JP3770026B2 - Magnetic measuring device - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気計測装置に関し、特にSQUID(Superconducting Quantum Interference Device:超電導量子干渉素子)を利用し、生体等から発生する微少磁界の測定に用いるのに好適な高感度磁気計測装置に関する。特に、本発明は、マルチチャネル生体磁気計測装置において、ピックアップコイルが検出する生体磁気信号に、環境の磁気雑音が混入して磁気計測装置の感度を悪化させるのを防止するものである。このため、環境の磁気雑音を測定するリファレンスコイルを用い、ピックアップコイルが拾う環境の磁気雑音を、リファレンスコイルの出力に基づいて取り除くようにした磁気計測装置に好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、生体等から発生する微少磁界の測定に、SQUIDを利用した高感度な磁気計測装置が用いられている。 SQUID磁気計測装置は、脳や心臓から発生する微弱な生体磁界を計測することができ、生体磁界の分布を知ることができれば磁界を発生させている電流源の推定が可能となるので、 SQUID磁気計測装置は、脳機能や心機能の診断、解明を行う医療機器として注目されている。
【0003】
生体磁気を計測する場合、生体磁気は非常に微弱なため、環境の磁気雑音に埋もれている。そこで、環境の磁気雑音を測定するリファレンスコイルを用意し、ピックアップコイルの測定値からリファレンスコイルの測定値を差し引くという雑音除去の手法が特開平5−297087号公報に記載されている。この従来例において、リファレンスコイルは、ピックアップコイルの上部の生体磁気源から離れた位置に設けられている。
【0004】
リファレンスコイルは生体磁気計測を測定するピックアップコイルと異なり、環境の磁気雑音のみを計測しなければならない。リファレンスコイルに生体磁気が入り込むと、ピックアップコイル6の測定値からリファレンスコイル7の測定値を差し引く場合、実際の生体磁気を精度よく計測できない。このため、リファレンスコイルは、生体磁気源及びピックアップコイルから遠く離れた位置に配置される必要がある。しかし、リファレンスコイルは、液体ヘリウム等で超電導状態を維持できる温度に冷却される必要があるため、ピックアップコイルを収納する容器の上部で液体ヘリウムの液面に近い位置に設置することが考えられている。
【0005】
マルチチャネル生体磁気計測装置を長時間使用する場合、ピックアップコイルを収納した容器内の液体ヘリウムは外部からの浸入熱で蒸発し、液面は徐々に低下する。液面が低下すると容器上部の蒸気層の温度は外部からの熱浸入で温度が上昇し、容器上部に配置したリファレンスコイルの温度が蒸気層で加温されてリファレンスコイルを超電導状態に維持できなくなり、リファレンスコイルとして機能しなくなる。したがって、リファレンスコイルが液体ヘリウムの液面上に露出しないように絶えず液体ヘリウムを補給しなければならず、その補給作業が煩雑となり、さらに補給作業時に、補給管の熱や容器内への加温ガスの流入等により、高価な液体ヘリウムが損失し、磁気計測装置の運転コストが増加する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ピックアップコイルの上部にリファレンスコイルを離して設置可能にし、ピックアップコイルの測定値から磁気雑音を除去できるようにした磁気計測装置を得ることにある。
【0007】
本発明の他の目的は、リファレンスコイルが液体ヘリウム液面から露出してもリファレンスコイルの超電導状態を維持することができるようにすることにある。
【0008】
本発明の更に他の目的は、液体ヘリウム液面からリファレンスコイルが露出しても、リファレンスコイルを、超電導状態が維持できる臨界温度以下に冷却することができる磁気計測装置を得ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第1の特徴は、冷媒を充填された内容器と、その内容器を囲むように設置され且つ前記内容器との間に断熱用の空隙を形成する外容器と、被検体が発する微弱磁気を検出するために前記内容器の内部に設けられピックアップコイルと、環境の磁気雑音を測定するために前記内容器の内部に設けられたリファレンスコイルとを備え、前記ピックアップコイルが拾う環境の磁気雑音を、前記リファレンスコイルの出力に基づいて取り除くように構成した磁気計測装置において、少なくとも計測時に、前記冷媒の液面下に前記ピックアップコイルが位置する構成とし、このピックアップコイルの上方に前記リファレンスコイルを設置し、且つ前記リファレンスコイルを囲むように配置された断熱手段と、前記リファレンスコイルと直接もしくは間接的に熱的に一体化され、計測時に少なくとも一部が前記冷媒の液面に接するように配置された熱伝導手段とを備えていることにある。
【0010】
本発明の第2の特徴は、冷媒を充填された内容器と、断熱用の空隙を形成して前記内容器を囲むように設置された外容器と、前記内容器内に設けられ被検体が発する磁気を検出するものであって、少なくとも計測時に、前記冷媒の液面下に位置する構成としたピックアップコイルと、環境の磁気雑音を測定するためのものであって、前記ピックアップコイルの上方の前記内容器内に設けられたリファレンスコイルと、前記リファレンスコイルを囲むように配置された断熱材と、前記リファレンスコイルと熱的に一体化され、計測時に少なくとも一部が前記冷媒の液面に接するように配置された熱伝導体とを備え、前記ピックアップコイルが拾う環境の磁気雑音を、前記リファレンスコイルの出力に基づいて取り除くように構成した磁気計測装置にある。
【0011】
ここで、前記リファレンスコイルを複数設ける場合には、前記断熱材は、各リファレンスコイルのそれぞれに対して設けても、或いはこれらリファレンスコイル群の周りを覆うように一つ配置するようにしても良い。
【0012】
本発明の第3の特徴は、液冷媒を収容する内容器と、空隙を介して前記内容器を囲むように設置された外容器と、前記内容器内に設けられ、少なくとも計測時には前記液冷媒中に位置させて被検体が発する磁気を検出するピックアップコイルと、該ピックアップコイル上方の前記内容器内に設けられ、磁気雑音を検出するためのリファレンスコイルと、該リファレンスコイルと直接または間接的に熱的に一体化され、計測時に少なくとも一部が前記液冷媒に接するように配置された熱伝導体とを備えた磁気計測装置にある。
【0013】
本発明の第4の特徴は、液冷媒を収容する内容器と、空隙を介して前記内容器を囲むように設置された外容器と、前記内容器内に設けられ、少なくとも計測時には前記液冷媒中に位置させて被検体が発する磁気を計測するピックアップコイルと、該ピックアップコイル上方の前記内容器内に設けられ、磁気雑音を計測するためのリファレンスコイルと、該リファレンスコイルの周囲に設けられ、前記計測時に少なくとも一部が前記液冷媒に接するように構成された熱伝導体とを備えた磁気計測装置にある。
【0014】
なお、上記熱伝導体は、短冊状の銅板または小径のエナメル被覆銅線で構成すると良い。
【0015】
本発明の第5の特徴は、液冷媒を収容する内容器と、空隙を介して前記内容器を囲むように設置された外容器と、前記内容器内に設けられ、少なくとも計測時には前記液冷媒中に位置させて被検体が発する磁気を計測する超電導材料で構成されたピックアップコイルと、該ピックアップコイル上方の前記内容器内に設けられ、ピックアップコイルに要求されるの超電導温度より高い温度で超電導状態を維持できる超電導材料で構成され、磁気雑音を計測するためのリファレンスコイルとを備え、前記リファレンスコイルは前記外容器内または内容器内で該リファレンスコイルに要求される超電導温度以下となる部位に配置されている磁気計測装置にある。
【0016】
ここで、前記ピックアップコイルは7K以下の臨界温度で超電導状態となるSQUID素子であり、前記リファレンスコイルは90K以下の高臨界温度で超電導状態となる材料で構成するとより好適である。
【0017】
【発明の実施の形態】
現在考えられているSQUIDを使用した磁気計測装置を図5に示す。図において、磁気計測装置1は、ヘリウムなどの液冷媒2を充填された内容器3、この内容器3との間に断熱用の空隙4を形成して該内容器3を囲むように設置された外容器5、前記内容器3の内部に設けられ被検体が発する微弱磁気を検出するピックアップコイル6、前記内容器3の内部に設けられ環境の磁気雑音を測定するためのリファレンスコイル7、前記ピックアップコイル6が拾う環境の磁気雑音を前記リファレンスコイル7の出力に基づいて取り除く処理をするデータ処理装置8等で構成されている。
【0018】
また、内容器3を囲むように設置され常温部からの輻射熱を吸収し、内容器3への輻射熱の浸入を防止する熱シールド板9が設置されており、この熱シールド板9は内容器3の上部の低温部分にフランジ10を介して熱的に一体化され、温度約70K以下に冷却されている。熱シールド板9には積層断熱材(図示せず)が巻き付けられている。一方、内容器3の上部の空間には、ポリウレタン等の円盤状の発泡断熱材を積層して構成したインサート11が配置され、上部常温部からの熱浸入が防止される。冷媒2は冷媒移送管12から補給され、冷媒2の蒸発ガスは内容器3の内面及びインサート11の外面を冷却しながら加温され排気口13から大気に放出される。インサート11、冷媒移送管12、排気口13はフランジ14で支持される。ピックアップコイル6及びリファレンスコイル7と、データ処理装置8とは計測線15で接続されている。
【0019】
ピックアップコイル6とリファレンスコイル7は、液体ヘリウムや液体窒素等の冷媒2により、超電導性を発生する極低温状態、すなわち超電導状態を維持できる温度に冷却される。また、効率の良い生体磁気の計測や精度の高い電流源推定を行うために、ピックアップコイル6はマルチチャンネル化され、生体内の広い領域に係る磁界の分布を計測するようにしている。生体磁気は非常に微弱なため、環境の磁気雑音に埋もれており、生体磁気を計測することは難しい。そこで、環境の磁気雑音を測定するリファレンスコイル7を用い、ピックアップコイル6の測定値からリファレンスコイル7の測定値を差し引くという雑音除去の手法が取られている。リファレンスコイル7は生体磁気源から離れたピックアップコイル6の上部に配置されている。
【0020】
本発明は、リファレンスコイルの周りを断熱材で覆うと共に、リファレンスコイルと直接もしくは間接的に熱的に一体化され計測時に少なくとも一部が前記冷媒(例えば液体ヘリウム)の液面に接するように配置された熱伝導体を設け、この熱伝導体を介してリファレンスコイルを下部の液冷媒で冷却するようにしたものである。これにより、ピックアップコイルの上方に離して設置したリファレンスコイルが露出しても、リファレンスコイルを超電導状態を維持しうる温度に冷却できる。したがって、ピックアップコイルの測定値からリファレンスコイルの測定値を差し引き磁気雑音を除去した高精度の磁気計測値を得ることができる。
【0021】
さらに、本発明では、リファレンスコイルが液冷媒面から露出してもリファレンスコイルの超電導状態を維持できるから、液冷媒の補給周期を延ばすことができ、液冷媒補給時の液体ヘリウム等の液冷媒の損失を低減できる。したがって、本発明の磁気計測装置によれば、運転コストを低減することが可能となる。
【0022】
以下、本発明の具体的実施例を図1〜図4に基づき説明する。なお、図5と同一または相当する部分には同一符号を使用している。
【0023】
図において、6はピックアップコイルで、温度約7K以下の臨界温度(例えば、大気圧の液体ヘリウム温度の4.2K)で超電導状態となるNbTi等 の材料で構成されたSQUID素子、或いは温度約90K以下の高臨界温度(例えば、大気圧の液体窒素温度の77K)で超電導状態となるYBa2Cu37等 の材料で構成されている。2はこれらSQUID素子(ピックアップコイル6)の冷却媒体で、液体ヘリウムや液体窒素が一般に使用され、内容器3内に封入されている。5は内容器3を包囲するとともに内容器3との間に断熱空間4を形成するように設けられた外容器である。内容器3の内部はフランジ14で外部空気と遮断されている。15は、ピックアップコイル6からの計測電流をSQUID素子格納用極低温容器100の外部に導く計測用導線である。内容器3と外容器5は測定磁束による渦電流の発生を防止するため、非電導体の例えばガラスエポキシ樹脂等の非磁性材料で製作される。計測用導線15は外部のデ−タ処理装置8と接続され、計測値から磁束分布や発生電流分布等を計算し、画像化処理等を行う。
【0024】
ノイズとなる渦電流が、外容器5からの磁場変動によって発生するのを低減するために、図4に示すように、短冊状の銅板9aや小径のエナメル被覆銅線9bで構成された熱シールド板9が、内容器3の極低温部を包囲ように、断熱空間4に設けられている。また、外容器5からの輻射熱の侵入を防止するため、熱シールド板9の外部にはアルミニュウム蒸着マイラー等の積層断熱材(図示せず)が巻き付けられている。
【0025】
ピックアップコイル6は、図2に示すように、超電導線を例えばプラスチック製のコイルボビン20にループ状に上下にそれぞれ逆方向巻きにして構成する。下端部側の入力ループ21により、被検体が発する磁気及び入力ループ21に入る外部磁気(この外部磁気は被検体99が発する磁気と大きさがほぼ同じ程度)を計測し、逆巻きにされた上部側のキャンセルループ22で入力ループ21に入る前記外部磁気とほぼ同じベクトル値を有する外部磁気を計測する。入力ループ21とキャンセルループ22を直列に構成することによって、その差分すなわち被検体が発する磁気を超電導ループ23で測定する。超電導ループ23は、微弱な磁気変化を出力電圧の大きな変化に変換するトランデューサとして動作するジョセフソン接合を含む。
【0026】
リファレンスコイル7は、図3,図4に示すように、入力ループ24をコイルボビン25にループ状に巻き付けて構成され、入力ループ24で外界の磁気をシールドする例えばパーマロイ製の磁気シールド体を貫通して磁気シールド体内に浸入した外部磁気を超電導ループ23で測定する。一般に、磁気シールド体内に浸入した外部磁気は被検体が発する磁気より比較的大きい。
【0027】
リファレンスコイル7の周りは、ポリウレタン等の発泡材、気泡入りエポキシ樹脂、セラミック或いはプラスチック等で構成された断熱材16で覆われている。また、リファレンスコイル7の周りは、磁場変動で生じてノイズとなる渦電流の発生し難い短冊状の銅板9aや小径のエナメル被覆銅線9bで構成された熱伝導体18で覆われ、この熱伝導体18は下部まで延長され、この熱伝導体18下部を液体ヘリウム2に浸すように構成されている(図1参照)。また、断熱材16の内側には、図3に示すように、ワックス,蝋,エポキシ樹脂或いはグリースのような非磁性の伝熱媒体26が封入され、リファレンスコイル7と熱伝導体18とが熱的に一体化されるようにしている。
【0028】
マルチチャネルの磁気計測装置を長時間使用する場合、ピックアップコイル6を収納した内容器3内の液体ヘリウム2は外部からの熱浸入で蒸発し、液面は徐々に低下する。液面が低下すると内容器3上部の蒸気層温度は外部からの熱浸入で温度が上昇し20K程度まで上昇する。このため、内容器3の上部に配置したリファレンスコイル7の温度が蒸気層で加温され、リファレンスコイル7の超電導性が壊れ、リファレンスコイル7として使用できなくなる。しかし、本実施例では、図1に示すように、液体ヘリウム2の液面が低下した場合でも、断熱材16により、温度が約20Kの周りの蒸発ガスからリファレンスコイル7が加熱されるのを防止される。熱伝導体18の下部は液体ヘリウム2の液面下に漬かっているため、熱伝導体18を介して伝熱媒体26が冷却され、伝熱媒体26でリファレンスコイル7全体を均一に超電導温度以下に冷却することができる。本実施例によれば、ピックアップコイル6の上部に離して設置したリファレンスコイル7が液体ヘリウム液面上に露出しても、リファレンスコイル7を超電導温度に冷却し、ピックアップコイル6の測定値からリファレンスコイル7の測定値を差し引いて磁気雑音を除去し、これにより磁気計測値の精度を向上することができる。
