JP4316126B2 - 視覚入力供給装置、信号獲得装置および画像撮影装置 - Google Patents
視覚入力供給装置、信号獲得装置および画像撮影装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、視覚入力供給装置、信号獲得装置および画像撮影装置に関し、特に、体軸方向と概ね直交する方向に視覚を持つ生命体に視覚入力を供給する装置、そのような視覚入力供給装置を備えた信号獲得装置および画像撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴撮影（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置では、マグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）の内部空間、すなわち、静磁場を形成した撮影空間に撮影対象を搬入し、勾配磁場および高周波磁場を印加して撮影対象内に磁気共鳴信号を発生させ、その受信信号に基づいて断層像を生成（再構成）する。
【０００３】
撮影空間内では、撮影対象はマグネットシステムの内壁と対面する姿勢をとるので、視野が遮られて閉塞感が生じる。そこで、閉塞感を緩和するため、撮影対象の眼前に反射鏡を設け、マグネットシステムの出入口を通して外部の様子を目視可能にしている。あるいは、顔面に装着するフェースマウントディスプレー（ｆａｃｅ ｍｏｕｎｔ ｄｉｓｐｌａｙ）を用い、光ファイバー（ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ）を通じて供給した映像を見せるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
反射鏡で得られる外部の光景は、マグネットシステムの出入口を通して得られるものであるから視野が狭く、閉塞感を解消するにはほど遠い。また、フェースマウントディスプレーは、光ファイバーで映像を供給するものであるから精緻な構成を必要とし高価である。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、壁と対面する場合の閉塞感を解消する簡素な構成の視覚入力供給装置、そのような視覚入力供給装置を備えた信号獲得装置および画像撮影装置を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するための１つの観点での発明は、視覚に対する入力が供給される対象を収容する空間において前記対象の頭頂と対向する半透明の板と、前記板に前記対象とは反対側から視覚に対する入力を投影する投影手段と、前記対象の視線を前記板に向かわせる視線規制手段とを具備することを特徴とする視覚入力供給装置である。
【０００７】
この観点での発明では、視覚に対する入力が供給される対象の頭頂側に位置する半透明板に視覚入力を投影するとともに、視線規制手段を介して半透明板に視線を向かわせる。半透明板に投影された視覚入力が視野の大部分を占めることにより、収容空間における閉塞感が解消する。また、半透明板に投影した視覚入力を見せる方式であるから装置の構成が簡素である。
【０００８】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、信号獲得対象を収容する空間を有する信号獲得手段と、前記空間において前記対象の頭頂と対向する半透明の板と、前記板に前記対象とは反対側から視覚に対する入力を投影する投影手段と、前記対象の視線を前記板に向かわせる視線規制手段とを具備することを特徴とする信号獲得装置である。
【０００９】
この観点での発明では、信号獲得対象の頭頂側に位置する半透明板に視覚入力を投影するとともに、視線規制手段を介して半透明板に視線を向かわせる。半透明板に投影された視覚入力が視野の大部分を占めることにより、収容空間における閉塞感が解消する。また、半透明板に投影した視覚入力を見せる方式であるから装置の構成が簡素である。
【００１０】
（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮影対象を収容する空間を有する画像撮影手段と、前記空間において前記対象の頭頂と対向する半透明の板と、前記板に前記対象とは反対側から視覚に対する入力を投影する投影手段と、前記対象の視線を前記板に向かわせる視線規制手段とを具備することを特徴とする画像撮影装置である。
【００１１】
この観点での発明では、撮影対象の頭頂側に位置する半透明板に視覚入力を投影するとともに、視線規制手段を介して半透明板に視線を向かわせる。半透明板に投影された視覚入力が視野の大部分を占めることにより、収容空間における閉塞感が解消する。また、半透明板に投影した視覚入力を見せる方式であるから装置の構成が簡素である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮影装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００１３】
図１に示すように、本装置はマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）１１を有する。マグネットシステム１１は主磁場コイル部１０１および勾配コイル部１０５を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１１のボア（ｂｏｒｅ）の方向は垂直方向となっている。そこで、これを縦型ボアマグネットシステムという。
【００１４】
マグネットシステム１１の概ね円柱状の内部空間に、撮影対象である被験者３１が座席４３に着座して搬入される。概ね円柱状の内部空間の中心軸の方向は垂直方向となる。なお、内部空間の形状は円柱状に限るものではなく、適宜の形状の横断面を持つ柱状空間であって良い。座席４３に着座することにより被験者３１は上体を立てた状態となる。被験者３１が着座した座席４３は座席駆動部１１１で駆動され垂直方向に進退する。
【００１５】
この図には示さないが、マグネットシステム１１は被験者３１の視覚に対する入力を供給するための視覚入力供給装置を備えている。視覚入力供給装置については後にあらためて説明する。
【００１６】
被験者３１の頭部は、座席４３の背もたれ部分の上部に取り付けられたＲＦコイル（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｉｌ）部３３の中に収容されている。ＲＦコイル部３３は、例えばＴＥＭレゾネータ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｏｄｅ ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）型のＲＦコイルを用いて構成される。ＲＦコイル部３３も概ね円筒状の形状を有し、マグネットシステム１１の内部空間に主磁場コイル部１０１および勾配コイル部１０５と同軸的に配置される。
【００１７】
主磁場コイル部１０１はマグネットシステム１１の内部空間に静磁場を形成する。主磁場コイル部１０１は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成しても良いのはもちろんである。
【００１８】
勾配コイル部１０５は静磁場強度に勾配を持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場は、スライス（ｓｌｉｃｅ）勾配磁場、リードアウト（ｒｅａｄ ｏｕｔ）勾配磁場およびフェーズエンコード（ｐｈａｓｅ ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場の３種であり、これら３種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部１０５は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００１９】
