JPH06296597A - 脳波分析方法及びその装置 - Google Patents
脳波分析方法及びその装置Info
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- JPH06296597A JPH06296597A JP4220187A JP22018792A JPH06296597A JP H06296597 A JPH06296597 A JP H06296597A JP 4220187 A JP4220187 A JP 4220187A JP 22018792 A JP22018792 A JP 22018792A JP H06296597 A JPH06296597 A JP H06296597A
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/369—Electroencephalography [EEG]
- A61B5/372—Analysis of electroencephalograms
- A61B5/374—Detecting the frequency distribution of signals, e.g. detecting delta, theta, alpha, beta or gamma waves
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 脳波の周波数域内で形成されるピークの存在
に基づいて,脳波を分析するようにする。 【構成】 検出された脳波の生体信号から脳波の信号成
分を抽出し,その信号成分を基に,被検者の脳波を分析
する脳波分析装置において,上記検出された脳波の生体
信号の中から脳波についてのパワースペクトルを抽出す
る脳波抽出処理手段1と,当該脳波抽出処理手段1で抽
出された脳波のパワースペクトルの内,各脳波毎にその
周波数域内のスペクトルのピークの存否を検出するピー
ク検出手段2とを備えて構成される。
に基づいて,脳波を分析するようにする。 【構成】 検出された脳波の生体信号から脳波の信号成
分を抽出し,その信号成分を基に,被検者の脳波を分析
する脳波分析装置において,上記検出された脳波の生体
信号の中から脳波についてのパワースペクトルを抽出す
る脳波抽出処理手段1と,当該脳波抽出処理手段1で抽
出された脳波のパワースペクトルの内,各脳波毎にその
周波数域内のスペクトルのピークの存否を検出するピー
ク検出手段2とを備えて構成される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,検出された脳波の生体
信号から脳波についてのパワースペクトルを抽出し,各
脳波の周波数域内に形成されるピークの存否に基づいて
脳波の分析を行うようにした脳波分析方法及びその装置
に関するものである。
信号から脳波についてのパワースペクトルを抽出し,各
脳波の周波数域内に形成されるピークの存否に基づいて
脳波の分析を行うようにした脳波分析方法及びその装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】人間の脳波を分析し,人間の精神活動を
知ろうとすることが行われるようになってきている。
知ろうとすることが行われるようになってきている。
【0003】従来の分析研究から,脳波には,α波,β
波,δ波,θ波と呼ばれる4つの信号があり,その時の
精神状態に応じてこれらの信号のいずれかが発生或いは
強調されることまで知られている。
波,δ波,θ波と呼ばれる4つの信号があり,その時の
精神状態に応じてこれらの信号のいずれかが発生或いは
強調されることまで知られている。
【0004】上記脳波にあってはその周波数が, 0.5H
zないし 3.5Hz成分をδ波, 3.5Hzないし 7.5Hz
成分をθ波, 7.5Hzないし13.5Hz成分をα波, 13.5
Hzないし30.5Hz成分をβ波と名付けられている。
zないし 3.5Hz成分をδ波, 3.5Hzないし 7.5Hz
成分をθ波, 7.5Hzないし13.5Hz成分をα波, 13.5
Hzないし30.5Hz成分をβ波と名付けられている。
【0005】ところで,従来の上記4つの脳波の検出方
法は,被検者の頭部に刺込まれた電極に発生する微小な
生体信号から各脳波用のアナログフィルタでδ波,θ
波,α波,β波の信号成分をそれぞれ抽出し,それぞれ
の信号成分を積分することにより得ていた。
法は,被検者の頭部に刺込まれた電極に発生する微小な
生体信号から各脳波用のアナログフィルタでδ波,θ
波,α波,β波の信号成分をそれぞれ抽出し,それぞれ
の信号成分を積分することにより得ていた。
【0006】そして,この様にして得られた積分値を基
に積分値の大小の比較,或いは比率等によってどの脳波
が発生しているとか,強いとかの脳波の分析を行ってい
た。
に積分値の大小の比較,或いは比率等によってどの脳波
が発生しているとか,強いとかの脳波の分析を行ってい
た。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,従来の
様な脳波の検出方法による脳波の分析では,例えば図6
に示された脳波のパワースペクトルが得られた場合,積
分値で脳波を検出するため,斜線が施されたθ波まで脳
波が発生している様に認識され,臨床所見と異なる分析
がなされる欠点があった。
様な脳波の検出方法による脳波の分析では,例えば図6
に示された脳波のパワースペクトルが得られた場合,積
分値で脳波を検出するため,斜線が施されたθ波まで脳
波が発生している様に認識され,臨床所見と異なる分析
がなされる欠点があった。
【0008】本発明は,上記の欠点を解決することを目
的としており,上記δ波,θ波,α波,β波の各脳波
は,同一時間上にそれぞれ同一の脳波が2個以上併存す
ることはないという公知の事実に着目し,各脳波の周波
数域内に形成されるスペクトルのピークの存否に基づい
て脳波の検出を行い,そして当該脳波の検出方法に基づ
いて脳波分析を行うようにした脳波分析方法及びその装
置を提供することを目的としている。
的としており,上記δ波,θ波,α波,β波の各脳波
は,同一時間上にそれぞれ同一の脳波が2個以上併存す
ることはないという公知の事実に着目し,各脳波の周波
数域内に形成されるスペクトルのピークの存否に基づい
て脳波の検出を行い,そして当該脳波の検出方法に基づ
いて脳波分析を行うようにした脳波分析方法及びその装
置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。同図において,1は脳波抽出処理手段,2は
