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公開番号2025163960
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-30
出願番号2024067634
出願日2024-04-18
発明の名称評価方法、評価プログラムおよび情報処理装置
出願人株式会社国際電気通信基礎技術研究所
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類A61B 5/369 20210101AFI20251023BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】人為的な磁場が存在する環境におかれた被験者から測定される脳波に対するノイズ除去を評価するための手法を提供する。
【解決手段】評価方法は、第1の脳波と第3の脳波との間の第1の再検査信頼性を算出するステップと、第1の脳波と第2の脳波との間の第2の再検査信頼性を算出するステップと、第3の脳波と第4の脳波との間の第3の再検査信頼性を算出するステップと、第2の脳波と第4の脳波との間の第4の再検査信頼性を算出するステップと、第4の再検査信頼性が予め定められた基準を満たしている場合に、第2の脳波および第4の脳波に対するノイズ除去が妥当であるとの評価結果を出力するステップとを含む。第2の脳波および第4の脳波は、被験者から計測された信号に対してノイズ除去を行って生成されるものである。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１の時期において計測された、人為的な磁場が存在しない環境におかれた被験者の脳波を示す第１の脳波、および、人為的な磁場下におかれた前記被験者の脳波を示す第２の脳波と、第２の時期において計測された、人為的な磁場が存在しない環境におかれた前記被験者の脳波を示す第３の脳波、および、人為的な磁場下におかれた前記被験者の脳波を示す第４の脳波を取得するステップを備え、
前記第２の脳波および前記第４の脳波は、前記被験者から計測された信号に対してノイズ除去を行うことで生成されるものであり、
前記第１の脳波と前記第３の脳波との間の第１の再検査信頼性を算出するステップと、
前記第１の再検査信頼性が予め定められた基準を満たしている場合に、前記第１の脳波と前記第２の脳波との間の第２の再検査信頼性を算出するステップと、
前記第１の再検査信頼性が予め定められた基準を満たしている場合に、前記第３の脳波と前記第４の脳波との間の第３の再検査信頼性を算出するステップと、
前記第２の再検査信頼性が予め定められた基準を満たしており、前記第３の再検査信頼性が予め定められた基準を満たしている場合に、前記第２の脳波と前記第４の脳波との間の第４の再検査信頼性を算出するステップと、
前記第４の再検査信頼性が予め定められた基準を満たしている場合に、前記第２の脳波および前記第４の脳波に対するノイズ除去が妥当であるとの評価結果を出力するステップとを備える、評価方法。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記第１の再検査信頼性、前記第２の再検査信頼性、および、前記第３の再検査信頼性の各々は、対応する脳波に基づいて推定されるマイクロステートの指標に基づいて算出される、請求項１に記載の評価方法。
【請求項３】
前記第１の再検査信頼性、前記第２の再検査信頼性、および、前記第３の再検査信頼性の各々は、前記マイクロステートの指標に対して算出される級内相関係数である、請求項２に記載の評価方法。
【請求項４】
前記第２の再検査信頼性を算出するステップは、前記ノイズ除去についてのパラメータを複数に異ならせて生成される複数の前記第２の脳波の各々について実行され、
前記第３の再検査信頼性を算出するステップは、前記ノイズ除去についてのパラメータを複数に異ならせて生成される複数の前記第４の脳波の各々について実行される、請求項１～３のいずれか１項に記載の評価方法。
【請求項５】
前記第２の再検査信頼性が予め定められた基準を満たす前記ノイズ除去についてのパラメータを第１の候補パラメータとして決定するステップと、
前記第３の再検査信頼性が予め定められた基準を満たす前記ノイズ除去についてのパラメータを第２の候補パラメータとして決定するステップとをさらに備え、
前記第４の再検査信頼性を算出するステップは、前記第１の候補パラメータに従って生成される前記第２の脳波と、前記第２の候補パラメータに従って生成される前記第４の脳波との間で、前記第４の再検査信頼性を算出するステップを含む、請求項４に記載の評価方法。
【請求項６】
前記第１の脳波、前記第２の脳波、前記第３の脳波、および前記第４の脳波は、前記被験者から計測された信号に対して第２のノイズ除去を行うことで生成されるものであり、
前記第１の再検査信頼性を算出するステップは、前記第２のノイズ除去についての第２のパラメータを複数に異ならせて生成される複数の前記第１の脳波および複数の前記第３の脳波の各々について実行され、
前記評価方法は、算出される複数の前記第１の再検査信頼性に基づいて、前記第２のパラメータを決定するステップをさらに備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の評価方法。
【請求項７】
前記第１の再検査信頼性、前記第２の再検査信頼性、前記第３の再検査信頼性、および、前記第４の再検査信頼性のいずれかが予め定められた基準を満たさなければ、前記第２の脳波および前記第４の脳波に対するノイズ除去が妥当ではないとの評価結果を出力するステップをさらに備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の評価方法。
【請求項８】
請求項１～７のうちいずれか１項に記載の評価方法をコンピュータに実行させるための評価プログラム。
【請求項９】
第１の時期において計測された、人為的な磁場が存在しない環境におかれた被験者の脳波を示す第１の脳波、および、人為的な磁場下におかれた前記被験者の脳波を示す第２の脳波と、第２の時期において計測された、人為的な磁場が存在しない環境におかれた前記被験者の脳波を示す第３の脳波、および、人為的な磁場下におかれた前記被験者の脳波を示す第４の脳波とを格納する記憶部と、
処理部とを備え、
前記第２の脳波および前記第４の脳波は、前記被験者から計測された信号に対してノイズ除去を行うことで生成されるものであり、
前記処理部は、
前記第１の脳波と前記第３の脳波との間の第１の再検査信頼性を算出する処理と、
前記第１の再検査信頼性が予め定められた基準を満たしている場合に、前記第１の脳波と前記第２の脳波との間の第２の再検査信頼性を算出する処理と、
前記第１の再検査信頼性が予め定められた基準を満たしている場合に、前記第３の脳波と前記第４の脳波との間の第３の再検査信頼性を算出する処理と、
前記第２の再検査信頼性が予め定められた基準を満たしており、前記第３の再検査信頼性が予め定められた基準を満たしている場合に、前記第２の脳波と前記第４の脳波との間の第４の再検査信頼性を算出する処理と、
前記第４の再検査信頼性が予め定められた基準を満たしている場合に、前記第２の脳波および前記第４の脳波に対するノイズ除去が妥当であるとの評価結果を出力する処理とを実行するように構成される、情報処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、評価方法、評価プログラムおよび情報処理装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
脳活動を解析する手法の一例として、脳波計測法（Electroencephalogram：以下、「ＥＥＧ」とも略称する。）と、機能的磁気共鳴画像法（functional Magnetic Resonance Imaging：以下、「ｆＭＲＩ」とも略称する。）とを同時に行う方法（以下、「ＥＥＧ－ｆＭＲＩ同時計測」とも称す。）が知られている。
【０００３】
ＥＥＧにより計測される脳波（脳電図または脳波図）は、時間分解能が高く、ｆＭＲＩの計測結果は、空間分解能が高い。ＥＥＧ－ｆＭＲＩ同時計測によれば、ＥＥＧおよびｆＭＲＩのそれぞれの利点を用いて、脳活動の解析が可能となる。
【０００４】
例えば、神経活動を即時に示す脳波に基づいて、数秒遅れるｆＭＲＩ信号を予測することで、即時ニューロフィードバックを効果的に行うことができる。また、ＥＥＧ－ｆＭＲＩ同時計測の計測結果の蓄積により、最終的にはｆＭＲＩを不要にできるので、実用的で大幅にコストダウンされたニューロフィードバックを実現できる。
【０００５】
ＥＥＧ－ｆＭＲＩ同時計測において、ＥＥＧにより計測される脳波には、ｆＭＲＩに起因する複雑で大きなノイズが混入し得る。ノイズとしては、例えば、ＭＲＩ撮像に用いるラジオ波や、高磁場下でのＥＥＧ電極の物理的な位置変化（体動や心拍などに起因）により発生する誘導電流などがある。そのため、ＥＥＧにより計測される脳波からノイズを除去する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
Antonova, E., Holding, M., Suen, H. C., Sumich, A., Maex, R., & Nehaniv, C. (2022). EEG microstates: Functional significance and short-term test-retest reliability. NeuroImage: Reports, 2(2), 100089. https://doi.org/10.1016/j.ynirp.2022.100089
Khanna, A., Pascual-Leone, A., & Farzan, F. (2014). Reliability of resting-state microstate features in electroencephalography. PloS one, 9(12), e114163. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0114163
Kleinert, T., Koenig, T., Nash, K., & Wascher, E. (2023). On the reliability of the EEG microstate approach. Brain Topography, 10.1007/s10548-023-00982-9. https://doi.org/10.1007/s10548-023-00982-9
Liu, J., Xu, J., Zou, G., He, Y., Zou, Q., & Gao, J. H. (2020). Reliability and individual specificity of EEG microstate characteristics. Brain Topography, 33(4), 438-449. https://doi.org/10.1007/s10548-020-00777-2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＥＥＧ－ｆＭＲＩ同時計測では、ＥＥＧにより計測される脳波の真値を取得することが物理的に不可能である。真値を取得できない以上、ノイズを除去する手法自体を評価することが難しい。その結果、恣意的にノイズを除去するなどの濫用のおそれもある。
【０００８】
本発明は、人為的な磁場が存在する環境におかれた被験者から測定される脳波に対するノイズ除去を評価するための手法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（構成１）本発明のある実施の形態に従う評価方法は、第１の時期において計測された、人為的な磁場が存在しない環境におかれた被験者の脳波を示す第１の脳波、および、人為的な磁場下におかれた前記被験者の脳波を示す第２の脳波と、第２の時期において計測された、人為的な磁場が存在しない環境におかれた被験者の脳波を示す第３の脳波、および、人為的な磁場下におかれた被験者の脳波を示す第４の脳波を取得するステップを含む。第２の脳波および第４の脳波は、被験者から計測された信号に対してノイズ除去を行うことで生成されるものである。評価方法は、第１の脳波と第３の脳波との間の第１の再検査信頼性を算出するステップと、第１の再検査信頼性が予め定められた基準を満たしている場合に、第１の脳波と第２の脳波との間の第２の再検査信頼性を算出するステップと、第１の再検査信頼性が予め定められた基準を満たしている場合に、第３の脳波と第４の脳波との間の第３の再検査信頼性を算出するステップと、第２の再検査信頼性が予め定められた基準を満たしており、第３の再検査信頼性が予め定められた基準を満たしている場合に、第２の脳波と第４の脳波との間の第４の再検査信頼性を算出するステップと、第４の再検査信頼性が予め定められた基準を満たしている場合に、第２の脳波および第４の脳波に対するノイズ除去が妥当であるとの評価結果を出力するステップとを含む。
【００１０】
（構成２）構成１において、第１の再検査信頼性、第２の再検査信頼性、および、第３の再検査信頼性の各々は、対応する脳波に基づいて推定されるマイクロステートの指標に基づいて算出されてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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