(57)【要約】【課題】Ｓ／Ｎ比が良好で、獣例えばサルの頭部全体の画像を得ることができ、しかも獣の頭部や躯体の大きさに応じて獣の頭部及び信号検出コイルの位置を調整できる獣用機能的ＭＲＩ装置を提供する。【解決手段】獣例えばサルＭの頭部を正面板１１の切欠き部２９から外に出してサルの頭部以外の部分を収容するボックス１１と、サルの首部を固定する首部固定ユニット３５と、サルの頭部を固定する頭部固定ユニット１５と、サルの頭部の両側に信号検出コイルが位置するように鞍型に形成された鞍型コイルユニット１７とを備える。首部固定ユニット３５は斜め上下方向に位置調整可能である。頭部固定ユニット１５は上下方向及び前後方向に位置調整可能である。鞍型コイルユニット１７は斜め上下方向及び前後方向に位置調整可能である。【選択図】図１
2008142119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面が斜め上を向くように傾斜した正面板に下縁側に開いた切欠き部を形成し、獣の頭部を前記切欠き部から外に出して獣の頭部以外の部分を収容するボックスと、
前記切欠き部で獣の首部を固定する首部固定ユニットと、
前記切欠き部からボックスの外に出ている獣の頭部を固定する頭部固定ユニットと、
獣の頭部を囲む又は挟むように形成されたボリュームコイルを有するコイルユニットとを備え、
前記首部固定ユニットは、ボックス正面板に沿って斜め上下方向の位置が調整できるようにボックスに取り付けられており、
前記頭部固定ユニットは、ボックスに対し上下方向及び前後方向の位置が調整できるようにボックスに取り付けられており、
前記コイルユニットは、ボックスに対し斜め上下方向及び前後方向の位置が調整できるようにボックスに取り付けられており、
前記ボックスの正面板の切欠き部は、前記コイルユニットの後端部がボックス内に入り込めるだけの大きさを有しており、
前記コイルユニットの天井部には、前記首部固定ユニット及び頭部固定ユニットとの干渉を避けるための、後端側に開いた切欠き部が形成されている、
ことを特徴とする獣用機能的ＭＲＩ装置。
【請求項２】
ボックスの正面板には、切欠き部の両側から前方へ水平に突出するアームが、前記正面板に沿って斜め上下方向の位置が調整できるように取り付けられており、コイルユニットは、このアームに前後方向の位置が調整できるように取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の獣用機能的ＭＲＩ装置。
【請求項３】
ボックスは、正面板の下縁の下から前方へ突出するように、獣が前肢で操作する応答器具の収納ケースを備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の獣用機能的ＭＲＩ装置。
【請求項４】
コイルユニットは、両側壁部の獣の耳に相当する位置に開口を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の獣用機能的ＭＲＩ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、覚醒状態にあるサル、イヌ、ネコ等の獣に学習課題を行わせたときの脳の活動部位を調べるための獣用機能的ＭＲＩ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
覚醒状態にあるサルに学習課題を行わせたときの脳の活動部位を調べるために、ＭＲＩ装置内で、頭部を固定したサルに学習課題を行わせ、機能的ＭＲＩ撮像を行うことは公知である（非特許文献１の図１、図３参照）。
【０００３】
また、サルの脳の機能的ＭＲＩ撮像を行うために、小型のサーフェスコイルを使用することも公知である（非特許文献２の図１、図２参照）。
【０００４】
【非特許文献１】NeuroReport 9,2213〜2218頁（1998年）
