DE69024840T2

DE69024840T2 - Anordnung zur Anzeige einer geschätzten Stromquelle

Info

Publication number: DE69024840T2
Application number: DE69024840T
Authority: DE
Inventors: Takehiko Hayashi; Yutaka Igarashi; Takaki Shimura
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 2010-03-17
Also published as: EP0394662B1; US5285385A; JPH02246926A; EP0394662A1; DE69024840D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Darstellung eines Stromes auf einer zweidimensionalen Anzeigevorrichtung, der aus einer Messung des Biomagnetismus geschätzt wird.
Es wurden schwache magnetische Felder, die im Herz und im Gehirn erzeugt werden, kürzlich mit Hilfe einer supraleitenden Quanteninterferenz-Vorrichtung (SQUID) gemessen und dargestellt. Die Messungen werden dazu verwendet, um die durch das Herz oder die Nerven fließenden Ströme zu schätzen, welche die Ursache für diese magnetischen Felder sind. Es wird angenommen, daß derartige bioelektrische Ströme Strom-Dipole sind, in denen ein Strom über eine kurze Strecke fließt. Die Position, die Rich tung, die Größe und die Tiefe von einer Körperoberfläche von derartigen Strom-Dipolen müssen klar auf einer zweidimensionalen Anzeigevorrichtung dargestellt werden.
Bisher wurden lediglich Magnetfeldkomponenten gemessen, die senkrecht zur Körperoberfläche verlaufen. Diese Messungen wurden von oberhalb des Herzens mit Hilfe eines SQUID-Flußmeßgerätes vorgenommen. Auch wurde die Position, die Größe und die Richtung des Strom-Dipols geschätzt. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, werden diese auf einer zweidimensionalen Anzeigevorrichtung durch einen Pfeil 1 überlagert einem Bild (iso Karte) 2 angezeigt. Die iso Karte 2 zeigt ebenfalls konstante Magnetfeldlinien.
Jedoch zeigt der Pfeil 1 nicht die Tiefe von der Körperoberfläche an, in der der Strom-Dipol existiert. Dies macht eine Diagnose mit Hilfe des herkömmlichen Verfahrens schwierig
In IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETIOS vol. MAG--19, Nr. 3, Teil 1, Mai 1983, Seiten 835-844, New York, US; S.J. SILLIAMSON et al.: "Anwendung von Squid-Sensoren bei der Untersuchung der neuralen Aktivität im menschlichen Gehirn" ist offenbart, auf welche Weise sich bei einer biomagnetischen Messung die Position, Richtung, Größe und Tiefe des geschätzten Dipol-Stromes bestimmen läßt und auf welche Weise sich einige dieser Dipol-Parameter in einem Graphen durch einen Pfeil anzeigen lassen. Jedoch läßt sich dieser Druckschrift nicht entnehmen, daß die Position, die Richtung, die Größe und die Tiefe des geschätzten Strom-Dipols unter Verwendung von vier Parametern dargestellt werden, und zwar inklusive Farbe, Hel ligkeit oder ähnlichem eines einzelnen Pfeiles.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Anzeigesystem zur Anzeige eines geschätzten Strom-Dipols auf einer zweidimensionalen Anzeigevorrichtung, der anhand der Messung von Biomagnetismus geschätzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Position und die Richtung des geschätzten Strom-Dipols jeweils durch die Position und Richtung eines Pfeiles angezeigt werden und daß die Größe durch die Länge des Pfeiles angezeigt wird und die Tiefe von der Körperoberfläche durch einen der Anzeigeparameter, wie Dicke, Gestalt, Helligkeit, Sättigung oder Farbton des Pfeiles, auf der zweidimensionalen Anzeigevorrichtung angezeigt wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 veranschaulicht ein Beispiel einer herkömmlichen Anzeigevorrichtung für Biomagnetismus;
Fig. 2 ist ein Diagramm zur Erläuterung des Biomagnetismus-Meßverfahrens;
Fig. 3 veranschaulicht ein Beispiel von biomagnetisahen Messungen;
Fig. 4 veranschaulicht die Beziehung zwischen einem Strom-Dipol und einer Körperoberfläche;
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung des gesamten Prozesses eines Anzeigesystems der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Berechnung der Position eines einen Strom- Dipol darstellenden Pfeiles;
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Prozesses der Darstellung des Strom-Dipols;
Fig. 8 veranschaulicht ein Anzeigebeispiel einer iso Karte und eines Strom-Dipols;
Fig. 9 veranschaulicht Beispiele einer Dipol-Darstellung, wenn die Größe eines Strom-Dipols durch die Länge eines Pfeiles dargestellt wird;
Fig. 10 veranschaulicht Beispiele einer Dipol-Darstellung, wenn die Größe eines Strom-Dipols durch die Dicke eines Pfeiles dargestellt wird;
Fig. 11 veranschaulicht Beispiele einer Dipol-Darstellung, wenn die Größe eines Strom-Dipols durch die Gestalt eines Pfeiles angezeigt wird;
Fig. 12 veranschaulicht Beispiele einer Dipol-Darstellung, wenn die Größe eines Strom-Dipols durch einen Maßstab-Reduktionsfaktor eines Pfeiles wiedergegeben wird;
Fig. 13 veranschaulicht Beispiele einer Dipol-Darstellung, wenn die Größe eines Strom-Dipols durch die Helligkeit eines Pfeiles wiedergegeben wird;
Fig. 14 veranschaulicht Beispiele einer Dipol-Darstellung, wenn die Größe eines Strom-Dipols durch die Sättigung eines Pfeiles wiedergegeben wird; und
Fig. 15 veranschaulicht Beispiele einer Dipol-Darstellung, wenn die Größe eines Strom-Dipols durch den Farbton eines Pfeiles wiedergegeben wird.

Bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung

Zuerst soll die Prozedur der vorliegenden Erfindung zum Messen des Biomagnetismus und zur Darstellung eines Magnetfeldes als eine iso Karte unter Hinweis auf die Fig. 2 und 3 beschrieben werden.
Magnetfeldkomponenten, die senkrecht zur Körperoberfläche verlaufen, werden von oberhalb dem Herzen mit Hilfe eines SQUID-Flußmessers 3 gemessen. Diese Messungen werden dann fur eine Darstellung verarbeitet, was zu einer iso Karte führt, und zwar derart, wie dies in Fig. 3(a) gezeigt ist. Der Abschnitt, der durch schräge Linien in Fig. 3(b) gezeigt ist, entspricht dem iso Karten- Bereich der Fig. 3(a).
In Fig. 3(a) geben die ausgezogenen Linien die Magnetfeldkomponenten wieder, die in bezug auf das Papierblatt nach oben verlaufen und die strichlierten Linien geben die Magnetfeldkomponenten wieder, die nach unten hin gerichtet sind. Der Strom-Dipol ist in der Mitte zwischen dem örtlichen Maximumpunkt der nach oben gerichteten Magnetfeldkomponenten und dem örtlichen Maximumpunkt der nach unten gerichteten Magnetfeldkomponenten gelegen, d.h. dem örtlichen Minimumpunkt der nach oben gerichteten Magnetfeldkomponenten und bei einer Tiefe gelegen, die proportional zum Abstand zwischen den örtlichen Maximumpunkten ist. Der Strom-Dipol zeigt in die Richtung, welche durch die rechte Hand-Regel festgelegt ist und parallel zur Körperoberfläche verläuft. Es kann somit die Position, die Richtung, die Tiefe und die Größe des Strom-Dipols aus den örtlichen Maximum- und Minimumpunkten der iso Karte von Fig. 3(a) ermittelt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß die Größe des Strom-Dipols beispielsweise aus der Feldstärke an dem örtlichen Maximumpunkt erhalten werden kann.
Die Position, die Richtung, die Größe und die Tiefe von der Körperoberfläche aus des Strom-Dipols werden, wie oben erläutert, bestimmt und werden auf einem Bildschirm durch einen Pfeil angezeigt. Die Position und die Richtung des Strom-Dipols werden durch die Position und die Richtung des Pfeiles angezeigt, wie in Fig. 1 dargestellt ist, jedoch werden dessen Größe und Tiefe durch andere Parameter des Pfeiles dargestellt. Wenn beispielsweise die Größe des Strom-Dipols durch die Länge des Pfeiles angezeigt wird, können Parameter, wie beispielsweise die Dicke, die Gestalt, der Maßstabs-Reduktionsfaktor, die Helligkeit, die Sättigung und die Farbtönung des Pfeiles, dazu verwendet werden, um die Tiefe des Strom-Dipols anzuzeigen. Wenn somit beispielsweise die Tiefe durch die Dicke des Pfeiles angezeigt wird, können Strom-Dipole unterschiedlicher Größen, jedoch mit gleichen Tiefen durch Pfeile mit unterschiedlichen Längen, jedoch mit der gleichen Dicke dargestellt werden.
Daher ermöglicht die Beobachtung eines Pfeiles, der einer iso Karte auf einem Anzeigeschirm überlagert ist, wie diejenigen, die in Fig. 3 (a) gezeigt sind, daß die Position, die Richtung, die Größe und die Tiefe eines Strom-Dipols unmittelbar erkannt werden können.
Fig. 4 veranschaulicht ein Modell, welches eine Beziehung zwischen einem Strom-Dipol und einer Körperoberfläche wiedergibt, um die Tiefe und die Größe des Strom- Dipols bei der vorliegenden Erfindung zu berechnen. Es wird zunächst angenommen, daß der Strom-Dipol an einer Stelle P in einer Tiefe D von der Körperoberfläche vorhanden ist und parallel zur Körperoberfläche liegt. Wenn das Magnetfeld an einem Punkt Q, einem Abstand r von dem Strom-Dipol gleich H ist und dessen nach oben gerichtete Komponente senkrecht zur Körperoberfläche gleich Hx ist, so geltenden die folgenden Beziehungen:
H = M/r² (1)
Hx = H sinθ = M sinθ /r² (2)
worin M für die Größe des Strom-Dipols steht.
Durch Differenzieren von Hx in bezug auf r und durch Ersetzen des Ergebnisses der Differenzierung durch Null, ist die Beziehung zwischen r, bei dem Hx einen extremen Wert annimmt, und D, wie folgt gegeben:
r² = 3/2 D² (3)
Die Beziehung zwischen dem Punkt Q, dem Punkt R, bei dem Hx ein örtliches Minimum hat (das nach unten gerichtete Feld hat ein örtliches Maximum) und dem Abstand d ist wie folgt gegeben:
D = d / [2] (4)
