JP3033207B2 - 生体活動電流源解析装置 - Google Patents
生体活動電流源解析装置Info
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- JP3033207B2 JP3033207B2 JP3019499A JP1949991A JP3033207B2 JP 3033207 B2 JP3033207 B2 JP 3033207B2 JP 3019499 A JP3019499 A JP 3019499A JP 1949991 A JP1949991 A JP 1949991A JP 3033207 B2 JP3033207 B2 JP 3033207B2
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、人間の脳において発
生する磁界またはを電位を計測することによって、脳に
おける活動電流源の大きさや位置などを推定する生体活
動電流源解析装置に関する。
生する磁界またはを電位を計測することによって、脳に
おける活動電流源の大きさや位置などを推定する生体活
動電流源解析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＳＱＵＩＤ(Superconducting
Quantum Interference Device：超電導量子干渉型デバ
イス）センサなどの微小な磁気を計測するセンサを用い
て、人体の頭部より発生する微小な磁気を計測し、ある
いは頭部に電極を貼り付けて生体電位などを計測し、こ
れら計測磁界・電位データを解析して、脳の内部の活動
電流源を推定することが行われている。
Quantum Interference Device：超電導量子干渉型デバ
イス）センサなどの微小な磁気を計測するセンサを用い
て、人体の頭部より発生する微小な磁気を計測し、ある
いは頭部に電極を貼り付けて生体電位などを計測し、こ
れら計測磁界・電位データを解析して、脳の内部の活動
電流源を推定することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、頭部よ
り計測した電位・磁界より脳の活動電流源を推定する場
合、原理的に電流源を一意に決定できないため、解析方
法によっては見当外れな結果に終わることもある。その
ため、生理学的または解剖学的にわかっている知識を積
極的に活用する必要のあることが従来より指摘されてい
たが、その具体的方法については何等の提案もなかっ
た。
り計測した電位・磁界より脳の活動電流源を推定する場
合、原理的に電流源を一意に決定できないため、解析方
法によっては見当外れな結果に終わることもある。その
ため、生理学的または解剖学的にわかっている知識を積
極的に活用する必要のあることが従来より指摘されてい
たが、その具体的方法については何等の提案もなかっ
た。
【０００４】この発明は、上記に鑑み、脳の生理学的・
解剖学的な知識を積極的に活用することによって、脳の
内部の活動電流源についての妥当な推定結果が容易かつ
高速に得られるように改善した生体活動電流源解析装置
を提供することを目的とする。
解剖学的な知識を積極的に活用することによって、脳の
内部の活動電流源についての妥当な推定結果が容易かつ
高速に得られるように改善した生体活動電流源解析装置
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による生体活動電流源解析装置において
は、推定計算すべき生体活動電流源の位置を、脳の生理
学的・解剖学的知識や医学的な他の診断結果に基づき、
脳の内部を表す画像上の特定領域に限定することが特徴
となっている。これにより、生理学的・解剖学的知識や
医学的な他の診断結果を推定計算に反映させることがで
き、生理学的・解剖学的知識や断層像についての医学的
診断結果などから見て妥当な結果を得るとともに、短時
間に推定結果を得ることを可能とする。
め、この発明による生体活動電流源解析装置において
は、推定計算すべき生体活動電流源の位置を、脳の生理
学的・解剖学的知識や医学的な他の診断結果に基づき、
脳の内部を表す画像上の特定領域に限定することが特徴
となっている。これにより、生理学的・解剖学的知識や
医学的な他の診断結果を推定計算に反映させることがで
き、生理学的・解剖学的知識や断層像についての医学的
診断結果などから見て妥当な結果を得るとともに、短時
間に推定結果を得ることを可能とする。
【０００６】
【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。この発明の一実施例にかか
る生体活動電流源解析装置では、図１のようなシステム
構成で頭部の磁気計測（脳磁界計測）を行なう。ＳＱＵ
ＩＤセンサ１は被測定生体の磁気を計測するもので、そ
の計測データがデータ収集装置２を介してコンピュータ
３に取り込まれる。一方、生体・ＳＱＵＩＤセンサ相対
位置検出・保持装置４はこの磁気計測中、被測定生体に
対する磁気の計測位置・方向の位置関係を検出し、その
データを保持する。その位置関係データはコンピュータ
３に送られ、磁気計測データと関連付けられる。ＭＲＩ
装置５は被測定生体についての多数のＭＲ断層像を撮像
し、その画像データをオンラインまたはオフラインでコ
ンピュータ３に送る。この画像データは生体内部の幾何
学的構造を表すデータとなる。コンピュータ３は、その
データに基づいて３次元画像を再構成したり、活動電流
源の位置・方向・大きさを推定する計算を行う。表示装
置６はＭＲ画像を表示するとともに、特定のマークで示
される推定された信号源を表示する。記録装置７はＭＲ
画像データや推定結果を記録する。
照しながら詳細に説明する。この発明の一実施例にかか
る生体活動電流源解析装置では、図１のようなシステム
構成で頭部の磁気計測（脳磁界計測）を行なう。ＳＱＵ
ＩＤセンサ１は被測定生体の磁気を計測するもので、そ
の計測データがデータ収集装置２を介してコンピュータ
３に取り込まれる。一方、生体・ＳＱＵＩＤセンサ相対
位置検出・保持装置４はこの磁気計測中、被測定生体に
対する磁気の計測位置・方向の位置関係を検出し、その
データを保持する。その位置関係データはコンピュータ
３に送られ、磁気計測データと関連付けられる。ＭＲＩ
装置５は被測定生体についての多数のＭＲ断層像を撮像
し、その画像データをオンラインまたはオフラインでコ
ンピュータ３に送る。この画像データは生体内部の幾何
学的構造を表すデータとなる。コンピュータ３は、その
データに基づいて３次元画像を再構成したり、活動電流
源の位置・方向・大きさを推定する計算を行う。表示装
置６はＭＲ画像を表示するとともに、特定のマークで示
される推定された信号源を表示する。記録装置７はＭＲ
画像データや推定結果を記録する。
【０００７】まず、ＳＱＵＩＤセンサ１を用いて脳磁界
の計測を行うとともに、頭部に対する磁界計測点・方向
の位置関係を生体・ＳＱＵＩＤセンサ相対位置・検出保
持装置４により測定する。
の計測を行うとともに、頭部に対する磁界計測点・方向
の位置関係を生体・ＳＱＵＩＤセンサ相対位置・検出保
持装置４により測定する。
【０００８】他方、これとは別に、あらかじめＭＲＩ装
置５を用いて頭部の多層スライスのＭＲ像を撮像し、そ
のデータをコンピュータ３に取り込んでおく。そして、
その断層像を表示装置６に表示する。あるいはコンピュ
ータ３により断層像データから３次元画像を再構成し表
示装置６で表示する。大脳は各領域ごとにその各機能を
分担しており、たとえば運動前野、体運動野、運動性言
語中枢、視覚中枢、体知覚中枢、聴覚性言語中枢、視覚
性言語中枢、視覚中枢などの各機能領域に分けられてい
る。そこで、このあらかじめ分かっている生理学的・解
剖学的知識を参考にして、被検者に与えた刺激に関連す
る機能領域あるいはあらかじめ分かっている症状から特
定される病巣の領域を、マウス（あるいはトラックボー
ル）などのポインティングデバイス（図示しない）を用
いて、表示装置６に示された画像上で指定する。
置５を用いて頭部の多層スライスのＭＲ像を撮像し、そ
のデータをコンピュータ３に取り込んでおく。そして、
その断層像を表示装置６に表示する。あるいはコンピュ
ータ３により断層像データから３次元画像を再構成し表
示装置６で表示する。大脳は各領域ごとにその各機能を
分担しており、たとえば運動前野、体運動野、運動性言
語中枢、視覚中枢、体知覚中枢、聴覚性言語中枢、視覚
性言語中枢、視覚中枢などの各機能領域に分けられてい
る。そこで、このあらかじめ分かっている生理学的・解
剖学的知識を参考にして、被検者に与えた刺激に関連す
る機能領域あるいはあらかじめ分かっている症状から特
定される病巣の領域を、マウス（あるいはトラックボー
ル）などのポインティングデバイス（図示しない）を用
いて、表示装置６に示された画像上で指定する。
【０００９】この画像上で指定された範囲内で電流源を
推定する。すなわち、図２に示すフローチャートのよう
に、計測した脳磁界データから等磁界地図を作成し、そ
の等磁界地図の最大点、最小点を求め、それから仮想電
流源の初期値を算出する。そして、その初期値が上記で
指定した診断対象範囲内にあるかどうかを調べる。初期
値が指定対象範囲内になければ、等磁界地図上の最大
点、最小点の指定をし直す。
推定する。すなわち、図２に示すフローチャートのよう
に、計測した脳磁界データから等磁界地図を作成し、そ
の等磁界地図の最大点、最小点を求め、それから仮想電
流源の初期値を算出する。そして、その初期値が上記で
指定した診断対象範囲内にあるかどうかを調べる。初期
値が指定対象範囲内になければ、等磁界地図上の最大
点、最小点の指定をし直す。
【００１０】つぎに、指定し直した等磁界地図の最大
点、最小点から仮想電流源を求め、その仮想電流源がつ
くる脳磁界分布を計算する。この算出した脳磁界分布
と、実際に測定した脳磁界分布との一致度を調べる。こ
の一致度としては、自乗誤差平均などを使用し、その値
がある値よりも小さくなったとき活動電流源が推定でき
たとする。一致度が悪い場合には、一致度が良好になる
方向に活動電流源を移動させ、再び脳磁界分布を求めて
脳磁界分布の実測値と比較して一致度を調べる。このと
き、一致度が小さくなる方向は一意に決まっているわけ
ではないので、さまざまに変化させてみる必要がある
が、仮想活動電流源が上記の診断対象範囲内に限るよ
う、仮想活動電流源の移動方向・移動量を定める。これ
を繰り返すことにより一致度の良好な仮想活動電流源を
探し出す。
点、最小点から仮想電流源を求め、その仮想電流源がつ
くる脳磁界分布を計算する。この算出した脳磁界分布
と、実際に測定した脳磁界分布との一致度を調べる。こ
の一致度としては、自乗誤差平均などを使用し、その値
がある値よりも小さくなったとき活動電流源が推定でき
たとする。一致度が悪い場合には、一致度が良好になる
方向に活動電流源を移動させ、再び脳磁界分布を求めて
脳磁界分布の実測値と比較して一致度を調べる。このと
き、一致度が小さくなる方向は一意に決まっているわけ
ではないので、さまざまに変化させてみる必要がある
が、仮想活動電流源が上記の診断対象範囲内に限るよ
う、仮想活動電流源の移動方向・移動量を定める。これ
を繰り返すことにより一致度の良好な仮想活動電流源を
探し出す。
【００１１】このような処理により、仮想活動電流源位
置をあらかじめ定めた診断対象範囲内に限定しているた
め、検討外れな結果を避けることができるとともに、一
致度の良好な仮想活動電流源を探し出すまでに要する仮
想電流源の移動回数を少なくすることができ、短時間に
推定結果を得ることができる。
置をあらかじめ定めた診断対象範囲内に限定しているた
め、検討外れな結果を避けることができるとともに、一
致度の良好な仮想活動電流源を探し出すまでに要する仮
想電流源の移動回数を少なくすることができ、短時間に
推定結果を得ることができる。
【００１２】なお、このような処理を行うとき、表示装
置６に表示されたＭＲ断層像や３次元画像に機能領域ご
との色分けを施してカラー表示し、その上に等磁界地図
より得た仮想電流源の初期値を表示すれば、設定し直す
場合に対象診断領域内に入る電流源を見つけ易い。ま
た、仮想電流源の推定結果を機能領域とともに表示する
ようにすれば、その診断上の意味を明瞭に把握すること
ができる。
置６に表示されたＭＲ断層像や３次元画像に機能領域ご
との色分けを施してカラー表示し、その上に等磁界地図
より得た仮想電流源の初期値を表示すれば、設定し直す
場合に対象診断領域内に入る電流源を見つけ易い。ま
た、仮想電流源の推定結果を機能領域とともに表示する
ようにすれば、その診断上の意味を明瞭に把握すること
ができる。
【００１３】
【発明の効果】以上実施例について説明したように、こ
の発明の生体活動電流源解析装置によれば、脳の内部を
表す画像上の特定領域内に活動電流源の推定位置を限定
して、電流源を求める計算を行っているため、脳より実
際に測定した電位または磁界の分布とよく一致する分布
を示す仮想活動電流源のなかから生理学的・解剖学的知
識や医学的な他の診断結果から見て妥当なものを選ぶこ
とになるとともに、その推定計算を高速に行うことがで
きる。
の発明の生体活動電流源解析装置によれば、脳の内部を
表す画像上の特定領域内に活動電流源の推定位置を限定
して、電流源を求める計算を行っているため、脳より実
際に測定した電位または磁界の分布とよく一致する分布
を示す仮想活動電流源のなかから生理学的・解剖学的知
識や医学的な他の診断結果から見て妥当なものを選ぶこ
とになるとともに、その推定計算を高速に行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例にかかる全体の計測システ
ムを示すブロック図。
ムを示すブロック図。
【図２】同実施例にかかる処理のフローチャート。
１ ＳＱＵＩＤセンサ ２ データ収集装置 ３ コンピュータ ４ 生体・ＳＱＵＩＤセンサ相対位置・
検出保持装置 ５ ＭＲＩ装置 ６ 表示装置 ７ 記録装置
検出保持装置 ５ ＭＲＩ装置 ６ 表示装置 ７ 記録装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−249530（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−1839（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 5/04 - 5/053
Claims (1)
- 【請求項１】 脳において発生する磁界または電位の分
布を計測する手段と、脳の運動前野、体運動野、運動性
言語中枢、視覚中枢、体知覚中枢、聴覚性言語中枢、視
覚性言語中枢、視覚中枢などの各機能領域が表われてい
る３次元画像データを得るＭＲＩ手段と、該画像データ
に基づき脳の３次元画像を表示する手段と、該表示画面
上で脳の機能領域のいずれかを指定する手段と、指定さ
れた領域内で仮想電流源を求めた上で該仮想電流源がつ
くる磁界または電位の分布を計算して上記の計測された
磁界または電位の分布との一致度を調べることを、上記
仮想電流源を上記の指定された領域内で移動させながら
繰り返すことによって、上記の一致度が良好な仮想電流
源を求める手段とを備えることを特徴とする生体活動電
流源解析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3019499A JP3033207B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 生体活動電流源解析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3019499A JP3033207B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 生体活動電流源解析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04236942A JPH04236942A (ja) | 1992-08-25 |
| JP3033207B2 true JP3033207B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=12001066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3019499A Expired - Fee Related JP3033207B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 生体活動電流源解析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3033207B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2796478B2 (ja) * | 1992-12-02 | 1998-09-10 | 科学技術振興事業団 | 診断装置 |
| JP2021003380A (ja) * | 2019-06-26 | 2021-01-14 | 株式会社リコー | 生体データ処理装置、生体データ計測システム、及びプログラム |
-
1991
- 1991-01-18 JP JP3019499A patent/JP3033207B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04236942A (ja) | 1992-08-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |