JP6782391B2 - 生体磁気計測装置 - Google Patents
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Description
他の前記磁気センサ部は、前記3軸のうち、所定の1軸の磁場を検出する1軸磁気センサで構成される(1)から(4)のいずれかに記載の生体磁気計測装置である。
以下、図1〜図4を参照しながら、実施形態1について詳細に説明する。
管体10は、図1に示すように、内部に空洞部を有する管状の部材であり、磁気センサ部13や後述する連結部12は、その空洞部に位置する。生体磁気計測装置1は、管体10がその空洞部に磁気センサ部13を内包した状態で体内の所要の位置に挿入することで、磁場を検出できる。そのため、簡便かつ気軽に磁気を計測することができる。
膨張部11は、気体の供給により膨張可能な部材であり、管体10の所要の領域に位置する。また、実施形態1の生体磁気計測装置1においては、膨張部11の内壁には、磁気センサ部13が固定される。実施形態1の生体磁気計測装置1では、膨張部11の内壁に磁気センサ部13が固定されることにより、管体10内で磁気センサ部13がねじれないため、障害部位を正確に診断できる。
磁気センサ部13は、管体10の外方からの磁場を検出する。上記のとおり、実施形態1の生体磁気計測装置1では、磁気センサ部13が膨張部11の内壁に固定されるため、磁気センサ部13は、本発明の効果を奏する態様であれば、どのように構成してもよい。また、磁気センサ部13は、管体10の管断面の外長辺の長さを細くできることから、磁気インピーダンス素子及び/又は磁気抵抗素子を有することが好ましい。
実施形態1の生体磁気計測装置1において必須の構成態様ではないが、連結部12は、管体10の管内において、管体10の長手方向と略同じ方向に延在する。上記のとおり、実施形態1の生体磁気計測装置1では、磁気センサ部13は、膨張部11の内壁に固定されるが、より具体的には、図1に示すように、連結部12の所要の位置に取り付けられた状態で、磁気センサ部13は膨張部11の内壁に固定される。連結部12は、管体10の管内において、磁気センサ部13を所要の位置に固定するために用いられるが、実施形態1の生体磁気計測装置1では、膨張部11の内壁に磁気センサ部13が固定される。そのため、実施形態1の生体磁気計測装置1においては、連結部12は任意であり、備えなくてもよい。なお、実施形態1の生体磁気計測装置1の連結部12における磁気センサ部13が取り付けられる「所要の位置」とは、膨張部11における磁気センサ部13が固定された領域に対応する位置をいう。
実施形態1の生体磁気計測装置1では、図1に示すように、管体10の中に圧力センサ14をさらに備える。圧力センサ14は、膨張部11の中の気圧を検出する部材である。これにより、膨張の止め時を容易に把握できる。ただし、実施形態1の生体磁気計測装置1において、圧力センサ14は任意であり、備えなくてもよい。
実施形態1の生体磁気計測装置1の使用方法の一例について以下に説明する。
(磁気センサ位置の調整)
まず、図4に示すように、被験者の首を正面又は横からレントゲン撮影しながら、生体磁気計測装置1を口、鼻又は血管から目的の位置まで挿入する。なお、この際、磁気センサ部13、圧力センサ14からの信号出力線は、体外の信号処理ユニット(例えば、神経機能検査装置 MEE−1200シリーズ ニューロマスター:日本光電)に繋いだ状態とする。
目的の位置に生体磁気計測装置1が達したら、膨張部11に空気を入れる。この際、生体磁気計測装置1が、圧力センサ14を備えることで、膨張部11の膨張度合を圧力センサ14で計測し、所定の圧力(膨張部11のサイズや、膜厚等に応じて、任意に設定することができる)に達して空気を止めることで、膨張の止め時を容易に把握できる。
次いで、体外の刺激発生ユニットに接続された刺激電極を肘の正中神経上に固定する。刺激電極からは、例えば、0.3〜4mAのパルス電流が3Hzで発生するように設定する。
肘からの電気刺激が脊髄4を上向する際、脊髄4を流れる電流から磁場が誘発される。この誘発磁場を各磁気センサが検出し、電圧として出力する。センサからの出力電圧は、信号出力線を通って信号処理ユニットに伝わる。刺激電力からの刺激を例えば2000回行い、各磁気センサからの出力電圧値を各刺激毎に信号処理ユニットで加算平均処理をする。これにより、被験者の脊髄4からの磁気を計測することができる。
本発明の生体磁気計測装置1は、管体10の管断面の外長辺の長さを1mm以下等に短くすることで、脳内血管に通すことができる。このように、本発明の生体磁気計測装置1を脳に通すことで、脳から発せられる磁気を検出することが可能である。これにより、体表からは計測できない深部の脳の機能を正確に診断でき(例えば、脳死の判定等)、かつ、脳の機能の診断に簡便かつ気軽に行うことができる。以下に、その使用方法を説明する。
被験者の脳内をレントゲン撮影しながら、生体磁気計測装置1を血管から脳内の目的の位置まで挿入する。なお、この際、磁気センサ部13、圧力センサ14からの信号出力線は、体外の信号処理ユニット(例えば、神経機能検査装置 MEE−1200シリーズ ニューロマスター:日本光電)に繋いだ状態とする点は、使用例1で述べたことと同様である。
上記使用例1と同様の方法を用いることができる。
頭皮に穿刺した電極から刺激、四肢体幹の末梢神経、経頭蓋磁気刺激等を与えることで、脳内を流れる電流から生じる磁場を計測する。例えば、上記の刺激を300回等行い、各磁気センサ部13からの出力電圧値を各刺激毎に信号処理ユニットで加算平均処理をする。これにより、被験者の脳内の磁気を計測することができる。
本発明の生体磁気計測装置1は、心臓の不整脈から発せられる磁気を検出することにも利用可能であるため、本発明の生体磁気計測装置1を用いることで、正確に心臓の不整脈の場所を診断でき、また、心臓の不整脈の診断に簡便かつ気軽に行うことが可能である。以下、その使用方法を説明する。
被験者の心臓をレントゲン撮影しながら、生体磁気計測装置1を血管から心臓の目的の位置まで挿入する。なお、この際、磁気センサ部13、圧力センサ14からの信号出力線は、体外の信号処理ユニット(例えば、神経機能検査装置 MEE−1200シリーズ ニューロマスター:日本光電)に繋いだ状態とする点は、使用例1で述べたことと同様である。
上記使用例1と同様の方法を用いることができる。
心臓近くまで磁気センサ部13を挿入し、心臓を流れる電流から発生する磁場を計測し、不整脈の原因となる磁場を検出する。例えば、磁気と同時に心電図を計測し、ピークが大きいR波をトリガーとして300回加算平均処理することで波形を計測する。あるいは、加算平均を行わず、個々の心拍に対応する磁場波形をそのまま計測する。
本発明の生体磁気計測装置1は、磁気マーカーと併用することで、患部に凝集した磁気マーカーの磁気の計測にも利用することができる。これにより、磁気マーカーにより認識可能な患部(以降、本明細書において、「患部」ということがある。なお、図5における患部は、がん細胞である)において磁気マーカーが磁気を発するため、本発明の生体磁気計測装置1を用いることで、体表からはみえない患部の位置を正確に診断でき、また、患部の位置の特定を簡便かつ気軽に行うことができる。
磁気マーカーを被験者の患部に血管からの注入もしくは直接注入により導入し、被験者の胃、腸管、膀胱、尿管、血管等を内視鏡又はレントゲン撮影により観察しながら、生体磁気計測装置1を口、鼻又は血管から目的の位置(患部)まで挿入する。なお、この際、磁気センサ部13、圧力センサ14からの信号出力線は、体外の信号処理ユニット(例えば、神経機能検査装置 MEE−1200シリーズ ニューロマスター:日本光電)に繋いだ状態とする点は、使用例1で述べたことと同様である。
上記使用例1と同様の方法を用いることができる。
体外から励起磁界を印加し、磁気マーカーに励起された磁場を体内の磁気センサで計測する。この際、体外から与える励起磁界としては、交流磁場、又は交流磁場と直流磁場の組み合わせ等を用いることができる。印加された磁場に応じ、磁気マーカーからの磁場が増加又は減衰するため、その変化を磁気センサで検出することにより磁気マーカーの凝集部位を特定することができる。
以下、図7〜図9を参照しながら、実施形態2について詳細に説明するが、先の実施形態1で使用された符号と同じ符号の構成については、実施形態1と異なる点について主に説明し、重複する点については、記載を割愛する場合がある。
実施形態2の生体磁気計測装置1Aは、管断面の内形形状が略扁平形状である管体10と、管体10の外方からの磁場を検出する磁気センサ部13と、管体10の管内において、管体10の長手方向と略同じ方向に延在し、所要の位置に磁気センサ部13が取り付けられている連結部12とを備え、管断面のうち、少なくとも1つの断面の内短辺の長さL2が、該少なくとも1つの断面と同じ断面の内長辺方向における連結部12の長さL1より短く、該少なくとも1つの断面の内長辺の長さL3が、同じ断面の内長辺方向における連結部12の長さL1より長い。図7は、実施形態2の生体磁気計測装置1Aの概略断面図と使用態様の模式図である。図8は、図7の生体磁気計測装置1Aの管体10のA−A’面の断面図である。図9は、生体磁気計測装置1Aの膨張部11のB−B’面の断面図である。以下、実施形態2の生体磁気計測装置1Aの各構成について、説明する。
実施形態2の生体磁気計測装置1Aの管体10は、図8に示すように、管断面の内形形状が略扁平形状である。
実施形態2の生体磁気計測装置1Aは、図7に示すように、膨張部11を備える。膨張部11は、管体10の所要の領域に位置し、気体の供給により膨張可能である。ただし、実施形態2の生体磁気計測装置1Aにおいては、膨張部11を備えずに構成してもよい。
連結部12は、管体10の管内において、管体10の長手方向と略同じ方向に延在し、所要の位置に磁気センサ部13が取り付けられている。なお、実施形態2の生体磁気計測装置1Aにおいて、連結部12における磁気センサ部13が取り付けられる「所要の位置」とは、磁場を検出可能な位置であれば、特に限定されず、任意の位置であってもよいが、膨張部11を備える場合、図7に示すように、膨張部11に対応する位置であるのが好ましい。
磁気センサ部13は、実施形態2の生体磁気計測装置1Aでは、上記のとおり、連結部12の所要の位置に取り付けられている。実施形態2の生体磁気計測装置1Aは、実施形態1の生体磁気計測装置1と同様に、磁気センサ部13は、磁気インピーダンス素子及び/又は磁気抵抗素子を有することが好ましい。また、磁気センサ部13は、より正確に生体磁気を検出するために、略一定方向を検出するように構成することが好ましい。また、体のどの方向の磁場を検出しているかを理解することで、さらに障害部位をより正確に診断することができることから、解剖学的正位における略一定方向を検出するように構成することが好ましい。略一定方向は、特に限定されず、どのような方向であってもよい。
実施形態2の生体磁気計測装置1Aは、実施形態1の生体磁気装置と同様の方法で使用可能である。
以下、図10を参照しながら、実施形態3について詳細に説明するが、先の実施形態1で使用された符号と同じ符号の構成については、実施形態1と異なる点について主に説明し、重複する点については、記載を割愛する場合がある。
実施形態3の生体磁気計測装置1Bの管体10は、図10に示すように、所要の位置に磁気センサ部13Aが設けられる。実施形態3の生体磁気計測装置1Bにおける、「管体10の管内の所要の位置」とは、特に限定されず、磁場を検出可能な任意な位置であってよい。
磁気センサ部13Aは、上記のとおり、実施形態3の生体磁気計測装置1Bでは、管体10の管内の所要の位置に設けられる。また、実施形態3の生体磁気計測装置1Bの管体10は、解剖学的正位における略上下方向の磁場を検出する。これにより、磁気センサ部13Aがねじれても、正確に磁気を計測することができる。
実施形態3の生体磁気計測装置1Bは、図10に示すように、連結部12を備えており、連結部12は、管体10の管内において、管体10の長手方向と略同じ方向に延在し、所要の位置に磁気センサ部13Aが取り付けられている。ただし、実施形態3の生体磁気計測装置1Bにおいて、連結部12を備える必要はなく、例えば、管体10の内壁に固定する等によって、磁気センサ部13を管内に固定できれば、連結部12を備えなくてもよい。なお、実施形態3の生体磁気計測装置1Bにおいて、磁気センサ部13Aが取り付けられる「所要の位置」とは、特に限定されず、磁場を検出可能な任意の位置であってもよい。
実施形態3の生体磁気計測装置1Bの使用方法は、膨張部11を有しないため、実施形態1の生体磁気計測装置1の「膨張部11の膨張の調整」の工程はないが、それ以外は、実施形態1の生体磁気計測装置1と同様の使用方法である。
以下、図11〜図13を参照しながら、実施形態4について詳細に説明するが、先の実施形態1で使用された符号と同じ符号の構成については、実施形態1と異なる点について主に説明し、重複する点については、記載を割愛する場合がある。なお、実施形態4の生体磁気計測装置1Cは、実施形態1の生体磁気計測装置1の磁気センサ部13の構成を変更したものである。
実施形態4の生体磁気計測装置1Cは、実施形態1の生体磁気計測装置1と同様に、所要の領域に、膨張部11が位置する。また、実施形態1の生体磁気計測装置1と同様に、管体10の中に圧力センサ14を備える。
膨張部11は、管体10の所要の領域に位置する。また、実施形態1の生体磁気計測装置1と同様に、実施形態4の生体磁気計測装置1Cにおいて、膨張部11の内壁には、磁気センサ部13が固定される。これにより、実施形態4の生体磁気計測装置1Cでは、管体10内で磁気センサ部13がねじれないため、障害部位を正確に診断できる。なお、実施形態4の生体磁気計測装置1Cにおける「管体10の所要の領域」は、本発明の効果を奏する領域であれば特に限定されないが、例えば、図11に示すように管体10の末端側の領域であってもよく、あるいは、管体10の末端以外の領域であってもよい。
実施形態4の生体磁気計測装置1Cは、複数の磁気センサ部13を有する。磁気センサ部13は、本発明の効果を奏する態様であれば、どのように構成してもよいが、実施形態4の生体磁気計測装置1Cでは、実施形態1の生体磁気計測装置1と同様に、磁気センサ部13は、膨張部11の内壁に固定される。
連結部12は、管体10の管内において、管体10の長手方向と略同じ方向に延在する。磁気センサ部13は、上記のとおり、実施形態4の生体磁気計測装置1Cでは、膨張部11の内壁に固定されるが、より具体的には、図11に示すように、連結部12の所要の位置に取り付けられた状態で、磁気センサ部13は膨張部11の内壁に固定される。連結部12は、管体10の管内において、磁気センサ部13を所要の位置に固定するために用いられるが、実施形態4の生体磁気計測装置1Cでは、膨張部11の内壁に磁気センサ部13が固定されるため、実施形態4の生体磁気計測装置1Cにおいては、連結部12は任意であり、備えなくてもよい。なお、実施形態4の生体磁気計測装置1Cの連結部12における磁気センサ部13が取り付けられる「所要の位置」とは、膨張部11における磁気センサ部13が固定された領域に対応する位置である。
実施形態4の生体磁気計測装置1Cは、実施形態1の生体磁気計測装置1と同様に、圧力センサ14をさらに備える。
実施形態4の生体磁気計測装置1Cの使用方法は、磁気センサ位置の調整工程以外は、実施形態1の生体磁気計測装置1と同様の方法である。実施形態4の生体磁気計測装置1Cにおいて、磁気センサ位置の調整は、以下の手順で行う。
以下、図14を参照しながら、実施形態5について詳細に説明するが、先の実施形態4で使用された符号と同じ符号の構成については、実施形態4と異なる点について主に説明し、重複する点については、記載を割愛する場合がある。
実施形態5の生体磁気計測装置1Dの管体10は、図14に示すように、所要の位置に磁気センサ部13Aが設けられる。実施形態5の生体磁気計測装置1Dにおける、「管体10の管内の所要の位置」とは、特に限定されず、磁場を検出可能な任意な位置であってよい。
実施形態5の生体磁気計測装置1Dは、管体10の所要の位置に設けられる少なくとも1つ以上の磁気センサ部13を備え、少なくとも1つ以上の磁気センサ部13の全てが、互いに直交する3軸の磁場を検出する3軸磁気センサで構成されるか、又は複数の磁気センサが近接配置され、これら複数の磁気センサによって互いに直交する3軸の磁場を検出可能に構成される。このように、少なくとも1つ以上の磁気センサ部13の全てが3軸であるため、自身がどの方向を向いているか検知でき、磁気センサ部13がねじれても、障害部位を正確に診断できる。なお、上記3軸の方向は、解剖学的正位における方向とは関係してもよく、関係しなくてもよいが、略一定方向を検出するように構成することが好ましい。また、体のどの方向の磁場を検出しているかを理解することで、さらに障害部位をより正確に診断することができることから、上記3軸の方向は、解剖学的正位における方向と関連するように構成することが好ましい。
実施形態5の生体磁気計測装置1Dは、連結部12をさらに備える。連結部12には、所要の位置に、複数の磁気センサ部13の全てが取り付けられている。この所要の位置は、本発明の効果を奏する態様であれば、どのような位置であってもよい。ただし、複数の磁気センサ部13の全てが、管体10の所要の位置に設けられればよいので、例えば、複数の磁気センサ部13が管体10の内壁に直接固定される場合は、実施形態5の生体磁気計測装置1Dは、連結部12を備えなくてもよい。
実施形態5の生体磁気計測装置1Dの使用方法は、磁気センサ位置の調整工程の後に、以下の工程を行う以外は、実施形態4の生体磁気計測装置1Cと同様の方法である。具体的には、実施形態5の生体磁気計測装置1Dにおいて、磁気センサ位置の調整の後に、以下の工程を行う。
以上、本発明の実施形態1〜5の生体磁気計測装置につき説明したが、本発明は、上述の実施形態1〜5に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
1A 実施形態2の生体磁気計測装置
1B 実施形態3の生体磁気計測装置
1C 実施形態4の生体磁気計測装置
1D 実施形態5の生体磁気計測装置
10 管体
11 膨張部
12 連結部
13 磁気センサ部
13A 解剖学的正位における上下方向の磁場を検出する磁気センサ部
13X 磁気センサ13Y及びZが検出可能な磁場の軸と直交する軸の磁場を検出可能な磁気センサ
13Y 磁気センサ13X及びZが検出可能な磁場の軸と直交する軸の磁場を検出可能な磁気センサ
13Z 磁気センサ13X及びYが検出可能な磁場の軸と直交する軸の磁場を検出可能な磁気センサ
14 圧力センサ
2 食道
3 脊椎
31 椎間板
4 脊髄
5 硬膜
6 脳底動脈
7 磁場発生源
L1 管断面と同じ断面の内長辺方向における連結部の長さ
L2 管断面の内短辺
L3 管断面の長短辺
Claims (6)
- 管断面の外形形状及び内形形状が略扁平形状である管体と、
前記管体の外方からの磁場を検出する磁気センサ部と、
前記管体の管内において、前記管体の長手方向と略同じ方向に延在し、所要の位置に前記磁気センサ部が取り付けられている断面形状が略扁平形状の連結部とを備え、
前記管体は、膨張可能な部分を有することなく、食道を通ることができるように構成され、
前記管体の先端側の内壁は、前記磁気センサ部と接触することなく空間を形成するように構成され、
前記管断面のうち、少なくとも1つの断面の内短辺の長さが、該少なくとも1つの断面と同じ断面の内長辺方向における前記連結部の外長辺の長さより短く、前記少なくとも1つの断面の内長辺の長さが、前記同じ断面の内長辺方向における前記連結部の外長辺の長さより長くなっており、
前記磁気センサ部は、解剖学的正位における略上下方向の磁場を検出するように構成された生体磁気計測装置。 - 管断面の外形形状が略扁平形状である管体と、
前記管体の管内の所要の位置に設けられ、前記管体の外方からの磁場を検出する磁気センサ部と、
前記管体の管内において、前記管体の長手方向と略同じ方向に延在し、所要の位置に前記磁気センサ部が取り付けられている断面形状が略扁平形状の連結部とを備え、
前記管体は、膨張可能な部分を有することなく、食道を通ることができるように構成され、
前記管体の先端側の内壁は、前記磁気センサ部と接触することなく空間を形成するように構成され、
前記磁気センサ部は、解剖学的正位における略上下方向の磁場を検出するように構成された生体磁気計測装置。 - 前記磁気センサ部の数が複数であり、
前記複数の磁気センサ部のうち少なくとも1つは、互いに直交する3軸の磁場を検出する3軸磁気センサで構成されるか、又は複数の磁気センサが近接配置され、これら複数の磁気センサによって互いに直交する3軸の磁場を検出可能に構成され、
他の前記磁気センサ部は、前記3軸のうち、所定の1軸の磁場を検出する1軸磁気センサで構成される請求項1又は2に記載の生体磁気計測装置。 - 管断面の外形形状が略扁平形状である管体と、
前記管体の管内の所要の位置に設けられ、前記管体の外方からの磁場を検出する少なくとも1つ以上の磁気センサ部と、
前記管体の管内において、前記管体の長手方向と略同じ方向に延在し、所要の位置に前記磁気センサ部が取り付けられている断面形状が略扁平形状の連結部とを備え、
前記管体は、膨張可能な部分を有することなく、食道を通ることができるように構成され、
前記少なくとも1つ以上の磁気センサ部の全てが、互いに直交する3軸の磁場を検出する3軸磁気センサで構成されるか、又は複数の磁気センサが近接配置され、これら複数の磁気センサによって互いに直交する3軸の磁場を検出可能に構成され、前記3軸の方向が解剖学的正位における略上下方向の磁場を検出するように構成された生体磁気計測装置。 - 前記管体の管断面の外長辺は5mm以下であり、
前記磁気センサ部は、磁気インピーダンス素子及び/又は磁気抵抗素子を有する、請求項1から4のいずれかに記載の生体磁気計測装置。 - 前記連結部は、外部との信号授受機能を備えるように構成された請求項1〜5のいずれかに記載の生体磁気計測装置。
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