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JPH0555126B2 - - Google Patents
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JPH0555126B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0555126B2
JPH0555126B2 JP2256972A JP25697290A JPH0555126B2 JP H0555126 B2 JPH0555126 B2 JP H0555126B2 JP 2256972 A JP2256972 A JP 2256972A JP 25697290 A JP25697290 A JP 25697290A JP H0555126 B2 JPH0555126 B2 JP H0555126B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
living body
biomagnetic field
coordinate system
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2256972A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04135536A (en
Inventor
Kenichi Okajima
Hisashi Kato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology, Hitachi Ltd filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP2256972A priority Critical patent/JPH04135536A/en
Publication of JPH04135536A publication Critical patent/JPH04135536A/en
Publication of JPH0555126B2 publication Critical patent/JPH0555126B2/ja
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  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、生体から発生する磁気信号を検出す
る生体磁場計測装置に係り、特に多チヤネル磁束
計と生体との位置関係を正確に検出することが可
能な装置に関する。
The present invention relates to a biomagnetic field measuring device that detects magnetic signals generated from a living body, and particularly to a device that can accurately detect the positional relationship between a multichannel magnetometer and a living body.

【従来の技術】[Conventional technology]

超伝導量子干渉素子(SQUID)と超伝導コイ
ルからなる磁束計は磁束密度が10-12T以下の極
めて微弱な磁界計測が可能で、筋肉、心臓、肺、
脳などの生体組織から発生する磁束計測により生
体の機能診断ができることは良く知られている。 さらに、多チヤネルの磁束計により、神経の活
動電流に起因して発生する磁束を計測し、神経の
活動電流分布を推定する装置が得られている。 このことは、例えば「1989 インターナシヨナ
ル スーパーコンダクテイビテイ エレクトロニ
クス コンフアレンス」(1989 International
Superconductivity Electronics Conference)、
pp40−45、June12−13、1989、Tokyo Japan.)
に記載される。しかし、多チヤネル磁束計では生
体組織の形態情報は得られず、MRIやX線CT画
像のような形態画像上に神経活動電流分布を重ね
表示することにより、生体内での活動部位の同定
を行なつている。そのため、形態画像との位置合
せが重要となる。 第2図aは、特表平1−503603号に示される従
来技術の一例である。SQUID磁束計3を極低温
に保持するためのクライオスタツト2上に電磁信
号を発生する送信機4が複数個設けられ、さら
に、該送信機4から発生する電磁信号を受信する
ための受信機5が複数個人体1上に設けられる。
上記、送信機4は第2図bに示すように、アンテ
ナの作用をする導電性ワイヤーで作つた互いに直
交する3つのコイル6よりなる。さらに受信機5
も同様に、該第2c図に示すように導電性ワイヤ
で作つた互いに直交する3つのコイル7よりな
る。送信機4と受信機5を用いると、各受信機5
の送信機4に対する6軸位置を測定できる。複数
の受信機5からの角度情報から各送信機4の位置
情報が得られる。本方式は、SQUID磁束計での
計測信号帯域と異なる周波数を用いることによ
り、実時間で人体1を基準としたクライオスタツ
ト2位置を求めることができる。さらに、クライ
オスタツト4と磁束計3の位置関係は一義的に決
まつているので、人体1を基準とした磁束計3の
位置を実時間で得ることができる。 第3図aは、アイ・イー・イー・イー、トラン
ザクシヨン オン マグネテイツクス、エムエー
ジー23巻、第2号、(1987年)第1319頁から、
第1322頁(IEEE、Trans.Magnetics、Vol.MAG
−23、No.2、(1987)pp1319−1322)において論
じられている別の従来技術である。複数の
SQUID磁束計3とそれを極低温に冷却するクラ
イオスタツト2とSQUID磁束計3と人体1との
位置関係を導出するための位置計測用コイル10
からなる。位置計測コイル10は、人体1上に複
数個設置され、該コイル10から発生した磁場を
複数個のSQUID磁束計3で計測し、生体磁場源
の推定アルゴリズムと同様の方法で、コイル10
位置を推定する。複数のコイル10から、生体座
標系とSQUID磁束計に設定された座標系との関
係が得られる。第3図bは位置計測コイル10の
構造を示す。導電性ワイヤーで作つたソレノイド
コイルからなり、コイル位置推定アルゴリズムを
単純化するため、SQUID磁束計3からこのコイ
ル10を見た場合、磁気ダイポールとみなせるよ
うに設計されている。これは、ソレノイドコイル
の直径を小さくすることにより実現できる。本方
式では、位置計測をSQUID磁束計3を用いて行
なうため、位置計測と生体磁場計測を同時に行う
ことはできないが、位置信号を受信するための専
用の受信機が不用となるため、計測システムの規
模を小さくすることが可能となる。
A magnetometer consisting of a superconducting quantum interference device (SQUID) and a superconducting coil is capable of measuring extremely weak magnetic fields with a magnetic flux density of 10 -12 T or less, and is capable of measuring extremely weak magnetic fields such as muscles, heart, lungs, etc.
