JP4882087B2 - 経頭蓋的脳機能測定・刺激点の空間解析方法 - Google Patents
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Neurological Institute)標準脳座標系に代表される標準脳座標系が挙げられ、fMRI(機能的核磁気共鳴撮像)やPET(陽電子放出断層撮像)などの脳機能イメージング研究法による脳活動データは、標準脳座標系に表現されることが一般的である。したがって、経頭蓋的脳機能測定・刺激法においても、測定・刺激の対象となる脳表位置を標準脳座標系に表現することが望まれている。
Okamoto, M. and Dan,I. Automated cortical projection of head-surface locations for transcranial functionalbrain mapping. NeuroImage 26, 18-28 (2005).
Institute)座標やTalairach座標を利用するのが好ましいが、他の座標系を用いることもできる。3次元頭部画像データベースを構成する各エントリーデータを構築するための手法としては、頭皮上に設置したマーカーのMRI撮像によって、国際10−20法基準点とMNI座標系の対応関係を記載する方法(非特許文献2、特許文献1参照)を用いることが可能である。また、既に報告された方法を利用して(非特許文献1参照)、MRI画像上で、国際10−20法基準点とMNI座標系の対応関係を記載することも可能である。
Okamoto, M., Dan, H.,Sakamoto, K., Takeo, K., Shimizu, K., Kohno, S., Oda, I., Isobe, S., Suzuki,T., Kohyama, K., and Dan, I. Three-dimensional probabilistic anatomicalcranio-cerebral correlation via the international 10-20 system oriented fortranscranial functional brain mapping. NeuroImage 21 99-111 (2004).
Parametric Method)等のソフトウェアを用いて予め行っておくことが望ましいが、SPM以外の任意の正規化法を用いることも可能である。
1a 装置
2 入力手段
3 取出手段
4 変換手段
4a 座標変換
4b 正規化
4c 仮想正規化
5 投影手段
5a 脳表上投影
6 推定手段
6a 被験者内推定手段
6b 被験者間推定手段
7 表現手段
8 計算機
9 入力装置
10 保存装置
10a 記録媒体
11 表示装置
12 データベース
12a 参照脳テーブル
12b 頭表データ
12c 脳表データ
12d 頭表上基準点データ
13 プローブホルダー
13a 左側プローブホルダー
13b 右側プローブホルダー
14 プローブ
14a 送光プローブ
14b 受光プローブ
14c チャネル
15 実世界空間
15a 標準脳座標空間
16 被験者
16a 被験者
16b 被験者
17 参照頭表
17a 参照頭表
17b 参照頭表
18 参照脳
18a 参照脳
18b 参照脳
19 頭表上基準点
19a 仮想正規化基準点
20 頭表上計測点
20a 仮想正規化計測点
20b 仮想正規化脳表投影点
21 被験者内推定点
21a 被験者内誤差
22 被験者間推定点
22a 被験者間誤差
23 最確推定点
23a 推定精度
24 平均参照脳
24a 左側平均参照脳
24b 右側平均参照脳
25 推定点
25a 推定プローブ位置
25b 推定チャネル位置
26 国際10−20法
26a 頭表
26b 鼻根
26c 後頭結節
26d 左耳介前点
26e 右耳介前点
27 表
28 プローブホルダー
28a 受光プローブ
28b 送光プローブ
28c チャネル
29 仮想プローブホルダー
29a 頭表
29b 中心
29c 交線
29d 点
30 実世界空間
30a 球面模型
30b センサー
30c ペン
30d 計測点
30e 磁気式3Dデジタイザー
30f 頭表
31 仮想空間
31a 仮想球面
31b 再構築後計測点
31c 基準点
32 表
33 表
34 参照頭表
34a 参照頭表
34b 参照頭表
35 参照脳
35a 参照脳
