特開 2023-123092 脳活動解析システム、脳活動解析方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023123092

(43)【公開日】2023-09-05

(54)【発明の名称】脳活動解析システム、脳活動解析方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/372 20210101AFI20230829BHJP

   A61B 5/245 20210101ALI20230829BHJP

   A61B 5/0531 20210101ALI20230829BHJP

   A61B 5/02 20060101ALI20230829BHJP

【ＦＩ】

A61B5/372

A61B5/245

A61B5/0531

A61B5/02 310A

A61B5/02 310Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022026967

(22)【出願日】2022-02-24

(71)【出願人】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中尾 早人

【テーマコード（参考）】

4C017

4C127

【Ｆターム（参考）】

4C017AA09

4C017AB06

4C017AC26

4C017BD10

4C127AA03

4C127AA06

4C127AA10

4C127BB05

(57)【要約】

【課題】脳内信号の発信源の推定精度を高めることが可能な脳活動解析システム、脳活動解析方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
【解決手段】本開示に係る脳活動解析システムは、脳内信号を計測する第１計測部と、脳活動に付随して発生する生体反応信号を計測する第２計測部と、第１計測部による計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第１範囲を推定する第１解析部と、第２計測部による計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第２範囲を推定する第２解析部と、第１範囲と第２範囲とに基づいて、脳内信号の発信源の推定位置を算出して、算出した推定位置に関する情報を出力する処理部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

脳内信号を計測する第１計測部と、
脳活動に付随して発生する生体反応信号を計測する第２計測部と、
前記第１計測部による計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第１範囲を推定する第１解析部と、
前記第２計測部による計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第２範囲を推定する第２解析部と、
前記第１範囲と前記第２範囲とに基づいて、前記脳内信号の発信源の推定位置を算出して、算出した前記推定位置に関する情報を出力する処理部と、を備える、
脳活動解析システム。

【請求項2】

前記第１範囲と前記第２範囲が重複するか否かを判定する判定部をさらに備え、
前記処理部は、前記第１範囲と前記第２範囲が重複する場合、前記第１範囲を前記推定位置とする、
請求項１に記載の脳活動解析システム。

【請求項3】

前記第１範囲と前記第２範囲が重複するか否かを判定する判定部をさらに備え、
前記処理部は、前記第１範囲と前記第２範囲が重複する場合、前記第２範囲を前記推定位置とする、
請求項１に記載の脳活動解析システム。

【請求項4】

前記第１解析部によって複数の第１範囲が推定結果として得られた場合に、複数の前記第１範囲のうちのいずれかに重複する前記第２範囲が存在するか否かを判定する判定部をさらに備え、
前記処理部は、複数の前記第１範囲のうちのいずれかに重複する前記第２範囲が存在する場合、複数の前記第１範囲のいずれかのうち前記第２範囲に重複する前記第１範囲を推定位置とする、
請求項１に記載の脳活動解析システム。

【請求項5】

脳内信号を計測するステップと、
脳内信号の計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第１範囲を推定するステップと、
脳活動に付随して発生する生体反応信号を計測するステップと、
脳活動に付随して発生する生体反応信号の計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第２範囲を推定するステップと、
前記第１範囲と前記第２範囲とに基づいて、前記脳内信号の発信源の推定位置を算出して、算出した前記推定位置に関する情報を出力するステップと、を含む、
脳活動解析方法。

【請求項6】

脳内信号を計測するステップと、
脳内信号の計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第１範囲を推定するステップと、
脳活動に付随して発生する生体反応信号を計測するステップと、
脳活動に付随して発生する生体反応信号の計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第２範囲を推定するステップと、
前記第１範囲と前記第２範囲とに基づいて、前記脳内信号の発信源の推定位置を算出して、算出した前記推定位置に関する情報を出力するステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、脳活動解析システム、脳活動解析方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、脳科学の医療、ヘルスケアへの適用が進んでおり、脳情報の分析、可視化のニーズが高まっている。脳波計や脳磁計を用いた脳活動の信号源解析方法として、等価電流双極子法や空間フィルタ法が知られている。例えば、下記の特許文献１では、空間フィルタ法により脳内の信号源を推定して、表示装置に表示する脳活動解析方法が開示されている。当該の脳活動解析方法は、信号源からの信号を推定して表示する際に、空間的に最大値、及び極大値となる箇所のみを抽出して平均化して表示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５０７７８２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一方、信号源推定の空間分解能は、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｚｅ）比）に依存するため、雑音が多い環境で脳波計や脳磁計を使用すると、信号源推定の空間分解能が低下する課題がある。本開示は本課題を鑑み、脳内信号の発信源の推定精度を高めることが可能な脳活動解析システム、脳活動解析方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る脳活動解析システムは、脳内信号を計測する第１計測部と、脳活動に付随して発生する生体反応信号を計測する第２計測部と、前記第１計測部による計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第１範囲を推定する第１解析部と、前記第２計測部による計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第２範囲を推定する第２解析部と、前記第１範囲と前記第２範囲とに基づいて、前記脳内信号の発信源の推定位置を算出して、算出した前記推定位置に関する情報を出力する処理部と、を備える。

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る脳活動解析方法は、脳内信号を計測するステップと、脳内信号の計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第１範囲を推定するステップと、脳活動に付随して発生する生体反応信号を計測するステップと、脳活動に付随して発生する生体反応信号の計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第２範囲を推定するステップと、前記第１範囲と前記第２範囲とに基づいて、前記脳内信号の発信源の推定位置を算出して、算出した前記推定位置に関する情報を出力するステップと、を含む。

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係るプログラムは、脳内信号を計測するステップと、脳内信号の計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第１範囲を推定するステップと、脳活動に付随して発生する生体反応信号を計測するステップと、脳活動に付随して発生する生体反応信号の計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第２範囲を推定するステップと、前記第１範囲と前記第２範囲とに基づいて、前記脳内信号の発信源の推定位置を算出して、算出した前記推定位置に関する情報を出力するステップと、をコンピュータに実行させる。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、脳内信号の発信源の推定精度を高めることが可能な脳活動解析システム、脳活動解析方法、及びプログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本開示に係る脳活動解析システムの構成例を模式的に示す図である。

【図2】図２は、脳活動に付随して発生する生体反応と脳活動の発生箇所、及び生体反応計測手段の関係を示す図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係る脳活動解析方法のフローを示すフローチャートである。

【図4】図４は、第１実施形態に係る脳活動解析システムの第１の表示態様を示す図である。

【図5】図５は、第１実施形態に係る脳活動解析システムの第２の表示態様を示す図である。

【図6】図６は、第１実施形態に係る脳活動解析システムの第３の表示態様を示す図である。

【図7】図７は、第２実施形態に係る脳活動解析方法のフローを示すフローチャートである。

【図8】図８は、第３実施形態に係る脳活動解析システムの第１の表示態様を示す図である。

【図9】図９は、第３実施形態に係る脳活動解析システムの第２の表示態様を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本開示が限定されるものではない。

【0011】

（第１実施形態）
（脳活動解析システムの構成）
図１は、本開示に係る脳活動解析システムの構成例を模式的に示す図である。

【0012】

図１に示すように、本開示に係る脳活動解析システム１０は、第１計測部１１と、第２計測部１２と、記憶部１３と、制御部１４と、表示部１５と、通信部１６と、を備える。なお、脳活動解析システム１０は、ネットワークＮを介して外部装置３０に通信可能に接続される。

【0013】

第１計測部１１は、脳内信号を計測する計測機器である。第１計測部１１は、例えば、脳波計（ＥＥＧ：Ｅｌｅｃｔｒｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｇｒａｐｈｙ）や、脳磁計（ＭＥＧ：Ｍａｇｎｅｔｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｇｒａｐｈｙ）であってよい。脳波計は、脳内の神経細胞の活動によって生じる生体活動電位（２０μＶ前後）を導出する電極を頭皮に当てて、電極が受け取った信号を増幅して、脳内の神経細胞の生体活動電位を計測する。例えば、脳波計は導電性ジェルを頭皮と電極の間に配置することで、電極と頭皮の間の接触抵抗を下げるタイプや、頭皮と電極の間にスポンジを設けてスポンジに電解液を含ませるタイプ、電極の直近にアンプを内蔵し高い入力インピーダンスで電気信号を受け取り、低い出力インピーダンスで出力するタイプなどによって実現されてよい。

【0014】

脳磁計は、頭皮に多数の測定コイルを配置して、神経細胞の生体活動によって生じた磁場により測定コイルに流れる誘導電流を計測する。脳磁計には、測定コイルの代わりにトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ：Ｔｕｎｎｅｌ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子を用いてもよい。トンネル磁気抵抗素子は、絶縁体を二枚の強磁性体で挟んだトンネル接合により構成される。電子の絶縁体を透過するトンネル伝導の発生確率が、電子のスピン状態（アップスピン、又はダウンスピン）で異なる性質を利用して磁界を計測する。また、脳磁計の測定コイルの代わりに、超電導量子干渉計（ＳＱＵＩＤ：Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いてもよい。超電導量子干渉計は、環状超伝導体にジョセフソン接合を含む素子を用いることで、極めて弱い磁場の検出が可能となる非常に感度が高い磁気センサである。なお、ジョセフソン接合は、薄い常伝導体や絶縁体を超伝導体で挟んだ構造の接合である。超伝導状態では、環状超伝導体に外部から磁場を加えると、環状超伝導体の中に磁場を通過させないように、これを打ち消すような遮断電流が流れる。環状超伝導体がジョセフソン接合を有すると、僅かな遮断電流が流れただけでジョセフソン接合において超伝導状態が崩れて、電気抵抗が生じ、電圧が発生する。この電圧を計測することで僅かな磁場の変化を計測することができる。

