(57)【要約】【課題】誘発電位の詳細な経時変化を加算平均法によらない、または加算平均法を用いるとしても、少ない加算回数で信頼性の高い結果を得る。【解決手段】本発明は、脳内で解剖学的に投射関係を持つ２領域に着目し、一方の領域に刺入して電気刺激を行う刺激電極と、一方の領域から誘発電位を計測する計測電極、及び該誘発電位の計測部位とは異なる他方の領域からの脳活動を計測する参照電極と、計測電極及び参照電極それぞれからの計測電位を取り込み、データを解析するデータ解析部とを備える。データ解析部では、計測電極及び参照電極からの電位の差を取ることにより、背景脳活動を除去した誘発電位を抽出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脳内で解剖学的に投射関係を持つ２領域に着目し、一方の領域に刺入して電気刺激を行う刺激電極と、前記一方の領域から誘発電位を計測する計測電極、及び該誘発電位の計測部位とは異なる他方の領域からの脳活動を計測する参照電極とを備え、
前記計測電極及び参照電極それぞれからの計測電位を取り込み、データを解析し、これら計測電極及び参照電極からの電位の差を取ることにより、背景脳活動を除去した誘発電位を抽出することから成る背景脳活動除去方法。
【請求項２】
脳内で解剖学的に投射関係を持つ２領域に着目し、一方の領域に刺入して電気刺激を行う刺激電極と、
前記一方の領域から誘発電位を計測する計測電極、及び該誘発電位の計測部位とは異なる他方の領域からの脳活動を計測する参照電極と、
前記計測電極及び参照電極それぞれからの計測電位を取り込み、データを解析するデータ解析部とを備え、
前記データ解析部では、前記計測電極及び参照電極からの電位の差を取ることにより、背景脳活動を除去した誘発電位を抽出することから成る背景脳活動除去装置。
【請求項３】
前記計測電極と参照電極は、左右対称な脳半球部位に配置して、２つの脳部位から計測された脳活動から、背景脳活動の強度、振幅を比較し、参照電極により測定した参照脳活動の振幅の拡大または縮小率の調整を行う請求項２に記載の背景脳活動除去装置。
【請求項４】
解析結果を表示する表示モニターを備える請求項２に記載の背景脳活動除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は誘発電位の計測結果に基づいて背景脳活動の除去を行う背景脳活動除去方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動物の脳活動を計測する方法として電場電位計測法が知られている。この方法では脳表面または脳の中に電極を刺入して、電極周辺にある複数の神経細胞の電位変化を計測する。生きている動物では、自発的な電位の変化（背景脳活動）が絶え間なく観察される。一方、音や光など特定の物理刺激（事象）に関連して一過性に起こる電位の変化を誘発電位と呼び、誘発電位は背景脳活動と重なって記録される。
【０００３】
実験動物を用いた脳科学に関する研究で、脳内で解剖学的に投射関係を持つ２領域に着目し、一方に刺激電極を刺入して電気刺激を行い、一方から誘発電位を記録するという方法がある。この方法は２領域間の神経連絡の特性を調べるために用いられている。
【０００４】
誘発電位をより明瞭に取り出すために、通常加算平均法が用いられる。この方法は人の脳波計測において用いられている方法（非特許文献１参照）と同じで、複数回のデータを特定の事象の開始時点に揃えて、時間ポイントごとに加算平均することにより、その事象に関連した電位の変化を抽出する。このような加算平均法は、加算回数が多いほど、背景脳活動による影響を排除することができる。背景脳活動が事象とは無関係に生じると仮定すると、加算平均することで背景脳活動は相殺されるからである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】A summation technique for detecting small signals in a large irregular background. DAWSON GD.,J Physiol. 1951 Sep;115(1):2p-3p
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した加算平均法は信頼性が高く、広く用いられている。しかし例えば、誘発電位が薬剤の投与によって、どのように変化していくかなど、誘発電位の詳細な経時変化を調べる目的の実験では、加算回数を減らして対応する必要があり、その分信頼性が低くばらつきの多いデータとなる。
【０００７】
本発明の目的は、誘発電位の詳細な経時変化を加算平均法によらない、または加算平均法を用いるとしても、少ない加算回数で信頼性の高い結果を得ることのできる背景脳活動除去方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の背景脳活動除去方法は、脳内で解剖学的に投射関係を持つ２領域に着目し、一方の領域に刺入して電気刺激を行う刺激電極と、前記一方の領域から誘発電位を計測する計測電極、及び該誘発電位の計測部位とは異なる他方の領域からの脳活動を計測する参照電極とを備え、前記計測電極及び参照電極それぞれからの計測電位を取り込み、データを解析し、これら計測電極及び参照電極からの電位の差を取ることにより、背景脳活動を除去した誘発電位を抽出する。