【0029】
さらに、本実施例によれば、液体ヘリウムの補給周期を延ばすことができるので、液体ヘリウム補給時の液体ヘリウム損失を減らすことができ、磁気計測装置の運転コストを低減することが可能である。なお、本実施例では、熱伝導体9a,9b(18)を断熱材16の内周部に配置した場合について説明したが、断熱材16の外周部に配置しても同様な効果を得ることができる。
【0030】
本発明の他の例を図6示す。この例では、リファレンスコイル7の周りは、ポリウレタン等の発泡材、気泡入りエポキシ樹脂、セラミック或いはプラスチック等で製作された断熱材16で覆われている。また、プラスチック製のコイルボビン25の内部には、上端部を熱的に一体化した、短冊状の銅板や小径のエナメル被覆銅線で構成された熱伝導体18が配置され、その熱伝導体18は下部に伸ばされ、液体ヘリウム2に浸すように構成されている。また、断熱材16内にはワックス、蝋、エポキシ樹脂或いはグリースのような非磁性の伝熱媒体を封入し、リファレンスコイル7と熱伝導体18を熱的に一体化するようにしても良い。この例によれば、液体ヘリウム2の液面が低下した場合でも、温度が約20Kの周りの蒸発ガスからリファレンスコイル7が加熱されることを断熱材16により防止し、熱伝導体18が液体ヘリウム2の液面下に漬かっているため、熱伝導体18でリファレンスコイル7を直接冷却できる。したがって、リファレンスコイル7の全体を均一に超電導温度以下に冷却することができ、図1の実施例と同様な効果が得られる。
【0031】
本発明の更に他の例を図7示す。この例では、リファレンスコイル7群の周りの上部及び側部全体が、ポリウレタン等の発泡材、気泡入りエポキシ樹脂、セラミック或いはプラスチック等で製作された断熱材27で覆われている。プラスチック製のコイルボビン内部には、上端部を熱的に一体化した短冊状の銅板や小径のエナメル被覆銅線で構成された熱伝導体18が配置され、その熱伝導体18を下部に伸ばして液体ヘリウム2に浸すようにしている。また、リファレンスコイル7の周囲は、ワックス、蝋、エポキシ樹脂或いはグリースのような非磁性の伝熱媒体19で囲まれ、ファレンスコイル7と熱伝導体18とは伝熱媒体19を介して熱的に一体化されている。このようにすることにより、液体ヘリウム2の液面が低下した場合でも、断熱材27により、その外部の蒸発ガスの気層部からリファレンスコイル7が加熱されるのを防止でき、熱伝導体18は液体ヘリウム2の液面下に漬かっているため、熱伝導体18でリファレンスコイル7を直接冷却して、リファレンスコイル7群の全体を超電導温度以下に均一に冷却することができる。なお、リファレンスコイル7群の上部のみを断熱材27で覆うようにしても同程度の効果が得られる。
【0032】
本発明の更に他の例を図8示す。この例では、上記各例とは異なり、断熱材を使用せずにリファレンスコイル7群を冷却できるようにしたものである。この例では図に示すように、リファレンスコイル7群の周りに短冊状の銅板や小径のエナメル被覆銅線で構成した熱伝導体18群を下部に伸ばして配置し、熱伝導体18群の下部を液体ヘリウム2に浸すようにしたものである。このように構成することにより、液体ヘリウム2の液面が下部にある場合でも、リファレンスコイル7群の周りの蒸発ガスの温度を超電導温度以下に維持することができ、リファレンスコイル7群の温度を約5Kに維持できる。この構造では、定常時の液体ヘリウムの蒸発量は若干増すが、液体ヘリウムの補給周期がわずかに短くなるだけである。したがって、従来に比べ液体ヘリウムの補給周期を延ばすことができ、液体ヘリウム補給時の液体ヘリウムの損失を減らすことができる。
【0033】
本発明の更に他の例を図9示す。この例も、断熱材を使用せずにリファレンスコイル28群を冷却できるものである。図に示すように、液体ヘリウム2の液面が下部にある場合、液体ヘリウム2の液面から離れたリファレンスコイル28群の周りの蒸発ガスの温度は20K程度となっている。そこで、この例ではリファレンスコイル28を、温度約90K以下の高臨界温度(例えば、大気圧の液体窒素温度の77K)で超電導状態となるYBa2Cu37等 の材料で構成し、超電導状態を維持できるようにしたものである。本例によれば、液体ヘリウム2の液面が低下しても、高温超電導材料で構成されたリファレンスコイル28群の使用により、超電導状態に維持することが可能になる。なお、リファレンスコイル28群を高温超電導材料で構成することにより、上方のインサート材11中の温度が約77Kの部位に設置することも可能になり、生体磁場源からリファレンスコイル29群をより離すことができるから、生体磁場の計測精度を更に向上できる。また、温度約70K以下に冷却された熱シールド板9にリファレンスコイル30を熱的に一体化して取り付けることにより、より広範囲の外部磁場ノイズを計測することも可能になる。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、ピックアップコイルの上部にリファレンスコイルを設けているので、ピックアップコイルの測定値から磁気雑音を除去でき、生体磁気計測値の精度を向上することができる。
【0035】
また、ピックアップコイルの上部に離してリファレンスコイルを設置でき、リファレンスコイルが液体ヘリウムの液面から露出しても、その超電導状態を維持することが可能となる。したがって、液体ヘリウムの補給周期を延ばすことができ、液体ヘリウムの補給時の液体ヘリウム損失を低減できるから、運転コストの低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す磁気計測装置の縦断面図。
【図2】図1におけるピックアップコイル6の部分の構成を示す図。
【図3】図1におけるリファレンスコイル7の部分の構成を示す図。
【図4】図3に示すリファレンスコイルの拡大斜視断面図。
【図5】現在考えられているSQUIDを使用した磁気計測装置の縦断面図。
【図6】本発明の他の例を示す磁気計測装置の縦断面図。
【図7】本発明の更に他の例を示す磁気計測装置の縦断面図。
【図8】本発明の更に他の例を示す磁気計測装置の縦断面図。
【図9】本発明の更に他の例を示す磁気計測装置の縦断面図。
【符号の説明】
1…磁気計測装置、2…冷却媒体(液体ヘリウム)、3…内容器、4…断熱空間、5…外容器、6…ピックアップコイル、7,28,30…リファレンスコイル、8…デ−タ処理装置、9…熱シールド板(9a…銅板,9b…エナメル被覆銅線)、10,14…フランジ、11…インサート(材)、12…冷媒輸送管、13…排気口、15…計測用導線、16…断熱材、18…熱伝導体、19,26…伝熱媒体、20,25…コイルボビン、21,24…入力ループ、22…キャンセルループ、23…超電導ループ、100…SQUID素子格納用極低温容器。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic measurement device, and more particularly, to a high-sensitivity magnetic measurement device suitable for use in measurement of a minute magnetic field generated from a living body or the like using a SQUID (Superconducting Quantum Interference Device). In particular, according to the present invention, in a multi-channel biomagnetic measurement device, environmental magnetic noise is prevented from being mixed into a biomagnetic signal detected by a pickup coil to deteriorate the sensitivity of the magnetic measurement device. Therefore, the present invention is suitable for a magnetic measurement apparatus that uses a reference coil that measures the magnetic noise of the environment and removes the magnetic noise of the environment picked up by the pickup coil based on the output of the reference coil.