It is well known that biological functions can be diagnosed by measuring magnetic flux generated from biological tissues such as the brain. Furthermore, a multi-channel magnetometer has been used to measure the magnetic flux generated due to nerve activity currents, thereby providing a device for estimating the nerve activity current distribution. This is true, for example, at the 1989 International Superconductivity Electronics Conference.
Superconductivity Electronics Conference),
pp40−45, June12−13, 1989, Tokyo Japan.)
It is described in However, multichannel magnetometers cannot obtain morphological information about living tissues, and by superimposing neural activity current distributions on morphological images such as MRI or X-ray CT images, it is possible to identify active sites in living bodies. is being carried out. Therefore, alignment with the morphological image is important. FIG. 2a shows an example of the prior art disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-503603. A plurality of transmitters 4 that generate electromagnetic signals are provided on the cryostat 2 for maintaining the SQUID magnetometer 3 at an extremely low temperature, and a receiver 5 for receiving the electromagnetic signals generated from the transmitters 4. are provided on the plurality of individuals 1.
As shown in FIG. 2b, the transmitter 4 described above is composed of three mutually orthogonal coils 6 made of conductive wire and functioning as an antenna. Furthermore, receiver 5
Similarly, as shown in FIG. 2c, it consists of three mutually orthogonal coils 7 made of conductive wire. When transmitter 4 and receiver 5 are used, each receiver 5
The six-axis position relative to the transmitter 4 can be measured. Position information of each transmitter 4 is obtained from angle information from a plurality of receivers 5. This method can determine the position of the cryostat 2 with respect to the human body 1 in real time by using a frequency different from the measurement signal band of the SQUID magnetometer. Furthermore, since the positional relationship between the cryostat 4 and the magnetometer 3 is uniquely determined, the position of the magnetometer 3 with respect to the human body 1 can be obtained in real time. Figure 3a is from I.E.I., Transactions on Magnetics, M.A.G. Vol. 23, No. 2, (1987), p. 1319.
Page 1322 (IEEE, Trans.Magnetics, Vol.MAG
23, No. 2, (1987) pp 1319-1322). plural
The SQUID magnetometer 3, the cryostat 2 that cools it to an extremely low temperature, and the position measurement coil 10 for deriving the positional relationship between the SQUID magnetometer 3 and the human body 1.
Consisting of A plurality of position measurement coils 10 are installed on the human body 1, and the magnetic field generated from the coils 10 is measured by a plurality of SQUID magnetometers 3, and the coils 10 are
Estimate location. From the plurality of coils 10, the relationship between the biological coordinate system and the coordinate system set in the SQUID magnetometer can be obtained. FIG. 3b shows the structure of the position measuring coil 10. It consists of a solenoid coil made of conductive wire, and in order to simplify the coil position estimation algorithm, it is designed so that when viewed from the SQUID magnetometer 3, it can be regarded as a magnetic dipole. This can be achieved by reducing the diameter of the solenoid coil. In this method, position measurement is performed using the SQUID magnetometer 3, so position measurement and biomagnetic field measurement cannot be performed simultaneously, but since a dedicated receiver for receiving position signals is not required, the measurement system It becomes possible to reduce the scale of

【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]

