JP2004216184A

JP2004216184A - 生体磁場計測装置

Info

Publication number: JP2004216184A
Application number: JP2004130101A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Suzuki; 博之鈴木; Keiji Tsukada; 啓二塚田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-04-26
Filing date: 2004-04-26
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】生体磁場計測装置単独で心磁計測や脳磁計測による良，不良データ
の自動選別を行なって信頼性の高い自動アベレージング処理他のデータ処理及び
操作の簡便化を図る。
【解決手段】生体磁場計測装置において、計測された信号波形から生体活動で繰り返し表れる特徴的な波形（例えば心拍）を認識し、計測される心拍の一つを参照波形として登録し、計測された各心拍データに対して参照波形との相違度を評価し、相違度が許容値以下の波形だけを用いてアベレージング処理を実行する。許容値以上は異常データとして登録し、表示可能にする。生体磁場の計測に必要な計測条件やデータ解析条件に対して識別情報が付与され、計測に際し識別情報を指定することによって計測条件，解析条件を読み出し可能にする。
【選択図】図１４

Description

本発明は、生体の脳の神経活動や心臓の心筋活動等に関係する生体内電流等が原因で発生する生体の磁場を計測する生体磁場計測装置に関する。

従来から磁気センサである超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ＝Superconducting Quantum Interference Device）を用いて、生体から発生する微弱な磁場の分布を測定し、その測定結果から、生体内部の活動電流の位置を推定し、その分布をイメージングする多チャンネル（多数の磁気センサをマトリックス配置したもの）の生体磁気計測装置が知られている。そのような従来例は、たとえば特開平４−３１９３３４号公報，特開平５−１４６４１６号公報，特開平１０−５１８６号公報等に開示されている。

この種の生体磁場計測装置は実用化されつつあり、実用に必要な条件として、生体から発せられる微小磁場をノイズの影響を極力排除して検出することが望まれている。そのため、環境磁気雑音の影響を除去するために磁気計測装置を磁気シールドルーム内に設置するほかに、例えば、次のような計測信号処理が知られている。

例えば、特開平１０−５１８６号公報に記載の生体磁気計測装置では、脳から発せられる磁場計測を例示し、計測対象となる生体磁場が心臓の鼓動に同期した雑音による影響が大きいとして、被検体から生じる微小磁場を計測する磁束計（磁束計は複数の磁気センサより構成されている）のほかに、被検体の心電波形を計測する心電計を備えて、磁束計により計測された磁場データと心電計により計測された心電データとの一致度を求め、両者の一致度が高い場合には、磁場データを不良とし、一致度が低ければノイズを受けていないものとして保存し、これらの動作を繰り返して行ない、所定回数終了後に、保存した生体磁気計測データを各データ収集単位毎に加算平均する技術を提案している。

また、本発明者らは、心拍波形を生体磁気計測装置を用いて計測する場合に、計測した信号波形がしきい値を超えた時刻をＲ波とみなして、このようなしきい値を超えた波形データを用いて信号波形のアベレージング処理を自動化する技術を提案している（特願平９−２７０１５９号、特願平９−２７０１６０号）。

特開平４−３１９３３４号公報

特開平５−１４６４１６号公報特開平１０−５１８６号公報

後者のアベレージング処理は、信号波形がしきい値を超えればデータ採取として良好（正常）な波形として取り込んでしまうため、波形に突発的なノイズやその他が異常データが入ってしまった信号波形でもアベレージングを実行するおそれがあり、その点の対処策が開示されていない。一方、前者の従来技術は、生体磁気計測装置（脳磁計）を用いて脳磁データをアベレージング処理する場合に、心電計との併用により心臓の鼓動に同期したノイズを排除しようとするものであり、生体磁気計測装置を心磁計に用いる場合の配慮や、また、生体磁気計測装置単独使用を意図していない。

本発明の目的は、第１には、心電計の併用を必要とせずに、生体磁場計測装置単独で心磁計測や脳磁計測による良，不良データの自動選別を行なって信頼性の高い自動アベレージング処理技術を実現させた生体磁気計測装置を提供することにある。

第２には、生体磁場計測の結果、その計測データに突発的な異常データが存在する場合にそれを自動的に選別，表示可能にして、その異常データを診断に役立つ情報として利用できるようにすることにある。

さらに、生体磁場計測装置の計測データ（信号波形）の取り込みからデータ解析に至るまでの一貫した自動化に貢献する技術や操作や条件設定を簡易に実行できる技術を提案するものである。

本発明は、上記目的を達成するために、基本的には次のように構成される。
（１）第１の発明は、被検者の生体内から発せられる磁場を計測する生体磁場計測装置において、
計測された信号波形から生体活動で繰り返し表れる特徴的な波形を認識する波形認識手段と、
前記繰り返し表れる特徴的な波形の一つを参照波形として登録する参照波形登録手段と、
前記繰り返し表れる特徴的な各波形に対して前記参照波形との相違度を評価する波形評価手段と、
前記相違度が許容値以下の波形だけを用いてアベレージング処理を実行する演算手段と、を備えて成ることを特徴とする。

上記構成によれば、実際に計測された各人の信号波形から参照波形を設定するが、このような方式によれば次のような利点がある。すなわち、生体活動で繰り返される特徴的な波形（例えば心拍波形）の態様に個人差があるために、仮りに参照波形を標準的な模擬波形から設定する場合よりも、本発明方式のように各人の真の生体活動で繰り返される信号波形の中から参照波形を特定する場合の方が、実際の各人に合った参照波形を設定することができる。

本発明における参照波形の特定の仕方としては、例えば、波形認識手段で認識した波形から何番目かの波形（例えば最初の波形）を参照波形として登録する方式が考えられる。この特定した参照波形がたまたま突発的な不良データの場合には、上記相違度が許容値以下の波形データを所定回数取り込めない事態となるが、この場合には、再計測後に前回同様の参照波形の登録及び相違度評価を行なってアベレージング処理を再実行するか或るいは前記参照波形を選び直してアベレージング処理を再実行するなど、参照波形に適した波形データが特定されるまで参照波形の特定動作を行なえば、上記問題に対処できる。

また、繰り返し表れる特徴的な波形の一つを参照波形として登録するに際して、この登録対象となる波形が参照波形として適しているか否か画面を通してオペレータに確認させてもよい。

以上のようにして、前記参照波形との相違度が許容値以下の波形だけを加算して平均化することにより（アベレージング処理）、突発的なノイズ等の異常データを排除して、精度の高いアベレージング処理を可能にする。
（２）第２の発明は、上記波形評価手段によって、計測された信号波形（繰り返し表れる特徴的な波形）に対して参照波形との相違度を評価した結果、その相違度が許容値以上であれば、それを登録する登録手段と、登録された波形を表示可能にする表示手段を備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、その突発的な異常データを表示することで、検査する者や診断する者が、それがノイズによるものか、或いは生体活動の異常によるものか認識でき、診断の役立てることが可能になる。
（３）第３の発明は、被検者の生体内から発せられる磁場を計測する生体磁場計測装置において、
計測された信号波形から生体活動で繰り返し表れる特徴的な波形の一点（例えば、極大値或いは極小値）に対応する時刻を特定し、この時刻を基準にして定めた時間範囲にある信号波形を生体磁場の解析用のデータとして抽出するデータ抽出手段と、
前記抽出された信号波形を指定の解析手法にしたがって解析する演算手段と、
を備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、生体活動で繰り返し表れる特徴的な波形について、その範囲を自動的に定めて抽出して、これらの抽出した波形に基づきデータ解析が可能になる。
（４）第４の発明は、被検者の生体内から発せられる磁場を計測する生体磁場計測装置において、
生体磁場の計測に必要な計測条件に対して識別情報が付与され、生体磁場の計測を行う際に前記識別情報を指定することによって該識別情報に対応の計測条件が読み出し可能に設定されていることを特徴とする。

