JP4832005B2 - 磁場遮蔽装置及び磁場計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、環境磁場雑音を遮蔽する磁場遮蔽装置及びこれを用いる磁場計測装置に関する。

従来、生体から発生する生体磁場計測に用いられる、環境磁場（外来磁場）を遮蔽する磁場遮蔽装置は、アルミニウムやステンレスで構成されるフレームに、高透磁率の板材（パーマロイ等の透磁率の大きい材料）を隙間なくボルト等で締め付けて固定し、空間的に閉じた箱型の部屋として製作されていた。また、パーマロイの板材を多層に配置し、磁場遮蔽率（Shielding factor）を高め、電気伝導率の大きい材料（アルミニウム等）の板材を電磁波の遮蔽のために使用していた。パーマロイに代えて、高透磁率をもつシート材料を用いた小型で軽量な円筒型磁場遮蔽装置が報告されている（例えば、特許文献１を参照）。

高透磁率材料は、一般に比透磁率が1万から10万程度である材料のことを指す。具体的には、パーマロイ、珪素鋼などがよく利用され、これらはミューメタルとも呼ばれている。これら高透磁率材料は、磁束を良く通す性質を持っており、この性質は磁気シールドに応用されている。例えば、図１８のように、高透磁率材料によって構成される円筒１８２を鉛直方向に一様な環境磁場中に置いた場合、磁力線１８１は高透磁率材料中において空気中よりも高密度な分布をとる。その結果、円筒１８２の内側には磁束密度が疎な空間、つまり外部の磁場が遮蔽された空間が形成される。これが高透磁率材料による磁場遮蔽の基本的な原理である。

一方、金属や合金等の電気伝導性のある材料に対して、交流の磁場が印加された場合、材料内部には渦電流と呼ばれる遮蔽電流が自発的に発生することが知られている。この渦電流の効果は、材料の電気伝導度が高い程大きいので、一般に銅やアルミニウムが電磁シールドとして利用されている。また、電磁波の進行方向に対しての垂直な面の面積が大きい程、渦電流の効果が高いことが知られている。

円筒型磁場遮蔽装置の磁場遮蔽率は、円筒軸の方向よりも円筒軸に垂直な方向で高いことが知られている。従って、円筒型磁場遮蔽装置の内部で磁場計測を行う場合、円筒軸に垂直な方向の磁場成分を計測する場合が多い。微小な磁場を検出する生体磁場計測では、超電導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ：Superconducting Quantum Interference Device）を用いたＳＱＵＩＤ磁束計が一般的に使用される。また、円筒型磁場遮蔽装置の内部に検査対象を挿入する方法として、（１）円筒型磁場遮蔽装置の両端の開口端より検査対象を挿入する方法、（２）円筒型磁場遮蔽装置に開閉可能な扉を設けて、そこから検査対象を挿入する方法、の２つの方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

一般に、箱型の部屋からなる従来の磁場遮蔽装置の、床の縦及び横寸法、高さ寸法は、約２ｍであり、高重量であるので、設置可能な部屋が限定され、しかも、コストも高いという問題があった。

円筒型磁場遮蔽装置の内部に検査対象を挿入する上記背景技術（１）の方法では、扉を設けないので、構造が簡単であるという長所があるが、検査技師が磁場遮蔽装置の内部の状況を観察するのが困難であり、検査位置を正確に調整することが難しいという課題があった。また、検査対象をベッドに搭載するために、ベッドを円筒軸方向に引き出す必要があるので、磁場遮蔽装置の設置のためには、磁場遮蔽装置の円筒軸方向の長さを約２ｍとすると、約４ｍの部屋の長さが必要であるという課題があった。

特開２００２−１３６４９２号公報

円筒型磁場遮蔽装置の内部に検査対象を挿入する上記背景技術（２）の方法では、扉を設けるので検査技師が、磁場遮蔽装置の内部の状況を容易に観察でき、検査位置を正確に調整できる。また、ベッドを軸方向に引き出す必要がないので検査に必要なスペースを少なくできる効果が得られる。しかし、従来技術の円筒型磁場遮蔽装置では、扉と本体との間に空隙が存在するため、遮蔽効果が十分でないという課題があった。

