JPH07104401B2 - 生体磁気計測装置 - Google Patents
生体磁気計測装置Info
- Publication number
- JPH07104401B2 JPH07104401B2 JP63191908A JP19190888A JPH07104401B2 JP H07104401 B2 JPH07104401 B2 JP H07104401B2 JP 63191908 A JP63191908 A JP 63191908A JP 19190888 A JP19190888 A JP 19190888A JP H07104401 B2 JPH07104401 B2 JP H07104401B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detection
- coil
- signal
- waveform
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- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
この発明は、生体内の微小な磁気を計測する生体磁気計
測装置に関する。
測装置に関する。
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、網膜などにみられ、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、SLUID（Sup
erconducting Quantum Interface Devic:超電導量子干
渉型デバイス）を用いたものが開発され、生体内の微小
な磁界の計測が容易になってきている（トリガー別冊p1
55−163,1987,12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vol.9 No.4第100号p26−2
7、1988）。 このように生体内の磁界を計測することは、電位を計測
することに比べて次のような利点を有している。たとえ
ば、被検者に対して電気的、聴覚的、視覚的信号を与え
て刺激したときに誘発される反応に基づき、脳の神経細
胞に活動電流を生じさせたときの状態は、脳波計により
電位を測定することによっても観察することが可能であ
る。しかし、頭蓋は比較的高い比抵抗を持つため頭蓋内
に生じた電位は頭蓋に沿って側方に拡散し、そのため、
脳皮表面では限曲性に認められる電位変化も頭蓋上で記
録すると平均化され、局所的特徴が失われる。そのた
め、このような脳波図では信号源としての電流双極子の
位置決めが困難である。これに対して、生体組織の透磁
率は真空中とほぼ同様であるため、磁界を測定するな
ら、頭蓋の影響を受けにくく、局所的変化の検出が容易
であり、信号源として仮定した電流双極子の位置を定め
ることができる。
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、網膜などにみられ、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、SLUID（Sup
erconducting Quantum Interface Devic:超電導量子干
渉型デバイス）を用いたものが開発され、生体内の微小
な磁界の計測が容易になってきている（トリガー別冊p1
55−163,1987,12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vol.9 No.4第100号p26−2
7、1988）。 このように生体内の磁界を計測することは、電位を計測
することに比べて次のような利点を有している。たとえ
ば、被検者に対して電気的、聴覚的、視覚的信号を与え
て刺激したときに誘発される反応に基づき、脳の神経細
胞に活動電流を生じさせたときの状態は、脳波計により
電位を測定することによっても観察することが可能であ
る。しかし、頭蓋は比較的高い比抵抗を持つため頭蓋内
に生じた電位は頭蓋に沿って側方に拡散し、そのため、
脳皮表面では限曲性に認められる電位変化も頭蓋上で記
録すると平均化され、局所的特徴が失われる。そのた
め、このような脳波図では信号源としての電流双極子の
位置決めが困難である。これに対して、生体組織の透磁
率は真空中とほぼ同様であるため、磁界を測定するな
ら、頭蓋の影響を受けにくく、局所的変化の検出が容易
であり、信号源として仮定した電流双極子の位置を定め
ることができる。
しかしながら、従来のSQUID型生体磁気計測装置では、
多点の同時計測ができないため、たとえば頭蓋周囲の多
数の測定点で測定した磁界に基づいて等磁界図をつく
り、磁場の発生源は近似的に電流双極子で表現できるこ
とを利用して、脳腫瘍の部位や「てんかん」の原因病巣
の位置を推定する場合、計測装置を動かさねばならず、
データ収集が著しく面倒であるという問題がある。 この発明は、多点での同時計測ができ、且つ検出した磁
気信号を検出点との関係で容易に把握でき、しかも所望
のタイミングで各磁気信号の大きさを抽出できる、SQUI
D型生体磁気計測装置を提供することを目的とする。
多点の同時計測ができないため、たとえば頭蓋周囲の多
数の測定点で測定した磁界に基づいて等磁界図をつく
り、磁場の発生源は近似的に電流双極子で表現できるこ
とを利用して、脳腫瘍の部位や「てんかん」の原因病巣
の位置を推定する場合、計測装置を動かさねばならず、
データ収集が著しく面倒であるという問題がある。 この発明は、多点での同時計測ができ、且つ検出した磁
気信号を検出点との関係で容易に把握でき、しかも所望
のタイミングで各磁気信号の大きさを抽出できる、SQUI
D型生体磁気計測装置を提供することを目的とする。
上記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、冷却容器底部において所定の位置に配
置された多数の検出コイル、各検出コイルに接続された
入力コイル、及びこれら入力コイルの各々に磁気結合さ
れた多数のSQUIDを備える検出手段と、上記の検出コイ
ルの位置を記憶している記憶手段と、上記検出手段から
の検出信号の波形を各検出コイル位置に対応させて表示
する手段と、各検出信号波形について時間カーソルを表
示する手段と、該時間カーソルによって指定された時間
における検出信号を抽出する手段とが具備される。
装置においては、冷却容器底部において所定の位置に配
置された多数の検出コイル、各検出コイルに接続された
入力コイル、及びこれら入力コイルの各々に磁気結合さ
れた多数のSQUIDを備える検出手段と、上記の検出コイ
ルの位置を記憶している記憶手段と、上記検出手段から
の検出信号の波形を各検出コイル位置に対応させて表示
する手段と、各検出信号波形について時間カーソルを表
示する手段と、該時間カーソルによって指定された時間
における検出信号を抽出する手段とが具備される。
１つの冷却容器の底部に多数の検出コイルが配置されて
いる。そしてこの検出コイルはそれぞれSQUID入力コイ
ルに接続されており、超伝導磁束トランスを構成する。
したがって、検出コイルの位置ごとに生体磁気の計測が
できることになり、多点同時計測ができる。 そして、検出コイルの位置は予め記憶させられているた
め、この検出点に対応した位置に検出信号を表示するこ
とができる。これにより、全体的な波形の把握が容易に
なる。 さらに、各検出信号波形に対応して時間カーソルを表示
するとともに、その時間カーソルで指定された時間にお
ける検出信号を抽出するようにしているため、所望のタ
イミングでの多点の磁束量から等磁界図などを容易につ
くることができる。
いる。そしてこの検出コイルはそれぞれSQUID入力コイ
ルに接続されており、超伝導磁束トランスを構成する。
したがって、検出コイルの位置ごとに生体磁気の計測が
できることになり、多点同時計測ができる。 そして、検出コイルの位置は予め記憶させられているた
め、この検出点に対応した位置に検出信号を表示するこ
とができる。これにより、全体的な波形の把握が容易に
なる。 さらに、各検出信号波形に対応して時間カーソルを表示
するとともに、その時間カーソルで指定された時間にお
ける検出信号を抽出するようにしているため、所望のタ
イミングでの多点の磁束量から等磁界図などを容易につ
くることができる。
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。第１図は検出部１を示すもので、この図に示
すように、検出部１はデュワー（液体ヘリウムまたは液
体窒素により冷却されている容器）1a内に、検出コイル
1bと、これに接続された入力コイル1cと、入力コイル1c
に磁気結合されたSQUID1dとが多数組納められて構成さ
れており、検出コイル1bはデュワー1aの底部（この実施
例では円形になっている）にたとえば第３図ＡまたはＢ
のように配置されている（第３図A,Bで＋印が検出コイ
ルの位置つまり検出点を示す）。検出コイル1bは磁束勾
配計となっているものが望ましい。またSQUID1dとして
は薄膜DC−SQUIDが好ましい。検出コイル1bの各位置で
検出された磁束勾配はSQUID1dの両端に電圧変化として
現われる。 このSQUID1dの出力電圧は第２図に示すように、磁束ロ
ック回路２に入力される。磁束ロック回路２はゼロ検出
器として動作し、SQUID1dへのフィードバック電流によ
り磁束勾配に応じた出力を生じる。こうして検出された
信号は増幅器３を経てA/D変換器４に入力されデジタル
信号に変換される。第３図Ａのように９点で磁気検出を
行なう場合、検出コイル1b、入力コイル1c、SQUID1d、
磁束ロック回路２、増幅器３、A/D変換器４は９組設け
られる。 こうしてデジタル信号として得られた多数点での磁気検
出信号はメモリ５に並列に書き込まれる。一定時間デー
タ収集を行なうと、メモリ５において各検出点での検出
信号の波形が得られる。この各点での信号波形はデータ
バス６を経てメモリ７に一旦書き込まれた後、モニター
装置８に送られる。 コンピュータ９には上記の検出コイル1bの位置関係が予
め記憶させられており、コンピュータ９の制御によって
この位置関係に対応してモニター装置８の画面上で上記
の各波形が第４図A,Bのように表示される。 また、操作卓14より各波形ごとに任意のカーソル位置を
入力すると、それに応じてコンピュータ９の制御により
カーソルが第４図A,Bの縦の点線のように各波形ごとに
表示される。このカーソルは時間を指定するもので、操
作卓14のデータ取り込みスイッチを操作することによ
り、そのカーソルで指定されたタイミングでの磁束デー
タがサンプリングされて表示されるとともに、インター
フェイス回路10を経てデータレコーダ11に記録される。 さらに、この所定タイミングでの各点ごとの磁束データ
から、コンピュータ９が等磁界図をつくる。このとき、
各測定点の位置を示すデータ（予め記憶されている）が
用いられる。作成された等磁界図はメモリ12に一旦蓄積
された後モニター装置13により表示される。デュワー1a
を被検者の脳に向けて脳磁界を多点で測定し、脳の等磁
界図をつくると、たとえば第５図のようなものが得ら
れ、これがモニター装置13で表示される。この第５図
で、黒点は測定点を、実線は等磁界線を、矢印は信号源
を電流双極子と仮定したときの信号源の位置を、それぞ
れ表わす。この等磁界図は、カラー表示とした方が見や
すいため、モニター装置13はカラーのものを使用するこ
とが望ましい。 刺激装置16及び制御器15は、操作卓14における操作及び
コンピュータ９の制御のもとで音や光などの刺激を被検
者に対して与えるためのもので、脳波計に通常装備され
ているものが使用される。これにより被検者に刺激を与
え、その反応として生じる磁界の変化を上記のように計
測する。 測定点を選択する場合は、操作卓14における操作によ
り、表示されている全測定点の中から任意のものを指定
する。すると、入力された測定点をコンピュータ９が識
別し、計測が行なわれる。 また、検出部１を複数種類つくっておき、そのそれぞれ
で検出コイル1bの配置を変え（たとえば第３図A,Bのよ
うに）、それらの任意の１つを選択して磁束ロック回路
２に接続できるようにしておくこともできる。この場
合、各検出部１ごとの測定点の位置関係をコンピュータ
９に予め保持させておけば、どの検出部１を選択して接
続しても、測定点の位置関係に対応した表示や、等磁界
図の作成などを迅速に行なうことができる。 さらに、上記実施例では検出信号波形データについてカ
ーソルで指定した１時点ずつ計測しているが、カーソル
を２個ずつ表示し、それらにより指定した２つの時点の
間のデータを抽出してデータレコーダ11に記録し、その
時系列データについてコンピュータ９により周波数スペ
クトルを求め、特定周波数帯域の成分に基づいて等磁界
図を作成すれば、α波、β波などの徐波の発生源究明に
役立てることができる。
説明する。第１図は検出部１を示すもので、この図に示
すように、検出部１はデュワー（液体ヘリウムまたは液
体窒素により冷却されている容器）1a内に、検出コイル
1bと、これに接続された入力コイル1cと、入力コイル1c
に磁気結合されたSQUID1dとが多数組納められて構成さ
れており、検出コイル1bはデュワー1aの底部（この実施
例では円形になっている）にたとえば第３図ＡまたはＢ
のように配置されている（第３図A,Bで＋印が検出コイ
ルの位置つまり検出点を示す）。検出コイル1bは磁束勾
配計となっているものが望ましい。またSQUID1dとして
は薄膜DC−SQUIDが好ましい。検出コイル1bの各位置で
検出された磁束勾配はSQUID1dの両端に電圧変化として
現われる。 このSQUID1dの出力電圧は第２図に示すように、磁束ロ
ック回路２に入力される。磁束ロック回路２はゼロ検出
器として動作し、SQUID1dへのフィードバック電流によ
り磁束勾配に応じた出力を生じる。こうして検出された
信号は増幅器３を経てA/D変換器４に入力されデジタル
信号に変換される。第３図Ａのように９点で磁気検出を
行なう場合、検出コイル1b、入力コイル1c、SQUID1d、
磁束ロック回路２、増幅器３、A/D変換器４は９組設け
られる。 こうしてデジタル信号として得られた多数点での磁気検
出信号はメモリ５に並列に書き込まれる。一定時間デー
タ収集を行なうと、メモリ５において各検出点での検出
信号の波形が得られる。この各点での信号波形はデータ
バス６を経てメモリ７に一旦書き込まれた後、モニター
装置８に送られる。 コンピュータ９には上記の検出コイル1bの位置関係が予
め記憶させられており、コンピュータ９の制御によって
この位置関係に対応してモニター装置８の画面上で上記
の各波形が第４図A,Bのように表示される。 また、操作卓14より各波形ごとに任意のカーソル位置を
入力すると、それに応じてコンピュータ９の制御により
カーソルが第４図A,Bの縦の点線のように各波形ごとに
表示される。このカーソルは時間を指定するもので、操
作卓14のデータ取り込みスイッチを操作することによ
り、そのカーソルで指定されたタイミングでの磁束デー
タがサンプリングされて表示されるとともに、インター
フェイス回路10を経てデータレコーダ11に記録される。 さらに、この所定タイミングでの各点ごとの磁束データ
から、コンピュータ９が等磁界図をつくる。このとき、
各測定点の位置を示すデータ（予め記憶されている）が
用いられる。作成された等磁界図はメモリ12に一旦蓄積
された後モニター装置13により表示される。デュワー1a
を被検者の脳に向けて脳磁界を多点で測定し、脳の等磁
界図をつくると、たとえば第５図のようなものが得ら
れ、これがモニター装置13で表示される。この第５図
で、黒点は測定点を、実線は等磁界線を、矢印は信号源
を電流双極子と仮定したときの信号源の位置を、それぞ
れ表わす。この等磁界図は、カラー表示とした方が見や
すいため、モニター装置13はカラーのものを使用するこ
とが望ましい。 刺激装置16及び制御器15は、操作卓14における操作及び
コンピュータ９の制御のもとで音や光などの刺激を被検
者に対して与えるためのもので、脳波計に通常装備され
ているものが使用される。これにより被検者に刺激を与
え、その反応として生じる磁界の変化を上記のように計
測する。 測定点を選択する場合は、操作卓14における操作によ
り、表示されている全測定点の中から任意のものを指定
する。すると、入力された測定点をコンピュータ９が識
別し、計測が行なわれる。 また、検出部１を複数種類つくっておき、そのそれぞれ
で検出コイル1bの配置を変え（たとえば第３図A,Bのよ
うに）、それらの任意の１つを選択して磁束ロック回路
２に接続できるようにしておくこともできる。この場
合、各検出部１ごとの測定点の位置関係をコンピュータ
９に予め保持させておけば、どの検出部１を選択して接
続しても、測定点の位置関係に対応した表示や、等磁界
図の作成などを迅速に行なうことができる。 さらに、上記実施例では検出信号波形データについてカ
ーソルで指定した１時点ずつ計測しているが、カーソル
を２個ずつ表示し、それらにより指定した２つの時点の
間のデータを抽出してデータレコーダ11に記録し、その
時系列データについてコンピュータ９により周波数スペ
クトルを求め、特定周波数帯域の成分に基づいて等磁界
図を作成すれば、α波、β波などの徐波の発生源究明に
役立てることができる。
この発明の生体磁気計測装置によれば、生体磁気の多点
同時計測ができるとともに多数の検出信号波形の検出点
配置との関係での把握が容易であり、しかも、時間カー
ソルにより所望のタイミングでの信号抽出ができ、これ
により等磁界図などを簡単につくることができる。した
がって、脳の非侵襲的な機能診断などにきわめて有効で
ある。
同時計測ができるとともに多数の検出信号波形の検出点
配置との関係での把握が容易であり、しかも、時間カー
ソルにより所望のタイミングでの信号抽出ができ、これ
により等磁界図などを簡単につくることができる。した
がって、脳の非侵襲的な機能診断などにきわめて有効で
ある。
第１図はこの発明の一実施例の検出部を示すブロック
図、第２図は全体を示すブロック図、第３図A,Bは検出
点の配置関係を示す図、第４図A,Bは表示例を示す図、
第５図は脳の等磁界図を示す図である。 １……検出部、1a……デュワー、1b……検出コイル、1c
……入力コイル、1d……SQUID、２……磁束ロック回
路、３……増幅器、４……A/D変換器、５、７、12……
メモリ、６……データバス、８、13……モニター装置、
９……コンピュータ、10……インターフェイス回路、11
……データレコーダ、14……操作卓、15……制御器、16
……刺激装置。
図、第２図は全体を示すブロック図、第３図A,Bは検出
点の配置関係を示す図、第４図A,Bは表示例を示す図、
第５図は脳の等磁界図を示す図である。 １……検出部、1a……デュワー、1b……検出コイル、1c
……入力コイル、1d……SQUID、２……磁束ロック回
路、３……増幅器、４……A/D変換器、５、７、12……
メモリ、６……データバス、８、13……モニター装置、
９……コンピュータ、10……インターフェイス回路、11
……データレコーダ、14……操作卓、15……制御器、16
……刺激装置。
Claims (1)
- 【請求項１】冷却容器底部において所定の位置に配置さ
れた多数の検出コイル、各検出コイルに接続された入力
コイル、及びこれら入力コイルの各々に磁気結合された
多数のSQUIDを備える検出手段と、上記の検出コイルの
位置を記憶している記憶手段と、上記検出手段からの検
出信号の波形を各検出コイル位置に対応させて表示する
手段と、各検出信号波形について時間カーソルを表示す
る手段と、該時間カーソルによって指定された時間にお
ける検出信号を抽出する手段とを具備してなる生体磁気
計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63191908A JPH07104401B2 (ja) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | 生体磁気計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63191908A JPH07104401B2 (ja) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | 生体磁気計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0240578A JPH0240578A (ja) | 1990-02-09 |
| JPH07104401B2 true JPH07104401B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=16282449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63191908A Expired - Fee Related JPH07104401B2 (ja) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | 生体磁気計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07104401B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6336043B1 (en) | 1997-10-02 | 2002-01-01 | Hitachi, Ltd. | Method for processing biomagnetic field data, magnetic field contour mapping, forming their waveforms and a biomagnetic instrument using the same |
| US6473518B1 (en) | 1997-10-02 | 2002-10-29 | Hitachi, Ltd. | Method of measuring a biomagnetic field, method of analyzing a measured biomagnetic field, method of displaying biomagnetic field data, and apparatus therefor |
| CN103188992B (zh) | 2010-09-10 | 2016-11-16 | 柯尼卡美能达先进多层薄膜株式会社 | 生物磁场测量装置、生物磁场测量系统、以及生物磁场测量方法 |
| WO2012161037A1 (ja) | 2011-05-20 | 2012-11-29 | コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 | 磁気センサ及び生体磁気計測システム |
-
1988
- 1988-07-30 JP JP63191908A patent/JPH07104401B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0240578A (ja) | 1990-02-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |