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【発明の名称】 生体磁場計測システム
【発明者】 【氏名】三代 一弘

【氏名】鈴木 博之

【氏名】勅使河原 健二

【氏名】塚田 啓二

【氏名】神鳥 明彦
【要約】 【課題】複数の磁場データから再構成した任意の表示形態を効率良く比較し、また一度再構成したデータを効率良く再現する。

【解決手段】磁気センサによって検出された磁気信号を任意の表示形態として表示する表示手段を有する生体磁気計測システムにおいて、複数の被検者が有する複数の磁気信号のそれぞれを計測データとして格納するデータ格納手段と、上記データ格納手段から任意の計測データを選択する選択手段と、当該選択手段によって選択された計測データの表示形態を指定する指定手段とを備え、前記選択された全ての計測データを前記指定手段によって指定された表示形態に基づき、前記表示手段に表示すること。
【特許請求の範囲】
【請求項１】所定の間隔を持って配置された複数の磁気センサによって生体の発する磁気を任意の時間間隔で検出し、前記磁気センサによって検出された磁気信号を任意の表示形態として表示する表示手段を有する生体磁気計測システムにおいて、複数の被検者が有する複数の磁気信号のそれぞれを計測データとして格納するデータ格納手段と、上記データ格納手段から任意の計測データを選択する選択手段と、当該選択手段によって選択された計測データの表示形態を指定する指定手段とを備え、前記選択された全ての計測データを前記指定手段によって指定された表示形態に基づき、前記表示手段に表示することを特徴とした生体磁気計測システム。
【請求項２】請求項１の生体磁場計測システムにおいて、前記指定手段による表示形態の指定は、計測データが表示されている画面上で行われることを特徴とした生体磁気計測システム。
【請求項３】請求項２の生体磁場計測システムにおいて、前記指定手段による表示形態の指定が行われた際には、表示されている全ての計測データの表示形態が指定に応じた変更を行うことを特徴とした生体磁気計測システム。
【請求項４】請求項１の生体磁場計測システムにおいて、前記表示形態は、磁気信号の強さを計測時間要素を加えて表した波形表示形態、磁気信号の強さを位置要素を加えて表した等高線表示形態、の何れかから選択されることを特徴とした生体磁気計測システム。
【請求項５】請求項４の生体磁場計測システムにおいて、前記等高線表示形態によって表示が行われている同一画面中に、磁場の強さを色調変化によって示す磁気強度指標手段を備え、前記等高線表示形態は、磁気の強さを前記磁気強度指標手段によって示される色を用いて表示することを特徴とした生体磁気計測システム。
【請求項６】請求項４の生体磁場計測システムにおいて、前記等高線表示形態で表示された複数の計測データの各表示領域に対し、任意の計測データの表示領域内の一部を指示表示を行うマーキング表示手段を有し、当該マーキング表示手段による指示表示に連動して、他の計測データの表示領域内において指示表示を行うことを特徴とする生体磁場計測システム。
【請求項７】請求項４の生体磁場計測システムにおいて、前記等高線表示形態で表示された複数の計測データの各表示領域に対し、任意の計測データの表示領域内の２点を指示選択し、その２点間を線分表示を行う線分表示手段を有し、他の計測データの表示領域内に、当該線分表示手段によって表示された線分と同一位置に線分表示を行うことを特徴とする生体磁場計測システム。
【請求項８】請求項７の生体磁場計測システムにおいて、前記線分表示手段によって表示された線分の距離を表示する距離表示手段を有することを特徴とする生体磁場計測システム。
【請求項９】請求項１の生体磁場計測システムにおいて、前記指定手段によって指定された計測データの情報と、前記指定手段によって指定された表示形態の情報とを再現データとして一括して格納する再現データ記憶手段を有し、当該再現データ記憶手段の格納する再現データを前記選択手段によって選択することにより、前記表示手段に表示することを特徴とした生体磁気計測システム。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は被検者から発生する微弱な磁気信号を磁気シールドルーム内で計測する生体磁気計測システムに係り、特に診断データの表示に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、複数の超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）からなる磁気センサを用いて人体から発生される微弱な磁気を検出し、検出した磁気信号の時間変化を見ることによって診断を行う生体磁気計測システムが考案されている。
【０００３】生体磁気計測システムは、複数の磁気センサを適当な間隔で配置した検出部を設け、被検者の体の測定したい部位に検出部を近づけ、磁気信号を得ることができる。そして、それぞれの磁気センサにはチャンネル番号が設定されており、このチャンネル番号の出力を基に人体の各部の磁気信号の変化を読み取ることができるので、この変化を解析することによって、心臓疾患などの診断に利用されることが考えられる。
【０００４】上記の生体磁場計測システムでは、計測した磁場データを解析するために、計測した磁場データを解析が行えるような等磁場線図や時間波形などのフォーマットに再構成し、診断データとしてモニタに表示を行う。
【０００５】この場合、診断データとして再構成して表示できるのは、現在のところ１回の計測で得られる磁場データだけである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このため、例えばある被検者の手術前後の経過を見るといった異なる磁場データからそれぞれ診断データを再構成し、同時に表示して比較を行うような場合、それぞれの磁場データについてどのような再構成を行うべきかの各種条件（パラメータ）を、磁場データ毎に定義し、入力する必要があり、実際に表示されるまでに時間がかかるなど操作性に改善の余地がある。
【０００７】また診断データを得るために磁場データ毎に数多くのパラメータを指定するため、データの再現性が悪いという問題がある。
【０００８】本発明の目的は、複数の磁場データから再構成した任意の表示形態を効率良く比較し、また一度再構成したデータを効率良く再現する生体磁気計測システムを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するための本発明の特徴は、所定の間隔を持って配置された複数の磁気センサによって生体の発する磁気を任意の時間間隔で検出し、前記磁気センサによって検出された磁気信号を任意の表示形態として表示する表示手段を有する生体磁気計測システムにおいて、複数の被検者が有する複数の磁気信号のそれぞれを計測データとして格納するデータ格納手段と、上記データ格納手段から任意の計測データを選択する選択手段と、当該選択手段によって選択された計測データの表示形態を指定する指定手段とを備え、前記選択された全ての計測データを前記指定手段によって指定された表示形態に基づき、前記表示手段に表示することである。
【００１０】本発明では、複数の磁場データから作成した任意の表示形態を同時に表示することで、複数のデータの比較を容易に行うことができ、また、磁場データから任意の表示形態を作成するために入力するパラメータの数を減らすことができるので、操作者の記憶に依らない効率の良い診断方法，再現方法を実現できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】最初に本発明を適用する生体磁気計測システムについて、特に心臓の磁気を計測するシステムについて説明する。
【００１２】図１にシステムの概略を示す。
【００１３】生体磁気計測システムは、人体から発生される微弱な磁気を検出することにより測定が行われる。人体から発せられる磁気は、非常に微弱であるため、環境磁気雑音の影響を除去するために、磁気シールドルーム１の内部で行われる。そして、微弱な磁気を検出するために、超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）からなる複数の磁気センサが用いられる。
【００１４】被検者２の計測を行う際には、ベッド３に横たわり計測される（図４に示すように、ｘｙ面がベッドの面となるように直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を設定する）。
