ヤッコ・A・マルミヴオ

マルミヴオはいくつかのプロジェクトで特許を取得している。^{[ 11 ]}サカリ・オヤとユハ・ノウシアイネンと共に、生体電気機能によって生成される電場と磁場の両方の測定データを統合することで、心臓と神経系の生体電気活動を測定する装置を開発した。^{[ 12 ]}さらに、複数の超伝導量子干渉計（rf-SQUIDとしても知られる）を監視する技術も開発した。^{[ 13 ]}

マルミヴオは、「磁気心臓ベクトルの検出について – 相反定理の応用」と題した博士論文で、複雑な数理モデルと実験的手法による磁気心臓ベクトル（MHV）検出のためのリードシステムの開発と評価に焦点を当てた心磁図の研究を発表し、最終的には心臓関連疾患の診断における臨床応用のための実用的な情報を提供した。^{[ 14 ]} 1987年には、「磁気刺激 – プロトタイプの設計と予備的な臨床実験」という出版物を執筆し、電気刺激に対する磁気刺激のいくつかの利点を強調した。^{[ 15 ]}生体電磁気学に焦点を当てた、ロバート・プロンジーとの共著である1995年の著書「生体電磁気学 – 生体電気場と生体磁場の原理と応用」では、理論、実用的応用、および新しいシステムの開発に焦点を当て、電気伝導性と興奮性を持つ生物細胞と組織と工学科学技術の交差点を探求した。2002年にインターネットで公開された。^{[ 16 ]}

マルミヴオは、生体電磁気学の問題解決に相反性の原理を用いてきた。1976年にスタンフォード大学で博士論文の研究を始めた当時、生体磁気学の応用を強く支持する2つの仮説が一般的に信じられていた。1つ目は、ヘルムホルツの定理に基づくもので、「生体電気信号と生体磁気信号（ECGやMCGなど）は独立しているため、MCGによって心臓から得られる新しい情報はECGから得られる情報と同量であるはずだ」というものだった。しかし、マルミヴオは1995年に、ヘルムホルツの定理は電気および磁気測定の測定感度（リードフィールド）の分布に関するものであることを示した。ECGとMCG信号は部分的にしか独立していない。ECGとMCGの測定を組み合わせて心電図（EMCG）とすることで、心臓からより包括的な診断情報が得られる。^{[ 17 ]}第二に、頭蓋骨は電気抵抗率が高く、EEGの測定感度を散乱させるため、また頭蓋骨は磁場に対して透明であるため、MEGはEEGよりも測定感度をより集中させることができるはずです。しかし、MalmivuoはEEGとMEGの測定感度分布を計算し、頭蓋骨の電気抵抗率が高いにもかかわらず、EEGの方が測定をより集中させることができると結論付けました。しかし、MCGと同様に、EEGだけに頼るのではなく、EMEGとしてEEGとMEGの両方を使用すると、脳の電気活動に関するより重要な洞察が得られます。^{[ 18 ]}

マルミヴオは、磁気刺激は頭皮の神経を刺激する量が少なく、脳刺激を無痛にするため、脳刺激において非常に優れていることを発見した。博士論文の中で、マルミヴオはMHVを測定するためのいくつかのリードシステムを開発した。彼はまた、これらのシステムのリードフィールド、すなわち測定感度分布についても説明した。臨床測定により、マルミヴオらは、3つの双極ECGリードと3つの双極MCGリードすべてがほぼ同様の診断性能を持つことを実証した。^{[ 19 ]}

マルミヴオと彼のチームは、測定システムに双極性電気リードと磁気リードを追加すると、双極性リードが既に多く存在するほど診断性能全体が向上することを発見した。この挙動は、電気リードと磁気リードをシステムに追加する順序とは無関係である。これらの研究の実験部分は、マルミヴオが1979年に北欧諸国で最初の磁気シールドルームを構築したTUTのマルミヴオの研究室で行われた。2x2x2 m3の部屋は、 厚さ45 mmのアルミニウム板で構成され、地球の静磁場を補償するヘルムホルツコイルが備えられている。50  Hzの磁場に対する減衰は50  dBである。^{[ 9 ]}

ウィリアム・H・バリーらとの初期の研究において、彼は物理科学で一般的に使用されている右手座標系を臨床心電図検査および心磁図検査に適用し、人間の心臓によって生成される電場と磁場をより便利かつ数学的に一貫性のある方法で解析することを提案した。彼はまた、以前の座標系の欠点にも対処した。^{[ 20 ]}

心磁図法の応用に関する一般的な解決策に焦点を当て、彼はベクトル電気心磁図法（VEMCG）、すなわちVECGとVMCGを組み合わせることでVEMCGが得られ、心臓疾患の診断ツールとして利用できることを提案し、実験的証拠は精度の向上を示している。^{[ 21 ]}

電気インピーダンス断層撮影法（EIT）において、マルミヴオと共著者らは、インピーダンス断層撮影画像を構築するために一般的に使用されている方法を修正する必要があることを実証した。相反性の原理に基づいている。^{[ 22 ]}

EITにおける測定スキームの最適化に研究努力を集中させ、彼はコンピュータモデルを用いて、隣接法、交差法、反対法、適応法など、EITで一般的に使用されるさまざまな測定方法の感度分布をシミュレーションした。彼の研究結果は、単一測定を考慮した場合、交差法と反対法が最も高い感度を提供し、隣接法が最も低い感度を提供することを示した。^{[ 23 ] [ 24 ]}

マルミヴオは、Outi Väisänen と共同で、頭皮記録 EEG 信号用の新しいマルチ電極リード技術を発表し、理論分析、シミュレーション、実験測定に基づいて、深部脳源に対する特定の感度分布とノイズの空間平均化により信号対雑音比が改善されることを実証した。^{[ 25 ]}さらに、心臓疾患の診断に研究努力を集中させ、診断性能を向上させるために医療診断における電気および磁気リードの数を増やすための理論的および臨床的証拠を提供した。^{[ 26 ]}

1980年、マルミヴオは脳磁図（MEG）と脳波図（EEG）の理論と生体電気脳活動検出における実用的応用について比較分析を行い、リードフィールド理論の枠組み内で相互性を適用して検出器の設計と配置を強化し、測定精度を向上させた。^{[ 27 ]} 1987年にヨウコ・プイッコネンと行った研究では、マルチチャンネルSQUID検出器が脳活動の磁気検出（MEG）の速度と空間能力を向上させ、複数の場所からの同時記録とチャンネルの組み合わせによる一次元情報の抽出を可能にすると示唆した。^{[ 28 ]}生体電気測定と生体磁気測定の間の歴史的な議論を拡張し、彼の研究はそれらの相互依存性の証拠を提示し、EEGとMEGの空間分解能を比較し、空間分解能は似ていないものの、両方の方法を記録することで、特定の用途に独自の特性を持つ脳活動に関する追加情報が得られると結論付けた。^{[ 29 ]}ただし、特定のセンサータイプを使用すると、MEGとEEGはどちらも同様の方法で脳の電気活動を捉える。^{[ 18 ]}さらに、ネヴザット・G・ゲンサーらとの共同研究では、EEGおよびMEGソースイメージングに関する技術、障害、未解決事項を網羅した包括的な概観が示された。この論文では、順問題と逆問題の両方の解決を強化する手段として、生体組織の導電率をリアルタイムで測定することの重要性も強調され、特に水分と温度レベルに関する測定設定の詳細を綿密に記録することの重要性が示唆された。^{[ 30 ]}合計で、彼は約700の論文を執筆または共著している。^{[ 9 ] [ 31 ]}

• 磁気心臓ベクトルの検出について ― 相反定理の応用（1976年）ISBN 9516660711
• 磁気刺激 ― プロトタイプの設計と予備的な臨床実験（1987年）ISBN 9517211937
• 生体電磁気学 ― 生体電気場と生体磁場の原理と応用（1995年）ISBN 9780195058239

• Malmivuo, J., Suihko, V., & Eskola, H. (1997). EEGおよびMEG測定の感度分布. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 44(3), 196–208.
• Puurtinen, MM、Komulainen, SM、Kauppinen, PK、Malmivuo, JA、およびHyttinen, JA（2006年8月）。乾燥および湿潤テキスタイル電極、ならびにハイドロゲルを含むテキスタイル電極のノイズとインピーダンスの測定。IEEE医用生体工学会2006国際会議（pp.  6012–6015）。IEEE。
• Kauppinen, P., Hyttinen, J., & Malmivuo, J. (2006). インピーダンス断層撮影測定戦略の感度分布可視化. International Journal of Bioelectromagnetism, 8(1), 1–9.
• Wendel, K.、Väisänen, O.、Malmivuo, J.、Gencer, NG、Vanrumste, B.、Durka, P.、... & Grave de Peralta Menendez, R. (2009)。 EEG/MEG ソースイメージング: 方法、課題、未解決の問題。計算知能と神経科学、2009 年。
• Malmivuo, J. (2012). 脳の電気活動を検出する際のEEGとMEGの特性の比較。脳トポグラフィー、25、1–19。