Auch ist der Extremwert Hm des Magnetfeldes und die Größe des Strom-Dipols wie folgt gegeben:
M = [27]/2 D²Hm (5)
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, welches den Gesamtprozeß des Anzeigesystems für die Stromquelle nach der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Es wird eine Verteilung von lediglich Magnetfeldkomponenten, die senkrecht zur Körperoberfläche verlaufen, von oberhalb dem Herzen unter Verwendung eines SQUID-Flußmessers 3 gemessen. Die Ergebnisse der Messung werden dann über eine Datenverarbeitungsschaltung 4 einem Computer 5 eingegeben. Die Datenverarbeitungsschaltung 4 steuert den SQUID-Flußmesser 3 und wirkt als eine Schnittstelle für die Eingabe der Daten in den Computer 5, die durch den SQUID-Flußmesser 3 gemessen wurden. Der Computer 5 führt die Schritte (1) bis (5) durch, um eine Strom-Dipol-Marke 12, die auf so einer iso Karte 11 überlagert ist, darzustellen, die iso Karten anzeigt, wie diejenige, die in Fig. 3 gezeigt ist. Die Schritte (1) bis (5) sind weiter unten beschrieben.
Beim Schritt (1) werden die Koordinaten (x, y) eines gemessenen Punktes i und eine Magnetfeldkomponente Bi, die senkrecht zur Körperoberfläche verläuft, welche durch den SQUID-Flußmesser 3 gemessen wurde, als Eingangssignale empfangen.
Beim Schritt (2) wird ein Test durchgeführt, um zu bestimmen, ob die Gesamtzahl der gemessenen Punkte N überschreitet oder nicht. Wenn dies der Fall ist, wird der Schritt (1) wiederholt. Wenn dies nicht der Fall ist, werden die Schritte, die auf den Schritt (2) folgen, ausgeführt.
Bei dem oben erläuterten Prozeß werden die Koordinaten (x, y) von beispielsweise 6 x 6 (= 36) gemessenen Punkten auf der Körperoberfläche und die Magnetfeldkomponenten Bi in den Computer 5 eingegeben.
Beim Schritt (3) wird eine iso Karte berechnet. Dies bedeutet, daß eine iso Karte, die aus ausgezogenen und strichlierten iso Karten besteht, wie in Fig. 3 gezeigt ist, auf der Grundlage der Koordinaten (x, y) der gemessenen Punkte und der Magnetfeldkomponenten Bi, die bei den Schritten (1) und (2) eingegeben wurden, berechnet wird.
Beim Schritt (4) werden die örtlichen Maximum- und Minimumpunkte, d.h. die örtlichen Maximum- und Minimumpunkte, die durch "+" und "-" in Fig. 3 angezeigt sind, detektiert.
Beim Schritt (5) werden die Position, die Richtung, die Größe und die Tiefe des Strom-Dipols geschätzt. Spezieller gesagt wird, wie oben erläutert wurde, der Punkt in der Mitte zwischen den örtlichen Maximum- und Minimumpunkten, die beim Schritt (4) detektiert wurden, als die Position des Strom-Dipols geschätzt, es wird der Wert 1/ [2] mal dem Abstand zwischen den örtlichen Maximum- und Minimumpunkten als die Tiefe geschätzt, in der der Strom- Dipol vorhanden ist, es wird die Richtung, die durch die rechte Hand-Regel festgelegt ist, geschätzt, und zwar als die Richtung des Strom-Dipols, und es wird die Größe des Strom-Dipols auf der Grundlage der gemessenen Magnetfeldkomponente Bi geschätzt.
Wie dargestellt, werden beim Schritt (6) die Position, die Richtung, die Größe und die Tiefe des Strom- Dipols, die beim Schritt (5) geschätzt wurden, in Parametern der Strom-Dipol-Pfeilmarke 12, welche die Position, Richtung, Größe und Tiefe anzeigen, zugeordnet. Es wird die Strom-Dipol-Marke 12 der iso Karte 11 auf der Anzeige 6 beim Schritt (5) überlagert.
Fig. 6 zeigt ein Diagramm, welches ein Verfahren zum Berechnen der Position des Pfeiles veranschaulicht, der den Strom-Dipol anzeigt. Fig. 6 (a) veranschaulicht eine Originalfigur des angezeigten Pfeiles. Die Originalfigur gibt einen Pfeil wieder, der Ecken A1 bis A4 eines Rechtecks besitzt mit Seiten 2a und 2b, die bei dem Ursprung einer x-y-Ebene zentriert sind und mit einer weiteren Ecke an einem Punkt A5 auf der x-Achse außerhalb des Rechtecks. Wenn die Figur keine Dicke hat, wird der Pfeil durch die Punkte A3, A4, A5 wiedergegeben und der Punkt A6, bei dem die Linie A1 und A2 verbindet, schneidet die x-Achse.
Fig. 6 (b) veranschaulicht ein Darstellungsbeispiel der originalen Figur in vergrößerter Form, verschoben und gedreht entsprechend Werten der Anzeigeparameter. Wenn allgemein ein Punkt (Aix, Aiy) um einen Winkel θ gedreht wird und um X in der Richtung der x-Achse verschoben wird und um Y in Richtung der y-Achse verschoben wird, so sind die Koordinaten der Punkte wie folgt gegeben:
Xi = Aix cosθ - Aiy sinθ + X
Yi = Aix sinθ + Aiy cosθ - Y (6)
Wenn beispielsweise der Pfeil der Fig. 6 (a) um einen Faktor von km x m verlängert wird, um einen Winkel &H gedreht wird und um Ky x y zu der y-Achse und um kx x x zu der x-Achse verschoben wird, ergeben sich die Koordinaten der Scheitelpunkte wie folgt:
A&sub1;(-kmma cosθ - b sinθ+kxx, -kmma sinθ+b cosθ+kyy)
A&sub2;( kmma cosθ - b sinθ+kxx, kmma sinθ+b sinθ+kyy)
A&sub3; ( kmmc cosθ+kxx, kmmc sinθ+kyy)
A&sub4; ( kmma cosθ+b sinθ+kxx, kmma sinθ-b sinθ+kyy)
A&sub5;(-kmma cosθ+b sinθ+kxx, -kmma sinθ-b sinθ+kyy)
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, welches den Prozeß der Darstellung des Strom-Dipols veranschaulicht. Bei dem Schritt (S)13 werden Bildpunkt-Umsetzkoeffizienten kx und ky (K = kx x x, Y = ky x y) bestimmt, um eine aktuelle Position des Dipols in Positionen X und Y eines Bildpunktes auf dem Anzeigeschirm umzusetzen; ein Größen-Umsetz koeffizient km zum Umsetzen der Größe M (nA x m) des Dipols in einen eine Größe anzeigenden Parameter des Anzeigepfeiles beispielsweise der Länge des Pfeiles; ein Tiefen-Umsetzkoeffizient Ke zum Umsetzen der Tiefe D des Dipols in einen die Tiefe anzeigenden Parameter des Anzei gepfeiles, beispielsweise die Helligkeit des Anzeigepfeiles; und die Gestalt des Pfeiles, d.h. jede Ecke der Onginalfigur des Anzeigepfeiles der Fig. 6(a). Als nächstes werden beim Schritt S14 die Position x, y, die Richtung θ, die Größe M und die Tiefe D des Strom-Dipols gelesen.
Beim Schritt S15 werden der die Größe anzeigende Parameter des Anzeigepfeiles, z.B. die Verlängerung des Anzeigepfeiles, und der die Tiefe anzeigende Parameter, z.B. die Helligkeit des Pfeiles, berechnet. Bei dem Schritt S16 wird die Position jeder Ecke des Anzeigepfei les auf dem Anzeigebildschirm berechnet. Die Formeln zur Berechnung der x- und y-Koordinaten der Ecken A1 bis A4, die unter Hinweis auf die Fig. 6 (b) erläutert wurden, sind angegeben. Beim Schritt S17 wird der Pfeil entsprechend dem früher gesetzten, die Tiefe anzeigenden Parame ter und dem die Größe anzeigenden Parameter dargestellt. Beispielsweise wird das Innere des Pfeiles durch die Helligkeit des die Tiefe anzeigenden Parameters wiedergegeben.
Fig. 8 veranschaulicht ein Anzeigebeispiel der iso Karte und des Strom-Dipols. In Fig. 8 (a) sind die Größe und die Tiefe des Strom-Dipols jeweils durch die Länge und den Sättigungswert des Pfeiles veranschaulicht, während in Fig. 8 (b) die Größe und die Tiefe des Strom- Dipols durch die Helligkeit und den Maßstab-Reduktions faktor des Pfeiles jeweils angezeigt sind. Die Größe des Strom-Dipols, die auf der linken Seite von Fig. 8 (a) gezeigt ist, stellt die Größe dar (Strom-Dipol-Größe für beispielsweise 20 nAm (Nano-Amperé-Meter)), welcher die Länge der Strom-Dipol-Marke 12 entspricht. [nAm] stellt eine Einheit der Größe des Strom-Dipols dar und ein Produkt aus Strom [A] und der Länge [m].
Auch zeigt der Maßstab der Tiefe (Sättigung) des Strom-Dipols der Fig. 8 (a) die Tiefe (beispielsweise cm) des Strom-Dipols von der Körperoberfläche an, und zwar auf der Grundlage der Sättigung der Strom-Dipol- Marke 12, die auf der iso Karte 11 dargestellt wird.
Der Maßstab der Größe (Helligkeit) des Strom-Dipols von Fig. 8 (b) zeigt die Größe des Strom-Dipols an, und zwar auf der Grundlage der Helligkeit der Strom-Dipol- Marke 12, die auf der iso Karte 11 dargestellt wird. Der Maßstab der Tiefe (Maßstabreduktionsfaktor) zeigt die Tiefe (beispielsweise 4 cm) an, und zwar auf der Grundlage des Strom-Dipols 12, der auf der iso Karte 11 dargestellt wird.
Fig. 9 veranschaulicht Darstellungsbeispiele des Strom-Dipols, bei denen dessen Größe durch die Länge des Pfeiles angezeigt wird. Die Tiefe des Dipols wird durch die Dicke des Pfeiles in (a) angezeigt; durch die Gestalt des Pfeiles, d.h. den öffnungswinkel des Pfeilkopfes in (b); durch die Helligkeit des Pfeiles in (c); und durch die Sättigung des Pfeiles in (d); und den Farbton des Pfeiles in (e).
Fig. 10 veranschaulicht Darstellungsbeispiele des Strom-Dipols, bei denen die Größe des Strom-Dipols durch die Dicke des Pfeiles angezeigt wird. Die Tiefe des Dipols wird durch die Länge des Pfeiles in (a) angezeigt, durch die Gestalt des Pfeiles in (b), durch die Helligkeit des Pfeiles in (c), durch die Sättigung des Pfeiles in (d) und durch den Farbton des Pfeiles in (e).
Fig. 11 veranschaulicht Darstellungsbeispiele des Strom-Dipols, bei denen die Größe des Strom-Dipols durch die Gestalt des Pfeiles angezeigt wird, d.h. den Winkel zwischen dem Pfeilkopf und der Pfeilachse. Die Tiefe des Dipols wird durch die Dicke des Pfeiles in (a) angezeigt, durch die Länge des Pfeiles in (b), durch den Maßstab-Reduktionsfaktor des Pfeiles in (c), durch die Helligkeit des Pfeiles in (d), durch die Sättigung des Pfeiles in (e) und durch den Farbton des Pfeiles in (f).
Fig. 12 veranschaulicht Darstellungsbeispiele des Strom-Dipols, bei denen die Größe des Strom-Dipols durch den Maßstab-Reduktionsfaktor des Pfeiles angezeigt wird. Die Tiefe des Dipols wird durch die Helligkeit des Pfeiles in (a) angezeigt, durch die Sättigung des Pfeiles in (b) und durch den Farbton des Pfeiles in (c).
Fig. 13 veranschaulicht Darstellungsbeispiele des Strom-Dipols, bei denen die Größe des Strom-Dipols durch die Helligkeit des Pfeiles angezeigt wird. Die Tiefe des Dipols wird durch die Dicke des Pfeiles in (a) angezeigt, durch die Länge des Pfeiles in (b), durch die Gestalt des Pfeiles in (c), durch den Maßstab-Reduktionsfaktor des Pfeiles in (d), durch die Sättigung des Pfeiles in (e) und durch den Farbton des Pfeiles in (f).
Fig. 14 veranschaulicht Darstellungsbeispiele des Strom-Dipols, bei denen die Größe des Strom-Dipols durch die Sättigung des Pfeiles angezeigt wird. Die Tiefe des Dipols wird durch die Dicke des Pfeiles in (a) angezeigt, durch die Länge des Pfeiles in (b), durch die Gestalt des Pfeiles in (c), durch den Maßstab-Reduktionsfaktor des Pfeiles in (d), durch die Helligkeit des Pfeiles in (e) und durch den Farbton des Pfeiles in (f).
Fig. 15 veranschaulicht Darstellungsbeispiele des Strom-Dipols, bei denen die Größe des Strom-Dipols durch den Farbton des Pfeiles angezeigt wird. Die Tiefe des Dipols wird durch die Dicke des Pfeiles in (a) angezeigt, durch die Länge des Pfeiles in (b), durch die Gestalt des Pfeiles in (c), durch den Maßstab-Reduktionsfaktor des Pfeiles in (d), durch die Sättigung des Pfeiles in (e) und durch die Helligkeit des Pfeiles in (f).
Wie oben beschrieben wurde, wird ein System zur Anzeige eines geschätzten Strom-Dipols geschaffen, in welchem ein schwaches Magnetfeld, welches von einem Herzen oder Gehirn erzeugt wird, gemessen wird, um die Position, die Richtung, die Größe und die Tiefe von einer Körperoberfläche aus eines Strom-Dipols zu schätzen, der äquivalent einem Herzstrom oder einem Strom ist, der in einem Nerv fließt und wobei der geschätzte Strom-Dipol auf einer zweidimensionalen Anzeigevorrichtung dargestellt wird. Es werden die Positionen von örtlichen Maximum- und Minimumpunkten des Magnetfeldes, welches senkrecht zur Körperoberfläche verläuft, und Extremwerte des Magnetfeldes von oberhalb der Körperoberfläche gemessen, um die Position des Strom-Dipols zu schätzen. Die Position und die Richtung des Strom-Dipols werden durch die Position und die Richtung eines Pfeiles auf einer zweidimensionalen Anzeigevorrichtung angezeigt. Dessen Größe wird durch einen von Anzeigeparametern angezeigt, wie der Länge, der Dicke, der Gestalt, dem Maßstab-Reduktionsfaktor, der Sättigung oder der Helligkeit des Pfeiles. Ein Parameter, anders als derjenige, der zur Anzeige der Größe verwendet wird und anders als diejenigen, die für eine kombinierte Verwendung mit dem Größenanzeigeparameter ungeeignet sind, wird als ein Tiefen-Anzeigeparameter verwendet und es wird somit der Strom-Dipol dargestellt.
Das Anzeigesystem nach der vorliegenden Erfindung ist dafür geeignet, um einen Strom-Dipol darzustellen, der als eine Quelle eines schwachen Magnetfeldes wirkt, das von dem Herz oder dem Gehirn erzeugt wird.

Claims

1. Darstellungsystem zur Darstellung eines geschätzten Strom-Dipols auf einer zweidimensionalen Anzeigevorrichtung fur eine Messung des Biomagnetismus, mit

einer Darstellung-Steuereinrichtung, die Informationen empfängt, welche eine Position, eine Richtung und eine Größe des geschätzten Strom-Dipols unter einer Oberfläche eines Körpers betreffen, um das Erscheinen eines Bildes eines Pfeiles auf der zweidimensionalen Anzeigevorrichtung zu steuern, gekennzeichnet durch

eine Anzeigevorrichtung für die Position und Richtung, die eine Position und eine Richtung des geschätzten Strom-Dipols durch Steuerung einer Position bzw. einer Richtung des Pfeiles auf der zweidimensionalen Anzeigevorrichtung anzeigt, und

eine Anzeigevorrichtung für die Größe und die Tiefe, welche eine Größe des gesetzten Strom-Dipols durch Steuerung von zwei Darstellungsparametern für die Darstellung des Pfeiles, ausgenommen der Darstellungsparameter zur Darstellung der Position und der Richtung des Pfeiles, anzeigt.

2. Darstellungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Anzeigevorrichtung für die Größe und die Tiefe folgendes enthält:

eine erste Steuereinrichtung, welche die Größe des geschätzten Strom-Dipols durch Steuerung einer Länge des Pfeiles in der zweidimensionalen Anzeigevorrichtung anzeigt, und

einer zweiten Steuereinrichtung, welche eine Tiefe von der Körperoberfläche durch Steuern einer Gruppe von Darstellungsparametern betreffend die Dicke, die Gestalt, die Helligkeit, die Sättigung oder den Farbton des Pfeiles auf der zweidimensionalen Anzeigevorrichtung anzeigt.

3. Darstellungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Anzeigevorrichtung für die Größe und die Tiefe folgendes enthält:

eine erste Steuereinrichtung, welche die Größe des geschätzten Strom-Dipols durch Steuern einer Dicke des Pfeiles auf der zweidimensionalen Anzeigevorrichtung anzeigt, und

eine zweite Steuereinrichtung, welche eine Tiefe von der Körperoberfläche durch Steuerung eines aus einer Gruppe von Darstellungsparametern betreffend die Länge, die Gestalt, die Helligkeit, die Sättigung oder den Farb ton des genannten Pfeiles auf der zweidimensionalen Anzeigevorrichtung anzeigt.

4. Darstellungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Anzeigevorrichtung für die Größe und die Tiefe folgendes enthält:

eine erste Steuereinrichtung, welche die Größe des geschätzten Strom-Dipols durch Steuern einer Gestalt des Pfeiles auf der zweidimensionalen Anzeigevorrichtung anzeigt, und

eine zweite Steuereinrichtung, welche eine Tiefe von der Körperoberfläche durch Steuerung eines aus einer Gruppe von Darstellungsparametern betreffend die Dicke, die Länge, den Maßstab, die Helligkeit, die Sättigung oder den Farbton des Pfeiles auf der zweidimensionalen Anzeigevorrichtung anzeigt.

5. Darstellungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Anzeigevorrichtung für die Größe und die Tiefe folgendes enthält:

eine erste Steuereinrichtung, welche die Größe des geschätzten Strom-Dipols durch Steuern eines Maßstabs des Pfeiles auf der zweidimensionalen Anzeigevorrichtung anzeigt, und

eine zweite Steuereinrichtung, welche eine Tiefe von der Körperoberfläche durch Steuerung eines aus einer Gruppe von Darstellungsparametern betreffend die Helligkeit, die Sättigung oder den Farbton des Pfeiles auf der zweidimensionalen Anzeigevorrichtung anzeigt.

6. Darstellungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Anzeigevorrichtung für die Größe und die Tiefe folgendes enthält:

eine erste Steuereinrichtung, welche die Größe des geschätzten Strom-Dipols durch Steuern einer Helligkeit des Pfeiles auf der zweidimensionalen Anzeigevorrichtung anzeigt, und

eine zweite Steuereinrichtung, welche eine Tiefe von der Körperoberfläche durch Steuerung eines aus einer Gruppe von Darstellungsparametern betreffend die Dicke, die Länge, die Gestalt, den Maßstab, die Sättigung oder den Farbton des Pfeiles auf der zweidimensionalen Anzeigevorrichtung anzeigt.

7. Darstellungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Anzeigevorrichtung für die Größe und die Tiefe folgendes enthält:

eine erste Steuereinrichtung, welche die Größe des geschätzten Strom-Dipols durch Steuern einer Sättigung des Pfeiles auf der zweidimensionalen Anzeigevorrichtung anzeigt, und

eine zweite Steuereinrichtung, welche eine Tiefe von der Körperoberfläche durch Steuerung eines aus einer Gruppe von Darstellungsparametern betreffend die Dicke, die Länge, die Gestalt, den Maßstab, die Helligkeit oder den Farbton des Pfeiles auf der zweidimensionalen Anzeigevorrichtung anzeigt.

8. Darstellungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Anzeigevorrichtung für die Größe und die Tiefe folgendes enthält:

eine erste Steuereinrichtung, welche die Größe des geschätzten Strom-Dipols durch Steuern eines Farbtons des Pfeiles auf der zweidimensionalen Anzeigevorrichtung anzeigt, und

eine Anzeige-Steuereinrichtung, die eine Tiefe von der Körperoberfläche durch Steuerung eines aus einer Gruppe von Darstellungsparametern betreffend die Dicke, die Länge, die Gestalt, den Maßstab, die Sättigung oder die Helligkeit des Pfeiles auf der zweidimensionalen Anzeigevorrichtung anzeigt.

9. Darstellungssystem nach Anspruch 1, welches ferner eine Einrichtung enthält, um

eine detektierte Komponente Hx des Magnetfeldes, die senkrecht zur Oberfläche des Körpers verläuft, hinsichtlich eines Abstandes r zu differenzieren,

Ersetzen eines Ergebnisses der Differenzierung durch O, um eine Beziehung zwischen einer Tiefe D von der Oberfläche des Körpers, in der der Strom-Dipol vorhanden ist, und einem Wert von r, bei dem die detektierte Komponente Hx des Magnetfeldes einen extremen Wert annimmt,

Durchführung einer Berechnung, um eine Beziehung zwischen den lokalen Maximum- und Minimumpunkten der Größe Hx des Magnetfeldes auf der Oberfläche des Körpers unter Verwendung einer bestimmten Formel, welche die Werte von D und r betrifft, herauszufinden, und

Durchführung einer Berechnung, um die Größe des Strom-Dipols aus der Beziehung zwischen D und r und aus der Beziehung zwischen den lokalen Maximum- und Minimumpunkten der Größen der detektierten Komponenten des Magnetfeldes herauszufinden.

10. Darstellungssystem nach Anspruch 1, welches ferner eine Einrichtung enthält, zum

wiederholten Eingeben gemessener Ausgangswerte, die eine detektierte Komponente des Magnetfeldes des Strom- Dipols wiedergeben, welche senkrecht zu einer Oberfläche eines Körpers bei einer Vielzahl von Punkten verläuft, unter Verwendung von Koordinaten, um die Position jedes Meßpunktes auf der Oberfläche des Körpers anzuzeigen, bis eine Anzahl von Meßpunkten eine vorbestimmte Zahl erreicht,

Durchführen einer Berechnung, um eine Iso-Karte (iso map) abzuleiten, die aus Linien besteht, welche die Punkte mit gleicher magnetischer Feldintensität von den magnetischen Flußwerten an den genannten Meßpunkten verbinden,

Durchführen einer Berechnung, um die lokalen Maximum- und Minimumpunkte der detektierten Magnetfeldkomponenten von der Iso-karte (iso map) zu bestimmen,

Durchführen einer Berechnung, um die Position, die Richtung, die Größe und die Tiefe des Strom-Dipols aus den Positionen der lokalen Maximum- und Minimumpunkte und aus den Extremwerten der detektierten Magnetfeldkomponenten zu schätzen, und

Durchführen einer Berechnung, um die geschätzte Positionsrichtung, Größe und Tiefe des Strom-Dipols zuzuordnen, um die Parameter des Pfeiles auf der zweidimensional Anzeigevorrichtung darzustellen.

11. Darstellungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Darstellungs-Steuereinrichtung eine originale Figur eines Pfeiles darstellt, um den geschätzten Strom-Dipol unter Verwendung von vier Ecken eines Rechtecks, welches an einem Ursprung einer x-y-Koordinatenebene zentriert ist, und eines Punktes auf einer x-Achse außerhalb des Rechtecks, darzustellen, und bei dem die originale Figur des Pfeiles in einer vergrößerten oder verkleinerten Form dargestellt wird, die parallel zu den x-y-Koordinaten gemäß einer festgelegten Position des Strom-Dipols versetzt ist und gemäß einer bestimmten Richtung des Strom-Dipols gedreht ist.

12. Darstellungssystem nach Anspruch 11, bei dem die Darstellungs-Steuereinrichtung die originale Figur des Pfeiles unter Verwendung von vier Punkten darstellt, wobei zwei derselben zwei Ecken eines Rechtecks sind, welches an einem Ursprung einer x-y-Koordinatenebene in einer positiven x-Richtung zentriert ist und von denen einer ein Schnittpunkt einer Linie ist, welche die anderen zwei Ecken des Rechtecks in einer negativen x-Richtung und eine x-Achse verbindet und von denen der andere auf der x-Achse in positiver x-Richtung außerhalb des Rechtecks gelegen ist.

13. Darstellungssystem nach Anspruch 1, welches ferner eine Einrichtung enthält, um

einen Bildpunkt-Umsetzkoeffizienten zum Umsetzen der Position des geschätzten Strom-Dipols in eine Position eines Bildpunktes auf dem Anzeigebildschirm zu bestimmen,

einen Größe-Umsetzkoeffizienten zum Umsetzen einer Größe des Strom-Dipols in einen eine Größe anzeigenden Parameter des Pfeiles auf dem Anzeigebildschirm zu bestimmen,

einen Tiefen-Umsetzkoeffizienten zu bestimmen, um eine Tiefe von einer Oberfläche eines Körpers aus, in der der Strom-Dipol vorhanden ist, in einen eine Tiefe anzeigenden Parameter des Pfeiles umzusetzen, und um eine Onginalfigur des Pfeiles zu bestimmen,

Durchführen einer Berechnung, um die Position, die Richtung, die Größe und die Tiefe von einer Oberfläche eines Körpers aus des Strom-Dipols zu bestimmen,

Ableiten eines die Größe anzeigenden Parameters und des die Tiefe anzeigenden Parameters des Pfeiles, um den Strom-Dipol darzustellen, und

Darstellen des Pfeiles gemäß dem die Größe anzeigen den Parameter und dem die Tiefe anzeigenden Parameter.