JP4027746B2

JP4027746B2 - 生体磁場計測装置

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Publication number: JP4027746B2
Application number: JP2002229397A
Authority: JP
Inventors: 明彦神鳥; 豪宮下; 啓二塚田; 正浩村上; 邦臣緒方
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2002-08-07
Filing date: 2002-08-07
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2022-08-07
Also published as: US7340289B2; US20040034299A1; JP2004065605A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成人、小児、胎児等の心臓や脳等から発生する微弱な磁場を計測するＳＱＵＩＤ（ＳｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇＱｕａｎｔｕｍＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＤｅｖｉｃｅ（以下、ＳＱＵＩＤと略す）：超伝導量子干渉素子）磁束計を使用する生体磁場装置に関し、特に測定された胎児心磁場の波形から、胎児の心拍を抽出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＳＱＵＩＤ磁束計を用いる生体磁場装置は、生体内の心筋活動（筋肉の活動一般）や、脳内のニューロンの活動に伴って生じるイオン流が作る微弱な生体磁場（計測された磁場は心磁場や脳磁場と呼ばれる）の計測に使用されてきた。イオン電流の動きは生体の電気的な活動を反映しており、有益な情報を得ることが可能であり、多くの研究が行われている。これらの測定された磁場から胎児心臓のＲ−Ｒ間隔を高速フーリエ変換解析（ＦＦＴ解析）により求めて、自律神経の活動を観察する報告が行われてきており、胎児のＲ−Ｒ解析の臨床的な有効性が検討されてきている。
【０００３】
従来方法では、通常、Ｒ波ピークの検出を行うには、ある閾値を決めて、この閾値を越えるピークを検出している（従来技術１：Ａｍ．Ｊ．Ｏｂｓｔｅｔ．Ｇｙｎｅｃｏｌ．，１２５，ｐｐ．１１１５−１１２０，１９７６）。また、胎児の心磁図信号を用いて、自己相関法を用いた報告が行われている（従来技術２：Ｐｈｙｓｉｏｌ．Ｍｅａｓ．，１６，ｐｐ．４９−５４，１９９５）
一方、心電図の分野では、対象物の心臓の状態を示していると認められる波形のテンプレートを収集し、データ圧縮アルゴリズムを用いて、収集された波形からそのテンプレートに関連付けられる状態の精密診断を行うために必要なデータだけを抽出し、抽出されたデータを用いて、低減データ心電図波形のテンプレートと呼ばれる波形を構成し、次に、低減データ心電図波形のテンプレートを患者の心電図波形と相互に相関させ、かつ相関結果に基づいて診断を行う構成が報告されている（従来技術３：特開平１０−２１１１８０号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術１では、胎児の心磁図波形はＲ波ピークで数ｐＴ程度の非常に弱い信号のため、母体の呼吸などによる低周波の基線の揺らぎなどがあると、閾値を設定できず、検出率がよくＲ波の検出を行うことは困難であった。また、従来技術２では、Ｒ波を高感度に検出する方法などについての詳細な記載がない。さらに、従来技術３では、相関結果から波形のピーク時刻を抽出する手法についての記載がない。このように、従来技術では、自動で検出率が高く、胎児のＲ−Ｒ解析が行える自動Ｒ波検出の手段がこれまでなかった。そのため、多くの研究者は目視によるＲ波の検出を行うしか手段がなく、胎児のＲ−Ｒ解析に長時間を要していた。
