(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、被験者に対する視覚刺激の提示に用いる脳機能計測用視覚刺激提示装置であって、
前記被験者に提示する視覚刺激用の試料として、現実の物体による複数の試料を設置するための非磁性体からなる試料保持手段と、
前記試料保持手段に設置された現実の物体による複数の試料を前記被験者に選択的に提示するため、前記試料保持手段を制御手段を介して駆動制御する非磁性体からなるアクチュエーターと、
を有することを特徴とする脳機能計測用視覚刺激提示装置。
【請求項２】
前記アクチュエーターは、前記被験者に現実の物体による複数の視覚刺激用の試料を選択的に提示するに当たり、提示時間および提示場所を駆動制御することが可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の脳機能計測用視覚刺激提示装置。
【請求項３】
前記アクチュエーターは、圧電素子を利用したアクチュエーター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に記載の脳機能計測用視覚刺激提示装置。
【請求項４】
前記圧電素子を利用したアクチュエーターが、超音波モーターであることを特徴とする請求項３に記載の脳機能計測用視覚刺激提示装置。
【請求項５】
前記圧電素子を利用したアクチュエーターが、前記試料保持手段を直線的に移動させる直線駆動型アクチュエーターであることを特徴とする請求項３に記載の脳機能計測用視覚刺激提示装置。
【請求項６】
前記被験者に選択的に提示される前記視覚刺激用の試料に、任意の方向から照明を照射するための照明手段が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の脳機能計測用視覚刺激提示装置。
【請求項７】
前記試料保持手段と前記アクチュエーターとを複数備えて構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の脳機能計測用視覚刺激提示装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の脳機能計測用視覚刺激提示装置を備えていることを特徴とする機能的磁気共鳴画像装置。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか１項に記載の脳機能計測用視覚刺激提示装置を備えていることを特徴とする脳磁計。
【請求項１０】
複数の視覚刺激用の試料を選択的に提示する脳機能計測用視覚刺激提示装置を用い、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、
前記複数の視覚刺激用の試料として、現実の物体による複数の試料が設置された非磁性体からなる試料保持手段を、非磁性体からなるアクチュエーターによって駆動し、該現実の物体からなる複数の試料を前記被験者に選択的に提示し、
前記被験者の脳に感覚刺激を与えない状態と、前記被験者の脳に感覚刺激を与える状態とを、交互に繰り返してそれぞれの状態における画像を取得するステップと、
前記ステップで取得された、前記被験者の脳に感覚刺激があたえられない状態で取得された画像と、前記被験者の脳に感覚刺激を与えた状態で取得された画像とを比較することによって、脳の活動状況を反映した脳機能画像を取得するステップと、
を有することを特徴とする脳機能計測方法。
【請求項１１】
前記複数の試料を前記被験者に選択的に提示するために前記アクチュエーターを駆動している間は、画像の取得を停止することを特徴とする請求項１０に記載の脳機能計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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を実施する際に、被験者に対する視覚刺激の提示に用いる脳機能計測用視覚刺激提示装置、及び機能的磁気共鳴画像装置、脳磁計、脳機能計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療の様々な場面で、磁場の変化を検知することによって脳機能を計測する装置が用いられる。
磁気共鳴画像（ＭＲＩ：  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｍａｇｉｎｇ）装置や脳磁計（ＭＥＧ：Ｍａｇｎｅｔｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｇｒａｐｈ）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。この中で、磁気共鳴画像装置は、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。
また、医療および特に心理学の分野での研究用として、機能的ＭＲＩ（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ＭＲＩ）と呼ばれる特定の機能を持たせたＭＲＩも用いられている。以下、これをｆＭＲＩ法と記す。
ｆＭＲＩ法では、被験者の脳の機能を研究するため、被験者に、視覚、触覚、聴覚等に関する様々な刺激を与え、その刺激による脳の反応をＭＲＩを用いて測定される。
ｆＭＲＩ法による測定においては、被験者に複数の種類の刺激を時系列的に順番に与え、それら刺激に対応した脳の活動の相対的な変化を検出・解析している。したがって、ｆＭＲＩ法を実施する機能的磁気共鳴画像装置に用いられる脳機能計測用刺激提示装置においては、複数の種類の刺激を用意し、被験者に提示することが必要である。
特に、視覚刺激を与える測定においては、複数の刺激を時系列的順番に、提示時間を精密に制御しながら提示するために、複数の画像・映像を電子的に生成しディスプレーやプロジェクター等に表示して、被験者に提示する手法がよく用いられる。
【０００３】
一方、被験者の脳機能計測を行うｆＭＲＩ法による測定においては、被験者脳内における磁場の非常に微弱な変化を測定する。
このため、ｆＭＲＩ装置は磁気シールドルーム内に設置され、さらにシールドルーム内に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込まないことが要求される。
したがって、視覚刺激を提示しながらｆＭＲＩ法による測定を実施する場合、シールドルーム内に通常のディスプレーやプロジェクター等の電子機器を設置することができない。
このため、ｆＭＲＩ法による測定中に被験者に提示される刺激を与えるための装置には、電磁気的ノイズが発生しないように様々な工夫がされている。
【０００４】
従来、以上のようなｆＭＲＩ法による測定において視覚刺激を与えるための技術として、特許文献１では図１０に示される構成の脳機能計測システムが提案されている。
このｆＭＲＩ法を実施する機能的磁気共鳴画像装置では、電磁的遮蔽が施されたＭＲＩ本体を設置するシールド室に隣接して、制御装置を設置する制御室に視覚刺激画像の投射装置が設置されている。
そして、シールド室と制御室の間に設けた投射光線用の開口部を通じて、投射映像をシールド室内のスクリーン等に投影することで、被験者に視覚刺激画像を提示するように構成されている。
また、特許文献２で提案されている環境調整システム等では、被験者に五感（例えば視覚）を通じて知覚される環境要素を提示しながら、脳活動状態をｆＭＲＩ法による脳機能計測装置で測定する手法が開示されている。
この環境調整システム等では、被験者に知覚される環境要素としてのパネルや紙に印刷または描写された写真、イラスト、文章などの目標画像が、観察者の手によって提示される事例が開示されている。
また、非特許文献１で提案されているＭＲＩ対応ロボット手術システムでは、圧縮空気を用いたアクチュエーターが用いられている。
このシステムでは、ＭＲＩから２．５ｍ程度離れた場所に圧縮空気の制御系を設置し、ＭＲＩボア内にセットした圧縮空気で作動するピストン状のアクチュエーターを駆動するようにされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１６００８６号公報
【特許文献２】特開２００９−５０４７４号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｇ．Ｓ．Ｆｉｓｃｈｅｒ、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ２００８  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｒｏｂｏｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ  ｐ．２４８９〜２４９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した従来のものにおいては、つぎのような課題を有している。
上記特許文献１のものでは、ｆＭＲＩ法による測定に与える電磁気的なノイズを低減するために、測定対象領域（すなわち被験者の大脳）より離れた場所に映像、画像の投射装置や液晶表示装置を設置している。
そして、カメラ、ビデオ等で撮像した画像、映像を電子的にデータ処理し、投射装置や液晶表示装置に表示させたものを、光学系を通して被験者に視覚刺激として提示している。
従来、ヒトすなわち観察者が物体を見る（観察する）という行為は、何らかの光源が存在し、光源から発せられる光束により物体が照明され、その照明の反射光からなる物体の像が観察者の眼球内の網膜上に結像される。そして、最終的に網膜からの生体信号を脳が情報処理するという過程を含んでいる。
しかしながら、自発光により像を表現するディスプレーやスクリーン等に像を反射もしくは透過させることで像を表現するプロジェクターを用い、物体の像を観察者に提示する場合は、上記光源、物体、反射というプロセスを完全に再現することは極めて困難である。
したがって、例えば医学・心理学で視覚に関する認知実験を行う場合、現実の物体を観察した場合と、ディスプレーやプロジェクターを介して観察した場合では、双方の観察の間で明らかに異なった視覚認知実験計測結果が得られる。
特に、ディスプレーやプロジェクターを用いて、物体表面のテクスチャー感、光沢感、金属光沢感等を高度に再現することは一般的に難しく、現実の物体を観察した場合に比して、現実感・臨場感が低減するとされている。
従って、上記特許文献１のように、プロジェクター等を用いて被験者へ視覚刺激を提示する手法では、現実の物体を照明を制御しながら被験者に提示するというプロセスを経ていないため、現実の物体を提示した場合と同様の状態等を再現することは困難である。
そのため、それら物体が有する微妙な表面状態や高度な質感を臨場感を持って被験者に提示して、ｆＭＲＩ法による測定を実施することは困難である。
【０００８】
また、ｆＭＲＩ法による測定において被験者に提示するための試料として現実の物体を用いる際は、脳機能測定時のＭＲＩ機能画像を取得するタイミングと、視覚刺激用試料を提示するタイミングを精密に制御する必要がある。
さらに、物体の表面が有する微妙な表面状態や高度な質感を提示するためには、光源と物体および観察者（の目）の位置関係を正確に制御する必要がある。
このために、実際の物体を用いて視覚刺激を提示しながらｆＭＲＩ法による測定を試みる場合には、視覚刺激用の複数の試料の提示時間および提示場所を精密に制御することが必要である。
【０００９】
上記特許文献２の環境調整システム等では、被験者に五感（例えば視覚）を通じて知覚される写真、イラスト、文章などの目標画像を提示しながら、脳活動状態を測定している。
しかしながら、ここでは目標画像が人間の手によって提示されており、このような手法では被験者に提示する視覚刺激用試料の提示時間や位置を精密に制御することは困難である。
また、上記非特許文献１のＭＲＩ対応ロボット手術システムでは、ＭＲＩから２．５ｍ程度離れた場所に圧縮空気の制御系を設置し、ＭＲＩボア内にセットした圧縮空気で作動するピストン状のアクチュエーターを駆動するものであり、機構が複雑である。
また、位置制御精度が±５ｍｍ程度であり、より精密な位置制御技術として、必ずしも満足の得られるものではない。
【００１０】
本発明は、上述の課題に鑑み、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に際し、被験者に現実の物体からなる複数の視覚刺激用の試料を選択的に提示するに当たり、
提示時間および提示場所を精密に制御し、物体の表面が有する微妙な表面状態や高度な質感を提示することが可能となる脳機能計測用視覚刺激提示装置、及び機能的磁気共鳴画像装置、脳磁計、脳機能計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、つぎのように構成した脳機能計測用視覚刺激提示装置、及び機能的磁気共鳴画像装置、脳磁計、脳機能計測方法を提供するものである。
本発明の脳機能計測用視覚刺激装置は、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を実施する際に、被験者に対する視覚刺激の提示に用いる脳機能計測用視覚刺激提示装置であって、
前記被験者に提示する視覚刺激用の試料として、現実の物体による複数の試料を設置するための非磁性体からなる試料保持手段と、
前記試料保持手段に設置された現実の物体による複数の試料を前記被験者に選択的に提示するため、前記試料保持手段を制御手段を介して駆動制御する非磁性体からなるアクチュエーターと、を有することを特徴とする。
また、本発明の機能的磁気共鳴画像装置は、上記した脳機能計測用視覚刺激提示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、上記した脳機能計測用視覚刺激提示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、複数の視覚刺激用の試料を選択的に提示する脳機能計測用視覚刺激提示装置を用い、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、
前記複数の視覚刺激用の試料として、現実の物体による複数の試料が設置された非磁性体からなる試料保持手段を、非磁性体からなるアクチュエーターによって駆動し、該現実の物体からなる複数の試料を前記被験者に選択的に提示し、
前記被験者の脳に感覚刺激を与えない状態と、前記被験者の脳に感覚刺激を与える状態とを、交互に繰り返してそれぞれの状態における画像を取得するステップと、
前記ステップで取得された、前記被験者の脳に感覚刺激があたえられない状態で取得された画像と、
前記被験者の脳に感覚刺激を与えた状態で取得された画像とを比較することによって、脳の活動状況を反映した脳機能画像を取得するステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
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に際し、被験者に現実の物体からなる複数の視覚刺激用の試料を選択的に提示するに当たり、
提示時間および提示場所を精密に制御し、物体の表面が有する微妙な表面状態や高度な質感を提示することが可能となる脳機能計測用視覚刺激提示装置、及び機能的磁気共鳴画像装置、脳磁計、脳機能計測方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１における脳機能計測用視覚刺激提示装置を備えた機能的磁気共鳴画像（ｆＭＲＩ）装置の断面図。
【図２】本発明の実施例１における脳機能計測用視覚刺激提示装置を構成する試料ホルダーの拡大図。
【図３】本発明の実施例１で使用される視覚刺激試料を説明する図。
【図４】本発明の実施例１における被験者に与える視覚刺激および、脳機能画像取得に関するシーケンスを説明する図。
【図５】一般的な脳機能計測で使用される、ブロックデザインと呼ばれる手法を用いたシーケンスを表す図。
【図６】本発明の実施例１における超音波モーターの別の構成例として、試料ホルダーとアクチュエーターを回転ベルトで接続した構成を示す図。
【図７】本発明の実施例２における複数の試料ホルダー、アクチュエーターを用いた脳機能計測用視覚刺激提示装置の構成を示す図。
【図８】本発明の実施例３における直線駆動型アクチュエーターを用いた脳機能計測用視覚刺激提示装置の構成を示す図。
【図９】本発明の実施例４における、脳機能計測用視覚刺激提示装置を適用した脳磁計の構成を示す図。脳磁計測において用いられる脳機能計測用視覚刺激装置の構成を示す図。
【図１０】従来例における脳機能を計測する磁気共鳴画像装置に用いられる被験者に視覚刺激を提示するための脳機能計測用視覚刺激提示装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以上に説明したように、本発明の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、被験者に対する視覚刺激の提示に用いる脳機能計測用視覚刺激提示装置は、被験者に提示する視覚刺激用の試料として、現実の物体からなる複数の試料を提示可能に構成されている。
すなわち、選択した物体の表面から反射される反射光によって形成される上記物体の像を、被験者が直接観察可能な範囲に提示可能に構成されている。
したがって、カメラ・ビデオ等で取得した画像、もしくはシミュレーション等を用いて生成した画像を、電子的に処理してディスプレーもしくはプロジェクターで提示することによる従来のものに比して、視覚情報の質の劣化を抑制することができる。
そのため、画像の質感の劣化や臨場感の低減を抑制することができ、被験者に高度な質感を持った刺激を提示しながらの脳機能計測を行うことが可能となる。
また、脳機能測定に際して被験者に現実の物体からなる複数の視覚刺激用の試料を選択的に提示するに当たり、提示時間および提示場所を精密に制御することが可能に構成することにより、物体の表面が有する微妙な表面状態や高度な質感の提示が可能となる。
また、本発明において、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として、機能的磁気共鳴画像装置、脳磁計を挙げているが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００１５】
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では、脳機能測定に際し、被験者に現実の物体からなる複数の視覚刺激用の試料を提示する脳機能計測用視覚刺激提示装置を機能的磁気共鳴画像（ｆＭＲＩ）装置に設置して、脳機能測定方法を実施する例について説明する。
機能的磁気共鳴画像（ｆＭＲＩ）装置を用いた場合は、脳機能の発現に伴う脳内の活性部位を高感度かつ高精細に画像化できるため好ましい。
まず、本実施例において、複数の視覚刺激用の試料を選択的に提示する脳機能計測用視覚刺激提示装置を、被験者の脳機能計測を行う機能的磁気共鳴画像装置に設置した場合の構成例について、図１を用いて説明する。
本実施例においては、図１に示すように、被験者１０１はＭＲＩ装置１００に付属した寝台１０２に横たわり、傾斜磁場コイル１０３、及び超伝導磁石１０４が備えられた筒状の計測部（ボア）１０５内に配置される。
ボア内部において、被験者１０１の眼前には非磁性体材料からなる超音波モーター１０６と超音波モーターに接続された非磁性体材料からなる試料ホルダー（試料保持手段）１０７が、非磁性体材料からなる試料提示装置固定台１０８に取り付けられている。
試料ホルダー１０７に設置された現実の物体からなる複数の試料を被験者に選択的に提示するため、試料ホルダー１０７を制御手段を介して駆動制御する非磁性体からなるアクチュエーターが構成されている。
具体的には、超音波モーター１０６の駆動を制御するコントローラー（制御手段）１０９は、ＭＲＩが設置されている磁気シールド室１１０内部で、かつＭＲＩ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１１１によって、超音波モーター１０６と接続されている。
この超音波モーター１０６は、被験者に現実の物体からなる複数の視覚刺激用の試料を選択的に提示するに当たり、コントローラー１０９を介して提示時間および提示場所を駆動制御することが可能に構成されている。
なお、ここでの超音波モーターとしては、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。
【００１６】
また、被験者１０１の頭部上方にあたる部分には、試料ホルダー１０７上の試料を照明するための非磁性体材料からなる光ファイバー照明装置１１２が設置されている。
ファイバー照明装置１１２は任意の方向から試料ホルダー１０７に照明光を照射することができる機能を有する（図示せず）。
また、被験者１０１の後頭部にはＭＲ信号検出用コイル１１３が設置されており、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目的と大脳視覚野、すなわち被験者の後頭部、において高感度の脳機能計測を行うため、コイル１１３は表面コイル型のＲＦコイルを用いている。
図２は、本実施例における脳機能計測用視覚刺激提示装置を構成する試料ホルダー１０７の拡大図である。
試料ホルダー１０７は、直方体をしており、長方形をなす４面２０１、２０２、２０３、２０４には、被験者に提示したい試料を設置する。
直方体の正方形の端面部２０５には、超音波モーター１０６が取り付けられている。超音波モーターの回転軸２０６は試料ホルダー端面部の正方形中心に接続されており、試料ホルダー１０７はこの回転軸を中心に回転できる。
【００１７】
つぎに、図１および図２を用い、本実施例における機能的磁気共鳴画像法による脳機能計測方法の手順について説明する。
ここでは説明を簡単にするため、図３で示すような２種類の図面を紙の上に印刷したものを用いた測定を行うものとする。
図３（ａ）は、被験者の脳の反応を測定するための任意の刺激図形を印刷した紙の試料３０１である。
一方、図３（ｂ）に示す試料３０２は、図３（ａ）の３０１と同じ大きさの紙の試料であるが、全面均一に灰色で着色されているものを用いる。
試料３０１、３０２は、試料ホルダー１０７の面２０１と２０２に装着されるものとする。
なお、紙試料３０１、３０２および印刷に用いるインク材料等は、磁性体が含まれていないものとする。
ＭＲＩボア内１０５のＭＲＩ測定位置に被験者１０１の頭部が位置されるように、寝台１０２がセットされる。
被験者１０１の眼前には試料ホルダー１０７が、面２０２に装着された試料３０２を被験者１０１が観測できる位置にセットされる。
それと共に、試料ホルダー１０７の他の面（面２０１、２０３、２０４。面２０３および２０４は図示せず。）は、被験者１０１から観察できない位置にセットされる。
また、この際に、被験者１０１が観測する面は、所望の光量・入射角度をもった照明装置１１２によって、照明されるように構成されている。
【００１８】
つぎに、図４を用いて、本実施例における被験者に与える視覚刺激および、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、被験者に与える視覚刺激のシーケンスを、図４（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
被験者には、以下に示すステップ（１）〜（６）において、視覚刺激を与える。なお、図４（ａ）は各ステップの順番と時間間隔、図４（ｂ）は試料ホルダー・試料と被験者の位置関係を示している。
ステップ（１）：被験者に、面２０２に装着された試料３０２を時間区間ｔ１の間提示する。
ステップ（２）：次に、超音波モーターを時間区間ｔ２の間に９０度回転させ被験者に提示する面を面２０２から面２０１に変更する。
ステップ（３）：面２０１に装着した試料３０１を時間区間ｔ３の間被験者に提示する。
ステップ（４）：続いて、超音波モーターを時間区間ｔ４の間に、ステップ（２）とは逆方向に９０度回転させ被験者に提示する面を面２０１から面２０２に変更する。
ステップ（５）：再度面２０２に装着した試料３０２を時間区間ｔ５の間被験者に提示する。
このステップ（２）からステップ（５）までを１ループとし、以下、超音波モーターの駆動・試料３０１、３０２の提示を、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。
最後に、ステップ（６）：面２０２に装着した試料３０２をｔ６の間提示させて終了する。
なお、この例では、試料３０１、３０２に照射する照明の光量は一定であるものとする。
【００１９】
