脑活动测定装置以及脑活动测定方法_2

文档序号:9634423阅读:来源:国知局
图像;W及存储装置,其用于存储所拍摄的断层图像。断层摄影控制装置进 行如下处理:i)W使在过去的测定中拍摄并存储于存储装置中的关于受验者的基准断层 图像与在当前的拍摄处理中拍摄的关于受验者的预备断层图像的互信息量极大的方式,决 定基准断层图像与预备断层图像之间的Ξ维的刚体变换;W及ii)基于所决定的刚体变换 的参数,在当前的拍摄处理中控制倾斜磁场施加装置,由此校正断层图像的切片的位置和 方向。
[0031] 优选的是,断层摄影控制装置基于利用基准断层图像和预备断层图像在断层图像 的坐标系中决定的刚体变换的参数,来进行在脑活动测定装置的坐标系中的切片的位置的 校正。
[0032] 优选的是,断层摄影控制装置还具备呈现装置,该呈现装置用于基于所拍摄的断 层图像向受验者提供生物反馈。
[0033] 优选的是,生物反馈是基于解码神经反馈法的生物反馈。
[0034] 优选的是,脑活动测定装置还具备网络接口,该网络接口用于通过第一网络与中 继服务器进行通信,中继服务器将通过网络接口传输的断层图像的数据经由与第一网络相 独立的第二网络传输至终端装置。
[0035] 按照本发明的其它方面的脑活动测定方法探测来自受验者的、由核磁共振引起的 检测信号,来生成被测定对象的断层图像。该脑活动测定方法包括W下步骤:对被测定对象 施加静磁场;对被测定对象施加W使检测信号具有在被测定对象的所选择的断面内发出检 测信号的原子核的位置信息的方式调制后的磁场;对被测定对象施加电磁波,探测来自被 测定对象的检测信号;运算装置接收检测信号来生成针对切片的断层图像;W及将所拍摄 的断层图像存储在存储装置中。运算装置生成断层图像的步骤包括W下步骤使在过去 的测定中拍摄并存储于存储装置中的关于受验者的基准断层图像与在当前的拍摄处理中 拍摄的关于受验者的预备断层图像的互信息量极大的方式,决定基准断层图像与预备断层 图像之间的Ξ维的刚体变换的变换矩阵;W及校正步骤,基于所决定的变换矩阵的参数,控 制倾斜磁场施加装置,由此校正断层图像的切片的位置和倾斜。
[0036] 优选的是,在校正步骤中,运算装置基于利用基准断层图像和预备断层图像在断 层图像的坐标系中决定的刚体变换的参数,来进行在脑活动测定装置的坐标系中的切片的 位置的校正。
[0037] 更为优选的是,脑活动测定装置具备网络接口,该网络接口用于通过第一网络与 中继服务器进行通信。脑活动测定方法还具备W下步骤:中继服务器将通过网络接口传输 的断层图像的数据经由与第一网络相独立的第二网络传输至终端装置。
[0038] 发巧的效果
[0039] 根据本发明,在分多次进行的利用功能性核磁共振成像法的测量中能够严格地保 证测定的再现性。
[0040] 另外,根据本发明,即使在由多个操作主体进行运营的情况下也能够稳定地运营 且能够谋求患者隐私的保护。
【附图说明】 阳0川图1是表示MRI装置10的整体结构的示意图。
[0042]图2是表示MRI装置10及其设置环境的外部结构的外观图。 阳0创图3是用于说明针对MRI装置10的控制系统的概念图。
[0044] 图4是主PC(数据处理部32)的硬件框图。
[0045] 图5是将过去的切片位置与想要新开始测定的课程中的切片位置进行对比来说 明的图。
[0046] 图6是将过去的切片位置与想要新开始测定的课程中的切片位置进行对比来说 明的图。
[0047] 图7是用于说明MRI拍摄切片的位置对准的处理的流程图。
[0048] 图8是用于说明MRI拍摄切片的位置对准的处理的流程图。
[0049] 图9是用于说明MRI拍摄切片的位置对准的处理的流程图。
[0050] 图10是用于说明主PC与实验者PC的连接关系的图。
[0051] 图11是用于说明主PC与实验者PC的连接关系的图。
【具体实施方式】
[0052] 下面,按图来说明本发明的实施方式的MRI系统的结构。此外,在下面的实施方式 中,标注了相同标记的结构要素和处理步骤是相同或相当的,在不必要的情况下不重复其 说明。 阳〇5引[实施方式U
[0054]图1是表示MRI装置10的整体结构的示意图。 阳化5] 如图1所示,MRI装置10具备:磁场施加机构11,其向受检者2的关注区域赋予 受控制的磁场并照射RF(射频)波;接收线圈20,其接收来自该受检者2的响应波(NMR信 号)并输出模拟信号;驱动部21,其对向该受检者2赋予的磁场进行控制,并且对RF波的 发送接收进行控制;W及数据处理部32,其设定该驱动部21的控制时序,并且对各种数据 信号进行处理来生成图像。
[0056] 此外,在此,取载置受检者2的圆筒形状的孔度ore)的中屯、轴为Z轴,将与Z轴正 交的水平方向定义为X轴,将与Z轴正交的垂直方向定义为Y轴。 阳057] 由于MRI装置10是运样的结构,因此通过由磁场施加机构11施加的静磁场,构成 受检者2的原子核的核自旋顺着磁场方向狂轴)取向,并且W该原子核所固有的拉莫尔频 率化armor化equency)进行W该磁场方向为轴的进动。
[0058] 而且,当照射与该拉莫尔频率相同频率的RF脉冲时,原子发生共振并吸收能量而 被激励,从而产生核磁共振现象(NMR现象;NuclearMa即eticResonance)。在该共振后, 若停止RF脉冲照射,则原子在放出能量来恢复为原来的稳定状态的弛豫过程中输出与拉 莫尔频率相同的频率的电磁波(NMR信号)。
[0059] 利用接收线圈20接收所输出的该NMR信号来作为来自受检者2的响应波,在数据 处理部32中,受检者2的关注区域被图像化。
[0060] 磁场施加机构11具备静磁场发生线圈12、倾斜磁场发生线圈14、RF照射部16W 及在孔中载置受检者2的床18。
[0061] 受验者2在床18上例如仰邸。虽未特别限定,受验者2例如能够通过棱镜眼镜4 看到与Z轴垂直地设置的显示器6上显示的画面。通过该显示器6的图像来对受验者2施 加视觉刺激。此外,对受验者2的视觉刺激也可W是由投影仪将图像投影到受验者2的眼 前的结构。
[0062] 运种视觉刺激在如上述的DecNef法那样的生物反馈中相当于反馈信息的呈现。 特别是,在DecNef法中,基于通过fMRI得到的功能图像来检测脑的活动,并且对脑活动进 行解码,只将与期望的脑活动之间的近似度反馈给受验者。
[0063] 驱动部21具备静磁场电源22、倾斜磁场电源24、信号发送部26、信号接收部28W 及使床18移动到Z轴方向上的任意位置的床驱动部30。
[0064] 数据处理部32具备:输入部40,其从操作者(省略图示)受理各种操作和信息输 入;显示部38,其对与受检者2的关注区域相关的各种图像和各种信息进行画面显示;显示 控制部34,其控制显示部38的画面显示;存储部36,其存储用于执行各种处理的程序、控制 参数、图像数据(后述的构造图像等)W及其它电子数据;控制部42,其对产生使驱动部21 驱动的控制时序等的各功能部的动作进行控制;接口部44,其与驱动部21之间执行各种信 号的发送接收;数据收集部46,其收集包括源于关注区域的一组NMR信号的数据;图像处理 部48,其基于该NMR信号的数据来形成图像;W及网络接口部50,其用于执行与网络之间的 通信。
[00化]另外,数据处理部32除了是专用计算机的情况W外,也包括如下情况:是执行使 各功能部动作的功能的通用计算机,基于安装于存储部36的程序来进行所指定的运算、数 据处理、或者控制时序的产生。下面,设数据处理部32是通用计算机来进行说明。
[0066] 静磁场发生线圈12向绕Z轴卷绕的螺旋线圈流通从静磁场电源22提供的电流来 使螺旋线圈产生感应磁场,使得在孔中产生Z轴方向的静磁场。将受检者2的关注区域设 定在形成于该孔的静磁场的均匀性高的区域。在此,更为详细地说,静磁场发生线圈12例 如包括四个空屯、线圈,利用其组合来在内部生成均匀的磁场,对受验者2的体内的规定的 原子核、更特定地说是对氨原子核的自旋(spin)赋予取向性。
[0067] 倾斜磁场发生线圈14包括X线圈、Y线圈W及Z线圈(省略图示),设置在呈圆筒 形状的静磁场发生线圈12的内周面。 W側运些X线圈、Y线圈W及Z线圈分别顺次地切换X轴方向、Y轴方向和Z轴方向,来 对孔内的均匀磁场叠加倾斜磁场,W对静磁场赋予强度梯度。在Z线圈激励时,使磁场强度 向Z方向倾斜来限定共振面,在施加Z方向的磁场之后Y线圈紧接着加W短时间的倾斜地 向检测信号施加与Y坐标成比例的相位调制(相位编码),接着在数据采集时X线圈加W倾 斜地向检测信号施加与X坐标成比例的频率调制(频率编码)。
[0069] 该叠加的倾斜磁场的切换是通过按照控制时序从倾斜磁场电源24向X线圈、Y线 圈W及Z线圈分别输出不同的脉冲信号来实现的。由此,能够确定NMR现象所表现的受检 者2的位置,能够提供形成受检者2的图像所需的Ξ维坐标上的位置信息。
[0070] 在此,如上所述,使用Ξ组正交的倾斜磁场,对运些倾斜磁场分别分配切片方向、 相位编码方向W及频率编码方向,利用其组合来能够从各种角度进行拍摄。例如,除了能够 拍摄与通过X射线CT装置拍摄的方向相同的方向的横向切片(transverseslice)W外, 还能够拍摄与其正交的矢状切片(sagittalslice)和冠状切片(coronalslice)、W及垂 直于面的方向不与Ξ组正交的倾斜磁场的轴平行的斜切片(obliqueslice)等。在日本特 开2004-24918号公报中公开了用于运种切片面的位置和方向(倾斜)的设定的控制。
[0071] 如后面说明的那样,在分多次进行利用MRI装置的测定的情况下,也能够进行控 制使得通过如上所述的功能来使切片位置、切片的方向一致。
[0072] RF照射部16用于基于按照控制时序从信号发送部26发送的高频信号,来向受检 者2的关注区域照射RF(Radio化equen巧:射频)脉冲。
[0073] 此外,在图1中,RF照射部16内置于磁场施加机构11,但也可W设置于床18,或 者与接收线圈20 -体化。
[0074] 接收线圈20用于检测来自受检者2的响应波(NMR信号),为了高灵敏度地检测该 NMR信号,接近受检者2地配置该接收线圈20。
[00巧]在此,在接收线圈20中,当NMR信号的
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