專利名稱：電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)、電極安裝狀態(tài)判定方法及其程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在根據(jù)用戶的腦電波的特征信號(hào)判定用戶的狀態(tài)或意圖并反饋判定結(jié)果的腦電波測(cè)量系統(tǒng)中，判定利用于腦電波測(cè)量的電極的安裝狀態(tài)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往，在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，在癲癇或阿爾茨海默病等診斷中利用了腦電波。另一方面， 也進(jìn)行了根據(jù)腦電波推測(cè)健康用戶的心理狀態(tài)并推測(cè)對(duì)設(shè)備的操作意圖或選擇意圖的腦電波接口的開(kāi)發(fā)的配合。例如，作為對(duì)健康用戶利用的腦電波接口，專利文獻(xiàn)1公開(kāi)了推測(cè)用戶狀態(tài)的“瞌睡駕駛防止裝置”。專利文獻(xiàn)1的腦電波接口對(duì)腦電波進(jìn)行頻率分析，并根據(jù)α波分量 (8Hz 13Hz)的頻率功率判斷用戶的睡意(參照0010段)。此外，非專利文獻(xiàn)1所示的 Emanuel Donchin等人也例舉了推測(cè)用戶的選擇意圖的接口。非專利文獻(xiàn)1的接口利用在腦電波的事件相關(guān)電位中被稱為P300的特征性信號(hào)，判斷認(rèn)為用戶想要選擇的可選項(xiàng)目。在上述示出的到此為止的腦電波測(cè)量中，需要在電極上涂敷被稱為糊劑的導(dǎo)電性高的霜，由用戶以外的第三者使電極緊貼用戶的皮膚(頭皮)。若假設(shè)在日常生活環(huán)境下使用腦電波接口等，則這樣的利用糊劑以及由第三者來(lái)安裝的使用方式會(huì)成為用戶的負(fù)擔(dān)。現(xiàn)在，假設(shè)如下的例子在頭戴式顯示器 (Head-Mount-Display =HMD)等可佩帶設(shè)備中組裝腦電波測(cè)量裝置，為了腦電波接口而測(cè)量腦電波。用戶利用HMD時(shí)，用戶除了要自己安裝HMD之外，還要同時(shí)安裝腦電波測(cè)量裝置。 此外，將糊劑涂到電極的行為也會(huì)成為用戶的負(fù)擔(dān)。并且，脫離裝置之后，會(huì)在電極上或電極設(shè)置處殘留糊劑，這也需要用戶自己擦除。因此，為了使用戶自己輕易安裝腦電波測(cè)量設(shè)備，優(yōu)選采用不使用糊劑的電極 (以下，記載為“干電極(dry electrodes)”)。但是，干電極的利用導(dǎo)致在安裝的穩(wěn)定性上產(chǎn)生問(wèn)題。舉個(gè)例子，若向干電極施加力，則由于不存在糊劑，因此皮膚和干電極之間的接觸狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生變化。其結(jié)果， 產(chǎn)生如下問(wèn)題等等仍然與皮膚接觸但電極位置產(chǎn)生變化的電極偏離(shifting)，或者在皮膚和電極之間產(chǎn)生空間，由此無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行腦電波測(cè)量的浮起(lifting)或脫離 (disengagement)。另外，由于糊劑的粘性高，因而除了提高皮膚和電極間的導(dǎo)電性之外，還具有防止電極偏離或電極脫離的作用。根據(jù)該作用，即使向電極施加力而導(dǎo)致使其位置多少產(chǎn)生變化，但是由于粘性高的糊劑的形狀會(huì)變化，因此也能夠起到保持皮膚和電極的接觸狀態(tài)的效果。若產(chǎn)生電極偏離，則皮膚和電極面互相摩擦而容易混入噪聲。并且，若處于電極脫離的狀態(tài)，則產(chǎn)生不能繼續(xù)進(jìn)行腦電波測(cè)量等影響。在日常生活環(huán)境下，由于用戶并不是處于安靜狀態(tài)，而是進(jìn)行各種動(dòng)作，因此如電極偏離或電極脫離這樣的關(guān)于電極接觸的不良情況很容易產(chǎn)生。因此，在產(chǎn)生了如電極偏離或電極脫離這樣的不良情況時(shí)，需要盡早檢測(cè)腦電波測(cè)量中產(chǎn)生了不良情況的狀況。 作為現(xiàn)有技術(shù)中檢測(cè)腦電波測(cè)量的不良情況的方法，公知以下所示的專利文獻(xiàn)2、 專利文獻(xiàn)3和專利文獻(xiàn)4的方法。 在專利文獻(xiàn)2中，通過(guò)使微弱的電流流過(guò)腦電波電極，從而根據(jù)測(cè)量出的電壓值來(lái)計(jì)算皮膚和電極間的電阻值(接觸電阻)。由此，推測(cè)皮膚和電極的接觸狀態(tài)，從而能夠檢測(cè)電極安裝狀態(tài)的不良情況(參照第3頁(yè)左第2段)。在專利文獻(xiàn)3中，在電極附近設(shè)置線圈(專利文獻(xiàn)3的圖2)，并使電流流過(guò)線圈。 由此，能夠根據(jù)在電極上產(chǎn)生的感應(yīng)電流是否與腦電波波形疊加來(lái)判斷電極和頭皮是否接觸(第0038段)。在專利文獻(xiàn)4中，用多個(gè)通道測(cè)量被稱為“腦電波通道”的根據(jù)1組電極間的電位差測(cè)量出的腦電波信號(hào)。即，設(shè)置多組電極，以各個(gè)組來(lái)測(cè)量腦電波信號(hào)。并且，按腦電波通道計(jì)算S(=想要測(cè)量的信號(hào))和N(=想要測(cè)量的信號(hào)以外的信號(hào))。之后，通過(guò)S/N比和閾值的比較，判斷在哪個(gè)腦電波通道中存在測(cè)量不良情況(第00 段)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)平7-108848號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本實(shí)公平7-3347號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)2006-212348號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開(kāi)2006-6665號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5 日本特開(kāi)2006-14833號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)1 :工二- 工卟·卜■、> f >、他 2 名、"The Mental Prosthesis Assessing the Speed of a P300_Based Brain-Computer Interface，，、TRANSACTIONS ON REHABILITATION ENGINEERING 2000、Vol.8,2000 年 6 月

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)課題但是，即使是上述的現(xiàn)有方式的任何一種技術(shù)，在日常生活環(huán)境下的腦電波測(cè)量中，都存在無(wú)法確定哪個(gè)電極產(chǎn)生了不良情況的問(wèn)題。以下，詳細(xì)說(shuō)明上述的各技術(shù)的課題。首先，在專利文獻(xiàn)2的方式中，需要停止腦電波的測(cè)量來(lái)測(cè)量接觸電阻。但是，該方式以電極的接觸狀態(tài)基本沒(méi)有發(fā)生變化的情況為前提，若最初測(cè)量時(shí)就預(yù)先測(cè)量了接觸電阻，則無(wú)需再次進(jìn)行測(cè)量。因此，不需要考慮與腦電波測(cè)量并存的接觸電阻的測(cè)量。但是， 在日常生活環(huán)境下，電極安裝狀態(tài)時(shí)時(shí)刻刻發(fā)生變化。為確認(rèn)安裝狀態(tài)的頻度會(huì)變高，與此同時(shí)停止腦電波的測(cè)量來(lái)測(cè)量接觸電阻會(huì)相當(dāng)不便。專利文獻(xiàn)3的方式在判定電極是否與皮膚接觸的方式中沒(méi)有考慮伴隨著用戶的動(dòng)作產(chǎn)生的電極的偏離或電極的按壓的變化等、與電極的接觸狀態(tài)相關(guān)的不良情況。由此，在專利文獻(xiàn)2、3中，沒(méi)有考慮電極安裝狀態(tài)變化的環(huán)境下的不良情況電極檢測(cè)，很難確定產(chǎn)生了不良情況的電極。
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另一方面，在專利文獻(xiàn)4中，即使在安裝狀態(tài)變化的環(huán)境下也能夠判定在腦電波測(cè)量中產(chǎn)生了不良情況。但是，不能確定在哪個(gè)電極中產(chǎn)生了安裝不良情況。另外，即使利用了糊劑，也不能完全消除電極偏離或電極脫離。因此，上述的現(xiàn)有技術(shù)的課題在于，不只是干電極，還需要在利用糊劑的電極的電極偏離或電極脫離產(chǎn)生了的情況下也能確定在哪個(gè)電極中產(chǎn)生了不良情況。本申請(qǐng)的發(fā)明為了解決上述課題而完成，其目的在于，在日常生活環(huán)境下的腦電波測(cè)量中，可檢測(cè)電極安裝的不良情況并且確定在多個(gè)電極中哪個(gè)電極上產(chǎn)生了不良情況，并能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的腦電波測(cè)量。解決課題的手段本發(fā)明的一種電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)，其具備腦電波測(cè)量部，其使用至少1組由接地極、基準(zhǔn)極和測(cè)量極構(gòu)成的電極的組來(lái)測(cè)量用戶的腦電波信號(hào)；頻率分析部，其分析所述腦電波信號(hào)的頻率；不良情況電極判定部，其從所述頻率的分析結(jié)果中提取總頻率功率和噪聲混入量中的至少一方的參數(shù)，并通過(guò)所述參數(shù)的值和預(yù)先設(shè)定的閾值的比較，判定所述接地極、所述基準(zhǔn)極和所述測(cè)量極中的任一個(gè)的安裝狀態(tài)不良；和輸出部，其在被判定為所述安裝狀態(tài)不良時(shí)，向用戶提示表示所述電極安裝狀態(tài)不良的信息。也可以所述不良情況電極判定部從所述頻率的分析結(jié)果中提取所述噪聲混入量的參數(shù)，并在所述噪聲混入量的參數(shù)的值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的第1閾值的情況下，判定為所述接地極的安裝狀態(tài)不良。也可以所述不良情況電極判定部從所述頻率的分析結(jié)果中進(jìn)一步提取所述總頻率功率的參數(shù)，并在所述總頻率功率的參數(shù)的值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的第2閾值的情況下，判定為所述基準(zhǔn)極和所述測(cè)量極中的一方的安裝狀態(tài)不良。也可以所述腦電波測(cè)量部使用多組由接地極、基準(zhǔn)極和測(cè)量極構(gòu)成的電極的組， 以各個(gè)組測(cè)量腦電波信號(hào)，所述頻率分析部分析各腦電波信號(hào)的頻率，所述不良情況電極判定部從各腦電波信號(hào)的頻率的分析結(jié)果中提取噪聲混入量的參數(shù)，并在提取出的所有所述噪聲混入量的參數(shù)的值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的第1閾值的情況下，判定為所述接地極的安裝狀態(tài)不良，所述不良情況電極判定部從各腦電波信號(hào)的頻率的分析結(jié)果中提取總頻率功率的參數(shù)，并在提取出的所有所述總頻率功率的參數(shù)的值超過(guò)第2閾值的情況下，判定為所述基準(zhǔn)極的安裝狀態(tài)不良，在所述總頻率功率的一部分參數(shù)的值超過(guò)所述第2閾值的情況下，判定為所述測(cè)量極的安裝狀態(tài)不良。也可以所述腦電波測(cè)量部測(cè)量所述接地極與基準(zhǔn)極之間的第1電位差、以及所述接地極與所述測(cè)量極之間的第2電位差，并基于所述第2電位差與所述第1電位差之間的差分，測(cè)量所述腦電波信號(hào)。也可以所述腦電波信號(hào)中疊加有從外部環(huán)境以預(yù)先確定的頻率固定混入的噪聲， 所述不良情況電極判定部從所述分析結(jié)果中將所述噪聲的頻率功率提取為所述噪聲混入量的參數(shù)。也可以所述預(yù)先確定的頻率是處于外部環(huán)境中的設(shè)備的商用電源噪聲的頻率。也可以所述不良情況電極判定部將能分析所述腦電波信號(hào)的頻帶的功率的平均值提取為所述總頻率功率的參數(shù)。也可以所述電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)還具備電極恢復(fù)判定部，其基于使用被判定為安裝狀態(tài)不良的不良情況電極而測(cè)量到的信號(hào)，判定是否消除了所述不良情況電極的安裝狀態(tài)，在所述不良情況電極為接地極時(shí)，所述電極恢復(fù)判定部從使用所述不良情況電極而測(cè)量到的所述信號(hào)的頻率的分析結(jié)果中提取所述噪聲混入量的參數(shù)，并根據(jù)所述噪聲混入量的參數(shù)的值是否超過(guò)預(yù)先設(shè)定的第3閾值，判定是否消除了所述不良情況電極的安裝狀態(tài)。也可以所述電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)還具備電極恢復(fù)判定部，其基于使用被判定為安裝狀態(tài)不良的不良情況電極而測(cè)量到的信號(hào)，判定是否消除了所述不良情況電極的安裝狀態(tài)，在所述不良情況電極為基準(zhǔn)極和測(cè)量極中的一方時(shí)，所述不良情況電極判定部計(jì)算使用所述不良情況電極而測(cè)量到的所述信號(hào)的平均值和方差，并根據(jù)所述平均值和方差是否都為0，判定是否消除了所述不良情況電極的安裝狀態(tài)。也可以所述電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)還具備測(cè)量電極更換部，其基于預(yù)先保持的電極信息，將被判定為安裝狀態(tài)不良的不良情況電極更換成新電極，所述電極信息記載了為測(cè)量所述用戶的腦電波信號(hào)而能利用的各電極的種類和位置的信息，在被判定為電極的安裝狀態(tài)不良時(shí)，所述測(cè)量電極更換部確定所述不良情況電極的種類和位置并參照所述電極信息，基于由所述不良情況電極測(cè)定的腦電波信號(hào)的腦電波特性確定新電極，所述腦電波測(cè)量部代替所述不良情況電極而利用所確定的所述新電極來(lái)測(cè)量腦電波信號(hào)。