JP4034429B2 - 生体磁気計測装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被験者の脳や心臓など、生体から発生する磁気（磁場）を計測する生体磁気計測装置に関し、とくに、冷却容器としてのデュワ内に、磁気を検知するためのアレイ状に配置した複数の磁気センサと、この磁気センサを冷却する冷却機構とを備え、そのデュワおよび冷却機構の構造や形状を改善した生体磁気計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体磁気計測装置は、生体の脳や心臓などの部位から発生する微弱な磁気（磁場）信号を捕らえて、それらの部位の機能診断に利用するもので、近年、その開発や研究が盛んに行われている。
【０００３】
従来良く知られているように、例えば人の心臓は、その動きに伴って電流を発生する。この電気信号は非常に微弱であるが、種々の方法により非侵襲的に測定することができる。その１つの方法が生体磁気計測であり、これは生体中を流れる電流に因って生じる磁気（磁場，磁場）を測定するものである。脳を対象とした生体磁気計測を脳磁界計測と、心臓を対象としたそれを心磁界計測が代表的なものである。
【０００４】
従来知られている生体磁気計測装置は、患者を載せる寝台又はこれと同等機能の装置と、磁気センサを先端部または底辺部に取り付けた円筒状または桶型のデュワと、磁気センサにより検知され、信号線を介してデュワ外部に取り出された検知信号を処理する計算機を有する処理装置とを備える。デュワをこのように円筒状や桶型に形成するのは、その内側底面に磁気センサを配置し易いこと、冷媒の蒸発防止、冷却効率が比較的良いことなどが挙げられる。このデュワはガントリの一部として構成され、このガントリおよび寝台は磁気シールドルーム内に設けられる。
【０００５】
磁気センサには、非常に微弱な磁気信号を検知する高感度性が要求されている。このため、最近では、ＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉素子：Superconducting QUantum Interference Device ）を用いることが多く、このＳＱＵＩＤを複数個用いる多チャンネル化（例えば数十チャンネル）も進んでいる。最近では、このＳＱＵＩＤを液体窒素温度（７７Ｋ）で動作するＹＢＣＯ材料で製作することも多くなっている。各磁気センサは、磁気信号を検知するループコイルを有するコイル部と、その磁気信号を電流信号に変換するジョセフソン接合を有する電流検出器とを備える。コイル部は、一般的には、磁束が貫くことにより微小電流を生じさせる単一ループまたは多ループのコイルで構成される。例えば、心臓からの磁気信号を検知する場合、コイル部は被験者の胸前部と胸側部などに極力近接して配置されることが望ましい。それは磁界強度の変化に起因しており、磁界強度は電流源からの距離の３乗に比例して弱くなるからである。
【０００６】
このように超伝導材料を用いた、電流検出器を含む磁気センサは、その動作に必要な超伝導状態を保持するため、かつ、温度上昇による熱雑音であるジョセフソン雑音を減らすためにも、非常に低温な状態に維持する必要がある。
【０００７】
この低温維持のため、磁気センサはデュワと呼ばれる断熱容器内に設置され、デュア内に貯めた冷媒（液体窒素や液体ヘリウム）で冷却される。これにより、その超電導状態が維持される。典型的なデュワは直径が約５５ｃｍ、長さが約１２０ｃｍの円筒形である。冷却方法としては、デュワ内に貯めた冷媒内に磁気センサを浸し、直接冷却する方法が一般的である。デュワ内に冷媒を貯めておく必要があるので、デュワは通常、真空断熱層を有する２重層構造になっている。現時点では、ＳＱＵＩＤから成る磁気センサの特性を超電導状態に維持するには、極低温液体の窒素やヘリウムが不可欠である。
【０００８】
現在使用に供している高感度のＳＱＵＩＤ磁束計を用いた生体磁気計測装置の場合、円筒状のデュワは寝台上に仰向けになった被験者の例えば胸の直上に設置される。生体からの磁気信号を感度良く検知するには、上述したように、磁気センサを被検体になるべく近付けた方が良い。デュワが２重層構造であると、センサと被験者の体表との間の距離が真空断熱層の分、遠くなるので、検出信号のＳ／Ｎが悪くなってしまう。デュワのサイズのみならず、センサを極力、体表に近接して配置する必要性から、デュワの幾何学的形状を綿密に設計したいところではある。通常、磁気センサはデュワ内部の最底面またはこの面に近い位置に設けられる。
【０００９】
処理装置には、ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置やＸ線ＣＴスキャナなどのモダリティにより収集された患者の画像情報が与えられる。処理装置は従って、その画像情報を参照しながら磁気センサに拠る検知信号を処理して画像情報を生成し、表示する。この生成・表示情報を元に生体の機能診断が行われる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術に係るデュワによれば、デュワの形状・構造に起因して様々な問題または不満足な点が指摘されている。
【００１１】
その１つは、デュワ内に冷媒を貯めて磁気センサを冷却する冷却構造に起因する。
【００１２】
（１）第１に、デュワ（センサ容器または冷却容器）の形状に関する問題がある。前述したように、磁気信号を感度良く検知するには、磁気センサをなるべく生体表面に近付けた検知態勢をとりたい。生体表面はフラットではなく、種々の形状を成しているから、デュワの形状をＣ字状、Ｌ字状、Ｕ字状など、生体表面に合わせた任意形状に加工してデュワ内に配置した複数の磁気センサが成す検出面が生体表面に一様に接近するようにしたい。仮に、デュワを任意形状に加工し、磁気センサをその内部で任意位置に設置すると、液体冷媒を充填しづらい、デュワ内の均一的な冷却が難しい、繋目のシール部が多くなり液体冷媒が蒸発し易くなるなどの状況が起こり易く、設置位置によっては冷却されないセンサが生じることにもなる。さらに、センサ部の容器を傾けることもあり得るが、そのような場合に冷媒に触れない、すなわち冷却されない、冷却不十分なセンサが生じてしまうこともある。
【００１３】
（２）さらに、デュワを任意形状に加工したとしても、センサを冷却するための冷却系に拠るデュワの大形化および重量増は、従来のものと同様に、回避できない。とくに、全部の磁気センサを均一かつ十分に冷却するには、それだけデュワ全体を大きくして、内部に十分な冷媒を貯めなければならない。また、冷媒の蒸発に対処するためのデュワ内圧の調整弁、冷媒補給装置などもデュワに設置する必要がある。このため、デュワの大形化、重量増、製造コストや運用コストの上昇を招いてしまう。したがって、これらに鑑みると、デュワの任意形状化は実際上、実現困難であった。
【００１４】
（３）そこで、かかる状況に鑑みてデュワの形状を円筒状または桶型のまま放置した場合、複数個の磁気センサからなるセンサ部は通常、デュワの底面付近に設置されるので、磁気センサの設置ばかりか、その交換などの作業が困難化し、保守・点検などに手間がかかる。
【００１５】
（４）さらに、デュワは通常、その底面にも真空断熱層を有するので、被験者の胸部等と磁気センサとの距離が遠くなり、検知された信号の強度が十分に確保されていなかった。
【００１６】
また、別の問題は心磁界計測用のデュワの底面形状に起因する。
【００１７】
（５）従来の心磁界計測用の円筒状のデュワはその底面がフラットであるため、胸部前面しか計測できなかった。心臓からの磁界は胸部全周囲から出ているので、それらの磁界信号全部を計測することがＳ／Ｎ向上の観点からも好ましいと考えられる。とくに、心臓の位置は通常、胸部中央よりも左側に寄っているので、左胸側部を含めて計測することが望ましいと考えられる。しかし、従来の心磁界計測用の装置の場合、デュワ底面がフラットであるため、一様で且つ最短距離の胸部外周面へのアクセスができず、Ｓ／Ｎが不足するという問題があった。
【００１８】
本発明の目的
本発明は、上述した従来技術が有する種々の未解決の問題に鑑みてなされたものである。その目的の１つは、磁気センサを設置する容器（デュワ）の形状を任意に且つ安価に形成でき、このように任意形状に形成した場合でも各磁気センサの正確な冷却性能を確保することである。
【００１９】
また、本発明の別の目的は、上述の目的を達成すると同時に、かかる容器のコンパクト化、軽量化を実現し、さらに良好なメインテナンス性を確保することである。
【００２０】
さらに、本発明の別の目的は、被験者の体表とセンサ面との間の距離を最短に且つ体表全体に渡ってほぼ一定に設定でき、これにより、被験者の診断部位から出ている磁界をなるべく多く検知して、検知信号のＳ／Ｎを向上させることである。とくに、心磁界計測用の装置において、胸前部や胸側部、または、これらに後背部を加え、それらの体表部位から放射されている磁束を同時に計測し、検知信号のＳ／Ｎを向上させることである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記種々の目的を達成するため、本発明に基づく生体磁気計測装置は種々の構成を採る。
【００２３】
その第１の構成は、被験者の磁気信号を検出するために配置される冷却容器を備えた生体磁気計測装置において、前記冷却容器を、略板状の外観を呈し且つその内部に略板状の空間を有する構造体をその途中で略直角に湾曲させ、その側面に対向する方向から見て略Ｌ字型の冷却容器に形成し、前記冷却容器は、当該冷却容器の側面に対向する方向から見た状態で、被験者を横たえる寝台の天板との間で診断時に略コ字状の位置関係を形成し、この冷却容器の湾曲部から延びる２つの平坦部が被験者の胸部前面と胸部側面とを連続的に覆うように配置して、被験者の心臓から生じる磁気を計測するようにし、このＬ字型冷却容器の内部空間に、前記磁気信号を検出する複数個のＳＱＵＩＤセンサと、この複数個のＳＱＵＩＤセンサを低温状態に冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする。
【００２４】
例えば、前記被験者の一方の肩に相当する前記冷却容器の前記湾曲部の角部に、被験者の腕を通すための切込み部を形成してもよい。また、前記冷却容器は、非磁性で且つ電気絶縁性の材料から構成される。
【００２５】
また、例えば、前記冷却手段は、作動媒体を充填したヒートパイプであり、このヒートパイプの一端の凝集部を冷却装置に結合し、他端の蒸発部に前記複数のＳＱＵＩＤセンサを結合する一方で、前記冷却装置を前記冷却容器の外部に配置するとよい。また、前記ヒートパイプは前記冷却容器の内部空間にその略Ｌ字状の湾曲方向に沿って複数本配置し、各ヒートパイプの蒸発部に前記ＳＱＵＩＤセンサを複数個、その軸方向の複数個の位置に取り付けてもよい。さらに、前記ＳＱＵＩＤセンサの一つとして、環境磁場を除去するために用いる参照用のＳＱＵＩＤセンサを前記冷却容器の内部空間の湾曲部に配置することが望ましい。前記内部空間を所定真空度の真空状態に保持する真空保持手段を設けてもよい。
【００２６】
また、この第１の構成において、前記冷却容器の湾曲部の湾曲度を、前記被験者の胸部前面と胸部側面との間の体表の湾曲状態に合わせることが望まれる。
【００２７】
さらに、この第１の構成において、前記冷却容器を前記寝台に対して可倒動作可能に支持する支持手段を備えてもよい。
【００２８】
本発明の第２の構成は、被験者の磁気信号を検出するために配置される冷却容器を備えた生体磁気計測装置において、前記冷却容器を、それぞれが内部に略板状の空間を有する別体の構造体を互いに略直角に突き合わせ、それら構造体の側面に対向する方向から見て略Ｌ字型に配置し、この各構造体の内部空間に、前記磁気信号を検出する複数個のＳＱＵＩＤセンサと、この複数個のＳＱＵＩＤセンサを低温状態に冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする。この構成において、とくに、前記冷却容器を前記寝台に対して可倒動作可能に支持する支持手段を備えることが望ましい。
【００２９】
また本発明の第３の構成は、被験者の磁気信号を検出するために配置される冷却容器を備えた生体磁気計測装置において、前記冷却容器を、それぞれが内部に略板状の空間を有する別体の構造体を互いに略直角に突き合わせ、それら構造体の側面に対向する方向から見て略コ字型に配置し、この各構造体の内部空間に、前記磁気信号を検出する複数個のＳＱＵＩＤセンサと、この複数個のＳＱＵＩＤセンサを低温状態に冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする。とくに、前記被験者を載せる寝台を備え、この寝台は、前記コ字型冷却容器の下方の構造体が当該寝台下への位置決めを許容する退避構造に形成することが望ましい。
【００３０】
上記第１、第２、および第３の構成において、前記冷却容器を床上で移動可能に支持する支持手段を備えると都合がよい。
【００３１】
さらに、上記第１、第２、および第３の構成において、作動媒体が充填され且つ断熱部を介して凝集部および蒸発部を両端部にそれぞれ生じるヒートパイプと、このヒートパイプの蒸発部に取り付けられ且つ冷却状態で前記磁気信号を検出するセンサとを備え、前記ヒートパイプの凝集部には冷却源を取り付ける構成とすることが好適である。
【００３２】
この構成において、一例として、前記センサは熱伝導媒体を介して間接的に前記ヒートパイプに取り付ける。この場合、前記冷却装置を前記冷却容器から離間して設け、前記断熱部を断熱材により断熱することが望ましい。
【００３３】
また、１本の前記ヒートパイプの蒸発部に前記センサを複数個、そのパイプの軸方向に沿って並置してもよい。
【００３４】
さらに、上記第１、第２、および第３の構成において、前記冷却容器内にあって冷媒を通過させるとともにその冷媒によって前記磁気信号を検出する磁気センサを冷却可能に保持する保持手段と、前記冷却容器の外部に設けられ且つ前記手段に前記冷媒を強制的に循環させる強制循環手段とを備える構成とすることが好適である。
【００３５】
この構成では、とくに、前記保持手段は、前記被験者の体軸方向から見たときに所定厚さのＬ字状または略Ｌ字状の形状を成し、その被検体の胸部前面から一方の胸部側面にかけた領域を覆うように形成することが望ましい。
【００３６】
また、前記保持手段は、その側面方向から見たときにＬ字状または略Ｌ字状を成すパイプ状の部材であってこの部材を前記被験者の体軸方向にアレイ状に複数本配設し且つその軸方向に沿って前記ＳＱＵＩＤセンサを複数個保持する構造の複数本のセンサホルダと、この複数本のセンサホルダのそれぞれと対を成し且つ前記冷媒を循環させる複数本のパイプ部材とを備えるようにしてもよい。この場合、前記センサホルダのそれぞれは前記ＳＱＵＩＤセンサを着脱自在に装着する装着孔を備え、その装着孔はそのパイプ状のセンサホルダの内部空間に開口して穿設してもよい。さらに、前記センサホルダはその軸方向に直交する断面が四角形またはコの字形に形成するとよい。
【００３７】
さらに、この構成において、前記保持手段は、その側面方向から見たときにＬ字状または略Ｌ字状を成し内部空間を有する板状部材であってこの部材を前記被験者の体軸方向に直交する横向きに配設し且つ前記ＳＱＵＩＤセンサを２次元的に複数個保持する１個のセンサホルダと、このセンサホルダの内部空間に連通し前記冷媒を循環させるパイプ部材とを備えることができる。また、前記冷却容器は、前記被験者に対向した容器側面を残りの容器本体に対して開閉自在に取り付けることができる。さらに、前記強制循環手段は、前記保持手段の冷媒流路に連結され且つ循環してきた冷媒を液化する凝集装置と、この液化された冷媒を貯蔵するタンクと、この貯蔵された冷媒を吐出するポンプとを備えていてもよい。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら説明する。
【００３９】
第１の実施形態
第１の実施形態を図１〜図５に基づき説明する。
【００４０】
この実施形態に係る生体磁気計測装置は、心磁界計測用の装置であり、そのデュワとしてＬ字型デュワを搭載したことを特徴とする。このデュワは本発明で言及している冷却容器または容器に相当する。
【００４１】
図１は、この生体磁気計測装置の概略構成を示す。この生体磁気計測装置は、被験者Ｐを通常、仰向けの状態で寝かせる寝台１と、この寝台１上に寝かせた被験者Ｐの心臓が発生した磁束を検知するセンサ部２と、このセンサ部２を内部に搭載したＬ字型デュワ３と、このＬ字型デュワ３を載置・固定する台座４と、センサ部２の駆動および検知信号の処理に供する駆動・処理ユニット５と、センサ部２の冷却機構６と、装置全体の制御装置７と、センサ部２の検知信号の解析を行う解析装置８と、解析結果を表示する表示装置９とを備える。
【００４２】
ここで、図１において、便宜的な座標軸として、寝台１の天板１ａの長さ（長手）方向、すなわち一般的には被験者Ｐの体軸方向をＺ軸とし、天板上下方向をＹ軸、天板の幅方向をＸ軸と定める。
【００４３】
Ｌ字型デュワ３は、所定高さの略直方体で板状の密閉ケーシングを図示の如く、略Ｌ字状に湾曲させた状態に加工したものである（図２参照）。このケーシングをＬ字状に湾曲させたときの横手方向、すなわちＸ軸方向の長さは被験者Ｐの体幅を十分にカバーできるようになっている。つまり、ケーシングの高さＨに比較して、横手方向の幅Ｗが長いという特徴がある。また、ケーシングの湾曲部Ｃの湾曲度は、寝ている被験者Ｐの胸部前面から胸部側面に掛けての体表の丸みに極力合わせるように設定されている。つまり、この湾曲部Ｃは被験者Ｐの体表の丸みにフィットし、心臓から放射される微弱な磁気信号をなるべく感度良く検知できるように配慮した構造になっている。
【００４４】
ケーシング（すなわちＬ字型デュワ３）のＬ字状湾曲によって、この側面に対向する方向（すなわちＺ軸方向）からみて、その内部にもＬ字状に湾曲した内部空間ＩＳが形成される。この内部空間ＩＳは高さ（Ｙ軸）方向空間部ＩＳｙ，湾曲空間部ＩＳｃ，幅（Ｘ軸）方向空間部ＩＳｘが連続して形成される。
【００４５】
ケーシングはその全体が外側ケーシング１１ａと内側ケーシング１１ｂとで形成され、それらの間に真空断熱層ＶＳがつくられている。内側ケーシング１１ｂの内部が上述した内部空間ＩＳを形成する。この内部空間ＩＳも真空に形成され、冷熱が逃げないように真空断熱されている。
【００４６】
センサ部２は、複数個の磁気検知のためのＳＱＵＩＤセンサ２１…２１を備える。各ＳＱＵＩＤセンサ２１はデュワのケーシングの内部空間ＩＳ内に、その各空間部ＩＳｙ，ＩＳｃ，ＩＳｘに沿って列状で且つこの列をＺ軸方向に複数列並べる２次元配置とされる。各磁気センサ２１は、筒状のボビン２２と、このボビン２２に例えば１次微分型に巻装したピックアップコイル２３と、ボビン２２の所定位置に取り付けたジョセフソン結合を有するＳＱＵＩＤ（超伝導リング体）（図示せず）とを備える。この結果、例えば体軸（Ｚ軸）方向に直交するＸＹ面で見た場合、各ＳＱＵＩＤセンサ２１の微分方向は、Ｌ字型デュワ３の立上がり部分（Ｙ軸方向の部分）で微分方向＝Ｘ軸（左右）方向となり、その状態から湾曲部にて微分方向が徐々にＹ軸（上下）方向に変化し、そして、水平部分（Ｘ軸方向の部分）で微分方向＝Ｙ軸（上下）方向になる。
【００４７】
ケーシングの湾曲部Ｃには、ＳＱＵＩＤセンサ２１同士の湾曲外径側の間に隙間ができるので、この隙間に、環境磁場を排除処理するときの参照コイル群２５を設置する。これにより、コイルの設置スペースを有効に利用できる。
【００４８】
冷却機構６は、冷凍機３１と、この冷凍機３１に直結しているヒートパイプ３２とを用いてセンサやコイルを冷却するようにしている。この冷却構造は、後で詳述する。
