JP3519141B2

JP3519141B2 - 生体内電流源推定方法

Info

Publication number: JP3519141B2
Application number: JP26657794A
Authority: JP
Inventors: 重治大湯
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 2004-04-12
Anticipated expiration: 2019-04-12
Also published as: JPH08126623A; US5730131A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生体の外部の磁場を測
定して、その測定結果から生体内部の磁場発生源分布を
推定する生体内電流源推定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、医用診断装置の開発が進められる
中で、生体内の電流源分布や電流ダイポールを推定する
生体内電流源推定装置が実用に供されつつある。生体内
電流源推定装置は、複数のＳＱＵＩＤ磁束計を被検体の
近傍に配置し各ＳＱＵＩＤ磁束計にて測定された磁場分
布に基づいて生体内の電流源分布や電流ダイポールを推
定するものである。

【０００３】図１０は、一般的な生体内電流源推定装置
の概略的な構成を示すブロック図であり、被検体の頭部
４の周囲に複数個のピックアップコイル３が配設され
る。そして、各ピックアップコイル３にて収集される磁
束は各ピックアップコイル３毎に設けられたＳＱＵＩＤ
磁束計２にて測定され、駆動回路１を介して磁場データ
として出力される。

【０００４】このような生体内電流源推定装置を用いて
生体内の電流源分布を推定する従来の方法として、等価
ダイポール法が知られている。以下この方法について説
明する。

【０００５】生体内電流源分布を単一または少数の電流
ダイポールと仮定すると、この問題が比較的良く解ける
ことが知られている。まず、ある時刻での磁場分布（生
体の対象領域周辺の数点での磁場）を測定する。生体内
の適当な位置に電流ダイポールが存在すると仮定したと
き生体外部に発生するであろう磁場分布を計算により求
める。そして、この計算による磁場と測定した磁場の２
乗誤差が小さくなるように電流ダイポールの位置を動か
していき、最終的に２乗誤差が最も小さくなるような位
置を電流ダイポールの推定位置とする。（ある時刻の電
流ダイポールを推定するためには、対応する時刻の磁場
分布のみを使用している。）しかしながら、仮定する電流ダイポールの数が多くなる
と、測定誤差、あるいは磁場分布の計算の際に仮定する
頭蓋モデルの誤差、あるいは生体外部から混入する外来
雑音が及ぼす、推定する電流ダイポールの位置誤差が極
端に大きくなり、事実上、多数のダイポールの推定は困
難であった。

【０００６】また、他の方法として、ある時刻の磁場分
布を測定した結果から、生体内の電流源分布を、一般逆
行列（類似逆行列ともいう）（Kullmann W.H., Jandt
K.D.,Schlitt H.A., Dallas W.J., Smith W.E., A line
ar estimation approach tobiomagnetic imaging,ibid,
1989,571-547)や特異値分解を用いて推定すること(Tchi
nardi U., Furuie S.S., Campos J.G., Melo C.P.’：T
he use of singularvalue decomposition in the analy
sis of the QRS, complex isofield maps.,Biomagnetis
m’87, Tokyo Denki University Press Tokyo 1987,330
-333)が試みられている。ところが、２次元でのシミュ
レーションではある程度推定できたという報告がある
が、実際の生体では電流源分布は３次元であり、本方法
での推定は困難である。３次元推定に必要な情報より
も、推定した磁場分布に含まれる情報が少ないのが主な
原因である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来にお
ける生体内電流源推定方法においては、仮定するダイポ
ールの数が多くなると推定誤差が大きくなり、また、一
般逆行列や特異値分解を用いて推定する方法では３次元
推定は困難であるという欠点があった。

【０００８】この発明はこのような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、多
数のダイポールの推定、分布電流の推定を高精度で行う
ことのできる生体内電流源推定方法を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、被検体近傍に複数の磁場測
定手段を配置し、該各磁場測定手段にて測定された磁場
分布に基づいて被検体内の電流源分布、電流ダイポール
を推定する生体内電流源推定方法において、所望時刻に
おける電流源分布、電流ダイポールを推定する際に、前
記所望時刻の磁場分布と該所望時刻の前後で測定された
磁場分布を用いて推定を行うことが特徴である。

【００１０】

【００１１】

【作用】上述の如く構成された本願第１の発明によれ
ば、測定した磁場分布に基づき、所定の時刻における電
流源分布、電流ダイポールを推定する際に、推定する電
流源分布、電流ダイポールに対応する時刻以外、即ち、
対応する時刻の前後の時刻にて測定された磁場分布デー
タをも使用している。従って、電流源分布、電流ダイポ
ールを高精度に推定することができるようになる。

【００１２】

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１４】本発明の第１実施例は、図１に示すように
雑音が加わっている生体磁場測定データの注目する時刻
とその前後数サンプルの測定データから、注目する時刻
の磁場分布（雑音を除去した真の磁場分布）の推定値を
求め、その結果得られた磁場分布から通常の方法で電流
ダイポールや電流源分布を推定するものである。真の磁
場分布を推定する最適推定行列を得るために雑音の時空
間的な相関情報と測定データの時空間的な相関情報を利
用する。

【００１５】チャネル数Ｍで測定した磁場分布の第ｉ番
目のチャネルのｊ番目のサンプルの

【外１】

【数１】

【外２】次のように表せる。

【００１６】

【数２】

【外３】

【数３】

【外４】ＬＭ×ＬＭの自己相関行列である。式(3) の変形には雑
音と信号が直交することを仮定した。

【００１７】

【外５】

【数４】

【外６】ｂ_h（ｈ＝−Ｌ^-…Ｌ⁺＋ｋ）としたとき

【数５】

【外７】

【数６】

【外８】しくは、Ｒ_l ^i,jを

【数７】により求める。ここで、Ｄは離散的フーリエ変換、Ｄ^-1
は離散的逆フーリエ変換をとる演算子、^＊は複素共役の
記号である。この場合、ａ_h，ｂ_hはｋ個のサンプルを
追加するとともにＬ個の０の追加が必要である。また、
Ｒ_l ^i,jの負の添え字に対しては２Ｌ＋ｋを加えたＲ
_l+2L+k ^i,jを負の添え字のＲ_l ^i,jと見なす。式(7) を
用いると、式(5) を用いるより高速に計算を行うことが
できる。

【００１８】

【外９】

【数８】ここで、Ｒ_l ^si,jはｉ番目のチャネルの信号成分とｊ番
目のチャネルの信号成分との相関関数であり、信号と雑
音が独立であるとしてＲ_l ^si,j＝Ｒ_l ^i,j−Ｒ_l ^ni,j …(10) の関係式から求められる。Ｒ_l ^ni,jは雑音のｉ番目のチ
ャネルとｊ番目のチャネルの相関関数であり、装置に被
検者を設置しない状態（あるいは被検者を設置するが生
体から目的信号が発生されない状態）において雑音のみ
を測定した時の測定値から、ｉ番目とｊ番目のチャネル
の時系列を抜き出してａ_h，ｂ_hとしたとき、形式的に
表すと、

【数９】のように、すなわち雑音のパワースペクトルの逆フーリ
エ変換により求めることができる。ａ_h，ｂ_hにはＬ個
以上の適当な数の０の追加が必要である。このとき、雑
音のパワースペクトルＤ［ａ_h］Ｄ^＊［ｂ_h］は計算し
た値そのものではなく、滑らかな曲線をあてはめたもの
を使用するか、数回の測定・計算の結果の加算平均を用
いるのがよい。測定値の相関関数Ｒ_l ^i,jの計算の際も
同様にＤ［ａ_h］Ｄ^＊［ｂ_h］は滑らかな曲線をあては
めるか、加算平均を行うのがよい。

【００１９】以上のように求めた

【外１０】これを用いて通常の方法で単一、複数電流ダイポールの
推定や分布電流の推定を行う。推定行列

【外１１】は雑音と生体磁場の統計的性質が大きく代わらない限り
同じものを使用することが出来るので、例えば、同一の
刺激や課題を与えた一連の誘発磁場の測定に対しては一
度だけ計算すれば良く、こうして得た推定行列を一連の
誘発磁場の全ての時系列に適用できる。

【００２０】図２は第１実施例の流れを示すフローチャ
ートである。同図において、ステップ１では雑音の測定
のため、被検者を装置に設置しない状態、あるいは誘発
磁場の測定の場合は被検者を設置するが刺激や課題を与
えない状態でＭチャネル分の磁場の時系列を測定する。

【００２１】ステップ２では測定した磁場のｉ番目のチ
ャネルのデータをａ_h、ｊ番目チャネルのデータをｂ_h
とし、高速フーリエ変換アルゴリズムを用いて全ての組
み合わせのＤ［ａ_h］Ｄ^＊［ｂ_h］を計算し、計算結果
を滑らかな曲線でモデル化する。

【００２２】ステップ３ではそうして得たＤ［ａ_h］Ｄ
^＊［ｂ_h］に高速フーリエ変換アルゴリズムを用いて離
散的逆フーリエ変換を施しＲ_l ^ni,jを求める。

【００２３】ステップ４では装置に被検者を設置し、Ｍ
チャネル分の時系列データを測定する。

【００２４】ステップ５では測定したＭチャネルの生体
磁場測定データから、Ｌサンプル分を抽出し、ｉ番目の
チャネルのデータをａ_h、ｊ番目のチャネルのデータを
ｂ_hとし、全ての組み合わせのＤ［ａ_h］Ｄ^＊［ｂ_h］
を計算する。

【００２５】ステップ６ではそうして得たＤ［ａ_h］Ｄ
^＊［ｂ_h］に高速フーリエ変換アルゴリズムを用いて
（必要に応じて滑らかな曲線でモデル化し）離散的逆フ
ーリエ変換を施しＲ_l ^i,jを求める。

【００２６】ステップ７ではステップ３で求めたＲ_l
^ni,jとステップ６で求めたＲ_l ^i,jからＲ_l ^si,jを求め
る。

【００２７】

【外１２】い時刻の磁場分布を推定する。

【００２８】これで、推定したい時刻の磁場分布の最良
推定値が得られたので、このデータを用いて公知の方法
により単一、または複数ダイポールの推定、あるいは分
布電流の推定を行う。このようにして、第１実施例で
は、生体内電流源の推定の際、測定値の時間、空間依存
状況、雑音の時間、が考慮され、雑音の影響が最小にな
るように推定することが出来るので、生体内電流源の推
定精度が向上する。

【００２９】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。第２実施例は、図３に示すようにＬサンプルの磁場
分布測定データから求めた生体内電流源の相関行列と、
ある１サンプルの磁場分布の測定データから、その１サ
ンプルに対応する時刻の単一または複数の電流ダイポー
ル位置を推定する。

【００３０】チャネル数Ｍで測定した磁場分布の第ｉ番
目のチャネルのｊ番目のサンプルの

【外１３】こともできる。

【００３１】

【数１０】生体の対象領域にＮ個の評価点を分布させ、それぞれの
点に存在する電流ダイポールが存在すると仮定して生体
内電流源分布を表現する。ｉ番目の評価点に存

【外１４】いて次のように表すことができる。

【００３２】

【数１１】

【外１５】に表される。

【００３３】

【数１２】ここでＢ⁺はムーア・ペンローズの一般逆行列であり、
Ｍ＜３Ｎの場合、Ｂ⁺＝Ｂ^t（ＢＢ^t）^-1 …(15)

【外１６】全てのサンプルで同じ値となり、次のように時間平均で
求めることができる。

【００３４】

【数１３】あるいは式(7) 、式(11)で求められるＲ₀ ^i,j，Ｒ₀
^ni,jを用いて、

【数１４】

【外１７】

【数１５】

【外１８】ｋの間のダイポールモーメントの相関を表すが、線形補
間などの手法で補間を行えば任意の点の間のダイポール
モーメントの相関を近似的に得ることができる。

【外１９】ことにする。

【００３５】

【外２０】から、次式のように構成する。

【００３６】

【数１６】

【外２１】

【数１７】ここで、次のような行列Ｇを定義する。

【００３７】

【数１８】Ｇ＝（Ｒ_PP ^-1＋Ａ^tＲ_εε ^-1Ａ）^-1Ａ^tＲ_εε ^-1 …(23) ここで、Ｒ_εεは測定雑音のチャネル間相関行列、Ｒ_PP
は式(21)により表される

【外２２】ない場合はＧはＡのムーアペンローズ一般逆行列で良
い。

【００３８】生体内対象領域に仮定するｄ個の電流ダイ
ポールの位置を推定するために、以下の評価関数

【数１９】

【外２３】ただし、上の評価関数により求めたダイポールの位置は
実際より浅い位置に求まる傾向がある場合がある。その
ような場合には右辺第２項を無視した評価関数を用いて
ダイポール位置を求める。

【００３９】このようにして、第２実施例では、ダイポ
ール位置の推定に際し、どの位置にダイポールがあり安
いのかを与えるので、ダイポール位置の推定精度が向上
する。

【００４０】図４は本発明の第３実施例の概念図であ
る。本実施例は測定した磁場の空間分布のある期間の時
系列から、同じ期間の脳内電流源の空間分布の時系列を
一括して推定するものである。その際、測定ノイズの時
間・空間相関情報を与えることにより測定ノイズの影響
を軽減できる。また、生体内電流源の時間・空間相関情
報を与えることにより、推定した電流源分布の時間分解
能と空間分解能を、任意に制限することが出来るので、
推定結果の安定化が図れる。

【００４１】＜ノイズ相関行列の構成＞第１実施例で説
明したＲ_l ^ni,jからノイズ相関行列Ｒ_nnを次のように構
成する。

【００４２】

【数２０】＜電流源相関行列を構成＞周波数軸上で、電流源のパワ
ースペクトルを設定する。例えば、カットオフ周波数ｆ
_cの矩形のパワースペクトルを設定する。このパワース
ペクトルに離散的逆フーリエ変換を施し、電流源の自己
相関関数を求める。ｌサンプルの遅延に対する電流源自
己相関関数をＲ_l ^Jと記す。これを用い、電流源の時間
方向の自己相関行列を次のように構成する。

【００４３】

【数２１】電流源の空間方向のカットオフ周波数ｆ_xを設定し、カ
ットオフ周波数ｆ_xの矩形のパワースペクトルを設定す
る。このパワースペクトルを逆フーリエ変換すると次の
関数が得られる。

【００４４】

【数２２】ここで、ａは振幅に関する定数である。ここではダイポ
ールモーメントの代表的な大きさをａの値として与え
る。

【００４５】生体の対象領域に多数（Ｎ個）設定した評
価点のうち、ｉ番目とｊ番目の評価点間の距離をｄ_i,j
とする。そして、時間、空間両方向を考慮した電流源の
相関行列Ｒ_JJを次のように構成する。

【００４６】

【数２３】＜伝達行列Ｃの構成＞第２実施例で定義したＭ×３Ｎ行
列Ｂのｉ，ｊ要素Ｂ_i,jを対角要素とするＬ×Ｌ行列を
Ｃ_i,jとする。すなわち、

【数２４】とし、Ｃ_i,jをｉ，ｊ要素とするＬＭ×Ｌ３Ｎ行列

【数２５】

【外２４】

【数２６】

【外２５】ある。

【００４７】＜生体内対象領域の電流源分布の推定＞以
上により構成したノイズ相関行列Ｒ_nn、電流源相関行列
Ｒ_JJ、および測定し

【外２６】

【数２７】第３実施例は測定した磁場の空間分布のある期間の時系
列から、同じ期間の脳内電流源の空間分布の時系列を一
括して推定するものであり、その際、生体内電流源の時
間・空間相関情報を与えることにより、推定した電流源
分布の時間分解能と空間分解能を、任意に制限すること
が出来るので、推定結果の安定化が図れる。また、測定
ノイズの時間・空間相関情報を与えることにより測定ノ
イズの影響を軽減できる。

【００４８】次に、本発明の第４実施例について説明す
る。本実施例は、図５に示すように生体内電流ダイポー
ルの時間変化を数個のパラメータで記述されるプロファ
イルで仮定し、ひとつ、あるいは複数の生体内電流ダイ
ポールの位置、発生時刻、最大振幅およびプロファイル
を、測定した磁場分布の時系列から推定するものであ
る。

【００４９】例としてここでは電流ダイポールの時間プ
ロファイルを図６の様に仮定する。図６はひとつのダイ
ポール大きさの時間推移を表したもので、時刻ｔ′に発
生した後、時間ｔ₁が経過したとき最大振幅となり、さ
らに時間ｔ₂が経過した後消滅する。ここで、ダイポー
ルの発生時刻およびプロファイルを表現するベクトル

【数２８】を定義する。推定するダイポールの数をＮ個とし、ｉ番
目のダイポールの時間プ

【外２７】する。

【００５０】

【外２８】

【数２９】

【外２９】

【数３０】で与えられる。ここで、Ｇは行列Ａの一般逆行列であ
る。

【００５１】Ｎ個のダイポールの位置と時間プロファイ
ルの推定値として以下の評価関数を

【外３０】

【数３１】

【外３１】ルゴリズムを適用することができる。ただし、上式の評
価関数はローカルミニマムを多く持つためその最適化に
は、ローカルミニマムの多い問題に強いといわれるシミ
ュレーテッドアニーリング法、あるいは遺伝的アルゴリ
ズムを用いるのが

【外３２】るいは遺伝的アルゴリズムを用いるのも良い方法であ
る。

【００５２】このようにして、第４実施例では、推定に
使用する磁場分布の測定値に複数のサンプルを用いるた
め、電流ダイポールの推定に使用できる情報量が多くな
り、それに比較して推定対象である複数の電流ダイポー
ルに関するパラメータ数はあまり増加しないため、電流
ダイポールの位置、方向、大きさと電流ダイポールを大
きさの時間変化が従来より安定に推定できるようにな
る。

【００５３】次に、図７を参照し、第５実施例について
説明する。本実施例は生体内の対象領域に多数の評価点
を設定し、各評価点に電流ダイポールが存在すると仮定
し、各評価点の電流ダイポールモーメントの時間変化
を、磁場分布のある期間の時系列の測定値から推定する
ものであり、各評価点の電流ダイポールモーメントの各
成分の時間変化を測定値のサンプル数より少ないパラメ
ータ数で表現するものである。これにより、推定した電
流ダイポールの時間分解能を制限させることになるが、
推定するパラメータ数を減少することができるため、推
定値を安定に求めることができるようになる。

【００５４】電流ダイポールモーメントの時間変化を少
ないパラメータで表現する方法の１例を説明する。生体
の対象領域に設定したＮ個の評価点のうち、ｉ番目の評
価点の電流ダイポールモーメントのｘ成分のＬサンプル
の間の時間波形をＨ個のパラメータで図８の様に表現す
る。同図では磁場分布の測定データのサンプル番号が−
Ｌ^-からＬ⁺のＬ個のサンプルの間に対応する期間のｉ
番目の評価点のダイポールモーメントの時間変化を表現
するため、Ｈ個（図では６個）の時刻を（ここでは等間
隔に）設定し、その点でのダイポールモーメントのｘ成
分の値Ｊ_xi,1，…，Ｊ_xi,Hをパラメータとして、その間
のダイポールモーメントは直線的に変化すると仮定し
た。他の方法としては３次スプライン補間などの方法を
考えることもできる。ダイポールモーメントのｙ成分、
ｚ成分も同様にＨ個のパラメータＪ_yi,1，…，Ｊ_yi,H、
Ｊ_zi,1，…，Ｊ_zi,Hで表現する。これらＪ_xi,j，
Ｊ_yi,j、

【外３３】その関係は次のように表現することができる。

【００５５】

【数３２】ここで、ＤはＬＭ×３ＨＮの行列である。

【００５６】

【外３４】ように推定される。

【００５７】

【数３３】あるいは、電流源分布の空間分解能を制限するため電流
源の相関行列Ｒ_JJや、ノイズ相関行列Ｒ_nnを指定するこ
ともできる。生体の対象領域に多数（Ｎ個）設定した評
価点のうち、ｉ番目とｊ番目の評価点間の距離をｄ_i,j
とする。また、時間、空間両方向を考慮した電流源の相
関行列Ｒ_JJを次のように補正する。

【００５８】

【数３４】ここで、Ｉ_3Hは３Ｈ次元の単位行列であり、ｄ_i,jはｉ
番目とｊ番目の評価点間の距離、関数ｓ（ｘ）は次式で
表される関数である。

【００５９】

【数３５】ａは振幅に関する定数であり、ここではダイポールモー
メントの代表的な大きさをａの値として与える。

【００６０】こうして得た電流源の相関行列Ｒ_JJと、第
３実施例で用いたノイズ相関行列

【外３５】

【数３６】こうして、第５実施例では、推定に使用する磁場分布の
測定データに複数のサンプルを用いるため、電流源分布
の推定に使用できる情報量が多くなり、それに比較して
推定対象である電流源分布の時間波形のパラメータ数は
あまり増加しないため従来より電流源分布の推定を安定
に行うことができるようになる。

【００６１】次に、第６実施例について説明する。本実
施例は、第１実施例により、注目する時刻の磁場分布
（雑音を除去した真の磁場分布）の推定値を求めるた
め、雑音が加わっている生体磁場測定データの注目する
時刻とその前後数サンプルの測定データに加えて、雑音
が加わっている脳波、心電図、筋電図、眼磁図などの生
体電位の複数チャネルの測定データの注目する時刻とそ
の前後数サンプルの測定データも使用するものである。

【００６２】具体的には、チャネル数Ｍで測定した磁場
分布のｉ番目のチャネルのｊ番目の

【外３６】の測定データとしこれを新たにＭチャネルの測定データ
と見なす。その後は第１実施例に記載されている方法に
より生体磁場、生体電位の真値の推定を行い、必要であ
ればその結果を用いてさらに、生体内電流源の推定を行
う。

【００６３】本実施例によれば、生体磁場の雑音を除去
するために、測定した生体磁場の時間、空間的相関情報
に加えて、生体電位（例えば心電図や眼電図）と生体磁
場の間の時間、空間的相関情報も利用するので、心臓の
活動や目の動きなどのために生体磁場に混入する雑音を
除去することが可能になり、生体磁場の雑音除去効率が
大幅に向上する。ひいては、このようにして雑音を除去
した生体磁場から生体内電流源を推定することにより、
心臓や目、手足の動きによる生体内電流源推定誤差を低
減される。特に、従来不可能であった目や手足を動かし
ながらの生体磁場測定が可能になる。

【００６４】次に、第７実施例について説明する。この
実施例は、測定した生体磁場に加わる雑音を除去するた
め、生体磁場測定に先立ち、あるいは測定後に、雑音の
測定を行う必要がある。また、第３，４，５実施例は生
体内電流源の推定のため第１実施例と同様にして測定し
た雑音データを利用することが可能である。ここでは、
雑音の測定のタイミングおよびこうして測定した雑音デ
ータから、本発明の各種推定に使用される雑音の時間、
空間情報Ｒ_l ^ni,jを求める方法に関する、他の望ましい
実施例について述べる。

【００６５】図９に雑音測定のタイミングを示す。雑音
磁場の測定は、被検者を装置に設置した状態で、生体磁
場の測定の前後、あるいは生体磁場測定の途中に生体磁
場の測定を一時中断して一回あるいは複数回行う。整地
あ磁場測定の前後の磁場測定と途中の磁場測定は、どち
らか片方のみでも良いが、前後の磁場測定は行うのが望
ましい。生体磁場の測定時には、目的信号の誘発のため
に視覚刺激、音声刺激、機械刺激などの刺激信号や、指
を動かしたりスイッチを押すなどの課題を与えるか、あ
るいはてんかんスパイクの賦活を行う。また、てんかん
スパイクの測定に刺激や課題の提示が必要でない場合な
どは雑音測定フェーズと生体磁場測定フェーズを磁場測
定の後、あるいは最中に人手で、あるいは可能であれば
てんかんスパイクを自動判別し、自動で指定する。

【００６６】各々の雑音測定フェーズの雑音測定データ
から第１実施例に記述される方法により雑音の時間、空
間相関情報Ｒ_l ^ni,jをそれぞれ求める。第１，３，４，
５実施例に記載したような各種推定を行う際、時間的に
近い雑音測定フェーズから求めたＲ_l ^ni,jを使用する。
あるいは、それぞれのフェーズのＲ_l ^ni,jを時間方向に
補間、あるいは補外することにより任意の時相のＲ_l
^ni,jを求め、第１，３，４，５実施例に記載したような
各種推定に用いる。補間法、補外法としては、公知の方
法を利用すれば良く、例えば線形補間、スプライン補
間、ラグランジュ補間や同様の手法を用いた補間法を用
いることができる。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば電
流源分布、電流ダイポールの推定を高精度で行うことが
できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る生体内電流源推定方
法を示す説明図である。

【図２】第１実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図３】本発明の第２実施例に係る生体内電流源推定方
法を示す説明図である。

【図４】本発明の第３実施例に係る生体内電流源推定方
法を示す説明図である。

【図５】本発明の第４実施例に係る生体内電流源推定方
法を示す説明図である。

【図６】電流ダイポールの時間プロファイルの例を示す
説明図である。

【図７】本発明の第５実施例に係る生体内電流源推定方
法を示す説明図である。

【図８】電流ダイポールモーメントのｘ成分の時間変化
を示す説明図である。

【図９】雑音測定のタイミングを示す説明図である。

【図１０】生体内電流源推定装置の概略的な構成図であ
る。

【符号の説明】

１駆動回路２ＳＱＵＩＤ磁束計３ピック
アップコイル４被検体頭部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体近傍に複数の磁場測定手段を配置
し、該各磁場測定手段にて測定された磁場分布に基づい
て被検体内の電流源分布、電流ダイポールを推定する生
体内電流源推定方法において、所望時刻における電流源分布、電流ダイポールを推定す
る際に、前記所望時刻の磁場分布と該所望時刻の前後で
測定された磁場分布を用いて推定を行うことを特徴とす
る生体内電流源推定方法。
【請求項２】前記被検体の近傍に配置され、被検体周
囲の雑音磁場を測定する手段とをさらに有し、前記電流源の分布、電流ダイポールの推定は、前記磁場
測定手段にて測定された磁場分布と前記雑音磁場に基づ
いて真の生体磁場を推定し、該推定された真の磁場分布
を用いて行なうことを特徴とする請求項１記載の生体内
電流源推定方法。
【請求項３】前記請求項２において、前記真の磁場分
布を推定するために雑音の時空間的な相関情報と測定磁
場の時空間的な相関情報を利用することを特徴とする生
体内電流源推定方法。
【請求項４】複数サンプルの磁場分布測定データから
求めた生体内電流源の相関情報と、ある１サンプルの磁
場分布の測定データから、該１サンプルに対応する時刻
の１または複数の電流ダイポール位置を推定することを
特徴とする請求項１記載の生体内電流源推定方法。
【請求項５】前記磁場測定手段にて測定された磁場空
間分布の所定期間の時系列データに基づき、当該所定期
間の電流源の空間分布の時系列データを一括して推定す
る手段を有することを特徴とする請求項１記載の生体内
電流源推定方法。
【請求項６】生体内の電流源の電流ダイポールで近似
し、該電流ダイポールの時間変化を所定のパラメータで
記述される時間プロファイルで仮定し、前記電流ダイポ
ールの位置、発生時刻、方向、最大振幅、時間プロファ
イルを、測定した磁場分布の所定期間の複数サンプルを
用いて推定することを特徴とする請求項１記載の生体内
電流源推定方法。
【請求項７】生体内の所望領域に複数の評価点を設定
し、当該各評価点の電流ダイポールモーメントの各成分
の時間変化を測定値のサンプル数より少ないパラメータ
数で表現し、所望期間の磁場分布の時系列測定値から前
記各電流ダイポールを推定することを特徴とする請求項
１記載の生体内電流源推定方法。
【請求項８】雑音磁場の測定を異なる時相で複数回行
い、各時相の雑音磁場測定データから計算した雑音磁場
の各々の時間、空間相関情報を使用して真の生体磁場推
定、生体内電流源の推定を行うことを特徴とする請求項
１記載の生体内電流源推定方法。