JP7238497B2 - DATA RECORDING SYSTEM, DATA RECORDING METHOD AND DATA RECORDING PROGRAM - Google Patents

DATA RECORDING SYSTEM, DATA RECORDING METHOD AND DATA RECORDING PROGRAM Download PDF

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  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Description

本発明は、データ収録システム、データ収録方法及びデータ収録プログラムに関する。 The present invention relates to a data recording system, data recording method and data recording program.

脊髄及び末梢神経や筋などの機能を検査する方法として、それらの活動に基づいて生体から発生する電位または磁場を計測する手法が知られている。代表的な手法として、外部から神経活動を刺激し、体表に貼り付けた電極を用いて神経活動の誘発電位の計測を行う生体電位計測と、外部から神経活動を刺激し、磁気センサを用いて神経活動電流に伴って生じる誘発磁場を計測する生体磁場計測がある。 As a method for inspecting the functions of the spinal cord, peripheral nerves, muscles, etc., there is known a method of measuring an electric potential or a magnetic field generated from a living body based on their activities. Representative methods include biopotential measurement, in which neural activity is stimulated externally and the evoked potential of neural activity is measured using electrodes attached to the body surface, and neural activity is stimulated externally, and a magnetic sensor is used. There is a biomagnetic field measurement that measures the induced magnetic field caused by nerve activity current.

生体電位計測では、得られる電位信号強度が比較的大きく、微小な神経活動を評価可能であるというメリットがあるが、信号が周囲の組織の影響を受けやすく病変部位の特定には空間分解能が不足している。一方の生体磁場計測では、信号源推定によって高分解能で病変部位の特定が可能であるが、得られる磁場信号強度は比較的小さい。 Biopotential measurement has the advantage that the obtained potential signal strength is relatively large and it is possible to evaluate minute nerve activity. are doing. On the other hand, in biomagnetic field measurement, it is possible to specify a lesion site with high resolution by estimating a signal source, but the obtained magnetic field signal strength is relatively small.

そのため、同じ被検体に対して、電位と磁場の両者を同一姿位かつ同時に計測し得られたデータをそれぞれ比較検討することが、脊髄及び末梢神経や筋などの機能検査の精度の向上にとって非常に重要である。 Therefore, comparing the data obtained by simultaneously measuring both the electric potential and the magnetic field on the same subject in the same posture is very important for improving the accuracy of function tests of the spinal cord, peripheral nerves, and muscles. important to

刺激アーチファクトを抑制して生体電位計測装置における誘発電位の計測精度を向上するために、スイッチを用いて、刺激を印加している間に導出電極と生体電位計測装置の増幅回路との電気的接続を解除する手法が提案されている(特許文献1)。ここで、刺激アーチファクトは、刺激に対応して発生するノイズである。 In order to suppress stimulation artifacts and improve the measurement accuracy of the evoked potential in the biopotential measuring device, a switch is used to electrically connect the lead-out electrode and the amplifier circuit of the biopotential measuring device while the stimulus is being applied. A method for canceling is proposed (Patent Document 1). Here, a stimulus artifact is noise generated in response to a stimulus.

上述したように、脊髄及び末梢神経や筋などの機能検査の精度を向上するために、同じ被検体に対して、生体電位計測装置による電位の計測と、生体磁場計測装置による磁場の計測とを同時に行うことが考えられる。この場合、生体電位計測装置が発生するノイズが、生体磁場計測装置が計測する磁場信号に含まれないようにする必要がある。 As described above, in order to improve the accuracy of functional tests of the spinal cord, peripheral nerves, muscles, etc., the biopotential measurement device and the biomagnetic field measurement device are used to measure the potential of the same subject. It is conceivable to do both at the same time. In this case, it is necessary to prevent the noise generated by the biopotential measuring device from being included in the magnetic field signal measured by the biomagnetic field measuring device.

しかしながら、体表に貼り付けた電極を用いて神経活動の誘発電位の計測を行う生体電位計測装置は、それ自身がノイズの発生源となるおそれがある。生体電位計測装置の動作に基づいて磁場ノイズが発生した場合、生体磁場計測装置が計測する生体磁場信号に生体由来でない磁場ノイズが重畳されてしまい、信号品質を悪化させてしまう。 However, a biopotential measuring device that measures an evoked potential of nerve activity using electrodes attached to the body surface may itself become a source of noise. When magnetic field noise is generated based on the operation of the biopotential measurement device, the magnetic field noise not derived from the living body is superimposed on the biomagnetic signal measured by the bioelectrical potential measurement device, degrading the signal quality.

本発明は、生体電位計測装置から発生するノイズの生体磁場計測装置への影響を低減することを目的とする。 An object of the present invention is to reduce the influence of noise generated from a biopotential measurement device on a biomagnetic field measurement device.

上記技術的課題を解決するため、本発明の一形態のデータ収録システムは、生体に装着される電極間の電位差を計測する生体電位計測装置と、前記電極と前記生体電位計測装置との電気的接続を行うスイッチと、前記スイッチによる電気的接続タイミングを取得して、前記生体電位計測装置とともに動作する生体磁場計測装置による計測データを処理する処理部とを備えてなる。 In order to solve the above technical problems, a data recording system according to one aspect of the present invention includes a biopotential measuring device for measuring a potential difference between electrodes attached to a living body, and an electric potential between the electrodes and the biopotential measuring device. It comprises a switch for connection, and a processing unit that acquires the electrical connection timing of the switch and processes measurement data from the biomagnetic field measuring device that operates together with the biopotential measuring device.

本発明によれば、生体電位計測装置から発生するノイズの生体磁場計測装置への影響を低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the influence of the noise which generate|occur|produces from a biopotential measuring device on a biomagnetic field measuring device can be reduced.

第1の実施形態におけるデータ収録システムを含む生体信号計測システムの概略図である。1 is a schematic diagram of a biological signal measurement system including a data recording system according to a first embodiment; FIG. 図1の生体信号計測システムに含まれるデータ収録システムの機能構成の例を示すブロック図である。2 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a data recording system included in the biomedical signal measurement system of FIG. 1; FIG. 図2のデータ収録装置のハードウェア構成の例を示す図である。3 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the data recording device of FIG. 2; FIG. 図2の生体磁場計測装置が計測した生体磁場計測データをデータ収録装置で処理する例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of processing biomagnetic field measurement data measured by the biomagnetic field measurement device of FIG. 2 by a data recording device; 図2のデータ収録システムにより有効な生体磁場計測データを抽出する処理の例を示すフロー図である。3 is a flowchart showing an example of processing for extracting effective biomagnetic field measurement data by the data recording system of FIG. 2; FIG. 図2の生体磁場計測装置が計測した生体磁場計測データをデータ収録装置で処理する別の例を示す図である。3 is a diagram showing another example of processing the biomagnetic field measurement data measured by the biomagnetic field measuring device of FIG. 2 in a data recording device; FIG. 図2のデータ収録システムにより有効な生体磁場計測データを抽出する処理の別の例を示すフロー図である。3 is a flowchart showing another example of processing for extracting effective biomagnetic field measurement data by the data recording system of FIG. 2; FIG. 生体電位計測装置の動作が生体磁場計測装置に及ぼす磁場ノイズの影響を説明する図である。It is a figure explaining the influence of the magnetic field noise which operation|movement of a biopotential measuring device has on a biomagnetic field measuring device. 第2の実施形態におけるデータ収録システムの機能構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing the functional configuration of a data recording system according to a second embodiment; FIG.

以下、図面を参照して実施の形態を説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。以下では、信号を示す符号は、信号値を示す符号又は信号線を示す符号としても使用される。電圧を示す符号は、電圧値を示す符号又は電圧が供給される電圧線を示す符号としても使用される。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態におけるデータ収録システムを含む生体信号計測システム1の概略図である。生体信号計測システム1は、複数種類の生体信号、例えば、脳磁図(MEG:Magneto-encephalography)信号と脳波図(EEG:Electro-encephalography)信号を計測する。生体信号計測システム1は、計測装置3と、刺激装置5と、データ収録サーバ42と、情報表示システム22を含む。情報表示システム22は、計測で得られた信号情報と解析結果等を表示するモニタディスプレイ26を有する。ここでは、データ収録サーバ42と情報表示システム22が別々に描かれているが、データ収録サーバ42の少なくとも一部を情報表示システム22に組み込んでもよい。
Embodiments will be described below with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code|symbol may be attached|subjected to the same component part, and the overlapping description may be abbreviate|omitted. In the following, a code indicating a signal is also used as a code indicating a signal value or a code indicating a signal line. The code indicating the voltage is also used as the code indicating the voltage value or the code indicating the voltage line to which the voltage is supplied.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram of a biological signal measurement system 1 including a data recording system according to the first embodiment. The biological signal measurement system 1 measures a plurality of types of biological signals, such as magneto-encephalography (MEG) signals and electro-encephalography (EEG) signals. A biological signal measurement system 1 includes a measurement device 3 , a stimulation device 5 , a data recording server 42 , and an information display system 22 . The information display system 22 has a monitor display 26 that displays signal information obtained by measurement, analysis results, and the like. Although the data recording server 42 and the information display system 22 are depicted separately here, at least a portion of the data recording server 42 may be incorporated into the information display system 22 .

被検体(以下、生体Pとも称する)は、頭に脳波計測用の電極(またはセンサ)を付けた状態で計測テーブル4に仰向けで横たわり、計測装置3のデュワ30の窪み31に頭部を入れる。デュワ30は、液体ヘリウムを用いた極低温環境の保持容器であり、デュワ30の窪み31の内側には脳磁計測用の多数の磁気センサが配置されている。計測装置3は、電極からの脳波信号と、磁気センサからの脳磁信号を収集し、収集された生体信号をデータ収録サーバ42に出力する。例えば、計測装置3による脳波信号と脳磁信号の収集は、刺激装置5から被検体に刺激を与えた状態で行われる。 A subject (hereinafter also referred to as living body P) lies face up on the measurement table 4 with electroencephalogram measurement electrodes (or sensors) attached to the head, and puts the head in the depression 31 of the dewar 30 of the measurement device 3. . The dewar 30 is a holding container for a cryogenic environment using liquid helium, and a large number of magnetic sensors for magnetoencephalography are arranged inside a recess 31 of the dewar 30 . The measuring device 3 collects electroencephalogram signals from the electrodes and magnetoencephalography signals from the magnetic sensor, and outputs the collected biological signals to the data recording server 42 . For example, the electroencephalogram signal and the magnetoencephalogram signal are collected by the measuring device 3 while the stimulation device 5 is stimulating the subject.

データ収録サーバ42に収録されたデータは、情報表示システム22に読み出されて表示され、解析される。一般的に、磁気センサを内蔵するデュワ30と計測テーブル4は磁気シールドルーム内に配置されているが、図示の便宜上、磁気シールドルームを省略している。 The data recorded in the data recording server 42 is read out by the information display system 22, displayed, and analyzed. Generally, the dewar 30 containing the magnetic sensor and the measurement table 4 are arranged in a magnetically shielded room, but the magnetically shielded room is omitted for convenience of illustration.

情報表示システム22は、複数の磁気センサからの脳磁信号の波形と、複数の電極からの脳波信号の波形を、同じ時間軸上に同期させて表示させてもよい。脳波信号は、神経細胞の電気的な活動(シナプス伝達の際にニューロンの樹状突起で起きるイオン電荷の流れ)を電極間の電圧値として表すものである。脳磁信号は、脳の電気活動により生じた微小な磁場変動を表わす。脳磁場は高感度の超伝導量子干渉素子(SQUID;Superconducting quantum interference device)センサで検知される。 The information display system 22 may synchronize and display waveforms of magnetoencephalogram signals from a plurality of magnetic sensors and waveforms of electroencephalogram signals from a plurality of electrodes on the same time axis. An electroencephalogram signal represents the electrical activity of nerve cells (the flow of ionic charges occurring in the dendrites of neurons during synaptic transmission) as a voltage value between electrodes. Magnetoencephalography signals represent minute magnetic field fluctuations caused by electrical activity in the brain. Brain magnetic fields are detected with a highly sensitive Superconducting Quantum Interference Device (SQUID) sensor.

図2は、図1の生体信号計測システム1に含まれるデータ収録システム2の機能構成の例を示すブロック図である。データ収録システム2は、生体Pに刺激を与える刺激部10と、生体磁場計測装置20と、生体Pに貼り付けられる一対の導出電極34と、スイッチ40と、生体電位計測装置50と、データ収録装置60とを有する。 FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the data recording system 2 included in the biological signal measurement system 1 of FIG. The data recording system 2 includes a stimulation unit 10 for stimulating a living body P, a biomagnetic field measuring device 20, a pair of lead-out electrodes 34 attached to the living body P, a switch 40, a biopotential measuring device 50, and data recording. a device 60;

例えば、刺激部10は、図1の刺激装置5に含まれ、生体磁場計測装置20、導出電極34、スイッチ40及び生体電位計測装置50は、図1の計測装置3に含まれる。データ収録装置60は、図1のデータ収録サーバ42に含まれる。なお、データ収録システム2は、スイッチ40、生体電位計測装置50及びデータ収録装置60のみを含んでもよい。 For example, the stimulation unit 10 is included in the stimulation device 5 in FIG. 1, and the biomagnetic field measurement device 20, lead-out electrodes 34, switch 40, and biopotential measurement device 50 are included in the measurement device 3 in FIG. Data recording device 60 is included in data recording server 42 of FIG. Note that the data recording system 2 may include only the switch 40 , the biopotential measuring device 50 and the data recording device 60 .

刺激部10は、電気的な刺激、磁気的な刺激、または機械的な刺激を生体Pに印加する。これにより、刺激に応じて生体Pから発生する誘発電位を生体電位計測装置50により計測することができ、刺激に応じて生体Pから発生する誘発磁場を生体磁場計測装置20により計測することができる。例えば、刺激部10は、計測装置3で生成される同期信号に応答して生体Pに刺激を印加してもよい。 The stimulation unit 10 applies electrical stimulation, magnetic stimulation, or mechanical stimulation to the living body P. Thereby, the evoked potential generated from the living body P in response to stimulation can be measured by the biopotential measuring device 50, and the induced magnetic field generated from the living body P in response to stimulation can be measured by the biomagnetic field measuring device 20. . For example, the stimulation section 10 may apply stimulation to the living body P in response to a synchronization signal generated by the measuring device 3 .

計測装置3により生成される同期信号に応答して刺激部10から生体Pに刺激を印加することで、刺激の印加タイミングとスイッチ40のオンタイミングを同期させることができる。これにより、生体磁場計測装置20により誘発磁場を計測する場合に、後述するように、スイッチ40がオフの間に計測された磁場ノイズの少ない生体磁場データを抽出することができ、生体磁場データのデータ処理を効率化することができる。 By applying stimulation to the living body P from the stimulation unit 10 in response to the synchronization signal generated by the measuring device 3, the application timing of the stimulation and the turn-on timing of the switch 40 can be synchronized. As a result, when measuring the induced magnetic field with the biomagnetic field measuring device 20, as will be described later, it is possible to extract the biomagnetic field data with little magnetic field noise measured while the switch 40 is off. Data processing can be made more efficient.

なお、生体信号計測システム1は、図1に示した刺激装置5を持たず、生体Pが自発的に生成する生体電位及び生体磁場を計測装置3により計測してもよい。 The biosignal measurement system 1 may measure the biopotential and biomagnetic field spontaneously generated by the living body P by using the measurement device 3 instead of having the stimulation device 5 shown in FIG. 1 .

生体磁場計測装置20は、刺激に反応して引き起こされる筋や神経の活動に伴って生じる微弱な生体磁場を、センサを用いて計測する。例えば、図2に示す生体磁場計測装置20は、脳の神経細胞の電気的活動によって発生する磁場を計測する脳磁計である。 The biomagnetic field measurement device 20 uses a sensor to measure a weak biomagnetic field that is generated in association with muscle or nerve activity that is induced in response to a stimulus. For example, the biomagnetic field measuring device 20 shown in FIG. 2 is a magnetoencephalograph that measures a magnetic field generated by electrical activity of nerve cells in the brain.

体磁場計測装置20は、刺激の印加から反応波形が現れるまでの時間(潜時)や反応波形の振幅やそれらの分布などを計測または算出する。生体磁場計測装置20は、計測または算出により得た磁場データ等をデータ収録装置60に格納する。生体磁場計測装置20による磁場の計測に用いられるセンサとして、例えば、SQUIDが使用される。 The body magnetic field measurement device 20 measures or calculates the time (latency) from the application of a stimulus to the appearance of a response waveform, the amplitude of the response waveform, their distribution, and the like. The biomagnetic field measurement device 20 stores magnetic field data and the like obtained by measurement or calculation in the data recording device 60 . A SQUID, for example, is used as a sensor used for measuring a magnetic field by the biomagnetic field measuring device 20 .

生体電位計測装置50は、刺激に反応して引き起こされる筋や神経の活動に伴って生じる生体電位を、生体Pに装着された一対の導出電極34間の電位差として計測し、計測により得た電位データ等をデータ収録装置60に格納する。この実施形態では、生体電位計測装置50は、スイッチ40を介して一対の導出電極34に接続されており、一対の導出電極34間の電位差を計測する場合、スイッチ40がオン状態(電気的接続状態)に設定される。 The biopotential measuring device 50 measures the biopotential generated with the activity of muscles and nerves induced in response to a stimulus as a potential difference between a pair of lead-out electrodes 34 attached to the living body P, and the potential obtained by the measurement. Data and the like are stored in the data recording device 60 . In this embodiment, the biopotential measuring device 50 is connected to the pair of lead-out electrodes 34 via the switch 40, and when measuring the potential difference between the pair of lead-out electrodes 34, the switch 40 is in the ON state (electrical connection state).

スイッチ40は、一対の導出電極34のそれぞれに対応して設けられる。スイッチ40は、スイッチ制御部70から出力される切替信号により、オン(導通、電気的接続状態)またはオフ(遮断、電気的非接続状態)される。スイッチ40は、オン状態またはオフ状態であることを示すスイッチ情報をデータ収録装置60に出力してもよい。例えば、スイッチ情報は、オン状態がハイレベルでオフ状態がロウレベルのレベル信号でもよい。スイッチ情報は、スイッチ40による電気的接続タイミングを示す情報の一例である。 A switch 40 is provided corresponding to each of the pair of lead-out electrodes 34 . The switch 40 is turned on (conduction, electrically connected state) or off (interrupted, electrically disconnected state) by a switching signal output from the switch control unit 70 . The switch 40 may output to the data recording device 60 switch information indicating that it is on or off. For example, the switch information may be a level signal whose ON state is high level and whose OFF state is low level. The switch information is an example of information indicating electrical connection timing by the switch 40 .

生体電位計測装置50は、刺激部10による生体Pへの刺激の印加から所定期間に導出電極34の電位差を計測する。スイッチ40は、スイッチ制御部70からの切替信号に応答して、生体電位計測装置50が導出電極34の電位差を計測する所定期間にオンされ、他の期間にオフされる。すなわち、スイッチ40は、生体電位計測装置50が誘発電位を計測するときのみオンされる。このように、データ収録システム2は、生体磁場計測装置20、生体電位計測装置50、刺激部10およびスイッチ40を、互いに同期して制御する。 The biopotential measuring device 50 measures the potential difference of the lead-out electrode 34 for a predetermined period from the application of the stimulus to the living body P by the stimulation unit 10 . The switch 40 is turned on during a predetermined period during which the biopotential measuring device 50 measures the potential difference of the lead-out electrode 34 in response to a switching signal from the switch control section 70, and turned off during other periods. That is, the switch 40 is turned on only when the biopotential measuring device 50 measures the evoked potential. In this manner, the data recording system 2 controls the biomagnetic field measuring device 20, the biopotential measuring device 50, the stimulation section 10, and the switch 40 in synchronization with each other.

データ収録装置60は、スイッチ制御部70及び加算平均処理部80を有している。データ収録装置60は、生体磁場計測装置20により計測された生体磁場データと、生体電位計測装置50により計測された制定電位データと、スイッチ情報に基づくスイッチ40のオン/オフの状態を示すスイッチ情報とを、時刻に対応付けて保持する。後述するように、データ収録装置60は、スイッチ40のオン期間の生体磁場計測データを格納しないため、生体磁場計測データを格納するメモリ容量等を削減することができる。データ収録装置60は、スイッチ40による電気的接続タイミングを取得して、生体電位計測装置50とともに動作する生体磁場計測装置20による磁場計測データを処理する処理部の一例である。 The data recording device 60 has a switch control section 70 and an averaging processing section 80 . The data recording device 60 stores biomagnetic field data measured by the biomagnetic field measurement device 20, established potential data measured by the biopotential measurement device 50, and switch information indicating the on/off state of the switch 40 based on the switch information. are stored in association with the time. As will be described later, the data recording device 60 does not store the biomagnetic field measurement data during the ON period of the switch 40, so the memory capacity for storing the biomagnetic field measurement data can be reduced. The data recording device 60 is an example of a processing unit that acquires electrical connection timing from the switch 40 and processes magnetic field measurement data from the biomagnetic field measurement device 20 operating together with the biopotential measurement device 50 .

スイッチ制御部70は、例えば、データ収録装置60の制御に基づいて動作する。スイッチ制御部70は、生体電位計測装置50による生体電位の計測時にスイッチ40をオンさせる切替信号を生成し、生体電位計測装置50が生体電位を計測しない期間、スイッチ40をオフさせる切替信号を生成する。 The switch control unit 70 operates under the control of the data recording device 60, for example. The switch control unit 70 generates a switching signal for turning on the switch 40 when the biopotential measuring device 50 measures the biopotential, and generates a switching signal for turning off the switch 40 while the biopotential measuring device 50 does not measure the biopotential. do.

データ収録装置60は、刺激部10による生体Pへの刺激の印加タイミングに基づいて、スイッチ制御部70に切替信号を生成させてもよい。この場合、例えば、データ収録装置60は、計測装置3が刺激部に出力する同期信号または同期信号の出力タイミングを示す情報を受信する。これにより、刺激部10による生体Pへの刺激の印加タイミングと、スイッチのオンタイミングとを互いに同期させることができる。 The data recording device 60 may cause the switch control section 70 to generate the switching signal based on the timing of application of stimulation to the living body P by the stimulation section 10 . In this case, for example, the data recording device 60 receives the synchronizing signal output by the measuring device 3 to the stimulation unit or information indicating the output timing of the synchronizing signal. Thereby, the application timing of stimulation to the living body P by the stimulation unit 10 and the ON timing of the switch can be synchronized with each other.

データ収録システム2内にスイッチ40とスイッチ制御部70とを設けることで、例えば、切替信号をスイッチ40まで伝達する信号線の長さを短くでき、スイッチ40の操作性、制御性を向上することができる。例えば、切替信号の信号線の長さが短いほど、スイッチ制御部70が切替信号を出力してからスイッチ40が切り替わるまでのタイムラグを少なくでき、スイッチ40の切り替えの精度を向上することができる。 By providing the switch 40 and the switch control unit 70 in the data recording system 2, for example, the length of the signal line for transmitting the switching signal to the switch 40 can be shortened, and the operability and controllability of the switch 40 can be improved. can be done. For example, the shorter the signal line length of the switching signal, the shorter the time lag from the output of the switching signal by the switch control unit 70 to the switching of the switch 40, and the higher the switching accuracy of the switch 40.

なお、スイッチ制御部70がデータ収録装置60内にあるため、データ収録装置60は、スイッチ40の切り替えタイミングを認識できる。このため、データ収録装置60は、スイッチ40からスイッチ情報を受けずに、スイッチ40の状態を認識してもよく、この場合、スイッチ40からデータ収録装置60までスイッチ情報を伝達する信号線を不要にすることができる。 Since the switch control unit 70 is provided in the data recording device 60 , the data recording device 60 can recognize the switching timing of the switch 40 . Therefore, the data recording device 60 may recognize the state of the switch 40 without receiving switch information from the switch 40. In this case, a signal line for transmitting switch information from the switch 40 to the data recording device 60 is unnecessary. can be

加算平均処理部80は、生体磁場計測装置20により計測された生体磁場データを加算平均してノイズの影響を低減する処理を行う。後述するように、加算平均処理部80が加算平均する生体磁場データは、導出電極34と生体電位計測装置50との間に流れる電流による磁場ノイズを低減したデータである。このため、加算平均処理により、生体磁場データに含まれるノイズをさらに減らすことができる。なお、加算平均処理部80は、データ収録装置60の外部、またはデータ収録システム2の外部に設けられてもよい。 The averaging processing unit 80 performs a process of averaging the biomagnetic data measured by the biomagnetic field measurement device 20 to reduce the influence of noise. As will be described later, the biomagnetic field data averaged by the averaging processor 80 is data in which the magnetic field noise caused by the current flowing between the lead-out electrode 34 and the biopotential measuring device 50 is reduced. Therefore, the averaging process can further reduce noise contained in the biomagnetic field data. Note that the averaging processing unit 80 may be provided outside the data recording device 60 or outside the data recording system 2 .

生体電位計測装置50は、刺激の印加から反応波形が現れるまでの時間(潜時)や反応波形の振幅を計測する。計測された反応波形の振幅は、検査の指標として使用される。例えば、生体電位計測装置50を用いた検査方法として、運動誘発電位検査(MEP;Motor-Evoked Potentials)、体性感覚誘発電位検査(SEP;Somatosensory-Evoked Potentials; SEP)、神経伝導検査(NCS;Nerve Conduction Studies)などが知られている。 The biopotential measuring device 50 measures the time (latency) from the application of the stimulus to the appearance of the response waveform and the amplitude of the response waveform. The amplitude of the measured response waveform is used as an index for testing. For example, test methods using the biopotential measuring device 50 include a motor-evoked potential test (MEP; Motor-Evoked Potentials), a somatosensory-evoked potential test (SEP; Somatosensory-Evoked Potentials; SEP), a nerve conduction test (NCS; Nerve Conduction Studies) are known.

一般に、生体磁場は、地磁気等の環境磁場に対して非常に小さいため、通常、生体磁場計測は環境磁場を遮蔽する磁気シールドルーム内で行われる。また、磁場の強度は一般的に磁場源からの距離の2乗に反比例することが知られている。磁場の検出強度および検出精度を向上するために、生体磁場計測装置20のセンサは、被検体である生体Pの近くに配置される(センサと生体Pとが密着していることが望ましい)。 In general, the biomagnetic field is very weak compared to the environmental magnetic field such as geomagnetism, so the biomagnetic field measurement is usually performed in a magnetic shield room that shields the environmental magnetic field. It is also known that the strength of a magnetic field is generally inversely proportional to the square of the distance from the magnetic field source. In order to improve the detection strength and detection accuracy of the magnetic field, the sensor of the biomagnetic field measurement device 20 is arranged near the living body P, which is the subject (it is desirable that the sensor and the living body P are in close contact).

この結果、生体磁場計測装置20のセンサは、導出電極34に近い位置に配置されることになり、生体電位計測装置50の動作に伴って発生する様々なノイズを生体磁場計測装置20に与えることになる。例えば、遠方の放射ノイズを生体磁場計測装置20の近傍に引き込むことがある。これは、導出電極34がアンテナとなり、空間を伝搬する電磁波を受けて電流を生じさせるためである。 As a result, the sensor of the biomagnetic field measuring device 20 is arranged at a position close to the lead-out electrode 34, and various noises generated along with the operation of the biopotential measuring device 50 are not given to the biomagnetic field measuring device 20. become. For example, distant radiation noise may be drawn into the vicinity of the biomagnetic field measurement device 20 . This is because the lead-out electrode 34 functions as an antenna, receives electromagnetic waves propagating in space, and generates current.

また、生体電位計測装置50の電源やアンプが原因となり、生体磁場計測装置20の近傍にノイズを引き込むことも起こり得る。さらに、導出電極34の受ける電位差の信号を生体電位計測装置50に伝達する際に、導出電極34から出るリード線に沿った電流が生じることにより発生した磁場がノイズとなる場合もある。 In addition, noise may be drawn into the vicinity of the biomagnetic field measurement device 20 due to the power supply and amplifier of the biopotential measurement device 50 . Furthermore, when the signal of the potential difference received by the lead-out electrode 34 is transmitted to the biopotential measurement device 50, the magnetic field generated by the current along the lead wire from the lead-out electrode 34 may become noise.

生体磁場計測装置20にとって好ましくないノイズは、スイッチ40がオン状態に設定されて生体電位計測装置50が電位差を計測するときに発生しやすい。この実施形態では、導出電極34と生体電位計測装置50とをスイッチ40により電気的に切り離すことで、生体電位計測装置50の動作に由来するノイズを低減することができる。また、データ収録装置60は、スイッチ40がオン状態であるかオフ状態であるかを検出することで、スイッチ40のオンによりノイズが発生しやすい期間と、スイッチ40のオフによりノイズが発生しにくい期間とを判別することができる。 Noise unfavorable to the biomagnetic field measuring device 20 is likely to occur when the biopotential measuring device 50 measures the potential difference with the switch 40 set to the ON state. In this embodiment, by electrically disconnecting the lead-out electrode 34 and the biopotential measuring device 50 by the switch 40, noise caused by the operation of the biopotential measuring device 50 can be reduced. In addition, the data recording device 60 detects whether the switch 40 is on or off to determine whether noise is likely to occur when the switch 40 is on and when the switch 40 is off so that noise is less likely to occur. period can be determined.

例えば、生体磁場計測装置20は、刺激部10による生体Pへの刺激の印加タイミングを認識していてもよい。これにより、刺激の印加タイミングと、スイッチ40のオン/オフのタイミングと、生体磁場計測装置20の動作とを互いに同期させることができる。さらに、生体電位計測装置50は、刺激部10による生体Pへの刺激の印加タイミングを認識していてもよい。これにより、刺激の印加タイミングと、スイッチ40のオン/オフのタイミングと、生体磁場計測装置20の動作と、生体電位計測装置50の動作とを互いに同期させることができる。 For example, the biomagnetic field measurement device 20 may recognize the application timing of stimulation to the living body P by the stimulation unit 10 . Thereby, the stimulation application timing, the ON/OFF timing of the switch 40, and the operation of the biomagnetic field measuring device 20 can be synchronized with each other. Furthermore, the biopotential measuring device 50 may recognize the timing of applying stimulation to the living body P by the stimulation section 10 . Thereby, the stimulation application timing, the ON/OFF timing of the switch 40, the operation of the biomagnetic field measurement device 20, and the operation of the biopotential measurement device 50 can be synchronized with each other.

図3は、図2のデータ収録装置60のハードウェア構成の例を示す図である。データ収録装置60は、例えば、情報処理装置であり、CPU(Central Processing Unit:プロセッサ)61、RAM(Random Access Memory)62、ROM(Read Only Memory)63、補助記憶装置64、入出力インタフェース65、及び表示装置66を有し、これらがバス67で相互に接続されている。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the data recording device 60 of FIG. The data recording device 60 is, for example, an information processing device, and includes a CPU (Central Processing Unit: processor) 61, a RAM (Random Access Memory) 62, a ROM (Read Only Memory) 63, an auxiliary storage device 64, an input/output interface 65, and a display device 66 , which are interconnected by a bus 67 .

CPU61は、データ収録装置60の全体の動作を制御し、各種の情報処理を行う。CPU61は、ROM63または補助記憶装置64に格納されたデータ収録プログラムを実行して、生体磁場計測装置20や生体電位計測装置50が計測した計測データを処理する。RAM62は、CPU61のワークエリアとして用いられ、主要な制御パラメータや情報を記憶する不揮発RAMを含んでもよい。ROM63は、各種プログラムや各種プログラムで使用するパラメータ等を記憶する。本発明のデータ収録プログラムもROM63に保存されてもよい。補助記憶装置64は、SSD(Solid State Drive)、HDD(Hard Disk Drive)などの記憶装置であり、例えば、データ収録装置60の動作を制御するOS(Operating System)等の制御プログラムや、データ収録装置60の動作に必要な各種のデータ、ファイル等を格納する。 The CPU 61 controls the overall operation of the data recording device 60 and performs various types of information processing. The CPU 61 executes a data recording program stored in the ROM 63 or the auxiliary storage device 64 to process measurement data measured by the biomagnetic field measurement device 20 and the biopotential measurement device 50 . The RAM 62 is used as a work area for the CPU 61 and may include a non-volatile RAM that stores main control parameters and information. The ROM 63 stores various programs and parameters used by the various programs. The data recording program of the present invention may also be stored in ROM 63 . The auxiliary storage device 64 is a storage device such as an SSD (Solid State Drive) or HDD (Hard Disk Drive). Various data, files, etc. required for the operation of the device 60 are stored.

入出力インタフェース65は、タッチパネル、キーボード、表示画面、操作ボタン等のユーザインタフェースと、各種センサあるいはデータ収録サーバ42からの情報を取り込み、他の電子機器に解析情報を出力する通信インタフェースの双方を含む。表示装置66は図1の情報表示システム22のモニタディスプレイ26に対応する。表示装置66では生体磁場計測装置20及び生体電位計測装置50により計測されたデータの波形等が表示される。 The input/output interface 65 includes both a user interface such as a touch panel, a keyboard, a display screen, and operation buttons, and a communication interface that takes in information from various sensors or the data recording server 42 and outputs analysis information to other electronic devices. . Display device 66 corresponds to monitor display 26 of information display system 22 of FIG. The waveform of the data measured by the biomagnetic field measuring device 20 and the biopotential measuring device 50 is displayed on the display device 66 .

図4は、図2の生体磁場計測装置20が計測した生体磁場計測データをデータ収録装置60で処理する例を示す図である。図4では、データ収録装置60による生体磁場計測データの処理は、生体磁場計測装置20による生体磁場の計測中に行われる。図4では、生体電位計測データの記載を省略している。 FIG. 4 is a diagram showing an example of processing the biomagnetic field measurement data measured by the biomagnetic field measuring device 20 of FIG. In FIG. 4 , processing of the biomagnetic field measurement data by the data recording device 60 is performed while the biomagnetic field is being measured by the biomagnetic field measurement device 20 . In FIG. 4, description of biopotential measurement data is omitted.

生体磁場計測データの処理を生体磁場計測装置20による生体磁場の計測中に行う場合、データ収録装置60は、生体磁場計測装置20からの生体磁場計測データとともに、スイッチ情報および生体電位計測装置50からの生体電位計測データを順次受信する。なお、データ収録装置60は、スイッチ情報、生体磁場計測データおよび生体電位計測データとともに、刺激部10を制御する同期信号のタイミング情報を取得してもよい。 When the biomagnetic field measurement data is processed while the biomagnetic field is being measured by the biomagnetic field measuring device 20, the data recording device 60 stores the biomagnetic field measurement data from the biomagnetic field measuring device 20 as well as the switch information and the biopotential measuring device 50. of biopotential measurement data are received sequentially. The data recording device 60 may acquire the timing information of the synchronization signal for controlling the stimulation section 10 together with the switch information, the biomagnetic field measurement data, and the biopotential measurement data.

データ収録装置60は、スイッチ情報に基づいて、スイッチ40がオフの期間の生体磁場計測データを抽出し(間引き)、抽出した生体磁場計測データをデータ収録装置60のRAM62(図3)または補助記憶装置64(図3)等の記憶装置に格納する。なお、データ収録装置60は、生体磁場計測データの計測時間を示す時刻情報を、間引き後の生体磁場計測データとともに記憶装置に格納してもよい。 Based on the switch information, the data recording device 60 extracts (thin-outs) the biomagnetic field measurement data during the period when the switch 40 is off, and stores the extracted biomagnetic field measurement data in the RAM 62 (FIG. 3) of the data recording device 60 or the auxiliary storage. Stored in a storage device such as device 64 (FIG. 3). The data recording device 60 may store the time information indicating the measurement time of the biomagnetic field measurement data in the storage device together with the biomagnetic field measurement data after thinning.

これにより、データ収録装置60は、スイッチ40がオンの期間の磁場ノイズを含む生体磁場計測データを除いた、磁場ノイズの少ない生体磁場計測データを取得できる。なお、データ収録装置60は、スイッチ情報の代わりに、スイッチ40のオン/オフを切り替える切替信号を使用して、スイッチ40のオン/オフの状態を検出してもよい。 As a result, the data recording device 60 can acquire biomagnetic field measurement data with little magnetic field noise, excluding the biomagnetic field measurement data containing magnetic field noise while the switch 40 is on. Note that the data recording device 60 may detect the ON/OFF state of the switch 40 by using a switching signal for switching ON/OFF of the switch 40 instead of the switch information.

データ収録装置60は、抽出した生体磁場計測データを加算平均する。これにより、磁場ノイズが低減された生体磁場計測データに含まれるノイズの影響をさらに減らすことができる。なお、生体磁場計測装置20により計測する生体磁場データを加算平均する場合、刺激装置10による生体Pへの刺激の印加タイミングは、スイッチ40のオフタイミングに合わせることが好ましい。また、生体電気計測装置50により計測する生体電位データを加算平均する場合、刺激装置10による生体Pへの刺激の印加タイミングは、スイッチ40のオンタイミングに合わせることが好ましい。 The data recording device 60 averages the extracted biomagnetic field measurement data. As a result, the influence of noise contained in biomagnetic field measurement data in which magnetic field noise has been reduced can be further reduced. When the biomagnetic field data measured by the biomagnetic field measurement device 20 is averaged, it is preferable that the stimulus application timing to the living body P by the stimulation device 10 is matched with the off timing of the switch 40 . Further, when averaging biopotential data measured by the bioelectricity measuring device 50 , it is preferable that the stimulus application timing to the living body P by the stimulation device 10 is matched with the ON timing of the switch 40 .

ところで、スイッチ40がオンの期間は、生体電位計測装置50による生体電位の測定機関である。すなわち、スイッチ40がオンの期間は、導出電極34の電位差を生体電位計測装置50に伝達する期間であり、電位差の伝達の際に導出電極34と生体電位計測装置50との間に流れる電流により磁場ノイズが発生する場合がある。生体磁場計測装置20が磁場ノイズとともに生体磁場を計測した場合、正しい生体磁場計測データを取得することができない。 By the way, the period in which the switch 40 is on is the period during which the biopotential is measured by the biopotential measuring device 50 . That is, the period during which the switch 40 is on is the period during which the potential difference of the lead-out electrode 34 is transmitted to the biopotential measuring device 50, and the current flowing between the lead-out electrode 34 and the biopotential measuring device 50 during the transmission of the potential difference causes Magnetic field noise may occur. If the biomagnetic field measurement device 20 measures the biomagnetic field together with the magnetic field noise, correct biomagnetic field measurement data cannot be obtained.

図5は、図2のデータ収録システム2により有効な生体磁場計測データを抽出する処理の例を示すフロー図である。すなわち、図5は、データ収録システム2によるデータ収録方法及びデータ収録システム2に収録処理を実行させるデータ収録プログラムの例を示している。図5は、図4と同様に、生体磁場計測装置20による生体磁場の計測中に生体磁場計測データの処理を行う例を示している。例えば、図5に示すフローは、データ収録システム2に含まれるデータ収録装置60のCPU61(図3)がデータ収録プログラムを実行することにより実現される。 FIG. 5 is a flowchart showing an example of processing for extracting effective biomagnetic field measurement data by the data recording system 2 of FIG. That is, FIG. 5 shows an example of a data recording method by the data recording system 2 and a data recording program for causing the data recording system 2 to perform recording processing. Similar to FIG. 4, FIG. 5 shows an example in which biomagnetic field measurement data is processed while the biomagnetic field measurement device 20 is measuring the biomagnetic field. For example, the flow shown in FIG. 5 is realized by the CPU 61 (FIG. 3) of the data recording device 60 included in the data recording system 2 executing the data recording program.

まず、ステップS10において、データ収録装置60は、生体磁場計測装置20が生体磁場計測データを計測する毎に、生体磁場計測データとスイッチ40の状態を示すスイッチ情報とを受信する。 First, in step S10, the data recording device 60 receives biomagnetic field measurement data and switch information indicating the state of the switch 40 each time the biomagnetic field measurement device 20 measures biomagnetic field measurement data.

次に、ステップS12において、データ収録装置60は、受信したスイッチ情報に基づいてスイッチ40がオフ状態であるか否かを判定する。データ収録装置60は、スイッチ40がオフ状態の場合、処理をステップS14に移行する。データ収録装置60は、スイッチ40がオン状態の場合、次の生体磁場計測データとスイッチ情報とを受信するために処理をステップS10に戻す。 Next, in step S12, the data recording device 60 determines whether or not the switch 40 is in the OFF state based on the received switch information. When the switch 40 is off, the data recording device 60 shifts the process to step S14. When the switch 40 is on, the data recording device 60 returns the process to step S10 to receive the next biomagnetic field measurement data and switch information.

ステップS14において、データ収録装置60は、ステップS10で受信した生体磁場計測データをRAM62等の記憶装置に格納する。すなわち、データ収録装置60は、スイッチ40がオフしているときに受信した生体磁場計測データを有効なデータとして抽出する。 In step S14, the data recording device 60 stores the biomagnetic field measurement data received in step S10 in a storage device such as the RAM 62 or the like. That is, the data recording device 60 extracts the biomagnetic field measurement data received when the switch 40 is off as valid data.

次に、ステップS16において、データ収録装置60は、生体磁場計測装置20が計測を終了した場合、処理を終了する。一方、データ収録装置60は、生体磁場計測装置20が計測を続けている場合、次の生体磁場計測データとスイッチ40の状態を示す情報とを受信するために処理をステップS10に戻す。 Next, in step S16, the data recording device 60 ends the processing when the biomagnetic field measurement device 20 finishes the measurement. On the other hand, if the biomagnetic field measuring device 20 continues measurement, the data recording device 60 returns the process to step S10 to receive the next biomagnetic field measurement data and the information indicating the state of the switch 40 .

図6は、図2の生体磁場計測装置20が計測した生体磁場計測データをデータ収録装置60で処理する別の例を示す図である。図6では、データ収録装置60による生体磁場計測データの処理は、生体磁場計測装置20による生体磁場の計測後に行われる。図6においても、生体電位計測データの記載を省略している。 FIG. 6 is a diagram showing another example of processing the biomagnetic field measurement data measured by the biomagnetic field measuring device 20 of FIG. In FIG. 6 , processing of the biomagnetic field measurement data by the data recording device 60 is performed after the biomagnetic field is measured by the biomagnetic field measurement device 20 . Also in FIG. 6, description of biopotential measurement data is omitted.

図6では、データ収録装置60は、生体磁場計測装置20からの生体磁場計測データと、スイッチ情報と、生体電位計測装置50からの生体電位計測データとを、時刻情報とともに記憶装置に予め格納しておく。記憶装置は、データ収録装置60のRAM62(図3)または補助記憶装置64(図3)等である。なお、データ収録装置60は、スイッチ情報、生体磁場計測データおよび生体電位計測データに加えて、刺激部10を制御する同期信号の情報を、時刻情報とともに記憶装置に格納してもよい。 In FIG. 6, the data recording device 60 pre-stores the biomagnetic field measurement data from the biomagnetic field measurement device 20, the switch information, and the biopotential measurement data from the biopotential measurement device 50 together with time information in the storage device. Keep The storage device is the RAM 62 (FIG. 3) of the data recording device 60, the auxiliary storage device 64 (FIG. 3), or the like. In addition to the switch information, the biomagnetic field measurement data, and the biopotential measurement data, the data recording device 60 may store the synchronization signal information for controlling the stimulation section 10 together with the time information in the storage device.

データ収録装置60は、記憶部に格納されたスイッチ情報に基づいて、スイッチ40がオンの期間の生体磁場計測データを記憶部から抽出する。そして、データ収録装置60は、抽出した生体磁場計測データ(間引き後)を、生体磁場計測データの計測時間を示す時刻情報とともに、データ収録装置60のRAM62(図3)または補助記憶装置64(図3)等の記憶装置に格納する。これにより、図4と同様に、データ収録装置60は、スイッチ40がオンの期間の磁場ノイズを含む生体磁場計測データを除いた生体磁場計測データを取得できる。この後、データ収録装置60は、図4と同様に、抽出した生体磁場計測データを加算平均してもよい。 Based on the switch information stored in the storage unit, the data recording device 60 extracts the biomagnetic field measurement data during the period when the switch 40 is on from the storage unit. Then, the data recording device 60 stores the extracted biomagnetic field measurement data (after decimation) in the RAM 62 (FIG. 3) or the auxiliary storage device 64 (FIG. 3) of the data recording device 60 together with time information indicating the measurement time of the biomagnetic field measurement data. 3) Store in a storage device such as . 4, the data recording device 60 can acquire the biomagnetic field measurement data excluding the biomagnetic field measurement data containing the magnetic field noise while the switch 40 is on. After that, the data recording device 60 may average the extracted biomagnetic field measurement data in the same manner as in FIG.

なお、間引き後の生体磁場計測データは、間引き前の生体磁場計測データに上書きされてもよい。あるいは、記憶装置に記憶される間引き前の生体磁場計測データに対応して有効フラグをセットすることで、間引き後の生体磁場計測データとしてもよい。 Note that the thinned-out biomagnetic field measurement data may be overwritten on the un-thinned biomagnetic field measurement data. Alternatively, the biomagnetic field measurement data after thinning may be set by setting a valid flag corresponding to the biomagnetic field measurement data before thinning stored in the storage device.

図7は、図2のデータ収録システム2により有効な生体磁場計測データを抽出する処理の別の例を示すフロー図である。すなわち、図7は、データ収録システム2によるデータ収録方法及びデータ収録システム2に収録処理を実行させるデータ収録プログラムの例を示している。図7は、図6と同様に、生体磁場計測装置20による生体磁場の計測後に生体磁場計測データの処理を行う例を示している。 FIG. 7 is a flowchart showing another example of processing for extracting effective biomagnetic field measurement data by the data recording system 2 of FIG. That is, FIG. 7 shows an example of a data recording method by the data recording system 2 and a data recording program for causing the data recording system 2 to perform recording processing. Similar to FIG. 6, FIG. 7 shows an example in which the biomagnetic field measurement data is processed after the biomagnetic field is measured by the biomagnetic field measuring device 20. In FIG.

例えば、図7に示すフローは、データ収録システム2に含まれるデータ収録装置60のCPU61(図3)がデータ収録プログラムを実行することにより実現される。なお、図7のフローが開始される前に、生体磁場計測装置20による生体磁場データの計測が実施され、計測により取得された生体磁場計測データが、スイッチ40の状態とともに記憶装置に格納されているとする。 For example, the flow shown in FIG. 7 is realized by the CPU 61 (FIG. 3) of the data recording device 60 included in the data recording system 2 executing the data recording program. Before the flow of FIG. 7 is started, the biomagnetic field data is measured by the biomagnetic field measurement device 20, and the biomagnetic field measurement data acquired by the measurement is stored in the storage device together with the state of the switch 40. Suppose there is

まず、ステップS20において、データ収録装置60は、生体磁場計測データと、生体磁場計測データを取得したときのスイッチ40の状態を示すスイッチ情報とを記憶装置から読み出す。例えば、データ収録装置60は、処理対象の生体磁場計測データを計測時刻が早い順に読み出す。 First, in step S20, the data recording device 60 reads biomagnetic field measurement data and switch information indicating the state of the switch 40 when the biomagnetic field measurement data is acquired from the storage device. For example, the data recording device 60 reads the biomagnetic field measurement data to be processed in order of earliest measurement time.

次に、ステップS22において、データ収録装置60は、読み出したスイッチ情報に基づいてスイッチ40がオフ状態であったか否かを判定する。データ収録装置60は、スイッチ40がオフ状態であった場合、処理をステップS24に移行する。データ収録装置60は、スイッチ40がオン状態であった場合、次の生体磁場計測データとスイッチ40の状態を示す情報とを読み出すために処理をステップS20に戻す。 Next, in step S22, the data recording device 60 determines whether or not the switch 40 is in the OFF state based on the read switch information. If the switch 40 is off, the data recording device 60 shifts the process to step S24. If the switch 40 is in the ON state, the data recording device 60 returns the process to step S20 to read the next biomagnetic field measurement data and the information indicating the state of the switch 40 .

ステップS24において、データ収録装置60は、ステップS20で読み出した生体磁場計測データを有効とする。すなわち、データ収録装置60は、スイッチ40のオフを示すスイッチ情報に対応して読み出した生体磁場計測データを有効なデータとして抽出する。データ収録装置60は、記憶装置に記憶された有効な生体磁場計測データに対応して有効フラグをセットしてもよく、有効な生体磁場計測データをRAM62等の別の記憶領域に転送してもよい。 In step S24, the data recording device 60 validates the biomagnetic field measurement data read out in step S20. That is, the data recording device 60 extracts the biomagnetic field measurement data read out corresponding to the switch information indicating that the switch 40 is turned off as valid data. The data recording device 60 may set a valid flag corresponding to valid biomagnetic measurement data stored in the storage device, or transfer the valid biomagnetic measurement data to another storage area such as the RAM 62. good.

次に、ステップS26において、データ収録装置60は、処理に必要な全ての生体磁場計測データを取得できた場合、処理を終了する。一方、データ収録装置60は、処理に必要な生体磁場計測データが取得できていない場合、次の生体磁場計測データとスイッチ40の状態を示す情報とを読み出すために処理をステップS20に戻す。 Next, in step S26, the data recording device 60 terminates the process when all the biomagnetic field measurement data necessary for the process have been obtained. On the other hand, if the data recording device 60 cannot acquire the biomagnetic field measurement data necessary for processing, the data recording device 60 returns the process to step S20 to read the next biomagnetic field measurement data and the information indicating the state of the switch 40.

図8は、生体電位計測装置50の動作が生体磁場計測装置20に及ぼす磁場ノイズの影響を説明する図である。図8は、生体Pを生体磁場計測装置20のセンサ部分に密着させた状態で、刺激部10による生体Pへの刺激は行わず、生体磁場計測装置20により磁気シールドルームの中で磁場の計測を行った場合のパワースペクトル分布の例を示す。 FIG. 8 is a diagram for explaining the influence of magnetic field noise on the biomagnetic field measuring device 20 caused by the operation of the biopotential measuring device 50. As shown in FIG. FIG. 8 shows a state in which the living body P is brought into close contact with the sensor portion of the biomagnetic field measuring device 20, and the living body P is not stimulated by the stimulation unit 10, and the magnetic field is measured by the biomagnetic field measuring device 20 in the magnetic shield room. shows an example of the power spectrum distribution when

図8(A)は、生体Pに導出電極34を貼らず、生体電位計測装置50を磁気シールドルームの外に設置した状態で計測した磁場データである。図8(B)は、生体Pに導出電極34を貼り、スイッチ40をオンし、シールドルーム内に設置した生体電位計測装置50に導出電極34を接続させた状態で計測した磁場データである。図8(B)は、図8(A)と比較して、高周波側の振幅が高く、磁場ノイズが生体磁場に重畳されている様子が分かる。 FIG. 8A shows magnetic field data measured in a state in which the lead-out electrode 34 is not attached to the living body P and the biopotential measuring device 50 is installed outside the magnetically shielded room. FIG. 8B shows magnetic field data measured in a state in which the lead-out electrode 34 is attached to the living body P, the switch 40 is turned on, and the lead-out electrode 34 is connected to the biopotential measuring device 50 installed in the shield room. In FIG. 8B, the amplitude on the high frequency side is higher than in FIG. 8A, and it can be seen that the magnetic field noise is superimposed on the biomagnetic field.

図8(C)は、スイッチ40をオフし、シールドルーム内に設置した生体電位計測装置50と導出電極34との接続を解除した状態で計測した磁場データである。図8(C)は、スイッチ40をオンしている図8(B)と比較して、高周波側の磁場ノイズが低減されていることが分かる。すなわち、スイッチ40がオフしている期間に生体磁場計測装置20で計測した生体磁場データをデータ収録装置60により抽出することで、磁場ノイズの影響の少ない生体磁場計測データを取得することができる。 FIG. 8C shows magnetic field data measured with the switch 40 turned off and the connection between the biopotential measuring device 50 installed in the shield room and the lead-out electrode 34 disconnected. It can be seen that magnetic field noise on the high frequency side is reduced in FIG. 8(C) compared to FIG. 8(B) in which the switch 40 is on. That is, by extracting the biomagnetic field data measured by the biomagnetic field measuring device 20 while the switch 40 is off by the data recording device 60, the biomagnetic field measurement data less affected by magnetic field noise can be obtained.

以上、第1の実施形態では、導出電極34と生体電位計測装置50とを接続するスイッチ40がオンしている期間に生体磁場計測装置20で計測された生体磁場データを処理の対象から外すことで、生体磁場計測データに含まれるノイズを低減することができる。すなわち、導出電極34等の生体電位計測装置の計測環境から発生するノイズの生体磁場計測装置20への影響を低減させることができる。この結果、生体Pを同一姿位に保った状態で、生体磁場計測装置20による生体磁場の計測と、生体電位計測装置50による生体電位の計測とを同時に高精度に行うことができる。 As described above, in the first embodiment, the biomagnetic field data measured by the biomagnetic field measuring device 20 during the period when the switch 40 connecting the lead-out electrode 34 and the biopotential measuring device 50 is on is excluded from the processing target. , the noise contained in the biomagnetic field measurement data can be reduced. That is, it is possible to reduce the influence of noise generated from the measurement environment of the biopotential measurement device such as the lead-out electrodes 34 on the biomagnetic field measurement device 20 . As a result, the biomagnetic field measurement by the biomagnetic field measurement device 20 and the biopotential measurement by the biopotential measurement device 50 can be performed simultaneously with high accuracy while the living body P is kept in the same posture.

また、抽出した生体磁場計測データを加算平均することで、磁場ノイズが低減された生体磁場計測データに含まれるノイズの影響をさらに減らすことができる。 Further, by averaging the extracted biomagnetic field measurement data, the effect of noise contained in the biomagnetic field measurement data with reduced magnetic field noise can be further reduced.

刺激部10により生体Pに刺激を印加することで、刺激に応じて生体Pから発生する誘発電位を生体電位計測装置50により計測することができ、刺激に応じて生体Pから発生する誘発磁場を生体磁場計測装置20により計測することができる。 By applying stimulation to the living body P by the stimulation unit 10, the evoked potential generated from the living body P in response to the stimulation can be measured by the biopotential measuring device 50, and the induced magnetic field generated from the living body P in response to the stimulation can be measured. It can be measured by the biomagnetic field measuring device 20 .

また、計測装置3により生成される同期信号に応答して刺激部10から生体Pに刺激を印加することで、刺激の印加タイミングとスイッチ40のオンタイミングを同期させることができる。これにより、誘発磁場を生体磁場計測装置20により計測する場合に、スイッチ40がオフの間に計測された磁場ノイズの少ない生体磁場データを抽出することができ、生体磁場データのデータ処理を効率化することができる。 Further, by applying stimulation to the living body P from the stimulation unit 10 in response to the synchronization signal generated by the measuring device 3, the application timing of the stimulation and the turn-on timing of the switch 40 can be synchronized. As a result, when the induced magnetic field is measured by the biomagnetic field measuring device 20, the biomagnetic field data with little magnetic field noise measured while the switch 40 is off can be extracted, and the data processing of the biomagnetic field data is made efficient. can do.

図9は、第2の実施形態におけるデータ収録システム2の機能構成の例を示すブロック図である。データ収録システム2は、図1に示した生体信号計測システム1に含まれる。図9に示すデータ収録システム2では、スイッチ制御部70が、生体電位計測装置50に配置され、データ収録装置60は、スイッチ制御部70を持たない。データ収録システム2のその他の構成は、図2に示したデータ収録システム2と同様である。 FIG. 9 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the data recording system 2 according to the second embodiment. The data recording system 2 is included in the biological signal measurement system 1 shown in FIG. In the data recording system 2 shown in FIG. 9 , the switch control section 70 is arranged in the biopotential measuring device 50 , and the data recording device 60 does not have the switch control section 70 . Other configurations of the data recording system 2 are the same as those of the data recording system 2 shown in FIG.

スイッチ制御部70が計測装置3内にあるため、切替信号をスイッチ40まで伝達する信号線の長さを、図2に比べて短くでき、スイッチ40の操作性、制御性をさらに向上することができる。例えば、スイッチ制御部70が切替信号を出力してからスイッチ40が切り替わるまでのタイムラグをさらに短縮でき、スイッチ40の切替の精度を向上することができる。 Since the switch control unit 70 is inside the measuring device 3, the length of the signal line for transmitting the switching signal to the switch 40 can be made shorter than in FIG. can. For example, the time lag from when the switch control unit 70 outputs the switching signal to when the switch 40 switches can be further shortened, and the switching accuracy of the switch 40 can be improved.

以上、第2の実施形態においても第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained in the second embodiment.

なお、上述した実施形態では、MEG等の脳磁計で計測した生体磁場データからノイズを取り除く例を記載したが、心磁計、脊磁計、筋磁計等の他の生体磁場計測装置で計測した生体磁場データからノイズを取り除いてもよい。ここで、心磁計は、心筋の電気的活動によって発生する磁場を計測する。脊磁計は、脊髄及び脊髄神経(頸部及び腰部)で発生する磁場を計測する。筋磁計は、筋肉の電気的活動によって発生する磁場を計測する。 In the above-described embodiment, an example was described in which noise was removed from biomagnetic field data measured by a magnetoencephalograph such as MEG. Noise may be removed from the data. Here, the magnetocardiograph measures the magnetic field generated by the electrical activity of the myocardium. A magnetometer measures the magnetic fields generated in the spinal cord and spinal nerves (cervical and lumbar). A magnetomyograph measures the magnetic field generated by the electrical activity of muscles.

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 Although the present invention has been described above based on each embodiment, the present invention is not limited to the requirements shown in the above embodiments. These points can be changed within the scope of the present invention, and can be determined appropriately according to the application form.

1 生体信号計測システム
3 計測装置
4 計測テーブル
5 刺激装置
10 刺激部
20 生体磁場計測装置
22 情報表示システム
26 モニタディスプレイ
30 デュワ
31 窪み
34 導出電極
42 データ収録サーバ
40 スイッチ
50 生体電位計測装置
60 データ収録装置
61 CPU
62 RAM
63 ROM
64 補助記憶装置
65 入出力インタフェース
66 表示装置
67 バス
70 スイッチ制御部
80 加算平均処理部
P 生体
1 biosignal measurement system 3 measurement device 4 measurement table 5 stimulator 10 stimulator 20 biomagnetic field measurement device 22 information display system 26 monitor display 30 dewar 31 recess 34 derivation electrode 42 data recording server 40 switch 50 biopotential measurement device 60 data recording Device 61 CPU
62 RAMs
63 ROMs
64 auxiliary storage device 65 input/output interface 66 display device 67 bus 70 switch control section 80 averaging processing section P living body

特開2017-221515号公報JP 2017-221515 A

Claims (10)

生体に装着される電極間の電位差を計測する生体電位計測装置と、
前記電極と前記生体電位計測装置との電気的接続を行うスイッチと、
前記スイッチによる電気的接続タイミングを取得して、前記生体電位計測装置とともに動作する生体磁場計測装置による計測データを処理する処理部と、
を備えてなるデータ収録システム。
a biopotential measuring device for measuring a potential difference between electrodes attached to a living body;
a switch for electrically connecting the electrode and the biopotential measuring device;
a processing unit that acquires the electrical connection timing of the switch and processes measurement data from a biomagnetic field measuring device that operates together with the biopotential measuring device;
A data acquisition system comprising:
前記処理部は、
前記生体磁場計測装置による前記計測データの計測中に、前記生体磁場計測装置により計測される前記計測データと前記電気的接続タイミングを示すスイッチ情報とを取得し、
前記スイッチ情報が前記スイッチのオフ状態を示すときに計測した前記計測データを有効な計測データとして抽出する処理を行うこと
を特徴とする請求項1に記載のデータ収録システム。
The processing unit is
Acquiring the measurement data measured by the biomagnetic field measurement device and switch information indicating the electrical connection timing during measurement of the measurement data by the biomagnetic field measurement device;
2. The data recording system according to claim 1, wherein the measurement data measured when the switch information indicates an OFF state of the switch is extracted as valid measurement data.
前記処理部は、
前記生体磁場計測装置による前記計測データの計測後に、前記計測データと前記電気的接続タイミングを示すスイッチ情報とを記憶装置から読み出し、
前記スイッチのオフ状態を示す前記スイッチ情報に対応して読み出した計測データを有効な計測データとして抽出すること
を特徴とする請求項1に記載のデータ収録システム。
The processing unit is
After measuring the measurement data by the biomagnetic field measurement device, reading the measurement data and the switch information indicating the electrical connection timing from a storage device;
2. The data recording system according to claim 1, wherein the measurement data read corresponding to the switch information indicating the OFF state of the switch is extracted as valid measurement data.
前記生体磁場計測装置による計測データのうち、前記スイッチが電気的接続を解除した状態で計測した計測データを加算平均する加算平均処理部を有すること
を特徴とする請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のデータ収録システム。
4. The apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising an averaging processing unit that performs averaging of measurement data measured by the biomagnetic field measurement device while the switch is disconnected from the electrical connection. or the data recording system according to item 1.
前記データ収録システムは、前記スイッチの電気的接続を制御するスイッチ制御部を有すること
を特徴とする請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のデータ収録システム。
5. The data recording system according to any one of claims 1 to 4, further comprising a switch control section for controlling electrical connection of said switch.
前記生体に刺激を印加する刺激装置を備え、
前記スイッチの電気的接続と、前記刺激装置による前記生体への刺激の印加とを同期して行うこと
を特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載のデータ収録システム。
A stimulation device that applies stimulation to the living body,
6. The data recording system according to any one of claims 1 to 5, wherein the electrical connection of the switch and the application of stimulation to the living body by the stimulator are performed in synchronization.
前記スイッチの電気的接続と、前記刺激装置による前記生体への刺激の印加と、前記生体磁場計測装置による生体磁場の計測とを同期して行うことを特徴とする請求項6に記載のデータ収録システム。 7. The data recording according to claim 6, wherein the electrical connection of the switch, the application of stimulation to the living body by the stimulator, and the measurement of the biomagnetic field by the biomagnetic field measurement device are performed synchronously. system. 前記スイッチの電気的接続と、前記刺激装置による前記生体への刺激の印加と、前記生体磁場計測装置による生体磁場の計測と、前記生体電位計測装置による生体電位の計測とを同期して行うことを特徴とする請求項6に記載のデータ収録システム。 The electrical connection of the switch, the application of stimulation to the living body by the stimulation device, the measurement of the biomagnetic field by the biomagnetic field measurement device, and the measurement of the biopotential by the biopotential measurement device are performed in synchronization. 7. The data acquisition system of claim 6, characterized by: 生体に装着される電極間の電位差を計測する生体電位計測装置と、前記電極と前記生体電位計測装置との電気的接続を行うスイッチとを備えたデータ収録システムによるデータ収録方法であって、
前記スイッチによる電気的接続タイミングを取得し、
取得した電気的接続タイミングに基づいて、前記生体電位計測装置とともに動作する生体磁場計測装置による計測データを処理すること
を特徴とするデータ収録方法。
A data recording method using a data recording system comprising a biopotential measuring device for measuring a potential difference between electrodes attached to a living body and a switch for electrically connecting the electrodes and the biopotential measuring device,
Acquiring the electrical connection timing by the switch,
A data recording method, comprising: processing data measured by a biomagnetic field measurement device that operates together with the biopotential measurement device, based on the acquired electrical connection timing.
生体に装着される電極間の電位差を計測する生体電位計測装置と、前記電極と前記生体電位計測装置との電気的接続を行うスイッチとを備えたデータ収録システムにデータを処理させるデータ収録プログラムであって、
前記データ収録システムに、
前記スイッチによる電気的接続タイミングを取得させ、
取得した電気的接続タイミングに基づいて、前記生体電位計測装置とともに動作する生体磁場計測装置による計測データを処理させること
を特徴とするデータ収録プログラム。
A data recording program that causes a data recording system comprising a biopotential measuring device for measuring a potential difference between electrodes attached to a living body and a switch for electrically connecting the electrodes and the biopotential measuring device to process data. There is
In the data acquisition system,
Acquiring the electrical connection timing by the switch,
A data recording program characterized by processing data measured by a biomagnetic field measuring device operating together with the biopotential measuring device based on the acquired electrical connection timing.
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