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JP2012239788A - Visual function controlling device, magnetic resonance imaging apparatus equipped with the visual function controlling device, magnetoencephalograph, and brain function measurement method - Google Patents

Visual function controlling device, magnetic resonance imaging apparatus equipped with the visual function controlling device, magnetoencephalograph, and brain function measurement method Download PDF

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JP2012239788A
JP2012239788A JP2011115506A JP2011115506A JP2012239788A JP 2012239788 A JP2012239788 A JP 2012239788A JP 2011115506 A JP2011115506 A JP 2011115506A JP 2011115506 A JP2011115506 A JP 2011115506A JP 2012239788 A JP2012239788 A JP 2012239788A
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JP
Japan
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visual function
subject
visual
control means
function control
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Application number
JP2011115506A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Kawashima
康裕 川島
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a visual function controlling device enabling measurement of brain function associated with the visual function of a subject person under a prescribed measurement condition when carrying a device making measurement of the brain function of the subject person into operation by detecting change in magnetic field.SOLUTION: The visual function controlling device is used for controlling the visual function of the subject person when carrying the device making measurement of the brain function of the subject person into operation by detecting the change in magnetic field after presenting visual stimulation to the subject person. The visual function controlling device includes: a visual function controlling means including non-magnetic material for controlling the visual stimulation presented to the subject person; and a drive controlling means for controlling drive of the visual function controlling means.

Description

本発明は、視機能制御装置、該装置を備えた磁気共鳴画像装置、脳磁計及び脳機能計測方法に関する。特に、磁場の変化を検知することによって被験者の脳機能計測を行う装置を実施する際に用いる視機能制御装置及び脳機能計測方法に関するものである。   The present invention relates to a visual function control device, a magnetic resonance imaging apparatus including the device, a magnetoencephalograph, and a brain function measurement method. In particular, the present invention relates to a visual function control device and a brain function measuring method used when implementing a device that measures a brain function of a subject by detecting a change in a magnetic field.

視力、眼球運動能力、両眼視能力、深視力(遠近感や立体感を正しく把握する能力)などの視覚情報の入力に関する機能、及び脳における視覚情報の処理機能を合わせて、一般的に視機能という。
但し、本明細書では内容の明確化のため、前者の入力に関する機能を視機能、後者の脳における情報処理機能を脳機能、と以後の説明では区別して用いる。
この視機能と脳機能が共に正常に働くことにより、人間はものを正確に見ることができる。
人間の視機能を正常に働かせるためには矯正することも可能であり、その代表的なものがメガネである。
メガネのように人間の視機能を制御する装置を視機能制御装置、メガネのレンズのように視機能を制御するために用いる機能を視機能制御手段と本明細書では定義する。
このような視機能制御装置において、脳機能計測を行う際に視機能を制御する技術はまだ余りよく知られていない。
Visual functions such as visual acuity, eye movement ability, binocular vision ability, deep visual acuity (capability to correctly grasp perspective and stereoscopic effect), and visual information processing functions in the brain It is called a function.
However, in the present specification, in order to clarify the contents, the function relating to the former input is used as a visual function, and the information processing function in the latter brain is used as a brain function in the following description.
When this visual function and brain function work normally, humans can see things accurately.
In order to make the human visual function work normally, correction is also possible, and a typical example is glasses.
In this specification, a device that controls a human visual function such as glasses is defined as a visual function control device, and a function that is used to control a visual function such as a lens of glasses is defined as visual function control means.
In such a visual function control device, a technique for controlling the visual function when performing brain function measurement is not yet well known.

脳機能計測には、磁気共鳴画像(MRI:Magnetic Resonance Imaging)装置や、脳磁計(MEG:Magnetoencephalograph)などの装置がよく用いられる。
これらは、磁場の変化を検知することによって脳機能を計測する代表的な装置である。MRI装置は被験者の測定部位に静磁場を加え、さらに特定の高周波磁場を加えて、これによって発生した核磁気共鳴現象を利用して画像が得られるようにした装置である。
このMRI装置を用いた脳機能計測の手法に、機能的MRI(fMRI)法がある。
fMRI法とは、視覚・触覚・聴覚などに関する様々な刺激もしくは計算などのタスクを被験者に与え、その刺激やタスクによって生じた被験者の脳活動の変化(具体的には脳血流量の増減に伴う磁場変化)を計測する。そして、これにより、被験者の脳機能を評価する手法である。
For brain function measurement, devices such as a magnetic resonance imaging (MRI) device and a magnetoencephalograph (MEG) are often used.
These are typical devices that measure brain function by detecting changes in the magnetic field. An MRI apparatus is an apparatus in which a static magnetic field is applied to a measurement site of a subject and a specific high-frequency magnetic field is further applied to obtain an image using a nuclear magnetic resonance phenomenon generated thereby.
A functional MRI (fMRI) method is known as a method for measuring brain function using this MRI apparatus.
The fMRI method gives subjects a variety of stimuli or tasks related to vision, touch, hearing, etc., and changes in the brain activity of the subjects caused by the stimuli and tasks (specifically, accompanying changes in cerebral blood flow) Measure magnetic field change). This is a method for evaluating the brain function of the subject.

しかし、fMRI法にはいくつかの制限が伴う。
fMRI法では、被験者の脳内における非常に微弱な磁場変化を測定している。そのためMRI装置は磁気シールドルーム内に設置され、シールドルーム内には磁性体からなる器具や電磁気的雑音が発生する器具を持ち込まないことが要求される。
よって、被験者の視機能と関連する脳活動の変化をfMRI法でより正確に計測するためには、磁場に影響を与えない視覚刺激呈示方法や視機能制御装置が必要とされている。
However, the fMRI method has some limitations.
In the fMRI method, a very weak magnetic field change in the subject's brain is measured. For this reason, the MRI apparatus is installed in a magnetic shield room, and it is required that no instrument made of a magnetic material or an instrument that generates electromagnetic noise be brought into the shield room.
Therefore, in order to more accurately measure changes in brain activity related to the visual function of the subject by the fMRI method, a visual stimulus presentation method and a visual function control device that do not affect the magnetic field are required.

これまでに、脳機能計測を実施する際に行う視覚刺激呈示方法として、特許文献1では脳機能測定のための被験者への刺激提示装置が提案されている。
この装置では、モニター、スピーカー、スクリーンその他の刺激提示装置であって、一定時間内に複数の刺激形態を提示させるためつぎのような手段を備えている。
すなわち、コンピューターに順序を無作為に並び替えさせる手段、コンピューターに該刺激提示の間隔若しくは刺激提示の時間の長さを無作為に決定させる手段、その順に刺激を提示させるよう刺激提示装置に出力させる手段を備えている。
So far, as a visual stimulus presentation method performed when performing brain function measurement, Patent Literature 1 has proposed a stimulus presentation device to a subject for brain function measurement.
This device is a stimulus presentation device such as a monitor, a speaker, a screen, or the like, and includes the following means for presenting a plurality of stimulus forms within a predetermined time.
That is, means for causing the computer to rearrange the order at random, means for causing the computer to randomly determine the interval of stimulus presentation or the length of time for stimulus presentation, and causing the stimulus presentation device to output stimuli in that order. Means.

また、一般的に、被験者に視覚刺激を呈示しながら脳機能計測を実施する際に行う視機能制御方法として、計測条件変更のたびに被験者を装置外に搬出して視機能制御手段を交換する手法が知られている。
例えば、視機能制御手段として、被験者の焦点が制御可能なレンズを用いる場合を説明する。
この場合、被験者が視覚刺激を視認するにあたって最適なレンズを設定するためには、被験者を計測条件変更のたびに装置外に搬出して条件の異なるレンズに交換する工程が必要とされる。
それにより、被験者の焦点が視覚刺激に合った状態で、脳機能計測をすることが可能となる。
すなわち、一般的には、計測条件を変更するたびに被験者を装置外に搬出し、被験者の視機能制御手段を最適化することで、視機能と関連する脳機能計測を実施することが可能となっている。
Also, as a visual function control method that is generally performed when brain function measurement is performed while presenting a visual stimulus to a subject, the subject is taken out of the apparatus and the visual function control means is exchanged whenever the measurement condition is changed. Techniques are known.
For example, the case where a lens capable of controlling the focus of the subject is used as the visual function control means will be described.
In this case, in order for the test subject to set an optimum lens for visually recognizing the visual stimulus, a process of taking the test subject out of the apparatus and replacing it with a lens having a different condition each time the measurement condition is changed is required.
Thereby, it becomes possible to measure brain function in a state where the subject's focus is in line with the visual stimulus.
That is, in general, it is possible to carry out brain function measurement related to visual function by unloading the subject outside the apparatus every time the measurement condition is changed and optimizing the visual function control means of the subject. It has become.

特開2003−159253号公報JP 2003-159253 A

しかしながら、上記特許文献1記載の刺激提示装置においては、つぎのような課題を有している。
上記刺激提示装置では、被験者に呈示する刺激の順序や時間を制御する手段は構成されているが、脳機能計測を実施する装置内において被験者の視機能を制御する手段が構成に含まれていない。
そのため、同一計測内において被験者の視機能を選択的に制御することが困難であった。
すなわち、同一計測内において被験者の視機能を制御した状態での脳機能計測を実施することが困難であった。
また、計測条件変更のたびに視機能制御手段を交換する手法では、手段を交換するために被験者を装置外に搬出する必要がある。
そのため、手段を交換して行った各計測においてfMRI法の測定条件が必ずしも一致しないこととなる。
また、同一計測内において連続的に視機能制御手段の条件を変化させることは困難であった。
However, the stimulus presentation device described in Patent Document 1 has the following problems.
In the stimulus presentation device, means for controlling the order and time of the stimulus to be presented to the subject is configured, but means for controlling the visual function of the subject is not included in the configuration in the device for performing brain function measurement. .
For this reason, it has been difficult to selectively control the visual function of the subject within the same measurement.
That is, it is difficult to perform brain function measurement in a state where the visual function of the subject is controlled within the same measurement.
Further, in the method of replacing the visual function control means every time the measurement conditions are changed, it is necessary to carry the subject out of the apparatus in order to replace the means.
Therefore, the measurement conditions of the fMRI method do not always match in each measurement performed by exchanging means.
Moreover, it is difficult to continuously change the condition of the visual function control means within the same measurement.

本発明は、上記課題に鑑み、磁場の変化を検知することによって被験者の脳機能計測を行う装置を実施する際に、
一定の計測条件で被験者の視機能と関連する脳機能の計測が可能となる視機能制御装置、該装置を備えた磁気共鳴画像装置、脳磁計及び脳機能計測方法の提供を目的とする。
In view of the above problems, the present invention implements an apparatus for measuring a brain function of a subject by detecting a change in a magnetic field.
It is an object of the present invention to provide a visual function control device capable of measuring a brain function related to the visual function of a subject under certain measurement conditions, a magnetic resonance imaging apparatus including the device, a magnetoencephalograph, and a brain function measurement method.

本発明の視機能制御装置は、被験者に視覚刺激を呈示し、磁場の変化を検知することによって被験者の脳機能計測を行う装置を実施する際に、前記被験者の視機能を制御するために用いられる視機能制御装置であって、
前記被験者に呈示される視覚刺激を制御するための非磁性体からなる視機能制御手段と、
前記視機能制御手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の磁気共鳴画像装置は、上記した視機能制御装置を備えていることを特徴とする。
また、本発明の脳磁計は、上記した視機能制御装置を備えていることを特徴とする。
また、本発明の脳機能計測方法は、
被験者に呈示される視覚刺激を制御するための非磁性体からなる視機能制御手段と、前記視機能制御手段の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えた視機能制御装置を用い、磁場の変化を検知することによって被験者の脳機能を計測する脳機能計測方法であって、
前記視機能制御手段と前記駆動制御手段とを用いることで前記被験者の視機能を制御した状態を提供する第1の工程と、
前記第1の工程における脳機能画像を取得し、該脳機能画像を解析する第2の工程と、
を有することを特徴とする。
The visual function control device of the present invention is used to control the visual function of the subject when the device for measuring the brain function of the subject is presented by presenting the visual stimulus to the subject and detecting the change of the magnetic field. A visual function control device,
Visual function control means comprising a non-magnetic material for controlling the visual stimulus presented to the subject;
Drive control means for controlling the drive of the visual function control means;
It is characterized by having.
The magnetic resonance imaging apparatus of the present invention includes the above-described visual function control device.
Moreover, the magnetoencephalograph of the present invention includes the above-described visual function control device.
Moreover, the brain function measuring method of the present invention includes:
Using a visual function control device comprising a visual function control means made of a non-magnetic material for controlling a visual stimulus presented to a subject, and a drive control means for controlling the drive of the visual function control means, A brain function measuring method for measuring a subject's brain function by detecting a change,
A first step of providing a state in which the visual function of the subject is controlled by using the visual function control means and the drive control means;
Acquiring a brain function image in the first step, and analyzing the brain function image;
It is characterized by having.

本発明によれば、磁場の変化を検知することによって被験者の脳機能計測を行う装置を実施する際に、
一定の計測条件で被験者の視機能と関連する脳機能の計測が可能となる視機能制御装置、該装置を備えた磁気共鳴画像装置、脳磁計及び脳機能計測方法を実現することができる。
According to the present invention, when implementing a device for measuring a brain function of a subject by detecting a change in a magnetic field,
A visual function control device capable of measuring a brain function related to the visual function of a subject under a certain measurement condition, a magnetic resonance imaging apparatus including the device, a magnetoencephalograph, and a brain function measurement method can be realized.

本発明の実施形態及び実施例1における視機能制御装置の構成例を説明する図。The figure explaining the structural example of the visual function control apparatus in embodiment and Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における視機能制御装置の構成例を説明する拡大図。The enlarged view explaining the structural example of the visual function control apparatus in Example 1 of this invention. 本発明の実施例2における視機能制御装置の構成例を説明する図。The figure explaining the structural example of the visual function control apparatus in Example 2 of this invention. 本発明の実施例2における複数の視機能制御装置による構成例を説明する図。The figure explaining the structural example by the some visual function control apparatus in Example 2 of this invention. 本発明の実施例2における被験者の視機能制御及び脳機能画像取得に関するシーケンスを説明する図。The figure explaining the sequence | arrangement regarding a test subject's visual function control and brain function image acquisition in Example 2 of this invention. 本発明の実施例3における直線駆動型アクチュエータを用いた視機能制御装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the visual function control apparatus using the linear drive actuator in Example 3 of this invention. 本発明の実施例4における視機能制御装置を適用した脳磁計の構成を説明する図。The figure explaining the structure of the magnetoencephalograph to which the visual function control apparatus in Example 4 of this invention is applied.

本発明の実施形態における被験者に視覚刺激を呈示し、磁場の変化を検知することによって被験者の脳機能計測を行う装置を実施する際に、前記被験者の視機能を制御するために用いられる視機能制御装置は、
被験者に呈示される視覚刺激を制御するための非磁性体からなる視機能制御手段と、視機能制御手段の駆動を制御する駆動制御手段とで構成されるが、視機能制御手段を非磁性体とすることで、脳機能計測を行う装置内での被験者の視機能制御が可能となる。
また、上記視機能制御装置を用いることで、計測条件変更のたびに被験者を装置外に搬出することなく、被験者の視機能制御手段の条件を選択的にかつ連続的に変化させることができる。
これらにより、本発明の視機能制御装置を用いることで、常に一定の計測条件で被験者の視機能に関連するさまざまな脳機能を計測することが可能となる。
具体的には、例えば図1に模式的に示すように構成することができる。
ここでは、磁場の変化を検知することによって被験者の脳機能計測を行う装置に用いられるものとしては、MRI装置やMEGが挙げられる。
また、本実施形態において脳機能計測を実施する際に、被験者に視覚刺激を呈示する手段は、磁場に影響を与えない手段であればいかなるものでもよい。
例えば、プロジェクターと非磁性体からなるスクリーンを用いて画像や映像を投射することにより被験者に視覚刺激を呈示する手段が挙げられる。
また、非磁性体からなる実物体を被験者の眼前に置いて視覚刺激を呈示する手段などが挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Visual function used to control the visual function of the subject when the visual function is presented to the subject in the embodiment of the present invention and the device for measuring the brain function of the subject is detected by detecting the change of the magnetic field. The control device
The visual function control means is composed of a non-magnetic material for controlling the visual stimulus presented to the subject and the drive control means for controlling the drive of the visual function control means. By doing so, it becomes possible to control the visual function of the subject within the device for measuring brain function.
Further, by using the visual function control device, the condition of the visual function control means of the subject can be selectively and continuously changed without taking the subject out of the device every time the measurement condition is changed.
Accordingly, by using the visual function control device of the present invention, it becomes possible to measure various brain functions related to the visual function of the subject under constant measurement conditions.
Specifically, for example, it can be configured as schematically shown in FIG.
Here, as an apparatus used for measuring a brain function of a subject by detecting a change in a magnetic field, an MRI apparatus and an MEG are exemplified.
In addition, when the brain function measurement is performed in the present embodiment, the means for presenting the visual stimulus to the subject may be any means as long as it does not affect the magnetic field.
For example, there is a means for presenting a visual stimulus to a subject by projecting an image or video using a projector and a non-magnetic screen.
Moreover, although the means etc. which show the visual stimulus by putting the real object which consists of a nonmagnetic material in front of a test subject's eyes etc. are mentioned, this invention is not limited to these.

