腦電波信號(hào)處理裝置、腦電波信號(hào)處理方法、程序、及記錄介質(zhì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及處理腦電波信號(hào)的腦電波信號(hào)處理裝置及腦電波信號(hào)處理方法。還涉 及使計(jì)算機(jī)發(fā)揮該腦電波信號(hào)處理裝置之功能的程序、以及記錄有該程序的記錄介質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002] 腦中各部位的活動(dòng)可以看成是振子運(yùn)動(dòng)，而腦高級(jí)功能可以看成是這些振子間的 相位同步現(xiàn)象。例如，可以將在畫面左上和右下配置有球體的第1圖像、以及在畫面右上和 左下配置有球體的第2圖像，以動(dòng)畫方式交替地給試驗(yàn)對(duì)象者看，由此確認(rèn)相位同步現(xiàn)象 (非專利文獻(xiàn)1)。
[0003] 實(shí)際上，若觀察試驗(yàn)對(duì)象者看這些圖像時(shí)的腦電波就可發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)對(duì)象者產(chǎn)生了 "上下并排的2個(gè)球體以逆相方式水平移動(dòng)"的感覺(jué)，同時(shí)還在表達(dá)右腦活動(dòng)的腦電波（以 下記作"右腦電波"）與表達(dá)左腦活動(dòng)的腦電波（以下記作"左腦電波"）間發(fā)生了相位同 步。這不容質(zhì)疑地佐證了第1圖像中配置在畫面左上的球體（被右腦識(shí)別）與第2圖像中 配置在畫面右上的球體（被左腦識(shí)別）看似同時(shí)存在的這種腦高級(jí)功能可通過(guò)上述相位同 步現(xiàn)象來(lái)確認(rèn)。
[0004] 另外，在觀察中風(fēng)患者的腦電波時(shí)，同樣也能確認(rèn)相位同步現(xiàn)象。即，當(dāng)觀察腦高 級(jí)功能發(fā)生了障礙的中風(fēng)患者的腦電波時(shí)可知，與健康者的腦電波相比，中風(fēng)患者的右腦 電波與左腦電波間難以產(chǎn)生相位同步。另外，關(guān)于中風(fēng)患者的右腦電波和左腦電波，有研究 成果指出剛罹患腦疾后的相位易同步性與康復(fù)有效性之間存在有意義的相關(guān)性（非專利 文獻(xiàn)2)。
[0005] [現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0006] 非專利文獻(xiàn) I :Michael Rose 及其他 1 名；"Neural Coupling Binds Visual Tokens to Moving Stimul i'，；The Journal of Neuroscience ；2005 年 11 月 2 日，25(44)，ρ· 10101 ~10104
[0007] 非專利文獻(xiàn) 2 :Wenqing Wu 及其它 6 名；" Impaired neuronal synchrony after focalischemic stroke in elderly patients'，；Clinical Neurophysiology ；ELSEVIER ； 2010年6月29日網(wǎng)絡(luò)公開，122 (2011)，p. 21~26

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] [本發(fā)明要解決的問(wèn)題]
[0009] 非專利文獻(xiàn)2報(bào)告的研究成果中指出，通過(guò)使右腦電波與左腦電波之間達(dá)到易發(fā) 生相位同步的狀態(tài)，能增進(jìn)中風(fēng)患者的康復(fù)效果。
[0010] 然而，中風(fēng)患者鍛煉自己的腦來(lái)達(dá)成上述狀態(tài)的方法卻未知。另外，醫(yī)療人員鍛煉 中風(fēng)患者的腦來(lái)達(dá)成上述狀態(tài)的方法也未知。
[0011] 本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而研發(fā)的，目的在于實(shí)現(xiàn)一種能用于鍛煉腦來(lái)使右腦電波 與左腦電波間易發(fā)生相位同步的腦電波信號(hào)處理裝置。