本発明では、開口部を有する磁場遮蔽装置（例えば、扉のついた円筒型磁場遮蔽装置）において、開口部を覆う扉と本体とを電気的および/または磁気的に接続させる。これにより、上記課題を解決し、従来より大きい磁場遮蔽率をもつ磁場遮蔽装置、及びこれを用いる磁場計測装置を提供できる。
具体的には、例えば、高透磁率を有する複数の高透磁率部材の一部分が重複して配置され、１軸を同心状に囲み配置され、それぞれ第１、第２の所定の角度の円周部もつ非磁性の第１、第２の円筒部材と、前記第１の円筒部材を前記１軸にほぼ垂直な床面に固定する手段と、前記第２の円筒部材を前記１軸の周りに回転させる手段とを有し、前記第２の円筒部材の回転により、前記第１の円筒部材と前記第２の円筒部材が前記１軸に平行な両端部で第３の所定の角度で重複し、外来磁場の前記１軸に垂直な方向の成分が遮蔽され、円周方向で２分割して構成され、前記第２の円筒部材の回転により前記第１の円筒部材と前記第２の円筒部材が前記第３の所定の角度で重複する時、円周方向で閉じた状態となり、
前記閉じた状態における前記第１の円筒部材と前記第２の円筒部材の重複部分を、電気的および/または磁気的に接続する、電気的および/または磁気的接続部材を有することを特徴とする磁場遮蔽装置とする。

例えば、図１、図１０に示す本願発明による円筒型磁場遮蔽装置では、一例として内直径は約１ｍ、軸方向の長さは約２ｍとする。円筒型磁場遮蔽装置は、ｚ軸に対して第１の角度範囲をもつ磁場遮蔽筒型体１００１と、ｚ軸に対して第２の角度範囲をもつ回転扉１００２とを具備する。磁場遮蔽筒型体１は、両端の円弧部で遮蔽体支持体６ａ、６ｂにより、支持される。 回転部７ａ、７ｂにより、磁場遮蔽筒型体１００１の円周部に沿ってｚ軸の周方向で、回転扉１００２を回転させて周方向に形成される開口部９の開閉が行われる。円筒型磁場遮蔽装置は、磁場遮蔽筒型体１００１の円周部が回転扉の閉時に、回転扉１００２と電気的および/または磁気的に接続し、円筒状の内部空間が形成され、当該内部空間に侵入する環境磁場を遮蔽する。回転扉１００２の開時に形成される周方向の開口部９を通して、内部空間に搬入された検査対象から発する磁場のｚ方向成分が、回転扉１００２の閉時に計測される。
本発明の磁場計測装置は、上記磁場遮蔽装置と、前記磁場遮蔽装置の内部で体軸方向を前記１軸にほぼ平行にして生体を保持する手段と、前記生体から発生する磁場の前記１軸に垂直な方向の成分を検出する磁場センサ（例えばＳＱＵＩＤ磁束計）とを有する。

本発明によれば、従来より磁場遮蔽率の高い磁場遮蔽装置を提供でき、本発明の磁場計測装置によれば、検査対象（生体）から発する生体磁場を従来より高感度で計測できる。

以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。以下の図１から図１７では、同一機能をもつ構成要素には同じ参照番号を付している。図１から図１７では、直交座標系（ｘ、ｙ、ｚ）の、原点（０、０、０）を磁場遮蔽装置の中心Ｏとし、ｙ軸を磁場遮蔽装置の中心軸（円筒軸）とし、ｘｙ面を、単数又は複数のＳＱＵＩＤ磁束計の検出面（検出コイルのなす面）、即ち、計測面に平行な面とする。ＳＱＵＩＤ磁束計は、検査対象から発する磁場のｚ軸方向の成分を検出する。

尚、図１から図１７で図示する座標系（ｘ、ｙ、ｚ）では、原点（０、０、０）が磁場遮蔽装置の中心Ｏに一致する場合に、原点Ｏを図中に明示している。図中で原点Ｏが明示されていない座標系（ｘ、ｙ、ｚ）は、平行移動して示されている。尚、単数又は複数のＳＱＵＩＤ磁束計による計測面は、磁場遮蔽装置の中心軸の近傍にあれば良く、磁場遮蔽装置のｘｙ面に一致しても一致しなくても良い。

