JP2846063B2 - 磁界測定方法 - Google Patents
磁界測定方法Info
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Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、微弱な磁界の強さを測定するための磁界測
定方法に関する。
定方法に関する。
従来の技術 人間の脳、腕、眼球および心臓などの生体から発生さ
れる微弱な磁界を検出するために、超電導量子干渉(Su
perconductive Quantum Interference Device、略称SQU
ID)磁束計が用いられている。この磁束計を用いて、心
磁図に於ける等磁界線図を作成して心起電力の磁界分布
を求め、電流源の位置および大きさを推定し、患部を知
るためなどに用いられる。等磁界線図を作成するには、
人体の心臓付近において、多数の位置で磁界を測定する
必要がある。
れる微弱な磁界を検出するために、超電導量子干渉(Su
perconductive Quantum Interference Device、略称SQU
ID)磁束計が用いられている。この磁束計を用いて、心
磁図に於ける等磁界線図を作成して心起電力の磁界分布
を求め、電流源の位置および大きさを推定し、患部を知
るためなどに用いられる。等磁界線図を作成するには、
人体の心臓付近において、多数の位置で磁界を測定する
必要がある。
先行技術では、単一個の超電導量子干渉磁束計を用い
て、その磁束計と人体が乗載されたベツドとを水平面内
で相対的に移動し、多数の各位置で磁界の強さを測定し
ている。
て、その磁束計と人体が乗載されたベツドとを水平面内
で相対的に移動し、多数の各位置で磁界の強さを測定し
ている。
発明が解決すべき課題 このような先行技術では、多くの各位置に、磁束計ま
たはベツドを相対的に移動して磁界を測定しなければな
らず、計測に時間がかかりすぎ、多くの労力を必要とす
る。
たはベツドを相対的に移動して磁界を測定しなければな
らず、計測に時間がかかりすぎ、多くの労力を必要とす
る。
本発明の目的は、超電導量子干渉磁束計と人体などの
被検査物との相対的な位置の移動をできるだけ少なく
し、しかも多数の各位置で磁界を測定することができる
ようにした磁界測定方法を提供することである。
被検査物との相対的な位置の移動をできるだけ少なく
し、しかも多数の各位置で磁界を測定することができる
ようにした磁界測定方法を提供することである。
課題を解決するための手段 本発明は、正六角形の各頂点位置と、中心位置である
図心位置との合計7箇所に、ピックアップコイルをそれ
ぞれ配置して一体化し、各ピックアックコイルに、各超
電導量子干渉素子をそれぞれ電磁結合して磁束計を構成
し、 磁束計を被検査物に対して一方向に、1つの頂点位置
が重なるように相対的に移動し、かつ前記一方向に交差
する他方向に予め定める等間隔をあけて相対的に移動
し、 移動毎に前記7箇所における磁界の強さを同時に測定
することを特徴とする磁界測定方法である。
図心位置との合計7箇所に、ピックアップコイルをそれ
ぞれ配置して一体化し、各ピックアックコイルに、各超
電導量子干渉素子をそれぞれ電磁結合して磁束計を構成
し、 磁束計を被検査物に対して一方向に、1つの頂点位置
が重なるように相対的に移動し、かつ前記一方向に交差
する他方向に予め定める等間隔をあけて相対的に移動
し、 移動毎に前記7箇所における磁界の強さを同時に測定
することを特徴とする磁界測定方法である。
また本発明は、正三角形の各頂点位置の合計3箇所
に、ピックアップコイルをそれぞれ配置して一体化し、
各ピックアップコイルに、各超電導量子化干渉素子をそ
れぞれ電磁結合して磁束計を構成し、 磁束計を被検査物に対して一方向に、1つの頂点位置
が重なるように相対的に移動し、かつ前記一方向に交差
する他方向に予め定める等間隔をあけて相対的に移動
し、 移動毎に前記3箇所における磁界の強さを同時に測定
することを特徴とする磁界測定方法である。
に、ピックアップコイルをそれぞれ配置して一体化し、
各ピックアップコイルに、各超電導量子化干渉素子をそ
れぞれ電磁結合して磁束計を構成し、 磁束計を被検査物に対して一方向に、1つの頂点位置
が重なるように相対的に移動し、かつ前記一方向に交差
する他方向に予め定める等間隔をあけて相対的に移動
し、 移動毎に前記3箇所における磁界の強さを同時に測定
することを特徴とする磁界測定方法である。
作 用 本発明に従えば、合計7つのピックアップコイルを、
正六角形の各頂点位置と図心位置とに設け、したがって
各ピックアップコイルは正三角形の各頂点位置に設けら
れていることになり、これらの各ピックアップコイル
は、超電導量子干渉素子(略称SQUID素子)に電磁結合
されている。また磁束形が被検査物に対して一方向に、
1つの頂点位置が重なるように相対的に移動するので、
磁界の強さの測定における再現性のチェックを行うこと
ができる。また磁束計が前記一方向に交差する他方向に
予め定める等間隔をあけて相対的に移動するので、測定
位置以外の位置における磁界の強さを補間演算処理によ
って求めるときに補間演算処理を単純化することができ
る。また磁束計が被検査物に対して相対的に移動する毎
に7箇所における各位置での磁界の強さを同時に測定す
ることができるので、広い領域にわたって磁界の強さを
測定することができる。これによって、たとえば心磁図
における等磁界線図を作成することが容易となる。
正六角形の各頂点位置と図心位置とに設け、したがって
各ピックアップコイルは正三角形の各頂点位置に設けら
れていることになり、これらの各ピックアップコイル
は、超電導量子干渉素子(略称SQUID素子)に電磁結合
されている。また磁束形が被検査物に対して一方向に、
1つの頂点位置が重なるように相対的に移動するので、
磁界の強さの測定における再現性のチェックを行うこと
ができる。また磁束計が前記一方向に交差する他方向に
予め定める等間隔をあけて相対的に移動するので、測定
位置以外の位置における磁界の強さを補間演算処理によ
って求めるときに補間演算処理を単純化することができ
る。また磁束計が被検査物に対して相対的に移動する毎
に7箇所における各位置での磁界の強さを同時に測定す
ることができるので、広い領域にわたって磁界の強さを
測定することができる。これによって、たとえば心磁図
における等磁界線図を作成することが容易となる。
また本発明に従えば、ピツクアツプコイルは、正三角
形の各頂点位置に、合計3カ所に設けられるように構成
されてもよい。このようにして、ピツクアツプコイルが
正六角形の各頂点位置と図心位置との合計7カ所に設け
られ、あるいはまた正三角形の各頂点位置の合計3カ所
に設けられ、これによつて各ピツクアツプコイルの相互
干渉を等しくすることができ、そのため隣接するピツク
アツプコイルにより測定誤差をなくすことが可能であ
る。
形の各頂点位置に、合計3カ所に設けられるように構成
されてもよい。このようにして、ピツクアツプコイルが
正六角形の各頂点位置と図心位置との合計7カ所に設け
られ、あるいはまた正三角形の各頂点位置の合計3カ所
に設けられ、これによつて各ピツクアツプコイルの相互
干渉を等しくすることができ、そのため隣接するピツク
アツプコイルにより測定誤差をなくすことが可能であ
る。
実施例 第1図は、本発明の一実施例の磁界の測定方法を説明
するための平面図である。合計7つの超電導量子干渉磁
束計は、一体的に組合わされて、第1図の参照符1〜9
で示されるように順次的に移動されて、たとえば人体な
どのような被検査物の心磁図における等磁界線図を作成
するために、心起電力に対応した磁界分布を求める。た
とえば参照符4で示される位置において、量子干渉磁束
計51〜57(後述の第4図参照)は、正六角形の図心位置
である測定位置P1と、各頂点位置である測定位置P2〜P7
とにそれぞれ設けられる。
するための平面図である。合計7つの超電導量子干渉磁
束計は、一体的に組合わされて、第1図の参照符1〜9
で示されるように順次的に移動されて、たとえば人体な
どのような被検査物の心磁図における等磁界線図を作成
するために、心起電力に対応した磁界分布を求める。た
とえば参照符4で示される位置において、量子干渉磁束
計51〜57(後述の第4図参照)は、正六角形の図心位置
である測定位置P1と、各頂点位置である測定位置P2〜P7
とにそれぞれ設けられる。
第2図は、図心位置P1に設けられる超電導量子干渉磁
束計51の構成を示す電気回路図である。被検査物からの
磁界を検出するピツクアツプコイル21は、測定精度に悪
影響を与える外部磁界を打消すためのコイル22と接続さ
れて、コイル23に接続される。超電導量子干渉素子24
は、超電導リング25に1つまたは2つのジヨセフソン接
合26を組合わせた構成を有し、この超電導リング25はコ
イル23に電磁結合されている。並列共振回路27のコイル
28は、超電導リング25に電磁結合されており、高周波電
源29には、このコイル28とコンデンサ30とから成る前記
共振回路27に接続される。測定すべき磁界中にピツクア
ツプコイル21が配置されることによつて、起電力が発生
し、そのためコイル23に電磁結合している超電導リング
25に電流が流れて、逆起電力が発生し、それによつてそ
の超電導リング25に電磁結合されているコイル28に電流
が流れ、したがつてピツクアツプコイル21によつて検出
された磁界の強さを対応する出力がライン31から導出さ
れる。ピツクアツプコイル21によって検出される領域は
水平面内で円形であり、その直径はdで示されている。
残余の位置P2〜P7にそれぞれ設けられている超電導量子
干渉磁束計52〜57もまた同様な構成を有する。ピツクア
ツプコイル21の中心32は、測定位置P1となるように移動
して磁界が各位置P1〜P7で同時に測定される。
束計51の構成を示す電気回路図である。被検査物からの
磁界を検出するピツクアツプコイル21は、測定精度に悪
影響を与える外部磁界を打消すためのコイル22と接続さ
れて、コイル23に接続される。超電導量子干渉素子24
は、超電導リング25に1つまたは2つのジヨセフソン接
合26を組合わせた構成を有し、この超電導リング25はコ
イル23に電磁結合されている。並列共振回路27のコイル
28は、超電導リング25に電磁結合されており、高周波電
源29には、このコイル28とコンデンサ30とから成る前記
共振回路27に接続される。測定すべき磁界中にピツクア
ツプコイル21が配置されることによつて、起電力が発生
し、そのためコイル23に電磁結合している超電導リング
25に電流が流れて、逆起電力が発生し、それによつてそ
の超電導リング25に電磁結合されているコイル28に電流
が流れ、したがつてピツクアツプコイル21によつて検出
された磁界の強さを対応する出力がライン31から導出さ
れる。ピツクアツプコイル21によって検出される領域は
水平面内で円形であり、その直径はdで示されている。
残余の位置P2〜P7にそれぞれ設けられている超電導量子
干渉磁束計52〜57もまた同様な構成を有する。ピツクア
ツプコイル21の中心32は、測定位置P1となるように移動
して磁界が各位置P1〜P7で同時に測定される。
第3図は、各測定位置P1〜P7にそれぞれ設けてある磁
束計を有する検査手段33を用いて、人体である被検査物
34の心臓付近の磁界の強さを測定するための装置35を示
す斜視図である。被検査物34はベツド36に乗載される。
架台37上にはX方向に延びるレール38が設けられ、この
レール38に沿つてパルスモータ39は移動体40をX方向に
変位駆動する。移動体40上には、Y方向に延びるレール
41が設けられ、パルスモータ42によつてベツド36がY方
向に移動される。こうして検査手段33は固定位置に設け
られる。被検査物34がパルスモータ39,42によつて水平
なX−Y平面内で移動されることによつて、第1図の位
置1〜9において、心臓付近の磁界の強さが測定され
る。
束計を有する検査手段33を用いて、人体である被検査物
34の心臓付近の磁界の強さを測定するための装置35を示
す斜視図である。被検査物34はベツド36に乗載される。
架台37上にはX方向に延びるレール38が設けられ、この
レール38に沿つてパルスモータ39は移動体40をX方向に
変位駆動する。移動体40上には、Y方向に延びるレール
41が設けられ、パルスモータ42によつてベツド36がY方
向に移動される。こうして検査手段33は固定位置に設け
られる。被検査物34がパルスモータ39,42によつて水平
なX−Y平面内で移動されることによつて、第1図の位
置1〜9において、心臓付近の磁界の強さが測定され
る。
ピツクアツプコイル21の検出感度Aは第1式で示され
る。
る。
ここで φ/φ0:SQUID素子に導入される磁束量子の単位で
表した磁束の比であり、検出感度。
表した磁束の比であり、検出感度。
φ0 :磁束量子。
2e/h=2×10-15Wb e :電子電荷。
h :プランク定数 K :コイル23と超電導リング25との結合係
数。
数。
Ls :SQUID素子のインダクタンス(mH)。
P :ピツクアツプコイルの断面積(cm2)。
B :ピツクアツプコイル21に加えられる磁束
密度。
密度。
したがつて第1式から、ピツクアツプコイル21の円形
の断面積P、すなわち直径dが大きいほど、検出感度A
が向上し、また磁界を発生する磁束発生源が複数のと
き、有利であることが知られている。しかしながら、検
出の際の磁界発生源の識別能は、計測点の位置P1〜P7が
多いほど、良好である。
の断面積P、すなわち直径dが大きいほど、検出感度A
が向上し、また磁界を発生する磁束発生源が複数のと
き、有利であることが知られている。しかしながら、検
出の際の磁界発生源の識別能は、計測点の位置P1〜P7が
多いほど、良好である。
第4図は、本発明の一実施例の電気的構成を示すブロ
ツク図である。7カ所の各位置P1〜P7にそれぞれ設けら
れている超電導量子干渉磁束計51〜57はマイクロコンピ
ユータなどによつて実現される処理回路58に与えられ、
心磁図および等磁界線図は表示手段59によつて目標表示
され、またプリンタ60によつて印字される。
ツク図である。7カ所の各位置P1〜P7にそれぞれ設けら
れている超電導量子干渉磁束計51〜57はマイクロコンピ
ユータなどによつて実現される処理回路58に与えられ、
心磁図および等磁界線図は表示手段59によつて目標表示
され、またプリンタ60によつて印字される。
各位置P1〜P7において、aを正六角形を構成する正六
角形の1辺の長さとし、dを各ピツクアツプコイル21の
直径とし、Δl3,Δl6を、ピツクアツプコイル21を移動
する際における正六角形の配列パターンの隣接する中心
間距離とするとき、ベツド36を移動して被検査物34の磁
界を測定する際に、等磁界線図を作成するための測定位
置以外の位置の磁界の強さを補間して算出する際の演算
処理を容易にするために、 Δl3=Δl6 …(2) に定める。また正六角形の一頂点を重なるようにして、
検査手段33に対して相対的にベツド36を移動し、たとえ
ば位置4における測定位置P4と位置5における測定位置
P7とが重なるようにして、移動され、これによつて磁界
の強さの測定値の再現性のチエツクが可能である。本発
明の他の実施例として、このような各位置1〜9におい
て、正六角形の一頂点位置P4,P7を重ねる必要はない。
角形の1辺の長さとし、dを各ピツクアツプコイル21の
直径とし、Δl3,Δl6を、ピツクアツプコイル21を移動
する際における正六角形の配列パターンの隣接する中心
間距離とするとき、ベツド36を移動して被検査物34の磁
界を測定する際に、等磁界線図を作成するための測定位
置以外の位置の磁界の強さを補間して算出する際の演算
処理を容易にするために、 Δl3=Δl6 …(2) に定める。また正六角形の一頂点を重なるようにして、
検査手段33に対して相対的にベツド36を移動し、たとえ
ば位置4における測定位置P4と位置5における測定位置
P7とが重なるようにして、移動され、これによつて磁界
の強さの測定値の再現性のチエツクが可能である。本発
明の他の実施例として、このような各位置1〜9におい
て、正六角形の一頂点位置P4,P7を重ねる必要はない。
ここで lcosθ=Δl3 …(3) であり、ここでlは、第1図のl1またはl2を示し、l1は
位置4,2の測定位置P5,P2間の距離、l2は、位置2におけ
る測定位置P2と位置4における測定位置P5との間の距離
を表し、 l1≦a …(4) l2≦a …(5) であるとき、補間演算を行わなくても、計測の精確さに
は影響はない。
位置4,2の測定位置P5,P2間の距離、l2は、位置2におけ
る測定位置P2と位置4における測定位置P5との間の距離
を表し、 l1≦a …(4) l2≦a …(5) であるとき、補間演算を行わなくても、計測の精確さに
は影響はない。
また、 l1>a …(6) l2>a …(7) であるとき、Δl3を大きくすることになり、これによつ
て計測の精度が低下することになるけれども、被検査物
34の発生磁界の特性、すなわち磁界の強さ、磁界発生源
の深さ、および磁界の発生方向に応じて調整すればよ
い。補間演算処理を単純にするためには、 に設定する。
て計測の精度が低下することになるけれども、被検査物
34の発生磁界の特性、すなわち磁界の強さ、磁界発生源
の深さ、および磁界の発生方向に応じて調整すればよ
い。補間演算処理を単純にするためには、 に設定する。
第5図は、第1図〜第4図に示される実施例におい
て、被検査物34である人体の心磁気測定を行つた記録部
位を斜線を施して示す。測定手段33は、位置1〜9に、
合計9回、ベツド36と相対的に移動を行い、各位置1〜
9における測定時間は1〜10秒であり、合計63点の記録
部位全体の測定所要時間は1〜2分であり、極めて短時
間に、広い範囲にわたる心磁気の測定を行うことができ
る。この測定結果に基づいて、処理回路58は補間演算を
行い、表示手段59には第6図に示される等磁界線図が得
られ、同時に最小2乗法によつて信号源を推定すること
ができる。
て、被検査物34である人体の心磁気測定を行つた記録部
位を斜線を施して示す。測定手段33は、位置1〜9に、
合計9回、ベツド36と相対的に移動を行い、各位置1〜
9における測定時間は1〜10秒であり、合計63点の記録
部位全体の測定所要時間は1〜2分であり、極めて短時
間に、広い範囲にわたる心磁気の測定を行うことができ
る。この測定結果に基づいて、処理回路58は補間演算を
行い、表示手段59には第6図に示される等磁界線図が得
られ、同時に最小2乗法によつて信号源を推定すること
ができる。
本発明の他の実施例として、正三角形の各頂点位置で
ある測定位置、たとえばP1,P4,P5の合計3カ所にピツク
アツプコイルをそれぞれ配置して超電導量子干渉磁束計
を構成してもよい。
ある測定位置、たとえばP1,P4,P5の合計3カ所にピツク
アツプコイルをそれぞれ配置して超電導量子干渉磁束計
を構成してもよい。
本発明は、人体だけでなくその他の被検査物の磁界を
測定のためにもまた実施することができる。
測定のためにもまた実施することができる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、超電導量子干渉磁束計
のピックアップコイルは、正六角形の各頂点位置と図心
位置との合計7箇所に、または正三角形の各頂点位置の
合計3箇所にそれぞれ設けられており、磁束計を被検査
物に対して一方向に、1つの頂点位置が重なるように相
対的に移動し、かつ前記一方向に交差する他方向に予め
定める等間隔をあけて相対的に移動し、移動毎に磁界の
強さを測定するようにしたので、広い範囲にわたって、
少ない移動回数で磁界の強さを測定することが簡単に可
能となり、その磁界の測定のための労力を軽減し、測定
時間を短縮することが可能となる。また磁界の強さの測
定における再現性のチェックを行うことができ、測定位
置以外の位置における磁界の強さを補間演算処理によっ
て求めるときに補間演算処理を単純化することができ
る。
のピックアップコイルは、正六角形の各頂点位置と図心
位置との合計7箇所に、または正三角形の各頂点位置の
合計3箇所にそれぞれ設けられており、磁束計を被検査
物に対して一方向に、1つの頂点位置が重なるように相
対的に移動し、かつ前記一方向に交差する他方向に予め
定める等間隔をあけて相対的に移動し、移動毎に磁界の
強さを測定するようにしたので、広い範囲にわたって、
少ない移動回数で磁界の強さを測定することが簡単に可
能となり、その磁界の測定のための労力を軽減し、測定
時間を短縮することが可能となる。また磁界の強さの測
定における再現性のチェックを行うことができ、測定位
置以外の位置における磁界の強さを補間演算処理によっ
て求めるときに補間演算処理を単純化することができ
る。
第1図は本発明の一実施例の位置1〜9を示す平面図、
第2図は測定位置P1に設けられるピツクアツプコイル21
を備える超電導量子干渉磁束計51の電気回路図、第3図
は本発明の一実施例の磁界測定装置の簡略化した斜視
図、第4図はその磁界の電気構成を示すブロツク図、第
5図は人体である被検査物34の心磁気測定の記録部位を
示す平面図、第6図は第5図に示される測定によつて得
られる等磁界線図である。 1〜9……位置、21……ピツクアツプコイル、24……超
電導量子干渉素子、33……測定手段、34……被検査物、
35……磁界測定装置、36……ベツド、51〜57……超電導
量子干渉磁束計、58……処理回路、59……表示手段、60
……印字手段
第2図は測定位置P1に設けられるピツクアツプコイル21
を備える超電導量子干渉磁束計51の電気回路図、第3図
は本発明の一実施例の磁界測定装置の簡略化した斜視
図、第4図はその磁界の電気構成を示すブロツク図、第
5図は人体である被検査物34の心磁気測定の記録部位を
示す平面図、第6図は第5図に示される測定によつて得
られる等磁界線図である。 1〜9……位置、21……ピツクアツプコイル、24……超
電導量子干渉素子、33……測定手段、34……被検査物、
35……磁界測定装置、36……ベツド、51〜57……超電導
量子干渉磁束計、58……処理回路、59……表示手段、60
……印字手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−116766(JP,A) 特開 平2−116767(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01R 33/035 A61B 5/05
Claims (2)
- 【請求項1】正六角形の各頂点位置と、中心位置である
図心位置との合計7箇所に、ピックアップコイルをそれ
ぞれ配置して一体化し、各ピックアックコイルに、各超
電導量子干渉素子をそれぞれ電磁結合して磁束計を構成
し、 磁束計を被検査物に対して一方向に、1つの頂点位置が
重なるように相対的に移動し、かつ前記一方向に交差す
る他方向に予め定める等間隔をあけて相対的に移動し、 移動毎に前記7箇所における磁界の強さを同時に測定す
ることを特徴とする磁界測定方法。 - 【請求項2】正三角形の各頂点位置の合計3箇所に、ピ
ックアップコイルをそれぞれ配置して一体化し、各ピッ
クアップコイルに、各超電導量子干渉素子をそれぞれ電
磁結合して磁束計を構成し、 磁束計を被検査物に対して一方向に、1つの頂点位置が
重なるように相対的に移動し、かつ前記一方向に交差す
る他方向に予め定める等間隔をあけて相対的に移動し、 移動毎に前記3箇所における磁界の強さを同時に測定す
ることを特徴とする磁界測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2144082A JP2846063B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 磁界測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2144082A JP2846063B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 磁界測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04164272A JPH04164272A (ja) | 1992-06-09 |
JP2846063B2 true JP2846063B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=15353833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2144082A Expired - Lifetime JP2846063B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 磁界測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2846063B2 (ja) |
-
1990
- 1990-05-31 JP JP2144082A patent/JP2846063B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04164272A (ja) | 1992-06-09 |
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