JP2700584B2 - 生体磁気計測用磁気シールド体 - Google Patents
生体磁気計測用磁気シールド体Info
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- JP2700584B2 JP2700584B2 JP2038108A JP3810890A JP2700584B2 JP 2700584 B2 JP2700584 B2 JP 2700584B2 JP 2038108 A JP2038108 A JP 2038108A JP 3810890 A JP3810890 A JP 3810890A JP 2700584 B2 JP2700584 B2 JP 2700584B2
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- magnetic shield
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超電導現象（磁束を排除する）を利用した生
体磁気計測用磁気シールド体に関し、特に超電導体がビ
スマス系高温酸化物超電導体から構成され、外部磁界を
遮蔽し脳磁波計測等を正確に行い得る磁気シールド体に
係る。
体磁気計測用磁気シールド体に関し、特に超電導体がビ
スマス系高温酸化物超電導体から構成され、外部磁界を
遮蔽し脳磁波計測等を正確に行い得る磁気シールド体に
係る。
一般に、磁気シールドには、能動的遮蔽と、受動的遮
蔽とがあり、さらに受動的な遮蔽には、強磁性遮蔽と超
電導遮蔽とがあることは周知であり、各々の磁気シール
ドの特性はそれぞれの特徴を有している。（小笠原「低
温工学」Vol.18.No.4,1978.P135〜147参照） これら磁気シールドのうち、強磁性遮蔽は外部磁場を
強磁性体、例えばパーマロイで取り込んで、内部空間に
磁場を侵入させないものであるのに対して、超電導遮蔽
は外部磁場を超電導体内に取り込まずに、外部に向かっ
て排除することにより、内部空間に磁場を侵入させない
もので、磁気シールド効果は強磁性体よりも桁違いに大
きい。すなわち、強磁性遮蔽には残留磁化の存在からく
る限界があり、この限界を超えた領域での磁気シールド
には、超電導磁気シールドを待たなければならない。し
かるに、例えばNb系の金属系超電導体では、冷媒として
液体ヘリウムを使用する必要があるので、磁気シールド
施工にはコスト的に障壁があり、超電導遮蔽は極く一部
を除いて実用化されていないのが実情である。
蔽とがあり、さらに受動的な遮蔽には、強磁性遮蔽と超
電導遮蔽とがあることは周知であり、各々の磁気シール
ドの特性はそれぞれの特徴を有している。（小笠原「低
温工学」Vol.18.No.4,1978.P135〜147参照） これら磁気シールドのうち、強磁性遮蔽は外部磁場を
強磁性体、例えばパーマロイで取り込んで、内部空間に
磁場を侵入させないものであるのに対して、超電導遮蔽
は外部磁場を超電導体内に取り込まずに、外部に向かっ
て排除することにより、内部空間に磁場を侵入させない
もので、磁気シールド効果は強磁性体よりも桁違いに大
きい。すなわち、強磁性遮蔽には残留磁化の存在からく
る限界があり、この限界を超えた領域での磁気シールド
には、超電導磁気シールドを待たなければならない。し
かるに、例えばNb系の金属系超電導体では、冷媒として
液体ヘリウムを使用する必要があるので、磁気シールド
施工にはコスト的に障壁があり、超電導遮蔽は極く一部
を除いて実用化されていないのが実情である。
昨今、脳から発する磁場を測定し、脳のメカニズムの
解明や、頭痛の解明、脳の検診等を試みる研究が活発化
してきている。従来、MRIやポジトロンCT等、脳の内部
を探ることは臨床で実施されてはいるが、その解像力や
用いる放射線等の制約があり、脳磁波そのものを検出し
たいというニーズが急速に高まってきている。しかる
に、脳磁波の強さは10-9ガウムという極微弱磁場、因に
地磁気は0.3ガウスであり、このシグナルを検出するこ
とは、強磁性遮蔽における限界を超えた領域にある。こ
の場合、SQUID（超電導量子干渉素子）と呼ばれる磁束
センサと、超電導磁気シールドが必須となる。
解明や、頭痛の解明、脳の検診等を試みる研究が活発化
してきている。従来、MRIやポジトロンCT等、脳の内部
