(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
頭皮上に生じた電位分布を測定して信号処理を行い電位データを生成する生体信号測定部と、
前記生体信号測定部で測定された電位データおよび予め記憶された推定計算パラメータから脳内等価双極子の推定を行う等価双極子推定部と、
予め取得された等価双極子推定結果と制御の関係を示すデータベースと、
前記等価双極子推定部からの等価双極子推定結果と予め記憶された前記のデータベースとを対照することによって制御信号を生成する制御信号変換部と、
前記制御信号変換部で生成された制御信号を制御出力として被制御機器へ出力する制御信号出力部と、
によって構成され、
前記データベースに、制御の内容と、その制御を行う意志が生じたときの双極子の範囲の対応を記述しておき、等価双極子推定部による推定結果の等価双極子がその範囲内である場合は、制御信号を生成するものであって、
等価双極子推定部から等価双極子の推定結果が入力したか否かのチェックと、その推定結果が有意な双極子度であるか否かのチェックと、その推定結果が有意な位置及び成分であるかのチェックとを行い、全ての条件を満たした場合にのみ制御信号を生成することを特徴とする脳内等価双極子の推定結果を制御信号に利用する制御装置。
【請求項２】
双極子度、位置、成分、制御なる項目が制御種類の数だけ記述されたデータベースと、
等価双極子推定部で推定された、双極子度、位置、成分からなる等価双極子推定結果とを対照することによって、前記等価双極子推定結果が有意であるか否かのチェックを行い、
等価双極子推定結果が有意であると判定された場合は制御信号を生成し、生成された制御信号を制御機器への制御信号として出力することを特徴とする請求項１に記載の脳内等価双極子の推定結果を制御信号に利用する制御装置。
【請求項３】
機器の電源を入れる制御をするにあたって、
データベースには、前記制御内容と、機器の電源を入れたいと思ったときに生ずる双極子の範囲を記述しておき、
等価双極子推定部からの推定結果の等価双極子がその範囲内である場合は、電源を入れるための制御信号を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の脳内等価双極子の推定結果を制御信号に利用する制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体信号を利用した制御装置であって、生体信号として脳内等価双極子の推定結果を用い、これを制御信号として利用する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、脳内等価電流双極子の推定方法に関しては、その推定精度、位置精度が特に課題とされ、その測定もしくは判定（計算）方法、または脳の活動を推定する装置が発明されているが、その推定結果を制御装置として利用する発明は存在しない。
なお、生体信号を利用する制御装置としては、脳波の周波数成分を利用するもののみが発明されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は生体信号を利用した制御装置において、その生体信号として等価双極子の推定結果を制御信号とする制御装置を提供しようとするものであって、予め取得された等価双極子推定結果と制御の関係を示すデータベースと、本装置で取得した等価双極子推定結果を対照することにより制御信号を生成する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、頭皮上に生じた電位分布を測定して信号処理を行い電位データを生成する生体信号測定部と、前記生体信号測定部で計測された電位データおよび予め記憶された推定計算パラメータから脳内等価双極子の推定を行う双極子推定部と、予め取得された等価双極子推定結果と制御の関係を示すデータベースと、前記双極子推定部からの等価双極子推定結果と予め記憶された前記のデータベースとを対照することによって制御信号を生成する制御信号変換部と、前記制御信号変換部と生成された制御信号を制御出力として被制御機器へ出力する制御信号出力部と、によって構成され、前記データベースに、制御の内容と、その制御を行う意志が生じたときの双極子の範囲の対応を記述しておき、等価双極子推定部による推定結果の等価双極子がその範囲内である場合は、制御信号を生成することを特徴とする脳内等価双極子の推定結果を制御信号に利用する制御装置である。なお、双極子の推定数を１つとした場合の推定結果は、双極子度、位置、成分の３データである。
従ってデータベースは、
双極子度１、位置１、成分１、制御１
双極子度２、位置２、成分２、制御２
なる項目が制御種類の数だけ記述されているが、有意に判定できるならば、制御以外の項目の２項目までは全範囲、すなわち無しとしてよい。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施例を、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明における制御装置の構成を示すブロック図であり、頭皮電位分布測定部１１、前置増幅部１２、Ａ／Ｄ変換部１３より成る生体信号測定部１と、等価双極子推定部２と、制御信号変換部３と、制御信号出力部４とによって構成しており、被制御機器５に制御信号を出力して制御を行う。
【０００６】
頭皮電位分布測定部１１は頭皮上に生じた電位分布を測定するために頭蓋部に装着した測定電極部であり、この頭皮電位分布測定部１１において取得された測定データは、前置増幅部１２において増幅され、Ａ／Ｄ変換部１３においてディジタル信号に変換されたうえで等価双極子推定部２へ送出される。
【０００７】
等価双極子推定部２においては、予め記憶装置（図示せず）に記録されている推定計算パラメータ（初期位置データ、頭部形状データ、電極位置データ）と生体信号測定部１から入力した電位データより等価双極子の推定を行う。
等価双極子の推定計算は図２に示すフローチャートによって行う。
即ち、生体信号測定部１から入力した電位データをチェック（ステップＳ１）してＹＥＳであると、電位データと予め記憶されている推定計算パラメータより等価双極子の推定計算（ステップＳ２）を行い、推定結果を制御信号変換部３へ出力（ステップＳ３）する。
推定結果を制御信号変換部３へ出力した後は（ステップＳ１）に戻り、次の電位データを待つ。
推定計算パラメータおよび推定計算法については、特許第２６１１９６０号、第２６７３６５８号に開示されているので説明は省略する。
なお、電位分布の代わりに電磁場分布を、電位データの代わりに電磁場データを用いてもよい。以下では、それぞれ電位を用いる場合について述べる。
【０００８】
等価双極子推定部２において推定された等価双極子の推定結果（位置、成分、双極子度）は、制御信号変換部３へ供給される。
双極子度ｄは、実測による生体表面上の電位分布と２乗平均誤差が最小となる双極子が作る生体表面上の電位分布の近似度を示す値であり、（１）式で算出される。
【０００９】
【数１】
0003811628.tif 000002
【００１０】
ここに、Ｍは電極数、Ｖmiは各電極の実測電位、Ｖciは推定された等価双極子が各電極位置に作る電位である。
双極子度ｄは０〜１の値となり、１に近いほど近似がよいことを示す。
【００１１】
制御信号変換部３における制御信号変換手段は、図３に示すフローチャートによって行う。
この変換手段で使用する等価双極子の推定結果は、算出された双極子のうち十分な双極子度を示すものであることを必要とするので、等価双極子推定部２から等価双極子の推定結果が入力したか否かをチェック（ステップＳ４）し、ＹＥＳであると有意な双極子度であるか否かをチェック（ステップＳ５）し、ＹＥＳであると、他の推定結果が有意であるか否かをチェック（ステップＳ６）し、ＹＥＳであると制御信号を生成（ステップＳ７）し、生成された制御信号を被制御機器への制御信号として出力（ステップＳ８）する。
生成された制御信号を被制御機器への制御信号として出力した後は（ステップＳ４）へ戻り、次の推定結果の入力を待つ。
なお、（ステップＳ５）と（ステップＳ６）の、前記等価双極子推定部２において取得した等価双極子推定結果が有意であるか否かのチェックは、予め取得した双極子推定結果と制御の関係を示すデータベースと対照することにより行う。
【００１２】
データベースには、制御の内容と、その制御を行う意志が生じたときの双極子の範囲の対応を記述する。
例えば、機器の電源を入れる制御をする場合に、機器の電源を入れたいと思ったときに生ずる双極子の範囲を記述しておく。推定結果の等価双極子がその範囲内である場合は、電源を入れるための制御信号を生成する。
この範囲は、双極子度および他の結果で構成される。
まず、十分有意な双極子度があるか否かを判定し、有意でない場合は棄却され、次の入力を待つ。
有意な双極子度は制御内容によって変更してもよいが、通常少なくとも０．９以上の値を有意な範囲と設定する。
【００１３】
次に、他の結果として位置情報だけをみた場合において、例えば、有意な双極子の位置を（ａ，ｂ，ｃ）を中心とした半径Ｒの範囲内であるとすると、推定結果の位置座標を（ｘ，ｙ，ｚ）として、
（ｘ−ａ）２＋（ｙ−ｂ）２＋（ｚ−ｃ）２＝Ｒ２  ・・・（２）
を満たす推定結果の場合に制御信号生成処理を実行し、そうでない場合は棄却し、次の入力に移る。
制御信号生成処理に電源を入れるための入力があると、制御信号出力部のディジタル信号をＯＮにする。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る脳内等価双極子の推定結果を制御信号に利用する制御装置を用いると、頭皮上の電位分布と予め記憶された推定計算パラメータから推定された脳内等価双極子の推定結果と予め記憶されたデータベースから制御信号を生成し、この制御信号を利用して被制御機器を制御することができるので、四肢を使用せずに機器の制御が行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】等価双極子の推定計算を行うフローチャートである。
【図３】制御信号変換手段を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  生体信号測定部
２  等価双極子推定部
３  制御信号変換部
４  制御信号出力部
５  被制御機器
１１  頭皮電位分布測定部
１２  前置増幅部
１３  Ａ／Ｄ変換部
【図１】
0003811628.tif 000003
【図２】
0003811628.tif 000004
【図３】
0003811628.tif 000005