(57)【要約】【課題】占有スペースを小さくし、妨害磁場に対する感度を低し、さらに構造を簡素化し利用範囲を拡大する。【解決手段】被検体１の眼球２での誘導配向測定用眼球監視装置３００は、受信装置３１０、３２０内で誘導電圧を誘導可能である時間的に変化する磁場を発生するために設けた送信装置と、送信装置用の少なくとも１つの励起電圧を発生する発電機装置３３０と、受信装置の誘導電圧信号を処理する信号処理装置３５０とを含む。送信又は受信装置の一方は、眼球２と接続でき、該眼球と共に移動できる眼球コイル３１１を備えた眼球コイル装置３１０を有し、送信又は受信装置の他方は、被検体１の頭部３よりも小さく、測定中に場所固定式に眼球２の前に眼球２の視界に隣接して配置するために設けた、少なくとも１個の視野コイル３２１、３２２を有する視野コイル装置３２０を含む。【選択図】図１
2005137910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体(1)の眼球(2)での誘導配向測定、特に核スピン断層撮影装置(200)と組合せて使用するための眼球監視装置(300)であって、
受信装置(310,320)内で誘導電圧を誘導可能である時間的に変化する磁場を発生するために設けられた送信装置(320,310)と、
送信装置(320,310)用の少なくとも１つの励起電圧を発生する発電機装置(330)と、
受信装置(310,320)の誘導電圧信号を処理する信号処理装置(350)とを含み、
送信又は受信装置の一方が、眼球(2)と接続でき、該眼球と共に移動できる眼球コイル(311)を備えた眼球コイル装置(310)を有し、
送信又は受信装置の他方が、被検体(1)の頭部(3)よりも小さく、測定中に場所固定式に眼球(2)の前に眼球(2)の視界に隣接して配置するために設けた、少なくとも１個の視野コイル(321,322)を有する視野コイル装置(320)と、
を含むことを特徴とする眼球監視装置。
【請求項２】
視野コイル装置(320)が、種々の空間的配向性で配置した少なくとも２個の視野コイル(321,322)を含むことを特徴とする請求項１記載の眼球監視装置。
【請求項３】
視野コイル装置(320)が、それぞれ同一配向性で視界(4)と相対的に配置され、反対の巻線方向を有する少なくとも２個の視野コイル(321,322)を含むことを特徴とする請求項１記載の眼球監視装置。
【請求項４】
視野コイル装置(320)が、２個の反対に巻き付けた水平コイル(321)と、２個の反対に巻き付けた垂直コイル(322)とを有する４個の視野コイル(321,322)を含むことを特徴とする請求項３記載の眼球監視装置。
【請求項５】
眼球(2)の視界(4)を向けることができる窓(327)を形成した四角形形状を有する平面に、水平及び垂直コイル(321,322)を配置したことを特徴とする請求項４記載の眼球監視装置。
【請求項６】
少なくとも１個の視野コイル(321,322)を、眼球からの距離が１０ｃｍ未満、好ましくは１０ｍｍ未満となるように配置可能であることを特徴とする上記請求項１〜５のいずれかに記載の眼球監視装置。
【請求項７】
視野コイル装置(320)を、光学的刺激装置(370)の一部であるコイル支持体(323)上に配置したことを特徴とする上記請求項１〜６のいずれかに記載の眼球監視装置。
【請求項８】
コイル支持体(323)が、光学的刺激装置(370)のビデオ投影系(371)の一部であることを特徴とする請求項７記載の眼球監視装置。
【請求項９】
眼球コイル(311)が誘導的にそれぞれ送信又は受信装置と接続されることを特徴とする上記請求項１〜８のいずれかに記載の眼球監視装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの励起電圧が、核スピン断層撮影装置(200)の動作周波数と一致する周波数成分を含まないように、送信装置(320,310)用に少なくとも１つの励起電圧を発生する発電機装置(330)を設けたことを特徴とする上記請求項１〜９のいずれかに記載の眼球監視装置。
【請求項１１】
被検体(1)の眼球(2)の誘導配向測定、特に核スピン断層撮影装置(200)と組合せて使用するための眼球監視装置(300)であって、
受信装置(310,320)内で誘導電圧を誘導可能である時間的に変化する磁場を発生するために設けた送信装置(320,310)と、
送信装置(320,310)用の少なくとも１つの励起電圧を発生する発電機装置(330)と、
受信装置(310,320)の誘導電圧信号を処理する信号処理装置(350)とを含み、
送信又は受信装置の一方が、眼球(2)と接続でき、該眼球と共に移動できる眼球コイル(311)を備えた眼球コイル装置(310)を有し、
少なくとも１つの励起電圧が核スピン断層撮影装置(200)の動作周波数と一致する周波数成分を含まないように、送信装置(320,310)用に少なくとも１つの励起電圧を発生する発電機装置(330)を設けたことを特徴とする眼球監視装置。
【請求項１２】
少なくとも１つの励起電圧が、勾配発生器(222)の走査周波数、核共鳴励起周波数及び核スピン断層撮影装置(200)の切換周波数又は該切換周波数のより高い調波を含む動作周波数群に属する周波数成分を含まないことを特徴とする請求項１０又は１１記載の眼球監視装置。
【請求項１３】
少なくとも１つの励起電圧が、走査周波数と核共鳴励起周波数との間の周波数間隔の励起周波数を有することを特徴とする請求項１２記載の眼球監視装置。
【請求項１４】
少なくとも１つの励起周波数が、１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの周波数領域で選択されることを特徴とする請求項１３記載の眼球監視装置。
【請求項１５】
送信装置(320)が、視野コイル装置(320)の水平及び垂直コイル(321,322)を含み、
発電機装置(330)が、水平及び垂直コイル(321,322)を励起する水平及び垂直励起周波数を有する少なくとも２つの励起電圧を発生する１つの水平分岐部(334)と、１つの垂直分岐部(335)とを有することを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれかに記載の眼球監視装置。
【請求項１６】
各水平及び垂直分岐部(334,335)が、クロック発生器(336.1,336.2)、割り算器及び移送器回路(337)及びパルス形成器回路(338)を有することを特徴とする請求項１５記載の眼球監視装置。
【請求項１７】
水平及び垂直基準信号を発生させるために、各水平及び垂直分岐部(334,335)を設けたことを特徴とする請求項１５又は１６記載の眼球監視装置。
【請求項１８】
水平及び垂直分岐部(334,335)の水平及び垂直励起周波数が、実質的に水平及び垂直励起周波数よりも小さい周波数差を有することを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれかに記載の眼球監視装置。
【請求項１９】
周波数差が、１０ｋＨｚ〜２００Ｈｚの領域で選択されることを特徴とする請求項１８記載の眼球監視装置。
【請求項２０】
送信装置(310)が、被検体の眼球コイル(311)を含み、
発電機装置(330)が、眼球コイル(311)用の励起電圧を発生するクロック発生器（３３６．３）、割り算器及び移送器回路(337)及びパルス形成器回路(338)を有することを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれかに記載の眼球監視装置。
【請求項２１】
発電機装置(330)が、出力側に高周波フィルタ(343)を有することを特徴とする請求項１０乃至２０のいずれかに記載の眼球監視装置。
【請求項２２】
核スピン断層撮影装置(200)の動作周波数又は該動作周波数のより高い調波を阻止するために、信号処理装置(350)を設けたことを特徴とする上記請求項１〜２１のいずれかに記載の眼球監視装置。
【請求項２３】
被検体(1)の眼球(2)での誘導配向測定、特に核スピン断層撮影装置(200)と組合せて使用するための眼球監視装置(300)であって、
受信装置(310,320)内で誘導電圧を誘導可能である時間的に変化する磁場を発生するために設けた送信装置(320,310)と、
送信装置(320,310)用の少なくとも１つの励起電圧を発生する発電機装置(330)と、
受信装置(310,320)の誘導電圧信号を処理する信号処理装置(350)とを含み、
送信又は受信装置の一方が、眼球(2)と接続でき、該眼球と共に移動できる眼球コイル(311)を備えた眼球コイル装置(310)を有し、
核スピン断層撮影装置(200)の動作周波数又は該動作周波数のより高い調波を阻止するために、信号処理装置(350)を設けたことを特徴とする眼球監視装置。
【請求項２４】