也可以所述電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)還具備腦電波處理部，其利用在測(cè)量到的所述腦電波信號(hào)中所包含的特征分量，判斷所述用戶的意圖，在所述不良情況電極為測(cè)量極時(shí)，所述測(cè)量電極更換部參照所述電極信息，將與所述不良情況電極之間的距離在一定距離以內(nèi)、且距產(chǎn)生所述腦電波信號(hào)的特征分量的腦的位置的距離最近的電極確定為所述新電極。也可以所述電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)還具備腦電波處理部，其利用在測(cè)量到的腦電波信號(hào)中所包含的特征分量，判斷所述用戶的意圖，在所述不良情況電極為基準(zhǔn)極時(shí)，所述測(cè)量電極更換部參照所述電極信息，將與乳突骨之間的距離在一定距離以內(nèi)的電極確定為所述新電極。也可以所述電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)還具備腦電波處理部，其利用在測(cè)量到的所述腦電波信號(hào)中所包含的特征分量來(lái)判定所述用戶的意圖，并執(zhí)行與所述用戶的意圖相對(duì)應(yīng)的處理，所述不良情況電極判定部從所述頻率的分析結(jié)果中提取總頻率功率和噪聲混入量中的至少一方的參數(shù)，并通過(guò)所述參數(shù)的值和預(yù)先設(shè)定的閾值的比較，判定所述接地極、 所述基準(zhǔn)極和所述測(cè)量極的任一個(gè)的安裝狀態(tài)的良否，所述輸出部在被判定為所述安裝狀態(tài)不良時(shí)，向用戶提示表示所述電極安裝狀態(tài)不良的信息，并在判定為所述安裝狀態(tài)良好時(shí)，輸出與所述用戶的意圖相對(duì)應(yīng)的處理的結(jié)果。本發(fā)明的一種電極安裝狀態(tài)判定方法，包括使用至少1組由接地極、基準(zhǔn)極和測(cè)量極構(gòu)成的電極的組來(lái)測(cè)量用戶的腦電波信號(hào)的步驟；分析所述腦電波信號(hào)的頻率的步驟；從所述頻率的分析結(jié)果中提取總頻率功率和噪聲混入量中的至少一方的參數(shù)，并通過(guò)所述參數(shù)的值和預(yù)先設(shè)定的閾值的比較，判定所述接地極、所述基準(zhǔn)極和所述測(cè)量極中的任一個(gè)的安裝狀態(tài)不良的步驟；和在被判定為所述安裝狀態(tài)不良時(shí)向用戶提示表示所述電極安裝狀態(tài)不良的信息的步驟。本發(fā)明的一種用于判定電極安裝狀態(tài)的計(jì)算機(jī)程序是由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下步驟使用至少1組由接地極、基準(zhǔn)極和測(cè)量極構(gòu)成的電極的組來(lái)測(cè)量用戶的腦電波信號(hào)的步驟；分析所述腦電波信號(hào)的頻率的步驟；從所述頻率的分析結(jié)果中提取總頻率功率和噪聲混入量中的至少一方的參數(shù)，并通過(guò)所述參數(shù)的值和預(yù)先設(shè)定的閾值的比較，判定所述接地極、所述基準(zhǔn)極和所述測(cè)量極中的任一個(gè)的安裝狀態(tài)不良的步驟；和在被判定為所述安裝狀態(tài)不良時(shí)向用戶提示表示所述電極安裝狀態(tài)不良的信息的步驟。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，在使用了電極的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)中，能夠檢測(cè)電極安裝的不良情況，并且在多個(gè)電極中確定在哪一個(gè)電極中產(chǎn)生了不良情況，從而能夠進(jìn)行穩(wěn)定的腦電波測(cè)量。


圖1是表示具有多種電極41 43的電極腦電圖儀39的結(jié)構(gòu)的圖。圖2(a) (e)是表示組裝了腦電波測(cè)量用的干電極的眼鏡型頭戴式顯示器 (HMD) 50及其安裝狀態(tài)的例子的圖。圖3(a)和(b)是表示設(shè)置在HMD的發(fā)帶25的形狀的范圍內(nèi)的電極配置的圖。圖4是表示腦電波分析的結(jié)果的圖。圖5是表示(a)正常狀態(tài)時(shí)、(b)接地極脫離、(c)測(cè)量極脫離這3種狀態(tài)下的交流噪聲混入量的全體被檢驗(yàn)者的平均值和被檢驗(yàn)者全員的偏差的幅度的圖。圖6是表示(a)、(b)、(c)這3種狀態(tài)下的總頻率功率的全體被檢驗(yàn)者的平均值和被檢驗(yàn)者全員的偏差的幅度的圖。圖7是表示本實(shí)施方式的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)20的功能模塊的結(jié)構(gòu)的圖。圖8是表示將電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)20具體作為HMD時(shí)的裝置形狀的一例的圖。圖9是表示電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)20的硬件結(jié)構(gòu)的例子的圖。圖10是表示眼鏡的各部位的名稱的圖。圖11是表示腦電波接口的畫(huà)面例的圖。圖12是表示腦電波處理部12的腦電波接口處理的順序的流程圖。圖13是電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)20的整體處理的流程圖。圖14是表示頻率分析部14所處理的腦電波波形的例子的圖。圖15是表示在圖13的步驟S1103中進(jìn)行的不良情況電極判定部15的處理的詳細(xì)處理順序的流程圖。圖16是繪制出接地極21正常安裝時(shí)(正常狀態(tài)時(shí))的頻率分析結(jié)果、和脫離接地極時(shí)(接地極不良情況時(shí))的頻率分析結(jié)果的例子的圖。圖17(a) (C)是表示判定為接地極不良情況時(shí)的不良情況通知的一例的圖。圖18(a) (d)是表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。圖19是表示實(shí)施方式1的變形例涉及的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)20a的圖。圖20是表示追加了電極恢復(fù)判定部17的處理的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)20a的處理順序的流程圖。圖21是說(shuō)明電極恢復(fù)判定部17進(jìn)行的電極恢復(fù)判定處理(圖20的步驟S1107)的流程圖。圖22是表示實(shí)施方式2的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)200的功能模塊的結(jié)構(gòu)的圖。圖23是表示追加了測(cè)量電極更換部16的處理的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)200的處理順序的流程圖。圖M是表示實(shí)施方式2中的電極配置例的圖。圖25是表示測(cè)量電極更換部16所保持的電極信息的例子的圖。圖沈是表示在圖23的步驟S1110、S1111、S1112中進(jìn)行的測(cè)量電極更換部的處理順序的流程圖。
具體實(shí)施例方式首先，先說(shuō)明本發(fā)明的原理，之后說(shuō)明本發(fā)明的各實(shí)施方式。本申請(qǐng)的發(fā)明人實(shí)施了如下實(shí)驗(yàn)，S卩在腦電圖儀的多種電極(“測(cè)量極”、“基準(zhǔn)極”以及“接地極”)的每一個(gè)中分別產(chǎn)生了不良情況時(shí)，分別調(diào)查在腦電波波形中產(chǎn)生了什么樣的影響。其結(jié)果，隨著噪聲混入狀況或不良情況的種類，發(fā)現(xiàn)了可僅根據(jù)腦電波波形確定產(chǎn)生了不良情況的電極種類的特征。其中，“測(cè)量極”是被安裝在產(chǎn)生想要測(cè)量的腦活動(dòng)的部位上的電極。此外，“基準(zhǔn)極”是被安裝在腦活動(dòng)的影響少的耳朵周邊部(耳垂或乳突骨)等上的電極。“接地極”是為了通過(guò)差動(dòng)放大除去同相噪聲而安裝的電極。以下，說(shuō)明具有上述的電極(“測(cè)量極”、“基準(zhǔn)極”以及“接地極”)的腦電圖儀的結(jié)構(gòu)例。之后，說(shuō)明根據(jù)本申請(qǐng)的發(fā)明人進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到的新的見(jiàn)解，然后說(shuō)明利用了該見(jiàn)解的確定不良情況電極的實(shí)施方式。圖1表示具有多種電極41 43的電極腦電圖儀39的結(jié)構(gòu)。參照該圖，說(shuō)明電極的種類與根據(jù)1組電極間的電位差測(cè)量的腦電波信號(hào)(腦電波通道)之間的關(guān)系。腦電波被作為安裝在被檢驗(yàn)者的頭部的2個(gè)電極間的電位差而測(cè)量。該電位差對(duì)應(yīng)于因神經(jīng)活動(dòng)而在被檢驗(yàn)者的腦內(nèi)產(chǎn)生的電位變化。顯示了在規(guī)定期間內(nèi)測(cè)量到的電位差的就是腦電波的波形。腦電圖儀39具有N個(gè)測(cè)量極41、1個(gè)接地極42和1個(gè)基準(zhǔn)極43。此外，腦電圖儀 39與N個(gè)測(cè)量極41對(duì)應(yīng)地具有N個(gè)差動(dòng)放大器40。一般，測(cè)量極41 (也稱為“記錄電極(recording electrodes)，，)設(shè)置在產(chǎn)生想要測(cè)量的腦活動(dòng)的部位。此外，基準(zhǔn)極43(也稱為“不記錄電極”)設(shè)置在腦活動(dòng)的影響少的耳朵周邊部(耳垂或乳突骨)等。各差動(dòng)放大器40將在基準(zhǔn)極43中獲取到的電位作為基準(zhǔn)，并對(duì)與在對(duì)應(yīng)于該差動(dòng)放大器40的測(cè)量極41中獲取到的電位之間的電位差進(jìn)行差動(dòng)放大之后輸出。該輸出是測(cè)量對(duì)象部位的腦電波信號(hào)。設(shè)置差動(dòng)放大器40的理由在于，由于在體內(nèi)產(chǎn)生的電位非常微弱，因此需要對(duì)其進(jìn)行放大，而且在放大腦電波時(shí)，需要除去商用設(shè)備所產(chǎn)生的交流噪聲等從外部以相同相位混入的分量。在放大2個(gè)電極(測(cè)量極41、基準(zhǔn)極4 間的電位差來(lái)進(jìn)行測(cè)量的情況下，在差動(dòng)放大器40中除了 2個(gè)電極之外，還另外需要接地極42的輸入。差動(dòng)放大器放大接地極42 與測(cè)量極41之間的電位差(測(cè)量極41的電壓)、和接地極42與基準(zhǔn)極43之間的電位差 (基準(zhǔn)極43的電壓)。進(jìn)而，取測(cè)量極41的電壓與基準(zhǔn)極43的電壓之間的差分。由此，能夠除去同樣包含在測(cè)量極41和基準(zhǔn)極43中的噪聲分量。如上述記載，將放大后的測(cè)量極 41的電壓和基準(zhǔn)極43的電壓之間的電位差作為1個(gè)腦電波信號(hào)(或者腦電波數(shù)據(jù))來(lái)進(jìn)行測(cè)量。放大2個(gè)電極(測(cè)量極41、基準(zhǔn)極4 間的電位差來(lái)進(jìn)行測(cè)量的方法也可以利用其他方法。例如，取接地極42和測(cè)量極41的電位差(測(cè)量極41的電壓)與接地極42和基準(zhǔn)極43的電位差(基準(zhǔn)極43的電壓)之間的差分。之后，也可以放大該差分，作為1個(gè)腦電波信號(hào)來(lái)進(jìn)行測(cè)量。將該1個(gè)腦電波信號(hào)(或者腦電波數(shù)據(jù))稱作“腦電波通道”。對(duì) 1個(gè)差動(dòng)放大器40輸出1個(gè)腦電波通道。如上所述，由于根據(jù)測(cè)量極41、接地極42以及基準(zhǔn)極43這3個(gè)電極測(cè)量1個(gè)腦電波，因此只要在3個(gè)電極中的任一個(gè)電極中產(chǎn)生了不良情況，就成為不能正常測(cè)量腦電波通道的波形的狀態(tài)。在日常生活環(huán)境下，在“測(cè)量極”、“接地極”、“基準(zhǔn)極”中任何一個(gè)極上都有可能產(chǎn)生安裝不良情況。以下，說(shuō)明可產(chǎn)生安裝不良情況的形態(tài)。如在現(xiàn)有技術(shù)的課題欄中說(shuō)明的，無(wú)論是利用糊劑的電極還是干電極，都可能產(chǎn)生安裝不良情況。以下，以干電極為例進(jìn)行說(shuō)明。例如，圖2(a) (e)表示組裝了腦電波測(cè)量用的干電極的眼鏡型頭戴式顯示器 (HM) 50及其安裝狀態(tài)的例子。在圖1的例子中，在眼睛上方位置的兩處配置了測(cè)量極41， 鼻子上配置了接地極42，在耳朵后面配置了基準(zhǔn)極43。在正常安裝了 HM 50的(a)的正常狀態(tài)下，電極適當(dāng)?shù)亟佑|皮膚。在日常生活中， 若用戶運(yùn)動(dòng)，例如處于彎腰的狀態(tài)時(shí)，如(b)所示，HMD50處于向前偏離的狀態(tài)。此時(shí)，眼睛上方的測(cè)量極41和鼻子的接地極42離開(kāi)用戶的皮膚，電極安裝狀態(tài)成為不良情況。此外，在長(zhǎng)時(shí)間安裝了 HM 50的情況下，由于HM的重量，如(C)所示，HM 50處于向下方偏離的狀態(tài)。此時(shí)，眼睛上方的測(cè)量極41產(chǎn)生安裝不良情況。此外，為了進(jìn)行操作或調(diào)整，接觸到HM 50時(shí)或者進(jìn)行了激烈的動(dòng)作之后等，如(d)所示，認(rèn)為處于HMD50的一側(cè)升高的狀態(tài)。其結(jié)果，眼睛上方的測(cè)量極41和耳朵的基準(zhǔn)極41離開(kāi)用戶的皮膚，產(chǎn)生安裝不良情況。并且，在撞擊到某些東西等時(shí)，如(e)所示，HMD50處于橫向偏離的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，假設(shè)一側(cè)眼睛上方的測(cè)量極41、鼻子的接地極42和耳朵的基準(zhǔn)極43中的任一個(gè)脫離。