[0012] 這里，本發(fā)明的目的并不限增進(jìn)中風(fēng)患者的康復(fù)效果。即，使右腦電波與左腦電波 間易發(fā)生相位同步的技術(shù)不僅能增進(jìn)中風(fēng)患者的康復(fù)效果，也有助于增進(jìn)各種腦疾患者的 康復(fù)效果。另外，還有助于強(qiáng)化健康者的腦高級(jí)功能。
[0013] [解決問(wèn)題的技術(shù)方案]
[0014] 為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的腦電波信號(hào)處理裝置具備：瞬時(shí)相位確定部，根據(jù)表達(dá) 試驗(yàn)對(duì)象者右腦腦電波的右腦電波信號(hào)來(lái)逐次確定右瞬時(shí)相位，且根據(jù)表達(dá)試驗(yàn)對(duì)象者左 腦腦電波的左腦電波信號(hào)來(lái)逐次確定左瞬時(shí)相位，其中，所述右瞬時(shí)相位為所述右腦電波 信號(hào)的瞬時(shí)相位，所述左瞬時(shí)相位為所述左腦電波信號(hào)的瞬時(shí)相位；相位同步指數(shù)計(jì)算部， 根據(jù)所述瞬時(shí)相位確定部所逐次確定出的右瞬時(shí)相位及左瞬時(shí)相位，逐次計(jì)算表達(dá)所述右 腦電波信號(hào)與所述左腦電波信號(hào)間的相位同步程度的相位同步指數(shù)；信號(hào)生成部，根據(jù)所 述相位同步指數(shù)計(jì)算部所逐次計(jì)算出的相位同步指數(shù)，生成為了向所述試驗(yàn)對(duì)象者施加與 該相位同步指數(shù)相聯(lián)動(dòng)地變化的刺激而提供給刺激施加裝置的信號(hào)。
[0015] 為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的腦電波信號(hào)處理方法包含：瞬時(shí)相位確定步驟，根據(jù)表 達(dá)試驗(yàn)對(duì)象者右腦腦電波的右腦電波信號(hào)來(lái)逐次確定右瞬時(shí)相位，且根據(jù)表達(dá)試驗(yàn)對(duì)象者 左腦腦電波的左腦電波信號(hào)來(lái)逐次確定左瞬時(shí)相位，其中，所述右瞬時(shí)相位為所述右腦電 波信號(hào)的瞬時(shí)相位，所述左瞬時(shí)相位為所述左腦電波信號(hào)的瞬時(shí)相位；相位同步指數(shù)計(jì)算 步驟，根據(jù)所述瞬時(shí)相位確定步驟中逐次確定出的右瞬時(shí)相位及左瞬時(shí)相位，逐次計(jì)算表 達(dá)所述右腦電波信號(hào)與所述左腦電波信號(hào)間的相位同步程度的相位同步指數(shù)；信號(hào)生成步 驟，根據(jù)所述相位同步指數(shù)計(jì)算步驟中逐次計(jì)算出的相位同步指數(shù)，生成為了向所述試驗(yàn) 對(duì)象者施加與該相位同步指數(shù)相聯(lián)動(dòng)地變化的刺激而提供給刺激施加裝置的信號(hào)。
[0016] [發(fā)明效果]
[0017] 通過(guò)本發(fā)明，試驗(yàn)對(duì)象者能夠鍛煉自己的腦來(lái)使右腦電波與左腦電波間易發(fā)生相 位同步。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的腦電波信號(hào)處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0019] 圖2是圖1所示腦電波信號(hào)處理裝置的一變形例的框圖。
[0020] 圖3是圖1所示腦電波信號(hào)處理裝置所顯示的視頻內(nèi)容的示意圖。
[0021] 圖4是發(fā)揮圖1所示腦電波信號(hào)處理裝置之功能的計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0022] 〈附圖標(biāo)記說(shuō)明〉
[0023] 1 腦電波信號(hào)處理裝置
[0024] 11 腦電波信號(hào)取得部