[0002]
[Prior art]
In recent years, high-sensitivity magnetic measurement devices using SQUID have been used to measure minute magnetic fields generated from living bodies and the like. The SQUID magnetic measurement device can measure the weak biomagnetic field generated from the brain and heart, and if the distribution of the biomagnetic field can be known, the current source that generates the magnetic field can be estimated. Measuring devices are attracting attention as medical devices for diagnosing and elucidating brain functions and cardiac functions.
[0003]
When measuring biomagnetism, biomagnetism is very weak and is buried in environmental magnetic noise. Japanese Patent Laid-Open No. 5-297087 discloses a noise removal technique in which a reference coil for measuring magnetic noise in the environment is prepared and the measured value of the reference coil is subtracted from the measured value of the pickup coil. In this conventional example, the reference coil is provided at a position away from the biomagnetic source above the pickup coil.
[0004]
Unlike the pick-up coil that measures biomagnetic measurements, the reference coil must measure only the environmental magnetic noise. When biomagnetism enters the reference coil, when the measurement value of the reference coil 7 is subtracted from the measurement value of the pickup coil 6, the actual biomagnetism cannot be accurately measured. For this reason, the reference coil needs to be arranged at a position far from the biomagnetic source and the pickup coil. However, since the reference coil needs to be cooled to a temperature capable of maintaining a superconducting state with liquid helium or the like, it is considered that the reference coil is installed at a position close to the liquid helium surface above the container that houses the pickup coil. Yes.
[0005]
When the multi-channel biomagnetic measuring device is used for a long time, the liquid helium in the container containing the pickup coil evaporates due to heat entering from the outside, and the liquid level gradually decreases. When the liquid level decreases, the temperature of the vapor layer at the top of the container rises due to heat penetration from the outside, and the temperature of the reference coil placed at the top of the container is heated by the vapor layer, making it impossible to maintain the reference coil in a superconducting state. It will not function as a reference coil. Therefore, the liquid helium must be constantly replenished so that the reference coil is not exposed on the liquid helium surface, and the replenishment work becomes complicated. Due to gas inflow or the like, expensive liquid helium is lost, and the operating cost of the magnetic measuring device increases.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to obtain a magnetic measuring device that can be installed separately from an upper portion of a pickup coil so that magnetic noise can be removed from the measured value of the pickup coil.
[0007]
Another object of the present invention is to make it possible to maintain the superconducting state of the reference coil even if the reference coil is exposed from the liquid helium surface.
