(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の心臓から発せられる磁場を複数の位置で計測する心臓磁場計測装置において、
健常者の集団から得た計測信号情報からなる基準データベースを記憶させた基準データベース記憶手段と、
新たに計測した信号情報を記憶する計測信号情報記憶手段と、
該計測信号情報記憶手段に記憶された信号情報から少なくともＲ波ピーク近傍の一定時間ごとの電流方向を含む複数の特徴パラメータを算出する特徴パラメータ演算手段と、
該演算手段により算出された特徴パラメータを、前記基準データベース記憶手段に記憶された基準データベースをもとに健常者の集団の特徴パラメータと比較する比較手段を備え、
更に該比較手段による比較結果に基づき被検者が健常であるかどうかを識別するための識別情報を算出する識別情報算出手段を備えたことを特徴とする心臓磁場計測装置。
【請求項２】
請求項１記載の心臓磁場計測装置において、
前記特徴パラメータ演算手段で信号情報から算出される特徴パラメータは、更に
計測した磁場強度のうちの最も振幅の大きな時刻を代表時刻として、該時刻での等磁場線図に基づいて抽出されたパラメータを含むことを特徴とする心臓磁場計測装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の心臓磁場計測装置において、
識別情報算出手段が、前記特徴パラメータ演算手段により算出された特徴パラメータに基づきマハラノビス空間を構築するマハラノビス空間構築手段と、
該マハラノビス空間構築手段により構築されたマハラノビス空間における前記被検者の、複数の特徴パラメータに基づいたマハラノビスの距離を計算するマハラノビスの距離計算手段と、
該マハラノビスの距離計算手段により得られたマハラノビスの距離の情報に基づいて被検者が健常であるかどうかを識別するための識別情報を算出する識別情報算出手段であることを特徴とする心臓磁場計測装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の心臓磁場計測装置において、
前記識別情報算出手段により算出された識別情報と、被検者が健常であるかどうかを識別するため予め記憶された識別基準情報とを比較し、被検者が健常であるかどうかを識別する識別手段を備えたことを特徴とする心臓磁場計測装置。
【請求項５】
請求項４記載の心臓磁場計測装置において、
前記識別基準情報を操作者が任意に設定可能であることを特徴とする心臓磁場計測装置。
【請求項６】
請求項４記載の心臓磁場計測装置において、
前記識別手段により被検者が健常でないと識別されたときに、前記複数の特徴パラメータに基づき、疾患の候補を選択する疾患推定機能を備えたことを特徴とする心臓磁場計測装置。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれかに記載の心臓磁場計測装置において、
複数の被検者毎の前記特徴パラメータ，マハラノビスの距離を記憶する記憶手段を備え、
選択した被検者の少なくとも１つの特徴パラメータ，マハラノビスの距離を表示する機能を備えたことを特徴とする心臓磁場計測装置。
【請求項８】
請求項３〜６のいずれかに記載の心臓磁場計測装置において、
複数の被検者毎の前記特徴パラメータ，マハラノビスの距離を記憶する記憶手段を備え、
選択した被検者の少なくとも１つの特徴パラメータ，マハラノビスの距離と、
前記構築されたマハラノビス空間におけるマハラノビスの距離及び特徴パラメータを同時に表示する機能を備えたことを特徴とする心臓磁場計測装置。
【請求項９】
請求項７または８記載の心臓磁場計測装置において、
選択した被検者の特徴パラメータと、上記パラメータのマハラノビス空間を定義した健常者の集団における平均値と標準偏差とを表示する機能を備えたことを特徴とする心臓磁場計測装置。
【請求項１０】
請求項７または８記載の心臓磁場計測装置において、
選択した被検者の特徴パラメータと基準化した特徴パラメータを併記する機能を備えたことを特徴とする心臓磁場計測装置。
【請求項１１】
請求項７または８記載の心臓磁場計測装置において、
マハラノビスの距離が、被検者が健常であるかどうかを識別するため予め記憶された識別基準情報以上となるデータを有する被検者のデータを強調表示する機能を備えたことを特徴とする心臓磁場計測装置。
【請求項１２】
請求項７または８記載の心臓磁場計測装置において、
マハラノビスの距離が、被検者が健常であるかどうかを識別するため予め記憶された識別基準情報以上となるデータの時に、基準化した特徴パラメータが予め定められたしきい値以上の特徴パラメータを強調表示する機能を備えたことを特徴とする心臓磁場計測装置。
【請求項１３】
請求項７または８記載の心臓磁場計測装置において、
記憶された複数の被検者のデータを、マハラノビスの距離の大きさによって表示順を昇順あるいは降順に並び替える機能を備えたことを特徴とする心臓磁場計測装置。
【請求項１４】
請求項３記載の心臓磁場計測装置において、
複数のマハラノビス空間データを記憶する記憶手段を備え、被検者情報に基づいて使用する該空間データを選択できる機能を備えたことを特徴とする心臓磁場計測装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の心臓磁場計測装置において、
前記空間データごとに特徴パラメータを定義できる機能を備えたことを特徴とする心臓磁場計測装置。
【請求項１６】
請求項１〜３のいずれかに記載の心臓磁場計測装置において、
被検者の生体内から発せられる磁場が主に心臓から発せられる心臓磁場であり、かつ心臓磁場信号情報のうちの、Ｐ波・ＱＲＳ波・Ｔ波近傍の等磁線図を１画面上に表示する機能を備えたことを特徴とする心臓磁場計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体の脳の神経活動や心臓の心筋活動等、生体内の電流などが原因で発生する生体の磁場を計測する生体磁場計測装置に係り、特に医師が脳疾患や心疾患を診断する診断サポート機能を備えた生体磁場計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気センサである超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）を用いて、生体から発生する微弱な磁場の分布を測定し、その測定結果から、生体内部の活動電流の位置を推定し、その分布をイメージングする多チャンネルの生体磁気イメージング装置の開発が進められている。たとえば特許第３１４０７３１号，３１４０７３２号等にそのような生体磁気イメージング装置に関する技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来技術は、生体磁場図表示装置に関する動作原理および計測データを効率的に分りやすく表示するための方法に関するものであり、時間波形表示，等磁場線図表示，磁場−時間積分図表示などについて言及されている。しかし、これらの表示だけを見て心疾患等を診断するには心機能や心疾患に関する高度の知識、および心臓磁気計測の動作原理やデータ再構成方法に関する知識を必要とするため、一般の医師では、装置を使いこなすのが難しい状況である。更に、計測によって得られるデータが膨大であるために診断に用いるべき表示条件を選択，設定するのに長時間を要す、等の問題があった。
【０００４】
本発明の目的は生体磁場計測装置で得られた計測データの特徴を定量的にとらえることによって心疾患と思われる被検者を推定し、さらに該被検者の計測データに基づき疾患の候補を推定することによって、医師の診断をサポートでき、疾患の見落しを防止し、また診断時間の大幅短縮が可能な診断支援機能を備える生体磁場計測装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の構成は以下の通りである。
【０００６】
（１）被検者の生体から発せられる磁場を複数の位置で計測する生体磁場計測装置において、磁気センサで計測された信号情報を記憶し、記憶された信号情報から複数の特徴パラメータを算出し、算出された特徴パラメータを、主に健常者の磁場計測結果に基づいて作成された基準データベースと比較することによって被検者が健常であるかどうかを識別する生体磁場計測装置。
