(57)【要約】【課題】  被検者の四肢の生体磁場を検出する生体磁場検出装置を提供する。【解決手段】  生体磁場検出装置であって、内部に被検者の四肢の一部を保持可能に構成され、かつ電磁波を遮蔽する遮蔽部材と、前記遮蔽部材の内部に前記被検者の四肢の一部が保持されたときに、前記被検者の四肢の長手方向に応じた向きに配置される常温磁気センサとを有する。【選択図】図１
2020069350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に被検者の四肢の一部を保持可能に構成され、かつ電磁波を遮蔽する遮蔽部材と、
前記遮蔽部材の内部に前記被検者の四肢の一部が保持されたときに、前記被検者の四肢の長手方向に応じた向きに配置される常温磁気センサと
を有する生体磁場検出装置。
【請求項２】
前記常温磁気センサを内蔵するセンサモジュールと、
前記センサモジュールの先端が前記被検者の四肢の一部に対して押圧して接触するように、前記センサモジュールを保持する保持部と、
前記保持部を、前記被検者の四肢の一部に対して、前記被検者の四肢の長手方向に沿って移動させる移動部と
を有することを特徴とする請求項１に記載の生体磁場検出装置。
【請求項３】
前記センサモジュールは、更に、前記常温磁気センサが前記被検者の四肢の一部において発生する磁場を検出する際の位置を検出する位置センサを内蔵することを特徴とする請求項２に記載の生体磁場検出装置。
【請求項４】
前記被検者の四肢の一部と前記センサモジュールとの間に、アモルファス金属の箔を挟み込んだ可撓性フィルムが配置されることを特徴とする請求項２に記載の生体磁場検出装置。
【請求項５】
前記可撓性フィルムは、０．０１［Ｈｚ］から１［Ｈｚ］の周波数帯域の磁場を遮蔽する磁気シールド特性を有することを特徴とする請求項４に記載の生体磁場検出装置。
【請求項６】
前記遮蔽部材の内部空間を前記被検者の四肢の一部が含まれる第１の空間と、前記センサモジュールが含まれる第２の空間とにわける境界部材を有し、
前記境界部材の一部には、１［Ｈｚ］より高い周波数帯域の磁場を透過させるフィルタ機能が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の生体磁場検出装置。
【請求項７】
前記被検者に電気刺激を与える電気刺激装置を更に有することを特徴とする請求項１に記載の生体磁場検出装置。
【請求項８】
前記電気刺激装置は、前記被検者の四肢の一部とは異なる部位に対して、電気刺激を与えることを特徴とする請求項７に記載の生体磁場検出装置。
【請求項９】
前記電気刺激装置は、前記被検者の肘部正中神経に対して、電気刺激を与えることを特徴とする請求項８に記載の生体磁場検出装置。
【請求項１０】
前記常温磁気センサは、前記電気刺激装置が電気刺激を与えた際の、前記被検者の手のひらにおいて発生する磁場を検出することを特徴とする請求項９に記載の生体磁場検出装置。
【請求項１１】
前記電気刺激装置は、前記被検者の腓腹神経または脛骨神経に対して、電気刺激を与えることを特徴とする請求項８に記載の生体磁場検出装置。
【請求項１２】
前記被検者の四肢の一部における各組織の位置と、前記常温磁気センサにより検出された磁場とに基づいて、逆問題推定を行うことで、前記被検者の四肢の一部の神経に流れる電流の分布を算出する算出部を更に有することを特徴とする請求項１に記載の生体磁場検出装置。
【請求項１３】
前記被検者の四肢の一部を撮影した画像に前記電流の分布を可視化して重畳した重畳画像を表示する表示部を更に有することを特徴とする請求項１２に記載の生体磁場検出装置。
【請求項１４】
前記常温磁気センサは、光ポンピング原子磁気センサであり、前記光ポンピング原子磁気センサは、前記被検者の四肢の末端に向かう方向と、前記光ポンピング原子磁気センサの光伝播方向とが略平行となるように、前記センサモジュールに配置されることを特徴とする請求項２に記載の生体磁場検出装置。
【請求項１５】
前記保持部は、複数の前記センサモジュールを保持し、
複数の前記センサモジュールは、それぞれ、前記光ポンピング原子磁気センサの光伝播方向をＸ０、光伝播方向に略直交する方向をＹ０とし、隣接するセンサモジュール間の距離のうち、Ｘ０に平行な方向の距離をＸ、Ｙ０に平行な方向の距離をＹとした場合、前記保持部において、Ｘ＞Ｙとなるように配列されることを特徴とする請求項１４に記載の生体磁場検出装置。
【請求項１６】
前記常温磁気センサは、ＭＲセンサであることを特徴とする請求項１に記載の生体磁場検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体磁場検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、常温磁気センサを用いて生体磁場を検出することで、神経を流れる微弱電流を算出する生体磁場検出装置が知られている。例えば、下記特許文献１等では、光ポンピング原子磁気センサを用いて、被検者の頭部や胸部の磁場を検出する生体磁場検出装置が開示されている。当該生体磁場検出装置を用いれば、被検者の頭部や胸部の神経活動を可視化することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方で、生体磁場検出装置の検出対象を、被検者の他の部位（例えば、四肢等）にも適用できれば、当該部位固有の神経障害（例えば、手骨管障害、肘部管尺骨神経障害、糖尿病に起因する脚部の神経障害等）について、適切な診断ができるようになると考えられる。
【０００４】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、被検者の四肢の生体磁場を検出する生体磁場検出装置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】
本発明の各実施形態に係る生体磁場検出装置は、以下のような構成を有する。すなわち、
内部に被検者の四肢の一部を保持可能に構成され、かつ電磁波を遮蔽する遮蔽部材と、
前記遮蔽部材の内部に前記被検者の四肢の一部が保持されたときに、前記被検者の四肢の長手方向に応じた向きに配置される常温磁気センサとを有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の各実施形態によれば、被検者の四肢の生体磁場を検出する生体磁場検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】生体磁場検出装置の外観構成を示す第１の図である。
【図２】手根管の神経障害を診断する場合の作業の流れを説明するための第１の図である。
【図３】手根管の神経障害を診断する場合の作業の流れを説明するための第２の図である。
【図４】手根管の神経障害を診断する場合の作業の流れを説明するための第３の図である。
【図５】生体磁場検出装置のシステム構成を示す図である。
【図６】測定部及び駆動部の内部構成を示す第１の図である。
【図７】測定部内に被検体をセットした様子を示す図である。
【図８】保持部の詳細構成を示す第１の図である。
【図９】光ポンピング原子磁気センサの概略構成を示す図である。
【図１０】保持部におけるセンサモジュールの配置例を示す図である。
【図１１】可撓性フィルムの磁気シールド特性を示す図である。
【図１２】開閉機構部の機能を説明するための第１の図である。
【図１３】開閉機構部の機能を説明するための第２の図である。
【図１４】カメラ部の撮影例を示す図である。
【図１５】情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図１６】情報処理装置の機能構成の一例を示す図である。
【図１７】超音波データの具体例を示す図である。
【図１８】電気刺激を与える位置と、磁場を検出する位置との位置関係を示す図である。
【図１９】手根管の神経障害を診断する場合の作業フローを示す図である。
【図２０】磁場検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図２１】磁場データの具体例を示す図である。
【図２２】電流分布算出処理の流れを示すフローチャートである。
【図２３】電流分布の表示例を示す第１の図である。
【図２４】測定部及び駆動部の内部構成を示す第２の図である。
【図２５】保持部の詳細構成を示す第２の図である。
【図２６】保持部におけるセンサモジュールの配置例を説明するための図である。
【図２７】補助部材を説明するための図である。
【図２８】生体磁場検出装置の外観構成を示す第２の図である。
【図２９】脚部の神経障害を診断する場合の作業の流れの一部を示した図である。
【図３０】電流分布の表示例を示す第２の図である。
【図３１】肘部の神経障害を診断する場合の作業の流れの一部を示した図である。
【図３２】測定部及び駆動部の内部構成を示す第３の図である。
【図３３】保持部の詳細構成を示す第３の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の各実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【０００９】
［第１の実施形態］
＜生体磁場検出装置の外観構成＞
はじめに、第１の実施形態に係る生体磁場検出装置の外観構成について説明する。図１は、生体磁場検出装置の外観構成を示す第１の図である。図１に示すように、生体磁場検出装置１００は、測定部１１０ａと駆動部１１０ｂとを含む検出装置１１０と、超音波計測装置１２０と、発生部１３０ａと入力端１３０ｂとを含む電気刺激装置１３０と、情報処理装置１４０とを有する。
【００１０】
検出装置１１０は、被検体（第１の実施形態では、被検者の四肢の一部である、手のひら）において発生する磁場を検出する装置である。検出装置１１０の測定部１１０ａは、被検者の腕が挿入され、所定の位置に手のひらがセットされた状態で、手のひらにおいて発生する磁場を検出し、磁場データ（各時間における磁束密度のデータ群）を情報処理装置１４０に送信する。検出装置１１０の駆動部１１０ｂは、情報処理装置１４０からの指示に基づいて、測定部１１０ａ内の各部を駆動する。
【００１１】
なお、第１の実施形態では、図１に示す検出装置１１０の測定部１１０ａに対して、幅方向をｘ軸方向、奥行き方向をｙ軸方向、高さ方向をｚ軸方向とする。
【００１２】
超音波計測装置１２０は、超音波を送受信することで、手のひらの断面形状を計測する装置である。超音波計測装置１２０では、計測した超音波データを、情報処理装置１４０に送信する。
【００１３】
電気刺激装置１３０は、検出装置１１０の測定部１１０ａに、被検者の腕が挿入され、所定の位置に手のひらがセットされた状態で、被検者の所定の部位に電気刺激を与える装置である。
【００１４】
電気刺激装置１３０の発生部１３０ａは、情報処理装置１４０からの指示に基づき、入力端１３０ｂの電極に印加する電圧を発生する。電気刺激装置１３０の発生部１３０ａは、被検者の所定の部位に装着され、装着された部位に電圧を印加することで電気刺激を与える。
【００１５】
情報処理装置１４０は、超音波計測装置１２０から送信された超音波データを処理し、手のひら内の各組織（例えば、神経）の位置を算出する。また、情報処理装置１４０は、所定のタイミングで電気刺激装置１３０に指示を送信し、電気刺激装置１３０を駆動させる。
【００１６】
また、情報処理装置１４０は、測定部１１０ａ内の各部を駆動させるための指示を、検出装置１１０の駆動部１１０ｂに対して送信する。また、情報処理装置１４０は、検出装置１１０の測定部１１０ａから送信された磁場データを受信する。更に、情報処理装置１４０は、手のひら内の各組織の位置と、受信した磁場データとを用いて、被検者に電気刺激を与えた際の手のひらの電流分布を算出し、表示する。
【００１７】
このように、生体磁場検出装置１００では、被検者に電気刺激を与えた際の、手のひらの電流分布を算出して表示することができるため、医師等は、手のひらの手根管の神経障害について、適切に診断を行うことができる。
【００１８】
＜神経障害を診断する場合の作業の流れ＞
次に、生体磁場検出装置１００を用いて、手のひらの手根管の神経障害を診断する場合の作業の流れについて説明する。図２乃至図４は、手根管の神経障害を診断する場合の作業の流れを示す第１乃至第３の図である。
【００１９】
このうち、図２は、医師等が、超音波計測装置１２０を用いて、被検者２００の手のひらの断面形状を計測した様子を示している。図２に示すように、被検者２００の手のひらを超音波計測装置１２０を用いて計測することで、情報処理装置１４０では、被検者２００の手のひら内の各組織の位置を算出する。
【００２０】
図３（ａ）は、医師等が、被検者２００に対して、検出装置の測定部１１０ａに右腕を挿入するように誘導し、手のひらを測定部１１０ａ内の所定の位置にセットさせた様子を示している。
【００２１】
更に、図３（ａ）は、医師等が情報処理装置１４０を操作し、検出装置１１０の駆動部１１０ｂを駆動させたことで、測定部１１０ａ内に配されたカメラ部（不図示）が、手のひらを撮影した様子を示している。図３（ａ）に示すように、被検者２００の手のひらを撮影することで、情報処理装置１４０では画像データ３１０を表示する。
【００２２】
一方、図３（ｂ）は、医師等が、被検者２００の肘部（被検体である手のひらとは異なる部位）に、入力端１３０ｂを装着した様子を示している。入力端１３０ｂを装着した状態で、医師等が情報処理装置１４０を操作することで、発生部１３０ａが駆動し、被検者２００（例えば肘部正中神経）に電気刺激を与える。これにより、測定部１１０ａでは、手のひらにおいて発生する磁場を検出し、磁場データを情報処理装置１４０に送信する。
【００２３】
情報処理装置１４０では、手のひら内の各組織の位置と磁場データとを用いて、手のひらの電流分布を算出し、画像データ３１０に重畳することで、重畳画像データ３２０を生成し表示する。
【００２４】
図４は、医師等が、重畳画像データ３２０に基づいて、被検者２００の手のひらの手根管の神経障害を診断する様子を示している。図４に示すように、情報処理装置１４０に表示された重畳画像データ３２０を参照することで、医師等は、被検者２００の手根管の神経障害を適切に診断することができる。
【００２５】
＜生体磁場検出装置のシステム構成＞
次に、生体磁場検出装置１００のシステム構成について説明する。図５は、生体磁場検出装置のシステム構成の一例を示す図である。
【００２６】
図５に示すように、第１の実施形態に係る生体磁場検出装置１００において、測定部１１０ａ内には、センサモジュール５１０、カメラ部５１１、ＭＩセンサ部５１２、コイル部５１３、保持部５１４が備えられている。
【００２７】
センサモジュール５１０は、光ホッピング原子磁気センサと位置センサとを内蔵し、所定の位置にセットされた手のひらに対して、先端を押圧して接触させた状態で、手のひらにおいて発生する磁場を検出する。また、センサモジュール５１０は、磁場を検出した際の位置を、内蔵する位置センサが検出する。更に、センサモジュール５１０は、検出した磁場データ及び位置データを、情報処理装置１４０の信号処理部５４０に送信する。
【００２８】
なお、図５では、センサモジュール５１０を１個のみ示しているが、第１の実施形態において、測定部１１０ａには、ｙ軸方向に３個のセンサモジュールが配列されているものとする。
【００２９】
カメラ部５１１は、所定の位置にセットされた手のひらを撮影し、画像データを情報処理装置１４０の信号処理部５４０に送信する。
【００３０】
ＭＩセンサ部５１２は、磁気インピーダンス素子（Magneto-Impedance element）を利用した磁場計測センサであり、測定部１１０ａ内の磁場を計測する。ＭＩセンサ部５１２は、計測した内部磁場データを、情報処理装置１４０の制御部５４２に送信する。
【００３１】
コイル部５１３には、電流発生部５１５により制御された電流が流れる。これにより、測定部１１０ａ内の磁場を、５０［ｎＴ］以下にしている。
【００３２】
保持部５１４は、センサモジュール５１０を保持する部材である。なお、保持部５１４は、所定の位置にセットされた手のひらに対して、センサモジュール５１０の先端が押圧して接触するようにセンサモジュール５１０を保持する。
【００３３】
また、保持部５１４は、測定部１１０ａ内をｘ軸方向に移動できるように取り付けられている。これにより、保持部５１４は、センサモジュール５１０の先端を、所定の位置にセットされた手のひらに対して押圧して接触させながら、ｘ軸方向に移動することができる。
【００３４】
また、図５に示すように、第１の実施形態に係る生体磁場検出装置１００において、駆動部１１０ｂ内には、電流発生部５１５、移動部５１６、検出部５１７が備えられている。
【００３５】
電流発生部５１５は、ＭＩセンサ部５１２により計測された内部磁場データに基づいて、情報処理装置１４０の制御部５４２において算出された電流値を取得し、取得した電流値に基づきコイル部５１３に流れる電流を制御する。
【００３６】
移動部５１６は、保持部５１４をｘ軸方向に移動させるための機構であり、情報処理装置１４０の制御部５４２からの指示に基づいて、保持部５１４をｘ軸方向に所定量ずつ、移動させる。検出部５１７は、移動部５１６によりｘ軸方向に移動された保持部５１４の位置を検出する。
【００３７】
また、図５に示すように、超音波計測装置１２０は、超音波測定部５２０を有する。超音波測定部５２０は、医師等から超音波計測開始の指示が入力されると、計測を開始し、超音波データを情報処理装置１４０の信号処理部５４０に送信する。
【００３８】
また、図５に示すように、発生部１３０ａは、電気刺激制御部５３０を有する。電気刺激制御部５３０は、情報処理装置１４０の制御部５４２からの指示に基づき、入力端１３０ｂに配された電極に印加する電圧を発生する。
【００３９】
また、図５に示すように、情報処理装置１４０は、信号処理部５４０、制御部５４２、表示制御部５４３を有する。
【００４０】