【００１５】被検者２の胸部の上方に、検出部として機能するデュワ４が配置される。デュワ４内には、図２に示すようなSQUID23とSQUID23に接続した検出コイル２１とが一体化された磁気センサが複数個収納され、更に液体へリウムにより満たされている。液体ヘリウムは磁気シールドルーム１の外部の自動補給装置５により、連続的に液体ヘリウムが補充されている。
【００１６】磁気センサからの出力は、検出コイルが検出した磁場強度に比例する電圧を出力するＦＬＬ（Flux Locked Loop）回路６に入力される。このＦＬＬ回路６はＳＱＵＩＤの出力を一定に保つようＳＱＵＩＤに入力された生体磁気の変化を帰還コイルを介してキャンセルしている。この帰還コイルに流した電流を電圧に変換することにより、生体磁気信号の変化に比例した電圧出力が得られる。この電圧出力は、増幅器（図示せず）により増幅され、フィルタ回路７により周波数帯域が選択され、ＡＤ変換器で（図示せず）ＡＤ変換され、計算機８に取り込まれる。計算機８では、各種の演算処理が実行され、演算処理結果がディスプレイに表示され、さらにプリンタ９に出力される。
【００１７】磁気センサのデュワ４内での配置図を図３に示す。磁気センサはデュワ内部の底部から垂直の方向に設置し、また各センサ間は磁気の距離変化量を正確に捕らえるようにｘ方向，ｙ方向に等間隔になるようにした。ここでセンサ間距離は２５mmとし、センサ数は８×８の６４チャンネルとした。
【００１８】磁気センサのそれぞれは体表面に対して垂直な成分Ｂｚを測定するセンサで、超伝導線（Ｎｂ−Ｔｉ線）で作成したコイルの面がｚ方向を向いている。このコイルは２つの逆向きのコイルを組み合わせたもので生体に近いほうを検出コイル２１とし、遠い方のコイルを外部磁場雑音を除去する参照コイル２１とし、一時微分コイルを形成している。ここでコイル径を２０mmΦ、コイル間の距離ベースラインを５０mmとした。外部磁場雑音は生体より遠い信号源から生じており、これらは検出コイル２１及び参照コイル２２で同じように検出される。一方、人体からの信号はコイルに近いため検出コイル２１でより強く検出される。このため検出コイル２１では信号と雑音が検出され、参照コイル２２では雑音のみが検出される。従って、両者のコイルで捕らえた磁気の差を取ることによりＳ／Ｎの高い計測が出来る。一時微分コイルはSQUID23 を実装した実装基板の超伝導配線を介してSQUID23 のインプットコイルに接続し、コイルで検出した生体磁気成分をSQUID23に伝達する。
【００１９】磁気センサを内蔵したデュワ４は、ベッド３に横たわった被検者２の胸部上方に配置し、心臓から発生する心臓磁気（以下、心磁）を計測する。ここで、体の横方向をｘ軸とし、体の上下方向をｙ軸とする。磁気センサ（３０−１〜８，…，３７−１〜３７−８）の配置と胸部３０との位置関係を図４に示す。また、図４の下部に示された波形は、各磁気センサによって検出された時間波形を示したものである。
【００２０】次に、本発明の実施例について説明する。
【００２１】図５は被検者とそのデータを選択する画面である。図５の上半分の領域は被検者リスト５０３であり、複数の被検者の一覧を表示したものである。下半分の領域はデータリスト５１０であり、各被検者の保有するデータの一覧を表示するためのものである。
【００２２】各リストに表示されているグレーカーソル５０４は、現在、カーソルが表示されている被検者またはデータが選択されていることを示している。図５では被検者としてJohn Bakerが選択され、データリスト５１０にはJohn Bakerのデータの一覧が表示されている。
【００２３】データリスト５１０項目表示において、「データ種類」はデータの種類を示しており、“ＭＣＧ”と“ＡＮＡ”の２種がある。“ＭＣＧ”は磁場データを、“ＡＮＡ”は再構成条件データを示している。
【００２４】ここで磁場データとは、図３に示す各磁気センサで計測された磁気データについて、図４に示されるような各磁気センサの配置状態も考慮したデータであり、いわゆる計測データである。センサの配置とそれぞれの磁気データの関係は、図４に示すように、３７−１のセンサでは（３１）の磁気データが、３７−８のセンサでは（３２）の磁気データが対応する。