[0008]
Still another object of the present invention is to obtain a magnetic measuring device capable of cooling a reference coil to a critical temperature or less that can maintain a superconducting state even if the reference coil is exposed from the liquid helium liquid level.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first feature of the present invention is that an outer container filled with a refrigerant and an outer space that is installed so as to surround the inner container and that forms a heat insulating gap between the inner container and the inner container. A container, a pickup coil provided inside the inner container for detecting weak magnetism generated by the subject, and a reference coil provided inside the inner container for measuring environmental magnetic noise, In the magnetic measurement device configured to remove the magnetic noise of the environment picked up by the pickup coil based on the output of the reference coil, the pickup coil is positioned below the liquid level of the refrigerant at least during measurement, A heat insulating means disposed so as to surround the reference coil, the reference coil being disposed above the pickup coil; Directly Reference coil or indirectly thermally integrated, lies in that at least part of which is a heat conduction means arranged to be in contact with the liquid surface of the refrigerant at the time of measurement.
[0010]
A second feature of the present invention is that an inner container filled with a refrigerant, an outer container installed so as to surround the inner container by forming a space for heat insulation, and a subject provided in the inner container A magnet that detects the generated magnetism, and at least at the time of measurement, a pickup coil configured to be positioned below the liquid level of the refrigerant, and for measuring magnetic noise in the environment, A reference coil provided in the inner container, a heat insulating material arranged so as to surround the reference coil, and the reference coil are thermally integrated with each other, and at least a part is in contact with the liquid level of the refrigerant during measurement. And a magnetic measuring device configured to remove magnetic noise in the environment picked up by the pickup coil based on the output of the reference coil Located in.
[0011]
Here, when a plurality of the reference coils are provided, the heat insulating material may be provided for each of the reference coils or may be arranged so as to cover the periphery of the reference coil group. .
[0012]
According to a third aspect of the present invention, there is provided an inner container for storing the liquid refrigerant, an outer container installed so as to surround the inner container via a gap, and the liquid refrigerant provided in the inner container at least at the time of measurement. A pickup coil that is positioned inside and detects magnetism generated by the subject, a reference coil for detecting magnetic noise provided in the inner container above the pickup coil, and directly or indirectly with the reference coil The magnetic measuring device includes a thermal conductor that is thermally integrated and at least part of which is disposed so as to be in contact with the liquid refrigerant during measurement.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an inner container that contains the liquid refrigerant, an outer container that is installed so as to surround the inner container via a gap, and the liquid refrigerant that is provided in the inner container at least at the time of measurement. A pickup coil for measuring magnetism generated by the subject positioned inside, a reference coil for measuring magnetic noise provided in the inner container above the pickup coil, and provided around the reference coil, The magnetic measurement apparatus includes a heat conductor configured so that at least a part thereof is in contact with the liquid refrigerant during the measurement.
[0014]
The heat conductor is preferably composed of a strip-shaped copper plate or a small-diameter enamel-coated copper wire.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an inner container that stores the liquid refrigerant, an outer container that is installed so as to surround the inner container via a gap, and the liquid refrigerant that is provided in the inner container at least at the time of measurement. A superconducting material that is positioned inside and is provided in the inner container above the pick-up coil and that is higher than the superconducting temperature required for the pick-up coil. A superconducting material capable of maintaining the state, and a reference coil for measuring magnetic noise, the reference coil in the outer container or in the inner container at a portion below the superconducting temperature required for the reference coil It is in the magnetic measuring device that is arranged.
[0016]
Here, it is more preferable that the pickup coil is a SQUID element that is in a superconducting state at a critical temperature of 7K or less, and the reference coil is made of a material that is in a superconducting state at a high critical temperature of 90K or less.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 5 shows a magnetic measuring device using SQUID which is currently considered. In the figure, the magnetic measuring device 1 is installed so as to surround the inner container 3 by forming a heat insulating gap 4 between the inner container 3 filled with a liquid refrigerant 2 such as helium and the inner container 3. An outer container 5, a pickup coil 6 provided in the inner container 3 for detecting weak magnetism generated by the subject, a reference coil 7 provided in the inner container 3 for measuring environmental magnetic noise, The data processing device 8 is configured to perform processing for removing magnetic noise in the environment picked up by the pickup coil 6 based on the output of the reference coil 7.
[0018]
In addition, a heat shield plate 9 is installed so as to surround the inner container 3 and absorbs radiant heat from the room temperature portion and prevents the intrusion of radiant heat into the inner container 3. The heat shield plate 9 is provided with the inner container 3. It is thermally integrated with the low temperature part of the upper part of this through the flange 10 and cooled to a temperature of about 70K or less. A laminated heat insulating material (not shown) is wound around the heat shield plate 9. On the other hand, in the space above the inner container 3, an insert 11 formed by laminating a disk-shaped foam heat insulating material such as polyurethane is disposed, and heat intrusion from the upper room temperature portion is prevented. The refrigerant 2 is replenished from the refrigerant transfer pipe 12, and the evaporated gas of the refrigerant 2 is heated while cooling the inner surface of the inner container 3 and the outer surface of the insert 11, and is released from the exhaust port 13 to the atmosphere. The insert 11, the refrigerant transfer pipe 12 and the exhaust port 13 are supported by a flange 14. The pickup coil 6 and the reference coil 7 and the data processing device 8 are connected by a measurement line 15.
[0019]
The pickup coil 6 and the reference coil 7 are cooled by the refrigerant 2 such as liquid helium or liquid nitrogen to a cryogenic state that generates superconductivity, that is, a temperature at which the superconducting state can be maintained. Further, in order to perform efficient biomagnetism measurement and highly accurate current source estimation, the pickup coil 6 is multi-channeled to measure the magnetic field distribution over a wide area in the living body. Since biomagnetism is very weak, it is buried in environmental magnetic noise and it is difficult to measure biomagnetism. Therefore, a noise removal technique is used in which the reference coil 7 that measures the magnetic noise of the environment is used and the measurement value of the reference coil 7 is subtracted from the measurement value of the pickup coil 6. The reference coil 7 is disposed on the top of the pickup coil 6 that is remote from the biomagnetic source.
[0020]
The present invention covers the periphery of the reference coil with a heat insulating material and is directly or indirectly thermally integrated with the reference coil so that at least part of the reference coil is in contact with the liquid surface of the refrigerant (for example, liquid helium) during measurement. The heat conductor is provided, and the reference coil is cooled by the lower liquid refrigerant through the heat conductor. Thereby, even if the reference coil placed apart above the pickup coil is exposed, the reference coil can be cooled to a temperature at which the superconducting state can be maintained. Therefore, a highly accurate magnetic measurement value obtained by subtracting the measurement value of the reference coil from the measurement value of the pickup coil and removing magnetic noise can be obtained.
[0021]
Furthermore, in the present invention, since the superconducting state of the reference coil can be maintained even if the reference coil is exposed from the liquid refrigerant surface, the liquid refrigerant replenishment cycle can be extended, and the liquid refrigerant such as liquid helium at the time of liquid refrigerant replenishment can be extended. Loss can be reduced. Therefore, according to the magnetic measuring device of the present invention, it is possible to reduce the operating cost.
