JP3712349B2 - 生存心筋診断装置およびその作動方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁界計測による生存心筋診断装置および生存心筋分析方法に関し、より特定的には、左右の心室における異常電流の発振ループ（旋回路）形成の原因となる心筋内の障害部位または生存部位を非接触磁気計測により非侵襲的に同定するための磁界計測による生存心筋診断装置および生存心筋分析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、心疾患の診断を行なうために、心電図法が一般的に採用されている。
【０００３】
しかしながら、従来の心電図法では、たとえば心臓手術前に心筋障害部位や生存心筋部位の位置、大きさ、形状を推定するためには不十分であった。
【０００４】
これは、心電図法が間接的な計測方法であることによる。すなわち、心臓から体表面までに存在する組織、心臓と他の臓器や骨との位置的関係、心臓の大きさ、人体の各組織ごとの電気伝導率などが被験者ごとに大きく異なるため、心電図法で得られる情報では患部位置を正確に特定することは極めて困難であった。
【０００５】
一方、虚血による心筋障害部位と、生理学的に生存している心筋（以下、生存心筋と称する）部位とが、心室内に混在する場合、電気的異常旋回路が心筋内に形成され、心室頻拍などの原因となる場合がある。したがって、このような心筋障害部位または生存心筋部位を３次元的に正確に同定することが強く要望されている。
【０００６】
しかしながら、上述のように、心電図法では、虚血による心筋障害部位が存在するか否かの診断は下すことができても、心臓における心筋障害部位の位置、大きさ、形状を認識することは到底できなかった。
【０００７】
また、近年急速に普及している核磁気共鳴（ＭＲＩ）法、Ｘ線ＣＴ法などの医用断層像撮影装置では、心血管系の解剖学的構造を高精度に調べることができるが、心筋障害部位や生存心筋部位の位置、大きさ、形状を認識することには到底利用できなかった。
【０００８】
そこで、医療現場で現在利用されている生存心筋の評価方法としては、心筋ＳＰＥＣＴ法またはＰＥＴ法のような放射性同位元素を用いる検査方法がある。また、心筋組織性状の評価には、カテーテルを利用した、または外科手術による心筋組織のサンプリング（心筋生検）といった直接組織を採取する侵襲的検査法が必要となる。
【０００９】
これらの方法のうち、上述の放射性同位元素を用いる心筋ＳＰＥＣＴ法またはＰＥＴ法のような検査方法は、心筋梗塞後狭心症や冠状動脈バイパス手術前後の心筋の生存状態を正確に評価する方法として利用されている。しかしながら、これらの検査方法では、放射性同位元素を用いるため管理区域内での使用が義務づけられ、また費用も高価である。
【００１０】
さらに、心臓移植後、拒絶反応の程度に応じて治療が必要かどうかを判断するためにも拒絶心筋の評価が必要であり、しかも比較的短い間隔で経時的に何回も拒絶反応の有無の検査を行なう必要がある。心電図法や心エコー図法を用いた検査方法でも心筋拒絶反応の変化を捉えることはできるが、診断に必要な精度、すなわち拒絶反応の程度を推定するのに必要なだけの精度を有してはいない。このため、心臓移植後には、カテーテルを用いた心筋生検を定期的に行なう方法が採用されており、患者に大きな負担を強いている。したがって、非侵襲的計測手段により心臓移植後の拒絶心筋の位置、大きさ、程度を３次元的に診断することができる装置の実現が強く望まれている。
【００１１】
一方、地磁気の１０億分の１程度の磁束を高感度に検出することができる超電導量子干渉素子（Superconducting Quantum Interference Device：以下、ＳＱＵＩＤと略する）を用いたＳＱＵＩＤ磁束計がさまざまな分野で応用されている。特に、前述のように非侵襲性の計測が強く要望されている生体計測の分野では、ＳＱＵＩＤ磁束計を用いた人体の非接触磁気計測が試みられている。
【００１２】
特に、近年の薄膜素子製造技術の進歩によりＤＣ−ＳＱＵＩＤが開発されたことにより、ＳＱＵＩＤ磁束計を用いて心臓の磁界分布である心磁図を計測することが試みられつつある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、心磁図だけでは、人体内における心筋障害部位または生存心筋部位の位置、大きさ、形状、程度を直接表示することはできず、心臓内における患部の相対的な位置関係を医師に的確に知らせることが困難であった。
【００１４】
このため、心磁図が示す心磁界分布から心筋内の電流活動を可視化する方法が提案されてきた。そして、そのような方法として、１つまたは複数個の電流ダイポールで磁場源を模倣して可視化する方法が採用されてきた。しかしながら、心筋全体はある広がりを持って電気的活性状態にあるため、心筋全体を１個の電流ベクトルに置き換えてしまう方法では、心筋の電気生理学的活性度を示す電流密度情報を得ることはできず、したがって心筋障害部位または生存心筋部位の大きさ、形状も到底同定することはできなかった。
【００１５】
それゆえに、この発明の目的は、非侵襲的な磁気計測により得られた心筋内の電流密度分布を示すデータに基づいて、心筋障害部位または生存心筋部位を安全、迅速かつ高精度に３次元的に同定することができる磁界計測による生存心筋診断装置および生存心筋分析方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明による磁界計測による生存心筋診断装置は、磁界分布計測手段と、第１の演算手段と、第２の演算手段と、表示手段とを備える。磁界分布計測手段は、被験者の胸部上の複数の座標における非接触磁気計測により複数の座標に対応する複数の磁界時系列データを取得し、かつ複数の磁界時系列データに基づいて胸部上の磁界分布時系列データを生成する。第１の演算手段は、生成された磁界分布時系列データに基づいて被験者の心筋内の電流密度分布の時系列データを生成する。第２の演算手段は、別途供給された被験者の胸部断層画像データを加工して解剖学的画像を示すデータを生成する。表示手段は、第１の演算手段により生成されたデータが示す心筋内の電流密度分布の画像を、第２の演算手段により生成されたデータが示す解剖学的画像に重ね合わせて表示する表示処理を行なう。これにより、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位、または生存心筋部位を３次元的に同定することができる。
【００１７】
好ましくは、第１の演算手段は、解剖学的要因または機能的要因に基づいて、左心室および右心室を任意の複数の領域に分割して各領域ごとの心筋内の電流密度分布の時系列データを生成し、これにより左心室および右心室における心筋障害部位を３次元的に同定することができる。
【００１８】
さらに好ましくは、磁界計測による生存心筋診断装置は、第１の演算手段により生成されたデータが示す心筋内の電流密度と、心筋障害電流との関係を判断するための情報を含むデータベースをさらに備える。
【００１９】
この発明の他の局面に従うと、磁界計測による生存心筋診断装置は、磁界分布計測手段と、演算手段と、表示手段とを備える。磁界分布計測手段は、被験者の胸部上の複数の座標における非接触磁気計測により複数の座標に対応する複数の磁界時系列データを取得し、かつ複数の磁界時系列データに基づいて胸部上の磁界分布時系列データを生成する。演算手段は、生成された磁界分布時系列データに基づいて被験者の心筋内の電流密度分布の時系列データを生成する。表示手段は、演算手段により生成されたデータに基づいて、被験者の心臓の洞房結節からヒス束−プルキンエ繊維系への刺激伝播経路を示す画像と、心筋内の電流密度分布を示す画像とを重ね合わせて表示する表示処理を行なう。これにより、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位、または生存心筋部位を３次元的に同定することができる。
【００２０】
好ましくは、演算手段は、解剖学的要因または機能的要因に基づいて、左心室および右心室を任意の複数の領域に分割して各領域ごとの心筋内の電流密度分布の時系列データを生成し、これにより左心室および右心室における心筋障害部位を３次元的に同定することができる。
【００２１】
さらに好ましくは、磁界計測による生存心筋診断装置は、演算手段により生成されたデータが示す心筋内の電流密度と、心筋障害電流との関係を判断するための情報を含むデータベースをさらに備える。
【００２２】
この発明の他の局面に従うと、磁界計測による生存心筋分析方法は、被験者の胸部上の複数の座標における非接触磁気計測により取得された複数の座標に対応する複数の磁界時系列データに基づいて生成された胸部上の磁界分布時系列データに基づいて、被験者の心筋内の電流密度分布の時系列データである第１のデータを生成するステップと、別途供給された被験者の胸部断層画像データを加工して解剖学的画像を示す第２のデータを生成するステップと、第１のデータが示す心筋内の電流密度分布の画像を、第２のデータが示す解剖学的画像に重ね合わせて表示することにより、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位、または生存心筋部位を３次元的に同定することを可能にするステップとを備える。
【００２３】
好ましくは、第１のデータを生成するステップは、解剖学的要因または機能的要因に基づいて、左心室および右心室を任意の複数の領域に分割して各領域ごとの心筋内の電流密度分布の時系列データを生成し、これにより左心室および右心室における心筋障害部位を３次元的に同定することができる。
【００２４】
さらに好ましくは、磁界計測による生存心筋分析方法は、第１のデータが示す心筋内の電流密度と、心筋障害電流との関係を示す情報に基づいて、３次元的に同定された部位が心筋障害部位か生存心筋部位かを判断するステップをさらに備える。
【００２５】
この発明のさらに他の局面に従うと、磁界計測による生存心筋分析方法は、被験者の胸部上の複数の座標における非接触磁気計測により取得された複数の座標に対応する複数の磁界時系列データに基づいて生成された胸部上の磁界分布時系列データに基づいて、被験者の心筋内の電流密度分布の時系列データを生成するステップと、生成されたデータに基づいて、被験者の心臓の洞房結節からヒス束−プルキンエ繊維系への刺激伝播経路を示す画像と、心筋内の電流密度分布を示す画像とを重ね合わせて表示することにより、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位、または生存心筋部位を３次元的に同定することを可能にするステップとを備える。
【００２６】
好ましくは、データを生成するステップは、解剖学的要因または機能的要因に基づいて、左心室および右心室を任意の複数の領域に分割して各領域ごとの心筋内の電流密度分布の時系列データを生成し、これにより左心室および右心室における心筋障害部位を３次元的に同定することができる。
【００２７】
さらに好ましくは、磁界計測による生存心筋分析方法は、データが示す心筋内の電流密度と、心筋障害電流との関係を示す情報に基づいて、３次元的に同定された部位が心筋障害部位か生存心筋部位かを判断するステップをさらに備える。
【００２８】
したがって、この発明によれば、非侵襲的な磁気計測により得た心筋内の電流密度分布を示す画像を、他の医用診断装置で撮影された同一被験者の胸部断層画像データを加工して得られた解剖学的画像上に重ね合わせて表示することにより、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位、または生存心筋部位を、医師が安全、迅速かつ高精度に３次元的に同定することが可能となる。
【００２９】
さらに、この発明によれば、非侵襲的な磁気計測により得た心筋内の電流密度分布を示す画像を、同一被験者の心臓の洞房結節からヒス束−プルキンエ繊維系への刺激伝播経路を示す画像上に重ね合わせて表示することにより、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位、または生存心筋部位を、医師が安全、迅速かつ高精度に３次元的に同定することが可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３１】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による、磁界計測による生存心筋診断装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【００３２】
図１を参照して、磁界分布計測装置１は、たとえば、後で詳述するＳＱＵＩＤ磁束計のような計測手段を用いて、被験者の胸部上の複数の座標における非接触磁気計測を行ない、複数の座標に対応する複数の磁界時系列データを取得する。そして、取得した複数の磁界時系列データに基づいて、胸部上の、すなわち心臓磁場の磁界分布時系列データを生成して出力する。
【００３３】
磁界分布計測装置１によって計測された心臓の磁界分布時系列データに基づいて、第１の演算装置２は、たとえば、後述する種々の公知の計算手法を用いて、心筋内の電流密度分布の時系列データである第１のデータを生成して出力する。
