JP7367707B2 - 脳機能計測装置 - Google Patents

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Description

本発明は、脳機能計測装置に関し、特に、タスク提示前後における脳機能を計測する脳機能計測装置に関する。
従来、タスク提示前後における脳機能を計測する脳機能計測装置が知られている。このような脳機能計測装置は、たとえば、特開２０１５－１１６２１３号公報に開示されている。
特開２０１５－１１６２１３号公報に開示されている脳機能計測装置は、タスク提示前後における被験者の脳血流量を計測し、計測した脳血流量に基づいて、タスク提示前後における複数の所定領域間の脳領域の相関関係（機能的な結合）の変化を算出するように構成されている。
具体的には、特開２０１５－１１６２１３号公報に開示されている脳機能計測装置は、タスク提示後の安静時における複数の所定領域間の脳領域の機能的な結合の値から、タスク提示前の安静時における複数の所定領域間の脳領域の機能的な結合の値を減算することにより、タスク提示前後における複数の所定領域間の脳領域の相関関係（機能的な結合）の変化を算出するように構成されている。また、特開２０１５－１１６２１３号公報では、タスク提示前後における複数の所定領域間の脳領域の相関関係（機能的な結合）を、各関心領域名を縦軸および横軸としたマトリクス図を用いて示している。
特開２０１５－１１６２１３号公報
しかしながら、特開２０１５－１１６２１３号公報に記載されているマトリクス図は、各関心領域名を並べたものである。したがって、熟練者以外が、タスク提示前後における脳領域のうち、脳のどの部分の領域間の相関関係（機能的な結合）が変化しているのかを直感的に把握することが難しいという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、タスク提示前後における複数の所定領域間の脳領域の相関関係（機能的な結合）の変化および相関関係（機能的な結合）が変化した脳領域の位置を直感的に把握することが可能な脳機能計測装置を提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における脳機能計測装置は、被験者の脳血流情報を取得する脳血流情報取得部と、タスクの提示前後における脳の複数の部分において計測した脳血流情報に基づいて取得した脳の各々の部分同士の相関関係の相対変化を示す脳機能相関情報を取得する脳機能情報取得部と、脳血流情報の各々の計測位置の相対位置と、脳機能相関情報に基づいて取得された相関関係が変化した計測位置とを視認可能な第１脳機能画像を生成する脳機能画像生成部と、被験者の脳の形状を示すマップを取得する脳形状情報取得部と、を備え、脳機能画像生成部は、マップ上に脳血流情報の各々の計測位置が表示されるとともに、マップ上における相関関係の相対変化を示す脳機能相関情報の位置が視認可能な第１脳機能画像を生成するように構成されており、脳機能画像生成部は、相関関係の変化量に基づいて、相関関係の活性化の度合いが閾値を超えた場合に、閾値を超えて相関関係が活性化した計測位置同士を結んで表示した第１脳機能画像を生成するように構成されている。
この発明の第１の局面における脳機能計測装置は、上記のように、脳血流情報の計測位置の各々の相対位置と、脳機能相関情報に基づいて取得された相相関関係が変化した計測位置とを視認可能な第１脳機能画像を生成する脳機能画像生成部を備え、被験者の脳の形状を示すマップを取得する脳形状情報取得部と、を備え、脳機能画像生成部は、マップ上に計測位置が表示されるとともに、マップ上における脳機能相関情報の位置が視認可能な第１脳機能画像を生成するように構成されており、脳機能画像生成部は、相関関係の変化量に基づいて、相関関係の活性化の度合いが閾値を超えた場合に、閾値を超えて相関関係が活性化した計測位置同士を結んで表示した第１脳機能画像を生成するように構成されている。これにより、第１脳機能画像を観察することによって、脳血流情報の計測位置と、相関関係が変化した計測位置とを把握することができる。その結果、脳血流情報の計測位置と、相関関係が変化した計測位置とを第１脳機能画像で把握することが可能となるので、タスク提示前後における複数の所定領域間の脳領域の相関関係（機能的な結合）の変化および相関関係（機能的な結合）が変化した脳領域の位置を直感的に把握することができる。
また、第１脳機能画像を観察することにより、脳の形状を示すマップ上における脳機能相関情報の位置を把握することができる。その結果、脳の形状を示すマップ上において脳機能相関情報の位置を把握することが可能となるので、タスク提示前後における複数の所定領域間の脳領域の相関関係（機能的な結合）の変化および相関関係（機能的な結合）が変化した脳領域の位置をより直感的に把握することできる。
また、第１脳機能画像を確認することにより、相関関係の変化量の違いを把握することができる。その結果、第１脳機能画像を確認することにより、タスク提示前後において脳機能の相関関係が活性化された計測位置を容易に把握することが可能となるので、タスク提示前後において脳機能の相関関係が活性化された脳の領域を容易に把握することができる。
この場合、好ましくは、脳機能画像生成部は、マップ上において、タスクの提示前後において相関関係が活性化された計測位置同士を接続線によって結んで表示した第１脳機能画像を生成するように構成されている。このように構成すれば、第１脳機能画像における計測位置同士の接続線を観察することにより、タスク提示前後において脳機能の相関関係が活性化された計測位置を容易に把握することができる。その結果、第１脳機能画像における計測位置同士の接続線により、タスク提示前後において脳機能の相関関係が活性化された計測位置を容易に把握することが可能となるので、タスク提示前後において脳機能の相関関係が活性化された脳の領域を容易に把握することができる。
上記タスクの提示前後において相関関係が活性化された計測位置同士を接続線によって結んで表示した第１脳機能画像を生成する構成において、好ましくは、脳機能画像生成部は、タスクの提示前後において、第１脳機能画像における相関関係の活性化の程度が識別可能な第１脳機能画像を生成するように構成されている。このように構成すれば、第１脳機能画像を観察することにより、脳機能の相関関係の活性化の程度を認識することができる。その結果、第１脳機能画像において、脳機能の相関関係の活性化の程度が識別可能となっているので、第１脳機能画像を観察することにより、脳機能の相関関係の変化に加えて、脳機能の相関関係の活性化の程度を容易に、かつ、直感的に把握することができる。
この場合、好ましくは、脳機能画像生成部は、接続線の色または幅のうち、少なくとも一方を変更することにより、相関関係の活性化の程度を識別可能な第１脳機能画像を生成するように構成されている。このように構成すれば、第１脳機能画像において、脳機能の相関関係の活性化の程度を、接続線の色の違い、または接続線の幅の違いによって識別することが可能となるので、脳機能の相関関係の活性化の程度をより一層容易に、かつ、直感的に把握することができる。
上記第１の局面における脳機能計測装置において、好ましくは、脳機能情報取得部は、タスクの提示前後における相関関係の差分値を取得することにより、脳機能相関情報を取得するように構成されている。このように構成すれば、タスク提示前後の相関関係の差分値を取得することにより、脳機能相関情報を取得することが可能となるので、脳機能相関情報を容易に取得することができる。
上記第１の局面における脳機能計測装置において、好ましくは、脳機能画像生成部は、タスクの提示時の脳血流情報に基づいて取得したタスクの提示時の脳機能が活性化された計測位置を含む領域を視認可能な第２脳機能画像をさらに生成するように構成されており、脳機能画像生成部は、第１脳機能画像と第２脳機能画像とを対比可能に表示することが可能なように出力するように構成されている。このように構成すれば、第１脳機能画像と第２脳機能画像とを対比させて観察することができる。その結果、第１脳機能画像と第２脳機能画像とを比較することが可能となるので、タスク提示前後における脳機能の相関関係の変化と、タスクの提示における脳機能が活性化された領域とを直感的に把握することができる。