【０００５】
本発明の目的は、胎児の心臓から発生する微弱磁場波形から、確実に胎児心臓の電気活動によって生じる各波形（Ｐ波、ＱＲＳ波、Ｔ波など）のピーク時刻を、安定に精度良く正確に検出することが可能な生体磁場計測装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以下の説明では、「母体信号」は母体の心臓から発生する磁場波形を、「胎児信号」は胎児の心臓から発生する磁場波形を意味し、「母体信号のテンプレート波形」は、参照信号として用いられる母体の心電図波形から、例えば、ＱＲＳ波のピーク、ｐ波のピーク、Ｔ波のピークなどを、所定の閾値を超えるピークとして検出することにより、母体の心拍の時刻を検出し、この検出された母体の心拍の時刻を中心時刻とし所定の時間幅をもつ母体信号の波形を意味し、「胎児信号の生波形」は、計測により収集された磁場波形（生データ）から母体信号のテンプレート波形を除去した波形を意味し、「胎児信号のテンプレート波形」は、胎児信号の生波形の、例えば、ＱＲＳ波形のピーク、Ｐ波のピーク、Ｔ波のピークなどを、所定の閾値を超えるピークとして検出し、検出されたピーク時刻を中心時刻とし所定の時間幅をもつ胎児信号の波形を意味する。
【０００７】
本発明の生体磁場計測装置では、超伝導量子干渉素子を用いた単数又は複数のＳＱＵＩＤ磁束計により、生体から発生する磁場を計測し、計測された生体磁場波形から、母体の心臓から発生する磁場波形（母体信号）を除去し、胎児の心臓から発生する磁場波形（胎児信号）を求め、胎児信号のテンプレート波形を作成し、胎児信号の波形とテンプレート波形との間での相互相関係数の波形を求め、この相互相関係数のピークを検出し、検出されたピーク時刻を表示する。
【０００８】
本発明の生体磁場計測装置によれば、基線がゆれているような、胎児の心臓から発生する微弱磁場波形であっても、胎児の心臓の電気活動によって生じるＰ波、ＱＲＳ波、Ｔ波などの各波形のピークを安定にそして高感度に得ることが可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の生体磁場計測装置では、（１）計測された生体磁場の波形から、母体の心臓から発生する磁場波形を除去する演算処理、（２）母体の心臓から発生する磁場波形が除去された波形から、胎児の心臓から発生する磁場波形の第１のテンプレート波形を求める演算処理、（３）母体の心臓から発生する磁場波形が除去された波形と第１のテンプレート波形との間の相互相関係数の波形を求める演算処理、（４）相互相関係数の波形からピークを検出する演算処理、を順次行ない、検出されたピークの出現時刻が表示装置に表示される。上記（１）の処理は、母体の心臓から発生する磁場波形の第２のテンプレート波形を求める演算処理と、第２のテンプレート波形の初期点と終了点の値をゼロとする基線補正処理と、計測された生体磁場の波形から、基線補正処理がされた第２のテンプレート波形を除去する演算処理とを含む。上記（１）の処理は、生体磁場の検出と同時に計測された母体の心電波形を参照信号として実行される。第１のテンプレート波形、第２のテンプレート波形は、加算平均処理によって求められる。上記（３）の処理において、複数のＳＱＵＩＤ磁束計（複数のチャンネル）の各ＳＱＵＩＤ磁束計で（各チャンネルで）計測された生体磁場の波形から、相互相関係数の波形を求める処理と、複数のチャンネルで求められた相互相関係数の波形の平均波形を求める処理とを含み、相互相関係数の波形として、平均波形が使用される。
【００１０】