ピーク検出手段を表わしている。
図である。同図において,1は脳波抽出処理手段,2は
ピーク検出手段を表わしている。
【0010】脳波抽出処理手段1は被検者の頭部から検
出された脳波の生体信号を受け,アナログ又はディジタ
ルいずれかの手法でフィルタリングを行い,上記δ波,
θ波,α波,β波の各信号成分を抽出し脳波のパワース
ペクトルを得るものである。
出された脳波の生体信号を受け,アナログ又はディジタ
ルいずれかの手法でフィルタリングを行い,上記δ波,
θ波,α波,β波の各信号成分を抽出し脳波のパワース
ペクトルを得るものである。
【0011】ピーク検出手段2は脳波抽出処理手段1で
抽出された脳波のパワースペクトルの内,各脳波毎にそ
の周波数域内のスペクトルのピークの存否を検出するよ
うになっている。そしてピークが検出されたとき,その
ピーク値を保存する。
抽出された脳波のパワースペクトルの内,各脳波毎にそ
の周波数域内のスペクトルのピークの存否を検出するよ
うになっている。そしてピークが検出されたとき,その
ピーク値を保存する。
【0012】
【作用】ピーク検出手段2によってピークが検出された
脳波,例えば図6に示されたパワースペクトルにおいて
ピークHが検出されたとき,当該ピークHはδ波の周波
数域であるのでδ波の脳波が実際に発生しているとされ
る。
脳波,例えば図6に示されたパワースペクトルにおいて
ピークHが検出されたとき,当該ピークHはδ波の周波
数域であるのでδ波の脳波が実際に発生しているとされ
る。
【0013】なお,ピーク検出手段2はピーク値を検出
しているのではなく,ピークの存否を検出しており,当
該ピークが存在したときそのピーク値を保存するもので
ある。
しているのではなく,ピークの存否を検出しており,当
該ピークが存在したときそのピーク値を保存するもので
ある。
【0014】従って,図6に示されたパワースペクトル
では,θ波にはピークは存在せず,θ波は発生していな
いとされる。つまり脳波抽出処理手段1によるフィルタ
の分解能が充分に良ければ,当該Hの部分が鋭角的に立
上り,立下って他の周波数域ではスペクトルが現われな
い部分なのである。しかしながら,フィルタの分解能が
充分でないから図6図示のスペクトル曲線となり,従っ
て当該スペクトル曲線でピークがあれば当該ピークが存
在する周波数域の脳波は実際にその脳波を発生している
ことになるのである。
では,θ波にはピークは存在せず,θ波は発生していな
いとされる。つまり脳波抽出処理手段1によるフィルタ
の分解能が充分に良ければ,当該Hの部分が鋭角的に立
上り,立下って他の周波数域ではスペクトルが現われな
い部分なのである。しかしながら,フィルタの分解能が
充分でないから図6図示のスペクトル曲線となり,従っ
て当該スペクトル曲線でピークがあれば当該ピークが存
在する周波数域の脳波は実際にその脳波を発生している
ことになるのである。
【0015】
【実施例】図2は本発明に係る脳波分析装置の一実施例
構成を示している。同図において,11はバンドパス・
フィルタであり, 0.5Hzないし30.5Hzの周波数以外
の信号成分の通過を阻止するもの,12はA/D変換
器,13はフィルタ処理部であり, 0.5Hzないし 1.5
Hzまでの信号成分, 1.5Hzないし2.5Hzまでの信
号成分, …29.5Hzないし30.5Hzまでの信号成分を1
Hzの分解能でディジタル的にそれぞれ抽出するもの,
14はピーク検出部であり,フィルタ処理部13で抽出
された信号成分に対し,各脳波毎にその周波数域内での
ピークの存否を調べ,ピークがあればそのピーク値を保
持するもの,15は制御部,16は表示部をそれぞれ表
わしている。
構成を示している。同図において,11はバンドパス・
フィルタであり, 0.5Hzないし30.5Hzの周波数以外
の信号成分の通過を阻止するもの,12はA/D変換
器,13はフィルタ処理部であり, 0.5Hzないし 1.5
Hzまでの信号成分, 1.5Hzないし2.5Hzまでの信
号成分, …29.5Hzないし30.5Hzまでの信号成分を1
Hzの分解能でディジタル的にそれぞれ抽出するもの,
14はピーク検出部であり,フィルタ処理部13で抽出
された信号成分に対し,各脳波毎にその周波数域内での
ピークの存否を調べ,ピークがあればそのピーク値を保
持するもの,15は制御部,16は表示部をそれぞれ表
わしている。
【0016】次に図3の一実施例フローチャートを参照
しながら図2の動作を説明する。図示されていない差動
増幅器等で前処理された脳波の検出生体信号がバンドパ
ス・フィルタ11に入力されると(ステップ1),当該
バンドパス・フィルタ11は 0.5Hzないし30.5Hz帯
域の信号成分を通過させる(ステップ2)。A/D変換
器12は制御部15からのタイミング信号に合せ,バン
ドパス・フィルタ11から入力されてくる信号をディジ
タル化し,フィルタ処理部13に送出する(ステップ
3)。
しながら図2の動作を説明する。図示されていない差動
増幅器等で前処理された脳波の検出生体信号がバンドパ
ス・フィルタ11に入力されると(ステップ1),当該
バンドパス・フィルタ11は 0.5Hzないし30.5Hz帯
域の信号成分を通過させる(ステップ2)。A/D変換
器12は制御部15からのタイミング信号に合せ,バン
ドパス・フィルタ11から入力されてくる信号をディジ
タル化し,フィルタ処理部13に送出する(ステップ
3)。
【0017】フィルタ処理部13では,上記説明の如く
0.5Hzないし30.5Hzまでの1Hz幅毎の信号成分を
それぞれ抽出する(ステップ4)。フィルタ処理部13
で抽出された1Hz幅毎の各信号成分を基に,ピーク検
出部14は 0.5Hzないし 3.5Hzのδ波周波数域内
で, その信号成分の値のピークの存否を調べる(ステッ
プ5)。ピークが検出されたとき,そのピークの値をピ
ークδ波値として保持しておく(ステップ6)。ピーク
が検出されなかったとき(ステップ5),次に説明され
ているステップ7を実行する。
0.5Hzないし30.5Hzまでの1Hz幅毎の信号成分を
それぞれ抽出する(ステップ4)。フィルタ処理部13
で抽出された1Hz幅毎の各信号成分を基に,ピーク検
出部14は 0.5Hzないし 3.5Hzのδ波周波数域内
で, その信号成分の値のピークの存否を調べる(ステッ
プ5)。ピークが検出されたとき,そのピークの値をピ
ークδ波値として保持しておく(ステップ6)。ピーク
が検出されなかったとき(ステップ5),次に説明され
ているステップ7を実行する。
【0018】ピーク検出部14は次に 3.5Hzないし
7.5Hzのθ波周波数域内で,その信号成分の値のピー
クの存否を調べ(ステップ7),ピークが検出されたと
き,そのピークの値をピークθ波値として保持しておく
(ステップ8)。ピークが検出されなかったとき(ステ
ップ7),ステップ9を実行する。
7.5Hzのθ波周波数域内で,その信号成分の値のピー
クの存否を調べ(ステップ7),ピークが検出されたと
き,そのピークの値をピークθ波値として保持しておく
(ステップ8)。ピークが検出されなかったとき(ステ
ップ7),ステップ9を実行する。
【0019】以下同様に,ピーク検出部14は, 7.5H
zないし13.5Hzのα波周波数域内で, その信号成分の
ピークの存否を調べ(ステップ9),ピークが検出され
たとき,そのピークの値をピークα波値として保持して
おく(ステップ10)。ピークが検出されなかったとき
(ステップ9),ステップ11を実行する。
zないし13.5Hzのα波周波数域内で, その信号成分の
ピークの存否を調べ(ステップ9),ピークが検出され
たとき,そのピークの値をピークα波値として保持して
おく(ステップ10)。ピークが検出されなかったとき
(ステップ9),ステップ11を実行する。
【0020】続いて,ピーク検出部14は13.5Hzない
し30.5Hzのβ波周波数域内で,その信号成分のピーク
の存否を調べ(ステップ11),ピークが検出されたと
き,そのピークの値をピークβ波値として保持しておく
(ステップ12)。ピークが検出されなかったとき(ス
テップ11),ピーク検出処理が終了となる。
し30.5Hzのβ波周波数域内で,その信号成分のピーク
の存否を調べ(ステップ11),ピークが検出されたと
き,そのピークの値をピークβ波値として保持しておく
(ステップ12)。ピークが検出されなかったとき(ス
テップ11),ピーク検出処理が終了となる。
【0021】ピーク検出部14によるピーク検出処理が
終了すると,制御部15からの指示により,ピーク検出
部14は保持された上記ピークδ波値ないしピークβ波
値を表示部16へ送出し,表示部16に表示させる(ス
テップ13)。
終了すると,制御部15からの指示により,ピーク検出
部14は保持された上記ピークδ波値ないしピークβ波
値を表示部16へ送出し,表示部16に表示させる(ス
テップ13)。
【0022】この1サイクルが終了すると,制御部15
はA/D変換器12からディジタル化された信号データ
をフィルタ処理部13に送出させる(ステップ14)。
これによりステップ3ないしステップ14が繰返され
る。
はA/D変換器12からディジタル化された信号データ
をフィルタ処理部13に送出させる(ステップ14)。
これによりステップ3ないしステップ14が繰返され
る。
【0023】今,例えばフィルタ処理部13で図4に示
されたパワースペクトルが脳波の検出生体信号から抽出
されたものとすると,表示部16には図5に示された脳
波の優位度が表示される。すなわち図5において,ピー
ク検出部14でピークが検出され,そのピークの値が保
持されたピークδ波値,ピークα波値及びピークβ波値
が表示され,これから優位度がα波,β波,δ波の順で
あることが分析されている。
されたパワースペクトルが脳波の検出生体信号から抽出
されたものとすると,表示部16には図5に示された脳
波の優位度が表示される。すなわち図5において,ピー
ク検出部14でピークが検出され,そのピークの値が保
持されたピークδ波値,ピークα波値及びピークβ波値
が表示され,これから優位度がα波,β波,δ波の順で
あることが分析されている。
【0024】A/D変換器12からのディジタル化され
た信号データが,フィルタ処理部13に例えば1秒間隔
で送出されると,表示部16には1秒間ごとに,すなわ
ちリアルタイムで被検者の現時点の脳波の優位度が表示
される。
た信号データが,フィルタ処理部13に例えば1秒間隔
で送出されると,表示部16には1秒間ごとに,すなわ
ちリアルタイムで被検者の現時点の脳波の優位度が表示
される。
【0025】図3に示されたフローチャートは一実施例
であり,ステップ5からステップ12までを変え,例え
ば 0.5Hzないし30.5Hzの周波数帯でのピークの有無
をまず調べ, ピークがあればそのピークがどの脳波の周
波数域に属するかを調べて,図5に示された表示を実行
させるようにしてもよい。
であり,ステップ5からステップ12までを変え,例え
ば 0.5Hzないし30.5Hzの周波数帯でのピークの有無
をまず調べ, ピークがあればそのピークがどの脳波の周
波数域に属するかを調べて,図5に示された表示を実行
させるようにしてもよい。
【0026】また脳波の優位度に変え,比率,重み付け
計算等の分析手法に従った演算処理部を付加すれば,他
の分析結果を表示部16に表示させることができる。以
上の説明はディジタルフィルタによる信号処理法で説明
してきたが,ディジタルフィルタに替え,アナログフィ
ルタを用いても同様に処理することができる。
計算等の分析手法に従った演算処理部を付加すれば,他
の分析結果を表示部16に表示させることができる。以
上の説明はディジタルフィルタによる信号処理法で説明
してきたが,ディジタルフィルタに替え,アナログフィ
ルタを用いても同様に処理することができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明した如く,本発明によれば,各
脳波の周波数域内に形成されるピークの存否に基づいて
脳波の分析を行うようにしたので,分析結果が臨床所見
と一致する。
脳波の周波数域内に形成されるピークの存否に基づいて
脳波の分析を行うようにしたので,分析結果が臨床所見
と一致する。
【0028】また分析手法に従った演算処理を行わせる
ことにより脳波の優位度の他種々の分析ができ,その信
頼度は高い。
ことにより脳波の優位度の他種々の分析ができ,その信
頼度は高い。
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明に係る脳波分析装置の一実施例構成であ
る。
る。
【図3】本発明の一実施例フローチャートである。
【図4】フィルタリングされた脳波の一実施例パワース
ペクトル図である。
ペクトル図である。
【図5】図4に対応した脳波の優位度分析図である。
【図6】脳波の存否を説明するための一実施例パワース
ペクトル図である。
ペクトル図である。