勾配発生器(222)の走査周波数、核スピン断層撮影装置(200)の核共鳴励起周波数及び核スピン断層撮影装置(200)の切換周波数を含む動作周波数群に属する少なくとも１つの周波数又は該切換周波数のより高い調波を阻止するために、信号処理装置(350)を設けたことを特徴とする請求項２２又は２３記載の眼球監視装置。
【請求項２５】
信号処理装置(350)が、入力側に少なくとも１つの高周波フィルタ(352)を有することを特徴とする請求項２４記載の眼球監視装置。
【請求項２６】
受信装置(310)が、眼球コイル(311)を含み、
信号処理装置(350)が、眼球コイル(311)の電圧信号を種々の方向成分に分離するために設けた分離段(356)を有することを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれかに記載の眼球監視装置。
【請求項２７】
受信装置(310)が、視野コイル装置(320)の水平及び垂直コイル(321,322)を含み、
信号処理装置(350)が、水平及び垂直コイル(321,322)の電圧信号の分離処理用に設けた分離段(356)を有することを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれかに記載の眼球監視装置。
【請求項２８】
信号処理装置(350)が、同期整流器(357,358)を有することを特徴とする請求項２６又は２７記載の眼球監視装置。
【請求項２９】
被検体(1)の眼球(2)の誘導配向測定に用いる眼球監視装置(300)用の視野コイル装置(320)であって、
窓(327)と、窓(327)の周縁部に配置した少なくとも１個の視野コイル(321)とを備えたコイル支持体(323)を含むことを特徴とする視野コイル装置。
【請求項３０】
少なくとも１個の視野コイル(321,322)が、被検体(1)の頭部(3)よりも小さく、かつ測定中に場所固定式に眼球(2)の前に眼球(2)の視界に隣接して配置するために設けたことを特徴とする請求項２９記載の視野コイル装置。
【請求項３１】
少なくとも１個の視野コイル(321,322)により眼球(2)に不均一磁場を発生することができることを特徴とする請求項２９又は３０記載の視野コイル装置。
【請求項３２】
視野コイル装置(320)が、種々の空間的配向性でコイル支持体(323)上に配置した少なくとも２個の視野コイル(321,322)を含むことを特徴とする請求項２９乃至３１のいずれかに記載の視野コイル装置。
【請求項３３】
視野コイル装置(320)が、同一配向性で視界(4)と相対的にコイル支持体(323)上に配置され、反対の巻線方向を有する少なくとも２個の視野コイル(321,322)を含むことを特徴とする請求項２９乃至３２のいずれかに記載の視野コイル装置。
【請求項３４】
視野コイル装置(320)が、２個の反対に巻き付けた水平コイル(321)と、２個の反対に巻き付けた垂直コイル(322)とを有する４個の視野コイル(321,322)を含むことを特徴とする請求項３３記載の視野コイル装置。
【請求項３５】
水平及び垂直コイル(321,322)が、眼球(2)の視界(4)を向けることができる窓(327)が形成された四角形の形状を有する平面に配置されたことを特徴とする請求項３４記載の視野コイル装置。
【請求項３６】
コイル支持体(323)が、光学的刺激装置(370)の一部であることを特徴とする請求項２９乃至３５のいずれかに記載の視野コイル装置。
【請求項３７】
コイル支持体(323)上に、少なくとも１つの直列振動回路を有する整合回路(325)を配置したことを特徴とする請求項２９乃至３６のいずれかに記載の視野コイル装置。
【請求項３８】
眼球での誘導配向測定用の眼球監視装置の視野コイル(321,322)としての方形コイルの使用方法。
【請求項３９】
被検体(1)の検査用の検査装置(100)であって、
被検体(1)の核スピン断層撮影法による検査用の核スピン断層撮影装置(200)と、
検査中に被検体(1)の眼球(2)での誘導配向測定のために設けた眼球監視装置(300)と、受信装置(310,320)内で誘導電圧を誘導可能である時間的に変化する磁場の発生用に設けた送信装置(320,310)と、送信装置(320,310)用に少なくとも１つの励起電圧を発生する発電機装置(330)と、受信装置(310,320)の誘導電圧信号を処理する信号処理装置(350)とを含む検査装置において、
送信又は受信装置の一方が、眼球(2)と接続でき、かつ眼球と共に移動できる眼球コイル(311)を備えた眼球コイル装置(310)を有することを特徴とする検査装置。
【請求項４０】
送信又は受信装置(310,320)が、核スピン断層撮影装置(200)の勾配コイル管(221)の中で身体部(2)の横又は身体部(2)と接続され、核スピン断層撮影装置(200)の高周波コイル(230)と離間して配置されることを特徴とする請求項３９記載の検査装置。
【請求項４１】
電気接続線が、核スピン断層撮影装置(200)の中で捩って配置されており、又は同軸ケーブルを含むことを特徴とする請求項３９及び４０のいずれかに記載の検査装置。
【請求項４２】
発電機装置(330)及び信号処理装置(350)が、核スピン断層撮影装置(200)からの距離を少なくとも１ｍとして配置されることを特徴とする請求項３９乃至４１のいずれかに記載の検査装置。
【請求項４３】
核スピン断層撮影装置(200)が、水平寝台(241)又は被検体用座席(242)を含む、被検体用支持体を有することを特徴とする請求項３９乃至４２のいずれかに記載の検査装置。
【請求項４４】
眼球監視装置(300)が、請求項１乃至３２のいずれかの特徴を有することを特徴とする請求項３９乃至４３のいずれかに記載の検査装置。
【請求項４５】
被検体(1)の身体部(2)での誘導配向測定のための方法であって、
送信又は受信装置(310,320)の一方が、被検体(1)の眼球(2)の横に配置され、それに対し送信又は受信装置(310,320)の他方が、眼球(2)と共に移動可能に接続されるように、請求項１乃至３２のいずれかに記載の被検体(1)及び眼球監視装置(300)を位置決めするステップと、
時間的に変化する磁場を発生し、配向依存性の誘導電圧が受信装置(310,320)内で誘導される発電機装置(330)を操作するステップと、
信号処理装置(350)を備えた受信装置(310,320)の少なくとも１つの信号を処理するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項４６】
受信装置(310,320)の信号処理結果において、眼球(2)が測定中に動いたか否かが検出されることを特徴とする請求項４５記載の方法。
【請求項４７】
受信装置(310,320)の信号処理結果において、眼球(2)が測定中にどの方向に動いたかが検出されることを特徴とする請求項４６記載の方法。
【請求項４８】
被検体(1)の身体部(2)が、核スピン断層撮影装置(200)内に配置され、被検体(1)で核スピン断層撮影法による撮像が行われることを特徴とする請求項４５乃至４７のいずれかに記載の方法。
【請求項４９】
被検体(1)の頭部(3)が核スピン断層撮影装置(200)内に配置されるように、被検体(1)が位置決めされることを特徴とする請求項４８記載の方法。
【請求項５０】
光学的刺激装置(370)による配向測定中に視覚的刺激が発生されることを特徴とする請求項４５乃至４９のいずれかに記載の方法。
【請求項５１】
撮像中に配向測定が行われることを特徴とする請求項４９又は５０のいずれかに記載の方法。
【請求項５２】
核スピン断層撮影装置(200)による被検体の少なくとも１つの断面画像の生成を行う被検体(1)での撮像方法において、
被検体(1)の少なくとも１つの眼球(2)で眼球監視装置(300)により誘導配向測定が実行され、眼球監視装置(300)の発電機装置(330)により送信装置(320)用の少なくとも１つの励起電圧が発生され、該送信装置により時間的に変化する磁場が発生され、該磁場により受信装置(310,320)内で誘導電圧が誘導され、該誘導電圧が信号処理装置(350)により処理され、送信又は受信装置の一方が眼球(2)と接続でき、かつ眼球と共に移動できる眼球コイル(311)を備えた眼球コイル装置(310)が使用されることを特徴とする方法。
【請求項５３】
少なくとも１つの励起電圧が核スピン断層撮影装置(200)の動作周波数と一致する周波数成分を含まないように、誘導配向測定のために送信装置(320,310)用の少なくとも１つの励起電圧が発生されることを特徴とする請求項５２記載の方法。
【請求項５４】
誘導配向測定の信号処理が核スピン断層撮影装置(200)の動作周波数又は該動作周波数のより高い調波を阻止する周波数濾波を含むことを特徴とする請求項５２又は５３記載の方法。
【請求項５５】
誘導配向測定が請求項１乃至２８のいずれかに記載の眼球監視装置(300)により、又は請求項２９乃至３７のいずれかに記載の視野コイル装置により実行されることを特徴とする請求項５２乃至５４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の眼球での誘導配向測定、特に核スピン断層撮影装置と組合せて使用するための眼球監視装置、この種の眼球監視装置に使用するための視野コイル装置、この種の眼球監視装置及び核スピン断層撮影装置を含む検査装置、誘導配向測定のための方法、及び被検体の核スピン断層撮影法による検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非侵襲性画像形成方法として、核スピン断層撮影法が一般に知られている。この核スピン断層撮影法は、特に医学、生物学、材料科学及びその他の技術分野に適用される。核スピン断層撮影装置は、一般に被検試料中のスピン整列のための永久磁場装置と、試料を通して経過する磁場勾配を発生する勾配コイル管を備えた勾配磁場装置と、磁場勾配の作用下に共鳴条件を満たす試料領域を共鳴励起する高周波コイル装置とを含む。この撮像を行うために、試料中の勾配磁場の経過が一定の走査周波数で変化される。核スピン断層撮影装置の典型的な動作周波数は、走査周波数が例えば１０ｋＨｚ、共鳴測定用の高周波が例えば５０ＭＨｚ〜４００ＭＨｚである。その他の周波数は、勾配磁場装置の電源装置内の切換過程によって発生する。この切換周波数は、調波を含むｋＨｚ〜ＭＨｚ領域の構造型式依存性である。
【０００３】
核スピン断層撮影法による画像形成の品質は、特に種々の磁場が核スピン断層撮影装置で調整、変化される精度に依存する。この画像品質の欠点は、勾配コイル管の内部で磁化可能な素材が磁場を誤らせるため、このような素材が配置されている場合に生じる。このような理由から、核スピン断層撮影法では一般に磁化可能な素材を、核スピン断層撮影装置及び特に勾配コイル管内に配置することを避ける。さらに従来は、勾配コイル管の電圧で妨害磁場を生じて誘導するため、ケーブルを前記勾配コイル管の中に敷設することを避けていた。最後に、特に人間を測定する核スピン断層撮影装置では通常、核スピン断層撮影装置を配置した全空間（磁場空間）を取り囲む高周波遮蔽体が設けられている。それゆえ妨害を回避するためには、磁場空間を、交流電磁界を引き起こすあらゆる付帯装置から完全に引き離しておかなければならない。
【０００４】
核スピン断層撮影法が期待される適用分野は、人間又は動物の視覚系の検査である。例えば脳研究において、核スピン断層撮影法を利用して被検体の視覚的印象を関連付けることのできる脳活性度を、定在化かつ定量化することが試行されている。視覚系の検査においては、被検体の脳の核スピン断層撮影法による検査中に、同時に光学的刺激を表出することが注目されている。
【０００５】
しかしながら、この方法における問題点は、視覚的刺激の表出と検出した脳の断面画像との間の関連性が、特に被検体の眼球が実際に刺激に追従し、測定中にその刺激に固定されている場合にのみ再現可能に評価し得ることである。それゆえ、被検体の眼球運動を核スピン断層撮影法による検査中に把握しかつ定量化することが望まれる。しかしながら従来は、核スピン断層撮影装置中の被検体の注視方向を、確実に測定できる手段が実現されていなかった。
【０００６】
一方で、被検体の眼球運動を観察するための種々の方法が知られている。第１の方法は、最初に非特許文献１で提案された誘導配向測定である。この誘導配向測定は、いわゆる眼球コイル中に、外部の均一な交流磁界の作用下に誘導される誘導電圧の測定に基づくものである。均一な交流磁界は、従来被検体の頭部の全側面に配置された直径約４０ｃｍの複数のリング状コイルからなるヘルムホルツコイル配列によって発生されている。被検体が身につけるコンタクトレンズの中に組み込まれた、又は（動物実験で）眼球の中に移植された眼球コイルは、眼球の各配向性に応じて外部交流磁界と相対的に種々の整列を有する。眼球コイル中に誘導される電圧の振幅は、方向分解能に対する変調技術を用いることで、直接眼球の注視方向と関連付けることができる。眼球コイル中の誘導電圧の測定は、接続回線と回線結合されて行われ、又は一例として非特許文献２に記載されるように、非接触式の付加的な誘導コイルを用いて行われる。誘導配向測定で使用するコンタクトレンズは、例えば非特許文献３に記載される。
【０００７】
従来利用されている誘導配向測定の適用では、ヘルムホルツコイル配列が広いスペースを必要とし、またコイルサイズのために漂遊電磁界に対して敏感であることから、遮蔽した広大な病院領域での検査に制限されてしまうというのが、当業者間の意見であった。
【０００８】
眼球運動を測定する他の方法は、カメラを用いて眼球のビデオ画像を撮影し、注視方向を把握するために画像処理法で評価するというビデオ眼球運動記録法である。非特許文献４では、眼球運動を把握する前記の方法が相互に比較されている。ビデオ眼球運動記録法の欠点は、局所分解能や画像評価速度が限られていることである。すなわちビデオ眼球運動記録法では、必要な局所及び時間分解能を有するビデオカメラのための充分な場所を提供できず、この種のビデオカメラが核スピン断層撮影装置中の磁場を強く妨害し得る素材を含んでおり、その動作信号を発生するため、核スピン断層撮影装置で実施することができない。
【０００９】
実際の応用から、眼球の画像がグラスファイバ又はミラーを介してビデオカメラに転送される装置が知られている。しかしながら、この種の構造体は非常に高価である。さらに前記構造体は、角分解能が低いことや、調節作業に非常に労力がかかること、さらには素早い眼球運動に適さない低速な信号処理速度であること等の欠点を有していた。
【非特許文献１】D. A. Robinson in, "A method of measuring eye movement using a scleral search coil in a magnetic field" ("IEEE Trans. Biomed. Eng." Bd. BME-10, 1963, S. 137 - 145).
【非特許文献２】L. J. Bour et al., "The double magnetic induction method for measuring eye movement - results in monkey and men ("IEEE Trans. Biomed. Eng.", Bd. BME-31, 1984, S. 419 - 427).
【非特許文献３】H. Collewijn et al., "Precise recording of human eye movements" ("Vision Research", Bd. 15, 1975, S. 447 - 450).
【非特許文献４】J. N. Vandergeest et al., "Recording eye movements with video-oculography and scleral search coils: A direct comparison of two methods ("Journal of Neuroscience Methods" Bd. 114, 2002, S. 185 - 195).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、従来の眼球監視装置の制限を克服して利用範囲を拡大した、改良された眼球の誘導配向測定用眼球監視装置を提供することにある。眼球監視装置は、特に占有スペースを小さくし、また妨害磁場に対する感度を低くする。また本発明の他の目的は、誘導配向測定用眼球監視装置の構造を簡素化することが可能な、改善された視野コイル装置を提供することにある。さらに本発明の他の目的は、診断及び評価可能性を拡大して被検体の視覚系検査用に改善された検査装置を提供することにある。加えて、本発明の他の目的は、誘導配向測定と、被検体の核スピン断層撮影法による検査のために改善された方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題は、眼球監視装置、視野コイル装置、検査装置及び請求項１、１１、２３、２９、３９、４５及び５２の特徴を有する方法によって解決される。本発明の好適な実施態様及び実施形態は従属請求項で得られる。
【００１２】
装置に関して上記の課題は、本発明の第１の側面に従って、誘導眼球配向測定用の送信又は受信装置を備えた眼球監視装置において、眼球と接続できかつ眼球と共に移動できる少なくとも１個の眼球コイルを備えた送信又は受信装置の一方を備え、それに対して送信又は受信装置の他方が被検体の頭部よりも小さく、測定中に場所固定式に眼球の前に眼球の視界に隣接して配置するために設けた少なくとも１つの視野コイル装置を有する一般的な技術教示によって解決される。
【００１３】
視野コイルのサイズによって、ここではコイル巻線の最大拡大部、つまりリング状又は円筒形コイルの直径又は長さ、あるいは方形コイルの長手側が表されている。視野コイルのサイズは、該サイズが被検体の頭部直径より小さく、例えば２５ｃｍ以下とでき、特に被検体の眼球と同じ大きさ、例えば５ｃｍ以下、さらに例えば３ｃｍ以下、又はそれ以下のｍｍ範囲にまで縮小できる。
【００１４】
縮小したサイズの少なくとも１個の視野コイルは、以下のような特別な利益を享受する。第１に、無関係の外部磁場が誘導する妨害電圧のみを低減できるので、前記外部磁場の望ましくない影響を低減することができる。第２に、眼球監視装置は所有スペースを低減できる。これによって該眼球監視装置は、例えば核スピン断層撮影装置内のような狭い条件下でも作動させることができる。最後に、望ましくない過大な誘導電圧による危険を回避できる。
【００１５】
視野コイルの眼球距離によって、ここでは眼球の直線注視方向に垂直に延び、視野コイルの位置に特徴的である眼球コイルからの基準面の距離が表されている。眼球距離は、同様に被検体の頭部直径より小さく、特に被検体の眼球よりも小さくできる。
【００１６】
少なくとも１個の視野コイルの眼球距離を低減することで、占有スペースを低減できることに加えて、眼球コイルとの磁気結合を改善できるという特別な利点が得られる。これは、視野コイル装置を低減した励起電圧で動作させることを可能とし、これによって周囲で少なくとも１個の視野コイルの交流磁界によって発生され得る好ましくない妨害を低減できる。
【００１７】
本発明に係る眼球監視装置においては、視野コイル装置の少なくとも１個の視野コイルを、眼球の視界又は視覚領域に隣接して配置できる。視界は、ここでは眼球によって誘導配向測定中に観察できる空間角度領域を表す。
【００１８】
また、少なくとも１個の視野コイルにより、不均一磁場を発生させることもできる。通常の均一磁場の発生と異なり、本発明で使用した不均一磁場を有する視野コイルは、サイズを縮小し眼球コイルを含む眼球からの距離を縮小した視野コイルを配置することができるという利点を有している。これによって、眼球コイルの誘導電圧の処理及び評価における制限が生じない。
【００１９】
これまで、起こり得る被検体の頭部の運動に関係なく測定を実行できるようにするため、均一な励起磁場が絶対必須であるとの見方がされてきた。しかしながら、例えば被検体が測定時に横臥する場合、又は本発明の変形例に従って眼球監視装置又は検査装置（下記参照）が被検体の頭部固定用の固定装置を装備している場合、本明細書で提示する配向測定の新たな適用に際して、上記は問題とならない。
【００２０】
さらに必要な場合は、好ましくは磁場の不均一性によって導入された非線形性は、眼球の注視方向への受信装置の誘導信号の依存性で較正測定によって補正することができる。較正測定は、事前測定で誘導信号と所定の注視方向との間の相関関係の記録、及び所望の配向測定の較正としての２次元調整モデルの検出を含む。
【００２１】
本明細書において、「視野コイル装置」によって、大抵の場合、送信コイルを形成する眼球からの距離を有する少なくとも１個の外部視野コイルの配列を表し、他方、用語「眼球コイル装置」は、眼球の横又は中の眼球コイルの態様の受信コイルに関係する。さらに他の例として、本発明は視野コイルと眼球コイルの機能が置換可能であり、眼球コイルが送信コイルを構成し、一方で視野コイルが受信コイルとなるようにこれらを交換することもできる。
【００２２】
単に注視方向の不変性の監視が望まれるような、本発明の多数の応用については個々の視野コイルの使用で充分である。このことは、眼球監視装置をコンパクトにするという利点となる。特にこの場合は、視野コイル装置と眼球コイルとの間の距離を、特別に小さく設定できる（例えばｃｍ未満の範囲）。ただ、本発明の好ましい実施態様に従って、眼球監視装置は空間中に様々に（例えば水平及び垂直に）配向された磁場を発生する、少なくとも２個の視野コイルを有することを企図している。この場合、眼球の注視方向、特に直線方向視野からの垂直及び水平偏位を検出できるという利点が得られる。
【００２３】
本発明に係る眼球監視装置が、空間中で同じ配向性を有し、互いに反対の磁場を発生する少なくとも２個の視野コイルを有する場合、眼球コイルの誘導電圧の測定及び評価によって以下の利点が得られる。第１に、コイル体の軸対称配列により、眼球の直線注視方向と相対的な眼球コイル中の誘導電圧は、該眼球コイルが注視方向に対して垂直に向けられるときに補償される。しかしながら、相互に相殺される電圧が誘導される。注視方向が変化すると、全電圧は視角に依存して変化する。この依存性は正弦曲線に対応する。直線注視方向は、正弦曲線の零交叉に対応する。これによって注視方向の変化により誘導電圧の強い変化と、（視角が小さい場合）誘導電圧及び視角の間のほぼ直線的な関係とが生じる。第２に、反対の巻線は、好ましくは眼球コイルと相対的に好ましい磁場方向なしの対称整列を提供し、それによって本発明により使用した誘導配向測定の線形性が改善される。
【００２４】
前記反対磁場発生用の視野コイルは、好ましくは同じ巻数と反対の巻線方向とを有する。これによって該視野コイルは、同じ励起電圧で励起させることができる。ただ、他の例として、両コイルは同じ巻線方向に巻いてもよく、各コイル用に専用の発電機を設けてよい。この場合は、非線形性又は誤り調節を、個々の励起電圧の設定可能の様々な振幅によって補償できるという利点が得られる。
【００２５】
特に好ましい本発明の実施態様は、視野コイル装置の軸対称配列において、直線注視方向と相対的に種々の空間方向の分離と、誘導電圧の線形依存性という前記の利点が特に顕著であるため、視野コイル装置が２個の反対に巻き付けた水平コイルと、２個の反対に巻き付けた垂直コイルとを有する４個の視野コイルを含む。視野コイル装置のコンパクト性その他の利点は、別の変形例に従って視野コイルが直線注視方向と垂直に、眼球の視界を取り囲む四角形の窓に隣接する平面に配置される場合に享受できる。
【００２６】
さらに本発明の他の好ましい実施態様は、眼球監視装置が本発明に係る配向測定において光学的刺激の表出に使用される光学的刺激装置と接続されていることを特徴とする。好ましくは、少なくとも１個の視野コイルが光学的刺激装置の部分に配置されている。例えば、ハウジング部又はその投影部のような刺激装置は、視野コイル装置の支持体を形成する。この変形例では、眼球監視装置のコンパクトな構造という他の利点が得られる。
【００２７】
一般的に刺激装置は、例えば固定画像表示、点又は像投影式すりガラス円盤、ミラー配列又は光導波管配列を含む画像発生器によって形成することができる。動作状態で眼球の方を向く画像発生器部分は、好適には視野コイルのコイル支持体として使用することができる。光学的刺激装置が、ビデオ投影系によって形成される場合、そのプロジェクタをコイル支持体として使用することができ、それによって好ましくは、少なくとも１個の視野コイルを特に密に眼球の視界に隣接させて配置することができる。
【００２８】
本発明の他の変形例に従って、眼球監視装置の眼球コイルは、例えば非特許文献２（上記参照）が記載しているように、誘導的に各送信又は受信装置に接続することができる。この場合、眼球コイルは、例えば１つの巻線を備えた短絡コイルである。好適には、この変形例によって付加的な接続線が回避される。
【００２９】
装置に関して上記の課題は、本発明の独立した第２の側面に従って、誘導的眼球配向測定用の眼球監視装置を、送信装置用の少なくとも１つの励起電圧を発生する発電機装置を備える。この発電機装置により、各励起電圧が核スピン断層撮影装置の動作周波数と等しい周波数成分を含まないように発生できるという一般的な技術教示によって解決される。この発明に係る構成は、一般的に送信装置（視野コイル又は眼球コイル）の種々の型によって、つまり上記の少なくとも１個の視野コイル又は個々の眼球コイルを備えた、ヘルムホルツコイル（その適用が充分な設置スペースを備える場合）によって実現することができる。本発明により使用した発電機装置は、核スピン断層撮影装置の撮像、及び眼球監視装置の視野コイルの作動の相互妨害を回避できるという利点も有する。
【００３０】
好ましい実施態様に従って、発電機装置は少なくとも１つの励起電圧の周波数成分が、少なくとも１つの後続の周波数と異なる励起電圧を発生する。励起周波数が核スピン断層撮影装置の勾配発生器の走査周波数と区別される場合、層配位の妨害は核スピン断層撮影装置の断面画像生成時及び逆に眼球監視装置の眼球コイルの励起時に回避される。励起周波数が核スピン断層撮影装置の核共鳴励起周波数と区別される場合、共鳴条件の設定及び同様に眼球コイルの作動は妨げられない。最終的に核スピン断層撮影装置の作動時に切換周波数が、例えば勾配発生器を出力最適化する切換過程によって発生する場合、妨害の重畳は前記切換周波数又は該切換周波数のより高い調波によっても回避できる。
【００３１】
好ましくは、発電機装置が、勾配発生器の走査周波数と核共鳴励起周波数との間の周波数間隔で励起周波数を発生する。この場合、妨害安全距離は断層撮影装置の両動作周波数によって保持することができる。特に好ましくは、励起周波数は１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの周波数領域で選択される。この周波数領域は、勾配発生器の典型的な走査周波数（例えば１０ｋＨｚ）の大きい間隔（係数約１０）を有し、それによって次のような利点が得られる。第１に、励起周波数は画像形成を実質的に妨げることができない。第２に、走査周波数帯は眼球コイルの信号から容易に濾波することができる。これに対応するメリットは、核共鳴励起周波数に対する大きい間隔によって得られる（例えば７Ｔ断層撮影装置で３００ＭＨｚ）。
【００３２】
眼球監視装置が送信装置として空間中で種々の配向磁場を発生する少なくとも２個の視野コイルを有する場合、発電機装置は、好ましくは種々の配向視野コイル用の励起電圧を発生する２つの独立した回路部を含む。この回路部は、例えば水平及び垂直に向けたコイル用の１つの水平分岐部と、１つの垂直分岐部とを含む。好ましくは、これらの分岐部は等価な回路部品で構成する。
【００３３】
本発明の好ましい変形実施例に従って、この回路部品は各分岐部中にそれぞれ１つのクロック発生器、割り算器、移送器回路、パルス形成器回路を含む。これらの構成要素により、励起電圧は好適に全ての関連する経過パラメータ、すなわち周波数、位相及び振幅に関して高い精度で自由に調整することができる。
【００３４】
各回路部（例えば水平及び垂直分岐部）が基準信号の発生のために設けられた場合は、眼球コイルの誘導電圧を処理するという利点が得られる。
【００３５】
本発明の重要な特長に従って、種々の配向視野コイル用の励起周波数は、励起周波数自体よりも実質的に小さい周波数差を有する。好ましくは、この特長は眼球コイルの電圧信号評価用の信号処理装置で種々の配向に応じて誘導電圧を同時に濾波できる共通の帯域通過フィルタを設けることを可能にする。特に好ましくは、周波数差は１０ｋＨｚ〜２００Ｈｚの領域で選択される。
【００３６】
他の別の実施態様として、周波数差は種々の配向視野コイルの励起周波数の間でより大きく選択することもでき（例えば５００ｋＨｚ）、これによって種々の配向信号部のオーバートークを少なくすると共にノイズも低減するという利点が得られる。
【００３７】
送信装置としての眼球監視装置中に眼球コイルが使用される場合、発電機装置は、好ましくはクロック発生器、割り算器及び移送器回路及び眼球コイル用の励起電圧を発生するパルス形成器回路を含む。この場合、好適には回路構造が簡素化される。
【００３８】
本発明の別の実施態様に従って、クロック発生器はクロック周波数可変用の調整装置及び／又は掃引発生器を含んでもよい。調整装置は、必要な場合に核スピン断層撮影装置の勾配発生器の一定の妨害周波数を回避するために好都合となり得る。好適には、掃引発生器は、クロック発生器によって経時中に上昇及び下降する周波数が濾波されることを可能にする。この周波数変動は、掃引クロック（例えば５００Ｈｚ）がクロック周波数よりも実質的に低い周波数であるように行われる場合、望ましくない妨害を、好適には例えば勾配発生器によって時間平均で補償することができ、クロック発生器の調整を不要とできる。更に好ましくは、基準信号も各分岐部で自動的に同時に掃引される。
【００３９】
本発明の更に他の変形例に従って、発電機装置は出力側に、核スピン断層撮影装置の動作周波数からの高周波信号成分が発電機装置へ伝達されないように調整された周波数フィルタを装備している。これによって、妨害信号の結合を発電機装置中の信号形成装置に対抗して回避できるので好ましい。
【００４０】
装置に関して上記の課題は、本発明の第３の側面に従って、誘導眼球配向測定用の眼球監視装置が、誘導電圧信号から受信装置によって送信装置の少なくとも１つの励起周波数に対応する周波数成分を処理し、核スピン断層撮影装置の動作周波数又は該動作周波数のより高い調波に対応する他の周波数成分を阻止するために設けた信号処理装置を装備するという一般的な技術教示によって解決される。この実施の形態に係る構成も、一般的に視野コイルの種々の型により、例えば少なくとも１個の視野コイル又は眼球コイルを備えるヘルムホルツコイル（充分なスペースがある場合）の利用が可能である。
【００４１】
本発明で使用される信号処理装置によれば、核スピン断層撮影装置の作動による受信装置（眼球コイル又は視野コイル（群））の電圧信号の処理妨害を回避できるという利点が得られる。このメリットは、信号処理装置を上記発電機装置と組合せて設ける場合に特に顕著であるが、受信装置を励起する既存の回路の使用のみでも実現可能である。
【００４２】
本発明の好ましい実施態様に従い、信号処理装置は少なくとも１つの後続の周波数又は該周波数のより高い調波（勾配発生器の走査周波数、核スピン断層撮影装置の核共鳴励起周波数及び回路周波数）に対応する少なくとも１つの周波数成分を抑制する。いずれの場合でも、眼球コイル信号の誤りのある評価を回避することができ好ましい。
【００４３】
信号処理装置が、その入力側に、核スピン断層撮影装置の動作周波数からの高周波信号成分が発電機装置に伝達されないように調整された周波数フィルタを装備している場合は、妨害信号の結合を既に信号処理装置の入力部で回避することができる。
【００４４】
眼球監視装置が、送信装置として空間中で種々の配向磁場を発生する少なくとも２個の視野コイルと、受信装置として眼球コイルとを有する場合、信号処理装置は、眼球コイルの電圧信号を種々の方向成分に分離するために設けた分離段を含むことが好ましい。本発明の具体的な適用において、方向分解能が重要でない場合は、より好ましい回路の簡素化のために分離段を省くこともできる。この場合、電圧信号の振幅の簡単な測定によって、被検体の注視方向が変化したか否かを確認することができ、場合によってはさらに基準信号を省いてもよい。
【００４５】
眼球監視装置が、送信装置として眼球コイルと、受信装置として空間中で種々の配向磁場を発生する少なくとも２個の視野コイルとを有する場合、信号処理装置は、視野コイルの電圧信号の分離処理用の分離段を含むことが好ましい。この場合、好適に回路構造を簡素化することもできる。
【００４６】
前記分離段は、一般に混合信号から周波数成分を分離する既知のフィルタ回路によって構成することができる。ただ、本発明の好ましい変形例によれば、種々の配向関係の周波数を有する励起信号の基準信号と、眼球コイルの電圧信号の掛け算のために設けられる、同様に既知のアナログ掛け算器付き同期整流器を設けることもできる。同期整流器を使用する場合は、分離段が簡素化できる利点が得られる。
【００４７】
本発明に係る信号処理及び発電機装置の一般的な利点は、低い温度ドリフトと高い増幅安定性の観点から、通常の方法で選択される安価な電子部品の規格品で該信号処理及び発電機装置を構成できることである。
【００４８】
装置に関して上記の課題は、本発明の独立した更に別の観点に従って、コイル支持体中の透視開口部の周縁部に少なくとも１個の視野コイルを配置したコイル支持体を有する被検体の眼球で誘導配向測定をする、眼球監視装置用の視野コイル装置を提供するという一般な技術教示によって解決される。透視開口部は被検体がある場合、好ましくは、例えば光学的刺激を注視できる窓を形成する。
【００４９】
本発明に係る視野コイル装置の特別な利点は、該視野コイル装置が本発明に従って眼球監視装置の上記特徴により構成されている場合に得られる。好ましい変形例は、視野コイル装置のコイル支持体が、光学的刺激装置のハウジング又はプロジェクタ部に位置決め可能で、例えば差込み可能である。
【００５０】
本発明に係る視野コイル装置の特に好ましい実施態様に従って、コイル支持体上に、少なくとも１個の視野コイルを接続した少なくとも１つの直列振動回路を有する整合回路が配置されている。整合回路は、視野コイルの励起が、発電機装置によって厳密に事前設定された振幅によって行われるという特別なメリットを有する。さらに、視野コイルは共鳴で整合回路中のキャパシタンスによって作動され、これによって少なくとも１個の視野コイルの送信出力が上昇するので好ましい。
【００５１】
本発明に係る視野コイル装置の一般的な利点は、本発明のその他の側面と協働する場合でも、視野コイルの精度に特別の要求を課す必要がないことである。視野コイルは、コスト的に有利な状態で供給可能な既製品とできる。
【００５２】
本発明の独立した目的は、眼球で誘導配向測定をする眼球監視装置の視野コイルとして、方形コイルを使用することである。この方形コイルにより、好適には眼球コイルを励起する時間的に変化する不均一磁場を発生させることができる。
【００５３】
装置に関して上記の課題は、本発明の第５の側面に従って、被検体と眼球監視装置に核スピン断層撮影法による画像形成する核スピン断層撮影装置を組合せることで構成される、被検体検査用の検査装置を提供するという一般的な技術教示によって解決される。本発明に係る検査装置は、同時に被検体での核スピン断層撮影法による測定、特に画像形成するために誘導配向測定を実行できるという利点を有する。
【００５４】
従来、核スピン断層撮影装置では特に交流電磁界の使用下における付加的な測定は不可能であるとの見解が当業者間にあった。この問題点は、特に一方で核スピン断層撮影装置と、他方で誘導配向測定用のコイル配列との磁場の相互干渉が引き起こされることであろう。これとは異なり、本発明によって初めて、例えば断層撮影装置により被検体の視覚系の現在の状態との直接的関係で被検体の被検身体部の物質代謝の特徴又は神経細胞の活性度といった身体的性質の、正確かつ再現可能の測定が提供される。
【００５５】
本発明の実施は、特定の身体部での測定に制限されない。ただ、被検体の視覚系の検査に関して、被検体の脳での測定はとりわけ好適である。この場合、好ましくは眼球監視装置の視野コイル装置を被検体の頭部と共に核スピン断層撮影装置の勾配コイル管の中で眼球の前の注視方向に配置することができる。特に好ましくは、核スピン断層撮影装置の高周波コイルから離間して少なくとも１個の視野コイルを配置する場合としてもよい。この場合、相互磁気結合が特に低く、相互妨害が低減される。
【００５６】
本発明の好ましい変形例に従って、核スピン断層撮影装置の作動時に発生される磁場を通して案内される電気接続線が、無ループで配置され、又は同軸ケーブルを含む場合、望ましくない誘導電圧を低減するという別の利点が眼球監視装置の部分で生じ得る。接続線の無ループの整列とは、磁場を通る各接続線の全経過で大きい誘導ループが有効誘導電圧で形成されないことである。そのために共通の回路構成要素となるそれぞれ２本の接続線が、互いに捩って配置される。この捩りは、大きい誘導電流を回避できるという利点を有する。誘導電流を排除しないと、妨害的な磁場や加熱が生じ得る。
【００５７】
本発明者は、受信装置（眼球コイル又は視野コイル（群））の電圧信号が、中間増幅なしに比較的大きい線路長を介して信号処理装置に伝達できることを確認した。発電機及び信号処理装置は、核スピン断層撮影装置からの距離を少なくとも１ｍ、好ましくは１０〜２０ｍとし、特に独立の空間に配置することができる。これによって本発明に係る検査装置の操作に対する本質的な利点が生じる。核スピン断層撮影法による測定が完全自動で実行できるのに対し、誘導配向測定では場合によって被検体に指図を与え、又は眼球監視装置の設定を変更するためにオペレータが必要になる。オペレータは、可能な限り核スピン断層撮影装置から大きい距離だけ離れて保護した状態にて作業しなければならない。
【００５８】
好ましくは、本発明の適用は核スピン断層撮影装置の特定の型又は特定の構造形状に制限されない。しかしながら、被検体の頭部の場所固定式の位置決めを保証する被検体用支持体を設ける場合には、様々な被検体に適合できるという利点が得られる。人間で検査する場合、被検体用支持体は、好ましくは頭部を場所固定式に載置できる水平寝台である。動物実験、例えばサルに対しては、好ましくは動物頭部用の固定装置を装備している被検体用座席を設ける。椅子又は被検体用座席の使用は、動物の生理学的姿勢保持に対しても好適である。
【００５９】
特に人間で測定する場合の他の重要な利点は、能動的電子回路を磁石空間中に設ける必要がないことである。これによって回路が放射する妨害が断層撮影装置のＨＦコイルを妨害してしまう危険が低減される。さらに、磁気構成要素が断層撮影装置によって引き寄せられ、被検体を負傷させることがあるため、磁場空間中の該磁気構成要素を排除することは望ましい。
【００６０】
本発明の特に好ましい実施態様に従って、検査装置は、核スピン断層撮影装置と、断層撮影装置及びモニター作動による相互妨害を除去するため、上記の好ましい措置を講じた本発明に係る眼球監視装置を含む。
【００６１】
方法に関して、上記の課題は、本発明の他の側面に従って、完全に頭部の横及び眼球の前に位置決めされた視野コイル装置が発電機装置によって励起され、配向依存性の誘導電圧が眼球コイルの中に誘導され、又は逆に眼球コイルが発電機装置によって励起され、配向依存性の誘導電圧が完全に頭部の横及び眼球の前に位置決めされた視野コイル装置に誘導され、この誘導電圧が配向情報検出用の信号処理装置によって評価されるように、被検体の眼球での誘導配向測定方法を本発明に係る眼球監視装置によって実施するという一般的な技術教示によって解決される。
【００６２】
配向情報は、本発明の第１変形例に従って、被検体の注視方向が変化しない状態にとどまるか否か、及び場合によりどれだけ長くとどまるかの確認を表示することができる。他の変形例によれば、配向情報は、配向測定中に眼球がどの方向に動いたかの確認を表示することができる。
【００６３】
本発明に係る方法は、好適には既存の眼球の誘導配向測定と両立でき、これによって配向測定中に眼球の前の視界に視覚的刺激が発生することを考慮することもできる。
【００６４】
本発明の特に好ましい実施態様に従えば、配向測定に加えて、少なくとも１つの身体部、好ましくは被検体の頭部が核スピン断層撮影装置内に配置された被検体の画像形成測定を企図している。本発明による配向測定は、好ましくは少なくとも断層撮影装置中の測定中に行われる。それぞれの適用に応じて、配向測定を断層撮影装置の前及び／又は後に設けてもよい。
【００６５】
被検体の少なくとも一方の眼球での誘導配向測定と組合せた、特に被検体の画像形成検査のための核スピン断層撮影法による測定方法は、本発明の独立した一般的側面である。
【００６６】
本発明のその他の利点及び詳細は、添付図面を参照して好ましい実施例の説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
図１及び２は、一方で好ましくは人間の被検体（図１）での測定、他方で動物の被検体（図２）での測定のために設けられた２つの実施態様を例示する核スピン断層撮影法を、それぞれ示している。各図は本発明の実施の形態に係る検査装置１００の構成要素を示している。ただ、本発明の実施は本明細書で模式的に図示した実施例に制限されず、一般的に核スピン断層撮影装置の他の全ての既知の構造、態様によっても応用可能である。本発明は、核スピン断層撮影装置の適合寸法決定において、眼球コイルの場所で磁場の増加した均一性という利点を有するヘルムホルツコイル配列でも実現できる。ただ、これに関わらず、以下の例で説明する視野コイル装置は、眼球の前とすることが好ましい。視野コイル装置及び眼球コイル装置の送信及び受信機能は、一方で図３、４及び５に、他方で図７に示すように、これらを交換することもできる。
【００６８】
図１に従って、検査装置１００は核スピン断層撮影装置２００、眼球監視装置３００、及び以下さらに詳述する主制御装置４００を含む。
【００６９】
核スピン断層撮影装置２００は、永久磁場装置２１０、勾配磁場装置２２０、高周波コイル装置２３０、被検体用支持体２４０及び断層撮影制御装置２５０を含む。これらの構成要素は、例えば７Ｔ−ＮＭＲスキャナ（製造者：ブルッカー）で実現される。
【００７０】
永久磁場装置２１０は既知の方法で構成されている。該永久磁場装置は特に、例えば超伝導コイル及び必要な場合は磁場形成装置のような永久磁場源を含む。
【００７１】
勾配磁場装置２２０は、勾配コイル管２２１及び断層撮影制御装置２５０と接続され、勾配コイル管２２１中で勾配コイルの励起に利用される勾配発生器（又は勾配増幅器）２２２を含む。勾配コイル管２２１は既知の方法で構成されている。またグラスファイバ強化プラスチックの中に注入されたコイル部を含み、例えば内径を６０ｃｍとする。
【００７２】
同様に高周波コイル装置２３０も既知の方法で構成されている。該高周波コイル装置は、同様に断層撮影制御装置２５０と接続される高周波コイル２３１を含む。高周波コイル２３１は、勾配コイル管２２１の内部で可動する小さい直径（例えば数ｃｍ）のコイルであり、又は勾配コイル管２２１の内壁に固定される大きい直径（例えば数ｄｍ）のコイルである。前記７Ｔ−ＮＭＲスキャナの場合は、コイル２３１が３００ＭＨｚの励起周波数で作動される。１．５Ｔ−ＮＭＲスキャナの場合は、６０ＭＨｚの励起周波数を採用してもよい。
【００７３】
被検体用支持体２４０は、特に人間の被検体１の検査のために水平寝台２４１を含む（図１）。動物の被検体１、特にサルの検査のために、例えば必要な場合は頭部用の固定装置２４４を有するグラスファイバ強化プラスチックからなる被検体用座席２４２を使用することが好ましい（図２）。被検体用座席２４２は、調整装置２４３により垂直に管状構造で永久磁場及び勾配磁場装置から移動可能である（図２）。
【００７４】
眼球監視装置３００は、眼球コイル装置３１０、視野コイル装置３２０、発電機装置３３０、信号処理装置３５０及び光学的刺激装置３７０を含む。符号３１５は、安全上の理由から誘導電圧を回避するために眼球コイル装置３１０の中に設けた変圧機に関する。構成要素のその他の詳細は、以下図３乃至７を参照して説明する。
【００７５】
主制御装置４００は、オペレータによる検査装置１００の操作用のインタフェースであり、特に運転パラメータ及び測定結果の入力及び表示に利用する。主制御装置４００は、例えば１台又はそれ以上の計算機を含む。
【００７６】
図３に従って、眼球コイル装置３１０は（例えば受信装置として）眼球コイル３１１、接続線３１２及び接続板３１３を含む。ここで図示した例は、サル１（マカク）の一方の眼球２の中に眼球コイル３１１が既知の方法で移植されている前記サルの検査に関する。接続線３１２は、皮下に被検体サル１の頭部３に取り付けた接続板３１３に案内され、そこから同軸ケーブル３１４を介して信号処理回路３５０へ案内される（図１、２、５参照）。同軸ケーブル３１４の長さに沿って、好ましくは断層撮影装置の永久磁石の外部の接続板に変圧機３１５を設けている。変圧機３１５により、好適には同軸ケーブル３１４の電気検査と共に、被検体の眼球にとって有害となり得る意図しない誘導電圧に対する安全性が付与されている。断層撮影装置作動の妨害を回避するため、変圧機３１５は非磁性材料で製造される。
【００７７】
移植した眼球コイル３１１は、例えば直径１５ｍｍで３本のコイル巻線を有する。コイル線はポリエチレン絶縁体を備えた特殊鋼からなる（製造者：クーナーワイヤ（米国））。接続線３１２は非磁性材料、例えば銅からなり、８４Ωの直流抵抗を有し、又は眼球コイルと同じ材料からなる。
【００７８】
人間で測定する場合、眼球コイルは既知の方法で被測定眼球に載置し固定されるコンタクトレンズの中に組み込まれている。
【００７９】
図３は、サルの視野４でその頭部３の前の核スピン断層撮影装置（図示せず）の勾配磁場で光学的刺激装置３７０の位置決めを示す。刺激装置３７０として市販されており入手可能な製造者ＡＶＯＴＥＣのビデオ投影システム（型式：「サイレントヴィジョン」）を使用し、その射出レンズ３７２を備えたプロジェクタハウジング３７１が既知の方法で眼球２に向けられる。射出レンズ３７２により視覚的刺激、例えば点又は円が固定観察に対して静止又は移動して表示される。光学的刺激装置３７０により、被検体１に核スピン断層撮影法による検査中に観察される画像が表示される。プロジェクタハウジング３７１は、同時に模式平面図で図４に示した視野コイル装置３２０の少なくともコイルの支持体（例えば送信装置）として用いられる。眼球コイル３１１からの視野コイル３２１を備えたプロジェクタハウジング３７１（又は支持体３２３）の前面の距離は、例えば２ｃｍになる。
【００８０】
好ましくは、眼球コイルと視野コイル３２１、３２２の磁気結合は、視野コイルの相互結合よりも強くし、これによって相互妨害が回避される。
【００８１】
視野コイル装置３２０は、図４に従って眼球２の視野４を取り囲み窓３２７の周縁部で、コイル支持体３２３上に配置された２本の水平コイル３２１と２本の垂直コイル３２２とを備えた２組の視野コイルを含む。水平及び垂直方向のそれぞれ一方に割り当てた視野コイルは、直列に接続されている。該視野コイルは反対の巻線方向及び同数の巻線を有する。
【００８２】
視野コイル３２１、３２２は非磁性の良好な導電性の線材、例えば直径０．２ｍｍを有する銅線から巻き付けられる。巻線は、例えば側面長さ２ｃｍ×０．５ｃｍの四角形形状とする。各コイル上には、例えば８〜１０巻線を設けている。また磁気結合とコイルサイズを最適化する他の寸法及び／又は他の巻数を採用することもできる。
【００８３】
コイル支持体３２３の窓３２７は、視覚的刺激への自由視覚領域用の自由開口部又は図３に示した例に従って刺激装置３７０の射出レンズ３７２としてもよい。変形例によれば、視野コイル３２１、３２２は眼球２から離れた刺激装置３７０側に配置することもできる。
【００８４】
コイル支持体３２３上には、視野コイルの他に接続板３２４と整合回路３２５とを配置している（図４）。整合回路３２５は、水平及び垂直コイル３２１、３２２の各組用に同軸ケーブル３２６の終端抵抗により発電機装置３３０の水平及び垂直分岐部３３４、３３５（下記参照）で提供された励起周波数に調整されるコンデンサと、眼球コイルとを備えたそれぞれ１つの平行振動回路を含む。
【００８５】
視野コイル装置３２０は、同軸ケーブル３２６で発電機装置３３０に接続されている。同軸ケーブル３２６も視野コイル及び接続板３２４の間の接続線も、本発明の重要な特長に従って捩って配置している。これにより、望ましくない磁場によって線路中に発生される誘導電圧が相互に補償されるという利点を有する。
【００８６】
発電機装置３３０の詳細を、図５のブロック図を参照して以下説明する。発電機装置３３０は、水平及び垂直分岐部３３４、３３５とも呼ばれる水平及び垂直コイル３２１、３２２の励起電圧を提供する２つの回路部を含む。この分岐部は、図示した例では単に発生した水平又は垂直励起周波数に関して区別されており、前記分岐部はその他の点で同一に構成されている。そのため以下単に水平分岐部３３４を説明する。
【００８７】
水平分岐部３３４の中に、第一にＴＴＬ信号として周波数１６ＧＨｚで出力されるクロック周波数を発生する外部クロック発生器３３６．１を設けている。クロック発生器３３６．１は、クロック周波数を変化する調整装置を含むことができる（図示せず）。さらにクロック発生器３３６．１は掃引発生器を含むことができ、これによってクロック発生器３３６．１によって経時中に交互に上昇及び下降する、例えば１６ＭＨｚ〜１７ＭＨｚの範囲の周波数が濾波される。
【００８８】
クロック発生器３３６．１により水平分岐部３３４は、励起発電機３３１と基準発電機３３２とに分割される。所望の周波数及び位相調整による水平励起信号ＥＸＣを提供するために、発生器３３６．１のクロック信号は割り算器及び移送器回路３３７に入力される。回路３３７で周波数分割はクロック周波数の１／１６に、位相調整はこれに対応して段階的に３６０゜／１６で行われる。位相調整は、同期整流器３５７、３５８中の誘導及び基準信号の重畳のために必要である（下記参照）。位相その他の微調整は、選択的に設ける回路３４０により実現できる（下記参照）。
【００８９】
所望の励起周波数及び位相状態をもつパルス順は、それに続きパルス形成器回路３３８で振幅調整にかけられる。パルス形成器回路３３８は、一定のパルス高（例えば５Ｖｐｐ）をもつ方形のパルス形状を発生するＣＭＯＳゲートを含む。パルス形成器回路３３８によって達成されるパルス高の安定性は、誘導配向測定の精度に関して特に重要である。
【００９０】
それに続き、パルス出力回路３３９で固定振幅値への調整パルス高の増幅が行われる。パルス出力回路３３９は選択的に利用できる。振幅調整は代替的に出力段３４２で行うことができる。続いて同様に、選択的にアナログ移送器３４０によって位相調整が行われる。アナログ移送器３４０は、例えば＋／−１５゜だけ微調整する。それに続き低域通過フィルタ３４１で方形パルス順からより高い周波数の信号成分が濾波される。濾波の結果において、周波数（ここでは１ＭＨｚ）、振幅及び位相状態の所定の値を有する正弦状励起電圧が発生され、高い周波数の阻止が付加的に核スピン断層撮影法による画像形成に対する影響が低減されるという利点を有する。また視野コイル３２１、３２２の励起による高周波コイル２３１の望ましくない妨害が回避される。低域通過フィルタ３４１は、第１の及びより高い調波が可能な限り強く濾波されるように設計されている。そのために第７位階の低域通過フィルタが使用される。最後に出力段３４２（出力最終段）で後増幅が行われる。正弦状励起電圧は、例えば３Ｖｓｓの振幅を有する。
【００９１】
発電機装置３３０の図示した構成要素による正弦状励起電圧の生成は、本発明を実施するために必ずしも必須でない。他の例としては、既知の方法で一定の波形パラメータを備えた正弦電圧を生成するために、特に既存の振幅制御又はＰＬＬ回路を使用することもできる。
【００９２】
視野コイル装置３２０に正弦状励起電圧ＥＸＣ（Ｈ）を入力する前に、本発明により周波数フィルタ３４３でさらに濾波される。高周波フィルタ３４３は、核スピン断層撮影装置２００（図１参照）の高周波コイル２３１によって、視野コイル装置内で誘導される高周波信号成分が発電機装置３３０の中へ通過されないように調整された２つのＬＣ部材を備えた受動フィルタである。それ以外では、出力段３４２の機能が不利に影響され得る。前記例では、周波数フィルタ３４３が周波数３００ＭＨｚを阻止する。
【００９３】
高周波フィルタ３４３の出力から視野コイル装置３２０用の同軸ケーブル３２６が案内される。同軸ケーブルのインダクタンス及びキャパシタンスは、周波数依存性の伝達特性が保証されるように調整される。好ましくは５０Ωケーブルが使用される。
【００９４】
視野コイル３２１、３２２及び眼球コイル３１１は変圧機と協働し、その出力信号（眼球コイル３１１の誘導電圧）は視野コイル３２１、３２２と相対的に眼球コイル３１１の整列（種々の空間方向への傾斜）に依存する。誘導電圧は同軸ケーブル３１４を介して信号処理回路３５０に入力される（下記参照）。
【００９５】
基準発電機３３２は、信号処理回路３５０用の水平基準信号ＲＥＦ（Ｈ）を発生する付加的な回路３３７’、３３８’及び３４１’を含む。前記回路構成要素は、移送器及び割り算器回路３３７、パルス形成器回路３３８及び低域通過フィルタ３４１の対応する特徴を備える。
【００９６】
垂直分岐部３３５で垂直励起電圧ＥＸＣ（Ｖ）及び垂直基準信号ＲＥＦ（Ｖ）を発生する、対応する回路構成要素が設けられる。垂直クロック周波数を発生する外部クロック発生器３３６．２は、クロック発生器３３６．１と相対的に周波数１６．１６ＧＨｚの周波数間隔で作動される。この結果、垂直分岐部３３５は周波数１．０１ＭＨｚをもつ正弦状励起電圧を提供する。
【００９７】
信号処理回路３５０は、眼球コイル３１１の誘導電圧信号の方向成分の増幅及び分離のために、以下の回路構成要素を有する増幅段３５１及び分離段３５６を含む。
【００９８】
増幅段３５１の中に、初めにその機能で発電機装置３３０の高周波フィルタ３４３に対応する高周波フィルタ３５２を設けている。濾波した信号は、選択的に信号対雑音比の改善のために設けており、必要な場合は後続の増幅回路用の信号振幅の調整に利用する前置増幅器３５３に入力される。前置増幅器３５３は、例えば増幅係数１０を有する。それに続き帯域通過増幅器３５４で約０．９５ＭＨｚ〜１．０５ＭＨｚの通過領域でさらなる増幅が行われる。好ましくは、この領域で両方の水平及び垂直構成要素で周波数成分が通過できる。増幅係数は、例えば３０となる。それに続き同様に選択的に設けた増幅選択器３５５で調整可能の増幅係数により後増幅を考慮することもできる。
【００９９】
増幅段３５１により、さらに両方の方向成分を含む濾波及び増幅した眼球コイル３１１の信号ＩＮＤが分離段３５６に入力される。分離段３５６は入力側に２つのアナログ掛け算器３５７、３５８を備えた同期整流器を含む。アナログ掛け算器３５７、３５８の機能は図６に例示した信号経過から明らかである。例えばアナログ掛け算器３５７は水平信号成分に対して入力量として濾波及び増幅した眼球コイル３１１の信号ＩＮＤと、発電機装置３３０の水平分岐部３３４の（水平の）基準信号ＲＥＦ（Ｈ）とを得る。掛け算器３５７の出力信号ＯＵＴは信号ＩＮＤ及びＲＥＦ（Ｈ）との積に等しい。それらの同じ位相及び周波数をもつ信号成分に対しては、掛け算は本質的にｓｉｎ２半値から構成される正のＯＵＴ信号を生じる。位相及び周波数の異なる信号成分は掛け算器の出力信号ＯＵＴで、しかし時間平均で補償される正及び負の成分を発生する。そのために平均値回路３５９を設けており、その出力信号ＨＯＲは掛け算器３５７の時間平均出力信号ＯＵＴを表し、直線注視方向からの眼球２の注視方向の水平偏位に対して特徴的である。注視方向が変化すると、図６の右側部分に示した信号推移を生じる。基準信号ＲＥＦ（Ｈ）が得られた状態にとどまるのに対し、左から右へ（又は対応して垂直成分の場合は上から下へ）注視方向の変化が眼球コイルの信号ＩＮＤの反転を引き起こす。掛け算はこれに対応して掛け算器３５７の出力信号ＯＵＴで符号の反転を生じる。同様に平均値回路３６０の出力信号の符号ＨＯＲが変化する。
【０１００】
図６の左側部分に示した時間部分ｔは、例えば約１μｓである。対応する平均値回路３５９の限界周波数は、５０Ｈｚに設定される。眼球監視装置３００の信号周波数を変化させる場合は、平均値回路３５９の時定数を変化させなければならない。そのために平均値回路３５９は、時間平均値形成の時定数を調整する調整装置を装備することもできる。
【０１０１】
最後に平均された信号ＨＯＲは、刺激装置３７０の運転パラメータと関係する信号量の調整に利用されるオフセット選択回路３６０に入力される。そのために、例えば主制御装置４００（図１）のディスプレイに、被検体が固定される視覚的刺激も、受信装置によって検出、評価された信号も、点状に表示される。オフセット選択回路３６０は、手動又は利用可能なプログラムにより、両点が少なくとも所定の許容差の枠内で一致するように、自動的に調整される。この調整は何度も視覚的刺激の種々の位置で実行される。符号３６１は、例えばさらなる信号処理用のアナログ−ディジタル変換器を含む主制御装置４００（図１参照）に処理信号が付与されるインタフェースに関する。符号３６２は、望ましくない高い信号振幅が表示される過負荷検出器に関する。
【０１０２】
本発明の重要な利点に従って、眼球コイル３１１及び視野コイル３２１、３２２の機能を交換することができる。例えば眼球コイル３１１は、眼球コイル３１１の整列に依存している信号電圧を視野コイル３２１、３２２の中に誘導する励起電圧で作動させることができる。この場合、図７に模式的に示すように、発電機装置３３０及び信号処理回路３５０の構造が簡素化できる。
【０１０３】
図７に従って、発電機装置３３０はクロック周波数１ＭＨｚのクロック周波数を発生する１つのクロック発生器３３６．３を含む。クロック信号は、パルス形成器回路３３８により所定の振幅の方形波形状に変換される。それに続き低域通過フィルタ３４１で上記機能方式と類似した眼球コイル３１１用の正弦状励起電圧の形成が行われる。視野コイル装置３２０の誘導電圧信号は、同軸ケーブルを介して信号評価装置３５０の増幅段３５１に付与される。増幅段３５２は、それぞれ入力側にまず高周波フィルタ３５２を設けた上記水平及び垂直分岐部と類似する２つの回路部を含む。それに続き帯域通過増幅器３５４及び増幅選択器３５５で濾波及び増幅した誘導電圧信号ＩＮＤ（Ｖ）及びＩＮＤ（Ｈ）の提供が行われる。
【０１０４】
分離段３５６は上記原理と類似して機能し、この場合両掛け算器３５７、３５８に対して発電機回路３３０の共通の基準信号ＲＥＦが使用される。
【０１０５】
本発明の実施の形態に係る検査装置１００の使用に際して、以下のステップを採用できる。核スピン断層撮影装置の横に又はその中に被検体を位置決めした後、被検体の頭部の固定と、被検体の眼球と相対的に光学的刺激装置の整列とが行われる。その後、それぞれ所望の身体部の核スピン断層撮影法による検査及び誘導配向測定を行う。これによって核スピン断層撮影装置の制御と視覚的刺激の発生及び処理に関する手順が、既知の手順に従って実現される。
【０１０６】
本明細書、図面及び請求項に開示した本発明の特徴は、本発明の重要な異なる態様での実施に際して、設定及び構成要件を個別にかつ任意的に組み合わせることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の実施の形態に係る核スピン断層撮影装置用の検査装置の種々の実施態様を示す模式概要図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る核スピン断層撮影装置用の検査装置の種々の実施態様を示す模式概要図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る眼球監視装置の眼球コイル装置及び視野コイル装置の相互整列を示す模式概要図である。
【図４】本発明の実施の形態で使用した視野コイル装置を示す模式平面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る眼球監視装置の第１実施態様を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る眼球コイル装置の水平及び垂直信号の分離を示す曲線である。
【図７】本発明の実施の形態に係る眼球監視装置の他の実施態様を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１  被検体
２  眼球
３  頭部
４  視界
１００  検査装置
２００  核スピン断層撮影装置
２１０  永久磁場装置
２２０  勾配コイル装置
２２１  勾配コイル管
２２２  勾配発生器
２３０  高周波コイル装置
２３１  高周波コイル
２４０  被検体支持体
２４１  水平寝台
２４２  垂直座席
２４３  調整装置
２４４  固定装置
２５０  断層撮影制御装置
３００  眼球監視装置
３１０  眼球コイル装置
３１１  眼球コイル
３１２  接続線
３１３  接続板
３１４  同軸ケーブル
３１５  変圧機
３２０  視野コイル装置
３２１  水平コイル
３２２  垂直コイル
３２３  コイル支持体
３２４  接続板
３２５  整合回路
３２６  同軸ケーブル
３２７  窓
３３０  送信発電機
３３１  励起発電機
３３２  基準発電機
３３４  水平分岐部
３３５  垂直分岐部
３３６．１、３３６．２、３３６．３  クロック発生器
３３７  割り算器及び移送器回路
３３８  パルス形成器回路
３３９  パルス出力回路
３４０  移送器
３４１  低域通過フィルタ
３４２  出力段
３４３  高周波フィルタ
３５０  フィルタ装置
３５１  増幅段
３５２  高周波フィルタ
３５３  前置増幅器
３５４  帯域通過増幅器
３５５  増幅選択器
３５６  分離段
３５７  アナログ掛け算器
３５８  垂直掛け算器
３５９  平均値回路
３６０  オフセット選択回路
３６１  出力インタフェース
３６２  過負荷検出器
３７０  刺激装置
３７１  プロジェクタハウジング
３７２  射出レンズ
４００  主制御装置
【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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