以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施例の生体磁場計測装置の構成例を示す図である。図１に示すように外部磁場を遮蔽する磁気シールドルーム１内には、被験者９が横になるベッド４と複数個（複数チャンネル）のＳＱＵＩＤ磁束計およびＳＱＵＩＤ磁束計を超伝導状態に保持するための冷媒（液体ヘリウムまたは液体窒素）が貯蔵されたクライオスタット２と、クライオスタット２を機械的に保持するガントリー３が配置されている。ベッド４は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動可能である。磁気シールドルーム１の外部にはＳＱＵＩＤ磁束計の駆動回路５と、アンプ回路およびフィルタ回路ユニット６と、データ取り込みおよびデータ解析用コンピュータ（演算処理装置）７と、心電計などの外部入力信号を取るための回路８とが配置されている。
【００１２】
ＳＱＵＩＤ磁束計によって検出された生体磁場信号は、アンプ回路およびフィルタ回路ユニット６により増幅され、かつ設定周波数より低い周波数信号を通過させるローパスフィルタや設定周波数より高い周波数信号を通過させるハイパスフィルタ、商用電源周波数だけをカットするノッチフィルタなどの信号処理を経た後、パソコン７に生データとして取り込まれる。また、心電計などの外部入力信号をとるための回路８からの信号波形はパソコン７に生データとして取り込まれる。また、パソコン７は、取り込んだ生データを生データファイルに格納し、波形を画面表示したり、また波形の信号処理や等磁場線図処理などを行い、表示することもできる。
【００１３】
図２は、本発明の実施例のデータ処理の概念フロー図である。図２において、図１のパソコン７で取り込んだ生体磁場計測信号２１および外部入力信号２２は、生データファイル２３に格納される。また生体磁場計測信号２１および外部入力信号２２は、生データファイル２３に格納されると同時に、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）(図示せず）を用いて、リアルタイムで加算平均処理２５などの信号処理を行うこともできる。生データファイル２３からデータ処理するファイルを呼び出し、呼び出したファイルの信号波形データのうち、磁場信号波形あるいは、該磁束計以外の入力信号波形のいずれかのチャンネルの波形をトリガー信号として、該トリガー信号波形を用いて生体磁場計測信号２１（波形Ａ）に対して加算平均処理２５を行う。
【００１４】
次に、加算平均処理２５により得られた波形に対して、基線補正処理２６を行う。次に、基線補正処理２６により得られた波形（波形Ｂ）を、トリガー信号を用いて、波形Ａとの差分処理２７を行う。波形差分処理２７により得られた波形Ｃは、信号処理波形データファイル２４に格納される。また波形Ｃは、波形Ａとの差分処理２８により、波形Ｄが得られる。波形Ｄは、信号処理波形データファイル２４に格納される。
【００１５】
信号処理波形データファイル２４のデータは、再度、加算平均処理２５、基線補正処理２６、差分処理２７、差分処理２８の一連のデータ処理を繰り返し行うこともできる。また、トリガー信号として信号処理波形データファイル２４のデータを用いることもできる。生データファイル２３、信号処理波形データファイル２４に格納された波形データは、表示区間や表示スケール、表示する波形のチャンネルなどの入力設定に従って、波形表示処理３０および等磁場線図処理３１が行われ、表示画面部３２に表示される。
【００１６】
図３は、図２の加算平均処理２５と基線補正処理２６と波形差分処理２７の信号処理方法の概念を示す図である。図３では、一実施例として、胎児の心臓磁場信号計測を目的とした場合について説明する。母親の腹部から計測された磁場信号波形３６について、母親の心電計波形３５をトリガー信号として、トリガー信号のピーク値の時刻のＴ１秒前からＴ２秒間を加算区間として、加算平均処理を行う。一般に母親の心電計波形には、胎児の心電計波形はほとんど検出できないか、あるいは極めて小さい。したがって、心電計の波形に閾値を設定して、波形のピーク値を検出すれば、母親の心電計波形のピーク値を検出できる。このピーク値をトリガーとして、加算区間Ｔ２で加算平均処理を行って波形３７を得る。加算平均処理をすることで、母親の心電計波形３５に同期しない胎児の心臓の磁場信号波形は減衰し、心電計波形３５に同期した母親の心臓の磁場信号の加算平均処理波形３７を抽出することができる。
【００１７】
波形３７の任意の２点の時刻における信号強度の値を直線で結ぶ。この直線を波形３７の基線３８とする。母親の腹部から計測された磁場信号波形３６は、母親の呼吸振動に起因する波形のゆれも含む場合があり、加算平均処理だけでは完全に波形のゆれは除去できない場合もある。結果として、波形３７のように基線３８は、勾配とオフセット分をもった波形となる。基線３８を基線４０のように勾配をゼロにし、かつオフセットの値がゼロになるよう基線補正処理を行って、波形３９を得る。基線補正処理を行うことによって、以下記述する差分処理を行うときに、差分区間の波形と波形のつなぎ目を平滑にする効果がある。
【００１８】
次に、心電計信号波形３５（トリガー信号）に同期させて、母親の腹部から計測された磁場信号波形３６から母親の心臓磁場信号の基線補正処理波形３９を差分処理すると、目的とする胎児の心臓磁場信号の差分処理波形４１を得る。更に、波形３６から波形４１を差分処理すると、母親の長時間の心臓磁場信号波形（図示せず）を得ることができる。上記処理においては心電計等の外部入力信号があった方が処理が簡単になるが、そのような外部入力信号がなくても、磁束計からの信号波形を、基準時刻に基づき処理することにより可能となる。
【００１９】
図４は、本発明の実施例における信号処理の一実施例として一臨床例を示した図である。一例として、胎児の心臓から発生する磁場信号計測を目的として、母親の腹部から計測された磁場信号波形４５（収集データ）は、胎児の心臓から発生する磁場信号波形だけでなく母体の心臓から発生する磁場信号波形が重なり合っている。外部入力信号として母体の心電計波形４６を取り込み、心電計波形４６をトリガー信号として、磁場信号波形４５について加算平均処理２５（図２）し、更に基線補正処理２６（図２）を施し得られた波形（参照データ）を、磁場信号波形４５と波形差分処理２７（図２）を行うと、母体の心臓の磁場信号が除去され、波形４７が得られる。波形４７は、胎児の心臓の磁場信号波形である。更に、胎児の心臓波形でＱＲＳ波と呼ばれる波形の除去を目的として、波形４７のＲ波の繰り返しピークをトリガー信号として、波形４７について再度加算平均処理２５（図２）と基線補正処理２６（図２）を施し得られた波形（参照データ）を、磁場信号波形４７と波形差分処理２７（図２）を行うと、胎児の心臓波形のＱＲＳ波を除去した波形４８を抽出することができる。この臨床例については、波形４８の特徴として鋸歯のような周期性を持った波形（Ｆ波と呼ばれる）が見られ、症例として心房粗動と診断される。
【００２０】
図５は、本発明の実施例における表示画面の一例を示した図である。一例として、胎児の心臓から発生する磁場信号計測を目的として、母親の腹部から計測された磁場信号波形５１と、外部入力信号として取り込んだ母体の心電計波形５３と、この心電計波形をトリガー信号として、磁場信号波形５１について加算平均処理２５（図２）と基線補正処理２６（図２）と波形差分処理２７（図２）を施し得られた胎児の心臓磁場波形５２を、図５のように同一画面に同一時系列に並べて表示することで、視覚的に母体信号と胎児信号との時間的関係などが容易に比較できる。
【００２１】
更に、磁場信号波形５１から胎児の心臓の磁場信号波形５２を差分処理すると、母体の心臓の磁場信号波形（図示せず）を抽出することができ、波形表示ウィンドウを追加して、抽出した母体の心臓磁場信号波形も同一画面に同一時系列に表示することができる。表示する波形チャンネルは、チャンネル選択ボックス５７の▼印をクリックするとプルダウンメニューが開き、その中からチャンネルを選択する。スクロールバー５５で波形表示の時刻５６をスクロールすることができる。また波形５１と波形５２の波形表示の時刻も連動して同時にスクロールする。カーソル５４を移動させることで、カーソル５４の位置での波形の信号強度および時刻を表示する。また、カーソルは一箇所を移動させると連動して、その他の波形のカーソルも移動する。
【００２２】
図６は、本発明の実施例におけるピーク検出の処理手順を示す流れ図である。母体の心電図波形（またはハイパスフィルタ後の母体の心電図波形）３１３を参照信号として、図１のパソコン７に収集された生データ３０１から、母体信号（母体の心臓から発生する磁場波形）のテンプレート波形３０３を作成する。参照信号として用いられる母体の心電図波形３１３から、例えば、ＱＲＳ波のピーク、ｐ波のピーク、Ｔ波のピークなどを、所定の閾値を超えるピークとして検出し、母体の心拍の時刻を検出する。
【００２３】
検出された母体の心拍の時刻を中心時刻とし所定の時間幅をもつ母体信号の波形を、各チャネル毎にＮ回の心拍分加算し、加算された母体信号の波形をＮで割り、加算平均処理２５（図２）を行ない、Ｓ／Ｎよい平均化処理された母体信号のテンプレート波形３０３を作成することができる。また、この母体信号のテンプレート波形の初期点と終了点の値をゼロとする処理を施すため、これらの初期点と終了点を結ぶ直線の勾配をゼロにするような基線補正処理２６（図２）を行う。以上の処理内容の詳細は、図２から図５により先に説明済みである。
【００２４】
次に、計測により収集された生データ３０１から母体信号のテンプレート波形３０３を除去する処理３０４を行ない、胎児信号の生波形３０５を作成する。即ち、母体信号のテンプレート波形３０３を、生データ３０１内の母体の心拍の時刻に合わせて除去する処理３０４により、胎児信号の生波形３０５が作成できる。
【００２５】
次に、胎児信号の生波形３０５から、胎児信号のテンプレート波形を加算平均処理により作成する。この加算平均処理は処理３０２と同様に、胎児信号の例えばＱＲＳ波のピークを、所定の閾値を超えるピークとして検出してＭ回の心拍分加算し、加算された波形をＭで割り、Ｓ／Ｎのよい平均化処理された胎児信号のテンプレート波形３０７が作成できる。この胎児信号のテンプレート波形３０７は、検出したいＱＲＳ波形、Ｐ波、Ｔ波などの対象波形毎に作成すれば、ＱＲＳ波形のピーク時刻、Ｐ波のピーク時刻、Ｔ波のピーク時刻をそれぞれ独立に検出することができる。
【００２６】
次に、胎児信号のテンプレート波形３０７と胎児信号の生波形３０５との相互相関係数を計算する処理３０８を行う。処理３０８により、測定時間内の相互相関係数の波形３０９を作成できる。この測定時間内の相互相関係数の波形３０９内で閾値を設定し、ピークを検出する処理３１０を行うことで、ピーク時刻の検出３１１が行える。検出されたピーク位置時刻の表示、トレンドグラフの作成、ＦＦＴ解析などを行う処理３１２が、パソコン７で実行される。検出されたピーク時刻、トレンドグラフ、ＦＦＴ解析結果はパソコン７の画面上に表示される。
【００２７】
図７は、本発明の実施例における胎児の心磁図波形の生波形１０（図６の３０１）を示す図である。図７に示すように、生波形１０には、母体の心臓から発生した磁場波形ｂと胎児の心臓から発生した磁場波形ａとが混合して出現している。健康な胎児の場合、心拍が成人の心拍より２倍早いため、胎児の心臓から発生した磁場波形ａの出現回数は、母体の心臓から発生した磁場波形ｂの出現回数の約２倍になっている。
【００２８】