1 脳波抽出処理手段 2 ピーク検出手段 11 バンドパス・フィルタ 12 A/D変換器 13 フィルタ処理部 14 ピーク検出部 15 制御部 16 表示部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年8月27日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 脳波分析方法及びその装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,検出された脳波の生体
信号から脳波についてのパワースペクトルを抽出し,各
脳波の周波数域内に形成されるピークの存否に基づいて
脳波の分析を行うようにした脳波分析方法及びその装置
に関するものである。
信号から脳波についてのパワースペクトルを抽出し,各
脳波の周波数域内に形成されるピークの存否に基づいて
脳波の分析を行うようにした脳波分析方法及びその装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年において人間の脳波を分析し,人間
の精神活動を知ろうとすることが行われるようになって
きている。
の精神活動を知ろうとすることが行われるようになって
きている。
【0003】従来の分析研究から,脳波には,α波,β
波,δ波,θ波と呼ばれる4つの信号があり,その時の
精神状態に応じてこれらの信号のいずれかが発生或いは
強調されることまで知られている。
波,δ波,θ波と呼ばれる4つの信号があり,その時の
精神状態に応じてこれらの信号のいずれかが発生或いは
強調されることまで知られている。
【0004】上記脳波にあってはその周波数が, 0.5H
zないし 3.5Hz成分をδ波, 3.5Hzないし 7.5Hz
成分をθ波, 7.5Hzないし13.5Hz成分をα波, 13.5
Hzないし30.5Hz成分をβ波と名付けられている。
zないし 3.5Hz成分をδ波, 3.5Hzないし 7.5Hz
成分をθ波, 7.5Hzないし13.5Hz成分をα波, 13.5
Hzないし30.5Hz成分をβ波と名付けられている。
【0005】ところで,従来の上記4つの脳波の検出方
法は,被検者の頭部に刺込まれた電極に発生する微小な
生体信号から各脳波用のアナログフィルタでδ波,θ
波,α波,β波の信号成分をそれぞれ抽出し,それぞれ
の信号成分を積分することにより得ていた。
法は,被検者の頭部に刺込まれた電極に発生する微小な
生体信号から各脳波用のアナログフィルタでδ波,θ
波,α波,β波の信号成分をそれぞれ抽出し,それぞれ
の信号成分を積分することにより得ていた。
【0006】そして,この様にして得られた積分値を基
に積分値の大小の比較,或いは比率等によってどの脳波
が発生しているとか,強いとかの脳波の分析を行ってい
た。
に積分値の大小の比較,或いは比率等によってどの脳波
が発生しているとか,強いとかの脳波の分析を行ってい
た。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,従来の
様な脳波の検出方法による脳波の分析では,例えば図6
に示される如き脳波のパワースペクトルが得られた場合
がある。しかし図6に示すパワースペクトルは,本来な
らばδ波内に図示δ0 の如き大きいパワーのスペクトル
のみが存在していただけであるが,観測装置側の分解能
が十分でなく,θ波やα波やβ波の各周波数帯にもスペ
クトルが存在しているかの様に観測されたものである。
様な脳波の検出方法による脳波の分析では,例えば図6
に示される如き脳波のパワースペクトルが得られた場合
がある。しかし図6に示すパワースペクトルは,本来な
らばδ波内に図示δ0 の如き大きいパワーのスペクトル
のみが存在していただけであるが,観測装置側の分解能
が十分でなく,θ波やα波やβ波の各周波数帯にもスペ
クトルが存在しているかの様に観測されたものである。
【0008】従来から,図6に示すパワースペクトルが
得られた場合には,各δ波,θ波,α波,β波の夫々の
周波数帯毎に,夫々の周波数帯内でのパワーを積分し,
夫々δ波のパワー,θ波のパワー,α波のパワー,β波
のパワーとして得ている。このために,本来ならばδ波
内でのパワーが単独に存在していたにも拘らず,図示の
斜線が施されたθ波まで脳波が発生している様に認識さ
れ,臨床所見と異なる分析がなされる欠点があった。
得られた場合には,各δ波,θ波,α波,β波の夫々の
周波数帯毎に,夫々の周波数帯内でのパワーを積分し,
夫々δ波のパワー,θ波のパワー,α波のパワー,β波
のパワーとして得ている。このために,本来ならばδ波
内でのパワーが単独に存在していたにも拘らず,図示の
斜線が施されたθ波まで脳波が発生している様に認識さ
れ,臨床所見と異なる分析がなされる欠点があった。
【0009】本発明は,上記の欠点を解決することを目
的としており,上記δ波,θ波,α波,β波の各周波数
域内に形成されるスペクトルのピークの存否に基づいて
脳波の検出を行い,そして当該脳波の検出方法に基づい
て脳波分析を行うようにした脳波分析方法及びその装置
を提供することを目的としている。
的としており,上記δ波,θ波,α波,β波の各周波数
域内に形成されるスペクトルのピークの存否に基づいて
脳波の検出を行い,そして当該脳波の検出方法に基づい
て脳波分析を行うようにした脳波分析方法及びその装置
を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。同図において,1は脳波抽出処理手段,2は
ピーク検出手段を表わしている。
図である。同図において,1は脳波抽出処理手段,2は
ピーク検出手段を表わしている。
【0011】脳波抽出処理手段1は被検者の頭部から検
出された脳波の生体信号を受け,アナログ又はディジタ
ルいずれかの手法でフィルタリングを行い,上記δ波,
θ波,α波,β波の各信号成分を抽出し脳波のパワース
ペクトルを得るものである。
出された脳波の生体信号を受け,アナログ又はディジタ
ルいずれかの手法でフィルタリングを行い,上記δ波,
θ波,α波,β波の各信号成分を抽出し脳波のパワース
ペクトルを得るものである。
【0012】ピーク検出手段2は脳波抽出処理手段1で
抽出された脳波のパワースペクトルの内,各δ波,θ
波,α波,β波毎にその周波数域内のスペクトルのピー
クの存否を検出するようになっている。そしてピークが
検出されたとき,そのピーク値を保存する。
抽出された脳波のパワースペクトルの内,各δ波,θ
波,α波,β波毎にその周波数域内のスペクトルのピー
クの存否を検出するようになっている。そしてピークが
検出されたとき,そのピーク値を保存する。
【0013】
【作用】例えば図6に示されたパワースペクトルにおい
てピークHが検出されたとき,当該ピークHはδ波の周
波数域であるのでδ波の脳波が実際に発生しているとさ
れる。
てピークHが検出されたとき,当該ピークHはδ波の周
波数域であるのでδ波の脳波が実際に発生しているとさ
れる。
【0014】なお,ピーク検出手段2はピーク値を検出
しているのではなく,ピークの存否を検出しており,当
該ピークが存在したときそのピークの存在とそのピーク
値とを保存するものである。
しているのではなく,ピークの存否を検出しており,当
該ピークが存在したときそのピークの存在とそのピーク
値とを保存するものである。
【0015】従って,図6に示されたパワースペクトル
では,θ波にはピークは存在せず,θ波は発生していな
いとされる。つまり脳波抽出処理手段1によるフィルタ
の分解能が充分に良ければ,当該Hの部分が鋭角的に立
上り,立下って他の周波数域ではスペクトルが現われな
い部分なのである。しかしながら,フィルタの分解能が
充分でないから図6図示のスペクトル曲線となり,従っ
て当該スペクトル曲線でピークがあれば当該ピークが存
在する周波数域の脳波は実際にその脳波を発生している
ことになるのである。
では,θ波にはピークは存在せず,θ波は発生していな
いとされる。つまり脳波抽出処理手段1によるフィルタ
の分解能が充分に良ければ,当該Hの部分が鋭角的に立
上り,立下って他の周波数域ではスペクトルが現われな
い部分なのである。しかしながら,フィルタの分解能が
充分でないから図6図示のスペクトル曲線となり,従っ
て当該スペクトル曲線でピークがあれば当該ピークが存
在する周波数域の脳波は実際にその脳波を発生している
ことになるのである。
【0016】
【実施例】図2は本発明に係る脳波分析装置の一実施例
構成を示している。同図において,1,2は図1のもの
に対応しており,11はバンドパス・フィルタであり,
0.5Hzないし30.5Hzの周波数以外の信号成分の通過
を阻止するもの,12はA/D変換器,13はフィルタ
処理部であり, 0.5Hzないし 1.5Hzまでの信号成
分, 1.5Hzないし 2.5Hzまでの信号成分, …29.5H
zないし30.5Hzまでの信号成分を1Hzの分解能でデ
ィジタル的にそれぞれ抽出するもの,14はピーク検出
部であり,フィルタ処理部13で抽出された信号成分に
対し,各脳波毎にその周波数域内でのピークの存否を調
べ,ピークがあればそのピーク値を保持するもの,15
は制御部,16は表示部をそれぞれ表わしている。
構成を示している。同図において,1,2は図1のもの
に対応しており,11はバンドパス・フィルタであり,
0.5Hzないし30.5Hzの周波数以外の信号成分の通過
を阻止するもの,12はA/D変換器,13はフィルタ
処理部であり, 0.5Hzないし 1.5Hzまでの信号成
分, 1.5Hzないし 2.5Hzまでの信号成分, …29.5H
zないし30.5Hzまでの信号成分を1Hzの分解能でデ
ィジタル的にそれぞれ抽出するもの,14はピーク検出
部であり,フィルタ処理部13で抽出された信号成分に
対し,各脳波毎にその周波数域内でのピークの存否を調
べ,ピークがあればそのピーク値を保持するもの,15
は制御部,16は表示部をそれぞれ表わしている。
【0017】なお,図2に示す脳波抽出処理手段1の構
成については,本発明者らが先に出願した特許出願(特
願平3−251294号)に開示されている。本発明に
おいては当該特許出願に開示された技術をそのまま利用
できるものであり,本明細書においては,脳波抽出処理
手段1は既存のものとして取り扱っており,脳波抽出処
理手段1についての具体的な説明を省略している。
成については,本発明者らが先に出願した特許出願(特
願平3−251294号)に開示されている。本発明に
おいては当該特許出願に開示された技術をそのまま利用
できるものであり,本明細書においては,脳波抽出処理
手段1は既存のものとして取り扱っており,脳波抽出処
理手段1についての具体的な説明を省略している。
【0018】次に図3の一実施例フローチャートを参照
しながら図2の動作を説明する。図示されていない差動
増幅器等で前処理された脳波の検出生体信号がバンドパ
ス・フィルタ11に入力されると(ステップ1),当該
バンドパス・フィルタ11は 0.5Hzないし30.5Hz帯
域の信号成分を通過させる(ステップ2)。A/D変換
器12は制御部15からのタイミング信号に合せ,バン
ドパス・フィルタ11から入力されてくる信号をディジ
タル化し,フィルタ処理部13に送出する(ステップ
3)。
しながら図2の動作を説明する。図示されていない差動
増幅器等で前処理された脳波の検出生体信号がバンドパ
ス・フィルタ11に入力されると(ステップ1),当該
バンドパス・フィルタ11は 0.5Hzないし30.5Hz帯
域の信号成分を通過させる(ステップ2)。A/D変換
器12は制御部15からのタイミング信号に合せ,バン
ドパス・フィルタ11から入力されてくる信号をディジ
タル化し,フィルタ処理部13に送出する(ステップ
3)。
【0019】フィルタ処理部13では,上記説明の如く
0.5Hzないし30.5Hzまでの1Hz幅毎の信号成分を
それぞれ抽出する(ステップ4)。フィルタ処理部13
で抽出された1Hz幅毎の各信号成分を基に,ピーク検
出部14は 0.5Hzないし 3.5Hzのδ波周波数域内
で, その信号成分の値のピークの存否を調べる(ステッ
プ5)。ピークが検出されたとき,そのピークの値をピ
ークδ波値として保持しておく(ステップ6)。δ波内
にピークが検出されなかったとき(ステップ5),次に
説明されているステップ7を実行する。
0.5Hzないし30.5Hzまでの1Hz幅毎の信号成分を
それぞれ抽出する(ステップ4)。フィルタ処理部13
で抽出された1Hz幅毎の各信号成分を基に,ピーク検
出部14は 0.5Hzないし 3.5Hzのδ波周波数域内
で, その信号成分の値のピークの存否を調べる(ステッ
プ5)。ピークが検出されたとき,そのピークの値をピ
ークδ波値として保持しておく(ステップ6)。δ波内
にピークが検出されなかったとき(ステップ5),次に
説明されているステップ7を実行する。
【0020】ピーク検出部14は次に 3.5Hzないし
7.5Hzのθ波周波数域内で,その信号成分の値のピー
クの存否を調べ(ステップ7),ピークが検出されたと
き,そのピークの値をピークθ波値として保持しておく
(ステップ8)。ピークが検出されなかったとき(ステ
ップ7),ステップ9を実行する。
7.5Hzのθ波周波数域内で,その信号成分の値のピー
クの存否を調べ(ステップ7),ピークが検出されたと
き,そのピークの値をピークθ波値として保持しておく
(ステップ8)。ピークが検出されなかったとき(ステ
ップ7),ステップ9を実行する。
【0021】以下同様に,ピーク検出部14は, 7.5H
zないし13.5Hzのα波周波数域内で, その信号成分の
ピークの存否を調べ(ステップ9),ピークが検出され
たとき,そのピークの値をピークα波値として保持して
おく(ステップ10)。ピークが検出されなかったとき
(ステップ9),ステップ11を実行する。
zないし13.5Hzのα波周波数域内で, その信号成分の
ピークの存否を調べ(ステップ9),ピークが検出され
たとき,そのピークの値をピークα波値として保持して
おく(ステップ10)。ピークが検出されなかったとき
(ステップ9),ステップ11を実行する。
【0022】続いて,ピーク検出部14は13.5Hzない
し30.5Hzのβ波周波数域内で,その信号成分のピーク
の存否を調べ(ステップ11),ピークが検出されたと
き,そのピークの値をピークβ波値として保持しておく
(ステップ12)。ピークが検出されなかったとき(ス
テップ11),ピーク検出処理が終了となる。
し30.5Hzのβ波周波数域内で,その信号成分のピーク
の存否を調べ(ステップ11),ピークが検出されたと
き,そのピークの値をピークβ波値として保持しておく
(ステップ12)。ピークが検出されなかったとき(ス
テップ11),ピーク検出処理が終了となる。
【0023】ピーク検出部14によるピーク検出処理が
終了すると,制御部15からの指示により,ピーク検出
部14は保持された上記ピークδ波値ないしピークβ波
値を表示部16へ送出し,表示部16に表示させる(ス
テップ13)。
終了すると,制御部15からの指示により,ピーク検出
部14は保持された上記ピークδ波値ないしピークβ波
値を表示部16へ送出し,表示部16に表示させる(ス
テップ13)。
【0024】この1サイクルが終了すると,制御部15
はA/D変換器12からディジタル化された信号データ
をフィルタ処理部13に送出させる(ステップ14)。
これによりステップ3ないしステップ14が繰返され
る。
はA/D変換器12からディジタル化された信号データ
をフィルタ処理部13に送出させる(ステップ14)。
これによりステップ3ないしステップ14が繰返され
る。
【0025】なお,上記ステップ5,7,9,11の夫
々において,ピークの存否を調べるには次の如き処理を
行えば足りる。即ち,例えばα波は 7.5Hzないし13.5
Hzの成分に対応しており,図2のフィルタ処理部13
からは,8Hzのパワーと,9Hzのパワーと,10H
zのパワーと,11Hzのパワーと,12Hzのパワー
と,13Hzのパワーとが夫々,α波に対応するものと
して抽出される。
々において,ピークの存否を調べるには次の如き処理を
行えば足りる。即ち,例えばα波は 7.5Hzないし13.5
Hzの成分に対応しており,図2のフィルタ処理部13
からは,8Hzのパワーと,9Hzのパワーと,10H
zのパワーと,11Hzのパワーと,12Hzのパワー
と,13Hzのパワーとが夫々,α波に対応するものと
して抽出される。
【0026】また言うまでもなく,隣接するθ波の成分
である7Hzのパワーと,隣接するβ波の成分である1
4Hzのパワーも抽出されている。 (処理1)7Hzのパワーと8Hzのパワーとを比較す
る。
である7Hzのパワーと,隣接するβ波の成分である1
4Hzのパワーも抽出されている。 (処理1)7Hzのパワーと8Hzのパワーとを比較す
る。
【0027】(処理2)7Hzのパワーの側が大きい場
合,θ波の成分からα波の成分への境界においてパワー
スペクトルの曲線が右下がりの傾斜をもっていることが
判る。この場合,α波内にピークが存在するためには,
上記パワースペクトルの曲線がα波内で一旦極小値を持
ち,ついで極大値が存在し,かつ当該極大値のパワーと
隣接するβ波の成分である14Hzのパワーとを比較し
て当該極大値のパワーの側が大であることが条件とな
る。
合,θ波の成分からα波の成分への境界においてパワー
スペクトルの曲線が右下がりの傾斜をもっていることが
判る。この場合,α波内にピークが存在するためには,
上記パワースペクトルの曲線がα波内で一旦極小値を持
ち,ついで極大値が存在し,かつ当該極大値のパワーと
隣接するβ波の成分である14Hzのパワーとを比較し
て当該極大値のパワーの側が大であることが条件とな
る。
【0028】(処理3)上記7Hzのパワーと8Hzの
パワーとを比較した結果で逆に8Hzのパワーの側が小
であった場合,θ波の成分からα波の成分への境界にお
いてパワースペクトルの曲線が右上がりの傾斜をもって
いることが判る。この場合,α波内にピークが存在する
ためには,上記パワースペクトルの曲線がα波内で極大
値を持ち,当該極大値のパワーと隣接するβ波の成分で
ある14Hzのパワーとを比較して当該極大値のパワー
の側が大であることが条件となる。
パワーとを比較した結果で逆に8Hzのパワーの側が小
であった場合,θ波の成分からα波の成分への境界にお
いてパワースペクトルの曲線が右上がりの傾斜をもって
いることが判る。この場合,α波内にピークが存在する
ためには,上記パワースペクトルの曲線がα波内で極大
値を持ち,当該極大値のパワーと隣接するβ波の成分で
ある14Hzのパワーとを比較して当該極大値のパワー
の側が大であることが条件となる。
【0029】なお,上記極小値を調べるには,例えば8
Hzのパワーと9Hzのパワーとを比較し,8Hzのパ
ワーが大きい場合にそのパワーを保持して,次の10H
zのパワーと比較し,以下同様にしてゆき,極小値の存
在を調べればよい。また上記極大値を調べるには,例え
ば8Hzのパワーと9Hzのパワーとを比較し,9Hz
のパワーが大きい場合にそのパワーを保持し,次の10
Hzのパワーと比較し,以下同様にしてゆき,極大値を
調べればよい。
Hzのパワーと9Hzのパワーとを比較し,8Hzのパ
ワーが大きい場合にそのパワーを保持して,次の10H
zのパワーと比較し,以下同様にしてゆき,極小値の存
在を調べればよい。また上記極大値を調べるには,例え
ば8Hzのパワーと9Hzのパワーとを比較し,9Hz
のパワーが大きい場合にそのパワーを保持し,次の10
Hzのパワーと比較し,以下同様にしてゆき,極大値を
調べればよい。
【0030】今,例えばフィルタ処理部13で図4に示
されたパワースペクトルが脳波の検出生体信号から抽出
されたものとすると,表示部16には図5に示された脳
波の優位度が表示される。すなわち図5に示すように,
図2のピーク検出部14でピークが検出され,そのピー
クの値が保持されたピークδ波値,ピークα波値及びピ
ークβ波値が表示され,これから優位度がα波,β波,
δ波の順であることが分析されている。
されたパワースペクトルが脳波の検出生体信号から抽出
されたものとすると,表示部16には図5に示された脳
波の優位度が表示される。すなわち図5に示すように,
図2のピーク検出部14でピークが検出され,そのピー
クの値が保持されたピークδ波値,ピークα波値及びピ
ークβ波値が表示され,これから優位度がα波,β波,
δ波の順であることが分析されている。
【0031】A/D変換器12からのディジタル化され
た信号データが,フィルタ処理部13に例えば1秒間隔
で送出されると,表示部16には1秒間ごとに,すなわ
ちリアルタイムで被検者の現時点の脳波の優位度が表示
される。
た信号データが,フィルタ処理部13に例えば1秒間隔
で送出されると,表示部16には1秒間ごとに,すなわ
ちリアルタイムで被検者の現時点の脳波の優位度が表示
される。
【0032】図3に示されたフローチャートは一実施例
であり,ステップ5からステップ12までを変え,例え
ば 0.5Hzないし30.5Hzの周波数帯でのピークの有無
をまず調べ, ピークがあればそのピークがどの脳波の周
波数域に属するかを調べて,図5に示された表示を実行
させるようにしてもよい。
であり,ステップ5からステップ12までを変え,例え
ば 0.5Hzないし30.5Hzの周波数帯でのピークの有無
をまず調べ, ピークがあればそのピークがどの脳波の周
波数域に属するかを調べて,図5に示された表示を実行
させるようにしてもよい。
【0033】また脳波の優位度に変え,比率,重み付け
計算等の分析手法に従った演算処理部を付加すれば,他
の分析結果を表示部16に表示させることができる。以
上の説明はディジタルフィルタによる信号処理法で説明
してきたが,ディジタルフィルタに替え,アナログフィ
ルタを用いても同様に処理することができる。
計算等の分析手法に従った演算処理部を付加すれば,他
の分析結果を表示部16に表示させることができる。以
上の説明はディジタルフィルタによる信号処理法で説明
してきたが,ディジタルフィルタに替え,アナログフィ
ルタを用いても同様に処理することができる。
【0034】
【発明の効果】以上説明した如く,本発明によれば,各
脳波の周波数域内に形成されるピークの存否に基づいて
脳波の分析を行うようにしたので,分析結果が臨床所見
と一致する。
脳波の周波数域内に形成されるピークの存否に基づいて
脳波の分析を行うようにしたので,分析結果が臨床所見
と一致する。
【0035】また分析手法に従った演算処理を行わせる
ことにより脳波の優位度の他種々の分析ができ,その信
頼度は高い。
ことにより脳波の優位度の他種々の分析ができ,その信
頼度は高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明に係る脳波分析装置の一実施例構成であ
る。
る。
【図3】本発明の一実施例フローチャートである。
【図4】フィルタリングされた脳波の一実施例パワース
ペクトル図である。
ペクトル図である。
【図5】図4に対応した脳波の優位度分析図である。
【図6】脳波の存否を説明するための一実施例パワース
ペクトル図である。
ペクトル図である。
【符号の説明】 1 脳波抽出処理手段 2 ピーク検出手段 11 バンドパス・フィルタ 12 A/D変換器 13 フィルタ処理部 14 ピーク検出部 15 制御部 16 表示部
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図6
【補正方法】変更
【補正内容】
【図6】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川崎 広時 東京都港区南麻布1−4−8 201
Claims (3)
- 【請求項1】 検出された脳波の生体信号から脳波のパ
ワースペクトルを抽出すると共に,当該脳波のパワース
ペクトルの内,各脳波の周波数域内で形成されるピーク
の存否を検出し,ピークスペクトルの存否に基づいて脳
波を分析するようにしたことを特徴とする脳波分析方
法。 - 【請求項2】 上記脳波の分析対象が脳波の優位度であ
ることを特徴とする請求項1記載の脳波分析方法。 - 【請求項3】 検出された脳波の生体信号から脳波の信
号成分を抽出し,その信号成分を基に,被検者の脳波を
分析する脳波分析装置において,上記検出された脳波の
生体信号の中から脳波についてのパワースペクトルを抽
出する脳波抽出処理手段と,当該脳波抽出処理手段で抽
出された脳波のパワースペクトルの内,各脳波毎にその
周波数域内のスペクトルのピークを検出するピーク検出
手段とを備え,各脳波の周波数域内に形成されるピーク
の存否に基づいて脳波を分析するようにしたことを特徴
とする脳波分析装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4220187A JPH06296597A (ja) | 1992-08-19 | 1992-08-19 | 脳波分析方法及びその装置 |
| DE4327429A DE4327429C2 (de) | 1992-08-19 | 1993-08-14 | Verfahren und Vorrichtung zur Gehirnwellenanalyse |
| US08/567,671 US5678560A (en) | 1992-08-19 | 1995-12-05 | Brain-wave analysis method and apparatus |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4220187A JPH06296597A (ja) | 1992-08-19 | 1992-08-19 | 脳波分析方法及びその装置 |
| US08/567,671 US5678560A (en) | 1992-08-19 | 1995-12-05 | Brain-wave analysis method and apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06296597A true JPH06296597A (ja) | 1994-10-25 |
Family
ID=26523576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4220187A Pending JPH06296597A (ja) | 1992-08-19 | 1992-08-19 | 脳波分析方法及びその装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5678560A (ja) |