信号処理部５４０は、超音波測定部５２０から送信された超音波データに基づいて、被検者２００の手のひら内の各組織の位置を算出し、データ格納部５４１に格納する。また、信号処理部５４０は、カメラ部５１１から送信された画像データを、データ格納部５４１に格納する。更に、信号処理部５４０は、データ格納部５４１に格納された手のひら内の各組織の位置と、センサモジュール５１０から送信された磁場データ及び位置データとを用いて、手のひらの電流分布を算出し、電流分布データをデータ格納部５４１に格納する。
【００４１】
制御部５４２は、医師等により入力された撮影指示を、表示制御部５４３を介して受信し、カメラ部５１１に対して指示を送信する。また、制御部５４２は、ＭＩセンサ部５１２により計測された内部磁場データに基づいて電流値を算出し、電流発生部５１５に送信する。また、制御部５４２は、医師等により入力された電流分布生成開始の指示を、表示制御部５４３を介して受信し、電流発生部５１５、移動部５１６、電気刺激制御部５３０に対して指示を送信する。
【００４２】
更に、制御部５４２は、所定の位置でセンサモジュール５１０が手のひらにおいて発生した磁場を検出すると、センサモジュール５１０を次の位置に移動させるための指示を、移動部５１６に送信する。
【００４３】
表示制御部５４３は、医師等により電流分布生成開始の指示が入力されると、制御部５４２に通知する。また、表示制御部５４３は、電流分布生成開始の指示が通知されたことに応じてデータ格納部５４１に格納された、電流分布データを読み出し、可視化したうえで、データ格納部５４１に格納された画像データに重畳して表示する。
【００４４】
＜測定部及び駆動部の内部構成＞
次に、測定部１１０ａ及び駆動部１１０ｂの内部構成について説明する。図６は、測定部及び駆動部の内部構成を示す第１の図である。図６に示すように、測定部１１０ａは、電磁波を遮蔽する遮蔽部材６００により覆われたボックス形状を有している。遮蔽部材６００は、例えば、パーマロイの平板（厚さ１ｍｍ程度）を折り曲げて加工することでボックス形状を実現している。また、測定部１１０ａ内の残留磁場を、５０［ｎＴ］以下とするために、遮蔽部材６００に用いられるパーマロイは、３層構造により形成されている。
【００４５】
測定部１１０ａの内部空間は、手のひらがセットされる第１の空間６１０と、センサモジュール５１０（図６において不図示）を保持する保持部５１４が配される第２の空間６３０とに分けられている。また、第１の空間６１０と第２の空間６３０との間には、境界部材６２０が設けられている。
【００４６】
図６に示すように、第１の空間６１０には、複数のコイル部５１３が配される。また、第１の空間６１０には、ＭＩセンサ部５１２が配される。また、第１の空間６１０には、被検者２００が第１の空間６１０内に腕を挿入するための開口部（図６において不図示）が設けられており、開口部の周辺には、開閉機構部６０１が配されている。
【００４７】
一方、第２の空間６３０には、カメラ部５１１、コイル部５１３、保持部５１４が配される。保持部５１４はシャフトの一端に連結されており、駆動部１１０ｂ内に配された移動部５１６がシャフトの他端をｘ軸方向に動作させることで、保持部５１４は、ｘ軸方向に移動する。
【００４８】
境界部材６２０は、例えば、パーマロイにより構成される。また、境界部材６２０の中央位置付近には、開口部が設けられており、開口部には、可撓性フィルム６２１が固定されている。可撓性フィルム６２１が固定された開口部は、第１の空間６１０内において手のひらがセットされる位置であり、保持部５１４に保持されたセンサモジュール５１０の先端は、可撓性フィルム６２１を介して、第１の空間６１０内にセットされた手のひらに接触する。
【００４９】
可撓性フィルム６２１は、保持部５１４内のセンサモジュール５１０によって押圧されることで、被検体の表面形状に沿って変形する。また、可撓性フィルム６２１は、保持部５１４がｘ軸方向に動作することで、センサモジュール５１０の先端が、可撓性フィルム６２１を介して被検体に接触しながら滑らかに移動できるよう、滑動性の高いテフロン（登録商標）フィルム等で構成される。あるいは、可撓性フィルム６２１は、アモルファス金属の箔の表裏がＰＥＴフィルムによって加工された磁気シールドフィルム（アモルファス金属の箔を挟み込んだ磁気シールドフィルム）等で構成されてもよい。
【００５０】
＜測定部内の被検体のセット例＞
次に、測定部１１０ａ内に手のひらをセットした場合の、各部との位置関係について説明する。図７は、測定部内に手のひらをセットした様子を示す図である。図７に示すように、被検者２００は、第１の空間６１０に設けられた開口部から腕を挿入することで、手のひら７００を、可撓性フィルム６２１が固定された位置にセットする。
【００５１】
後述するように、手のひら７００がセットされた状態で、開口部の周辺に設けられた開閉機構部６０１が閉状態となるため、第１の空間６１０は密閉される。このように、測定部１１０ａの遮蔽部材６００は、内部に、被検者２００の手のひら７００をセット可能（保持可能）に構成されている。また、手のひら７００がセットされた状態で、カメラ部５１１は、手のひら７００を撮影することができる。更に、手のひら７００がセットされた状態で、保持部５１４がｘ軸方向に駆動することで、保持部５１４内のセンサモジュール５１０は、手のひら７００のｘ軸方向の各位置で、手のひら７００において発生した磁場を検出することができる。
【００５２】
＜保持部の詳細構成＞
次に、測定部１１０ａ内の保持部５１４の詳細構成について説明する。図８は、測定部内の保持部の詳細構成を示す第１の図である。図８に示すように、保持部５１４において、センサモジュール５１０は、弾性部材８０１（例えば、ばね）を介して、支持台８０２に支持されている。また、支持台８０２は、保持部５１４に固定されている。
【００５３】
このように、弾性部材８０１を介して支持されることで、センサモジュール５１０の先端を、手のひら７００に対して、押圧して接触させることができる。
【００５４】
なお、上述したとおり、センサモジュール５１０は、光ポンピング原子磁気センサ及び位置センサを内蔵しており、保持部５１４内においてｙ軸方向に複数配列されている。
【００５５】
＜光ポンピング原子磁気センサの概略構成＞
次に、センサモジュール５１０に内蔵された光ポンピング原子磁気センサの概略構成について説明する。図９は、光ポンピング原子磁気センサの概略構成を示す図である。図９に示すように、光ポンピング原子磁気センサは、ルビジウム原子のガスセルに、レーザビームを入射し、ガスセルを透過したレーザビームを、光検出器で検出する。ガスセルを透過するレーザビームは、Ｙ０軸方向またはＺ０軸方向に発生した磁場の大きさに応じて、吸収されるため、Ｙ０軸方向またはＺ０軸方向に磁場が発生すると、光検出器で検出されるレーザビームの強度は低下する。
【００５６】
このため磁場が発生していない状態で、光検出器で検出されたレーザビームの強度と、磁場が発生している状態で、光検出器で検出されたレーザビームの強度とを対比することで、磁場の大きさを算出することができる。なお、ガスセルの周囲には、コイルが巻かれており、適切な交流電流が印加される。
【００５７】
このように、光ポンピング原子磁気センサは、レーザビームの入射方向（光伝播方向）と略直交する方向の磁場を検出することができる。本実施形態では、レーザビームの入射方向と略平行な方向を、Ｘ０軸方向とし、レーザビームの入射方向と略直交する方向を、それぞれ、Ｙ０軸方向、Ｚ０軸方向とおく。
【００５８】
＜保持部におけるセンサモジュールの配置例＞
次に、保持部５１４におけるセンサモジュールの配置例について説明する。図１０は、保持部におけるセンサモジュールの配置例を示す図である。上述したように、保持部５１４内には３個のセンサモジュール（図１０の例では、センサモジュール５１０＿１〜５１０＿３）がｙ軸方向に配列されている。
【００５９】
また、図１０に示すように、センサモジュール５１０＿１〜５１０＿３は、それぞれ、先端部付近に、ガスセル１０２１〜１０２３を内蔵している。ここで、手のひら７００が所定の位置にセットされた状態において、手のひら７００の手根管の神経１０１０は、ｙｚ平面に略直交する方向に走行することになる。
【００６０】
そして、神経１０１０に、紙面手前から奥に向かって電流が流れると、ｙｚ平面には、矢印１０００方向に磁場が発生することになる。この結果、ガスセル１０２１〜１０２３の位置には、矢印１００１〜１００３で示す方向に、磁場が発生することになる。
【００６１】
上述したとおり、光ポンピング原子磁気センサは、レーザビームの入射方向と略直交する方向の磁場を検出する。このため、センサモジュール５１０＿１〜５１０＿３に光ポンピング原子磁気センサを内蔵させるにあたっては、光ポンピング原子磁気センサのＹ０Ｚ０平面と、測定部１１０ａのｙｚ平面とが平行になるように配置することが望ましい。
【００６２】
換言すると、センサモジュール５１０＿１〜５１０＿３に光ポンピング原子磁気センサを内蔵させるにあたっては、レーザビームの入射方向が、測定部１１０ａのｘ軸方向と略平行となるように配置することが望ましい。
【００６３】
これにより、センサモジュール５１０＿１〜５１０＿３では、手のひら７００が所定の位置にセットされた状態において、手のひら７００の神経１０１０に電流が流れることで発生する磁場を、感度よく検出することができる。
【００６４】
＜可撓性フィルムの磁気シールド特性＞
次に、可撓性フィルム６２１の磁気シールド特性について説明する。図１１は、可撓性フィルムの磁気シールド特性を示す図である。図１１において、横軸は周波数を示し、縦軸は磁場の透過率を示している。
【００６５】
図１１に示すように、境界部材６２０に固定される可撓性フィルム６２１は、１［Ｈｚ］より高い周波数帯域の磁場が透過するように構成されている（０．０１［Ｈｚ］から１［Ｈｚ］の周波数帯域の磁場を遮蔽するフィルタ機能を有する）。これにより、センサモジュール５１０＿１〜５１０＿３は、可撓性フィルム６２１を介して被検体７００に接触させた場合であっても、手のひら７００の神経１０１０に電流が流れることで発生する磁場（１００［Ｈｚ］以上）を、感度よく検出することができる。
【００６６】
＜開閉機構部の説明＞
次に、遮蔽部材６００に設けられた開口部（第１の空間６１０内に被検者２００が腕を挿入するために設けられた開口部）の周辺に配された、開閉機構部６０１について説明する。
【００６７】
図１２は、開閉機構部の機能を説明するための第１の図であり、測定部１１０ａをｘ軸方向から見た様子を示している。このうち、図１２（ａ）は、開閉機構部６０１が開状態の場合を示している。図１２（ａ）に示すように、開閉機構部６０１が開状態の場合、遮蔽部材６００に設けられた開口部１２１０に対して、被検者２００が腕を挿入するための挿入口１２２０は一定面積以上となる。これにより、被検者２００は、第１の空間６１０内に容易に腕を挿入することができる。
【００６８】
一方、図１２（ｂ）は、開閉機構部６０１が閉状態の場合を示している。図１２（ｂ）に示すように、開閉機構部６０１が閉状態の場合、遮蔽部材６００に設けられた開口部１２１０に対して、挿入口１２２０が絞られる。これにより、被検者２００が第１の空間６１０内に腕を挿入した状態で、第１の空間６１０内を密閉することができる。
【００６９】
図１３は、開閉機構部の機能を説明するための第２の図であり、測定部１１０ａをｙ軸方向から見た様子を示している。このうち、図１３（ａ）は、開閉機構部６０１が開状態で、被検者２００が腕を挿入する様子を示している。
【００７０】
一方、図１３（ｂ）は、開閉機構部６０１が閉状態で、被検者２００が腕を挿入した後の様子を示している。図１３（ｂ）に示すように、開閉機構部６０１は閉状態において、被検者２００の腕の一部を把持する。なお、開閉機構部６０１が把持する部分は、被検者２００の各部位のうち、筋肉よりも骨の構成比率が高い部位（例えば、手首）であることが望ましい。筋肉よりも骨の構成比率が高い部位の方が、透磁率が高いからである。
【００７１】
＜カメラ部による撮影例＞
次に、測定部１１０ａ内に配されたカメラ部５１１により撮影された、手のひら７００の撮影例について説明する。図１４は、カメラ部の撮影例を示す図である。図６に示したように、カメラ部５１１は、第２の空間６３０内において、境界部材６２０の開口部の下側に配され、可撓性フィルム６２１が固定された位置に手のひら７００がセットされた状態で撮影を行う。
【００７２】
これにより、カメラ部５１１は、境界部材６２０の開口部に位置する手のひら７００の一部を、可撓性フィルム６２１を介して撮影することができる（図１４参照）。
【００７３】
＜情報処理装置のハードウェア構成＞
次に、情報処理装置１４０について説明する。図１５は、情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図１５に示すように、情報処理装置１４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１５０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５０３を有する。ＣＰＵ１５０１、ＲＯＭ１５０２、ＲＡＭ１５０３は、いわゆるコンピュータを形成する。
【００７４】
また、情報処理装置１４０は、補助記憶装置１５０４、表示装置１５０５、操作装置１５０６、Ｉ／Ｆ（Interface）装置１５０７、ドライブ装置１５０８を有する。なお、情報処理装置１４０の各ハードウェアは、バス１５０９を介して相互に接続されている。
【００７５】
ＣＰＵ１５０１は、補助記憶装置１５０４にインストールされている各種プログラム（例えば、上述した信号処理部５４０、制御部５４２、表示制御部５４３を実現するためのプログラム（情報処理プログラムと称す）等）を実行する演算デバイスである。
【００７６】
ＲＯＭ１５０２は、不揮発性メモリである。ＲＯＭ１５０２は、補助記憶装置１５０４にインストールされている各種プログラムをＣＰＵ１５０１が実行するために必要な各種プログラム、データ等を格納する主記憶デバイスとして機能する。具体的には、ＲＯＭ１５０２はＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）やＥＦＩ（Extensible Firmware Interface）等のブートプログラム等を格納する、主記憶デバイスとして機能する。
【００７７】
ＲＡＭ１５０３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の揮発性メモリである。ＲＡＭ１５０３は、補助記憶装置１５０４にインストールされている各種プログラムがＣＰＵ１５０１によって実行される際に展開される作業領域を提供する、主記憶デバイスとして機能する。
【００７８】
補助記憶装置１５０４は、各種プログラムや、各種プログラムが実行されることで取得される情報を格納する補助記憶デバイスである。例えば、データ格納部５４１は、補助記憶装置１５０４において実現される。
【００７９】
表示装置１５０５は、各種画像データ（画像データ３１０、重畳画像データ３２０等）を表示する表示デバイスである。操作装置１５０６は、医師等が情報処理装置１４０に対して各種指示を入力する入力デバイスである。Ｉ／Ｆ装置１５０７は、超音波計測装置１２０、検出装置１１０、電気刺激装置１３０等と接続され、情報処理装置１４０が、各装置との間で通信を行うための通信デバイスである。
【００８０】
ドライブ装置１５０８は記録媒体１５１０をセットするためのデバイスである。ここでいう記録媒体１５１０には、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等のように情報を光学的、電気的あるいは磁気的に記録する媒体が含まれる。また、記録媒体１５１０には、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等のように情報を電気的に記録する半導体メモリ等が含まれていてもよい。
【００８１】
なお、補助記憶装置１５０４にインストールされる各種プログラムは、例えば、配布された記録媒体１５１０がドライブ装置１５０８にセットされ、該記録媒体１５１０に記録された各種プログラムが読み出されることでインストールされる。あるいは、補助記憶装置１５０４にインストールされる各種プログラムは、不図示のネットワークよりダウンロードされることでインストールされてもよい。
【００８２】
＜情報処理装置の機能構成の詳細＞
次に、情報処理装置１４０の機能構成の詳細について説明する。図１６は、情報処理装置の機能構成の詳細を示す図である。
【００８３】
図１６に示すように、信号処理部５４０は、超音波データ取得部１６０１、画像データ取得部１６０２、磁場データ取得部１６０３、電流分布算出部１６０４を有する。
【００８４】
超音波データ取得部１６０１は、超音波測定部５２０から送信された超音波データを取得し、取得した超音波データに基づいて、被検者２００の手のひら内の各組織の位置を算出し、データ格納部５４１に格納する。
【００８５】
画像データ取得部１６０２は、カメラ部５１１から送信された画像データを取得し、取得した画像データを、データ格納部５４１に格納する。
【００８６】
磁場データ取得部１６０３は、センサモジュール５１０＿１〜５１０＿３から送信された磁場データを取得し、データ格納部５４１に格納する。
【００８７】
電流分布算出部１６０４は、データ格納部５４１に格納された手のひら内の各組織の位置と、磁場データとを用いて、手のひらの電流分布を算出する。電流分布算出部１６０４は、算出した電流分布データをデータ格納部５４１に格納する。
【００８８】
また、図１６に示すように、制御部５４２は、撮影制御部１６１１、磁場調整部１６１２、位置制御部１６１３、タイミング制御部１６１４を有する。
【００８９】
撮影制御部１６１１は、表示制御部５４３の操作受付部１６２１から撮影指示を受信すると、カメラ部５１１に撮影指示を送信する。
【００９０】
磁場調整部１６１２は、表示制御部５４３の操作受付部１６２１より、電流分布生成開始の指示を受信すると、ＭＩセンサ部５１２により計測された内部磁場データを取得し、コイル部５１３に流す電流の電流値を算出し、電流発生部５１５に送信する。