上記第1の従来技術は、送信機と受信機とが必
要となり、生体磁場計測システム以外に位置計測
システムが必要となる。システム規模拡大に伴
い、装置が高価になる。さらに、SQUID磁束計
に設けられた座標系と生体に設けられた座標系と
の関係を出すために、SQUID磁束計とクライオ
スタツトに設けられた送信機との関係及び送信機
と受信機との位置関係を出すという2回の操作が
必要となり、位置精度が低下する可能性がある。 一方、上記第2の従来技術では位置計測コイル
10は磁気ダイポールとなるため、点の情報のみ
得られる。すなわち、SQUID磁束計に設けられ
た座標系の中での位置計測コイルの位置:(x0
y0、z0)が得られる。したがつて、1個のコイル
で生体の座標系を表現することは不可能である。
磁気ダイポールを用いて1つの座標系を表現する
には最低でも3個の磁気ダイポールが必要とな
る。すなわち、第3図cに示すように3点で1平
面(例えば、xy平面)を決定し、この平面に垂
直に1軸(例えばz軸)方向を決定する。さら
に、平面上の2つの磁気ダイポールの中点を原点
とし、残る磁気ダイポールとこの原点を結ぶ方向
で1軸を決定する。これにより、生体1に座標系
が設定される。 この方式では、3個の位置計測コイル10はそ
れぞれ別々に生体に取り付けられるため、どれか
1個でも取り付け位置がずれると、誤つた座標位
置が設定される。さらに、MRIやXCT画像との
重ね合せを考えると、各画像の座標と上記の議論
で得られた座標系との関連を明らかにしなければ
ならない。しかし、3個の位置計測コイル10
が、MRIやXCT画像のどの位置に取付けられて
いるか精度良く推定することは困難であるため、
2つの座標系の関連を精度良く出すことはできな
い。このためSQUID磁束計で得られた神経活動
電流分布をMRIやXCT画像上に精度良く重ね合
せることはできない。多数の位置計測コイル10
を生体1上に配置し、生体の外形を求めることに
より精度を向上できるが、システム規模が大とな
り装置が高価になるという問題がある。 本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
して、簡単な構成で多チヤネル磁束計と生体との
位置関係を精度良く検出することが可能な生体磁
場計測装置の位置検出装置を得るにある。 本発明の他の目的は、医用画像に設けられた座
標系と上記位置検出装置で得られる座標系との相
対関係を精度良く導出することができる位置設定
方法を提供するにある。
The first conventional technique requires a transmitter and a receiver, and requires a position measurement system in addition to the biomagnetic field measurement system. As the system scale expands, equipment becomes more expensive. Furthermore, in order to show the relationship between the coordinate system provided in the SQUID magnetometer and the coordinate system provided in the living body, we also investigated the relationship between the SQUID magnetometer and the transmitter provided in the cryostat, and the relationship between the transmitter and receiver. This requires two operations to determine the positional relationship, and there is a possibility that the positional accuracy will decrease. On the other hand, in the second conventional technique, since the position measuring coil 10 is a magnetic dipole, only point information can be obtained. In other words, the position of the position measurement coil in the coordinate system provided in the SQUID magnetometer: (x 0 ,
y 0 , z 0 ) are obtained. Therefore, it is impossible to express the coordinate system of the living body with one coil.
To express one coordinate system using magnetic dipoles, at least three magnetic dipoles are required. That is, as shown in FIG. 3c, one plane (for example, the xy plane) is determined by three points, and one axis (for example, the z-axis) direction perpendicular to this plane is determined. Furthermore, the midpoint of the two magnetic dipoles on the plane is set as the origin, and one axis is determined in the direction connecting the remaining magnetic dipoles and this origin. As a result, a coordinate system is set for the living body 1. In this method, the three position measuring coils 10 are each attached to the living body separately, so if the attachment position of any one of them is shifted, an incorrect coordinate position will be set. Furthermore, when considering superimposition with MRI and XCT images, it is necessary to clarify the relationship between the coordinates of each image and the coordinate system obtained in the above discussion. However, the three position measurement coils 10
However, it is difficult to accurately estimate where it is attached in MRI or XCT images, so
It is not possible to accurately determine the relationship between two coordinate systems. For this reason, it is not possible to accurately superimpose the neural activity current distribution obtained with a SQUID magnetometer on an MRI or XCT image. A large number of position measurement coils 10
Although the precision can be improved by placing the image on the living body 1 and determining the external shape of the living body, there is a problem that the system scale becomes large and the device becomes expensive. An object of the present invention is to solve the problems of the prior art described above, and to obtain a position detection device for a biomagnetic field measurement device that can accurately detect the positional relationship between a multichannel magnetometer and a living body with a simple configuration. It is in. Another object of the present invention is to provide a position setting method that can accurately derive the relative relationship between a coordinate system provided in a medical image and a coordinate system obtained by the position detecting device.

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

上記目的は、生体の外形と近似的に等しいつま
り円形ではないひとつのコイルを生体に装着し、
該コイルに通電することにより発生する磁場を多
チヤネルSQUID磁束計で計測することにより達
成される。
The above purpose is to attach a single coil to a living body that is approximately the same as the external shape of the living body, that is, it is not circular.
This is achieved by measuring the magnetic field generated by energizing the coil with a multichannel SQUID magnetometer.

【作用】[Effect]

多チヤネル磁束計によつて得られた神経活動電
流分布は、MRIやX線CT画像上に重ね表示して
生体内での活動部位の同定を行つている。この同
定には、次の2つの作業が必要となる。 まず第一に、生体に設定した基準座標系にもと
ずいて、SQUID磁束計の位置を算出すること。
そしてこの位置を基準として、生体磁場計測を行
い、その磁場強度から神経活動電流分布を逆問題
を解くことにより算出する。 第二に、上記基準座標系と、重ね表示する対象
となる医用画像との座標系との関係を出し、位置
合せをすること。 X線CTでは、通常、目尻と耳の上端付け根と
からなる平面を基準面としているので、この平面
上に基準座標系を設定すれば良い。基準座標の設
定方法を第4図aを用いて説明する。生体の外周
と概ね同一形状のコイルを生体に装着する。この
コイルで決まる平面が基準平面となる。次に生体
は正中線で左右対称であるので、上記コイルの線
対称となる直線をx軸とし、このx軸とコイルと
の交点からなる線分の中点を原点とする。z軸及
びy軸は一義的に決まる。 次に、多チヤネルSQUID磁束計の位置計測方
法を以下に述べる。磁束計の超伝導コイルの相互
の位置は決まつているので、各々の超伝導コイル
の位置を与えるのではなく、多チヤネル磁束計の
系に設定された座標系と生体に設定された座標系
との位置関係を求めるものとする。この束縛条件
により、変数が減少し、計算量を大幅に低減する
ことが可能となる。生体に設けられた座標系を
(x、y、z)とし、超伝導コイルに設けられた
座標系を(X、Y、Z)とする。これらの座標系
の関係は第4図bで示すように、 r→=R→+r→0 ……(1) x=x0+R→・a→ =x0+XA→・a→+YB→・a→+ZC→・a→ y=y0+R→・b→ =y0+XA→・b→+YB→・b→+ZC→・b→ z=z0+R→・z→ =z0+XA→・c→+YB→・c→+ZC→・c→ ただし、a→、b→、c→、A→、B→、C→はそれ
ぞれx
軸、y軸、z軸、X軸、Y軸、Z軸方向の単位ベ
クトル。 で与えられる。変数の数は、x0、y0、z0と各単位
ベクトルの内積となる。コイル11に電流を流す
とコイル形状と電流量に依存した磁場が発生す
る。その強度はビオ・サ・バールの法則で一義的
に与えられる。 H→(r→)=sI/4π ds×r/r3 次に次式: FOM=oi=1 (H→(r→i)・N→i+Hi m2 H→(ri):i番のコイル位置での推定磁場 N→i:i番のコイルの法線ベクトル Hi m:i番のコイルの測定データ を最小とする変数(x0、y0、z0、各単位ベクトル
の内積)を決める。(ただしこのFOMは、超伝導
コイルがマグネトメータの場合を想定したもので
ある。微分コイルの場合には、推定磁場はni方向
の微分データを用いる。)FOMを最小とする変数
と(1)式よりSQUID磁束計の位置が得られる。 生体に設けられた座標系と他の画像診断装置か
らの画像の位置合せは以下の手順で行なう。コイ
ル11と同一平面で撮影された画像上にコイル1
1を重ね表示し、画像の輪郭とコイル11像が概
ね重ね合うように座標位置の調整を行う。この変
分が生体に設定された座標系と画像に設定された
座標系の位置関係を示す。本方法は、二次元の画
像を使つて位置関係を得るため位置精度が向上す
る。さらに、使用するコイル11の数は1個であ
るのでシステム規模が小さくてすむという特徴が
ある。非磁性のコイル11の使用によつて、生体
磁気信号計測のあいだに、位置計測ができるの
で、被検者の体動による影響を除くことも可能と
なる。さらに、位置計測コイルに流す電流の周波
数を生体磁場と異なる周波数帯域に設定すること
により、生体磁場を計測しながらSQUID磁束計
位置情報を取り込むことも可能となり、生体の体
動を実時間でモニターすることができる。
Nerve activity current distributions obtained using multichannel magnetometers are superimposed on MRI and X-ray CT images to identify active areas within the body. This identification requires the following two operations. First of all, the position of the SQUID magnetometer must be calculated based on the reference coordinate system set in the living body.
Then, biomagnetic field measurements are performed using this position as a reference, and the neural activity current distribution is calculated from the magnetic field strength by solving an inverse problem. Second, determine the relationship between the reference coordinate system and the coordinate system of the medical image to be displayed in an overlapping manner, and align the images. In X-ray CT, a plane consisting of the outer corner of the eye and the upper end of the ear is usually used as a reference plane, so the reference coordinate system may be set on this plane. A method for setting the reference coordinates will be explained using FIG. 4a. A coil having approximately the same shape as the outer circumference of the living body is attached to the living body. The plane determined by this coil becomes the reference plane. Next, since the living body is symmetrical about the midline, the straight line that