本実施形態における視機能制御手段として、呈示される視覚刺激を被験者の眼前で制御できる構成を有し、かつ材質が非磁性体で構成されているものであれば如何なるものでもよい。
また、視機能制御手段は、視機能制御装置内に複数備えて構成されていてもよい。複数の手段を用いる場合、異なる機能を有する手段で構成されていてもよい。また、視機能制御手段は、右眼か左眼のどちらか、もしくは両眼の眼前に配置されるように構成されている。
また、本実施形態において、視機能制御手段の駆動制御手段は、視機能制御手段の位置や、回転運動などを制御することを可能に構成されていればいかなるものでもよい。
駆動制御手段を視機能制御手段に設置し、それにより視機能制御手段の駆動を制御することで、視機能制御手段の位置制御及び複数の視機能制御手段を用いた際の切り替え制御などが可能になる。
また、これらの駆動手段は、複数備えて構成されていてもよい。
As the visual function control means in the present embodiment, any means may be used as long as it has a configuration capable of controlling the presented visual stimulus in front of the subject's eyes and is made of a non-magnetic material.
A plurality of visual function control means may be provided in the visual function control device. When using a plurality of means, they may be constituted by means having different functions. The visual function control means is configured to be arranged in front of either the right eye or the left eye or both eyes.
In the present embodiment, the drive control means of the visual function control means may be anything as long as it is configured to control the position of the visual function control means, the rotational motion, and the like.
Position control of the visual function control means and switching control when using a plurality of visual function control means are possible by installing the drive control means in the visual function control means and thereby controlling the drive of the visual function control means become.
A plurality of these driving means may be provided.

上記構成において、非磁性体からなる視機能制御手段と駆動制御手段を有する視機能制御装置を用いることにより、脳機能計測を行う装置内で被験者の視機能を制御することが可能となる。
また、視機能制御手段を駆動させることで、計測条件変更のたびに被験者を装置外に搬出することなく、被験者の視機能制御手段の条件を選択的かつ連続的に変化させることができる。よって、常に一定の計測条件で被験者の視機能に関連するさまざまな脳機能を計測することが可能となる。
In the above configuration, by using a visual function control device having a visual function control means and a drive control means made of a non-magnetic material, the visual function of the subject can be controlled within the device that performs brain function measurement.
In addition, by driving the visual function control means, the condition of the visual function control means of the subject can be selectively and continuously changed without taking the subject out of the apparatus every time the measurement condition is changed. Therefore, it is possible to measure various brain functions related to the visual function of the subject under constant measurement conditions.

また、本実施形態においては、前記視機能制御手段がレンズ、遮眼子、偏光板、減光フィルター、プリズム、ピンホールのいずれかもしくは組み合わせによる構成を採ることができる。
これらは、視機能制御装置内に複数備えて構成されていてもよい。また、複数の手段を用いる場合、異なる手段で構成されていてもよい。
上記構成において、前記視機能制御手段として、レンズ、遮眼子、偏光板、減光フィルター、プリズム、ピンホールのいずれかもしくは組み合わせたものを用いることにより、以下のような視機能制御が可能となる。
例えば、レンズやピンホールを用いることで被験者の視力を、遮眼子や偏光板を用いることで被験者の両眼視能力や深視力を制御することが可能となる。
その他にも、偏光板、減光フィルター、プリズムを用いることでも被験者の視機能を制御することができる。具体的には、偏光特性や明るさに関連する被験者の網膜の神経細胞の活動などを制御することが可能となる。
よって、これらの視機能を制御したときの脳機能計測を常に一定の計測条件で実施することが可能となる。
また、本実施形態の視機能制御装置は、前記駆動制御手段が非磁性体からなるアクチュエータを有する構成とすることができる。
その中でも、非磁性体からなる超音波モータで構成されていることが好ましい。また、アクチュエータは複数備えて構成されてもよい。上記構成において、駆動制御手段が非磁性体で構成されることにより、脳機能計測を行う装置内に駆動制御手段を導入することが可能となる。
すなわち、非磁性体のアクチュエータを用いることにより、駆動制御手段と視機能制御手段との距離を近づけることが可能となり、精密な制御が可能となると同時に、視機能制御装置をより単純な構成にすることが可能となる。
また、本実施形態においては、前記視機能制御装置を備えた磁気共鳴画像装置、脳磁計を構成することができる。
上記構成において、磁場の変化を検知することによって被験者の脳機能計測を行う装置を実施する際に、視機能制御装置を用いることで、被験者の視機能と関連する脳機能を計測することが可能となる。
Further, in the present embodiment, the visual function control means may be configured by any one or a combination of a lens, an eye shield, a polarizing plate, a neutral density filter, a prism, and a pinhole.
A plurality of these may be provided in the visual function control device. Moreover, when using a some means, you may be comprised by a different means.
In the above configuration, the following visual function control is possible by using any one or a combination of a lens, an eyepiece, a polarizing plate, a dark filter, a prism, and a pinhole as the visual function control means. Become.
For example, the visual acuity of the subject can be controlled by using a lens or a pinhole, and the binocular vision ability or deep visual acuity of the subject can be controlled by using an eye shield or a polarizing plate.
In addition, the visual function of the subject can be controlled by using a polarizing plate, a neutral density filter, and a prism. Specifically, it becomes possible to control the activity of nerve cells in the retina of the subject related to polarization characteristics and brightness.
Therefore, it is possible to always perform brain function measurement when these visual functions are controlled under constant measurement conditions.
In the visual function control device of this embodiment, the drive control unit may include an actuator made of a nonmagnetic material.
Among these, it is preferable that the ultrasonic motor is made of a non-magnetic material. A plurality of actuators may be provided. In the above configuration, when the drive control means is made of a non-magnetic material, the drive control means can be introduced into a device that performs brain function measurement.
That is, by using a non-magnetic actuator, it is possible to reduce the distance between the drive control means and the visual function control means, enabling precise control, and at the same time simplifying the visual function control device. It becomes possible.
In the present embodiment, a magnetic resonance imaging apparatus and a magnetoencephalograph equipped with the visual function control apparatus can be configured.
In the above configuration, when implementing a device for measuring a brain function of a subject by detecting a change in a magnetic field, it is possible to measure a brain function related to the visual function of the subject by using a visual function control device. It becomes.