【非特許文献２】Journal ofNeuroscience Methods 118 (2002年) 141-152頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、非特許文献１に開示された装置では、サルの頭部の機能的ＭＲＩ撮像を行うために、サルの体が入る大きさのＲＦコイル（信号検出コイル）を使用しなければならない。こうした条件下では、有効撮像範囲に比べサルの頭部が非常に小さいため、Ｓ／Ｎ（シグナル／ノイズ）比が非常に悪くなり、詳細な画像を得ることが困難である。
【０００６】
また、よりＳ／Ｎ比の良い画像を得るためには、非特許文献２のようなサーフェスコイルを用いるしかなく、サーフェスコイルを用いた場合は頭部の限られた部分しか撮像することができないため、頭部全体の画像を得ることは困難である。
【０００７】
また、実験の対象となるサルは、頭部や体躯の大きさに個体差があるが、従来の装置では、固体ごとに頭部及び信号検出コイルの位置を望ましい位に調整することが困難であった。
なお、実験の対象となる動物は、サルだけでなく、学習能力のあるイヌやネコ等である場合も考えられる。
【０００８】
本発明の目的は、以上のような問題点に鑑み、Ｓ／Ｎ比が良好で、実験の対象となる獣の頭部全体の画像を得ることができ、しかも獣の頭部や躯体の大きさに応じて、獣の頭部及び信号検出コイルの位置を調整できる獣用機能的ＭＲＩ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため本発明に係る獣用機能的ＭＲＩ装置は、
外面が斜め上を向くように傾斜した正面板に下縁側に開いた切欠き部を形成し、獣の頭部を前記切欠き部から外に出して獣の頭部以外の部分を収容するボックスと、
前記切欠き部で獣の首部を固定する首部固定ユニットと、
前記切欠き部からボックスの外に出ている獣の頭部を固定する頭部固定ユニットと、
獣の頭部を挟む又は囲むように形成されたボリュームコイルを有するコイルユニットとを備え、
前記首部固定ユニットは、ボックス正面板に沿って斜め上下方向の位置が調整できるようにボックスに取り付けられており、
前記頭部固定ユニットは、ボックスに対し上下方向及び前後方向の位置が調整できるようにボックスに取り付けられており、
前記コイルユニットは、ボックスに対し斜め上下方向及び前後方向の位置が調整できるようにボックスに取り付けられており、
前記ボックスの正面板の切欠き部は、前記コイルユニットの後端部がボックス内に入り込めるだけの大きさを有しており、
前記コイルユニットの天井部には、前記首部固定ユニット及び頭部固定ユニットとの干渉を避けるための、後端側に開いた切欠き部が形成されている、
ことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の装置において、ボックスの正面板には、切欠き部の両側から前方へ水平に突出するアームが、前記正面板に沿って斜め上下方向の位置が調整できるように取り付けられており、コイルユニットは、このアームに前後方向の位置が調整できるように取り付けられていることが好ましい。
【００１１】
また本発明の装置において、ボックスは、正面板の下縁の下から前方へ突出するように、獣が前肢で操作する応答器具の収納ケースを備えていることが好ましい。
【００１２】
また本発明の装置において、コイルユニットは、両側壁部の獣の耳に相当する位置に開口を有していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、獣の頭部を挟む又は囲むように形成されたボリュームコイルを有するコイルユニットを使用したことにより、獣の頭部に接近して信号検出を行うことができるため、Ｓ／Ｎ比が良くなると共に、獣の頭部全体の画像を得ることができる。
【００１４】
また、首部固定ユニットはボックス正面板に沿って斜め上下方向の位置が調整可能であり、かつ頭部固定ユニットはボックスに対し上下方向及び前後方向の位置が調整可能であるため、獣の頭部を、獣の頭部及び躯体の大きさに応じて望ましい位置に固定することができる。したがって大きさの異なる獣にそれぞれ楽な姿勢で学習課題を行わせることができる。