一般的に、ｆＭＲＩ法による脳機能測定において、被験者に与える刺激の提示方法は複数用いられるが、本実施例では一般的な脳機能計測で使用される、ブロックデザインと呼ばれる手法を用いる。
すなわち、図５で示すように、「レスト・ブロック」と呼ばれる被験者に感覚刺激を与えない状態と、「タスク・ブロック」と呼ばれ、被験者に感覚刺激を与える状態を、交互に繰り返す。
そして、レスト期間に得られた脳機能画像（すなわち、脳に感覚刺激があたえられない状態の画像）と、タスク期間に得られた脳機能画像（すなわち、脳に感覚刺激を与えた状態の画像）の２種類を取得する。
この取得した２種類の画像を比較することで、脳に感覚刺激を与えた状態の、脳の活動状況を反映した脳機能画像を得るものである。
本実施例では、試料３０１の任意図形の提示が「タスク」、試料３０２の全面均一に灰色で着色されている試料の提示が「レスト」に対応する。
図４中の本実施例における視覚刺激提示シーケンスを、図５に示すブロックデザインシーケンスと対応させると、つぎのようになる。
すなわち、（３）の試料３０１をｔ３の間被験者に提示するステップが、「タスク」に、（１）、（５）および（６）の、試料３０２をそれぞれ、ｔ１、ｔ５、ｔ６、被験者に提示するステップが「レスト」に相当する。
【００２０】
つぎに、図４（ｃ）を用いて、ＭＲＩによる脳機能画像取得シーケンスについて説明する。
被験者に与える視覚刺激を提示するタイミングと同期させ、タスク期間すなわちステップ（３）の時間区間ｔ３において、任意図形を視覚刺激として提示した際の脳機能画像と、
レスト期間すなわちステップ（５）の時間区間ｔ５において得られた脳機能画像と、をそれぞれ取得する。
本実施例では、（２）から（５）のステップをＮ回繰り返しているので、タスク時の脳機能画像と、レスト時の脳機能画像がそれぞれＮ個ずつ得られる。
これらを平均化等の画像処理を行うことでノイズを除去して、最終的にタスク時とレスト時の画像を比較して、本タスクすなわち、任意の視覚刺激を提示した際の脳機能画像を得ることができる。
なお、ステップ（１）とステップ（６）では、それぞれタスクを提示する実験前後でのレスト状態における被験者の脳機能画像を取得し、Ｎステップのタスク提示、レスト提示の前後、
すなわち、測定前後での被験者の脳機能の状態を測定時の状態と比較することを可能とする。
【００２１】
ここで、実施例での脳機能画像取得シーケンスにおいて、ステップ（２）およびステップ（４）で、超音波モーターを回転させて、被験者に提示する試料を交換する。
しかし、この時間、ｔ２およびｔ４の時間区間の間は、脳機能画像を取得しないように、ＭＲＩ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。
この理由は二点ある。
一つ目の理由は、本実施例の脳機能計測用試料提示装置では、実際の物体を移動、もしくは回転させることで被験者に提示する刺激を変えている。
したがって、従来のディスプレーやプロジェクターを利用した視覚刺激提示実験と比較し、刺激を変えるためにより長い時間が必要である。
そのため、この時間区間ではタスクとレストの視覚刺激が混在してしまう可能性があるためである。
二つ目の理由は、超音波モーターを駆動することで、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もあるためである。
超音波モーター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、超音波モーター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およびｔ４の間のみ、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、測定全期間にわたって脳機能画像を取得したのち、ｔ２およびｔ４の時間区間に取得した脳機能画像を使用せず、ｔ３および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。
ここでも、測定前後での被験者の脳機能の状態を知るためにｔ１およびｔ６で取得した脳機能画像も利用することが可能である。
【００２２】
以上の本実施例においては、脳機能計測用試料提示装置を用いて、被験者に視覚刺激を提示し脳機能測定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、脳機能計測用試料提示装置の構成をつぎのように変更してもよい。
すなわち、試料ホルダー１０７は直方体に限定されず、三角柱、五角柱、六角柱等、回転中心軸と平行に試料提示面を有するような角柱形状のものも使用できる。また、中心に回転中心軸を有する長方形の板状のものも、試料ホルダーとして使用可能である。被験者に試料ホルダーの一面を提示する際に、他の面が被験者からは見えなくなるようにすることが好ましい。
また、本実施例では、試料ホルダーの隣接した２面に各面に１つずつ紙上に印刷した試料をセットした。
