JP3021992B2 - マルチチャネルｓｑｕｉｄセンサの検出コイルの位置および方向測定方法 - Google Patents
マルチチャネルｓｑｕｉｄセンサの検出コイルの位置および方向測定方法Info
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- JP3021992B2 JP3021992B2 JP4257289A JP25728992A JP3021992B2 JP 3021992 B2 JP3021992 B2 JP 3021992B2 JP 4257289 A JP4257289 A JP 4257289A JP 25728992 A JP25728992 A JP 25728992A JP 3021992 B2 JP3021992 B2 JP 3021992B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、生体活動電流源によ
って形成される微小な磁界を計測するＳＱＵＩＤセンサ
の検出コイルの位置および方向を測定する方法に係り、
特に、マルチチャネルＳＱＵＩＤセンサの検出コイルの
位置および方向を測定する方法に関する。
って形成される微小な磁界を計測するＳＱＵＩＤセンサ
の検出コイルの位置および方向を測定する方法に係り、
特に、マルチチャネルＳＱＵＩＤセンサの検出コイルの
位置および方向を測定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】生体に対して光や音のような外界の刺激
を与えると、感覚神経に信号（活動電流）が発生する。
この生体活動電流によって形成される磁界を、ＳＱＵＩ
Ｄ（Superconducting Quantum Interference Dvice：超
電導量子干渉計）を用いたセンサで計測し、その計測デ
ータから生体活動電流源の位置，大きさ，方向を推定す
る。推定された生体活動電流源（以下、単に電流源と略
す）は、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置などで撮像された体
内断層像上に表示され、患部等の物理的位置の特定など
に使用される。
を与えると、感覚神経に信号（活動電流）が発生する。
この生体活動電流によって形成される磁界を、ＳＱＵＩ
Ｄ（Superconducting Quantum Interference Dvice：超
電導量子干渉計）を用いたセンサで計測し、その計測デ
ータから生体活動電流源の位置，大きさ，方向を推定す
る。推定された生体活動電流源（以下、単に電流源と略
す）は、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置などで撮像された体
内断層像上に表示され、患部等の物理的位置の特定など
に使用される。
【０００３】したがって、ＳＱＵＩＤセンサの計測点と
生体との位置関係を正確に求めることが極めて重要な要
素となる。ＳＱＵＩＤセンサは、デュワーと呼ばれる容
器内にＳＱＵＩＤと検出コイル（または、ＳＱＵＩＤと
検出コイルおよび補償コイル）とを収納して構成されて
おり、ＳＱＵＩＤの超電導状態を維持するため、デュワ
ーの内部は液体ヘリウムで満たされている。
生体との位置関係を正確に求めることが極めて重要な要
素となる。ＳＱＵＩＤセンサは、デュワーと呼ばれる容
器内にＳＱＵＩＤと検出コイル（または、ＳＱＵＩＤと
検出コイルおよび補償コイル）とを収納して構成されて
おり、ＳＱＵＩＤの超電導状態を維持するため、デュワ
ーの内部は液体ヘリウムで満たされている。
【０００４】ＳＱＵＩＤセンサの計測点となる検出コイ
ルの位置および方向と、生体との位置関係を求めるに
は、まず、デュワーを基準とした３次元座標系に対する
検出コイルの位置，方向を設計図を参照して把握してお
く。次に、デュワーに投光器を取り付けて光ビームを生
体に照射したり、また、生体の複数箇所に小コイルを取
り付け、小コイルから発生した磁界をＳＱＵＩＤセンサ
で検出するなどの方法で、デュワーの座標系に対する生
体の位置関係を把握する。これらの情報、すなわち、デ
ュワーと検出コイルの位置，方向との関係、およびデュ
ワーと生体との位置関係から、検出コイルの位置，方向
と生体との位置関係を求めている。
ルの位置および方向と、生体との位置関係を求めるに
は、まず、デュワーを基準とした３次元座標系に対する
検出コイルの位置，方向を設計図を参照して把握してお
く。次に、デュワーに投光器を取り付けて光ビームを生
体に照射したり、また、生体の複数箇所に小コイルを取
り付け、小コイルから発生した磁界をＳＱＵＩＤセンサ
で検出するなどの方法で、デュワーの座標系に対する生
体の位置関係を把握する。これらの情報、すなわち、デ
ュワーと検出コイルの位置，方向との関係、およびデュ
ワーと生体との位置関係から、検出コイルの位置，方向
と生体との位置関係を求めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、検出コ
イルがデュワーに充填された液体ヘリウム中に浸漬され
て極低温状態下にあるため、検出コイルが収縮してしま
い、実用上において設計図通りの位置，方向が保たれて
いないという問題がある。また、検出コイルの製作誤差
やデュワーへの取り付け誤差等によっても同様の問題が
起こる。デュワーと検出コイルとの位置関係に誤差が生
じると、デュワーと生体との位置関係を正確に把握した
としても、最終的に求める計測点と生体との位置関係に
狂いが生じ、推定された生体活動電流源の位置が生体の
断層像上に正確に表示されないこととなって、誤診の原
