(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性体で形成され電導性の液体が封入されたファントムと、このファントム内の所定位置に配設され、金属材料からなり直線状の軸線を有し軸直交断面が一様である一対の電極と、それぞれ一対の電極の一端面を除く全面を覆う絶縁体と、前記それぞれの電極に接続された一対の被覆導線と、前記一対の被覆導線間に所定の電流を供給する電流制御手段と、を備えたことを特徴とする電流源シミュレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体内の生体活動電流源に伴って発生する微小磁界を計測する生体磁気計測装置において電流源推定用テストデータ採取のために用いられる電流源シミュレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体に刺激を加えると、細胞膜をはさんで形成されている分極が一時的に壊れ、活動電流が流れるが、このような活動電流は、特に、脳、心臓、骨格筋、網膜などにみられ、かかる生体内での活動電流により生じる磁場は、それぞれ脳磁図、心磁図、筋磁図、網膜磁図として記録され、広く病変部など診断に利用されている。
【０００３】
かかる活動電流により生じる磁界を計測する装置として、近年の超伝導デバイス技術の発展に伴い、ＳＱＵＩＤ（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  ＱＵａｎｔｕｍ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ        Ｄｅｖｉｃｅ）と呼ばれる高感度な磁束計を利用した生体磁気計測装置が、医療診断装置の一つとして実用化されつつあり、脳機能の解明や循環器疾患の診断に役立つものと期待されている。
【０００４】
この生体磁気計測装置では、計測した生体磁場データに基づき、例えば、最小自乗法や最小ノルム法等によって、磁束計を基準とした座標系における生体活動電流源の位置、向き、大きさなどの推定がなされる（Ｊｕｋｋａ  Ｓａｒｖａｓ  ”Ｂａｓｉｃ        ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ  ａｎｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｃｏｎｃｅｐｔｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｂｉｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｉｎｖｅｒｓｅ      ｐｒｏｂｌｅｍ”  ，  Ｐｈｙｓ．  Ｍｅｄ．  Ｂｉｏｌ．，  １９８７，  ｖｏｌ．３２，  Ｎｏ．１，  １１−２２，  Ｐｒｉｎｔｅｄ  ｂｙ      ｔｈｅ  ＵＫ）。
【０００５】
また、ＳＱＵＩＤは超伝導状態を維持するため液体ヘリウム等を用いて冷却する必要があり、通常デュワと呼ばれる容器内に満たされた液体ヘリウム中に浸されている。そして、デュワの底面近くに検出コイルが配置され、これら検出コイル及びＳＱＵＩＤユニットは、常に液体ヘリウムに浸漬するように配設される。マルチチャンネルＳＱＵＩＤセンサでは、検出コイルとＳＱＵＩＤユニットを組み合わせたものが多数配置されており、この多数の検出コイルは底面付近に配置されて底面が検出面となっている。
【０００６】
従来、この生体磁気計測装置において、生体活動電流源としてのテストデータの採取は、図３に示される電流双極子用シミュレータを用いて行われていた。すなわち、生理食塩水３１で満たされたファントム３２の中には、電気絶縁被覆された２本の被覆導線３４ａ、３４ｂが配設され、その被覆導線３４ａ、３４ｂの先端部には、それぞれ被覆層が除去されて導体が露出され水平な一直線状に延びる水平部分３５ａ、３５ｂが形成されている。
【０００７】
そして、ファントム３２の外部に設置した電流源駆動制御装置３７から供給された電流は、被覆導線３４ｂ、その水平部分３５ｂを通り、生理食塩水３１内を帰還電流３９として流れ、被覆導線３４ａの水平部分３５ａを介して電流源駆動制御装置３７に戻り、これにより、ファントム３２内に電流双極子部分３８と帰還電流３７とからなる所望の電流源が実現されることとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の電流源シミュレータでは、電流双極子部分３８は被覆導線３４ａ，３４ｂの水平部分３５ａ，３５ｂ、即ち、被覆が除去された導線部分を流れる電流により構成されるため、発生させることが出来る電流源は、有限な広がりを持たない線状のものとなる。これに対して、実際に生体で発生する活動電流は有限な広がりを持ち、特にてんかんで等の症状では数ｃｍ２  程度の広がりをもつものと考えられているため、従来の電流源シミュレータでは、このような広がりをもつ電流源を作ることはできず、このため、実際に生体で発生する活動電流源と同様な電流源を発生させることが出来ないという問題があった。本発明は、簡単な構成で、実際に生体で発生する活動電流源と同様な電流源を発生させることができる電流源シミュレータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にかかる電流源シミュレータは、非磁性体で形成され電導性の液体が封入されたファントムと、このファントム内の所定位置に配設された一対の電極と、それぞれ一対の電極の一端面を除く全面を覆う絶縁体と、前記それぞれの電極に接続された一対の被覆導線と、前記一対の被覆導線間に所定の電流を供給する電流制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記ファントムに封入する導電性の液体は、生理食塩水を用いれば良く、また、前記ファントムを形成する非磁性体材料は、プラスチック，アクリル樹脂等を用いればよい。
