JP3835805B2 - Cardiac magnetic field diagnostic apparatus and operating method thereof - Google Patents

Cardiac magnetic field diagnostic apparatus and operating method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP3835805B2
JP3835805B2 JP2004263703A JP2004263703A JP3835805B2 JP 3835805 B2 JP3835805 B2 JP 3835805B2 JP 2004263703 A JP2004263703 A JP 2004263703A JP 2004263703 A JP2004263703 A JP 2004263703A JP 3835805 B2 JP3835805 B2 JP 3835805B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dimensional
magnetic field
coordinates
current density
cardiac magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2004263703A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006075403A (en
Inventor
賢司 中居
浩平 川副
学 伊藤
隆行 清水
正人 吉澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Science and Technology Agency
Iwate University
National Institute of Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Japan Science and Technology Agency
Iwate University
National Institute of Japan Science and Technology Agency
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Science and Technology Agency, Iwate University, National Institute of Japan Science and Technology Agency filed Critical Japan Science and Technology Agency
Priority to JP2004263703A priority Critical patent/JP3835805B2/en
Priority to EP05745882.0A priority patent/EP1769741B1/en
Priority to PCT/JP2005/009928 priority patent/WO2005117695A1/en
Priority to US11/628,159 priority patent/US20080033312A1/en
Publication of JP2006075403A publication Critical patent/JP2006075403A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3835805B2 publication Critical patent/JP3835805B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

この発明は、心臓磁界診断装置および傷害心筋の3次元局在評価方法に関し、より特定的には、被験者の心臓磁界から心臓の3次元電流密度分布を算出して心臓磁界積分立体図(心臓外郭立体図)を構築して、当該被験者の同一空間内に心臓の傷害心筋部位の3次元局在を再構成する心臓磁界診断装置、およびそのような心臓の傷害心筋の3次元局在評価方法に関する。   The present invention relates to a cardiac magnetic field diagnostic apparatus and a three-dimensional localization evaluation method for an injured myocardium, and more specifically, calculates a three-dimensional current density distribution of a heart from a subject's cardiac magnetic field and calculates a cardiac magnetic field integral three-dimensional view (cardiac outline) The present invention relates to a cardiac magnetic field diagnostic apparatus that reconstructs a three-dimensional localization of an injured myocardial region of the heart in the same space of the subject and a method for evaluating the three-dimensional localization of the injured myocardium of the heart. .

心筋梗塞のような冠動脈疾患の診断においては、心筋の傷害部位の診断が重要である。心筋の傷害部位の局在を判定することにより、冠動脈の病変部位を推定することができるからである。   In the diagnosis of coronary artery disease such as myocardial infarction, diagnosis of the myocardial injury site is important. This is because the lesion site of the coronary artery can be estimated by determining the location of the myocardial lesion site.

従来の心筋傷害の診断方法としては、次のような方法が用いられている。たとえば、Thallium-201やTc-99m tetrofosminなどのsingle photonや、18F-FDGやNH3などの放射線同位元素(RI)を用いた核医学的手法がゴールデンスタンダードとされている。 The following methods are used as conventional methods for diagnosing myocardial injury. For example, nuclear medicine methods using single photon such as Thallium-201 and Tc-99m tetrofosmin, and radioisotopes (RI) such as 18 F-FDG and NH3 are regarded as golden standards.

一方、近年、造影剤を用いたコントラスト心エコー図法やガドリニウム(Gd)造影剤を用いたMRI法による心筋傷害の評価が提案されている。   On the other hand, evaluation of myocardial injury by contrast echocardiography using a contrast agent and MRI using a gadolinium (Gd) contrast agent has been proposed in recent years.

いずれの方法も放射線同位元素、超音波、磁気共鳴法にさらに造影剤を用いた方法であり、生体には侵襲的方法である。   Any of these methods is a method using a contrast medium in addition to a radioisotope, an ultrasonic wave, and a magnetic resonance method, and is an invasive method for a living body.

また、上記の従来の診断方法では、心筋の傷害部位の絶対位置を3次元空間で表示することはできなかった。   In addition, with the conventional diagnostic method described above, the absolute position of the myocardial injury site cannot be displayed in a three-dimensional space.

一方、地磁気の10億分の1程度の磁束を高感度に検出することができる超電導量子干渉素子(Superconducting Quantum Interference Device:以下、SQUID)を用いた
SQUID磁束計がさまざまな分野で応用されている。特に、非侵襲性の計測が強く要望されている生体計測の分野では、SQUID磁束計を用いた人体の非接触磁気計測が行なわれている。
On the other hand, SQUID magnetometers using a superconducting quantum interference device (hereinafter referred to as SQUID) that can detect magnetic flux of about one billionth of the geomagnetism with high sensitivity are applied in various fields. . In particular, non-contact magnetic measurement of a human body using a SQUID magnetometer is performed in the field of biological measurement in which noninvasive measurement is strongly desired.

特に、近年の薄膜素子製造技術の進歩によりDC−SQUIDが開発されたことにより、SQUID磁束計を用いて心臓の磁界分布である心磁図を計測することが行なわれている。このような心臓磁界の計測は、肺やトルソー形状の臓器構成の影響を受けにくいため、心臓の電気現象により生じる心臓磁界を3次元的に解析することができるという特徴を有する。   In particular, due to the development of DC-SQUIDs due to recent advances in thin film element manufacturing technology, the magnetocardiogram, which is the magnetic field distribution of the heart, is measured using a SQUID magnetometer. Since the measurement of the cardiac magnetic field is not easily affected by the organ configuration of the lung or the torso shape, the cardiac magnetic field generated by the electrical phenomenon of the heart can be analyzed three-dimensionally.

さらにSQUID磁束計で計測された心臓磁界の2次元磁界分布から心筋内の3次元電流密度分布を求める方法が提案されている(特許文献1〜3、非特許文献1〜5参照)。   Furthermore, a method for obtaining a three-dimensional current density distribution in the myocardium from a two-dimensional magnetic field distribution of a cardiac magnetic field measured with a SQUID magnetometer has been proposed (see Patent Documents 1 to 3 and Non-Patent Documents 1 to 5).

これらの方法では、たとえば、開口合成磁界解析法(Synthetic Aperture Magnetometry:以下、SAM)を用いた電流密度分布推定法により、計測された心臓磁界に基づいて
異常な興奮伝播の信号源を推定したり、生存心筋を評価する方法が提案されている。また、さらに進んでTikhonov正規化による最小二乗法による空間分解能に優れた新しい空間フィルタを用いて心臓磁界分布から電流密度分布を推定する方法も提案されている。
特開2002−28143号公報 特開2002−28144号公報 特開2002−28145号公報 中居賢司他、「心磁図による梗塞心筋および虚血心筋の解析−開口合成磁界解析法の臨床応用」、日本心電学会誌、2003年、第23巻、第1号、第35頁〜第44頁 中居賢司他、「空間フィルタ法を用いた心磁図による信号源推定」、日本心電学会誌、2004年、第24巻、第1号、第59頁〜第69頁 吉澤正人他、「拡張されたSAMによる心磁界の電流密度分布の表示」、日本生体磁気学会大会集、2002;15;109 M.Yoshizawa, K.Nakai, Y.Nakamura, K.Kobayashi, Y.Uchikawa:"Current density imaging of simulated MCG signal by Modified Synthetic Aperture Magnetometry" BIOMAG 2002, 2002.8(Germany) 中居賢司他、「心磁図の臨床応用と有用性」、心臓、第36巻、第7号、第549頁〜第555頁、心臓編集委員会、2004年7月15日発行
In these methods, for example, an abnormal excitation propagation signal source is estimated based on a measured cardiac magnetic field by a current density distribution estimation method using a synthetic magnetic field analysis method (SAM). A method for assessing viable myocardium has been proposed. In addition, a method for estimating the current density distribution from the cardiac magnetic field distribution using a new spatial filter with excellent spatial resolution by the least square method by Tikhonov normalization has been proposed.
JP 2002-28143 A JP 2002-28144 A JP 2002-28145 A Kenji Nakai et al., “Analysis of infarcted and ischemic myocardium by magnetocardiography-clinical application of synthetic aperture magnetic field analysis”, Journal of the Electrocardiological Society of Japan, 2003, Vol. 23, No. 1, pp. 35-44 page Kenji Nakai et al., “Signal Source Estimation by Magnetocardiography Using Spatial Filter Method”, Journal of the ECG, 2004, Vol. 24, No. 1, pp. 59-69 Masato Yoshizawa et al., “Displaying the Current Density Distribution of the Electromagnetic Field by Expanded SAM”, Annual Meeting of the Biomagnetic Society of Japan, 2002; 15; 109 M. Yoshizawa, K. Nakai, Y. Nakamura, K. Kobayashi, Y. Uchikawa: "Current density imaging of simulated MCG signal by Modified Synthetic Aperture Magnetometry" BIOMAG 2002, 2002.8 (Germany) Kenji Nakai et al., “Clinical Application and Usefulness of Magnetocardiography”, Heart, Vol. 36, No. 7, pp. 549-555, Cardiac Editorial Board, July 15, 2004

心筋傷害、特に梗塞心筋の判定には、上記の心磁図から得られる以下の情報が有効であると考えられる。   The following information obtained from the magnetocardiogram is considered to be effective for determining myocardial injury, particularly infarcted myocardium.

まず、心磁図でのQRS波は心臓の起電力を反映しており、心筋傷害の判定には、心磁図でのQRS波の解析が重要である。   First, the QRS wave in the magnetocardiogram reflects the electromotive force of the heart, and analysis of the QRS wave in the magnetocardiogram is important for determining myocardial injury.

また、心磁図でのT波は心筋の再分極過程を反映しており、心筋傷害の判定には、心磁図のT波ベクトル(再分極過程の方向)の解析が重要である。   The T wave in the magnetocardiogram reflects the repolarization process of the myocardium, and analysis of the T wave vector (direction of the repolarization process) of the magnetocardiogram is important for determining myocardial injury.

さらに、心磁図でのRT時間の分散すなわちRTディスパーション(RT-dispersion)は、心筋の再分極の時間のばらつき(最大と最小との時間差)を反映しており、心筋傷害の判定には、心磁図のRTディスパーションの解析が重要である。   Furthermore, the dispersion of RT time in the magnetocardiogram, that is, RT dispersion (RT-dispersion) reflects the time dispersion of the repolarization of the myocardium (the time difference between the maximum and the minimum). Analysis of RT dispersion of the magnetocardiogram is important.

従来、心磁図より、これらQRS波、T波ベクトル、RTディスパーションの解析を行っているが、心磁図の信号は、逆問題解に関する数理的な理由により2次元情報に止まるため、心筋傷害部位に関する2次元の相対的な空間情報が得られるにすぎなかった。   Conventionally, the QRS wave, T wave vector, and RT dispersion are analyzed from the magnetocardiogram. However, since the magnetocardiogram signal is only two-dimensional information for mathematical reasons related to the inverse problem solution, the myocardial injury site Only two-dimensional relative spatial information about was obtained.

また、前述のように、空間フィルタを用いて、心臓磁界分布から心筋内の3次元電流密度分布を求める方法が提案されているが(特許文献1〜3、非特許文献1〜5参照)、同一症例の心臓における3次元的な空間認識ができないため、傷害部位の絶対的な3次元空間における局在の判定は不可能であった。   In addition, as described above, a method for obtaining a three-dimensional current density distribution in the myocardium from a cardiac magnetic field distribution using a spatial filter has been proposed (see Patent Documents 1 to 3 and Non-Patent Documents 1 to 5). Since the three-dimensional spatial recognition in the heart of the same case is impossible, it is impossible to determine the localization of the injury site in the absolute three-dimensional space.

この発明の目的は、心臓磁界計測により求められた心筋内の電流密度分布から心臓の外郭立体図の構築を可能にするとともに、構築された3次元空間内において傷害心筋の3次元局在の評価を可能にした心臓磁界診断装置を提供することである。   An object of the present invention is to enable the construction of a three-dimensional view of the heart from the current density distribution in the myocardium obtained by cardiac magnetic field measurement and to evaluate the three-dimensional localization of the damaged myocardium in the constructed three-dimensional space. It is an object of the present invention to provide a cardiac magnetic field diagnostic apparatus that enables the above.

この発明の他の目的は、心臓磁界計測により求められた心筋内の電流密度分布から心臓の外郭立体図の構築を可能にするとともに、構築された3次元空間内において傷害心筋の3次元局在の評価を可能にした傷害心筋の3次元局在評価方法を提供することである。   Another object of the present invention is to make it possible to construct a three-dimensional view of the heart from the current density distribution in the myocardium determined by cardiac magnetic field measurement, and to three-dimensional localization of the damaged myocardium in the constructed three-dimensional space. It is an object of the present invention to provide a method for evaluating the three-dimensional localization of an injured myocardium that enables evaluation of

この発明の1つの局面によれば、傷害心筋の3次元局在を評価するための心臓磁界診断装置は、被験者の胸部上の複数の座標における非接触磁気計測により複数の座標に対応する2次元心臓磁界分布データを生成する心臓磁界分布計測手段と、生成された2次元心臓磁界分布データに基づいて被験者の心筋内の3次元電流密度分布データを生成する電流密度データ生成手段と、3次元電流密度分布データに基づいて、心臓の外郭を示す心臓磁界積分立体図を構築する心臓立体図構築手段と、3次元電流密度分布データに基づいて、心臓の傷害心筋の3次元局在を表わすデータを生成する傷害心筋データ生成手段と、構築された心臓磁界積分立体図と同一空間内に、傷害心筋の3次元局在を再構成する画像再構成手段とを備える。   According to one aspect of the present invention, a cardiac magnetic field diagnostic apparatus for evaluating the three-dimensional localization of an injured myocardium is a two-dimensional corresponding to a plurality of coordinates by non-contact magnetic measurement at a plurality of coordinates on the chest of a subject. Cardiac magnetic field distribution measuring means for generating cardiac magnetic field distribution data, current density data generating means for generating three-dimensional current density distribution data in the myocardium of the subject based on the generated two-dimensional cardiac magnetic field distribution data, and three-dimensional current Based on the density distribution data, a heart 3D diagram construction means for constructing a cardiac magnetic field integral 3D diagram showing the outline of the heart, and on the basis of the 3D current density distribution data, data representing the 3D localization of the damaged myocardium of the heart Injury myocardium data generation means to be generated, and image reconstruction means for reconstructing the three-dimensional localization of the damaged myocardium in the same space as the constructed cardiac magnetic field integral three-dimensional view.

好ましくは、傷害心筋データ生成手段は、予め求められた複数の健常者のQRS波の3次元電流密度分布データの平均データと、被験者のQRS波の3次元電流密度分布データとのQRS差分を求める差分算出手段と、求められたQRS差分に基づいて、傷害心筋の3次元局在を描画するデータを生成する描画データ生成手段とを含む。   Preferably, the injured myocardial data generation means obtains a QRS difference between the average data of the QRS wave three-dimensional current density distribution data obtained from a plurality of healthy subjects and the three-dimensional current density distribution data of the subject QRS wave. Difference calculation means and drawing data generation means for generating data for drawing the three-dimensional localization of the damaged myocardium based on the obtained QRS difference.

好ましくは、QRS差分を求める差分演算手段は、被験者の胸部の3次元座標のそれぞれの座標における3次元電流密度分布データのQRS波の期間にわたる積分値を求める積分手段と、積分手段によって求められた複数の健常者のQRS波の期間にわたる積分値の平均値を求めて保持するデータ保持手段と、胸部の3次元座標のそれぞれの座標における健常者の3次元電流密度分布データの積分値の平均値と被験者の前記3次元電流密度分布データの積分値との間の差分をQRS差分として求める演算手段とを含む。   Preferably, the difference calculating means for obtaining the QRS difference is obtained by an integrating means for obtaining an integral value over the period of the QRS wave of the three-dimensional current density distribution data at each of the three-dimensional coordinates of the subject's chest, and the integrating means. Data holding means for obtaining and holding an average value of integral values over a period of QRS waves of a plurality of healthy subjects, and an average value of integral values of healthy subject's three-dimensional current density distribution data at each of the three-dimensional coordinates of the chest And calculating means for obtaining a difference between the integrated value of the three-dimensional current density distribution data of the subject as a QRS difference.

好ましくは、描画データ生成手段は、3次元座標のそれぞれの座標におけるQRS差分の値に基づいて、それぞれの座標に対応する点を所定の色で色付けする手段と、3次元座標のそれぞれの座標に対応する点の間を線形補間する手段と、線形補間された3次元座標空間を透視法射影する手段とを含む。   Preferably, the drawing data generating unit is configured to color a point corresponding to each coordinate with a predetermined color based on a QRS difference value at each coordinate of the three-dimensional coordinate, and to each coordinate of the three-dimensional coordinate. Means for linearly interpolating between corresponding points, and means for perspective projection of the linearly interpolated three-dimensional coordinate space.

好ましくは、描画データ生成手段は、それぞれの座標の色の透明度をQRS差分の大きさに応じて設定する。   Preferably, the drawing data generation unit sets the transparency of the color of each coordinate according to the magnitude of the QRS difference.

好ましくは、傷害心筋データ生成手段は、被験者のT波の3次元電流密度分布データから電流ベクトルの角度を求めるベクトル角度算出手段と、求められたT波の電流ベクトル角度に基づいて、傷害心筋の3次元局在を描画するデータを生成する描画データ生成手段とを含む。   Preferably, the injured myocardial data generating means includes a vector angle calculating means for obtaining an angle of a current vector from the T-wave three-dimensional current density distribution data of the subject, and an injured myocardium based on the obtained T-wave current vector angle. Drawing data generating means for generating data for drawing the three-dimensional localization.

好ましくは、ベクトル角度算出手段は、被験者の胸部の3次元座標のそれぞれの座標における3次元電流密度分布データのX成分のT波の期間にわたる積分値を求める第1の積分手段と、被験者の胸部の3次元座標のそれぞれの座標における3次元電流密度分布データのY成分のT波の期間にわたる積分値を求める第2の積分手段と、胸部の3次元座標のそれぞれの座標における3次元電流密度分布データのX成分およびY成分の積分値の比から電流ベクトルの角度を求める演算手段とを含む。   Preferably, the vector angle calculation means includes a first integration means for obtaining an integral value over the period of the T wave of the X component of the three-dimensional current density distribution data at each of the three-dimensional coordinates of the subject's chest, and the subject's chest Second integration means for obtaining an integral value over the period of the T wave of the Y component of the three-dimensional current density distribution data at each of the three-dimensional coordinates, and the three-dimensional current density distribution at each of the three-dimensional coordinates of the chest Computing means for obtaining the angle of the current vector from the ratio of the integral values of the X component and Y component of the data.

好ましくは、描画データ生成手段は、3次元座標のそれぞれの座標における電流ベクトルの角度に基づいて、それぞれの座標に対応する点を所定の色で色付けする手段と、3次元座標のそれぞれの座標に対応する点の間を線形補間する手段と、線形補間された3次元座標空間を透視法射影する手段とを含む。   Preferably, the drawing data generating unit is configured to color a point corresponding to each coordinate with a predetermined color based on the angle of the current vector at each coordinate of the three-dimensional coordinate, and to each coordinate of the three-dimensional coordinate. Means for linearly interpolating between corresponding points and means for perspective projection of the linearly interpolated three-dimensional coordinate space.

好ましくは、描画データ生成手段は、それぞれの座標の色の透明度を電流ベクトルの角度の大きさに応じて設定する。   Preferably, the drawing data generation unit sets the transparency of the color of each coordinate according to the magnitude of the angle of the current vector.

好ましくは、傷害心筋データ生成手段は、被験者のQRS−T波の3次元電流密度分布データからRT時間の分散であるRTディスパーションを求める時間分散算出手段と、求められたRTディスパーションに基づいて、傷害心筋の3次元局在を描画するデータを生成する描画データ生成手段とを含む。   Preferably, the injured myocardial data generating means is based on time dispersion calculating means for obtaining RT dispersion, which is a dispersion of RT time, from the three-dimensional current density distribution data of the QRS-T wave of the subject, and the obtained RT dispersion. And drawing data generation means for generating data for drawing the three-dimensional localization of the damaged myocardium.

好ましくは、時間分布算出手段は、被験者の胸部の3次元座標のそれぞれの座標における3次元電流密度分布データからRT時間の最大値と最小値との差分の絶対値をRTディスパーションとして求める手段を含む。   Preferably, the time distribution calculating means obtains an absolute value of a difference between the maximum value and the minimum value of the RT time as RT dispersion from the three-dimensional current density distribution data at each of the three-dimensional coordinates of the subject's chest. Including.