由此，因動(dòng)作或HMD50的位置偏離，不限于在測(cè)量極41中產(chǎn)生安裝不良情況，在接地極、基準(zhǔn)極中同樣也有可能產(chǎn)生安裝不良情況。因此，本申請(qǐng)的發(fā)明人進(jìn)行了下述的實(shí)驗(yàn)。本申請(qǐng)的發(fā)明人假設(shè)了在上述的頭戴式顯示器(HMD)中組裝腦電圖儀的方式，并在HMD的形狀的范圍內(nèi)配置了腦電圖儀的電極。在本說(shuō)明書(shū)中，HMD等的可佩帶式裝置的 “形狀的范圍”是指在該裝置中通常必要的形狀所占的范圍。例如，圖3(a)和(b)表示在 HMD的發(fā)帶25的形狀的范圍內(nèi)設(shè)置的電極的配置。電極設(shè)置在被虛線所示的發(fā)帶25覆蓋的、被檢驗(yàn)者的頭部范圍內(nèi)。HMD的形狀的范圍包括被發(fā)帶25覆蓋的范圍。測(cè)定電極位置的具體例如下。首先，基準(zhǔn)極22配置在右耳后，測(cè)量極1 (圖3的測(cè)量極23b)配置在左眼上方，測(cè)量極2(圖3的測(cè)量極23a)配置在右眼上方。并且，接地極 21配置在圖示的位置(根據(jù)國(guó)際10-20法的地點(diǎn)標(biāo)記，該位置相當(dāng)于FPz的位置)。將基準(zhǔn)極22配置在距作為腦電波產(chǎn)生源的腦的距離較遠(yuǎn)的耳朵的后方，將測(cè)量極23配置在離腦較近的兩眼上方的兩處。由此，能夠測(cè)量2個(gè)腦電波通道。具體而言，通過(guò)接地極21、基準(zhǔn)極22以及測(cè)量極1的組合得到通道1 (Chl)，通過(guò)接地極21、基準(zhǔn)極22以及測(cè)量極2的組合得到通道2 (Ch2)。如上所述，“通道”是指由1個(gè)差動(dòng)放大器(1個(gè)測(cè)量極、基準(zhǔn)極以及接地極的組合)測(cè)量的腦電波信號(hào)(或者腦電波數(shù)據(jù))。在實(shí)驗(yàn)中使用的電極是在測(cè)量極、基準(zhǔn)極以及接地極都不使用糊劑的情況下進(jìn)行安裝的干電極。作為測(cè)量極、基準(zhǔn)極，使用銀-氯化銀有效電極(active electrodes)(不僅在腦電圖儀內(nèi)部還在電極內(nèi)部中進(jìn)行放大的電極)，接地極使用銀-氯化銀的盤電極，并固定在發(fā)帶25中。腦電波測(cè)量使用了 Polymate AP-1124 (Digitex Lab公司制造)。以200Hz 的采樣頻率和0. 3秒的時(shí)間常數(shù)對(duì)一名30多歲的被檢驗(yàn)者進(jìn)行了測(cè)量實(shí)驗(yàn)。本申請(qǐng)的發(fā)明人假定了在電極中產(chǎn)生了不良情況時(shí)噪聲混入量變動(dòng)。因此，觀察正常安裝電極的狀態(tài)、和電極安裝中產(chǎn)生了不良情況的狀態(tài)下的各頻率的功率的變化。其中，關(guān)注來(lái)自認(rèn)為是最大的外部噪聲源的商用電源的60Hz的功率、和認(rèn)為反映噪聲混入量的全部量時(shí)測(cè)量的腦電波的整體頻帶的功率。在腦電波測(cè)量中觀測(cè)的腦電波信號(hào)的振幅電壓的單位是μ V，很微弱。另一方面， 來(lái)自商用電源的60Hz的噪聲中代表性的噪聲分量的振幅電壓的單位是mV，比腦電波信號(hào)的振幅電壓大。此外，由于腦源性信號(hào)是30Hz以下的頻帶，因此能夠容易區(qū)分來(lái)自商用電源的60Hz的噪聲和腦源性信號(hào)。另外，例如，在肌電圖測(cè)量時(shí)，一般，可以說(shuō)肌電的平均電位是幾μ V 幾mV左右，頻率分量是幾Hz 幾百Hz，因此很難區(qū)分肌電圖引起的電位和來(lái)自商用電源的60Hz的噪聲。因此，本申請(qǐng)的發(fā)明人分析了噪聲混入量和總頻率功率這2種參數(shù)。在實(shí)驗(yàn)中，作為噪聲混入量的一例，求出了“交流噪聲混入量”。交流噪聲混入量意味著外部設(shè)備的商用電源噪聲量。外部設(shè)備的商用電源噪聲量是外部設(shè)備的商用電源的頻帶中的頻率的功率。外部設(shè)備的商用電源的頻帶是50Hz或60Hz等，可根據(jù)國(guó)家或地區(qū)來(lái)選擇適當(dāng)?shù)念l率。作為總頻率功率，求出了“可分析頻帶的功率的平均值”。更具體而言，從測(cè)量的腦電波中提取1秒鐘的數(shù)據(jù)，并通過(guò)實(shí)施快速傅立葉變換(FFT)來(lái)求出各頻率的功率的值，根據(jù)大于0且小于或等于IOOHz的頻域的功率的平均值，計(jì)算出了總頻率功率。設(shè)為“大于0 且小于或等于100Hz”的原因在于，在本實(shí)驗(yàn)中以采樣頻率200Hz進(jìn)行了腦電波的測(cè)量，因此根據(jù)采樣定理可知，可利用的頻帶一直到IOOHz為止。“大于0且小于或等于100Hz”的范圍是一例。只要決定可利用的頻帶，以其最大頻率的2倍的采樣頻率測(cè)量腦電波即可。在本實(shí)施方式中，將總頻率功率用作觀察混入到可利用的幅度寬的頻帶中的噪聲功率變化的指標(biāo)。此外，也可以將總頻率功率用作調(diào)查在不是因腦活動(dòng)引起的頻帶(30HZ 以上的區(qū)域)中是否混入了幅度寬的噪聲的指標(biāo)。因此，在30Hz以上的區(qū)域內(nèi)，若計(jì)算出可利用的頻帶的一半以上的區(qū)域的功率的平均值，則可以認(rèn)為觀察到與可利用的整體頻帶、 即0 100Hz的功率的平均值相同的傾向。例如，30以上且100Hz以下的范圍、或大于0且小于或等于60Hz的范圍。圖4表示腦電波分析的結(jié)果。在圖4中，分別表示了 5個(gè)不同狀態(tài)下的、混入到通道1和2(Chl、CM)的交流噪聲混入量和總頻率功率。5個(gè)不同狀態(tài)是“所有的電極都被適當(dāng)安裝的情況(正常狀態(tài))”、“僅使測(cè)量極1偏離的情況(測(cè)量極1偏離)”、“僅使測(cè)量極
122偏離的情況(測(cè)量極2偏離)”、“使基準(zhǔn)極偏離的情況(基準(zhǔn)極偏離)”和“使接地極脫離的情況(接地極脫離)”。這里，“偏離”是指將電極安裝到皮膚的狀態(tài)下使電極繼續(xù)向左右移動(dòng)的狀態(tài)。根據(jù)圖4的最右欄所示的框501內(nèi)的值可知，交流噪聲混入量?jī)H在產(chǎn)生接地極的不良情況時(shí)(接地極脫離)會(huì)增大，在正常狀態(tài)時(shí)或其他電極的不良情況時(shí)沒(méi)有觀察到大的增加。另一方面，如圖4的兩處的框502的值所示，對(duì)于總頻率功率而言，在產(chǎn)生測(cè)量極的不良情況時(shí)(測(cè)量極1或測(cè)量極2偏離)，只有與產(chǎn)生不良情況的測(cè)量極對(duì)應(yīng)的通道增大。 此外，如圖4的框503的值所示，可知在產(chǎn)生基準(zhǔn)極的不良情況時(shí)(基準(zhǔn)極偏離)，通道1、 通道2都增大。根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到了以下見(jiàn)解在產(chǎn)生接地極的不良情況時(shí)，交流噪聲混入量增大，在產(chǎn)生測(cè)量極的不良情況時(shí)，測(cè)量極的對(duì)應(yīng)通道的總頻率功率增大，并且在產(chǎn)生基準(zhǔn)極的不良情況時(shí)，整個(gè)通道的頻率功率增大。進(jìn)一步，本申請(qǐng)的發(fā)明人為了確認(rèn)上述的見(jiàn)解是否是在其他被檢驗(yàn)者中也同樣會(huì)產(chǎn)生的現(xiàn)象，對(duì)14名20多歲的被檢驗(yàn)者進(jìn)行了腦電波測(cè)量實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)在與上述相同的腦電圖儀、電極和電極位置中、測(cè)量了(a)所有電極都正確安裝的狀態(tài)、(b)接地極產(chǎn)生了不良情況的狀態(tài)(接地極脫離的情況)、以及(c)測(cè)量極產(chǎn)生了不良情況的狀態(tài)(測(cè)量極1脫離的狀態(tài))這3種狀態(tài)下的交流噪聲混入量和總頻率功率。圖5表示(a)正常狀態(tài)時(shí)、(b)接地極脫離、以及(c)測(cè)量極脫離這3種狀態(tài)下的交流噪聲混入量的全體被檢驗(yàn)者的平均值和被檢驗(yàn)者全員的偏差的幅度。在圖5中可知， 與圖4的501的結(jié)果相同，與其他狀態(tài)相比在(b)接地極脫離時(shí)，交流噪聲混入量增大的傾向產(chǎn)生在所有被檢驗(yàn)者中。此外，圖6表示上述的(a)、(b)和(c)這3種狀態(tài)下的總頻率功率的全體被檢驗(yàn)者的平均值以及被檢驗(yàn)者全員的偏差的幅度。如圖6所示，可知與圖4的框502的結(jié)果相同， 在(c)測(cè)量極脫離時(shí)，與其他狀態(tài)相比，總頻率功率增大的傾向產(chǎn)生在所有被檢驗(yàn)者中。本次沒(méi)有對(duì)基準(zhǔn)極不良情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。但是，鑒于從圖6的結(jié)果觀察到測(cè)量極不良情況產(chǎn)生時(shí)總頻率功率增大的情形，推測(cè)在基準(zhǔn)極中產(chǎn)生了不良情況時(shí)，與圖4的框503 的結(jié)果相同，全部通道的總頻率功率也會(huì)增大。根據(jù)上述的結(jié)果可知，在產(chǎn)生接地極的不良情況時(shí)交流噪聲混入量增大、產(chǎn)生測(cè)量極不良情況時(shí)測(cè)量極的對(duì)應(yīng)通道的總頻率功率增大、以及產(chǎn)生基準(zhǔn)極不良情況時(shí)全部通道的頻率功率增大這樣的見(jiàn)解并不依賴于被檢驗(yàn)者，并不是特別的傾向。根據(jù)上述的見(jiàn)解設(shè)想到根據(jù)交流噪聲混入量的增大可以判定接地極的不良情況，根據(jù)特定通道中的總頻率功率的增大可判定測(cè)量極的不良情況，并且根據(jù)全部通道中的總頻率功率的增大可判定基準(zhǔn)極的不良情況。以下，參照

基于該設(shè)想而完成的本發(fā)明的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)的實(shí)施方式。作為本申請(qǐng)的發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本申請(qǐng)的發(fā)明人例示如下的具備電極安裝狀態(tài)判定功能的腦電波接口系統(tǒng)(以下，稱作“電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)”)測(cè)量用戶的腦電波，根據(jù)測(cè)量的腦電波的特征信號(hào)判定用戶的狀態(tài)或意圖，并反饋判定結(jié)果。電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)特別是在將不利用糊劑的干電極組裝到HM等可佩帶設(shè)備中的狀態(tài)下測(cè)量腦電波。若是干電極，則特別是在電極安裝狀態(tài)中產(chǎn)生不良情況的可能性較高。在產(chǎn)生了這種電極安裝狀態(tài)的不良情況的情況下，向用戶進(jìn)行通知或恢復(fù)判定。之后若有可能，可以通過(guò)電極更換來(lái)繼續(xù)進(jìn)行測(cè)量。(實(shí)施方式1)圖7表示本實(shí)施方式的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)20的功能模塊的結(jié)構(gòu)。圖8表示將電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)20具體作為HMD時(shí)的裝置的形狀的一例。圖9表示電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)20的硬件結(jié)構(gòu)的例。在各圖所示的結(jié)構(gòu)要素中，對(duì)共同的結(jié)構(gòu)要素附加相同的參考符號(hào)。在本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)中，基于圖8所示的HMD形狀說(shuō)明電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)20。 使用表示眼鏡部位的用語(yǔ)來(lái)表現(xiàn)HMD的各部位。圖10表示眼鏡各部位的名稱。將掛在用戶10的耳朵上以固定HMD主體的部分稱作“終端部(end piece portions)”。將與用戶10 的鼻子接觸并支撐HMD主體的部分稱作“鼻托部(nose pad portions)”。將保持在用戶10 的各眼球前設(shè)置的輸出部13并進(jìn)行固定的部分稱作“鏡框部(rim portion)”。此外，將連接并支撐兩眼前的鏡框部23的部分稱作“鼻梁部(bridge portion) ”，將連接并支撐鏡框部和終端部的部分稱作“鏡腿部(temple portion)如圖7所示，電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)20具有腦電波測(cè)量處理部18和電極狀態(tài)判定處理部19。另外，在圖7中，用戶10是為了便于理解而記載的。腦電波測(cè)量處理部18具有腦電波測(cè)量部11、腦電波處理部12和輸出部13。此外， 電極狀態(tài)判定處理部19具有頻率分析部14和不良情況電極判定部15。以下，說(shuō)明各結(jié)構(gòu)要素。腦電波測(cè)量處理部18的腦電波測(cè)量部11具有圖8所示的接地極21、基準(zhǔn)極22、 測(cè)量極23a、2!3b和腦電波測(cè)量電路24。接地極21設(shè)置在眼鏡的鼻托部，基準(zhǔn)極22設(shè)置在眼鏡的終端部22的內(nèi)側(cè)，測(cè)量極23a、測(cè)量極2 設(shè)置在眼鏡的鏡片上部，腦電波測(cè)量電路 M設(shè)置在眼鏡的鏡腿部。在安裝HMD時(shí)，將各電極21、22、23a、2!3b配置成與用戶10的皮膚接觸。腦電波處理部12根據(jù)測(cè)量的腦電波信號(hào)判斷用戶10的意圖或狀態(tài)。輸出部13是設(shè)置在HMD的鏡片部的設(shè)備(例如，液晶監(jiān)視器)，向用戶10反饋判斷出的結(jié)果。