特許 7176689 生体磁気計測装置及び生体磁気計測方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-14

(45)【発行日】2022-11-22

(54)【発明の名称】生体磁気計測装置及び生体磁気計測方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/248 20210101AFI20221115BHJP

   A61B 6/00 20060101ALI20221115BHJP

   A61B 5/243 20210101ALI20221115BHJP

   A61B 5/245 20210101ALI20221115BHJP

【ＦＩ】

A61B5/248 ZDM

A61B6/00 370

A61B5/243

A61B5/245

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018205986

(22)【出願日】2018-10-31

(65)【公開番号】P2019098156

(43)【公開日】2019-06-24

【審査請求日】2021-05-13

(31)【優先権主張番号】P 2017231571

(32)【優先日】2017-12-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(73)【特許権者】

【識別番号】504179255

【氏名又は名称】国立大学法人 東京医科歯科大学

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】岡田 吉智

(72)【発明者】

【氏名】内城 禎久

(72)【発明者】

【氏名】出口 浩司

(72)【発明者】

【氏名】渡部 泰士

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 由貴

(72)【発明者】

【氏名】川端 茂徳

【審査官】▲高▼原 悠佑

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／１７５０２０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第９９／０４９７８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００７／０９９６９７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１５０２０７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０２９５３８５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】SUMIYA, S. et al.，Magnetospinography visualizes electrophysiological activity in the cervical spinal cord，Scientific Reports，2017年05月19日，Vol.7, No.1,2192，pp.1-12

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／２４２－５／２４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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し、
前記位置変更部は、前記架台と、前記架台に保持される前記支持部とを移動させ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状態で、前記架台と、前記架台に保持される前記支持部と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、前記生体磁気検出部の位置を固定した状態で、前記架台を水平方向に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5】

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４のいずれかに記載の生体磁気計測装置。

【請求項6】

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５に記載の生体磁気計測装置。

【請求項7】

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６のいずれか１項に記載の生体磁気計測装置。

【請求項8】

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の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い、
前記生体磁気の検出時と前記放射線画像の撮影時とで、前記被検体の位置が異なることを特徴とする生体磁気計測装置。

【請求項9】

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、
を有し、
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い、
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生体磁気計測方法。

【請求項10】

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９に記載の生体磁気計測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生体磁気計測装置及び生体磁気計測方法に関する。

【背景技術】

【0002】

被検体の心臓や脊髄、末梢神経等から発生する微弱な生体磁気を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の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、心臓病や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線装置や磁気共鳴画像法（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。

【発明の概要】

【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し、前記位置変更部は、前記架台と、前記架台に保持される前記支持部とを移動させ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】

【図1】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。

【図2】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。

【図3】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。

【図4】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。

【図5】生体磁気検出部の構成を示す断面図である。

【図6】位置変更部の機能を示す図である。

【図7】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。

【図8】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。

【図9】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。

【図10】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。

【図11】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。

【図12】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。

【図13】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。

【図14】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。

【図15】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。

【図16】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。

【図17】着脱可能な橋梁部が取り外された状態を示す図である。

【図18】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。

【図19】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。

【発明を実施するための形態】

【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の個数や配列方法は、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の形状は頸髄の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、耐荷重や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や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。昇降機構は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、生体に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、粒子線や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で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の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を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が写り、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、ベアリングやローラー、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。

【符号の説明】

【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

【先行技術文献】

【特許文献】

【0065】

【文献】特開２００９－１７２１７５号公報

【文献】特開２０１６－２２１１８４号公報

【文献】国際公開第２０１７／１５０２０７号

【文献】国際公開第２００７／０９９６９７号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】