【００４９】
台座４内に設けた駆動・処理ユニット４は、駆動回路４１およびプリプロセッサ回路４２のユニットを備える。駆動回路４１は、ＳＱＵＩＤセンサ２１…２１を駆動する、例えばＦＬＬ回路である。プリプロセッサ回路４２は、ＳＱＵＩＤセンサ２１…２１を用いて駆動回路４１により検出された信号を前処理するアナログフィルタリング回路、増幅回路などから成る。
【００５０】
制御装置７は、寝台、駆動回路・プリプロセッサ回路、冷凍機の動作を制御する。制御装置のモニタ信号（制御される側がどのような状態にあるかを示す信号）が解析装置に伝送される。解析装置では、駆動回路・プリプロセッサ回路を通して得られたセンサ信号とモニタ信号などを用いて、心電図や心筋の電気生理現象を解析し、表示する。
【００５１】
このようなデュワ構造にすることで、とくに、Ｌ字型デュワ３の湾曲部Ｃをはじめとして、その前後のデュワ部分が被験者Ｐの胸部体表にフィットし、ＳＱＵＩＤセンサ２１…２１と胸部体表との間の距離を短く且つ一定に確保することができる。したがって、心臓から発生する磁気信号を効率良く計測できる。
【００５２】
ここで、上述したＬ字型デュワ３とその冷却機構６の、より具体的な構造の一例を図３〜４に基づき説明する。
【００５３】
この冷却機構６は、ヒートパイプを利用するので、まず、ヒートパイプの原理から説明する。
【００５４】
ヒートパイプは、図３に示すように、パイプを有し、そのパイプの内壁側に金網、多孔質材などの毛細管力の大きな構造体（ウイック），内部には熱の輸送を可能にする作動液と呼ばれる液体（気体）がある圧力下で充填されている。ウイックはパイプ内壁に溝を切った構造とし、その溝を利用することも可能である。ヒートパイプは、その一方の端部を蒸発（吸熱）部、他方の端部を凝集（放熱）部とし、蒸発部で外部より得られた熱に因ってウイック中の凝集液がパイプ内に蒸発する。熱を持った蒸気は圧力の低い他方の凝集部に移動する。移動してきた蒸気は冷却されるから、ウイック部へ液体の形で凝集し、この凝集液がウイックの毛細管力に拠り再び蒸発部に戻される。ウイック部内では、蒸発部の圧力が凝集部に比べて低い。この蒸発、凝集のサイクルを介して、蒸発部での吸熱を凝集部に運ぶことで冷却が可能になる。なお、蒸発部と凝集部との間は断熱部であり、熱勾配が極めて低くなっている。
【００５５】
ここでは、このような原理のヒートパイプを生体磁気計測装置に使用するので、パイプ材、ウイック材ともに非磁性材料を使用する。また、パイプ材は内圧に十分耐えるように、内部液体や気体の漏洩を防止するようにしている。
【００５６】
なお、上述では、ウイックを有するヒートパイプを例に挙げて説明したが、ヒートパイプはこの構造に限定されるものではなく、ウイックを持たないループ細管形のヒートパイプを用いるように構成してもよい。
【００５７】
このヒートパイプを用いたＬ字型デュワ３の構造を概略的に示す。
【００５８】
このＬ字型デュワ３は、図４に示す如く、同図の上側に位置する上側カバー３Ｕと、その下側に位置する下側カバー３Ｌを備える。そして、両カバー３Ｕ，３Ｌにより、その全体が側面方向（Ｚ軸方向）から見て、湾曲部を介してＬ字型に形成されている。両カバー３Ｕ，３Ｌ共に、前述したように外側ケーシング１１ａおよび内側ケーシング１１ｂの二重の断熱構造になっている。
【００５９】
上側カバー３Ｕは、その全体が側面に対向するＺ軸方向から見て略Ｌ字型の部分と、その両端に一体に立設した側面カバー３Ｕa ，３Ｕb とを一体に有する。この側面カバー３Ｕa ，３Ｕb と下側カバー３Ｌとの接触部には、シール部５１，５２がそれぞれ介挿され、気密性が確保されている。なお、この下側カバー３Ｌは、捩子などの開閉手段によりシール部５１，５２を介して側面カバー３Ｕa ，３Ｕb に取り付けられている。このため、下側カバー３Ｌは、保守などの便宜のため、着脱自在に開閉可能になっている。
【００６０】
このように上側カバー３Ｕ（および側面カバー３Ｕa ，３Ｕb ）および下側カバー３Ｌにより画成されて、その内部に空間ＩＳが形成される。この内部空間ＩＳには、上側カバー３Ｕの所定位置に挿通させた連結ホース５４を介して真空ポンプ５５に接続されている。このため、真空ポンプ５５を作動させることで、内部空間ＩＳが所定真空度の真空層に形成され、断熱状態になる。
【００６１】
一方、上側カバー３Ｕ（および側面カバー３Ｕa ，３Ｕb ）および下側カバー３Ｌのそれぞれは、前述した如く、内部に真空層ＩＳａ（ＩＳｂ）を持つように２重構造になっており、この真空層ＩＳａ，ＩＳｂがやはり断熱機能を有する。つまり、Ｌ字型デュワ３内部に置かれるセンサに対して、二重の断熱構造になっている。これにより、外部からの熱流入を極力抑えるように配慮してある。
【００６２】
冷凍機３１にはヒートパイプ３２が接続されている。ヒートパイプ３２は、シール部５６によりシールされた上側カバー３Ｕの一方の側の取付け穴を通ってデュワ内部に至る。このヒートパイプ３２に対し、冷凍機３１および上側カバー３Ｕ間の露出部分およびデュワ内部での露出部分は、断熱材５７により覆われている。このため、断熱材５７はヒートパイプ３２に対する断熱機能を有し、外部への熱流出を極力防止する一方で、ヒートパイプ３２を固定保持する機能をも果たす設計になっている。
【００６３】
このヒートパイプ３２は、デュワ３の内部空間ＩＳにおいて直角に方向を変え、断熱材５７から抜けてそのまま内部空間ＩＳの略Ｌ字型の隙間に沿って延び、もう一方の端部に至る。上側カバー３Ｕの内側のパイプ到達位置には段部が形成され、この段部に、パイプ取り付け部５８を介してヒートパイプ３２のもう一方の端部が取付け・固定されている。これにより、内部空間ＩＳにおいてヒートパイプ３２全体も固定される。
【００６４】
また、Ｌ字型デュワ３にて、ヒートパイプ３２にはＳＱＵＩＤセンサ２１…２１が一定間隔または調整された間隔でパイプの延び方向に沿って複数個立設されている。なお、図４では図示していないが、上述のように構成されたヒートパイプ３２はＺ軸方向に沿って複数本配置され、これにより、ＳＱＵＩＤセンサ２１…２１は、側面方向から見てＬ字状の内部空間ＩＳに沿って２次元配置されている。
【００６５】
各ＳＱＵＩＤセンサ２１は、図５に示す如くパイプ３２との接合面に設けた熱伝導体５８を介して設けるか、または、パイプ３２の外壁に直接に取り付けられる。いずれの場合も、各ＳＱＵＩＤセンサ２１は熱伝導に拠り冷却される。ＳＱＵＩＤセンサ２１は取り外し可能に取り付けられる。デュワ３の患者に一番近い面、すなわち下側カバー３Ｌが開閉可能になっているため、不良チャンネルが発生した場合、不良になったＳＱＵＩＤセンサ２１を容易に交換できる。
【００６６】
また、ヒートパイプ３２の作動液として窒素を使用している。作動液はＳＱＵＩＤセンサ２１の材質により変えてもよい。ＳＱＵＩＤセンサ２１の材質が超電導状態を維持できるのであれば、アンモニア水、アルコール、メタンなどを用いてもよい。また液体窒素では十分冷却できない場合、ネオン、ヘリウムでもよい。
【００６７】
このように、ヒートパイプ３２の凝集部には、極低温冷媒である液体窒素タンクもしくはそれに相当する冷却能力を持った冷凍機３１を備え、ヒートパイプ３２のもう一方の蒸発部にＳＱＵＩＤセンサ２１…２１を取り付ける構造になっている。これにより、ＳＱＵＩＤセンサ２１…２１の部分の熱をヒートパイプ３２により凝集部へ輸送することができ、これにより、ＳＱＵＩＤセンサ２１…２１が冷却される。
【００６８】
本第１の実施形態に係る生体磁気計測装置にあっては、側面に対向する方向
（Ｚ軸方向）からみてＬ字型で、かつ、寝台の上下方向（Ｙ軸方向）からみて２次元的な拡りを有するデュワ構造にし、その内部空間に２次元的にＳＱＵＩＤセンサを配置することで、被験者Ｐの体側に沿った面にも２次元的にＳＱＵＩＤセンサが位置する。したがって、心磁界計測に好適なデュワ構造となり、胸前部と胸側部から同時に磁気信号を検出でき、心臓からの磁場を効率良く収集できる。この結果、従来のように胸前部だけから、或いは、胸側部だけから検出する場合に比べて、検出データ数が多く、また各種の方向から検出できるので、磁場源解析精度が大幅に向上する。
【００６９】
とくに、上述した実施形態のデュワは、その一方の平面部から他方の平面部に移る途中を湾曲面部にし、極力、被験者の体表面に滑らかに沿った構造にするとともに、その湾曲面部にも２次元的にＳＱＵＩＤセンサを配置している。これにより、体表の斜めの部分からも同じように磁気信号を計測できるので、磁場源解析精度をより一層向上させることができる。
【００７０】
一方、上述のＬ字型デュワは、従来のように液体冷媒を貯蔵した中にＳＱＵＩＤセンサを浸す方式とは異なり、ヒートパイプを用い、その先にヒートシンクを取り付け、ウイック部を循環する冷却液体、およびヒートパイプのウイック内部を通る冷媒が蒸発するときの蒸発潜熱によりＳＱＵＩＤセンサを冷却するようにしている。これにより、冷媒循環型のデュワを提供することができ、デュワの形状を選ばない。したがって、デュアの形状を診断に最適なものにできる。
【００７１】
また、このＬ字型デュワの高さ（厚さ）は、ヒートパイプ、ＳＱＵＩＤセンサ、および断熱層の部分を確保できる値であればよいから、全体にコンパクトな設計が可能になる。コンパクトに設計するほど扱い易いという利点もある。
【００７２】
また、ヒートパイプを利用することにより、一度に多量の冷媒が不要であり、その分、蒸発量を抑え、装置の運用コストを下げることができる。さらに、冷媒の貯蔵位置をデュワから離すことができるから、この点からも、デュワの小形軽量化を図ることができる。
【００７３】
第２の実施形態
第２の実施形態を図６に基づき説明する。なお、この実施形態から第７の実施形態までの生体磁気計測装置は、心磁界計測用のデュアの構造・配置に特徴を有する。これ以降の説明において、上述した第１の実施形態と同一または同等の構成要素には同一符号を用いてその説明を省略または簡略化する。
【００７４】
上述した第１の実施形態の場合、生体磁気計測装置はＬ字型デュワを採用し、そのデュワのデュワ面（すなわち、被験者の胸部前面から胸部側面に掛けた体表部位に対向する測定面）を一体形状にしていた。これに対し、この第２の実施形態に係る生体磁気計測装置も、全体形状としては略Ｌ字型を成すデュワ６１を備える。このＬ字型デュワ６１は、しかし、被験者Ｐの胸部側面に対向した縦方向デュワ６１Ｘと、その胸部前面に対向した横方向デュワ６１Ｙとの分割した別体構造になっている。
【００７５】
この縦方向デュワ６１Ｘおよび横方向デュワ６１Ｙは連結部材６２を介して図示の如くＬ字状に結合されている。台座４には支柱６３が立設され、この支柱６３にアーム６４が取り付けられ、このアーム６４に上述の連結部材６２が固設、または、着脱自在に或いは移動可能に設置されている。
【００７６】
縦方向デュア６１Ｘおよび横方向デュワ６１Ｙのそれぞれは単独で、前述した第１の実施形態の同様の独立したセンサ構造および冷却構造を有するが、両方のデュワで使用するヒートパイプ３２Ｘ，３２Ｙは共通の冷凍機３１に接続されている。この冷凍機３１は省スペース化のためにアーム６４上に載置してある。
【００７７】
このように、Ｌ字型データ６１を縦方向デュワ６１Ｘおよび横方向デュワ６１Ｙの別体構造とすることにより、被験者Ｐの胸部側面と胸部前面との両方を同時に測定でき、検出データの豊富化の観点から、前述したと同様または同等の作用効果を得ることができる。また、別体構造とすることで、デュワ全体を簡単な構造にでき、製作コストや保守コストの低減化にも寄与できる。
【００７８】
第３の実施形態
第３の実施形態を図７に基づき説明する。この実施形態もデュワ構造に特徴を有するもので、第２の実施形態のデュワ構造をさらに展開したものである。
【００７９】
この第３の実施形態に係る生体磁気計測装置は、全体形状としては略コ字型を成すデュワ６６を備える。このコ字型デュワ６６は、被験者Ｐの胸部側面に対向した縦方向デュワ６６Ｓと、その胸部前面に対向した上側横方向デュワ６６Ｕと，下側横方向デュワ６６Ｌとの分割した別体構造になっている。
【００８０】
これらの分割デュワ６６Ｓ，６６Ｕ，６６Ｌは連結部材６２…６２を介して図示の如く略コ字状に結合されている。このとき、縦方向デュワ６６Ｓは被験者Ｐの胸部左側面に対向し、そして、上側横方向デュワ６６Ｕおよび下側横方向デュワ６６Ｌは被験者Ｐの胸部前面および後背部面にそれぞれ対向するように位置決めされている。つまり、この３個のデュワが被験者Ｐの心臓に３方から対向できる。このコ字状デュワ６６は図示の如くアーム６４に固設・吊持されている。
【００８１】
また、デュワ６６の被験者Ｐへのアクセスを容易にするため、寝台１の天板１Ｎを、デュワ６６とは反対向きのコ字状に形成し、その下側部位を寝台基部に取り付けてある。この反対向きのコ字状構造が、下側横方向デュワ６６Ｌの寝台下への位置決めを許容する退避構造を達成している。このため、少なくとも診断時には、デュワ６６の下側横方向デュワ６６Ｌを天板１Ｎの下方位置まで差し込むことができる。
【００８２】
分割デュワ６６Ｓ，６６Ｕ，６６Ｌのそれぞれは単独で、前述した第１の実施形態の同様の独立したセンサ構造および冷却構造を有するが、３者のデュワで使用するヒートパイプ３２Ｓ，３２Ｕ，３２Ｌは共通の冷凍機３１に接続されている。この冷凍機３１は省スペース化のためにアーム６４上に載置してある。
【００８３】
このように、コ字型デュワ６６を３個の平面状（板状）の分割デュワ６６Ｓ，６６Ｕ，６６Ｌで構成するとともに、寝台１をその内の分割デュワ６６Ｌがアクセス可能な構造にしたことにより、被験者Ｐの胸部側面および胸部前面のみならず、後背部面をも合わせて同時に測定でき、検出データの一層の豊富化の観点から、前述したと同等の作用効果を得ることができる。また、別体構造にしてあるので、第２の実施形態と同様に、デュワ全体を簡単な構造にでき、製作コストや保守コストの低減化にも寄与できる。
【００８４】
第４の実施形態
第４の実施形態を図８，９に基づき説明する。この実施形態はデュワの支持構造に特徴を有するもので、第１の実施形態のデュワ構造をさらに展開したものである。とくに、デュワを可倒式に構成した装置である。
【００８５】
この第４の実施形態に係る生体磁気計測装置は、形状および内部構造としては第１の実施形態のものと同一のＬ字型デュワ３を備える。このＬ字型デュワ３に、本実施形態独特の可倒式の構成が付加されている。
【００８６】
具体的には、Ｌ字型デュワ３から冷凍機３１まで引き出されているヒートパイプ３２の部分が所定値だけ長く形成され、この部分を覆う断熱材５７の部分もその分長くなっている。一方、台座４は、その寝台と反対側の上部角部にてテーパ面４ａが形成されている。このテーパ面４ａにより、Ｌ字型デュワ３の後述する可倒動作が容易になる。台座４のテーパ面４ａの上側角部に沿って蝶番６８（可倒式連結手段）が横向きに固設され、この蝶番６８により、Ｌ字型デュワ３の下部の一部が台座４に連結されている。このため、Ｌ字型デュワ３の全体は台座４から可倒可能に支持される。
【００８７】
診断を開始または終了するときに、被験者Ｐが寝台１に乗りまたは寝台１から降りる場合、Ｌ字型デュワ３全体は図９に示す如く、上側に跳ね上げられる。このため、被験者Ｐは乗り降りし易くなる。診断時には、Ｌ字型デュワ３全体は図８に示す如く、所定の診断位置まで倒される。この診断位置は第１の実施形態で説明したものと同様である。これにより、被験者の寝台へのアクセス、乗り降りの容易化を図り、患者の負担を軽減できる一方で、患者スループット向上やオペレータの操作上の負担軽減にも寄与できる。
【００８８】
なお、この可倒式のデュワ支持構造は第２の実施形態のＬ字型デュワに対して適用することもできる。また、可倒式連結手段の構造としては、上述した蝶番構造に限定されるものではなく、油圧シリンダ、空気圧シリンダ、電動モータなどの可倒機構を用いても構成できるし、さらに、それらの可倒機構を所定の跳ね上げ位置と診断位置との間で操作スイッチに応答して自動的に制御するように構成してもよい。
【００８９】
第５の実施形態
第５の実施形態を図１０に基づき説明する。この実施形態はデュワの支持構造、とくにデュワを支持している台座の移動性に特徴を有するもので、第４の実施形態のデュワ構造をさらに展開したものである。
【００９０】
この第５の実施形態に係る生体磁気計測装置は、第４の実施形態のものと同一のＬ字型デュワ３を備える。このＬ字型デュワ３は、台座４に第４の実施形態と同様に可倒動作可能に取り付けられている。台座４の下面には、キャスタ６９…６９などの移動手段が設けられている。
【００９１】
このため、被験者Ｐに対するデュワ３のアクセスの自由度を上げることができ、またベッドサイドへのデュワ３の搬送も可能になる。
【００９２】
なお、この実施形態では台座４の移動手段が特徴的な事項であり、デュワの可倒動作は二次的な特徴である。このため、デュワが可倒動作の構造にはなっていない固定式の場合でも、かかる移動手段を台座４に設けることができる。
【００９３】
第６の実施形態
第６の実施形態を図１１に基づき説明する。この実施形態はデュワの支持構造、とくにデュワを支持している台座の支持安定性に特徴を有するもので、第４の実施形態のデュワ構造をさらに展開したものである。
【００９４】
この第６の実施形態に係る生体磁気計測装置は、第４の実施形態のものと同一のＬ字型デュワ３を備える。このＬ字型デュワ３は、台座４に第４の実施形態と同様に可倒動作可能に取り付けられている。さらに、この台座４には脚部４ｂが固設され、この脚部４ｂが寝台１の下方に張り出され、床上で横方向（Ｘ軸方向）に沿って架設されている。
【００９５】
これにより、Ｌ字型デュワ３の支持が安定し、また台座４の受けるデュワ重量に拠る負荷が軽減する。
【００９６】
なお、この実施形態において、図１１に示す如く、寝台１またはその天板１ａを台座４の側面に直接取り付けてもよい。これにより、被験者ＰとＳＱＵＩＤセンサの位置合わせが簡便になる。
【００９７】
第７の実施形態
第７の実施形態を図１２に基づき説明する。この実施形態はデュワの形状、とくに被験者の腕の位置を考慮した形状に特徴を有するもので、代表的な第１の実施形態のデュワ構造をさらに展開したものである。
【００９８】
この第７の実施形態に係る生体磁気計測装置は、第１の実施形態のものと同一のＬ字型デュワ３を備える。さらに、このＬ字型デュワ３の被験者の左肩に相当する部分に、適宜な大きさの切込み部３Ｍが形成されている。ただし、この切込み部３Ｍを形成した場合でも、第１の実施形態のときと同様に、デュワ内部には十分な数のＳＱＵＩＤセンサが複数個、２次元的に配置され、超伝導状態まで冷却されるようになっている。
【００９９】
一般に、胸部面の磁気計測を行う場合、型部は邪魔になり易い。また、心電計や体温計を使用したり、脈拍や血圧などの生理検査を行ったり、さらには静脈注射による薬剤投与を施しながら磁気計測する場合、被験者は腕を体側から離し、できれば横方向に延ばした方が好都合であることが多い。
【０１００】
そこで、そのような場合、Ｌ字型デュワ３の切込み部３Ｍから図に示す如く腕Ｐａｍを横方向に延ばすことができる。このとき、腕Ｐａｍを載せておくアームレスト３Ｒを天板１ａに設置しておけば、被験者に楽な姿勢で（つまり患者の負担を軽減して）治療を受けてもらいながら磁気計測を行うことができる。また、Ｌ字型デュワの構造に拠って、心臓前面部と心臓側面部とを同時に磁気計測することもできる。
【０１０１】
