電 気 通 信 大 学

非直視型視覚刺激によるtransient型VEPを用いた 脳波入力インタフェースに関する研究

吉 村 奈 津 江

電 気 通 信 大 学

2009年3月

非直視型視覚刺激による transient 型 VEP を用いた 脳波入力インタフェースに関する研究

吉村 奈津江

電気通信大学大学院電気通信学研究科 博士 ( 工学 ) の学位申請論文

2009 年 3 月

非直視型視覚刺激による transient 型 VEP を用いた 脳波入力インタフェースに関する研究

博士論文審査委員会

主査 板倉 直明 准教授

委員 下条 誠 教授

委員 萩野 剛二郎 教授

委員 内海 彰 准教授

委員 本多 中二 教授

著作権所有者

吉村 奈津江

2009

Natsue Yoshimura

Abstract

Visual evoked potentials are categorized as transient VEPs or steady-state VEPs (SSVEPs).

Most VEP-based brain-computer interfaces (BCIs) utilize SSVEPs because SSVEPs can be detected briefly by using frequency analysis. The SSVEP-based BCIs, however, may cause discomfort such as nausea because users have to gaze at high-speed blinking light as visual stimuli. Furthermore, these kinds of BCIs may not be used as universal devices because SSVEPs are not detectable by some users. Considering these facts, the author proposed a BCI using a non-direct gazing method based on transient VEPs. This interface is composed of 2 low-speed blinking lattice patterns as visual stimuli and 3 visual targets displayed in addition to the stimuli. The gazing direction is determined by the waveform differences of transient VEPs detected when users gaze at one of the targets. Compared with SSVEP-based BCIs, the BCI is less annoying because it uses low-speed blinking visual stimuli and users do not have to gaze at the stimuli directly.

The contents of this thesis are summarized as shown below:

(1) The necessity of non-offensive BCIs which can be substituted for SSVEP-based BCIs is explained.

(2) Differences between transient VEPs and SSVEPs are described, and advantages and challenges of transient VEP-based BCIs are mentioned.

(3) Availabilities of transient VEPs are shown by realizing a much shorter detection time.

(4) A transient VEP-based BCI using non-direct gazed visual stimuli is proposed, and several experiments for developing more practical BCI are conducted. In the final version of the BCI, moving direction of the gaze can be determined in real time, and experiments with 6 subjects showed an 84.2% accuracy rate in gazing direction judgments.

(5) Finally, achievements and challenges of this study are summarized.

吉村 奈津江 論文概要

視覚誘発電位(VEP)はtransient型VEPとsteady-state型VEP(SSVEP)の2種類 に分類することができるが，VEPを用いたブレイン・コンピュータ・インタフェース (BCI)ではSSVEPを利用するものが多い。これは，SSVEPが高速で点滅する視覚刺 激によって刺激の点滅周波数に同期した正弦波様の波形を示すことから，周波数解析 の利用により短時間で検出できるためである。しかし高速で点滅する刺激を直視する と吐き気などの不快感を示すユーザや，点滅周波数に同期しない波形を示すユーザが 存在することから，代替となるBCIが必要と考えられる。

transient型VEPは低速な点滅刺激のため不快感の問題はないが，検出に100回程 度の同期加算が必要なため，インタフェースとして利用するには時間がかかりすぎる という問題がある。しかしこの問題が解決できれば，不快感のないBCIとしての実用 可能性が示される。

そこで本論文では，transient型 VEPの検出時間短縮を図ることで，transient型 VEP を利用した新たな BCIの構築を目的としている。低速で点滅する視覚刺激を用 いること，さらに刺激を直視しない仕様とすることで，不快感のないBCIを実現した。

本論文は以下に示す全７章から構成されている。

第1章では，序論として過去のBCIの例とそれらの問題点を挙げ，特にSSVEPを 利用した BCI において不快感のない代替インタフェース開発の必要性について記述 した。

第2章では，transient型VEPとSSVEPの違いについて概説し，transient型VEP をBCIに利用する際の利点と課題について言及した。

第3章では，transient型VEPの課題である検出時間の長さを，短距離間の双極導 出法によって解決できることを示した。さらに刺激を直視しない場合でも transient 型 VEP が記録され，右視野または左視野を刺激した際の異なる波形特徴から左右視 線を判定するBCIとして利用できる可能性を示した。

この結果を基に第4章では，非直視型視覚刺激を利用したBCI（Ⅰ型）を提案した。

Ⅰ型は，PC モニタ画面中央にスリット型のパターン反転刺激を設けることにより，

画面が左右2つに分割された外観をしている。被験者が画面中央の反転刺激ではなく

76msec時の電圧値を利用した視線判定アルゴリズムにおいて，最も高い平均 90%の 判定正解率を示すことが確認された。しかしこの仕様では，被験者が予め右または左 に視線を固定した状態で視線を判定しているため，実際の利用を想定した場合にはよ り実用的な仕様にすべきと考えられた。

そこで第5章では，画面中央から左右への視線移動に対応した仕様を検討した。こ の際，第4章で提案したⅠ型仕様では画面中央を見る際に視覚刺激を直視することに なるため，本研究の大前提である不快感のない仕様が損なわれてしまう。そこで視覚 刺激を直視させない仕様を維持するために新たなBCI（Ⅱ型）を提案した。Ⅱ型はⅠ 型のような2分割画面ではなく，スリット型の2つのパターン反転刺激によって画面 を縦3つに分割した外観をしている。これにより中央視線の際にも視覚刺激を直視さ せない仕様を実現した。3 名の被験者について中央から右または左に視線を移動した 際の VEP 波形を解析した結果，Ⅰ型で用いた視線判定アルゴリズムでは高い判定正 解率が得られないことが確認された。そこで再度波形の特徴を検討し，新たに反転後 50～200msecまたは50～100msecの波形の面積積分値を利用した2つの視線判定ア ルゴリズムを構築した。いずれのアルゴリズムが適しているかは被験者によって異な ることが判明し，さらに最適な電極位置も異なることが確認された。

第6章では，Ⅱ型仕様をベースとし，プレリアルタイムステップとリアルタイムス テップを導入したリアルタイムBCIを構築した。プレリアルタイムステップはリアル タイムステップで用いる電極と判定アルゴリズムを選定するためのステップである。

6名の被験者について検討した結果，平均で84％の判定正解率を示すことが確認され た。

最後に第7章の「結論」で本研究の成果と今後の課題をまとめた。本研究では従来 の常識にとらわれず低速な点滅刺激を利用したtransient型VEPを用い，さらに刺激 を直視しない新たな方式を採用することで不快感のない BCI 構築を実現した。

transient 型 VEP の検出時間をインタフェースに利用可能なレベルまで短縮でき，

transient型VEPの新たな利用可能性を示したことも本研究の成果といえる。今後の 課題としては，判定速度の向上の他，更なる判定精度の向上とより多くの選択肢への 対応が挙げられる。

第1章 序論...1

第2章 transient型VEPとsteady-state型VEP ...5

2.1 VEPの種類...5

2.2 transient型VEPのインタフェースへの利用価値...7

第3章 transient型VEPの有用性検討...9

3.1 同期加算回数を低減するVEP測定法...9

3.2 実験装置... 11

3.3 電極装着位置... 12

3.4 実験方法および解析方法... 13

3.5 実験結果... 14

3.5.1 最適なチャネルの選定... 14

3.5.2 視線判定に適したVEPピークの選定... 16

3.6 transient型VEPの有用性検証に関するまとめ... 17

第4章 非直視型視覚刺激を利用したインタフェース... 19

4.1 提案インタフェースI型... 20

4.2 被験者および電極装着位置... 22

4.3 実験方法および解析方法... 22

4.4 結果... 23

4.4.1 視線方向と波形... 23

4.4.2 左右視判定アルゴリズムの検討... 24

4.4.3 同期加算回数と判定正解率... 28

4.5 非直視型視覚刺激を用いたインタフェースI型に関するまとめ... 29

第5章 非直視型視覚刺激を利用したインタフェースの実用化仕様検討... 31

5.1 提案インタフェースII型... 32

5.2 被験者および電極装着位置... 33

5.3 実験方法および解析方法... 34

5.4 結果... 35

5.4.1 電圧値を用いた判定法の検討... 35

5.4.2 面積値を用いた判定法の検討... 37

6.2 プレリアルタイムステップ... 48

6.3 リアルタイムステップ... 49

6.4 実験結果... 51

6.4.1 途中フィードバックの有無による判定正解率の違い... 51

6.4.2 プレリアルタイムステップの精度と再現性について... 52

6.4.3 判定速度について... 54

6.4.4 閾値設定による3視線方向判定の可能性... 55

6.4.5 2分割インタフェースI型との比較... 57

6.5 リアルタイムインタフェース検討のまとめ... 60

第7章 結論... 62

7.1 本研究の成果... 63

7.2 今後の展望と課題... 64

謝辞... 67

参考文献... 68

序論

近 年 ， 臨 床 医 学 分 野 の み な ら ず 工 学 分 野 に お い て も 視 覚 誘 発 電 位 （Visual Evoked Potentials: VEP） を 脳 波 入 力 イ ン タ フ ェ ー ス に 利 用 し よ う と い う 研 究 が 進 め ら れ て い る 。言 わ ば Brain-Computer Interface^{[ 1 ]} (BCI) の 一 種 で あ り ，PC モ ニ タ 上 に 表 示 さ れ た 標 的 の 中 で ，ど の 標 的 を 見 て い る か を VEP 波 形 か ら 検 出 し よ う と い う 研 究 で あ る 。こ れ ら の 研 究 は ，運 動 機 能 に 障 害 を 持 つ ユ ー ザ の QOL (Quality of Life) の 向 上 に 貢 献 で き る と し て 大 き な 期 待 が 寄 せ ら れ て い る 。

運 動 機 能 障 害 を 持 つ ユ ー ザ を 対 象 と し た イ ン タ フ ェ ー ス と し て は ， 主 に 次 の よ う な 方 式 が こ れ ま で に 発 表 さ れ て い る 。

最 も 精 度 が 高 い と 考 え ら れ る 方 式 は ， 脳 内 に 直 接 電 極 を 植 え 込 む 方 式 で あ る

[ 2 ] [ 3 ]。 こ の 方 式 は 測 定 し た い 神 経 細 胞 か ら 直 接 反 応 電 位 を 検 出 で き る た め ， 他

の 背 景 脳 波 に よ る 影 響 が な く 高 感 度 で 検 出 す る こ と が で き る と い う 利 点 が あ る 。 し か し 外 科 的 手 術 を 要 す る た め 専 門 性 ， 安 全 性 ， コ ス ト な ど の 観 点 か ら 汎 用 性 が 低 い 。

そ こ で 汎 用 性 の 高 い イ ン タ フ ェ ー ス 開 発 を 目 的 と し て ， 視 線 方 向 を 検 出 す る 方 式 や 頭 皮 に 電 極 を 装 着 す る 方 式 が 数 多 く 研 究 さ れ て い る 。

視 線 方 向 を 検 出 す る 方 式 と し て は ， 脳 波 の 利 用 以 外 に 赤 外 光 や ビ デ オ カ メ ラ

反 射 法 に よ る 手 法^{[ 4 ]}は 強 膜 （ 白 目 ） と 角 膜 （ 黒 目 ） の 光 の 反 射 率 の 違 い を 利 用 し ， ビ デ オ カ メ ラ を 利 用 し た 手 法[ 5 ] [ 6 ]は 取 得 し た 顔 画 像 を 解 析 す る こ と に よ っ て そ れ ぞ れ 眼 球 の 向 き を 検 出 す る も の で あ る 。 し か し ， こ れ ら は あ る 程 度 ユ ー ザ の 動 作 拘 束 を 要 す る 点 や ， 装 置 の 設 置 や キ ャ リ ブ レ ー シ ョ ン 等 ， 測 定 開 始 ま で に 時 間 が か か る と い う 点 が 問 題 と な る 。

こ れ に 対 し 動 作 拘 束 の 軽 減 を 目 的 と し て ， 事 象 関 連 電 位 （P300） や 視 覚 刺 激 に 対 す る 誘 発 脳 波 （VEP） を 利 用 し た 研 究[ 7 ] - [ 9 ]が 多 く 発 表 さ れ る よ う に な っ て き た 。 こ れ ら は 頭 皮 に 電 極 を 装 着 す る だ け の 方 式 で あ る 。

P300 は ユ ー ザ が 最 も 関 心 を 持 つ 情 報 を 含 む 刺 激 が 与 え ら れ た と き に 誘 発 さ れ る 電 位 で あ る こ と か ら ， こ れ を 一 種 の 意 思 情 報 と し て 検 出 す る コ ミ ュ ニ ケ ー シ ョ ン ツ ー ル が 研 究 さ れ て い る 。 し か し P300 は 刺 激 提 示 か ら 約 300msec 後 に 現 れ る 潜 時 の 長 い 成 分 で あ る こ と と 検 出 に 同 期 加 算 が 必 要 と な る こ と か ら 検 出 ま で の 時 間 が 長 く か か り ， さ ら に 複 数 の 選 択 肢 の 中 か ら P300 成 分 が 現 れ る 選 択 肢 を 選 ば な け れ ば な ら な い た め ， 最 終 的 な 意 思 伝 達 に 到 達 す る ま で に か な り の 時 間 を 要 す る と い う 問 題 は 否 め な い 。

一 方 VEP を 利 用 し た 方 式 の 多 く は ，PC モ ニ タ 上 で 高 速 点 滅 す る 光 源 を ユ ー ザ が 固 視 し た 際 に 発 生 す る VEP か ら 視 線 方 向 を 検 出 し て い る[ 1 0 ] - [ 1 3 ]。 こ れ は ， 光 源 の 点 滅 周 波 数 に VEP が 同 期 （ 同 期 現 象 と す る ） し た steady-state 型 VEP

（SSVEP）と 呼 ば れ る 反 応 波 を FFTな ど の 周 波 数 解 析 を 用 い て 検 出 す る も の で あ る 。SSVEP は 外 的 刺 激 に 対 す る 反 応 で あ る た め P300 の よ う な 意 思 を 反 映 し た 反 応 に 比 べ て 潜 時 が 短 く ， さ ら に 周 波 数 解 析 を 用 い る こ と に よ り 短 時 間 で 検 出 で き る と い う 利 点 が あ る 。

し か し こ の 方 式 に も 汎 用 性 の 面 で い く つ か の 問 題 点 が 存 在 す る こ と が わ か っ て い る 。

第 一 に 使 用 時 の 不 快 感 が 挙 げ ら れ る 。 高 速 点 滅 す る 光 源 を 固 視 す る と ， 人 間

は 不 快 感 を 訴 え る こ と が 多 い 。こ れ は 小 児 に み ら れ る 光 過 敏 性 発 作^{[ 1 4 ]}と い わ れ る 現 象 と 類 似 し た 現 象 で あ り ， 光 の 点 滅 を 直 視 す る こ と に よ っ て 不 快 感 ， 吐 き 気 ， め ま い な ど の 症 状 を 示 す 場 合 が あ る[ 1 5 ] - [ 1 7 ]。 実 際 に 筆 者 ら の 研 究 グ ル ー プ の 経 験 か ら も ， 高 速 点 滅 刺 激 に 対 し て 不 快 感 を 訴 え る 被 験 者 が 存 在 す る こ と が わ か っ て い る 。

第 二 に 同 期 現 象 は 必 ず 起 こ る 現 象 で は な い こ と が 挙 げ ら れ る 。 不 快 感 を 招 く 対 象 か ら 無 意 識 的 に 回 避 し よ う と す る こ と が 原 因 の 一 つ と も 考 え ら れ ， 実 際 に 同 期 現 象 が 起 こ り に く い ユ ー ザ が 3 割 程 度 存 在 す る こ と を 筆 者 ら も 経 験 し て い る 。 こ の よ う な ユ ー ザ に は 同 期 現 象 （ 周 波 数 解 析 ） を 利 用 し た イ ン タ フ ェ ー ス は 実 質 上 使 用 で き な い 。

こ れ ら の 問 題 点 の 存 在 は ， 高 速 点 滅 刺 激 に 対 し て 不 快 感 を 訴 え る ユ ー ザ や 同 期 現 象 が 起 こ ら な い ユ ー ザ に 対 し て は 別 の 方 式 を 利 用 し た 脳 波 入 力 イ ン タ フ ェ ー ス を 適 用 す る 必 要 性 が あ る こ と を 示 し て い る 。

そ こ で 本 研 究 で は ，SSVEP の 同 期 現 象 を 利 用 し た 脳 波 入 力 イ ン タ フ ェ ー ス の 代 替 と し て 利 用 で き る よ う ，VEP を 利 用 し た 上 で も 点 滅 光 の 固 視 に よ る 不 快 感 が な く ， 同 期 現 象 （ 周 波 数 解 析 ） が 不 要 な 新 し い 脳 波 入 力 イ ン タ フ ェ ー ス を 提 案 す る 。 本 イ ン タ フ ェ ー ス で は ， 周 波 数 解 析 を 利 用 し な い 代 わ り に 後 述 の transient 型 VEP の 検 出 を 採 用 し ，ま た 不 快 感 の 排 除 を 実 現 す る た め に 視 覚 刺 激 の 点 滅 周 波 数 を 低 速 に し ， か つ 刺 激 を ユ ー ザ に 直 視 さ せ な い 方 式 を 採 用 す る 。 こ の 研 究 に あ っ た て は ， 以 下 の 考 え で イ ン タ フ ェ ー ス に 関 す る 研 究 を 進 め る こ と に し た 。

（ １ ） transient 型 VEP は 一 般 に 検 出 時 間 が 長 い こ と で 知 ら れ て い る た め ，ま ず イ ン タ フ ェ ー ス と し て 利 用 可 能 な 程 度 の 検 出 時 間 が 実 現 で き る か を 検 討 す る 必 要 が あ る 。さ ら に ，不 快 感 を 排 除 す る た め の イ ン タ フ ェ

を 直 視 し な い 場 合 で も 短 時 間 で transient 型 VEP が 検 出 で き る 必 要 が あ る 。

（ ２ ） （ １ ）の 結 果 に 基 づ き ，左 右 2 方 向 の 視 線 方 向 を 検 出 す る 脳 波 入 力 イ ン タ フ ェ ー ス の 基 礎 的 な 仕 様 を 提 案 し ，複 数 ユ ー ザ へ の 展 開 可 能 性 お よ び 精 度 を 確 認 す る 必 要 が あ る 。

（ ３ ） リ ア ル タ イ ム 判 定 を 搭 載 し た よ り 実 用 的 な イ ン タ フ ェ ー ス 仕 様 を 提 案 し ， 複 数 ユ ー ザ へ の 展 開 可 能 性 お よ び 精 度 を 確 認 す る 必 要 が あ る 。 上 記 で 述 べ た 考 え に 基 づ き ， 第 2 章 以 下 は 研 究 の 内 容 を 詳 述 す る 。

第 2章 で は ，本 研 究 の 基 本 と な る VEPに つ い て transient型 VEPと steady-state 型 VEP に つ い て 説 明 す る 。 さ ら に transient 型 VEP を イ ン タ フ ェ ー ス に 用 い る 有 用 性 に つ い て も 言 及 す る 。

第 3章 で は ，非 直 視 型 視 覚 刺 激 を 用 い た 場 合 に transient 型 VEP が 短 時 間 で 検 出 で き る か ， さ ら に 波 形 を 左 右 2 方 向 の 視 線 方 向 の 識 別 に 利 用 で き る 可 能 性 が あ る か に つ い て 検 討 す る 。

第 4章 で は ， 左 右 2 方 向 の 視 線 方 向 を 識 別 す る 基 本 的 な 脳 波 入 力 イ ン タ フ ェ ー ス の 仕 様 を 提 案 し ， 波 形 の 特 徴 か ら 2方 向 を 識 別 す る た め の 最 適 な 視 線 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム に つ い て 検 討 す る 。 さ ら に そ の 最 適 な 視 線 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム を 用 い て ， 複 数 ユ ー ザ に 適 用 し た 場 合 の 判 定 精 度 に つ い て 言 及 す る 。

第 5章 お よ び 第 6 章 で は ， よ り 実 用 的 な イ ン タ フ ェ ー ス 仕 様 と す る た め に ， 視 線 移 動 を 伴 う 連 続 判 定 に 対 応 さ せ る べ く ， 中 央 視 線 か ら 左 右 へ の 視 線 方 向 を 判 定 す る 仕 様 に 改 良 し ， さ ら に リ ア ル タ イ ム 判 定 を 導 入 し た イ ン タ フ ェ ー ス を 提 案 す る 。 こ の 提 案 し た イ ン タ フ ェ ー ス に つ い て ， 複 数 ユ ー ザ に 適 用 で き る よ う 精 度 と 判 定 速 度 に つ い て 検 討 す る 。

第 7章 で は ， 本 研 究 で 得 ら れ た 結 果 を 整 理 し ， 研 究 の 成 果 を 評 価 す る 。 さ ら に 今 後 の 研 究 の 展 望 に つ い て 述 べ る 。

transient 型 VEP と steady-state 型 VEP

本 章 は ，VEP の 基 本 的 概 念 と 種 類 に つ い て 概 説 す る 。 さ ら に 本 研 究 に お い て transient 型 VEP を 利 用 す る 意 義 に つ い て 説 明 す る 。

2.1 VEP の 種 類

VEP は 頭 皮 か ら 検 出 可 能 な 微 弱 電 位 ， つ ま り 「 誘 発 脳 波 」 と 呼 ば れ る 電 位 の 一 種 で あ る 。 眼 の 網 膜 に 存 在 す る 網 膜 視 細 胞 が 光 な ど の 視 覚 刺 激 に よ り 興 奮 し て 電 気 信 号 を 発 生 し ，そ の 電 気 信 号 は 視 覚 伝 導 路 を 経 て 大 脳 視 覚 野 に 到 達 す る 。 そ の 結 果 と し て 検 出 さ れ る 反 応 波 が VEP で あ る 。

VEPは 臨 床 医 学 の 分 野 に お い て 視 神 経 か ら 視 覚 野 の 機 能 検 査 な ど に 利 用 さ れ て お り ， そ の 際 の 視 覚 刺 激 と し て は 白 黒 の 格 子 模 様 を 反 転 さ せ る パ タ ー ン 反 転 刺 激 や ，LED や フ ラ ッ シ ュ な ど の 光 源 を 点 滅 さ せ る 光 点 滅 刺 激 が 利 用 さ れ る こ と が 多 い 。 こ れ は 大 脳 視 覚 野 の ニ ュ ー ロ ン が 網 膜 の 均 一 な 照 射 に よ る 刺 激 に 対 し て は 感 受 性 が 低 く ， 輪 郭 や コ ン ト ラ ス ト を 有 す る 図 形 を 用 い た 視 覚 刺 激 に 対 し て 高 い 感 受 性 を 持 つ と い う 性 質 を 利 用 し て い る た め で あ る^{[ 1 8 ]}。

VEP に は ， パ タ ー ン の 反 転 周 波 数 （ 白 黒 1周 期 相 当 ） が 3.5Hz 以 下 の 場 合 に

生 じ る transient 型 VEP と ， よ り 高 い 周 波 数 の 反 復 刺 激 に よ っ て 生 じ る steady-state 型 VEP（SSVEP） と が 存 在 す る 。Transient 型 VEP は ， 正 中 後 頭 部 を 中 心 に 図 2-1 に 示 す よ う な 三 相 性 波 形 が 記 録 さ れ ， 刺 激 か ら 約 100msec 後 に 出 現 す る 陽 性 の P100 が 最 も 顕 著 に 出 現 す る と 言 わ れ て い る 。な お ，図 2-1 は 陰 性 の 電 圧 が 上 向 き に な る よ う に （ ネ ガ テ ィ ブ ア ッ プ 方 式 ） 示 さ れ て お り ， 本 論 文 中 で 以 後 示 す 図 は 全 て ネ ガ テ ィ ブ ア ッ プ 方 式 で 記 載 す る 。

一 方 SSVEP は ，1 回 の 刺 激 に よ る 反 応 が 消 失 す る 前 に 次 の 刺 激 に よ る 反 応 が 生 じ る た め transient 型 VEP の よ う な 三 相 性 波 形 は 見 ら れ ず ，図 2-2 の よ う に 後 発 の 反 応 波 と 干 渉 し 合 っ た 正 弦 波 様 の 反 応 波 が 記 録 さ れ る 。 ま た ， こ の 反 応 波 の 周 波 数 は 刺 激 の 反 復 周 波 数 に 同 期 す る こ と が 知 ら れ て い る 。 こ の こ と か ら SSVEP が 検 出 さ れ る 現 象 は 同 期 現 象 と も 呼 ば れ て い る 。同 期 現 象 を 利 用 し た イ ン タ フ ェ ー ス は こ の SSVEP を 利 用 し た イ ン タ フ ェ ー ス で あ る 。

図 2-1 transient 型 VEP の 典 型 的 波 形^{[ 1 8 ]} P100

N145 N75

P50

0 250

msec

図 2-2 SSVEP の 正 弦 波 様 波 形^{[ 1 8 ]}

2.2 transient 型 VEP の イ ン タ フ ェ ー ス へ の 利 用 価 値

VEP を 利 用 し た 脳 波 入 力 イ ン タ フ ェ ー ス に transient 型 VEP が ほ と ん ど 利 用 さ れ て い な い 最 大 の 原 因 は 検 出 時 間 の 長 さ で あ ろ う 。 検 出 時 間 が 長 く な る 要 因 と し て は ，第 一 に transient 型 VEP 検 出 の 際 に は 後 発 の 反 応 波 と 干 渉 し な い よ う な 刺 激 の 点 滅 周 波 数 に 設 定 し な け れ ば な ら ず 視 覚 刺 激 の 点 滅 周 期 の 短 縮 に 限 界 が あ る こ と ， そ し て 第 二 に 背 景 脳 波 の 影 響 を 排 除 す る た め に 検 出 時 に 100 回 程 度 の 同 期 加 算 が 一 般 に 必 要 で あ る こ と が 挙 げ ら れ る 。こ の 2点 に よ っ て VEP の 検 出 時 間 が 長 く な る た め ， イ ン タ フ ェ ー ス と し て 重 要 な 「 短 時 間 で 情 報 を 検 出 す る 性 能 」に お い て SSVEP よ り も 優 れ た 性 能 を 発 揮 で き な い と 考 え ら れ て い る 。

0 500

msec -

+ 3μV 5Hz

刺 激 10Hz 刺 激

し か し 先 に 述 べ た よ う に 高 速 点 滅 す る 刺 激 を 直 視 し た 際 に 不 快 感 を 訴 え る ユ ー ザ が 存 在 す る と い う 問 題 点 か ら 代 替 方 式 の 確 立 が 必 要 と 考 え ら れ る 。従 っ て ， 低 速 で 点 滅 す る 刺 激 を 利 用 す る transient 型 VEP に お い て ，刺 激 を 直 視 し な い 場 合 の VEP 波 形 を 短 時 間 で 検 出 す る こ と が で き れ ば ，不 快 感 の な い イ ン タ フ ェ ー ス と し て の 実 用 可 能 性 が 開 か れ る と い え る 。

transient 型 VEP の有用性検討

本 研 究 で 目 的 と す る イ ン タ フ ェ ー ス を 実 現 す る た め に は ， ま ず 視 覚 刺 激 を 直 視 し な い 状 態 で VEP を 短 時 間 で 検 出 で き る よ う に し な け れ ば な ら な い 。そ こ で ま ず 予 備 実 験 と し て ，非 直 視 型 の 視 覚 刺 激 に よ っ て transient 型 VEP 波 形 が 現 れ る か ， さ ら に 近 距 離 測 定 点 間 の 双 極 導 出 法 に よ っ て 波 形 検 出 に 必 要 と な る 同 期 加 算 回 数 を 低 減 で き る か ， と い う 2 点 を 確 認 す る こ と と し た 。

そ こ で ，本 章 で は こ の 予 備 実 験 を 行 い ，transient型 VEP の 有 用 性 に つ い て 検 討 し た 結 果 に つ い て 記 述 す る[ 1 9 ] [ 2 0 ]。

