JP2797491B2 - 脳磁計測装置 - Google Patents
脳磁計測装置Info
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- JP2797491B2 JP2797491B2 JP1197410A JP19741089A JP2797491B2 JP 2797491 B2 JP2797491 B2 JP 2797491B2 JP 1197410 A JP1197410 A JP 1197410A JP 19741089 A JP19741089 A JP 19741089A JP 2797491 B2 JP2797491 B2 JP 2797491B2
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Description
この発明は、人間などの脳において発生する磁界を計
測し、脳の活動部位を推定する装置に関する。
測し、脳の活動部位を推定する装置に関する。
従来より、人間の脳において発生する磁界を計測する
ことにより脳活動部位の位置を求めることが行われてお
り、てんかんの位置推定、自発脳磁（とくにα波）の研
究、誘発脳磁の研究等、臨床医療に応用されている。 この脳活動部位はつぎのようにして推定される。ま
ず、SQUID（Superconducting Quantum Interference De
vice:超電導量子干渉型デバイス）センサを用いて脳磁
界を多点において計測し、その既知の磁界計測座標に対
し、磁界計測点と頭部との関係を求め、等磁界地図を作
成する。そして、MRI装置なとを用いて得た頭部画像よ
り頭部に近似するモデルを想定し、そのモデルについて
複数の電流双極子の位置・大きさ・方向を仮定し、それ
ら電流双極子群が上記脳磁界の計測点に作る磁界分布と
上記の等磁界地図との差が最小になるような電流双極子
群を求め、こうして求めた電流双極子群を脳活動部位と
してMRI画像などの上に表示する。
ことにより脳活動部位の位置を求めることが行われてお
り、てんかんの位置推定、自発脳磁（とくにα波）の研
究、誘発脳磁の研究等、臨床医療に応用されている。 この脳活動部位はつぎのようにして推定される。ま
ず、SQUID（Superconducting Quantum Interference De
vice:超電導量子干渉型デバイス）センサを用いて脳磁
界を多点において計測し、その既知の磁界計測座標に対
し、磁界計測点と頭部との関係を求め、等磁界地図を作
成する。そして、MRI装置なとを用いて得た頭部画像よ
り頭部に近似するモデルを想定し、そのモデルについて
複数の電流双極子の位置・大きさ・方向を仮定し、それ
ら電流双極子群が上記脳磁界の計測点に作る磁界分布と
上記の等磁界地図との差が最小になるような電流双極子
群を求め、こうして求めた電流双極子群を脳活動部位と
してMRI画像などの上に表示する。
しかしながら、従来では、単に、推定した電流双極子
を被検者の頭部画像上に表示するのみであるので、求め
た脳活動部位の大脳皮質のどの領域に位置しているかが
直接には分からないという問題があった。そこで、従来
では検査者の解剖学的知識を頼りにこれを理解するほか
なく、脳機能を解明する上で重要な指標となる、大脳皮
質機能分担領域あるいは脳幹領域と脳活動部位との対応
関係がわかりづらいということは大きな問題である。 この発明は、求めた脳活動部位が大脳皮質のどの領域
に位置しているかが直ちに分かるよう改善した脳磁計測
装置を提供することを目的とする。
を被検者の頭部画像上に表示するのみであるので、求め
た脳活動部位の大脳皮質のどの領域に位置しているかが
直接には分からないという問題があった。そこで、従来
では検査者の解剖学的知識を頼りにこれを理解するほか
なく、脳機能を解明する上で重要な指標となる、大脳皮
質機能分担領域あるいは脳幹領域と脳活動部位との対応
関係がわかりづらいということは大きな問題である。 この発明は、求めた脳活動部位が大脳皮質のどの領域
に位置しているかが直ちに分かるよう改善した脳磁計測
装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明によれば、被検者
頭部の各点においてSQUIDセンサにより脳磁界を計測す
る手段と、この計測された多点の脳磁界データより複数
の電流双極子の位置、大きさ、向きをそれぞれ求める手
段と、この求めた複数の電流双極子の位置、大きさ、向
きを表す画像を被検者頭部画像上に表示する手段とを有
する脳磁計測装置において、上記被検者の頭部に関し撮
影した断層像より大脳半球機能分担領域及び大脳半球・
脳幹境界領域を求める手段と、上記の電流双極子がこれ
らの領域のいずれに属するかを判断してその属すると判
断した領域を表示する手段とを備えることを特徴とす
る。 また、上記の脳磁計測装置において、上記被検者頭部
画像上の国際式10−20電極法で決まる電極位置から大脳
皮質の各感覚領の境界を求める手段と、この境界を前記
被検者頭部画像及び電流双極子画像と重畳して表示する
手段とを備えるようにしてもよい。
頭部の各点においてSQUIDセンサにより脳磁界を計測す
る手段と、この計測された多点の脳磁界データより複数
の電流双極子の位置、大きさ、向きをそれぞれ求める手
段と、この求めた複数の電流双極子の位置、大きさ、向
きを表す画像を被検者頭部画像上に表示する手段とを有
する脳磁計測装置において、上記被検者の頭部に関し撮
影した断層像より大脳半球機能分担領域及び大脳半球・
脳幹境界領域を求める手段と、上記の電流双極子がこれ
らの領域のいずれに属するかを判断してその属すると判
断した領域を表示する手段とを備えることを特徴とす
る。 また、上記の脳磁計測装置において、上記被検者頭部
画像上の国際式10−20電極法で決まる電極位置から大脳
皮質の各感覚領の境界を求める手段と、この境界を前記
被検者頭部画像及び電流双極子画像と重畳して表示する
手段とを備えるようにしてもよい。
被検者の頭部についてMRI像やＸ線CT像などの断層像
を撮影することによって、その画像から大脳半球機能分
担領域及び大脳半球・脳幹境界領域を求めることができ
る。この求めた領域のいずれに、別途求めた電流双極子
の位置が属するかが判断され、その属すると判断された
領域が表示される。このような表示がなされるため、求
めた電流双極子が各機能領域あるいは脳幹のどの領域に
存在するかが正確に分かる。脳活動部位がどの領域に属
するかが分かるので、脳機能の解明に非常に役立つ。 また、国際式10−20電極法では、その電極位置が大脳
皮質の感覚領に関連づけて決められている。そこで、実
際の被検者頭部において定められる電極位置から大脳皮
質の各感覚領の概略の境界を求めることができる。この
境界が被検者頭部画像及び電流双極子画像と重畳して表
示されるので、電流双極子が各感覚領のどこに存在する
と推定されるかが容易に分かることになる。このように
脳活動部位がどの感覚領にあるかが分かるので、脳機能
の解明に非常に役立つことになる。
を撮影することによって、その画像から大脳半球機能分
担領域及び大脳半球・脳幹境界領域を求めることができ
る。この求めた領域のいずれに、別途求めた電流双極子
の位置が属するかが判断され、その属すると判断された
領域が表示される。このような表示がなされるため、求
めた電流双極子が各機能領域あるいは脳幹のどの領域に
存在するかが正確に分かる。脳活動部位がどの領域に属
するかが分かるので、脳機能の解明に非常に役立つ。 また、国際式10−20電極法では、その電極位置が大脳
皮質の感覚領に関連づけて決められている。そこで、実
際の被検者頭部において定められる電極位置から大脳皮
質の各感覚領の概略の境界を求めることができる。この
境界が被検者頭部画像及び電流双極子画像と重畳して表
示されるので、電流双極子が各感覚領のどこに存在する
と推定されるかが容易に分かることになる。このように
脳活動部位がどの感覚領にあるかが分かるので、脳機能
の解明に非常に役立つことになる。
つぎにこの発明の一実施例について図面を参照しなが
ら説明する。第１図に示すように、この発明の一実施例
にかかる脳磁計測装置は、SQUIDセンサ１と、データ収
集装置２と、コンピュータ３と、MRI装置（あるいはＸ
線CT装置）４と、CRTディスプレーなどの表示装置５
と、磁気ディスク、光ディスク等の記録装置６とから構
成される。 SQUIDセンサ１は、その検出コイルが被検者の頭部に
密着させられ、その場所での脳磁界を測定する。マルチ
チャンネルのSQUIDセンサを用いれば多点の脳磁界計測
が同時に行える。 第２図の動作フローチャートを参照しながら説明する
と、まず最初のステップ21で、MRI装置（あるいはＸ線C
T装置）４により被検者の頭部の断層像が撮影され、そ
の画像データがコンピュータ３に取り込まれる。つぎの
ステップ22で、コンピュータ３により、断層像の画像デ
ータから被検者の頭部に近似する適当なモデル（均等導
体球や精密模擬モデルなど）が作成される。そして、こ
のモデルとSQUIDセンサ１との位置関係（つまり、モデ
ルと測定点との位置関係）が測定される（ステップ2
3）。 つぎにこのようにモデルと測定点との位置関係を把握
した上で、SQUIDセンサ１の検出コイルが被検者の頭部
に密着させられ、脳磁界の測定が行われる（ステップ2
4）。SQUIDセンサ１の出力はデータ収集装置２に送ら
れ、磁界計測データが収集される。このデータはコンピ
ュータ３に送られ、コンピュータ３により電流双極子群
が求められる。すなわち、ステップ25において、まず近
似モデルについて複数の電流双極子の位置・大きさ・方
向がそれぞれ仮定され、それら電流双極子群が脳磁界の
計測点につくる磁界分布と、計測された多点の脳磁界デ
ータより求めた磁界分布との差が最小となるような電流
双極子が求められる。このようなシュミレーションデー
タと測定データの最適化により複数の電流双極子の位置
・大きさ・方向がそれぞれ分かる。 こうして求められた電流双極子群の各位置は、つぎの
ステップ26において頭部画像上に表示される。たとえ
ば、第３図に示すように、MRI像より得た頭部の輪郭像3
1上に矢印で示す電流双極子32が表示される。 さらにこの実施例では、上記のMRI像等の断層像の画
像データがコンピュータ３に取り込まれたとき、このコ
ンピュータ３により第４図A,Bに示すように断層像上で
大脳皮質と脳幹とが分離される。こうして大脳皮質の３
次元像などを作り、第４図Ａに示すようにこの像の上で
解剖学的知識に基づき、体性感覚領、聴覚領、視覚領な
どを定めておく。上記のように電流双極子群の各位置が
求められたとき、それがどの領域に属するかがコンピュ
ータ３により判断される。そこで、ステップ27において
第４図A,Bに示すように電流双極子が位置している該当
領域を他と異なる色分けで表示する。たとえば第４図Ａ
では電流双極子が体性感覚領にあることが示され、第４
図Ｂでは電流双極子が脳幹にあることが示されている。
あるいはどの領域に属しているかの判断がなされたと
き、その領域名を文字で表示することもできる。 このように頭部の画像上で各領域を求め、推定された
電流双極子がどの領域に位置しているかを画像上で色分
けして表示する、あるいは文字等で表示するのではな
く、国際式10−20電極法で決まる電極位置に関連づけた
画像を前記被検者頭部画像及び電流双極子画像と重畳し
て表示することもできる。この場合、国際式10−20電極
法による電極位置を被検者の頭部画像上で求めておく必
要がある。そのため、MRI像（またはＸ線CT像）を撮像
するときにたとえば第５図に示すように、鼻根、耳介前
方切痕、外後頭隆起点を通るＡ断面に平行な多数の断層
面を設定して撮像する。すると、各断層像と電極位置と
の対応関係がとり易くなる。たとえば、上記のＡ断面上
の画像は第６図Ａのようになり、Ａ断面輪郭61と断層像
62とが表示され、その画像上に各電極（黒丸で示す）が
位置することになる。また、Ａ断面に平行な多数の断層
像から、Ａ断面に直角な頭部の中心部を通る断面（正中
線断面）の画像を作れば第６図Ｂのようになり、正中線
断面輪郭64と断層像65とが表れ、黒丸で示す各電極位置
がこの画像上に表示されることになる。国際式10−20電
極法では、その電極位置が大脳皮質の感覚領に関連づけ
て決められているので、これら電極位置が示された被検
者頭部画像（第６図A,Bなど）において、その電極位置
から大脳皮質の各感覚領の概略の境界を求めることがで
きる。これはコンピュータ３における画像処理で可能で
ある。この境界は第６図A,Bでは点線63、66で示されて
おり、このように境界63、66を頭部の断層像画像62、65
及び矢印で示す電流双極子32と重畳して表示すれば、電
流双極子32が各感覚領のどこに存在すると推定されるか
が容易に分かることになる。たとえば第６図Ａの場合は
電流双極子32が大脳皮質の体性感覚領に、第６図Ｂの場
合は電流双極子32が大脳皮質の聴覚領に、それぞれ存在
していることが分かる。なお、MRI装置やＸ線CT装置の
代わりに３次元デジタイザを用いて頭部の外形と、その
外形上の電極位置とに関するデータをコンピュータ３に
取り込むことでも、電極位置から大脳皮質の各感覚領の
概略の境界を求めることは可能である。
ら説明する。第１図に示すように、この発明の一実施例
にかかる脳磁計測装置は、SQUIDセンサ１と、データ収
集装置２と、コンピュータ３と、MRI装置（あるいはＸ
線CT装置）４と、CRTディスプレーなどの表示装置５
と、磁気ディスク、光ディスク等の記録装置６とから構
成される。 SQUIDセンサ１は、その検出コイルが被検者の頭部に
密着させられ、その場所での脳磁界を測定する。マルチ
チャンネルのSQUIDセンサを用いれば多点の脳磁界計測
が同時に行える。 第２図の動作フローチャートを参照しながら説明する
と、まず最初のステップ21で、MRI装置（あるいはＸ線C
T装置）４により被検者の頭部の断層像が撮影され、そ
の画像データがコンピュータ３に取り込まれる。つぎの
ステップ22で、コンピュータ３により、断層像の画像デ
ータから被検者の頭部に近似する適当なモデル（均等導
体球や精密模擬モデルなど）が作成される。そして、こ
のモデルとSQUIDセンサ１との位置関係（つまり、モデ
ルと測定点との位置関係）が測定される（ステップ2
3）。 つぎにこのようにモデルと測定点との位置関係を把握
した上で、SQUIDセンサ１の検出コイルが被検者の頭部
に密着させられ、脳磁界の測定が行われる（ステップ2
4）。SQUIDセンサ１の出力はデータ収集装置２に送ら
れ、磁界計測データが収集される。このデータはコンピ
ュータ３に送られ、コンピュータ３により電流双極子群
が求められる。すなわち、ステップ25において、まず近
似モデルについて複数の電流双極子の位置・大きさ・方
向がそれぞれ仮定され、それら電流双極子群が脳磁界の
計測点につくる磁界分布と、計測された多点の脳磁界デ
ータより求めた磁界分布との差が最小となるような電流
双極子が求められる。このようなシュミレーションデー
タと測定データの最適化により複数の電流双極子の位置
・大きさ・方向がそれぞれ分かる。 こうして求められた電流双極子群の各位置は、つぎの
ステップ26において頭部画像上に表示される。たとえ
ば、第３図に示すように、MRI像より得た頭部の輪郭像3
1上に矢印で示す電流双極子32が表示される。 さらにこの実施例では、上記のMRI像等の断層像の画
像データがコンピュータ３に取り込まれたとき、このコ
ンピュータ３により第４図A,Bに示すように断層像上で
大脳皮質と脳幹とが分離される。こうして大脳皮質の３
次元像などを作り、第４図Ａに示すようにこの像の上で
解剖学的知識に基づき、体性感覚領、聴覚領、視覚領な
どを定めておく。上記のように電流双極子群の各位置が
求められたとき、それがどの領域に属するかがコンピュ
ータ３により判断される。そこで、ステップ27において
第４図A,Bに示すように電流双極子が位置している該当
領域を他と異なる色分けで表示する。たとえば第４図Ａ
では電流双極子が体性感覚領にあることが示され、第４
図Ｂでは電流双極子が脳幹にあることが示されている。
あるいはどの領域に属しているかの判断がなされたと
き、その領域名を文字で表示することもできる。 このように頭部の画像上で各領域を求め、推定された
電流双極子がどの領域に位置しているかを画像上で色分
けして表示する、あるいは文字等で表示するのではな
く、国際式10−20電極法で決まる電極位置に関連づけた
画像を前記被検者頭部画像及び電流双極子画像と重畳し
て表示することもできる。この場合、国際式10−20電極
法による電極位置を被検者の頭部画像上で求めておく必
要がある。そのため、MRI像（またはＸ線CT像）を撮像
するときにたとえば第５図に示すように、鼻根、耳介前
方切痕、外後頭隆起点を通るＡ断面に平行な多数の断層
面を設定して撮像する。すると、各断層像と電極位置と
の対応関係がとり易くなる。たとえば、上記のＡ断面上
の画像は第６図Ａのようになり、Ａ断面輪郭61と断層像
62とが表示され、その画像上に各電極（黒丸で示す）が
位置することになる。また、Ａ断面に平行な多数の断層
像から、Ａ断面に直角な頭部の中心部を通る断面（正中
線断面）の画像を作れば第６図Ｂのようになり、正中線
断面輪郭64と断層像65とが表れ、黒丸で示す各電極位置
がこの画像上に表示されることになる。国際式10−20電
極法では、その電極位置が大脳皮質の感覚領に関連づけ
て決められているので、これら電極位置が示された被検
者頭部画像（第６図A,Bなど）において、その電極位置
から大脳皮質の各感覚領の概略の境界を求めることがで
きる。これはコンピュータ３における画像処理で可能で
ある。この境界は第６図A,Bでは点線63、66で示されて
おり、このように境界63、66を頭部の断層像画像62、65
及び矢印で示す電流双極子32と重畳して表示すれば、電
流双極子32が各感覚領のどこに存在すると推定されるか
が容易に分かることになる。たとえば第６図Ａの場合は
電流双極子32が大脳皮質の体性感覚領に、第６図Ｂの場
合は電流双極子32が大脳皮質の聴覚領に、それぞれ存在
していることが分かる。なお、MRI装置やＸ線CT装置の
代わりに３次元デジタイザを用いて頭部の外形と、その
外形上の電極位置とに関するデータをコンピュータ３に
取り込むことでも、電極位置から大脳皮質の各感覚領の
概略の境界を求めることは可能である。
この発明の脳磁計測装置によれば、求めた電流双極子
が大脳半球機能分担領域及び大脳半球・脳幹境界領域の
いずれに属するかを表示したり、求めた電流双極子が各
感覚領のどこに存在すると推定されるかを表示したりす
るので、求めた脳活動部位が大脳皮質のどの領域に位置
しているかが直ちに分かることになって、脳機能の解明
に役立つこと大である。
が大脳半球機能分担領域及び大脳半球・脳幹境界領域の
いずれに属するかを表示したり、求めた電流双極子が各
感覚領のどこに存在すると推定されるかを表示したりす
るので、求めた脳活動部位が大脳皮質のどの領域に位置
しているかが直ちに分かることになって、脳機能の解明
に役立つこと大である。
第１図はこの発明の一実施例にかかる全体システムを示
すブロック図、第２図は第１図の動作を説明するための
フローチャート、第３図は電流双極子の表示例を示す
図、第４図A,Bは電流双極子が存在する領域の表示例を
示す図、第５図は他の変形例での断層面を示す模式図、
第６図A,Bは変形例での表示例を示す図である。 １……SQUIDセンサ、２……データ収集装置、３……コ
ンピュータ、４……MRI装置、５……表示装置、６……
記録装置、31……頭部輪郭像、32……電流双極子、61…
…Ａ断面輪郭、62、65……断層像、63、66……境界、64
……正中線断面輪郭。
すブロック図、第２図は第１図の動作を説明するための
フローチャート、第３図は電流双極子の表示例を示す
図、第４図A,Bは電流双極子が存在する領域の表示例を
示す図、第５図は他の変形例での断層面を示す模式図、
第６図A,Bは変形例での表示例を示す図である。 １……SQUIDセンサ、２……データ収集装置、３……コ
ンピュータ、４……MRI装置、５……表示装置、６……
記録装置、31……頭部輪郭像、32……電流双極子、61…
…Ａ断面輪郭、62、65……断層像、63、66……境界、64
……正中線断面輪郭。
Claims (2)
- 【請求項１】被検者頭部の各点においてSQUIDセンサに
より脳磁界を計測する手段と、この計測された多点の脳
磁界データより複数の電流双極子の位置、大きさ、向き
をそれぞれ求める手段と、この求めた複数の電流双極子
の位置、大きさ、向きを表す画像を被検者頭部画像上に
表示する手段とを有する脳磁計測装置において、上記被
検者の頭部に関し撮影した断層像より大脳半球機能分担
領域及び大脳半球・脳幹境界領域を求める手段と、上記
の電流双極子がこれらの領域のいずれに属するかを判断
してその属すると判断した領域を表示する手段とを備え
ることを特徴とする脳磁計測装置。 - 【請求項２】被検者頭部の各点においてSQUIDセンサに
より脳磁界を計測する手段と、この計測された多点の脳
磁界データより複数の電流双極子の位置、大きさ、向き
をそれぞれ求める手段と、この求めた複数の電流双極子
の位置、大きさ、向きを表す画像を被検者頭部画像上に
表示する手段とを有する脳磁計測装置において、上記被
検者頭部画像上の国際式10−20電極法で決まる電極位置
から大脳皮質の各感覚領の境界を求める手段と、この境
界を前記被検者頭部画像及び電流双極子画像と重畳して
表示する手段とを備えることを特徴とする脳磁計測装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1197410A JP2797491B2 (ja) | 1989-07-29 | 1989-07-29 | 脳磁計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1197410A JP2797491B2 (ja) | 1989-07-29 | 1989-07-29 | 脳磁計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0360638A JPH0360638A (ja) | 1991-03-15 |
| JP2797491B2 true JP2797491B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=16374052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1197410A Expired - Fee Related JP2797491B2 (ja) | 1989-07-29 | 1989-07-29 | 脳磁計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2797491B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3454235B2 (ja) * | 1999-10-06 | 2003-10-06 | 株式会社日立製作所 | 生体磁場計測装置 |
| JP4403453B2 (ja) | 2003-11-13 | 2010-01-27 | 株式会社島津製作所 | 頭表座標を脳表座標に変換する方法と、その変換データを利用する経頭蓋的脳機能測定装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4736751A (en) * | 1986-12-16 | 1988-04-12 | Eeg Systems Laboratory | Brain wave source network location scanning method and system |
-
1989
- 1989-07-29 JP JP1197410A patent/JP2797491B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0360638A (ja) | 1991-03-15 |
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