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JP7683150B2 - DIAGNOSIS SUPPORT DEVICE, DIAGNOSIS SUPPORT METHOD, AND DIAGNOSIS SUPPORT PROGRAM - Google Patents
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DIAGNOSIS SUPPORT DEVICE, DIAGNOSIS SUPPORT METHOD, AND DIAGNOSIS SUPPORT PROGRAM Download PDF

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Description

本発明は、診断支援装置、診断支援方法および診断支援プログラムに関する。 The present invention relates to a diagnostic support device, a diagnostic support method, and a diagnostic support program.

例えば、生体磁場の計測方法として、被検体の一部に電気刺激を与え、計測対象となる部位の神経活動を誘発させ、神経活動により発生する磁場をセンサによって計測する手法が知られている。また、センサによる生体磁場の計測で得られた磁場データを利用して生体内で発生する電流を再構成することで、神経活動電流を非侵襲で評価する手法が知られている。 For example, one known method for measuring biomagnetic fields is to apply electrical stimulation to a part of the subject, inducing neural activity in the area to be measured, and then measure the magnetic field generated by the neural activity with a sensor. Another known method is to non-invasively evaluate neural activity currents by reconstructing the currents generated within the body using magnetic field data obtained by measuring the biomagnetic field with a sensor.

例えば、馬尾の神経活動電流の伝導速度は、膝の腓骨神経を刺激したときの神経磁場を腰部で計測し、得られた磁場データから神経活動電流を再構成することで非侵襲に算出可能である。また、上記手法を用いて、複数の健常者に対して神経活動電流の伝導速度を統計的に分析することで、年齢と伝導速度との相関が取得可能である(例えば、非特許文献1参照)。 For example, the conduction velocity of the neural activity current in the cauda equina can be calculated non-invasively by measuring the neural magnetic field at the lumbar region when the peroneal nerve at the knee is stimulated, and reconstructing the neural activity current from the obtained magnetic field data. In addition, by using the above method to statistically analyze the conduction velocity of the neural activity current for multiple healthy subjects, it is possible to obtain a correlation between age and conduction velocity (see, for example, Non-Patent Document 1).

しかしながら、被検体から発生する磁場の計測で得られた磁場データを使用して算出される神経活動電流から腰椎等の疾患の診断を支援可能な情報を生成する手法については開示されていない。 However, no method has been disclosed for generating information that can assist in the diagnosis of diseases such as those of the lumbar spine from neural activity currents calculated using magnetic field data obtained by measuring the magnetic field generated by the subject.

開示の技術は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、神経疾患の診断を支援可能な診断支援装置、診断支援方法および診断支援プログラムを提供することを目的とする。 The disclosed technology has been developed in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide a diagnostic support device, a diagnostic support method, and a diagnostic support program that can assist in the diagnosis of neurological disorders.

上記技術的課題を解決するため、本発明の一形態の診断支援装置は、被検体から発生する磁場の計測で得られた磁場データに基づき神経走行に流入する内向き電流の電流強度の低下率を算出する算出部と、前記電流強度の低下率を所定の基準値と比較した比較結果を表示部に表示させる表示制御部と、前記電流強度を算出する計測部位を示す情報に基づいて、前記基準値を変更可能な基準変更部と、を有することを特徴とする。
In order to solve the above technical problems, one embodiment of the diagnostic support device of the present invention is characterized in having a calculation unit that calculates a rate of decrease in current intensity of an inward current flowing into a nerve course based on magnetic field data obtained by measuring a magnetic field generated from a subject, a display control unit that causes a display unit to display a comparison result obtained by comparing the rate of decrease in current intensity with a predetermined reference value, and a reference changing unit that is capable of changing the reference value based on information indicating the measurement site for calculating the current intensity .

神経疾患の診断を支援可能な診断支援装置、診断支援方法および診断支援プログラムを提供することができる。 It is possible to provide a diagnostic support device, a diagnostic support method, and a diagnostic support program that can assist in the diagnosis of neurological diseases.

本発明の第1の実施形態に係る診断支援装置を含む生体情報計測システムの一例を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an example of a biological information measuring system including a diagnosis support apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1の低温容器の突出部内に設けられるSQUIDセンサアレイの一例を示す斜視図である。2 is a perspective view of an example SQUID sensor array disposed within a protruding portion of the cryocontainer of FIG. 1; FIG. 図1のデータ処理装置の機能ブロックの一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of functional blocks of the data processing device of FIG. 1 . 神経活動電流のモデルの一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a model of a neural action current. 図1の生体情報計測システムにより取得された計測対象部位(中枢神経)での磁場データに基づいて抽出された電流分布の時間変化の例を示す図である。2 is a diagram showing an example of a change over time in current distribution extracted based on magnetic field data at a measurement target site (central nerves) acquired by the bioinformation measurement system of FIG. 1. 図1の生体情報計測システムにより取得された計測対象部位(中枢神経)での磁場データに基づいて抽出された電流分布の時間変化の例を示す図である。2 is a diagram showing an example of a change over time in current distribution extracted based on magnetic field data at a measurement target site (central nerves) acquired by the bioinformation measurement system of FIG. 1. 図5および図6で観測された内向き電流が上流から下流に伝導するときの電流波形の変化の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of changes in the current waveform when the inward current observed in FIGS. 5 and 6 is conducted from upstream to downstream. 図3の低下率異常表示部に表示させる電流強度の低下率を示す異常情報の別の表示例を示す図である。7 is a diagram showing another example of display of abnormality information indicating a decrease rate of current intensity displayed in the decrease rate abnormality display unit of FIG. 3 . FIG. 図1の生体情報計測システムにより取得された計測対象部位(末梢神経)での磁場データに基づいて抽出された電流分布の時間変化の例を示す図である。2 is a diagram showing an example of time change in current distribution extracted based on magnetic field data at a measurement target site (peripheral nerve) acquired by the bioinformation measurement system of FIG. 1. 図9で観測された内向き電流が上流から下流に伝導するときの電流波形の変化の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a change in the current waveform when the inward current observed in FIG. 9 is conducted from upstream to downstream. 図3のデータ処理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of the data processing device shown in FIG. 3 .

以下、図面を参照して実施の形態の説明を行う。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 The following describes the embodiments with reference to the drawings. Note that in each drawing, the same components are given the same reference numerals, and duplicate descriptions may be omitted.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る診断支援装置を含む生体情報計測システムの一例を示す構成図である。例えば、図1に示す生体情報計測システム100は、電気刺激に基づいて脊髄等の神経から発生する磁場を計測する脊髄誘発磁場計測システムを含む。
First Embodiment
Fig. 1 is a configuration diagram showing an example of a bioinformation measuring system including a diagnosis support device according to a first embodiment of the present invention. For example, the bioinformation measuring system 100 shown in Fig. 1 includes a spinal cord evoked magnetic field measuring system that measures a magnetic field generated from nerves such as the spinal cord based on electrical stimulation.

生体情報計測システム100は、主要な構成要素として磁場計測装置10と低温容器20と神経刺激装置30とX線撮影装置40とデータ処理装置50とを有する。データ処理装置50は、診断支援装置の一例である。神経刺激装置30は、被検体Pの体表(皮膚)から神経を電気的に刺激する装置である。なお、図1では、X線撮影装置40は、被検体Pの上部に配置されるが、側部に配置されてもよく、上部と側部の両方に配置されてもよい。 The bioinformation measurement system 100 has as its main components a magnetic field measurement device 10, a cryogenic container 20, a nerve stimulation device 30, an X-ray imaging device 40, and a data processing device 50. The data processing device 50 is an example of a diagnostic support device. The nerve stimulation device 30 is a device that electrically stimulates nerves from the body surface (skin) of the subject P. In FIG. 1, the X-ray imaging device 40 is placed above the subject P, but it may be placed on the side, or both the top and the side.

磁場計測装置10は、複数の超伝導量子干渉素子(SQUID:Superconducting QUantum Interference Device)を含むSQUIDセンサアレイ11と信号処理装置12とを有している。磁場計測装置10は、神経刺激装置30による電気刺激により被検体Pの計測対象の神経に誘発された磁場を計測可能である。 The magnetic field measuring device 10 has a SQUID sensor array 11 including multiple superconducting quantum interference devices (SQUIDs) and a signal processing device 12. The magnetic field measuring device 10 can measure the magnetic field induced in the measurement target nerve of the subject P by electrical stimulation by the nerve stimulation device 30.

この実施形態では、磁場計測装置10は、脊磁計(MSG:Magnetospinograph)として使用される。なお、磁場計測装置10は、脳磁計(MEG:Magnetoencephalograph)または心磁計(MCG:Magnetocardiograph)として使用可能である。以下では、超伝導量子干渉素子をSQUIDとも称する。 In this embodiment, the magnetic field measuring device 10 is used as a magnetospinograph (MSG). The magnetic field measuring device 10 can also be used as a magnetoencephalograph (MEG) or a magnetocardiograph (MCG). Hereinafter, the superconducting quantum interference device is also referred to as a SQUID.

データ処理装置50は、神経刺激装置30による生体への電気刺激のタイミング等を制御する機能と、磁場計測装置10が計測した生体磁場等の生体情報の情報処理を実行する機能とを有する。また、データ処理装置50は、X線撮影装置40による被検体PのX線画像の撮影を制御する機能を有する。データ処理装置50は、マウス50aおよびキーボード50b等の入出力装置からの入力を受け付ける機能を有する。 The data processing device 50 has a function to control the timing of electrical stimulation to the living body by the nerve stimulation device 30, and a function to execute information processing of biological information such as the biomagnetic field measured by the magnetic field measurement device 10. The data processing device 50 also has a function to control the capture of X-ray images of the subject P by the X-ray imaging device 40. The data processing device 50 has a function to accept input from input/output devices such as a mouse 50a and a keyboard 50b.

さらに、データ処理装置50は、磁場計測装置10が計測した磁場に応じて発生する電流の向きをX線画像に重畳させて表示装置50cに表示する機能を有する。データ処理装置50は、表示装置50cに表示された画像に対して、マウス50aを操作する操作者により指示される連続する複数の位置(仮想電極)での電流値の時間変化をそれぞれ計算する機能を有する。例えば、操作者は、表示装置50cに表示されるX線画像により認識される脊髄等の神経に沿って複数の位置を指示する。 The data processing device 50 also has a function of superimposing the direction of the current generated in response to the magnetic field measured by the magnetic field measuring device 10 on the X-ray image and displaying it on the display device 50c. The data processing device 50 has a function of calculating the time change in the current value at each of multiple consecutive positions (virtual electrodes) indicated by the operator operating the mouse 50a for the image displayed on the display device 50c. For example, the operator indicates multiple positions along nerves such as the spinal cord that are recognized by the X-ray image displayed on the display device 50c.

