特許 7176445 脳反応計測システム、脳反応計測方法及び脳反応計測プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-14

(45)【発行日】2022-11-22

(54)【発明の名称】脳反応計測システム、脳反応計測方法及び脳反応計測プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/246 20210101AFI20221115BHJP

【ＦＩ】

A61B5/246 ZDM

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2019046411

(22)【出願日】2019-03-13

(65)【公開番号】P2020146242

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2021-12-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】三坂 好央

(72)【発明者】

【氏名】森瀬 博史

(72)【発明者】

【氏名】工藤 究

【審査官】磯野 光司

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５５－０９１３３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０５７９３１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００７－０５４１３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／２４－５／３９８

Ａ６１Ｂ ５／１４５５

Ａ６１Ｂ １０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の刺激を被験者に与える第１の刺激出力部と、
第２の刺激を前記被験者に与える第２の刺激出力部と、
前記第１の刺激出力部から前記被験者に前記第１の刺激を与えるタイミングと、前記第２の刺激出力部から前記被験者に前記第２の刺激を与えるタイミングと、を設定する刺激タイミング制御部と、
前記被験者の第１の脳領野に生起される脳反応と、前記被験者の第２の脳領野に生起される脳反応と、を計測する計測部と、
を有する脳反応計測システムであって、
前記刺激タイミング制御部は、
前記第１の刺激による前記第１の脳領野で生起される脳反応に対する前記第２の刺激による前記第１の脳領野で生起される脳反応の遅延時間δａと、前記第２の刺激による前記第２の脳領野で生起される脳反応に対する前記第１の刺激による前記第２の脳領野で生起される脳反応の遅延時間δｂと、に基づいて、
前記第１の刺激による前記第１の脳領野の反応と、前記第２の刺激による前記第１の脳領野の反応と、が重複せず、かつ、前記第２の刺激による第２の脳領野の反応と、前記第１の刺激による前記第２の脳領野の反応と、が重複しない、前記第１の刺激の開始時刻及び終了時刻と、前記第２の刺激の開始時刻及び終了時刻とを算出し、
算出した前記第１の刺激の開始時刻と終了時刻とを前記第１の刺激出力部に設定し、
算出した前記第２の刺激の開始時刻と終了時刻とを前記第２の刺激出力部に設定すること
を特徴とする脳反応計測システム。

【請求項2】

前記刺激タイミング制御部は、
前記第１の刺激の開始時刻をｔ１ｓ、前記第１の刺激の終了時刻をｔ１ｅ、前記第２の刺激の開始時刻をｔ２ｓ、前記第２の刺激の終了時刻をｔ２ｅとするときに、（ｔ１ｅ－ｔ２ｓ）＜δａ、かつ、（ｔ２ｅ－ｔ１ｓ）＜δｂの関係を満たす、複数群の開始時刻ｔ１ｓ、終了時刻ｔ１ｅ、開始時刻ｔ２ｓ、終了時刻ｔ２ｅを算出し、
算出した複数群のいずれかの開始時刻ｔ１ｓと終了時刻ｔ１ｅとを前記第１の刺激出力部に設定し、
算出した複数群の前記いずれかの開始時刻ｔ２ｓと終了時刻ｔ２ｅとを前記第２の刺激出力部に設定すること
を特徴とする請求項１に記載の脳反応計測システム。

【請求項3】

前記刺激タイミング制御部は、
前記第１の刺激の開始時刻をｔ１ｓ、前記第１の刺激の終了時刻をｔ１ｅ、前記第２の刺激の開始時刻をｔ２ｓ、前記第２の刺激の終了時刻をｔ２ｅとするときに、（ｔ１ｅ－ｔ２ｓ）＜５０ｍｓ、かつ、（ｔ２ｅ－ｔ１ｓ）＜５０ｍｓの関係を満たす、複数群の開始時刻ｔ１ｓ、終了時刻ｔ１ｅ、開始時刻ｔ２ｓ、終了時刻ｔ２ｅを算出し、
算出した複数群のいずれかの開始時刻ｔ１ｓと終了時刻ｔ１ｅとを前記第１の刺激出力部に設定し、
算出した複数群の前記いずれかの開始時刻ｔ２ｓと終了時刻ｔ２ｅとを前記第２の刺激出力部に設定すること
を特徴とする請求項１に記載の脳反応計測システム。

【請求項4】

前記刺激タイミング制御部は、
前記第１の刺激による前記第１の脳領野の反応の終了時刻から、前記第２の刺激による前記第１の脳領野の反応の開始時刻までの第１の時間間隔と、前記第２の刺激による第２の脳領野の反応の終了時刻から、前記第１の刺激による前記第２の脳領野の反応の開始時刻までの第２の時間間隔とを最大化する開始時刻ｔ１ｓ、終了時刻ｔ１ｅと開始時刻ｔ２ｓ、終了時刻ｔ２ｅとを前記第１の刺激出力部と第２の刺激出力部とにそれぞれ設定すること
を特徴とする請求項２または請求項３に記載の脳反応計測システム。

【請求項5】

前記刺激タイミング制御部は、
前記第１の刺激による前記第１の脳領野の反応を所定時間継続して得られる前記第１の刺激の最小の継続時間と、前記第２の刺激による前記第２の脳領野の反応を所定時間継続して得られる前記第２の刺激の最小の継続時間とを満足するように、前記第１の時間間隔と前記第２の時間間隔とを最大化する開始時刻ｔ１ｓ、ｔ２ｓ及び終了時刻ｔ１ｅ、ｔ２ｅを設定すること
を特徴とする請求項４に記載の脳反応計測システム。

【請求項6】

前記刺激タイミング制御部は、
算出した複数群の開始時刻ｔ１ｓ、終了時刻ｔ１ｅ、開始時刻ｔ２ｓ、終了時刻ｔ２ｅを表示装置に表示し、入力装置を介して選択された開始時刻ｔ１ｓ、終了時刻ｔ１ｅと、開始時刻ｔ２ｓ、終了時刻ｔ２ｅとを前記第１の刺激出力部と前記第２の刺激出力部とにそれぞれ設定すること
を特徴とする請求項２または請求項３に記載の脳反応計測システム。

【請求項7】

前記刺激タイミング制御部は、
前記第１の刺激及び前記第２の刺激の周期を少なくとも３００ｍｓに設定し、
前記第１の刺激及び前記第２の刺激を与える毎に、所定の時間範囲内で前記周期をランダムに変更すること
を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の脳反応計測システム。

【請求項8】

前記刺激タイミング制御部は、
前記第１の刺激の開始時刻ｔ１ｓと前記第２の刺激の開始時刻ｔ２ｓとを同じ時刻に設定することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の脳反応計測システム。

【請求項9】

前記刺激タイミング制御部は、刺激の種類及び前記被験者の特性の一方又は両方に応じて決められる遅延時間δａ及び遅延時間δｂに基づいて、前記第１の刺激の開始時刻及び終了時刻と、前記第２の刺激の開始時刻及び終了時刻とを算出すること
を特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の脳反応計測システム。

