JP3661329B2 - Biomagnetic measurement device - Google Patents

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JP3661329B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体内の生体活動電流源に伴って発生する微小磁界を計測し、その計測データに基づいて前記被検体内の生体活動電流源を求める生体磁気計測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の超伝導デバイス技術の発展に伴い、SQUID(Superconducting QUantum Interference Device )と呼ばれる高感度な磁束計を利用した生体磁気計測装置が、医療診断装置の一つとして実用化されつつあり、脳機能の解明や循環器疾患の診断に役立つものと期待されている。
【0003】
この生体磁気計測装置では、計測した磁場データに基づき、例えば、最小自乗法や最小ノルム法等によって、磁束計を基準とした座標系における生体活動電流源の位置、向き、大きさなどの推定がなされる(Jukka Sarvas "Basic mathemtical and electromagnetic concepts of the biomagnetic inverse problem" , Phys. Med. Biol., 1987, vol.32, No.1, 11-22, Printed by the UK )。
【0004】
一方、得られた生体活動電流源は、磁気共鳴断層撮影装置(MRI装置)で得られるMRI画像やX線CT装置で得られるX線断層画像などの医用画像上に並記されることで、生体内の患部等の物理的位置を特定することが可能となるため、磁束計を基準とした座標系における生体活動電流源の位置情報と、医用画像との位置関係を正確に把握することが重要である。
【0005】
このため、鼻根部や両耳下などの頭部表面の明確な位置にPROBE POSITION INDICATOR とよばれる磁場発生源を配置し、それによって生体活動電流源と被検体との位置関係を求める以下のような方法
(1) S.Ahlfors, et al, "MAGNETOMETER POSITION INDICATOR FOR MULTI
CHANNEL MEG", Advances in Biomagnetism, Edited by S.J.Williamson et al, Plenum Press, New York 693-696, 1989
(2)Neuromag−122 Preliminary Technical Data, August 1991
(3) 「生体磁気測定を行うための装置及び方法」(特開平1-503603 号)
(4) 「生体磁場測定装置の位置検出装置」(特公平5-55126 号)
が提案されている。
【0006】
これらの方法では、被検体の体表面に貼り付けられた3つ或いはそれ以上の発振コイルの内、まず1つ目の発振コイルに直流電流が与えられ、その発振コイルから発せられる磁場を互いにその位置関係が既知の複数の磁束計によって検出され、発振コイルに与えた電流の強さと各磁束計で検出した磁場の強さ、及び各磁束計間の位置関係から磁束計群に対する上記1つ目の発振コイルの位置が求められる。そして、この操作を2つ目以降の発振コイルに順次適用し、発振コイルすべての位置を求め、磁束計群に対する被検体の位置が決定される。
【0007】
ここで、複数種の検査に際して、測定対象となる脳内関心領域が複数存在する場合が多々生じるが、かかる場合、磁束計を関心領域毎に最適な位置に移動させ磁場計測を行うか、または、当該複数の関心領域が感度範囲内に入るよう磁束計を配設する必要が生じる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、関心領域毎に磁束計の位置合わせをしていたのでは、それぞれの磁束計の位置毎に発振コイルとの相対位置を算出する必要が生じ、多大な労力と検査時間が必要となる。
【0009】
また、複数の関心領域が感度範囲内に入るよう磁束計を位置決めした場合、発振コイルと磁束計との相対位置を求める動作は一度で済むが、関心領域から大きく離れた磁束計の一部では、正確な磁場データが得られず、このため磁束計に対する発振コイル、すなわち被検体との相対位置を精度良く求めることができない。
【0010】