[0022]
Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is used for the part which is the same as that of FIG.
[0023]
In the figure, reference numeral 6 denotes a pickup coil, which is a SQUID element made of a material such as NbTi that becomes superconductive at a critical temperature of about 7K or lower (eg, liquid helium temperature at atmospheric pressure of 4.2K), or a temperature of about 90K. It is made of a material such as YBa 2 Cu 3 O 7 that becomes a superconducting state at the following high critical temperature (for example, 77 K of liquid nitrogen temperature at atmospheric pressure). 2 is a cooling medium for these SQUID elements (pickup coil 6), and liquid helium or liquid nitrogen is generally used and enclosed in the inner container 3. Reference numeral 5 denotes an outer container provided so as to surround the inner container 3 and to form a heat insulating space 4 between the inner container 3. The inside of the inner container 3 is blocked from outside air by a flange 14. Reference numeral 15 denotes a measurement lead for guiding the measurement current from the pickup coil 6 to the outside of the cryogenic vessel 100 for storing the SQUID element. The inner container 3 and the outer container 5 are made of a non-magnetic material such as a glass epoxy resin such as a glass epoxy resin in order to prevent generation of eddy current due to the measurement magnetic flux. The measuring lead 15 is connected to an external data processing device 8 and calculates a magnetic flux distribution, a generated current distribution and the like from the measured value, and performs an imaging process and the like.
[0024]
In order to reduce the generation of noise eddy current due to magnetic field fluctuation from the outer container 5, as shown in FIG. 4, a heat shield composed of a strip-shaped copper plate 9a and a small-diameter enamel-coated copper wire 9b. A plate 9 is provided in the heat insulating space 4 so as to surround the cryogenic part of the inner container 3. Further, in order to prevent intrusion of radiant heat from the outer container 5, a laminated heat insulating material (not shown) such as aluminum vapor deposition mylar is wound around the heat shield plate 9.
[0025]
As shown in FIG. 2, the pickup coil 6 is formed by winding a superconducting wire in a loop shape around a plastic coil bobbin 20 in the reverse direction. The lower end side input loop 21 measures the magnetism generated by the subject and the external magnetism entering the input loop 21 (this external magnetism is approximately the same magnitude as the magnetism generated by the subject 99), and the upper part is reversely wound. External magnetism having the same vector value as the external magnetism entering the input loop 21 is measured by the cancel loop 22 on the side. By configuring the input loop 21 and the cancel loop 22 in series, the difference, that is, the magnetism generated by the subject is measured by the superconducting loop 23. The superconducting loop 23 includes a Josephson junction that operates as a transducer that converts a weak magnetic change into a large change in output voltage.
[0026]
As shown in FIGS. 3 and 4, the reference coil 7 is configured by winding an input loop 24 around a coil bobbin 25 in a loop shape, and penetrates a magnetic shield body made of, for example, Permalloy that shields external magnetism by the input loop 24. The external magnetism that has entered the magnetic shield body is measured by the superconducting loop 23. In general, the external magnetism entering the magnetic shield body is relatively larger than the magnetism generated by the subject.
[0027]
The periphery of the reference coil 7 is covered with a heat insulating material 16 made of foamed material such as polyurethane, foamed epoxy resin, ceramic or plastic. The reference coil 7 is covered with a heat conductor 18 formed of a strip-shaped copper plate 9a and a small-diameter enamel-coated copper wire 9b that are less likely to generate eddy currents that are generated by magnetic field fluctuations and become noise. The conductor 18 is extended to the lower part, and the lower part of the heat conductor 18 is soaked in the liquid helium 2 (see FIG. 1). Further, as shown in FIG. 3, a non-magnetic heat transfer medium 26 such as wax, wax, epoxy resin, or grease is enclosed inside the heat insulating material 16, and the reference coil 7 and the heat conductor 18 are heated. Integrated.
[0028]
When the multi-channel magnetic measuring device is used for a long time, the liquid helium 2 in the inner container 3 in which the pickup coil 6 is housed evaporates due to heat penetration from the outside, and the liquid level gradually decreases. When the liquid level decreases, the temperature of the vapor layer in the upper part of the inner container 3 increases due to heat penetration from the outside and rises to about 20K. For this reason, the temperature of the reference coil 7 disposed in the upper part of the inner container 3 is heated in the vapor layer, the superconductivity of the reference coil 7 is broken, and the reference coil 7 cannot be used. However, in this embodiment, as shown in FIG. 1, even when the liquid level of the liquid helium 2 is lowered, the reference coil 7 is heated by the heat insulating material 16 from the evaporated gas having a temperature of about 20K. Is prevented. Since the lower part of the heat conductor 18 is immersed under the liquid level of the liquid helium 2, the heat transfer medium 26 is cooled via the heat conductor 18, and the entire reference coil 7 is uniformly heated below the superconducting temperature by the heat transfer medium 26. Can be cooled to. According to the present embodiment, even if the reference coil 7 placed apart from the top of the pickup coil 6 is exposed on the liquid helium liquid surface, the reference coil 7 is cooled to the superconducting temperature, and the reference value is obtained from the measured value of the pickup coil 6. The magnetic noise can be removed by subtracting the measured value of the coil 7, thereby improving the accuracy of the magnetic measured value.
[0029]
Furthermore, according to the present embodiment, since the liquid helium replenishment cycle can be extended, the liquid helium loss at the time of liquid helium replenishment can be reduced, and the operating cost of the magnetic measuring device can be reduced. In addition, although the present Example demonstrated the case where heat conductor 9a, 9b (18) was arrange | positioned in the inner peripheral part of the heat insulating material 16, even if it arrange | positions in the outer peripheral part of the heat insulating material 16, the same effect is acquired. Can do.
[0030]
Another example of the present invention is shown in FIG. In this example, the periphery of the reference coil 7 is covered with a heat insulating material 16 made of a foamed material such as polyurethane, a bubbled epoxy resin, ceramic or plastic. In addition, inside the plastic coil bobbin 25, a heat conductor 18 composed of a strip-shaped copper plate or a small-diameter enamel-coated copper wire, the upper end portion of which is thermally integrated, is disposed. Is extended to the bottom and is configured to be immersed in liquid helium 2. Further, a nonmagnetic heat transfer medium such as wax, wax, epoxy resin, or grease may be enclosed in the heat insulating material 16 so that the reference coil 7 and the heat conductor 18 are thermally integrated. According to this example, even when the liquid level of the liquid helium 2 is lowered, the heat insulating material 16 prevents the reference coil 7 from being heated from the evaporated gas having a temperature of about 20 K, and the heat conductor 18 is liquid. Since it is immersed under the liquid level of helium 2, the reference coil 7 can be directly cooled by the heat conductor 18. Therefore, the entire reference coil 7 can be uniformly cooled below the superconducting temperature, and the same effect as the embodiment of FIG. 1 can be obtained.
