特許 7583791 機能的磁気共鳴画像データ取得のためのシステム

(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】2024-11-06

(45)【発行日】2024-11-14

(54)【発明の名称】機能的磁気共鳴画像データ取得のためのシステム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20241107BHJP

   A61B 5/374 20210101ALN20241107BHJP

【ＦＩ】

A61B5/055 380

A61B5/055 390

A61B5/055 311

A61B5/374

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022512387

(86)(22)【出願日】2020-08-19

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-04

(86)【国際出願番号】 EP2020073150

(87)【国際公開番号】W WO2021037617

(87)【国際公開日】2021-03-04

【審査請求日】2023-08-17

(31)【優先権主張番号】19194341.4

(32)【優先日】2019-08-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】590000248

【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ

【氏名又は名称原語表記】Ｋｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ．

【住所又は居所原語表記】Ｈｉｇｈ Ｔｅｃｈ Ｃａｍｐｕｓ ５２， ５６５６ ＡＧ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ，Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ

(74)【代理人】

【識別番号】110001690

【氏名又は名称】弁理士法人Ｍ＆Ｓパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】フレーシュナー ニック

(72)【発明者】

【氏名】エワルド アーネ

(72)【発明者】

【氏名】ラメリッチ ルドルフ マティアス ヨハネス ニコラース

【審査官】佐野 浩樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１７３８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／００４６４７３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１８－５２１８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０５６８１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５１０５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０５４１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０３３６７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９５７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１１０６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０３３９７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】Silvina G Horovitz et al.，Low frequency BOLD fluctuations during resting wakefulness and light sleep: a simultaneous EEG-fMRI study，Human Brain Mapping，2008年，Vol. 29, No. 6，p.671-682，<検索日：2024.02.26>, <DOI: 10.1002/hbm.20428.>, <URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6871022/>

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／０５ － ５／０５５、 ５／２４ － ５／３９８、

インターネット

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

機能的磁気共鳴画像データ取得のためのシステムであって、前記システムが、
入力ユニットと、
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）デバイスと、
脳波検査（ＥＥＧ）データ取得デバイスと
処理ユニットと
を含み、
前記入力ユニットが、１つ又は複数のタスクに関連する情報を患者に提供し、前記１つ又は複数のタスクに関連する情報が、一定期間にわたって前記患者に提供され、
前記ＭＲＩデバイスが、前記患者の脳活動に関連する機能的磁気共鳴イメージング（ｆＭＲＩ）データを取得し、前記ｆＭＲＩデータが、前記一定期間にわたって取得され、
前記ＥＥＧデバイスが、前記患者の脳の電気的活動に関連するＥＥＧデータを取得し、前記ＥＥＧデータが、前記一定期間にわたって取得され、
前記処理ユニットが、前記一定期間中、前記１つ又は複数のタスクに関連する前記情報と前記ＥＥＧデータとを利用して、前記患者が少なくとも１つのタスクを順守していない少なくとも１つの第１のサブセット期間を決定し及び前記少なくとも１つの第１のサブセット期間にわたる前記ｆＭＲＩデータの取得に関連するアクションを決定し、前記決定されるアクションは、前記患者が前記少なくとも１つの第１のサブセット期間にわたって前記少なくとも１つのタスクを順守していないというプロンプトの提供を含み、前記プロンプトが、前記一定期間中、前記患者及び／又は前記システムのオペレータに提供され、前記決定されるアクションは、前記患者が前記少なくとも１つのタスクを順守していなかったときのデータとしての、前記第１のサブセット期間にわたる前記関連するｆＭＲＩデータの識別を含む、システム。

【請求項2】

前記処理ユニットが、前記一定期間中、前記１つ又は複数のタスクに関連する前記情報と前記ＥＥＧデータとを利用して、前記患者が少なくとも１つのタスクを順守している少なくとも１つの第２のサブセット期間を決定し、前記処理ユニットは、前記患者が前記少なくとも１つのタスクを順守していたときのデータとしての、前記第２のサブセット期間にわたる前記関連するｆＭＲＩデータの識別を決定する、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記入力ユニットが、視覚表示ユニット（ＶＤＵ）を含み、前記１つ又は複数のタスクに関連する情報の提供は、前記患者が注視又は見るように要求されるビデオ又は写真の前記ＶＤＵへの表示を含む、請求項１又は２に記載のシステム。

【請求項4】

前記１つ又は複数のタスクに関連する前記情報と前記ＥＥＧデータとの前記処理ユニットによる利用は、前記患者が前記ビデオを注視しているか又は前記写真を見ているという決定を含む、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記患者がビデオを注視しているか又は前記写真を見ているという前記決定が、前記患者の視覚的注意力のレベルを決定するための前記ＥＥＧデータの分析を含む、請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

前記患者が前記ビデオを注視しているか又は前記写真を見ているという前記決定が、患者の視覚野のアルファパワーに対する前記ＥＥＧデータの分析を含む、請求項３から５のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項7】

