就業中・作業中および睡眠時の脳波活動の計測・記録・処理システムの開発

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03555068
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 石井 直宏 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (50004619)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 太田 龍朗 名古屋大学, 医学部, 講師 (00109323) ; 上田 賀一 茨城大学, 工学部, 講師 (00213372) ; 丹羽 敏行 中京大学, 社会学部, 教授 (00024266) ; 岩田 彰 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (10093098) ; 鈴村 宣夫 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (10023102)
• Keywords: 神経系の情報処理 / 睡眠脳波 / 脳波処理 / 徐波の検出と処理 / Complex Demodulation法 / 突発波の検出 / 脳波用増巾器

Research Abstract

神経系の情報は脳波、眼球運動、筋電図などの多次元の観測量として現われる。本研究は就業中および睡眠中の脳活動の指標となる脳波を観測し、精神活動の客観的評価を行なう。このための脳波計測による精神活動の評価、分析システムを構築することである。本研究ではキャラメル型前置増巾器のIC化を進めて来ており、脳波収集が可能となった。脳波用前置増巾器のIC化は次のような条件で進めた。まず頭皮上に乗せることが可能な小さなサイズで軽量の前置増巾器と頭皮上の電極を一体化したキャラメル型とする。直径12mm、厚さ5mm程度の従来の皿電極の上に前置増巾を結合する。そして、頭皮の高いインピ-ダンスと整合のとれる高インピ-ダンス入力とする。さらに、7チャンネル同時脳波収集できるデバイスとする。これらの条件を入れた前置増巾器を作成した。ここで皿電極はAg-Agclの直径10mmのものに前置増巾器を接続した。また主増巾器は差分型増幅器である。さらに、0.3秒の時定数の低減通過型フィルタ-を通してデ-タ・レコ-ダの入力とした。このようにして、本研究の増巾器では脳波の信号は10,000倍に増巾される。本年度は更に脳波処理のアルゴリズムの改良を進めた。slow waveすなわちデルタ波の検出の方法論を新しく展開した。計算機処理の高速化のため、波形のピ-クとボトムを用いて反復的な手法により、フィルタリングを行う。そして、フィルタリングした脳波波形のボトムと次のボトムの計測により一定長の長さの脳波デ-タをいくつかの部分に分割し、slow waveの存在範囲を決める方法である。これらの研究成果はInternational Journal of Medicine and Computationおよび電子情報通信学会論文誌に投稿中である。また異常脳波のような波形に対しても対処すべく、ウェ-ブレット法の脳波処理への適用を検討した。この結果も、Int.J.of Medicine and Computationへ投稿予定である。

Research Products

• [Publications] Y.L.Hao;Y.Ueda and N.Ishii: "An Improved Procedure of Complex Demodulation and t's application to Frequency analysis of Sleep Spmdles in EEG" International Journal of Medicine & Biological Eng.& Comp.(to be pablished). (1992)
• [Publications] 井口 弘和,石井 直宏,渡辺 英嗣,古池 保雄: "脳波のパタ-ン変化抽出のための波形認織法の検討" 電子情報通信学会論文誌D-II. J74-D-II. 1301-1308 (1991)
• [Publications] Hirokazu Iguchi;K.Watanabe Akio Kozato;Masaru Miyao and Naohiro Ishii: "An Ambulafory EEG System for Monitoring of Work" Proc.of the 11th Congress of the International Ergonomics Association.Design for Everyone,Paris 1991. 405-407 (1991)
• [Publications] 〓 英利,土田 賀一,石井 直宏,寺島 正義,太田 龍朗: "周波数精密計測による睡眠紡鍾波の検出と解析" 日本脳波・筋電図学会誌・脳波と筋電図. vol18 No.1. 68-75 (1990)
• [Publications] Naohiro Ishii: "Diflerential Processing of Linear and Nonlinear Information in Retinal Neual Network" Proc.International Joint Conference on Neural Networks,Seatile,WA.volII. 663-666 (1991)
• [Publications] 石井 直宏: "神経回路網における微分処理と非線形処理による情報伝達" 電子情報通信学会論文誌.D-II. (1992)
• [Publications] 分冊執筆 石井 直宏: "生体信号ー計測と解析の実際ー" コロナ社, 276 (1989)
• [Publications] (訳本)石井 直宏,塚田 稔: "ニュ-ロ.コンピュ-ティング" 森北出版, (1992)