なお、このＬ字形デュワの切り込み部およびその腕（アーム）によるアームレストの構造に代えて、図４５および図４６に示すアームレストの構造を採用することもできる。図４５に示す被験者の体位は、両腕を頭の方に伸ばし、腕を組むもので、これにより、腕の動きを抑え、かつ、胸部側面側をセンサ面（デュワ）に一層接近させることができ、体動の少ない安定した体位を採らせるものである。この場合、図４６に示すアームレスト１４０が効果的である。このアームレスト１４０は、寝台上に設置されるもので、その両側の湾曲した縁１４０ａ，１４０ａが両腕を載せるのに適した形状、高さを有し、レスト中央には枕１４０ｂを設ける構造を有する。このアームレストにより、本発明に係るデュワの任意形状に拠る各種の効果がより顕著に発揮される。
【０１０２】
第８の実施形態
本発明の第８の実施形態を図１３に基づき説明する。なお、第８〜第１１の実施形態は特にデュア内の細部構造に関する。
【０１０３】
図１３は本発明の生体磁気計測装置に搭載するＬ字型デュワ７０の概略構造を示す。このＬ字型デュワ７０は、とくに、その冷却機構７１に特徴を有する。
【０１０４】
この冷却機構７１は、冷凍機（または冷媒タンク）３１と、この冷凍機３１に、Ｚ軸方向の１列毎に、接続された２本のヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂとを備える。この内、一方のヒートパイプ３２ＡはＬ字型デュワ７０の根元部の側面からデュワ内に入って、垂直に立ち上がり、その後、デュワの内部空間ＩＳに沿って直角に曲げられた状態で設置される。このため、ヒートパイプ３２Ａの蒸発部は横方向（Ｘ軸方向）に向く。この蒸発部に、複数個のＳＱＵＩＤセンサ２１が検出面を下方に向けながらその軸方向に沿って並設されている。
【０１０５】
もう一方のヒートパイプ３２Ｂは、Ｌ字型デュワ７０の底面部分から内部に入り、そのままデュワの縦方向空間に沿って曲がり部分まで延びる。このヒートパイプ３２Ｂの蒸発部は縦方向（Ｙ軸方向）に向く。この蒸発部に、複数個のＳＱＵＩＤセンサ２１が検出面を横方向に向けながらその軸方向に沿って並設されている。
【０１０６】
ヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂのデュワ外部への延出部分は断熱材５７で覆われている。
【０１０７】
この結果、両方のヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂそれぞれの蒸発部に取り付けられた複数個のＳＱＵＩＤセンサ２１により、センサ部２を構成する複数のＬ字型列のそれぞれが形成される。このように形成された列が複数列装備され（図示せず）、全体として、Ｌ字型に折り曲げた面に沿った２次元配列（つまりは３次元配列）のセンサ部２が形成される。
【０１０８】
そのほかの構成は第１の実施形態のものと同様であるので、このＬ字型デュワによっても、被験者の胸部前面および胸部側面を同時に磁気検出することができる。
【０１０９】
なお、上述の冷却機構７１の変形例の一つとして、図１４に記載の構造を採用してもよい。この冷却機構７１にあっては、冷媒タンク（または冷凍機）３１から延びるヒートパイプ３２は１本であるが、その途中から２本のヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂに分岐されている。このヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂにより、上述したと同様のセンサ部に構成される。この構成によって、冷媒タンク３１の周辺でのヒートパイプの引き回しが簡素化される利点がある。
【０１１０】
第９の実施形態
本発明の第９の実施形態を図１５に基づき説明する。この実施形態は、本発明のデュワに適用されるヒートパイプの形状に関する。
【０１１１】
図１５に、内壁側にウイックを有するヒートパイプ３２の断面形状を示す。このヒートパイプ３２は、その断面を楕円形（または円形）に形成されるとともに、その下面にセンサ取付け部としての凹部３２Ｈが軸方向に所定間隔で形成されている。この凹部３２ＨにＳＱＵＩＤセンサ２１がねじ込み又は差し込み方式により取り外し可能に取り付けされる。
【０１１２】
このヒートパイプ３２で主たる特徴とする点は、重力方向に対して垂直な面を形成したことである。これにより、重力方向の撓み荷重に耐えられるようになっている。
【０１１３】
なお、このヒートパイプの断面形状としては、図１６または図１７に記載の構造を採用してもよい。図１６のヒートパイプ３２は矩形の断面形状を有し、図１７のそれはＨ型の断面形状を有する一方で、共にその下面にセンサ取付け部としての凹部３２Ｈが形成されている。また、共に、重力方向に対して垂直な面を形成し、重力方向の撓み荷重に耐えられるようになっている。
【０１１４】
第１０の実施形態
第１０の実施形態を図１８に基づき説明する。この実施形態は、図１３の第８の実施形態で説明したと同様に、Ｌ字型デュワの冷却機構に関する。
【０１１５】
図１８には、Ｌ字型デュワ７０と、その冷却機構７１とを示す。冷却機構７１は特に図１３のものを発展させたもので、冷凍機（または冷媒タンク）３１と、この冷凍機３１に接続された、センサ部２を構成する複数のＬ字型列のそれぞれに対する、複数本のヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂ，…，３２ｎとを備える。複数本のヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂ，…，３２ｎの内、前半の複数本が１つのグループとしてＬ字型データ７０の横方向空間部まで延設され、それぞれのヒートパイプにＳＱＵＩＤセンサ２１が１個ずつ取り付けられている。また後半の複数本が別の１グループとしてＬ字型データ７０の縦方向空間部まで延び、それぞれのヒートパイプにＳＱＵＩＤセンサ２１が１個ずつ取り付けられている。複数本のヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂ，…，３２ｎのそれぞれは、デュア内部にてホルダ７２により支持されている。
【０１１６】
これにより、複数本のヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂ，…，３２ｎそれぞれの蒸発部にＳＱＵＩＤセンサ２１が取り付けられ、Ｚ軸方向に並ぶＬ字型のセンサ列が形成される。このように形成されたセンサ列が複数列装備され（図示せず）、全体として、Ｌ字型に折り曲げた面に沿った２次元配列（つまりは３次元配列）のセンサ部２が形成される。
【０１１７】
このＬ字型デュワ７０および冷却機構７１によっても、被験者の胸部前面および胸部側面を同時に磁気検出することができる。
【０１１８】
なお、上述したＬ字型デュワ７０において、センサ取り付け構造およびヒートパイプ支持構造については更に以下のような変形が可能である。
【０１１９】
図１９には、センサ取り付け構造の変形例を示す。この構造によれば、ＳＱＵＩＤセンサ２１のボビン２２の上端面に凹状の取り付け部２２ａを穿設し、この取り付け部２２ａの底面に板状の熱伝導体７３を設置してある。なお、ＳＱＵＩＤセンサ２１において、ボビン２２に巻装された検出コイル２３は、そのボビンに設置された超伝導リング体２４に電気的に接続され、このリング体２４から信号線２５が引き出される。これに対し、ヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂ，…，３２ｎのそれぞれの取り付け部先端には、同図に示す如く、ボビン２２に穿設した取り付け部２２ａに寸法を合わせて拡径した捩子式の取り付け部７４を設ける。この拡径構造により熱伝導面を増やすことができ、また熱伝導体７３の介挿によってセンサ２１の冷却効率を上げることができる。さらに、捩子式の取り付け部７４を設けたので、ＳＱＵＩＤセンサ２１を着脱自在に取り付けることができ、保守点検が容易になる。
【０１２０】
また図２０〜図２２には、ヒートパイプ支持構造の好適な変形例を示す。図２０に、互いに所定間隔を空けてＺ軸方向に延びるヒートパイプ支持用の複数のホルダ７２Ａ，７２Ｂ，…７２Ｆを一例として横（Ｚ軸）方向にアレイ状に配置したホルダ体を示す。このホルダ体を図２０における横方向（１）から一部破断して見た様子を図２１に、一方、図２０における上方向（２）から見た様子を図２２にそれぞれ示す。なお、ここでは、このホルダ体は横（Ｚ軸）方向に配置した場合を例示するが、当然に縦（Ｙ軸）方向にも配置できる。
【０１２１】
各ホルダ７２Ａ（〜７２Ｆ）はその両端部側面の取り付け金具７５を介してＬ字型デュワの所定位置に固定される。この支持構造の場合、ホルダ７２Ａ，７２Ｂ，…７２Ｆはヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂ，…，３２Ｆをそれぞれ、その下面に当接して直接支持する。つまり、ホルダ７２Ａ，７２Ｂ，…７２Ｆは、図２１に示す如く、先に位置するほど高くなるように互いに段差を付けてデュワに固定される。これにより、ヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂ，…，３２Ｆの１組は互いに上下方向に互いに重なった状態で支持される。これを上方向から見た場合、図２１、２２に示す如く、あたかも１本のパイプに見える。一番低い手前のホルダ７２Ａは最初のヒートパイプ３２Ａを支持し、その次のホルダ７２Ｂは次のヒートパイプ３２Ｂを支持するといった具合である。
【０１２２】
このホルダ７２Ａ，７２Ｂ，…７２Ｆそれぞれの所定位置には上下方向から見て略半円状の切込み７６が穿設されている。最終列のホルダ７２Ｆの切込み７６を除いて、残りの７２Ａ，７２Ｂ，…７２Ｅのそれは互いに隣接するように位置決めされている。このため、切込み７６の各対（最終列では１個の切込み）の部分に形成される略円形孔を通して、各ヒートパイプ３２Ａ（〜３２Ｆ）の先端に取り付けたＳＱＵＩＤセンサ２１が下方に通される。
【０１２３】
このヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂ，…，３２Ｆを１組とし、その複数組がホルダ７２Ａ，７２Ｂ，…７２Ｆにより支持されるので、結局、ＳＱＵＩＤセンサ２１はＬ字型デュワ内の縦方向または横方向の空間部で２次元状に配置されることになる。このとき、ホルダの段差配置を利用しているので、複数本のヒートパイプが重なり合った状態で支持でき、デュワ内部での占有スペースを最小限に止めることができる。
【０１２４】
第１１の実施形態
第１１の実施形態を図２３〜図２５に基づき説明する。この実施形態のデュワは、平面型のヒートパイプを使用したことを特徴とする。
【０１２５】
図２３に平面型のヒートパイプ８０の概略を示す。同図に示すように、この平面型ヒートパイプ８０は、その内部に、ウイックＷで仕切られた背丈の短いヒートパイプ等価体８１を、各センサ位置でセンサ検出面に垂直な方向にそれぞれ設置し、これらヒートパイプ等価体を一体化したパイプ構造を有する。個々のヒートパイプ８１の一端の蒸発部（吸熱部）にＳＱＵＩＤセンサ２１が例えばねじ込み方式により着脱自在に取り付けられる。ヒートパイプ８１の他端の凝集部（放熱部）には外部から冷媒を流出入させる通路８２が設けられている。この通路８２は、図２４（ａ），（ｂ）に示す如く、冷媒入り口８３および冷媒出口８４に連通している。この入り口および出口は適宜な位置に形成できる。この入り口および出口は好適には、図示しない外部の冷媒循環ポンプに接続され、例えば図２５に示す如く、冷媒（液体、ガス）を内部の蛇行通路８２を強制的に循環させるようになっている。この結果、平面型ヒートパイプ８０の上面側が放熱部、底面側が吸熱部になり、ＳＱＵＩＤセンサ２１が冷却される。
【０１２６】
この平面型ヒートパイプ８０を採用し、冷媒を循環させることによって、少量の冷媒で効率的な冷却ができ、またデュワのセンサ取り付け方向の厚さを極力薄くすることができる。
【０１２７】
第１２の実施形態
第１２の実施形態を図２６〜図４１に基づき説明する。
【０１２８】
この実施形態に係る生体磁気計測装置は、前述してきたヒートパイプに代えて、任意の形状に形成されたデュワ内に冷媒を強制的に循環させる冷却手段を採用したことを特徴とする。具体的には、後述するように、冷媒を循環させる装置と、この装置から送り出される冷媒をＳＱＵＩＤセンサのホルダ内を通過させ、この通過に伴ってＳＱＵＩＤセンサの検出コイルおよびＳＱＵＩＤリング（チップ）を超伝導状態まで冷却する構成を採る。デュワの任意形状としては、例えば前述したようなＬ型または略Ｌ型が挙げられる。これにより、任意形状のデュワ内に冷媒を満たす必要がある液体貯蔵型の冷却方法の不便さを解消できる。デュワ内で冷媒液体の充填が不均一になることに因る問題や、この問題を回避することに因る重量増、機構の複雑化、取扱の困難さなどの２次的な問題なども一挙に解消しようとするものである。
【０１２９】
この生体磁気計測装置の骨子となる構造（信号処理部を除く）を図２６に概念的に示し、その中のセンサホルダおよび冷媒循環の機構の具体的な一例を図２７に示す。
【０１３０】
この生体磁気計測装置は、前述したと同様に心磁界を胸部前面および胸部側面から検出するため、Ｌ字型デュワ９０を備える。このＬ字型デュワ９０の内部空間ＩＳにセンサホルダ９１および冷媒循環パイプ９２を１組として、この組を複数組備える（図２７参照）。
【０１３１】
センサホルダ９１は、その１個で複数のＳＱＵＩＤセンサ２１を装着・支持するとともに、冷媒を循環させる流路の役目も担うもので、一方の端部を取り付け用に曲げて延出させているが、全体には略Ｌ字状に形成された板状の中空パイプから成る。このセンサホルダ９１を図示の如く、デュワ９０のＬ字状の内部空間に沿ってデュワ内壁に配置・固定している。この固定は、センサホルダ９１のほぼ両端部に突設したねじ込み式、はめ込み式などの取付け部９１ａ，９１ｂによりなされる。この取付け部によりセンサホルダ９１の脱着が容易になり、組立て、保守などの負担を著しく軽減することができる。
【０１３２】
このセンサホルダ９１は、図２７に示す如く、横（Ｘ軸）方向に沿わせ且つ患者体軸（Ｚ軸：デュワ長軸）方向に任意の複数本（複数チャンネル）、並設されている。
【０１３３】
センサホルダ９１の下方に位置する端部は、デュワ内においてジョイント部９３を介して、後述する冷媒循環装置９４に接続した一方の連結パイプ９５に結合されている。また、センサホルダ９１の上方に位置するもう一方の端部は、そのまま内部流路を連通させた状態で冷媒循環パイプ９２の一方の端部に一体に取り付けられている（図２７参照）。この冷媒循環パイプ９２も図２７に示すように、センサホルダ９１の直上に位置し且つ同様にＬ字状にデュワ内に配置されている。環境磁場除去のための参照コイル群を内蔵する参照コイルボックス９６が冷媒循環パイプ９２の途中に介挿させている。このボックス９６は、丁度、Ｌ字型デュワの曲がり角部に位置し、その下端面をセンサホルダ９１の角部に固定することで、冷媒循環パイプ９２の固定支持も行うようになっている。この冷媒循環パイプ９２の下方の端部はデュワ内で別のジョイント部９７を介して、冷媒循環装置９４に接続したもう一方の連結パイプ９８に結合されている。Ｌ字型デュワ９０の外部に露出している連結パイプ９５、９８の部分は断熱材９９により覆われている。
【０１３４】
なお、ここでは、参照コイルボックス９６を各列毎、すなわち各冷媒循環パイプ毎に設ける構成を示しているが、必ずしもそのように全列に装備する必要はなく、必要な列（チャンネル）だけに使用する構成にしてもよい。
【０１３５】
以上の構成により、図２６中の矢印で示す如く、冷媒循環装置９４から連結パイプ９８を介して冷媒循環パイプ９２に入り（その途中で参照コイルボックスを通る）、そしてセンサホルダ９１を通った後、別の連結パイプ９５を介して冷媒循環装置９４に戻る流路が形成される。この一連の流路は、図２７に示す如く、センサホルダ９１および冷媒循環パイプ９２の組毎に複数経路、形成される。
【０１３６】
さらに、センサホルダ９１は、その軸方向に直交する断面の形状として例えば図２８に示すように中空の四角形に形成したパイプであり、その内部空間は冷媒流路ＰＷとなる。この断面形状としては、図２９に示すようにコ字状に形成してもよい。このパイプの材料は、ＧＦＲＰやＣＦＲＰが好適である。いずれの断面形状においても、ホルダ自体の歪みに因るセンサの位置ずれを極力防止できるように配慮されている。つまり、重力方向に沿った側面ＳＦのサイズを十分に確保してあるので、センサホルダ９１が重力方向に撓むのを防止することができる。なお、この側面構造に代えて、後述するようにデュアの内壁にホルダ両端を固定することによっても、ホルダ全体の撓みを防止できる。
【０１３７】
センサホルダ９１には、一例として図２６に示す如く、そのＬ字状の軸方向における所定間隔の位置毎に、そのパイプを軸方向に直交する方向に貫通する、例えば捩子式のセンサ装着孔９１ｃが複数個穿設されている。この装着孔９１ｃの位置および間隔は磁気計測に要求される仕様によって決まる。
【０１３８】
このセンサ装着孔９１ｃには、図３０に示す如く形成された熱伝導型のＳＱＵＩＤセンサ１００が気密に装着される。この装着例を図３１に示す。
【０１３９】
図３０に示すＳＱＵＩＤセンサ１００は、検出コイル１０１、ＳＱＵＩＤチップ１０２を樹脂などの非磁性材料で一体成形されたボビン１０３を有する。樹脂製のボビン１０３内に、検出コイル１０１とＳＱＵＩＤチップ１０２を埋め込むようにしてもよい。また、検出コイル１０１を樹脂製のボビン１０３の周りに巻装してもよい。検出コイル１０１を実装しているボビン部分１０３ｃの隣に、このボビン１０３の装着部１０３ａが形成されている。装着部１０３ａは一例として捩子式に構成されている。この装着部１０３ａが図３１に示す如く、センサホルダ９１のセンサ装着孔９１ｃに捩子込まれて装着される。この装着にはシールが使用され、装着隙間の気密性が確保される。
【０１４０】
またボビン部分１０３ｃは、装着部１０３ａよりも小径に形成されていることも特徴の１つである。この小径構造により、ＳＱＵＩＤセンサ１００をセンサ装着孔９１ｃに装着（挿入）する時の検出コイルへの損傷を防止できる。ＳＱＵＩＤセンサ１００にはさらに、図３０に示すように、捩子込みのときに捩子込み過多となり、センサ検出位置が変動するのを防止するストッパ１０３ｂが一体に形成されている。同図中、１０４はセンサの信号線を示す。
【０１４１】
なお、この冷媒循環型に好適なＳＱＵＩＤセンサとしては、図３０に記載のもののほか、種々の構造、形状のものを採用できる。図３２にその変形例の１つを示す。同図に示すＳＱＵＩＤセンサ１００は同様に熱伝導型であり、図３０の構造に比べて、ストッパ１０３ｂと捩じ込みの装着部１０３ａとの位置がセンサ軸方向にて反対に形成されている点が大きく異なる。
【０１４２】
図３０および図３２の構造のＳＱＵＩＤセンサ１００は、どちらの場合も、ボビン１０３を伝導する冷媒の熱により、検出コイル１０１を冷却するようになっている。
【０１４３】
図３３に別のＳＱＵＩＤセンサを示す。このＳＱＵＩＤセンサ１００では、その内部を空洞に形成し、その内部に検出コイル１０１およびＳＱＵＩＤチップ１０２を内蔵する。検出コイル１０１はその内部で又は外部でボビン樹脂の周りに巻いてもよい。そして、ボビン１０３の装着部１０３ａに軸方向に直交する貫通孔１０３ｄを穿設する。このＳＱＵＩＤセンサ１００を図３４に示す如く、センサホルダ９１の装着孔９１ｃに例えば捩子込んで装着する。このとき、貫通孔１０３ｄがセンサホルダ９１の冷媒流路ＰＷ内に位置し、且つ、貫通孔１０３ｄの出入り口の向きが流路方向を向くように設定する。この結果、センサホルダ９１の冷媒流路ＰＷを流れてきた冷媒の一部は、ＳＱＵＩＤセンサ１００の貫通孔１０３ｄをも通過しつつ、センサ内部の空洞に溜まるので、検出コイル１０１およびＳＱＵＩＤチップ１０２が直接、冷媒により効率良く、例えば極低温まで冷却される。
