面積値を用いた判定法の検討

図 5-4 に 被 験 者 Y1 の 波 形 例 （ch3：RO-LO） を 示 す 。 図 中 の (a) は 被 験 者 が 中 央（ 黒 線 波 形 ）か ら 左（ 灰 色 線 波 形 ）に 視 線 を 移 し た 場 合 で ， (b) は 中 央（ 黒 線 波 形 ） か ら 右 （ 灰 色 線 波 形 ） に 視 線 を 移 し た 場 合 の 波 形 で あ る 。 い ず れ も 中 央 視 線 の 波 形 は 反 転 1～10 回 ま で の 同 期 加 算 波 形 を 用 い ， 左 ま た は 右 視 線 の 波 形 は 反 転 11～30 回 ま で の 同 期 加 算 波 形 を 用 い た 。

こ の 波 形 を 見 る と ，表 5-1 で 用 い た 74～76msec の 電 圧 平 均 値 の 相 対 比 較 に よ る 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム は 左 視 線(a)で は 有 効 で あ っ て も 右 視 線(b)で は 使 え な い 場 合 が あ る こ と が わ か る 。 し か し 全 体 的 な 波 形 の 変 化 に 注 目 し て み る と ， パ タ ー

が ベ ー ス ラ イ ン か ら マ イ ナ ス 方 向 に シ フ ト し ， 逆 に 右 に 視 線 移 動 し た 場 合(b) で は プ ラ ス 方 向 に シ フ ト す る 傾 向 に あ る こ と が 見 て と れ る 。

図 5-4 イ ン タ フ ェ ー ス II 型 を 用 い た 波 形 例 （ 被 験 者 Y1，ch3:RO-LO）

(a): 中 央(黒 線)か ら 左(灰 色 線)に 視 線 移 動 (b): 中 央(黒 線)か ら 右(灰 色 線)に 視 線 移 動

こ の 現 象 に つ い て 考 え る と ，3分 割 画 面 の イ ン タ フ ェ ー ス II型 で は 常 に 2 方 向 か ら の 視 覚 刺 激 を 受 け る た め ， イ ン タ フ ェ ー ス I 型 の 場 合 に 見 ら れ た よ う に 典 型 的 な transient 型 VEP に 類 似 し た 波 形 が 出 に く い 可 能 性 が 考 え ら れ る 。そ の た め N/P75 や P/N100 の よ う に 単 一 な ピ ー ク が 見 ら れ な い 。 し か し な が ら 2 方 向 の 視 覚 刺 激 に よ る 影 響 は 確 実 に 受 け て い る た め ， 波 形 全 体 と し て P/N100 に

(a)

中 央 視 線 → 左 視 線

(b)

中 央 視 線 → 右 視 線

黒 ： 中 央 視 線 灰 ： 左 視 線

黒 ： 中 央 視 線 灰 ： 右 視 線

0 100 200 300

msec

－

＋ 5μV

起 因 す る 影 響 が 現 れ ，50～200msec に お い て 全 体 的 な 電 圧 値 の 変 動 が 起 こ る と 考 え ら れ る 。

こ の 現 象 を 数 値 化 す る た め に ， パ タ ー ン 反 転 後 50～200msec の 波 形 と ベ ー ス ラ イ ン （ 図 5-5 中 の 水 平 破 線 ） か ら 成 る 面 積 積 分 値 を ⊿Sa と し て 図 5-5 に 示 す 要 領 で 算 出 し た 。電 圧 値 が プ ラ ス 側 の 面 積 の 合 計（ 図 5-5 中 の Sp1 + Sp2）と マ イ ナ ス 側 の 面 積 の 合 計 （ 図 5-5 中 の Sm1 + Sm2 + Sm3） を 算 出 し ， そ の 差 分 と し て ⊿Sa（ ⊿Sa = (Sp1 + Sp2) – (Sm1 + Sm2 + Sm3)） を 算 出 し た 。

図 5-5 ⊿Sa の 算 出 方 法 例

そ し て ，視 線 方 向 の 移 動 に 伴 い ⊿Saの 値 が ど の よ う に 変 動 す る か を 調 べ る た め ，視 線 方 向 別 に ⊿Saの 値 を プ ロ ッ ト し た と こ ろ ，図 5-6 の よ う な 結 果 が 得 ら れ た 。