また、データ処理装置50は、各仮想電極での電流波形を表示装置50cに表示する機能を有する。データ処理装置50は、例えば、隣り合う仮想電極での電流波形の最大振幅である電流強度の低下率が、予め設定された低下率の基準値より小さい場合、低下率が小さくなったことを示すテキストまたは図形等を電流波形に隣接する位置に表示する機能を有する。 The data processing device 50 also has a function of displaying the current waveform at each virtual electrode on the display device 50c. For example, when the rate of decrease in current intensity, which is the maximum amplitude of the current waveform at adjacent virtual electrodes, is smaller than a preset reference value for the rate of decrease, the data processing device 50 has a function of displaying text or a figure, etc., adjacent to the current waveform indicating that the rate of decrease has decreased.

生体情報計測システム100の一部は、磁気をシールドする磁気シールドルーム200内に配置されている。磁気シールドルーム200を利用することで、被検体Pから発生する微弱な磁場(例えば、脊髄誘発磁場)を計測することができる。磁気シールドルーム200は、例えば、高透磁率材料であるパーマロイ等からなる板材と、銅やアルミニウム等の導電体からなる板材とを積層することにより構成することができる。 A part of the bioinformation measurement system 100 is placed in a magnetically shielded room 200 that shields against magnetism. By using the magnetically shielded room 200, it is possible to measure a weak magnetic field (e.g., a spinal cord induced magnetic field) generated from the subject P. The magnetically shielded room 200 can be constructed, for example, by stacking a plate material made of a high magnetic permeability material such as permalloy and a plate material made of a conductor such as copper or aluminum.

磁気シールドルーム200は、例えば、奥行き2.5m、幅3.0m、高さ2.5m程度の大きさの内部空間を有し、装置器具の搬送や、人の出入りを可能とする扉210を備えている。扉210は、磁気シールドルーム200の他の部分と同様に、高透磁率材料であるパーマロイ等からなる板材と、銅やアルミニウム等の導電体からなる板材の積層により構成することができる。 The magnetically shielded room 200 has an internal space that is, for example, about 2.5 m deep, 3.0 m wide, and 2.5 m high, and is equipped with a door 210 that allows the transportation of equipment and people to enter and exit. The door 210, like the other parts of the magnetically shielded room 200, can be constructed by laminating plates made of a high-permeability material such as permalloy and plates made of a conductor such as copper or aluminum.

なお、本明細書において、高透磁率材料とは、比透磁率が1000より大きい材料を指す。高透磁率材料としては、パーマロイ以外に鉄、ニッケル、コバルトの単体や、その合金(アモルファス合金や紛体、ナノ粒子を含む)、フェライト等を挙げることができる。 In this specification, a high magnetic permeability material refers to a material with a relative magnetic permeability of more than 1000. In addition to permalloy, other high magnetic permeability materials include iron, nickel, and cobalt as simple substances, their alloys (including amorphous alloys, powders, and nanoparticles), ferrite, etc.

以下、生体情報計測システム100およびその周辺部について、より詳しく説明する。磁気シールドルーム200内には、ベッド300が設置されている。また、磁気シールドルーム200内には、低温容器20が設置されており、磁場の計測や計測時の制御等に用いる信号線71が、低温容器20の突出部21内に設置されるSQUIDセンサアレイ11に接続されている。信号線71は、磁場ノイズを低減するためにツイストケーブル構造を有し、磁気シールドルーム200の壁部を貫通する孔を通して、磁気シールドルーム200の外へ引き出され、信号処理装置12と接続される。 The bio-information measuring system 100 and its surroundings will be described in more detail below. A bed 300 is installed in the magnetically shielded room 200. A cryocontainer 20 is also installed in the magnetically shielded room 200, and a signal line 71 used for measuring the magnetic field and controlling the measurement is connected to a SQUID sensor array 11 installed in the protrusion 21 of the cryocontainer 20. The signal line 71 has a twisted cable structure to reduce magnetic field noise, and is pulled out of the magnetically shielded room 200 through a hole penetrating the wall of the magnetically shielded room 200 and connected to a signal processing device 12.

例えば、生体情報計測システム100を用いた脊髄誘発磁場の計測は、被検体Pがベッド300に仰臥位で横たわり、安静な状態で行われる。安静な状態で計測が行われることで、被検体Pへの負担が少ないだけでなく、被検体Pが動くことによるSQUIDセンサアレイ11との位置ずれを低減することができ、また、筋肉の緊張により生じる筋肉からの磁場ノイズ等を低減することができる。 For example, measurement of the spinal cord induced magnetic field using the bioinformation measurement system 100 is performed while the subject P is lying supine on the bed 300 and in a resting state. Performing the measurement in a resting state not only reduces the burden on the subject P, but also reduces positional deviation from the SQUID sensor array 11 caused by the subject P's movements, and also reduces magnetic field noise from muscles caused by muscle tension.

低温容器20は、デュワーとも称され、被検体Pから発生する磁場を検出するSQUIDセンサアレイ11を極低温で動作させるために必要な液体ヘリウムを保持している。低温容器20の突出部21は、脊髄誘発磁場の計測に適した形状を有する。例えば、脊髄誘発磁場の計測は、仰臥位となった被検体Pの腰部を突出部21と接触させ、腰部がSQUIDセンサアレイ11の先端に対向させた状態で行われる。 The cryocontainer 20, also called a Dewar, holds the liquid helium required to operate the SQUID sensor array 11, which detects the magnetic field generated by the subject P, at extremely low temperatures. The protrusion 21 of the cryocontainer 20 has a shape suitable for measuring the spinal cord induced magnetic field. For example, the spinal cord induced magnetic field is measured with the subject P in a supine position, with the lower back in contact with the protrusion 21 and the lower back facing the tip of the SQUID sensor array 11.

脊髄誘発磁場を計測する際には、電気刺激により意図的に被検体Pの神経活動を誘発する必要がある。そこで、神経刺激装置30を用いて電気刺激が印加される。例えば、この実施形態では、両足首の内側の左脛骨神経と右脛骨神経とに電気刺激が交互に印加され、各電気刺激に基づいて脊髄を上流から下流に伝導される電流が算出される。ここで、上流とは、電気刺激を印加する刺激位置に相対的に近い位置を示し、下流とは、刺激位置に相対的に遠い位置を示す。このため、ツイストケーブル構造の2本の信号線72を介して神経刺激装置30に接続される2つの電極対は、両足首の内側の皮膚上にそれぞれ貼り付けられる。 When measuring the spinal cord induced magnetic field, it is necessary to intentionally induce neural activity in the subject P by electrical stimulation. Therefore, electrical stimulation is applied using the nerve stimulation device 30. For example, in this embodiment, electrical stimulation is applied alternately to the left tibial nerve and the right tibial nerve on the inside of both ankles, and the current conducted from upstream to downstream in the spinal cord is calculated based on each electrical stimulation. Here, upstream refers to a position relatively close to the stimulation position where the electrical stimulation is applied, and downstream refers to a position relatively far from the stimulation position. For this reason, two electrode pairs connected to the nerve stimulation device 30 via two signal lines 72 with a twisted cable structure are attached to the skin on the inside of both ankles, respectively.

そして、電極対から交互に被検体Pに印加される電気刺激により、被検体Pの両足の脛骨神経を交互に興奮させ、興奮による神経活動が中枢神経に伝搬される。そして、被検体Pの腰椎部に対向するSQUIDセンサアレイ11により、腰椎部の脊髄および脊髄神経から発生する磁場が検出される。 Then, electrical stimulation is applied alternately to the subject P from the electrode pairs, alternately exciting the tibial nerves in both legs of the subject P, and the nerve activity caused by the excitation is propagated to the central nervous system. Then, the SQUID sensor array 11 facing the lumbar region of the subject P detects the magnetic field generated from the spinal cord and spinal nerves in the lumbar region.

なお、2つの電極対は、両足において脛骨神経以外の他の神経を電気刺激可能な位置に貼り付けられてもよい。また、両足からの電気刺激に基づく生体磁場の計測部位は、胸部や頚部でもよい。さらに、頚部の生体磁場を計測する場合、2つの電極対は、両手の神経を電気刺激可能な位置に貼り付けられてもよい。 The two electrode pairs may be attached to positions on both feet where nerves other than the tibial nerve can be electrically stimulated. The measurement site for the biomagnetic field based on electrical stimulation from both feet may be the chest or neck. Furthermore, when measuring the biomagnetic field of the neck, the two electrode pairs may be attached to positions on both hands where nerves can be electrically stimulated.

2つの電極対から電気刺激を交互に印加し、生体磁場を交互に計測することで、左右の神経を介して脊髄に伝導される電流波形の差異を検出することができる。そして、電流波形の差異に基づいて、障害部位の特定するための情報を医師等の評価者に提供することができる。 By alternately applying electrical stimulation from two electrode pairs and alternately measuring the biomagnetic field, it is possible to detect the difference in the current waveforms that are conducted to the spinal cord via the left and right nerves. Then, based on the difference in the current waveforms, it is possible to provide information to a doctor or other evaluator to identify the site of the disorder.

例えば、データ処理装置50は、PC(Personal Computer)等のコンピュータであり、信号線を介して信号処理装置12、神経刺激装置30およびX線撮影装置40と接続される。そして、データ処理装置50は、磁場計測装置10、神経刺激装置30およびX線撮影装置40の動作を制御する。 For example, the data processing device 50 is a computer such as a PC (Personal Computer), and is connected to the signal processing device 12, the nerve stimulation device 30, and the X-ray imaging device 40 via signal lines. The data processing device 50 controls the operation of the magnetic field measurement device 10, the nerve stimulation device 30, and the X-ray imaging device 40.