好ましくは、描画データ生成手段は、3次元座標のそれぞれの座標におけるRTディスパーションに基づいて、それぞれの座標に対応する点を所定の色で色付けする手段と、3次元座標のそれぞれの座標に対応する点の間を線形補間する手段と、線形補間された3次元座標空間を透視法射影する手段とを含む。   Preferably, the drawing data generation means corresponds to means for coloring a point corresponding to each coordinate with a predetermined color based on RT dispersion at each coordinate of the three-dimensional coordinates, and to each coordinate of the three-dimensional coordinates. Means for linearly interpolating between the points to be performed, and means for perspective projection of the linearly interpolated three-dimensional coordinate space.

好ましくは、描画データ生成手段は、それぞれの座標の色の透明度をRTディスパーションの大きさに応じて設定する。   Preferably, the drawing data generation means sets the transparency of the color of each coordinate according to the size of the RT dispersion.

好ましくは、心臓立体図構築手段は、被験者の胸部の3次元座標のそれぞれの座標における3次元電流密度分布データのまたは3次元電流密度分布データを二乗した3次元エネルギ密度データの所定期間にわたる積分値を求める積分手段と、それぞれの座標における積分値のうちの最大値を求める最大値判定手段と、胸部の3次元座標を複数の立方体の集合に区分する立方体設定手段と、積分値の最大値に基づいてしきい値を設定するしきい値設定手段と、設定されたしきい値に対する、立方体の各々の各頂点に対応する座標の積分値の大小を判定する大小判定手段と、複数の立方体の集合における積分値の大小の判定結果を表示する画像を心臓磁界積分立体図として生成する画像生成手段とを含む。   Preferably, the three-dimensional heart diagram constructing means is an integrated value over a predetermined period of the three-dimensional current density distribution data at each coordinate of the three-dimensional coordinates of the subject's chest or the three-dimensional energy density data obtained by squaring the three-dimensional current density distribution data. Integration means for determining the maximum value, a maximum value determination means for determining the maximum value of the integral values at each coordinate, a cube setting means for dividing the three-dimensional coordinates of the chest into a set of a plurality of cubes, and a maximum integral value Threshold setting means for setting a threshold based on the threshold, means for determining the magnitude of the integrated value of coordinates corresponding to each vertex of each cube with respect to the set threshold, and a plurality of cubes Image generating means for generating, as a cardiac magnetic field integral three-dimensional view, an image for displaying a determination result of the magnitude of the integral value in the set.

好ましくは、画像生成手段は、複数の立方体の各々ごとに、各立方体を構成する8個の頂点のうち対応する座標の積分値がしきい値より大きい頂点の数を算出する手段と、積分値がしきい値より大きい頂点の数に応じて予め定められた態様で、しきい値よりも大きい頂点を結ぶポリゴンを描画する手段と、胸部の3次元座標空間内に複数の立方体を配列して描画されたポリゴンを透視法射影する手段とを含み、透視法射影により得られた各立方体のポリゴンの集合が心臓磁界積分立体図を構成する。   Preferably, the image generation means includes, for each of the plurality of cubes, means for calculating the number of vertices for which the integral value of the corresponding coordinates among the eight vertices constituting each cube is greater than a threshold value; Means for drawing polygons connecting vertices larger than the threshold in a predetermined manner according to the number of vertices greater than the threshold, and arranging a plurality of cubes in the three-dimensional coordinate space of the chest Means for perspective projection of the drawn polygon, and a set of polygons of each cube obtained by the perspective projection constitutes a cardiac magnetic field integral three-dimensional view.

この発明の他の局面によれば、傷害心筋の3次元局在を評価するための方法は、被験者の胸部上の複数の座標における非接触磁気計測により複数の座標に対応する2次元心臓磁界分布データを生成するステップと、生成された2次元心臓磁界分布データに基づいて被験者の心筋内の3次元電流密度分布データを生成するステップと、3次元電流密度分布データに基づいて、心臓の外郭を示す心臓磁界積分立体図を構築するステップと、3次元電流密度分布データに基づいて、心臓の傷害心筋の3次元局在を表わすデータを生成するステップと、構築された心臓磁界積分立体図と同一空間内に、傷害心筋の3次元局在を再構成するステップとを備える。   According to another aspect of the present invention, a method for evaluating the three-dimensional localization of an injured myocardium includes a two-dimensional cardiac magnetic field distribution corresponding to a plurality of coordinates by non-contact magnetic measurement at a plurality of coordinates on a subject's chest. A step of generating data, a step of generating three-dimensional current density distribution data in the myocardium of the subject based on the generated two-dimensional cardiac magnetic field distribution data, and a contour of the heart based on the three-dimensional current density distribution data A step of constructing a cardiac magnetic field integral three-dimensional diagram to be shown; a step of generating data representing three-dimensional localization of an injured myocardium of the heart based on the three-dimensional current density distribution data; and the same as the constructed cardiac magnetic field integral three-dimensional diagram Reconstructing the three-dimensional localization of the damaged myocardium in the space.

好ましくは、傷害心筋の3次元局在を表わすデータを生成するステップは、予め求められた複数の健常者のQRS波の3次元電流密度分布データの平均データと、被験者のQRS波の3次元電流密度分布データとのQRS差分を求めるステップと、求められたQRS差分に基づいて、傷害心筋の3次元局在を描画するデータを生成するステップとを含む。   Preferably, the step of generating data representing the three-dimensional localization of the injured myocardium includes the average data of the three-dimensional current density distribution data of QRS waves obtained from a plurality of healthy subjects and the three-dimensional current of the QRS waves of the subject. A step of obtaining a QRS difference from the density distribution data; and a step of generating data for drawing a three-dimensional localization of the damaged myocardium based on the obtained QRS difference.

好ましくは、QRS差分を求めるステップは、被験者の胸部の3次元座標のそれぞれの座標における3次元電流密度分布データのQRS波の期間にわたる積分値を求めるステップと、積分値を求めるステップによって求められた複数の健常者のQRS波の期間にわたる積分値の平均値を求めて保持するステップと、胸部の3次元座標のそれぞれの座標における健常者の3次元電流密度分布データの積分値の平均値と被験者の3次元電流密度分布データの積分値との間の差分を前記QRS差分として求めるステップとを含む。   Preferably, the step of obtaining the QRS difference is obtained by a step of obtaining an integral value over a period of QRS wave of the three-dimensional current density distribution data at each of the three-dimensional coordinates of the subject's chest and a step of obtaining the integral value. A step of obtaining and holding an average value of integral values over a period of QRS waves of a plurality of healthy subjects, an average value of integral values of the healthy subject's three-dimensional current density distribution data at each of the three-dimensional coordinates of the chest, and a subject And calculating the difference between the integrated value of the three-dimensional current density distribution data as the QRS difference.

好ましくは、描画データを生成するステップは、3次元座標のそれぞれの座標におけるQRS差分の値に基づいて、それぞれの座標に対応する点を所定の色で色付けするステップと、3次元座標のそれぞれの座標に対応する点の間を線形補間するステップと、線形補間された3次元座標空間を透視法射影するステップとを含む。   Preferably, the step of generating drawing data includes a step of coloring a point corresponding to each coordinate with a predetermined color based on a QRS difference value at each coordinate of the three-dimensional coordinate, and each of the three-dimensional coordinates. Linear interpolation between points corresponding to the coordinates, and perspective projection of the linearly interpolated three-dimensional coordinate space.

好ましくは、描画データを生成するステップは、それぞれの座標の色の透明度をQRS差分の大きさに応じて設定するステップを含む。   Preferably, the step of generating drawing data includes the step of setting the transparency of the color of each coordinate according to the magnitude of the QRS difference.

好ましくは、傷害心筋の3次元局在を表わすデータを生成するステップは、被験者のT波の3次元電流密度分布データから電流ベクトルの角度を求めるステップと、求められたT波の電流ベクトル角度に基づいて、傷害心筋の3次元局在を描画するデータを生成するステップとを含む。   Preferably, the step of generating data representing the three-dimensional localization of the injured myocardium includes the step of obtaining the angle of the current vector from the three-dimensional current density distribution data of the T wave of the subject, and the obtained current vector angle of the T wave. And generating data for rendering the three-dimensional localization of the damaged myocardium.

好ましくは、ベクトル角度を求めるステップは、被験者の胸部の3次元座標のそれぞれの座標における3次元電流密度分布データのX成分のT波の期間にわたる積分値を求めるステップと、被験者の胸部の3次元座標のそれぞれの座標における3次元電流密度分布データのY成分のT波の期間にわたる積分値を求めるステップと、胸部の3次元座標のそれぞれの座標における3次元電流密度分布データのX成分およびY成分の積分値の比から電流ベクトルの角度を求めるステップとを含む。   Preferably, the step of obtaining the vector angle includes the step of obtaining an integral value over the period of the T wave of the X component of the three-dimensional current density distribution data at each of the three-dimensional coordinates of the subject's chest, and the three-dimensional of the subject's chest. Obtaining an integral value over the period of the T wave of the Y component of the three-dimensional current density distribution data at each of the coordinates; and the X component and the Y component of the three-dimensional current density distribution data at each of the three-dimensional coordinates of the chest Obtaining the angle of the current vector from the ratio of the integral values of

好ましくは、描画データを生成するステップは、3次元座標のそれぞれの座標における電流ベクトルの角度に基づいて、それぞれの座標に対応する点を所定の色で色付けするステップと、3次元座標のそれぞれの座標に対応する点の間を線形補間するステップと、線形補間された3次元座標空間を透視法射影するステップとを含む。   Preferably, the step of generating drawing data includes the step of coloring a point corresponding to each coordinate with a predetermined color based on the angle of the current vector at each coordinate of the three-dimensional coordinate, and each of the three-dimensional coordinates. Linear interpolation between points corresponding to the coordinates, and perspective projection of the linearly interpolated three-dimensional coordinate space.

好ましくは、描画データを生成するステップは、それぞれの座標の色の透明度を電流ベクトルの角度の大きさに応じて設定するステップを含む。   Preferably, the step of generating drawing data includes the step of setting the transparency of the color of each coordinate according to the magnitude of the angle of the current vector.

好ましくは、傷害心筋の3次元局在を表わすデータを生成するステップは、被験者のQRS−T波の3次元電流密度分布データからRT時間の分散であるRTディスパーションを求めるステップと、求められたRTディスパーションに基づいて、傷害心筋の3次元局在を描画するデータを生成するステップとを含む。   Preferably, the step of generating data representing the three-dimensional localization of the injured myocardium is obtained by calculating an RT dispersion that is a dispersion of RT time from the three-dimensional current density distribution data of the QRS-T wave of the subject. Generating data for rendering the three-dimensional localization of the damaged myocardium based on the RT dispersion.

好ましくは、RTディスパーションを求めるステップは、被験者の胸部の3次元座標のそれぞれの座標における3次元電流密度分布データからRT時間の最大値と最小値との差分の絶対値をRTディスパーションとして求めるステップを含む。   Preferably, in the step of obtaining the RT dispersion, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the RT time is obtained as the RT dispersion from the three-dimensional current density distribution data at each of the three-dimensional coordinates of the subject's chest. Includes steps.

好ましくは、描画データを生成するステップは、3次元座標のそれぞれの座標におけるRTディスパーションに基づいて、それぞれの座標に対応する点を所定の色で色付けするステップと、3次元座標のそれぞれの座標に対応する点の間を線形補間するステップと、線形補間された3次元座標空間を透視法射影するステップとを含む。   Preferably, the step of generating the drawing data includes coloring a point corresponding to each coordinate with a predetermined color based on RT dispersion at each coordinate of the three-dimensional coordinate, and each coordinate of the three-dimensional coordinate. Linearly interpolating between points corresponding to, and perspective projection of the linearly interpolated three-dimensional coordinate space.

好ましくは、描画データを生成するステップは、それぞれの座標の色の透明度をRTディスパーションの大きさに応じて設定するステップを含む。   Preferably, the step of generating drawing data includes the step of setting the transparency of the color of each coordinate according to the magnitude of the RT dispersion.

好ましくは、心臓磁界積分立体図を構築するステップは、被験者の胸部の3次元座標のそれぞれの座標における3次元電流密度分布データのまたは3次元電流密度分布データを二乗した3次元エネルギ密度データの所定期間にわたる積分値を求めるステップと、それぞれの座標における積分値のうちの最大値を求めるステップと、胸部の3次元座標を複数の立方体の集合に区分するステップと、積分値の最大値に基づいてしきい値を設定するステップと、設定されたしきい値に対する、立方体の各々の各頂点に対応する座標の積分値の大小を判定するステップと、複数の立方体の集合における積分値の大小の判定結果を表示する画像を心臓磁界積分立体図として生成するステップとを含む。   Preferably, the step of constructing the cardiac magnetic field integral three-dimensional view is a predetermined one of the three-dimensional current density distribution data obtained by squaring the three-dimensional current density distribution data or the three-dimensional current density distribution data at each of the three-dimensional coordinates of the subject's chest. A step of obtaining an integral value over a period, a step of obtaining a maximum value of integral values at each coordinate, a step of dividing the three-dimensional coordinate of the chest into a set of a plurality of cubes, and a maximum value of the integral value A step of setting a threshold value, a step of determining a magnitude of an integral value of coordinates corresponding to each vertex of each cube with respect to the set threshold value, and a judgment of a magnitude of the integral value in a set of a plurality of cubes Generating an image displaying the result as a cardiac magnetic field integral three-dimensional view.

好ましくは、画像を生成するステップは、複数の立方体の各々ごとに、各立方体を構成する8個の頂点のうち対応する座標の積分値がしきい値より大きい頂点の数を算出するステップと、積分値がしきい値より大きい頂点の数に応じて予め定められた態様で、しきい値よりも大きい頂点を結ぶポリゴンを描画するステップと、胸部の3次元座標空間内に複数の立方体を配列して描画されたポリゴンを透視法射影するステップとを含み、透視法射影により得られた各立方体のポリゴンの集合が心臓磁界積分立体図を構成する。   Preferably, the step of generating the image includes, for each of the plurality of cubes, calculating the number of vertices whose integrated value of the corresponding coordinates among the eight vertices constituting each cube is greater than a threshold value; Drawing polygons that connect vertices greater than the threshold in a predetermined manner according to the number of vertices whose integral value is greater than the threshold, and arranging a plurality of cubes in the three-dimensional coordinate space of the chest And a step of performing perspective projection of the drawn polygon, and a set of polygons of each cube obtained by the perspective projection constitutes a cardiac magnetic field integral three-dimensional view.

以上のように、この発明によれば、被験者の胸部の3次元電流密度分布から、QRS差分、T波ベクトル、またはRTディスパーションのような、傷害心筋部位を相対的に表示するデータの3次元立体表示を得るとともに、同一被験者の3次元電流密度分布から別途構築された心臓外郭立体図と再構成することにより、心臓における傷害心筋部位の絶対的な3次元空間表示を非侵襲的に可能にし、病院内や救急治療室における心疾患診断における心筋傷害の局在の判定が可能になる。   As described above, according to the present invention, from the three-dimensional current density distribution of the subject's chest, the three-dimensional data of the relative display of the damaged myocardial region, such as QRS difference, T-wave vector, or RT dispersion, is performed. A 3D display is obtained, and the 3D current density distribution of the same subject is reconstructed from a 3D heart contour map constructed separately, thereby enabling an absolute 3D space display of the injured myocardial region in the heart non-invasively. This makes it possible to determine the location of myocardial injury in diagnosis of heart disease in hospitals and emergency rooms.

特に、この発明は、近年増加している急性冠症候群(冠動脈の粥腫の崩壊に伴う急性心筋傷害)の診断や、冠動脈バイパス手術やカテーテルによる冠動脈形成術の評価に有用な手法を提供するものである。   In particular, the present invention provides a useful technique for the diagnosis of acute coronary syndrome (acute myocardial injury associated with the collapse of coronary atheroma), evaluation of coronary artery bypass surgery and coronary angioplasty using a catheter. It is.

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

[実施の形態1]
この発明の実施の形態1は、心磁図のQRS差分の3次元表示を可能にすることにより、心筋傷害部位の3次元の空間的局在の判定を可能にしたものである。
[Embodiment 1]
The first embodiment of the present invention enables the determination of the three-dimensional spatial localization of the myocardial injury site by enabling the three-dimensional display of the QRS difference of the magnetocardiogram.

図1は、心磁図の実波形を示す波形図である。図1を参照して、この発明の実施の形態1の原理について、説明する。   FIG. 1 is a waveform diagram showing an actual waveform of a magnetocardiogram. The principle of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図1の心磁図の実波形において、(A)の波形は、たとえばSQUID磁束計で測定された心臓磁界の各チャネルの実波形図であり、(B)の波形は、以下に説明するQRS差分を示す波形図である。   In the actual waveform of the magnetocardiogram of FIG. 1, the waveform of (A) is an actual waveform diagram of each channel of the cardiac magnetic field measured by, for example, a SQUID magnetometer, and the waveform of (B) is the QRS difference described below. FIG.

前述したように、QRS波は、心臓の起電力を反映しており、心筋梗塞のような心筋傷害の発生している部位では、心臓の起電力の低下が認められる。したがって、心磁図信号のQRS波相当部分から3次元電流密度分布を求め、心臓の起電力を推定することにより、傷害心筋の局在の判定が可能になる。   As described above, the QRS wave reflects the electromotive force of the heart, and a decrease in the electromotive force of the heart is recognized at a site where myocardial injury such as myocardial infarction occurs. Therefore, the localization of the damaged myocardium can be determined by obtaining a three-dimensional current density distribution from the QRS wave equivalent portion of the magnetocardiogram signal and estimating the electromotive force of the heart.

この発明の実施の形態1では、明らかな心疾患のない複数(たとえば30名)の健常者(以下、対象群と称する)の心磁図信号のQRS波相当部分から空間フィルタを用いて3次元電流密度分布の平均データを予め求めて保存しておく。一方、特に心筋梗塞等の心疾患を有する被験者(患者)の心磁図信号のQRS波相当部分から空間フィルタを用いて3次元電流密度分布を求める。   In Embodiment 1 of the present invention, a three-dimensional current is obtained from a portion corresponding to QRS waves of a magnetocardiogram signal of a plurality of (for example, 30) healthy persons (hereinafter, referred to as a target group) having no obvious heart disease using a spatial filter. Average data of the density distribution is obtained in advance and stored. On the other hand, a three-dimensional current density distribution is obtained using a spatial filter from a QRS wave equivalent portion of a magnetocardiogram signal of a subject (patient) having a heart disease such as myocardial infarction.

そして、波形のQRS部における対照群の3次元電流密度分布の平均データと被験者の3次元電流密度分布データとの差(以下、QRS差分と称する)を求める。これが、心筋梗塞等の心筋傷害部位の空間分布を表わすことになる。   Then, a difference (hereinafter referred to as QRS difference) between the average data of the three-dimensional current density distribution of the control group in the QRS part of the waveform and the three-dimensional current density distribution data of the subject is obtained. This represents the spatial distribution of a myocardial injury site such as myocardial infarction.

しかしながら、3次元電流密度分布データの差分を求めただけでは、心臓内の傷害心筋部位の局在は相対的にしか判定できず、心臓における絶対的な3次元での空間的局在を判定することはできない。   However, the localization of the injured myocardial region within the heart can only be determined relatively only by obtaining the difference between the three-dimensional current density distribution data, and the absolute spatial localization in the heart is determined. It is not possible.

そこで、この発明の実施の形態1では、心臓磁界計測により求められた被験者の心筋内の3次元電流密度分布から心臓の外郭の描写を可能にするとともに、QRS波部における上記の対照群と上記の被験者との間の3次元電流密度分布の差分を、描写された心臓外郭立体図と同一被験者の同一空間内に再構成することにより、当該被験者の心臓における絶対的な3次元での傷害心筋の空間的局在を判定することができるようにしたものである。   Therefore, in the first embodiment of the present invention, it is possible to describe the outline of the heart from the three-dimensional current density distribution in the myocardium of the subject obtained by cardiac magnetic field measurement, and the control group in the QRS wave section and the above-described control group. By reconstructing the difference in the three-dimensional current density distribution between the subject and the subject within the same space of the same subject as the depicted heart outline, the injured myocardium in the absolute three-dimensional heart of the subject's heart The spatial localization of can be determined.

以下に、このような発明の実施の形態1を実現するための具体的構成について説明する。   A specific configuration for realizing the first embodiment of the invention will be described below.

図2は、この発明の実施の形態1による心臓磁界診断装置の構成を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the cardiac magnetic field diagnostic apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

図2を参照して、磁界分布計測装置1は、磁気シールドルーム(Magnetically Shielded Room:以下、MSR)11内において、被験者12の胸部上において非接触の磁気計測を行なうように設置された、SQUID磁束計を内蔵するデュワー13と、MSR11の外に設けられた磁界分布データの演算部14とを備えている。なお、磁気分布データ演算部14は、MSR11内に設けられてもよい。   Referring to FIG. 2, magnetic field distribution measuring apparatus 1 is a SQUID installed so as to perform non-contact magnetic measurement on the chest of subject 12 in a magnetically shielded room (hereinafter referred to as “MSR”) 11. A dewar 13 having a built-in magnetometer and a magnetic field distribution data calculation unit 14 provided outside the MSR 11 are provided. The magnetic distribution data calculation unit 14 may be provided in the MSR 11.

デュワー13内には液体ヘリウムが満たされて超電導が生じる低温系の環境が形成されており、その中に、超電導体からなる検出コイルで構成されたSQUID磁束計が収納されている。   The dewar 13 is filled with liquid helium to form a low-temperature environment in which superconductivity occurs. A SQUID magnetometer composed of a detection coil made of a superconductor is housed in the dewar 13.

図3は、図2に示したMSR11内のデュワー13内の低温系に設置されるSQUID磁束計15、および常温に設置される演算部14をより詳細に示すブロック図である。なお、図3は、以下に説明するように、演算部14として、変調方式の磁束ロック(FLL)方式を例示しているが、非変調方式FLLも同様に適用可能である。   FIG. 3 is a block diagram showing in more detail the SQUID magnetometer 15 installed in the low temperature system in the dewar 13 in the MSR 11 shown in FIG. 2 and the computing unit 14 installed at room temperature. In addition, although FIG. 3 has illustrated the modulation | alteration magnetic flux lock (FLL) system as the calculating part 14 so that it may demonstrate below, the non-modulation system FLL is applicable similarly.

なお、図3に示した構成は、被験者の胸部上の1点の磁界データを計測するための1チャネル分の構成である。後述するように、この発明では、被験者の胸部上において複数の座標における磁場の多点同時計測を行なう。したがって、図3に示す1チャネル分の構成が、計測に必要な複数チャネル分設けられていることになる。なお、以下に説明する例では、被験者の胸部座標上の64点で磁場計測が行なわれ、64チャネル分の図3の構成が設けられているものとする。   Note that the configuration shown in FIG. 3 is a configuration for one channel for measuring magnetic field data at one point on the subject's chest. As will be described later, in the present invention, multipoint simultaneous measurement of magnetic fields at a plurality of coordinates is performed on the subject's chest. Therefore, the configuration for one channel shown in FIG. 3 is provided for a plurality of channels necessary for measurement. In the example described below, it is assumed that magnetic field measurement is performed at 64 points on the subject's chest coordinates, and the configuration of FIG. 3 for 64 channels is provided.

以下に、図3を参照して、1チャネル分のSQUID磁束計による磁界データの生成について説明する。   Hereinafter, generation of magnetic field data by the SQUID magnetometer for one channel will be described with reference to FIG.

まず、SQUID磁束計15は、被験者の胸部表面から発生する磁場を検出するための、超電導体からなるピックアップコイル16を備える。ピックアップコイル16が磁場を捉えると電流が流れ、この電流はコイル17に伝達されてNbシールド20内に磁場を生じさせる。   First, the SQUID magnetometer 15 includes a pickup coil 16 made of a superconductor for detecting a magnetic field generated from the chest surface of the subject. When the pickup coil 16 captures the magnetic field, a current flows, and this current is transmitted to the coil 17 to generate a magnetic field in the Nb shield 20.

この結果、この磁場に対して線形に変化する磁場がSQUID素子18内に形成される。適当なバイアス電流をSQUID素子18に流し、このSQUID素子18の両端の電圧を、演算部14の増幅器によって検出し、演算部14は、検出電圧に変化が生じないよう、Nbシールド20内に設置された、変調方式FLLにおいては磁界のモジュレーションにも用いられるフィードバックコイル19に流れる電流を調整する。   As a result, a magnetic field that changes linearly with respect to this magnetic field is formed in the SQUID element 18. An appropriate bias current is passed through the SQUID element 18 and the voltage across the SQUID element 18 is detected by the amplifier of the calculation unit 14. The calculation unit 14 is installed in the Nb shield 20 so that the detected voltage does not change. In the modulation method FLL, the current flowing in the feedback coil 19 that is also used for magnetic field modulation is adjusted.

すなわち、このSQUIDによる生体の磁場の検出は、発生する磁場を直接計測するものではなく、いわゆるゼロ位法を用いて、SQUID素子18内の磁場が常に一定値となるようにフィードバックをかける(具体的には、フィードバックコイル19に流れる電流を調整してフィードバックコイル19に発生する磁場を制御することにより、SQUID素子18内に常に一定の磁場が生じるようにする)ことにより、ピックアップコイル16で検出される磁場を、演算部14が電気信号に変換して出力するものである。このようなフィードバックの手法は通常、フラックスロックトループ(flux locked loop:以下、FLL)と呼ばれる周知の技術である。   That is, the detection of the magnetic field of the living body by this SQUID does not directly measure the generated magnetic field, but feedback is performed using a so-called zero position method so that the magnetic field in the SQUID element 18 always becomes a constant value (specifically Specifically, the current flowing through the feedback coil 19 is adjusted to control the magnetic field generated in the feedback coil 19 so that a constant magnetic field is always generated in the SQUID element 18). The calculated magnetic field is converted into an electric signal by the calculation unit 14 and output. Such a feedback method is a well-known technique generally called a flux locked loop (hereinafter referred to as FLL).

このようなSQUID磁束計15およびその演算部14は周知の技術であるため、これ以上の説明を省略する。   Since such a SQUID magnetometer 15 and its calculation unit 14 are well-known techniques, further explanation is omitted.

前述のように、図3に示した構成は、1チャネル分の磁界データの計測に必要な構成であり、被験者の胸部前面上における1点で計測された磁場の磁界時系列データを示す電気信号を出力するものである。   As described above, the configuration shown in FIG. 3 is a configuration necessary for measuring the magnetic field data for one channel, and is an electric signal indicating the magnetic field time-series data of the magnetic field measured at one point on the front of the subject's chest. Is output.

この発明では、前述のように被験者の胸部前面に多くのセンサ(SQUID磁束計)を配列し、胸部前面上の磁場を多点測定しようとするものである。磁場は時間的に変化するものであり、たとえば1心拍に相当する期間中においても、測定場所が異なれば磁場は場所に応じた異なる変化をする。   In the present invention, as described above, many sensors (SQUID magnetometers) are arranged on the front side of the subject's chest, and the magnetic field on the front side of the chest is to be measured at multiple points. The magnetic field changes with time. For example, even during a period corresponding to one heartbeat, the magnetic field changes differently depending on the location if the measurement location is different.

図4は、被験者の胸部前面上における複数のセンサ(各々が1チャネルのSQUID磁束計)の配置の一例を示す図である。また、図5は、図4の複数のセンサのそれぞれの位置に対応してそれぞれのセンサから得られた、1心拍期間における磁場の変化を示す1群の磁界時系列データを示している。   FIG. 4 is a diagram showing an example of an arrangement of a plurality of sensors (each of which is a one-channel SQUID magnetometer) on the front of the subject's chest. FIG. 5 shows a group of magnetic field time-series data indicating changes in the magnetic field in one heartbeat period, obtained from each sensor corresponding to each position of the plurality of sensors in FIG.

図2に示す磁界分布計測装置1から出力されるデータは、図5に示すような複数の測定位置(座標)に対応する1群の磁界時系列データであるが、ある特定の時刻に着目してこれらの1群の磁界時系列データを捉えると、測定対象である胸部前面上におけるある時刻の磁場の強さの分布状態を示す実際の山谷の様子をグラフ(図)で表現するのは困難なので、天気図の気圧のように等高線図で表現している磁界分布データが得られる。この意味からも、磁界分布計測装置1から出力されるデータは、胸部前面上の磁界分布時系列データとして捉えることができる。   The data output from the magnetic field distribution measuring apparatus 1 shown in FIG. 2 is a group of magnetic field time-series data corresponding to a plurality of measurement positions (coordinates) as shown in FIG. 5, but paying attention to a specific time. Taking these one group of magnetic field time-series data, it is difficult to represent the actual state of the mountain valley that shows the distribution of the magnetic field strength at a certain time on the front of the chest that is the object of measurement. Therefore, magnetic field distribution data expressed by a contour map like the atmospheric pressure of the weather map can be obtained. Also in this sense, the data output from the magnetic field distribution measuring device 1 can be understood as magnetic field distribution time series data on the front surface of the chest.

磁界分布計測装置1から出力されるこのような1群の磁界時系列データ、すなわち磁界分布時系列データは、図2の演算装置2に与えられる。この演算装置2は、ソフトウェアにより、ある時刻の磁界分布データに基づいてその瞬間における胸部内の電気的活動、たとえばその瞬間に流れる胸部内の電流密度を求めるように機能する。   Such a group of magnetic field time-series data output from the magnetic field distribution measuring apparatus 1, that is, magnetic field distribution time-series data is given to the arithmetic unit 2 in FIG. This computing device 2 functions by software to determine the electrical activity in the chest at that moment, for example, the current density in the chest that flows at that moment, based on the magnetic field distribution data at a certain time.

また、演算装置2は、必要に応じて、演算した結果のデータを記憶装置22に保存する。   In addition, the calculation device 2 stores data of the calculation result in the storage device 22 as necessary.

磁界分布計測装置1によって生成された磁界分布時系列データから、測定対象となる人体内の部位(この発明では心臓)における3次元的な電気的活動の情報、たとえば当該部位を流れる電流密度分布を演算装置2で求める手法について説明する。   From the magnetic field distribution time-series data generated by the magnetic field distribution measuring apparatus 1, information on the three-dimensional electrical activity in a part of the human body to be measured (in this invention, the heart), for example, the current density distribution flowing through the part. A method obtained by the arithmetic device 2 will be described.

図6は、このような電流密度を求める方法を模式的に説明する図である。以下に説明する方法では、解析しようとする人体内の特定の1つの部位に仮に電流センサ(仮想センサ)が設けられていたとすれば、あたかもそこに流れるはずの電流を間接的に算出しようとするものである。このため、人体胸部前面に設置されたすべてのセンサ(SQUID磁束計)から得られる磁界時系列データにある係数をかけてその総和を取ることによって、当該仮想センサの電流出力を得ることができる。そして、この係数をどのように求めるかがこの演算における中心的な課題となる。   FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a method for obtaining such a current density. In the method described below, if a current sensor (virtual sensor) is provided in a specific part of the human body to be analyzed, the current is supposed to be calculated indirectly. Is. For this reason, the current output of the virtual sensor can be obtained by multiplying the magnetic field time-series data obtained from all the sensors (SQUID magnetometers) installed on the front surface of the human chest by taking a sum of the coefficients. Then, how to obtain this coefficient is a central issue in this calculation.

以下に、図6を参照して、電流密度を求める手法についてより詳細に説明する。まず、人体表面(胸部前面)上に、総数がN個の磁界センサが配列されているものとする。一方、解析対象である人体(胸部、特に心臓)を、各々が小さなブロックであるボクセルの集合体とみなす。ここで、ボクセルの総数をM個とする。   Hereinafter, the method for obtaining the current density will be described in more detail with reference to FIG. First, it is assumed that a total of N magnetic field sensors are arranged on the human body surface (front surface of the chest). On the other hand, the human body (chest, particularly heart) to be analyzed is regarded as a collection of voxels, each of which is a small block. Here, the total number of voxels is M.

各センサjから得られる磁界時系列データをBj(t)とし、各センサ出力(Bj(t
)に対応するボクセルiの空間フィルタ係数をβijとする。
The magnetic field time series data obtained from each sensor j is Bj (t), and each sensor output (Bj (t
Β ij is the spatial filter coefficient of voxel i corresponding to).

ここで、ボクセルiに仮想電流センサがあるものと考えた場合、当該仮想電流センサから得られる電流密度に対応する仮想センサ出力をSi(t)とすると、Si(t)は次式で定義される。 Here, when it is assumed that the voxel i has a virtual current sensor, if the virtual sensor output corresponding to the current density obtained from the virtual current sensor is S i (t), S i (t) is expressed by the following equation. Defined.

したがって、空間フィルタ係数βijが決まれば、各ボクセルiにおける電流密度を得ることができ、解析対象全体における3次元的電流密度分布を得ることができる。 Therefore, if the spatial filter coefficient β ij is determined, the current density in each voxel i can be obtained, and the three-dimensional current density distribution in the entire analysis target can be obtained.

上述の空間フィルタ係数βijを、対応するボクセルiの分布電流に対してのみ鋭敏な感度を有するように設定する手法としては、前述のSAM、MUSIC(Multiple Signal Classification)などの種々の手法を用いることができる。SAMやMUSICは、これまで、レーダやソナーなどの分野で研究開発が行なわれてきたものであり、それぞれの手法は周知である。 As a method for setting the above-described spatial filter coefficient β ij so as to have a sensitive sensitivity only for the distribution current of the corresponding voxel i, various methods such as the above-described SAM and MUSIC (Multiple Signal Classification) are used. be able to. SAM and MUSIC have been researched and developed in fields such as radar and sonar, and their methods are well known.

SAMやMUSICの手法によって空間フィルタ係数を用いて求められた各ボクセルのリアルタイムに算出された仮想センサ出力は、非常に高いリアルタイム性を有するという利点を有している。   The virtual sensor output calculated in real time for each voxel obtained using the spatial filter coefficient by the SAM or MUSIC technique has an advantage of having a very high real-time property.

SAMやMUSICの技術そのものは周知であり、またこれらの手法を用いて空間フィルタ係数を求めるアルゴリズムは極めて複雑なため、ここではその詳細な説明を省略するが、SAMについては、1999年発行のProceedings of the 11th International Conference on Biomagnetismの“Reent Advances in Biomagnetism”(Tohoku University Press発行)の第302頁から第305頁のRobinson SE および Vrba J による“Functional Neuroimaging by Synthetic Aperture Magnetometry(SAM)”に詳細に説明されている。MUSICについては、平成9年1月25日発行の原宏および栗城真也による「脳磁気科学−SQUID計測と医学応用−」(オーム社)の第117頁から第119頁に詳細に説明されている。   The SAM and MUSIC technologies are well known, and the algorithm for obtaining the spatial filter coefficients using these methods is extremely complicated. Therefore, detailed description thereof is omitted here, but the SAM is Proceedings published in 1999. Detailed explanation on “Functional Neuroimaging by Synthetic Aperture Magnetometry (SAM)” by Robinson SE and Vrba J on pages 302 to 305 of “Reent Advances in Biomagnetism” of the 11th International Conference on Biomagnetism (Tohoku University Press) Has been. MUSIC is described in detail on pages 117 to 119 of “Neuromagnetic Science: SQUID Measurement and Medical Application” (Ohm Co., Ltd.) by Hiroshi Hara and Shinya Kuriki, published on January 25, 1997. .

このようにして、演算装置2は、磁界分布計測装置1によって生成された磁界分布データから解析対象である心臓内の3次元的電流密度分布を示す時系列データを生成し、さらに以下に説明する心臓磁界積分立体図を構築する演算をソフトウェアで実行する。   In this way, the arithmetic device 2 generates time-series data indicating the three-dimensional current density distribution in the heart to be analyzed from the magnetic field distribution data generated by the magnetic field distribution measuring device 1, and further described below. An operation for constructing a cardiac magnetic field integral 3D diagram is executed by software.

この発明の心臓磁界積分立体図構築方法は、基本的に心筋部分にしか電流密度が存在しないことに注目し、心臓磁界積分立体図を構築してこれを心臓の外郭とみなすものである。   The cardiac magnetic field integral three-dimensional map construction method of the present invention pays attention to the fact that current density basically exists only in the myocardial part, and constructs a cardiac magnetic field integral three-dimensional map and regards this as the outline of the heart.

図7および図8は、図2の演算装置2でソフトウェアで実行される心臓磁界積分立体図構築方法のフロー図であり、特に図7は、そのうちの心房の立方体描画の処理を示すフロー図である。   FIGS. 7 and 8 are flowcharts of a method for constructing a cardiac magnetic field integral three-dimensional diagram executed by software in the arithmetic unit 2 of FIG. 2, and particularly FIG. 7 is a flowchart showing a drawing process of the atrial cube. is there.

図7を参照して、ステップS1において、図6に関して先に説明した空間フィルタを用いた手法により、図2のSQUID磁束計によって検出した心臓磁界分布から3次元電流密度を算出する。ここで被験者胸部の3次元座標x,y,zに対する時間tにおいて算出された3次元電流密度をFt(x,y,z)とする。なお、3次元電流密度の各頂点間のデータは線形補間を行なっている。   Referring to FIG. 7, in step S1, a three-dimensional current density is calculated from the cardiac magnetic field distribution detected by the SQUID magnetometer of FIG. 2 by the method using the spatial filter described above with reference to FIG. Here, the three-dimensional current density calculated at time t with respect to the three-dimensional coordinates x, y, z of the subject's chest is assumed to be Ft (x, y, z). The data between the vertices of the three-dimensional current density is linearly interpolated.

次に、ステップS2において、3次元座標x,y,zのすべての組合せの座標点の各々について、図2の心電計21によって測定されるP波心房部の時間t1〜t2にわたって、電流密度Ft(x,y,z)の積分値であるS(x,y,z)を求める。そして、S(x,y,z)の最大値であるSmaxを求める。   Next, in step S2, for each coordinate point of all combinations of the three-dimensional coordinates x, y, z, the current density over the time t1 to t2 of the P-wave atrium measured by the electrocardiograph 21 of FIG. S (x, y, z) which is an integral value of Ft (x, y, z) is obtained. Then, Smax that is the maximum value of S (x, y, z) is obtained.

次に、ステップS3,S4,S5は、心臓の心房部の磁界積分立体図を描画するためのループ処理を表わしており、ステップS3で示す3次元座標x0〜xmax,y0〜ymax,z0〜zmaxのすべての組合せについて、ステップS5でx,y,zに関するループが閉じるまで、ステップS4の心房の立体図描画処理が実行繰り返し実行される。   Next, steps S3, S4, and S5 represent a loop process for drawing a magnetic field integral three-dimensional view of the atrium of the heart, and the three-dimensional coordinates x0 to xmax, y0 to ymax, z0 to zmax shown in step S3. For all the combinations, the atrial 3D drawing process in step S4 is repeatedly executed until the loop relating to x, y, z is closed in step S5.

次に、図8は、図7の処理に引続いて実行される、心臓磁界積分立体図構築方法のうちの心室の立方体描画の処理を示すフロー図である。図8のステップS6〜S9は、ステップS6における積分時間が心電計21で測定されるQRS波心室部の時間t3〜t4である点を除いて、図7のステップS2〜S5の処理と同じなので説明は繰返さない。   Next, FIG. 8 is a flowchart showing a process of drawing a ventricular cube in the method for constructing a cardiac magnetic field integral three-dimensional view, which is executed subsequent to the process of FIG. Steps S6 to S9 in FIG. 8 are the same as steps S2 to S5 in FIG. 7 except that the integration time in step S6 is times t3 to t4 of the QRS wave ventricle measured by the electrocardiograph 21. The explanation will not be repeated.

図9は、図7のステップS4の心房の立方体描画処理および図8のステップS8の心室の立方体描画処理に共通の処理を示すフロー図である。また、図10〜図14は、心房または心室の立方体描画処理を概念的に示す模式図である。   FIG. 9 is a flowchart showing processes common to the atrial cube drawing process in step S4 of FIG. 7 and the ventricular cube drawing process of step S8 in FIG. 10 to 14 are schematic diagrams conceptually showing a cubic drawing process of the atrium or the ventricle.

以下に、図9〜図14を参照して、ステップS4の心房の立体描画処理またはステップS8の心室の立方体描画処理について説明する。   The atrial three-dimensional drawing process in step S4 or the ventricular cube drawing process in step S8 will be described below with reference to FIGS.

まず、被験者の胸部の3次元空間を複数の立方体の集合と考え、その1つとして、3次元座標S(x,y,z),S(x+1,y,z),S(x,y+1,z),S(x,y,z+1),S(x+1,y+1,z),S(x+1,y,z+1),S(x,y+1,z+1),S(x+1,y+1,z+1)の8点を頂点とする立方体を想定する。   First, the three-dimensional space of the subject's chest is considered as a set of a plurality of cubes, and as one of them, three-dimensional coordinates S (x, y, z), S (x + 1, y, z), S (x, y + 1, z), S (x, y, z + 1), S (x + 1, y + 1, z), S (x + 1, y, z + 1), S (x, y + 1, z + 1), S (x + 1, y + 1, z + 1) Assume a cube with vertices.

一方、図7のステップS2で求めた電流密度の最大値Smaxに基づいてあるしきい値を設定する。このようなしきい値は、心筋部分の内部に電流密度の強弱が存在することに鑑み、正確な心臓外郭図を描写するために設けたものである。   On the other hand, a threshold value is set based on the maximum value Smax of the current density obtained in step S2 of FIG. Such a threshold value is provided in order to depict an accurate heart outline in view of the presence and absence of current density in the myocardial portion.