また、本実施形態においては、被験者に呈示される視覚刺激を制御するための非磁性体からなる視機能制御手段と、前記視機能制御手段の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えた視機能制御装置を用い、
磁場の変化を検知することによって被験者の脳機能を計測する脳機能計測方法を次のように構成することができる。
すなわち、前記視機能制御手段と前記駆動制御手段とを用いることで前記被験者の視機能を制御した状態を提供する第1の工程と、
前記第1の工程における脳機能画像を取得し、該脳機能画像を解析する第2の工程と、を有する脳機能計測方法を、具体的には以下のように構成することができる。
前記視機能制御手段と前記駆動制御手段とを用いることで前記被験者の視機能を制御した状態を提供する工程において、被験者の視機能を制御するために、視覚刺激を呈示する必要がある。その際、磁場への影響を与えずに視覚刺激を呈示することが好ましい。
また、前記被験者の視機能を制御した状態とは、視覚刺激を呈示して脳機能計測を実施する際の被験者の視機能を、実験目的に対して最適な条件に調整した状態のことを示す。
例えば、視機能制御手段としてレンズを用いて実験を行う場合、その実験目的の一例が、被験者にとって最も焦点が合った状態で、視覚刺激を呈示して脳機能計測を実施することであるとする。
その際、実験目的に沿った脳機能計測を実施するためには、異なる度数を有するいくつかのレンズを選択的に被験者に呈示し、その中から被験者にとって最も焦点が合うレンズを提供する必要がある。
そして、この被験者にとって最も焦点が合った状態、が、被験者の視機能を実験目的に対して最適な条件に調整した状態、ということになる。
なお、これらの工程は、脳機能計測を行う装置内において選択的にかつ連続的に実施されるものとする。
In the present embodiment, the visual function control means made of a non-magnetic material for controlling the visual stimulus presented to the subject, and the drive control means for controlling the drive of the visual function control means. Using a function control device,
A brain function measuring method for measuring the brain function of a subject by detecting a change in a magnetic field can be configured as follows.
That is, a first step of providing a state in which the visual function of the subject is controlled by using the visual function control means and the drive control means;
The brain function measuring method including the second step of acquiring the brain function image in the first step and analyzing the brain function image can be specifically configured as follows.
In the step of providing a state in which the visual function of the subject is controlled by using the visual function control means and the drive control means, it is necessary to present a visual stimulus in order to control the visual function of the subject. At that time, it is preferable to present the visual stimulus without affecting the magnetic field.
Further, the state in which the visual function of the subject is controlled indicates a state in which the visual function of the subject when the brain function measurement is performed by presenting the visual stimulus is adjusted to the optimum condition for the purpose of the experiment. .
For example, when an experiment is performed using a lens as a visual function control means, an example of the purpose of the experiment is to perform a brain function measurement by presenting a visual stimulus in a state where the subject is most focused. .
At that time, in order to perform brain function measurement in accordance with the purpose of the experiment, it is necessary to selectively present to the subject several lenses having different frequencies, and to provide a lens that is most focused on the subject among them. is there.
The state in which the subject is most focused is the state in which the visual function of the subject is adjusted to an optimum condition for the purpose of the experiment.
Note that these steps are selectively and continuously performed in an apparatus for measuring brain function.

また、前記工程における脳機能画像を取得してその画像を解析する工程において、駆動制御のためにアクチュエータを用いる場合は、アクチュエータを駆動している間の脳機能画像の取得は停止しているほうが好ましい。
上記工程において、視機能制御手段を駆動させることで、計測条件を変更するたびに被験者を装置外に搬出することなく、被験者の視機能制御手段の条件を選択的にかつ連続的に変化させることができる。
すなわち、視覚刺激を呈示して脳機能計測を実施する際の被験者の視機能を、脳機能の計測を実施しながら、実験目的に対して最適な条件に調整することが可能となる。
先の例のように視機能制御手段としてレンズを用いた場合は、被験者の焦点を合わせた状態での脳機能計測が可能となり、被験者の視機能に関連する脳機能計測をより正確に実施することができる。
このように、常に一定の計測条件で、被験者の視機能に関連するさまざまな脳機能計測をすることができるようになる。
また、被験者の視機能を制御したときの脳機能計測を連続して実施することができるため、より正確な脳機能計測のデータを得ることが可能となる。
また、上記した被験者の視機能を制御した状態を提供する工程において、性質の異なる複数の制御した状態が周期的に切り替えられるように構成することができる。
上記工程において、視機能を制御した複数の状態を一定の周期で繰り返すことにより、得られる脳機能画像の平均化などの画像処理が可能となり、最終的に、よりノイズの少ない脳機能画像を得ることができる。
Also, in the step of acquiring the brain function image in the step and analyzing the image, when using an actuator for drive control, it is better to stop acquiring the brain function image while driving the actuator. preferable.
In the above process, by driving the visual function control means, the condition of the visual function control means of the subject can be changed selectively and continuously without taking the subject out of the apparatus each time the measurement condition is changed. Can do.
That is, it becomes possible to adjust the visual function of the subject when presenting the visual stimulus and performing the brain function measurement to the optimum condition for the purpose of the experiment while measuring the brain function.
When the lens is used as the visual function control means as in the previous example, it is possible to measure the brain function in a state where the subject is focused, and more accurately perform the brain function measurement related to the visual function of the subject. be able to.
In this way, various brain function measurements related to the visual function of the subject can always be performed under constant measurement conditions.
Moreover, since the brain function measurement when the visual function of the subject is controlled can be continuously performed, more accurate brain function measurement data can be obtained.
Further, in the step of providing the state in which the visual function of the subject is controlled, a plurality of controlled states having different properties can be periodically switched.
In the above process, by repeating a plurality of states in which the visual function is controlled at regular intervals, it becomes possible to perform image processing such as averaging of the obtained brain function image, and finally obtain a brain function image with less noise be able to.

以下に、本発明の実施例について説明する。
[実施例1]
実施例1として、視機能制御装置をMRI装置に設置して、脳機能計測を実施する例について、本発明の特徴を最もよく表している図1を用いて説明する。
本実施例では、視覚刺激呈示手段としてプロジェクターとスクリーンを用い、また視機能制御手段としてレンズが用いられる。
これにより、計測条件変更のたびに被験者を装置外に搬出することなく、被験者の視機能制御手段の条件を選択的にかつ連続的に変化させることが可能となるように構成されている。
図1において、100はMRI装置、101は被験者であり、102、103、104、105はそれぞれMRI装置の寝台、傾斜磁場コイル、超電導磁石、及び筒状の計測部である。
上記構成において、筒状の計測部105の内部に被験者101が横たわり、その眼前には被験者の視機能を制御するための視機能制御装置106が設置される。視機能制御装置106は、視機能制御手段107及び超音波モータ108で構成されている。
視機能制御手段107及び超音波モータ108は非磁性体で構成されているものとする。
超音波モータ108の駆動を制御するコントローラ(図示せず)はMRI装置が設置されている磁気シールド室内部で、かつMRI装置本体内部の計測位置から最大の距離を有する場所に設置されている。
そして、電磁気的にシールドされた制御線によって、超音波モータ108と接続されている。
Examples of the present invention will be described below.
[Example 1]
As Example 1, an example in which a visual function control apparatus is installed in an MRI apparatus and brain function measurement is performed will be described with reference to FIG. 1 which best represents the features of the present invention.
In this embodiment, a projector and a screen are used as the visual stimulus presenting means, and a lens is used as the visual function control means.
Accordingly, the condition of the visual function control means of the subject can be selectively and continuously changed without taking the subject out of the apparatus every time the measurement condition is changed.
In FIG. 1, 100 is an MRI apparatus, 101 is a subject, and 102, 103, 104, and 105 are a bed, a gradient magnetic field coil, a superconducting magnet, and a cylindrical measuring unit of the MRI apparatus, respectively.
In the above configuration, the subject 101 lies inside the cylindrical measuring unit 105, and the visual function control device 106 for controlling the visual function of the subject is installed in front of the subject. The visual function control device 106 includes a visual function control means 107 and an ultrasonic motor 108.
It is assumed that the visual function control means 107 and the ultrasonic motor 108 are made of a nonmagnetic material.
A controller (not shown) for controlling the driving of the ultrasonic motor 108 is installed in a magnetic shield room where the MRI apparatus is installed, and at a place having the maximum distance from the measurement position inside the MRI apparatus main body.
And it is connected with the ultrasonic motor 108 by the electromagnetically shielded control line.