図８は、図７に示す生波形１０（図６の３０１）に、５Ｈｚ〜５０Ｈｚのバンドパスフィルターのデジタルフィルター処理を行った後の波形１１を示す図である。このバンドパスフィルターの処理は、必ずしも必要な処理ではないため、図６には記載していない。このバンドパスフィルター処理を行うことにより、基線の大きな揺らぎと基線に乗っている小さいノイズ成分などが除去でき、より精度よくピーク検出が行える効果がある。
【００２９】
図９は、図８の生波形から、母体の心臓から発生する磁場を除去して得られる胎児の心臓から発生する磁場波形を示す図である。図９は、母体信号のテンプレート波形の除去により得られた胎児の生波形１２を示す図である。生波形１２は、図７の生波形１０をバンドパスフィルター処理した図８の生波形１１（ハイパスフィルター処理を行っているが、図６の３０１に相当する）から、作成された母体信号のテンプレート波形３０３を除去する処理３０４によって作成できる。
【００３０】
図１０は、図９の胎児の心臓から発生する磁場波形から、Ｒ波同期の加算平均処理によって作成された加算平均波形（胎児信号のテンプレート波形１３）を示す図である。図１０の波形は、胎児信号のＱＲＳ波のピークを、所定の閾値を超えるピークとして検出して１００回心拍分加算し、加算された波形を１００で割り、胎児信号のテンプレート波形１３（図６の３０７）を作成した結果を示している。
【００３１】
図１１は、図９の胎児の心臓から発生する磁場波形１２と、図１０の加算平均波形（胎児信号のテンプレート波形１３）との相互相関係数を計算して得られる、計測時間内の相互相関係数の波形１４を示す図である。相互相関係数の波形１４では、胎児のＲ波の時刻に相当する時刻で、胎児の心臓から発生した相互相関係数の波形ａ’が検出されていることが分かる。この相互相関係数の波形ａ’に所定の閾値（例えば、０．８）を設定して、ピーク時刻を検出することでＲ波のピーク時刻が検出できる。
【００３２】
図１２は、図９の胎児の心臓から発生する磁場波形１２上に、図１１の相互相関係数の波形から得られたピークの検出時刻位置を、丸印で表示した波形１５を示す図である。図１２に示す波形１５での丸印を確認することで、検出されたピークの信頼性を評価できる。
【００３３】
図１３は、本発明の実施例におけるピーク検出の処理手順を示す流れ図である。図６に示した処理手順では、所定の１つのチャネル（ｃｈ）に関する生データ３０１を用いて相互相関係数の波形３０９を求めたが、図１３に示す処理手順では、相互相関係数の波形３０９を、複数のチャネルに関する生データ３０１を用いて求める。図１３において、処理３０１から処理３０８までの処理、処理３１０から処理３１２までの処理は、図６に示した処理手順と同じである。求められた、測定時間内の複数の相互相関係数の波形３０９の加算平均処理１１１を行い、Ｓ／Ｎのよい相互相関係数の波形を得ることができる。
【００３４】
図１４は、本発明の実施例において、複数チャネルで得られた相互相関係数の波形を用いて、平均相互相関係数の波形を作成した図であり、図１３に示した処理１１１によって得られた相互相関係数の５個の相互相関係数平均波形１６を示す図である。平均波形１６では、図１１に示した１つのチャネルの波形を用いた処理結果に比べてＳ／Ｎよく胎児の心臓から発生する相互相関係数の波形ａ’が検出されていることが分かる。
【００３５】
図１３および図１４に示した複数チャンネルの相互相関係数の平均波形を計算することにより、胎児の心臓から発する磁場の波形の振幅が弱い場合でも、Ｓ／Ｎよく心拍のピーク時刻を検出することができる効果がある。
【００３６】
また、母体の心臓から発生する磁場の振幅が、胎児の心臓から発生する磁場に比べて小さい場合には、図２から図５に示した処理手順（図６、図１３に示した処理３０３）は行わず、生データ３０１から直接胎児の心臓から発生する磁場を用いて、処理３０５から処理３１２を行っていけばよいことは言うまでもない。
【００３７】