刺 激 後 74～76msec の 電 圧 平 均 値 を プ ロ ッ ト し た 図 5-3(a)と 比 較 し て み る と ，

⊿Saを プ ロ ッ ト し た 図 5-6の 方 が 視 線 方 向 に よ っ て 分 布 に 違 い が 現 れ て い る こ Sm1 Sm2 Sm3

Sp1

Sp2

⊿Sa = (Sp1 + Sp2) – (Sm1 + Sm2 + Sm3) 50 msec 200 msec

0 μV

こ で ⊿Sa を 利 用 し た 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム を 構 築 す る こ と と し た 。

図 5-6 視 線 方 向 と ⊿Saの 関 係

（ 被 験 者 Y1，ch3:RO-LO， 全 試 行 デ ー タ ）

判 定 ア ル ゴ リ ズ ム 構 築 に 際 し ，⊿Saの 絶 対 値 と 変 化 量 の ど ち ら を 用 い る の が 適 し て い る か を 見 極 め る た め ，他 の 被 験 者 Y3 お よ び S2 に つ い て も ⊿Sa の 値 を 視 線 別 に 調 べ て み た 。 そ の 結 果 ， 各 視 線 の 分 布 の 重 な り が 最 も 小 さ く な る の は 被 験 者 Y3，S2と も に ch2 で あ っ た が ，い ず れ も 図 5-6 の 被 験 者 Y1 の 例 よ り も 重 な り が 大 き か っ た 。 従 っ て ， よ り 多 く の 被 験 者 に 適 し た 判 定 法 を 構 築 す る た め に は ， ⊿Saの 変 化 量 を 用 い た ア ル ゴ リ ズ ム が 適 し て い る と 判 断 し た 。

図 5-6 の 結 果 を 見 る と ，左 視 線 へ の 移 動 で は ⊿Sa は 減 少 し ，右 視 線 へ の 移 動 で は 逆 に 増 加 す る 傾 向 に あ る こ と が わ か る 。 そ こ で こ の 現 象 を 新 た な 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム（Judgment Aと す る ）と し て 構 築 し た 。測 定 開 始 か ら パ タ ー ン 反 転 10 回 目 （ 中 央 視 線 ） に お け る ⊿Sa と パ タ ー ン 反 転 30 回 目 （ 右 ま た は 左 視 線 ） に

左 中 右

-150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 300

ΔＳa

視 線 方 向

⊿Sa (μV･msec)

お け る ⊿Saと を 比 較 し ， 反 転 30回 目 の ⊿Sa の 方 が 大 き く な っ て い る 場 合 は 右 視 線 判 定 ， 小 さ く な っ て い る 場 合 は 左 視 線 判 定 と し た 。 左 右 視 を 正 し く 判 定 で き る 確 率 を 被 験 者 Y1 に つ い て 算 出 し た と こ ろ ，ch3 に お い て 100％ の 判 定 正 解 率 が 得 ら れ た 。 ま た 他 の チ ャ ネ ル に つ い て は ，ch1 で は 70％ ，ch2 で は 95％ と な り ， 被 験 者 Y1 に お い て は ch3 に お い て 正 解 率 が 最 も 高 く な る こ と が 確 認 さ れ た 。

そ こ で 次 に 他 の 被 験 者 に つ い て も 同 様 の ア ル ゴ リ ズ ム （Judgment A） を 用 い て 判 定 正 解 率 を 算 出 し た（ 表 5-2）。表 5-2 を 見 る と ，被 験 者 Y3 は ch2 で 95％ ， 被 験 者 S2 は ch2 で 60％ と い う 正 解 率 と な っ た 。 こ の こ と か ら ， 被 験 者 に よ っ て 最 も 高 い 正 解 率 を 示 す チ ャ ネ ル が 異 な る 可 能 性 が 示 さ れ た 。

表 5-2 Judgment A を 用 い た 際 の 判 定 正 解 率

被 験 者 Y1 Y3 S2 平 均 値

ch1 70.0 60.0 35.0 55.0

ch2 95.0 95.0 60.0 83.3

判 定 正 解 率 （ ％ ）

ch3 100.0 60.0 40.0 66.7

ま た 被 験 者S2は ，ch2に お い て 最 高60％ と い う 判 定 正 解 率 し か 示 さ な か っ た 。 そ こ で 他 の 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム の 可 能 性 を 見 出 す べ く ， こ の 被 験 者 の 波 形 に つ い て 再 度 検 討 す る こ と と し た 。図 5-7は 被 験 者 S2 の ch2 の 波 形 を 示 し た も の で あ る 。図 5-4 の 場 合 と 同 様 に ，(a)は 被 験 者 が 中 央 か ら 左 に 視 線 を 移 し た 場 合 ，(b) は 中 央 か ら 右 に 視 線 を 移 し た 場 合 の 波 形 例 を 示 し て い る 。