上記構成によれば、覚え切れない数値等の計測条件を平易で意味のある簡単な用語で構成される識別情報と関連づけ、この識別情報を画面を通して選択するだけで、所望の計測条件を読み出し設定することが可能になり、操作者の負担を軽減することが可能になる。
（５）第５の発明は、被検者の生体内から発せられる磁場を計測する生体磁場計測装置において、
生体磁場に関する計測データに対して施すデータ解析手法およびそれに伴うデータ解析パラメータの組に対して識別情報が付与され、この識別情報を指定することによって対応の前記データ解析パラメータ及びデータ解析手法によるデータ解析が実行されるよう設定されていることを特徴とする。

本発明もデータ解析に伴うパラメータを、簡易で簡単な用語で特定された識別情報を用いて設定し、且つ、それだけの所望のデータ解析が自ずと行なわれることになり、操作者の負担軽減及び検査能率の向上を図り得る。

第１の発明によれば、生体磁場計測装置単独で自身の計測データ（信号波形）から参照波形を設定することで、心磁計測や脳磁計測による良，不良データの自動選別を行なうことがことができ、信頼性の高い自動アベレージング処理技術を実現させることができる。

第２の発明によれば、生体磁場計測の結果、その計測データに突発的な異常データが存在する場合にそれを自動的に選別，表示可能にして、その異常データを診断に役立つ情報として利用することができる。

第３の発明によれば、生体磁場計測装置の計測からその信号波形抽出ひいてはデータ解析までの一貫した自動化に貢献することができる。

第４，５の発明によれば、操作手順を知らなくても予め分りやすい名称で登録されていた名称（識別情報）を指定することで、所望の計測条件を読み出したり、所望のデータ解析及びパラメータを自ずと設定され、それによりデータ計測やデータ解析が実行されるので、操作の簡便化及び操作者の負担軽減及び検査能率の向上を図ることができる。

本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は本発明の適用対象となる生体磁気計測装置の実施例を示す概略構成図である。

本実施例の生体磁気計測装置は、一例として、心臓の磁場分布を計測する心臓磁気計測装置（心磁計）を例示しており、環境磁気雑音の影響を除去するために、生体磁気計測装置は磁気シールドルーム１内に設置される。生体からなる被検体（被検者）２は、通常はベッド３に仰向け状態でその心磁計測が行われるが、うつ伏せなどの状態で計測が行われる場合もある。

被検者の生体面（胸部の場合は一般に胸壁に平行な面）はベッド３の面とほぼ平行であるとみなし、そしてこの面は直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）のｘ−ｙ平面と平行であるものとみなす。実際には、被検者の胸部は曲面であると共に傾いているが、説明を簡単にするためにほぼ平行とする。

被検者２の胸部の上方には、冷媒である液体Ｈeで満たされたデュワ４が配置され、デュワ４はＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉素子）とそのＳＱＵＩＤに接続された検出コイルとを含む複数個の磁気センサを収容している。液体Ｈｅは磁気シールドルーム１の外部にある自動補給装置５から連続的に補給される。

磁気センサの出力は、被検者２から発生して検出コイルにより検出される生体磁場の強度（磁束密度と考えることもできる）と特定の関係をもつ電圧を出力し、その出力がＦＬＬ（Flux Locked loop）回路６に入力される。このＦＬＬ回路６は、ＳＱＵＩＤの出力を一定に保つように、ＳＱＵＩＤに入力された生体磁場（生体磁気）の変化を帰還コイルを介してキャンセルする（これを磁場ロックと呼ぶ）。その帰還コイルに流した電流を電圧に変換することにより、生体磁場信号の変化と特定の関係にある電圧出力を得ることができる。このように帰還コイルを介して検出する方式を取っているので、微弱の磁場を高感度に検出できる。

上記出力電圧は増幅器・フイルタ・増幅器（ＡＦＡ）７に入力され、その出力はサンプリングされて、Ａ／Ｄ変換器７−２によりＡ／Ｄ変換され、計算機８に取り込まれる。

計算機８はパーソナルコンピュータからなり、８−１はそのデイスプレイ部、８−２はキーボード、そして８−３はマウスを示す。

マウス８−３は画面上でカーソルを移動させて処理対象を選択するのに用いられる。この操作はキーボードを操作することによっても行うことができる。計算機にはプリンタ９が接続されており、ディスプレイ部８−１で表示された内容を出力用紙に配置して出力することができる。プリンタはカラー印刷でも白黒印刷でもよいが、本実施例ではカラー印刷可能なプリンタが接続されている。

ＡＦＡ７の入力ゲイン及び出力ゲインは調整可能であり、また、ＡＦＡ７は第１の基準周波数以下の周波数信号を通過させるローパスフイルタ、第１の基準周波数よりも低い第２の基準周波数以上の周波数信号を通過させるハイパスフイルタ及び商用電源周波数をカットするノッチフィルタを含む。

計算機８は各種の処理を行うことができ、その処理結果はディスプレイ部８−１に表示される。

なお、図１で示す計算機８は一実施例を示したものであり、これに限定されるものではない。例えば、タッチパネルを備えたディスプレイを備えたものや、マウスに変えて他の座標指示装置、例えばトラックボールやジョスティック等のポインティングデバイスを使用したものでもよい。また場合によっては公衆電話回線を介して接続される計算機でもよい。

ＳＱＵＩＤとしては、例えば一例として直流ＳＱＵＩＤが用いられる。ＳＱＵＩＤに外部磁場が与えられたときに、それに対応する電圧（Ｖ）が発生するようにＳＱＵＩＤには直流バイアス電流（Ｉbias）が流される。その外部磁場を磁束Φで表すと、ＶのΦに対する特性曲線すなわちΦ−Ｖ特性曲線は周期関数で与えられる。計測に当っては、それに先立って、ＦＬＬ回路６のオフセット電圧（Ｖ_OFF）を調整してΦ−Ｖ特性曲線の直流電圧をゼロレベルにする操作が行われる。

図２は磁気センサの配置構成を示す。磁気センサの検出コイルには生体磁場の接線成分（生体面すなわちｘ−ｙ平面にほぼ平行な成分）を検出するコイルと生体磁場の法線成分（生体面すなわちｘ−ｙ平面に直交する成分）を検出するコイルがある。生体磁場の接線成分を検出するコイルとしては、コイル面がｘ方向及びｙ方向をそれぞれ向いた２つのコイルが用いられ、また、生体磁場の法線成分を検出するコイルとしてはコイル面がｚ方向を向いたコイルが用いられる。

複数個の磁気センサ２０−１〜２０−８、２１−１〜２１−８、２２−１〜２２−８、２３−１〜２３−８、２４−１〜２４−８、２５−１〜２５−８、２６−１〜２６−８及び２７−１〜２７−８は、図２に示されるように、生体面すなわちｘ−ｙ平面とほぼ平行な面上にマトリックス状に配置される。磁気センサの数は任意であってよいが、図２では、磁気センサのマトリックスは８行８列からなっているから、磁気センサの数は８×８＝６４である。

各磁気センサは、図２に示されるように、その長手方向が生体面すなわちｘ−ｙ平面に対して垂直な方向（ｚ方向）と一致するように配置される。なお、この一実施例ではベッド面とセンサのＸ−Ｙ面とを平行にしているが、測定精度を高めるには体に接近させる方が良く、傾けるようにすることができる。但し、被検者である人体は常に動いているので、人体に密着させるとこの動きが検出部を動かし、かえって高精度の検出が困難となる。

図３は磁気センサの各々の、生体磁場の法線成分Ｂzを検出するセンサの構成を示す。同図において、超伝導線（Ｎｉ−Ｔｉ線）で作られたコイルはそのコイル面がｚ方向を向くように配置される。このコイルは互いに逆向きの２つのコイル１０及び１１の組み合わせからなり、被検者２に近い方のコイル１０は検出コイルとされ、遠い方のコイル１１は外部磁場雑音を検出する参照コイルとされる。

外部磁場雑音は被検者よりも遠い信号源から生じており、したがって、その雑音信号は検出コイル１０及び参照コイル１１の両方によって検出される。一方、被検者からの磁場信号は微弱であり、したがって、その生体磁場信号は検出コイル１０によって検出されるが、参照コイル１１はその生体磁場信号にほとんど感応しない。このため、検出コイル１０は生体磁場信号と外部磁場雑音信号を検出し、参照コイル１１は外部磁場雑音信号を検出するから、両コイルで検出された信号の差をとることによりＳ／Ｎ比の高い生体磁場の計測が可能となる。これらのコイルはＳＱＵＩＤ１２を実装した実装基板の超伝導線を介してＳＱＵＩＤの入力コイルに接続され、これによって、検出された生体磁場信号の法線方向の成分ＢzがＳＱＵＩＤに伝達される。

図４は磁気センサの各々の、生体磁場の接線成分Ｂｘ及びＢｙを検出するセンサの構成を示す。同図において、接線方向の生体磁場成分検出用のセンサでは平面コイルが用いられる。すなわち、検出コイル１０´及び１０″並びに参照コイル１１´及び１１″は平面コイルからなり、これらは互いにｚ方向において間隔づけられている第１及び第２の平面にそれぞれ配置される。これらのコイルは法線成分用と同様にＳＱＵＩＤ１２´及び１２″の実装基板の入力コイルに接続される。４角柱の互いに直交する２面に、これらのＢｘ成分検出用のセンサ１３及びＢｙ成分検出用のセンサ１４が貼付けられ、これによってＢｘ成分及びＢｙ成分を検出し得るセンサが形成される。

接線成分Ｂｘ、Ｂｙについては、これを図４に示される磁気センサを用いて検出する以外に、図３の磁気センサで得られた法線成分Ｂｚをｘ、ｙについて偏微分して求めてもよい。この場合は一つの磁気センサで接線成分Ｂｘ、Ｂｙと法線成分Ｂzとの両方を検出し、測定することができる。

図５は図２で示した磁気センサと被検者２の被計測部である胸部３０との位置関係を示す。示されている点は図２に示されるマトリックス上の行と列との交点すなわち被検者２の計測点すなわち計測位置を表す。これらの各計測位置をチャンネルとも呼ぶ。

図からわかるように、この実施例では、被検者２の頭部から脚部を結ぶ体軸方向をｙ方向とし、被検者２の横方向をｘ方向としている。各磁気センサは１から６４までの連続番号および格子上の位置によって識別している。１から６４までの連続番号は左上隅にある磁気センサを１（チャンネル）とし、以下右に向かって２、３、４、…となり、右上隅の磁気センサが８となる。続いて２段目左隅の磁気センサから９、１０、…となり、２段目右隅の磁気センサが１６となる。以下同様にして番号が付与され、右下隅の磁気センサが６４となる。また格子上位置で磁気センサを識別する場合にはｎ行ｍ列と表現する。磁気センサ１ならば１行１列、磁気センサが６４チャンネルならば８行８列となる。

図６は図５のセンサ配置における右上部センサで検出される一心拍分の心磁信号の波形パターンの例を示す。心磁信号の基本的な波形パターンは心電図の波形パターンと対応しており、Ｐ波、ＱＲＳ波、Ｔ波を確認することができる。Ｐ波は洞結節から発射された刺激波によって心房筋が興奮する過程を、ＱＲＳ波は左右両心室の興奮過程を、Ｔ波は心室の興奮からの回復過程を表している。Ｕ波の電気生理学的な意味はまだ十分には解明されておらず、また振幅が小さくて確認できないことが多い。

本実施例では、１心拍分の信号として切り出した波形において、信号の先頭の時刻からＰ波、Ｔ波、Ｕ波の開始時刻をそれぞれｔ_P、ｔ_T、ｔ_Uとして定義してもよい。またＱＲＳ波の時刻をそれぞれｔ_Q、ｔ_R、ｔ_Sとしている。

生体からの磁場の計測位置（センサ位置）における信号を演算処理して物理量として表す場合、ある時刻の磁束密度、時間区間内の磁束密度を時間で積分した時間積分値、および心臓磁気計測の場合には基準時刻からQRS波のピーク位置時点までの時間である伝播時間などがある。

心磁波形値つまり磁束密度が等しい点を結んで作られたマップを等磁線図と呼ぶ。各チャンネルは粗く設定されているので、予め等磁線の間隔つまり磁場強度差を設定して各チャンネル間を直線補間して等磁線を描くことにより、より診断に適した図を作ることができる。

心磁波形データは予め定められた時間範囲に亘って積分されてもよい。その時間積分値が等しい点（チャンネル）を結んで作られたマップを時間積分図と呼ぶ。

各センサで検出された信号データの時間特性において、所定の基準時刻からＱＲＳ波のピーク位置時点（極大点）ｔ_Rまでの時間を伝播時間と呼び、その伝播時間が等しい点を結んで作られたマップを伝播時間図と呼ぶ。基準時刻は更に、ＱＲＳ波のピーク位置時点に至るまでの最小値（極小点）を検出し、この時点を基準時刻として決定してもよい。

以下、本発明を実施する装置についての説明を行う。生体磁気信号の計測およびデータ解析はすべて計算機８によって実行され、ディスプレイ部８−１、キーボード部８−２、マウス８−３によって操作される。

図７はこの実施例における操作画面の基本的なレイアウトを示す。

操作画面は常にその最上部に本システムの名称が表示されるタイトルバー部８０１と、このシステムの基本的な操作を行うメニューバー部８０２、及び前記メニューバー部８０２における使用頻度の高い操作が可能なツールバー部８０３が配置されている。操作画面の中央部は、その中央にはこの操作画面の主体をなす解析データ部８０５を大きく設けることで見易さを向上する。

さらに、その右側にこの操作画面に特有の操作領域部８０６を設けることで、右手操作における操作画面と操作部の配置と同様な配置としている。したがって、この操作画面をタッチパネル付きの操作画面に採用しても、操作領域部８０６を操作する右手が解析データ部８０５を邪魔することがない。

また、同様に、解析データ部８０５の左側に確認機能しかない被検者情報部８０４を設けている。被検者情報部８０４には計測中の被検者の情報あるいはデータ解析中のデータの情報と被検者の情報が表示されるので、常に計測中の被検者あるいはデータ解析中の信号データを確認しながら操作を行うことができる。しかも、この左側の位置は、右手操作における最も遠い位置となるのでタッチパネル付きの操作画面に採用しても表示の見易さに影響をきたすことがない。８０７−１はメッセージバー部、８０７−２は日時表示部である。

タイトルバー部８０１にはフレームの名称、具体的には、「Multichannel MCG System」という名称が表示される。ここで、ＭＣＧとは、Magnet cadiogramの略である。操作領域部にはボタンやテキストボックスのような操作要素が配置されている。

メニューバー部８０２は操作メニューを選択する部分で、「ファイル（Ｆ）」、「被検者リスト（Ｌ）」、「データ計測（Ｑ）」及び「設定（Ｓ）」からなり、操作の順序にしたがって配置されている。

図８は操作画面中のメニュー部におけるそれぞれの操作メニューの内容を示し、これらのメニューの内容はそれぞれ対応するメニューボタンをクリックすることによってプルダウンメニューとして表示される。

「ファイル（Ｆ）」のプルダウンメニューは、Multichannel MCG Systemを終了させる「心磁システムの終了（Ｘ）」と、等磁線図などを用いて解析している内容を印刷出力する「印刷（Ｐ）」および印刷イメージをディスプレイ上８−１に表示する「プレビュー（Ｖ）」という項目を含む。

