JPH0622916A - 双極子の推定方法 - Google Patents
双極子の推定方法Info
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- JPH0622916A JPH0622916A JP4200426A JP20042692A JPH0622916A JP H0622916 A JPH0622916 A JP H0622916A JP 4200426 A JP4200426 A JP 4200426A JP 20042692 A JP20042692 A JP 20042692A JP H0622916 A JPH0622916 A JP H0622916A
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Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、導電率に差異を有する領域に対
し正確に双極子の位置又はベクトル成分を推定すること
ができる双極子の推定方法を提供する。 【構成】 この発明では、生体内部の双極子電源により
該生体表面上に発生した電位（ベクトルｕ）を測定す
る。一方、予め特定位置に双極子（ベクトルｄ）を設定
すると共に、生体内を導電率σの大きさに合せて領域Ω
を分割し、この領域Ω毎にその表面上の電位分布（ベク
トルｕ）を演算し、これによって生体表面上での電位
（ベクトルｕcal ）を算出し、この算出した演算値（ベ
クトルｕcal ）と実測値（ベクトルｕmeas）との２乗誤
差を最小とするように、設定した双極子の位置及びベク
トル成分を補正して双極子の真の位置及びベクトル成分
を推定することができる。
し正確に双極子の位置又はベクトル成分を推定すること
ができる双極子の推定方法を提供する。 【構成】 この発明では、生体内部の双極子電源により
該生体表面上に発生した電位（ベクトルｕ）を測定す
る。一方、予め特定位置に双極子（ベクトルｄ）を設定
すると共に、生体内を導電率σの大きさに合せて領域Ω
を分割し、この領域Ω毎にその表面上の電位分布（ベク
トルｕ）を演算し、これによって生体表面上での電位
（ベクトルｕcal ）を算出し、この算出した演算値（ベ
クトルｕcal ）と実測値（ベクトルｕmeas）との２乗誤
差を最小とするように、設定した双極子の位置及びベク
トル成分を補正して双極子の真の位置及びベクトル成分
を推定することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、生体表面上の電位を測
定し、該測定値から生体内部に仮定した等価双極子の位
置及びベクトル成分を算出する等価双極子推定方法に関
する。
定し、該測定値から生体内部に仮定した等価双極子の位
置及びベクトル成分を算出する等価双極子推定方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、生体の神経活動により、該生
体表面上に現れる電位を測定する装置として脳波計，筋
電計，誘発電位加算装置等が使用されている。近時、生
体の神経活動に伴って該生体表面上に発生する電位又は
磁界を計測し、生体内の活動部位を推定する等価双極子
が提案されている。この方法の原理は次の如くである。
すなわち、例えば、脳の各活動部位の細胞が刺激される
と起電力を発生して、頭皮上に電位又は磁界を生ずる。
この様な電位又は磁界から脳内の各部位を電気的な双極
子で対応させ、この双極子の位置とベクトル成分を上述
の電位又は磁界から演算して活動している脳細胞の位置
を推定することにより、脳の活動状態を追跡する様にし
たものである。この様な双極子を推定する等価双極子法
に於いては、双極子が発生する電位又は磁界を繰り返し
演算する関係から、当初は、例えば、頭を完全な球と仮
定すると共に、頭蓋が一様な無限導体の中にあるものと
仮定して演算が行われた。すなわち、頭部内に均質な脳
があるものとした均質導体球を仮定し、また同心或いは
異心の球殻を仮定して電位や磁界を演算する方法等が提
案されている。
体表面上に現れる電位を測定する装置として脳波計，筋
電計，誘発電位加算装置等が使用されている。近時、生
体の神経活動に伴って該生体表面上に発生する電位又は
磁界を計測し、生体内の活動部位を推定する等価双極子
が提案されている。この方法の原理は次の如くである。
すなわち、例えば、脳の各活動部位の細胞が刺激される
と起電力を発生して、頭皮上に電位又は磁界を生ずる。
この様な電位又は磁界から脳内の各部位を電気的な双極
子で対応させ、この双極子の位置とベクトル成分を上述
の電位又は磁界から演算して活動している脳細胞の位置
を推定することにより、脳の活動状態を追跡する様にし
たものである。この様な双極子を推定する等価双極子法
に於いては、双極子が発生する電位又は磁界を繰り返し
演算する関係から、当初は、例えば、頭を完全な球と仮
定すると共に、頭蓋が一様な無限導体の中にあるものと
仮定して演算が行われた。すなわち、頭部内に均質な脳
があるものとした均質導体球を仮定し、また同心或いは
異心の球殻を仮定して電位や磁界を演算する方法等が提
案されている。
【０００３】しかし、球状でない頭蓋を球状モデルで近
似する方法は電位，磁界の計算に誤差を伴うばかりでな
く推定された等価双極子の位置が脳内のどこに対応して
いるかが判然としなかった。そこで、頭蓋内の均質性を
乱す眼孔や耳孔等の空洞部の影響を除去する方法（特願
昭６２−２８５７２８号，特願昭６３−８６４６４号
等）や頭部形状の影響を除去する方法（特願昭６２−２
８５７２８号，特願昭６３−１８２１６３号等）が提案
されている。
似する方法は電位，磁界の計算に誤差を伴うばかりでな
く推定された等価双極子の位置が脳内のどこに対応して
いるかが判然としなかった。そこで、頭蓋内の均質性を
乱す眼孔や耳孔等の空洞部の影響を除去する方法（特願
昭６２−２８５７２８号，特願昭６３−８６４６４号
等）や頭部形状の影響を除去する方法（特願昭６２−２
８５７２８号，特願昭６３−１８２１６３号等）が提案
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の等価双極子法で
は、例えば頭部では、頭蓋内の均質性を乱す原因となる
空洞部の影響はある程度は除去できる。しかし、等価双
極子の位置及びベクトル成分を算出する上では頭蓋骨の
影響も無視することはできない。すなわち、頭蓋骨は頭
蓋内の他の組織充填部とは導電率の大きさが異なり、他
の組織充填部と同一の導電率として計算すると誤差を生
じてしまう。本発明は、従来の等価双極子法のこのよう
な欠点を解消するためになされたものであり、誤差発生
の原因となる各部での導電率の差を考慮して正確な双極
子の位置とベクトル成分を推定して得る双極子推定方法
を提供することを目的とする。
は、例えば頭部では、頭蓋内の均質性を乱す原因となる
空洞部の影響はある程度は除去できる。しかし、等価双
極子の位置及びベクトル成分を算出する上では頭蓋骨の
影響も無視することはできない。すなわち、頭蓋骨は頭
蓋内の他の組織充填部とは導電率の大きさが異なり、他
の組織充填部と同一の導電率として計算すると誤差を生
じてしまう。本発明は、従来の等価双極子法のこのよう
な欠点を解消するためになされたものであり、誤差発生
の原因となる各部での導電率の差を考慮して正確な双極
子の位置とベクトル成分を推定して得る双極子推定方法
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、この発明は、生体
表面上に複数の電極を装着し、この電極により前記生体
表面上の電位を測定し、この測定値を用いて所定の演算
を行い前記生体内部の双極子の位置及びベクトル成分を
推定する双極子推定方法であって、生体の内部を同等の
導電率が分布する領域に分けて複数に分割し、求めよう
とする双極子の仮位置及び仮ベクトル成分を予め設定す
ると共にその設定された双極子の仮位置及び仮ベクトル
成分に基づいて各領域毎に表面上の電位分布を演算し、
これらの演算値に基づいて生体表面上の電位を算出し、
実測した生体表面上の電位と演算により算出した同位置
での電位との間の２乗誤差を最小にするように前記双極
子の仮位置及び仮ベクトル成分を補正し、前記生体内で
の双極子の真の位置及びベクトル成分を推定するもので
ある。
表面上に複数の電極を装着し、この電極により前記生体
表面上の電位を測定し、この測定値を用いて所定の演算
を行い前記生体内部の双極子の位置及びベクトル成分を
推定する双極子推定方法であって、生体の内部を同等の
導電率が分布する領域に分けて複数に分割し、求めよう
とする双極子の仮位置及び仮ベクトル成分を予め設定す
ると共にその設定された双極子の仮位置及び仮ベクトル
成分に基づいて各領域毎に表面上の電位分布を演算し、
これらの演算値に基づいて生体表面上の電位を算出し、
実測した生体表面上の電位と演算により算出した同位置
での電位との間の２乗誤差を最小にするように前記双極
子の仮位置及び仮ベクトル成分を補正し、前記生体内で
の双極子の真の位置及びベクトル成分を推定するもので
ある。
【０００６】
【作用】本発明の等価双極子測定装置においては、生体
内部の双極子電源により該生体表面上に発生した電位を
測定する。一方、予め特定位置に双極子を設定すると共
に、生体内を導電率の大きさに合せて領域を分割し、こ
の領域毎にその表面上の電位分布を演算し、これによっ
て生体表面上での電位を算出し、この算出した演算値と
実測値との２乗誤差を最小とするように、設定した双極
子の位置及びベクトル成分を補正して双極子の真の位置
及びベクトル成分を推定することができる。
内部の双極子電源により該生体表面上に発生した電位を
測定する。一方、予め特定位置に双極子を設定すると共
に、生体内を導電率の大きさに合せて領域を分割し、こ
の領域毎にその表面上の電位分布を演算し、これによっ
て生体表面上での電位を算出し、この算出した演算値と
実測値との２乗誤差を最小とするように、設定した双極
子の位置及びベクトル成分を補正して双極子の真の位置
及びベクトル成分を推定することができる。
【０００７】
【実施例】以下この発明の一実施例について添付図面を
参照しながら説明する。図１は、この発明に係る頭蓋内
（脳内）における双極子の推定方法を示すものであり、
この双極子の推定方法は、第１ステップＳ１〜第７ステ
ップＳ７から構成されている。
参照しながら説明する。図１は、この発明に係る頭蓋内
（脳内）における双極子の推定方法を示すものであり、
この双極子の推定方法は、第１ステップＳ１〜第７ステ
ップＳ７から構成されている。
【０００８】
【数１】
【０００９】
【数２】
【００１０】
【数３】
【００１１】
【数４】
【００１２】
【数５】
【００１３】
【数６】
【００１４】
【数７】
【００１５】
【数８】
【００１６】
【数９】
【００１７】
【数１０】
【００１８】
【数１１】
【００１９】
【数１２】
【００２０】
【数１３】
【００２１】
【数１４】
【００２２】
【数１５】
【００２３】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、生体の内部を同一導電率の分布領域に合せて複数
に分割し、求めようとする双極子の仮りの位置及びベク
トル成分に基づいて各領域毎に表面上の電位分布を演算
し、これらの演算値に基づいて生体表面上の電位を算出
し、実測した生体表面上の電位と演算により算出した同
位置での電位との間の２乗誤差を最小にするように前記
双極子の位置及びベクトル成分を補正し、前記生体内で
の双極子の真の位置及びベクトル成分を推定するように
なっているので、導電率の異なる不均一な生体内の双極
子の位置又はベクトル成分の推定が従来の方法に比べ極
めて精度良く行うことができるようになり、これによっ
て脳に関する病理学的な研究や臨床学的研究のための有
力な手段が提供できる。
れば、生体の内部を同一導電率の分布領域に合せて複数
に分割し、求めようとする双極子の仮りの位置及びベク
トル成分に基づいて各領域毎に表面上の電位分布を演算
し、これらの演算値に基づいて生体表面上の電位を算出
し、実測した生体表面上の電位と演算により算出した同
位置での電位との間の２乗誤差を最小にするように前記
双極子の位置及びベクトル成分を補正し、前記生体内で
の双極子の真の位置及びベクトル成分を推定するように
なっているので、導電率の異なる不均一な生体内の双極
子の位置又はベクトル成分の推定が従来の方法に比べ極
めて精度良く行うことができるようになり、これによっ
て脳に関する病理学的な研究や臨床学的研究のための有
力な手段が提供できる。
【図１】この発明に係る双極子の推定方法を示すフロー
チャート。
チャート。
【図２】この発明に係る双極子の推定方法において各領
域表面上に形成する三角形を示す説明図。
域表面上に形成する三角形を示す説明図。
【図３】この発明に係る双極子の推定方法が適用される
頭蓋内の三層モデルを示す模式図。
頭蓋内の三層モデルを示す模式図。
【図４】この発明に係る双極子の推定方法が適用される
他の三層モデルを示す模式図。
他の三層モデルを示す模式図。
【図５】この発明に係る第１，第２層領域における導電
率の分布等を示す説明図。
率の分布等を示す説明図。
フロントページの続き (72)発明者 本間 三郎 千葉県千葉市春日１丁目９番６号 (72)発明者 中島 祥夫 千葉県千葉市中央区旭町４−３ (72)発明者 岡本 良夫 神奈川県川崎市高津区下作延227−７ (72)発明者 中村 仁平 東京都八王子市元本郷町１丁目９番９号 中央電子株式会社内 (72)発明者 渡辺 博元 東京都八王子市元本郷町１丁目９番９号 中央電子株式会社内 (72)発明者 宮本 啓一 東京都八王子市元本郷町１丁目９番９号 中央電子株式会社内 (72)発明者 中川 伸夫 東京都八王子市元本郷町１丁目９番９号 中央電子株式会社内 (72)発明者 菊地 正史 東京都八王子市元本郷町１丁目９番９号 中央電子株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 生体表面上に複数の電極を装着し、この
電極により前記生体表面上の電位を測定し、この測定値
を用いて所定の演算を行い前記生体内部の双極子の位置
及びベクトル成分を推定する双極子推定方法であって、 生体の内部を同等の導電率が分布する領域に分けて複数
に分割し、 求めようとする双極子の仮位置及び仮ベクトル成分を予
め設定すると共にその設定された双極子の仮位置及び仮
ベクトル成分に基づいて各領域毎に表面上の電位分布を
演算し、 これらの演算値に基づいて生体表面上の電位を算出し、 実測した生体表面上の電位と演算により算出した同位置
での電位との間の２乗誤差を最小にするように前記双極
子の仮位置及び仮ベクトル成分を補正し、 前記生体内での双極子の真の位置及びベクトル成分を推
定することを特徴とする双極子の推定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4200426A JP2611960B2 (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 双極子の推定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4200426A JP2611960B2 (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 双極子の推定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0622916A true JPH0622916A (ja) | 1994-02-01 |
| JP2611960B2 JP2611960B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=16424105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4200426A Expired - Fee Related JP2611960B2 (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 双極子の推定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2611960B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07213501A (ja) * | 1994-02-04 | 1995-08-15 | Honma Saburo | 双極子の推定方法 |
| JP2010148643A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Brain Research & Development:Kk | 双極子の推定方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5060025B2 (ja) * | 2005-05-24 | 2012-10-31 | 有限会社ブレインリサーチ アンド デベロップメント | 脳波双極子解析装置、脳波双極子解析方法、脳波双極子解析用プログラム及び該プログラムを記憶した記憶媒体 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03218265A (ja) * | 1990-01-24 | 1991-09-25 | Murata Mfg Co Ltd | 多出力直流電源回路 |
-
1992
- 1992-07-03 JP JP4200426A patent/JP2611960B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03218265A (ja) * | 1990-01-24 | 1991-09-25 | Murata Mfg Co Ltd | 多出力直流電源回路 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07213501A (ja) * | 1994-02-04 | 1995-08-15 | Honma Saburo | 双極子の推定方法 |
| JP2010148643A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Brain Research & Development:Kk | 双極子の推定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2611960B2 (ja) | 1997-05-21 |
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Legal Events
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