JP2022146860A - Biomagnetism measurement apparatus, biomagnetism measurement system, biomagnetism measurement method, and biomagnetism measurement program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体磁気計測装置、生体磁気計測システム、生体磁気計測方法および生体磁気計測プログラムに関する。 The present invention relates to a biomagnetic measuring device, a biomagnetic measuring system, a biomagnetic measuring method, and a biomagnetic measuring program.
頸部または腰部等から発生する磁気を計測する生体磁気計測装置は、例えば、縦横に配列された複数の磁気センサを含むセンサアレイと、センサアレイに近接した位置に配置され、X線が透過しにくいマーカーとを有する。生体磁気の計測では、センサアレイの側方からマーカーおよび被検体のX線像を撮影することで、センサアレイと計測対象の神経との位置関係が取得される(特許文献1参照)。 A biomagnetism measuring device that measures magnetism generated from the neck, waist, or the like, for example, includes a sensor array including a plurality of magnetic sensors arranged vertically and horizontally, and a sensor array placed at a position close to the sensor array, through which X-rays do not pass. Hard-to-find markers. In the measurement of biomagnetism, the positional relationship between the sensor array and nerves to be measured is obtained by taking an X-ray image of the marker and the subject from the side of the sensor array (see Patent Document 1).
例えば、生体磁気計測装置は、センサアレイにより取得された磁気データに基づいて、空間フィルター法などの推定手法を使用して生体内で発生する電流を再構成する。そして、再構成により取得された電流分布により神経機能が評価される。この際、磁気データの信号強度は、磁気源とセンサとの距離が離れるほど低下する。信号強度の低下を抑制するため、生体磁気の計測前に計測対象の神経の位置とセンサとの位置関係が取得され、取得された位置情報が空間フィルター法などの推定手法に与えられる。 For example, a biomagnetism measuring device reconstructs currents generated in vivo using an estimation technique such as a spatial filtering method based on magnetic data acquired by a sensor array. Then, the neural function is evaluated by the current distribution acquired by the reconstruction. At this time, the signal strength of the magnetic data decreases as the distance between the magnetic source and the sensor increases. In order to suppress the decrease in signal strength, the positional relationship between the position of the nerve to be measured and the sensor is acquired before biomagnetism is measured, and the acquired positional information is given to an estimation method such as the spatial filtering method.
例えば、脊髄は、頭尾方向に延在し、前後方向の位置は変化するが、通常、左右方向の位置は変化しない。このため、脊髄の神経活動電流を推定する場合、空間フィルター法により指定する電流の再構成領域(仮想的な電極)は、脊髄が通る脊柱管の形状に沿った前後方向のみに曲がる面上に設定されればよい。 For example, the spinal cord extends cranio-caudally and varies in position in the front-back direction, but usually does not change in position in the lateral direction. For this reason, when estimating the nerve activity current in the spinal cord, the reconstruction area (virtual electrode) of the current specified by the spatial filtering method is on a plane that bends only in the front-back direction along the shape of the spinal canal through which the spinal cord passes. It should be set.
しかしながら、例えば、脊柱管の外側に伸びる腕神経叢は、脊柱管から肩に向けて前方向に離れていく。このため、電流を再構成する再構成領域が脊柱管の形状に沿った平面に設定される場合、腕神経叢の実際の位置と計算上の位置とに差が生じてしまう。この結果、脊柱管から延びる腕神経叢等の神経活動電流の強度を正確に推定することが困難となる。 However, for example, the brachial plexus, which extends laterally to the spinal canal, diverges anteriorly from the spinal canal toward the shoulder. For this reason, when the reconstruction area for reconstructing the current is set on a plane along the shape of the spinal canal, a difference occurs between the actual position of the brachial plexus and the calculated position. As a result, it becomes difficult to accurately estimate the intensity of nerve activity current in the brachial plexus extending from the spinal canal.
開示の技術は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、脊柱管外の神経の神経活動電流を脊髄の神経活動電流とともに正しく推定することを目的とする。 The disclosed technology has been made in view of the above problems, and aims to correctly estimate the nerve activity current of nerves outside the spinal canal together with the nerve activity current of the spinal cord.
上記技術的課題を解決するため、本発明の一形態の生体磁気計測装置は、画像取得部により取得される被検体の評価対象部位を含む形態画像に基づいて、評価対象の神経の位置に沿い、前記被検体の頭尾方向での前後の位置と前記被検体の左右方向での前後の位置とが変化する曲面を関心対象領域に設定する関心対象領域設定部と、前記評価対象部位の神経の電気活動に伴って発生する磁気を磁気計測部により計測することで取得される磁気データに基づいて、前記関心対象領域における電流分布を推定する推定部と、有することを特徴とする。 In order to solve the above technical problem, a biomagnetic measuring device according to one aspect of the present invention provides a morphological image including an evaluation target region of a subject acquired by an image acquisition unit, along the position of the evaluation target nerve. a region-of-interest setting unit for setting, as a region of interest, a curved surface in which the front-back position of the subject in the cranio-caudal direction and the front-back position of the subject in the left-right direction change; an estimating unit for estimating the current distribution in the region of interest based on magnetic data acquired by measuring magnetism generated with the electrical activity of the magnetism measuring unit.
脊柱管外の神経の神経活動電流を脊髄の神経活動電流とともに正しく推定することができる。 Nerve activity currents of extraspinal nerves can be correctly estimated together with spinal nerve activity currents.
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 may be attached|subjected to the same component part, and the overlapping description may be abbreviate|omitted.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る生体磁気計測装置を含む生体磁気計測システムの一例を示す構成図である。例えば、図1に示す生体磁気計測システム200は、磁気計測部10、形態画像取得部20および生体磁気計測装置100を有する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a biomagnetism measurement system including a biomagnetism measurement device according to a first embodiment of the present invention. For example, the
生体磁気計測装置100は、推定部30、関心対象領域設定部40およびユーザーインターフェース部50を有する。ユーザーインターフェース部50は、表示部60および操作部70を有する。ユーザーインターフェース部50は、タブレット等でもよい。推定部30および関心対象領域設定部40は、生体磁気計測装置100に搭載されるCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサが、生体磁気計測プログラムを実行することで実現されてもよい。
The
例えば、磁気計測部10は、複数の超伝導量子干渉素子(SQUID:Superconducting QUantum Interference Device)を含むSQUIDセンサアレイと信号処理装置とを有する。磁気計測部10は、神経刺激装置等による電気刺激による被検体(生体)の評価対象部位の神経の電気活動に伴って発生する磁気を計測する。磁気計測部10は、計測した磁気を磁気データとして推定部30に出力する。この実施形態では、磁気計測部10は、脊磁計(MSG:Magnetospinograph)として使用される。
For example, the
例えば、形態画像取得部20は、X線撮影装置、CT(Computed Tomography)撮影装置または磁気共鳴断層画像診断装置に含まれる。以下では、磁気共鳴断層画像診断装置は、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置とも称される。
For example, the morphological
形態画像取得部20は、被検体の評価対象部位を含む形態画像を取得する。形態画像取得部20は、形態画像を取得する画像取得部の一例である。形態画像は、X線画像、CT画像またはMRI画像である。形態画像取得部20は、取得した形態画像を形態画像データとして関心対象領域設定部40に出力する。なお、形態画像取得部20を含むX線撮影装置は、被検体に対して正面側と側面側とにそれぞれ配置される。
The morphological
推定部30は、磁気計測部10から受信する磁気データに基づいて、関心対象領域設定部40により設定された関心対象領域における電流分布を推定し、推定した電流分布を出力する。例えば、推定部30が推定した電流分布は、形態画像とともに表示部60に表示されてもよい。関心対象領域は、空間フィルター法などの推定手法で使用される推定アルゴリズムの計算領域である。
The
また、推定部30は、推定した電流分布を使用して、操作者の操作に基づいて操作部70が設定した仮想的な電極で推定した電流波形を取得してもよい。推定部30が取得した電流波形は、表示部60に表示される。推定部30は、仮想的な電極で推定した電流波形を取得する電流波形取得部の一例である。なお、電流波形取得部は、推定部30の外部に設けられてもよい。この場合、電流波形取得部は、推定部30が推定した電流分布を使用して、操作部70が設定した仮想的な電極での電流波形を取得する。
The estimating
関心対象領域設定部40は、形態画像取得部20から受信する形態画像データをユーザーインターフェース部50に出力する。関心対象領域設定部40は、ユーザーインターフェース部50から解剖学的特徴位置情報を受信する。
The region-of-
神経活動の評価対象部位が腕神経叢等の頸椎周辺の神経の場合、解剖学的特徴位置情報は、例えば、烏口突起内側の位置情報および第7頸椎前縁の位置情報を含む。神経活動の評価対象部位が腰神経叢等の腰椎周辺の神経の場合、解剖学的特徴位置情報は、大坐骨切痕の位置情報および第1仙椎椎体後縁と椎弓根下縁との交点の位置情報を含む。 When the evaluation target site for nerve activity is nerves around the cervical spine such as the brachial plexus, the anatomical feature position information includes, for example, position information on the inner side of the coracoid process and position information on the leading edge of the seventh cervical vertebra. If the evaluation target site for nerve activity is nerves around the lumbar spine such as the lumbar plexus, the anatomical feature position information includes the position information of the greater sciatic notch, the posterior edge of the first sacral vertebral body, and the inferior edge of the pedicle. contains the position information of the intersection of .
関心対象領域設定部40は、ユーザーインターフェース部50から受信した解剖学的特徴位置情報に基づいて、予め設定した基準の関心対象領域に対する再設定を実施する。関心対象領域設定部40は、再設定した関心対象領域を示す情報を推定部30に出力する。基準の関心対象領域は、被検体の頭尾方向での前後の位置が変化する撓んだ形状の面により示される。再設定後の関心対象領域は、被検体の頭尾方向での前後の位置と被検体の左右方向での前後の位置とがそれぞれ変化する曲面により示される。
The region-of-
生体磁気計測装置100が頚髄および頸椎周辺の神経(例えば、腕神経叢)の神経活動電流を推定する場合、関心対象領域設定部40は、烏口突起内側から正中側に2cmから4cmの位置、かつ、第7頸椎前縁の中心の深さ位置を含む曲面を関心対象領域に再設定する。なお、生体磁気計測装置100が、どの神経の神経活動電流を推定するかは、予め、操作部70を介して操作者により指定される。
基準の関心対象領域と、頚髄および腕神経叢の神経活動電流を推定する場合の再設定後の関心対象領域の例は、図4および図5に示される。
When the
Examples of a reference region of interest and a reconfigured region of interest for estimating nerve activity currents in the cervical spinal cord and brachial plexus are shown in FIGS. 4 and 5. FIG.
生体磁気計測装置100が腰髄とおよび腰椎周辺の神経(例えば、腰神経叢)の神経活動電流を推定する場合、関心対象領域設定部40は、大坐骨切痕の位置、かつ、第1仙椎椎体後縁と椎弓根下縁との交点の深さ位置を含む曲面を関心対象領域に再設定する。
When the
表示部60は、形態画像取得部20により取得された形態画像を画面に表示する機能を有する。また、表示部60は、推定部30により推定された電流分布を画面に表示する機能を有する。
The
操作部70は、表示部60の画面に表示された形態画像に基づいて入力される評価対象の神経の位置の指標となる解剖学的特徴位置を受け付ける。例えば、表示部60の画面に表示される形態画像を見る操作者は、画面に表示された形態画像上で解剖学的特徴位置を選択する。例えば、操作者は、腕神経叢の神経活動を評価する場合、ユーザーインターフェース部50に接続されるマウス等を使用して、形態画像に写る烏口突起内側の位置および第7頸椎前縁の位置を指定する。
The
操作部70は、操作者により選択された解剖学的特徴位置の画面上での座標を検出し、検出した座標を解剖学的特徴位置情報として関心対象領域設定部40に出力する。そして、関心対象領域設定部40は、形態画像データで示される形態画像の座標情報と、操作部70から受信する解剖学的特徴位置情報(座標等)とに基づいて、関心対象領域を再設定する。
The
また、操作部70は、操作者による操作に基づいて、表示部60に形態画像とともに表示される、3次元空間で表される関心対象領域に位置する評価対象の神経の位置上に仮想的な電極(以下、仮想的な電極とも称する)を設置する。関心対象領域を3次元空間上に表す手法は後述する。操作部70は、3次元で表される関心対象領域に沿う評価対象の神経の位置上に仮想的な電極を設定する仮想電極設定部(仮想的な電極設定部)の一例である。
In addition, based on the operation by the operator, the
図2は、図1の生体磁気計測装置100の動作の一例を示すフロー図である。例えば、図2に示すフローは、生体磁気計測装置100に搭載されるCPU等のプロセッサが、生体磁気計測プログラムを実行することで実現される。すなわち、図2は、生体磁気計測装置100により実行される生体磁気計測方法および生体磁気計測プログラムの一例を示す。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation of the
まず、ステップS10において、関心対象領域設定部40は、推定アルゴリズムの計算領域である関心対象領域の領域情報を設定する。ステップS10により設定される関心対象領域は、脊柱管に沿う面を含む基準の関心対象領域であり、上述したように、被検体の頭尾方向での前後の位置が変化する撓んだ形状の面により示される。
First, in step S10, the region-of-
