JPWO2015129756A1 - 画像生成装置、導電率取得装置、画像生成方法及びプログラム - Google Patents
画像生成装置、導電率取得装置、画像生成方法及びプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2015129756A1 JPWO2015129756A1 JP2016505266A JP2016505266A JPWO2015129756A1 JP WO2015129756 A1 JPWO2015129756 A1 JP WO2015129756A1 JP 2016505266 A JP2016505266 A JP 2016505266A JP 2016505266 A JP2016505266 A JP 2016505266A JP WO2015129756 A1 JPWO2015129756 A1 JP WO2015129756A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- alternating current
- image generation
- measurement object
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
- A61B5/0536—Impedance imaging, e.g. by tomography
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0033—Features or image-related aspects of imaging apparatus classified in A61B5/00, e.g. for MRI, optical tomography or impedance tomography apparatus; arrangements of imaging apparatus in a room
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/06—Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
- A61B5/061—Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body
- A61B5/062—Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body using magnetic field
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/06—Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
- A61B5/061—Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body
- A61B5/063—Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body using impedance measurements
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/06—Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
- A61B5/065—Determining position of the probe employing exclusively positioning means located on or in the probe, e.g. using position sensors arranged on the probe
- A61B5/068—Determining position of the probe employing exclusively positioning means located on or in the probe, e.g. using position sensors arranged on the probe using impedance sensors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0223—Magnetic field sensors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2576/00—Medical imaging apparatus involving image processing or analysis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/0522—Magnetic induction tomography
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Description
本願は、2014年2月25日に出願された特願2014−034335号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
EIT測定は、対象物に微弱電流を流すだけでその断層画像を取得できるので、X線CT(Computed tomography)と比較して、被曝の問題がなく、小型化や長時間測定、リアルタイムの測定が容易であるという利点がある。
[全体構成]
以下、第1の実施形態に係る画像生成装置を、図面を参照して説明する。
図1は、第1の実施形態に係る画像生成装置の概要を示す図である。
図1に示す画像生成装置1は、検知部10と、駆動部11と、本体部(コントローラ)20と、を備え、測定対象者(被検者)Xの断層画像を取得可能である。
図2は、第1の実施形態に係る本体部の機能構成を示す図である。
図2に示すように、本実施形態に係る本体部20は、CPU(Central Processing Unit)200と、RAM(Random Access Memory)210と、HDD(Hard Disk Drive)211と、操作入力部212と、画像表示部213と、外部インターフェイス214と、を備えている。
RAM210は、測定用プログラムに基づいて動作するCPU200のワークエリアとなる記憶領域である。
HDD211は、各種プログラムまたは画像生成部203が生成した断層画像等を記憶する記憶手段である。
操作入力部212は、例えばマウス、キーボード、タッチパネル等から構成され、オペレータによる各種操作の入力を受け付ける。
画像表示部213は、液晶ディスプレイ等であって、オペレータの操作において必要な情報や、取得された断層画像等を表示する。
外部インターフェイス214は、外部装置との通信を行うための通信インターフェイスであり、特に本実施形態においては、専用の通信ケーブルを介して検知部10及び駆動部11に接続される。
なお、図2に示すように、CPU200、RAM210、HDD211、操作入力部212、画像表示部213、外部インターフェイス214は、システムバス215を介して相互に電気的に接続されている。
次に、測定用プログラムに基づくCPU200の動作によって実現される交流電流入力部201、磁界情報取得部202、画像生成部203及び駆動制御部204について簡単に説明する。
交流電流入力部201は、測定対象物(測定対象者X)から離れた位置に配された複数の電極102(図3に記載)を介して測定対象者Xに交流電流を入力する。
磁界情報取得部202は、測定対象者Xから離れた位置に配された複数の磁気センサ(複数のセンサセル、複数のセンサヘッド)103(図3に記載)を介して、交流電流入力部201により入力された交流電流に基づいて生じた磁界を取得する。
画像生成部203は、磁界情報取得部202が取得した磁界に基づいて測定対象者Xの断層画像を生成する。
駆動制御部204は、駆動部11に対して所定の駆動指示信号を出力し、駆動部11の動作を制御する。
交流電流入力部201、磁界情報取得部202、画像生成部203及び駆動制御部204についてのより具体的な機能については後述する。
図3は、第1の実施形態に係る検知部の構造を示す第1の図である。また、図4は、第1の実施形態に係る検知部の構造を示す第2の図である。
図3には、検知部10の側面の構造を示している。また、図4には、図3における面A−A’の断面構造を模式的に示している。図3、図4に示すように、検知部10は、ベース体(ベースフレーム、環状筐体)101と、電極102と、磁気センサ103と、を備えている。
また、本実施形態において、磁気センサ103は、常温でありながら超高感度な磁気センサである光ポンピング原子磁気センサを用いる。光ポンピング原子磁気センサは、極低温状態を要するSQUID(Superconducting Quantum Interference Device)と同程度の(10−15T(テスラ)オーダー)の磁場を観測することができる。
なお、図示していないが、交流電流入力部201は、交流駆動回路201Aと、複数の電極102のうちの任意の2つの電極102と、を選択して接続可能な切替部を有する。交流電流入力部201は、交流駆動回路201Aと、複数の電極102の各々と、の接続を順次切り替えながら測定者Xに交流電流を流す処理を行う。
このように、交流電流入力部201は、測定対象者Xの特定の断層面を囲う複数の位置に配された電極102を介して交流電流を入力する。
このように、磁界情報取得部202は、電極102が囲う測定対象者Xの特定の断層面と同一の断層面の周囲に配された磁気センサ103を介して、当該特定の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度を示す磁界強度情報を取得する。
図5は、第1の実施形態に係る電極及び磁気センサの機能を説明する図である。
交流電流入力部201が交流駆動回路201Aを制御して、ある隣接する一対の電極102の間に交流電流を流す場合を考える。交流電流の周波数が数MHzオーダーの場合、図5に示すように、隣接する電極102間において、空中に円弧状に広がるように交流電流が発生する。これにより、測定対象物Xの内部にも交流電流(交流電流I1、I2等)が入力される。測定対象物Xに入力される交流電流I1、I2等は、それぞれ、測定対象者Xの内部を伝わる経路に応じた値となる。
以上のように、ある電極102間に生じる交流電流は、測定対象物Xの内部における電気インピーダンスの分布に応じた電流値となる。
後述する画像生成部203は、ここで磁界情報取得部202が取得した各磁気センサ103が検知した磁界Hの強度情報に基づいて、主に、電極102、磁気センサ103と同一面内に存在する断層面S(測定対象者Xの面A−A’(図3)についての断層面)の断層画像を生成する。
図6は、第1の実施形態に係るCPUの処理フローを示すフローチャート図である。
以下、本実施形態に係る画像生成装置1の測定手続において、CPU200が実行する処理フローを、図6を参照しながら順を追って説明する。
まず、操作入力部212を介してオペレータから測定開始の入力操作を受け付けると、交流電流入力部201は、隣接する一対の電極102を選択し、交流駆動回路201A(図4)に接続する(ステップS10)。次に、交流電流入力部201は、交流駆動回路201Aに予め定められた制御信号を入力し、設定された周波数及び出力強度の交流電流を、選択された電極102間に発生させる(ステップS11)。これにより、測定対象者Xの内部に所定の強度の交流電流(交流電流I1、I2等(図5))が入力される。
磁界情報取得部202は、交流電流の入力中に、全ての磁気センサ(センサセル、センサヘッド)103から並列して入力される各検知信号(センサからの出力信号)を受け付けて、各位置における磁界強度を示す磁界強度情報を取得する(ステップS12)。これにより、磁界情報取得部202は、磁気センサ103が配された各位置における、交流電流入力部201により入力された交流電流に基づいて生じた磁界の強度を取得する。磁界情報取得部202は、取得した磁界強度情報を記憶領域(RAM210、HDD211等)に、一時的に記憶する。
projection method)を用いて断層画像を生成する。
電磁界系の逆問題を解くことは非常に困難であるため、本実施形態では、測定される磁場の変化率と導電率の変化率が比例関係にあることから、上記のEITにおける画像解析手法を利用した。
EITにおいて測定される電極間の電圧Vは、式(4)のように表される。
したがって、電位差Vと磁界強度Hも比例関係にあることから、既知の逆投映法において、「電位差V」についての入力をそのまま「磁界強度H」と置き換えても、同等の断層画像を取得することができる。
ステップS14にて断層画像を生成すると、画像生成部203は、生成した断層画像を画像表示部213に出力する。オペレータは、画像表示部213に表示された断層画像を視認しながら診断を行うことができる。
そして、全ての断層画像を取得していない場合(ステップS15:NO)、駆動制御部204は、駆動部11に所定の指示信号を出力して、検知部10を上下方向に移動させ(ステップS16)。これにより、駆動部11は、検知部10の測定対象者Xに対する相対位置を変更する。
ステップS16にて、検知部10の測定対象者Xに対する相対位置の変更がなされると、交流電流入力部201、磁界情報取得部202及び画像生成部203は、上述したステップS10からステップS14までの処理を繰り返す。これにより、測定対象物Xの異なる断層面についての断層画像をさらに取得することができる。
ステップS16にて、予定されていた全ての断層画像の取得を終えると(ステップS15:YES)、CPU200は、処理を終了する。
上述したように、従来のEIT測定の場合、測定対象者Xの体表面に複数の電極を貼付する作業を必要とする。
一方、本実施形態に係る画像生成装置1は、図3〜図5等を用いて説明したように、測定対象者Xに対し入力する交流電流の出力先となる複数の電極102と、その交流電流を磁界強度として検知する複数の磁気センサ(複数のセンサセル、複数のセンサヘッド)103と、がいずれも測定対象者Xから離れた位置に配されている。複数の電極102及び複数の磁気センサ(複数のセンサセル、複数のセンサヘッド)103が測定対象物Xの表面に対して非直接接触に配される。これにより、測定対象者Xと電極等とが完全に非接触な状態(非直接接触状態)としながら、測定対象者Xの所望の断層面についての断層画像を取得することができる。
