JP2018174962A - 脳情報取得用キャップ、および脳情報取得用キャップの生産方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施の形態における脳情報取得用キャップの一例を示す斜視図(図1(a))、上面図(図1(b))、正面図(図1(c))、および右側面図(図1(d))である。図1(b)において正面側は右側である。
図10は、脳情報取得用キャップ1の生産方法を説明するための、キャップ生産システム2の図示しない表示部等によりモニタに表示される表示例を示す図(図10(a)〜図10(b))である。
まず、ユーザの頭部をMRI装置(図示せず)内で撮像して、ユーザの頭部のMRI構造画像を撮像する。MRI構造画像は、ユーザの高さ方向の異なる位置での断層画像である。MRI装置による撮像は、例えば、静磁場強度を3.0T(テスラ)、フリップアングルを80度、最大傾斜磁場強度を45mT/mとした設定で行なわれる。ただし、この設定は一例であり、適宜変更してよい。撮像により得られたMRI構造画像としては、T1強調画像と呼ばれる画像と、T2強調画像と呼ばれる画像があるが、ここでは、T1強調画像のみを使用する。受付部201は、このT1強調画像を断層画像として受け付ける。
頭部形状取得部202は、受付部201が受け付けたMRI装置で取得された断層画像であるT1強調画像のフォーマットを、ユーザの頭部の立体形状を示す情報の取得するために利用可能なフォーマットに変換する。なお、フォーマット変換が不要であれば、変換しなくても良い。例えば、頭部形状取得部202が、後述するFreeSurferと呼ばれるソフトウェアを実行することにより頭部の立体形状を取得するものであり、このソフトウェアが利用可能な画像のフォーマットがAnalyzeフォーマットと呼ばれるものであり、受付部201が受け付けたT1強調画像のフォーマットが、DAICOMフォーマットと呼ばれるフォーマットであるとすると、頭部形状取得部202は、T1強調画像のフォーマットを、DAICOMフォーマットからAnalyzeフォーマットへ変換する。このフォーマットの変換には、例えば、SPM8(The Wellcome Department of Congnitive Neurology製)と呼ばれる脳構造画像解析のためフリーソフトウェアを用いる。そして、フォーマット変換したT1強調画像に対して、頭部形状取得部202は、バイアス補正による画像補正を行う。
頭部形状取得部202は、上記でフォーマット変換および画像変換を行なった断層画像を用いて、ユーザの頭部形状を抽出する。例えば、頭部形状取得部202は、FreeSurferというT1強調画像から頭部形状や頭蓋骨,皮質表面モデルなどを抽出する脳機能解析用ソフトウェアを実行させ、そのスクリプトで、上記でSPM8を用いてAnalyzeフォーマットに変換したT1強調画像を指定し、頭部形状の抽出を行って、アスキーファイルとして頭部形状の情報をメモリ等の記録媒体に蓄積した。
頭部形状取得部202は、上記で抽出した頭部形状を用いて、頭部の立体形状を示す情報を取得する。例えば、頭部形状取得部202は、上記でFreeSuferにより出力された頭部形状は座標点の集合であるアスキーファイルであるため、このままでは、後述するSolidWorks(登録商標)と呼ばれるソフトウェアで読み込むことができない。このためMeshlabと呼ばれるソフトウェアを実行して、アスキーファイルである頭部形状の情報を立体形状を示す情報である3Dモデルに編集し、SolidWorksで読み込むことができるSTL形式のファイルにする必要がある。Meshlabとは3Dモデルの作成や編集を行うことができるフリーのソフトウェアである。
位置情報取得部203は、頭部形状取得部202が取得した立体形状を示す情報を読み込み、図示しない表示部等を用いてモニタ等に表示する。そして、位置情報取得部203は、表示した立体形状について、複数の保持部101を配置する位置の指定を受け付ける。また、複数のリンク部102を配置する位置の指定を受け付ける。例えば、位置情報取得部203は、SolidWorksを実行して、頭部形状取得部202が取得した頭部の立体形状のデータであるSTLファイルを読み込んで、読み込んだ立体形状を、図示しない表示部等を用いてモニタ等に表示する。SolidWorksはDassault Systems SolidWorks Corporation製の3次元CAD設計ソフトウェアである。位置情報取得部203は、表示した立体形状に対して、マウス等の入力デバイスを介して、操作者から、複数の保持部101を配置する位置の指定を受け付ける。また、複数のリンク部102を配置する位置の指定を受け付ける。ここでは、64チャンネルの脳情報取得用キャップ1を製造するものとすると、64個の保持部101を配置する位置、つまり、脳波計の電極を配置する位置の指定を受け付ける。例えば、国際10−20法を用いて、図4に示すような保持部101の配置を指定する。保持部101の配置は、脳波計の電極の配置と考えてもよい。ユーザの頭部の立体形状を示す情報に、複数の保持部101が配置される位置を設定すると、例えば、図10(a)に示すような画像が表示される。そして、この指定された位置に対応した保持部101の位置情報を取得する。保持部101の位置は、ユーザにより指定された位置から、頭部から離れる方向に、例えば1〜10ミリ程度移動させた位置とすることが、装着時の頭部への圧迫感を低減するとともに、電極が頭部に適切な力で当接されるようにするうえで好ましい。また、保持部101間を接続するリンク部102を配置する位置の指定も受け付け、この指定された位置に対応する位置情報を、リンク情報を配置する位置の位置情報として取得する。
キャップ形状取得部204は、取得した保持部101の位置情報と、リンク部102の位置情報とを用いて、脳情報取得用キャップ1の立体形状を示す情報を取得する。例えば、キャップ形状取得部204は、SolidWorksを用いて、保持部101の位置情報が示す位置に対応した位置に、予め用意された保持部101の3Dモデルのオブジェクトを配置する。保持部101を配置する位置は、保持部101の位置情報が示す位置から、頭部から離れる方向に、例えば1〜10ミリ程度移動させた位置とすることが、キャップ装着時の頭部への圧迫感を低減するとともに、電極が頭部に適切な力で当接されるようにするうえで好ましい。また、キャップ形状取得部204は、リンク部102の位置情報が示す位置に、リンク部102の3Dモデルのオブジェクト、例えば、ロッド状の3Dモデルのオブジェクトを配置する。そして、保持部101とリンク部102とが重なっている部分を結合することで、脳情報取得用キャップ1の3Dモデルのデータを取得する。図示しない表示部は、取得した3Dモデルを示す画像を、図10(b)に示すようにモニタに表示する。そして、キャップ形状取得部204は、取得したデータを図示しない格納部等に蓄積する。
成形部205は、キャップ形状取得部204が取得した脳情報取得用キャップ1の立体形状を示す情報、具体的には3Dモデルのデータを用いて3Dプリントを行ない、脳情報取得用キャップ1を成形する。3Dプリントは、例えば、Stratasys社製の3DプリンタであるObjet260 Connexを用いて行なう。Objet260 Connexはインクジェット方式を用いており,噴射した樹脂を紫外線で固めながら積層していく。積層ピッチは16μmで精度は±0.1mm〜0.2mmである。出力樹脂としては、アクリルライク樹脂、ラバーライク樹脂、ポリプロピレン、ABSライク樹脂が利用可能であり、ここでは、例えば、ポリプロピレンを用いて3Dプリントを行なう。なお、3Dプリントに用いられる3Dプリンタとしては、上記以外の3Dプリンタを用いても良く、また、どのような方式の3Dプリンタを用いるようにしてもよい。このように3Dプリントを行なうことにより、図1に示すような脳情報取得用キャップ1を得ることができる。
2 キャップ生産システム
3 センサアダプタ
60 生地
61、3021 開口部
101 保持部
102 リンク部
201 受付部
202 頭部形状取得部
203 位置情報取得部
204 キャップ形状取得部
205 成形部
301 対向部
302 蓋部
1011、3011 貫通孔
3012 対向面
3013 ピン
3022 孔
3023 タブ部
Claims (11)
- 脳情報を取得するためのセンサを保持するための複数の保持部と、
前記保持部と接続された複数のリンク部とを備えた脳情報取得用キャップ。 - 前記保持部およびリンク部は、樹脂製である請求項1記載の脳情報取得用キャップ。
- 前記リンク部と保持部とは、前記リンク部の端部の側面が、前記保持部の、上面側または下面側に埋め込まれるよう接続されている請求項1または請求項2記載の脳情報取得用キャップ。
- 前記リンク部と保持部との接続部分において、前記リンク部と、前記保持部の側面との境界が曲面となっている請求項1から請求項3いずれか一項記載の脳情報取得用キャップ。
- 前記保持部は、1以上のリンク部を介して、直接または間接的に、他の保持部と接続されている請求項1から請求項4いずれか一項記載の脳情報取得用キャップ。
- 前記保持部は貫通孔を有しており、当該貫通孔内に、センサが取付けられるセンサアダプタが、ユーザの頭部側に付勢されるよう保持される請求項1から請求項5いずれか一項記載の脳情報取得用キャップ。
- 1以上の開口部を有し、脳情報を取得するためのセンサが保持される複数の保持部を有する脳情報取得用キャップの生産方法であって、
ユーザの頭部の立体形状を示す情報を取得する頭部形状取得ステップと、
前記頭部形状取得ステップで取得した頭部の立体形状を示す情報について、脳情報を取得するためのセンサが保持される複数の保持部が配置される位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
前記位置情報取得ステップで取得した位置情報を用いて脳情報取得用キャップの立体形状を示す情報を取得するキャップ形状取得ステップと、
前記キャップ形状取得ステップで取得した立体形状を示す情報を用いて脳情報取得用キャップを成形する成形ステップと、を備えた脳情報取得用キャップの生産方法。 - ユーザの頭部の異なる位置において取得された複数の断層画像を受け付ける受付ステップを更に備え、
前記頭部形状取得ステップは、前記受付ステップにおいて受け付けた複数の断層画像を用いて、ユーザの頭部の立体形状を示す情報を取得する請求項7記載の脳情報取得用キャップの生産方法。 - 前記キャップ形状取得ステップは、前記保持部の形状情報を用いて、前記脳情報取得用キャップの立体形状を示す情報を取得する請求項7または請求項8記載の脳情報取得用キャップの生産方法。
- 前記成形ステップは、前記キャップ形状取得ステップで取得した立体形状を示す情報を用いて、3Dプリンタを用いた3Dプリントにより脳情報取得用キャップを成形する請求項7から請求項9いずれか一項記載の脳情報取得用キャップの生産方法。
- 前記脳情報取得用キャップは、
前記複数の保持部と接続された複数のリンク部と、を備えている請求項7から請求項10いずれか一項記載の脳情報取得用キャップの生産方法。
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