このように、超音波モータ108は、被験者の視機能制御をするにあたり、コントローラを介して駆動制御することが可能になるように構成されている。
なお、ここでの超音波モータ108としては、特開平3−253272号公報等、多くの文献に開示されている圧電素子(電気−機械エネルギー変換素子)によって駆動されるようにした構成のものを用いることができる。
また、MRI装置100の外部には、被験者101に視覚刺激を呈示するためのプロジェクター109が設置されている。
また、プロジェクター109から投影される映像を映すためのスクリーン110が装置内に設置されている。また、被験者101がスクリーン110を見るためのミラー111が被験者101の眼前に設置されている。
なお、スクリーン110とミラー111は磁性体を含まない材料で構成されているものとする。
また、被験者101の後頭部にはMR信号検出用コイル112が設置されており、被験者101の神経活動に伴う脳血流変化によって発生した電磁波信号を検出する。
ここでは、被験者眼前の視野を確保するため、及び大脳視覚野(被験者の後頭部に該当)において高感度の脳機能計測を行うため、コイル112は表面コイル型のRadio Frequencyコイルを用いる。
As described above, the ultrasonic motor 108 is configured to be able to be driven and controlled via the controller when controlling the visual function of the subject.
Note that the ultrasonic motor 108 here is configured to be driven by a piezoelectric element (electro-mechanical energy conversion element) disclosed in many documents, such as JP-A-3-253272. Can be used.
In addition, a projector 109 for presenting visual stimuli to the subject 101 is installed outside the MRI apparatus 100.
A screen 110 for projecting an image projected from the projector 109 is installed in the apparatus. In addition, a mirror 111 for the subject 101 to view the screen 110 is installed in front of the subject's 101 eye.
In addition, the screen 110 and the mirror 111 shall be comprised with the material which does not contain a magnetic body.
An MR signal detection coil 112 is installed in the back of the subject 101 to detect an electromagnetic wave signal generated by a change in cerebral blood flow accompanying the nerve activity of the subject 101.
Here, in order to secure a visual field in front of the subject's eyes and to perform highly sensitive brain function measurement in the cerebral visual cortex (corresponding to the occipital region of the subject), the coil 112 uses a radio frequency coil of the surface coil type.

図2は、本実施例における視機能制御装置106の拡大図である。
なお、図2(a)は斜投影図、図2(b)は平面図である。視機能制御手段107は、非磁性体からなる保持手段201に複数設置されている。
また、保持手段201の背面部には超音波モータ108が取り付けられている。超音波モータ108の回転軸は保持手段201の中心に接続されており、保持手段201はこの回転軸を中心に回転できる。
FIG. 2 is an enlarged view of the visual function control device 106 in this embodiment.
2A is an oblique projection, and FIG. 2B is a plan view. A plurality of visual function control means 107 are installed on the holding means 201 made of a non-magnetic material.
An ultrasonic motor 108 is attached to the back surface of the holding means 201. The rotating shaft of the ultrasonic motor 108 is connected to the center of the holding means 201, and the holding means 201 can rotate around this rotating shaft.

次に、本実施例における被験者の視機能制御手段の条件を選択的にかつ連続的に変化させるときの手順について説明する。
ここでは、視機能制御手段107としてレンズを用いて、被験者の視機能に関連する脳機能を計測するものとする。
具体的には、図2(b)に示すように、被験者101の視力を矯正するための度数の異なる4つのレンズ107(A)〜107(D)が設置されている。
なお、レンズ107(A)〜(D)には磁性体が含まれていないものとする。MRI装置100の筒状の計測部105に被験者101の頭部が配置されるように、寝台102がセットされる。
また、超音波モータ108が駆動することによって描く軌道203が被験者101の眼の中心軸を通過するように、被験者101の眼前には視機能制御装置106がセットされる。
装置をセットした後、次の手順により視機能制御手段の条件を変化させる。
Next, a procedure for selectively and continuously changing the condition of the visual function control means of the subject in this embodiment will be described.
Here, it is assumed that the brain function related to the visual function of the subject is measured by using a lens as the visual function control means 107.
Specifically, as shown in FIG. 2B, four lenses 107 (A) to 107 (D) having different frequencies for correcting the visual acuity of the subject 101 are installed.
It is assumed that the lenses 107 (A) to (D) do not contain a magnetic material. The bed 102 is set so that the head of the subject 101 is placed on the cylindrical measurement unit 105 of the MRI apparatus 100.
Further, the visual function control device 106 is set in front of the eye of the subject 101 so that the trajectory 203 drawn by driving the ultrasonic motor 108 passes through the central axis of the eye of the subject 101.
After setting the device, the condition of the visual function control means is changed by the following procedure.

まず、ステップ(1)において、レンズ107(A)を被験者101の眼前に固定し、被験者101にレンズ107(A)を介してミラー111を視認させる。
次に、ステップ(2)において、超音波モータ108を回転させ、レンズ107(B)が被験者101の眼前に固定されるように制御する。
次に、ステップ(3)において、レンズ107(B)を被験者101の眼前に固定し、被験者101にレンズ107(B)を介してミラー111を視認させる。次に、ステップ(4)において、超音波モータ108を回転させ、レンズ107(C)が被験者101の眼前に固定されるように制御する。
以上のステップを繰り返し、レンズ107(A)〜(D)がそれぞれ被験者101の眼前に固定されるように調整することで、計測条件を変更するたびに被験者を装置外に搬出することなく、最も焦点の合うレンズを選択することが可能となる。
これらの手順をふまえた後、被験者にとって最適な条件下で脳機能計測を実施することで視機能と関連する脳機能計測を正確に実施することが可能となる。
First, in step (1), the lens 107 (A) is fixed in front of the eye of the subject 101, and the subject 101 is caused to visually recognize the mirror 111 through the lens 107 (A).
Next, in step (2), the ultrasonic motor 108 is rotated, and control is performed so that the lens 107 (B) is fixed in front of the eye of the subject 101.
Next, in step (3), the lens 107 (B) is fixed in front of the eyes of the subject 101, and the subject 101 is caused to visually recognize the mirror 111 through the lens 107 (B). Next, in step (4), the ultrasonic motor 108 is rotated, and control is performed so that the lens 107 (C) is fixed in front of the eye of the subject 101.
By repeating the above steps and adjusting the lenses 107 (A) to (D) so as to be fixed in front of the eye of the subject 101, the test subject can be removed most of the time without changing the measurement condition. It is possible to select a lens that is in focus.
After taking these procedures into account, it is possible to accurately perform brain function measurement related to visual function by performing brain function measurement under conditions optimal for the subject.

以上の本実施例においては、視機能制御装置106を用いて、被験者の視機能を制御し、脳機能計測を実施するように構成されているが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。
例えば、視機能制御手段107の形状は円状に限定されず、多角形のものも使用できる。また、視機能制御手段107を介してミラー111が視認できるような構成であれば、これらの形状に限定されるものではない。
また、本発明では視機能制御手段107に被験者101の視力を制御するためのレンズ107(A)〜(D)を用いたが、非磁性体で構成されている視機能制御手段であれば、これらに限定されるものではない。遮眼子、プリズム、偏光板、減光フィルター、ピンホールなどが使用可能である。
また、被験者101に視覚刺激を呈示する手段は、非磁性体からなる実物体を被験者の眼前に置くなどの手段があるが、磁場に影響を与えない手段であればこれらに限定されるものではない。
In the above embodiment, the visual function control device 106 is used to control the visual function of the subject and to perform brain function measurement. However, the present invention is limited to such a configuration. It is not a thing.
For example, the shape of the visual function control means 107 is not limited to a circular shape, and a polygonal shape can also be used. Further, the shape is not limited to these shapes as long as the mirror 111 can be visually recognized through the visual function control means 107.
Further, in the present invention, the lenses 107 (A) to (D) for controlling the visual acuity of the subject 101 are used as the visual function control means 107, but if the visual function control means is made of a non-magnetic material, It is not limited to these. Eye shields, prisms, polarizing plates, neutral density filters, pinholes, etc. can be used.
The means for presenting the visual stimulus to the subject 101 includes means such as placing a real object made of a non-magnetic material in front of the subject's eyes, but is not limited to these as long as it does not affect the magnetic field. Absent.