図2は、図1の低温容器20の突出部21内に設けられるSQUIDセンサアレイ11の一例を示す斜視図である。例えば、SQUIDセンサアレイ11は、上下方向に延在する棒形状を有し、上面視で千鳥状に配置された複数のSQUIDセンサ11aを有する。各SQUIDセンサ11aは、上端がベッド300に横たわる被検体Pの計測対象部位に対向するように配置される。この実施形態では、複数のSQUIDセンサ11aは、被検体Pの腰部の磁場計測時の湾曲形状に合わせて、上端がわずかに湾曲するように突出部21内に配置される。 Figure 2 is a perspective view showing an example of a SQUID sensor array 11 provided in the protruding portion 21 of the cryocontainer 20 in Figure 1. For example, the SQUID sensor array 11 has a rod shape extending in the vertical direction, and has multiple SQUID sensors 11a arranged in a staggered pattern when viewed from above. Each SQUID sensor 11a is arranged so that its upper end faces the measurement target part of the subject P lying on the bed 300. In this embodiment, the multiple SQUID sensors 11a are arranged in the protruding portion 21 so that their upper ends are slightly curved to match the curved shape of the subject P's lower back when measuring the magnetic field.

各SQUIDセンサ11aは、信号処理装置12からの指示に基づいて被検体Pが発生する磁場を計測し、計測した磁場を電圧信号(磁場を示す磁場信号)として信号処理装置12に出力する。例えば、各SQUIDセンサ11aは、X軸、Y軸、Z軸を有する3軸のセンサであり、磁場信号を3次元のベクトル量として計測可能である。なお、各SQUIDセンサ11aは、磁場信号を2次元のベクトル量として計測可能なX軸、Y軸を有する2軸センサでもよく、Z軸のみを有する1軸センサでもよい。 Each SQUID sensor 11a measures the magnetic field generated by the subject P based on instructions from the signal processing device 12, and outputs the measured magnetic field as a voltage signal (magnetic field signal indicating the magnetic field) to the signal processing device 12. For example, each SQUID sensor 11a is a three-axis sensor having an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis, and can measure the magnetic field signal as a three-dimensional vector quantity. Each SQUID sensor 11a may be a two-axis sensor having an X-axis and a Y-axis that can measure the magnetic field signal as a two-dimensional vector quantity, or a one-axis sensor having only the Z-axis.

図1に示した信号処理装置12は、X線画像上の被検体Pの神経の位置および各SQUIDセンサ11aの位置の関係と、複数のSQUIDセンサ11aにより被検体Pから発生する磁場を計測することで得られる磁場データとに基づいて、指定された計測点での神経活動電流を推定する。例えば、神経活動電流の推定には、空間フィルタ法などの推定アルゴリズムが使用される。これにより、SQUIDセンサアレイ11に対向する任意の位置での神経活動電流の時間変化を示す電流波形を得ることができる。なお、磁場の計測により得られた磁場データからアーチファクトを除去するために、アーチファクト低減法であるDSSP(Dual Signal Sub-spaceProjection)法等が適用されてもよい。 The signal processing device 12 shown in FIG. 1 estimates the neural activity current at a specified measurement point based on the relationship between the position of the nerve of the subject P on the X-ray image and the position of each SQUID sensor 11a, and magnetic field data obtained by measuring the magnetic field generated from the subject P using the multiple SQUID sensors 11a. For example, an estimation algorithm such as a spatial filter method is used to estimate the neural activity current. This makes it possible to obtain a current waveform that shows the time change of the neural activity current at any position opposite the SQUID sensor array 11. Note that an artifact reduction method such as the DSSP (Dual Signal Sub-space Projection) method may be applied to remove artifacts from the magnetic field data obtained by measuring the magnetic field.

図3は、図1のデータ処理装置50の機能ブロックの一例を示す図である。データ処理装置50は、入力制御部510、演算部520、表示制御部530および記憶部540を有する。例えば、入力制御部510、演算部520および表示制御部530は、データ処理装置50に搭載されるCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサが実行するデータ処理プログラムにより実現される。 FIG. 3 is a diagram showing an example of functional blocks of the data processing device 50 of FIG. 1. The data processing device 50 has an input control unit 510, a calculation unit 520, a display control unit 530, and a storage unit 540. For example, the input control unit 510, the calculation unit 520, and the display control unit 530 are realized by a data processing program executed by a processor such as a CPU (Central Processing Unit) mounted on the data processing device 50.

後述する入力制御部510、演算部520および表示制御部530による内向き電流の電流強度の低下率の算出と、電流強度の低下率を所定の基準値と比較した比較結果の表示とは、データ処理プログラムのうち診断支援プログラムの実行により実現される。そして、CPU等のプロセッサが診断支援プログラムを実行することにより、診断支援方法が実施される。 The calculation of the rate of decrease in the current strength of the inward current by the input control unit 510, the calculation unit 520, and the display control unit 530, which will be described later, and the display of the comparison result of the rate of decrease in the current strength with a predetermined reference value, are realized by executing a diagnostic assistance program among the data processing programs. Then, the diagnostic assistance method is implemented by a processor such as a CPU executing the diagnostic assistance program.

なお、入力制御部510、演算部520および表示制御部530は、FPGA等のハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。演算部520は、被検体Pから発生する磁場の計測で得られた磁場データに基づき神経走行に流入する内向き電流の電流強度の低下率を算出する算出部の一例である。 The input control unit 510, the calculation unit 520, and the display control unit 530 may be realized by hardware such as an FPGA, or may be realized by a combination of software and hardware. The calculation unit 520 is an example of a calculation unit that calculates the rate of decrease in the current intensity of the inward current flowing into the nerve course based on magnetic field data obtained by measuring the magnetic field generated by the subject P.

例えば、記憶部540は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)およびフラッシュメモリ等の半導体記憶装置の少なくともいずれかにより実現される。なお、記憶部540は、半導体記憶装置とHDD(Hard Disk Drive)またはSSD(Solid State Drive)とにより実現されてもよい。 For example, the storage unit 540 is realized by at least one of a semiconductor storage device such as a dynamic random access memory (DRAM), a static random access memory (SRAM), a read only memory (ROM), and a flash memory. The storage unit 540 may also be realized by a semiconductor storage device and a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD).

入力制御部510は、位置入力部511および波形領域指定部512を有する。演算部520は、経路生成部521、仮想電極生成部522、再構成解析部523、電流成分抽出部524、電流強度算出部525、低下率判定部526および基準変更部527を有する。表示制御部530は、画像表示部531、波形表示部532および低下率異常表示部533を有する。なお、表示制御部530は、データ処理装置50の外部に配置されてもよい。記憶部540には、生体磁場データ541、形態画像データ542、解析設定値543および低下率基準値544を記憶する記憶領域が割り当てられる。 The input control unit 510 has a position input unit 511 and a waveform region designation unit 512. The calculation unit 520 has a path generation unit 521, a virtual electrode generation unit 522, a reconstruction analysis unit 523, a current component extraction unit 524, a current intensity calculation unit 525, a decline rate determination unit 526, and a standard change unit 527. The display control unit 530 has an image display unit 531, a waveform display unit 532, and a decline rate abnormality display unit 533. The display control unit 530 may be disposed outside the data processing device 50. The memory unit 540 is assigned a memory area for storing biomagnetic field data 541, morphological image data 542, analysis setting value 543, and decline rate standard value 544.

入力制御部510は、磁場計測装置10の操作者によるマウス50aおよびキーボード50b等の操作を受け付ける。位置入力部511は、表示装置50cに表示されるX線画像等の形態画像上の脊髄等の神経経路を表現するための制御点の位置を受け付ける。位置入力部511が受け付けた位置情報は、解析設定値543として記憶部540に格納される。波形領域指定部512は、仮想電極で算出される電流波形を表示装置50cに表示する時間範囲を受け付ける。形態画像上の脊髄等の神経経路上に設定される仮想電極は、神経走行に沿って所定間隔で配置される第2の仮想電極の一例である。 The input control unit 510 accepts operations of the mouse 50a, keyboard 50b, etc., performed by the operator of the magnetic field measuring device 10. The position input unit 511 accepts the position of a control point for expressing a nerve pathway such as the spinal cord on a morphological image such as an X-ray image displayed on the display device 50c. The position information accepted by the position input unit 511 is stored in the memory unit 540 as an analysis setting value 543. The waveform region designation unit 512 accepts the time range for displaying the current waveform calculated by the virtual electrode on the display device 50c. The virtual electrodes set on a nerve pathway such as the spinal cord on the morphological image are an example of second virtual electrodes arranged at predetermined intervals along the nerve course.

経路生成部521は、位置入力部511から入力された複数の制御点の位置情報に基づいて、活動する神経の経路を算出する。設定された神経の経路を神経走行(路)と呼称する。ここで、算出された経路は、複数の座標情報または曲線を示す式等により表され、解析設定値543として記憶部540に記憶される。 The path generation unit 521 calculates the path of the active nerve based on the position information of multiple control points input from the position input unit 511. The set nerve path is called a nerve course (path). Here, the calculated path is represented by multiple coordinate information or an equation showing a curve, and is stored in the storage unit 540 as an analysis setting value 543.

仮想電極生成部522は、経路生成部521が算出した神経走行上に、例えば、等間隔に複数の仮想電極Aを生成する。さらに、神経走行上の仮想電極A上において、神経走行の法線方向に任意の距離だけ離れた点に仮想電極Bを生成する。経路上に生成される仮想電極の間隔、法線方向の距離および数は、マウス50aまたはキーボード50b等の入力装置を介して操作者により指定され、入力制御部510により解析設定値543として記憶部540に記憶される。 The virtual electrode generating unit 522 generates, for example, multiple virtual electrodes A at equal intervals on the nerve trajectory calculated by the path generating unit 521. Furthermore, a virtual electrode B is generated on the virtual electrode A on the nerve trajectory at a point an arbitrary distance away in the normal direction of the nerve trajectory. The interval, normal direction distance, and number of virtual electrodes generated on the path are specified by the operator via an input device such as the mouse 50a or keyboard 50b, and are stored in the memory unit 540 by the input control unit 510 as analysis setting values 543.

再構成解析部523は、磁場計測装置10による生体磁場の計測により得られた被検体Pの磁場データを使用して、所定の間隔を置いてマトリックス状に配置されるボクセル毎に電流成分を再構成する。ボクセルは、磁場データの取得部位を含む所定の領域に設置される第1の仮想電極の一例である。 The reconstruction analysis unit 523 uses the magnetic field data of the subject P obtained by measuring the biomagnetic field using the magnetic field measurement device 10 to reconstruct the current components for each voxel arranged in a matrix at a predetermined interval. A voxel is an example of a first virtual electrode that is placed in a predetermined area including the site where the magnetic field data is acquired.

電流成分抽出部524は、各仮想電極とボクセルとの位置関係に基づいて、再構成解析部523により算出されたボクセルでの電流成分を使用して各仮想電極の電波波形を抽出する。例えば、電流成分抽出部524は、波形領域指定部512で受け付けた時間範囲において、神経走行に沿う仮想電極Aでの電流成分(上流から下流に向かう方向を正、下流から上流に向かう方向を負とする)を、神経走行における神経軸索を伝導する軸索内電流として抽出する。 The current component extraction unit 524 extracts the radio wave waveform of each virtual electrode using the current component at the voxel calculated by the reconstruction analysis unit 523 based on the positional relationship between each virtual electrode and the voxel. For example, the current component extraction unit 524 extracts the current component (the direction from upstream to downstream is positive and the direction from downstream to upstream is negative) at virtual electrode A along the nerve tract in the time range accepted by the waveform region designation unit 512 as an intra-axonal current conducting the nerve axon in the nerve tract.

また、電流成分抽出部524は、波形領域指定部512で受け付けた時間範囲において、神経走行に向かう方向を正として、仮想電極B上での神経走行に対する法線方向の電流成分を、内向き電流として抽出する。そして、抽出した内向き電流の時間変化により内向き電流の電流波形が生成される。神経軸索外を流れる体積電流のうち、脱分極部に流入する電流成分である内向き電流は、神経機能を評価する上で重要である。電流波形は、例えば、波形表示部532が内向き電流の値を時間順に並べて画像データとすることで生成される。電流成分抽出部524および波形表示部532は、仮想電極での内向き電流の波形を生成する波形生成部の一例である。 In addition, the current component extraction unit 524 extracts, as an inward current, a current component in the normal direction to the nerve trajectory on the virtual electrode B, in the time range accepted by the waveform region designation unit 512, with the direction toward the nerve trajectory being positive. Then, a current waveform of the inward current is generated based on the time change of the extracted inward current. Of the volume currents flowing outside the nerve axon, the inward current, which is a current component that flows into the depolarized part, is important in evaluating nerve function. The current waveform is generated, for example, by the waveform display unit 532 arranging the values of the inward current in chronological order to generate image data. The current component extraction unit 524 and the waveform display unit 532 are an example of a waveform generation unit that generates a waveform of the inward current at the virtual electrode.

電流強度算出部525は、電流成分抽出部524により算出された仮想電極毎の内向き電流の電流波形の振幅の最大値を電流強度として算出する。例えば、電流強度算出部525は、電流波形の正値の振幅を電流強度として算出する。 The current intensity calculation unit 525 calculates, as the current intensity, the maximum value of the amplitude of the current waveform of the inward current for each virtual electrode calculated by the current component extraction unit 524. For example, the current intensity calculation unit 525 calculates, as the current intensity, the amplitude of the positive value of the current waveform.

低下率判定部526は、隣り合う仮想電極のペア毎に、内向き電流の電流強度の低下率(%)を算出する。例えば、低下率判定部526は、式(1)により電流強度の低下率(%)を算出する。式(1)において、符号"*"は、積を示す。
電流強度の低下率(%)=((下流の電流強度CS2)/(上流の電流強度CS1))*100 ‥(1)
The reduction rate determination unit 526 calculates the reduction rate (%) of the current intensity of the inward current for each pair of adjacent virtual electrodes. For example, the reduction rate determination unit 526 calculates the reduction rate (%) of the current intensity using formula (1). In formula (1), the symbol "*" indicates a product.
Reduction rate (%) of current strength = ((downstream current strength CS2)/(upstream current strength CS1))*100 (1)

低下率判定部526は、算出した電流強度の低下率を、予め設定された所定の基準値(%)と比較する。例えば、低下率判定部526は、算出した電流強度の低下率が所定の基準値より小さいか否かを判定する。低下率判定部526は、算出した電流強度の低下率が、予め設定された低下率の基準値(%)より小さい場合、算出した電流強度の低下率を、比較結果として、例えば、電流強度を算出した下流の仮想電極の位置情報とともに、低下率異常表示部533に出力する。なお、比較結果を出力することに代えて、算出した電流強度の低下率と、所定の基準値(予め設定された低下率の基準値(%))とを出力させ、それらを表示装置50cに表示させてもよい。 The reduction rate determination unit 526 compares the calculated reduction rate of the current strength with a predetermined reference value (%) that has been set in advance. For example, the reduction rate determination unit 526 determines whether the reduction rate of the calculated current strength is smaller than a predetermined reference value. If the reduction rate determination unit 526 determines that the reduction rate of the calculated current strength is smaller than the predetermined reduction rate reference value (%), it outputs the reduction rate of the calculated current strength as a comparison result to the reduction rate abnormality display unit 533 together with, for example, the position information of the downstream virtual electrode for which the current strength was calculated. Note that instead of outputting the comparison result, the reduction rate of the calculated current strength and the predetermined reference value (the predetermined reduction rate reference value (%)) may be output and displayed on the display device 50c.

基準変更部527は、マウス50aまたはキーボード50b等の入力装置を介して入力される、内向き電流の電流強度を算出する計測部位を示す情報に基づいて、低下率の基準値を変更する。例えば、計測部位毎の低下率の基準値は、低下率基準値544として記憶部540に記憶される。低下率の基準値を変更可能にすることで、計測部位に応じて適切な基準値を設定することができ、脊髄疾患の診断を適切に支援することができる。なお、基準変更部527は、キーボード50b等から入力される低下率の基準値を低下率基準値544として記憶部540に格納してもよい。 The standard change unit 527 changes the reference value of the decrease rate based on information indicating the measurement site for calculating the current intensity of the inward current, which is input via an input device such as the mouse 50a or keyboard 50b. For example, the reference value of the decrease rate for each measurement site is stored in the storage unit 540 as the decrease rate reference value 544. By making the decrease rate reference value changeable, it is possible to set an appropriate reference value according to the measurement site, and to appropriately assist in the diagnosis of spinal cord diseases. The standard change unit 527 may store the decrease rate reference value input from the keyboard 50b or the like in the storage unit 540 as the decrease rate reference value 544.

画像表示部531は、図5および図6に示すように、再構成解析部523により再構成された各ボクセルでの電流の向きと強度とを表す白い小さい矢印を、形態画像(X線画像)に重畳させて表示装置50cに表示させる。また、画像表示部531は、図7に示すように、経路生成部521により算出された神経経路と、仮想電極生成部522により生成された仮想電極とをX線画像に重畳させて表示装置50cに表示させる。 As shown in Fig. 5 and Fig. 6, the image display unit 531 causes the display device 50c to display small white arrows representing the direction and strength of the current in each voxel reconstructed by the reconstruction analysis unit 523, superimposed on the morphological image (X-ray image). Also, as shown in Fig. 7, the image display unit 531 causes the display device 50c to display the nerve pathways calculated by the pathway generation unit 521 and the virtual electrodes generated by the virtual electrode generation unit 522, superimposed on the X-ray image.

波形表示部532は、電流成分抽出部524により算出された仮想電極毎の電流波形を、X線画像に重畳された仮想電極に対応付けて表示装置50cに表示させる。 The waveform display unit 532 displays the current waveform for each virtual electrode calculated by the current component extraction unit 524 on the display device 50c in association with the virtual electrode superimposed on the X-ray image.

低下率異常表示部533は、低下率判定部526から電流強度の低下率と仮想電極の位置情報とを受信した場合、電流強度の低下率が異常であることを示す異常情報を、表示装置50cに表示させる。例えば、異常情報は、低下率の値、"低下率異常"等のテキスト、または点滅する図形等として、低下率判定部526から受信した位置情報が示す仮想電極の電流波形上または電流波形の脇に表示される。 When the drop rate abnormality display unit 533 receives the drop rate of the current strength and the position information of the virtual electrode from the drop rate determination unit 526, it displays abnormality information indicating that the drop rate of the current strength is abnormal on the display device 50c. For example, the abnormality information is displayed on or next to the current waveform of the virtual electrode indicated by the position information received from the drop rate determination unit 526 as a drop rate value, text such as "drop rate abnormal", or a blinking figure.

生体磁場データ541の記憶領域には、磁場計測装置10による被検体Pから発生する磁場の計測により得られた磁場データが格納される。形態画像データ542の記憶領域には、X線撮影装置40により撮影された被検体Pの磁場計測対象部位のX線画像データが格納される。 The biomagnetic field data 541 storage area stores magnetic field data obtained by measuring the magnetic field generated by the subject P using the magnetic field measurement device 10. The morphological image data 542 storage area stores X-ray image data of the part of the subject P that is the subject of magnetic field measurement, imaged using the X-ray imaging device 40.

解析設定値543の記憶領域には、磁場計測装置10による生体磁場の計測に必要な各種パラメータと、生体磁場の計測により得られた磁場データに使用するフィルタ(ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ)等の各種設定値とが予め格納される。また、解析設定値543の記憶領域には、表示装置50cに表示する画像上における電流の算出点であるボクセルの位置および電流波形を取得する仮想電極の位置等を示す位置情報が予め格納される。 In the memory area of the analysis setting values 543, various parameters required for measuring the biomagnetic field by the magnetic field measuring device 10 and various setting values such as filters (high-pass filter, low-pass filter) to be used for the magnetic field data obtained by measuring the biomagnetic field are stored in advance. In addition, in the memory area of the analysis setting values 543, position information indicating the position of the voxel that is the current calculation point on the image displayed on the display device 50c and the position of the virtual electrode from which the current waveform is obtained is stored in advance.

低下率基準値544の記憶領域には、低下率判定部526により参照される電流強度の基準値が予め格納される。特に限定されないが、例えば、腰椎での低下率の基準値は70%である。なお、仮想電極間の距離をn(mm)とするとき、0.97のn乗の値(百分率)を低下率の基準値と定義し、仮想電極間の距離に応じて電流強度の低下率が設定されてもよい。仮想電極間の距離が数mmにおける電流強度の低下率の基準値を設定することで、数mmの空間分解能で基準値との比較が可能となる。 The reference value of the current intensity referenced by the reduction rate determination unit 526 is stored in advance in the memory area of the reduction rate reference value 544. For example, the reference value of the reduction rate at the lumbar vertebrae is 70%, although this is not particularly limited. When the distance between the virtual electrodes is n (mm), the value (percentage) of 0.97 to the power of n may be defined as the reference value of the reduction rate, and the reduction rate of the current intensity may be set according to the distance between the virtual electrodes. By setting the reference value of the reduction rate of the current intensity when the distance between the virtual electrodes is several mm, it becomes possible to compare with the reference value with a spatial resolution of several mm.

図4は、神経活動電流のモデルの一例を示す図である。図4は、図の上下方向に直線状に走行する神経の活動により電流が発生する様子を示しており、図4の下側が末梢側であり、図4の上側が中枢側である。例えば、末梢神経に電気刺激を与えることで、刺激が電流として神経軸索を下側から上側に向けて伝導される。 Figure 4 is a diagram showing an example of a model of nerve activity current. Figure 4 shows how current is generated by the activity of nerves that run linearly from top to bottom in the figure, with the bottom side of Figure 4 being the peripheral side and the top side of Figure 4 being the central side. For example, by providing an electrical stimulus to a peripheral nerve, the stimulus is conducted as a current through the nerve axon from the bottom to the top.

このとき、図4の上側(順方向)に向けて流れる軸索内電流および図4の下側(逆方向)に向けて流れる軸索内電流と、神経軸索外を流れ、脱分極点に帰ってくる電流成分である体積電流とが発生する。図4の上側に向けて流れる軸索内電流は、リーディング成分と称され、図の下側に向けて流れる軸索内電流は、トレイリング成分と称される。 At this time, an intra-axonal current flows toward the top of Figure 4 (forward direction), an intra-axonal current flows toward the bottom of Figure 4 (reverse direction), and a volume current flows outside the nerve axon and is a current component that returns to the depolarization point. The intra-axonal current that flows toward the top of Figure 4 is called the leading component, and the intra-axonal current that flows toward the bottom of the figure is called the trailing component.

神経機能を詳細に評価するためには、神経軸索に沿って流れる軸索内電流、すなわち神経走行に沿った方向の電流成分と、脱分極点に流入する内向き電流、すなわち神経走行に対して、その法線方向から向かう方向の電流成分とを抽出して、表示装置50cに視覚的に表示することが好ましい。 To evaluate nerve function in detail, it is preferable to extract the intra-axonal current flowing along the nerve axon, i.e., the current component in the direction along the nerve tract, and the inward current flowing into the depolarization point, i.e., the current component in the direction normal to the nerve tract, and visually display them on the display device 50c.

図5および図6は、図1の生体情報計測システム100により取得された計測対象部位(中枢神経)での磁場データに基づいて抽出された電流分布の時間変化の例を示す図である。図5および図6に示す画像は、再構成解析部523により再構成されるボクセル毎の電流成分を画像表示部531がX線画像に重畳させた画像であり、表示装置50cの画面に一度に表示される。なお、表示装置50cの画面には、図5の画像と図6の画像との一方が表示されてもよく、指定された時間の画像が拡大表示されてもよい。 Figures 5 and 6 are diagrams showing examples of changes over time in current distribution extracted based on magnetic field data at the measurement target site (central nerves) acquired by the bioinformation measurement system 100 of Figure 1. The images shown in Figures 5 and 6 are images in which the image display unit 531 superimposes the current components for each voxel reconstructed by the reconstruction analysis unit 523 on an X-ray image, and are displayed simultaneously on the screen of the display device 50c. Note that either the image of Figure 5 or the image of Figure 6 may be displayed on the screen of the display device 50c, or an image at a specified time may be enlarged and displayed.

図5に示す画像は、例えば、椎間板ヘルニアの可能性のある被検体Pの右足首の内側の脛骨神経に電気刺激を印加したときに発生する生体磁場の計測により得られる磁場データから算出される電流分布の時間変化を示している。図6に示す画像は、同じ被検体Pの左足首の内側の脛骨神経に電気刺激を印加したときに得られる磁場データから算出される電流分布の時間変化を示している。図5および図6に示す画像は、ベッド300上に仰臥位で横たわる被検体Pを上から撮影したX線画像に電流成分が重畳されている。このため、各時間での画像の左側が被検体Pの右側に対応し、各画像の右側が被検体Pの左側に対応する。 The image shown in FIG. 5 shows, for example, the change over time in the current distribution calculated from the magnetic field data obtained by measuring the biomagnetic field generated when electrical stimulation is applied to the tibial nerve on the inside of the right ankle of subject P who may have a herniated disc. The image shown in FIG. 6 shows the change over time in the current distribution calculated from the magnetic field data obtained when electrical stimulation is applied to the tibial nerve on the inside of the left ankle of the same subject P. The images shown in FIG. 5 and FIG. 6 have current components superimposed on X-ray images taken from above of subject P lying in a supine position on bed 300. Therefore, the left side of the image at each time corresponds to the right side of subject P, and the right side of each image corresponds to the left side of subject P.

図5および図6の各画像の上側に示す"8.500ms"等の時間は、電気刺激を印加してからの経過時間を示す。横方向に並ぶ画像にまたがる太い点線は、第4腰椎(L4)と第5腰椎(L5)の境界部(L4/5)を示す。なお、各時間の画像間に配置された矢印は、時間の経過を分かりやすくするために追加したもので、表示装置50cの画面には表示されなくてもよい。 Times such as "8.500 ms" shown at the top of each image in Figures 5 and 6 indicate the time that has elapsed since the application of electrical stimulation. The thick dotted line that spans the images arranged horizontally indicates the boundary (L4/5) between the fourth lumbar vertebra (L4) and the fifth lumbar vertebra (L5). Note that the arrows placed between the images at each time are added to make the passage of time easier to understand, and do not need to be displayed on the screen of the display device 50c.

各画像において、複数の白い小さい矢印は、再構成により抽出されたボクセル毎の電流の向きを示しており、矢印の長さは電流強度を示している。矢印において矢じりと反対側の端が、電流成分の抽出単位であるボクセルの位置である。また、等高線状の曲線は、電流強度が同じ位置を結ぶことで生成される電流強度分布線である。 In each image, multiple small white arrows indicate the direction of the current for each voxel extracted by reconstruction, and the length of the arrow indicates the current intensity. The end of the arrow opposite the arrowhead is the position of the voxel, which is the unit for extracting the current component. In addition, the contour curves are current intensity distribution lines generated by connecting positions with the same current intensity.

各時刻の画像において、点線の矢印は、軸索内電流を示し、網掛けの矢印は、内向き電流を示す。点線の矢印および網掛けの矢印は、説明のために付加したものであり、表示装置50cに表示される画像には含まれない。 In the images at each time, the dotted arrows indicate intra-axonal currents, and the shaded arrows indicate inward currents. The dotted arrows and shaded arrows are added for explanatory purposes and are not included in the images displayed on the display device 50c.

図5および図6に示す電流成分の算出に使用する磁場データを取得するために、まず、被検体Pの腰部がSQUIDセンサアレイ11を対向するように、図1のベッド300上で被検体Pを仰臥位にさせる。次に、被検体Pの腰部の単純X線画像が撮影され、データ処理装置50により、各SQUIDセンサ11aと被検体Pの腰椎との位置関係が取得される。 To obtain the magnetic field data used to calculate the current components shown in Figures 5 and 6, first, subject P is placed in a supine position on bed 300 in Figure 1 so that the subject's lumbar region faces the SQUID sensor array 11. Next, a simple X-ray image of subject P's lumbar region is taken, and the positional relationship between each SQUID sensor 11a and subject P's lumbar vertebrae is obtained by data processing device 50.

次に、両足の足首の内側部分に神経刺激装置30の電極が貼り付けられ、電気刺激(持続時間が0.3msの5Hzの方形波パルス)が左右の脛骨神経に交互に印加される。そして、電気刺激に応じて発生する腰部での神経誘発磁場が、磁場計測装置10により計測される。 Next, electrodes of the nerve stimulation device 30 are attached to the inner ankles of both feet, and electrical stimulation (5 Hz square wave pulses with a duration of 0.3 ms) is applied alternately to the left and right tibial nerves. The nerve-induced magnetic field in the lumbar region that is generated in response to the electrical stimulation is then measured by the magnetic field measurement device 10.

右脛骨神経を電気刺激したときの電流分布の時間変化を示す図5では、点線の矢印で示すように、被検体Pの右側(図5では左側)のL5椎間孔から侵入した軸索内電流のリーディング成分およびトレイリング成分が下流に向けて伝導されていることが観測される。また、網掛けの矢印で示すように、内向き電流が神経軸索に向けて発生していることが観測される。 In Figure 5, which shows the change over time in the current distribution when the right tibial nerve is electrically stimulated, it is observed that the leading and trailing components of the intraaxonal current that entered through the L5 intervertebral foramen on the right side of subject P (left side in Figure 5) are conducted downstream, as indicated by the dotted arrow. In addition, it is observed that an inward current is generated toward the nerve axon, as indicated by the shaded arrow.

左脛骨神経を電気刺激したときの電流分布の時間変化を示す図6においても、点線の矢印で示すように、被検体Pの左側(図6では右側)のL5椎間孔から侵入した軸索内電流のリーディング成分およびトレイリング成分が下流に伝導されていることが観測される。また、網掛けの矢印で示すように、内向き電流が神経軸索に向けて発生していることが観測される。 In Figure 6, which shows the time change in current distribution when the left tibial nerve is electrically stimulated, it is observed that the leading and trailing components of the intraaxonal current that entered through the L5 intervertebral foramen on the left side of subject P (right side in Figure 6) are conducted downstream, as indicated by the dotted arrow. In addition, it is observed that an inward current is generated toward the nerve axon, as indicated by the shaded arrow.

図7は、図5および図6で観測された内向き電流が上流から下流に伝導するときの電流波形の変化の例を示す図である。図7に示す電流波形は、電流成分抽出部524により仮想電極上で算出される。図5に対応する内向き電流の波形では、L4/5椎間板の位置で電流強度の低下が見られる。図5に対応する内向き電流の波形に示す矢印は、説明を分かりやすくするために付加したものであり、低下率の算出に使用される電流波形の正値の振幅量(電流強度)を示す。 Figure 7 shows an example of the change in the current waveform when the inward current observed in Figures 5 and 6 is conducted from upstream to downstream. The current waveform shown in Figure 7 is calculated on the virtual electrode by the current component extraction unit 524. In the inward current waveform corresponding to Figure 5, a decrease in current intensity is observed at the L4/5 intervertebral disc position. The arrows shown in the inward current waveform corresponding to Figure 5 are added for ease of explanation, and indicate the amplitude (current intensity) of the positive value of the current waveform used to calculate the rate of decrease.

