JP3134022B2 - 非磁性触覚刺激器及び刺激器を用いる生体磁力計 - Google Patents
非磁性触覚刺激器及び刺激器を用いる生体磁力計Info
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/242—Detecting biomagnetic fields, e.g. magnetic fields produced by bioelectric currents
- A61B5/245—Detecting biomagnetic fields, e.g. magnetic fields produced by bioelectric currents specially adapted for magnetoencephalographic [MEG] signals
- A61B5/246—Detecting biomagnetic fields, e.g. magnetic fields produced by bioelectric currents specially adapted for magnetoencephalographic [MEG] signals using evoked responses
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は人体が発生する微弱な磁
界の測定に関し、さらに詳細には人体の触覚を刺激する
と生じる磁界を測定する装置に関する。
界の測定に関し、さらに詳細には人体の触覚を刺激する
と生じる磁界を測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】生体磁力計は人体が発生する非常に微弱
な磁界を測定する装置である。磁界、特に脳や心臓を流
れる電流が発生する磁界は、その変異を、診断或いは早
期予知の目的で或る特定の種類の機能障害と関連づける
ことができるため、人体の健康状態を示す重要な指標と
なり得る。さらに、脳が発生する磁界は思考プロセス及
びそのプロセスが起こっている場所を示すため、思考メ
カニズムの研究に利用可能である。
な磁界を測定する装置である。磁界、特に脳や心臓を流
れる電流が発生する磁界は、その変異を、診断或いは早
期予知の目的で或る特定の種類の機能障害と関連づける
ことができるため、人体の健康状態を示す重要な指標と
なり得る。さらに、脳が発生する磁界は思考プロセス及
びそのプロセスが起こっている場所を示すため、思考メ
カニズムの研究に利用可能である。
【０００３】人体が発生する磁界は非常に微弱な電流に
より発生するものであるため、非常に微弱である。通
常、脳が発生する磁界の強さは約０．０００００００１
ガウスである。ちなみに、地磁気の強さは約０．５ガウ
スであり、これは脳の磁界の１０００万倍以上である。
より発生するものであるため、非常に微弱である。通
常、脳が発生する磁界の強さは約０．０００００００１
ガウスである。ちなみに、地磁気の強さは約０．５ガウ
スであり、これは脳の磁界の１０００万倍以上である。
【０００４】したがって、生体磁力計は非常に感度のよ
い磁界検出器を備える必要がある。現在の磁力計は磁界
が貫通すると電流を発生するピックアップ・コイルを用
いている。この非常に微弱な電流は、「ＳＱＵＩＤ」と
して知られている超電導量子干渉素子によって検出され
る。脳の磁界以外の磁界の検出に起因するスプリアスな
影響は、適当なフィルタにより除去できる。しかしなが
ら、フィルタの能力には限界があって、すべての外的効
果を取り除くのは不可能である。装置の信号対雑音比を
さらに改善するため、被験者とピックアップ・コイルを
磁気遮蔽室内に入れることができる。ＳＱＵＩＤ及びそ
の関連の電子装置の動作は、米国特許第３，９８０，０
７６；４，０７９，７３０；４，３８６，３６１；及び
４，４０３，１８９号に記載されている。生体磁力計
は、米国特許第４，７９３，３５５号に開示されてい
る。磁気遮蔽室は米国特許第３，５５７，７７７号に開
示されている。これらすべての特許明細書は本明細書の
一部を形成するものとして引用する。
い磁界検出器を備える必要がある。現在の磁力計は磁界
が貫通すると電流を発生するピックアップ・コイルを用
いている。この非常に微弱な電流は、「ＳＱＵＩＤ」と
して知られている超電導量子干渉素子によって検出され
る。脳の磁界以外の磁界の検出に起因するスプリアスな
影響は、適当なフィルタにより除去できる。しかしなが
ら、フィルタの能力には限界があって、すべての外的効
果を取り除くのは不可能である。装置の信号対雑音比を
さらに改善するため、被験者とピックアップ・コイルを
磁気遮蔽室内に入れることができる。ＳＱＵＩＤ及びそ
の関連の電子装置の動作は、米国特許第３，９８０，０
７６；４，０７９，７３０；４，３８６，３６１；及び
４，４０３，１８９号に記載されている。生体磁力計
は、米国特許第４，７９３，３５５号に開示されてい
る。磁気遮蔽室は米国特許第３，５５７，７７７号に開
示されている。これらすべての特許明細書は本明細書の
一部を形成するものとして引用する。
【０００５】生体磁力計は脳が自然に（外的刺激を与え
ずに）或いは外的刺激に応答して発生する磁界の測定に
用いられることが多い。後者の場合、外的刺激としては
視覚刺激、聴覚刺激、触覚刺激または他の刺激がある。
本発明は触覚刺激の発生及びかかる刺激に対する生体の
反応の測定に関する。
ずに）或いは外的刺激に応答して発生する磁界の測定に
用いられることが多い。後者の場合、外的刺激としては
視覚刺激、聴覚刺激、触覚刺激または他の刺激がある。
本発明は触覚刺激の発生及びかかる刺激に対する生体の
反応の測定に関する。
【０００６】触覚を刺激する普通のやり方として、小さ
な電極を被験者の体に取り付け、この電極に小さな電圧
を制御自在に印加することがある。被験者の体は小さな
電気的ショックに反応するため、その応答を生体磁力計
により測定する。この方法を使える場合もあるが、意図
する機械的な刺激に対する反応でなくて特定のショック
に対する応答を発生させることがある。また、現在行な
われているやり方は電気的信号を磁気遮蔽室内に導く必
要がある。この電気的信号に付随する電流は微少である
が、その結果生じる磁界は生体磁力計が十分検出できる
ほど高いものである。この電気的信号が検出されると、
それによる刺激に応答して生じる生体磁気信号の測定が
妨げられる。電気的刺激によるショックは、たとえそれ
が小さなものであっても被験者にとって気持の悪いもの
であり、そのショックが顔面のような敏感な部分に印加
される場合は特にそうである。ショックに対する恐れが
測定可能な生体磁気信号を発生させる場合がある。
な電極を被験者の体に取り付け、この電極に小さな電圧
を制御自在に印加することがある。被験者の体は小さな
電気的ショックに反応するため、その応答を生体磁力計
により測定する。この方法を使える場合もあるが、意図
する機械的な刺激に対する反応でなくて特定のショック
に対する応答を発生させることがある。また、現在行な
われているやり方は電気的信号を磁気遮蔽室内に導く必
要がある。この電気的信号に付随する電流は微少である
が、その結果生じる磁界は生体磁力計が十分検出できる
ほど高いものである。この電気的信号が検出されると、
それによる刺激に応答して生じる生体磁気信号の測定が
妨げられる。電気的刺激によるショックは、たとえそれ
が小さなものであっても被験者にとって気持の悪いもの
であり、そのショックが顔面のような敏感な部分に印加
される場合は特にそうである。ショックに対する恐れが
測定可能な生体磁気信号を発生させる場合がある。
【０００７】人体の触覚を制御自在に刺激し、その際刺
激に対する応答の生体磁気的測定を妨げる磁界が発生し
ない改良型方法に対する要望がある。本発明はかかる要
望を充足するものであり、さらに関連の利点を有する。
激に対する応答の生体磁気的測定を妨げる磁界が発生し
ない改良型方法に対する要望がある。本発明はかかる要
望を充足するものであり、さらに関連の利点を有する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、触覚の刺激
に対する被験者の生体電磁気的応答を測定するための触
覚刺激器及びかかる触覚刺激器を用いる測定装置を提供
する。この触覚刺激器は、測定装置が直接検出し得る生
体電磁界を誘起させずに人体の皮膚の表面に制御可能な
ポジティブな機械力及び刺激を与える。したがって、こ
の測定装置は刺激により発生される被験者の応答だけを
検出し、その応答と刺激印加プロセス自体が発生する磁
界の両方を検出するものではない。この触覚刺激器は、
ほとんどの被験者にとって使用による痛みがなく、気持
の悪いものでもなく、心を乱すような別の影響も除かれ
ている。
に対する被験者の生体電磁気的応答を測定するための触
覚刺激器及びかかる触覚刺激器を用いる測定装置を提供
する。この触覚刺激器は、測定装置が直接検出し得る生
体電磁界を誘起させずに人体の皮膚の表面に制御可能な
ポジティブな機械力及び刺激を与える。したがって、こ
の測定装置は刺激により発生される被験者の応答だけを
検出し、その応答と刺激印加プロセス自体が発生する磁
界の両方を検出するものではない。この触覚刺激器は、
ほとんどの被験者にとって使用による痛みがなく、気持
の悪いものでもなく、心を乱すような別の影響も除かれ
ている。
【０００９】本発明による生体反応測定装置は、触覚の
刺激に対する生体の生体電磁気的反応を測定する手段
と、前記測定手段が直接検出し得る信号を発生させずに
生体の表面の触覚を制御自在に刺激する手段とよりな
る。この装置が生体の磁気測定を行なう場合は、測定手
段として生体磁力計を用い、この磁力計は生体が発生す
る磁界を測定する磁界感知コイルを含む。この生体の磁
気測定に代わり、或いはそれと共に生体電気の測定を行
なう場合、測定手段は電気的信号の検出器を含む。
刺激に対する生体の生体電磁気的反応を測定する手段
と、前記測定手段が直接検出し得る信号を発生させずに
生体の表面の触覚を制御自在に刺激する手段とよりな
る。この装置が生体の磁気測定を行なう場合は、測定手
段として生体磁力計を用い、この磁力計は生体が発生す
る磁界を測定する磁界感知コイルを含む。この生体の磁
気測定に代わり、或いはそれと共に生体電気の測定を行
なう場合、測定手段は電気的信号の検出器を含む。
【００１０】触覚を制御自在に刺激する手段は生体に取
り付け可能な触覚刺激器であるのが好ましく、この刺激
器は測定手段が直接検出し得る磁界を発生させずに生体
に制御自在に機械力を印加する。触覚刺激器の好ましい
例は一方の側をピストン或いは可撓性の膜のような可撓
部材で閉じた圧力チェンバと、その圧力チェンバへ空気
圧を送る導管と、導管内部を加圧する空気圧源とを含
む。
り付け可能な触覚刺激器であるのが好ましく、この刺激
器は測定手段が直接検出し得る磁界を発生させずに生体
に制御自在に機械力を印加する。触覚刺激器の好ましい
例は一方の側をピストン或いは可撓性の膜のような可撓
部材で閉じた圧力チェンバと、その圧力チェンバへ空気
圧を送る導管と、導管内部を加圧する空気圧源とを含
む。
【００１１】被験者と、少なくとも測定手段のピックア
ップ部分は磁気遮蔽室（ＭＳＲ）のような遮蔽室内に入
れる。この実施例では、触覚刺激器の圧力チェンバと可
動部材は遮蔽室内におき、圧力源は遮蔽室外において、
導管が遮蔽室の壁を貫通して空気圧を遮蔽室の外部から
内部へ運ぶ。圧力源は通常作動時、磁界及び／または電
界を発生する電気的ソレノイドを備えるため、圧力源を
遮蔽室の外に配置することで測定手段が圧力源の作動を
直接検知するのを回避する。遮蔽室の内部及び測定装置
の遮蔽室内にある部分へ延びる流体圧導管は磁界及び／
または電界を発生しない。
ップ部分は磁気遮蔽室（ＭＳＲ）のような遮蔽室内に入
れる。この実施例では、触覚刺激器の圧力チェンバと可
動部材は遮蔽室内におき、圧力源は遮蔽室外において、
導管が遮蔽室の壁を貫通して空気圧を遮蔽室の外部から
内部へ運ぶ。圧力源は通常作動時、磁界及び／または電
界を発生する電気的ソレノイドを備えるため、圧力源を
遮蔽室の外に配置することで測定手段が圧力源の作動を
直接検知するのを回避する。遮蔽室の内部及び測定装置
の遮蔽室内にある部分へ延びる流体圧導管は磁界及び／
または電界を発生しない。
【００１２】したがって、触覚刺激器は被験者の皮膚及
び体に機械力を印加するように作動可能であり、その力
に対する脳の応答を刺激印加手段からの妨害なしに測定
することが可能である。生体磁気測定を行うためのかか
る触覚刺激器に対する要望が本発明のもととなったが、
刺激に対する電気的応答を測定する場合も本発明は有効
である。本発明のその他の特徴及び利点は、本発明の原
理を例示する添付図面につき行なった好ましい実施例の
以下の詳細な説明から明らかであろう。
び体に機械力を印加するように作動可能であり、その力
に対する脳の応答を刺激印加手段からの妨害なしに測定
することが可能である。生体磁気測定を行うためのかか
る触覚刺激器に対する要望が本発明のもととなったが、
刺激に対する電気的応答を測定する場合も本発明は有効
である。本発明のその他の特徴及び利点は、本発明の原
理を例示する添付図面につき行なった好ましい実施例の
以下の詳細な説明から明らかであろう。
【００１３】
【実施例】図１に示すように、本発明は患者または被験
者の体１２からの生体磁気データを得る装置１０として
実現するのが好ましい。詳しくは、このデータは人間の
頭部１４内の生体磁気発生源から得られるのが普通であ
る。被験者は生体磁力計１８に近接してテーブル１６上
に横たわっている。生体磁力計１８は微弱な磁界を測定
する複数の磁界感知コイル２０を備えている。かかる磁
界感知コイル２０の出力信号は、好ましくは超電導量子
干渉素子（ＳＱＵＩＤ）である検出器２１により検出さ
れる。磁界感知コイル２０及びＳＱＵＩＤ２１は共にデ
ュワー２２内で極低温に維持されている。好ましいやり
方は多数の感知コイル２０及びＳＱＵＩＤ２１の対をデ
ュワー２２内に配置する。この装置１０は優れた空間分
解能の生体磁気信号を与え、この信号から空間内の発生
源を再構成することが可能となる。多数のデュワーを用
いてもよい。
者の体１２からの生体磁気データを得る装置１０として
実現するのが好ましい。詳しくは、このデータは人間の
頭部１４内の生体磁気発生源から得られるのが普通であ
る。被験者は生体磁力計１８に近接してテーブル１６上
に横たわっている。生体磁力計１８は微弱な磁界を測定
する複数の磁界感知コイル２０を備えている。かかる磁
界感知コイル２０の出力信号は、好ましくは超電導量子
干渉素子（ＳＱＵＩＤ）である検出器２１により検出さ
れる。磁界感知コイル２０及びＳＱＵＩＤ２１は共にデ
ュワー２２内で極低温に維持されている。好ましいやり
方は多数の感知コイル２０及びＳＱＵＩＤ２１の対をデ
ュワー２２内に配置する。この装置１０は優れた空間分
解能の生体磁気信号を与え、この信号から空間内の発生
源を再構成することが可能となる。多数のデュワーを用
いてもよい。
【００１４】脳からの磁気信号はデュワー２２内の磁界
感知コイル２０により検知され、これらの信号はＳＱＵ
ＩＤ２１により検出される。ＳＱＵＩＤ２１はこの磁界
を電流として検出し、この電流は電子装置２４内で処理
されて時間の関数としてコンピュータ２６内に蓄積され
る。磁気感知コイル２０及び患者の体１２は、装置及び
磁界発生源を外部の磁気的影響から遮蔽するエンクロー
ジャ２８（磁気遮蔽室またはＭＳＲとも呼ばれる）内に
配置するのが好ましいが、必須条件ではない。外部の影
響をこのように遮蔽すると、生体磁界についての意味あ
るデータを得るに必要な信号処理及びフィルタリングの
量を減少することができる。
感知コイル２０により検知され、これらの信号はＳＱＵ
ＩＤ２１により検出される。ＳＱＵＩＤ２１はこの磁界
を電流として検出し、この電流は電子装置２４内で処理
されて時間の関数としてコンピュータ２６内に蓄積され
る。磁気感知コイル２０及び患者の体１２は、装置及び
磁界発生源を外部の磁気的影響から遮蔽するエンクロー
ジャ２８（磁気遮蔽室またはＭＳＲとも呼ばれる）内に
配置するのが好ましいが、必須条件ではない。外部の影
響をこのように遮蔽すると、生体磁界についての意味あ
るデータを得るに必要な信号処理及びフィルタリングの
量を減少することができる。
【００１５】本発明の触覚刺激器はまた、脳（或いは被
験者の体の他の部分）が発生する電気的信号の測定にも
用いることができる。電気的信号を測定する脳波測定装
置（ＥＥＧ）３０を図２に示す。人体１２はセンサー３
４を頭部１４に取り付けて椅子３２にすわった状態にあ
る。脳からの電気的信号はこの脳波測定装置３６により
測定される。
験者の体の他の部分）が発生する電気的信号の測定にも
用いることができる。電気的信号を測定する脳波測定装
置（ＥＥＧ）３０を図２に示す。人体１２はセンサー３
４を頭部１４に取り付けて椅子３２にすわった状態にあ
る。脳からの電気的信号はこの脳波測定装置３６により
測定される。
【００１６】生体磁気測定及び生体電気測定を総称して
生体電磁気測定と呼ぶ。
生体電磁気測定と呼ぶ。
【００１７】ある特定の研究及び診断の方法として、被
験者の体１２の触覚に機械力を印加して或いは触覚を刺
激して、脳の反応を生体磁力計１８或いは脳波測定装置
３６により記憶させるのが望ましい場合がある。機械的
刺激を与える触覚刺激器４０を図１及び２において、ま
たさらに詳しくは図３において人体の一部に関連させて
示す。触覚刺激器４０それ自体は生体磁力計或いは脳波
測定装置が直接検出し得る磁界または電界を発生しな
い。これは、測定装置が検出可能な範囲内の触覚刺激器
の部分が磁界または電界をまったく発生せず、磁界及び
電界を発生する部分が離れたところにおかれているとい
う理由による。電界及び磁界の検出に関し“直接”と
は、触覚刺激器４０は測定装置が検出する電界及び磁界
を発生しないという意味である。その代わり、触覚刺激
器４０は被験者の体を刺激し、被験者がこれに反応す
る。脳または人体の他の部分が反応により発生する磁界
または電界がこの生体磁力計または脳波測定装置により
検出される。
験者の体１２の触覚に機械力を印加して或いは触覚を刺
激して、脳の反応を生体磁力計１８或いは脳波測定装置
３６により記憶させるのが望ましい場合がある。機械的
刺激を与える触覚刺激器４０を図１及び２において、ま
たさらに詳しくは図３において人体の一部に関連させて
示す。触覚刺激器４０それ自体は生体磁力計或いは脳波
測定装置が直接検出し得る磁界または電界を発生しな
い。これは、測定装置が検出可能な範囲内の触覚刺激器
の部分が磁界または電界をまったく発生せず、磁界及び
電界を発生する部分が離れたところにおかれているとい
う理由による。電界及び磁界の検出に関し“直接”と
は、触覚刺激器４０は測定装置が検出する電界及び磁界
を発生しないという意味である。その代わり、触覚刺激
器４０は被験者の体を刺激し、被験者がこれに反応す
る。脳または人体の他の部分が反応により発生する磁界
または電界がこの生体磁力計または脳波測定装置により
検出される。
【００１８】図３に本発明の触覚刺激器４０を特定の取
り付け手段により体１２の指４２に取り付けた状態で示
す。しかしながら、この触覚刺激器は適当な取り付け手
段或いは、例えばベルクロ（登録商標）ストリップ、テ
ープ、プラスチック帯または接着剤のような他の便利な
取り付け手段により体の他の部分に容易に取り付け可能
である。指４２に取り付ける図示の例では、プラスチッ
ク片４４を指４２の裏側に配置する。ゴム製パッド４５
を指４２と金属片４４との間に配置し、不愉快な感じを
除くと共にしっかりとフィットするようにする。プラス
チック製ビーム片４６はプラスチック片４４から垂直な
方向に延びてスリップ・ジョイント４９を介して触覚刺
激器４０の本体４８と係合する。プラスチック片４４と
本体４８との間を延びる可撓性バンド５０はこの触覚刺
激器４０を指４２に保持する。触覚刺激器４０へ圧力が
加わると、スリップ・ジョイント４９は触覚刺激器が指
から離れないように拘束する。
り付け手段により体１２の指４２に取り付けた状態で示
す。しかしながら、この触覚刺激器は適当な取り付け手
段或いは、例えばベルクロ（登録商標）ストリップ、テ
ープ、プラスチック帯または接着剤のような他の便利な
取り付け手段により体の他の部分に容易に取り付け可能
である。指４２に取り付ける図示の例では、プラスチッ
ク片４４を指４２の裏側に配置する。ゴム製パッド４５
を指４２と金属片４４との間に配置し、不愉快な感じを
除くと共にしっかりとフィットするようにする。プラス
チック製ビーム片４６はプラスチック片４４から垂直な
方向に延びてスリップ・ジョイント４９を介して触覚刺
激器４０の本体４８と係合する。プラスチック片４４と
本体４８との間を延びる可撓性バンド５０はこの触覚刺
激器４０を指４２に保持する。触覚刺激器４０へ圧力が
加わると、スリップ・ジョイント４９は触覚刺激器が指
から離れないように拘束する。
【００１９】この触覚刺激器の本体４８は圧力チェンバ
５２となる中空部を有する。圧力チェンバ５２は指４２
に隣接して開口５４を有する。本体４８に取り付けた可
撓性の膜５６がこの圧力チェンバ５２の開口５４を覆
い、圧力チェンバを密封する。本体４８は熱可塑性ポリ
ウレタンのような成形自在のプラスチックで形成するの
が好ましい。可撓性の膜５６は厚さ約０．０１２７ｃｍ
（０．００５インチ）の可撓性、熱可塑性ポリウレタン
で形成するのが好ましい。この可撓性の膜５６は開口５
４を覆うように本体４８に超音波により溶接する。指４
２と接触する可撓性の膜５６の外側表面は、図３のよう
に平滑にするか或いは図４に関して後述するようにプロ
ーブを備えたものにする。
５２となる中空部を有する。圧力チェンバ５２は指４２
に隣接して開口５４を有する。本体４８に取り付けた可
撓性の膜５６がこの圧力チェンバ５２の開口５４を覆
い、圧力チェンバを密封する。本体４８は熱可塑性ポリ
ウレタンのような成形自在のプラスチックで形成するの
が好ましい。可撓性の膜５６は厚さ約０．０１２７ｃｍ
（０．００５インチ）の可撓性、熱可塑性ポリウレタン
で形成するのが好ましい。この可撓性の膜５６は開口５
４を覆うように本体４８に超音波により溶接する。指４
２と接触する可撓性の膜５６の外側表面は、図３のよう
に平滑にするか或いは図４に関して後述するようにプロ
ーブを備えたものにする。
【００２０】ニップル５８のような、外部からの圧力を
導入する適当なコネクタを本体４８に形成して圧力チェ
ンバ５２の内部と空気圧連通関係にする。可撓性プラス
チック管のような導管６０をニップル５８に取り付け
る。この導管６０は液体或いは気体、好ましくは気体の
圧力を遠隔の加圧ユニット６２（図１及び２）から触覚
刺激器４０へ、特に圧力チェンバ５２の内部へ伝達す
る。
導入する適当なコネクタを本体４８に形成して圧力チェ
ンバ５２の内部と空気圧連通関係にする。可撓性プラス
チック管のような導管６０をニップル５８に取り付け
る。この導管６０は液体或いは気体、好ましくは気体の
圧力を遠隔の加圧ユニット６２（図１及び２）から触覚
刺激器４０へ、特に圧力チェンバ５２の内部へ伝達す
る。
【００２１】加圧ユニット６２により導管６０に印加さ
れる空気圧は圧力チェンバ５２へ送られる。印加すべき
圧力或いは印加すべき一連の圧力はコンピュータ２６か
らのコマンド信号６４として加圧ユニット６２へ与えら
れ、フィードバック応答信号６６が加圧ユニット６２か
らコンピュータ２６へ送られる。
れる空気圧は圧力チェンバ５２へ送られる。印加すべき
圧力或いは印加すべき一連の圧力はコンピュータ２６か
らのコマンド信号６４として加圧ユニット６２へ与えら
れ、フィードバック応答信号６６が加圧ユニット６２か
らコンピュータ２６へ送られる。
【００２２】圧力が加わると可撓性の膜５６が外側に、
人体に対して、即ち図示の例では指４２に対して撓む。
このため被験者はこの圧力を知覚し、これが脳或いは他
の部分に生じる生体電磁気的応答信号として現われる。
これらの信号は測定装置１８または３０により検出され
る。圧力を取り除くと、膜５６が撓んでもとの位置へ戻
り、圧力の消滅と共に触覚による知覚もなくなる。この
ようにして、可撓性の膜５６は指４２に押し付けられる
第１の位置と、弛緩した状態で指４２に対する接触圧の
ない第２の位置との間で移動する。圧力を変化させた
り、加圧ユニット６２へ送られる特定の選択パターンで
一連の可変圧力を印加したり、或いは可撓性の膜上に特
定のきめを有する外部表面を形成したり、若しくは成形
端部を有するプローブを用いることにより、種々の感覚
を与えることが可能である。
人体に対して、即ち図示の例では指４２に対して撓む。
このため被験者はこの圧力を知覚し、これが脳或いは他
の部分に生じる生体電磁気的応答信号として現われる。
これらの信号は測定装置１８または３０により検出され
る。圧力を取り除くと、膜５６が撓んでもとの位置へ戻
り、圧力の消滅と共に触覚による知覚もなくなる。この
ようにして、可撓性の膜５６は指４２に押し付けられる
第１の位置と、弛緩した状態で指４２に対する接触圧の
ない第２の位置との間で移動する。圧力を変化させた
り、加圧ユニット６２へ送られる特定の選択パターンで
一連の可変圧力を印加したり、或いは可撓性の膜上に特
定のきめを有する外部表面を形成したり、若しくは成形
端部を有するプローブを用いることにより、種々の感覚
を与えることが可能である。
【００２３】図４は触覚刺激器７０の別の実施例を示
す。この触覚刺激器７０は本体７２を有し内部に圧力チ
ェンバが形成されている。ピストン７６が本体７２の内
部を摺動する。プローブ７８はピストン７６の外部表面
に固定され、本体７２の壁の開口８０を貫通する。この
プローブ７８は圧力チェンバ７４の本体７２から延びて
指４２の皮膚に機械的に接触する。空気圧導管６０は圧
力チェンバ７４の内部と加圧ユニット６２とを結ぶ。
す。この触覚刺激器７０は本体７２を有し内部に圧力チ
ェンバが形成されている。ピストン７６が本体７２の内
部を摺動する。プローブ７８はピストン７６の外部表面
に固定され、本体７２の壁の開口８０を貫通する。この
プローブ７８は圧力チェンバ７４の本体７２から延びて
指４２の皮膚に機械的に接触する。空気圧導管６０は圧
力チェンバ７４の内部と加圧ユニット６２とを結ぶ。
【００２４】図５は触覚刺激器１１０の別の実施例を示
す。触覚刺激器４０の構成要素と同一の要素については
同一の参照番号を付してある。本体４８を定位置に保持
する構成要素４４，４５，４６を用いるかわりに、この
触覚刺激器１１０は成形プラスチック製のビーム１１２
を利用する。ビーム１１２の一端を本体４８に固定し、
もう一方の端部を前述したと同じようなスリップ・ジョ
イント４９により本体４８に関し摺動するようにする。
ビーム１１２は、圧力印加前に指４２を挿入する空間を
画定するように曲面に形成してある。本体４８に圧力を
加えると、触覚刺激器４０に関し前述したと同じような
態様で触覚刺激が加わる。
す。触覚刺激器４０の構成要素と同一の要素については
同一の参照番号を付してある。本体４８を定位置に保持
する構成要素４４，４５，４６を用いるかわりに、この
触覚刺激器１１０は成形プラスチック製のビーム１１２
を利用する。ビーム１１２の一端を本体４８に固定し、
もう一方の端部を前述したと同じようなスリップ・ジョ
イント４９により本体４８に関し摺動するようにする。
ビーム１１２は、圧力印加前に指４２を挿入する空間を
画定するように曲面に形成してある。本体４８に圧力を
加えると、触覚刺激器４０に関し前述したと同じような
態様で触覚刺激が加わる。
【００２５】図６は加圧ユニット６２を詳細に示す。複
数の触覚刺激器（例えば、数本の指のそれぞれに１つ取
り付ける）を用いる場合が多いため、図６は４つの触覚
刺激器４０を作動する構成を示す。電気制御式圧力弁９
０はコンピュータ２６からコマンド信号６４を受け取
る。かかる制御弁９０は市販されており、好ましいタイ
プとしてはＭＡＣの１２ボルト・スタッキング弁（モデ
ル番号３５Ａ−５ＡＡＣ−ＤＯＢＡ−１ＢＡ）がある。
この遠隔制御式弁９０はその入口圧が従来型の手動式圧
力調整器９２により供給され、この調整器には圧力タン
クのような圧力源（図示せず）から圧力が供給される。
弁９０の出口ライン９４で得られる最大出口圧は調整器
９２の設定による。
数の触覚刺激器（例えば、数本の指のそれぞれに１つ取
り付ける）を用いる場合が多いため、図６は４つの触覚
刺激器４０を作動する構成を示す。電気制御式圧力弁９
０はコンピュータ２６からコマンド信号６４を受け取
る。かかる制御弁９０は市販されており、好ましいタイ
プとしてはＭＡＣの１２ボルト・スタッキング弁（モデ
ル番号３５Ａ−５ＡＡＣ−ＤＯＢＡ−１ＢＡ）がある。
この遠隔制御式弁９０はその入口圧が従来型の手動式圧
力調整器９２により供給され、この調整器には圧力タン
クのような圧力源（図示せず）から圧力が供給される。
弁９０の出口ライン９４で得られる最大出口圧は調整器
９２の設定による。
【００２６】出力ライン９４は遮蔽室２８の壁を貫通
し、事実上導管６０として働く。しかしながら、加圧ユ
ニット６２から触覚刺激器４０までの距離が長い場合、
図６で示したような中間の加圧装置を用いる場合があ
る。この例では、出力ライン９４がこの圧力制御式圧力
弁９６にコマンド信号を与える。かかる圧力制御式弁９
６は市販されており、その好ましいタイプとしてＣｌｉ
ｐｐａｒｄ社のモデル２０１０がある。この弁は磁気的
及び電気的に「静か」であり、測定センサー２０または
３４が直接検出し得る電界または磁界或いは信号を発生
しない。弁９６への入口圧は手動の圧力調整器９８によ
り与えられる。この調整器はアクセスが容易なように遮
蔽室２８の外部におかれ、また加圧流体源（図示せず）
から圧力を供給される。
し、事実上導管６０として働く。しかしながら、加圧ユ
ニット６２から触覚刺激器４０までの距離が長い場合、
図６で示したような中間の加圧装置を用いる場合があ
る。この例では、出力ライン９４がこの圧力制御式圧力
弁９６にコマンド信号を与える。かかる圧力制御式弁９
６は市販されており、その好ましいタイプとしてＣｌｉ
ｐｐａｒｄ社のモデル２０１０がある。この弁は磁気的
及び電気的に「静か」であり、測定センサー２０または
３４が直接検出し得る電界または磁界或いは信号を発生
しない。弁９６への入口圧は手動の圧力調整器９８によ
り与えられる。この調整器はアクセスが容易なように遮
蔽室２８の外部におかれ、また加圧流体源（図示せず）
から圧力を供給される。
【００２７】触覚刺激器４０へ加えられる圧力パルスの
持続時間は、コマンド信号６４としてコンピュータから
送られるトリガー信号の持続時間により制御される。圧
力調整器９２，９８は市販されており、その好ましいタ
イプはＭａｓｔｅｒ Ｐｎｅｕｍａｔｉｃｓ社のモデル
Ｒ５６−２ＬＭ−２９がある。オプションとして、調整
器９８の出口圧をコンピュータ２６で制御することも可
能であり、市販の適当なコンピュータ制御調整器として
Ｒｏｂｉｔｅｃｈ社のモデル８９０−１１２１がある。
Ｃｌｉｐｐａｒｄ社のアキュムレータ・モデルＡＴＶ−
３２−１６のようなアキュムレータ１１０を調整器９８
と弁９６との間のラインに接続して圧力変動を軽減する
ことも可能である。圧力制御式弁９６の出力は導管６０
へ送られ、この導管を介して触覚刺激器４０へ送られ
る。
持続時間は、コマンド信号６４としてコンピュータから
送られるトリガー信号の持続時間により制御される。圧
力調整器９２，９８は市販されており、その好ましいタ
イプはＭａｓｔｅｒ Ｐｎｅｕｍａｔｉｃｓ社のモデル
Ｒ５６−２ＬＭ−２９がある。オプションとして、調整
器９８の出口圧をコンピュータ２６で制御することも可
能であり、市販の適当なコンピュータ制御調整器として
Ｒｏｂｉｔｅｃｈ社のモデル８９０−１１２１がある。
Ｃｌｉｐｐａｒｄ社のアキュムレータ・モデルＡＴＶ−
３２−１６のようなアキュムレータ１１０を調整器９８
と弁９６との間のラインに接続して圧力変動を軽減する
ことも可能である。圧力制御式弁９６の出力は導管６０
へ送られ、この導管を介して触覚刺激器４０へ送られ
る。
【００２８】触覚刺激器４０は気体或いは液体の任意の
種類の流体の媒体で作動可能である。便利さと安全の面
から、加圧空気または加圧窒素ガスが好ましい。好まし
い実施例では、調整器９２，９８には１２０ｐｓｉの空
気が供給され、その出口圧が調整器９２では０−５ｐｓ
ｉ、調整器９８では０−２０ｐｓｉに調整される。触覚
刺激器４０に送られる圧力は０から最大約２０ｐｓｉの
範囲であるが、この範囲は調整器９８の圧力を再設定す
ることにより変えることが可能である。
種類の流体の媒体で作動可能である。便利さと安全の面
から、加圧空気または加圧窒素ガスが好ましい。好まし
い実施例では、調整器９２，９８には１２０ｐｓｉの空
気が供給され、その出口圧が調整器９２では０−５ｐｓ
ｉ、調整器９８では０−２０ｐｓｉに調整される。触覚
刺激器４０に送られる圧力は０から最大約２０ｐｓｉの
範囲であるが、この範囲は調整器９８の圧力を再設定す
ることにより変えることが可能である。
【００２９】本発明の方法によると、測定手段が直接検
出し得る磁界または電界を発生させずに人体に機械力に
よる刺激を制御自在に印加することができる。この測定
装置は必要に応じて種々の構成に製造するのが容易であ
る。本発明を特定の実施例につき詳細に説明したが、本
発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の変形ま
たは設計変更が可能であろう。したがって、本発明は頭
書した特許請求の範囲による場合を除き限定されるべき
ではない。
出し得る磁界または電界を発生させずに人体に機械力に
よる刺激を制御自在に印加することができる。この測定
装置は必要に応じて種々の構成に製造するのが容易であ
る。本発明を特定の実施例につき詳細に説明したが、本
発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の変形ま
たは設計変更が可能であろう。したがって、本発明は頭
書した特許請求の範囲による場合を除き限定されるべき
ではない。
【図１】図１は、本発明装置の概略立面図であり、被験
者が生体磁気測定位置にある状態を示す。
者が生体磁気測定位置にある状態を示す。
【図２】図２は、本発明による別の装置の概略立面図で
あり、被験者が脳波測定位置にある状態を示す。
あり、被験者が脳波測定位置にある状態を示す。
【図３】図３は、１つの実施例による触覚刺激器を指に
取り付けた状態を示す断面図である。
取り付けた状態を示す断面図である。
【図４】図４は、圧力チェンバの別の例を示す側断面図
である。
である。
【図５】図５は、触覚刺激器の別の例の端部断面図であ
る。
る。
【図６】図６は、触覚刺激器の好ましい空気圧系統の概
略図である。
略図である。
１８ 生体磁力計 ２０ 磁界感知コイル ２１ ＳＱＵＩＤ ２２ デュワー ２４ 電子装置 ２８ 磁気遮蔽室 ３０ 脳波測定装置 ４０ 触覚刺激器 ４２ 指 ４４ プラスチック片 ４５ 金属片 ４６ プラスチック製ビーム片 ４８ 本体 ４９ スリップ・ジョイント ５２ 圧力チェンバ ５６ 可撓性の膜 ６０ 導管 ６２ 加圧ユニット ６４ コマンド信号 ６６ フィードバック応答信号 ７０ 触覚刺激器 ７４ 圧力チェンバ ７６ ピストン ７８ プローブ ９０ 電気制御式圧力弁 ９２，９８ 手動制御式圧力調整器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケー ランデイ ブリムホール アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サ ン ジィエゴ ゴルフクレスト ドライ ブ 6965 ナンバー 3062 (72)発明者 フランク ダブリュ バネスキイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 ビ スタ ゴールデンロッド レーン 1841 (72)発明者 ディー スコット ブキャナン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 エ スコンディド オーク ビュ− ウェイ 1189 (72)発明者 ローレンス ワーデン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サ ン ジィエゴ ゴールドフィールド ス トリート 1847 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 5/05 A61B 5/0484
Claims (20)
- 【請求項１】 触覚の刺激に対する被験者の生体電磁気
的反応を測定する手段と、前記測定手段が直接検出し得
る信号を発生させずに生体表面の触覚に制御自在に刺激
を印加する手段とよりなる被験者の生体反応を測定する
装置。 - 【請求項２】 前記測定手段は被験者の生体からの磁界
を測定する磁界感知コイルを有する生体磁力計手段より
なることを特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項３】 前記測定手段はさらに磁界感知コイルが
発生する電気的信号を検出する検出器を含むことを特徴
とする請求項２の装置。 - 【請求項４】 前記刺激印加手段は可動部材と、可動部
材の一方の側の流体と、可動部材の一方の側へ流体圧を
送る手段と、流体圧を発生する手段とよりなることを特
徴とする請求項１の装置。 - 【請求項５】 前記流体圧を送る手段は可動部材の一方
の側で閉じた圧力チェンバと、圧力チェンバへ流体圧を
送る導管とよりなることを特徴とする請求項４の装置。 - 【請求項６】 前記可動部材はピストンであることを特
徴とする請求項４の装置。 - 【請求項７】 前記可動部材は可撓性の膜であることを
特徴とする請求項４の装置。 - 【請求項８】 前記流体は気体であることを特徴とする
請求項４の装置。 - 【請求項９】 前記流体は液体であることを特徴とする
請求項４の装置。 - 【請求項１０】 前記刺激印加手段を被験者の生体に着
脱自在に取り付ける手段をさらに含んで成ることを特徴
とする請求項４の装置。 - 【請求項１１】 触覚の刺激に対する生体の生体電磁気
的反応を測定する手段と、生体に取り付けられる触覚刺
激器とよりなり、前記触覚刺激器は前記測定手段が直接
測定し得る磁界を発生させずに生体に対して機械的な力
を制御自在に印加することを特徴とする、触覚の刺激に
対する生体反応を測定する装置。 - 【請求項１２】 前記測定手段は被験者の生体からの磁
界を測定する磁界感知コイルを有する生体磁力計手段よ
りなることを特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項１３】 前記測定手段は電気的信号の検出器よ
りなることを特徴とする請求項１１の装置。 - 【請求項１４】 前記触覚刺激器は可動部材と、可動部
材の一方の側の流体と、可動部材の一方の側へ流体圧を
送る手段と、流体圧を発生する手段とよりなることを特
徴とする請求項１１の装置。 - 【請求項１５】 被験者が入る遮蔽室をさらに含むこと
を特徴とする請求項１４の装置。 - 【請求項１６】 前記圧力チェンバは遮蔽室の内部にあ
り、流体圧を送る前記手段は遮蔽室の外にあり、前記導
管が遮蔽室の外側から内側へ延びることを特徴とする請
求項１５の装置。 - 【請求項１７】 生体が発生する磁界を測定する磁界感
知コイルを含む生体磁力計手段と、触覚刺激器とよりな
り、前記触覚刺激器は可動部材の一方の側で閉じた圧力
チェンバと、前記圧力チェンバへ空気圧を送る導管と、
導管内に空気圧を発生させる手段とよりなる生体磁気測
定装置。 - 【請求項１８】 生体が入る磁気遮蔽室をさらに備え、
前記圧力チェンバは遮蔽室の内部にあり、前記導管が遮
蔽室の外側から内側へ延びることを特徴とする請求項１
７の装置。 - 【請求項１９】 磁気遮蔽室の外にあって前記導管に制
御自在な大きさの空気圧を印加する手段をさらに含むこ
とを特徴とする請求項１８の装置。 - 【請求項２０】 前記触覚刺激器はさらに可動部材の外
側表面に装着したプローブを含むことを特徴とする請求
項１７の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/783,109 US5220921A (en) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | Nonmagnetic tactile stimulator and biomagnetometer utilizing the stimulator |
| US07/783109 | 1991-10-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05212009A JPH05212009A (ja) | 1993-08-24 |