is line-symmetrical to the coil is defined as the x-axis, and the midpoint of the line segment formed by the intersection of this x-axis and the coil is defined as the origin. The z-axis and y-axis are uniquely determined. Next, the position measurement method of the multi-channel SQUID magnetometer will be described below. Since the mutual positions of the superconducting coils of the magnetometer are fixed, we do not give the positions of each superconducting coil, but rather the coordinate system set for the multichannel magnetometer system and the coordinate system set for the living body. Let us find the positional relationship with. This constraint reduces the number of variables, making it possible to significantly reduce the amount of calculation. Let the coordinate system provided in the living body be (x, y, z), and the coordinate system provided in the superconducting coil be (X, Y, Z). The relationship between these coordinate systems is as shown in Figure 4b: r→=R→+r→ 0 ...(1) x=x 0 +R→・a→ =x 0 +XA→・a→+YB→・a →+ZC→・a→ y=y 0 +R→・b→ =y 0 +XA→・b→+YB→・b→+ZC→・b→ z=z 0 +R→・z→ =z 0 +XA→・c→ +YB→・c→+ZC→・c→ However, a→, b→, c→, A→, B→, C→ are each x
unit vector in the axis, y-axis, z-axis, x-axis, y-axis, z-axis direction. is given by The number of variables is the inner product of x 0 , y 0 , z 0 and each unit vector. When a current is passed through the coil 11, a magnetic field is generated depending on the coil shape and the amount of current. Its strength is uniquely given by Biot-Sa-Bar's law. H→(r→)= s I/4π ds×r/r Cubic equation: FOM= oi=1 (H→(r→ i )・N→ i + H i m ) 2 H→(r i ): Estimated magnetic field N at the i-th coil position → i : Normal vector of the i-th coil H i m : Variable that minimizes the measured data of the i-th coil (x 0 , y 0 , z 0 , The inner product of each unit vector) is determined. (However, this FOM assumes that the superconducting coil is a magnetometer. In the case of a differential coil, the estimated magnetic field uses differential data in the n i direction.) The variable that minimizes the FOM and (1 ) The position of the SQUID magnetometer can be obtained from the equation. The alignment of the coordinate system provided in the living body and images from other image diagnostic apparatuses is performed by the following procedure. Coil 1 is shown on the image taken on the same plane as coil 11.
1 are displayed in an overlapping manner, and the coordinate positions are adjusted so that the outline of the image and the image of the coil 11 are approximately overlapped. This variation indicates the positional relationship between the coordinate system set on the living body and the coordinate system set on the image. This method uses two-dimensional images to obtain positional relationships, so positional accuracy is improved. Furthermore, since only one coil 11 is used, the system size can be small. By using the non-magnetic coil 11, the position can be measured during biomagnetic signal measurement, so it is also possible to eliminate the influence of the subject's body movement. Furthermore, by setting the frequency of the current flowing through the position measurement coil to a frequency band different from that of the biomagnetic field, it is possible to capture the SQUID magnetometer position information while measuring the biomagnetic field, monitoring the body movements of the living body in real time. can do.

【実施例】【Example】

以下、本発明の一実施例を第1図を用いて説明
する。生体1又は位置計測コイル11から発生し
た微弱磁場は、流体ヘリウム12で冷却されたピ
ツクアツプコイル32で検出され、SQUID素子
31で入力磁場強度に応じた電圧に変換される。
この出力はフラツクス・ロツクド・ループ
(FLL)回路13で入力磁束量に比例した信号に
変換される。各チヤネル毎の出力はA/D変換回
路14でA/D変換されデイジタルデータとして
コンピユータ15に記録される。SQUID磁束計
3を極低温に保持するクライオスタツト2の素材
はガラス、ステンレス、FRPなどが使われてい
るが、本実施例では非磁性、液体He注入時
の移送効率が高い、液体He蒸発量が低い、
軽量である。ことを考慮してFRPを使用した。
位置計測コイル11には、コンピユータ15の指
示により、位置計測コイル制御回路16から電流
が流され、磁場を発生する。発生磁場は生体磁場
と同一のSQUID磁束計3で計測されるため、ど
ちらか一方の計測だけを行うようにコンピユータ
15で制御する。本実施例では、生体磁場の計測
を一定時間行なつた後に、位置計測コイル11に
通電し、生体1の体動によるSQUID磁束計3の
位置をモニターした。さらに、位置計測コイル1
1に流す電流の周波数は生体磁場の周波数帯域内
になければならず本実施例では、20Hzとした。生
体磁場を乱さないために、その素材は非磁性であ
る銅とした。その形状は生体1の外形と概ね同一
で、かつ発生磁場強度計算が容易であるという条
件から、本実施例では楕円とした。位置計測コイ
ル11の装着位置は、目尻と耳付け根上端を結ぶ
平面17上が望ましいが、視野内に位置計測コイ
ル11が入るため、上記平面17と平行な平面で
視野内に位置計測コイル11が入らない平面上と
した。 以上、本発明では位置計測コイル11に流す電
流の周波数を生体磁場の周波数帯域に設定した場
合について述べたが、これに限定されず、生体磁
場と異なる周波数帯域に設定することも可能であ
る。この場合には、FLL回路13は、生体磁場
信号のみを通過させるフイルタと、位置計測信号
のみを通過させるフイルタが必要となる。さらに
A/D変換器の入力チヤネル数は、生体磁場信号
用と位置計測信号用が必要となる。これによつ
て、生体磁場計測と同時に位置計測が可能とな
り、人体1の体動を実時間でモニターすることが
できる。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. A weak magnetic field generated from the living body 1 or the position measurement coil 11 is detected by a pickup coil 32 cooled with fluid helium 12, and converted by the SQUID element 31 into a voltage according to the input magnetic field strength.
This output is converted by a flux locked loop (FLL) circuit 13 into a signal proportional to the amount of input magnetic flux. The output of each channel is A/D converted by an A/D conversion circuit 14 and recorded in a computer 15 as digital data. The material of the cryostat 2 that keeps the SQUID magnetometer 3 at an extremely low temperature is glass, stainless steel, FRP, etc.; is low,
It is lightweight. With this in mind, we used FRP.
A current is applied to the position measuring coil 11 from the position measuring coil control circuit 16 according to instructions from the computer 15, and a magnetic field is generated. Since the generated magnetic field is measured by the same SQUID magnetometer 3 as the biomagnetic field, the computer 15 controls so that only one of them is measured. In this example, after measuring the biomagnetic field for a certain period of time, the position measuring coil 11 was energized to monitor the position of the SQUID magnetometer 3 due to body movements of the living body 1. Furthermore, position measurement coil 1
The frequency of the current flowing through the magnetic field 1 must be within the frequency band of the biomagnetic field, and in this example, it was set to 20 Hz. In order not to disturb the biomagnetic field, the material was made of non-magnetic copper. In this example, the shape is an ellipse because it is approximately the same as the outer shape of the living body 1 and the strength of the generated magnetic field is easy to calculate. The position of the position measurement coil 11 is preferably on the plane 17 that connects the outer corner of the eye and the upper end of the root of the ear. It was placed on a flat surface that could not be entered. In the above, the present invention has described a case where the frequency of the current flowing through the position measurement coil 11 is set to the frequency band of the biomagnetic field, but it is not limited to this, and it is also possible to set it to a frequency band different from the biomagnetic field. In this case, the FLL circuit 13 requires a filter that passes only the biomagnetic field signal and a filter that passes only the position measurement signal. Furthermore, the number of input channels of the A/D converter is required for biomagnetic field signals and position measurement signals. This makes it possible to measure the position at the same time as measuring the biomagnetic field, making it possible to monitor the movement of the human body 1 in real time.

