JP5252383B2 - 生体内電流双極子の推定方法 - Google Patents
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Description
また、生体の頭部表面の複数の測定点にそれぞれセンサを配置し、脳内部の電流双極子による脳電位の実測値を取得するステップS1と、前記脳の断層画像は所定の大きさの格子で撮影され、前記脳の前記断層画像に基づき前記脳の表面に位置する全ての格子を特定し、前記脳の表面に位置する全ての格子の中心点を表面格子点として特定するステップS2と、前記表面格子点に電流双極子が存在すると仮定し、該表面格子点から前記脳の外部に向かう法線単位ベクトルを算出して、電流双極子の方向と仮定するステップS3と、全ての前記センサからなるセンサ群の中心点または前記脳の中心点と、前記脳の表面に位置する前記表面格子点とを結んだ直線と、該表面格子点から前記脳の外部に向かう前記法線単位ベクトルとのなす角θについて|cosθ|の大きいものから優先的に抽出して抽出格子点とし、全ての前記測定点および該前記測定点における前記脳電位の前記実測値を使用して補間し、前記抽出格子点の数と同数の補間測定点および該補間測定点における前記脳電位の前記実測値を含む補間データを算出し、そして前記補間測定点における前記脳電位の前記実測値を含む補間データと前記抽出格子点における前記電流双極子の方向との関係で一意に決定する正則の係数行列を求め、前記補間測定点における前記脳電位の前記実測値を含む補間データと前記抽出格子点における前記電流双極子との前記係数行列の逆行列により前記電流双極子の大きさを推定するステップS4と、を具備することを特徴とするものである。
る。
2 画素群
4 大脳皮質
5 ベクトル群
6 法線単位ベクトル
10 センサ(測定点)
10’ 補間測定点
10G センサ群
10E 有効領域
12 脳表
13 電流双極子
14 立方画素群
15 磁界
21 脳質
22 脳髄液
23 頭蓋骨
24 頭皮
Claims (10)
- 生体の頭部表面の複数の測定点にそれぞれセンサを配置し、脳内部の電流双極子による脳磁界の実測値を取得するステップS1と、
前記脳の断層画像は所定の大きさの格子で撮影され、前記脳の前記断層画像に基づき前記脳の表面に位置する全ての格子を特定し、前記脳の表面に位置する全ての格子の中心点を表面格子点として特定するステップS2と、
前記表面格子点に電流双極子が存在すると仮定し、該表面格子点から前記脳の外部に向かう法線単位ベクトルを算出して、電流双極子の方向と仮定するステップS3と、
前記実測値と、前記表面格子点における前記電流双極子との位置関係によって一意に決まる係数行列の行数および列数を同数にし、前記実測値と前記表面格子点における前記電流双極子との前記係数行列の逆行列によって前記電流双極子の大きさを推定するステップS4と、
を具備することを特徴とする生体内電流双極子の推定方法。 - 前記ステップS4は、
全ての前記表面格子点から一部を抽出して抽出格子点を特定するステップS41と、
全ての前記測定点および前記測定点における前記脳磁界の前記実測値を使用して補間し、前記抽出格子点の数と同数の、補間測定点および該補間測定点における前記脳磁界の補間データを算出するステップS42と、
前記補間データと、前記抽出格子点における前記電流双極子の方向との関係で決定する正則の前記係数行列を求め、前記係数行列の逆行列により前記電流双極子の大きさを推定するステップS43と、を有することを特徴とする請求項1に記載の生体内電流双極子の推定方法。 - 前記ステップS42の前記補間測定点および前記補間データは、
全ての前記測定点を接点としてそれぞれ三角形に要素分割し、すべての前記三角形ついて、前記三角形の各頂点で計測される各磁界の大きさを使用して前記三角形内の点における前記磁界を補間する空間補間を行い、前記ステップS41で求めた前記抽出格子点の数と同数の、前記補間測定点および前記補間データを得ることを特徴とする請求項2に記載の生体内電流双極子の推定方法。 - 前記ステップS41は、前記センサにより前記脳磁界を実測する際には、全ての前記センサからなるセンサ群の中心点または前記脳の中心点と、前記脳の表面に位置する前記表面格子点とを結んだ直線と、該表面格子点から前記脳の外部に向かう前記法線単位ベクトルとのなす角θについて|cosθ|の小さいものから優先的に抽出して前記抽出格子点とすることを特徴とする請求項2に記載の生体内電流双極子の推定方法。
- 前記ステップS41の前記抽出格子点は、前記脳の表面に位置する全ての前記表面格子点から、隣接する前記表面格子点を所定の間隔で抽出したものであることを特徴とする請求項2に記載の生体内電流双極子の推定方法。
- 前記ステップS41の前記抽出格子点は、前記脳の表面に位置する全ての前記表面格子点から、前記測定点の近傍の前記表面格子点を優先的に抽出したものであることを特徴とする請求項2に記載の生体内電流双極子の推定方法。
- 前記ステップS41の前記抽出格子点は、
前記脳の表面に位置する全ての前記表面格子点から、前記測定点の近傍の前記表面格子点のみ優先的に抽出した後に、
更に全ての前記センサからなるセンサ群が存在する領域で、前記脳の中心点側の端部から一定の距離を取り除いた領域を、前記センサ群の有効領域と特定し、前記有効領域に向かって前記脳の中心点から投射した3次元領域内に存在する前記表面格子点に限定して選択するものであることを特徴とする請求項2に記載の生体内電流双極子の推定方法。 - 前記ステップS41の前記抽出格子点は、
前記脳の表面に位置する全ての前記表面格子点から、前記測定点の近傍の前記表面格子点のみ優先的に抽出した後に、
該抽出した前記表面格子点のそれぞれについて、1つの前記電流双極子が発生する磁界を、全ての前記センサからなるセンサ群で計測した合計値を算出し、該合計値の大きいものから優先して選択することを特徴とする請求項2に記載の生体内電流双極子の推定方法。 - 生体の頭部表面の複数の測定点にそれぞれセンサを配置し、脳内部の電流双極子による脳磁界の実測値を取得するステップS1と、
前記脳の断層画像は分解能を落とした所定の大きさの格子で撮影され、全ての前記格子について脳内画素であるか脳外画素であるかを判断して前記脳の表面の前記格子を表面格子点と特定し、全ての前記表面格子点を抽出される抽出格子点とするステップS2と、
前記表面格子点に電流双極子が存在すると仮定し、該表面格子点から前記脳の外部に向かう法線単位ベクトルを算出して、電流双極子の方向と仮定するステップS3と、
特定した前記表面格子点の数と同数になるように、全ての前記測定点を接点としてそれぞれ三角形に要素分解し、すべての前記三角形について、前記三角形の各頂点で計測される各磁界の大きさである前記実測値を使用して前記三角形内の点における前記磁界を補間する空間補間を行い前記実測値を含む補間測定点および前記補間測定点の補間データを算出し、そして前記実測値を含む前記補間測定点の補間データと前記表面格子点における電流双極子との関係で決定する係数行列の行数および列数を同数にし、前記実測値を含む前記補間測定点の補間データと前記表面格子点における前記電流双極子との前記係数行列の逆行列によって電流双極子の大きさを推定するステップS4と、
を具備することを特徴とする生体内電流双極子の推定方法。 - 生体の頭部表面の複数の測定点にそれぞれセンサを配置し、脳内部の電流双極子による脳電位の実測値を取得するステップS1と、
前記脳の断層画像は所定の大きさの格子で撮影され、前記脳の前記断層画像に基づき前記脳の表面に位置する全ての格子を特定し、前記脳の表面に位置する全ての格子の中心点を表面格子点として特定するステップS2と、
前記表面格子点に電流双極子が存在すると仮定し、該表面格子点から前記脳の外部に向かう法線単位ベクトルを算出して、電流双極子の方向と仮定するステップS3と、
全ての前記センサからなるセンサ群の中心点または前記脳の中心点と、前記脳の表面に位置する前記表面格子点とを結んだ直線と、該表面格子点から前記脳の外部に向かう前記法線単位ベクトルとのなす角θについて|cosθ|の大きいものから優先的に抽出して抽出格子点とし、全ての前記測定点および該前記測定点における前記脳電位の前記実測値を使用して補間し、前記抽出格子点の数と同数の補間測定点および該補間測定点における前記脳電位の前記実測値を含む補間データを算出し、そして前記補間測定点における前記脳電位の前記実測値を含む補間データと前記抽出格子点における前記電流双極子の方向との関係で一意に決定する正則の係数行列を求め、前記補間測定点における前記脳電位の前記実測値を含む補間データと前記抽出格子点における前記電流双極子との前記係数行列の逆行列により前記電流双極子の大きさを推定するステップS4と、
を具備することを特徴とする生体内電流双極子の推定方法。
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