【００３４】
一方、核磁気共鳴（ＭＲＩ）法、Ｘ線ＣＴ法、心エコー図法、心筋ＳＰＥＣＴ法などの断層診断装置によって別途得られた同一被験者の胸部の断層画像データ（複数枚の断層画像のデータを含む）が、第２の演算装置３に与えられ、第２の演算装置３は、これらの断層画像データを加工して３次元的な解剖学的画像を示す第２のデータを生成して出力する。
【００３５】
ここで、上述の第１のデータを画像で表現する。電流密度分布を表わす画像の濃淡に着目することによって、異常な電流密度を示す心筋障害部位、または生存心筋部位の３次元的な同定が可能となる。
【００３６】
表示装置４は、第１の演算装置によって生成された第１のデータが示す心筋内の電流密度分布を示す画像を、第２の演算装置３によって生成された第２のデータが示す被験者の胸部の３次元的解剖学的画像に重ね合わせて表示する。この結果、解剖学的画像上において心筋内の心筋障害部位または生存心筋部位を３次元的に同定することができる。
【００３７】
なお、表示装置４上には心筋内の電流密度分布そのものが表示されるだけである。そこで、心筋内の電流密度分布と心筋障害電流との関係に関する判断情報を含むデータベース５を設け、第１の演算装置２によって実際に算出された電流密度分布をデータベース５の判断情報と対比してその結果を表示装置４に表示することにより、当該電流密度の部位が障害心筋（たとえば虚血心筋部位、拒絶心筋など）であるのか、あるいは生存心筋であるのかをより正確に判断することが可能になる。
【００３８】
次に、図２は、図１に示したこの発明の実施の形態１による磁界計測による生存心筋診断装置の構成をより具体化して示したブロック図である。
【００３９】
図２を参照して、磁界分布計測装置１は、磁気シールドルーム（Magnetic Shield Room：以下、ＭＳＲ）１１内において、被験者１２の胸部上において非接触の磁気計測を行なうように設置された、ＳＱＵＩＤ磁束計を内蔵するデュワー１３と、磁界分布データの演算部１４とを備えている。
【００４０】
デュワー１３内には液体ヘリウムが満たされて超電導が生じる低温系の環境が形成されており、その中に、超電導体からなる検出コイルで構成されたＳＱＵＩＤ磁束計が収納されている。
【００４１】
図３は、図２に示したＭＳＲ１１内のデュワー１３内の超低温系に設置されるＳＱＵＩＤ磁束計１５、および常温系のＭＳＲ１１内に設置される演算部１４をより詳細に示すブロック図である。
【００４２】
なお、図３に示した構成は、被験者の胸部上の１点の磁界データを計測するための１チャネル分の構成であり、後述するように、この発明では、被験者の胸部上において複数の座標における磁場の多点同時計測を行なう。したがって、図２のＭＳＲ１１内には、図３に示す１チャネル分の構成が、計測に必要な複数チャネル分設けられていることになる。
【００４３】
以下に、図３を参照して、１チャネル分のＳＱＵＩＤ磁束計による磁界データの生成について説明する。
【００４４】
まず、ＳＱＵＩＤ磁束計１５は、被験者の胸部表面から発生する磁場を検出するための、超電導体からなるピックアップコイル１６を備える。ピックアップコイル１６が磁場を捉えると電流が流れ、この電流はコイル１７に引き込まれてＮｂシールド２０内に磁場を生じさせる。
【００４５】
この結果、この磁場に対して線形に変化する磁場が超電導ループ１８内に形成され、この超電導ループ１８の両端の電圧を、常温系のＭＳＲ１１内に設置された演算部１４の増幅器によって検出し、演算部１４は、検出電圧に変化が生じないよう、Ｎｂシールド２０内のモジュレーションコイル１９に流れる電流を調整する。
【００４６】
すなわち、このＳＱＵＩＤによる生体の磁場の検出は、発生する磁場を直接計測するものではなく、いわゆるゼロ位法を用いて、超電導リング１８内の磁場が常に一定値となるようにフィードバックをかける（具体的にはモジュレーションコイル１９に流れる電流を調整してモジュレーションコイル１９に発生する磁場を制御することにより、超電導ループ１８内に常に一定の磁場が生じるようにする）ことにより、ピックアップコイル１６で検出される磁場を、演算部１４が電気信号に変換して出力するものである。このようなフィードバックの手法は通常、フラックスロックトループ（flux locked loop：以下、ＦＬＬ）と呼ばれる周知の技術である。
【００４７】
このようなＳＱＵＩＤ磁束計１５およびその演算部１４は周知の技術であるため、これ以上の説明を省略する。
【００４８】
前述のように、図３に示した構成は、１チャネル分の磁界データの計測に必要な構成であり、被験者の胸部前面上における１点で計測された磁場の磁界時系列データを示す電気信号を出力するものである。
【００４９】
この発明では、前述のように被験者の胸部前面に多くのセンサ（ＳＱＵＩＤ磁束計）を配列し、胸部前面上の磁場を多点測定しようとするものである。磁場は時間的に変化するものであり、たとえば１心拍に相当する期間中においても、測定場所が異なれば磁場は場所に応じた異なる変化をする。
【００５０】
図４は、被験者の胸部前面上における複数のセンサ（各々が１チャネルのＳＱＵＩＤ磁束計）の配置の一例を示す図である。また、図５は、図４の複数のセンサのそれぞれの位置に対応してそれぞれのセンサから得られた、１心拍期間における磁場の変化を示す１群の磁界時系列データを示している。
【００５１】
図２に示す磁界分布計測装置１から出力されるデータは、図５に示すような複数の測定位置（座標）に対応する１群の磁界時系列データである。ある特定の時刻に着目してこれらの１群の磁界時系列データを捉えると、測定対象である胸部前面上におけるある時刻の磁場の強さの分布状態を示す実際の山谷の様子をグラフ（図）で表現するのは困難なので、天気図の気圧のように等高線図で表現している磁界分布データが得られる。この意味からも、磁界分布計測装置１から出力されるデータは、胸部前面上の磁界分布時系列データとして捉えることができる。
【００５２】
磁界分布計測装置１から出力されるこのような１群の磁界時系列データ、すなわち磁界分布時系列データは、図２の第１の演算装置２に与えられ、この第１の演算装置２は、ある時刻の磁界分布データに基づいてその瞬間に流れる胸部内の電流密度を求めるように機能する。
【００５３】
磁界分布計測装置１によって生成された磁界分布時系列データから、測定対象となる人体内の部位（この発明では心臓）を流れる電流密度分布を第１の演算装置２で求める手法について説明する。
【００５４】
図６は、このような電流密度を求める方法を模式的に説明する図である。以下に説明する方法では、解析しようとする人体内の特定の１つの部位に仮に電流センサ（仮想センサ）が設けられていたとすれば、あたかもそこに流れるはずの電流を間接的に算出しようとするものである。このため、人体胸部前面に設置されたすべてのセンサ（ＳＱＵＩＤ磁束計）から得られる磁界時系列データにある係数をかけてその総和を取ることによって、当該仮想センサの電流出力を得ることができる。そして、この係数をどのように求めるかがこの演算における中心的な課題となる。
【００５５】
以下に、図６を参照して、電流密度を求める手法についてより詳細に説明する。まず、人体表面（胸部前面）上に、総数がＮ個の磁界センサが配列されているものとする。一方、解析対象である人体（胸部、特に心臓）を、各々が小さなブロックであるボクセルの集合体とみなす。ここで、ボクセルの総数をＭ個とする。
【００５６】
各センサｊから得られる磁界時系列データをＢｊ（ｔ）とし、各センサ出力（Ｂj（ｔ）に対応するボクセルｉの空間フィルタ係数をβijとする。
【００５７】
ここで、ボクセルｉに仮想電流センサがあるものと考えた場合、当該仮想電流センサから得られる電流密度に対応する仮想センサ出力をＳi（ｔ）とすると、Ｓi（ｔ）は次式で定義される。
【００５８】
【数１】
【００５９】
したがって、空間フィルタ係数βijが決まれば、各ボクセルｉにおける電流密度を得ることができ、解析対象全体における３次元的電流密度分布を得ることができる。
【００６０】
上述の空間フィルタ係数βijを、対応するボクセルｉの分布電流に対してのみ鋭敏な感度を有するように設定する手法としては、ＳＡＭ（Synthetic Aperture Magnetometry）、ＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）などの種々の手法を用いることができる。ＳＡＭやＭＵＳＩＣは、これまで、レーダやソナーなどの分野で研究開発が行なわれてきたものであり、それぞれの手法は周知であるが、未だ心臓磁界の診断に応用されたことはない。
【００６１】
ＳＡＭやＭＵＳＩＣの手法によって空間フィルタ係数を用いて求められた各ボクセルのリアルタイムに算出された仮想センサ出力は、非常に高いリアルタイム性を有するという利点を有している。
【００６２】
ＳＡＭやＭＵＳＩＣの技術そのものは周知であり、またこれらの手法を用いて空間フィルタ係数を求めるアルゴリズムは極めて複雑なため、ここではその詳細な説明を省略するが、ＳＡＭについては、１９９９年発行のProceedings of the 11th International Conference on Biomagnetismの“Reent Advances in Biomagnetism”（Tohoku University Press発行）の第３０２頁から第３０５頁のRobinson SE および Vrba J による“Functional Neuroimaging by Synthetic Aperture Magnetometry （SAM）”に詳細に説明されている。ＭＵＳＩＣについては、平成９年１月２５日発行の原宏および栗城真也による「脳磁気科学−ＳＱＵＩＤ計測と医学応用−」（オーム社）の第１１７頁から第１１９頁に詳細に説明されている。
【００６３】
このようにして、第１の演算装置２は、磁界分布計測装置１によって生成された磁界分布データから解析対象である心臓内の３次元的電流密度分布を示す時系列データを生成し、表示装置４の一方入力に与える。
【００６４】
一方、図２に示す第２の演算装置３には、図示しない他の断層診断装置、たとえばＭＲＩ法、Ｘ線ＣＴ法、心エコー図法、心筋ＳＰＥＣＴ法などを用いて予め、心電図同期トリガをかけて撮影された同一被験者の胸部の複数のスライス画像（たとえば５ミリピッチで十数枚程度）の画像データが入力される。
【００６５】
第２の演算装置３は、これらの複数のスライス画像のデータを加工（補間）して所定視点から３次元透視変換を施し、解剖学的画像を示す第２のデータを生成する。このように複数のスライス画像から３次元的な解剖学的画像を形成する技術は周知であり、たとえば特開平１１−１２８２２４号公報、国際公開ＷＯ９８／１５２２６号公報などに詳細に開示されている。したがって、その詳細はここでは説明しない。
【００６６】
このようにして、第２の演算装置３は、同一被験者の心臓付近の胸部の３次元的な解剖学的画像を示す第２のデータを生成し、表示装置４の他方入力に与える。
【００６７】
図２の表示装置４は、第２の演算装置３からの第２のデータに基づいて形成した被験者の胸部の３次元的な解剖学的画像上に、第１の演算装置２からの第１のデータに基づいて形成した心筋内の３次元的電流密度分布を示す画像を重ね合わせて表示する。
【００６８】
図７の（ａ），（ｂ）は各々、表示装置４によって表示される３次元的な解剖学的画像に重ね合わされた３次元的電流密度分布のリアルタイム表示の態様を示す図であり、（ａ）と（ｂ）とでは、時間の推移により電流密度分布が経時的に変化している。
【００６９】
図７の（ａ），（ｂ）の各々は、たとえば被験者の胸部を５ミリピッチでスライスして得た５枚程度の断層画像を補間処理した３次元的画像であり、実際の表示画像の奥行き感を図面上で表現することは困難である。図７（ａ），（ｂ）の各図では、各画像を構成する線図が重複した複数の線図によって表現されていることから、複数のスライス画像の合成により形成された奥行き感のある立体的な解剖学的画像であることを推測することができる。
【００７０】
なお、図７の（ａ），（ｂ）の各々において、断層像の上側が人体の前面であり、下側が背面である。また（ａ），（ｂ）の各断層像は、下側（足側）から見た断層像である。
【００７１】
図７の（ａ），（ｂ）の各々において、Ａで示す円の集合は、３次元的解剖学的画像に重ね合わされた３次元的電流密度分布を表示するものであり、各円の径の大きさが電流密度の大きさを表わしている。また、電流密度の大小は、画面上の特定の色の濃淡で表示することもできる。
【００７２】
また、図８は、図７の（ａ），（ｂ）のような深さのある立体的解剖学的画像のある深さにおける断層画像を抽出して表示するものであり、同様にＡで示す円の集合が当該断層画像上における電流密度分布を表わしている。
【００７３】
このように、深さのある３次元的な解剖学的画像上に心筋内の３次元的電流密度分布を表示することにより、医師は解剖学的画像上における心筋内の電流密度分布の相対的な位置関係を的確に把握することができる。特に、表示された電流密度分布が異常を示しているときには、心筋障害部位または生存心筋部位の位置、大きさ、および形状を的確に診断することができる。
【００７４】
図９は、以上の実施の形態１による心臓磁界診断装置によって実行される心筋内の電流密度分布の同定方法を示すフロー図である。
【００７５】
図９を参照すると、まずステップＳ１において、磁界分布計測装置１により、人体胸部上の複数の座標において非接触磁気計測を行ない、複数の時系列データを生成し、必要であれば記録する。なお、第１の演算装置２における前述のＳＡＭまたはＭＵＳＩＣによる演算は、リアルタイムで供給される時系列データに対して実行可能である。
【００７６】
次に、ステップＳ２において、予め心電図同期トリガをかけて撮影した複数のＭＲＩ画像に対して、第２の演算装置３により補間演算（所定視点からの３次元透視変換）を施し、３次元の解剖学的画像を得る。
【００７７】
次に、ステップＳ３において、解析の初期時刻をｔs、解析の終了時刻をｔe、解析の時間間隔をΔｔと定める。
【００７８】
次に、ステップＳ４において、解析時刻ｔに初期時刻ｔsを代入して解析を開始する。そして、ステップＳ５において、解析時刻ｔが終了時刻ｔeに達するまで、以下の処理を行なう。
【００７９】
すなわち、ステップＳ６において、第１の演算装置２により指定解析時刻ｔにおける心臓磁界分布データをＳＡＭ法またはＭＵＳＩＣ法で処理して心筋内電流密度分布データを得る。
【００８０】
次に、ステップＳ７において、心筋の組織の実体積と、算出された電流密度分布とから、実際の心筋電流密度を得る。すなわち、ステップＳ６で算出された心筋内電流密度分布データをより実際の心筋電流密度に近い値に補正する。
【００８１】
次に、ステップＳ８において、表示装置４により、心筋内電流密度を、所定視点から３次元透視変換を施した解剖学的画像に重ね合わせて表示する。
【００８２】
次に、ステップＳ９において解析時刻ｔにΔｔを加算する。
これらのステップＳ６〜Ｓ９の処理が、解析時刻ｔが終了時刻ｔeに達したことがステップＳ５で判断されるまで繰返され、終了時刻ｔeに達すると、解剖学的画像に重ね合わされた心筋内電流密度分布の表示を終了する。
【００８３】
なお、図１に関して先に説明したように、第１の演算装置２によって算出された心筋内の電流密度分布に基づいて、データベース５から、当該心筋部位における障害に関する情報を得ることができる。
【００８４】
図１０は、このような実施の形態１の変形例による処理を示すフロー図であり、以下の点を除いて、図９に示したフロー図と同じである。
【００８５】
すなわち、ステップＳ１０において、ステップＳ７で得られた補正後の心筋電流密度に基づくデータベース５に含まれる心筋障害電流に関する情報から、当該部位における心筋の障害の有無と障害の程度に関する情報を引出し、表示装置４に同時に表示させる。
【００８６】
次に、実施の形態１のさらなる変形例について、図１１および図１２を参照して説明する。上述の実施の形態１では、心臓の解剖学的画像上に電流密度分布を３次元的に可視表示していたが、この変形例ではさらに、左右の心室の心筋を、心臓の解剖学的要因または機能的要因に基づいて複数の任意の領域に分割し、各領域ごとの電流密度分布を算出しようとするものである。
【００８７】
すなわち、分割したそれぞれの領域ごとに心筋内電流密度の平均を求めて互いに対比すれば、領域ごとに電流の流れの善し悪しを判断することができ、医師にとっては障害心筋部位または生存心筋部位の好適な判断材料となる。
【００８８】
領域の分割の仕方としては、心臓の解剖学的特徴に着目して左右の心室を任意の複数の領域に分割する方法、冠状動脈の解剖学的特徴に着目して左心室を任意の複数の領域に分割する方法などがある。この他にも、たとえば心室中隔から放射状に６度毎に密度分布を求めてプロファイルカーブを作成し、さらに電圧と電導時間との機能図を作成する方法なども考えられる。
【００８９】
図１１は、領域分割の一態様として、解剖学的特徴である冠状動脈の位置に着目した領域分割の様子を模式的に示す図である。図１１の例では、心筋の領域分割は、左冠状動脈の前下行枝の支配領域と、左回旋枝の支配領域と、右冠状動脈の支配領域とに分割するような形で、行なわれている。そしてこれらの領域のそれぞれにおいて、心筋電流密度が算出される。
【００９０】
図１２は、このような、実施の形態１のさらなる変形例による処理を示すフロー図であり、以下の点を除いて、図９に示したフロー図と同じである。
【００９１】
すなわち、ステップＳ１１において、ステップＳ２で得られた３次元解剖学的画像において、図１１に示したように冠状動脈の各枝に支配される領域に心筋を分割する。そして、ステップＳ１２において、ステップＳ７で算出された心筋電流密度から、上記ステップＳ１１で分割された各領域ごとの心筋電流密度が求められる。したがって、実施の形態１による電流密度分布の３次元的表示に加えて、左右心室の心筋障害部位を含む領域を３次元的に容易に同定することが可能となる。
【００９２】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、ＳＱＵＩＤ磁束計を用いた被験者の胸部上の非侵襲的な磁気計測によって得られた心筋内の電流密度分布を示す画像を３次元的解剖学的画像に重ねて表示することにより、異常な電流密度分布を示す障害心筋部位、または生存心筋部位の位置、大きさ、形状、障害の程度を医師が、安全、迅速かつ高精度に３次元的に同定することが可能となり、患者の負担を軽減することが可能となる。また、検査に放射性同位元素を用いないので、日をおかずに検査を連続的に実施することが可能となる。
【００９３】
また、左右の心室を、解剖学的要因または機能的要因に基づいて複数の領域に分割し、それぞれの領域の心筋電流密度を算出することによって、左右の心室における障害心筋部位を３次元的に診断でき、治療方法の検討を行なうことが容易になる。特に、高周波によるカテーテル焼灼法による治療を行なう場合には、カテーテルを用いて行なう電気生理学的検査の対象領域を事前に著しく絞り込むことが可能となり、Ｘ線透視を実施しながら行なう検査時間を著しく短縮することができる。この結果、医師および放射線技師の年間Ｘ線被爆線量を著しく軽減することができる。
【００９４】
さらに、電流密度と心筋障害電流との関係を判断するための情報を含むデータベースを準備することにより、算出された電流密度分布から、当該部位の心筋の電気生理学的組織性状の診断（生存心筋の評価、心臓移植後の拒絶反応の有無およびその程度、心筋症など）を正確に行なうことができる。
【００９５】
［実施の形態２］
上述の実施の形態１では、解剖学的画像を形成するために、被験者の多数の断層像を得る必要があり、ＭＲＩ法、Ｘ線ＣＴ法等による検査を事前に行なっていた。このため、検査回数が多くなり、患者の負担となるとともに、検査と直結した治療を行なうことができなかった。
【００９６】
この発明の実施の形態２は、解剖学的画像の形成を不要とすることにより、検査回数を減らし、診断と検査とを直結して実施することができる磁界計測による生存心筋診断装置および生存心筋分析方法を提供するものである。
【００９７】
図１３は、この発明の実施の形態２による、磁界計測による生存心筋診断装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【００９８】
図１３を参照して、磁界分布計測装置１については、実施の形態１に関連して既に説明したので、ここでは繰返して説明しない。
【００９９】
磁界分布計測装置１によって生成された磁界分布時系列データは、演算装置６に与えられ、演算装置６は、与えられた磁界分布時系列データに基づいて、先に述べたＳＡＭ法あるいはＭＵＳＩＣ法等の計算手法を用いて心筋内の３次元的電流密度分布を示すデータを生成する。そして、演算装置６は、生成した３次元的電流密度分布データに基づいて、心電図のＰ波からＱＲＳ群に相当する期間の心筋内の興奮（刺激）伝播経路を示すデータと、電流密度分布を示すデータとを、重ね合わせて発生し、表示装置７に与える。
【０１００】
表示装置７は、演算装置６によって生成されたデータが示す心筋内の電流密度分布を示す画像を、同じく演算装置６によって求められた心電図のＰ波からＱＲＳ群の期間に相当する興奮伝播経路の３次元的画像に重ね合わせて表示する。この結果、実施の形態１のような解剖学的画像を用いなくても、心室の心筋内の異常電流密度分布を３次元的に同定することが可能となる。
【０１０１】
なお、実施の形態１と同様に、心筋内の電流密度分布と、心筋障害電流との関係に関する判断情報を含むデータベース５が設けられる。
【０１０２】
次に、図１４は、図１３に示したこの発明の実施の形態２による磁界計測による生存心筋診断装置の構成をより具体化して示したブロック図である。
【０１０３】
図１４を参照して、磁界分布計測装置１は、図２および図３に関連して説明した磁界分布計測装置１と同じなので、ここでは説明を省略する。
【０１０４】
磁界分布計測装置１から出力された磁界分布時系列データは、図１４の演算装置６に与えられ、この演算装置６は、図６に関連して説明したＳＡＭ法あるいはＭＵＳＩＣ法などにより、磁界分布時系列データを電流密度分布時系列データに変換する。
【０１０５】
ここで、被験者１２の心電図を記録する心電計２１が設けられており、これにより測定された被験者１２の心電図波形データは演算装置６に与えられる。
【０１０６】
ここで、心電図の波形と、生成された電流密度分布とを対応づければ、心電図と、心臓において発生している事象との対応づけも可能となる。
【０１０７】
ここで、図１５の（ａ）は、心臓における正常な刺激伝播経路を模式的に示す図であり、（ｂ）は１拍分の心電図波形を示している。
【０１０８】
図１５を参照して、心臓の洞房結節は心拍を決定するペースメーカとしての機能を有し、一定間隔（心電図のＰ波のタイミング）で発火してパルスを発生する。このパルスは、決められた刺激伝播経路を介して房室結節に伝わり、ここで一定時間遅延後、ヒス（ＨＩＳ）束からプルキンエ繊維系を介して下方の心室にパルスを伝達し、一気に心筋の収縮が生じる。このヒス束からプルキンエ繊維系の刺激の伝播は、心電図のＱＲＳ群の期間である等容収縮期に相当する。
【０１０９】
したがって、このＰ波からＱＲＳ群の期間に関連付けた心臓磁界、すなわち心筋内電流密度分布の解析により、演算装置６は、図１５（ａ）に示すような正常ルートとしての刺激伝播経路を示す画像データを生成する。
【０１１０】
このような図１５（ａ）に示す刺激伝播経路の画像は、実施の形態１の解剖学的画像の代わりにテンプレート表示として使用することができる。すなわち、実施の形態１のような３次元の解剖学的画像がなくても、この図１５（ａ）に示す正常ルートの刺激伝播経路が表示されれば、その周辺の心室に生じた、異常な電流密度分布を示す障害心筋部位、または生存心筋部位は、医師であれば容易に解剖学的な対応づけが可能であり、その位置、大きさ、形状、程度を同定することができる。
【０１１１】
図１４の演算装置６は、このようなテンプレートとしての刺激伝播経路の表示に重ね合わせて、生成された電流密度分布を示すデータを生成する。前述のように、電流密度分布を表わす画像に着目することによって、心室における障害心筋部位または生存心筋部位を見出すことが可能であり、そのような画像データが上述のテンプレートの画像データに合成されて、表示装置７に与えられる。
【０１１２】
図１４に示す表示装置７は、演算装置６からのデータに基づいて、テンプレートとしての正常な刺激伝播経路に重ね合わせて、電流密度分布を示す画像を表示する。これにより、医師は、障害心筋部位または生存心筋部位の解剖学的な対応付けが可能となる。
【０１１３】
図１６は、表示装置７によって実際に表示される画面の一例であり、テンプレートとしての正常刺激伝播経路に重ね合わせて、異常な電流密度分布を示す部位の画像が表示されている。
【０１１４】
医師であれば、図１６に示すテンプレートとしての正常刺激伝播経路に対する電流密度分布の相対的位置関係に基づいて、容易に解剖学的な対応付けが可能であり、左右の心室における障害心筋部位または生存心筋部位の位置、大きさ、形状、程度を同定することができる。
【０１１５】
図１７および図１８は、以上の実施の形態２による電気生理学的生存心筋診断装置によって実行された心筋内の電気生理学的生存心筋分析方法を示すフロー図である。
【０１１６】
まず、図１７を参照して、ステップＳ２１において、磁界分布計測装置１を用いて人体胸部上の複数の座標において非接触磁気計測を行ない、複数の磁界時系列データを生成し記録する。
【０１１７】
次に、ステップＳ２２において、解析の初期時刻を、心電図のＰ波開始時刻ｔsPと定め、解析終了時刻を心電図のＱＲＳ群終了時刻ｔeQRSと定め、解析の時間間隔をΔｔと定める。
【０１１８】
次に、ステップＳ２３において、解析時刻ｔに、Ｐ波の開始時刻であるｔsPを代入する。
【０１１９】
そして、ステップＳ２４において解析時間が終了時刻ｔeQRSに到達するまで、以下のステップＳ２５〜Ｓ２７の処理が繰返される。
【０１２０】
すなわち、ステップＳ２５において、演算装置６により指定解析時刻ｔにおける心磁界分布データをＳＡＭ法またはＭＵＳＩＣ法で処理して心筋内電流密度分布データを生成する。
【０１２１】
次に、ステップＳ２６において、心筋内電流密度分布データに所定地点から３次元透視変換を施した画像を表示する。
【０１２２】