次に、ステップS12において、関心対象領域設定部40は、表示部60に表示されるX線画像、CT画像またはMRI画像上における評価対象の神経の位置の指標となる解剖学的特徴位置を示す解剖学的特徴位置情報を、操作部70を介して取得する。例えば、操作部70は、形態画像を見る操作者による操作に基づいて、解剖学的特徴位置情報を受け付ける。なお、ステップS10、S12は、逆の順序で実施されてもよい。
Next, in step S12, the region-of-
神経および筋肉は、X線画像およびCT画像では見えず、MRI画像では見えにくい場合がある。一方、烏口突起、第7頸椎または大坐骨切痕等の骨の位置(解剖学的特徴位置)は、X線画像、CT画像およびMRI画像から判断することができる。したがって、関心対象領域設定部40は、操作部70から受信する解剖学的特徴位置情報に基づいて、画像には写らず、または写りにくい腕神経叢または腰神経叢等の神経の位置を判断することができる。
Nerves and muscles are invisible on X-ray and CT images and may be difficult to see on MRI images. On the other hand, the positions of bones (anatomical feature positions) such as the coracoid process, the 7th cervical vertebra or the greater sciatic notch can be determined from X-ray, CT and MRI images. Therefore, the region-of-
次に、ステップS14において、関心対象領域設定部40は、脊柱管外の評価対象の神経が関心対象領域に含まれるように、取得した解剖学的特徴位置情報に基づいて関心対象領域を再設定する。これにより、関心対象領域設定部40は、関心対象領域を、被検体の頭尾方向での前後の位置と被検体の左右方向での前後の位置とが変化する曲面に設定することができる。この結果、関心対象領域を、脊髄だけでなく、腕神経叢または腰神経叢を含む曲面に設定することができる。
Next, in step S14, the region-of-
次に、ステップS16において、推定部30は、評価対象の神経から発生する磁気を示す磁気データを推定アルゴリズムに適用して、再設定した関心対象領域での電流分布を推定する。この際、関心対象領域を示す曲面は、脊髄の位置だけでなく、腕神経叢または腰神経叢の位置を含む。
Next, in step S16, the estimating
このため、推定部30は、評価対象部位の1つである頚髄または腰髄の神経活動電流とともに、評価対象部位の別の1つである腕神経叢または腰神経叢の実際の位置での神経活動電流を算出することができる。これにより、脊柱管に対して生体の前後方向に位置が離れていく腕神経叢または腰神経叢等の神経活動電流を脊髄の神経活動電流とともに正しく推定することができる。
For this reason, the estimating
図3は、図1の形態画像取得部20により取得される被検体の形態画像の一例を示す図である。図3に示す形態画像には、いずれも頸椎とその周辺とが示される。図3の左側の形態画像は、被検体を正面から撮影したものである。図3の右側の形態画像は、被検体を右側面から撮影したものである。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a morphological image of a subject acquired by the morphological
図3の上側は、X線撮影装置に含まれる形態画像取得部20により取得されたX線画像の例を示す。図3の下側は、MRI装置に含まれる形態画像取得部20により取得されたMRI画像の例を示す。操作部70(図1)を操作する操作者は、表示部60(図1)に表示される正面視および側面視のX線画像またはMRI画像を観察し、計測対象の神経に腕神経叢が含まれる場合には、烏口突起内側および第7頸椎前縁を画面上で指定する。操作者が指定した画面上の位置は、解剖学的特徴位置情報として関心対象領域設定部40に出力される。
The upper part of FIG. 3 shows an example of an X-ray image acquired by the morphological
なお、形態画像取得部20がCT撮影装置に含まれる場合、操作者は、断面位置を変えながら被検体の断面画像を表示部60に順次表示させることでCT画像を観察し、烏口突起内側およびC7椎体前縁を画面上で指定する。
When the morphological
関心対象領域設定部40は、ユーザーインターフェース部50から受信する解剖学的特徴位置情報に基づいて、計測対象の神経に腕神経叢が含まれる場合には、烏口突起の内側(脊柱管側)の位置から正中側に2cmから4cmの範囲の位置および第7頸椎前縁の高さ方向の中心の位置を関心対象領域に含ませる。ここで、烏口突起内側から脊髄側に2cmから4cmの位置は、被検体の個体差を考慮した腕神経叢の左右方向の始点であり、第7頸椎の前縁の高さ方向の中心の位置は腕神経叢の前後方向の始点である。
Based on the anatomical feature position information received from the
また、関心対象領域設定部40は、腕神経叢の終点である椎間孔の位置を関心対象領域に含ませる。さらに、関心対象領域設定部40は、腕神経叢の上記始点の位置から上記終点を結ぶ直線を、関心対象領域に含ませる。
The region-of-
なお、関心対象領域設定部40は、腕神経叢の位置を示す範囲内であれば、烏口突起側から深さ位置まで結ぶ線を、直線ではなく曲がった形状に設定してもよい。また、CT画像またはMRI画像から解剖学的特徴位置を取得する際、姿勢による上位椎体の位置の変動は、姿勢による下位椎体の位置の変動よりも大きい。このため、基準とする解剖学的特徴位置である椎体は、下位側(例えば、最も下位の第7頸椎)が好ましい。
Note that the region-of-
そして、関心対象領域設定部40は、基準の関心対象領域を示す撓んだ形状の平面を、腕神経叢を含む曲面に変形することで、関心対象領域を再設定する。これにより、脊髄の神経走行と腕神経叢の神経走行とを両方含む曲面を関心対象領域として設定することができる。なお、図3に示すMRI画像中に示される腕神経叢始点と椎間孔とを結ぶ複数の白線は、腕神経叢をイメージするために付加したものであり、実際のMRI画像には含まれない。
Then, the region-of-
図4は、図1の関心対象領域設定部40により設定される関心対象領域の例を示す図である。図4の左側は、図2のステップS10により設定される基準の関心対象領域の例を示す。図4の右側は、図2のステップS14により再設定される関心対象領域の例を示す。図4では、関心対象領域を示す曲面は、冠状面(Coronal Plane)視、矢状面(Sagittal Plane)視および体軸面(Axial Plane)視において、メッシュ状に示される。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a region of interest set by the region of
冠状面視は、被検体を正面から見た状態を示す。このため、図の左側は、被検体の右側に対応し、図の右側は、被検体の左側に対応する。また、図の上側は、被検体の頭側(上側)に対応し、図の下側は、被検体の尾側(下側)に対応する。 A coronal view indicates a state in which the subject is viewed from the front. Thus, the left side of the figure corresponds to the right side of the subject, and the right side of the figure corresponds to the left side of the subject. The upper side of the drawing corresponds to the cranial side (upper side) of the subject, and the lower side of the drawing corresponds to the caudal side (lower side) of the subject.
矢状面視は、被検体を右側から見た状態を示す。このため、図の左側は、被検体の背側(後側)に対応し、図の右側は、被検体の腹側(前側)に対応する。また、図の上側は、被検体の頭側に対応し、図の下側は、被検体の尾側に対応する。 A sagittal view shows the subject viewed from the right side. Therefore, the left side of the drawing corresponds to the dorsal side (rear side) of the subject, and the right side of the drawing corresponds to the ventral side (front side) of the subject. The upper side of the drawing corresponds to the cranial side of the subject, and the lower side of the drawing corresponds to the caudal side of the subject.
体軸面視は、仰向けの被検体を尾側から見た状態を示す。このため、図の左側は、被検体の右側に対応し、図の右側は、被検体の左側に対応する。また、図の上側は、被検体の腹側に対応し、図の下側は、被検体の背側に対応する。 A longitudinal view indicates a state in which a subject lying on his or her back is viewed from the caudal side. Thus, the left side of the figure corresponds to the right side of the subject, and the right side of the figure corresponds to the left side of the subject. The upper side of the drawing corresponds to the ventral side of the subject, and the lower side of the drawing corresponds to the dorsal side of the subject.