【００２５】また再構成条件データとは、磁場データをモニタに表示するために必要な情報、いわゆるパラメータを示したものである。図１１に、再構成条件データについて示す。このデータは、システムのハードディスク等の記憶装置に通常は格納されているものであり、被検者リスト５０３やデータリスト５１０に表示されるような内容から、後述する各種パラメータ、また同一画面に表示すべきＭＣＧデータ数等、表示画面を形成するための種種の管理情報を持つものである。
【００２６】以下に図１２に示すフローチャートに基づき、本発明の磁場データから診断データを再構成する実施例を説明する。
【００２７】尚、本実施例では図５の被検者John Bakerの手術前後の磁場データを比較するものとする。
【００２８】まず、図６に示すように、被検者リスト５０３からJohn Bakerの欄を選択し、データリスト５１０にJohn Bakerのデータを表示させる。そして、データリスト５１０から表示させたいデータを選択する（１１０１）。ここで、選択されたデータが再構成データ、即ち、“ＡＮＡ”であれば、その後、解析メニュー５０２から“再現”を選択すると、予め図１１のような状態で定義されている再構成条件データを読み（１１０３）、次のステップ（１１０４）へ移り、モニタへ表示が行われる。
【００２９】選択されたデータが磁場データ、即ち“ＭＣＧ”であれば、再構成条件がまだ設定されていないので、まず、メニューバー中にある解析メニュー（５０２）からマッピングの種別を選択して再構成条件の１つとし、他の再構成条件はデフォルト値を用いて取りあえず設定される（１１０２）。
【００３０】そして、選択されたデータについて再構成条件を用いて（１１０５）、表示を行う（１１０６）。ここで、選択された磁場データが複数ある場合は、ステップ（１１０７）で全てのデータが表示されたか判断され、未だ表示されていないデータがある場合は、ステップ（１１０４）へ戻り、全てのデータが表示されるまで繰り返される。本実施例では、磁場データはＮo.１，Ｎo.２の２つを選択しているので、（１１０４）から（１１０７）間を２回繰り返す。また、マッピングの種類として“等磁場線図”を選択しているので、ここまでの処理により、図７に示されるような等磁場線図を再構成した画面が表示される。図７には、磁場データＮo.１，Ｎo.２にそれぞれ対応する等磁場線図６１８，６１９が表示されており、それぞれの図には、被検者ＩＤとデータＮo.が表示される。
【００３１】図７の画面に遷移すると、この状態で再設定条件の各種パラメータの設定、若しくはこの時の再構成条件を保存することができる（１１０８）。
【００３２】ここで、再構成条件の設定について説明する。図７の画面中で、再構成条件として設定に使用されるのは、波形ボックス（６０２，６０３，６０４），マッピングボックス（６０５，６０６，６０７），成分ボックス(６０８，６０９)，アローマップボックス（６１０），パラメータボックス（６１１,６１２,６１３）、及び時刻選択インディケータ（６１６）である。
【００３３】“波形”は、本実施例では示さないが、磁場データの描画方法の一種であり、縦軸を計測した信号の強度（単位：テスラ）、横軸をその信号を計測した時間として計測した信号を時系列にグラフ表示したものである。後述するモニタ波形６１４は、この波形表示の一形態である。
【００３４】単一波形ボタン６０２では、その選択により、１つの磁場データの中で磁気センサ毎にある複数の磁気データの内、任意の１つのみが波形表示される。その時の磁気センサの指定は、チャンネル選択ボックス６０１から行われる。
【００３５】グリッドマップボタン６０３によれば、磁場データ中の全てのチャンネルのデータを一括して表示される。表示の形態としては、図４下部に示したようなセンサ配置に合わせた波形表示となる。
【００３６】重ね合わせボタン６０４によれば、上記の単一波形表示の形態に、複数の磁気センサの波形を重ね合わせた表示が行われる。
【００３７】“マッピング”は、磁場データの表示形態として、等磁場線図，伝播時間分布または時間積分を選ぶためのボタンであり、実施例では解析メニューで等磁場線図を選択したので等磁場線図ボタン６０５が選択されている。
【００３８】ここで、等磁場線図とは、ある時刻に計測した信号の磁場強度を等高線にして表示した図である。
【００３９】また、伝播時間分布図は、各磁気センサ毎に計算したある基準時間から計測信号の値が最大になる時刻迄の伝播時間を、等高線として表示した図をいう。一般に心臓が動くことにより、心臓に電流が発生し、それが心臓内を移動する。そして電流がセンサに最も近づいた時、そのセンサは最大の磁場強度を観測する。よって各磁気センサ毎に伝播時間を求めることにより、電流の動きを観察することができるものである。
【００４０】時間積分図は、心臓に虚血などの疾患がないかを診るための診断手段である。具体的には、計測した信号の内、任意の２つの時刻の間の磁場データを加算した量を等高線にして表示した図のことを示す。一般に心筋の活動に伴って、心臓内には電流が流れ、それにより強い磁場を発生する。時間積分図は、もし心臓に疾患があれば心筋の動きが鈍くなり流れる電流も弱くなるということに基づいた診断手段である。この診断手段を利用すれば、心臓が拡張している間の時間積分値と心臓が収縮している間の時間積分値を引き算したデータを等高線として表示し、拡張時と収縮時の心筋の動きの違いを診ることができるものである。
【００４１】“成分”は、再構成する磁場の成分（法線または接線方向）を選択するボタンである。選択された磁場の成分について等磁場線図として表示を行う。
【００４２】“アローマップ”は、計測した電流の方向とその大きさを矢印で表示するか否かを選択するチェックボックスである。アローマップ表示は、計測した磁場の接線成分を求める過程で計算した２つの成分（Ｘ，Ｙ）から求めることができる。（但し、本実施例では表示しない。）
“パラメータ”は、画面中に表示するマップ数を指定するマップ数指定ボックス６１１、診断データの磁場強度を示すスケール６１７の最大磁場を指定する最大磁場指定ボックス６１２、等磁場線図の等高線の間隔を指定する磁場間隔指定ボックス６１３から成る。
【００４３】マップ数指定ボックス６１１は、各データにおいて、いくつのマップを取り込むかの数を示している。即ち、計測を行う際には、任意のサンプリング間隔で複数の磁場データを取り込んでいるものであり、各データ毎にサンプリング時間に対応して、複数の磁場データが表示できることとなる。このマップ数指定ボックス６１１で入力された数値は、複数ある磁場データの内から何枚のマップを表示するかを指定するものである。
【００４４】最大磁場指定ボックス６１２は、スケール６１７の最大磁場を規定するためのものである。スケール６１７は、最大磁場指定ボックス６１２に入力された数値の磁場を最大磁場として表現するスケールであり、マッピングされて表示された角磁場データの磁場の強さを見るための指標となるものである。即ち、本実施例では、２００ｐＴが入力されているので、スケール６１７は＋２００ｐＴ〜−２００ｐＴ迄のスケール表示となる。
【００４５】ここでスケール６１７は、最大磁場を表す方を「赤」、最低磁場を表す方を「青」、そして中間の０の位置を「黄色」として表示し、それらの間を色調を変え、徐々に変化していくように表示している。そして、等磁場線図６１８，６１９では、磁気の強さに合わせて、スケール６１７で該当する磁気の強さを示す色が表示される。
【００４６】磁場間隔指定ボックス６１３は、等磁場線図の等高線の間隔を調整するものであり、ここの数値を大きくすると等高線の間隔が広く表示され、逆に数値を少なくすると表示される等高線の間隔が密になる。
【００４７】“時刻選択インディケータ”６１６は、現在表示している磁場データの時間的位置を示すカーソルである。
【００４８】時刻選択インディケータ６１６が移動する領域の下に表示されるモニタ波形６１４は、ステップ（１１０１）で最初に選択した磁場データの内、いずれかの磁気センサで計測したデータの時間波形を表示し、磁場データ内での診断データの時間的指標を示す領域である。またモニタ波形セレクタボタン６１５は、磁気センサのチャンネルを指定するための領域である。
【００４９】また、モニタ波形６１４上に表示されるカーソル６２１は、マッピングされた図（即ち、診断データとして表示された等磁場線図６１８，６１９など）が、表示されている時刻を示しており、その数はマップ数指定ボックス６１１で指定された数と連動している。図６の例ではマップ数に“３”が設定されているので、カーソル６２１も３本表示されている。
【００５０】表示されたデータの更新時間間隔は、カーソル６２１で示された間隔となる。カーソル６２１の何れかをクリックして移動すると、時間間隔を変更することができる。
【００５１】また、時刻選択インディケータ６１６をマウスカーソル６２０でクリックして、カーソル６２１の何れかの位置に移すとその時刻に対応したデータを６１８，６１９に表示する。
【００５２】以上が、再構成条件として設定できるパラメータである。上記のパラメータの再設定はいつでも行うことができるが、再設定を行う場合は、ステップ（1108）からステップ（１１０２）へ戻り、パラメータの設定が行われ、改めて入力されたパラメータに基づいた再構成表示が行われる。これにより、ユーザが望む結果が得られるまで繰り返し診断データを計算することができる。
【００５３】また、現在表示している状態の再構成条件を保存する場合、図１０に示すようにファイルメニュー９０１から“新規作成”または“上書き”の何れかを選択すると、現在の再構成条件を再構成条件データ“ＡＮＡ”として、図１１に示すような形態で記録する（１１０９）。通常、“ＭＣＧ”データを選択することにより画面の表示が行われた場合は、“新規作成”を行い、“ＡＮＡ”データから画面の表示が行われた場合は、“上書き”を行うこととなる。
【００５４】磁場データをマッピングして診断データとして表示後、編集メニュー７０２からマーカー表示または距離計測を選択することができる。
【００５５】マーカー表示処理（１１１０）は、図８に示されるように、モニタに表示している複数のマップの１つに対して、例えば６１８のマップ上の任意の点をマウスカーソル６２０でクリックすると、他のマップ６１９に対しても同じ座標の個所にマーカー７０１を表示するものである。さらにマウスカーソル６２０をクリックした状態で画面上を移動させると、それに連動して他のマップ上のマーカーも連動して動かすことができる。これにより、複数の診断データの同一位置の比較が容易に行えるものである。特に、本実施例のように同一患者の手術前／後の表示に適用すると、以前疾患のあった個所がどのように変化したかを正確に観察することが可能となる。
【００５６】また、距離計測処理(１１１２)は、図９に示すように、マウスカーソル６２０で、あるマップ上の任意の２点を指定するとその２点間に線を引き、２点間の距離（単位はミリメートル）をモニタに表示するものである。この処理においても他のマップに対して同一座標の２点間に線が引かれる。この処理によれば、前述のマーカー表示処理と同様に、複数の診断データの同一位置の比較が容易に行えるものであり、特に、同一患者の手術前／後の診断データの表示に適用すれば、手術前の疾患部の大きさがどのように変化したかを定量的に観察することが可能となるものである。
【００５７】診断データとしての表示が終了した後、システム全体の処理が終わらない限り、ステップ（１１０２）へ再び戻り、同様の処理が繰り返される（１１１３）。（１１０２）から（１１１０）までの各ステップは、特にその処理を行う必要がない場合は、スルーして、次のステップへ順次移行する。
【００５８】
【発明の効果】本発明によれば、複数の磁場データを同一再構成条件で同時に表示できるので、操作者の記憶に頼ることなく、定量的な診断ができる。
【００５９】また複数のデータを一度に診断できるため、従来の様に、診断するデータ数分、同じ処理を繰り返す必要がなくなり、大量のデータを診断する必要がある集団検診等が、短時間での実施が可能になる。
【００６０】更には、再構成条件を格納し、それを基に診断データを再現できるので、診断後、もう一度確認することが容易にできるので診断ミスを減らすことができる。
【出願人】 【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
【識別番号】０００２３３２４０
【氏名又は名称】日立計測エンジニアリング株式会社
【出願日】 平成９年（１９９７）１０月２日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
【公開番号】 特開平１１−１０４０９１
【公開日】 平成１１年（１９９９）４月２０日
【出願番号】 特願平９−２６９５２８