次に、ステップＳ２７において、解析時刻ｔにΔｔを加算し、ステップＳ２４に戻って終了時刻ｔeQRSに達したか否かを判定する。ここで終了時刻ｔeQRSに達したことが判定されると、心電図の波形のうちＰ波からＱＲＳ群に相当する期間に対応付けて図１５（ａ）に示す正常ルートである刺激伝播経路を示す画像データが得られたことになる。
【０１２３】
次に、図１８のステップＳ２８に進み、解析の初期時刻をｔsと定め、解析の終了時刻をｔeと定め、解析時間間隔をΔｔと定める。
【０１２４】
次に、ステップＳ２９において、解析時刻ｔに初期時刻ｔsを代入する。
次に、ステップＳ３０において、解析時刻ｔが終了時刻ｔeに到達したことが判断されるまで、以下のステップＳ３１〜Ｓ３４が実行される。
【０１２５】
すなわち、ステップＳ３１において、演算装置６により、指定解析時刻ｔにおける心磁界分布データをＳＡＭ法またはＭＵＳＩＣ法で処理して心筋内電流密度分布データを生成する。
【０１２６】
次に、ステップＳ３２において、心筋の組織の実体積と、算出された電流密度分布とから、実際の心筋電流密度を得る。すなわち、ステップＳ３１で算出された電流密度分布データをより実際の心筋電流密度に近い値に補正する。
【０１２７】
次に、ステップＳ３３において、心筋内電流密度データを、所定視点から３次元透視変換を施した正常刺激伝播経路の画像に重ね合わせて表示する。
【０１２８】
さらに、ステップＳ３４において、解析時刻ｔにΔｔを加算し、ステップＳ３０に戻って終了時刻ｔeに達したか否かを判定する。これにより、心筋内の電流密度分布を示すデータが、図１７のフロー図で得られた正常刺激伝播経路（図１５（ａ））の画像に重ね合わせて表示されることになる。
【０１２９】
なお、前述の実施の形態１と同様に、図１３のデータベース５から、障害心筋部位における障害に関する情報を得ることができる。
【０１３０】
図１９は、このような実施の形態２の変形例による処理を示すフロー図であり、以下の点を除いて、図１８に示したフロー図と同じである。
【０１３１】
すなわち、ステップＳ３５において、ステップＳ３２で得られた補正後の心筋電流密度に基づいて、データベース５に含まれる心筋障害電流に関する情報から、当該部位における心筋の障害の有無と障害の程度に関する情報を引出し、表示装置７に同時に表示させる。
【０１３２】
次に、前述の実施の形態１と同様に、この実施の形態２においても、左右の心室の心筋を、心臓の解剖学的要因または機能的要因に基づいて任意の複数の領域に分割し、各領域ごとの電流密度分布を算出するように構成することもできる。領域分割の態様などについては実施の形態１において既に説明したのでここでは繰返さない。
【０１３３】
図２０は、このような実施の形態２の変形例による処理を示すフロー図であり、以下の点を除いて、図１８に示したフロー図と同じである。
【０１３４】
すなわち、ステップＳ３６において、演算装置６によって求められたヒス束からプルキンエ繊維系直前までの刺激伝播経路に関する情報から心室中隔の位置が判明するので、予め定められた角度に基づいて、房室結節を基準として心室を複数の領域に分割する処理を行なう。そしてステップＳ３７において、上述のように領域分割された組織の各領域ごとの実体積と電流密度分布とから、各領域ごとに算出された心筋電流密度を得ることができる。
【０１３５】
以上のように、この発明の実施の形態２によれば、ＳＱＵＩＤ磁束計を用いた被験者の胸部上の非侵襲的な磁気計測によって得られた心筋内の電流密度分布を示す画像を、テンプレートとしての正常刺激伝播経路に重ねて表示することにより、他の解剖学的画像と重ね合わせることなく、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位、または生存心筋部位の位置、大きさ、形状、程度を医師が安全、迅速かつ高精度に３次元的に同定することが可能となる。このように心筋の電気生理学機能を非侵襲で迅速かつ安全に検査することができるので、患者の負担を著しく軽減することができる。また解剖学的画像を得るための事前の検査を省略することができる。
【０１３６】
さらに、検査に放射性同位元素を用いないので、費用の軽減が可能で、検査を日をおかずに連続的に実施することができる。
【０１３７】
さらに、解剖学的要因または機能的要因に基づいて、左心室および右心室を領域分割して各領域ごとの心筋電流密度を算出することにより、左右心室の心筋障害部位を３次元的に診断することが可能となり、治療法の検討が行ないやすくなる。特に、カテーテル焼灼法による治療を行なう場合には、カテーテルを用いて行なう電気生理学検査の対象領域を事前に著しく絞り込むことができるので、Ｘ線透視を実施しながら行なう検査時間を著しく短縮することができる。この結果、医師および放射線技師の年間Ｘ線被爆線量を著しく低減することができる。
【０１３８】
さらに、電流密度と心筋障害電流との関係を判断するためのデータベースを準備することにより、心筋の電気生理学的機能の診断（生存心筋、心臓移植後の拒絶反応の有無および程度、心筋症などの評価など）を正確に行なうことができる。
【０１３９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１４０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、患者の胸部上における非侵襲磁気計測によって得られた心筋内電流密度分布を、３次元的な解剖学的画像上で可視表示することができるので、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位、または生存心筋部位の位置、大きさ、形状、程度を３次元的に同定することができる。したがって、障害心筋部位または生存心筋部位を非侵襲で診断できるので、患者に負担を強いることなく、迅速かつ安全な検査を行なうことができる。また、放射性同位元素を用いないので、連続的に検査を実施でき、費用軽減効果を奏する。
【０１４１】
さらに、解剖学的要因または機能的要因に基づいて左右の心室を領域分割して各領域の心筋電流密度を算出することにより、心筋障害部位または生存心筋部位を３次元的に診断できる。特に高周波によるカテーテル焼灼法による治療を行なう場合には、電気生理学的検査の対象領域を事前に著しく絞り込むことができ、医師および放射線技師のＸ線被爆量を著しく低減することができるという効果を奏する。
【０１４２】
さらに、電流密度と心筋障害電流との関係を判断するための情報を含むデータベースを準備することによって、心筋の電気生理学的組織性状の診断を正確に行なうことができるという特有の効果を奏する。
【０１４３】
この発明のさらに他の局面によると、同一被験者の洞房結節からヒス束−プルキンエ繊維系への正常刺激伝播回路に、電流密度分布を重ね合わせて３次元表示することにより、解剖学的画像を得ることなく、心室における障害心筋部位または生存心筋部位の位置、大きさ、形状、程度を３次元的に同定することができる。すなわち、解剖学的画像を得るための検査を省略でき、より費用効果に優れた診断を行なうことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による磁界計測による生存心筋診断装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【図２】 図１に示した磁界計測による生存心筋診断装置の構成をより具体化して示したブロック図である。
【図３】 図２に示した磁界分布計測装置の詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】 被験者の胸部前面上における複数磁界センサの配列例を示す図である。
【図５】 図４の複数のセンサのそれぞれから得られた磁界時系列データを示す図である。
【図６】 磁界時系列データから電流密度データを算出する方法を模式的に説明する図である。
【図７】 表示装置４に表示される３次元的解剖学的画像の例を示す図である。
【図８】 図７に示した３次元的解剖学的画像の一断面を示す断層図である。
【図９】 この発明の実施の形態１による磁界計測による生存心筋診断装置の動作を説明するフロー図である。
【図１０】 この発明の実施の形態１の変形例による磁界計測による生存心筋診断装置の動作を説明するフロー図である。
【図１１】 心室の領域分割の一態様を模式的に示す図である。
【図１２】 この発明の実施の形態１のさらなる変形例による磁界計測による生存心筋診断装置の動作を説明するフロー図である。
【図１３】 この発明の実施の形態２による磁界計測による生存心筋診断装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【図１４】 図１３に示したこの発明の実施の形態２による磁界計測による生存心筋診断装置の構成をより具体化して示したブロック図である。
【図１５】 心臓における正常刺激伝播経路および心電図波形を模式的に示す図である。
【図１６】 表示装置７によって実際に表示された正常刺激伝播経路および異常な電流密度分布の画像を示す図である。
【図１７】 実施の形態２による磁界計測による生存心筋診断装置の動作の前半を説明するフロー図である。
【図１８】 実施の形態２による磁界計測による生存心筋診断装置の動作の後半を説明するフロー図である。
【図１９】 実施の形態２の変形例による磁界計測による生存心筋診断装置の動作の後半を説明するフロー図である。
【図２０】 実施の形態２のさらなる変形例による磁界計測による生存心筋診断装置の動作の後半を説明するフロー図である。
【符号の説明】
１ 磁界分布計測装置、２ 第１の演算装置、３ 第２の演算装置、４，７ 表示装置、５ データベース、６ 演算装置、１１ ＭＳＲ、１２ 被験者、１３ デュワー、１４ 演算部、１５ ＳＱＵＩＤ磁束計、１６ 検出コイル、１７ コイル、１８ 超電導ループ、１９ モジュレーションコイル、２０ Ｎｂシールド、２１ 心電計。
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁界計測による生存心筋診断装置および生存心筋分析方法に関し、より特定的には、左右の心室における異常電流の発振ループ（旋回路）形成の原因となる心筋内の障害部位または生存部位を非接触磁気計測により非侵襲的に同定するための磁界計測による生存心筋診断装置および生存心筋分析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、心疾患の診断を行なうために、心電図法が一般的に採用されている。
【０００３】
しかしながら、従来の心電図法では、たとえば心臓手術前に心筋障害部位や生存心筋部位の位置、大きさ、形状を推定するためには不十分であった。
【０００４】
これは、心電図法が間接的な計測方法であることによる。すなわち、心臓から体表面までに存在する組織、心臓と他の臓器や骨との位置的関係、心臓の大きさ、人体の各組織ごとの電気伝導率などが被験者ごとに大きく異なるため、心電図法で得られる情報では患部位置を正確に特定することは極めて困難であった。
【０００５】
一方、虚血による心筋障害部位と、生理学的に生存している心筋（以下、生存心筋と称する）部位とが、心室内に混在する場合、電気的異常旋回路が心筋内に形成され、心室頻拍などの原因となる場合がある。したがって、このような心筋障害部位または生存心筋部位を３次元的に正確に同定することが強く要望されている。
【０００６】
しかしながら、上述のように、心電図法では、虚血による心筋障害部位が存在するか否かの診断は下すことができても、心臓における心筋障害部位の位置、大きさ、形状を認識することは到底できなかった。
【０００７】
また、近年急速に普及している核磁気共鳴（ＭＲＩ）法、Ｘ線ＣＴ法などの医用断層像撮影装置では、心血管系の解剖学的構造を高精度に調べることができるが、心筋障害部位や生存心筋部位の位置、大きさ、形状を認識することには到底利用できなかった。
【０００８】
そこで、医療現場で現在利用されている生存心筋の評価方法としては、心筋ＳＰＥＣＴ法またはＰＥＴ法のような放射性同位元素を用いる検査方法がある。また、心筋組織性状の評価には、カテーテルを利用した、または外科手術による心筋組織のサンプリング（心筋生検）といった直接組織を採取する侵襲的検査法が必要となる。
【０００９】
これらの方法のうち、上述の放射性同位元素を用いる心筋ＳＰＥＣＴ法またはＰＥＴ法のような検査方法は、心筋梗塞後狭心症や冠状動脈バイパス手術前後の心筋の生存状態を正確に評価する方法として利用されている。しかしながら、これらの検査方法では、放射性同位元素を用いるため管理区域内での使用が義務づけられ、また費用も高価である。
【００１０】
さらに、心臓移植後、拒絶反応の程度に応じて治療が必要かどうかを判断するためにも拒絶心筋の評価が必要であり、しかも比較的短い間隔で経時的に何回も拒絶反応の有無の検査を行なう必要がある。心電図法や心エコー図法を用いた検査方法でも心筋拒絶反応の変化を捉えることはできるが、診断に必要な精度、すなわち拒絶反応の程度を推定するのに必要なだけの精度を有してはいない。このため、心臓移植後には、カテーテルを用いた心筋生検を定期的に行なう方法が採用されており、患者に大きな負担を強いている。したがって、非侵襲的計測手段により心臓移植後の拒絶心筋の位置、大きさ、程度を３次元的に診断することができる装置の実現が強く望まれている。
【００１１】
一方、地磁気の１０億分の１程度の磁束を高感度に検出することができる超電導量子干渉素子（Superconducting Quantum Interference Device：以下、ＳＱＵＩＤと略する）を用いたＳＱＵＩＤ磁束計がさまざまな分野で応用されている。特に、前述のように非侵襲性の計測が強く要望されている生体計測の分野では、ＳＱＵＩＤ磁束計を用いた人体の非接触磁気計測が試みられている。
【００１２】
特に、近年の薄膜素子製造技術の進歩によりＤＣ−ＳＱＵＩＤが開発されたことにより、ＳＱＵＩＤ磁束計を用いて心臓の磁界分布である心磁図を計測することが試みられつつある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、心磁図だけでは、人体内における心筋障害部位または生存心筋部位の位置、大きさ、形状、程度を直接表示することはできず、心臓内における患部の相対的な位置関係を医師に的確に知らせることが困難であった。
【００１４】
このため、心磁図が示す心磁界分布から心筋内の電流活動を可視化する方法が提案されてきた。そして、そのような方法として、１つまたは複数個の電流ダイポールで磁場源を模倣して可視化する方法が採用されてきた。しかしながら、心筋全体はある広がりを持って電気的活性状態にあるため、心筋全体を１個の電流ベクトルに置き換えてしまう方法では、心筋の電気生理学的活性度を示す電流密度情報を得ることはできず、したがって心筋障害部位または生存心筋部位の大きさ、形状も到底同定することはできなかった。
【００１５】
それゆえに、この発明の目的は、非侵襲的な磁気計測により得られた心筋内の電流密度分布を示すデータに基づいて、心筋障害部位または生存心筋部位を安全、迅速かつ高精度に３次元的に同定することができる磁界計測による生存心筋診断装置および生存心筋分析方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明による磁界計測による生存心筋診断装置は、磁界分布計測手段と、第１の演算手段と、第２の演算手段と、表示手段とを備える。磁界分布計測手段は、被験者の胸部上の複数の座標における非接触磁気計測により複数の座標に対応する複数の磁界時系列データを取得し、かつ複数の磁界時系列データに基づいて胸部上の磁界分布時系列データを生成する。第１の演算手段は、生成された磁界分布時系列データに基づいて被験者の心筋内の電流密度分布の時系列データを生成する。第２の演算手段は、別途供給された被験者の胸部断層画像データを加工して解剖学的画像を示すデータを生成する。表示手段は、第１の演算手段により生成されたデータが示す心筋内の電流密度分布の画像を、第２の演算手段により生成されたデータが示す解剖学的画像に重ね合わせて表示する表示処理を行なう。これにより、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位、または生存心筋部位を３次元的に同定することができる。
【００１７】
好ましくは、第１の演算手段は、解剖学的要因または機能的要因に基づいて、左心室および右心室を任意の複数の領域に分割して各領域ごとの心筋内の電流密度分布の時系列データを生成し、これにより左心室および右心室における心筋障害部位を３次元的に同定することができる。
【００１８】
さらに好ましくは、磁界計測による生存心筋診断装置は、第１の演算手段により生成されたデータが示す心筋内の電流密度と、心筋障害電流との関係を判断するための情報を含むデータベースをさらに備える。
【００１９】
この発明の他の局面に従うと、磁界計測による生存心筋診断装置は、磁界分布計測手段と、演算手段と、表示手段とを備える。磁界分布計測手段は、被験者の胸部上の複数の座標における非接触磁気計測により複数の座標に対応する複数の磁界時系列データを取得し、かつ複数の磁界時系列データに基づいて胸部上の磁界分布時系列データを生成する。演算手段は、生成された磁界分布時系列データに基づいて被験者の心筋内の電流密度分布の時系列データを生成する。表示手段は、演算手段により生成されたデータに基づいて、被験者の心臓の洞房結節からヒス束−プルキンエ繊維系への刺激伝播経路を示す画像と、心筋内の電流密度分布を示す画像とを重ね合わせて表示する表示処理を行なう。これにより、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位、または生存心筋部位を３次元的に同定することができる。
【００２０】
好ましくは、演算手段は、解剖学的要因または機能的要因に基づいて、左心室および右心室を任意の複数の領域に分割して各領域ごとの心筋内の電流密度分布の時系列データを生成し、これにより左心室および右心室における心筋障害部位を３次元的に同定することができる。
【００２１】
さらに好ましくは、磁界計測による生存心筋診断装置は、演算手段により生成されたデータが示す心筋内の電流密度と、心筋障害電流との関係を判断するための情報を含むデータベースをさらに備える。
【００２２】
この発明の他の局面に従うと、磁界計測による生存心筋分析方法は、被験者の胸部上の複数の座標における非接触磁気計測により取得された複数の座標に対応する複数の磁界時系列データに基づいて生成された胸部上の磁界分布時系列データに基づいて、被験者の心筋内の電流密度分布の時系列データである第１のデータを生成するステップと、別途供給された被験者の胸部断層画像データを加工して解剖学的画像を示す第２のデータを生成するステップと、第１のデータが示す心筋内の電流密度分布の画像を、第２のデータが示す解剖学的画像に重ね合わせて表示することにより、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位、または生存心筋部位を３次元的に同定することを可能にするステップとを備える。
【００２３】
好ましくは、第１のデータを生成するステップは、解剖学的要因または機能的要因に基づいて、左心室および右心室を任意の複数の領域に分割して各領域ごとの心筋内の電流密度分布の時系列データを生成し、これにより左心室および右心室における心筋障害部位を３次元的に同定することができる。
【００２４】
さらに好ましくは、磁界計測による生存心筋分析方法は、第１のデータが示す心筋内の電流密度と、心筋障害電流との関係を示す情報に基づいて、３次元的に同定された部位が心筋障害部位か生存心筋部位かを判断するステップをさらに備える。
【００２５】
この発明のさらに他の局面に従うと、磁界計測による生存心筋分析方法は、被験者の胸部上の複数の座標における非接触磁気計測により取得された複数の座標に対応する複数の磁界時系列データに基づいて生成された胸部上の磁界分布時系列データに基づいて、被験者の心筋内の電流密度分布の時系列データを生成するステップと、生成されたデータに基づいて、被験者の心臓の洞房結節からヒス束−プルキンエ繊維系への刺激伝播経路を示す画像と、心筋内の電流密度分布を示す画像とを重ね合わせて表示することにより、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位、または生存心筋部位を３次元的に同定することを可能にするステップとを備える。
【００２６】
好ましくは、データを生成するステップは、解剖学的要因または機能的要因に基づいて、左心室および右心室を任意の複数の領域に分割して各領域ごとの心筋内の電流密度分布の時系列データを生成し、これにより左心室および右心室における心筋障害部位を３次元的に同定することができる。
【００２７】
さらに好ましくは、磁界計測による生存心筋分析方法は、データが示す心筋内の電流密度と、心筋障害電流との関係を示す情報に基づいて、３次元的に同定された部位が心筋障害部位か生存心筋部位かを判断するステップをさらに備える。
【００２８】
したがって、この発明によれば、非侵襲的な磁気計測により得た心筋内の電流密度分布を示す画像を、他の医用診断装置で撮影された同一被験者の胸部断層画像データを加工して得られた解剖学的画像上に重ね合わせて表示することにより、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位、または生存心筋部位を、医師が安全、迅速かつ高精度に３次元的に同定することが可能となる。
【００２９】
さらに、この発明によれば、非侵襲的な磁気計測により得た心筋内の電流密度分布を示す画像を、同一被験者の心臓の洞房結節からヒス束−プルキンエ繊維系への刺激伝播経路を示す画像上に重ね合わせて表示することにより、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位、または生存心筋部位を、医師が安全、迅速かつ高精度に３次元的に同定することが可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３１】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による、磁界計測による生存心筋診断装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【００３２】
図１を参照して、磁界分布計測装置１は、たとえば、後で詳述するＳＱＵＩＤ磁束計のような計測手段を用いて、被験者の胸部上の複数の座標における非接触磁気計測を行ない、複数の座標に対応する複数の磁界時系列データを取得する。そして、取得した複数の磁界時系列データに基づいて、胸部上の、すなわち心臓磁場の磁界分布時系列データを生成して出力する。
【００３３】
磁界分布計測装置１によって計測された心臓の磁界分布時系列データに基づいて、第１の演算装置２は、たとえば、後述する種々の公知の計算手法を用いて、心筋内の電流密度分布の時系列データである第１のデータを生成して出力する。
【００３４】
一方、核磁気共鳴（ＭＲＩ）法、Ｘ線ＣＴ法、心エコー図法、心筋ＳＰＥＣＴ法などの断層診断装置によって別途得られた同一被験者の胸部の断層画像データ（複数枚の断層画像のデータを含む）が、第２の演算装置３に与えられ、第２の演算装置３は、これらの断層画像データを加工して３次元的な解剖学的画像を示す第２のデータを生成して出力する。
【００３５】
ここで、上述の第１のデータを画像で表現する。電流密度分布を表わす画像の濃淡に着目することによって、異常な電流密度を示す心筋障害部位、または生存心筋部位の３次元的な同定が可能となる。
【００３６】
表示装置４は、第１の演算装置によって生成された第１のデータが示す心筋内の電流密度分布を示す画像を、第２の演算装置３によって生成された第２のデータが示す被験者の胸部の３次元的解剖学的画像に重ね合わせて表示する。この結果、解剖学的画像上において心筋内の心筋障害部位または生存心筋部位を３次元的に同定することができる。
【００３７】
なお、表示装置４上には心筋内の電流密度分布そのものが表示されるだけである。そこで、心筋内の電流密度分布と心筋障害電流との関係に関する判断情報を含むデータベース５を設け、第１の演算装置２によって実際に算出された電流密度分布をデータベース５の判断情報と対比してその結果を表示装置４に表示することにより、当該電流密度の部位が障害心筋（たとえば虚血心筋部位、拒絶心筋など）であるのか、あるいは生存心筋であるのかをより正確に判断することが可能になる。
【００３８】
次に、図２は、図１に示したこの発明の実施の形態１による磁界計測による生存心筋診断装置の構成をより具体化して示したブロック図である。
【００３９】
図２を参照して、磁界分布計測装置１は、磁気シールドルーム（Magnetic Shield Room：以下、ＭＳＲ）１１内において、被験者１２の胸部上において非接触の磁気計測を行なうように設置された、ＳＱＵＩＤ磁束計を内蔵するデュワー１３と、磁界分布データの演算部１４とを備えている。
【００４０】
デュワー１３内には液体ヘリウムが満たされて超電導が生じる低温系の環境が形成されており、その中に、超電導体からなる検出コイルで構成されたＳＱＵＩＤ磁束計が収納されている。
【００４１】
図３は、図２に示したＭＳＲ１１内のデュワー１３内の超低温系に設置されるＳＱＵＩＤ磁束計１５、および常温系のＭＳＲ１１内に設置される演算部１４をより詳細に示すブロック図である。
【００４２】
なお、図３に示した構成は、被験者の胸部上の１点の磁界データを計測するための１チャネル分の構成であり、後述するように、この発明では、被験者の胸部上において複数の座標における磁場の多点同時計測を行なう。したがって、図２のＭＳＲ１１内には、図３に示す１チャネル分の構成が、計測に必要な複数チャネル分設けられていることになる。
【００４３】
以下に、図３を参照して、１チャネル分のＳＱＵＩＤ磁束計による磁界データの生成について説明する。
【００４４】
まず、ＳＱＵＩＤ磁束計１５は、被験者の胸部表面から発生する磁場を検出するための、超電導体からなるピックアップコイル１６を備える。ピックアップコイル１６が磁場を捉えると電流が流れ、この電流はコイル１７に引き込まれてＮｂシールド２０内に磁場を生じさせる。
【００４５】
この結果、この磁場に対して線形に変化する磁場が超電導ループ１８内に形成され、この超電導ループ１８の両端の電圧を、常温系のＭＳＲ１１内に設置された演算部１４の増幅器によって検出し、演算部１４は、検出電圧に変化が生じないよう、Ｎｂシールド２０内のモジュレーションコイル１９に流れる電流を調整する。
【００４６】
すなわち、このＳＱＵＩＤによる生体の磁場の検出は、発生する磁場を直接計測するものではなく、いわゆるゼロ位法を用いて、超電導リング１８内の磁場が常に一定値となるようにフィードバックをかける（具体的にはモジュレーションコイル１９に流れる電流を調整してモジュレーションコイル１９に発生する磁場を制御することにより、超電導ループ１８内に常に一定の磁場が生じるようにする）ことにより、ピックアップコイル１６で検出される磁場を、演算部１４が電気信号に変換して出力するものである。このようなフィードバックの手法は通常、フラックスロックトループ（flux locked loop：以下、ＦＬＬ）と呼ばれる周知の技術である。
【００４７】
このようなＳＱＵＩＤ磁束計１５およびその演算部１４は周知の技術であるため、これ以上の説明を省略する。
【００４８】
前述のように、図３に示した構成は、１チャネル分の磁界データの計測に必要な構成であり、被験者の胸部前面上における１点で計測された磁場の磁界時系列データを示す電気信号を出力するものである。
【００４９】
この発明では、前述のように被験者の胸部前面に多くのセンサ（ＳＱＵＩＤ磁束計）を配列し、胸部前面上の磁場を多点測定しようとするものである。磁場は時間的に変化するものであり、たとえば１心拍に相当する期間中においても、測定場所が異なれば磁場は場所に応じた異なる変化をする。
【００５０】
図４は、被験者の胸部前面上における複数のセンサ（各々が１チャネルのＳＱＵＩＤ磁束計）の配置の一例を示す図である。また、図５は、図４の複数のセンサのそれぞれの位置に対応してそれぞれのセンサから得られた、１心拍期間における磁場の変化を示す１群の磁界時系列データを示している。
【００５１】
図２に示す磁界分布計測装置１から出力されるデータは、図５に示すような複数の測定位置（座標）に対応する１群の磁界時系列データである。ある特定の時刻に着目してこれらの１群の磁界時系列データを捉えると、測定対象である胸部前面上におけるある時刻の磁場の強さの分布状態を示す実際の山谷の様子をグラフ（図）で表現するのは困難なので、天気図の気圧のように等高線図で表現している磁界分布データが得られる。この意味からも、磁界分布計測装置１から出力されるデータは、胸部前面上の磁界分布時系列データとして捉えることができる。
【００５２】
磁界分布計測装置１から出力されるこのような１群の磁界時系列データ、すなわち磁界分布時系列データは、図２の第１の演算装置２に与えられ、この第１の演算装置２は、ある時刻の磁界分布データに基づいてその瞬間に流れる胸部内の電流密度を求めるように機能する。
【００５３】
磁界分布計測装置１によって生成された磁界分布時系列データから、測定対象となる人体内の部位（この発明では心臓）を流れる電流密度分布を第１の演算装置２で求める手法について説明する。
【００５４】
図６は、このような電流密度を求める方法を模式的に説明する図である。以下に説明する方法では、解析しようとする人体内の特定の１つの部位に仮に電流センサ（仮想センサ）が設けられていたとすれば、あたかもそこに流れるはずの電流を間接的に算出しようとするものである。このため、人体胸部前面に設置されたすべてのセンサ（ＳＱＵＩＤ磁束計）から得られる磁界時系列データにある係数をかけてその総和を取ることによって、当該仮想センサの電流出力を得ることができる。そして、この係数をどのように求めるかがこの演算における中心的な課題となる。
【００５５】
以下に、図６を参照して、電流密度を求める手法についてより詳細に説明する。まず、人体表面（胸部前面）上に、総数がＮ個の磁界センサが配列されているものとする。一方、解析対象である人体（胸部、特に心臓）を、各々が小さなブロックであるボクセルの集合体とみなす。ここで、ボクセルの総数をＭ個とする。
【００５６】
各センサｊから得られる磁界時系列データをＢｊ（ｔ）とし、各センサ出力（Ｂj（ｔ）に対応するボクセルｉの空間フィルタ係数をβijとする。
【００５７】
ここで、ボクセルｉに仮想電流センサがあるものと考えた場合、当該仮想電流センサから得られる電流密度に対応する仮想センサ出力をＳi（ｔ）とすると、Ｓi（ｔ）は次式で定義される。
【００５８】
【数１】
したがって、空間フィルタ係数βijが決まれば、各ボクセルｉにおける電流密度を得ることができ、解析対象全体における３次元的電流密度分布を得ることができる。
【００６０】
上述の空間フィルタ係数βijを、対応するボクセルｉの分布電流に対してのみ鋭敏な感度を有するように設定する手法としては、ＳＡＭ（Synthetic Aperture Magnetometry）、ＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）などの種々の手法を用いることができる。ＳＡＭやＭＵＳＩＣは、これまで、レーダやソナーなどの分野で研究開発が行なわれてきたものであり、それぞれの手法は周知であるが、未だ心臓磁界の診断に応用されたことはない。
【００６１】
ＳＡＭやＭＵＳＩＣの手法によって空間フィルタ係数を用いて求められた各ボクセルのリアルタイムに算出された仮想センサ出力は、非常に高いリアルタイム性を有するという利点を有している。
【００６２】
ＳＡＭやＭＵＳＩＣの技術そのものは周知であり、またこれらの手法を用いて空間フィルタ係数を求めるアルゴリズムは極めて複雑なため、ここではその詳細な説明を省略するが、ＳＡＭについては、１９９９年発行のProceedings of the 11th International Conference on Biomagnetismの“Reent Advances in Biomagnetism”（Tohoku University Press発行）の第３０２頁から第３０５頁のRobinson SE および Vrba J による“Functional Neuroimaging by Synthetic Aperture Magnetometry （SAM）”に詳細に説明されている。ＭＵＳＩＣについては、平成９年１月２５日発行の原宏および栗城真也による「脳磁気科学−ＳＱＵＩＤ計測と医学応用−」（オーム社）の第１１７頁から第１１９頁に詳細に説明されている。
【００６３】
このようにして、第１の演算装置２は、磁界分布計測装置１によって生成された磁界分布データから解析対象である心臓内の３次元的電流密度分布を示す時系列データを生成し、表示装置４の一方入力に与える。
【００６４】
一方、図２に示す第２の演算装置３には、図示しない他の断層診断装置、たとえばＭＲＩ法、Ｘ線ＣＴ法、心エコー図法、心筋ＳＰＥＣＴ法などを用いて予め、心電図同期トリガをかけて撮影された同一被験者の胸部の複数のスライス画像（たとえば５ミリピッチで十数枚程度）の画像データが入力される。
【００６５】
第２の演算装置３は、これらの複数のスライス画像のデータを加工（補間）して所定視点から３次元透視変換を施し、解剖学的画像を示す第２のデータを生成する。このように複数のスライス画像から３次元的な解剖学的画像を形成する技術は周知であり、たとえば特開平１１−１２８２２４号公報、国際公開ＷＯ９８／１５２２６号公報などに詳細に開示されている。したがって、その詳細はここでは説明しない。
【００６６】
このようにして、第２の演算装置３は、同一被験者の心臓付近の胸部の３次元的な解剖学的画像を示す第２のデータを生成し、表示装置４の他方入力に与える。
【００６７】
図２の表示装置４は、第２の演算装置３からの第２のデータに基づいて形成した被験者の胸部の３次元的な解剖学的画像上に、第１の演算装置２からの第１のデータに基づいて形成した心筋内の３次元的電流密度分布を示す画像を重ね合わせて表示する。
【００６８】
図７の（ａ），（ｂ）は各々、表示装置４によって表示される３次元的な解剖学的画像に重ね合わされた３次元的電流密度分布のリアルタイム表示の態様を示す図であり、（ａ）と（ｂ）とでは、時間の推移により電流密度分布が経時的に変化している。
【００６９】
図７の（ａ），（ｂ）の各々は、たとえば被験者の胸部を５ミリピッチでスライスして得た５枚程度の断層画像を補間処理した３次元的画像であり、実際の表示画像の奥行き感を図面上で表現することは困難である。図７（ａ），（ｂ）の各図では、各画像を構成する線図が重複した複数の線図によって表現されていることから、複数のスライス画像の合成により形成された奥行き感のある立体的な解剖学的画像であることを推測することができる。
【００７０】
なお、図７の（ａ），（ｂ）の各々において、断層像の上側が人体の前面であり、下側が背面である。また（ａ），（ｂ）の各断層像は、下側（足側）から見た断層像である。
【００７１】
図７の（ａ），（ｂ）の各々において、Ａで示す円の集合は、３次元的解剖学的画像に重ね合わされた３次元的電流密度分布を表示するものであり、各円の径の大きさが電流密度の大きさを表わしている。また、電流密度の大小は、画面上の特定の色の濃淡で表示することもできる。
【００７２】
また、図８は、図７の（ａ），（ｂ）のような深さのある立体的解剖学的画像のある深さにおける断層画像を抽出して表示するものであり、同様にＡで示す円の集合が当該断層画像上における電流密度分布を表わしている。
【００７３】
このように、深さのある３次元的な解剖学的画像上に心筋内の３次元的電流密度分布を表示することにより、医師は解剖学的画像上における心筋内の電流密度分布の相対的な位置関係を的確に把握することができる。特に、表示された電流密度分布が異常を示しているときには、心筋障害部位または生存心筋部位の位置、大きさ、および形状を的確に診断することができる。
【００７４】
図９は、以上の実施の形態１による心臓磁界診断装置によって実行される心筋内の電流密度分布の同定方法を示すフロー図である。
【００７５】
図９を参照すると、まずステップＳ１において、磁界分布計測装置１により、人体胸部上の複数の座標において非接触磁気計測を行ない、複数の時系列データを生成し、必要であれば記録する。なお、第１の演算装置２における前述のＳＡＭまたはＭＵＳＩＣによる演算は、リアルタイムで供給される時系列データに対して実行可能である。
【００７６】
次に、ステップＳ２において、予め心電図同期トリガをかけて撮影した複数のＭＲＩ画像に対して、第２の演算装置３により補間演算（所定視点からの３次元透視変換）を施し、３次元の解剖学的画像を得る。
【００７７】
次に、ステップＳ３において、解析の初期時刻をｔs、解析の終了時刻をｔe、解析の時間間隔をΔｔと定める。
【００７８】
次に、ステップＳ４において、解析時刻ｔに初期時刻ｔsを代入して解析を開始する。そして、ステップＳ５において、解析時刻ｔが終了時刻ｔeに達するまで、以下の処理を行なう。
【００７９】
すなわち、ステップＳ６において、第１の演算装置２により指定解析時刻ｔにおける心臓磁界分布データをＳＡＭ法またはＭＵＳＩＣ法で処理して心筋内電流密度分布データを得る。
【００８０】
次に、ステップＳ７において、心筋の組織の実体積と、算出された電流密度分布とから、実際の心筋電流密度を得る。すなわち、ステップＳ６で算出された心筋内電流密度分布データをより実際の心筋電流密度に近い値に補正する。
【００８１】
次に、ステップＳ８において、表示装置４により、心筋内電流密度を、所定視点から３次元透視変換を施した解剖学的画像に重ね合わせて表示する。
【００８２】
次に、ステップＳ９において解析時刻ｔにΔｔを加算する。
これらのステップＳ６〜Ｓ９の処理が、解析時刻ｔが終了時刻ｔeに達したことがステップＳ５で判断されるまで繰返され、終了時刻ｔeに達すると、解剖学的画像に重ね合わされた心筋内電流密度分布の表示を終了する。
【００８３】
なお、図１に関して先に説明したように、第１の演算装置２によって算出された心筋内の電流密度分布に基づいて、データベース５から、当該心筋部位における障害に関する情報を得ることができる。
【００８４】
図１０は、このような実施の形態１の変形例による処理を示すフロー図であり、以下の点を除いて、図９に示したフロー図と同じである。
【００８５】
すなわち、ステップＳ１０において、ステップＳ７で得られた補正後の心筋電流密度に基づくデータベース５に含まれる心筋障害電流に関する情報から、当該部位における心筋の障害の有無と障害の程度に関する情報を引出し、表示装置４に同時に表示させる。
【００８６】
次に、実施の形態１のさらなる変形例について、図１１および図１２を参照して説明する。上述の実施の形態１では、心臓の解剖学的画像上に電流密度分布を３次元的に可視表示していたが、この変形例ではさらに、左右の心室の心筋を、心臓の解剖学的要因または機能的要因に基づいて複数の任意の領域に分割し、各領域ごとの電流密度分布を算出しようとするものである。
【００８７】
すなわち、分割したそれぞれの領域ごとに心筋内電流密度の平均を求めて互いに対比すれば、領域ごとに電流の流れの善し悪しを判断することができ、医師にとっては障害心筋部位または生存心筋部位の好適な判断材料となる。
【００８８】
領域の分割の仕方としては、心臓の解剖学的特徴に着目して左右の心室を任意の複数の領域に分割する方法、冠状動脈の解剖学的特徴に着目して左心室を任意の複数の領域に分割する方法などがある。この他にも、たとえば心室中隔から放射状に６度毎に密度分布を求めてプロファイルカーブを作成し、さらに電圧と電導時間との機能図を作成する方法なども考えられる。