【発明の効果】【Effect of the invention】

本発明によれば、円とは異なるコイルを生体に
装着することにより、多チヤネル磁束計と生体と
の位置関係を精度良く検出できる効果がある。 また、医用画像上に多チヤネルSQUID磁束計
で得られた神経活動電流分布を重畳する際、使用
した位置計測コイルが生体の外周と概ね等しいの
で、位置合せが極めて容易であるという効果があ
る。
According to the present invention, the positional relationship between the multichannel magnetometer and the living body can be accurately detected by attaching a coil different from a circular one to the living body. Furthermore, when superimposing the neural activity current distribution obtained by a multichannel SQUID magnetometer on a medical image, the position measurement coil used is approximately equal to the outer circumference of the living body, so alignment is extremely easy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例、第2図aは従来技
術の構成、第2図b,cはそれぞれ、従来技術の
送信機、受信機の構成、第3図aは別の従来技術
の構成、第3図bは別の従来技術の位置計測コイ
ル、第3図cは別の従来技術の基準座標系の設定
方法、第4図aは本発明の基準座標系の設定方
法、第4図bは基準座標系と多チヤネルSQUID
磁束計上の座標系との関連をそれぞれ示す図であ
る。 1……生体、3……SQUID磁束計、11……
位置計測コイル、13……FLL回路、15……
コンピユータ、16……位置計測コイル制御回
路。
FIG. 1 shows one embodiment of the present invention, FIG. 2 a shows the configuration of a conventional technology, FIGS. 2 b and c show the configuration of a conventional transmitter and receiver, respectively, and FIG. 3 a shows another conventional technology. 3b shows another prior art position measuring coil, FIG. 3c shows another prior art reference coordinate system setting method, and FIG. 4a shows the reference coordinate system setting method of the present invention. Figure 4b shows the reference coordinate system and multi-channel SQUID.
It is a figure which shows the relationship with the coordinate system on a magnetometer, respectively. 1... Biological body, 3... SQUID magnetometer, 11...
Position measurement coil, 13...FLL circuit, 15...
Computer, 16...Position measurement coil control circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 生体より発生する生体磁場を検出する磁気感
知コイルと超伝導量子干渉デバイスとからなる磁
束計を複数個含み、前記生体の神経活動に起因す
る電流分布を算出する生体磁場測定装置におい
て、前記生体の特定位置に装着され、その位置で
の前記生体の外形と概ね同一形状の位置計測コイ
ルと、前記生体磁場の検出に先立ち前磁気感知コ
イルの前記生体に対する相対位置を検出するため
に前記位置計測コイルに電流を供給する手段とを
有することを特徴とする生体磁場測定装置の位置
検出装置。 2 前記生体磁場の計測対象は生体頭部であり、
前記位置検出コイルは前記生体の目尻と耳殻上端
付け根を結ぶ平面を基準平面として該基準平面と
平行に装着されることを特徴とする請求項1に記
載の生体磁場測定装置。
[Claims] 1. A biomagnetic field that includes a plurality of magnetometers each consisting of a magnetic sensing coil and a superconducting quantum interference device that detect a biomagnetic field generated by a living body, and that calculates a current distribution caused by the neural activity of the living body. In the measuring device, a position measuring coil is attached to a specific position of the living body and has a shape that is approximately the same as the external shape of the living body at that position, and the relative position of a magnetic sensing coil with respect to the living body is detected prior to detecting the biomagnetic field. A position detecting device for a biomagnetic field measuring device, comprising means for supplying current to the position measuring coil in order to perform the position measuring coil. 2. The measurement target of the biomagnetic field is the biological head,
2. The biomagnetic field measuring device according to claim 1, wherein the position detection coil is mounted parallel to a reference plane that connects the outer corner of the eye of the living body and the base of the upper end of the ear shell.
JP2256972A 1990-09-28 1990-09-28 Position detection device for biomagnetic field measuring device Granted JPH04135536A (en)

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