JP2017176464A

JP2017176464A - 磁界計測装置、磁界計測方法、磁界計測プログラム

Info

Publication number: JP2017176464A
Application number: JP2016068429A
Authority: JP
Inventors: 邦臣緒方; Kuniomi Ogata; 明彦神鳥; Akihiko Kandori; 豪宮下; Takeshi Miyashita
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2016-03-30
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2036-03-30
Also published as: JP6532425B2

Abstract

【課題】異常な電気的旋回路を効率的かつ精度よく同定することができる磁気計測技術を提供する。【解決手段】本発明に係る磁界計測装置は、被験者の旋回する生体的な電気的活動を楕円電流によってモデル化する。【選択図】図３

Description

本発明は、磁気センサを用いて被験者から生じる磁界を計測する技術に関する。

被験者の計測対象（例えば心臓）からの微弱な磁界を計測し、計測対象の電気生理学的活動を非侵襲に評価する磁界計測装置として、心磁計が開発されている。心磁計とは、心臓の電気生理学的活動に伴う心起電力（電流双極子）により生じた微弱な磁界（心磁）を非接触で計測する装置である。複数の磁気センサを用いて同時に計測することにより、空間分解能に優れた評価をすることができる。

心磁の時間変化および空間分布を画像化したものは、心磁図と呼ばれる。生体内の透磁率はほぼ真空と等しいので、心磁図は心電図と比べて心臓の周辺臓器（骨や肺など）の影響を受けにくく、心臓の電気生理学的活動にともなう電流を高感度に反映する。この心磁図の利点を生かし、心磁図の臨床的な有効性が多数示されてきた。

心磁図の臨床応用の１つとして、心臓内を旋回する異常な電気的活動を非侵襲的に同定することが挙げられる。例えば心房粗動の種類として、心房の電気的活動が三尖弁周囲を旋回する通常型と、三尖弁以外を旋回する非通常型がある。これらを鑑別できることは、カテーテルアブレーション治療適用の検討や治療計画の策定において重要である。このような旋回する電気的活動は、心房細動にも存在することが認められている。したがって、心臓内を旋回する電気的活動を詳細に同定することが求められている。

下記特許文献１は、この心臓内を旋回する電気的活動を、心磁図を用いて３次元的に同定する方法を記載している。特許文献１は、心筋内における異常な電気的旋回路の位置関係を安全、迅速かつ高精度に同定することができる心臓磁界診断装置および電気的旋回路の同定方法を提供することを目的としている（要約参照）。この目的を実現するため、磁界分布時系列データに基づいて被験者の心筋内の３次元電気的活動状態を示すデータを生成し、別途供給された被験者の胸部断層画像データから解剖学的画像データを生成し、これらのデータを重ね合わせて表示することが記載されている（要約参照）。この生成される心筋内の３次元電気的活動状態を示すデータとしては、好ましくは、心筋内の電流密度分布時系列データであり、ＳＡＭ（ＳｙｎｔｈｅｔｉｃＡｐｅｒｔｕｒｅＭａｇｎｅｔｏｍｅｔｒｙ）やＭＵＳＩＣ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＳｉｇｎａｌＣｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）などの種々の手法を用いることができる旨が記載されている（００５７参照）。

特開２００２−０２８１４３号公報

特許文献１のような従来技術においては、異常な電気的旋回路は、磁界分布時系列データに基づいて心筋内の電流密度分布時系列データを生成することから得られてきた。磁界分布時系列データから電流密度分布時系列データを求めることは逆問題と呼ばれる。逆問題においては、一般的に、式の数が未知数（電流密度）より圧倒的に少なくなる。特に、３次元の電流密度分布を求める場合は未知数が膨大になり、この傾向が強くなる。このことは、連立方程式を解くことが容易でないことを意味している。よって従来技術は、異常な電気的旋回路の同定に用いる電流密度分布データを求めることが容易でないという課題があった。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、異常な電気的旋回路を効率的かつ精度よく同定することができる磁気計測技術を提供することを目的とする。