反 転 後 50～100msec に 着 目 し て み る と ，Judgment A と は 異 な る 現 象 が 現 れ て い る 可 能 性 が 示 さ れ て い る 。 つ ま り ， 被 験 者 が 右 に 視 線 を 移 動 す る 場 合(b)で は ， 中 央 視 線 に 比 べ て 電 圧 値 が マ イ ナ ス 側 に シ フ ト し ，左 に 視 線 を 移 動 す る 場 合(a) で は プ ラ ス 側 に シ フ ト す る 傾 向 に あ る と い え る 。先 ほ ど と 同 様 に ，反 転 後 50～

100msec の 波 形 と ベ ー ス ラ イ ン （ 図 5-8 中 の 水 平 破 線 ） と が 作 る 面 積 を ⊿Sb と し て 図 5-8 に 示 す 要 領 で 算 出 し た 。 図 5-6 と 同 様 に 視 線 方 向 別 に ⊿Sbの 値 を プ ロ ッ ト し た 結 果 を 図 5-9 に 示 す 。

図 5-7 イ ン タ フ ェ ー ス II 型 を 用 い た 波 形 例 （ 被 験 者 S2，ch2）

(a): 中 央(黒 線)か ら 左(灰 色 線)に 視 線 移 動 (b): 中 央(黒 線)か ら 右(灰 色 線)に 視 線 移 動 (a)

中 央 視 線 → 左 視 線

(b)

中 央 視 線 → 右 視 線

黒 ： 中 央 視 線 灰 ： 左 視 線

黒 ： 中 央 視 線 灰 ： 右 視 線

0 100 200 300

msec

－

＋ 5μV

図 5-8 ⊿Sbの 算 出 方 法 例

図 5-9 視 線 方 向 と ⊿Sb の 関 係

（ 被 験 者 S2，ch2:PRO-PLO， 全 試 行 デ ー タ ） Sm1

Sp1

⊿Sb = Sp1 – Sm1 50msec 100msec

0μV

-150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 300

∆ Sb

左 中 右

視 線 方 向

⊿Sb (μV･msec)

そ の 結 果 ，被 験 者 が 左 に 視 線 を 移 す 場 合 は ⊿Sb は プ ラ ス 方 向 に ，右 に 視 線 を 移 す 場 合 は マ イ ナ ス 方 向 に シ フ ト し て い る こ と が 確 認 さ れ た 。 そ こ で こ の 現 象 を 利 用 し て 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム （Judgment B と す る ） を 構 築 し た 。 測 定 開 始 か ら パ タ ー ン 反 転 10 回 目（ 中 央 視 線 ）に お け る ⊿Sbと パ タ ー ン 反 転 30 回 目（ 右 ま た は 左 視 線 ）に お け る ⊿Sb と を 比 較 し ， 反 転 30 回 目 の ⊿Sb の 方 が 大 き く な っ て い る 場 合 は 左 視 線 判 定 ， 小 さ く な っ て い る 場 合 は 右 視 線 判 定 と し た 。 全 被 験 者 の デ ー タ を 電 極 チ ャ ネ ル ご と に Judgment B を 用 い て 判 定 し ，実 際 の 視 線 方 向 と の 合 致 率 を 判 定 正 解 率 と し て 算 出 し た 結 果 を 表 5-3 に 示 す 。 こ の 結 果 か ら ， 今 回 の 被 験 者 の 中 で は Judgment B で 高 い 正 解 率 を 示 す の は 被 験 者 S2だ け で あ る こ と か ら ， 最 適 な 電 極 チ ャ ネ ル 位 置 だ け で な く ， 最 適 な 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム も 被 験 者 に よ っ て 異 な る 可 能 性 が 示 さ れ た 。

表 5-3 Judgment B を 用 い た 際 の 判 定 正 解 率

被 験 者 Y1 Y3 S2 平 均 値

ch1 55.0 70.0 75.0 66.7

ch2 50.0 60.0 85.0 65.0

判 定 正 解 率 （ ％ ）

ch3 55.0 70.0 65.0 63.3

イ ン タ フ ェ ー ス II型 を 用 い た 本 章 の 検 討 に お い て ，波 形 の 面 積 積 分 値 を 用 い て Judgment A と Judgment B と い う 2 つ の 異 な る 判 定 方 式 を 見 出 し た 。Judgment A は パ タ ー ン 反 転 後 50～200msec， Judgment B は パ タ ー ン 反 転 後 50～100msec の 電 圧 値 変 化 に そ れ ぞ れ 着 目 し た も の で あ る 。Judgment Aで は 電 圧 が マ イ ナ ス 側 に シ フ ト し た 場 合 は 左 視 線 判 定 で あ る の に 対 し ，Judgment B で は 右 視 線 判 定

と な る た め ， 一 見 相 反 す る 現 象 を 捉 え て い る よ う に 見 え る が ， 実 際 は そ う で は な い 。

第 2 章 の 図 2-1 よ り ，transient 型 VEP に は 刺 激 か ら 75msec 後 と 100msec 後 に 極 性 の 異 な る ピ ー ク（N75お よ び P100）が 出 現 す る こ と が わ か る 。一 般 に は P100が 最 も 顕 著 に 出 現 す る と 言 わ れ て い る が ，第 3 章 お よ び 第 4 章 の 検 討 で 利 用 し て き た 2 分 割 画 面 の イ ン タ フ ェ ー ス I 型 の 場 合 で は P100 よ り も N75 の 方 が 顕 著 に 出 現 し て い た た め ，そ の 値 を 利 用 す る 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム を 用 い て き た 。 そ し て 本 章 で 提 案 し た 3 分 割 画 面 の イ ン タ フ ェ ー ス II 型 で は ，刺 激 が 2 方 向 の 視 角 度 か ら 表 示 さ れ る た め か ，N75や P100 が 特 定 で き る よ う な 波 形 を 示 し に く く な っ て い た 。し か し ，特 定 の 時 刻 の 全 体 的 な 電 圧 値 の 変 化 か ら ，N75 と P100 が 出 現 し て い る か を 推 定 す る こ と は で き る 。

Judgment A が 適 し て い た 被 験 者 Y1 お よ び Y3 は ， 刺 激 か ら 50～200msec の 電 圧 値 の 変 化 で 判 定 で き た た め ，P100 の 変 化 を 捉 え や す い 傾 向 に あ る と い え る 。 一 方 ，Judgment B が 適 し て い た 被 験 者 S2 は ， 刺 激 か ら 50～100msec の 電 圧 値 の 変 化 で 判 定 で き た た め ，N75 の 変 化 を 捉 え や す い 傾 向 に あ る と い え る 。 こ こ で ，P100 と N75 は 極 性 の 異 な る ピ ー ク で あ る こ と か ら ，Judgment Aと Judgment B で 相 反 す る 電 圧 値 の 変 化 か ら 同 じ 視 線 方 向 の 判 定 を 下 す こ と は ， 矛 盾 す る 現 象 で は な い こ と が わ か る 。

5.5 イ ン タ フ ェ ー ス の 実 用 化 仕 様 検 討 の ま と め

本 章 の 結 果 を ま と め る と 以 下 の よ う に な る 。

(1) イ ン タ フ ェ ー ス II 型（3 分 割 画 面 ）で は ，中 央 視 線 か ら 左 右 視 線 へ の 視 線 移 動 を 波 形 全 体 の 変 動 か ら 判 定 で き る 可 能 性 が 示 さ れ た 。

(2) イ ン タ フ ェ ー ス II 型 を 用 い た 左 右 視 判 定 に お い て は ，被 験 者 に よ っ て 最 適 な 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム と 判 定 に 用 い る 電 極 チ ャ ネ ル が 異 な る 可 能 性 が 示 さ れ た 。

そ こ で ， 次 章 で は 本 章 で 構 築 し た Judgment A と Judgment B の 視 線 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム を 組 み 込 ん だ リ ア ル タ イ ム 型 イ ン タ フ ェ ー ス を 提 案 す る 。 こ の イ ン タ フ ェ ー ス は プ レ リ ア ル タ イ ム ス テ ッ プ と リ ア ル タ イ ム ス テ ッ プ で 構 成 さ れ る 。 プ レ リ ア ル タ イ ム ス テ ッ プ で は 判 定 に 用 い る 電 極 チ ャ ネ ル と 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム を 選 定 し ， リ ア ル タ イ ム ス テ ッ プ で は プ レ リ ア ル タ イ ム ス テ ッ プ で 選 定 し た 電 極 チ ャ ネ ル と 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム を 用 い て 判 定 結 果 が リ ア ル タ イ ム で 表 示 さ れ る 。 こ の リ ア ル タ イ ム 型 イ ン タ フ ェ ー ス に つ い て ， 次 章 で は 複 数 の 被 験 者 に 対 す る 判 定 精 度 に つ い て 考 察 す る 。