JP2021060378A - Magnetic field measuring device - Google Patents

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Takashi Yasui
隆 安井
小山 大介
Daisuke Koyama
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Abstract

To provide a magnetic field measuring device that can reduce a radiated magnetic field noise generated in a magnetic shield room.SOLUTION: A magnetic field measuring device has: a superconducting quantum interference element; and a magnetic flux locked loop circuit including a preceding stage circuit unit that includes an amplifier connected to an output of the superconducting quantum interference element, and a subsequent stage circuit unit that is connected to the preceding stage circuit unit. The preceding stage circuit unit is installed along an inner surface or an outer surface of a shield material that separates the inside and outside of a magnetic shield room in which the superconducting quantum interference element is installed, and the subsequent stage circuit unit is installed on the outside of the magnetic shield room.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、磁場計測装置に関する。 The present invention relates to a magnetic field measuring device.

生体磁気等の微弱な磁場の計測は、磁気シールドルーム(MSR:Magnetic Shielding Room)内に配置された超伝導量子干渉素子(SQUID:Superconducting QUantum Interference Device)等を使って行うことが一般的である。以下では、超伝導量子干渉素子はSQUIDとも称する。SQUIDは、磁場に対する応答が非線形であるため、FLL(Flux Locked Loop;磁束ロックループ)回路を使用して線形化を行い、磁場が測定される。FLL回路として、アナログ回路のみで構成されるアナログFLL方式と、アナログ信号を一旦デジタル信号に変換して信号処理を行い、再度アナログ信号に変換するデジタルFLL方式とが知られている。 Measurement of a weak magnetic field such as biomagnetism is generally performed using a superconducting QUantum Interference Device (SQUID) or the like arranged in a magnetic shielding room (MSR). .. Hereinafter, the superconducting quantum interference device is also referred to as SQUID. Since SQUID has a non-linear response to a magnetic field, the magnetic field is measured by linearizing it using an FLL (Flux Locked Loop) circuit. As the FLL circuit, there are known an analog FLL system composed of only an analog circuit and a digital FLL system in which an analog signal is once converted into a digital signal, signal processing is performed, and then converted into an analog signal again.

SQUIDで測定された磁場信号は、微弱でありノイズの影響を受けやすい。このため、SQUIDの動作を制御する制御回路を2つに分け、一方を磁気シールドルーム内に設置し、残りを磁気シールドルーム外に設置する手法が開示されている(特許文献1参照)。 The magnetic field signal measured by SQUID is weak and susceptible to noise. Therefore, a method is disclosed in which a control circuit for controlling the operation of SQUID is divided into two, one is installed in the magnetic shield room, and the other is installed outside the magnetic shield room (see Patent Document 1).

例えば、SQUIDを含む冷却システムと、プリアンプを含むヘッドセットとを直接接続する場合、SQUIDとプリアンプとの距離が最短になるため、SQUIDから出力され、プリアンプで増幅される前の信号の耐ノイズ性は向上する。一方、プリアンプと、磁気シールドルームの外に配置される制御回路とを接続するケーブルの長さは長くなる。特に、磁気シールドルーム内に配線されるケーブルの長さは、プリアンプを冷却システムから離して設置する場合に比べて長くなる。 For example, when a cooling system including SQUID and a headset including a preamplifier are directly connected, the distance between SQUID and the preamplifier is the shortest, so the noise immunity of the signal output from SQUID and before being amplified by the preamplifier. Will improve. On the other hand, the length of the cable connecting the preamplifier and the control circuit arranged outside the magnetic shield room becomes long. In particular, the length of the cable routed in the magnetic shield room is longer than when the preamplifier is installed away from the cooling system.

プリアンプと制御回路とを接続するケーブルは、プリアンプで増幅した信号を伝送する信号ケーブルだけでなく、プリアンプに電源を供給する電源ケーブルを含む。したがって、磁気シールドルーム内に配線されるケーブルが長くなるほど、磁気シールドルーム内で発生する輻射磁場ノイズが大きくなり、SQUIDが検出する輻射磁場ノイズは大きくなる。このため、プリアンプで増幅される前の信号の耐ノイズ性を向上しても、プリアンプは、SQUIDが検出した輻射磁場ノイズを生体磁場信号とともに増幅してしまう。 The cable connecting the preamplifier and the control circuit includes not only a signal cable for transmitting the signal amplified by the preamplifier but also a power cable for supplying power to the preamplifier. Therefore, the longer the cable wired in the magnetic shield room, the larger the radiant magnetic field noise generated in the magnetic shield room, and the larger the radiant magnetic field noise detected by SQUID. Therefore, even if the noise immunity of the signal before being amplified by the preamplifier is improved, the preamplifier amplifies the radiated magnetic field noise detected by SQUID together with the biomagnetic field signal.

開示の技術は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、磁気シールドルーム内で発生する輻射磁場ノイズを小さくできる磁場計測装置を提供することを目的とする。 The disclosed technique has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a magnetic field measuring device capable of reducing radiated magnetic field noise generated in a magnetically shielded room.

上記技術的課題を解決するため、本発明の一形態の磁場計測装置は、超伝導量子干渉素子と、前記超伝導量子干渉素子の出力に接続される増幅器を含む前段回路部と、前記前段回路部に接続される後段回路部とを含む磁束ロックループ回路と、を有し、前記前段回路部は、前記超伝導量子干渉素子が設置される磁気シールドルームの内部と外部とを仕切るシールド材の内面または外面に沿って設置され、前記後段回路部は、前記磁気シールドルームの外部に設置されることを特徴とする。 In order to solve the above technical problem, the magnetic field measuring device of one embodiment of the present invention includes a superconducting quantum interference element, a pre-stage circuit unit including an amplifier connected to the output of the superconducting quantum interference element, and the pre-stage circuit. It has a magnetic flux lock loop circuit including a rear circuit unit connected to the unit, and the front circuit unit is a shield material that partitions the inside and the outside of the magnetic shield room in which the superconducting quantum interference element is installed. It is installed along the inner surface or the outer surface, and the subsequent circuit unit is installed outside the magnetic shield room.

磁気シールドルーム内で発生する輻射磁場ノイズを小さくできる磁場計測装置を提供することができる。 It is possible to provide a magnetic field measuring device capable of reducing the radiated magnetic field noise generated in the magnetic shield room.

本発明の第1の実施形態に係る磁場計測装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the magnetic field measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1の磁場計測装置(脳磁計)の設置の一例を示すレイアウト図である。It is a layout diagram which shows an example of installation of the magnetic field measuring apparatus (magnetoencephalography) of FIG. 図1の磁場計測装置(脊磁計)の設置の別の例を示すレイアウト図である。It is a layout diagram which shows another example of the installation of the magnetic field measuring apparatus (spine meter) of FIG. 本発明の第2の実施形態に係る磁場計測装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the magnetic field measuring apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図4の磁場計測装置(脳磁計)の設置の一例を示すレイアウト図である。It is a layout diagram which shows an example of installation of the magnetic field measuring apparatus (magnetoencephalography) of FIG. 図4の磁場計測装置(脊磁計)の設置の別の例を示すレイアウト図である。FIG. 5 is a layout diagram showing another example of installation of the magnetic field measuring device (spine meter) of FIG. 図1の磁場計測装置の配線の経路の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the wiring path of the magnetic field measuring apparatus of FIG. 図1および図5の磁場計測装置の配線の経路の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the wiring path of the magnetic field measuring apparatus of FIG. 1 and FIG. 図7に示したケース1およびケース2での磁場ノイズの測定結果を示す波形図である。It is a waveform diagram which shows the measurement result of the magnetic field noise in case 1 and case 2 shown in FIG. 図7に示したケース3およびケース4での磁場ノイズの測定結果を示す波形図である。It is a waveform diagram which shows the measurement result of the magnetic field noise in case 3 and case 4 shown in FIG. 図8に示したケース5およびケース6での磁場ノイズの測定結果を示す波形図である。It is a waveform diagram which shows the measurement result of the magnetic field noise in case 5 and case 6 shown in FIG. 図8に示したケース7での磁場ノイズの測定結果を示す波形図である。It is a waveform diagram which shows the measurement result of the magnetic field noise in the case 7 shown in FIG. 本発明の第3の実施形態に係る磁場計測装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the magnetic field measuring apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 他の磁場計測装置の設置の一例(比較例)を示すレイアウト図である。It is a layout figure which shows an example (comparative example) of installation of another magnetic field measuring apparatus. 他の磁場計測装置の設置の別の例(比較例)を示すレイアウト図である。It is a layout figure which shows another example (comparative example) of installation of another magnetic field measuring apparatus.

以下、図面を参照して実施の形態の説明を行う。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same components may be designated by the same reference numerals, and duplicate description may be omitted.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る磁場計測装置の一例を示すブロック図である。例えば、図1に示す磁場計測装置100Aは、デジタルFLL方式を採用しており、脳磁計(MEG:Magnetoencephalograph)、脊磁計(MSG:Magnetospinograph)、または心磁計(MCG:Magnetocardiograph)に適用可能である。なお、図1に示す磁場計測装置100Aは、筋磁計に適用されてもよい。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a magnetic field measuring device according to the first embodiment of the present invention. For example, the magnetic field measuring device 100A shown in FIG. 1 employs a digital FLL method and can be applied to a magnetoencephalogram (MEG: Magnetoencephalograph), a magnetoencephalogram (MSG: Magnetospinograph), or a magnetoencephalogram (MCG: Magnetocardiograph). .. The magnetic field measuring device 100A shown in FIG. 1 may be applied to a myomagnetometer.

磁場計測装置100Aは、超伝導量子干渉素子10、デジタルFLL回路20および帰還コイル36を有する。SQUID10は、ジョセフソン接合を有する超伝導リングを貫通する、生体から発生する磁場(磁束)を検出する高感度の磁気センサである。例えば、SQUID10は、超伝導リングの2箇所にジョセフソン接合を設けることで構成される。 The magnetic field measuring device 100A includes a superconducting quantum interference element 10, a digital FLL circuit 20, and a feedback coil 36. The SQUID 10 is a highly sensitive magnetic sensor that detects a magnetic field (magnetic flux) generated from a living body and penetrates a superconducting ring having a Josephson junction. For example, the SQUID 10 is configured by providing Josephson junctions at two locations on the superconducting ring.

SQUID10は、超伝導リングを貫く磁束の変化に対して周期的に変化する電圧を発生する。このため、超伝導リングにバイアス電流を流した状態で、超伝導リングの両端の電圧を計測することによって、超伝導リングを貫く磁束を求めることができる。以下では、SQUID10が発生する周期的な電圧変化の特性をΦ−V特性とも称する。 The SQUID 10 generates a voltage that changes periodically with respect to a change in magnetic flux penetrating the superconducting ring. Therefore, the magnetic flux penetrating the superconducting ring can be obtained by measuring the voltage across the superconducting ring with the bias current flowing through the superconducting ring. Hereinafter, the characteristic of the periodic voltage change in which the SQUID 10 is generated is also referred to as a Φ-V characteristic.