[実施例2]
実施例2として、視機能制御装置を用いて被験者に周期的な視覚刺激を呈示した例について、図3及び図4、図5を用いて説明する。
本実施例では、立体視検査として一般に知られているチトマスステレオテストをfMRI法による脳機能計測とともに実施した例について説明する。
図3は、図1と同様に本発明の特徴を表す図面であり、同図において、301はチトマスステレオテストを行うためのテスト紙であり、302は視機能制御手段としての偏光板である。それ以外の構成は図1と同じである。
テスト紙301には、同じ構図の絵において、少し視差をつけて作成した2枚の絵を重ねたものを用いている。
90度方向が異なる偏光板302を1枚ずつ準備し、それぞれを被験者の左右の眼前に設置する。
そして、テスト内容は、その偏光板302を通してテスト紙301を視認することだけである。
仮に、斜視が無い状態で、かつ、立体視ができる被験者101であれば、視差の付いた部分を立体的に見ることが可能となる。
本実施例では、このチトマスステレオテストにおいて、偏光板による視機能制御を実施し、被験者の立体視に関連する脳機能計測を実施した例について説明する。
なお、テスト紙301及び偏光板302は非磁性体で構成されているものとする。
[Example 2]
As Example 2, an example in which a visual stimulus is presented to a subject using a visual function control device will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5.
In this embodiment, an example will be described in which a chitomas stereo test, which is generally known as a stereoscopic examination, is performed together with brain function measurement by the fMRI method.
FIG. 3 is a drawing showing the features of the present invention as in FIG. 1. In FIG. 3, 301 is a test paper for performing a cytomass stereo test, and 302 is a polarizing plate as visual function control means. . The rest of the configuration is the same as in FIG.
For the test paper 301, a picture with the same composition, in which two pictures created with a little parallax are overlapped, is used.
One polarizing plate 302 having a 90-degree direction is prepared one by one, and each is placed in front of the left and right eyes of the subject.
The test content is only to visually recognize the test paper 301 through the polarizing plate 302.
If the subject 101 can view stereoscopically with no strabismus, the parallaxed portion can be viewed stereoscopically.
In the present embodiment, an example in which visual function control using a polarizing plate is performed and brain function measurement related to stereoscopic vision of a subject is performed in the chitomas stereo test will be described.
Note that the test paper 301 and the polarizing plate 302 are made of a nonmagnetic material.

つぎに、本実施例におけるfMRI法による脳機能計測方法の手順について説明する。
本実施例でも、実施例1と同じ視機能制御装置106を用いる。図4は、本実施例における複数の視機能制御装置106を備えた構成例を示す図である。ここでは、視機能制御手段として偏光板302を用いた。
具体的には、図4に示す4つの視機能制御手段107のうちの対角線上にある2カ所、例えば107(A)と107(C)に同じ種類の偏光板302が設置されているものとする。
なお、左右の眼前にそれぞれ設置される視機能制御装置において、それぞれが備える偏光板302の偏光方向は90度ずれているものを用いるものとする。
また、視機能制御手段107(B)と107(D)には本実施例では何も備えない状態、すなわち孔の状態で構成されている。
視機能制御装置106をセットした状態で、MRI装置100の筒状の計測部105に被験者101の頭部が配置されるように、寝台102がセットされる。なお、超音波モータ108が駆動することによって描く軌道が被験者101の眼の中心軸を通過するように、視機能制御装置106がセットされる。
Next, the procedure of the brain function measuring method by the fMRI method in this embodiment will be described.
Also in this embodiment, the same visual function control device 106 as that in the first embodiment is used. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example including a plurality of visual function control devices 106 according to the present embodiment. Here, the polarizing plate 302 is used as the visual function control means.
Specifically, the same type of polarizing plate 302 is installed at two diagonal positions of the four visual function control means 107 shown in FIG. 4, for example, 107 (A) and 107 (C). To do.
In the visual function control devices installed in front of the left and right eyes, the polarizing plates 302 provided in the respective visual function control devices are used in which the polarization directions are shifted by 90 degrees.
Further, the visual function control means 107 (B) and 107 (D) are configured in a state in which nothing is provided in the present embodiment, that is, in the state of holes.
With the visual function control device 106 set, the bed 102 is set so that the head of the subject 101 is placed on the cylindrical measurement unit 105 of the MRI apparatus 100. Note that the visual function control device 106 is set so that the trajectory drawn by driving the ultrasonic motor 108 passes through the central axis of the eye of the subject 101.

つぎに、図5を用いて、本実施例における被験者101の視機能制御及び脳機能画像取得に関するシーケンスについて説明する。
まず、被験者101の視機能制御のシーケンスを、図5(a)、(b)を用いて説明する。
以下に示すステップ(1)〜(5)において、被験者101の視機能を制御する。図5(a)は各ステップの順番と時間間隔、図5(b)は被験者101、保持手段201、テスト紙301、視機能制御手段としての偏光板302の位置関係を示している。
なお、本実施例においては、左右の眼前に設置された視機能制御装置は同じタイミングで駆動するものとする。
Next, a sequence relating to visual function control and brain function image acquisition of the subject 101 in this embodiment will be described with reference to FIG.
First, the visual function control sequence of the subject 101 will be described with reference to FIGS.
In the following steps (1) to (5), the visual function of the subject 101 is controlled. FIG. 5A shows the order and time interval of each step, and FIG. 5B shows the positional relationship between the subject 101, the holding means 201, the test paper 301, and the polarizing plate 302 as the visual function control means.
In this embodiment, the visual function control devices installed in front of the left and right eyes are driven at the same timing.

まず、ステップ(1)において、偏光板302が設置されていない視機能制御手段107を被験者101の眼前に固定し、被験者101にテスト紙301を時間区間t1の間視認させる。
次に、ステップ(2)において、超音波モータ108を時間区間t2の間に回転させ、偏光板302が被験者101の眼前に固定されるように制御する。
次に、ステップ(3)において、偏光板302を被験者101の眼前に固定し、偏光板302を介して被験者101にテスト紙301を時間区間t3の間視認させる。
次に、ステップ(4)において、超音波モータ108を時間区間t4の間に回転させ、偏光板302が設置されていない視機能制御手段107が被験者101の眼前に固定されるように制御する。
次に、ステップ(5)において、偏光板302が設置されていない視機能制御手段107を被験者101の眼前に固定し、被験者101にテスト紙301を時間区間t5の間視認させる。
これらのステップ(2)からステップ(5)までを1ループとし、
以下、超音波モータ108の駆動及び視機能制御手段107の変更を、ステップ(2)、ステップ(3)、ステップ(4)、ステップ(5)、ステップ(2)、…ステップ(5)の順番で、ループをN回繰り返す。
First, in step (1), the visual function control means 107 on which the polarizing plate 302 is not installed is fixed in front of the eyes of the subject 101, and the test subject 301 is visually recognized during the time interval t1.
Next, in step (2), the ultrasonic motor 108 is rotated during the time interval t2, and control is performed so that the polarizing plate 302 is fixed in front of the eye of the subject 101.
Next, in step (3), the polarizing plate 302 is fixed in front of the eye of the subject 101, and the test paper 301 is visually recognized by the subject 101 through the polarizing plate 302 for the time interval t3.
Next, in step (4), the ultrasonic motor 108 is rotated during the time interval t4, and control is performed so that the visual function control means 107 without the polarizing plate 302 is fixed in front of the eye of the subject 101.
Next, in step (5), the visual function control means 107 on which the polarizing plate 302 is not installed is fixed in front of the eyes of the subject 101, and the subject 101 is made to visually recognize the test paper 301 for the time interval t5.
These steps (2) to (5) are one loop,
Hereinafter, the drive of the ultrasonic motor 108 and the change of the visual function control means 107 are changed in the order of step (2), step (3), step (4), step (5), step (2), ... step (5). The loop is repeated N times.

