JP4029313B2 - マーカコイル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として脳磁計測システムに付属する、被験者の頭部位置同定用マーカコイルの構造に関するものである。
本発明の応用範囲は、頭部を対象とする脳磁計だけでなく、末梢神経や脊髄等の神経繊維の活動を計測する神経磁気計測システムや、心臓の電気生理学的活動を計測する心磁計測システムにも有効に適用される。
【０００２】
【従来の技術】
脳磁計は、脳の神経活動を起源とする活動電流によって発生する磁場分布を高感度のＳＱＵＩＤ磁束計で計測し、ビオサバールの法則から導かれる磁場源と磁場分布の関係から、主たる神経活動の位置を同定する装置である。
【０００３】
同定に際し、ＭＲＩ（核磁気共鳴画像診断装置）で予め計測した脳の3次元断層画面に対して、脳磁計で推定した活動位置の座標を重ね合わせて利用する。
この重ね合わせの作業は、ＭＲＩ画像を取るとき頭部に数箇所ＭＲＩマーカを貼りつけておき、断層画像を撮像する。ＭＲＩマーカは、水分を含んだ錠剤状の固形物で、ＭＲＩ画像上にはその輪郭を含めた実体が写る。
【０００４】
脳磁計で頭部から発生する活動磁場を計測する前に、ＭＲＩマーカと同じ位置に脳磁計用マーカコイルを貼りつけ、頭部を固定した状態で、マーカコイルに微弱な交流電流を流し、その位置を脳磁計で計測する。
このようにして、夫々のマーカ位置を合わせることでＭＲＩの座標系と脳磁計の座標系とを一致させる。
【０００５】
図７は、従来のマーカコイルの構造を示す斜視図である。１はガラスエポキシ等の非磁性材の両端に鍔部を形成したボビン、２はこのボビンに整列巻きしたホルマル被覆線によるコイルである。３はこのコイルの引出し線であり、ツイストペアにして外に出した構造となっている。
【０００６】
予め被験者の皮膚にマジックペン等でマーキングしたＭＲＩマーカの位置に、ボビンの中心線が合致するように目視しながらマーカコイルを貼りつけられるように、ボビン中央部は穴４があいている。コイル周辺は通常、樹脂がモールドされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
（１）形状・寸法上の問題点：
ボビンに整列巻きする都合から、ボビンの軸方向はある程度の厚みが必要となる。よって、頭部表面と脳磁計のセンサが収められているデュワー内壁との間に、ボビンの厚さ分のスペースが生じるが、これは５ｍｍ程度となり、脳磁計による計測には大きなギャップとなる。
磁場感度は距離の二乗に反比例するため、脳磁計のセンサと脳磁の磁場源との間隔は、できるだけ小さくなるようにしたいが、ボビン形状・寸法はこの障害になっている。
【０００８】
（２）使い勝手上の問題点：
頭部への貼り付け及び取り外しに祭し、引出し線の付け根に力が加わるため、断線しやすく、使い勝手が悪い。
【０００９】
（３）製造上の問題点：
コイル線はホルマル被覆線を使うことが多いが、端点の接続の際、被覆をはがしたり、洩れ磁場の影響を少なくするためより線にしたり、作業上の工程数が多くコストアップになる。
またホルマル線をよじるので、被覆が剥がれて線間ショートが生じやすい。
さらに、発生磁場分布を整えるためコイルは整列巻きにする必要があるが、細線を整列巻きするのは容易ではない。
【００１０】
（４）位置再現性上の問題点：
ＭＲＩマーカと脳磁計用マーカコイルは、皮膚にマジックペンなどで印をつけ、その位置に一致するよう夫々のマーカを貼り付ける。このとき目視による貼りつけが位置同定上の誤差要因となる。
【００１１】
上記問題点に鑑み、本発明の目的は、コイルユニットを薄く、製造コストが低く、頭部固定が容易で位置誤差発生のない、マーカコイルを実現することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載発明の特徴は、位置同定用の穴が形成されたプリント板上に、前記穴を中心とする渦巻き状のプリントコイルを前記プリント板の両面に形成すると共に、前記プリント板の各面に形成されたプリントコイルを直列接続した点にある。