反饋?zhàn)鳛閷?duì)液晶監(jiān)視器的圖像輸出等設(shè)備的動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)。另一方面，電極狀態(tài)判定處理部19的頻率分析部14設(shè)置在HMD的鼻梁部，對(duì)由腦電波測(cè)量部11測(cè)量的腦電波進(jìn)行頻率分析。不良情況電極判定部15根據(jù)頻率分析值判定產(chǎn)生了不良情況的電極，并由輸出部13向用戶10通知電極狀態(tài)。另外，圖8的各功能模塊、電極的位置是一例，但是各功能模塊的位置、各電極的位置及個(gè)數(shù)并不限于此。接著，參照?qǐng)D9說(shuō)明電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)20的硬件結(jié)構(gòu)。接地極21、基準(zhǔn)極22、多個(gè)測(cè)量極23和腦電波測(cè)量電路M構(gòu)成本實(shí)施方式的腦電波測(cè)量部11。接地極21、基準(zhǔn)極22以及多個(gè)測(cè)量極23與腦電波測(cè)量電路M連接，腦電波測(cè)量電路M與總線100連接，從而與其他結(jié)構(gòu)要素之間進(jìn)行腦電波信號(hào)的授受。CPU12URAM122和R0M123構(gòu)成本實(shí)施方式的腦電波處理部12。CPU121向RAM122讀出保存在R0M123中的計(jì)算機(jī)程序124，在RAM122上展開(kāi)并執(zhí)行該計(jì)算機(jī)程序124。本實(shí)施方式的腦電波處理部12通過(guò)該計(jì)算機(jī)程序IM實(shí)現(xiàn)腦電波判斷處理。CPU121、RAM122和 R0M123與總線100連接，在與各結(jié)構(gòu)要素之間進(jìn)行控制信號(hào)或數(shù)據(jù)的授受。接著，CPU141、RAM142和R0M143構(gòu)成本實(shí)施方式的頻率分析部14。CPU141向 RAM142讀出保存在R0M143中的計(jì)算機(jī)程序144，在RAM142上展開(kāi)并執(zhí)行該計(jì)算機(jī)程序 144。本實(shí)施方式的頻率分析部14通過(guò)該計(jì)算機(jī)程序144實(shí)現(xiàn)腦電波波形的頻率分析處理。 CPU141、RAM142和R0M143與總線100連接，向不良情況電極判定部15發(fā)送表示分析結(jié)果的數(shù)據(jù)。CPU151、RAM152和R0M153構(gòu)成本實(shí)施方式的不良情況電極判定部15。CPU151 向RAM152讀出保存在R0M153中的計(jì)算機(jī)程序154，在RAM152上展開(kāi)并執(zhí)行該計(jì)算機(jī)程序 154。本實(shí)施方式的不良情況電極判定部15通過(guò)該計(jì)算機(jī)程序IM實(shí)現(xiàn)后述的不良情況電極判定處理。CPU151、RAM152和R0M153與總線100連接，在與輸出部13之間進(jìn)行控制信號(hào)或數(shù)據(jù)的授受。輸出部13具有圖像處理電路131和畫(huà)面132。圖像處理電路131根據(jù)來(lái)自CPU121 和141的控制信號(hào)或數(shù)據(jù)，向用戶10輸出反饋(例如，向畫(huà)面顯示腦電波波形等)、向畫(huà)面 132輸出電極安裝狀態(tài)的信息。輸出部13還可以兼?zhèn)涮崾綡M所需的信息的功能。上述的計(jì)算機(jī)程序124、144和巧4分別被記錄在半導(dǎo)體存儲(chǔ)介質(zhì)或⑶-ROM等記錄介質(zhì)中作為產(chǎn)品在市場(chǎng)上流通，或者通過(guò)因特網(wǎng)等電信線路來(lái)進(jìn)行傳送。另外，腦電波處理部12、頻率分析部14和不良情況電極判定部15也可以實(shí)現(xiàn)成在半導(dǎo)體電路中安裝了計(jì)算機(jī)程序的DSP等硬件、或不具有CPU而是作為電路進(jìn)行運(yùn)算的半導(dǎo)體。此外，對(duì)于腦電波處理部12、頻率分析部14和不良情況電極判定部15，分別作為具有不同的CPU、RAM和ROM的功能模塊進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以通過(guò)同一 CPU、RAM和ROM來(lái)實(shí)現(xiàn)相同的功能。下面，說(shuō)明本發(fā)明的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)20的概要，大致觀測(cè)其處理之后說(shuō)明電極安裝狀態(tài)的不良情況判定方法。電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)分析測(cè)量的腦電波，并在電極安裝狀態(tài)下產(chǎn)生了不良情況時(shí)，確定不良情況電極并通知給用戶。在沒(méi)有產(chǎn)生不良情況時(shí)，不向用戶通知安裝狀態(tài)，而是提供關(guān)于原本的腦電波測(cè)量和腦電波分析的功能。根據(jù)腦電波分析所提供的功能例如相當(dāng)于判定用戶狀態(tài)和提取用于進(jìn)行設(shè)備操作的意圖。本實(shí)施方式中的腦電波處理以利用腦電波來(lái)判斷用戶的選擇意圖的腦電波接口為例進(jìn)行說(shuō)明。更具體而言，說(shuō)明利用用戶10的腦電波信號(hào)來(lái)操作TV，選擇用戶10想要視聽(tīng)的類型的節(jié)目的腦電波接口。圖11(a)表示腦電波接口的畫(huà)面例。更詳細(xì)而言，圖11(a)是輸出部13經(jīng)由TV 畫(huà)面41向用戶10提示的菜單例。在畫(huà)面中提示“您想看什么節(jié)目？”的提問(wèn)42、和作為想看的節(jié)目的候補(bǔ)的可選項(xiàng)目43a 43d。這里，顯示有4種可選項(xiàng)目(“棒球13a、“天氣預(yù)報(bào)” 43b、“動(dòng)畫(huà)片” 43c以及“新聞” 43d)。在圖11(a)的例中，首先選擇最上面的棒球43a，進(jìn)行高光顯示?！案吖怙@示”是指基于比其它項(xiàng)目更亮的背景的顯示、基于比其它項(xiàng)目更亮的文字色的顯示或者利用光標(biāo)等來(lái)指示的顯示。這里，只要用戶10看到時(shí)系統(tǒng)側(cè)可傳遞當(dāng)前想要注意哪個(gè)項(xiàng)目即可。第4個(gè)節(jié)目新聞43d之后又回到第1個(gè)節(jié)目棒球43a。圖11(b)是由腦電波處理部12獲取到的用戶10的腦電波信號(hào)的事件相關(guān)電位。 事件相關(guān)電位的獲取的起點(diǎn)被設(shè)定為高光顯示各可選項(xiàng)目的瞬間。并且，從該瞬間開(kāi)始，例如從腦電波信號(hào)中提取200ms前到1秒后的事件相關(guān)電位。由此，獲得用戶10對(duì)高光顯示的項(xiàng)目的反應(yīng)。與事件相關(guān)電位44d—起，在橫軸上表示了時(shí)間，在縱軸上表示了事件相關(guān)電位。另外，縱軸的上方向?qū)?yīng)于事件相關(guān)電位為負(fù)(陰性)的方向，下方向?qū)?yīng)于事件相關(guān)電位為正(陽(yáng)性)的方向?，F(xiàn)在，假設(shè)認(rèn)為用戶10想看天氣預(yù)報(bào)43b的情況。若在可選項(xiàng)目43a 43d各自對(duì)應(yīng)的腦電波信號(hào)4 44d中觀察高光顯示了天氣預(yù)報(bào)43b時(shí)的用戶10的腦電波信號(hào) 44b，則以高光顯示了天氣預(yù)報(bào)43b的時(shí)刻為起點(diǎn)，大約在潛伏期300ms之后出現(xiàn)特征性陽(yáng)性分量(P300分量)。因此，腦電波處理部12將檢測(cè)出該P(yáng)300分量的可選項(xiàng)目作為用戶 10想視聽(tīng)的節(jié)目，并將頻道切換到天氣預(yù)報(bào)的頻道。圖11(c)表示選擇了天氣預(yù)報(bào)的頻道之后的畫(huà)面45。圖12表示腦電波處理部12的腦電波接口的處理順序。在步驟S1501中，腦電波處理部12經(jīng)由輸出部13顯示圖11(a)所示的菜單23。 腦電波處理部12在步驟S1502中例如選擇棒球43a的項(xiàng)目，在下一步驟S1503中，經(jīng)由輸出部13高光顯示所選擇的棒球43a的項(xiàng)目。在步驟S1504中，腦電波處理部12從由腦電波測(cè)量部11輸出的腦電波信號(hào)中獲取以項(xiàng)目的高光顯示時(shí)刻為起點(diǎn)的事件相關(guān)電位。在步驟S1505中，腦電波處理部12判定在獲取到的事件相關(guān)電位中是否存在由想要選擇的項(xiàng)目的高光而引起的波形變化。在存在波形變化的情況下進(jìn)入步驟S1506，在不存在波形變化的情況下返回步驟S1502，進(jìn)行下一個(gè)項(xiàng)目(例如天氣預(yù)報(bào)43b)的高光顯示。 通過(guò)識(shí)別P300分量的有無(wú)，能夠判定當(dāng)前獲取到的腦電波的波形是對(duì)應(yīng)于用戶10想要選擇的項(xiàng)目的波形還是對(duì)應(yīng)于不想選擇的項(xiàng)目的波形。最后，在步驟S1506中，腦電波處理部12執(zhí)行與出現(xiàn)了 P300分量的項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的功能(頻道切換)。通過(guò)上述的處理，用戶10即使不操作按鈕也能根據(jù)腦電波來(lái)選擇菜單項(xiàng)目。另外，在步驟S1502中，設(shè)定為按順序選擇項(xiàng)目，但是也可以使用隨機(jī)提示的方法。由此，由于事前不清楚會(huì)選擇哪個(gè)項(xiàng)目，因此能夠選擇更高注意力的菜單。圖13表示電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)20的整體處理的流程圖。以下，沿著圖13的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)20的流程圖說(shuō)明動(dòng)作。在步驟SllOl中，腦電波測(cè)量部11測(cè)量用戶10的腦電波。腦電波的測(cè)量是將圖 8所示的接地極21、基準(zhǔn)極22以及與測(cè)量通道對(duì)應(yīng)的測(cè)量極23這3種電極作為1組加以利用，并按每一組(每一通道)由腦電波測(cè)量電路M進(jìn)行測(cè)量的。另外，在各組中共用接地極21和基準(zhǔn)極22。腦電波測(cè)量電路M以接地極21的電位為基準(zhǔn)進(jìn)行差動(dòng)放大。即，腦電波測(cè)量電路對(duì)以接地極21的電位為基準(zhǔn)放大基準(zhǔn)極22的電位和測(cè)量極23的電位，并從放大后的測(cè)量極23的電位中獲取放大后的基準(zhǔn)極22的電位的差分。由此，能夠測(cè)定以基準(zhǔn)極22為基準(zhǔn)的測(cè)量極23的腦電波電位。該差動(dòng)放大用于放大微弱的信號(hào)的情況，也可以用于腦電波測(cè)量。將如上所述那樣測(cè)量的腦電波電位作為1通道的腦電波數(shù)據(jù)發(fā)送到腦電波處理部 12和頻率分析部14。在步驟S1102中，由頻率分析部14進(jìn)行頻率分析處理。圖14表示頻率分析部14 所處理的腦電波信號(hào)波形的例子。頻率分析部14接收腦電波測(cè)量部11測(cè)量的腦電波信號(hào) 301，并提取成為判定對(duì)象的區(qū)間的腦電波波形302。這里，將提取的區(qū)間例如設(shè)定為1秒鐘。接著，頻率分析部14對(duì)提取出的腦電波信號(hào)302例如實(shí)施基于快速傅立葉變換(FFT) 的頻率分析，并計(jì)算各頻率的功率值303。各頻率的功率值303對(duì)應(yīng)于在快速傅立葉變換 (FFT)的結(jié)果中得到的傅立葉系數(shù)的值。計(jì)算功率值之后，頻率分析部14向不良情況電極判定部15輸出頻率分析結(jié)果。輸出頻率分析結(jié)果之后，頻率分析部14 一直到測(cè)量1秒鐘的腦電波為止待機(jī)，1秒之后再次執(zhí)行頻率分析。但是，在分析對(duì)象區(qū)間以上的期間內(nèi)沒(méi)有在頻率分析部14中產(chǎn)生處理的時(shí)刻的情況下，對(duì)處理時(shí)刻之前的1秒鐘的腦電波數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率分析。在圖13的步驟S1103中，不良情況電極判定部15判定正在進(jìn)行腦電波測(cè)量的各電極中是否產(chǎn)生了安裝不良情況。不良情況電極判定部15根據(jù)頻率分析部14的頻率分析結(jié)果，提取電極安裝狀態(tài)判定所需的噪聲混入量、和總頻率功率的分析參數(shù)。之后，不良情況電極判定部15通過(guò)各分析參數(shù)和預(yù)先設(shè)定的閾值的比較，判定接地極、基準(zhǔn)極以及測(cè)量極的各電極中電極安裝狀態(tài)是否產(chǎn)生了不良情況。在產(chǎn)生了不良情況時(shí)，不良情況電極判定部15進(jìn)行確定在接地極、基準(zhǔn)極以及測(cè)量極中的哪一個(gè)電極中產(chǎn)生了不良情況的處理。 詳細(xì)敘述具體的判定方法。在確定了不良情況電極的情況下，在步驟S1106中，輸出部13向用戶10通知產(chǎn)生了不良情況的電極的位置和種類。在步驟S1103中判斷為不存在不良情況電極的情況下，處理進(jìn)入步驟S1104。在步驟S1104中，腦電波處理部12進(jìn)行利用了測(cè)量到的腦電波的處理。在本實(shí)施方式中，腦電波處理部12切取以進(jìn)行了可選項(xiàng)目高光顯示的時(shí)刻為起點(diǎn)的腦電波，并通過(guò)進(jìn)行是否出現(xiàn)了 P300分量的判定來(lái)判斷用戶10是否具有想要選擇哪個(gè)可選項(xiàng)目的意圖。在步驟S1105中，輸出部13在畫(huà)面等中顯示由腦電波處理部12處理的結(jié)果，并反饋給用戶10。在本實(shí)施方式中，輸出部13在畫(huà)面132中如圖11(b)所示那樣，反饋用戶10 選擇的可選項(xiàng)目137。通過(guò)這樣的處理，既能向用戶提示腦電波測(cè)量的結(jié)果，又能在電極的安裝狀態(tài)產(chǎn)生了不良情況時(shí)，確定該不良情況電極的種類和位置，并通知用戶。接著，說(shuō)明在步驟S1103中不良情況電極判定部15所進(jìn)行的判定不良情況電極的處理。