本実施例では、一般的な脳機能計測で使われているブロックデザインと呼ばれる手法を用いる。
ブロックデザインでは、レストブロックと呼ばれる被験者101の視機能を制御していない状態と、タスクブロックと呼ばれる被験者101の視機能を制御した状態とを交互に繰り返す。
なお、本実施例において、視機能を制御した状態とは偏光板302を被験者101の眼前に固定した状態のことである。
そして、レストブロックで得られる脳機能画像とタスクブロックで得られる脳機能画像の2種類の画像を取得する。
これらは、すなわち視機能を制御した状態の脳機能画像と制御していない状態での脳機能画像との2種類の画像となる。
この2種類の画像を比較することで、視機能を制御した状態の脳の活動状態を反映した脳機能画像を得ることができる。
本実施例では、ステップ(3)がタスクブロックに、ステップ(5)がレストブロックに相当する。
In this embodiment, a technique called block design used in general brain function measurement is used.
In the block design, a state in which the visual function of the subject 101 called a rest block is not controlled and a state in which the visual function of the subject 101 called a task block are controlled alternately.
In the present embodiment, the state in which the visual function is controlled is a state in which the polarizing plate 302 is fixed in front of the subject's 101 eye.
Then, two types of images are acquired: a brain function image obtained by the rest block and a brain function image obtained by the task block.
These are two types of images, namely, a brain function image in which the visual function is controlled and a brain function image in a state where the visual function is not controlled.
By comparing these two types of images, it is possible to obtain a brain function image that reflects the activity state of the brain in which the visual function is controlled.
In this embodiment, step (3) corresponds to a task block, and step (5) corresponds to a rest block.

つぎに、図5(c)を用いて、fMRI法による脳機能画像取得シーケンスについて説明する。
まず、被験者101の視機能を制御するタイミングとfMRI法の撮像開始のタイミングとを同期させる。
そして、タスクブロックすなわちステップ(3)の時間区間t3において偏光板302を介してテスト紙301を視認した際の脳機能画像と、レストブロックすなわちステップ(5)の時間区間t5において得られる脳機能画像とをそれぞれ取得する。
本実施例では、ステップ(2)からステップ(5)のループをN回繰り返しているので、タスクブロックでの脳機能画像とレストブロックでの脳機能画像がそれぞれN個ずつ得られる。
これらの画像を平均化などの画像処理を行うことでノイズを除去し、最終的にタスクブロック時とレストブロック時の脳機能画像を比較することで、被験者の視機能を制御した際の脳機能画像を得ることができる。
そして、得られた脳機能画像を解析することで、被験者の立体視に関連する脳活動(第3次視覚野などの活動)の変化を計測することができる。
Next, a brain function image acquisition sequence by the fMRI method will be described with reference to FIG.
First, the timing for controlling the visual function of the subject 101 is synchronized with the timing for starting imaging by the fMRI method.
Then, the brain function image when the test paper 301 is visually recognized through the polarizing plate 302 in the task block, that is, the time interval t3 in step (3), and the brain function image obtained in the rest block, that is, the time interval t5 in step (5). And get respectively.
In this embodiment, since the loop from step (2) to step (5) is repeated N times, N brain function images in the task block and N brain function images in the rest block are obtained.
The brain function when controlling the visual function of the subject by removing noise by performing image processing such as averaging these images and finally comparing the brain function images at the time of task block and rest block An image can be obtained.
Then, by analyzing the obtained brain function image, it is possible to measure changes in brain activity (activity such as the third visual cortex) related to the subject's stereoscopic vision.

本実施例では、ステップ(2)及びステップ(4)で、超音波モータ108を回転させて、被験者101の眼前に設置する視機能制御手段107を変更している。
ここで、このt2及びt4の時間区間の間は、脳機能画像を取得しないようにfMRI法の脳機能画像取得シーケンスを作成することが望ましい。
その理由は2つあり、1つは本実施例の視機能制御装置106では、保持手段201を回転させることで被験者101に呈示する視機能制御手段107を変更している。
したがって、視機能制御手段107を変更するためにある程度の時間を必要とする。
よって、この時間区間ではタスクとレストの視機能制御が混在してしまう可能性があるためである。
もう1つの理由は、超音波モータ108を駆動することで、わずかに発生する電磁波が、脳機能画像の劣化を引き起こす可能性があるからである。
すなわち、超音波モータ108を駆動している時間区間の間、脳機能画像の取得を停止することで、測定後の解析で使用する画像データに、超音波モータ108の駆動に起因するノイズが重畳されることを抑制することが可能となる。
なお、MRI装置の種類によっては、以上のようにt2及びt4の間のみの脳機能画像の取得を停止することができないものもある。
この場合は、全測定期間にわたって脳機能画像を取得した後、t2及びt4の時間区間に取得した脳機能画像を使用せず、t3及びt5で取得した画像データのみを解析することで所望の脳機能画像を得ることができる。
In this embodiment, in step (2) and step (4), the ultrasonic motor 108 is rotated to change the visual function control means 107 installed in front of the eye of the subject 101.
Here, it is desirable to create a brain function image acquisition sequence of the fMRI method so as not to acquire a brain function image during the time interval between t2 and t4.
There are two reasons for this. One is the visual function control device 106 of the present embodiment, in which the visual function control means 107 to be presented to the subject 101 is changed by rotating the holding means 201.
Therefore, a certain amount of time is required to change the visual function control means 107.
Therefore, the task and rest visual function control may be mixed in this time interval.
Another reason is that a slight electromagnetic wave generated by driving the ultrasonic motor 108 may cause deterioration of the brain function image.
That is, by stopping the acquisition of the brain function image during the time interval in which the ultrasonic motor 108 is being driven, noise due to the driving of the ultrasonic motor 108 is superimposed on the image data used in the analysis after the measurement. It can be suppressed.
Note that, depending on the type of MRI apparatus, there is a case where acquisition of a brain function image only between t2 and t4 cannot be stopped as described above.
In this case, after acquiring the brain function image over the entire measurement period, the brain function image acquired in the time interval of t2 and t4 is not used, and only the image data acquired at t3 and t5 is analyzed, thereby obtaining the desired brain A functional image can be obtained.

[実施例3]
実施例3として、視機能制御装置106で用いる駆動手段として、実施例1のような超音波モータによる回転型アクチュエータではなく、直線駆動型のアクチュエータを用いる構成例について、図6を用いて説明する。
本実施例の直線駆動型のアクチュエータは、図6に示されるように保持手段601上に一列に、複数の視機能制御手段(602、603、604)がセットされ、直線駆動型アクチュエータ605が保持手段601に接続されている。直線駆動型アクチュエータ605は、606で図示される直線的な方向に、保持手段601を移動させる。
直線駆動型アクチュエータを駆動し、視機能制御手段602〜604と被験者101との相対位置を変更することで、被験者の視機能を制御することが可能となる。
この場合、アクチュエータとしては、非磁性体からなる圧電素子を用いた直線駆動型アクチュエータを用いることが好ましい。
[Example 3]
As a third embodiment, a configuration example using a linear drive type actuator instead of a rotary actuator using an ultrasonic motor as in the first embodiment as a driving unit used in the visual function control device 106 will be described with reference to FIG. .
As shown in FIG. 6, the linear drive type actuator of this embodiment has a plurality of visual function control units (602, 603, 604) set in a line on the holding unit 601, and is held by the linear drive type actuator 605. Connected to means 601. The linear drive actuator 605 moves the holding unit 601 in a linear direction illustrated by 606.
The visual function of the subject can be controlled by driving the linear drive actuator and changing the relative position between the visual function control means 602 to 604 and the subject 101.
In this case, as the actuator, it is preferable to use a linear drive type actuator using a piezoelectric element made of a non-magnetic material.

