JP3084951B2 - 断層像処理方法、生体磁場測定方法、生体磁場測定結果表示方法およびこれらの装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は断層像処理方法、生体
磁場測定方法、生体磁場測定結果表示方法およびこれら
の装置に関し、さらに詳細にいえば、所定間隔毎の断層
像に基づいてきめ細かい像データを得るための新規な断
層像処理方法およびその装置、断層像処理方法により得
られたきめ細かい像データに基づいて生体磁場源の解析
を行なうための新規な生体磁場測定方法およびその装
置、ならびに生体磁場源の解析結果を把握し易い状態で
表示するための新規な生体磁場測定結果表示方法および
その装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から生体磁場解析結果を把握し易い
状態で表示するために、ＭＲＩ画像等の断層像を可視的
に表示した状態で磁場源を可視的に重畳して表示する方
法が採用されている。また、磁場源を可視的に重畳表示
する方法として、磁場源に最も近い断層像と重畳した状
態で磁場源を２次元的に表示する方法および複数の断層
像を３次元的に表示し、磁場源をも３次元的に表示する
方法が提案されている。

【０００３】また、生体磁場測定を測定する方法とし
て、磁場源がシングル・ダイポールであると仮定した場
合に対処するための測定方法および磁場源が複数電流素
片であると仮定した場合に対処するための測定方法が提
案されている。前者の方法は、体表近傍における複数点
の磁場測定結果に基づいてシングル・ダイポールの位置
および方向性等を算出する方法である。また、後者の方
法は、複数の電流素片（通常は３０〜１００程度の電流
素片）の存在を仮定しておき、電流素片の数よりも著し
く多い測定点における磁場測定結果に基づいて演算を行
ない、上記複数の電流素片の位置および方向性を算出す
る方法である。

【０００４】また、生体磁気計測結果に基づく磁場源解
析を行なうことにより得られた電流素片を電流ベクトル
として表示するアローマップ表示、または、等磁線に基
づくコンターマップ表示が知られている。そして、医療
解析に用いる場合には、ＭＲＩ画像上に電流ベクトルを
示す矢印、または等磁線をオーバーラップさせて表示す
ることにより、臓器中における電流素片または等磁線を
可視的に表示することが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記磁場源表示方法の
うち、２次元的に表示する方法を採用した場合には、磁
場源が何れかの断層像上に位置する可能性が著しく低い
とともに、選択された断層像に対する磁場源の相対位置
（特に奥行き方向の相対位置）が全く把握できないので
あるから、医師等が２次元的な重畳表示を見ても磁場源
の位置を正確に把握することが非常に困難になってしま
うという不都合がある。また、断層像では生体内部の臓
器の有無を示しているのであるが、臓器の奥行き方向の
形状が断層像の形状からずれてしまう可能性が高いので
あるから、実際には断層像上において臓器が存在しない
位置に磁場源が表示されてしまう可能性が高くなり、こ
の点からも磁場源の位置を正確に把握することが非常に
困難になってしまう。

【０００６】また、３次元的に表示する方法を採用した
場合には、基準になる画像として複数の断層像が存在す
るだけであるから、臓器との位置関係が非常に把握しに
くいのみならず、断層像以外に目印がないのであるか
ら、磁場源の深さ、奥行きが非常に把握しにくいという
不都合がある。上記生体磁場測定を測定する方法のう
ち、磁場源がシングル・ダイポールであると仮定した場
合に対処するための測定方法を採用した場合には、測定
結果としてシングル・ダイポールが得られるだけである
から、臓器の運動時に流れる体積電流に代表される分布
性磁場源の測定には対処できないという不都合があるの
みならず、深すぎる解に収束してしまい勝ちであるとい
う不都合もある。

【０００７】また、磁場源が複数電流素片であると仮定
した場合に対処するための方法を採用した場合には、分
布性磁場源の測定が可能になるのである。しかし、一般
的に、３０〜１００程度の電流素片を想定することが必
要になるのであるから、全ての電流素片の測定を行なお
うとすれば、２００〜１０００チャネル程度のアレイセ
ンサを設けて多数の磁場計測値を得、得られた多数の磁
場計測値に基づいて各電流素片の推定処理のための演算
を行なう必要がある。そして、上述の場合に対する推定
処理のための演算負荷はテラ・フロップスが要求される
のであるから、システム全体として著しく大規模になる
とともに、高価になってしまうという不都合がある。ま
た、推定処理においてローカルミニマに収束してしまう
確率が高く、正確な電流素片の推定を達成できる確率が
著しく減少してしまうという不都合もある。

【０００８】また、上記アローマップ表示、等磁線表示
の何れも特定のタイミングにおける生体磁場測定値、即
ち分布を可視的に表示するものであり、動的な生体磁場
測定値の表示には不適切である。さらに詳細に説明する
と、アローマップ表示により動的に電流素片を表示する
ことは可能であるが、一般的に臓器における電流素片の
数は、体積電流を表示するのに十分な数に設定しなけれ
ばならない。即ち、著しく多数の電流素片がベクトル表
示されなければならない。そして、これら全ての電流素
片の向き、大きさが時々刻々と変化するのであるから、
ＭＲＩ画像とオーバーラップ表示された矢印を見ても、
例えば、臓器の興奮電流の伝播状態を簡単には把握でき
ないという不都合がある。

【０００９】コンターマップ表示を動的な生体磁場測定
値の表示に適用しても、等磁線はもともと個々の電流素
片の表示には不向きであるから、到底臓器の興奮電流の
伝播状態の把握のために採用することはできない。

【００１０】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、所定間隔毎の断層像に基づいてきめ細か
い像データを得ることができる新規な断層像処理方法お
よびその装置を提供することを第１の目的とし、断層像
処理方法により得られたきめ細かい像データに基づいて
簡単にかつ正確に生体磁場源の解析を行なうことができ
る生体磁場測定方法およびその装置を提供することを第
２の目的とし、動的な生体物理量測定値を把握し易い状
態で表示できる生体物理量計測結果表示方法およびその
装置を提供することを第３の目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るための、請求項１の断層像処理方法は、所定間隔毎の
断層像に基づいて補間演算を行って立体像データを得、
処理対象となる空間を所定の小立体領域に区分して各小
立体領域に含まれる立体像データを計数し、計数値と所
定の閾値との大小に基づいて小立体領域を２値化する方
法である。

【００１２】請求項２の断層像処理装置は、所定間隔毎
の断層像に基づいて補間演算を行って立体像データを得
る断層像補間手段と、処理対象となる空間を所定の小立
体領域に区分する空間区分手段と、区分された各小立体
領域に含まれる立体像データを計数する立体像データ計
数手段と、計数値と所定の閾値との大小に基づいて小立
体領域を２値化する２値化手段とを含んでいる。

【００１３】上記第２の目的を達成するための、請求項
３の生体磁場測定方法は、請求項１の断層像処理方法に
より得られた小立体領域の頂点の位置情報に基づいて異
なる磁場源情報に基づく複数のビオ・サバールの法則の
演算を行ない、各演算結果を累積加算して得られる磁場
演算値と測定した磁場計測値との差を算出し、算出した
差に基づいて各演算式に含まれる磁場源情報を補正し、
差が十分に小さくなるまで上記一連の処理を反復してか
ら各演算式に含まれる磁場源情報を生体磁場測定結果と
して出力する方法である。

【００１４】請求項４の生体磁場測定方法は、算出した
差に基づく補正に代えて、各小立体領域の各頂点の各座
標成分の修正量を算出し、各座標成分の修正量の符号に
基づいて修正対象頂点を得るとともに、各座標成分の修
正量に基づいて、得られた修正対象頂点に対して磁場源
情報推定値の再配分を行なう処理を採用する方法であ
る。

【００１５】請求項５の生体磁場測定装置は、請求項２
の断層像処理装置により得られた小立体領域の頂点の位
置情報に基づいて異なる磁場源情報に基づく複数のビオ
・サバールの法則の演算を行う演算手段と、各演算手段
から出力される演算結果を累積加算する累積加算手段
と、累積加算手段から出力される累積加算結果と磁場計
測値とを入力として誤差を算出する誤差算出手段と、算
出誤差に基づいて各演算手段における磁場源情報の補正
を行う補正手段と、補正手段による補正が施された結果
を収集して生体磁場源測定結果として出力する補正結果
出力手段とを含んでいる。

【００１６】請求項６の生体磁場測定装置は、補正手段
として、各小立体領域の各頂点の各座標成分の修正量を
算出する修正量算出手段と、各座標成分の修正量の符号
に基づいて修正対象頂点を抽出する修正対象頂点抽出手
段と、各座標成分の修正量に基づいて、得られた修正対
象頂点に対して磁場源情報推定値の再配分を行なう再配
分手段とを含むものを用いている。

【００１７】上記第３の目的を達成するための、請求項
７の生体磁場測定結果表示方法は、請求項３または請求
項４の生体磁場測定方法によって得られた生体磁場測定
結果を請求項１の断層像処理方法によって得られた生体
構造参照像と共に表示する方法であって、生体内の複数
の点のそれぞれに対応する生体磁場測定値の絶対値に基
づいて単位図形のサイズを設定し、生体構造参照像を表
示するとともに、生体構造参照像の該当位置に設定され
たサイズの単位図形を表示する方法である。請求項８の
生体磁場測定結果表示方法は、円からなる単位図形を表
示する方法である。

【００１８】請求項９の生体磁場測定結果表示装置は、
請求項５または請求項６の生体磁場測定装置によって得
られた生体磁場測定結果を請求項２の断層像処理装置に
よって得られた生体構造参照像と共に表示する装置であ
って、生体内の複数の点のそれぞれに対応する生体磁場
測定値の絶対値に基づいて単位図形のサイズを設定する
単位図形サイズ設定手段と、生体構造参照像を表示する
生体像表示手段と、生体構造参照像の該当位置に設定さ
れたサイズの単位図形を表示する単位図形表示手段とを
含んでいる。

【００１９】

【作用】請求項１の断層像処理方法であれば、所定間隔
毎の断層像に基づいて補間演算を行って立体像データを
得、処理対象となる空間を所定の小立体領域に区分して
各小立体領域に含まれる立体像データを計数し、計数値
と所定の閾値との大小に基づいて小立体領域を２値化す
るのであるから、所定間隔毎の断層像しか得られていな
くても、補間演算を行うことにより全空間に対応して立
体像データを得、しかも区分された小立体領域に含まれ
る立体像データの数と所定の閾値との大小に基づいて小
立体領域を２値化することにより単純化された立体像を
得ることができる。したがって、可視的に表示した場合
に、臓器等に相当する箇所、空間に相当する箇所を簡単
に認識できる。

【００２０】尚、上記補間演算としては、直線補間演
算、スプライン補間演算等から適宜選択された補間演算
を採用すればよい。また、小立体領域を２値化する場合
における立体像データの数についても断層像の種類、対
象臓器等に適合させるべく適宜閾値を設定すればよい。
さらに、小立体領域としては、空間を密に充填し得る立
体領域であればよいが、後処理の簡素化等を考慮すれ
ば、立方体領域であることが最も好ましい。

【００２１】請求項２の断層像処理装置であれば、所定
間隔毎の断層像に基づいて断層像補間手段により補間演
算を行って立体像データを得る。また、空間区分手段に
より、処理対象となる空間を所定の小立体領域に区分し
ておく。そして、立体像データ計数手段により、区分さ
れた各小立体領域に含まれる立体像データを計数し、２
値化手段により、計数値と所定の閾値との大小に基づい
て小立体領域を２値化する。したがって、可視的に表示
した場合に、臓器等に相当する箇所、空間に相当する箇
所を簡単に認識できる。請求項３の生体磁場測定方法で
あれば、請求項１の断層像処理方法により得られた小立
体領域の頂点の位置情報に基づいて異なる磁場源情報に
基づく複数のビオ・サバールの法則の演算を行い、各演
算結果を累積加算して得られる磁場演算値と測定した磁
場計測値との差を算出し、算出した差に基づいて各演算
式にに含まれる磁場源情報を補正し、差が十分に小さく
なるまで上記一連の処理を反復してから、複数のビオ・
サバールの法則の演算結果の累積加算値が磁場計測値と
高精度に近似されるまで補正を行うことにより、各小立
体領域の頂点における磁場源情報を得ることができる。
また、小立体領域の頂点の位置情報は既知であるから、
推定すべき未知数の数を大幅に低減できる。

【００２２】請求項４の生体磁場測定方法であれば、各
小立体領域の各頂点の各座標成分の修正量を算出し、各
座標成分の修正量の符号に基づいて修正対象頂点を得る
とともに、各座標成分の修正量に基づいて、得られた修
正対象頂点に対して磁場源情報推定値の再配分を行なう
ことにより、算出した差に基づく補正を行なうのである
から、互に近接する状態で割り当てられた、大きさが互
に等しくかつ向きが互に逆の磁場源ベクトルが存在して
いても、これらを確実に補正でき、一層高精度に推定さ
れた磁場源情報を得ることができる。また、隣接する頂
点間で再配分を行なうことにより推定を行なうのである
から、推定対象となる磁場源情報の数に見合って従来必
要とされていた測定点数よりも少ない測定点に基づいて
高精度の磁場源推定を達成できる。

【００２３】請求項５の生体磁場測定装置であれば、請
求項２の断層像処理装置により得られた小立体領域の頂
点の位置情報に基づいて、演算手段により異なる磁場源
情報に基づく複数のビオ・サバールの法則の演算を行っ
て、累積加算手段により、各演算手段から出力される演
算結果を累積加算する。そして、累積加算手段から出力
される累積加算結果と磁場計測値とに基づいて誤差算出
手段により誤差を算出し、算出誤差に基づいて補正手段
により各演算手段における磁場源情報の補正を行う。補
正手段による補正処理を必要回数だけ行った後に、補正
結果収集手段により、補正手段による補正が施された結
果を収集して生体磁場源測定結果として出力することに
より、各小立体領域の頂点における磁場源情報を得るこ
とができる。また、小立体領域の頂点の位置情報は既知
であるから、推定すべき未知数の数を大幅に低減でき、
装置全体として構成を簡素化できる。

【００２４】請求項６の磁場源測定装置であれば、補正
量算出手段により各小立体領域の各頂点の各座標成分の
修正量を算出し、各座標成分の修正量の符号に基づいて
修正対象頂点抽出手段により修正対象頂点を抽出し、再
配分手段により、各座標成分の修正量に基づいて、得ら
れた修正対象頂点に対して磁場源情報推定値の再配分を
行なうことにより、算出した差に基づく補正を行なうの
であるから、互に近接する状態で割り当てられた、大き
さが互に等しくかつ向きが互に逆の磁場源ベクトルが存
在していても、これらを確実に補正でき、一層高精度に
推定された磁場源情報を得ることができる。また、隣接
する頂点間で再配分を行なうことにより推定を行なうの
であるから、推定対象となる磁場源情報の数に見合って
従来必要とされていた測定点数よりも少ない測定点に基
づいて高精度の磁場源推定を達成できる。

【００２５】生体磁場測定方法についてさらに詳細に説
明すると、本件発明者が生体磁場の測定に関して鋭意研
究を重ねた結果、次のことを見出した。各小立体領域の
各頂点は断層像処理方法により得られているのであるか
ら、座標値は既知である。したがって、各頂点における
磁場源情報を得るために必要な情報は電流素片のベクト
ル成分のみである。

【００２６】また、１つの小立体領域の１つの頂点は、
隣合う他の小立体領域の頂点を兼ねているのであるか
ら、小立体領域の数が増加しても、頂点数が小立体領域
の増加に比例して増加することはなく、小立体領域の数
が十分に大きければ、頂点数と小立体領域の数はほぼ等
しくなる。さらに、１つの頂点の電流素片は近接する他
の電流素片と相関があるので、１つの頂点の電流素片当
りの情報量は一般的な未知数量の推定を行なう場合と比
較して著しく少なくできる。

【００２７】さらにまた、磁場源でない頂点における電
流素片は０ベクトルに収束するので、最終的に推定を行
なわなければならない電流素片の数は著しく少なくな
る。請求項３から請求項６の発明は上記の知見に基づい
てなされたものであり、測定開始時点においては未知の
電流素片（数も未知）の推定を行なうに当って、未知の
電流素片数を考慮することなく、計測システムの能力、
容量等に基づいて定まる所定数の磁場計測値を得、所定
数の磁場計測値に基づいて磁場源情報の補正処理を反復
することにより未知の電流素片の高精度の推定を達成で
き、推定結果を生体磁場測定結果として採用できる。

【００２８】請求項７の生体磁場測定結果表示方法であ
れば、請求項３または請求項４の生体磁場測定方法によ
って得られた生体磁場測定結果を請求項１の断層像処理
方法によって得られた生体構造参照像と共に表示するに
当たって、生体内の複数の点のそれぞれに対応する生体
磁場測定値の絶対値に基づいて単位図形のサイズを設定
し、生体構造参照像を表示するとともに、生体構造参照
像の該当位置に設定されたサイズの単位図形を表示する
のであるから、矢印の方向と長さで磁場測定結果を表示
する場合と比較して、例えば、最大の生体磁場測定結果
の分布状態を簡単に認識できる。但し、生体磁場の方向
成分に関しては把握できないことになるが、生体磁場測
定結果を動的に表示すれば、例えば、最大の生体磁場測
定結果の分布状態の時間的変動を簡単に認識できるので
あるから、特に不都合はない。生体磁場測定結果の表示
が最も意味を持つ医療解析においては、一般に最大の生
体磁場測定結果の分布および時間的変動を簡単に把握で
きることが要望されるのであるから、この生体磁場測定
結果表示方法はこの要望に最適の方法である。

【００２９】請求項８の生体磁場測定結果表示方法であ
れば、請求項７の作用に加え、単位図形が円であるか
ら、単位図形同士の隙間をかなり大きくでき、背景とな
る生体構造参照像の把握が容易になる。請求項９の生体
磁場測定結果表示装置であれば、請求項５または請求項
６の生体磁場測定装置によって得られた生体磁場測定結
果を請求項２の断層像処理装置によって得られた生体構
造参照像と共に表示するに当たって、生体内の複数の点
のそれぞれに対応する生体磁場測定値の絶対値に基づい
て単位図形サイズ設定手段により単位図形のサイズを設
定し、生体像表示手段により生体構造参照像を表示する
とともに、単位図形表示手段により生体構造参照像の該
当位置に設定されたサイズの単位図形を表示するのであ
るから、矢印の方向と長さで磁場測定結果を表示する場
合と比較して、例えば、最大の生体磁場測定結果の分布
状態を簡単に認識できる。但し、生体磁場の方向成分に
関しては把握できないことになるが、生体磁場測定結果
を動的に表示すれば、例えば、最大の生体磁場測定結果
の分布状態の時間的変動を簡単に認識できるのであるか
ら、特に不都合はない。生体磁場測定結果の表示が最も
意味を持つ医療解析においては、一般に最大の生体磁場
測定結果の分布および時間的変動を簡単に把握できるこ
とが要望されるのであるから、この生体磁場測定結果表
示装置はこの要望に最適の装置である。

【００３０】請求項１０の生体磁場測定結果表示装置で
あれば、請求項９の作用に加え、単位図形が円であるか
ら、単位図形同士の隙間をかなり大きくでき、背景とな
る生体構造参照像の把握が容易になる。

【００３１】

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図１はこの発明の断層像処理方法の一実施例
を説明するフローチャートであり、ステップＳＰ１にお
いて断層像が与えられるまで待ち、ステップＳＰ２にお
いて、与えられた断層像に基づく補間処理を行なって補
間断層像を得、ステップＳＰ３において、与えられた断
層像および補間断層像を予め設定されたサイズの正方形
に量子化し、ステップＳＰ４において、量子化された正
方形の中心を中心とし、かつ１辺が正方形の１辺と等し
い立方体を得、ステップＳＰ５において、何れかの立方
体について、与えられた断層像を構成する画素および補
間断層像を構成する画素の数を計数し、ステップＳＰ６
において計数値が予め設定されている閾値（例えば、全
平均値の平均値）よりも大きいか否かを判別する。そし
て、計数値が閾値よりも大きいと判別された立方体につ
いてはステップＳＰ７において表示されるべき立方体
（以下、表示立方体と称する）に割り当て、逆にステッ
プＳＰ６において計数値が閾値よりも大きくないと判別
された立方体についてはステップＳＰ８において表示さ
れない立方体（以下、非表示立方体と称する）に割り当
てる。ステップＳＰ７またはステップＳＰ８の処理が行
なわれた後は、ステップＳＰ９において全ての立方体に
ついて処理が完了したか否かを判別し、処理が行なわれ
ていない立方体が存在すると判別された場合には、ステ
ップＳＰ１０において他の立方体を選択し、再びステッ
プＳＰ５の処理を行なう。また、ステップＳＰ９におい
て全ての立方体について処理が完了したと判別された場
合には、ステップＳＰ１１において、表示立方体に割り
当てられた立方体のみを可視的に表示して一連の処理を
終了する。

【００３２】但し、立方体に含まれる画素数に代えて、
立方体中の全画素数に対する断層像画素数の割合および
対応する閾値を採用してもよいことはもちろんである。
図２から図４を参照しながら断層像処理方法をさらに説
明する。図２は断層像の一例を示す概略図であり、ぬり
つぶし表示された部分が人体の臓器を示している。図２
に示す断層像について量子化された正方形の中心が小さ
いドットで示されるように与えられるので、与えられた
ドットを中心とする立方体が定まることになる。そし
て、定められた立方体に含まれる画素数が閾値よりも大
きい場合には図３に平面視して示すように表示立方体と
非表示立方体とに割り当てられる。図４は図３に対応す
る斜視図であり、表示立方体に割り当てられた立方体の
みが表示されている。したがって、表示された立方体を
見ることにより、臓器の立体形状を簡単に把握できる。

【００３３】尚、この一連の処理を全ての断層像および
補間断層像について行なうことにより、生体臓器をソリ
ッド・モデルとして可視的に表示できる。但し、磁場源
解析結果を重畳表示する場合には、磁場源解析結果を確
認し易くするために、表示立方体に割り当てられた立方
体を半透明表示することが好ましい。また、断層像中に
おける各臓器を指定することにより、該当する臓器のみ
の表示、複数の臓器の色分け表示をも簡単に達成でき
る。さらに、非表示立方体は臓器の空洞等に対応するの
であるから、後述する生体磁場源解析等に当っては表示
立方体のみについて処理を行なえばよくなり、後処理に
必要な演算負荷を大幅に低減できる。

【００３４】

【実施例２】図５はこの発明の断層像処理装置の一実施
例を示すブロック図であり、複数の断層像を保持する断
層像保持部１と、断層像保持部１から処理対象となる断
層像を選択する第１断層像選択部２と、選択された断層
像に基づく補間処理を行なって補間断層像を得る断層像
補間部３と、補間断層像を保持する補間断層像保持部４
と、断層像選択部２および断層像補間部３を必要回数だ
け反復動作させる第１反復制御部５と、第１反復制御部
５による反復動作制御が終了したことに応答して、断層
像保持部１または補間断層像保持部４から順次断層像を
選択する第２断層像選択部６と、選択された断層像に対
応して立方体を割り当てる立方体割り当て部７と、割り
当てられた立方体中に存在する画素数を計数する画素数
計数部８と、計数された画素数が所定の閾値よりも大き
いか否かを判別する判別部９と、画素数が所定の閾値よ
りも大きいことを示す判別部９の判別結果に応答して該
当する立方体を表示立方体に割り当てる表示立方体割当
部１０と、画素数が所定の閾値よりも大きくないことを
示す判別部９の判別結果に応答して該当する立方体を非
表示立方体に割り当てる非表示立方体割当部１１と、断
層像、補間断層像に対応して立方体の割当結果を保持す
る割当結果保持部１２と、第２断層像選択部６、立方体
割当部７、画素計数部８、判別部９、表示立方体割当部
１０および非表示立方体割当部１１を必要回数だけ反復
動作させる第２反復制御部１３と、第２反復制御部１３
により反復動作制御が終了したことに応答して表示立方
体に割り当てられた立方体のみを可視的に表示する立方
体表示部１４とを有している。

【００３５】したがって、図５の構成の断層像処理装置
を採用することにより、図２から図４に示す断層像の処
理および表示立方体に割り当てられた立方体のみに基づ
く可視的表示を達成できる。

【００３６】

【実施例３】図６はこの発明の生体磁場測定装置の一実
施例を示すブロック図であり、複数個の、ビオ・サバー
ルの法則の演算を行なうビオ・サバール演算ユニット１
１１，１１２，・・・，１１ｍと、ビオ・サバール演算
ユニット１１１，１１２，・・・，１１ｍから出力され
る演算結果を累積加算するシグマ・ユニット２０と、シ
グマ・ユニット２０から出力される累積加算結果Ｏｊ
（ｔ）と教師パターンとしての磁場計測値Ｓｊ（ｔ）と
を入力として両者の差を算出する誤差演算器３０と、算
出された差に基づいて、ビオ・サバール演算ユニット１
１１，１１２，・・・，１１ｍにおいて推定されている
電流素片のベクトル成分を補正する補正部１１１ａ，１
１２ａ，・・・，１１ｍａと、ビオ・サバール演算ユニ
ット１１１，１１２，・・・，１１ｍにおいて推定され
ている電流素片のベクトル成分を収集して解析結果とし
て出力する情報収集ユニット４０とを有している。尚、
上記ビオ・サバール演算ユニット１１１，１１２，・・
・，１１ｍは、時刻ｔ、図１の断層像処理方法もしくは
図５の断層像処理装置により得られた、表示立方体に割
り当てられた立方体の頂点の位置情報が既知情報として
供給されたことに応答して、既知情報に基づいて各ビオ
・サバール演算ユニットに設定されている、ビオ・サバ
ールの法則の演算を行なうとともに、誤差演算器３０か
ら出力される推定誤差ｄｊ（ｔ）｛＝Ｓｊ（ｔ）−Ｏｊ
（ｔ）｝が供給されたことに応答して演算式に含まれる
暖流素片のベクトル成分を推定誤差が少なくなるように
補正する。また、ビオ・サバール演算ユニット１１１，
１１２，・・・，１１ｍはそれぞれ同期的に動作するよ
うに制御してもよく、また、非同期的に動作するように
制御してもよい。

【００３７】上記の構成の生体磁場測定装置の作用は次
のとおりである。解析対象となる磁場Ｏｊ（ｔ）は、時
刻ｔと各小立方体の頂点の３次元座標値ｘｉ，ｙｉ，ｚ
ｉ（ｉは正の整数、以下同じ）および電流素片のベクト
ル成分Ｐｘｉ，Ｐｙｉ，Ｐｚｉを持つ関数ｇｉ（ビオ・
サバールの法則に基づいて定まる関数）の線形和であ
る。但し、磁場センサとして平面内のベクトル成分のみ
を計測可能なものを使用する場合には、座標系をセンサ
に適合させることにより何れかのベクトル成分をオミッ
トできる。また、各小立方体は図１の断層像処理方法ま
たは図５の断層像処理装置により得られているのである
から、３次元座標値は全て既知の値である。

【００３８】したがって、時刻ｔおよび各小立方体の各
頂点の３次元座標値をｍ個のビオ・サバール演算ユニッ
ト１１１，１１２，・・・，１１ｍに供給してそれぞれ
関数ｇ１，ｇ２，・・・，ｇｍの演算を行なって関数値
を算出し、算出された全ての関数値をシグマ・ユニット
２０に供給することにより累積加算値Ｏｊ（ｔ）を得る
ことができる。但し、当初は各電流素片のベクトル成分
が適当に設定されているのであるから、得られる累積加
算値Ｏｊ（ｔ）は実際の計測値Ｓｊ（ｔ）とは異なる。
したがって、誤差演算器３０において実際の計測値Ｓｊ
（ｔ）と累積加算値Ｏｊ（ｔ）との差を算出し、算出さ
れた差を推定誤差ｄｊ（ｔ）としてビオ・サバール演算
ユニット１１１，１１２，・・・，１１ｍの補正部１１
１ａ，１１２ａ，・・・，１１ｍａにフィードバック
し、推定誤差ｄｊ（ｔ）が小さくなるように各ビオ・サ
バール演算ユニットのベクトル成分を変化させる。

【００３９】上記一連の処理を反復すれば推定誤差ｄｊ
（ｔ）が小さくなり、ついには推定誤差ｄｊ（ｔ）がほ
ぼ０になるので、この時点においてビオ・サバール演算
ユニットのベクトル成分の値を情報収集ユニット４０に
より収集して出力することにより各小立方体の各頂点に
おける電流素片のベクトル成分を得ることができる。ま
た、推定誤差評価関数Ｅｊ（ｔ）を次式で定義すれば、
数１が得られる。 Ｅｊ（ｔ）＝（１／２）｛Ｓｊ（ｔ）−Ｏｊ（ｔ）｝²

【００４０】

【数１】

【００４１】そして、各ビオ・サバール演算ユニットに
おけるベクトル成分の補正を最急降下法に基づいて行な
うこととすれば、、推定誤差評価関数が最小になるベク
トル成分の推定は数２に基づいて行なうことができる。
但し、εｋはベクトル成分ａｉｋの学習ゲイン（補正ゲ
イン）である。

【００４２】

【数２】

【００４３】また、累積加算値Ｏｊ（ｔ）のａｉｋによ
る偏微分値は数３で与えられるので、数２は数４と表現
できる。

【００４４】

【数３】

【００４５】

【数４】

【００４６】したがって、数４の処理を行なうことによ
りベクトル成分の推定精度を高め、より正確なベクトル
成分を得ることができる。尚、推定誤差ｄｊ（ｔ）の傾
きが正の場合には補正値を負に、推定誤差ｄｊ（ｔ）の
傾きが負の場合には補正値を正に設定すればよい。以上
のようにして各頂点の電流素片のベクトル成分が得られ
れば、８頂点における電流素片に基づいてベクトルの空
間補間処理を行なって各微小点が発生する磁束密度を
得、各微小点が発生する磁束密度を積分することによ
り、各小立方体が発生する磁界を得ることができる。し
たがって、得られた結果に基づいて分布電流を霧状に表
示でき、または矢印によるアロー図で表示できる。

【００４７】また、図６の装置に基づく処理は図１また
は図５の実施例により得られた小立方体（表示立方体に
割り当てられた小立方体）のみに基づいて行なえばよい
のであるから、臓器等を対象とする場合に、臓器の内部
空洞部分等は当初から処理対象に含まれないことにな
り、処理負荷を低減できる。また、各小立方体の各頂点
はかなり高い確率で他の小立方体の頂点を兼ねているの
であるから、小立方体の数が増加割合に比して処理対象
となる頂点数の増加割合が小さくなり、この点からも処
理負荷を低減できる。

【００４８】さらに、磁場計測値を得るための測定点数
については、一般的な逆問題の解析を行なう場合に未知
数の数よりも多い数の測定点が要求されると思われてい
たのであるが、比較的少ない測定点数で十分なベクトル
成分の推定を達成できることを見出した。したがって、
測定点数を比較的少なくできることに伴なって全体とし
ての処理負荷を低減できることになる。

【００４９】この点についてさらに詳細に説明する。従
来は臓器等を小立方体の集合として定義することは全く
行なわれておらず、したがって、例えば、推定すべき電
流素片の数よりも少なくない測定点が必要であった。こ
の結果、電流素片の数が定まっていなければ、十分な安
全性を見込んで測定点数を設定していた。具体的には、
臓器に流れる電流は時間の経過に伴なって位置および向
き、大きさが変化するのであるから、電流素片の数は膨
大にならざるを得ない。しかし、この実施例において
は、各小立方体の位置が予め固定されているのであるか
ら、測定点に影響を及ぼさない小立方体における電流素
片は０ベクトルに収束してしまうことになる。そして、
０ベクトルに収束した電流素片については以後の推定処
理が不要になるのであるから、比較的少ない測定点で得
られる磁場計測値のみに基づいて高精度のベクトル成分
の推定を達成できる。

【００５０】

【実施例３】図７はこの発明の生体磁場測定装置の他の
実施例を示すブロック図、図８は１つの階層型パーセプ
トロンに対応する部分の構成を詳細に示す概略図であ
り、多入力１出力の複数個の階層型パーセプトロン１０
ｐ（ｐ＝１，２，・・・，ｍ）と、階層型パーセプトロ
ン１０ｐからの関数値出力ｇｉｊを累積加算するシグマ
・ユニット２００と、シグマ・ユニット２００から出力
される累積加算結果Ｏｊ（ｔ）と教師パターンとしての
計測値Ｓｊ（ｔ）とを入力として両者の差を算出する関
数値誤差演算器３００と、各階層型パーセプトロン１０
ｐからの関数値出力ｇｉｊに対応する偏微分値を算出す
る偏微分値算出部１０ｐｒ（ｒ＝１，２，・・・ｎ）
と、各階層型パーセプトロン１０ｐの偏微分値算出部１
０ｐｒからの出力と数値微分法等により予め算出されて
いる偏微分値（偏微分値教師パターン）とを入力として
両者の差を算出する偏微分値誤差演算器３０ｐｒと、関
数値誤差演算器３００により算出される差および偏微分
値誤差演算器３０ｐｒにより算出される差に基づいて該
当する階層型パーセプトロン１０ｐに偏微分関数の学習
を行なわせる偏微分関数学習部６０ｐと、関数値誤差演
算器３００により算出された累積加算結果Ｏｊ（ｔ）と
教師パターンとしての計測値Ｓｊ（ｔ）との差および偏
微分値算出部１０ｐｒにより算出された偏微分値に基づ
いて階層型パーセプトロン１０ｐの入力層における入力
を補正する補正部１２ｐと、補正部１２ｐと偏微分関数
学習部６０ｐとを選択するとともに、選択された補正部
１２ｐまたは偏微分関数学習部６０ｐを所定回数（差を
十分に小さくできる回数）だけ反復動作させる制御部４
００と、補正部１２ｐにより補正が所定回数だけ反復さ
れたことを条件として各階層型パーセプトロン１０ｐの
未知のベクトル成分に対応する入力を未知数量推定結果
として出力する情報収集ユニット５００とを有してい
る。 尚、上記各階層型パーセプトロン１０ｐは、既知
の入力パターンおよび対応する教師パターンを与えて十
分にビオ・サバールの法則に基づく関数の学習を行なっ
たものである。また、階層型パーセプトロン１０ｐはそ
れぞれ同期的に動作するように制御してもよく、また、
非同期的に動作するように制御してもよい。

【００５１】また、偏微分関数学習部６０ｐは、例え
ば、関数値誤差演算器３００により算出される差に基づ
く階層型パーセプトロン１０ｐの学習（例えば、バック
プロパゲーション学習）および偏微分値誤差演算器３０
ｐｒにより算出される差に基づく階層型パーセプトロン
１０ｐの学習を交互に反復させるものであり、関数の学
習結果を余り損なうことなく偏微分関数の学習を行なわ
せることができる。

【００５２】さらに、補正部１２ｐはそれぞれ複数の補
正部を有しており、関数値誤差演算器３００により算出
された差および偏微分値算出部１０ｐｋにより算出され
た差を入力として該当する未知数量を補正する。上記の
構成の未知数量推定装置の作用は次のとおりである。各
階層型パーセプトロン１０ｐにおいてビオ・サバールの
法則に基づく学習が完了しているのであるから、未知の
ベクトル成分に対応する既知の入力の何れか１つを微小
量だけ変化させて出力パターンを得るとともに、偏微分
値算出部１０ｐｒにより対応する偏微分値を得る。尚、
未知のベクトル成分に対応する既知の入力を微小量だけ
変化させた場合における偏微分値を数値微分法等により
予め算出して偏微分値教師パターンとして与えておく。
この状態において制御部４０により偏微分関数学習部６
０ｐを選択し、選択した偏微分関数学習部６０ｐを所定
回数だけ反復動作させることにより再びバックプロパゲ
ーション学習を行ない、ビオ・サバールの法則に基づく
関数およびこの関数の偏微分関数の演算と等価な処理を
達成できるように各階層型パーセプトロン１０ｐを構成
するニューロン素子の荷重、閾値を決定する。

【００５３】尚、何れかの階層型パーセプトロン１０ｐ
により得られた学習結果としての荷重、閾値を他の階層
型パーセプトロンの荷重、閾値としてそのまま採用すれ
ば、他の階層型パーセプトロンについては関数の学習お
よび偏微分関数の学習を共に不要にでき、学習所要時間
を大幅に短縮できる。以上のようにして必要な学習が完
了した後は、偏微分関数学習部６０Ｐに代えて制御部４
００により補正部１２ｐを選択するとともに情報収集ユ
ニット５００を動作させればよく、図６の実施例と同様
にベクトル成分を精度よく推定できる。

【００５４】

【実施例４】図９はこの発明の生体磁場測定方法のさら
に他の実施例を示すブロック図であり、図７および図８
の実施例と異なる点は、図７の実施例において階層型パ
ーセプトロン毎に設けられている偏微分値算出部１０ｐ
ｒに代えて、１入力のみを微小量だけ変化させる入力変
化部１５ｐと、１入力の変化前後における出力を保持す
る出力保持部１６ｐと、両出力の差を算出する差算出部
１７ｐを設けた点のみである。

【００５５】したがって、この実施例の場合には、偏微
分演算を行なわなくても、１入力のみの微小変化に対応
する出力変化を算出でき、この出力変化が偏微分値に相
当するのであるから、上記実施例と同様の作用を達成で
きる。また、この実施例では偏微分関数の学習が不要に
なるので、学習所要時間を大幅に短縮できる。

【００５６】

【実施例５】図１０はこの発明の磁場源測定装置のさら
に他の実施例を示すブロック図であり、１ユニット分の
みを示している。複数個の、ビオ・サバールの法則の演
算を行なうビオ・サバール演算ユニット１１ｉと、ビオ
・サバール演算ユニット１１ｉにおいて推定されている
電流素片のベクトル成分を収集して解析結果として出力
する電流素片収集ユニット４０ａと、図１の方法または
図５の装置により得られた３次元座標値を基準として修
正量Δｘ，Δｙ，Δｚを算出する修正量算出部４１ｉ
と、算出された修正量Δｘ，Δｙ，Δｚの符号に基づい
て、推定されている電流素片のベクトル成分の再配分対
象となる隣接頂点を抽出する頂点抽出部４２ｉと、修正
量Δｘ，Δｙ，Δｚに基づいて定まる修正ベクトルを正
規化する正規化部４３ｉと、正規化された修正ベクトル
の各成分の絶対値に基づいて再配分比率を算出する再配
分比率算出部４４ｉと、推定されている電流素片のベク
トル成分および算出された再配分比率に基づいて抽出さ
れた頂点に関して推定されている電流素片のベクトル成
分に推定値の再配分を行なう再配分部４５ｉと、再配分
部４５ｉにより再配分された再配分値に基づいて該当す
る電流素片のベクトル成分の推定値を更新する推定値更
新部４６ｉと、全ての頂点について修正量Δｘ，Δｙ，
Δｚが十分に小さくなるまでビオ・サバール演算ユニッ
ト１１ｉ、修正量算出部４１ｉ、頂点抽出部４２ｉ、正
規化部４３ｉ、再配分比率算出部４４ｉ、再配分部４５
ｉおよび推定値更新部４６ｉの処理を反復させる反復制
御部４７とを有している。

【００５７】尚、上記推定値更新部４６ｉにおいては、
複数の隣接頂点から配分を受ける場合に、各隣接頂点か
らの再配分比率の加算を行なうのではなく、全ての再配
分比率の平均値を算出して現在の値（他の隣接頂点に再
配分した残りの割合）に加算することにより新たな推定
値を得るようにしている。上記修正量算出部４１ｉは、
例えば、ビオ・サバール演算ユニットにより算出された
関数値の偏微分値を算出することにより修正量Δｘ，Δ
ｙ，Δｚを得るものである。

【００５８】上記の構成の生体磁場測定装置の作用は次
のとおりである。各ビオ・サバール演算ユニットにおい
ては、 ｇｉｊ＝（μ０／４π）｛（Ｙｊｉ×ｐｘｉ−Ｘｊｉ×
ｐｙｉ）／Ｒｊｉ³｝ の演算を行なう。ここで、μ０は透磁率を示し、ｉ（ｉ
＝１，２，・・・，Ｎ）は各小立方体の各頂点における
電流素片を、ｊ（ｊ＝１，２，・・・，ｍ）は測定点を
それぞれ示し、測定点の計測条件をＰｊ＝（ｘｊ，ｙ
ｊ，ｚｊ）、電流素片の未知の物理量をＵｉ＝（ｘｉ，
ｙｉ，ｚｉ，ｐｘｉ，ｐｙｉ）とした場合にＸｊｉ＝ｘ
ｊ−ｘｉ、Ｙｊｉ＝ｙｊ−ｙｉ、Ｚｊｉ＝ｚｊ−ｚｉで
あり、Ｒｊｉ＝（Ｘｊｉ²＋Ｙｊｉ²＋Ｚｊｉ²）^1/2であ
る。

【００５９】したがって、ビオ・サバール演算ユニット
により得られる結果を対応する修正量算出部４１に供給
すれば、上記演算式を各未知数で偏微分した値が得られ
る。これらの偏微分値を得るための演算式は数５から数
９で与えられる。

【００６０】

【数５】

【００６１】

【数６】

【００６２】

【数７】

【００６３】

【数８】

【００６４】

【数９】

【００６５】即ち、数５から数７の偏微分演算とＳｊ−
Ｏｊに基づいて修正量Δｘ，Δｙ，Δｚを得ることがで
きる。修正量Δｘ，Δｙ，Δｚが得られれば、頂点抽出
部４２ｉにより、算出された修正量Δｘ，Δｙ，Δｚの
符号に基づいて、推定されている電流素片のベクトル成
分の再配分対象となる隣接頂点を抽出する。具体的に
は、図１１に破線で示すように修正ベクトルが得られる
のであるから、二重丸で示される頂点が再配分対象とな
る隣接頂点として抽出される。そして、正規化部４３ｉ
により修正ベクトルを正規化し、正規化された修正ベク
トルの各成分の絶対値に基づいて再配分比率算出部４４
ｉにより再配分比率を算出し、再配分部４５ｉにより、
推定されている電流素片のベクトル成分および頂点抽出
部４２ｉにより抽出された頂点に関して推定されている
電流素片のベクトル成分に推定値の再配分を行なう。こ
の場合において、各電流素片のベクトル成分は複数の修
正ベクトルに基づく再配分が行なわれる可能性がある
が、これらを単純に加算すると再配分前の値と再配分後
の値とが大幅に異なり、推定の安定性を損なう危険性が
あるので、推定値更新部４６ｉにおいて、該当する現在
の推定値（他の推定値に配分して残りの割合）に対して
再配分値の平均（複数の修正ベクトルに基づく再配分比
率の平均）を加算することにより新たなベクトル成分推
定値を得るようにしている。

【００６６】以下、全ての頂点について修正量Δｘ，Δ
ｙ，Δｚが十分に小さくなるまで反復制御部４７により
ビオ・サバール演算ユニット１１ｉ、座標値収集ユニッ
ト４０ａ、修正量算出部４１ｉ、頂点抽出部４２ｉ、正
規化部４３ｉ、再配分比率算出部４４ｉ、再配分部４５
ｉおよび推定値更新部４６ｉの処理を反復させることに
より高精度の電流素片の推定を達成できる。尚、反復制
御部４７により推定処理を反復させる場合において、各
小立方体の各頂点の３次元座標値は固定されているので
あるから、上記修正量Δｘ，Δｙ，Δｚが直接数５、数
６、数７に反映されることはないが、電流素片のベクト
ル成分は再配分処理により変更されるのであるから、ベ
クトル成分を通して間接的に反映されることになる。即
ち、数５、数６、数７、数８および数９におけるＸｊ
ｉ，Ｙｊｉ，Ｚｊｉ，Ｒｊｉは推定開始当初から推定終
了まで変化せず、ｐｘｉ，ｐｙｉのみが変化し、最終的
に高精度に推定されたｐｘｉ，ｐｙｉを得ることができ
る。この結果、例えば図１２（Ａ）に示すように、互に
キャンセルし合う電流素片が互に近接する位置に割り当
てられていても、再配分処理を行なうことにより図１２
（Ｂ）に示すように推定が行なわれ、電流が存在してい
ない位置に互にキャンセルし合う電流が残留するという
不都合を確実に解消できる。尚、図１２中、黒丸が処理
対象頂点を、白丸が隣接する頂点を示している。

【００６７】図１４から図１８は１チャネルのマグネト
メータを用いて３cm間隔、６×６点で計測された心磁図
を心電図を用いて同期加算して得た磁界分布図に基づい
てＱ波近傍時刻の磁場源推定結果を示す図であり、医学
的に確認されている心臓の体積電流に高精度に近似でき
る推定結果が得られていることが分る。尚、図１３はＭ
ＲＩ画像に基づいて得られた深さが６cmの頂点情報であ
り、図１４から図１８はそれぞれＲ波出現前３５msec、
３３msec、３０msec、２５msec、２０msecの時刻に対応
する推定結果であり、大きい黒丸が心臓の壁を示してい
るとともに、黒丸を起点とする線分で電流素片を示して
いる。

【００６８】尚、この実施例において、各ビオ・サバー
ル演算ユニットに代えて階層型パーセプトロンを採用す
ることが可能である。

【００６９】

【実施例７】図１９はこの発明の生体磁場測定結果表示
方法の一実施例を説明するフローチャートであり、ステ
ップＳＰ１において、生体断層像に対応する平面内にお
ける、所定の時点における電流素片の位置および大きさ
（興奮電流の絶対値）が得られるまで待ち、ステップＳ
Ｐ２において複数の電流素片のそれぞれの大きさに対応
する直径の円を割り当て、ステップＳＰ３において生体
断層像を表示し、ステップＳＰ４において、割り当てら
れた円を対応箇所に生体断層像とオーバーラップした状
態で表示し、ステップＳＰ５において興奮電流表示の終
了が指示されたか否かを判別し、終了が指示されていな
い場合には、ステップＳＰ６において異なる時点におけ
る電流素片の位置および大きさが得られるまで待ってか
ら再びステップＳＰ２の処理を行なう。逆に、ステップ
ＳＰ５において終了が指示された場合にはそのまま一連
の処理を終了する。但し、ステップＳＰ２における円の
割り当てについては、電流素片の大きさに正確に対応す
る直径の円を割り当てるようにしてもよいが、電流素片
の大きさを複数段階に区分し、各区分に対応して段階的
に変化するように円の直径を割り当ててもよい。

【００７０】

【実施例８】図２０はこの発明の生体磁場測定測結果表
示方法の他の実施例を説明するフローチャートであり、
ステップＳＰ１において、生体断層像に対応する平面内
における臓器等の存在箇所が検出されるまで待ち、ステ
ップＳＰ２において臓器等の存在箇所に対応して所定の
直径の通常の円を割り当て、、ステップＳＰ３において
上記平面内における、所定の時点における電流素片の位
置および大きさが得られるまで待ち、ステップＳＰ４に
おいて、該当する円に代えて複数の電流素片のそれぞれ
の大きさに対応する直径の強調表示円を割り当て、ステ
ップＳＰ５において生体断層像を表示し、ステップＳＰ
６において、割り当てられた円を対応箇所に生体断層像
とオーバーラップした状態で表示し、ステップＳＰ７に
おいて興奮電流表示の終了が指示されたか否かを判別
し、終了が指示されていない場合には、ステップＳＰ８
において異なる時点における電流素片の位置および大き
さが得られるまで待ってから再びステップＳＰ４の処理
を行なう。逆に、ステップＳＰ７において終了が指示さ
れた場合にはそのまま一連の処理を終了する。

【００７１】図２１はこの実施例による興奮電流の表示
例を示す図であり、著しく高い視認性を発揮できている
ことが分る。また、興奮電流が存在していない箇所にお
いても臓器等に対応して通常の円が表示されているとと
もに、円同士の間にはかなりの間隙が存在し、この間隙
を通して断層像を簡単に確認できる。特に、時系列的に
興奮電流を表示する場合には、例えば最大の興奮電流が
変化する状態を簡単に把握できることになる。

【００７２】

【実施例９】図２２はこの発明の生体磁場測定結果表示
方法のさらに他の実施例を説明するフローチャートであ
り、ステップＳＰ１において所定の時点における電流素
片の位置および大きさが得られるまで待ち、ステップＳ
Ｐ２において複数の電流素片のそれぞれの大きさに対応
する直径の球を割り当て、ステップＳＰ３において生体
構造参照像を３次元的に半透明表示し、ステップＳＰ４
において、割り当てられた球を対応箇所に生体構造参照
像とオーバーラップした状態で表示し、ステップＳＰ５
において興奮電流表示の終了が指示されたか否かを判別
し、終了が指示されていない場合には、ステップＳＰ６
において異なる時点における電流素片の位置および大き
さが得られるまで待ってから再びステップＳＰ２の処理
を行なう。逆に、ステップＳＰ５において終了が指示さ
れた場合にはそのまま一連の処理を終了する。

【００７３】したがって、この実施例の場合には、３次
元的な生体構造参照像に対応付けて電流素片の大きさに
対応する直径の球を表示でき、時系列的に球の表示を行
なうことにより興奮電流の３次元的な伝播方向を簡単に
把握できることになる。

【００７４】

【実施例１０】図２３はこの発明の生体磁場測定結果表
示装置の一実施例を示すブロック図であり、電流素片解
析結果を保持する解析結果保持部６００と、電流素片の
大きさに対応する直径の円を割り当てる円割り当て部７
００と、生体断層像を表示する断層像表示部８００と、
断層像とオーバーラップさせた状態で割り当てられた直
径の円を表示する円表示部９００とを有している。

【００７５】したがって、生体断層像の表示とオーバー
ラップさせて電流素片の大きさに対応する円を表示で
き、興奮電流の視認性を著しく高めることができる。そ
して、時系列的に解析結果に基づいて円のオーバーラッ
プ表示を行なうことにより興奮電流の伝播方向を簡単に
把握できる。尚、上記実施例７〜１０において、例え
ば、生体像の視認性の多少の低下を許容できる場合に
は、円に代えて正方形、球に代えて立方体を表示するこ
とが可能であるほか、この発明の要旨を変更しない範囲
内において種々の設計変更を施すことが可能である。

【００７６】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、所定間
隔毎の断層像しか得られていなくても、補間演算を行な
うことにより全空間に対応して立体像データを得、しか
も区分された小立体領域に含まれる立体像データの数に
基づいて小立体領域を２値化することにより単純化され
た立体像を得ることができ、ひいては、可視的に表示し
た場合に、臓器等に相当する箇所、空間に相当する箇所
を簡単に認識できるという特有の効果を奏する。

【００７７】請求項２の発明も、所定間隔毎の断層像し
か得られていなくても、補間演算を行なうことにより全
空間に対応して立体像データを得、しかも区分された小
立体領域に含まれる立体像データの数に基づいて小立体
領域を２値化することにより単純化された立体像を得る
ことができ、ひいては、可視的に表示した場合に、臓器
等に相当する箇所、空間に相当する箇所を簡単に認識で
きるという特有の効果を奏する。

【００７８】請求項３の発明は、複数のビオ・サバール
の法則の演算結果の累積加算値が磁場計測値と高精度に
近似されるまで補正を行なうことにより、各小立体領域
の頂点における磁場源情報を得ることができ、全体とし
て処理負荷を大幅に低減できるという特有の効果を奏す
る。請求項４の発明は、互に近接する状態で割り当てら
れた、大きさが互に等しくかつ向きが互に逆の磁場源ベ
クトルが存在していても、これらを確実に補正でき、一
層高精度に推定された磁場源情報を得ることができると
ともに、隣接する頂点間で再配分を行なうことにより推
定を行なうのであるから、推定対象となる磁場源情報の
数に見合って従来必要とされていた測定点数よりも少な
い測定点に基づいて高精度の磁場源推定を達成できると
いう特有の効果を奏する。

【００７９】請求項５の発明も、複数のビオ・サバール
の法則の演算結果の累積加算値が磁場計測値と高精度に
近似されるまで補正を行なうことにより、各小立体領域
の頂点における磁場源情報を得ることができ、全体とし
て処理負荷を大幅に低減できるという特有の効果を奏す
る。請求項６の発明も、互に近接する状態で割り当てら
れた、大きさが互に等しくかつ向きが互に逆の磁場源ベ
クトルが存在していても、これらを確実に補正でき、一
層高精度に推定された磁場源情報を得ることができると
ともに、隣接する頂点間で再配分を行なうことにより推
定を行なうのであるから、推定対象となる磁場源情報の
数に見合って従来必要とされていた測定点数よりも少な
い測定点に基づいて高精度の磁場源推定を達成できると
いう特有の効果を奏する。

【００８０】請求項７の発明は、生体構造参照像を表示
するとともに、生体構造参照像の該当位置に設定された
サイズの単位図形を表示するのであるから、矢印の方向
と長さで物理量計測結果を表示する場合と比較して、例
えば、最大の生体物理量計測結果の分布状態を簡単に認
識できるとともに、生体物理量計測結果を動的に表示す
ることにより、例えば、最大の生体物理量計測結果の分
布状態の時間的変動を簡単に認識できるという特有の効
果を奏する。

【００８１】請求項８の発明は、請求項７の効果に加
え、単位図形が円であるから、単位図形同士の隙間をか
なり大きくでき、背景となる生体構造参照像の把握が容
易になるという特有の効果を奏する。請求項９の発明
は、生体構造参照像を表示するとともに、生体構造参照
像の該当位置に設定されたサイズの単位図形を表示する
のであるから、矢印の方向と長さで物理量計測結果を表
示する場合と比較して、例えば、最大の生体物理量計測
結果の分布状態を簡単に認識できるとともに、生体物理
量計測結果を動的に表示することにより、例えば、最大
の生体物理量計測結果の分布状態の時間的変動を簡単に
認識できるという特有の効果を奏する。

【００８２】請求項１０の発明は、請求項９の効果に加
え、単位図形が円であるから、単位図形同士の隙間をか
なり大きくでき、背景となる生体構造参照像の把握が容
易になるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【００８３】

【図１】この発明の断層像処理方法の一実施例を説明す
るフローチャートである。

【００８４】

【図２】断層像の一例を示す概略図である。

【００８５】

【図３】表示立方体と非表示立方体との割り当て状態を
概略的に示す平面図である。

【００８６】

【図４】図３に対応する斜視図である。

【００８７】

【図５】この発明の断層像処理装置の一実施例を示すブ
ロック図である。

【００８８】

【図６】この発明の生体磁場測定装置の一実施例を示す
ブロック図である。

【００８９】

【図７】この発明の生体磁場測定装置の他の実施例を示
すブロック図である。

【００９０】

【図８】１つの階層型パーセプトロンに対応する部分の
構成を詳細に示す概略図である。

【００９１】

【図９】この発明の生体磁場測定方法のさらに他の実施
例を示すブロック図である。

【００９２】

【図１０】この発明の磁場源測定装置のさらに他の実施
例を示すブロック図である。

【００９３】

【図１１】推定されている電流素片のベクトル成分の再
配分対象となる隣接頂点を抽出する処理を説明する概略
図である。

【００９４】

【図１２】再配分による電流素片の推定処理を説明する
概略図である。

【００９５】

【図１３】ＭＲＩ画像に基づいて得られた深さが６cmの
頂点情報を示す図である。

【００９６】

【図１４】Ｒ波出現前３５msecに対応する推定結果を示
す図である。

【００９７】

【図１５】Ｒ波出現前３３msecに対応する推定結果を示
す図である。

【００９８】

【図１６】Ｒ波出現前３０msecに対応する推定結果を示
す図である。

【００９９】

【図１７】Ｒ波出現前２５msecに対応する推定結果を示
す図である。

【０１００】

【図１８】Ｒ波出現前２０msecに対応する推定結果を示
す図である。

【０１０１】

【図１９】この発明の生体磁場測定結果表示方法の一実
施例を説明するフローチャートである。

【０１０２】

【図２０】この発明の生体磁場測定結果表示方法の他の
実施例を説明するフローチャートである。

【０１０３】

【図２１】図２０の実施例による興奮電流の表示例を示
す図である。

【０１０４】

【図２２】この発明の生体磁場測定結果表示方法のさら
に他の実施例を説明するフローチャートである。

【０１０５】

【図２３】この発明の生体磁場測定結果表示装置の一実
施例としての興奮電流表示装置を示すブロック図であ
る。

【０１０６】

【符号の説明】

３ 断層像補間部 ７ 立方体割り当て部 ８ 画
素数計数部 ９ 判別部 １０ 表示立方体割当部 ２０，２０
０ シグマ・ユニット ３０，３００ 誤差演算器 ４１ｉ 修正量算出部
４２ｉ 頂点抽出部 ４３ｉ 正規化部 ４４ｉ 再配分比率算出部 ４
５ｉ 再配分部 ４６ｉ 推定値更新部 ４０，５００ 情報収集ユニ
ット １０１，１０２，・・・，１０ｍ 階層型パーセプトロ
ン １１１，１１２，・・・，１１ｍ ビオ・サバール演算
ユニット １１１ａ，１１２ａ，・・・，１１ｍａ，１２１，１２
２，・・・，１２ｍ 補正部 ７００ 円割り当て部 ８００ 断層像表示部 ９００ 円表示部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 1/00 A61B 5/055 A61B 6/03

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定間隔毎の断層像に基づいて補間演算
   を行って立体像データを得、処理対象となる空間を所定
   の小立体領域に区分して各小立体領域に含まれる立体像
   データを計数し、計数値と所定の閾値との大小に基づい
   て小立体領域を２値化することを特徴とする断層像処理
   方法。
2. 【請求項２】 所定間隔毎の断層像に基づいて補間演算
   を行って立体像データを得る断層像補間手段（３）と、
   処理対象となる空間を所定の小立体領域に区分する空間
   区分手段（７）と、区分された各小立体領域に含まれる
   立体像データを計数する立体像データ計数手段（８）
   と、計数値と所定の閾値との大小に基づいて小立体領域
   を２値化する２値化手段（９）（１０）とを含むことを
   特徴とする断層像処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１の断層像処理方法により得られ
   た小立体領域の頂点の位置情報に基づいて異なる磁場源
   情報に基づく複数のビオ・サバールの法則の演算を行
   い、各演算結果を累積加算して得られる磁場演算値と測
   定した磁場計測値との差を算出し、算出した差に基づい
   て各演算式に含まれる磁場情報源を補正し、差が十分に
   小さくなるまで上記一連の処理を反復してから各演算式
   に含まれる磁場源情報を生体磁場測定結果として出力す
   ることを特徴とする生体磁場測定方法。
4. 【請求項４】 算出した差に基づく補正に代えて、各小
   立体領域の各頂点の各座標成分の修正量を算出し、各座
   標成分の修正量の符号に基づいて修正対象頂点を得ると
   ともに、各座標成分の修正量に基づいて、得られた修正
   対象頂点に対して磁場源情報測定値の再配分を行う処理
   を採用する請求項３に記載の生体磁場測定方法。
5. 【請求項５】 請求項２の断層像処理装置により得られ
   た小立体領域の頂点の位置情報に基づいて異なる磁場源
   情報に基づく複数のビオ・サバールの法則の演算を行う
   演算手段（１１１）（１１２）・・・（１１ｍ）（１０
   １）（１０２）・・・（１０ｍ）と、各演算手段（１１
   １）（１１２）・・・（１１ｍ）（１０１）（１０２）
   ・・・（１０ｍ）から出力される演算結果を累積加算す
   る累積加算手段（２０）（２００）と、累積加算手段
   （２０）（２００）から出力される累積加算結果と磁場
   計測値とを入力として誤差を算出する誤差算出手段（３
   ０）（３００）と、算出誤差に基づいて各演算手段（１
   １１）（１１２）・・・（１１ｍ）（１０１）（１０
   ２）・・・（１０ｍ）における磁場源情報の補正を行う
   補正手段（１１１ａ）（１１２ａ）・・・（１１ｍａ）
   （１２１）（１２２）・・・（１２ｍ）と、補正手段
   （１１１ａ）（１１２ａ）・・・（１１ｍａ）（１２
   １）（１２２）・・・（１２ｍ）による補正が施された
   結果を収集して生体磁場源測定結果として出力する補正
   結果出力手段（４０）（５００）とを含むことを特徴と
   する生体磁場測定装置。
6. 【請求項６】 補正手段として、各小立体領域の各頂点
   の各座標成分の修正量を算出する修正量算出手段（４１
   ｉ）と、各座標成分の修正量の符号に基づいて修正対象
   頂点を抽出する修正対象頂点抽出手段（４２ｉ）と、各
   座標成分の修正量に基づいて、得られた修正対象頂点に
   対して磁場源情報推定値の再配分を行う再配分手段（４
   ３ｉ）（４４ｉ）（４５ｉ）（４６ｉ）とを含むものを
   用いる請求項５に記載の生体磁場測定装置。
7. 【請求項７】 請求項３または請求項４の生体磁場測定
   方法によって得られた生体磁場測定結果を請求項１の断
   層像処理方法によって得られた生体構造参照像と共に表
   示する方法であって、生体内の複数の点のそれぞれに対
   応する生体磁場測定値の絶対値に基づいて単位図形のサ
   イズを設定し、生体構造参照像を表示するとともに、生
   体構造参照像の該当位置に設定されたサイズの単位図形
   を表示することを特徴とする生体磁場測定結果表示方
   法。
8. 【請求項８】 単位図形が円である請求項７に記載の生
   体磁場測定結果表示方法。
9. 【請求項９】 請求項５または請求項６の生体磁場測定
   装置によって得られた生体磁場測定結果を請求項２の断
   層像処理装置によって得られた生体構造参照像と共に表
   示する装置であって、生体内の複数の点のそれぞれに対
   応する生体磁場測定値の絶対値に基づいて単位図形のサ
   イズを設定する単位図形サイズ設定手段（７００）と、
   生体構造参照像を表示する生体像表示手段（８００）
   と、生体構造参照像の該当位置に設定されたサイズの単
   位図形を表示する単位図形表示手段（９００）とを含む
   ことを特徴とする生体磁場測定結果表示装置。
10. 【請求項１０】単位図形が円である請求項９に記載の生
    体磁場測定結果表示装置