【請求項10】

前記刺激タイミング制御部は、
前記第１の刺激出力部が前記第１の刺激を前記被験者に向けて出力してから前記被験者が前記第１の刺激を受けるまでの遅延時間に基づいて、前記被験者が前記第１の刺激を受けるタイミングを示す同期情報を前記計測部に出力し、
前記計測部は、前記同期情報に基づいて、前記被験者が前記第１の刺激を実際に受けた時刻を認識し、認識した時刻を前記第１の脳領野の脳反応の計測データに紐付けること
を特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の脳反応計測システム。

【請求項11】

前記刺激タイミング制御部は、
前記第２の刺激出力部が前記第２の刺激を前記被験者に向けて出力してから前記被験者が前記第２の刺激を受けるまでの遅延時間に基づいて、前記被験者が前記第２の刺激を受けるタイミングを示す同期情報を前記計測部に出力し、
前記計測部は、前記同期情報に基づいて、前記被験者が前記第２の刺激を実際に受けた時刻を認識し、認識した時刻を前記第２の脳領野の脳反応の計測データに紐付けること
を特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の脳反応計測システム。

【請求項12】

前記第１の刺激は、視覚刺激、聴覚刺激、体性感覚刺激のうちのいずれかであり、
前記第２の刺激は、視覚刺激、聴覚刺激、体性感覚刺激のうちの前記第１の刺激と異なるいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の脳反応計測システム。

【請求項13】

前記第１の刺激は、視覚刺激、聴覚刺激のうちのいずれかであり、
前記第２の刺激は、視覚刺激、聴覚刺激のうちの前記第１の刺激と異なるいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の脳反応計測システム。

【請求項14】

前記計測部は、前記被験者の脳に生起される反応により発生する脳磁場を計測することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の脳反応計測システム。

【請求項15】

第１の刺激を被験者に与える第１の刺激出力部と、第２の刺激を前記被験者に与える第２の刺激出力部と、前記第１の刺激出力部から前記被験者に向けて前記第１の刺激を与えるタイミングと、前記第２の刺激出力部から前記被験者に向けて前記第２の刺激を与えるタイミングとを設定する刺激タイミング制御部と、前記第１の刺激による前記被験者の第１の脳領野に生起される脳反応と、前記第２の刺激による前記被験者の第２の脳領野に生起される脳反応とを計測する計測部と、を有する脳反応計測システムによる脳反応計測方法であって、
前記刺激タイミング制御部が、
前記第１の刺激による前記第１の脳領野で生起される脳反応に対する前記第２の刺激による前記第１の脳領野で生起される脳反応の遅延時間δａと、前記第２の刺激による前記第２の脳領野で生起される脳反応に対する前記第１の刺激による前記第２の脳領野で生起される脳反応の遅延時間δｂとに基づいて、前記第１の刺激による前記第１の脳領野の反応と、前記第２の刺激による前記第１の脳領野の反応とが重複せず、かつ、前記第２の刺激による第２の脳領野の反応と、前記第１の刺激による前記第２の脳領野の反応とが重複しない、前記第１の刺激の開始時刻及び終了時刻と、前記第２の刺激の開始時刻及び終了時刻とを算出し、
算出した前記第１の刺激の開始時刻と終了時刻とを前記第１の刺激出力部に設定し、
算出した前記第２の刺激の開始時刻と終了時刻とを前記第２の刺激出力部に設定すること
を特徴とする脳反応計測方法。

【請求項16】

第１の刺激を被験者に与える第１の刺激出力部と、第２の刺激を前記被験者に与える第２の刺激出力部と、前記第１の刺激出力部から前記被験者に向けて前記第１の刺激を与えるタイミングと、前記第２の刺激出力部から前記被験者に向けて前記第２の刺激を与えるタイミングとを設定する刺激タイミング制御部と、前記第１の刺激による前記被験者の第１の脳領野に生起される脳反応と、前記第２の刺激による前記被験者の第２の脳領野に生起される脳反応とを計測する計測部と、を有する脳反応計測システムを制御する脳反応計測プログラムであって、
前記刺激タイミング制御部に、
前記第１の刺激による前記第１の脳領野で生起される脳反応に対する前記第２の刺激による前記第１の脳領野で生起される脳反応の遅延時間δａと、前記第２の刺激による前記第２の脳領野で生起される脳反応に対する前記第１の刺激による前記第２の脳領野で生起される脳反応の遅延時間δｂとに基づいて、前記第１の刺激による前記第１の脳領野の反応と、前記第２の刺激による前記第１の脳領野の反応とが重複せず、かつ、前記第２の刺激による第２の脳領野の反応と、前記第１の刺激による前記第２の脳領野の反応とが重複しない、前記第１の刺激の開始時刻及び終了時刻と、前記第２の刺激の開始時刻及び終了時刻とを算出させ、
算出させた前記第１の刺激の開始時刻と終了時刻とを前記第１の刺激出力部に設定させ、
算出させた前記第２の刺激の開始時刻と終了時刻とを前記第２の刺激出力部に設定させること
を特徴とする脳反応計測プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、脳反応計測システム、脳反応計測方法及び脳反応計測プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

脳反応計測システムの１つである脳磁計（MEG：Magnetoenephalograph）は、人の脳神経活動に伴って発生する微弱な生体磁場を計測及び解析する装置である。脳反応計測システムによる生体磁場の計測では、視覚刺激及び聴覚刺激等の外部刺激により神経活動を誘発させ、神経活動により発生する磁場をセンサにより繰り返し計測して加算平均することでノイズによる影響を低減している。

【0003】

聴覚刺激の繰り返しによる被験者の覚醒度の変化に由来する聴覚事象関連電位の変動を抑制するために、映像を提示しながら聴覚刺激を提示する手法が提案されている（特許文献１）。一方、聴覚事象関連反応に視覚反応が混入することを防止するために、映像シーンの切り替わりにより映像の輝度が大きく変化した場合、所定の期間に聴覚刺激を与えない手法が提案されている（特許文献２）。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般に、被験者に聴覚刺激を与えた場合、脳の聴覚野で脳反応が誘発された後、聴覚野と異なる領野で脳反応が誘発される。同様に、被験者に視覚刺激を与えた場合、脳の視覚野で脳反応が誘発された後、視覚野と異なる領野で脳反応が誘発される。聴覚野と視覚野での脳反応は、空間分解能の高い計測装置を用いることで区別することができる。

【0005】

しかしながら、脳反応の計測時間を短くするために、被験者に聴覚刺激と視覚刺激を並列に与えた場合、例えば、聴覚刺激による聴覚野の脳反応と視覚刺激による聴覚野の脳反応とが重畳するおそれがある。異なる複数の刺激による計測対象の領野の脳反応が重畳した場合、空間分解能の高い計測装置を用いても、着目する刺激に対する計測対象の脳反応を計測することができない。