[0025] 12R 右瞬時(shí)相位確定部（瞬時(shí)相位確定部）
[0026] 12L 左瞬時(shí)相位確定部（瞬時(shí)相位確定部）
[0027] 13 相位同步指數(shù)計(jì)算部
[0028] 14 視頻信號(hào)生成部
[0029] 100 計(jì)算機(jī)
[0030] 140 輔助存儲(chǔ)裝置（記錄介質(zhì)）
[0031] XR 腦電波信號(hào)（右腦電波信號(hào)）
[0032] XL 腦電波信號(hào)（左腦電波信號(hào)）
[0033] Φ R (f，t) 瞬時(shí)相位（右瞬時(shí)相位）
[0034] Φ L (f，t) 瞬時(shí)相位（左瞬時(shí)相位）
[0035] PSI (f，t) 相位同步指數(shù)
【具體實(shí)施方式】
[0036] 以下，根據(jù)【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的腦電波信號(hào)處理裝置的一實(shí)施方式。在以下的說(shuō)明 中，所謂2個(gè)量為"同等程度"，是指這2個(gè)量的數(shù)量級(jí)一致。換言之，是指較大方的量為較 小方的量的10倍以下。
[0037] 〔腦電波信號(hào)處理裝置的結(jié)構(gòu)〕
[0038] 結(jié)合圖1來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式的腦電波信號(hào)處理裝置1的結(jié)構(gòu)。
[0039] 圖1是腦電波信號(hào)處理裝置1的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，腦電波信號(hào)處理裝置1 具備腦電波信號(hào)取得部11、右瞬時(shí)相位確定部12R、左瞬時(shí)相位確定部12L、相位同步指數(shù) 計(jì)算部13、視頻信號(hào)生成部14。
[0040] 腦電波信號(hào)取得部11用以從與腦電波信號(hào)處理裝置1相連的外部裝置（腦電波 計(jì)等）取得表達(dá)試驗(yàn)對(duì)象者右腦腦電波的腦電波信號(hào)XR、以及表達(dá)試驗(yàn)對(duì)象者左腦腦電波 的腦電波信號(hào)XL。腦電波信號(hào)取得部11取得的腦電波信號(hào)XR及腦電波信號(hào)XL各自傳送 至右瞬時(shí)相位確定部12R及左瞬時(shí)相位確定部12L。
[0041] 這里，關(guān)于腦電波信號(hào)XR的提供源，可例舉貼在上述試驗(yàn)對(duì)象者頭部右半部的電 極。此時(shí)，腦電波信號(hào)取得部11按照預(yù)先所定的采樣周期A t，對(duì)上述外部裝置檢測(cè)到的該 電極的電位進(jìn)行采樣，由此獲得表達(dá)上述試驗(yàn)對(duì)象者右腦腦電波的腦電波信號(hào)XR。采樣周 期Δ t例如可以設(shè)定成Im秒以上4m秒以下（本實(shí)施方式中，定為Δ t = Im秒）。以下，將 在時(shí)刻t采樣到的腦電波信號(hào)XR的值記作XR(t)。
[0042] 另外，關(guān)于腦電波信號(hào)XL的提供源，可例舉貼在上述試驗(yàn)對(duì)象者頭部左半部的電 極。此時(shí)，腦電波信號(hào)取得部11按照上述采樣周期A t，對(duì)上述外部裝置檢測(cè)到的該電極的 電位進(jìn)行采樣，由此獲得表達(dá)上述試驗(yàn)對(duì)象者左腦腦電波的腦電波信號(hào)XL。以下，將在時(shí)刻 t采樣到的腦電波信號(hào)XL的值記作XL⑴。
[0043] 右瞬時(shí)相位確定部12R根據(jù)腦電波信號(hào)XR，逐次確定（實(shí)時(shí)確定）瞬時(shí)相位 ΦΚ(?·，υ。這里，瞬時(shí)相位（i>R(f，t)是指腦電波信號(hào)XR所含成分波當(dāng)中的具有目標(biāo)頻率 f的成分波XRf在時(shí)刻t的相位。該目標(biāo)頻率f是由操作人員等指定的頻率。例如，若目標(biāo) 頻率f被定為10Hz，則右瞬時(shí)相位確定部12R確定的瞬時(shí)相位（i>R(f，t)表達(dá)的就是上述 試驗(yàn)對(duì)象者右