JP2844848B2 - 生体磁気計測装置 - Google Patents

生体磁気計測装置

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JP2844848B2 JP2144037A JP14403790A JP2844848B2 JP 2844848 B2 JP2844848 B2 JP 2844848B2 JP 2144037 A JP2144037 A JP 2144037A JP 14403790 A JP14403790 A JP 14403790A JP 2844848 B2 JP2844848 B2 JP 2844848B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
この発明は、人間の脳などにおいて発生する磁界を計
測することによって、脳の活動部位の推定などを行う生
体磁気計測装置に関する。
【従来の技術】
従来より、微少な磁気を計測するセンサとして、SQUI
D(Superconducting Quantum Interference Device:超
電導量子干渉型デバイス)センサが知られている。そこ
で、このSQUIDセンサを用いて人体から発生する微少な
磁気を計測することが行われている。とくに人間の脳に
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
位置を求めることは、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。 この場合、SQUID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。そい
て、MRI装置など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MR画像な
どの上に表示する。 このような生体磁気計測において、測定対象部位のど
の位置にどの方向からSQUIDセンサをあてて、どの位置
・方向で磁気を計測したかを正確に把握することは非常
に重要である。 そのため、従来では被検者の体表面あるいは特定部位
の平面輪郭画像上にセンサの位置を表示するようにして
いる。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように単に被験者の体表面ある
いは特定部位の表面輪郭画像上にセンサの位置を表示す
るだけでは、不十分であり、実際に即した測定対象部位
とセンサとの3次元的位置関係の把握ができないという
問題がある。 この発明は、測定対象部位と微小磁気センサとの3次
元的位置関係の把握が容易にできるように改善した、生
体磁気計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明による生体磁気計
測装置においては、被検体の断層像を撮像する断層撮像
手段と、該多数の断層像からの被検体の3次元画像を作
成する手段と、該被検体に対して位置決めされて被検体
の微小磁気を測定する微小磁気測定手段と、該微小磁気
測定手段が被検体に対して固定された状態で、上記断層
像に現れる被検体の特徴点を含む被検体の複数の特徴点
および上記の微小磁気測定手段の3次元的な位置・方向
を入力する3次元座標入力手段と、これら入力された被
検体の複数の特徴点および微小磁気測定手段の3次元的
な位置・方向データから上記の作成された3次元画像上
での微小磁気測定手段の3次元的な位置・方向を算出す
る手段と、この算出された位置・方向で微小磁気測定手
段が現れている上記の3次元画像を表示する手段と、該
表示画像に基づいて被検体に対する微小磁気測定手段の
3次元的な位置・方向の把握した上で該微小磁気測定手
段によって測定された被検体の微小磁気測定データと上
記の断層像データより電極双極子を求める手段とが備え
らえている。
【作用】
断層撮像手段により、被検体の断層像が撮像される。
そしてその多数の断層像から被検体の3次元画像が作成
される。 他方、微小磁気測定手段が被検体に対して位置決めさ
れる。そして、このように微小磁気測定手段が被検体に
対して固定された状態で、上記断層像に現れる被検体の
特徴点を含む被検体の複数の特徴点および上記の微小磁
気測定手段の3次元的な位置・方向が、3次元座標入力
手段によって入力される。そのため、微小磁気測定手段
の3次元的な位置・方向と、被検体の特徴点との、3次
元的な位置関係がわかり、この被検体の特徴点というの
は断層像に現れるようなものとなっている。 そこで、上記の断層像に現れる特徴点を媒介として、
その断層像から作成された3次元画像上における、微小
磁気測定手段の3次元的な位置・方向を算出することが
可能となる。そして、この算出された位置・方向で微小
磁気測定手段が現れている3次元画像が表示されるた
め、この表示画像に基づいて被検体に対する微小磁気測
定手段の3次元的な位置・方向を正確に把握することが
できる。 したがって、被検体に対する微小磁気測定手段の3次
元的な位置・方向が正確に把握された上で、微小磁気測
定手段によって測定された被検体の微小磁気測定データ
と上記の断層像データより電流双極子を求めることがで
きるので、被検体の測定対象部位に対する測定点の正確
な位置によって、測定の精度を向上させることができ
る。また、上記のように表示画像に基づいて被検体に対
する微小磁気測定手段の3次元的な位置・方向を正確に
把握することができるため、位置の微調整なども容易に
行なうことが可能となる。
【実 施 例】
以下、この発明の一実施例について図面を参照しなが
ら詳細に説明する。第1図に示すように、この発明の一
実施例にかかる生体磁気計測装置は、SQUIDセンサ1
と、データ収集装置2と、コンピュータ3と、3次元座
標入力装置4と、MRI装置5と、CRTディスプレーなどの
表示装置6と、磁気ディスク、光ディスク等の記録装置
7とから構成される。 つぎに脳磁計測する場合の動作を第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5により被検体の頭部の多数の断層像
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。つぎにステップ22でコンピュータ3が、この多
数の断層像を表す画像データより、たとえば第3図で示
すような頭表皮3次元画像や第4図で示すような大脳皮
質3次元画像などの頭部の3次元画像を作成する。 つぎにSQUIDセンサ1を用いて頭部各測定点における
脳磁界の測定を行うが、それに先だって、ステップ23に
おいて3次元座標入力装置4を用いて頭部特徴点の3次
元座標及びSQUIDセンサのコイルの3次元位置・方向を
入力することにより頭部とセンサとの位置関係の計測を
行う。この3次元座標入力装置は、発信器側で3軸直交
コイルを用いて直交3軸方向に磁場を形成し、その磁場
中の3軸直交コイルを有する受信器を置いて3軸光の磁
場強度を計測することにより、磁場による直交3次元座
標における受信器位置を求めることを原理とするもので
ある。たとえばこの発信器をSQUIDセンサ1が収納され
たデュワーの外側面の適当な位置に取り付け、デュワー
内部のセンサのコイルの位置及び方向を表す点を、デュ
ワー外側面において受信器で指定する。これにより、発
信器からの磁場による3次元座標系でのコイルの位置・
方向(測定点位置・方向)が求めらる。また、受信器を
頭部特徴点に置くことにより、発信器からの磁場による
3次元座標系での頭部座標系の位置関係を入力する。さ
らに、上記のMR画像上に表れる頭部特徴点(NASIO、INI
ON、左右耳上部付け根など)を指定することにより、断
層像3次元座標における頭部3次元座標の位置関係を求
める。これらの位置関係を示すデータはコンピュータ3
に取り込まれ、上記の頭部3次元画像に対するSQUIDセ
ンサ(コイル)1の位置・方向が把握される。そこで、
ステップ24において、頭部3次元画像上にセンサ1の位
置・方向が表示される。 この例ではSQUIDセンサ1は7つの検出コイルを有す
る7チャンネルのものであるとして、7つのセンサ(コ
イル)の位置が算出され、その像が第3図や第4図のよ
うに頭部の3次元画像上に表示される。すなわち、第3
図では頭表皮の3次元画像31の上にセンサ像32が重ねて
表示されており、これがA(正面)、B(左側面)、C
(背面)のように多方向からの像として、回転表示され
る。また、第4図ではセンサ像32を大脳皮質3次元画像
33に重ねて表示するとともに、A(正面)、B(左側
面)、C(背面)などと多方向から回転表示している。
このように頭部の3次元画像上にセンサ像32を表示して
いるため、測定対象打たる頭部に対するセンサ1の位置
・方向を立体的に捉えることが容易になる。なお、この
場合のSQUIDセンサ1のセッティング位置は、右手首刺
激の誘発脳磁計測のためのものである。 こうして測定点の位置・方向が正確に把握された上
で、SQUIDセンサ1によって脳磁界の測定が行われる
(第5図のステップ54)ため、そこで得られたデータは
データ収集装置2を介してコンピュータ3に取り込まれ
て、大部の3次元画像に位置的に正確に関連付けられる
ことなる。一方、コンピュータ3では、第5図に示すよ
うに、MR像51から頭部に近似する適当なモデルが作成さ
れ(ステップ52)、次のステップ53でそのモデルと1
(脳磁データの測定点)との位置関係が計算される。そ
して、ステップ55で、この位置関係と、ステップ54で測
定された脳磁界データにより、上記近似モデル内に電流
双極子の大きさ・位置・方向が過程され、この仮定され
た電流双極子が近似モデル上で作る磁束密度分布と計測
した磁束密度分布との2乗誤差が最小になるような電流
双極子が求められる。このようにして求められた電流双
極子がステップ56でたとえば第4図のように大脳皮質3
次元画像上に表示され、脳活動部位と脳表構造との3次
元的位置関係が明確になり、とくに誘発脳磁の解明に役
立つ。
【発明の効果】
この発明の生体磁気計測装置によれば、計測対象部位
と微小磁気測定手段との3次元的位置関係把握が容易に
できるので、測定対象部位に対して測定点を正確に位置
決めでき、測定の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
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図はセンサ位置表示に関する第1図
のシステムの動作を説明するためのフローチャート、第
3図及び第4図は表示例を示す図、第5図は電流双極子
の推定・表示に関する第1図のシステムの動作を説明す
るためのフローチャートである。 1……SQUIDセンサ、2……データ収集装置、3……コ
ンピュータ、4……3次元座標入力装置、5……MRI装
置、6……表示装置、7……記録装置、31……頭表皮3
次元像、32……センサ像、33……大脳皮質3次元像。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検体の断層像を撮像する断層撮像手段
    と、該多数の断層像から被検体の3次元画像を作成する
    手段と、該被検体に対して位置決めされて被検体の微小
    磁気を測定する微小磁気測定手段と、該微小磁気測定手
    段が被検体に対して固定された状態で、上記断層像に現
    れる被検体の特徴点を含む被検体の複数の特徴点および
    上記の微小磁気測定手段の3次元的な位置・方向を入力
    する3次元座標入力手段と、これら入力された被検体の
    複数の特徴点および微小磁気測定手段の3次元的な位置
    ・方向データから上記の作成された3次元画像上での微
    小磁気測定手段の3次元的な位置・方向を算出する手段
    と、この算出された位置・方向で微小磁気測定手段が現
    れている上記の3次元画像を表示する手段と、該表示画
    像に基づいて被検体に対する微小磁気測定手段の3次元
    的な位置・方向を把握した上で該微小磁気測定手段によ
    って測定された被検体の微小磁気測定データと上記の断
    層像データより電流双極子を求める手段とを備えること
    を特徴とする生体磁気計測装置。
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WO2001019252A1 (fr) * 1999-09-14 2001-03-22 Hitachi Medical Corporation Instrument biologique de mesure de lumiere
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
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JP7385217B2 (ja) * 2020-03-23 2023-11-22 株式会社リコー 生体電流推定方法、生体電流推定装置および生体磁気計測システム

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