を探ることは臨床で実施されてはいるが、その解像力や
用いる放射線等の制約があり、脳磁波そのものを検出し
たいというニーズが急速に高まってきている。しかる
に、脳磁波の強さは10-9ガウムという極微弱磁場、因に
地磁気は0.3ガウスであり、このシグナルを検出するこ
とは、強磁性遮蔽における限界を超えた領域にある。こ
の場合、SQUID（超電導量子干渉素子）と呼ばれる磁束
センサと、超電導磁気シールドが必須となる。
本発明者らは先に液体ヘリウム等の高価な冷媒を使用
せずに安価な液体窒素を使用し得る高温酸化物超電導体
を用いた磁気シールド容器を提供した（特願平１−2547
11号）。この磁気シールド容器は口径／長さ（D/L）比
を１以下にすることを必須の要件とするものである。
せずに安価な液体窒素を使用し得る高温酸化物超電導体
を用いた磁気シールド容器を提供した（特願平１−2547
11号）。この磁気シールド容器は口径／長さ（D/L）比
を１以下にすることを必須の要件とするものである。
今、脳磁場を測定する場合、対象患者が恐怖感を抱か
ず、かつ臨床的に採用できる口径は少なくとも40cm必要
である。D/L＝１と設計するとＬ＝40cm,D/L＝0.5ならＬ
＝80cmの長さを必要とすることになる。このような容器
を粉末−成型−焼結というセラミックス製造プロセスに
乗せることは技術的には可能であるとしても極めて困難
性を伴い、コストを考慮した実用的見地からは製造不可
能といえる。
ず、かつ臨床的に採用できる口径は少なくとも40cm必要
である。D/L＝１と設計するとＬ＝40cm,D/L＝0.5ならＬ
＝80cmの長さを必要とすることになる。このような容器
を粉末−成型−焼結というセラミックス製造プロセスに
乗せることは技術的には可能であるとしても極めて困難
性を伴い、コストを考慮した実用的見地からは製造不可
能といえる。
しかして本発明は高温酸化物超電導容器の口径／長さ
（D/L）比を１以上として粉末−成型−焼結というセラ
ミックス製造プロセスに乗せることができ、これによっ
ても脳磁場シグナルをピックアップできる生体磁気計測
用磁気シールド体を提供することを目的とするものであ
る。
（D/L）比を１以上として粉末−成型−焼結というセラ
ミックス製造プロセスに乗せることができ、これによっ
ても脳磁場シグナルをピックアップできる生体磁気計測
用磁気シールド体を提供することを目的とするものであ
る。
本発明は少なくとも一端が開口した円筒状もしくは矩
体型で口径／長さの比D/Lが,1.3≧D/L≧１であるビスマ
ス系高温酸化物超電導体容器と、該容器を収納した液体
窒素が入れられた断熱容器と、該容器の外側に強磁性磁
気シールド容器もしくはヘルムホルツコイルが設置され
てなり、強磁性磁気シールド容器の高さＨ、該ヘルムホ
ルツコイルの直径2Rが、Ｈ≧1.8Dまたは2R≧1.8Dであ
り、外部交番磁場を対象とする時、該円筒状もしくは矩
体型容器内に設置した磁界検出コイルが感じた77Kにお
ける磁界強さ／室温における磁界強さの比，で定義した
磁気シールド効果が１×10-5以下の値である生体磁気計
測用磁気シールド体により前記課題を達成したものであ
る。
体型で口径／長さの比D/Lが,1.3≧D/L≧１であるビスマ
ス系高温酸化物超電導体容器と、該容器を収納した液体
窒素が入れられた断熱容器と、該容器の外側に強磁性磁
気シールド容器もしくはヘルムホルツコイルが設置され
てなり、強磁性磁気シールド容器の高さＨ、該ヘルムホ
ルツコイルの直径2Rが、Ｈ≧1.8Dまたは2R≧1.8Dであ
り、外部交番磁場を対象とする時、該円筒状もしくは矩
体型容器内に設置した磁界検出コイルが感じた77Kにお
ける磁界強さ／室温における磁界強さの比，で定義した
磁気シールド効果が１×10-5以下の値である生体磁気計
測用磁気シールド体により前記課題を達成したものであ
る。
すなわち、本発明ではビスマス系高温酸化物超電導体
容器とその外側に強磁性体磁気シールド容器もしくはヘ
ルムホルツコイルを設けたので、粉末−成型−焼結とい
うセラミックス製造プロセスによって成型し得る口径／
長さ（D/L）比が１以上の高温酸化物超電導体容器によ
っても、二段階に磁気ノズルを低減させることにより脳
磁場のような極微弱磁場の測定が可能となる。
容器とその外側に強磁性体磁気シールド容器もしくはヘ
ルムホルツコイルを設けたので、粉末−成型−焼結とい
うセラミックス製造プロセスによって成型し得る口径／
長さ（D/L）比が１以上の高温酸化物超電導体容器によ
っても、二段階に磁気ノズルを低減させることにより脳
磁場のような極微弱磁場の測定が可能となる。
今、人の脳から発する磁場（〜10-9ガウス）をSQUID
磁束計によって検出する場合、高温酸化物超電導体容器
の開口端口径（Ｄ）を対象患者である人に恐怖感を与え
ない程度のサイズに設定し、該容器の長さ（Ｌ）をＤよ
り小さくする。換言するとD/L≧１と設計する。この場
合、外部交番磁場の強さHoと容器内磁場Hiの比Hi/Hoを
５×10-4よりも小さくすることは理論的に不可能であ
る。従って、この磁気シールドでは脳磁場を検出できな
い。つまり二次のグラジオメータ（ノイズは４桁下げら
れるとする）を用いても地磁気変動を0.3×10-1ガウス
として、0.3×10-1×５×10-4×10-4＝1.5×10-8よりも
小さくすることはできない。シグナルは〜10-9ガウスで
あるので、S/N〜１より小さくなく、このままではシグ
ナルを検出できない。
磁束計によって検出する場合、高温酸化物超電導体容器
の開口端口径（Ｄ）を対象患者である人に恐怖感を与え
ない程度のサイズに設定し、該容器の長さ（Ｌ）をＤよ
り小さくする。換言するとD/L≧１と設計する。この場
合、外部交番磁場の強さHoと容器内磁場Hiの比Hi/Hoを
５×10-4よりも小さくすることは理論的に不可能であ
る。従って、この磁気シールドでは脳磁場を検出できな
い。つまり二次のグラジオメータ（ノイズは４桁下げら
れるとする）を用いても地磁気変動を0.3×10-1ガウス
として、0.3×10-1×５×10-4×10-4＝1.5×10-8よりも
小さくすることはできない。シグナルは〜10-9ガウスで
あるので、S/N〜１より小さくなく、このままではシグ
ナルを検出できない。
そこで本発明では高温酸化物超電導体容器の外側に、
例えばミューメタルのような強磁性体磁気シールド容
器、もしくはヘルムホルツコイルを設置して磁場ノイズ
をキャンセルする。キャンセルコイルの方向は侵入する
磁化ノイズをキャンセル方向とする。これら強磁性体磁
気シールドもしくはヘルムホルツコイルによって外部磁
場を〜10-2〜10-3下げることができる。なお、卓越ノイ
ズが存在する場合にはヘルムホルツコイルとすることが
好ましい。今、ミューメタルにより10-3のノイズ低下が
可能であるとすると、地磁気の変動を0.3×10-1ガウス
として、0.3×10-1×10-3×５×10-4×10-4＝1.5×10
-12ガウスレベルとなり、シグナル〜10-9ガウスに対し
て充分なS/N比を得ることができる。
例えばミューメタルのような強磁性体磁気シールド容
器、もしくはヘルムホルツコイルを設置して磁場ノイズ
をキャンセルする。キャンセルコイルの方向は侵入する
磁化ノイズをキャンセル方向とする。これら強磁性体磁
気シールドもしくはヘルムホルツコイルによって外部磁
場を〜10-2〜10-3下げることができる。なお、卓越ノイ
ズが存在する場合にはヘルムホルツコイルとすることが
好ましい。今、ミューメタルにより10-3のノイズ低下が
可能であるとすると、地磁気の変動を0.3×10-1ガウス
として、0.3×10-1×10-3×５×10-4×10-4＝1.5×10
-12ガウスレベルとなり、シグナル〜10-9ガウスに対し
て充分なS/N比を得ることができる。
本発明において、超電導体のみの磁気シールド減衰率
1/500〜1/1000を得るためには、D/Lの比を1.3≧D/L≧１
とすることが必要である。すなわち、強磁性体＋グラデ
ィオメータで地磁気の変動を６桁減衰させ、超電導体で
1/500〜1/1000減衰させると脳磁界が計測できるレベル
に環境磁場を減衰できる。しかし、D/Lの比が1.3を越え
ると、超電導体の開放端での外部磁気の内部への廻り込
みのため、超電導体の磁気シールド減衰率は〜1/100と
低下するため、超電導体磁気シールドを用いる意味が無
くなる。また強磁性体磁気シールド容器の高さＨがＨ＜
1,8D、もしくはヘルムホルツコイルの直径2Rが2R＜1.8D
の場合には、該強磁性磁気シールド容器の端部もしくは
該ヘルムホルツコイルの外部より内部に侵入する外部磁
界のため、それらの磁気シールド効果を1/100以下に維
持できなくなる。
1/500〜1/1000を得るためには、D/Lの比を1.3≧D/L≧１
とすることが必要である。すなわち、強磁性体＋グラデ
ィオメータで地磁気の変動を６桁減衰させ、超電導体で
1/500〜1/1000減衰させると脳磁界が計測できるレベル
に環境磁場を減衰できる。しかし、D/Lの比が1.3を越え
ると、超電導体の開放端での外部磁気の内部への廻り込
みのため、超電導体の磁気シールド減衰率は〜1/100と
低下するため、超電導体磁気シールドを用いる意味が無
くなる。また強磁性体磁気シールド容器の高さＨがＨ＜
1,8D、もしくはヘルムホルツコイルの直径2Rが2R＜1.8D
の場合には、該強磁性磁気シールド容器の端部もしくは
該ヘルムホルツコイルの外部より内部に侵入する外部磁
界のため、それらの磁気シールド効果を1/100以下に維
持できなくなる。
第１図および第２図は本発明を脳から発生する極微弱
磁場を検出する場合の概念図を示すものである。このう
ち、第１図は強磁性体としてミューメタル２を設置した
もの、そして第２図はヘルムホルツコイル６を設置した
ものをそれぞれ示す。これらの図において、１は高温酸
化物超電導体の磁気シールド容器を召し、この磁気シー
ルド容器１は口径が対象患者である人に恐怖感を起こさ
せないように充分な大きさを有し、その長さは粉末−成
型−焼結のセラミックス製造プロセスで製造し得る程
度、すなわちその口径／長さ（D/L）が、1.3≧D/L≧１
となるように形成される。そして、この磁気シールド容
器１は断熱容器５で被覆され、断熱容器５内には液体窒
素４が充填される。そして、磁気シールド容器１の上部
からその先端が容器１内に伸びるSQUID磁束計３が設置
される。なお、第１図のように、強磁性体ミューメタル
２を用いる場合、必要により磁気シールド容器１はボッ
クスタイプとし、対象患者、磁束計３、磁気シールド容
器１をすべてボックス内に収納するようにしてもよい。
この場合、磁気シールドはさらに完全なものとなるが、
コストとの兼ね合いでデサインする。また、第１図およ
び第２図に示すように磁気シールド容器１は両端開口さ
せるようにしてもよい。
磁場を検出する場合の概念図を示すものである。このう
ち、第１図は強磁性体としてミューメタル２を設置した
もの、そして第２図はヘルムホルツコイル６を設置した
ものをそれぞれ示す。これらの図において、１は高温酸
化物超電導体の磁気シールド容器を召し、この磁気シー
ルド容器１は口径が対象患者である人に恐怖感を起こさ
せないように充分な大きさを有し、その長さは粉末−成
型−焼結のセラミックス製造プロセスで製造し得る程
度、すなわちその口径／長さ（D/L）が、1.3≧D/L≧１
となるように形成される。そして、この磁気シールド容
器１は断熱容器５で被覆され、断熱容器５内には液体窒
素４が充填される。そして、磁気シールド容器１の上部
からその先端が容器１内に伸びるSQUID磁束計３が設置
される。なお、第１図のように、強磁性体ミューメタル
２を用いる場合、必要により磁気シールド容器１はボッ
クスタイプとし、対象患者、磁束計３、磁気シールド容
器１をすべてボックス内に収納するようにしてもよい。
この場合、磁気シールドはさらに完全なものとなるが、
コストとの兼ね合いでデサインする。また、第１図およ
び第２図に示すように磁気シールド容器１は両端開口さ
せるようにしてもよい。
本発明において、超電導体としてビスマス系のものを
使用する。すなわち、通常、高温酸化物超電導体の典型
的なものとして、La−Sr−Cu−Ｏ、Bi−Sr−Ca−Cu−
Ｏ、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ、Tl−Ba−Cu−Ｏ等の各種の超電導
体が存在する。La系はNb系と同様に冷媒として液体窒素
を用いることができず、また、Tl系はTc〜125Kと高い
が、Tlの毒性に応用上問題となる。従って、実用的には
Ｙ系とBi系とがあるが、Bi系酸化物超電導体はＹ系のも
のに比べて著しく優れている。これは一つには、容器製
造特における酸素敏感性の差に起因に、Bi系高温酸化物
超電導体の方が均一な超電導相となしやすいことによ
る。また一つには、Bi系高温酸化物超電導体ではBi−Ｏ
層がすべり変形しやすいので、製造時の応力を緩和しや
すいことによるものと考えられる。さらにBi系はＹ系に
比べると水分に対して強く、経時安定性に優れているこ
とも一因と思われる。
使用する。すなわち、通常、高温酸化物超電導体の典型
的なものとして、La−Sr−Cu−Ｏ、Bi−Sr−Ca−Cu−
Ｏ、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ、Tl−Ba−Cu−Ｏ等の各種の超電導
体が存在する。La系はNb系と同様に冷媒として液体窒素
を用いることができず、また、Tl系はTc〜125Kと高い
が、Tlの毒性に応用上問題となる。従って、実用的には
Ｙ系とBi系とがあるが、Bi系酸化物超電導体はＹ系のも
のに比べて著しく優れている。これは一つには、容器製
造特における酸素敏感性の差に起因に、Bi系高温酸化物
超電導体の方が均一な超電導相となしやすいことによ
る。また一つには、Bi系高温酸化物超電導体ではBi−Ｏ
層がすべり変形しやすいので、製造時の応力を緩和しや
すいことによるものと考えられる。さらにBi系はＹ系に
比べると水分に対して強く、経時安定性に優れているこ
とも一因と思われる。
また、本発明で外部の交番磁場を対象としているの
は、脳から発する磁場等のようにその磁場が〜10Hz程度
の周波数の交番磁場であるからである。SQUIDはそのメ
カニズムからして、交番磁界のみを検出する。SQUIDが
脳磁波検出に有効なのは、高感度であるとともに、まさ
にこの特性に由来する。もし直流磁場も検出するのであ
れば、磁気シールドの直流磁場もシールドする必要があ
り、これでは脳磁場をノイズから取り出すのは不可能と
なる。そこで、たとえば地磁気が存在してもこれは本質
的には静磁場であるので、対象外となる。問題となるの
は地磁気の揺らぎである。地磁気の揺らぎに代表される
外部交換磁場を抑え、脳磁場等を検出するには、グラジ
オメーターを具備したSQUIDおよび生体磁気計測用磁気
シールドの磁気シールド効果として10-5以下の性能が要
求される。この性能は10-2〜10-3のシールド効果を示す
に過ぎない強磁性遮蔽だけでは満たすことはできないも
のである。
は、脳から発する磁場等のようにその磁場が〜10Hz程度
の周波数の交番磁場であるからである。SQUIDはそのメ
カニズムからして、交番磁界のみを検出する。SQUIDが
脳磁波検出に有効なのは、高感度であるとともに、まさ
にこの特性に由来する。もし直流磁場も検出するのであ
れば、磁気シールドの直流磁場もシールドする必要があ
り、これでは脳磁場をノイズから取り出すのは不可能と
なる。そこで、たとえば地磁気が存在してもこれは本質
的には静磁場であるので、対象外となる。問題となるの
は地磁気の揺らぎである。地磁気の揺らぎに代表される
外部交換磁場を抑え、脳磁場等を検出するには、グラジ
オメーターを具備したSQUIDおよび生体磁気計測用磁気
シールドの磁気シールド効果として10-5以下の性能が要
求される。この性能は10-2〜10-3のシールド効果を示す
に過ぎない強磁性遮蔽だけでは満たすことはできないも
のである。
以下に実施例を示す。
実施例１ Ba1.8Pb0.4Sr2Ca2Cu3Oyの組成になるように、シュウ
酸エタノール共沈法によって粉末を製造した。共沈時の
全液に対するエタノールの比は４とした。これにより、
PH3〜６の領域で構成金属イオンを全て共沈させること
が可能である。これを吸引濾過後、100℃および500℃で
二段階乾燥後、845℃×94hrおよびプレス加工の工程を
３回繰返し行った。
酸エタノール共沈法によって粉末を製造した。共沈時の
全液に対するエタノールの比は４とした。これにより、
PH3〜６の領域で構成金属イオンを全て共沈させること
が可能である。これを吸引濾過後、100℃および500℃で
二段階乾燥後、845℃×94hrおよびプレス加工の工程を
３回繰返し行った。
このようにして得た粉末のｘ線回折パターンによりほ
とんど全てが所謂〜110K相であることを確認した。
とんど全てが所謂〜110K相であることを確認した。
次いで、この粉末を冷間静水圧プレスすることにより
円筒容器を成型した。プレス圧1.5ton/cm2、中子径400m
mφ、成型体の口径400mm、長さ350mm、（口径／長さ＝
1.14）、厚さ10mmとした。
円筒容器を成型した。プレス圧1.5ton/cm2、中子径400m
mφ、成型体の口径400mm、長さ350mm、（口径／長さ＝
1.14）、厚さ10mmとした。
この成型体を845℃×20hrで焼成することにより、焼
結した。Bi系の場合、焼結に伴う収縮はほとんど認めら
れない。
結した。Bi系の場合、焼結に伴う収縮はほとんど認めら
れない。
作製した容器に製造時クラックが発生したか否かをチ
ェックするため、ｘ線透過写真による観察を行った。そ
の結果、クラックは発生していないことを確認した。
ェックするため、ｘ線透過写真による観察を行った。そ
の結果、クラックは発生していないことを確認した。
次いで、口径400mmφ、長さ740mmのミューメタル円筒
を製造した。厚さは0.5mmとした。これら容器を第３図
に示すように配置した。高温酸化物超電導体容器１を液
体窒素温度まで冷却するには、冷却に伴って発生するク
ラックを防止するため、該容器を直接液体窒素に浸漬せ
ず、セラミックス（アルミナ）パウダ７を介在させて間
接的に冷却した。
を製造した。厚さは0.5mmとした。これら容器を第３図
に示すように配置した。高温酸化物超電導体容器１を液
体窒素温度まで冷却するには、冷却に伴って発生するク
ラックを防止するため、該容器を直接液体窒素に浸漬せ
ず、セラミックス（アルミナ）パウダ７を介在させて間
接的に冷却した。
測定に当っては、まず液体窒素４を注がない状態で
（この状態では該超電導体容器は超電導状態にはない）
強磁性体磁気シールド効果を知ることができる。） 励起コイル８によって交番磁界を発生させ、検出コイ
ル10で検出した信号をFET増幅器を通してロックインア
ンプに供給し、参照コイル９からの信号を用いて励起電
圧を測定した。その結果、液体窒素４を注がない状態で
の参照コイル９に誘起された電圧と、検出コイル10に誘
起された電圧の比は周波数20Hzで〜10-9であった。これ
がミューメタル２によるシールド効果を表している。ミ
ューメタル円筒を２重にすることでさらに大きなシール
ド効果を期待できる。
（この状態では該超電導体容器は超電導状態にはない）
強磁性体磁気シールド効果を知ることができる。） 励起コイル８によって交番磁界を発生させ、検出コイ
ル10で検出した信号をFET増幅器を通してロックインア
ンプに供給し、参照コイル９からの信号を用いて励起電
圧を測定した。その結果、液体窒素４を注がない状態で
の参照コイル９に誘起された電圧と、検出コイル10に誘
起された電圧の比は周波数20Hzで〜10-9であった。これ
がミューメタル２によるシールド効果を表している。ミ
ューメタル円筒を２重にすることでさらに大きなシール
ド効果を期待できる。
次いで、液体窒素４を注いで平均20℃/hrのレートで
冷却した。該超電導体容器１を超電導状態としたとき、
同上の測定を行った。その結果、周波数20Hzでのシール
ド効果VDD/VRT〜１×10-5であった。
冷却した。該超電導体容器１を超電導状態としたとき、
同上の測定を行った。その結果、周波数20Hzでのシール
ド効果VDD/VRT〜１×10-5であった。
なお、この測定はアルミ製の電磁波シールドルーム内
で行った。
で行った。
実施例２ 実施例１において、ミューメタル２の代わりにヘルム
ホルツコイル６を設置した場合について説明する。
ホルツコイル６を設置した場合について説明する。
コイルの設計は次の通りとした。
コイル定数Ｃ（＝（0.716/R）N,R:半径,N:巻数）にお
いて、Ｒ＝0.4m,N＝10とすると、Ｃ＝18 Im-1J,H＝Ci I
A/mJ式を用いて流すべき電流値は ｉ＝（0.3×103/4π）/18＝1.3A 流し得る電流密度はせいぜい1A/mm2であるので、用いる
べき銅線の半径ｒは このようにして、1A/mm2の電流を流して、0.3ガウス
の地磁気をキャンセルした。
いて、Ｒ＝0.4m,N＝10とすると、Ｃ＝18 Im-1J,H＝Ci I
A/mJ式を用いて流すべき電流値は ｉ＝（0.3×103/4π）/18＝1.3A 流し得る電流密度はせいぜい1A/mm2であるので、用いる
べき銅線の半径ｒは このようにして、1A/mm2の電流を流して、0.3ガウス
の地磁気をキャンセルした。
この場合、得られた磁気シールド効果は〜１×10-5で
あった。なお、この測定はアルミ製の電磁波シールドル
ーム内で行った。
あった。なお、この測定はアルミ製の電磁波シールドル
ーム内で行った。
以上のような本発明によれば、Bi系高温酸化物超電導
体および強磁性体磁気シールド容器もしくはヘルムホル
ツコイルを組み合わせることにより、二段階で磁場ノイ
ズを低減させ、脳磁場検出に充分なS/N比を確保すると
ともに、これに用いる超電導体容器を通常の粉末−成型
−焼結の製造プロセスで製造でき、対象患者に圧迫感お
よび恐怖感を与えることのない生体磁気測定用磁気シー
ルド体が得られる。本発明は主として生体磁気の極微弱
信号を検出する目的でなされたものであるが、ジョセフ
ソン素子やIC回路を外部磁場ノイズから防護するために
も有効である。
体および強磁性体磁気シールド容器もしくはヘルムホル
ツコイルを組み合わせることにより、二段階で磁場ノイ
ズを低減させ、脳磁場検出に充分なS/N比を確保すると
ともに、これに用いる超電導体容器を通常の粉末−成型
−焼結の製造プロセスで製造でき、対象患者に圧迫感お
よび恐怖感を与えることのない生体磁気測定用磁気シー
ルド体が得られる。本発明は主として生体磁気の極微弱
信号を検出する目的でなされたものであるが、ジョセフ
ソン素子やIC回路を外部磁場ノイズから防護するために
も有効である。
第１図は本発明に係る磁気シールド体を用いて脳から発
生する極微弱磁場を検出する場合の装置概略図である。 第２図は第１図とは別の例を示す装置概念図である。 第３図は本発明を用いる場合の測定系を示す概略説明図
である。 １……磁気シールド容器、２……ミューメタル ３……磁束計、４……液体窒素 ５……断熱容器、６……ヘルムホルツコイル ７……セラミックスパウダ、８……励起コイル ９……参照コイル、10……検出コイル
生する極微弱磁場を検出する場合の装置概略図である。 第２図は第１図とは別の例を示す装置概念図である。 第３図は本発明を用いる場合の測定系を示す概略説明図
である。 １……磁気シールド容器、２……ミューメタル ３……磁束計、４……液体窒素 ５……断熱容器、６……ヘルムホルツコイル ７……セラミックスパウダ、８……励起コイル ９……参照コイル、10……検出コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 和彦 埼玉県熊谷市大字代708―１ (72)発明者 星野 和友 埼玉県上尾市大谷本郷441―19 (72)発明者 高原 秀房 東京都調布市富士見町３―15―43 (56)参考文献 特開 平１−202680（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−278385（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−38100（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−116900（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−134998（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】少なくとも一端が開口した円筒状もしくは
矩体型で口径／長さの比D/Lが,1.3≧D/L≧１であるビス
マス系高温酸化物超電導体容器と、該容器を収納した液
体窒素が入れられた断熱容器と、該容器の外側に強磁性
磁気シールド容器もしくはヘルムホルツコイルが設置さ
れてなり、強磁性磁気シールド容器の高さＨ、該ヘルム
ホルツコイルの直径2Rが、Ｈ≧1.8Dまたは2R≧1.8Dであ
り、外部交番磁場を対象とする時、該円筒状もしくは矩
体型容器内に設置した磁界検出コイルが感じた77Kにお
ける磁界強さ／室温における磁界強さの比，で定義した
磁気シールド効果が１×10-5以下の値である生体磁気計
測用磁気シールド体。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2038108A JP2700584B2 (ja) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | 生体磁気計測用磁気シールド体 |
| US07/588,337 US5187327A (en) | 1989-09-29 | 1990-09-26 | Superconducting magnetic shield |
| EP19900310706 EP0420698A3 (en) | 1989-09-29 | 1990-09-28 | Superconducting magnetic shield |
| US07/987,819 US5418512A (en) | 1989-09-29 | 1992-12-09 | Superconducting magnetic shield |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2038108A JP2700584B2 (ja) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | 生体磁気計測用磁気シールド体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03242134A JPH03242134A (ja) | 1991-10-29 |
| JP2700584B2 true JP2700584B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=12516278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2038108A Expired - Fee Related JP2700584B2 (ja) | 1989-09-29 | 1990-02-19 | 生体磁気計測用磁気シールド体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2700584B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010046342A (ja) * | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 脳磁計 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2510373B2 (ja) * | 1992-03-12 | 1996-06-26 | 中部電力株式会社 | 複合超電導体を用いた磁気シ−ルド型ブッシング |
| JP5107147B2 (ja) * | 2008-06-12 | 2012-12-26 | 住友重機械工業株式会社 | 生体磁気計測装置及び脳磁計 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2583234B2 (ja) * | 1987-05-11 | 1997-02-19 | 古河電気工業株式会社 | 磁気シ−ルド装置 |
| JPH01134998A (ja) * | 1987-11-20 | 1989-05-26 | Citizen Watch Co Ltd | 磁気シールド装置 |
| JPH01202680A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-08-15 | Kobe Steel Ltd | 磁界発生装置 |
| JPH0338100A (ja) * | 1989-07-05 | 1991-02-19 | Nkk Corp | 磁気シールド装置 |
-
1990
- 1990-02-19 JP JP2038108A patent/JP2700584B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010046342A (ja) * | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 脳磁計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03242134A (ja) | 1991-10-29 |
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