図7に示す2つのX線画像では、参考のために付加した神経走行に対して身体の中心側にずれた位置に設置された仮想電極が重畳して表示されている。そして、X線画像において、仮想電極から神経走行に向く矢印は、内向き電流を示す。このように、内向き電流を抽出するための仮想電極は、神経走行から所定距離だけ離れた位置に間隔を置いて設定される。また、内向き電流を抽出するための仮想電極は、電気刺激が印加される側と反対側に設定される。例えば、図5に対応するX線画像では、右足首の脛骨神経(図7では左側)が電気刺激されるため、神経走行に対して被検体Pの左側(図7では右側)に仮想電極が設定される。 In the two X-ray images shown in FIG. 7, virtual electrodes are superimposed on the nerve trajectory, which is added for reference and placed at a position offset toward the center of the body. In the X-ray images, the arrows pointing from the virtual electrodes to the nerve trajectory indicate inward currents. In this way, the virtual electrodes for extracting inward currents are set at intervals at positions a predetermined distance away from the nerve trajectory. In addition, the virtual electrodes for extracting inward currents are set on the opposite side to the side to which electrical stimulation is applied. For example, in the X-ray image corresponding to FIG. 5, the tibial nerve of the right ankle (left side in FIG. 7) is electrically stimulated, so the virtual electrodes are set on the left side of the subject P with respect to the nerve trajectory (right side in FIG. 7).

低下率判定部526は、L4/5椎間板の位置での電流強度の低下率が、低下率の基準値より低いことを判定し、L4/5椎間板の位置に対応する仮想電極の位置情報とともに、電流強度の低下率を低下率異常表示部533に出力する。なお、電流強度の低下率は、式(1)に示したように、着目する仮想電極での電流強度と、1つ上流の仮想電極(この例では、L5/S1椎間板の位置)での電流強度との比により算出される。 The decrease rate determination unit 526 determines that the decrease rate of the current intensity at the position of the L4/5 intervertebral disc is lower than the reference value of the decrease rate, and outputs the decrease rate of the current intensity together with the position information of the virtual electrode corresponding to the position of the L4/5 intervertebral disc to the decrease rate abnormality display unit 533. Note that the decrease rate of the current intensity is calculated as the ratio of the current intensity at the virtual electrode of interest to the current intensity at the next upstream virtual electrode (in this example, the position of the L5/S1 intervertebral disc), as shown in formula (1).

低下率異常表示部533は、低下率判定部526から受信した電流強度の低下率を示す情報を、異常情報として、対応する電流波形に隣接して表示装置50cに表示させる。図7に示す例では、低下率判定部526により算出された低下率である63%が、テキスト"低下率63%"として表示装置50cに表示される。 The drop rate abnormality display unit 533 displays the information indicating the drop rate of the current intensity received from the drop rate determination unit 526 as abnormality information adjacent to the corresponding current waveform on the display device 50c. In the example shown in FIG. 7, the drop rate of 63% calculated by the drop rate determination unit 526 is displayed on the display device 50c as the text "Drop rate 63%".

低下率を示すテキストは、波形の色よりも目立つ色でもよく、点滅させてもよい。また、低下率の表示は、テキストに限定されず、図形やポップアップ等でもよい。低下率を表示する位置は、対応する波形と対応可能であれば、波形に隣接する位置に限定されない。例えば、低下率は、X線画像に重畳される仮想電極の脇に表示されてもよい。さらに、低下率の表示は、波形と対応付けが可能であれば、画像の上部または下部等に表示されてもよい。この場合、表示する低下率に対応する仮想電極の色を他の仮想電極の色と相違させてもよく、さらに、対応する仮想電極の図形を点滅させてもよい。 The text indicating the rate of decline may be in a color that is more noticeable than the color of the waveform, or may be made to blink. The display of the rate of decline is not limited to text, but may be in the form of a graphic, pop-up, or the like. The position at which the rate of decline is displayed is not limited to a position adjacent to the waveform, so long as it can be associated with the corresponding waveform. For example, the rate of decline may be displayed next to the virtual electrode superimposed on the X-ray image. Furthermore, the rate of decline may be displayed at the top or bottom of the image, so long as it can be associated with the waveform. In this case, the color of the virtual electrode corresponding to the displayed rate of decline may be made different from the colors of the other virtual electrodes, and further, the graphic of the corresponding virtual electrode may be made to blink.

一方、図6に対応する内向き電流の波形では、L4/5椎間板の位置で電流強度の低下は見られない。このため、低下率判定部526は、電流強度の低下率を低下率異常表示部533に出力しない。なお、7番で示される波形は、診断の対象外の電流波形であるため、低下率判定部526は、電流強度の低下を判定しない。 On the other hand, in the inward current waveform corresponding to FIG. 6, no decrease in current intensity is observed at the L4/5 intervertebral disc position. Therefore, the decrease rate determination unit 526 does not output the decrease rate of current intensity to the decrease rate abnormality display unit 533. Note that the waveform shown at No. 7 is a current waveform that is not subject to diagnosis, so the decrease rate determination unit 526 does not determine a decrease in current intensity.

なお、図5および図6に対応する画像において、電流波形を生成した全ての仮想電極のそれぞれに対応する複数の低下率が、対応する波形または対応する仮想電極に隣接して表示されてもよい。この場合、電流強度の低下率が基準値より小さいか否かに応じて、画面に表示する色を変えてもよく、フォントの大きさまたはフォントの種類を変えてもよい。これにより、評価者は、電流強度の低下率の推移を認識することができる。 In the images corresponding to Figures 5 and 6, multiple drop rates corresponding to all virtual electrodes that generated the current waveforms may be displayed adjacent to the corresponding waveforms or the corresponding virtual electrodes. In this case, the color displayed on the screen may be changed, or the font size or type may be changed depending on whether the drop rate of the current intensity is smaller than a reference value. This allows the evaluator to recognize the progress of the drop rate of the current intensity.

図7の左側に示すMR(Magnetic Resonance)画像は参考用であり、表示装置50cには表示されなくてもよい。表示制御部530は、図5および図6に対応する仮想電極が重畳されたX線画像と内向き電流の波形とを並べて表示装置50cに表示させる。図7に示す画像を観察する医師等の評価者は、右脛骨神経の電気刺激によるL4/5椎間板の位置での電流強度の低下を認識可能である。 The MR (Magnetic Resonance) image shown on the left side of FIG. 7 is for reference and does not need to be displayed on the display device 50c. The display control unit 530 causes the display device 50c to display an X-ray image with virtual electrodes corresponding to FIG. 5 and FIG. 6 superimposed thereon and an inward current waveform side by side. A doctor or other evaluator observing the image shown in FIG. 7 can recognize the decrease in current intensity at the L4/5 intervertebral disc position due to electrical stimulation of the right tibial nerve.

そして、評価者は、例えば、図7に示す画像を参考に、別途撮影されたMR画像等を観察し、L4/5椎間板ヘルニア等の有無を診断する。例えば、図7に示す画像を見た評価者は、図5に示した画像を障害がない健側の画像と認識し、図6に示した画像を障害がある患側の画像と認識することができる。これにより、評価者は、例えば、MR画像で右優位に突出するL4/5椎間板を椎間板ヘルニアであると診断することが可能になる。すなわち、データ処理装置50が生成する図7に示す画像により、脊髄疾患の診断を支援することが可能になる。 Then, the evaluator, for example, refers to the image shown in FIG. 7 and observes a separately taken MR image, etc., to diagnose the presence or absence of L4/5 disc herniation, etc. For example, an evaluator looking at the image shown in FIG. 7 can recognize the image shown in FIG. 5 as an image of the healthy side with no disorder, and the image shown in FIG. 6 as an image of the affected side with disorder. This allows the evaluator to diagnose, for example, the L4/5 disc that protrudes to the right dominantly in the MR image as a herniated disc. In other words, the image shown in FIG. 7 generated by the data processing device 50 can assist in the diagnosis of spinal cord diseases.

また、末梢神経の評価においても低下率基準値544の記憶領域には、低下率判定部526により参照される電流強度の基準値が予め格納される。特に限定されないが、例えば、手根管部での低下率の基準値は、70%である。なお、仮想電極間の距離をn(mm)とするとき、0.97のn乗の値(百分率)を低下率の基準値と定義し、仮想電極間の距離に応じて電流強度の低下率が設定されてもよい。仮想電極間の距離が数mmにおける電流強度の低下率の基準値を設定することで、数mmの空間分解能で基準値との比較が可能となる。 In addition, in the evaluation of peripheral nerves, the reference value of the current intensity referenced by the reduction rate determination unit 526 is stored in advance in the memory area of the reduction rate reference value 544. For example, the reference value of the reduction rate in the carpal tunnel is 70%, although this is not particularly limited. When the distance between the virtual electrodes is n (mm), the value (percentage) of 0.97 to the nth power may be defined as the reference value of the reduction rate, and the reduction rate of the current intensity may be set according to the distance between the virtual electrodes. By setting the reference value of the reduction rate of the current intensity when the distance between the virtual electrodes is several mm, it becomes possible to compare with the reference value with a spatial resolution of several mm.

図8は、図3の低下率異常表示部533に表示させる電流強度の低下率を示す異常情報の別の表示例を示す図である。例えば、図3の低下率判定部526は、隣り合う仮想電極のペア毎に、内向き電流の電流強度の低下率(%)を算出する。低下率異常表示部533は、図3の電流強度算出部525により算出された0から8で示される各仮想電極の電流強度の値を表示装置50cに表示させる。また、低下率異常表示部533は、低下率判定部526により判定された電流強度の変化率(低下率)を、各仮想電極の電流強度の値と対応付けて表示装置50cに表示させる。なお、電流強度の変化率が100より小さい場合、電流強度が低下していることを示す。 Figure 8 is a diagram showing another example of display of abnormality information showing the rate of decrease in current intensity displayed by the decrease rate abnormality display unit 533 of Figure 3. For example, the decrease rate determination unit 526 of Figure 3 calculates the decrease rate (%) of the current intensity of the inward current for each pair of adjacent virtual electrodes. The decrease rate abnormality display unit 533 displays the current intensity value of each virtual electrode shown as 0 to 8 calculated by the current intensity calculation unit 525 of Figure 3 on the display device 50c. In addition, the decrease rate abnormality display unit 533 displays the rate of change (decrease rate) of the current intensity determined by the decrease rate determination unit 526 on the display device 50c in association with the value of the current intensity of each virtual electrode. Note that if the rate of change in the current intensity is less than 100, it indicates that the current intensity is decreasing.