この場合、好ましくは、脳機能画像生成部は、第１脳機能画像と、第２脳機能画像とを重ねて表示可能に出力するように構成されている。このように構成すれば、第１脳機能画像と、第２脳機能画像とを重ねた画像を観察することができる。その結果、脳機能の相関関係の変化と、脳機能が活性化した計測位置を含む領域とを、１つの画像により観察することが可能となるので、脳機能の相関関係が変化した領域と、脳機能が活性化した領域との位置を対比しやすくすることができる。
上記第１脳機能画像と第２脳機能画像とを対比可能に表示することが可能なように出力する構成において、好ましくは、脳機能画像生成部は、第１脳機能画像と、第２脳機能画像とを並べて表示可能に出力するように構成されている。このように構成すれば、第１脳機能画像と第２脳機能画像とを並べた状態でそれぞれの画像を観察することができる。その結果、それぞれの画像を並べて観察することが可能となるので、脳機能の相関関係が変化した領域の全体の分布と、脳機能が活性化した領域の全体の分布とを対比しやすくすることができる。
上記第１脳機能画像と第２脳機能画像とを対比可能に表示することが可能なように出力する構成において、好ましくは、脳機能画像生成部は、第１脳機能画像の計測位置における脳機能相関情報の位置関係の表示態様と、第２脳機能画像におけるタスクの提示時の脳機能が活性化された計測位置を含む領域の表示態様とを異ならせて、第１脳機能画像および第２脳機能画像を生成するように構成されている。このように構成すれば、第１脳機能画像の計測位置における脳機能相関情報の位置関係の表示態様と、第２脳機能画像におけるタスクの提示時の脳機能が活性化された計測位置を含む領域の表示態様とが異なっているため、第１脳機能画像および第２脳機能画像を対比する場合でも、計測位置における脳機能相関情報の位置関係と、タスクの提示時の脳機能が活性化された計測位置を含む領域とを区別することができる。その結果、たとえば、第１脳機能画像と第２脳機能画像とを重ねて表示した場合でも、脳機能相関情報の位置関係と脳機能が活性化された計測位置を含む領域とをそれぞれ区別した状態で観察することが可能となるので、医師等が被験者の脳機能を評価する際の画像の視認性を向上させることができる。
この発明の第２の局面における脳機能計測装置は、被験者の脳血流情報を取得する脳血流情報取得部と、タスクの提示前後における脳血流情報に基づく脳の各々の部分同士の相関関係の相対変化を示す第１脳機能画像と、タスクの提示時における脳血流情報に基づく脳の機能が活性化された領域を示す第２脳機能画像を生成するとともに、第１脳機能画像と、第２脳機能画像とを対比可能に表示することが可能なように出力する脳機能画像生成部と、被験者の脳の形状を示すマップを取得する脳形状情報取得部と、を備え、脳機能画像生成部は、マップ上に脳血流情報の各々の計測位置が表示されるとともに、マップ上における相関関係の相対変化を示す脳機能相関情報の位置が視認可能な第１脳機能画像を生成するように構成されている。
この発明の第２の局面による脳機能計測装置では、上記のように、第１脳機能画像と第２脳機能画像を生成するとともに、第１脳機能画像と、第２脳機能画像とを対比可能に表示することが可能なように出力する脳機能画像生成部と、被験者の脳の形状を示すマップを取得する脳形状情報取得部と、を備え、脳機能画像生成部は、マップ上に脳血流情報の各々の計測位置が表示されるとともに、マップ上における相関関係の相対変化を示す脳機能相関情報の位置が視認可能な第１脳機能画像を生成するように構成されている。これにより、第１脳機能画像と第２脳機能画像とを対比させて観察することができる。その結果、タスク提示前後における脳機能の相関関係の変化と、タスク提示時における脳機能が活性化された計測位置を含む領域とを比較することが可能となるので、タスク提示前後における脳機能の相関関係の変化と、タスクの提示における脳機能の活性化とを直感的に把握することが可能な脳機能計測装置を提供することができる。また、タスク提示前後における脳機能の相関関係の変化と、タスクの提示における脳機能の活性化と対比させて観察することが可能となるので、タスクの提示による脳機能の相関関係の変化などの知見を得ることができる。
本発明によれば、上記のように、タスク提示前後における複数の所定領域間の脳領域の相関関係（機能的な結合）の変化および相関関係（機能的な結合）が変化した脳領域の位置を直感的に把握することが可能な脳機能計測装置を提供することができる。
第１実施形態による脳機能計測装置の全体構成を示す模式図である。 血流情報取得部の構成を示す模式図である。 脳機能計測装置が脳機能の相関関係を取得する処理および第１脳機能画像を生成する処理を説明するための模式図である。 タスク提示前後の脳機能の相関関係、脳機能相関情報および第１脳機能画像を説明するための模式図である。 脳機能計測装置が脳機能画像表示部に出力する第１脳機能画像の模式図である。 脳機能計測装置が第１脳機能画像を生成する処理を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態による脳機能計測装置が脳機能の相関関係を取得する処理、第１脳機能画像および第２脳機能画像を生成する処理を説明するための模式図である。 タスク提示前後の脳機能の相関関係、脳機能相関情報、第１脳機能画像および第２脳機能画像を説明するための模式図である。 第２実施形態による脳機能計測装置が生成する第１脳機能画像の模式図（Ａ）、第２脳機能画像の模式図（Ｂ）および脳機能計測装置が脳機能画像表示部に出力する第３脳機能画像の模式図（Ｃ）である。 第２実施形態による脳機能計測装置が第１脳機能画像、第２脳機能画像および第３脳機能画像を生成する処理を説明するためのフローチャートである。 第３実施形態による脳機能計測装置が脳機能画像表示部に表示する第１脳機能画像の模式図（Ａ）および第２脳機能画像の模式図（Ｂ）である。 第１変形例による脳機能計測装置が生成する第１脳機能画像の模式図である。 第２変形例による脳機能計測装置の全体構造を示す模式図である。 第３変形例による脳機能計測装置の全体構造を示す模式図である。 第２実施形態の変形例による脳機能計測装置が脳機能画像表示部に出力する第３脳機能画像の模式図（Ａ）、第１脳機能画像の模式図（Ｂ）および第２脳機能画像の模式図（Ｃ）である。
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１および図２を参照して、本発明の第１実施形態による脳機能計測装置１００の構成について説明する。
（脳機能計測装置の構成）
まず、図１を参照して、第１実施形態による脳機能計測装置１００の構成について説明する。
図１に示すように、脳機能計測装置１００は、脳血流情報取得部１と、脳形状情報取得部２と、制御部３と、脳機能画像生成部７と、記憶部８とを備えている。
脳機能計測装置１００は、たとえば、近赤外分光法（ＮＩＲＳ）を用いて被験者Ｐの脳活動を光学的に計測し、時系列の計測結果データを生成する装置（光計測装置）である。
第１実施形態では、脳機能計測装置１００は、被験者Ｐが表示部４に表示されたタスクを実行している際の脳の活動およびタスクを実行する前後の脳活動を計測するように構成されている。表示部４は、たとえば、液晶モニタなどを含む。
脳血流情報取得部１は、制御部３の制御の下で、被験者Ｐの脳血流情報ｄ１を取得するように構成されている。脳血流情報取得部１の詳細な構成については後述する。
脳形状情報取得部２は、脳形状情報取得装置６から、被験者Ｐの脳の形状を示すマップｂｍを取得するように構成されている。脳形状情報取得部２は、いわゆる入出力インターフェースとして構成されている。脳形状情報取得部２が取得する脳の形状を示すマップｂｍは、脳の形状を示す平面画像であってもよいし、脳の形状を示す３次元の画像であってもよい。
脳形状情報取得装置６は、制御部３の制御の下で、被験者Ｐの脳の形状を示すマップｂｍを取得するように構成されている。脳形状情報取得装置６は、たとえば、核磁気共鳴画像装置（ＭＲＩ装置）を含む。脳形状情報取得装置６は、制御部と、被験者Ｐに高周波の磁場を与える磁石と、高周波の磁場を与えられることにより被験者Ｐの体内の水素原子から生じた電波を取得するコイルと、取得した電波に基づいて、被験者Ｐの断層画像を生成する画像処理部と、画像処理部が生成した断層画像を表示する表示部とを含む。
制御部３は、脳血流情報取得部１を介して、被験者Ｐの脳血流情報ｄ１を取得するように構成されている。また、制御部３は、脳形状情報取得部２を介して、脳形状情報取得装置６によって取得された被験者Ｐの脳の形状マップｂｍを取得するように構成されている。また、制御部３は、脳血流情報取得部１によって被験者Ｐの脳血流情報ｄ１を取得した際の計測位置情報ｄ２を取得するように構成されている。また、制御部３は、タスクの提示前後における脳の相関関係の相対変化を示す脳機能相関情報ｄ３を取得する脳機能情報取得部３０を含む。また、制御部３は、取得した脳血流情報ｄ１、被験者Ｐの脳の形状マップｂｍ、計測位置情報ｄ２および脳機能情報取得部３０が取得した脳機能相関情報ｄ３を記憶部８に記憶するように構成されている。また、制御部３は、脳機能画像生成部７を制御して、第１脳機能画像２０を生成させるように構成されている。制御部３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やメモリなどから構成されるコンピュータであり、記憶部８に格納された各種プログラムを実行することにより、脳機能計測装置１００の制御部３として機能するように構成されている。
脳機能情報取得部３０は、タスクの提示前後における脳の相関関係の相対変化を示す脳機能相関情報ｄ３を取得するように構成されている。記憶部８に記憶されたプログラムを制御部３が実行することにより、脳機能情報取得部３０として機能するように構成されている。脳機能情報取得部３０が脳機能相関情報ｄ３を取得する詳細な構成については後述する。
脳機能画像生成部７は、制御部３の制御の下で、第１脳機能画像２０を生成するように構成されている。また、脳機能画像生成部７は、生成した第１脳機能画像２０を、脳機能画像表示部４０に表示可能に出力するように構成されている。脳機能画像生成部７が第１脳機能画像２０を生成する詳細な構成については後述する。
脳機能画像表示部４０は、脳機能画像生成部７から出力された第１脳機能画像２０を表示するように構成されている。脳機能画像表示部４０は、たとえば、液晶モニタなどを含む。
記憶部８は、制御部３が実行する制御プログラムや設定情報を格納するとともに、脳血流情報ｄ１、脳の形状を示すマップｂｍ、計測位置情報ｄ２、脳機能相関情報ｄ３などを記憶するように構成されている。記憶部８は、たとえば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）や不揮発性のメモリなどを含む。
（脳血流情報取得部の構成）
次に、図２を参照して、脳血流情報取得部１の構成について説明する。
脳血流情報取得部１は、光ファイバを介して接続された計測プローブ（送光プローブ１０ａおよび受光プローブ１０ｂ）を用いて、被験者Ｐの脳血流情報ｄ１、を取得するように構成されている。
図２に示すように、脳血流情報取得部１は、送光プローブ１０ａと、受光プローブ１０ｂと、光出力部１１と、光検出部１２と、計測制御部１３と、本体制御部１４と、記憶部１５と、入出力部１６とを備えている。
脳血流情報取得部１の送光プローブ１０ａおよび受光プローブ１０ｂは、それぞれ、被験者Ｐの頭部に装着されたプローブ固定用のホルダ５に取り付けられることにより、被験者Ｐの頭部表面上の所定位置に配置される。なお、計測位置情報ｄ２とは、送光プローブ１０ａおよび受光プローブ１０ｂを配置した場所のことである。具体的には、計測位置情報ｄ２は、送光プローブ１０ａおよび受光プローブ１０ｂを配置した場所の座標値のことである。
光出力部１１は、近赤外光の波長領域で複数の計測光を送光プローブ１０ａに出力可能に構成されている。光出力部１１は、たとえば、半導体レーザーを含む。光検出部１２は、受光プローブ１０ｂに入射した計測光を、光ファイバを介して取得し検出するように構成されている。光検出部１２は、たとえば、光電子倍増管を含む。
計測制御部１３は、被験者Ｐの頭部に配置された計測プローブ（送光プローブ１０ａおよび受光プローブ１０ｂ）により脳機能計測を行う。本体制御部１４は、ＣＰＵやメモリなどから構成されるコンピュータであり、記憶部１５に格納された各種プログラムを実行することにより、脳血流情報取得部１の本体制御部１４として機能するように構成されている。記憶部１５は、たとえばＨＤＤからなり、本体制御部１４が実行する制御プログラムや設定情報を格納するとともに、計測の結果得られた脳血流情報ｄ１を記憶することが可能である。また、入出力部１６は、制御部３などの外部機器との接続用インターフェースである。
光出力部１１は、近赤外光の波長領域の計測光を被験者Ｐの頭部表面上に配置した送光プローブ１０ａから照射する。そして、光検出部１２は、頭部内で反射した計測光を頭部表面上に配置した受光プローブ１０ｂに入射させて検出することにより、計測光の強度（受光量）を取得する。送光プローブ１０ａおよび受光プローブ１０ｂは、それぞれ複数設けられ、頭部表面上の所定位置に各プローブを固定するためのホルダ５に取り付けられる。計測制御部１３は、複数波長（たとえば、７８０ｎｍ、８０５ｎｍおよび８３０ｎｍの３波長）の計測光の強度（受光量）とヘモグロビンの吸光特性とに基づいて、酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビンおよび総ヘモグロビンの変化量を計測する。計測制御部１３は、ヘモグロビンの変化量を取得することにより、被験者Ｐの脳血流情報ｄ１を取得するように構成されている。脳血流情報取得部１は、取得した脳血流情報ｄ１を、入出力部１６を介して脳機能計測装置１００の制御部３へ出力する。
（脳血流情報の取得および第１脳機能画像の生成処理）
次に、図３～図５を参照して、脳機能情報取得部３０が脳機能相関情報ｄ３を取得する構成および脳機能画像生成部７が第１脳機能画像２０を生成する構成について説明する。
図３は、脳血流情報取得部１によって計測された脳血流情報ｄ１に基づいて脳機能情報取得部３０が脳機能相関情報ｄ３を取得する処理、および、脳機能画像生成部７が第１脳機能画像２０を生成する処理の流れを示した模式図である。なお、図３に示す例では、脳機能情報取得部３０が行う処理を実線で、脳機能画像生成部７が行う処理を破線で図示している。
第１実施形態では、被験者Ｐの脳血流情報ｄ１の計測は、被験者Ｐにタスクを提示している期間と、タスク提示前後におけるタスクを提示していない期間とを１セットとして繰り返し行うブロックデザインという手法により行う。図３に示すタイミングチャートｔｃは、ブロックデザインの模式図であり、被験者Ｐにタスクを提示する前のタスク提示前レスト期間ｔｃ１と、タスク提示期間ｔｃ２と、タスク提示後レスト期間ｔｃ３とを含む。第１実施形態では、脳機能計測装置１００は、所定時間のタスク提示前レスト期間ｔｃ１における被験者Ｐの脳血流情報ｄ１を取得するように構成されている。また、第１実施形態では、脳機能計測装置１００は、所定時間のタスク提示期間ｔｃ２における被験者Ｐの脳血流情報ｄ１を取得するように構成されている。また、第１実施形態では、脳機能計測装置１００は、所定時間のタスク提示後レスト期間ｔｃ３における被験者Ｐの脳血流情報ｄ１を取得するように構成されている。図３に示す例では、タスク提示前レスト期間ｔｃ１およびタスク提示後レスト期間ｔｃ３として、それぞれ８分間、被験者Ｐの脳血流情報ｄ１を取得する例を示している。また、図３に示す例では、タスク提示期間ｔｃ２として、１０分間被験者Ｐにタスクを課している。
脳機能情報取得部３０は、タスク提示前レスト期間ｔｃ１における被験者Ｐの脳血流情報ｄ１に基づいて、タスク提示前の被験者Ｐの脳の各々の部分同士の相関関係２１（以下、第１相関関係２１という）を取得するように構成されている。また、脳機能情報取得部３０は、タスク提示後レスト期間ｔｃ３における被験者Ｐの脳血流情報ｄ１に基づいて、タスク提示後の被験者Ｐの脳の各々の部分同士の相関関係２２（以下、第２相関関係２２という）を取得するように構成されている。脳機能情報取得部３０が取得する第１相関関係２１および第２相関関係２２の具体例については後述する。なお、脳の各々の部分とは、脳血流情報ｄ１を計測する脳の領域のことである。また、脳の各々の部分同士の相関関係とは、各領域間における相互相関の相関係数のことである。
また、脳機能情報取得部３０は、タスクの提示前後における脳の複数の部分において計測した脳血流情報ｄ１に基づいて取得した脳の各々の部分同士の相関関係の相対変化を示す脳機能相関情報ｄ３を取得するように構成されている。具体的には、脳機能情報取得部３０は、タスクの提示前後における相関関係の差分値を取得することにより、脳機能相関情報ｄ３を取得するように構成されている。第１実施形態では、脳機能情報取得部３０は、第２相関関係２２から、第１相関関係２１を減算することにより、脳機能相関情報ｄ３を取得するように構成されている。
また、第１実施形態では、図３に示すように、脳機能画像生成部７は、脳機能相関情報ｄ３と、脳の形状を示すマップｂｍとに基づいて、第１脳機能画像２０を生成するように構成されている。
次に、図４を参照して、第１実施形態による脳機能計測装置１００が取得する脳機能相関情報ｄ３、および、脳機能計測装置１００が生成する第１脳機能画像２０の具体例について説明する。
図４に示すように、第１実施形態では、脳機能情報取得部３０は、第１相関関係２１として、脳血流情報ｄ１を取得した際の各計測位置２３を縦軸および横軸とした第１マトリクス図ｍ１を取得する。具体的には、脳機能情報取得部３０は、計測位置２３のそれぞれにおける脳血流情報ｄ１に基づいて、各計測位置２３における脳血流情報ｄ１の相関係数を取得するように構成されている。脳機能情報取得部３０は、取得した各計測位置２３における脳血流情報ｄ１の相関係数を、計測位置２３の番号順に並べることにより、第１マトリクス図ｍ１を取得する。
また、脳機能情報取得部３０は、第２相関関係２２として、脳血流情報ｄ１を取得した際の各計測位置２３を縦軸および横軸とした第２マトリクス図ｍ２を取得する。また、脳機能情報取得部３０は、第１マトリクス図ｍ１と第２マトリクス図ｍ２との差分値を取得することにより、脳機能相関情報ｄ３（第３マトリクス図ｍ３）を取得する。脳機能情報取得部３０は、第１マトリクス図ｍ１と同様に第２マトリクス図ｍ２および第３マトリクス図ｍ３を取得する。脳機能相関情報ｄ３（第３マトリクス図ｍ３）は、タスクを実行することにより、タスク提示の前後で脳機能の相関関係が変化した計測位置２３を表す情報である。また、第１実施形態では、脳血流情報ｄ１の計測位置２３を、マップｂｍ上において四角形で図示している。
各マトリクス図は、脳血流情報ｄ１に基づいて各計測位置２３における脳機能の相関関係の強度を表している。第１実施形態では、脳機能情報取得部３０は、脳機能の相関関係の活性化の違いを色の違いにより表すように構成されている。具体的には、脳機能情報取得部３０は、脳機能の相関関係が活性化していない場所を緑色で表示し、脳機能の相関関係の活性化が強くなるにつれて、黄色、オレンジ色、赤色に変更して表示するように構成されている。また、脳機能情報取得部３０は、脳機能の相関関係の活性化が弱くなる（層機能の相関関係の変化がマイナスになる）場合、青色で表示するように構成されている。なお、脳機能の相関関係が活性化したとは、タスク提示前後において、脳機能の相関係数の変化が所定の閾値以上になったことである。
図４に示すマトリクス図では、便宜上、脳機能の相関関係の活性化の強さの程度を、相関関係の強度を示す凡例Ｌ１に示すようなハッチングの濃さの違いにより表している。図４に示す例では、ハッチングが濃くなるにつれて、脳機能の相関関係が活性化した例を示している。なお、図４に示す各マトリクス図では、左上から右下に延びる対角線はハッチングが濃く示されている。この対角線は、各計測位置２３自身の相関関係を示しており、タスクの提示前後およびタスクの提示時において相関関係が強くなり、常にハッチングが濃く表示される場所である。そのため、この対角線は、タスクの提示による脳機能の相関関係の変化を計測する際は用いることのないデータである。また、図４に示す例では、各マトリクス図のハッチングが付与されていない場所は、タスクの提示前後において脳機能の相関関係の変化が少ないことを意味している。
第１実施形態では、脳機能画像生成部７は、脳血流情報ｄ１の計測位置２３の各々の相対位置と、脳機能相関情報に基づいて取得された相関関係が変化した計測位置２３とを視認可能な第１脳機能画像２０を生成するように構成されている。具体的には、脳機能画像生成部７は、脳機能相関情報ｄ３と、脳の形状を示すマップｂｍと、計測位置情報ｄ２とに基づいて、第１脳機能画像２０を生成するように構成されている。
（脳機能画像）
次に、図５を参照して、第１実施形態による脳機能画像生成部７が生成する第１脳機能画像２０について説明する。
図５は、第１実施形態による脳機能画像生成部７が生成する第１脳機能画像２０の模式図である。図５に示すように、脳機能画像生成部７は、マップｂｍ上に計測位置２３が表示されるとともに、マップｂｍ上における脳機能相関情報ｄ３の位置が視認可能な第１脳機能画像２０を生成するように構成されている。具体的には、脳機能画像生成部７は、相関関係の変化量に基づいて、計測位置２３の表示態様を異ならせて表示した第１脳機能画像２０を生成するように構成されている。また、脳機能画像生成部７は、計測位置２３と、脳機能相関情報に基づいて取得された相関関係が変化した２点間の計測位置２３とを視認可能な第１脳機能画像２０を生成するように構成されている。具体的には、脳機能画像生成部７は、マップｂｍ上において、タスクの提示前後において相関関係が活性化された計測位置２３同士を接続線２４で結んで表示した第１脳機能画像２０を生成するように構成されている。なお、図５に示す例では、接続線２４を実線で図示しているが、接続線２４は実線に限らない。たとえば、破線や鎖線などの接続線２４により、計測位置２３同士を結んで表示してもよい。脳機能の相関関係が活性化された計測位置２３同士を結んで表示することが可能であれば、接続線２４はどのような種類の線であってもよい。
また、脳機能画像生成部７は、タスクの提示前後において、第１脳機能画像２０における相関関係の活性化の程度が識別可能な第１脳機能画像２０を生成するように構成されている。具体的には、脳機能画像生成部７は、接続線２４の幅を変更することにより、相関関係の活性化の程度を識別可能な第１脳機能画像２０を生成するように構成されている。図５に示す例では、脳機能の相関関係の活性化の度合いに応じて、接続線２４の太さを変更することにより、脳機能の相関関係の活性化の度合いを３段階で識別可能に表示している。すなわち、相関関係の活性化の度合いを示す凡例Ｌ２に示すように、接続線２４ａ、接続線２４ｂ、接続線２４ｃの順で、脳機能の相関関係の活性化が強くなる。
また、第１実施形態では、脳機能画像生成部７は、脳機能の相関関係の活性化が所定の閾値を超えた場合に、相関関係が活性化した計測位置２３同士を接続線２４で結ぶように構成されている。これにより、第１脳機能画像２０上に過剰な数の接続線２４が表示されることを抑制することが可能となり、第１脳機能画像２０の可読性を向上させることができる。
（脳機能計測装置が脳機能画像を生成する処理）
次に、図６を参照して、第１実施形態による脳機能計測装置１００が第１脳機能画像２０を生成する一連の処理について説明する。なお、図６において、脳機能計測装置１００以外（たとえば、医師等）がおこなう処理については、破線で図示している。
ステップＳ１において、制御部３は、タスク提示前の脳血流情報ｄ１を取得する。その後、ステップＳ２において、医師等は、表示部４にタスクを表示することにより、被験者Ｐにタスクを提示する。その後、処理はステップＳ３へ進む。なお、脳血流情報取得部１は、ステップＳ２においても、被験者Ｐの脳血流情報ｄ１を取得している。
ステップＳ３において、制御部３は、タスク提示後の脳血流情報ｄ１を取得する。その後、ステップＳ４において、脳機能情報取得部３０は、第１相関関係２１を取得する。その後、ステップＳ５において、脳機能情報取得部３０は、第２相関関係２２を取得する。その後、処理はステップＳ６へ進む。なお、ステップＳ４における処理は、ステップＳ３の前に実行されていてもよいし、ステップＳ５が実行された後に行われてもよい。すなわち、ステップＳ４の処理は、処理がステップＳ６へ進む前に実行されればどのタイミングで行われてもよい。
ステップＳ６において、脳機能情報取得部３０は、第１相関関係２１および第２相関関係２２から、脳機能相関情報ｄ３を取得する。その後、ステップＳ７において、脳機能画像生成部７は、脳機能相関情報ｄ３と、脳の形状を示すマップｂｍとに基づいて、第１脳機能画像２０を生成し、処理を終了する。
なお、第１実施形態では、脳機能画像生成部７は、生成した第１脳機能画像２０を、脳機能画像表示部４０に出力するように構成されており、医師等は、脳機能画像表示部４０に表示された第１脳機能画像２０を観察することにより、タスク提示による被験者Ｐの脳機能の相関関係の変化を直感的に把握することができる。
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第１実施形態では、上記のように、脳機能計測装置１００は、被験者Ｐの脳血流情報ｄ１を取得する脳血流情報取得部１と、タスクの提示前後における脳の複数の部分において計測した脳血流情報ｄ１に基づいて取得した脳の各々の部分同士の相関関係の相対変化を示す脳機能相関情報ｄ３を取得する脳機能情報取得部３０と、脳血流情報ｄ１の計測位置２３の各々の相対位置と、脳機能相関情報に基づいて取得された相関関係が変化した計測位置２３とを視認可能な第１脳機能画像２０を生成する脳機能画像生成部７とを備える。これにより、第１脳機能画像２０を観察することによって、脳血流情報ｄ１の計測位置２３と、相関関係が変化した計測位置２３とを把握することができる。その結果、脳血流情報ｄ１の計測位置２３と、相関関係が変化した計測位置２３とを第１脳機能画像２０で把握することが可能となるので、タスク提示前後における複数の所定領域間の脳領域の相関関係（機能的な結合）の変化および相関関係（機能的な結合）が変化した脳領域の位置を直感的に把握することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、被験者Ｐの脳の形状を示すマップｂｍを取得する脳形状情報取得部２をさらに備え、脳機能画像生成部７は、マップｂｍ上に計測位置２３が表示されるとともに、マップｂｍ上における脳機能相関情報ｄ３の位置が視認可能な第１脳機能画像２０を生成するように構成されている。これにより、第１脳機能画像２０を観察することにより、脳の形状を示すマップｂｍ上における脳機能相関情報ｄ３の位置を把握することができる。その結果、脳の形状を示すマップｂｍ上において脳機能相関情報ｄ３の位置を把握することが可能となるので、タスク提示前後における複数の所定領域間の脳領域の相関関係（機能的な結合）の変化および相関関係（機能的な結合）が変化した脳領域の位置をより直感的に把握することできる。
また、第１実施形態では、上記のように、脳機能画像生成部７は、相関関係の変化量に基づいて、計測位置２３の表示態様を異ならせて表示した第１脳機能画像２０を生成するように構成されている。これにより、第１脳機能画像２０を確認することによって、相関関係の変化量の違いを把握することができる。その結果、第１脳機能画像２０を確認することにより、タスク提示前後において脳機能の相関関係が活性化された計測位置２３を容易に把握することが可能となるので、タスク提示前後において脳機能の相関関係が活性化された脳の領域を容易に把握することができる。
また、上記第１実施形態では、上記のように、脳機能画像生成部７は、計測位置２３と、脳機能相関情報に基づいて取得された相関関係が変化した２点間の計測位置２３とを視認可能な第１脳機能画像２０を生成するように構成されている。これにより、第１脳機能画像２０を確認することにより、相関関係が変化した計測位置２３の組み合わせを容易に把握することができる。その結果、タスクの提示前後において、相関関係が変化した計測位置２３の組み合わせを容易に把握することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、脳機能画像生成部７は、マップｂｍ上において、タスクの提示前後において相関関係が活性化された計測位置２３同士を接続線２４で結んで表示した第１脳機能画像２０を生成するように構成されている。これにより、第１脳機能画像２０における計測位置２３同士の接続線２４を観察することにより、タスク提示前後において脳機能の相関関係が活性化された計測位置２３を容易に把握することができる。その結果、第１脳機能画像２０における計測位置２３同士の接続線２４により、タスク提示前後において脳機能の相関関係が活性化された計測位置２３を容易に把握することが可能となるので、タスク提示前後において脳機能の相関関係が活性化された脳の領域を容易に把握することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、脳機能画像生成部７は、タスクの提示前後において、第１脳機能画像２０における相関関係の活性化の程度が識別可能な第１脳機能画像２０を生成するように構成されている。これにより、第１脳機能画像２０を観察することにより、脳機能の相関関係の活性化の程度を認識することができる。その結果、第１脳機能画像２０において、脳機能の相関関係の活性化の程度が識別可能となっているので、第１脳機能画像２０を観察することにより、脳機能の相関関係の変化に加えて、脳機能の相関関係の活性化の程度を容易に、かつ、直感的に把握することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、脳機能画像生成部７は、接続線２４の幅を変更することにより、相関関係の活性化の程度を識別可能な第１脳機能画像２０を生成するように構成されている。これにより、第１脳機能画像２０において、脳機能の相関関係の活性化の程度を、接続線２４の幅の違いによって識別することが可能となるので、脳機能の相関関係の活性化の程度をより一層容易に、かつ、直感的に把握することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、脳機能情報取得部３０は、タスクの提示前後における相関関係の差分値を取得することにより、脳機能相関情報ｄ３を取得するように構成されている。これにより、タスク提示前後の相関関係の差分値を取得することにより、脳機能相関情報ｄ３を取得することが可能となるので、脳機能相関情報ｄ３を容易に取得することができる。
［第２実施形態］
次に、図１、図７～図９を参照して、本発明の第２実施形態による脳機能計測装置２００（図１参照）について説明する。タスク提示前後の脳血流情報ｄ１から脳機能相関情報ｄ３を取得し、脳機能相関情報ｄ３と脳の形状を示すマップｂｍとに基づいて第１脳機能画像２０を生成する第１実施形態とは異なり、第２実施形態では、脳機能画像生成部３１は、タスクの提示時の脳血流情報ｄ１に基づいて取得したタスクの提示時の脳機能が活性化された計測位置２３を含む領域２７（図８参照）を視認可能な第２脳機能画像２５（図７参照）をさらに生成するとともに、第１脳機能画像２０と第２脳機能画像２５とを対比可能に表示することが可能なように出力するように構成されている。なお、上記第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
（第２脳機能画像の処理）
まず、図７を参照して、脳機能画像生成部３１が第２脳機能画像２５を生成する処理について説明する。なお、図７に示すタイミングチャートｔｃは、図３に示すタイミングチャートｔｃと同様であるため、詳しい説明を省略する。また、脳機能情報取得部３０が第１相関関係２１、第２相関関係２２、脳機能相関情報ｄ３を取得する処理、および、脳機能画像生成部３１が、第１脳機能画像２０を生成する処理は、上記第１実施形態における処理と同様であるため、詳しい説明を省略する。また、図７においても、上位第１実施形態における図３で示したように、脳機能情報取得部３０が行う処理を実線で図示し、脳機能画像生成部３１が行う処理を破線で図示している。
図７に示すように、第２実施形態では、脳機能画像生成部３１は、タスクの提示時の脳血流情報ｄ１に基づいて取得したタスクの提示時の脳機能が活性化された計測位置２３を含む領域２７を視認可能な第２脳機能画像２５をさらに生成するように構成されている。なお、脳機能の活性化とは、脳領域において、脳血流量が増加することを意味する。
また、第２実施形態では、脳機能画像生成部３１は、第１脳機能画像２０と第２脳機能画像２５とを対比可能に表示することが可能なように出力するように構成されている。具体的には、脳機能画像生成部３１は、第１脳機能画像２０と、第２脳機能画像２５とを重ねて表示可能に出力するように構成されている。第２実施形態では、脳機能画像生成部３１は、第１脳機能画像２０と、第２脳機能画像２５とを重ねて表示した第３脳機能画像２６（図８参照）を、脳機能画像表示部４０に出力するように構成されている。
次に、図８を参照して、第２実施形態による脳機能計測装置２００が生成する第２脳機能画像２５および脳機能計測装置２００が出力する第３脳機能画像２６の具体例について説明する。なお、脳機能情報取得部３０が取得する第１マトリクス図ｍ１、第２マトリクス図ｍ２および第３マトリクス図ｍ３については、上記第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
図８に示すように、第２実施形態では、脳機能画像生成部３１は、タスク提示期間ｔｃ２における脳血流情報ｄ１と、脳の形状を示すマップｂｍとに基づいて、第２脳機能画像２５を生成する。また、第２実施形態では、脳機能画像生成部３１は、第１脳機能画像２０と第２脳機能画像２５とを重畳した第３脳機能画像２６を生成するように構成されている。また、第２実施形態では、脳機能画像生成部３１は、第３脳機能画像２６を脳機能画像表示部４０に出力するように構成されている。
（脳機能画像）
次に、図９を参照して、第２実施形態による脳機能画像生成部３１が生成する第１脳機能画像２０、第２脳機能画像２５および脳機能画像生成部３１が脳機能画像表示部４０に出力する第３脳機能画像２６について説明する。なお、第１脳機能画像２０については、上記第１実施形態における脳機能画像生成部７が生成する第１脳機能画像２０と同様であるため、詳細な説明を省略する。
図９（Ａ）は、脳機能画像生成部３１が生成する第１脳機能画像２０の模式図である。図９（Ｂ）は、脳機能画像生成部３１が生成する第２脳機能画像２５の模式図である。図９（Ｃ）は、脳機能画像生成部３１が出力する第３脳機能画像２６の模式図である。
図９（Ｂ）に示すように、脳機能画像生成部３１は、マップｂｍ上に計測位置２３が表示されるとともに、タスクの提示時の脳機能が活性化された計測位置２３を含む領域２７を視認可能な第２脳機能画像２５を生成するように構成されている。第２実施形態では、脳機能情報取得部３０は、脳機能が活性化された計測位置２３を含む領域２７を色つきの円で表すように構成されている。また、脳機能情報取得部３０は、脳機能が活性化された計測位置２３を含む領域２７の色の違いにより、脳機能が活性化された計測位置２３を含む領域２７における脳機能の活性化の度合いを示している。具体的には、脳機能情報取得部３０は、脳機能が活性化された計測位置２３を含む領域２７の色を、脳機能の活性化が強くなるにつれて、緑色、オレンジ色、赤色に変更して表示するように構成されている。
図９（Ｂ）に示す例では、便宜上、脳機能が活性化された計測位置２３を含む領域２７を、ハッチングを付した円で図示している。また、図９（Ｂ）に示す例では、脳機能画像生成部３１は、ハッチングの濃さによって、脳機能の活性化の度合いを表している。すなわち、図９（Ｂ）に示す例では、脳機能の活性化の度合いを示す凡例Ｌ３に示すように、ハッチングが濃くなるにつれて、脳機能が活性化したことを示している。図９（Ｂ）に示す例では、脳機能の活性化の度合いに応じて、脳機能が活性化された計測位置２３を含む領域２７のハッチングの濃さを変更することにより、脳機能の活性化の度合いを３段階で識別可能に表示している。すなわち、領域２７ａ、領域２７ｂ、領域２７ｃの順で、脳機能の活性化が強くなる。
また、図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示すように、第２実施形態では、脳機能画像生成部３１は、第１脳機能画像２０の計測位置２３における脳機能相関情報ｄ３の位置関係の表示態様と、第２脳機能画像２５におけるタスクの提示時の脳機能が活性化された計測位置２３を含む領域２７の表示態様とを異ならせて、第１脳機能画像２０および第２脳機能画像２５を生成するように構成されている。具体的には、脳機能画像生成部３１は、第１脳機能画像２０の計測位置２３における脳機能相関情報ｄ３の位置関係を接続線２４で表示するように構成されている。また、脳機能画像生成部３１は、第２脳機能画像２５におけるタスクの提示時の脳機能が活性化された計測位置２３を含む領域２７を、円形の領域で表示するように構成されている。したがって、第２実施形態では、脳機能画像生成部３１は、接続線２４と円形の領域２７とを用いることにより、脳機能相関情報ｄ３の位置関係と、タスク提示時の脳機能が活性化された計測位置２３を含む領域２７との表示態様を異ならせた第１脳機能画像２０と第２脳機能画像２５とを生成することができる。
図９（Ｃ）に示す例は、脳機能画像生成部３１が、脳機能画像表示部４０に出力する第３脳機能画像２６の例である。図９（Ｃ）に示すように、第３脳機能画像２６は、第１脳機能画像２０と第２脳機能画像２５とが重ねて表示された画像である。したがって、第３脳機能画像２６では、タスクの提示前後において脳機能の相関関係が活性化した計測位置２３と、タスク提示期間ｔｃ２において脳機能が活性化した計測位置２３を含む領域２７とを、１つの画像上において確認することができる。
（脳機能計測装置が脳機能画像を生成する処理）
次に、図１０を参照して、第２実施形態による脳機能計測装置２００が第１脳機能画像２０、第２脳機能画像２５および第３脳機能画像２６を生成する一連の処理について説明する。なお、ステップＳ１、ステップＳ３～Ｓ７については、上記第１実施形態における各ステップと同様であるため、詳しい説明を省略する。
ステップＳ１において、制御部３は、タスク提示前の脳血流情報ｄ１を取得する。その後、ステップＳ８において、制御部３は、タスク提示期間ｔｃ２における被験者Ｐの脳血流情報ｄ１を取得する。その後、処理はステップＳ３～ステップＳ７へと進み、脳機能画像生成部３１は第１脳機能画像２０を生成する。その後、処理はステップＳ９へ進む。
ステップＳ９において、脳機能画像生成部３１は、タスク提示期間ｔｃ２における脳血流情報ｄ１と、脳の形状を示すマップｂｍとに基づいて、第２脳機能画像２５を生成する。その後、ステップＳ１０において、脳機能画像生成部３１は、第１脳機能画像２０および第２脳機能画像２５に基づいて第３脳機能画像２６を生成し、処理を終了する。なお、ステップＳ９の処理は、ステップＳ８の処理を行った後であれば、どのタイミングで行ってよい。第３脳機能画像２６を生成する前であれば、どのタイミングであってもよい。
また、第２実施形態では、脳機能画像生成部３１は、第３脳機能画像２６を脳機能画像表示部４０に出力するように構成されており、医師等は、脳機能画像表示部４０に表示された第３脳機能画像２６を観察することにより、タスク提示による被験者Ｐの脳機能の相関関係の変化およびタスク提示期間ｔｃ２における脳機能が活性化した計測位置２３を含む領域２７を直感的に把握することができる。
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第２実施形態では、上記のように、脳機能画像生成部３１は、タスクの提示時の脳血流情報ｄ１に基づいて取得したタスクの提示時の脳機能が活性化された計測位置２３を含む領域２７を視認可能な第２脳機能画像２５をさらに生成するように構成されており、脳機能画像生成部３１は、第１脳機能画像２０と第２脳機能画像２５とを対比可能に表示することが可能なように出力するように構成されている。これにより、第１脳機能画像２０と第２脳機能画像２５とを対比させて観察することができる。その結果、第１脳機能画像２０と第２脳機能画像２５とを比較することが可能となるので、タスク提示前後における脳機能の相関関係の変化と、タスクの提示における脳機能が活性化された領域２７とを直感的に把握することができる。
また、第２実施形態では、上記のように、脳機能画像生成部３１は、第１脳機能画像２０と、第２脳機能画像２５とを重ねて表示可能に出力するように構成されている。これにより、第１脳機能画像２０と、第２脳機能画像２５とを重ねた第３脳機能画像２６を観察することができる。その結果、脳機能の相関関係の変化と、脳機能が活性化した計測位置２３を含む領域２７とを、１つの画像により観察することが可能となるので、脳機能の相関関係が変化した領域と、脳機能が活性化した領域２７との位置を対比しやすくすることができる。
また、第２実施形態では、上記のように、脳機能画像生成部３１は、第１脳機能画像２０の計測位置２３における脳機能相関情報ｄ３の位置関係の表示態様と、第２脳機能画像２５におけるタスクの提示時の脳機能が活性化された計測位置２３を含む領域２７の表示態様とを異ならせて、第１脳機能画像２０および第２脳機能画像２５を生成するように構成されている。これにより、第１脳機能画像２０の計測位置２３における脳機能相関情報ｄ３の位置関係の表示態様と、第２脳機能画像２５におけるタスクの提示時の脳機能が活性化された計測位置２３を含む領域２７の表示態様とが異なっているため、第１脳機能画像２０および第２脳機能画像２５を対比する場合でも、計測位置２３における脳機能相関情報ｄ３の位置関係と、タスクの提示時の脳機能が活性化された計測位置２３を含む領域２７とを区別することができる。その結果、たとえば、第１脳機能画像２０と第２脳機能画像２５とを重ねて表示した場合でも、脳機能相関情報ｄ３の位置関係と脳機能が活性化された計測位置２３を含む領域２７とをそれぞれ区別した状態で観察することが可能となるので、医師等が被験者Ｐの脳機能を評価する際の画像の視認性を向上させることができる。
また、第２実施形態では、上記のように、脳機能計測装置２００は、被験者Ｐの脳血流情報ｄ１を取得する脳血流情報取得部１と、タスクの提示前後における脳血流情報ｄ１に基づく脳の各々の部分同士の相関関係の相対変化を示す第１脳機能画像２０と、タスクの提示時における脳血流情報ｄ１に基づく脳の機能が活性化された領域２７を示す第２脳機能画像２５を生成するとともに、第１脳機能画像２０と、第２脳機能画像２５とを対比可能に表示することが可能なように出力する脳機能画像生成部３１とを備える。これにより、第１脳機能画像２０と第２脳機能画像２５とを対比させて観察することができる。その結果、タスク提示前後における脳機能の相関関係の変化と、タスク提示時における脳機能が活性化された計測位置２３を含む領域２７とを比較することが可能となるので、タスク提示前後における脳機能の相関関係の変化と、タスクの提示における脳機能の活性化とを直感的に把握することが可能な脳機能計測装置２００を提供することができる。また、タスク提示前後における脳機能の相関関係の変化と、タスクの提示における脳機能の活性化と対比させて観察することが可能となるので、タスクの提示による脳機能の相関関係の変化などの知見を得ることができる。
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
［第３実施形態］
次に、図１および図１１を参照して、本発明の第３実施形態による脳機能計測装置３００（図１参照）について説明する。第１脳機能画像２０と第２脳機能画像２５とを重ねて対比可能に表示することが可能なように出力する第２実施形態とは異なり、第３実施形態では、脳機能画像生成部３２は、第１脳機能画像２０と第２脳機能画像２５とを並べて表示可能に脳機能画像表示部４０に出力するように構成されている。なお、上記第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
図１１に示すように、第３実施形態による脳機能画像生成部３２は、第１脳機能画像２０と、第２脳機能画像２５とを並べて表示可能に出力するように構成されている。なお、図１１に示す例では、第１脳機能画像２０と第２脳機能画像２５とを横に並べて表示している。第１脳機能画像２０と第２脳機能画像２５とは、向きが同一であれば、横に並べてもよいし、縦に並べてもよい。また、同一画面上に第１脳機能画像２０および第２脳機能画像２５を並べて表示してもよいし、それぞれ別画面に表示した第１脳機能画像２０と第２脳機能画像２５とを並べて表示してもよい。
なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１および第２実施形態と同様である。
（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第３実施形態では、上記のように、脳機能画像生成部３２は、第１脳機能画像２０と、第２脳機能画像２５とを並べて表示可能に出力するように構成されている。これにより、第１脳機能画像２０と第２脳機能画像２５とを並べた状態でそれぞれの画像を観察することができる。その結果、それぞれの画像を並べて観察することが可能となるので、脳機能の相関関係が変化した領域の全体の分布と、脳機能が活性化した領域２７の全体の分布とを対比しやすくすることができる。
なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。
（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく、請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
たとえば、上記第１から第３実施形態では、脳機能画像生成部７（脳機能画像生成部３１、脳機能画像生成部３２）が、脳機能の相関関係の活性化の程度を、接続線２４の幅を変えることにより識別可能な第１脳機能画像２０を生成する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、脳機能画像生成部７は、接続線２４の色を変えることにより、脳機能の相関関係の活性化の程度を識別可能な第１脳機能画像２０を生成するように構成されていてもよい。接続線２４の色を変えることにより脳機能の相関関係の活性化の程度を識別可能な第１脳機能画像２０を生成する場合、たとえば、脳機能の相関関係の活性化が強くなるにつれて、接続線２４の色を、緑色、黄色、赤色に表示してもよい。脳機能の相関関係の活性化の程度を識別可能な第１脳機能画像２０であれば、接続線２４をどのように表示してもよい。
また、上記第１から第３実施形態では、脳形状情報取得装置６としてＭＲＩ装置を用いる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、脳形状情報取得装置６として、断層画像装置（ＣＴ装置）を用いてもよい。被験者Ｐの脳の形状を示すマップｂｍを得ることができれば、脳形状情報取得装置６として用いる装置はどのような装置であってもよい。
また、上記第１から第３実施形態では、各マトリクス図（第１マトリクス図ｍ１、第２マトリクス図ｍ２、および第３マトリクス図ｍ３）において、脳機能の相関関係の活性化の違いを色の違いにより示しているが、本発明はこれに限られない。たとえば、脳機能の相関関係の活性化の違いを、図４に示すようなハッチングの違いにより表してもよい。脳機能の相関関係の活性化を確認することが可能であれば、どのように表示してもよい。
また、上記第１から第３実施形態では、脳機能計測装置１００（脳機能計測装置２００、脳機能計測装置３００）がＮＩＲＳを用いて脳血流情報ｄ１を取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、脳機能計測装置１００（脳機能計測装置２００、脳機能計測装置３００）は、ｆＭＲＩ（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）やＳＰＥＣＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈｏｔｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）などにより脳血流情報ｄ１を取得するように構成されていてもよい。
また、上記第１から第３実施形態では、脳形状情報取得部２を含み、脳機能画像生成部７（脳機能画像生成部３１、脳機能画像生成部３２）が、脳機能相関情報ｄ３と、脳の形状を示すマップｂｍとを用いて第１脳機能画像２０を生成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、脳形状情報取得部２を含まない構成であってもよい。脳形状情報取得部２を含まない場合、脳機能画像生成部７（脳機能画像生成部３１、脳機能画像生成部３２）は、たとえば、図１２に示すように、脳血流情報ｄ１の計測位置２３と、脳機能相関情報ｄ３とを用いて第１脳機能画像２０を生成するように構成されていてもよい。
また、上記第１から第３実施形態では、脳血流情報取得部１が脳血流情報ｄ１を取得する脳血流情報取得装置である構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１３に示すように、脳機能計測装置１００（脳機能計測装置２００、脳機能計測装置３００）と、脳血流情報取得装置９と、脳形状情報取得装置６とを備える、脳機能計測システム４００として構成されていてもよい。すなわち、脳機能計測装置１００（脳機能計測装置２００、脳機能計測装置３００）は、脳血流情報取得装置９を備えていなくてもよい。脳機能計測システム４００として構成されている場合、脳血流情報取得部１は、脳血流情報取得装置９が取得した脳血流情報ｄ１を取得する入出力インターフェースとして構成すればよい。
また、上記第１から第３実施形態では、脳血流情報取得部１が脳血流情報取得装置９であり、脳形状情報取得部２が入出力インターフェースである構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１４に示すように、脳機能計測装置５００は、脳血流情報取得装置９と、脳形状情報取得装置６と、制御部３とを含むように構成されていてもよい。脳機能計測装置５００が脳血流情報取得装置９と脳形状情報取得装置６とを含む場合、制御部３は、脳血流情報取得装置９および脳形状情報取得装置６から、脳血流情報ｄ１および脳の形状を示すマップｂｍを取得するように構成すればよい。
また、上記第２実施形態では、脳機能画像生成部３１が、第１脳機能画像２０と第２脳機能画像２５とを重ねた第３脳機能画像２６を脳機能画像表示部４０に出力する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、脳機能画像生成部３１は、脳機能画像表示部４０に対して、第１脳機能画像２０と第２脳機能画像２５とを出力するように構成されており、脳機能画像表示部４０において、第１脳機能画像２０と第２脳機能画像２５とを重ねて表示するように構成されていてもよい。
また、上記第２実施形態では、脳機能画像生成部３１が、第１脳機能画像２０と第２脳機能画像２５とを重ねた第３脳機能画像２６を脳機能画像表示部４０に出力する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１５に示すように、脳機能画像生成部３１は、第１脳機能画像２０、第２脳機能画像２５および第３脳機能画像２６を並べて表示可能に、脳機能画像表示部４０に出力するように構成されていてもよい。
また、上記第１から第３実施形態では、タスク提示前レスト期間ｔｃ１およびタスク提示後レスト期間ｔｃ３が８分であり、タスク提示期間ｔｃ２が１０分の例を示したが、本発明はこれに限られない。タスク提示前レスト期間ｔｃ１、タスク提示期間ｔｃ２、およびタスク提示後レスト期間ｔｃ３の時間は、それぞれ任意の時間に設定すればよい。
また、上記第１実施形態では、脳血流情報取得部１が、タスク提示期間ｔｃ２における脳血流情報ｄ１を取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、脳血流情報取得部１は、タスク提示期間ｔｃ２における脳血流情報ｄ１を取得しなくてもよい。
また、上記第１から第３実施形態では、脳機能情報取得部３０が第１相関関係２１と第２相関関係２２との差分値を取得することにより、脳機能相関情報ｄ３を取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、脳機能情報取得部３０は、第１相関関係２１と第２相関関係２２との比率を取得することにより、脳機能相関情報ｄ３を取得するように構成されていてもよい。タスク提示前後における脳機能の相関関係の相対変化を習得することが可能であれば、脳機能情報取得部３０はどのように構成されていてもよい。
また、上記第１から第３実施形態では、脳機能画像生成部７（脳機能画像生成部３１、脳機能画像生成部３２）が、脳機能の相関関係の活性化の度合いを、３段階で識別可能な第１脳機能画像２０を生成する構成を示したが、本発明はこれに限られない。脳機能の相関関係の活性化の度合いは、何段階で示されてもよい。
また、上記第２および第３実施形態では、脳機能画像生成部３１（脳機能画像生成部３２）が、タスクの提示における脳機能が活性化した領域２７の活性化の度合いを３段階で識別可能な第２脳機能画像２５を生成する構成を示したが、本発明はこれに限られない。タスクの提示における脳機能が活性化した領域２７の活性化の度合いは、何段階で示されてもよい。
１ 脳血流情報取得部
２ 脳形状情報取得部
７、３１、３２ 脳機能画像生成部
２０ 第１脳機能画像
２３ 計測位置
２４ 接続線
２５ 第２脳機能画像
３０ 脳機能情報取得部
１００、２００、３００、５００ 脳機能計測装置
ｂｍ 脳の形状を示すマップ
ｄ１ 脳血流情報
ｄ３ 脳機能相関情報
Ｐ 被験者

Claims (9)

  1. 被験者の脳血流情報を取得する脳血流情報取得部と、
    タスクの提示前後における脳の複数の部分において計測した前記脳血流情報に基づいて取得した脳の各々の部分同士の相関関係の相対変化を示す脳機能相関情報を取得する脳機能情報取得部と、
    前記脳血流情報の各々の計測位置と、前記脳機能相関情報に基づいて取得された前記相関関係が変化した前記計測位置とを視認可能な第１脳機能画像と、前記タスクの提示時の前記脳血流情報に基づいて取得した前記タスクの提示時の脳機能が活性化された前記計測位置を含む領域を視認可能な第２脳機能画像と、を生成する脳機能画像生成部と、
    被験者の脳の形状を示すマップを取得する脳形状情報取得部と、を備え、
    前記脳機能画像生成部は、前記マップ上に前記計測位置が表示されるとともに、前記マップ上における前記脳機能相関情報の位置が視認可能な前記第１脳機能画像を生成するように構成されており、
    前記脳機能画像生成部は、前記相関関係の変化量に基づいて、前記相関関係の活性化の度合いが閾値を超えた場合に、前記閾値を超えて前記相関関係が活性化した前記計測位置同士を結んで表示した前記第１脳機能画像を生成し、当該第１脳機能画像と前記第２脳機能画像とを対比可能に表示することが可能なように出力するように構成されている脳機能計測装置。
  2. 前記脳機能画像生成部は、前記マップ上において、前記タスクの提示前後において前記相関関係が活性化された前記計測位置同士を接続線によって結んで表示した前記第１脳機能画像を生成するように構成されている、請求項１に記載の脳機能計測装置。
  3. 前記脳機能画像生成部は、前記タスクの提示前後において、前記第１脳機能画像における前記相関関係の活性化の程度が識別可能な前記第１脳機能画像を生成するように構成されている、請求項２に記載の脳機能計測装置。
  4. 前記脳機能画像生成部は、前記接続線の色または幅のうち、少なくとも一方を変更することにより、前記相関関係の活性化の程度を識別可能な前記第１脳機能画像を生成するように構成されている、請求項３に記載の脳機能計測装置。
  5. 前記脳機能情報取得部は、前記タスクの提示前後における前記相関関係の差分値を取得することにより、前記脳機能相関情報を取得するように構成されている、請求項１に記載の脳機能計測装置。
  6. 前記脳機能画像生成部は、前記第１脳機能画像と、前記第２脳機能画像とを重ねて表示可能に出力するように構成されている、請求項１に記載の脳機能計測装置。
  7. 前記脳機能画像生成部は、前記第１脳機能画像と、前記第２脳機能画像とを並べて表示可能に出力するように構成されている、請求項１に記載の脳機能計測装置。
  8. 前記脳機能画像生成部は、前記第１脳機能画像の前記計測位置における前記脳機能相関情報の位置関係の表示態様と、前記第２脳機能画像における前記タスクの提示時の脳機能が活性化された前記計測位置を含む領域の表示態様とを異ならせて、前記第１脳機能画像および前記第２脳機能画像を生成するように構成されている、請求項１に記載の脳機能計測装置。
  9. 被験者の脳血流情報を取得する脳血流情報取得部と、
    タスクの提示前後における前記脳血流情報に基づく脳の各々の部分同士の相関関係の相対変化を示す第１脳機能画像と、前記タスクの提示時における前記脳血流情報に基づく脳の機能が活性化された領域を示す第２脳機能画像を生成するとともに、前記第１脳機能画像と、前記第２脳機能画像とを対比可能に表示することが可能なように出力する脳機能画像生成部と、
    被験者の脳の形状を示すマップを取得する脳形状情報取得部と、を備え、
    前記脳機能画像生成部は、前記マップ上に前記脳血流情報の各々の計測位置が表示されるとともに、前記マップ上における前記相関関係の相対変化を示す脳機能相関情報の位置が視認可能な前記第１脳機能画像を生成するように構成されている、脳機能計測装置。
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