本発明は、上記課題を解決するために創案されたもので、複数の関心領域が存在する場合であっても、磁束計を移動させることなく、被検体の相対的な位置関係を精度良く特定できる生体磁気計測装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、被検体内の生体活動電流源に伴って発生する微小磁界を計測し、その計測データに基づいて前記被検体内の生体活動電流源を求める生体磁気計測装置であって、前記被検体に付着される複数の発振コイルと、この複数の発振コイルに所定電流を供給する電流供給手段と、各発振コイルから生じた磁場を計測する磁束計と、各発振コイル毎に得られた磁場データに基づき前記磁束計に対する各発振コイルの相対位置を算出する磁場解析手段と、得られた各発振コイルの相対位置からその位置算出誤差を求め、当該誤差が発振コイルの位置算出に際し許容範囲にあるものを選択するコイル選択手段と、を備えることで、選択された発振コイルの位置情報からMRI等の被検体画像との位置合わせを行うよう構成したことを特徴とする。
【0012】
前記コイル選択手段は、前記位置算出誤差が許容範囲にある発振コイルのうち、任意の組合せにより得られる三角形の面積を算出し、当該面積が最大となる3つの発振コイルを選択することを特徴とする。
【0013】
また、前記コイル選択手段は、位置算出誤差が許容範囲にある発振コイルのうち、任意の組合せにより得られる三角錐の体積が最大となる組合せを算出し、当該体積が最大となる4つの発振コイルを選択することを特徴とする。
【0014】
前記コイル選択手段は、前記位置算出誤差をgoodness-of-fit 値として求めることを特徴とする。
【0015】
前記コイル選択手段は、前記位置算出誤差を、「測定磁場」と「解析位置からの理論磁場」との相関係数γとして求めることを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態である生体磁気計測装置の概略構成図である。同図において、センサーユニット1は、ピックアップコイルとSQUIDからなる複数の高感度な磁束計S1〜Smが、デュアーの中に冷媒とともに収納されており、生体活動電流源の検出に先立って、被検体Mの頭部に近接配備される。
【0017】
発振コイルC1〜Cnは、鼻根部、両耳下等、被検体Mを特定する上で特徴となる部分に付着されており、それぞれ、例えば図2(a) のようにセラミック板など絶縁体で形成された基板31に金属を印刷してコイル部32を形成したコイルCや、図2(b) のようにボビン33に金属ワイヤ34を巻いて形成したコイルC’が使用される。
電流供給部7は、上記各発振コイルC1〜Cn個々に所定の既知電流を供給するが、例えば、周波数の異なる交流電流を個別に指定した強度で同時に出力するよう構成しても良いし、所定の時間間隔で各発振コイルC1〜Cnに所定電流を別々に供給するよう構成しても良い。前者の場合、発振コイルC1〜Cnの位置計測時間を大幅に縮小できるが、別途周波数解析を行い、個々の発振コイルCiが磁束計S1〜Smに与えた磁場強度を算出する必要が生じる。以下に示す実施形態は、所定の時間間隔で各発振コイルC1〜Cnに所定電流を別々に供給する構成である。
【0018】
データ収集ユニット2は、磁束計S1〜Smで計測された各発振コイルC1〜Cnから生じる磁場データをA/D変換してコンピュータ6の発振コイル位置算出部3に出力する。
【0019】
コンピュータ6は、計測された磁場データの解析及び電流供給部の動作制御を行うもので、大きく発振コイル位置算出部3、発振コイル選択部4、及び磁場解析部5からなる。
【0020】
発振コイル位置算出部3は、データ収集ユニット2から出力された、各発振コイルC1〜Cnそれぞれに起因する磁束計S1〜Smで得られた磁場データから、周知の最小二乗法等により磁束計S1〜Smに対する各発振コイルC1〜Cnの相対位置を算出する。
【0021】
発振コイル選択部4は、発振コイル位置算出部3で算出された磁束計S1〜Smに対する各発振コイルC1〜Cnの相対位置についての誤差等からMRI画像などとのマッチングに用いる発振コイルを選択する。
【0022】
磁場解析部5は、上記した周知の最小二乗法などにより生体活動電流源の推定演算を行うと共に、発振コイル位置算出部3で求められ、発振コイル選択部4で選択された発振コイルについての位置情報を、画像記憶部7から読み出したMRI画像上の鼻根部、両耳下等、被検体Mの特徴点に対応づけ、求めた生体活動電流源に関する位置情報を、ここで対応づけた位置関係をもとにMRI画像上に重ねてモニタ9に表示すると共に、必要に応じてMOD(光磁気ディスク)などの外部メモリ8に保存し、或いは不図示のプリンタ等に出力する。
【0023】
次に、本実施形態の作用をコンピュータ6の動作を示す図3及び図4のフローチャートに基づいて説明する。
【0024】
まず、コンピュータ6から、電流供給部7に対して、n個の発振コイルC1〜Cnに対し、順次所定の時間間隔で所定強度の電流を出力するよう指示する(S1)。
【0025】
次に、発振コイル選択部4は、磁束計S1〜Smでそれぞれ検出され、各発振コイルC1〜Cn個々に生じた磁場データをデータ収集ユニット2より入力し(S2)、周知の最小二乗法などにより、磁束計S1〜Smに対する各発振コイルC1〜Cn個々の相対位置を算出する(S3)。
【0026】
そして、発振コイル位置算出部3は、求めた各発振コイルC1〜Cn個々の相対位置の正しさを示すgoodness-of-fit (以下「GOF」という。)値を各発振コイルC1〜Cn毎に求める(S4)。
【0027】
ここで、GOFとは、ある時刻におけるすべての磁気検出素子の磁場強度データを用いて最小二乗法で解析した電流源位置がどれだけ信頼に値するかを示す指標であり、次式で求められる。
【0028】
goodness-of-fit 値=(1−Σ(Bmi−Bci)2 /Σ(Bmi)2 )×100
Bci:解析した位置に所定の発振コイルがあると仮定した場合にi番目の磁気検出素子(磁束計の各素子)が検出すると考えられる磁場強度
Bmi:i番目の磁気検出素子が実際に計測した磁場強度
各発振コイルC1〜Cn毎にGOF値が求められると、求めたGOF値を用いてMRI画像との位置合わせに用いる各発振コイルC1〜Cnが選択される(S5)。
【0029】
ここで、各発振コイルC1〜Cnの選択動作を図4に示すフローチャートに基づいて説明する。
【0030】
まず、各発振コイルC1〜Cn毎にGOF値と所定の基準値とを比較し、GOF値が基準値を超えている発振コイルのみ選択する(S51)。
【0031】
ここで、基準値は、MRI画像との位置合わせを行うのに診断上支障のない状態を示す値であるが、GOF値は、信号強度とノイズ量に依存するため、基準値は、測定の種類(聴覚誘発脳滋、体性感覚脳滋など)や装置自身のシステムのノイズ量、また測定時の環境ノイズ量によって異なる。
【0032】
但し、過去の経験から特定の測定では信号強度のおおよその値は既知となっており、例えば、体性感覚脳滋(手首正中神経刺激)では85.0%、体性感覚脳滋(足首後頚椎神経刺激)では80.0%、聴覚誘発脳滋では、90.0%、さらに、視覚誘発脳滋(半視覚、パターンリバーサル刺激)では、90.0%となる。
【0033】
これにより、被検体Mの関心領域から離れた位置にあり、位置算出上誤差原因となる磁束計のデータが排除されるので、MRI画像との位置合わせをより正確に行うことができる。
【0034】
GOF値が基準値以上の発振コイルが選択されると、選択された発振コイルの任意の3つの組合せを求め、各3つの発振コイルを結ぶ三角形の面積を求める(S52)。例えば、選択された発振コイル数がNの場合、任意の3つの組合せ数は、 N3 で求められ、N=5の場合、 53 =10となる。
【0035】
任意の組合せ毎に三角形の面積が求められると、それぞれの面積を比較し、三角形の面積が最大となる3つの発振コイルを選択する(S53)。
【0036】
これにより、互いの距離が最も離れていると考えられる3つの発振コイルが選択されるため、かかる発振コイルの位置情報を用いることにより、最小限の位置情報を用いてMRI画像との位置合わせをより正確に行うことが可能となる。また、発振コイルは、通常髪毛などによって不安定にならないよう、被検体の顔面に付着されるため、選択する発振コイルが少ない場合、MRI撮像時に被検体に付着されるコイル数が少なくなり、被検体へ与える不快感を軽減することができる。
【0037】
なお、三角形の面積Sは、ヘロンの公式より次式で求めることができる。
【0038】
S=√(s(s−a)(s−b)(s−c))
a,b,c:それぞれ三角形の各片の長さ、 s:2(a+b+c)
図1において、MRI画像との位置合わせに使用するための発振コイルの選択が終了すると、次に、本来の目的である被検体Mの生体磁気データの計測がなされ、磁場解析部5は、得られたデータに基づいて生体活動電流源の推定演算を行う(S6)。
【0039】
そして、最終的に選択された3つの発振コイルの位置情報に基づき、直交座標変換等を行うことで、画像記憶部9から読み出したMRI画像との位置合わせを行い、表示部8に求めた生体活動電流源をMRI画像に重ねて表示する(S7)。
【0040】
上述した実施形態では、各発振コイルの位置算出誤差としてGOF値を用いたが、例えば、以下の式で示される「測定磁場」と「解析位置からの理論磁場」との相関係数γを用いても良い。
【0041】
γ=Σi (Bthi ×Bexi )/√(Σi (Bexi 2 )×Σi (Bthi 2 ))
Bexi :磁束計Si での測定磁場
Bthi :算出した位置から発生した時に、磁束計Si で発生するはずの測定磁場
また、上述した実施形態では、3つの発振コイルを最終的に選択する例を示したが、本発明はこれに限らず、例えば、4つの発振コイルを選択する場合は、それらにより構成される三角錐の体積が最大となる組合せを選択し、アフィン座標変換を用いてMRI画像などとの位置合わせをすればよく、或いは、誤差が条件を満たすすべての発振コイルに基づきMRI画像などとの位置合わせを行うようにしても良い。
【0042】
これにより、4つの発振コイル位置に誤差が同じだけ生じた場合でも、4つの位置が作る三角錐内では空間対応付けの誤差が3つの位置を用いた場合に比べて小さくなるというメリットが生じる。
【0043】
さらに、上述した実施形態では、各発振コイルについてのGOF値や相関係数γと固定された基準値とを比較したが、すべてのGOF値を高い順に並べ、所定数の発振コイル、例えば上位5乃至10個を選択した上で、任意の三角形の組合せを求めても良い。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、各発振コイルの相対位置の位置算出誤差が各発振コイルの位置算出に際し許容範囲にあるもののみ選択されるため、複数の関心領域が存在する場合であっても、磁束計を移動させることなく、被検体の相対的な位置関係の高精度な特定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる生体磁気計測装置の一実施形態を示す図である。
【図2】本発明にかかる発振コイルの一実施形態を示す図である。
【図3】本発明の動作を示すフローチャートである。
【図4】本発明の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
M 被検体
S1〜Sm 磁束計
C1〜Cn 発振コイル
1 センサーユニット
2 データ収集ユニット
6 コンピュータ
7 電流供給部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a biomagnetic measurement apparatus that measures a minute magnetic field generated along with a biological activity current source in a subject and obtains the biological activity current source in the subject based on the measurement data.
[0002]
[Prior art]
With the development of superconducting device technology in recent years, a biomagnetic measuring device using a high-sensitivity magnetometer called SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) is being put into practical use as one of medical diagnostic devices, It is expected to be useful for elucidation and diagnosis of cardiovascular diseases.
[0003]
In this biomagnetism measurement device, based on the measured magnetic field data, the position, orientation, size, etc. of the bioactive current source in the coordinate system with reference to the magnetometer can be estimated by, for example, the least square method or the least norm method. (Jukka Sarvas "Basic mathemtical and electromagnetic concepts of the biomagnetic inverse problem", Phys. Med. Biol., 1987, vol.32, No.1, 11-22, Printed by the UK).
[0004]
On the other hand, the obtained bioactive current source is written side by side on a medical image such as an MRI image obtained by a magnetic resonance tomography apparatus (MRI apparatus) or an X-ray tomographic image obtained by an X-ray CT apparatus. Since it is possible to specify the physical position of the affected part in the living body, it is possible to accurately grasp the positional relationship between the position information of the bioactive current source in the coordinate system based on the magnetometer and the medical image is important.
[0005]
For this reason, a magnetic field source called PROBE POSITION INDICATOR is placed at a clear position on the head surface, such as the nasal root or under both ears. Way
(1) S. Ahlfors, et al, "MAGNETOMETER POSITION INDICATOR FOR MULTI
CHANNEL MEG ", Advances in Biomagnetism, Edited by SJWilliamson et al, Plenum Press, New York 693-696, 1989
(2) Neuromag-122 Preliminary Technical Data, August 1991
(3) “Apparatus and method for performing biomagnetic measurement” (Japanese Patent Laid-Open No. 1-503603)
(4) “Position detection device for biomagnetic field measurement device” (Japanese Patent Publication No. 5-55126)
Has been proposed.
[0006]
In these methods, a DC current is first applied to the first oscillation coil among the three or more oscillation coils attached to the body surface of the subject, and the magnetic fields generated from the oscillation coils are mutually transmitted. The first one for the magnetometer group is detected by a plurality of magnetometers whose positional relationships are known, and the strength of the current applied to the oscillation coil, the strength of the magnetic field detected by each magnetometer, and the positional relationship between the magnetometers. The position of the oscillation coil is obtained. Then, this operation is sequentially applied to the second and subsequent oscillation coils, the positions of all the oscillation coils are obtained, and the position of the subject with respect to the magnetometer group is determined.
[0007]
Here, in the case of multiple types of examinations, there are many cases where there are a plurality of regions of interest in the brain to be measured.In such a case, the magnetometer is moved to an optimal position for each region of interest, or magnetic field measurement is performed, or Therefore, it is necessary to dispose the magnetometer so that the plurality of regions of interest fall within the sensitivity range.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the position of the magnetometer is adjusted for each region of interest, it is necessary to calculate the relative position with respect to the oscillation coil for each position of the magnetometer, and much labor and inspection time are required.
[0009]
If the magnetometer is positioned so that multiple regions of interest fall within the sensitivity range, the relative position between the oscillating coil and the magnetometer can be determined once, but in some magnetometers far away from the region of interest Thus, accurate magnetic field data cannot be obtained, and therefore, the relative position of the oscillation coil with respect to the magnetometer, that is, the subject cannot be obtained with high accuracy.
[0010]
The present invention was devised to solve the above problem, and even when there are a plurality of regions of interest, the relative positional relationship of the subject can be accurately identified without moving the magnetometer. An object of the present invention is to provide a biomagnetism measuring apparatus that can be used.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the present invention measures a micro magnetic field generated along with a bioactive current source in a subject, and obtains a bioactive current source in the subject based on the measurement data. A measuring device comprising: a plurality of oscillation coils attached to the subject; current supply means for supplying a predetermined current to the plurality of oscillation coils; a magnetometer for measuring a magnetic field generated from each oscillation coil; Based on the magnetic field data obtained for each oscillating coil, magnetic field analysis means for calculating the relative position of each oscillating coil with respect to the magnetometer, the position calculating error is obtained from the obtained relative position of each oscillating coil, and the error Coil selection means for selecting a coil that is within an allowable range when calculating the position of the coil, so as to perform alignment with the subject image such as MRI from the position information of the selected oscillation coil It is characterized in that form.
[0012]
The coil selection means calculates an area of a triangle obtained by an arbitrary combination from among the oscillation coils having an allowable position calculation error, and selects three oscillation coils having the maximum area. To do.
[0013]
Further, the coil selection means calculates a combination in which the volume of the triangular pyramid obtained by any combination is maximized among the oscillation coils having a position calculation error within an allowable range, and the four oscillation coils have the maximum volume. It is characterized by selecting.
[0014]
The coil selection means obtains the position calculation error as a goodness-of-fit value.
[0015]
The coil selection means obtains the position calculation error as a correlation coefficient γ between the “measurement magnetic field” and the “theoretical magnetic field from the analysis position”.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a biomagnetic measurement apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, a sensor unit 1 includes a plurality of high-sensitivity magnetometers S1 to Sm, each of which includes a pickup coil and a SQUID, housed together with a refrigerant in a dewar. Deployed close to M's head.
[0017]
The oscillating coils C1 to Cn are attached to portions that are characteristic in specifying the subject M, such as the nasal root and the lower ears, and are each made of an insulator such as a ceramic plate as shown in FIG. A coil C formed by printing a metal on the formed substrate 31 to form a coil portion 32, or a coil C ′ formed by winding a metal wire 34 around a bobbin 33 as shown in FIG.
The current supply unit 7 supplies a predetermined known current to each of the oscillation coils C1 to Cn. For example, the current supply unit 7 may be configured to simultaneously output alternating currents having different frequencies with individually designated intensities. A predetermined current may be separately supplied to each of the oscillation coils C1 to Cn at a time interval of. In the former case, the position measurement time of the oscillation coils C1 to Cn can be greatly reduced, but it is necessary to separately perform frequency analysis and calculate the magnetic field strength given to the magnetometers S1 to Sm by the individual oscillation coils Ci. In the embodiment described below, a predetermined current is separately supplied to each of the oscillation coils C1 to Cn at predetermined time intervals.
[0018]
The data collection unit 2 performs A / D conversion on the magnetic field data generated from the oscillation coils C1 to Cn measured by the magnetometers S1 to Sm and outputs the converted data to the oscillation coil position calculation unit 3 of the computer 6.
[0019]
The computer 6 analyzes the measured magnetic field data and controls the operation of the current supply unit, and mainly includes an oscillation coil position calculation unit 3, an oscillation coil selection unit 4, and a magnetic field analysis unit 5.
[0020]
The oscillating coil position calculating unit 3 uses a known least square method or the like to measure the magnetic flux meter S1 from the magnetic field data obtained from the magnetic flux meters S1 to Sm caused by the respective oscillating coils C1 to Cn. The relative positions of the oscillation coils C1 to Cn with respect to ~ Sm are calculated.
[0021]
The oscillating coil selector 4 selects an oscillating coil to be used for matching with an MRI image or the like from an error or the like regarding the relative position of each oscillating coil C1 to Cn with respect to the magnetometers S1 to Sm calculated by the oscillating coil position calculator 3. .
[0022]
The magnetic field analysis unit 5 performs an estimation calculation of the life activity current source by the known least square method and the like, and the position of the oscillation coil obtained by the oscillation coil position calculation unit 3 and selected by the oscillation coil selection unit 4. The positional relationship in which the information is associated with the feature points of the subject M such as the nasal root and the lower ears on the MRI image read out from the image storage unit 7 and the obtained positional information on the life activity current source is associated here. The image is superimposed on the MRI image and displayed on the monitor 9, and is stored in an external memory 8 such as a MOD (magneto-optical disk) or output to a printer (not shown) or the like as necessary.
[0023]
Next, the operation of this embodiment will be described based on the flowcharts of FIGS. 3 and 4 showing the operation of the computer 6.
[0024]
First, the computer 6 instructs the current supply unit 7 to sequentially output a current having a predetermined intensity at predetermined time intervals to the n oscillation coils C1 to Cn (S1).
[0025]
Next, the oscillating coil selection unit 4 detects magnetic field data generated by each of the oscillating coils C1 to Cn from the data collection unit 2 (S2), and is detected by the magnetometers S1 to Sm. Thus, the relative positions of the oscillation coils C1 to Cn with respect to the magnetometers S1 to Sm are calculated (S3).
[0026]
Then, the oscillation coil position calculation unit 3 sets a goodness-of-fit (hereinafter referred to as “GOF”) value indicating the correct relative position of each of the oscillation coils C1 to Cn obtained for each oscillation coil C1 to Cn. Obtain (S4).
[0027]
Here, GOF is an index indicating how reliable the current source position analyzed by the least square method using the magnetic field strength data of all the magnetic detection elements at a certain time is obtained by the following equation.
[0028]
goodness-of-fit value = (1−Σ (Bmi−Bci) 2 / Σ (Bmi) 2 ) × 100
Bci: Magnetic field intensity that is considered to be detected by the i-th magnetic detection element (each element of the magnetometer) when it is assumed that there is a predetermined oscillation coil at the analyzed position Bmi: actually measured by the i-th magnetic detection element When the GOF value is obtained for each of the oscillation coils C1 to Cn, the oscillation coils C1 to Cn used for alignment with the MRI image are selected using the obtained GOF value (S5).
[0029]
Here, the selection operation of each of the oscillation coils C1 to Cn will be described based on the flowchart shown in FIG.
[0030]
First, the GOF value is compared with a predetermined reference value for each of the oscillation coils C1 to Cn, and only the oscillation coils whose GOF value exceeds the reference value are selected (S51).
[0031]
Here, the reference value is a value indicating a state in which there is no problem in diagnosis for alignment with the MRI image, but the GOF value depends on the signal intensity and the amount of noise. It depends on the type (audience-induced brain, somatosensory brain, etc.), the amount of noise in the system of the device itself, and the amount of environmental noise at the time of measurement.
[0032]
However, the approximate value of the signal intensity is known in specific measurements from past experience, for example, 85.0% for somatosensory brain stimulation (middle wrist nerve stimulation), somatosensory brain stimulation (post-ankle) It is 80.0% for cervical nerve stimulation), 90.0% for auditory-induced brain stimulation, and 90.0% for visual-induced brain stimulation (semi-visual, pattern reversal stimulation).
[0033]
As a result, the magnetometer data that is located away from the region of interest of the subject M and causes an error in the position calculation is eliminated, so that the alignment with the MRI image can be performed more accurately.
[0034]
When an oscillating coil having a GOF value equal to or greater than a reference value is selected, any three combinations of the selected oscillating coils are obtained, and the area of a triangle connecting the three oscillating coils is obtained (S52). For example, when the number of selected oscillation coils is N, the number of arbitrary three combinations is obtained by N C 3 , and when N = 5, 5 C 3 = 10.
[0035]
When the area of the triangle is obtained for each arbitrary combination, the respective areas are compared, and three oscillation coils that maximize the area of the triangle are selected (S53).
[0036]
As a result, the three oscillating coils that are considered to be the most distant from each other are selected. Therefore, by using the position information of the oscillating coils, alignment with the MRI image can be performed using the minimum position information. It becomes possible to carry out more accurately. In addition, since the oscillation coil is normally attached to the subject's face so as not to become unstable due to hair or the like, when there are few oscillation coils to select, the number of coils attached to the subject during MRI imaging is reduced, Discomfort given to the subject can be reduced.
[0037]
Note that the area S of the triangle can be obtained from the Heron formula by the following equation.
[0038]
S = √ (s (s−a) (s−b) (s−c))
a, b, c: length of each piece of triangle, s: 2 (a + b + c)
In FIG. 1, when selection of the oscillation coil to be used for alignment with the MRI image is completed, next, the biomagnetic data of the subject M, which is the original purpose, is measured, and the magnetic field analysis unit 5 Based on the obtained data, an estimation calculation of the life activity current source is performed (S6).
[0039]
Then, based on the position information of the finally selected three oscillation coils, the coordinate with the MRI image read out from the image storage unit 9 is aligned by performing orthogonal coordinate conversion or the like, and the living body obtained from the display unit 8 is obtained. The active current source is displayed superimposed on the MRI image (S7).