[0031]
Still another example of the present invention is shown in FIG. In this example, the entire upper and side portions around the reference coil 7 group are covered with a heat insulating material 27 made of foamed material such as polyurethane, foamed epoxy resin, ceramic or plastic. Inside the plastic coil bobbin, there is disposed a heat conductor 18 composed of a strip-shaped copper plate whose upper end portion is thermally integrated or a small-diameter enamel-coated copper wire, and the heat conductor 18 is extended downward. The liquid helium 2 is immersed. The periphery of the reference coil 7 is surrounded by a nonmagnetic heat transfer medium 19 such as wax, wax, epoxy resin, or grease. The reference coil 7 and the heat conductor 18 are thermally transferred through the heat transfer medium 19. Is integrated. By doing so, even when the liquid level of the liquid helium 2 is lowered, the heat insulating material 27 can prevent the reference coil 7 from being heated from the gas layer portion of the evaporative gas outside thereof, and the heat conductor 18. Is immersed under the liquid surface of the liquid helium 2, the reference coil 7 can be directly cooled by the heat conductor 18, and the entire reference coil 7 group can be uniformly cooled below the superconducting temperature. Even if only the upper part of the group of reference coils 7 is covered with the heat insulating material 27, the same effect can be obtained.
[0032]
Another example of the present invention is shown in FIG. In this example, unlike the above examples, the reference coil 7 group can be cooled without using a heat insulating material. In this example, as shown in the figure, a group of heat conductors 18 composed of strip-shaped copper plates and small-diameter enamel-coated copper wires are arranged around the group of reference coils 7 so as to extend downward, and the bottom of the heat conductors 18 group. Is immersed in liquid helium 2. With this configuration, even when the liquid level of the liquid helium 2 is at the lower part, the temperature of the evaporated gas around the reference coil 7 group can be maintained below the superconducting temperature, and the temperature of the reference coil 7 group can be reduced. It can be maintained at about 5K. With this structure, the amount of evaporation of liquid helium in the steady state slightly increases, but the liquid helium replenishment cycle is only slightly shortened. Therefore, the liquid helium replenishment cycle can be extended as compared with the conventional case, and the loss of liquid helium at the time of liquid helium replenishment can be reduced.
[0033]
Another example of the present invention is shown in FIG. This example can also cool the reference coil 28 group without using a heat insulating material. As shown in the figure, when the liquid level of the liquid helium 2 is in the lower part, the temperature of the evaporated gas around the reference coil 28 group away from the liquid level of the liquid helium 2 is about 20K. Therefore, in this example, the reference coil 28 is made of a material such as YBa 2 Cu 3 O 7 that is in a superconducting state at a high critical temperature of about 90 K or less (for example, 77 K at a liquid nitrogen temperature of atmospheric pressure), and the superconducting state Can be maintained. According to this example, even if the liquid level of the liquid helium 2 is lowered, it is possible to maintain the superconducting state by using the reference coil 28 group composed of the high-temperature superconducting material. By configuring the reference coil group 28 with a high-temperature superconducting material, it is possible to install the reference coil group 28 at a location where the temperature in the upper insert material 11 is about 77 K, thereby further separating the reference coil group 29 from the biomagnetic field source. Therefore, the measurement accuracy of the biomagnetic field can be further improved. In addition, it is possible to measure a wider range of external magnetic field noise by attaching the reference coil 30 to the heat shield plate 9 cooled to a temperature of about 70K or less in a thermally integrated manner.
[0034]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the reference coil is provided above the pickup coil, magnetic noise can be removed from the measurement value of the pickup coil, and the accuracy of the biomagnetic measurement value can be improved.
[0035]
In addition, the reference coil can be set apart from the upper part of the pickup coil, and even if the reference coil is exposed from the liquid surface of the liquid helium, the superconducting state can be maintained. Therefore, the liquid helium replenishment cycle can be extended, and the liquid helium loss at the time of liquid helium replenishment can be reduced, so that the operating cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a magnetic measuring device showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a portion of a pickup coil 6 in FIG.
3 is a diagram showing a configuration of a portion of a reference coil 7 in FIG. 1. FIG.
4 is an enlarged perspective cross-sectional view of the reference coil shown in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a magnetic measuring device using SQUID which is currently considered.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a magnetic measuring device showing another example of the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a magnetic measuring device showing still another example of the present invention.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a magnetic measuring device showing still another example of the present invention.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a magnetic measuring device showing still another example of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic measuring device, 2 ... Cooling medium (liquid helium), 3 ... Inner container, 4 ... Thermal insulation space, 5 ... Outer container, 6 ... Pick-up coil, 7, 28, 30 ... Reference coil, 8 ... Data processing Device: 9 ... Heat shield plate (9a ... Copper plate, 9b ... Enamel-coated copper wire) 10, 14 ... Flange, 11 ... Insert (material), 12 ... Refrigerant transport pipe, 13 ... Exhaust port, 15 ... Measuring wire, DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 ... Heat insulating material, 18 ... Thermal conductor, 19, 26 ... Heat-transfer medium, 20, 25 ... Coil bobbin, 21, 24 ... Input loop, 22 ... Cancel loop, 23 ... Superconducting loop, 100 ... Cryogenic temperature for SQUID element storage container.

Claims (8)

冷媒を充填された内容器と、その内容器を囲むように設置され且つ前記内容器との間に断熱用の空隙を形成する外容器と、被検体が発する微弱磁気を検出するために前記内容器の内部に設けられピックアップコイルと、環境の磁気雑音を測定するために前記内容器の内部に設けられたリファレンスコイルとを備え、前記ピックアップコイルが拾う環境の磁気雑音を、前記リファレンスコイルの出力に基づいて取り除くように構成した磁気計測装置において、
少なくとも計測時に、前記冷媒の液面下に前記ピックアップコイルが位置する構成とし、このピックアップコイルの上方に前記リファレンスコイルを設置し、
かつ前記リファレンスコイルを囲むように配置された断熱手段と、
前記リファレンスコイルと直接もしくは間接的に熱的に一体化され、計測時に少なくとも一部が前記冷媒の液面に接するように配置された熱伝導手段と
を備えていることを特徴とする磁気計測装置。
An inner container filled with a refrigerant, an outer container installed so as to surround the inner container and forming a heat insulating gap between the inner container, and the contents for detecting weak magnetism generated by the subject A pickup coil provided inside the container and a reference coil provided inside the inner container for measuring environmental magnetic noise, and the magnetic noise of the environment picked up by the pickup coil is output from the reference coil. In a magnetic measuring device configured to be removed based on
At least at the time of measurement, the pickup coil is positioned below the coolant level, and the reference coil is installed above the pickup coil.