【００１５】
また、コイルユニットは、ボックスに対し斜め上下方向及び前後方向の位置が調整可能であり、かつ後端部が正面板の切欠き部からボックス内に入り込めるようになっており、さらに天井部に首部固定ユニット及び頭部固定ユニットとの干渉を避けるための切欠き部が設けられているため、固定された獣の頭部に対し最も好ましい位置に設置することが可能である。したがって最も好ましい位置で頭部全体の撮像を行うことができる。
【００１６】
また、ボックスの正面板の切欠き部の両側に、前方へ水平に突出するアームを、正面板に沿って斜め上下方向の位置が調整できるように取り付け、このアームにコイルユニットを前後方向の位置が調整できるように取り付ければ、コイルユニットの前後位置、上下位置の調整を容易に行うことができる。
【００１７】
また、ボックスの正面板の下から前方へ突出するように、獣が前肢で操作する応答器具（操作レバー又は押しボタン等）の収納ケースを設けることにより、獣に楽な姿勢で学習課題を容易に行わせることができる。
【００１８】
また、コイルユニットの両側壁部の、獣の耳に相当する位置に開口を形成しておくことにより、獣に、聴覚を使った学習課題を行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は本発明に係るサル用機能的ＭＲＩ装置の一実施形態を示す。図において、１１はサルＭの頭部以外の部分を収容するボックス、１３はサルＭの首部を適当な位置に固定する首部固定ユニット、１５はサルＭの頭部を適当な位置に固定する頭部固定ユニット、１７はサルＭの頭部の両側に信号検出コイルが位置するように鞍型に形成された鞍型コイルユニットである。
【００２０】
ボックス１１は、図２及び図３に示すように、正面板１９と、左右の側面板２１Ａ、２１Ｂと、背面板２３と、天井板２４とを箱形に組み立て、その下部にサルを載せるトレー２５と、応答レバー（図示せず）を収納する収納ケース２７を取り外し可能に組み付けたものである。正面板１９は外面が斜め上を向くように傾斜しており、この正面板１９には下縁側に開いた切欠き部２９が形成されている。サルＭは、この切欠き部２９から頭部をボックス１１の外に出すようになっている（図１参照）。また正面板１９の上部中央部には、切欠き部２９内に突出するブラケット３１が一体に形成されている。このブラケット３１には、首部固定ユニット１３を取り付けるための、複数のねじ穴３３が形成されている。
【００２１】
首部固定ユニット１３は、図２に示すように、細長い平板状の取付けバー３５と、この取付けバー３５の先端に着脱可能に取り付けられた円弧部材３７と、この円弧部材３７に着脱可能に取り付けられたＵ形部材３９とから構成されている。取付けバー３５には長手方向に長穴４１が形成されている。首部固定ユニット１３は、この長穴４１と前記ブラケット３１のねじ穴３３とを一致させて、取付けバー３５をブラケット３１にねじ（図示せず）で固定することにより、ボックス１１に取り付けられる。ねじを弛めれば、首部固定ユニット１３は、ボックス正面板１９に沿って斜め上下方向（矢印ａ方向）に位置を調整することが可能である。したがってサルの大きさに合わせて首部の固定位置を調整できる。また、円弧部材３７とＵ形部材３９は、サイズの異なるものを複数組用意しておいて、サルの首の太さに合わせて取り替えることもできる。
【００２２】
次に、頭部固定ユニット１５は、図３に示すように、後端部をボックス１１の天井板２４に固定される支持部材４３と、支持部材４３の先端に設けられたクランプ４５と、クランプ４５に挟持されて上下方向を向くロッド４７と、ロッド４７の下端に取り付けられたヘッドキャップ４９とから構成されている。ヘッドキャップ４９は、図１に示すように、サルＭの頭部に予め固定されているヘッドポスト５１に接続される。
【００２３】