【０００７】
基準データベースとは健常者のデータに基づいて構築されたマハラノビス空間，ニューラル・ネットワークの判定論理を表すネットワーク等種々のものが採用できる。
【０００８】
（２）被検者の生体内から発せられる磁場を複数の位置で計測する生体磁場計測装置において、磁気センサで計測された信号情報を記憶し、記憶された信号情報から複数の特徴パラメータを算出し、算出された特徴パラメータを、予め定められたルールと比較対照することによって被検者が健常であるかどうかを識別する生体磁場計測装置。
【０００９】
予め定められたルールとはif then else形式でルールを定めた集合体で形成されたエキスパートシステム等がある。
【００１０】
（３）前記（１）または（２）において、計測する磁場は主に心臓から発せられる磁場であり、かつ抽出する特徴パラメータは、Ｒ波ピーク近傍の一定時間ごと電流方向である生体磁場計測装置。
【００１１】
（４）前記（１）または（２）において、測定する磁場は主に心臓から発せられる磁場であり、かつ抽出する特徴パラメータは、計測した磁場強度のうちの最も振幅の大きな時刻を代表時刻とし、複数の磁気センサで測定されたその代表時刻での磁場を、磁場の等しい点で結んだ、いわゆる等磁場線図に基づいて抽出する生体磁場計測装置。
【００１２】
（５）被検者の生体内から発せられる磁場を複数の位置で計測する生体磁場計測装置において、計測した信号情報を記憶し、記憶された信号情報から複数の特徴パラメータを算出し、算出された特徴パラメータに基づいて、本明細書中で後記するマハラノビス空間を構築し、そのマハラノビス空間における前記被検者の、複数の特徴パラメータに基づいたマハラノビスの距離を計算し、そのマハラノビスの距離の情報に基づいて被検者が健常であるかどうかを識別するための識別情報を算出する識別情報算出手段を備えた生体磁場計測装置。
【００１３】
（６）（１），（２），（５）のいずれかにおいて、前記識別情報算出手段により算出された識別情報と、被検者が健常であるかどうかを識別するため予め記憶された識別基準情報とを比較して、被検者が健常であるかどうかを識別する識別手段を備えた生体磁場計測装置。
【００１４】
（７）（６）において、識別基準情報を操作者が任意に設定可能である生体磁場計測装置。
【００１５】
（８）（６）において、識別手段により被検者が健常でないと識別されたときには、測定された複数の特徴パラメータに基づいて、疾患の候補を表示する疾患推定機能を備えた生体磁場計測装置。
【００１６】
（９）（５）〜（８）のいずれかにおいて、複数の被検者毎の特徴パラメータ，マハラノビスの距離を記憶する記憶手段を備え、選択した被検者の少なくとも１つの特徴パラメータ，マハラノビスの距離を表示する機能を備えた生体磁場計測装置。
【００１７】
（１０）（５）〜（８）のいずれかにおいて、複数の被検者毎の特徴パラメータ，マハラノビスの距離を記憶する記憶手段を備え、選択した被検者の少なくとも１つの特徴パラメータ，マハラノビスの距離と、構築されたマハラノビス空間におけるマハラノビスの距離及び特徴パラメータを同時に表示する機能を備えた生体磁場計測装置。
【００１８】
（１１）（９）または（１０）において、選択した被検者のマハラノビス空間における平均値と標準偏差とを表示する機能を備えた生体磁場計測装置。
【００１９】
（１２）（９）または（１０）において、選択した被検者の特徴パラメータと基準化した特徴パラメータを併記する機能を備えた生体磁場計測装置。
【００２０】
（１３）（９）または（１０）において、マハラノビスの距離が、被検者が健常であるかどうかを識別するために、予め記憶された識別基準情報以上となるデータを有する被検者のデータを強調表示する機能を備えた生体磁場計測装置。
【００２１】
（１４）（９）または（１０）において、マハラノビスの距離が、被検者が健常であるかどうかを識別するため予め記憶された識別基準情報以上となるデータの時に、基準化した特徴パラメータが予め定められたしきい値以上の特徴パラメータを強調表示する機能を備えた生体磁場計測装置。
【００２２】
（１５）（９）または（１０）において、記憶された複数の被検者のデータを、マハラノビスの距離の大きさによって表示順を昇順あるいは降順に並び替える機能を備えた生体磁場計測装置。
【００２３】
（１６）（５）において、複数のマハラノビス空間データを記憶する記憶手段を備え、被検者情報に基づいて使用する該空間データを選択できる機能を備えた生体磁場計測装置。
【００２４】
（１７）（１６）において、空間データごとに特徴パラメータを定義できる機能を備えた生体磁場計測装置。
【００２５】
（１８）（１）〜（５）のいずれかにおいて、被検者の生体内から発せられる磁場が主に心臓から発せられる心臓磁場であり、かつ心臓磁場信号情報のうちの、Ｐ波・ＱＲＳ波・Ｔ波近傍の等磁線図を１画面上に表示する機能を備えた生体磁場計測装置。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に図を用いて本発明の実施例を説明する。
【００２７】
図１は本発明が実施される生体磁気計測装置の一実施例の概略構成を示す。環境磁気雑音の影響を除去するために、生体磁気計測装置は磁気シールドルーム１内に設置される。生体からなる被検体である被検者２は、ベッド３に仰向け状態で計測が行われる。被検者の生体面（胸部の場合は一般に胸壁に平行面）はベッド３の面とほぼ平行であるとし、そしてこの面は直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）のｘ−ｙ平面と平行であるものとする。被検者の胸部は曲面であると共に傾いているが、説明を簡単にするためにほぼ平行とする。
【００２８】
被検者２の胸部の上方には、冷媒である液体Ｈｅで満たされたデユワ４が配置され、該デユワは超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ＝Superconducting Quantum Interference Device ）とそのＳＱＵＩＤに接続された検出コイルとを含む複数個の磁気センサを収容している。液体Ｈｅは磁気シールド１の外部にある自動補給装置５から連続的に補給される。
【００２９】
磁気センサの出力は、被検者２から発生して検出コイルにより検出される生体磁場の強度（磁束密度と考えることもできる）と特定の関係をもつ電圧を出力し、その出力がＦＬＬ（Flux Locked Loop）回路６に入力される。このＦＬＬ回路６は、ＳＱＵＩＤの出力を一定に保つように、ＳＱＵＩＤに入力された生体磁場（生体磁気）の変化を帰還コイルを介してキャンセルする（これを磁場ロックと呼ぶ）。その帰還コイルに流した電流を電圧に変換することにより、生体磁場信号の変化と特定の関係にある電圧出力を得ることができる。このように帰還コイルを介して検出する方式を取っているので、微弱の磁場を高感度に検出できる。
【００３０】
上記出力電圧は増幅器・フィルタ・増幅器（ＡＦＡ）７に入力され、その出力はサンプリングされて、Ａ／Ｄ変換され、計算機８に取り込まれる。
【００３１】
計算機８はパーソナルコンピュータからなり、８−１はそのディスプレイ部、８−２はキーボード、そして８−３はマウスを示す。マウス８−３は画面上でカーソルを移動させて処理対象を選択するのに用いられる。この操作はキーボードを操作することによっても行うことができる。ＡＦＡ７の入力ゲイン（Ｉgain）及び出力ゲイン（Ｏgain）は調整可能であり、また、ＡＦＡ７は第１の基準周波数以下の周波数信号を通過させるローパスフィルタ（ＬＰＦ），第１の基準周波数よりも低い第２の基準周波数以上の周波数信号を通過させるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）及び商用電源周波数をカットするノッチフィルタ（ＢＥＦ）を含む。計算機８は各種の処理を行うことができ、その処理結果はディスプレイ部８−１に表示され得る。
【００３２】
ＳＱＵＩＤとしては例えば１例として直流ＳＱＵＩＤが用いられる。SQUIDに外部磁場が与えられたときに、それに対応する電圧（Ｖ）が発生するようにＳＱＵＩＤには直流バイアス電流（Ｉbias）が流される。その外部磁場を磁束Φで表すと、ＶのΦに対する特性曲線すなわちΦ−Ｖ特性曲線は周期関数で与えられる。計測に当っては、それに先立って、ＦＬＬ回路６のオフセット電圧(VOFF)を調整してΦ−Ｖ特性曲線の直流電圧をゼロレベルにする操作が行われる。更に、ＡＦＡ７の入力がゼロのときその出力がゼロとなるようにＡＦＡ７のオフセット電圧（ＡＯＦＦ）の調整が行われる。
【００３３】
ＳＱＵＩＤに外部から大きな磁場がかかると、その磁場がＳＱＵＩＤによってトラップされ、その正規の動作がなされなくなる。すなわち、計測信号の時間波形を見るに、信号のベースラインがステップ上に変動したり、ノイズが極端に大きくなる。またそのＳＱＵＩＤセンサのΦ−Ｖ特性を見れば、正常時の特性曲線はΦの走査に対して位相が一定の周期曲線となるが、磁束トラップが起こると位相が変わり、また特性曲線の振幅が正常時と比較して小さくなるため、磁束トラップの発生を検知することができる。その場合は、ＳＱＵＩＤを加熱して一旦常伝導状態にし、そしてその後その加熱を止めて、トラップされた磁場を取り除くことができる。その場合の、ＳＱＵＩＤの加熱操作をヒートフラッシュと呼ぶ。
【００３４】
図２は磁気センサの配置構成を示す。磁気センサの検出コイルには生体磁場の接線成分（生体面すなわちｘ−ｙ平面にほぼ平行成分）を検出するコイルと生体磁場の法線成分（生体面すなわちｘ−ｙ平面に直交する成分）を検出するコイルがある。生体磁場の接線成分を検出するコイルとしては、コイル面がｘ方向及びｙ方向をそれぞれ向いた２つのコイルが用いられ、また、生体磁場の法線成分を検出するコイルとしてはコイル面がｚ方向を向いたコイルが用いられる。複数個の磁気センサ２０−１〜２０−８，２１−１〜２１−８，２２−１〜２２−８，２３−１〜２３−８，２４−１〜２４−８，２５−１〜２５−８，２６−１〜２６−８及び２７−１〜２７−９は、図２に示されるように、生体面すなわちｘ−ｙ平面とほぼ平行面上にマトリックス状に配置される。磁気センサの数は任意であってよいが、図２では、磁気センサのマトリックスは８行８列からなっているから、磁気センサの数は８×８＝６４である。各磁気センサは、図２に示されるように、その長手方向が生体面すなわちｘ−ｙ平面に対して垂直な方向（ｚ方向）と一致するように配置される。なお、この一実施例ではベッド面とセンサのＸ−Ｙ面とを平行にしているが、測定精度を高めるには体に接近させる方が良く、傾けるようにすることができる。但し、被検者である人体は常に動いているので、人体に密着させるとこの動きが検出部を動かし、かえって高精度の検出が困難となる。
【００３５】
図３は磁気センサの各々の、生体磁場の法線成分Ｂｚを検出するセンサの構成を示す。同図において、超伝導線（Ｎｉ−Ｔｉ線）で作られたコイルはそのコイル面がｚ方向を向くように配置される。このコイルは互いに逆向きの２つのコイル１０及び１１の組み合わせからなり、被検者２に近い方のコイル１０は検出コイルとされ、遠い方のコイル１１は外部磁場雑音を検出する参照コイルとされる。外部磁場雑音は被検者よりも遠い信号源から生じており、したがって、その雑音信号は検出コイル１０及び参照コイル１１の両方によって検出される。一方、被検者からの磁場信号は微弱であり、したがって、その生体磁場信号は検出コイル１０によって検出されるが、参照コイル１１はその生体磁場信号にほとんど感応しない。このため、検出コイル１０は生体磁場信号と外部磁場雑音信号を検出し、参照コイル１１は外部磁場雑音信号を検出するから、両コイルで検出された信号の差をとることによりＳ／Ｎ比の高い生体磁場の計測が可能となる。これらのコイルはＳＱＵＩＤ１２を実装した実装基板の超伝導線を介してＳＱＵＩＤの入力コイルに接続され、これによって、検出された生体磁場信号の法線方向の成分ＢｚがＳＱＵＩＤに伝達される。
【００３６】
生体磁気の接線成分Ｂｘ，Ｂｙについては、検出コイル面と参照コイル面をｘ方向あるいはｙ方向に向けることによって検出することができるが（図示せず）、図３の磁気センサで得られた法線成分Ｂｚをｘ，ｙについて偏微分することによって実際の接線成分Ｂｘ，Ｂｙと強い相関を持った信号を得ることができるため、法線成分Ｂｚをｘおよびｙについて偏微分した値を接線成分としてもよい。この場合は一つの磁気センサで接線成分Ｂｘ，Ｂｙと法線成分Ｂｚとの両方を検出し、測定することができる。
【００３７】
図４は磁気センサと被検者２の被計測部である胸部３０との位置関係を示す。示されている点は図２に示されるマトリックス上の行と列との交点すなわち被検者２の計測点すなわち計測位置を表す。これらの各計測位置をチャンネルとも呼ぶ。図からわかるように、この実施例では、被検者２の身長方向をｙ方向とし、被検者２の横方向をｘ方向としている。
【００３８】
図５はある健常者について法線成分Ｂｚの心磁波形を示す。
【００３９】
心磁波形は心電波形のように、心房の興奮によるＰ波，心室の興奮過程によるＱＲＳ波、および心室興奮の回復過程によるＴ波からなる。Ｐ波とＱ波の間、Ｓ波とＴ波の間には心臓の興奮による信号は略０（ゼロ）と考えられ、この間の信号レベルをベースラインと呼ぶ。心臓の心室が脱分極した時間帯Ｔ１つまり収縮期のＱＲＳ波でのそれぞれの波形ピークの時間がｔQ ，ｔR 及びｔS としてそれぞれ示されている。また、心臓の再分極過程（拡張期）であるＴ波の時間帯はＴ２として示されている。
【００４０】
このような時間波形が６４個のセンサで同時に計測されているため、ある時点における各センサの計測信号（すなわち磁場強度）を２次元で表した等磁場線図を作成することによってその時点における磁場分布を得ることができる。図中、各センサ位置に対応した位置に矢印を記しているが、この方向は計測された接線方向の磁場データあるいは法線方向の磁場データをＸおよびＹ方向に偏微分して得られた擬似的な接線方向の磁場データから求めた磁場の方向を表しているが、簡単のために反時計方向に９０度回転させることによって、その磁場を発生させる電流の方向に一致させている。また矢印の長さは磁場強度を表している。これによって接線方向の等磁場線図に矢印を合成したアローマップは、色の濃さや矢印の大きさによって磁場の分布を表し、矢印の方向によって電流方向を表している。
【００４１】
図６は、典型的な健常者（３７歳，男性）のＰ波，ＱＲＳ波のピーク（Ｒ），Ｔ波の各事象での法線方向および接線方向の磁場によるアローマップを示している。（ａ）〜（ｂ）はＰ波，ＱＲＳ波，ＳＴ−Ｔ波の各事象での磁場分布の時間変化を調べた結果をそれぞれ示す。これら等磁場線図は同じ磁場強度のところを線で結んだ等高線を示している。また、図中の矢印はセンサ各点での磁場から等価的な電流に置き換えたものを示している。
【００４２】
法線成分からは磁場の湧き出し、吸い込みの２方向の磁場があることが分かり、両極の谷間に電流ダイポールを想定することができる。その位置と方向から、電流ダイポールは右上部から真下に動いていることが分かる。これは右心房の洞結節から興奮が始まった現象を捉えていると考えられる。一方、法線成分から算出した接線成分を見ると、先ほど推定した興奮部位の場所や方向が一目で分かりやすい形で表現されている。
【００４３】
ＱＲＳ波では、初期には右下方の向きに電流ダイポールが推定される。すぐにこの向きは左下方に変わり大きな磁場が検出されている。この方向の磁場が最大値を示した後徐々に減衰している。後期では向きが右上方に変わり大きくなった後、減衰してＱＲＳが終わっている。これらを接線成分で見ると興奮部位が画面中央で右下方向に電流が流れている。Ｒ波では急激に向きが変わり左下方向に電流が流れ始めている。時間とともに電流が大きくなりＲ波のピークに達した後、徐々に強度が減衰する。更に、Ｓ波になると右上の方向に電流が流れ消滅した。これらの興奮を心臓の部位で考えると、ＱＲＳの初期の電流は心室中隔の興奮が始まり右室に到達するまでの興奮に対応していると推定される。さらにＲ波では左室に興奮が移り心筋の大きさからも興奮が非常に大きく現れたと考えられる。左室の興奮が終わると流出路の方に興奮が移り心室での脱分極過程が終了した。
【００４４】
ＳＴ−Ｔ波では、心室の再分極を表しており心尖部の方向に全体が興奮し続け、強度が増大したのち、徐々に減衰していった。その間ほとんど方向は変わらず、強度だけが変化した。この変化は法線成分および接線成分から同様に読み取ることができる。
【００４５】
図７は５７歳男性の陳旧性心筋梗塞患者のＱＲＳ波における等磁場線図である。初期ベクトルが左横に向いており強度が強いが、これは心電図の異常Ｑ波に対応するもとの考えられる。また、Ｔ波においても方向性が健常者のものと異なり、特に興奮部位は２ヵ所に分離してマルチダイポール性が顕著である。これらから等磁場線図上での電流方向，時間変化及びマルチダイポール性で虚血性心疾患の診断が可能である。
【００４６】
図８は２２歳男性のＷＰＷ症候群患者の等磁場線図である。ＷＰＷ症候群は正常の房室伝導路の他に異常な副伝導路があり、心房からの興奮を早く心室に伝える異常である。健常者の心磁図と比較すると、Ｒ波ピーク前の副伝導路による異常興奮があり、Ｒ波ピークにおける電流方向にも異常が見られる。等磁場線図を作成することにより、このようにして時間波形では分らない、心臓内における電気生理学的な情報を得ることができる。
【００４７】
本発明では、等磁場線図や時間波形から疾患の特徴を表す特徴パラメータをパソコンによって自動的に抽出し、ＭＴＳ技法（Mahalanobis-Taguchi System）によって被検者が健康か、あるいは何らかの異常があるかを判別するものである。ＭＴＳ技法については日本規格協会：「技術開発のための品質工学」等の文献に詳細に述べられているが、ここで簡単に説明しておく。
【００４８】
最初に既に健常者であることが分っている被検者に対して心磁計測を行い、それぞれのデータから特徴パラメータ（Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn ）を抽出する。そして全ての特徴パラメータに対して平均値ｍと標準偏差σを求めて，項目ごとに次の基準化という変換を行う。
【００４９】
【数１】
0003944383.tif 000002
【００５０】
基準化した特徴パラメータＹi について次の式によって定義されるマハラノビス（Mahalanobis）の距離Ｄ2 を求める。
【００５１】
【数２】
0003944383.tif 000003
【００５２】
ここでａijは相関行列の逆行列のａij成分の値、Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙk は基準化した個人のｋ項目の値である。この場合、マハラノビス(Mahalanobis）の距離Ｄ2 は平均１.０となる。
【００５３】
ＭＴＳ技法は、例えば集団健康診断において得られた尿検査，血液検査等の結果に、更に性別，年齢，たばこ本数，喫煙年数，アルコール合数，飲酒年数，肥満度等の個人情報を加えた多次元情報に基づき基準空間を構築し、個々の被検者毎にマハラノビスの距離を算出する。この際に健常者の集団を特徴づけるものさしを作ると、マハラノビスの距離により、個々の被検者が健常であるか、何らかの異常をもつかが判別できるため、異常をもつ人を正常であると判断して早期治療の時期を逸したり、健常な人を異常であると判断して過剰な精密検査を行う誤りをなくすることができるのではないかと思われている。詳細は例えば品質工学Ｖol.７  Ｎo.２(１９９９年４月）ＭＴＳを用いた健康診断による総合判定の信頼性向上  長谷川良子他に記載されている。
【００５４】
本発明は、このＭＴＳを生体磁場計測方法に応用するべく検討している上でなされたものである。生体磁場計測は、複数の磁気センサで得られた磁場強度を示す信号が得られるだけである。得られた信号情報をどのように処理して診断に適用していくかは現在検討されている段階であり、まだ確固たる処理方法は提案されていない。本発明は、情報処理の一つの試みとして、複数の磁気センサの信号情報から複数の特徴パラメータを算出し、その特徴パラメータに基づき基準空間を構築してマハラノビスの距離を算出しようとするものである。マハラノビスの距離に基づいて、まず健常者か、何らかの異常を有する可能性をもった被検者かを判別し、異常を持っている可能性のある被検査者については、該被検者の特徴パラメータに基づいて疾患の推定を行う。疾患の推定については、いくつかの疾患候補を挙げる。それら疾患の可能性をそれぞれ定量的な数字であらわすこともできる。医師はその疾患候補に基づき、生体磁場計測以外の方法を用いて精密検査を行い、最終的な診断を下すことが可能になる。これにより、生体磁場計測に不慣れな医師でも、生体磁場計測装置を有効に使いこなすことができるようになる。また、被検者の生体磁場計測結果は、同一病院内での計測結果のみならず、広く市単位，県単位，国単位でのデータを共通のデータベースで管理することにより、より正確な診断が可能になる。すなわち、健常者かどうかを判別するための基準となるマハラノビスの距離を設定するに当たっては、より多くのデータを参照した上で決めることが望ましいが、上記データベースを用いることによりそれが可能となる。また生体磁場計測にあっては、性別，年齢、または被検者の居住地域等により、健常者かどうかを判別するための基準となるマハラノビスの距離が代わってくる可能性があるが、上記データベースのデータを性別，年齢等により細分したデータを健常者かどうかを判別するための基準となるマハラノビスの距離算出の基準とすることにより、より正確な診断が可能になる可能性がある。
【００５５】
図９に本発明での特徴パラメータの１例を示す。特徴パラメータは３１項目からなり、性別(sex），身長(height），体重(weight) ，Ｐ波のピークおよびＲ波のピークを与える時間の間隔(Ｔｐｒ)，Ｒ波ピークとＴ波ピークの間隔(Ｔｒｔ)，Ｐ波ピークにおける磁場強度（Ｐ−ｐｔ(Ｂ)），電流方向（Ｐ−ｐｔ(Ａｐ)），センサのＸ位置（Ｐ−ｐｔ(ｉｘｐ)）とＹ位置（Ｐ−ｐｔ(ｉｙｐ)）、同じくＲ波ピークにおける電流方向（Ｒ−ｐｔ(Ａｒ)），センサのＸ位置（Ｒ−ｐｔ(ｉｘｒ)）とＹ位置（Ｒ−ｐｔ(ｉｙｒ)）、さらにＴ波ピークにおける磁場強度（Ｔ−ｐｔ（Ｂ)），電流方向（Ｔ−ｐｔ(Ａｔ)），センサのＸ位置（Ｐ−ｐｔ(ｉｘｔ)）とＹ位置（Ｐ−ｐｔ(ｉｙｔ)），Ｒ波ピーク時刻から１０ミリ秒から９０ミリ秒までの間で１０ミリ秒ずつ間隔を置いて計測した電流方向ＡＰ２，…，Ａｐ１０，ＳＴ−Ｔ波における最大磁場強度(ＳＴ−Ｔmax）、ＱＲＳ波における最大磁場強度(ＱＲＳmax）ＳＴ−Ｔ波とＱＲＳ波における最大磁場強度の差の最大値(［ＳＴ−Ｔ−ＱＲＳ］max）および最小値(［ＳＴ−Ｔ−ＱＲＳ］min）、ＱＲＳ波時間積分値(ＱＲＳsum）、およびＳＴ−Ｔ波とＱＲＳ波との時間積分値の差(［ＳＴ−Ｔ−ＱＲＳ］sum）の項目を含んでいる。なお、上記の３４個のパラメータにてマハラノビスの距離計算を行ったところ、Ｒ波ピーク１０ｍｓ後の電流方向（Ａｐ１）はＲ波における電流方向（Ｒ−ｐｔ(Ａｐ)）との相関、およびＳＴ−Ｔ波時間積分値(ＳＴ−Ｔsum）はＳＴ−Ｔ波における最大磁場強度(ＳＴ−Ｔmax）との相関が強すぎて相関行列の逆行列Ａが計算できないため、使用しなかった。またＭＴＳ法によるパラメータの評価を行ったところ年齢を特徴パラメータとして使用した場合の望大特性ＳＮ比の改善が大きすぎ、基準空間を作成した年齢が２０〜３０代に偏っていたためと分り、本評価には使用しなかった。このため、３１項目によるマハラノビス距離を診断の尺度とした。
【００５６】
上記の特徴パラメータによって健常者４８名から基準空間を生成し、虚血性心臓病患者４２に対してマハラノビスの距離Ｄ2 を計算したところ、図１０に示すように健常者と心臓病患者がしきい値Ｄ2 ＝２.０ で判別することができた。全ての健常者はマハラノビスの距離が２.０ 以下であるのに対して、心臓病患者はすべてＤ2 ＞２.０ となった。この中にはマハラノビスの距離が１０.０ 以上で、グラフの表示範囲外となったデータが８１％あり、このため図中に「級外８１％」を記してある。健康なヒトが次第に心疾患に罹る場合には、マハラノビスの距離は健常者の範囲から心疾患が重くなるにつれて大きな値を示すようになる。このため、心疾患の初期の状態では健常者と区別するのは難しい場合もありうるが、適切な特徴パラメータとホモジニアス（均一な）健常者集団を用いればマハラノビスの距離Ｄ2は心疾患の診断に有効であると言える。
【００５７】