機能的磁気共鳴画像データ取得のための方法であって、前記方法が、
ａ）入力ユニットによって、１つ又は複数のタスクに関連する情報を患者に提供するステップであって、前記１つ又は複数のタスクに関連する情報が、一定期間にわたって前記患者に提供される、提供するステップと、
ｂ）磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）デバイスによって、前記患者の脳活動に関連する機能的磁気共鳴イメージング（ｆＭＲＩ）データを取得するステップであって、前記ｆＭＲＩデータが、前記一定期間にわたって取得される、取得するステップと、
ｃ）脳波検査（ＥＥＧ）デバイスによって、前記患者の脳の電気的活動に関連するＥＥＧデータを取得するステップであって、前記ＥＥＧデータが、前記一定期間にわたって取得される、取得するステップと、
ｄ）処理ユニットによって、前記一定期間中、前記１つ又は複数のタスクに関連する前記情報と前記ＥＥＧデータとを利用して、前記患者が少なくとも１つのタスクを順守していない少なくとも１つの第１のサブセット期間を決定するステップと、
ｆ）前記処理ユニットによって、前記一定期間中、前記少なくとも１つの第１のサブセット期間にわたる前記ｆＭＲＩデータの取得に関連するアクションを決定するステップと
を有し、ステップｆ）は、前記患者が前記少なくとも１つの第１のサブセット期間にわたって前記少なくとも１つのタスクを順守していないというプロンプトを提供するステップを有し、ステップｆ）は、前記プロンプトを、前記一定期間中、前記患者及び／又は前記磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）デバイスのオペレータに提供するステップを有し、ステップｆ）は、前記患者が前記少なくとも１つのタスクを順守していなかったときのデータとして、前記第１のサブセット期間にわたる前記関連するｆＭＲＩデータを識別するステップを有する、方法。

【請求項8】

前記方法が、ｅ）前記処理ユニットによって、前記一定期間中、前記１つ又は複数のタスクに関連する前記情報と前記ＥＥＧデータとを利用して、前記患者が少なくとも１つのタスクを順守している少なくとも１つの第２のサブセット期間を決定するステップを有し、前記方法が、ｇ）前記処理ユニットによって、前記患者が前記少なくとも１つの第２のサブセット期間にわたって前記少なくとも１つのタスクを順守していたときのデータとして、前記第２のサブセット期間にわたる前記関連するｆＭＲＩデータを識別するステップを有する、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

機能的磁気共鳴画像データ取得のためのシステムであって、前記システムが、
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）デバイスと、
脳波検査（ＥＥＧ）データ取得デバイスと
処理ユニットと
を含み、
前記ＭＲＩデバイスが、患者の脳活動に関連する機能的磁気共鳴イメージング（ｆＭＲＩ）データを取得し、前記ｆＭＲＩデータが、一定期間にわたって取得され、
前記ＥＥＧデバイスが、前記患者の脳の電気的活動に関連するＥＥＧデータを取得し、前記ＥＥＧデータが、前記一定期間にわたって取得され、
前記処理ユニットが、前記一定期間中、前記ＥＥＧデータを利用して、前記患者が少なくとも１つのタスクを順守していない少なくとも１つのサブセット期間を決定し、
前記処理ユニットが、前記少なくとも１つの第１のサブセット期間にわたる前記ｆＭＲＩデータの取得に関連するアクションを前記一定期間中に決定し、前記決定されるアクションが、前記患者が眠っていたときのデータとしての前記サブセット期間にわたる前記関連するｆＭＲＩデータの識別、又は前記患者が目覚めていたときのデータとしての前記サブセット期間にわたる前記関連するｆＭＲＩデータの識別を含む、システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、機能的磁気共鳴画像データ取得のためのシステム及び機能的磁気共鳴画像データ取得のための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

機能的磁気共鳴イメージング（ｆＭＲＩ）は、血流の検出による脳活動と、脳及び脊柱の血流と脳活動とがリンクされている場所とを測定する。血液酸素レベル依存（ＢＯＬＤ）コントラスト信号が頻繁に使用され、人間又は他の動物の脳又は脊髄の神経活動が、脳細胞によるエネルギー使用に関連する血流の変化（血行動態応答）をイメージングすることによってマッピングされる。ｆＭＲＩには、患者が手術を受ける必要がなく、又は放射線量にさらされる必要がないという利点がある。しかしながら、この技法はノイズの影響を受ける。

【0003】

Ｓ．Ｇ． Ｈｏｒｏｖｉｔｚら、Ｈｕｍ Ｂｒａｉｎ Ｍａｐｐ ２９：６７１－６８２ ２００８には、人間の脳の最近の血液酸素化レベル依存機能的ＭＲＩ（ＢＯＬＤ ｆＭＲＩ）研究により、外部刺激がない場合、時間的に相関する信号変動の特徴的パターンの形態で活動が持続することが示されていることが記載されている。この研究において、著者らは、眠気及び睡眠などの意識の低下の状態中の自発的ＢＯＬＤ信号変動を調査した。この目的のために、著者らは、安静時の覚醒から浅い（徐波でない）睡眠までの様々なレベルの意識の間正常な対象者にＢＯＬＤ ｆＭＲＩを実行した。睡眠の深さは、同時に取得されたＥＥＧデータに基づいて決定された。浅い睡眠の間、ＢＯＬＤ信号の変動レベルの著しい増加がいくつかの皮質野で観察され、その中で、視覚野が最も際立っていた。デフォルトモードネットワークに関連する脳領域間の相関が浅い睡眠の間持続した。著者らにより、これらの結果は、デフォルトモードネットワーク及び一次感覚野などの区域の活動が、ＢＯＬＤ ｆＭＲＩ変動から測定されるように、覚醒に典型的な意識のレベルを必要としないことを示唆していることが記載されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ｆＭＲＩを使用して、例えば、患者が行うべきタスクが与えられているとき、患者によって実行されている間中又はその間に、ニューロンの活動をモニタする。しかしながら、ｆＭＲＩデータが典型的であるためには、患者がテスト又はタスクを順守しなければならない。

【0005】

これらの問題に対処する必要がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

機能的磁気共鳴画像データ取得のための改善された技法を有することは有利である。

【0007】

本発明の目的は独立請求項の主題によって解決され、さらなる実施形態が従属請求項に組み込まれる。本発明の以下に記載される態様及び例はまた、機能的磁気共鳴画像データ取得のためのシステム、及び機能的磁気共鳴画像データ取得のための方法に適用されることに留意されたい。

【0008】

第１の態様において、機能的磁気共鳴画像データ取得のためのシステムが提供され、このシステムは、
入力ユニットと、
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）デバイスと、
脳波検査（ＥＥＧ）データ取得デバイスと
処理ユニットと
を含む。

【0009】

入力ユニットは、タスクベース情報を患者に提供するように構成され、タスクベース情報は、一定期間にわたって広がる。ＭＲＩデバイスは、患者の脳活動に関連する機能的磁気共鳴イメージング（ｆＭＲＩ）データを取得するように構成される。ｆＭＲＩデータは、一定期間にわたって広がる。ＥＥＧデバイスは、患者の脳の電気的活動に関連するＥＥＧデータを取得するように構成される。ＥＥＧデータは、一定期間にわたって広がる。処理ユニットは、一定期間にわたって広がるタスクベース情報及び一定期間にわたって広がるＥＥＧデータを利用して、一定期間にわたって少なくとも１つの第１のサブセット期間を決定するように構成される。処理ユニットは、少なくとも１つの第１のサブセット期間にわたるｆＭＲＩデータの取得に関連するアクションを決定するように構成される。

【0010】

言い換えれば、ｆＭＲＩコンパチブルであるＥＥＧデバイスを利用してリアルタイムデータを提供し、リアルタイムデータがリアルタイムで容易に分析されて、患者がタスクを順守しているかどうかが決定される。これにより、患者がタスクを順守していないときに取得されたｆＭＲＩデータの識別が可能になり、特定の期間にわたるそのデータをｆＭＲＩ分析に関してマークすることが可能になり、さらに、患者がタスクを正しく続けるようにプロンプトすることが可能になる。さらに、患者がタスクを順守しているときに有効に取得されたｆＭＲＩデータが識別され、それにより、有効な特定の期間にわたるこのｆＭＲＩデータをさらに分析することが可能になる。次いで、患者が順守していなかった期間にマークされたｆＭＲＩデータは廃棄される。しかしながら、非順守の期間中のｆＭＲＩデータ自体は、患者が順守していたときのｆＭＲＩデータと比較することができる。

【0011】

このようにして、改善されたタスクベースｆＭＲＩシステムが提供される。

【0012】

患者に提供されるタスクベース情報は、例えば、ビデオを注視すること又は絵画若しくは写真を見ることなどの視覚的タスク、ビデオあり若しくはビデオなしの聴覚的タスク、又は指を軽くたたくか若しくは他の運動タスクを実行するように要求することなどのタスクに関連する。

【0013】

タスクベース情報は、患者が安静になるか又は安静状態に入り、さらに眠りにつくような要求であり、タスクベース情報は、活動的であり、注意深くしており、眠りにつかないような要求である。このように、タスクの順守は、安静状態であることもあり、活動状態であることもある。

【0014】

一例では、決定されたアクションは、患者が少なくとも１つの第１のサブセット期間にわたって少なくとも１つのタスクを順守していないというプロンプトの提供を含む。

【0015】

一例では、患者が少なくとも１つの第１のサブセット期間にわたって少なくとも１つのタスクを順守していないというプロンプトが、患者及び／又はシステムのオペレータに提供される。

【0016】

一例では、決定されたアクションは、患者が少なくとも１つのタスクを順守していなかったときのデータとしての、第１のサブセット期間にわたる関連するｆＭＲＩデータの識別を含む。

【0017】

一例では、処理ユニットは、一定期間にわたるタスクベース情報及びＥＥＧデータを利用して、一定期間にわたって少なくとも１つの第２のサブセット期間を決定するように構成される。処理ユニットは、患者が少なくとも１つの第２のサブセット期間にわたって少なくとも１つのタスクを順守していたときのデータとしての、第２のサブセット期間にわたる関連するｆＭＲＩデータの識別を決定するように構成される。

