JP2022037753A - Biological signal measurement device, magnetoencephalography meter, magnetoencephalography meter fitting - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体信号計測装置、脳磁計、脳磁計装着具に関する。 The present invention relates to a biological signal measuring device, a magnetoencephalogram, and a magnetoencephalograph wearing tool.
生体から発せられる磁場等の生体信号を計測する生体信号計測装置として、脳磁計(Magnetoencephalography;MEG)や、心磁計(Magnetocardiography;MCG)、脊磁計(Magnetospinography;MSG)等が知られている。 As a biological signal measuring device for measuring a biological signal such as a magnetic field emitted from a living body, a magnetoencephalography (MEG), a magnetocardiography (MCG), a spinometer (Magnetospinography; MSG) and the like are known.
また、生体信号計測装置で用いられる磁気センサ等のセンサを生体に固定するために、複数のセンサを固定可能なセンサプラットホームボードを、目出し帽(頭巾)型の支持体に取り付けた構成が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Further, in order to fix a sensor such as a magnetic sensor used in a biological signal measuring device to a living body, a configuration in which a sensor platform board capable of fixing a plurality of sensors is attached to a balaclava (hood) type support is disclosed. (See, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の構成では、センサを生体に安定して固定できない場合がある。 However, with the configuration described in Patent Document 1, the sensor may not be stably fixed to the living body.
本発明は、センサを生体に安定して固定することを課題とする。 An object of the present invention is to stably fix a sensor to a living body.
本発明の一態様に係る生体信号計測装置は、生体が発する生体信号を検出する複数のセンサと、前記複数のセンサのそれぞれを支持する複数の支持部と、前記生体に対向して配置され、前記支持部を固定する固定部と、前記固定部を前記生体に取り付けるための取付部と、前記センサの出力を取得する取得部と、を有し、前記固定部は、可撓性を有する材質を含んで構成されている。 The biological signal measuring device according to one aspect of the present invention is arranged with a plurality of sensors for detecting biological signals emitted by the living body, a plurality of support portions for supporting each of the plurality of sensors, and facing the living body. The fixing portion has a fixing portion for fixing the support portion, a mounting portion for attaching the fixing portion to the living body, and an acquisition portion for acquiring the output of the sensor, and the fixing portion is made of a flexible material. Is configured to include.
本発明によれば、センサを生体に安定して固定できる。 According to the present invention, the sensor can be stably fixed to the living body.
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same components are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted as appropriate.
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための生体信号計測装置を例示するものであって、本発明を以下に示す実施形態に限定するものではない。以下に記載されている構成部品の形状、その相対的配置、パラメータの値等は特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張している場合がある。 Further, the embodiments shown below exemplify a biological signal measuring device for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments shown below. Unless otherwise specified, the shapes of the components, their relative arrangements, the values of the parameters, etc. described below are not intended to limit the scope of the present invention to that alone, but are intended to be exemplified. Is. In addition, the size and positional relationship of the members shown in the drawings may be exaggerated in order to clarify the explanation.
実施形態に係る生体信号計測装置は、生体が発する生体信号を検出する複数のセンサと、複数のセンサのそれぞれを支持する複数の支持部と、生体に対向して配置され、支持部を固定する固定部と、固定部を生体に取り付ける取付部と、センサの出力を取得する取得部とを有する。実施形態では、可撓性を有する材質を含んで固定部を構成することで、固定部を生体の表面形状に倣わせて生体に取り付け、センサを生体に安定して固定可能にする。 The biological signal measuring device according to the embodiment is arranged with a plurality of sensors for detecting biological signals emitted by the living body, a plurality of support portions for supporting each of the plurality of sensors, and the support portions facing the living body, and fixes the support portions. It has a fixed portion, a mounting portion for attaching the fixed portion to the living body, and an acquisition portion for acquiring the output of the sensor. In the embodiment, by forming the fixing portion including a flexible material, the fixing portion is attached to the living body according to the surface shape of the living body, and the sensor can be stably fixed to the living body.
以下では、生体の頭部から発せられる磁場を計測する生体磁気計測装置を有する脳磁計を一例として実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment will be described using a magnetoencephalograph having a biomagnetic measuring device for measuring a magnetic field emitted from the head of a living body as an example.
[第1実施形態]
<脳磁計100の全体構成例>
図1は、本実施形態に係る脳磁計100の全体構成の一例を説明する図である。図1に示すように、脳磁計100は、磁気シールドルーム1と、生体磁気計測装置2と、ステレオカメラ群3とを有する。
[First Embodiment]
<Overall configuration example of the
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of the
磁気シールドルーム(MSR;Magnetic Shielding Room)1は、パーマロイ等のニッケル鉄合金で磁力線を遮蔽することで、外部からの磁場の影響を受けず、且つ外部に磁場を漏らさないように構築された部屋状の設備である。 Magnetic Shielding Room (MSR) 1 is a room constructed by shielding magnetic field lines with a nickel-iron alloy such as permalloy so that it is not affected by an external magnetic field and does not leak to the outside. It is a kind of equipment.
生体磁気計測装置2は、生体が発する磁場を計測する生体信号計測装置の一例である。また、生体磁気計測装置2は、計測部21と、制御部22と、取得部23とを有する。
The biomagnetic measuring device 2 is an example of a biological signal measuring device that measures a magnetic field generated by a living body. Further, the biomagnetic measurement device 2 has a
計測部21は、計測対象としての生体の一例である被検者(人)200の頭部201が発する磁場を検出する複数の常温磁気センサを有し、被検者200の頭部201に装着可能に構成されている。脳磁計100による計測は、被検者200が磁気シールドルーム1内に入り、頭部201に計測部21を装着した状態で行われる。
The
計測部21の常温磁気センサに一端が接続されたケーブル210は、束ねられた状態で、磁気シールドルーム1に設けられた配線ポートを通して磁気シールドルーム1の外部に引き出され、他端が制御部22に接続される。計測部21は、ケーブル210を介して常温磁気センサによる磁場の検出データを制御部22に出力することができる。
The
制御部22は、計測部21の動作を制御する制御装置である。制御部22の機能は電気回路で実現される他、これらの機能の一部をソフトウェア(CPU;Central Processing Unit)によって実現することもできる。複数の回路又は複数のソフトウェアによってこれらの機能が実現されてもよい。また、制御部22は、HDD(Hard Disk Drive)等の記憶装置により、計測部21が出力する磁場の検出データを収録可能に構成されている。
The
取得部23は、センサの出力を取得する。また取得部23は制御部22に収録された磁場の検出データに基づいて取得される脳磁場の計測値を出力する。取得部23は、コンピュータにより構築され、脳磁計100の操作や脳磁場の計測値の表示、外部装置への送信等を行うことができる。なお、計測値の表示及び外部装置への送信は、それぞれ計測値の出力の一例である。
The
ステレオカメラ群3は、被検者200の頭部201に装着された計測部21の頭部201に対する位置及び/又は姿勢を検出する機能を有する。ステレオカメラ群3は、2つのステレオカメラ31と、ステレオカメラ32とを有し、2方向から計測部21の位置及び/又は姿勢を検出して取得部23に出力することができる。ステレオカメラ群3により検出された計測部21の位置及び/又は姿勢と、複数の常温磁気センサの既知の配置情報とに基づいて、計測部21に含まれる複数の常温磁気センサのそれぞれの位置情報が取得され、生体内での磁場発生源の推定(信号源推定)のために使用される。なお、ステレオカメラ群3は、3以上のステレオカメラを備えることもできる。
The
<計測部21の構成例>
次に図2を参照して計測部21の構成について説明する。図2は、計測部21の構成の一例を示す斜視図である。図2に示すように、計測部21は、複数の常温磁気センサ211と、複数の支持部212と、生体被覆部213とを有する。
<Configuration example of
Next, the configuration of the measuring
複数の常温磁気センサ211は、生体が発する生体信号を検出する複数のセンサの一例であり、それぞれ生体が発する磁場を検出できる。常温磁気センサ211は、磁気インピーダンス(magneto-impedance;MI)センサ、磁気抵抗効果(magnetoresistance;MR)センサ、光ポンピング原子磁気センサ(optical pumping atomic magnetometer;OPM)等により構成される。
The plurality of room temperature
磁気インピーダンスセンサは、パルス通電磁気インピーダンス効果を利用して磁場の大きさを検出するセンサである。磁気抵抗効果センサは、固体の電気抵抗が磁界によって変化する磁気抵抗効果を利用して磁場の大きさを検出するセンサである。光ポンピング磁気センサは、光を用いて原子又は分子内の電子を低エネルギー準位から高エネルギー準位へ励起する操作である光ポンピングを利用して、磁場の大きさを検出するセンサである。 The magnetic impedance sensor is a sensor that detects the magnitude of a magnetic field by utilizing the pulsed energization magnetic impedance effect. The magnetoresistive effect sensor is a sensor that detects the magnitude of a magnetic field by utilizing the magnetoresistive effect in which the electrical resistance of a solid changes depending on the magnetic field. An optical pumping magnetic sensor is a sensor that detects the magnitude of a magnetic field by using optical pumping, which is an operation of exciting an atom or an electron in a molecule from a low energy level to a high energy level using light.
磁気インピーダンスセンサ、磁気抵抗効果センサ及び光ポンピング磁気センサは、それぞれ常温で動作可能である。液体ヘリウム等による極低温環境を必要とするSQUID(超電導量子干渉デバイス;superconducting quantum interference device)センサと対照に常温磁気センサと呼ばれる。 The magnetic impedance sensor, the magnetoresistive effect sensor, and the optical pumping magnetic sensor can each operate at room temperature. It is called a room temperature magnetic sensor as opposed to a SQUID (superconducting quantum interference device) sensor that requires an extremely low temperature environment such as liquid helium.
常温磁気センサ211は、断面における一辺のサイズが数mm乃至数cmの角柱状の形状を有する。但し、形状は円柱状等の他の形状であってもよい。円柱の場合には、断面の直径が数mm乃至数cmのものを用いることができる。本実施形態に係る脳磁計では、角柱状の常温磁気センサ211における一辺のサイズが20mm以下の場合に、112個以上の常温磁気センサ211を配置することができる。
The room temperature
複数の支持部212は、図6を用いて後述する固定部に固定された状態で、複数の常温磁気センサ211のそれぞれを支持することができる。なお、複数の支持部212のうちの少なくとも一部が適宜常温磁気センサ211を支持すればよく、常温磁気センサ211を支持しない支持部212が計測部21に含まれてもよい。
The plurality of
複数の支持部212は、それぞれ中空部212aを有する筒状部材を含んで構成され、筒状部材の側部には貫通孔である長孔212bが形成されている。支持部212は、常温磁気センサ211の少なくとも一部を中空部212a内に挿入し、長孔212bを介してネジ212cの先端部が常温磁気センサ211の側面を押し付けることで、常温磁気センサ211を固定し、支持する。支持部212は、筒状部材の軸方向において、常温磁気センサ211の支持位置を変更可能に構成されている。
The plurality of
また、支持部212は剛性を有する材質で構成されている。具体的には支持部212の材料として金属又は樹脂等を用い、例えば3Dプリンタや切削加工等により製作される。
Further, the
生体被覆部213は、被検者の頭部等の生体の一部と、複数の支持部212を固定する固定部の一部とをそれぞれ被覆する構成部であり、固定部を生体に取り付けるための取付部として機能する。また生体被覆部213は、脳磁計装着具の一例に対応する。
The
<生体被覆部213の構成例>
次に図3を参照して生体被覆部213の構成について説明する。図3は、生体被覆部213の構成の一例を示す図である。
<Structure example of
Next, the configuration of the
図3に示すように、生体被覆部213は水泳帽状の部材であり、可撓性と伸縮性を有する材質を含んで構成されている。生体被覆部213を構成する材料には、例えば化学繊維、布、ゴム系材料、又はウエットスーツで使用されるクロロプレンゴムスポンジ等を使用可能である。
As shown in FIG. 3, the
生体被覆部213は、複数の貫通孔213aと、顎止部213bとを有する。複数の貫通孔213aは、複数の常温磁気センサを支持する複数の支持部を挿通させるための部位である。複数の貫通孔213aを通して複数の常温磁気センサを支持する複数の支持部が突出した状態で、被検者は水泳帽を被るようにして生体被覆部213を頭部に取り付けることができる。また、生体被覆部213における貫通孔213a以外の部分が支持部を固定する固定部を押さえることで、支持部に支持される常温磁気センサの先端部が被検者の頭部の表面に所定の距離に近接した状態で固定される。
The
顎止部213bは、生体被覆部213を頭部に取り付けた被検者の一方の耳及び頬側を起点にして伸びるベルト状の部位であり、ベルトを顎に巻き付けた際にベルトの先端部が反対側の耳及び頬に到達するように形成されている。また、顎止部213bにおけるベルトの先端部と、ベルトを顎に巻き付けた際にベルトの先端部が到達する生体被覆部213の部位には、それぞれ面ファスナー213cが設けられている。
The
被検者の顎に巻き付けた状態で面ファスナー213c同士を接続することで、生体被覆部213が外れないように、より安定して被検者の頭部に生体被覆部213を取り付けることができる。
By connecting the hook-and-
ここで図4は、生体被覆部213を介して被検者の頭部201に取り付けられた計測部21の構成の一例を示している。生体被覆部213の貫通孔を通って複数の支持部212が突出している。また、顎止部213bのベルト状の部位が頭部201における顎に巻き付けられて、被検者の頭部201に計測部21が取り付けられている。
Here, FIG. 4 shows an example of the configuration of the
生体被覆部213が可撓性と伸縮性を有することで、生体被覆部213の装着性が向上する。また、常温磁気センサを支持する支持部を固定する固定部を、生体被覆部213が押さえ付けることで、頭部に対する常温磁気センサの位置ずれが生じにくくなっている。
Since the
なお、顎止部213bの接続には、面ファスナー以外にボタン又はフック等を用いることもできる。また、生体被覆部213を固定するために、ベルト状の顎止部213bの他、図5に示すように、被検者の顎と口の周囲全体を覆う目出し帽状に生体被覆部213を構成することもできる。
In addition to the hook-and-loop fastener, a button, a hook, or the like may be used to connect the
<固定部214の構成例>
次に図6を参照して、固定部214の構成について説明する。図6は、固定部214の構成の一例を説明する図であり、(a)は上面図、(b)は側面図である。また図6(a)は平坦に伸ばされた状態の固定部214を示し、図6(b)は曲げた状態の固定部214を示している。なお、図6(a)では、筒状部材である支持部212の軸方向をZ軸方向とし、Z軸に直交する平面内における所定の方向をX軸方向とし、該平面内におけるX軸方向と直交する方向をY軸方向とする。
<Structure example of fixed
Next, the configuration of the fixed
図6(a)に示すように、固定部214は帯状の部材であり、Z軸正方向側の表面に複数の支持部212を配置している。複数の支持部212は、X軸方向に間隔dx、Y軸方向に間隔dyで、略一定の間隔で千鳥状に配置されている。間隔dx,dyは適宜決定可能である。
As shown in FIG. 6A, the fixing
常温磁気センサは、内部に磁場をキャンセルするためのコイルを備える場合があるが、コイルの発生する磁場が隣接する常温磁気センサに到達するクロストーク現象により、常温磁気センサによる磁場の検出に影響を受ける場合がある。複数の支持部212を千鳥状に配置することで、格子状の配置と比較して、支持部212により支持される常温磁気センサの間隔を広げることができ、隣接する常温磁気センサ間での磁気のクロストークを抑制可能になっている。間隔dx,dyは、隣接する常温磁気センサ間の距離を十分に確保できるように適宜決定することが好ましい。例えば間隔dx,dyをともに3cm程度に定めることができる。
The room temperature magnetic sensor may have a coil inside to cancel the magnetic field, but the crosstalk phenomenon in which the magnetic field generated by the coil reaches the adjacent room temperature magnetic sensor affects the detection of the magnetic field by the room temperature magnetic sensor. You may receive it. By arranging the plurality of
固定部214は、可撓性を有し、伸縮性をほとんど有さない材質を含んで構成されている。固定部214を構成する材料として、合皮又は伸縮性がほとんどないゴム等を使用可能である。固定部214への支持部212の固定は、接着、縫付、挟み込み等により行うことができる。
The fixing
固定部214における複数の支持部212が固定される部位には、それぞれ貫通孔が形成されている。生体被覆部を用いて固定部214が被検者の頭部に取り付けられた際に、複数の支持部212に支持される複数の常温磁気センサのそれぞれの先端が頭部の表面に対向し、近接するように構成されている。
Through holes are formed in the portions of the fixing
ここで、図6(b)に示すように、固定部214を曲げた場合には、固定部214の曲げに伴って支持部212の位置及び姿勢も変化する。生体被覆部を介して固定部214を被検者に取り付ける場合には、頭部等の固定部214の取付部位の形状に応じたおおよその曲げ半径rと、隣接する支持部212の筒の軸間のなす角度θを特定できる。そのため、固定部214の曲げに伴って支持部212の位置及び姿勢が変化した場合にも、曲げ半径rと角度θに基づき、支持部212のおおよその位置を特定可能になっている。
Here, as shown in FIG. 6B, when the fixed
次に、図7は固定部214周辺の構成の一例を示す断面図である。図7に示すように、固定部214は、被検者200の頭部201の表面に対向して配置され、頭部201の表面に対向する面214aとは反対側の面214bで支持部212を固定している。但し、固定部214は、面214b以外の部分で支持部212を固定することもできる。
Next, FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of the configuration around the fixed
支持部212は生体被覆部213に形成された貫通孔に挿通される。支持部212は、中空部212a内に常温磁気センサ211を挿通し、ネジ212cの先端部で押し付けることで常温磁気センサ211を支持する。
The
常温磁気センサ211は、支持部212の中空部212a及び固定部214に設けられた貫通孔を通って、先端部が頭部201の表面に近接して対向する。常温磁気センサ211は、この状態で頭部201の磁場を検出し、ケーブル210を介して検出データを出力する。
The normal temperature
可撓性と伸縮性を有する生体被覆部213が固定部214を押さえることで、固定部214を頭部201に対して安定して固定し、頭部201に対する常温磁気センサ211の位置及び/又は姿勢の安定性を確保できるようになっている。
The flexible and
常温磁気センサ211は、支持部212の中空部212a内で、支持部212の軸方向(Z軸方向)に移動できる。生体の表面には多少の凹凸があるが、常温磁気センサ211をZ軸方向に移動させることで、生体表面の凹凸に合わせて常温磁気センサ211の先端部を近づけて固定できるようになっている。また、常温磁気センサ211の発熱により被検者が熱く感じる場合には、常温磁気センサ211を表面から遠ざかるように移動させることもできる。
The room temperature
図8は、図7の状態から常温磁気センサ211を表面から遠ざかる方向(Z軸正方向)に移動し、ネジ212cで固定された状態を示している。常温磁気センサ211の移動により、頭部201の表面と常温磁気センサ211の先端部との間に空隙部201aが形成されている。空隙部201aの断熱作用により被検者に伝わる熱を抑制できる。支持部212が剛性を有する材質で構成されることで、このような常温磁気センサ211の安定した支持が可能になっている。
FIG. 8 shows a state in which the room temperature
図9は、固定部周辺の構成の第2例を説明する図である。図7及び図8の構成と比較して、常温磁気センサ211及び支持部212のZ軸方向における長さ(高さ)が短くなっている。このような構成でも常温磁気センサ211を支持し、頭部201の表面に近接して固定することができる。
FIG. 9 is a diagram illustrating a second example of the configuration around the fixed portion. Compared with the configurations of FIGS. 7 and 8, the length (height) of the room temperature
ここで、図6では、X方向に沿って配列する2列分の支持部212を固定する固定部214の構成を例示したが、これに限定されるものではない。図10は、固定部の構成の第2例を説明する図である。固定部215は、X方向に沿って配列する2列分の支持部を固定可能な3つの固定部215a,215b,215cを有する。固定部215a,215b,215cがY方向に並置され、ジョイント部材216を介して角度可変に接続されて固定部215を構成している。ジョイント部材216には例えば蝶番等を使用できる。
Here, FIG. 6 illustrates the configuration of the fixing
この構成により、X方向における頭部の形状に対して、固定部215a,215b,215cの可撓性を利用して、固定部215a,215b,215cを倣わせることができる。またY方向における頭部の形状に対して、固定部215a,215b,215cのそれぞれのY方向における角度を変えることで、固定部215a,215b,215cを倣わせることができる。なお、この場合には、固定部215に設けられた貫通孔の配置及び個数に合うように、生体被覆部にも貫通孔が形成される。
With this configuration, the fixing
図11は、固定部の構成の第3例を説明する図である。固定部217は、Y方向に沿って配列する1列分の支持部を固定可能な5つの固定部217a,217b,217c,217d,217eを有する。固定部217a,217b,217c、217d,217eがX方向に並置され、ジョイント部材218を介して角度を変化可能に接続されることで、固定部217を構成している。ジョイント部材218には例えば蝶番等を使用できる。
FIG. 11 is a diagram illustrating a third example of the configuration of the fixed portion. The fixing
この構成により、Y方向における頭部の形状に対して、固定部217a,217b,217c,217d,217eの可撓性を利用して、固定部217a,217b,217c,217d,217eを倣わせることができる。また、X方向における頭部の形状に対して、固定部217a,217b,217c,217d,217eのそれぞれのX方向における角度を変えることで、固定部217a,217b,217c,217d,217eを倣わせることができる。
With this configuration, the flexibility of the fixing
<生体被覆部の変形例>
生体被覆部の構成も各種変形が可能である。図12は、生体被覆部の構成の第2例を示す図、図13は、生体被覆部の構成の第3例を示す図である。
<Deformation example of biological coating>
The configuration of the biological coating can also be modified in various ways. FIG. 12 is a diagram showing a second example of the configuration of the biological coating portion, and FIG. 13 is a diagram showing a third example of the configuration of the biological coating portion.
支持部を挿通させるために生体被覆部に設けられる貫通孔は、支持部の数よりも少なくてもよい。磁場を検出する生体部位が限定され、該生体部位に集中的に常温磁気センサを配置する場合には、生体被覆部の穴は少数でもよい。図12に示す生体被覆部219には、1つの貫通孔219aが設けられ、図13に示す生体被覆部220には2つの貫通孔220a,220bが設けられている。
The number of through holes provided in the bio-covered portion for inserting the support portion may be smaller than the number of the support portions. When the biological part for detecting the magnetic field is limited and the room temperature magnetic sensor is intensively arranged in the biological part, the number of holes in the biological covering portion may be small. The
また図14は、2層構造を有する生体被覆部221の構成の一例を示す図である。図14に示すように、生体被覆部221は、内側生体被覆部221aと、外側生体被覆部221bとを有する。内側生体被覆部221aは被検者200の頭部201の表面に対向する側に設けられた第1の生体被覆部の一例である。外側生体被覆部221bは固定部214を挟んで内側生体被覆部221aの反対側に設けられた第2の生体被覆部の一例である。
Further, FIG. 14 is a diagram showing an example of the configuration of the
固定部214は、内側生体被覆部221aと外側生体被覆部221bとの間に配置され、内側生体被覆部221aを介して被検者200の頭部201に対向するように構成されている。常温磁気センサ211は、内側生体被覆部221aを介して被検者200の頭部201に先端部が対向するように配置され、頭部201の磁場を検出する。
The fixing
ここで、固定部214及び常温磁気センサ211はそれぞれ剛性を有し、また、発熱する場合があるため、生体に直接接触すると痛みや熱さ等により被検者が不快に感じる場合がある。内側生体被覆部221aを介して固定部214及び常温磁気センサ211が頭部201に対向させることで、上記のような不快感を解消できるようになっている。
Here, since the fixed
<生体磁気計測装置2の作用効果>
次に生体磁気計測装置2の作用効果について説明する。
従来から生体磁気計測装置等の生体信号計測装置として、脳磁計や、心磁計、脊磁計等が知られている。生体磁気計測装置で用いられる磁気センサには、高感度なSQUIDセンサが用いられることが多い。しかしSQUIDセンサは極低温環境下で動作するため、冷却用の液体ヘリウムが必要になる。液体ヘリウムは枯渇資源と言われ、それ自体が高コストであることに加え、デュワーや冷凍機等の付属機器が必要になり、全体的に装置が高コストになる。
<Action and effect of biomagnetic measuring device 2>
Next, the action and effect of the biomagnetic measuring device 2 will be described.
Conventionally, a magnetoencephalograph, a magnetocardiography, a spinal cord, and the like are known as a biological signal measuring device such as a biomagnetic measuring device. A highly sensitive SQUID sensor is often used as the magnetic sensor used in the biomagnetic measuring device. However, since the SQUID sensor operates in an extremely low temperature environment, liquid helium for cooling is required. Liquid helium is said to be a depleted resource, and in addition to its high cost, it requires auxiliary equipment such as a dewar and a refrigerator, which makes the equipment costly as a whole.
またSQUIDセンサは、液体ヘリウム用のデュワー内に配置されるため、配置に制約があり、計測対象とSQUIDセンサとの間の距離(ワーキングディスタンス)が長くなる場合がある。ワーキングディスタンスが長いほど磁場の検出感度が低下し、計測精度が低くなる。 Further, since the SQUID sensor is arranged in the dewar for liquid helium, there are restrictions on the arrangement, and the distance (working distance) between the measurement target and the SQUID sensor may be long. The longer the working distance, the lower the magnetic field detection sensitivity and the lower the measurement accuracy.
これに対し、常温環境で動作可能な常温磁気センサは、液体ヘリウムを使用しないために低コストであり、また、ワーキングディスタンスを短くできる利点がある。 On the other hand, the normal temperature magnetic sensor that can operate in a normal temperature environment has the advantages of low cost because it does not use liquid helium and that the working distance can be shortened.
このような常温磁気センサを用いた生体磁気計測装置を生体に固定するために、複数の常温磁気センサを固定可能なセンサプラットホームボードを、目出し帽(頭巾)型の支持体に取り付けた構成が開示されている。しかしながら、この構成では、常温磁気センサを安定して生体に固定できない場合がある。 In order to fix a biomagnetic measuring device using such a room temperature magnetic sensor to a living body, a sensor platform board capable of fixing a plurality of room temperature magnetic sensors is attached to a cap (head width) type support. It has been disclosed. However, in this configuration, the room temperature magnetic sensor may not be stably fixed to the living body.
本実施形態に係る生体磁気計測装置は、生体が発する生体信号を検出する複数のセンサと、複数のセンサのそれぞれを支持する複数の支持部と、生体に対向して配置され、支持部を固定する固定部と、固定部を生体に取り付ける取付部と、センサの出力を取得する取得部とを有し、可撓性を有する材質を含んで固定部が構成されている。 The biomagnetic measuring device according to the present embodiment is arranged with a plurality of sensors for detecting biological signals emitted by a living body, a plurality of support portions for supporting each of the plurality of sensors, and a support portion fixed to the living body. It has a fixing portion to be attached, a mounting portion for attaching the fixing portion to the living body, and an acquisition portion for acquiring the output of the sensor, and the fixing portion includes a flexible material.
この構成により、固定部を生体の表面形状に倣わせて安定して生体に取り付けることができ、固定部が固定する支持部に支持される常温磁気センサの、生体に対する位置や姿勢のずれを抑制できる。そして常温磁気センサを生体に安定して固定できる。また、固定部を生体の表面形状に倣わせることで、常温磁気センサの先端部を生体により近づける(ワーキングディスタンスを狭くする)ことができ、微弱な信号をより感度よく検出できる。これらにより、磁場の計測精度を向上させることができる。 With this configuration, the fixed part can be stably attached to the living body according to the surface shape of the living body, and the position and posture of the normal temperature magnetic sensor supported by the support part to which the fixed part is fixed are suppressed. can. And the room temperature magnetic sensor can be stably fixed to the living body. Further, by making the fixed portion imitate the surface shape of the living body, the tip portion of the room temperature magnetic sensor can be brought closer to the living body (the working distance is narrowed), and a weak signal can be detected more sensitively. As a result, the measurement accuracy of the magnetic field can be improved.
また本実施形態では、取付部に含まれる生体被覆部は、可撓性及び伸縮性を有する材質を含んで構成され、また、生体被覆部は生体の一部と、固定部の一部とをそれぞれ被覆する。これにより、生体被覆部により生体に固定部を押し付けるようにして、常温磁気センサを生体に取り付けることができ、常温磁気センサを生体に安定して固定できる。 Further, in the present embodiment, the bio-covered portion included in the mounting portion is configured to include a flexible and stretchable material, and the bio-covered portion includes a part of the living body and a part of the fixed portion. Cover each. As a result, the normal temperature magnetic sensor can be attached to the living body by pressing the fixed portion against the living body by the biological covering portion, and the normal temperature magnetic sensor can be stably fixed to the living body.
また本実施形態では、支持部は筒状部材を含んで構成され、常温磁気センサの少なくとも一部を筒状部材の内部に挿入して常温磁気センサを支持する。これにより、柱状の形状等の、揺れて安定しにくい形状を有する常温磁気センサであっても安定して生体に固定できる。 Further, in the present embodiment, the support portion is configured to include a tubular member, and at least a part of the room temperature magnetic sensor is inserted inside the tubular member to support the room temperature magnetic sensor. As a result, even a room temperature magnetic sensor having a shape that is difficult to shake and stabilize, such as a columnar shape, can be stably fixed to the living body.
また本実施形態では、生体被覆部は、支持部を挿通させる貫通孔を有し、貫通孔に支持部を挿通させた状態で、生体の一部と、固定部の一部とをそれぞれ被覆する。これにより、支持部を固定する固定部を生体に押さえつけることができ、常温磁気センサを生体に安定して固定できる。 Further, in the present embodiment, the biological covering portion has a through hole through which the support portion is inserted, and in a state where the support portion is inserted through the through hole, the biological covering portion covers a part of the living body and a part of the fixed portion, respectively. .. As a result, the fixed portion for fixing the support portion can be pressed against the living body, and the room temperature magnetic sensor can be stably fixed to the living body.
また本実施形態では、固定部は、千鳥状に配置された複数の支持部を固定する。これにより、格子状の配置と比較して、支持部により支持される常温磁気センサの間隔を広げることができ、隣接する常温磁気センサ間での磁気のクロストークを抑制することができる。 Further, in the present embodiment, the fixing portion fixes a plurality of supporting portions arranged in a staggered pattern. As a result, the distance between the room temperature magnetic sensors supported by the support portion can be widened as compared with the grid-like arrangement, and magnetic crosstalk between adjacent room temperature magnetic sensors can be suppressed.
また固定部に固定される支持部や支持部に支持される常温磁気センサは、剛性があり、加えて、発熱する場合もあるため、生体としての被検者が不快に感じる場合がある。本実施形態では、上述した変形例(図14参照)で示したように、第1の生体被覆部と、第2の生体被覆部とを有し、固定部は、第1の生体被覆部と第2の生体被覆部との間に配置され、第2の生体被覆部を介して生体に対向するように生体被覆部を構成する。これにより、支持部や常温磁気センサが被検者に直接接触することを防ぎ、被検者の不快感を解消させることができる。 Further, the support portion fixed to the fixed portion and the room temperature magnetic sensor supported by the support portion have rigidity and may generate heat, so that the subject as a living body may feel uncomfortable. In the present embodiment, as shown in the above-mentioned modified example (see FIG. 14), the first biological coating portion and the second biological coating portion are provided, and the fixing portion is the first biological coating portion. The bio-covering portion is arranged between the second bio-covering portion and faces the living body via the second bio-covering portion. This prevents the support portion and the room temperature magnetic sensor from coming into direct contact with the subject, and can eliminate the discomfort of the subject.
[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係る生体磁気計測装置2aについて説明する。なお、第1実施形態で説明したものと同一の構成部については、同一の部品番号を付し、重複する説明を適宜省略する。
[Second Embodiment]
Next, the
第1実施形態では、被検者の頭部に固定する生体磁気計測装置を説明したが、本実施形態では、被検者の腰部に生体磁気計測装置2aを固定する。
In the first embodiment, the biomagnetic measuring device fixed to the head of the subject has been described, but in the present embodiment, the
図15は、生体磁気計測装置2aにおける固定部222の周辺の構成の一例を説明する図である。生体磁気計測装置2aは、固定部222を有する。固定部222は、常温磁気センサ211を支持する支持部212を固定する。また固定部222は、生体被覆部213により一部を被覆され、被検者の腰部202に押さえ付けられるように固定されている。
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the configuration around the fixed
腰部202は頭部等に比べて凹凸が多いため、固定部222は腰部202の表面の凹凸に合わせて厚みが異なるように構成されている。図15の例では、固定部222の一部である厚肉部222aが、腰部202の凹凸に合わせて厚みが厚くなっている部位である。
Since the
このように生体表面の凹凸に合わせて固定部222の厚みを異ならせることで、生体の表面形状に倣わせて固定部をより安定して生体に取り付けることができる。そして、固定部が固定する常温磁気センサの生体に対する位置や姿勢のずれを抑制し、常温磁気センサを生体に安定して固定できる。なお、これ以外の作用効果は第1実施形態で説明したものと同様である。
By making the thickness of the fixing
[そのほかの好適な実施形態]
以上、本発明の実施形態の例について記述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
[Other preferred embodiments]
Although examples of embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various aspects are described within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be transformed and changed.
例えば、周波数帯域調整部を備える常温磁気センサを含んで生体磁気計測装置2bを構成することもできる。図16は、生体磁気計測装置2bが周波数帯域調整部223を有する構成の一例を説明する図であり、(a)は周波数帯域調整部223が常温磁気センサ211に固定される場合、(b)は周波数帯域調整部223が支持部212に固定される場合を示している。
For example, the biomagnetic measuring device 2b can be configured by including a room temperature magnetic sensor including a frequency band adjusting unit. FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a configuration in which the biomagnetic measuring device 2b has a frequency
周波数帯域調整部223は、例えばコイルを含んで構成され、常温磁気センサ211が検出する信号の周波数を調整することができる。
The frequency
図16(a)では、周波数帯域調整部223が固定された常温磁気センサ211を支持部212が支持している。図16(b)では、常温磁気センサ211を支持する支持部212に周波数帯域調整部223が固定されている。支持部212に周波数帯域調整部223を固定する場合には、周波数帯域調整部223を着脱可能に構成することもできる。
In FIG. 16A, the
なお、実施形態の説明で用いた序数、数量等の数字は、全て本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。また、構成要素間の接続関係は、本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。 It should be noted that the numbers such as the ordinal number and the quantity used in the description of the embodiment are all exemplified for concretely explaining the technique of the present invention, and the present invention is not limited to the exemplified numbers. Further, the connection relationship between the components is exemplified for concretely explaining the technique of the present invention, and the connection relationship for realizing the function of the present invention is not limited to this.
1 磁気シールドルーム
2 生体磁気計測装置(生体信号計測装置の一例)
21 計測部
210 ケーブル
211 常温磁気センサ(センサの一例)
212 支持部
212a 中空部
212b 長孔
212c ネジ
213 生体被覆部(取付部の一例)
213a 貫通孔
213b 顎止部
213c 面ファスナー
214 固定部
22 制御部
23 取得部(データ収録部・データ解析部)
3 ステレオカメラ群
100 脳磁計
200 被検者
201 頭部
221a 内側生体被覆部(第1の生体被覆部の一例)
221b 外側生体被覆部(第2の生体被覆部の一例)
223 周波数帯域調整部
dx,dy 間隔
1 Magnetic shield room 2 Biomagnetic measuring device (an example of biological signal measuring device)
21
212
213a Through
3
221b outer bio-covering part (an example of the second bio-covering part)
223 Frequency band adjustment unit dx, dy interval
Claims (11)
前記複数のセンサのそれぞれを支持する複数の支持部と、
前記生体に対向して配置され、前記支持部を固定する固定部と、
前記固定部を前記生体に取り付けるための取付部と、
前記センサの出力を取得する取得部と、を有し、
前記固定部は、可撓性を有する材質を含んで構成されている
生体信号計測装置。 Multiple sensors that detect biological signals emitted by living organisms,
A plurality of support portions that support each of the plurality of sensors, and
A fixed portion that is arranged facing the living body and fixes the support portion,
An attachment part for attaching the fixing part to the living body,
It has an acquisition unit that acquires the output of the sensor, and
The fixing portion is a biological signal measuring device including a flexible material.
請求項1に記載の生体信号計測装置。 The biological signal measuring device according to claim 1, wherein the mounting portion includes a material having flexibility and elasticity.
請求項1、又は2に記載の生体信号計測装置。 The biological signal measuring device according to claim 1 or 2, wherein the attachment portion includes a biological coating portion that covers a part of the living body and a part of the fixing portion, respectively.
前記センサは、前記生体が発する前記磁場を検出する常温磁気センサである
請求項1乃至3の何れか1項に記載の生体信号計測装置。 The biological signal is a signal indicating a magnetic field generated by the biological body.
The biological signal measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein the sensor is a room temperature magnetic sensor that detects the magnetic field generated by the living body.
請求項1乃至4の何れか1項に記載の生体信号計測装置。 The biological signal measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the sensor has a columnar shape.
請求項1乃至5の何れか1項に記載の生体信号計測装置。 The biological body according to any one of claims 1 to 5, wherein the support portion includes a tubular member, and at least a part of the sensor is inserted inside the tubular member to support the sensor. Signal measuring device.
前記生体被覆部は、前記支持部を挿通させる貫通孔を有し、前記貫通孔に前記支持部を挿通させた状態で、前記生体の一部と、前記固定部の一部と、をそれぞれ被覆する
請求項1乃至6の何れか1項に記載の生体信号計測装置。 The attachment portion includes a biological coating portion that covers a part of the living body and a part of the fixing portion, respectively.
The biological covering portion has a through hole through which the support portion is inserted, and in a state where the support portion is inserted through the through hole, the biological covering portion covers a part of the living body and a part of the fixing portion, respectively. do
The biological signal measuring device according to any one of claims 1 to 6.
請求項1乃至7の何れか1項に記載の生体信号計測装置。 The biological signal measuring device according to any one of claims 1 to 7, wherein the fixing portion fixes the plurality of supporting portions arranged in a staggered pattern.
前記生体被覆部は、第1の生体被覆部と、第2の生体被覆部とを有し、
前記固定部は、前記第1の生体被覆部と前記第2の生体被覆部との間に配置され、前記第1の生体被覆部を介して前記生体に対向する
請求項1乃至8の何れか1項に記載の生体信号計測装置。 The attachment portion includes a biological coating portion that covers a part of the living body and a part of the fixing portion, respectively.
The bio-covering portion has a first bio-covering portion and a second bio-covering portion.
Any one of claims 1 to 8 in which the fixing portion is arranged between the first biomedical coating portion and the second biomedical coating portion and faces the living body via the first biomedical coating portion. The biological signal measuring device according to item 1.
脳磁計。 A magnetoencephalograph having the biological signal measuring device according to any one of claims 1 to 9.
複数のセンサのそれぞれを支持する複数の支持部と、
前記生体に対向して配置され、前記支持部を固定する固定部と、
前記固定部を前記生体に取り付ける取付部と、を有し、
前記固定部は、可撓性を有する材質を含んで構成され、
前記取付部は、前記生体の一部と、前記支持部の一部と、をそれぞれ被覆する生体被覆部を含み、可撓性及び伸縮性を有する材質を含んで構成されている
脳磁計装着具。 It is a magnetoencephalogram mounting tool for mounting the magnetoencephalogram on the living body.
Multiple supports that support each of the multiple sensors,
A fixed portion that is arranged facing the living body and fixes the support portion,
It has a mounting portion for attaching the fixing portion to the living body, and has.
The fixing portion is configured to include a flexible material.
The attachment portion includes a biological coating portion that covers a part of the living body and a part of the support portion, respectively, and is composed of a material having flexibility and elasticity. ..
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