デジタルFLL回路20は、増幅器31、AD(Analog-to-Digital)変換器32、デジタル積分器33、DA(Digital-to-Analog)変換器34および電圧電流変換器35を有する。デジタルFLL回路20において、増幅器31および電圧電流変換器35は、前段回路部21に含まれ、AD変換器32、デジタル積分器33およびDA変換器34は、後段回路部22に含まれる。なお、SQUID10に近接して配置される帰還コイル36は、デジタルFLL回路20と物理的に離れているが、デジタルFLL回路20の機能ブロックに含まれてもよい。 The digital FLL circuit 20 includes an amplifier 31, an AD (Analog-to-Digital) converter 32, a digital integrator 33, a DA (Digital-to-Analog) converter 34, and a voltage-current converter 35. In the digital FLL circuit 20, the amplifier 31 and the voltage-current converter 35 are included in the front-stage circuit unit 21, and the AD converter 32, the digital integrator 33, and the DA converter 34 are included in the rear-stage circuit unit 22. Although the feedback coil 36 arranged close to the SQUID 10 is physically separated from the digital FLL circuit 20, it may be included in the functional block of the digital FLL circuit 20.

前段回路部21と後段回路部22との間は、電源ケーブル37および制御信号線(アンプ出力線38、電圧線39)等の複数の電気ケーブルFLCで相互に接続される。SQUID10および帰還コイル36と、前段回路部21との間には、複数の電気ケーブルSQCが配線される。以下では、電気ケーブルSQC、FLCは、単にケーブルSQC、FLCとも称する。 The front-stage circuit unit 21 and the rear-stage circuit unit 22 are connected to each other by a plurality of electric cables FLC such as a power cable 37 and a control signal line (amplifier output line 38, voltage line 39). A plurality of electric cables SQC are wired between the SQUID 10 and the feedback coil 36 and the pre-stage circuit unit 21. Hereinafter, the electric cables SQC and FLC are also simply referred to as cables SQC and FLC.

この実施形態では、デジタル回路を含まない前段回路部21は、SQUID10および帰還コイル36とともに磁気シールドルームMSR内に設置される。デジタル回路を含む後段回路部22は、磁気シールドルームMSR外に設置される。このため、例えば、クロックに同期して動作するデジタル回路の動作に伴って発生する輻射磁場ノイズが、磁気シールドルームMSR内で伝わることを防止できる。これにより、SQUID10が、デジタル回路から発生する輻射磁場ノイズを検出することを防止できる。 In this embodiment, the pre-stage circuit unit 21 that does not include a digital circuit is installed in the magnetic shield room MSR together with the SQUID 10 and the feedback coil 36. The subsequent circuit unit 22 including the digital circuit is installed outside the magnetic shield room MSR. Therefore, for example, it is possible to prevent the radiated magnetic field noise generated by the operation of the digital circuit that operates in synchronization with the clock from being transmitted in the magnetic shield room MSR. This makes it possible to prevent the SQUID 10 from detecting the radiated magnetic field noise generated from the digital circuit.

また、前段回路部21は最小限の回路のみを含むため、磁気シールドルームMSR内に占める前段回路部21の体積を最小限にすることができ、磁気シールドルームMSRを有効に利用することができる。 Further, since the pre-stage circuit unit 21 includes only a minimum number of circuits, the volume of the pre-stage circuit unit 21 occupied in the magnetic shield room MSR can be minimized, and the magnetic shield room MSR can be effectively used. ..

本願明細書において「磁気シールドルーム」とは、シールド材(壁材)として磁性材料や電気伝導率の高い材料を単独あるいは積層して用いて空間を構築し、内部への環境磁場ノイズの影響を低減させるものを指す。 In the specification of the present application, the "magnetic shield room" is a space constructed by using a magnetic material or a material having high electrical conductivity alone or in combination as a shield material (wall material), and the influence of environmental magnetic field noise on the inside is exerted. Refers to what is reduced.

生体から発する磁場は、10のマイナス10乗から14乗と微弱なため、SQUID10で精度よく取得するためには、都市雑音(環境磁場ノイズ)を減衰させ取得できることが求められる。したがって、磁気シールドルームの性能としては、環境磁場ノイズを60dB程度低減することが求められる。以下、磁気シールドルームの一例を説明するがこれに限られない。 Since the magnetic field generated from the living body is as weak as 10 minus 10 to the 14th power, it is required that urban noise (environmental magnetic field noise) can be attenuated and acquired in order to acquire it accurately with SQUID 10. Therefore, as the performance of the magnetic shield room, it is required to reduce the environmental magnetic field noise by about 60 dB. Hereinafter, an example of the magnetic shield room will be described, but the present invention is not limited to this.

磁気シールドルームMSRは、SQUID10が配置される内部空間SINの周囲を、磁気を遮蔽する遮蔽部材(太い一点鎖線で示す)で覆うことで形成される。遮蔽部材は、磁気シールドルームMSRの内部と外部とを仕切るシールド材(壁材)に対応する。これにより、SQUID10が配置される磁気シールドルームMSRの内部である内部空間SINと、磁気シールドルームMSRの外部である外部空間SOUTとは磁気的に遮蔽される。SQUID10を磁気シールドルームMSR内に配置することで、地磁気等の環境磁場の影響を受けにくくすることができる。 The magnetic shield room MSR is formed by covering the circumference of the internal space SIN in which the SQUID 10 is arranged with a shielding member (indicated by a thick alternate long and short dash line) that shields magnetism. The shielding member corresponds to a shielding material (wall material) that separates the inside and the outside of the magnetic shield room MSR. As a result, the internal space SIN inside the magnetic shield room MSR where the SQUID 10 is arranged and the external space SOUT outside the magnetic shield room MSR are magnetically shielded. By arranging the SQUID 10 in the magnetic shield room MSR, it is possible to make it less susceptible to the influence of environmental magnetic fields such as geomagnetism.

増幅器31は、SQUID10を貫く磁束よりSQUID10に発生する出力電圧を増幅し、増幅した出力電圧をアンプ出力線38を介してAD変換器32に出力する。AD変換器32は、増幅器31からのアナログ信号を、所定のサンプリング周波数のサンプリングによりデジタル信号(電圧値)に変換してデジタル積分器33に出力する。 The amplifier 31 amplifies the output voltage generated in the SQUID 10 from the magnetic flux penetrating the SQUID 10, and outputs the amplified output voltage to the AD converter 32 via the amplifier output line 38. The AD converter 32 converts the analog signal from the amplifier 31 into a digital signal (voltage value) by sampling at a predetermined sampling frequency, and outputs the analog signal to the digital integrator 33.

デジタル積分器33は、φ−V特性の各周期の起点であるロック点からのSQUID10の電圧(正確には増幅器31から出力される増幅された電圧)の変化分を積分し、積分した電圧値をDA変換器34に出力する。 The digital integrator 33 integrates the change in the voltage of SQUID 10 (to be exact, the amplified voltage output from the amplifier 31) from the lock point, which is the starting point of each period of the φ-V characteristic, and integrates the voltage value. Is output to the DA converter 34.

また、デジタル積分器33は、積分した電圧値をコンピュータ等のデータ処理装置70に出力する。データ処理装置70は、デジタル積分器33からの電圧値に基づいて、計測対象となる生体(脳、心臓、神経等)から発生する磁束である生体磁場信号の値を求める。 Further, the digital integrator 33 outputs the integrated voltage value to a data processing device 70 such as a computer. The data processing device 70 obtains the value of the biomagnetic field signal, which is the magnetic flux generated from the living body (brain, heart, nerve, etc.) to be measured, based on the voltage value from the digital integrator 33.

DA変換器34は、デジタル積分器33が積分した電圧値(デジタル信号)を電圧に変換し、変換した電圧を、電圧線39を介して電圧電流変換器35に出力する。電圧電流変換器35は、DA変換器34から受ける電圧を電流に変換し、変換した電流を帰還コイル36に出力する。 The DA converter 34 converts the voltage value (digital signal) integrated by the digital integrator 33 into a voltage, and outputs the converted voltage to the voltage-current converter 35 via the voltage line 39. The voltage-current converter 35 converts the voltage received from the DA converter 34 into a current, and outputs the converted current to the feedback coil 36.

帰還コイル36は、電圧電流変換器35から受ける電流により磁束を発生し、発生した磁束を帰還磁束として、SQUID10にフィードバックする。これにより、SQUID10が発生する電圧を、Φ−V特性のロック点付近(線形領域)に維持することができ、生体磁場信号を精度よく求めることができる。 The feedback coil 36 generates a magnetic flux by the current received from the voltage-current converter 35, and feeds back the generated magnetic flux to the SQUID 10 as a feedback magnetic flux. As a result, the voltage generated by the SQUID 10 can be maintained near the lock point (linear region) of the Φ-V characteristic, and the biomagnetic field signal can be obtained accurately.

なお、図1に示す構成は、磁場計測装置100Aの1チャネル分を示す。1チャネルは、1つのSQUID10と、SQUID10に接続されたデジタルFLL回路20とを含む。以下では、磁場計測装置100Aが128チャネルを有するとして説明する。なお、磁場計測装置100Aは、200チャネル以上を有してもよい。 The configuration shown in FIG. 1 shows one channel of the magnetic field measuring device 100A. One channel includes one SQUAD 10 and a digital FLL circuit 20 connected to the SQUID 10. Hereinafter, the magnetic field measuring device 100A will be described as having 128 channels. The magnetic field measuring device 100A may have 200 channels or more.

また、以下では、例えば、SQUID10および帰還コイル36と前段回路部21との間に、チャネル毎に8本のケーブルSQCが接続され、前段回路部21と後段回路部22との間に、チャネル毎に8本のケーブルFLCが接続されるとして説明する。すなわち、128チャネルを有する磁場計測装置100Aは、1024本のケーブルSQCと、1024本のケーブルFLCとを有する。なお、ケーブルSQC、FLCは、図1に示すケーブル以外に制御用のケーブルを含む。また、ケーブルFLCのうちの電源ケーブル、所定数のチャネルで共用されてもよい。 Further, in the following, for example, eight cable SQCs are connected for each channel between the SQUID 10 and the feedback coil 36 and the front circuit unit 21, and between the front circuit unit 21 and the rear circuit unit 22 for each channel. It will be described as assuming that eight cable FLCs are connected to the cable FLC. That is, the magnetic field measuring device 100A having 128 channels has 1024 cable SQC and 1024 cable FLC. The cables SQC and FLC include a control cable in addition to the cable shown in FIG. Further, the power cable of the cable FLC may be shared by a predetermined number of channels.

