JP3379519B2 - Magnetic field measurement device - Google Patents
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は,心臓磁場,脳磁場
等の生体磁場,地磁気,非破壊検査等の微弱磁場の検出
を行なう超伝導デバイスであるSQUID(Super
conducting Quantum Interf
erence Device:超伝導量子干渉素子)磁
束計を用いた磁場計測装置に関し,特に妨害磁場のキャ
ンセルを行なう磁場計測装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a SQUID (Super) device which is a superconducting device for detecting a biological magnetic field such as a cardiac magnetic field and a brain magnetic field, a geomagnetic field, and a weak magnetic field such as a nondestructive test.
conducting Quantum Interf
(Field Device: Superconducting Quantum Interference Element) Field of the Invention The present invention relates to a magnetic field measuring apparatus using a flux meter, and particularly to a magnetic field measuring apparatus for canceling a disturbing magnetic field.
【0002】[0002]
【従来の技術】SQUIDを用いた磁場計測装置による
微弱磁場の計測では,40dB〜50dB(デシベル)
以上の磁場の減衰率を持つ磁気シールドルームの内部で
微弱な脳磁場,心臓磁場等の計測が実行される。生体磁
場を検出する検出コイルとして,1ターンの検出コイル
と反対方向に巻かれたコイルとの差分を検出する1次微
分型検出コイルが多用される。1次微分型検出コイル
は,遠方の磁場発生源からの妨害磁場をキャンセルし,
心臓,脳等の近傍から発生する磁場については,大きな
キャンセルを伴わずに信号を検出できるという特徴があ
り,簡易に妨害磁場の影響を小さくできる。通常,1次
微分型検出コイルは一様磁場に対して約40dB〜50
dBの減衰を持つ。2. Description of the Related Art In the measurement of a weak magnetic field by a magnetic field measuring device using SQUID, 40 dB to 50 dB (decibels)
Weak brain magnetic fields and cardiac magnetic fields are measured inside the magnetically shielded room with the above magnetic field attenuation rates. As the detection coil for detecting the biomagnetic field, a primary differential type detection coil for detecting the difference between the one-turn detection coil and the coil wound in the opposite direction is often used. The first-order differential type detection coil cancels the disturbing magnetic field from the distant magnetic field source,
With respect to the magnetic field generated from the vicinity of the heart, brain, etc., there is a feature that the signal can be detected without large cancellation, and the influence of the disturbing magnetic field can be easily reduced. Normally, the first-order differential type detection coil is about 40 dB to 50 dB for a uniform magnetic field.
Has attenuation of dB.
【0003】以上のように,磁気シールドルームと1次
微分型検出コイルを組み合わせることにより,妨害磁場
を約80dB〜100dB以上キャンセルできる。しか
し,電車や車といった大きな磁場を発生させる物体が磁
気シールドルームから50m〜100m位の近くを通過
する時,生体から発生する磁場より何10倍も大きい妨
害磁場が観測される。以上のような大きな強度を持つ妨
害磁場をキャンセルするため,様々な方法が試みられて
いる。As described above, the disturbing magnetic field can be canceled by about 80 dB to 100 dB or more by combining the magnetic shield room and the first-order differential type detection coil. However, when an object, such as a train or a car, that generates a large magnetic field passes near 50 to 100 m from the magnetic shield room, a disturbing magnetic field that is several tens of times larger than the magnetic field generated from the living body is observed. Various methods have been attempted in order to cancel the disturbing magnetic field having a large strength as described above.
【0004】例えば,磁気シールドルームの外部に配置
したフラックスゲートから検出される磁場の信号を使っ
て,磁気シールドルームの外部に巻き付けられたキャン
セルコイルにフィードバック電流を流しフラックスゲー
トの出力が零になるように調整する方法が提案されてい
る(従来技術1:Meas.Sci.Technol.
Vol.2,pp.596−601(1991))。For example, using a magnetic field signal detected from a flux gate arranged outside the magnetic shield room, a feedback current is caused to flow through a cancel coil wound outside the magnetic shield room and the output of the flux gate becomes zero. Is proposed (Prior Art 1: Meas. Sci. Technol.
Vol. 2, pp. 596-601 (1991)).
【0005】その他,SQUIDセンサを用いたリファ
レンスコイルの信号を用いてソフト的にキャンセルする
手法(従来技術2:Clin.Phys.Physio
l.Meas.,Vol.12,Suppl.B,p
p.81−86(1991))が考案されているが,リ
ファレンスコイルの詳細には触れられていない。In addition, a method of soft cancellation using a signal from a reference coil using an SQUID sensor (prior art 2: Clin. Phys. Physio)
l. Meas. , Vol. 12, Suppl. B, p
p. 81-86 (1991)) has been devised, but details of the reference coil are not mentioned.
【0006】特開平11−47108号公報(従来技術
3)に,コイルバランスの崩れに起因した環境磁場雑音
除去の誤差を小さくする生体磁場計測装置が記載されて
いる。特開平11−47108号公報には以下の記載が
ある。外来磁場を人工的に発生させる複数のコイルを,
例えば,デュアの外周表面上の既知の位置に取り付け
る。複数のコイルに駆動電流を流して駆動する。複数の
コイルから発生した外来磁場に対する検出コイルの検出
値と駆動電流値とを用いて,検出コイルの感度,コイル
バランスを高精度に計測する。検出コイルの検出値より
求められた生体磁場計測値からコイルバランスの崩れの
影響を高精度に補正し,その結果,コイルバランスの崩
れに起因した環境磁場雑音除去の誤差を小さくして,生
体磁場の計測精度を向上させている。真空断熱容器内に
は,被検体に近い側に,生体磁場を主に計測する複数の
生体磁場計測用の検出コイルが配置され,また,被検体
に対して検出コイルよりも離れた位置に,環境磁場を主
に計測する複数のリファレンスコイルが配置されてい
る。Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-47108 (Prior Art 3) describes a biomagnetic field measuring apparatus for reducing an error in removing environmental magnetic field noise caused by a loss of coil balance. Japanese Patent Laid-Open No. 11-47108 has the following description. Multiple coils that artificially generate an external magnetic field
For example, at a known location on the outer surface of the dure. A drive current is applied to a plurality of coils to drive them. By using the detection value of the detection coil and the drive current value with respect to the external magnetic field generated from the plurality of coils, the sensitivity and the coil balance of the detection coil are measured with high accuracy. The effect of the coil imbalance is corrected with high accuracy from the biomagnetic field measurement value obtained from the detection value of the detection coil, and as a result, the error of the environmental magnetic field noise removal caused by the imbalance of the coil balance is reduced, and the biomagnetic field is reduced. The measurement accuracy of is improved. Inside the vacuum heat insulation container, a plurality of detection coils for biomagnetic field measurement mainly measuring the biomagnetic field are arranged on the side close to the subject, and at a position farther from the detection coil with respect to the subject, A plurality of reference coils that mainly measure the environmental magnetic field are arranged.
【0007】特開平11−83965号公報(従来技術
4)に,対象体からの微弱磁場を,異なる周波数帯域の
環境磁場の影響を受けることなく正確かつ高精度で計測
できる環境磁場キャンセリングシステム及び磁気計測装
置が記載されている。特開平11−83965号公報に
は以下の記載がある。ダイナミックレンジ及びスルーレ
ートの異なる複数の環境磁場計測用SQUID磁束計に
より磁場強度及び周波数帯域の異なる環境磁場を検出
し,環境磁場に応じた電気信号を計測する。計測した各
電気信号を加算処理して得られた加算電気信号に基づい
て一対のアクティブシールドコイルを介して逆磁場を発
生させるか,あるいは磁気計測用SQUID磁束計によ
り計測された磁気信号から加算電気信号を差し引くこと
により,磁場強度や周波数帯域の異なる環境磁場をキャ
ンセルできる。Japanese Patent Laid-Open No. 11-83965 (Prior Art 4) discloses an environmental magnetic field canceling system capable of accurately and accurately measuring a weak magnetic field from an object without being affected by environmental magnetic fields of different frequency bands. A magnetic measuring device is described. JP-A-11-83965 discloses the following. An environmental magnetic field having different magnetic field strengths and frequency bands is detected by a plurality of SQUID magnetometers for measuring an environmental magnetic field having different dynamic ranges and slew rates, and an electric signal corresponding to the environmental magnetic field is measured. A reverse magnetic field is generated through a pair of active shield coils based on the added electric signal obtained by adding the measured electric signals, or the added electric signal is added from the magnetic signal measured by the SQUID magnetometer for magnetic measurement. By subtracting the signal, the environmental magnetic fields with different magnetic field strengths and frequency bands can be canceled.
【0008】特開平9−84777号公報(従来技術
5)に,複数の電流ダイポールが深さ方向に重なって位
置する場合でも,深い位置の電流ダイポールをも精度良
く推定できる生体磁場計測装置が記載されている。特開
平9−84777号公報には,以下の記載がある。生体
の磁場源からの磁束を探知するピックアップコイルを,
微分次数及びベースラインの内の少なくとも一方が相互
に異なる複数種のピックアップコイルを組みあわせて配
置したピックアップコイルアレイを使用する。Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-84777 (Prior Art 5) describes a biomagnetic field measuring apparatus capable of accurately estimating a current dipole at a deep position even when a plurality of current dipoles are positioned to overlap each other in the depth direction. Has been done. Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-84777 discloses the following. A pickup coil that detects the magnetic flux from the magnetic field source of the living body,
A pickup coil array in which a plurality of types of pickup coils different from each other in at least one of the differential order and the baseline are arranged is used.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従来技術1では,磁気
シールドルームの外部に配置されたキャンセルコイルに
フィードバック電流を流すことにより,磁気シールドル
ームの外部に配置したフラックスゲートの出力が零にな
るように調整するため,複数の1次微分型検出コイル等
の差動型検出コイルから構成されるSQUID磁束計を
有するマルチチャンネルの磁場計測装置では,各チャン
ネルでの差動型検出コイルのキャンセル率のばらつきの
補正は困難であるという問題がある。In the prior art 1, the feedback current is passed through the cancel coil arranged outside the magnetic shield room so that the output of the flux gate arranged outside the magnetic shield room becomes zero. Therefore, in a multi-channel magnetic field measurement device having a SQUID magnetometer composed of a plurality of differential detection coils such as first-order differential detection coils, the cancel ratio of the differential detection coils in each channel is There is a problem that it is difficult to correct variations.
【0010】従来技術2では,リファレンスコイルの具
体的な構成については何ら記載はなく,磁気シールドル
ームを使用しない場合のデータが示されているに過ぎな
い。In the prior art 2, there is no description about the specific structure of the reference coil, and only the data when the magnetic shield room is not used is shown.
【0011】本発明の目的は、妨害磁場を精度よくキャ
ンセル可能な磁場計測装置を提供することにあり、マル
チチャンネルの磁場計測装置の各チャンネルでの差動型
検出コイルのキャンセル率、ベースラインのばらつきを
考慮して妨害磁場をキャンセルすると共に、磁気シール
ドルームの周波数特性によって生ずる磁場波形の歪みを
除去できる磁場計測装置を提供する。It is an object of the present invention to provide a magnetic field measuring apparatus capable of canceling a disturbing magnetic field with high accuracy. The cancel ratio of the differential detection coil in each channel of the multi-channel magnetic field measuring apparatus and the baseline. Provided is a magnetic field measuring apparatus capable of canceling a disturbing magnetic field in consideration of variations and removing distortion of a magnetic field waveform caused by a frequency characteristic of a magnetic shield room.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】以下の明細書の記載で使
用する用語について説明する。The terms used in the following description will be explained.
【0013】「差動型検出コイル」は,1次微分型検出
コイル,又は2次微分型検出コイルを意味する。"Differential type detection coil" means a primary differential type detection coil or a secondary differential type detection coil.
【0014】(1)差動型検出コイルが,1次微分型検
出コイルである場合。(1) When the differential type detection coil is a first-order differential type detection coil.
【0015】(1.1)「検出用磁束計」(第1のSQ
UID磁束計)は,1次微分型SQUID磁束計であ
り,妨害磁場のz方向の磁場成分,及び生体から発生す
る生体磁場のz方向の磁場成分を検出する磁束計を意味
する。(1.1) "Magnetometer for detection" (first SQ
UID magnetometer) is a first-order differential type SQUID magnetometer, and means a magnetometer that detects a magnetic field component in the z direction of a disturbing magnetic field and a magnetic field component in the z direction of a biomagnetic field generated from a living body.
【0016】(1.2)「補償用磁束計」(第2のSQ
UID磁束計)は,1次微分型SQUID磁束計であ
り,妨害磁場のz方向の磁場成分を検出する磁束計を意
味する。(1.2) "Compensating magnetometer" (second SQ
UID magnetometer) is a first-order differential type SQUID magnetometer and means a magnetometer that detects a magnetic field component in the z direction of a disturbing magnetic field.
【0017】(1.3)「検出用磁束計の入力コイル」
は,検出用磁束計を構成する1次微分型検出コイルを構
成するコイルのうち,検査対象に最も近い位置に配置さ
れる第1のコイルを意味する。(1.3) "Input coil of magnetic flux meter for detection"
Means a first coil of the coils constituting the first-order differential type detection coil constituting the detection magnetometer, which is arranged at a position closest to the inspection object.
【0018】(1.4)「補償用磁束計の入力コイル」
は,補償用磁束計を構成する1次微分型検出コイルを構
成するコイルのうち,検査対象に最も近い位置に配置さ
れる第1のコイルを意味する。(1.4) "Input coil of compensating magnetometer"
Means the first coil, which is arranged at the position closest to the inspection object, among the coils forming the first-order differential type detection coil forming the compensating magnetometer.
【0019】(1.5)「検出用磁束計の補償コイル」
は,検出用磁束計を構成する1次微分型検出コイルを構
成するコイルのうち,第1のコイルよりも検査対象から
遠い位置に配置され,第2のコイルの面に平行な面をも
つ第2のコイルを意味する。(1.5) "Compensation coil of the magnetic flux meter for detection"
Is the first coil of the first-order differential type detection coil constituting the detection magnetometer, which is arranged at a position farther from the inspection target than the first coil and has a plane parallel to the plane of the second coil. Means 2 coils.
【0020】(1.6)「補償用磁束計の補償コイル」
は,補償用磁束計を構成する1次微分型検出コイルを構
成するコイルのうち,第1のコイルよりも検査対象から
遠い位置に配置され,第2のコイルの面に平行な面をも
つ第2のコイルを意味する。(1.6) "Compensation coil of compensating magnetometer"
Is a first coil having a plane parallel to the plane of the second coil, which is arranged farther from the inspection target than the first coil, among the coils constituting the first-order differential type detection coil constituting the compensating magnetometer. Means 2 coils.
【0021】(1.7)「検出用磁束計の出力」は,検
出用磁束計を構成する1次微分型検出コイルの出力を意
味する。(1.7) "Output of the magnetic flux meter for detection" means the output of the primary differential type detection coil constituting the magnetic flux meter for detection.
【0022】(1.8)「補償用磁束計の出力」は,補
償用磁束計を構成する1次微分型検出コイルの出力を意
味する。(1.8) "Output of compensating magnetometer" means the output of the first-order differential type detecting coil constituting the compensating magnetometer.
【0023】(1.9)「検出用磁束計のベースライ
ン」は,検出用磁束計を構成する1次微分型検出コイル
のベースラインを意味し,第1のコイルの面と第2のコ
イルの面との間の距離である。(1.9) "Base line of the detecting magnetometer" means the baseline of the first-order differential type detecting coil which constitutes the detecting magnetometer, and the surface of the first coil and the second coil. Is the distance from the plane.
【0024】(1.10)「補償用磁束計のベースライ
ン」は,補償用磁束計を構成する1次微分型検出コイル
のベースラインを意味し,第1のコイルの面と第2のコ
イルの面との間の距離である。(1.10) "Base line of compensating magnetometer" means the baseline of the first-order differential type detection coil which constitutes the compensating magnetometer, and the surface of the first coil and the second coil. Is the distance from the plane.
【0025】(2)差動型検出コイルが,2次微分型検
出コイルである場合。(2) When the differential type detection coil is a secondary differential type detection coil.
【0026】(2.1)「検出用磁束計」(第1のSQ
UID磁束計)は,2次微分型SQUID磁束計であ
り,妨害磁場のz方向の磁場成分,及び生体から発生す
る生体磁場のz方向の磁場成分を検出する磁束計を意味
する。(2.1) "Magnetometer for detection" (first SQ
UID magnetometer) is a second-order differential SQUID magnetometer and means a magnetometer that detects a magnetic field component in the z direction of a disturbing magnetic field and a magnetic field component in the z direction of a biomagnetic field generated from a living body.
【0027】(2.2)「補償用磁束計」(第2のSQ
UID磁束計)は,2次微分型SQUID磁束計であ
り,妨害磁場のz方向の磁場成分を検出する磁束計を意
味する。(2.2) "Compensation magnetometer" (second SQ
UID magnetometer) is a second-order differential SQUID magnetometer, and means a magnetometer that detects a magnetic field component in the z direction of a disturbing magnetic field.
【0028】(2.3)「検出用磁束計の入力コイル」
は,検出用磁束計を構成する2次微分型検出コイルを構
成するコイルのうち,検査対象に最も近い位置に配置さ
れる第1のコイルを意味する。(2.3) "Input coil of magnetic flux meter for detection"
Means a first coil of the coils forming the second-order differential type detection coil forming the detection magnetometer, which is arranged at the position closest to the inspection target.
【0029】(2.4)「補償用磁束計の入力コイル」
は,補償用磁束計を構成する2次微分型検出コイルを構
成するコイルのうち,検査対象に最も近い位置に配置さ
れる第1のコイルを意味する。(2.4) "Input coil of compensating magnetometer"
Means a first coil of the coils forming the second-order differential type detection coil forming the compensating magnetometer, which is arranged at the position closest to the inspection target.
【0030】(2.5)「検出用磁束計の補償コイル」
は,検出用磁束計を構成する2次微分型検出コイルを構
成するコイルのうち,第1のコイルよりも検査対象から
遠い位置に順次配置され,第2のコイルの面に平行な面
をもつ第2,第3,第4のコイルを意味する。本発明で
は,第2のコイルの面積は,第3のコイルのコイルの面
積に等しい構成とする。(2.5) "Compensation coil for detecting magnetometer"
Are sequentially arranged at positions farther from the inspection target than the first coil among the coils constituting the second-order differential type detection coil constituting the detection magnetometer, and have a plane parallel to the plane of the second coil. It means the second, third and fourth coils. In the present invention, the area of the second coil is equal to the area of the coil of the third coil.
【0031】(2.6)「補償用磁束計の補償コイル」
は,補償用磁束計を構成する2次微分型検出コイルを構
成するコイルのうち,第1のコイルよりも検査対象から
遠い位置に順次配置され,第2のコイルの面に平行な面
をもつ第2,第3,第4のコイルを意味する。本発明で
は,第2のコイルの面積は,第3のコイルのコイルの面
積に等しい構成とする。(2.6) "Compensation coil of compensating magnetometer"
Are sequentially arranged at positions farther from the inspection target than the first coil among the coils constituting the second-order differential type detection coil constituting the compensating magnetometer, and have a plane parallel to the plane of the second coil. It means the second, third and fourth coils. In the present invention, the area of the second coil is equal to the area of the coil of the third coil.
【0032】(2.7)「検出用磁束計の出力」は,検
出用磁束計を構成する2次微分型検出コイルの出力を意
味する。(2.7) "Output of the magnetic flux meter for detection" means the output of the secondary differential type detection coil constituting the magnetic flux meter for detection.
【0033】(2.8)「補償用磁束計の出力」は,補
償用磁束計を構成する2次微分型検出コイルの出力を意
味する。(2.8) "Output of compensating magnetometer" means the output of the secondary differential type detecting coil constituting the compensating magnetometer.
【0034】(2.9)「検出用磁束計のベースライ
ン」は,検出用磁束計を構成する2次微分型検出コイル
のベースラインを意味し,第1のコイルの面と第2のコ
イルの面との間の距離,第3のコイルの面と第4のコイ
ルの面との間の距離である。本発明では,第1のコイル
の面と第2のコイルの面との間の距離と,第3のコイル
の面と第4のコイルの面との間の距離とは等しい構成と
する。(2.9) "Baseline of detecting magnetometer" means the baseline of the second-order differential type detecting coil which constitutes the detecting magnetometer, and the surface of the first coil and the second coil. Of the third coil and the surface of the fourth coil. In the present invention, the distance between the surface of the first coil and the surface of the second coil is equal to the distance between the surface of the third coil and the surface of the fourth coil.
【0035】(2.10)「補償用磁束計のベースライ
ン」は,補償用磁束計を構成する2次微分型検出コイル
のベースラインを意味し,第1のコイルの面と第2のコ
イルの面との間の距離,第3のコイルの面と第4のコイ
ルの面との間の距離である。本発明では,第1のコイル
の面と第2のコイルの面との間の距離と,第3のコイル
の面と「第4のコイル」の面との間の距離とは等しい構
成とする。(2.10) "Base line of compensating magnetometer" means the baseline of the second-order differential type detecting coil which constitutes the compensating magnetometer, and the surface of the first coil and the second coil. Of the third coil and the surface of the fourth coil. In the present invention, the distance between the surface of the first coil and the surface of the second coil is equal to the distance between the surface of the third coil and the surface of the "fourth coil". .
【0036】本発明の磁場計測装置の構成では、差動型
検出コイル(1次微分型検出コイル、又は2次微分型検
出コイル)から構成され、妨害磁場、生体から発生する
磁場を検出する複数のSQUID磁束計(第1のSQU
ID磁束計)と、差動型検出コイル(1次微分型検出コ
イル、又は2次微分型検出コイル)から構成され、妨害
磁場を検出する1又は複数のSQUID磁束計(第2の
SQUID磁束計)とがクライオスタットの内部に配置
され、クライオスタットの内部に液体ヘリウム、液体窒
素等の極低温冷媒が貯蔵されるか、又は冷凍機が配置さ
れる。クライオスタットはガントリーに保持される。In the configuration of the magnetic field measuring apparatus of the present invention, a plurality of differential type detection coils (first-order differential type detection coil or second-order differential type detection coil) are used to detect a disturbing magnetic field and a magnetic field generated from a living body. SQUID magnetometer (first SQUID
ID magnetometer) and a differential type detection coil (first differential type detection coil or second differential type detection coil), and one or a plurality of SQUID magnetometers (second SQUID magnetometer) for detecting an interfering magnetic field. ) And are arranged inside the cryostat, and cryogenic refrigerants such as liquid helium and liquid nitrogen are stored inside the cryostat, or a refrigerator is arranged. The cryostat is held in the gantry.
【0037】第2のSQUID磁束計の差動型検出コイ
ルのベースラインを,第1のSQUID磁束計の差動型
検出コイルのベースラインより短い構成として,第2の
SQUID磁束計により,心臓から発する磁場が検出さ
れない構成とする。The second SQUID magnetometer is configured so that the baseline of the differential detecting coil of the second SQUID magnetometer is shorter than the baseline of the differential detecting coil of the first SQUID magnetometer. The configuration is such that the magnetic field emitted is not detected.
【0038】第2のSQUID磁束計により検出された
妨害磁場の信号と,第1のSQUID磁束計により検出
された,生体から発する磁場と妨害磁場とが混合した混
合磁場の信号とを使用して,最小自乗法を適用して最適
なフィッティングパラメータを求め,検出された混合磁
場から妨害磁場をキャンセル(除去)する(第1の妨害
磁場のキャンセル方法)。Using the signal of the disturbing magnetic field detected by the second SQUID magnetometer and the signal of the mixed magnetic field detected by the first SQUID magnetometer, which is a mixture of the magnetic field emitted from the living body and the disturbing magnetic field. , The least fitting method is applied to find the optimum fitting parameter, and the disturbing magnetic field is canceled (removed) from the detected mixed magnetic field (first disturbing magnetic field canceling method).
【0039】上記の第1の妨害磁場のキャンセル方法に
よりキャンセルできず残留する妨害磁場,即ち,磁気シ
ールドルームの周波数特性が原因となり生じている妨害
磁場を,(数1)で示される磁場の時間変化を表わす理
論波形により近似して,振幅A,時定数Tを最小自乗法
により求め,妨害磁場の除去を行なう構成とする。The disturbing magnetic field that cannot be canceled by the first canceling magnetic field canceling method described above, that is, the disturbing magnetic field generated due to the frequency characteristic of the magnetic shield room, is calculated as follows: The amplitude A and the time constant T are approximated by the theoretical waveform representing the change by the least square method, and the disturbing magnetic field is removed.
【0040】[0040]
【数1】
B(t)=−A・t2・exp(−t/T) …(数1)
なお,従来技術1〜従来技術5には,本発明の特徴であ
る,妨害磁場を検出する第2のSQUID磁束計の差動
型検出コイルのベースラインを,生体磁場を検出する第
1のSQUID磁束計の差動型検出コイルのベースライ
ンより短くする構成,異なるベースラインをもつ差動型
検出コイルを具備する第2のSQUID磁束計を複数使
用する構成,及び,磁気シールドルームの周波数特性に
起因して生じている妨害磁場をキャンセルする構成は,
開示されていない。[Number 1] B (t) = - A · t 2 · exp (-t / T) ... ( Equation 1) where, in the prior art 1 the prior art 5, a feature of the present invention, detects a disturbance magnetic field A configuration in which the baseline of the differential detection coil of the second SQUID magnetometer is made shorter than the baseline of the differential detection coil of the first SQUID magnetometer that detects a biomagnetic field, and differential with different baselines The configuration using a plurality of second SQUID magnetometers equipped with the type detection coil, and the configuration for canceling the disturbing magnetic field generated due to the frequency characteristics of the magnetic shield room,
Not disclosed.
【0041】本発明の磁場計測装置の第1の構成は,検
査対象から発生する法線方向の磁場を検出する複数の第
1のSQUID磁束計と,法線方向の妨害磁場を検出す
る第2のSQUID磁束計と,第1及び第2のSQUI
D磁束計を冷却する低温容器と,第1及び第2のSQU
ID磁束計を駆動する駆動回路と,第1及び第2のSQ
UID磁束計により検出される信号を収集して信号処理
を行なう計算機と,信号処理の結果を表示する表示手段
を具備し,第1及び第2のSQUID磁束計は補償コイ
ルをもつ差動型検出コイル(1次微分型検出コイル,又
は2次微分型検出コイル)を有し,第2のSQUID磁
束計の差動型検出コイルのベースラインの長さが,第1
のSQUID磁束計の差動型検出コイルのベースライン
の長さよりも短いことを特徴とする。The first configuration of the magnetic field measuring apparatus of the present invention comprises a plurality of first SQUID magnetometers for detecting a magnetic field in the normal direction generated from an object to be inspected, and a second magnetic field measuring apparatus for detecting a disturbing magnetic field in the normal direction. SQUID magnetometer and first and second SQUIS
A cryogenic container for cooling the D magnetometer and first and second SQUs
Drive circuit for driving the ID magnetometer, and first and second SQ
The first and second SQUID magnetometers are equipped with a compensation coil and are provided with a computer that collects signals detected by the UID magnetometer and perform signal processing, and display means for displaying the result of the signal processing. A coil (first differential type detection coil or second differential type detection coil), and the length of the baseline of the differential type detection coil of the second SQUID magnetometer is
Is shorter than the length of the baseline of the differential detection coil of the SQUID magnetometer.
【0042】本発明の第1の構成に於いて,(1)磁気
シールドルームの内部で,検査対象から発生する法線方
向の磁場が検出され,第2のSQUID磁束計を1又は
複数有し,計算機は,第2のSQUID磁束計により検
出された妨害磁場の信号と,第1のSQUID磁束計に
より検出された,生体から発する磁場と妨害磁場とが混
合した法線方向の混合磁場の信号とを使用して,最小自
乗法を適用して,混合磁場から妨害磁場をキャンセルす
る第1の信号処理と,磁気シールドルームの周波数特性
に起因して生じている妨害磁場の発生が始まる初期時刻
の近傍で,周波数特性に起因して生じている妨害磁場の
波形を表わす波形B(t)を,振幅をA,時定数をT,
時間変数をtとして,B(t)=−A・t2・exp
(−t/T)により近似して,第1の信号処理により得
られた磁場波形を使用して,振幅A,及び時定数Tを最
小自乗法により求め,最小自乗法により決定されたB
(t)を用いて,第1の信号処理により得られた磁場波
形から,周波数特性に起因して生じている妨害磁場をキ
ャンセルする第2の信号処理を実行すること,更に,
(2)計算機は初期時刻を推定し,推定された初期時刻
が,第1,及び第2の信号処理により妨害磁場がキャン
セルされた磁場波形の時間軸に表示されること,(3)
第2のSQUID磁束計の差動型検出コイルの入力コイ
ルの面積が,第1のSQUID磁束計の差動型検出コイ
ルの入力コイルの面積よりも大であること等にも特徴が
ある。In the first configuration of the present invention, (1) the magnetic field in the normal direction generated from the inspection target is detected inside the magnetic shield room, and one or more second SQUID magnetometers are provided. , The calculator is a signal of the interfering magnetic field detected by the second SQUID magnetometer, and a signal of the mixed magnetic field in the normal direction in which the magnetic field emitted from the living body and the interfering magnetic field are detected by the first SQUID magnetometer. And the first signal processing for canceling the disturbing magnetic field from the mixed magnetic field by applying the least squares method, and the initial time when the generating of the disturbing magnetic field caused by the frequency characteristic of the magnetic shield room starts. , The waveform B (t) representing the waveform of the disturbing magnetic field generated due to the frequency characteristics, the amplitude A, the time constant T,
B (t) = − A · t 2 · exp, where t is a time variable
The amplitude A and the time constant T are approximated by (-t / T) and the magnetic field waveform obtained by the first signal processing is used to obtain the amplitude A and the time constant T by the method of least squares, and the value of B is determined by the method of least squares.
Using (t), from the magnetic field waveform obtained by the first signal processing, performing the second signal processing for canceling the disturbing magnetic field generated due to the frequency characteristic, and
(2) The computer estimates the initial time, and the estimated initial time is displayed on the time axis of the magnetic field waveform in which the disturbing magnetic field is canceled by the first and second signal processing, (3)
Another feature is that the area of the input coil of the differential detection coil of the second SQUID magnetometer is larger than the area of the input coil of the differential detection coil of the first SQUID magnetometer.
【0043】本発明の磁場計測装置の第2の構成は、磁
気シールドルームの内部で、検査対象から発生する法線
方向の磁場を検出する複数の第1のSQUID磁束計
と、法線方向の妨害磁場を検出する第2のSQUID磁
束計と、第1、及び第2のSQUID磁束計を冷却する
低温容器と、第1、及び第2のSQUID磁束計を駆動
する駆動回路と、第1、及び第2のSQUID磁束計に
より検出される信号を収集して信号処理を行なう計算機
と、信号処理の結果を表示する表示手段を具備し、第
1、及び第2のSQUID磁束計は補償コイルをもつ差
動型検出コイル(1次微分型検出コイル、2次微分型検
出コイル)を有し、第2のSQUID磁束計の差動型検
出コイルのベースラインの長さが、第1のSQUID磁
束計の差動型検出コイルのベースラインの長さよりも短
かく、計算機は、複数の第1のSQUID磁束計により
得られた法線方向の磁場波形から、第1のSQUID磁
束計の間でのキャンセル率の違いを考慮して妨害磁場を
キャンセルする信号処理(イ)と、信号処理(イ)によ
り得られた磁場波形から、磁気シールドルームの周波数
特性に起因して発生している妨害磁場をキャンセルする
信号処理(ロ)とを行なうことを特徴とする。A second configuration of the magnetic field measuring apparatus of the present invention is to provide a plurality of first SQUID magnetometers for detecting a magnetic field in the normal direction generated from an inspection target inside the magnetically shielded room, and a magnetic field in the normal direction. A second SQUID magnetometer for detecting the disturbing magnetic field; a cryogenic container for cooling the first and second SQUID magnetometers; a drive circuit for driving the first and second SQUID magnetometers; And a computer that collects signals detected by the second SQUID magnetometer and performs signal processing, and a display unit that displays the result of the signal processing. The first and second SQUID magnetometers have compensating coils. The differential type detection coil (first differential type detection coil, second differential type detection coil) which has, the length of the baseline of the differential type detection coil of the second SQUID magnetometer is the first SQUID magnetic flux. Differential type detection carp Shorter than the length of the baseline, computer, a plurality of first SQUID magnetometers normal direction of the magnetic field waveform obtained by, considering the difference in cancellation rates between the first SQUID magnetometer signal processing to cancel the interference field Te and (b), the resulting magnetic field waveform by the signal processing (i), the signal processing for canceling the interfering magnetic field is generated due to the frequency characteristics of the magnetically shielded room (b) It is characterized by performing and.
【0044】本発明の第2の構成に於いて,(1)計算
機は,周波数特性に起因して生じている妨害磁場の発生
が始まる初期時刻を推定し,推定された初期時刻が,信
号処理(イ),及び(ロ)により妨害磁場がキャンセル
された磁場波形の時間軸に表示されること,(2)第2
のSQUID磁束計の差動型検出コイルの入力コイルの
面積が,第1のSQUID磁束計の差動型検出コイルの
入力コイルの面積よりも大であること等にも特徴があ
る。In the second configuration of the present invention, (1) the computer estimates the initial time when the generation of the disturbing magnetic field caused by the frequency characteristic starts, and the estimated initial time is the signal processing. The interference magnetic field is displayed on the time axis of the magnetic field waveform canceled by (a) and (b), and (2) second
Another feature is that the area of the input coil of the differential detection coil of the SQUID magnetometer is larger than the area of the input coil of the differential detection coil of the first SQUID magnetometer.
【0045】本発明の磁場計測装置の第3の構成は、磁
気シールドルームの内部で、検査対象から発生する法線
方向の磁場を検出する複数の第1のSQUID磁束計
と、法線方向の妨害磁場を検出する第2、及び第3のS
QUID磁束計と、第1、第2、及び第3のSQUID
磁束計を冷却する低温容器と、第1、第2、及び第3の
SQUID磁束計を駆動する駆動回路と、第1、第2、
及び第3のSQUID磁束計により検出される信号を収
集して信号処理を行なう計算機と、信号処理の結果を表
示する表示手段を具備し、第1、第2、及び第3のSQ
UID磁束計は補償コイルをもつ差動型検出コイル(1
次微分型検出コイル、2次微分型検出コイル)を有し、
第2、第3のSQUID磁束計の差動型検出コイルのベ
ースラインの長さが、第1のSQUID磁束計の差動型
検出コイルのベースラインの長さよりも短かく、第2の
SQUID磁束計の差動型検出コイルのベースラインの
長さが、第3のSQUID磁束計の差動型検出コイルの
ベースラインの長さよりも短かく、計算機は、複数の第
1のSQUID磁束計により得られた法線方向の磁場波
形から、第1のSQUID磁束計の間でのキャンセル率
の違いを考慮して妨害磁場をキャンセルする信号処理
(a)と、信号処理(a)により得られた磁場波形か
ら、第2のSQUID磁束計の差動型検出コイルのベー
スラインと、第3のSQUID磁束計の差動型検出コイ
ルのベースラインとの違いを考慮して妨害磁場をキャン
セルする信号処理(b)と、信号処理(b)により得ら
れた磁場波形から、磁気シールドルームの周波数特性に
起因して発生している妨害磁場をキャンセルする信号処
理(c)とを行なうことを特徴とする。A third configuration of the magnetic field measuring apparatus of the present invention is to provide a plurality of first SQUID magnetometers for detecting a magnetic field in a normal direction generated from an object to be inspected inside a magnetically shielded room, and a magnetic field in the normal direction. Second and third S detecting the disturbing magnetic field
QUID magnetometer and first, second, and third SQUIDs
A cryogenic container for cooling the magnetometer, a drive circuit for driving the first, second, and third SQUID magnetometers, first, second,
And a computer that collects signals detected by the third SQUID magnetometer and performs signal processing, and a display unit that displays the result of the signal processing. The first, second, and third SQs are provided.
The UID magnetometer is a differential type detection coil (1
Second derivative type detection coil, second derivative type detection coil),
The baseline length of the differential detection coil of the second and third SQUID magnetometers is shorter than the baseline length of the differential detection coil of the first SQUID magnetometer, and the second SQUID magnetic flux The length of the differential detection coil baseline of the meter is shorter than the baseline length of the differential detection coil of the third SQUID magnetometer, and the calculator obtains by the plurality of first SQUID magnetometers. From the obtained magnetic field waveform in the normal direction, the signal processing (a) for canceling the disturbing magnetic field in consideration of the difference in the cancellation rate between the first SQUID magnetometers and the magnetic field obtained by the signal processing (a). From the waveform, signal processing for canceling the disturbing magnetic field in consideration of the difference between the baseline of the differential detection coil of the second SQUID magnetometer and the baseline of the differential detection coil of the third SQUID magnetometer ( b If, from the resulting magnetic field waveform by the signal processing (b), and performing a signal processing for canceling the interfering magnetic field is generated due to the frequency characteristics of the magnetically shielded room (c).
【0046】本発明の第3の構成に於いて,(1)計算
機は,周波数特性に起因して生じている妨害磁場の発生
が始まる初期時刻を推定し,推定された初期時刻が,信
号処理(a),(b),及び(c)により妨害磁場がキ
ャンセルされた磁場波形の時間軸に表示されることを,
(2)第2,第3のSQUID磁束計の差動型検出コイ
ルの入力コイルの面積が,第1のSQUID磁束計の差
動型検出コイルの入力コイルの面積よりも大であること
等にも特徴がある。In the third configuration of the present invention, (1) the computer estimates the initial time when the generation of the disturbing magnetic field caused by the frequency characteristic starts, and the estimated initial time is the signal processing. (A), (b), and (c) show that the disturbance magnetic field is displayed on the time axis of the canceled magnetic field waveform,
(2) The area of the input coil of the differential detection coil of the second and third SQUID magnetometers is larger than the area of the input coil of the differential detection coil of the first SQUID magnetometer. There is also a feature.
【0047】本発明の磁場計測装置の第4の構成は,高
周波電磁波を遮断する電磁シールドルームの内部で,検
査対象から発生する法線方向の磁場を検出する複数の第
1のSQUID磁束計と,法線方向の妨害磁場を検出す
る複数の第2のSQUID磁束計と,第1及び第2のS
QUID磁束計を冷却する低温容器と,第1及び第2の
SQUID磁束計を駆動する駆動回路と,検査対象を上
下から挾んで配置され妨害磁場をキャンセルする法線方
向の磁場を発生するキャンセルコイルと,キャンセルコ
イルに流す電流を制御する制御手段と,第1及び第2の
SQUID磁束計により検出される信号を収集して信号
処理を行なう計算機とを具備し,第1及び第2のSQU
ID磁束計は補償コイルをもつ差動型検出コイル(1次
微分型検出コイル,2次微分型検出コイル)を有し,第
2のSQUID磁束計の差動型検出コイルのベースライ
ンの長さが,第1のSQUID磁束計の差動型検出コイ
ルのベースラインの長さよりも短く,制御手段は,キャ
ンセルコイルに流す電流を,複数の第2のSQUID磁
束計の1つのSQUID磁束計の出力に基づいて制御し
て,キャンセルコイルは,妨害磁場と逆方向の法線方向
の磁場を発生することを特徴とする。A fourth configuration of the magnetic field measuring apparatus of the present invention is a plurality of first SQUID magnetometers for detecting a magnetic field in a normal direction generated from an inspection target inside an electromagnetic shield room for blocking high frequency electromagnetic waves. , A plurality of second SQUID magnetometers for detecting a disturbing magnetic field in a normal direction, and first and second S
A cryogenic container for cooling the QUID magnetometer, a drive circuit for driving the first and second SQUID magnetometers, and a cancel coil for generating a magnetic field in the normal direction for arranging the inspection target from above and below and canceling the disturbing magnetic field And a computer that collects signals detected by the first and second SQUID magnetometers and performs signal processing, and first and second SQUs.
The ID magnetometer has a differential detection coil (first differential detection coil, second differential detection coil) with a compensation coil, and the length of the baseline of the differential detection coil of the second SQUID magnetometer. Is shorter than the length of the baseline of the differential detection coil of the first SQUID magnetometer, and the control means outputs the current flowing in the cancel coil to the output of one SQUID magnetometer of the plurality of second SQUID magnetometers. The cancellation coil is characterized by generating a magnetic field in the normal direction opposite to the disturbing magnetic field.
【0048】本発明の第4の構成に於いて,(1)第2
のSQUID磁束計の差動型検出コイルの入力コイルの
面積が,第1のSQUID磁束計の差動型検出コイルの
入力コイルの面積よりも大であること,(2)複数の第
2のSQUID磁束計の1つのSQUID磁束計を駆動
する駆動回路が独立に設けられ,キャンセルコイルが,
独立に設けられた駆動回路で使用するフィードバックコ
イルを兼ねること,(3)キャンセルコイルが,電磁シ
ールドルームの内部又は外部に配置されること等にも特
徴がある。In the fourth structure of the present invention, (1) second
The area of the input coil of the differential detection coil of the SQUID magnetometer is larger than the area of the input coil of the differential detection coil of the first SQUID magnetometer, (2) a plurality of second SQUIDs A drive circuit for driving one SQUID magnetometer of the magnetometer is provided independently, and the cancel coil is
It is also characterized in that it doubles as a feedback coil used in an independently provided drive circuit, and (3) the cancel coil is arranged inside or outside the electromagnetic shield room.
【0049】本発明の磁場計測装置の第5の構成は,検
査対象から発生する所定の方向の磁場を検出する複数の
第1のSQUID磁束計と,所定の方向の妨害磁場を検
出する第2のSQUID磁束計と,第1及び第2のSQ
UID磁束計を冷却する低温容器と,第1及び第2のS
QUID磁束計を駆動する駆動回路と,第1及び第2の
SQUID磁束計により検出される信号を収集して信号
処理を行なう計算機と,信号処理の結果を表示する表示
手段を具備し,第1及び第2のSQUID磁束計は差動
型検出コイルを有し,第2のSQUID磁束計の差動型
検出コイルのベースラインの長さが,第1のSQUID
磁束計の差動型検出コイルのベースラインの長さよりも
短いことを特徴とする。A fifth configuration of the magnetic field measuring apparatus of the present invention comprises a plurality of first SQUID magnetometers for detecting a magnetic field in a predetermined direction generated from an object to be inspected and a second magnetic field measuring apparatus for detecting an interfering magnetic field in a predetermined direction. SQUID magnetometer and first and second SQ
A cryogenic container for cooling the UID magnetometer and the first and second S
A drive circuit for driving the QUID magnetometer, a computer for collecting the signals detected by the first and second SQUID magnetometers for signal processing, and a display means for displaying the result of the signal processing. And the second SQUID magnetometer has a differential detection coil, and the baseline length of the differential detection coil of the second SQUID magnetometer is equal to the first SQUID.
It is characterized in that it is shorter than the length of the baseline of the differential detection coil of the magnetometer.
【0050】本発明の第5の構成に於いて、所定の方向
は、x、y、z方向の少なくとも何れか1つの方向であ
る。また、所定の方向は、法線方向又は/及び接線方向
であり、検査対象から発生する磁場の法線方向又は/及
び接線方向の成分が検出され、法線方向又は/及び接線
方向に於ける妨害磁場をキャンセルする信号処理が実行
される。In the fifth structure of the present invention, the predetermined direction is at least one of the x, y, and z directions. Further, the predetermined direction is the normal direction and / or the tangential direction, and the normal direction and / or the tangential direction component of the magnetic field generated from the inspection target is detected, and the predetermined direction is the normal direction and / or the tangential direction. Signal processing for canceling the disturbing magnetic field is executed.
【0051】図1を用いて、本発明の代表的な構成を要
約すると以下の通りである。生体磁場、妨害磁場を検出
する複数の第1のSQUID磁束計9と、妨害磁場を検
出する複数の第2のSQUID磁束計10と、第1、第
2のSQUID磁束計を駆動する駆動回路6と、第1、
第2のSQUID磁束計による検出信号を収集して信号
処理を行なう計算機8と、第1、第2のSQUID磁束
計は1次微分型検出コイルを有し、第2のSQUID磁
束計の1次微分型検出コイルのベースラインが、第1の
SQUID磁束計の1次微分型検出コイルのベースライ
ンよりも短かく、複数の第1のSQUID磁束計9によ
り検出された磁場波形から、第1のSQUID磁束計の
1次微分型検出コイルの間でのキャンセル率の違いを考
慮して妨害磁場をキャンセルする処理と、第2のSQU
ID磁束計の1次微分型検出コイルの間でのベースライ
ンの違いを考慮して妨害磁場をキャンセルする処理と、
磁気シールドルームの周波数特性に起因して発生してい
る妨害磁場をキャンセルする処理とを行なう。この構成
によれば、急峻かつ大きな強度の妨害磁場をキャンセル
でき、妨害磁場を精度よくキャンセル可能な磁場計測装
置を提供できる。A typical configuration of the present invention is summarized below with reference to FIG. A plurality of first SQUID magnetometers 9 for detecting biomagnetic fields and disturbing magnetic fields, a plurality of second SQUID magnetometers 10 for detecting disturbing magnetic fields, and a drive circuit 6 for driving the first and second SQUID magnetometers. And the first,
A computer 8 that collects detection signals from the second SQUID magnetometer and performs signal processing, and the first and second SQUID magnetometers have a first-order differential type detection coil, and are the primary of the second SQUID magnetometer. The baseline of the differential type detection coil is shorter than the baseline of the primary differential type detection coil of the first SQUID magnetometer , and the plurality of first SQUID magnetometers 9 are used.
Considering the difference in the cancellation rate between the first-order differential type detection coils of the first SQUID magnetometer from the magnetic field waveform detected by
The process of canceling the disturbing magnetic field and the second SQU
A process of canceling the disturbing magnetic field in consideration of the difference in the baseline between the first-order differential type detection coils of the ID magnetometer ,
And a process of canceling an interfering magnetic field generated due to the frequency characteristic of the magnetic shield room. According to this configuration, it is possible to provide a magnetic field measuring apparatus that can cancel a disturbing magnetic field that is steep and has a large intensity and that can cancel the disturbing magnetic field with high accuracy.
【0052】以上説明した本発明の各構成によれば,生
体から発生する法線方向の磁場を検出するSQUID磁
束計によって検出され,法線方向の妨害磁場が混入した
生体磁場信号から,妨害磁場を検出するSQUID磁束
計によって検出される法線方向の妨害磁場の信号を使用
して,法線方向の生体磁場信号を分離抽出できる。According to each configuration of the present invention described above, the disturbing magnetic field is detected from the biomagnetic field signal detected by the SQUID magnetometer that detects the magnetic field in the normal direction generated from the living body and mixed with the disturbing magnetic field in the normal direction. Using the signal of the disturbing magnetic field in the normal direction detected by the SQUID magnetometer, the biomagnetic field signal in the normal direction can be separated and extracted.
【0053】更に,磁気シールドルームの周波数特性に
よって生ずる法線方向の磁場波形の歪みを理論計算式を
用いて除去できる。Further, the distortion of the magnetic field waveform in the normal direction caused by the frequency characteristic of the magnetically shielded room can be removed by using a theoretical calculation formula.
【0054】また,本発明の各構成によれば,検査対象
の心臓,母体内の胎児の心臓から発する微弱な磁場の計
測を感度良く可能とする生体磁場計測装置を実現でき
る。Further, according to each configuration of the present invention, it is possible to realize a biomagnetic field measuring apparatus capable of sensitively measuring the weak magnetic field generated from the heart to be examined and the heart of the fetus in the mother's body.
【0055】[0055]
【発明の実施の形態】以下,本発明の実施例を図に基づ
いて詳細に説明する。まず,差動型検出コイルとして1
次微分型検出コイルを使用する場合について詳細に説明
するが,差動型検出コイルとして2次微分型検出コイル
を使用する場合についても,後で詳細に説明するように
本発明は適用可能である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. First, as a differential type detection coil,
The case of using the secondary differential type detection coil will be described in detail, but the present invention can be applied to the case of using the secondary differential type detection coil as the differential type detection coil as described in detail later. .
【0056】(第1の実施例)図1は,本発明の第1の
実施例の磁場計測装置の構成例を示す図である。磁気シ
ールドルーム2の内部に,検査対象が横たわるベッド4
と,クライオスタット(デュア)1を保持するガントリ
ー3とが配置されている。クライオスタット1の内部の
底部に,4個の検出用磁束計9を2×2のアレー状に配
置する。検出用磁束計9の上部に,2個の補償用磁束計
10が同じ高さに配置される。検出用磁束計9と補償用
磁束計10の構成については,図2により後で詳細に説
明する。(First Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a magnetic field measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention. Inside the magnetically shielded room 2, the bed 4 on which the inspection object lies
And a gantry 3 that holds a cryostat (dur) 1 are arranged. At the bottom inside the cryostat 1, four magnetometers for detection 9 are arranged in a 2 × 2 array. Two compensating magnetometers 10 are arranged at the same height above the detecting magnetometer 9. The configurations of the detecting magnetometer 9 and the compensating magnetometer 10 will be described later in detail with reference to FIG.
【0057】検出用磁束計9,及び補償用磁束計10
は,コネクタ5を介して駆動回路6により駆動され,検
出用磁束計9,補償用磁束計10の出力は,アンプフィ
ルタユニット7により増幅されフイルタ処理がなされた
後に,計算機8に収集される。計算機8は,補償用磁束
計10の出力信号を用いて,後で詳細に説明する妨害磁
場のキャンセルを検出用磁束計9の出力に対して実行し
た後に,平均磁場の推定,磁場分布の解析等の信号処理
を行ない,処理結果を表示装置に表示する。Detecting magnetometer 9 and compensating magnetometer 10
Are driven by the drive circuit 6 via the connector 5, and the outputs of the detecting flux meter 9 and the compensating flux meter 10 are amplified by the amplifier filter unit 7 and filtered, and then collected by the computer 8. The computer 8 uses the output signal of the compensating magnetometer 10 to perform the canceling of the disturbing magnetic field, which will be described in detail later, on the output of the detecting magnetometer 9, and then estimates the average magnetic field and analyzes the magnetic field distribution. Etc. signal processing is performed and the processing result is displayed on the display device.
【0058】図2は,本発明の第1の実施例に於ける検
出用磁束計及び補償用磁束計の構成例を示す図であり,
クライオスタット1の内部に配置されたz方向の生体磁
場を検出する検出用磁束計9と補償用磁束計10を拡大
して表示した図である。検出用磁束計9−a,9−b,
9−c,9−dのベースライン11−cは,50mmで
ある。検出用磁束計9−a,9−b,9−c,9−d
は,2×2のマトリックス状に配置されている。検出用
磁束計の数,配置は,図2に示す例に限定されない。例
えば,3×3〜8×8のマトリックス状に,9個〜64
個の検出用磁束計を配置しても良いし,3次元的に配置
することも可能である。また,ベースライン11−cの
値も50mmに限定されず,40mm等の長さにしても
良い。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the detecting magnetometer and the compensating magnetometer according to the first embodiment of the present invention.
It is the figure which expanded and displayed the magnetic flux meter for detection 9 and the magnetic flux meter 10 for compensation which detect the biomagnetic field of z direction arrange | positioned inside the cryostat 1. As shown in FIG. Magnetic flux meters for detection 9-a, 9-b,
Base lines 11-c of 9-c and 9-d are 50 mm. Magnetic flux meters for detection 9-a, 9-b, 9-c, 9-d
Are arranged in a 2 × 2 matrix. The number and arrangement of the magnetic flux meters for detection are not limited to the example shown in FIG. For example, 9 to 64 in a 3 × 3 to 8 × 8 matrix.
The individual magnetometers for detection may be arranged, or may be arranged three-dimensionally. Further, the value of the baseline 11-c is not limited to 50 mm and may be 40 mm or the like.
【0059】補償用磁束計10−a,10−bのベース
ライン11−a,11−bは,検出用磁束計9−a,9
−b,9−c,9−dのベースライン11−cより短く
し,第1の実施例では,ベースライン11−aを10m
mとし,ベースライン11−bを30mmとしている。
補償用磁束計10(10−a,10−b)のベースライ
ン11−a,11−bを,検出用磁束計9(9−a,9
−b,9−c,9−d)のベースライン11−cより短
くすることにより,補償用磁束計10に心臓から発生す
る磁場が混入しないようにし,ほぼ妨害磁場のみを検出
する構成とする。The baselines 11-a and 11-b of the compensating magnetometers 10-a and 10-b are respectively the detecting magnetometers 9-a and 9-a.
-B, 9-c, 9-d are shorter than the baseline 11-c, and in the first embodiment, the baseline 11-a is 10 m.
m, and the baseline 11-b is 30 mm.
The baselines 11-a and 11-b of the compensating flux meter 10 (10-a, 10-b) are connected to the detecting flux meter 9 (9-a, 9-
-B, 9-c, 9-d) is shorter than the baseline 11-c so that the magnetic field generated from the heart is not mixed into the compensating magnetometer 10 and only the disturbing magnetic field is detected. .
【0060】第1の実施例では、検出用磁束計9の入力
コイルの面と補償用磁束計10の入力コイルの面とは、
300mmだけz方向で分離され配置されている。検出
用磁束計9の入力コイルの面と補償用磁束計10の入力
コイルの面との距離は、300mmに限定されず、補償
用磁束計10に心臓から発生する磁場が混入しない任意
の距離にできる。In the first embodiment, the surface of the input coil of the detecting magnetometer 9 and the surface of the input coil of the compensating magnetometer 10 are:
They are arranged separated by 300 mm in the z direction. The distance between the surface of the input coil of the compensation magnetic flux meter 10 and the surface of the input coil of the detection magnetometers 9 is not limited to 300 mm, the compensation
The magnetic flux meter 10 can be set at an arbitrary distance so that the magnetic field generated from the heart is not mixed therein.
【0061】以下,クライオスタット1を保持するガン
トリー3を磁気シールドルームの内部に配置し,磁気シ
ールドルームが周波数特性を持たないと仮定した場合に
ついての,妨害磁場のキャンセル法について説明する。A method of canceling a disturbing magnetic field in the case where the gantry 3 holding the cryostat 1 is arranged inside the magnetic shield room and it is assumed that the magnetic shield room does not have frequency characteristics will be described below.
【0062】図3は,本発明の第1の実施例に於いて,
磁気シールドルームの内部の磁場勾配を示す図である。
(数2)に示すようにz方向に強度が直線的に変化する
磁場勾配を考える。なお,座標系(x,y,z)は,図
1,図2に示す通りであり,座標点(x,y,z0)
は,クライオスタットの底面である。FIG. 3 shows the first embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the magnetic field gradient inside a magnetically shielded room.
Consider a magnetic field gradient in which the intensity changes linearly in the z direction as shown in (Equation 2). The coordinate system (x, y, z) is as shown in FIGS. 1 and 2, and the coordinate point (x, y, z 0 )
Is the bottom of the cryostat.
【0063】[0063]
【数2】
B(z)=βz+B(z0) …(数2)
1次微分型検出コイルから構成される磁束計では,入力
コイルの面積をS1,補償コイルの面積をS2,ベースラ
インをdとする時,磁束計で検出される磁束Φは,(数
3)となる。なお,入力コイルの面はz=z1に,補償
コイルの面はz=z2=z1+dにあるとする。In Equation 2] B (z) = βz + B (z 0) ... ( Equation 2) gradiometer consists first-order differential type detection coil, S 1 the area of the input coil, the area of the compensation coil S 2, base When the line is d, the magnetic flux Φ detected by the magnetometer becomes (Equation 3). The surface of the input coil is z = z 1 and the surface of the compensation coil is z = z 2 = z 1 + d.
【0064】[0064]
【数3】
Φ=S1×B(z1)−S2×B(z1+d)
=S1×{β×z1+B(z0)}−S2×{β×(z1+d)+B(z0)}
=β×(S1−S2)×z1+(S1−S2)×B(z0)−S2×β×d
…(数3)
αを(数4)により定義すると,B0=Φ/S1は(数
5)により得られる。Φ = S 1 × B (z 1 ) −S 2 × B (z 1 + d) = S 1 × {β × z 1 + B (z 0 )} − S 2 × {β × (z 1 + d ) + B (z 0 )} = β × (S 1 −S 2 ) × z 1 + (S 1 −S 2 ) × B (z 0 ) −S 2 × β × d (Equation 3) When defined by 4), B 0 = Φ / S 1 is obtained by (Equation 5).
【0065】[0065]
【数4】 α=S2/S1 …(数4)[Formula 4] α = S 2 / S 1 (Formula 4)
【0066】[0066]
【数5】
B0=Φ/S1=β×(1−α)×z1+(1−α)×B(z0)−α×β×d
…(数5)
(数5)に於いて,(1−α)の値は,1次微分型検出
コイルの一様磁場に対するキャンセル率を示している。
検出用磁束計,補償用磁束計が配置される空間の磁場分
布が(数2)により示される場合,(数5)から明らか
なように,検出される磁場は,キャンセル率(1−α)
を係数とする項とベースラインdを係数とする項とを含
んでいる。[Equation 5] B 0 = Φ / S 1 = β × (1-α) × z 1 + (1-α) × B (z 0 ) −α × β × d (Equation 5) (Equation 5) In this case, the value of (1-α) indicates the cancellation rate for the uniform magnetic field of the first-order differential type detection coil.
When the magnetic field distribution in the space where the detecting magnetometer and the compensating magnetometer are arranged is shown by (Equation 2), as is clear from (Equation 5), the detected magnetic field has a cancellation rate (1-α).
And a term having a baseline d as a coefficient.
【0067】また,検出用磁束計9のベースライン11
−cと,補償用磁束計10−a,10−bのベースライ
ン11−a,11−bとを同じ長さすれば,検出用磁束
計9の出力を,後で図4,図5により説明する方法によ
り,補償用磁束計10の出力を用いて補正することによ
り,キャンセル率(1−α)を係数とする項のみが残る
と考えられる。しかし,心臓から発生する磁場を計測す
る場合,検出用磁束計9から300mm離れた位置に補
償用磁束計10を配置した場合でも,補償用磁束計10
のベースラインを50mmとすると心臓から発生する磁
場の波形が大きく出現するため,補償用磁束計10に
は,心臓から発生する磁場が混入するため,妨害磁場の
みの検出ができない。Further, the baseline 11 of the detecting magnetometer 9
-C and the baselines 11-a and 11-b of the compensating magnetometers 10-a and 10-b have the same length, the output of the detecting magnetometer 9 will be described later with reference to FIGS. It is considered that by correcting the output of the compensating magnetometer 10 by the method described, only the term having the cancellation rate (1-α) as a coefficient remains. However, when measuring the magnetic field generated from the heart, even if the compensating flux meter 10 is placed at a position 300 mm away from the detecting flux meter 9,
When the baseline is set to 50 mm, the waveform of the magnetic field generated from the heart appears significantly, so that the magnetic flux generated from the heart is mixed in the compensating magnetometer 10, and therefore only the disturbing magnetic field cannot be detected.
【0068】そこで,心臓から発生する磁場が補償用磁
束計に混入しないようにするため,補償用磁束計10
(10−a,10−b)のベースライン11−a,11
−bを,検出用磁束計9のベースライン11−cより短
くして,ベースライン11−aの長さとベースライン1
1−bの長さとを異ならせる。Therefore, in order to prevent the magnetic field generated from the heart from entering the compensating magnetometer, the compensating magnetometer 10 is used.
(10-a, 10-b) baseline 11-a, 11
-B is made shorter than the baseline 11-c of the magnetic flux meter 9 for detection so that the length of the baseline 11-a and the baseline 1-c
Different from the length of 1-b.
【0069】例えば、図2に示す例では、ベースライン
11−aを10mm、ベースライン11−bを30mm
とする。異なる値のベースラインをもつ補償用磁束計1
0を複数配置することにより、検出用磁束計9のベース
ラインと補償用磁束計10のベースラインの長さとが異
なることによる妨害磁場の混入量の違いを補正できる。For example, in the example shown in FIG. 2, the baseline 11-a is 10 mm and the baseline 11-b is 30 mm.
And Compensating magnetometer with different baseline values 1
By 0 multiple arrangement, it is possible to correct the difference in amount of mixed disturbance magnetic field and the detection magnetic flux meter 9 baseline and length of the compensation magnetometer 10 baseline is due to different.
【0070】以下,図4,及び図5を用いて補償用磁束
計により計測された磁場波形を使用した妨害磁場のキャ
ンセルの方法(第1の妨害磁場のキャンセル方法)を説
明する。図4は,本発明の第1の実施例の第1の補償用
磁束計を用いて妨害磁場をキャンセルする例を示すフロ
ーチャートを示す図,図5は,本発明の第1の実施例の
第2の補償用磁束計を用いて妨害磁場をキャンセルする
例を示すフローチャートを示す図である。The method of canceling the disturbing magnetic field using the magnetic field waveform measured by the compensating magnetometer (first canceling magnetic field canceling method) will be described below with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a diagram showing a flow chart showing an example of canceling a disturbing magnetic field by using the first compensating magnetometer of the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram of the first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the flowchart which shows the example which cancels a disturbing magnetic field using the compensating magnetometer of FIG.
【0071】ここで,図1,又は図2に示した検出用磁
束計9−a,9−b,9−c,9−dにより検出された
磁場波形をF1i,F2i,F3i,F4iとし,図1,又は図
2に示した補償用磁束計10−a,10−bにより検出
された磁場波形をG1i,G2iとする。図4,及び図5に
示すf1i,f2i,f3i,f4i,g1i,g2iは,j=1〜
4,k=1〜2として,平均値を求める処理と各磁場波
形から各平均値を引き算する処理とによって,(数6)
〜(数9)のように示される。なお,以下の数式で使用
する加算記号Σは,i=1〜i=N(Nは,磁場波形の
時間軸に於けるサンプリング点の数を示す)に関する加
算を示すものとする。Here, the magnetic field waveforms detected by the magnetometers for detection 9-a, 9-b, 9-c, 9-d shown in FIG. 1 or 2 are F 1i , F 2i , F 3i , F 4i, and the magnetic field waveforms detected by the compensating magnetometers 10-a and 10-b shown in FIG. 1 or 2 are G 1i and G 2i . F 1i , f 2i , f 3i , f 4i , g 1i , and g 2i shown in FIG. 4 and FIG.
4, with k = 1 to 2, the process of obtaining an average value and the process of subtracting each average value from each magnetic field waveform (Equation 6)
(Equation 9) It should be noted that the addition symbol Σ used in the following mathematical expressions indicates addition regarding i = 1 to i = N (N indicates the number of sampling points on the time axis of the magnetic field waveform).
【0072】[0072]
【数6】 Fj0=Σ(Fji)/N …(数6)[ Equation 6] F j0 = Σ (F ji ) / N ( Equation 6)
【0073】[0073]
【数7】 Gk0=Σ(Gki)/N …(数7)## EQU7 ## G k0 = Σ (G ki ) / N ( Equation 7)
【0074】[0074]
【数8】 fji=Fji−Fj0 …(数8)[ Equation 8] f ji = F ji −F j0 ( Equation 8)
【0075】[0075]
【数9】
gki=Gki−Gk0 …(数9)
図4に示す(処理15)に示すγの値、図5に示す(処
理19)に示すγ'の値は、最小自乗法により決定でき
る。検出用磁束計によって得られる磁場波形Fji(j
=1〜4、i=1〜N)から磁場波形Fjiの平均値を
除去した後の磁場波形fji(j=1〜4、i=1〜
N)を簡単のためfi、補償用磁束計によって得られる
磁場波形Gki(k=1〜2、i=1〜N)から磁場波
形Gki の平均値を除去した後の磁場波形gki(k=
1〜2、i=1〜N)を簡単のためをgiと表わす時、
(数10)の評価関数Eが最小になるγの値を最小自乗
近似により求めると(数11)となる。図4、及び図5
は、(数11)を用いて各チャンネル毎に妨害磁場のキ
ャンセルを行なう手順を示す。G ki = G ki −G k0 ( Equation 9) The value of γ shown in (Processing 15) shown in FIG. 4 and the value of γ ′ shown in (Processing 19) shown in FIG. 5 are the least squares method. Can be determined by Magnetic field waveform F ji (j
= 1 to 4, i = 1 to N), the magnetic field waveform f ji (j = 1 to 4, i = 1 to 1) after removing the average value of the magnetic field waveform F ji .
N) is f i for simplification, and the magnetic field waveform g ki after removing the average value of the magnetic field waveform G ki from the magnetic field waveform G ki (k = 1 to 2, i = 1 to N) obtained by the compensating magnetometer. (K =
1 to 2, i = 1 to N) is represented by g i for simplicity,
When the value of γ that minimizes the evaluation function E of (Equation 10) is obtained by least-squares approximation, (Equation 11) is obtained. 4 and 5
Shows the procedure for canceling the disturbing magnetic field for each channel using (Equation 11).
【0076】[0076]
【数10】 E=Σ(fi−γ×gi)2 …(数10)(Equation 10) E = Σ (f i −γ × g i ) 2 (Equation 10)
【0077】[0077]
【数11】
γ=Σ(fi×gi)/Σ(gi)2 …(数11)
具体的な処理の手順を、図4、及び図5を用いて説明す
る。検出用磁束計9のベースライン11−cの長さ50
mmよりも短いベースラインを持った補償用磁束計10
−a(ベースライン11−aが10mm)によって検出
される磁場波形をg1iとし、補償用磁束計10−b
(ベースライン11−bが30mm)によって検出され
る磁場波形をg2iとする。最初に、主にキャンセル率
の違いを考慮して妨害磁場をキャンセルするため、最も
短いベースラインを持つ補償用磁束計10−aにより計
測された妨害磁場の磁場波形を使用する。Γ = Σ (f i × g i ) / Σ (g i ) 2 (Equation 11) A specific processing procedure will be described with reference to FIGS. 4 and 5. Length 50 of baseline 11-c of magnetometer 9 for detection
Compensating magnetometer 10 with a baseline shorter than 10 mm
The magnetic field waveform detected by −a (baseline 11-a is 10 mm) is g 1i , and the compensating magnetometer 10-b is used.
The magnetic field waveform detected by (baseline 11-b is 30 mm) is g 2i . First, the magnetic field waveform of the disturbing magnetic field measured by the compensating magnetometer 10-a having the shortest baseline is used in order to cancel the disturbing magnetic field mainly in consideration of the difference in the cancellation rate.
【0078】(処理15):(数11)を使って各検出
用磁束計9,補償用磁束計10−aに関するγ(γ1,
γ2,γ3,γ4,γ5)の値を求める。γ1,γ2,γ3,
γ4,γ5は(数12)〜(数16)により与えられる。(Processing 15): Using (Equation 11), [gamma] ([gamma] 1 , with respect to each detecting magnetometer 9 and compensating magnetometer 10-a.
Calculate the values of γ 2 , γ 3 , γ 4 , γ 5 ). γ 1 , γ 2 , γ 3 ,
γ 4 and γ 5 are given by (Equation 12) to (Equation 16).
【0079】(処理16):主にキャンセル率の違いを
考慮して妨害磁場を、1から4のチャンネル毎にキャン
セルでき、磁場波形f'1i、f'2i、f'3i、f'
4i、g'2iが得られる。f'1i、f'2i、
f'3i、f'4i、g'2iは(数17)〜(数21)
により与えられる。磁場波形g'2iには、2つの補償用
磁束計のベースラインの相違による磁場の成分が残存し
ていると考えられる。[0079] (processing 16): the difference between the mainly cancellation rate
Considering this, the disturbing magnetic field can be canceled for each of the channels 1 to 4, and the magnetic field waveforms f ′ 1i , f ′ 2i , f ′ 3i and f ′
4i , g'2i are obtained. f'1i , f'2i ,
f ′ 3i , f ′ 4i , and g ′ 2i are ( Equation 17) to (Equation 21)
Given by. It is considered that a magnetic field component due to the difference in the baselines of the two compensating magnetometers remains in the magnetic field waveform g ′ 2i .
【0080】[0080]
【数12】 γ1=Σ(f1i×g1i)/Σ(g1i)2 …(数12)Γ 1 = Σ (f 1i × g 1i ) / Σ (g 1i ) 2 ( Equation 12)
【0081】[0081]
【数13】 γ2=Σ(f2i×g1i)/Σ(g1i)2 …(数13)Γ 2 = Σ (f 2i × g 1i ) / Σ (g 1i ) 2 ( Equation 13)
【0082】[0082]
【数14】 γ3=Σ(f3i×g1i)/Σ(g1i)2 …(数14)Γ 3 = Σ (f 3i × g 1i ) / Σ (g 1i ) 2 ( Equation 14)
【0083】[0083]
【数15】 γ4=Σ(f4i×g1i)/Σ(g1i)2 …(数15)Γ 4 = Σ (f 4i × g 1i ) / Σ (g 1i ) 2 ( Equation 15)
【0084】[0084]
【数16】 γ5=Σ(g2i×g1i)/Σ(g1i)2 …(数16)Γ 5 = Σ (g 2i × g 1i ) / Σ (g 1i ) 2 ( Equation 16)
【0085】[0085]
【数17】 f'1i=f1i−γ1×g1i …(数17)F ′ 1i = f 1i −γ 1 × g 1i ( Equation 17)
【0086】[0086]
【数18】 f'2i=f2i−γ2×g1i …(数18)F ′ 2i = f 2i −γ 2 × g 1i ( Equation 18)
【0087】[0087]
【数19】 f'3i=f3i−γ3×g1i …(数19)F ′ 3i = f 3i −γ 3 × g 1i ( Equation 19)
【0088】[0088]
【数20】 f'4i=f4i−γ4×g1i …(数20)F ′ 4i = f 4i −γ 4 × g 1i ( Equation 20)
【0089】[0089]
【数21】
g'2i=g2i−γ5×g1i …(数21)
次に,図5の#1(参照番号18)に移り,(処理1
5)と同様に,(処理19),(処理20)を実行す
る。G ′ 2i = g 2i −γ 5 × g 1i ( Equation 21) Next, moving to # 1 (reference numeral 18) in FIG. 5, (Processing 1
Similarly to 5), (Processing 19) and (Processing 20) are executed.
【0090】(処理19):γ'1,γ'2,γ'3,γ'
4を,(数22)〜(数25)により求める。[0090] (processing 19): γ '1, γ ' 2, γ '3, γ'
4 is obtained by (Equation 22) to (Equation 25).
【0091】(処理20):磁場波形g'2iをリファレ
ンスデータとして,(処理16)を実行した後の磁場波
形f'1i,f'2i,f'3i,f'4iから妨害磁場のキャンセ
ルを行ない,f"1i,f"2i,f"3i,f"4iを,(数2
6)〜(数29)により求める。[0091] (processing 20): the magnetic field waveform g to cancel the interference field from 'the 2i as reference data, the magnetic field waveform f after performing the (process 16)' 1i, f '2i, f' 3i, f '4i F " 1i , f" 2i , f " 3i , f" 4i
6) to (Equation 29).
【0092】[0092]
【数22】 γ'1=Σ(f'1i×g'2i)/Σ(g'2i)2 …(数22)Γ ′ 1 = Σ (f ′ 1i × g ′ 2i ) / Σ (g ′ 2i ) 2 ( Equation 22)
【0093】[0093]
【数23】 γ'2=Σ(f'2i×g'2i)/Σ(g'2i)2 …(数23)Γ ′ 2 = Σ (f ′ 2i × g ′ 2i ) / Σ (g ′ 2i ) 2 ( Equation 23)
【0094】[0094]
【数24】 γ'3=Σ(f'3i×g'2i)/Σ(g'2i)2 …(数24)Γ ′ 3 = Σ (f ′ 3i × g ′ 2i ) / Σ (g ′ 2i ) 2 ( Equation 24)
【0095】[0095]
【数25】 γ'4=Σ(f'4i×g'2i)/Σ(g'2i)2 …(数25)Γ ′ 4 = Σ (f ′ 4i × g ′ 2i ) / Σ (g ′ 2i ) 2 ( Equation 25)
【0096】[0096]
【数26】 f"1i=f'1i−γ'1×g'2i …(数26)[ Equation 26] f " 1i = f ' 1i -γ' 1 × g ' 2i ( Equation 26)
【0097】[0097]
【数27】 f"2i=f'2i−γ'2×g'2i …(数27)F ′ 2i = f ′ 2i −γ ′ 2 × g ′ 2i ( Equation 27)
【0098】[0098]
【数28】 f"3i=f'3i−γ'3×g'2i …(数28)F ′ 3i = f ′ 3i −γ ′ 3 × g ′ 2i ( Equation 28)
【0099】[0099]
【数29】
f"4i=f'4i−γ'4×g'2i …(数29)
以上説明した方法が,磁気シールドルームに周波数特性
が存在しないと仮定し,ベースラインの長さが異なる補
償用磁束計を複数使用した第1の妨害磁場のキャンセル
方法である。F ′ 4i = f ′ 4i −γ ′ 4 × g ′ 2i ( Equation 29) The above-described method assumes that the magnetic shield room has no frequency characteristic, and the baseline length is different. This is a first method of canceling a disturbing magnetic field using a plurality of compensating magnetometers.
【0100】次に,上述の第1の妨害磁場のキャンセル
方法だけではキャンセルしきれない,磁気シールドルー
ムの周波数特性に依存した妨害磁場をキャンセルする第
2の妨害磁場のキャンセル方法について説明する。Next, a description will be given of a second method of canceling a disturbing magnetic field, which cancels the disturbing magnetic field depending on the frequency characteristic of the magnetic shield room, which cannot be canceled only by the above first canceling magnetic field canceling method.
【0101】磁気シールドルームは,1Hz以下のカッ
トオフ周波数を持つローパスフィルター(LPF)の特
性を有している。このローパスフィルターの特性は,抵
抗,コンデンサによるRC回路と同様な振る舞いを示
す。即ち,ステップ関数状の妨害磁場が磁気シールドル
ームに侵入してきた場合,磁気シールドルーム内部で観
測される磁場波形Brは,時間をtとし時定数をTとす
ると,(数30)により示される磁場波形になると考え
られる。理解を容易にするため(数30)では,振幅値
を1とする(ユニットステップ関数で表わされる妨害磁
場が磁気シールドルームに侵入する場合を想定)。The magnetic shield room has the characteristics of a low pass filter (LPF) having a cutoff frequency of 1 Hz or less. The characteristics of this low-pass filter show the same behavior as an RC circuit with resistors and capacitors. That is, when a step function-like disturbing magnetic field enters the magnetically shielded room, the magnetic field waveform B r observed inside the magnetically shielded room is given by (Equation 30) where t is time and T is time constant. It is considered to have a magnetic field waveform. For ease of understanding (Equation 30), the amplitude value is set to 1 (assuming that a disturbing magnetic field represented by a unit step function enters the magnetic shield room).
【0102】[0102]
【数30】
Br(t)=exp(−t/T) …(数30)
(数30)に示す磁場波形Br(t)を用いて,検出用
磁束計により計測される磁場の磁場波形B1(t)は
(数31)により計算できる。但し,検出用磁束計の入
力コイル,補償コイルの時定数をそれぞれT1とT2とす
る。(数31)をテイラー展開すると,(数32)とな
る。B r (t) = exp (−t / T) (Equation 30) Using the magnetic field waveform B r (t) shown in (Equation 30), the magnetic field of the magnetic field measured by the magnetometer for detection. The waveform B 1 (t) can be calculated by (Equation 31). However, the time constants of the input coil and the compensation coil of the magnetic flux meter for detection are T 1 and T 2 , respectively. Taylor expansion of (Equation 31) results in (Equation 32).
【0103】[0103]
【数31】 B1(t)=exp(−t/T1)−exp(−t/T2) ={1−exp(−t(1/T2−1/T1))}×exp(−t/T1) …(数31)B 1 (t) = exp (−t / T 1 ) −exp (−t / T 2 ) = {1-exp (−t (1 / T 2 −1 / T 1 ))} × exp (-t / T 1) ... (number 31)
【0104】[0104]
【数32】
B1(t)=(1/T2−1/T1)×t×exp(−t/T1)…(数32)
同様にして、補償用磁束計の入力コイル、補償コイルの
時定数をそれぞれT3とT4とすると、補償用磁束計に
より計測される磁場波形B2(t)は、(数33)によ
り計算できる。B 1 (t) = (1 / T 2 −1 / T 1 ) × t × exp (−t / T 1 ) ... (Equation 32) Similarly, the input coil of the compensating magnetometer and the compensation When the time constants of the coils are T 3 and T 4 , respectively, the magnetic field waveform B 2 (t) measured by the compensating magnetometer can be calculated by (Equation 33).
【0105】[0105]
【数33】
B2(t)=(1/T4−1/T3)×t×exp(−t/T3) …(数33)
検出用磁束計により計測される磁場波形B1(t)か
ら,補償用磁束計により計測される妨害磁場の磁場波形
B2(t)を,(数34)により定義されるδを用いて
キャンセルした磁場波形(B1−δB2)は,(数35)
となる。(数35)を(数32)と同様にテイラー展開
すると(数36)となる。B 2 (t) = (1 / T 4 −1 / T 3 ) × t × exp (−t / T 3 ) ... (Equation 33) Magnetic field waveform B 1 (measured by the magnetometer for detection From t), the magnetic field waveform B 2 (t) of the disturbing magnetic field measured by the compensating magnetometer is canceled using δ defined by (Equation 34), and the magnetic field waveform (B 1 −δB 2 ) is ( (Number 35)
Becomes Taylor expansion of (Equation 35) into (Equation 32) yields (Equation 36).
【0106】[0106]
【数34】 δ=(1/T2−1/T1)/(1/T4−1/T3) …(数34)Equation 34] δ = (1 / T 2 -1 / T 1) / (1 / T 4 -1 / T 3) ... ( number 34)
【0107】[0107]
【数35】 (B1−δB2)=(1/T4−1/T3)×δ×t×exp(−t/T1) −δ×(1/T4−1/T3)×t×exp(−t/T3) =(1/T4−1/T3)×δ×t ×{exp(−(1/T1−1/T3)×t)−1}×exp(−t/T3) …(数35)(B 1 −δB 2 ) = (1 / T 4 −1 / T 3 ) × δ × t × exp (−t / T 1 ) −δ × (1 / T 4 −1 / T 3 ). × t × exp (−t / T 3 ) = (1 / T 4 −1 / T 3 ) × δ × t × {exp (− (1 / T 1 −1 / T 3 ) × t) −1} × exp (-t / T 3) ... ( number 35)
【0108】[0108]
【数36】
(B1−δB2)=−(1/T1−1/T3)×(1/T4−1/T3)×δ×t2
×exp(−t/T3) …(数36)
(数36)の振幅値のうち時間に依存しない項をη(数
37)とすると,(数36)は(数38)に示す関数と
なる。以上説明したように(数38)は,(数34)に
より求めたフィッティングパラメータδを用いて,B1
(t)から妨害磁場B2(t)をキャンセルした磁場波
形を示している。(B 1 −δB 2 ) = − (1 / T 1 −1 / T 3 ) × (1 / T 4 −1 / T 3 ) × δ × t 2 × exp (−t / T 3 ). (Equation 36) Letting η (Equation 37) be the term that does not depend on time among the amplitude values of (Equation 36), (Equation 36) becomes the function shown in (Equation 38). As described above, (Equation 38) uses the fitting parameter δ obtained by (Equation 34) to calculate B 1
A magnetic field waveform in which the disturbing magnetic field B 2 (t) is canceled from (t) is shown.
【0109】[0109]
【数37】 η=(1/T1−1/T3)×(1/T4−1/T3)×δ …(数37)Η = (1 / T 1 −1 / T 3 ) × (1 / T 4 −1 / T 3 ) × δ (Equation 37)
【0110】[0110]
【数38】
(B1−δB2)=−η×t2×exp(−t/T3) …(数38)
図6は,本発明の第1の実施例に於いて,理論計算によ
り求まる妨害磁場の磁場波形の例を示す図である。図6
に於いて,横軸は時間(秒)を示し,縦軸は(数30)
に示すように振幅値を1とする関数から導出される磁場
強度を示す。(B 1 −δB 2 ) = − η × t 2 × exp (−t / T 3 ) ... (Formula 38) FIG. 6 shows theoretical calculation in the first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the example of the magnetic field waveform of the disturbance magnetic field calculated | required. Figure 6
In the figure, the horizontal axis indicates time (seconds) and the vertical axis indicates (Equation 30).
As shown in, the magnetic field strength derived from the function having an amplitude value of 1 is shown.
【0111】図6(a)は,理論計算により得られる磁
場波形Br(t)((数30)により求められる)(観
測される妨害磁場の磁場波形)を示し,図6(b)は,
1次微分型SQUID磁束計(検出用磁束計)により計
測される磁場波形B1(t)((数32)により求めら
れる)を示し,図6(c)は,補償用磁束計により計測
される磁場波形B2(t)を用いて,検出用磁束計によ
り計測される磁場波形B1(t)に対して,妨害磁場の
キャンセルを実行した後の磁場波形,即ち,(数38)
により求められる磁場波形{(B1(t)−δB
2(t)}を示す。FIG. 6A shows the magnetic field waveform B r (t) (obtained by (Equation 30)) obtained by theoretical calculation (the magnetic field waveform of the observed disturbing magnetic field), and FIG. ,
FIG. 6C shows a magnetic field waveform B 1 (t) (obtained by (Equation 32)) measured by a first-order differential SQUID magnetometer (detection magnetometer). The magnetic field waveform B 2 (t) is used to cancel the disturbing magnetic field with respect to the magnetic field waveform B 1 (t) measured by the magnetic flux meter for detection, that is, (Equation 38).
Magnetic field waveform {(B 1 (t) −δB
2 (t)} is shown.
【0112】実際の測定系では,ハイパスフィルター
(HPF)を使用して生体磁場の計測を実行している。
図6(d)は,実際に測定される磁場波形をシミュレー
ションするため,補償用磁束計により計測される磁場波
形を用いて,検出用磁束計により計測される磁場波形に
対して,妨害磁場のキャンセルを実行した後の磁場波
形,即ち,(数38)により求まる磁場波形{B
1(t)−δB2(t)}を,0.1Hzの2次のバター
ワース型のハイパスフィルタに通過させた後の磁場波形
を示す。In an actual measurement system, a high-pass filter (HPF) is used to measure the biomagnetic field.
In FIG. 6D, in order to simulate the actually measured magnetic field waveform, the magnetic field waveform measured by the compensating magnetometer is used to compare the disturbance magnetic field waveform with the magnetic field waveform measured by the detecting magnetometer. Magnetic field waveform after cancellation is performed, that is, magnetic field waveform {B obtained by (Equation 38)
1 shows a magnetic field waveform after passing 1 (t) −δB 2 (t)} through a 0.1 Hz second-order Butterworth type high-pass filter.
【0113】なお,以上の計算では,Brに於ける時定
数をT=0.2秒とし,B1に於ける時定数をT1=0.
2秒,T2=0.21秒とし,(B1−δB2)に於ける
時定数をT3=0.2秒とした。図6(a)は,観測さ
れる妨害磁場の磁場波形を示し,妨害磁場がスッテプ関
数として時刻10秒に発生したものとしてシミュレーシ
ョンにより計算された磁場波形である。In the above calculation, the time constant at B r is T = 0.2 seconds, and the time constant at B 1 is T 1 = 0.
2 seconds, T 2 = 0.21 seconds, and the time constant in (B 1 −δB 2 ) was T 3 = 0.2 seconds. FIG. 6A shows a magnetic field waveform of the observed disturbing magnetic field, which is a magnetic field waveform calculated by simulation assuming that the disturbing magnetic field is generated as a step function at time 10 seconds.
【0114】磁場波形Br(t)と磁場波形B1(t)
は,Twente大学のBrake等(Meas.Sc
i.Technol.,Vol.2,pp.596−6
01(1991))によって実際に測定された磁場波形
とも良く一致している。Magnetic field waveform B r (t) and magnetic field waveform B 1 (t)
Is Brakes et al. (Meas. Sc) at Twente University.
i. Technol. , Vol. 2, pp. 596-6
01 (1991)) and the magnetic field waveform actually measured is in good agreement.
【0115】図7は,本発明の第1の実施例に於いて,
磁気シールドルームの周波数特性に起因する妨害磁場を
キャンセルする方法(第2の妨害磁場のキャンセル方
法)のフローチャートの例を示す図である。図7を用い
て,第2の妨害磁場のキャンセル方法について説明す
る。最初に図4,図5に示す第1の妨害磁場のキャンセ
ルの処理を行ない,次に,(数38)に基づいて,磁気
シールドルームの周波数特性に起因する磁場波形の歪み
のキャンセルを行なっていく。jチャンネル(j=1〜
4)の各チャンネルに関して以下の(処理302)〜
(処理309)の各処理を行なう。FIG. 7 shows the first embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the example of the flowchart of the method (2nd cancellation method of a disturbance magnetic field) of canceling the disturbance magnetic field resulting from the frequency characteristic of a magnetic shield room. The second method of canceling the disturbing magnetic field will be described with reference to FIG. First, the process of canceling the first disturbing magnetic field shown in FIGS. 4 and 5 is performed, and then the distortion of the magnetic field waveform due to the frequency characteristic of the magnetic shield room is canceled based on (Equation 38). Go. j channel (j = 1 to 1
The following (process 302)-
Each process of (Process 309) is performed.
【0116】(処理302):磁場波形の歪みが生じる
データの始まりの点(妨害磁場が発生する初期点)(図
6に示す例では,横軸が10秒に等しい点)を求める。
処理302では,測定された磁場波形(第1の妨害磁場
のキャンセル前の磁場波形)の時間に関する2次微分波
形を計算しピークを検出し,ピーク点の時刻をデータの
始まりの点(初期点)とする。初期点は,表示装置の表
示画面に表示された磁場波形のピーク点を読み取っても
良いし,磁気シールドルームの外部に設置されたフラッ
クスゲートによって計測された磁場波形を用いても良
い。(Process 302): The point at which the data in which the magnetic field waveform is distorted starts (the initial point at which the disturbing magnetic field occurs) (in the example shown in FIG. 6, the horizontal axis is equal to 10 seconds) is obtained.
In process 302, a secondary differential waveform with respect to time of the measured magnetic field waveform (the magnetic field waveform before the cancellation of the first disturbing magnetic field) is calculated to detect a peak, and the time of the peak point is set to the start point (initial point) of the data. ). As the initial point, the peak point of the magnetic field waveform displayed on the display screen of the display device may be read, or the magnetic field waveform measured by the flux gate installed outside the magnetic shield room may be used.
【0117】(処理303):jチャンネル(j=1〜
4)に関する,振幅ηj,時定数Tj(Tjは,jチャン
ネルのT3(数38)である),初期点(磁場波形の歪
みが生じるデータの始まりのデータ点)の初期値を設定
する。例えば,ηj=1,Tj=0.2秒と設定とする。(Processing 303): j channel (j = 1 to 1)
4) regarding the amplitude η j , the time constant T j (T j is T 3 (Equation 38) of the j channel), and the initial value (the data point at the beginning of the data where the distortion of the magnetic field waveform occurs). Set. For example, η j = 1 and T j = 0.2 seconds are set.
【0118】(処理304):jチャンネル(j=1〜
4)の各チャンネルについて,理論計算により求まる磁
場波形Best,j,iを(数39)により計算する。(Process 304): j channel (j = 1 to 1)
For each channel of 4), the magnetic field waveform B est , j , i obtained by theoretical calculation is calculated by (Equation 39).
【0119】(処理305):ハイパスフィルタ処理を
行なう。(Process 305): Perform a high-pass filter process.
【0120】(処理306):(数40)に従って測定
値Bmes,j,iとBest,j,iの最小自乗和により評価関数E
jを計算する。なお,(数40)では,加算記号Σは,
i=1〜i=N’(N’は,測定値Bmes,j,iの磁場波
形の時間軸に於けるサンプリング点tiの数を示す)に
関する加算を示すものとする。(Process 306): The evaluation function E is calculated from the least square sum of the measured values B mes , j , i and B est , j , i according to ( Equation 40).
Calculate j . In addition, in (Formula 40), the addition symbol Σ is
It is assumed that i = 1 to i = N ′ (N ′ represents the number of sampling points t i on the time axis of the magnetic field waveform of the measured value B mes , j , i ).
【0121】[0121]
【数39】 Best,j,i=−ηj×ti 2×exp(−ti/Tj) …(数39)B est , j , i = −η j × t i 2 × exp (−t i / T j ) ... (Formula 39)
【0122】[0122]
【数40】
Ej=Σ(Bmes、j、i−Best、j、i)2 …(数40)
(処理307):Ej>予め設定した基準値(例えば、
Ej>10−4)の時は(処理308)を実行し、Ej
≦予め設定した基準値(例えば、E j ≦10 −4 )の時
は(処理309)を実行する。Equation 40] E j = Σ (B mes, j, i -B est, j, i) 2 ... ( number 40) (process 307): E j> preset reference value (e.g.,
When E j > 10 −4 ), (Process 308) is executed, and E j
When ≦ preset reference value (for example, E j ≦ 10 −4 ), (Process 309) is executed.
【0123】(処理308):シンプレックス法によ
り,より評価関数の値Ejが小さくなるように,振幅
ηj,時定数Tj,データの始まりの点(初期点)を求め
て,(処理304)を実行する。(Processing 308): The amplitude η j , the time constant T j , and the start point (initial point) of the data are obtained by the simplex method so that the value E j of the evaluation function becomes smaller, and the (processing 304) ) Is executed.
【0124】(処理309):最適解として求められ
た,振幅ηj,時定数Tj,データの始まりの点(初期
点)を使用して,(数39)により理論的に磁場波形B
est,j,iを計算し,(数41)に従い,第1の妨害磁場
のキャンセル法によって得られた磁場波形Bmes,j,iか
ら,Best,j,iを差し引く。この結果,第2の妨害磁場
のキャンセル方法により妨害時がキャンセルされた,j
チャンネル(j=1〜4)に関するBc,j,iを得る。(Processing 309): Using the amplitude η j , the time constant T j , and the point (initial point) of the beginning of the data, which is obtained as the optimum solution, theoretically the magnetic field waveform B is calculated by (Equation 39).
est , j , i is calculated, and according to (Equation 41), B est , j , i is subtracted from the magnetic field waveform B mes , j , i obtained by the method of canceling the first disturbing magnetic field. As a result, the interference time is canceled by the second interference magnetic field canceling method, j
Get B c , j , i for the channel (j = 1 to 4).
【0125】[0125]
【数41】
Bc,j,i=Bmes,j,i−Best,j,i …(数41)
以上説明した方法が,磁気シールドルームの周波数特性
に依存して発生し,第1の妨害磁場のキャンセル方法に
より残留する妨害磁場をキャンセルする,第2の妨害磁
場のキャンセル方法の説明である。[Expression 41] B c , j , i = B mes , j , i- B est , j , i (Expression 41) The method described above occurs depending on the frequency characteristics of the magnetically shielded room. 2 is a description of a second method of canceling a disturbing magnetic field, in which the remaining disturbing magnetic field is canceled by the canceling magnetic field canceling method of FIG.
【0126】(第2の実施例)次に,図1,及び図2に
示したSQUID磁束計の配置で測定を行なったデータ
を用いて,上述の処理を行なった結果を以下に説明す
る。最初に,磁気シールドルームの内部,及び外部で妨
害磁場の波形を同時に記録した。(Second Embodiment) Next, the result of the above-mentioned processing will be described below by using the data measured with the arrangement of the SQUID magnetometer shown in FIGS. 1 and 2. First, the waveform of the disturbing magnetic field was recorded simultaneously inside and outside the magnetically shielded room.
【0127】図8は,本発明の第2の実施例の磁場計測
装置の構成例を示す図である。フラックスゲート磁束計
のセンサ部102を,磁気シールドルームから約5m離
れた外部に設置し,磁気シールドルーム内部の1次微分
型SQUID磁束計の磁場検出方向と同じz方向の磁場
を検出した。フラックスゲート磁束計のセンサ部102
はフラックスゲート磁束計の本体部101によって磁束
計動作する。本体部101の出力は100Hzのコーナ
ー周波数を持つローパスフィルタのみを通して計算機8
に取り込んだ。1次微分型SQUID磁束計の配置は,
図1及び図2で説明した通りであり,SQUID磁束計
の出力は0.1Hz〜100Hzのバンドパスフィルタ
と50Hzのノッチフィルタを通して計算機8に取り込
んだ。FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of the magnetic field measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention. The sensor unit 102 of the fluxgate magnetometer was installed outside about 5 m away from the magnetic shield room, and the magnetic field in the same z direction as the magnetic field detection direction of the first-order differential type SQUID magnetometer inside the magnetic shield room was detected. Fluxgate magnetometer sensor unit 102
Is operated by the main body 101 of the fluxgate magnetometer. The output of the main body 101 is passed through a low-pass filter having a corner frequency of 100 Hz only and the computer 8
Captured in. The layout of the first-order differential SQUID magnetometer is
As described with reference to FIGS. 1 and 2, the output of the SQUID magnetometer was taken into the computer 8 through a bandpass filter of 0.1 Hz to 100 Hz and a notch filter of 50 Hz.
【0128】図9は,本発明の第2の実施例の磁場計測
装置に於いて,フラックスゲート磁束計により測定され
た磁場波形の例を示す図である。図9に於いて,横軸は
時間(分)を,縦軸は磁場強度(μT(マイクロテス
ラ))を示す。図9に示す例では,約10分の周期で,
1.2μT以上の大きな磁場が出現している。この大き
な磁場は,磁気シールドルームから約50m離れた所を
約10分間隔で走行している電車から発生する磁場の波
形である。FIG. 9 is a diagram showing an example of a magnetic field waveform measured by a fluxgate magnetometer in the magnetic field measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 9, the horizontal axis represents time (minutes) and the vertical axis represents magnetic field strength (μT (microtesla)). In the example shown in FIG. 9, with a cycle of about 10 minutes,
A large magnetic field of 1.2 μT or more appears. This large magnetic field is a waveform of a magnetic field generated from a train running about 50 minutes away from the magnetic shield room at intervals of about 10 minutes.
【0129】図10は,本発明の第2の実施例の磁場計
測装置に於いて,フラックスゲート磁束計とSQUID
磁束計により測定された磁場波形の例を示す図である。
図10に於いて,横軸は時間(秒)を示し,縦軸は磁場
強度(図10(A)ではpT(ピコテスラ),図10
(B)ではμT)を示す。図10は,図9に示す測定区
間201で記録された磁場波形であり,検出用磁束計に
より検出される磁場波形,フラックスゲート磁束計によ
って計測された磁場波形(図9の測定区間201の拡大
図)を示す。磁場の測定は,検査対象がベッドに横たわ
っていない状態で実行した。FIG. 10 shows a flux gate magnetometer and a SQUID in the magnetic field measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the example of the magnetic field waveform measured by the magnetometer.
In FIG. 10, the horizontal axis represents time (seconds) and the vertical axis represents magnetic field strength (pT (picotesla) in FIG. 10 (A),
(B) shows μT). FIG. 10 shows the magnetic field waveform recorded in the measurement section 201 shown in FIG. 9, and the magnetic field waveform detected by the detection flux meter and the magnetic field waveform measured by the fluxgate magnetometer (enlargement of the measurement section 201 in FIG. 9). Figure) is shown. The measurement of the magnetic field was carried out when the examination subject was not lying on the bed.
【0130】図10(A)は,磁気シールドルームの内
部で測定された1次微分型SQUID磁束計による波形
を示し,(A1),(A2),(A3),(A4)はそ
れぞれ,検出用磁束計(図2)9−a(ch.1),9
−b(ch.2),9−c(ch.3),9−d(c
h.4)の出力f1i,f2i,f3i,f4iに対応してい
る。ch.iはiチャンネルを意味する。FIG. 10A shows waveforms measured by the first-order differential SQUID magnetometer inside the magnetically shielded room, where (A1), (A2), (A3), and (A4) are detected, respectively. Magnetic flux meter (Fig. 2) 9-a (ch.1), 9
-B (ch. 2), 9-c (ch. 3), 9-d (c
h. It corresponds to the outputs f 1i , f 2i , f 3i and f 4i of 4). ch. i means i channel.
【0131】図10(B)は,磁気シールドルームの外
部で測定されたフラックゲート磁束計による波形を示
す。図10(B)では,時刻A,時刻B,時刻Cで,ス
テップ関数状の妨害磁場が発生している。図10(A)
に示すch.1〜ch.4に関する磁場波形を見ると,
時刻A,及び時刻Bを初期点として磁気シールドルーム
の内部にも,妨害磁場が発生していることが分かる。c
h.1〜ch.4に関する妨害磁場の波形の強度を比較
すると,チャンネル間で妨害磁場の大きさが異なること
が分かる。FIG. 10B shows a waveform measured by the flak gate magnetometer outside the magnetically shielded room. In FIG. 10B, a step function-like disturbance magnetic field is generated at time A, time B, and time C. FIG. 10 (A)
Ch. 1-ch. Looking at the magnetic field waveform for 4,
It can be seen that the disturbing magnetic field is generated inside the magnetic shield room with time A and time B as initial points. c
h. 1-ch. Comparing the intensities of the waveforms of the disturbing magnetic field with respect to No. 4, it can be seen that the magnitude of the disturbing magnetic field is different between the channels.
【0132】ch.1からch.4の磁場波形のよう
に,ベースラインが等しい検出用磁束計を用いる場合で
も妨害磁場の大きさが異なる原因は,(数5)に関する
考察から,主にチャンネル間でのキャンセル率の違いに
よるものと考えられる。Ch. 1 to ch. The cause of the difference in the magnitude of the disturbing magnetic field even when using the magnetic flux for detection with the same baseline as in the magnetic field waveform of 4 is mainly due to the difference in the cancellation rate between the channels from the consideration of (Equation 5). it is conceivable that.
【0133】図1,図2,図8に示す検出用磁束計,補
償用磁束計の入力コイル,補償コイルは,超伝導線を手
巻き作業により作成しており,キャンセル率は約10-2
から10-3以下(40dB〜60dB)にあり,僅かな
キャンセル率の違いが磁場波形の大きさの違いとして大
きく反映してしまう。手作りのコイルの場合,このよう
なチャンネル間のキャンセル率の違いは,避けられない
問題である。仮に各キャンセル率を合わせるとすると,
10-3以下の均一な磁場の中で,超伝導状態にあるコイ
ルの調整を行なう必要があり,現実的には大変困難な作
業である。The detection coil, the input coil and the compensation coil of the compensating flux meter shown in FIGS. 1, 2 and 8 are made by manually winding a superconducting wire, and the cancellation rate is about 10 -2.
To 10 −3 or less (40 dB to 60 dB), a slight difference in the cancellation rate is largely reflected as a difference in the magnitude of the magnetic field waveform. In the case of a handmade coil, such a difference in cancellation rate between channels is an unavoidable problem. If each cancellation rate is adjusted,
In a uniform magnetic field of 10 −3 or less, it is necessary to adjust the coil in the superconducting state, which is a very difficult work in reality.
【0134】不均一な強い妨害磁場がある場合,チャン
ネル間でのキャンセル率の違いによって,磁束計の出力
の大きさが大きく変化するため,特定の1つのチャンネ
ルを妨害磁場を推定するための参照チャンネルとして使
用し,参照チャンネルの出力を用いて,各チャンネルの
出力信号から参照チャンネルの出力信号を引き算する方
法では,妨害磁場を精度よくキャンセルすることは困難
である。従って,マルチチャンネルの磁場計測装置で
は,各チャンネル毎に妨害磁場の最適なキャンセル量を
決定する必要がある。When there is a strong non-uniform magnetic field, the magnitude of the output of the magnetometer changes greatly due to the difference in the canceling ratio between the channels. Therefore, a reference for estimating the magnetic field for one specific channel is used. It is difficult to accurately cancel the disturbing magnetic field by a method of using as a channel and using the output of the reference channel to subtract the output signal of the reference channel from the output signal of each channel. Therefore, in the multi-channel magnetic field measuring device, it is necessary to determine the optimum canceling amount of the disturbing magnetic field for each channel.
【0135】図11は,本発明の第2の実施例の磁場計
測装置に於いて,検査対象がベッドに横たわっていない
状態で,図10に示す例とは異なる時間帯で,SQUI
D磁束計により測定された磁場波形の例を示す図であ
る。図11に於いて,横軸は時間(秒)を示し,縦軸は
磁場強度(pT)を示す。図11(a),(b),
(c),(d)はそれぞれ,図1,図2,図8に示す検
出用磁束計9−a(ch.1),9−b(ch.2),
9−c(ch.3),9−d(ch.4)による磁場波
形f1i,f2i,f3i,f4iと対応しており,図11
(e),(f)はそれぞれ,補償用磁束計10−a(r
ef.ch.1),10−b(ref.ch.2)によ
る磁場波形g1i,g2iに対応している。FIG. 11 shows, in the magnetic field measuring apparatus of the second embodiment of the present invention, the SQUI in a state different from the example shown in FIG. 10 in a state where the inspection object is not lying on the bed.
It is a figure which shows the example of the magnetic field waveform measured by the D magnetometer. In FIG. 11, the horizontal axis represents time (seconds) and the vertical axis represents magnetic field strength (pT). 11 (a), (b),
(C) and (d) are the magnetic flux meters for detection 9-a (ch. 1), 9-b (ch. 2), and 9-b (ch. 2) shown in FIGS. 1, 2, and 8, respectively.
It corresponds to the magnetic field waveforms f 1i , f 2i , f 3i , and f 4i by 9-c (ch. 3) and 9-d (ch. 4), and FIG.
(E) and (f) are compensating magnetometers 10-a (r), respectively.
ef. ch. 1) and 10-b (ref.ch.2), which correspond to the magnetic field waveforms g 1i and g 2i .
【0136】ref.ch.1の磁場波形g1i(図11
(e))とref.ch.2の磁場波形g2i(図11
(f))では,時刻16秒の前後で100pT程度の大
きな妨害磁場が発生している。ベースラインが10mm
である補償用磁束計(ref.ch1.)による波形g
1i(図11(e))の磁場波形の大きさが最も小さい
が,図11(e)の磁場波形には,図11(a)(c
h.1)から図11(d)(ch.4)に示す波形
f1i,f2i,f3i,f4iと同じ形の妨害磁場の波形が出
現している。Ref. ch. 1 magnetic field waveform g 1i (Fig. 11
(E)) and ref. ch. 2 magnetic field waveform g 2i (Fig. 11
In (f), a large disturbing magnetic field of about 100 pT is generated around time 16 seconds. Baseline is 10 mm
Waveform g by the compensating magnetometer (ref.ch1.)
Although the magnitude of the magnetic field waveform of 1i (FIG. 11 (e)) is the smallest, the magnetic field waveform of FIG.
h. 1) to 11 (d) (ch. 4), the waveforms of the disturbing magnetic field having the same shapes as the waveforms f 1i , f 2i , f 3i , and f 4i appear.
【0137】図12は,本発明の図11に示す磁場波形
を,第1の実施例の第1の補償用磁束計を用いた妨害磁
場のキャンセル(図4)を実行した後の磁場波形例を示
す図である。図12に於いて,横軸は時間(秒)を示
し,縦軸は磁場強度(pT)を示す。図12は,図11
に示すref.ch1の磁場波形g1iを用いて,図4に
示す(処理15),及び(処理16)を,(数12)か
ら(数21)に従って実行した結果を示す。即ち,図1
2(a),(b),(c),(d),(e)はそれぞ
れ,(数17),(数18),(数19),(数2
0),(数21)による結果,f'1i,f'2i,f'3i,
f'4i,g'2iを示す。FIG. 12 shows an example of a magnetic field waveform after performing the interference magnetic field cancellation (FIG. 4) using the first compensating magnetometer of the first embodiment on the magnetic field waveform shown in FIG. 11 of the present invention. FIG. In FIG. 12, the horizontal axis represents time (second) and the vertical axis represents magnetic field strength (pT). 12 is shown in FIG.
Ref. The results of executing (Processing 15) and (Processing 16) shown in FIG. 4 according to (Equation 12) to (Equation 21) using the magnetic field waveform g 1i of ch1 are shown. That is, FIG.
2 (a), (b), (c), (d), and (e) are (Equation 17), (Equation 18), (Equation 19), and (Equation 2), respectively.
0) and (Equation 21), f ′ 1i , f ′ 2i , f ′ 3i ,
f'4i and g'2i are shown.
【0138】図12(a),(b),(c),(d)の
磁場波形では,図11(a),(b),(c),(d)
の磁場波形に比較して,妨害磁場が約1/4程度となっ
ているが,まだ大きな妨害磁場が残っている。The magnetic field waveforms of FIGS. 12 (a), 12 (b), 12 (c) and 12 (d) are shown in FIGS. 11 (a), 11 (b), 11 (c) and 11 (d).
Although the disturbing magnetic field is about 1/4 of that of the magnetic field waveform of, the large disturbing magnetic field still remains.
【0139】図13は,本発明の図12に示す磁場波形
を,第1の実施例の第2の補償用磁束計を用いた妨害磁
場のキャンセル(図5)を実行した後の磁場波形の例を
示す図である。図13に於いて,横軸は時間(秒)を示
し,縦軸は磁場強度(pT)を示す。図13は,更に,
図12に示すref.ch2の磁場波形g'2iを用い
て,図5に示す(処理19),及び(処理20)を実行
した結果を示す。即ち,図13(a),(b),
(c),(d)はそれぞれ,(数26),(数27),
(数28),(数29)による結果,f"1i,f"2i,
f"3i,f"4iを示す。FIG. 13 shows the magnetic field waveform of FIG. 12 of the present invention after the interference magnetic field cancellation (FIG. 5) using the second compensating magnetometer of the first embodiment is executed. It is a figure which shows an example. In FIG. 13, the horizontal axis represents time (seconds) and the vertical axis represents magnetic field strength (pT). FIG. 13 further shows
The ref. The results of executing (Process 19) and (Process 20) shown in FIG. 5 using the magnetic field waveform g ′ 2i of ch2 are shown. That is, FIG. 13 (a), (b),
(C) and (d) are (Equation 26), (Equation 27), and
As a result of (Equation 28) and (Equation 29), f " 1i , f" 2i ,
f " 3i and f" 4i are shown.
【0140】図13に示す結果では,大きな妨害磁場は
殆どキャンセルされているが,時刻15秒近くに20p
T程度の妨害磁場が残っている。図13(a),
(b),(c),(d)に残留する妨害磁場の波形は,
シミュレーションにより求めた図6(d)に示す磁場波
形に酷似している。図13に示す残留する妨害磁場の波
形は,先に図6で説明したように,ステップ関数状に混
入した妨害磁場が,磁気シールドルームのローパスフィ
ルタの特性によって歪められて生じた磁場波形であると
考えられる。According to the result shown in FIG. 13, the large disturbing magnetic field is almost canceled, but 20 p near time 15 seconds.
A disturbing magnetic field of about T remains. FIG. 13 (a),
The waveforms of the disturbing magnetic fields remaining in (b), (c), and (d) are
It closely resembles the magnetic field waveform shown in FIG. 6D obtained by simulation. The waveform of the residual disturbing magnetic field shown in FIG. 13 is a magnetic field waveform generated when the disturbing magnetic field mixed in a step function is distorted by the characteristics of the low-pass filter in the magnetic shield room, as described above with reference to FIG. it is conceivable that.
【0141】この残留する妨害磁場の波形は,(数3
8)から明らかなように,補償用磁束計の入力コイルの
時定数T3に依存し,図13に示す結果から明らかなよ
うに,検出用磁束計のチャンネル番号,即ち,検出用磁
束計が配置される位置により変化している。The waveform of this residual disturbing magnetic field is
As is clear from 8), it depends on the time constant T 3 of the input coil of the compensating magnetometer, and as is clear from the result shown in FIG. 13, the channel number of the magnetometer for detecting, that is, the magnetometer for detecting is It changes depending on the position where it is placed.
【0142】従って,第1の実施例の第1,第2の補償
用磁束計を用いた妨害磁場のキャンセルにより残留する
妨害磁場の波形は,検出用磁束計と補償用磁束計との位
置関係によっても変化することを意味している。図13
に示す残留する妨害磁場をキャンセルするため,図7に
示す(処理302)から(処理309)を実行する。Therefore, the waveform of the disturbing magnetic field remaining due to the canceling of the disturbing magnetic field using the first and second compensating magnetometers of the first embodiment has a positional relationship between the detecting magnetometer and the compensating magnetometer. It also means that it changes depending on. FIG.
In order to cancel the remaining disturbing magnetic field shown in (1), (processing 302) to (processing 309) shown in FIG. 7 are executed.
【0143】図14は,本発明の図13に示す磁場波形
を,磁気シールドルームの周波数特性に起因する妨害磁
場のキャンセル(図7)を実行した後の磁場波形の例を
示す図である。図14に於いて,横軸は時間(秒)を示
し,縦軸は磁場強度(pT)を示す。図13(a),
(b),(c),(d)の磁場波形に対してそれぞれ,
(数39)から(数41)に示す処理を実行して得た結
果を,図14(a),(b),(c),(d)に示す。FIG. 14 is a diagram showing an example of the magnetic field waveform after canceling the disturbing magnetic field caused by the frequency characteristic of the magnetic shield room (FIG. 7) from the magnetic field waveform shown in FIG. 13 of the present invention. In FIG. 14, the horizontal axis represents time (seconds) and the vertical axis represents magnetic field strength (pT). FIG. 13 (a),
For the magnetic field waveforms of (b), (c), and (d),
The results obtained by executing the processes shown in (Formula 39) to (Formula 41) are shown in FIGS. 14 (a), (b), (c), and (d).
【0144】図14(a),(b),(c),(d)か
ら明らかなように,妨害磁場は殆どキャンセルされてい
るが,ch.1〜ch.4の各チャンネルの磁場波形に
は,妨害磁場がステップ関数状に混入した初期点と考え
られる時刻15秒近辺で,鋭いピークが妨害磁場として
残留している。この最後まで残留する鋭いピークをもつ
妨害磁場は,検出用磁束計の入力コイルの時定数T1の
相違により生じているものと考えられる。As is clear from FIGS. 14 (a), (b), (c) and (d), the disturbing magnetic field is almost canceled, but ch. 1-ch. In the magnetic field waveform of each channel of No. 4, a sharp peak remains as a disturbing magnetic field at around 15 seconds, which is considered to be an initial point where the disturbing magnetic field is mixed in a step function. It is considered that the disturbing magnetic field having a sharp peak remaining until the end is caused by the difference in the time constant T 1 of the input coil of the magnetometer for detection.
【0145】図15は,本発明の第2の実施例の磁場計
測装置に於いて,検査対象の心臓から発生する磁場をS
QUID磁束計により測定した磁場波形の例を示す図で
ある。図15に於いて,横軸は時間(秒)を示し,縦軸
は磁場強度(pT)を示す。図15に示す例では,妨害
磁場は,時刻14秒の近傍で発生している。図15
(a),(b),(c),(d),(e),(f)の磁
場波形はそれぞれ,図11(a),(b),(c),
(d),(e),(f)の磁場波形と同様な波形を示し
ている。FIG. 15 shows the magnetic field generated from the heart to be examined in the magnetic field measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the example of the magnetic field waveform measured by the QUID magnetometer. In FIG. 15, the horizontal axis represents time (seconds) and the vertical axis represents magnetic field strength (pT). In the example shown in FIG. 15, the disturbing magnetic field is generated near time 14 seconds. Figure 15
Magnetic field waveforms of (a), (b), (c), (d), (e), and (f) are shown in FIGS. 11 (a), (b), (c), and FIG.
Waveforms similar to the magnetic field waveforms of (d), (e), and (f) are shown.
【0146】図16は,本発明の図15に示す磁場波形
を,第1の実施例の第1の補償用磁束計を用いた妨害磁
場のキャンセル(図4)を実行した後の磁場波形の例を
示す図である。図16に於いて,横軸は時間(秒)を示
し,縦軸は磁場強度(pT)を示す。図12(a),
(b),(c),(d),(e)と同様にして,図15
に示すref.ch.1の磁場波形(図15(e))を
用いて,図4に示す(処理15),及び(処理16)を
実行した結果を,図16(a),(b),(c),
(d),(e)に示す。図16に示す例では,図4に示
す処理のみで,大きな妨害磁場は殆どキャンセルされて
いるが,時刻14秒近くに20pT程度の妨害磁場が残
留している。FIG. 16 shows the magnetic field waveform of FIG. 15 of the present invention after the disturbance magnetic field cancellation (FIG. 4) using the first compensating magnetometer of the first embodiment is executed. It is a figure which shows an example. In FIG. 16, the horizontal axis represents time (second) and the vertical axis represents magnetic field strength (pT). FIG. 12 (a),
15 (b), (c), (d), and (e) in the same manner as in FIG.
Ref. ch. 16 (a), (b), (c), the results of executing (Process 15) and (Process 16) shown in FIG. 4 by using the magnetic field waveform of No. 1 (FIG. 15 (e)).
Shown in (d) and (e). In the example shown in FIG. 16, the large disturbing magnetic field is almost canceled by only the process shown in FIG. 4, but the disturbing magnetic field of about 20 pT remains near 14 seconds.
【0147】図17は,本発明の図16に示す磁場波形
を,第1の実施例の第2の補償用磁束計を用いた妨害磁
場のキャンセル(図5)を実行した後の磁場波形の例を
示す図である。図17に於いて,横軸は時間(秒)を示
し,縦軸は磁場強度(pT)を示す。図13(a),
(b),(c),(d)と同様にして,図16に示すr
ef.ch2の磁場波形(図16(e))を用いて図5
に示す(処理19),及び(処理20)を実行した結果
を,図17(a),(b),(c),(d)に示す。図
13(a),(b),(c),(d)と同様に,シミュ
レーションにより求めた図6(d)に示す磁場波形に酷
似する波形が,妨害磁場として図17(a),(b),
(c),(d)の磁場波形に残留している。FIG. 17 shows the magnetic field waveform of FIG. 16 of the present invention after the interference magnetic field cancellation (FIG. 5) using the second compensating magnetometer of the first embodiment is executed. It is a figure which shows an example. In FIG. 17, the horizontal axis represents time (seconds) and the vertical axis represents magnetic field strength (pT). FIG. 13 (a),
Similarly to (b), (c) and (d), r shown in FIG.
ef. FIG. 5 using the magnetic field waveform of ch2 (FIG. 16 (e))
Results of executing (Processing 19) and (Processing 20) shown in FIG. 17 are shown in FIGS. 17 (a), (b), (c), and (d). Similar to FIGS. 13 (a), 13 (b), 13 (c), and 13 (d), a waveform obtained by simulation that closely resembles the magnetic field waveform shown in FIG. b),
It remains in the magnetic field waveforms of (c) and (d).
【0148】図18は,本発明の図17に示す磁場波形
を,磁気シールドルームの周波数特性に起因する妨害磁
場のキャンセル(図7)を実行した後の磁場波形の例を
示す図である。図18に於いて,横軸は時間(秒)を示
し,縦軸は磁場強度(pT)を示す。図17(a),
(b),(c),(d)に磁場波形に残留する妨害磁場
をキャンセルするため,図14(a),(b),
(c),(d)と同様にして,図7に示す(処理30
2)から(処理309)を実行した結果を,図18
(a),(b),(c),(d)に示す。FIG. 18 is a diagram showing an example of the magnetic field waveform after canceling the disturbing magnetic field caused by the frequency characteristic of the magnetic shield room (FIG. 7) from the magnetic field waveform shown in FIG. 17 of the present invention. In FIG. 18, the horizontal axis represents time (second) and the vertical axis represents magnetic field strength (pT). FIG. 17 (a),
In order to cancel the disturbing magnetic field remaining in the magnetic field waveforms in (b), (c), and (d), FIGS.
Similar to (c) and (d), it is shown in FIG.
The result of executing (Process 309) from 2) is shown in FIG.
Shown in (a), (b), (c) and (d).
【0149】図18に示す結果から明らかなように,妨
害磁場は殆どキャンセルされて,検査対象の心臓から発
生する磁場が明確に検出されているが,図14の結果と
同様に,ほぼ時刻13.8秒にキャンセルしきれなかっ
た妨害磁場の鋭いピークが残留している。As is clear from the result shown in FIG. 18, the disturbing magnetic field is almost canceled and the magnetic field generated from the heart to be examined is clearly detected. However, similar to the result shown in FIG. A sharp peak of the disturbing magnetic field that could not be canceled in 8 seconds remains.
【0150】なお,図16に示す結果では,図4に示す
処理のみで,大きな妨害磁場は殆どキャンセルされてい
るので,図16(a),(b),(c),(d)の磁場
波形で時刻14秒近くに残留する20pT程度の妨害磁
場をキャンセルするために,磁気シールドルームの周波
数特性に起因する妨害磁場のキャンセル(図7)を実行
しても同様の結果を取得できる。In the result shown in FIG. 16, since the large disturbing magnetic field is almost canceled by only the processing shown in FIG. 4, the magnetic fields shown in FIGS. 16 (a), 16 (b), 16 (c) and 16 (d) are obtained. In order to cancel the disturbing magnetic field of about 20 pT remaining near the time 14 seconds in the waveform, the same result can be obtained by canceling the disturbing magnetic field due to the frequency characteristic of the magnetic shield room (FIG. 7).
【0151】即ち,第1の補償用磁束計を用いた妨害磁
場のキャンセル(図4)の結果を判断して,その判断結
果により,磁気シールドルームの周波数特性に起因する
妨害磁場のキャンセル(図7)を実行しても良い。この
結果,図5に示す,第2の補償用磁束計を用いた妨害磁
場のキャンセルを実行する必要がない場合には,短時間
で妨害磁場のキャンセルが実行できる。That is, the result of canceling the disturbing magnetic field using the first compensating magnetometer (FIG. 4) is judged, and the canceling magnetic field caused by the frequency characteristic of the magnetic shield room is cancelled (FIG. 4) based on the judgment result. 7) may be executed. As a result, when it is not necessary to cancel the disturbing magnetic field using the second compensating magnetometer shown in FIG. 5, the canceling of the disturbing magnetic field can be performed in a short time.
【0152】図22は,本発明の第2の実施例の図1
3,図17に示す波形からそれぞれ求めた時定数((数
38)のT3(単位:秒)),data1,data2
を示す図である。図22は,図13,及び図17に残留
する妨害磁場をキャンセルするために(数38)を用い
て推定された時定数をまとめた結果である。図22の結
果によれば,図1,図2,図8に示すように配置される
検出用磁束計9−a(ch.1),9−b(ch.
2),9−c(ch.3),9−d(ch.4)による
磁場波形から求めた時定数(T3)の値が少しづつ異な
ることが分かる。FIG. 22 shows the second embodiment of the present invention shown in FIG.
3, the time constant (T 3 (unit: second) of (Equation 38)) obtained from the waveforms shown in FIG. 17, data1, data2
FIG. FIG. 22 is a result of summarizing the time constants estimated by using (Equation 38) for canceling the residual disturbing magnetic field in FIGS. 13 and 17. According to the result of FIG. 22, the detecting magnetometers 9-a (ch. 1) and 9-b (ch.
2), 9-c (ch.3 ), different it can be seen the value is little by little constant (T 3) when determined from the magnetic field waveform by 9-d (ch.4).
【0153】補償用磁束計の入力コイルの時定数T
3の,各検出用磁束計に対する影響の大きさが,検出用
磁束計毎に異なっており,検出用磁束計の位置により時
定数T3の影響の大きさが異なることを示している。こ
れらの時定数の違いを評価するため,図13,及び図1
7の磁場波形のチャンネル間での引き算を行なう。Time constant T of the input coil of the compensating magnetometer
The magnitude of the influence of 3 on each of the detection magnetometers differs for each of the detection magnetometers, and the magnitude of the influence of the time constant T 3 varies depending on the position of the detection magnetometer. In order to evaluate the difference in these time constants, FIG. 13 and FIG.
Subtraction of 7 magnetic field waveforms between channels is performed.
【0154】図19は,図13(a),(b),
(c),(d)に示す磁場波形のチャンネル間での差分
処理後の磁場波形の例を示す図である。図19に於い
て,横軸は時間(秒)を示し,縦軸は磁場強度(pT)
を示す。図19(a),(b),(c)はそれぞれ,図
13に示すch.2,ch.3,ch.4の磁場波形か
らch.1の磁場波形を引き算し(−1)倍した結果を
示す。FIG. 19 is a circuit diagram of FIG. 13 (a), (b),
It is a figure which shows the example of the magnetic field waveform after the differential process between the channels of the magnetic field waveform shown in (c) and (d). In FIG. 19, the horizontal axis represents time (seconds) and the vertical axis represents magnetic field strength (pT).
Indicates. 19 (a), (b), and (c) are the ch. 2, ch. 3, ch. 4 from the magnetic field waveform of ch. The result of subtracting (-1) times the magnetic field waveform of 1 is shown.
【0155】図20は,同様に,図17(a),
(b),(c),(d)に示す磁場波形のチャンネル間
での差分処理後の磁場波形の例を示す図である。図20
に於いて,横軸は時間(秒)を示し,縦軸は磁場強度
(pT)を示す。図20(a),(b),(c)はそれ
ぞれ,図19に示すch.2,ch.3,ch.4の磁
場波形からch.1の磁場波形を引き算し(−1)倍し
た結果を示す。FIG. 20 is similar to FIG. 17 (a),
It is a figure which shows the example of the magnetic field waveform after the difference process between channels of the magnetic field waveform shown to (b), (c), (d). Figure 20
In the figure, the horizontal axis represents time (second) and the vertical axis represents magnetic field strength (pT). 20 (a), (b), and (c) are the ch. 2, ch. 3, ch. 4 from the magnetic field waveform of ch. The result of subtracting (-1) times the magnetic field waveform of 1 is shown.
【0156】図19,図20に示す例では,時定数T3
の差が最も大きなch.1とch.4の磁場波形との間
での引き算で得られる図19(c),図20(c)の磁
場波形(差)に,妨害磁場が残留している。以上の結果
から,時定数((数38)を用いて推定された時定数T
3)の影響の大きさが,検出用磁束計の位置により異な
ることを示している。即ち,時定数T3の影響の大きさ
空間分布をもつことが分かる。In the example shown in FIGS. 19 and 20, the time constant T 3
Of ch. 1 and ch. The disturbing magnetic field remains in the magnetic field waveforms (differences) in FIGS. 19C and 20C obtained by subtraction from the magnetic field waveform in FIG. From the above results, the time constant T estimated using the time constant ((Equation 38))
It is shown that the magnitude of the effect in 3 ) varies depending on the position of the magnetometer for detection. That is, it can be seen that there is a spatial distribution of the influence of the time constant T 3 .
【0157】図21は,本発明の第2の実施例に於け
る,妨害磁場をキャンセルした後の磁場波形の表示例を
示す図であり,妨害磁場のキャンセルで残る磁場波形
を,測定者が容易に理解できるようにする表示例を示
す。図21に於いて,横軸は時間(秒)を示し,縦軸は
磁場強度(pT)を示す。図21に示すように,妨害磁
場が発生する初期点の時刻上に直線401を,点,カラ
ー点,点線,カラー線,太い線等により,表示装置の画
面に,妨害磁場がキャンセルされた磁場波形と共に表示
し,初期点近傍では,妨害磁場の影響を受けている可能
性があることを表示する構成とする。FIG. 21 is a diagram showing a display example of the magnetic field waveform after canceling the disturbing magnetic field in the second embodiment of the present invention. An example of a display that makes it easy to understand is shown. In FIG. 21, the horizontal axis represents time (seconds) and the vertical axis represents magnetic field strength (pT). As shown in FIG. 21, a magnetic field in which the disturbing magnetic field has been canceled is displayed on the screen of the display device by a straight line 401 on the time of the initial point where the disturbing magnetic field is generated, by points, color points, dotted lines, colored lines, thick lines, etc. The configuration is such that it is displayed together with the waveform, and that there is a possibility that it is affected by the disturbing magnetic field near the initial point.
【0158】直線401により表示する時刻としては,
図7に示す(処理303)で求めた値を使用する。ま
た,直線401により表示する時刻は,図8に示すフラ
ックスゲート磁束計により測定された磁場波形の時間微
分波形等から検出しても良い。As the time displayed by the straight line 401,
The value obtained in (Process 303) shown in FIG. 7 is used. The time displayed by the straight line 401 may be detected from the time differential waveform of the magnetic field waveform measured by the fluxgate magnetometer shown in FIG.
【0159】(第3の実施例)図23は,本発明の第3
の実施例の磁場計測装置の構成例を示す図である。第3
の実施例では,第1の実施例(図1),及び,第2の実
施例(図8)で使用している,パーマロイ等の高透磁率
を有する部材で構成された磁気シールドルームを使用し
ない構成である。図23に示す補償用磁束計10の構成
は,第1の実施例(図1),及び,第2の実施例(図
8)に於ける補償用磁束計10(10−a,10−b)
と同様な構成とする。(Third Embodiment) FIG. 23 shows the third embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the structural example of the magnetic field measuring apparatus of the Example of. Third
In the first embodiment, the magnetically shielded room composed of a member having a high magnetic permeability such as permalloy, which is used in the first embodiment (FIG. 1) and the second embodiment (FIG. 8), is used. It is a configuration that does not. The compensating magnetometer 10 shown in FIG. 23 has a compensating magnetometer 10 (10-a, 10-b) in the first embodiment (FIG. 1) and the second embodiment (FIG. 8). )
The configuration is similar to.
【0160】補償用磁束計10(10−a,10−b)
のベースラインが,検出用磁束計9のベースラインより
短い構成とし,第3の実施例では,補償用磁束計10の
他にもう1つ補償用磁束計601を配置する。補償用磁
束計601の出力を使用して,制御装置604によって
コイル603−a,603−bに流す電流を制御して妨
害磁場と逆方向の磁場をz方向に発生し,妨害磁場を2
0dB〜60dB程度キャンセルする構成とする。な
お,コイル603−a,603−bは,高周波電磁波を
遮断するアルミや銅等で構成された電磁シールドルーム
の内部又は外部に配置することも可能である。Compensating magnetometer 10 (10-a, 10-b)
Has a shorter baseline than the baseline of the detecting magnetometer 9, and in the third embodiment, another compensating magnetometer 601 is arranged in addition to the compensating magnetometer 10. Using the output of the compensating magnetometer 601, the controller 604 controls the current flowing through the coils 603-a and 603-b to generate a magnetic field in the z direction opposite to the disturbing magnetic field, thereby reducing the disturbing magnetic field to 2
It is configured to cancel about 0 dB to 60 dB. The coils 603-a and 603-b can be arranged inside or outside an electromagnetic shield room made of aluminum, copper, or the like that blocks high-frequency electromagnetic waves.
【0161】補償用磁束計601のベースラインは補償
用磁束計10(10−a、10−b)のベースラインよ
り短い構成とする。例えば、補償用磁束計601のベー
スラインを0.5mm〜1mmの範囲の値とし、主にキ
ャンセル率のみを考慮して妨害磁場をキャンセルする構
成とする。The baseline of the compensating magnetometer 601 is shorter than the baseline of the compensating magnetometer 10 (10-a, 10-b). For example, the baseline of the compensating magnetometer 601 is set to a value in the range of 0.5 mm to 1 mm, and the disturbing magnetic field is canceled by mainly considering only the canceling rate.
【0162】補償用磁束計10,又は601のベースラ
インを短くすると,コイルのインダクタンスが小さくな
り,実効的な面積が小さくなっていまい,SQUID磁
束計の最小磁場分解能(例えば,10fT/√Hz)の
値が大きくなるので,図23に示す構成では,補償用磁
束計10(10−a,10−b),補償用磁束計601
の面積を検出用磁束計9の面積よりも大きい構成とす
る。When the baseline of the compensating magnetometer 10 or 601 is shortened, the inductance of the coil becomes small and the effective area becomes small, and the minimum magnetic field resolution of the SQUID magnetometer (for example, 10 fT / √Hz). 23, the compensating magnetometer 10 (10-a, 10-b) and compensating magnetometer 601 are used in the configuration shown in FIG.
Is larger than the area of the magnetic flux meter for detection 9.
【0163】検出用磁束計の最小磁場分解能の値より小
さい最小磁場分解能の値を持つ補償用磁束計を使用しな
い場合には,図4,及び図5で説明した妨害磁場のキャ
ンセルの処理や,図23に示すコイル603−a,60
3−bによって,妨害磁場をキャンセルする時に,SQ
UID磁束計の白色雑音が増加するという問題が生じ
る。When the compensating magnetometer having a value of the minimum magnetic field resolution smaller than the value of the minimum magnetic field resolution of the detecting magnetometer is not used, the process of canceling the disturbing magnetic field described in FIGS. 4 and 5 is performed. Coil 603-a, 60 shown in FIG.
When canceling the disturbing magnetic field by 3-b, SQ
The problem arises that the white noise of the UID magnetometer increases.
【0164】この白色雑音の値が大きくて問題となる場
合には,補償用磁束計10−a,10−b,601の出
力波形の信号帯域を,アナログ又はデジタルのフィルタ
リング処理により帯域制限処理を行なうことにより,妨
害磁場のキャンセルの処理による白色雑音の増加は防止
できる。多くの場合,低周波(1Hzまで)の磁場が主
なノイズ源となり妨害磁場が発生するので,この帯域制
限処理は実用的で有効な方法である。When the value of the white noise is large and causes a problem, the signal band of the output waveform of the compensating magnetometers 10-a, 10-b and 601 is band-limited by analog or digital filtering. By doing so, an increase in white noise due to the process of canceling the disturbing magnetic field can be prevented. In many cases, a magnetic field of low frequency (up to 1 Hz) becomes a main noise source to generate an interfering magnetic field, and thus this band limiting process is a practical and effective method.
【0165】以上説明した帯域制限処理の実行,及び,
補償用磁束計の面積を検出用磁束計9の面積よりも大き
くする構成は,第3の実施例(図23),以下で説明す
る第4の実施例(図24)に限定されず,第1の実施例
(図1,図2)にも同様に適用でき,白色雑音を増加さ
せないで妨害磁場のキャンセルが実行できる。Execution of the band limiting process described above, and
The configuration in which the area of the compensating magnetometer is larger than the area of the detecting magnetometer 9 is not limited to the third embodiment (FIG. 23) and the fourth embodiment (FIG. 24) described below. The same can be applied to the first embodiment (FIGS. 1 and 2), and the interference magnetic field can be canceled without increasing white noise.
【0166】(第4の実施例)図24は,本発明の第4
の実施例の磁場計測装置の構成例を示す図である。以
下,第3の実施例(図23)の構成と異なる構成につい
て説明する。第4の実施例の構成では,第3の実施例
(図23)で説明した補償用磁束計601を駆動する駆
動回路(FLL:Flux Locked Loop)
回路605を独立に有する構成とし,このFLL回路で
使用するフィードバックコイル(通常はSQUID内部
に内蔵されている)とコイル603−a,603−bと
を兼用させる構成とする。フィードバックコイルとコイ
ル603−a,603−bとを兼用することによって,
無調整で外部磁場のキャンセルが行なえる。(Fourth Embodiment) FIG. 24 shows a fourth embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the structural example of the magnetic field measuring apparatus of the Example of. The configuration different from that of the third embodiment (FIG. 23) will be described below. In the configuration of the fourth embodiment, a drive circuit (FLL: Flux Locked Loop) for driving the compensating flux meter 601 described in the third embodiment (FIG. 23).
The circuit 605 is independently provided, and the feedback coil (usually built in the SQUID) and the coils 603-a and 603-b used in this FLL circuit are also used. By using both the feedback coil and the coils 603-a and 603-b,
The external magnetic field can be canceled without adjustment.
【0167】(第5の実施例)図25は,本発明の第5
の実施例であり,第1の実施例(図1,図2),第2の
実施例(図8)に於ける補償用磁束計と検出用磁束計の
配置例を示す投影図であり,補償用磁束計が配置される
位置を検出用磁束計が配置される面(クライオスタット
の下面に平行な面)に上方から投影し,上方から見た図
である。図25に示す例では,検出用磁束計9−aが配
置される上部に補償用磁束計10−aを,検出用磁束計
9−dが配置される上部に補償用磁束計10−bを,そ
れぞれ配置している。検出用磁束計9−a,9−dが配
置される位置では,人体の心臓から発生する磁場の大き
さが小さいため,図25に示す配置例では,補償用磁束
計10−a,10−bには,心臓から発生する磁場が殆
ど入力せず,ほぼ純粋な外来の妨害磁場を検出できる。(Fifth Embodiment) FIG. 25 shows the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a projection view showing an arrangement example of the compensating magnetometer and the detecting magnetometer in the first embodiment (FIGS. 1 and 2) and the second embodiment (FIG. 8). It is the figure which projected the position where a compensating magnetometer is arrange | positioned from the upper side on the surface (plane parallel to the lower surface of a cryostat) where a magnetometer for detection is arrange | positioned, and was seen from above. In the example shown in FIG. 25, the compensating magnetic flux meter 10-a is provided above the detecting magnetic flux meter 9-a, and the compensating magnetic flux meter 10-b is provided above the detecting magnetic flux meter 9-d. 、 I have arranged each. Since the magnitude of the magnetic field generated from the heart of the human body is small at the positions where the detection magnetometers 9-a and 9-d are arranged, in the arrangement example shown in FIG. 25, the compensating magnetometers 10-a and 10- The magnetic field generated from the heart is hardly input to b, and a substantially pure external disturbance magnetic field can be detected.
【0168】(第6の実施例)図26は,本発明の第6
の実施例であり,第3の実施例(図23),第4の実施
例(図24)に於ける補償用磁束計と検出用磁束計の配
置例を示す投影図であり,補償用磁束計が配置される位
置を検出用磁束計が配置される面(クライオスタットの
下面に平行な面)に上方から投影し,上方から見た図で
ある。図26に示す例では,図25の構成に加えて,補
償用磁束計601を補償用磁束計10−aの近傍に配置
している。図26に示す配置例では,補償用磁束計60
1にも心臓から発生する磁場が殆ど入力せず,ほぼ純粋
な外来の妨害磁場を検出できる。(Sixth Embodiment) FIG. 26 shows a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a projection diagram showing an example of arrangement of the compensating magnetometer and the detecting magnetometer in the third embodiment (FIG. 23) and the fourth embodiment (FIG. 24). It is the figure which projected the position where a meter is arrange | positioned from the upper side on the surface (plane parallel to the lower surface of a cryostat) in which a magnetism for detection is arrange | positioned, and was seen from above. In the example shown in FIG. 26, in addition to the configuration of FIG. 25, a compensating magnetometer 601 is arranged near the compensating magnetometer 10-a. In the arrangement example shown in FIG. 26, the compensating magnetometer 60 is used.
The magnetic field generated from the heart is hardly input to 1, and an almost pure external disturbance magnetic field can be detected.
【0169】(第7の実施例)以上の説明した第1から
第6の各実施例では,検出用磁束計の数を4個として4
チャンネルの磁場計測装置について説明したが,検出用
磁束計の数はこれに限定されず,例えば,n=1,2,
〜15の何れかとして,n2チャンネルの磁場計測装置
としても良いことは言うまでもない。更に,補償用磁束
計10−a,10−b,601のそれぞれを,複数使用
しても良い。即ち,同じベースラインの大きさをもつ補
償用磁束計を複数使用して,同じ大きさのベースライン
をもつ複数の補償用磁束計による磁場波形の平均値を用
いて,以上説明した各実施例で説明した方法に従い妨害
磁場のキャンセルを行なっても良い。(Seventh Embodiment) In each of the first to sixth embodiments described above, the number of detecting magnetometers is set to four, and four magnetometers are used.
Although the magnetic field measuring device for the channel has been described, the number of magnetic flux meters for detection is not limited to this, and for example, n = 1, 2,
It is needless to say that any one of the items 1 to 15 may be an n 2 channel magnetic field measuring device. Further, a plurality of each of the compensating magnetometers 10-a, 10-b, 601 may be used. That is, a plurality of compensating magnetometers having the same baseline size are used, and the average value of the magnetic field waveforms by a plurality of compensating magnetometers having the same baseline is used to explain each of the embodiments described above. The disturbing magnetic field may be canceled in accordance with the method described in.
【0170】(第8の実施例)以上の説明した第1から
第7の各実施例では,磁場の法線方向(z方向)の成分
を検出する検出用磁束計と補償用磁束計から構成される
磁場検出系を例にとり説明したが,本発明の妨害磁場の
キャンセル方法は,磁場の3方向(x,y,z方向)の
成分を検出する検出用磁束計と補償用磁束計とから構成
される磁場検出系にも,第1から第7の各実施例と同様
にして,適用可能なことは言うまでもない。(Eighth Embodiment) In each of the above-described first to seventh embodiments, a magnetic flux meter for detection for detecting a component in the direction normal to the magnetic field (z direction) and a magnetic flux meter for compensation are used. Although the magnetic field detection system described above has been described as an example, the method of canceling a disturbing magnetic field of the present invention includes a detection magnetometer and a compensation magnetometer that detect components of the magnetic field in three directions (x, y, z directions). It goes without saying that it can be applied to the constructed magnetic field detection system in the same manner as in the first to seventh embodiments.
【0171】即ち,妨害磁場のx,y,z方向の磁場成
分を検出する第2のSQUID磁束計によって検出され
る信号を用いて,生体から発生する生体磁場のx,y,
z方向の磁場成分を検出する第1のSQUID磁束計に
よってそれぞれ検出される信号から,各方向毎に,妨害
磁場の各方向の磁場成分を除去(キャンセル)して,生
体磁場の各方向毎の磁場成分を分離抽出できる。That is, by using the signal detected by the second SQUID magnetometer for detecting the magnetic field components in the x, y, z directions of the disturbing magnetic field, the x, y,
For each direction, the magnetic field component in each direction of the disturbing magnetic field is removed (cancelled) from the signal detected by the first SQUID magnetometer that detects the magnetic field component in the z direction, and Magnetic field components can be separated and extracted.
【0172】更に,磁気シールドルームの周波数特性に
よって生ずる,x,y,z方向の磁場成分の磁場波形の
歪みを理論計算式を用いて除去できる。Furthermore, the distortion of the magnetic field waveform of the magnetic field components in the x, y and z directions, which is caused by the frequency characteristics of the magnetic shield room, can be removed by using a theoretical calculation formula.
【0173】(第9の実施例)第2の実施例に於いて説
明した図21に示す構成では,妨害磁場が発生する初期
点の時刻上に直線を表示装置の画面に表示したが,以上
説明した第1から第8の各実施例の磁場計測装置に於い
て,更に,フラックスゲート磁束計により測定された磁
場波形(例えば,図9),フラックスゲート磁束計及び
SQUID磁束計により測定された磁場波形(例えば,
図10),SQUID磁束計により測定された磁場波形
(例えば,図11,図15),妨害磁場のキャンセルの
実行の経過を示す磁場波形(例えば,図12〜図13,
図16〜図17),妨害磁場のキャンセルの結果を示す
磁場波形(例えば,図14,図18,図21)等も,表
示装置の画面に表示する構成としても良い。このような
構成では,妨害磁場の発生状況,妨害磁場のキャンセル
の結果の状況を解析評価して,信号処理の結果,正常に
診断が可能な磁場波形が得られているか否かの評価を詳
細に実行することもできる。(Ninth Embodiment) In the configuration shown in FIG. 21 described in the second embodiment, a straight line is displayed on the screen of the display device at the time of the initial point where the disturbing magnetic field is generated. In the magnetic field measuring apparatus of each of the first to eighth embodiments described above, further, the magnetic field waveform measured by the fluxgate magnetometer (for example, FIG. 9), the fluxgate magnetometer and the SQUID magnetometer were measured. Magnetic field waveform (eg,
10), a magnetic field waveform measured by the SQUID magnetometer (for example, FIGS. 11 and 15), a magnetic field waveform showing the progress of the cancellation of the disturbing magnetic field (for example, FIGS. 12 to 13,
16 to 17), magnetic field waveforms indicating the results of canceling the disturbing magnetic field (for example, FIGS. 14, 18, and 21) and the like may be displayed on the screen of the display device. In such a configuration, the situation of generation of the disturbing magnetic field and the situation of the result of canceling the disturbing magnetic field are analyzed and evaluated, and the result of the signal processing is evaluated in detail as to whether or not a magnetic field waveform that can be normally diagnosed is obtained. You can also run
【0174】(第10の実施例)以上説明した第1から
第9の各実施例では,差動型検出コイルとして1次微分
型検出コイルを使用する場合について説明したが,第1
から第8の各実施例に於いて,差動型検出コイルとして
2次微分型検出コイルを使用する場合にも,第1から第
9の各実施例と同様にして,妨害磁場のキャンセルを実
行できる。(Tenth Embodiment) In each of the first to ninth embodiments described above, the case where the first-order differential type detection coil is used as the differential type detection coil has been described.
In each of the eighth to eighth embodiments, even when the second differential type detection coil is used as the differential type detection coil, the interference magnetic field is canceled in the same manner as in the first to ninth examples. it can.
【0175】差動型検出コイルが,2次微分型検出コイ
ルである場合,検出用磁束計,補償用磁束計の入力コイ
ルはそれぞれ,2次微分型検出コイルを構成するコイル
のうち,検査対象に最も近い位置に配置される第1のコ
イルである。When the differential type detection coil is a secondary differential type detection coil, the input coils of the detection magnetometer and the compensating flux meter are the inspection target among the coils constituting the secondary differential type detection coil. Is the first coil arranged at the position closest to.
【0176】検出用磁束計,補償用磁束計の補償コイル
はそれぞれ,2次微分型検出コイルを構成するコイルの
うち,第1のコイルよりも検査対象から遠い位置に順次
配置され,第2のコイルの面に平行な面をもつ第2,第
3,第4のコイルである。ここでは,第2のコイルの面
積は,第3のコイルのコイルの面積に等しい構成とす
る。The compensating coils of the detecting magnetometer and the compensating magnetometer are sequentially arranged at positions farther from the object to be inspected than the first coil among the coils constituting the second-order differential type detecting coil, and the second coil. The second, third, and fourth coils have planes parallel to the planes of the coils. Here, the area of the second coil is equal to the area of the coil of the third coil.
【0177】検出用磁束計,補償用磁束計のベースライ
ンはそれぞれ,2次微分型検出コイルのベースラインを
意味し,第1のコイルの面と第2のコイルの面との間の
距離,第3のコイルの面と第4のコイルの面との間の距
離である。ここでは,第1のコイルの面と第2のコイル
の面との間の距離と,第3のコイルの面と第4のコイル
の面との間の距離とは等しい構成とする。The baselines of the detecting magnetometer and the compensating magnetometer mean the baselines of the second-order differential type detecting coils, respectively, and the distance between the surface of the first coil and the surface of the second coil, It is the distance between the surface of the third coil and the surface of the fourth coil. Here, the distance between the surface of the first coil and the surface of the second coil is equal to the distance between the surface of the third coil and the surface of the fourth coil.
【0178】2次微分型検出コイルから構成される磁束
計では,第1のコイル(入力コイル)の面積をs1,第
2,第3のコイル(補償コイル)の面積をs2,第4の
コイル(補償コイル)の面積をs3を,ベースラインを
bとする時,磁束計で検出される磁束φは,1次微分型
検出コイルから構成される磁束計の場合と同様にして得
られ,(数42)となる。なお,第1のコイルの面はz
=z1に,第2のコイルの面はz=z2=z1+b,第3
のコイルの面はz=z2+Δ=z1+b+Δにあり,Δ≒
0とし,第4のコイルの面はz=z2+b=z1+2bに
あるとする。In the magnetometer composed of the second-order differential type detection coil, the area of the first coil (input coil) is s 1 , the area of the second and third coils (compensation coil) is s 2 , and the area of the fourth coil is s 2 . Where s 3 is the area of the coil (compensation coil) and b is the baseline, the magnetic flux φ detected by the magnetometer is obtained in the same way as in the case of the magnetometer composed of the first-order differential type detection coil. (Equation 42) The surface of the first coil is z
= Z 1 , the surface of the second coil is z = z 2 = z 1 + b, the third
The coil surface of is at z = z 2 + Δ = z 1 + b + Δ, and Δ≈
0, and the surface of the fourth coil is z = z 2 + b = z 1 + 2b.
【0179】[0179]
【数42】
φ=s1×B(z1)−2s2×B(z1+b)+s3×B(z1+2b)
=s1×{β×z1+B(z0)}−2s2×{β×(z1+b)+B(z0)}
+s3×{β×(z1+2b)+B(z0)}
=β×{(s1−s2)−(s2+s3)}×z1
+{(s1−s2)−(s2−s3)}×B(z0)−2(s2−s3)×β×b
…(数42)
(数42)に於いて,(s1−s2)をS1に,(s2−s
3)をS2に,2×bをdにそれぞれ置き換えると,(数
42)は(数3)と等価となる。Φ = s 1 × B (z 1 ) -2s 2 × B (z 1 + b) + s 3 × B (z 1 + 2b) = s 1 × {β × z 1 + B (z 0 )}-2s 2 × {β × (z 1 + b) + B (z 0 )} + s 3 × {β × (z 1 + 2b) + B (z 0 )} = β × {(s 1 −s 2 ) − (s 2 + s 3 )} × z 1 + {(s 1 −s 2 ) − (s 2 −s 3 )} × B (z 0 ) −2 (s 2 −s 3 ) × β × b (Expression 42) (Expression 42) ), (S 1 -s 2 ) becomes S 1 and (s 2 -s 2
Replacing 3 ) with S 2 and 2 × b with d, (Equation 42) becomes equivalent to (Equation 3).
【0180】α'を(数43)により定義すると,B'0
=φ/(s1−s2)は(数44)により得られる。If α ′ is defined by (Equation 43), B ′ 0
= Φ / (s 1 −s 2 ) is obtained by (Equation 44).
【0181】[0181]
【数43】 α'=(s2−s3)/(s1−s2) …(数43)Α ′ = (s 2 −s 3 ) / (s 1 −s 2 ) ... (Equation 43)
【0182】[0182]
【数44】
B'0=φ/(s1−s2)
=β×(1−α')×z1+(1−α')×B(z0)−2α'×β×b
…(数44)
(数44)に於いて,α'をαに,2×bをdにそれぞ
れ置き換えると,(数44)は(数5)と等価となる。B ′ 0 = φ / (s 1 −s 2 ) = β × (1-α ′) × z 1 + (1-α ′) × B (z 0 ) −2α ′ × β × b ... (Equation 44) When α ′ is replaced by α and 2 × b is replaced by d in (Equation 44), (Equation 44) is equivalent to (Equation 5).
【0183】(数44)に於いて,(1−α')の値
は,2次微分型検出コイルの一様磁場に対するキャンセ
ル率を示している。検出用磁束計,補償用磁束計が配置
される空間の磁場分布が(数2)により示される場合,
(数44)から明らかなように,検出される磁場は,キ
ャンセル率(1−α')を係数とする項とベースラインb
を係数とする項とを含んでいる。In (Equation 44), the value of (1-α ') indicates the cancellation rate for the uniform magnetic field of the secondary differential type detection coil. When the magnetic field distribution in the space where the detecting magnetometer and the compensating magnetometer are arranged is expressed by (Equation 2),
As is clear from (Equation 44), the detected magnetic field has a term with the cancellation rate (1−α ′) as a coefficient and the baseline b.
And a term with a coefficient of.
【0184】第1の実施例の場合と同様に、心臓から発
生する磁場が補償用磁束計に混入しないようにするた
め、補償用磁束計のベースラインを、検出用磁束計のよ
り短くする。例えば、10mm、30mmの如く、異な
る値のベースラインをもつ補償用磁束計を複数配置す
る。従って、第1の実施例の場合と同様にして、図4、
図5に示す手順による第1の妨害磁場のキャンセル方法
に従い、妨害磁場のキャンセルを実行でき、検出用磁束
計のベースラインと補償用磁束計のベースラインの長さ
とが異なることによる妨害磁場の混入量の違いを補正で
きる。As in the case of the first embodiment, in order to prevent the magnetic field generated from the heart from entering the compensating magnetometer, the baseline of the compensating magnetometer is made shorter than that of the detecting magnetometer. For example, a plurality of compensating magnetometers having different baselines such as 10 mm and 30 mm are arranged. Therefore, as in the case of the first embodiment, as shown in FIG.
According canceling method of the first interference magnetic field by the procedure shown in FIG. 5, it can be performed to cancel the interference field, baseline baseline and compensation magnetometer for detection gradiometers length and the interference field by different The difference in the mixed amount can be corrected.
【0185】第1の実施例と同様にして,(数30)に
示す磁場波形Br(t)を用いて,2次微分型検出コイ
ルから構成される検出用磁束計により計測される磁場の
磁場波形B'1(t)は(数45)により計算できる。但
し,検出用磁束計を構成する2次微分型検出コイルの第
1のコイル(入力コイル)の時定数をt1,第2及び第
3のコイル(補償コイル)の時定数をt2,第4のコイ
ル(補償コイル)の時定数をt3とする。(数45)を
テイラー展開すると,(数46)となる。Similar to the first embodiment, by using the magnetic field waveform B r (t) shown in (Equation 30), the magnetic field of the magnetic field measured by the detection magnetometer composed of the secondary differential type detection coil is calculated. The magnetic field waveform B ′ 1 (t) can be calculated by (Equation 45). However, the time constant of the first coil (input coil) of the second-order differential type detection coil constituting the detection magnetometer is t 1 , the time constants of the second and third coils (compensation coil) are t 2 , The time constant of the 4th coil (compensation coil) is t 3 . Taylor expansion of (Equation 45) gives (Equation 46).
【0186】[0186]
【数45】 B'1(t)=exp(−t/t1)−2×exp(−t/t2) +exp(−t/t3) =−{1−exp(−t(1/t1−1/t2))}×exp(−t/t2) −{1−exp(−t(1/t3−1/t2))}×exp(−t/t2) …(数45)B ′ 1 (t) = exp (−t / t 1 ) −2 × exp (−t / t 2 ) + exp (−t / t 3 ) = − {1-exp (−t (1 / t 1 −1 / t 2 )) × exp (−t / t 2 ) − {1-exp (−t (1 / t 3 −1 / t 2 ))} × exp (−t / t 2 ) ... (Equation 45)
【0187】[0187]
【数46】
B'1(t)={(1/t2−1/t1)−(1/t3−1/t2)}×t
×exp(−t/t2) …(数46)
同様にして,補償用磁束計を構成する2次微分型検出コ
イルの第1のコイル(入力コイル)の時定数をt'1,第
2及び第3のコイル(補償コイル)の時定数をt'2,第
4のコイル(補償コイル)の時定数をt'3とすると,補
償用磁束計により計測される磁場波形B'2(t)は,
(数47)により計算できる。B ′ 1 (t) = {(1 / t 2 −1 / t 1 ) − (1 / t 3 −1 / t 2 )} × t × exp (−t / t 2 ) ... (Number 46) Similarly, the time constant of the first coil (input coil) of the second-order differential type detection coil constituting the compensating magnetometer is t ′ 1 , and the time constants of the second and third coils (compensation coil). Is t ′ 2 and the time constant of the fourth coil (compensation coil) is t ′ 3 , the magnetic field waveform B ′ 2 (t) measured by the compensating magnetometer is
It can be calculated by (Equation 47).
【0188】[0188]
【数47】
B'2(t)={(1/t'2−1/t'1)−(1/t'3−1/t'2)}×t
×exp(−t/t'2) …(数47)
検出用磁束計により計測される磁場波形B'1(t)か
ら,補償用磁束計により計測される妨害磁場の磁場波形
B'2(t)を,(数48)により定義されるδ'を用い
てキャンセルした磁場波形(B'1−δ'B'2)は,(数
49)となる。(数49)をテイラー展開すると(数5
0)となる。B ′ 2 (t) = {(1 / t ′ 2 −1 / t ′ 1 ) − (1 / t ′ 3 −1 / t ′ 2 )} × t × exp (−t / t ′ 2 ) (Equation 47) From the magnetic field waveform B ′ 1 (t) measured by the detecting magnetometer, the magnetic field waveform B ′ 2 (t) of the disturbing magnetic field measured by the compensating magnetometer is calculated by (Equation 48) The magnetic field waveform (B ′ 1 −δ′B ′ 2 ) canceled by using δ ′ defined by Taylor expansion of (Equation 49) (Equation 5)
0).
【0189】[0189]
【数48】
δ'={(1/t2−1/t1)−(1/t3−1/t2)}
/{(1/t'2−1/t'1)−(1/t'3−1/t'2)} …(数48)
(数48)に於いて,(1/t2−1/t1)を(1/T
2)に,(1/t3−1/t2)を(1/T1)に,(1/
t'2−1/t'1)を(1/T4)に,(1/t'3−1/
t'2)を(1/T3)にそれぞれ置き換えると,(数4
8)は(数34)と等価となる。Δ ′ = {(1 / t 2 −1 / t 1 ) − (1 / t 3 −1 / t 2 )} / {(1 / t ′ 2 −1 / t ′ 1 ) − (1 / T ′ 3 −1 / t ′ 2 )} (Equation 48) In (Equation 48), (1 / t 2 −1 / t 1 ) is changed to (1 / T
2 ), (1 / t 3 −1 / t 2 ) to (1 / T 1 ) and (1 /
t ′ 2 −1 / t ′ 1 ) is set to (1 / T 4 ), and (1 / t ′ 3 −1 /)
Replacing t ′ 2 ) with (1 / T 3 ), respectively,
8) is equivalent to (Equation 34).
【0190】[0190]
【数49】 (B'1−δ'B'2)={(1/t'2−1/t'1)−(1/t'3−1/t'2)} ×δ'×t×exp(−t/t2) −δ'×{(1/t'2−1/t'1)−(1/t'3−1/t'2)} ×t×exp(−t/t'2) ={(1/t'2−1/t'1)−(1/t'3−1/t'2)}×δ'×t ×{exp(−(1/t2−1/t'2)×t)−1}×exp(−t/t'2) …(数49)(B ′ 1 −δ′B ′ 2 ) = {(1 / t ′ 2 −1 / t ′ 1 ) − (1 / t ′ 3 −1 / t ′ 2 )} × δ ′ × t × exp (−t / t 2 ) −δ ′ × {(1 / t ′ 2 −1 / t ′ 1 ) − (1 / t ′ 3 −1 / t ′ 2 )} × t × exp (−t / t ′ 2 ) = {(1 / t ′ 2 −1 / t ′ 1 ) − (1 / t ′ 3 −1 / t ′ 2 )} × δ ′ × t × {exp (− (1 / t 2 − 1 / t ′ 2 ) × t) −1} × exp (−t / t ′ 2 ) ... (Equation 49)
【0191】[0191]
【数50】
(B'1−δ'B'2)=−(1/t2−1/t'2)×{(1/t'2−1/t'1)
−(1/t'3−1/t'2)}×δ'×t2×exp(−t/t'2)…(数50)
(数50)の振幅値のうち時間に依存しない項をη'
(数51)とすると,(数50)は(数52)に示す関
数となる。以上説明したように(数52)は,(数4
8)により求めたフィッティングパラメータδ'を用い
て,B'1(t)から妨害磁場B'2(t)をキャンセルし
た磁場波形を示している。(B ′ 1 −δ′B ′ 2 ) = − (1 / t 2 −1 / t ′ 2 ) × {(1 / t ′ 2 −1 / t ′ 1 ) − (1 / t ′ 3 −1 / t ′ 2 )} × δ ′ × t 2 × exp (−t / t ′ 2 ) ... (Equation 50) Among the amplitude values of (Equation 50), the term that does not depend on time is η ′.
If (Equation 51) is used, (Equation 50) becomes the function shown in (Equation 52). As described above, (Equation 52) is (Equation 4)
8 shows a magnetic field waveform obtained by canceling the disturbing magnetic field B ′ 2 (t) from B ′ 1 (t) using the fitting parameter δ ′ obtained in 8).
【0192】[0192]
【数51】 η'=−(1/t2−1/t'2)×{(1/t'2−1/t'1) −(1/t'3−1/t'2)}×δ' …(数51)Η ′ = − (1 / t 2 −1 / t ′ 2 ) × {(1 / t ′ 2 −1 / t ′ 1 ) − (1 / t ′ 3 −1 / t ′ 2 )} × δ '... (Equation 51)
【0193】[0193]
【数52】
(B'1−δ'B'2)=−η'×t2×exp(−t/t'2) …(数52)
(数52)に於いて,η'をηに,t'2をT3にそれぞれ
置き換えると,(数52)は(数38)と等価となる。[Equation 52] (B ′ 1 −δ′B ′ 2 ) = − η ′ × t 2 × exp (−t / t ′ 2 ) ... (Equation 52) In (Equation 52), η ′ is replaced with η. , T ′ 2 are replaced with T 3 , respectively, (Equation 52) is equivalent to (Equation 38).
【0194】(数52)は(数38)と等価であるの
で,差動型検出コイルとして2次微分型検出コイルを使
用する場合にも,第1の実施例の場合と同様にして,図
7に示す第2の妨害磁場のキャンセル方法(磁気シール
ドルームの周波数特性に起因する妨害磁場をキャンセル
する方法)を適用できる。Since (Equation 52) is equivalent to (Equation 38), even when a second-order differential type detection coil is used as the differential type detection coil, as in the case of the first embodiment, The second method of canceling the disturbing magnetic field shown in 7 (method of canceling the disturbing magnetic field due to the frequency characteristic of the magnetic shield room) can be applied.
【0195】以上説明したように,第1から第9の各実
施例に於いて,差動型検出コイルとして2次微分型検出
コイルを使用する場合にも,差動型検出コイルとして1
次微分型検出コイルを使用する場合と全く同様にして,
妨害磁場のキャンセルを実行できる。本発明で2次微分
型検出コイルを使用する場合には,広い範囲からの妨害
磁場をキャンセルできる。As described above, in each of the first to ninth embodiments, even when the secondary differential type detection coil is used as the differential type detection coil, the differential type detection coil is
Exactly the same as when using the second derivative type detection coil,
It is possible to cancel the disturbing magnetic field. When the second differential type detection coil is used in the present invention, the disturbing magnetic field from a wide range can be canceled.
【0196】[0196]
【発明の効果】本発明によれば,SQUID磁束計を構
成する差動型検出コイルの一様磁場に対するキャンセル
率の違い,及び,差動型検出コイルのベースラインの違
いを考慮に入れて妨害磁場をキャンセルするので,妨害
磁場を精度良くキャンセルできる。According to the present invention, the disturbance is taken into consideration by taking into consideration the difference in the cancellation rate for the uniform magnetic field of the differential type detection coil constituting the SQUID magnetometer and the difference in the baseline of the differential type detection coil. Since the magnetic field is canceled, the disturbing magnetic field can be canceled accurately.
【0197】また,磁気シールドルームの周波数特性に
起因する妨害磁場のキャンセルも精度よく実行でき,急
峻かつ大きな強度を持つ妨害磁場を精度良くキャンセル
できる。Further, the canceling of the disturbing magnetic field caused by the frequency characteristic of the magnetically shielded room can be executed accurately, and the disturbing magnetic field having a steep and large strength can be canceled accurately.
【0198】更に,検査対象の心臓,母体内の胎児の心
臓から発する微弱な磁場の計測を感度良く可能とする生
体磁場計測装置を実現できる。Further, it is possible to realize a biomagnetic field measuring device which enables highly sensitive measurement of a weak magnetic field generated from the heart to be examined and the heart of a fetus in the mother's body.
【図1】本発明の第1の実施例の磁場計測装置の構成例
を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a magnetic field measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例に於ける検出用磁束計及
び補償用磁束計の構成例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a detecting magnetometer and a compensating magnetometer in the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1の実施例に於いて,磁気シールド
ルームの内部の磁場勾配を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a magnetic field gradient inside a magnetically shielded room in the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第1の実施例の第1の補償用磁束計を
用いて妨害磁場をキャンセルする例を示すフローチャー
トを示す図。FIG. 4 is a view showing a flowchart showing an example of canceling a disturbing magnetic field using the first compensating magnetometer of the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第1の実施例の第2の補償用磁束計を
用いて妨害磁場をキャンセルする例を示すフローチャー
トを示す図。FIG. 5 is a view showing a flowchart showing an example of canceling a disturbing magnetic field by using the second compensating magnetometer of the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第1の実施例に於いて,理論計算によ
り求まる妨害磁場の磁場波形の例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an example of a magnetic field waveform of an interference magnetic field obtained by theoretical calculation in the first embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第1の実施例に於いて,磁気シールド
ルームの周波数特性に起因する妨害磁場をキャンセルす
るフローチャートの例を示す図。FIG. 7 is a diagram showing an example of a flowchart for canceling an interfering magnetic field caused by the frequency characteristic of the magnetic shield room in the first embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第2の実施例の磁場計測装置の構成例
を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a magnetic field measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第2の実施例の磁場計測装置に於い
て,フラックスゲート磁束計により測定された磁場波形
の例を示す図。FIG. 9 is a diagram showing an example of a magnetic field waveform measured by a fluxgate magnetometer in the magnetic field measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第2の実施例の磁場計測装置に於い
て,フラックスゲート磁束計とSQUID磁束計により
測定された磁場波形の例を示す図。FIG. 10 is a diagram showing an example of magnetic field waveforms measured by a fluxgate magnetometer and an SQUID magnetometer in the magnetic field measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第2の実施例の磁場計測装置に於い
て,検査対象がベッドに横たわっていない状態でSQU
ID磁束計により測定された磁場波形の例を示す図。FIG. 11 is a SQU in a state where the inspection target is not lying on the bed in the magnetic field measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention.
The figure which shows the example of the magnetic field waveform measured by the ID magnetometer.
【図12】本発明の図11に示す磁場波形を,第1の実
施例の第1の補償用磁束計を用いた妨害磁場のキャンセ
ル処理(図4)実行後の磁場波形例を示す図。FIG. 12 is a diagram showing an example of the magnetic field waveform after performing the interference magnetic field canceling process (FIG. 4) using the first compensating magnetometer of the first embodiment for the magnetic field waveform shown in FIG. 11 of the present invention.
【図13】本発明の図12に示す磁場波形を,第1の実
施例の第2の補償用磁束計を用いた妨害磁場のキャンセ
ル処理(図5)実行後の磁場波形の例を示す図。FIG. 13 is a diagram showing an example of the magnetic field waveform shown in FIG. 12 of the present invention after the interfering magnetic field cancellation process (FIG. 5) using the second compensating magnetometer of the first embodiment. .
【図14】本発明の図13に示す磁場波形を,磁気シー
ルドルームの周波数特性に起因する妨害磁場のキャンセ
ル処理(図7)実行後の磁場波形の例を示す図。FIG. 14 is a diagram showing an example of a magnetic field waveform after the process of canceling the disturbing magnetic field caused by the frequency characteristic of the magnetic shield room (FIG. 7) is performed on the magnetic field waveform shown in FIG. 13 of the present invention.
【図15】本発明の第2の実施例の磁場計測装置に於い
て,検査対象の心臓から発生する磁場をSQUID磁束
計により測定した磁場波形の例を示す図。FIG. 15 is a diagram showing an example of a magnetic field waveform obtained by measuring the magnetic field generated from the heart to be inspected by the SQUID magnetometer in the magnetic field measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention.
【図16】本発明の図15に示す磁場波形を,第1の実
施例の第1の補償用磁束計を用いた妨害磁場のキャンセ
ル処理(図4)実行後の磁場波形の例を示す図。FIG. 16 is a diagram showing an example of the magnetic field waveform shown in FIG. 15 of the present invention after the interference magnetic field cancellation process (FIG. 4) using the first compensating magnetometer of the first embodiment is executed. .
【図17】本発明の図16に示す磁場波形を,第1の実
施例の第2の補償用磁束計を用いた妨害磁場のキャンセ
ル処理(図5)実行後の磁場波形の例を示す図。FIG. 17 is a diagram showing an example of the magnetic field waveform shown in FIG. 16 of the present invention after execution of the canceling magnetic field canceling process (FIG. 5) using the second compensating magnetometer of the first embodiment. .
【図18】本発明の図17に示す磁場波形を,磁気シー
ルドルームの周波数特性に起因する妨害磁場のキャンセ
ル処理(図7)実行後の磁場波形の例を示す図。FIG. 18 is a diagram showing an example of a magnetic field waveform after executing the cancellation process (FIG. 7) of the magnetic field waveform shown in FIG. 17 of the present invention, which is caused by the frequency characteristic of the magnetic shield room.
【図19】本発明の図13に示す磁場波形をチャンネル
間で差分処理した後の磁場波形の例を示す図。FIG. 19 is a diagram showing an example of a magnetic field waveform after differential processing of the magnetic field waveform shown in FIG. 13 of the present invention between channels.
【図20】本発明の図17に示す磁場波形をチャンネル
間で差分処理した後の磁場波形の例を示す図。20 is a diagram showing an example of a magnetic field waveform after the differential processing of the magnetic field waveform shown in FIG. 17 of the present invention between channels.
【図21】本発明の第2の実施例に於ける,妨害磁場を
キャンセルした後の磁場波形の表示例を示す図。FIG. 21 is a diagram showing a display example of a magnetic field waveform after canceling an interfering magnetic field in the second embodiment of the present invention.
【図22】本発明の第2の実施例の図13,及び図17
に示す波形から求めた時定数を示す図。FIG. 22 is a view showing a second embodiment of the present invention shown in FIGS. 13 and 17;
The figure which shows the time constant calculated from the waveform shown in FIG.
【図23】本発明の第3の実施例の磁場計測装置の構成
例を示す図。FIG. 23 is a diagram showing a configuration example of a magnetic field measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図24】本発明の第4の実施例の磁場計測装置の構成
例を示す図。FIG. 24 is a diagram showing a configuration example of a magnetic field measuring apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
【図25】本発明の第5の実施例であり,第1の実施例
(図1,図2),第2の実施例(図8)に於ける補償用
磁束計と検出用磁束計の配置例を示す投影図。FIG. 25 is a fifth embodiment of the present invention, which is the same as the compensating magnetometer and the detecting magnetometer in the first embodiment (FIGS. 1 and 2) and the second embodiment (FIG. 8). The projection view which shows an example of arrangement.
【図26】本発明の第6の実施例であり,第3の実施例
(図23),第4の実施例(図24)に於ける補償用磁
束計と検出用磁束計の配置例を示す投影図。FIG. 26 is a sixth embodiment of the present invention, which is an arrangement example of the compensating magnetometer and the detecting magnetometer in the third embodiment (FIG. 23) and the fourth embodiment (FIG. 24). The projection view shown.
1…クライオスタット,2…磁気シールドルーム,3…
ガントリー,4…ベッド,5…コネクタ,6…駆動回
路,7…アンプフィルタユニット,8…計算機,9,9
−a,9−b,9−c,9−d…検出用磁束計,10,
10−a,10−b,601…補償用磁束計,11−
a,11−b,11−c…ベースライン,12…磁場勾
配,13…磁気シールドルーム内でのz方向の位置,1
4…磁場強度,15,16,17,18,19,20…
処理,101…フラックスゲート磁束計本体,102…
フラックスゲート磁束計センサ部,201…測定区間,
301,302,303,304,305,306,3
07,308,309,310…処理,401…直線,
602…配線,603−a,603−b…コイル,60
4…制御装置,605…FLL回路。1 ... Cryostat, 2 ... Magnetically shielded room, 3 ...
Gantry, 4 ... Bed, 5 ... Connector, 6 ... Drive circuit, 7 ... Amplifier filter unit, 8 ... Computer, 9, 9
-A, 9-b, 9-c, 9-d ... Magnetic flux meter for detection 10,
10-a, 10-b, 601 ... Compensating magnetometer, 11-
a, 11-b, 11-c ... Baseline, 12 ... Magnetic field gradient, 13 ... Position in z direction in magnetic shield room, 1
4 ... Magnetic field strength, 15, 16, 17, 18, 19, 20, ...
Processing, 101 ... Fluxgate magnetometer main body, 102 ...
Fluxgate magnetometer sensor unit, 201 ... Measuring section,
301, 302, 303, 304, 305, 306, 3
07, 308, 309, 310 ... Processing, 401 ... Straight line,
602 ... Wiring, 603-a, 603-b ... Coil, 60
4 ... Control device, 605 ... FLL circuit.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−84777(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 33/035 ZAA Continuation of the front page (56) Reference JP-A-9-84777 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01R 33/035 ZAA
Claims (5)
ら発生する磁場の所定の方向の成分を検出する複数の第
1のSQUID磁束計と,前記所定の方向の妨害磁場を
検出する第2,及び第3のSQUID磁束計と,前記第
1,第2,及び第3のSQUID磁束計を冷却する低温
容器と,前記第1,第2,及び第3のSQUID磁束計
を駆動する駆動回路と,前記第1,第2,及び第3のS
QUID磁束計により検出される信号を収集して信号処
理を行なう計算機と,前記信号処理の結果を表示する表
示手段とを具備し,前記第1,第2,及び第3のSQU
ID磁束計は差動型検出コイルを有し,前記第2,第3
のSQUID磁束計の前記差動型検出コイルのベースラ
インの長さが,前記第1のSQUID磁束計の前記差動
型検出コイルのベースラインの長さよりも短かく,前記
第2のSQUID磁束計の前記差動型検出コイルの前記
ベースラインの長さが,前記第3のSQUID磁束計の
前記差動型検出コイルの前記ベースラインの長さよりも
短かく,前記計算機は,複数の前記第1のSQUID磁
束計により得られた磁場波形から,前記第1のSQUI
D磁束計の間でのキャンセル率の違いを考慮して妨害磁
場をキャンセルする信号処理(a)と,前記信号処理
(a)により得られた磁場波形から,前記第2のSQU
ID磁束計の前記差動型検出コイルの前記ベースライン
と,前記第3のSQUID磁束計の前記差動型検出コイ
ルの前記ベースラインとの違いを考慮して妨害磁場をキ
ャンセルする信号処理(b)と,前記信号処理(b)に
より得られた磁場波形から,前記磁気シールドルームの
周波数特性に起因して発生している妨害磁場をキャンセ
ルする信号処理(c)とを行なうことを特徴とする磁場
計測装置。1. A plurality of first SQUID magnetometers for detecting a component in a predetermined direction of a magnetic field generated from an inspection target inside a magnetically shielded room, and a second and a second for detecting an interfering magnetic field in the predetermined direction. And a third SQUID magnetometer, a cryogenic container for cooling the first, second, and third SQUID magnetometers, and a drive circuit for driving the first, second, and third SQUID magnetometers. , The first, second, and third S
Comprising a computer for performing signal processing by collecting signals detected by QUID magnetometer, and display means for displaying the result of the signal processing, the first, second, and third SQU
The ID magnetometer has a differential type detection coil,
The baseline length of the differential detection coil of the SQUID magnetometer is shorter than the baseline length of the differential detection coil of the first SQUID magnetometer, and the second SQUID magnetometer is The length of the baseline of the differential detection coil is shorter than the length of the baseline of the differential detection coil of the third SQUID magnetometer. From the magnetic field waveform obtained by the SQUID magnetometer, the first SQUI
Considering the difference in the cancellation rate between the D magnetometers,
From the signal processing (a) for canceling the field and the magnetic field waveform obtained by the signal processing (a), the second SQU
Signal processing for canceling a disturbing magnetic field in consideration of the difference between the baseline of the differential detection coil of the ID magnetometer and the baseline of the differential detection coil of the third SQUID magnetometer (b) ) And the signal processing (c) for canceling the disturbing magnetic field generated due to the frequency characteristic of the magnetic shield room from the magnetic field waveform obtained by the signal processing (b). Magnetic field measuring device.
前記計算機は,前記周波数特性に起因して生じている前
記妨害磁場の発生が始まる初期時刻を推定し,推定され
た前記初期時刻が,前記信号処理(a),(b),及び
(c)により前記妨害磁場がキャンセルされた磁場波形
の時間軸に表示されることを特徴とする磁場計測装置。2. The magnetic field measuring device according to claim 1, wherein:
The computer estimates an initial time at which the generation of the disturbing magnetic field caused by the frequency characteristic starts, and the estimated initial time is the signal processing (a), (b), and (c). The magnetic field measuring apparatus is characterized in that the disturbing magnetic field is displayed on the time axis of the magnetic field waveform.
前記第2,第3のSQUID磁束計の前記差動型検出コ
イルの入力コイルの面積が,前記第1のSQUID磁束
計の前記差動型検出コイルの入力コイルの面積よりも大
であることを特徴とする磁場計測装置。3. The magnetic field measuring device according to claim 1, wherein:
The area of the input coil of the differential detection coil of the second and third SQUID magnetometers is larger than the area of the input coil of the differential detection coil of the first SQUID magnetometer. Characteristic magnetic field measurement device.
複数の前記第2のSQUID磁束計を有することを特徴Having a plurality of said second SQUID magnetometers
とする磁場計測装置。Magnetic field measuring device.
ら発生する磁場の所定の方向の成分を検出する複数の第To detect the components of the magnetic field generated in a predetermined direction.
1のSQUID磁束計と,前記所定の方向の妨害磁場を1 SQUID magnetometer and the disturbing magnetic field in the predetermined direction
検出する第2,及び第3のSQUID磁束計と,前記第Second and third SQUID magnetometers for detecting,
1,第2,及び第3のSQUID磁束計を冷却する低温Low temperature cooling first, second and third SQUID magnetometers
容器と,前記第1,第2,及び第3のSQUID磁束計Container and the first, second and third SQUID magnetometers
を駆動する駆動回路と,前記第1,第2,及び第3のSAnd a drive circuit for driving the first, second, and third S
QUID磁束計により検出される信号を収集して信号処The signal detected by the QUID magnetometer is collected and processed.
理を行なう計算機と,前記信号処理の結果を表示する表Table for displaying the result of the signal processing
示手段とを具備し,前記第1,第2,及び第3のSQUIndicating means, and the first, second, and third SQUs.
ID磁束計は差動型検出コイルを有し,前記第2,第3The ID magnetometer has a differential type detection coil,
のSQUID磁束計の前記差動型検出コイルのベースラOf the differential detection coil of the SQUID magnetometer
インの長さが,前記第1のSQUID磁束計の前記差動The length of the in is the differential of the first SQUID magnetometer.
型検出コイルのベースラインの長さよりも短かく,前記Shorter than the baseline length of the mold detection coil,
第2のSQUID磁束計の前記差動型検出コイルの前記The differential type detection coil of the second SQUID magnetometer
ベースラインの長さが,前記第3のSQUID磁束計のThe length of the baseline is the same as that of the third SQUID magnetometer.
前記差動型検出コイルの前記ベースラインの長さよりもThan the length of the baseline of the differential detection coil
短かく,前記第2,第3のSQUID磁束計の前記差動Briefly, the differential of the second and third SQUID magnetometers
型検出コイルの入力コイルの面積が,前記第1のSQUThe area of the input coil of the mold detection coil is equal to the first SQUA
ID磁束計の前記差動型検出コイルの入力コイルの面積Area of the input coil of the differential detection coil of the ID magnetometer
よりも大であることを特徴とする磁場計測装置。A magnetic field measuring device characterized by being larger than
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