図９に示した特徴パラメータの要因効果図を図２５に示した。要因効果図の縦軸は望大特性のＳＮ比［ｄＢ］をあらわしている。横軸は１から３１番までのパラメータ番号を表しており、その上段の１，２という数値は第１水準と第２水準を表している。第１水準はその特徴パラメータを使用した場合、第２水準は使用しなかった場合である。ほとんどのパラメータは右下がりとなっているがこれはその特徴パラメータを使用することによって、健常者と患者をより精度良く識別できることを示しており、右下がりの度合いが大きいほど有効なパラメータと言うことができる。
【００５８】
図１１はマハラノビスの距離によって被検者が健常者であるか、心臓病患者であるかを判別するためのソフトウェアのブロック図を示しており、計算機８に実装されているプログラムの機能単位の関連を示したものである。
【００５９】
被検者／データリスト表示部は計測やデータ処理の対象となる被検者やデータの一覧を表示し、オペレータの選択を受け付けるものである。選択した被検者情報あるいはデータ情報はデータ計測部やデータ解析・表示部に送られる。計測する被検者情報が心磁データベースに登録されていない場合には情報登録部によって被検者情報を登録する。
【００６０】
データ計測部はＦＬＬ制御回路やＡＦＡ回路を制御して、被検者からの心磁信号の計測を行う。被検者情報は被検者／データリスト表示部から、計測条件は測定条件設定部から送られる。データ計測部で計測されたデータは心磁データベースに格納されると同時に、特徴パラメータ抽出部によって３１項目の特徴パラメータが計算され、マハラノビス距離計算部によってマハラノビスの距離が計算される。マハラノビス距離計算部では基準空間データを参照しているが、これは基準空間登録部によって登録や更新が行われる。一般的に、基準空間は年齢や性別・職業・人種など、被検者の属性に関する情報も特徴パラメータとして計算することもできるが、基準空間を定義するための健常者データに偏りがあり、各パラメータに対するデータの均一性を確保しにくい場合には、これらの被検者の属性データによって健常者を層別し、それらに対応した基準空間を別々に登録してもよい。データ解析・表示部は被検者／データリスト表示部で選択された被検者情報およびデータ情報から心磁データベースに保存されている計測データを呼び出し、診断に用いる様々な解析図をＧＵＩを通してインタラクティブに生成する。
【００６１】
被検者の登録から、その登録された被検者のデータ計測を行って、その計測されたデータの解析を行うまでの一連の操作はディスプレイ８−１に表示される表示画面を見ながら行われる。このため、その一連の操作の説明に先立ってまずその表示画面のレイアウトを説明する。
【００６２】
図１２は、図１のディスプレイ８−１に表示される表示画面の基本的なレイアウトを示す。表示画面の上方部は上から順番に配置されたタイトルバー部８０１，メニューバー部８０２及びアイコンが配置されているツールバー部８０３によって占められる。上記各部は表示領域やエリアと考えることもできる。これらの配置は他の処理目的、たとえば、被検者の登録や読み出し，磁場の計測，計測データの解析のための処理、などにおいてもその表示画面で共通して表示される。これにより使用し易さが増し、計測や処理の時間が短縮できる。
【００６３】
表示画面の中央部は左から右へ順番に配置された被検者情報部８０４−１および解析データについてのデータ情報部８０４−２，線図や波形のような解析データが表示される解析データ部８０５−１および参照波形部８０５−２及び操作領域部８０６によって占められている。
【００６４】
被検者情報部８０４−１には、被検者リスト画面（図１８）が表示されているときはその画面中の被検者リストにおいてカーソル９１が置かれる被検者の情報が常時表示され、また、解析データ部に線図や波形のような解析データが表示されているときは（図２１〜図２４）、その表示されている解析データが得られた被検者の情報が常時表示される。これによって、表示されている解析データとその解析データが得られた被検者との関係を明確に知ることができる。同様にデータ情報部８０４−２には、被検者リスト画面（図１８）が表示されているときはその画面中で選択された被検者についてのデータリストが表示されており、そのデータリスト中においてカーソル９２が置かれるデータの情報が表示され、また、解析データ部に線図や波形のような解析データが表示されているときは（図２１〜図２４）、その表示されている解析データの情報が常時表示されるため、表示されている解析データに関する計測時刻や計測条件などの情報を明確に知ることができる。このように、このシステムの表示画面においては、メニューバー部８０２と同様に、常に、被検者情報部８０４−１およびデータ情報部８０４−２が表示画面の定位置（左側）に表示されているので、使用者は表示画面が変わるたびに被検者情報エリアを探す必要がなく、常に表示画面の所定位置（左側）を見れば知ることができる。
【００６５】
図１４にデータ情報表示部の例を示す。マハラノビスの距離Ｄ2 は計測データの属性であるから、データ情報部８０４−２に表示される。レーダーチャートは特徴パラメータの各項目の値を示している。これで異常の有無や、おおよその原因（特異な値を持つ特徴パラメータ）を知ることができるが、下の詳細ボタンを押すことによって図２０の詳細なレーダーチャートが表示される。
【００６６】
タイトルバー部にはフレームの名称、具体的には、「MultichannelMCGSystem」という名称が表示される。
【００６７】
図１３に操作メニューを示す。メニューバー部は操作メニューを選択する部分で、「ファイル（Ｆ）」，「被検者リスト（Ｌ）」，「データ計測（Ｑ）」，「解析（Ａ）」の各メニューを使用する事ができる。
【００６８】
図１３の操作メニューの内容は、これらのメニューの内容はそれぞれ対応するメニューボタンをクリックすることによってプルダウンメニューとして表示される。このため、操作メニューを必要としないときは、前記各メニューを呼び出すためのキーワードのみメニューバー部にコンパクトに表示しているので、解析データ部や操作領域部等の各作業で必要な表示エリアを広く設定することができる。そして、操作メニューが必要なときは、操作手順にしたがって配列された前記キーワードをメニューバー部から選択することによって表示して操作指示することができる。この際、前記キーワードは、文字の配列（左から右）に準じて配列されているので、自然な形で操作指示することができる。
【００６９】
「ファイル（Ｆ）」のプルダウンメニューは、MultichannelMCGSystem を終了させる「心磁システムの終了（Ｘ）」という項目を含む。
【００７０】
「被検者リスト(Ｌ)」のプルダウンメニューには「被検者リストを開く(Ｏ)」，「被検者登録（Ｒ）」，「被検者削除（Ｄ）」，「データ削除（Ｅ）」という項目を含む。「被検者リストを開く（Ｏ）」が選択されるとディスプレイ装置８−１に表示される画面が被検者リスト画面（図１８）に切り替えられる。「被検者登録（Ｒ）」が選択されると被検者登録ダイアログ（図１７）が表示されて、被検者ＩＤ，氏名，生年月日，身長，体重，性別、およびコメントなどの入力を受付ける。「被検者削除（Ｄ）」が選択されると被検者リスト（図１８）の被検者情報カーソル９１が置かれた被検者情報およびその被検者に関するすべてのデータが削除され、「データ削除（Ｅ）」が選択されると被検者リスト画面（図１８）のデータリスト上のデータ情報カーソル９２が置かれているデータが削除される。
【００７１】
特権ユーザモードにおける「データ計測（Ｑ）」のプルダウンメニューは「計測モニタ画面を開く（Ｏ）」と「計測開始（Ｍ）」という項目を含む。「計測モニタ画面を開く（Ｏ）」がクリックされると、ディスプレイ装置８−１上の画面表示を図２１に示す計測モニタ画面に切り替える。「計測開始（Ｍ）」がクリックされると、センサ状態の自動調整を実行し、すべてのＳＱＵＩＤセンサの磁場ロックを行い、指定された条件でデータの取り込みを行う。計測が終わると計測データは心磁データベースに保存されるが、同時に計測データから特徴パラメータが抽出されてマハラノビスの距離が計算され、計測したデータの情報として心磁データベースに保存される。
【００７２】