図2は、図1の磁場計測装置100Aの設置の一例を示すレイアウト図である。例えば、図2に示す磁場計測装置100Aは、脳磁計であり、磁気シールドルームMSR内のほぼ中央には、被験者が横たわるベッド12と、ベッドに横たわる被験者の頭部が入る窪みを有するデュワ13(冷却容器)とが配置されている。デュワ13は、液体ヘリウムを用いた極低温環境を保持する容器であり、デュワ13の窪みの内部には脳磁計測用の複数組のSQUID10と帰還コイル36とが配置されている。 FIG. 2 is a layout diagram showing an example of installation of the magnetic field measuring device 100A of FIG. For example, the magnetic field measuring device 100A shown in FIG. 2 is a magnetoencephalograph, and has a bed 12 on which the subject lies and a depression 13 in which the head of the subject lying on the bed is placed in the center of the magnetic shield room MSR. Cooling container) and is arranged. The Duwa 13 is a container that uses liquid helium to maintain an extremely low temperature environment, and a plurality of sets of SQUAD 10s for magnetoencephalography measurement and a feedback coil 36 are arranged inside the recesses of the Duwa 13.

磁気シールドルームMSRにおいて、内部空間SINと外部空間SOUTとを仕切るシールド材90(壁材)は、例えば、高透磁率材料であるパーマロイ等からなる板材と、銅やアルミニウム等の導電体からなる板材とを積層することにより形成される。磁気シールドルームMSRは、図1に示すように、一般的には直方体形状であり、シールド材90は、4つの壁部、天井部および床部にそれぞれ設けられる。なお、磁気シールドルームMSRには、各種装置の搬送や、人の出入りを可能とする扉を有するが、図2および以降の図では、扉の記載は省略する。 In the magnetic shield room MSR, the shield material 90 (wall material) that separates the internal space SIN and the external space SOUT is, for example, a plate material made of permalloy or the like, which is a high magnetic permeability material, and a plate material made of a conductor such as copper or aluminum. Is formed by laminating and. As shown in FIG. 1, the magnetic shield room MSR generally has a rectangular parallelepiped shape, and the shield material 90 is provided on each of the four wall portions, the ceiling portion, and the floor portion. The magnetic shield room MSR has a door that allows various devices to be transported and people to enter and exit, but the description of the door is omitted in FIGS. 2 and the following.

例えば、前段回路部21は、デュワ13の斜め上方における磁気シールドルームMSRのシールド材90の内壁(内面)の上部に取り付けられた棚80の上に設置される。すなわち、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの内壁の上部であって、デュワ13の上面より高い位置に設置される。 For example, the front-stage circuit unit 21 is installed on a shelf 80 attached to the upper part of the inner wall (inner surface) of the shield material 90 of the magnetic shield room MSR diagonally above the dewar 13. That is, the front-stage circuit unit 21 is installed at a position higher than the upper surface of the dewar 13 in the upper part of the inner wall of the magnetic shield room MSR.

前段回路部21を棚に設置することで、磁気シールドルームMSRの内部空間SINを有効に利用することができる。また、前段回路部21をデュワ13の上面より高い位置に設置することで、ケーブルSQCを重力にしたがってデュワ13のケーブル挿入口まで導くことができ、ケーブル挿入口に掛かるケーブルSQCの荷重の影響を軽減することができる。 By installing the pre-stage circuit unit 21 on the shelf, the internal space SIN of the magnetic shield room MSR can be effectively used. Further, by installing the front stage circuit unit 21 at a position higher than the upper surface of the duwa 13, the cable SQC can be guided to the cable insertion port of the duwa 13 according to gravity, and the influence of the load of the cable SQC applied to the cable insertion port can be exerted. It can be mitigated.

そして、前段回路部21と、デュワ13の内部に配置された図示しないSQUID10および帰還コイル36とが、複数のケーブルSQCを介して接続される。例えば、ケーブルSQCは、デュワ13の上部に設けられるケーブル挿入口からデュワ13内に挿入される。 Then, the front-stage circuit unit 21 and the SQUID 10 and the feedback coil 36 (not shown) arranged inside the duwa 13 are connected via a plurality of cables SQC. For example, the cable SQC is inserted into the duwa 13 through a cable insertion port provided on the upper part of the duwa 13.

また、前段回路部21と、磁気シールドルームMSRの外部空間SOUTに設置された後段回路部22とが、磁気シールドルームMSRの壁部に設けられた貫通穴に通されるケーブルFLCを介して接続される。前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの内壁に接触する位置または近接する位置の床面に置かれてもよい。しかし、ケーブルFLCが内部空間SINに露出することを防止し、ケーブルFLCから発生する輻射磁場ノイズが内部空間SINに放射されることを防止するため、前段回路部21は、内壁に接触させて設置されることが好ましい(図2)。 Further, the front-stage circuit unit 21 and the rear-stage circuit unit 22 installed in the external space SOUT of the magnetic shield room MSR are connected via a cable FLC passed through a through hole provided in the wall portion of the magnetic shield room MSR. Will be done. The pre-stage circuit unit 21 may be placed on the floor surface at a position in contact with or close to the inner wall of the magnetic shield room MSR. However, in order to prevent the cable FLC from being exposed to the internal space SIN and to prevent the radiated magnetic field noise generated from the cable FLC from being radiated to the internal space SIN, the pre-stage circuit unit 21 is installed in contact with the inner wall. It is preferable to be performed (Fig. 2).

ここで、前段回路部21と後段回路部22とを接続するケーブルFLCにおいて前段回路部21からシールド材90の内面までのケーブルFLCの長さは、SQUID10および帰還コイル36と前段回路部21とを接続するケーブルSQCの長さに比べて相対的に短い。すなわち、前段回路部21からシールド材90の内面までのケーブルFLCの長さは、デュワ13から前段回路部21までのケーブルSQCの長さに比べて相対的に短い。 Here, in the cable FLC connecting the front-stage circuit unit 21 and the rear-stage circuit unit 22, the length of the cable FLC from the front-stage circuit unit 21 to the inner surface of the shield material 90 is determined by the SQUID 10, the feedback coil 36, and the front-stage circuit unit 21. It is relatively short compared to the length of the cable SQC to be connected. That is, the length of the cable FLC from the front-stage circuit portion 21 to the inner surface of the shield material 90 is relatively short compared to the length of the cable SQC from the duwa 13 to the front-stage circuit portion 21.

なお、ケーブルSQC、FLCは、例えば、136芯タイプのコード集合型ケーブルが使用される。以下では、136本のケーブルSQC(またはFLC)を束ねたコード集合型ケーブルも、ケーブルSQC(またはFLC)と称する。1024本のケーブルSQCと1024本のケーブルFLCのそれぞれにおいて、内部空間SINおよび外部空間SOUTに引き回されるコード集合型ケーブルSQC、FLCの数は、それぞれ8本である。 As the cables SQC and FLC, for example, a 136-core type cord assembly type cable is used. Hereinafter, a cord assembly type cable in which 136 cables SQC (or FLC) are bundled is also referred to as a cable SQC (or FLC). In each of the 1024 cable SQC and the 1024 cable FLC, the number of cord collective cables SQC and FLC routed to the internal space SIN and the external space SOUT is eight, respectively.

コード集合型ケーブルSQC、FLCは、ばらばらのケーブルSQC、FLCに比べて太く、曲げ剛性が高い。このため、例えば、前段回路部21は、ケーブルSQCの曲がりを最小限に抑え、かつ、ケーブルSQCの荷重がデュワ13のケーブル挿入口に集中しないような位置に設置されることが好ましい。この点で、前段回路部21は、デュワ13の斜め上方に設置されることが好ましい。 The cord assembly type cables SQC and FLC are thicker and have higher flexural rigidity than the separate cables SQC and FLC. Therefore, for example, it is preferable that the front-stage circuit unit 21 is installed at a position where bending of the cable SQC is minimized and the load of the cable SQC is not concentrated on the cable insertion port of the duwa 13. In this respect, the front-stage circuit unit 21 is preferably installed diagonally above the dewar 13.

例えば、前段回路部21は、図2に直方体状で示す筐体内に収納される少なくとも1枚のプリント基板により構成される。この場合、筐体は、プリント基板上の電源配線から発生する輻射磁場ノイズを遮蔽可能な素材で形成されることが好ましい。なお、前段回路部21は、図2に直方体状で示す筐体と、筐体内に収納される少なくとも1枚のプリント基板とを含んで構成されてもよい。以下では、前段回路部21が収納される筐体も含めて、前段回路部21と称する。 For example, the front-stage circuit unit 21 is composed of at least one printed circuit board housed in a housing shown in a rectangular parallelepiped shape in FIG. In this case, the housing is preferably made of a material capable of shielding the radiated magnetic field noise generated from the power supply wiring on the printed circuit board. The front-stage circuit unit 21 may include a housing shown in a rectangular parallelepiped shape in FIG. 2 and at least one printed circuit board housed in the housing. Hereinafter, the term “pre-stage circuit unit 21” will be referred to as including a housing in which the pre-stage circuit unit 21 is housed.

なお、以降の説明において、前段回路部21が内壁等に接触する位置または内壁等に近接する位置とは、前段回路部21のうち、内壁等に対向する部分が接触または近接することを示す。例えば、前段回路部21が直方体状の筐体を含む場合、内壁等に対向する筐体の側面、上面または底面が内壁等に接触または近接することを示す。 In the following description, the position where the front-stage circuit unit 21 contacts the inner wall or the like or the position close to the inner wall or the like means that the portion of the front-stage circuit unit 21 facing the inner wall or the like comes into contact with or is close to the inner wall or the like. For example, when the front-stage circuit unit 21 includes a rectangular parallelepiped housing, it indicates that the side surface, the upper surface, or the bottom surface of the housing facing the inner wall or the like is in contact with or close to the inner wall or the like.

後段回路部22は、図2に直方体状で示すラック等の筐体に収納される少なくとも1枚のプリント基板により構成される。以下では、後段回路部22が収納される筐体も含めて、後段回路部22と称する。 The subsequent circuit unit 22 is composed of at least one printed circuit board housed in a housing such as a rack shown in a rectangular parallelepiped shape in FIG. Hereinafter, the term “post-stage circuit unit 22” will be referred to including a housing in which the rear-stage circuit unit 22 is housed.

この実施形態では、前段回路部21が磁気シールドルームMSRのシールド材90の内壁に沿って設置されるため、電源ケーブル37(図1)を含むケーブルFLCが磁気シールドルームMSR内に配線されることを防止できる。したがって、デュワ13内に配置されるSQUID10が、電源ケーブル37から発生する輻射磁場ノイズを検出することを防止でき、SQUID10による生体磁場信号の計測精度を向上することができる。 In this embodiment, since the pre-stage circuit unit 21 is installed along the inner wall of the shield material 90 of the magnetic shield room MSR, the cable FLC including the power cable 37 (FIG. 1) is wired in the magnetic shield room MSR. Can be prevented. Therefore, it is possible to prevent the SQUID 10 arranged in the Duwa 13 from detecting the radiated magnetic field noise generated from the power cable 37, and it is possible to improve the measurement accuracy of the biomagnetic field signal by the SQUID 10.

なお、前段回路部21は、デュワ13の上方における磁気シールドルームMSRの内壁に直接取り付けられてもよく、あるいは、取り付けパネル等を介して内壁に取り付けられてもよい。また、破線枠(A)で示すように、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの内壁に接触する位置または近接する位置の床面に置かれてもよい。但し、上述したように、前段回路部21は、内壁に接触させて設置されることが好ましい。前段回路部21を床面に置くことで、ケーブルSQCの荷重の一部を床で受けることができ、デュワ13のケーブル挿入口に掛かるケーブルSQCの荷重の影響を軽減することができる。 The front-stage circuit unit 21 may be directly attached to the inner wall of the magnetic shield room MSR above the dewar 13, or may be attached to the inner wall via an attachment panel or the like. Further, as shown by the broken line frame (A), the front stage circuit unit 21 may be placed on the floor surface at a position in contact with or close to the inner wall of the magnetic shield room MSR. However, as described above, it is preferable that the front-stage circuit unit 21 is installed in contact with the inner wall. By placing the pre-stage circuit portion 21 on the floor surface, a part of the load of the cable SQC can be received on the floor, and the influence of the load of the cable SQC applied to the cable insertion port of the Duwa 13 can be reduced.

図3は、図1の磁場計測装置100Aの設置の別の例を示すレイアウト図である。図2と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。 FIG. 3 is a layout diagram showing another example of the installation of the magnetic field measuring device 100A of FIG. The same elements as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

例えば、図3に示す磁場計測装置100Aは、脊磁計である。磁気シールドルームMSR内のほぼ中央には、被験者が仰臥位で横たわる2分割されたベッド12と、ベッド12に横たわる被験者の腰部に対応する位置に設置されるSQUID10の収納容器15とが設置されている。図1に示したSQUID10および帰還コイル36は、収納容器15内に配置される。 For example, the magnetic field measuring device 100A shown in FIG. 3 is a spinometer. Almost in the center of the magnetic shield room MSR, a bed 12 divided into two, in which the subject lies in the supine position, and a storage container 15 of the SQUID 10 installed at a position corresponding to the waist of the subject lying on the bed 12 are installed. There is. The SQUID 10 and the feedback coil 36 shown in FIG. 1 are arranged in the storage container 15.

図2と同様に、前段回路部21は、デュワ14の斜め上方における磁気シールドルームMSRのシールド材90の内壁に取り付けられた棚80の上に設定される。すなわち、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの内壁の上部であって、デュワ13の上面より高い位置に設置される。これにより、図2と同様に、磁気シールドルームMSRの内部空間SINを有効に利用することができる。また、ケーブルSQCを重力にしたがってデュワ13のケーブル挿入口まで導くことができ、ケーブル挿入口に掛かるケーブルSQCの荷重の影響を軽減することができる。 Similar to FIG. 2, the front-stage circuit unit 21 is set on the shelf 80 attached to the inner wall of the shield material 90 of the magnetic shield room MSR diagonally above the dewar 14. That is, the front-stage circuit unit 21 is installed at a position higher than the upper surface of the dewar 13 in the upper part of the inner wall of the magnetic shield room MSR. Thereby, as in FIG. 2, the internal space SIN of the magnetic shield room MSR can be effectively used. Further, the cable SQC can be guided to the cable insertion port of the Duwa 13 according to gravity, and the influence of the load of the cable SQC applied to the cable insertion port can be reduced.

なお、前段回路部21は、デュワ14の上方における磁気シールドルームMSRの内壁に直接取り付けられてもよく、あるいは、取り付けパネル等を介して内壁に取り付けられてもよい。また、図2と同様に、破線枠(A)で示すように、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの内壁に接触する位置または近接する位置の床面に置かれてもよい。 The front-stage circuit unit 21 may be directly attached to the inner wall of the magnetic shield room MSR above the duwa 14, or may be attached to the inner wall via an attachment panel or the like. Further, as in FIG. 2, as shown by the broken line frame (A), the front-stage circuit unit 21 may be placed on the floor surface at a position in contact with or close to the inner wall of the magnetic shield room MSR.

また、前段回路部21と後段回路部22とを接続するケーブルFLCにおいて前段回路部21からシールド材90の内面までのケーブルFLCの長さは、SQUID10および帰還コイル36と前段回路部21とを接続するケーブルSQCの長さに比べて相対的に短い。すなわち、前段回路部21からシールド材90の内面までのケーブルFLCの長さは、デュワ14から前段回路部21までのケーブルSQCの長さに比べて相対的に短い。 Further, in the cable FLC connecting the front stage circuit unit 21 and the rear stage circuit unit 22, the length of the cable FLC from the front stage circuit unit 21 to the inner surface of the shield material 90 is such that the SQUID 10 and the feedback coil 36 are connected to the front stage circuit unit 21. It is relatively short compared to the length of the cable SQC. That is, the length of the cable FLC from the front-stage circuit portion 21 to the inner surface of the shield material 90 is relatively short compared to the length of the cable SQC from the duwa 14 to the front-stage circuit portion 21.

(第2の実施形態)
図4は、本発明の第2の実施形態に係る磁場計測装置の一例を示すブロック図である。図1と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。図2に示す磁場計測装置100Bは、前段回路部21が磁気シールドルームMSRの外側に設置されることを除き、図1に示した磁場計測装置100Aと同様である。
(Second embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the magnetic field measuring device according to the second embodiment of the present invention. The same elements as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The magnetic field measuring device 100B shown in FIG. 2 is the same as the magnetic field measuring device 100A shown in FIG. 1 except that the pre-stage circuit unit 21 is installed outside the magnetic shield room MSR.

すなわち、磁場計測装置100Bでは、ケーブルSQCは磁気シールドルームMSRの壁部の貫通穴に通されて配線される。例えば、磁場計測装置100Bは、デジタルFLL方式を採用しており、脳磁計、脊磁計、心磁計または筋磁計等に適用可能である。 That is, in the magnetic field measuring device 100B, the cable SQC is routed through a through hole in the wall portion of the magnetic shield room MSR. For example, the magnetic field measuring device 100B adopts a digital FLL method, and can be applied to a magnetoencephalograph, a spinograph, a magnetocardiograph, a myomagnetometer, or the like.

図5は、図4の磁場計測装置100Bの設置の一例を示すレイアウト図である。図2と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図5に示す磁場計測装置100Bは、図2と同様に脳磁計であり、磁気シールドルームMSR内のほぼ中央には、ベッド12とデュワ13とが配置されている。 FIG. 5 is a layout diagram showing an example of installation of the magnetic field measuring device 100B of FIG. The same elements as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The magnetic field measuring device 100B shown in FIG. 5 is a magnetoencephalograph as in FIG. 2, and a bed 12 and a dewar 13 are arranged substantially in the center of the magnetic shield room MSR.

図5では、前段回路部21は、例えば、磁気シールドルームMSRのシールド材90において、デュワ13の斜め上方に位置する外壁(外面)に取り付けられる。すなわち、前段回路部21は、外部空間SOUTにおいて、シールド材90の外壁に接触して設置される。前段回路部21を磁気シールドルームMSRの外部に設置することで、磁気シールドルームMSRの内部空間SINを有効に利用することができる。また、図2と同様に、ケーブルSQCを重力にしたがってデュワ13のケーブル挿入口まで導くことができ、ケーブル挿入口に掛かるケーブルSQCの荷重の影響を軽減することができる。 In FIG. 5, the front-stage circuit unit 21 is attached to, for example, the outer wall (outer surface) of the shield material 90 of the magnetic shield room MSR, which is located diagonally above the dewar 13. That is, the front-stage circuit unit 21 is installed in contact with the outer wall of the shield material 90 in the external space SOUT. By installing the pre-stage circuit unit 21 outside the magnetic shield room MSR, the internal space SIN of the magnetic shield room MSR can be effectively used. Further, similarly to FIG. 2, the cable SQC can be guided to the cable insertion port of the Duwa 13 according to gravity, and the influence of the load of the cable SQC applied to the cable insertion port can be reduced.

デュワ13から延びるケーブルSQCは、デュワ13の斜め上方の壁部に設けられた貫通穴を通して、前段回路部21に接続される。前段回路部21と後段回路部22とを接続するケーブルFLCは、磁気シールドルームMSRの外側である外部空間SOUTに配線される。 The cable SQC extending from the duwa 13 is connected to the front-stage circuit portion 21 through a through hole provided in the wall portion diagonally above the duwa 13. The cable FLC connecting the front-stage circuit unit 21 and the rear-stage circuit unit 22 is wired in the external space SOUT outside the magnetic shield room MSR.

ここで、SQUID10および帰還コイル36と前段回路部21とを接続するケーブルSQCにおいて、前段回路部21からシールド材90の外面までのケーブルSQCの長さは、SQUID10および帰還コイル36からシールド材90の内面までのケーブルSQCの長さに比べて相対的に短い。すなわち、前段回路部21からシールド材90の外面までのケーブルSQCの長さは、デュワ13からシールド材90の内面までのケーブルSQCの長さに比べて相対的に短い。 Here, in the cable SQC that connects the SQUID 10 and the feedback coil 36 to the front circuit unit 21, the length of the cable SQC from the front circuit unit 21 to the outer surface of the shield material 90 is the length of the cable SQC from the SQUID 10 and the feedback coil 36 to the shield material 90. It is relatively short compared to the length of the cable SQC to the inner surface. That is, the length of the cable SQC from the pre-stage circuit portion 21 to the outer surface of the shield material 90 is relatively short compared to the length of the cable SQC from the duwa 13 to the inner surface of the shield material 90.

なお、前段回路部21は、図2と同様に、磁気シールドルームMSRの外壁に取り付けられた棚80の上に設置されてもよい。この場合、磁気シールドルームMSRの周囲の外部空間SOUTを有効に利用することができる。また、図2と同様に、破線枠(A)で示すように、前段回路部21は、外壁に接触する位置または近接する位置の床面に置かれてもよい。 The front-stage circuit unit 21 may be installed on the shelf 80 attached to the outer wall of the magnetic shield room MSR, as in FIG. In this case, the external space SOUT around the magnetic shield room MSR can be effectively used. Further, as in FIG. 2, as shown by the broken line frame (A), the front-stage circuit unit 21 may be placed on the floor surface at a position in contact with or close to the outer wall.

前段回路部21と後段回路部22とを磁気シールドルームMSRの外部に設置する場合にも、前段回路部21と後段回路部22とは、別の筐体に収納される。これにより、外部空間SOUTにおいて、前段回路部21と後段回路部22とを設置する自由度を増やすことができる。 Even when the front-stage circuit unit 21 and the rear-stage circuit unit 22 are installed outside the magnetic shield room MSR, the front-stage circuit unit 21 and the rear-stage circuit unit 22 are housed in different housings. This makes it possible to increase the degree of freedom in installing the front-stage circuit unit 21 and the rear-stage circuit unit 22 in the external space SOUT.

また、例えば、後段回路部22を設置する位置にかかわらず、前段回路部21をシールド材90の外壁に接触または近接して設置することができる。前段回路部21を外壁に接触または近接して設置した場合、ケーブルSQCの長さを最短にすることができる。さらに、前段回路部21を外壁に接触して設置した場合、ケーブルSQCは、外部空間SOUTには露出しない。これにより、SQUID10から出力され、ケーブルSQCに伝送される微少信号が、磁気シールドルームMSRの外側である外部空間SOUTを飛び交う輻射ノイズの影響を受けることを防止することができる。 Further, for example, the front-stage circuit unit 21 can be installed in contact with or close to the outer wall of the shield material 90 regardless of the position where the rear-stage circuit unit 22 is installed. When the pre-stage circuit unit 21 is installed in contact with or close to the outer wall, the length of the cable SQC can be minimized. Further, when the front stage circuit portion 21 is installed in contact with the outer wall, the cable SQC is not exposed to the external space SOUT. As a result, it is possible to prevent the minute signal output from the SQUID 10 and transmitted to the cable SQC from being affected by the radiation noise flying in the external space SOUT outside the magnetic shield room MSR.

図6は、図4の磁場計測装置100Bの設置の別の例を示すレイアウト図である。図3と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。例えば、図6に示す磁場計測装置100Bは、図3と同様に脊磁計であり、磁気シールドルームMSR内のほぼ中央には、2分割されたベッド12と、被験者の腰部に対応する位置に設置されるSQUID10の収納容器15とが設置されている。 FIG. 6 is a layout diagram showing another example of the installation of the magnetic field measuring device 100B of FIG. The same elements as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. For example, the magnetic field measuring device 100B shown in FIG. 6 is a spinometer as in FIG. 3, and is installed at a position corresponding to the waist of the subject and the bed 12 divided into two in the substantially center of the magnetic shield room MSR. The storage container 15 of the SQUID 10 to be used is installed.

図6では、前段回路部21は、図5と同様に、例えば、磁気シールドルームMSRのシールド材90において、デュワ14の斜め上方に位置する外壁に取り付けられている。そして、デュワ14から延びるケーブルSQCは、デュワ14の斜め上方の壁部に設けられた貫通穴を通して、前段回路部21に接続される。前段回路部21と後段回路部22とを接続するケーブルFLCは、磁気シールドルームMSRの外側である外部空間SOUTに配線される。 In FIG. 6, the front-stage circuit unit 21 is attached to an outer wall located diagonally above the dewar 14 in, for example, the shield material 90 of the magnetic shield room MSR, as in FIG. Then, the cable SQC extending from the duwa 14 is connected to the front-stage circuit portion 21 through a through hole provided in the wall portion diagonally above the duwa 14. The cable FLC connecting the front-stage circuit unit 21 and the rear-stage circuit unit 22 is wired in the external space SOUT outside the magnetic shield room MSR.

これにより、図2および図5と同様に、磁気シールドルームMSRの内部空間SINを有効に利用することができる。また、ケーブルSQCを重力にしたがってデュワ13のケーブル挿入口まで導くことができ、ケーブル挿入口に掛かるケーブルSQCの荷重の影響を軽減することができる。 As a result, the internal space SIN of the magnetic shield room MSR can be effectively used as in FIGS. 2 and 5. Further, the cable SQC can be guided to the cable insertion port of the Duwa 13 according to gravity, and the influence of the load of the cable SQC applied to the cable insertion port can be reduced.

ここで、SQUID10および帰還コイル36と前段回路部21とを接続するケーブルSQCにおいて、前段回路部21からシールド材90の外面までのケーブルSQCの長さは、SQUID10および帰還コイル36からシールド材90の内面までのケーブルSQCの長さに比べて相対的に短い。すなわち、前段回路部21からシールド材90の外面までのケーブルSQCの長さは、デュワ14からシールド材90の内面までのケーブルSQCの長さに比べて相対的に短い。 Here, in the cable SQC that connects the SQUID 10 and the feedback coil 36 to the front circuit unit 21, the length of the cable SQC from the front circuit unit 21 to the outer surface of the shield material 90 is the length of the cable SQC from the SQUID 10 and the feedback coil 36 to the shield material 90. It is relatively short compared to the length of the cable SQC to the inner surface. That is, the length of the cable SQC from the front circuit portion 21 to the outer surface of the shield material 90 is relatively short compared to the length of the cable SQC from the dewa 14 to the inner surface of the shield material 90.

なお、図3と同様に、破線枠(A)で示すように、前段回路部21は、外壁に接触する位置または近接する位置の床面に置かれてもよい。また、図5と同様に、前段回路部21と後段回路部22とを磁気シールドルームMSRの外部に設置する場合にも、前段回路部21と後段回路部22とは、別の筐体に収納される。これにより、外部空間SOUTにおいて、前段回路部21と後段回路部22とを設置する自由度を増やすことができる。 As in FIG. 3, as shown by the broken line frame (A), the front-stage circuit unit 21 may be placed on the floor surface at a position in contact with or close to the outer wall. Further, similarly to FIG. 5, when the front stage circuit unit 21 and the rear stage circuit unit 22 are installed outside the magnetic shield room MSR, the front stage circuit unit 21 and the rear stage circuit unit 22 are housed in separate housings. Will be done. This makes it possible to increase the degree of freedom in installing the front-stage circuit unit 21 and the rear-stage circuit unit 22 in the external space SOUT.

図7および図8は、図1の磁場計測装置100Aの配線の経路の例を示す説明図である。本発明者らは、デュワ13、前段回路部21および後段回路部22を接続するケーブルSQC、FLCを7つの配線経路で配線し、配線経路の違いによりSQUID10が受けるノイズの影響を調べた。 7 and 8 are explanatory views showing an example of a wiring path of the magnetic field measuring device 100A of FIG. The present inventors wired the cables SQC and FLC connecting the duwa 13, the front circuit unit 21, and the rear circuit unit 22 with seven wiring routes, and investigated the influence of noise on the SQUID 10 due to the difference in the wiring routes.

ケース1では、前段回路部21はデュワ13の上面に置かれ、前段回路部21からデュワ13の内部にケーブルSQCが接続される。ケーブルFLCは、前段回路部21からデュワ13の側面に沿って床面まで降ろされた後、ベッド12の周囲に引き回される。そして、ケーブルFLCは、磁気シールドルームMSRの壁部の床側に設けられた貫通穴を通して、外部空間SOUTに設置された後段回路部22に接続される。ケース1では、ケーブルSQCの長さを最短にできるが、磁気シールドルームMSR内に引き回されるケーブルFLCの長さは長くなる。 In case 1, the front-stage circuit unit 21 is placed on the upper surface of the duwa 13, and the cable SQC is connected from the front-stage circuit unit 21 to the inside of the duwa 13. The cable FLC is lowered from the front circuit portion 21 to the floor surface along the side surface of the duwa 13, and then routed around the bed 12. Then, the cable FLC is connected to the subsequent circuit portion 22 installed in the external space SOUT through a through hole provided on the floor side of the wall portion of the magnetic shield room MSR. In case 1, the length of the cable SQC can be minimized, but the length of the cable FLC routed in the magnetic shield room MSR becomes long.

ケース2、ケース3およびケース4では、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの内壁に接触する位置または近接する位置の床面に置かれる(なお、図7は前段回路部21を磁気シールドルームMSRの内壁に接触させている例を図示している)。ケース2、ケース3およびケース4では、ケーブルSQCは、前段回路部21から磁気シールドルームMSRの内壁に沿って上側に引き上げられた後、デュワ13の内部(のSQUID)に接続される。ケース2、ケース3およびケース4でのケーブルSQCの長さは、ケース1に比べて長くなる。特に限定されないが、例えば、ケース2〜ケース4において、ケーブルSQCの長さは10mである。 In the case 2, the case 3 and the case 4, the front stage circuit unit 21 is placed on the floor surface at a position in contact with or close to the inner wall of the magnetic shield room MSR (Note that FIG. 7 shows the front stage circuit unit 21 in the magnetic shield room). An example of contacting the inner wall of the MSR is shown). In the case 2, the case 3, and the case 4, the cable SQC is pulled upward from the front circuit unit 21 along the inner wall of the magnetic shield room MSR, and then connected to the inside (SQUID) of the duwa 13. The length of the cable SQC in the case 2, the case 3 and the case 4 is longer than that in the case 1. Although not particularly limited, for example, in Cases 2 to 4, the length of the cable SQC is 10 m.

ケース2では、ケーブルFLCは、前段回路部21からデュワ13の前面に対向する位置でベッド12上を横切った後、ベッド12の周囲に引き回される。そして、ケーブルFLCは、磁気シールドルームMSRの壁部の床側に設けられた貫通穴を通して、外部空間SOUTに設置された後段回路部22に接続される。ケース2では、ケーブルFLCの長さは、ケース1と同様に長くなる。 In the case 2, the cable FLC is routed around the bed 12 after crossing the bed 12 at a position facing the front surface of the duwa 13 from the front circuit unit 21. Then, the cable FLC is connected to the subsequent circuit portion 22 installed in the external space SOUT through a through hole provided on the floor side of the wall portion of the magnetic shield room MSR. In case 2, the length of the cable FLC is as long as in case 1.

ケース3では、ケーブルFLCは、前段回路部21から磁気シールドルームMSRの内壁に沿って上側に引き上げられた後、内壁に沿って貫通穴まで降ろされ、貫通穴を通して、外部空間SOUTに設置された後段回路部22に接続される。ケース3では、ケーブルFLCは、ケース1、ケース2と同様に長くなるが、デュワ13と離れた位置で引き回される。 In the case 3, the cable FLC was pulled upward from the front circuit section 21 along the inner wall of the magnetic shield room MSR, then lowered to the through hole along the inner wall, and installed in the external space SOUT through the through hole. It is connected to the subsequent circuit unit 22. In the case 3, the cable FLC is as long as the cases 1 and 2, but is routed at a position away from the dewar 13.

ケース4では、ケーブルFLCは、前段回路部21から貫通穴まで床面を配線され、貫通穴を通して、外部空間SOUTに設置された後段回路部22に接続される。ケース4では、ケーブルFLCの長さは最短にできる。なお、例えば、ケース3のケーブルFLCの長さは8m、ケース4のケーブルFLCの長さは1mである。例えば、磁気シールドルームMSRのサイズは、貫通穴がある壁面が高さ2m×幅3.6mであり、また、奥行は2.3mである。 In the case 4, the cable FLC is wired on the floor surface from the front stage circuit portion 21 to the through hole, and is connected to the rear stage circuit portion 22 installed in the external space SOUT through the through hole. In case 4, the length of the cable FLC can be minimized. For example, the length of the cable FLC of the case 3 is 8 m, and the length of the cable FLC of the case 4 is 1 m. For example, the size of the magnetic shield room MSR is that the wall surface with the through hole has a height of 2 m and a width of 3.6 m, and the depth is 2.3 m.

図8において、ケース5およびケース6では、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの外壁に接触する位置または近接する位置の床面に置かれる。ケース5およびケース6では、ケーブルSQCは、前段回路部21に対向する磁気シールドルームMSRの壁部の貫通穴から磁気シールドルームMSRに引き込まれる。ケーブルSQCは、内壁に沿って床面に配線された後、磁気シールドルームMSRの内壁に沿って上側に引き上げられ、デュワ13の上部からデュワ13の内部に接続される。 In FIG. 8, in the case 5 and the case 6, the front-stage circuit unit 21 is placed on the floor surface at a position in contact with or close to the outer wall of the magnetic shield room MSR. In the case 5 and the case 6, the cable SQC is drawn into the magnetic shield chamber MSR through a through hole in the wall portion of the magnetic shield chamber MSR facing the front circuit portion 21. After being wired to the floor surface along the inner wall, the cable SQC is pulled upward along the inner wall of the magnetic shield room MSR and connected from the upper part of the duwa 13 to the inside of the duwa 13.

ケース5では、ケーブルFLCは、前段回路部21から磁気シールドルームMSRの壁部の床側に設けられた貫通穴を通して内部空間SINに引き入れられる。内部空間SINに引き入れられたケーブルFLCは、ベッド12の周囲に配線され、再び貫通穴を通して、外部空間SOUTに設置された後段回路部22に接続される。ケース5においても、図7のケース2と同様に、ケーブルFLCは、デュワ13の前面に対向する位置でベッド12上を横切る。ケース5でのケーブルFLCの長さは、他のケースに比べて長くなる。ケース6では、ケーブルFLCは、磁気シールドルームMSR内には引き回されず、外部空間SOUTのみに配線され、後段回路部22に接続される。 In the case 5, the cable FLC is drawn into the internal space SIN from the pre-stage circuit portion 21 through a through hole provided on the floor side of the wall portion of the magnetic shield room MSR. The cable FLC drawn into the internal space SIN is wired around the bed 12 and is connected to the subsequent circuit unit 22 installed in the external space SOUT through the through hole again. In the case 5, as in the case 2 of FIG. 7, the cable FLC crosses the bed 12 at a position facing the front surface of the dewar 13. The length of the cable FLC in the case 5 is longer than that in the other cases. In the case 6, the cable FLC is not routed in the magnetic shield room MSR, is wired only in the external space SOUT, and is connected to the subsequent circuit unit 22.

ケース7では、前段回路部21は、図2と同様に、デュワ13の斜め上方における磁気シールドルームMSRの内壁に取り付けられた棚80の上に設置される。ケース7では、ケーブルSQCは、前段回路部21からデュワ13に向けて降ろされ、デュワ13内部に接続される。このため、ケース7では、ケーブルSQCの長さは、ケース1よりも長くなるが、他のケース2〜ケース6よりも短くなる(例えば、ケース7のケーブルSQCの長さは2.2mである)。ケース7では、ケーブルFLCは、磁気シールドルームMSR内には引き回されず、壁部に設けられた貫通穴を通して外部空間SOUTのみに配線され、後段回路部22に接続される。 In the case 7, the front-stage circuit unit 21 is installed on the shelf 80 attached to the inner wall of the magnetic shield room MSR diagonally above the dewar 13 as in FIG. 2. In the case 7, the cable SQC is lowered from the pre-stage circuit unit 21 toward the duwa 13 and connected to the inside of the duwa 13. Therefore, in the case 7, the length of the cable SQC is longer than that of the case 1, but shorter than that of the other cases 2 to 6 (for example, the length of the cable SQC of the case 7 is 2.2 m). ). In the case 7, the cable FLC is not routed in the magnetic shield room MSR, is wired only to the external space SOUT through the through hole provided in the wall portion, and is connected to the subsequent circuit portion 22.

図9から図12は、図7および図8に示した各ケースでの磁場ノイズの測定結果を示す波形図である。図9は、図7に示したケース1およびケース2での磁場ノイズの測定結果を示す。図10は、図7に示したケース3およびケース4での磁場ノイズの測定結果を示す。図11は、図8に示したケース5およびケース6での磁場ノイズの測定結果を示す。図12は、図8に示したケース7での磁場ノイズの測定結果を示す。 9 to 12 are waveform diagrams showing the measurement results of the magnetic field noise in each of the cases shown in FIGS. 7 and 8. FIG. 9 shows the measurement results of the magnetic field noise in Case 1 and Case 2 shown in FIG. FIG. 10 shows the measurement results of the magnetic field noise in Cases 3 and 4 shown in FIG. FIG. 11 shows the measurement results of the magnetic field noise in the cases 5 and 6 shown in FIG. FIG. 12 shows the measurement result of the magnetic field noise in the case 7 shown in FIG.

図9から図12の波形では、180Hzの磁場ノイズが60Hzの電源ノイズの3倍高調波ノイズとして常時観測されている。また、ケース1、ケース2、ケース3およびケース5では、168Hz付近に電源ノイズとは関係のない磁場ノイズが観測されている。磁場ノイズが観測された168Hz付近の磁場ノイズは、ケーブルFLCの長さや前段回路部21に固有のものと思われるが、ノイズ源は不明である。 In the waveforms of FIGS. 9 to 12, the magnetic field noise of 180 Hz is constantly observed as the third harmonic noise of the power supply noise of 60 Hz. Further, in Case 1, Case 2, Case 3 and Case 5, magnetic field noise unrelated to power supply noise is observed around 168 Hz. The magnetic field noise around 168 Hz in which the magnetic field noise was observed seems to be peculiar to the length of the cable FLC and the pre-stage circuit unit 21, but the noise source is unknown.

デュワ13の近くにケーブルFLCが引き回されるケース1、ケース2およびケース5では、168Hzの磁場ノイズがはっきりと観測されている。また、磁気シールドルームMSR内でケーブルFLCが長く引き回されるケース3においても、168Hzのごく小さい磁場ノイズが観測されている。 In Case 1, Case 2 and Case 5 where the cable FLC is routed near the Dewa 13, magnetic field noise of 168 Hz is clearly observed. Further, even in the case 3 in which the cable FLC is routed for a long time in the magnetic shield room MSR, a very small magnetic field noise of 168 Hz is observed.

一方、磁気シールドルームMSR内でのケーブルFLCの引き回しが短いケース4と、磁気シールドルームMSR内でのケーブルFLCの引き回しがないケース6およびケース7とでは、168Hzの磁場ノイズは観測されない。 On the other hand, in case 4 where the cable FLC is routed in the magnetic shield room MSR is short, and in case 6 and case 7 where the cable FLC is not routed in the magnetic shield room MSR, magnetic field noise of 168 Hz is not observed.

以上より、ケーブルFLCがデュワ13に近接して配置されるほど、かつ、磁気シールドルームMSR内でのケーブルFLCの配線が長いほど、SQUID10が磁場ノイズを検出しやすくなることが分かる。すなわち、ケーブルFLCおよびデュワ13の位置関係と、SQUID10が検出する磁場ノイズとに相関があることが分かる。また、ケーブルFLCの磁気シールドルームMSR内での長さと、SQUID10が検出する磁場ノイズとに相関があることが分かる。 From the above, it can be seen that the closer the cable FLC is arranged to the Duwa 13, and the longer the cable FLC wiring is in the magnetic shield room MSR, the easier it is for the SQUID 10 to detect magnetic field noise. That is, it can be seen that there is a correlation between the positional relationship between the cable FLC and the Duwa 13 and the magnetic field noise detected by the SQUID 10. Further, it can be seen that there is a correlation between the length of the cable FLC in the magnetic shield room MSR and the magnetic field noise detected by the SQUID 10.

例えば、ケース1のように、前段回路部21をデュワ13の上面に置く構成を取ると、前段回路部21の設置領域をデュワ13の設置領域と重複させることができ、磁気シールドルームMSR内を効率的に利用することができる。しかし、前段回路部21をデュワ13に近い位置に設置することでケーブルFLCがデュワ13の近くに引き回される場合、不要な磁場ノイズが発生してしまう。あるいは、磁場ノイズの影響を避けるため、デュワ13をケーブルFLCから離して設置する場合、デュワ13の設置位置が制限されてしまう。 For example, if the front-stage circuit unit 21 is placed on the upper surface of the duwa 13 as in case 1, the installation area of the front-stage circuit unit 21 can be overlapped with the installation area of the duwa 13, and the inside of the magnetic shield room MSR can be overlapped. It can be used efficiently. However, when the cable FLC is routed near the duwa 13 by installing the pre-stage circuit unit 21 at a position close to the duwa 13, unnecessary magnetic field noise is generated. Alternatively, when the dewar 13 is installed away from the cable FLC in order to avoid the influence of magnetic field noise, the installation position of the dewa 13 is limited.

一方、SQUID10からケーブルSQCに出力される微少信号は、振幅の変化もデジタル信号に比べるとなだらかであるため、ノイズの発生源になりにくい。逆に、ケーブルSQCに伝送される微少信号は、輻射ノイズ等の影響を受けやすいため、ケーブルSQCの長さは、できるだけ短くすることが好ましい。 On the other hand, the minute signal output from the SQUID 10 to the cable SQC is less likely to be a source of noise because the change in amplitude is gentler than that of the digital signal. On the contrary, since the minute signal transmitted to the cable SQC is easily affected by radiation noise and the like, it is preferable that the length of the cable SQC is as short as possible.

したがって、磁場計測装置100A、100Bに起因して発生する磁場ノイズを抑えるためには、ケーブルFLCを磁気シールドルームMSR内に引き回さないようにし、かつ、ケーブルSQCの長さをできるだけ短くすることが好ましい。ケーブルFLCを磁気シールドルームMSR内に引き回さないために、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの内壁または外壁に近接または接触して設置することが好ましい。 Therefore, in order to suppress the magnetic field noise generated by the magnetic field measuring devices 100A and 100B, the cable FLC should not be routed in the magnetic shield room MSR, and the length of the cable SQC should be as short as possible. Is preferable. In order not to route the cable FLC into the magnetic shield room MSR, it is preferable that the front circuit unit 21 is installed in close proximity to or in contact with the inner wall or outer wall of the magnetic shield room MSR.

さらに、前段回路部21を磁気シールドルームMSR内に設置する場合、ケーブルFLCを磁気シールドルームMSR内に露出させないために、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの内壁に接触させることが好ましい。また、前段回路部21を磁気シールドルームMSRの外部に設置する場合、ケーブルSQCを外部空間SOUTに露出させないために、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの外壁に接触させることが好ましい。 Further, when the pre-stage circuit unit 21 is installed in the magnetic shield room MSR, it is preferable that the pre-stage circuit unit 21 is in contact with the inner wall of the magnetic shield room MSR so that the cable FLC is not exposed in the magnetic shield room MSR. Further, when the front stage circuit unit 21 is installed outside the magnetic shield room MSR, it is preferable that the front stage circuit unit 21 is in contact with the outer wall of the magnetic shield room MSR so that the cable SQC is not exposed to the external space SOUT.

例えば、このような条件を満足するケース4およびケース7にしたがって、前段回路部21の設置位置を決定することで、SQUID10が検出する磁場ノイズを最小限にする磁場計測装置を構成することができる。なお、ケース4およびケース7の例から、前段回路部21と磁気シールドルームMSRの内壁(もしくは貫通穴)までのケーブルFLC(0m,1m)は、ケーブルSQCの長さ(10m)よりも相対的に短く、結果として前段回路部21はシールドルーム壁面の近くに設置されることになる。 For example, a magnetic field measuring device that minimizes the magnetic field noise detected by the SQUID 10 can be configured by determining the installation position of the pre-stage circuit unit 21 according to the cases 4 and 7 that satisfy such conditions. .. From the examples of the case 4 and the case 7, the cable FLC (0 m, 1 m) from the front circuit portion 21 to the inner wall (or through hole) of the magnetic shield room MSR is relative to the length (10 m) of the cable SQC. As a result, the pre-stage circuit unit 21 is installed near the wall surface of the shield room.

これにより、SQUID10による生体磁場信号の計測精度を向上することができる。例えば、図2、図3、図5および図6に示す位置に前段回路部21を設置することで、SQUID10が検出する磁場ノイズを最小限にすることができる。 Thereby, the measurement accuracy of the biomagnetic field signal by SQUID 10 can be improved. For example, by installing the pre-stage circuit unit 21 at the positions shown in FIGS. 2, 3, 5, and 6, the magnetic field noise detected by the SQUID 10 can be minimized.

(第3の実施形態)
図13は、本発明の第3の実施形態に係る磁場計測装置の一例を示すブロック図である。図1と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。図13に示す磁場計測装置100Cは、アナログFLL方式を採用しており、脳磁計、脊磁計、心磁計または筋磁計等に適用可能である。
(Third Embodiment)
FIG. 13 is a block diagram showing an example of the magnetic field measuring device according to the third embodiment of the present invention. The same elements as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The magnetic field measuring device 100C shown in FIG. 13 adopts an analog FLL method, and can be applied to a magnetoencephalograph, a spinograph, a magnetocardiograph, a myomagnetometer, or the like.

磁場計測装置100Cは、SQUID10、アナログFLL回路40および帰還コイル36を有する。アナログFLL回路40は、増幅器31、積分器43、AD変換器44および電圧電流変換器35を有する。なお、SQUID10に近接して配置される帰還コイル36は、アナログFLL回路40に含まれてもよい。 The magnetic field measuring device 100C has a SQUID 10, an analog FLL circuit 40, and a feedback coil 36. The analog FLL circuit 40 includes an amplifier 31, an integrator 43, an AD converter 44, and a voltage-current converter 35. The feedback coil 36 arranged close to the SQUID 10 may be included in the analog FLL circuit 40.

アナログFLL回路40において、増幅器31および電圧電流変換器35は、図1と同様に前段回路部21に含まれる。また、アナログFLL回路40において、積分器43およびAD変換器44は、後段回路部42に含まれる。 In the analog FLL circuit 40, the amplifier 31 and the voltage-current converter 35 are included in the pre-stage circuit unit 21 as in FIG. Further, in the analog FLL circuit 40, the integrator 43 and the AD converter 44 are included in the subsequent circuit unit 42.

例えば、前段回路部21は、SQUID10とともに磁気シールドルームMSR内に配置され、後段回路部42は、磁気シールドルームMSRの外に配置される。なお、図4と同様に、前段回路部21は、後段回路部42とともに、磁気シールドルームMSRの外部に設置されてもよい。 For example, the front-stage circuit unit 21 is arranged together with the SQUID 10 in the magnetic shield room MSR, and the rear-stage circuit unit 42 is arranged outside the magnetic shield room MSR. As in FIG. 4, the front-stage circuit unit 21 may be installed outside the magnetic shield room MSR together with the rear-stage circuit unit 42.

積分器43は、アナログ回路であり、図1のデジタル積分器33と同様の機能を有する。これにより、積分器43は、Φ−V特性のロック点からのSQUID10の電圧(正確には増幅器31から出力される増幅された電圧)の変化分を積分することができ、積分した電圧(信号電圧)を電圧電流変換器35とAD変換器44とに出力することができる。AD変換器44は、積分器43からの電圧をデジタル値に変換し、データ処理装置70に出力する。 The integrator 43 is an analog circuit and has the same function as the digital integrator 33 of FIG. As a result, the integrator 43 can integrate the change in the voltage of SQUID 10 (to be exact, the amplified voltage output from the amplifier 31) from the lock point of the Φ-V characteristic, and the integrated voltage (signal). Voltage) can be output to the voltage-current converter 35 and the AD converter 44. The AD converter 44 converts the voltage from the integrator 43 into a digital value and outputs it to the data processing device 70.

磁場計測装置100Cにおいて、前段回路部21と後段回路部42との設置例は、上述した図2、図3、図5および図6と同様である。すなわち、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRのシールド材90の内壁または外壁に接触する位置または近接する位置に配置される。後段回路部42は、磁気シールドルームMSRの外部である外部空間SOUTに設置される。 In the magnetic field measuring device 100C, the installation example of the front-stage circuit unit 21 and the rear-stage circuit unit 42 is the same as in FIGS. 2, 3, 5, and 6 described above. That is, the front-stage circuit unit 21 is arranged at a position in contact with or close to the inner wall or outer wall of the shield material 90 of the magnetic shield room MSR. The subsequent circuit unit 42 is installed in the external space SOUT, which is outside the magnetic shield room MSR.

これにより、この実施形態の磁場計測装置100Cは、上述した磁場計測装置100A、100Bと同様に、磁気シールドルームMSR内で発生する磁場ノイズを小さくすることができ、SQUID10が、磁場ノイズを検出することを防止することができる。この結果、SQUID10による生体磁場信号の計測精度を向上することができる。 As a result, the magnetic field measuring device 100C of this embodiment can reduce the magnetic field noise generated in the magnetic shield room MSR in the same manner as the magnetic field measuring devices 100A and 100B described above, and the SQUID 10 detects the magnetic field noise. Can be prevented. As a result, the measurement accuracy of the biomagnetic field signal by SQUID 10 can be improved.

以上の実施形態では、前段回路部21を磁気シールドルームMSRのシールド材90の内壁(内面)または外壁(外面)に設置する例を述べたが、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRのシールド材90の天井部に設置されてもよい。この際、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの内部(すなわち、シールド材90の内面)または外部(すなわち、シールド材90の外面)のいずれに設置されてもよい。 In the above embodiment, the example in which the front stage circuit unit 21 is installed on the inner wall (inner surface) or the outer wall (outer surface) of the shield material 90 of the magnetic shield room MSR has been described, but the front stage circuit unit 21 is the shield of the magnetic shield room MSR. It may be installed on the ceiling of the material 90. At this time, the pre-stage circuit unit 21 may be installed either inside the magnetic shield room MSR (that is, the inner surface of the shield material 90) or outside (that is, the outer surface of the shield material 90).

さらに、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRのシールド材90の床部の床下に空間がある場合、床下(すなわち、シールド材90の外面)に設置されてもよい。 Further, the pre-stage circuit unit 21 may be installed under the floor (that is, the outer surface of the shield material 90) when there is a space under the floor of the shield material 90 of the magnetic shield room MSR.

(比較例1)
図14は、他の磁場計測装置の設置の一例(比較例)を示すレイアウト図である。図2と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図14に示す磁場計測装置110Aは、脳磁計であるが、脊磁計、心磁計または筋磁計等でもよい。磁場計測装置110Aでは、FLL回路50は、磁気シールドルームMSRの内部に設置される。
(Comparative Example 1)
FIG. 14 is a layout diagram showing an example (comparative example) of installation of another magnetic field measuring device. The same elements as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The magnetic field measuring device 110A shown in FIG. 14 is a magnetoencephalograph, but may be a magnetoencephalograph, a magnetocardiograph, a myomagnetic meter, or the like. In the magnetic field measuring device 110A, the FLL circuit 50 is installed inside the magnetic shield room MSR.

例えば、FLL回路50は、デジタルFLL回路であり、図1に示した前段回路部21と後段回路部22とを含む。あるいは、FLL回路50は、アナログFLL回路であり、図13に示した前段回路部21と後段回路部42とを含む。 For example, the FLL circuit 50 is a digital FLL circuit, and includes a front-stage circuit unit 21 and a rear-stage circuit unit 22 shown in FIG. Alternatively, the FLL circuit 50 is an analog FLL circuit, and includes a front-stage circuit unit 21 and a rear-stage circuit unit 42 shown in FIG.

FLL回路50は、ケーブルSQCを介してデュワ13に接続される。また、FLL回路50は、信号ケーブルおよび電源ケーブルを含む複数の電気ケーブルPCCを介して、磁気シールドルームMSRの外部に設置される電源装置60およびデータ処理装置70に接続される。以下では、電気ケーブルPCCは、単にケーブルPCCとも称する。 The FLL circuit 50 is connected to the duwa 13 via a cable SQC. Further, the FLL circuit 50 is connected to the power supply device 60 and the data processing device 70 installed outside the magnetic shield room MSR via a plurality of electric cable PCCs including a signal cable and a power supply cable. Hereinafter, the electric cable PCC is also simply referred to as a cable PCC.

図14に示す構成では、磁気シールドルームMSRの内部空間SINにFLL回路50が設置されるため、デュワ13内に配置される図示しないSQUID10は、FLL回路50(特に、後段回路部22、42)で発生する輻射磁場ノイズを検出するおそれがある。また、FLL回路50に電源を供給する電源ケーブルを含むケーブルPCCが磁気シールドルームMSRに配線されるため、SQUID10は、ケーブルPCCから発生する輻射磁場ノイズを検出するおそれがある。 In the configuration shown in FIG. 14, since the FLL circuit 50 is installed in the internal space SIN of the magnetic shield room MSR, the SQUID 10 (not shown) arranged in the dewar 13 is the FLL circuit 50 (particularly, the subsequent circuit units 22 and 42). There is a risk of detecting the radiated magnetic field noise generated in. Further, since the cable PCC including the power cable for supplying power to the FLL circuit 50 is wired in the magnetic shield room MSR, the SQUID 10 may detect the radiated magnetic field noise generated from the cable PCC.

一方、SQUID10とFLL回路50の増幅器31とを接続するケーブルSQCは、図2および図3に示したケーブルSQCと同等の長さにすることができる。このため、ケーブルSQCに伝送される微少信号へのノイズの影響は小さくすることはできる。 On the other hand, the cable SQC connecting the SQUID 10 and the amplifier 31 of the FLL circuit 50 can have the same length as the cable SQC shown in FIGS. 2 and 3. Therefore, the influence of noise on the minute signal transmitted to the cable SQC can be reduced.

また、磁気シールドルームMSR内にFLL回路50が設置される場合、内部空間SINのうち、利用可能な空間は狭くなる。これにより、磁気シールドルームMSRを大きくする必要がある場合、磁場計測装置110Aと磁気シールドルームMSRとを含む磁場計測システムのコストが増加してしまう。 Further, when the FLL circuit 50 is installed in the magnetic shield room MSR, the available space in the internal space SIN becomes narrow. As a result, when it is necessary to increase the magnetic shield room MSR, the cost of the magnetic field measurement system including the magnetic field measuring device 110A and the magnetic shield room MSR increases.

(比較例2)
図15は、他の磁場計測装置の設置の別の例(比較例)を示すレイアウト図である。図2および図14と同じ要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図15に示す磁場計測装置110Bは、脳磁計であるが、脊磁計、心磁計または筋磁計等でもよい。磁場計測装置110Bでは、FLL回路50は、磁気シールドルームMSRの外部に設置される。
(Comparative Example 2)
FIG. 15 is a layout diagram showing another example (comparative example) of installation of another magnetic field measuring device. The same elements as those in FIGS. 2 and 14 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The magnetic field measuring device 110B shown in FIG. 15 is a magnetoencephalograph, but may be a magnetoencephalograph, a magnetocardiograph, a myomagnetic meter, or the like. In the magnetic field measuring device 110B, the FLL circuit 50 is installed outside the magnetic shield room MSR.

デュワ13内の図示しないSQUID10に接続されるケーブルSQCは、磁気シールドルームMSRの壁部に設けられた貫通穴を通り、FLL回路50に接続される。FLL回路50は、信号ケーブルおよび電源ケーブルを含む複数のケーブルPCCを介して、磁気シールドルームMSRの外部に設置される電源装置60およびデータ処理装置70に接続される。 The cable SQC connected to the SQUID 10 (not shown) in the Duwa 13 is connected to the FLL circuit 50 through a through hole provided in the wall portion of the magnetic shield room MSR. The FLL circuit 50 is connected to the power supply device 60 and the data processing device 70 installed outside the magnetic shield room MSR via a plurality of cable PCCs including a signal cable and a power supply cable.

図15に示す構成では、磁気シールドルームMSRの外部にFLL回路50が設置されるため、SQUID10がFLL回路50やケーブルPCCから発生する輻射磁場ノイズを検出するおそれはない。一方、ケーブルSQCは、磁気シールドルームMSRの外部に設置されるFLL回路50まで配線されるため、ケーブルSQCに伝送される微少信号がノイズの影響を受けるおそれがある。なお、FLL回路50が磁気シールドルームMSRの外部に設置されるため、磁気シールドルームMSRの内部空間SINを有効に利用することはできる。 In the configuration shown in FIG. 15, since the FLL circuit 50 is installed outside the magnetic shield room MSR, there is no possibility that the SQUID 10 will detect the radiated magnetic field noise generated from the FLL circuit 50 or the cable PCC. On the other hand, since the cable SQC is wired up to the FLL circuit 50 installed outside the magnetic shield room MSR, the minute signal transmitted to the cable SQC may be affected by noise. Since the FLL circuit 50 is installed outside the magnetic shield room MSR, the internal space SIN of the magnetic shield room MSR can be effectively used.

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 Although the present invention has been described above based on each embodiment, the present invention is not limited to the requirements shown in the above embodiments. With respect to these points, the gist of the present invention can be changed without impairing the gist of the present invention, and can be appropriately determined according to the application form thereof.

10 SQUID
12 ベッド
13、14 デュワ
15 収納容器
20 デジタルFLL回路
21 前段回路部
22 後段回路部
31 増幅器
32 AD変換器
33 デジタル積分器
34 DA変換器
35 電圧電流変換器
36 帰還コイル
37 電源ケーブル
38 アンプ出力線
39 電圧線
40 アナログFLL回路
42 後段回路部
43 積分器
44 AD変換器
50 FLL回路
60 電源装置
70 データ処理装置
80 棚
90 シールド材
100A、100B、100C 磁場計測装置
110A、110B 磁場計測装置
FLC 電気ケーブル
MSR 磁気シールドルーム
PCC 電気ケーブル
SIN 内部空間
SOUT 外部空間
SQC 電気ケーブル
10 SQUID
12 Bed 13, 14 Dewa 15 Storage container 20 Digital FLL circuit 21 Front circuit section 22 Rear circuit section 31 Amplifier 32 AD converter 33 Digital integrator 34 DA converter 35 Voltage current converter 36 Feedback coil 37 Power cable 38 Amplifier output line 39 Voltage line 40 Analog FLL circuit 42 Later circuit part 43 Integrator 44 AD converter 50 FLL circuit 60 Power supply device 70 Data processing device 80 Shelf 90 Shielding material 100A, 100B, 100C Magnetic field measuring device 110A, 110B Magnetic field measuring device FLC electric cable MSR Magnetic Shield Room PCC Electrical Cable SIN Internal Space SOUT External Space SQC Electrical Cable

特開平11−118893号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-118893

Claims (12)

超伝導量子干渉素子と、
前記超伝導量子干渉素子の出力に接続される増幅器を含む前段回路部と、前記前段回路部に接続される後段回路部とを含む磁束ロックループ回路と、を有し、
前記前段回路部は、前記超伝導量子干渉素子が設置される磁気シールドルームの内部と外部とを仕切るシールド材の内面または外面に沿って設置され、
前記後段回路部は、前記磁気シールドルームの外部に設置されることを特徴とする磁場計測装置。
Superconducting quantum interference device and
It has a front-stage circuit unit including an amplifier connected to the output of the superconducting quantum interference element, and a magnetic flux lock loop circuit including a rear-stage circuit unit connected to the front-stage circuit unit.
The pre-stage circuit portion is installed along the inner surface or the outer surface of the shield material that separates the inside and the outside of the magnetic shield room in which the superconducting quantum interference element is installed.
The subsequent circuit unit is a magnetic field measuring device characterized in that it is installed outside the magnetic shield room.
前記磁束ロックループ回路は、アナログ回路とデジタル回路とを含み、
前記前段回路部は、前記アナログ回路のみを含み、
前記デジタル回路は、前記後段回路部に含まれることを特徴とする請求項1に記載の磁場計測装置。
The magnetic flux lock loop circuit includes an analog circuit and a digital circuit.
The pre-stage circuit unit includes only the analog circuit.
The magnetic field measuring device according to claim 1, wherein the digital circuit is included in the subsequent circuit section.
前記前段回路部から前記シールド材までのケーブル長は、前記超伝導量子干渉素子と前記前段回路部との間のケーブル長よりも相対的に短いことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の磁場計測装置。 According to claim 1 or 2, the cable length from the pre-stage circuit portion to the shield material is relatively shorter than the cable length between the superconducting quantum interference element and the pre-stage circuit portion. The magnetic field measuring device described. 前記前段回路部は、前記シールド材の前記内面または前記外面に接して設置されることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の磁場計測装置。 The magnetic field measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein the front-stage circuit unit is installed in contact with the inner surface or the outer surface of the shield material. 前記前段回路部は、前記シールド材の前記内面または前記外面に取り付けられることを特徴とする請求項4に記載の磁場計測装置。 The magnetic field measuring device according to claim 4, wherein the front-stage circuit unit is attached to the inner surface or the outer surface of the shield material. 前記前段回路部は、前記シールド材の前記内面または前記外面に設けられる棚に設置されることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の磁場計測装置。 The magnetic field measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the front-stage circuit unit is installed on a shelf provided on the inner surface or the outer surface of the shield material. 前記前段回路部は、前記磁気シールドルームの内部または外部の床面に設置されることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の磁場計測装置。 The magnetic field measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the front-stage circuit unit is installed on a floor surface inside or outside the magnetic shield room. 前記超伝導量子干渉素子が収納される冷却容器をさらに有し、
前記前段回路部は、前記シールド材の前記内面または前記外面において、前記冷却容器の上面より高い位置に設置されることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の磁場計測装置。
Further having a cooling container in which the superconducting quantum interference element is housed,
The magnetic field according to any one of claims 1 to 6, wherein the pre-stage circuit portion is installed at a position higher than the upper surface of the cooling container on the inner surface or the outer surface of the shield material. Measuring device.
前記前段回路部と前記後段回路部とを接続するケーブルは、前記磁気シールドルームの内部を除いて配線されることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の磁場計測装置。 The magnetic field measurement according to any one of claims 1 to 8, wherein the cable connecting the front-stage circuit unit and the rear-stage circuit unit is wired except for the inside of the magnetic shield chamber. apparatus. 前記前段回路部が前記シールド材の外面に沿って配置される場合、前記前段回路部と前記後段回路部とは互いに別の筐体に収納されることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の磁場計測装置。 Claims 1 to 9 are characterized in that, when the front-stage circuit portion is arranged along the outer surface of the shield material, the front-stage circuit portion and the rear-stage circuit portion are housed in different housings from each other. The magnetic field measuring device according to any one of the above. 前記後段回路部は、
前記増幅器が増幅した信号をデジタル値に変換するAD変換器と、
前記AD変換器が変換した前記デジタル値を積分する積分器と、
前記積分器が積分した積分値を電圧に変換するDA変換器と、を有し、
前記前段回路部は、さらに、
前記DA変換器が変換した電圧を電流に変換し、変換した電流を前記超伝導量子干渉素子に近接して設置されるコイルに供給する電圧電流変換器を有することを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の磁場計測装置。
The latter-stage circuit unit
An AD converter that converts the signal amplified by the amplifier into a digital value,
An integrator that integrates the digital values converted by the AD converter, and
It has a DA converter that converts the integrated value integrated by the integrator into a voltage.
The pre-stage circuit section further
A voltage-current converter comprising a voltage-current converter that converts a voltage converted by the DA converter into a current and supplies the converted current to a coil installed in the vicinity of the superconducting quantum interference element. The magnetic field measuring device according to any one of claim 10.
前記後段回路部は、
前記増幅器が増幅した信号を積分する積分器と、
前記積分器が積分した信号をデジタル値に変換するAD変換器と、を有し、
前記前段回路部は、さらに、
前記積分器が積分した信号電圧を電流に変換し、変換した電流を前記超伝導量子干渉素子に近接して設置されるコイルに供給する電圧電流変換器を有することを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の磁場計測装置。
The latter-stage circuit unit
An integrator that integrates the signal amplified by the amplifier, and
It has an AD converter that converts the signal integrated by the integrator into a digital value, and
The pre-stage circuit section further
A voltage-current converter comprising a voltage-current converter that converts a signal voltage integrated by the integrator into a current and supplies the converted current to a coil installed in the vicinity of the superconducting quantum interfering element. The magnetic field measuring device according to any one of claim 10.
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