これにより、オペレータによる電極の貼付作業の負担を軽減することができるばかりでなく、測定対象者Xに対する身体的な負担をも軽減することができる。「測定対象物Xの表面に対する非直接接触」は、電極102/磁気センサ103と測定対象者の体表面との間に別の物体が介在している状態を含み、例えば、測定対象者が着用している衣服の外面上に電極102/磁気センサ103が配された状態を含む。追加的に及び/又は代替的に、検知部10は、測定対象物(測定対象者)に対して装着タイプとすることができる。例えば、検知部10は、測定対象者が着用可能に形成されたベース体101に、電極102及び磁気センサ103の少なくとも一部が設けられた構成(例えば、バンドタイプ、キャップタイプ、ヘルメットタイプ等)を有することができる。
その点、本実施形態に係る画像生成装置1によれば、電極102と測定対象者Xとの接触面(体表面)が存在しないため、その接触面の状態に応じた誤差要因を排除することができる。
第1の実施形態に係る画像生成装置1においては、磁気センサ103として光ポンピング原子磁気センサを用いている。これにより、数kHz〜数MHzオーダーで発振する磁界であっても、その磁界強度を常温で精度よく検知することができる。すなわち、SQUIDのように極低温で使用するために必要な構成を全て排することができるので、磁気センサ103の個体のサイズを小型化することができる。この場合、図7に示すように、電極102の配列とは無関係に、その個体のサイズに応じた制約の範囲内で、配置可能な限りの個数の磁気センサ103を配置するようにしてもよい。
具体的には、ベース体101の周方向に沿って配される磁気センサ103の個数は、当該磁気センサ103単体の幅方向の長さD[m]及びベース体101の円周R[m]のみに基づいて決定されるもの(例えば、個数=R÷D)であってもよい。
なお、この場合は、第1の実施形態と同様に、電極102が非磁性材料で形成されていてもよい。
また、第1の実施形態に係るCPU200(交流電流入力部201)は、互いに隣接する電極102の対を順次選択しながら交流電流を入力するものとして説明した(ステップS10〜ステップS11(図6))。しかしながら、他の実施形態に係る交流電流入力部201は、さらに、隣接する電極102の対以外の組み合わせも含めて、交流電流を入力してもよい。例えば、交流電流入力部201は、一の電極102と、当該一の電極102に対向する位置に存在する他の電極102と、を選択して、各電極102間において交流電流を出力してもよい。
また、互いに隣接する電極102の対、または、対向する電極102の対のみならず、他の任意の2つの電極102の対の組み合わせによって交流電流を入力してもよい。
次に、第2の実施形態に係る画像生成装置1について説明する。
図9は、第2の実施形態に係る検知部の構造を示す図である。
第1の実施形態に係る画像生成装置1は、環状に形成された検知部10が直立する測定対象者Xを囲うとともに、駆動部11の動作に応じて鉛直方向に移動しながら測定対象者Xの複数の断層画像を取得する態様として説明した。
本実施形態に係る画像生成装置1の検知部10は、図9に示すように、全体的に鉛直方向に延伸して筒状に形成される。そして、筒状に形成された検知部10の内部に測定対象者Xの全身が収まる態様となっている。
また、本実施形態に係る磁界情報取得部202は、面A1−A1’に属する磁気センサ103と、面A2−A2’に属する磁気センサ103と、・・・の全てから同時に磁界強度情報を取得可能とする。つまり、磁界情報取得部202は、測定対象者Xの一の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度と同時に、当該一の断層面とは異なる他の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度を取得可能とする。
これにより、本実施形態に係る画像生成装置1は、面A1−A1’、A2−A2’、・・・のそれぞれに属する磁気センサ103を介して取得される各磁界強度情報に基づいて、面A1−A1’、面A2−A2’、・・・の各々に属する測定対象者Xの断層面Sについての断層画像を同時に取得することができる。
上述の第1の実施形態及び第2の実施形態に係る画像生成装置1は、同一面に存在する複数の電極102と複数の磁気センサ103とによって取得される磁界強度情報に基づいて、当該同一面に属する測定対象者Xの断層面を取得するものとして説明した。
しかし、この場合、図10に示すように、電極102間に生じる交流電流は、実際には、当該電極102が属する面A1−A1’を流れる交流電流成分I1の他、他の面A2−A2’や面A3−A3’を流れる交流電流成分I2、I3を含んでいる。つまり、電極102間に流れる交流電流は、実際には、鉛直方向へ広がった成分(交流電流I2、I3等)を有している。そうすると、面A1−A1’に属する磁気センサ103が検知した磁界強度に基づいて生成された断層画像は、面A1−A1’に属する断層面についての情報のみならず、他の断層面(面A2−A2’、A3−A3’等)についての情報が混じったものとなる。したがって、鉛直方向への広がる交流電流成分により、生成される断層画像は、他の断層面の情報を含んでぼやけたものとなってしまう。
例えば、図10に示すように、磁界情報取得部202は、面A1−A1’に属する電極102間に流す交流電流に基づいて生じた磁界を、当該面A1−A1’に属する磁気センサ103とともに、面A2−A2’、A3−A3’に属する磁気センサ103を介して取得する。
このようにすることで、所望する断層面以外の断層面を流れる交流電流成分(交流電流成分I2、I3等)に基づいて取得される情報を除外することができるので、より精度の高い断層画像を取得することができる。
具体的には、当該他の実施形態に係る交流電流入力部201は、交流駆動回路201Aに対し、交流電流の周波数を指定する周波数指定信号を出力する。そして、交流駆動回路201Aは、受け付けた周波数指定信号に応じた周波数の交流電流を出力する。
例えば、交流電流入力部201は、まず、図6に示す処理フローの開始時に一つの周波数を選択する。次いで、CPU200は、ステップS10〜ステップS14の処理を実施して断層画像を取得する。その後、交流電流入力部201が交流電流を他の周波数に切り替える。このように、CPU200は、ステップS10〜ステップS14の処理を交流電流の周波数を切り替えながら繰り返し実施する。画像生成部203は、各周波数によって生じた磁界の強度に基づいて、異なる周波数ごとに複数の断層画像を生成する。
具体的には、当該導電率演算部は、周波数ごとに生成された複数の断層画像のうち同一の画素に対応する箇所の導電率を抽出し、当該画素ごとに、導電率の周波数特性を取得する。導電率演算部は、導電率の周波数特性に基づいて、当該画素に対応する導電率の実数成分(レジスタンス、コンダクタンス)及び虚数成分(リアクタンス、サセプタンス)を算出する。このようにすることで、断層面における導電率分布を実数成分及び虚数成分に分けて把握することができるので、より詳細な断層画像を取得することができる。
図11(a)のように、離間された2電極間に非接触で生体(本実験では“拳”)を挿入した場合を考える。
図11(b)に示すグラフは、2電極間に生体が存在する場合と、生体が存在しない場合における2電極間のインピーダンスを比較したものである。図11(b)によれば、計測に用いる周波数が数kHz〜数MHz程度の場合、生体の有無の差異が明確に表れる。したがって、生体の断層画像の取得に用いる周波数は、数kHz〜数MHzとするのが好ましい。また、周波数1000kHz未満の領域では、インピーダンスそのものが非常に高くなり、生体に流れる電流が微弱となるため、高精度な計測は困難となる場合がある。したがって、生体の断層画像生成に用いる周波数は、1MHz前後とするのがより好ましい。この場合、磁気センサ103として「光ポンピング原子磁気センサ」を用いることで、当該1MHz前後の磁界強度を高精度で検出することができる。
上述の各実施形態に係る画像生成装置1は、例えば、図4に示すように、環状に形成された検知部10の内側に断層画像を取得する測定対象者Xが配されているが、他の実施形態に係る画像生成装置1においてはこの態様に限定されない。
例えば、第1の実施形態の変形例として、磁界情報取得部202は、測定対象者Xの特定の断層面に周囲を囲われる複数の位置における磁界の強度を取得するものとしてもよい。より具体的に説明すると、当該変形例に係る検知部10は、例えば、図4に示す態様のまま小型化されて、内視鏡やカテーテル等の先端に取り付けられる。そして、検知部10は、内視鏡と共に測定対象者Xの体内に挿入される。この場合、画像生成装置1は、挿入された体内における特定の断層面に周囲を囲われた検知部10を介して、その断層画像を取得する。
ここで例えば、図5において、隣接する電極102間を流れる交流電流のうちベース体101の内側を巡るもののみを交流電流I1〜I3として表記しているが、実際には、ベース体101の外側を巡る交流電流も存在する。したがって、電極102間を流れる交流電流は、ベース体101の外側に配される断層面の導電率分布に応じても変化する。したがって、画像生成部203が磁気センサ103の各々から検出される磁界強度を用いて画像の再構成処理を実施することで、検知部10の周囲を囲う断層面の断層画像を取得することができる。
以上のような変形例に係る画像生成装置1によれば、測定対象者Xの体内から非接触に交流電流の通電及び磁界強度の計測を行うので、測定対象者Xの体内における局所的な断層面を精密に評価することができる。
図12は、第1の実施形態の変形例に係る導電率取得装置の機能を説明する図である。
本変形例に係る導電率取得装置1Aは、図12(a)、(b)に示すような検知部10を備えている。一例において、具体的には、図12(a)、(b)に示すように、検知部10は、ベース体(筒状筐体)101Aの両端付近に取り付けられた一対の電極102と、当該一対の電極102の間に配された磁気センサ103と、を備えている。
一対の電極102は、それぞれ、ベース体101Aの周方向の全周に沿って環状に形成されている。このように形成されることで、一対の電極102間を流れる交流電流Iは、ベース体101Aの遠心方向の全方位において、空中に円弧状に広がる経路を巡る(図12(a)、(b)を参照)。
一対の電極102は、交流電流入力部201及び交流駆動回路201A(図12には図示せず)に接続されている。また、磁気センサ103は、磁界情報取得部202(図12には図示せず)に接続されている。なお、交流電流入力部201、交流駆動回路201A、磁界情報取得部202については、上述の各実施形態と同一の機能のため説明を省略する。ただし、交流電流入力部201は、交流電流の周波数を指定する周波数指定信号を出力する機能を有するのが好ましい。
また、本変形例に係る導電率取得装置1Aは、画像生成部203の代わりに、磁界情報取得部202が取得した磁界の強度に基づいて、磁気センサ103が配された周辺における測定対象者Xの導電率を取得する導電率取得部(図示せず)を備えている。
体内X’の導電率が高い場合、体内X’を流れようとする交流電流Iが増すため、一対の電極102間を流れる交流電流Iは、図12(a)に示すように、ベース体101Aの延伸軸に対する半径方向に広がった経路を巡る。これにより、交流電流Iによって生じる磁界Hが全体的に磁気センサ103から遠ざかるため、磁気センサ103に検出される磁界強度は相対的に減少する。一方、体内X’の導電率が低い場合、体内X’を流れようとする交流電流Iが減少するため、一対の電極102間を流れる交流電流Iは、図12(b)に示すように、ベース体101Aの延伸軸に対する半径方向に狭まった経路を巡る。これにより、交流電流Iによって生じる磁界Hが全体的に磁気センサ103に近づくため、磁気センサ103に検出される磁界強度は相対的に増加する。
このようにして、磁界情報取得部202は、体内X’の導電率に応じた磁界強度を取得する。なお、磁界情報取得部202は、交流電流入力部201の周波数制御に基づき、異なる周波数ごとの複数の磁界強度を検出してもよい。
一方、本変形例に係る導電率取得装置1Aによれば、検知部10の周辺における体内X’の状態を、その箇所における導電率に基づいて評価する。このようにすることで、オペレータは、観察面の見た目に現れない症状であっても、その箇所における導電率の相違により把握することができる。例えば、ガン化した細胞が見た目に現れない箇所に存在していた場合であっても、本実施形態に係る導電率取得装置1Aによれば、ガン化した細胞と正常な細胞との導電率の相違により、当該ガン化した細胞を発見することができる。
また、本変形例に係る導電率取得装置1Aは、検知部10(電極102及び磁気センサ103)をいずれも体内の内壁面から離れた位置に配した状態で導電率を取得可能としているため、体内における導電率を容易に取得することができ、測定対象者の負担の軽減にも寄与する。
また、本変形例に係る検知部10は、一対の電極102と一つの磁気センサ103のみを有する構成としているため、上述の各実施形態に係る画像生成装置1と比較して検知部10の構成を簡素化となり、装置の小型化及び低価格化を促進させることができる。
また、導電率取得装置1Aは、ベース体(筒状筐体)101Aの周方向の全周を巡るように(ベース体101Aの周方向に連続的に延在するように)環状に形成されるものに限定されない。代替的に、導電率取得装置1Aは、例えば、ベース体101Aの周方向のうち一部のみを巡るように(ベース体101Aの周方向に部分的に延在するように)形成されたものであってもよい。また、導電率取得装置1Aにおいて、電極102は環状に限定されない。代替的に、電極102が、板状などの他の形状に形成されていてもよい。この場合、2つの電極102の板面の向く方位は、ベース体101Aの延伸軸方向と垂直な方向、即ち、ベース体101Aの遠心方向の何れかの方位(かつ、互いに同一の方位)を向くように配される。そうすると、ベース体101Aの周方向のうち一部の範囲において特に強い交流電流が空中に放射される。このようにすることで、オペレータは、ベース体101Aの周方向の向きを所望に操作することで、ベース体101Aの周囲を囲う体内X’のうち所望する一部の領域のみの導電率分布を取得することができる。
同様に、導電率取得装置1Aは、電極102が配される付近にシールド電極やガード電極が取り付けられることで、交流電流の方向、密度等が調整されてもよい。
また、上述の各変形例においては、「測定対象物(測定対象者X)から離れた位置」とは、「測定対象者Xの体内において、その内壁面から離れた位置」、「測定対象者Xの体内において、その内壁面との間にギャップを有する位置」、「測定対象者Xの体内において、内表面に対して非直接接触に配された位置」、の意味を含むものとする。
1A 導電率取得装置
10 検知部
101 ベース体(環状筐体)
101A ベース体(筒状筐体)
102 電極
103 磁気センサ(センサセル、センサヘッド)
106 位置情報センサ
11 駆動部
20 本体部
200 CPU
201 交流電流入力部
201A 交流駆動回路
202 磁界情報取得部
203 画像生成部
204 駆動制御部
205 位置情報取得部
210 RAM
211 HDD
212 操作入力部
213 画像表示部
214 外部インターフェイス
215 システムバス
Claims (20)
- 複数の電極と、
複数のセンサセルと、
前記複数の電極を介して供給された交流電流で生じた磁界の強度に基づいて測定対象物の断層画像を提供するコントローラであり、前記複数のセンサセルを介して前記磁界の強度が取得される、前記コントローラと、
を備える、ことを特徴とする画像生成装置。 - 前記複数の電極及び前記複数のセンサセルの少なくとも一部が前記測定対象物の表面に対して非直接接触に配された状態で前記複数のセンサセルを介して前記磁界の強度が取得される、ことを特徴とする請求項1に記載の画像生成装置。
- 前記複数のセンサセルの各々は、光ポンピング原子磁気センサ、又は磁気インピーダンス素子センサの一部である、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像生成装置。
- ベース体であり、前記ベース体の動きに応じて前記複数の電極及び前記複数のセンサセルの少なくとも一部が動くように前記複数の電極及び前記複数のセンサセルの少なくとも一部が設けられた、前記ベース体、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の画像生成装置。 - 前記複数のセンサセルは、少なくとも1つが前記測定対象物に対する距離を独立して変化自在であるように、配される、
ことを特徴とする請求項1から請求項4の何れか一項に記載の画像生成装置。 - 前記複数のセンサセルの少なくとも1つの、(a)基準点に対する位置、(b)前記測定対象物に対する距離、及び(c)前記測定対象物に対する相対的な位置関係、の少なくとも1つを検出可能な位置情報センサをさらに備え、
前記コントローラは、前記位置情報センサからの出力と、前記複数のセンサセルからの出力とに基づいて、前記磁界の強度を算出する、
ことを特徴とする請求項1から請求項5の何れか一項に記載の画像生成装置。 - 測定対象物から離れた位置に配された電極を介して当該測定対象物に交流電流を入力する交流電流入力部と、
前記測定対象物から離れた位置に配された磁気センサを介して、前記交流電流入力部により入力された交流電流に基づいて生じた磁界の強度を取得する磁界情報取得部と、
前記磁界情報取得部が取得した磁界の強度に基づいて前記測定対象物の断層画像を生成する画像生成部と、
を備えることを特徴とする画像生成装置。 - 前記磁界情報取得部は、
少なくとも、前記測定対象物の特定の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度を取得する
ことを特徴とする請求項7に記載の画像生成装置。 - 前記交流電流入力部は、
前記測定対象物の特定の断層面を囲う複数の位置に配された電極を介して前記交流電流を入力する
ことを特徴とする請求項7または請求項8に記載の画像生成装置。 - 前記磁界情報取得部は、
前記特定の断層面と同一の断層面の周囲に配された前記磁気センサを介して、前記交流電流入力部により入力された交流電流に基づいて生じた磁界の強度を取得する
ことを特徴とする請求項9に記載の画像生成装置。 - 前記磁界情報取得部は、
前記測定対象物の一の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度と同時に、前記一の断層面とは異なる他の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度を取得する
ことを特徴とする請求項7から請求項10の何れか一項に記載の画像生成装置。 - 前記画像生成部は、
前記一の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度に基づいて生成した第1の中間画像と、前記他の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度に基づいて生成した第2の中間画像と、を組み合わせて、前記一の断層面が表された断層画像を生成する
ことを特徴とする請求項11に記載の画像生成装置。 - 前記交流電流入力部は、
前記電極として、非磁性材料を用いる
ことを特徴とする請求項7から請求項12の何れか一項に記載の画像生成装置。 - 前記磁界情報取得部は、
前記磁気センサとして、光ポンピング原子磁気センサを用いる
ことを特徴とする請求項7から請求項13の何れか一項に記載の画像生成装置。 - 前記交流電流入力部は、
少なくとも、前記測定対象物の特定の断層面に周囲を囲われた複数の位置に配された電極を介して前記交流電流を入力する
ことを特徴とする請求項7から請求項14の何れか一項に記載の画像生成装置。 - 複数の電極を介して測定対象物に交流電流を供給することと、
前記交流電流で生じた磁界の強度を複数のセンサセルを介して取得することと、
前記取得した磁界の強度を用いて前記測定対象物の断層画像を生成することと、
を含む、
ことを特徴とする画像生成方法。 - 測定対象物から離れた位置に配された電極を介して当該測定対象物に交流電流を入力し、
前記測定対象物から離れた位置に配された磁気センサを介して、前記入力された交流電流に基づいて生じた磁界の強度を取得し、
前記取得した磁界の強度を用いて前記測定対象物の断層画像を生成する
ことを特徴とする画像生成方法。 - 画像生成装置のコンピュータを、
測定対象物から離れた位置に配された電極を介して当該測定対象物に交流電流を入力する交流電流入力手段、
前記測定対象物から離れた位置に配された磁気センサを介して、前記交流電流入力手段により入力された交流電流に基づいて生じた磁界の強度を取得する磁界情報取得手段、
前記磁界情報取得手段が取得した磁界の強度に基づいて前記測定対象物の断層画像を生成する画像生成手段、
として機能させるプログラム。 - 測定対象物から離れた位置に配された電極を介して当該測定対象物に交流電流を入力する交流電流入力部と、
前記測定対象物から離れた位置に配された磁気センサを介して、前記交流電流入力部により入力された交流電流に基づいて生じた磁界の強度を取得する磁界情報取得部と、
前記磁界情報取得部が取得した磁界の強度に基づいて、前記測定対象物の、前記磁気センサが配された周辺における導電率を取得する導電率取得部と、
を備えることを特徴とする導電率取得装置。 - 電極と、
磁気センサと、
前記電極を介して供給された交流電流で生じた磁界の強度に基づいて測定対象物の断層画像を提供するコントローラであり、前記電極及び前記磁気センサの少なくとも一部が前記測定対象物の表面に対して非直接接触に配された状態で前記磁気センサを介して前記磁界の強度が取得される、前記コントローラと、
を備えることを特徴とする画像生成装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014034335 | 2014-02-25 | ||
JP2014034335 | 2014-02-25 | ||
PCT/JP2015/055433 WO2015129756A1 (ja) | 2014-02-25 | 2015-02-25 | 画像生成装置、導電率取得装置、画像生成方法及びプログラム |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019153863A Division JP6860229B2 (ja) | 2014-02-25 | 2019-08-26 | 導電率取得装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2015129756A1 true JPWO2015129756A1 (ja) | 2017-03-30 |
JP6583829B2 JP6583829B2 (ja) | 2019-10-02 |
Family
ID=54009071
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016505266A Active JP6583829B2 (ja) | 2014-02-25 | 2015-02-25 | 画像生成装置 |
JP2019153863A Active JP6860229B2 (ja) | 2014-02-25 | 2019-08-26 | 導電率取得装置 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019153863A Active JP6860229B2 (ja) | 2014-02-25 | 2019-08-26 | 導電率取得装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11534076B2 (ja) |
EP (2) | EP3785624A1 (ja) |
JP (2) | JP6583829B2 (ja) |
WO (1) | WO2015129756A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015129756A1 (ja) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 学校法人北里研究所 | 画像生成装置、導電率取得装置、画像生成方法及びプログラム |
US10352887B1 (en) * | 2016-06-22 | 2019-07-16 | Ronald W. Parker | Conductivity measurement methods and systesms |
US11134877B2 (en) * | 2017-08-09 | 2021-10-05 | Genetesis, Inc. | Biomagnetic detection |
DE102018008545A1 (de) * | 2018-11-01 | 2020-05-07 | Drägerwerk AG & Co. KGaA | Vorrichtung und Verfahren zur Elektro-lmpedanz-Tomographie (EIT) mit Ermittlung einer Herzregion |
EP3646782A1 (en) | 2018-11-02 | 2020-05-06 | Ricoh Company, Ltd. | Biomagnetic-field measurement apparatus, biomagnetic-field measurement method, and magnetic shield box |
US11585869B2 (en) | 2019-02-08 | 2023-02-21 | Genetesis, Inc. | Biomagnetic field sensor systems and methods for diagnostic evaluation of cardiac conditions |
JP7204908B2 (ja) * | 2019-05-31 | 2023-01-16 | 旭化成株式会社 | 計測装置、計測方法、およびプログラム |
JP2022006490A (ja) | 2020-06-24 | 2022-01-13 | 朝日インテック株式会社 | 医療システム、および、画像生成方法 |
CN116490125A (zh) * | 2020-11-11 | 2023-07-25 | 朝日英达科株式会社 | 测定装置以及测定方法 |
CN112450910B (zh) * | 2020-12-04 | 2023-07-14 | 桂林电子科技大学 | 一种电阻抗断层成像的边界测量装置及方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06225860A (ja) * | 1992-12-22 | 1994-08-16 | Siemens Ag | 生体の内部の電気的インピーダンスの空間的分布の非破壊的測定装置 |
JP2006508734A (ja) * | 2002-12-03 | 2006-03-16 | アイデックス・エーエスエー | 複素インピーダンスの4点測定による生きている指の検出 |
JP2009125396A (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-11 | Hitachi Ltd | 磁気検出コイルおよび磁場計測装置 |
Family Cites Families (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2191285A1 (en) * | 1996-11-26 | 1998-05-26 | Philip Maurice Church | Electrode arrangement for electrical impedance tomography system |
JP4193382B2 (ja) | 2001-07-19 | 2008-12-10 | 株式会社日立製作所 | 磁場計測装置 |
US7998080B2 (en) * | 2002-01-15 | 2011-08-16 | Orsan Medical Technologies Ltd. | Method for monitoring blood flow to brain |
WO2004026136A1 (en) * | 2002-09-17 | 2004-04-01 | Beth Israel Deaconess Medical Center, Inc. | Radio frequency impedance mapping |
EP1562471A4 (en) * | 2002-10-17 | 2009-03-25 | Gen Hospital Corp | SYSTEM FOR DETECTING ANOMALIES AND INCOHERENCES IN A BODY AND TECHNIQUE THEREFOR |
CA2480430C (en) * | 2003-09-04 | 2013-11-05 | Adrian Nachman | Current density impedance imaging (cdii) |
US7514921B2 (en) * | 2003-11-25 | 2009-04-07 | University-Industry Cooperation Group Of Kyunghee University | System and method for visualizing conductive and current density distribution in object |
US9820658B2 (en) * | 2006-06-30 | 2017-11-21 | Bao Q. Tran | Systems and methods for providing interoperability among healthcare devices |
US9060705B2 (en) | 2005-12-20 | 2015-06-23 | Autopoiese Participacoes, Ltda | Electrode assembly for electrical impedance tomography |
CN101341424B (zh) * | 2005-12-22 | 2012-07-18 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 磁感应断层成像系统和方法 |
ATE513508T1 (de) | 2007-04-24 | 2011-07-15 | Koninkl Philips Electronics Nv | Sensoranordnung und verfahren zur überwachung physiologischer parameter |
US8030938B2 (en) | 2008-03-26 | 2011-10-04 | Baker Hughes Incorporated | Apparatus and method for imaging subsurface materials using a pad having a plurality of electrode sets |
US8538509B2 (en) | 2008-04-02 | 2013-09-17 | Rhythmia Medical, Inc. | Intracardiac tracking system |
GB2462243A (en) * | 2008-05-28 | 2010-02-03 | Ugcs | Magnetic induction tomography with two reference signals |
GB0907806D0 (en) * | 2009-05-06 | 2009-06-17 | Neurophysix Telemed Ltd | Impedance Tomography Apparatus |
GB0920388D0 (en) * | 2009-11-20 | 2010-01-06 | Wzvi Ltd | Electrical impedance detection and ultrasound scanning of body tissue |
US9579038B2 (en) * | 2010-03-16 | 2017-02-28 | Swisstom Ag | Electrode for a scanning electrical impedance tomography device and a scanning electrical impedance tomography device |
US8844648B2 (en) * | 2010-06-22 | 2014-09-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | System and method for EM ranging in oil-based mud |
GB2481506B (en) | 2010-06-22 | 2012-09-12 | Halliburton Energy Serv Inc | Systems and methods for EM ranging in oil-based mud |
US10820827B2 (en) | 2010-10-15 | 2020-11-03 | Fresenius Medical Care Holdings, Inc. | Dry weight predictor |
DE102011018505B4 (de) | 2011-04-23 | 2021-06-24 | Drägerwerk AG & Co. KGaA | Vorrichtung zur Elektroimpedanztomographie |
JP5726662B2 (ja) | 2011-07-22 | 2015-06-03 | 学校法人上智学院 | 血液インピーダンス計測装置、人工透析装置及び血液のインピーダンスを計測する装置の作動方法 |
US10031009B2 (en) * | 2011-08-23 | 2018-07-24 | Cidra Corporate Services, Inc. | Flow profiling techniques based on modulated magnetic-electrical impedance tomography |
JP2013124873A (ja) * | 2011-12-13 | 2013-06-24 | Seiko Epson Corp | 磁場測定装置及びセルアレイ |
JP2014034335A (ja) | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Mitsubishi Motors Corp | 車両の充放電制御装置 |
WO2014031985A1 (en) * | 2012-08-24 | 2014-02-27 | The Trustees Of Dartmouth College | Method and apparatus for magnetic susceptibility tomography, magnetoencephalography, and taggant or contrast agent detection |
GB2514114A (en) * | 2013-05-13 | 2014-11-19 | Univ Bath | Apparatus and method for measuring electromagnetic properties |
US20160143540A1 (en) * | 2013-07-17 | 2016-05-26 | Nevzat Guneri Gencer | Multifrequency electrical impedance imaging using lorentz fields |
WO2015129756A1 (ja) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 学校法人北里研究所 | 画像生成装置、導電率取得装置、画像生成方法及びプログラム |
-
2015
- 2015-02-25 WO PCT/JP2015/055433 patent/WO2015129756A1/ja active Application Filing
- 2015-02-25 EP EP20181100.7A patent/EP3785624A1/en active Pending
- 2015-02-25 JP JP2016505266A patent/JP6583829B2/ja active Active
- 2015-02-25 EP EP15754467.7A patent/EP3111837B1/en active Active
- 2015-02-25 US US15/121,116 patent/US11534076B2/en active Active
-
2019
- 2019-08-26 JP JP2019153863A patent/JP6860229B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06225860A (ja) * | 1992-12-22 | 1994-08-16 | Siemens Ag | 生体の内部の電気的インピーダンスの空間的分布の非破壊的測定装置 |
JP2006508734A (ja) * | 2002-12-03 | 2006-03-16 | アイデックス・エーエスエー | 複素インピーダンスの4点測定による生きている指の検出 |
JP2009125396A (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-11 | Hitachi Ltd | 磁気検出コイルおよび磁場計測装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3111837A1 (en) | 2017-01-04 |
JP6583829B2 (ja) | 2019-10-02 |
EP3111837A4 (en) | 2017-11-08 |
EP3785624A1 (en) | 2021-03-03 |
JP6860229B2 (ja) | 2021-04-14 |
WO2015129756A1 (ja) | 2015-09-03 |
JP2020000894A (ja) | 2020-01-09 |
US11534076B2 (en) | 2022-12-27 |
EP3111837B1 (en) | 2020-10-28 |
US20170071499A1 (en) | 2017-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6583829B2 (ja) | 画像生成装置 | |
US9903837B2 (en) | Removal of background in MPI | |
JP6574480B2 (ja) | 空間分解金属検出器 | |
US8494620B2 (en) | Electrocardiograph for magnetic resonance imaging and electrode patch for same | |
US20220206098A1 (en) | Multi-channel pilot tone motion detection | |
JP5837268B2 (ja) | Mpiにおける動的バックグラウンド補正 | |
US10168408B2 (en) | MPI apparatus with fast field of view motion | |
US20200046300A1 (en) | Cardiac motion signal derived from optical images | |
JP5642184B2 (ja) | Mpiを用いた非侵襲的心臓内心電図検査法のための装置及びその作動方法 | |
CN112515679A (zh) | 无屏蔽式心磁图设备 | |
US11191506B2 (en) | Diagnosis support system, diagnosis support apparatus, and recording medium | |
JP6037424B2 (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 | |
JP2018011952A (ja) | 診断支援システム、診断支援装置及び診断支援プログラム | |
JP2022533177A (ja) | 統合されたx線システムとパイロットトーンシステム | |
JP2013165755A (ja) | 医用画像診断装置 | |
JP2018108307A (ja) | 医用画像診断装置 | |
JP6945338B2 (ja) | 医用画像診断装置及び磁気共鳴イメージング装置 | |
JP2017221273A (ja) | 画像処理装置及び磁気共鳴イメージング装置 | |
JP2005253706A (ja) | 手術ナビゲーション装置を備えた磁気共鳴イメージング装置 | |
JP2020092981A (ja) | 磁場シールドボックス、生体磁場計測装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180214 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181030 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190104 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190625 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20190724 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190826 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6583829 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |