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技術 生体磁気計測装置、生体情報計測装置及び生体磁気計測方法

出願人 株式会社リコー国立大学法人東京医科歯科大学
発明者 岡田吉智内城禎久出口浩司渡部泰士長谷川由貴川端茂徳
出願日 2018年10月31日 (1年7ヶ月経過) 出願番号 2018-205986
公開日 2019年6月24日 (1年0ヶ月経過) 公開番号 2019-098156
状態 未査定
技術分野 放射線診断機器
主要キーワード 検出対象部位 胴部用 磁気センサアレイ 制御電子回路 絶対零度 頭部用 間接方式 電磁石コイル
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年6月24日)のものです。
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図面 (20)

課題

画像診断結果と生体磁気計測結果を良好な精度、かつ簡便に重ね合わせることができる生体磁気計測装置生体情報計測装置及び生体磁気計測方法を提供する。

解決手段

生体磁気計測装置100の一態様は、被検体Sが載せられる架台3と、被検体Sの生体磁気を検出可能な生体磁気検出部2と、被検体Sの生体磁気の検出対象部位Tを支持する支持部4と、支持部4の下方に設けられる放射線検出部6と、生体磁気検出部2と検出対象部位Tとの相対位置を変更可能な位置変更部7と、を有し、支持部4は、生体磁気検出部2の表面に倣う表面形状を有する。

概要

背景

検体心臓脊髄末梢神経等から発生する微弱生体磁気計測する生体磁気計測装置は、これら器官を構成する細胞興奮に伴う微弱電流によって生じる磁気を検出する機能を有しており、心臓病神経疾患等の診断にとって重要な技術である。生体磁気計測から得られる情報は、画像診断装置により得られる形態画像と重ね合わせて表示される。画像診断装置としては、単純X線装置磁気共鳴画像法(Magnetic Resonance Imaging:MRI診断装置等が用いられ、通常、形態画像は生体磁気計測とは別の場所で撮影される。

概要

画像診断結果と生体磁気計測結果を良好な精度、かつ簡便に重ね合わせることができる生体磁気計測装置、生体情報計測装置及び生体磁気計測方法を提供する。生体磁気計測装置100の一態様は、被検体Sが載せられる架台3と、被検体Sの生体磁気を検出可能な生体磁気検出部2と、被検体Sの生体磁気の検出対象部位Tを支持する支持部4と、支持部4の下方に設けられる放射線検出部6と、生体磁気検出部2と検出対象部位Tとの相対位置を変更可能な位置変更部7と、を有し、支持部4は、生体磁気検出部2の表面に倣う表面形状を有する。

目的

本発明は以上の実情に鑑みてなされたものであり、画像診断結果と生体磁気計測結果を良好な精度、かつ簡便に重ね合わせることができる生体磁気計測装置、生体情報計測装置及び生体磁気計測方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

検体が載せられる架台と、前記被検体の生体磁気を検出可能な生体磁気検出部と、前記被検体の生体磁気の検出対象部位を支持する支持部と、前記支持部の下方に設けられる放射線検出部と、前記生体磁気検出部と前記検出対象部位との相対位置を変更可能な位置変更部と、を有し、前記支持部は、前記生体磁気検出部の表面に倣う表面形状を有することを特徴とする生体磁気計測装置

請求項2

前記位置変更部は、前記生体磁気検出部の位置を固定したまま、前記被検体及び前記架台を移動させることを特徴とする請求項1に記載の生体磁気計測装置。

請求項3

前記位置変更部は、前記生体磁気検出部の位置を固定したまま、前記被検体及び前記支持部を移動させることを特徴とする請求項1又は2に記載の生体磁気計測装置。

請求項4

前記位置変更部は、前記被検体、前記架台及び前記支持部を鉛直上方に移動させ、前記放射線検出部は、前記生体磁気検出部と前記支持部との間に形成される間隙に配置されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の生体磁気計測装置。

請求項5

前記位置変更部は、前記生体磁気検出部の位置を固定したまま、前記被検体を水平方向に移動させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の生体磁気計測装置。

請求項6

前記架台は、複数の部位別架台を含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の生体磁気計測装置。

請求項7

前記支持部は、前記複数の部位別架台の間に配置されることを特徴とする請求項6に記載の生体磁気計測装置。

請求項8

前記支持部は、前記架台に着脱可能に保持されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の生体磁気計測装置。

請求項9

被検体の検出対象部位の生体磁気の検出及び放射線画像撮影を行う生体磁気計測装置であって、前記生体磁気の検出及び前記放射線画像の撮影は、前記被検体をその姿勢を維持したまま互いに異なる位置に移動させて行うことを特徴とする生体磁気計測装置。

請求項10

被検体が載せられる架台と、前記被検体の第1の生体情報を検出可能な第1の生体情報検出部と、前記被検体の第1の生体情報の検出対象部位を支持する支持部と、前記支持部の下方に設けられ、前記第1の生体情報とは異なる第2の生体情報を検出可能な第2の生体情報検出部と、前記第1の生体情報検出部と前記検出対象部位との相対位置を変更可能な位置変更部と、を有し、前記支持部は、前記第1の生体情報検出部の表面に倣う表面形状を有することを特徴とする生体情報計測装置

請求項11

前記第1の生体情報は、前記被検体の形態に関する情報を含まず、前記第2の生体情報は、前記被検体の形態画像を含むことを特徴とする請求項10に記載の生体情報計測装置。

請求項12

放射線検出部を用いて、被検体の検出対象部位の放射線画像を撮影する工程と、生体磁気検出部を用いて、前記検出対象部位の生体磁気を検出する工程と、前記放射線画像の撮影と前記生体磁気の検出との間で、前記被検体の姿勢を維持したまま前記生体磁気検出部と前記検出対象部位との相対位置を変更する工程と、を有することを特徴とする生体磁気計測方法

請求項13

前記生体磁気を検出する工程の前に、前記放射線検出部を前記検出対象部位と前記生体磁気検出部との間から取り外す工程を有することを特徴とする請求項12に記載の生体磁気計測方法。

請求項14

前記放射線画像の撮影を、前記被検体を架台に載せ、前記検出対象部位を、前記生体磁気検出部の表面に倣う表面形状を有する支持部で支持しながら行うことを特徴とする請求項12又は13に記載の生体磁気計測方法。

請求項15

前記生体磁気を検出する工程の前に、前記支持部を前記検出対象部位と前記生体磁気検出部との間から取り外す工程を有することを特徴とする請求項14に記載の生体磁気計測方法。

技術分野

背景技術

0002

検体心臓脊髄末梢神経等から発生する微弱生体磁気計測する生体磁気計測装置は、これら器官を構成する細胞興奮に伴う微弱電流によって生じる磁気を検出する機能を有しており、心臓病神経疾患等の診断にとって重要な技術である。生体磁気計測から得られる情報は、画像診断装置により得られる形態画像と重ね合わせて表示される。画像診断装置としては、単純X線装置磁気共鳴画像法(Magnetic Resonance Imaging:MRI診断装置等が用いられ、通常、形態画像は生体磁気計測とは別の場所で撮影される。

発明が解決しようとする課題

0003

しかしながら、画像診断装置と生体磁気計測装置との間を被検体が移動するため、それぞれの計測結果を高精度で重ね合わせることが極めて困難である。例えば、被検体が放射線照射装置と生体磁気計測装置との間を移動するに際し、被検体の体幹脊椎)が前後方向や左右方向に屈んだり反ったり、被検体の四肢の関節が曲がったり伸びたりすることから、画像診断装置による被検体の位置情報と、生体磁気計測装置での検査時の被検体の位置を精度良く一致させることは極めて困難である。

0004

本発明は以上の実情に鑑みてなされたものであり、画像診断結果と生体磁気計測結果を良好な精度、かつ簡便に重ね合わせることができる生体磁気計測装置、生体情報計測装置及び生体磁気計測方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0005

生体磁気計測装置の一態様は、被検体が載せられる架台と、前記被検体の生体磁気を検出可能な生体磁気検出部と、前記被検体の生体磁気の検出対象部位を支持する支持部と、前記支持部の下方に設けられる放射線検出部と、前記生体磁気検出部と前記検出対象部位との相対位置を変更可能な位置変更部と、を有し、前記支持部は、前記生体磁気検出部の表面に倣う表面形状を有することを特徴とする。

発明の効果

0006

本発明によれば、画像診断結果と生体磁気計測結果を良好な精度、かつ簡便に重ね合わせることができる。

図面の簡単な説明

0007

第1の実施形態に係る生体磁気計測装置の構成を示す構成図(その1)である。
第1の実施形態に係る生体磁気計測装置の構成を示す構成図(その2)である。
第1の実施形態に係る生体磁気計測装置の構成を示す構成図(その3)である。
第1の実施形態に係る生体磁気計測装置の構成を示す構成図(その4)である。
生体磁気検出部の構成を示す断面図である。
位置変更部の機能を示す図である。
第2の実施形態に係る生体磁気計測装置の構成を示す構成図(その1)である。
第2の実施形態に係る生体磁気計測装置の構成を示す構成図(その2)である。
第2の実施形態に係る生体磁気計測装置の構成を示す構成図(その3)である。
第2の実施形態に係る生体磁気計測装置の構成を示す構成図(その4)である。
第3の実施形態に係る生体磁気計測装置の構成を示す構成図(その1)である。
第3の実施形態に係る生体磁気計測装置の構成を示す構成図(その2)である。
第3の実施形態に係る生体磁気計測装置の構成を示す構成図(その3)である。
第3の実施形態に係る生体磁気計測装置の構成を示す構成図(その4)である。
第1の実施形態に係る生体磁気計測装置を用いた生体磁気計測方法を示すフローチャートである。
生体情報計測結果と単純X線画像とを重ね合わせた計測結果の例を示す図である。
着脱可能な橋梁部が取り外された状態を示す図である。
第2の実施形態に係る生体磁気計測装置を用いた生体磁気計測方法を示すフローチャートである。
第3の実施形態に係る生体磁気計測装置を用いた生体磁気計測方法を示すフローチャートである。

