JP2014200609A5 - - Google Patents

Description

ＭＲＩ音声通話装置

本発明は、ＭＲＩ装置(Magnetic Resonance Imaging system磁気共鳴画像装置)の騒音環境下で診断を受ける被験者とＭＲＩ装置を操作する医師（検査人）との間で片方向通話及び双方向通話を行う事が出来る装置に関する。

近年、ＭＲＩ装置の診断性能が向上し高度な診断を行う高精細診断画像が得られるようになり多くの病院でＭＲＩ装置の導入が図られ医療分野における重要な装置として毎日多くの患者（被験者）の診断などに使われている。

ＭＲＩ装置は周知のごとく高磁場を発生させて被験者の患部に磁場を照射させる事により細胞の変化を高精細な画像で検知診断する事が出来る進んだ装置である。

しかし高精細な画像を得る為には高磁場を発生させなくてはならない。この高磁場を発生させる為にはＭＲＩ装置のコイルに断続的に高電圧を加えて発生させるが、コイルに高電圧を断続的に与える事によりコイルに大きな電流が流れることになって同時に大きな騒音が発生する。

現在のＭＲＩ装置は上述したようにコイルに断続的な大電流を加える方式であるため、この騒音を少なくする取り組みは種々行われているが、現時点で騒音を無くす事は困難である。

ＭＲＩによる診断は、このようなＭＲＩの騒音環境下において被験者の診断を行わなくてはならず、しかも通常の診断時間でも短くて１５分長くて３０分から４０分位の時間を必要とするため、この間、被験者は固定されて動くことができない上に騒音を我慢しなくてはならないという負担を負うことになり、その苦痛は図り知れないものが有る。

ＭＲＩで診断中に被験者が受ける苦痛とは上述したほか、閉所恐怖症、心臓疾患、呼吸困難、騒音恐怖、等もあり、被験者は恐怖等を感じたとしても、ＭＲＩの騒音下に置かれているため、医師にその症状を言葉で伝えることが困難である。

従来のＭＲＩ装置では図３に示すように、被験者３１が検査を継続できないような異状状態になった場合に手で非常ボタン５５を握って押す手段は従来からあるが、被験者がパニックになっているような非常時に押しボタン５５を押すことが出来る場合は極めて少く、被験者３１が意思表示をできないと検査の中断等も行われないため、被験者の苦痛が継続することになって、苦痛を和らげたいという被験者の意思に沿った対応ができない状況が継続してしまうことになる。そのため、被験者の意思表示を検査人に伝えられるような装置が求められていた。

又、従来のＭＲＩ装置室には検査人である医師から被験者へ音声で情報を伝える事が出来る手段として、ＭＲＩ室モニタースピーカー５３を設置することが提案されていたが、ＭＲＩ室モニタースピーカー５３の場合は、ＭＲＩ装置２９の診断が停止した状態では騒音レベルは低く静かで、被験者はＭＲＩ室モニタースピーカー５３により医師の音声を聞くことが可能である。

しかし一旦ＭＲＩ装置が動作を開始する事によりＭＲＩの騒音レベルは大きくなり医師の指示が騒音にマスキングされて被験者はＭＲＩ室モニタースピーカー５５で医師の音声を聞く事が困難になってしまう問題が有った。

一方、ＭＲＩ装置２９の動作時には、医師は常時被験者３１の状態を把握する必要があり、被験者３１は体の状態が悪くなったり、何等かの理由により検査が継続できなくなった場合には、迅速に検査が継続できないことを医師に伝える事が必要で、尚且つ医師は被験者３１からの意思表示に基づいて適切な対応を迅速に行う事が出来る装置の要望が高まっている。
さらに被験者３１からの意思表示は一方的なものではなく、医師が被験者の状態を正確に把握できるためには音声通話により医師と被験者の間で双方向で会話ができることが望ましい。

特開2005−245580号公報 特開2007−75410号公報 特開2007−307124号公報

平成２１年度電子情報通信学会東京支部学生会研究発表、講演番号１９ ３テスラＭＲＩ装置のボア内テーブル上の騒音レベル分布の測定 シリーズ「騒音に関わる苦情とその解決方法」第３回音響の基礎、騒音の影響と評価、規制方法。財団法人 小林理学研究所 加来治郎 記述、図３騒音レベルと騒音影響 平成１９年度電子情報通信学会東京支部学生会研究発表会を引用、ＭＲＩ検査室のＭＲＩ騒音の音響インテンシティ計測（講演番号５）

本発明は以上のようにＭＲＩ装置の騒音下では被験者と医師との通話が困難であった従来の欠点を改良し、ＭＲＩ動作中の騒音環境の中でも常時、医師と被験者とが通話が行なうことができることにより、医師は診断中に被験者の異状状態を迅速に検知し把握することができ、必要に応じて装置の停止を行ったり又は被験者に対して音声により迅速に応答するなどの対応ができる装置が望まれている。

しかし従来のＭＲＩ装置２９においては被験者３１と医師との通話手段が図３に示すＭＲＩ室モニタースピーカー５３と非常時通信線５６を使った、緊急時の非常ボタン５５によるものであった。

このような従来の手段においては、一旦ＭＲＩ装置２９が動作し被験者３１の診断が開始されるとＭＲＩの動作騒音が発生し、被験者３１は騒音環境下に置かれるため診断中は医師からの指示を聞くことが出来ず医師との意思疎通が困難となる欠点がある。

騒音はＭＲＩの磁場発生コイルに大電流を与える事により起こり騒音発生は不可避なものであるため、騒音下で医師と被験者との双方向の意思疎通が図れるような通信手段が望まれていた。

また、ＭＲＩ音声通話装置を実現するための手段として、ＭＲＩの画像に悪影響を与えないようにするために、非磁性体からなる圧電素子（ピエゾ）を用いた骨伝導型のスピーカやマイクロフォンが特開2005−245580号公報等に提案されている。しかしながら、ピエゾ又はセラミックスを使った骨伝導マイクロホンは両方共に素材ベースに金属を使っているために、ＭＲＩの高磁場の中に磁性体を置くことになり、ＭＲＩの画像に悪影響を及ぼすことになって、実質的にＭＲＩの中に持ち込むことはできず、アイディアとしては成立しても実現できない等の問題があった。したがってＭＲＩ装置２９の高磁場の影響を受けず且つＭＲＩ装置２９の撮像画像へ影響を与えない通話装置により、被験者と検査人がＭＲＩ動作中においても明瞭な音声で交信できる装置が望まれていた。

請求項1の発明に係るＭＲＩ音声通話装置においては、ＭＲＩ装置２９のＭＲＩキャビン３０内及びその周辺の高磁界環境下において光マイクセンサーユニット３をＭＲＩヘッドコイル３６内で被験者３１が使用する非磁性材料で構成された頭部位置を固定調整するマット材に組込み込むもので、非磁性体で構成された光センサーユニット３から光ファイバー10を通して磁性の影響が無い所に設けられた光信号変換素子に伝達され、光マイクセンサーユニットで検出された振動板の振動は光信号変換素子において電気信号に変換される。なお、光マイクセンサーユニット３には、磁性の影響が無い位置に設けられた光発光素子から光ファイバー11を通してレーザー光が光マイクセンサーユニット３に導かれ、光マイクセンサーユニット３の内部で振動板１８を照射し、その反射光を光ファイバー10で拾うようにしたものである。

請求項2の発明に係るＭＲＩ音声通話装置においては、被験者がＭＲＩで診断を受ける時に用いる首、頸椎部を固定するための固定マットの中に光マイク２を設けたもので、マット材に組み込まれた光マイクヘッドマット１を首、頚椎部に接触させて装着使用する事により光マイクセンサーユニット３はＭＲＩが発生する騒音を単数及び複数の吸音材（１）７、吸音材（２）８、吸音材（３）９、等により構成された吸音材によって低減し、被験者の音声をノイズの少ない状態でピックアップして、検査人に伝達するものである。

請求項3の発明に係るＭＲＩ音声通話装置においては、光マイク２で被験者の音声を拾うことができるように、固定マットの中に埋め込まれた光マイクセンサーユニット３の被験者と接触する部分に光マイクセンサー２の振動板１８とは別に接触振動板５を設けるものであり、接触振動板５も吸音材によって周辺を覆われＭＲＩの騒音を遮蔽するように構成するものである。
被験者の音声は接触振動板５を首、頚椎部に接触させる事により音声は光マイクセンサー２に伝えられて騒音が低減された音声を操作室モニタースピーカーに出力する事ができる手段を用いたＭＲＩ音声通話装置を構成する

請求項４の発明に係るＭＲＩ音声通話装置においては、ＭＲＩ装置の騒音を更に効果的に低減するもので、音響ハウジング６を設け、その内側と外側に吸音材（１）７、吸音材（２）８、吸音材（３）９、等のように単数または複数の吸音材を設けて包むように周囲を覆うことにより、それぞれの吸音材に吸音特性の異なる素材を用いることによって、これらの組み合わせによってＭＲＩの騒音のエネルギーの高い周波数帯の騒音を吸収するようにしたもので、ＭＲＩの機種ごとに騒音が異なる場合でも、そのＭＲＩの騒音特性に合わせて防音効果が最適になるように吸音材を適宜組み合わせるものである。

請求項５の発明に係るＭＲＩ音声通話装置においては、光マイクセンサーユニット３の装着に関するもので、光マイクセンサーユニット３は吸音材から成る吸音材ブロック内に配置され、その一方の表面から厚み方向に凹部を設け、該凹部に光マイクセンサー２の非磁性体からなる先端が露出するように前記ブロック内に配置し、当該ブロックの凹部と対向する位置に被験者の体と接触する接触振動板５を設けることによって接触振動板５の振動が凹部の空間を介して光マイクセンサー２によってピックアップされるようにした光マイクセンサーユニット３を有することを特徴とするＭＲＩ音声通話装置であって、光マイクの場合、直接被験者に接触させたとしても振動を拾いにくい特性を有しているため、このように接触振動板５を被験者に接触するように設けて、その背後の空間を介して光マイクセンサーユニット２に振動を伝え、接触振動板５の振動を増幅するようにして被験者の音声をピックアップできるようにするものである。
そして、光マイクセンサーユニット２及び接触振動板５が装着される構成物は、騒音低減の観点から吸音材によって構成されることが望ましいため、吸音材ブロックとして構成するものである。

請求項６の発明に係るＭＲＩ音声通話装置においては、請求項５の発明に記載した接触振動板の周辺を更に吸音材で覆うことにより、騒音による振動を更に効果的に吸音し、騒音を防止するものである。

請求項７の発明に係るＭＲＩ音声通話装置においては、請求項６の吸音材を騒音特性の異なる周波数帯に吸収特性を有する材料によって構成とすることで、ＭＲＩの機種によって異なる騒音特性に合わせてより効果的に騒音を除去するもので、光マイクによってピックアップされる音声に与える影響をより少なくするものである。

請求項８の発明に係るＭＲＩ音声通話装置においては、請求項５乃至７の構成を被験者が検査時に用いるマット１に組み込むもので、被験者がマイクの装着を意識しなくとも検査の時に被験者の音声を効果的に拾うことができるようにするものである。

請求項９の発明に係るＭＲＩ音声通話装置においては、光マイクセンサーユニット３でピックアップされた音声を光信号変換器２１において電気信号に変換した後に、グラフィックイコライザー４８を挿入することによって、被験者の音声を検査人が聞き易いように調整するもので、光マイクは非常に音のピックアップ能力が高いために状況によってはこもった音に成ったり、聞きにくくなることが有る。そのため、実際に使う場合には最適な状態に調整する必要があることから、グラフィックイコライザー４８を用いて聞き易い音作りをするものである。
また、ＭＲＩを製造した会社同じ会社でも機種によって機械的な構造等の違いから、騒音の周波数成分の構成が異なる場合があるが、グラフィックイコライザー４８によって、最適な騒音除去効果を得ることができる。

請求項1の発明に係るＭＲＩ音声通話装置においては、ＭＲＩの高磁界環境下に置かれる非磁性体で構成された光マイクセンサーユニット２と、光マイクでピックアップされた被験者の音声をＭＲＩの磁場の影響が少ない位置に設けられた光信号を電気信号に変換する光信号変換素子２１によって電気信号に変換することにより、被験者の音声を検査人に伝達することができ、しかもＭＲＩの画像に影響を与えることが無いため、ＭＲＩの発生する騒音環境下で被験者が診断中に不安、苦痛、等を感じた場合に検査人に的確に伝達できない等の従来の課題解決が可能となり更に検査をする医師は被験者からの音声によって常時被験者の診断状態を把握することが出来るために被験者と医師とのコミュニケーションが図られより安全な医療を行う事が出来る。

請求項２の発明に係るＭＲＩ音声通話装置においては、請求項1の光マイクセンサーユニット３を被験者が使用する非磁性材料で構成された被験者の頭部を固定するマットに組み込んだことにより、被験者はマイクの存在を意識することなく検査を行うことができ、色々な線を装着されることで被験者が感じるストレスを除去することができ、また、ＭＲＩを操作する検査人にとっても、マイクの装着等の煩わしい作業を意識することが無いため、検査に集中できるなどの効果が有る。

請求項３の発明に係るＭＲＩ音声通話装置においては、光マイクセンサー２が被験者の音声を接触振動板５を介してピックアップするものであり、接触振動板５と光マイクセンサー２の間に一定の空間を設けたことにより、被験者の音声を効率良くピックアップできるようにしたもので、しかも光マイクセンサー２の周囲を吸音材によって構成したことにより、ＭＲＩの大きな騒音に影響されることなく、被験者の音声を拾うことができ、検査人は被験者の音声を明瞭に聞くことができるようになる効果を有するものである。

請求項４の発明に係るＭＲＩ音声通話装置においては、さらに効果的にＭＲＩの騒音を除去できるようにするもので、光マイクセンサー２を覆う吸音材を複数のもので構成し、その吸音材をそれぞれ吸収する周波数特性を異ならせることにより、各ＭＲＩ装置の騒音の特性に合わせて効果的に騒音を除去することができる効果を有するものである。

請求項５の発明に係るＭＲＩ音声通話装置においては、光マイクセンサーユニット３と被験者に接触して被験者の体の振動をピックアップする接触振動板５の間に空間を設ける構成を具体的にしたもので、被験者の音声が接触振動板５を通してその背後の空間に伝達され、その空気振動が光マイクセンサー２の振動板１８を揺らす構造にしたことにより、光マイクセンサー２の振動板の面積よりも接触振動板５の面積を大きく自由に設定することができることにより、両振動板の面積比やその間の空間の容積等を適宜設定することにより、光マイクセンサー２の振動板１８が最も効率良く被験者の音をピックアップすることができるものである。

請求項６の発明に係るＭＲＩ音声通話装置においては、請求項５の接触振動板５の周辺及び吸音材ブロックの周辺を更に吸音材で覆うことにより、ＭＲＩの騒音を更に効果的に吸音できるものである。

請求項７の発明に係るＭＲＩ音声通話装置においては、さらにＭＲＩの騒音を除去できるようにするもので、吸音材を複数のもので構成し、その吸音材をそれぞれ吸収する周波数特性を異ならせることにより、ＭＲＩの騒音の特性に合わせて効果的に騒音を除去することができる効果を有するものである。

請求項８の発明に係るＭＲＩ音声通話装置においては、請求項５から7のＭＲＩ通話装置を被験者のマットの中に設けるものであり、被験者はマイクの存在を意識することなく検査を行うことができ、色々な線を体に装着されることで被験者が感じるストレスを除去することができ、また、ＭＲＩを操作する検査人にとっても、マイクの装着等の煩わしい作業を意識することが無いため、検査に集中できるなどの効果が有る。

請求項９の発明に係るＭＲＩ音声通話装置においては、光マイクセンサーユニット３で光変調としてピックアップされた被験者の音声を電気信号に変換した後にグラフィックイコライザー４８を挿入するもので、請求項1のように構成した光マイクは、ピックアップ効率は良いものの、作り方によってはこもった音声になりやすい場合がある。
この発明に置いては、グラフィックイコライザー４８によって不要な周波数帯をカットする等することによって、こもった音声だった場合にスピーカーで再生する音声を調整して、クリアーな音声を得られるようにしたものである。

図１ 光マイクヘッドマット構成図
図２ 光マイクセンサーユニット構成図
図３ 従来のＭＲＩ通信方式図
図４ 光マイクセンサーの構成図
図５ 光マイクセンサー動作ブロック図
図６ ＭＲＩにおける被験者の診断状態図
図７ ＭＲＩにおける光マイクヘッドマットと光マイクセンサーユニットの設置の一例図
図８ ＭＲＩにおける光マイクヘッドマットと光マイクセンサーユニット動作ブロック図
図９ ＭＲＩキャビン内で被験者が受ける磁気、騒音の状態図
図１０ ＭＲＩ側の被験者と操作室側との双方向通話方式状態図
図１１ ＭＲＩ騒音分析波形図
図１２ ＭＲＩ内の被験者の音声波形の一例図
図１３ ＭＲＩ内の被験者の心拍波形の一例図
図１４ 光マイクヘッドマッドを用いたＭＲＩ騒音低減特性の一例図
図１５ グラフィック・イコライザー調整特性の一例図
図１６ グラフィック・イコライザーレベル調整の一例図

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１は本発明のＭＲＩ音声通話装置の基本となる騒音下で騒音を低減させて被験者の音声を医師へ伝える事ができる光マイクヘッドマット１の一つの実施例を示したものである。

この実施例における、光マイクヘッドマット１の全ての部品は非磁性材料で構成されておりＭＲＩ画像へのノイズ影響を与えないようになっている。

この光マイクヘッドマット１には光マイクセンサー２が埋設された光マイクセンサーユニット３が組み込まれており、被験者はこの光マイクヘッドマット1を首頚部の枕マットとして用いることによって、光マイクヘッドマット内に組み込まれ、且つ光マイクセンサーユニット３の表面に設けられた接触振動板５を接触させて音声を発声する事により接触振動板５の背後に設けられた音響キャビティー４、１２を介して光マイクセンサー２に設けられた振動板１８が振動することにより被験者の発する音声をピックアップできるようにしたものである。この場合ピックアップされた音声は、光マイクセンサーユニット３に組み込まれた吸音材７、吸音材８及び吸音材９によって騒音が吸収されるため、ＭＲＩの騒音は低減され被験者の音声は光マイクセンサー２により騒音の少ない音声として光マイクセンサー内で光変調され、光信号として光ファイバー１０によって光信号変換素子２１に接続されるもので、光信号変換素子２によって電気信号に変換された音声信号を出力する事が出来る。

このようにしてＭＲＩの騒音環境においても、医師は騒音の少ない被験者の音声をＭＲＩの操作室のモニタースピーカーで聞くことが出来る基本的な構成を示したものである。

図２は図１の光マイクヘッドマットに用いられる光マイクセンサーユニット３の詳細を説明するための図で、図２（a）は光マイクセンサーユニットを上面から見た図で、図２（b）は図２（a）の光マイクセンサーユニット３をＡ−Ｂの位置で断面したものである。なお、図２において、一点鎖線で示した四角は光マイクセンサーユニット３の全体を説明するための仮想線である。

図２（b）において、光マイクセンサー２は、光ファイバー10、11に接続されており、光マイクセンサー２に対して光ファイバー11を通してレーザー光が光マイクセンサー内に設けられた振動板18に対して照射するように供給され、光ファイバー10は照射されたレーザー光が振動板18の振動によって光変調されたレーザー光を光マイクセンサーから外部に送出するものである。光マイクセンサー２の構成については図４で詳述する。

有底円筒状に形成された音響ハウジング６の開口部には開口部全体を覆うように可撓素材からなる接触振動板５が設けられていて、この部分が被験者の体の一部と接触もしくは近接するように構成されている。
また、音響ハウジング６の内部には、吸音材９が設けられており、接触振動板５の背面と、吸音材９の端面との間には、接触振動板５の振動を伝えるための空間である音響キャビティー４が設けられている。

吸音材９の一部には井戸状の穴である音響キャビティー１２が設けられており、音響キャビティー４と空間的に連続している。また音響キャビティー１２には、図の横方向から光マイクセンサー２がその先端を露出するように配置されており、矢印１３で示すように接触振動板５の振動を音響キャビティー４と音響キャビティー１２を通して光マイクセンサーがその振動をピックアップできるように構成されている。
また、図２の実施例においては、音響ハウジング６の外側を吸音材８と吸音材７で覆うことにより、外部の騒音が音響ハウジング６を通して光マイクセンサーに到達しないように構成されている。

防音材７、８、９、はそれぞれ素材を変えたり、またゴム等の密度の異なるものを組み合わせる等して、吸収する音の周波数特性の異なる材料を用いることにより、ＭＲＩ固有の騒音に合わせて効果的に騒音を吸収するようにすることもでき、ＭＲＩの特性に合わせて効果的に騒音を低減することができる。

図４（a）は仮想線で示す四角の中に表示された本発明の光マイクセンサー２の外観を示すもので、（b）は（a）図のＡ−Ｂ断面を示すものである。図５に示すものは、図４に示す光マイクと音声の出力ブロックを示すもので、本光マイクセンサー２はＭＲＩ装置２９の画像へノイズを与える等の影響を及ぼさないように全て非金属、非磁性体の材料で構成されている。

この光マイクセンサー２は音声波により振動板１８が振動するもので、その振動板１８に光ファイバー１１によって導入されたレーザー光等の光照射ビーム１６を照射するもので、音声により振動する振動板１８によって光ビームが変調され光反射光ビーム１７として光ファイバー１０に導入する構成を有している。光ファイバー１０によって光マイクセンサー２の外部に導出された反射光を光信号変換素子２１により電気信号変換して音声増幅器２３、スピーカ制御部２５を介して操作室モニタースピーカー２７により音声を出力するものである。このことによって、ＭＲＩ装置２９で診断中の被験者３１が音声を発した場合、ＭＲＩの高騒音環境に有っても、操作室の医師に適格伝える事を可能にするものである。なお、２２は振動板によって変調されるべきレーザー光を発光する光発行素子であり、電源部２６に接続された光制御部によってレーザー光を適切な値に制御するものである。

次に、光マイクセンサー２の構成について詳述すると、図４（ｂ）に示すように、光センサーハウジング１５の音声を受ける開口部付近に設けられ、振動板１８は音声による空気振動を受けた場合に振動可能なように光センサーハウジング１５にその周辺を取り付けられてされている。また、光センサーハウジング１５の内部には、光ファイバー固定ステー１４が設けられており、光ファイバー１０、１１を適切な位置に固定し、光ファイバーは光センサーハウジング１５の振動板と対向する端部から光センサーハウジング１５の外部に引き出されるよう構成されている。

図６、図７、図８、図９は本発明の一実施例を示すもので、本発明が被験者３１に対してＭＲＩ装置でどのような状態で使用されるかと、本発明の光マイクヘッドマット１、光マイクセンサーユニット３を実際使用する場合の構成と使用例を示したものである。

図６はＭＲＩ装置２９により被験者３１が移動ベッド３２で診断を受ける一般的な診断状態を示したもので、移動ベッド３２はベッド固定台３３により支えられており被験者３１はベッドに横になり診断時はＭＲＩキャビティー３０内に移動する。
移動は３４の矢印方向に移動し診断を行う。

被験者３１は図７に示す頭部３５をＭＲＩヘッドコイル３６に入れ本発明の光マイクヘッドマット１を首（頚椎）部４１に接触する事により音声を検知し被験者３１の体調状態を監視する事が出来る。
また、図７においては、光マイクセンサーユニット３を心臓上部に接触した例も合わせて表示している。この実施例においては詳細な構成は省略するが、光マイクヘッドマット１に埋め込まれた光マイクセンサーユニット３を周知の装着手段等を用いて心臓の位置に装着することによって、被験者３１の心音をピックアップして、医師などが患者の状況の変化を把握することができることを示すものである。

心臓の鼓動検知波形の一例を図１３に示し更にＭＲＩ装置内での被験者３１の音声波形を図１２に示す。

被験者３１がＭＲＩ装置２９のＭＲＩキャビティー３０内で受ける騒音は図１１に示すもので、更に磁界と騒音は図９に示すように、磁界は磁界方向４３、騒音は騒音方向４２の矢印に示すように、被験者３１を包むように全方向から受けることを図示したものである。

この場合の騒音レベルは図１４に示す１１０ｄＢ〜１２０dＢの範囲で通常被験者が会話する音声レベル７０dＢをはるかに上回ることから、仮に磁気に影響されないマイクが有ったとして、単にマイクを被験者３１に装着したとしても、高騒音環境下に置いては、被験者３１が発する音声は騒音にマスキングされ、マイクによってピックアップされた音声が聞き取りにくくなることを示している。

また、図１４に示すように、光マイクヘッドマット１を用いた場合の騒音低減レベルは最大で３０ｄＢ改善される。このことは、若干のノイズを含むとしても、本発明の光ヘッドマット１を用いた場合は、ＳＮ比が大幅に改善され検査をする人が被験者３１の音声を聞き取りやすくなることを示すものである。

図８及び図１０に示すように、ＭＲＩ装置２９は高感度で被験者３１の画像検知を行っており画像の劣化を防止するために、シールド壁４７で操作室側とＭＲＩ室側を遮蔽し外部からのノイズにより診断画像への影響を防止するようにしている。

図１０はＭＲＩ側の被験者３１と操作室の医師がＭＲＩ装置の騒音環境下で双方向通話を行う事が出来る構成を示したものである。

被験者３１の音声検知は光マイクヘッドマット１と非磁性防音ヘッドホン４９を被験者３１の頭部耳に装着する事により医師の音声を聞く事が可能となる。

音声検知を行う光マイクヘッドマット１には光制御部２４で制御されたレーザー光を光発光素子２２により光輝度レベルが一定した光量を光ファイバー１１により図４に示す光マイクセンサー２の振動板１８に照射する。
被験者３１の音声は接触振動板５の振動による骨伝導波により音響キャビティ１２を通して振動板１８を振動させる。

光マイクセンサー２の振動板１８には光ファイバー１１により照射光ビームが照射されており光は被験者３１の音声により振動板１８を音声入力方向に微振動を起こし入力光は反射光ビームとして入力角と対象側に反射し振動板の振動によって光変調される。

光変調されたレーザー光は光ファイバー１０により光信号変換素子２１へ伝送され電気信号に変換される。変換された音声信号はグラフィック・イコライザー４８に入力し周波数イコライジング調整により不要な音声と騒音成分を低減させ、グラフィック・イコライザー４８によって処理されてノイズが少なくなった信号は音声増幅器２３により増幅され、操作室モニタースピーカー２７によって出力され、検査人が被験者３１の音声を聞くことができる。

図１５はグラフィック・イコライザー４８による音声・騒音の周波数特性のイコライジング特性を示すもので、Ａ調整特性〜Ｃ調整特性等、任意にＭＲＩの機器固有の騒音特性に合わせて調整するものである。これらの音響的な調整は、操作室のモニタースピーカー２７で被験者３１の音声や、ＭＲＩ装置の騒音を聞きながら調整する事が出来る。

なお、図１５に示すものは３ＫＨｚに音声のピークを調整した場合すなわち、３ＫＨｚの音声を残し、その他の高音域、低音域をカットしてノイズを減らす場合の参考例を示したものである。
グラフィック・イコライザー４８による調整は周知のように図１６に示すレベルスライドによって任意に周波数帯域を調整する事が可能である。
この事により各実施例に示した操作室モニタースピーカー２５の出力音声を聞きながら
最適な位置に調整を行う事が出来る。

なお、図１０において、検査人である操作室の医師から被験者３１への音声はマイクロホン４５により被験者３１に対する指示等の音声を発声する事によりマイクアンプ４４で音声を増幅しマイク制御部３８により非磁性対応された通信手段を使って被験者３１の頭部耳の装着した非磁性防音ヘッドホン４９を介して被験者３１へ操作室側の医師の音声を伝える事が出来る。

このようにしてこの実施例はＭＲＩ室側の被験者と操作室側の医師との間で同時双方向通話又は片方向通話を行う事ができる装置を提供するものである。

本、発明はＭＲＩ装置等の高騒音下で被験者と検査人との間で交信が必要な場合に最適であり、ＭＲＩ等を製造する産業等に利用することができる。

１ 光マイクヘッドマット
２ 光マイクセンサー
３ 光マイクセンサーユニット
４ 音響キャビティー
５ 接触振動板
６ 音響ハウジング
７ 吸音材
８ 吸音材
９ 吸音材
１０ 光ファイバー
１１ 光ファイバー
１２ 音響キャビティー
１３ 音声波の進行方向
１４ 光ファイバー固定ステー
１５ 光センサーハウジング
１６ 照射光ビーム
１７ 反射光ビーム
１８ 振動板
１９ 振動板保護フイルター
２０ 音声騒音入力方向
２１ 光信号変換素子
２２ 光発光素子
２３ 音声増幅器
２４ 光制御部
２５ スピーカー制御部
２６ 電源部
２７ 操作室モニタースピーカー
２８ 電源プラグ
２９ ＭＲＩ装置
３０ ＭＲＩキャビン
３１ 被験者
３２ 移動ベッド
３３ ベッド固定台
３４ 移動方向
３５ 頭部
３６ ＭＲＩヘッドコイル
３７ モニター信号変換部
３８ マイク制御部
３９ 電源プラグ
４０ モニター
４１ 首（頚椎）部
４２ 騒音方向
４３ 磁界方向
４４ マイクアンプ
４５ マイクロホン
４６ 通信線
４７ シールド壁
４８ グラフィック・イコライザー
４９ 非磁性防音ヘッドホン
５０ ＭＲＩキャビン内の平均的騒音レベル
５１ 光センサー防音マイクユニット内の音声レベル
５２ 光センサー防音マイクユニット内の騒音レベル
５３ ＭＲＩ室モニタースピーカー
５４ モニター通信線
５５ 非常ボタン
５６ 非常時通信線
５７ モニターコントローラー
５８ 光ファイバー
５９ 光ファイバー

Claims (9)

1. ＭＲＩキャビン内及びその周辺の高磁界環境下で使用され且つ被験者の音声を拾うための装置において、マイクロホンは光マイクであって、光マイクはＭＲＩの動作中において被験者の音声を拾うように非磁性体で構成された光マイクセンサーユニットと該光マイクセンサーユニットでピックアップした音声信号をＭＲＩの外部に伝送する光ファイバーと、該光ファイバーによって伝送された音声信号が入力され、且つＭＲＩ磁場の影響が少ない位置に設けられた光信号を電気信号に変換する変換装置と、該変換装置から得られた電気信号によって検査人に対して被験者から発せられた信号をモニタースピーカへ出力し、音声で伝達することを特徴とするＭＲＩ音声通話装置。
2. 光マイクセンサーユニットは、ＭＲＩヘッドコイル内に配置され、被験者が使用する非磁性材料で構成された頭部位置を固定するマットに組込まれたことを特徴とする請求項1に記載されたＭＲＩ音声通話装置。
3. マットに組み込まれた光マイクは、被験者の体に接触する部分に接触振動板が設けられ、該接触振動板および光マイクは吸音材によって周辺を覆われており、該接触振動板の光マイクユニット側には光マイクと接触振動板の間に一定の空間が形成されるように構成したことを特徴とする請求項1および2に記載されたＭＲＩ音声通話装置。
4. 接触振動板および光マイクが覆われる吸音材は異なる周波数を吸収する複数の素材で構成され、その組み合わせによってＭＲＩの振動音が光マイクに影響を与えないように異なる周波数を吸収する部材で構成したことを特徴とする請求項1乃至3記載のＭＲＩ音声通話装置。
5. 光マイクは吸音材から成る吸音材ブロック内に配置され、吸音材ブロックの一方の表面から厚み方向に凹部を設け、該凹部に光マイクの非磁性体からなる先端が露出するように前記ブロック内に配置し、当該ブロックの凹部と対向する位置に被験者の体と接触する接触振動板を設けることによって接触振動板の振動が凹部の空間を介して光マイクによってピックアップされるようにした光マイクセンサーユニットを有することを特徴とするＭＲＩ音声通話装置。
6. 請求項５に記載された吸音材ブロックの周辺および接触振動板の周辺を他の吸音材で覆い振動を吸収するようにしたことを特徴とする請求項５記載のＭＲＩ音声通話装置。
7. 前記請求項６記載の吸音材は吸収する振動周波数の異なる複数の吸音材から構成され、吸音材の組み合わせによってＭＲＩの振動を吸収し、光マイクによってピックアップされる音声に与える影響を少なくしたことを特徴とする請求項５乃至請求項６記載のＭＲＩ音声通話装置。
8. 前記光マイクセンサーユニットは、ＭＲＩの被験者の体が接触するマットに組み込まれたことを特徴とする請求項５乃至請求項７記載のＭＲＩ音声通話装置。
9. 光マイクセンサーユニットに光ファイバーで接続されたＭＲＩの外部に設けられたピックアップユニットからの信号を電気信号に変換する光信号変換器と、光信号変換器の出力側に設けられたグラフィックイコライザーを挿入し光マイクからの音声を調整可能にしたことを特徴とするＭＲＩ音声通話装置。