【0018】

一例では、入力ユニットは、視覚表示ユニット（ＶＤＵ）を含み、タスクベース情報の提供は、患者が注視又は見るように要求されるビデオ又は写真のＶＤＵへの表示を含む。

【0019】

一例では、処理ユニットによるタスクベース情報及びＥＥＧデータの利用は、患者がビデオを注視しているか又は写真を見ているという決定を含む。

【0020】

一例では、患者がビデオを注視しているか又は写真を見ているという決定は、患者の視覚的注意力のレベルを決定するためのＥＥＧデータの分析を含む。

【0021】

一例では、患者がビデオを注視しているか又は写真を見ているという決定は、視覚野のアルファパワーに対するＥＥＧデータの分析を含む。

【0022】

第２の態様において、機能的磁気共鳴画像データ取得のための方法が提供され、この方法は、
ａ）入力ユニットによって、タスクベース情報を患者に提供するステップであって、タスクベース情報が、一定期間にわたって広がる、提供するステップと、
ｂ）磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）デバイスによって、患者の脳活動に関連する機能的磁気共鳴イメージング（ｆＭＲＩ）データを取得するステップであって、ｆＭＲＩデータが、一定期間にわたって広がる、取得するステップと、
ｃ）脳波検査（ＥＥＧ）デバイスによって、患者の脳の電気的活動に関連するＥＥＧデータを取得するステップであって、ＥＥＧデータが、一定期間にわたって広がる、取得するステップと、
ｄ）処理ユニットによって、タスクベース情報及びＥＥＧデータを利用し、一定期間にわたって少なくとも１つの第１のサブセット期間を決定するステップと、
ｆ）処理ユニットによって、少なくとも１つの第１のサブセット期間にわたるｆＭＲＩデータの取得に関連するアクションを決定するステップと
を有する。

【0023】

一例では、ステップｆ）は、患者が少なくとも１つの第１のサブセット期間にわたって少なくとも１つのタスクを順守していないというプロンプトを提供するステップを有する。

【0024】

一例では、ステップｆ）は、患者が少なくとも１つのタスクを順守していなかったときのデータとして、第１のサブセット期間にわたる関連するｆＭＲＩデータを識別するステップを有する。

【0025】

一例では、この方法は、処理ユニットによって、一定期間にわたるタスクベース情報及びＥＥＧデータを利用して、一定期間にわたって少なくとも１つの第２のサブセット期間を決定するステップｅ）を有し、この方法は、処理ユニットによって、患者が少なくとも１つの第２のサブセット期間にわたって少なくとも１つのタスクを順守していたときのデータとして、第２のサブセット期間にわたる関連するｆＭＲＩデータを識別するステップｇ）を有する。

【0026】

第３の態様において、機能的磁気共鳴画像データ取得のためのシステムが提供され、このシステムは、
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）デバイスと、
脳波検査（ＥＥＧ）データ取得デバイスと
処理ユニットと
を含む。

【0027】

ＭＲＩデバイスは、患者の脳活動に関連する機能的磁気共鳴イメージング（ｆＭＲＩ）情報を取得するように構成される。ｆＭＲＩデータは、一定期間にわたって広がる。ＥＥＧデバイスは、患者の脳の電気的活動に関連するＥＥＧ情報を取得するように構成される。ＥＥＧデータは、一定期間にわたって広がる。処理ユニットは、一定期間にわたって広がるＥＥＧデータを利用して、患者の覚醒のレベルに関連する一定期間にわたって少なくとも１つのサブセット期間を決定するように構成される。処理ユニットは、少なくとも１つのサブセット期間にわたるｆＭＲＩデータの取得に関連するアクションを決定するように構成される。

【0028】

このようにして、安静状態中のｆＭＲＩデータが識別され、活動状態でのｆＭＲＩデータが識別される。次いで、両方のデータセットが利用され、特定の例では、５分の各状態が、さらなる分析のために必要とされる。システムはまた、様々な覚醒の状態に対して以下のように行うことに加えて、安静状態及び活動状態をモニタし、これらの状態の各々の期間にわたって広がるｆＭＲＩデータを選択又は識別することに留意されたい。

【0029】

一例では、決定されたアクションは、患者が眠っていたときのデータとしてのサブセット期間にわたる関連するｆＭＲＩデータの識別、又は患者が目覚めていたときのデータとしてのサブセット期間にわたる関連するｆＭＲＩデータの識別を含む。

【0030】

有利には、上述の態様のいずれかによって提供される利点は、他の態様のすべてに等しく適用され、逆も同様である。

【0031】

上述の態様及び例は、以下に記載される実施形態から明らかになり、以下に記載される実施形態を参照して解明される。

【0032】

典型的な実施形態が、以下の図面を参照して以下に記載される。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】機能的磁気共鳴画像データ取得のためのシステムの一例の概略的なセットアップを示す図である。

【図2】機能的磁気共鳴画像データ取得のための方法を示す図である。

【図3】機能的磁気共鳴画像データ取得のためのシステムの一例の概略的なセットアップを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

図１は、機能的磁気共鳴画像データ取得のためのシステム１０の一例を示す。システム１０は、入力ユニット２０、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）デバイス３０、脳波検査（ＥＥＧ）データ取得デバイス４０、及び処理ユニット５０を含む。入力ユニットは、タスクベース情報を患者に提供するように構成される。タスクベース情報は、一定期間にわたって広がる。ＭＲＩデバイスは、患者の脳活動に関連する機能的磁気共鳴イメージング（ｆＭＲＩ）データを取得するように構成される。ｆＭＲＩデータは、一定期間にわたって広がる。ＥＥＧデバイスは、患者の脳の電気的活動に関連するＥＥＧデータを取得するように構成される。ＥＥＧデータは、一定期間にわたって広がる。処理ユニットは、一定期間にわたって広がるタスクベース情報及び一定期間にわたって広がるＥＥＧデータを利用して、一定期間にわたって少なくとも１つの第１のサブセット期間を決定するように構成される。処理ユニットは、さらに、少なくとも１つの第１のサブセット期間にわたるｆＭＲＩデータの取得に関連するアクションを決定するように構成される。

【0035】

一例によれば、決定されたアクションは、患者が少なくとも１つの第１のサブセット期間にわたって少なくとも１つのタスクを順守していないというプロンプトの提供を含む。

【0036】

一例によれば、患者が少なくとも１つの第１のサブセット期間にわたって少なくとも１つのタスクを順守していないというプロンプトが、患者及び／又はシステムのオペレータに提供される。

【0037】

一例では、患者にタスクベース情報を提供する入力ユニットは、さらに、患者にプロンプトを提供する。したがって、例えば、視覚表示ユニットは、注視のための患者へのビデオ情報を提供し、ＶＤＵは、ビデオを注視し続けるように点滅する、及び／又は患者に音響情報を提供する。

【0038】

一例では、タスクベース情報を患者に提供する入力ユニットは、プロンプトを患者及び／又はオペレータに提供するユニットと異なる。したがって、例えば、視覚表示ユニットは、注視すべき患者へのビデオ情報を提供し、患者がビデオを注視し続けるべきであることを示すためにブザーを鳴らす。患者がタスクを継続すべきであることを患者及び／又はオペレータに知らせる他の機構がさらに備えられてもよい。

【0039】

一例によれば、決定されたアクションは、患者が少なくとも１つのタスクを順守していなかったときのデータとしての、第１のサブセット期間にわたる関連するｆＭＲＩデータの識別を含む。

【0040】

一例によれば、処理ユニットは、一定期間にわたるタスクベース情報及びＥＥＧデータを利用して、一定期間にわたって少なくとも１つの第２のサブセット期間を決定するように構成される。処理ユニットは、患者が少なくとも１つの第２のサブセット期間にわたって少なくとも１つのタスクを順守していたときのデータとしての、第２のサブセット期間にわたる関連するｆＭＲＩデータの識別を決定するように構成される。

【0041】

一例によれば、入力ユニットは、視覚表示ユニット（ＶＤＵ）を含み、タスクベース情報の提供は、患者が注視又は見るように要求されるビデオ又は写真のＶＤＵへの表示を含む。

【0042】

一例では、患者は、設定された期間、例えば、１分間、ビデオを眺めるか又は写真を見るように要求される。

【0043】

一例では、患者は、設定された期間、例えば、１分間、図面又は概略図の他の視覚形態を見るように要求される。

【0044】

一例では、ビデオ、写真、若しくは図面、又は視覚形態は、適切なやり方で、微笑などの幸福を示す表現を有し、又は悲しみを示す表現を有する。

【0045】

一例では、患者は、１分間１つのビデオを眺め、次いで、１分間第２のビデオを眺めるように要求される。

【0046】

一例では、患者は、１分間１つの写真を見て、次いで、１分間第２の写真を見るように要求される。

【0047】

一例によれば、処理ユニットによるタスクベース情報及びＥＥＧデータの利用は、患者がビデオを注視しているか又は写真を見ているという決定を含む。

【0048】

一例によれば、患者がビデオを注視しているか又は写真を見ているという決定は、患者の視覚的注意力のレベル決定するためのＥＥＧデータの分析を含む。

【0049】

一例によれば、患者がビデオを注視しているか又は写真を見ているという決定は、視覚野のアルファパワーに対するＥＥＧデータの分析を含む。

【0050】

図２は、機能的磁気共鳴画像データ取得のための方法１００の一例を基本ステップで示し、必須のステップが実線で示され、オプションのステップが破線で示される。この方法は、
ステップａ）とも呼ばれる提供するステップ１１０において、入力ユニットによって、タスクベース情報を患者に提供するステップであって、タスクベース情報が、一定期間にわたって広がる、提供するステップと、
ステップｂ）とも呼ばれる取得するステップ１２０において、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）デバイスによって、患者の脳活動に関連する機能的磁気共鳴イメージング「ｆＭＲＩ」データを取得するステップであって、ｆＭＲＩデータが一定期間にわたって広がる、取得するステップと、
ステップｃ）とも呼ばれる取得するステップ１３０において、脳波検査（ＥＥＧ）デバイスによって、患者の脳の電気的活動に関連するＥＥＧデータを取得するステップであって、ＥＥＧデータが一定期間にわたって広がる、取得するステップと、
ステップｄ）とも呼ばれる利用するステップ１４０において、処理ユニットによって、タスクベース情報及びＥＥＧデータを利用し、一定期間にわたって少なくとも１つの第１のサブセット期間を決定するステップと、
ステップｆ）とも呼ばれる決定するステップ１５０において、処理ユニットによって、少なくとも１つの第１のサブセット期間にわたるｆＭＲＩデータの取得に関連するアクションを決定するステップと
を有する。

【0051】

一例によれば、ステップｆ）は、患者が少なくとも１つの第１のサブセット期間にわたって少なくとも１つのタスクを順守していないというプロンプトを提供するステップを有する。

【0052】

一例では、ステップｆ）は、患者が少なくとも１つの第１のサブセット期間にわたって少なくとも１つのタスクを順守していないというプロンプトを患者及び／又はシステムのオペレータに提供するステップを有する。

【0053】

一例によれば、ステップｆ）は、患者が少なくとも１つのタスクを順守していなかったときのデータとして、第１のサブセット期間にわたる関連するｆＭＲＩデータを識別するステップを有する。