And heat insulating means arranged so as to surround the reference coil,
A magnetic measurement apparatus comprising: heat conduction means that is directly or indirectly thermally integrated with the reference coil and arranged so that at least a part thereof is in contact with the liquid surface of the refrigerant during measurement. .
冷媒を充填された内容器と、
断熱用の空隙を形成して前記内容器を囲むように設置された外容器と、
前記内容器内に設けられ被検体が発する磁気を検出するものであって、少なくとも計測時に、前記冷媒の液面下に位置する構成としたピックアップコイルと、
環境の磁気雑音を測定するためのものであって、前記ピックアップコイルの上方の前記内容器内に設けられたリファレンスコイルと、
前記リファレンスコイルを囲むように配置された断熱材と、
前記リファレンスコイルと熱的に一体化され、計測時に少なくとも一部が前記冷媒の液面に接するように配置された熱伝導体と
を備え、前記ピックアップコイルが拾う環境の磁気雑音を、前記リファレンスコイルの出力に基づいて取り除くように構成したことを特徴とする磁気計測装置。
An inner container filled with a refrigerant;
An outer container installed so as to surround the inner container by forming a space for heat insulation;
A pickup coil provided in the inner container for detecting magnetism generated by a subject, and at least at the time of measurement, a pickup coil configured to be positioned below the liquid level of the refrigerant;
A reference coil provided in the inner container above the pickup coil for measuring environmental magnetic noise,
A heat insulating material arranged to surround the reference coil;
A thermal conductor that is thermally integrated with the reference coil and disposed so that at least a part thereof is in contact with the liquid surface of the refrigerant during measurement, and magnetic noise in the environment picked up by the pickup coil is detected by the reference coil The magnetic measuring device is configured to be removed based on the output of.
請求項2において、前記リファレンスコイルは複数設けられ、前記断熱材はこれらリファレンスコイル群の周りを覆うように配置されていることを特徴とする磁気計測装置。3. The magnetic measurement apparatus according to claim 2, wherein a plurality of the reference coils are provided, and the heat insulating material is disposed so as to cover the periphery of the reference coil group. 液冷媒を収容する内容器と、
空隙を介して前記内容器を囲むように設置された外容器と、
前記内容器内に設けられ、少なくとも計測時には前記液冷媒中に位置させて被検体が発する磁気を検出するピックアップコイルと、
該ピックアップコイル上方の前記内容器内に設けられ、磁気雑音を検出するためのリファレンスコイルと、
該リファレンスコイルと直接または間接的に熱的に一体化され、計測時に少なくとも一部が前記液冷媒に接するように配置された熱伝導体と
を備えたことを特徴とする磁気計測装置。
An inner container for storing the liquid refrigerant;
An outer container installed so as to surround the inner container via a gap;
A pickup coil that is provided in the inner container and detects the magnetism generated by the subject by being positioned in the liquid refrigerant at least during measurement;
A reference coil provided in the inner container above the pickup coil for detecting magnetic noise;
A magnetic measurement apparatus comprising: a heat conductor that is directly or indirectly thermally integrated with the reference coil and disposed so that at least a part thereof is in contact with the liquid refrigerant during measurement.
液冷媒を収容する内容器と、
空隙を介して前記内容器を囲むように設置された外容器と、
前記内容器内に設けられ、少なくとも計測時には前記液冷媒中に位置させて被検体が発する磁気を計測するピックアップコイルと、
該ピックアップコイル上方の前記内容器内に設けられ、磁気雑音を計測するためのリファレンスコイルと、
該リファレンスコイルの周囲に設けられ、前記計測時に少なくとも一部が前記液冷媒に接するように構成された熱伝導体と
を備えたことを特徴とする磁気計測装置。
An inner container for storing the liquid refrigerant;
An outer container installed so as to surround the inner container via a gap;
A pickup coil that is provided in the inner container and that is positioned in the liquid refrigerant at least at the time of measurement to measure magnetism generated by the subject; and
A reference coil provided in the inner container above the pickup coil for measuring magnetic noise;
A magnetic measurement apparatus comprising: a heat conductor provided around the reference coil and configured to be in contact with at least a part of the liquid refrigerant during the measurement.
請求項2〜5の何れかにおいて、前記熱伝導体は、短冊状の銅板または小径のエナメル被覆銅線で構成されていることを特徴とする磁気計測装置。6. The magnetic measuring device according to claim 2, wherein the heat conductor is formed of a strip-shaped copper plate or a small-diameter enamel-coated copper wire. 液冷媒を収容する内容器と、
空隙を介して前記内容器を囲むように設置された外容器と、
前記内容器内に設けられ、少なくとも計測時には前記液冷媒中に位置させて被検体が発する磁気を計測する超電導材料で構成されたピックアップコイルと、
該ピックアップコイル上方の前記内容器内に設けられ、ピックアップコイルに要求されるの超電導温度より高い温度で超電導状態を維持できる超電導材料で構成され、磁気雑音を計測するためのリファレンスコイルとを備え、
前記リファレンスコイルは前記外容器内または内容器内で該リファレンスコイルに要求される超電導温度以下となる部位に配置されていることを特徴とする磁気計測装置。
An inner container for storing the liquid refrigerant;
An outer container installed so as to surround the inner container via a gap;
A pickup coil made of a superconducting material that is provided in the inner container and that is positioned in the liquid refrigerant at least at the time of measurement to measure magnetism generated by the subject;
A reference coil for measuring magnetic noise, which is provided in the inner container above the pickup coil, is composed of a superconducting material capable of maintaining a superconducting state at a temperature higher than the superconducting temperature required for the pickup coil,
The magnetic measurement apparatus according to claim 1, wherein the reference coil is disposed in the outer container or in the inner container at a portion that is equal to or lower than a superconducting temperature required for the reference coil.
請求項7において、前記ピックアップコイルは7K以下の臨界温度で超電導状態となるSQUID素子であり、前記リファレンスコイルは90K以下の高臨界温度で超電導状態となる材料で構成されていることを特徴とする磁気計測装置。8. The pickup coil according to claim 7, wherein the pickup coil is a SQUID element that is in a superconducting state at a critical temperature of 7K or less, and the reference coil is made of a material that is in a superconducting state at a high critical temperature of 90K or less. Magnetic measuring device.
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