しかし、脳機能計測で使用するブロックデザインを変更することで、各面に複数の試料をセットすることも可能である。
また、本実施例の直方体形状の試料ホルダーの４面、すなわち図２（ａ）における面２０１、２０２、２０３、２０４各面を用いて、試料をセットすることも可能である。
さらには、試料ホルダーの中心軸と超音波モーターの回転軸は、必ずしも同一直線上に配置される必要はない。
図６に示すように、試料ホルダー６０１と超音波モーター６０２を距離をあけて設置し、間を回転ベルト６０３で接続して、試料ホルダーを回転させるような構成も可能である。
この場合、試料ホルダーおよび超音波モーターにベルトを装着するためのプーリー機構６０４、６０５の直径の比を変えることで、試料ホルダーの回転速度を速めたり、また制御角度の分解能を小さくすることも可能である。
なお、図６（ａ）は側面図、図６（ｂ）は上面図である。
また、本実施例では、紙上に印刷したものを試料として用いたが、絵画や布や皮のような実際の物体を試料として試料ホルダーにセットすることも可能である。さらには、試料ホルダーを工夫すれば、厚みのあるバルク状の物体を、ＭＲＩ装置のボア内部の大きさや被験者の頭部と試料の距離からなる幾何学的な制約を満たす範囲内で脳機能計測用の試料として利用することも可能である。
但し、これらの試料も磁性体を含まないものとする。
【００２３】
［実施例２］
実施例２では、脳機能計測用視覚刺激提示装置を構成する試料ホルダーと超音波モーターを複数備えた構成例について、図７を用いて説明する。
本実施例の脳機能計測用視覚刺激提示装置における試料ホルダーでは、図７で示すように、一つの回転軸上７０１に配置した二つの試料ホルダー７０２および７０３が、二つの超音波モーター７０４および７０５で回転させるように構成されている。
これにより、試料ホルダー７０２および７０３に、異なった種類の視覚刺激の組を装着し、２組の試料間の比較をタスクとした際の脳活動を計測するような脳機能計測も実施可能となる。
なお、図７（ａ）は斜視図、図７（ｂ）は上面図である。
【００２４】
［実施例３］
実施例３では、試料ホルダーを駆動するアクチュエーターとして、実施例１のように超音波モーターによる回転型アクチュエーターではなく、直線駆動型のアクチュエーターを利用する構成例について、図８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ーは、図８に示されるように、試料ホルダー８０１の面上に一列に、複数の試料（８０２、８０３、８０４）がセットされ、直線駆動型アクチュエーター８０５が、試料ホルダーに接続されている。
直線駆動型アクチュエーターは、８０６で図示される直線的な方向に、試料ホルダー８０１を移動させる。
被験者の眼８０７と試料ホルダーの間には、観察用の窓８０８を設けた遮光板が設けられ、複数の試料（８０１、８０２、８０３）のうち一つのみが、被験者に提示されるような構造が採られる。
また、光ファイバー照明装置８１０により、試料ホルダー上の試料には、照明光が照射される。
直線駆動型のアクチュエーターを駆動し、試料ホルダーと窓の相対位置を変更することで、被験者に提示する試料を変更する。
このような場合、アクチュエーターとしては、非磁性体からなる圧電素子を利用した直線駆動型アクチュエーターが好適である。
【００２５】
［実施例４］
実施例４では、脳磁計（ＭＥＧ）において、本発明における脳機能計測用視覚刺激提示装置を適用した構成例を、図９を用いて説明する。
脳磁計を用いた場合は、脳機能の発現に伴う脳内の活性部位を時間精度よく測定・画像化できるため好ましい。
磁気シールド室内に脳磁計本体(図示せず)と脳機能測定用視覚刺激装置がセットされる。
被験者９０１は、磁気センサーが収納されたヘルメット状のデュアー型センサーアッセンブリ９０２を頭部に装着する。脳機能測定用視覚刺激装置の試料ホルダー９０３は、被験者９０１の眼前にセットされる。
この系を用いて脳機能測定の手順は、実施例１で示した機能的磁気共鳴画像法による脳機能計測方法と同様の手順を用いることができる。
本発明の脳機能測定用視覚刺激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が行なえる。
【符号の説明】
【００２６】
１００：ＭＲＩ装置
１０１：被験者
１０２：被験者用寝台
１０３：傾斜磁場コイル
１０４：超伝導磁石
１０５：ＭＲＩの筒状計測部（ボア）
１０６：超音波モーター
１０７：試料ホルダー
１０８：試料提示装置固定台
１０９：超音波モーター駆動コントローラー
１１０：磁気シールド室
１１１：超音波モーター制御線
１１２：視覚刺激資料用照明装置
１１３：ＭＲ信号検出用コイル
９０２：ＭＥＧ用ヘルメット型センサーアッセンブリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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