「被検者リスト（Ｌ）」のプルダウンメニューは、「被検者リスト（Ｌ）」、「被検者登録（Ｒ）」、「被検者削除（Ｐ）」、「データ削除（Ｄ）」という項目を含む。

プルダウンメニューの「被検者リスト（Ｌ）」（図８）がクリックされると、被検者リスト画面（図１５）が表示される。プルダウンメニューの「被検者登録（Ｐ）」が選択されると、表示中の被検者リスト１４５の最後の被検者情報の次の行にカーソルが移動し、その行から新しい被検者の情報を受け付けることができる。

また、プルダウンメニューの「被検者削除（Ｐ）」は被検者リスト画面上の被検者リスト１４５中のカーソルが置かれた被検者を削除するためのもので、それがクリックされると、削除してよいかどうかの確認を行う確認ダイアログボックス（図示せず）が開かれる。削除が必要な場合は、そのダイアログボックス中の「ＯＫ」というボタンがクリックされ、削除をキャンセルしたいときは「キャンセル」というボタンがクリックされる。被検者が削除されると、その被検者に関するデータリスト中のすべてのデータも削除される。

図８の「データ削除（Ｄ）」は、図１５における被検者リスト画面上の被検者リスト１４５中のカーソルが置かれた被検者に関するデータのうち、画面の下段に表示されている該被検者のデータ１４６を削除するためのもので、それがクリックされると、削除してよいかどうかの確認を行う確認ダイアログボックス（図示せず）が開かれ、削除が必要な場合は、そのダイアログボックス中の「ＯＫ」というボタンがクリックされ、削除をキャンセルしたいときは「キャンセル」というボタンがクリックされる。

図８の「データ計測（Ｑ）」のプルダウンメニューは、「データ計測（Ｑ）」という項目を含む。この「データ計測（Ｑ）」という項目がクリックされると、グリッドマップを含むデータ計測画面（図１６）が表示され、ただちに磁場データのモニタリングを開始する。

図８の「設定（Ｓ）」のプルダウンメニューは、「データ計測メニュー（Ｑ）」、「アベレージング条件（Ａ）」、「データ解析メニュー（Ｂ）」という項目を含む。

「データ計測メニュー（Ｑ）」が選択されると、図９のデータ計測メニュー編集ダイアログが表示されて、データ計測の条件を登録したメニューが編集される。データ計測メニューとは、データ計測を行なう際に設定すべきパラメータ（計測条件）の値に対してつけた名前（つまりデータ計測プロトコールの名称）のリストメニューのことである。ダイアログの左側にはデータ計測条件パラメータを指定するテキストボックス８０、中央にはデータ計測後に表示すべきデータ解析メニュー８１−１、および右側にはデータ計測メニュー８２−１に登録されたデータ計測条件のリストが表示されている。

データ計測条件パラメータ８０−１〜８０−７には、サンプリング間隔、サンプリング時間、ＡＦＡ６の動作パラメータである入力ゲイン、出力ゲイン、ハイパスフィルタ、ノッチフィルタ、ローパスフィルタなどの設定値があり、これらの値は新たに設定するほかに追加，削除，修正が可能である。

このうちサンプリング間隔テキストボックス８０−１には、キーボードからミリ秒単位でサンプリング間隔が入力されるが、入力を容易化するために入力可能な値のリストが用意されており、テキストボックスの左端の下向き三角形のボタンをおすことによってそのリストが表示されてマウスから選択することも可能である。他のパラメータについても同様に入力可能値が用意されていて三角形ボタンを押してリストを開くことによって選択可能となる。

中央の計測後表示は、あらかじめ登録されているデータ解析メニュー８１−１の中からデータ計測直後に表示すべきデータ解析方法を指定するものである。データ解析メニュー８１−１には等磁線図や伝播時間図といったデータ解析手法とそれらの再構成に必要となるパラメータが指定されたデータ解析条件（データ解析パラメータ）に対して、操作者が設定した名称（識別情報）のリストが表示される。この名称は、操作者が自由に設定することができるが、通常はデータ解析の目的や表示内容を表す名称が使われるものとする。

たとえば図９の例では、時間波形をセンサ位置に対応させて表示する「グリッドマップ」、心室の興奮によって現れるＱＲＳ波における等磁線図を表示させる「ＱＲＳ等磁線図」、同じくＴ波に関する等磁線図を表示する「Ｔ等磁線図」、磁気信号の伝達時間を等高線で表した「伝播時間図」、各センサ位置における磁束密度の時間積分値を等高線で表した「時間積分図」などのデータ解析メニューが登録されており、そのうち「ＱＲＳ等磁線図」が選択され、選択されたものが表示部８１に表示されている。

計測後表示の指定はデータ解析メニュー８１−１の中から所望するデータ解析方法をマウスで指定することによって選択される。これらのデータ解析メニューの各リストの名称（識別情報）は、上記に代わって診断方法の名前を付けることもできる。たとえばＱＲＳ波の等高線図が心肥大の診断に有効と考えられる場合には「心肥大診断」という名称（識別情報）でＱＲＳ波の等磁線図の表示条件を登録すれば良い。同様にＱＲＳ波とＴ波における時間積分の差が心筋虚血の診断に有効と考えられる場合には「心筋虚血診断」という名称でＱＲＳ波とＴ波における時間積分とそれらの差の等高線図を登録すれば良い。すなわち、このような識別情報を指定することで、図１１のダイアログで予め設定したデータ解析手法（例えばグリッド解析，ＱＲＳ等磁解析，Ｔ等磁解析，伝播時間解析等）やデータ解析条件パラメータを組として読み出して、データ計測後に所望のデータ解析
処理がなされる（前記第５の発明の態様例）。

右端のデータ計測条件は、計測後表示が関係付けられるデータ計測条件名を指定する。追加ボタン８３−１が押されるとデータ計測条件名テキストボックス８２が空白となり、新しく追加するデータ計測条件名の入力を受け付ける。削除ボタン８３−２が押されるとデータ計測条件リスト８２−１上においてカーソルのある項目を削除する。修正ボタン８３−３が押されると、データ計測条件リスト８２−１上においてカーソルのある項目がテキストボックス８２に表示され、その内容をデータ計測条件テキストボックス８０−１〜８０−７および計測後表示指定部８１の内容を考慮して変更することができる。

データ計測条件名の名称（識別情報）は、操作者が自由に命名しても良いが、通常は計測の目的、対象、方法を表示した名称を設定することによって、誤った条件での計測を防止することができる。

図９の例では「成人・正面」、「成人・背面」、「小児・正面」、「小児・背面」、「胎児」のように登録しており、テキストボックス８２には「成人・正面」という名称が選択されている。これは「成人・正面」という識別情報を指定することで、サンプリング間隔０．５ミリ秒、サンプリング時間１０秒、入力ゲイン１０、出力ゲイン５０、ローパスフィルタ、帯域除去フィルタ、ハイパスフィルタのカットオフ周波数の設定がそれぞれ１ｋＨｚ、５０Ｈｚ、０．０１Ｈｚの計測条件（パラメータ）が読み出され、そのパラメータにしたがったデータ計測が実行される（前記第４の発明の態様例）。また、計測が終わった直後に「ＱＲＳ等磁線図」という名称で登録されているデータ解析方法が予め定めたデータ解析パラメータにしたがって実行されて、結果が表示されることを示す。

通常、計測される磁気信号の大きさは成人と小児、胎児で異なり、また正面からの計測かあるいは背面からの計測かによっても異なる。また成人と小児におけるデータ解析手法は等磁線図が中心となるが、胎児の場合には計測時の方向や姿勢が分らないことが多いため時間波形による解析が中心となる。「データ計測メニュー編集」ダイアログによって、装置に関する原理や構造を知らなくとも、平易な名称の識別情報を指定することで容易に操作ができる。

