JPH03251226A - 生体磁気計測法 - Google Patents

生体磁気計測法

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JPH03251226A
JPH03251226A JP2050703A JP5070390A JPH03251226A JP H03251226 A JPH03251226 A JP H03251226A JP 2050703 A JP2050703 A JP 2050703A JP 5070390 A JP5070390 A JP 5070390A JP H03251226 A JPH03251226 A JP H03251226A
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dewar
squid sensor
receiver
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JP2050703A
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Kenji Shibata
芝田 健治
Shigeki Kajiwara
茂樹 梶原
Hidenobu Wani
和迩 秀信
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
この発明は、生体内の微小な磁気を計測する生体磁気計
測法に関する。
【従来の技術】
生体に刺激を加えると、細胞膜をはさんで形成されてい
る分極が破綻し、活動電流が流れる。このような活動電
流は、脳、心臓、骨格筋、網膜などにみちれ、それぞれ
脳波、心電図、筋電図、網膜電位図などと呼ばれている
。また、電流が流れることにともなって生じる磁界の記
録は、それぞれ脳磁図、心磁図、筋磁図、網膜磁図など
と呼ばれる。 生体内の磁気を計測する装置として、近年、5QDID
 (Superconducting Quantum
 InterferenceDevice:超電導量子
干渉型デバイス)を用いたセンサが開発され、生体内の
微小な磁界の計測が容易になってきている()・リガー
別冊p155−163.1987゜12月、パリティ別
冊No、 1. p26−38.1986.メディカル
システムニュースvo1.9 No、4第、100号p
26−27.1988)。 このSQUIDは超電導状態を維持するため液体ヘリウ
ムで冷却する必要があり、通常デユワ−と呼ばれる容器
中に満たされた液体ヘリウム中に浸されている。 このようなSQUIDセンサで生体内の磁気を計測する
場合、その計測データは最終的に病巣に関連した生体内
の電流双極子の位置・大きさ・方向を推定することに用
いられ、推定された電流双極子は生体内部の構造を示す
X線CT像やMR像などの断層像上に表示される。した
がって、磁気計測する場合のその測定点と生体との位置
関係、及び測定点と生体の断面を表す断層像との位置関
係を正確に求めることはきわめて重要である。 そこで、従来では、デユワ−に投光器を取り付けて光ビ
ームを生体に照射して位置関係を把握したり、あるいは
デユワ−を、検査室内で絶対座標を有する保持機構に取
り付けてデユワ−の位置・方向を検査室基準の座標上で
求め、これと検査室内に座っている被検者の位置・方向
と関連付けるじIntegrated Biomagn
etic Robotic System″inBio
magnetism: Application Tb
eory 1985)ということなどが行われている。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、投光器を用いる方法では、被検者に対す
るSQUIDセンサの位置、方向の測定を正確に行うこ
とが難しいとともに、この位置関係の測定を短時間で行
うこともできないという問題がある。 また、デユワ−を検査室内で絶対座標を有する保持機構
に取り付ける方法では、検査室全体に保持フレームを設
けなければならず大かがりとなり、また測定データと病
巣との位置的関連付けも容易でないという問題がある。 この発明は、磁気測定点の位置・測定方向の生体及び生
体画像との関係を容易且つ正確に把握しながら磁気測定
を行うことができる、生体磁気計測法を提供することを
目的とする。
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明による生体磁気計
測法においては、SQUIDセンサを納めるデユワ−に
3次元座標系に相当する3次元の磁場を発生する発信器
を取り付け、3次元の磁場を受信する点指定可能な受信
器で5QUI Dセンサの測定位置・方向に関連した点
を指定することにより上記磁場による3次元座標系での
SQUIDセンサの測定位置・方向を入力し、さらに被
検者上の複数点を上記点指定可能な受信器で指定するこ
とにより被検者座標系と上記磁場による3次元座標系と
の関係を求め、これらから被検者座標系でのSQUID
センサ測定位置・方向を把握するとともに、被検者座標
系に関連した指標が現れている断層像を得て断層像座標
系での被検者座標系とSQUIDセンサ測定位置・方向
とを把握した上で、該SQUIDセンサによる生体磁気
計測を行うことが特徴となっている。
【作  °用】
SQUIDセンサを納めるデユワ−に対して、3次元座
標系に相当する3次元の磁場を発生する発信器が取り付
けられる。この磁場による3次元座標系が一つの基準の
座標系となる。 SQUIDセンサの測定位置・方向に関連した点を、点
指定可能な受信器で指定する。この受信器は上記の3次
元磁場を受信し、その受信強度から、指定された点の、
上記3次元磁場に関する座標系における位置を知ること
ができるので、これによってSQUIDセンサの測定位
置・方向が求めらる。 さらにこの点指定可能な受信器で、被検者上の複数点を
指定することにより、被検者座標系と、上記の磁場によ
る座標系との関係が求められる。 これにより、磁場による座標系を基準として、被検者座
標系におけるSQUIDセンサ測定位置・方向を求める
ことができる。 また、被検者の断層像を撮影する場合、被検者座標系に
関連した指標が現れるようにして撮影し、断層像座標系
と被検者座標系との関係を把握する。 すると、断層像座標系における被検者座標系と5QUI
 Dセンサ測定位置・方向とが把握できるので、その上
でSQUIDセンサによる生体磁気計測を行えば、測定
データの断層像に対する位置、方向の関係が正確に把握
できる。
【実 施 例】
つぎにこの発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。まず、この実施例で採用した生体磁気計測の
全体システムは第7図に示すようになっており、SQU
IDセンサ1と、データ収集装置2と、コンピュータ3
と、3次元座標入力装置4と、断層像を撮影するMHI
装置5と、コンピュータ3に接続された表示装置31及
び記録装置32とから構成される。 このSQUIDセンサ1は第1図に示すようなデユワ−
11に納められており、その検出コイル12での磁気が
測定される。したがって、この検出コイル12の位置及
び方向を正確に把握することが重要である。ここでは、
3次元座標入力装置4の発信器41をデユワ−11の外
側面の適当な位置に取り付ける。この発信器41は3次
元直交座標の各方向に磁場を形成するものである。そし
て検出コイル12の位置及び方向を表す点くここでは6
点)を、スタイラス型受信器42の先端で指定する。こ
の点は、たとえばデユワ−11の先端方向(図の入方向
)から見たとき第2図に示すように検出コイル12の位
置を側面に投影したものとなっている。スタイラス型受
信器42は、その中央部に直交3軸方向に向くコイルを
有し、上記の発信器41から発せられた3次元の磁場の
大きさのそれぞれに対応した受信信号を得て、その受信
信号の大きさから発信器41からコイルまでの3次元的
な距離つまり発信器3次元座標系での位置を知り、その
値を先端の指定点の位置に変換し、先端指定点の位置を
求めることができるものである。これにより、第5図に
示すように発信器3次元座標系X、y、zでの検出コイ
ル12による検出点・方向を求めることができる。デユ
ワ−11内での検出コイル12の取り付は位置・方向の
ばらつきは、X線撮影などであらかじめ計測してデータ
を補正することによって、それに影響されないようにで
きる。また、多チヤンネル型のSQUIDセンサの場合
、検出コイル12が多数配置されるので、デユワ−11
の中心点(軸)を上記のように入力し、X線撮影などで
あらかじめ測定しておいた各コイル位置により発信器3
次元座標系x、y、zでの各検出コイル12の位置・方
向を求めるようにする。 頭部脳磁計測を行う場合、第3図のようにしてデユワ−
11の先端を頭部表面の計測点にセツティングする。こ
のとき、脳磁計測を開始する前に、スタイラス型受信器
42を用いて頭部3点(たとえば後頭部測定時にはI 
N I ON、左右耳上部付は根の3点、左側頭部測定
時にはNASION、I N I ON、左耳上部付は
根の3点)を指定し、第4図に示すような頭部3次元座
標X、Y、Zを入力する。これにより、第5図のように
発信器3次元座標x、y、zに対する頭部3次元座標X
Y、Zの関係が把握できるので、発信器3次元座標x、
y、zを基準として、頭部3次元座標X。 Y、Zにおける検出点・方向を把握することができる。 そして第3図のように標準受信器43を頭部の所定の箇
所に取り付けておき、この標準受信器43の発信器3次
元座標x、y、zにおける位置関係を把握するようにし
ておく、こうすることにより、デユワ−11が移動した
ときに頭部3次元座標x、y、zの発信器座標x、y、
zに対する移動、回転を検出することができる。すなわ
ち、頭部3次元圧13JX、Y、Z上での検出点・方向
の移動・回転を知ることができる。 こうして、デユワ−11を各測定点につぎつぎにセット
シながら脳磁計測を行っていく。すると、各測定点での
検出位置・方向がつねに頭部3次元座標X、Y、Z上の
ものとして把握されることになる。 他方、この脳磁計測に先立ち、あるいは脳磁計測の後に
、MRI装置5を用い、第6図A、B。 Cに示すような頭部のサジタル像、l・ランスバース像
、コロナル像を撮影する。これらの画像上に現れるi部
特徴点(NAS ION、lNl0N、左右耳上部付は
根の4点)を指定することにより、断層像3次元座標に
おける頭部3次元座標の位置関係を求める。なお、NA
S IONについてはMR撮像で写る指標を頭部に取り
付け、その指標像51(第6図A参照)を用いる。 すると、脳磁計測によって得られたデータは、MR像に
位置的に正確に関連付けられることなる。 すなわち、SQU I Dセンサ1による脳磁計測デー
タはデータ収集装置2を介してコンピュータ3に取り込
まれるとともに、3次元座標入力装置4からの位置関係
を表すデータもコンピュータ3に取り込まれ、さらにM
HI装置5からのMR,@もコンピュータ3に取り込ま
れており、脳磁計測データが位置関係を表すデータの媒
介によりM R像に関連付けられるわけである。そこで
、コンピュータ3では、電流双極子の算出を行い、これ
を第6図A、B、Cの矢印のようにMR像上に表示する
。この電流双極子はたとえばつぎのようにして求められ
る。まずMR像から頭部に近似する適当なモデルが作成
され、そのモデルと計測脳磁データとの位置関係が捉え
られ、上記近似モデル内に電流双極子の大きさ・位置・
方向が仮定される。 この仮定された電流双極子が近似モデル上で作る磁束密
度分布と計測した磁束密度分布との2乗誤差が最小にな
るような電流双極子を求めるのである。
【発明の効果】
この発明の生体磁気計測法によれば、生体に対するSQ
UIDセンサの位置・方向が正確・容易に把握でき、生
体磁気計測データを生体の断層像に正確に関連付けるこ
とができる。そのため生体磁気計測データ及び断層像デ
ータを用いて算出される電流双極子などの精度も向上し
、病巣の診断に役立つ。
【図面の簡単な説明】
第1図はデユワ−先端付近の模式的な斜視図、第2図は
第1図のA方向から見た位置関係を表す5図は各座標の
位置関係を示す図、第6図A、B。 CはMR@の一例を示す図、第7図はシステム構成例を
示すブロック図である。 1・・・5QUI Dセンサ、2・・・データ収集装置
、3・・・コンピュータ、4・・・3次元座標入力装置
、5・・・MRI装置、11・・・デユワ−212・・
・検出コイル、31・・・表示装置、32・・・記録装
置、41・・・3次元座標入力装置の発信器、42・・
・3次元入力装置のスタイラス型受信器、43・・・3
次元座標入力装置の標準受信器、51・・・指標像。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)SQUIDセンサを納めるデュワーに3次元座標
    系に相当する3次元の磁場を発生する発信器を取り付け
    、3次元の磁場を受信する点指定可能な受信器でSQU
    IDセンサの測定位置・方向に関連した点を指定するこ
    とにより上記磁場による3次元座標系でのSQUIDセ
    ンサの測定位置・方向を入力し、さらに被検者上の複数
    点を上記点指定可能な受信器で指定することにより被検
    者座標系と上記磁場による3次元座標系との関係を求め
    、これらから被検者座標系でのSQUIDセンサ測定位
    置・方向を把握するとともに、被検者座標系に関連した
    指標が現れている断層像を得て断層像座標系での被検者
    座標系とSQUIDセンサ測定位置・方向とを把握した
    上で、該SQUIDセンサによる生体磁気計測を行うこ
    とを特徴とする生体磁気計測法。
JP2050703A 1990-02-28 1990-02-28 生体磁気計測法 Expired - Lifetime JPH0634783B2 (ja)

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JP2020054788A (ja) * 2018-10-02 2020-04-09 株式会社リコー 生体情報計測システムおよび生体情報計測用プログラム
US11439336B2 (en) 2018-10-02 2022-09-13 Ricoh Company, Ltd. Biological information measurement system and recording medium

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