| JP3134022B2 true JP3134022B2 (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=25128195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04307563A Expired - Fee Related JP3134022B2 (ja) | 1991-10-25 | 1992-10-21 | 非磁性触覚刺激器及び刺激器を用いる生体磁力計 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5220921A (ja) |
| EP (1) | EP0538873B1 (ja) |
| JP (1) | JP3134022B2 (ja) |
| AT (1) | ATE170726T1 (ja) |
| DE (1) | DE69226922T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS57168969A (en) * | 1981-04-10 | 1982-10-18 | Canon Inc | Recording liquid |
| US5532592A (en) * | 1993-02-02 | 1996-07-02 | Conductus, Inc. | Squid control apparatus with non-cryogenic flux-locked loop disposed in close proximity to the squid |
| US5445162A (en) * | 1993-08-27 | 1995-08-29 | Beth Israel Hospital Association | Apparatus and method for recording an electroencephalogram during magnetic resonance imaging |
| US5687724A (en) * | 1993-10-26 | 1997-11-18 | Abratech Corporation | Apparatus and method for determining variations in measured physical parameters of signal-generators |
| US5533514A (en) * | 1995-05-09 | 1996-07-09 | Universite De Montreal | Algometry management system |
| US5899867A (en) * | 1996-10-11 | 1999-05-04 | Collura; Thomas F. | System for self-administration of electroencephalographic (EEG) neurofeedback training |
| US6266556B1 (en) | 1998-04-27 | 2001-07-24 | Beth Israel Deaconess Medical Center, Inc. | Method and apparatus for recording an electroencephalogram during transcranial magnetic stimulation |
| US6018675A (en) * | 1998-05-22 | 2000-01-25 | The Research Foundation Of State University Of New York | Assembly and method for objectively measuring pain in a subject |
| US6198958B1 (en) | 1998-06-11 | 2001-03-06 | Beth Israel Deaconess Medical Center, Inc. | Method and apparatus for monitoring a magnetic resonance image during transcranial magnetic stimulation |
| US6113552A (en) * | 1998-11-18 | 2000-09-05 | International Medical Device Partners, Inc. | Pain measurement system and method |
| US6144872A (en) * | 1999-04-30 | 2000-11-07 | Biomagnetic Technologies, Inc. | Analyzing events in the thalamus by noninvasive measurements of the cortex of the brain |
| US6795724B2 (en) * | 2002-02-19 | 2004-09-21 | Mark Bradford Hogan | Color-based neurofeedback |
| US20120157895A1 (en) * | 2009-08-26 | 2012-06-21 | The University Of Kansas | Device, system, and method for mechanosensory nerve ending stimulation |
| WO2011028602A2 (en) | 2009-08-26 | 2011-03-10 | University Of Kansas | Device, system, and method for mechanosensory nerve ending stimulation |
| CA2806771C (en) | 2010-07-27 | 2015-10-20 | Cerebral Diagnostics Canada Incorporated | Apparatus and method for exerting force on a subject tissue |
| US10245206B2 (en) | 2013-11-14 | 2019-04-02 | Epic Medical Concepts & Innovations, Inc. | Pneumatic somatosensory stimulation device and method |
| JP6603314B2 (ja) | 2014-10-09 | 2019-11-06 | メギン オサケ ユキチュア | 脳磁図測定装置におけるヘリウム収集および再液化のための装置および方法 |
| US11051737B2 (en) * | 2017-05-19 | 2021-07-06 | Ricoh Company, Ltd. | Biomagnetic measurement method, biomagnetic measuring device, and biomagnetic measuring system |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2713891A1 (de) * | 1977-03-29 | 1978-10-12 | Schweizer Helgi Jon Dr | Vorrichtung zur herstellung und anwendung rhythmischer reizstrukturen |
| US4503863A (en) * | 1979-06-29 | 1985-03-12 | Katims Jefferson J | Method and apparatus for transcutaneous electrical stimulation |
| US4387723A (en) * | 1980-12-09 | 1983-06-14 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Method and apparatus for determining the level of neuromuscular block in a patient |
| DE3501095A1 (de) * | 1985-01-15 | 1986-07-17 | Gerd Prof. Dr. 8520 Erlangen Kobal | Verfahren zur messung von sensorischen qualitaeten und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| DE3608475A1 (de) * | 1986-03-14 | 1987-09-17 | Gerd Prof Dr Kobal | Verfahren und einrichtung zur messung von sensorischen qualitaeten |
| US4793355A (en) * | 1987-04-17 | 1988-12-27 | Biomagnetic Technologies, Inc. | Apparatus for process for making biomagnetic measurements |
| EP0301322A1 (de) * | 1987-07-27 | 1989-02-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Einrichtung zur Stimulation von optischen Reizen |
| US5081071A (en) * | 1988-04-05 | 1992-01-14 | Biomagnetic Technologies, Inc. | Magnetically shielded enclosure |
| DE3886044D1 (de) * | 1988-09-23 | 1994-01-13 | Siemens Ag | Einrichtung und Verfahren zur Messung von schwachen, orts- und zeitabhängigen Magnetfeldern. |
| US4940056A (en) * | 1988-11-15 | 1990-07-10 | Center For Innovative Technology | Electrogustograph |
| EP0371156A1 (de) * | 1988-11-28 | 1990-06-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Anordnung zur Messung von im Körper eines Patienten örtlich und zeitabhängig auftretenden schwachen biomagnetischen Feldern |
| DE3935083A1 (de) * | 1989-10-20 | 1991-06-13 | Siemens Ag | Messanordnung zum erfassen einer atembewegung |
| US5022407A (en) * | 1990-01-24 | 1991-06-11 | Topical Testing, Inc. | Apparatus for automated tactile testing |
| US5027819A (en) * | 1990-07-12 | 1991-07-02 | Biomagnetic Technologies, Inc. | Measurement of visually induced biomagnetic responses |
-
1991
- 1991-10-25 US US07/783,109 patent/US5220921A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-10-21 JP JP04307563A patent/JP3134022B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-23 EP EP92118129A patent/EP0538873B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-23 DE DE69226922T patent/DE69226922T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-23 AT AT92118129T patent/ATE170726T1/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
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|---|---|
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| DE69226922T2 (de) | 1999-05-12 |
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| EP0538873B1 (en) | 1998-09-09 |
| JPH05212009A (ja) | 1993-08-24 |
| DE69226922D1 (de) | 1998-10-15 |
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