。 １ａ，１ｂ……インピーダンス測定電極、２
ａ，２ｂ……電流印加電極、３ａ，３ｂ……同期
信号測定電極、４……定電流印加装置、５……イ
ンピーダンス変化測定装置、６……同期信号測定
装置、７……加算平均回路、８……インピーダン
ス変化波形処理・判定装置、９……警報装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 頭皮上あるいは額皮上に脳内の血流量に対応
   した頭部インピーダンス変化を検出するための一
   対のインピーダンス測定電極と、その両外側に定
   電流印加装置に接続して微弱な数10KHzの定電流
   を脳内に負荷する一対の電流印加電極と、心臓の
   拍動に同期する電気変化を導出する一対の同期信
   号測定電極を配置し、上記インピーダンス測定電
   極に心拍動に同期して変化するインピーダンス変
   化分のみを電位差として測定するインピーダンス
   測定装置を接続し、さらにその出力を加算平均回
   路に接続し、他方、同期信号測定電極を同期信号
   測定装置に接続し、その出力をトリガー信号とし
   て加算平均回路に接続し、インピーダンス変化波
   形を加算平均することにより波形整形を行い、さ
   らに整形された波形について最大振幅値、積分
   値、最大勾配値等を算出し、心拍数による重み付
   けの処理を行ない、標準値と比較する処理・判定
   装置を備え、判定結果に基づき脳機能水準に関し
   て警告する視覚または聴覚的な警報装置を持つこ
   とを特徴とする簡易型脳機能変化測定装置。