JP2022146860A - Biomagnetism measurement apparatus, biomagnetism measurement system, biomagnetism measurement method, and biomagnetism measurement program - Google Patents

Biomagnetism measurement apparatus, biomagnetism measurement system, biomagnetism measurement method, and biomagnetism measurement program Download PDF

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洸樹 石田
Koki Ishida
泰士 渡部
Yasushi Watabe
茂▲徳▼ 川端
Shigenori Kawabata
淳 橋本
Atsushi Hashimoto
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Tokyo Medical and Dental University NUC
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Abstract

To correctly estimate the nerve activity current of a nerve outside a spinal canal together with the nerve activity current of a spinal cord.SOLUTION: A biomagnetism measurement apparatus includes: a region-of-interest setting section configured to set a curved surface as a region-of-interest based on a morphological image including a portion to be evaluated of a subject, the morphological image being acquired by an image acquisition section, and the curved surface being a surface on which an anterior-posterior position of the subject changes in a cranial-caudal direction and in a left-right direction along a position of a nerve to be evaluated; and an estimation section configured to estimate current distribution in the region-of-interest based on magnetic data, the magnetic data being acquired by measuring a magnetic field with a magnetic measurement section, and the magnetic field being generated by an electrical activity of a nerve in the portion to be evaluated.SELECTED DRAWING: Figure 1

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.

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。1 is a configuration diagram showing an example of a biomagnetism measuring system including a biomagnetism measuring device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 図1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。FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation of the biomagnetism measurement device of FIG. 1; 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一例を示す図である。2 is a diagram showing an example of a morphological image of a subject acquired by the morphological image acquiring unit in FIG. 1; FIG. 図1の関心対象領域設定部により設定される関心対象領域の例を示す図である。2 is a diagram showing an example of a region of interest set by a region of interest setting unit in FIG. 1; FIG. 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。5 is a perspective view showing the reference ROI of FIG. 4 and the reset ROI; FIG. 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。FIG. 4 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. 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。2 is a diagram showing another example of a morphological image of a subject acquired by the morphological image acquiring unit in FIG. 1; FIG. 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。FIG. 10 is a diagram showing another 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; 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。FIG. 9 is a diagram showing an example of a virtual electrode installation method along the nerve positions in FIG. 6 or FIG. 8; 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。FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a biomagnetic measurement system including a biomagnetic measurement device according to a second embodiment of the present invention; 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。FIG. 11 is a flowchart showing an example of the operation of the biomagnetic measurement device of FIG. 10; 図1および図10の生体磁気計測装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the biomagnetism measuring device of FIGS. 1 and 10; FIG.

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 biomagnetic measurement system 200 shown in FIG.

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 biomagnetic measuring device 100 has an estimating section 30 , a region-of-interest setting section 40 and a user interface section 50 . The user interface section 50 has a display section 60 and an operation section 70 . The user interface unit 50 may be a tablet or the like. The estimating unit 30 and the region-of-interest setting unit 40 may be implemented by a processor such as a CPU (Central Processing Unit) mounted on the biomagnetic measuring device 100 executing a biomagnetic measuring program.

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 magnetic measurement unit 10 has a SQUID sensor array including a plurality of superconducting quantum interference devices (SQUIDs) and a signal processing device. The magnetic measurement unit 10 measures the magnetism generated by the electrical activity of nerves in an evaluation target region of a subject (living body) due to electrical stimulation by a nerve stimulator or the like. The magnetism measurement unit 10 outputs the measured magnetism to the estimation unit 30 as magnetic data. In this embodiment, the magnetometer 10 is used as a magnetospinograph (MSG).

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 image acquisition unit 20 is included in an X-ray imaging apparatus, a CT (Computed Tomography) imaging apparatus, or a magnetic resonance tomography imaging apparatus. The magnetic resonance tomographic imaging apparatus is hereinafter also referred to as an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus.

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 image acquisition unit 20 acquires a morphological image including an evaluation target site of the subject. The morphological image acquisition unit 20 is an example of an image acquisition unit that acquires morphological images. A morphological image is an X-ray image, a CT image or an MRI image. The morphological image acquisition unit 20 outputs the acquired morphological image to the region-of-interest setting unit 40 as morphological image data. Note that the X-ray imaging apparatus including the morphological image acquisition unit 20 is arranged on the front side and the side side of the subject.

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 estimation unit 30 estimates the current distribution in the region of interest set by the region-of-interest setting unit 40 based on the magnetic data received from the magnetism measurement unit 10, and outputs the estimated current distribution. For example, the current distribution estimated by the estimation unit 30 may be displayed on the display unit 60 together with the morphological image. The region of interest is the computational region of the estimation algorithms used in estimation techniques such as spatial filtering methods.

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 section 30 may use the estimated current distribution to acquire the current waveform estimated at the virtual electrodes set by the operating section 70 based on the operator's operation. The current waveform acquired by the estimation unit 30 is displayed on the display unit 60 . The estimator 30 is an example of a current waveform acquisition unit that acquires a current waveform estimated by a virtual electrode. Note that the current waveform acquisition unit may be provided outside the estimation unit 30 . In this case, the current waveform acquisition unit uses the current distribution estimated by the estimation unit 30 to acquire current waveforms at the virtual electrodes set by the operation unit 70 .

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-interest setting section 40 outputs the morphological image data received from the morphological image acquiring section 20 to the user interface section 50 . The region-of-interest setting unit 40 receives anatomical feature position information from the user interface unit 50 .

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-interest setting unit 40 resets a preset reference region of interest based on the anatomical feature position information received from the user interface unit 50 . The region-of-interest setting unit 40 outputs information indicating the reset region-of-interest to the estimation unit 30 . The reference region of interest is indicated by a deflected shaped surface that varies in front-to-back position in the craniocaudal direction of the subject. The region of interest after resetting is indicated by a curved surface in which the front and rear positions of the subject in the cranio-caudal direction and the front and rear positions of the subject in the lateral direction change, respectively.

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 biomagnetic measuring device 100 estimates nerve activity currents of nerves around the cervical spinal cord and cervical spine (for example, brachial plexus), the region of interest setting unit 40 is positioned 2 cm to 4 cm from the medial side of the coracoid process, In addition, the curved surface including the depth position of the center of the anterior edge of the seventh cervical vertebra is reset as the region of interest. It should be noted that the operator designates in advance via the operation unit 70 which nerve's nerve activity current is to be estimated by the biomagnetic measurement device 100 .
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 biomagnetic measuring device 100 estimates nerve activity currents of the lumbar spinal cord and nerves around the lumbar spine (for example, the lumbar plexus), the region-of-interest setting unit 40 sets the position of the greater sciatic notch and the first sacral notch. A curved surface including the depth position of the intersection of the vertebral body posterior edge and the pedicle inferior edge is reset to the region of interest.

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 display unit 60 has a function of displaying the morphological image acquired by the morphological image acquisition unit 20 on the screen. The display unit 60 also has a function of displaying the current distribution estimated by the estimation unit 30 on the screen.

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 operation unit 70 receives an anatomical feature position that serves as an index of the position of the nerve to be evaluated, which is input based on the morphological image displayed on the screen of the display unit 60 . For example, an operator viewing a morphological image displayed on the screen of the display unit 60 selects an anatomical feature position on the morphological image displayed on the screen. For example, when evaluating the nerve activity of the brachial plexus, the operator uses a mouse or the like connected to the user interface unit 50 to determine the position of the inner side of the coracoid process and the position of the anterior edge of the 7th cervical vertebra shown in the morphological image. specify.

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 operation unit 70 detects coordinates on the screen of the anatomical feature position selected by the operator, and outputs the detected coordinates to the region-of-interest setting unit 40 as anatomical feature position information. Then, the region-of-interest setting unit 40 resets the region of interest based on the coordinate information of the morphological image indicated by the morphological image data and the anatomical feature position information (coordinates, etc.) received from the operation unit 70. do.

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 operation unit 70 displays a virtual image on the position of the evaluation target nerve located in the region of interest represented in the three-dimensional space, which is displayed together with the morphological image on the display unit 60. An electrode (hereinafter also referred to as a virtual electrode) is installed. A technique for representing the region of interest on the three-dimensional space will be described later. The operation unit 70 is an example of a virtual electrode setting unit (virtual electrode setting unit) that sets virtual electrodes on positions of nerves to be evaluated along a three-dimensionally represented region of interest.

