JP2017015620A - Magnetic shield device, magnetic filed noise reduction method, and spinal cord induction magnetic field measuring system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気遮蔽装置、磁場ノイズ低減方法、及び脊髄誘発磁界測定システムに関する。 The present invention relates to a magnetic shielding device, a magnetic field noise reduction method, and a spinal cord induced magnetic field measurement system.
脊髄の神経活動診断は、手足の痺れや麻痺等の脊髄に病巣があるおそれが高い場合に採られる一般的な診断方法である。神経を診断する際、現在ではMRI(Magnetic Resonanse Imaging:磁気共鳴画像)やCT(Computed Tomography:コンピュータ断層撮影)等による画像診断が主に用いられており、MRIやCT等の画像診断によって、脊髄や神経の圧迫や病変等による形態的な障害部分を把握することができる。 The spinal nerve activity diagnosis is a general diagnostic method used when there is a high possibility that the spinal cord has a lesion such as limb numbness or paralysis. At the time of diagnosing nerves, currently, image diagnosis by MRI (Magnetic Resonanse Imaging), CT (Computed Tomography), etc. is mainly used. It is possible to grasp the morphologically damaged part due to the pressure of the nerve or the lesion.
しかし、実際に神経機能を阻害している箇所は、脊髄や神経の変形部分全てでないことがしばしば見られる。従って、画像診断のみでなく、病歴の聴取等による神経学的な所見も、正確な脊髄機能診断に必要となり、医師には経験と技量が求められる。 However, it is often seen that the part that actually inhibits the nerve function is not all the deformed part of the spinal cord or nerve. Therefore, not only image diagnosis but also neurological findings such as listening to medical history are necessary for accurate spinal cord function diagnosis, and doctors are required to have experience and skill.
そこで、電気生理学的な検査による神経機能の補助診断が不可欠となっている。現在主に用いられている方法は、体性感覚誘発電位、経頭蓋磁気刺激筋誘発電位、針筋電図等であるが、何れも体表からの電位測定であることから、大まかな診断しか行えていない。 Therefore, auxiliary diagnosis of nerve function by electrophysiological examination is indispensable. The methods currently used mainly are somatosensory evoked potentials, transcranial magnetic stimulation muscle evoked potentials, needle electromyograms, etc., but all are potential measurements from the body surface, so only rough diagnosis is possible. Not done.
電気生理学的検査法の中でも脊髄機能を詳細に診断することができる方法として、脊髄誘発電位測定がある。脊髄誘発電位測定は、神経近傍に電極を設置することで、神経での詳細な電気的活動を測定できる。しかし、カテーテル状の電極を被験者の神経近傍にまで挿入するため、被験者への侵襲性が高く、又、挿入に際して医師には高い技術が必要となる。上記の背景から、非侵襲で簡便に脊髄の詳細な神経機能を評価できる診断方法が求められている。 Among electrophysiological examination methods, there is spinal cord evoked potential measurement as a method capable of diagnosing spinal cord function in detail. Spinal cord evoked potential measurement can measure detailed electrical activity in nerves by placing an electrode near the nerve. However, since the catheter-like electrode is inserted to the vicinity of the nerve of the subject, the invasiveness to the subject is high, and a doctor needs a high technique for the insertion. In view of the above background, there is a need for a diagnostic method that can easily evaluate the detailed nerve function of the spinal cord in a non-invasive manner.
神経活動により細胞内外に電流が発生すると、その周囲には電流に起因した磁界が発生する。磁界は電流と異なり、骨や軟部組織等の生体組織からほとんど影響を受けない。又、磁界計測は電位計測と比較してより高い空間分解能を持つことが理論的に知られている。 When current is generated inside or outside the cell due to neural activity, a magnetic field due to the current is generated around the current. Unlike a current, a magnetic field is hardly affected by living tissue such as bone or soft tissue. It is theoretically known that magnetic field measurement has higher spatial resolution than potential measurement.
そこで、生体の神経や筋肉の活動に伴って生じる微弱な磁界を生体の外で測定する方法として、生体磁場計測がある。生体磁場計測には、SQUID(Superconducting quantum interference device:超伝導量子干渉素子)を利用したシステムが開発され、脳磁計や心磁計として、実際に計測が行われている。一般に、生体磁場は地磁気等の環境磁場に対して非常に小さいため、通常、生体磁場測定は環境磁場を遮蔽する磁気シールドルーム内で行われる。 Therefore, there is biomagnetic field measurement as a method for measuring a weak magnetic field generated by the activity of nerves and muscles of a living body outside the living body. For biomagnetic field measurement, a system using a SQUID (Superconducting quantum interference device) has been developed and actually measured as a magnetoencephalograph or magnetocardiograph. In general, since a biomagnetic field is very small with respect to an environmental magnetic field such as geomagnetism, the biomagnetic field measurement is usually performed in a magnetic shield room that shields the environmental magnetic field.
近年、この生体磁場測定を用いて、脊髄の神経活動により生じる脊髄誘発磁界を測定する脊髄誘発磁界測定システム(脊磁計)の開発が行われており、詳細な神経活動の評価が可能となりつつある。脳や心臓の活動で生じる磁界と比較し、微弱である脊磁界を測定するために、被験者の皮膚上から神経へと意図的に電気刺激を印加したときの脊髄誘発磁界を測定する方法が取られている。 In recent years, a spinal evoked magnetic field measurement system (spinal dynamometer) that measures the spinal evoked magnetic field generated by the nerve activity of the spinal cord using this biomagnetic field measurement has been developed, and it is now possible to evaluate the detailed nerve activity. . In order to measure the spinal magnetic field, which is weak compared to the magnetic field generated by brain and heart activity, a method of measuring the spinal evoked magnetic field when an electrical stimulus is intentionally applied to the nerve from the subject's skin is used. It has been.
神経への電気刺激は被験者の皮膚上に設置された電極への電流印加によって行われるが、この電気刺激に用いる電流も磁界を発生させ、微弱な脊髄誘発磁界の測定に対して磁場ノイズ(雑音)となる。つまり、より正確に脊髄誘発磁界を測定するためには、電気刺激時の電流に起因した磁界が測定に影響を与えない程度に低減させる必要がある。この電気刺激由来の磁場ノイズを遮蔽、低減させる方法として、電気刺激印加部分をシールドルームと同様な材質である強磁性体や導電体、超伝導体等で覆う方法が提案されている。 Electrical stimulation to the nerve is performed by applying an electric current to an electrode placed on the skin of the subject, but the current used for this electrical stimulation also generates a magnetic field, and magnetic field noise (noise) is measured against the measurement of weak spinal evoked magnetic fields. ) That is, in order to measure the spinal cord evoked magnetic field more accurately, it is necessary to reduce the magnetic field caused by the current during electrical stimulation to such an extent that the measurement is not affected. As a method of shielding and reducing the magnetic field noise derived from electrical stimulation, a method of covering an electrical stimulation application portion with a ferromagnetic material, a conductor, a superconductor, or the like, which is the same material as the shield room has been proposed.
例えば、電気刺激を与える生体の一部分と配線と表面電極を磁気シールドカバーで覆ってから電気刺激を与えることで、パルス状の電気刺激により発生するパルス的磁場を磁束計から遮断し、パルス的磁場に影響されない状態で本来の生体微弱磁場を超電導量子干渉素子磁束計で計測できる技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 For example, by applying electrical stimulation after covering a part of a living body to which electrical stimulation is applied, wiring and surface electrodes with a magnetic shield cover, the pulsed magnetic field generated by pulsed electrical stimulation is blocked from the magnetometer, and the pulsed magnetic field A technique is disclosed that can measure an original weak magnetic field with a superconducting quantum interference device magnetometer in a state that is not affected by (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、今迄の強磁性体を含んだ磁気シールド材による、電気刺激に起因した磁界の遮蔽のみでは、特に脊髄誘発磁界の測定においては、磁場ノイズを低減する有効な方法とはならない。腕の動きに伴う強磁性体からなる磁気シールド材の位置変化がもたらす磁場ノイズを低減できないからである。 However, only shielding of the magnetic field caused by electrical stimulation with a magnetic shield material containing a ferromagnetic material so far does not provide an effective method for reducing magnetic field noise, particularly in the measurement of spinal cord-induced magnetic fields. This is because the magnetic field noise caused by the change in the position of the magnetic shield material made of a ferromagnetic material accompanying the movement of the arm cannot be reduced.
すなわち、脊髄誘発磁界を効率よく発生させるために、現在は腕部にある正中神経、或いは尺骨神経へ電気刺激を与えている。そのため、電気刺激に用いる電極は、被験者の肘関節部に設置される。このとき、電流による電気刺激によって、神経の他に周囲の筋肉の活動も誘発する。極力大きな脊髄誘発磁界を得るために、神経に印加する電気刺激は比較的大きなものとなる。従って、電気刺激により神経と同時に筋肉の活動も誘発され、被験者の腕は大きく動く。 That is, in order to efficiently generate the spinal cord-induced magnetic field, electrical stimulation is currently applied to the median nerve or ulnar nerve in the arm. Therefore, the electrode used for electrical stimulation is installed at the elbow joint of the subject. At this time, the activity of surrounding muscles is also induced in addition to nerves by electrical stimulation with electric current. In order to obtain the greatest possible spinal evoked magnetic field, the electrical stimulation applied to the nerve is relatively large. Therefore, electrical stimulation induces muscle activity as well as nerves, and the subject's arm moves greatly.
強磁性体、又は強磁性体と導電体の組み合わせからなる磁気シールド材は、少なくとも高透磁率材料を含んでいるため、磁気シールド材自身が磁場を発生している。発生磁場が時間的変化を伴わない場合、磁気計測において、この発生磁場は測定に影響を与えない。しかし、脊髄誘発磁界の測定においては、電気刺激により被験者の腕が大きく動く。従って、磁気シールド材で電極近傍を覆う従来の磁界遮蔽方法だけでは、磁気シールド材である強磁性体が腕の動きと共に動いてしまい、結果として磁場の時間変化が生じ、脊髄誘発磁界を測定する上で必要な低い磁場ノイズの環境を実現することができない問題があった。 Since a magnetic shield material made of a ferromagnetic material or a combination of a ferromagnetic material and a conductor contains at least a high magnetic permeability material, the magnetic shield material itself generates a magnetic field. When the generated magnetic field does not change with time, in the magnetic measurement, the generated magnetic field does not affect the measurement. However, in the measurement of the spinal cord evoked magnetic field, the subject's arm moves greatly by electrical stimulation. Therefore, only the conventional magnetic field shielding method that covers the vicinity of the electrode with the magnetic shield material causes the ferromagnetic material, which is the magnetic shield material, to move with the movement of the arm, resulting in a time change of the magnetic field and measuring the spinal cord-induced magnetic field. There was a problem that the environment of the low magnetic field noise required above could not be realized.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、磁場ノイズを低減させることが可能な脊髄誘発磁界測定システム用の磁気遮蔽装置を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of said point, and makes it a subject to provide the magnetic shielding apparatus for spinal cord induction magnetic field measurement systems which can reduce magnetic field noise.
本磁気遮蔽装置は、被験者に取り付けた電極を介して前記被験者に電気刺激を与え、前記電気刺激で誘発された前記被験者の脊髄からの磁界を磁気センサで測定する脊髄誘発磁界測定システムに用いる磁気遮蔽装置であって、前記電極を覆う磁気遮蔽カバーと、前記磁気遮蔽カバーを、前記磁気センサとの相対位置関係が一定となるように固定可能とする固定部材と、を有することを要件とする。 The magnetic shielding apparatus applies magnetic stimulation to the subject through an electrode attached to the subject, and uses a magnetic field in a spinal cord-induced magnetic field measurement system that measures a magnetic field from the spinal cord of the subject induced by the electrical stimulation with a magnetic sensor. A shielding apparatus, comprising: a magnetic shielding cover that covers the electrode; and a fixing member that can fix the magnetic shielding cover so that a relative positional relationship with the magnetic sensor is constant. .
開示の技術によれば、磁場ノイズを低減させることが可能な脊髄誘発磁界測定システム用の磁気遮蔽装置を提供できる。 According to the disclosed technology, it is possible to provide a magnetic shielding device for a spinal cord evoked magnetic field measurement system capable of reducing magnetic field noise.
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。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and the overlapping description may be abbreviate | omitted.
〈第1の実施の形態〉
図1は、第1の実施の形態に係る脊髄誘発磁界測定システムについて説明する図である。図2は、第1の実施の形態に係る磁気遮蔽装置について説明する図である。図1及び図2を参照するに、脊髄誘発磁界測定システム1は、主要な構成要素として、脊髄誘発磁界測定装置10と、磁気遮蔽装置20Aと、電気刺激装置30と、電極40とを有している。脊髄誘発磁界測定システム1の一部は磁気シールドルーム100内に配置されている。なお、図1では磁気遮蔽装置20A及び電極40の図示を省略し、図2に詳細に示している。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram for explaining a spinal cord evoked magnetic field measurement system according to the first embodiment. FIG. 2 is a diagram for explaining the magnetic shielding apparatus according to the first embodiment. 1 and 2, the spinal cord evoked magnetic
磁気シールドルーム100を利用するのは、生体から発生する微弱な磁界である脊髄誘発磁界を測定するためである。磁気シールドルーム100は、例えば、高透磁率材料であるパーマロイ等からなる板材と、銅やアルミニウム等の導電体からなる板材の積層により構成することができる。
The reason why the
磁気シールドルーム100は、例えば、2.5m×3.0m×2.5m程度の大きさの内部空間を有し、装置器具の搬送や、人の出入りを可能とする扉110を備えている。扉110は、磁気シールドルーム100の他の部分と同様に、高透磁率材料であるパーマロイ等からなる板材と、銅やアルミニウム等の導電体からなる板材の積層により構成することができる。
The
なお、本明細書において、高透磁率材料とは、比透磁率が1000より大きい材料を指す。このような材料としては、パーマロイ以外に鉄、ニッケル、コバルトの単体や、その合金(アモルファス合金や紛体、ナノ粒子を含む)、フェライト等を挙げることができる。 In the present specification, the high magnetic permeability material refers to a material having a relative magnetic permeability greater than 1000. Examples of such materials include iron, nickel, cobalt alone, alloys thereof (including amorphous alloys, powders, and nanoparticles), ferrite, and the like in addition to permalloy.
以下、脊髄誘発磁界測定システム1について、より詳しく説明する。磁気シールドルーム100内には、ベッド150が設置されている。又、磁気シールドルーム100内には、脊髄誘発磁界測定装置10が設置されており、脊髄誘発磁界測定装置10には測定や制御等に用いる信号線51が取り付けられている。信号線51は、磁場ノイズを低減するためにツイストケーブル等により構成され、磁気シールドルーム100に開けられた孔121を通して、磁気シールドルーム100の外へ引き出されている。
Hereinafter, the spinal cord evoked magnetic
脊髄誘発磁界測定システム1では、磁気シールドルーム100内に置かれたベッド150に、被験者300が仰向けで横たわり、安静な状態で脊髄誘発磁界の測定が行われる。安静な状態で測定が行われることで、被験者300への負担が少ないのみでなく、被験者300の不必要な動きによる測定装置との位置ずれや、筋肉の緊張により生じる筋肉からの磁場ノイズ等を低減することができる。
In the spinal cord evoked magnetic
脊髄誘発磁界測定装置10は、主要な構成部して、デュワー11と、SQUID磁束計12とを有している。デュワー11は、SQUID磁束計12の極低温動作に必要な液体ヘリウムを保持している。デュワー11は、例えば、脊髄誘発磁界の測定に適するように突起部11xを備えており、突起部11xの内部に、SQUID磁束計12が脊髄誘発磁界を測定できる向きに設置されている。
The spinal cord inducing magnetic
内部にSQUID磁束計12が設置された突起部11xを、ベッド150に仰向けとなった被験者300の下側から頚椎に近づけることで、SQUID磁束計12を測定部位に近づけた状態で脊髄誘発磁界の測定を行うことができる。
The protuberance 11x in which the SQUID magnetometer 12 is installed is brought close to the cervical vertebra from the lower side of the subject 300 lying on the
脊髄誘発磁界を測定する際には、電気刺激により意図的に神経活動を起こす必要がある。そこで、被験者300の肘関節部の皮膚上に電極40を取り付け、電気刺激が印加される。電極40は、陽極と陰極の2つを備え、被験者300の肘関節部の正中神経等に効率的に信号を印加できる箇所の皮膚上に取り付けられる。
When measuring spinal evoked magnetic fields, it is necessary to intentionally cause neural activity by electrical stimulation. Therefore, the
電極40には、刺激を送るために信号線52が取り付けられている。信号線52は、磁場ノイズを低減するためにツイストケーブル等により構成されている。信号線52は、磁気シールドルーム100に開けられた孔122を通して、磁気シールドルーム100の外へ引き出され、磁気シールドルーム100の外に設置された電気刺激装置30に接続されている。
A
被験者300の神経活動を起こすために、電気刺激装置30は、パルス状の電流を電極40の陽極−陰極間に流すことができる。脊髄誘発磁界測定時の電気刺激は、例えば、4.0〜6.0mA程度の大きさのパルス電流を5Hzで印加する。この電気刺激で誘発された脊髄からの誘発磁界がSQUID磁束計12で測定される。
In order to cause neural activity of the subject 300, the
脊髄誘発磁界測定システム1では、電気刺激印加時に電気刺激に用いる電流そのものが磁場ノイズとなる。具体的には、電気刺激装置30から電極40までの信号線52、及び電極40の陽極−陰極間に流れるパルス電流が作る磁場が、SQUID磁束計12に入り、磁場ノイズとなる。
In the spinal cord evoked magnetic
信号線52の作る磁場ノイズは、ツイストケーブル化や光による伝送等により低減が行われているが、電極40の陽極−陰極間に流れるパルス電流が作る磁場ノイズに対しては、これらの構造では解決を図ることができない。そこで、本実施の形態では、電気刺激に用いるパルス電流が作る磁場ノイズを低減し、脊髄誘発磁界をより正確に計測するために、固定型の磁気遮蔽装置20Aを使用する。
The magnetic field noise generated by the
磁気遮蔽装置20Aは、磁気遮蔽カバー21と、固定部材22とを有している。磁気遮蔽カバー21は、例えば、透磁率の高いパーマロイ等の高透磁率材料により構成することができる。磁気遮蔽カバー21に透磁率が高い材料を用いるほど、磁気遮蔽効果を高くすることができる。磁気遮蔽カバー21には、被験者300の体の一部分310を保持する空間25が設けられている。
The
固定部材22は、磁気遮蔽カバー21を、SQUID磁束計12との相対位置関係が一定となるように固定可能とする固定部材である。
The fixing
ここで、『SQUID磁束計との相対位置関係が一定となるように固定可能とする固定部材』とは、磁気遮蔽装置が脊髄誘発磁界測定システムに組み込まれた際に、SQUID磁束計との相対位置関係が一定となるように、磁気遮蔽カバーを所定部材に固定できる構成とされた固定部材を意味している。 Here, the “fixing member that can be fixed so that the relative positional relationship with the SQUID magnetometer is constant” refers to the relative to the SQUID magnetometer when the magnetic shielding device is incorporated into the spinal cord evoked magnetic field measurement system. It means a fixing member configured to fix the magnetic shielding cover to a predetermined member so that the positional relationship is constant.
固定部材22は、例えば、磁気遮蔽カバー21をベッド150に固定できるように構成することができる。或いは、固定部材22は、磁気遮蔽カバー21を磁気シールドルーム100の床、脊髄誘発磁界測定装置10のデュワー11等の重量物、或いはそれら重量物への固定が可能な任意の部材に固定できるように構成してもよい。
The fixing
なお、本実施の形態では、磁気遮蔽装置20Aが、磁気遮蔽カバー21と、磁気遮蔽カバー21をSQUID磁束計12との相対位置関係が一定となるようにベッド150に固定可能とする固定部材22とを有している例を示している。そして、磁気遮蔽装置20Aが脊髄誘発磁界測定システム1に組み込まれた際に、磁気遮蔽カバー21が固定部材22によりベッド150に固定された例を示している。
In the present embodiment, the
磁気遮蔽カバー21は、アース線により接地されている。固定部材22が銅やアルミニウム等の非磁性金属からなる場合には、固定部材22を介して磁気遮蔽カバー21を接地してもよい。磁気遮蔽カバー21の形状は、電極40の陽極―陰極間に流れるパルス電流が作る磁場ノイズを低減するために、円筒形であることが望ましい。
The
脊髄誘発磁界の測定では、被験者300はベッド150に仰向け等の負担の軽い状態で横たわり、被験者300の体の表面に取り付けられた電極40によって、電気刺激が印加される。電極40が取り付けられる位置は、神経に刺激を印加しやすい場所で、例えば肘関節部分や膝関節部分である。
In measurement of the spinal cord evoked magnetic field, the subject 300 lies on the
電極40の陽極−陰極間に流れるパルス電流が作る磁場ノイズを低減させるためには、磁気遮蔽カバー21を、電極40と、電極40が取り付けられている被験者300の体の一部分310と、体の一部分310の周辺部位とを覆うように設置すればよい。ここで、体の一部分310は、例えば、肘関節部分や膝関節部分等である。
In order to reduce magnetic field noise generated by the pulse current flowing between the anode and cathode of the
しかし、電気刺激を印加された被験者300の体の一部分310には、神経活動と同時に筋肉の活動も誘発されることから、与えられた電気刺激に応じて被験者300の体の一部分310が運動する。
However, the
そのため、仮に、磁気遮蔽カバー21が被験者300の体の一部分310の運動に付随して動いたとすると、磁気遮蔽カバー21の運動は、磁場の空間的な変化を生み出し、大きな磁場ノイズとなる。
Therefore, if the magnetic shielding
すなわち、生体磁場の測定に使われるSQUID磁束計12は、磁束の時間変化を電圧として出力する磁気センサである。又、磁気遮蔽カバー21の材質である高透磁率材料は、その周囲に空間的に不均一な磁場を作る。そのため、SQUID磁束計12と磁気遮蔽カバー21との相対位置関係が変化すると、SQUID磁束計12が測定する磁束に時間変化が生じ、出力の時間変化が磁場ノイズとなる。
That is, the SQUID magnetometer 12 used for the measurement of the biomagnetic field is a magnetic sensor that outputs a temporal change in magnetic flux as a voltage. Moreover, the high magnetic permeability material which is the material of the magnetic shielding
しかし、本実施の形態に係る磁気遮蔽装置20Aでは、磁気遮蔽カバー21が固定部材22によってベッド150等の重量物に固定されているので、磁気遮蔽カバー21が被験者300の体の一部分310の運動に付随して動くことがない。
However, in the
すなわち、SQUID磁束計12と磁気遮蔽カバー21との相対位置関係が常に一定となるため、SQUID磁束計12が測定する磁束の時間変化が低減され、出力の時間変化すなわち磁場ノイズを低減することができる。つまり、電気刺激に用いるパルス電流が作る磁場ノイズを低減することができる。
That is, since the relative positional relationship between the SQUID magnetometer 12 and the magnetic shielding
図3は、磁気遮蔽装置での被験者の体の一部分の固定方法について説明する図であり、被験者300の体の一部分310を固定する装置の具体例を示すものである。
FIG. 3 is a diagram for explaining a method of fixing a part of the body of the subject with the magnetic shielding device, and shows a specific example of an apparatus for fixing the
磁気遮蔽カバー21の空間25内に挿入された被験者300の体の一部分310は、例えば、緩衝材料60により磁気遮蔽カバー21と被験者300の体の一部分310との間の隙間を埋めることで固定される。緩衝材料60としては、例えば、マイクロビーズ等の小さな粒状樹脂材料や流体等を用いることができる。
The
緩衝材料60は、例えば、布製の袋等の柔軟な容器に入れられた状態で、被験者300の体の一部分310を取り囲んでいる。緩衝材料60が詰められた袋は、例えば、加圧空気により膨らむ圧力印加部材70に取り囲まれている。圧力印加部材70は、加圧空気を入れて膨らむ空間70S、高圧空気の給排気弁70E、及び空気の給排気用装置を備えている。
The cushioning
このように、第1の実施の形態に係る脊髄誘発磁界測定システム1は、被験者300に取り付ける電極40と、電極40を介して被験者に電気刺激を与える電気刺激装置30と、電気刺激で誘発された被験者300の脊髄からの磁界を測定するSQUID磁束計12を備えた脊髄誘発磁界測定装置10と、磁気遮蔽装置20Aとを有している。そして、磁気遮蔽装置20Aは、電極40を覆う磁気遮蔽カバー21と、磁気遮蔽カバー21を固定する固定部材22とを有し、磁気遮蔽カバー21は、SQUID磁束計12との相対位置関係が一定となるように固定部材22により固定されている。
As described above, the spinal cord evoked magnetic
これにより、被験者300の体の一部分310の運動に付随して磁気遮蔽カバー21が動くことを防止可能となり、SQUID磁束計12が測定する磁束の時間変化が低減され、出力の時間変化すなわち磁場ノイズを低減することができる。つまり、電気刺激に用いるパルス電流が作る磁場ノイズを低減することができる。その結果、より高精度な脊髄誘発磁界の測定、及び脊髄の神経機能診断を行うことが可能となる。
As a result, it is possible to prevent the magnetic shielding cover 21 from moving along with the movement of the
〈第2の実施の形態〉
第2の実施の形態では、磁気遮蔽カバーに加えて電磁カバーを備えた磁気遮蔽装置の例を示す。なお、第2の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
<Second Embodiment>
In 2nd Embodiment, the example of the magnetic shielding apparatus provided with the electromagnetic cover in addition to the magnetic shielding cover is shown. In the second embodiment, description of the same components as those of the already described embodiments may be omitted.
図4〜図6は、第2の実施の形態に係る磁気遮蔽装置について説明する図である。なお、図5及び図6は、磁気遮蔽装置を磁気遮蔽カバーの開口部側から見た図である。 4-6 is a figure explaining the magnetic shielding apparatus based on 2nd Embodiment. 5 and 6 are views of the magnetic shielding device viewed from the opening side of the magnetic shielding cover.
図4及び図5を参照するに、第2の実施の形態に係る磁気遮蔽装置20Bは、磁気遮蔽カバー21の内側に電極40を覆う電磁カバー23を備えている点が、第1の実施の形態に係る磁気遮蔽装置20A(図2等参照)と相違する。
4 and 5, the
図4では、電磁カバー23の一部が磁気遮蔽カバー21に覆われているが、電磁カバー23の全部が磁気遮蔽カバー21に覆われてもよい。電磁カバー23は、例えば、銅やアルミニウム等の導電体から構成することができる。電磁カバー23には、被験者300の体の一部分310を保持する空間26が設けられている。つまり、電磁カバー23及び磁気遮蔽カバー21が、電気刺激印加用に用いる電極40と、信号線52の一部と、被験者300の体の一部分310を覆う構造である。
In FIG. 4, a part of the
電磁カバー23は、固定部材24によって、ベッド150に固定されている。但し、電磁カバー23は、固定部材24によって、磁気シールドルーム100の床、脊髄誘発磁界測定装置10のデュワー等の重量物、或いはそれら重量物への固定が可能な任意の部材に固定されてもよい。
The
電磁カバー23は、アース線により接地されている。固定部材24が銅やアルミニウム等の非磁性金属からなる場合には、固定部材24を介して電磁カバー23を接地してもよい。電磁カバー23の形状は、磁気遮蔽カバー21と干渉し難く、被験者300を固定する際に不快感を与え難い形状、例えば円筒形等とすることができる。この場合、磁気遮蔽カバー21の内側に略同心的に電磁カバー23を配置することができる。電磁カバー23と磁気遮蔽カバー21との間には、例えば円環状の隙間28が設けられている。
The
このように、磁気遮蔽カバー21の内側に電磁カバー23を設け、電磁カバー23と磁気遮蔽カバー21とを隙間28によって空間的に隔て、夫々が接触しない構造とすることが好ましい。言い換えれば、生体の動きの影響を減らす機構を磁気遮蔽カバー21と電磁カバー23とに分け、更に、電磁カバー23の動きが磁気遮蔽カバー21へ伝わり難い構造とすることが好ましい。
Thus, it is preferable that the
これにより、被験者300の体の一部分310の動きが直接磁気遮蔽カバー21に伝わることを防止できるため、磁場ノイズを更に低減することができる。
Thereby, since it is possible to prevent the movement of the
なお、図6に示す磁気遮蔽装置20Cのように、ばね等の振動を吸収する部材29により、電磁カバー23と磁気遮蔽カバー21とを繋ぎ、被験者300の体の一部分310の動きが直接磁気遮蔽カバー21に伝わらない構造としてもよい。この場合は、電磁カバー23を固定する固定部材24は不要である。この場合も上記と同様の効果を奏する。
In addition, like the
図7は、磁気遮蔽装置での被験者の体の一部分の固定方法について説明する図であり、被験者300の体の一部分310を固定する装置の具体例を示すものである。
FIG. 7 is a diagram for explaining a method of fixing a part of the body of the subject with the magnetic shielding device, and shows a specific example of an apparatus for fixing the
磁気遮蔽カバー21の内側に電磁カバー23を設けた場合、電磁カバー23の空間26内に挿入された被験者300の体の一部分310は、図3と同様、緩衝材料60及び圧力印加部材70を用いて固定することができる。磁気遮蔽装置20B、20Cの何れの場合も同じである。
When the
〈測定例〉
図8は、比較例1に係る脊髄誘発磁界の測定例を示す図であり、電気刺激として4.0mAのパルスを与えた場合の脊髄誘発磁界を、SQUID磁束計12で測定したものである。横軸は測定時間[ms]、縦軸は測定磁場[fT]を表している。
<Measurement example>
FIG. 8 is a diagram illustrating a measurement example of the spinal cord evoked magnetic field according to Comparative Example 1, and the spinal cord evoked magnetic field when a 4.0 mA pulse is applied as electrical stimulation is measured by the SQUID magnetometer 12. The horizontal axis represents measurement time [ms], and the vertical axis represents measurement magnetic field [fT].
図8は、電気刺激用の電極40の陽極−陰極間に流れるパルス電流が作る磁場ノイズを一切遮蔽していない、すなわち磁気遮蔽カバー21をつけていない場合の、脊髄誘発磁界のSQUID磁束計12による測定結果である。図8では、パルス電流による磁場ノイズが0msから数msの間で見られており、ピークの高さはおよそ2500fTである。
FIG. 8 shows the SQUID magnetometer 12 of the spinal cord-induced magnetic field when the magnetic field noise generated by the pulse current flowing between the anode and the cathode of the
図9は、比較例2に係る脊髄誘発磁界の測定例を示す図であり、電気刺激として4.0mAのパルスを与えた場合の脊髄誘発磁界を、SQUID磁束計12で測定したものである。横軸は測定時間[ms]、縦軸は測定磁場[fT]を表している。 FIG. 9 is a diagram showing a measurement example of the spinal cord evoked magnetic field according to Comparative Example 2, and the spinal evoked magnetic field when a pulse of 4.0 mA is applied as electrical stimulation is measured by the SQUID magnetometer 12. The horizontal axis represents measurement time [ms], and the vertical axis represents measurement magnetic field [fT].
図9は、被験者300の腕を磁気遮蔽カバー21で覆った場合の、脊髄誘発磁界のSQUID磁束計12による測定結果である。但し、この測定では、磁気遮蔽カバー21を被験者300の腕及び電極40を覆うように配置したが、固定部材22を用いた磁気遮蔽カバー21の固定は行っていない。すなわち、磁気遮蔽カバー21は、SQUID磁束計12との相対位置関係が一定となるように固定されていない。なお、磁気遮蔽カバー21は、パーマロイとアルミニウムにより構成した。
FIG. 9 is a measurement result of the spinal cord induced magnetic field by the SQUID magnetometer 12 when the arm of the subject 300 is covered with the magnetic shielding
図9では、図8と比較して、測定開始から見られるパルス電流による大きなパルス状の磁場ノイズは減少しているものの、磁気遮蔽カバー21そのものが腕の動きに付随して動いたことで生じる、比較的緩やかな磁場ノイズが1000fT程度見られる。
In FIG. 9, compared to FIG. 8, although the large pulsed magnetic field noise due to the pulse current seen from the start of measurement is reduced, the magnetic shielding
図10は、本実施例に係る脊髄誘発磁界の測定例を示す図であり、電気刺激として4.0mAのパルスを与えた場合の脊髄誘発磁界を、固定型の磁気遮蔽装置20Aを用い、SQUID磁束計12で測定したものである。横軸は測定時間[ms]、縦軸は測定磁場[fT]を表している。
FIG. 10 is a diagram illustrating a measurement example of the spinal cord evoked magnetic field according to the present embodiment. The spinal cord evoked magnetic field when a pulse of 4.0 mA is applied as an electrical stimulus is expressed by using a fixed
図10は、図3に示すように被験者300の腕を磁気遮蔽カバー21で覆い、更に磁気遮蔽カバー21を固定部材22によりベッド150に固定した場合の、SQUID磁束計12による測定結果である。
FIG. 10 shows a measurement result by the SQUID magnetometer 12 when the arm of the subject 300 is covered with the magnetic shielding
図10では、図9と比較して、測定開始直後のパルス電流による磁場ノイズ、又、電気刺激による腕の動きに付随した、磁気遮蔽カバー21の動きによる比較的緩やかなピークを持った磁場ノイズが低減され、約300fTの脊髄誘発磁界が明瞭に計測できている。
10, compared with FIG. 9, magnetic field noise due to a pulse current immediately after the start of measurement, or magnetic field noise having a relatively gentle peak due to movement of the magnetic shielding
このように、磁気遮蔽カバー21をSQUID磁束計12との相対位置関係が一定となるように固定部材22によりベッド150等の重量物に固定することで、磁気遮蔽カバー21が被験者300の体の一部分310の運動に付随して動くことがないため、磁場ノイズを低減できることが確認された。
Thus, the magnetic shielding
以上、好ましい実施の形態及び実施例について詳説したが、上述した実施の形態及び実施例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及び実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiments and examples have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and the above-described embodiments are not deviated from the scope described in the claims. Various modifications and substitutions can be made to the embodiments.
1 脊髄誘発磁界測定システム
10 脊髄誘発磁界測定装置
11 デュワー
11x 突起部
12 SQUID磁束計
20A、20B、20C 磁気遮蔽装置
21 磁気遮蔽カバー
22、24 固定部材
23 電磁カバー
25、26、70S 空間
28 隙間
29 部材
30 電気刺激装置
40 電極
51、52 信号線
60 緩衝材料
70 圧力印加部材
70E 給排気弁
100 磁気シールドルーム
110 扉
121、122 孔
150 ベッド
300 被験者
310 被験者の体の一部分
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記電極を覆う磁気遮蔽カバーと、
前記磁気遮蔽カバーを、前記磁気センサとの相対位置関係が一定となるように固定可能とする固定部材と、を有することを特徴とする磁気遮蔽装置。 A magnetic shielding device used in a spinal cord-induced magnetic field measurement system that applies an electrical stimulus to the subject via an electrode attached to the subject, and measures a magnetic field from the spinal cord of the subject induced by the electrical stimulus with a magnetic sensor,
A magnetic shielding cover covering the electrodes;
A magnetic shielding device comprising: a fixing member capable of fixing the magnetic shielding cover so that a relative positional relationship with the magnetic sensor is constant.
前記電磁カバーと前記磁気遮蔽カバーとの間に隙間を設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載の磁気遮蔽装置。 An electromagnetic cover that covers the electrode is provided inside the magnetic shielding cover,
The magnetic shielding apparatus according to claim 1, wherein a gap is provided between the electromagnetic cover and the magnetic shielding cover.
前記電極を磁気遮蔽カバーで覆い、前記磁気遮蔽カバーを前記磁気センサとの相対位置関係が一定となるように固定することを特徴とする磁場ノイズ低減方法。 A magnetic field noise reduction method for use in a spinal cord-induced magnetic field measurement system in which an electrical stimulus is given to the subject via an electrode attached to the subject, and a magnetic field from the spinal cord of the subject induced by the electrical stimulus is measured by a magnetic sensor. ,
A magnetic field noise reduction method comprising: covering the electrode with a magnetic shielding cover, and fixing the magnetic shielding cover so that a relative positional relationship with the magnetic sensor is constant.
前記電極を介して前記被験者に電気刺激を与える電気刺激装置と、
前記電気刺激で誘発された前記被験者の脊髄からの磁界を測定する磁気センサを備えた脊髄誘発磁界測定装置と、
磁気遮蔽装置と、を備えた脊髄誘発磁界測定システムであって、
前記磁気遮蔽装置は、
前記電極を覆う磁気遮蔽カバーと、
前記磁気遮蔽カバーを固定する固定部材と、を有し、
前記磁気遮蔽カバーは、前記磁気センサとの相対位置関係が一定となるように前記固定部材により固定されていることを特徴とする脊髄誘発磁界測定システム。 An electrode attached to the subject;
An electrical stimulation device for applying electrical stimulation to the subject through the electrodes;
A spinal cord evoked magnetic field measuring device comprising a magnetic sensor for measuring a magnetic field from the spinal cord of the subject induced by the electrical stimulation;
A spinal evoked magnetic field measuring system comprising a magnetic shielding device,
The magnetic shielding device includes:
A magnetic shielding cover covering the electrodes;
A fixing member for fixing the magnetic shielding cover,
The spinal cord-induced magnetic field measurement system, wherein the magnetic shielding cover is fixed by the fixing member so that a relative positional relationship with the magnetic sensor is constant.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020092982A (en) * | 2018-12-14 | 2020-06-18 | 株式会社リコー | Biomagnetic field measurement device and biomagnetic field measurement method |
JP2020092981A (en) * | 2018-12-14 | 2020-06-18 | 株式会社リコー | Magnetic field shield box and biomagnetic field measuring device |
US10722701B2 (en) | 2015-11-30 | 2020-07-28 | Ricoh Company, Ltd. | Nerve stimulation apparatus and biomagnetic field measurement system |
US10918293B2 (en) | 2016-03-03 | 2021-02-16 | Ricoh Company, Ltd. | Magnetic measuring apparatus |
US11138746B2 (en) | 2017-07-03 | 2021-10-05 | Ricoh Company, Ltd. | Diagnostic support system and diagnostic support method |
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- 2015-07-03 JP JP2015134317A patent/JP2017015620A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10722701B2 (en) | 2015-11-30 | 2020-07-28 | Ricoh Company, Ltd. | Nerve stimulation apparatus and biomagnetic field measurement system |
US10918293B2 (en) | 2016-03-03 | 2021-02-16 | Ricoh Company, Ltd. | Magnetic measuring apparatus |
US11138746B2 (en) | 2017-07-03 | 2021-10-05 | Ricoh Company, Ltd. | Diagnostic support system and diagnostic support method |
JP2020092982A (en) * | 2018-12-14 | 2020-06-18 | 株式会社リコー | Biomagnetic field measurement device and biomagnetic field measurement method |
JP2020092981A (en) * | 2018-12-14 | 2020-06-18 | 株式会社リコー | Magnetic field shield box and biomagnetic field measuring device |
US11828522B2 (en) | 2020-03-23 | 2023-11-28 | Ricoh Company, Ltd. | Cryogenic refrigerator and biomagnetic measurement apparatus |
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