ＲＦコイル部３３は静磁場空間に被験者３１の体内のスピン（ｓｐｉｎ）を励起するための高周波磁場を形成する。高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信という。ＲＦ励起信号の送信は、ＲＦコイル部３３とは別の送信専用のＲＦコイルで行うようにしても良い。ＲＦコイル部３３は、また、励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号を受信する。
【００２０】
勾配駆動部１３１は勾配コイル部１０５に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３１は、勾配コイル部１０５における３系統の勾配コイルに対応する図示しない３系統の駆動回路を有する。ＲＦ駆動部１４１はＲＦコイル部３３に駆動信号を与えてＲＦ励起信号を送信し、被験者３１の体内のスピンを励起する。データ収集部１５１はＲＦコイル部３３が受信した受信信号を取り込み、それをディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｄａｔａ）として収集する。
【００２１】
座席駆動部１１１、勾配駆動部１３１、ＲＦ駆動部１４１およびデータ収集部１５１は制御部１６１によって制御される。マグネットシステム１１、座席駆動部１１１、勾配駆動部１３１、ＲＦ駆動部１４１、データ収集部１５１および制御部１６１からなる部分は、本発明における信号獲得手段の実施の形態の一例である。
【００２２】
データ収集部１５１の出力信号はデータ処理部１７１に入力される。データ処理部１７１は、データ収集部１５１から取り込んだデータを図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）に記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。データ空間は２次元フーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間を構成する。データ処理部１７１は、これら２次元フーリエ空間のデータを２次元逆フーリエ変換して被験者３１の頭部の断層像を再構成する。
【００２３】
データ処理部１７１は制御部１６１の上位にあってそれを統括する。表示部１８１は、データ処理部１７１から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９１は操作者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７１に入力する。
【００２４】
マグネットシステム１１、座席駆動部１１１、勾配駆動部１３１、ＲＦ駆動部１４１、データ収集部１５１、制御部１６１、データ処理部１７１、表示部１８１および操作部１９１からなる部分は、本発明における画像撮影装置手段の実施の形態の一例である。
【００２５】
図２および図３に、マグネットシステム１１の外観を待機状態にある被験者３１とともに示す。図２は斜視図、図３は一部を断面で表した側面図である。同図に示すように、マグネットシステム１１は、床面ＦＬに設けられた四本の支柱１３によって支持されている。
【００２６】
マグネットシステム１１の下の床面ＦＬには、ピット（ｐｉｔ）２１が設けられている。ピット２１内には、床面から下る階段５１が設けられている。被験者３１が着座した座席４３は、座席昇降機構４１によりピット２１の底まで降下した状態にある。座席４３および座席昇降機構４１は非磁性材料を用いて構成される。
【００２７】
被験者３１の前には、楽器等のキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）４５が設置されている。キーボード４５は撮影時に被験者３１に操作させるものである。キーボード４５は座席と一体化されている。なお、被験者３１に操作させるものは楽器等のキーボードに限るものではなく、実験の目的に応じて、例えば情報機器のキーボードやその他の操作具であって良い。
【００２８】
また、筆記具、工具等、手で操作する各種の器具であって良い。そのような器具を手で操作する場合は、キーボード４５を平板で置き換える。平板は作業台として機能する。以下、キーボードの例で説明するが、作業台の場合も同様になる。なお、実験の目的によっては足で操作する器具を用いるようにしても良い。
【００２９】
支柱１３のうちの１つには、操作者３５が操作する昇降操作スイッチ（ｓｗｉｔｃｈ）４７が設けられている。昇降操作スイッチ４７は操作部１９１の一部を構成する。昇降操作スイッチ４７の操作に基づく指令は、データ処理部１７１および制御部１６１を通じて座席駆動部１１１に与えられる。なお、昇降操作スイッチ４７の信号は座席駆動部１１１に直接与えるようにしても良い。
【００３０】
座席駆動部１１１は、指令に応じて座席昇降機構４１を介して座席４３を昇降させる。すなわち、撮影時には図４に示すように座席４３を上昇させて被験者３１をＲＦコイル部３３とともに撮影空間に搬入し、撮影終了が終了したら図１および図２に示した待機位置まで下降させる。
【００３１】
図５に、撮影時のマグネットシステム１１と被験者３１およびＲＦコイル部３３の相互関係を、視覚入力供給装置とともに示す。同図に示すように、被験者３１の頭部およびＲＦコイル部３３が、マグネットシステム１１の中心すなわちマグネットセンタ（ｍａｇｎｅｔ ｃｅｎｔｅｒ）の撮影領域に位置する。
【００３２】
マグネットシステム１１の内部空間には、ＲＦコイル部３３の上部に近接して投影板７１が設けられている。投影板７１は被験者３１から見て頭頂側に位置する。投影板７１は半透明の材料で構成される。そのような材料として、例えば半透明のプラスチック（ｐｌａｓｔｉｃｓ）や磨りガラス（ｇｌａｓｓ）等が用いられる。投影板７１は、本発明における半透明の板の実施の形態の一例である。
【００３３】
投影板７１はマグネットシステム１１のボアの内周に適合する外周を有し、図示しない適宜の支持手段により、ボア内の所定の位置に設置される。投影板７１はマグネットシステム１１の内部空間を上下に仕切るものとなる。
【００３４】
投影板７１の外周とボアの内周の隙間を塞ぐことによりことにより、仕切りを完全なものにすることができ、それによって、勾配コイル部１０５の駆動時に発生する騒音のうち、マグネットシステム１１の上半分で発生する騒音を被験者３１側に伝わりにくくすることができる。
【００３５】
投影板７１には、投影機７３から出射された視覚入力が反射鏡７５を介して被験者３１とは反対側から投影される。投影機７３および反射鏡７５からなる部分は、本発明における投影手段の実施の形態の一例である。投影機７３としては、例えばビデオプロジェクタ（ｖｉｄｅｏ ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）等が用いられる。
【００３６】
投影板７１が半透明であることにより、投影された視覚入力は投影板７１の裏面すなわちＲＦコイル部３３側の面に現出する。ＲＦコイル部３３の内面には、被験者３１の眼前に相当する位置に反射鏡７７が設けられている。反射鏡７７は被験者３１の視線を投影板７１に向けさせる。これによって、被験者３１は反射鏡７７を介して投影板７１の裏面に現出する視覚入力を見ることになる。
【００３７】
なお、反射鏡７７は眼鏡のように被験者３１の顔に装着するようにしても良い。反射鏡７７は本発明における視線規制手段の実施の形態の一例である。投影機７３、反射鏡７５、投影板７１および反射鏡７７からなる部分は、本発明の視覚入力供給装置の実施の形態の一例である。
【００３８】