3.1 同 期 加 算 回 数 を 低 減 す る VEP 測 定 法

脳 波 を 測 定 す る 際 に は ， 基 準 電 極 導 出 法 と 双 極 導 出 法 の い ず れ か が 利 用 さ れ る 。 基 準 電 極 導 出 法 は 脳 波 が 現 れ に く い 生 体 上 の 基 準 点 （ 耳 朶 な ど ） と 測 定 点 間 の 電 位 を 記 録 す る 方 法 で あ る の に 対 し ， 双 極 導 出 法 は 2箇 所 の 測 定 点 間 の 差 分 を 記 録 す る 方 法 で あ る 。

一 般 に 臨 床 医 学 分 野 に お い て VEP を 測 定 す る 際 に は 双 極 導 出 法 が 採 用 さ れ

て い る が ， 前 頭 部 の 測 定 点 と 後 頭 部 の 測 定 点 間 の 比 較 的 長 距 離 な 2 点 が 利 用 さ れ る た め ，そ の 測 定 点 間 で 発 生 す る VEP以 外 の 信 号 に よ る 影 響 を 排 除 す る た め に 100 回 程 度 の 同 期 加 算 を 必 要 と し て い る 。

そ こ で 本 研 究 で は 同 期 加 算 回 数 の 低 減 を 目 的 と し て ， 近 距 離 の 2 測 定 点 を 用 い た 双 極 導 出 法 を 利 用 し た 。測 定 点 の 距 離 を 短 く す る と VEP の 振 幅 は 小 さ く な る が ， 同 相 信 号 （ 交 流 雑 音 や 瞬 目 な ど の ア ー チ フ ァ ク ト ） が 相 殺 さ れ て 2 測 定 点 間 の 異 相 信 号 （ 反 応 波 ） が よ り 強 調 さ れ や す く な る と 考 え ら れ る 。 さ ら に ， paradoxical lateralization[ 1 8 ] [ 2 1 ]を 考 慮 し ，2 測 定 点 を 右 脳 と 左 脳 の 後 頭 部 に そ れ ぞ れ 設 け る こ と で よ り 確 実 に 加 算 回 数 の 低 減 が 実 現 で き る と 考 え た 。

半 視 野 刺 激 に よ る VEP 信 号 は 同 側 後 頭 部 に N75，P100，N145 が 出 現 す る 一 方 で ，刺 激 視 野 と 反 対 側 の 後 頭 部 に は 逆 の 極 性 で P75，N100，P145 が 低 振 幅 で 出 現 す る こ と が 知 ら れ て お り ， こ れ が paradoxical lateralization と 呼 ば れ て い る

（ 図 3-1 参 照 ）。従 っ て 本 研 究 に お い て 2測 定 点 を 右 脳 と 左 脳 の 後 頭 部 に そ れ ぞ れ 設 け る こ と に よ っ て ， 例 え ば 左 視 野 を 刺 激 し た 場 合 は ， 刺 激 か ら 約 100msec 後 に 左 後 頭 部 か ら 検 出 さ れ る P100と 右 後 頭 部 か ら 検 出 さ れ る N100の 差 分 が 検 出 さ れ る こ と に な る た め ，P100 の 正 の 電 位 か ら N100 の 負 の 電 位 を 差 し 引 い た 結 果 と し て 両 者 の 振 幅 絶 対 値 を 合 わ せ た 振 幅 値 が 記 録 さ れ る 。こ れ に よ り VEP の 振 幅 値 が 小 さ く な る と い う 点 も 緩 和 で き ， 同 期 加 算 回 数 を 少 な く し て も 刺 激 に よ る 信 号 が 得 ら れ る と 予 想 さ れ る 。

こ れ ま で に 非 直 視 型 の 視 覚 刺 激 を 用 い て 少 な い 同 期 加 算 回 数 で transient 型 VEP を 検 出 し た 例 は 報 告 さ れ て お ら ず ，さ ら に 右 脳 と 左 脳 の 後 頭 部 の 2 測 定 点 間 の 双 極 導 出 に お い て 視 覚 刺 激 の 表 示 位 置 の 違 い に よ っ て ど の よ う な 波 形 が 検 出 さ れ る か 確 認 さ れ て い な い 。

そ こ で こ れ ら を 確 認 す る と と も に ， 右 視 野 と 左 視 野 の ど ち ら を 刺 激 し た か を VEP波 形 か ら 判 別 で き る 可 能 性 を み る た め に ， 以 下 に 記 述 す る 実 験 を 行 っ た 。

図 3-1 paradoxical lateralization の 概 念 図^{[ 1 8 ]}

3.2 実 験 装 置

図3-2に 実 験 シ ス テ ム を 示 す 。電 極 入 力 箱 (JB-620J) お よ び 増 幅 器 (AB-610J) は 共 に 日 本 光 電 製 を 利 用 し ， 増 幅 率 94dB，Low Cut 0.08Hz，High Cut 100Hz で 検 出 し た 。ADボ ー ド はInterface製PCI-3153を 用 い ，サ ン プ リ ン グ 周 波 数 は1kHz と し た 。被 験 者 は 蛍 光 灯 下 の 室 内 に て 19 イ ン チ モ ニ タ か ら 63cm 離 れ た 位 置 に

N100

P100 P100

P100

N100 N100

P100 P100

P100

N100

座 り ，モ ニ タ を 見 る よ う 指 示 さ れ る 。PC に 取 り 込 ん だ 脳 波 は 後 述 の 手 法 に よ り 解 析 を 行 っ た 。 実 験 用 お よ び 解 析 用 プ ロ グ ラ ム は 全 て visual C# に よ る 自 作 プ ロ グ ラ ム を 用 い た 。

図 3-2 実 験 シ ス テ ム

3.3 電 極 装 着 位 置

図 3-3 電 極 装 着 位 置 と チ ャ ネ ル 構 成 63cm

増 幅 器 電 極 入 力 箱

A/D ボ ー ド PC

E

＋

－ モ ニ タ

LO RO Cz

鼻 根 部

後 頭 結 節

Ch1： LT(-) – MF(+) Ch2: LO(-) – MF(+) Ch3: RO(-) – MF(+) Ch4: RT(-) – MF(+) Ch5: RO(-) – LO(+) MF

LT RT

5 cm 5 5 5 5

}

図 3-3 に 電 極 の 装 着 位 置 を 示 す 。Cz（10-20 極 法 ） を ボ デ ィ ア ー ス と し て 用 い ，MF，LT，LO，RO，RT に 電 極 を 装 着 し た 。チ ャ ネ ル 構 成 は 図 3-3 中 に 示 す 通 り と し ，一 般 的 な VEP 測 定 で 利 用 さ れ て い る よ う な チ ャ ネ ル の 組 み 合 わ せ を ch1 か ら ch4 に 設 け[ 1 8 ] [ 2 2 ]，今 回 の 目 的 で あ る 近 距 離 間 の 双 極 導 出 法 を 用 い た チ ャ ネ ル と し て ch5 を 設 定 し た 。 電 極 は AgCl 電 極 を 用 い た 。

3.4 実 験 方 法 お よ び 解 析 方 法

図 3-4 の よ う に ，黒 色 背 景 の モ ニ タ 上 に 白 色 の ス リ ッ ト を 視 覚 刺 激 と し て 15 回 連 続 表 示 す る パ タ ー ン オ ン セ ッ ト 刺 激 を 用 い た 。 表 示 時 間 は 1sec， 表 示 間 隔 は 3sec と し ，瞬 目 に よ る ア ー チ フ ァ ク ト を 避 け る た め ，被 験 者 に は ス リ ッ ト が 非 表 示 の 間 に 発 生 さ れ る ビ ー プ 音 に 合 わ せ て 瞬 目 を し て も ら う よ う 指 示 し た 。 ス リ ッ ト の サ イ ズ は 視 角 が 縦 24.5 度 ， 横 2.5 度 の 長 方 形 と し ， 表 示 位 置 は 画 面 中 心 か ら 右 ま た は 左 に 1.25 度 ，3.75 度 ，6.25 度 ，13.75 度 の 合 計 8 通 り と し た 。 被 験 者 は 視 力 ま た は 矯 正 視 力 が 正 常 な 34～38 歳 の 成 人 3名（ 男 性 1 名 ，女 性 2 名 ， い ず れ も 右 利 き ） と し た 。

な お ， こ の 実 験 に お い て パ タ ー ン オ ン セ ッ ト 刺 激 を 用 い た 理 由 は ， パ タ ー ン 反 転 刺 激 を 用 い る よ り も 低 振 幅^{[ 2 3 ]}と な る 可 能 性 が あ る 場 合 に お い て も 反 応 波 が 検 出 さ れ る か を 確 認 す る た め で あ る 。

ま た こ れ ら の 視 角 度 を 選 定 し た の は ，刺 激 を 直 視 し な い 場 合 で も VEP 波 形 が 検 出 さ れ る 可 能 性 が 高 い 画 面 中 心 付 近 の 3 箇 所 に 加 え ， 最 端 に 1 箇 所 設 け て 画 面 の 最 端 部 で も 検 出 さ れ る か ど う か 確 認 す る こ と を 目 的 と し た た め で あ る 。