以上の処理により得られたＱＲＳ波、ｐ波、Ｔ波などのピーク時刻は、Ｒ−Ｒ間隔の時刻を時系列に折れ線グラフで表示したり、瞬時心拍数に変換して時系列に折れ線グラフで表示を行う。これらのグラフを表示し、不連続な点などをオペレーターが見つけたら、ピーク検出の読み取りミスとオペレーターは判断し、不連続な点をクリックすれば、不連続な点となっている時刻の近傍の磁場波形を表示するＧＵＩを有する構成とすることも可能である。このＧＵＩを構成することにより、作業効率を格段に向上させるという効果がある。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の生体磁場計測装置によれば、胎児の心臓から発生する微弱磁場波形から、Ｐ波、ＱＲＳ波、Ｔ波などの各波形のピーク時刻を精度良く正確に検出することが可能となる。また、自動的な信号処理によりピークの検出率が高くなり、効率よく、胎児のＲ−Ｒ解析が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の生体磁場計測装置の構成例を示す図。
【図２】本発明の実施例のデータ処理の概念フロー図。
【図３】本発明の実施例における加算平均処理、基線補正処理、波形差分処理の信号処理方法の概念を示す図。
【図４】本発明の実施例の信号処理の一臨床例を示す図。
【図５】本発明の実施例の波形表示画面の例を示す図。
【図６】本発明の実施例におけるピーク検出の処理手順を示す流れ図。
【図７】本発明の実施例における胎児の心磁図波形の生波形を示す図。
【図８】図７の生波形に５Ｈｚ〜５０Ｈｚのバンドパスフィルターのデジタルフィルター処理を行った後の波形を示す図。
【図９】図８の生波形から母体の心臓から発生する磁場を除去して得られる胎児の心臓から発生する磁場波形を示す図。
【図１０】図９に示す胎児の心臓から発生する磁場波形から、Ｒ波同期の加算平均処理によって作成された加算平均波形を示す図。
【図１１】図９に示す胎児の心臓から発生する磁場波形と、図１０の加算平均波形との相互相関係数を計算し、計測時間内の相互相関係数の波形を示す図。
【図１２】図９に示す胎児の心臓から発生する磁場波形上に、図１１の相互相関係数の波形から得られたピークの検出時刻位置を、丸印で表示した波形１５を示す図。
【図１３】本発明の実施例におけるピーク検出の処理手順を示す流れ図。
【図１４】本発明の実施例において、複数チャネルで得られた相互相関係数の波形から求めた平均相互相関係数の波形を示す図。
【符号の説明】
１…磁気シールドルーム、２…ＳＱＵＩＤ磁束計およびクライオスタット、３…ガントリー、４…ベッド、５…ＳＱＵＩＤ磁束計の駆動回路、６…アンプ回路およびフィルタ回路ユニット、７…コンピュータ、８…心電計などの外部入力信号を取るための回路、９…被験者、１０…胎児の心磁図波形の生波形、１１…５Ｈｚ〜５０Ｈｚのバンドパスフィルターのデジタルフィルター処理を行った波形、１２…母体信号のテンプレート波形を除去した胎児の生波形、１３…胎児信号のテンプレート波形、１４…相互相関係数の波形、１５…丸印ｃを表示した波形、１６…相互相関係数平均波形、２１…生体磁場計測信号、２２…外部入力信号、２３…生データファイル、２４…信号処理波形データファイル、２５…加算平均処理、２６…基線補正処理、２７…波形差分処理（波形Ａ−波形Ｂ）、２８…波形差分処理（波形Ａ−波形Ｃ）、３０…波形表示処理、３１…等磁場線図処理、３２…表示画面部、３５…トリガー信号波形、３６…計測された磁場信号波形、３７…加算平均処理波形、３８…加算平均処理波形の基線、３９…基線補正処理波形、４０…基線補正処理波形の基線、４１…差分処理波形（波形３６から波形３９を差し引いた波形）、４５…計測された生体磁場信号波形（母体の心臓と胎児の心臓の磁場信号波形）、４６…計測された心電計信号波形（母体の心臓の信号波形）、４７…母体信号除去処理後の波形（胎児の心臓の磁場信号波形）、４８…胎児の心臓のＱＲＳ波を除去した磁場信号波形、５１…計測された生体磁場信号波形（母体の心臓と胎児の心臓の磁場信号波形）、５２…信号処理後波形（胎児の磁場信号波形）、５３…トリガー信号波形（母体の心電計波形）、５４…時刻と信号強度表示用カーソルバー、５５…時間波形スクロールバー、５６…時刻と時間スケール表示、５７…表示チャンネル選択ボックス、３０１…生データ、３０２…母体の心電図波形を参照信号として母体信号のテンプレート波形を加算平均処理によって作成する処理、３０３…母体信号のテンプレート波形、３０４…生データ３０１から母体信号のテンプレート波形３０３を除去する処理、３０５…胎児信号の生波形、３０６…胎児信号の生波形３０５から胎児信号のテンプレート波形を加算平均処理によって作成する処理、３０７…胎児信号のテンプレート波形、３０８…胎児信号のテンプレート波形３０７と胎児信号の生波形３０５との相互相関係数の計算を行う処理、３０９…測定時間内の相互相関係数の波形、３１０…閾値を決めてピークを検出する処理、１１１…複数のチャンネルの生データから得られた相互相関関数の波形３０９の平均波形を計算する処理、３１１…検出されたピーク位置時刻、３１２…ピーク位置時刻の表示、トレンドグラフの作成、ＦＦＴ解析などを行う処理、ａ…胎児心臓から発生した磁場波形、ａ’…胎児の心臓から発生する相互相関係数の波形、ｂ…母体心臓から発生した磁場波形、ｃ…胎児Ｒ波が出現している時刻を示す丸印。

Claims

外部磁場を遮蔽する手段と、被験体を支持するベッドと、前記被験体から発生する生体磁場を検出する単数又は複数のＳＱＵＩＤ磁束計と、前記ＳＱＵＩＤ磁束計を低温に保持するクライオスタットと、前記ＳＱＵＩＤ磁束計を駆動する駆動回路と、前記駆動回路の出力信号を収集し演算処理を行う演算処理装置と、前記演算処理の結果を表示する表示装置とを有し、前記演算処理装置は、（１）計測された前記生体磁場の波形から、母体の心臓から発生する磁場波形を除去する処理と、（２）前記母体の心臓から発生する磁場波形が除去された波形から、胎児の心臓から発生する磁場波形の第１のテンプレート波形を求める処理と、（３）前記母体の心臓から発生する磁場波形が除去された波形と前記第１のテンプレート波形との間の相互相関係数の波形を求める処理と、（４）前記相互相関係数の波形からピークを検出する処理と、を行い、前記表示装置に検出された前記ピークの出現時刻が表示されることを特徴とする生体磁場計測装置。
請求項１に記載の生体磁場計測装置において、前記（１）の処理は、前記母体の心臓から発生する磁場波形の第２のテンプレート波形を求める処理と、前記第２のテンプレート波形の初期点と終了点の値をゼロとする基線補正処理と、計測された前記生体磁場の波形から、前記基線補正処理がされた前記第２のテンプレート波形を除去する処理とを含むことを特徴とする生体磁場計測装置。
請求項２に記載の生体磁場計測装置において、前記第２のテンプレート波形を求める処理は、前記生体磁場の検出と同時に計測された前記母体の心電波形を参照信号とすることを特徴とする生体磁場計測装置。
請求項２に記載の生体磁場計測装置において、前記第２のテンプレート波形を求める処理は、前記磁束計からの信号波形を参照信号とすることを特徴とする生体磁場計測装置。
請求項２に記載の生体磁場計測装置において、前記（２）の処理において、加算平均処理によって前記第１のテンプレート波形を求めることを特徴とする生体磁場計測装置。
請求項２に記載の生体磁場計測装置において、加算平均処理によって前記第２のテンプレート波形を求めることを特徴とする生体磁場計測装置。
請求項１に記載の生体磁場計測装置において、前記（３）の処理において、前記複数のＳＱＵＩＤ磁束計の各ＳＱＵＩＤ磁束計により計測された前記生体磁場の波形から前記相互相関係数の波形を求める処理と、求められた複数の前記相互相関係数の波形の平均波形を求める処理とを含み、前記相互相関係数の波形として、前記平均波形を使用することを特徴とする生体磁場計測装置。