JP3791124B2 - Biomagnetic data display device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、生体活動電流源から得た生体磁気データに基づいて、波形または磁界強度分布などを表示する生体磁気データ表示装置に係り、特に、生体活動電流源の状態を容易に効率よく把握することができる生体磁気データ表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
生体内に生じる生体活動電流に伴って微小な磁気が、生体から発生する。例えば、脳から発生する生体磁気は脳磁と呼ばれ、生体に刺激を与えることにより発生する誘発脳磁や、α波やてんかんのスパイク波のように脳から自然に発生する自発脳磁などがある。
【0003】
近年、生体からの微小な磁気を計測する磁束計として、SQUID(Superconduc-ting Quantum Interference Device:超電導量子干渉計)を用いたマルチチャンネルSQUIDセンサが開発されている。このマルチチャンネルSQUIDセンサは、デュアーと呼ばれる容器内に多数個の磁気センサを液体窒素などの冷媒に浸漬して収納している。この磁気センサは、磁気を計測するピックアップコイル部と検出した磁気を電圧に変換するSQUIDセンサ部とから構成されている。
【0004】
このマルチチャンネルSQUIDセンサを被検体の関心部位である例えば頭部の外側に置き、脳内に生じた生体活動電流源から発生する微小磁気をマルチチャンネルSQUIDセンサに収納された複数個の磁気センサで無侵襲に計測することができる。この磁気センサごとの生体磁気データをカラーモニタなどに波形や磁界強度分布を表示することで、被検体の関心部位内の生体活動電流源の状態を把握することができる。
【0005】
従来、マルチチャンネルSQUIDセンサを用いて生体磁気を計測し、生体活動電流源の状態を把握する場合を説明する。まず、マルチチャンネルSQUIDセンサの磁気センサ数は百数十個ある。各磁気センサでは、直交3軸方向の成分であるX、Y、Z成分を検出するので、生体磁気データの数は、500前後になる。また、1つの生体磁気データ内には、計測時間内のサンプリングに応じた個数のデータを持っている。このデータは通常500〜1000個に及ぶので、全体として膨大な量のデータとなる。これらのデータを個々に観察していたのでは、膨大な時間と労力を必要となる。
【0006】
そこで、これらの生体磁気データを波形や磁界強度分布としてカラーモニタなどに表示させる。従来の生体磁気データ表示装置の表示画面を図11に示す。図11に示すように表示画面20は、大きく分けて3つの分割画面で構成されている。
第1の分割画面である全波形画面21には、マルチチャンネルSQUIDセンサ内の各磁気センサが配置された面に対応する円形領域21aに、前記各磁気センサの位置に対応する位置21bが決められている。この円形領域21a内の位置21bには、対応する磁気センサで計測された生体磁気データに基づいた波形が表示されている。この波形表示は、計測時刻における磁界強度の変化を示す。また、この従来例の場合、3つの波形が位置21bに表示されている。これは、磁気センサで検出される生体磁気データの直交3軸方向の成分であるX、Y、Z成分ごとの波形である。このZ成分は、被検体の関心部位である頭部表面の法線方向を示す。また、X、Y成分は、頭部表面の接線方向を示し、Z成分にそれぞれ直交する。
【0007】
第2の分割画面である個別波形拡大画面22には、全波形画面21に表示される波形が個別に拡大表示されている。また、個別波形拡大画面22の時間軸に垂直に設けられた直線Tは、図示しないマウスを使って左右に移動させることで任意の時刻に設定することができ、この任意の時刻における波形の磁界強度を選択することができる。
【0008】
第3の分割画面である磁界強度分布画面23は、小円形領域23a、23b、23cから構成されている。この小円形領域23a〜23cは、先の直線Tで指定された時刻における各生体磁気データのX、Y、Z成分の磁界強度を分布として表している。また、符号24は各磁気センサの位置を示す指標点であり、上述した全波形画面21の位置21bと対応している。
【0009】
これら個別波形拡大画面22と全波形画面21とに表示さている複数個の波形から特徴的な波形を探し、この特徴的な波形の磁界磁界強度がピーク値を示す計測時刻における磁界強度分布を、磁界強度分布画面23で観察することで、被検体の関心部位の生体活動電流源の最も特徴のある状態を把握する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
単純な形状の波形であれば、全波形画面21と個別波形拡大画面22とに表示されている複数個の波形の中から特徴的な波形を容易に探すことができる。しかし、複雑な形状の波形の場合、波形を観察するだけでは、どれが特徴的な波形であるかを判断できないので、多数個の波形について磁界強度分布をそれぞれ観察することとなり、効率が悪いという問題がある。また、特徴的であると思われる波形に基づく磁界強度分布から生体活動電流源の状態を把握したとしても、この状態が最も特徴のある状態でない場合があり、生体活動電流源の最も特徴のある状態を正確に把握できないという問題がある。
【0011】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、生体活動電流源の状態を正確、かつ、効率良く把握することができる生体磁気データ表示装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に記載の発明は、被検体の関心部位の生体活動電流源から生じる微小磁界を、複数個の磁気センサで個別に計測して得た生体磁気データに基づき、計測時刻と磁界強度との関係を波形として表示するとともに、任意の時刻での各磁気センサにおける磁界強度の分布を表示する生体磁気データ表示装置において、(a)前記生体磁気データに基づいて、計測時刻毎に各磁気センサで捉える磁界強度分布を作成する磁界強度分布作成手段と、(b)前記磁界強度分布上に任意の直線を設定し、この直線上の磁界強度分布のデータを収集することを、全計測時刻について行う分布データ収集手段と、(c)前記分布データ収集手段によって収集された前記磁界強度分布のデータを、時系列に並べて、時刻等磁場図を作成する時刻等磁場図作成手段と、(d)前記時刻等磁場図と、前記生体磁気データに基づく波形と、前記磁界強度分布とを出力する画像出力手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0013】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の生体磁気データ表示装置において、(e)任意の計測時刻における前記磁界強度分布と、前記磁界強度分布上に設定された前記任意の直線との関係を、前記磁界強度分布を表す領域上に前記直線の向きを表す記号を重ねることで模擬的に表現する分布直線模擬図を作成するとともに、この分布直線模擬図を前記時刻等磁場図に併せて出力する模擬図出力手段を備えることを特徴とするものである。
【0014】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の生体磁気データ表示装置において、前記分布データ集手段は、前記磁界強度分布上の最大磁界強度を示す点と、最小磁界強度を示す点とを通る直線を設定し、この直線上の磁界強度分布のデータを収集することを全計測時刻について行うことを特徴とするものである。
【0015】
また、請求項4に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の生体磁気データ表示装置において、前記分布データ収集手段は、前記磁界強度分布上の最大磁界強度を示す点のみを通る任意の直線を設定し、この直線上の磁界強度分布のデータを収集することを、全計測時刻について行うことを特徴とするものである。
【0016】
〔作用〕
請求項1に記載の発明の作用は次のとおりである。
複数個の磁気センサでそれぞれ計測される生体磁気データに基づいて、計測時刻毎の前記複数個の磁気センサでの磁界強度を求める。前記複数個の磁気センサは磁束計の磁気センサ配置面に規則的に配置されているので、計測時刻毎の各磁気センサでの磁界強度は、磁束計で捉える磁界強度の分布で表すことができる。この磁界強度分布内に任意の直線を設定する。この直線上の磁界強度分布のデータを収集する。この収集は、全計測時刻すなわち全磁界強度分布について行う。この収集された磁界強度分布のデータを時系列に配置することで、横軸を時間、縦軸を任意の直線上の磁界強度分布のデータとする時刻等磁場図を作成し、時刻等磁場図として出力することができる。この出力された時刻等磁場図を観察することで効率良く顕著な変化のある場所と時刻とを特定することができる。
【0017】
また、請求項2に記載の発明の作用は次のとおりである。
任意の時刻における前記磁界強度分布と、前記設定された直線との位置関係に対応するように、前記磁界強度分布の外形を示す領域上に直線の向きを表す記号を重ねて分布直線模擬図をして表示する。この分布直線模擬図を前記時刻等磁場図の時間軸に対応する位置に併せて表示することで、各時刻での磁界強度分布上の直線の位置と向きを容易に把握することができる。
【0018】
また、請求項3に記載の発明の作用は次のとおりである。
前記磁界強度分布上の最大磁界強度を示す点と最小磁界強度を示す点とを通る直線を設定する。この直線上の磁界強度分布のデータを収集する。この収集は、全計測時刻について行う。この収集された磁界強度分布のデータを時系列に配置し、時刻等磁場図として表示することで、顕著な変化のある時刻と場所を特定するとができる。
【0019】
また、請求項4に記載の発明の作用は次のとおりである。
前記磁界強度分布上の最大磁界強度を示す点のみを通る直線を設定する。この直線上の磁界強度分布のデータを収集する。この収集は、全計測時刻について行う。この収集された磁界強度分布のデータを時系列に配置し、時刻等磁場図として表示することで、生体活動電流源が最も大きくなる場所と時間とを特定するとができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図9を参照して実施例に係る生体磁気データ表示装置の概略構成および処理手順を説明する。本実施例では、被検体の関心部位を例えば頭部として、この頭部内に生体活動電流源が発生するものとする。図中、符号1はマルチチャンネルSQUIDセンサを示す。このマルチチャンネルSQUIDセンサ1は、被検体Mの頭部の外側に配備されている。マルチチャンネルSQUIDセンサ1は、デュアー1a内に多数の磁気センサS1 〜Sm が冷媒に侵漬して収納されて構成されている。これらマルチチャンネルSQUIDセンサ1や被検体Mは、磁気シールドルーム11内に配設される。
【0021】
デュアー1a内の磁気センサS1 〜Sm は、磁気を計測するピックアップコイル部と検出した磁気を電圧に変換するSQUIDセンサ部とから構成されている。この磁気センサS1 〜Sm は、直交3軸方向の成分であるX、Y、Z方向の成分に分けて検出することができるピックアップコイル部で構成される。
【0022】
このピックアップコイル部は例えば、図3(a)、(b)に示す構成となる。図3(a)は、フイルムF上にそれぞれ電気的に絶縁分離して形成された3つのコイル対31、32、33を備える。例えば、コイル対31は、三角角関数で表される2つの導電パターン31a、31bの両端を直線の導電パターンA、Bで接続したもので、導電パターン31bに接続端子31cが形成されている。他のコイル対32、33も同様に導電パターン32a、32b、33a、33bで構成されている。各コイル対31、32、33の導電パターンはそれぞれ横方向に(2/3)πaだけシフトして配置されている。ここで、符号aは後述するコイルボビンの半径である。
