(57)【要約】【課題】従来、脳活動に起因する血流変化と電気的信号を同時かつリアルタイムに計測できず、脳の状態を十分に把握できなかった。【解決手段】ＮＩＲＳ脳計測装置から、ヘモグロビン情報を、順次、受信するヘモグロビン情報受信部と、脳波計測装置から、脳波情報を、順次、受信する脳波情報受信部と、ヘモグロビン情報と脳波情報との同期を取る処理を行う同期処理部と、同期がとられたヘモグロビン情報と脳波情報とを出力する出力部とを具備する情報処理装置により、精度高く脳の状態を把握できる。【選択図】図１
2009195326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＩＲＳ脳計測装置と脳波計測装置と情報処理装置を具備する情報処理システムを構成する情報処理装置であって、
前記ＮＩＲＳ脳計測装置は、
一の被験者の頭部のヘモグロビン量に関する情報であるヘモグロビン情報を、順次、取得するヘモグロビン情報取得部と、
前記ヘモグロビン情報を、順次、前記情報処理装置に送信するヘモグロビン情報送信部とを具備し、
前記脳波計測装置は、
前記被験者の脳波に関する情報である脳波情報を、順次、取得する脳波情報取得部と、
前記脳波情報を、順次、前記情報処理装置に送信する脳波情報送信部とを具備し、
前記情報処理装置は、
前記ヘモグロビン情報を、順次、受信するヘモグロビン情報受信部と、
前記脳波情報を、順次、受信する脳波情報受信部と、
前記ヘモグロビン情報と前記脳波情報との同期を取る処理を行う同期処理部と、
前記同期がとられたヘモグロビン情報と脳波情報とを出力する出力部とを具備する情報処理システムを構成する、近赤外分光法と脳波のリアルタイム同時計測装置。
【請求項２】
前記ヘモグロビン情報取得部がヘモグロビン情報を取得する第一のサンプリング周波数と、前記脳波情報取得部が脳波情報を取得する第二のサンプリング周波数とが異なり、
前記同期処理部は、
第一のサンプリング周波数と第二のサンプリング周波数のうち大きい方のサンプリング周波数に対応するヘモグロビン情報または脳波情報をそのまま取得し、小さい方のサンプリング周波数に対応する脳波情報またはヘモグロビン情報について、大きい方のサンプリング周波数の情報と同一の数の情報となるように、時間的に最も近くに受信された情報を複写する、または受信された情報を外挿または内挿することにより前記ヘモグロビン情報と前記脳波情報との同期を取る請求項１記載の近赤外分光法と脳波のリアルタイム同時計測装置。
【請求項３】
前記情報処理システムは、
生体情報取得装置をさらに具備し、
前記生体情報取得装置は、
前記被験者の１以上の箇所から生体に関する情報である生体情報を、順次、取得する生体情報取得部と、
前記生体情報を、順次、前記情報処理装置に送信する生体情報送信部とを具備し、
前記情報処理装置は、
前記生体情報を、順次、受信する生体情報受信部をさらに具備し、
前記情報処理装置の同期処理部は、
前記ヘモグロビン情報と前記脳波情報と前記生体情報との同期を取る処理を行い、
前記出力部は、
前記同期がとられたヘモグロビン情報と脳波情報と生体情報とを出力する請求項１記載の近赤外分光法と脳波のリアルタイム同時計測装置。
【請求項４】
前記生体情報取得部は、
前記被験者の体全体または体の一部から筋電に関する情報である筋電情報、または前記被験者の眼周辺の眼電に関する情報である眼電情報、または前記被験者の心臓周辺の心電に関する情報である心電情報を、順次、取得する請求項３記載の近赤外分光法と脳波のリアルタイム同時計測装置。
【請求項５】
ヘモグロビン情報受信部、脳波情報受信部、同期処理部、および出力部により実現され得る情報処理方法であって、
前記ヘモグロビン情報受信部により、ヘモグロビン情報を、順次、受信するヘモグロビン情報受信ステップと、
前記脳波情報受信部により、脳波情報を、順次、受信する脳波情報受信ステップと、
前記同期処理部により、前記ヘモグロビン情報と前記脳波情報との同期を取る処理を行う同期処理ステップと、
前記出力部により、前記同期がとられたヘモグロビン情報と脳波情報とを出力する出力ステップを具備する近赤外分光法と脳波のリアルタイム同時計測方法。
【請求項６】
コンピュータに、
ヘモグロビン情報を、順次、受信するヘモグロビン情報受信部と、
脳波情報を、順次、受信する脳波情報受信部と、
前記ヘモグロビン情報と前記脳波情報との同期を取る処理を行う同期処理部と、
前記同期がとられたヘモグロビン情報と脳波情報とを出力する出力部として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＩＲＳ測定情報とＥＥＧ測定情報との同期をとって取得し、出力する情報処理装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＮＩＲＳ法（近赤外分光法）を利用した脳活動の計測を行う装置があった（例えば、特許文献１参照）。なお、以下、ＮＩＲＳ法について、説明する。
【０００３】
まず、へモグロビンは、血液中で酸素を運搬する役割を果たしている。血液中に含まれるヘモグロビン濃度は、血管の拡張・収縮に応じて増減するため、ヘモグロビン濃度を測定することによって、血管の拡張・収縮を検出することが知られている。
【０００４】
そこで、ヘモグロビン濃度が生体内部の酸素代謝機能に対応することを利用することにより、光を用いて生体内部を簡便に無侵襲で測定する生体測定方法が知られている。ヘモグロビン濃度は、可視光から近赤外領域までの波長の光を生体に照射することにより、生体を透過して得られる光量から求められる。
【０００５】
さらに、ヘモグロビンは、酸素と結合してオキシヘモグロビン（以下、「ｏｘｙＨｂ」ともいう）となり、一方、酸素と離れてデオキシヘモグロビン（以下、「ｄｅｏｘｙＨｂ」ともいう）となる。脳内では、血流再配分作用によって活性化している部位には酸素供給が行われ、酸素と結合したオキシヘモグロビン濃度が増加することも知られている。よって、オキシヘモグロビン濃度を測定することにより、脳活動の観察に応用することができる。オキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンとは、可視光から近赤外領域にかけて異なる分光吸収スペクトル特性を有しているので、例えば、近赤外光を用いてオキシヘモグロビン濃度及びデオキシヘモグロビン濃度を求めることができる。
【０００６】
そこで、非侵襲で脳活動を測定するために、送光プローブと受光プローブとを備える光生体測定装置（ＮＩＲＳ法）が開発されている。光生体測定装置では、被検体の頭部皮膚表面上に配置した送光プローブにより、脳に近赤外光を照射するとともに、頭部皮膚表面上に配置した受光プローブにより、脳から放出された近赤外光の光量を検出する。近赤外光は、頭部皮膚組織や骨組織を透過し、かつ、血液中のオキシヘモグロビン、デオキシヘモグロビンにより吸収される。よって、送光プローブと受光プローブとを用いて受光量情報を得ることにより、脳の測定部位のオキシヘモグロビン濃度、デオキシヘモグロビン濃度、さらにはこれらから算出される全ヘモグロビン濃度の経時変化を測定データとして求めることができる。これらから脳の賦活を測定することができる。
【０００７】
また、従来、ＥＥＧ法（脳波）を利用した脳活動の計測を行う装置があった（例えば、非特許文献１参照）。なお、ＥＥＧとは、「Ｅｌｅｃｔｒｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｇｒａｐｙ」の略であり、脳波のことである。ＥＥＧ法とは、脳活動に起因した脳内の電気的変化を頭皮上の電位差として外部から安全に調べる方法である。
【０００８】
また、従来、頭部においてＥＥＧ測定を行うための頭部用用具が存在した（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−３２２６１２号公報（第１頁、第１図等）
【特許文献２】特開平５−２６１０７６号公報（第１頁、第１図等）
【非特許文献１】一條貞雄他、「脳波判読に関する１０１章」、医学書院、１９９９年５月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来、ＮＩＲＳ測定情報とＥＥＧ測定情報との同期をとって取得し、そのＮＩＲＳ測定情報とＥＥＧ測定情報をリアルタイムに同期を取りながら表示することができなかった。そのため、脳の活動状態をＮＩＲＳおよびＥＥＧを使って同時にリアルタイムに把握できない、という課題があった。さらに具体的には、従来、脳活動に起因する血流変化と電気的信号を同時かつリアルタイムに計測できず、脳の状態を十分に把握できなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本第一の発明の情報処理装置は、ＮＩＲＳ脳計測装置と脳波計測装置と情報処理装置を具備する情報処理システムを構成する情報処理装置であって、前記ＮＩＲＳ脳計測装置は、一の被験者の頭部のヘモグロビン量に関する情報であるヘモグロビン情報を、順次、取得するヘモグロビン情報取得部と、前記ヘモグロビン情報を、順次、前記情報処理装置に送信するヘモグロビン情報送信部とを具備し、前記脳波計測装置は、前記被験者の脳波に関する情報である脳波情報を、順次、取得する脳波情報取得部と、前記脳波情報を、順次、前記情報処理装置に送信する脳波情報送信部とを具備し、前記情報処理装置は、前記ヘモグロビン情報を、順次、受信するヘモグロビン情報受信部と、前記脳波情報を、順次、受信する脳波情報受信部と、前記ヘモグロビン情報と前記脳波情報との同期を取る処理を行う同期処理部と、前記同期がとられたヘモグロビン情報と脳波情報とを出力する出力部とを具備する情報処理システムを構成する情報処理装置である。
【００１１】
かかる構成により、ＮＩＲＳ測定情報およびＥＥＧ測定情報をリアルタイムに表示しながら精度高く脳の状態を把握でき、またＮＩＲＳが測定対象にしている脳の血流変化、ＥＥＧが測定対象にしている脳の電気活動等の関係を明らかにできる。
【００１２】
また、本第二の発明の情報処理装置は、第一の発明に対して、前記ヘモグロビン情報取得部がヘモグロビン情報を取得する第一のサンプリング周波数と、前記脳波情報取得部が脳波情報を取得する第二のサンプリング周波数とが異なり、前記同期処理部は、第一のサンプリング周波数と第二のサンプリング周波数のうち大きい方のサンプリング周波数に対応するヘモグロビン情報または脳波情報をそのまま取得し、小さい方のサンプリング周波数に対応する脳波情報またはヘモグロビン情報について、大きい方のサンプリング周波数の情報と同一の数の情報となるように、時間的に最も近くに受信された情報を複写する、または受信された情報を外挿または内挿することにより前記ヘモグロビン情報と前記脳波情報との同期を取る情報処理装置である。
【００１３】
かかる構成により、ＮＩＲＳ脳計測装置と脳波計測装置との仕様の違いを吸収して、精度高く脳の状態を把握できる。
【００１４】
また、本第三の発明の情報処理装置は、第一の発明に対して、前記情報処理システムは、生体情報取得装置をさらに具備し、前記生体情報取得装置は、前記被験者の１以上の箇所から生体に関する情報である生体情報を、順次、取得する生体情報取得部と、前記生体情報を、順次、前記情報処理装置に送信する生体情報送信部とを具備し、前記情報処理装置は、前記生体情報を、順次、受信する生体情報受信部をさらに具備し、前記情報処理装置の同期処理部は、前記ヘモグロビン情報と前記脳波情報と前記生体情報との同期を取る処理を行い、前記出力部は、前記同期がとられたヘモグロビン情報と脳波情報と生体情報とを出力する情報処理装置である。
【００１５】
かかる構成により、脳活動計測時の生体情報も利用可能となり、さらに精度高く脳の状態を把握できる。例えば、筋電情報や眼電情報や心電情報などの生体情報を使ったアーチファクト除去が好適である。
【００１６】
また、本第四の発明の情報処理装置は、第三の発明に対して、前記生体情報取得部は、前記被験者の体全体または体の一部から筋電に関する情報である筋電情報、または前記被験者の眼周辺の眼電に関する情報である眼電情報、または前記被験者の心臓周辺の心電に関する情報である心電情報を、順次、取得する情報処理装置である。
【００１７】
かかる構成により、脳活動計測時のノイズとなる生体情報、例えば、筋電情報や眼電情報や心電情報などといったアーチファクトを除去し、さらに精度高く脳の状態を把握できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による情報処理システムによれば、脳活動に起因した血流変化を測定するＮＩＲＳと脳活動に起因した電気活動を測定するＥＥＧを同時かつ同期を取りながらリアルタイムに使用することが可能となり、精度高く脳の状態を把握できるだけでなく、既存技術では不可能であった脳活動に起因した血流変化と電気活動の関係を調べることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、情報処理システム等の実施形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同じ符号を付した構成要素は同様の動作を行うので、再度の説明を省略する場合がある。
（実施の形態１）
【００２０】
本実施の形態において、ＮＩＲＳ測定情報とＥＥＧ測定情報を、同期をとって取得し、出力する情報処理システムについて説明する。また、本実施の形態において、ＮＩＲＳ測定情報とＥＥＧ測定情報と筋電計の計測値とを取得し、出力する情報処理システムについて説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態における情報処理システムのブロック図である。情報処理システムは、ＮＩＲＳ脳計測装置１、脳波計測装置２、生体情報取得装置３、情報処理装置４を具備する。
【００２２】
ＮＩＲＳ脳計測装置１は、ヘモグロビン情報取得部１１、ヘモグロビン情報送信部１２を具備する。脳波計測装置２は、脳波情報取得部２１、脳波情報送信部２２を具備する。生体情報取得装置３は、生体情報取得部３１、生体情報送信部３２を具備する。情報処理装置４は、ヘモグロビン情報受信部４１、脳波情報受信部４２、筋電情報受信部４３、同期処理部４４、出力部４５を具備する。生体情報取得部３１は、筋電情報取得手段３１１、眼電情報取得手段３１２、心電情報取得手段３１３を具備する。
【００２３】
ＮＩＲＳ脳計測装置１は、近赤外光を用いて頭皮上から非侵襲的に脳機能マッピングする、「光機能画像法」の原理を応用した装置である。
【００２４】
ヘモグロビン情報取得部１１は、一の被験者の頭部のヘモグロビン量に関する情報であるヘモグロビン情報を、順次、取得する。ヘモグロビン情報取得部１１は、第一のサンプリング周波数で、ヘモグロビン情報を、順次、取得する。なお、第一のサンプリング周波数は、通常、後述する第二のサンプリング周波数とは異なる。第一のサンプリング周波数は、例えば、４０Ｈｚである。ヘモグロビン情報取得部１１は、公知技術により実現され得るので詳細な説明を省略する。また、ヘモグロビン情報のデータ構造は問わない。ヘモグロビン情報は、ヘモグロビン量でも良いし、ヘモグロビン量を算出するための電圧などでも良い。ヘモグロビン情報の例については後述する。
【００２５】
ヘモグロビン情報送信部１２は、ヘモグロビン情報取得部１１が取得したヘモグロビン情報を、順次、情報処理装置４に送信する。ヘモグロビン情報送信部１２は、通常、無線または有線の通信手段で実現されるが、放送手段で実現されても良い。
【００２６】
脳波計測装置２は、脳波を計測する装置である。脳波を計測する機能を有する装置として、例えば、ＢｉｏＳｅｍｉ社の装置（ＡｃｔｉｖｅＴｗｏシステム）等が存在する。
【００２７】
脳波情報取得部２１は、被験者の脳波に関する情報である脳波情報を、順次、取得する。脳波情報取得部２１は、第二のサンプリング周波数で、脳波情報を、順次、取得する。なお、第二のサンプリング周波数は、例えば、１０２４Ｈｚである。脳波情報取得部２１は、公知技術により実現可能であるので、詳細な説明を省略する。また、脳波情報は、例えば、頭皮上での電位差（単位は、例えば、「マイクロボルト」）である。
【００２８】
脳波情報送信部２２は、脳波情報取得部２１が取得した脳波情報を、順次、情報処理装置４に送信する。脳波情報送信部２２は、通常、無線または有線の通信手段で実現されるが、放送手段で実現されても良い。
【００２９】
生体情報取得装置３は、生体情報を取得する装置である。生体情報については、後述する。
【００３０】
生体情報取得部３１は、被験者の１以上の箇所から生体に関する情報である生体情報を、順次、取得する。ここで、生体情報とは、筋電情報、眼電情報、心電情報のうちの1以上の情報を含む情報である。また、筋電情報とは、被験者の体全体または体の一部から取得され得る筋電（ＥＭＧ）に関する情報である。また、眼電情報とは、被験者の眼周辺から取得され得る眼電（ＥＯＧ）に関する情報である。さらに、心電情報とは、被験者の心臓周辺から取得され得る心電（ＥＣＧ）に関する情報である。また、生体情報取得部３１は、公知技術により実現可能であるので、詳細な説明を省略する。
【００３１】
筋電情報取得手段３１１は、被験者の体全体または体の一部から、筋電情報を、順次、取得する。筋電情報取得手段３１１は、図２に示すように、被験者の左右の腕部の４箇所から順次、筋電情報を取得することは好適である。
【００３２】
眼電情報取得手段３１２は、図２に示すように、被験者の顔部の４箇所から順次、眼電情報を取得することは好適である。
【００３３】
心電情報取得手段３１３は、図２に示すように、被験者の心臓周辺から順次、心電情報を取得することは好適である。
【００３４】
なお、図２の小矩形（５）は、筋電情報や眼電情報や心電情報を取得するための電極である。また、図２において、ＮＩＲＳ脳計測装置１が取得するヘモグロビン情報のチャネル数は、例えば、４８である。つまり、Ｌｉｎｅ６を流れる信号の数は、４８である。また、脳波計測装置２が取得する脳波情報のチャネル数は、例えば、６４である。つまり、Ｌｉｎｅ７を流れる信号の数は、６４である。また、筋電情報は、例えば、筋線維が興奮する際に発生する活動電位である。また、ＮＩＲＳ脳計測装置１が取得するヘモグロビン情報のチャネル数や、脳波計測装置２が取得する脳波情報のチャネル数は、上記に記載されたチャネル数に限らないことは言うまでもない。
【００３５】
生体情報送信部３２は、生体情報取得部３１が取得した筋電情報を、順次、情報処理装置４に送信する。生体情報送信部３２は、通常、無線または有線の通信手段で実現されるが、放送手段で実現されても良い。
【００３６】
なお、生体情報取得装置３は、物理的に、脳波計測装置２と一体化されていても良い。
【００３７】
情報処理装置４は、ヘモグロビン情報と脳波情報との同期をとり、出力する装置である。また、情報処理装置４は、ヘモグロビン情報と脳波情報と筋電情報との同期をとり、出力する装置であることは好適である。
【００３８】
ヘモグロビン情報受信部４１は、ヘモグロビン情報を、順次、受信する。脳波情報受信部４２は、脳波情報を、順次、受信する。筋電情報受信部４３は、筋電情報を、順次、受信する。
【００３９】
ヘモグロビン情報受信部４１、脳波情報受信部４２および筋電情報受信部４３は、通常、無線または有線の通信手段で実現されるが、放送を受信する手段で実現されても良い。
【００４０】
同期処理部４４は、ヘモグロビン情報と脳波情報との同期を取る処理を行う。また、同期処理部４４は、ヘモグロビン情報と脳波情報と生体情報との同期を取る処理を行っても良い。なお、生体情報とは、上述したように、筋電情報、眼電情報、心電情報のうち、1種類以上の情報を含む。同期を取る処理とは、例えば、異なるサンプリング周波数でサンプリングされた２種類以上の情報（例えば、ヘモグロビン情報と脳波情報）について、情報の数を合わせる処理である。また、同期を取る処理とは、例えば、情報の取得が開始されたタイミング合わせる処理である。開始タイミングを合わせる処理として、例えば、２種類以上の情報について、スタート以前の情報を消去し、情報の頭をそろえる処理である。かかる場合、ヘモグロビン情報と脳波情報と生体情報とには、それぞれスタート情報が書き込まれている。また、同期を取る処理とは、例えば、２種類以上の情報について、同期信号をチェックし、同期信号を用いて、２種類以上の情報のタイミングを合わせる処理である。なお、かかる場合、ヘモグロビン情報と脳波情報と生体情報とには、それぞれ同期信号が書き込まれている。
【００４１】
さらに具体的には、同期処理部４４は、例えば、第一のサンプリング周波数と第二のサンプリング周波数のうち大きい方のサンプリング周波数に対応するヘモグロビン情報または脳波情報をそのまま取得し、小さい方のサンプリング周波数に対応する脳波情報またはヘモグロビン情報について、大きい方のサンプリング周波数の情報と同一の数の情報となるように、時間的に最も近くに受信された情報を複写することによりヘモグロビン情報と脳波情報との同期を取る。かかる場合、同期処理部４４は、例えば、ヘモグロビン情報および脳波情報が有する開始フラグを用いて、最初のサンプリングデータを合わせる。また、同期処理部４４は、受信された情報を用いて、当該情報を外挿または内挿することにより、小さい方のサンプリング周波数に対応する脳波情報またはヘモグロビン情報について、大きい方のサンプリング周波数の情報と同一の数の情報となるようにして、両データの同期をとっても良い。なお、外挿または内挿する処理について、公知技術であるので詳細な説明を省略する。
【００４２】
また、同期処理部４４は、他の方法により、ヘモグロビン情報と脳波情報との同期をとっても良い。つまり、例えば、同期処理部４４は、第一のサンプリング周波数と第二のサンプリング周波数のうち小さい方のサンプリング周波数に対応するヘモグロビン情報または脳波情報をそのまま取得し、大きい方のサンプリング周波数に対応する脳波情報またはヘモグロビン情報について、小さい方のサンプリング周波数の情報と同一の数の情報となるように、情報を間引いて、取得する。なお、かかる場合も、上記と同様に、同期処理部４４は、例えば、ヘモグロビン情報および脳波情報が有する開始フラグを用いて、最初のサンプリングデータを合わせる。
【００４３】
同期処理部４４は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。同期処理部４４の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。
【００４４】
出力部４５は、同期がとられたヘモグロビン情報と脳波情報とを出力する。出力部４５は、同期がとられたヘモグロビン情報と脳波情報と筋電情報とを出力しても良い。ここで、出力とは、ディスプレイへの表示、プロジェクターを用いた投影、プリンタへの印字、音出力、外部の装置への送信、記録媒体への蓄積、他の処理装置や他のプログラム等への情報の引渡し等を含む概念である。なお、同期がとられたヘモグロビン情報と脳波情報等は、例えば、発話できない障害者の意思を推定するために利用され得る。また、同期がとられたヘモグロビン情報と脳波情報等は、例えば、被験者の脳の状態を推定するために利用され得る。その他、同期がとられたヘモグロビン情報と脳波情報等の利用方法は問わない。出力部４５は、ディスプレイやスピーカー等の出力デバイスを含むと考えても含まないと考えても良い。出力部４５は、出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。
【００４５】
次に、情報処理システムの動作について説明する。ＮＩＲＳ脳計測装置１、脳波計測装置２、および生体情報取得装置３は、それぞれ、対応する情報を、所定のサンプリング周波数で、順次、取得し、情報処理装置４に送信する。
【００４６】
次に、情報処理装置４の動作について図３のフローチャートを用いて説明する。
【００４７】
（ステップＳ３０１）ヘモグロビン情報受信部４１、または脳波情報受信部４２、または筋電情報受信部４３は、情報を受信したか否かを判断する。情報を受信すればステップＳ３０２に行き、情報を受信しなければステップＳ３０５に行く。
【００４８】
（ステップＳ３０２）同期処理部４４は、同期処理を行う。同期処理の例について、図４、図５を用いて説明する。
【００４９】
（ステップＳ３０３）出力部４５は、同期がとられた情報が存在するか否かを判断する。情報が存在すればステップＳ３０４に行き、情報が存在しなければステップＳ３０１に戻る。
【００５０】
（ステップＳ３０４）出力部４５は、同期がとられた情報（「ヘモグロビン情報と脳波情報」または「ヘモグロビン情報と脳波情報と筋電情報」）を出力し、ステップＳ３０１に戻る。
【００５１】
（ステップＳ３０５）図示しない手段（例えば、受付部）は、終了指示を受け付けたか否かを判断する。終了指示を受け付ければ処理を終了し、終了指示を受け付けなければステップＳ３０１に戻る。
【００５２】
なお、図３のフローチャートにおいて、情報処理装置４は、ヘモグロビン情報と脳波情報のみを受信して処理しても良い。かかる場合、筋電情報受信部４３は不要である。
【００５３】
次に、ステップＳ３０２における同期処理の第一の例について、図４のフローチャートを用いて説明する。第一の同期処理は、情報の受信後、直ちに、同期処理を行う例である。
【００５４】
（ステップＳ４０１）同期処理部４４は、受信していない種類の情報（ヘモグロビン情報、または脳波情報、または筋電情報のうちの一つまたは二つ）が存在するか否かを判断する。受信していない種類の情報が存在すればステップＳ４０２に行き、存在しなければステップＳ４０３に行く。
【００５５】
（ステップＳ４０２）同期処理部４４は、受信していない種類の情報について、最近に受信した情報をコピーする。そのコピー処理により、すべての種類の情報の数が同一になる。つまり、コピー処理により、すべての種類の情報について、情報を取得するサンプリング周波数は擬似的に同一となる。
【００５６】
（ステップＳ４０３）同期処理部４４は、すべての種類の情報（ヘモグロビン情報と脳波情報、またはヘモグロビン情報と脳波情報と筋電情報）を共有メモリに書き込み、ステップＳ４０１に戻る。共有メモリとは、メモリ上又はファイル上にある共有データ保持領域である。また、共有メモリとは、情報処理装置４が保持している記憶媒体であり、１以上のアプリケーションや装置（図示しない）からアクセス可能な記憶媒体である。
【００５７】
なお、図４のフローチャートにおいて、同期処理部４４は、ステップＳ４０３において情報を共有メモリに書き込んだが、出力部４５に渡すなど、情報に対して他の処理をしても良い。
【００５８】
次に、ステップＳ３０２の同期処理の第二の例について、図５のフローチャートを用いて説明する。第二の同期処理は、情報の出力時に、同期処理を行う例である。
【００５９】
（ステップＳ５０１）同期処理部４４は、受信された情報を、その種類ごとに、共有メモリの異なる領域に書き込む。なお、情報の種類とは、例えば、ヘモグロビン情報、または脳波情報、または筋電情報である。また、例えば、情報の種類ごとに、書き込む領域が予め決められている、とする。
【００６０】
（ステップＳ５０２）同期処理部４４は、情報の出力タイミングであるか否かを判断する。出力タイミングであればステップＳ５０３に行き、出力タイミングでなければ上位処理にリターンする。例えば、情報処理装置４は、自身が保持している時計を用いて、出力タイミングか否かを判断する。例えば、情報処理装置４は、定期的（例えば、１０ｍｓｅｃごと）に、情報を出力する。
【００６１】
（ステップＳ５０３）同期処理部４４は、情報をアクセスするための現在のポインタから、所定時間の情報を、共有メモリから読み出す。同期処理部４４は、すべての種類の情報を、情報の種類ごとに読み出し、メモリ上に配置する。なお、情報を読み出した場合、情報をアクセスするためのポインタは、次の読み出しの位置まで移動する。
【００６２】
（ステップＳ５０４）同期処理部４４は、ステップＳ５０３で読み出した情報の中に、同期をとるためのスタートビットが存在するか否かを判断する。スタートビットが存在すればステップＳ５０５に行き、スタートビットが存在しなければステップＳ５０７に行く。
【００６３】
（ステップＳ５０５）同期処理部４４は、すべての種類の情報について、スタートビット以前の情報を削除する。
【００６４】
（ステップＳ５０６）同期処理部４４は、すべての種類の情報について、スタートビットから所定時間の情報を、共有メモリから読み出し、メモリ上に配置する。
【００６５】
（ステップＳ５０７）同期処理部４４は、すべての種類の情報の中から、最大の情報数（Ｘ）を取得する。
【００６６】
（ステップＳ５０８）同期処理部４４は、情報数（Ｘ）に合うように、最大の情報数ではない種類の情報に対して補完処理を行う。補完処理とは、情報数（Ｘ）になるように、最近に受信した情報をコピーや外挿や内挿することである。上位処理にリターンする。
【００６７】
以下、本実施の形態における情報処理システムの具体的な動作について説明する。
【００６８】
図６は、被験者が頭部にかぶる測定器具である。図６において、ヘモグロビン情報取得部１１と、脳波情報取得部２１のハードウェア構成が示されている。なお、ヘモグロビン情報取得部１１は、例えば、７８０ｎｍ、８０５ｎｍ、８３０ｎｍの近赤外光を発光させて頭部に当てた場合の電圧と、発光しない場合の電圧を取得し、当該取得した電圧を、予め決められた式（ヘモグロビン量を算出する式）に代入し、ヘモグロビン量であるヘモグロビン情報を取得する。また、ヘモグロビン情報取得部１１は、例えば、４８チャネル（図６において、４８の測定点が存在する）から、ヘモグロビン情報を取得する。なお、ヘモグロビン情報取得部１１は、予め決められた式の情報を保持している。
【００６９】
また、以下、情報処理装置４は、例えば、ＮＩＲＳ脳計測装置１から、図７に示すヘモグロビン情報を、順次、受信する。また、情報処理装置４は、例えば、脳波計測装置２から、図８に示す脳波情報を、順次、受信する。なお、図７において、ヘモグロビン情報は８ｍｓｅｃごとに受信される。図８において、脳波情報は２ｍｓｅｃごとに受信される。そして、図７、図８から、ＮＩＲＳ脳計測装置１におけるヘモグロビン情報の取得の第一のサンプリング周波数と、脳波計測装置２における脳波情報の取得の第二のサンプリング周波数が異なることが分かる。第一のサンプリング周波数と第二のサンプリング周波数とは、ここでは、１：４である。なお、図７、図８の情報を、グラフにした図が図９である。
【００７０】
次に、同期処理部４４は、例えば、２ｍｓｅｃごとに、以下の同期処理を行う。つまり、脳波情報もヘモグロビン情報も受信された場合、同期処理部４４は、両方の情報を共有メモリに書き込む。また、脳波情報のみ受信された場合、同期処理部４４は、脳波情報を共有メモリに書き込み、かつ、ヘモグロビン情報を補完する。かかる補完は、例えば、最近に受信されたヘモグロビン情報を共有メモリに書き込む。かかる処理により、同期処理部４４は、同期がとれた脳波情報とヘモグロビン情報を得る。つまり、同期処理部４４は、図１０のグラフに示すような脳波情報とヘモグロビン情報を得る。
【００７１】
次に、出力部４５は、同期がとられた脳波情報とヘモグロビン情報を出力する。かかる出力例は、図１０である。なお、出力部４５は、図１０のグラフを構成するための情報である図１１の情報を、例えば、他の処理装置や他のプログラムへ引き渡しても良い。
【００７２】
なお、図７、図８等において、ヘモグロビン情報と脳波情報は、各々１チャネルから取得された情報であった。しかし、ヘモグロビン情報と脳波情報は、通常、２以上のチャネルから取得される。
【００７３】
また、上記具体例において、同期処理部４４は、ヘモグロビン情報と脳波情報との同期を取る処理を行った。しかし、同様のアルゴリズムで、同期処理部４４は、ヘモグロビン情報と脳波情報と筋電情報との同期を取る処理を行うことは好適である。
【００７４】
以上、本実施の形態によれば、脳活動に起因した血流変化を測定するＮＩＲＳと脳活動に起因した電気活動を測定するＥＥＧを同時かつ同期を取りながら取得し、リアルタイムに使用することが可能となり、精度高く脳の状態を把握できるだけでなく、既存技術では不可能であった脳活動に起因した血流変化と電気活動の関係を調べることができる。また、本実施の形態によれば、ヘモグロビン情報と脳波情報と生体情報とを同時かつ同期を取りながら取得し、リアルタイムに使用することが可能となり、さらに精度高く脳の状態を把握できるだけでなく、既存技術では不可能であった脳活動に起因した血流変化と電気活動の関係を調べることができる。
【００７５】
具体的には、例えば、ヘモグロビン情報と脳波情報を同時かつ同期を取りながら取得し、リアルタイムに使用することにより、例えば、リハビリに利用できる。つまり、脳の一部を損傷した患者が、自分の意思で手や足を動かそうとしていて、動かない場合、本情報処理システムにより、脳活動が正常または異常状態から脱した状態で働いていることが分かり、リハビリのモチベーションを維持できる。
【００７６】
また、本情報処理システムは、例えば、スポーツのイメージトレーニングに利用できる。つまり、ユーザがイメージトレーニングを行っている際に、脳活動がイメージトレーニングしている状態になっているか否かが分かり、適切なイメージトレーニングを行うことに寄与する。
【００７７】
さらに、本情報処理システムは、例えば、ユーザの感情をコントロールする訓練などにも利用できる。つまり、感情の高まりがあることがリアルタイムに分かり、感情の高まりを抑える訓練が可能となる。
【００７８】
なお、本実施の形態において、同期をとるためのアルゴリズムは問わない。
【００７９】
また、本実施の形態によれば、同期がとられたヘモグロビン情報と脳波情報等の利用態様も種々あり得、問わない。
【００８０】
また、本実施の形態において、情報処理システムは、複数のＮＩＲＳ脳計測装置１を連結して、複数のヘモグロビン情報を取得しても良い。
【００８１】
また、本実施の形態の具体例において、ヘモグロビン情報と脳波情報を同時に、かつ同期を取りながら取得し、リアルタイムに出力した。しかし、情報処理システムは、ヘモグロビン情報（ＮＩＲＳ）と脳波情報と生体情報（例えば、ＥＭＧ）とを同時に、かつ同期を取りながら取得し、リアルタイムに出力しても良い。かかる場合の出力例は、図１２である。
【００８２】
さらに、本実施の形態における処理は、ソフトウェアで実現しても良い。そして、このソフトウェアをソフトウェアダウンロード等により配布しても良い。また、このソフトウェアをＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録して流布しても良い。なお、このことは、本明細書における他の実施の形態においても該当する。なお、本実施の形態における情報処理装置を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータに、ヘモグロビン情報を、順次、受信するヘモグロビン情報受信部と、脳波情報を、順次、受信する脳波情報受信部と、前記ヘモグロビン情報と前記脳波情報との同期を取る処理を行う同期処理部と、前記同期がとられたヘモグロビン情報と脳波情報とを出力する出力部として機能させるためのプログラム、である。
【００８３】
また、図１３は、本明細書で述べたプログラムを実行して、上述した実施の形態の情報処理装置等を実現するコンピュータの外観を示す。上述の実施の形態は、コンピュータハードウェア及びその上で実行されるコンピュータプログラムで実現され得る。図１３は、このコンピュータシステム３４０の概観図であり、図１４は、コンピュータシステム３４０の内部構成を示す図である。
【００８４】
図１３において、コンピュータシステム３４０は、ＦＤ（Ｆｌｏｐｐｙ  Ｄｉｓｋ(登録商標)）ドライブ３４１１、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）ドライブ３４１２を含むコンピュータ３４１と、キーボード３４２と、マウス３４３と、モニタ３４４とを含む。
【００８５】
図１４において、コンピュータ３４１は、ＦＤドライブ３４１１、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３４１２に加えて、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３４１３と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３４１２及びＦＤドライブ３４１１に接続されたバス３４１４と、ブートアッププログラム等のプログラムを記憶するためのＲＯＭ３４１５と、ＣＰＵ３４１３に接続され、アプリケーションプログラムの命令を一時的に記憶するとともに一時記憶空間を提供するためのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３４１６と、アプリケーションプログラム、システムプログラム、及びデータを記憶するためのハードディスク３４１７とを含む。ここでは、図示しないが、コンピュータ３４１は、さらに、ＬＡＮへの接続を提供するネットワークカードを含んでも良い。
【００８６】
コンピュータシステム３４０に、上述した実施の形態の情報処理装置等の機能を実行させるプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ３５０１、またはＦＤ３５０２に記憶されて、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３４１２またはＦＤドライブ３４１１に挿入され、さらにハードディスク３４１７に転送されても良い。これに代えて、プログラムは、図示しないネットワークを介してコンピュータ３４１に送信され、ハードディスク３４１７に記憶されても良い。プログラムは実行の際にＲＡＭ３４１６にロードされる。プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ３５０１、ＦＤ３５０２またはネットワークから直接、ロードされても良い。
【００８７】
プログラムは、コンピュータ３４１に、上述した実施の形態の情報処理装置等の機能を実行させるオペレーティングシステム（ＯＳ）、またはサードパーティープログラム等は、必ずしも含まなくても良い。プログラムは、制御された態様で適切な機能（モジュール）を呼び出し、所望の結果が得られるようにする命令の部分のみを含んでいれば良い。コンピュータシステム３４０がどのように動作するかは周知であり、詳細な説明は省略する。
【００８８】
なお、上記プログラムにおいて、情報を送信する送信ステップや、情報を受信する受信ステップなどでは、ハードウェアによって行われる処理、例えば、送信ステップにおけるモデムやインターフェースカードなどで行われる処理（ハードウェアでしか行われない処理）は含まれない。
【００８９】
また、上記プログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。
【００９０】
また、上記各実施の形態において、一の装置に存在する２以上の通信手段（ヘモグロビン情報受信部４１、脳波情報受信部４２、筋電情報受信部４３など）は、物理的に一の媒体で実現されても良いことは言うまでもない。
【００９１】
また、上記各実施の形態において、各処理（各機能）は、単一の装置（システム）によって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置によって分散処理されることによって実現されてもよい。
【００９２】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
以上のように、本発明にかかる情報処理システムは、精度高く脳の状態を把握という効果を有し、脳の診断システム等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】実施の形態１における情報処理システムのブロック図
【図２】同情報処理システムの概念図
【図３】同情報処理装置の動作について説明するフローチャート
【図４】同同期処理の例について説明するフローチャート
【図５】同同期処理の例について説明するフローチャート
【図６】同被験者が頭部にかぶる測定器具を示す図
【図７】同情報処理装置が受信するヘモグロビン情報を示す図
【図８】同情報処理装置が受信する脳波情報を示す図
【図９】同情報処理装置が受信した情報を示すグラフ
【図１０】同同期処理後のグラフ
【図１１】同同期処理後の情報を示す図
【図１２】同同期処理後のグラフの例を示す図
【図１３】同コンピュータシステムの概観図
【図１４】同コンピュータシステムの内部構成を示す図
【符号の説明】
【００９５】
１  ＮＩＲＳ脳計測装置
２  脳波計測装置
３  生体情報取得装置
４  情報処理装置
１１  ヘモグロビン情報取得部
１２  ヘモグロビン情報送信部
２１  脳波情報取得部
２２  脳波情報送信部
３１  生体情報取得部
３２  筋電情報送信部
４１  ヘモグロビン情報受信部
４２  脳波情報受信部
４３  筋電情報受信部
４４  同期処理部
４５  出力部
３１１  筋電情報取得手段
３１２  眼電情報取得手段
３１３  心電情報取得手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図６】
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【図１２】
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