「データ解析（Ａ）」のプルダウンメニューは「時間波形表示（Ｗ）」，「等磁線図（Ｂ）」「時間積分図（Ｔ）」「サマリ表示（Ｓ）」「マハラノビス距離再計算（Ｍ）」「ベースライン補正（Ｃ）」「基準空間設定（Ｎ）」を含む。
【００７３】
「時間波形表示（Ｗ）」「等磁線図（Ｂ）」「時間積分図（Ｔ）」「サマリ表示（Ｓ）」がクリックされるとそれぞれ時間波形表示画面（図２１），等磁線図画面（図２２），時間積分図（図２３），サマリ表示（図２４）が表示される。「マハラノビス距離再計算（Ｍ）」がクリックされると表示中のデータについてマハラノビスの距離を計算しなおして、データベースに登録されている値も更新する。「ベースライン補正(Ｃ)」がクリックされるとベースライン、すなわち心臓の電気生理学的な振舞いが休止している状態における心磁信号のレベルにオフセットを加えて０にする処理である（図示せず）。また、「基準空間設定(Ｎ)」を指定すると基準空間を定義してあるファイルと、それを適用する被検者の範囲を指定するためのダイアログが表示される。
【００７４】
ツールバー部８０３には操作メニューのプルダウンメニューの項目の中で使用頻度の高いものと関係づけられたアイコンボタンを配置してある。
【００７５】
次に、被検者の登録から、その登録された被検者のデータ計測を行って、その計測されたデータの解析を行うまでの一連の操作を図１５〜図２４を参照しながら説明する。
【００７６】
図１５は本実施例の生体磁気計測装置の全体に関する操作フローを示すもので、計算機８の電源がＯＮにされると（Ｓ−１）、オペレーティングシステムが立ち上げられ、計算機で利用可能なプログラムの起動アイコンがディスプレイ部８−１に表示される（Ｓ−２）。そのアイコンの中からMultichannelMCGSystem のプログラムのアイコンがクリックされると、システム立ち上がりの初期画面として図１８に示す被検者リストが表示される（Ｓ−３）。
【００７７】
図１８に示される被検者リスト画面について説明するに、その左上部は被検者情報部８０４で、左下部はデータ情報部８０５で占められる。また、その右側全体の上部には被検者リストが、下部にはデータリストが表示されるようになっている。被検者情報部には被検者リスト上でカーソル９１が置かれた被検者の情報が表示され、カーソル９１を移動すると表示の内容もそれに合わせて更新される。被検者リストの項目は、ＩＤ（被検者ＩＤ番号），氏名，登録年月日（データ登録された日），マハラノビスの距離Ｄ2 ，生年月日，年齢，身長，体重，コメント（被検者に関するコメント）等を含む。被検者リストについては、これを縦スクロールバーでスクロールすることができ、被検者リストの項目については、これを水平（横）スクロールバーでスクロールすることができる。選択された被検者の行は強調表示される。
【００７８】
図１８の被検者リスト画面の下半分には計測データリストが表示されており、データのＩＤやマハラノビスの距離Ｄ2 、および計測日付などのデータ属性を表示する。同様に等磁線図リストには計測データから等磁場線図を作成するための情報を表示する。
【００７９】
被検者リストと計測データリストの両方にマハラノビスの距離Ｄ2 が表示されるが、前者は全計測データのマハラノビスの距離Ｄ2 の中で最大のものを表示している。図中、カーソルが置かれている上から２番目の患者（ＩＤ＝0000000001，氏名＝ＢＢＢＢＢＢＢＢ）はマハラノビスの距離Ｄ2 ＝３.３ を示しているが、これはその下の３つの計測データのマハラノビスの距離３.０ ，３.３，２.９のうち、最大の３.３ を表示している。
【００８０】
図１５の全体のフローに戻る。ステップＳ−４においては、被検者リスト画面上の被検者リストの中から所望の被検者の行が選択される。この後のフローはメニューにより４つに分岐される（Ｓ−５）。分岐の一つによれば、「ファイル（Ｆ）」というメニューの「心磁システム終了（Ｘ）」というサブメニューが選択され、この場合はウインドウを閉じる等の終了処理が行われ（Ｓ−８）、それによってシステムがシャットダウンされる（Ｓ−９）。その後、計算機８の電源がＯＦＦにされ（Ｓ−１０）、すべてが終了する。
【００８１】
分岐の残りによれば、データ計測（Ｓ−６），データ解析（Ｓ−７）あるいは基準空間の設定（Ｓ−７１）が行われる。データ計測は「データ計測（Ｑ）」というメニューの「計測モニタ画面を開く（Ｏ）」というサブメニューを選択することにより実行可能である。更に、データ解析は「データ解析（Ａ）」というメニューの「時間波形表示（Ｗ）」，「等磁線図（Ｂ）」「時間積分図（Ｔ）」「サマリ表示（Ｓ）」というサブメニューのいずれかを選択することにより実行可能である。ステップＳ−６，Ｓ−７及びＳ−７１の終了のフローは、ステップＳ−３に戻って被検者リスト選択画面を表示する。ステップＳ−４の被検者リスト選択、ステップＳ−６のデータ計測及びステップＳ−７のデータ解析のフローについては、その詳細はそれぞれ図１６〜図１７に関連して以下に更に詳しく説明される。
【００８２】
図１６は図１５のステップＳ−６におけるデータ計測の詳細なフローを示す。まず計測画面の初期状態として図２１に示すグリッドマップによる時間波形を表示し（Ｓ−１５−１）、波形モニタを起動する（ステップＳ−１５−２）。チャンネルは８×８の６４チャンネルからなり、「全チャンネル選択」ボタンをクリックするか、又はチャンネルマトリックスを対角線に沿って端から端までドラッグすることによって、全チャンネルを選択して表示することができる。
【００８３】
波形モニタは、予め設定されている周期時間（例えば１秒間）で、データを取り込んで表示し、それを計測ボタンが押されるまで繰り返す。計測条件パラメータを設定・変更（ステップＳ−１５−３）では、サンプリング時間やサンプリング間隔などの計測条件の設定および変更を行い、操作領域にある「計測」ボタンを押して計測を開始する(Ｓ−１５−４）。サンプリングの時間(計測時間）及び間隔については、逆三角印のついた対応テキストボックスをクリックすれば、選択可能な数値のプルダウンメニューが開かれ、その中から所望の数字を選択することができる。その選択可能な数字は、時間については、たとえば１sec,５sec,１０sec，３０sec，１min及び２minであり、間隔についてはたとえば０.１ｍsec，０.５ｍsec，１.０ｍsec，２.０ｍsec，４.０ｍsec，５.０ｍsec 及び１０.０ｍsecである。時間は必要に応じて１sec程度から２４ｈ程度までの間で選ばれるようにしてもよい。「スケール」ボックス内の「時間」とあるのはｍsec 単位の時間スケールすなわち水平方向のスケールを意味する。これらについても、サンプリングの時間及び間隔の選択と同様に、対応するテキストボックスをクリックすることによって開かれるプルダウンメニューの中から所望の数値が選択される。
【００８４】
ＦＬＬ制御回路６およびアンプ・フィルタ７に対して計測起動命令を発すると、これらは指定された計測が終了するまでデータ収集を行い、終了すると計算機８−１に割り込みをかけてデータ収集を通知する。データ計測制御はこのようにしてデータ収集終了を待ち合わせる（Ｓ−１５−５）。計測されたデータは基準空間データを読み込み（Ｓ−１５−６）、基準空間データで定義されている特徴パラメータを計測データから自動的に取り出し（Ｓ−１５−７）、マハラノビスの距離を計算して（Ｓ−１５−８）、被検者情報・計測条件・計測データおよびマハラノビスの距離を関係付けて心磁データベースに保存する。
【００８５】
図１７は図１５のステップＳ−１４におけるデータ解析のフローを示す。データ解析はいろいろな種類の波形や線図を表示して診断に必要な情報を得ようとするもので、図１３のメニューを選択することによりいろいろな種類の波形や線図の画面を選択的に表示することができる。すなわち、「データ解析（Ａ）」の「時間波形表示（Ｗ）」を選択すればステップＳ−１４−４から時間波形画面が表示されるが、そのレイアウトは操作領域部を除けば図２１に示す時間波形モニタと同じなのでここでは図示しない。「データ解析(Ａ）」の「等磁線図(Ｂ）」を選択すればステップＳ−１４−５から図２２に示される等磁線図画面が表示される。「データ解析（Ａ）」の「時間積分図（Ｔ）」を選択すればステップＳ−１４−６から図２３に示される時間積分図画面がそれぞれ表示される。そして「データ解析（Ａ）」の「サマリ表示（Ｓ）」を選択すればステップＳ−１４−７から図２４に示されるサマリ表示画面がそれぞれ表示される。