この際、低下率異常表示部533は、低下率基準値544の記憶領域に予め格納された基準値より低い低下率を、基準値以上の低下率と区別できるように表示装置50cに表示させる。例えば、低下率の区別は、色を分ける、または、文字種を変えるなどの強調表示をすることで行われる。これにより、評価者は、各仮想電極での実際の電流強度と、各仮想電極ペア間での電流強度の変化率とを確認しつつ、電流強度の低下率の推移を認識することができる。 At this time, the drop rate abnormality display unit 533 displays on the display device 50c drop rates lower than the reference value pre-stored in the memory area of the drop rate reference value 544 so that they can be distinguished from drop rates equal to or higher than the reference value. For example, the drop rates are distinguished by highlighting them using different colors or different font types. This allows the evaluator to recognize the progress of the drop rate of the current intensity while checking the actual current intensity at each virtual electrode and the rate of change of the current intensity between each virtual electrode pair.

なお、低下率異常表示部533は、図8に示すように、電流強度および変化率とともに、基準値を表示装置50cに表示させてもよい。また、基準値は、ユーザインタフェースにより表示画面上で変更可能に表示装置50cに表示されてもよい。この場合、低下率異常表示部533は、基準値が変更された場合、変更後された基準値より低い低下率を、リアルタイムで表示装置50cに強調表示させる。 The drop rate abnormality display unit 533 may display the reference value on the display device 50c together with the current intensity and the rate of change, as shown in FIG. 8. The reference value may be displayed on the display device 50c so that it can be changed on the display screen by a user interface. In this case, when the reference value is changed, the drop rate abnormality display unit 533 highlights the drop rate lower than the changed reference value on the display device 50c in real time.

図9は、図1の生体情報計測システム100により取得された計測対象部位(抹消神経)での磁場データに基づいて抽出された電流分布の時間変化の例を示す図である。図5および図6と同様の要素については、詳細な説明は省略する。図8に示す画像は、例えば、手根管症候群の可能性のある被検体Pの左中指に電気刺激を印加したときに発生する生体磁場の計測により得られる磁場データから算出される電流分布の時間変化を示している。 Figure 9 shows an example of the change over time in current distribution extracted based on magnetic field data at the measurement target site (peripheral nerve) acquired by the bioinformation measurement system 100 of Figure 1. Detailed explanations of elements similar to those of Figures 5 and 6 will be omitted. The image shown in Figure 8 shows, for example, the change over time in current distribution calculated from magnetic field data obtained by measuring the biomagnetic field generated when electrical stimulation is applied to the left middle finger of subject P who may have carpal tunnel syndrome.

図10は、図9で観測された内向き電流が上流から下流に伝導するときの電流波形の変化の例を示す図である。図10に示す電流波形は、第3中手骨から正中神経に沿って配置された仮想電極での電流波形を示し、図3の電流成分抽出部524により抽出されたものである。図10では、内向き電流を示す波形8から波形7の間(第3中手骨の中央付近)で振幅が36.9%に減衰していることが、表示装置50cの画面上で認識可能である。なお、図10において、X線画像に重畳された仮想電極、内向き電流を示す矢印および神経走行を示す線は、説明を分かりやすくするために付加したものであり、図7の重畳画像と同様である。 Figure 10 is a diagram showing an example of the change in the current waveform when the inward current observed in Figure 9 is conducted from upstream to downstream. The current waveform shown in Figure 10 shows the current waveform at a virtual electrode arranged along the median nerve from the third metacarpal bone, and was extracted by the current component extraction unit 524 in Figure 3. In Figure 10, it is possible to recognize on the screen of the display device 50c that the amplitude attenuates to 36.9% between waveform 8 and waveform 7 (near the center of the third metacarpal bone), which indicate the inward current. In Figure 10, the virtual electrode superimposed on the X-ray image, the arrow indicating the inward current, and the line indicating the nerve course are added for ease of explanation, and are the same as the superimposed image in Figure 7.

図11は、図3のデータ処理装置50のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。データ処理装置50は、CPU51とROM52とRAM53と外部記憶装置54とを有する。また、データ処理装置50は、入力インタフェース部55と出力インタフェース部56と入出力インタフェース部57と通信インタフェース部58とを有する。例えば、CPU51とROM52とRAM53と外部記憶装置54と入力インタフェース部55と出力インタフェース部56と入出力インタフェース部57と通信インタフェース部58とは、バスBUSを介して相互に接続される。 Figure 11 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the data processing device 50 of Figure 3. The data processing device 50 has a CPU 51, a ROM 52, a RAM 53, and an external storage device 54. The data processing device 50 also has an input interface unit 55, an output interface unit 56, an input/output interface unit 57, and a communication interface unit 58. For example, the CPU 51, ROM 52, RAM 53, the external storage device 54, the input interface unit 55, the output interface unit 56, the input/output interface unit 57, and the communication interface unit 58 are interconnected via a bus BUS.

CPU51は、OS(Operating System)およびアプリケーション等の各種プログラムを実行し、データ処理装置50の全体の動作を制御する。また、CPU51は、上述した診断支援プログラムを実行することにより診断支援方法を実施する。ROM52は、CPU51により実行される診断支援プログラムを含む各種プログラムおよび各種パラメータ等を保持する。RAM53は、CPU51により実行される各種プログラムや、プログラムで使用するデータ等を記憶する。外部記憶装置54は、HDDまたはSSD等であり、RAM53に展開される各種プログラムを記憶する。 The CPU 51 executes various programs such as the OS (Operating System) and applications, and controls the overall operation of the data processing device 50. The CPU 51 also executes the diagnostic assistance program described above to implement the diagnostic assistance method. The ROM 52 holds various programs including the diagnostic assistance program executed by the CPU 51, various parameters, etc. The RAM 53 stores the various programs executed by the CPU 51, data used by the programs, etc. The external storage device 54 is a HDD, SSD, etc., and stores the various programs deployed in the RAM 53.

入力インタフェース部55には、データ処理装置50を操作する操作者等からの入力を受け付ける入力装置60が接続される。例えば、入力装置60は、図3のマウス50a、キーボード50bまたはタブレット等である。出力インタフェース部56には、データ処理装置50が生成する各種画像、テキストまたは図形等を出力する出力装置70が接続される。例えば、出力装置70は、CPU51が実行する各種プログラムにより生成される表示画面等を表示する表示装置50c(図3)またはプリンタである。 An input device 60 that accepts input from an operator or the like who operates the data processing device 50 is connected to the input interface unit 55. For example, the input device 60 is a mouse 50a, keyboard 50b, or tablet in FIG. 3. An output device 70 that outputs various images, text, figures, and the like generated by the data processing device 50 is connected to the output interface unit 56. For example, the output device 70 is a display device 50c (FIG. 3) or a printer that displays display screens, etc. generated by various programs executed by the CPU 51.

入出力インタフェース部57には、USB(Universal Serial Bus)メモリ等の記録媒体80が接続される。例えば、記録媒体80には、診断支援プログラム等の各種プログラムが格納されてもよい。この場合、各種プログラムは、入出力インタフェース部57を介して記録媒体80からRAM53に転送される。なお、記録媒体80は、CD-ROMやDVD(Digital Versatile Disc:登録商標)等でもよく、この場合、入出力インタフェース部57は、接続する記録媒体80に対応するインタフェースを有する。通信インタフェース部58は、データ処理装置50をネットワーク等に接続する。 A recording medium 80 such as a USB (Universal Serial Bus) memory is connected to the input/output interface unit 57. For example, various programs such as a diagnostic assistance program may be stored in the recording medium 80. In this case, the various programs are transferred from the recording medium 80 to the RAM 53 via the input/output interface unit 57. The recording medium 80 may be a CD-ROM or a DVD (Digital Versatile Disc: registered trademark), and in this case, the input/output interface unit 57 has an interface corresponding to the recording medium 80 to be connected. The communication interface unit 58 connects the data processing device 50 to a network or the like.

以上、この実施形態では、例えば、腰部または頚部から発生する磁場の計測で得られた磁場データに基づいて内向き電流の電流強度の低下率を算出することで、椎間板ヘルニア等の脊髄疾患の診断の支援を可能にすることができる。 As described above, in this embodiment, for example, by calculating the rate of decrease in the current strength of the inward current based on magnetic field data obtained by measuring the magnetic field generated from the lumbar region or the cervical region, it is possible to assist in the diagnosis of spinal cord diseases such as herniated discs.

基準値より小さい電流強度の低下率を内向き電流の波形に対応付けて表示装置50cに表示することで、電流波形の変化と低下率の値とを診断の支援材料として評価者に提供することができる。例えば、低下率が基準値より小さいときのみ、電流波形に対応付けて低下率を示す情報を表示装置50cに表示することで、算出した全ての低下率を示す情報を表示する場合に比べて、異常部位を認識しやすくすることができる。 By displaying the rate of decrease of current intensity smaller than the reference value on the display device 50c in association with the waveform of the inward current, the change in the current waveform and the value of the rate of decrease can be provided to the evaluator as diagnostic support material. For example, by displaying information indicating the rate of decrease in association with the current waveform on the display device 50c only when the rate of decrease is smaller than the reference value, it is possible to make it easier to recognize abnormal areas compared to when information indicating all calculated rates of decrease is displayed.

また、内向き電流の電流強度を算出する計測部位を示す情報に基づいて、計測部位に応じた適切な基準低下率を変更できるため、脊髄疾患の診断を適切に支援することができる。 In addition, the standard reduction rate can be changed appropriately according to the measurement site based on information indicating the measurement site where the current intensity of the inward current is calculated, thereby providing appropriate support for the diagnosis of spinal cord diseases.

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 The present invention has been described above based on each embodiment, but the present invention is not limited to the requirements shown in the above embodiments. These points can be changed without departing from the spirit of the present invention, and can be appropriately determined according to the application form.