このしきい値はSmaxに0.0〜1.0の係数を掛けたものであり、たとえば係数の初期値としては、0.66666666を用いる。そして、装置のオペレータは、後述するようにして完成した心臓外郭の立体図を目視しながらこの係数を最適値に微調整する。   This threshold value is obtained by multiplying Smax by a coefficient of 0.0 to 1.0. For example, 0.666666666 is used as the initial value of the coefficient. Then, the operator of the apparatus finely adjusts this coefficient to an optimum value while visually observing a three-dimensional view of the heart outline completed as described later.

まず、図9のステップS41において、上記の特定の立方体の頂点8点のなかで、上記Smaxに基づくしきい値よりも大きな電流密度の積分値を有する点の個数を計数する。そして、そのような頂点の個数が2個以下か否かを判定する(ステップS42)。2個以下であれば、何も処理は行なわない。   First, in step S41 of FIG. 9, the number of points having an integrated value of current density larger than the threshold value based on Smax is counted among the eight points of the specific cube. Then, it is determined whether or not the number of such vertices is two or less (step S42). If it is 2 or less, no processing is performed.

一方、2個よりも多ければ、次に3個か否かが判定される(ステップS43)。3個の場合、ステップS44で三角形のポリゴン(多角形)が描画される。すなわち、たとえば図10に示すように3個の頂点を結ぶ三角形のポリゴンを描画する。   On the other hand, if there are more than two, it is next determined whether or not there are three (step S43). In the case of three, a triangular polygon (polygon) is drawn in step S44. That is, for example, as shown in FIG. 10, a triangular polygon connecting three vertices is drawn.

一方、3個でなければ、次に4個か否かが判定される(ステップS45)。4個の場合、ステップS46で三角形または四角形のポリゴンが描画される。   On the other hand, if it is not three, it is next determined whether or not it is four (step S45). In the case of four, a triangular or quadrangular polygon is drawn in step S46.

すなわち、たとえば図11(a)に示すように、4点のうち1点(大きい黒丸)を中心に残りの3点が隣接する場合、3点を結ぶ三角形のポリゴンを描画する。   That is, for example, as shown in FIG. 11A, when the remaining three points are adjacent to each other around one point (large black circle) among the four points, a triangular polygon connecting the three points is drawn.

また、たとえば図11(b)に示すように、4点が同一平面上にある場合、4点を結ぶ四角形のポリゴンを描画する。   For example, as shown in FIG. 11B, when four points are on the same plane, a quadrilateral polygon connecting the four points is drawn.

また、たとえば図11(c)に示すように、上記以外の場合には、4個の三角形のポリゴンを描画する。   For example, as shown in FIG. 11C, in the cases other than the above, four triangular polygons are drawn.

一方、4個でなければ、次に5個か否かが判定される(ステップS47)。5個の場合、ステップS48で三角形のポリゴンが描画される。   On the other hand, if not four, it is next determined whether or not there are five (step S47). In the case of five, a triangular polygon is drawn in step S48.

すなわち、たとえば図12(a)に示すように、5点を結ぶ三角形のポリゴンを描画する。   That is, for example, as shown in FIG. 12A, a triangular polygon connecting five points is drawn.

また、たとえば図12(b)に示すように、5点が離れている場合、三角形のポリゴンを描画する。   For example, as shown in FIG. 12B, when five points are separated, a triangular polygon is drawn.

一方、5個でなければ、次に6個か否かが判定される(ステップS49)。6個の場合、ステップS50で三角形または四角形のポリゴンが描画される。   On the other hand, if it is not five, it is next determined whether or not it is six (step S49). In the case of six, a triangular or quadrangular polygon is drawn in step S50.

すなわち、たとえば図13(a)に示すように、しきい値以下の2点が同じ辺上にある場合、四角形のポリゴンを描画する。   That is, for example, as shown in FIG. 13A, when two points below the threshold value are on the same side, a quadrilateral polygon is drawn.

また、たとえば図13(b)に示すように、しきい値以下の2点が同じ辺上にない場合、2個の三角形のポリゴンを描画する。   For example, as shown in FIG. 13B, when two points below the threshold are not on the same side, two triangular polygons are drawn.

一方、6個でなければ、次に7個か否かが判定される(ステップS51)。7個の場合、ステップS52で三角形のポリゴンが描画される。   On the other hand, if not six, it is next determined whether or not seven (step S51). In the case of seven, a triangular polygon is drawn in step S52.

すなわち、たとえば図14に示すように、しきい値以下の1点に隣接する三角形のポリゴンを描画する。   That is, for example, as shown in FIG. 14, a triangular polygon adjacent to one point below the threshold value is drawn.

一方、ステップS51で7個でないと判断された場合、すなわち8個の場合には何も処理を行なわない。これにより、ある特定の立方体についてのポリゴンの描画を終了することになる。   On the other hand, if it is determined in step S51 that there are not seven, that is, eight, no processing is performed. As a result, drawing of the polygon for a specific cube ends.

そして、図7のステップS3〜S5で繰り返し行なわれた心房に関する立方体のポリゴン描写の結果および図8のステップS7〜S9で繰り返し行なわれた心室に関する立方体のポリゴン描写の結果をすべて併せて、図8のステップS10で透視法射影を行なう。   Then, the results of the cubic polygon depiction relating to the atrium repeatedly performed in steps S3 to S5 of FIG. 7 and the results of the cubic polygon depiction relating to the ventricle repeatedly performed in steps S7 to S9 of FIG. In step S10, perspective projection is performed.

図15は、このステップS10の透視法射影を模式的に表わす図である。図10〜図14のようにして得られた各立方体の電流密度分布の強弱を示すポリゴンの集合を透視法射影することにより、心筋の磁界積分立体図の画像データを得ることができ、この画像データは、図2の表示装置4の一方入力に与えられ、ディスプレイ上に描写される。前述のように、基本的に電流密度は心筋内にのみ存在するため、このように得られた磁界積分立体図は、心臓全体の外郭立体図を表わすものである。   FIG. 15 is a diagram schematically showing the perspective projection in step S10. By performing perspective projection of a set of polygons showing the strength of current density distribution of each cube obtained as shown in FIGS. 10 to 14, image data of a magnetic field integral three-dimensional view of the myocardium can be obtained. Data is provided to one input of the display device 4 of FIG. 2 and is depicted on the display. As described above, since the current density basically exists only in the myocardium, the magnetic field integral three-dimensional view obtained in this way represents an outline three-dimensional view of the entire heart.

たとえば図19の被験者胸部の64測定点の座標上に示すような心房部の外郭を示す心臓磁界積分立体図(線aで示す図中左側の実線の枠)および心室部の外郭を示す心臓磁界積分立体図(線bで示す図中右側の実線の枠)が、表示装置4のディスプレイ上に描画されることになる。   For example, a cardiac magnetic field integral three-dimensional view (outline of the solid line on the left side of the figure shown by line a) showing the outline of the atrium as shown on the coordinates of 64 measurement points on the subject's chest in FIG. An integral three-dimensional view (a solid line frame on the right side in the drawing indicated by a line b) is drawn on the display of the display device 4.

なお、最終的な画像は、前述のように、オペレータが画像を目視してしきい値の係数を微調整することにより、最適な状態に調整される。   As described above, the final image is adjusted to an optimal state by the operator viewing the image and finely adjusting the threshold coefficient.

次に上記のようにして求められた心臓磁界積分立体図によって表わされる心臓外郭の空間認識の方法について説明する。   Next, a method for recognizing the space of the heart outline represented by the cardiac magnetic field integral three-dimensional view obtained as described above will be described.

すなわち、図2を参照して、磁界発生装置5に接続された4個の磁界コイル6を被験者の胸部上の所定の位置に設置する。この例では、たとえば第4肋間胸骨右縁、第4肋間胸骨左縁、第5肋間鎖骨中線、剣状突起の4点にコイル6をそれぞれ設置するものとする。   That is, with reference to FIG. 2, four magnetic field coils 6 connected to the magnetic field generator 5 are installed at predetermined positions on the subject's chest. In this example, for example, the coils 6 are installed at four points of the fourth intercostal sternum right edge, the fourth intercostal sternum left edge, the fifth intercostal clavicle midline, and the xiphoid process.

なお、これらの4点のうち、剣状突起を除く3点は、標準12誘導心電図の国際標準誘導点であり、本願発明のような心磁図の誘導法を標準化する上で基準点になりうる点である。   Of these four points, the three points excluding the xiphoid process are the international standard induction points of the standard 12-lead ECG, and can serve as reference points in standardizing the magnetocardiogram induction method as in the present invention. Is a point.

そして、磁界発生回路5から供給される所定の信号に応じて、4個のコイル6はそれぞれ磁界を発生する。そして4個のコイル6によって発生した磁界は、デュワー13に内蔵されたSQUID磁束計によって検出される。   And according to the predetermined signal supplied from the magnetic field generation circuit 5, each of the four coils 6 generates a magnetic field. The magnetic field generated by the four coils 6 is detected by a SQUID magnetometer built in the dewar 13.

図16は、被験者の胸部体表面上の4個のコイル6の位置をCT撮像画像上で示す図であり、図中4個の丸印がコイル位置を表わしている。すなわち、V1は、第4肋間胸骨右縁からの胸部誘導を表わし、V2は、第4肋間胸骨左縁からの胸部誘導を表わし、V4は、第5肋間鎖骨中線からの胸部誘導を表わし、Nは、剣状突起を表わしている。   FIG. 16 is a diagram showing the positions of the four coils 6 on the surface of the chest of the subject on the CT image, and the four circles in the figure represent the coil positions. That is, V1 represents the chest lead from the fourth intercostal sternum right edge, V2 represents the chest lead from the fourth intercostal sternum left edge, V4 represents the chest lead from the fifth intercostal sternum, N represents a xiphoid process.

次に、図17は、64チャネルのSQUID磁束計で計測された、上記体表上の4個のコイルからの信号を示す波形図である。図17において、1は、第4肋間胸骨右縁からの胸部誘導を表わし、2は、第4肋間胸骨左縁からの胸部誘導を表わし、4は、第5肋間鎖骨中線からの胸部誘導を表わし、Nは、剣状突起を表わしている。このようなコイルの位置は、オペレータの波形図の目視によって同定される。   Next, FIG. 17 is a waveform diagram showing signals from four coils on the body surface measured by a 64-channel SQUID magnetometer. In FIG. 17, 1 represents a chest lead from the right edge of the fourth intercostal sternum, 2 represents a chest lead from the left edge of the fourth intercostal sternum, and 4 represents a chest lead from the fifth intercostal sternum. N represents a xiphoid process. The position of such a coil is identified by visual observation of the waveform diagram of the operator.

図18は、このような4個のコイル位置を、64チャネルのSQUID磁束計の心磁図上に再構成した状態を示す図である。   FIG. 18 is a diagram showing a state in which such four coil positions are reconstructed on the magnetocardiogram of a 64-channel SQUID magnetometer.

さらに、オペレータは心磁図からコイルの空間位置を目視で認識しながら図示しない入力装置を操作し、図19に示すように、表示装置4上の心臓の外郭立体図を示す画像と同一空間上に、4個のコイルの各々について、位置1,2,4およびNを丸印で描画する。   Further, the operator operates an input device (not shown) while visually recognizing the spatial position of the coil from the magnetocardiogram, and as shown in FIG. For each of the four coils, positions 1, 2, 4 and N are drawn with circles.

ここで、被験者の体表上の既知の4点(図16〜図18参照)のうち、V1,V2,Nはほぼ同一平面上にあるが、V4については、被験者により異なるがおよそ1〜2cm程度奥まっている。表示装置4に表示された心臓外郭立体図を演算装置2の処理により深さ方向の表示に切替えることにより、このような奥行きのことなるコイル位置についても外郭立体図中に3次元的に描画することができる。   Here, among the four known points on the body surface of the subject (see FIGS. 16 to 18), V1, V2, and N are substantially on the same plane, but V4 varies depending on the subject, but is about 1 to 2 cm. It is deep inside. By switching the heart outline three-dimensional view displayed on the display device 4 to display in the depth direction by the processing of the arithmetic unit 2, the coil positions having such depths are also three-dimensionally drawn in the outline three-dimensional view. be able to.

このように、この発明によれば、心臓磁界からSQUID磁束計で検出した心臓磁界分布から求めた電流密度分布に基づいて描画された心臓磁界積分立体図すなわち心臓の外郭と、既知のコイル位置4点との空間位置的関連付けを行ない、描画された心臓空間位置の認識が可能となるものである。   As described above, according to the present invention, the cardiac magnetic field integral three-dimensional view drawn based on the current density distribution obtained from the cardiac magnetic field distribution detected from the cardiac magnetic field by the SQUID magnetometer, that is, the outline of the heart, and the known coil position 4 Spatial positional association with a point is performed, and the rendered cardiac spatial position can be recognized.

特に、この発明の実施の形態1によれば、同一被験者について、同一の時刻に同一の測定方法を用いて計測した心臓外郭立体図と既知のコイル位置とを同一空間上に再構成しているので、従来の別の時刻に別の方法で得たデータを再構成する場合に比べて、空間的なずれが起こることはなく、極めて正確な心臓の空間認識が可能となる。   In particular, according to Embodiment 1 of the present invention, for the same subject, a three-dimensional view of the heart contour measured using the same measurement method at the same time and a known coil position are reconstructed in the same space. Therefore, compared with the conventional case where data obtained by another method is reconstructed at another time, there is no spatial shift, and extremely accurate heart space recognition is possible.

なお、このように心臓の正確な空間認識が可能になると、必要に応じて、MRI,CT等の解剖学的画像データとの合成が容易になる。図2において、必要な場合には、破線で示す解剖学的画像データ生成装置3には、図示しない他の断層診断装置、たとえばMRI、X線CTなどを用いて撮影された同一被験者の胸部のスライス画像データが入力される。   If accurate spatial recognition of the heart is possible in this way, synthesis with anatomical image data such as MRI, CT, etc. becomes easy as necessary. In FIG. 2, if necessary, the anatomical image data generation device 3 indicated by a broken line includes an anatomical image data generation device 3 of the chest of the same subject imaged using another tomographic diagnosis device (not shown) such as MRI or X-ray CT. Slice image data is input.

解剖学的画像データ生成装置3は、入力されたスライス画像データを加工して所定視点から3次元透視変換を施し、解剖学的画像データを生成する。このようにスライス画像データから3次元的な解剖学的画像を形成する技術は周知であり、たとえば特開平11−128224号公報、国際公開WO98/15226号公報などに詳細に開示されている。したがって、その詳細はここでは説明しない。   The anatomical image data generation device 3 processes the input slice image data, performs three-dimensional perspective transformation from a predetermined viewpoint, and generates anatomical image data. Techniques for forming a three-dimensional anatomical image from slice image data in this way are well known, and are disclosed in detail, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-128224 and International Publication WO98 / 15226. The details are therefore not described here.

このようにして、解剖学的画像データ生成装置3は、同一被験者の心臓付近の胸部の3次元的な解剖学的画像を示すデータを生成し、表示装置4の他方入力に与える。   In this way, the anatomical image data generation device 3 generates data indicating a three-dimensional anatomical image of the chest near the heart of the same subject and supplies the data to the other input of the display device 4.

図2の表示装置4は、解剖学定画像データ生成装置3からのデータに基づいて形成した被験者の胸部の3次元的な解剖学的画像上に、演算装置2からの心臓磁界積分立体図のデータに基づいて形成した心臓の外郭を示す画像を重ね合わせて表示する。   The display device 4 shown in FIG. 2 displays a three-dimensional anatomical image of the subject's chest formed on the basis of the data from the anatomical fixed image data generation device 3. An image showing the outline of the heart formed based on the data is superimposed and displayed.

図20は、図19に示した心臓外郭の立体図とMRI画像とを合成した図である。MRIの計測時に、同一被験者の体表上の、上記4個のコイルと同じ4点にマーカーで目印を付けておくことにより、心臓外郭立体図との合成を、空間的なずれなく正確に行なうことができる。   FIG. 20 is a view obtained by combining the three-dimensional view of the heart outline and the MRI image shown in FIG. At the time of MRI measurement, the same 4 points as the above four coils on the body surface of the same subject are marked with markers, so that the composition with the heart outline is accurately performed without spatial deviation. be able to.

なお、上述の心臓の空間認識方法では、オペレータが、SQUID磁束計で取得した64チャネルの磁界波形の大きさから目視により体表上に装着された4個のコイルの位置を推定し、入力手段を操作することにより、心臓外郭立体図と同一空間上に磁界コイル位置を描画するように構成したが、オペレータによる目視に代わって、演算装置2においてソフトウェアの信号処理により、64チャネル磁束計の出力波形に基づくコイル位置の判定、および心臓外郭立体図上への描画を行なうことも可能であることは言うまでもない。   In the above-described heart space recognition method, the operator estimates the positions of the four coils mounted on the body surface by visual observation from the magnitude of the magnetic field waveform of 64 channels acquired by the SQUID magnetometer, and input means. The magnetic field coil position is drawn in the same space as the three-dimensional view of the heart outline by operating, but instead of visual observation by the operator, the output of the 64-channel magnetometer is obtained by signal processing of software in the arithmetic unit 2. Needless to say, it is also possible to determine the coil position based on the waveform and to draw on the three-dimensional view of the heart.

上述のように、演算装置2は、磁界分布計測装置1によって生成された磁界分布データから解析対象である心臓内の3次元電流密度分布を示す時系列データを生成し、図7〜図9の処理により心臓磁界積分立体図すなわち心臓外郭立体図の画像データを生成する。その後、演算装置2は、このようにして得られた心臓外郭立体図における3次元電流密度のQRS差分を再構成する処理を行なう。   As described above, the arithmetic device 2 generates time-series data indicating the three-dimensional current density distribution in the heart to be analyzed from the magnetic field distribution data generated by the magnetic field distribution measuring device 1, and is shown in FIGS. The image data of the cardiac magnetic field integral three-dimensional view, that is, the heart outline three-dimensional view is generated by the processing. Thereafter, the arithmetic device 2 performs a process of reconstructing the QRS difference of the three-dimensional current density in the heart outline solid diagram thus obtained.

すなわち、この発明の実施の形態1では、3次元電流密度解析によりQRS差分を描画して、上記のようにして得られた心臓外郭立体図と合成することにより、傷害心筋部位の推定を可能にするものである。   In other words, in Embodiment 1 of the present invention, it is possible to estimate the damaged myocardial region by drawing the QRS difference by three-dimensional current density analysis and combining it with the three-dimensional heart outline obtained as described above. To do.

図21および図22は、図2の演算装置2でソフトウェアで実行されるQRS差分の3次元分布表示方法のフロー図である。   21 and 22 are flowcharts of the QRS difference three-dimensional distribution display method executed by software in the arithmetic device 2 of FIG.

図21を参照して、ステップS11において、被験者の心臓磁界を図2のSQUID磁束計を用いて検出して心臓磁界波形を発生する。   Referring to FIG. 21, in step S11, a cardiac magnetic field waveform is generated by detecting the cardiac magnetic field of the subject using the SQUID magnetometer of FIG.

次に、ステップS12において、図2の心電計21による心電図Rトリガにより、被験者の64チャネル分の心磁図信号(図4、図5)の加算平均波形を求め、これに空間フィルタを適用して、3次元電流密度分布を検出する。ここで、被験者の時間tにおける3次元電流密度をFt(x,y,z)とする。   Next, in step S12, an electrocardiogram R trigger by the electrocardiograph 21 in FIG. 2 is used to obtain an averaged waveform of the magnetocardiogram signals (FIGS. 4 and 5) for the subject's 64 channels, and a spatial filter is applied thereto. Then, a three-dimensional current density distribution is detected. Here, the three-dimensional current density at time t of the subject is assumed to be Ft (x, y, z).

特に、被験者が対照群(たとえば30名の健常者)を構成する健常者の場合、各被験者(健常者)の64チャネルの心磁図信号加算平均波形にも空間フィルタを適用して、3次元電流密度分布を検出する。そして、対照群を構成するすべての被験者(健常者)の時間tにおける3次元電流密度の平均をCt(x,y,z)として、図2の記憶装置22に保存する。   In particular, when the subject is a healthy person who constitutes a control group (for example, 30 healthy people), a spatial filter is applied to the 64-channel magnetocardiogram signal average waveform of each subject (healthy person) to obtain a three-dimensional current. Detect density distribution. Then, the average of the three-dimensional current densities at time t of all the subjects (healthy persons) constituting the control group is stored in the storage device 22 of FIG. 2 as Ct (x, y, z).

次に、ステップS13,S14,S15は、3次元電流密度分布の積分値を求めるためのループ処理を表わしており、ステップS13で示す3次元座標x0〜xmax,y0〜ymax,z0〜zmaxのすべてに組合せについて、ステップS15でx,y,zに関するループが閉じるまで、ステップ14の処理が繰り返し実行される。   Next, steps S13, S14, and S15 represent a loop process for obtaining an integral value of the three-dimensional current density distribution, and all of the three-dimensional coordinates x0 to xmax, y0 to ymax, z0 to zmax shown in step S13. For the combinations, the process of step 14 is repeatedly executed until the loop relating to x, y, z is closed in step S15.

すなわち、ステップS14においては、対照群(健常者)と被験者との間で3次元電流密度分布の比較をすべき心臓の部位に相当する間隔に渡って、被験者の時間tにおける3次元電流密度Ft(x,y,z)、および記憶装置22に保存されている対照群の時間tにおける3次元平均電流密度Ct(x,y,z)のそれぞれの積分値を求め、S(x,y,z)、SC(x,y,z)とする。   That is, in step S14, the three-dimensional current density Ft at time t of the subject over the interval corresponding to the heart region where the three-dimensional current density distribution should be compared between the control group (healthy person) and the subject. (X, y, z) and the respective integrated values of the three-dimensional average current density Ct (x, y, z) at time t of the control group stored in the storage device 22 are obtained, and S (x, y, z z) and SC (x, y, z).

なお、比較すべき間隔の初期値をQRS間に設定するものとする。QRS間は、心臓外郭のうち心室に対応する。したがって、初期値QRS間は、被験者と健常者平均との心室での3次元電流密度分布の比較を意味する。このような比較する間隔を変えることにより、心室以外の部位での3次元電流密度分布の比較も可能となる。   Note that the initial value of the interval to be compared is set between QRS. Between QRS corresponds to the ventricle in the heart outline. Therefore, between the initial values QRS means a comparison of the three-dimensional current density distribution in the ventricle between the subject and the average of healthy subjects. By changing such a comparison interval, it is possible to compare three-dimensional current density distributions at sites other than the ventricle.

次に、ステップS16において、3次元座標の各点におけるS(x,y,z)の最大値をSmaxとし、3次元座標の各点におけるSC(x,y,z)の最大値をSCmaxとする。   Next, in step S16, the maximum value of S (x, y, z) at each point of the three-dimensional coordinates is Smax, and the maximum value of SC (x, y, z) at each point of the three-dimensional coordinates is SCmax. To do.

次に、図22のステップS17において、3次元座標のすべての点において、次式のように積分値Sと積分値SCとの減算を行い、その結果をD(x,y,z)とする。   Next, in step S17 of FIG. 22, the integral value S and the integral value SC are subtracted as shown in the following equation at all points of the three-dimensional coordinates, and the result is defined as D (x, y, z). .

D(x,y,z)=SC(x-cx,y-cy,z-cz)×Smax/SCmax−S(x,y,z)
ここで、cx,cy,czは、それぞれ、空間情報を補正する任意の値である。すなわち、基本的に、被験者の計測時と健常者の計測時とにおいて、計測する空間は同じであるが、ベッドでの姿勢等により、心臓の位置がずれることがある。それをこれらの値cx,cy,czで補正している。
D (x, y, z) = SC (x-cx, y-cy, z-cz) * Smax / SCmax-S (x, y, z)
Here, cx, cy, and cz are arbitrary values for correcting the spatial information. That is, the measurement space is basically the same between the measurement of the subject and the measurement of the healthy person, but the position of the heart may be shifted due to the posture on the bed or the like. It is corrected with these values cx, cy, cz.

次に、ステップS18において、3次元座標の各点でのD(x,y,z)の最大値をDmaxとする。   Next, in step S18, the maximum value of D (x, y, z) at each point of the three-dimensional coordinates is set to Dmax.

次に、ステップS19,S20,S21は、QRS差分を描画するためのループ処理を表わしており、ステップS19で示す3次元座標x0〜xmax,y0〜ymax,z0〜zmaxのすべてに組合せについて、ステップS21でx,y,zに関するループが閉じるまで、ステップ20のQRS差分描画処理が繰り返し実行される。   Next, steps S19, S20, and S21 represent a loop process for drawing a QRS difference. For all combinations of the three-dimensional coordinates x0 to xmax, y0 to ymax, z0 to zmax shown in step S19, steps are performed. The QRS difference drawing process in step 20 is repeatedly executed until the loop regarding x, y, z is closed in S21.

図23は、図22のステップS20のQRS差分描画処理を概念的に示す模式図である。図23(A)を参照して、3次元座標の各点ごとに、D(x,y,z)が正のときは青で、負のときは赤で、各点に対し、線形的に色付けを行って描画する。図23(A)では、上段の2点が赤で色付けされ、下段の2点が青で色付けされているものとする。なお、図23では便宜上白黒の濃淡で表わされている。   FIG. 23 is a schematic diagram conceptually showing the QRS difference drawing process in step S20 of FIG. Referring to FIG. 23A, for each point of the three-dimensional coordinates, blue when D (x, y, z) is positive, red when negative, and linearly with respect to each point. Draw with coloring. In FIG. 23A, it is assumed that the upper two points are colored in red and the lower two points are colored in blue. In FIG. 23, for convenience, it is represented by black and white shading.

次に、図23(B)を参照して、各点には、下記の式による透明度(0.0〜1.0)を付け、点の間は、色の線形補間を行う。すなわち、透明度は次式で表わされる。   Next, referring to FIG. 23B, transparency (0.0 to 1.0) according to the following equation is given to each point, and linear interpolation of colors is performed between the points. That is, the transparency is expressed by the following equation.

透明度=(|D(x,y,z)|−しきい値)÷(Dmax−しきい値)
上述のように、QRS差分D(x,y,z)が負の座標点は青で表示される。心筋傷害のある症例の場合、心筋の起電力低下のため、対照群(健常者)の平均データに比較して電流密度分布は低下し、心筋の傷害部位は青色で表示されることになる。すなわち、上記の透明度の式により、QRS差分の最大値Dmaxに対するQRS差分D(x,y,z)の値で青色の濃さが決まる。
Transparency = (| D (x, y, z) | −threshold) ÷ (Dmax−threshold)
As described above, coordinate points with a negative QRS difference D (x, y, z) are displayed in blue. In the case of myocardial injury, due to a decrease in electromotive force of the myocardium, the current density distribution decreases compared to the average data of the control group (healthy person), and the myocardial injury site is displayed in blue. That is, according to the above transparency formula, the blue density is determined by the value of the QRS difference D (x, y, z) with respect to the maximum value Dmax of the QRS difference.

図23(B)の例では、中央の4点で囲まれれた正方形の上方に行くほど赤、下方に行くほど青に色付けされており、その間は線形に補間されている。   In the example of FIG. 23B, the color is colored red toward the upper side of the square surrounded by the four points at the center and blue toward the lower side, and is linearly interpolated between them.

次に、図22のステップS19〜21で繰り返し行われたQRS差分描画処理の結果をすべて併せて、図22のステップS22で透視法射影を行う。図23のように得られたQRS差分の大きさを示す色の表示の集合を透視法射影することにより、心筋のQRS差分の画像データを得ることができ、この画像データは、図7〜図15の処理で得られた心臓の外郭立体図と同一空間内に、演算装置2において再構成され、表示装置4のディスプレイ上に表示される。   Next, all the results of the QRS difference drawing process repeatedly performed in steps S19 to S21 in FIG. 22 are combined, and the perspective projection is performed in step S22 in FIG. The image data of the QRS difference of the myocardium can be obtained by perspective projection of the display set of the color indicating the magnitude of the QRS difference obtained as shown in FIG. 23. This image data is shown in FIGS. It is reconstructed in the computing device 2 and displayed on the display of the display device 4 in the same space as the contour map of the heart obtained in the process 15.

図24は、健常者におけるQRS差分の実例を、図25は、患者におけるQRS差分の実例を示す図である。図24および図25において、(A)は、被験者(図24は健常者、図25は心疾患患者)の心磁図信号波形を示し、(B)は、心臓外郭立体図における対応するQRS差分の3次元表示である。   FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a QRS difference in a healthy person, and FIG. 25 is a diagram illustrating an example of a QRS difference in a patient. 24 and 25, (A) shows the magnetocardiogram signal waveform of the subject (FIG. 24 is a healthy person, FIG. 25 is a heart disease patient), and (B) is the corresponding QRS difference in the heart contour diagram. 3D display.

図24においては、心臓内に、健常者間にQRS差分は認められない。   In FIG. 24, no QRS difference is found between healthy individuals in the heart.

一方、図25においては、心筋梗塞部位など心筋傷害部位(後側壁)においてはQRS差分は青で表示され、電流密度分布の低下、すなわち起電力の低下(傷害心筋)を示すものとする。図24および図25の再構成画像においては、青の濃さが白黒の階調の濃さで置き換えて表示されている。   On the other hand, in FIG. 25, the QRS difference is displayed in blue at a myocardial injury site (rear side wall) such as a myocardial infarction site, indicating a decrease in current density distribution, that is, a decrease in electromotive force (injured myocardium). In the reconstructed images of FIG. 24 and FIG. 25, the blue density is replaced with the black and white gradation.

以上のように、この発明の実施の形態1では、傷害心筋部位を相対的に表示するQRS差分の3次元立体表示を得るとともに、別途構築された心臓外郭立体図と再構成することにより、心臓における傷害心筋部位の絶対的な3次元空間表示を可能にし、病院内や救急治療室における心疾患診断における心筋傷害の局在の判定が可能になる。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, a 3D stereoscopic display of a QRS difference that relatively displays an injured myocardial region is obtained, and the heart is reconstructed with a separately constructed heart outline stereoscopic view. It is possible to display an absolute three-dimensional space of the injured myocardial region in the region, and to determine the location of the myocardial injury in the diagnosis of heart disease in a hospital or an emergency room.

[実施の形態2]
この発明の実施の形態2は、心磁図のT波ベクトルの3次元表示を可能にすることにより、心筋傷害部位の3次元の空間的局在の判定を可能にしたものである。以下に、この発明の実施の形態2の原理について説明する。
[Embodiment 2]
The second embodiment of the present invention makes it possible to determine the three-dimensional spatial localization of the myocardial injury site by enabling the three-dimensional display of the T wave vector of the magnetocardiogram. Hereinafter, the principle of the second embodiment of the present invention will be described.

再度図1を参照すると、(A)の心臓磁界の実波形はT波を含んでおり、前述のように、T波は、心筋の再分極過程(特に再分極の方向)を反映している。そして健常者では、QRS波の電流ベクトルとT波の電流ベクトルとは同じ方向を向いている(健常者の平均では凡そ45度前後)。   Referring to FIG. 1 again, the actual waveform of the cardiac magnetic field in FIG. 1A includes a T wave, and as described above, the T wave reflects the myocardial repolarization process (particularly the direction of repolarization). . In a healthy person, the current vector of the QRS wave and the current vector of the T wave are in the same direction (approximately 45 degrees on average for healthy persons).

これに対し、心筋が傷害を受けると、T波の電流ベクトルは種々に変化し、特に梗塞心筋では、正反対を向くことになる(通常、マイナス180度)。したがって、心磁図信号のT波相当部分から3次元電流密度分布を求め、T波の電流ベクトル角度を推定することにより、傷害心筋の判定が可能になる。   On the other hand, when the myocardium is injured, the current vector of the T wave changes in various ways, and particularly in the infarcted myocardium, it faces the opposite direction (usually minus 180 degrees). Therefore, the injured myocardium can be determined by obtaining a three-dimensional current density distribution from the portion corresponding to the T wave of the magnetocardiogram signal and estimating the current vector angle of the T wave.

図26は、心磁図信号と電流ベクトルとの関係を示す図である。図26(A)は、64チャネルの心磁図波形であり、各チャネルのT波部分が山となる波形と谷となる波形とが存在している。このような心臓磁界波形に対応して、右ねじの法則により、図26(B)の矢印に示すような電流ベクトルが発生する。   FIG. 26 is a diagram showing the relationship between the magnetocardiogram signal and the current vector. FIG. 26A shows a magnetocardiogram waveform of 64 channels, in which there are a waveform in which the T-wave portion of each channel is a peak and a waveform in which a valley is formed. Corresponding to such a cardiac magnetic field waveform, a current vector as shown by an arrow in FIG.

この発明の実施の形態2では、被験者の心磁図信号のT波相当部分から空間フィルタを用いて3次元電流ベクトルを求める。そしてxy平面における電流ベクトルのx成分とy成分との比から求められる当該電流ベクトル角度に応じた表示(電流ベクトルの方向を色で表示)を行うことにより、心筋傷害部位の空間分布を表わすことができる。   In Embodiment 2 of the present invention, a three-dimensional current vector is obtained using a spatial filter from the portion corresponding to the T wave of the subject's magnetocardiogram signal. Then, the spatial distribution of the myocardial injury site is represented by performing display according to the current vector angle obtained from the ratio of the x component and the y component of the current vector in the xy plane (the direction of the current vector is displayed in color). Can do.

しかしながら、3次元電流ベクトルの角度を求めただけでは、心臓内の傷害心筋部位の局在は相対的にしか判定できず、心臓における絶対的な3次元での空間的局在を判定することはできない。   However, only by determining the angle of the three-dimensional current vector, the localization of the injured myocardial region in the heart can only be determined relatively, and determining the absolute three-dimensional spatial localization in the heart Can not.

そこで、この発明の実施の形態2では、心臓磁界計測により求められた被験者の心筋内の3次元電流密度分布から心臓の外郭の描写を可能にするとともに、T波における上記の被験者の電流ベクトルの角度を、描写された心臓外郭立体図と同一被験者の同一空間内に再構成することにより、当該被験者の心臓における絶対的な3次元での傷害心筋の空間的局在を判定することができるようにしたものである。   Therefore, in the second embodiment of the present invention, it is possible to describe the outline of the heart from the three-dimensional current density distribution in the myocardium of the subject obtained by cardiac magnetic field measurement, and the current vector of the subject in the T wave can be described. By reconstructing the angle in the same space of the same subject as the depicted heart outline, it is possible to determine the spatial localization of the damaged myocardium in absolute three dimensions in the subject's heart It is a thing.

以下に、このような発明の実施の形態2を実現するための具体的構成および動作について説明する。   Hereinafter, a specific configuration and operation for realizing the second embodiment of the present invention will be described.

この発明の実施の形態2のハードウェア構成は、図2に示した実施の形態1の構成と同じなので説明を省略する。   The hardware configuration of the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment shown in FIG.

まず、図2の演算装置2において、図7〜図15に関連して説明した心臓外郭立体図の構築方法が実行され、図19に示される心臓外郭立体図が得られる。その過程についてはすでに詳細に説明したのでここでは繰返さない。   First, in the arithmetic device 2 of FIG. 2, the method for constructing the heart outline solid diagram described in relation to FIG. 7 to FIG. 15 is executed, and the heart outline solid diagram shown in FIG. 19 is obtained. The process has already been described in detail and will not be repeated here.

次に、演算装置2は、このようにして得られた心臓外郭立体図における3次元電流密度を再構成する処理を行なう。   Next, the arithmetic unit 2 performs a process of reconstructing the three-dimensional current density in the heart outline figure obtained in this way.

すなわち、この発明の実施の形態2では、3次元電流密度解析によりT波ベクトル(特に電流ベクトルの角度)を色により描画して、上記のようにして得られた心臓外郭立体図と合成することにより、傷害心筋部位の推定を可能にするものである。   That is, in the second embodiment of the present invention, a T-wave vector (especially the angle of the current vector) is drawn in color by three-dimensional current density analysis, and synthesized with the heart outline three-dimensional view obtained as described above. This makes it possible to estimate the injured myocardial region.

図27および図28は、図2の演算装置2でソフトウェアで実行されるT波ベクトルの3次元分布表示方法(以下、T−CAD法と称する)のフロー図である。   27 and 28 are flowcharts of a T-wave vector three-dimensional distribution display method (hereinafter referred to as T-CAD method) executed by software in the arithmetic unit 2 of FIG.

図27を参照して、ステップS61において、被験者の心臓磁界を図2のSQUID磁束計を用いて検出して心臓磁界波形を発生する。   Referring to FIG. 27, in step S61, a cardiac magnetic field waveform is generated by detecting the cardiac magnetic field of the subject using the SQUID magnetometer of FIG.

次に、ステップS62において、図2の心電計21による心電図R波トリガにより、被験者の64チャネル分の心磁図信号(図4、図5)を加算平均して、図29に示すような加算平均波形を求める。そして、図29に示す加算平均波形のうち、後半部の加算値が最大になる時間、すなわち緩やかな山(T波)の頂点の時間をTpeakとする。   Next, in step S62, the magnetocardiogram signals (FIGS. 4 and 5) for the 64 channels of the subject are averaged by the electrocardiogram R wave trigger by the electrocardiograph 21 of FIG. 2, and the addition as shown in FIG. 29 is performed. Find the average waveform. In the addition average waveform shown in FIG. 29, the time when the addition value in the latter half is the maximum, that is, the time at the peak of the gentle mountain (T wave) is Tpeak.

次に、ステップS63において、ステップS62で求めた64チャネル分の心磁図信号の加算平均波形に空間フィルタを適用して、3次元電流密度分布を検出する。ここで、被験者の時間tにおける3次元電流密度をFt(x,y,z)とする。また、そのx成分をFXt(x,y,z)、y成分をFYt(x,y,z)とすると、下記の関係が成り立つ。   Next, in step S63, a spatial filter is applied to the addition average waveform of the magnetocardiogram signals for 64 channels obtained in step S62 to detect a three-dimensional current density distribution. Here, the three-dimensional current density at time t of the subject is assumed to be Ft (x, y, z). If the x component is FXt (x, y, z) and the y component is FYt (x, y, z), the following relationship is established.

すなわち、Ft(x,y,z)の二乗は、FXt(x,y,z)の二乗+FYt(x,y,z)の二乗である。   That is, the square of Ft (x, y, z) is the square of FXt (x, y, z) + the square of FYt (x, y, z).

次に、ステップS64,S65,S66は、3次元電流密度分布の積分値を求めるためのループ処理を表わしており、ステップS64で示す3次元座標x0〜xmax,y0〜ymax,z0〜zmaxのすべてに組合せについて、ステップS66でx,y,zに関するループが閉じるまで、ステップ65の処理が繰り返し実行される。   Next, steps S64, S65, and S66 represent a loop process for obtaining an integral value of the three-dimensional current density distribution, and all of the three-dimensional coordinates x0 to xmax, y0 to ymax, and z0 to zmax shown in step S64. For the combinations, the process of step 65 is repeatedly executed until the loop relating to x, y, z is closed in step S66.

すなわち、ステップS65においては、T波に相当する間隔に渡って、すなわち、Tpeakを中心に、Tpeak−50ms〜Tpeak+50msの期間に渡って、被験者の時間tにおける3次元電流密度Ft(x,y,z)、そのx成分FXt(x,y,z)、そのy成分FYt(x,y,z)のそれぞれの積分値を求め、S(x,y,z)、SX(x,y,z)、SY(x,y,z)とする。なお、50msは、初期値であり、調整可能な値である。   That is, in step S65, the three-dimensional current density Ft (x, y, x) at the time t of the subject over the interval corresponding to the T wave, that is, over the period of Tpeak-50ms to Tpeak + 50ms centering on Tpeak. z), the x component FXt (x, y, z), and the y component FYt (x, y, z), respectively, are obtained as integral values, and S (x, y, z), SX (x, y, z) are obtained. ), SY (x, y, z). Note that 50 ms is an initial value and is an adjustable value.

次に、ステップS67において、3次元座標の各点におけるS(x,y,z)の最大値をSmaxとする。   Next, in step S67, the maximum value of S (x, y, z) at each point of the three-dimensional coordinates is set to Smax.

次に、ステップS68,S69,S70は、T波ベクトルの3次元分布表示(T−CAD)を描画するためのループ処理を表わしており、ステップS68で示す3次元座標x0〜xmax,y0〜ymax,z0〜zmaxのすべてに組合せについて、ステップS70でx,y,zに関するループが閉じるまで、ステップ69のT波ベクトル分布描画処理が繰り返し実行される。   Next, steps S68, S69, and S70 represent a loop process for drawing a three-dimensional distribution display (T-CAD) of a T wave vector, and the three-dimensional coordinates x0 to xmax and y0 to ymax shown in step S68. , Z0 to zmax, the T wave vector distribution drawing process of step 69 is repeatedly executed until the loop relating to x, y, z is closed in step S70.

図30は、図28のステップS69のT波ベクトル分布描画処理を概念的に示す模式図である。図30(A)を参照して、3次元座標の各点ごとに、電流ベクトルのx成分とy成分との比により、次式でT波電流ベクトルの角度を算出する。   FIG. 30 is a schematic diagram conceptually showing the T-wave vector distribution drawing process in step S69 of FIG. Referring to FIG. 30A, the angle of the T-wave current vector is calculated by the following equation based on the ratio between the x component and the y component of the current vector for each point of the three-dimensional coordinates.

arctan(SY(x,y,z)÷SX(x,y,z))
ここで、赤=−135度、緑=−45度、青=45度として、各点に対し、T波電流ベクトルの角度に応じて、線形的に色付けを行い、描画する。図30(A)では、上段の2点がうすい青で色付けされ、下段の2点が濃い青で色付けされているものとする。なお、図30では便宜上白黒の濃淡で表わされている。
arctan (SY (x, y, z) ÷ SX (x, y, z))
Here, with red = −135 degrees, green = −45 degrees, and blue = 45 degrees, each point is linearly colored and drawn according to the angle of the T-wave current vector. In FIG. 30A, it is assumed that the upper two points are colored light blue and the lower two points are colored dark blue. In FIG. 30, for the sake of convenience, black and white shades are used.

次に、図30(B)を参照して、各点には、T波電流ベクトルの大きさに応じて、下記の式による透明度(0.0〜1.0)を付け、点の間は、色の線形補間を行う。すなわち、透明度は次式で表わされる。   Next, referring to FIG. 30 (B), each point is given transparency (0.0 to 1.0) according to the following equation according to the magnitude of the T-wave current vector. Perform linear interpolation of colors. That is, the transparency is expressed by the following equation.

透明度=(S(x,y,z)−しきい値)÷(Smax−しきい値)
図30(B)の例では、中央の4点で囲まれれた正方形の上方に行くほど青がうすく、下方に行くほど青が濃くなるよう色付けされており、その間は線形に補間されている。
Transparency = (S (x, y, z) −threshold) ÷ (Smax−threshold)
In the example of FIG. 30 (B), the color is colored so that blue goes lighter toward the upper side of the square surrounded by the four central points and darker toward the lower side, and the interpolation is linearly performed between them.

次に、ステップS71において、図31に示すように、電流ベクトルの角度(0〜360度)に対して電流ベクトルの大きさであるS(x,y,z)を積み上げたヒストグラムを表示する。図31のヒストグラムは、T波ベクトルの分布を示し、健常者では、45度を中心に1峰性のピークを示す。   Next, in step S71, as shown in FIG. 31, a histogram in which S (x, y, z), which is the magnitude of the current vector, is accumulated with respect to the current vector angle (0 to 360 degrees) is displayed. The histogram of FIG. 31 shows the distribution of the T-wave vector, and a healthy person shows a unimodal peak around 45 degrees.

この発明の実施の形態2では、健常者のT波ベクトルは青(45度)で示し、疾患部位では、T波ベクトルは、たとえば赤(−180度)で示されることになる。   In Embodiment 2 of the present invention, the T wave vector of a healthy person is shown in blue (45 degrees), and in the diseased part, the T wave vector is shown in red (−180 degrees), for example.

次に、図28のステップS68〜S70で繰り返し行われたT波ベクトル分布描画処理の結果をすべて併せて、図28のステップS72で透視法射影を行う。図30のように得られたT波ベクトルの方向を示す色の表示の集合を透視法射影することにより、心筋のT波ベクトル3次元分布の画像データを得ることができ、この画像データは、図7〜図15の処理で得られた心臓の外郭立体図と同一空間内に、演算装置2において再構成され、表示装置4のディスプレイ上に表示される。   Next, all the results of the T-wave vector distribution drawing process repeatedly performed in steps S68 to S70 in FIG. 28 are combined, and perspective projection is performed in step S72 in FIG. By performing perspective projection of a set of color displays indicating the direction of the T-wave vector obtained as shown in FIG. 30, image data of a three-dimensional distribution of T-wave vectors of the myocardium can be obtained. It is reconstructed in the computing device 2 and displayed on the display of the display device 4 within the same space as the three-dimensional view of the heart obtained by the processing of FIGS.

図32は、健常者におけるT波ベクトルの実例を、図33は、心疾患患者におけるT波ベクトルの実例を示す図である。図32および図33において、(A)は、被験者(図32は健常者、図33は心疾患患者)の心磁図信号波形を示し、(B)は、心臓外郭立体図における対応するT波ベクトルの3次元表示である。   FIG. 32 is a diagram illustrating an example of a T wave vector in a healthy person, and FIG. 33 is a diagram illustrating an example of a T wave vector in a heart disease patient. 32 and 33, (A) shows a magnetocardiogram signal waveform of a subject (FIG. 32 is a healthy person, FIG. 33 is a heart disease patient), and (B) is a corresponding T-wave vector in a heart contour three-dimensional view. This is a three-dimensional display.

図34は、図32(B)および図33(B)の円形グラフの意味を説明するための図である。図34の円形グラフでは、健常者では実線の矢印で示すように45度付近に分布する(画像上は本来青で表示される)のに対し、図33(B)の症例では、破線矢印で示すように200度〜220度付近に分布する(画像上は本来赤で表示される)。   FIG. 34 is a diagram for explaining the meaning of the circular graphs of FIGS. 32 (B) and 33 (B). In the circular graph of FIG. 34, healthy individuals are distributed around 45 degrees as indicated by solid arrows (in the image, they are originally displayed in blue), whereas in the case of FIG. As shown, it is distributed in the vicinity of 200 to 220 degrees (originally displayed in red on the image).

図32(B)の健常者においては、T波ベクトルはすべて青(ベクトル角45度に対応)で表示されるものとする。   In the healthy person in FIG. 32B, all T wave vectors are displayed in blue (corresponding to a vector angle of 45 degrees).

一方、図33(B)においては、心筋梗塞部位など心筋傷害部位(後側壁)においては赤と緑で表示され、T波ベクトルの角度が異常領域(ベクトル角200度〜220度に対応)にある(傷害心筋を示す)ことを示すものとする。なお図32(B)および図33(B)の再構成画像においては、白黒の階調の濃さで置き換えて表示されている。   On the other hand, in FIG. 33B, the myocardial injury site (rear side wall) such as a myocardial infarction site is displayed in red and green, and the angle of the T wave vector is an abnormal region (corresponding to a vector angle of 200 to 220 degrees). It shall be shown (indicating damaged myocardium). Note that the reconstructed images shown in FIGS. 32B and 33B are displayed with the black and white gradations replaced.

以上のように、この発明の実施の形態2では、傷害心筋部位を相対的に表示するT波ベクトルの3次元立体表示を得るとともに、別途構築された心臓外郭立体図と再構成することにより、心臓における傷害心筋部位の絶対的な3次元空間表示を可能にし、病院内や救急治療室における心疾患診断における心筋傷害の局在の判定が可能になる。   As described above, in Embodiment 2 of the present invention, by obtaining a three-dimensional stereoscopic display of a T wave vector that relatively displays an injured myocardial region, and reconstructing it with a separately constructed heart outline three-dimensional view, An absolute three-dimensional space display of an injured myocardial site in the heart is possible, and the location of myocardial injury in diagnosis of heart disease in a hospital or an emergency room can be determined.

[実施の形態3]
この発明の実施の形態2は、心磁図のRTディスパーションの3次元表示を可能にすることにより、心筋傷害部位の3次元の空間的局在の判定を可能にしたものである。以下に、この発明の実施の形態3の原理について説明する。
[Embodiment 3]
The second embodiment of the present invention makes it possible to determine the three-dimensional spatial localization of a myocardial injury site by enabling three-dimensional display of RT dispersion of the magnetocardiogram. The principle of the third embodiment of the present invention will be described below.

再度図1を参照すると、(A)の心臓磁界の実波形はR波とT波とを含んでおり、前述のように、R波とT波との間隔であるRT時間は、心筋の再分極の時間を反映している。そして健常者では、再分極の時間はほぼ均一で、再分極の最大時間と最小時間との時間的変動、すなわちRTディスパーションは、20ms〜40ms程度である。   Referring to FIG. 1 again, the actual waveform of the cardiac magnetic field in FIG. 1A includes an R wave and a T wave. As described above, the RT time, which is the interval between the R wave and the T wave, is the recurrent of the myocardium. Reflects the time of polarization. In a healthy person, the repolarization time is substantially uniform, and the temporal variation between the maximum time and the minimum time of repolarization, that is, RT dispersion is about 20 ms to 40 ms.

これに対し、心筋が傷害を受けると、再分極の最大時間と最小時間との時間差であるRTディスパーションは40ms以上の大きな値となる。   On the other hand, when the myocardium is damaged, the RT dispersion, which is the time difference between the maximum time and the minimum time of repolarization, becomes a large value of 40 ms or more.

この発明の実施の形態3では、被験者の心磁図信号のRT波相当部分から空間フィルタを用いて3次元電流密度分布を求める。そして3次元でのRTディスパーションを算出してその時間分布を立体的に表示することにより、心筋傷害部位の空間分布を表わすことができる。   In Embodiment 3 of the present invention, a three-dimensional current density distribution is obtained from a portion corresponding to an RT wave of a subject's magnetocardiogram signal using a spatial filter. The spatial distribution of the myocardial injury site can be represented by calculating the three-dimensional RT dispersion and displaying the time distribution three-dimensionally.

しかしながら、RTディスパーションの時間分布を求めただけでは、心臓内の傷害心筋部位の局在は相対的にしか判定できず、心臓における絶対的な3次元での空間的局在を判定することはできない。   However, the localization of the injured myocardial region in the heart can only be determined relatively only by obtaining the RT dispersion time distribution, and it is impossible to determine the absolute three-dimensional spatial localization in the heart. Can not.

そこで、この発明の実施の形態3では、心臓磁界計測により求められた被験者の心筋内の3次元電流密度分布から心臓の外郭の描写を可能にするとともに、RT波における上記の被験者のRTディスパーションの時間分布を、描写された心臓外郭立体図と同一被験者の同一空間内に再構成することにより、当該被験者の心臓における絶対的な3次元での傷害心筋の空間的局在を判定することができるようにしたものである。   Therefore, in Embodiment 3 of the present invention, it is possible to describe the outline of the heart from the three-dimensional current density distribution in the myocardium of the subject obtained by cardiac magnetic field measurement, and the above-mentioned RT dispersion of the subject in the RT wave. Is reconstructed in the same space of the same subject as the depicted heart outline, thereby determining the absolute three-dimensional spatial location of the damaged myocardium in the subject's heart. It is something that can be done.

以下に、このような発明の実施の形態3を実現するための具体的構成および動作について説明する。   The specific configuration and operation for realizing the third embodiment of the invention will be described below.

この発明の実施の形態3のハードウェア構成は、図2に示した実施の形態1の構成と同じなので説明を省略する。   The hardware configuration of the third embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment shown in FIG.

まず、図2の演算装置2において、図7〜図15に関連して説明した心臓外郭立体図の構築方法が実行され、図19に示される心臓外郭立体図が得られる。その過程についてはすでに詳細に説明したのでここでは繰返さない。   First, in the arithmetic device 2 of FIG. 2, the method for constructing the heart outline solid diagram described in relation to FIG. 7 to FIG. 15 is executed, and the heart outline solid diagram shown in FIG. 19 is obtained. The process has already been described in detail and will not be repeated here.

次に、演算装置2は、このようにして得られた心臓外郭立体図における3次元電流密度を再構成する処理を行なう。   Next, the arithmetic unit 2 performs a process of reconstructing the three-dimensional current density in the heart outline figure obtained in this way.

すなわち、この発明の実施の形態3では、3次元電流密度解析によりRTディスパーションの時間分布を色により描画して、上記のようにして得られた心臓外郭立体図と合成することにより、傷害心筋部位の推定を可能にするものである。   That is, in the third embodiment of the present invention, the time distribution of RT dispersion is drawn by color by three-dimensional current density analysis, and synthesized with the heart outline three-dimensional view obtained as described above, whereby the injured myocardium is synthesized. It is possible to estimate the part.

図35および図36は、図2の演算装置2でソフトウェアで実行されるRTディスパーションの3次元分布表示方法のフロー図である。   FIG. 35 and FIG. 36 are flowcharts of the RT dispersion three-dimensional distribution display method executed by software in the arithmetic unit 2 of FIG.

図35を参照して、ステップS81において、被験者の心臓磁界を図2のSQUID磁束計を用いて検出して心臓磁界波形を発生する。   Referring to FIG. 35, in step S81, a cardiac magnetic field waveform is generated by detecting the cardiac magnetic field of the subject using the SQUID magnetometer of FIG.

次に、ステップS82において、図2の心電計21による心電図R波トリガにより、被験者の64チャネル分の心磁図信号(図4、図5)を加算平均して、図29に示すような加算平均波形を求める。そして、心電図R波トリガにより、RR間隔の平均値を求めてRR時間とする。   Next, in step S82, the electrocardiogram R wave trigger by the electrocardiograph 21 in FIG. 2 is used to average the magnetocardiogram signals (FIGS. 4 and 5) for the 64 channels of the subject, and the addition as shown in FIG. Find the average waveform. Then, an average value of the RR interval is obtained by an electrocardiogram R-wave trigger and set as the RR time.

さらに、図29に示す加算平均波形のうち、後半部の加算値が最大になる時間、すなわちT波の頂点の時間を、たとえばオペレータによる波形の目視から求めてTpeakとする。   Further, in the addition average waveform shown in FIG. 29, the time at which the addition value in the latter half is maximized, that is, the time at the top of the T wave is obtained from, for example, visual observation of the waveform by the operator and is Tpeak.

次に、ステップS83において、ステップS82で求めた64チャネル分の心磁図信号の加算平均波形に空間フィルタを適用して、3次元電流密度分布を検出する。ここで、被験者の時間tにおける3次元電流密度をFt(x,y,z)とする。   Next, in step S83, a spatial filter is applied to the addition average waveform of the magnetocardiogram signals for 64 channels obtained in step S82 to detect a three-dimensional current density distribution. Here, the three-dimensional current density at time t of the subject is assumed to be Ft (x, y, z).

次に、ステップS84〜S87は、RTディスパーションを求めるためのループ処理を表わしており、ステップS84で示す3次元座標x0〜xmax,y0〜ymax,z0〜zmaxのすべてに組合せについて、ステップS85で心臓外郭内にある(電流密度が存在する)と判定された3次元座標についてのみ、ステップS87でx,y,zに関するループが閉じるまで、ステップ86の処理が繰り返し実行される。   Next, steps S84 to S87 represent loop processing for obtaining RT dispersion, and combinations of all of the three-dimensional coordinates x0 to xmax, y0 to ymax, z0 to zmax shown in step S84 are performed in step S85. Only for the three-dimensional coordinates determined to be within the heart outline (current density exists), the process of step 86 is repeatedly executed until the loop regarding x, y, z is closed in step S87.

ステップS86においては、QRS−T波にほぼ相当する間隔に渡って、すなわち、R時間+70ms〜Tpeakの期間において、T波の傾きが最大となる(T波がピークとなる)dv/dtの値(電流密度を時間で微分した値)を求め、R波の頂点からT波のピークまでの正確な間隔であるRT時間をP(x,y,z)として求める。   In step S86, the value of dv / dt at which the slope of the T wave is maximized (T wave becomes a peak) over an interval substantially corresponding to the QRS-T wave, that is, in the period of R time +70 ms to Tpeak. (A value obtained by differentiating the current density with respect to time) is obtained, and an RT time that is an accurate interval from the top of the R wave to the peak of the T wave is obtained as P (x, y, z).

そして、算出されたRT時間P(x,y,z)の最大値と最小値との差分時間をColor(x,y,z)とする。なお、70msは、初期値であり、調整可能な値である。   Then, the difference time between the maximum value and the minimum value of the calculated RT time P (x, y, z) is defined as Color (x, y, z). Note that 70 ms is an initial value and is an adjustable value.

次に、ステップS88において、3次元座標の各点におけるP(x,y,z)の最大値をPmaxとする。   Next, in step S88, the maximum value of P (x, y, z) at each point of the three-dimensional coordinates is set as Pmax.

次に、ステップS89,S90,S91は、RTディスパーションを描画するためのループ処理を表わしており、ステップS89で示す3次元座標x0〜xmax,y0〜ymax,z0〜zmaxのすべてに組合せについて、ステップS91でx,y,zに関するループが閉じるまで、ステップ90のRTディスパーション描画処理が繰り返し実行される。   Next, steps S89, S90, and S91 represent a loop process for drawing the RT dispersion. For combinations of all of the three-dimensional coordinates x0 to xmax, y0 to ymax, and z0 to zmax shown in step S89, Until the loop regarding x, y, z is closed in step S91, the RT dispersion drawing process in step 90 is repeatedly executed.

図37は、図36のステップS90のRTディスパーション描画処理を概念的に示す模式図である。図37(A)を参照して、3次元座標の各点ごとに、次式でRTディスパーションを算出する。   FIG. 37 is a schematic diagram conceptually showing the RT dispersion drawing process in step S90 of FIG. With reference to FIG. 37A, RT dispersion is calculated by the following equation for each point of the three-dimensional coordinates.

すなわち、RT時間は、心拍数により変動するので、そのときの心拍数(RR間隔時間の平方根)で、次式のように補正する。   That is, since the RT time varies depending on the heart rate, the heart rate at that time (the square root of the RR interval time) is corrected as follows.

(Color(x,y,z)−RT時間)÷(RR間隔時間の平方根)
ここで、青=0、紫=50、赤=100として、各点に対し、RTディスパーションに応じて、線形的に色付けを行い、描画する。図37(A)では、上段の2点が赤で色付けされ、下段の2点が青で色付けされているものとする。なお、図37では便宜上白黒の濃淡で表わされている。
(Color (x, y, z) -RT time) / (square root of RR interval time)
Here, with blue = 0, purple = 50, and red = 100, each point is linearly colored according to RT dispersion and drawn. In FIG. 37A, it is assumed that the upper two points are colored in red and the lower two points are colored in blue. In FIG. 37, black and white shading is shown for convenience.

次に、図37(B)を参照して、各点には、RTディスパーションの大きさに応じて、下記の式による透明度(0.0〜1.0)を付け、点の間は、色の線形補間を行う。すなわち、透明度は次式で表わされる。   Next, with reference to FIG. 37 (B), each point is given transparency (0.0 to 1.0) according to the following equation according to the size of the RT dispersion, Perform linear color interpolation. That is, the transparency is expressed by the following equation.

透明度=(P(x,y,z)−しきい値)÷(Pmax−しきい値)
図37(B)の例では、中央の4点で囲まれれた正方形の上方に行くほど赤くなり、下方に行くほど青くなるよう色付けされており、その間は線形に補間されている。
Transparency = (P (x, y, z) −threshold) ÷ (Pmax−threshold)
In the example of FIG. 37 (B), it is colored so that it goes red toward the upper side of the square surrounded by the four points at the center, and becomes blue as it goes downward, and is linearly interpolated between them.

次に、図36のステップS89〜S91で繰り返し行われたRTディスパーション描画処理の結果をすべて併せて、図36のステップS92で透視法射影を行う。図37のように得られたRTディスパーションを示す色の表示の集合を透視法射影することにより、心筋のRTディスパーションの3次元分布の画像データを得ることができ、この画像データは、図7〜図15の処理で得られた心臓の外郭立体図と同一空間内に、演算装置2において再構成され、表示装置4のディスプレイ上に表示される。   Next, all the results of the RT dispersion drawing process repeatedly performed in steps S89 to S91 in FIG. 36 are combined, and the perspective projection is performed in step S92 in FIG. The image data of the three-dimensional distribution of the RT dispersion of the myocardium can be obtained by perspective projection of the color display set indicating the RT dispersion obtained as shown in FIG. 7 to 15 are reconstructed in the computing device 2 and displayed on the display of the display device 4 in the same space as the three-dimensional view of the heart obtained by the processing of FIGS.

図38は、健常者におけるRTディスパーションの実例を、図39は、心疾患患者におけるRTディスパーションの実例を示す図である。図38および図39において、(A)は、被験者(図38は健常者、図39は心疾患患者)の心磁図信号波形を示し、(B)は、心臓外郭立体図における対応するRTディスパーションの3次元表示である。   FIG. 38 is a diagram showing an example of RT dispersion in a healthy person, and FIG. 39 is a diagram showing an example of RT dispersion in a heart disease patient. 38 and 39, (A) shows a magnetocardiogram signal waveform of a subject (FIG. 38 is a healthy person, and FIG. 39 is a heart disease patient), and (B) is a corresponding RT dispersion in the heart contour diagram. This is a three-dimensional display.

図38(B)および図39(B)の縦のグラフは、RTディスパーションの時間分布(最小341ms〜最大408ms)を表わしたものであり、健常者では38ms以内に分布する(画像上は本来青で表示される)のに対し、図39(B)の症例では、67msと大きく(画像上は本来ピンク色で表示される)。   The vertical graphs in FIGS. 38 (B) and 39 (B) represent the RT dispersion time distribution (minimum 341 ms to maximum 408 ms), and are distributed within 38 ms in healthy individuals (originally on the image) On the other hand, in the case of FIG. 39B, it is as large as 67 ms (originally displayed in pink on the image).

図38(B)の健常者においては、RTディスパーションはすべて青で表示されるものとする。   In the healthy person in FIG. 38B, all RT dispersions are displayed in blue.