因となるおそれがある。
イルがデュワーに充填された液体ヘリウム中に浸漬され
て極低温状態下にあるため、検出コイルが収縮してしま
い、実用上において設計図通りの位置，方向が保たれて
いないという問題がある。また、検出コイルの製作誤差
やデュワーへの取り付け誤差等によっても同様の問題が
起こる。デュワーと検出コイルとの位置関係に誤差が生
じると、デュワーと生体との位置関係を正確に把握した
としても、最終的に求める計測点と生体との位置関係に
狂いが生じ、推定された生体活動電流源の位置が生体の
断層像上に正確に表示されないこととなって、誤診の原
因となるおそれがある。
【０００６】そこで、本願の出願人は特願平3-280797号
において、Ｘ線撮影によりデュワー内の検出コイルの位
置、方向を計測する方法を提案している。
において、Ｘ線撮影によりデュワー内の検出コイルの位
置、方向を計測する方法を提案している。
【０００７】しかしながら、この方法はデュワー内に１
個の検出コイルを収納しているシングルチャネルのＳＱ
ＵＩＤセンサの場合には有効であるが、複数個の検出コ
イルをデュワー内に収納しているマルチチャネルのＳＱ
ＵＩＤセンサの場合には、各検出コイルのＸ線による画
像の重なり等が生じるために、かかる方法によって各検
出コイルの位置、方向を特定することは非常に困難であ
るという問題がある。
個の検出コイルを収納しているシングルチャネルのＳＱ
ＵＩＤセンサの場合には有効であるが、複数個の検出コ
イルをデュワー内に収納しているマルチチャネルのＳＱ
ＵＩＤセンサの場合には、各検出コイルのＸ線による画
像の重なり等が生じるために、かかる方法によって各検
出コイルの位置、方向を特定することは非常に困難であ
るという問題がある。
【０００８】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、マルチチャネルのＳＱＵＩＤセンサ
の検出コイルの位置、方向を計測する方法を提供するこ
とを目的とする。
れたものであって、マルチチャネルのＳＱＵＩＤセンサ
の検出コイルの位置、方向を計測する方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、このような
目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、この発明は、マルチチャネルＳＱＵＩＤセンサを構
成する少なくとも検出コイルの位置および方向測定方法
において、複数個のＳＱＵＩＤセンサの検出コイル群を
収納したデュワーの３次元座標系に対して既知の位置、
方向に配置された既知形状の複数個の検査用磁場発生コ
イルにそれぞれ別個に既知電流を供給して検査用の磁場
を発生させて、前記複数個のＳＱＵＩＤセンサごとに、
前記各検査用磁場発生コイルから発生された磁場に対す
る各検出値をそれぞれ検出し、前記各ＳＱＵＩＤセンサ
ごとに、前記ＳＱＵＩＤセンサで検出した前記各検査用
磁場発生コイルから発生された磁場に対する各検出値
と、前記デュワーの３次元座標系に対する前記検出コイ
ル群の位置、方向を仮定し、既知の磁束／電圧変換係数
を用いて計算により求められる前記各検査用磁場発生コ
イルから発生された磁場に対する検出仮定値との２乗誤
差に基づいて、前記デュワーの３次元座標系に対する前
記ＳＱＵＩＤセンサの各検出コイルの位置、方向を推定
して求めるものである。
目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、この発明は、マルチチャネルＳＱＵＩＤセンサを構
成する少なくとも検出コイルの位置および方向測定方法
において、複数個のＳＱＵＩＤセンサの検出コイル群を
収納したデュワーの３次元座標系に対して既知の位置、
方向に配置された既知形状の複数個の検査用磁場発生コ
イルにそれぞれ別個に既知電流を供給して検査用の磁場
を発生させて、前記複数個のＳＱＵＩＤセンサごとに、
前記各検査用磁場発生コイルから発生された磁場に対す
る各検出値をそれぞれ検出し、前記各ＳＱＵＩＤセンサ
ごとに、前記ＳＱＵＩＤセンサで検出した前記各検査用
磁場発生コイルから発生された磁場に対する各検出値
と、前記デュワーの３次元座標系に対する前記検出コイ
ル群の位置、方向を仮定し、既知の磁束／電圧変換係数
を用いて計算により求められる前記各検査用磁場発生コ
イルから発生された磁場に対する検出仮定値との２乗誤
差に基づいて、前記デュワーの３次元座標系に対する前
記ＳＱＵＩＤセンサの各検出コイルの位置、方向を推定
して求めるものである。
【００１０】
【作用】この発明の作用は次のとおりである。すなわ
ち、デュワーを基準とした３次元座標系に対して既知の
位置、方向に配置された既知形状の複数個の検査用磁場
発生コイルにそれぞれ別個に既知電流を供給して検査用
の磁場を発生させて、複数個の各ＳＱＵＩＤセンサごと
に、各検査用磁場発生コイルから発生された磁場に対す
る検出値をそれぞれ検出する。すなわち、１個のＳＱＵ
ＩＤセンサについて検査用磁場発生コイルの数に、各検
査用磁場発生コイルから発生させる磁場の方向の数を掛
け合わせた数の検出値を検出する。次に、各ＳＱＵＩＤ
センサごとに、検出した各検査用磁場発生用コイルに対
応した各検出値と、デュワーの３次元座標系に対するＳ
ＱＵＩＤセンサの検出コイル群の位置、方向を仮定し、
各検査用磁場発生コイルから発生された磁場に対して、
既知の磁束／電圧変換係数を用いて計算により求められ
る検出仮定値との２乗誤差を求める。この２乗誤差を最
小にするように検出コイル群の位置、方向を仮定して、
２乗誤差が最小となる場合に仮定した検出コイル群のデ