【００１１】
前記一対の電極は、それぞれ腐食性の優れた材料、例えば、白金や金により形成すればよい。
【００１２】
また、前記一対の電極は、例えば、直円筒状、直方体状等のように、一直線状の軸線を有し軸直交断面が一様となるように形成すればよい。
【００１３】
前記被覆導線の被覆材とし、電気絶縁性であってかつ液体を透過しない材料、例えば、塩化ビニル等の合成樹脂を用いることが出来る。
【００１４】
前記絶縁体は、電気絶縁性があり液体を透過しない材料、例えば、塩化ビニルにより形成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図１及び図２に基づいて説明する。図１に示されるように、生理食塩水１１で満たされたファントム１２は全体としてプラスチックなどの非磁性体で形成されており、少なくともその一つの面（図では上面）がＳＱＵＩＤセンサのデュワ底面に密着するよう、その底面に沿った形状、この図では凸状の球面となっている。
【００１６】
そして、ファントム１２内部のいくつかの所定位置（予め分かっている位置）に非磁性体のネジなどにより固定された一又は二以上の電極部１３が配設されており、電流制御装置１４によって、選択的に所望とする電流が供給されるよう制御される。
【００１７】
図２は、電極部１３を拡大して示した斜視図であり、電極部１３は、基本的に一対の電極２１ａ、２１ｂと、これらの電極に電気的に結合された一対の被覆導線２２ａ、２２ｂと、前記電極２１ａ、２１ｂの端面２７ａ、２７ｂを除く他の面を覆う絶縁体２３から形成されている。
【００１８】
電極２１ａ、２１ｂは腐食性に優れた金属材料、例えば白金などから成り、軸直交断面が一様となるよう、直円筒状に形成されている。被覆導線２２ａ、２２ｂは電気絶縁性であってかつ液体を透過しない材料、たとえば塩化ビニルなどの合成樹脂で被覆されており、一端が電極２１ａ、２１ｂとの接合点２４ａ、２４ｂに他端が電流制御装置２５との接合点２６ａ、２６ｂに電気的に接続されている。
【００１９】
絶縁体２３は、電気絶縁性であってかつ液体を透過しない材料、たとえば塩化ビニルなどの合成樹脂から成り、電極２１ａ、２１ｂの端面２７ａ、２７ｂを除く他の面を全て覆うように形成されている。
【００２０】
次に、本発明の動作を説明すると、電流制御装置１４から供給され被覆導線２２ａを経て電極２１ａとの接合点２４ａに達した電流は、電極２１ａの内部を一様に分布した電流２８ａとなって流れ、絶縁体２３に覆われていない電極２１ａの端面２７ａに達する。この端面２７ａに達した電流は、生理食塩水１１中を帰還電流２９となってもう片側の絶縁体２３に覆われていない電極２１ｂの端面２７ｂに達し、電極２１ｂの内部を再び一様に分布した電流２８ｂとなって流れ、被覆導線２２ｂを経て電流制御装置１４に戻る。
【００２１】
これによって、電極２１ａ、２１ｂ中には一様に分布した電流２８ａ、２８ｂが流れることになり、この電極２１ａ、２１ｂの直径を適宜設定することで、実際に生体内で発生するような広がりをもつ電流源を形成することができる。
【００２２】
また、本実施例の様に、直線状の軸線を有し軸直交断面が一様である電極を用いることで、電流が電極中ををほぼ均一に分布して流れるため、生体活動電流源としてのテストデータが容易に得られるという利点が生じる。
【００２３】
なお、以上の実施例では、電極の形状を直円筒状であるとして説明したが、直方体状や、板状等、直線状の軸線を有し軸直交断面が一様である電極であれば何でもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明にかかる電流源シミュレータよれば、電流形成部分に一対の電極を用いたため、実際に生体内で発生するような広がりをもつ電流源を発生させることが出来るを形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である電流源シミュレータの全体概略図である。
【図２】本発明にかかる電流源シミュレータの電極部分の拡大図を示す図である。
【図３】従来の電流源シミュレータを示す図である。
【符号の説明】
１１・・・・・・・生理食塩水
１２・・・・・・・ファントム
１３・・・・・・・電流源シミュレータ
１４・・・・・・・電流制御装置
２１ａ，２１ｂ・・電極
２２ａ，２２ｂ・・被覆導線
２３・・・・・・・絶縁体
２４ａ，２４ｂ・・電極と導線の接合点
２６ａ，２６ｂ・・選択駆動制御装置と導線の接合点
２７ａ，２７ｂ・・電極の絶縁されていない端面
２８ａ，２８ｂ・・電極内の一様に分布した電流
２９・・・・・・・帰還電流
【図１】
0003567564.tif 000002
【図２】
0003567564.tif 000003
【図３】
0003567564.tif 000004