本発明に係る磁界計測装置は、被験者の旋回する生体的な電気的活動を楕円電流によってモデル化する。

本発明に係る磁界計測装置によれば、被験者の体内を旋回する異常な電気的活動を、効率的かつ精度よく同定することができる。

実施形態１に係る磁界計測装置１の全体構成を示す概略図である。磁界計測装置１が備える複数の磁気センサの配列および被験者に対する配置の１例を説明する図である。磁界計測装置１が楕円電流の数値パラメータを推定する処理手順を説明するフローチャートである。シミュレーションモデルの鳥瞰図である。図４に示すシミュレーションモデルのｘｙ平面図である。シミュレーションにおいて用いたパラメータ一覧である。図４〜図６で説明したシミュレーションモデルに基づいて各磁気センサ１１が計測すると仮定した磁場を計算した結果を示す。図７のシミュレーション結果に対して高速フーリエ変換を実施することにより得られたパワースペクトル密度波形を全ての磁気センサ１１について重ね合わせた結果を示す図である。図７〜図８において特定した１周期分の磁界時系列データをチャンネル毎に時間積分した結果を示す磁界等高線図である。楕円電流の数値パラメータを推定した結果を示す図である。表示装置９が表示する画面９００の１例を示す図である。実施形態４に係る磁界計測装置１の構成図である。第２演算装置２０の動作を説明するフローチャートである。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施形態１に係る磁界計測装置（心磁計）１の全体構成を示す概略図である。磁界計測装置１の構成要素は、磁気シールドルーム２の内部と外部とに分かれて配置される。

磁気シールドルーム２の内部には、クライオスタット３、ガントリ４、ベッド５が配置されている。クライオスタット３内部には、複数のＳＱＵＩＤ（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｑｕａｎｔｕｍｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｄｅｖｉｃｅ）磁束計（後述する磁気センサ１１に相当）が配置されており、極低温に維持される。ガントリ４は、クライオスタット３を保持する。被験者（図示せず）はベッド５上で横になる。ベッド５は、ベッド５の短軸（Ａ方向，ｙ方向）における移動、ベッド５の長軸（Ｂ方向，ｘ方向）における移動、ベッド５の上下方向（Ｃ方向，ｚ方向）における移動が可能であり、被検者と複数の磁気センサとの間で容易に位置合わせすることができる。

磁気シールドルーム２の外部には、駆動回路６、アンプフィルタユニット７、演算装置８、表示装置９が配置されている。駆動回路６は、クライオスタット３内に配置される磁気センサを駆動する。アンプフィルタユニット７は、駆動回路６からの出力を増幅してフィルタをかける。演算装置８は、アンプフィルタユニット７からの出力信号をデータとして収集し、収集されたデータ（以下、「磁界時系列データ」という）を解析処理するとともに磁界計測装置１の各部を制御する。表示装置９は、演算装置８による解析結果を表示する。

図２は、磁界計測装置１が備える複数の磁気センサの配列および被験者に対する配置の１例を説明する図である。磁気センサ１１は、クライオスタット３の底部の内壁にｚ方向に沿って複数垂設されており、被験者の胸壁１０に対して垂直なｚ方向の磁界成分Ｂ_ｚを経時的に計測する。磁気センサ１１は、磁界の距離変化量を的確に捉えられるように、ｘ方向およびｙ方向に等間隔に配列している。

本実施形態１においては、１例として、磁気センサ１１間の距離が０．０２５ｍ、計測面が０．１７５ｍ×０．１７５ｍ、磁気センサ１１の数が８×８のアレー状に配置した６４チャンネルの場合を説明する。図２に示す磁気センサ１１の座標系においては、例えば符号１２で示す７行３列目に対応する磁気センサが胸部の剣状突起１３の真上に位置するように、複数の磁気センサ１１の位置合わせを行う。このときには、８行１列目の磁気センサ１１を座標系の原点Ｏとする。

磁界計測装置１は、旋回する電気的活動を楕円電流によってモデル化し、その楕円電流を特定する数値パラメータを推定することにより、心臓内を旋回する電気的活動を同定する。ここでいう楕円電流とは、楕円形上の経路に沿って流れる電流であり、楕円は真円を含むものとする。