【0054】

一例によれば、この方法は、処理ユニットによって、一定期間にわたるタスクベース情報及びＥＥＧデータを利用して、一定期間にわたって少なくとも１つの第２のサブセット期間を決定するステップ１６０のステップｅ）を有し、この方法は、処理ユニットによって、患者が少なくとも１つの第２のサブセット期間にわたって少なくとも１つのタスクを順守していたときのデータとして、第２のサブセット期間にわたる関連するｆＭＲＩデータを識別するステップ１７０のステップｇ）を有する。

【0055】

一例では、ステップａ）は、患者が注視するように要求されるビデオを視覚表示ユニット「ＶＤＵ」に表示するステップを有する。

【0056】

一例では、ステップｄ）は、患者がビデオを注視していると決定するステップを有する。

【0057】

一例では、ステップｄ）は、ＥＥＧデータを分析し、患者の視覚的注意力のレベルを決定するステップを有する。

【0058】

一例では、患者の視覚的注意力のレベルを決定するステップは、ＥＥＧデータを分析し、視覚野のアルファパワーを決定するステップを有する。

【0059】

図３は、機能的磁気共鳴画像データ取得のためのシステム２００の一例を示す。システム２００は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）デバイス２３０、脳波検査（ＥＥＧ）データ取得デバイス２４０、及び処理ユニット２５０を含む。ＭＲＩデバイスは、患者の脳活動に関連する機能的磁気共鳴イメージング（ｆＭＲＩ）データを取得するように構成される。ｆＭＲＩデータは、一定期間にわたって広がる。ＥＥＧデバイスは、患者の脳の電気的活動に関連するＥＥＧデータを取得するように構成される。ＥＥＧデータは、一定期間にわたって広がる。処理ユニットは、一定期間にわたって広がるＥＥＧデータを利用して、患者の覚醒のレベルに関連する一定期間にわたって少なくとも１つのサブセット期間を決定するように構成される。処理ユニットは、さらに、少なくとも１つのサブセット期間にわたるｆＭＲＩデータの取得に関連するアクションを決定するように構成される。

【0060】

一例によれば、決定されたアクションは、患者が眠っていたときのデータとしてのサブセット期間にわたる関連するｆＭＲＩデータの識別、又は患者が目覚めていたときのデータとしてのサブセット期間にわたる関連するｆＭＲＩデータの識別を含む。

【0061】

したがって、タスクベースｆＭＲＩ及び／又は安静状態ｆＭＲＩに関する機能的磁気共鳴画像データ（ｆＭＲＩ）取得のための記載のシステム及び方法は、ｆＭＲＩデータが有効であるか又は有効でないとき（例えば、患者がタスクを実行しているかどうか）を決定するために、取得されたＥＥＧデータを全く新しいやり方で使用する。時間窓にわたるＥＥＧデータが、その時間窓にわたってタスク情報と相関されて、患者がタスクを実行しているかどうか（又は眠っているか若しくは目覚めているか）が決定される。次いで、ＥＥＧデータの分析から、患者がその時間窓にわたって順守している場合、その時間窓にわたる関連するｆＭＲＩデータは、同時に実行されているタスクに関して分析される。ＥＥＧデータから、その時間窓にわたって患者が順守していないと決定された場合、その時間窓にわたるｆＭＲＩデータは無視され、患者は、タスクを続けるようにプロンプトされる。同様に、ｆＭＲＩデータが、眠っている（又は目覚めている）患者のために必要とされる場合、時間窓にわたるＥＥＧデータを分析して、患者がその時間窓にわたって眠っているか又は目覚めているかどうかが決定され、場合に応じて、その時間窓にわたるｆＭＲＩデータを利用するか否かが決定される。

【0062】

別の言い方をすれば、ＢＯＬＤ信号のリアルタイム分析は、信号対雑音比が小さく、時間分解能が低いので、（タスクベース又は安静状態）ｆＭＲＩ中に患者の順守をモニタすることは容易に可能ではない。したがって、多くの場合、データを使用することができないか、又は部分的にしか使用できないことがｆＭＲＩ取得の後でしか見いだされず、費用と時間がかかる繰り返しのｆＭＲＩスキャンが必要とされる。ここで説明する新しい技法は、リアルタイムで患者の順守をモニタし、タスク順守が回復されるようにフィードバックを専門家及び／又は患者に提供することによって、ｆＭＲＩデータに対する患者の順守のこの欠如を克服し、データを有効又は不要として識別することが可能になり、患者がタスクを続けるようにリアルタイムで推進され、それにより、取得される無効データの量が最小にされる。これは、ＥＥＧデータを同時に取得することによって達成され、ＥＥＧデータはリアルタイムで分析され、ＥＥＧデータから患者が所望のタスクを実行しているかどうかが推定される。システムは、３つの部分、すなわち、（１）ｆＭＲＩコンパチブルＥＥＧ取得システム、（２）リアルタイムＥＥＧデータ分析システム、（３）（２）の結果に基づいて専門家及び／又は患者にフィードバックを行い、並びに必要に応じてデータに有効／無効のタグをつけるシステムで構成される。それにより、ｆＭＲＩデータとは対照的に、ＥＥＧデータが、リアルタイムで容易に分析され、それを使用して、リアルタイムでフィードバックを行い、それによって、タスク順守を確実にし、さらに、データが有効／無効であることをリアルタイムでタグづけする。例えば、患者がビデオを注視するように求められるタスクベースｆＭＲＩシナリオを考える。ＥＥＧデータから、例えば、視覚野のアルファパワーを決定することによって、患者が視覚的に注意深くしているかどうかを推定する。患者がビデオを注視するのを止めるか、又は例えば聴覚刺激への集中に切り替えた場合、患者、又はビデオを注視することを患者に思い出させる専門家に、フィードバックが直接提供され、同時に、取得されたｆＭＲＩデータが、非順守の時間中に患者に関係しているとしてタグづけ又は識別され、当然の結果として、データはまた、患者が順守している期間にタグづけ又は識別される。後続の調査票によるタスク順守の測定とは対照的に、ＥＥＧベースの手段は、はるかに客観的であり、即座に使用される。さらに、専門家は、それに応じて走査プロトコルを調節する（例えば、セッションを延長する、タスクを繰り返す、など）か、又はそれは、自動的に行われる。別の実施形態では、ＥＥＧは、専門家の必要に応じて、患者が目覚めているか又は眠っているかを確実にするために患者の覚醒を測定するために使用される。