[実施例4]
実施例4として、脳磁計(MEG)において、本発明における視機能制御装置を適用した構成例を、図7を用いて説明する。
脳磁計を用いた場合は、脳の活動変化を時間精度良く測定かつ画像化できる。磁気シールド室内には脳磁計本体(図示せず)と視機能制御装置、及び視覚刺激呈示装置が設置される。
被験者701は、磁気センサが収納されたヘルメット状のデュアー型センサアッセンブリ702を頭部に装着する。
非磁性体からなる視機能制御装置703は、視覚刺激呈示装置704に対する被験者701の視機能が制御できるように、被験者701の眼前に設置される。視覚刺激呈示装置704も、非磁性体からなるスクリーンや実物体などで構成されていることが好ましい。
この系を用いて行う脳機能計測の手順は、実施例1から実施例3で示した方法と同様の手順を用いることができる。
以上の本実施例のように本発明の視機能制御装置を用いることによって、脳磁計に与えるノイズを小さくして脳機能測定を行うことができる。
また、脳磁計は時間分解能が高いため、視機能制御手段を変更したタイミングにおける被験者の脳機能計測も可能となる。
これにより、視機能を制御する過程における脳の活動状態を計測することが可能となる。
[Example 4]
As Example 4, a configuration example in which the visual function control device according to the present invention is applied to a magnetoencephalograph (MEG) will be described with reference to FIG.
When a magnetoencephalograph is used, changes in brain activity can be measured and imaged with good time accuracy. A magnetoencephalograph main body (not shown), a visual function control device, and a visual stimulus presentation device are installed in the magnetic shield room.
The subject 701 wears a helmet-like dewar-type sensor assembly 702 in which a magnetic sensor is housed on the head.
The visual function control device 703 made of a non-magnetic material is installed in front of the subject 701 so that the visual function of the subject 701 with respect to the visual stimulus presentation device 704 can be controlled. The visual stimulus presentation device 704 is also preferably composed of a non-magnetic screen, a real object, or the like.
The procedure of brain function measurement performed using this system can be the same as the procedure shown in the first to third embodiments.
By using the visual function control device of the present invention as in the present embodiment described above, the brain function measurement can be performed while reducing the noise applied to the magnetoencephalograph.
In addition, since the magnetoencephalograph has high time resolution, it is possible to measure the brain function of the subject at the timing when the visual function control means is changed.
Thereby, it becomes possible to measure the activity state of the brain in the process of controlling the visual function.

100:MRI装置
101:被験者
102:MRI装置の寝台
103:傾斜磁場コイル
104:超電導磁石
105:筒状の計測部
106:視機能制御装置
107:視機能制御手段
108:超音波モータ
109:プロジェクター
110:スクリーン
111:ミラー
112:MR信号検出用コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: MRI apparatus 101: Test subject 102: MRI apparatus bed 103: Gradient magnetic field coil 104: Superconducting magnet 105: Cylindrical measuring part 106: Visual function control apparatus 107: Visual function control means 108: Ultrasonic motor 109: Projector 110 : Screen 111: Mirror 112: MR signal detection coil

Claims (7)

被験者に視覚刺激を呈示し、磁場の変化を検知することによって被験者の脳機能計測を行う装置を実施する際に、前記被験者の視機能を制御するために用いられる視機能制御装置であって、
前記被験者に呈示される視覚刺激を制御するための非磁性体からなる視機能制御手段と、
前記視機能制御手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を有することを特徴とする視機能制御装置。
A visual function control device used to control the visual function of the subject when performing a device for measuring the brain function of the subject by presenting a visual stimulus to the subject and detecting a change in the magnetic field,
Visual function control means comprising a non-magnetic material for controlling the visual stimulus presented to the subject;
Drive control means for controlling the drive of the visual function control means;
A visual function control device comprising:
前記視機能制御手段が、レンズ、遮眼子、偏光板、減光フィルター、プリズム、ピンホールのいずれか一つ、若しくはそれらの組み合わせによって構成されていることを特徴とする請求項1に記載の視機能制御装置。   The said visual function control means is comprised by any one of a lens, an eye shield, a polarizing plate, a neutral density filter, a prism, a pinhole, or those combination, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Visual function control device. 前記駆動制御手段が、非磁性体からなるアクチュエータによって構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の視機能制御装置。   The visual function control device according to claim 1, wherein the drive control unit includes an actuator made of a non-magnetic material. 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の視機能制御装置を備えていることを特徴とする磁気共鳴画像装置。   A magnetic resonance imaging apparatus comprising the visual function control device according to claim 1. 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の視機能制御装置を備えていることを特徴とする脳磁計。   A magnetoencephalograph comprising the visual function control device according to any one of claims 1 to 3. 被験者に呈示される視覚刺激を制御するための非磁性体からなる視機能制御手段と、前記視機能制御手段の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えた視機能制御装置を用い、磁場の変化を検知することによって被験者の脳機能を計測する脳機能計測方法であって、
前記視機能制御手段と前記駆動制御手段とを用いることで前記被験者の視機能を制御した状態を提供する第1の工程と、
前記第1の工程における脳機能画像を取得し、該脳機能画像を解析する第2の工程と、
を有することを特徴とする脳機能計測方法。
Using a visual function control device comprising a visual function control means made of a non-magnetic material for controlling a visual stimulus presented to a subject, and a drive control means for controlling the drive of the visual function control means, A brain function measuring method for measuring a subject's brain function by detecting a change,
A first step of providing a state in which the visual function of the subject is controlled by using the visual function control means and the drive control means;
Acquiring a brain function image in the first step, and analyzing the brain function image;
The brain function measuring method characterized by having.
前記第1の工程が、前記被験者の視機能を制御した状態を性質の異なる複数の状態に周期的に切り替えて提供される工程を含むことを特徴とする請求項6に記載の脳機能計測方法。   7. The brain function measuring method according to claim 6, wherein the first step includes a step of periodically switching and providing a state in which the visual function of the subject is controlled to a plurality of states having different properties. .
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016532531A (en) * 2013-09-30 2016-10-20 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. A way to create an ambient experience
JP2017080299A (en) * 2015-10-30 2017-05-18 東芝メディカルシステムズ株式会社 Magnetic resonance imaging apparatus
JP2019093156A (en) * 2018-12-28 2019-06-20 株式会社 資生堂 Evaluation method and evaluation device
US11864905B2 (en) 2017-12-28 2024-01-09 Ricoh Company, Ltd. Biological function measurement and analysis system, biological function measurement and analysis method, and recording medium storing program code
KR102674636B1 (en) * 2023-12-04 2024-06-12 양승룡 Brain stimulation training device using vision

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04117942A (en) * 1990-09-10 1992-04-17 Ulvac Japan Ltd Method and device for locating cerebral magnetic wave measuring instrument
JP2000197619A (en) * 1999-01-07 2000-07-18 Hitachi Ltd Nuclear magnetic resonance inspection system
JP2003109042A (en) * 2001-09-28 2003-04-11 Univ Tokyo High-speed 3D image calculation method
JP2003159253A (en) * 2001-11-27 2003-06-03 Communication Research Laboratory Stimulus providing device to subject for measuring brain function
JP2003199722A (en) * 2002-01-10 2003-07-15 Sangaku Renkei Kiko Kyushu:Kk Brain wave measuring support tool for eyeball
JP2005192908A (en) * 2004-01-09 2005-07-21 Nikon Corp Image presenting optical system for brain examination and magnetic resonance examination system for brain examination

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04117942A (en) * 1990-09-10 1992-04-17 Ulvac Japan Ltd Method and device for locating cerebral magnetic wave measuring instrument
JP2000197619A (en) * 1999-01-07 2000-07-18 Hitachi Ltd Nuclear magnetic resonance inspection system
JP2003109042A (en) * 2001-09-28 2003-04-11 Univ Tokyo High-speed 3D image calculation method
JP2003159253A (en) * 2001-11-27 2003-06-03 Communication Research Laboratory Stimulus providing device to subject for measuring brain function
JP2003199722A (en) * 2002-01-10 2003-07-15 Sangaku Renkei Kiko Kyushu:Kk Brain wave measuring support tool for eyeball
JP2005192908A (en) * 2004-01-09 2005-07-21 Nikon Corp Image presenting optical system for brain examination and magnetic resonance examination system for brain examination

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016532531A (en) * 2013-09-30 2016-10-20 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. A way to create an ambient experience
JP2017080299A (en) * 2015-10-30 2017-05-18 東芝メディカルシステムズ株式会社 Magnetic resonance imaging apparatus
US11864905B2 (en) 2017-12-28 2024-01-09 Ricoh Company, Ltd. Biological function measurement and analysis system, biological function measurement and analysis method, and recording medium storing program code
JP2019093156A (en) * 2018-12-28 2019-06-20 株式会社 資生堂 Evaluation method and evaluation device
JP7288272B2 (en) 2018-12-28 2023-06-07 株式会社 資生堂 Evaluation method and evaluation device
KR102674636B1 (en) * 2023-12-04 2024-06-12 양승룡 Brain stimulation training device using vision

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