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 biomagnetic measuring device 100 of FIG. For example, the flow shown in FIG. 2 is implemented by a processor such as a CPU installed in the biomagnetism measuring device 100 executing a biomagnetism measurement program. That is, FIG. 2 shows an example of a biomagnetism measuring method and a biomagnetism measuring program executed by the biomagnetism measuring device 100 .

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-interest setting unit 40 sets the region information of the region of interest, which is the calculation region of the estimation algorithm. The target region of interest set in step S10 is a reference target region of interest including a plane along the spinal canal, and as described above, has a bent shape in which the front and back positions of the subject change in the cranio-caudal direction. represented by faces.

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-interest setting unit 40 indicates an anatomical feature position that serves as an index of the position of the nerve to be evaluated on the X-ray image, CT image, or MRI image displayed on the display unit 60. Anatomical feature position information is acquired via the operation unit 70 . For example, the operation unit 70 receives anatomical feature position information based on an operator's operation for viewing the morphological image. Note that steps S10 and S12 may be performed in the reverse order.

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-interest setting unit 40 determines the positions of nerves such as the brachial plexus or the lumbar plexus that are not or hardly captured in the image based on the anatomical feature position information received from the operation unit 70. be able to.

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-interest setting unit 40 resets the region of interest based on the acquired anatomical feature position information so that the evaluation target nerve outside the spinal canal is included in the region of interest. do. Thereby, the region-of-interest setting unit 40 can set the region of interest to 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. As a result, the region of interest can be set to a curved surface including not only the spinal cord but also the brachial plexus or the lumbar plexus.

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 unit 30 applies the magnetic data representing the magnetism generated from the evaluation target nerve to an estimation algorithm to estimate the current distribution in the reset region of interest. At this time, the curved surface indicating the region of interest includes not only the position of the spinal cord but also the position of the brachial plexus or the lumbar plexus.

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 unit 30 calculates the actual position of the brachial plexus or the lumbar plexus, which is another part to be evaluated, together with the nerve activity current of the cervical or lumbar spinal cord, which is one of the parts to be evaluated. Nerve activity currents can be calculated. As a result, the nerve activity current of the brachial plexus or the lumbar plexus, which moves away from the spinal canal in the longitudinal direction of the living body, can be correctly estimated together with the nerve activity current of the spinal cord.

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 image acquisition unit 20 of FIG. The morphological images shown in FIG. 3 all show the cervical vertebrae and their surroundings. The morphological image on the left side of FIG. 3 is obtained by photographing the subject from the front. The morphological image on the right side of FIG. 3 is obtained by photographing the subject from the right side.

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 image acquisition unit 20 included in the X-ray imaging apparatus. The lower part of FIG. 3 shows an example of an MRI image acquired by the morphological image acquisition unit 20 included in the MRI apparatus. An operator who operates the operation unit 70 (FIG. 1) observes front-view and side-view X-ray images or MRI images displayed on the display unit 60 (FIG. 1) to determine whether the brachial plexus is present in the nerve to be measured. If included, designate the medial coracoid and the anterior margin of the 7th cervical vertebra on the screen. The position on the screen specified by the operator is output to the region-of-interest setting unit 40 as anatomical feature position information.

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 image acquiring unit 20 is included in the CT imaging apparatus, the operator sequentially displays the cross-sectional images of the subject on the display unit 60 while changing the cross-sectional position to observe the CT images, and observes the CT images. Designate the anterior edge of the C7 vertebral body on the screen.

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 user interface unit 50, the region-of-interest setting unit 40, when the nerves to be measured include the brachial plexus, the inside of the coracoid process (spinal canal side). The region of interest includes locations ranging from 2 cm to 4 cm midline from the location and the height center of the anterior margin of the 7th cervical vertebra. Here, the position of 2 cm to 4 cm from the inner side of the coracoid process to the spinal cord side is the starting point of the brachial plexus in the left-right direction considering individual differences of the subject, and the position of the center in the height direction of the anterior edge of the 7th cervical vertebra. is the anterior-posterior starting point of the brachial plexus.

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-interest setting unit 40 also includes the position of the intervertebral foramen, which is the end point of the brachial plexus, in the region of interest. Furthermore, the region-of-interest setting unit 40 causes the region of interest to include a straight line connecting the starting point and the ending point of the brachial plexus.

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-interest setting unit 40 may set the line connecting the coracoid process side to the depth position in a curved shape instead of a straight line as long as it is within the range indicating the position of the brachial plexus. In addition, when acquiring anatomical feature positions from a CT image or an MRI image, the variation in the position of the upper vertebral body due to posture is greater than the variation in the position of the lower vertebral body due to posture. Therefore, the vertebral body, which is the reference anatomical feature position, is preferably on the lower side (for example, the lowest 7th cervical vertebra).

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-interest setting unit 40 resets the region of interest by deforming the curved plane representing the reference region of interest into a curved surface including the brachial plexus. As a result, it is possible to set a curved surface including both the nerve running of the spinal cord and the nerve running of the brachial plexus as the region of interest. A plurality of white lines connecting the starting point of the brachial plexus and the intervertebral foramen shown in the MRI image shown in FIG. 3 are added to image the brachial plexus and are not included in the actual MRI image. do not have.

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 interest setting unit 40 of FIG. The left side of FIG. 4 shows an example of a reference region of interest set in step S10 of FIG. The right side of FIG. 4 shows an example of the region of interest reset by step S14 of FIG. In FIG. 4, the curved surface representing the region of interest is shown in mesh in the coronal plane view, sagittal plane view, and axial plane view.

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 estimation unit 30 shown in FIG. 1 assumes that virtual electrodes are placed on the reconfigured region of interest, and uses an estimation method such as a spatial filtering method to generate in vivo based on magnetic data. Reconfigure the current. Therefore, the neural activity current of the brachial plexus located on the region of interest can be correctly estimated together with the neural activity current of the spinal cord.

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-interest setting unit 40 are superimposed. indicates The left image of FIG. 6 corresponds to the coronal view of FIG. Virtual electrodes are placed on the morphological image of the subject by the user specifying positions on the morphological image displayed on the display unit 60 using a mouse or the like connected to the user interface unit 50. It can be carried out. At this time, the virtual electrodes can be automatically set at preset intervals.

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 image acquiring section 20 included in the X-ray imaging apparatus.

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-interest setting unit 40 as anatomical feature position information.

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 image acquisition unit 20 is included in the CT imaging apparatus, the operator sequentially displays the cross-sectional images of the subject on the display unit 60 while changing the cross-sectional position, thereby observing the CT images and observing the greater sciatic notch. and the depth position of the intersection of the posterior edge of the first sacral vertebral body and the lower edge of the pedicle on the screen.

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 user interface unit 50, the region-of-interest setting unit 40 determines the position of the greater sciatic notch and the first The depth position of the intersection of the posterior edge of the sacral vertebral body and the inferior edge of the pedicle is included in the region of interest.

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-interest setting unit 40 causes the region of interest to include a straight line that connects the position of the greater sciatic notch and the depth of the intersection point between the posterior edge of the first sacral vertebral body and the lower edge of the pedicle. Note that the region-of-interest setting unit 40 determines the position of the greater sciatic notch and the depth of intersection between the posterior edge of the first sacral vertebral body and the lower edge of the pedicle within the range indicating the position of the lumbar plexus. The line connecting the two may be set in a curved shape instead of a straight line.

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-interest setting unit 40 sets the plane of the bent shape indicating the reference region of interest to the lumbar nerve, similarly to the resetting of the region-of-interest including the brachial plexus shown in FIGS. The region of interest is reset by transforming into a curved surface that includes the plexus. As a result, it is possible to set a curved surface including both the nerve runs of the spinal cord and the nerve runs of the lumbar plexus as the region of interest.

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 interest setting unit 40 are superimposed. show. The middle and right sides of FIG. 8 show current waveforms estimated in a reference region of interest and a current waveform estimated in a reconfigured region of interest, respectively. As in FIG. 6, the placement of the virtual electrodes on the morphological image of the subject is performed by the user using a mouse or the like connected to the user interface unit 50 on the morphological image displayed on the display unit 60. This can be done by specifying the position. At this time, the virtual electrodes can be automatically set at preset intervals.

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 biomagnetism measuring device 100 obtains anatomical feature position information via the operation unit 70, and thereby detects the brachial plexus, the lumbar plexus, or the like, which is not or is difficult to be captured in the image. Nerve locations can be determined. Then, the region-of-interest setting unit 40 can set a region of interest including the positions of nerves such as the brachial plexus or the lumbar plexus away from the spinal cord, based on the determined nerve positions. As a result, the biomagnetic measuring device 100 can correctly estimate the nerve activity current of the nerve outside the spinal canal together with the nerve activity current of the spinal cord.

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 display unit 60 as a perspective view, for example.

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 user interface unit 50. Later (Fig. 6 or left overlay image of Fig. 8), the path of the axonal current on the 2D plane and the virtual electrodes are placed by rearranging them in 3D space along the region of interest in Fig. 9. can do.

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 user interface unit 50. , by the user specifying a position on the morphological image displayed on the display unit 60 . At this time, the virtual electrodes can be automatically set at preset intervals.

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 user interface unit 50 . In this case, for example, first, the morphological image of the subject and the region of interest in FIG. 9 corresponding to the morphological image are displayed on the display unit 60 . Next, using a mouse or the like connected to the user interface unit 50, the user draws at least one of axonal current paths and virtual electrodes on the region of interest displayed in mesh on the display unit 60. Deploy. When the user places only the virtual electrodes on the region of interest, the user interface unit 50 automatically sets the route passing through the virtual electrodes placed on the region of interest as the route of the axonal current. may If the user places only axonal current pathways over the region of interest, the user interface unit 50 may automatically place virtual electrodes over the region of interest at preset intervals.

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 display unit 60, the user interface unit 50 adjusts the display angle of the morphological image in conjunction with the adjustment of the display angle of the region of interest. may be adjusted.

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 user interface unit 50. After resetting, the nerve activity current is re-estimated and the virtual electrode position is determined. It is also possible to acquire a current waveform. When the region of interest is reconfigured, the axonal current paths and virtual electrode locations on the region of interest are also reconfigured.

(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 biomagnetic measurement system 200A shown in FIG. 10 has a magnetic measurement unit 10, a morphological image acquisition unit 20, and a biomagnetic measurement device 100A.

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 biomagnetic measuring device 100A has an estimating section 30, a region-of-interest setting section 40A, an extracting section 80A, and a user interface section 50. FIG. The estimation unit 30, the region-of-interest setting unit 40A, and the extraction unit 80A may be implemented by a processor such as a CPU installed in the biomagnetic measurement device 100A executing a biomagnetic measurement program.

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 extraction unit 80A uses the morphological image data received from the morphological image acquisition unit 20 to extract anatomical feature positions (the medial coracoid process and the anterior edge of the seventh cervical vertebra, etc.) that serve as indicators of the position of the nerve to be evaluated. do. Then, the extraction unit 80A outputs anatomical feature position information indicating the extracted anatomical feature positions to the region-of-interest setting unit 40A. That is, in this embodiment, the biomagnetism measuring device 100A can automatically extract the anatomical feature position that serves as an index of the position of the evaluation target nerve without receiving an instruction from the operator.

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-interest setting unit 40A has the same function as the region-of-interest setting unit 40 in FIG. have. Based on the anatomical feature positions extracted by the extraction unit 80A, the target-of-interest setting unit 40A deforms the curved surface indicating the reference target-of-interest region to reset the target-of-interest region.

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 biomagnetic measurement device 100A. That is, FIG. 11 shows an example of a biomagnetic measuring method and a biomagnetic measuring program executed by the biomagnetic measuring device 100A.

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 extraction unit 80A extracts anatomical feature positions that serve as indicators of the positions of nerves running outside the spinal canal, based on the X-ray image data, CT image data, or MRI image data. do. For example, the extraction unit 80A extracts the inner side of the coracoid process, the anterior edge of the seventh cervical vertebra, etc. as anatomical feature positions. Note that steps S20 and S22 may be performed in the reverse order.

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-interest setting unit 40A sets the region of interest based on the anatomical feature positions extracted by the extraction unit 80A so that the evaluation target nerve outside the spinal canal is included in the region of interest. reset. Then, in step S26, the estimation unit 30 estimates the current distribution in the reset region of interest based on the magnetic data.

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 biomagnetism measuring device 100 detects nerves such as the brachial plexus or the lumbar plexus away from the spinal cord based on the position of the nerve such as the brachial plexus or the lumbar plexus determined based on the anatomical feature position information. A region of interest can be established that includes the location of the . As a result, the biomagnetic measuring device 100 can correctly estimate the nerve activity current of the nerve outside the spinal canal together with the nerve activity current of the spinal cord.

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 biomagnetic measuring device 100A can automatically extract anatomical feature positions that serve as indicators of the positions of nerves to be evaluated without receiving instructions from the operator. Then, the biomagnetic measuring device 100A determines the position of nerves such as the brachial plexus or the lumbar plexus based on the automatically extracted anatomical feature positions, thereby determining the region of interest including the evaluation target nerve. can be reset.

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 biomagnetic measuring devices 100 and 100A of FIGS. 1 and 11. As shown in FIG. Since the hardware configurations of the biomagnetic measuring devices 100 and 100A are the same, the configuration of the biomagnetic measuring device 100 will be described below.

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 biomagnetic measuring device 100 has a CPU 110, a RAM (Random Access Memory) 120, a ROM (Read Only Memory) 130, an auxiliary storage device 140, an input/output interface 150, and a display device 160, which are interconnected via a bus BUS. It is connected to the. The input/output interface 150 corresponds to the operation unit 70 . A display device 160 corresponds to the display unit 60 .

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。 CPU 110 is an example of a computer. The CPU 110 controls the overall operation of the biomagnetic measuring device 100 . CPU 110 implements the functions of estimating section 30 and region-of-interest setting section 40 by executing a biomagnetic measurement program stored in ROM 130 or auxiliary storage device 140 . In the biomagnetism measuring device 100A, the CPU 110 implements the functions of the estimation unit 30, the region-of-interest setting unit 40A, and the extraction unit 80A by executing the biomagnetism measurement program.

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 RAM 120 is used as a work area for the CPU 110 and stores a biomagnetic measurement program and various parameters. ROM 130 stores a biomagnetic measurement program.

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 auxiliary storage device 140 is an SSD (Solid State Drive), HDD (Hard Disk Drive), or the like. For example, the auxiliary storage device 140 stores a control program such as an OS (Operating System) for controlling the operation of the biomagnetic measuring device 100, various morphological image data, various parameters, and the like.

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/output interface 150 . Input/output interface 150 may include a communication interface for communicating with other devices. The display device 160 has, for example, a screen displaying a window displaying the morphological image and the current waveform shown in FIG. 6 and an operation window.

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 LIST 10 magnetic measurement unit 20 morphological image acquisition unit 30 estimation unit 40, 40A region-of-interest setting unit 50 user interface unit 60 display unit 70 operation unit 80A extraction unit 100, 100A biomagnetic measurement device 140 auxiliary storage device 150 input/output interface 160 display Device 200, 200A Biomagnetic measurement system BUS bus

特許第4834076号公報Japanese Patent No. 4834076

Claims (11)

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、
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:
前記形態画像を表示する表示部と、
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.
前記形態画像から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抽出する抽出部を有し、
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.
前記評価対象の神経は、頚髄と頸椎周辺の神経とを含むこと
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.
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は、烏口突起内側から正中側に2cm-4cmの位置かつ第7頸椎前縁の中心の深さ位置であること
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.
前記評価対象の神経は、腰髄と腰椎周辺の神経とを含むこと
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.
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であること
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.
被検体の評価対象部位を含む形態画像を取得する画像取得部と、
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:
画像取得部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3次元空間での位置の変化に合わせて仮想的な電極を3次元空間に設定する仮想電極設定部と、
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:
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し、
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.
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し、
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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