【００８９】
図１１は、領域分割の一態様として、解剖学的特徴である冠状動脈の位置に着目した領域分割の様子を模式的に示す図である。図１１の例では、心筋の領域分割は、左冠状動脈の前下行枝の支配領域と、左回旋枝の支配領域と、右冠状動脈の支配領域とに分割するような形で、行なわれている。そしてこれらの領域のそれぞれにおいて、心筋電流密度が算出される。
【００９０】
図１２は、このような、実施の形態１のさらなる変形例による処理を示すフロー図であり、以下の点を除いて、図９に示したフロー図と同じである。
【００９１】
すなわち、ステップＳ１１において、ステップＳ２で得られた３次元解剖学的画像において、図１１に示したように冠状動脈の各枝に支配される領域に心筋を分割する。そして、ステップＳ１２において、ステップＳ７で算出された心筋電流密度から、上記ステップＳ１１で分割された各領域ごとの心筋電流密度が求められる。したがって、実施の形態１による電流密度分布の３次元的表示に加えて、左右心室の心筋障害部位を含む領域を３次元的に容易に同定することが可能となる。
【００９２】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、ＳＱＵＩＤ磁束計を用いた被験者の胸部上の非侵襲的な磁気計測によって得られた心筋内の電流密度分布を示す画像を３次元的解剖学的画像に重ねて表示することにより、異常な電流密度分布を示す障害心筋部位、または生存心筋部位の位置、大きさ、形状、障害の程度を医師が、安全、迅速かつ高精度に３次元的に同定することが可能となり、患者の負担を軽減することが可能となる。また、検査に放射性同位元素を用いないので、日をおかずに検査を連続的に実施することが可能となる。
【００９３】
また、左右の心室を、解剖学的要因または機能的要因に基づいて複数の領域に分割し、それぞれの領域の心筋電流密度を算出することによって、左右の心室における障害心筋部位を３次元的に診断でき、治療方法の検討を行なうことが容易になる。特に、高周波によるカテーテル焼灼法による治療を行なう場合には、カテーテルを用いて行なう電気生理学的検査の対象領域を事前に著しく絞り込むことが可能となり、Ｘ線透視を実施しながら行なう検査時間を著しく短縮することができる。この結果、医師および放射線技師の年間Ｘ線被爆線量を著しく軽減することができる。
【００９４】
さらに、電流密度と心筋障害電流との関係を判断するための情報を含むデータベースを準備することにより、算出された電流密度分布から、当該部位の心筋の電気生理学的組織性状の診断（生存心筋の評価、心臓移植後の拒絶反応の有無およびその程度、心筋症など）を正確に行なうことができる。
【００９５】
［実施の形態２］
上述の実施の形態１では、解剖学的画像を形成するために、被験者の多数の断層像を得る必要があり、ＭＲＩ法、Ｘ線ＣＴ法等による検査を事前に行なっていた。このため、検査回数が多くなり、患者の負担となるとともに、検査と直結した治療を行なうことができなかった。
【００９６】
この発明の実施の形態２は、解剖学的画像の形成を不要とすることにより、検査回数を減らし、診断と検査とを直結して実施することができる磁界計測による生存心筋診断装置および生存心筋分析方法を提供するものである。
【００９７】
図１３は、この発明の実施の形態２による、磁界計測による生存心筋診断装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【００９８】
図１３を参照して、磁界分布計測装置１については、実施の形態１に関連して既に説明したので、ここでは繰返して説明しない。
【００９９】
磁界分布計測装置１によって生成された磁界分布時系列データは、演算装置６に与えられ、演算装置６は、与えられた磁界分布時系列データに基づいて、先に述べたＳＡＭ法あるいはＭＵＳＩＣ法等の計算手法を用いて心筋内の３次元的電流密度分布を示すデータを生成する。そして、演算装置６は、生成した３次元的電流密度分布データに基づいて、心電図のＰ波からＱＲＳ群に相当する期間の心筋内の興奮（刺激）伝播経路を示すデータと、電流密度分布を示すデータとを、重ね合わせて発生し、表示装置７に与える。
【０１００】
表示装置７は、演算装置６によって生成されたデータが示す心筋内の電流密度分布を示す画像を、同じく演算装置６によって求められた心電図のＰ波からＱＲＳ群の期間に相当する興奮伝播経路の３次元的画像に重ね合わせて表示する。この結果、実施の形態１のような解剖学的画像を用いなくても、心室の心筋内の異常電流密度分布を３次元的に同定することが可能となる。
【０１０１】
なお、実施の形態１と同様に、心筋内の電流密度分布と、心筋障害電流との関係に関する判断情報を含むデータベース５が設けられる。
【０１０２】
次に、図１４は、図１３に示したこの発明の実施の形態２による磁界計測による生存心筋診断装置の構成をより具体化して示したブロック図である。
【０１０３】
図１４を参照して、磁界分布計測装置１は、図２および図３に関連して説明した磁界分布計測装置１と同じなので、ここでは説明を省略する。
【０１０４】
磁界分布計測装置１から出力された磁界分布時系列データは、図１４の演算装置６に与えられ、この演算装置６は、図６に関連して説明したＳＡＭ法あるいはＭＵＳＩＣ法などにより、磁界分布時系列データを電流密度分布時系列データに変換する。
【０１０５】
ここで、被験者１２の心電図を記録する心電計２１が設けられており、これにより測定された被験者１２の心電図波形データは演算装置６に与えられる。
【０１０６】
ここで、心電図の波形と、生成された電流密度分布とを対応づければ、心電図と、心臓において発生している事象との対応づけも可能となる。
【０１０７】
ここで、図１５の（ａ）は、心臓における正常な刺激伝播経路を模式的に示す図であり、（ｂ）は１拍分の心電図波形を示している。
【０１０８】
図１５を参照して、心臓の洞房結節は心拍を決定するペースメーカとしての機能を有し、一定間隔（心電図のＰ波のタイミング）で発火してパルスを発生する。このパルスは、決められた刺激伝播経路を介して房室結節に伝わり、ここで一定時間遅延後、ヒス（ＨＩＳ）束からプルキンエ繊維系を介して下方の心室にパルスを伝達し、一気に心筋の収縮が生じる。このヒス束からプルキンエ繊維系の刺激の伝播は、心電図のＱＲＳ群の期間である等容収縮期に相当する。
【０１０９】
したがって、このＰ波からＱＲＳ群の期間に関連付けた心臓磁界、すなわち心筋内電流密度分布の解析により、演算装置６は、図１５（ａ）に示すような正常ルートとしての刺激伝播経路を示す画像データを生成する。
【０１１０】
このような図１５（ａ）に示す刺激伝播経路の画像は、実施の形態１の解剖学的画像の代わりにテンプレート表示として使用することができる。すなわち、実施の形態１のような３次元の解剖学的画像がなくても、この図１５（ａ）に示す正常ルートの刺激伝播経路が表示されれば、その周辺の心室に生じた、異常な電流密度分布を示す障害心筋部位、または生存心筋部位は、医師であれば容易に解剖学的な対応づけが可能であり、その位置、大きさ、形状、程度を同定することができる。
【０１１１】
図１４の演算装置６は、このようなテンプレートとしての刺激伝播経路の表示に重ね合わせて、生成された電流密度分布を示すデータを生成する。前述のように、電流密度分布を表わす画像に着目することによって、心室における障害心筋部位または生存心筋部位を見出すことが可能であり、そのような画像データが上述のテンプレートの画像データに合成されて、表示装置７に与えられる。
【０１１２】
図１４に示す表示装置７は、演算装置６からのデータに基づいて、テンプレートとしての正常な刺激伝播経路に重ね合わせて、電流密度分布を示す画像を表示する。これにより、医師は、障害心筋部位または生存心筋部位の解剖学的な対応付けが可能となる。
【０１１３】
図１６は、表示装置７によって実際に表示される画面の一例であり、テンプレートとしての正常刺激伝播経路に重ね合わせて、異常な電流密度分布を示す部位の画像が表示されている。
【０１１４】
医師であれば、図１６に示すテンプレートとしての正常刺激伝播経路に対する電流密度分布の相対的位置関係に基づいて、容易に解剖学的な対応付けが可能であり、左右の心室における障害心筋部位または生存心筋部位の位置、大きさ、形状、程度を同定することができる。
【０１１５】
図１７および図１８は、以上の実施の形態２による電気生理学的生存心筋診断装置によって実行された心筋内の電気生理学的生存心筋分析方法を示すフロー図である。
【０１１６】
まず、図１７を参照して、ステップＳ２１において、磁界分布計測装置１を用いて人体胸部上の複数の座標において非接触磁気計測を行ない、複数の磁界時系列データを生成し記録する。
【０１１７】
次に、ステップＳ２２において、解析の初期時刻を、心電図のＰ波開始時刻ｔsPと定め、解析終了時刻を心電図のＱＲＳ群終了時刻ｔeQRSと定め、解析の時間間隔をΔｔと定める。
【０１１８】
次に、ステップＳ２３において、解析時刻ｔに、Ｐ波の開始時刻であるｔsPを代入する。
【０１１９】
そして、ステップＳ２４において解析時間が終了時刻ｔeQRSに到達するまで、以下のステップＳ２５〜Ｓ２７の処理が繰返される。
【０１２０】
すなわち、ステップＳ２５において、演算装置６により指定解析時刻ｔにおける心磁界分布データをＳＡＭ法またはＭＵＳＩＣ法で処理して心筋内電流密度分布データを生成する。
【０１２１】
次に、ステップＳ２６において、心筋内電流密度分布データに所定地点から３次元透視変換を施した画像を表示する。
【０１２２】
次に、ステップＳ２７において、解析時刻ｔにΔｔを加算し、ステップＳ２４に戻って終了時刻ｔeQRSに達したか否かを判定する。ここで終了時刻ｔeQRSに達したことが判定されると、心電図の波形のうちＰ波からＱＲＳ群に相当する期間に対応付けて図１５（ａ）に示す正常ルートである刺激伝播経路を示す画像データが得られたことになる。
【０１２３】
次に、図１８のステップＳ２８に進み、解析の初期時刻をｔsと定め、解析の終了時刻をｔeと定め、解析時間間隔をΔｔと定める。
【０１２４】
次に、ステップＳ２９において、解析時刻ｔに初期時刻ｔsを代入する。
次に、ステップＳ３０において、解析時刻ｔが終了時刻ｔeに到達したことが判断されるまで、以下のステップＳ３１〜Ｓ３４が実行される。
【０１２５】
すなわち、ステップＳ３１において、演算装置６により、指定解析時刻ｔにおける心磁界分布データをＳＡＭ法またはＭＵＳＩＣ法で処理して心筋内電流密度分布データを生成する。
【０１２６】
次に、ステップＳ３２において、心筋の組織の実体積と、算出された電流密度分布とから、実際の心筋電流密度を得る。すなわち、ステップＳ３１で算出された電流密度分布データをより実際の心筋電流密度に近い値に補正する。
【０１２７】
次に、ステップＳ３３において、心筋内電流密度データを、所定視点から３次元透視変換を施した正常刺激伝播経路の画像に重ね合わせて表示する。
【０１２８】
さらに、ステップＳ３４において、解析時刻ｔにΔｔを加算し、ステップＳ３０に戻って終了時刻ｔeに達したか否かを判定する。これにより、心筋内の電流密度分布を示すデータが、図１７のフロー図で得られた正常刺激伝播経路（図１５（ａ））の画像に重ね合わせて表示されることになる。
【０１２９】
なお、前述の実施の形態１と同様に、図１３のデータベース５から、障害心筋部位における障害に関する情報を得ることができる。
【０１３０】
図１９は、このような実施の形態２の変形例による処理を示すフロー図であり、以下の点を除いて、図１８に示したフロー図と同じである。
【０１３１】
すなわち、ステップＳ３５において、ステップＳ３２で得られた補正後の心筋電流密度に基づいて、データベース５に含まれる心筋障害電流に関する情報から、当該部位における心筋の障害の有無と障害の程度に関する情報を引出し、表示装置７に同時に表示させる。
【０１３２】
次に、前述の実施の形態１と同様に、この実施の形態２においても、左右の心室の心筋を、心臓の解剖学的要因または機能的要因に基づいて任意の複数の領域に分割し、各領域ごとの電流密度分布を算出するように構成することもできる。領域分割の態様などについては実施の形態１において既に説明したのでここでは繰返さない。
【０１３３】
図２０は、このような実施の形態２の変形例による処理を示すフロー図であり、以下の点を除いて、図１８に示したフロー図と同じである。
【０１３４】
すなわち、ステップＳ３６において、演算装置６によって求められたヒス束からプルキンエ繊維系直前までの刺激伝播経路に関する情報から心室中隔の位置が判明するので、予め定められた角度に基づいて、房室結節を基準として心室を複数の領域に分割する処理を行なう。そしてステップＳ３７において、上述のように領域分割された組織の各領域ごとの実体積と電流密度分布とから、各領域ごとに算出された心筋電流密度を得ることができる。
【０１３５】
以上のように、この発明の実施の形態２によれば、ＳＱＵＩＤ磁束計を用いた被験者の胸部上の非侵襲的な磁気計測によって得られた心筋内の電流密度分布を示す画像を、テンプレートとしての正常刺激伝播経路に重ねて表示することにより、他の解剖学的画像と重ね合わせることなく、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位、または生存心筋部位の位置、大きさ、形状、程度を医師が安全、迅速かつ高精度に３次元的に同定することが可能となる。このように心筋の電気生理学機能を非侵襲で迅速かつ安全に検査することができるので、患者の負担を著しく軽減することができる。また解剖学的画像を得るための事前の検査を省略することができる。
【０１３６】
さらに、検査に放射性同位元素を用いないので、費用の軽減が可能で、検査を日をおかずに連続的に実施することができる。
【０１３７】
さらに、解剖学的要因または機能的要因に基づいて、左心室および右心室を領域分割して各領域ごとの心筋電流密度を算出することにより、左右心室の心筋障害部位を３次元的に診断することが可能となり、治療法の検討が行ないやすくなる。特に、カテーテル焼灼法による治療を行なう場合には、カテーテルを用いて行なう電気生理学検査の対象領域を事前に著しく絞り込むことができるので、Ｘ線透視を実施しながら行なう検査時間を著しく短縮することができる。この結果、医師および放射線技師の年間Ｘ線被爆線量を著しく低減することができる。
【０１３８】
さらに、電流密度と心筋障害電流との関係を判断するためのデータベースを準備することにより、心筋の電気生理学的機能の診断（生存心筋、心臓移植後の拒絶反応の有無および程度、心筋症などの評価など）を正確に行なうことができる。
【０１３９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１４０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、患者の胸部上における非侵襲磁気計測によって得られた心筋内電流密度分布を、３次元的な解剖学的画像上で可視表示することができるので、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位、または生存心筋部位の位置、大きさ、形状、程度を３次元的に同定することができる。したがって、障害心筋部位または生存心筋部位を非侵襲で診断できるので、患者に負担を強いることなく、迅速かつ安全な検査を行なうことができる。また、放射性同位元素を用いないので、連続的に検査を実施でき、費用軽減効果を奏する。
【０１４１】
さらに、解剖学的要因または機能的要因に基づいて左右の心室を領域分割して各領域の心筋電流密度を算出することにより、心筋障害部位または生存心筋部位を３次元的に診断できる。特に高周波によるカテーテル焼灼法による治療を行なう場合には、電気生理学的検査の対象領域を事前に著しく絞り込むことができ、医師および放射線技師のＸ線被爆量を著しく低減することができるという効果を奏する。
【０１４２】
さらに、電流密度と心筋障害電流との関係を判断するための情報を含むデータベースを準備することによって、心筋の電気生理学的組織性状の診断を正確に行なうことができるという特有の効果を奏する。
【０１４３】
この発明のさらに他の局面によると、同一被験者の洞房結節からヒス束−プルキンエ繊維系への正常刺激伝播回路に、電流密度分布を重ね合わせて３次元表示することにより、解剖学的画像を得ることなく、心室における障害心筋部位または生存心筋部位の位置、大きさ、形状、程度を３次元的に同定することができる。すなわち、解剖学的画像を得るための検査を省略でき、より費用効果に優れた診断を行なうことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による磁界計測による生存心筋診断装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【図２】 図１に示した磁界計測による生存心筋診断装置の構成をより具体化して示したブロック図である。
【図３】 図２に示した磁界分布計測装置の詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】 被験者の胸部前面上における複数磁界センサの配列例を示す図である。
【図５】 図４の複数のセンサのそれぞれから得られた磁界時系列データを示す図である。
【図６】 磁界時系列データから電流密度データを算出する方法を模式的に説明する図である。
【図７】 表示装置４に表示される３次元的解剖学的画像の例を示す図である。
【図８】 図７に示した３次元的解剖学的画像の一断面を示す断層図である。
【図９】 この発明の実施の形態１による磁界計測による生存心筋診断装置の動作を説明するフロー図である。
【図１０】 この発明の実施の形態１の変形例による磁界計測による生存心筋診断装置の動作を説明するフロー図である。
【図１１】 心室の領域分割の一態様を模式的に示す図である。
【図１２】 この発明の実施の形態１のさらなる変形例による磁界計測による生存心筋診断装置の動作を説明するフロー図である。
【図１３】 この発明の実施の形態２による磁界計測による生存心筋診断装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【図１４】 図１３に示したこの発明の実施の形態２による磁界計測による生存心筋診断装置の構成をより具体化して示したブロック図である。
【図１５】 心臓における正常刺激伝播経路および心電図波形を模式的に示す図である。
【図１６】 表示装置７によって実際に表示された正常刺激伝播経路および異常な電流密度分布の画像を示す図である。
【図１７】 実施の形態２による磁界計測による生存心筋診断装置の動作の前半を説明するフロー図である。
【図１８】 実施の形態２による磁界計測による生存心筋診断装置の動作の後半を説明するフロー図である。
【図１９】 実施の形態２の変形例による磁界計測による生存心筋診断装置の動作の後半を説明するフロー図である。
【図２０】 実施の形態２のさらなる変形例による磁界計測による生存心筋診断装置の動作の後半を説明するフロー図である。
【符号の説明】
１ 磁界分布計測装置、２ 第１の演算装置、３ 第２の演算装置、４，７ 表示装置、５ データベース、６ 演算装置、１１ ＭＳＲ、１２ 被験者、１３ デュワー、１４ 演算部、１５ ＳＱＵＩＤ磁束計、１６ 検出コイル、１７ コイル、１８ 超電導ループ、１９ モジュレーションコイル、２０ Ｎｂシールド、２１ 心電計。
Claims (11)
- 磁界計測による生存心筋診断装置であって、
被験者の胸部上の複数の座標における非接触磁気計測により前記複数の座標に対応する複数の磁界時系列データを取得し、かつ前記複数の磁界時系列データに基づいて前記胸部上の磁界分布時系列データを生成する磁界分布計測手段と、
前記生成された磁界分布時系列データに基づいて前記被験者の心筋内の電流密度分布の時系列データを生成する第１の演算手段と、
別途供給された前記被験者の胸部断層画像データを加工して３次元的解剖学的画像を示すデータを生成する第２の演算手段と、
前記第１の演算手段により生成されたデータが示す前記心筋内の電流密度分布の画像を、前記第２の演算手段により生成されたデータが示す前記３次元的解剖学的画像に重ね合わせて表示する表示処理を行なう表示手段とを備え、これにより、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位または生理学的に生存している心筋部位を３次元的に同定することができ、
前記第１の演算手段により生成されたデータが示す心筋内の電流密度と、心筋障害電流との関係を判断するための情報を含むデータベースをさらに備える、磁界計測による生存心筋診断装置。 - 磁界計測による生存心筋診断装置であって、
被験者の胸部上の複数の座標における非接触磁気計測により前記複数の座標に対応する複数の磁界時系列データを取得し、かつ前記複数の磁界時系列データに基づいて前記胸部上の磁界分布時系列データを生成する磁界分布計測手段と、
前記生成された磁界分布時系列データに基づいて前記被験者の心筋内の電流密度分布の時系列データを生成する演算手段と、
前記演算手段により生成されたデータに基づいて、前記被験者の心臓の洞房結節からヒス束−プルキンエ繊維系への刺激伝播経路を示す画像と、心筋内の電流密度分布を示す画像とを重ね合わせて表示する表示処理を行なう表示手段とを備え、これにより、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位または生理学的に生存している心筋部位を３次元的に同定することができる、磁界計測による生存心筋診断装置。 - 前記演算手段は、解剖学的要因または機能的要因に基づいて、左心室および右心室を任意の複数の領域に分割して各領域ごとの心筋内の電流密度分布の時系列データを生成し、これにより左心室および右心室における心筋障害部位を３次元的に同定することができる、請求項２に記載の磁界計測による生存心筋診断装置。
- 前記演算手段により生成されたデータが示す心筋内の電流密度と、心筋障害電流との関係を判断するための情報を含むデータベースをさらに備える、請求項２に記載の磁界計測による生存心筋診断装置。
- 磁界計測による生存心筋診断装置の作動方法であって、
被験者の胸部上の複数の座標における非接触磁気計測により取得された前記複数の座標に対応する複数の磁界時系列データに基づいて生成された前記胸部上の磁界分布時系列データに基づいて、前記被験者の心筋内の電流密度分布の時系列データである第１のデータを生成するステップと、
別途供給された前記被験者の胸部断層画像データを加工して３次元的解剖学的画像を示す第２のデータを生成するステップと、
前記第１のデータが示す前記心筋内の電流密度分布の画像を、前記第２のデータが示す前記３次元的解剖学的画像に重ね合わせて、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位または生理学的に生存している心筋部位を３次元的に同定するための画像を表示するステップとを備える、磁界計測による生存心筋診断装置の作動方法。 - 前記第１のデータを生成するステップは、左心室および右心室における心筋障害部位を３次元的に同定することができるように、解剖学的要因または機能的要因に基づいて、左心室および右心室を任意の複数の領域に分割して各領域ごとの心筋内の電流密度分布の時系列データを生成する、請求項５に記載の磁界計測による生存心筋診断 装置の作動方法。
- 磁界計測による生存心筋診断装置の作動方法であって、
被験者の胸部上の複数の座標における非接触磁気計測により取得された前記複数の座標に対応する複数の磁界時系列データに基づいて生成された前記胸部上の磁界分布時系列データに基づいて、前記被験者の心筋内の電流密度分布の時系列データである第１のデータを生成するステップと、
別途供給された前記被験者の胸部断層画像データを加工して３次元的解剖学的画像を示す第２のデータを生成するステップと、
前記第１のデータが示す前記心筋内の電流密度分布の画像を、前記第２のデータが示す前記３次元的解剖学的画像に重ね合わせて、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位または生理学的に生存している心筋部位を３次元的に同定するための画像を表示するステップと、
前記３次元的に同定された部位が心筋障害部位か生存心筋部位かを判断するための前記第１のデータが示す心筋内の電流密度と心筋障害電流との関係を示す情報を表示するステップとを備える、磁界計測による生存心筋診断装置の作動方法。 - 磁界計測による生存心筋診断装置の作動方法であって、
被験者の胸部上の複数の座標における非接触磁気計測により取得された前記複数の座標に対応する複数の磁界時系列データに基づいて生成された前記胸部上の磁界分布時系列データに基づいて、前記被験者の心筋内の電流密度分布の時系列データを生成するステップと、
前記生成されたデータに基づいて、前記被験者の心臓の洞房結節からヒス束−プルキンエ繊維系への刺激伝播経路を示す画像と、心筋内の電流密度分布を示す画像とを重ね合わせて、異常な電流密度分布を示す心筋障害部位または生理学的に生存している心筋部位を３次元的に同定するための画像を表示するステップとを備える、磁界計測による生存心筋診断装置の作動方法。 - 前記データを生成するステップは、左心室および右心室における心筋障害部位を３次元的に同定することができるように、解剖学的要因または機能的要因に基づいて、左心室および右心室を任意の複数の領域に分割して各領域ごとの心筋内の電流密度分布の時系列データを生成する、請求項８に記載の磁界計測による生存心筋診断装置の作動方法。
- 前記３次元的に同定された部位が心筋障害部位か生存心筋部位かを判断するための前記データが示す心筋内の電流密度と心筋障害電流との関係を示す情報を表示するステップをさらに備える、請求項８に記載の磁界計測による生存心筋診断装置の作動方法。
- 前記心筋内の電流密度分布は、ＳＡＭ（Synthetic Aperture Magnetometry）法またはＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）法を用いて求められる、請求項５に記載の磁界計測による生存心筋診断装置の作動方法。
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