圖15表示在步驟Sl 103(圖13)中進(jìn)行的不良情況電極判定部15的處理的流程圖。以下，詳細(xì)說(shuō)明在步驟S1103中進(jìn)行的處理。在步驟S1201中，不良情況電極判定部15獲取從頻率分析部14輸出的頻率分析結(jié)果。這里的頻率分析結(jié)果在各頻帶中相當(dāng)于頻率功率的值的數(shù)據(jù)。例如，在以采樣周期 200Hz記錄了腦電波的情況下，結(jié)果為其一半周期、即0 IOOHz的頻率分析(FFT)。在步驟S1202中，不良情況電極判定部15根據(jù)各腦電波通道(Ch)的頻率分析結(jié)果，計(jì)算特征噪聲頻率功率。這里，特征噪聲頻率是指在腦電波測(cè)量環(huán)境中由外部設(shè)備等產(chǎn)生的噪聲的頻率。腦電波信號(hào)的該頻率包含該噪聲。例如，在被電氣設(shè)備包圍的環(huán)境中，作為特征噪聲可以列舉來(lái)自電源的交流噪聲。此外，作為同樣的特征噪聲，在汽車等中，將由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的脈沖波考慮為特征噪聲。由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的脈沖波的頻率與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速具有比例關(guān)系。因此，不良情況電極判定部15從汽車的轉(zhuǎn)速計(jì)或計(jì)算機(jī)等中獲取表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的信息，從而能夠確定脈沖波的頻率。根據(jù)各通道的頻率分析結(jié)果，將上述的交流噪聲的頻率或發(fā)動(dòng)機(jī)的脈沖波噪聲的頻率作為特征噪聲頻率進(jìn)行計(jì)算。在本實(shí)施方式中，假設(shè)在室內(nèi)中進(jìn)行利用，將特征噪聲作為交流噪聲來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。交流噪聲的頻帶例如在日本的關(guān)西地區(qū)是60Hz，在關(guān)東地區(qū)是 50Hz。由于進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)的環(huán)境是關(guān)西地區(qū)，因此，特征噪聲頻率為60Hz，將特征噪聲頻率功率換作交流噪聲混入量來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。另外，諸多國(guó)外的交流噪聲的頻帶例如在美國(guó)是 60Hz，在歐洲各國(guó)或中國(guó)是50Hz。基于以下說(shuō)明的60Hz的例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可考慮頻率的差異來(lái)在50Hz的地域中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在步驟S1203中，不良情況電極判定部15根據(jù)各腦電波通道的頻率分析結(jié)果計(jì)算總頻率功率。根據(jù)頻率分析結(jié)果的功率的平均值(0 IOOHz的頻率功率的平均)計(jì)算總頻率功率。在步驟S1204以后的處理中，基于噪聲混入量、總頻率功率的值，不良情況電極判定部15判定在接地極21、基準(zhǔn)極22以及測(cè)量極23中的哪個(gè)電極產(chǎn)生了不良情況。判定的流程是按接地極21的不良情況判定(步驟S1204)、測(cè)量極23的不良情況判定(步驟 S1205、S1206、S1208)以及基準(zhǔn)極22的不良情況判定(步驟S1209)的順序進(jìn)行的。以下， 具體說(shuō)明各個(gè)判定方法。首先，說(shuō)明不良情況電極判定部15進(jìn)行的接地極不良情況判定(步驟S1204)。不良情況電極判定部15參照在步驟S1202中計(jì)算出的交流噪聲混入量，判定在接地極21中是否產(chǎn)生了不良情況。圖16表示以上述的本申請(qǐng)的發(fā)明人實(shí)施的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果(圖4)為例繪制出了在接地極21正常安裝時(shí)(正常狀態(tài)時(shí))的頻率分析結(jié)果、和脫離接地極時(shí)(接地極不良情況時(shí))的頻率分析結(jié)果的例。坐標(biāo)的橫軸表示頻率(單位Hz)，縱軸表示頻率功率(單位 μ V"2)。這里，利用圖4中的Chl的交流噪聲混入量繪制出了 60Hz下的正常狀態(tài)時(shí)和接地極不良情況時(shí)的頻率功率。根據(jù)圖16可知，與正常狀態(tài)時(shí)的82.3μν~2相比，在接地極不良情況時(shí)得到了 35502. 3 μ V"2這樣相差甚遠(yuǎn)的值。因此，在不良情況電極判定部15中預(yù)先設(shè)定接地極的不良情況判定的閾值，并在交流噪聲混入量超過(guò)了閾值的情況下，不良情況電極判定部15判定為在接地極21中產(chǎn)生了不良情況。期望設(shè)定正常狀態(tài)時(shí)和接地極不良情況時(shí)的中間值來(lái)作為“閾值”。但是，考慮到正常狀態(tài)時(shí)和接地極不良情況時(shí)的值背離，因此在本實(shí)施方式中，對(duì)正常狀態(tài)時(shí)的交流噪聲混入量的對(duì)數(shù)和接地極不良情況時(shí)的交流噪聲混入量的對(duì)數(shù)進(jìn)行平均，設(shè)定取該平均值的頻率功率即1700 μ V~2。作為其他閾值設(shè)定方法，僅以正常狀態(tài)時(shí)的值為基準(zhǔn)，考慮例如為了將正常狀態(tài)時(shí)的10倍判斷為異常狀態(tài)(接地極不良情況狀態(tài))而設(shè)定為823 μ V~2的方法。通過(guò)與該閾值的比較，在圖4的實(shí)驗(yàn)例中，在正常狀態(tài)時(shí)判定為“不存在接地極不良情況”，轉(zhuǎn)移到步驟S1205。此外，接地極脫離時(shí)判定為“接地極不良情況”，轉(zhuǎn)移到向輸出部13輸出不良情
18況通知的步驟S1210。圖17(a)表示判定為接地極不良情況時(shí)的不良情況通知的一例。如圖17(a)所示， 在畫(huà)面132上顯示告知接地極脫離的警告。此外，如圖17(b)所示，在表示產(chǎn)生了安裝異常的電極位置的畫(huà)面132上顯示圖像和說(shuō)明。再次參照?qǐng)D15，說(shuō)明不良情況電極判定部15所進(jìn)行的測(cè)量極23的不良情況判定處理(步驟 S1205、S1206、S1208)。在步驟S1205中，不良情況電極判定部15利用本申請(qǐng)的發(fā)明人實(shí)施的上述的實(shí)驗(yàn)特征，比較測(cè)量出的任意1通道的總頻率功率的值、和判定電極不良情況的閾值。在所判定的腦電波通道的總頻率功率超過(guò)了閾值的情況下，不良情況電極判定部15判定為有必要懷疑在所判定的通道序號(hào)的測(cè)量極中產(chǎn)生了不良情況，在步驟S1208中，在不良情況目錄中記錄通道序號(hào)。表1表示記錄了產(chǎn)生不良情況的通道的序號(hào)的不良情況目錄的一例。[表1]不良情況通道序號(hào)
Ch 1
_Ch 5Ch 6
Chk根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，將閾值設(shè)定為例如正常狀態(tài)時(shí)的總頻率功率大的一方的值 5. 2與產(chǎn)生電極不良情況時(shí)所增大的總頻率功率的最小值67. 1的中間值、即36。在圖4的實(shí)驗(yàn)例中，錯(cuò)開(kāi)測(cè)量極1時(shí)，總頻率功率超過(guò)36的Chl被檢測(cè)為不良情況，被追加到不良情況目錄中。作為其他閾值設(shè)定方法，也可以按每個(gè)通道設(shè)定閾值，并僅以正常狀態(tài)時(shí)的值為基準(zhǔn)，將正常狀態(tài)時(shí)的2倍判斷為異常狀態(tài)(測(cè)量極不良情況狀態(tài)) 地設(shè)定(例如，Chl 為 10. 4μ V"2、Ch2 為 5. 6yV"2)。在本次實(shí)驗(yàn)中分析出的不良情況時(shí)的頻率功率的值在電極不良情況時(shí)并不是始終成為該值，可以認(rèn)為是根據(jù)電極偏離的強(qiáng)度和幅度、皮膚的狀態(tài)而產(chǎn)生各種變化。但是， 在產(chǎn)生不良情況時(shí)，與正常狀態(tài)時(shí)相比總頻率功率增大的傾向是不變的。因此，也可以考慮產(chǎn)生不良情況時(shí)的總頻率功率的值的偏離，將用于判斷的閾值設(shè)定得比上述的值小(例如，20μΓ2)。在步驟S1206中，不良情況電極判定部15判斷是否存在還沒(méi)有進(jìn)行步驟S1205 的比較處理的腦電波通道。在存在的情況下，返回步驟S1205，對(duì)該腦電波通道進(jìn)行步驟 S1205的比較處理。對(duì)所有的腦電波通道完成步驟S1205的比較處理之后，處理進(jìn)入步驟S1207。在步驟S1207中，不良情況電極判定部15確認(rèn)不良情況目錄的內(nèi)容，并確認(rèn)記錄在不良情況目錄中的通道序號(hào)。在該不良情況目錄中沒(méi)有任何記錄，即為空的情況下，不良情況電極判定部15判斷為不存在不良情況電極，在步驟S1213中判定為無(wú)不良情況電極。
19
在不良情況目錄不為空的情況下，在步驟S1209中，不良情況電極判定部15判斷當(dāng)前正在測(cè)量的所有的腦電波通道是否被列舉在不良情況目錄中。在所有的通道被列舉在不良情況目錄中的情況下，認(rèn)為在基準(zhǔn)極22中產(chǎn)生了不良情況。因此，不良情況電極判定部15在步驟S1211中判定為有基準(zhǔn)極不良情況。在步驟S1209中，在不良情況目錄和全部通道序號(hào)不一致的情況下，認(rèn)為在個(gè)別測(cè)量極中產(chǎn)生了不良情況。在步驟S1212中，不良情況電極判定部15判定為在與不良情況目錄的Ch序號(hào)對(duì)應(yīng)的測(cè)量極中存在不良情況。在此，參照?qǐng)D4所示的正常狀態(tài)時(shí)、測(cè)量極1不良情況、測(cè)量極2不良情況、基準(zhǔn)極不良情況的狀態(tài)下的FFT的結(jié)果圖表和總頻率功率的值，確認(rèn)圖15所示的判定處理的流程。在正常狀態(tài)時(shí)，通過(guò)圖15的步驟S1205 S1207的處理，不良情況電極判定部15 不在不良情況目錄中追加Chl和Ch2。這是因?yàn)镃hl、Ch2的總頻率功率是5. 2和2. 8，都小于閾值36。之后，由于在步驟S1207中確認(rèn)不良情況目錄為空，因而不良情況電極判定部 15判定為“無(wú)不良情況電極”。測(cè)量極1偏離時(shí)，Chl的總頻率功率為93. 7，超過(guò)了閾值36。因此，不良情況電極判定部15通過(guò)圖15的步驟S1205和步驟S1208的處理，在不良情況目錄中追加包括測(cè)量極1的通道序號(hào)。由于在步驟S1209中判斷為只有Chl存在不良情況，因而不良情況電極判定部15將測(cè)量極1判定為不良情況電極?；鶞?zhǔn)極偏離時(shí)，ChU Ch2的總頻率功率為357. 6、194. 6，都超過(guò)了閾值36。因此， 通過(guò)圖15的步驟S1205、步驟S1208的處理，不良情況電極判定部15在不良情況目錄中追加Chl、Ch2。在步驟S1209中，若判斷為在全部通道中產(chǎn)生了不良情況，則不良情況電極判定部15將基準(zhǔn)極判定為不良情況電極。另外，在上述的說(shuō)明中，作為輸出部13的輸出例說(shuō)明了圖17(a)或圖17(b)所示的通知方法，但是對(duì)于向用戶通知的通知方法并不限于上述。也可以是能向用戶10通知在電極安裝中產(chǎn)生了不良情況，讓用戶10獲知不良情況電極的場(chǎng)所以促使其改善的通知方法。例如，基于聲音的通知方法也屬于本發(fā)明的范疇。通過(guò)以上的處理，可以確定產(chǎn)生了不良情況的電極是測(cè)量極、基準(zhǔn)極以及接地極中的哪一個(gè)。不僅可以確定根據(jù)多個(gè)電極所確定的測(cè)量通道，甚至可以確定正在產(chǎn)生不良情況的電極，從而能通知不良情況。由此，用戶可以立刻改善電極的安裝狀態(tài)，即使在容易產(chǎn)生安裝不良情況的日常生活環(huán)境下也能夠繼續(xù)進(jìn)行腦電波測(cè)量。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，在腦電波測(cè)量中產(chǎn)生了不良情況時(shí)，用戶10可以獲知成為安裝不良情況的電極的種類和位置，能夠自己修正電極安裝狀態(tài)。但是，若用戶10修正不良情況電極，則在不良情況電極附近的、原本沒(méi)有不良情況的電極中有可能產(chǎn)生電極偏離等。其結(jié)果，會(huì)將正常安裝的電極判斷為不良情況電極。因此，在用戶進(jìn)行修正時(shí)，在其他極上也會(huì)出現(xiàn)不良情況通知，作為整體無(wú)法輕易完成修正。因此，不良情況電極判定部15可以直到不良情況電極的恢復(fù)完成為止停止電極不良情況判定處理，以使不對(duì)電極不良情況進(jìn)行檢測(cè)。此時(shí)，例如不良情況電極判定部15 可以判斷不良情況電極的恢復(fù)，或者也可以設(shè)置判定不良情況電極的恢復(fù)的恢復(fù)判定部。 由此，能夠削減不良情況電極修正時(shí)的用戶10的負(fù)荷。
在此，說(shuō)明上述的判定不良情況電極的恢復(fù)的方法。本申請(qǐng)的發(fā)明人進(jìn)行了驗(yàn)證區(qū)分電極不良情況持續(xù)的狀態(tài)和電極恢復(fù)的狀態(tài)的腦電波特征的實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了通過(guò)檢測(cè)在不良情況電極恢復(fù)時(shí)出現(xiàn)的特征，可以進(jìn)行電極恢復(fù)判定處理。以下，說(shuō)明根據(jù)該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到的新的見(jiàn)解，之后詳細(xì)說(shuō)明利用了該見(jiàn)解的不良情況電極的恢復(fù)判定處理。在實(shí)驗(yàn)中，電極與之前的實(shí)驗(yàn)相同，對(duì)1名30多歲的被檢驗(yàn)者在圖3所示的位置上安裝了電極。在右耳后配置基準(zhǔn)極22，在右眼上方配置測(cè)量極23a，在左眼上方配置測(cè)量極23b，接地極21是基于國(guó)際10-20法的地點(diǎn)標(biāo)記的FPz。電極在分別不使用糊劑的情況下，測(cè)量極和基準(zhǔn)極使用銀-氯化銀有效電極，接地極使用銀-氯化銀的盤電極，并固定在發(fā)帶25中。腦電圖儀使用Polymate AP-1124(Digitex Lab公司制造)。以200Hz的采樣頻率和0. 3秒的時(shí)間常數(shù)進(jìn)行了測(cè)量。實(shí)驗(yàn)是將測(cè)量極、接地極作為對(duì)象對(duì)不良情況電極實(shí)施實(shí)驗(yàn)的。認(rèn)為基準(zhǔn)極出現(xiàn)與測(cè)量極相同的特征。此外，假設(shè)不良情況狀態(tài)為“電極脫離”，比較了繼續(xù)脫離電極時(shí)和、脫離電極之后立刻進(jìn)行修正而恢復(fù)到正常狀態(tài)時(shí)的腦電波波形。具體而言，在“(a) —直脫離測(cè)量極23b 的情況”、“ (b)暫時(shí)脫離測(cè)量極2 后恢復(fù)到正確狀態(tài)的情況”、“(c) 一直脫離接地極21的情況”以及“(d)暫時(shí)脫離接地極21后恢復(fù)到正確狀態(tài)的情況”這4種狀態(tài)下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。 本申請(qǐng)的發(fā)明人測(cè)量了各狀態(tài)下的腦電波，并在作為測(cè)量極23的比較的上述(a)和(b)中進(jìn)行了腦電波波形的比較，在作為接地極21的比較的(c)和(d)中進(jìn)行了交流噪聲混入量的比較。圖18(a) (d)分別表示關(guān)于上述的(a) (d)所示的4種狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。各圖表中，橫軸表示時(shí)間(單位秒)，在(a)和(b)中縱軸表示電位(單位μ V)，用實(shí)線表示了 Chl的腦電波的電位。在(c)和(d)中縱軸表示頻率功率(單位μ V~2)，用虛線表示了交流噪聲混入量的變遷。根據(jù)圖18的(a)和(b)的狀態(tài)的比較可知，在(a)測(cè)量極2 —直脫離的狀態(tài)下， 電位以3000μν振蕩之后，波形繼續(xù)維持平坦。相對(duì)于此，在(b)脫離測(cè)量極2 之后立刻恢復(fù)的狀態(tài)下，雖然波形暫時(shí)平坦，但是電極恢復(fù)之后，在數(shù)秒左右之后才出現(xiàn)腦電波的波形。這里的“立刻”例如指大約2、3秒之后。此外，根據(jù)圖18的(c)和(d)的狀態(tài)的比較可知，在(c)接地極21 —直脫離的狀態(tài)下交流噪聲混入量繼續(xù)變遷至超過(guò)10000 μ V~2的值，相對(duì)于此，在(C)脫離接地極21之后立刻恢復(fù)的狀態(tài)下，接地極脫離之后，交流噪聲混入量暫時(shí)增加至5000 μ V~2，但是使接地極恢復(fù)之后的交流噪聲混入量恢復(fù)至與脫離接地極之前相同的較低的值。根據(jù)上述的(a)和(b)、(C)和(d)之間的比較的結(jié)果，關(guān)于測(cè)量極，得到了通過(guò)電極恢復(fù)，在不良情況檢測(cè)之后會(huì)立刻出現(xiàn)腦電波波形的見(jiàn)解。因此，通過(guò)在電極不良情況檢測(cè)之后檢測(cè)是否出現(xiàn)腦電波波形(腦電波數(shù)據(jù)的平均、方差不為0)，能夠判定測(cè)量極的恢復(fù)。對(duì)于基準(zhǔn)極也可以說(shuō)，通過(guò)以同樣的基準(zhǔn)判定任意的腦電波通道的腦電波，能夠判定基準(zhǔn)極的恢復(fù)。此外，關(guān)于接地極，得到了接地極不良情況之后交流噪聲混入量的值增大，但是通過(guò)恢復(fù)使得交流噪聲混入量的值恢復(fù)到正常狀態(tài)的值的見(jiàn)解。因此，可以說(shuō)檢測(cè)接地極不良情況之后，能夠檢測(cè)增加的交流噪聲混入量是否恢復(fù)到正常狀態(tài)時(shí)的值，從而能夠判定接地極的恢復(fù)。以下，參照附圖，說(shuō)明基于該設(shè)想而構(gòu)成的電極恢復(fù)判定部17。圖19表示本實(shí)施方式的變形例涉及的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)20a的功能模塊的結(jié)構(gòu)。在電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)20a中，代替圖7所示的電極狀態(tài)判定處理部19而設(shè)置了電極狀態(tài)判定處理部19a。在電極狀態(tài)判定處理部19a中追加了判定電極恢復(fù)的電極恢復(fù)判定部17。電極恢復(fù)判定部17判定產(chǎn)生了不良情況的電極是否恢復(fù)到可再次測(cè)量腦電波的狀態(tài)。電極恢復(fù)判定部17重新設(shè)置例如與圖9所示 的不良情況電極判定部15相同的硬件，且經(jīng)由總線100連接這些硬件而被連接。此外，通過(guò)變更圖9所示的程序154，也可以構(gòu)成為CPU151、RAM152和R0M153在某一時(shí)刻發(fā)揮不良情況電極判定部15的作用，在其他時(shí)刻發(fā)揮電極恢復(fù)判定部17的作用。在后一例中，對(duì)于程序154而言，不僅包括不良情況電極判定部15的處理順序還包括以下說(shuō)明的電極恢復(fù)判定部17的處理順序而構(gòu)成，從而實(shí)現(xiàn)程序154。另外，通過(guò)不良情況電極判定部15的處理判定出的電極狀態(tài)的信息被提交到電極恢復(fù)判定部17的處理中以執(zhí)行后述的處理。圖20是表示追加了電極恢復(fù)判定部17的處理的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)20a的處理順序的流程圖。在追加了電極恢復(fù)判定部17的處理中，在通知電極不良情況的處理(步驟S1106)之后，追加了判定是否從安裝不良情況的狀態(tài)恢復(fù)到適當(dāng)?shù)陌惭b狀態(tài)的處理(步驟 Sl 107)。以下，參照?qǐng)D21，詳細(xì)說(shuō)明電極恢復(fù)判定部17進(jìn)行的電極恢復(fù)判定處理(圖20的步驟 Sl 107)。在圖21中，若由不良情況電極判定部15檢測(cè)判定出電極不良情況(圖20的步驟 S1106)，則在步驟S1301中，電極恢復(fù)判定部17開(kāi)始進(jìn)行用于電極恢復(fù)判定的腦電波測(cè)量。 腦電波測(cè)量部11進(jìn)行腦電波測(cè)量。在步驟S1302中，電極恢復(fù)判定部17基于不良情況電極判定部15的種類，變更恢復(fù)的處理。在不良情況電極為基準(zhǔn)極22或測(cè)量極23的情況下，基于步驟S1303、S1304進(jìn)行電極恢復(fù)的判定。另一方面，在不良情況電極為接地極21的情況下，在步驟S1305、S1306 的處理中進(jìn)行恢復(fù)判定。首先，說(shuō)明基準(zhǔn)極22/測(cè)量極23的恢復(fù)判定處理。在步驟S1303中，電極恢復(fù)判定部17根據(jù)測(cè)量出的腦電波提取包括不良情況電極的腦電波通道。例如，是測(cè)量極23b的情況下，提取Chi。是基準(zhǔn)極的情況下，由于包括Chl 和Ch2這兩者，因此提取Chl和Ch2中的任一個(gè)。電極恢復(fù)判定部17計(jì)算一定期間(例如 1秒鐘)的腦電波信號(hào)的平均值、方差。另外，若電極的安裝狀態(tài)是未恢復(fù)的狀態(tài)，則這里所說(shuō)的成為處理對(duì)象的信號(hào)不能被稱作“腦電波信號(hào)”。但是，在這里為了便于說(shuō)明，也稱作 “腦電波信號(hào)”。在步驟S1304中，電極恢復(fù)判定部17判定在步驟S1303中計(jì)算出的平均值、方差是否都為0。這相當(dāng)于判定測(cè)量出的腦電波是否是平坦的狀態(tài)。當(dāng)平均值、方差都為0時(shí)， 腦電波是平坦的，換言之，從該電極中沒(méi)有檢測(cè)到腦電波，可以說(shuō)依然維持著不良情況。因此，在腦電波平坦的情況下，可以說(shuō)沒(méi)有消除不良情況電極，因此電極恢復(fù)判定部17使處理返回至步驟S1301，直到消除不良情況為止繼續(xù)進(jìn)行電極恢復(fù)判定。在腦電波不平坦且開(kāi)始測(cè)量腦電波的情況下，由于可以說(shuō)消除了電極的不良情況，因此電極恢復(fù)判定部17指示輸出部13使其向用戶10通知消除了測(cè)量極23或基準(zhǔn)極22的不良情況。之后，結(jié)束處理。輸出部13接受電極恢復(fù)判定部17的指示，在步驟S1307中向用戶10通知消除了電極不良情況。例如，使圖17(a)或(b)的例所示的警告畫(huà)面從畫(huà)面上消除，從而通知消除了電極不良情況。另外，通知方法并不限于上述，也可以采用其他通知方法。例如，如圖17(c)所示， 也可以在畫(huà)面外部設(shè)置LED燈，并利用該LED燈的顏色來(lái)通知安裝狀態(tài)的消除。例 如，也可以在正常時(shí)用綠色來(lái)點(diǎn)亮，在產(chǎn)生不良情況時(shí)用紅色來(lái)點(diǎn)亮，在消除時(shí)再次用綠色來(lái)點(diǎn)亮。 此外，也可以產(chǎn)生“已消除”等來(lái)利用聲音進(jìn)行通知。另外，在從不良情況恢復(fù)時(shí)停止在產(chǎn)生不良情況時(shí)的通知時(shí)所輸出的警告音等視覺(jué)以外的通知方法也是本發(fā)明的范疇。下面，說(shuō)明接地極21的恢復(fù)判定處理。再次參照?qǐng)D21。在步驟S1305中，電極恢復(fù)判定部17針對(duì)測(cè)量出的腦電波的各通道，提取一定期間(例如1秒鐘)的腦電波，并計(jì)算交流噪聲混入量。在步驟S1306中，電極恢復(fù)判定部17判定計(jì)算出的全部通道的交流噪聲混入量是否小于閾值。例如，將閾值設(shè)定為在不良情況電極判定部15判定接地極21的不良情況產(chǎn)生時(shí)所利用的1700 μ V~2。在全部通道的交流噪聲混入量超過(guò)該閾值的情況下，電極恢復(fù)判定部17判斷為沒(méi)有消除接地極21的不良情況，使處理返回步驟S1301，直到接地極不良情況消除為止繼續(xù)進(jìn)行電極恢復(fù)判定。若交流噪聲混入量的增大收斂并小于閾值，則電極恢復(fù)判定部17判斷為消除了接地極21的不良情況，指示輸出部13使其向用戶10通知消除了接地極21的不良情況，結(jié)束電極恢復(fù)判定部17的處理。與步驟S1307的測(cè)量極23或基準(zhǔn)極22的恢復(fù)通知同樣地進(jìn)行基于輸出部13的接地極的恢復(fù)通知。如上述的步驟S1304或S1306所示，通過(guò)檢測(cè)在不良情況電極恢復(fù)時(shí)出現(xiàn)的與不良情況電極吻合的特征，從而能夠進(jìn)行電極恢復(fù)判定處理。由此，通過(guò)追加電極恢復(fù)判定部17，從而在產(chǎn)生電極的不良情況之后，直到不良情況電極恢復(fù)為止不進(jìn)行不良情況判定。因此，用戶無(wú)需進(jìn)行多余的電極安裝狀態(tài)的修正，能夠減輕負(fù)擔(dān)。(實(shí)施方式2)用戶10在電極的安裝狀態(tài)中產(chǎn)生了不良情況時(shí)可通過(guò)實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)獲知成為安裝不良情況的電極的種類，從而能夠判定電極安裝狀態(tài)。但是，在日常生活環(huán)境下，假設(shè)因用戶10的動(dòng)作等的影響會(huì)屢次產(chǎn)生了電極中產(chǎn)生不良情況的機(jī)會(huì)。因此，每次用戶10進(jìn)行動(dòng)作時(shí)都會(huì)進(jìn)行基于實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)的不良情況電極產(chǎn)生的通知，從而用戶10需要修正電極狀態(tài)。因此，需要在檢測(cè)電極的安裝不良情況狀態(tài)之后自動(dòng)從電極的不良情況狀態(tài)進(jìn)行恢復(fù)并可繼續(xù)腦電波測(cè)量的構(gòu)造。從電極的不良情況狀態(tài)的自動(dòng)恢復(fù)是通過(guò)以下方式進(jìn)行的，即將產(chǎn)生了不良情況的電極更換成通過(guò)利用判斷為正常安裝的電極。因此，可自動(dòng)恢復(fù)的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)是以以下方式實(shí)現(xiàn)的，即通過(guò)保持多個(gè)可更換的電極，在產(chǎn)生了不良情況時(shí)以不會(huì)降低處理精度的方式選擇適當(dāng)?shù)碾姌O并更換成正常電極。
