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公開番号2025099239
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023215740
出願日2023-12-21
発明の名称フィードバックシステム
出願人学校法人芝浦工業大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類A61B 5/1455 20060101AFI20250626BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】個人差が補正された半球優位性の情報を対象者にリアルタイムでフィードバックすることが可能であるフィードバックシステムを提供する。
【解決手段】フィードバックシステムは、近赤外分光法によって、対象者の左大脳半球の脳活動量と対象者の右大脳半球の脳活動量とを計測する計測部と、ベースライン値を決定する決定部と、ベースライン値に基づいて、左大脳半球の脳活動量と右大脳半球の脳活動量とを補正する補正部と、右大脳半球の脳活動量の代表値から左大脳半球の脳活動量の代表値を減算した結果を分子とし、左大脳半球の脳活動量の代表値と右大脳半球の脳活動量の代表値とを加算した結果を分母として、側化指数を算出する指数算出部と、側化指数に基づいて、半球優位性を推定する推定部と、半球優位性に基づいて、音又は画像を生成する生成部と、生成された音又は画像を、対象者に提示する提示部とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
近赤外分光法によって、対象者の左大脳半球の脳活動量と前記対象者の右大脳半球の脳活動量とを、所定周期で計測する計測部と、
前記対象者の安静期間内に定められたベースライン決定期間における、前記左大脳半球の脳活動量の振幅と前記右大脳半球の脳活動量の振幅とに基づいて、前記安静期間に続くフィードバック期間において前記左大脳半球の脳活動量と前記右大脳半球の脳活動量とのうちの少なくとも一方が負値となる可能性を低くするように、ベースライン値を決定する決定部と、
前記フィードバック期間において、前記左大脳半球の脳活動量と前記右大脳半球の脳活動量とに前記ベースライン値に基づいて、前記左大脳半球の脳活動量と前記右大脳半球の脳活動量とを補正する補正部と、
前記フィードバック期間における、前記左大脳半球の脳活動量の代表値から前記右大脳半球の脳活動量の代表値を減算した結果、又は、前記右大脳半球の脳活動量の代表値から前記左大脳半球の脳活動量の代表値を減算した結果を分子とし、前記左大脳半球の脳活動量の代表値と前記右大脳半球の脳活動量の代表値とを加算した結果を分母として、側化指数を算出する指数算出部と、
前記側化指数に基づいて、前記左大脳半球又は前記右大脳半球の半球優位性を推定する推定部と、
推定された前記半球優位性に基づいて、音又は画像を生成する生成部と、
生成された前記音又は前記画像を、前記対象者に提示する提示部と
を備えるフィードバックシステム。
続きを表示（約 300 文字）【請求項２】
前記決定部は、前記ベースライン決定期間における前記左大脳半球の脳活動量の最大振幅と、前記ベースライン決定期間における前記右大脳半球の脳活動量の最大振幅とのうちのより大きい振幅と、重み係数とに基づいて、前記ベースライン値を決定する、請求項１に記載のフィードバックシステム。
【請求項３】
前記左大脳半球の脳活動量は、左前頭前野の脳活動量であり、
前記右大脳半球の脳活動量は、右前頭前野の脳活動量である、請求項１に記載のフィードバックシステム。
【請求項４】
前記代表値は、移動平均値又は移動中央値である、請求項１に記載のフィードバックシステム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィードバックシステムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
脳活動量を計測する手法として、近赤外分光法(NIRS: Near Infra-red Spectroscopy)が知られている。近赤外分光法では、近赤外線を含む光が頭皮から脳に照射され、脳の血液中のヘモグロビンに光が吸収された比率に基づいて、脳活動量が計測される。近赤外分光法は、脳活動量を計測する他の手法と比較して、対象者の頭部への計測装置の装着が容易であり、且つ、対象者の体動に対する許容性が高いという利点がある。そのため、近赤外分光法は、成人だけでなく乳幼児の脳活動の計測にも、よく使用される。
【０００３】
また、精神疾患及び認知能力低下に対する治療方法として、ニューロフィードバックが知られている。ニューロフィードバックでは、対象者の脳活動量が計測され、計測された脳活動量に基づく情報が対象者にフィードバックされる。フィードバックされた情報に基づいて対象者が試行錯誤することで、対象者が脳活動を自律的に調整し、その結果として対象者の心の状態がより良い状態になる。
【０００４】
言語理解及び情動という側面で、左脳の活動量と右脳の活動量との差が計測され、その計測結果に関する知見が得られるようになった。この知見に基づいて、脳活動の左右差を対象者が自律的に調節することを目的としたニューロフィードバックシステムが開発されるようになった。
【０００５】
近赤外分光法を用いたニューロフィードバックの形態には、即時的形態と遅延的形態との二つがある。即時的形態のニューロフィードバックでは、計測装置のサンプリング周期に応じて計測された脳活動量に基づいて左右差指標がリアルタイムで算出され、左右差指標に基づいて推定された半球優位性の情報が、対象者にリアルタイムでフィードバックされる。これに対して、遅延的形態のニューロフィードバックでは、計測装置のサンプリング周期に応じて一定期間内に計測された脳活動量に基づいて左右差指標が算出され、左右差指標に基づいて推定された半球優位性の情報が、対象者に非リアルタイムでフィードバックされる。
【０００６】
ニューロフィードバックでは、ヘモグロビンに光が吸収された比率の変化量を表すヘモグロビン濃度変化量「Ｈｂ」について、ベースライン値からの偏差（振幅）が、脳活動量として計測される。また、左脳の活動量と右脳の活動量との差分は、脳活動量の左右差指標として算出され、左右差指標に基づいて推定された半球優位性の情報が対象者にフィードバックされる（非特許文献１及び非特許文献２参照）。
【０００７】
左右差指標として、側化指数（LI: Laterality Index)が知られている。側化指数は、式（１）のように表される。
【０００８】
TIFF
2025099239000002.tif
19
170
【０００９】
式（１）に表された側化指数は、左脳の活動量と右脳の活動量との差分が、左脳の活動量と右脳の活動量との合計（対象者の脳活動量の全体）で除算されることで、正規化される（特許文献１参照）。これによって、式（１）に表された側化指数では、脳活動の全体量の個人差が補正される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特許第６４８９０１８号公報
【非特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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