【０１４４】
図３５に更に別のＳＱＵＩＤセンサとして、高温超伝導体を用いた磁気センサのユニットを示す。高温超伝導材料の場合、基板上に検出コイルを成型する方が容易であるため、このＳＱＵＩＤセンサ１００もそのように基板１０５に設けている。この基板１０５を用いることにより、センサ全体の高さを、低温超伝導タイプのものに比べて、低く成形することができる。この基板１０５をボビン１０３内部に設置する方法は種々のものを採用でき、例えば、基板を非磁性の樹脂で一体成形してもよいし、ボビン内部を空洞化させて、その中に検出コイルとＳＱＵＩＤチップを一体成形した基板を配設するようにしてもよい。この高温超伝導タイプのＳＱＵＩＤセンサ１００に対する冷却も低温超伝導タイプのそれを同様に行える。一例として、センサホルダ９１の冷媒流路を通過する冷媒とそのＳＱＵＩＤセンサ１００を熱伝導体（図示せず）で熱的に接合する構造にし、その熱伝導に拠り冷却する方法が挙げられる。
【０１４５】
さらに、センサ装着部の構成例を説明する。前述した図３１に示すように、センサ装着孔９１ｃとＳＱＵＩＤセンサ１００との接触部分に、軟質エラストマなどのシール部材１０６を介挿させることで、装着孔９１ｃはその冷媒流路ＰＷに対して開放した構造にすることが１つの望ましい態様である。これにより、流路ＰＷを通過する冷媒により、ＳＱＵＩＤセンサ１００が直接、冷却される。
【０１４６】
また別の構造として、図３６に示す装着構造を採用できる。この装着構造の場合、センサ装着孔９１ｃに例えば熱伝導体１０７を装着し、この装着孔を冷媒流路ＰＷに対して開放しない構造とする。このため、熱伝導体１０７の内周面に密接する状態で装着孔９１ｃ、すなわち熱伝導体１０７にＳＱＵＩＤセンサ１００１が取り付けられる。このため、ＳＱＵＩＤセンサ１００の熱は、熱伝導体１０７を通して冷媒に伝わり（熱伝導）、循環する冷媒がその熱を奪いさることでセンサが冷却される。
【０１４７】
一方、冷媒循環装置９４は、図３７に示す如く、冷却が終了して戻ってきた冷媒を凝集させ液化させる凝集装置１１１と、この凝集装置により液化された液体冷媒を貯蔵する貯蔵タンク１１２と、この貯蔵タンクに貯蔵されている冷媒をセンサ冷却用に吐出するポンプ１１３とを備える。貯蔵タンク１１２には調整弁１１４を取り付けてある。凝集装置１１１から送られてくる液体の圧力と液体冷媒が蒸発するときに発生する圧力とによりタンク内圧が高くなるが、この内圧が一定値以上になると自動的に調整弁１４が開いて圧力を逃がすようになっている。したがって、タンク内圧が一定以上にはならないように自動調整される。
【０１４８】
また、冷媒循環装置９４と冷媒循環パイプ９２との接続は、樹脂製ナットなどでかしめる方式が採用される。デュワ９０から外部に延出される連結パイプ９５、９８の部分は、発泡スチロールなどの断熱材９９で断熱される。
【０１４９】
また、貯蔵タンク１１２は、その壁としてステンレス鋼の２重構造の壁を採用し、その壁間を真空層ＶＳに形成してある。この２重壁の内、内側に位置する壁は、ＧＦＲＦやＣＦＲＰで形成し、この壁の内側には、さらに、発泡スチロールなどの発泡性の断熱材１１５を貼り付けてある。これにより、２重の断熱構造になっており、冷媒の蒸発を防止している。また、この貯蔵タンク１１２には冷媒充填用のポート１１６が設けられている。
【０１５０】
なお、本発明に適用可能な冷媒循環装置は必ずしもこのような構成に限定されるものではなく、センサホルダ９１および冷媒循環パイプ９２を介して冷媒を強制循環させることができる手段であれば、他の構成を採用してもよい。
【０１５１】
さらに、この生体磁気計測装置における、センサホルダ９１のデュワ内壁への取付け構造およびデュアの開閉構造の例を図３８〜図４０に示す。デュワ９０の壁は、その外壁を非磁性金属板で、内壁を非磁性の樹脂などでそれぞれ形成し、その中間層に発泡スチロールなどの断熱材を埋めたサンドイッチ構造に形成してある。このデュワ９０の内壁のセンサホルダ９１の両端部に対向する位置には段部９０ｄ，９０ｅがそれぞれ形成され（図３８、３９参照）、この段部９０ｄ，９０ｅにセンサホルダ９１の両端に突設された取付け部９１ｂおよび９１ａを一例として捩子止めするようになっている。なお、センサホルダのデュワ内壁への取付けは捩子止めに限らず、差し込み方式であってもよい。
【０１５２】
一方、デュワ９０の下面を形成する、被験者に直接、対向する略Ｌ字状の下側カバー９０Ｃは開閉可能になっている。これは、一例として、図３８、３９に示す如く、デュワ９０本体側との間に形成した段状の取付け部分にシール部材１２０を介して気密に捩子止めできるようになっている。この捩子を着脱することで、図４０に示す如く、下側カバー９０Ｃを自在に開閉できる。これにより、ＳＱＵＩＤセンサ１００が故障したときに、故障したチャンネルのセンサのみが交換可能である。シール部材１２０としては、軟質のエラストマ、インジウム、シリコンオイルなどを用いることができる。なお、この下側カバー９０Ｃは図４１に示す如く、ヒンジ１２１を片端部に用いて開閉可能に構成してもよい。
【０１５３】
図示していないが、デュア９０の内部空間ＩＳは計測時には真空状態に保持される。このため、デュアの一部に真空引き用のパイプが接続され、例えば油拡散型の真空ポンプなどでデュア内部を真空に引く構成が付加される。このデュワの開閉構造の場合、デュワの内部空間ＩＳ自体には冷却用液体を存在させないので、保守のときには、その真空層（内部空間ＩＳ）を大気圧に戻すだけで済み、従来の液体貯蔵型のデュワに比べて、保守性が著しく向上する。なお、真空ポンプからの雑音の影響を極力排除するために、このポンプはデュワ９０からできるだけ遠くに離して配置する構成が望ましい。
【０１５４】
したがって、デュワ外部の冷媒循環装置９４から送出された冷媒は、冷媒循環パイプ９２を通過しつつ、参照コイル群を冷却し、この後、パイプ状のセンサホルダ９１の冷媒流路ＰＷに入る。冷媒はこの流路ＰＷを通過しながら、全部のＳＱＵＩＤセンサ１００を確実に且つ効率良く冷却する。この冷媒は、凝集機で液化された後、再度、冷媒循環装置から送出され、上述の冷却を継続して行う。
【０１５５】
また、複数のＳＱＵＩＤセンサ１００で検出される磁場情報は、センサから電気信号として出力され、図示しない外部の磁場源解析用の計算機に送られる。
【０１５６】
このように冷媒を流路（センサホルダおよび冷媒循環パイプを経由する流路）に沿って強制循環させ、その冷媒流路の一部にＳＱＵＩＤセンサを装着する構造のデュワに採用することができる。このため、従来タイプのデュワである、液体貯蔵タイプの円筒型または桶型以外の、診断対象に最も適したデュワ形状とセンサ配置が可能になる。また、ＳＱＵＩＤセンサそれぞれを強制循環の冷媒で効率的に冷却することができる。さらに、一度、冷却に用いた冷媒を再利用することができ、生体磁気計測装置の運用コストの低減が可能になる。さらにまた、デュワ全体を軽量に形成でき、運搬、取付けなどを容易化できる一方、ＳＱＵＩＤセンサをセンサホルダに取り付ける構造のために、各チャンネル毎のセンサの保守点検が容易に行えるという利点も得られる。
【０１５７】
なお、デュワの形状は必ずしもＬ字型または略Ｌ字型でなくてもよい。ＳＱＵＩＤセンサを支持するホルダがその内部に冷媒を強制循環させつつ、ＳＱＵＩＤセンサに冷媒が直接または間接に当接し、そのセンサを冷却させることができる構造であればよい。
【０１５８】
かかる変形例の１つを図４２、４３に示す。この変形例に係るセンサホルダ１３０は、全体がその側面に対向するＺ軸方向から見て略Ｌ字状を成し、かつＺ軸方向の全センサ列、すなわち全チャンネルを一体に保持する一体構造になっている。このセンサホルダ１３０の内部は中空に成形され、冷媒は入り口ポート１３ａと出口ポート１３０ｂを通ってその内部流路１３１を循環するようになっている。このセンサホルダ１３０には、そのＬ字状平面に沿って複数チャンネル分のセンサ装着孔１３２がＺ軸方向にアレイ状に穿設されている。内部流路１３１も図４３に示す如く、各センサ列に沿ってＹ軸（Ｘ軸）方向に走行し、かつ、直列にまたは並列に入り口ポート１３ａおよび出口ポート１３０ｂに連通している。ＳＱＵＩＤセンサ１００は、前述と同様に複数の装着孔１３２のそれぞれに装着され、ホルタ内部を循環する冷媒の熱伝導などに因り冷却される。
【０１５９】
なお、上述したＬ字型または略Ｌ字型のセンサホルダを用いた生体磁気計測装置の別の例を図４４に示す。冷媒循環パイプ９２の一部をデュワ９０の外部に断熱して設置するとともに、ＳＱＵＩＤセンサ１００の群の一部に交換容易型のセンサ部ＳＡ，ＳＢを形成している。
【０１６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の生体磁気計測装置によれば、磁気センサを設置する容器の形状を任意に且つ安価に形成できる。このように任意形状に形成した場合でも各磁気センサの正確な冷却性能を確保できる。
【０１６１】
また、磁気センサを収容する容器をコンパクト化および軽量化でき、さらに、メインテナンス性を向上させる。
【０１６２】
さらに、被験者の体表とセンサ面との間の距離を最短に且つ体表全体に渡ってほぼ一定に設定できるので、これにより、被験者の診断部位から出ている磁界をなるべく多く検知して、検知信号のＳ／Ｎを向上させることができる。とくに、心磁界計測用の装置において、胸前部や胸側部、または、これらに後背部を加え、それらの体表部位から放射されている磁束を同時に計測し、検知信号のＳ／Ｎを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る生体磁気計測装置のＬ字型デュワの構造を中心とした全体構造を示す構成図。
【図２】Ｌ字型デュワの外観の一連を示す斜視図。
【図３】ヒートパイプの原理を説明する説明図。
【図４】Ｌ字型デュワのヒートパイプおよびＳＱＵＩＤセンサの配置状況を説明する部分的な断面図。
【図５】ＳＱＵＩＤセンサの取り付けの一例を示す説明図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る生体磁気計測装置のＬ字型デュワの構造を中心とした全体構造を示す構成図。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る生体磁気計測装置のコ字型デュワの構造を中心とした全体構造を示す構成図。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る生体磁気計測装置のＬ字型デュワの構造および可倒動作を説明する図。
【図９】第４の実施形態に係る生体磁気計測装置のＬ字型デュワの構造および可倒動作を説明する図。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係る生体磁気計測装置の台座の移動構造を説明する図。
【図１１】本発明の第６の実施形態に係る生体磁気計測装置の台座の支持構造を説明する図。
【図１２】本発明の第７の実施形態に係る生体磁気計測装置のＬ字型デュワの切込み部を説明する図。
【図１３】本発明の第８の実施形態に係る生体磁気計測装置のＬ字型デュワの冷却機構を概念的に説明する構成図。
【図１４】第８の実施形態の変形例に係る生体磁気計測装置のＬ字型デュワの冷却機構を概念的に説明する構成図。
【図１５】本発明の第９の実施形態に係る生体磁気計測装置におけるＬ字型デュワのヒートパイプの断面図。
【図１６】第９の実施形態の１つの変形例に係るヒートパイプの断面図。
【図１７】第９の実施形態の別の変形例に係るヒートパイプの断面図。
【図１８】本発明の第１０の実施形態に係る生体磁気計測装置のＬ字型デュワおよびその冷却機構の構造を示す図。
【図１９】第１０の実施形態の１つの変形例に係るセンサ取り付け構造を説明する図。
【図２０】第１０の実施形態の別の変形例に係るヒートパイプ支持構造を説明する図。
【図２１】図２０における横方向からみた一部破断した図。
【図２２】図２０における上方向からみた外観図。
【図２３】本発明の第１１の実施形態に係る生体磁気計測装置に適用される平面型ヒートパイプの概略構成図。
【図２４】（ａ），（ｂ）共に平面型ヒートパイプの側面から見た外観図。
【図２５】平面型ヒートパイプの冷媒循環を説明する図。
【図２６】本発明の第１２の実施形態に係る生体磁気計測装置の冷媒循環型のデュア構造を概念的に示す構成図。
【図２７】図２６の概念的構成に基づく冷媒循環路の構成の一例を示す斜視図。
【図２８】冷媒循環パイプの断面形状の一例を示す図。
【図２９】冷媒循環パイプの断面形状の他の一例を示す図。
【図３０】ＳＱＵＩＤセンサの一例を示す図。
【図３１】図３０のＳＱＵＩＤセンサをセンサホルダに装着した状態を例示する図。
【図３２】ＳＱＵＩＤセンサの別の一例を示す図。
【図３３】ＳＱＵＩＤセンサのさらに別の一例を示す図。
【図３４】図３３のＳＱＵＩＤセンサをセンサホルダに装着した状態を例示する図。
【図３５】ＳＱＵＩＤセンサ（高温超伝導タイプ）のさらに別の一例を示す図。
【図３６】ＳＱＵＩＤセンサのセンサホルダへの装着例を示す概略図。
【図３７】冷媒循環装置の概略構成を説明する系統ブロック図。
【図３８】センサホルダのデュワ内壁への取付け構造およびデュアの開閉構造を示すデュワの一端部の部分断面図。
【図３９】センサホルダのデュワ内壁への取付け構造およびデュアの開閉構造を示すデュワの他端部の部分断面図。
【図４０】デュアの下面カバーの開閉自在構造の一例を示す概念図。
【図４１】デュアの下面カバーの開閉自在構造の別の例を示す概念図。
【図４２】デュア構造の別の例を示す斜視図。
【図４３】図４２中のＡ−Ａ′線に沿った概略断面図。
【図４４】冷媒循環装置を用いた生体磁気計測装置の別の例を概念的に示す図。
【図４５】アームレストを用いるときの被験者の計測体位を説明する図。
【図４６】アームレストの一例を示す斜視図。
【符号の説明】
１ 寝台
１Ｎ 天板
２ センサ部
３ Ｌ字型デュワ
３Ｕ 上側カバー
３Ｌ 下側カバー
３Ｍ 切込み部
３Ｒ アームレスト
４ 台座
４ａ テーパ面
４ｂ 脚部
５ 駆動・処理ユニット
６ 冷却機構
１１ａ，１１ｂ 外側、内側ケーシング
２１ ＳＱＵＩＤセンサ
２５ 参照コイル群
３１ 冷凍機（冷媒タンク）
３２，３２Ｘ，３２Ｙ，３２Ｓ，３２Ｕ，３２Ｌ，３２Ａ，３２Ｂ ヒートパイプ
５４ 連結ホース
５５ 真空ポンプ
５７ 断熱材
５８ 熱伝導体
６１ Ｌ字型デュワ
６１Ｘ 横方向デュワ
６１Ｙ 縦方向デュア
６２ 連結部材
６３ 支柱
６４ アーム
６６ コ字型デュワ
６６Ｓ 縦方向デュワ
６６Ｕ 上側横方向デュワ
６６Ｌ 下側横方向デュワ
６８ 連結用蝶番
６９ キャスタ
７０ Ｌ字型デュワ
７１ 冷却機構
８０ 平面型ヒートパイプ
９０ Ｌ字型デュワ
９１ センサホルダ
９１ｃ 装着孔
９２ 冷媒循環パイプ
９４ 冷媒循環装置
１００ ＳＱＵＩＤセンサ
１０１ 検出コイル
１０２ ＳＱＵＩＤチップ
１０３ ボビン
１０３ａ 装着部
１０３ｂ ストッパ
１０３ｄ 貫通孔
１１１ 凝集装置
１１２ 貯蔵タンク
１１３ ポンプ
１３０ 略Ｌ字型のデュワ
１３１ 内部流路
１３２ センサ装着孔
Ｐ 被験者
ＩＳ 内部空間
ＩＳｘ，ＩＳｙ 幅方向、高さ方向空間部
ＩＳｃ 湾曲空間部
Ｃ 湾曲部
ＰＷ 冷媒流路
【発明の属する技術分野】
本発明は、被験者の脳や心臓など、生体から発生する磁気（磁場）を計測する生体磁気計測装置に関し、とくに、冷却容器としてのデュワ内に、磁気を検知するためのアレイ状に配置した複数の磁気センサと、この磁気センサを冷却する冷却機構とを備え、そのデュワおよび冷却機構の構造や形状を改善した生体磁気計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体磁気計測装置は、生体の脳や心臓などの部位から発生する微弱な磁気（磁場）信号を捕らえて、それらの部位の機能診断に利用するもので、近年、その開発や研究が盛んに行われている。
【０００３】
従来良く知られているように、例えば人の心臓は、その動きに伴って電流を発生する。この電気信号は非常に微弱であるが、種々の方法により非侵襲的に測定することができる。その１つの方法が生体磁気計測であり、これは生体中を流れる電流に因って生じる磁気（磁場，磁場）を測定するものである。脳を対象とした生体磁気計測を脳磁界計測と、心臓を対象としたそれを心磁界計測が代表的なものである。
【０００４】
従来知られている生体磁気計測装置は、患者を載せる寝台又はこれと同等機能の装置と、磁気センサを先端部または底辺部に取り付けた円筒状または桶型のデュワと、磁気センサにより検知され、信号線を介してデュワ外部に取り出された検知信号を処理する計算機を有する処理装置とを備える。デュワをこのように円筒状や桶型に形成するのは、その内側底面に磁気センサを配置し易いこと、冷媒の蒸発防止、冷却効率が比較的良いことなどが挙げられる。このデュワはガントリの一部として構成され、このガントリおよび寝台は磁気シールドルーム内に設けられる。
【０００５】
磁気センサには、非常に微弱な磁気信号を検知する高感度性が要求されている。このため、最近では、ＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉素子：Superconducting QUantum Interference Device ）を用いることが多く、このＳＱＵＩＤを複数個用いる多チャンネル化（例えば数十チャンネル）も進んでいる。最近では、このＳＱＵＩＤを液体窒素温度（７７Ｋ）で動作するＹＢＣＯ材料で製作することも多くなっている。各磁気センサは、磁気信号を検知するループコイルを有するコイル部と、その磁気信号を電流信号に変換するジョセフソン接合を有する電流検出器とを備える。コイル部は、一般的には、磁束が貫くことにより微小電流を生じさせる単一ループまたは多ループのコイルで構成される。例えば、心臓からの磁気信号を検知する場合、コイル部は被験者の胸前部と胸側部などに極力近接して配置されることが望ましい。それは磁界強度の変化に起因しており、磁界強度は電流源からの距離の３乗に比例して弱くなるからである。
【０００６】
このように超伝導材料を用いた、電流検出器を含む磁気センサは、その動作に必要な超伝導状態を保持するため、かつ、温度上昇による熱雑音であるジョセフソン雑音を減らすためにも、非常に低温な状態に維持する必要がある。
【０００７】
この低温維持のため、磁気センサはデュワと呼ばれる断熱容器内に設置され、デュア内に貯めた冷媒（液体窒素や液体ヘリウム）で冷却される。これにより、その超電導状態が維持される。典型的なデュワは直径が約５５ｃｍ、長さが約１２０ｃｍの円筒形である。冷却方法としては、デュワ内に貯めた冷媒内に磁気センサを浸し、直接冷却する方法が一般的である。デュワ内に冷媒を貯めておく必要があるので、デュワは通常、真空断熱層を有する２重層構造になっている。現時点では、ＳＱＵＩＤから成る磁気センサの特性を超電導状態に維持するには、極低温液体の窒素やヘリウムが不可欠である。
【０００８】
現在使用に供している高感度のＳＱＵＩＤ磁束計を用いた生体磁気計測装置の場合、円筒状のデュワは寝台上に仰向けになった被験者の例えば胸の直上に設置される。生体からの磁気信号を感度良く検知するには、上述したように、磁気センサを被検体になるべく近付けた方が良い。デュワが２重層構造であると、センサと被験者の体表との間の距離が真空断熱層の分、遠くなるので、検出信号のＳ／Ｎが悪くなってしまう。デュワのサイズのみならず、センサを極力、体表に近接して配置する必要性から、デュワの幾何学的形状を綿密に設計したいところではある。通常、磁気センサはデュワ内部の最底面またはこの面に近い位置に設けられる。
【０００９】
処理装置には、ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置やＸ線ＣＴスキャナなどのモダリティにより収集された患者の画像情報が与えられる。処理装置は従って、その画像情報を参照しながら磁気センサに拠る検知信号を処理して画像情報を生成し、表示する。この生成・表示情報を元に生体の機能診断が行われる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術に係るデュワによれば、デュワの形状・構造に起因して様々な問題または不満足な点が指摘されている。
【００１１】
その１つは、デュワ内に冷媒を貯めて磁気センサを冷却する冷却構造に起因する。
【００１２】
（１）第１に、デュワ（センサ容器または冷却容器）の形状に関する問題がある。前述したように、磁気信号を感度良く検知するには、磁気センサをなるべく生体表面に近付けた検知態勢をとりたい。生体表面はフラットではなく、種々の形状を成しているから、デュワの形状をＣ字状、Ｌ字状、Ｕ字状など、生体表面に合わせた任意形状に加工してデュワ内に配置した複数の磁気センサが成す検出面が生体表面に一様に接近するようにしたい。仮に、デュワを任意形状に加工し、磁気センサをその内部で任意位置に設置すると、液体冷媒を充填しづらい、デュワ内の均一的な冷却が難しい、繋目のシール部が多くなり液体冷媒が蒸発し易くなるなどの状況が起こり易く、設置位置によっては冷却されないセンサが生じることにもなる。さらに、センサ部の容器を傾けることもあり得るが、そのような場合に冷媒に触れない、すなわち冷却されない、冷却不十分なセンサが生じてしまうこともある。
【００１３】
（２）さらに、デュワを任意形状に加工したとしても、センサを冷却するための冷却系に拠るデュワの大形化および重量増は、従来のものと同様に、回避できない。とくに、全部の磁気センサを均一かつ十分に冷却するには、それだけデュワ全体を大きくして、内部に十分な冷媒を貯めなければならない。また、冷媒の蒸発に対処するためのデュワ内圧の調整弁、冷媒補給装置などもデュワに設置する必要がある。このため、デュワの大形化、重量増、製造コストや運用コストの上昇を招いてしまう。したがって、これらに鑑みると、デュワの任意形状化は実際上、実現困難であった。
【００１４】
（３）そこで、かかる状況に鑑みてデュワの形状を円筒状または桶型のまま放置した場合、複数個の磁気センサからなるセンサ部は通常、デュワの底面付近に設置されるので、磁気センサの設置ばかりか、その交換などの作業が困難化し、保守・点検などに手間がかかる。
【００１５】
（４）さらに、デュワは通常、その底面にも真空断熱層を有するので、被験者の胸部等と磁気センサとの距離が遠くなり、検知された信号の強度が十分に確保されていなかった。
【００１６】
また、別の問題は心磁界計測用のデュワの底面形状に起因する。
【００１７】
（５）従来の心磁界計測用の円筒状のデュワはその底面がフラットであるため、胸部前面しか計測できなかった。心臓からの磁界は胸部全周囲から出ているので、それらの磁界信号全部を計測することがＳ／Ｎ向上の観点からも好ましいと考えられる。とくに、心臓の位置は通常、胸部中央よりも左側に寄っているので、左胸側部を含めて計測することが望ましいと考えられる。しかし、従来の心磁界計測用の装置の場合、デュワ底面がフラットであるため、一様で且つ最短距離の胸部外周面へのアクセスができず、Ｓ／Ｎが不足するという問題があった。
【００１８】
本発明の目的
本発明は、上述した従来技術が有する種々の未解決の問題に鑑みてなされたものである。その目的の１つは、磁気センサを設置する容器（デュワ）の形状を任意に且つ安価に形成でき、このように任意形状に形成した場合でも各磁気センサの正確な冷却性能を確保することである。
【００１９】
また、本発明の別の目的は、上述の目的を達成すると同時に、かかる容器のコンパクト化、軽量化を実現し、さらに良好なメインテナンス性を確保することである。
【００２０】
さらに、本発明の別の目的は、被験者の体表とセンサ面との間の距離を最短に且つ体表全体に渡ってほぼ一定に設定でき、これにより、被験者の診断部位から出ている磁界をなるべく多く検知して、検知信号のＳ／Ｎを向上させることである。とくに、心磁界計測用の装置において、胸前部や胸側部、または、これらに後背部を加え、それらの体表部位から放射されている磁束を同時に計測し、検知信号のＳ／Ｎを向上させることである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記種々の目的を達成するため、本発明に基づく生体磁気計測装置は種々の構成を採る。
【００２３】
その第１の構成は、被験者の磁気信号を検出するために配置される冷却容器を備えた生体磁気計測装置において、前記冷却容器を、略板状の外観を呈し且つその内部に略板状の空間を有する構造体をその途中で略直角に湾曲させ、その側面に対向する方向から見て略Ｌ字型の冷却容器に形成し、前記冷却容器は、当該冷却容器の側面に対向する方向から見た状態で、被験者を横たえる寝台の天板との間で診断時に略コ字状の位置関係を形成し、この冷却容器の湾曲部から延びる２つの平坦部が被験者の胸部前面と胸部側面とを連続的に覆うように配置して、被験者の心臓から生じる磁気を計測するようにし、このＬ字型冷却容器の内部空間に、前記磁気信号を検出する複数個のＳＱＵＩＤセンサと、この複数個のＳＱＵＩＤセンサを低温状態に冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする。
【００２４】
例えば、前記被験者の一方の肩に相当する前記冷却容器の前記湾曲部の角部に、被験者の腕を通すための切込み部を形成してもよい。また、前記冷却容器は、非磁性で且つ電気絶縁性の材料から構成される。
【００２５】
また、例えば、前記冷却手段は、作動媒体を充填したヒートパイプであり、このヒートパイプの一端の凝集部を冷却装置に結合し、他端の蒸発部に前記複数のＳＱＵＩＤセンサを結合する一方で、前記冷却装置を前記冷却容器の外部に配置するとよい。また、前記ヒートパイプは前記冷却容器の内部空間にその略Ｌ字状の湾曲方向に沿って複数本配置し、各ヒートパイプの蒸発部に前記ＳＱＵＩＤセンサを複数個、その軸方向の複数個の位置に取り付けてもよい。さらに、前記ＳＱＵＩＤセンサの一つとして、環境磁場を除去するために用いる参照用のＳＱＵＩＤセンサを前記冷却容器の内部空間の湾曲部に配置することが望ましい。前記内部空間を所定真空度の真空状態に保持する真空保持手段を設けてもよい。
【００２６】
また、この第１の構成において、前記冷却容器の湾曲部の湾曲度を、前記被験者の胸部前面と胸部側面との間の体表の湾曲状態に合わせることが望まれる。
【００２７】
さらに、この第１の構成において、前記冷却容器を前記寝台に対して可倒動作可能に支持する支持手段を備えてもよい。
【００２８】
本発明の第２の構成は、被験者の磁気信号を検出するために配置される冷却容器を備えた生体磁気計測装置において、前記冷却容器を、それぞれが内部に略板状の空間を有する別体の構造体を互いに略直角に突き合わせ、それら構造体の側面に対向する方向から見て略Ｌ字型に配置し、この各構造体の内部空間に、前記磁気信号を検出する複数個のＳＱＵＩＤセンサと、この複数個のＳＱＵＩＤセンサを低温状態に冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする。この構成において、とくに、前記冷却容器を前記寝台に対して可倒動作可能に支持する支持手段を備えることが望ましい。
【００２９】
また本発明の第３の構成は、被験者の磁気信号を検出するために配置される冷却容器を備えた生体磁気計測装置において、前記冷却容器を、それぞれが内部に略板状の空間を有する別体の構造体を互いに略直角に突き合わせ、それら構造体の側面に対向する方向から見て略コ字型に配置し、この各構造体の内部空間に、前記磁気信号を検出する複数個のＳＱＵＩＤセンサと、この複数個のＳＱＵＩＤセンサを低温状態に冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする。とくに、前記被験者を載せる寝台を備え、この寝台は、前記コ字型冷却容器の下方の構造体が当該寝台下への位置決めを許容する退避構造に形成することが望ましい。
【００３０】
上記第１、第２、および第３の構成において、前記冷却容器を床上で移動可能に支持する支持手段を備えると都合がよい。
【００３１】
さらに、上記第１、第２、および第３の構成において、作動媒体が充填され且つ断熱部を介して凝集部および蒸発部を両端部にそれぞれ生じるヒートパイプと、このヒートパイプの蒸発部に取り付けられ且つ冷却状態で前記磁気信号を検出するセンサとを備え、前記ヒートパイプの凝集部には冷却源を取り付ける構成とすることが好適である。
【００３２】
この構成において、一例として、前記センサは熱伝導媒体を介して間接的に前記ヒートパイプに取り付ける。この場合、前記冷却装置を前記冷却容器から離間して設け、前記断熱部を断熱材により断熱することが望ましい。
【００３３】
また、１本の前記ヒートパイプの蒸発部に前記センサを複数個、そのパイプの軸方向に沿って並置してもよい。
【００３４】
さらに、上記第１、第２、および第３の構成において、前記冷却容器内にあって冷媒を通過させるとともにその冷媒によって前記磁気信号を検出する磁気センサを冷却可能に保持する保持手段と、前記冷却容器の外部に設けられ且つ前記手段に前記冷媒を強制的に循環させる強制循環手段とを備える構成とすることが好適である。
【００３５】
この構成では、とくに、前記保持手段は、前記被験者の体軸方向から見たときに所定厚さのＬ字状または略Ｌ字状の形状を成し、その被検体の胸部前面から一方の胸部側面にかけた領域を覆うように形成することが望ましい。
【００３６】
また、前記保持手段は、その側面方向から見たときにＬ字状または略Ｌ字状を成すパイプ状の部材であってこの部材を前記被験者の体軸方向にアレイ状に複数本配設し且つその軸方向に沿って前記ＳＱＵＩＤセンサを複数個保持する構造の複数本のセンサホルダと、この複数本のセンサホルダのそれぞれと対を成し且つ前記冷媒を循環させる複数本のパイプ部材とを備えるようにしてもよい。この場合、前記センサホルダのそれぞれは前記ＳＱＵＩＤセンサを着脱自在に装着する装着孔を備え、その装着孔はそのパイプ状のセンサホルダの内部空間に開口して穿設してもよい。さらに、前記センサホルダはその軸方向に直交する断面が四角形またはコの字形に形成するとよい。
【００３７】
さらに、この構成において、前記保持手段は、その側面方向から見たときにＬ字状または略Ｌ字状を成し内部空間を有する板状部材であってこの部材を前記被験者の体軸方向に直交する横向きに配設し且つ前記ＳＱＵＩＤセンサを２次元的に複数個保持する１個のセンサホルダと、このセンサホルダの内部空間に連通し前記冷媒を循環させるパイプ部材とを備えることができる。また、前記冷却容器は、前記被験者に対向した容器側面を残りの容器本体に対して開閉自在に取り付けることができる。さらに、前記強制循環手段は、前記保持手段の冷媒流路に連結され且つ循環してきた冷媒を液化する凝集装置と、この液化された冷媒を貯蔵するタンクと、この貯蔵された冷媒を吐出するポンプとを備えていてもよい。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら説明する。
【００３９】
第１の実施形態
第１の実施形態を図１〜図５に基づき説明する。
【００４０】
この実施形態に係る生体磁気計測装置は、心磁界計測用の装置であり、そのデュワとしてＬ字型デュワを搭載したことを特徴とする。このデュワは本発明で言及している冷却容器または容器に相当する。
【００４１】
図１は、この生体磁気計測装置の概略構成を示す。この生体磁気計測装置は、被験者Ｐを通常、仰向けの状態で寝かせる寝台１と、この寝台１上に寝かせた被験者Ｐの心臓が発生した磁束を検知するセンサ部２と、このセンサ部２を内部に搭載したＬ字型デュワ３と、このＬ字型デュワ３を載置・固定する台座４と、センサ部２の駆動および検知信号の処理に供する駆動・処理ユニット５と、センサ部２の冷却機構６と、装置全体の制御装置７と、センサ部２の検知信号の解析を行う解析装置８と、解析結果を表示する表示装置９とを備える。
【００４２】
ここで、図１において、便宜的な座標軸として、寝台１の天板１ａの長さ（長手）方向、すなわち一般的には被験者Ｐの体軸方向をＺ軸とし、天板上下方向をＹ軸、天板の幅方向をＸ軸と定める。
【００４３】
Ｌ字型デュワ３は、所定高さの略直方体で板状の密閉ケーシングを図示の如く、略Ｌ字状に湾曲させた状態に加工したものである（図２参照）。このケーシングをＬ字状に湾曲させたときの横手方向、すなわちＸ軸方向の長さは被験者Ｐの体幅を十分にカバーできるようになっている。つまり、ケーシングの高さＨに比較して、横手方向の幅Ｗが長いという特徴がある。また、ケーシングの湾曲部Ｃの湾曲度は、寝ている被験者Ｐの胸部前面から胸部側面に掛けての体表の丸みに極力合わせるように設定されている。つまり、この湾曲部Ｃは被験者Ｐの体表の丸みにフィットし、心臓から放射される微弱な磁気信号をなるべく感度良く検知できるように配慮した構造になっている。
【００４４】
ケーシング（すなわちＬ字型デュワ３）のＬ字状湾曲によって、この側面に対向する方向（すなわちＺ軸方向）からみて、その内部にもＬ字状に湾曲した内部空間ＩＳが形成される。この内部空間ＩＳは高さ（Ｙ軸）方向空間部ＩＳｙ，湾曲空間部ＩＳｃ，幅（Ｘ軸）方向空間部ＩＳｘが連続して形成される。
【００４５】
ケーシングはその全体が外側ケーシング１１ａと内側ケーシング１１ｂとで形成され、それらの間に真空断熱層ＶＳがつくられている。内側ケーシング１１ｂの内部が上述した内部空間ＩＳを形成する。この内部空間ＩＳも真空に形成され、冷熱が逃げないように真空断熱されている。
【００４６】
センサ部２は、複数個の磁気検知のためのＳＱＵＩＤセンサ２１…２１を備える。各ＳＱＵＩＤセンサ２１はデュワのケーシングの内部空間ＩＳ内に、その各空間部ＩＳｙ，ＩＳｃ，ＩＳｘに沿って列状で且つこの列をＺ軸方向に複数列並べる２次元配置とされる。各磁気センサ２１は、筒状のボビン２２と、このボビン２２に例えば１次微分型に巻装したピックアップコイル２３と、ボビン２２の所定位置に取り付けたジョセフソン結合を有するＳＱＵＩＤ（超伝導リング体）（図示せず）とを備える。この結果、例えば体軸（Ｚ軸）方向に直交するＸＹ面で見た場合、各ＳＱＵＩＤセンサ２１の微分方向は、Ｌ字型デュワ３の立上がり部分（Ｙ軸方向の部分）で微分方向＝Ｘ軸（左右）方向となり、その状態から湾曲部にて微分方向が徐々にＹ軸（上下）方向に変化し、そして、水平部分（Ｘ軸方向の部分）で微分方向＝Ｙ軸（上下）方向になる。
【００４７】
ケーシングの湾曲部Ｃには、ＳＱＵＩＤセンサ２１同士の湾曲外径側の間に隙間ができるので、この隙間に、環境磁場を排除処理するときの参照コイル群２５を設置する。これにより、コイルの設置スペースを有効に利用できる。
【００４８】
冷却機構６は、冷凍機３１と、この冷凍機３１に直結しているヒートパイプ３２とを用いてセンサやコイルを冷却するようにしている。この冷却構造は、後で詳述する。
【００４９】
台座４内に設けた駆動・処理ユニット４は、駆動回路４１およびプリプロセッサ回路４２のユニットを備える。駆動回路４１は、ＳＱＵＩＤセンサ２１…２１を駆動する、例えばＦＬＬ回路である。プリプロセッサ回路４２は、ＳＱＵＩＤセンサ２１…２１を用いて駆動回路４１により検出された信号を前処理するアナログフィルタリング回路、増幅回路などから成る。
【００５０】
制御装置７は、寝台、駆動回路・プリプロセッサ回路、冷凍機の動作を制御する。制御装置のモニタ信号（制御される側がどのような状態にあるかを示す信号）が解析装置に伝送される。解析装置では、駆動回路・プリプロセッサ回路を通して得られたセンサ信号とモニタ信号などを用いて、心電図や心筋の電気生理現象を解析し、表示する。
【００５１】
このようなデュワ構造にすることで、とくに、Ｌ字型デュワ３の湾曲部Ｃをはじめとして、その前後のデュワ部分が被験者Ｐの胸部体表にフィットし、ＳＱＵＩＤセンサ２１…２１と胸部体表との間の距離を短く且つ一定に確保することができる。したがって、心臓から発生する磁気信号を効率良く計測できる。
【００５２】
ここで、上述したＬ字型デュワ３とその冷却機構６の、より具体的な構造の一例を図３〜４に基づき説明する。
【００５３】
この冷却機構６は、ヒートパイプを利用するので、まず、ヒートパイプの原理から説明する。
【００５４】
ヒートパイプは、図３に示すように、パイプを有し、そのパイプの内壁側に金網、多孔質材などの毛細管力の大きな構造体（ウイック），内部には熱の輸送を可能にする作動液と呼ばれる液体（気体）がある圧力下で充填されている。ウイックはパイプ内壁に溝を切った構造とし、その溝を利用することも可能である。ヒートパイプは、その一方の端部を蒸発（吸熱）部、他方の端部を凝集（放熱）部とし、蒸発部で外部より得られた熱に因ってウイック中の凝集液がパイプ内に蒸発する。熱を持った蒸気は圧力の低い他方の凝集部に移動する。移動してきた蒸気は冷却されるから、ウイック部へ液体の形で凝集し、この凝集液がウイックの毛細管力に拠り再び蒸発部に戻される。ウイック部内では、蒸発部の圧力が凝集部に比べて低い。この蒸発、凝集のサイクルを介して、蒸発部での吸熱を凝集部に運ぶことで冷却が可能になる。なお、蒸発部と凝集部との間は断熱部であり、熱勾配が極めて低くなっている。
【００５５】
ここでは、このような原理のヒートパイプを生体磁気計測装置に使用するので、パイプ材、ウイック材ともに非磁性材料を使用する。また、パイプ材は内圧に十分耐えるように、内部液体や気体の漏洩を防止するようにしている。
【００５６】
なお、上述では、ウイックを有するヒートパイプを例に挙げて説明したが、ヒートパイプはこの構造に限定されるものではなく、ウイックを持たないループ細管形のヒートパイプを用いるように構成してもよい。
【００５７】
このヒートパイプを用いたＬ字型デュワ３の構造を概略的に示す。
【００５８】
このＬ字型デュワ３は、図４に示す如く、同図の上側に位置する上側カバー３Ｕと、その下側に位置する下側カバー３Ｌを備える。そして、両カバー３Ｕ，３Ｌにより、その全体が側面方向（Ｚ軸方向）から見て、湾曲部を介してＬ字型に形成されている。両カバー３Ｕ，３Ｌ共に、前述したように外側ケーシング１１ａおよび内側ケーシング１１ｂの二重の断熱構造になっている。
【００５９】
上側カバー３Ｕは、その全体が側面に対向するＺ軸方向から見て略Ｌ字型の部分と、その両端に一体に立設した側面カバー３Ｕa ，３Ｕb とを一体に有する。この側面カバー３Ｕa ，３Ｕb と下側カバー３Ｌとの接触部には、シール部５１，５２がそれぞれ介挿され、気密性が確保されている。なお、この下側カバー３Ｌは、捩子などの開閉手段によりシール部５１，５２を介して側面カバー３Ｕa ，３Ｕb に取り付けられている。このため、下側カバー３Ｌは、保守などの便宜のため、着脱自在に開閉可能になっている。
【００６０】
このように上側カバー３Ｕ（および側面カバー３Ｕa ，３Ｕb ）および下側カバー３Ｌにより画成されて、その内部に空間ＩＳが形成される。この内部空間ＩＳには、上側カバー３Ｕの所定位置に挿通させた連結ホース５４を介して真空ポンプ５５に接続されている。このため、真空ポンプ５５を作動させることで、内部空間ＩＳが所定真空度の真空層に形成され、断熱状態になる。
【００６１】
一方、上側カバー３Ｕ（および側面カバー３Ｕa ，３Ｕb ）および下側カバー３Ｌのそれぞれは、前述した如く、内部に真空層ＩＳａ（ＩＳｂ）を持つように２重構造になっており、この真空層ＩＳａ，ＩＳｂがやはり断熱機能を有する。つまり、Ｌ字型デュワ３内部に置かれるセンサに対して、二重の断熱構造になっている。これにより、外部からの熱流入を極力抑えるように配慮してある。
【００６２】
冷凍機３１にはヒートパイプ３２が接続されている。ヒートパイプ３２は、シール部５６によりシールされた上側カバー３Ｕの一方の側の取付け穴を通ってデュワ内部に至る。このヒートパイプ３２に対し、冷凍機３１および上側カバー３Ｕ間の露出部分およびデュワ内部での露出部分は、断熱材５７により覆われている。このため、断熱材５７はヒートパイプ３２に対する断熱機能を有し、外部への熱流出を極力防止する一方で、ヒートパイプ３２を固定保持する機能をも果たす設計になっている。
【００６３】
このヒートパイプ３２は、デュワ３の内部空間ＩＳにおいて直角に方向を変え、断熱材５７から抜けてそのまま内部空間ＩＳの略Ｌ字型の隙間に沿って延び、もう一方の端部に至る。上側カバー３Ｕの内側のパイプ到達位置には段部が形成され、この段部に、パイプ取り付け部５８を介してヒートパイプ３２のもう一方の端部が取付け・固定されている。これにより、内部空間ＩＳにおいてヒートパイプ３２全体も固定される。
【００６４】
また、Ｌ字型デュワ３にて、ヒートパイプ３２にはＳＱＵＩＤセンサ２１…２１が一定間隔または調整された間隔でパイプの延び方向に沿って複数個立設されている。なお、図４では図示していないが、上述のように構成されたヒートパイプ３２はＺ軸方向に沿って複数本配置され、これにより、ＳＱＵＩＤセンサ２１…２１は、側面方向から見てＬ字状の内部空間ＩＳに沿って２次元配置されている。
【００６５】
各ＳＱＵＩＤセンサ２１は、図５に示す如くパイプ３２との接合面に設けた熱伝導体５８を介して設けるか、または、パイプ３２の外壁に直接に取り付けられる。いずれの場合も、各ＳＱＵＩＤセンサ２１は熱伝導に拠り冷却される。ＳＱＵＩＤセンサ２１は取り外し可能に取り付けられる。デュワ３の患者に一番近い面、すなわち下側カバー３Ｌが開閉可能になっているため、不良チャンネルが発生した場合、不良になったＳＱＵＩＤセンサ２１を容易に交換できる。
【００６６】
また、ヒートパイプ３２の作動液として窒素を使用している。作動液はＳＱＵＩＤセンサ２１の材質により変えてもよい。ＳＱＵＩＤセンサ２１の材質が超電導状態を維持できるのであれば、アンモニア水、アルコール、メタンなどを用いてもよい。また液体窒素では十分冷却できない場合、ネオン、ヘリウムでもよい。
【００６７】
このように、ヒートパイプ３２の凝集部には、極低温冷媒である液体窒素タンクもしくはそれに相当する冷却能力を持った冷凍機３１を備え、ヒートパイプ３２のもう一方の蒸発部にＳＱＵＩＤセンサ２１…２１を取り付ける構造になっている。これにより、ＳＱＵＩＤセンサ２１…２１の部分の熱をヒートパイプ３２により凝集部へ輸送することができ、これにより、ＳＱＵＩＤセンサ２１…２１が冷却される。
【００６８】
本第１の実施形態に係る生体磁気計測装置にあっては、側面に対向する方向
（Ｚ軸方向）からみてＬ字型で、かつ、寝台の上下方向（Ｙ軸方向）からみて２次元的な拡りを有するデュワ構造にし、その内部空間に２次元的にＳＱＵＩＤセンサを配置することで、被験者Ｐの体側に沿った面にも２次元的にＳＱＵＩＤセンサが位置する。したがって、心磁界計測に好適なデュワ構造となり、胸前部と胸側部から同時に磁気信号を検出でき、心臓からの磁場を効率良く収集できる。この結果、従来のように胸前部だけから、或いは、胸側部だけから検出する場合に比べて、検出データ数が多く、また各種の方向から検出できるので、磁場源解析精度が大幅に向上する。
【００６９】
とくに、上述した実施形態のデュワは、その一方の平面部から他方の平面部に移る途中を湾曲面部にし、極力、被験者の体表面に滑らかに沿った構造にするとともに、その湾曲面部にも２次元的にＳＱＵＩＤセンサを配置している。これにより、体表の斜めの部分からも同じように磁気信号を計測できるので、磁場源解析精度をより一層向上させることができる。
【００７０】
一方、上述のＬ字型デュワは、従来のように液体冷媒を貯蔵した中にＳＱＵＩＤセンサを浸す方式とは異なり、ヒートパイプを用い、その先にヒートシンクを取り付け、ウイック部を循環する冷却液体、およびヒートパイプのウイック内部を通る冷媒が蒸発するときの蒸発潜熱によりＳＱＵＩＤセンサを冷却するようにしている。これにより、冷媒循環型のデュワを提供することができ、デュワの形状を選ばない。したがって、デュアの形状を診断に最適なものにできる。
【００７１】
また、このＬ字型デュワの高さ（厚さ）は、ヒートパイプ、ＳＱＵＩＤセンサ、および断熱層の部分を確保できる値であればよいから、全体にコンパクトな設計が可能になる。コンパクトに設計するほど扱い易いという利点もある。
【００７２】
また、ヒートパイプを利用することにより、一度に多量の冷媒が不要であり、その分、蒸発量を抑え、装置の運用コストを下げることができる。さらに、冷媒の貯蔵位置をデュワから離すことができるから、この点からも、デュワの小形軽量化を図ることができる。
【００７３】
第２の実施形態
第２の実施形態を図６に基づき説明する。なお、この実施形態から第７の実施形態までの生体磁気計測装置は、心磁界計測用のデュアの構造・配置に特徴を有する。これ以降の説明において、上述した第１の実施形態と同一または同等の構成要素には同一符号を用いてその説明を省略または簡略化する。
【００７４】
上述した第１の実施形態の場合、生体磁気計測装置はＬ字型デュワを採用し、そのデュワのデュワ面（すなわち、被験者の胸部前面から胸部側面に掛けた体表部位に対向する測定面）を一体形状にしていた。これに対し、この第２の実施形態に係る生体磁気計測装置も、全体形状としては略Ｌ字型を成すデュワ６１を備える。このＬ字型デュワ６１は、しかし、被験者Ｐの胸部側面に対向した縦方向デュワ６１Ｘと、その胸部前面に対向した横方向デュワ６１Ｙとの分割した別体構造になっている。
【００７５】
この縦方向デュワ６１Ｘおよび横方向デュワ６１Ｙは連結部材６２を介して図示の如くＬ字状に結合されている。台座４には支柱６３が立設され、この支柱６３にアーム６４が取り付けられ、このアーム６４に上述の連結部材６２が固設、または、着脱自在に或いは移動可能に設置されている。
【００７６】
縦方向デュア６１Ｘおよび横方向デュワ６１Ｙのそれぞれは単独で、前述した第１の実施形態の同様の独立したセンサ構造および冷却構造を有するが、両方のデュワで使用するヒートパイプ３２Ｘ，３２Ｙは共通の冷凍機３１に接続されている。この冷凍機３１は省スペース化のためにアーム６４上に載置してある。
【００７７】
このように、Ｌ字型データ６１を縦方向デュワ６１Ｘおよび横方向デュワ６１Ｙの別体構造とすることにより、被験者Ｐの胸部側面と胸部前面との両方を同時に測定でき、検出データの豊富化の観点から、前述したと同様または同等の作用効果を得ることができる。また、別体構造とすることで、デュワ全体を簡単な構造にでき、製作コストや保守コストの低減化にも寄与できる。
【００７８】
第３の実施形態
第３の実施形態を図７に基づき説明する。この実施形態もデュワ構造に特徴を有するもので、第２の実施形態のデュワ構造をさらに展開したものである。
【００７９】
この第３の実施形態に係る生体磁気計測装置は、全体形状としては略コ字型を成すデュワ６６を備える。このコ字型デュワ６６は、被験者Ｐの胸部側面に対向した縦方向デュワ６６Ｓと、その胸部前面に対向した上側横方向デュワ６６Ｕと，下側横方向デュワ６６Ｌとの分割した別体構造になっている。
【００８０】
これらの分割デュワ６６Ｓ，６６Ｕ，６６Ｌは連結部材６２…６２を介して図示の如く略コ字状に結合されている。このとき、縦方向デュワ６６Ｓは被験者Ｐの胸部左側面に対向し、そして、上側横方向デュワ６６Ｕおよび下側横方向デュワ６６Ｌは被験者Ｐの胸部前面および後背部面にそれぞれ対向するように位置決めされている。つまり、この３個のデュワが被験者Ｐの心臓に３方から対向できる。このコ字状デュワ６６は図示の如くアーム６４に固設・吊持されている。
【００８１】
また、デュワ６６の被験者Ｐへのアクセスを容易にするため、寝台１の天板１Ｎを、デュワ６６とは反対向きのコ字状に形成し、その下側部位を寝台基部に取り付けてある。この反対向きのコ字状構造が、下側横方向デュワ６６Ｌの寝台下への位置決めを許容する退避構造を達成している。このため、少なくとも診断時には、デュワ６６の下側横方向デュワ６６Ｌを天板１Ｎの下方位置まで差し込むことができる。
【００８２】
分割デュワ６６Ｓ，６６Ｕ，６６Ｌのそれぞれは単独で、前述した第１の実施形態の同様の独立したセンサ構造および冷却構造を有するが、３者のデュワで使用するヒートパイプ３２Ｓ，３２Ｕ，３２Ｌは共通の冷凍機３１に接続されている。この冷凍機３１は省スペース化のためにアーム６４上に載置してある。
【００８３】
このように、コ字型デュワ６６を３個の平面状（板状）の分割デュワ６６Ｓ，６６Ｕ，６６Ｌで構成するとともに、寝台１をその内の分割デュワ６６Ｌがアクセス可能な構造にしたことにより、被験者Ｐの胸部側面および胸部前面のみならず、後背部面をも合わせて同時に測定でき、検出データの一層の豊富化の観点から、前述したと同等の作用効果を得ることができる。また、別体構造にしてあるので、第２の実施形態と同様に、デュワ全体を簡単な構造にでき、製作コストや保守コストの低減化にも寄与できる。
【００８４】
第４の実施形態
第４の実施形態を図８，９に基づき説明する。この実施形態はデュワの支持構造に特徴を有するもので、第１の実施形態のデュワ構造をさらに展開したものである。とくに、デュワを可倒式に構成した装置である。
【００８５】
この第４の実施形態に係る生体磁気計測装置は、形状および内部構造としては第１の実施形態のものと同一のＬ字型デュワ３を備える。このＬ字型デュワ３に、本実施形態独特の可倒式の構成が付加されている。
【００８６】
具体的には、Ｌ字型デュワ３から冷凍機３１まで引き出されているヒートパイプ３２の部分が所定値だけ長く形成され、この部分を覆う断熱材５７の部分もその分長くなっている。一方、台座４は、その寝台と反対側の上部角部にてテーパ面４ａが形成されている。このテーパ面４ａにより、Ｌ字型デュワ３の後述する可倒動作が容易になる。台座４のテーパ面４ａの上側角部に沿って蝶番６８（可倒式連結手段）が横向きに固設され、この蝶番６８により、Ｌ字型デュワ３の下部の一部が台座４に連結されている。このため、Ｌ字型デュワ３の全体は台座４から可倒可能に支持される。
【００８７】
診断を開始または終了するときに、被験者Ｐが寝台１に乗りまたは寝台１から降りる場合、Ｌ字型デュワ３全体は図９に示す如く、上側に跳ね上げられる。このため、被験者Ｐは乗り降りし易くなる。診断時には、Ｌ字型デュワ３全体は図８に示す如く、所定の診断位置まで倒される。この診断位置は第１の実施形態で説明したものと同様である。これにより、被験者の寝台へのアクセス、乗り降りの容易化を図り、患者の負担を軽減できる一方で、患者スループット向上やオペレータの操作上の負担軽減にも寄与できる。
【００８８】
なお、この可倒式のデュワ支持構造は第２の実施形態のＬ字型デュワに対して適用することもできる。また、可倒式連結手段の構造としては、上述した蝶番構造に限定されるものではなく、油圧シリンダ、空気圧シリンダ、電動モータなどの可倒機構を用いても構成できるし、さらに、それらの可倒機構を所定の跳ね上げ位置と診断位置との間で操作スイッチに応答して自動的に制御するように構成してもよい。
【００８９】
第５の実施形態
第５の実施形態を図１０に基づき説明する。この実施形態はデュワの支持構造、とくにデュワを支持している台座の移動性に特徴を有するもので、第４の実施形態のデュワ構造をさらに展開したものである。
【００９０】
この第５の実施形態に係る生体磁気計測装置は、第４の実施形態のものと同一のＬ字型デュワ３を備える。このＬ字型デュワ３は、台座４に第４の実施形態と同様に可倒動作可能に取り付けられている。台座４の下面には、キャスタ６９…６９などの移動手段が設けられている。
【００９１】
このため、被験者Ｐに対するデュワ３のアクセスの自由度を上げることができ、またベッドサイドへのデュワ３の搬送も可能になる。
【００９２】
なお、この実施形態では台座４の移動手段が特徴的な事項であり、デュワの可倒動作は二次的な特徴である。このため、デュワが可倒動作の構造にはなっていない固定式の場合でも、かかる移動手段を台座４に設けることができる。
【００９３】
第６の実施形態
第６の実施形態を図１１に基づき説明する。この実施形態はデュワの支持構造、とくにデュワを支持している台座の支持安定性に特徴を有するもので、第４の実施形態のデュワ構造をさらに展開したものである。
【００９４】
この第６の実施形態に係る生体磁気計測装置は、第４の実施形態のものと同一のＬ字型デュワ３を備える。このＬ字型デュワ３は、台座４に第４の実施形態と同様に可倒動作可能に取り付けられている。さらに、この台座４には脚部４ｂが固設され、この脚部４ｂが寝台１の下方に張り出され、床上で横方向（Ｘ軸方向）に沿って架設されている。
【００９５】
これにより、Ｌ字型デュワ３の支持が安定し、また台座４の受けるデュワ重量に拠る負荷が軽減する。
【００９６】
なお、この実施形態において、図１１に示す如く、寝台１またはその天板１ａを台座４の側面に直接取り付けてもよい。これにより、被験者ＰとＳＱＵＩＤセンサの位置合わせが簡便になる。
【００９７】
第７の実施形態
第７の実施形態を図１２に基づき説明する。この実施形態はデュワの形状、とくに被験者の腕の位置を考慮した形状に特徴を有するもので、代表的な第１の実施形態のデュワ構造をさらに展開したものである。
【００９８】
この第７の実施形態に係る生体磁気計測装置は、第１の実施形態のものと同一のＬ字型デュワ３を備える。さらに、このＬ字型デュワ３の被験者の左肩に相当する部分に、適宜な大きさの切込み部３Ｍが形成されている。ただし、この切込み部３Ｍを形成した場合でも、第１の実施形態のときと同様に、デュワ内部には十分な数のＳＱＵＩＤセンサが複数個、２次元的に配置され、超伝導状態まで冷却されるようになっている。
【００９９】
一般に、胸部面の磁気計測を行う場合、型部は邪魔になり易い。また、心電計や体温計を使用したり、脈拍や血圧などの生理検査を行ったり、さらには静脈注射による薬剤投与を施しながら磁気計測する場合、被験者は腕を体側から離し、できれば横方向に延ばした方が好都合であることが多い。
【０１００】
そこで、そのような場合、Ｌ字型デュワ３の切込み部３Ｍから図に示す如く腕Ｐａｍを横方向に延ばすことができる。このとき、腕Ｐａｍを載せておくアームレスト３Ｒを天板１ａに設置しておけば、被験者に楽な姿勢で（つまり患者の負担を軽減して）治療を受けてもらいながら磁気計測を行うことができる。また、Ｌ字型デュワの構造に拠って、心臓前面部と心臓側面部とを同時に磁気計測することもできる。
【０１０１】
なお、このＬ字形デュワの切り込み部およびその腕（アーム）によるアームレストの構造に代えて、図４５および図４６に示すアームレストの構造を採用することもできる。図４５に示す被験者の体位は、両腕を頭の方に伸ばし、腕を組むもので、これにより、腕の動きを抑え、かつ、胸部側面側をセンサ面（デュワ）に一層接近させることができ、体動の少ない安定した体位を採らせるものである。この場合、図４６に示すアームレスト１４０が効果的である。このアームレスト１４０は、寝台上に設置されるもので、その両側の湾曲した縁１４０ａ，１４０ａが両腕を載せるのに適した形状、高さを有し、レスト中央には枕１４０ｂを設ける構造を有する。このアームレストにより、本発明に係るデュワの任意形状に拠る各種の効果がより顕著に発揮される。
【０１０２】
第８の実施形態
本発明の第８の実施形態を図１３に基づき説明する。なお、第８〜第１１の実施形態は特にデュア内の細部構造に関する。
【０１０３】
図１３は本発明の生体磁気計測装置に搭載するＬ字型デュワ７０の概略構造を示す。このＬ字型デュワ７０は、とくに、その冷却機構７１に特徴を有する。
【０１０４】
この冷却機構７１は、冷凍機（または冷媒タンク）３１と、この冷凍機３１に、Ｚ軸方向の１列毎に、接続された２本のヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂとを備える。この内、一方のヒートパイプ３２ＡはＬ字型デュワ７０の根元部の側面からデュワ内に入って、垂直に立ち上がり、その後、デュワの内部空間ＩＳに沿って直角に曲げられた状態で設置される。このため、ヒートパイプ３２Ａの蒸発部は横方向（Ｘ軸方向）に向く。この蒸発部に、複数個のＳＱＵＩＤセンサ２１が検出面を下方に向けながらその軸方向に沿って並設されている。
【０１０５】
もう一方のヒートパイプ３２Ｂは、Ｌ字型デュワ７０の底面部分から内部に入り、そのままデュワの縦方向空間に沿って曲がり部分まで延びる。このヒートパイプ３２Ｂの蒸発部は縦方向（Ｙ軸方向）に向く。この蒸発部に、複数個のＳＱＵＩＤセンサ２１が検出面を横方向に向けながらその軸方向に沿って並設されている。
【０１０６】
ヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂのデュワ外部への延出部分は断熱材５７で覆われている。
【０１０７】
この結果、両方のヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂそれぞれの蒸発部に取り付けられた複数個のＳＱＵＩＤセンサ２１により、センサ部２を構成する複数のＬ字型列のそれぞれが形成される。このように形成された列が複数列装備され（図示せず）、全体として、Ｌ字型に折り曲げた面に沿った２次元配列（つまりは３次元配列）のセンサ部２が形成される。
【０１０８】
そのほかの構成は第１の実施形態のものと同様であるので、このＬ字型デュワによっても、被験者の胸部前面および胸部側面を同時に磁気検出することができる。
【０１０９】
なお、上述の冷却機構７１の変形例の一つとして、図１４に記載の構造を採用してもよい。この冷却機構７１にあっては、冷媒タンク（または冷凍機）３１から延びるヒートパイプ３２は１本であるが、その途中から２本のヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂに分岐されている。このヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂにより、上述したと同様のセンサ部に構成される。この構成によって、冷媒タンク３１の周辺でのヒートパイプの引き回しが簡素化される利点がある。
【０１１０】
第９の実施形態
本発明の第９の実施形態を図１５に基づき説明する。この実施形態は、本発明のデュワに適用されるヒートパイプの形状に関する。
【０１１１】
図１５に、内壁側にウイックを有するヒートパイプ３２の断面形状を示す。このヒートパイプ３２は、その断面を楕円形（または円形）に形成されるとともに、その下面にセンサ取付け部としての凹部３２Ｈが軸方向に所定間隔で形成されている。この凹部３２ＨにＳＱＵＩＤセンサ２１がねじ込み又は差し込み方式により取り外し可能に取り付けされる。
【０１１２】
このヒートパイプ３２で主たる特徴とする点は、重力方向に対して垂直な面を形成したことである。これにより、重力方向の撓み荷重に耐えられるようになっている。
【０１１３】
なお、このヒートパイプの断面形状としては、図１６または図１７に記載の構造を採用してもよい。図１６のヒートパイプ３２は矩形の断面形状を有し、図１７のそれはＨ型の断面形状を有する一方で、共にその下面にセンサ取付け部としての凹部３２Ｈが形成されている。また、共に、重力方向に対して垂直な面を形成し、重力方向の撓み荷重に耐えられるようになっている。