10 磁場計測装置
11 SQUIDセンサアレイ
11a SQUIDセンサ
12 信号処理装置
20 低温容器
21 突出部
30 神経刺激装置
40 X線撮影装置
50 データ処理装置
50a マウス
50b キーボード
50c 表示装置
54 外部記憶装置
55 入力インタフェース部
56 出力インタフェース部
57 入出力インタフェース部
58 通信インタフェース部
60 入力装置
70 出力装置
71、72 信号線
80 記録媒体
100 生体情報計測システム
200 磁気シールドルーム
210 扉
300 ベッド
510 入力制御部
511 位置入力部
512 波形領域指定部
520 演算部
521 経路生成部
522 仮想電極生成部
523 再構成解析部
524 電流成分抽出部
525 電流強度算出部
526 低下率判定部
527 基準変更部
530 表示制御部
531 画像表示部
532 波形表示部
533 低下率異常表示部
540 記憶部
541 生体磁場データ
542 形態画像データ
543 解析設定値
544 低下率基準値
BUS バス
CS1、CS2 電流強度
P 被検体
REFERENCE SIGNS LIST 10 magnetic field measuring device 11 SQUID sensor array 11a SQUID sensor 12 signal processing device 20 cryostat 21 protrusion 30 nerve stimulating device 40 X-ray imaging device 50 data processing device 50a mouse 50b keyboard 50c display device 54 external storage device 55 input interface unit 56 output interface unit 57 input/output interface unit 58 communication interface unit 60 input device 70 output device 71, 72 signal line 80 recording medium 100 bioinformation measuring system 200 magnetically shielded room 210 door 300 bed 510 input control unit 511 position input unit 512 waveform area designation unit 520 calculation unit 521 path generation unit 522 virtual electrode generation unit 523 reconstruction analysis unit 524 current component extraction unit 525 current intensity calculation unit 526 Decrease rate determination section 527 Criterion change section 530 Display control section 531 Image display section 532 Waveform display section 533 Decrease rate abnormality display section 540 Storage section 541 Biomagnetic field data 542 Morphological image data 543 Analysis setting value 544 Decrease rate reference value BUS Bus CS1, CS2 Current intensity P Subject

Shuta Ushio et al, "Visualization of the electrical activity of the cauda equina using a magnetospinography system in healthy subjects", Clinical Neurophysiology, Volume 130, Issue 1, January 2019, Pages 1-11Shuta Ushio et al, "Visualization of the electrical activity of the cauda equina using a magnetospinography system in healthy subjects", Clinical Neurophysiology, Volume 130, Issue 1, January 2019, Pages 1-11

Claims (12)

被検体から発生する磁場の計測で得られた磁場データに基づき神経走行に流入する内向き電流の電流強度の低下率を算出する算出部と、
前記電流強度の低下率を所定の基準値と比較した比較結果を表示部に表示させる表示制御部と、
前記電流強度を算出する計測部位を示す情報に基づいて、前記基準値を変更可能な基準変更部と、を有することを特徴とする診断支援装置。
A calculation unit that calculates a rate of decrease in the current intensity of an inward current flowing into a nerve tract based on magnetic field data obtained by measuring a magnetic field generated from a subject ;
a display control unit that displays a comparison result obtained by comparing the reduction rate of the current intensity with a predetermined reference value on a display unit;
a reference changing unit capable of changing the reference value based on information indicating a measurement site for calculating the current intensity .
被検体から発生する磁場の計測で得られた磁場データに基づき神経走行に流入する内向き電流の電流強度の低下率を算出する算出部と、
前記電流強度の低下率を所定の基準値と比較した比較結果を表示部に表示させる表示制御部と、
前記算出部により算出される前記電流強度の低下率が前記基準値より小さいか否かを判定する低下率判定部と、を有し、
前記表示制御部は、前記低下率判定部により前記基準値より小さいと判定された前記電流強度の低下率を示す情報を前記比較結果として前記表示部に表示させること
を特徴とする診断支援装置。
A calculation unit that calculates a rate of decrease in the current intensity of an inward current flowing into a nerve tract based on magnetic field data obtained by measuring a magnetic field generated from a subject ;
a display control unit that displays a comparison result obtained by comparing the reduction rate of the current intensity with a predetermined reference value on a display unit;
a reduction rate determination unit that determines whether or not the reduction rate of the current intensity calculated by the calculation unit is smaller than the reference value,
The display control unit causes information indicating the decrease rate of the current intensity determined by the decrease rate determination unit to be smaller than the reference value to be displayed on the display unit as the comparison result.
A diagnostic support device comprising:
前記表示制御部は、前記電流強度の低下率を評価するための情報を表示部に表示させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の診断支援装置。 3. The diagnosis support device according to claim 1 , wherein the display control unit causes a display unit to display information for evaluating a rate of decrease in the current intensity. 前記磁場データに基づき、前記磁場データの取得部位を含む所定の領域に設置される複数の第1の仮想電極での電流成分を再構成する再構成解析部と、
前記再構成解析部により再構成される電流成分に基づき、前記被検体の形態画像上で神経走行に沿って所定間隔で配置される複数の第2の仮想電極での電流成分を抽出する電流成分抽出部と、
前記電流成分抽出部により抽出される電流成分に基づき、前記複数の第2の仮想電極での前記内向き電流の波形を生成する波形生成部と、
を有し、
前記表示制御部は、前記比較結果を前記波形生成部により生成された電流波形に対応付けて前記表示部に表示させる
請求項2に記載の診断支援装置。
a reconstruction analysis unit that reconstructs current components at a plurality of first virtual electrodes that are placed in a predetermined region including a site from which the magnetic field data is acquired, based on the magnetic field data;
a current component extraction unit that extracts current components at a plurality of second virtual electrodes that are arranged at predetermined intervals along a nerve trajectory on the anatomical image of the subject based on the current components reconstructed by the reconstruction analysis unit;
a waveform generating unit that generates a waveform of the inward current at the second virtual electrodes based on the current components extracted by the current component extracting unit;
having
The display control unit causes the display unit to display the comparison result in association with the current waveform generated by the waveform generating unit.
The diagnosis support device according to claim 2 .
前記表示制御部は、前記低下率判定部により前記基準値より小さいと判定された前記電流強度の低下率を示す情報を、対応する電流波形とともに前記表示部に出力させる
請求項4に記載の診断支援装置。
The display control unit outputs, to the display unit, information indicating a decrease rate of the current intensity determined by the decrease rate determination unit to be smaller than the reference value, together with a corresponding current waveform.
The diagnosis support device according to claim 4 .
前記電流強度の低下率は、神経活動の上流の電流強度CS1に対する神経活動の下流の電流強度CS2の比CS2/CS1で示されること
を特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の診断支援装置。
6. The diagnostic support device according to claim 1 , wherein the rate of decrease in the current intensity is represented by a ratio CS2/CS1 of a current intensity CS2 downstream of the neural activity to a current intensity CS1 upstream of the neural activity.
前記算出部は、前記被検体の腰部または頚部から発生する磁場の計測で得られた磁場データに基づいて、前記電流強度の低下率を算出すること
を特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の診断支援装置。
7. The diagnostic support device according to claim 1, wherein the calculation unit calculates a rate of decrease in the current intensity based on magnetic field data obtained by measuring a magnetic field generated from a lumbar region or a cervical region of the subject.
前記算出部は、前記被検体の末梢神経で発生する磁場の計測で得られた磁場データに基づいて、前記電流強度の低下率を算出すること
を特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の診断支援装置。
7. The diagnostic support device according to claim 1 , wherein the calculation unit calculates a rate of decrease in the current intensity based on magnetic field data obtained by measuring a magnetic field generated in a peripheral nerve of the subject.
被検体から発生する磁場の計測で得られた磁場データに基づき神経走行に流入する内向き電流の電流強度の低下率を算出し
前記電流強度の低下率を所定の基準値と比較した比較結果を表示部に表示させ、
前記電流強度を算出する計測部位を示す情報に基づいて、前記基準値を変更することを特徴とする診断支援方法。
Calculating a rate of decrease in the current intensity of the inward current flowing into the nerve tract based on magnetic field data obtained by measuring the magnetic field generated from the subject ;
A comparison result of the reduction rate of the current intensity with a predetermined reference value is displayed on a display unit,
A diagnostic support method, comprising : changing the reference value based on information indicating a measurement site for calculating the current intensity .
被検体から発生する磁場の計測で得られた磁場データに基づき神経走行に流入する内向き電流の電流強度の低下率を算出し
前記電流強度の低下率を所定の基準値と比較した比較結果を表示部に表示させ、
算出される前記電流強度の低下率が前記基準値より小さいか否かを判定し、
前記基準値より小さいと判定された前記電流強度の低下率を示す情報を前記比較結果として表示部に表示させることを特徴とする診断支援方法。
Calculating a rate of decrease in the current intensity of the inward current flowing into the nerve tract based on magnetic field data obtained by measuring the magnetic field generated from the subject ;
A comparison result of the reduction rate of the current intensity with a predetermined reference value is displayed on a display unit,
determining whether the calculated reduction rate of the current intensity is smaller than the reference value;
A diagnostic support method, comprising : displaying, as the comparison result, information indicating a rate of decrease in the current intensity determined to be smaller than the reference value on a display unit .
被検体から発生する磁場の計測で得られた磁場データに基づき神経走行に流入する内向き電流の電流強度の低下率を算出する処理と、
前記電流強度の低下率を所定の基準値と比較した比較結果を表示部に表示させる処理と、
前記電流強度を算出する計測部位を示す情報に基づいて、前記基準値を変更する処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする診断支援プログラム。
A process of calculating a rate of decrease in the current intensity of an inward current flowing into a nerve tract based on magnetic field data obtained by measuring a magnetic field generated from the subject;
A process of comparing the reduction rate of the current intensity with a predetermined reference value and displaying a comparison result on a display unit;
and changing the reference value based on information indicating a measurement site for calculating the current intensity .
被検体から発生する磁場の計測で得られた磁場データに基づき神経走行に流入する内向き電流の電流強度の低下率を算出する処理と、
前記電流強度の低下率を所定の基準値と比較した比較結果を表示部に表示させる処理と、
算出される前記電流強度の低下率が前記基準値より小さいか否かを判定する処理と、
前記基準値より小さいと判定された前記電流強度の低下率を示す情報を前記比較結果として表示部に表示させる処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする診断支援プログラム。
A process of calculating a rate of decrease in the current intensity of an inward current flowing into a nerve tract based on magnetic field data obtained by measuring a magnetic field generated from the subject;
A process of comparing the reduction rate of the current intensity with a predetermined reference value and displaying a comparison result on a display unit;
A process of determining whether the calculated reduction rate of the current intensity is smaller than the reference value;
and displaying, on a display unit, information indicating a rate of decrease in the current intensity that is determined to be smaller than the reference value as the comparison result .
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