【0015】

第２計測部１２は、脳内の神経細胞の反応、すなわち脳活動に付随して発生する生体反応信号を計測する。

【0016】

第２計測部１２は、例えば、皮膚の電気活動状態を検出する皮膚電気活動（ＥＤＡ：Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｄｅｒｍａｌ Ａｃｔｉｂｉｔｙ）センサであってもよい。皮膚電気活動センサは、皮膚の汗腺（例えば、エクリン腺）から分泌される汗による皮膚の電気活動状態を計測する。皮膚電気活動は、皮膚電位と、皮膚コンダクタンスに大別される。皮膚電位は、皮膚電位水準と、皮膚電位反射に区別される。皮膚電位水準は、皮膚電位の直流成分であり、覚醒水準が高いときは陰性に高い値を示す。眠気を感じた場合や、リラックスした状態では陽性の値を示す。皮膚電位反射は、皮膚電位の交流成分であり、痛覚、触覚、聴覚、視覚などの刺激の発生時や、深呼吸や身体の動き、暗算や考え事をしている時に皮膚電位反射が頻発する。

【0017】

第２計測部１２は、例えば、脈波情報を検出する脈波センサであってもよい。脈波センサは、心臓が血液を送り出すことに伴い発生する血管の容積変化を波形として捉えるセンサである。脈波センサは、赤外線や赤色光、５５０ｎｍ付近の緑色波長の光を生体に向けて照射し、フォトダイオード又はフォトトランジスタを用いて、生体内を透過または反射した光を計測する。動脈の血液内には酸化ヘモグロビンが存在し、入射光を吸収する性質があるため、心臓の脈動に伴って変化する血液量（血管の容量変化）を時系列に計測することで脈波信号を得ることができる。

【0018】

第２計測部１２は、例えば、瞳孔反射を検出するカメラであってもよい。カメラは、光学素子と撮像素子とを含む。光学素子は、例えばレンズ、ミラー、プリズム、フィルタなどの光学系を構成する素子である。撮像素子は、光学素子を通して入射した光を電気信号である画像信号に変換する素子である。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサなどである。

【0019】

記憶部１３は、主記憶装置と外部記憶装置とを備える。主記憶装置は、制御部１４が実行するプログラム、あるいは、制御部１４が処理するデータを記憶する。主記憶装置は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ（Ｆｌａｓｈ Ｍｅｍｏｒｙ）等のような半導体メモリ素子によって実現されてよい。外部記憶装置は、制御部１４が処理するデータを保存する。外部記憶装置は、例えば、ハードディスクやＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、光ディスク等によって実現されてよい。

【0020】

制御部１４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等によって、記憶部１３に記憶されている各種プログラムがＲＡＭを作業領域として実行されることにより実現される。また、制御部１４は、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の集積回路、オペアンプ等の電子回路を用いたアナログ回路等により実現されてもよい。

【0021】

制御部１４は、第１解析部２１と、第２解析部２２と、判定部２３と、処理部２４を備える。制御部１４は、第１解析部２１と、第２解析部２２と、判定部２３と、処理部２４の処理を実行する脳活動解析装置とも呼べる。制御部１４は、例えば、記憶部１３からプログラム（ソフトウェア）を読み出して実行することで、第１解析部２１と第２解析部２２と判定部２３と処理部２４を実現して、それらの処理を実行する。なお、制御部１４は、１つのＣＰＵによってこれらの処理を実行してもよいし、複数のＣＰＵを備えて、それらの複数のＣＰＵで、処理を実行してもよい。また、これらの処理の少なくとも一部を、集積回路やアナログ回路等で実現してもよい。

【0022】

第１解析部２１は、第１計測部１１による計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第１範囲を推定する。例えば、第１計測部１１が脳波計である場合、第１解析部２１は、脳波を検出した電極の位置に基づいて発信源を推定する。脳波計は、頭皮に２１個の電極を配置して脳内の神経細胞の生体活動電位を計測する。電極の配置は、国際１０－２０法と呼ばれる方法で定められており、２つの耳たぶを基準電位として頭皮上の電位を測定する。そのため、電位変化を検出した電極の位置により、脳波の発信源を推定することができる。ただし、電極の配置は任意であってよい。

【0023】

第１解析部２１は、第１計測部１１が脳波計と脳磁計である場合は、空間フィルタ法によって脳内信号の発信源の範囲を示す第１範囲を推定する。空間フィルタ法は、頭蓋内の関心領域を格子状に区切り、関心領域の外の信号をノイズとして除去する処理を行うものである。これにより、妨害信号に埋もれた弱い信号を検出することが可能となる。また、第１解析部２１は、第１計測部１１が脳波計と脳磁計である場合は、頭皮上で計測されるそれぞれ電位と磁場にもっともよく近似する電流双極子を求める等価電流双極子（ＥＣＤ：Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄｉｐｏｌｅ）法を用いてもよい。等価電流双極子法では、双極子が電極位置に発生する電位と、測定電位との差の二乗平均が最小になる電流双極子を求める。

【0024】

第２解析部２２は、第２計測部１２による計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第２範囲を推定する。第２解析部２２による脳内信号の発信源の推定方法について図２を用いて説明する。図２は、脳活動に付随して発生する生体反応と脳活動の発生箇所、及び生体反応計測手段の関係を示す図である。第２解析部２２は、例えば、生体反応信号の種類と脳内信号の発生源との対応関係を記憶部１３などから読み出して取得して、第２計測部１２が計測した生体反応信号の種類と、その対応関係とに基づいて、脳内信号の発信源を推定してよい。例えば、図２に示すように、脈波計によって自律神経反応に対応する生体反応信号が検出された場合は、第２解析部２２は、脳内信号の発信源を「間脳」と推定する。また、第２解析部２２は、カメラにより、瞳孔反射が検出された場合は、脳内信号の発信源を「中脳」と推定する。また、第２解析部２２は、皮膚電気活動センサにより発汗に対応する生体反応信号が検出された場合は、脳内信号の発信源を「延髄」と推定する。ただし、図２に示す生体反応信号と脳活動の発生箇所の対応関係は一例であり、その他の任意の対応関係に基づいて推定してもよい。

【0025】

第２計測部１２は、脳活動に付随して発生する生体反応信号を計測している。従って、例えば、第１計測部１１により脳波が検出された時点から所定の時間の遅れを伴って、第２計測部１２により生体反応信号が検出された場合、第２計測部１２により検出された生体反応信号に対応する脳内信号の発信源を、第２解析部２２が推定する脳内信号の発信源として推定してよい。なお、この場合の所定の時間は、生体反応信号の種類に応じて任意に設定してよい。例えば、脈波信号の場合であれば、脳内信号の検出から３秒程度、遅れて脳内信号に付随する脈波信号が検出されるとしてよい。

【0026】

第２解析部２２は、第１計測部１１によって計測された脳内信号と、第２計測部１２によって計測された生体反応信号とを、対応付けるともいえる。より詳しくは、第２解析部２２は、第２計測部１２によって計測された生体反応信号が、どの脳内信号に付随するものかを判定し、その判定結果に基づいて第２範囲を推定する。第２解析部２２は、任意の方法で脳内信号と生体反応信号とを対応付けてよいが、例えば、脳内信号が検出された時刻から所定時間内に検出された生体反応信号を、その脳内信号に付随したものと判断してよい。また例えば、脳内信号が発生する時刻から生体反応が発生する時刻までの期間は、生体反応の種類によって異なる場合がある。従って、第２解析部２２は、生体反応信号の種類に基づいて所定時間を設定して、生体反応信号を検出した時刻から、その所定時間遡った時刻に検出された脳内信号と、その生体反応信号とを、対応付けてもよい。生体反応信号の種類に基づいた所定時間の設定方法は任意であるが、例えば、生体反応信号の種類と所定時間との対応関係が予め設定されていてもよい。

【0027】

判定部２３は、第１計測部１１による計測データに基づいて推定された脳内信号の発信源の範囲を示す第１範囲と、第２計測部１２による計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第２範囲が重複するか否かを判定する。ここで、第１範囲と第２範囲が重複するとは、第１範囲に第２範囲の一部または全部が含まれる状態、または、第２範囲に第１範囲の一部または全部が含まれる状態のことを指す。判定部２３は、第２解析部２２によって対応付けられた脳内信号と生体反応信号について、第１範囲と第２範囲が重複するかを判定することが好ましい。第１解析部２１が推定する第１範囲は、所定の広がりを持って脳内信号の発信源が推定される。これに対し第２範囲は、図２に示すように、「間脳」、「中脳」、「延髄」という脳内の所定の箇所を指す。

【0028】

処理部２４は、第１範囲と第２範囲とに基づいて、脳内信号の発信源の推定位置を算出して、算出した推定位置に関する情報を出力する。。なお、処理部２４が出力する推定位置に関する情報については後述するが、後述のものに限られず任意であってよく、例えば、医師が脳活動の診断に用いることが可能な脳活動の評価を加えた情報を出力してもよい。

【0029】

表示部１５は、処理部２４が推定した推定位置に基づいて脳内信号の発信源を表示する。表示部１５は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ－Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、マイクロＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ディスプレイ等であってよい。

【0030】

通信部１６は、脳活動解析システム１０の内部と外部を相互に通信可能に接続し、内部と外部との間で情報を送受信する。通信部１６は、例えば、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）カード等によって実現される。そして、通信部１６は、後述して説明するネットワークＮと有線または無線で接続され、後述して説明する外部装置３０との間で情報の送受信を行う。

【0031】

ネットワークＮは、有線又は無線により情報の送受信を担う通信網である。有線の場合は、ＩＥＥＥ８０２．３に規定されるイーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ；登録商標）であってよい。無線の場合は、ＩＥＥＥ８０２．１１に規定される無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｈｏｏｔｈ（登録商標）、第４世代移動通信システム（４Ｇ）や第５世代移動通信システム（５Ｇ）を用いて実現されてよい。

【0032】

外部装置３０は、ネットワークＮを介して脳活動解析システム１０と通信可能に接続する情報処理装置である。外部装置３０は、例えば、スマートフォン、タブレット型端末、デスクトップ型ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ノート型ＰＣ、携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等であってよい。

【0033】

外部装置３０は、脳活動解析システム１０の通信部１６及びネットワークＮを介して、処理部２４が処理したデータを受信する。そして、外部装置３０が備える表示装置によって処理部２４が処理したデータを表示してもよいし、外部装置３０によって例えば、睡眠アプリ等の各種のアプリケーションに利用してもよい。

【0034】

（推定位置に関する情報の出力処理）
次に本実施形態に係る脳活動解析方法（推定位置に関する情報の出力処理）を、図３を用いて説明する。図３は、第１実施形態に係る脳活動解析方法のフローを示すフローチャートである。図３を用いて、本開示に係る脳活動解析方法をステップごとに説明する。

【0035】

まず、第１実施形態に係る脳活動解析方法においては、第１計測部１１により、脳内信号を計測する（ステップＳ１０１）。次に、第１解析部２１が、第１計測部１１が計測した脳内信号を取得して、取得した脳内信号の計測データに基づいて、脳内信号の発信源の範囲を示す第１範囲を推定する（ステップＳ１０２）。そして、第２計測部１２により、脳活動に付随して発生する生体反応信号を計測する（ステップＳ１０３）。そして、第２解析部２２が、第２計測部１２が計測した生体反応信号を取得して、脳活動に付随して発生する生体反応信号の計測データに基づいて、脳内信号の発信源の範囲を示す第２範囲を推定する（ステップＳ１０４）。そして、処理部２４は、第１範囲と第２範囲が重複するか否かを判定する（ステップＳ１０５）。そして、第１範囲と第２範囲が重複する場合（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、第１範囲と第２範囲を区別して両方とも表示する（ステップＳ１０６－１）か、第１範囲を表示する（ステップＳ１０６－２）か、第２範囲を表示する（ステップＳ１０６－３）。つまり、ステップＳ１０６においては、第１範囲と第２範囲のどれを表示させるかを事前に設定しておくことも、都度ユーザーが手動で切り替えることも可能である。

【0036】

第１範囲と第２範囲を両方とも表示する（ステップＳ１０６－１）を選択する場合は、例えば、第１範囲が正確な信号源であることをユーザーに知らせる場合である。第１範囲を表示する（ステップＳ１０６－２）を選択する場合は、例えば、第１範囲が第２範囲に含まれる場合である。生体反応信号によって判定された脳活動の発生箇所はそれぞれ大きさが異なり、例えば小脳は他の箇所に比べて大きく、第２範囲が小脳と推定された場合、第１範囲が小脳よりも小さい可能性がある。第１範囲を表示することにより、信号源の推定精度を高める目的を達成することができる。また、第１範囲と第２範囲が重複していることから、第１範囲と第２範囲と一致しており、第１計測部１１の計測データに基づいて推定された第１範囲が妥当であると考えられる。すなわち、第１計測部１１への雑音などの影響が少ないことが確認できる。第２範囲を表示する（ステップＳ１０６－３）を選択する場合は、例えば、第２範囲の方が狭い場合であり、これにより信号源の推定精度を高める目的を達成することができる。なお、第１範囲と第２範囲が重複しない場合には（ステップＳ１０５；ＮＯ）、後述の第２実施形態と同様、第１範囲と第２範囲を区別して両方とも表示してもよい（ステップＳ１０６－１）。

【0037】

ここで、表示部１５が第１範囲と第２範囲を区別して表示する例について説明する。つまり、表示部１５は、第１範囲と第２範囲を異なる態様で表示する。言い換えると、表示部１５は、第１範囲の表示態様と、第２範囲の表示態様を異ならせて表示する。

【0038】

図４は、第１実施形態に係る脳活動解析システムの第１の表示態様を示す図である。図４に示すように、第１実施形態に係る脳活動解析システム１０は、第１解析部２１によって推定された第１範囲と、第２解析部２２によって推定された第２範囲を、区別して表示する。例えば、第１範囲と第２範囲を色分けして表示してもよいし、それぞれに対して異なるハッチングを用いて表示してもよい。

【0039】

図５は、第１実施形態に係る脳活動解析システムの第２の表示態様を示す図である。図５に示すように、第２の表示態様においては、脳活動解析システム１０は、第１範囲を表示する。これにより、第１計測部１１に基づく信号源の推定精度を高める目的を達成することができる。

【0040】

図６は、第１実施形態に係る脳活動解析システムの第３の表示態様を示す図である。図６に示すように、第３の表示態様においては、脳活動解析システム１０は、第２範囲を表示する。上述した通り、この表示態様は、例えば、第２範囲の方が狭い場合であり、これにより信号源の推定精度を高める目的を達成することができる。

【0041】

なお、上述した脳活動解析方法は、脳活動解析システム１０を用いて実行されてもよいし、その他の任意の手段によって実行されてもよい。また、上述した脳活動解析方法を、制御部１４が備えるコンピュータに実行させるプログラムによって実行させることもできる。

【0042】

これにより、生体反応信号に基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第２範囲を推定し、脳内信号に基づいて推定された脳内信号の発信源を示す第１範囲と、第２範囲の両方を脳内信号の発信源の推定に用いることから、脳内信号の発信源の推定精度を高めることができる。

【0043】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る脳活動解析システム１０について説明する。第２実施形態に係る脳活動解析システム１０は、第１実施形態に係る脳活動解析システム１０に対して、処理部２４の処理が異なる。そのため、第２実施形態に係る構成のうち、第１実施形態に係る構成と異なる点について説明する。

【0044】

処理部２４は、第１範囲に第２範囲が含まれる場合、第２範囲を推定位置とする。第１実施形態に係る処理部２４は、第１範囲に第２範囲が含まれる場合、第１範囲を推定位置としたが、第２実施形態に係る処理部２４は、上述した通り、第１範囲に第２範囲が含まれる場合、第２範囲を推定位置とする。

【0045】

次に、第２実施形態に係る脳活動解析方法を、図７を用いて説明する。図７は、第２実施形態に係る脳活動解析方法のフローを示すフローチャートである。図７を用いて、第２実施形態に係る脳活動解析方法をステップごとに説明する。なお、第２実施形態に係る脳活動解析方法は、ステップＳ２０１からステップＳ２０４までが、第１実施形態に係る脳活動解析方法のステップＳ１０１からステップＳ１０４と同じであるから、ステップＳ２０１からステップＳ２０４の説明を省略する。

【0046】

第２実施形態に係る脳活動解析方法において、第２実施形態に係る脳活動解析方法のステップＳ１０１からＳ１０４と同じステップＳ２０１からステップＳ２０４を実行した後、第１範囲と第２範囲が重複するか否かを判定する（ステップＳ２０５）。第１範囲と第２範囲が重複する場合（ステップＳ２０５；ＹＥＳ）、判定部２３は、第２範囲が第１範囲に含まれるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。第２範囲が第１範囲に含まれる場合（ステップＳ２０６；ＹＥＳ）、第２範囲を、推定位置を示す情報として表示させる（ステップＳ２０７－１）。第２範囲が第１範囲に含まれない場合（ステップＳ２０６；ＮＯ）、第１範囲を、推定位置を示す情報として表示させる（ステップＳ２０７－２）。

【0047】

第１範囲と第２範囲が重複しない場合（ステップＳ２０５；ＮＯ）、第１範囲と第２範囲を区別して両方とも表示する（ステップＳ２０７－３）。これにより、両方を表示することで、第１範囲が正確な信号源でない可能性をユーザーに知らせることができる。なお、ステップ２０５において、第１範囲と第２範囲が不一致となる原因として、雑音が多い環境で使用したことによる第１計測部１１への雑音混入による第１範囲の誤推定、電極や磁気センサの装着不良による第１計測部１１への雑音混入による第１範囲の誤推定、が想定される。

【0048】

第２実施形態に係る脳活動解析システム１０の表示態様は、第１実施形態に係る脳活動解析システム１０の表示態様と同様に図４、図５、及び図６に示す３つの表示態様により表示が行われる。そのため、第２実施形態に係る脳活動解析システム１０の表示態様の説明は省略する。

【0049】

これにより、第１範囲と第２範囲を比較することができるため、第１範囲があっているかの確認、及び第１範囲の精度をより高くすることができる。

【0050】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る脳活動解析システム１０について説明する。第３実施形態に係る脳活動解析システム１０は、第１実施形態に係る脳活動解析システム１０に対して、判定部２３、及び処理部２４の処理が異なる。そのため、第３実施形態に係る構成のうち、第１実施形態に係る構成と異なる点について説明する。

【0051】

判定部２３は、第１解析部２１によって複数の第１範囲が一度の推定結果として得られた場合に、複数の第１範囲に重複する第２範囲が存在するか否かを判定する。第１実施形態に係る判定部２３は、第１範囲が１つだけ推定される場合の処理を実行するが、第３実施形態に係る判定部２３は、第１解析部２１によって複数の第１範囲が一度の推定結果として得られた場合の処理を実行する。この場合、判定部２３は、第１解析部２１によって推定された複数の第１範囲のうちのいずれかに重複する第２範囲が存在するか否かを判定する。

【0052】

処理部２４は、複数の第１範囲のうちのいずれかに重複する第２範囲が存在する場合、複数の第１範囲のいずれかのうち第２範囲と重複する第１範囲を推定位置とする。例えば、第１解析部２１によって、第１範囲が、第１範囲（１）と第１範囲（２）と第１範囲（３）の合計三つ推定されたとする。この場合、判定部２３が三つの第１範囲のうちのいずれかに、第２範囲が重複するか否かを判定する。判定部２３が、三つの第１範囲の内の一つの第１範囲（２）に第２範囲が重複すると判定した場合、処理部２４は第１範囲（２）を推定位置とする。なお、処理部２４は、第１範囲（２）と第２範囲を重ねた位置を推定位置に関する情報として出力してよい。

【0053】

処理部２４は、複数の第１範囲のうちのいずれかに重複する第２範囲が存在しない場合、第２範囲を推定位置とする。例えば、第１解析部２１によって、第１範囲が、第１範囲（１）と第１範囲（２）と第１範囲（３）の合計三つ推定されたとする。しかしながら、判定部２３がこの三つの第１範囲のうちのいずれにも、第２範囲が重複しないと判定したとする。この場合、処理部２４は第２範囲を推定位置に関する情報として出力する。

【0054】

ここで、第３実施形態に係る脳活動解析システム１０の第１の表示態様について図８を用いて説明する。図８は、第３実施形態に係る脳活動解析システムの第１の表示態様を示す図である。図８に示すように、第３実施形態に係る脳活動解析システム１０は、第１解析部２１によって推定された複数の第１範囲のうちのいずれかに第２範囲が重複するかを判定し、第２範囲と重複する第１範囲、及び第２範囲を重ねて表示する。なお、図８に図示はしていないが、第２範囲と重複する第１範囲だけを表示してもよい。また、全ての第１範囲を表示し、第２範囲と重複する第１範囲は異なる態様で表示してもよい。

【0055】

次に、第３実施形態に係る脳活動解析システム１０の第２の表示態様について図９を用いて説明する。図９は、第３実施形態に係る脳活動解析システムの第２の表示態様を示す図である。図９に示すように、第３実施形態に係る脳活動解析システム１０は、第１解析部２１によって推定された複数の第１範囲のうちのいずれにも第２範囲が含まれない場合、第２範囲だけを表示する。

【0056】

これにより、第１解析部２１によって複数の第１範囲が推定された場合であっても、第２範囲が重複する第１範囲を推定位置に関する情報として出力することで、脳内信号の発信源の推定精度を上げることができる。

【0057】

（構成と効果）
本開示に係る脳活動解析システム１０は、脳内信号を計測する第１計測部１１と、脳活動に付随して発生する生体反応信号を計測する第２計測部１２と、第１計測部１１による計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第１範囲を推定する第１解析部２１と、第２計測部１２による計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第２範囲を推定する第２解析部２２と、第１範囲と第２範囲とに基づいて、脳内信号の発信源の推定位置を算出して、算出した推定位置に関する情報を出力する処理部２４と、を備える。

【0058】

この構成によれば、第２計測部１２が計測した生体反応信号に基づいて、脳内信号の発信源の範囲を示す第２範囲を推定し、第１計測部１１が計測した脳内信号に基づいて推定された脳内信号の発信源を示す第１範囲と第２範囲の両方を脳内信号の発信源の推定に用いることから、脳内信号の発信源の推定精度を高めることができる。

【0059】

本開示に係る脳活動解析システム１０は、第１範囲と第２範囲が重複するか否かを判定する判定部２３をさらに備え、処理部２４は、第１範囲と第２範囲が重複する場合、第１範囲を推定位置とする。

【0060】

この構成によれば、第２計測部１２が計測した生体反応信号に基づいて、脳内信号の発信源の範囲を示す第２範囲を推定し、第１計測部１１が計測した脳内信号に基づいて推定された脳内信号の発信源を示す第１範囲と第２範囲の両方を脳内信号の発信源の推定に用いることから、脳内信号の発信源の推定精度を高めることができる。

【0061】

本開示に係る脳活動解析システム１０は、第１範囲と第２範囲が重複するか否かを判定する判定部２３をさらに備え、処理部２４は、第１範囲と第２範囲が重複する場合、第２範囲を推定位置とする。

【0062】

この構成によれば、第２計測部１２が計測した生体反応信号に基づいて、脳内信号の発信源の範囲を示す第２範囲を推定し、第１計測部１１が計測した脳内信号に基づいて推定された脳内信号の発信源を示す第１範囲と第２範囲の両方を脳内信号の発信源の推定に用いることから、脳内信号の発信源の推定精度を高めることができる。

【0063】

本開示に係る脳活動解析システム１０は、第１解析部２１によって複数の第１範囲が推定結果として得られた場合に、複数の前記第１範囲のうちのいずれかに重複する第２範囲が存在するか否かを判定する判定部２３をさらに備え、処理部２４は、複数の第１範囲のうちのいずれかに含まれる第２範囲が存在する場合、複数の第１範囲のいずれかのうち第２範囲に重複する第１範囲を推定位置とする。

【0064】

この構成によれば、第１計測部１１が計測した脳内信号に基づく脳内信号の発信源を示す第１範囲が複数推定された場合であっても、第２計測部１２が計測した生体反応信号に基づいて、脳内信号の発信源の範囲を示す第２範囲を、脳内信号の発信源の推定に用いることから、脳内信号の発信源の推定精度を高めることができる。

【0065】

本開示に係る脳活動解析方法は、脳内信号を計測するステップと、脳内信号の計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第１範囲を推定するステップと、脳活動に付随して発生する生体反応信号を計測するステップと、脳活動に付随して発生する生体反応信号の計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第２範囲を推定するステップと、第１範囲と第２範囲とに基づいて、脳内信号の発信源の推定位置を算出して、算出した推定位置に関する情報を出力するステップと、を含む。

【0066】

この構成によれば、第２計測部１２が計測した生体反応信号に基づいて、脳内信号の発信源の範囲を示す第２範囲を推定し、第１計測部１１が計測した脳内信号に基づいて推定された脳内信号の発信源を示す第１範囲と第２範囲の両方を脳内信号の発信源の推定に用いることから、脳内信号の発信源の推定精度を高めることができる。

【0067】

本開示に係るプログラムは、脳内信号を計測するステップと、脳内信号の計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第１範囲を推定するステップと、脳活動に付随して発生する生体反応信号を計測するステップと、脳活動に付随して発生する生体反応信号の計測データに基づいて脳内信号の発信源の範囲を示す第２範囲を推定するステップと、第１範囲と前記第２範囲とに基づいて、脳内信号の発信源の推定位置を算出して、算出した推定位置に関する情報を出力するステップと、をコンピュータに実行させる。

【0068】

この構成によれば、第２計測部１２が計測した生体反応信号に基づいて、脳内信号の発信源の範囲を示す第２範囲を推定し、第１計測部１１が計測した脳内信号に基づいて推定された脳内信号の発信源を示す第１範囲と第２範囲の両方を脳内信号の発信源の推定に用いることから、脳内信号の発信源の推定精度を高めることができる。

【0069】

以上、本開示の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【0070】

本開示は、ＳＤＧｓ（Ｓｕｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｇｏａｌｓ）（持続可能な開発目標)の「すべての人に健康と福祉を」の実現に貢献し、ヘルスケア製品・サービスによる価値創出に寄与する事項を含む。

【符号の説明】

【0071】

１０ 脳活動解析システム
１１ 第１計測部
１２ 第２計測部
１３ 記憶部
１４ 制御部
１５ 表示部
１６ 通信部
２１ 第１解析部
２２ 第２解析部
２３ 判定部
２４ 処理部
３０ 外部装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】