図３は、磁界計測装置１が楕円電流の数値パラメータを推定する処理手順を説明するフローチャートである。以下図３の各ステップについて説明する。

（図３：ステップＳ１０１）
磁界計測装置１は、磁気センサ１１を用いて、被験者の心臓から発生する磁場を計測する。演算装置８は、駆動回路６およびアンプフィルタユニット７を介してその計測結果を取得し、これを磁界時系列データとして取り込む。磁界時系列データは、計測時刻と磁界値のペアとして取得される。

（図３：ステップＳ１０２）
演算装置８は、ステップＳ１０１において取得した磁界時系列データに対して周波数解析を実施することにより、各磁気センサ１１の計測結果について周波数スペクトルを取得する。本ステップの具体例については、後述する図７〜図８において、検証シミュレーションの一部として改めて説明する。本ステップにおける周波数解析法としては、周知の高速フーリエ変換法やピリオドグラム法などがある。これらによりフーリエスペクトルやパワースペクトル密度を計算することができる。

（図３：ステップＳ１０３）
演算装置８は、ステップＳ１０２における周波数解析結果に基づき、旋回する電気的活動の周期を算出する。周波数スペクトルは磁界時系列データ内に含まれる周波数成分を表しているので、支配的な周波数成分を特定することにより、電気的活動の周期を特定することができる。本ステップの具体例については、後述する図７〜図８において、検証シミュレーションの一部として改めて説明する。

（図３：ステップＳ１０４）
演算装置８は、磁界時系列データが表す磁界値を、ステップＳ１０３において求めた旋回する電気的活動の１周期分、時間積分する。演算装置８は、この時間積分を磁気センサ１１毎に実施する。磁気センサ１１が各時刻において計測した磁界値を１周期分加算することにより、その１周期の電気的活動によって瞬時的に発生した磁界を求めることができる。この磁界を用いて、楕円電流の数値パラメータを以下のステップにより特定する。本ステップにおいて１周期分加算する磁界値には、心室の電気的活動を反映するＱＲＳ波やＴ波が含まれていないことが望ましい。

（図３：ステップＳ１０５）
演算装置８は、楕円電流を表す数値パラメータを様々に変化させながら楕円電流が発生させる磁界値を算出することを繰り返すことにより、１周期分の楕円電流が発生させる磁界と、ステップＳ１０４において求めた磁界との間の誤差を最小化する。誤差が最小になったとき、ステップＳ１０４において求めた磁界を発生させる電気的活動が、その楕円電流によって最もよくモデル化されたと推定することができる。

（図３：ステップＳ１０５：補足その１）
楕円電流を表す数値パラメータとしては、（ａ）楕円の中心座標、（ｂ）楕円の方位角、（ｃ）楕円の仰俯角、（ｄ）楕円の径、（ｅ）電流値、（ｆ）電流が流れる方向、が挙げられる。中心座標は、図２におけるＸＹＺ座標によって表される。方位角は、ＸＹ平面においてＸ軸に対して楕円の長軸（または短軸）が形成する角度である。仰俯角は、ＸＹ平面に対して楕円平面が形成する角度である。楕円が真円である場合、楕円の径は半径または直径である。楕円が真円でない場合、楕円の径は長径と短径である。電流値と電流方向は、磁界値とその方向から求めることができる。これらのパラメータをノイマンの公式に対して適用することにより、楕円電流が発生させる磁界を計算することができる。

（図３：ステップＳ１０５：補足その２）
本ステップにおいて両磁界値間の誤差を最小化する手順としては、例えば滑降シンプレックス法や準ニュートン法などによって両磁界値間の２乗誤差を最小化する手法を用いることができる。

（図３：ステップＳ１０６）
表示装置９は、演算装置８が算出した楕円電流の数値パラメータを画面表示する。これらパラメータに加えて、楕円電流の形状を画面表示することもできる。