【0023】
3つのコイル対31、32、33が形成されたフイルムFを、直線の導電パターンA、Bが近接するように、コイルボビンに巻き付け固定する。その状態を図3(b)に示す。これにより、コイル対31の導電パターン31aは検出コイルを、導電パターン31bは補償コイルをそれぞれ形成し、各コイルは差動結合された状態になる。各コイル対31、32、33の端子31c、32c、33cは図示しないSQUIDセンサ部に接続される。
【0024】
以下、図2のフローチャートを参照して詳細に説明する。
ステップS1(生体磁気を計測)
まず、被検体Mに、刺激装置3から電気的刺激(あるいは音、光刺激など)が与えらる。この刺激により、被検体Mの脳内に発生した生体活動電流源から微小な生体磁気が発生する。この生体磁気をマルチチャネルSQUIDセンサ1内の磁気センサS1 〜Sm で個別に計測する。ここで生体磁気の発生している時間をtn 時間として、このtn 時間計測するものとする。この計測によって得られた生体磁気データは、データ変換部4によってデジタルデータに変換された後、データ収集部5に集められる。ここで、この生体磁気データは、上述した構成の磁気センサS1 〜Sm によって計測されるので、磁気センサごとに直交3軸の成分であるX、Y、Z成分の生体磁気が計測される。
【0025】
ステップS2(波形データを作成)
データ処理部6は、この生体磁気データに基づいて、横軸を時間、縦軸を磁界強度する波形データを磁気センサS1 〜Sm のX、Y、Z成分ごとに作成する。この波形データを磁気センサS1 〜Sm のX、Y、Z成分ごとに分けて、第1メモリ7aに記憶する。この第1メモリ7aに記憶される波形データの模式図を図4に示す。
【0026】
ステップS3(磁界強度分布を作成)
データ処理部6は、第1メモリ7aに記憶されているX、Y、Z成分ごとの波形データに基づいて、時刻毎に磁界強度分布を求める。時刻毎の磁界強度分布を求める場合を図5を用いて説明する。ここで、時刻毎とは、計測時間tn を予め決められた間隔で分割した各時刻をいう。この実施例では、計測時間t0 、t1 、t2 、〜tn に分割するものとする。この発明の磁界強度分布作成手段で行われる処理に相当する。
【0027】
被検体の関心部位である頭部表面の法線方向の磁界成分であるZ成分について説明する。マルチチャンネルSQUIDセンサ1の磁気センサS1 〜Sm が配置されている面に対応するZ円領域50を設定する。このZ円領域50内に磁気センサS1 〜Sm に対応する位置に、磁気センサと同数のm個の指標点D1 〜Dm が配置される。
【0028】
次に、時刻毎に磁気センサS1 〜Sm で得られる磁界強度を、磁気センサS1 〜Sm のZ成分の各波形データに基づいて求める。この各磁界強度を対応する指標点D1 〜Dm に振り分ける。この指標点D1 〜Dm での磁界強度に基づいてスプライン補間等を用いてZ円領域50内の等磁界強度となる点を結び等圧線51を求めることで等磁場図が得られる。この等磁場図は、ある時刻ti におけるZ成分の磁界強度分布を示す。
【0029】
なお、図5に示す指標点Dmax は、磁界強度が最も大きい位置を示すものとする。また、指標点Dmin は、磁界強度が最も小さい位置を示す。等圧線51を実線と鎖線で示している。これは、Z成分には向きが逆の成分も存在するので、Z成分の大きさがプラスとなる方向を実線、大きさがマイナスとなる方向を破線で表現したものである。実際にカラーモニタ8やカラープリンタ9に出力する場合は、赤色、青色、中間色等で等圧線ごとに色分して出力することとなる。
【0030】
上述した磁界強度分布をX、Y、成分の時刻t0 〜tn について作成する。これらX、Y、Z成分の時刻t0 〜tn の磁界強度分布を第2メモリ7bに記憶する。この第2メモリ7bの模式図を図6に示す。
【0031】
ステップS4(設定直線上のデータを収集)
以下の説明は、被検体Mの関心部位内に1つの生体活動電流源が存在している場合を考える。すなわち、Z成分の生体磁気データには、逆方向の大きさの磁界が存在するが、X、Y成分の生体磁気データには、一定方向の大きさの磁界しか存在しないので、逆方向を示す最小の磁界強度が現れない。したがって、Z成分の生体磁気データについて説明する。
【0032】
ステップS3で求めたZ成分の時刻t1 〜tn の磁界強度分布において、磁界強度が最大、最小となる点を通る直線を時刻t1 〜tn ごとに設定する。この直線上の磁界強度分布データを収集し、第3メモリ7cに時系列に記憶する。ステップS3は、この発明の分布データ収集手段で行われる処理に相当する。
【0033】
ステップS4で行われる処理を、図7を用いて説明する。ある時刻ti における磁界強度分布70上の最大点P1、最小点P2を通る直線Hを設定する。この直線H上の磁界強度分布のデータを、磁界強度の変化として捉えると、磁界強度分布データ71のように表すことができる。この磁界強度分布データ71は、ある時刻ti における最も特徴のある磁界強度分布の位置の磁界強度の変化を示す。この磁界強度分布データ71を第3メモリ7cに記憶する。この手順を時刻t1 〜tn の磁界強度分布について行う。
【0034】
ステップS5(等圧線を設定)
第3メモリ7cに記憶されている磁界強度分布データは、磁界強度を示す点の集まりであるので、ステップS3の等圧線の設定と同様に、同じ磁界強度を示す点を結ぶことで、図8に示すように等圧線81を設定する。このようにして求められる図を時刻等磁場図と呼ぶ。この時刻等磁場図は、時刻毎の最も変化の大きな変化のある磁界強度データだけを示すことで、計測時間tn 内の生体活動電流源の顕著な変化を把握することができる。ここでは、図8に示すように等圧線で示したが、実際にカラーモニタ8やカラープリンタ9に出力する場合は、赤色、青色、中間色等の色分けして出力される。ステップS5は、この発明の時刻等磁場図作成手段で行われる処理に相当する。
【0035】
ステップS6(分布直線模擬図を設定)
ステップS4において、設定された直線と磁界強度分布の位置関係を容易に観察できるように、図8に示す分布直線模擬図82を設定する。この分布直線模擬図82は、小円領域83と矢印84とで構成される。この矢印84の向きは、ステップS4で求められた磁界強度の最小点から最大点に向かうように設定されている。この分布直線模擬図82は、時刻t1 〜tn について全て設定する必要がないので、任意の間隔で設定する。ステップS6は、この発明の模擬図出力手段で行われる処理に相当する。
【0036】
ステップS7(全データを表示)
データ処理部6は、第1メモリ7a、第2メモリ7b、第3メモリ7cの記憶情報をそれぞれ呼び出し、出力領域に配置する。この出力領域に基づいてカラーモニタ8に表示したり、カラープリンタ9に出力したりする。このカラーモニタ8の表示画面を図9に示す。ステップS7は、この発明の画像出力手段で行われる処理に相当する。この実施例では、ステップS4以降は被検体Mの関心部位内に1つの生体活動電流源が存在する場合を考えたが、この発明はこれに限定するものではない。例えば、被検体Mの関心部位内に2以上の生体活動電流源が存在する場合は、ステップS4以降の処理をX成分、Y成分について行えばよい。
【0037】
以下、図9を用いて、生体活動電流源を把握する場合を説明する。
この実施例の生体磁気データ表示装置の表示画面90は、大きく分けて3つの分割画面で構成されている。
【0038】
第1の分割画面である全波形画面91には、従来例と同様にして、円領域の前記各磁気センサに対応する位置に、X、Y、Z成分ごとの3つの波形が表示されている。
【0039】
第2の分割画面である等磁場画面92には、ステップS1〜S7で求められた時刻等磁場図が92aと、分布直線模擬図92bとが表示されている。また、等磁場画面92に設けられた直線Tは、図示しないマウス等を使って左右に移動させることで時刻等磁場図92a上の任意の時刻を設定することができる。この任意の時刻に基づいて、下述する磁界強度分布画面93が表示される。
【0040】
第3の分割画面である磁界強度分布画面93は、従来例と同様に、小円形領域から構成されている。この小円形領域は、先の直線Tで指定された時刻における各生体磁気データのX、Y、Z成分の磁界強度を分布として表示する。
【0041】
まず、等磁場画面92を観察して磁界強度に特徴的な変化のある場所、例えば、等圧線93の過密している場所を探す。この場所に直線Tを図示しないマウス等を使って移動させる。磁界強度分布画面93には、この直線Tのある位置に対応する等磁場図92a上の時間に基づいた磁界強度分布が表示される。この磁界強度分布や波形表示を観察することで、被検体の関心部位に発生する生体活動電流源の状態を把握することができる。
【0042】
上述したように、表示画面50に表示される等磁場画面92を観察するだけで生体活動電流源の特徴的な変化を容易に見つけることができ、この位置を指定するだけで、この時の磁界強度分布から生体活動電流源の状態を即座に把握することができる。また、分布直線模擬図から磁界強度分布上の生体活動電流源の位置と方向の把握することができる。さらに、この生体磁気データに基づいて、生体活動電流源の位置を推定する必要がある場合、この特徴的な変化のあった時刻に基づいて、生体活動電流源を推定することで、生体活動電流源の位置をより正確に推定することができる。
【0043】
この発明は以下のように変形実施することが可能である。 (1)上述した実施例では、分布データ収集手段としてZ成分の磁界強度分布内の最大磁界強度を示す位置と、最小磁界強度を示す位置とを通る直線を設定した。これに限らず、次のようにすることもできる。被検体の関心部位である頭部表面の接線方向の成分であるX成分、またはY成分の磁界強度分布内の最大磁界強度のみを通る直線を設定することもできる。この最大磁界強度のみを通る直線によって求められる時刻等磁場図100を、図10に示す。また、この時の分布直線模擬図は、磁界強度分布の中心と最大磁界強度を示す位置を通る直線を設定したものである。この分布直線模擬図101も図10に併せて示す。。
【0044】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1の発明によれば、被検体の関心部位に発生する生体活動電流源からの生体磁気を計測して得た生体磁気データに基づく波形と磁束計で捉える磁界強度分布を求める。この磁界強度分布上に任意の直線を設定し、この直線上の磁界強度分布データに基づく時刻等磁場図を求める。この時刻等磁場図を観察することで、生体活動電流源が特徴的な状態なる計測時刻を容易に知ることができる。さらに、この計測時刻の磁界強度分布を観察することで、生体活動電流源の状態を効率良く把握することができる。
【0045】
また、請求項2の発明によれば、磁界強度分布と磁界強度上に設定された直線との位置関係を、前記磁界強度分布を表す領域上に直線の向きを示す記号を重ねることで模擬的に表しているので、磁界強度分布上の設定された直線の位置と向きを容易に把握することができる。
【0046】
また、請求項3の発明によれば、磁界強度分布内の最大磁界強度を示す点と、最小磁界強度を示す点とを通る直線を設定し、この直線上の磁界強度分布のデータに基づく時刻等磁場図を求めている。この時刻等磁場図を観察することで、生体活動電流源が特徴的な状態なる計測時刻を容易に知ることができる。さらに、この計測時刻の磁界強度分布を観察することで、生体活動電流源の状態を効率良く把握することができる。
【0047】
また、請求項4の発明によれば、磁界強度分布内の最大磁界強度を示す点のみを通る直線を設定し、この直線上の磁界強度分布のデータに基づく時刻等磁場図を求めている。この時刻等磁場図を観察することで、生体活動電流源の位置での磁界強度の変化が特徴的な状態なる計測時刻を容易に知ることができる。さらに、この計測時刻の磁界強度分布を観察することで、生体活動電流源の状態を効率良く把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る生体磁気データ表示装置の一実施例の概略構成を示したブロック図である。
【図2】実施例で行なわれる処理手順を示すフローチャートである。
【図3】実施例の生体磁気データ表示装置に使用される3方向ピックアップコイルの概略構成を示す概略図である。
【図4】実施例の第1メモリ7aに記憶される波形データを示す模式図である。
【図5】実施例で行なわれる磁界強度分布を示す模式図である。
【図6】実施例の第2メモリ7bに記憶される磁界強度分布を示す模式図である。
【図7】実施例の第3メモリ7cに記憶される磁界強度分布上の直線上の磁界強度分布のデータを示す図である。
【図8】実施例の時刻等磁場図を示す模式図である。
【図9】実施例の生体磁気データ表示装置での表示画面を示す模式図である。
【図10】実施例の変形例の時刻等磁場図を示す模式図である。
【図11】従来例の生体磁気データ表示装置での表示画面を示す模式図である。
【符号の説明】
1 … マルチチャンネルSQUIDセンサ
1a… デュアー
4 … データ変換部
5 … データ収集部
6 … データ処理部
7 … メモリ
92a… 時刻等磁場図
92b… 分布直線模擬図[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a biomagnetic data display device that displays a waveform or a magnetic field intensity distribution based on biomagnetic data obtained from a bioactive current source, and in particular, easily and efficiently grasps the state of the bioactive current source. The present invention relates to a biomagnetic data display device that can be used.
[0002]
[Prior art]
A minute magnetism is generated from a living body along with a living activity current generated in the living body. For example, the biomagnetism generated from the brain is called the magnetoencephalogram, and the induced magnetoencephalogram generated by stimulating the living body and the spontaneous magnetoencephalogram naturally generated from the brain, such as alpha waves and epilepsy spike waves, etc. is there.
[0003]
In recent years, a multichannel SQUID sensor using a SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) has been developed as a magnetometer for measuring minute magnetism from a living body. This multi-channel SQUID sensor stores a large number of magnetic sensors immersed in a refrigerant such as liquid nitrogen in a container called a dewar. This magnetic sensor includes a pickup coil unit that measures magnetism and a SQUID sensor unit that converts detected magnetism into voltage.
[0004]
The multi-channel SQUID sensor is placed outside the head, which is a region of interest of the subject, for example, and the micro magnetism generated from the bioactive current source generated in the brain is a plurality of magnetic sensors housed in the multi-channel SQUID sensor. Non-invasive measurement is possible. By displaying the waveform and magnetic field intensity distribution of the biomagnetic data for each magnetic sensor on a color monitor or the like, the state of the bioactive current source in the region of interest of the subject can be grasped.
[0005]
Conventionally, a case where biomagnetism is measured using a multi-channel SQUID sensor and the state of the bioactive current source is grasped will be described. First, the multi-channel SQUID sensor has hundreds of magnetic sensors. Since each magnetic sensor detects X, Y, and Z components that are components in three orthogonal directions, the number of biomagnetic data is about 500. One biomagnetic data has the number of data corresponding to the sampling within the measurement time. Since this data usually ranges from 500 to 1000, the total amount of data is large. Observing these data individually would require a great deal of time and effort.
[0006]
Therefore, these biomagnetic data are displayed on a color monitor or the like as a waveform or magnetic field intensity distribution. A display screen of a conventional biomagnetic data display device is shown in FIG. As shown in FIG. 11, the
In the
[0007]
On the individual
[0008]
The magnetic field
[0009]
A characteristic waveform is searched from a plurality of waveforms displayed on the individual
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional example having such a configuration has the following problems.
If the waveform has a simple shape, a characteristic waveform can be easily searched from among a plurality of waveforms displayed on the
[0011]
This invention is made in view of such a situation, and it aims at providing the biomagnetic data display apparatus which can grasp | ascertain the state of a bioactive current source correctly and efficiently.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, the invention according to
[0013]
The invention according to claim 2 is the biomagnetic data display device according to
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the biomagnetic data display device according to the first or second aspect, the distribution data collecting means includes a point indicating a maximum magnetic field strength on the magnetic field strength distribution, a minimum A straight line passing through a point indicating the magnetic field strength is set, and the magnetic field strength distribution data on the straight line is collected at all measurement times.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the biomagnetic data display device according to the first or second aspect, the distribution data collecting unit passes only a point indicating the maximum magnetic field strength on the magnetic field strength distribution. An arbitrary straight line is set and the magnetic field intensity distribution data on the straight line is collected at all measurement times.
[0016]
[Action]
The operation of the first aspect of the invention is as follows.
Based on the biomagnetic data respectively measured by the plurality of magnetic sensors, the magnetic field strength at the plurality of magnetic sensors at each measurement time is obtained. Since the plurality of magnetic sensors are regularly arranged on the magnetic sensor arrangement surface of the magnetometer, the magnetic field strength at each magnetic sensor at each measurement time can be represented by the distribution of the magnetic field strength captured by the magnetometer. . An arbitrary straight line is set in the magnetic field strength distribution. Data on the magnetic field intensity distribution on this straight line is collected. This collection is performed for all measurement times, that is, all magnetic field intensity distributions. By arranging the collected magnetic field strength distribution data in time series, a time-based magnetic field diagram is created with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing magnetic field strength distribution data on an arbitrary straight line. Can be output as By observing this outputted magnetic field diagram such as time, it is possible to efficiently identify a place and time with a significant change.
[0017]
The operation of the second aspect of the invention is as follows.
In order to correspond to the positional relationship between the magnetic field strength distribution at an arbitrary time and the set straight line, a distribution straight line simulation diagram is formed by overlaying a symbol indicating the direction of the straight line on a region indicating the outer shape of the magnetic field strength distribution. And display. By displaying this distribution straight line simulation diagram together with the position corresponding to the time axis of the magnetic field diagram such as the time, the position and direction of the straight line on the magnetic field strength distribution at each time can be easily grasped.
[0018]
The operation of the third aspect of the invention is as follows.
A straight line passing through a point indicating the maximum magnetic field strength and a point indicating the minimum magnetic field strength on the magnetic field strength distribution is set. Data on the magnetic field intensity distribution on this straight line is collected. This collection is performed for all measurement times. By arranging the collected magnetic field intensity distribution data in time series and displaying it as a magnetic field diagram such as a time, it is possible to identify the time and place where there is a significant change.
[0019]
The operation of the invention as set forth in claim 4 is as follows.
A straight line passing through only the point indicating the maximum magnetic field strength on the magnetic field strength distribution is set. Data on the magnetic field intensity distribution on this straight line is collected. This collection is performed for all measurement times. By arranging the collected magnetic field intensity distribution data in time series and displaying it as a magnetic field diagram such as time, it is possible to identify the place and time at which the bioactive current source is the largest.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The schematic configuration and processing procedure of the biomagnetic data display apparatus according to the embodiment will be described below with reference to FIGS. In this embodiment, it is assumed that a part of interest of a subject is a head, for example, and a bioactive current source is generated in the head. In the figure,
[0021]
The magnetic sensors S 1 to S m in the
[0022]
For example, the pickup coil portion has a configuration shown in FIGS. FIG. 3A includes three coil pairs 31, 32, and 33 formed on the film F by being electrically insulated and separated from each other. For example, the
[0023]
The film F in which the three coil pairs 31, 32, and 33 are formed is wound around and fixed to the coil bobbin so that the linear conductive patterns A and B are close to each other. The state is shown in FIG. Thus, the
[0024]
Hereinafter, this will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
Step S1 (measures biomagnetism)
First, an electrical stimulus (or sound, light stimulus, etc.) is applied to the subject M from the
[0025]
Step S2 (Create waveform data)
The data processing unit 6, the subject based on the magnetic data, the horizontal axis represents time, to create the waveform data for the magnetic field strength on the vertical axis X of the magnetic sensor S 1 to S m, Y, each Z component. The waveform data is divided into X, Y, and Z components of the magnetic sensors S 1 to S m and stored in the
[0026]
Step S3 (Create magnetic field strength distribution)
The data processing unit 6 obtains the magnetic field strength distribution for each time based on the waveform data for each of the X, Y, and Z components stored in the
[0027]
The Z component, which is the magnetic field component in the normal direction of the head surface, which is the region of interest of the subject, will be described.
[0028]
Next, the magnetic field strength obtained by the magnetic sensors S 1 to S m at each time is obtained based on each waveform data of the Z component of the magnetic sensors S 1 to S m . Each magnetic field strength is distributed to the corresponding index points D 1 to D m . An isomagnetic field diagram is obtained by connecting the points having the equal magnetic field strength in the Z-
[0029]
The index point Dmax shown in FIG. 5 indicates the position where the magnetic field strength is the highest. The index point Dmin indicates a position where the magnetic field strength is the smallest. The
[0030]
The above-described magnetic field strength distribution is created for X, Y, and component times t 0 to t n . The magnetic field intensity distributions at times t 0 to t n of these X, Y, and Z components are stored in the
[0031]
Step S4 (collect data on the set straight line)
The following description considers a case where one bioactive current source exists in the region of interest of the subject M. That is, the Z-component biomagnetic data includes a magnetic field having a magnitude in the reverse direction, but the X and Y-component biomagnetic data includes only a magnetic field having a certain magnitude, indicating the reverse direction. Minimum magnetic field strength does not appear. Therefore, the biomagnetic data of the Z component will be described.
[0032]
In the magnetic field strength distribution at the time t1 to tn of the Z component obtained in step S3, a straight line passing through the point where the magnetic field strength is maximum and minimum is set for each time t1 to tn. The magnetic field intensity distribution data on this straight line is collected and stored in the
[0033]
The process performed at step S4 will be described with reference to FIG. A straight line H passing through the maximum point P1 and the minimum point P2 on the magnetic
[0034]
Step S5 (set isobar)
Since the magnetic field strength distribution data stored in the
[0035]
Step S6 (Set distribution straight line simulation diagram)
In step S4, a distribution line simulation diagram 82 shown in FIG. 8 is set so that the positional relationship between the set straight line and the magnetic field strength distribution can be easily observed. The distribution straight line simulation diagram 82 includes a
[0036]
Step S7 (display all data)
The data processing unit 6 calls the stored information in the
[0037]
Hereinafter, the case where the life activity current source is grasped will be described with reference to FIG.
The
[0038]
On the
[0039]
The
[0040]
The magnetic field
[0041]
First, the
[0042]
As described above, the characteristic change of the bioactive current source can be easily found simply by observing the
[0043]
The present invention can be modified as follows. (1) In the above-described embodiment, a straight line passing through the position indicating the maximum magnetic field strength and the position indicating the minimum magnetic field strength in the Z component magnetic field strength distribution is set as the distribution data collection means. However, the present invention is not limited to this, and the following can also be performed. It is also possible to set a straight line that passes only the maximum magnetic field strength in the magnetic field strength distribution of the X component or Y component that is a tangential component of the head surface that is the region of interest of the subject. FIG. 10 shows a time isomagnetic field diagram 100 obtained by a straight line passing through only the maximum magnetic field strength. The distribution straight line simulation diagram at this time is a straight line passing through the center of the magnetic field strength distribution and the position indicating the maximum magnetic field strength. This distribution straight line simulation diagram 101 is also shown in FIG. .
[0044]
【The invention's effect】
As can be seen from the above description, according to the invention of
[0045]
According to the invention of claim 2, the positional relationship between the magnetic field strength distribution and the straight line set on the magnetic field strength is simulated by superimposing a symbol indicating the direction of the straight line on the region representing the magnetic field strength distribution. Therefore, the position and orientation of the set straight line on the magnetic field strength distribution can be easily grasped.
[0046]
According to the invention of
[0047]
According to the fourth aspect of the present invention, a straight line passing through only the point indicating the maximum magnetic field strength in the magnetic field strength distribution is set, and a time-dependent magnetic field diagram based on the magnetic field strength distribution data on the straight line is obtained. By observing the magnetic field diagram such as the time, it is possible to easily know the measurement time when the change in the magnetic field intensity at the position of the bioactive current source is characteristic. Furthermore, by observing the magnetic field intensity distribution at the measurement time, the state of the life activity current source can be efficiently grasped.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a biomagnetic data display device according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a processing procedure performed in the embodiment.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a three-way pickup coil used in the biomagnetic data display device of the embodiment.
FIG. 4 is a schematic diagram showing waveform data stored in the
FIG. 5 is a schematic diagram showing a magnetic field strength distribution performed in an example.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a magnetic field strength distribution stored in a
FIG. 7 is a diagram illustrating magnetic field strength distribution data on a straight line on the magnetic field strength distribution stored in the
FIG. 8 is a schematic diagram showing a magnetic field diagram of time, etc. according to an embodiment.
FIG. 9 is a schematic view showing a display screen in the biomagnetic data display device of the embodiment.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a time isomagnetic field diagram of a modified example of the embodiment.
FIG. 11 is a schematic view showing a display screen in a conventional biomagnetic data display device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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