JPH04109930A - 生体磁気計測装置 - Google Patents

生体磁気計測装置

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JPH04109930A
JPH04109930A JP2231600A JP23160090A JPH04109930A JP H04109930 A JPH04109930 A JP H04109930A JP 2231600 A JP2231600 A JP 2231600A JP 23160090 A JP23160090 A JP 23160090A JP H04109930 A JPH04109930 A JP H04109930A
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JP
Japan
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dewar
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testee
measuring
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Pending
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JP2231600A
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English (en)
Inventor
Kenji Shibata
芝田 健治
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

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1人間の脳や心臓などにおいて発生する磁界
を計測することによって、脳や心臓の活動部位の推定な
どを行う生体磁気計測装置に関する。
【従来の技術】
従来より、微少な磁気を計測するセンサとして、SQU
ID (Superconducting Quant
u+++  InterferenceDevice 
:超電導量子干渉型デバイス)センサが知られている。 そこで、このSQUIDセンサを用いて人体から発生す
る微少な磁気を計測することが行・われでいる。 このSQU I D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SQU I Dセンサを用いることにより、多数の
測定点において生体の磁界の測定が行われるとともに、
その磁界計測点と生体との位置関係が求められる。他方
、MRI装置やX線CT装置などの断層撮影装置を用い
て生体の内部構造を表すデータを得て、それから生体に
近似する適当なモデルを作成する。そしてそのモデルに
ついて複数の電流ダイポールの位置・大きさ・方向を仮
定し、それら電流双極子群が上記磁界の計測点に作る磁
界分布と上記の計測データとの差が最小になるような電
流ダイポール群を求める。こうして求めた電流ダイポー
ル群の各位置・大きさ・方向をMR両画像どの上に表示
する。 したがって、このような生体磁気計測において、測定対
象となる生体に対してどの位置にどの方向からSQUI
Dセンサをあてて、どの位置・方向で磁気を計測したか
を正確に把握することは非常に重要である。 そのため、従来ではたとえば3次元磁界を利用した3次
元座標計測装置などを用いて生体と測定位置・方向との
関係を求めるようにしている(特願平2−50703号
参照)。この3次元座標計測装置は、磁場発生器から3
次元磁界を発生させておき、その3次元磁界の中に受信
器をおいて各方向の磁界を検出することによって、その
3次元磁界中での受信器の3次元的な位置を計測すると
いうものである。これを用いる場合、生体の表面皮膚の
上に受信器を配置して生体の特徴点を入力し、また、デ
ユワ−の表面数カ所に受信器を当ててその内部のSQU
 IDセンサコイルの位置を入力するようにしている。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、3次元座標計測装置は、磁場発生器から
発生される3次元磁界の中に受信器を1いて、その3次
元磁界中での受信器の3次元的な位置を入力するという
ものであるから、これを用いる場合、受信器で生体及び
デユワ−の特定位置を指定していく必要があり、所定の
位置を正確に入力することは容易でないという問題があ
る。すなわち、CT像やMR像などで明かな生体の特徴
点に相当する位置の皮膚の上に受信器を置くことによっ
てその位置の入力を行うが、皮膚は柔らかく、この特徴
点に相当する位置に正確に受信器を置くということは容
易でなく、誤差が生じ易い。 また、この3次元座標計測装置は3次元磁界を発生し、
それを受信するものであるため、生体の磁気を計測して
いるときには、同時に位置計測することができない点も
不便である。 この発明は、磁気測定点の位置・測定方向の生体との位
置関係を容易且つ正確に把握しながら同時に磁気測定を
行うことができるように改善した、生体磁気計測装置を
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
測装置においては、光のスリットビームを被検体及びそ
れに当てられたデユワ−に照射し、その光スリットビー
ムによる投影線を撮像して被検体及びデユワ−の表面の
3次元形状を測定する装置と、上記デユワ−に納められ
たSQUIDセンサとを有することが特徴となっている
【作  用】
光のスリットビームを被検体及びそれに当てられたデユ
ワ−に照射し、その光スリットビームによる投影線を撮
像して被検体及びデユワ−の表面の3次元形状を測定す
ることによって、デユワ−と被検体との位置関係が求め
られる。 被検体に当てられたデユワ−を相対的に動かしてSQU
IDセンサを位置決めしながら、被検体の磁気を計測す
る。このとき上記のような3次元形状測定を行えば、S
QUIDセンサによる各測定点の、被検体に対する位置
関係を求めることができる。 測定点の位置関係は光を用いて行うので、磁気測定と同
時に行うことができる。 また、光ビームを被検体の表面に照射したときその光ビ
ームによって形成される投影線の画像を捉えるようにし
ており、被検体に対して非接触であるため、正確な位置
測定を容易に行うことができる。すなわち、柔らかい皮
膚をへこますようにして物体を押当てることがないから
である。
【実 施 例】
以下、この発明の一実施例について図面を参照しながら
詳細に説明する。この実施例では第6図に示すようなシ
ステム構成を用いる。すなわち、SQUIDセンサ1で
生体の磁気を計測し、そのデータをデータ収集装置2で
収集してコンピュータ3に送る。この磁気計測時に、第
1図、第2図で示すようなSQUIDセンサ1が収納さ
れたデユワ−11と被検者7との位置関係を3次元形状
測定装置4で測定し、その位置関係のデータをコンピュ
ータ3に入力する。処理の流れは第5図に示すようにな
る。 この3次元形状測定装置4は、被検者4及びそれに当て
られたデユワ−11の全体の3次元的な形状を測定する
もので、第1図に示すような光ビーム投射器41と、T
V右カメラ5と、図示しない画像処理装置とからなって
いる。なお、被検者7及びデユワ−11は検査室8内に
配置され、光ビーム投射器41及びTV右カメラ5はこ
の検査室8のシールド壁81によりシールドされるよう
配置される。光ビーム投射器41はシールド壁81より
突出しているため、シールド容器に収納される。光ビー
ム投射器41は平面的に広がる光(レーザ)のスリット
ビームを発生するスリットビーム発生器42と、ベルト
44により一定角速度で回転駆動されるポリゴン43と
を備える。スリットビーム発生器42からのスリットビ
ームが一定角速度で回転するポリゴン43で反射され、
鉛直方向に薄く広がった平面的な光ビームが所定の角度
範囲内でつぎつぎに振らされる。 被検者7とデユワ−11の代わりに基準面48を置くと
、光ビームの振れに応じて縦長の投影線が左から右へと
動くことになる。その各時点のスリットビームL Al
〜L Anによる投影線A1.A2゜A3 ・・・ A
x、・・・、Anを捉えてそれらを基準軸とする。これ
らの基準軸がTV右カメラ5により撮像される。 デユワ−11と被検者7にスリットビームを投射した場
合は、第2図に示すような光ビーム投影線46.47が
形成され、それらは被検者7及びデユワ−11の表面形
状を表すことになり、各投影線はTV右カメラ5によっ
て撮像される。基準軸Axに投影されるべきスリットビ
ームLAxによる光ビーム投影線47をTV右カメラ5
で撮像し、その画像に基準軸Axの画像も重ねると、た
とえば第3図のような画像が得られる。この基準軸から
投影線47までの距離(ビクセル数)を測定すれば、カ
メラ中心線LoとスリットビームLAxの角度、及びT
V右カメラ5の受像面とポリゴン43の反射点との間の
距離が既知であるため、三角測量の原理により基準軸A
xから光ビーム投影線47を形成した被検者7の皮膚面
までの距離に関連したデータが得られることになる。 スリットビームLAx以外に、他のすべてのスリットビ
ームL^1〜LAnについても同様にデータを得る。こ
れらデータは被検者7の皮膚表面の3次元形状を示し、
これらがコンピュータ3に取り込まれる。 スリットビームはデユワ−11の表面にも投射されるが
、デユワ−11の表面には参照点12が数個マークされ
ている。この参照点12は光ビームを吸収して反射させ
ない塗料でマークされており、このマーク位置で光ビー
ム投影線が途切れることになる。そこで、その途切れ目
から参照点12の位置を測定することができる。この測
定も基準軸からの距離を求めることにより行われる。参
照点12は、デユワ−11内のSQUIDセンサ1のコ
イルの位置14に関連して設けられており、そのため、
参照点12の位置が求められればコイル位置14を求め
ることができる。たとえばコイル位置14が第4図のよ
うに円筒形デユワ−11の中心にあるとして、参照点1
2をデユワ−側面13に角度θ毎に設けておくと、参照
点12の位置を求めることにより、その角度θと半径R
とから、コイル位置14を求めることができる。 こうして、コンピュータ3において、被検者7の皮膚表
面の3次元形状から得た被検者7の頭部3次元座標系に
対して、SQUIDセンサ1の位置及び向きを把握する
ことができる。この場合、光を用いて被検者7に対する
SQUIDセンサ1による磁気測定点の位置関係を測定
しているため、磁気測定に影響を与えることなく位置関
係の測定ができ、デユワ−11を移動させながら生体の
各点で磁気測定を行い、それと同時にその測定点と生体
との位置関係を測定できることになる。 他方、図示しないMHI装置やX@CT装置により被検
者7の頭部の断層像を撮影する。この撮影は上記の磁気
計測の前でも後でもよく、得られた画像データはオンラ
インあるいはオフラインでコンピュータ3に送られる。 こうして得られた画像データと上記の生体の皮膚表面の
3次元形状を表すデータがコンピュータ3においてつき
合わされ、断層像の上でどの位置・方向から磁気計測さ
れたかを知ることができる。 コンピュータ3はこの断層像データから頭部の適当な近
似モデルを作成し、電流双極子の算出を行う、すなわち
、その頭部近似モデル上に電流双極子の大きさ・−位置
・方向を仮定し、この仮定し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の大きさ・位置・方
向を求めることによって、この電流双極子の大きさ・位
置・方向が算出される。計測した磁束密度分布を正確に
近似モデル上で位置決めできるため、電流双極子の算出
精度を向上させることができる。こうして算出された電
流双極子はたとえば矢印などでCT像やMR像などの断
層像の上に重ねられて、コンピュータ3に接続された表
示装置5において表示され、記録装置6で記録される。 なお、上記ではスリットビームを回転ポリゴン43で反
射して光ビームを振らせるように構成したが、光ビーム
は固定とした上で光ビーム投射器41自体を被検者7の
回りに回転させるようにしてもよい。 また、被検者7の皮膚表面上にビーム吸収参照点をマー
クしてTVカメラ45で光ビーム投影線を撮像し、被検
者7の座標系を決定する特徴点の位置を測定するように
してもよい、この場合、その参照点位置にMRI装置や
X1iiCT装置で撮影できる指標を置いてMR撮像や
CT撮像を行えば、MR像やCT像の指標点画像と上記
皮膚表面の3次元形状データでの参照点位置とをつき合
わせることにより、より正確な位置合わせを行うことが
できる。 さらに、上記では被検者7の頭部の磁気計測を行う場合
を例として説明したが、このような脳磁計測に限らず、
心磁計側に適用することもできる。
【発明の効果】
この発明の生体磁気計測装置によれば、光ビームを用い
て被検体に対して非接触で被検体とデユワ−との表面の
3次元形状の測定ができ、それに基づいてSQUIDセ
ンサによる磁気測定点の被検体に関する位置関係を正確
に求めることができる。また、光により位置関係の測定
を行うため、SQU IDセンサによる磁気計測と同時
に位置関係の測定ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す上方がら見た模式図
、第2図は同実施例の正面から見た模式図、第3図は光
ビーム投影線と基準軸の画像を示す図、第4図はデユワ
−側面のビーム吸収参照点とコイル位置との関係を示す
模式図、第5図は処理の流れを示す図、第6図はこの実
施例で用いるシステム構成例を示すブロック図である。 l・・・SQUIDセンサ、1トリデユワ−12・・・
ビーム吸収参照点、13・・・デユワ−側面、14・・
・コイル位置、2・・・データ収集装置、3・・・コン
ピュータ、4・・・3次元形状測定装置、41・・・光
ビーム投射器、42・・・スリットビーム発生器、43
・・・ポリゴン、44・・・ベルト、45・・・TVカ
メラ、5・・・表示装置、6・・・記録装置、7・・・
被検者、8・・・検査室、81・・・シールド壁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光のスリットビームを被検体及びそれに当てられ
    たデュワーに照射し、その光スリットビームによる投影
    線を撮像して被検体及びデュワーの表面の3次元形状を
    測定する装置と、上記デュワーに納められたSQUID
    センサとを有することを特徴とする生体磁気計測装置。
JP2231600A 1990-08-31 1990-08-31 生体磁気計測装置 Pending JPH04109930A (ja)

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JP2231600A JPH04109930A (ja) 1990-08-31 1990-08-31 生体磁気計測装置

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JPH04109930A true JPH04109930A (ja) 1992-04-10

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ID=16926056

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