【０００９】
また、本発明の背景脳活動除去装置は、脳内で解剖学的に投射関係を持つ２領域に着目し、一方の領域に刺入して電気刺激を行う刺激電極と、前記一方の領域から誘発電位を計測する計測電極、及び該誘発電位の計測部位とは異なる他方の領域からの脳活動を計測する参照電極と、前記計測電極及び参照電極それぞれからの計測電位を取り込み、データを解析するデータ解析部とを備え、前記データ解析部では、前記計測電極及び参照電極からの電位の差を取ることにより、背景脳活動を除去した誘発電位を抽出する。
前記計測電極と参照電極は、左右対称な部位に配置して、２つの脳部位から計測された脳活動から、背景脳活動の強度、振幅を比較し、参照脳活動の振幅の拡大または縮小率の調整を行う。また、解析結果を表示する表示モニターを備えることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明を用いることによって、２つの部位で重複して出現する背景脳活動が除去されるので、加算平均法によらない、または加算平均法を用いるとしても少ない加算数で、ばらつきの少ない誘発電位を記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に基づき構成した背景脳活動除去装置を説明する図であり、Ａは装置構成図を、Ｂは電極配置図を、Ｃは波形図をそれぞれ示している。
【図２】本実施形態の背景脳活動除去装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、例示に基づき本発明を説明する。図１は、本発明に基づき構成した背景脳活動除去装置を説明する図であり、Ａは装置構成図を、Ｂは電極配置図を、Ｃは波形図をそれぞれ示している。本発明は、脳内で解剖学的に投射関係を持つ２領域（領域１及び３）に着目し、一方（領域３）に刺激電極を刺入して電気刺激を行い、別の一方（領域１）から誘発電位を計測（基準脳活動）する。また、誘発電位の計測部位とは異なる脳部位（領域２）からも脳活動を計測（参照脳活動）し、それぞれからの計測電位は、データ解析部に入力する。
【００１３】
計測されたデータを取り込み、データを解析するデータ解析部では、２つの部位からの電位の差を取ることにより、背景脳活動を除去した誘発電位を抽出する。左右対称な部位の背景脳活動は通常類似しているため、可能であれば参照脳活動は誘発電位の記録部位と左右対称な部位から計測する。２つの脳部位（領域１及び２）から計測された脳活動から、背景脳活動の強度、振幅を比較し、参照脳活動の振幅の拡大または縮小率の調整を行う。調整後の参照脳活動と誘発電位を記録している電極からの脳活動の差をとることにより、背景脳活動を除去した誘発電位を抽出する。また、解析結果を表示する表示モニターを備える。一試行ごとに同様の操作を行うことで、安定した誘発電位の抽出が可能となる。
【００１４】
図１Ｂに示す電極配置図において、大きな円は脳を模式的に示している。大きな円を分割する縦線の左側が一方の脳半球であり、ここに一方の領域（領域１及び３）を設定し、右側のもう一方の脳半球に他方の領域（領域２）を設定する。領域３から領域１に解剖学的な投射関係があるものとする。領域３に電気刺激電極を、かつ、領域１には測定電極(a)を、領域２には参照電極(b)が設けられている。領域３を電気刺激すると、刺激に誘発されて、領域１で、測定電極(a)から誘発電位が計測される。また、領域２の参照電極からは、背景脳活動が計測される。
【００１５】
図１Ｃの波形図に示すように、波形(a)では背景脳活動と誘発電位が重なって記録される。一方波形(b)では背景脳活動のみが記録される。波形(b)では、波形(a)の背景脳活動と類似した活動が観察されるが、場合によって、波形(a)と振幅の異なる背景脳活動が観察されることもある。波形(c)は、波形(b)の参照脳活動の振幅を調整して、波形(a)との差を計算した結果。背景脳活動が除去されている。
【００１６】
図２は本実施形態の背景脳活動除去装置の動作を示すフローチャートである。まず脳活動の計測を行う。次に計測された脳活動のデータを取り込み、複数の脳活動のデータを比較する。振幅が異なる場合には、参照脳活動の振幅を拡大または縮小して、測定電極から計測した基準脳活動の振幅に近づけるように振幅の調整を行う。調整した参照脳活動と基準脳活動の差をとることによって、背景脳活動の除去を行い、解析結果を表示する。
【図２】
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【図１】
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