支持部材４３は平板状で、後端側に開いた切欠き部５３により二股に分かれており、切欠き部５３の両側の平板部５５には長手方向に長穴５７が形成されている。一方、ボックス１１の天井板２４には、支持部材４３の長穴５７に対応する位置に、前後方向に所定の間隔をおいて多数のねじ穴５９が形成されている。頭部固定ユニット１５は、支持部材４３の長穴５７を前記天井板２４のねじ穴５９に一致させて、支持部材４３を天井板２４にねじ（図示せず）で固定することにより、ボックス１１に取り付けられる。ねじを弛めれば、頭部固定ユニット１５は、前後方向（矢印ｂ方向）に位置を調整することができる。また、クランプ４５の締め付けを弛めれば、ロッド４７を上下方向（矢印ｃ方向）に移動させることができる。したがってヘッドキャップ４９は、サルの頭部の位置に合わせて前後方向、上下方向に位置を調節することが可能であり、これによりサルの大きさにかかわらず、サルの頭部を望ましい位置に固定することができる。
【００２４】
なお、頭部固定ユニット１５の支持部材４３と、首部固定ユニット１３の取付けバー３５とは位置を調整する際に互いに交差する方向に移動するが、支持部材４３には平板部３５の上部が入り込めるように切欠き部５３が形成されているので、支持部材４３と取付けバー３５の干渉は防止できる。
【００２５】
次に、鞍型コイルユニット１７は、図５に示すように、サルの頭部の両側に配置される両側壁部６１Ｌ、６１Ｒと、両側壁部６１Ｌ、６１Ｒの上端縁を連結して一体化する天井部６３を有している。両側壁部６１Ｌ、６１Ｒ内にはサルの脳から発せられる核磁気共鳴信号を受信する信号検出コイル６５Ｌ、６５Ｒが配置されている。信号検出コイル６５Ｌ、６５Ｒはリード線６７を介して天井部６３の正面に設置された同軸コネクタ６９に接続されている。なお、信号検出コイル６５Ｌ、６５Ｒは核磁気共鳴用励起信号を送信するコイルを兼ねるものであってもよい。
【００２６】
鞍型コイルユニット１７の天井部６３には、後端側に開いた切欠き部７１が形成されている。この切欠き部７１は、前述した首部固定ユニット１３の取付けバー３５及び頭部固定ユニット１５のロッド４７との干渉を避けるためのものである。また、鞍型コイルユニット１７の両側壁部６１Ｌ、６１Ｒには、信号検出コイル６５Ｌ、６５Ｒの内側に相当する位置に開口７３が形成されている。この開口７３はサルに外部からの音を聞かせて学習課題を行わせるためのものである。
【００２７】
また、鞍型コイルユニット１７の両側面の上部には、側方へ張り出す取付け部材７５が固定されている。この取付け部材７５には鞍型コイルユニット１７の前後方向に長い長穴７７が形成されている。一方、ボックス１１の正面板１９には、図３に示すように、切欠き部２９の両側から前方へ水平に突出する一対のアーム７９が取り付けられている。アーム７９は、その基端側に正面板１９と同じ角度で傾斜した取付け片８１を一体に有しており、この取付け片８１には複数のねじ挿通穴８３が形成されている。また、正面板１９の切欠き部２９の両側には上下方向に所定の間隔をあけて多数のねじ穴８５が形成されている。アーム７９は、取付け片８１のねじ挿通穴８３を、正面板１９のいずれかのねじ穴８５に一致させて、取付け片８１を正面板１９にねじ（図示せず）で固定することにより、正面板１９に取り付けられている。したがってアーム７９は、取付け片８１のねじ挿通穴８３を、正面板１９のどのねじ穴８５に一致させるかによって、斜め上下方向（矢印ｄ方向）の位置を調整できる。
【００２８】
鞍型コイルユニット１７は、上記のようにして正面板１９に取り付けられたアーム７９に、図４のように取り付けられる。すなわち、鞍型コイルユニット１７を一対のアーム７９の間に落とし込み、両側の取付け部材７５をアーム７９の上に載せる。アーム７９には前後方向に所定の間隔をあけて多数のねじ穴８７が形成されており、取付け部材７５をアーム７９に載せると、取付け部材７５の長穴７７がこのねじ穴８７と一致するので、この状態で、取付け部材７５をアーム７９にねじ（図示せず）で固定すれば、鞍型コイルユニット１７をアーム７９に固定することができる。ねじを弛めれば、鞍型コイルユニット１７はサルの頭部の位置に応じて前後方向（矢印ｅ方向）に位置調整可能である。また、アーム１７は前述のように、斜め上下方向（矢印ｄ方向）の位置を調整できるので、鞍型コイルユニット１７もサルの頭部の位置に応じて矢印ｄ方向に位置調整可能である。
【００２９】
以上のようにして、ボックス１１に、首部固定ユニット１３を取り付け（図２）、頭部固定ユニット１５を取り付け（図３）、鞍型コイルユニット１７を取り付けると（図４）、図１のようになる。ボックス１１の正面板１９の切欠き部２９は、鞍型コイルユニット１７の前後方向、上下方向の位置調整を阻害しないように、鞍型コイルユニット１７の後端部が入り込める大きさになっている。
【００３０】
以上が装置の全体構成である。この装置は、コイルやリード線などの電気部品を除いて全体がプラスチックで形成されている。この装置でサルＭの頭部の機能的ＭＲＩ撮像を行うには、サルＭの頭部以外の部分をボックス１１に入れ、首部を首部固定ユニット１３で固定し、頭部を頭部固定ユニット１５で固定し、鞍型コイルユニット１７をサルの頭部に対し適正な位置に固定し、ケース２７内に応答レバー（押しボタン等でもよい）を設置した上で、全体を静磁場発生装置内にセットする。この状態で前方からサルに学習課題を与え（例えば種々の色又は形などを見せる）、判断結果を応答レバーで回答させる。このとき脳のどの部位が活動するかを撮像し、脳の働きを調べる。
【００３１】
本発明の装置は、サルの頭部の両側に接近して信号検出コイルを配置できるため、Ｓ／Ｎ比の良好な状態で撮像を行うことができ、脳の活動部位を詳細に調べることができる。また、サルの大きさに応じて、首部の固定位置、頭部の固定位置、鞍型コイルユニットの固定位置を自由に調整できるため、大きさの異なる種々のサルの機能的ＭＲＩ撮像を行うことができる。
【００３２】
なお、上記の実施形態ではサル用の機能的ＭＲＩ装置を説明したが、本発明に係る機能的ＭＲＩ装置はサル以外の獣、例えばイヌやネコ等の機能的ＭＲＩ撮像にも同様に適用できる。
また、上記の実施形態では、鞍型の信号検出コイル（ボリュームコイルの一種）を有する鞍型コイルユニットを用いた場合を説明したが、コイルユニットは他の形態であってもよく、例えば獣の頭部を囲む形のボリュームコイルを有する筒型コイルユニットであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るサル用機能的ＭＲＩ装置の一実施形態を示す、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図。
【図２】図１の装置のボックスに首部固定ユニット及びアームを取り付けた状態を示す、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図。
【図３】図１の装置のボックスに頭部固定ユニット及びアームを取り付けた状態を示す、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図。
【図４】図１の装置のボックスに鞍型コイルユニットを取り付けた状態を示す、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図。
【図５】図１の装置の鞍型コイルユニットを示す、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は平面図。
【符号の説明】
【００３４】
Ｍ：サル
１１：ボックス
１３：首部固定ユニット
１５：頭部固定ユニット
１７：鞍型コイルユニット
１９：正面板
２５：トレイ
２７：応答レバー収納ケース
２９：正面板１９の切欠き部
３１：ブラケット
４９：ヘッドキャップ
５１：ヘッドポスト
６１Ｌ：６１Ｒ：側壁部
６３：天井部
６５Ｌ、６５Ｒ：信号検出コイル
７１：天井部６３の切欠き部
７３：開口
７５：取付け部材
７９：アーム
【図１】
2008142119.tif 000003
【図２】
2008142119.tif 000004
【図３】
2008142119.tif 000005
【図４】
2008142119.tif 000006
【図５】
2008142119.tif 000007