JP3424664B2 - 磁場計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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））。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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）。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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に起因する妨害磁場を
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。

【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。

【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
の違いに起因する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に起因する妨害磁場をキャン
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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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がキャンセルする信号処理が実行
される。

【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，検出された生体磁場波形から，第１の
ＳＱＵＩＤ磁束計の１次微分型検出コイルの間でのキャ
ンセル率の違いに起因する妨害磁場と，第２のＳＱＵＩ
Ｄ磁束計の１次微分型検出コイルの間でのベースライン
の違いに起因する妨害磁場と，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とをキャンセ
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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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，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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００６５】

【数４】 α＝Ｓ₂／Ｓ₁ …（数４）

【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。

【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。

【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。

【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
なることにより生じる妨害磁場の混入量の違いを補正で
きる。

【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。

【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Ｆ_1i，Ｆ_2i，Ｆ_3i，Ｆ_4i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Ｇ_1i，Ｇ_2iとする。図４，及び図５に
示すｆ_1i，ｆ_2i，ｆ_3i，ｆ_4i，ｇ_1i，ｇ_2i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。

【００７２】

【数６】 Ｆ_j0＝Σ（Ｆ_ji）／Ｎ …（数６）

【００７３】

【数７】 Ｇ_k0＝Σ（Ｇ_ki）／Ｎ …（数７）

【００７４】

【数８】 ｆ_ji＝Ｆ_ji−Ｆ_j0 …（数８）

【００７５】

【数９】 ｇ_ki＝Ｇ_ki−Ｇ_k0 …（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Ｆ_ji（ｊ＝
１〜４，ｉ＝１〜Ｎ）から磁場波形Ｆ_jiの平均値を除去
した後の磁場波形ｆ_ji（ｊ＝１〜４，ｉ＝１〜Ｎ）を簡
単のためｆ_i，補償用磁束計によって得られる磁場波形
Ｇ_ki（ｋ＝１〜２，ｉ＝１〜Ｎ）から磁場波形Ｇ_kiお平
均値を除去した後の磁場波形ｇ_ki（ｋ＝１〜２，ｉ＝１
〜Ｎ）を簡単のためをｇ_i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。

【００７６】

【数１０】 Ｅ＝Σ（ｆ_i−γ×ｇ_i）² …（数１０）

【００７７】

【数１１】 γ＝Σ（ｆ_i×ｇ_i）／Σ（ｇ_i）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ｇ_1i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ｇ_2iとする。最初に，主にキャンセル率の違い
によって生ずる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。

【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。

【００７９】（処理１６）：主にキャンセル率の違いに
よって生じている妨害磁場を，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。

【００８０】

【数１２】 γ₁＝Σ（ｆ_1i×ｇ_1i）／Σ（ｇ_1i）² …（数１２）

【００８１】

【数１３】 γ₂＝Σ（ｆ_2i×ｇ_1i）／Σ（ｇ_1i）² …（数１３）

【００８２】

【数１４】 γ₃＝Σ（ｆ_3i×ｇ_1i）／Σ（ｇ_1i）² …（数１４）

【００８３】

【数１５】 γ₄＝Σ（ｆ_4i×ｇ_1i）／Σ（ｇ_1i）² …（数１５）

【００８４】

【数１６】 γ₅＝Σ（ｇ_2i×ｇ_1i）／Σ（ｇ_1i）² …（数１６）

【００８５】

【数１７】 ｆ'_1i＝ｆ_1i−γ₁×ｇ_1i …（数１７）

【００８６】

【数１８】 ｆ'_2i＝ｆ_2i−γ₂×ｇ_1i …（数１８）

【００８７】

【数１９】 ｆ'_3i＝ｆ_3i−γ₃×ｇ_1i …（数１９）

【００８８】

【数２０】 ｆ'_4i＝ｆ_4i−γ₄×ｇ_1i …（数２０）

【００８９】

【数２１】 ｇ'_2i＝ｇ_2i−γ₅×ｇ_1i …（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。

【００９０】（処理１９）：γ'₁，γ'₂，γ'₃，γ'
₄を，（数２２）〜（数２５）により求める。

【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。

【００９２】

【数２２】 γ'₁＝Σ（ｆ'_1i×ｇ'_2i）／Σ（ｇ'_2i）² …（数２２）

【００９３】

【数２３】 γ'₂＝Σ（ｆ'_2i×ｇ'_2i）／Σ（ｇ'_2i）² …（数２３）

【００９４】

【数２４】 γ'₃＝Σ（ｆ'_3i×ｇ'_2i）／Σ（ｇ'_2i）² …（数２４）

【００９５】

【数２５】 γ'₄＝Σ（ｆ'_4i×ｇ'_2i）／Σ（ｇ'_2i）² …（数２５）

【００９６】

【数２６】 ｆ"_1i＝ｆ'_1i−γ'₁×ｇ'_2i …（数２６）

【００９７】

【数２７】 ｆ"_2i＝ｆ'_2i−γ'₂×ｇ'_2i …（数２７）

【００９８】

【数２８】 ｆ"_3i＝ｆ'_3i−γ'₃×ｇ'_2i …（数２８）

【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。

【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。

【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Ｂ_r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）。

【０１０２】

【数３０】 Ｂ_r（ｔ）＝ｅｘｐ（−ｔ／Ｔ） …（数３０） （数３０）に示す磁場波形Ｂ_r（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。

【０１０３】

【数３１】 Ｂ₁（ｔ）＝ｅｘｐ（−ｔ／Ｔ₁）−ｅｘｐ（−ｔ／Ｔ₂） ＝｛１−ｅｘｐ（−ｔ（１／Ｔ₂−１／Ｔ₁））｝×ｅｘｐ（−ｔ／Ｔ₁） …（数３１）

【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。

【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。

【０１０６】

【数３４】 δ＝（１／Ｔ₂−１／Ｔ₁）／（１／Ｔ₄−１／Ｔ₃） …（数３４）

【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）

【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。

【０１０９】

【数３７】 η＝（１／Ｔ₁−１／Ｔ₃）×（１／Ｔ₄−１／Ｔ₃）×δ …（数３７）

【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。

【０１１１】図６（ａ）は，理論計算により得られる磁
場波形Ｂ_r（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。

【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。

【０１１３】なお，以上の計算では，Ｂ_r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。

【０１１４】磁場波形Ｂ_r（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。

【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。

【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。

【０１１７】（処理３０３）：ｊチャンネル（ｊ＝１〜
４）に関する，振幅η_j，時定数Ｔ_j（Ｔ_j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，η_j＝１，Ｔ_j＝０．２秒と設定とする。

【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Ｂ_est,_j,_iを（数３９）により計算する。

【０１１９】（処理３０５）：ハイパスフィルタ処理を
行なう。

【０１２０】（処理３０６）：（数４０）に従って測定
値Ｂ_mes,_j,_iとＢ_est,_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Ｂ_mes,_j,_iの磁場波
形の時間軸に於けるサンプリング点ｔ_iの数を示す）に
関する加算を示すものとする。

【０１２１】

【数３９】 Ｂ_est,_j,_i＝−η_j×ｔ_i ²×ｅｘｐ（−ｔ_i／Ｔ_j） …（数３９）

【０１２２】

【数４０】 Ｅ_j＝Σ（Ｂ_mes,_j,_i−Ｂ_est,_j,_i）² …（数４０） （処理３０７）：Ｅ_j＞予め設定した基準値（例えば，
Ｅ_j＞１０^-4）の時は（処理３０８）を実行し，Ｅ_j≦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。

【０１２３】（処理３０８）：シンプレックス法によ
り，より評価関数の値Ｅ_jが小さくなるように，振幅
η_j，時定数Ｔ_j，データの始まりの点（初期点）を求め
て，（処理３０４）を実行する。

【０１２４】（処理３０９）：最適解として求められ
た，振幅η_j，時定数Ｔ_j，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Ｂ_mes,_j,_iか
ら，Ｂ_est,_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Ｂ_c,_j,_iを得る。

【０１２５】

【数４１】 Ｂ_c,_j,_i＝Ｂ_mes,_j,_i−Ｂ_est,_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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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ｆ_1i，ｆ_2i，ｆ_3i，ｆ_4iに対応してい
る。ｃｈ．ｉはｉチャンネルを意味する。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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ｆ_1i，ｆ_2i，ｆ_3i，ｆ_4i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ｇ_1i，ｇ_2iに対応している。

【０１３６】ｒｅｆ．ｃｈ．１の磁場波形ｇ_1i（図１１
（ｅ））とｒｅｆ．ｃｈ．２の磁場波形ｇ_2i（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
ｆ_1i，ｆ_2i，ｆ_3i，ｆ_4iと同じ形の妨害磁場の波形が出
現している。

【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ｇ_1i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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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
ャンセル率のみで決定される妨害磁場をキャンセルする
構成とする。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【０１８１】

【数４３】 α'＝（ｓ₂−ｓ₃）／（ｓ₁−ｓ₂） …（数４３）

【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。

【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。

【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り生じる妨害磁場の混入量の違いを
補正できる。

【０１８５】第１の実施例と同様にして，（数３０）に
示す磁場波形Ｂ_r（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。

【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）

【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。

【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。

【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。

【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）

【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。

【０１９２】

【数５１】 η'＝−（１／ｔ₂−１／ｔ'₂）×｛（１／ｔ'₂−１／ｔ'₁） −（１／ｔ'₃−１／ｔ'₂）｝×δ' …（数５１）

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−84777（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−83965（ＪＰ，Ａ) 特開2000−37362（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−104099（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 5/05 G01R 33/035 ZAA

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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磁場の法線方向の成
   分を検出する複数の第１のＳＱＵＩＤ磁束計と，前記法
   線方向の妨害磁場を検出する複数の第２のＳＱＵＩＤ磁
   束計と，前記第１及び第２のＳＱＵＩＤ磁束計を冷却す
   る低温容器と，前記第１及び第２のＳＱＵＩＤ磁束計を
   駆動する駆動回路と，前記検査対象を上下から挾んで配
   置され前記妨害磁場をキャンセルする磁場を発生するキ
   ャンセルコイルと，前記キャンセルコイルに流す電流を
   制御する制御手段と，前記第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，前記第１及び第２のＳＱＵＩＤ磁束
   計は差動型検出コイルを有し，前記第２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く，前記制御手段は，前記
   キャンセルコイルに流す電流を，前記複数の第２のＳＱ
   ＵＩＤ磁束計の１つのＳＱＵＩＤ磁束計の出力に基づい
   て制御して，前記キャンセルコイルは，前記妨害磁場と
   逆方向の磁場を発生することを特徴とする磁場計測装
   置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の磁場計測装置に於いて，
   前記第２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. 【請求項３】請求項１に記載の磁場計測装置に於いて，
   前記複数の第２のＳＱＵＩＤ磁束計の前記１つのＳＱＵ
   ＩＤ磁束計を駆動する前記駆動回路が独立に設けられ，
   前記キャンセルコイルが，前記独立に設けられた前記駆
   動回路で使用するフィードバックコイルを兼ねることを
   特徴とする磁場計測装置。
4. 【請求項４】請求項１に記載の磁場計測装置に於いて，
   前記キャンセルコイルが，前記電磁シールドルームの内
   部又は外部に配置されることを特徴とする磁場計測装
   置。