【0063】

ｆＭＲＩへのＥＥＧデータの利用が検討されたが、ここで開発されたものと全く異なるやり方があり、以下は、ＥＥＧ及びｆＭＲＩのこれらの異なる利用の概要を提示する。

【0064】

Ｃ． Ｚｉｃｈら： 「Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ＥＥＧ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｄｕｒｉｎｇ ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ ＥＥＧ－ｆＭＲＩ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｓ ｔｈｅ ｃｏｒｔｉｃａｌ ｓｉｇｎａｔｕｒｅ ｏｆ ｍｏｔｏｒ ｉｍａｇｅｒｙ」、ＮｅｕｒｏＩｍａｇｅ １１４ （２０１５） ４３８。リアルタイム脳波（ＥＥＧ）フィードバックと組み合わされた運動イメージ（ＭＩ）が、脳－コンピュータインタフェース（ＢＣＩ）を操るための普通の手法であることが記載されている。ＭＩ ＢＣＩは、脳卒中の後の運動回復をサポートするアドオン治療として有望であると考えられているが、しかし、ＥＥＧニューロフィードバックが実際に特定の感覚運動活性化パターンを対象にしているかどうかは、ＥＥＧだけから明白に推測することができないことが記載されている。この論文では、ＭＩ ＥＥＧニューロフィードバックを同時及び連続機能的磁気共鳴イメージング（ｆＭＲＩ）と組み合わせて、ＭＩ ＥＥＧニューロフィードバックと、皮質感覚運動野の活性化との間の関係を特徴づけている。ＥＥＧ信号は、ＭＲＩ勾配の干渉及び心弾動図アーチファクトからオンラインで補正され、それにより、リアルタイムＥＥＧフィードバックの送出が可能になる。フィードバックブロックなしと比較してフィードバック中の著しく強化されたタスク固有の脳活動が、ＥＥＧ及びｆＭＲＩに存在していた。その上、ＥＥＧの感覚運動のリズム振幅の対側ＭＩ関連の減少が、対側感覚運動野のｆＭＲＩ活性化と逆相関していたが、側方化ｆＭＲＩパターンは、必ずしも側方化ＥＥＧパターンに付随していなかった。研究結果は、ＭＩ ＥＥＧ信号と感覚運動皮質活動との間の複雑な関係を示し、それによって、両方が、同様に、ＥＥＧニューロフィードバックによって調整されることが一緒に記載されている。この研究結果は、運動リハビリテーションのためのＭＩ ＥＥＧニューロフィードバックの可能性をサポートし、ＭＩ ＢＣＩパフォーマンスの個人差をよりよく理解するのに役立つことが記載されている。したがって、Ｚｉｃｈらによる論文では、ＭＩ ＥＥＧニューロフィードバックを同時ｆＭＲＩと組み合わせて、ＭＩ ＥＥＧニューロフィードバックと、皮質感覚運動野の活性化との間の関係を特徴づけている。ＥＥＧ信号は、ＭＲＩ勾配の干渉及び心弾動図アーチファクトからほぼリアルタイムで補正される。ＥＥＧデータは、ＭＲＩスキャナ内に記録され、ＥＲＤ特性を、スキャナ外で同じ参加者から作られた別個のＥＥＧ記録と比較することによって検証された。ＥＥＧ ＳＭＲ振幅減少と、感覚又は運動野のｆＭＲＩ活動との間の体系的な相関が仮定された。言い換えれば、この論文は、ＥＥＧ生データが、ＭＲＩアーチファクトに対して補正されることを記載している。

【0065】

Ｓ． Ｈｏｆｆｍａｎｎら「Ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ ＥＥＧ ｔｉｍｅ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｆＭＲＩ ｉｎ ｅｒｒｏｒ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ」、Ｂｒａｉｎ Ｓｔｒｕｃｔ． Ｆｕｎｃｔ． （２０１４） ２１９ ５９５～６０５には、研究が、誤応答及び正応答の間活動的である一般の応答モニタリングシステムに関係することが記載されている。応答関連ＥＲＰの時間周波数分解からの証拠を集めることにより、前頭葉中央電極位置での誘発シータ活動が、簡単なタスクで、しかし、より複雑なタスクでも、正応答と誤応答を区別することが示されたことが記載されている。今まで、特に神経振動のレベルでのエラー処理の様々な電気生理学的パラメータが、機能的神経細胞学的レベルでのエラー処理を反映するＢＯＬＤ信号変化とどのように関連しているか又は予測されるかは不明確であることが記載されている。この論文は、メンタルローテーションタスクの間違いによるエラーモニタリングを調査するタスクにおいて、時間ドメイン情報、時間周波数情報、ＭＲＩ ＢＯＬＤ信号、及び行動パラメータの間のクロスリンクを提供することを目的としている。この結果は、機能的神経細胞学的レベルでのエラー処理を反映するＢＯＬＤ信号変化がシータ周波数帯の誘発振動によって最良に予測されることを示している。この研究のｆＭＲＩ結果は、エラー処理における前帯状皮質、中前頭回、及び島の関与を説明しているが、誘発振動とＢＯＬＤ信号の相関は、誘発シータと前帯状皮質ＢＯＬＤ活動の結合に限定された。現在の結果は、エラー処理を仲介する分散機能神経細胞学的ネットワークが存在するが、このネットワークの別個の部分のみが、エラーモニタリングの電気生理学的性質を調整しているように見えることを示している。したがって、この論文には、特定のデータがＥＥＧと関連づけられるかどうかを確立するために、ＥＥＧ／ｆＭＲＩデータを組み合わせることができることが記載されている。

【0066】

ＷＯ２０１３／１５７０１２Ａ１には、少なくとも１つの刺激デバイスを使用して被験者に対して少なくとも１つの感覚刺激を適用することであり、感覚刺激が少なくとも１つの注意バイアスに関連づけられる、適用することと、それぞれの適用された感覚刺激に対する対象者の応答を測定するによって対象者の少なくとも１つの注意割当てインデクスを測定することと、測定された注意割当てインデクスを示す注意フィードバックを出力することとを行うことによって注意割当てをモニタ及び訓練するための方法及びシステムが記載されている。フィードバックは、注意割当てフィードバックを出力するための１つ又は複数の出力デバイス、例えば、視覚又は聴覚出力デバイスなどを使用してリアルタイム又はほぼリアルタイムで出力される。要約すると、患者は刺激され、刺激への応答が、ＭＲＩ、ＥＥＧ／ＥＲＰなどのうちの１つとすることができる測定デバイスを使用して測定される。

【0067】

ＣＮ１０２２９３６４７Ｂには、脳波と機能的磁気共鳴信号を組み合わせたフィードバックシステムが記載されており、フィードバックシステムは、脳波及び機能的磁気共鳴信号を一緒に収集及び分析し、２つの信号によって同時に反映された脳固有の活動状態の時空間的特性を抽出し、マルチモード信号を神経フィードバック調節に適用する。

【0068】

米国特許出願公開第２０１３／２６７８２７Ａ１号には、生体検査対象者の脳の所定の容積セグメントの機能的ＭＲイメージングのための方法及び磁気共鳴（ＭＲ）システムにおいて、所定の容積セグメントのＭＲデータが取得され、検査対象者のＥＥＧデータが取得され、ＥＥＧデータの取得はＭＲデータの取得と同時に行われ、ＭＲデータが、取得されたＥＥＧデータに応じて自動的に評価されることが記載されている。ＥＥＧデータは周波数クラスに区分され、次いで、特定のクラスに関連するＭＲデータを使用して、特定のＭＲＩデータが選択される。このようにして、一定期間にわたるＥＥＧデータが異なる周波数データセットに分配され、次いで、これを使用して、特定のＭＲＩデータが選択される。

【0069】

しかしながら、これらの文書のいずれにも、患者が順守している場合、同じ期間にわたる関連するｆＭＲＩデータを利用し、患者がタスクを順守していない場合、無視する、及び／又は患者にプロンプトするために、タスクベース情報と一緒にＥＥＧデータを利用して、患者がタスクを順守しているか又は順守していない時間窓を決定することへの示唆はない。これらの文書のいずれにも、取得されているｆＭＲＩデータの検証に関して、患者が正しいタスクを実行していることを決定するために、ＥＥＧがここで記載されたやり方で使用されるという認識がない。

【0070】

本発明の実施形態が様々な主題を参照して説明されていることに留意すべきである。特に、ある実施形態は方法タイプの請求項を参照して説明され、一方、他の実施形態はデバイスタイプの請求項を参照して説明されている。しかしながら、当業者は、上述の説明及び以下の説明から、特に断らない限り、１つのタイプの主題に属する特徴の任意の組合せに加えて、さらに、異なる主題に関連する特徴の間の任意の組合せが本出願により開示されていると見なされることが分かるであろう。しかしながら、すべての特徴を組み合わせて、特徴の単純な和を超える相乗効果を提供することができる。

【0071】

本発明が、図面及び前述の説明で詳細に図示及び説明されたが、そのような図及び説明は、例証又は例示であり、限定でないと見なされるべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されない。開示した実施形態への他の変形は、請求される発明を実践する際に、図面、開示、及び従属請求項の検討から当業者によって理解され達成される。

【0072】

特許請求の範囲において、「備えている、含んでいる、有している」という単語は、他の要素又はステップを排除せず、単数形は複数を排除しない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、特許請求の範囲に列挙されるいくつかのアイテムの機能を果たすことができる。特定の手段が互いに異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組合せを有利に使用できないことを示していない。特許請求の範囲におけるいかなる参照符号も範囲を限定するものと解釈されるべきでない。

【図1】

【図2】

【図3】