＜実施の形態１：楕円電流モデルの検証＞
楕円電流によって旋回する電気的活動をモデル化することの有効性を検証するため、心房粗動を模擬した旋回する電気的活動が発生させる磁場をシミュレーション計算した。このシミュレーションは電流双極子が楕円旋回することにより発生させる磁場を計算することにより実施した。さらに、そのシミュレーションにより得られた磁場を磁場時系列データの代わりに用いて図３のフローチャートを実施することにより、楕円電流が発生させる磁場をシミュレーション計算した。これらシミュレーション結果を比較することにより、楕円電流モデルの妥当性を検証した。以下シミュレーションの詳細を説明する。

図４は、シミュレーションモデルの鳥瞰図である。心房粗動を模擬した旋回する電気的活動をモデル化するため、半無限導体内において電流双極子が楕円周上に沿って時間的に場所と向きを変えるモデルを用いた。楕円１４は電流双極子の軌跡である。符号１５は電流双極子のモーメントと向きである。本シミュレーションにおいては、電流双極子の軌跡が三尖弁（右心房と右心室の間の弁）付近に配置されるように、電流双極子を設定した。

図５は、図４に示すシミュレーションモデルのｘｙ平面図である。電流双極子の中心１６の座標は（０．０３０、０．０８７５、−０．０９０）ｍとした。方位角（θ）と仰俯角（φ）は、それぞれ、−１０°と６０°とした。電流双極子の円の半径は０．０２９ｍとした。電流双極子のモーメントは２００ｎＡｍとし、向きは円軌跡と接する向き（半時計方向）とした。電流双極子が円軌跡を１周する周期（旋回路周期）は、心房粗動の平均的な周期と同じ０．２５秒（周波数：４．０Ｈｚ）とした。電流双極子の持続時間は０．１秒とした。

図６は、シミュレーションにおいて用いたパラメータ一覧である。図４〜図５で説明した時々刻々と場所と向きが変化する電流双極子から発生する磁場を、各磁気センサ１１が検出すると仮定して、各磁気センサ１１が検出する磁場を周知のＳａｒｖａｓの公式に基づいてシミュレートした。さらに、シミュレートした磁場をステップＳ１０１における磁界時系列データ（すなわち実計測データ）として取り扱うことにより図３のフローチャートを実施して楕円電流の数値パラメータを推定した。

図７は、図４〜図６で説明したシミュレーションモデルに基づいて各磁気センサ１１が計測すると仮定した磁場を計算した結果を示す。図７の横軸は計測時刻（秒）を表し、縦軸は磁界（ｐＴ）を表す。計測面の中央から左側の磁界波形の強度が大きい傾向があり、５行３列目の磁気センサ１１（図７の丸で囲んだもの）における磁場が最大となった。

図８は、図７のシミュレーション結果に対して高速フーリエ変換を実施することにより得られたパワースペクトル密度波形を全ての磁気センサ１１について重ね合わせた結果を示す図である。図８の縦軸はパワースペクトル密度（ｐＴ^２）を表し、横軸は周波数（Ｈｚ）を表す。図８から、パワースペクトル密度は、直流成分（０Ｈｚ）、４Ｈｚ成分、４Ｈｚ成分の高調波成分が支配的であることが分かる。一般的な心房粗動の旋回する電気的活動の周波数範囲（４〜８Ｈｚ）においては、シミュレーションでの電流双極子が円状に一周する周期（旋回路周期）と同じ４Ｈｚが最も強い成分であった。

ステップＳ１０３においても図７〜図８と同様に各磁気センサ１１が計測した磁場を周波数解析し、その結果得られるパワースペクトル密度を全ての磁気センサ１１について重ね合わせることにより、電気的活動の周期を特定することができる。例えば図７〜図８に示す例においては、各磁気センサ１１が計測する磁場の周期として４Ｈｚが支配的であるので、これらを重ね合わせると４Ｈｚ成分がより強調され、これを１周期として特定することができる。ただし直流成分は磁場のオフセットに相当するので候補から除外し、その他成分のなかで最もパワーが高いものを１周期とみなすことができる。

図９は、図７〜図８において特定した１周期分の磁界時系列データをチャンネル毎に時間積分した結果を示す磁界等高線図である。ここでは１周期が４Ｈｚであることが特定されたので、０〜０．２５秒の間における磁界時系列データをチャンネル毎に時間積分した結果を示している。実線１７と点線１８は、各チャンネルの時間積分結果に相当する。実線１７は正磁界の等高線を表し、点線１８は負磁界の等高線を表す。図９の処理は、ステップＳ１０４に相当するものである。

図１０は、楕円電流の数値パラメータを推定した結果を示す図である。ここでは図４〜図９で説明した電流双極子が発生させる磁場を楕円電流によってモデル化し、その数値パラメータを推定した例を示す。楕円電流の数値パラメータは、滑降シンプレックス法を用いて推定した。図１０に示すように、楕円電流の位置精度は約１ｍｍであり、角度精度は約１°であることが示された。

以上のシミュレーション結果から、心臓内の旋回する電気的活動を楕円電流によってモデル化し、その楕円電流の数値パラメータを推定することにより、心臓内の旋回する電気的活動の中心座標や傾きなどを同定できることが示された。

＜実施の形態２＞
心臓内を旋回する電気的活動を楕円電流によってどの程度の精度でモデル化することができたかについての評価結果を提示することにより、磁界計測装置１のユーザは数値パラメータの有効性を判断することができる。そこで本発明の実施形態２では、楕円電流モデルの適合度を計算する方法を説明する。

心臓内を旋回する電気的活動の１周期の磁界時系列データを、チャンネル毎に時間積分した結果得られる時間積分磁界データ（測定値）を、Ｂ_ｉ（ｉ＝１、２、・・・、Ｍ）（Ｍ：チャンネル数）とする。推定した略円電流から計算される磁界データを、Ｂ’_ｉとする。楕円電流モデルの適合度Ｆは、Ｆ＝｛１−（Ｂ_ｉ−Ｂ’_ｉ）／Ｂ_ｉ｝×１００（％）によって算出できる。

適合度Ｆが１００％のとき、時間積分磁界データ（測定値）と楕円電流が発生させる磁界データ（計算値）とが一致し、心臓内の電気的活動を楕円電流によって完全にモデル化できていることを意味する。適合度Ｆにより、心臓内を旋回する電気的活動を楕円電流によってモデル化することが妥当であるかを評価することができる。

上記計算式は１例であり、磁界時系列データ（実測値）と楕円電流が発生させる磁場との間の合致度を算出することができるのであれば、その他計算式を用いることもできる。さらに算出した適合度Ｆを表示装置９によって画面表示することもできる。

＜実施の形態３＞
図１１は、表示装置９が表示する画面９００の１例を示す図である。画面９００は、位置表示欄９１０とパラメータ表示欄９２０を有する。位置表示欄９１０は、磁気センサ１１と楕円電流の位置関係を表示する。パラメータ表示欄９２０は、推定した楕円電流の数値パラメータを表示する。

位置表示欄９１０は、磁気センサ１１の位置を座標平面上に表示する。さらに推定した楕円電流の軌跡９１２と電流方向９１１を表示する。パラメータ表示欄９２０は、推定した楕円電流の中心のｘ座標９２１、ｙ座標９２２、ｚ座標９２３、方位角（θ）９２４、仰俯角（φ）９２５、半径９２６（真円でない場合は短径と直径）を表示する。これらの他に、電流値や適合度Ｆを表示することもできる。

位置表示欄９１０は、Ｘ線ＣＴ（ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）やＭＲＩ（ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅＩｍａｇｉｎｇ）によって取得した心臓の形態画像を表示することもできる。心臓画像を表示する際には、磁気センサ１１との間の相対位置や縮尺を適宜調整することができる。

＜実施の形態４＞
図１２は、本発明の実施形態４に係る磁界計測装置１の構成図である。本実施形態４に係る磁界計測装置１は実施形態１と概ね同様の構成を備えるが、第２演算装置２０と第２表示装置２１をさらに備える点が異なる。以下では主にこれら差異点について説明する。

演算装置８は、アンプフィルタユニット７から磁界時系列データを取得すると、これを第２演算装置２０へ引き渡す。以後の処理は第２演算装置２０が実施する。これにより演算装置８の処理負荷を抑制して磁界計測装置１を制御することに演算リソースを集中させることができる。

第２演算装置２０は、実施形態１で説明した演算装置８と同様の手順により楕円電流の数値パラメータを推定する。推定結果は第２表示装置２１上で画面９００と同様に表示してもよいし、推定結果を記述したデータを演算装置８に対して出力して表示装置９上で表示してもよい。演算装置８と第２演算装置２０との間のデータ送受信は適当な媒体（記憶媒体やネットワークなど）を介して実施すればよい。

図１３は、第２演算装置２０の動作を説明するフローチャートである。ステップＳ２０２〜Ｓ２０５は図３のステップＳ１０２〜Ｓ１０５と同様である。ステップＳ２０１において、第２演算装置２０は演算装置８から磁界時系列データを取得する。ステップＳ２０６において、第２演算装置２０は推定結果を第２表示装置２１または演算装置８に対して出力する。表示装置９または第２表示装置２１はこれを画面表示する。

＜本発明の変形例について＞
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

以上の実施形態において、楕円電流の数値パラメータを推定した結果を表示装置９または第２表示装置２１において画面表示することを説明したが、その他出力部によって推定結果を出力してもよい。例えば推定結果を記述したデータを記憶装置やネットワークに対して出力することができる。

以上の実施形態において、磁気センサ１１としては、磁気抵抗効果素子を用いたセンサや、光ポンピング磁束計を用いた磁気センサを用いることができる。また心臓以外の生体的な旋回する電気的活動を計測し、楕円電流によって模擬することもできる。磁気センサ素子としては、計測対象に応じて適切なものを用いればよい。

以上の実施形態において、磁気センサ１１として、胸壁１０に対して平行なｘ方向の磁界成分Ｂ_ｘとｙ方向の磁界成分Ｂ_ｙを経時的に計測する磁気センサを用いることもできる。この場合は、楕円電流が発生させるＸＹ方向の磁界と磁気センサ１１が計測したＸＹ方向の磁界を比較することにより、楕円電流の数値パラメータを推定することができる。ｚ方向の磁界成分を用いてｘｙ方向の磁界成分を算出することができる場合は、両者は実質的に同等のものであるといえる。

ステップＳ１０２〜Ｓ１０３に代えて、磁場計測データが記述している磁場のピーク間隔を特定することにより、電気的活動の周期を推定することもできる。例えば磁場のピークとして想定される値範囲内に含まれるピークを特定し、そのピーク間隔を算出することにより、周期を推定することができる。

上記各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部や全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）等の記録装置、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。例えば演算装置８や第２演算装置２０が実施する処理は、プログラムによって実装し、これをＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）が実行することにより実現することができる。

１：磁界計測装置
２：磁気シールドルーム
３：クライオスタット
４：ガントリ
５：ベッド
６：駆動回路
７：アンプフィルタユニット
８：演算装置
９：表示装置
１０：胸壁
１１：磁気センサ
１３：剣状突起
２０：第２演算装置
２１：第２表示装置

Claims

被験者の複数の位置における磁気をそれぞれ計測する複数の磁気センサ、
前記複数の磁気センサから計測結果として磁界時系列データを取得するデータ取得部、
前記磁界時系列データから前記被験者の旋回する生体的な電気的活動の旋回周期を算出するとともに１周期分の前記電気的活動と等価な楕円電流を特定する数値パラメータを算出する演算装置、
前記演算装置が算出した前記数値パラメータを出力する出力部、
を備えることを特徴とする磁界計測装置。
前記演算装置は、各前記磁気センサから取得した前記磁界時系列データに対して周波数解析を実施することにより前記磁気センサごとに前記磁界時系列データの周波数スペクトルを算出するとともに、各前記磁気センサの前記周波数スペクトルを合算し、
前記演算装置は、前記合算によって得られた周波数成分のうち直流成分を除くもののなかでパワーが最も高いものを、前記旋回周期として特定する
ことを特徴とする請求項１記載の磁界計測装置。
前記演算装置は、前記磁界時系列データが記述している磁場を前記旋回周期の１周期分積算するとともに、前記積算の結果と前記楕円電流が発生させる磁場とを比較することにより、前記数値パラメータを算出する
ことを特徴とする請求項２記載の磁界計測装置。
前記演算装置は、前記楕円電流を数学的に表す変数を変化させながら前記楕円電流が発生させる磁場を計算することを繰り返すことにより、前記楕円電流が発生させる磁場と前記積算の結果との間の差分を最小化し、
前記演算装置は、前記最小化によって得られた前記変数を前記数値パラメータとして特定する
ことを特徴とする請求項３記載の磁界計測装置。
前記数値パラメータは、前記楕円電流の中心座標、前記楕円電流の方位角、前記楕円電流の仰俯角、前記楕円電流の径を少なくとも含む
ことを特徴とする請求項１記載の磁界計測装置。
前記楕円電流は、真円経路を流れる電流または楕円経路を流れる電流であり、
前記演算装置は、前記楕円電流が真円経路を流れる電流である場合は、前記楕円電流の径として前記真円の半径または直径を算出し、
前記演算装置は、前記楕円電流が楕円経路を流れる電流である場合は、前記楕円電流の径として前記楕円の短径と長径を算出する
ことを特徴とする請求項１記載の磁界計測装置。
前記数値パラメータは、前記楕円電流が流れる方向、前記楕円電流の電流値、を少なくとも含む
ことを特徴とする請求項１記載の磁界計測装置。
前記演算装置は、前記楕円電流が発生させる磁場を計算するとともに、その計算結果と前記磁界時系列データが表す磁場との間の合致率を算出し、
前記出力部は、前記演算装置が算出した前記合致率を出力する
ことを特徴とする請求項１記載の磁界計測装置。
前記数値パラメータは、前記楕円電流の中心座標を少なくとも含み、
前記出力部は、前記数値パラメータとして前記中心座標を出力する
ことを特徴とする請求項１記載の磁界計測装置。
前記数値パラメータは、前記楕円電流の方位角、前記楕円電流の仰俯角、前記楕円電流の径を少なくとも含み、
前記出力部は、前記数値パラメータとして、前記方位角、前記仰俯角、前記径を出力する
ことを特徴とする請求項１記載の磁界計測装置。
前記演算装置は、前記数値パラメータとして、前記楕円電流の位置および形状を特定する変数、前記楕円電流が流れる方向を算出し、
前記出力部は、前記演算装置による算出結果に基づき、前記楕円電流の位置および形状と前記楕円電流が流れる方向を出力する
ことを特徴とする請求項１記載の磁界計測装置。
前記データ取得部は、各前記磁気センサが磁気を計測する位置と関連付けて前記磁界時系列データを取得し、
前記出力部は、各前記磁気センサの位置と前記楕円電流の位置および形状を同一座標系の下で出力する
ことを特徴とする請求項１記載の磁界計測装置。
複数の磁気センサを用いて被験者の複数の位置における磁気をそれぞれ計測した結果を表す磁界時系列データを取得するデータ取得ステップ、
前記磁界時系列データから前記被験者の旋回する生体的な電気的活動の旋回周期を算出するとともに１周期分の前記電気的活動と等価な楕円電流を特定する数値パラメータを算出する演算ステップ、
前記演算ステップにおいて算出した前記数値パラメータを出力する出力ステップ、
を有することを特徴とする磁界計測方法。
磁界を計測する処理をコンピュータに実行させる磁界計測プログラムであって、前記コンピュータに、
複数の磁気センサを用いて被験者の複数の位置における磁気をそれぞれ計測した結果を表す磁界時系列データを取得するデータ取得ステップ、
前記磁界時系列データから前記被験者の旋回する生体的な電気的活動の旋回周期を算出するとともに１周期分の前記電気的活動と等価な楕円電流を特定する数値パラメータを算出する演算ステップ、
前記演算ステップにおいて算出した前記数値パラメータを出力する出力ステップ、
を実行させることを特徴とする磁界計測プログラム。