実施例

0008

以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。

0009

<第1の実施形態>
まず、第1の実施形態について説明する。図1図4は、第1の実施形態に係る生体磁気計測装置100の構成を示す構成図である。図1及び図2は、生体磁気計測が行われる時の構成を示し、図3及び図4は、放射線撮像が行われる時の構成を示す。図1及び図3は、被検体の頭上側から見た図であり、図2及び図4は被検体の側方から見た図である。図1図4に示すように、生体磁気計測装置100は、被検体Sの生体磁気を検出可能な生体磁気検出部2と被検体Sが載せられる架台3とを備える。生体磁気計測装置100は、更に、生体磁気検出部2の上方に橋梁部4を備える。橋梁部4は、例えば着脱可能に架台3に取り付けられる。橋梁部4が架台3に固定されてもよい。また、被検体Sの計測領域Tを照射するように、架台3の上方に放射線照射装置5が設けられる。生体磁気計測装置100は、更に、架台3及び橋梁部4を昇降させる位置変更部7、並びに橋梁部4の下方に設けられる放射線検出器6を備える。橋梁部4は支持部の一例である。例えば、生体磁気検出部2は橋梁部4の下方に設けられた生体磁気検出部2用の装着部12に装着され、放射線検出器6は橋梁部4の下方に設けられた放射線検出器6用の装着部16に装着される。

0010

以下、生体磁気検出部2、架台3、橋梁部4、放射線照射装置5、放射線検出器6及び位置変更部7についてそれぞれ説明する。

0011

[生体磁気検出部2]
図5は、生体磁気検出部2の構成を示す断面図である。図5に示すように、生体磁気検出部2は、生体磁気を検出する複数の磁気センサ21をアレイ状に配列した磁気センサアレイを含む。複数の磁気センサ21は温度調節機構を有する断熱容器22内に保持される。

0012

(磁気センサ21)
磁気センサ21は、被検体から生じる生体磁気を検知する。具体的に、磁気センサ21としては、超伝導量子干渉素子(Superconducting QUantum Interference Device:SQUID)や光ポンピング原子磁気センサ(Optically Pumped Atomic Magnetometer:OPAM)等が挙げられる。これらSQUIDセンサや光ポンピング原子磁気センサは、10−18T程度の極めて弱い生体磁気も検出できるほどの検出感度を有する。

0013

磁気センサ21は、通常、図5に示すように、温度調節機構を有する断熱容器22内にアレイ状に複数配列される。それぞれの磁気センサ21の信号は演算部23に送られて生体磁気情報へ変換される。複数の磁気センサ21を有することにより、多くの生体磁気情報を得ることができるだけでなく、計測した磁気情報を2次元マッピングすることなどでさらに詳細な生体情報を得ることが可能である。また、磁気センサ21が常温でも動作する場合は、温度調節機構及び断熱容器22が不要となる。磁気センサ21の個数配列方法は、特に制限されず、被検体Sの計測領域Tに応じて適宜設定されればよい。

0014

上記磁気センサ21で検出された検出信号は、演算部23に送られる。演算部23では、磁気センサ21で検出された信号から生体磁気情報を生成し、画像情報化して表示装置等に表示出力する。

0015

(温度調節機構)
温度調節機構は、磁気センサ21が動作するのに適した所定の温度に、磁気センサ21の温度を調整する機構であり、公知の冷却装置又は加熱装置であってよい。例えば、磁気センサ21がSQUIDセンサである場合、磁気センサ21が超伝導状態を実現するためには、磁気センサ21を絶対零度近くで動作させる。本実施形態では、断熱容器22が温度調節機構の機能の一部を果たしている。

0016

(断熱容器22)
例えば、図5に示すように、断熱容器22は、内槽221及び外槽222を備え、内槽221内に複数の磁気センサ21を収容し、内槽221と外槽222との間の空間が真空となっており、内槽221内に液体ヘリウム等の冷媒が供給される。これにより、生体磁気検出部2では、磁気センサ21が動作するのに適した温度に制御されている。

0017

断熱容器22の形状は特に制限されるものではないが、被検体Sと対向する面(以下、先端面22aという)が、被検体Sの計測領域Tの体表面に沿った形状であることが好ましく、平面であっても、曲面状であってもよい。例えば、図1及び図2に示すように、生体磁気検出部2に被検体Sの頸部を当てて生体磁気計測をする場合には、先端面22aの形状は頸髄円弧に合わせた曲面形状であることが好ましい。

0018

なお、断熱容器22は、図5に示す真空断熱容器に限定されず、発泡材等から構成されていてもよい。断熱容器22は、透磁率の低い非磁性材料で構成されることが好ましい。断熱容器22が非磁性材料で構成されることにより、断熱容器22が振動しても、環境磁気の変動による影響が磁気センサ21に及ぶことを抑制することができる。非磁性材料としては、アクリル樹脂等のプラスチック材料シリカ及びアルミナ等の無機材料、銅、真鍮アルミニウム及びチタン等の非鉄金属、並びにそれらの複合材料が挙げられる。

0019

[架台3]
架台3は、被検体Sを載せて保持することができれば、その形状は特に制限されるものではないが、例えば、図1図4に示すように、被検体Sの頭部を位置させる頭部用架台31及び胴部を位置させる胴部用架台32等の複数の部位別架台より架台3が構成される場合もある。生体磁気検出部2は、頭部用架台31と胴部用架台32との間に配置され、被検体Sの計測領域Tに対向するように設けられる。

0020

架台3を構成する部材は透磁率の低い非磁性材料で構成されることが好ましい。架台3が非磁性材料で構成されることにより、被検体Sが振動しても、環境磁気の変動による影響が磁気センサ21に及ぶことを抑制することができる。非磁性材料としては、断熱容器22と同様に、アクリル樹脂等のプラスチック材料、シリカ及びアルミナ等の無機材料、銅、真鍮、アルミニウム及びチタン等の非鉄金属、並びにそれらの複合材料が挙げられる。架台3は被検体Sの一部または全部を支えるため、耐荷重耐衝撃性などが求められる。そのため、機械的強度の高い金属部品エンジニアリングプラスチックなどで構成されることが望ましい。

0021

[橋梁部4]
橋梁部4は生体磁気検出部2の表面に倣う表面形状を有しており、生体磁気検出部2を覆うように設けられる。橋梁部4は生体磁気検出部2の先端面22aの形状に沿って形成されるのがよく、生体磁気検出部2上に密着させて設置したときに橋梁部4との間に隙間ができないよう精度よく作製されるのがよい。生体磁気検出部2の表面の形状に沿って形成されるのがよく、隙間がないように形成されるのがよい理由は、被検体Sと磁気センサ21との間の距離をなるべく短くし、被検体Sからの生体磁気信号をより大きな信号として計測するためである。というのも、生体磁場は信号が非常に弱く、被検体Sと磁気センサ21との間の距離が短くなれば、それだけ大きな信号が期待できるためである。例えば、生体磁場の信号は、距離の2乗又は3乗に反比例して減衰することがある。

0022

ところで、被検体Sの脊髄(生体磁場源)と磁気センサ21との間の距離は約70mm程度である。このため、多少の偏差があっても、計測への影響はそれほど大きくない。従って、橋梁部4の「表面形状に倣う」形状としては、生体磁気検出部2の表面の形状と完全一致していることに加え、表面形状が概ね一致する場合も含む。なお、形状は完全一致している方がより好ましい。

0023

また、生体磁気検出部2の先端面22aの形状に合わせて平面形状や曲面形状をとることができる。橋梁部4は被検体Sを載せたまま昇降するため、被検体Sの荷重に耐えられるだけの機械的強度を持つことが望ましい。橋梁部4の断面厚さは、素材の構造や強度にもよるが、1mmから20mmとすることが好ましい。一例として、橋梁部4がポリカーボネート製の場合、図2で被検体Sと対向する部分では5mm程度、この被検体Sと対向する部分を支持する両端の部分では20mm程度とすることができる。また、橋梁部4がガラス繊維強化プラスチック(Glass Fiber Reinforced Plastic:GFRP)製の場合、橋梁部4の断面厚さは、図2で被検体Sと対向する部分では1mm〜3mm程度、この被検体Sと対向する部分を支持する両端の部分では5mm〜10mm程度とすることができる。

0024

橋梁部4を構成する部材は透磁率の低い非磁性材料で構成されることが好ましい。橋梁部4が非磁性材料で構成されることにより、被検体Sが振動しても、環境磁気の変動による影響が磁気センサ21に及ぶことを抑制することができる。非磁性材料としては、断熱容器22及び架台3と同様に、アクリル樹脂等のプラスチック材料、シリカ及びアルミナ等の無機材料、銅、真鍮、アルミニウム及びチタン等の非鉄金属、並びにそれらの複合材料が挙げられる。橋梁部4は、材料の切削加工曲げ加工射出成形等により作製することができる。

0025

[位置変更部7]
位置変更部7は、架台3及び橋梁部4を同期して昇降させる。昇降機構手動であっても電動であってもよく、特に油圧シリンダ及び電動ポンプを用いた電動昇降機構が有用である。架台3の昇降に関しては、架台3の全体を昇降させてもよく、架台3の一部、例えば架台3の天板だけを昇降させてもよい。

0026

頭部用架台31及び胴部用架台32は、橋梁部4を介して互いに固定されていてもよい。この場合、位置変更部7は、頭部用架台31及び胴部用架台32を同期して一体として昇降させることができる。橋梁部4が頭部用架台31又は胴部用架台32のいずれか一方と接続されていてもよく、位置変更部7が、橋梁部4、頭部用架台31及び胴部用架台32のそれぞれを独立して昇降させてもよい。橋梁部4、頭部用架台31、胴部用架台32のそれぞれの相対位置が変化する場合、例えば、図6(a)に示すように、胴部用架台32のみを下降させて、図6(b)に示すように、被検体Sの計測領域Tと橋梁部4との密着性を向上させることができる。胴部用架台32のみを下降させた後に、微調整のために、橋梁部4若しくは頭部用架台31又はこれらの両方を昇降させてもよい。

0027

[放射線照射装置5]
放射線照射装置5は、生体放射可能な放射線を照射可能であれば、公知のものを使用することができる。本発明において、「放射線」とは、一般的に用いられる単純X線に限るものでなく、放射性崩壊によって放出される粒子光子を含む)の作るビームであるα線β線γ線等のほか、これらと同程度以上のエネルギーを有するビーム、例えば、粒子線宇宙線等も含む包括概念である。汎用性の高さを考慮すると、放射線として、単純X線を用いることが好ましい。

0028

[放射線検出器6]
放射線検出器6は、架台3及び橋梁部4が上昇し、橋梁部4と生体磁気検出部2との間に間隙が形成された状態において装着部16に装着される。放射線検出器6は、被検体Sの計測領域Tを透過した放射線Rをデジタル画像データである形態画像として取得する。

0029

放射線検出器6で検出された信号は演算部に送られる。演算部では、放射線検出器6で検出された信号から形態画像を生成し、画像情報化して表示装置に表示出力する。

0030

例えば、放射線検出器6には、フラットパネルディテクター(以下、FPDという。)を用いることができる。FPDには、照射された放射線の線量に応じて検出素子電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる直接変換方式や、照射された放射線をシンチレータ等で可視光等の他の波長電磁波に変換した後、変換され照射された電磁波のエネルギーに応じてフォトダイオード等の光電変換素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる間接方式がある。

0031

また、輝尽性蛍光体粉末を塗布したフィルムカセッテとよばれる筐体に収めた、いわゆるイメージングプレート(以下IPという。)も好適に用いることができる。被検体Sの計測領域Tを透過した放射線はイメージングプレートに照射され、輝尽性を持つ蛍光体に放射線のエネルギーが蓄えられる。その後、読み取り装置にてイメージングプレートに特定の波長のレーザー光を照射し、スキャナにより光量を読み取ることによってデジタル画像データとして形態画像を取得することができる。

0032

このように構成された生体磁気計測装置100では、生体磁気検出部2を用いた生体磁気計測、並びに放射線照射装置5及び放射線検出器6を用いた単純X線画像の撮影が行われる。どちらが先に行われてもよい。図1及び図2に示す状態と図3及び図4に示す状態との間で、架台3及び橋梁部4の高さが異なっているが、架台3及び橋梁部4の移動、ここでは昇降、は位置変更部7により行われる。

0033

生体磁気計測は図1及び図2に示す状態で行われる。すなわち、生体磁気検出部2上に橋梁部4が密着し、橋梁部4上に被検体Sの計測領域Tが支持され、被検体Sの他の部位が架台3に載せられた状態で、生体磁気検出部2が計測領域Tの生体磁気を計測する。

0034

単純X線画像の撮影は図3及び図4に示す状態で行われる。すなわち、位置変更部7が、被検体Sを載せたまま架台3及び橋梁部4を同期して上昇させた状態で、放射線照射装置5から放射線が放出され、計測領域Tを透過した放射線を放射線検出器6が検出する。この状態では、生体磁気検出部2と橋梁部4との間に間隙が存在し、この間隙内で装着部16に放射線検出器6が装着され、橋梁部4上に被検体Sの計測領域Tが支持され、被検体Sの他の部位が架台3に載せられている。単純X線画像の撮影後には、放射線検出器6が装着部16から取り外され、位置変更部7が架台3及び橋梁部4を同期して下降させる。

0035

本実施形態に係る生体磁気計測装置100によれば、生体磁気検出部2を用いた生体磁気の計測及び放射線検出器6を用いた形態画像の取得を、被検体Sの姿勢を維持したまま行うことができる。このため、生体磁気検出部2から得られる生体磁気検出結果と、放射線検出器6から得られる単純X線画像のデジタル画像データである形態画像とを、精度よく重ね合わせることができる。

0036

また、生体磁気計測装置100においては、生体磁気計測に際して放射線検出器6を取り外すことが可能である。このため、放射線検出器6としてFPD又はIPのどちらを用いるとしても、放射線検出器6による生体磁気計測への影響を排除できる。FPDとIPとを比較すると、間接的な読み取り装置が不要なFPDが、処理が容易かつ簡便のため好ましい。市販のFPDは制御電子回路及びバッテリ等に多くの磁性体材料を含むため、生体磁気計測の際には取り外すことが極めて好ましい。また、市販のFPDは平坦であるため、曲面形状の先端面22aを有する生体磁気検出部2と組み合わせて用いると、優れた精度で測定結果を重ね合わせることが困難である。すなわち、被検体Sの計測領域Tの形状が、FPDの平面の上にある場合と生体磁気検出部2の湾曲した先端面22a上にある場合とでは相違するため、FPDで得られる形態画像と先端面22a上にある計測領域Tの形態とは相違する。従って、従来の生体磁気計測装置を用いる場合、FPDを用いて撮影された形態画像と生体磁気検出部2から得られる生体磁気計測結果との間にはずれが生じやすい。これに対し、本実施形態に係る生体磁気計測装置100を用いれば、このようなずれを解消することができる。

0037

生体磁気検出部2から得られる生体磁気計測結果と放射線検出器6から得られる形態画像との重ね合わせ精度をより向上するために、放射線検出器6及び生体磁気検出部2の両方で検出可能なマーカーを用いることが好ましい。このようなマーカーの例として電磁石コイルが挙げられる。放射線検出器6には、電磁石コイルに含まれるコイル部のケーブル写り、生体磁気検出部2には、電磁石コイルに供給した電気信号によって発生した磁場が検出される。このような電磁石コイル等のマーカーの位置が一致するように検出結果を重ね合わせることで、より精度の高い重ね合わせが可能となる。電磁石コイルは橋梁部4に埋め込んでもよい。電磁石コイルを橋梁部4の表面に貼り付けた場合は、電磁石コイルが被検体Sに接触し得るが、橋梁部4に埋め込むことで、被検体Sへの物理的な干渉を抑制することが可能である。

0038

装着部12及び装着部16は生体磁気検出部2と放射線検出器6との間の相対位置の保持に寄与する。生体磁気検出部2と放射線検出器6との相対位置が保持されることで、互いの位置情報を特定するマーカー等の位置特定手段が設けられていない場合でも、生体磁気検出部2から得られる生体磁気検出結果と、放射線検出器6から得られる形態画像とを精度よく重ね合わせることができる。ただし、装着部12、装着部16の一方又は両方が設けられていなくてもよい。

0039

放射線検出器6の大きさは特に制限されるものではなく、被検体Sの計測領域Tに対応した大きさであればよい。放射線検出器6は放射線照射装置5から照射される放射線の照射領域よりも小さいことが好ましく、放射線照射装置5と被検体Sとの相対距離も適宜調整することができる。

0040

本実施形態では、放射線検出器6としてFPD及びIPを例示し、放射線照射装置5として単純X線装置を例示しているが、コンピューター断層撮影(Computed Tomography:CT)装置等も好適に用いることができる。CT装置は、被検体に放射線を走査し、透過した放射線量をコンピューター上で画像処理して被検体の内部構造を画像化する装置であり、いわば放射線検出器及び放射線照射装置を兼ね備えた診断装置である。

0041

<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態について説明する。図7図10は、第2の実施形態に係る生体磁気計測装置200の構成を示す構成図である。図7及び図8は、生体磁気計測が行われる時の構成を示し、図9及び図10は、放射線撮像が行われる時の構成を示す。図7及び図9は、被検体の頭上側から見た図であり、図8及び図10は被検体の側方から見た図である。図7図10に示すように、生体磁気計測装置200は、第1の実施形態における位置変更部7に代えて位置変更部207を備える。また、放射線照射装置5が生体磁気検出部2の鉛直方向の直上ではなく、鉛直方向の直上から外れたところに設けられる。他の構成は第1の実施形態と同様である。

0042

位置変更部7が架台3及び橋梁部4を昇降させるのに対し、位置変更部207は架台3及び橋梁部4を同期して水平方向に移動させる。水平移動機構は手動であっても電動であってもよい。例えば、ベアリングローラーベルトコンベアガイドレールスライドレール、直動プッシャーボールネジ直動機構、又はそれらの組み合わせなど様々な公知の水平移動機構を用いることができる。架台3の移動に関しては、架台3の全体を移動させてもよく、架台3の一部、例えば架台3の天板だけを移動させてもよい。このように、第2の実施形態では、架台3及び橋梁部4の移動方向が第1の実施形態と相違している。

0043

このように構成された生体磁気計測装置200では、生体磁気検出部2を用いた生体磁気計測、並びに放射線照射装置5及び放射線検出器6を用いた単純X線画像の撮影が行われる。どちらが先に行われてもよい。図7及び図8に示す状態と図9及び図10に示す状態との間で、架台3及び橋梁部4の位置が異なっているが、架台3及び橋梁部4の移動、ここでは体側面方向への水平移動、は位置変更部207により行われる。

0044

生体磁気計測は図7及び図8に示す状態で行われる。すなわち、第1の実施形態と同様に、生体磁気検出部2上に橋梁部4が密着し、橋梁部4上に被検体Sの計測領域Tが支持され、被検体Sの他の部位が架台3に載せられた状態で、生体磁気検出部2が計測領域Tの生体磁気を計測する。

0045

単純X線画像の撮影は図9及び図10に示す状態で行われる。すなわち、位置変更部207が、被検体Sを載せたまま架台3及び橋梁部4を同期して放射線照射装置5の直下まで移動させた状態で、放射線照射装置5から放射線が放出され、計測領域Tを透過した放射線を放射線検出器6が検出する。この状態では、橋梁部4の下方に空間が存在し、この空間内で装着部16に放射線検出器6が装着され、橋梁部4上に被検体Sの計測領域Tが支持され、被検体Sの他の部位が架台3に載せられている。単純X線画像の撮影後には、放射線検出器6が装着部16から取り外され、位置変更部207が架台3及び橋梁部4を同期して元の位置まで水平移動させる。

0046

位置変更部207が架台3に取り付けられたキャスターを含む場合、被検体の姿勢を維持したまま架台3を生体磁気検出部2から離し、例えばCT装置やMRI診断装置が設置される別室に移動させて、そこで詳細な画像撮影を行ってもよい。また、CT装置やMRI装置を持ち込んでその場で画像撮影を行ってもよい。CT装置を用いる場合、CT装置が放射線照射装置5及び放射線検出器6として機能する。

0047

<第3の実施形態>
次に、第3の実施形態について説明する。図11図14は、第3の実施形態に係る生体磁気計測装置300の構成を示す構成図である。図11及び図12は、生体磁気計測が行われる時の構成を示し、図13及び図14は、放射線撮像が行われる時の構成を示す。図11及び図13は、被検体の頭上側から見た図であり、図12及び図14は被検体の側方から見た図である。図11図14に示すように、生体磁気計測装置300は、第1の実施形態における位置変更部7に代えて位置変更部307を備える。また、放射線照射装置5が生体磁気検出部2の鉛直方向の直上ではなく、鉛直方向の直上から外れたところに設けられる。更に、橋梁部4が生体磁気検出部2上ではなく、放射線照射装置5の鉛直方向の下方に設けられている。装着部16及び放射線検出器6も放射線照射装置5の鉛直方向の下方に設けられる。他の構成は第1の実施形態と同様である。

0048

位置変更部7及び位置変更部207が架台3及び橋梁部4を移動させるのに対し、位置変更部307は被検体Sを水平方向に移動させる。例えば、架台3に可動式の天板が設けられている場合、位置変更部307は架台3の本体を固定したまま被検体Sを載せた天板を移動させることで、被検体Sを水平移動させることができる。また、被検体Sの姿勢を維持したまま水平方向に移動させることが可能であれば、例えば、架台3と被検体Sの間に布やフィルムを位置変更部307として設け、架台3上を滑らせることで被検体Sを移動させてもよい。

0049

このように構成された生体磁気計測装置300では、生体磁気検出部2を用いた生体磁気計測、並びに放射線照射装置5及び放射線検出器6を用いた単純X線画像の撮影が行われる。どちらが先に行われてもよい。図11及び図12に示す状態と図13及び図14に示す状態との間で、被検体Sの位置が異なっているが、被検体Sの移動、ここでは体側面方向への水平移動、は位置変更部307により行われる。

0050

生体磁気計測は図11及び図12に示す状態で行われる。すなわち、生体磁気検出部2上に被検体Sの計測領域Tが密着し、被検体Sの他の部位が架台3に載せられた状態で、生体磁気検出部2が計測領域Tの生体磁気を計測する。

0051

単純X線画像の撮影は図13及び図14に示す状態で行われる。すなわち、位置変更部307が被検体Sを放射線照射装置5の直下まで移動させた状態で、放射線照射装置5から放射線が放出され、計測領域Tを透過した放射線を放射線検出器6が検出する。この状態では、橋梁部4の下方に空間が存在し、この空間内で装着部16に放射線検出器6が装着され、橋梁部4上に被検体Sの計測領域Tが支持され、被検体Sの他の部位が架台3に載せられている。単純X線画像の撮影後には、放射線検出器6が装着部16から取り外され、位置変更部307が被検体Sを元の位置まで水平移動させる。

0052

第3の実施形態によっても第2の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、橋梁部4が生体磁気検出部2の直上からずれて配置されているため、橋梁部4を取り外さなくても、高い精度で生体磁気計測を行うことができる。

0053

<生体磁気計測装置100を用いた生体磁気計測方法>
次に、生体磁気計測装置100を用いた生体磁気計測方法について説明する。図15は、生体磁気計測装置100を用いた生体磁気計測方法を示すフローチャートである。この生体磁気計測方法では、被検体(ヒト)Sの脊髄の放射線撮影及び生体磁気計測を行う。

0054

まず、被検体Sは、架台3の上に仰臥位仰向け)になり、生体磁気検出部2の直上に被検体Sの脊髄がくる位置で待機する(ステップS100)。

0055

次いで、放射線画像撮影を行う(ステップS200)。具体的には、診療放射線技師などの検査者は位置変更部7を操作して被検体Sを載せたまま架台3及び橋梁部4を同期して上昇させる(ステップS211)。その後、検査者は、橋梁部4と生体磁気検出部2との間にできた間隙内で装着部16に放射線検出器6を挿入し、放射線照射装置5のための操作部を操作して放射線照射装置5から被検体Sに向けて放射線を照射し、放射線検出器6で被検体Sの単純X線画像を撮影する(ステップS212)。その後、放射線検出器6を装着部16から取り外し、位置変更部7を操作して被検体Sを載せたまま架台3及び橋梁部4を同期して下降させる(ステップS213)。

0056

次いで、生体磁気計測を行う(ステップS300)。具体的には、生体磁気検出部2からの検出結果である脊髄誘発磁場を取得する。

0057

ステップS300で取得した脊髄誘発磁場の測定結果(生体情報計測結果)は、ステップS200で取得した単純X線画像と重ね合わせられて表示装置に表示される。図16に、ヒトの生体情報計測結果と単純X線画像とを重ね合わせた計測結果の例を示す。図16からもわかるように、一度の計測で脊髄の単純X線画像と脊髄誘発磁場図とを良好な精度で重ね合わせた生体情報を得ることができる。

0058

この方法では、放射線画像撮影を生体磁気計測の前に行っているが、生体磁気計測を放射線画像撮影の前に行ってもよい。ただし、橋梁部4が架台3に着脱可能である場合、放射線画像撮影を行った後には、図17に示すように、橋梁部4を取り外して生体磁気計測を行うことができる。橋梁部4を取り外すことで、計測領域Tと生体磁気検出部2の磁気センサ21との間の距離を短くすることができるため、観測される磁場信号も大きくなり、生体磁気計測の精度を高めることが期待できる。このように、橋梁部4を取り外すことで生体磁気計測の精度が向上することを考慮すると、放射線画像撮影を生体磁気計測の前に行うことが好ましい。

0059

<生体磁気計測装置200を用いた生体磁気計測方法>
次に、生体磁気計測装置200を用いた生体磁気計測方法について説明する。図18は、生体磁気計測装置200を用いた生体磁気計測方法を示すフローチャートである。生体磁気計測装置200を用いた生体磁気計測方法では、放射線画像撮影の内容が生体磁気計測装置100を用いた生体磁気計測方法と異なる。すなわち、放射線画像撮影を行う際には(ステップS200)、まず、検査者は、位置変更部207を操作して被検体Sを載せたまま架台3及び橋梁部4を同期して水平方向に移動させる(ステップS221)。その後、検査者は、橋梁部4が生体磁気検出部2の上方から移動することで形成された橋梁部4の下の空間内で装着部16に放射線検出器6を挿入し、放射線照射装置5から被検体Sに向けて放射線を照射し、放射線検出器6で被検体Sの単純X線画像を撮影する(ステップS222)。その後、放射線検出器6を装着部16から取り外し、位置変更部207を操作して架台3及び橋梁部4を同期して元の位置まで水平方向に移動させる(ステップS223)。他の処理は生体磁気計測装置100を用いた生体磁気計測方法と同様である。

0060

この方法でも、放射線画像撮影を生体磁気計測の前に行っているが、生体磁気計測を放射線画像撮影の前に行ってもよい。ただし、橋梁部4を取り外すことで生体磁気計測の精度が向上することを考慮すると、放射線画像撮影を生体磁気計測の前に行うことが好ましい。

0061

<生体磁気計測装置300を用いた生体磁気計測方法>
次に、生体磁気計測装置300を用いた生体磁気計測方法について説明する。図19は、生体磁気計測装置300を用いた生体磁気計測方法を示すフローチャートである。生体磁気計測装置300を用いた生体磁気計測方法では、放射線画像撮影の内容が生体磁気計測装置100又は200を用いた生体磁気計測方法と異なる。すなわち、放射線画像撮影を行う際には(ステップS200)、まず、検査者は、位置変更部307を操作して被検体Sを水平方向に移動させる(ステップS231)。このとき、橋梁部4に計測領域Tを支持させる。その後、検査者は、橋梁部4の下の空間内で装着部16に放射線検出器6を挿入し、放射線照射装置5から被検体Sに向けて放射線を照射し、放射線検出器6で被検体Sの単純X線画像を撮影する(ステップS232)。その後、放射線検出器6を装着部16から取り外し、位置変更部307を操作して被検体Sを元の位置まで水平方向に移動させる(ステップS233)。他の処理は生体磁気計測装置100を用いた生体磁気計測方法と同様である。

0062

この方法でも、放射線画像撮影を生体磁気計測の前に行っているが、生体磁気計測を放射線画像撮影の前に行ってもよい。また、生体磁気計測装置300では、橋梁部4が生体磁気検出部2の直上からずれて配置されているため、橋梁部4を取り外さなくても、高い精度で生体磁気計測を行うことができる。

0063

被検体Sの計測領域Tは、脊髄、胸部等に制限されず、脳等、他の部位、器官であってもよい。生体磁気検出部2の先端面22aは計測領域Tの体表面に密着する形状を有することが好ましく、橋梁部4はこの先端面22aに倣う表面形状を有する。

0064

2生体磁気検出部
3架台
4橋梁部
5放射線照射装置
6放射線検出器
7、207、307位置変更部
12装着部
16 装着部
31頭部用架台
32胴部用架台
100、200、300生体磁気計測装置
S 被検体
R放射線
T 計測領域

先行技術

0065

特開2009−172175号公報
特開2016−221184号公報
国際公開第2017/150207号
国際公開第2007/099697号

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