ュワーの３次元座標系に対する位置、方向をデュワーの
３次元座標系に対するその検出コイル群の位置、方向と
して推定する。なお、検出コイル群とは、ＳＱＵＩＤセ
ンサをＳＱＵＩＤと検出コイルとで構成している場合に
は検出コイルを示し、ＳＱＵＩＤと検出コイルおよび補
償コイルとで構成されている場合には検出コイルと補償
コイルを示す。従って、検出コイル群が検出コイルのみ
を示す場合には、その検出コイルの位置、方向を推定
し、検出コイル群が検出コイルと補償コイルとを示す場
合には、検出コイルと補償コイルの位置、方向を仮定す
るので、検出コイルの位置、方向のみならず、補償コイ
ルの位置、方向も同時に推定することになる。よって、
推定された検出コイル群から、検出コイルの位置、方向
を推定することができる。他の検出コイルについても、
同様にしてデュワーの３次元座標系に対する各検出コイ
ルの位置、方向をそれぞれ個別に推定することができ
る。
ち、デュワーを基準とした３次元座標系に対して既知の
位置、方向に配置された既知形状の複数個の検査用磁場
発生コイルにそれぞれ別個に既知電流を供給して検査用
の磁場を発生させて、複数個の各ＳＱＵＩＤセンサごと
に、各検査用磁場発生コイルから発生された磁場に対す
る検出値をそれぞれ検出する。すなわち、１個のＳＱＵ
ＩＤセンサについて検査用磁場発生コイルの数に、各検
査用磁場発生コイルから発生させる磁場の方向の数を掛
け合わせた数の検出値を検出する。次に、各ＳＱＵＩＤ
センサごとに、検出した各検査用磁場発生用コイルに対
応した各検出値と、デュワーの３次元座標系に対するＳ
ＱＵＩＤセンサの検出コイル群の位置、方向を仮定し、
各検査用磁場発生コイルから発生された磁場に対して、
既知の磁束／電圧変換係数を用いて計算により求められ
る検出仮定値との２乗誤差を求める。この２乗誤差を最
小にするように検出コイル群の位置、方向を仮定して、
２乗誤差が最小となる場合に仮定した検出コイル群のデ
ュワーの３次元座標系に対する位置、方向をデュワーの
３次元座標系に対するその検出コイル群の位置、方向と
して推定する。なお、検出コイル群とは、ＳＱＵＩＤセ
ンサをＳＱＵＩＤと検出コイルとで構成している場合に
は検出コイルを示し、ＳＱＵＩＤと検出コイルおよび補
償コイルとで構成されている場合には検出コイルと補償
コイルを示す。従って、検出コイル群が検出コイルのみ
を示す場合には、その検出コイルの位置、方向を推定
し、検出コイル群が検出コイルと補償コイルとを示す場
合には、検出コイルと補償コイルの位置、方向を仮定す
るので、検出コイルの位置、方向のみならず、補償コイ
ルの位置、方向も同時に推定することになる。よって、
推定された検出コイル群から、検出コイルの位置、方向
を推定することができる。他の検出コイルについても、
同様にしてデュワーの３次元座標系に対する各検出コイ
ルの位置、方向をそれぞれ個別に推定することができ
る。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。この実施例では、図１に示すように７チャネ
ルのＳＱＵＩＤセンサの各検出コイル４ａ〜４ｇの位
置、方向を３個の既知形状の検査用磁場発生コイル６ａ
〜６ｃを用いて計測する場合について説明する。
説明する。この実施例では、図１に示すように７チャネ
ルのＳＱＵＩＤセンサの各検出コイル４ａ〜４ｇの位
置、方向を３個の既知形状の検査用磁場発生コイル６ａ
〜６ｃを用いて計測する場合について説明する。
【００１２】この計測の手順は、まず、デュワー２の３
次元座標系に対する各検査用磁場発生コイル６ａ〜６ｃ
の位置、方向を特定し、次に各検査用磁場発生コイル６
ａ〜６ｃに既知電流を供給して、それぞれ検査用の磁場
を発生させ、その磁場を各ＳＱＵＩＤセンサで検出す
る。そして、各ＳＱＵＩＤセンサごとに、検出した各検
査用磁場発生用コイル６ａ〜６ｃに対応した各検出値
と、デュワー２の３次元座標系に対するＳＱＵＩＤセン
サの検出コイルと補償コイルとの位置、方向を仮定し
て、各検査用磁場発生コイル６ａ〜６ｃから発生された
磁場に対して、既知の磁束／電圧変換係数を用いて計算
により求められる検出仮定値との２乗誤差を求め、この
２乗誤差を最小にするように検出コイル等の位置、方向
を仮定して、２乗誤差が最小となる場合に仮定した検出
コイル等のデュワー２の３次元座標系に対する位置、方
向からデュワー２の３次元座標系に対するその検出コイ
ルの位置、方向を推定する。
次元座標系に対する各検査用磁場発生コイル６ａ〜６ｃ
の位置、方向を特定し、次に各検査用磁場発生コイル６
ａ〜６ｃに既知電流を供給して、それぞれ検査用の磁場
を発生させ、その磁場を各ＳＱＵＩＤセンサで検出す
る。そして、各ＳＱＵＩＤセンサごとに、検出した各検
査用磁場発生用コイル６ａ〜６ｃに対応した各検出値
と、デュワー２の３次元座標系に対するＳＱＵＩＤセン
サの検出コイルと補償コイルとの位置、方向を仮定し
て、各検査用磁場発生コイル６ａ〜６ｃから発生された
磁場に対して、既知の磁束／電圧変換係数を用いて計算
により求められる検出仮定値との２乗誤差を求め、この
２乗誤差を最小にするように検出コイル等の位置、方向
を仮定して、２乗誤差が最小となる場合に仮定した検出
コイル等のデュワー２の３次元座標系に対する位置、方
向からデュワー２の３次元座標系に対するその検出コイ
ルの位置、方向を推定する。
【００１３】上述の計測手順の詳細を以下に説明する。
まず、デュワー２の３次元座標系に対する各検査用磁場
発生コイル６ａ〜６ｃの位置、方向を特定する。図１の
ように、直交３軸ｘ、ｙ、ｚの各方向に磁場を形成する
発信器１をデュワー２の外側面の適当な位置に取り付け
る。
まず、デュワー２の３次元座標系に対する各検査用磁場
発生コイル６ａ〜６ｃの位置、方向を特定する。図１の
ように、直交３軸ｘ、ｙ、ｚの各方向に磁場を形成する
発信器１をデュワー２の外側面の適当な位置に取り付け
る。
【００１４】次に、発信器１からの各磁場の大きさをそ
れぞれ受信するコイルを内蔵したスタイラス型受信器３
の先端で、デュワー２の適当な指標点Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３
を指定し、発信器１の３次元座標系に対するデュワー２
の３次元座標を入力する。スタイラス型受信器３は受信
した各方向の磁場の大きさを基に、発信器１から内蔵コ
イルまでの距離、すなわち、発信器１の３次元座標系で
の位置を知り、その位置を先端の指定点の位置に変換し
て、先端指定点の位置を求めることができるものであ
る。これにより、発信器１の３次元座標系（ｘ−ｙ−
ｚ）におけるデュワー２の３点Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の位
置、すなわち、デュワー２の座標系Ｘ−Ｙ−Ｚの位置関
係を求めておく。
れぞれ受信するコイルを内蔵したスタイラス型受信器３
の先端で、デュワー２の適当な指標点Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３
を指定し、発信器１の３次元座標系に対するデュワー２
の３次元座標を入力する。スタイラス型受信器３は受信
した各方向の磁場の大きさを基に、発信器１から内蔵コ
イルまでの距離、すなわち、発信器１の３次元座標系で
の位置を知り、その位置を先端の指定点の位置に変換し
て、先端指定点の位置を求めることができるものであ
る。これにより、発信器１の３次元座標系（ｘ−ｙ−
ｚ）におけるデュワー２の３点Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の位
置、すなわち、デュワー２の座標系Ｘ−Ｙ−Ｚの位置関
係を求めておく。
【００１５】同様にして、各検査用磁場発生コイル６ａ
〜６ｃの各指標点（Ｆａ１、Ｆａ２、Ｆａ３）、（Ｆｂ
１、Ｆｂ２、Ｆｂ３）、（Ｆｃ１、Ｆｃ２、Ｆｃ３）を
各検査用磁場発生コイル６ａ〜６ｃごとに、スタイラス
型受信器３で指定し、発信器１の３次元座標系（ｘ−ｙ
−ｚ）における各指標点（Ｆａ１、Ｆａ２、Ｆａ３）、
（Ｆｂ１、Ｆｂ２、Ｆｂ３）、（Ｆｃ１、Ｆｃ２、Ｆｃ
３）の位置、すなわち、各検査用磁場発生コイル６ａ〜
６ｃの座標系（Ｘa −Ｙa −Ｚa ）、（Ｘb −Ｙb −Ｚ
b ）、（Ｘc −Ｙc −Ｚc ）の位置関係を求める。そし
て、先に求めておいた発信器１の座標系（ｘ−ｙ−ｚ）
に対するデュワー２の座標系（Ｘ−Ｙ−Ｚ）との位置関
係から、デュワー２の座標系（Ｘ−Ｙ−Ｚ）に対する各
検査用磁場発生コイル６ａ〜６ｃの座標系（Ｘa −Ｙa
−Ｚa ）、（Ｘb −Ｙb −Ｚb ）、（Ｘc −Ｙc −
Ｚc ）の位置関係を求め、デュワー２の座標系（Ｘ−Ｙ
−Ｚ）に対する各検査用磁場発生コイル６ａ〜６ｃの位
置、方向を特定する。
〜６ｃの各指標点（Ｆａ１、Ｆａ２、Ｆａ３）、（Ｆｂ
１、Ｆｂ２、Ｆｂ３）、（Ｆｃ１、Ｆｃ２、Ｆｃ３）を
各検査用磁場発生コイル６ａ〜６ｃごとに、スタイラス
型受信器３で指定し、発信器１の３次元座標系（ｘ−ｙ
−ｚ）における各指標点（Ｆａ１、Ｆａ２、Ｆａ３）、
（Ｆｂ１、Ｆｂ２、Ｆｂ３）、（Ｆｃ１、Ｆｃ２、Ｆｃ
３）の位置、すなわち、各検査用磁場発生コイル６ａ〜
６ｃの座標系（Ｘa −Ｙa −Ｚa ）、（Ｘb −Ｙb −Ｚ
b ）、（Ｘc −Ｙc −Ｚc ）の位置関係を求める。そし
て、先に求めておいた発信器１の座標系（ｘ−ｙ−ｚ）
に対するデュワー２の座標系（Ｘ−Ｙ−Ｚ）との位置関
係から、デュワー２の座標系（Ｘ−Ｙ−Ｚ）に対する各
検査用磁場発生コイル６ａ〜６ｃの座標系（Ｘa −Ｙa
−Ｚa ）、（Ｘb −Ｙb −Ｚb ）、（Ｘc −Ｙc −
Ｚc ）の位置関係を求め、デュワー２の座標系（Ｘ−Ｙ
−Ｚ）に対する各検査用磁場発生コイル６ａ〜６ｃの位
置、方向を特定する。
【００１６】次に、各検査用磁場発生コイル６ａ〜６ｃ
に既知電流を供給して、それぞれ検査用の磁場を発生さ
せ、その磁場をＳＱＵＩＤセンサで検出する。各検査用
磁場発生コイル６ａ〜６ｃは、磁場発生コイル選択駆動
制御装置７によって、個別に、かつ、それぞれの方向に
検査用の磁場を発生させるように制御されている。例え
ば、検査用磁場発生コイル６ａのＸa 方向の磁場のみを
発生し、次に検査用磁場発生コイル６ａのＹa 方向の磁
場のみを発生するように切り替え、さらに、検査用磁場
発生コイル６ａのＺa 方向の磁場のみを発生するように
切り替える。そして、検査用磁場発生コイル６ｂの
Ｘb 、Ｙb 、Ｚb の各磁場のみを順次発生させるように
切り替え、さらに、検査用磁場発生コイル６ｃのＸc、
Ｙc 、Ｚc の各磁場のみを順次発生させるように切り替
える。このとき、検査用の磁場を発生させるために、磁
場発生コイル選択駆動制御装置７からは各検査用磁場発
生コイル６ａ〜６ｃに所定の電流量が供給される。な
お、この所定の電流量は、後述する検出仮定値の算出に
用いられる値である。
に既知電流を供給して、それぞれ検査用の磁場を発生さ
せ、その磁場をＳＱＵＩＤセンサで検出する。各検査用
磁場発生コイル６ａ〜６ｃは、磁場発生コイル選択駆動
制御装置７によって、個別に、かつ、それぞれの方向に
検査用の磁場を発生させるように制御されている。例え
ば、検査用磁場発生コイル６ａのＸa 方向の磁場のみを
発生し、次に検査用磁場発生コイル６ａのＹa 方向の磁
場のみを発生するように切り替え、さらに、検査用磁場
発生コイル６ａのＺa 方向の磁場のみを発生するように
切り替える。そして、検査用磁場発生コイル６ｂの
Ｘb 、Ｙb 、Ｚb の各磁場のみを順次発生させるように
切り替え、さらに、検査用磁場発生コイル６ｃのＸc、
Ｙc 、Ｚc の各磁場のみを順次発生させるように切り替
える。このとき、検査用の磁場を発生させるために、磁
場発生コイル選択駆動制御装置７からは各検査用磁場発
生コイル６ａ〜６ｃに所定の電流量が供給される。な
お、この所定の電流量は、後述する検出仮定値の算出に
用いられる値である。
【００１７】そして、各検査用磁場発生コイル６ａ〜６
ｃごと、それぞれの方向ごとに順次発生された検査用の
磁場は、各ＳＱＵＩＤセンサでそれぞれ検出され、検出
値は保存される。なお、この検出値は電圧値で検出され
る。すなわち、各検出コイル４ａ〜４ｇではそれぞれ検
査用磁場発生コイル６ａのＸa 、Ｙa 、Ｚa 方向の検査
用磁場の各検出値、検査用磁場発生コイル６ｂのＸb 、
Ｙb 、Ｚb 方向の検査用磁場の各検出値、検査用磁場発
生コイル６ｃのＸc 、Ｙc 、Ｚc 方向の検査用磁場の各
検出値の合計９個の検出値を電圧値で検出することにな
る。例えば、検出コイル４ａでは、Ｖｍa1〜Ｖｍa9の検
出値を検出する。なお、 Ｖｍa1は、検査用磁場発生コイル６ａのＸa 方向の検査
用磁場の検出値 Ｖｍa2は、検査用磁場発生コイル６ａのＹa 方向の検査
用磁場の検出値 Ｖｍa3は、検査用磁場発生コイル６ａのＺa 方向の検査
用磁場の検出値 Ｖｍa4は、検査用磁場発生コイル６ｂのＸb 方向の検査
用磁場の検出値 Ｖｍa5は、検査用磁場発生コイル６ｂのＹb 方向の検査
用磁場の検出値 Ｖｍa6は、検査用磁場発生コイル６ｂのＺb 方向の検査
用磁場の検出値 Ｖｍa7は、検査用磁場発生コイル６ｃのＸc 方向の検査
用磁場の検出値 Ｖｍa8は、検査用磁場発生コイル６ｃのＹc 方向の検査
用磁場の検出値 Ｖｍa9は、検査用磁場発生コイル６ｃのＺc 方向の検査
用磁場の検出値 をそれぞれ示す。
ｃごと、それぞれの方向ごとに順次発生された検査用の
磁場は、各ＳＱＵＩＤセンサでそれぞれ検出され、検出
値は保存される。なお、この検出値は電圧値で検出され
る。すなわち、各検出コイル４ａ〜４ｇではそれぞれ検
査用磁場発生コイル６ａのＸa 、Ｙa 、Ｚa 方向の検査
用磁場の各検出値、検査用磁場発生コイル６ｂのＸb 、
Ｙb 、Ｚb 方向の検査用磁場の各検出値、検査用磁場発
生コイル６ｃのＸc 、Ｙc 、Ｚc 方向の検査用磁場の各
検出値の合計９個の検出値を電圧値で検出することにな
る。例えば、検出コイル４ａでは、Ｖｍa1〜Ｖｍa9の検
出値を検出する。なお、 Ｖｍa1は、検査用磁場発生コイル６ａのＸa 方向の検査
用磁場の検出値 Ｖｍa2は、検査用磁場発生コイル６ａのＹa 方向の検査
用磁場の検出値 Ｖｍa3は、検査用磁場発生コイル６ａのＺa 方向の検査
用磁場の検出値 Ｖｍa4は、検査用磁場発生コイル６ｂのＸb 方向の検査
用磁場の検出値 Ｖｍa5は、検査用磁場発生コイル６ｂのＹb 方向の検査
用磁場の検出値 Ｖｍa6は、検査用磁場発生コイル６ｂのＺb 方向の検査
用磁場の検出値 Ｖｍa7は、検査用磁場発生コイル６ｃのＸc 方向の検査
用磁場の検出値 Ｖｍa8は、検査用磁場発生コイル６ｃのＹc 方向の検査
用磁場の検出値 Ｖｍa9は、検査用磁場発生コイル６ｃのＺc 方向の検査
用磁場の検出値 をそれぞれ示す。
【００１８】次に、各ＳＱＵＩＤセンサごとに、デュワ
ー２の３次元座標系に対するＳＱＵＩＤセンサの検出コ
イルと補償コイル（例えば、検出コイル４ａと補償コイ
ル５ａ）との位置、方向を仮定して各検査用磁場発生コ
イル６ａ〜６ｃのそれぞれの方向から発生された磁場に
対する検出仮定値を算出する。
ー２の３次元座標系に対するＳＱＵＩＤセンサの検出コ
イルと補償コイル（例えば、検出コイル４ａと補償コイ
ル５ａ）との位置、方向を仮定して各検査用磁場発生コ
イル６ａ〜６ｃのそれぞれの方向から発生された磁場に
対する検出仮定値を算出する。
【００１９】これを、検出コイル４ａを例に採り、図２
を参照して説明する。この実施例の各ＳＱＵＩＤセンサ
には、外部磁場によるノイズを打ち消して、検出コイル
で特定の磁場を検出するために、図２の検出コイル４ａ
に対して差動結合された補償コイル５ａに示すように、
それぞれ補償コイルが設けられている。この検出コイル
４ａと補償コイル５ａとのデュワー２の３次元座標系に
対する位置、方向を、例えば、図２の実線で示すように
仮定（例えば、最初は、設計に基づいて、検出コイル４
ａ等の位置を仮定）して、まず、検査用磁場発生コイル
６ａのＸa 方向に上述した所定の電流量で検査用磁場が
発生されたと仮定した場合に検出される検出仮定値Ｖｆ
a1を次式（１）で算出する。 Ｖｆa1 ＝ （Ｂd1、ｎ）÷ｋ−（ＢC1、ｎ）÷ｋ … （１）
を参照して説明する。この実施例の各ＳＱＵＩＤセンサ
には、外部磁場によるノイズを打ち消して、検出コイル
で特定の磁場を検出するために、図２の検出コイル４ａ
に対して差動結合された補償コイル５ａに示すように、
それぞれ補償コイルが設けられている。この検出コイル
４ａと補償コイル５ａとのデュワー２の３次元座標系に
対する位置、方向を、例えば、図２の実線で示すように
仮定（例えば、最初は、設計に基づいて、検出コイル４
ａ等の位置を仮定）して、まず、検査用磁場発生コイル
６ａのＸa 方向に上述した所定の電流量で検査用磁場が
発生されたと仮定した場合に検出される検出仮定値Ｖｆ
a1を次式（１）で算出する。 Ｖｆa1 ＝ （Ｂd1、ｎ）÷ｋ−（ＢC1、ｎ）÷ｋ … （１）
【００２０】ここで、ｋは、磁束／電圧変換係数であ
り、検出コイル４ａと補償コイル５ａの形状、位置、方
向等により特定され、検出磁場の電圧値への変換の割合
を決める係数である。この磁束／電圧変換係数は、例え
ば設計時に決定されたものを用いる。また、Ｂd1は、検
査用磁場発生コイル６ａのＸa 方向に発生された磁場の
検出コイル４ａの所定の１点（例えば、中心点）での磁
場ベクトルを示し、ＢC1は、検査用磁場発生コイル６ａ
のＸa 方向に発生された磁場の補償コイル５ａの所定の
１点（例えば、中心点）での磁場ベクトルを示す。さら
に、ｎは、検出コイル４ａのコイル面に垂直な方向のベ
クトルを示し、（Ｂd1、ｎ）は、Ｂd1とｎとの内積を、
（ＢC1、ｎ）は、ＢC1とｎとの内積をそれぞれ示すもの
である。なお、検査用磁場発生コイル６ａのデュワー２
の３次元座標系に対する位置、方向は、上述のように特
定されているので、仮定した検出コイル４ａ等と、検査
用磁場発生コイル６ａとの位置、方向関係は特定され、
その関係に基づいて、Ｂd1とＢC1とが特定される。ま
た、簡単のため、検出コイル４ａと補償コイル５ａとの
コイル面はそれぞれ平行であるとする。
り、検出コイル４ａと補償コイル５ａの形状、位置、方
向等により特定され、検出磁場の電圧値への変換の割合
を決める係数である。この磁束／電圧変換係数は、例え
ば設計時に決定されたものを用いる。また、Ｂd1は、検
査用磁場発生コイル６ａのＸa 方向に発生された磁場の
検出コイル４ａの所定の１点（例えば、中心点）での磁
場ベクトルを示し、ＢC1は、検査用磁場発生コイル６ａ
のＸa 方向に発生された磁場の補償コイル５ａの所定の
１点（例えば、中心点）での磁場ベクトルを示す。さら
に、ｎは、検出コイル４ａのコイル面に垂直な方向のベ
クトルを示し、（Ｂd1、ｎ）は、Ｂd1とｎとの内積を、
（ＢC1、ｎ）は、ＢC1とｎとの内積をそれぞれ示すもの
である。なお、検査用磁場発生コイル６ａのデュワー２
の３次元座標系に対する位置、方向は、上述のように特
定されているので、仮定した検出コイル４ａ等と、検査
用磁場発生コイル６ａとの位置、方向関係は特定され、
その関係に基づいて、Ｂd1とＢC1とが特定される。ま
た、簡単のため、検出コイル４ａと補償コイル５ａとの
コイル面はそれぞれ平行であるとする。
【００２１】すなわち、検査用磁場発生コイル６ａのＸ
a 方向に発生された磁場の検出コイル４ａで検出する磁
場から補償コイル５ａで打ち消される磁場を引いて、計
測される電圧値を算出するものである。なお、上述の式
（１）は、簡単のためにコイル面積を考慮しない場合の
算出式を示したものである。コイル面積を考慮すれば、
そのコイル面を通過する磁束について、コイル面の全て
の垂直成分を算出するようにすればよい。
a 方向に発生された磁場の検出コイル４ａで検出する磁
場から補償コイル５ａで打ち消される磁場を引いて、計
測される電圧値を算出するものである。なお、上述の式
（１）は、簡単のためにコイル面積を考慮しない場合の
算出式を示したものである。コイル面積を考慮すれば、
そのコイル面を通過する磁束について、コイル面の全て
の垂直成分を算出するようにすればよい。
【００２２】同様にして、検査用磁場発生コイル６ａの
Ｙa 、Ｚa 方向の検査用磁場、検査用磁場発生コイル６
ｂのＸb 、Ｙb 、Ｚb 方向の検査用磁場、検査用磁場発
生コイル６ｃのＸc 、Ｙc 、Ｚc 方向の検査用磁場が発
生されたと仮定した場合に検出される検出仮定値Ｖｆa2
〜Ｖｆa9を算出する。
Ｙa 、Ｚa 方向の検査用磁場、検査用磁場発生コイル６
ｂのＸb 、Ｙb 、Ｚb 方向の検査用磁場、検査用磁場発
生コイル６ｃのＸc 、Ｙc 、Ｚc 方向の検査用磁場が発
生されたと仮定した場合に検出される検出仮定値Ｖｆa2
〜Ｖｆa9を算出する。
【００２３】そして、検出した各検査用磁場発生用コイ
ル６ａ〜６ｃに対応した各検出値Ｖｍa1〜Ｖｍa9と、デ
ュワー２の３次元座標系に対する検出コイル４ａ等の位
置、方向を仮定して、各検査用磁場発生コイル６ａ〜６
ｃから発生された磁場に対して、計算により求められる
検出仮定値Ｖｆa1〜Ｖｆa9との２乗誤差ｆを次式（２）
のように求める。 ｆ ＝ Σ（Ｖｍaj−Ｖｆaj）2 （但し、ｊ＝１〜９） … （２）
ル６ａ〜６ｃに対応した各検出値Ｖｍa1〜Ｖｍa9と、デ
ュワー２の３次元座標系に対する検出コイル４ａ等の位
置、方向を仮定して、各検査用磁場発生コイル６ａ〜６
ｃから発生された磁場に対して、計算により求められる
検出仮定値Ｖｆa1〜Ｖｆa9との２乗誤差ｆを次式（２）
のように求める。 ｆ ＝ Σ（Ｖｍaj−Ｖｆaj）2 （但し、ｊ＝１〜９） … （２）
【００２４】このようにして、算出した２乗誤差ｆに基
づいて、例えば、最急降下法やニュートン・ラプソン法
等により、２乗誤差ｆが最小となる場合の検出コイル４
ａと補償コイル５ａとのデュワー２の３次元座標系に対
する位置、方向を、例えば、図２の二点鎖線で示すよう
に順次仮定して、その位置、方向において２乗誤差ｆを
算出する。そして、２乗誤差ｆが最小となる場合に仮定
した検出コイル４ａ、補償コイル５ａのデュワー２の３
次元座標系に対する位置、方向をデュワー２の３次元座
標系に対するその検出コイル４ａ、補償コイル５ａの位
置、方向と推定して求める。従って、検出コイル４ａの
位置、方向を求めることができる。上述の方法により、
デュワー２の３次元座標系に対する他の検出コイル４ｂ
〜４ｇと各検出コイル４ｂ〜４ｇに差動結合された各補
償コイルの位置、方向を推定して求めることができ、従
って、各検出コイル４ｂ〜４ｇの位置、方向を求めるこ
とができる。
づいて、例えば、最急降下法やニュートン・ラプソン法
等により、２乗誤差ｆが最小となる場合の検出コイル４
ａと補償コイル５ａとのデュワー２の３次元座標系に対
する位置、方向を、例えば、図２の二点鎖線で示すよう
に順次仮定して、その位置、方向において２乗誤差ｆを
算出する。そして、２乗誤差ｆが最小となる場合に仮定
した検出コイル４ａ、補償コイル５ａのデュワー２の３
次元座標系に対する位置、方向をデュワー２の３次元座
標系に対するその検出コイル４ａ、補償コイル５ａの位
置、方向と推定して求める。従って、検出コイル４ａの
位置、方向を求めることができる。上述の方法により、
デュワー２の３次元座標系に対する他の検出コイル４ｂ
〜４ｇと各検出コイル４ｂ〜４ｇに差動結合された各補
償コイルの位置、方向を推定して求めることができ、従
って、各検出コイル４ｂ〜４ｇの位置、方向を求めるこ
とができる。
【００２５】なお、上述のようにしてデュワー２の３次
元座標系に対する検出コイルの位置、方向が求まれば、
例えば、本願の出願人が特願平2-416142において提案し
ている方法を用いてデュワー２の３次元座標系に対する
生体の位置を特定することにより、生体活動電流源の位
置，大きさ，方向をＳＱＵＩＤセンサで正確に計測する
ことができ、また、計測された生体活動電流源を、Ｘ線
ＣＴ装置やＭＲＩ装置などで撮像された体内断層像上の
正確な位置に表示することが可能となる。
元座標系に対する検出コイルの位置、方向が求まれば、
例えば、本願の出願人が特願平2-416142において提案し
ている方法を用いてデュワー２の３次元座標系に対する
生体の位置を特定することにより、生体活動電流源の位
置，大きさ，方向をＳＱＵＩＤセンサで正確に計測する
ことができ、また、計測された生体活動電流源を、Ｘ線
ＣＴ装置やＭＲＩ装置などで撮像された体内断層像上の
正確な位置に表示することが可能となる。
【００２６】また、上述の実施例では、３個の検査用磁
場発生コイルを用いた場合を説明したが、検査用磁場発
生コイルの数を増やし、種々の位置、方向から検査用の
磁場を発生させれば、より精度よく検出コイルの位置、
方向を推定することができる。
場発生コイルを用いた場合を説明したが、検査用磁場発
生コイルの数を増やし、種々の位置、方向から検査用の
磁場を発生させれば、より精度よく検出コイルの位置、
方向を推定することができる。
【００２７】さらに、上述の実施例では、７チャネルの
ＳＱＵＩＤセンサを例に採り説明したが、実施例でも説
明したように、各検出コイルごとに計算によりその位
置、方向を推定するので、チャネル数が増えても、全て
の検出コイルの位置、方向をそれぞれ推定することがで
きる。
ＳＱＵＩＤセンサを例に採り説明したが、実施例でも説
明したように、各検出コイルごとに計算によりその位
置、方向を推定するので、チャネル数が増えても、全て
の検出コイルの位置、方向をそれぞれ推定することがで
きる。
【００２８】また、上述の実施例では、ＳＱＵＩＤと検
出コイルおよび補償コイルで構成するＳＱＵＩＤセンサ
を例に採り説明したが、ＳＱＵＩＤと検出コイルで構成
されるＳＱＵＩＤセンサの場合でも、同様にして検出コ
イルの位置、方向を推定することができる。この場合、
検出コイルの位置、方向を仮定して、その検出仮定値の
算出は、式（１）において、補償コイル成分を考慮せず
に算出すればよい。
出コイルおよび補償コイルで構成するＳＱＵＩＤセンサ
を例に採り説明したが、ＳＱＵＩＤと検出コイルで構成
されるＳＱＵＩＤセンサの場合でも、同様にして検出コ
イルの位置、方向を推定することができる。この場合、
検出コイルの位置、方向を仮定して、その検出仮定値の
算出は、式（１）において、補償コイル成分を考慮せず
に算出すればよい。
【００２９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、複数個のＳＱＵＩＤセンサの検出コイルの
デュワーの３次元座標系に対する位置、方向を計算によ
りそれぞれ求めているので、マルチチャネルのＳＱＵＩ
Ｄセンサであっても、Ｘ線撮影により各検出コイルの位
置、方向を求める場合のように、各検出コイルが互いに
干渉し合って各検出コイルの位置、方向を特定できない
というようなこともなく、デュワーの３次元座標系に対
する各検出コイルの位置、方向を特定することができ
る。
明によれば、複数個のＳＱＵＩＤセンサの検出コイルの
デュワーの３次元座標系に対する位置、方向を計算によ
りそれぞれ求めているので、マルチチャネルのＳＱＵＩ
Ｄセンサであっても、Ｘ線撮影により各検出コイルの位
置、方向を求める場合のように、各検出コイルが互いに
干渉し合って各検出コイルの位置、方向を特定できない
というようなこともなく、デュワーの３次元座標系に対
する各検出コイルの位置、方向を特定することができ
る。
【００３０】また、デュワーの３次元座標系に対する各
検出コイルの位置、方向を求めることができるので、デ
ュワーの３次元座標系に対する生体の位置が特定できれ
ば、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置などで撮像された体内断
層像上に、ＳＱＵＩＤセンサで推定された電流源を正確
に表示することができ、患部等の物理的位置の特定など
も可能となる。
検出コイルの位置、方向を求めることができるので、デ
ュワーの３次元座標系に対する生体の位置が特定できれ
ば、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置などで撮像された体内断