図８の「アベレージング条件（Ａ）」がクリックされると、図１０に示す「自動アベレージングの処理条件」ダイアログボックスが表示されて、オペレータによって指定された磁気センサの基準チャンネルの番号、開始時刻、アベレージング時間、加算回数を受け付ける。ここでアベレージング処理とはすべてのチャンネルの磁気センサからの計測信号について、各チャンネルごとに計測信号から繰り返し表れる１心拍分の信号波形を取り出し、その心拍データ（信号波形）を指定された加算回数だけ足して平均化することである。

アベレージング処理を施すことによって、データ計測時に心磁信号に重なって取り込まれる雑音を白色雑音と仮定すれば、雑音レベルを（加算回数の平方根）分の１に低減できるため、信号−ノイズ比を向上することができる。患者自身に自覚症状が現れていない心筋虚血や心肥大などの疾病でも、アベレージング処理された信号から等磁場線図を作成することによって診断できる可能性がある。

１心拍分の信号データはＲ波をしきい値や波形の形状認識によって検出し、その時刻から一定時間はなれた時点をアベレージングの開始時刻とする方法がとられる。

図１０のダイアログの左側には、標準的な心磁のモデル波形が表示され、Ｐ波、Ｔ波、Ｕ波の始まる時刻をそれぞれＴＰ、ＴＴ、ＴＵという記号を付けて表示している（符号の９０は心磁波形、９１はゼロラインである）。また、ＱＲＳ波における各波の極大点、極小点となる時刻をそれぞれＴＱ、ＴＲ、ＴＳとしている。本発明では基準チャンネルの波形に対して自動的にこれらの時刻を決定する。これらの時刻の決定方法の例として、たとえば前述のＲ波の検出によってＴＲが決定され、ＴＲを基準として直後の極小点の時刻をＴＳ、続いて一定時刻以上０レベルの信号が続いてからＴ波の信号の立ち上がったところがＴＴとなる。同様にＴＰ、ＴＱ、ＴＵを決定することができる。なお、ＴＰ、ＴＴ、ＴＵをそれぞれＰ波、Ｔ波、Ｕ波の極大点あるいは極小点を与える時刻として定義してもよく、この場合にはたとえばＴＰを決定するために（ＴＲ−３００）ミリ秒から（ＴＲ−１５０）ミリ秒の間で信号値が最大となる時刻をＴＰとし、ＴＴ、ＴＵについても同様に決定する。

ダイアログの右側には基準チャンネル、開始時刻、アベレージング時間、加算回数を入力するためのテキストボックス９２、９３、９４、９５が設けられている。磁気センサの位置によって各チャンネルの信号波形は極性が逆転したり、ＴＲを与える時刻がずれているため、１心拍分の時間範囲を決定するためには磁気センサ群の中から基準チャンネルを設定する必要があり、基準チャンネルテキストボックス９２にて１から６４までのチャンネル番号の中から一つを指定する。

成人胸部を正面から計測した場合には、通常、振幅が大きくてＲ波を検出しやすい１行８列目の磁気センサに対応したチャンネル８を指定する。

開始時刻テキストボックス９３にはＰ波、Ｔ波、Ｕ波の開始時刻ＴＰ、ＴＱ、ＴＴ、ＴＵからの相対時刻によってアベレージング開始時刻を指定する。図１０に示されている例「ＴＲ−３００」は、基準チャンネルの磁場波形からＲ波の時刻ＴＲ（Ｒ波の極値に対応する時刻）を検出し、それから３００ミリ秒さかのぼった時点をアベレージング開始時刻としている。これは健常者のＰ波が発生する時刻ＴＰよりも前の時刻をしめし、またアベレージング時間８００ミリ秒はＰ波の発生からＴ波が終わるまでの時間をカバーするのに十分な時間である。すなわち、図１０の例は、計測された信号波形から生体活動で繰り返し表れる特徴的な波形の一点に対応する時刻ＴＲを特定し、この時刻を基準にして定めた時間範囲にある信号波形を生体磁場解析用のデータとして抽出する（前記第３の発明の態
様例）。通常は本発明で示した装置を用いて診断を行なう場合には開始時刻をＴＲ−２５０からＴＲ−３００程度、アベレージング時間が７５０から８００ミリ秒程度に設定される。Ｐ波からＱＲＳ波までの間隔が長く、かつ確実にＰ波の波形をアベレージングしたい場合には同様に「ＴＰ−５０」と記述されればＰ波の先頭からさかのぼって５０ミリ秒をアベレージング開始時刻とすることができる。

アベレージング時間テキストボックス９４にはアベレージングの結果として得られる１心拍分の心磁信号の長さをミリ秒単位で指定される。また加算回数テキストボックス９５にはアベレージングを行う際の加算回数が指定される。

これらの指定はＯＫボタン９６が押された時に有効となり、図９のダイアログは閉じる。キャンセルボタン９７が押されるとテキストボックスに設定した情報は向こうとなってダイアログが閉じる。

図８の「データ解析メニュー（Ｂ）」が選択されると、図１１に示すダイアログが開いてデータ解析メニューの編集操作を受け付ける。ダイアログの上部には標準的な心磁のモデル波形が表示され、Ｐ波、Ｔ波、Ｕ波の始まる時刻及びＱＲＳ波の極大，極小点となる時刻をそれぞれＴＰ、ＴＱ、ＴＲ、ＴＳ、ＴＴ、ＴＵという記号を付けて示している。またダイアログの左下部にはデータ解析手法とそれに必要なパラメータを入力する領域があり、右下部には編集すべきデータ解析メニューが配置されている。図１１の例では「グリッドマップ」、「ＱＲＳ等磁線図」、「Ｔ等磁線図」、「伝播時間図」、「時間積分図」等が登録されており、「ＱＲＳ等磁線図」が選択されている。「ＱＲＳ等磁線図」というデータ解析方法の内容はＴＱ−１０、ＴＱ、ＴＲ、ＴＳ、ＴＳ＋１０の５つの時刻における等磁線図を表示することである。これらの時刻は図１１の上部に表示されている時間波形に符号９０−２に示すように破線で示されている。

追加ボタン１０４−１が押されると、データ解析メニュー１０５−１上部のテキストボックス１０５から入力されたデータ解析名称をメニューに追加する。削除ボタン１０４−２が押されるとデータ解析メニューのうちカーソルが置かれている項目を削除する。修正ボタン１０４−３が押されるとカーソルが置かれている項目の内容が左のデータ解析条件部に設定され、その内容を変更することができる。

このデータ解析条件部から設定できるデータ解析の種類は、グリッドマップ、等磁線図、時間積分図、伝播時間図であり、それぞれ左側のラジオボタンによって指定する。等磁線図、時間積分図、伝播時間図の右側にあるテキストボックスはそれぞれ等磁線図を構成する時刻、時間積分を行う時間、伝播時間を求めるための基準時刻が入力される。

等磁線図を再構成する時刻は「ＴＲ、ＴＲ＋２、ＴＲ＋４、…」のように自動検出されたＲ波の時刻ＴＲをパラメータとしてそれからの時間差を加減して指定する。また複数の時刻について等磁線図を再構成する場合には所望する数だけコンマ（、）で区切って列挙すればよい。

同様に時間積分を行う時間は「ＴＳ、ＴＱ」のようにしてＳ波からＱ波までの時間積分を指定する。ＱＲＳ波の時間積分およびＴ波の時間積分のように、２つの区間を積分する場合には「ＴＳ、ＴＱ、ＴＴ、ＴＴ＋１００」のように積分区間の先頭と最後の時刻を順次列挙すればよい。本実施例では２つの積分区間が指定されている場合には２つの時間積分図とそれらの積分値の差のマップを表示している。伝播時間の基準時刻には１つの時刻を指定する。

以下図１２に従い、システム操作のフローについて説明する。また被検者選択、データ計測、データ解析の説明には図１５から図２３を参照して詳細に述べる。

図１２は心磁計測システム操作の概要を示すフローである。

本フローに示すように、計算機８の電源がＯＮにされると（Ｓ−１）、オペレーティングシステムが立ち上げられ、計算機に組込まれたプログラム起動アイコンがディスプレイ部８−１に表示される（Ｓ−２）。そのアイコンの中からMultichannel MCG Systemのプログラムを選択すると（Ｓ−３）、システムの初期化が行われ操作画面が表示されて操作可能となる（Ｓ−４）。

ＭＣＧシステムが立ち上がると前記のような操作画面が表示されるが、この実施例に係るシステムにおいては、初期画面として図１５に示される被検者リスト画面が表示される（Ｓ−５）。これは被検者と、該被検者の計測または解析データの関係が極めて重要であるため、このシステムでは被検者情報をキーワードとしてデータ管理していることに起因する。すなわち、計測データや解析データは被検者情報がないと管理ができないためである。このため、このシステムでは、被検者リスト画面において、先ず被検者を登録または登録されているときは被検者を特定し、次に、新規計測の場合は計測に移行し、既に計測データがある場合は目的のデータを特定する。なお、本被検者リスト画面に先立ってシステム立ち上げ時の時間待ちの操作画面を備えてもよく、更に本システムの目次的な役割をする操作画面を設けてもよい。

被検者の登録から、その登録された被検者のデ−タ計測を行って、その計測されたデータの解析を行うまでの一連の操作はデイスプレイ８−１に表示される操作画面を見ながら行われる。このため、その一連の操作の説明に先立ってまずその操作画面のレイアウトを説明する。

ここで図１５に示される被検者リスト画面について説明する。

画面の左側は被検者情報部８０４で占められており、リスト１４５中の中から現在カーソルにより指定されている被験者の情報が表示される。この被験者情報部８０４はデータ計測やデータ解析などの画面に変わっても表示されるため、操作者は現在どの被検者のデータ計測やデータ解析を実行しているかを容易に知ることができ、誤った患者を選択することによる誤診を防ぐことができる。

画面の右側全体の上部には被検者リスト１４５が、下部には選択された被検者に関するデータリスト１４６が表示される。

このデータリスト１４６は、後述のようにマウスで別の被検者を選択すると、新たに選択された被検者のデータリストに自動的に切り替わるため、誤った被検者のデータを選択することはない。

被検者リスト１４５の項目は、ＩＤ（被検者ＩＤ番号）、氏名、登録年月日（データ登録された日）、計測回数（データ計測が行われた回数）、生年月日、年齢、身長、体重、コメント（被検者に関するコメント）等を含む。被検者リストについては、これを縦スクロールバーでスクロールすることができ、被検者リストの項目については、これを水平（横）スクロールバーでスクロールすることができる。選択された被検者の行は強調表示される。

選択された被検者に関するデータリストの項目は、ＩＤ、データの種類（「生データ」か「アベレージング」、サンプリング間隔（データ計測が行われたときの信号の、ミリ秒単位でのサンプリング間隔）、サンプリング時間（秒単位）、分類（病気の分類情報）、サンプリング日付および時刻（データ計測が行われた日及び時刻）、コメント（データに関するコメント）等を含む。データリストについては、これを縦スクロールバーでスクロールすることができ、データリストの項目については、これを水平（横）スクロールバーでスクロールすることができる。選択されたデータの行は強調表示される。

この被検者リスト画面によれば、被検者リストに各被検者の情報を１行表示する。これにより、上下に配列される各被検者の情報が明確に区分けすることができるので識別性を向上することができるから、たとえば誤って別の被検者を選択する誤操作を軽減することができる。

この各被検者の情報は水平（横）スクロールバーでスクロールすることができると共に、選択された被検者の情報は縦長の被検者情報部に項目毎に上下に配列されるので視認性を損なうことがない。この場合、各被検者のデータリストの項目を前後（左右）に移動可能とすることにより視認性をより向上させてもよい。
更に、各被検者の情報を1行表示すことにより、一度に沢山の被検者を見ることができるので、縦スクロールバーでスクロールする回数を少なくすることができる。

また、被検者リスト１４５の中から目的の被検者に関する行にカーソルを合わせてクリックするだけの簡単な操作で、下部のデータリスト１４６を表示することができる。しかも、被検者リスト１４５とデータリスト１４６が上下に配置されているので、目線移動が少なくできるから、その関連性を認識しやすい。

また、前記データリストは、そのエリアの上部にカーソルを移動してドラッグする簡単な操作でその大きさを自由に変えることができるので、データリストのリスト数に合わせて自由にその大きさを設定することができる。

図１２のステップＳ−５においては、上記の被検者リスト画面上の被検者リスト１４５の中から所望の被検者の行が選択される。

この後のフローは、図１５のメニューバー部８０２における「ファイル（Ｆ）」「設定（Ｓ）」「データ計測（Ｑ）」のいずれかを選択して図８で選択するメニュー指定により３つに分岐される（Ｓ−６）。

分岐の一つによれば、「ファイル（Ｆ）」というメニューの「心磁システム終了（Ｘ）」（図８参照）という項目が選択され、この場合は操作画面を閉じる等の終了処理が行われ（Ｓ−７）、それによって、システムの立ち下げが行われる（Ｓ−８）。その後、計算機１８の電源がＯＦＦにされ（Ｓ−９）、すべてが終了する。

分岐の残りによれば、データ解析及びデータ計測が行われる。

すなわち、「設定（Ｓ）」の「データ解析メニュー（Ｂ）」（図８参照）が選択されると、既述したように、図１１に示すダイアログが開き、その中の所望のデータ解析メニューを指定して閉じることで、選択されている被検者のデータリスト１４５上で現在カーソルが置かれているデータがローディングされ、指定されているデータ解析手法によって、その診断データ，例えば図１７〜図２２のいずれかに示す診断データが表示される（Ｓ−１１）。

診断データが表示されると、メニューバー８０２にあるメニュー項目あるいは画面の操作部８０６に表示されるデータ解析メニュー１６２−１項目の指定を受け付け、被検者選択（Ｓ−５）に戻って被検者リスト画面を表示するか、診断データ表示（Ｓ−１１）に戻って現在表示中の信号データを別の解析手法によって表示し直すことが可能になる。操作部８０６に表示されるデータ解析メニュー１６２−１及びそのテキストボックス１６２も、そのメニューの中の名称（識別情報）を指定することで所望のデータ解析手法及びデータ解析パラメータを組で指定する手段となるもので、前記第５の発明の態様例の一つである。

（Ｓ−６）において、図８のデータ計測（Ｑ）が選択されると、図１６の計測モニタ（波形モニタ）画面が表示され、信号データをモニタリングし、計測条件の設定があればそれを受け付ける（Ｓ−１３）。計測モニタは操作者からの入力がなければ所定時間ごとにＳ−１３のステップに戻り、信号の取り込みと表示の更新を繰り返す。

図１６のメニューバー部８０２のメニューのほかに操作部８０６に表示されるボタン１５５〜１５７等も操作が可能であり、このボタン操作により次のような分岐（Ｓ−１４）が実行される。例えば、被検者リスト表示が指定されると被検者選択（Ｓ−５）に戻る。計測開始ボタン１５７の「開始」が押されると実際にデータを取り込む（Ｓ−１５）。データ取り込みが終了すると自動的にアベレージング処理を実行して１心拍分の信号データを生成し（Ｓ−１６）、それをファイルに保存してから（Ｓ−１７）、予め図９のダイアログボックスで指定されたデータ解析方法（計測後表示）で診断データとして表示を行う（Ｓ−１１）。

図１２のステップＳ−５における被検者選択のフローを図１３に示す。被検者選択のフローは、選択すべき被検者の情報が既にシステムに登録されているか否かによって分岐する。

図１３のフローにおいて、もし選択すべき被検者の情報が未登録の場合には（Ｓ−５−１）、マウス８−３を使って、図１５の被検者リスト１４５上のカーソルを一番最後の行に移動する（Ｓ−５−２）。一番最後の行は常に新しい被検者情報を追加して登録するために空行として用意されている。続いて該行に対して被検者情報の各欄をキーボード８−２を用いて入力する（Ｓ−５−３）。

被検者情報の登録のための被検者リスト１４５の最後の空行にデータを入力するとその行の下に、次の登録のために新しく空行が自動的に追加される。もし連続して新しい被検者の情報を登録する場合にはカーソルを１行下にずらして次々に入力すれば良い。

もしすべての入力すべき被検者情報の入力が完了していなければ（Ｓ−５−４）、Ｓ−５−２に戻り、完了していれば被検者情報を選択する。

選択すべき被検者情報が既に登録されている場合（Ｓ−５−１）、および該被検者情報の入力が完了した場合（Ｓ−５−４）には、選択すべき被検者情報をマウス８−３のボタンをクリックすることによって、被検者リストの中から指定する（Ｓ−５−５）。

この実施例では、被検者の名前や住所等の文字入力を除いて、操作画面にプルダウンメニューを表示するなどして入力する複数の入力データまたは操作指示を表示し、その選択対象の中からマウスで特定の前記対象を指示することで入力操作を行うようにしている。これにより、マウス操作でほとんどの操作が可能となるのでキーボードに不慣れな作業者に快適な操作環境を提供できるとともに、入力／操作の時間短縮を図ることができる。

前記プルダウンメニューの複数の選択対象は、この装置あるいはその入力／操作状態で入力／操作可能な選択対象が事前に設定され表示されるので、誤入力／誤操作を軽減できる。また、この実施例では、入力エリアにカーソルを合わせてキーボードを介して入力することもできるので、操作者の入力の自由度を確保している。また、この実施例では、キーボードでの文字入力を想定しているが、入力時にキーボードのダイヤログを表示してこれをマウスで操作して入力してもよい。さらに手書入力ダイヤログを表示して、マウス操作で手書入力するようにしてもよい。更には、前記デイスプレイ部にタッチパネルを備えて入力／操作を画面に指先または入力ペンを介して操作してもよい。これらにより入力／操作の操作性を格段に向上することができる。

図１２のステップ１３ではディスプレイ装置８−１上に図１６の計測モニタ画面が表示される。

波形のモニタについては、モニタボタン１５５の「ＯＮ」ボタンが押されると、たとえば0.5secから2secの間で、指定された時間毎に信号の取り込みと波形の更新が繰り返され、被検者の心磁信号がモニタされる。

モニタには、通常、グリッドマップと呼ばれるＳＱＵＩＤセンサ位置（チャンネル）に対応させて時間波形が表示される。これはＳＱＵＩＤセンサに外部から強い磁場が掛かるとＳＱＵＩＤデバイスのループ内に磁場をトラップしたり、ＦＬＬ回路による磁場ロックが外れてしまうことがあるが、グリッドマップによってそれらのセンサの異常を操作者が容易に識別できる。

また、グリッドマップによれば、計測の前に外部磁場ノイズの大きさを調べたり、被検者とデュワ（つまりセンサ）との位置関係が適切であることを確認するために有効である。被検者の心臓からの磁気信号をモニタすると左上から右下に掛けての対角線上に位置するセンサの時間波形の振幅が小さくなり、またそれより下に位置するセンサの時間波形は極性が逆となり、一番振幅の大きなＲ波のピークが下向きになる。これは対角線に沿った方向に電流ダイポールが存在していることを示唆しており、信号の弱いセンサの位置を確認することによって被検者とデュワとの位置関係を知ることができる。

また、モニタボタン１５５の「ＯＦＦ」ボタンが押されると、波形の更新が停止する。

ＦＬＬボタン１５６については、「Lock」ボタンまたは「Unlock」ボタンをクリックすれば、６４個のＳＱＵＩＤセンサに対して磁場ロックを行ったり、そのロックを解除したりすることができる。その場合、一方のボタンが押されれば、他方が押されるまでそのままの状態が保たれる。これにより、選択されていない誤動作の状態を回避している。

データ計測のパラメータには、サンプリングの時間（計測時間）及び間隔、ＡＦＡ回路における入力ゲイン、出力ゲイン、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、帯域除去フィルタの設定値がある。これらのパラメータは、図９に示すようにデータ計測の対象や目的によって決めることができるため、名前（識別情報）をつけてデータ計測メニューに登録されている。したがって、その登録名称（識別情報）をマウスでクリックして選択することによって、心磁計測システムに計測のためのパラメーが自ずと設定することができる。たとえば、図１５の例では「成人・正面」、「成人・背面」、「小児・正面」、「小児・背面」、「胎児」などのデータ計測メニューが登録されており、「成人・正面」が選択されている。

図１２のステップＳ−１５でデータ計測が実行されると、図１４に示すフローチャートにしたがって計測データのアベレージング処理が実行される。

この図１４は、前記第１，２の発明に係る自動アベレージング及び異常データ登録を実行するフローチャートである。

図１４において、最初に初期化処理Ｓ−５０として、加算バッファＳおよび異常バッファＡを零クリアする。ステップＳ−５１から時間変数ｔによって計測データの全サンプリング点を時刻０から走査するための繰返し処理（ループ）が始まる。

時刻ｔの時に基準チャンネルの信号値がＲ波（信号波形）を検出（波形認識）するためのしきい値を超えたか否かを判定し（Ｓ−５１；波形認識手段）、「ＮＯ」ならばステップＳ−５７に進んで次の時間の処理を行なう。「ＹＥＳ」ならばＲ波の時刻ＴＲを決定し、ステップＳ−５３によりその前後の指定された時間の信号波形と、参照波形との相違度Δを求める（Ｓ−５３；波形評価手段、なお参照波形の設定については後述する）。

この相違度Δとは加算バッファに足し込もうとしている１心拍分の信号波形Ｘと予め登録されている参照波形Ｙとの差を表す量である。相違度Δの具体的な定義としては全チャンネルにおける信号波形Ｘと参照波形Ｙの対応した時間における波形の２乗誤差の総和がある。１心拍分の信号データのサンプリング点数をＴ、先頭からのサンプリング点数をｎ、チャンネル番号をｍとすれば、この相違度Δは次のように表される。

また、信号波形Ｘと参照波形Ｙとの相違となる不整脈や外部磁場雑音などの影響はすべてのチャンネルにおいて共通に見られるため、基準チャンネルのみの２乗誤差を各チャンネル共通の相違度Δと定義してもよい。さらにＰ波、ＱＲＳ波、Ｔ波、Ｕ波などの発生時刻の差や信号強度の差などから演算処理を行なって相違度Δとしてもよい。

相違度Δは、次のステップＳ−５４で予め装置（プログラム）に組み込まれている許容値εと比較され、相違度Δの方が大きければ、１心拍分の信号データＸを異常波バッファＡに登録し（Ｓ−５５；波形登録手段）、小さければ参照波形の類似波形として加算バッファに足し込み、加算回数を１だけインクメントする（Ｓ−５６）。加算回数をインクリメントした結果、加算回数が指定された回数Naddに達していれば時間変数のループを抜け出してステップＳ−５９に移る。加算回数Naddに達していなければステップＳ−５７に進み、同様の処理を繰り返す。時間変数ｔによるループから抜け出した後は、加算バッファの信号値Naddで割って平均値を求め（Ｓ−５９）、アベレージングの処理を終了する。すなわち、Ｓ−５６〜Ｓ５９が計算機８におけるアベレージング処理演算手段となる。

参照波形Ｙの設定方法の一例として、Ｓ−５０の初期処理の中で計測データの中で最初の１心拍に相当する部分を参照波形Ｙとして参照波形登録手段に登録する方法がある（なお、最初の１心拍に限らず、任意の何番目かの心拍を選択してもよい）。この方法によれば、参照波形として正規の心拍データを登録するとは限らず、不整脈や外部磁場雑音などを含む可能性があるが、これらの波形はそれ以降の心拍データとは一致しないために、所定回数だけ加算が実行されず、アベレージング処理が異常終了するが、オペレータは計測終了後、直ちにこの異常を検知して計測を再実行することができる。また、これに代わり、参照波形を選び直して、図１４のフローを再び実行してアベレージング処理してもよい。

もう一つの例として、図８の「データ計測メニュー（Ｑ）」の中に「参照波形の登録」という項目を設け（図示せず）、図１５の計測モニタ１５７でモニタ「ＯＦＦ」ボタンが押された状態で「参照波形の登録」項目が選択されると、画面で凍結されている波形のうえで１心拍分の波形を取り出し、画面上で参照波形として適しているか否が確認したうえで登録する方法がある。確認の方法としては確認ダイアログを表示したり、確認ダイアログを表示したり、確認ボタンを画面上に設置する方法がある。

図１２におけるステップＳ−１１の診断データの表示方法を図１７〜図２３により説明する。

図１７は磁場データの時間波形をセンサ位置に対応させて表示するグリッドマップを「グリッドマップ」というデータ解析名称で登録してあり、それが診断データとして選択された場合の表示である。データ解析部８０５の最下部に設置されているスクロールバー１６１′は、スクロールボックス１６１の長さによって全データ長のうちグリッドマップで表示されている部分の長さを表し、スクロールボックス１６１におけるスクロールバー１６１′の位置によってグリッドマップで表示している時間波形の先頭時刻を表している。

図１８は「単一波形表示」というデータ解析手法であり、図１７のグリッドマップ表示において、操作部８０６上部のチャンネル選択ボタン１５４により２列目のチャンネルをマウスで選択された結果、２列目の時間波形を表示している。

図１９はＲ波及びその近傍の等磁線図を「ＱＲＳ等磁線図」というデータ解析名称で登録してあり、それが診断データとして選択された場合の表示である。心肥大患者のＱＲＳ等磁線図は健常者と比べて肥大部分の電気的な興奮が長いとの報告があり、心肥大の診断に役立つ可能性がある。

本データ解析方法を登録するためには、図１１の診断データ設定ダイアログの等磁線図ラジオボタン１０１−２をマウスでクリックし、表示時刻テキストボックス１０２−２において「100、102、…、130」のように指定すればよい。Ｒ波の位置がデータの先頭から何ミリ秒のところにあるかが分からない場合には「ＴＲ−１６、ＴＲ−１４、ＴＲ−１２、…、ＴＲ＋１０、ＴＲ＋１２、ＴＲ＋１４、ＴＲ＋１６」のように設定してもよい。データ解析部８０５の最下部に設置されているスクロールバーは、スクロールボックスの長さによって全データ長のうち参照チャンネルで表示されている部分の長さを表し、スクロールボックスの位置によってグリッドマップで表示している時間波形の先頭時刻を表している。１８１は等磁線時刻を表すラインカーソル、１８２は等磁線図である。

図２０は伝播時間図を「伝播時間図」というデータ解析名称で登録してあり、それが診断データとして選択された場合の表示である。本データ解析方法を登録するためには図１１の診断データ設定ダイアログの伝播時間図ラジオボタン１０１−４をマウスでクリックし、基準時刻テキストボックス１０２−４において「150」と指定すればよい。１９１は伝播時間図の基準時刻を表すラインカーソルである。

図２１はＱＲＳ波およびＴ波における時間積分値とその差をマッピングした等磁線図が「時間積分図」というデータ解析名称で登録してあり、それが診断データとして選択された場合の表示である。本データ解析方法を登録するためには図１１の診断データ設定ダイアログの等磁線図ラジオボタン１０１−３をマウスでクリックし、表示時刻テキストボックス１０２−３において「100、140、180、240」と指定すればよい。ＱＲＳ波およびＴ波の位置がデータの先頭から何ミリ秒のところにあるかが分からない場合には「ＴＱ、ＴＳ、ＴＴ、ＴＴ＋６０」と設定してもよい。３３１，３３３は時間積分区間を表す領域である。

図２２は参照波形として登録した波形Ｙとの相違度Δが大きいために異常波バッファに登録された信号データをグリッドマップで表示した例である。図６で示すような正規の心拍データを参照波形として登録すると、不整脈や外部磁場雑音などの不規則な信号は参照波形との相違度評価を経て、データ解析メニューに「異常波形」という名称で登録され、さらに波形の異常が複数ある場合には「異常波形１」「異常波形２」、…のように「異常波形」の後ろに識別番号を自動的に付ける。データ解析メニューからこれらの項目が指定されるとその波形がグリッドマップで表示される。

信号データのアベレージング処理が正常に行われなかった場合、「ＱＲＳ等磁線図」を選択すると再構成することができないため、図２３のエラーダイアログが表示される。ここでＯＫボタンを押すと図１９の画面に遷移するが等磁線図は表示されず、参照チャンネルの時間波形領域に指定された本数だけラインカーソルが表示される。このラインカーソルをマウスで移動し、エンターキーによってその位置を確定することによって異常波形における「ＱＲＳ等磁線図」を再構成する。

本発明の適用対象となる生体磁場計測装置の一実施例を示す概略構成図。図１の生体磁場計測装置に用いられる磁気センサの配置構成を示す斜視図。図１の生体磁場計測装置に用いられる磁気センサで、磁場の法線成分を検出する磁気センサ単体の斜視図。図１の生体磁場計測装置に用いられる磁気センサで、磁場の法線成分を検出する磁気センサ単体の斜視図。図１の生体磁場計測装置における磁気センサと被検者の胸部との位置関係を示す図。心磁図の正常な波形例を示す図。図１の生体磁場計測装置におけるディスプレイ部に表示される操作画面の基本的なレイアウトを示す図。図１の生体磁場計測装置におけるディスプレイ部に表示される操作画面のメニューバー部における操作メニューを示す図。図１の生体磁場計測装置におけるデータ計測メニューを編集するためのダイアログを示す図。図１の生体磁場計測装置における自動アベレージングの処理条件を設定するためのダイアログを示す図。図１の生体磁場計測装置における自動生成する診断画像の条件を設定するためのダイアログを示す図。図１の生体磁場計測装置において実行する全体の操作のフローを示す図。図１２の操作フロー中の被検者選択ステップにおける被検者選択のフローを示す図。上記生体磁場計測装置で実行するアベレージング処理のフローを示す図。図１の生体磁場計測装置のディスプレイ部に表示される被検者リスト画面を示す図。図１の生体磁場計測装置のディスプレイ部に表示されるデータ計測画面を示す図。図１の生体磁場計測装置のディスプレイ部に表示されるグリッドマップ表示画面を示す図。図１の生体磁場計測装置のディスプレイ部に表示される任意の一列における各チャンネルの単一波形を同時表示した図。図１の生体磁場計測装置のディスプレイ部に表示される等磁線を示す図。図１の生体磁場計測装置のディスプレイ部に表示される伝播時間図を示す図。図１の生体磁場計測装置のディスプレイ部に表示される時間積分図を示す図。図１の生体磁場計測装置のディスプレイ部に表示される異常波形のグリッドマップを示す図。図１の生体磁場計測装置において計測データのアベレージング処理の際に異常波形が検出された場合に表示される確認ダイアログを示す図。

符号の説明

１…磁気シールドルーム、２…被検者、３…ベッド、４…デユワ、８…計算機（波形認識手段、参照波形登録手段、波形評価手段、演算手段、異常波形登録手段）、８−１…ディスプレイ部、８２，８２−１…計測条件の識別情報表示部（ダイヤログ）。

Claims

被検者の生体内から発せられる磁場を計測する生体磁場計測装置において、
生体磁場に関する計測データに対して施すデータ解析手法およびそれに伴うデータ解析パラメータの組に対して識別情報が付与され、この識別情報を指定することによって対応の前記データ解析パラメータ及びデータ解析手法によるデータ解析が実行されるよう設定されていることを特徴とする生体磁場計測装置。