投影機７３は制御部１６１によって制御され、予め定められた視覚入力を投影板７１に投影する。視覚入力としては、例えば写真、絵画、色彩、図形、文字等の映像あるいはボア内を照明する光、または、それらを組み合わせたものを静止画像ないし動画像として投影する。なお、映像はマグネットシステム１１の外部の状況を撮影したライブ（ｌｉｖｅ）映像であって良い。
【００３９】
視覚入力は目的に適合したものが用いられる。被験者３１の慰安を目的とする場合は、例えば写真や絵画等の映像が映写される。被験者３１の脳機能を撮影する場合は、意図した視覚的刺激を与えるための写真、絵画、色彩、図形、文字等の映像が用いられる。ボア内を照明するときは均一な光が用いられる。被験者３１の不安を解消するためには、マグネットシステム１１の外部状況を示すライブ画像を映写する。
【００４０】
投影板７１が被験者３１の頭頂近くにあることにより、被験者３１の視野の大部分は視覚入力によって占められる。視覚入力は投影機７３が投影する映像等であって、マグネットシステム１１の物理的構造とは無関係なものであるから、それを見ている被験者３１は、マグネットシステム１１の内部空間にあっても閉塞感を感じることがない。すなわち、被験者３１の閉塞感を除去することができる。また、被験者３１に視覚入力を供給する装置は、投影機７３、反射鏡７５、半透明の投影板７１および反射鏡７７からなる構成の簡素なものとなる。
【００４１】
投影板７１に投影する映像は、例えば図６に示すように、ＣＣＤカメラ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ ｃａｍｅｒａ）８１で撮影した被験者３１の手元の映像であって良い。ＣＣＤカメラ８１は、本発明における映像撮影手段の実施の形態の一例である。ＣＣＤカメラ８１で撮影した映像は、映像処理部８３で所定の映像処理を施した上で投影機７３で投影される。映像処理部８３、投影機７３および反射鏡７５からなる部分は、本発明における投影手段の実施の形態の一例である。
【００４２】
映像処理部８３では、被験者３１への視覚入力が、あたかも被験者３１が自ら手元を見ているかのような映像となるように、映像の上下および（または）左右の向きの調節を行う。これによって、被験者３１がキーボード操作を正しく行うことが容易になる。
【００４３】
ＣＣＤカメラ８１で撮影する映像は、図７に示すように、鏡８５に映した手元の映像すなわち鏡像であって良い。このようにすることにより、ＣＣＤカメラ８１を、図６に示したものよりも磁場から遠ざけることができ、ＣＣＤカメラ８１の動作が磁場に及ぼす影響および（または）磁場がＣＣＤカメラ８１に及ぼす影響を軽減することができる。
【００４４】
鏡７５およびＣＣＤカメラ８１からなる部分は、本発明における鏡像撮影手段の実施の形態の一例である。映像処理部８３、投影機７３および反射鏡７５からなる部分は、本発明における投影手段の実施の形態の一例である。
【００４５】
この装置においても、映像処理部８３は被験者３１への視覚入力が、あたかも被験者３１が自ら手元を見ているかのような映像となるように、映像の上下および（または）左右の向きの調節を行う。これによって、被験者３１が正しいキーボード操作を行うことが容易になる。
【００４６】
鏡８５は、図８に示すように、キーボード４５と対向するマグネットシステム１１の端面に取り付け、鏡８５に映した手元の映像を、キーボード４５の手元とは反対側に設けたＣＣＤカメラ８１で撮影するようにしても良い。
【００４７】
このような鏡８５とＣＣＤカメラ８１の配置は、鏡８５が被験者３１の手の動作の邪魔にならない点で図７に示した配置よりも好ましい。また、ＣＣＤカメラ８１が被験者３１の手の動作の邪魔にならない点で図６に示した配置よりも好ましい。
【００４８】
本装置の動作を説明する。操作者３５は、先ず、ピット２１内に下降している座席４３に被験者３１を着席させ、その頭部をＲＦコイル部３３内に収容する。次に、スイッチ４７を操作して座席昇降機構４１を作動させ、座席４３を上昇させ、図５に示した撮影位置まで搬送する。
【００４９】
次に、操作者３５は操作部１９１を操作して撮影を開始する。撮影は制御部１６１による制御の下で進行する。図９に、磁気共鳴撮影に用いるパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示す。このパルスシーケンスは、スピンエコー（ＳＥ：Ｓｐｉｎ Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００５０】
すなわち、（１）はＳＥ法におけるＲＦ励起用の９０°パルスおよび１８１°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、９０°パルスおよび１８１°パルスはそれぞれ中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００５１】
同図に示すように、９０°パルスによりスピンの９０°励起が行われる。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。９０°励起から所定の時間後に、１８０°パルスによる１８０°励起すなわちスピン反転が行われる。このときもスライス勾配Ｇｓが印加され、同じスライスについての選択的反転が行われる。
【００５２】
９０°励起とスピン反転の間の期間に、リードアウト勾配Ｇｒおよびフェーズエンコード勾配Ｇｐが印加される。リードアウト勾配Ｇｒによりスピンのディフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）が行われる。フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。
【００５３】
スピン反転後、リードアウト勾配Ｇｒでスピンをリフェーズ（ｒｅｐｈａｓｅ）してスピンエコーＭＲを発生させる。スピンエコーＭＲは、エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。中心エコーは９０°励起からＴＥ（ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ）後に生じる。スピンエコーＭＲはデータ収集部１７１によりビューデータ（ｖｉｅｗ ｄａｔａ）として収集される。このようなパスルシーケンスが周期ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）で６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００５４】
磁気共鳴撮影用パルスシーケンスの他の例を図１０に示す。このパルスシーケンスは、グラディエントエコー（ＧＲＥ：Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００５５】
すなわち、（１）はＧＲＥ法におけるＲＦ励起用のα°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびグラディエントエコーＭＲのシーケンスである。なお、α°パルスは中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００５６】
同図に示すように、α°パルスによりスピンのα°励起が行われる。αは９０以下である。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。
【００５７】
α°励起後、フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、リードアウト勾配Ｇｒにより先ずスピンをディフェーズし、次いでスピンをリフェーズして、グラディエントエコーＭＲを発生させる。グラディエントエコーＭＲは、エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。中心エコーはα°励起からＴＥ後に生じる。
【００５８】
グラディエントエコーＭＲはデータ収集部１７１によりビューデータとして収集される。このようなパスルシーケンスが周期ＴＲで６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００５９】
図９または図１０のパルスシーケンスによって得られたビューデータが、データ処理部１７１のメモリに収集される。なお、パルスシーケンスはＳＥ法またはＧＲＥ法に限るものではなく、例えばファーストスピンエコー（ＦＳＥ：Ｆａｓｔ Ｓｐｉｎ Ｅｃｈｏ）法やエコープラナーイメージング（ＥＰＩ：ＥｃｈｏＰｌａｎａｒ Ｉｍａｇｉｎｇ）等、他の適宜の技法のものであって良いのはいうまでもない。
【００６０】
データ処理部１７１は、ビューデータを２次元逆フーリエ変換して被験者３１の頭部の断層像を再構成する。再構成画像は表示部１８１により可視像として表示される。
【００６１】
このような撮影を被験者３１に所定の視覚入力を供給しながら行い、得られた画像に基づいて被験者３１の脳の機能を調べる。あるいは所定のキーボード操作を行わせながら撮影し、キーボード操作に対応した脳機能を調べる。このとき、図６または図７に示したように手元の映像を見ながら行うようにすれば、間違いのないキーボード操作を行うことができる。視覚入力またはキーボード操作を被験者３１の上体が起きた状態で行うので、人間が通常に行動するのと同様な状態で操作をすることができる。これによって、通常行動時の脳の機能を正しく撮影することができる。
【００６２】
なお、被験者３１が上記のような視覚入力あるいは手指の操作を行う場合ばかりでなく、例えば、言語発音や歌唱あるいは想念の想起等を行うときの脳の状態を撮影する場合も、通常行動時の脳の機能を正しく撮影することができる。また、聴覚、味覚、嗅覚、触覚等の感覚器官の刺激に対する脳の振る舞いを撮影する場合も同様である。
【００６３】
以上は、マグネットシステムが縦型ボアマグネットシステムである例であるが、マグネットシステムは縦型ボアマグネットシステムに限るものではなく、ボアが水平方向を向く横型ボアマグネットシステムを採用した磁気共鳴撮影装置についても、上記と同様な視覚入力供給装置を設けることができる。
【００６４】
そのような磁気共鳴撮影装置におけるマグネットシステム部分の構成例を図１１に示す。同図において図５に示したものと同様の部分は同一の符号を付して説明を省略する。横型ボアマグネットシステムの内部空間は、水平な中心軸を持つ柱状の空間となる。被験者３１は支持板７９に載置されてマグネットシステムの内部空間に搬入および搬出される。ＲＦコイル部３３は支持板に取り付けられている。支持板７９に連動して投影板７１が変位するようにしても良い。
【００６５】
以上、画像撮影装置が磁気共鳴撮影装置である例で本発明を説明したが、画像撮影装置は磁気共鳴撮影装置に限るものではなく、撮影対象を収容する空間を持つ信号獲得部を有する、例えばＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）、ガンマカメラ（γ ｃａｍｅｒａ）、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置等、他の方式の画像撮影装置であって良い。
【００６６】
また、撮影対象が人間である例で説明したが、撮影対象は人間に限るものではなく、例えば霊長動物等のように、体軸方向と概ね直交する方向に視覚を持つ生命体であって良い。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、壁と対面する場合の閉塞感を解消する簡素な構成の視覚入力供給装置、そのような視覚入力供給装置を備えた信号獲得装置および画像撮影装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】図１に示した装置のマグネットシステムの外観を待機状態の撮影対象とともに示す斜視図である。
【図３】図１に示した装置のマグネットシステムの外観を待機状態の撮影対象および操作者とともに示す側面図である。
【図４】図１に示した装置のマグネットシステムの外観を撮影状態の撮影対象とともに示す斜視図である。
【図５】撮影状態における撮影対象とマグネットシステムとの関係を示す図である。
【図６】撮影状態における撮影対象とマグネットシステムとの関係を示す図である。
【図７】撮影状態における撮影対象とマグネットシステムとの関係を示す図である。
【図８】撮影状態における撮影対象とマグネットシステムとの関係を示す図である。
【図９】図１に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す模式図である。
【図１０】図１に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す模式図である。
【図１１】撮影状態における撮影対象と横型ボアマグネットシステムとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１１ マグネットシステム
３１ 撮影対象
３３ ＲＦコイル部
７１ 投影板
７３ 投影機
７５，７７ 反射鏡
８１ ＣＣＤカメラ
８３ 映像処理部
８５ 鏡
１０１ 主磁場マグネット部
１０５ 勾配コイル部
１１１ 座席駆動部
１３１ 勾配駆動部
１４１ ＲＦ駆動部
１５１ データ収集部
１６１ 制御部
１７１ データ処理部
１８１ 表示部
１９１ 操作部
【発明の属する技術分野】
本発明は、視覚入力供給装置、信号獲得装置および画像撮影装置に関し、特に、体軸方向と概ね直交する方向に視覚を持つ生命体に視覚入力を供給する装置、そのような視覚入力供給装置を備えた信号獲得装置および画像撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴撮影（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置では、マグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）の内部空間、すなわち、静磁場を形成した撮影空間に撮影対象を搬入し、勾配磁場および高周波磁場を印加して撮影対象内に磁気共鳴信号を発生させ、その受信信号に基づいて断層像を生成（再構成）する。
【０００３】
撮影空間内では、撮影対象はマグネットシステムの内壁と対面する姿勢をとるので、視野が遮られて閉塞感が生じる。そこで、閉塞感を緩和するため、撮影対象の眼前に反射鏡を設け、マグネットシステムの出入口を通して外部の様子を目視可能にしている。あるいは、顔面に装着するフェースマウントディスプレー（ｆａｃｅ ｍｏｕｎｔ ｄｉｓｐｌａｙ）を用い、光ファイバー（ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ）を通じて供給した映像を見せるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
反射鏡で得られる外部の光景は、マグネットシステムの出入口を通して得られるものであるから視野が狭く、閉塞感を解消するにはほど遠い。また、フェースマウントディスプレーは、光ファイバーで映像を供給するものであるから精緻な構成を必要とし高価である。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、壁と対面する場合の閉塞感を解消する簡素な構成の視覚入力供給装置、そのような視覚入力供給装置を備えた信号獲得装置および画像撮影装置を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するための１つの観点での発明は、視覚に対する入力が供給される対象を収容する空間において前記対象の頭頂と対向する半透明の板と、前記板に前記対象とは反対側から視覚に対する入力を投影する投影手段と、前記対象の視線を前記板に向かわせる視線規制手段とを具備することを特徴とする視覚入力供給装置である。
【０００７】
この観点での発明では、視覚に対する入力が供給される対象の頭頂側に位置する半透明板に視覚入力を投影するとともに、視線規制手段を介して半透明板に視線を向かわせる。半透明板に投影された視覚入力が視野の大部分を占めることにより、収容空間における閉塞感が解消する。また、半透明板に投影した視覚入力を見せる方式であるから装置の構成が簡素である。
【０００８】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、信号獲得対象を収容する空間を有する信号獲得手段と、前記空間において前記対象の頭頂と対向する半透明の板と、前記板に前記対象とは反対側から視覚に対する入力を投影する投影手段と、前記対象の視線を前記板に向かわせる視線規制手段とを具備することを特徴とする信号獲得装置である。
【０００９】
この観点での発明では、信号獲得対象の頭頂側に位置する半透明板に視覚入力を投影するとともに、視線規制手段を介して半透明板に視線を向かわせる。半透明板に投影された視覚入力が視野の大部分を占めることにより、収容空間における閉塞感が解消する。また、半透明板に投影した視覚入力を見せる方式であるから装置の構成が簡素である。
【００１０】
（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮影対象を収容する空間を有する画像撮影手段と、前記空間において前記対象の頭頂と対向する半透明の板と、前記板に前記対象とは反対側から視覚に対する入力を投影する投影手段と、前記対象の視線を前記板に向かわせる視線規制手段とを具備することを特徴とする画像撮影装置である。
【００１１】
この観点での発明では、撮影対象の頭頂側に位置する半透明板に視覚入力を投影するとともに、視線規制手段を介して半透明板に視線を向かわせる。半透明板に投影された視覚入力が視野の大部分を占めることにより、収容空間における閉塞感が解消する。また、半透明板に投影した視覚入力を見せる方式であるから装置の構成が簡素である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮影装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００１３】
図１に示すように、本装置はマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）１１を有する。マグネットシステム１１は主磁場コイル部１０１および勾配コイル部１０５を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１１のボア（ｂｏｒｅ）の方向は垂直方向となっている。そこで、これを縦型ボアマグネットシステムという。
【００１４】
マグネットシステム１１の概ね円柱状の内部空間に、撮影対象である被験者３１が座席４３に着座して搬入される。概ね円柱状の内部空間の中心軸の方向は垂直方向となる。なお、内部空間の形状は円柱状に限るものではなく、適宜の形状の横断面を持つ柱状空間であって良い。座席４３に着座することにより被験者３１は上体を立てた状態となる。被験者３１が着座した座席４３は座席駆動部１１１で駆動され垂直方向に進退する。
【００１５】
この図には示さないが、マグネットシステム１１は被験者３１の視覚に対する入力を供給するための視覚入力供給装置を備えている。視覚入力供給装置については後にあらためて説明する。
【００１６】
被験者３１の頭部は、座席４３の背もたれ部分の上部に取り付けられたＲＦコイル（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｉｌ）部３３の中に収容されている。ＲＦコイル部３３は、例えばＴＥＭレゾネータ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｏｄｅ ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）型のＲＦコイルを用いて構成される。ＲＦコイル部３３も概ね円筒状の形状を有し、マグネットシステム１１の内部空間に主磁場コイル部１０１および勾配コイル部１０５と同軸的に配置される。
【００１７】
主磁場コイル部１０１はマグネットシステム１１の内部空間に静磁場を形成する。主磁場コイル部１０１は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成しても良いのはもちろんである。
【００１８】
勾配コイル部１０５は静磁場強度に勾配を持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場は、スライス（ｓｌｉｃｅ）勾配磁場、リードアウト（ｒｅａｄ ｏｕｔ）勾配磁場およびフェーズエンコード（ｐｈａｓｅ ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場の３種であり、これら３種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部１０５は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００１９】
ＲＦコイル部３３は静磁場空間に被験者３１の体内のスピン（ｓｐｉｎ）を励起するための高周波磁場を形成する。高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信という。ＲＦ励起信号の送信は、ＲＦコイル部３３とは別の送信専用のＲＦコイルで行うようにしても良い。ＲＦコイル部３３は、また、励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号を受信する。
【００２０】
勾配駆動部１３１は勾配コイル部１０５に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３１は、勾配コイル部１０５における３系統の勾配コイルに対応する図示しない３系統の駆動回路を有する。ＲＦ駆動部１４１はＲＦコイル部３３に駆動信号を与えてＲＦ励起信号を送信し、被験者３１の体内のスピンを励起する。データ収集部１５１はＲＦコイル部３３が受信した受信信号を取り込み、それをディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｄａｔａ）として収集する。
【００２１】
座席駆動部１１１、勾配駆動部１３１、ＲＦ駆動部１４１およびデータ収集部１５１は制御部１６１によって制御される。マグネットシステム１１、座席駆動部１１１、勾配駆動部１３１、ＲＦ駆動部１４１、データ収集部１５１および制御部１６１からなる部分は、本発明における信号獲得手段の実施の形態の一例である。
【００２２】
データ収集部１５１の出力信号はデータ処理部１７１に入力される。データ処理部１７１は、データ収集部１５１から取り込んだデータを図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）に記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。データ空間は２次元フーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間を構成する。データ処理部１７１は、これら２次元フーリエ空間のデータを２次元逆フーリエ変換して被験者３１の頭部の断層像を再構成する。
【００２３】
データ処理部１７１は制御部１６１の上位にあってそれを統括する。表示部１８１は、データ処理部１７１から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９１は操作者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７１に入力する。
【００２４】
マグネットシステム１１、座席駆動部１１１、勾配駆動部１３１、ＲＦ駆動部１４１、データ収集部１５１、制御部１６１、データ処理部１７１、表示部１８１および操作部１９１からなる部分は、本発明における画像撮影装置手段の実施の形態の一例である。
【００２５】
図２および図３に、マグネットシステム１１の外観を待機状態にある被験者３１とともに示す。図２は斜視図、図３は一部を断面で表した側面図である。同図に示すように、マグネットシステム１１は、床面ＦＬに設けられた四本の支柱１３によって支持されている。
【００２６】
マグネットシステム１１の下の床面ＦＬには、ピット（ｐｉｔ）２１が設けられている。ピット２１内には、床面から下る階段５１が設けられている。被験者３１が着座した座席４３は、座席昇降機構４１によりピット２１の底まで降下した状態にある。座席４３および座席昇降機構４１は非磁性材料を用いて構成される。
【００２７】
被験者３１の前には、楽器等のキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）４５が設置されている。キーボード４５は撮影時に被験者３１に操作させるものである。キーボード４５は座席と一体化されている。なお、被験者３１に操作させるものは楽器等のキーボードに限るものではなく、実験の目的に応じて、例えば情報機器のキーボードやその他の操作具であって良い。
【００２８】
また、筆記具、工具等、手で操作する各種の器具であって良い。そのような器具を手で操作する場合は、キーボード４５を平板で置き換える。平板は作業台として機能する。以下、キーボードの例で説明するが、作業台の場合も同様になる。なお、実験の目的によっては足で操作する器具を用いるようにしても良い。
【００２９】
支柱１３のうちの１つには、操作者３５が操作する昇降操作スイッチ（ｓｗｉｔｃｈ）４７が設けられている。昇降操作スイッチ４７は操作部１９１の一部を構成する。昇降操作スイッチ４７の操作に基づく指令は、データ処理部１７１および制御部１６１を通じて座席駆動部１１１に与えられる。なお、昇降操作スイッチ４７の信号は座席駆動部１１１に直接与えるようにしても良い。
【００３０】
座席駆動部１１１は、指令に応じて座席昇降機構４１を介して座席４３を昇降させる。すなわち、撮影時には図４に示すように座席４３を上昇させて被験者３１をＲＦコイル部３３とともに撮影空間に搬入し、撮影終了が終了したら図１および図２に示した待機位置まで下降させる。
【００３１】
図５に、撮影時のマグネットシステム１１と被験者３１およびＲＦコイル部３３の相互関係を、視覚入力供給装置とともに示す。同図に示すように、被験者３１の頭部およびＲＦコイル部３３が、マグネットシステム１１の中心すなわちマグネットセンタ（ｍａｇｎｅｔ ｃｅｎｔｅｒ）の撮影領域に位置する。
【００３２】
マグネットシステム１１の内部空間には、ＲＦコイル部３３の上部に近接して投影板７１が設けられている。投影板７１は被験者３１から見て頭頂側に位置する。投影板７１は半透明の材料で構成される。そのような材料として、例えば半透明のプラスチック（ｐｌａｓｔｉｃｓ）や磨りガラス（ｇｌａｓｓ）等が用いられる。投影板７１は、本発明における半透明の板の実施の形態の一例である。
【００３３】
投影板７１はマグネットシステム１１のボアの内周に適合する外周を有し、図示しない適宜の支持手段により、ボア内の所定の位置に設置される。投影板７１はマグネットシステム１１の内部空間を上下に仕切るものとなる。
【００３４】
投影板７１の外周とボアの内周の隙間を塞ぐことによりことにより、仕切りを完全なものにすることができ、それによって、勾配コイル部１０５の駆動時に発生する騒音のうち、マグネットシステム１１の上半分で発生する騒音を被験者３１側に伝わりにくくすることができる。
【００３５】
投影板７１には、投影機７３から出射された視覚入力が反射鏡７５を介して被験者３１とは反対側から投影される。投影機７３および反射鏡７５からなる部分は、本発明における投影手段の実施の形態の一例である。投影機７３としては、例えばビデオプロジェクタ（ｖｉｄｅｏ ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）等が用いられる。
【００３６】
投影板７１が半透明であることにより、投影された視覚入力は投影板７１の裏面すなわちＲＦコイル部３３側の面に現出する。ＲＦコイル部３３の内面には、被験者３１の眼前に相当する位置に反射鏡７７が設けられている。反射鏡７７は被験者３１の視線を投影板７１に向けさせる。これによって、被験者３１は反射鏡７７を介して投影板７１の裏面に現出する視覚入力を見ることになる。
【００３７】
なお、反射鏡７７は眼鏡のように被験者３１の顔に装着するようにしても良い。反射鏡７７は本発明における視線規制手段の実施の形態の一例である。投影機７３、反射鏡７５、投影板７１および反射鏡７７からなる部分は、本発明の視覚入力供給装置の実施の形態の一例である。
【００３８】
投影機７３は制御部１６１によって制御され、予め定められた視覚入力を投影板７１に投影する。視覚入力としては、例えば写真、絵画、色彩、図形、文字等の映像あるいはボア内を照明する光、または、それらを組み合わせたものを静止画像ないし動画像として投影する。なお、映像はマグネットシステム１１の外部の状況を撮影したライブ（ｌｉｖｅ）映像であって良い。
【００３９】
視覚入力は目的に適合したものが用いられる。被験者３１の慰安を目的とする場合は、例えば写真や絵画等の映像が映写される。被験者３１の脳機能を撮影する場合は、意図した視覚的刺激を与えるための写真、絵画、色彩、図形、文字等の映像が用いられる。ボア内を照明するときは均一な光が用いられる。被験者３１の不安を解消するためには、マグネットシステム１１の外部状況を示すライブ画像を映写する。
【００４０】
投影板７１が被験者３１の頭頂近くにあることにより、被験者３１の視野の大部分は視覚入力によって占められる。視覚入力は投影機７３が投影する映像等であって、マグネットシステム１１の物理的構造とは無関係なものであるから、それを見ている被験者３１は、マグネットシステム１１の内部空間にあっても閉塞感を感じることがない。すなわち、被験者３１の閉塞感を除去することができる。また、被験者３１に視覚入力を供給する装置は、投影機７３、反射鏡７５、半透明の投影板７１および反射鏡７７からなる構成の簡素なものとなる。
【００４１】
投影板７１に投影する映像は、例えば図６に示すように、ＣＣＤカメラ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ ｃａｍｅｒａ）８１で撮影した被験者３１の手元の映像であって良い。ＣＣＤカメラ８１は、本発明における映像撮影手段の実施の形態の一例である。ＣＣＤカメラ８１で撮影した映像は、映像処理部８３で所定の映像処理を施した上で投影機７３で投影される。映像処理部８３、投影機７３および反射鏡７５からなる部分は、本発明における投影手段の実施の形態の一例である。
【００４２】
映像処理部８３では、被験者３１への視覚入力が、あたかも被験者３１が自ら手元を見ているかのような映像となるように、映像の上下および（または）左右の向きの調節を行う。これによって、被験者３１がキーボード操作を正しく行うことが容易になる。
【００４３】
ＣＣＤカメラ８１で撮影する映像は、図７に示すように、鏡８５に映した手元の映像すなわち鏡像であって良い。このようにすることにより、ＣＣＤカメラ８１を、図６に示したものよりも磁場から遠ざけることができ、ＣＣＤカメラ８１の動作が磁場に及ぼす影響および（または）磁場がＣＣＤカメラ８１に及ぼす影響を軽減することができる。
【００４４】
鏡７５およびＣＣＤカメラ８１からなる部分は、本発明における鏡像撮影手段の実施の形態の一例である。映像処理部８３、投影機７３および反射鏡７５からなる部分は、本発明における投影手段の実施の形態の一例である。
【００４５】
この装置においても、映像処理部８３は被験者３１への視覚入力が、あたかも被験者３１が自ら手元を見ているかのような映像となるように、映像の上下および（または）左右の向きの調節を行う。これによって、被験者３１が正しいキーボード操作を行うことが容易になる。
【００４６】
鏡８５は、図８に示すように、キーボード４５と対向するマグネットシステム１１の端面に取り付け、鏡８５に映した手元の映像を、キーボード４５の手元とは反対側に設けたＣＣＤカメラ８１で撮影するようにしても良い。
【００４７】
このような鏡８５とＣＣＤカメラ８１の配置は、鏡８５が被験者３１の手の動作の邪魔にならない点で図７に示した配置よりも好ましい。また、ＣＣＤカメラ８１が被験者３１の手の動作の邪魔にならない点で図６に示した配置よりも好ましい。
【００４８】
本装置の動作を説明する。操作者３５は、先ず、ピット２１内に下降している座席４３に被験者３１を着席させ、その頭部をＲＦコイル部３３内に収容する。次に、スイッチ４７を操作して座席昇降機構４１を作動させ、座席４３を上昇させ、図５に示した撮影位置まで搬送する。
【００４９】
次に、操作者３５は操作部１９１を操作して撮影を開始する。撮影は制御部１６１による制御の下で進行する。図９に、磁気共鳴撮影に用いるパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示す。このパルスシーケンスは、スピンエコー（ＳＥ：Ｓｐｉｎ Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００５０】
すなわち、（１）はＳＥ法におけるＲＦ励起用の９０°パルスおよび１８１°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、９０°パルスおよび１８１°パルスはそれぞれ中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００５１】
同図に示すように、９０°パルスによりスピンの９０°励起が行われる。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。９０°励起から所定の時間後に、１８０°パルスによる１８０°励起すなわちスピン反転が行われる。このときもスライス勾配Ｇｓが印加され、同じスライスについての選択的反転が行われる。
【００５２】
９０°励起とスピン反転の間の期間に、リードアウト勾配Ｇｒおよびフェーズエンコード勾配Ｇｐが印加される。リードアウト勾配Ｇｒによりスピンのディフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）が行われる。フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。
【００５３】
スピン反転後、リードアウト勾配Ｇｒでスピンをリフェーズ（ｒｅｐｈａｓｅ）してスピンエコーＭＲを発生させる。スピンエコーＭＲは、エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。中心エコーは９０°励起からＴＥ（ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ）後に生じる。スピンエコーＭＲはデータ収集部１７１によりビューデータ（ｖｉｅｗ ｄａｔａ）として収集される。このようなパスルシーケンスが周期ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）で６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００５４】
磁気共鳴撮影用パルスシーケンスの他の例を図１０に示す。このパルスシーケンスは、グラディエントエコー（ＧＲＥ：Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００５５】
すなわち、（１）はＧＲＥ法におけるＲＦ励起用のα°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびグラディエントエコーＭＲのシーケンスである。なお、α°パルスは中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００５６】
同図に示すように、α°パルスによりスピンのα°励起が行われる。αは９０以下である。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。
【００５７】
α°励起後、フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、リードアウト勾配Ｇｒにより先ずスピンをディフェーズし、次いでスピンをリフェーズして、グラディエントエコーＭＲを発生させる。グラディエントエコーＭＲは、エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。中心エコーはα°励起からＴＥ後に生じる。
【００５８】
グラディエントエコーＭＲはデータ収集部１７１によりビューデータとして収集される。このようなパスルシーケンスが周期ＴＲで６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００５９】
図９または図１０のパルスシーケンスによって得られたビューデータが、データ処理部１７１のメモリに収集される。なお、パルスシーケンスはＳＥ法またはＧＲＥ法に限るものではなく、例えばファーストスピンエコー（ＦＳＥ：Ｆａｓｔ Ｓｐｉｎ Ｅｃｈｏ）法やエコープラナーイメージング（ＥＰＩ：ＥｃｈｏＰｌａｎａｒ Ｉｍａｇｉｎｇ）等、他の適宜の技法のものであって良いのはいうまでもない。
【００６０】
データ処理部１７１は、ビューデータを２次元逆フーリエ変換して被験者３１の頭部の断層像を再構成する。再構成画像は表示部１８１により可視像として表示される。
【００６１】
このような撮影を被験者３１に所定の視覚入力を供給しながら行い、得られた画像に基づいて被験者３１の脳の機能を調べる。あるいは所定のキーボード操作を行わせながら撮影し、キーボード操作に対応した脳機能を調べる。このとき、図６または図７に示したように手元の映像を見ながら行うようにすれば、間違いのないキーボード操作を行うことができる。視覚入力またはキーボード操作を被験者３１の上体が起きた状態で行うので、人間が通常に行動するのと同様な状態で操作をすることができる。これによって、通常行動時の脳の機能を正しく撮影することができる。
【００６２】
なお、被験者３１が上記のような視覚入力あるいは手指の操作を行う場合ばかりでなく、例えば、言語発音や歌唱あるいは想念の想起等を行うときの脳の状態を撮影する場合も、通常行動時の脳の機能を正しく撮影することができる。また、聴覚、味覚、嗅覚、触覚等の感覚器官の刺激に対する脳の振る舞いを撮影する場合も同様である。
【００６３】
以上は、マグネットシステムが縦型ボアマグネットシステムである例であるが、マグネットシステムは縦型ボアマグネットシステムに限るものではなく、ボアが水平方向を向く横型ボアマグネットシステムを採用した磁気共鳴撮影装置についても、上記と同様な視覚入力供給装置を設けることができる。
【００６４】
そのような磁気共鳴撮影装置におけるマグネットシステム部分の構成例を図１１に示す。同図において図５に示したものと同様の部分は同一の符号を付して説明を省略する。横型ボアマグネットシステムの内部空間は、水平な中心軸を持つ柱状の空間となる。被験者３１は支持板７９に載置されてマグネットシステムの内部空間に搬入および搬出される。ＲＦコイル部３３は支持板に取り付けられている。支持板７９に連動して投影板７１が変位するようにしても良い。
【００６５】
以上、画像撮影装置が磁気共鳴撮影装置である例で本発明を説明したが、画像撮影装置は磁気共鳴撮影装置に限るものではなく、撮影対象を収容する空間を持つ信号獲得部を有する、例えばＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）、ガンマカメラ（γ ｃａｍｅｒａ）、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置等、他の方式の画像撮影装置であって良い。
【００６６】
また、撮影対象が人間である例で説明したが、撮影対象は人間に限るものではなく、例えば霊長動物等のように、体軸方向と概ね直交する方向に視覚を持つ生命体であって良い。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、壁と対面する場合の閉塞感を解消する簡素な構成の視覚入力供給装置、そのような視覚入力供給装置を備えた信号獲得装置および画像撮影装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】図１に示した装置のマグネットシステムの外観を待機状態の撮影対象とともに示す斜視図である。
【図３】図１に示した装置のマグネットシステムの外観を待機状態の撮影対象および操作者とともに示す側面図である。
【図４】図１に示した装置のマグネットシステムの外観を撮影状態の撮影対象とともに示す斜視図である。
【図５】撮影状態における撮影対象とマグネットシステムとの関係を示す図である。
【図６】撮影状態における撮影対象とマグネットシステムとの関係を示す図である。
【図７】撮影状態における撮影対象とマグネットシステムとの関係を示す図である。
【図８】撮影状態における撮影対象とマグネットシステムとの関係を示す図である。
【図９】図１に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す模式図である。
【図１０】図１に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す模式図である。
【図１１】撮影状態における撮影対象と横型ボアマグネットシステムとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１１ マグネットシステム
３１ 撮影対象
３３ ＲＦコイル部
７１ 投影板
７３ 投影機
７５，７７ 反射鏡
８１ ＣＣＤカメラ
８３ 映像処理部
８５ 鏡
１０１ 主磁場マグネット部
１０５ 勾配コイル部
１１１ 座席駆動部
１３１ 勾配駆動部
１４１ ＲＦ駆動部
１５１ データ収集部
１６１ 制御部
１７１ データ処理部
１８１ 表示部
１９１ 操作部
Claims (20)
- 視覚に対する入力が供給される対象を収容する空間において前記対象の頭頂と対向する半透明の板と、
前記板に前記対象とは反対側から視覚に対する入力を投影する投影手段と、
前記対象の視線を前記板に向かわせる視線規制手段と、
前記対象の手元の映像を撮影する映像撮影手段とを具備する視覚入力供給装置であって、
前記投影手段は、前記映像が前記対象の視覚に正視映像として入力されるように投影することを特徴とする視覚入力供給装置。 - 視覚に対する入力が供給される対象を収容する空間において前記対象の頭頂と対向する半透明の板と、
前記板に前記対象とは反対側から視覚に対する入力を投影する投影手段と、
前記対象の視線を前記板に向かわせる視線規制手段と、
前記対象の手元の映像の鏡像を撮影する鏡像撮影手段とを具備する視覚入力供給装置であって、
前記投影手段は、前記鏡像が前記対象の視覚に正視映像として入力されるように投影することを特徴とする視覚入力供給装置。 - 前記視線規制手段は、反射鏡を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の視覚入力供給装置。
- 前記空間は、前記対象の体軸に沿った中心軸を持つ柱状の空間であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の視覚入力供給装置。
- 前記中心軸の方向は、垂直方向であることを特徴とする請求項４に記載の視覚入力供給装置。
- 前記中心軸の方向は、水平方向であることを特徴とする請求項４に記載の視覚入力供給装置。
- 信号獲得対象を収容する空間を有する信号獲得手段と、
前記空間において前記対象の頭頂と対向する半透明の板と、
前記板に前記対象とは反対側から視覚に対する入力を投影する投影手段と、
前記対象の視線を前記板に向かわせる視線規制手段と、
前記対象の手元の映像を撮影する映像撮影手段とを具備する信号獲得装置であって、
前記投影手段は、前記映像が前記対象の視覚に正視映像として入力されるように投影することを特徴とする信号獲得装置。 - 信号獲得対象を収容する空間を有する信号獲得手段と、
前記空間において前記対象の頭頂と対向する半透明の板と、
前記板に前記対象とは反対側から視覚に対する入力を投影する投影手段と、
前記対象の視線を前記板に向かわせる視線規制手段と、
前記対象の手元の映像の鏡像を撮影する鏡像撮影手段とを具備する信号獲得装置であって、
前記投影手段は、前記鏡像が前記対象の視覚に正視映像として入力されるように投影することを特徴とする信号獲得装置。 - 前記視線規制手段は、反射鏡を有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の信号獲得装置。
- 前記空間は、前記対象の体軸に沿った中心軸を持つ柱状の空間であることを特徴とする請求項７ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載の信号獲得装置。
- 前記中心軸の方向は、垂直方向であることを特徴とする請求項１０に記載の信号獲得装置。
- 前記中心軸の方向は、水平方向であることを特徴とする請求項１０に記載の信号獲得装置。
- 前記信号獲得手段は、磁気共鳴を利用して医用信号を獲得することを特徴とする請求項７ないし請求項１２のうちのいずれか１つに記載の信号獲得装置。
- 撮影対象を収容する空間を有する画像撮影手段と、
前記空間において前記対象の頭頂と対向する半透明の板と、
前記板に前記対象とは反対側から視覚に対する入力を投影する投影手段と、
前記対象の視線を前記板に向かわせる視線規制手段と、
前記対象の手元の映像を撮影する映像撮影手段とを具備する画像撮影装置であって、
前記投影手段は、前記映像が前記対象の視覚に正視映像として入力されるように投影することを特徴とする画像撮影装置。 - 撮影対象を収容する空間を有する画像撮影手段と、
前記空間において前記対象の頭頂と対向する半透明の板と、
前記板に前記対象とは反対側から視覚に対する入力を投影する投影手段と、
前記対象の視線を前記板に向かわせる視線規制手段と、
前記対象の手元の映像の鏡像を撮影する鏡像撮影手段とを具備する画像撮影装置であって、
前記投影手段は、前記鏡像が前記対象の視覚に正視映像として入力されるように投影することを特徴とする画像撮影装置。 - 前記視線規制手段は、反射鏡を有することを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の画像撮影装置。
- 前記空間は、前記対象の体軸に沿った中心軸を持つ柱状の空間であることを特徴とする請求項１４ないし請求項１６のうちのいずれか１つに記載の画像撮影装置。
- 前記中心軸の方向は、垂直方向であることを特徴とする請求項１７に記載の画像撮影装置。
- 前記中心軸の方向は、水平方向であることを特徴とする請求項１７に記載の画像撮影装置。
- 前記画像撮影手段は、磁気共鳴を利用して医用画像を撮影することを特徴とする請求項１４ないし請求項１９のうちのいずれか１つに記載の画像撮影装置。
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