層像上に、ＳＱＵＩＤセンサで推定された電流源を正確
に表示することができ、患部等の物理的位置の特定など
も可能となる。
【図１】この発明の一実施例に係るマルチチャネルＳＱ
ＵＩＤセンサの検出コイルの位置、方向の測定例を示し
た図である。
ＵＩＤセンサの検出コイルの位置、方向の測定例を示し
た図である。
【図２】検出コイル、補償コイルによる検査用磁場の検
出状態を説明するための図である。
出状態を説明するための図である。
１ … 発信器 ２ … デュワー ３ … スタイラス型受信器 ４ａ〜４ｇ … 検出コイル ５ａ … 補償コイル ６ａ〜６ｃ … 検査用磁場発生コイル ７ … 磁場発生用コイル選択駆動制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−95337（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−61842（ＪＰ，Ａ) 特公 平５−55126（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平６−34783（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 5/04 - 5/05
Claims (1)
- 【請求項１】 マルチチャネルＳＱＵＩＤセンサを構成
する少なくとも検出コイルの位置および方向測定方法に
おいて、 複数個のＳＱＵＩＤセンサの検出コイル群を収納したデ
ュワーの３次元座標系に対して既知の位置、方向に配置
された既知形状の複数個の検査用磁場発生コイルにそれ
ぞれ別個に既知電流を供給して検査用の磁場を発生させ
て、前記複数個のＳＱＵＩＤセンサごとに、前記各検査
用磁場発生コイルから発生された磁場に対する各検出値
をそれぞれ検出し、 前記各ＳＱＵＩＤセンサごとに、前記ＳＱＵＩＤセンサ
で検出した前記各検査用磁場発生コイルから発生された
磁場に対する各検出値と、前記デュワーの３次元座標系
に対する前記検出コイル群の位置、方向を仮定し、既知
の磁束／電圧変換係数を用いて計算により求められる前
記各検査用磁場発生コイルから発生された磁場に対する
検出仮定値との２乗誤差に基づいて、前記デュワーの３
次元座標系に対する前記ＳＱＵＩＤセンサの各検出コイ
ルの位置、方向を推定して求めることを特徴とするマル
チチャネルＳＱＵＩＤセンサの検出コイルの位置および
方向測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4257289A JP3021992B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | マルチチャネルｓｑｕｉｄセンサの検出コイルの位置および方向測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4257289A JP3021992B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | マルチチャネルｓｑｕｉｄセンサの検出コイルの位置および方向測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0678892A JPH0678892A (ja) | 1994-03-22 |
| JP3021992B2 true JP3021992B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=17304310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4257289A Expired - Fee Related JP3021992B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | マルチチャネルｓｑｕｉｄセンサの検出コイルの位置および方向測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3021992B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6484118B1 (en) * | 2000-07-20 | 2002-11-19 | Biosense, Inc. | Electromagnetic position single axis system |
| US7809421B1 (en) * | 2000-07-20 | 2010-10-05 | Biosense, Inc. | Medical system calibration with static metal compensation |
| US8862200B2 (en) * | 2005-12-30 | 2014-10-14 | DePuy Synthes Products, LLC | Method for determining a position of a magnetic source |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP4257289A patent/JP3021992B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0678892A (ja) | 1994-03-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |