JPH04109932A

JPH04109932A - 生体磁気計測装置

Info

Publication number: JPH04109932A
Application number: JP2231602A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Okuyama; 美弘奥山
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1990-08-31
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1992-04-10

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、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
ｕｍ　　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ている。この５ＱＵＩ　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ＳＱＵＩＤ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、Ｍ
ＲＩ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画像などの上に表示する
。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ＳＱＵ　
ＩＤセンサをあてて、どの位１・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、従来ではたとえば生体の保持装置とＳＱＵＩ
Ｄセンサの保持装置の両方に位置・方向検出機構を持た
せることなどが考えられている（特開平２−１１６７６
７号公報）。また、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ことも考
えられている（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ＳＱＵＩＤセンサコイル
の位１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、従来の場合は、いずれも正確な位置関係
の計測が困難であるという問題がある。すなわち、生体保持装置とＳＱＵＩＤセンサ保持装置の
両方に位置・方向検出機構を持たせる場合、生体は生体
保持装置に正確な位置関係で保持されているわけではな
く、生体保持装置の位１・方向を検出しても、からなず
しも生体自体の位置・方向は正確には分からないからで
ある。また、この場合、生体保持装置とＳＱＵＩＤセン
サ保持装置の両方に位置・方向検出機構を持たせたので
、大がかりな機構が必要となり、簡便でなく、コストも
かかるという問題もある。さらに、３次元座標計測装置を用いる場合は、磁場発生
器から発生される３次元磁界の中に受信器を置いて、そ
の３次元磁界中での受信器の３次元的な位１を入力する
ので、これを用いる場合、受信器で生体及びデユワ−の
特定位置を触針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。つまり、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１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、腋
な、たとえ正確な位置計測ができたとしても、その後被
検者を静止状態に拘束することは難しいため、結局、磁
気測定時の正確な位置関係を測定できないことになる。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て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、ＳＱＵＩＤセンサと、このＳＱＵＩ
Ｄセンサを収納するデユワ−と、該デユワ−に取り付け
られた、ＳＱＵＩＤセンサ位置に関連した指標点、及び
生体の指標点を含むデユワ−及び生体のステレオ画像か
ら生体及びＳＱＵＩＤセンサの相対位置関係を検出する
装置とが備えられている。

【作　　用】

生体と、それに当てられているデユワ−とのステレオ画
像を入力する。デユワ−にはその内部の５ＱＬＪ　Ｉ　
Ｄセンサ位置に関連した指標点が設けられており、また
、生体にも指標点が設けられている。そこで、これらの
画像を画像処理することにより、それら指標点を指標と
して、生体とＳＱＵＩＤセンサとの相対位置関係を検出
することができる。この画像入力を継続して行うことにより、生体が動いた
としても、その動きを直ちに検出することができ、その
動いた後の生体とＳＱＵＩＤセンサとの相対位置関係を
正確に求めることができる。そのため、被検者を拘束して静止させておくことが不要
でありながら、生体と５ＱＵｒＤセンサとの相対位置関
係を正確に求めることができる。さらに、生体に対して触針することも必要なくなり、非
接触で位置関係の測定ができる。また、大がかりなｔｉ
構が不要で、構成が簡単であり、コスト的も有利となる
。

【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。この実施例では全体としては第３図に
示すようなシステム構成となっており、その生体・ＳＱ
ＵＩＤセンサ相対位置検出装置４は第１図に詳しく示さ
れる通りである。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。この磁気計測時の計測方向
・位置が生体・ＳＱＵＩＤセンサ相対位置検出装置４に
よって検出され、その位置関係の検出データがコンピュ
ータ３に取り込まれる。つぎに上記の生体・ＳＱＵ　Ｉ　Ｄセンサ相対位置検出
袋Ｗ４につき、具体的な第１図と、処理の流れを示す第
２図とを参照しながらさらに詳しく説明する。第１図に
示すように、生体・５ＱｔＪＩＤセンサ相対位置検出装
置４は２台のビデオカメラ４１．４２と、画像処理用コ
ンピュータ４３とにより構成される。２台のビデオカメ
ラ４１，４２は互いに離れた所定の位置関係に配置され
ており、２方向からの画像入力を行うことにより、いわ
ゆるステレオ撮影を行うことになる。そのため、この２
方向からの画像を、画像処理用コンピュータ４３で処理
することにより、三角測量法に基づいて、３次元的な位
置関係を測定することができる。このような位置検出装置４としてはたとえば株式会社エ
ムチック製「Ｇ５３０００」などを使用する。二とがで
きる。このビデオカメラ４１．４２による画像入力を行う前に
、被検者８及びデユワ−１１に基準マーク８１．１２を
それぞれ設けておく、そして、第２図に示すように、ま
ず基準マーク８１を含む被検者８の画像を入力し、その
基準マーク８１を指標として被検者８の頭部の基準位置
・姿勢を検出する。これにより被検者８に関する基準座
標系を定める。つぎに、デユワ−１１を被検者８の頭部に当てて測定位
置に置く。このときデユワ−１１の側面にはその内部の
ＳＱＵＩＤセンサ１の位置に関連した位置に基準マーク
１２が付けられている。この状態で被検者８及びデユワ
−１１の画像入力を行う。そして、画像処理によってデ
ユワ−１１の位置・姿勢を検出するとともに、基準マー
ク１２を指標としてＳＱＵ　Ｉ　Ｄセンサ１の位置・姿
勢を検出する。このＳＱＵＩＤセンサ１の位置・姿勢は
上記の基準座標系に変換される。さらに、ビデオカメラ４１．４２で被検者８の画像入力
を続け、被検者８が動いた場合、その被検者８の位置・
姿勢を再度求め、上記の基準座標系に変換する。被検者８の頭部に対する生体磁気計測は、この直後に行
われる。このときのデユワ−１１つまりＳＱＵＩＤセン
サ１の位置・姿勢は上記基準座標系で求められており、
また、被検者８が動いたとしてもその動いた後の被検者
８の位置・姿勢も上記基準座標系で求められているため
、磁気計測点の被検者８に対する位置関係を正確に求め
ることができる。そして、被検者８に対してデユワ−１１を動かしてつぎ
の計測点に位置決めしたとき、再度上記と同様に、デユ
ワ−１１（つまりＳＱＵＩＤセンサ１）の位置・姿勢検
出、及び被検者８の頭部の位置・姿勢検出を行って、生
体磁気計測を行う。こうして多数の測定点において、その測定位置・方向を
検出しながら、生体の磁気計測を行うことにより、被検
者８に対して位置的に関係づけられた磁束密度分布デー
タを収集する。他方、ＭＲＩ装置５（あるいは図示しないＸ線ＣＴ装置
）により被検者８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。この撮影時にはＭＲ両画像あるいはＸ線Ｃ
７画像など）でも写るような指標を頭部指標点につけて
おく。こうして得られた指標像の現れた画像データと、上記の
画像処理によって得られた基準マーク８１の位置関係を
表すデータとがコンピュータ３においてつき合わされる
。これにより、断層像の上でどの位置・方向から磁気計
測されたかを正確に知ることができ、上記の磁束密度分
布データを断層像データと位置的に正確に関連付けるこ
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。上記のように、計測した磁束密度
分布が正確に近似モデルに対して位置決めされるため、
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表示す
ることとし、この矢印をＣＴ像やＭＲ像などの断層像の
上に重ねた状態で、コンピュータ３に接続された表示装
置６において表示する。また、この求められた電流双極
子の大きさ・位置・方向は断層像データとともに記録装
置７で記録される。なお、上記では被検者８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、生
体に付ける基準マーク８１の位置を変えることにより６
磁計測など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、被検者を拘束し
て静止させておく必要がなく、被検者が動いた場合でも
、被検者に対して正確に位置関係が測定された測定点・
方向において磁気計測することができる。また、大がか
りな機構が不要で、構成が簡単であり、コスト的も有利
である。生体に対して触針することも必要なくなり、非
接触で位置関係の測定ができる。被検者の外見を示す画
像が入力されるため、この画像情報を他の画像データ（
たとえば断層像データなど）と比較することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の模式図、第２図は処理の
流れを示す図、第３図は同実施例の全体のブロック図で
ある。ｌ・・・５ＱＬＩ　Ｉ　Ｄセンサ、１１・・・デユワ−
１１２・・・基準マーク、２・・・データ収集装置、３
・・・コンピュータ、４・・・生体・ＳＱＵＩＤセンサ
相対位置検出装置、４１．４２・・・ビデオカメラ、４
３・・・画像処理用コンピュータ、５・・・ＭＲＩ装置
、６・・・表示装置、７・・・記録装置、８・・・被検
者、８１・・・基準マーク。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＳＱＵＩＤセンサと、このＳＱＵＩＤセンサを収
納するデュワーと、該デュワーに取り付けられた、ＳＱ
ＵＩＤセンサ位置に関連した指標点、及び生体の指標点
を含むデュワー及び生体のステレオ画像から生体及びＳ
ＱＵＩＤセンサの相対位置関係を検出する装置とを備え
ることを特徴とする生体磁気計測装置。