(57)【要約】【課題】測定対象者の眼球運動を正面方向から監視することを可能にした視覚刺激呈示方法を提供すると共に、そのＭＲＩ装置を創出すること。【解決手段】測定対象者の眼球２２に略正面方向から入射する光路３１にダイクロイックミラー１０を用いて一方からはプロジェクタ２２・スクリーン２３を光源とする視覚刺激を、一方からは赤外光のランプ２４により照明をしながら赤外光カメラ２３による眼球運動の監視を行う。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）を用いて測定対象者に光源から発した視覚刺激を呈示する方法であって、
測定対象者の眼球に向けて略正面方向の入射光線上で可視光の視覚刺激を呈示すると同時に、
該眼球の運動を該光源から該眼球に至るまでのいずれかの光路上に設けた監視手段を用いて監視する
ことを特徴とするＭＲＩにおける視覚刺激呈示方法。
【請求項２】
前記視覚刺激呈示方法で用いる監視手段が、
前記測定対象者の眼球に向けて不可視領域の波長を有する不可視光を照射すると共に、
該不可視光を撮影可能なカメラにより該眼球の撮影を行う構成である
請求項１に記載のＭＲＩにおける視覚刺激呈示方法。
【請求項３】
前記監視手段が、前記光路上のいずれかに可視光を選択的に反射するダイクロイックミラーを設ける構成において、
前記視覚刺激呈示方法が、
前記光源からの可視光をダイクロイックミラーにより反射させる一方、
前記不可視光はダイクロイックミラーを透過させ、
該光路上に可視光及び不可視光を同時に入射する
請求項２に記載のＭＲＩにおける視覚刺激呈示方法。
【請求項４】
前記不可視光線が、
赤外線である
請求項２又は３に記載のＭＲＩにおける視覚刺激呈示方法。
【請求項５】
測定対象者に視覚刺激を呈示しながら測定可能な磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）であって、
測定対象者の眼球に呈示される可視光の視覚刺激を発する光源と、少なくとも測定対象者の眼球直前においては測定対象者の略正面方向から視覚刺激が呈示されるように構成された光源・眼球間の光路とから構成される視覚刺激呈示手段と、
該眼球の運動を該光路上で測定対象者の略正面方向から監視する監視手段と
を備えたことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項６】
前記監視手段が、
前記測定対象者の眼球に向けて不可視領域の波長を有する不可視光を照射する不可視光光源と、
測定対象者の眼球の運動を略正面方向から撮影するカメラと
から成る請求項５に記載のＭＲＩ装置。
【請求項７】
前記光路が可視光を選択的に反射するダイクロイックミラーを配置した構成において、
前記光源からの可視光はダイクロイックミラーの反射面により反射させる一方、
前記不可視光光源が、
不可視光を該ダイクロイックミラーの反射面と反対面から照射して透過させる時に、
可視光及び不可視光の光路が略同一となるように配置する
請求項６に記載のＭＲＩ装置。
【請求項８】
前記不可視光が、
赤外線である
請求項６又は７に記載のＭＲＩ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）を用いて視覚刺激を呈示する方法と、そのためのＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）は、脳機能などの生体情報を研究する際にも広く用いられているが、特に脳研究のために視覚刺激を測定対象者に呈示し脳活性化を行うことが知られている。
視覚刺激は、例えばコンピュータのモニタ画面により、複数の点を表示して与えるが、この時に測定対象者が画面のどの辺りを主に見ているかは、反応する脳領域との対応を研究する上で極めて重要な情報である。
【０００３】
そこで、従来から測定対象者の眼球の運動を視覚刺激の呈示と同時に観察し、研究に利用している。例えば、赤外光をＭＲＩ装置外から測定対象者の眼球に当て、赤外光ビデオカメラなどで眼球の動きを観察する。このとき、視覚刺激の邪魔にならないようにビデオカメラは視覚刺激を与える光線とは異なる方向から撮影している。
【０００４】
ところが、このような従来の構成によると、ビデオカメラが眼球の正面ではなく、斜め位置からの撮影になるため、眼球の像が斜めからみた歪んだ形状になったり、睫毛などが障害となり、眼球運動を正確に観察できない問題があった。
また、例え斜め位置にビデオカメラを設置しても、測定対象者の視界には入ることがあり、正確な視覚刺激の呈示ができない恐れもあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の有する問題点に鑑みて創出されたものであり、測定対象者の眼球運動を正面方向から監視することを可能にした視覚刺激呈示方法を提供すると共に、そのＭＲＩ装置を創出することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のＭＲＩにおける視覚刺激呈示方法は、以下の特徴を有する。
すなわち、磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）を用いて測定対象者に光源から発した視覚刺激を呈示する方法であって、測定対象者の眼球に向けて略正面方向の入射光線上で可視光の視覚刺激を呈示すると同時に、該眼球の運動を該光源から該眼球に至るまでのいずれかの光路上に設けた監視手段を用いて監視することを特徴とする。
【０００７】
ここで、視覚刺激呈示方法で用いる監視手段が、測定対象者の眼球に向けて不可視領域の波長を有する不可視光を照射すると共に、不可視光を撮影可能なカメラにより眼球の撮影を行う構成をとることができる。
【０００８】
また、監視手段が、前記光路上のいずれかに可視光を選択的に反射するダイクロイックミラーを設ける構成において、視覚刺激呈示方法が、光源からの可視光をダイクロイックミラーにより反射させる一方、不可視光はダイクロイックミラーを透過させ、該光路上に可視光及び不可視光を同時に入射する構成でもよい。
【０００９】
不可視光線として赤外線を用いてもよい。
【００１０】
また、本発明では、測定対象者に視覚刺激を呈示しながら測定可能な次のような磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）を提供することもできる。
すなわち、測定対象者の眼球に呈示される可視光の視覚刺激を発する光源と、少なくとも測定対象者の眼球直前においては測定対象者の略正面方向から視覚刺激が呈示されるように構成された光源・眼球間の光路とから構成される視覚刺激呈示手段と、眼球の運動を該光路上で測定対象者の略正面方向から監視する監視手段とを備えたＭＲＩ装置を提供する。
【００１１】
上記のようなＭＲＩ装置において、監視手段が、測定対象者の眼球に向けて不可視領域の波長を有する不可視光を照射する不可視光光源と、測定対象者の眼球の運動を略正面方向から撮影するカメラとから成る構成でもよい。
【００１２】
前記光路が可視光を選択的に反射するダイクロイックミラーを配置した構成において、光源からの可視光はダイクロイックミラーの反射面により反射させる一方、不可視光光源が、不可視光を該ダイクロイックミラーの反射面と反対面から照射して透過させる時に、可視光及び不可視光の光路が略同一となるように配置する構成をとることもできる。
【００１３】
前記不可視光が、赤外線であってもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面に示した実施例に基づいて説明する。なお、実施形態は、本発明の主旨から逸脱しないかぎり適宜変更可能なものである。
ＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング装置）は、静磁場中に置かれた核スピンが核磁気共鳴の共鳴条件を満たす高周波磁場を吸収することを利用して、物質の断層像などを得る装置であり、医療分野では広く用いられている。近年、このようなＭＲＩを用いて脳機能などの生体情報を測定する機能的磁気共鳴イメージング装置（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ＭＲＩ。以下、ｆＭＲＩと呼ぶ。）の開発が進められ、例えば、測定対象者である被験者に特定の視覚刺激を与え、その時の脳の活性化領域を研究することが行われている。
【００１５】
図１には本発明で用いるｆＭＲＩ（１）の一部斜視図を示す。被験者は寝台（２）上に横臥し、その頭部をヘッドコイル（３）内に配置する。寝台（２）は水平体軸方向に摺動可能であり、寝台（２）ごとガントリ（４）の孔部に挿入して測定を行う。
【００１６】
ヘッドコイル（３）は上部コイル部（３ａ）と下部コイル部（３ｂ）から構成される。上部コイル部（３ａ）が図１のような起立した状態で被験者は下部コイル部（３ｂ）上に頭を載せ、その後上部コイル部（３ａ）を倒伏して頭部を被覆させる。
被験者は上部コイル部（３ａ）に設けられた窓部（３ｃ）から外部を視認可能である。
【００１７】
図２は本発明によるヘッドコイル近傍の正面図であり、上部コイル部（３ａ）が倒伏した状態を示す。上部コイル部の起伏はヒンジ部（３ｄ）に設けられたレバー（３ｅ）の操作により行い、被験者が横臥した後に倒伏するので、横臥時に障害になることなく上部コイル部（３ａ）が装着可能である。
【００１８】
本発明によるｆＭＲＩでは、該窓部（３ｃ）上方に、本発明の要部であるダイクロイックミラー（１０）を配設している。ダイクロイックミラー（１０）は図３に示す斜視図のように、横長矩形のミラー部（１１）の両端部に付設した傾斜軸受（１２）（１２）が、略Ｔ字形の支持部材（１３）（１３）と回動可能に軸通される。
支持部材（１３）（１３）は上部コイル部（３ａ）における被験者の左右端部近傍で固定具（１４）（１４）によってそれぞれ装着される。
【００１９】
ここで、ダイクロイックミラー（１０）のミラー部（１１）は波長選択性を有する。すなわち、本実施例において赤外光を透過し、可視光線を反射する特性を有するダイクロイックミラーを用いている。
【００２０】
そして、被験者の頭頂方向でガントリ（４）の外部にプロジェクタ（２０）と、該プロジェクタ（２０）による画像を投影するスクリーン（２１）を配置し、本発明における視覚刺激となる視覚刺激画像を該スクリーン（２１）にて表示する。
表示される視覚刺激画像は、対象とする測定目的により任意に決定することができるが、例えば別に設けるコンピュータにより作成された複数の点の集合からなるコンピュータグラフィックスなどである。
【００２１】
ミラー部（１１）では、スクリーン（２１）に表示された視覚刺激画像を光路１（３０）で入射し、光路２（３１）のように反射する。光路２（３１）は被験者の眼球（２２）に被験者顔面の略正面方向から入射する光路である。
被験者には本構成により、ガントリ（４）内でミラー部（１１）に映る様々な視覚刺激を与え、測定を行う。以上により視覚刺激呈示手段を構成する。
【００２２】
また、本発明では、ダイクロイックミラー（１０）と共に、ミラー部（１１）の反射面とは反対面側に、一体的に形成された赤外光カメラ（２３）及び赤外光光源であるランプ（２４）を備え、被験者の眼球の運動を監視する監視手段を構成している。
【００２３】
赤外光カメラ（２３）は測定時に、ガントリ（４）内に設けられ、光路２（３１）の延長線上である光路３（３１’）に沿って赤外線波長領域で被験者の眼球（２２）を略正面方向から撮影するカメラである。前述の通り、本実施例で用いたダイクロイックミラーは赤外光を透過するため、同光路３（３１’）に沿って眼球（２２）付近を照射するランプ（２４）によって照明された眼球（２２）を被験者に影響を与えずに撮影することができる。
【００２４】
赤外光カメラ（２３）により撮影された被験者の眼球運動は、公知の方法によりｆＭＲＩ（１）の装置外に設けるモニタ（図示しない）により確認することができる。
これにより、ｆＭＲＩ（１）による測定時に被験者の眼球、特に瞳孔を監視しながら、被験者が視覚刺激画像のいずれの部位を見て反応が生じたか、あるいは視覚刺激に関係なく、眼球を動かすことそのものによるＭＲＩ画像の変化を知ることができ、脳の活性化領域の研究などで極めて有用な情報を得ることができる。
【００２５】
特に、従来では視覚刺激の障害にならないように、眼球の斜め上方からカメラにより撮影する方法を採っていたが、この場合、瞳孔の細かな動き、例えばカメラ方向と同一方向の動きなどは監視しにくく、眉毛などにより瞳孔そのものが撮影しにくいことがある。本発明は、眼球を略正面方向から撮影することができるため、これらの問題がないばかりか、赤外光のランプやカメラなどがダイクロイックミラーの背後にあるため、被験者からは見えず、ランプやカメラによる被験者への影響も最小限に抑えることが可能であり、好適な測定に寄与する。
【００２６】
上記ダイクロイックミラーの特性は、任意に変更が可能であって、不可視光に必ずしも赤外光を用いずに、他の波長領域の光線を用いてもよい。
また、可視光を透過し、不可視光を反射するダイクロイックミラーを用い、被験者の略正面方向から視覚刺激を与える視覚刺激呈示手段を上記赤外光カメラ（２３）位置に、逆にカメラを上記プロジェクタ（２０）位置に設ける構成をとってもよい。
【００２７】
さらに本発明では、別実施例として、図４に示すように複数のミラー（４０）（４１）を用い、視覚刺激呈示手段及び監視手段を共にｆＭＲＩ（１）の外部に設けることもできる。
すなわち、プロジェクタ（４２）からスクリーン（４３）に投影された視覚刺激映像は光路４（３３）を経て可視光反射、赤外光透過特性を有するダイクロイックミラー（４１）により反射し、光路５（３４）から通常のミラー（４０）に反射し、被験者の略正面方向から眼球（２２）に入射する。
このときミラー（４０）は上述の図３に示したダイクロイックミラー（１０）とミラー部の特性以外は同一の構成である。
【００２８】
ダイクロイックミラー（４１）の反射面背後には、一体的に形成された赤外光ランプ（４４）及び赤外光カメラ（４５）を備え、光路５（３４）の延長線上である光路６（３４’）に沿って赤外光の照射及び撮影を行う。
【００２９】
以上の構成によっても、前述の実施例と同様に、視覚刺激画像を被験者の眼球（２２）に略正面方向から与えると同時に、視覚刺激の光源であるプロジェクタ（４２）及びスクリーン（４３）と、眼球（２２）とを結ぶ光路（３３）（３４）（３５）上にダイクロイックミラー（４１）を配置して同一の光路上で赤外光カメラによる撮影が行えるため、眼球（２２）の略正面からの運動の観察が可能である。
【００３０】
本発明はＭＲＩ装置においてダイクロイックミラーを用いて測定対象者の眼球の運動を監視しながら視覚刺激の呈示を行うことを特徴とするので、上記実施例に限定されることなく、いかなる光学系を用いた構成をとってもよい。
特に、視覚刺激をより的確に与えるため、或いは眼球運動をより精密に撮影するためにレンズ、プリズム等を用いた構成をとることもできる。また、視覚刺激呈示手段にはプロジェクタとスクリーンの組み合わせ以外に、電球やＬＥＤなどの発光体、あるいはブラウン管などの表示装置でもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、上述の構成を備えるので、以下の効果を奏する。
すなわち、請求項１及び５記載の発明によれば、測定対象者の眼球に向けて略正面方向の入射光線上で可視光の視覚刺激を呈示すると同時に、眼球の運動を光源から眼球に至るまでのいずれかの光路上に設けた監視手段を用いて監視するので、視覚刺激が呈示される眼球の略正面方向から眼球の運動を監視することができる。
これにより、好適な測定が行える磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）を用いた視覚刺激の呈示方法・ＭＲＩ装置を提供できる。
【００３２】
請求項２・６に記載の発明によれば、不可視光を照射して略正面から眼球の運動を良好な状態で撮影できるため、好適な測定に寄与する視覚刺激呈示方法・ＭＲＩ装置を提供することができる。
【００３３】
請求項３・７に記載の発明によれば、監視手段の構成に可視光を選択的に反射するダイクロイックミラーを用いることにより、視覚刺激と略同一光路上での眼球運動の撮影を容易に行うことが可能であり、シンプルな構成による視覚刺激呈示方法・ＭＲＩ装置を実現できる。
【００３４】
請求項４・８に記載の発明によれば、不可視光線として赤外線を用いることで、広く流通する赤外光ランプや赤外光カメラを用いることができ、実施が容易でかつ低コストな視覚刺激呈示方法・ＭＲＩ装置に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＭＲＩ装置の斜視説明図である。
【図２】本発明による視覚刺激呈示手段及び監視手段の構成を示す説明図である。
【図３】本発明によるダイクロイックミラーの斜視図である。
【図４】本発明の別実施例における構成を説明する説明図である。
【符号の説明】
２　　　寝台
３　　　ヘッドコイル
３ａ　　上部コイル部
３ｂ　　下部コイル部
３ｃ　　窓部
３ｄ　　ヒンジ部
３ｅ　　レバー
１０　　ダイクロイックミラー
１１　　ミラー部
１２　　傾斜軸受
１３　　支持部材
１４　　固定具
２０　　プロジェクタ
２１　　スクリーン
２２　　眼球
２３　　赤外光カメラ
２４　　ランプ
３０　　光路１
３１　　光路２
３１’　光路３
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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