【００１５】
請求項２記載発明の特徴は、前記プリント板に形成された穴の径を、同定すべきＭＲＩマーカの穴径に一致させた点にある。
【００１６】
請求項３記載発明の特徴は、前記プリント板に形成された穴の径を、同定すべきＭＲＩマーカの穴径に一致させた点にある。
【００１７】
請求項４記載発明の特徴は、前記プリント板又は前記プリント板を格納するハウジング部材に、前記ＭＲＩマーカに形成された位置同定用の穴に系合するピンを形成した点にある。
【００１８】
請求項５記載発明の特徴は、前記プリント板の周囲を、熱収縮チューブで保持すると共に、前記プリント板の穴位置に前記熱収縮チューブに穴を形成した点にある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明実施態様を、図面を用いて説明する。図１（Ａ）は、本発明を適用したマーカコイルの平面図である。５は円盤状のプリント板、６はこのプリント板の中央部を貫通して形成された位置同定用の穴である。７はこの穴を中心としてプリント板上に渦巻き状に印刷されたプリントコイルであり、これが本発明のマーカコイル本体を形成する。
【００２０】
図１（Ｂ）は、本発明マーカコイルの裏面図である。プリント板５の裏面５´には、位置同定用の穴６を中心として渦巻き状に印刷されたプリントコイル７´が上面と同様に形成されている。
【００２１】
上面のプリントコイル７と裏面のプリントコイル７´とは、プリント板を貫通する導電部材で直列接続されており、この直列コイルの両端は、引出し電極８、８´に導かれている。Ｐ、Ｐ´はこれらコイルの巻回方向を示すもので、同一方向の巻回によりプリントコイルのインダクタンスは略２倍となる。
【００２２】
図２は、図１に示す本発明のマーカコイルと同等な構造で、引き出し線位置のみ異なるプリントコイルを、ハウジングに実装した例である。図２（Ａ）は平面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）はＱ−Ｑ´面で切った正面断面図である。
【００２３】
９はプリント板５を収納するドーナッツ状のハウジング筐体９であり、中央部に穴６と系合する円筒部９ａが形成されている。９ｂはハウジング側部に突出して形成されたケーブルガイド部、９ｃはこのケーブルガイド部内周壁に形成された逃げ部である。
【００２４】
１０は、このケーブルガイド部より外部に引出されるケーブルであり、リード線１１、１１´は夫々引出し電極８、８´に接続されている。１２はハウジング９を上面から覆う蓋である。
【００２５】
図３は、ＭＲＩマーカに対する位置出し精度を向上させるための構成例である。図３（Ａ）は、ＭＲＩマーカの断面図（内部構造を省略）を示し、ドーナツ形状の本体１３の中央部に形成された位置出し穴１４の径を、図２で説明したハウジング中央部に形成された穴の径と同一寸法にしてある。
【００２６】
図３（Ｂ）において、１５は位置出し用マーキング部材、１６はマーキング部材１５を皮膚に固定する為の接着層である。１７はマーキング部材上の所定位置に直立配置されるピンであり、ＭＲＩマーカの穴１４並びにハウジング中央部に形成された穴に系合する。
【００２７】
使用の手順は、まずピン１７にＭＲＩマーカ１３を系合させてＭＲＩ断層画像を作成し、次にピンの同一位置において本発明マーカコイルのハウジング中央部に形成された穴に系合させた状態で脳磁計による診断を実行する。このようなピンの使用により、位置ずれを最小にした同定が可能となる。
【００２８】
図４は、マーカコイルのハウジングを簡略化するための構成例であり、図２のような筐体に代えて熱収縮チューブを利用する。
（Ａ）は、加熱前の準備段階の斜視図であり、熱収縮チューブ１８内にプリント基板化したマーカコイル１９が収納されている。
（Ｂ）は、加熱後のマーカコイル１９及び熱収縮チューブ１８の形態で、端面及び中心穴は点線２０で示すように、形状に沿ってトリミングすることで、マーカコイル１９とほぼ同一形状とすることができる。
図４の形状は、粘度の高い接着剤にディッピングすることで、同様な構造を得ることもできる。
【００２９】
図５は、リード線引出しのハンドリングをよくする為に、プルント板５に柄形状の延長部５ａ増設し、延長部の上面及び裏面に引出し電極８、８´を形成したものである。引出し用電極を大きく取れるため、配線が容易になる。
更に、電極８、８´の位置を上下重なり合うように一致させれば、コイル外への洩れ磁場の影響を少なくすることができる。
【００３０】
図６は、図２の示す構造において、マーカコイルハウジングの位置出し用穴にピン１７を嵌合固定し、ピンの下部を突出させた構造を示す。ピン下部の突出部を既存のＭＲＩマーカ１３の穴１４に挿入することで、相対的な位置を高精度に一致させることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
（１）図１のように、平面状のプリントコイルにすることで、マーカコイルを薄くすることができる。
（２）同心円状に上下にコイルパターンを作ることで、小径でも磁場を2倍にすることができる。
（３）マーカコイルは人の皮膚上に貼り付けられるため、高い絶縁性（１０００V、AC）を保たなければならない。図２のようにハウジングに収めることで、接触部の絶縁性を確実にとることができる。又、ハウジングを保持して皮膚への装着、引き離しができるため、構造的に強固となり、破損し難くなる。
【００３２】
（４）マーカコイル穴をＭＲＩマーカの穴と共用すると共に、位置だしピンを新たに設けることで、ＭＲＩ、脳磁計の双方の位置出しを確実にすることが可能である。
（５）ハウジング筐体に代えて、熱収縮チューブに収めることにより、層の厚さを一定にすると共に絶縁層を簡易化することが可能で、コストの大幅な低減が期待できる。プリント板の穴位置をパンチするか、予め熱収縮チューブに穴をあけておくことで、図３の構成の位置合わせ用ピンを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマーカコイルの平面図である。
【図２】本発明に係るマーカコイルをハウジングに実装した場合の構成図である。
【図３】本発明に係るマーカコイルの位置出し精度向上のための構成図である。
【図４】本発明に係るマーカコイルのハウジングを簡略化した構成図である。
【図５】本発明に係るマーカコイルの電極引出し部の構成図である。
【図６】本発明に係るマーカコイルの位置出し精度向上のための他の実施例を示す構成図である。
【図７】従来のマーカコイルの斜視図である。
【符号の説明】
５、５´ プリント板
６ 位置同定用穴
７、７´ プリントコイル
８、８´ 引出し電極

Claims (5)

1. 位置同定用の穴が形成されたプリント板上に、前記穴を中心とする渦巻き状のプリントコイルを前記プリント板の両面に形成すると共に、前記プリント板の各面に形成されたプリントコイルを直列接続したことを特徴とするマーカコイル。
2. 前記プリント板に形成された穴の径を、同定すべきＭＲＩマーカの穴径に一致させたことを特徴とする請求項１に記載のマーカコイル。
3. 前記ＭＲＩマーカの穴と前記マーカコイルの穴に、共通して位置出しできるピンを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のマーカコイル。
4. 前記プリント板又は前記プリント板を格納するハウジング部材に、前記ＭＲＩマーカに形成された位置同定用の穴に系合するピンを形成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のマーカコイル。
5. 前記プリント板の周囲を、熱収縮チューブで保持すると共に、前記プリント板の穴位置に前記熱収縮チューブに穴を形成したことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のマーカコイル。

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