【0006】

本発明は、異なる器官の刺激によりそれぞれ誘発される異なる領野の脳反応を、短時間で精度良く計測することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記技術的課題を解決するため、本発明の一形態の脳反応計測システムは、第１の刺激を被験者に与える第１の刺激出力部と、第２の刺激を前記被験者に与える第２の刺激出力部と、前記第１の刺激出力部から前記被験者に前記第１の刺激を与えるタイミングと、前記第２の刺激出力部から前記被験者に前記第２の刺激を与えるタイミングと、を設定する刺激タイミング制御部と、前記被験者の第１の脳領野に生起される脳反応と、前記被験者の第２の脳領野に生起される脳反応と、を計測する計測部と、を有する脳反応計測システムであって、前記刺激タイミング制御部は、前記第１の刺激による前記第１の脳領野で生起される脳反応に対する前記第２の刺激による前記第１の脳領野で生起される脳反応の遅延時間δａと、前記第２の刺激による前記第２の脳領野で生起される脳反応に対する前記第１の刺激による前記第２の脳領野で生起される脳反応の遅延時間δｂと、に基づいて、前記第１の刺激による前記第１の脳領野の反応と、前記第２の刺激による前記第１の脳領野の反応と、が重複せず、かつ、前記第２の刺激による第２の脳領野の反応と、前記第１の刺激による前記第２の脳領野の反応と、が重複しない、前記第１の刺激の開始時刻及び終了時刻と、前記第２の刺激の開始時刻及び終了時刻とを算出し、算出した前記第１の刺激の開始時刻と終了時刻とを前記第１の刺激出力部に設定し、算出した前記第２の刺激の開始時刻と終了時刻とを前記第２の刺激出力部に設定することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、異なる器官の刺激によりそれぞれ誘発される異なる領野の脳反応を、短時間で精度良く計測することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施形態における生体磁場計測システムの概略図である。

【図2】図１の生体磁場計測システムの機能構成の例を示すブロック図である。

【図3】図２の刺激タイミング制御部のハードウェア構成の例を示す図である。

【図4】視覚野、聴覚野及び体性感覚野の空間的配置を示す図である。

【図5】刺激Ｓ１、Ｓ２を被験者に与えるタイミングと、刺激Ｓ１、Ｓ２に応答する被験者の脳反応のタイミングの定義を示す図である

【図6】Ｉ１＞０、かつ、Ｉ２＞０を満たす条件を説明する図である。

【図7】図６のパターン（ａ）の条件を満たす刺激タイミングと脳反応との例を示す図である。

【図8】図６のパターン（ｂ）の条件を満たす刺激タイミングと脳反応との例を示す図である。

【図9】図６のパターン（ｃ）の条件を満たす刺激タイミングと脳反応との例を示す図である。

【図10】図６のパターン（ｄ）の条件を満たす刺激タイミングと脳反応との例を示す図である。

【図11】図６のパターン（ｅ）の条件を満たす刺激タイミングと脳反応との例を示す図である。

【図12】図６のパターン（ｆ）の条件を満たす刺激タイミングと脳反応との例を示す図である。

【図13】図６のパターン（ｇ）の条件を満たす刺激タイミングと脳反応との例を示す図である。

【図14】図６のパターン（ｈ）の条件を満たす刺激タイミングと脳反応との例を示す図である。

【図15】図１の生体磁場計測システムの動作の例を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して実施の形態の説明を行う。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における生体磁場計測システム１の概略図である。生体磁場計測システム１は、脳反応計測システムの一例である。生体磁場計測システム１は、例えば、脳磁図（ＭＥＧ：Magneto-encephalography）信号を計測する。生体磁場計測システム１は、計測装置３（脳磁計）と、視覚刺激装置５と、聴覚刺激装置６と、情報処理装置４２、４４と、情報表示システム２２、２４とを含む。例えば、視覚刺激装置５は、被験者に向けて映像を投影するプロジェクタを含み、聴覚刺激装置６は、音を発生するオーディオ装置を含む。視覚刺激装置５は、第１の刺激出力部の一例であり、聴覚刺激装置６は、第２の刺激出力部の一例である。

【0011】

情報処理装置４２は、計測装置３を制御する。情報処理装置４２に接続された情報表示システム２２は、計測装置３が計測で得た磁場データの情報等と解析結果等を表示するモニタディスプレイ２６を有する。ここでは、情報処理装置４２と情報表示システム２２が別々に描かれているが、情報処理装置４２の少なくとも一部を情報表示システム２２に組み込んでもよい。

【0012】

情報処理装置４４は、視覚刺激装置５及び聴覚刺激装置６を制御する。情報処理装置４４は、刺激を被験者に与えるタイミングを視覚刺激装置５及び聴覚刺激装置６に指示する。また、情報処理装置４４は、被験者が視覚刺激装置５及び聴覚刺激装置６のそれぞれから刺激を受けるタイミングをトリガ信号ＴＲＧ１、ＴＲＧ２（例えば、時間情報）として情報処理装置４２に出力する。トリガ信号ＴＲＧ１、ＴＲＧ２を受けた情報処理装置４２は、計測装置３から出力される磁場データ等をトリガ信号ＴＲＧ１、ＴＲＧ２に紐付けて、情報処理装置４２に含まれる記憶装置に格納する。トリガ信号ＴＲＧ１、ＴＲＧ２による同期については、後述する。

【0013】

なお、計測装置３、情報処理装置４２、４４、視覚刺激装置５及び聴覚刺激装置６は、ネットワークを介して相互に接続されてもよい。

【0014】

情報処理装置４４に接続された情報表示システム２４は、例えば、生体磁場計測システム１のオペレータにより操作されてもよい。情報表示システム２４のモニタディスプレイ２８には、オペレータの操作に必要な情報が表示されてもよい。なお、情報処理装置４４の少なくとも一部を情報表示システム２４に組み込んでもよい。情報表示システム２２、２４は、表示装置の一例である。

【0015】

脳磁場の計測を受ける被験者は、計測テーブル４に仰向けに横たわり、計測装置３のデュワ３０の窪み３１に頭部を入れる。デュワ３０は、液体ヘリウムを用いた極低温環境の保持容器であり、デュワ３０の窪み３１の内側には脳磁計測用の多数の磁気センサが配置されている。計測装置３は、磁気センサからの脳磁信号を収集し、収集された磁場信号を情報処理装置４２に出力する。計測装置３による脳磁信号の収集は、被検体に刺激を与えた状態で行われる。

【0016】

窪み３１に頭部を入れた被験者は、視覚刺激装置５から投影される映像による視覚刺激を受け、耳にセットされたエアーチューブ型イヤホン７を介して聴覚刺激装置６から流れる音による聴覚刺激を受ける。例えば、視覚刺激装置５からの映像は、計測テーブル４に横たわる被験者の頭部の真上に、計測装置３側を下側に傾けて配置された図示しないスクリーンを介して被験者の目に届けられる。

【0017】

なお、視覚刺激装置５は、プロジェクタの代わりに、被験者に向けて映像を呈示する液晶ディスプレイを含んでもよい。この場合、液晶ディスプレイは、図１の視覚刺激装置５の位置よりも計測装置３の近い側であって、磁気センサから十分に離れた位置に配置される。また、液晶ディスプレイを計測装置３に向けて配置する場合、液晶ディスプレイからの映像は、計測テーブル４に横たわる被験者の頭部の真上に、計測装置３側を下側に傾けて配置された図示しない反射ミラーを介して被験者の目に届けられてもよい。

【0018】

そして、計測装置３は、視覚刺激により視覚野で生起される脳反応により発生する磁場と、聴覚刺激により聴覚野で生起される脳反応により発生する磁場とを計測する。なお、被験者に与えられる刺激は、視覚刺激と聴覚刺激に限定されず、視覚刺激と体性感覚刺激でもよく、聴覚刺激と体性感覚刺激でもよい。視覚野は、第１の脳領野の一例であり、聴覚野は、第２の脳領野の一例である。

【0019】

脳磁信号は、脳の電気活動により生じた微小な磁場変動を表わす。計測装置３に含まれる脳磁計は、脳磁場を高感度の超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ；Superconducting quantum interference device）センサで検知する。脳磁計は空間分解能が高く、計測したデータを信号源推定することで、複数感覚野の脳反応を空間的に分離することができる。なお、脳磁計は、光ポンピング原子磁気センサ（ＯＰＡＭ；Optically-Pumped Atomic Magnetometer）により脳磁場を検知してもよい。

【0020】

一般的に、磁気センサを内蔵するデュワ３０と計測テーブル４は磁気シールドルーム内に配置されているが、図示の便宜上、磁気シールドルームの記載を省略している。なお、視覚刺激装置５は、磁気シールドルームの外に配置され、磁気シールドルームに設けられた窓からスクリーン又は反射ミラーに向けて映像を投影してもよい。聴覚刺激装置６も磁気シールドルームの外に配置されてもよい。また、情報処理装置４４及び情報表示システム２４は、オペレータが操作するため、磁気シールドルームの外に配置されることが好ましい。

【0021】

計測装置３により計測され、情報処理装置４２に収録された脳磁信号等のデータは、例えば、情報表示システム２２のモニタディスプレイ２６に波形として表示され、オペレータ等により解析される。

【0022】

図２は、図１の生体磁場計測システム１の機能構成の例を示すブロック図である。生体磁場計測システム１は、刺激装置１０、１２と、刺激タイミング制御部１４と、被験者Ｐの脳反応を計測する計測部１６とを有する。計測部１６は、図１の計測装置３、情報処理装置４２及び情報表示システム２２に対応する。刺激タイミング制御部１４は、図１の情報処理装置４４及び情報表示システム２４に対応する。

【0023】

刺激タイミング制御部１４は、刺激装置１０による刺激Ｓ１の開始時刻及び終了時刻と、刺激装置１２による刺激Ｓ２の開始時刻及び終了時刻とを設定することで、刺激装置１０、１２を制御する。

【0024】

刺激装置１０は、被験者Ｐに刺激Ｓ１を与え、刺激装置１２は、被験者Ｐに刺激Ｓ２を与える。刺激Ｓ１は、第１の刺激の一例であり、刺激Ｓ２は、第２の刺激の一例である。特に限定されないが、以下では、刺激Ｓ１は視覚刺激であり、刺激Ｓ２は聴覚刺激であるとして説明する。この場合、刺激装置１０は、視覚刺激装置５に対応し、刺激装置１２は、聴覚刺激装置６に対応する。計測部１６は、刺激Ｓ１、Ｓ２によりそれぞれ誘発される被験者Ｐの脳反応を計測する。

【0025】

刺激装置１０、１２から出力された刺激が被験者Ｐに届くまでには、刺激の伝達経路の長さ及び伝達媒体に応じたタイムラグが発生する。視覚刺激においては、プロジェクタや液晶ディスプレイのリフレッシュレートによる刺激Ｓ１の遅延が発生し、聴覚刺激においては空気伝搬による刺激Ｓ２の遅延が発生する。

【0026】

そのため、刺激が被験者Ｐに届くまでのタイムラグを何らかの手段で計測装置３に予め通知することが好ましい。この実施形態では、刺激タイミング制御部１４は、計測部１６にトリガ信号ＴＲＧ１、ＴＲＧ２を出力する。例えば、トリガ信号ＴＲＧ１は、刺激装置１０が刺激を出力してから被験者Ｐが刺激を受けるまでのタイムラグを示す。トリガ信号ＴＲＧ２は、刺激装置１２が刺激を出力してから被験者Ｐが刺激を受けるまでのタイムラグを示す。トリガ信号ＴＲＧ１は、被験者Ｐが刺激Ｓ１を受けるタイミングを示す同期情報の一例であり、トリガ信号ＴＲＧ２は、被験者Ｐが刺激Ｓ２を受けるタイミングを示す同期情報の一例である。

【0027】

計測部１６は、トリガ信号ＴＲＧ１に基づいて、刺激Ｓ１が被験者Ｐに実際に与えられた時刻を認識し、トリガ信号ＴＲＧ２に基づいて、刺激Ｓ２が被験者Ｐに実際に与えられた時刻を認識する。これにより、計測部１６は、各刺激装置１０、１２から刺激を被験者Ｐが実際に受けた時刻に合わせて、計測した磁場データの計測時刻を管理することができる。すなわち、刺激装置１０、１２と計測部１６との時刻を同期させることができる。この結果、計測部１６は、刺激装置１０、１２から刺激を被験者Ｐが受けた時刻と、計測装置３から出力される磁場データ（計測データ）等の計測時刻との関係を紐付けることができ、診断精度等を向上することができる。

【0028】

なお、刺激タイミング制御部１４は、計測部１６に含まれてもよい。この場合、刺激タイミング制御部１４は、図１の情報処理装置４２及び情報表示システム２２に対応し、生体磁場計測システム１は、情報処理装置４４及び情報表示システム２４を持たなくてもよい。そして、計測部１６は、刺激Ｓ１の開始時刻及び終了時刻を刺激装置１０に指示し、刺激Ｓ２の開始時刻及び終了時刻を刺激装置１２に指示し、被験者Ｐからの脳反応を計測する。

【0029】

また、刺激装置１０、１２及び刺激タイミング制御部１４が、計測部１６に含まれてもよい。この場合にも、刺激タイミング制御部１４は、図１の情報処理装置４２及び情報表示システム２２に対応し、生体磁場計測システム１は、情報処理装置４４及び情報表示システム２４を持たなくてもよい。そして、計測部１６は、刺激Ｓ１の開始時刻及び終了時刻と、刺激Ｓ２の開始時刻及び終了時刻とを設定し、刺激Ｓ１、Ｓ２を被験者Ｐに与え、被験者Ｐからの脳反応を計測する脳反応計測装置として機能する。

【0030】

図３は、図２の刺激タイミング制御部１４のハードウェア構成の例を示す図である。すなわち、図３は、図１の情報処理装置４４と情報表示システム２４の例を示している。なお、図１の情報処理装置４２と情報表示システム２２も、図３と同様の構成を有している。

【0031】

刺激タイミング制御部１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：プロセッサ）６１、ＲＡＭ（Random Access Memory）６２、ＲＯＭ（Read Only Memory）６３、補助記憶装置６４、入出力インタフェース６５、及び表示装置６６を有し、これらがバス６７で相互に接続されている。

【0032】

ＣＰＵ６１は、刺激タイミング制御部１４の全体の動作を制御し、各種の情報処理を行う。ＣＰＵ６１は、ＲＯＭ６３又は補助記憶装置６４に格納された脳反応計測プログラムを実行して、刺激装置１０、１２を制御する。ＲＡＭ６２は、ＣＰＵ６１のワークエリアとして用いられ、主要な制御パラメータや情報を記憶する不揮発ＲＡＭを含んでもよい。ＲＯＭ６３は、各種プログラムや各種プログラムで使用するパラメータ等を記憶する。本発明の脳反応計測プログラムもＲＯＭ６３に保存されてもよい。補助記憶装置６４は、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置であり、例えば、刺激タイミング制御部１４の動作を制御するＯＳ（Operating System）等の制御プログラムや、刺激タイミング制御部１４の動作に必要な各種のデータ、ファイル等を格納する。

【0033】

入出力インタフェース６５は、タッチパネル、キーボード、表示画面、操作ボタン等のユーザインタフェースと、各種センサあるいは情報処理装置４２からの情報を取り込み、他の電子機器に解析情報を出力する通信インタフェースの双方を含む。また、入出力インタフェース６５は、刺激装置１０、１２のそれぞれに刺激の開始時刻と終了時刻とを送信し、情報処理装置４２にトリガ信号ＴＲＧ１、ＴＲＧ２を送信する。表示装置６６は図１の情報表示システム２２に対応する。

【0034】

図４は、視覚野、聴覚野及び体性感覚野の空間的配置を示す図である。図４は、ヒトの左半球を示している。視覚野は、後頭葉の先端側に位置し、聴覚野は、側頭葉における外側溝側に位置する。体性感覚野は、頭頂葉における中心溝側に位置する。

【0035】

視覚、聴覚及び体性感覚は、いずれもヒトの基盤となる感覚であり、視覚、聴覚及び体性感覚を刺激することは、ヒトの脳の神経基盤を調べるのに有効である。また、図４に示すように、視覚野と聴覚野と体性感覚野とは空間的に分離されているため、空間分解能の高い脳磁計においては、各刺激によって生起される脳反応から、信号源を推定し、視覚野と聴覚野と体性感覚野の反応をそれぞれ空間的に分離することができる。

【0036】

図５は、刺激Ｓ１、Ｓ２を被験者Ｐに与えるタイミングと、刺激Ｓ１、Ｓ２に応答する被験者Ｐの脳反応のタイミングの定義を示す図である。

【0037】

例えば、刺激装置１０は、開始時刻ｔ１ｓから終了時刻ｔ１ｅまで被験者Ｐに刺激Ｓ１（例えば、視覚刺激）を与える。刺激Ｓ１により被験者Ｐの脳の第１領野（例えば、視覚野）に反応が現れ、第１領野の反応は、刺激Ｓ１の終了時刻ｔ１ｅの後、時間ｒ１１（例えば、１５０ｍｓ）の間続く。また、刺激Ｓ１の開始時刻ｔ１ｓから時間ｒ１２（例えば、２００ｍｓ）後に被験者Ｐの脳の第２領野（例えば、聴覚野）に反応が現れる。時間ｒ１１、ｒ１２は、刺激Ｓ１に固有の時間であり、刺激Ｓ１の持続時間に依存しない時間である。また、時間ｒ１１、ｒ１２は、被験者Ｐ毎に僅かに変動する場合があるが、変動幅は小さい。

【0038】

一方、刺激装置１２は、時刻ｔ２ｓから時刻ｔ２ｅまで被験者Ｐに刺激Ｓ２（例えば、聴覚刺激）を与える。刺激Ｓ２により被験者Ｐの脳の第２領野（例えば、聴覚野）に反応が現れ、第２領野の反応は、刺激Ｓ２の終了時刻ｔ２ｅの後、時間ｒ２２（例えば、１５０ｍｓ）の間続く。また、刺激Ｓ２の開始時刻ｔ２ｓから時間ｒ２１（例えば、２００ｍｓ）後に被験者Ｐの脳の第１領野（例えば、視覚野）に反応が現れる。時間ｒ２１、ｒ２２は、刺激Ｓ２に固有の時間であり、刺激Ｓ２の持続時間に依存しない時間である。また、時間ｒ２１、ｒ２２は、被験者Ｐ毎に僅かに変動する場合があるが、変動幅は小さい。

【0039】

なお、図５及び後述する図７以降において、刺激に対する脳の各領野の反応を示す矩形は、実際には、例えば、時間とともに減衰していく波形としてモニタディスプレイ２６等に表示される。

【0040】

以下では、刺激Ｓ１により第１領野で生起される脳反応により発生する磁場と、刺激Ｓ２により第２領野で生起される脳反応により発生する磁場とを同時に計測することを検討する。

【0041】

まず、刺激Ｓ１による第１領野の脳反応で発生する磁場を正しく計測するためには、刺激Ｓ１による第１領野の脳反応と、刺激Ｓ２による第１領野の脳反応とが重複してはならない。すなわち、刺激Ｓ１による第１領野の脳反応の終了時刻と、刺激Ｓ２による第１領野の脳反応の開始時刻との間を時間Ｉ１（＞０）空ける必要がある。

【0042】

同様に、刺激Ｓ２による第２領野の脳反応で発生する磁場を正しく計測するためには、刺激Ｓ２による第２領野の脳反応と、刺激Ｓ１による第２領野の脳反応とを重複させてはならない。すなわち、刺激Ｓ２による第２領野の脳反応の終了時刻と、刺激Ｓ１による第２領野の脳反応の開始時刻との間を時間Ｉ２（＞０）空ける必要がある。

【0043】

したがって、時間間隔Ｉ１及び時間間隔Ｉ２がともに"０"以上になるように各時刻ｔ１ｓ、ｔ１ｅ、ｔ２ｓ、ｔ２ｅを決めることで、刺激Ｓ１による第１領野での脳反応と、刺激Ｓ２による第２領野での脳反応とを同時に計測することができる。時間間隔Ｉ１は、第１の時間間隔の一例であり、時間間隔Ｉ２は、第２の時間間隔の一例である。

【0044】

刺激Ｓ１による第１領野の反応の終了時刻は"ｔ１ｅ＋ｒ１１"であり、刺激Ｓ２による第１領野の反応の開始時刻は"ｔ２ｓ＋ｒ２１"であるから、時間間隔Ｉ１は式（１）により表すことができる。
Ｉ１＝（ｔ２ｓ＋ｒ２１）－（ｔ１ｅ＋ｒ１１）
＝（ｔ２ｓ－ｔ１ｅ）＋（ｒ２１－ｒ１１） …（１）

【0045】

同様に、刺激Ｓ２による第２領野の反応の終了時刻は"ｔ２ｅ＋ｒ２２"であり、刺激Ｓ１による第１領野の反応の開始時刻は"ｔ１ｓ＋ｒ１２"であるから、時間間隔Ｉ２は式（２）により表すことができる。
Ｉ２＝（ｔ１ｓ＋ｒ１２）－（ｔ２ｅ＋ｒ２２）
＝（ｔ１ｓ－ｔ２ｅ）＋（ｒ１２－ｒ２２） …（２）

【0046】

刺激Ｓ１による第１領野の脳反応で発生する磁場と、刺激Ｓ２による第２領野の脳反応で発生する磁場とを同時に計測する条件Ｉ１＞０、Ｉ２＞０と、式（１）、式（２）とからそれぞれ式（３）、式（４）が成立する。
（ｔ１ｅ－ｔ２ｓ）＜（ｒ２１－ｒ１１） …（３）
（ｔ２ｅ－ｔ１ｓ）＜（ｒ１２－ｒ２２） …（４）

【0047】

ここで、"ｒ２１－ｒ１１"を時間δａとし、"ｒ１２－ｒ２２"を時間δｂとすると、式（３）、式（４）は、式（５）、式（６）となる。時間δａは、視覚刺激による視覚野で生起される脳反応に対する聴覚刺激による視覚野で生起される脳反応の遅延時間を示す。時間δｂは、聴覚刺激による聴覚野で生起される脳反応に対する視覚刺激による聴覚野で生起される脳反応の遅延時間を示す。
（ｔ１ｅ－ｔ２ｓ）＜δａ …（５）
（ｔ２ｅ－ｔ１ｓ）＜δｂ …（６）

【0048】

したがって、式（５）、式（６）を満足する場合、時間間隔Ｉ１＞０、かつ、時間間隔Ｉ２＞０を満足させることができる。換言すれば、式（５）、式（６）を満足する場合、刺激Ｓ１による第１領野の反応と、刺激Ｓ２による第１領野の反応が時間的にオーバーラップせず、かつ、刺激Ｓ２による第２領野の反応と、刺激Ｓ１による第２領野の反応が時間的にオーバーラップしない。この結果、刺激Ｓ１による第１領野の脳反応で発生する磁場と、刺激Ｓ２による第２領野の脳反応で発生する磁場とを同時に計測することができる。

【0049】

なお、時間間隔Ｉ１＞０、かつ、時間間隔Ｉ２＞０を満足させるためには、刺激Ｓ１、Ｓ２の持続時間は短い方がよく、刺激Ｓ１、Ｓ２の開始時刻ｔ１ｓ、ｔ２ｓの差は少ない方がよい。但し、刺激Ｓ１、Ｓ２の継続時間は、各領野での脳反応により発生する磁場のデータの持続時間および強度を診断可能にする最小時間以上である必要がある。すなわち、刺激Ｓ１、Ｓ２の継続時間は、刺激Ｓ１による第１領野の反応を所定時間継続して得られる刺激Ｓ１の最小の継続時間と、刺激Ｓ２による第２領野の反応を所定時間継続して得られる刺激Ｓ２の最小の継続時間とをそれぞれ満足する必要がある。

【0050】

図６は、時間間隔Ｉ１＞０、かつ、時間間隔Ｉ２＞０を満たす条件を説明する図である。まず、刺激Ｓ１に対する刺激Ｓ２の開始時刻ｔ２ｓの関係から分けられる４つの条件１により４つのグループＧｒ（Ｇｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ３、Ｇｒ４）に分けられる。

【0051】

グループＧｒ１の条件１は、開始時刻ｔ２ｓが開始時刻ｔ１ｓより早いことであり、グループＧｒ２の条件１は、開始時刻ｔ２ｓが開始時刻ｔ１ｓと等しいことである。グループＧｒ３の条件１は、開始時刻ｔ２ｓが開始時刻ｔ１ｓと等しいか遅く、かつ、終了時刻ｔ１ｅより早いことである。グループＧｒ４の条件１は、開始時刻ｔ２ｓが終了時刻ｔ１ｅと等しいか遅いことである。

【0052】

各グループＧｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ３は、刺激Ｓ１に対する刺激Ｓ２の終了時刻ｔ２ｅの関係と式（５）又は式（６）の関係とから、条件２により複数のサブグループに分けられる。グループＧｒ１は、３つのサブグループを有し、グループＧｒ２、Ｇｒ３は、それぞれ２つのサブグループを有し、グループＧｒ４は、１つのサブグループを有する。

【0053】

そして、各グループＧｒの条件１と各グループＧｒ内のサブグループの条件２とをともに満たすことで、時間間隔Ｉ１＞０、かつ、時間間隔Ｉ２＞０を満たす刺激Ｓ１、Ｓ２の設定仕様（パターン（ａ）～パターン（ｈ））を決定することができる。８つのパターン（ａ）～パターン（ｈ）は、時間間隔Ｉ１＞０、かつ、時間間隔Ｉ２＞０を満たす条件を網羅している。

【0054】

図７～図１４は、図６の各パターン（ａ）～（ｈ）の条件を満たす刺激Ｓ１、Ｓ２と、刺激Ｓ１、Ｓ２に応答する脳反応との例を示す図である。

【0055】

図７は、図６のパターン（ａ）の条件を満たす刺激タイミングと脳反応との例を示し、図８は、図６のパターン（ｂ）の条件を満たす刺激タイミングと脳反応との例を示す。図９は、図６のパターン（ｃ）の条件を満たす刺激タイミングと脳反応との例を示し、図１０は、図６のパターン（ｄ）の条件を満たす刺激タイミングと脳反応との例を示す。図１１は、図６のパターン（ｅ）の条件を満たす刺激タイミングと脳反応との例を示し、図１２は、図６のパターン（ｆ）の条件を満たす刺激タイミングと脳反応との例を示す。そして、図１３は、図６のパターン（ｇ）の条件を満たす刺激タイミングと脳反応との例を示し、図１４は、図６のパターン（ｈ）の条件を満たす刺激タイミングと脳反応との例を示す。

【0056】

図７～図１４では、時間ｒ１１、ｒ２２を１５０ｍｓとし、時間ｒ１２、ｒ２１を２００ｍｓとしている。時間ｒ１１、ｒ２２の１５０ｍｓ及び時間ｒ１２、ｒ２１の２００ｍｓは、標準的な被験者Ｐの脳反応に基づいて設定された値である。この場合、時間δａ、δｂは、ともに５０ｍｓになる。つまり、δａ＝５０ｍｓ、δｂ＝５０ｍｓと設定することは、多くの被験者Ｐにとって、種類の異なる刺激に対する脳反応を効率的に計測できるシステムとなるため、望ましい。また、視覚刺激である刺激Ｓ１と聴覚刺激である刺激Ｓ２との組み合わせは、体性感覚刺激などと比べて脳反応が生じるまでの時間が長く、着目する領野での反応の持続時間も長い。このため、本発明による計測効率化の効果が高く、好ましい組み合わせである。

【0057】

また、図７～図１４では、一例として、刺激Ｓ１を開始してから第１領野の反応が出るまでの時間を３０ｍｓとし、刺激Ｓ２を開始してから第２領野に反応が出るまでの時間を５０ｍｓとしている。刺激から反応が出るまでの時間は、脳領野毎に固有である。例えば、視覚刺激を開始してから視覚野に反応が出るまでの時間は３０～５０ｍｓ程度であり、聴覚刺激を開始してから聴覚野に反応が出るまでの時間は５０ｍｓ程度であり、体性感覚刺激を開始してから体性感覚野に反応が出るまでの時間は、２０ｍｓ程度である。

【0058】

すなわち、図７～図１４は、時間δａ、δｂをともに５０ｍｓにした場合に、式（５）、式（６）を満たす刺激Ｓ１の開始時刻ｔ１ｓ及び終了時刻ｔ１ｅと、刺激Ｓ２の開始時刻ｔ２ｓ及び終了時刻ｔ２ｅの例が示されている。

【0059】

なお、時間δa、δbは、５０ｍｓに限定されず、互いの値が相違してもよい。時間δａ、δｂは、刺激タイミング制御部１４に予め入力される。なお、刺激に対する被験者Ｐの脳反応を計測する前に、被験者Ｐに対してあらかじめ所定の視覚刺激及び聴覚刺激を与え、視覚野及び聴覚野で生起される脳反応を計測することで、被験者Ｐに固有の時間δａ、δｂを特定してもよい。

【0060】

すなわち、刺激タイミング制御部１４は、刺激の種類及び被験者Ｐの特性の一方又は両方に応じて決められる遅延時間δａ及び遅延時間δｂに基づいて、開始時刻ｔ１ｓ、終了時刻ｔ１ｅ、開始時刻ｔ２ｓ、終了時刻ｔ２ｅを算出してもよい。これにより、被験者Ｐ個々の脳反応の特性に合わせて、時間δａ、δｂを設定することができ、時間間隔Ｉ１、Ｉ２を確実に"０"より大きくすることができる。

【0061】

図６に示した８つのパターン（ａ）～（ｈ）のいずれかを用いて刺激Ｓ１、Ｓ２を被験者Ｐに与えることで、図７～図１４に例示するように、視覚刺激と聴覚刺激とを同時に被験者Ｐに与える場合にも、視覚野での脳反応と聴覚野での脳反応とをそれぞれ計測できる。すなわち、聴覚刺激による視覚野での脳反応と、視覚刺激による聴覚野での脳反応とが出る期間を避けつつ、視覚刺激による視覚野の脳反応と、聴覚刺激による聴覚野の脳反応とを独立して精度良く検出できる。

【0062】

これにより、視覚野での脳反応と聴覚野での脳反応とを別々に計測する場合に比べて、脳反応の計測時間（すなわち、検査時間）を短縮することができる。したがって、異なる器官の刺激によりそれぞれ誘発される異なる領野の脳反応を、短時間で精度良く計測することができる。この結果、脳反応の計測による被験者Ｐの疲労を軽減することができる。

【0063】

ところで、刺激を被験者Ｐに与える時間（持続時間）が長いほど、長時間に渡って脳反応を誘発し続けることができ、より明瞭な脳反応を計測できる。パターン（ｄ）、（ｅ）に示すように、刺激Ｓ１、Ｓ２の開始時刻ｔ１ｓ、ｔ２ｓを同じ時刻に設定することで、時間間隔Ｉ１＞０、かつ、時間間隔Ｉ２＞０を満足しながら、刺激の持続時間を他のパターンに比べて長くすることができる。これにより、長時間にわたって脳反応を誘発し続けることができ、より明瞭な脳反応を精度よく計測することができる。そのため、パターン（ｄ）、（ｅ）は、他のパターンに比べて、刺激の開始タイミングとして好ましい。また、刺激の持続時間は、時間間隔Ｉ１＞０、かつ、時間間隔Ｉ２＞０を満足する範囲で、できるだけ長い方が好ましい。

【0064】

なお、脳反応を計測しやすくするために下記の点を考慮して刺激の条件を設定してもよい。視覚刺激による視覚野の脳反応を検出しやすくするために、視覚刺激で与える映像の輝度は少なくとも２０ｃｄ／ｍ^２以上であることが好ましい。同様に聴覚刺激による聴覚野の脳反応を検出しやすくするために、聴覚刺激で与える音は、４５ｄＢから６５ｄＢの範囲であることが好ましい。なお、これらは一例であって、他の条件に設定されてもよい。

【0065】

さらに、刺激の持続時間中に刺激のパターンを周期的に変化させてもよい。例えば、視覚刺激では、千鳥格子状の映像パターンにおいて、格子により区画される複数の矩形領域の輝度を周期的に反転してもよい。また、聴覚刺激では、被験者Ｐに与える音の周波数又は音量を周期的に変化させてもよい。さらに、刺激の持続時間は、制約条件の中で可能な限り長く設定することが好ましい。

【0066】

次に、好ましい無刺激時間について説明する。ここで、無刺激時間とは、脳反応の計測後、次の刺激を被験者Ｐに与えるまでの期間（刺激を与えない期間）である。

【0067】

一般に、視覚刺激、聴覚刺激又は体性感覚刺激を被験者Ｐに与えてから３００ｍｓ後に事象関連電位Ｐ３００と呼ばれる特徴的な脳反応が発生することが知られている。事象関連電位Ｐ３００は、脳磁場にも影響を及ぼす。このため、１試行目の視覚刺激及び聴覚刺激によるその脳反応と、２試行目の視覚刺激及び聴覚刺激の脳反応とが重畳されることを避けるため、各試行の前に少なくとも３００ｍｓの無刺激時間を挿入することが好ましい。

【0068】

また、常に一定の無刺激時間を挿入すると、刺激の開始タイミングが毎試行で揃い、計測装置３は、その周期性を反映した電気的ノイズ等が重畳された磁場情報を計測することになる。この場合、加算平均してもノイズ成分が減衰せず、あたかも脳反応が発生しているかのように検出されてしまう。そこで、無刺激時間を所定の時間範囲でランダムに変更し、刺激タイミングに起因したノイズの発生タイミングをずらすことで、加算平均によりノイズ成分を減衰させることができ、脳反応をより精度良く検出することができる。一例として、脳反応が消えてベースラインに戻るまでの時間を長めに見積もって５００ｍｓ、基線補正区間を２００ｍｓとして、７００ｍｓ～１０００ｍｓ程度の間で無刺激時間をランダムに変化させることが好ましい。ここで、基線補正区間とは、脳磁計の複数の磁気センサの基準電位を合わせるために必要な期間である。

【0069】

図１５は、図１の生体磁場計測システム１の動作の例を示すフロー図である。すなわち、図１５は、生体磁場計測システム１による脳反応計測方法及び生体磁場計測システム１を制御する脳反応計測プログラムの例を示している。ステップＳ１０、Ｓ１２、Ｓ１４の動作は、図２の刺激タイミング制御部１４による処理を示し、ステップＳ１６の動作は、図２の刺激装置１０、１２による処理を示す。ステップＳ１８、Ｓ２０の動作は、図２の計測部１６による処理を示す。

【0070】

まず、ステップＳ１０において、刺激タイミング制御部１４は、遅延時間δａ、δｂを入力する。遅延時間δａ、δｂの入力は、情報処理装置４４及び情報表示システム２４を操作するオペレータにより行われてもよく、ネットワーク等を介しての転送により行われてもよい。

【0071】

次に、ステップＳ１２において、刺激タイミング制御部１４は、図５及び図６で説明したように、遅延時間δａ、δｂに基づいて、刺激Ｓ１の開始時刻ｔ１ｓ、終了時刻ｔ１ｅと、刺激Ｓ２の開始時刻ｔ２ｓ、終了時刻ｔ２ｅとを算出する。また、刺激タイミング制御部１４は、複数群の開始時刻ｔ１ｓ、終了時刻ｔ１ｅ、開始時刻ｔ２ｓ、終了時刻ｔ２ｅを算出により得た場合、複数群の開始時刻ｔ１ｓ、終了時刻ｔ１ｅ、開始時刻ｔ２ｓ、終了時刻ｔ２ｅのいずれかを選択する。

【0072】

例えば、刺激タイミング制御部１４は、算出した複数群の時刻ｔ１ｓ、ｔ１ｅ、ｔ２ｓ、ｔ２ｅのうち、図５に示した時間間隔Ｉ１、Ｉ２を最大化する時刻ｔ１ｓ、ｔ１ｅ、ｔ２ｓ、ｔ２ｅを選択してもよい。この際、刺激タイミング制御部１４は、刺激Ｓ１による視覚野の反応を所定時間継続させる刺激Ｓ１の最小の継続時間と、刺激Ｓ２による聴覚野の反応を所定時間継続させる刺激Ｓ２の最小の継続時間とを満足するように、時間間隔Ｉ１、Ｉ２を最大化してもよい。ここで、最大化とは、時間間隔Ｉ１、Ｉ２の一方のみを最大にすることではなく、時間間隔Ｉ１、Ｉ２の両方を最大にすることを示す。

【0073】

時間間隔Ｉ１、Ｉ２がそれぞれ大きいほど、着目する刺激に対する脳領野の反応を、着目しない刺激に対する脳領野の反応と区別しやすくなる。また、計測する各領野の反応が所定時間継続するように、刺激Ｓ１、Ｓ２の最小時間を設定することで、所望の計測時間を確保することができる。この結果、より明瞭な脳反応を精度よく計測することができる。

【0074】

さらに、刺激タイミング制御部１４は、算出した複数群の時刻ｔ１ｓ、ｔ１ｅ、ｔ２ｓ、ｔ２ｅを図１のモニタディスプレイ２８に表示してもよい。そして、刺激タイミング制御部１４は、情報処理装置４４を操作するオペレータ等に情報表示システム２４のマウス等の入力装置を介して、複数群の時刻ｔ１ｓ、ｔ１ｅ、ｔ２ｓ、ｔ２ｅのいずれかの群を選択させてもよい。刺激タイミング制御部１４は、オペレータ等が選択した時刻ｔ１ｓ、ｔ１ｅ、ｔ２ｓ、ｔ２ｅを、刺激装置１０、１２への設定対象にしてもよい。これにより、着目する脳領野の脳反応をより明瞭に計測できる時刻ｔ１ｓ、ｔ１ｅ、ｔ２ｓ、ｔ２ｅを、オペレータの意志に基づいて選択することができる。

【0075】

次に、ステップＳ１４において、刺激タイミング制御部１４は、ステップＳ１２で選択した刺激Ｓ１の開始時刻ｔ１ｓ、終了時刻ｔ１ｅを刺激装置１０に設定し、刺激Ｓ２の開始時刻ｔ２ｓ、終了時刻ｔ２ｅを刺激装置１２に設定する。

【0076】

次に、ステップＳ１６において、刺激装置１０は、設定された開始時刻ｔ１ｓ、終了時刻ｔ１ｅにしたがって刺激Ｓ１を被験者Ｐに出力し、刺激装置１２は、設定された開始時刻ｔ２ｓ、終了時刻ｔ２ｅにしたがって刺激Ｓ２を被験者Ｐに出力する。

【0077】

次に、ステップＳ１８において、計測部１６は、着目する複数の脳領野において刺激Ｓ１、Ｓ２により誘発された脳反応（脳磁場）を計測する。次に、ステップＳ２０において、計測部１６は、例えば、脳磁場データの加算平均をするために計測を続ける場合、処理をステップＳ１４に戻し、加算平均に必要な所定数の試行を行った場合、計測動作を終了する。なお、処理がステップＳ１４に戻る場合、刺激タイミング制御部１４は、少なくとも３００ｍｓの無刺激時間を挿入することが好ましい。

【0078】

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

【符号の説明】

【0079】

１ 生体磁場計測システム
３ 計測装置
５ 視覚刺激装置
６ 聴覚刺激装置
７ エアーチューブ型イヤホン
１０、１２ 刺激装置
１４ 刺激タイミング制御部
１６ 計測部
２２、２４ 情報表示システム
２６、２８ モニタディスプレイ
３０ デュワ
３１ 窪み
４２、４４ 情報処理装置
６１ ＣＰＵ
６２ ＲＡＭ
６３ ＲＯＭ
６４ 補助記憶装置
６５ 入出力インタフェース
６６ 表示装置
６７ バス
Ｐ 被験者
ｔ１ｓ、ｔ２ｓ 開始時刻
ｔ１ｅ、ｔ２ｅ 終了時刻
δａ、δｂ 遅延時間

【先行技術文献】

【特許文献】

【0080】

【文献】特許第５３５２０２９号

【文献】特許第５２４９４７８号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】