| JP (1) | JPH06296597A (ja) |
| DE (1) | DE4327429C2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6016444A (en) * | 1997-12-10 | 2000-01-18 | New York University | Automatic control of anesthesia using quantitative EEG |
| US6496724B1 (en) | 1998-12-31 | 2002-12-17 | Advanced Brain Monitoring, Inc. | Method for the quantification of human alertness |
| ES2152184B1 (es) * | 1999-04-26 | 2001-08-16 | Sanchez Jose Maria Martinez | Aparato preventivo de accidentes laborales, del hogar y de circulacion. |
| DE10058230A1 (de) * | 2000-11-20 | 2002-05-29 | Gerald Ulrich | Verfahren zur Aufnahme und Bewertung von Elektroenzephalographie (EEG)-Ableitungen und Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens |
| CN100538713C (zh) * | 2003-12-23 | 2009-09-09 | 广州可夫医疗科技有限公司 | 一种脑电涨落信号分析设备 |
| US20090221929A1 (en) | 2005-08-04 | 2009-09-03 | Werner Alfona Scherbaum | Method and Arrangement for the Analysis of a Time-Variable Bioelectromagnetic Signal |
| DE102009057566A1 (de) | 2009-12-09 | 2011-06-16 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Vorrichtung für ein Laserabhebeverfahren und Laserabhebeverfahren |
| EP2621333B1 (en) | 2010-09-28 | 2015-07-29 | Masimo Corporation | Depth of consciousness monitor including oximeter |
| US9775545B2 (en) | 2010-09-28 | 2017-10-03 | Masimo Corporation | Magnetic electrical connector for patient monitors |
| WO2014027298A1 (en) | 2012-08-15 | 2014-02-20 | Koninklijke Philips N.V. | Neurofeedback system |
| CN103033329B (zh) * | 2012-12-24 | 2015-09-23 | 北京工业大学 | 一种改进功率谱峰值法的空间网格结构频率识别方法 |
| US20140288885A1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-09-25 | Seiko Epson Corporation | Signal processing device, pulse wave measuring apparatus, and signal processing method |
| WO2016057553A1 (en) | 2014-10-07 | 2016-04-14 | Masimo Corporation | Modular physiological sensors |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4407299A (en) * | 1981-05-15 | 1983-10-04 | The Children's Medical Center Corporation | Brain electrical activity mapping |
| US4705049A (en) * | 1986-08-04 | 1987-11-10 | John Erwin R | Intraoperative monitoring or EP evaluation system utilizing an automatic adaptive self-optimizing digital comb filter |
| US4800895A (en) * | 1986-09-03 | 1989-01-31 | Interspec, Inc. | Electroencephalographic data display method and system |
| JPH04357933A (ja) * | 1990-11-20 | 1992-12-10 | Getsutsu:Kk | 生体信号処理装置 |
-
1992
- 1992-08-19 JP JP4220187A patent/JPH06296597A/ja active Pending
-
1993
- 1993-08-14 DE DE4327429A patent/DE4327429C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-12-05 US US08/567,671 patent/US5678560A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5678560A (en) | 1997-10-21 |
| DE4327429C2 (de) | 1997-05-28 |
| DE4327429A1 (de) | 1994-03-17 |
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