35b 参照脳
36 頭表サイズ
36a 正規分布
36b 平均
36c 標準偏差
37 脳サイズ
37a 高さ
37b 幅
37c 奥行
38 合成参照頭表
38a 合成参照脳
39 脳表投影後プローブホルダー
40 頭表上推定位置
40a 最確値
40b 推定精度
41 脳表上推定位置
41a 最確値
41b 推定精度
Claims (10)
- 実世界空間における被験者の頭表上基準点及び頭表上計測点の位置情報を入力装置から入力して保存装置に記録する入力手段と、前記入力手段で位置情報を得た後に、データベースから参照脳の頭表データ、脳表データ及び頭表上基準点データを抽出する取出手段と、前記入力手段で得た頭表上基準点を、前記取出手段で得た参照脳の頭表上基準点データに座標変換するのに倣って、計算機が頭表上計測点を標準脳座標空間の仮想正規化計測点に仮想正規化する変換手段と、前記変換手段で得た仮想正規化計測点を、計算機が参照脳の頭表データと脳表データの対応関係を基に、仮想正規化脳表投影点へ脳表上投影する投影手段と、前記入力手段で一人の被験者の位置情報を入力し、前記取出手段で複数の参照脳を抽出して、前記変換手段及び投影手段で得たそれぞれの仮想正規化計測点及び仮想正規化脳表投影点を、計算機が統計処理して被験者内推定点及び被験者内誤差を求める被験者内推定手段と、前記入力手段で複数の被験者の位置情報を入力し、前記被験者内推定手段で得たそれぞれの被験者内推定点及び被験者内誤差を、計算機が統計処理して被験者間推定点及び被験者間誤差を求める被験者間推定手段と、前記入力手段、取出手段、変換手段、投影手段、被験者内推定手段及び被験者間推定手段の各過程を表示装置に出力する表現手段とからなり、前記被験者内推定手段及び被験者間推定手段を繰り返して最確推定点及び推定精度を得ることを特徴とする経頭蓋的脳機能測定・刺激点の空間解析方法。
- 位置センサー付きプローブホルダーを被験者の頭に装着して測定した頭表上計測点の位置情報を入力することを特徴とする請求項1に記載の経頭蓋的脳機能測定・刺激点の空間解析方法。
- 予め標準脳座標空間上で正規化された参照脳の頭表及び脳表の3次元情報を、データベースに蓄積しておくことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の経頭蓋的脳機能測定・刺激点の空間解析方法。
- 請求項1、請求項2又は請求項3に記載の経頭蓋的脳機能測定・刺激点の空間解析方法を実現する装置。
- 請求項1、請求項2又は請求項3に記載の経頭蓋的脳機能測定・刺激点の空間解析方法を実現するソフトウェアプログラムを保存した記録媒体。
- データベースから使用する参照頭表及び参照脳をランダムに1つ抽出すると共に、データベースから参照頭表及び参照脳の高さ及び幅及び奥行をランダムに1組抽出し、前記参照頭表及び参照脳並びに前記高さ及び幅及び奥行を合成して1つの合成参照頭表及び合成参照脳を作成するリサンプリング法により生成した多数の合成参照頭表及び合成参照脳を用いて、仮想正規化した計測点の統計を取ることにより、頭表上及び脳表上の推定位置の最確値及び推定精度を算出することを特徴とする経頭蓋的脳機能測定・刺激点の空間解析方法。
- データベースから使用する参照頭表及び参照脳をランダムに1つ抽出すると共に、データベースから参照頭表及び参照脳の相対的なサイズの正規分布を推定し相対サイズを1つ抽出し、前記参照頭表及び参照脳並びに前記相対サイズを合成して1つの合成参照頭表及び合成参照脳を作成する正規分布ランダムサンプリング法により生成した多数の合成参照頭表及び合成参照脳を用いて、仮想正規化した計測点の統計を取ることにより、頭表上及び脳表上の推定位置の最確値及び推定精度を算出することを特徴とする経頭蓋的脳機能測定・刺激点の空間解析方法。
- リサンプリング法と正規分布ランダムサンプリング法を組み合わせて生成した多数の合成参照頭表及び合成参照脳を用いて、仮想正規化した計測点の統計を取ることにより、頭表上及び脳表上の推定位置の最確値及び推定精度を算出することを特徴とする経頭蓋的脳機能測定・刺激点の空間解析方法。
- 請求項6乃至8に記載の経頭蓋的脳機能測定・刺激点の空間解析方法を実現する装置。
- 請求項6乃至8に記載の経頭蓋的脳機能測定・刺激点の空間解析方法を実現するソフトウェアプログラムを保存した記録媒体。
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