JP3407481B2 - 生体磁気計測装置 - Google Patents

生体磁気計測装置

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JP3407481B2 JP15223795A JP15223795A JP3407481B2 JP 3407481 B2 JP3407481 B2 JP 3407481B2 JP 15223795 A JP15223795 A JP 15223795A JP 15223795 A JP15223795 A JP 15223795A JP 3407481 B2 JP3407481 B2 JP 3407481B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】この発明は、生体から発生する微
弱な磁気を検出し、生体活動電流源の位置、向き、大き
さなどの物理量を測定する生体磁気計測装置に係り、特
に、計測しようとしている関心部位と装置の磁気検出部
とを位置合わせする技術に関する。 【0002】 【従来の技術】生体に刺激を与えると、細胞膜を挟んで
形成されている分極がこわれ、脳や心臓において生体活
動電流が流れる。この生体活動電流により生体から微小
な磁界が発せられる。逆に、この磁界を検出することに
基づき、生体活動電流の位置、向き、大きさなどの物理
量を知ることができ、これらの物理量は診断に有用な情
報となる。 【0003】近年、生体内の微小な磁界を計測する装置
として、SQUID(Superconducting Quantum Interf
ace Device: 超電導量子干渉計)を用いた磁気センサが
開発された。図4に示すように、SQUIDセンサは、
差動結合された検出コイル21と補償コイル22とを図
示しないSQUID素子に接続して構成されており、デ
ュワーと呼ばれる冷媒容器23内に液体ヘリウムなどの
冷媒に浸漬して収納されている。最近では、多数個のS
QUIDセンサで構成されたマルチチャンネルSQUI
Dセンサ20が用いられている。このマルチチャンネル
SQUIDセンサ20を被検体の頭部や胸部に近接配置
させ、生体活動電流による微小磁界を無侵襲に計測し、
測定面上の多数点の磁界強度をスプライン補間などによ
って求め、同じ磁界強度の点を連結することにより図5
に示すような等磁界線図が得られる。この図中の白丸は
測定点、黒丸は補間によって磁界強度が算出される測定
面上の多数の格子点である。この等磁界線図によれば、
正(+)と負(−)の磁場ピークのほぼ中央に現れる零
線(磁場強度がほぼ零になる線)上に電流源(太い矢印
で示す)があると推定される。 【0004】等磁界線図上などに生体活動電流源を正確
に表示するためには、まず、SQUIDセンサの測定点
(SQUIDセンサが配置されている位置)と被検体の
関心部位との位置関係を正確に決めておく必要がある。
多数のSQUIDセンサをデュワー内の底面(磁気検出
部の測定面)に同心状に配置したマルチチャンネルSQ
UIDセンサの場合、測定面の中央部分が被検体の関心
部位に最も近接するように位置合わせしたときに、各セ
ンサが偏りなく磁界を検出することになるので、生体活
動電流源の最も正確な物理量が得られる。 【0005】従来、被検体の関心部位への位置決めは、
前記等磁界線図からの推定位置あるいは、術者の希望す
る特定位置へ、術者の目視や勘によって装置の磁気検出
部(デュワー)の測定面を近接配備させていた。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。生体から発生する磁気は非常に微弱であるので、
計測しようとしている関心部位上の着目範囲と装置の磁
気検出部の測定面との距離を、できるだけ最短にしなけ
ればならないが、術者の目視や勘によって装置の磁気検
出部の測定面を被検体の関心部位へ近接配備させようと
すると、磁気検出部によって関心部位が覆い隠されてし
まうので、関心部位と磁気検出部の測定面とを合致させ
ることは非常に困難であり、手間や時間もかかる。ま
た、計測ごとに両者の位置合わせにばらつきが生じるた
め信頼性の低い計測結果となる。 【0007】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、被検体の関心部位上の着目範囲と磁
気検出部の測定面との位置合わせを容易に行うことがで
き、また、両者の距離を極力短くすることができる生体
磁気計測装置を提供することを目的する。 【0008】 【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、多数の磁気検出センサを容器内の底面
(測定面)に沿って配設してなる磁気検出部を被検体の
関心部位に近接させて、前記関心部位から発せられる磁
気を前記磁気検出センサで検出することによって、生体
活動電流の物理量を測定する生体磁気計測装置におい
て、前記測定面と略同じ形状を有する非磁性材料からな
る装着本体と、前記装着本体の周囲から外方向に延びた
張り出し部と、前記装着本体を被検体の関心部位に固定
するための固定具とによって構成された位置決め用装着
体を備えたことを特徴とするものである。 【0009】 【作用】この発明の作用は次のとおりである。まず、被
検体の関心部位から発せられた微弱な磁界を、生体磁気
計測装置によって測定して等磁界線図を作成し、この等
磁界線図から電流源のおおまかな位置を把握し、あるい
は、術者が希望する特定範囲を指定することなどによっ
て、測定しようとする関心部位上の着目範囲を特定す
る。位置決め用装着体を被検体の関心部位に密着させ
て、装着本体に連結された固定具により、被検体の関心
部位と位置決め用装着体とを固定させる。 【0010】位置決め用装着体の装着が完了したら、生
体磁気計測装置の磁気検出部を、位置決め用装着体を装
着した被検体に近接させる。位置決め用装着体は、磁気
検出部の測定面と略同じ形状であるので、位置決め用装
着体の上方から磁気検出部の測定面を被せて、位置決め
用装着体における装着本体の周囲から外方向に延びた張
り出し部と、磁気検出部の底部周面とが全周囲において
均一に密着するか、または、微小な隙間を残す程度まで
近接させると、着目範囲と磁気検出部の測定面とが合致
して、両者の距離が最短となって位置合わせが完了す
る。 【0011】位置合わせが完了したら、関心部位の着目
範囲における微弱な磁界を、磁気検出部を備えた生体磁
気計測装置によって検出し、生体活動電流の物理量を測
定する。ここで被検体に装着している位置決め用装着体
は、非磁性材料を用いているので、磁気検出に悪影響を
及ぼすことはない。 【0012】 【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例いく
つかを説明する。 〔第1実施例〕この発明に係る生体磁気計測装置の第1
実施例を図1を参照して説明する。図1は第1実施例の
生体磁気計測装置の概略構成図である。 【0013】図中、符号1は生体磁気計測装置であり、
被検体Mの診断対象領域(関心部位)である例えば脳に
磁気検出部2を近接配備できるように、可動自在な構造
となっている。被検体Mの関心部位上に位置決め用装着
体3が装着されており、この位置決め用装着体3の上に
生体磁気計測装置1の磁気検出部2が近接配備されてい
る。 【0014】生体磁気計測装置1の磁気検出部2には、
図4に示したように生体内の微小な磁界を計測するため
に、差動結合された検出コイル21と補償コイル22と
を図示しないSQUID素子に接続して構成された多数
のSQUIDセンサが、デュワーと呼ばれる冷媒容器2
3内に同心状に配列されて、液体ヘリウムなどの冷媒に
浸漬して収納されている。各SQUIDセンサが配置さ
れる冷媒容器23内の底面(図1に示した測定面2A)
は、関心部位の形状に略合致するように形作られる。本
実施例では、関心部位が脳であるので、測定面2Aは略
球面を呈している。 【0015】位置決め用装着体3の一例を、図2に示
す。この位置決め用装着体3は、生体磁気計測装置1の
磁気検出部2の測定面2Aと略同じ形状を有し、その中
央部に指示マーク3Dが交差するように付され、内部が
目視可能で、かつ、非磁性材料からなる装着本体3A
と、この装着本体3Aの周囲から外方向に延びた張り出
し部3Bと、前記装着本体3Aを被検体の関心部位に固
定するための固定具3Cとによって構成されている。 【0016】本実施例における装着本体3Aは、磁気検
出部2の測定面2Aの形状に合わせて略球面状になって
いる。装着本体3Aの中央部分に2本の標線が直交する
ように配置されてなる指示マーク3Dがある。この指示
マーク3Dは、位置決め用装着体3を被検体Mの関心部
位に装着する際に位置決め用の目印となる。また、後述
するようにして生体磁気計測装置1の磁気検出部2を位
置決め用装着体3の上から位置決め配備した状態では、
指示マーク3Dと磁気検出部2の測定面2Aの中央部と
が略重なった位置関係になる。位置決め用装着体3と被
検体Mの関心部位との位置合わせを容易にできるように
するために、位置決め用装着体3は透光性材料で形成さ
れていて、内部が目視できるようになっている。また、
関心部位から発せられる磁界の分布を乱すことがないよ
うに、位置決め用装着体3は非磁性材料で形成される。
この種の材料としては、例えばアクリル樹脂、ポリカー
ボネイト、塩化ビニールなどが好ましい。さらに、被検
体Mの関心部位に対して磁気検出部2をできるだけ近接
させて磁界を高感度に検出するために、位置決め用装着
体3の素材の厚みは0.5〜1.5mm程度に設定され
る。 【0017】装着本体3Aの周囲に外方向に延びた張り
出し部3Bが形成されている。この張り出し部3Bは、
磁気検出部2を位置決め用装着体3の上から近接配備す
る際に位置決め用の基準として用いられる。 【0018】また、装着本体3Aには位置決め用装着体
3を被検体Mの関心部位に固定するための固定具3Cが
設けられている。この固定具3Cは、例えば一端側が装
着本体3Aに連結された2本の紐状体であって、これら
の紐状体の他端部に面ファスナーやバックル等が設けら
れている。 【0019】次に、上述した位置決め用装着体3を使っ
て生体磁気計測装置1の磁気検出部2を被検体Mの関心
部位に位置決めするための手順を説明する。まず、位置
決め用装着体3を被検体Mの関心部位上(本実施例では
頭部)に装着し、装着本体3Aの指示マーク3Dの中心
が関心部位の着目位置M1上に来るように、目視確認し
ながら位置決め用装着体3を位置合わせする。位置決め
用装着体3は透光性材料で形成されているので、指示マ
ーク3Dと着目位置M1とを容易に合致させることがで
きる。位置決め用装着体3の位置合わせをした後、固定
具3Cを被検体Mのあご部分に締結させて位置決め用装
着体3を固定する。 【0020】位置決め用装着体3の装着が完了したら、
生体磁気計測装置1の磁気検出部2を、位置決め用装着
体3を装着した被検体Mに近接させる。位置決め用装着
体3は、磁気検出部2の測定面2Aと略同じ形状である
ので、位置決め用装着体3の上方から磁気検出部2の測
定面2Aを被せて、位置決め用装着体3における装着本
体3Aの周囲から外方向に延びた張り出し部3Bと、磁
気検出部2の底部周面2Bとが全周囲において均一に密
着するか、または、微小な隙間Φを残す程度まで近接さ
せると、関心部位M1の着目位置と磁気検出部2の測定
面2Aの中央部分とが合致して、両者の距離が最短とな
って位置合わせが完了する。 【0021】位置合わせが完了したら、関心部位M1の
着目位置における微弱な磁界を、磁気検出部2を備えた
生体磁気計測装置1によって検出し、生体活動電流の物
理量を測定する。ここで被検体Mに装着している位置決
め用装着体3は、非磁性材料を用いているので、磁気検
出に悪影響を及ぼすことはない。 【0022】〔第2実施例〕この発明に係る生体磁気計
測装置の第2実施例を図3に示す位置決め用装着体の斜
視図を参照して説明する。なお、第2実施例は、第一実
施例と別の位置決め用装着体に関するものであり、それ
以外の磁気検出部等の構成は第1実施例と同じであるの
で、その説明は省略する。 【0023】図3に示すように、本実施例に係わる位置
決め用装着体30は、環状部材30Aと、これに連結さ
れた2本の交差した円弧状部材30Bとからなる装着本
体30Cを備えている。装着本体30Cの全体としては
磁気検出部2の測定面2Aと略同じ形状(球面状)に形
成されている。また、円弧状部材30Bの中央の交点
は、この位置決め用装着体30を被検体Mの関心部位に
位置決め装着する際の指示マーク30Dである。環状部
材30Aの周囲4箇所から外方向へ張り出した張り出し
部30Eは、磁気検出部2をこの位置決め用装着体30
に位置決め装着する際の基準として用いられる。さらに
環状部材30Aにはゴム紐状の固定具30Fが取り付け
られている。 【0024】本実施例の位置決め用装着体30を使って
生体磁気計測装置1の磁気検出部2を被検体Mの関心部
位に位置決めするための手順は、第1実施例のものと同
様である。すなわち、円弧状部材30Bの交点(指示マ
ーク30D)と関心部位の着目位置M1とが一致するよ
うに位置決め用装着体30を関心部位に装着した後、固
定具30Cで位置決め用装着体30を被検体Mの関心部
位に固定する。続いて、磁気検出部2を装着本体30C
に被せて、磁気検出部2の底部周面2Bと各張り出し部
30Eとが密着するか、または、微小な間隙を残す程度
にまで近接させることによって、磁気検出部2の位置合
わせが完了する。 【0025】尚、上述の各実施例は、脳の生体活動電流
を計測する場合に適用したものであるが、たとえば心臓
などの生体活動電流を計測する場合にも適用することが
できる。この場合、関心部位である胸部は平面状である
ので、これに合わせて磁気検出部の測定面を平坦面(あ
るいは、緩やかな曲面)にするとともに、装着本体も平
板状(あるいは、緩やかな曲面状)に形成すればよい。 【0026】 【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、被検体の関心部位の着目位置に合わせて、
位置決め用装着体を目視確認しながら取り付け、続い
て、この位置決め用装着体に対して、生体磁気計測装置
の磁気検出部が所定の位置関係となるように近接配備し
ているので、関心部位の着目位置と磁気検出部の測定面
の中央部との位置合わせが容易になり、また両者の距離
も極力短くすることができる。また、計測ごとの両者の
位置合わせのばらつきが軽減されるので信頼性の高い計
測が行える。また、位置決め用装着体は、非磁性材料を
用いているので、磁気検出に悪影響を及ぼすこともな
い。
【図面の簡単な説明】 【図1】この発明に係る生体磁気計測装置の第1実施例
の概略構成図である。 【図2】位置決め用装着体の一例を示す斜視図である。 【図3】位置決め用装着体の別の例を示す斜視図であ
る。 【図4】マルチチャンネルSQUIDセンサの部分断面
図である。 【図5】等磁界線図である。 【符号の説明】 1 … 生体磁気計測装置 2 … 磁気検出部 3、30 … 位置決め用装着体 3A、30C … 装着本体 3D、30D … 指示マーク 3B、30E … 張り出し部 3C、30F … 固定具 M … 被検体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 5/05

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 多数の磁気検出センサを容器内の底面
    (測定面)に沿って配設してなる磁気検出部を被検体の
    関心部位に近接させて、前記関心部位から発せられる磁
    気を前記磁気検出センサで検出することによって、生体
    活動電流の物理量を測定する生体磁気計測装置におい
    て、前記測定面と略同じ形状を有する非磁性材料からな
    る装着本体と、前記装着本体の周囲から外方向に延びた
    張り出し部と、前記装着本体を被検体の関心部位に固定
    するための固定具とによって構成された位置決め用装着
    体を備えたことを特徴とする生体磁気計測装置。
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