[0040]
In the embodiment described above, the GOF value is used as the position calculation error of each oscillation coil. For example, the correlation coefficient γ between the “measurement magnetic field” and the “theoretical magnetic field from the analysis position” represented by the following equation is used. May be.
[0041]
γ = Σi (Bthi × Bexi) / √ (Σi (Bexi 2 ) × Σi (Bthi 2 ))
Bexi: measurement magnetic field at the magnetometer Si Bthi: measurement magnetic field that should be generated at the magnetometer Si when generated from the calculated position In the above-described embodiment, an example in which three oscillation coils are finally selected is shown. However, the present invention is not limited to this. For example, when four oscillation coils are selected, a combination that maximizes the volume of the triangular pyramid constituted by them is selected, and an MRI image or the like is obtained using affine coordinate transformation. Or may be aligned with the MRI image or the like based on all the oscillation coils that satisfy the error.
[0042]
As a result, even when the same error occurs in the four oscillation coil positions, there is a merit that the error in spatial correspondence is smaller in the triangular pyramid formed by the four positions than in the case where the three positions are used.
[0043]
Further, in the above-described embodiment, the GOF value or correlation coefficient γ for each oscillation coil is compared with a fixed reference value. Arbitrary combinations of triangles may be obtained after selecting ten or ten pieces.
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the position calculation error of the relative position of each oscillation coil is selected only within the allowable range when calculating the position of each oscillation coil, the magnetometer can be used even when there are a plurality of regions of interest. The relative positional relationship of the subject can be specified with high accuracy without moving the object.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a biomagnetic measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of an oscillation coil according to the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the present invention.
[Explanation of symbols]
M subject
S1 ~ Sm magnetometer
C1 to Cn Oscillation coil 1 Sensor unit 2 Data collection unit 6 Computer 7 Current supply unit

Claims (2)

被検体内の生体活動電流源に伴って発生する微小磁界を計測し、その計測データに基づいて前記被検体内の生体活動電流源を求める生体磁気計測装置において、
前記被検体に付着される複数の発振コイルと、
この複数の発振コイルに所定電流を供給する電流供給手段と、
各発振コイルから生じた磁場を計測する磁束計と、
各発振コイル毎に得られた磁場データに基づき前記磁束計に対する各発振コイルの相対位置を算出する磁場解析手段と、
得られた各発振コイルの相対位置からその位置算出誤差を求め、当該誤差が発振コイルの位置算出に際し許容範囲にあるものを選択するコイル選択手段と、
を備えることで、選択された発振コイルの位置情報からMRI等の被検体画像との位置合わせを行うよう構成したことを特徴とする生体磁気計測装置。
In the biomagnetic measurement apparatus for measuring a micro magnetic field generated along with the bioactive current source in the subject and obtaining the bioactive current source in the subject based on the measurement data,
A plurality of oscillation coils attached to the subject;
Current supply means for supplying a predetermined current to the plurality of oscillation coils;
A magnetometer that measures the magnetic field generated by each oscillation coil;
Magnetic field analysis means for calculating the relative position of each oscillation coil with respect to the magnetometer based on the magnetic field data obtained for each oscillation coil;
A coil selection means for obtaining a position calculation error from the obtained relative position of each oscillation coil and selecting an error that falls within an allowable range when calculating the position of the oscillation coil;
A biomagnetism measuring apparatus configured to perform alignment with a subject image such as MRI from position information of a selected oscillation coil.
前記コイル選択手段は、前記位置算出誤差が許容範囲にある発振コイルのうち、任意の組合せにより得られる三角形の面積を算出し、当該面積が最大となる3つの発振コイルを選択することを特徴とする請求項1記載の生体磁気計測装置。The coil selection means calculates an area of a triangle obtained by an arbitrary combination from among the oscillation coils having an allowable position calculation error, and selects three oscillation coils having the maximum area. The biomagnetic measuring device according to claim 1.
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