一方、図39(B)においては、心筋梗塞部位など心筋傷害部位(左室側壁)においてはピンク色で表示され、RTディスパーションが異常領域にある(傷害心筋を示す)ことを示すものとする。なお図38(B)および図39(B)の再構成画像においては、白黒の階調の濃さで置き換えて表示されている。   On the other hand, in FIG. 39B, a myocardial injury site (left ventricular side wall) such as a myocardial infarction site is displayed in pink to indicate that the RT dispersion is in an abnormal region (indicating damaged myocardium). . Note that the reconstructed images in FIGS. 38B and 39B are displayed with the black and white gradations replaced.

以上のように、この発明の実施の形態3では、傷害心筋部位を相対的に表示するRTディスパーションの3次元立体表示を得るとともに、別途構築された心臓外郭立体図と再構成することにより、心臓における傷害心筋部位の絶対的な3次元空間表示を可能にし、病院内や救急治療室における心疾患診断における心筋傷害の局在の判定が可能になる。   As described above, in Embodiment 3 of the present invention, by obtaining a three-dimensional stereoscopic display of RT dispersion that relatively displays an injured myocardial region, and reconstructing it with a separately constructed heart outline three-dimensional view, An absolute three-dimensional space display of an injured myocardial site in the heart is possible, and the location of myocardial injury in diagnosis of heart disease in a hospital or an emergency room can be determined.

なお、上記の実施の形態1〜3では、SQUID磁束計のチャネル数は64チャネルであったが、これに限られるものではなく、また被験者の体表に装着されるコイル数も4個に限られるものではない。   In the above first to third embodiments, the number of channels of the SQUID magnetometer is 64. However, the number is not limited to this, and the number of coils attached to the body surface of the subject is limited to four. It is not something that can be done.

また、上記の実施の形態1〜3では、3次元電流密度データの積分値を用いて心臓外郭立体図を得るように構成していたが、これに代えて3次元エネルギ密度データの積分値を用いて心臓外郭立体図を得るように構成してもよい。すなわち、生体のインピーダンスが一定であると仮定すると、電流密度データを二乗するとエネルギ密度データが求まる。上述の図7から図9のフロー図の処理において、3次元電流密度データの積分値に代えて、3次元電流密度データをさらに二乗して得られる3次元エネルギ密度データの積分値を用いても全く同様に心臓外郭立体図を得ることができ、上述の実施の形態の形態1〜3と全く同じ効果を得ることができる。   In Embodiments 1 to 3 described above, the three-dimensional current density data is used to obtain a three-dimensional heart contour map, but instead of this, the three-dimensional energy density data is integrated. It may be configured so as to obtain a three-dimensional view of the heart. That is, assuming that the impedance of the living body is constant, the energy density data is obtained by squaring the current density data. In the processing of the flowcharts of FIGS. 7 to 9 described above, instead of the integrated value of the three-dimensional current density data, the integrated value of the three-dimensional energy density data obtained by further squaring the three-dimensional current density data may be used. A heart outline three-dimensional view can be obtained in exactly the same manner, and exactly the same effects as in the first to third embodiments described above can be obtained.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明は、患者に負担のない非侵襲の心臓磁界計測により、傷害心筋の3次元的局在の判定が可能となるものであり、心臓磁界計測を利用した画像診断装置の分野において好適なものである。   The present invention makes it possible to determine the three-dimensional localization of an injured myocardium by noninvasive cardiac magnetic field measurement that does not burden the patient, and is suitable in the field of diagnostic imaging apparatus using cardiac magnetic field measurement. It is.

この発明の原理を説明するための心磁図の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the magnetocardiogram for demonstrating the principle of this invention. この発明の実施の形態1〜3による心臓磁界診断装置の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the cardiac magnetic field diagnostic apparatus by Embodiment 1-3 of this invention. 図2に示した磁界分布計測装置の詳細な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of the magnetic field distribution measuring apparatus shown in FIG. 被験者の胸部前面上における複数の磁界センサの配列例を示す図である。It is a figure which shows the example of an arrangement | sequence of the some magnetic field sensor on a test subject's chest front surface. 図4の複数のセンサのそれぞれから得られた磁界時系列データを示す図である。It is a figure which shows the magnetic field time series data obtained from each of the some sensor of FIG. 磁界時系列データから電流密度データを算出する方法を模式的に説明する図である。It is a figure which illustrates typically the method of calculating current density data from magnetic field time series data. この発明の実施の形態1〜3による心臓外郭立体図作成処理を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the heart outline three-dimensional drawing creation process by Embodiment 1-3 of this invention. この発明の実施の形態1〜3による心臓外郭立体図作成処理を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the heart outline three-dimensional drawing creation process by Embodiment 1-3 of this invention. この発明の実施の形態1〜3による心臓外郭立体図作成処理を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the heart outline three-dimensional drawing creation process by Embodiment 1-3 of this invention. この発明による心臓外郭の描写方法を概念的に示す模式図である。It is the model which shows notionally the drawing method of the heart outline by this invention. この発明による心臓外郭の描写方法を概念的に示す模式図である。It is the model which shows notionally the drawing method of the heart outline by this invention. この発明による心臓外郭の描写方法を概念的に示す模式図である。It is the model which shows notionally the drawing method of the heart outline by this invention. この発明による心臓外郭の描写方法を概念的に示す模式図である。It is the model which shows notionally the drawing method of the heart outline by this invention. この発明による心臓外郭の描写方法を概念的に示す模式図である。It is the model which shows notionally the drawing method of the heart outline by this invention. この発明による心臓外郭の描写方法を概念的に示す模式図である。It is the model which shows notionally the drawing method of the heart outline by this invention. 被験者の体表上のコイル位置を示すCT撮像画像である。It is CT imaging image which shows the coil position on a test subject's body surface. SQUID磁束計で計測されたコイルからの信号波形図である。It is a signal waveform diagram from the coil measured with the SQUID magnetometer. SQUID磁束計の心磁図上にコイル位置を再構成した図である。It is the figure which reconfigure | reconstructed the coil position on the magnetocardiogram of a SQUID magnetometer. この発明によって得られる心臓外郭立体図である。FIG. 3 is a three-dimensional view of a heart outline obtained by the present invention. 図19の心臓外郭立体図をMRI画像と再構成した画像を示す図である。It is a figure which shows the image which reconfigure | reconstructed the heart outline solid diagram of FIG. 19 with the MRI image. この発明の実施の形態1によるQRS差分の表示処理を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the display process of the QRS difference by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるQRS差分の表示処理を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the display process of the QRS difference by Embodiment 1 of this invention. 図22のQRS差分描画処理を概念的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows notionally the QRS difference drawing process of FIG. 健常者におけるQRS差分の3次元表示の実例を示す図である。It is a figure which shows the example of the three-dimensional display of QRS difference in a healthy person. 心疾患患者におけるQRS差分の3次元表示の実例を示す図である。It is a figure which shows the example of the three-dimensional display of QRS difference in a heart disease patient. この発明の実施の形態2によって測定される電流ベクトルを示す図である。It is a figure which shows the current vector measured by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2によるT波ベクトルの表示処理を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the display process of the T wave vector by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2によるT波ベクトルの表示処理を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the display process of the T wave vector by Embodiment 2 of this invention. 心磁図波形の加算平均波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the addition average waveform of a magnetocardiogram waveform. 図28のT波ベクトル描画処理を概念的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows notionally the T wave vector drawing process of FIG. T波ベクトルの角度分布のヒストグラムを示す図である。It is a figure which shows the histogram of angle distribution of a T wave vector. 健常者におけるT波ベクトルの3次元表示の実例を示す図である。It is a figure which shows the example of the three-dimensional display of the T wave vector in a healthy subject. 心疾患患者におけるT波ベクトルの3次元表示の実例を示す図である。It is a figure which shows the example of the three-dimensional display of the T wave vector in a heart disease patient. T波ベクトルの角度分布の円形グラフを示す図である。It is a figure which shows the circular graph of angle distribution of T wave vector. この発明の実施の形態3によるRTディスパーションの表示処理を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the display process of RT dispersion by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3によるRTディスパーションの表示処理を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the display process of RT dispersion by Embodiment 3 of this invention. 図36のRTディスパーション描画処理を概念的に示す模式図である。FIG. 37 is a schematic diagram conceptually showing an RT dispersion drawing process of FIG. 36. 健常者におけるRTディスパーションの3次元表示の実例を示す図である。It is a figure which shows the example of the three-dimensional display of RT dispersion in a healthy person. 心疾患患者におけるRTディスパーションの3次元表示の実例を示す図である。It is a figure which shows the example of the three-dimensional display of RT dispersion in a heart disease patient.

符号の説明Explanation of symbols

1 磁界分布計測装置、2 演算装置、3 解剖学的画像データ生成装置、4 表示装置、5 磁界発生装置、6 コイル、12 被験者、13 デュワ−、14 演算部、15 SQUID磁束計、16 検出コイル、17 コイル、18 SQUID素子、19 フィードバックコイル、20 Nbシールド、21 心電計、22 記憶装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic field distribution measuring apparatus, 2 Arithmetic apparatus, 3 Anatomical image data generation apparatus, 4 Display apparatus, 5 Magnetic field generator, 6 Coil, 12 Subject, 13 Dewar, 14 Calculation part, 15 SQUID magnetometer, 16 Detection coil , 17 coil, 18 SQUID element, 19 feedback coil, 20 Nb shield, 21 electrocardiograph, 22 storage device.

Claims (30)

傷害心筋の3次元局在を評価するための心臓磁界診断装置であって、
被験者の胸部上の複数の座標における非接触磁気計測により前記複数の座標に対応する2次元心臓磁界分布データを生成する心臓磁界分布計測手段と、
前記生成された2次元心臓磁界分布データに基づいて前記被験者の心筋内の3次元電流密度分布データを生成する電流密度データ生成手段と、
前記3次元電流密度分布データに基づいて、心臓の外郭を示す心臓磁界積分立体図を構築する心臓立体図構築手段と、
前記3次元電流密度分布データに基づいて、心臓の傷害心筋の3次元局在を表わすデータを生成する傷害心筋データ生成手段と、
前記構築された心臓磁界積分立体図と同一空間内に、前記傷害心筋の3次元局在を再構成する画像再構成手段とを備えた、心臓磁界診断装置。
A cardiac magnetic field diagnostic apparatus for evaluating the three-dimensional localization of an injured myocardium,
Cardiac magnetic field distribution measuring means for generating two-dimensional cardiac magnetic field distribution data corresponding to the plurality of coordinates by non-contact magnetic measurement at a plurality of coordinates on the chest of the subject;
Current density data generating means for generating three-dimensional current density distribution data in the myocardium of the subject based on the generated two-dimensional cardiac magnetic field distribution data;
Based on the three-dimensional current density distribution data, a cardiac stereogram constructing means for constructing a cardiac magnetic field integral stereogram showing the outline of the heart;
Injured myocardial data generating means for generating data representing the three-dimensional localization of the injured myocardium of the heart based on the three-dimensional current density distribution data;
An apparatus for diagnosing cardiac magnetic field, comprising image reconstruction means for reconstructing the three-dimensional localization of the damaged myocardium in the same space as the constructed cardiac magnetic field integral three-dimensional view.
前記傷害心筋データ生成手段は、
予め求められた複数の健常者のQRS波の3次元電流密度分布データの平均データと、被験者のQRS波の3次元電流密度分布データとのQRS差分を求める差分算出手段と、
前記求められたQRS差分に基づいて、前記傷害心筋の3次元局在を描画するデータを生成する描画データ生成手段とを含む、請求項1に記載の心臓磁界診断装置。
The injured myocardial data generation means includes:
A difference calculating means for obtaining a QRS difference between the average data of the three-dimensional current density distribution data of QRS waves of a plurality of healthy persons obtained in advance and the three-dimensional current density distribution data of the QRS waves of the subject;
The cardiac magnetic field diagnosis apparatus according to claim 1, further comprising drawing data generation means for generating data for drawing the three-dimensional localization of the damaged myocardium based on the determined QRS difference.
前記QRS差分を求める差分演算手段は、
前記被験者の胸部の3次元座標のそれぞれの座標における前記3次元電流密度分布データのQRS波の期間にわたる積分値を求める積分手段と、
前記積分手段によって求められた複数の健常者のQRS波の期間にわたる積分値の平均値を求めて保持するデータ保持手段と、
前記胸部の3次元座標のそれぞれの座標における前記健常者の前記3次元電流密度分布データの積分値の平均値と前記被験者の前記3次元電流密度分布データの積分値との間の差分を前記QRS差分として求める演算手段とを含む、請求項2に記載の心臓磁界診断装置。
The difference calculation means for obtaining the QRS difference is:
Integrating means for obtaining an integrated value over a period of QRS wave of the three-dimensional current density distribution data at each of the three-dimensional coordinates of the subject's chest;
Data holding means for obtaining and holding an average value of integral values over a period of QRS waves of a plurality of healthy persons obtained by the integrating means;
The difference between the average value of the integral value of the three-dimensional current density distribution data of the healthy subject and the integral value of the three-dimensional current density distribution data of the subject at each coordinate of the three-dimensional coordinates of the chest is the QRS. The cardiac magnetic field diagnosis apparatus according to claim 2, further comprising a calculation unit that obtains the difference.
前記描画データ生成手段は、
前記3次元座標のそれぞれの座標における前記QRS差分の値に基づいて、前記それぞれの座標に対応する点を所定の色で色付けする手段と、
前記3次元座標のそれぞれの座標に対応する点の間を線形補間する手段と、
前記線形補間された3次元座標空間を透視法射影する手段とを含む、請求項3に記載の心臓磁界診断装置。
The drawing data generation means includes
Means for coloring a point corresponding to each coordinate with a predetermined color based on a value of the QRS difference at each coordinate of the three-dimensional coordinates;
Means for linearly interpolating between points corresponding to the coordinates of the three-dimensional coordinates;
The cardiac magnetic field diagnostic apparatus according to claim 3, further comprising: a perspective projection method for the linearly interpolated three-dimensional coordinate space.
前記描画データ生成手段は、
前記それぞれの座標の色の透明度をQRS差分の大きさに応じて設定する、請求項4に記載の心臓磁界診断装置。
The drawing data generation means includes
The cardiac magnetic field diagnosis apparatus according to claim 4, wherein the transparency of the color of each coordinate is set according to the magnitude of the QRS difference.
前記傷害心筋データ生成手段は、
被験者のT波の3次元電流密度分布データから電流ベクトルの角度を求めるベクトル角度算出手段と、
前記求められたT波の電流ベクトル角度に基づいて、前記傷害心筋の3次元局在を描画するデータを生成する描画データ生成手段とを含む、請求項1に記載の心臓磁界診断装置。
The injured myocardial data generation means includes:
A vector angle calculation means for obtaining an angle of a current vector from the three-dimensional current density distribution data of the T wave of the subject;
The cardiac magnetic field diagnosis apparatus according to claim 1, further comprising drawing data generation means for generating data for drawing a three-dimensional localization of the damaged myocardium based on the obtained current vector angle of the T wave.
前記ベクトル角度算出手段は、
前記被験者の胸部の3次元座標のそれぞれの座標における前記3次元電流密度分布データのX成分のT波の期間にわたる積分値を求める第1の積分手段と、
前記被験者の胸部の3次元座標のそれぞれの座標における前記3次元電流密度分布データのY成分のT波の期間にわたる積分値を求める第2の積分手段と、
前記胸部の3次元座標のそれぞれの座標における前記3次元電流密度分布データのX成分およびY成分の積分値の比から前記電流ベクトルの角度を求める演算手段とを含む、請求項6に記載の心臓磁界診断装置。
The vector angle calculation means includes
First integration means for obtaining an integral value over the period of the T wave of the X component of the three-dimensional current density distribution data at each of the three-dimensional coordinates of the subject's chest;
Second integration means for obtaining an integral value over a period of T wave of the Y component of the three-dimensional current density distribution data at each of the three-dimensional coordinates of the subject's chest;
The heart according to claim 6, further comprising calculation means for obtaining an angle of the current vector from a ratio of an integral value of an X component and a Y component of the three-dimensional current density distribution data at each of the three-dimensional coordinates of the chest. Magnetic field diagnostic device.
前記描画データ生成手段は、
前記3次元座標のそれぞれの座標における前記電流ベクトルの角度に基づいて、前記それぞれの座標に対応する点を所定の色で色付けする手段と、
前記3次元座標のそれぞれの座標に対応する点の間を線形補間する手段と、
前記線形補間された3次元座標空間を透視法射影する手段とを含む、請求項7に記載の心臓磁界診断装置。
The drawing data generation means includes
Means for coloring a point corresponding to each coordinate with a predetermined color based on an angle of the current vector in each coordinate of the three-dimensional coordinates;
Means for linearly interpolating between points corresponding to the coordinates of the three-dimensional coordinates;
The cardiac magnetic field diagnosis apparatus according to claim 7, further comprising: a perspective projection method for the linearly interpolated three-dimensional coordinate space.
前記描画データ生成手段は、
前記それぞれの座標の色の透明度を電流ベクトルの角度の大きさに応じて設定する、請求項8に記載の心臓磁界診断装置。
The drawing data generation means includes
9. The cardiac magnetic field diagnostic apparatus according to claim 8, wherein the transparency of the color of each coordinate is set according to the magnitude of the angle of the current vector.
前記傷害心筋データ生成手段は、
被験者のQRS−T波の3次元電流密度分布データからRT時間の分散であるRTディスパーション(RT-dispersion)を求める時間分散算出手段と、
前記求められたRTディスパーションに基づいて、前記傷害心筋の3次元局在を描画するデータを生成する描画データ生成手段とを含む、請求項1に記載の心臓磁界診断装置。
The injured myocardial data generation means includes:
A time dispersion calculating means for obtaining RT dispersion (RT-dispersion) which is a dispersion of RT time from the three-dimensional current density distribution data of the QRS-T wave of the subject;
The cardiac magnetic field diagnosis apparatus according to claim 1, further comprising: a drawing data generation unit that generates data for drawing a three-dimensional localization of the damaged myocardium based on the obtained RT dispersion.
前記時間分布算出手段は、
前記被験者の胸部の3次元座標のそれぞれの座標における前記3次元電流密度分布データからRT時間の最大値と最小値との差分の絶対値をRTディスパーションとして求める手段を含む、請求項10に記載の心臓磁界診断装置。
The time distribution calculating means includes
The means for obtaining the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of RT time as RT dispersion from the three-dimensional current density distribution data at each of the three-dimensional coordinates of the subject's chest. Cardiac magnetic field diagnostic device.
前記描画データ生成手段は、
前記3次元座標のそれぞれの座標における前記RTディスパーションに基づいて、前記それぞれの座標に対応する点を所定の色で色付けする手段と、
前記3次元座標のそれぞれの座標に対応する点の間を線形補間する手段と、
前記線形補間された3次元座標空間を透視法射影する手段とを含む、請求項11に記載の心臓磁界診断装置。
The drawing data generation means includes
Means for coloring a point corresponding to each coordinate with a predetermined color based on the RT dispersion at each coordinate of the three-dimensional coordinates;
Means for linearly interpolating between points corresponding to the coordinates of the three-dimensional coordinates;
The cardiac magnetic field diagnostic apparatus according to claim 11, further comprising: a fluoroscopic projection of the linearly interpolated three-dimensional coordinate space.
前記描画データ生成手段は、
前記それぞれの座標の色の透明度をRTディスパーションの大きさに応じて設定する、請求項12に記載の心臓磁界診断装置。
The drawing data generation means includes
The cardiac magnetic field diagnosis apparatus according to claim 12, wherein the transparency of the color of each coordinate is set according to the magnitude of the RT dispersion.
前記心臓立体図構築手段は、
前記被験者の胸部の3次元座標のそれぞれの座標における前記3次元電流密度分布データのまたは前記3次元電流密度分布データを二乗した3次元エネルギ密度データの所定期間にわたる積分値を求める積分手段と、
前記それぞれの座標における前記積分値のうちの最大値を求める最大値判定手段と、
前記胸部の3次元座標を複数の立方体の集合に区分する立方体設定手段と、
前記積分値の最大値に基づいてしきい値を設定するしきい値設定手段と、
前記設定されたしきい値に対する、前記立方体の各々の各頂点に対応する座標の前記積分値の大小を判定する大小判定手段と、
前記複数の立方体の集合における前記積分値の大小の判定結果を表示する画像を前記心臓磁界積分立体図として生成する画像生成手段とを含む、請求項1〜13のいずれかに記載の心臓磁界診断装置。
The heart three-dimensional map constructing means includes:
Integration means for obtaining an integral value over a predetermined period of the three-dimensional current density distribution data at each of the three-dimensional coordinates of the subject's chest or the three-dimensional energy density data obtained by squaring the three-dimensional current density distribution data;
Maximum value determining means for obtaining a maximum value of the integral values at the respective coordinates;
Cube setting means for dividing the three-dimensional coordinates of the chest into a set of a plurality of cubes;
Threshold setting means for setting a threshold based on the maximum value of the integral value;
Magnitude judgment means for judging the magnitude of the integral value of coordinates corresponding to each vertex of each of the cubes with respect to the set threshold value;
14. The cardiac magnetic field diagnosis according to claim 1, further comprising: an image generation unit configured to generate, as the cardiac magnetic field integral three-dimensional image, an image that displays a determination result of the integral value in the set of the plurality of cubes. apparatus.
前記画像生成手段は、
前記複数の立方体の各々ごとに、前記各立方体を構成する8個の頂点のうち対応する座標の前記積分値が前記しきい値より大きい頂点の数を算出する手段と、
前記積分値がしきい値より大きい頂点の数に応じて予め定められた態様で、前記しきい値よりも大きい頂点を結ぶポリゴンを描画する手段と、
前記胸部の3次元座標空間内に前記複数の立方体を配列して前記描画されたポリゴンを透視法射影する手段とを含み、
前記透視法射影により得られた各立方体のポリゴンの集合が前記心臓磁界積分立体図を構成する、請求項14に記載の心臓磁界診断装置。
The image generating means includes
Means for calculating, for each of the plurality of cubes, the number of vertices in which the integrated value of the corresponding coordinates among the eight vertices constituting each cube is greater than the threshold;
Means for drawing a polygon connecting vertices greater than the threshold in a predetermined manner according to the number of vertices with the integral value greater than the threshold;
Means for arranging the plurality of cubes in a three-dimensional coordinate space of the chest and projecting the drawn polygon through a perspective method;
The cardiac magnetic field diagnostic apparatus according to claim 14, wherein a set of polygonal polygons obtained by the perspective projection constitutes the cardiac magnetic field integral three-dimensional view.
被験者の胸部上の複数の座標における非接触磁気計測により前記複数の座標に対応する2次元心臓磁界分布データを生成する心臓磁界分布計測手段と、前記生成された2次元心臓磁界分布データを処理する演算手段とを備えた心臓磁界診断装置の作動方法であって、
前記演算手段が、
前記心臓磁界分布計測手段によって生成された2次元心臓磁界分布データに基づいて前記被験者の心筋内の3次元電流密度分布データを生成し、
前記3次元電流密度分布データに基づいて、心臓の外郭を示す心臓磁界積分立体図を構築し、
前記3次元電流密度分布データに基づいて、心臓の傷害心筋の3次元局在を表わすデータを生成し、さらに
前記構築された心臓磁界積分立体図と同一空間内に、前記傷害心筋の3次元局在を再構成するステップを備えた、心臓磁界診断装置の作動方法。
Cardiac magnetic field distribution measuring means for generating two-dimensional cardiac magnetic field distribution data corresponding to the plurality of coordinates by non-contact magnetic measurement at a plurality of coordinates on the subject's chest, and processing the generated two-dimensional cardiac magnetic field distribution data An operation method of a cardiac magnetic field diagnostic apparatus comprising a calculation means ,
The computing means is
Generating three-dimensional current density distribution data in the myocardium of the subject based on the two-dimensional cardiac magnetic field distribution data generated by the cardiac magnetic field distribution measuring means ;
Based on the three-dimensional current density distribution data, construct a cardiac magnetic field integral three-dimensional view showing the outline of the heart,
Based on the three-dimensional current density distribution data, data representing the three-dimensional localization of the injured myocardium of the heart is generated. A method for operating a cardiac magnetic field diagnostic apparatus comprising the step of reconfiguring the presence.
前記傷害心筋の3次元局在を表わすデータを生成するステップは、
前記演算手段が、
予め求められた複数の健常者のQRS波の3次元電流密度分布データの平均データと、被験者のQRS波の3次元電流密度分布データとのQRS差分を求め、さらに
前記求められたQRS差分に基づいて、前記傷害心筋の3次元局在を描画するデータを生成するステップを含む、請求項16に記載の心臓磁界診断装置の作動方法。
Generating data representing the three-dimensional localization of the damaged myocardium,
The computing means is
A plurality of healthy subjects of the average data of a three-dimensional current density distribution data of the QRS wave that has been previously calculated, determined Me a QRS difference between 3-dimensional current density distribution data of the QRS wave of the subject, the more the determined was QRS difference based on, including steps of generating data for drawing a three-dimensional localization of the injury myocardial method for operating a cardiac magnetic field diagnostic apparatus according to claim 16.
前記QRS差分を求めるステップは、
前記演算手段が、
前記被験者の胸部の3次元座標のそれぞれの座標における前記3次元電流密度分布データのQRS波の期間にわたる積分値を求め、
前記積分値を求めるステップによって求められた複数の健常者のQRS波の期間にわたる積分値の平均値を求めて保持さらに
前記胸部の3次元座標のそれぞれの座標における前記健常者の前記3次元電流密度分布データの積分値の平均値と前記被験者の前記3次元電流密度分布データの積分値との間の差分を前記QRS差分として求めるステップを含む、請求項17に記載の心臓磁界診断装置の作動方法。
The step of obtaining the QRS difference includes:
The computing means is
The 3-dimensional current density determined Me an integral value over a period of QRS wave of the distribution data in each of the coordinates of three-dimensional coordinates of the chest of the subject,
An average value of integral values over a period of QRS waves of a plurality of healthy persons obtained by the step of obtaining the integral value is obtained and held , and further , the three-dimensional of the healthy person at each of the three-dimensional coordinates of the chest including steps of calculating a difference between the integrated value of the 3-dimensional current density distribution data of the average value of the integrated value of the current density distribution data subject as the QRS difference, cardiac magnetic field diagnostic apparatus according to claim 17 Operating method.
前記描画データを生成するステップは、
前記演算手段が、
前記3次元座標のそれぞれの座標における前記QRS差分の値に基づいて、前記それぞれの座標に対応する点を所定の色で色付け
前記3次元座標のそれぞれの座標に対応する点の間を線形補間さらに
前記線形補間された3次元座標空間を透視法射影するステップを含む、請求項18に記載の心臓磁界診断装置の作動方法。
The step of generating the drawing data includes
The computing means is
Based on the value of the QRS difference at each of the three-dimensional coordinates, a point corresponding to each of the coordinates is colored with a predetermined color,
Between the points corresponding to the respective coordinates of the three-dimensional coordinate linear interpolation, further comprising a steps of projecting fluoroscopy, the linear interpolation is three-dimensional coordinate space has, the cardiac magnetic field diagnostic apparatus according to claim 18 Actuation method.
前記描画データを生成するステップは、
前記演算手段が、前記それぞれの座標の色の透明度をQRS差分の大きさに応じて設定するステップを含む、請求項19に記載の心臓磁界診断装置の作動方法。
The step of generating the drawing data includes
The operation method of the cardiac magnetic field diagnosis apparatus according to claim 19, wherein the computing means includes a step of setting the transparency of the color of each coordinate according to the magnitude of the QRS difference.
前記傷害心筋の3次元局在を表わすデータを生成するステップは、
前記演算手段が、
被験者のT波の3次元電流密度分布データから電流ベクトルの角度を求め、さらに
前記求められたT波の電流ベクトル角度に基づいて、前記傷害心筋の3次元局在を描画するデータを生成するステップを含む、請求項16に記載の心臓磁界診断装置の作動方法。
Generating data representing the three-dimensional localization of the damaged myocardium,
The computing means is
Angle determined Me current vector from the three-dimensional current density distribution data of the subject's T-wave, further based on the current vector angle of the determined T-wave, generates data for drawing a three-dimensional localization of the injury myocardial step including flop method for operating a cardiac magnetic field diagnostic apparatus according to claim 16.
前記ベクトル角度を求めるステップは、
前記演算手段は、
前記被験者の胸部の3次元座標のそれぞれの座標における前記3次元電流密度分布データのX成分のT波の期間にわたる積分値を求め、
前記被験者の胸部の3次元座標のそれぞれの座標における前記3次元電流密度分布データのY成分のT波の期間にわたる積分値を求め、さらに
前記胸部の3次元座標のそれぞれの座標における前記3次元電流密度分布データのX成分およびY成分の積分値の比から前記電流ベクトルの角度を求めるステップを含む、請求項21に記載の心臓磁界診断装置の作動方法。
The step of obtaining the vector angle includes:
The computing means is
Calculated Me an integral value over a period of T wave of the X component of the three-dimensional current density distribution data in each of the coordinates of three-dimensional coordinates of the chest of the subject,
Calculated Me an integral value over a period of T wave of the Y component of the 3-dimensional current density distribution data in each of the coordinates of three-dimensional coordinates of the chest of the subject, further the three-dimensional in the respective coordinates of the three-dimensional coordinates of the chest including steps from a ratio of integral values of X and Y components of the current density distribution data determining the angle of the current vector, a method of operating a cardiac magnetic field diagnostic apparatus according to claim 21.
前記描画データを生成するステップは、
前記演算手段が、
前記3次元座標のそれぞれの座標における前記電流ベクトルの角度に基づいて、前記それぞれの座標に対応する点を所定の色で色付け
前記3次元座標のそれぞれの座標に対応する点の間を線形補間さらに
前記線形補間された3次元座標空間を透視法射影するステップを含む、請求項22に記載の心臓磁界診断装置の作動方法。
The step of generating the drawing data includes
The computing means is
Based on the angle of the current vector at each of the three-dimensional coordinates, a point corresponding to each of the coordinates is colored with a predetermined color,
Between the points corresponding to the respective coordinates of the three-dimensional coordinate linear interpolation, further comprising a steps of projecting fluoroscopy, the linear interpolation is three-dimensional coordinate space has, the cardiac magnetic field diagnostic apparatus according to claim 22 Actuation method.
前記描画データを生成するステップは、
前記演算手段が、前記それぞれの座標の色の透明度を電流ベクトルの角度の大きさに応じて設定するステップを含む、請求項23に記載の心臓磁界診断装置の作動方法。
The step of generating the drawing data includes
24. The operating method of the cardiac magnetic field diagnosis apparatus according to claim 23, wherein the calculation means includes a step of setting the transparency of the color of each coordinate according to the magnitude of the angle of the current vector.
前記傷害心筋の3次元局在を表わすデータを生成するステップは、
前記演算手段が、
被験者のQRS−T波の3次元電流密度分布データからRT時間の分散であるRTディスパーションを求め、さらに
前記求められたRTディスパーションに基づいて、前記傷害心筋の3次元局在を描画するデータを生成するステップを含む、請求項16に記載の心臓磁界診断装置の作動方法。
Generating data representing the three-dimensional localization of the damaged myocardium,
The computing means is
Subjects a QRS-T dispersion from the three-dimensional current density distribution data of RT time wave is RT-dispersion the determined eye, based on further the determined RT-dispersion, to draw a three-dimensional localization of the injury myocardial including steps of generating data, a method of operating a cardiac magnetic field diagnostic apparatus according to claim 16.
前記RTディスパーションを求めるステップは、
前記演算手段が、前記被験者の胸部の3次元座標のそれぞれの座標における前記3次元電流密度分布データからRT時間の最大値と最小値との差分の絶対値をRTディスパーションとして求めるステップを含む、請求項25に記載の心臓磁界診断装置の作動方法。
The step of obtaining the RT dispersion includes
The calculating means includes a step of obtaining an absolute value of a difference between a maximum value and a minimum value of RT time as an RT dispersion from the three-dimensional current density distribution data at each of three-dimensional coordinates of the subject's chest. 26. A method of operating a cardiac magnetic field diagnostic apparatus according to claim 25.
前記描画データを生成するステップは、
前記演算手段が、
前記3次元座標のそれぞれの座標における前記RTディスパーションに基づいて、前記それぞれの座標に対応する点を所定の色で色付け
前記3次元座標のそれぞれの座標に対応する点の間を線形補間さらに
前記線形補間された3次元座標空間を透視法射影するステップを含む、請求項26に記載の心臓磁界診断装置の作動方法。
The step of generating the drawing data includes
The computing means is
Based on the RT dispersion at each of the three-dimensional coordinates, the points corresponding to the respective coordinates are colored with a predetermined color,
Between the points corresponding to the respective coordinates of the three-dimensional coordinate linear interpolation, further comprising a steps of projecting fluoroscopy, the linear interpolation is three-dimensional coordinate space has, the cardiac magnetic field diagnostic apparatus according to claim 26 Actuation method.
前記描画データを生成するステップは、
前記演算手段が、前記それぞれの座標の色の透明度をRTディスパーションの大きさに応じて設定するステップを含む、請求項27に記載の心臓磁界診断装置の作動方法。
The step of generating the drawing data includes
28. The operating method of the cardiac magnetic field diagnosis apparatus according to claim 27, wherein the calculation means includes a step of setting the transparency of the color of each coordinate according to the magnitude of the RT dispersion.
前記心臓磁界積分立体図を構築するステップは、
前記演算手段が、
前記被験者の胸部の3次元座標のそれぞれの座標における前記3次元電流密度分布データのまたは前記3次元電流密度分布データを二乗した3次元エネルギ密度データの所定期間にわたる積分値を求め、
前記それぞれの座標における前記積分値のうちの最大値を求め、
前記胸部の3次元座標を複数の立方体の集合に区分
前記積分値の最大値に基づいてしきい値を設定
前記設定されたしきい値に対する、前記立方体の各々の各頂点に対応する座標の前記積分値の大小を判定さらに
前記複数の立方体の集合における前記積分値の大小の判定結果を表示する画像を前記心臓磁界積分立体図として生成するステップを含む、請求項16〜28のいずれかに記載の心臓磁界診断装置の作動方法。
Constructing the cardiac magnetic field integral stereogram comprises
The computing means is
The three-dimensional current density distribution data or determined Me an integral value over a predetermined period of the three-dimensional energy density data obtained by squaring the 3-dimensional current density distribution data in each of the coordinates of three-dimensional coordinates of the chest of the subject,
Calculated Me a maximum value among the integrated values in the respective coordinates,
Dividing the three-dimensional coordinates of the chest into a set of a plurality of cubes;
Set the threshold based on the maximum value of the integral value,
Image for the set threshold value, determines the magnitude of the integrated value of the coordinates corresponding to each vertex of each of the cube, which further displays the determination result of the magnitude of the integration value in the set of the plurality of cubes the including steps of generating as the cardiac magnetic field integral cubic diagram, a method of operating a cardiac magnetic field diagnostic apparatus according to any one of claims 16 to 28.
前記画像を生成するステップは、
前記演算手段が、
前記複数の立方体の各々ごとに、前記各立方体を構成する8個の頂点のうち対応する座標の前記積分値が前記しきい値より大きい頂点の数を算出
前記積分値がしきい値より大きい頂点の数に応じて予め定められた態様で、前記しきい値よりも大きい頂点を結ぶポリゴンを描画さらに
前記胸部の3次元座標空間内に前記複数の立方体を配列して前記描画されたポリゴンを透視法射影するステップを含み、
前記演算手段が前記透視法射影により得た各立方体のポリゴンの集合が前記心臓磁界積分立体図を構成する、請求項29に記載の心臓磁界診断装置の作動方法。
Generating the image comprises:
The computing means is
Each each of said plurality of cubes, the integral value of the corresponding coordinates of the eight vertices of the respective cube calculates the number of larger vertices than the threshold value,
In embodiments where the integral value predetermined according to the number of larger vertices than the threshold value, and draw a polygon connecting the greater apex than the threshold, further wherein the plurality of three-dimensional coordinate space of the thorax cubes are arranged comprises steps of projecting fluoroscopy, the rendered polygon,
30. The operating method of a cardiac magnetic field diagnostic apparatus according to claim 29, wherein a set of polygonal cubes obtained by the calculation means by the perspective projection constitutes the cardiac magnetic field integral three-dimensional view.
JP2004263703A 2004-06-01 2004-09-10 Cardiac magnetic field diagnostic apparatus and operating method thereof Active JP3835805B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004263703A JP3835805B2 (en) 2004-09-10 2004-09-10 Cardiac magnetic field diagnostic apparatus and operating method thereof
EP05745882.0A EP1769741B1 (en) 2004-06-01 2005-05-31 Cardiac magnetic field diagnostic apparatus and damaged cardiac muscle three-dimensional localization evaluating method
PCT/JP2005/009928 WO2005117695A1 (en) 2004-06-01 2005-05-31 Cardiac magnetic field diagnostic apparatus and damaged cardiac muscle three-dimensional localization evaluating method
US11/628,159 US20080033312A1 (en) 2004-06-01 2005-05-31 Cardiac Magnetic Field Diagnostic Apparatus and Evaluating Method of Three-Dimensional Localization of Myocardial Injury

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004263703A JP3835805B2 (en) 2004-09-10 2004-09-10 Cardiac magnetic field diagnostic apparatus and operating method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006075403A JP2006075403A (en) 2006-03-23
JP3835805B2 true JP3835805B2 (en) 2006-10-18

Family

ID=36155339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004263703A Active JP3835805B2 (en) 2004-06-01 2004-09-10 Cardiac magnetic field diagnostic apparatus and operating method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3835805B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009172088A (en) * 2008-01-23 2009-08-06 Yokogawa Electric Corp Brain activity analysis method

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5143375B2 (en) 2006-05-26 2013-02-13 フクダ電子株式会社 ECG analyzer
JP5660849B2 (en) * 2010-10-26 2015-01-28 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Image processing apparatus, program, and image diagnostic apparatus
KR101156634B1 (en) * 2010-11-23 2012-06-14 한국표준과학연구원 Method for direct measurement of myocardial electric abnormality based on ultra-low-field nuclear magnetic resonance and apparatus of ultra-low-field nuclear magnetic resonance
UA104073C2 (en) * 2012-07-13 2013-12-25 Илья Анатольевич Чайковский Method for diagnosing degree of ischemic lesions of myocardium based on analysis of temporal changes in current density
JP6320836B2 (en) * 2014-04-25 2018-05-09 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 ECG waveform detection apparatus, ECG waveform detection program, and imaging apparatus
WO2015163369A1 (en) * 2014-04-25 2015-10-29 株式会社東芝 Electrocardiographic waveform detection device and imaging device
CN110074774B (en) * 2019-04-28 2022-04-12 漫迪医疗仪器(上海)有限公司 Analysis method, system, medium and terminal for heart ventricular septal abnormality based on magnetocardiogram
CN112890819B (en) * 2021-01-25 2023-03-17 漫迪医疗仪器(上海)有限公司 Method, system, device and computer readable storage medium for processing magnetocardiogram data set
CN117084684B (en) * 2023-10-19 2024-02-02 山东大学齐鲁医院 Characteristic parameter extraction method and system based on electrocardio current density map extension field

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009172088A (en) * 2008-01-23 2009-08-06 Yokogawa Electric Corp Brain activity analysis method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006075403A (en) 2006-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1769741B1 (en) Cardiac magnetic field diagnostic apparatus and damaged cardiac muscle three-dimensional localization evaluating method
US6187032B1 (en) Measurement of intracardiac electrophysiological phenomena
US7471973B2 (en) Determining a surface geometry of an object
US7668581B2 (en) Biomagnetic measurement apparatus
JP2012179352A (en) System and method for constructing current dipole
US7363070B2 (en) Biomagnetic measurement apparatus
JP2012157696A (en) Magnetocardiogram system, and method for creating magnetocardiogram image
US7123952B2 (en) Cardiac magnetic field diagnozer for atrial flutter and atrial fibrillation and method for identifying electric turning path of atrial flutter and atrial fibrillation
JP3835805B2 (en) Cardiac magnetic field diagnostic apparatus and operating method thereof
Leder et al. Noninvasive biomagnetic imaging in coronary artery disease based on individual current density maps of the heart
JP3712349B2 (en) Surviving myocardial diagnostic apparatus and operating method thereof
Selskog et al. Kinematics of the heart: strain-rate imaging from time-resolved three-dimensional phase contrast MRI
JP2008142154A (en) Biological magnetic field measuring apparatus and parallel projection method to biological model
US6941165B2 (en) Cardiac magnetic field diagnosing apparatus by late ventricular potential and method of locating intramyocardial excitement uneven propagation portion
Ha et al. Three-dimensional reconstruction of a cardiac outline by magnetocardiography
JP3809454B2 (en) Cardiac magnetic field diagnostic apparatus and operating method thereof
JP4791797B2 (en) Biomagnetic field measurement device
Muller et al. Localization of a ventricular tachycardia-focus with multichannel magnetocardiography and three-dimensional current density reconstruction
Iwai et al. Evaluation of sensor and analysis area in the signal source estimation by spatial filter for magnetocardiography
JP2690678B2 (en) Approximate model display device
JP2002355229A (en) Method to analyze magnetic field and instrument to visualize current distribution
Erné et al. Magnetocardiography under clinical conditions
Kandori et al. Two-dimensional mapping of impedance magnetocardiograms
Hastenteufel et al. Heart wall motion analysis by dynamic 3D strain rate imaging from tissue Doppler echocardiography
NENONEN et al. Noninvasive functional localization by biomagnetic methods part II

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060207

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060404

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060620

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060621

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060711

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060724

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100804

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110804

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120804

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130804

Year of fee payment: 7

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350