図中の円内に示す黒点は、形態画像により示される解剖学的特徴位置である烏口突起から推測した腕神経叢の始点(2-4cmの範囲)を示す。腕神経叢は、図3に示したように、烏口突起内側かつ第7頸椎前縁の下方から椎間孔に向けて、脊柱管に向かう方向に延びている。 The black dots shown in the circles in the figure indicate the origin of the brachial plexus (range of 2-4 cm) estimated from the coracoid process, which is the anatomical feature position shown by the morphological image. The brachial plexus extends medial to the coracoid process and below the anterior margin of the 7th cervical vertebra toward the intervertebral foramen in a direction toward the spinal canal, as shown in FIG.
このため、腕神経叢の位置は、脊柱管に沿う撓んだ形状に設定された基準の関心対象領域を示すメッシュに含まれない。基準の関心対象領域は、体軸面に示されるように、左右方向の断面形状が一様な直線で示され、かつ、矢状面で示されるように、頭尾方向での断面形状が一様な曲線で示される。 Thus, the location of the brachial plexus is not included in the mesh showing the reference region of interest set in the flexed shape along the spinal canal. The reference region of interest has a uniform cross-sectional shape in the left-right direction, as shown on the body-axis plane, and a straight line with a uniform cross-sectional shape in the craniocaudal direction, as shown on the sagittal plane. are shown by similar curves.
一方、再設定された関心対象領域のメッシュは、脊柱管と腕神経叢に沿う曲面形状に設定されるため、腕神経叢の位置は、再設定された関心対象領域を示すメッシュに含まれる。再設定された関心対象領域は、体軸面に示されるように、左右方向の断面形状が直線でなく、かつ、矢状面で示されるように、頭尾方向での断面形状が一様な曲線でない。再設定された関心対象領域のメッシュは、平面による切り口が楕円、双曲線、放物線などの2次曲線になる曲面である2次曲面により示すことができる。2次曲面は、3元2次方程式で表される。 On the other hand, since the mesh of the reset target region of interest is set to a curved shape along the spinal canal and the brachial plexus, the position of the brachial plexus is included in the mesh indicating the reset target region of interest. The reconfigured region of interest has a non-linear cross-sectional shape in the left-right direction, as shown in the axial plane, and a uniform cross-sectional shape in the craniocaudal direction, as shown in the sagittal plane. not a curve. The mesh of the reconfigured region of interest can be represented by a quadratic surface, which is a curved surface cut by a plane into a quadratic curve such as an ellipse, hyperbola, or parabola. A quadratic surface is represented by a ternary quadratic equation.
図5は、図4の基準の関心対象領域と再設定された関心対象領域とを示す斜視図である。図5に示すように、基準の関心対象領域は、脊柱管の曲がり形状に沿って曲がった面形状に設定される。これに対して、再設定された関心対象領域は、脊柱管部分では脊柱管の曲がり形状に沿った形状を有するとともに、腕神経叢の走行に沿った形状を有する。 FIG. 5 is a perspective view showing the reference ROI of FIG. 4 and the reset ROI. As shown in FIG. 5, the reference region of interest is set to have a surface shape curved along the curved shape of the spinal canal. On the other hand, the reset region of interest has a shape along the curved shape of the spinal canal in the spinal canal portion and a shape along the running of the brachial plexus.
図1に示した推定部30は、再設定された関心対象領域上に仮想的な電極が配置されるとして、空間フィルター法などの推定手法を使用して、磁気データに基づき生体内で発生する電流を再構成する。このため、関心対象領域上に位置する腕神経叢の神経活動電流を脊髄の神経活動電流とともに正しく推定することができる。
The
なお、従来、腕神経叢の測定に関し、被検体に負担が小さい体位である仰臥位では評価が困難であった。なぜなら、腕神経叢は深さ方向に大きく変化を持つが、X線像には写りこまないために強度の正確な推定が困難なためである。そこで、従来は、伏臥位で計測していた。 Conventionally, regarding the measurement of the brachial plexus, evaluation was difficult in the supine position, which is a position that places less burden on the subject. This is because although the brachial plexus varies greatly in the depth direction, it is difficult to accurately estimate the intensity because it does not appear in the X-ray image. Therefore, conventionally, measurement is performed in the prone position.
伏臥位の場合ではセンサエリア部に腕神経叢部を押し当てることで、神経走行の深さ方向の変化が減少する。よって、比較的正確な強度推定が可能であった。一方で、伏臥位では頸髄とセンサの距離が遠くなるために頚髄の生体磁場信号の検出が困難であり、検出できたとしても頚部のねじれが起きていることから安静時の神経活動を正しく反映できるとは断言できず、評価が困難であった。 In the case of the prone position, pressing the brachial plexus against the sensor area reduces changes in the depth direction of nerve runs. Therefore, relatively accurate intensity estimation was possible. On the other hand, in the prone position, it is difficult to detect biomagnetic signals from the cervical spinal cord because the distance between the cervical spinal cord and the sensor is long. It was difficult to evaluate because it could not be asserted that it could be reflected.
そのため、腕神経叢から頚髄にかけて一貫して神経機能の評価を行うことは困難であった。また、被検体への負担という観点からも、一般に負担の少ない体位である仰臥位で計測可能とする手法の開発が望まれていた。本実施形態では、腕神経叢の解剖学的位置関係を入力し、関心対象部位を腕神経叢に沿って設定することにより、仰臥位で、腕神経叢を計測することが可能となる。これにより、腕神経叢と頸部とを、一連の流れで体位変更なく計測することができる。 Therefore, it has been difficult to consistently evaluate nerve function from the brachial plexus to the cervical spinal cord. Also, from the viewpoint of reducing the burden on the subject, there has been a demand for the development of a method that enables measurement in the supine position, which is generally a less burdensome position. In this embodiment, by inputting the anatomical positional relationship of the brachial plexus and setting the target region of interest along the brachial plexus, it is possible to measure the brachial plexus in the supine position. As a result, the brachial plexus and the neck can be measured in a series of steps without changing the body position.
図6は、磁気データに基づいて推定される関心対象領域での電流分布と、関心対象領域に設定される仮想的な電極での電流波形の変化の例を示す図である。図6は、被検体の右手に電気刺激を与えたときの電流分布の推定結果を示している。 FIG. 6 is a diagram showing an example of a current distribution in a region of interest estimated based on magnetic data and changes in current waveforms in virtual electrodes set in the region of interest. FIG. 6 shows the results of estimating current distribution when electrical stimulation is applied to the subject's right hand.
図6の左側は、被検体の頸部の形態画像(X線画像)と、仮想的な電極と、軸索電流の経路と、関心対象領域設定部40内の電流分布とを重ね合わせた画像を示す。図6の左側の画像は、図4の冠状面視に対応する。被検体の形態画像上への仮想的な電極の設置は、ユーザーインターフェース部50に接続されるマウス等を使用して、ユーザーが表示部60に表示される形態画像上で位置を指定することにより行うことができる。この際、仮想的な電極は、予め設定された間隔で自動的に設定することも可能である。
The left side of FIG. 6 is an image in which the morphological image (X-ray image) of the neck of the subject, the virtual electrodes, the path of the axonal current, and the current distribution in the region-of-
図6の中央および右側は、基準の関心対象領域で推定した電流波形および再設定した関心対象領域で推定した電流波形をそれぞれ示す。電流波形の強度軸に示される番号は、形態画像中の仮想的な電極の番号に対応する。右手から電気刺激を与える場合、慣例的に反対側である左側に位置するX印で示す仮想的な電極に流れる電流の波形が評価される。 The middle and right sides of FIG. 6 show current waveforms estimated in a reference region of interest and a current waveform estimated in a reconfigured region of interest, respectively. The numbers shown on the intensity axis of the current waveform correspond to the virtual electrode numbers in the morphological image. In the case of electrical stimulation from the right hand, the waveform of the current flowing through a virtual electrode, indicated by an X, located on the left side, which is conventionally the contralateral side, is evaluated.
2つの電流波形図から、電気刺激に伴う電流が番号の小さい仮想的な電極から番号の大きい仮想的な電極に順次伝搬していることが分かる。但し、左側の電流波形では、伝搬するにつれて信号強度が大きくなる仮想的な電極があり、神経生理学的に説明できない推定結果となっている。 From the two current waveform diagrams, it can be seen that the current associated with the electrical stimulation propagates sequentially from the lower numbered virtual electrode to the higher numbered virtual electrode. However, in the current waveform on the left, there is a virtual electrode where the signal strength increases as it propagates, resulting in an estimation result that cannot be explained neurophysiologically.
右側の電流波形では、腕神経叢を流れる神経活動電流の強度が、左側の電流波形の強度に比べて大きくなっている。また、右側の電流波形では、伝搬するにつれて神経活動電流の強度が低下しており、神経生理学的に問題ない推定結果となっている。このように、基準の関心対象領域の設定では、神経活動電流を正しく推定できないのに対して、再設定された関心対象領域では、神経活動電流を正しく推定することができる。腰神経叢の場合に関しても同様である。 In the current waveform on the right side, the intensity of nerve activity current flowing through the brachial plexus is greater than that in the current waveform on the left side. In addition, in the current waveform on the right side, the intensity of the nerve activity current decreases as it propagates, which is an estimation result that does not pose a neurophysiological problem. Thus, while setting the reference region of interest cannot correctly estimate the nerve activity current, the reset region of interest allows correct estimation of the nerve activity current. The same is true for the case of the lumbar plexus.
図7は、図1の形態画像取得部により取得される被検体の形態画像の別の例を示す図である。図7に示す形態画像には、腰椎とその周辺とが示される。図7の左側の形態画像は、被検体を正面から撮影したものである。図7の右側の形態画像は、被検体を右側面から撮影したものである。図7は、X線撮影装置に含まれる形態画像取得部20により取得されたX線画像の例を示す。
FIG. 7 is a diagram showing another example of the morphological image of the subject acquired by the morphological image acquiring unit in FIG. The morphological image shown in FIG. 7 shows the lumbar vertebrae and their surroundings. The morphological image on the left side of FIG. 7 is obtained by photographing the subject from the front. The morphological image on the right side of FIG. 7 is obtained by photographing the subject from the right side. FIG. 7 shows an example of an X-ray image acquired by the morphological
操作部70(図1)を操作する操作者は、表示部60(図1)に表示される正面視および側面視のX線画像を観察し、計測対象の神経に腰神経叢が含まれる場合には、腰神経叢の位置の指標となる解剖学的特徴位置を画面上で指定する。操作者が指定した画面上の位置は、解剖学的特徴位置情報として関心対象領域設定部40に出力される。
An operator who operates the operation unit 70 (FIG. 1) observes the front view and side view X-ray images displayed on the display unit 60 (FIG. 1). , the position of the anatomical feature that serves as an index for the position of the lumbar plexus is specified on the screen. The position on the screen specified by the operator is output to the region-of-
腰神経叢の位置の指標となる解剖学的特徴位置は、例えば、大坐骨切痕の位置、かつ、第1仙椎椎体後縁と椎弓根下縁との交点の深さ位置である。ここで、大坐骨切痕の位置は、腰神経叢の左右方向の始点であり、第1仙椎椎体後縁と椎弓根下縁との交点の深さ位置は腰神経叢の前後方向の始点である。腕神経叢と同様に腰神経叢の終点は椎間孔である。これにより、腰髄と腰椎周辺の神経とを神経活動電流の評価対象にすることができる。 The anatomical feature position that serves as an index for the position of the lumbar plexus is, for example, the position of the greater sciatic notch and the depth position of the intersection between the posterior edge of the first sacral vertebral body and the inferior edge of the pedicle. . Here, the position of the greater sciatic notch is the starting point of the lumbar plexus in the left-right direction, and the depth position of the intersection of the posterior edge of the first sacral vertebral body and the lower edge of the pedicle is the anteroposterior direction of the lumbar plexus. is the starting point of Like the brachial plexus, the lumbar plexus terminates at the intervertebral foramen. As a result, the lumbar spinal cord and nerves around the lumbar spine can be evaluated for nerve activity current.
なお、形態画像取得部20がCT撮影装置に含まれる場合、操作者は、断面位置を変えながら被検体の断面画像を表示部60に順次表示させることでCT画像を観察し、大坐骨切痕の位置と第1仙椎椎体後縁と椎弓根下縁との交点の深さ位置とを画面上で指定する。
When the morphological
関心対象領域設定部40は、ユーザーインターフェース部50から受信する解剖学的特徴位置情報に基づいて、計測対象の神経に腰神経叢が含まれる場合には、大坐骨切痕の位置と、第1仙椎椎体後縁と椎弓根下縁との交点の深さ位置とを関心対象領域に含ませる。
Based on the anatomical feature position information received from the
また、関心対象領域設定部40は、大坐骨切痕の位置と、第1仙椎椎体後縁と椎弓根下縁との交点の深さとを結ぶ直線を、関心対象領域に含ませる。なお、関心対象領域設定部40は、腰神経叢の位置を示す範囲内であれば、大坐骨切痕の位置と、第1仙椎椎体後縁と椎弓根下縁との交点の深さとを結ぶ線を、直線ではなく曲がった形状に設定してもよい。
Further, the region-of-
そして、関心対象領域設定部40は、図4および図5に示した腕神経叢を含む関心対象領域の再設定と同様に、基準の関心対象領域を示す撓んだ形状の平面を、腰神経叢を含む曲面に変形することで、関心対象領域を再設定する。これにより、脊髄の神経走行と腰神経叢の神経走行とを両方含む曲面を関心対象領域として設定することができる。
Then, the region-of-
図8は、磁気データに基づいて推定される関心対象領域での電流分布と、関心対象領域に設定される仮想的な電極での電流波形の変化の別の例を示す図である。図6と同じ要素については、詳細な説明は省略する。図8は、被検体の右足に電気刺激を与えたときの電流分布の推定結果を示している。 FIG. 8 is a diagram showing another example of the current distribution in the region of interest estimated based on the magnetic data and changes in current waveforms in virtual electrodes set in the region of interest. A detailed description of the same elements as in FIG. 6 is omitted. FIG. 8 shows the results of estimating current distribution when electrical stimulation is applied to the subject's right leg.
図8の左側は、被検体の腰部の形態画像(X線画像)と、仮想的な電極と、軸索電流の経路と、関心対象領域設定部40内の電流分布とを重ね合わせた画像を示す。図8の中央および右側は、基準の関心対象領域で推定した電流波形および再設定した関心対象領域で推定した電流波形をそれぞれ示す。図6と同様に、被検体の形態画像上への仮想的な電極の設置は、ユーザーインターフェース部50に接続されるマウス等を使用して、ユーザーが表示部60に表示される形態画像上で位置を指定することにより行うことができる。この際、仮想的な電極は、予め設定された間隔で自動的に設定することも可能である。
The left side of FIG. 8 shows an image in which a morphological image (X-ray image) of the waist of the subject, virtual electrodes, axonal current paths, and current distribution in the region of
2つの電流波形図から、電気刺激に伴う電流が番号の小さい仮想的な電極から番号の大きい仮想的な電極に順次伝搬していることが分かる。但し、左側の電流波形は、図6の左側の電流波形と同様に、伝搬するにつれて信号強度が大きくなる仮想的な電極があり、神経生理学的に説明できない推定結果となっている。
右側の電流波形は、図6の右側の電流波形と同様に、腰神経叢を流れる神経活動電流の強度が、左側の電流波形の強度に比べて大きくなっている。また、右側の電流波形では、伝搬するにつれて神経活動電流の強度が低下しており、神経生理学的に問題ない推定結果となっている。このように、腰神経叢においても、基準の関心対象領域の設定では、神経活動電流を正しく推定できないのに対して、再設定された関心対象領域では、神経活動電流を正しく推定することができる。
From the two current waveform diagrams, it can be seen that the current associated with the electrical stimulation propagates sequentially from the lower numbered virtual electrode to the higher numbered virtual electrode. However, the left current waveform, like the left current waveform in FIG. 6, has a virtual electrode in which the signal strength increases as it propagates, resulting in an estimation result that cannot be explained neurophysiologically.
In the current waveform on the right side, similarly to the current waveform on the right side in FIG. 6, the intensity of the nerve activity current flowing through the lumbar plexus is greater than the intensity of the current waveform on the left side. In addition, in the current waveform on the right side, the intensity of the nerve activity current decreases as it propagates, which is an estimation result that does not pose a neurophysiological problem. Thus, even in the lumbar plexus, the nerve activity current cannot be estimated correctly with the setting of the reference region of interest, whereas the nerve activity current can be correctly estimated with the reset region of interest. .
以上、この実施形態では、生体磁気計測装置100は、操作部70を介して解剖学的特徴位置情報を取得することで、画像には写らず、または写りにくい腕神経叢または腰神経叢等の神経の位置を判断することができる。そして、関心対象領域設定部40は、判断した神経の位置に基づいて、脊髄から離れた腕神経叢または腰神経叢等の神経の位置を含む関心対象領域を設定することができる。この結果、生体磁気計測装置100は、脊柱管外の神経の神経活動電流を脊髄の神経活動電流とともに正しく推定することができる。
As described above, in this embodiment, the
次に、3次元空間における神経の位置に沿った、仮想的な電極の設置方法について説明する。図9は、図6または図8における神経の位置に沿った仮想的な電極の設置方法の一例を示す図である。図9において、メッシュで示す領域は、例えば、図5に示した再設定された関心対象領域を示す。黒線は、神経の位置(軸索電流の経路)を示し、黒点は、仮想的な電極の設置位置を示す。図9に示す関心対象領域と各軸は、例えば、斜視図として表示部60にされる。
Next, a method of installing virtual electrodes along the positions of nerves in a three-dimensional space will be described. FIG. 9 is a diagram showing an example of a virtual electrode placement method along the nerve positions in FIG. 6 or FIG. In FIG. 9, the meshed region indicates, for example, the reset region of interest shown in FIG. Black lines indicate the positions of nerves (paths of axonal currents), and black dots indicate virtual electrode installation positions. The region of interest and each axis shown in FIG. 9 are displayed on the
例えば、3次元空間での仮想的な電極は、ユーザーインタフェース部50により2次元平面の被検体の形態画像(X線画像等)上に、軸索電流の経路および仮想的な電極を重ね合わせた後(図6または図8の左側の重ね合わせ画像)、2次元平面上の軸索電流の経路および仮想的な電極を図9の関心対象領域に沿って3次元空間に再配置することで設置することができる。
For example, the virtual electrodes in the three-dimensional space are obtained by superimposing the path of the axonal current and the virtual electrodes on the morphological image (such as an X-ray image) of the subject on the two-dimensional plane by the
例えば、2次元平面上の被検体の形態画像(X線画像等)上への軸索電流の経路および仮想的な電極の重ね合わせは、ユーザーインターフェース部50に接続されるマウス等を使用して、ユーザーが表示部60に表示される形態画像上で位置を指定することにより行うことができる。この際、仮想的な電極は、予め設定された間隔で自動的に設定することも可能である。
For example, superimposition of the axonal current path and virtual electrodes on a morphological image (such as an X-ray image) of a subject on a two-dimensional plane can be performed using a mouse or the like connected to the
また、3次元空間での仮想的な電極は、ユーザーインタフェース部50により図9の関心対象領域上に直接設置されてもよい。この場合、例えば、まず、被検体の形態画像と、形態画像に対応する図9の関心対象領域が表示部60に表示される。次に、ユーザーインターフェース部50に接続されるマウス等を使用して、ユーザーが、表示部60にメッシュで表示される関心対象領域上に軸索電流の経路および仮想的な電極の少なくともいずれかを配置する。ユーザーが関心対象領域上に仮想的な電極のみを配置した場合、ユーザーインタフェース部50は、関心対象領域上に配置された仮想的な電極を通る経路を軸索電流の経路として自動的に設定してもよい。ユーザーが関心対象領域上に軸索電流の経路のみを配置した場合、ユーザーインタフェース部50は、予め設定された間隔で、関心対象領域上に仮想的な電極を自動的に配置してもよい。
Also, virtual electrodes in the three-dimensional space may be placed directly on the region of interest in FIG. 9 by the
なお、図9の関心対象領域の表示角度は、ユーザーが関心対象領域上に軸索電流の経路または仮想的な電極を配置しやすくするために適切な角度に設定されている。しかしながら、関心対象領域の表示角度は、ユーザーからの指示に基づいて調整可能にされてもよい。これにより、ユーザーは、表示角度を変えながら、関心対象領域での軸索電流の経路または仮想的な電極の位置を微調整することができ、軸索電流の経路および仮想的な電極の位置を精度よく設定することができる。この際、MRI画像またはCT画像等の形態画像を表示部60に立体的に表示可能な場合、ユーザーインタフェース部50は、関心対象領域の表示角度の調整に連動して、形態画像の表示角度を調整してもよい。
The display angle of the region of interest in FIG. 9 is set to an appropriate angle so that the user can easily arrange the path of the axonal current or the virtual electrode on the region of interest. However, the display angle of the region of interest may be adjustable based on instructions from the user. This allows the user to fine-tune the axonal current path or virtual electrode position in the region of interest while changing the viewing angle. It can be set with high precision. At this time, if a morphological image such as an MRI image or a CT image can be stereoscopically displayed on the
以上より、仮想的な電極を、x-axisおよびy-axisで示される平面ではなく、z-axisを含めた3次元空間での実際の神経の位置に合わせて3次元で設置することができる。そして、設置した仮想的な電極で推定した電流波形を取得することにより、ユーザーは神経の走行の位置を正しく反映させた神経機能の評価を行うことができる。また、ユーザーは、神経の位置の設定後に、ユーザーインタフェース部50を介して関心対象領域を再設定することが可能であり、再設定後、神経活動電流の再推定を行い仮想的な電極位置の電流波形を取得することも可能である。関心対象領域が再設定される場合、関心対象領域上の軸索電流の経路および仮想的な電極の位置も再設定される。
From the above, the virtual electrodes can be placed three-dimensionally according to the actual nerve positions in the three-dimensional space including the z-axis instead of the plane indicated by the x-axis and y-axis. . Then, by acquiring the estimated current waveform with the installed virtual electrodes, the user can evaluate the nerve function in which the nerve running position is correctly reflected. After setting the position of the nerve, the user can reset the region of interest via the
(第2の実施形態)
図10は、本発明の第2の実施形態に係る生体磁気計測装置を含む生体磁気計測システムの一例を示す構成図である。図1と同じ構成については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。例えば、図10に示す生体磁気計測システム200Aは、磁気計測部10、形態画像取得部20および生体磁気計測装置100Aを有する。
(Second embodiment)
FIG. 10 is a configuration diagram showing an example of a biomagnetism measurement system including a biomagnetism measurement device according to the second embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. For example, a
生体磁気計測装置100Aは、推定部30、関心対象領域設定部40A、抽出部80Aおよびユーザーインターフェース部50を有する。推定部30、関心対象領域設定部40Aおよび抽出部80Aは、生体磁気計測装置100Aに搭載されるCPU等のプロセッサが、生体磁気計測プログラムを実行することで実現されてもよい。
The
抽出部80Aは、形態画像取得部20から受信する形態画像データを使用して、評価対象の神経の位置の指標となる解剖学的特徴位置(烏口突起内側および第7頸椎前縁等)を抽出する。そして、抽出部80Aは、抽出した解剖学的特徴位置を示す解剖学的特徴位置情報を関心対象領域設定部40Aに出力する。すなわち、この実施形態では、生体磁気計測装置100Aは、操作者からの指示を受けることなく、評価対象の神経の位置の指標となる解剖学的特徴位置を自動的に抽出することができる。
The
関心対象領域設定部40Aは、解剖学的特徴位置情報を、ユーザーインターフェース部50から受信する代わりに、抽出部80Aから受信することを除き、図1の関心対象領域設定部40と同様の機能を有する。そして、関心対象領域設定部40Aは、抽出部80Aにより抽出された解剖学的特徴位置に基づいて、基準の関心対象領域を示す曲面を変形して、関心対象領域を再設定する。
The region-of-
図11は、図10の生体磁気計測装置の動作の一例を示すフロー図である。図2と同様の動作については、詳細な説明は省略する。例えば、図11に示すフローは、生体磁気計測装置100Aに搭載されるCPU等のプロセッサが、生体磁気計測プログラムを実行することで実現される。すなわち、図11は、生体磁気計測装置100Aにより実行される生体磁気計測方法および生体磁気計測プログラムの一例を示す。
FIG. 11 is a flowchart showing an example of the operation of the biomagnetism measuring device of FIG. A detailed description of the same operations as in FIG. 2 will be omitted. For example, the flow shown in FIG. 11 is realized by executing a biomagnetic measurement program by a processor such as a CPU installed in the
ステップS20、S26は、図2のステップS10、S16と同じ処理が実施される。ステップS20の後、ステップS22において、抽出部80Aは、X線画像データ、CT画像データまたはMRI画像データに基づいて、脊柱管外を走行する神経の位置の指標となる解剖学的特徴位置を抽出する。例えば、抽出部80Aは、烏口突起内側および第7頸椎前縁等を解剖学的特徴位置として抽出する。なお、ステップS20、S22は、逆の順序で実施されてもよい。
In steps S20 and S26, the same processes as steps S10 and S16 in FIG. 2 are performed. After step S20, in step S22, the
次に、ステップS24において、関心対象領域設定部40Aは、脊柱管外の評価対象の神経が関心対象領域に含まれるように、抽出部80Aが抽出した解剖学的特徴位置に基づいて関心対象領域を再設定する。そして、ステップS26において、推定部30により、再設定した関心対象領域での電流分布が磁気データに基づいて推定される。
Next, in step S24, the region-of-
以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、生体磁気計測装置100は、解剖学的特徴位置情報に基づいて判断した腕神経叢または腰神経叢等の神経の位置に基づいて、脊髄から離れた腕神経叢または腰神経叢等の神経の位置を含む関心対象領域を設定することができる。この結果、生体磁気計測装置100は、脊柱管外の神経の神経活動電流を脊髄の神経活動電流とともに正しく推定することができる。
As described above, also in this embodiment, it is possible to obtain the same effect as in the above-described embodiment. For example, the
さらに、この実施形態では、生体磁気計測装置100Aは、操作者からの指示を受けることなく、評価対象の神経の位置の指標となる解剖学的特徴位置を自動的に抽出することができる。そして、生体磁気計測装置100Aは、自動的に抽出した解剖学的特徴位置に基づいて、腕神経叢または腰神経叢等の神経の位置を判断することで、評価対象の神経を含む関心対象領域を再設定することができる。
Furthermore, in this embodiment, the
図12は、図1および図11の生体磁気計測装置100、100Aのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。生体磁気計測装置100、100Aのハードウェア構成は、互いに同じであるため、以下では、生体磁気計測装置100の構成が説明される。
FIG. 12 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the
例えば、生体磁気計測装置100は、CPU110、RAM(Random Access Memory)120、ROM(Read Only Memory)130、補助記憶装置140、入出力インターフェース150および表示装置160を有し、これらがバスBUSで相互に接続されている。入出力インターフェース150は、操作部70に対応する。表示装置160は、表示部60に対応する。
For example, the
CPU110は、コンピュータの一例である。CPU110は、生体磁気計測装置100の全体の動作を制御する。CPU110は、ROM130または補助記憶装置140に格納された生体磁気計測プログラムを実行することで、推定部30および関心対象領域設定部40の機能を実現する。なお、生体磁気計測装置100Aでは、CPU110は、生体磁気計測プログラムを実行することで、推定部30、関心対象領域設定部40Aおよび抽出部80Aの機能を実現する。
RAM120は、CPU110のワークエリアとして用いられ、生体磁気計測プログラムおよび各種パラメータを記憶する。ROM130は、生体磁気計測プログラムを記憶する。
A
補助記憶装置140は、SSD(Solid State Drive)またはHDD(Hard Disk Drive)などである。例えば、補助記憶装置140は、生体磁気計測装置100の動作を制御するOS(Operating System)等の制御プログラム、各種形態画像データおよび各種パラメータ等が格納される。
The
入出力インターフェース150には、マウスおよびキーボード等が接続される。入出力インターフェース150は、他の装置と通信するための通信インターフェースを含んでもよい。表示装置160は、例えば、図6に示した形態画像および電流波形を表示するウィンドウと、操作ウィンドウとを表示する画面を有する。
A mouse, a keyboard, and the like are connected to the input/
以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 Although the present invention has been described above based on each embodiment, the present invention is not limited to the requirements shown in the above embodiments. These points can be changed within the scope of the present invention, and can be determined appropriately according to the application form.
10 磁気計測部
20 形態画像取得部
30 推定部
40、40A 関心対象領域設定部
50 ユーザーインターフェース部
60 表示部
70 操作部
80A 抽出部
100、100A 生体磁気計測装置
140 補助記憶装置
150 入出力インターフェース
160 表示装置
200、200A 生体磁気計測システム
BUS バス
REFERENCE SIGNS
Claims (11)
前記評価対象部位の神経の電気活動に伴って発生する磁気を磁気計測部により計測することで取得される磁気データに基づいて、前記関心対象領域における電流分布を推定する推定部と、
を有することを特徴とする生体磁気計測装置。 Based on the morphological image including the evaluation target site of the subject acquired by the image acquisition unit, along the position of the evaluation target nerve, the front and rear positions of the subject in the craniocaudal direction and the lateral direction of the subject. a region-of-interest setting unit that sets a curved surface in which the position before and after changes as a region of interest;
an estimating unit for estimating the current distribution in the region of interest based on magnetic data acquired by measuring the magnetism generated by the electrical activity of nerves in the evaluation target site by the magnetic measurement unit;
A biomagnetic measuring device characterized by comprising:
前記表示部に表示された前記形態画像に基づいて入力される前記評価対象の神経の位置の指標となる解剖学的特徴位置を受け付ける操作部と、を有し、
前記関心対象領域設定部は、前記操作部で受け付けた前記評価対象の神経の位置に基づいて前記関心対象領域を設定することを特徴とする請求項1に記載の生体磁気計測装置。 a display unit that displays the morphological image;
an operation unit that receives an anatomical feature position as an index of the position of the nerve to be evaluated, which is input based on the morphological image displayed on the display unit;
2. The biomagnetic measurement apparatus according to claim 1, wherein the region-of-interest setting unit sets the region of interest based on the position of the nerve to be evaluated received by the operation unit.
前記関心対象領域設定部は、前記抽出部により抽出された前記解剖学的特徴位置に基づいて、前記関心対象領域を設定することを特徴とする請求項1に記載の生体磁気計測装置。 an extraction unit that extracts an anatomical feature position that serves as an index of the position of the nerve to be evaluated from the morphological image;
2. The biomagnetic measurement apparatus according to claim 1, wherein the region-of-interest setting unit sets the region of interest based on the anatomical feature positions extracted by the extraction unit.
を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の生体磁気計測装置。 The biomagnetic measurement apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the nerves to be evaluated include the cervical spinal cord and nerves around the cervical spine.
を特徴とする請求項4に記載の生体磁気計測装置。 The anatomical feature position that serves as an index of the position of the nerve to be evaluated is a position 2 cm to 4 cm from the medial side of the coracoid process and a depth position at the center of the anterior edge of the 7th cervical vertebra. Item 5. The biomagnetic measuring device according to item 4.
を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の生体磁気計測装置。 The biomagnetic measurement device according to any one of claims 1 to 3, wherein the nerves to be evaluated include the lumbar spinal cord and nerves around the lumbar spine.
を特徴とする請求項6に記載の生体磁気計測装置。 The anatomical feature position that serves as an index for the position of the nerve to be evaluated is the position of the greater sciatic notch and the depth position of the intersection of the posterior edge of the first sacral vertebral body and the inferior edge of the pedicle. 7. The biomagnetism measuring device according to claim 6.
生体磁気を計測する磁気計測部と、
前記画像取得部により取得された前記形態画像に基づいて、評価対象の神経の位置に沿い、前記被検体の頭尾方向での前後の位置と前記被検体の左右方向での前後の位置とが変化する曲面を関心対象領域に設定する関心対象領域設定部と、前記評価対象部位の神経の電気活動に伴って発生する磁気を前記磁気計測部により計測することで取得される磁気データに基づいて、前記関心対象領域における電流分布を推定する推定部と、を含む生体磁気計測装置と、
を有することを特徴とする生体磁気計測システム。 an image acquisition unit that acquires a morphological image including an evaluation target site of a subject;
a magnetic measurement unit that measures biomagnetism;
Based on the morphological image acquired by the image acquisition unit, the front and back position of the subject in the craniocaudal direction and the front and back position of the subject in the lateral direction along the position of the nerve to be evaluated. Based on the magnetic data acquired by measuring the magnetism generated by the electrical activity of the nerve of the evaluation target region by the region of interest setting unit that sets the changing curved surface as the region of interest by the magnetic measurement unit , an estimating unit for estimating the current distribution in the region of interest; and
A biomagnetic measurement system characterized by comprising:
前記仮想電極設定部により設定された仮想的な電極で推定した電流波形を取得する電流波形取得部と、を含む生体磁気計測装置と、
を有することを特徴とする生体磁気計測システム。 A virtual electrode for setting a virtual electrode in a three-dimensional space according to a change in the position of the nerve to be evaluated in the three-dimensional space based on a morphological image including the evaluation target site of the subject acquired by the image acquisition unit. a setting unit;
a biomagnetic measurement device including a current waveform acquisition unit that acquires a current waveform estimated by the virtual electrode set by the virtual electrode setting unit;
A biomagnetic measurement system characterized by comprising:
前記評価対象部位の神経の電気活動に伴って発生する磁気を磁気計測部により計測することで取得される磁気データに基づいて、前記関心対象領域における電流分布を推定する
ことを特徴とする生体磁気計測方法。 Based on the morphological image including the evaluation target site of the subject acquired by the image acquisition unit, along the position of the evaluation target nerve, the front and rear positions of the subject in the craniocaudal direction and the lateral direction of the subject. Set a curved surface in which the position before and after changes as the region of interest,
A biomagnetism characterized by estimating a current distribution in the region of interest based on magnetic data obtained by measuring magnetism generated by electrical activity of nerves in the evaluation target region with a magnetic measurement unit. measurement method.
前記評価対象部位の神経の電気活動に伴って発生する磁気を磁気計測部により計測することで取得される磁気データに基づいて、前記関心対象領域における電流分布を推定する
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする生体磁気計測プログラム。 Based on the morphological image including the evaluation target site of the subject acquired by the image acquisition unit, along the position of the evaluation target nerve, the front and rear positions of the subject in the craniocaudal direction and the lateral direction of the subject. Set a curved surface in which the position before and after changes as the region of interest,
causing a computer to execute a process of estimating a current distribution in the region of interest based on magnetic data obtained by measuring the magnetism generated by the electrical activity of nerves in the evaluation target region with a magnetic measurement unit; A biomagnetic measurement program characterized by
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