【０１１４】
第１０の実施形態
第１０の実施形態を図１８に基づき説明する。この実施形態は、図１３の第８の実施形態で説明したと同様に、Ｌ字型デュワの冷却機構に関する。
【０１１５】
図１８には、Ｌ字型デュワ７０と、その冷却機構７１とを示す。冷却機構７１は特に図１３のものを発展させたもので、冷凍機（または冷媒タンク）３１と、この冷凍機３１に接続された、センサ部２を構成する複数のＬ字型列のそれぞれに対する、複数本のヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂ，…，３２ｎとを備える。複数本のヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂ，…，３２ｎの内、前半の複数本が１つのグループとしてＬ字型データ７０の横方向空間部まで延設され、それぞれのヒートパイプにＳＱＵＩＤセンサ２１が１個ずつ取り付けられている。また後半の複数本が別の１グループとしてＬ字型データ７０の縦方向空間部まで延び、それぞれのヒートパイプにＳＱＵＩＤセンサ２１が１個ずつ取り付けられている。複数本のヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂ，…，３２ｎのそれぞれは、デュア内部にてホルダ７２により支持されている。
【０１１６】
これにより、複数本のヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂ，…，３２ｎそれぞれの蒸発部にＳＱＵＩＤセンサ２１が取り付けられ、Ｚ軸方向に並ぶＬ字型のセンサ列が形成される。このように形成されたセンサ列が複数列装備され（図示せず）、全体として、Ｌ字型に折り曲げた面に沿った２次元配列（つまりは３次元配列）のセンサ部２が形成される。
【０１１７】
このＬ字型デュワ７０および冷却機構７１によっても、被験者の胸部前面および胸部側面を同時に磁気検出することができる。
【０１１８】
なお、上述したＬ字型デュワ７０において、センサ取り付け構造およびヒートパイプ支持構造については更に以下のような変形が可能である。
【０１１９】
図１９には、センサ取り付け構造の変形例を示す。この構造によれば、ＳＱＵＩＤセンサ２１のボビン２２の上端面に凹状の取り付け部２２ａを穿設し、この取り付け部２２ａの底面に板状の熱伝導体７３を設置してある。なお、ＳＱＵＩＤセンサ２１において、ボビン２２に巻装された検出コイル２３は、そのボビンに設置された超伝導リング体２４に電気的に接続され、このリング体２４から信号線２５が引き出される。これに対し、ヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂ，…，３２ｎのそれぞれの取り付け部先端には、同図に示す如く、ボビン２２に穿設した取り付け部２２ａに寸法を合わせて拡径した捩子式の取り付け部７４を設ける。この拡径構造により熱伝導面を増やすことができ、また熱伝導体７３の介挿によってセンサ２１の冷却効率を上げることができる。さらに、捩子式の取り付け部７４を設けたので、ＳＱＵＩＤセンサ２１を着脱自在に取り付けることができ、保守点検が容易になる。
【０１２０】
また図２０〜図２２には、ヒートパイプ支持構造の好適な変形例を示す。図２０に、互いに所定間隔を空けてＺ軸方向に延びるヒートパイプ支持用の複数のホルダ７２Ａ，７２Ｂ，…７２Ｆを一例として横（Ｚ軸）方向にアレイ状に配置したホルダ体を示す。このホルダ体を図２０における横方向（１）から一部破断して見た様子を図２１に、一方、図２０における上方向（２）から見た様子を図２２にそれぞれ示す。なお、ここでは、このホルダ体は横（Ｚ軸）方向に配置した場合を例示するが、当然に縦（Ｙ軸）方向にも配置できる。
【０１２１】
各ホルダ７２Ａ（〜７２Ｆ）はその両端部側面の取り付け金具７５を介してＬ字型デュワの所定位置に固定される。この支持構造の場合、ホルダ７２Ａ，７２Ｂ，…７２Ｆはヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂ，…，３２Ｆをそれぞれ、その下面に当接して直接支持する。つまり、ホルダ７２Ａ，７２Ｂ，…７２Ｆは、図２１に示す如く、先に位置するほど高くなるように互いに段差を付けてデュワに固定される。これにより、ヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂ，…，３２Ｆの１組は互いに上下方向に互いに重なった状態で支持される。これを上方向から見た場合、図２１、２２に示す如く、あたかも１本のパイプに見える。一番低い手前のホルダ７２Ａは最初のヒートパイプ３２Ａを支持し、その次のホルダ７２Ｂは次のヒートパイプ３２Ｂを支持するといった具合である。
【０１２２】
このホルダ７２Ａ，７２Ｂ，…７２Ｆそれぞれの所定位置には上下方向から見て略半円状の切込み７６が穿設されている。最終列のホルダ７２Ｆの切込み７６を除いて、残りの７２Ａ，７２Ｂ，…７２Ｅのそれは互いに隣接するように位置決めされている。このため、切込み７６の各対（最終列では１個の切込み）の部分に形成される略円形孔を通して、各ヒートパイプ３２Ａ（〜３２Ｆ）の先端に取り付けたＳＱＵＩＤセンサ２１が下方に通される。
【０１２３】
このヒートパイプ３２Ａ，３２Ｂ，…，３２Ｆを１組とし、その複数組がホルダ７２Ａ，７２Ｂ，…７２Ｆにより支持されるので、結局、ＳＱＵＩＤセンサ２１はＬ字型デュワ内の縦方向または横方向の空間部で２次元状に配置されることになる。このとき、ホルダの段差配置を利用しているので、複数本のヒートパイプが重なり合った状態で支持でき、デュワ内部での占有スペースを最小限に止めることができる。
【０１２４】
第１１の実施形態
第１１の実施形態を図２３〜図２５に基づき説明する。この実施形態のデュワは、平面型のヒートパイプを使用したことを特徴とする。
【０１２５】
図２３に平面型のヒートパイプ８０の概略を示す。同図に示すように、この平面型ヒートパイプ８０は、その内部に、ウイックＷで仕切られた背丈の短いヒートパイプ等価体８１を、各センサ位置でセンサ検出面に垂直な方向にそれぞれ設置し、これらヒートパイプ等価体を一体化したパイプ構造を有する。個々のヒートパイプ８１の一端の蒸発部（吸熱部）にＳＱＵＩＤセンサ２１が例えばねじ込み方式により着脱自在に取り付けられる。ヒートパイプ８１の他端の凝集部（放熱部）には外部から冷媒を流出入させる通路８２が設けられている。この通路８２は、図２４（ａ），（ｂ）に示す如く、冷媒入り口８３および冷媒出口８４に連通している。この入り口および出口は適宜な位置に形成できる。この入り口および出口は好適には、図示しない外部の冷媒循環ポンプに接続され、例えば図２５に示す如く、冷媒（液体、ガス）を内部の蛇行通路８２を強制的に循環させるようになっている。この結果、平面型ヒートパイプ８０の上面側が放熱部、底面側が吸熱部になり、ＳＱＵＩＤセンサ２１が冷却される。
【０１２６】
この平面型ヒートパイプ８０を採用し、冷媒を循環させることによって、少量の冷媒で効率的な冷却ができ、またデュワのセンサ取り付け方向の厚さを極力薄くすることができる。
【０１２７】
第１２の実施形態
第１２の実施形態を図２６〜図４１に基づき説明する。
【０１２８】
この実施形態に係る生体磁気計測装置は、前述してきたヒートパイプに代えて、任意の形状に形成されたデュワ内に冷媒を強制的に循環させる冷却手段を採用したことを特徴とする。具体的には、後述するように、冷媒を循環させる装置と、この装置から送り出される冷媒をＳＱＵＩＤセンサのホルダ内を通過させ、この通過に伴ってＳＱＵＩＤセンサの検出コイルおよびＳＱＵＩＤリング（チップ）を超伝導状態まで冷却する構成を採る。デュワの任意形状としては、例えば前述したようなＬ型または略Ｌ型が挙げられる。これにより、任意形状のデュワ内に冷媒を満たす必要がある液体貯蔵型の冷却方法の不便さを解消できる。デュワ内で冷媒液体の充填が不均一になることに因る問題や、この問題を回避することに因る重量増、機構の複雑化、取扱の困難さなどの２次的な問題なども一挙に解消しようとするものである。
【０１２９】
この生体磁気計測装置の骨子となる構造（信号処理部を除く）を図２６に概念的に示し、その中のセンサホルダおよび冷媒循環の機構の具体的な一例を図２７に示す。
【０１３０】
この生体磁気計測装置は、前述したと同様に心磁界を胸部前面および胸部側面から検出するため、Ｌ字型デュワ９０を備える。このＬ字型デュワ９０の内部空間ＩＳにセンサホルダ９１および冷媒循環パイプ９２を１組として、この組を複数組備える（図２７参照）。
【０１３１】
センサホルダ９１は、その１個で複数のＳＱＵＩＤセンサ２１を装着・支持するとともに、冷媒を循環させる流路の役目も担うもので、一方の端部を取り付け用に曲げて延出させているが、全体には略Ｌ字状に形成された板状の中空パイプから成る。このセンサホルダ９１を図示の如く、デュワ９０のＬ字状の内部空間に沿ってデュワ内壁に配置・固定している。この固定は、センサホルダ９１のほぼ両端部に突設したねじ込み式、はめ込み式などの取付け部９１ａ，９１ｂによりなされる。この取付け部によりセンサホルダ９１の脱着が容易になり、組立て、保守などの負担を著しく軽減することができる。
【０１３２】
このセンサホルダ９１は、図２７に示す如く、横（Ｘ軸）方向に沿わせ且つ患者体軸（Ｚ軸：デュワ長軸）方向に任意の複数本（複数チャンネル）、並設されている。
【０１３３】
センサホルダ９１の下方に位置する端部は、デュワ内においてジョイント部９３を介して、後述する冷媒循環装置９４に接続した一方の連結パイプ９５に結合されている。また、センサホルダ９１の上方に位置するもう一方の端部は、そのまま内部流路を連通させた状態で冷媒循環パイプ９２の一方の端部に一体に取り付けられている（図２７参照）。この冷媒循環パイプ９２も図２７に示すように、センサホルダ９１の直上に位置し且つ同様にＬ字状にデュワ内に配置されている。環境磁場除去のための参照コイル群を内蔵する参照コイルボックス９６が冷媒循環パイプ９２の途中に介挿させている。このボックス９６は、丁度、Ｌ字型デュワの曲がり角部に位置し、その下端面をセンサホルダ９１の角部に固定することで、冷媒循環パイプ９２の固定支持も行うようになっている。この冷媒循環パイプ９２の下方の端部はデュワ内で別のジョイント部９７を介して、冷媒循環装置９４に接続したもう一方の連結パイプ９８に結合されている。Ｌ字型デュワ９０の外部に露出している連結パイプ９５、９８の部分は断熱材９９により覆われている。
【０１３４】
なお、ここでは、参照コイルボックス９６を各列毎、すなわち各冷媒循環パイプ毎に設ける構成を示しているが、必ずしもそのように全列に装備する必要はなく、必要な列（チャンネル）だけに使用する構成にしてもよい。
【０１３５】
以上の構成により、図２６中の矢印で示す如く、冷媒循環装置９４から連結パイプ９８を介して冷媒循環パイプ９２に入り（その途中で参照コイルボックスを通る）、そしてセンサホルダ９１を通った後、別の連結パイプ９５を介して冷媒循環装置９４に戻る流路が形成される。この一連の流路は、図２７に示す如く、センサホルダ９１および冷媒循環パイプ９２の組毎に複数経路、形成される。
【０１３６】
さらに、センサホルダ９１は、その軸方向に直交する断面の形状として例えば図２８に示すように中空の四角形に形成したパイプであり、その内部空間は冷媒流路ＰＷとなる。この断面形状としては、図２９に示すようにコ字状に形成してもよい。このパイプの材料は、ＧＦＲＰやＣＦＲＰが好適である。いずれの断面形状においても、ホルダ自体の歪みに因るセンサの位置ずれを極力防止できるように配慮されている。つまり、重力方向に沿った側面ＳＦのサイズを十分に確保してあるので、センサホルダ９１が重力方向に撓むのを防止することができる。なお、この側面構造に代えて、後述するようにデュアの内壁にホルダ両端を固定することによっても、ホルダ全体の撓みを防止できる。
【０１３７】
センサホルダ９１には、一例として図２６に示す如く、そのＬ字状の軸方向における所定間隔の位置毎に、そのパイプを軸方向に直交する方向に貫通する、例えば捩子式のセンサ装着孔９１ｃが複数個穿設されている。この装着孔９１ｃの位置および間隔は磁気計測に要求される仕様によって決まる。
【０１３８】
このセンサ装着孔９１ｃには、図３０に示す如く形成された熱伝導型のＳＱＵＩＤセンサ１００が気密に装着される。この装着例を図３１に示す。
【０１３９】
図３０に示すＳＱＵＩＤセンサ１００は、検出コイル１０１、ＳＱＵＩＤチップ１０２を樹脂などの非磁性材料で一体成形されたボビン１０３を有する。樹脂製のボビン１０３内に、検出コイル１０１とＳＱＵＩＤチップ１０２を埋め込むようにしてもよい。また、検出コイル１０１を樹脂製のボビン１０３の周りに巻装してもよい。検出コイル１０１を実装しているボビン部分１０３ｃの隣に、このボビン１０３の装着部１０３ａが形成されている。装着部１０３ａは一例として捩子式に構成されている。この装着部１０３ａが図３１に示す如く、センサホルダ９１のセンサ装着孔９１ｃに捩子込まれて装着される。この装着にはシールが使用され、装着隙間の気密性が確保される。
【０１４０】
またボビン部分１０３ｃは、装着部１０３ａよりも小径に形成されていることも特徴の１つである。この小径構造により、ＳＱＵＩＤセンサ１００をセンサ装着孔９１ｃに装着（挿入）する時の検出コイルへの損傷を防止できる。ＳＱＵＩＤセンサ１００にはさらに、図３０に示すように、捩子込みのときに捩子込み過多となり、センサ検出位置が変動するのを防止するストッパ１０３ｂが一体に形成されている。同図中、１０４はセンサの信号線を示す。
【０１４１】
なお、この冷媒循環型に好適なＳＱＵＩＤセンサとしては、図３０に記載のもののほか、種々の構造、形状のものを採用できる。図３２にその変形例の１つを示す。同図に示すＳＱＵＩＤセンサ１００は同様に熱伝導型であり、図３０の構造に比べて、ストッパ１０３ｂと捩じ込みの装着部１０３ａとの位置がセンサ軸方向にて反対に形成されている点が大きく異なる。
【０１４２】
図３０および図３２の構造のＳＱＵＩＤセンサ１００は、どちらの場合も、ボビン１０３を伝導する冷媒の熱により、検出コイル１０１を冷却するようになっている。
【０１４３】
図３３に別のＳＱＵＩＤセンサを示す。このＳＱＵＩＤセンサ１００では、その内部を空洞に形成し、その内部に検出コイル１０１およびＳＱＵＩＤチップ１０２を内蔵する。検出コイル１０１はその内部で又は外部でボビン樹脂の周りに巻いてもよい。そして、ボビン１０３の装着部１０３ａに軸方向に直交する貫通孔１０３ｄを穿設する。このＳＱＵＩＤセンサ１００を図３４に示す如く、センサホルダ９１の装着孔９１ｃに例えば捩子込んで装着する。このとき、貫通孔１０３ｄがセンサホルダ９１の冷媒流路ＰＷ内に位置し、且つ、貫通孔１０３ｄの出入り口の向きが流路方向を向くように設定する。この結果、センサホルダ９１の冷媒流路ＰＷを流れてきた冷媒の一部は、ＳＱＵＩＤセンサ１００の貫通孔１０３ｄをも通過しつつ、センサ内部の空洞に溜まるので、検出コイル１０１およびＳＱＵＩＤチップ１０２が直接、冷媒により効率良く、例えば極低温まで冷却される。
【０１４４】
図３５に更に別のＳＱＵＩＤセンサとして、高温超伝導体を用いた磁気センサのユニットを示す。高温超伝導材料の場合、基板上に検出コイルを成型する方が容易であるため、このＳＱＵＩＤセンサ１００もそのように基板１０５に設けている。この基板１０５を用いることにより、センサ全体の高さを、低温超伝導タイプのものに比べて、低く成形することができる。この基板１０５をボビン１０３内部に設置する方法は種々のものを採用でき、例えば、基板を非磁性の樹脂で一体成形してもよいし、ボビン内部を空洞化させて、その中に検出コイルとＳＱＵＩＤチップを一体成形した基板を配設するようにしてもよい。この高温超伝導タイプのＳＱＵＩＤセンサ１００に対する冷却も低温超伝導タイプのそれを同様に行える。一例として、センサホルダ９１の冷媒流路を通過する冷媒とそのＳＱＵＩＤセンサ１００を熱伝導体（図示せず）で熱的に接合する構造にし、その熱伝導に拠り冷却する方法が挙げられる。
【０１４５】
さらに、センサ装着部の構成例を説明する。前述した図３１に示すように、センサ装着孔９１ｃとＳＱＵＩＤセンサ１００との接触部分に、軟質エラストマなどのシール部材１０６を介挿させることで、装着孔９１ｃはその冷媒流路ＰＷに対して開放した構造にすることが１つの望ましい態様である。これにより、流路ＰＷを通過する冷媒により、ＳＱＵＩＤセンサ１００が直接、冷却される。
【０１４６】
また別の構造として、図３６に示す装着構造を採用できる。この装着構造の場合、センサ装着孔９１ｃに例えば熱伝導体１０７を装着し、この装着孔を冷媒流路ＰＷに対して開放しない構造とする。このため、熱伝導体１０７の内周面に密接する状態で装着孔９１ｃ、すなわち熱伝導体１０７にＳＱＵＩＤセンサ１００１が取り付けられる。このため、ＳＱＵＩＤセンサ１００の熱は、熱伝導体１０７を通して冷媒に伝わり（熱伝導）、循環する冷媒がその熱を奪いさることでセンサが冷却される。
【０１４７】
一方、冷媒循環装置９４は、図３７に示す如く、冷却が終了して戻ってきた冷媒を凝集させ液化させる凝集装置１１１と、この凝集装置により液化された液体冷媒を貯蔵する貯蔵タンク１１２と、この貯蔵タンクに貯蔵されている冷媒をセンサ冷却用に吐出するポンプ１１３とを備える。貯蔵タンク１１２には調整弁１１４を取り付けてある。凝集装置１１１から送られてくる液体の圧力と液体冷媒が蒸発するときに発生する圧力とによりタンク内圧が高くなるが、この内圧が一定値以上になると自動的に調整弁１４が開いて圧力を逃がすようになっている。したがって、タンク内圧が一定以上にはならないように自動調整される。
【０１４８】
また、冷媒循環装置９４と冷媒循環パイプ９２との接続は、樹脂製ナットなどでかしめる方式が採用される。デュワ９０から外部に延出される連結パイプ９５、９８の部分は、発泡スチロールなどの断熱材９９で断熱される。
【０１４９】
また、貯蔵タンク１１２は、その壁としてステンレス鋼の２重構造の壁を採用し、その壁間を真空層ＶＳに形成してある。この２重壁の内、内側に位置する壁は、ＧＦＲＦやＣＦＲＰで形成し、この壁の内側には、さらに、発泡スチロールなどの発泡性の断熱材１１５を貼り付けてある。これにより、２重の断熱構造になっており、冷媒の蒸発を防止している。また、この貯蔵タンク１１２には冷媒充填用のポート１１６が設けられている。
【０１５０】
なお、本発明に適用可能な冷媒循環装置は必ずしもこのような構成に限定されるものではなく、センサホルダ９１および冷媒循環パイプ９２を介して冷媒を強制循環させることができる手段であれば、他の構成を採用してもよい。
【０１５１】
さらに、この生体磁気計測装置における、センサホルダ９１のデュワ内壁への取付け構造およびデュアの開閉構造の例を図３８〜図４０に示す。デュワ９０の壁は、その外壁を非磁性金属板で、内壁を非磁性の樹脂などでそれぞれ形成し、その中間層に発泡スチロールなどの断熱材を埋めたサンドイッチ構造に形成してある。このデュワ９０の内壁のセンサホルダ９１の両端部に対向する位置には段部９０ｄ，９０ｅがそれぞれ形成され（図３８、３９参照）、この段部９０ｄ，９０ｅにセンサホルダ９１の両端に突設された取付け部９１ｂおよび９１ａを一例として捩子止めするようになっている。なお、センサホルダのデュワ内壁への取付けは捩子止めに限らず、差し込み方式であってもよい。
【０１５２】
一方、デュワ９０の下面を形成する、被験者に直接、対向する略Ｌ字状の下側カバー９０Ｃは開閉可能になっている。これは、一例として、図３８、３９に示す如く、デュワ９０本体側との間に形成した段状の取付け部分にシール部材１２０を介して気密に捩子止めできるようになっている。この捩子を着脱することで、図４０に示す如く、下側カバー９０Ｃを自在に開閉できる。これにより、ＳＱＵＩＤセンサ１００が故障したときに、故障したチャンネルのセンサのみが交換可能である。シール部材１２０としては、軟質のエラストマ、インジウム、シリコンオイルなどを用いることができる。なお、この下側カバー９０Ｃは図４１に示す如く、ヒンジ１２１を片端部に用いて開閉可能に構成してもよい。
【０１５３】
図示していないが、デュア９０の内部空間ＩＳは計測時には真空状態に保持される。このため、デュアの一部に真空引き用のパイプが接続され、例えば油拡散型の真空ポンプなどでデュア内部を真空に引く構成が付加される。このデュワの開閉構造の場合、デュワの内部空間ＩＳ自体には冷却用液体を存在させないので、保守のときには、その真空層（内部空間ＩＳ）を大気圧に戻すだけで済み、従来の液体貯蔵型のデュワに比べて、保守性が著しく向上する。なお、真空ポンプからの雑音の影響を極力排除するために、このポンプはデュワ９０からできるだけ遠くに離して配置する構成が望ましい。
【０１５４】
したがって、デュワ外部の冷媒循環装置９４から送出された冷媒は、冷媒循環パイプ９２を通過しつつ、参照コイル群を冷却し、この後、パイプ状のセンサホルダ９１の冷媒流路ＰＷに入る。冷媒はこの流路ＰＷを通過しながら、全部のＳＱＵＩＤセンサ１００を確実に且つ効率良く冷却する。この冷媒は、凝集機で液化された後、再度、冷媒循環装置から送出され、上述の冷却を継続して行う。
【０１５５】
また、複数のＳＱＵＩＤセンサ１００で検出される磁場情報は、センサから電気信号として出力され、図示しない外部の磁場源解析用の計算機に送られる。
【０１５６】
このように冷媒を流路（センサホルダおよび冷媒循環パイプを経由する流路）に沿って強制循環させ、その冷媒流路の一部にＳＱＵＩＤセンサを装着する構造のデュワに採用することができる。このため、従来タイプのデュワである、液体貯蔵タイプの円筒型または桶型以外の、診断対象に最も適したデュワ形状とセンサ配置が可能になる。また、ＳＱＵＩＤセンサそれぞれを強制循環の冷媒で効率的に冷却することができる。さらに、一度、冷却に用いた冷媒を再利用することができ、生体磁気計測装置の運用コストの低減が可能になる。さらにまた、デュワ全体を軽量に形成でき、運搬、取付けなどを容易化できる一方、ＳＱＵＩＤセンサをセンサホルダに取り付ける構造のために、各チャンネル毎のセンサの保守点検が容易に行えるという利点も得られる。
【０１５７】
なお、デュワの形状は必ずしもＬ字型または略Ｌ字型でなくてもよい。ＳＱＵＩＤセンサを支持するホルダがその内部に冷媒を強制循環させつつ、ＳＱＵＩＤセンサに冷媒が直接または間接に当接し、そのセンサを冷却させることができる構造であればよい。
【０１５８】
かかる変形例の１つを図４２、４３に示す。この変形例に係るセンサホルダ１３０は、全体がその側面に対向するＺ軸方向から見て略Ｌ字状を成し、かつＺ軸方向の全センサ列、すなわち全チャンネルを一体に保持する一体構造になっている。このセンサホルダ１３０の内部は中空に成形され、冷媒は入り口ポート１３ａと出口ポート１３０ｂを通ってその内部流路１３１を循環するようになっている。このセンサホルダ１３０には、そのＬ字状平面に沿って複数チャンネル分のセンサ装着孔１３２がＺ軸方向にアレイ状に穿設されている。内部流路１３１も図４３に示す如く、各センサ列に沿ってＹ軸（Ｘ軸）方向に走行し、かつ、直列にまたは並列に入り口ポート１３ａおよび出口ポート１３０ｂに連通している。ＳＱＵＩＤセンサ１００は、前述と同様に複数の装着孔１３２のそれぞれに装着され、ホルタ内部を循環する冷媒の熱伝導などに因り冷却される。
【０１５９】
なお、上述したＬ字型または略Ｌ字型のセンサホルダを用いた生体磁気計測装置の別の例を図４４に示す。冷媒循環パイプ９２の一部をデュワ９０の外部に断熱して設置するとともに、ＳＱＵＩＤセンサ１００の群の一部に交換容易型のセンサ部ＳＡ，ＳＢを形成している。
【０１６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の生体磁気計測装置によれば、磁気センサを設置する容器の形状を任意に且つ安価に形成できる。このように任意形状に形成した場合でも各磁気センサの正確な冷却性能を確保できる。
【０１６１】
また、磁気センサを収容する容器をコンパクト化および軽量化でき、さらに、メインテナンス性を向上させる。
【０１６２】
さらに、被験者の体表とセンサ面との間の距離を最短に且つ体表全体に渡ってほぼ一定に設定できるので、これにより、被験者の診断部位から出ている磁界をなるべく多く検知して、検知信号のＳ／Ｎを向上させることができる。とくに、心磁界計測用の装置において、胸前部や胸側部、または、これらに後背部を加え、それらの体表部位から放射されている磁束を同時に計測し、検知信号のＳ／Ｎを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る生体磁気計測装置のＬ字型デュワの構造を中心とした全体構造を示す構成図。
【図２】Ｌ字型デュワの外観の一連を示す斜視図。
【図３】ヒートパイプの原理を説明する説明図。
【図４】Ｌ字型デュワのヒートパイプおよびＳＱＵＩＤセンサの配置状況を説明する部分的な断面図。
【図５】ＳＱＵＩＤセンサの取り付けの一例を示す説明図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る生体磁気計測装置のＬ字型デュワの構造を中心とした全体構造を示す構成図。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る生体磁気計測装置のコ字型デュワの構造を中心とした全体構造を示す構成図。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る生体磁気計測装置のＬ字型デュワの構造および可倒動作を説明する図。
【図９】第４の実施形態に係る生体磁気計測装置のＬ字型デュワの構造および可倒動作を説明する図。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係る生体磁気計測装置の台座の移動構造を説明する図。
【図１１】本発明の第６の実施形態に係る生体磁気計測装置の台座の支持構造を説明する図。
【図１２】本発明の第７の実施形態に係る生体磁気計測装置のＬ字型デュワの切込み部を説明する図。
【図１３】本発明の第８の実施形態に係る生体磁気計測装置のＬ字型デュワの冷却機構を概念的に説明する構成図。
【図１４】第８の実施形態の変形例に係る生体磁気計測装置のＬ字型デュワの冷却機構を概念的に説明する構成図。
【図１５】本発明の第９の実施形態に係る生体磁気計測装置におけるＬ字型デュワのヒートパイプの断面図。
【図１６】第９の実施形態の１つの変形例に係るヒートパイプの断面図。
【図１７】第９の実施形態の別の変形例に係るヒートパイプの断面図。
【図１８】本発明の第１０の実施形態に係る生体磁気計測装置のＬ字型デュワおよびその冷却機構の構造を示す図。
【図１９】第１０の実施形態の１つの変形例に係るセンサ取り付け構造を説明する図。
【図２０】第１０の実施形態の別の変形例に係るヒートパイプ支持構造を説明する図。
【図２１】図２０における横方向からみた一部破断した図。
【図２２】図２０における上方向からみた外観図。
【図２３】本発明の第１１の実施形態に係る生体磁気計測装置に適用される平面型ヒートパイプの概略構成図。
【図２４】（ａ），（ｂ）共に平面型ヒートパイプの側面から見た外観図。
【図２５】平面型ヒートパイプの冷媒循環を説明する図。
【図２６】本発明の第１２の実施形態に係る生体磁気計測装置の冷媒循環型のデュア構造を概念的に示す構成図。
【図２７】図２６の概念的構成に基づく冷媒循環路の構成の一例を示す斜視図。
【図２８】冷媒循環パイプの断面形状の一例を示す図。
【図２９】冷媒循環パイプの断面形状の他の一例を示す図。
【図３０】ＳＱＵＩＤセンサの一例を示す図。
【図３１】図３０のＳＱＵＩＤセンサをセンサホルダに装着した状態を例示する図。
【図３２】ＳＱＵＩＤセンサの別の一例を示す図。
【図３３】ＳＱＵＩＤセンサのさらに別の一例を示す図。
【図３４】図３３のＳＱＵＩＤセンサをセンサホルダに装着した状態を例示する図。
【図３５】ＳＱＵＩＤセンサ（高温超伝導タイプ）のさらに別の一例を示す図。
【図３６】ＳＱＵＩＤセンサのセンサホルダへの装着例を示す概略図。
【図３７】冷媒循環装置の概略構成を説明する系統ブロック図。
【図３８】センサホルダのデュワ内壁への取付け構造およびデュアの開閉構造を示すデュワの一端部の部分断面図。
【図３９】センサホルダのデュワ内壁への取付け構造およびデュアの開閉構造を示すデュワの他端部の部分断面図。
【図４０】デュアの下面カバーの開閉自在構造の一例を示す概念図。
【図４１】デュアの下面カバーの開閉自在構造の別の例を示す概念図。
【図４２】デュア構造の別の例を示す斜視図。
【図４３】図４２中のＡ−Ａ′線に沿った概略断面図。
【図４４】冷媒循環装置を用いた生体磁気計測装置の別の例を概念的に示す図。
【図４５】アームレストを用いるときの被験者の計測体位を説明する図。
【図４６】アームレストの一例を示す斜視図。
【符号の説明】
１ 寝台
１Ｎ 天板
２ センサ部
３ Ｌ字型デュワ
３Ｕ 上側カバー
３Ｌ 下側カバー
３Ｍ 切込み部
３Ｒ アームレスト
４ 台座
４ａ テーパ面
４ｂ 脚部
５ 駆動・処理ユニット
６ 冷却機構
１１ａ，１１ｂ 外側、内側ケーシング
２１ ＳＱＵＩＤセンサ
２５ 参照コイル群
３１ 冷凍機（冷媒タンク）
３２，３２Ｘ，３２Ｙ，３２Ｓ，３２Ｕ，３２Ｌ，３２Ａ，３２Ｂ ヒートパイプ
５４ 連結ホース
５５ 真空ポンプ
５７ 断熱材
５８ 熱伝導体
６１ Ｌ字型デュワ
６１Ｘ 横方向デュワ
６１Ｙ 縦方向デュア
６２ 連結部材
６３ 支柱
６４ アーム
６６ コ字型デュワ
６６Ｓ 縦方向デュワ
６６Ｕ 上側横方向デュワ
６６Ｌ 下側横方向デュワ
６８ 連結用蝶番
６９ キャスタ
７０ Ｌ字型デュワ
７１ 冷却機構
８０ 平面型ヒートパイプ
９０ Ｌ字型デュワ
９１ センサホルダ
９１ｃ 装着孔
９２ 冷媒循環パイプ
９４ 冷媒循環装置
１００ ＳＱＵＩＤセンサ
１０１ 検出コイル
１０２ ＳＱＵＩＤチップ
１０３ ボビン
１０３ａ 装着部
１０３ｂ ストッパ
１０３ｄ 貫通孔
１１１ 凝集装置
１１２ 貯蔵タンク
１１３ ポンプ
１３０ 略Ｌ字型のデュワ
１３１ 内部流路
１３２ センサ装着孔
Ｐ 被験者
ＩＳ 内部空間
ＩＳｘ，ＩＳｙ 幅方向、高さ方向空間部
ＩＳｃ 湾曲空間部
Ｃ 湾曲部
ＰＷ 冷媒流路
Claims (25)
- 被験者の磁気信号を検出するために配置される冷却容器を備えた生体磁気計測装置において、
前記冷却容器を、略板状の外観を呈し且つその内部に略板状の空間を有する構造体をその途中で略直角に湾曲させ、その側面に対向する方向から見て略Ｌ字型の冷却容器に形成し、前記冷却容器は、当該冷却容器の側面に対向する方向から見た状態で、被験者を横たえる寝台の天板との間で診断時に略コ字状の位置関係を形成し、この冷却容器の湾曲部から延びる２つの平坦部が被験者の胸部前面と胸部側面とを連続的に覆うように配置して、被験者の心臓から生じる磁気を計測するようにし、
このＬ字型冷却容器の内部空間に、前記磁気信号を検出する複数個のＳＱＵＩＤセンサと、この複数個のＳＱＵＩＤセンサを低温状態に冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 請求項１記載の発明において、
前記被験者の一方の肩に相当する前記冷却容器の前記湾曲部の角部に、被験者の腕を通すための切込み部を形成したことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 請求項１記載の発明において、
前記冷却容器は、非磁性で且つ電気絶縁性の材料から成ることを特徴とした生体磁気計測装置。 - 請求項３記載の発明において、
前記冷却手段は、作動媒体を充填したヒートパイプであり、このヒートパイプの一端の凝集部を冷却装置に結合し、他端の蒸発部に前記複数のＳＱＵＩＤセンサを結合する一方で、前記冷却装置を前記冷却容器の外部に配置し、
前記ヒートパイプは前記冷却容器の内部空間にその略Ｌ字状の湾曲方向に沿って複数本配置し、各ヒートパイプの蒸発部に前記ＳＱＵＩＤセンサを複数個、その軸方向の複数個の位置に取り付けたことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 請求項４記載の発明において、
前記ＳＱＵＩＤセンサの一つとして、環境磁場を除去するために用いる参照用のＳＱＵＩＤセンサを前記冷却容器の内部空間の湾曲部に配置したことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 請求項４記載の発明において、
前記内部空間を所定真空度の真空状態に保持する真空保持手段を設けたことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 請求項１記載の発明において、
前記冷却容器の湾曲部の湾曲度を、前記被験者の胸部前面と胸部側面との間の体表の湾曲状態に合わせたことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 請求項１記載の発明において、
前記冷却容器を前記寝台に対して可倒動作可能に支持する支持手段を備えたことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 被験者の磁気信号を検出するために配置される冷却容器を備えた生体磁気計測装置において、
前記冷却容器を、それぞれが内部に略板状の空間を有する別体の構造体を互いに略直角に突き合わせ、それら構造体の側面に対向する方向から見て略Ｌ字型に配置し、
この各構造体の内部空間に、前記磁気信号を検出する複数個のＳＱＵＩＤセンサと、この複数個のＳＱＵＩＤセンサを低温状態に冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 請求項９記載の発明において、
前記冷却容器を前記寝台に対して可倒動作可能に支持する支持手段を備えたことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 被験者の磁気信号を検出するために配置される冷却容器を備えた生体磁気計測装置において、
前記冷却容器を、それぞれが内部に略板状の空間を有する別体の構造体を互いに略直角に突き合わせ、それら構造体の側面に対向する方向から見て略コ字型に配置し、
この各構造体の内部空間に、前記磁気信号を検出する複数個のＳＱＵＩＤセンサと、この複数個のＳＱＵＩＤセンサを低温状態に冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 請求項１１記載の発明において、
前記被験者を載せる寝台を備え、この寝台は、前記コ字型冷却容器の下方の構造体が当該寝台下への位置決めを許容する退避構造になっていることを特徴とした生体磁気計測装置。 - 請求項１、９または１１記載の発明において、
前記冷却容器を床上で移動可能に支持する支持手段を備えたことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 請求項１、９または１１記載の発明において、
作動媒体が充填され且つ断熱部を介して凝集部および蒸発部を両端部にそれぞれ生じるヒートパイプと、このヒートパイプの蒸発部に取り付けられ且つ冷却状態で前記磁気信号を検出するセンサとを備え、前記ヒートパイプの凝集部には冷却源を取り付けたことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 請求項１４記載の発明において、
前記センサは熱伝導媒体を介して間接的に前記ヒートパイプに取り付けたことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 請求項１５記載の発明において、
前記冷却装置を前記冷却容器から離間して設け、前記断熱部を断熱材により断熱したことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 請求項１４記載の発明において、
１本の前記ヒートパイプの蒸発部に前記センサを複数個、そのパイプの軸方向に沿って並置したことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 請求項１、９または１１記載の発明において、
前記冷却容器内にあって冷媒を通過させるとともにその冷媒によって前記磁気信号を検出する磁気センサを冷却可能に保持する保持手段と、前記冷却容器の外部に設けられ且つ前記手段に前記冷媒を強制的に循環させる強制循環手段とを備えたことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 請求項１８記載の発明において、
前記保持手段は、前記被験者の体軸方向から見たときに所定厚さのＬ字状または略Ｌ字状の形状を成し、その被検体の胸部前面から一方の胸部側面にかけた領域を覆うように形成したことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 請求項１８記載の発明において、
前記保持手段は、その側面方向から見たときにＬ字状または略Ｌ字状を成すパイプ状の部材であってこの部材を前記被験者の体軸方向にアレイ状に複数本配設し且つその軸方向に沿って前記ＳＱＵＩＤセンサを複数個保持する構造の複数本のセンサホルダと、この複数本のセンサホルダのそれぞれと対を成し且つ前記冷媒を循環させる複数本のパイプ部材とを備えたことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 請求項２０記載の発明において、
前記センサホルダのそれぞれは前記ＳＱＵＩＤセンサを着脱自在に装着する装着孔を備え、その装着孔はそのパイプ状のセンサホルダの内部空間に開口して穿設したことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 請求項２１記載の発明において、
前記センサホルダはその軸方向に直交する断面が四角形またはコの字形に形成したことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 請求項１８記載の発明において、
前記保持手段は、その側面方向から見たときにＬ字状または略Ｌ字状を成し内部空間を有する板状部材であってこの部材を前記被験者の体軸方向に直交する横向きに配設し且つ前記ＳＱＵＩＤセンサを２次元的に複数個保持する１個のセンサホルダと、このセンサホルダの内部空間に連通し前記冷媒を循環させるパイプ部材とを備えたことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 請求項１８記載の発明において、
前記冷却容器は、前記被験者に対向した容器側面を残りの容器本体に対して開閉自在に取り付けたことを特徴とする生体磁気計測装置。 - 請求項１８記載の発明において、
前記強制循環手段は、前記保持手段の冷媒流路に連結され且つ循環してきた冷媒を液化する凝集装置と、この液化された冷媒を貯蔵するタンクと、この貯蔵された冷媒を吐出するポンプとを備えたことを特徴とする生体磁気計測装置。
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