【００８６】
また、「ファイル（Ｆ）」の「心磁システムの終了（Ｘ）」を選択すればシステムが終了する。
【００８７】
それぞれの画面において、ツールバーにあるアイコンボタン（８０８−１〜
８０８−１５）をクリックすればそのクリックによって指定された波形又は線図の画面が代わって表示される。図１７において、分岐の部分を「メニューで分岐」とせずに「メニュー又はアイコンボタンで分岐」（Ｓ−１４−１）としたのはそのためである。したがって、この実施例によれば、前記図１３のメニューを選択することなく、前記操作領域部にあるラジオボタンをクリックするだけで多様な解析データが得られるので、操作時間の短縮が図れるとともに、誤操作を軽減して操作性を向上することができる。
【００８８】
データ解析を行う画面（図２１〜図２４）において、表示パラメータの一部を変更した場合、解析データを再計算して表示するのは好ましくない場合がある。例えば、等磁線図画面（図２２）においてＲ波の近傍における等磁線図を表示しているが、続いてＰ波における磁場分布を調べるために等磁線図を表示する時には、表示時間を変更するだけでなく、カラーマップにおける配色を変更することが望ましい。何故ならば、Ｒ波における磁場強度の方がＰ波における磁場強度に比べて強いため、Ｒ波におけるカラーマップの配色をそのままＰ波における等磁線図に適用しようとすれば全体的に薄い色調でメリハリがなく、興奮部位を読み取りにくくなってしまう。また、所望するカラーマップに変更するまでパラメータを更新するたびに、画像の表示を更新するのは再描画の繰り返しによる応答時間の低下を招き、また意味のない画像を操作者に表示することになり、誤診に導く恐れがある。本実施例では、データ解析を行う画面に対して更新ボタン１３５およびキャンセルボタン１３４を設けることによってこれを解決している。すなわちデータ解析パラメータが変更され、データ解析パラメータが示している内容と解析データ部８０５−１に表示されている内容の対応がなくなった時に、更新ボタン１３５とキャンセルボタン１３４を活性状態とし、操作者が更新ボタン１３５を押した場合には更新されたデータ解析パラメータにしたがって再計算を行って解析データ部８０５−１の表示を更新する。またキャンセルボタン１３４が押された時にはデータ解析パラメータの変更を元に戻してデータ解析パラメータの内容が解析データ部８０５−１の内容と一致するようにする。すなわち、更新ボタン１３５とキャンセルボタン１３４は、データ解析パラメータの内容と解析データ部の表示内容との対応が保たれている間は不活性状態にあり、対応がなくなった時に活性化される。これにより、データ解析パラメータと解析データ部８０５−１の表示内容とが対応していない場合に、更新ボタンとキャンセルボタンの状態によって明確に区別できるため、解析データを誤って解釈する可能性が低下する。
【００８９】
図２２の等磁線図において、解析データ部の右端には縦に細長の磁場強度指標ボックス３１０が配置されている。その磁場強度指標ボックスは互いに色の異なる区画に区切られている。これは、等磁線図画面の各縞模様で示される磁場の強度範囲を色の種類で区別することで視覚的な（色彩的な）認識性を向上させるようにしたものである。すなわち、その磁場強度指標ボックス３１０の長手方向の中心位置３１１は磁場強度がゼロの位置で、その中心位置よりも上方の区画を中心位置に近い順番に第１〜第６区画とそれぞれ呼ぶことにすれば、たとえば第１区画は０〜２ｐＴの磁場強度範囲に、第２区画は２〜４ｐＴの磁場強度範囲に、第３区画は４〜６ｐＴの磁場強度範囲に、第４区画は６〜８ｐＴの磁場強度範囲に、第５区画は８〜１０ｐＴの磁場強度範囲に、そして第６区画は１０〜１２ｐＴの磁場強度範囲にそれぞれ対応している。中心位置よりも下方の区画についてもまったく同じである。ただし、中心位置よりも上方の区画はプラス方向の磁場強度を、下方の区画はマイナス方向の磁場強度を表している。
【００９０】
図２２に示される等磁線図は、磁場強度指標ボックス３１０内の磁場強度範囲と色との所定の対応関係にしたがい、磁場強度に応じて色分け表示される。なお、色として、磁場強度のプラス側を暖色系、マイナス側は寒色系とし、中心部を黄色とするようにしてもよい。これにより、磁場の強弱を色彩的に認識することができるので視認性を向上することができる。しかも、この実施例によれば、解析データ部の近傍に磁場強度指標ボックス３１０を設けたので、比較対象の色、すなわち、マップに付された色と磁場強度指標ボックス３１０の所定の色とを目線移動を大きく移動させることなく比べながら確認することができるので、前記磁場の強弱のレベルと色との関係を明確に判断することができる。
【００９１】
図２２において、「再構成パラメータ」ボックス内の「マップ数」とあるのは表示される等磁線図の数を、「最大値」とあるのは磁場強度指標ボックス３１０の両端部に相当する磁場強度を、「間隔」とあるのは磁場強度指標ボックス310内の各区画の長さに対応する磁場範囲を意味する。その値については、これを対応するテキストボックスの三角又は逆三角ボタンをクリックして選択することができる。
【００９２】
解析データ部の最下段には参照チャンネルの波形とマップ数として設定された１６枚の等磁線図に対応した１６本のカーソル線１４０が表示されている。カーソルの間隔は所定の時間で等間隔に設定されているが、間隔を設定するための手段を画面上に設けても良く、また複数の等磁場線図に対応したカーソル線を非等間隔で１本ずつ設定するための手段を設けても良い。カーソル線の位置についてはマウスでドラッグして左右に移動するが、テキストボックスから１枚目の等磁線図を作成する時刻を指定しても良い。図２２では、表示されている等磁線図の数は１６個であるが、これらの線図は波形上のカーソル線が位置する時点での線図であり、各マップについては、該マップがいつの時点のものであるかがわかるようにその時刻も表示される。
【００９３】
これにより、図２２で説明したと同様に、操作者は、現在解析データ部に表示されているマップが解析時間（参照波形の幅）の中でどのくらいの範囲を占めるかを示し、前記マップが示す範囲が解析時間の中でどこの範囲なのか等を一目で把握することができるので、視認性を向上させることができる。また、前記マップが示す範囲を２個のカーソルをマウス操作で簡単に移動させることで設定できるので操作が容易である。更に、各分割線の間隔を自由に設定するようにすれば、疑問のある部分を密にして他の部分を疎にする等、操作者に多様な解析環境を提供できる。
【００９４】
図２３の時間積分図において、データ表示領域には３つの等高線図が表示されているが、これはそれぞれ１００−１４０ミリ秒における時間積分値による等高線図、１８０−２４０ミリ秒における時間積分値による等高線図、および両時間積分値の差による等高線図を表している。１００−１４０ミリ秒はＰ波が発生している時間帯であり、１８０−２４０ミリ秒はＱＲＳ波が発生している時間帯であり、それぞれ参照チャンネルの波形において帯状カーソルによってその時間帯が示されている。通常はＱＲＳ波とＴ波の時間積分図および時間積分値の差を求めることが多い。
【００９５】
図２４のサマリ表示図は、特に心臓病の診断に重要と考えられるＰ波ピーク付近，ＱＲＳ波，Ｔ波ピーク付近の等磁場線図を表示したものである。それぞれＰ波，Ｒ波，Ｔ波のピークとその前後１枚ずつの等磁場線図を表示している。これらは図７に示した特徴パラメータの中の、多くの情報を含んでいる。
【００９６】
最後に、図２６に疾患ごとの有効なパラメータを示す。他の検査によって心臓病と診断された患者を疾患名ごとに層別し、疾患ごとに要因効果図を作成して特異な値をとる特徴パラメータを明らかにしたものである。症例数は非常に少ないが、疾患ごとの有効なパラメータは顕著であった。これより、疾患と有効な特徴パラメータの関係をデータとして保持しておけば、被検者の計測データのマハラノビス距離が大きな値を示した場合に、特異な値を示す特徴パラメータから病名を推定できることを示す。
【００９７】
図２７はニューラル・ネットワークを用いた場合のブロック図を示している。マハラノビス距離の場合のブロック図（図１１）と比べると、マハラノビス距離計算部が診断処理部，基準空間データがニューラル・ネットワーク，基準空間登録部がニューラル・ネットワーク登録部に置き換わっている。