因此，在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了如下的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)預(yù)先保持多個(gè)可更換的電極，不僅檢測(cè)電極的安裝不良情況狀態(tài)，而且還判定向正常的腦電波測(cè)量狀態(tài)的自動(dòng)恢復(fù)的可能性，在可更換電極時(shí)自動(dòng)進(jìn)行更換，從而繼續(xù)腦電波測(cè)量。圖22表示本實(shí)施方式的電 極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)200的功能模塊的結(jié)構(gòu)。在電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)200中，代替圖7所示的電極狀態(tài)判定處理部19，設(shè)置了電極狀態(tài)判定處理部190。腦電波測(cè)量部11、腦電波處理部12、輸出部13、頻率分析部14 和不良情況電極判定部15的處理在實(shí)施方式1和2中的兩個(gè)系統(tǒng)相同。對(duì)功能相同的結(jié)構(gòu)要素附加相同的參考符號(hào)并省略其說(shuō)明。以下，說(shuō)明電極狀態(tài)判定處理部190。在電極狀態(tài)判定處理部190中設(shè)置有測(cè)量電極更換部16。測(cè)量電極更換部16在檢測(cè)到不良情況電極的存在時(shí)，切換到代替該不良情況電極而利用了無(wú)不良情況的電極的腦電波信號(hào)測(cè)量。更詳細(xì)而言，測(cè)量電極更換部16判定是否存在可檢測(cè)接近腦電波特性的腦電波信號(hào)的電極，并進(jìn)行自動(dòng)恢復(fù)可能性的判斷，從而代替不良情況電極而選擇作為可利用的候補(bǔ)的電極。在本說(shuō)明書(shū)中，將這種某一電極切換到不同的電極來(lái)利用的動(dòng)作稱作 “電極的更換”。測(cè)量電極更換部16重新設(shè)置例如與圖9所示的不良情況電極判定部15相同的硬件，且經(jīng)由總線100連接這些硬件而被連接。此外，也可以通過(guò)變更圖9所示的程序154，使得CPU151、RAM152和R0M153在某一時(shí)刻發(fā)揮不良情況電極判定部15的作用，在檢測(cè)到不良情況電極的時(shí)刻發(fā)揮測(cè)量電極更換部16的作用。在后一例子中，對(duì)于程序154而言，不僅包括不良情況電極判定部15的處理順序還包括以下說(shuō)明的測(cè)量電極更換部16的處理順序而構(gòu)成，從而實(shí)現(xiàn)程序154。另外，通過(guò)不良情況電極判定部15的處理判定出的電極狀態(tài)的信息被提交到測(cè)量電極更換部16的處理中以執(zhí)行后述的處理圖23是表示追加了測(cè)量電極更換部16的處理的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)200的處理順序的流程圖。與圖13所示的實(shí)施方式1的處理相比，在本實(shí)施方式中，追加了步驟SlllO Sl 112。步驟Sl 110是在檢測(cè)出電極不良情況之后，通過(guò)將該電極不良情況更換成其他電極來(lái)判斷是否可以繼續(xù)腦電波測(cè)量的恢復(fù)可能性判定的處理。步驟Sllll是在可以自動(dòng)恢復(fù)時(shí)進(jìn)行電極的更換使得可繼續(xù)腦電波測(cè)量的電極更換處理。步驟S1112是在不可自動(dòng)恢復(fù)的情況下，向用戶10通知無(wú)法自動(dòng)恢復(fù)的情形并通知不能進(jìn)行促進(jìn)電極修正的自動(dòng)恢復(fù)的處理。在本實(shí)施方式中，在電極中產(chǎn)生了不良情況時(shí)，以將不良情況電極可更換成正常電極的方式，配置比在實(shí)施方式1中設(shè)置的電極的數(shù)量還多的電極。圖24表示本實(shí)施方式的電極配置的例子。在本實(shí)施方式中，配置10個(gè)電極，賦予了分別唯一地識(shí)別電極的電極序號(hào)1 10(為了便于理解，在圖24的電極旁邊示出電極序號(hào))。在這樣配置的電極中，分配一個(gè)基準(zhǔn)極和一個(gè)接地極、以及多個(gè)測(cè)量極。測(cè)量電極更換部16預(yù)先保持關(guān)于電極的信息。圖25表示測(cè)量電極更換部16所保持的電極信息的例子。在電極信息中，記載了電極序號(hào)、電極的利用種類、坐標(biāo)信息和各電極的安裝狀態(tài)，其中，電極的利用種類表示各電極被用作測(cè)量極、接地極和基準(zhǔn)極中的哪一種類的電極，坐標(biāo)信息表示電極的絕對(duì)位置。例如，是HMD型的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)20的情況下，通過(guò)以眼鏡的鼻梁部中心的位置為原點(diǎn)的相對(duì)位置來(lái)表示坐標(biāo)。該相對(duì)位置例如通過(guò)圖24所示的坐標(biāo)軸來(lái)確定。在圖24中， HMD的上下方向表示X坐標(biāo)，左右方向表示Y坐標(biāo)，縱深方向表示Z坐標(biāo)。以下，詳細(xì)說(shuō)明測(cè)量電極更換部16的處理。圖26表示在圖23的步驟S1110、S1111和S1112中進(jìn)行的測(cè)量電極更換部的處理順序。

在步驟S1400中，測(cè)量電極更換部16根據(jù)產(chǎn)生了不良情況的電極的電極序號(hào)，記錄電極信息的狀態(tài)成為“不良情況”的狀況。這里，在圖25的電極序號(hào)3的“狀態(tài)”欄中記錄“不良情況”。另外，圖25的表是一例。只要是能夠唯一地確定正常還是不良情況的方法， 記錄內(nèi)容可以是任意的。也可以記錄與正常對(duì)應(yīng)的值(例如“0”)和與不良情況對(duì)應(yīng)的值 (例如“1”)。另外，也可以在電極信息中僅記錄未產(chǎn)生不良情況的電極種類和位置。若是這樣的電極信息，則可通過(guò)確定不良情況電極的種類和位置來(lái)進(jìn)行電極的更換。測(cè)量電極更換部16根據(jù)被判定為不良情況的電極的種類進(jìn)行不同的電極更換處理。即，根據(jù)電極種類是接地極還是基準(zhǔn)極、還是測(cè)量極，來(lái)執(zhí)行不同的電極更換處理。在步驟S1401中，測(cè)量電極更換部16判定由不良情況電極判定部15判定為不良情況的電極種類。在被判定的電極種類是測(cè)量極時(shí)，處理進(jìn)入步驟S1411，之后執(zhí)行步驟 S1412、S1413和S1414。在被判定的電極種類是基準(zhǔn)極時(shí)，處理進(jìn)入步驟S1421，之后執(zhí)行步驟S1422、S1423和S1424。在被判定的電極種類是接地極時(shí)，處理進(jìn)入步驟S1431，之后執(zhí)行步驟 S1432、S1433 和 S1434。以下，首先說(shuō)明測(cè)量極23的電極更換處理。在測(cè)量極中產(chǎn)生了不良情況時(shí)，需要更換成能夠測(cè)量與在該測(cè)量極中正在測(cè)量的腦電波信號(hào)的特性類似的腦電波信號(hào)的電極。這是因?yàn)樵谶M(jìn)行腦電波信號(hào)處理時(shí)，需要使處理中利用的腦電波信號(hào)的特征分量在更換測(cè)量極的前后以相同的方式出現(xiàn)。為了使腦電波信號(hào)的特征分量以相同的方式出現(xiàn)，需要使更換后的電極的位置接近更換前的電極的位置。因此，為了繼續(xù)腦電波測(cè)量，以便能夠以相同的方式檢測(cè)腦電波信號(hào)的特征分量，需要將產(chǎn)生了不良情況的測(cè)量極更換成與該測(cè)量極的距離較近的電極。此外，通過(guò)在與產(chǎn)生腦電波信號(hào)的特征分量的腦的位置較近的位置上配置電極， 從而增強(qiáng)特征分量的強(qiáng)度，能夠以更高的精度進(jìn)行腦電波處理。因此，作為不良情況電極的更換對(duì)象的測(cè)量極的條件是存在于與不良情況電極的距離較近，且與特征分量的產(chǎn)生源的距離較近的位置上。另外，對(duì)于產(chǎn)生腦電波信號(hào)的特征分量的腦的位置而言，例如，在事件相關(guān)電位的P300分量時(shí)是頭頂部；關(guān)于注意力或集中力的眼球停留電位的PlOO分量而言是后頭部；關(guān)于α波而言也是后頭部；關(guān)于聽(tīng)覺(jué)刺激而言是顳葉。根據(jù)上述方針，說(shuō)明測(cè)量極23的自動(dòng)恢復(fù)可能性的判斷處理及其恢復(fù)方法。在步驟S1411中，測(cè)量電極更換部16基于所保持的電極信息，計(jì)算產(chǎn)生了不良情況的電極的位置與其他沒(méi)有產(chǎn)生不良情況的電極之間的距離。其中，用作接地極或基準(zhǔn)極的電極不能進(jìn)行測(cè)量極的更換，因此從計(jì)算的對(duì)象中排除。此外，同時(shí)測(cè)量電極更換部16 保持特征分量的產(chǎn)生源的位置，并計(jì)算與各電極之間的距離。在圖25的例子中，以坐標(biāo) (0，-2,0)為中心，分別計(jì)算電極序號(hào)1、2、5、6、8、9的距離。在步驟S1412中，測(cè)量電極更換部16比較與計(jì)算出的不良情況電極之間的距離信息和閾值，判定能夠以相同方式測(cè)量特征分量的測(cè)量極的更換候補(bǔ)電極。閾值被設(shè)定成認(rèn)為腦電波特性變化的值(例如，在成年人的情況下是2cm)。在圖25的例子中，將距離為2cm 的電極1、2選作更換候補(bǔ)。在步驟S1412中存在能夠以相同方式測(cè)量腦電波信號(hào)的特征分量的電極的情況下，在步驟S1413中，測(cè)量電極更換部16將測(cè)量極從產(chǎn)生了不良情況的測(cè)量極更換成測(cè)量極的更換候補(bǔ)電極，并再次開(kāi)始腦電波測(cè)量。更換方法例如通過(guò)將產(chǎn)生了不良情況的電極的電路重新連接為更換候補(bǔ)電極來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在能夠以相同的方式測(cè)量特征分量的電極存在多個(gè)的情況下，將與特征分量的產(chǎn)生源的距離最近的電極作為更換對(duì)象的電極來(lái)進(jìn)行測(cè)量極的變更，結(jié)束電極更換處理。在本實(shí)施方式中，特征分量是P300分量，已知P300分量是從頭頂部出現(xiàn)的。若考慮HMD的形狀，則頭頂部的位置如圖24所示那樣是(5，0，15)的位置。因此，若比較特征分量的產(chǎn)生源的位置(5，0，15)和在步驟S1412中選擇出的電極1、2的距離，則可知電極1的距離較小。 因此，電極1作為更換對(duì)象的電極而與不良情況測(cè)量極進(jìn)行更換。另外，電極的更換是通過(guò)停止利用了不良情況電極的腦電波測(cè)量并開(kāi)始利用了更換對(duì)象的電極的腦電波測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。例如，電極的更換是通過(guò)將不良情況電極和差動(dòng)放大器40(圖1)的連線重新連接成更換對(duì)象的電極和差動(dòng)放大器40 (圖1)的連線來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在步驟S1412中判定為不存在更換候補(bǔ)電極的情況下，測(cè)量電極更換部16指示輸出部13使其向用戶10通知不能自動(dòng)恢復(fù)的情形，結(jié)束電極更換處理。如圖17的例子所示， 在輸出部13中，根據(jù)利用警告顯示或LED等的通知或利用聲音等的通知，向用戶10通知產(chǎn)生了電極不良情況且不能自動(dòng)恢復(fù)的情形。接著，說(shuō)明基準(zhǔn)極22的電極更換處理。由于基準(zhǔn)極是被用作腦電波測(cè)量的基準(zhǔn)的電極，因此需要決定為無(wú)法測(cè)量腦電波的反應(yīng)的中立電極(neutral electrode) 0因此，在基準(zhǔn)極中產(chǎn)生了不良情況時(shí)，需要將該基準(zhǔn)極更換成具有腦電波的反應(yīng)較少(難以測(cè)量腦電波)的特性的電極。由于腦電波的反應(yīng)較少的部位是與腦的距離較遠(yuǎn)的耳朵(乳突骨)，因此基準(zhǔn)極從耳朵周邊部采用即可。因此，成為產(chǎn)生了不良情況的基準(zhǔn)極的更換對(duì)象的電極同樣從耳朵周邊部采用即可。根據(jù)上述，說(shuō)明基準(zhǔn)極22的自動(dòng)恢復(fù)可能性的判斷處理及其恢復(fù)方法。在步驟S1421中，測(cè)量電極更換部16基于所保持的電極信息和預(yù)先設(shè)定的耳朵坐標(biāo)，計(jì)算耳朵與正常安裝的各電極之間的距離。但是，由于被用作接地極或測(cè)量極的電極不能進(jìn)行電極的更換，因此從計(jì)算的對(duì)象中排除。在本實(shí)施方式中，乳突骨的位置是電極序號(hào) 10的位置，耳朵坐標(biāo)是(-3，7，12)。因此，以(-3,7,12)為中心，計(jì)算電極1、2、5、6、8、9的距離。在步驟S1422中，測(cè)量電極更換部16比較與計(jì)算出的耳朵位置之間的距離信息和閾值，判定接近耳朵位置的基準(zhǔn)極的更換候補(bǔ)電極。與測(cè)量極相同，將閾值設(shè)定成認(rèn)為腦電波特性變化的2cm等。在圖25的例子中，將耳朵坐標(biāo)與電極之間的距離為2cm的電極9選作更換候補(bǔ)。在步驟S1422中存在接近耳朵位置的電極的情況下，在步驟S1413中，測(cè)量電極更換部16將與耳朵位置之間的距離最小的電極更換成基準(zhǔn)極，并再次開(kāi)始腦電波測(cè)量。更換方法例如通過(guò)將產(chǎn)生了不良情況的電極的電路重新連接成更換候補(bǔ)電極來(lái)實(shí)現(xiàn)。這里，將電極9作為基準(zhǔn)極來(lái)進(jìn)行更換。
在步驟S1422中判定為不存在接近耳朵位置的電極的情況下，測(cè)量電極更換部16 指示輸出部13使其向用戶10通知不能自動(dòng)恢復(fù)的情形，結(jié)束電極更換處理。最后，說(shuō)明接地極21的電極更換處理。接地極是為了進(jìn)行差動(dòng)放大而所需的電極， 不依賴于場(chǎng)所，是通過(guò)與用戶10的皮膚接觸就能夠充分發(fā)揮其功能的電極。因此，需要將接地極更換成具有被用作腦電波測(cè)量極、基準(zhǔn)極的可能性非常低的特性的電極。根據(jù)上述，說(shuō)明接地極21的自動(dòng)恢復(fù)可能性的判斷處理及其恢復(fù)方法。在步驟S1431中，測(cè)量電極更換部16基于電極信息、和預(yù)先設(shè)定的特征分量的產(chǎn)生源的位置，計(jì)算特征分量的產(chǎn)生源與正常安裝的各電極之間的距離。在本實(shí)施方式中，計(jì)算產(chǎn)生源(5，0，15)與電極1、2、5、6、8、9的距離。在步驟S1432中，測(cè)量電極更換部16基于電極信息，判定當(dāng)前是否存在既沒(méi)有在基準(zhǔn)極中利用也沒(méi)有在測(cè)量極中利用的電極，從而作為接地極的更換候補(bǔ)。在圖25的例子中，將電極1、2、5、6、8、9選作更換對(duì)象的電極。在步驟S1432中，存在既沒(méi)有在測(cè)量極中利用也沒(méi)有在基準(zhǔn)極中利用的電極的情況下，在步驟S1433中，測(cè)量電極更換部16將與在步驟S1431中計(jì)算出的信號(hào)產(chǎn)生源之間的距離最遠(yuǎn)的接地極的更換候補(bǔ)電極更換成接地極，并再次開(kāi)始腦電波測(cè)量。在圖25的例子中，與特征分量的產(chǎn)生源(5，0，15)之間的距離最大的電極6成為更換對(duì)象的電極。更換方法例如通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，S卩以使更換對(duì)象的電極從有效電極起不經(jīng)由電極內(nèi)的放大器的方式變更電路，并與產(chǎn)生了不良情況的接地極電極的電路進(jìn)行切換。在步驟S1432中判定為不存在既沒(méi)有在測(cè)量極中利用也沒(méi)有在基準(zhǔn)極中利用的電極的情況下，測(cè)量電極更換部16指示輸出部13使其向用戶10通知不能自動(dòng)恢復(fù)的情形，并結(jié)束電極更換處理。通過(guò)如以上的處理那樣判定是否存在接近腦電波特性的電極，進(jìn)行自動(dòng)恢復(fù)可能性的判斷，并選擇成為更換候補(bǔ)的電極，從而能夠?qū)崿F(xiàn)腦電波電極更換處理。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，即使產(chǎn)生了電極不良情況，也能夠自動(dòng)判斷是否為可繼續(xù)腦電波測(cè)量的狀態(tài)，然后在可繼續(xù)的的情況下自動(dòng)恢復(fù)電極狀態(tài)，因此即使在電極安裝狀態(tài)的不良情況產(chǎn)生的日常生活環(huán)境下，也能夠穩(wěn)定地測(cè)量腦電波，能夠削減用戶經(jīng)常修正電極安裝狀態(tài)的工夫，可減輕用戶的負(fù)擔(dān)。 在實(shí)施方式1和2中，說(shuō)明了將腦電波接口功能和電極安裝狀態(tài)判定功能設(shè)置在1 個(gè)框體(HMD)內(nèi)的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)的例子。但是，該結(jié)構(gòu)只是一例。對(duì)于電極安裝狀態(tài)判定功能而言，也可以分離電極安裝狀態(tài)判定功能并容納在1個(gè)框體內(nèi)作為電極安裝狀態(tài)判定裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明涉及的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)根據(jù)測(cè)量出的腦電波信號(hào)判定用戶的狀態(tài)或意圖，在反饋判定結(jié)果的腦電波測(cè)量系統(tǒng)中可廣泛利用。具體而言，在日常生活環(huán)境下、 且利用電極進(jìn)行腦電波測(cè)量的情況下，為了判定在該電極的安裝狀態(tài)中是否產(chǎn)生了不良情況，將本發(fā)明涉及的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)組裝到腦電圖儀或HMD等可佩帶設(shè)備是很有用的。本發(fā)明涉及的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)在這種推測(cè)用戶的狀態(tài)或意圖的腦電波接口系統(tǒng)的構(gòu)造中很有用，而且也可以實(shí)現(xiàn)為用于安裝的計(jì)算機(jī)程序。
符號(hào)說(shuō) 明10 用戶11腦電波測(cè)量部12腦電波處理部13輸出部14頻率分析部15不良情況電極判定部16測(cè)量電極更換部17電極恢復(fù)判定部20、20a、200電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)
權(quán)利要求
1.一種電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)，其具備腦電波測(cè)量部，其使用至少1組由接地極、基準(zhǔn)極和測(cè)量極構(gòu)成的電極的組來(lái)測(cè)量用戶的腦電波信號(hào)；頻率分析部，其分析所述腦電波信號(hào)的頻率；不良情況電極判定部，其從所述頻率的分析結(jié)果中提取總頻率功率和噪聲混入量中的至少一方的參數(shù)，并通過(guò)所述參數(shù)的值和預(yù)先設(shè)定的閾值的比較，判定所述接地極、所述基準(zhǔn)極和所述測(cè)量極中的任一個(gè)的安裝狀態(tài)不良；和輸出部，其在被判定為所述安裝狀態(tài)不良時(shí)，向用戶提示表示所述電極安裝狀態(tài)不良的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)，其中，所述不良情況電極判定部從所述頻率的分析結(jié)果中提取所述噪聲混入量的參數(shù)，并在所述噪聲混入量的參數(shù)的值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的第1閾值的情況下，判定為所述接地極的安裝狀態(tài)不良。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)，其中，所述不良情況電極判定部從所述頻率的分析結(jié)果中進(jìn)一步提取所述總頻率功率的參數(shù)，并在所述總頻率功率的參數(shù)的值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的第2閾值的情況下，判定為所述基準(zhǔn)極和所述測(cè)量極中的一方的安裝狀態(tài)不良。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)，其中，所述腦電波測(cè)量部使用多組由接地極、基準(zhǔn)極和測(cè)量極構(gòu)成的電極的組，以各個(gè)組測(cè)量腦電波信號(hào)，所述頻率分析部分析各腦電波信號(hào)的頻率，所述不良情況電極判定部從各腦電波信號(hào)的頻率的分析結(jié)果中提取噪聲混入量的參數(shù)，并在提取出的所有所述噪聲混入量的參數(shù)的值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的第1閾值的情況下，判定為所述接地極的安裝狀態(tài)不良，所述不良情況電極判定部從各腦電波信號(hào)的頻率的分析結(jié)果中提取總頻率功率的參數(shù)，并在提取出的所有所述總頻率功率的參數(shù)的值超過(guò)第2閾值的情況下，判定為所述基準(zhǔn)極的安裝狀態(tài)不良，在所述總頻率功率的一部分參數(shù)的值超過(guò)所述第2閾值的情況下， 判定為所述測(cè)量極的安裝狀態(tài)不良。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)，其中，所述腦電波測(cè)量部測(cè)量所述接地極與基準(zhǔn)極之間的第1電位差、以及所述接地極與所述測(cè)量極之間的第2電位差，并基于所述第2電位差與所述第1電位差之間的差分，測(cè)量所述腦電波信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)，其中，所述腦電波信號(hào)中疊加有從外部環(huán)境以預(yù)先確定的頻率固定混入的噪聲，所述不良情況電極判定部從所述分析結(jié)果中將所述噪聲的頻率功率提取為所述噪聲混入量的參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)，其中，所述預(yù)先確定的頻率是處于外部環(huán)境中的設(shè)備的商用電源噪聲的頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)，其中，所述不良情況電極判定部將能分析所述腦電波信號(hào)的頻帶的功率的平均值提取為所述總頻率功率的參數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)，其中，所述電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)還具備電極恢復(fù)判定部，其基于使用被判定為安裝狀態(tài)不良的不良情況電極而測(cè)量到的信號(hào)，判定是否消除了所述不良情況電極的安裝狀態(tài)，在所述不良情況電極為接地極時(shí)，所述電極恢復(fù)判定部從使用所述不良情況電極而測(cè)量到的所述信號(hào)的頻率的分析結(jié)果中提取所述噪聲混入量的參數(shù)，并根據(jù)所述噪聲混入量的參數(shù)的值是否超過(guò)預(yù)先設(shè)定的第3閾值，判定是否消除了所述不良情況電極的安裝狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)，其中，所述電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)還具備電極恢復(fù)判定部，其基于使用被判定為安裝狀態(tài)不良的不良情況電極而測(cè)量到的信號(hào)，判定是否消除了所述不良情況電極的安裝狀態(tài)，在所述不良情況電極為基準(zhǔn)極和測(cè)量極中的一方時(shí)，所述不良情況電極判定部計(jì)算使用所述不良情況電極而測(cè)量到的所述信號(hào)的平均值和方差，并根據(jù)所述平均值和方差是否都為0，判定是否消除了所述不良情況電極的安裝狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)，其中，所述電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)還具備測(cè)量電極更換部，其基于預(yù)先保持的電極信息，將被判定為安裝狀態(tài)不良的不良情況電極更換成新電極，所述電極信息記載了為測(cè)量所述用戶的腦電波信號(hào)而能利用的各電極的種類和位置的信息，在被判定為電極的安裝狀態(tài)不良時(shí)，所述測(cè)量電極更換部確定所述不良情況電極的種類和位置并參照所述電極信息，基于由所述不良情況電極測(cè)定的腦電波信號(hào)的腦電波特性確定新電極，所述腦電波測(cè)量部代替所述不良情況電極而利用所確定的所述新電極來(lái)測(cè)量腦電波信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)，其中，所述電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)還具備腦電波處理部，其利用在測(cè)量到的所述腦電波信號(hào)中所包含的特征分量，判斷所述用戶的意圖，在所述不良情況電極為測(cè)量極時(shí)，所述測(cè)量電極更換部參照所述電極信息，將與所述不良情況電極之間的距離在一定距離以內(nèi)、且距產(chǎn)生所述腦電波信號(hào)的特征分量的腦的位置的距離最近的電極確定為所述新電極。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)，其中，所述電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)還具備腦電波處理部，其利用在測(cè)量到的腦電波信號(hào)中所包含的特征分量，判斷所述用戶的意圖，在所述不良情況電極為基準(zhǔn)極時(shí)，所述測(cè)量電極更換部參照所述電極信息，將與乳突骨之間的距離在一定距離以內(nèi)的電極確定為所述新電極。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)，其中，所述電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)還具備腦電波處理部，其利用在測(cè)量到的所述腦電波信號(hào)中所包含的特征分量來(lái)判定所述用戶的意圖，并執(zhí)行與所述用戶的意圖相對(duì)應(yīng)的處理，所述不良情況電極判定部從所述頻率的分析結(jié)果中提取總頻率功率和噪聲混入量中的至少一方的參數(shù)，并通過(guò)所述參數(shù)的值和預(yù)先設(shè)定的閾值的比較，判定所述接地極、所述基準(zhǔn)極和所述測(cè)量極的任一個(gè)的安裝狀態(tài)的良否，所述輸出部在被判定為所述安裝狀態(tài)不良時(shí)，向用戶提示表示所述電極安裝狀態(tài)不良的信息，并在判定為所述安裝狀態(tài)良好時(shí)，輸出與所述用戶的意圖相對(duì)應(yīng)的處理的結(jié)果。
15.一種電極安裝狀態(tài)判定方法，包括使用至少1組由接地極、基準(zhǔn)極和測(cè)量極構(gòu)成的電極的組來(lái)測(cè)量用戶的腦電波信號(hào)的步驟；分析所述腦電波信號(hào)的頻率的步驟；從所述頻率的分析結(jié)果中提取總頻率功率和噪聲混入量中的至少一方的參數(shù)，并通過(guò)所述參數(shù)的值和預(yù)先設(shè)定的閾值的比較，判定所述接地極、所述基準(zhǔn)極和所述測(cè)量極中的任一個(gè)的安裝狀態(tài)不良的步驟；和在被判定為所述安裝狀態(tài)不良時(shí)向用戶提示表示所述電極安裝狀態(tài)不良的信息的步驟
16.一種計(jì)算機(jī)程序，用于判定電極安裝狀態(tài)，該計(jì)算機(jī)程序是由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下步驟使用至少1組由接地極、基準(zhǔn)極和測(cè)量極構(gòu)成的電極的組來(lái)測(cè)量用戶的腦電波信號(hào)的步驟；分析所述腦電波信號(hào)的頻率的步驟；從所述頻率的分析結(jié)果中提取總頻率功率和噪聲混入量中的至少一方的參數(shù)，并通過(guò)所述參數(shù)的值和預(yù)先設(shè)定的閾值的比較，判定所述接地極、所述基準(zhǔn)極和所述測(cè)量極中的任一個(gè)的安裝狀態(tài)不良的步驟；和在被判定為所述安裝狀態(tài)不良時(shí)向用戶提示表示所述電極安裝狀態(tài)不良的信息的步驟
全文摘要
電極安裝狀態(tài)判定系統(tǒng)具備腦電波測(cè)量部，其使用至少1組由接地極、基準(zhǔn)極和測(cè)量極構(gòu)成的電極的組來(lái)測(cè)量用戶的腦電波信號(hào)；頻率分析部，其分析腦電波信號(hào)的頻率；不良情況電極判定部，其從頻率的分析結(jié)果中提取總頻率功率和噪聲混入量中的至少一方的參數(shù)，并通過(guò)參數(shù)的值和預(yù)先設(shè)定的閾值的比較，判定接地極、基準(zhǔn)極和測(cè)量極中的任一個(gè)的安裝狀態(tài)不良；和輸出部，其在被判定為安裝狀態(tài)不良時(shí)向用戶提示表示電極安裝狀態(tài)不良的信息。因此，在日常生活環(huán)境下的腦電波測(cè)量中，可確定安裝狀態(tài)產(chǎn)生了不良情況的電極。
文檔編號(hào)A61B5/0476GK102448371SQ20108002331
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者寺田佳久, 森川幸治 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社