測 定 は 同 条 件 に つ い て 2回 ず つ 行 い ， 被 験 者 に は モ ニ タ 画 面 の 中 心 を 注 視 し

（ 目 印 と し て 5mm四 方 の 灰 色 の テ ー プ を 貼 付 ）， 表 示 さ れ る ス リ ッ ト は 注 視 し

な い よ う 指 示 し た 。

図 3-4 実 験 の 流 れ

PC に 取 り 込 ん だ 脳 波 は ，ス リ ッ ト 表 示 後 0～300 msec の デ ー タ の 平 均 値 を ベ ー ス ラ イ ン と し て ，ス リ ッ ト 表 示 後 0～300 msecの 各 デ ー タ か ら 差 し 引 い た 後 ， 15回 分 の デ ー タ を 同 期 加 算 し た 。同 期 加 算 処 理 を 行 っ た デ ー タ は さ ら に 遮 断 周 波 数 34Hzの High Cut フ ィ ル タ に 相 当 す る 13 点 移 動 平 均 処 理^{[ 2 4 ]}を 施 し た 。

3.5 実 験 結 果

3.5.1 最 適 な チ ャ ネ ル の 選 定

各 チ ャ ネ ル の 波 形 を 比 較 し た 結 果 ， ス リ ッ ト を 右 視 野 と 左 視 野 に 表 示 し た 場 合 の 違 い が 最 も 再 現 性 良 く 見 ら れ る の は RO-LO(ch5) で あ る こ と が 確 認 さ れ た 。 例 と し て 図 3-5(a) お よ び (b) に LO-MF(ch2)，RO-MF(ch3)，お よ び RO-LO(ch5) の 波 形 例 を ，ス リ ッ ト 表 示 位 置 が 左 3.75 度(L-3.75°)お よ び 右 3.75 度(R-3.75°)

1.5 sec 1 sec

ビ ー プ 音 に よ る

瞬 目 合 図 視 標

表 示 視 標

非 表 示 1.5 sec × 15 サ イ ク ル

に つ い て 示 す 。

図 3-5 ch2，ch3，ch5 で 記 録 さ れ た 波 形 例

（ 被 験 者 1， ス リ ッ ト の 表 示 視 角 ： 左 3.75 度(a) お よ び 右 3.75 度(b) ）

Paradoxical lateralizationの 理 論 に よ る と ，右 視 野 刺 激 の 場 合 は RO-MF に 最 も 顕 著 な VEP 信 号 が 検 出 さ れ ，LO-MF か ら は 逆 の 極 性 を 持 っ た 低 電 位 の VEP 信 号 が 検 出 さ れ る こ と が 予 想 さ れ る 。 し か し 図 3-5(b)の LO-MF お よ び RO-MF 波 形 を 見 る と ，今 回 の 実 験 の よ う に 刺 激 が 非 直 視 で 15 回 と い う 少 な い 同 期 加 算 回 数 に お い て は 予 想 通 り の 波 形 は 得 ら れ ず ， 波 形 の 再 現 性 も 低 い こ と が わ か る 。 図 3-5(a)の 左 視 野 刺 激 の 場 合 も 同 様 で あ る 。

LO-MF

RO-MF

RO-LO

(a) R-3.75° (b) L-3.75°

0 100 200 300

msec

10μV

－

＋ 0 100 200 300

msec

(a) L-3.75° (b) R-3.75°

の 非 直 視 か つ 同 期 加 算 回 数 15 回 で も 潜 時 75msec 付 近 と 120msec 付 近 に ピ ー ク が 再 現 性 良 く 検 出 さ れ た（ 図 3-5 中 破 線 上 ）。さ ら に 当 初 の 予 想 通 り ，右 視 野 刺 激 と 左 視 野 刺 激 で 2 つ の ピ ー ク の 極 性 が 反 転 す る と い う 左 右 差 も 認 め ら れ た 。 例 え ば ， 右 視 野 刺 激(b)の 場 合 は 75msec 付 近 の ピ ー ク は 陽 性 頂 点 で あ る の に 対 し ， 左 視 野 刺 激(a)で は 陰 性 頂 点 が 記 録 さ れ て い る 。

こ の 傾 向 は ， ス リ ッ ト の 表 示 位 置 が 異 な る 場 合 や 被 験 者 が 異 な る 場 合 に お い て も 認 め ら れ ， さ ら に 片 眼 刺 激 ， 両 眼 刺 激 に か か わ ら ず ， 測 定 す る 部 屋 の 明 暗 に も か か わ ら ず 見 ら れ る こ と が 確 認 さ れ た 。 従 っ て ， イ ン タ フ ェ ー ス と し て 利 用 す る チ ャ ネ ル と し て は RO-LOが 最 適 で あ る と 考 え ら れ た 。

3.5.2 視 線 判 定 に 適 し た VEP ピ ー ク の 選 定

RO-LO で 認 め ら れ た 2 つ の ピ ー ク （N/P75 お よ び P/N100 と す る ） の う ち ， 視 線 方 向 の 判 定 に 利 用 す る ピ ー ク と し て ど ち ら が 適 し て い る か を 見 極 め る た め ， 全 被 験 者 の 平 均 潜 時 と 平 均 振 幅 値 を 調 べ た （ 図 3-6(a)お よ び(b)）。

そ の 結 果 ，N/P75 は 低 振 幅 で あ る も の の ，潜 時 の ば ら つ き が P/N100 に 比 べ て 非 常 に 小 さ い こ と が 確 認 さ れ た 。 そ こ で こ の 性 質 を 利 用 し ，N/P75 が 出 現 す る 潜 時 の 前 後 の デ ー タ を 抜 粋 し た も の に つ い て 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム を 適 用 す る こ と を 基 本 と し た イ ン タ フ ェ ー ス を 構 築 で き る 可 能 性 が 示 さ れ た 。

図 3-6 N/P75 お よ び P/N100 の 潜 時(a) お よ び 振 幅 値(b)

（ 全 被 験 者 の 平 均 ±標 準 偏 差 ）

3.6 transient 型 VEP の 有 用 性 検 証 に 関 す る ま と め

本 章 の 実 験 結 果 は 以 下 の よ う に ま と め ら れ る 。

(1) 非 直 視 型 の 視 覚 刺 激 を 利 用 し た 場 合 で も VEP を 検 出 す る こ と が で き た 。

60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 110.0 120.0 130.0 140.0 150.0 160.0

-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20

Visual angle(°)

Latency (msec)

P/N100 N/P75

左 視 野 刺 激 右 視 野 刺 激 (a)

-2.0 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0

-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20

Visual angle(°)

Amplitude (μV)

P/N100 N/P75

(b)

左 視 野 刺 激 右 視 野 刺 激

(2) 右 脳 と 左 脳 の 後 頭 部 2測 定 点 間 の 短 距 離 な 双 極 導 出(RO-LO)に お い て ，15 回 と い う 少 な い 同 期 加 算 回 数 で VEP に 起 因 す る ピ ー ク(N/P75 お よ び P/N100) が 最 も 再 現 性 良 く 検 出 さ れ た 。

(3) RO-LO に お い て ，視 覚 刺 激 が 右 視 野 に 表 示 さ れ た 場 合 は N/P75 は 陽 性 頂 点 ，P/N100 は 陰 性 頂 点 を 示 し ，左 視 野 に 表 示 さ れ た 場 合 は N/P75 は 陰 性 頂 点 ，P/N100 は 陽 性 頂 点 を 示 し た 。

(4) N/P75 と P/N100 を イ ン タ フ ェ ー ス 構 築 の 観 点 か ら 比 較 し た 結 果 ，潜 時 の ば ら つ き の 少 な い N/P75 の 方 が 視 線 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム に 適 用 し や す い こ と が 確 認 さ れ た 。

こ れ ら の 結 果 は ，今 回 の 実 験 で 検 出 さ れ た transient 型 VEP を イ ン タ フ ェ ー ス に 利 用 で き る 可 能 性 を 示 す も の と い え る 。 そ こ で こ の 結 果 を 踏 ま え て 次 章 で 示 す よ う な 脳 波 入 力 イ ン タ フ ェ ー ス I 型 を 考 案 し た 。

非直視型視覚刺激を利用したインタフェー

第 3章 で は ，視 覚 刺 激 を 直 視 し な い 場 合 に お い て も VEP 波 形 が 記 録 さ れ る こ と ，短 距 離 間 の 双 極 導 出 法 を 利 用 す る こ と で 15 回 と い う 少 な い 同 期 加 算 回 数 で VEP 波 形 が 得 ら れ る こ と ，さ ら に 視 覚 刺 激 を 被 験 者 の 右 視 野 お よ び 左 視 野 に 表 示 し た 場 合 に 異 な る 特 徴 を 持 つ 波 形 が 得 ら れ る こ と が 確 認 さ れ た 。 こ れ ら の 結 果 は ，非 直 視 型 の 視 覚 刺 激 に よ る transient 型 VEP を 用 い て 左 右 ど ち ら を 見 て い る か を 判 別 す る 脳 波 入 力 イ ン タ フ ェ ー ス の 実 現 可 能 性 を 示 す も の と い え る 。

そ こ で 本 章 で は ， こ れ ら の 結 果 を 基 に 新 た な 脳 波 入 力 イ ン タ フ ェ ー ス I 型 を 提 案 し ， 複 数 ユ ー ザ に 対 す る 実 験 か ら 最 適 な 視 線 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム を 選 定 し ， さ ら に 判 定 精 度 お よ び 判 定 速 度 に つ い て 考 察 す る[ 2 0 ] [ 2 5 ]。

ス

4.1 提 案 イ ン タ フ ェ ー ス I 型

図 4-1 提 案 イ ン タ フ ェ ー ス I 型 の 概 要

図 4-1 に 今 回 提 案 す る イ ン タ フ ェ ー ス I 型 の 概 要 を 示 す 。 背 景 を 黒 色 に 設 定 し た 19 イ ン チ デ ィ ス プ レ イ の 中 央 に 白 色 の パ タ ー ン 模 様 （ 視 角 ： 縦 24.5 度 ， 横 2.5 度 ） が 表 示 さ れ る 。 こ の パ タ ー ン 模 様 は 500msec ご と に パ タ ー ン A と パ タ ー ン Bが 交 互 に 表 示 さ れ る し く み に な っ て お り ，被 験 者 は パ タ ー ン 模 様 で は な く パ タ ー ン 模 様 の 左 側 ま た は 右 側 に 表 示 さ れ た 視 標（ 灰 色 背 景 に 黒 字 の Lま た は R， サ イ ズ の 視 角 ： 縦 横 1.5 度 ， 表 示 位 置 の 視 角 ： 左 右 そ れ ぞ れ 横 9 度 ） の い ず れ か の 視 標 を 見 る よ う 指 示 さ れ る 。 第 3章 の 実 験 結 果 で 得 ら れ た 特 徴 波 形 の 違 い か ら ， 被 験 者 が 左 右 ど ち ら を 見 て い る か を 判 断 す る こ と を 目 的 と し た イ ン タ フ ェ ー ス で あ る 。 第 3章 の 結 果 を 応 用 し ， 例 え ば 被 験 者 が 右 を 見 た 場 合 に は パ タ ー ン 模 様 が 被 験 者 の 左 視 野 に 表 示 さ れ る こ と に な る た め ， 視 覚 刺 激 が 左 側 に 表 示 さ れ た と き の 特 徴 波 形 が 現 れ る こ と が 期 待 さ れ る 。

今 回 利 用 し た パ タ ー ン 模 様 の 格 子 サ イ ズ は ，臨 床 検 査 を 主 と し た VEP 検 出 で は 利 用 さ れ な い サ イ ズ で あ る^{[ 2 3 ]}。 臨 床 分 野 で 発 表 さ れ て い る 論 文 等[ 2 3 ] [ 2 6 ]に お

L R L R

パ タ ー ン Ａ パ タ ー ン Ｂ

パ タ ー ン 反 転 間 隔 500msec

い て は ， パ タ ー ン 模 様 の 種 類 に よ っ て 波 形 の 振 幅 に 違 い が み ら れ る と 報 告 し て い る が ， 被 験 者 に よ っ て 傾 向 が 異 な る 場 合 も あ る 。 本 研 究 で は 臨 床 検 査 よ り も か な り 少 な い 同 期 加 算 回 数 を 採 用 し て い る た め に 刺 激 の 種 類 よ り も 被 験 者 の 個 人 差 に よ る 影 響 の 方 が 大 き い と 考 え ら れ る 。 従 っ て ， パ タ ー ン 模 様 の 最 適 な サ イ ズ は ， 様 々 な 条 件 に お け る 波 形 を 比 較 し て 設 定 す る の が 一 般 的 で あ る が ， 今 回 は 本 研 究 の 第 一 の 目 的 で あ る 不 快 感 の 低 減 に 重 点 を 置 き ， 被 験 者 の 意 見 を 基 に 決 定 し た 。

ま た 第 3 章 の 図 3-6 を 見 る と ， 視 標 の 位 置 は 画 面 中 央 近 く に 設 定 し た 方 が 大 き な 振 幅 で 潜 時 の 標 準 偏 差 も 若 干 小 さ く な る と 予 想 さ れ た が ， こ れ に つ い て も 不 快 感 の 低 減 を 第 一 に 考 え ， 被 験 者 か ら の 意 見 に 基 づ い て 視 角 ±9 度 と し た 。 視 標 を 中 央 か ら 遠 ざ け る こ と に よ り ， 反 復 刺 激 に 注 意 が 向 け ら れ に く く な る と い う 利 点 も あ る と 考 え ら れ る 。 尚 こ の 視 角 度 は ， 被 験 者 が 顔 を 動 か さ な く て も 自 然 に 視 線 を 移 す こ と が で き る 角 度 で あ る 。

第 3章 の 実 験 か ら の 改 良 点 と し て は ， 刺 激 の 提 示 間 隔 を で き る 限 り 短 縮 で き る よ う 刺 激 の 形 式 を パ タ ー ン オ ン セ ッ ト 形 式 か ら パ タ ー ン 反 転 形 式 へ と 変 更 し た こ と と ， ビ ー プ 音 に よ る 瞬 目 の 制 限 は イ ン タ フ ェ ー ス と し て は 実 用 的 で は な い た め 廃 止 し ，確 実 に 視 覚 刺 激 に よ る 反 応 波 を 得 る た め に 刺 激 の 反 転 回 数 を 20 回 に ま で 増 や す こ と で 対 応 し た こ と が 挙 げ ら れ る 。

ま た 反 転 回 数 を 20 回 に 増 や す こ と に よ る 同 期 加 算 回 数 の 増 加 は VEP 検 出 時 間 の 増 加 に つ な が る た め ， パ タ ー ン 反 転 間 隔 を で き る 限 り 短 く し た 。 パ タ ー ン 模 様 は 500msec で 反 転 す る た め ，反 転 間 隔（ 白 黒 1周 期 ）は 1000msecと な り ， 反 転 周 波 数 は 1Hz に 相 当 す る 。

こ の イ ン タ フ ェ ー ス の 利 点 と し て は ，パ タ ー ン 反 転 周 波 数 が 低 速 で あ る こ と ， そ し て 被 験 者 が 反 転 パ タ ー ン を 直 視 し な い こ と で 本 研 究 の 目 的 で あ る 不 快 感 の

4.2 被 験 者 お よ び 電 極 装 着 位 置

被 験 者 は 視 力 ま た は 矯 正 視 力 が 正 常 な 23～38 歳 の 成 人 7名（ 男 性 4 名 ，女 性 3名 ） を 採 用 し た 。 い ず れ の 被 験 者 も 右 利 き で あ っ た 。

電 極 の 装 着 位 置 は 第 3 章 の 図 3-3 と 同 様 に Cz（10-20 極 法 ） を ボ デ ィ ア ー ス と し て 用 い た 。 第 3 章 に お い て ch5（RO-LO） の デ ー タ が 最 も 再 現 性 の 高 い 波 形 が 得 ら れ た と い う 結 果 に 従 い ，LO と RO の み に 電 極 を 装 着 し た 。電 極 は AgCl 電 極 を 用 い た 。

4.3 実 験 方 法 お よ び 解 析 方 法

被 験 者 に 図 4-1 に 示 し た モ ニ タ 上 の 視 標（Lま た は R）を 見 る よ う 指 示 し た 。 被 験 者 が 視 標 を 見 て か ら 測 定 を 開 始 し ， パ タ ー ン が 20 回 反 転 す る 間 （ 約 10 秒 間 ） に 取 り 込 ま れ た 信 号 に つ い て 解 析 処 理 を 行 っ た 。

PC に 取 り 込 ん だ 信 号 は ，各 パ タ ー ン 反 転 後 0～300 msecの デ ー タ の 平 均 値 を ベ ー ス ラ イ ン と し て パ タ ー ン 反 転 後 0～300 msecの 各 デ ー タ か ら 差 し 引 い た 後 ， 反 転 5回 ，10回 ，15 回 ， お よ び 20 回 分 の デ ー タ を 同 期 加 算 し た 。 同 期 加 算 処 理 を 行 っ た デ ー タ は さ ら に 遮 断 周 波 数 34Hz の High Cut フ ィ ル タ に 相 当 す る 13 点 移 動 平 均 処 理^{[ 2 4 ]}を 施 し た 。

な お 試 行 回 数 は 20 回（ 視 線 方 向 L10 回 ，R10 回 ）と し ，再 現 性 を 確 認 す る た め に 2日 間 に 分 け て 測 定 を 行 っ た 。

4.4 結 果

4.4.1 視 線 方 向 と 波 形

図 4-2 の 波 形 は ，パ タ ー ン 反 転 20回 分 の 波 形 例 で あ る 。第 3 章 の 実 験 結 果 で あ る 図 3-5 と 同 様 に N/P75 は 確 認 さ れ た が ，P/N100 は 図 3-5 よ り 振 幅 が 小 さ い 傾 向 が 認 め ら れ た 。 こ れ は 非 直 視 型 の 視 覚 刺 激 を 用 い た 条 件 下 に お い て ， 刺 激 の 表 示 間 隔 を 3sec か ら 500msec に 短 縮 し た こ と に よ る 影 響 と 予 想 さ れ る 。次 に N/P75 を 利 用 し て ， 被 験 者 が 左 右 ど ち ら を 見 て い る か を 判 定 す る ア ル ゴ リ ズ ム を 検 討 し た 。

図 4-2 被 験 者 Y1 が 右(a)ま た は 左(b)を 見 た 際 の 非 直 視 型 視 覚 刺 激 に 対 す る transient 型 VEP

(a)

(b)

－

＋

0 100 200 300

msec

4.4.2 左 右 視 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム の 検 討

N/P75 を 利 用 し て 視 線 判 定 を 行 う 場 合 ，パ タ ー ン 反 転 後 50～100 msec の デ ー タ に 焦 点 を 絞 る こ と が で き る た め ， ま ず 該 当 部 分 の デ ー タ の み を 抜 き 出 し て 平 均 値 を ゼ ロ に す る 平 均 化 処 理^{[ 2 4 ]}を 行 う こ と に よ り ，再 度 ベ ー ス ラ イ ン の 調 整 を 行 っ た 。

次 に 図 4-2 か ら ，N/P75 は 視 線 が 右 の 場 合 は 陰 性 頂 点 ， 左 の 場 合 は 陽 性 頂 点 を 示 す こ と に 着 目 し ，以 下 に 示 す 3 通 り の 左 右 視 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム を 考 案 し た 。

(1) 中 央 極 値 法 (Method 1)

図 4-3 中 央 極 値 法 （Method 1） の 概 念 図

50～100 msec間 の 波 形 に つ い て 極 小 値（ 陰 性 頂 点 ）と 極 大 値（ 陽 性 頂 点 ） の 潜 時 と 振 幅 値 を 求 め る （ 図 4-3 参 照 ）。 極 小 値 と 極 大 値 が そ れ ぞ れ 複 数 存 在 す る 場 合（ 図 4-3 で は 極 小 値 が(a)と(c)の 2つ 存 在 ）に は ，最 も 大 き い 振 幅 値 を と る も の （ 図 4-3 で は(a)と(c)を 比 較 す る と(a)の 方 が 振 幅 値 が 大 き い ） を 選 択 す る 。 求 め た 2つ の 極 値 （ 図 4-3 で は 極 小 値 が (a)， 極 大 値 が(b)） の う ち ， 潜 時 が 75msec に 近 い 極 値 が 極 小 値 の 場 合 は

msec

50 100

(a)

(b) (c)

(a)極 小 値 (陰 性 頂 点 ), 74msec, -1μ V (b)極 大 値 (陽 性 頂 点 ), 80msec, 0.3μ V (c)極 小 値 (陰 性 頂 点 ), 90msec, 0.1μ V

右 視 線 判 定 ，逆 に 極 大 値 の 場 合 は 左 視 線 判 定 と す る（ 図 4-3 で は(a)の 方 が 75msec に 近 く ，(a)は 極 小 値 な の で 右 視 線 判 定 と な る ）。

2 つ の 極 値 の 潜 時 が い ず れ も 75msec か ら 同 じ 時 間 ず れ て い る 場 合（ 例 え ば 70msec と 80msec な ど の 場 合 ）は ，極 小 値 お よ び 極 大 値 の 電 圧 値（ 振 幅 値 ） が 0 以 下 の 場 合 （ つ ま り 波 形 全 体 の 電 圧 値 が マ イ ナ ス に 偏 っ て い る 場 合 ） は 右 視 線 判 定 と し ， プ ラ ス の 場 合 は 左 視 線 判 定 と す る 。

上 記 条 件 を 満 た さ な い 場 合 ， 極 大 値 の 電 圧 値 が マ イ ナ ス の 場 合 は 右 視 線 判 定 ， さ ら に 上 記 全 て の 条 件 を 満 た さ な い 場 合 は 左 視 線 判 定 と す る 。 (2) 波 形 形 状 分 類 法 （Method 2）

50～100msec の 区 間 を 50～59msec（Zone 1），60～74msec（Zone 2），

75～89msec（Zone 3），90～100msec（Zone 4） の 4区 間 に 分 け ， 各 区 間 内 の 波 形 の 傾 き が 下 向 き （ ＋ ） 傾 向 か ， あ る い は 上 向 き （ － ） 傾 向 で あ る か を 算 出 す る（ 差 分 平 均 値 を 利 用 ）。そ れ ぞ れ の 結 果 か ら ，50～100msec 全 体 の 波 形 形 状 を 表 4-1 に 示 す よ う に 分 類 し ，そ の 形 状 か ら 視 線 方 向 を 判 定 す る 。

(3) 中 央 電 圧 値 法 （Method 3）

こ の 手 法 は 極 値 を 算 出 せ ず ，単 純 に パ タ ー ン 反 転 か ら 74，75，76msec 後 の 3 点 に お け る 電 圧 値 が 全 て マ イ ナ ス 値 の 場 合 は 右 視 線 判 定 ，そ れ 以 外 の 場 合 は 左 視 線 判 定 と す る 。

以 上 3 通 り の 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム を 用 い て 各 被 験 者 の 左 右 視 判 定 正 解 率 を 算 出 し た 結 果 ，図 4-4 の よ う な 結 果 が 得 ら れ た 。こ の 結 果 か ら Method 2と Method 3 に は ほ と ん ど 違 い は 認 め ら れ な か っ た も の の ，Method 3（ 中 央 電 圧 値 法 ） が 最 も 高 い 判 定 正 解 率 を 示 す 傾 向 が 確 認 さ れ た 。Tukeyの 多 重 比 較 法^{[ 2 7 ]}を 用 い て 有

め ら れ た 。

表 4-1 波 形 形 状 と 視 線 判 定

Method に よ っ て 最 も 顕 著 な 違 い を 示 し た 被 験 者 N に つ い て 波 形 を 調 べ た と こ ろ ， 図 4-5 の よ う な 波 形 を 示 し て い た 。 な お 図 4-5 は 波 形 の 特 徴 が 見 や す い よ う に ，50～100msec の 波 形 の み を 拡 大 し た 状 態 で 示 し て い る 。 図 4-5(a)の 波 形 は 全 体 的 に 右 下 が り に な っ て お り 反 応 波 は 小 さ い が ， 目 で 見 た 場 合 に は N/P75 が 陰 性 頂 点 を 示 す 右 視 線 に 特 徴 的 な 波 形 で あ る こ と が わ か る 。 し か し プ ロ グ ラ ム 上 で は 75msec 付 近 の ピ ー ク （ 矢 印 ① ） が 極 小 値 と し て 算 出 さ れ ず 85msec 付 近 の 極 大 値（ 矢 印 ② ）が 判 定 の 対 象 と な っ て し ま う た め ，極 値 算 出 を 主 軸 と し た Method 1 で は 正 し く 判 定 で き な い も の と 考 え ら れ る 。

各 ゾ ー ン に お け る デ ー タ 差 分 平 均 値 の 符 号 No

Zone 1 (50~59msec)

Zone 2 (60~74msec)

Zone 3 (75~89msec)

Zone 4 (90~100msec)

波形形状と名称

（ネガティブアップ表示） 視 線 方 向 判 定

1 － － ＋ ＋ “ A 型 ” 右

2 ＋ ＋ － － “ U 型 ” 左

3 － ＋ － ＋ “ M 型 ” 左

4 ＋ － ＋ － “ W 型 ” 右

5 － － ＋ － “ N1 型 ” 右

6 ＋ ＋ － ＋ “ 逆 N1 型 ” 左

7 － ＋ ＋ － “ N2 型 ”

8 ＋ － － ＋ “ 逆 N2 型 ”

74～76msec の電圧値 が負の場合は右，ゼロ 以上の場合は左

9 － ＋ － － “ N3 型 ” 左

10 ＋ － ＋ ＋ “ 逆 N3 型 ” 右

11 そ の 他 そ の 他

74～76msec の電圧値 が負の場合は右，ゼロ 以上の場合は左

図 4-4 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム と 判 定 正 解 率 の 関 係

図 4-5 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム に よ っ て 判 定 正 否 が 異 な る 波 形 の 例 72%

89% 90%

0 20 40 60 80 100

Method 1 Method 2 Method 3

judgement algorithm

Accuracy rate (%)

N Y1 Y2 K Y3 M S Avg.

**

被 験 者

**

-2.5

0

2.5

50 75 100

μV msec

(a)

①

②

-2.5

0

2.5

50 75 100

μV msec

(b)

③ ④

図 4-5(b)に つ い て も 目 で 見 た 場 合 に は N/P75 が 陽 性 頂 点 （ 矢 印 ④ ） を 示 す 左 視 線 の 波 形 と 判 断 で き る が ， 潜 時 が 最 も 75msec に 近 い 微 小 な 極 小 値 （ 矢 印 ③ ） の 影 響 に よ り Method 1 で は 右 視 線 と 判 定 さ れ て し ま う 。

こ の よ う に 視 覚 刺 激 に 対 す る 反 応 波 は 被 験 者 に よ っ て 多 種 多 様 で あ る た め ， 幅 広 い 可 能 性 を 網 羅 で き る 単 純 な 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム （Method 3） が 最 も 高 い 正 解 率 を 示 し た も の と 考 え ら れ る 。

4.4.3 同 期 加 算 回 数 と 判 定 正 解 率

イ ン タ フ ェ ー ス と し て 利 用 す る 際 に 重 要 と な る 点 は ，精 度 と 判 定 速 度 で あ る 。 そ こ で 次 に 同 期 加 算 回 数 と 判 定 正 解 率 の 関 係 に つ い て 調 べ た 。Method 3に お け る 結 果 を 図 4-6 に 示 す 。

図 4-6 同 期 加 算 回 数 と 判 定 正 解 率 の 関 係

73% 84% 85% 90%

0 20 40 60 80 100

5 10 15 20

Number of responses used for averaging

Accuracy rate（％）

N Y1 Y2 K Y3 M S avg.

被 験 者

** ** **

**p < 0.01

結 果 か ら ，同 期 加 算 回 数 が 5 回 か ら 20 回 へ と 増 加 す る の に 伴 い ，正 解 率 も 平 均 73％ か ら 90％ へ と 増 加 す る こ と が 確 認 さ れ た 。正 解 率 の 推 移 は 被 験 者 に よ っ て 異 な り ，3 名 の 被 験 者 （Y1，Y2，Y3） に お い て は 5 回 の 加 算 回 数 で も 80％

以 上 の 正 解 率 が 得 ら れ た 。 ど の 加 算 回 数 に お い て 正 解 率 に 有 意 な 差 が 認 め ら れ る か を 調 べ る た め に Tukey の 多 重 比 較 法^{[ 2 7 ]}に よ る 検 定 を 行 っ た 結 果 ，図 4-6に 示 す よ う に 加 算 回 数 5 回 の 場 合 に 正 解 率 が 有 意 に 低 く な る こ と が 確 認 さ れ た

（ 有 意 水 準 1％ ）。

従 っ て 全 体 と し て 80％ 以 上 の 正 解 率 を 得 る た め に も ， 少 な く と も 10 回 の 加 算 回 数 が 必 要 で あ る と い え る 。 こ の 結 果 ，1Hz（ 白 黒 表 示 切 替 500msec 毎 ） の パ タ ー ン 反 転 周 波 数 で 10 回 の 同 期 加 算 回 数 を 採 用 し た 場 合 ，判 定 に 要 す る 時 間 は 約 5秒 と な る 。

4.5 非 直 視 型 視 覚 刺 激 を 用 い た イ ン タ フ ェ ー ス I 型 に 関 す る ま と め

本 章 で 提 案 し た イ ン タ フ ェ ー ス I 型 で は ，SSVEP を 利 用 し た 脳 波 入 力 イ ン タ フ ェ ー ス が 克 服 す べ き 課 題 の 一 つ で あ る 不 快 感 の 排 除 を 目 的 と し て ， 非 直 視 型 の 低 速 点 滅 視 覚 刺 激 を 採 用 し た 。 そ の 結 果 ， 全 員 の 被 験 者 か ら ， 実 験 中 の 不 快 感 は な い と い う 感 想 を 得 る こ と が で き た 。 こ の 結 果 は 今 回 提 案 し た イ ン タ フ ェ ー ス の 実 用 可 能 性 を 示 す も の で あ る と い え る 。

ま た VEP の 検 出 速 度 に つ い て は ，右 ま た は 左 視 線 に 固 定 し た 際 の 視 線 方 向 を 判 定 す る と い う 本 章 の 仕 様 に お い て ，1 回 の 判 定 あ た り 約 5 秒 （1Hz の 反 転 周 波 数 で 反 転 回 数 10 回 ） と い う 可 能 性 を 示 し て い る 。SSVEP を 利 用 し た イ ン タ

考 慮 し て も ， 代 替 イ ン タ フ ェ ー ス と し て の 可 能 性 を 十 分 有 し て い る と 考 え ら れ る 。 し か し な が ら ， 実 用 的 な イ ン タ フ ェ ー ス と す る た め に は ， 以 下 の よ う な 課 題 を 検 討 す る 必 要 が あ る と い え る 。

(1) 視 線 固 定 で は な く 移 動 を 考 慮 し た 仕 様 の 導 入 （ 連 続 入 力 へ の 対 応 ） (2) リ ア ル タ イ ム 判 定 仕 様 の 導 入 （ 連 続 入 力 へ の 対 応 ）

(3) 上 記(1)お よ び(2)を 導 入 し た 上 で の 判 定 精 度 お よ び 速 度 の 検 討

本 章 で 提 案 し た イ ン タ フ ェ ー ス は 被 験 者 が 右 ま た は 左 の ど ち ら か を 見 た 状 態 か ら 1試 行 の 記 録 を 開 始 し て い る た め ， 被 験 者 が 予 め 右 ま た は 左 を 見 た 状 態 を 想 定 し た 仕 様 と な っ て い る 。 こ れ は 実 生 活 で の 利 用 を 考 え た 場 合 ， 非 現 実 的 な 部 分 が 多 い 仕 様 で あ る 。 よ り 現 実 的 な イ ン タ フ ェ ー ス に 近 づ け る た め に は ， 視 線 が 予 め 固 定 さ れ た 状 態 の VEP を 検 出 す る の で は な く ，常 に 出 現 し 続 け る VEP 波 形 か ら ユ ー ザ の 視 線 移 動 に 連 動 し て 視 線 方 向 を リ ア ル タ イ ム で 判 定 で き る よ う な ア ル ゴ リ ズ ム を 構 築 す る 必 要 が あ る と 考 え ら れ る 。 そ こ で 次 章 で は ， こ れ ら の 課 題 に 着 目 し た 仕 様 の イ ン タ フ ェ ー ス を 提 案 し ， そ の 判 定 精 度 お よ び 速 度 に つ い て 議 論 す る 。

非直視型視覚刺激を利用したインタフェー スの実用化仕様検討

第 4 章 で は ， 非 直 視 型 視 覚 刺 激 を 用 い た 基 礎 的 な 脳 波 イ ン タ フ ェ ー ス I 型 を 提 案 し ， そ の 実 用 可 能 性 を 示 し た 。 こ の イ ン タ フ ェ ー ス で は 使 用 時 の 不 快 感 が な い こ と が 確 認 さ れ た が ， ユ ー ザ が 予 め 右 ま た は 左 を 見 て い る 状 態 で 測 定 お よ び 判 定 を 行 う 仕 様 の た め ， 視 線 移 動 に 連 動 し て リ ア ル タ イ ム で 視 線 判 定 で き な い 点 が 実 用 化 に 向 け た 問 題 と な る 。 そ こ で 視 線 移 動 に 対 応 さ せ る べ く ， ま ず 画 面 の 中 央 を 見 て い る 状 態 （ 中 央 視 線 ） か ら 右 ま た は 左 に 視 線 を 移 動 さ せ る 仕 様 の 検 討 が 必 要 と 考 え ら れ る 。 し か し 第 4章 で 提 案 し た イ ン タ フ ェ ー ス Ⅰ 型 に 対 し て こ の 仕 様 を 適 用 す る 場 合 ， 中 央 視 線 の 際 に ユ ー ザ が 刺 激 を 直 視 す る こ と に な る た め ， 本 来 の 目 的 で あ る 不 快 感 の 排 除 が 不 十 分 と な る 。 そ こ で 本 章 で は 新 た に イ ン タ フ ェ ー ス II型 を 提 案 し ，視 線 判 定 の 可 能 性 に つ い て 検 討 し た[ 2 8 ] [ 2 9 ]。

5.1 提 案 イ ン タ フ ェ ー ス II 型

図 5-1 の イ ン タ フ ェ ー ス II 型 は ， 背 景 を 黒 色 に 設 定 し た 19 イ ン チ デ ィ ス プ レ イ の 中 央 か ら 左 右 に 視 角 2.5 度 の 位 置 に 白 色 の パ タ ー ン 模 様 （ 視 角 ： 縦 24.5 度 ， 横 2 度 ） が 表 示 さ れ て い る 。 視 標 （L,C,R） の サ イ ズ は 縦 横 と も に 視 角 1 度 で ， 視 標 L お よ び R の 表 示 位 置 は 左 右 7 度 と し た 。 反 転 パ タ ー ン を 画 面 の 2 箇 所 に 設 け た 3 分 割 画 面 仕 様 と な っ て い る 点 が イ ン タ フ ェ ー ス I 型 と の 大 き な 違 い で あ る 。 こ れ に よ り 被 験 者 が 画 面 中 央 に 視 線 を 向 け た 場 合 で も ， 反 転 刺 激 を 直 視 し な い た め ， 不 快 感 が な い と い う 特 徴 が 維 持 さ れ る 。 な お ，1 つ の 分 割 画 面 の ス ペ ー ス が イ ン タ フ ェ ー ス I 型 よ り も 狭 い こ と を 考 慮 し ， パ タ ー ン 模 様 の 幅 と 視 標 の 幅 を I 型 よ り も 狭 く し た 。

図 5-1 提 案 イ ン タ フ ェ ー ス II 型 の 概 要

こ の Ⅱ 型 の 画 面 で 被 験 者 が 中 央 に 視 線 を 向 け た 場 合 ， 被 験 者 の 右 視 野 と 左 視 野 の 両 方 で 視 覚 刺 激 が 反 転 す る こ と に な る 。 こ の 際 に 起 こ る 現 象 を paradoxical

パ タ ー ン 反 転 間 隔 :

500msec パ タ ー ン Ａ

L C R

パ タ ー ン Ｂ

L C R

lateralization の 原 理 を 用 い て 予 測 す る と ， 右 視 野 刺 激 に よ る 反 応 波 と 左 視 野 刺 激 に よ る 反 応 波 が 相 殺 さ れ て 比 較 的 フ ラ ッ ト な 波 形 を 示 す か ， あ る い は フ ラ ッ ト で な く と も ， あ る 波 形 パ タ ー ン が 再 現 性 良 く 出 現 す る 可 能 性 が あ る と 考 え ら れ る 。

一 方 ， 右 ま た は 左 に 視 線 を 移 し た 場 合 に は ， 視 角 の 異 な る 2 つ の パ タ ー ン 模 様 か ら の 刺 激 を 受 け る こ と に な り ， よ り 反 応 波 が 強 く 出 る こ と も 期 待 さ れ る 。 な お ， 左 右 の 視 標 位 置 の 視 角 を 7 度 に 設 定 し た の は ， 左 右 に 視 線 を 移 し た 際 に 遠 い 方 の パ タ ー ン 模 様 の 位 置 が ， イ ン タ フ ェ ー ス Ⅰ 型 と 同 じ 9 度 と な る よ う に し た た め で あ る 。

こ の イ ン タ フ ェ ー ス II 型 の 有 用 性 を 検 討 す べ く ，左 右 視 線 お よ び 中 央 視 線 の 波 形 を 調 べ る こ と と し た 。

5.2 被 験 者 お よ び 電 極 装 着 位 置

図 5-2 電 極 装 着 位 置 と チ ャ ネ ル 構 成 Ch1： CRO(-) – CLO(+) Ch2: PRO(-) – PLO(+) Ch3: RO(-) – LO(+) RO

LO

Cz

鼻 根 部

後 頭 結 節 CLO CRO

5cm PLO PRO

5cm 5cm Pz