【００９１】
位置制御部１６１３は、表示制御部５４３の操作受付部１６２１より、電流分布生成開始の指示を受信すると、デフォルトの位置に保持部５１４を移動させるための指示を、移動部５１６に送信する。また、位置制御部１６１３は、保持部５１４のｘ軸方向の位置を制御するための指示を、移動部５１６に送信する。具体的には、位置制御部１６１３は、ｘ軸方向の所定の位置でセンサモジュール５１０＿１〜５１０＿３が磁場を検出すると、センサモジュール５１０を次の位置に移動させるための指示を、移動部５１６に送信する。
【００９２】
また、位置制御部１６１３は、所定の移動範囲を保持部５１４が移動するよう、移動部５１６を制御する。
【００９３】
タイミング制御部１６１４は、表示制御部５４３の操作受付部１６２１より、電流分布生成開始の指示を受信すると、所定のタイミングで、電気刺激制御部５３０に対して指示を送信する。
【００９４】
更に、図１６に示すように、表示制御部５４３は、操作受付部１６２１、電流分布表示部１６２２を有する。
【００９５】
操作受付部１６２１は、撮影指示が入力されると、撮影制御部１６１１に撮影指示を通知する。また、操作受付部１６２１は、医師等により電流分布生成開始の指示が入力されると、磁場調整部１６１２、位置制御部１６１３、タイミング制御部１６１４に通知する。
【００９６】
電流分布表示部１６２２は、データ格納部５４１に格納された電流分布データを可視化するとともに、データ格納部５４１に格納された画像データを読み出し、可視化した電流分布データを重畳し、重畳画像データを表示する。
【００９７】
＜超音波データの具体例＞
次に、超音波データ取得部１６０１が取得する超音波データの具体例について説明する。図１７は、超音波データの具体例を示す図である。図１７において、超音波データ１７００は、手のひら７００の破線で示す位置において超音波計測装置１２０により計測された超音波データ（Ａ−Ａ断面画像）を示している。
【００９８】
超音波データ取得部１６０１では、図１７に示す超音波データ１７００において、各組織を特定することで、手のひら７００内の各組織の位置座標（３次元の位置座標）を算出する。
【００９９】
＜電気刺激を与える位置と磁場を検出する位置との位置関係＞
次に、電気刺激装置１３０の入力端１３０ｂが装着されることで、被検者２００に対して電気刺激が与えられる位置と、センサモジュール５１０＿１〜５１０＿３が、磁場を検出する位置との位置関係について説明する。
【０１００】
図１８は、電気刺激を与える位置と、磁場を検出する位置との位置関係を示す図である。図１８に示すように、電気刺激装置１３０の入力端１３０ｂは、被検者２００の腕の一部であって、測定部１１０ａの外側に位置する部位（手のひらとは異なる部位）に装着される。このように、測定部１１０ａの外側に位置する部位に対して電気刺激を与えるのは、電気刺激を与えたことにより発生する電磁波が、センサモジュール５１０＿１〜５１０＿３に対して影響を与えることがないようにするためである。
【０１０１】
一方、手のひら７００は、測定部１１０ａ内の所定の位置にセットされ、当該位置において、センサモジュール５１０＿１〜５１０＿３により磁場が検出される。このため、電気刺激を与える位置と磁場を検出する位置との間の距離は"Ｌ"となる。
【０１０２】
換言すると、電気刺激の影響をなくすように入力端１３０ｂを測定部１１０ａの外側に位置する部位に装着したことで、電気刺激が与えられてから、センサモジュール５１０＿１〜５１０＿３が磁場を検出するまでには、距離Ｌ分の時間差が生じることになる。
【０１０３】
＜診断作業の説明＞
次に、医師等が生体磁場検出装置１００を用いて、被検者２００の手根管の神経障害を診断する際の、診断作業について説明する。図１９は、手根管の神経障害を診断する場合の作業フローを示す図である。
【０１０４】
ステップＳ１９０１において、医師等は、超音波計測装置１２０を用いて、被検者２００の手のひらに対して、超音波計測を行う。これにより、超音波計測装置１２０から情報処理装置１４０に超音波データが送信される。
【０１０５】
ステップＳ１９０２において、情報処理装置１４０の超音波データ取得部１６０１は、被検者２００の超音波データを処理し、被検者２００の手のひら内の各組織の位置を算出する。
【０１０６】
ステップＳ１９０３において、医師等は、測定部１１０ａ内に腕を挿入するよう被検者２００を促し、被検者２００の手のひらを、所定の位置にセットさせる。
【０１０７】
ステップＳ１９０４において、医師等は、電気刺激装置１３０の入力端１３０ｂを、被検者２００の腕に装着する。
【０１０８】
ステップＳ１９０５において、医師等は、情報処理装置１４０を操作することで、撮影指示を入力し、カメラ部５１１を駆動させる。これにより、カメラ部５１１では、所定の位置にセットされた被検者２００の手のひらを撮影し、画像データを情報処理装置１４０に送信する。
【０１０９】
ステップＳ１９０６において、情報処理装置１４０の画像データ取得部１６０２は、被検者２００の手のひらの画像データを取得する。
【０１１０】
ステップＳ１９０７において、医師等は、情報処理装置１４０を操作することで、電流分布生成開始の指示を入力する。
【０１１１】
ステップＳ１９０８において、磁場調整部１６１２は、ＭＩセンサ部５１２により計測された内部磁場データを取得し、電流値を算出する。また、電流発生部５１５は、算出された電流値の電流をコイル部５１３に流すことで、測定部１１０ａ内の磁場を、５０［ｎＴ］以下にする。
【０１１２】
ステップＳ１９０９において、生体磁場検出装置１００を構成する各部が、磁場検出処理を実行する。磁場検出処理の詳細は後述する。
【０１１３】
ステップＳ１９１０において、情報処理装置１４０が、電流分布算出処理を実行する。電流分布算出処理の詳細は後述する。
【０１１４】
ステップＳ１９１１において、電流分布表示部１６２２は、被検者２００の手のひらの電流分布データを可視化し、画像データに重畳して重畳画像データを表示する。
【０１１５】
ステップＳ１９１２において、医師等は、可視化された電流分布データが重畳された重畳画像データに基づいて、被検者２００の手根管の神経障害について診断を行う。
【０１１６】
＜磁場検出処理の詳細＞
次に、磁場検出処理（ステップＳ１９０９）の詳細について説明する。図２０は、磁場検出処理の流れを示すフローチャートである。
【０１１７】
ステップＳ２００１において、センサモジュール５１０＿１〜５１０＿３に内蔵された位置センサは、現在のセンサモジュール５１０＿１〜５１０＿３の位置を測定し、位置データを取得する。
【０１１８】
ステップＳ２００２において、センサモジュール５１０＿１〜５１０＿３は、それぞれ、磁場の検出を開始する。
【０１１９】
ステップＳ２００３において、電気刺激装置１３０は、被検者２００に対して電気刺激を与える。
【０１２０】
ステップＳ２００４において、センサモジュール５１０＿１〜５１０＿３は、磁場の検出を停止し、磁場データ取得部１６０３は、磁場データを取得する。
【０１２１】
ステップＳ２００５において、磁場データ取得部１６０３は、取得した磁場データを位置データとともにデータ格納部５４１に格納する。このとき、磁場データ取得部１６０３は、既に格納されている磁場データに、今回取得した磁場データを同期加算する。
【０１２２】
ステップＳ２００６において、位置制御部１６１３は、保持部５１４の移動が必要か否かを判定する。予め定められた移動範囲を保持部５１４が移動していない場合には、保持部５１４の移動が必要と判定し（ステップＳ２００６においてＹｅｓと判定し）、ステップＳ２００７に進む。
【０１２３】
ステップＳ２００７において、位置制御部１６１３は、保持部５１４を、ｘ軸方向（被検者２００の手のひらの神経が走行している方向（長手方向））に所定距離（例えば、５［ｍｍ］）だけ移動させ、ステップＳ２００１に戻る。
【０１２４】
一方、予め定められた移動範囲を保持部５１４が移動しており、ステップＳ２００６において、保持部５１４の移動が必要ないと判定された場合には（ステップＳ２００６においてＮｏの場合には）、ステップＳ２００８に進む。
【０１２５】
ステップＳ２００８において、位置制御部１６１３は、保持部５１４を、退避の位置に移動させた後、ステップＳ１９１０に戻る。
【０１２６】
＜磁場データの具体例＞
次に、磁場検出処理（ステップＳ１９０９）が実行されることで、磁場データ取得部１６０３において取得される磁場データの具体例について説明する。図２１は、磁場データの具体例を示す図である。図２１において、横軸は時間を表し、縦軸は磁束密度を表している。なお、横軸において、０［ｍｓｅｃ］とは、電気刺激装置１３０により被検者２００に対して電気刺激が与えられたタイミングを示している。
【０１２７】
なお、本実施形態において、光ポンピング原子磁気センサのサンプリング周期は５［ｍｓｅｃ］である。また、本実施形態において、電気刺激装置１３０による電気刺激は、１０［Ｈｚ］である。
【０１２８】
図２１（ａ）〜（ｃ）に示すように、磁束密度がピークとなる時間が、５〜１０［ｍｓｅｃ］付近となるのは、電気刺激が与えられてから、センサモジュール５１０〜５１０＿３が磁場を検出するまでに、距離Ｌ分の時間差が生じるためである。換言すると、磁場データの横軸の各時間は、手のひらのｘ軸方向の各位置（位置センサにより測定される位置データ）に対応する。
【０１２９】
磁場データ取得部１６０３では、保持部５１４の移動範囲内の各位置で検出された磁場データを、電気刺激が与えられたタイミングが一致するように、同期加算する。これにより、各時間での磁束密度が所定値以上となる磁場データを生成することができ、電流分布を算出する際の空間分解能を向上させることができる。
【０１３０】
＜電流分布算出処理の詳細＞
次に、電流分布算出処理（ステップＳ１９１０）の詳細について説明する。図２２は、電流分布算出処理の流れを示すフローチャートである。
【０１３１】
ステップＳ２２０１において、電流分布算出部１６０４は、データ格納部５４１から、同期加算された磁場データを読み出す。なお、電流分布算出部１６０４は、磁場データの各時間に対応する位置データも合わせて読み出す。
【０１３２】
ステップＳ２２０２において、電流分布算出部１６０４は、時間Ｔに、"Ｔ０"を入力する。"Ｔ０"は、電流分布を算出するｘ軸方向の範囲のうち、電気刺激を与えた位置に一番近い位置（分布算出開始位置）に対応する。具体的には、時間"Ｔ０"は、電気刺激を与えた位置から、分布算出開始位置までの距離を、電流が流れるのにかかる時間に対応する。
【０１３３】
ステップＳ２２０３において、電流分布算出部１６０４は、データ格納部５４１から、超音波データに基づいて算出された被検者２００の手のひら内の各組織の位置を読み出す。
【０１３４】
ステップＳ２２０４において、電流分布算出部１６０４は、磁場データと、各組織の位置とに基づいて、逆問題推定を行う。
【０１３５】
ここで、各組織の位置のうち神経の位置（３次元位置座標）をｒｓ、センサモジュール５１０に内蔵された光ポンピング原子磁気センサの位置データ（３次元位置座標）をｒｄ、時間Ｔにおける磁束密度をφ（ｒｄ）とおく。この場合、磁束密度φ（ｒｄ）は、神経を流れる電流の電流値φ（ｒｓ）を用いて以下のように表すことができる。
【０１３６】
【数１】
2020069350.tif 000003
なお、Ａ（ｒ）は、３次元位置座標ｒでの感度分布である。電流分布算出部１６０４では、手のひら内の各組織の位置と、各組織の透磁率とから透磁率分布を仮定することで、手のひら内の神経に電流が流れた際の磁場分布を求めるシミュレーションを行う。これにより、電流分布算出部１６０４では、感度分布Ａ（ｒ）を求めることができる。
【０１３７】
また、電流分布算出部１６０４では、求めた感度分布Ａ（ｒ）と、磁束密度φ（ｒｄ）とを用いて、電流値φ（ｒｓ）を算出することで、電流分布を推定する。電流分布算出部１６０４では、電流分布を推定するにあたり、Ｌ２ノルム正則化という逆問題の推定方法を用いる。
【０１３８】
ステップＳ２２０５において、電流分布算出部１６０４は、電流分布を算出するｘ軸方向の範囲すべて（分布算出開始位置から分布算出終了位置までの間の各位置）について、電流分布を算出したか否かを判定する。ステップＳ２２０５において、電流分布を算出していない位置があると判定された場合には（ステップＳ２２０５においてＮｏの場合には）、ステップＳ２２０６に進む。
【０１３９】
ステップＳ２２０６において、電流分布算出部１６０４は、時間Ｔに算出間隔ｔを加算し、ステップＳ２２０４に戻る。なお、算出間隔ｔは、例えば、５［ｍｓｅｃ］とする。
【０１４０】
一方、ステップＳ２２０５において、電流分布を算出するｘ軸方向の範囲すべてについて電流分布を算出したと判定した場合には（ステップＳ２２０５においてＹｅｓの場合には）、ステップＳ２２０７に進む。
【０１４１】
ステップＳ２２０７において、電流分布算出部１６０４は、算出した電流分布データをデータ格納部５４１に格納する。
【０１４２】
＜電流分布の表示例＞
次に、電流分布表示部１６２２による電流分布の表示例について説明する。図２３は、電流分布の表示例を示す第１の図である。上述したように、電流分布表示部１６２２は、データ格納部５４１に格納された電流分布データを可視化するとともに、データ格納部５４１に格納された画像データを読み出し、可視化した電流分布データに重畳することで、重畳画像データを表示する。
【０１４３】
図２３（ａ）は、被検者２００の手のひらにおいて、手根管の神経が正常の場合の電流分布を示している。図２３（ａ）に示すように、電流分布表示部１６２２では、電流分布データが算出された位置を、空間分解能に応じた大きさの矩形の位置で表し、電流分布データの大きさに応じた色で、矩形内を表すことで、電流分布データを可視化する。
【０１４４】
また、電流分布表示部１６２２は、画像データ２３１０に、可視化した電流分布データを重畳して表示する。これにより、医師等は、画像データ２３１０を視認することで、手のひらの中央部分の手根管に沿って、強い電流が流れていると判断することができる。この結果、医師等は、被検者２００の手のひらにおいて、手根管の神経が正常であると診断することができる。
【０１４５】
図２３（ｂ）は、被検者２００の手のひらにおいて、手根管の神経が異常の場合の電流分布を示している。医師等は、画像データ２３２０を視認することで、手のひらの中央部分の手根管の途中で、電流が弱まっていると判断することができる。この結果、医師等は、被検者２００の手のひらにおいて、手根管の神経が異常であると診断することができる。
【０１４６】
＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第１の実施形態に係る生体磁場検出装置１００は、
・被検者の手のひらについて、周辺空間を覆うことで電磁波を遮蔽する遮蔽部材６００を有する。
・周辺空間が遮蔽部材６００で覆われた状態で、被検者の手のひらにおいて発生する磁場を検出する光ポンピング原子磁気センサが内蔵されたセンサモジュール５１０＿１〜５１０＿３を有する。
・センサモジュール５１０＿１〜５１０＿３内において光ポンピング原子磁気センサが、手のひらの末端に向かう方向（神経の走行方向）に応じた向き（神経の走行方向と光伝播方向とが一致する向き）に配置される。
【０１４７】
これにより、第１の実施形態に係る生体磁場検出装置１００によれば、被検者の手のひらにおいて発生する磁場を検出し、手根管の神経が正常か否かを診断するための重畳画像データを表示することができる。
【０１４８】
［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、測定部１１０ａの保持部５１４内に、ｙ軸方向に３個のセンサモジュールを配する構成とした。しかしながら、保持部５１４内に配するセンサモジュールの数はこれに限定されない。例えば、ｙ軸方向に加えて、ｘ軸方向にも複数のセンサモジュールを配するように構成してもよい。ｘ軸方向にも複数のセンサモジュールを配することで、保持部５１４をｘ軸方向に移動させる回数を減らすことが可能となる。以下、第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１４９】
＜測定部及び駆動部の内部構成＞
はじめに、測定部１１０ａ及び駆動部１１０ｂの内部構成について説明する。図２４は、測定部及び駆動部の内部構成を示す第２の図である。図６との相違点は、保持部２４００である。図２４の場合、保持部２４００には、ｙ軸方向に配列された３個のセンサモジュールが、ｘ軸方向に３列配列されている（符号２４０１〜符号２４０３参照）。
【０１５０】
図２５は、保持部の詳細構成を示す第２の図である。図２５に示すように、保持部２４００において、ｘ軸方向に配列されたセンサモジュール２５０１、２５１１、２５２１は、それぞれ、弾性部材２５０２、２５１２、２５２２を介して、支持台２５０３、２５１３、２５２３に支持される。また、支持台２５０３、２５１３、２５２３は、保持部２４００内において固定される。
【０１５１】
また、センサモジュール２５０１、２５１１、２５２１は、パーマロイの仕切り壁２５３１、２５３２により仕切られており、センサモジュール間でクロストークがないように構成される。
【０１５２】
図２６は、保持部におけるセンサモジュールの配置例を説明するための図であり、保持部２４００を上から見た様子を模式的に示したものである。
【０１５３】
図２６に示す９個のセンサモジュールは、いずれも、内蔵する光ポンピング原子磁気センサのレーザビームの入射方向（光伝播方向）が、測定部１１０ａのｘ軸方向と略平行となるように配置されているものとする。これにより、レーザビームの入射方向と、被検者２００の神経の走行方向とを一致させることができ、手のひら７００の神経に電流が流れることで発生する磁場を、感度よく検出することができる。
【０１５４】
また、センサモジュール２５０１＿〜２５２１＿３は、それぞれ、隣接するセンサモジュール間において、ｘ軸方向の間隔の方がｙ軸方向の間隔よりも大きくなるように配列されている。例えば、センサモジュール２５０１＿１とセンサモジュール２５１１＿１との間のｘ軸方向の距離Ｘは、センサモジュール２５０１＿１とセンサモジュール２５０１＿２との間のｙ軸方向の距離Ｙよりも大きい。つまり、隣接するセンサモジュール間においてＸ＞Ｙとなるように、各センサモジュールが配列されている。
【０１５５】
これは、一般に、レーザビームの入射方向と略平行な方向におけるクロストークの方が、レーザビームの入射方向に略直交する方向のクロストークよりも大きいからである。
【０１５６】
＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第２の実施形態に係る生体磁場検出装置１００は、
・被検者の手のひらについて、周辺空間を覆うことで電磁波を遮蔽する遮蔽部材６００を有する。
・周辺空間が遮蔽部材６００で覆われた状態で、被検者の手のひらにおいて発生する磁場を検出する光ポンピング原子磁気センサが内蔵されたセンサモジュール２５０１＿１〜２５２１＿３を有する。
・センサモジュール２５０１＿１〜２５２１＿３内において光ポンピング原子磁気センサがが、手のひらの末端に向かう方向（神経の走行方向）に応じた向き（神経の走行方向と光伝播方向とが一致する向き）に配置される。
【０１５７】
これにより、第２の実施形態に係る生体磁場検出装置１００によれば、被検者の手のひらにおいて発生する磁場を検出し、手根管の神経が正常か否かを診断するための重畳画像データを表示することができる。
【０１５８】
［第３の実施形態］
上記第１及び第２の実施形態では、測定部１１０ａを遮蔽部材６００で覆うことで、測定部１１０ａ内の残留磁場を低減させる構成とした。これに対して、第３の実施形態では、挿入口１２２０からの電磁波の侵入を防ぐため、開口部１２１０を覆う補助部材を被検者２００に装着させることで、測定部１１０ａ内の残留磁場を更に低減させる。以下、第３の実施形態について、上記第１及び第２の実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１５９】
＜補助部材の説明＞
図２７は、補助部材を説明するための図である。このうち、図２７（ａ）は、補助部材を装着する前の様子を示している（図３（ｂ）で示した状態と同じ状態を示している）。図２７（ａ）に示すように、医師等は、被検者２００の肘部付近に入力端１３０ｂを装着させた後に、被検者２００に補助部材を装着させる。
【０１６０】
図２７（ｂ）は、被検者２００に補助部材２７０１を装着させた後の様子を示している。図２７（ｂ）に示すように、医師等は補助部材２７０１を、被検者２００の上腕部分に装着させる。補助部材２７０１は、例えば、上下に分離できるように構成されており、上腕部分を上下から挟み込むことで被検者２００に装着されるものとする。なお、補助部材２７０１は、遮蔽部材６００と同様に、パーマロイの平板を折り曲げて加工することで実現される。
【０１６１】
このように、測定部１１０ａの開口部１２１０を補助部材２７０１で覆うことで、挿入口１２２０からの電磁波の侵入を防ぐことができるため、測定部１１０ａ内の残留磁場を更に低減させることができる。
【０１６２】
なお、補助部材２７０１の内部には、スポンジ状の固定部材２７０２が配されており、補助部材２７０１が被検者２００の上腕部分に装着された際に、上腕部分に押し付けられる。これにより、被検者２００の体動を抑制することができる。
【０１６３】
固定部材２７０２は、アモルファス金属を含有した化学繊維を編み込むことで、スポンジ状に構成されるものとする。このように、固定部材２７０２にアモルファス金属を含有した化学繊維を用いることで、測定部１１０ａ内の残留磁場を低減させることができる。
【０１６４】
＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第３の実施形態に係る生体磁場検出装置２７００は、上記第１及び第２の実施形態に係る生体磁場検出装置１００に加えて、補助部材２７０１を有する。これにより、第３の実施形態に係る生体磁場検出装置２７００によれば、上記第１及び第２の実施形態に係る生体磁場検出装置１００による効果に加えて、測定部１１０ａ内の残留磁場を更に低減させることができる。
【０１６５】
なお、上記第３の実施形態では、補助部材２７０１をパーマロイの平板で実現するものとしたが、補助部材２７０１の材質はこれに限定されるものではない。例えば、母材をＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）としたシートを被検者２００の上腕部分に巻き回すことで、補助部材としてもよい。
【０１６６】
［第４の実施形態］
上記第１乃至第３の実施形態に係る生体磁場検出装置では、被検者２００の四肢の一部である、手のひらを被検体として、磁場を検出する場合について説明したが、検出対象となる被検体は、被検者２００の手のひらに限定されない。例えば、被検者２００の四肢の一部である脚部を被検体として、磁場を検出するように構成してもよい。以下、第４の実施形態について、上記第１乃至第３の実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１６７】
＜生体磁場検出装置の外観構成＞
はじめに、第４の実施形態に係る生体磁場検出装置の外観構成について説明する。図２８は、生体磁場検出装置の外観構成を示す第２の図である。図１を用いて説明した第１の実施形態に係る生体磁場検出装置１００との相違点は、測定部２８１０ａ及び駆動部２８１０ｂの構成である。
【０１６８】
図２８に示すように、生体磁場検出装置２８００の測定部２８１０ａの場合、被検体である脚部を挿入するための開口部２８１１が、測定部２８１０ａの上面に設けられる。なお、図２８においては示されていないが、開口部２８１１が測定部２８１０ａの上面に設けられたことに伴い、測定部２８１０ａ内の各部も、被検体である脚部の方向に応じた位置に配置されているものとする。
【０１６９】
同様に、生体磁場検出装置２８００の駆動部２８１０ｂも、（ｙ軸方向ではなく）ｚ軸方向に沿って設けられる。測定部２８１０ａ内の保持部（不図示）を、ｚ軸方向に移動させるためである。
【０１７０】
＜脚部の神経障害を診断する場合の作業＞
次に、第４の実施形態に係る生体磁場検出装置を用いて、被検者２００の脚部の神経障害を診断する場合の作業の流れの一部について説明する。図２９は、脚部の神経障害を診断する場合の作業の流れの一部を示した図である。
【０１７１】
図２９に示すように、被検者２００の脚部の神経障害を診断する場合、被検者２００は、脚部を、測定部２８１０ａの上面に設けられた開口部から測定部２８１０ａ内に挿入する。また、入力端１３０ｂは、被検者２００の大腿部（測定部２８１０ａの外側に位置し、被検体である脚部とは異なる部位に装着される。これにより、例えば、腓腹神経または脛骨神経に電気刺激が与えられる。
【０１７２】
＜電流分布の表示例＞
次に、第４の実施形態に係る生体磁場検出装置２８００において表示される電流分布の表示例について説明する。図３０は、電流分布の表示例を示す第２の図である。第１の実施形態に係る生体磁場検出装置１００と同様、データ格納部５４１に格納された電流分布データが可視化され、データ格納部５４１に格納された画像データ（ここでは脚部の画像データ）に重畳して表示される。
【０１７３】
図３０の例は、被検者２００の脚部において、神経が異常の場合の電流分布を示している。医師等は、重畳画像データ３０００を視認することで、被検者２００の脚部の途中で、電流が弱まっていると判断することができる。この結果、医師等は、被検者の脚部において、神経が異常であると診断することができる。
【０１７４】
＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第４の実施形態に係る生体磁場検出装置２８００は、
・被検者の脚部について、周辺空間を覆うことで電磁波を遮蔽する遮蔽部材を有する。
・周辺空間が遮蔽部材で覆われた状態で、被検者の脚部において発生する磁場を検出する光ポンピング原子磁気センサが内蔵されたセンサモジュールを有する。
・センサモジュール内において光ポンピング原子磁気センサが、脚部の末端に向かう方向（神経の走行方向）に応じた向き（神経の走行方向と光伝播方向とが一致する向き）に配置される。
【０１７５】
これにより、第４の実施形態に係る生体磁場検出装置２８００によれば、被検者の脚部において発生する磁場を検出し、脚部の神経が正常か否かを診断するための重畳画像データを表示することができる。
【０１７６】
［第５の実施形態］
上記第１乃至第４の実施形態では、被検者２００の四肢の一部において、周方向のうちの特定の方向にセンサモジュールを接触させるものとして説明した。これに対して、第５の実施形態では、被検者２００の四肢の一部において、全周に、センサモジュールを接触させる構成について説明する。以下、第５の実施形態について、第１乃至第４の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第５の実施形態では、被検者２００の肘部を被検体とする場合について説明する。
【０１７７】
＜肘部の神経障害を診断する場合の作業＞
はじめに、第５の実施形態に係る生体磁場検出装置を用いて、被検者２００神経障害（例えば、肘部管尺骨神経障害）を診断する場合の作業の流れの一部について説明する。図３１は、肘部の神経障害を診断する場合の作業の流れの一部を示した図である。
【０１７８】
図３１に示すように、被検者２００の神経障害を診断する場合、被検者２００は、腕を、測定部３１１０ａの開口部から測定部３１１０ａ内に挿入する。なお、測定部３１１０ａには、腕を挿入する開口部が設けられた面と対向する面にも開口部が設けられており、測定部３１１０ａの一方の開口部から挿入された腕のうち、手首から先の部位は、他方の開口部から外側に露出されるものとする。これにより、被検体である肘部が、測定部３１１０ａの所定の位置にセットされる。
【０１７９】
また、図３１に示すように、入力端１３０ｂは、被検者２００の手首（測定部３１１０ａの外側に位置し、被検体である肘部とは異なる部位）に装着される。
【０１８０】
＜測定部及び駆動部の内部構成＞
次に、測定部３１１０ａ及び駆動部１１０ｂの内部構成について説明する。図３２は、測定部及び駆動部の内部構成を示す第２の図である。図６を用いて説明した第１の実施形態に係る生体磁場検出装置１００の測定部１１０ａ及び駆動部１１０ｂとの相違点は、開閉機構部３２１０及び保持部３２２０である。
【０１８１】
図３２に示すように、測定部３１１０ａの場合、開閉機構部６０１に対向する位置に開閉機構部３２１０が設けられている。これにより、開閉機構部３２１０は、開閉機構部３２１０が設けられた開口部から外側に、手首から先の部位が露出された状態で、手首を把持することができる。
【０１８２】
また、測定部３１１０ａの場合、保持部３２２０は、被検者２００の肘部について全周で磁場が検出できるよう、センサモジュールを全周方向に保持する。
【０１８３】
図３３は、測定部内の保持部の詳細構成を示す第３の図である。図３３に示すように、保持部３２２０は円環形状を有しており、内側の円周部３３０１に被検者２００の肘部がセットされる。保持部３２２０の外側の円周部には複数のセンサモジュールが弾性部材を介して固定されている。なお、保持部３２２０の外側の円周部に固定された複数のセンサモジュールは、先端が円の中心方向を向くように配置されている。
【０１８４】
また、図３３に示すセンサモジュールは、いずれも、内蔵する光ポンピング原子磁気センサのレーザビームの入射方向が、測定部３１１０ａのｘ軸方向と略平行となるように配置される。これにより、レーザビームの入射方向と、被検者２００の神経の走行方向とを一致させることができ、被検体の神経に電流が流れることで発生する磁場を、感度よく検出することができる。
【０１８５】
この結果、保持部３２２０の内側の円周部３３０１に被検者２００の肘部がセットされることで、生体磁場検出装置３１００では、被検者２００の肘部の全周において磁場を検出することができる。
【０１８６】
＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第５の実施形態に係る生体磁場検出装置３１００は、
・被検者の肘部について、周辺空間を覆うことで電磁波を遮蔽する遮蔽部材を有する。
・周辺空間が遮蔽部材で覆われた状態で、被検者の肘部において発生する磁場を全周で検出するために全周方向に配置された、光ポンピング原子磁気センサを内蔵するセンサモジュールを有する。
・センサモジュール内において光ポンピング原子磁気センサが、腕の末端に向かう方向（神経の走行方向）に応じた向き（神経の走行方向と光伝播方向とが一致する向き）に配置される。
【０１８７】
これにより、第５の実施形態に係る生体磁場検出装置３１００によれば、被検者の肘部において発生する磁場を全周方向において検出し、神経が正常か否かを診断するための画像データを表示することができる。
【０１８８】
［その他の実施形態］
上記第１乃至第５の実施形態では、常温磁気センサとして、光ポンピング原子磁気センサを用いるものとして説明したが、光ポンッピング原子磁気センサ以外の常温磁気センサ（例えば、ＭＲ（Magneto Resistive）センサ）を用いてもよい。
【０１８９】
なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【０１９０】
１００              ：生体磁場検出装置
１１０              ：検出装置
１１０ａ            ：測定部
１１０ｂ            ：駆動部
１２０              ：超音波計測装置
１３０              ：電気刺激装置
１３０ａ            ：発生部
１３０ｂ            ：入力端
１４０              ：情報処理装置
５１０              ：センサモジュール
５１１              ：カメラ部
５１２              ：ＭＩセンサ部
５１３              ：コイル部
５１４              ：保持部
５１５              ：電流発生部
５１６              ：移動部
５１７              ：検出部
５２０              ：超音波測定部
５３０              ：電気刺激制御部
５４０              ：信号処理部
５４２              ：制御部
５４３              ：表示制御部
６００              ：遮蔽部材
６０１              ：開閉機構部
６１０              ：第１の空間
６２０              ：境界部材
６２１              ：可撓性フィルム
６３０              ：第２の空間
７００              ：被検体
１０２１〜１０２３  ：ガスセル
１２１０            ：開口部
１２２０            ：挿入口
２４００            ：保持部
２７００            ：生体磁場検出装置
２７０１            ：補助部材
２８００            ：生体磁場検出装置
２８１０ａ          ：測定部
２８１０ｂ          ：駆動部
２８１１            ：開口部
３１００            ：生体磁場検出装置
３１１０ａ          ：測定部
３２１０            ：開閉機構部
３２２０            ：保持部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１９１】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１２９７５６号
【図１】
2020069350.tif 000004
【図２】
2020069350.tif 000005
【図３】
2020069350.tif 000006
【図４】
2020069350.tif 000007
【図５】
2020069350.tif 000008
【図６】
2020069350.tif 000009
【図７】
2020069350.tif 000010
【図８】
2020069350.tif 000011
【図９】
2020069350.tif 000012
【図１０】
2020069350.tif 000013
【図１１】
2020069350.tif 000014
【図１２】
2020069350.tif 000015
【図１３】
2020069350.tif 000016
【図１４】
2020069350.tif 000017
【図１５】
2020069350.tif 000018
【図１６】
2020069350.tif 000019
【図１７】
2020069350.tif 000020
【図１８】
2020069350.tif 000021
【図１９】
2020069350.tif 000022
【図２０】
2020069350.tif 000023
【図２１】
2020069350.tif 000024
【図２２】
2020069350.tif 000025
【図２３】
2020069350.tif 000026
【図２４】
2020069350.tif 000027
【図２５】
2020069350.tif 000028
【図２６】
2020069350.tif 000029
【図２７】
2020069350.tif 000030
【図２８】
2020069350.tif 000031
【図２９】
2020069350.tif 000032
【図３０】
2020069350.tif 000033
【図３１】
2020069350.tif 000034
【図３２】
2020069350.tif 000035
【図３３】
2020069350.tif 000036