【００９８】
ニューラル・ネットワークは脳の情報処理方式を計算機で模倣したものである。情報処理単位であるニューロン（神経細胞）をモデル化したものを図２７に、またニューロンの集合であるニューラル・ネットワークの例として階層型ニューラル・ネットワークを図２８にそれぞれ１例として示す。
【００９９】
図２８のニューロンは、他のｎ個のニューロンからの入力Ｘj(ｊ＝１,…,ｎ)があり、重み係数Ｗj によって重み付けされ、Ｘj＊Ｗjとしてニューロンに入力されるものとする。ここで入力Ｘj は０から１までの間の値をとるものとする。ニューロンに入力された重み付けされた入力は最初にその総和を取り、単一のスカラー量に変換される（Ｘ1＊Ｗ1＋Ｘ2＊Ｗ2＋Ｘ3＊Ｗ3＋ … ＋Ｘn＊Ｗn）。この総和を入力として出力関数ｆによって、そのニューロンの出力値が決定される。出力関数には次に示すしきい値関数やシグモイド関数，線形関数などが広く使われているが、何れも単調増加関数であり、重み付けされた総和の値域に対して０〜１の範囲の値を返す。また雑音を考慮して、これらの関数に対して確率的に入力値に変動を与えることもある。
しきい値関数
【０１００】
【数３】
0003944383.tif 000004
【０１０１】
シグモイド関数（１例としてボルツマン関数）
【０１０２】
【数４】
0003944383.tif 000005
【０１０３】
線形関数
【０１０４】
【数５】
ｆ（ｘ）＝ａｘ
上述のニューロンを組合せて図２９のようなニューラル・ネットワークによって心臓疾患の診断を行うことができる。入力層の各ニューロンには心臓磁気計測装置で計測された信号データから抽出した特徴パラメータ（例えば図９に示すもの）を割り当てればよい。ここで特徴パラメータは０〜１の間に規格化されているものとする。また出力層には考えられる診断結果が割り当てられているものとする。例えば健常者と心臓病患者とを区別するだけならば健常者のニューロンと心臓病患者のニューロンの２つがあるのみであり、診断処理の結果、２つのニューロンのうちのどちらかが発火する（すなわち１となる）。また、心臓病患者についてはその病名までを診断する必要があれば、出力層のニューロンは健常者と、心筋梗塞，狭心症，ＷＰＷ症候群などの病名を表すニューロンからなる。中間層は診断処理の途中結果を保持するニューロンであり、必要に応じて最適な数の中間層を設けてもよい。
【０１０５】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の計測位置の磁場強度の測定が容易で操作性の良好な生体の磁場の計測方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が実施される生体磁場計測装置の一実施例の概略構成図。
【図２】図１の生体磁場計測装置に用いられる磁気センサの配置構成を示す斜視図。
【図３】図１の生体磁場計測装置において用いられる、磁場の法線成分を検出する磁気センサ単体の斜視図、および磁場の接線成分を検出する磁気センサ単体の斜視図。
【図４】図１の生体磁場計測装置における磁気センサと被検者の胸部との位置関係を示す図。
【図５】図１の生体磁場計測装置において、健常者について計測された特定の１チャンネルの心磁の接線成分の時間波形を示す図。
【図６】図１の生体磁場計測装置において、健常者について計測された心磁データから作成したＰ波，Ｒ波，Ｔ波のピーク近傍における等磁線図の例。
【図７】図１の生体磁場計測装置において、心筋梗塞患者について計測されたＱＲＳ波における等磁線図の例。
【図８】図１の生体磁場計測装置において、右脚ブロックについて計測されたＱＲＳ波における等磁線図の例。
【図９】心磁信号を定量評価するための特徴パラメータを表す表。
【図１０】健常者および心疾患患者について得られたマハラノビスの距離の分布図。
【図１１】図１の生体磁場計測装置において、計算機８−１で実行されるプログラムシステムの機能ブロック図。
【図１２】図１の生体磁場計測装置において、ディスプレイ部に表示される表示画面の基本的なレイアウトを示す図。
【図１３】図１の生体磁場計測装置において、特権ユーザモードでディスプレイ部に表示される表示画面のメニューバー部における操作メニューを示す図。
【図１４】図１の生体磁場計測装置のディスプレイ部に表示される表示画面の基本的なレイアウトのうち、データ情報表示領域のレイアウト図。
【図１５】図１の生体磁場計測装置において行われる全体の操作のフローを示す図。
【図１６】図１３の操作フロー中のデータ計測ステップにおけるデータ計測のフローを示す図。
【図１７】図１４の操作フロー中のデータ解析ステップにおけるデータ解析のフローを示す図。
【図１８】図１の生体磁場計測装置のディスプレイ部に表示される被検者リスト画面を示す図。
【図１９】図１の生体磁場計測装置において、ディスプレイ部に表示される表示画面中の操作メニューとして「被検者リスト（Ｌ）」−「被検者登録（Ｒ）」が選択された場合に開かれる被検者登録ダイアログボックスの内容を示す図。
【図２０】図１の生体磁場計測装置において、ディスプレイ部に表示される表示画面中の操作メニューとして「被検者リスト（Ｌ）」−「被検者登録（Ｒ）」が選択された場合に開かれる被検者登録ダイアログボックスの内容を示す図。
【図２１】図１の生体磁場計測装置のディスプレイ部に表示したデータ計測画面を示す図。
【図２２】図１の生体磁場計測装置のディスプレイ部に表示される等磁線図表示画面を示す図。
【図２３】図１の生体磁場計測装置のディスプレイ部に表示される時間積分図表示画面を示す図。
【図２４】図１の生体磁場計測装置のディスプレイ部に表示されるサマリ表示画面を示す図。
【図２５】特徴パラメータの要因効果図。
【図２６】疾患ごとの有効なパラメータ。
【図２７】ニューラル・ネットワークを用いた場合のブロック図。
【図２８】情報処理単位であるニューロン（神経細胞）をモデル化したもの。
【図２９】階層構造ニューラル・ネットワークの模式図。
【符号の説明】
１…磁気シールドルーム、２…被検者、３…ベッド、４…デユワ、５…自動補給装置、６…ＦＬＬ回路、７…増幅器・フィルタ・増幅器、８…計算機、８−１…ディスプレイ部、８−２…キーボード、８−３…マウス、１２…ＳＱＵＩＤセンサ、１０…検出用コイル、１１…参照用コイル、２０−１〜２０−８，２１−１〜２１−８，２２−１〜２２−８，２３−１〜２３−８，２４−１〜２４−８，２５−１〜２５−８，２６−１〜２６−８，２７−１〜２７−８…磁気センサ、１０，１０′，１０″，１１，１１′，１１″…コイル、１２，１２′，１２″…ＳＱＵＩＤ、１３，１４…センサ、３０…胸部、９０…被検者情報並べ替えボタン、９１…被検者情報カーソル、９２…データ情報カーソル、９３…データリスト選択タブ、１００…計測／計測準備ボタン、１０１…解除ボタン、１０２…計測条件詳細設定ボタン、１０３…被検者情報詳細表示ボタン、１２１…アベレージング開始時刻カーソル、１２２…アベレージング基準時刻線、123…アベレージング終了時刻カーソル、１２４…時間波形の表示時間を表すスクロールボックス、１２６−１…時間波形の１／２頁送りボタン、１２６−２…頁送りボタン、１２７…しきい値カーソル、１２８…アベレージング処理開始ボタン、１３１…基線補正開始時刻カーソル、１３２…基線補正終了時刻カーソル、１３３…信号基線、１３４…表示更新キャンセルボタン、１３５…表示更新ボタン、１３６…チャンネル選択ボタン、１４０…１枚目の等磁線図等磁線図の時刻カーソル、１４２…センサ位置、２６１…スクロールボックス、２６２…スクロールバー、２７１…しきい値カーソル、２７３〜２７５…カーソル線、３１１，３１２，３３１〜３３４…カーソル、８０１…タイトルバー部、８０２…メニューバー部、８０３…ツールバー部、８０４…被検者情報部、８０５…データ情報部、８０５−１…解析データ部、８０５−２…参照波形部、８０６…操作領域部、８０８−１〜１５…アイコン。
【図１】
0003944383.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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