また、後述の図１３に図示するように、ＳＱＵＩＤ磁束計１３１は液体ヘリウム１３２により低温に冷却され、真空層１３３を介して外界と断熱されている。ＳＱＵＩＤ磁束計１３１は、磁場遮蔽装置１０１の内部に挿入される。磁場遮蔽装置１０１の内部では、中心ほど環境磁場雑音が小さく、磁場分布が均一であるので、単数又は複数のＳＱＵＩＤ磁束計１３１の図示しない検出コイルは、磁場遮蔽装置１０１の中心Ｏ（直交座標系（ｘ、ｙ、ｚ）の原点（０、０、０））の近傍に配置することが望ましい。

以下の本発明の実施例の装置（磁場遮蔽装置及びこれを用いる生体磁場計測装置）では、高透磁率材料として、パーマロイ、珪素鋼、非晶質物質を使用できる。例えば、代表的な実施例では、高透磁率材料として、比透磁率が約１万から約１０万の大きい比透磁率をもつ、パーマロイ等の板材、又は、アモルファス合金からなるシート材が使用され、また、高電気伝導率材料として、電気伝導度の大きいアルミニウムや銅等の板材が使用できる。 また、以下の実施例で説明する、磁場遮蔽装置の内部及びその近傍に配置される構成要素は、非磁性材料（木材、ＦＲＰ（繊維強化プラスチックス）、アルミニウム、ＳＵＳ等）から構成される。以下の実施例の装置で使用される、ＳＱＵＩＤ磁束計１３１を構成する超電導材料として、低温（例えば、液体ヘリウム温度）で超電導体として作用する低温の超電導転移温度をもつ低温超電導材料、又は、高温（例えば、液体窒素温度）で超電導体として作用する高温の超電導転移温度をもつ高温超電導材料が使用できる。液体ヘリウム温度と液体窒素温度の間の超電導転移温度をもつ超電導材料、液体窒素温度より高い超電導転移温度をもつ超電導材料も使用できる。

図１は、本発明の実施例の磁場遮蔽装置を示す図であり、磁場遮蔽扉１００２の移動によって、磁場遮蔽筒型体１００１の開口部が閉じられ、さらに磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２とが電気的又は磁気的に接続することを示す断面図である。図１(ａ)は磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２とが電磁気接続部材１００３ａ、１００３ｂを介して電気的又は磁気的に接続されていることを示す断面図である。図１(ｂ)は磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２とが直接接触することによって電気的又は磁気的に接続されていることを示す断面図である。

図１（ａ）の磁場遮蔽装置は、ｙ軸の周りに配置される磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２、及び磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２とを電気的又は磁気的に接続する電磁気接続部材１００３ａ、１００３ｂの主要部材から構成される。磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２は、高透磁率材料又は高電気伝導率材料から構成される。電磁気接続部材１００３ａ、１００３ｂは高透磁率材料又は高電気伝導率材料、あるいはそれらの組み合わせによって構成される。磁場遮蔽扉１００２の移動によって、磁場遮蔽筒型体１００１の開口部が閉じられ、さらに磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２とが電磁気接続部材１００３ａ、１００３ｂを介して電気的又は磁気的に接続することにより、ｙ軸に垂直な方向の成分の外来磁場が遮蔽される。図１（ａ）では、磁場遮蔽扉１００２が磁場遮蔽筒型体１００１の外側に配置されているが、磁場遮蔽扉１００２が磁場遮蔽筒型体１００１の内側に配置されていても構わない。

図１（ｂ）の磁場遮蔽装置は、ｙ軸の周りに配置される磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２の主要部材から構成される。磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２は、高透磁率材料又は高電気伝導率材料から構成される。電磁気接続部材１００３は高透磁率材料又は高電気伝導率材料、あるいはそれらの組み合わせによって構成される。磁場遮蔽扉１００２の移動によって、磁場遮蔽筒型体１００１の開口部が閉じられ、さらに磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２とが接触によって電気的又は磁気的に接続されることにより、ｙ軸に垂直な方向の成分の外来磁場が遮蔽される。図１（ａ）では、磁場遮蔽扉１００２が磁場遮蔽筒型体１００１の外側に配置されているが、磁場遮蔽扉１００２が磁場遮蔽筒型体１００１の内側に配置されていても構わない。

図１（ａ）及び（ｂ）に示されるように、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２とが電気的に接続されている場合は、変動する外部磁場に対して、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２の全体に渡って遮蔽電流が発生し、その結果外部磁場を打ち消す効果がある。一方、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２とが電気的に接続されていない場合は、遮蔽電流の経路が磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２との境界で遮断されてしまうために、遮蔽電流の効果は低減してしまう。従って、図１（ａ）又は（ｂ）に示される構成により、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２とを電気的に接続させることで、磁場遮蔽装置の磁気遮蔽効果は向上する。

また、図１（ａ）及び（ｂ）に示されるように、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２とが磁気的に接続されている場合は、外部磁場の磁束線は図１８に示されるような分布を形成し、磁束線は磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２とに囲まれた内部の空間にほとんど進入しないので、図１（ａ）及び（ｂ）に示される磁場遮蔽装置は高い磁気遮蔽効果を実現する。一方、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２とが磁気的に接続されていない場合は、磁束の経路が磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２との境界で遮断されてしまうために、磁束線は磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２との隙間から磁束が進入するので、磁気遮蔽の効果は低減してしまう。従って、図１（ａ）又は（ｂ）に示される構成により、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２とを磁気的に接続させることで、磁場遮蔽装置の磁気遮蔽効果は向上する。

特に、本発明の円筒型磁場遮蔽装置では、周方向に回転扉を移動させて、広い開口部が設定でき、ｙ軸方向の正負方向にそれぞれ形成される開口部と共に、解放性に優れ、医師や検査技師が行う患者の位置決め等の作業性、操作性に優れ、患者が狭い空間に置かれることに起因する圧迫感や不安感を軽減させることができる。

図２は、図１において、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２とをそれぞれ２層構造に配置した磁場遮蔽装置を示す図である。図２に示されるように、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２を多層構造に配置することによって、磁場遮蔽装置の磁場遮蔽性能は向上する。
図２（ａ）の磁場遮蔽装置は、ｙ軸の周りに配置される磁場遮蔽筒型体１００１ａ、１００１ｂと磁場遮蔽扉１００２ａ、１００２ｂ、磁場遮蔽筒型体１００１ａと磁場遮蔽扉１００２ａとを電気的又は磁気的に接続する電磁気接続部材１００３ａ、１００３ｂ、及び磁場遮蔽筒型体１００１ｂと磁場遮蔽扉１００２ｂとを電気的又は磁気的に接続する電磁気接続部材１００３ｃ、１００３ｄの主要部材から構成される。磁場遮蔽筒型体１００１ａ、１００１ｂと磁場遮蔽扉１００２ａ、１００２ｂは、高透磁率材料又は高電気伝導率材料から構成される。電磁気接続部材１００３ａ、１００３ｂ、１００３ｃ、１００３ｄは高透磁率材料又は高電気伝導率材料、あるいはそれらの組み合わせによって構成される。磁場遮蔽扉１００２ａ、１００２ｂの移動によって、磁場遮蔽筒型体１００１ａ、１００１ｂの開口部が閉じられ、また、磁場遮蔽筒型体１００１ａと磁場遮蔽扉１００２ａとが電磁気接続部材１００３ａ、１００３ｂを介して電気的又は磁気的に接続し、更に磁場遮蔽筒型体１００１ｂと磁場遮蔽扉１００２ｂとが電磁気接続部材１００３ｃ、１００３ｄを介して電気的又は磁気的に接続することにより、ｙ軸に垂直な方向の成分の外来磁場が遮蔽される。図２（ａ）では、磁場遮蔽扉１００２ａが磁場遮蔽筒型体１００１ａの外側に配置されているが、磁場遮蔽扉１００２ａが磁場遮蔽筒型体１００１ａの内側に配置されていても構わない。また、磁場遮蔽扉１００２ｂが磁場遮蔽筒型体１００１ｂの外側に配置されているが、磁場遮蔽扉１００２ｂが磁場遮蔽筒型体１００１ｂの内側に配置されていても構わない。

図２（ｂ）の磁場遮蔽装置は、ｙ軸の周りに配置される磁場遮蔽筒型体１００１ａ、１００１ｂと磁場遮蔽扉１００２ａ、１００２ｂの主要部材から構成される。磁場遮蔽筒型体１００１ａ、１００１ｂと磁場遮蔽扉１００２ａ、１００２ｂは、高透磁率材料又は高電気伝導率材料から構成される。磁場遮蔽扉１００２ａ、１００２ｂの移動によって、磁場遮蔽筒型体１００１ａ、１００１ｂの開口部が閉じられ、また、磁場遮蔽筒型体１００１ａと磁場遮蔽扉１００２ａとが接触によって電気的又は磁気的に接続し、更に磁場遮蔽筒型体１００１ｂと磁場遮蔽扉１００２ｂとが接触によって電気的又は磁気的に接続することにより、ｙ軸に垂直な方向の成分の外来磁場が遮蔽される。図２（ａ）では、磁場遮蔽扉１００２ａが磁場遮蔽筒型体１００１ａの外側に配置されているが、磁場遮蔽扉１００２ａが磁場遮蔽筒型体１００１ａの内側に配置されていても構わない。また、磁場遮蔽扉１００２ｂが磁場遮蔽筒型体１００１ｂの外側に配置されているが、磁場遮蔽扉１００２ｂが磁場遮蔽筒型体１００１ｂの内側に配置されていても構わない。

図３及び図４は実施例の磁場遮蔽装置を示す図である。図３（ａ）は、磁場遮蔽扉１００２が磁場遮蔽筒型体１００１の外側に配置される磁場遮蔽装置であり、磁場遮蔽扉１００２が開いた状態を示す斜視図である。図４（ａ）は、磁場遮蔽扉１００２が磁場遮蔽筒型体１００１の内側に配置される磁場遮蔽装置であり、磁場遮蔽扉１００２が閉じた状態を示す斜視図である。

図３（ａ）及び図４（ａ）の磁場遮蔽装置は、ｙ軸の周りに配置される磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２、及び磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２とを電気的又は磁気的に接続する電磁気接続部材１００３ａ、１００３ｂの主要部材から構成される。ｙ方向の両端には開口部８ａ、８ｂが存在する。

磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２は、高透磁率材料又は高電気伝導率材料から構成される。電磁気接続部材１００３ａ、１００３ｂは高透磁率材料又は高電気伝導率材料、あるいはそれらの組み合わせによって構成される。磁場遮蔽筒型体１００１は、遮蔽体支持体６ａ、６ｂにより結合支持されている。遮蔽体支持体６ａ、６ｂは、床面に固定されるか、又は、金属板に固定して、この金属板を床面に置いて圧力を分散させるようにする。

磁場遮蔽扉１００２は、ｙ軸の周りを回転することによって移動する。磁場遮蔽筒型体１００１の側面には開口部９が存在し、磁場遮蔽扉１００２の移動によって、開口部９の開閉が行われる。磁場遮蔽扉１００２の移動を容易にするために、磁場遮蔽扉１００２の両端にはバランサー１００４ａ、１００４ｂが配置される。バランサー１００４ａ、１００４ｂの慣性モーメントと磁場遮蔽扉１００２の慣性モーメントがつりあうような条件で、バランサー１００４ａ、１００４ｂの重量と位置が決定されることが望ましい。つまり、外部の力が働かない状態で、磁場遮蔽扉１００２がどの位置においても静止することが望ましい。

図３（ａ）及び図４（ａ）では、図１（ａ）と同様に、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２はそれぞれ１層構造であるが、図２（ａ）のような２層構造にしても構わない。磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２を多層構造に配置することによって、磁場遮蔽装置の磁場遮蔽性能は向上する。

図３（ｂ）及び図４（ｂ）は、それぞれ図３（ａ）及び図４（ａ）の磁場遮蔽装置の構成を示す斜視図である。電磁気接続部材１００３ａ、１００３ｂは、それぞれ磁場遮蔽筒型体１００１の側面に固定され、磁場遮蔽筒型体１００１と電気的又は磁気的に接続されている。電磁気接続部材１００３ａ、１００３ｂは、磁場遮蔽扉１００２が閉じられた状態で、磁場遮蔽扉１００２と電気的又は磁気的に接続されるように、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２とが重なり合う領域に固定される。電磁気接続部材１００３ａ、１００３ｂと磁場遮蔽扉１００２との電気的又は磁気的接続の効果を高めるために、電磁気接続部材１００３ａ、１００３ｂと磁場遮蔽扉１００２は密着することが望ましい。また、電磁気接続部材１００３ａ、１００３ｂと磁場遮蔽扉１００２との密着性を高めるために、電磁気接続部材１００３ａ、１００３ｂは可撓性を持つことが望ましい。図３（ｂ）及び図４（ｂ）では、電磁気接続部材１００３ａ、１００３ｂは、それぞれ磁場遮蔽筒型体１００１の側面に固定されているが、磁場遮蔽扉１００２の側面に固定されていても構わない。

図５は実施例の磁場遮蔽装置を示す図である。図５（ａ）は、磁場遮蔽扉１００２が磁場遮蔽筒型体１００１の外側に配置される磁場遮蔽装置であり、磁場遮蔽扉１００２が開いた状態を示す斜視図である。図５（ａ）の磁場遮蔽装置は、ｙ軸の周りに配置される磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２、及び磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２とを電気的又は磁気的に接続する電磁気接続部材１００５ａ、１００５ｂの主要部材から構成される。ｙ方向の両端には開口部８ａ、８ｂが存在する。

磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２は、高透磁率材料又は高電気伝導率材料から構成される。電磁気接続部材１００５ａ、１００５ｂは高透磁率材料又は高電気伝導率材料、あるいはそれらの組み合わせによって構成される。磁場遮蔽筒型体１００１は、遮蔽体支持体６ａ、６ｂにより結合支持されている。

磁場遮蔽扉１００２は、ｙ軸の周りを回転することによって移動する。磁場遮蔽筒型体１００１の側面には開口部９が存在し、磁場遮蔽扉１００２の移動によって、開口部９の開閉が行われる。磁場遮蔽扉１００２の移動を容易にするために、磁場遮蔽扉１００２の両端にはバランサー１００４ａ、１００４ｂが配置される。バランサー１００４ａ、１００４ｂの慣性モーメントと磁場遮蔽扉１００２の慣性モーメントがつりあうような条件で、バランサー１００４ａ、１００４ｂの重量と位置が決定されることが望ましい。つまり、外部の力が働かない状態で、磁場遮蔽扉１００２がどの位置においても静止することが望ましい。

図５（ａ）では、図１（ａ）と同様に、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２はそれぞれ１層構造であるが、図２（ａ）のような２層構造にしても構わない。磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２を多層構造に配置することによって、磁場遮蔽装置の磁場遮蔽性能は向上する。また、図５（ａ）では、磁場遮蔽扉１００２が磁場遮蔽筒型体１００１の外側に配置されているが、磁場遮蔽扉１００２が磁場遮蔽筒型体１００１の内側に配置されていても構わない。

図５（ｂ）は、それぞれ図５（ａ）の磁場遮蔽装置の構成を示す斜視図である。磁場遮蔽扉１００２が閉じた状態において、磁場遮蔽筒型体１００１に固定されたハンドル１００６ａ、１００６ｂを用いて、電磁気接続部材１００５ａを磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２の双方に接触させ、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２とを電気的又は磁気的に接続する。同様に、磁場遮蔽筒型体１００１に固定されたハンドル１００６ｃ、１００６ｄを用いて、電磁気接続部材１００５ｂを、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２の双方に接触させ、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２とを電気的又は磁気的に接続する。磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２とを電気的又は磁気的に接続することにより、ｙ軸に垂直な方向の成分の外来磁場が遮蔽される。図５では、電磁気接続部材１００５ａ、１００５ｂ、及びハンドル１００６ａ、１００６ｂ、１００６ｃ、１００６ｄは、それぞれ磁場遮蔽筒型体１００１に固定されているが、磁場遮蔽扉１００２に固定されていても構わない。

図６は、図５の磁場遮蔽装置において、磁場遮蔽扉１００２が閉じた状態における、ｘ−ｚ断面図である。磁場遮蔽扉１００２が閉じた状態で、ハンドル１００６ａをＡの方向に倒すと、電磁気接続部材１００５ａは支点１００７ａの周りを回転し、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２との間隙に挿入され、その結果、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２は電磁気接続部材１００５ａを介して電気的又は磁気的に接続される。反対に、ハンドル１００６ａをＢの方向に倒すと、電磁気接続部材１００５ａは支点１００７ａの周りを回転し、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２との間隙から取り出され、その結果、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２との電気的又は磁気的な接続は解除される。

同様に、ハンドル１００６ｂをＡの方向に倒すと、電磁気接続部材１００５ｂは支点１００７ｂの周りを回転し、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２との間隙に挿入され、その結果、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２は電磁気接続部材１００５ｂを介して電気的又は磁気的に接続される。ハンドル１００６ａをＢの方向に倒すと、電磁気接続部材１００５ａは支点１００７ｂの周りを回転し、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２との間隙から取り出され、その結果、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２との電気的又は磁気的な接続は解除される。

図７は実施例の磁場遮蔽装置を示す図である。図７（ａ）は、磁場遮蔽扉１００２が磁場遮蔽筒型体１００１の内側に配置される磁場遮蔽装置であり、磁場遮蔽扉１００２が閉じた状態を示す図である。図７（ｂ）及び図７（ｃ）は、図７（ａ）において、点線の領域の拡大図であり、それぞれ磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２との電気的又は磁気的接続方法の詳細を表す図である。

図７（ｂ）の方法では、ハンドル１００６をＡの方向に倒すと、楔形電磁気接続部材１００８は支点１００７の周りを回転し、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２との間隙に挿入され、その結果、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２は楔形電磁気接続部材１００８を介して電気的又は磁気的に接続され、ｙ軸に垂直な方向の成分の外来磁場が遮蔽される。反対に、ハンドル１００６をＢの方向に倒すと、楔形電磁気接続部材１００８は支点１００７の周りを回転し、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２との間隙から取り出され、その結果、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２との電気的又は磁気的な接続は解除される。図７（ｂ）のように、楔形電磁気接続部材１００８を用いることにより、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２との接触面積を拡大させ、その結果、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２との電気的又は磁気的接続性が向上する。

図７（ｃ）の方法では、スライド式電磁気接続部材１００９をＡの方向にスライドさせると、スライド式電磁気接続部材１００９は、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２の双方に接触する。その結果、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２は電磁気接続部材１００９を介して電気的又は磁気的に接続され、ｙ軸に垂直な方向の成分の外来磁場が遮蔽される。反対に、スライド式電磁気接続部材１００９をＢの方向にスライドさせると、スライド式電磁気接続部材１００９は磁場遮蔽扉１００２から離れて、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２との電気的又は磁気的接続は解除される。図７（ｃ）の方法でも、スライド式電磁気接続部材１００９と磁場遮蔽筒型体１００１、磁場遮蔽扉１００２との接触面積は拡大するので、磁場遮蔽筒型体１００１と磁場遮蔽扉１００２との電気的又は磁気的接続性を向上することが可能である。

図８は実施例の磁場遮蔽装置において、磁場遮蔽扉の移動機構を示す図である。図８は、磁場遮蔽扉８０２ａが磁場遮蔽筒型体８０１の外側に配置され、磁場遮蔽扉８０２ｂが磁場遮蔽筒型体８０１の内側に配置される磁場遮蔽装置である。図８において、ローラー組体８０５は、略矩形状の４隅にそれぞれ車輪を備えた構造を備え、磁場遮蔽筒型体８０１の両端の面に等間隔で配置される。この実施の形態では、１２個のローラー組体８０５を備えている。この構造によれば、磁場遮蔽扉８０２ａはローラー組体８０５の外側の車輪により支持され、磁場遮蔽扉８０２ｂはローラー組体８０５の内側の車輪により支持される。磁場遮蔽扉８０２ａ、８０２ｂは、ローラー組体８０５の車輪に沿って、スムーズにｙ軸の周りを回転移動することができる。

さらに、導電性材料により構成されたローラー組体８０５を用いることにより、ローラー組体８０５は、磁場遮蔽筒型体８０１、磁場遮蔽扉８０２ａ、８０２ｂのそれぞれと電気的に接触するので、磁場遮蔽筒型体８０１と磁場遮蔽扉８０２ａ、８０２ｂとの電気的又は磁気的な接続が可能となる。

図９（ａ）及び図９（ｂ）は、本実施例の磁場遮蔽装置の効果を評価するためのシミュレーション解析に用いたモデルを示す図である。図９（ｃ）は、図９（ａ）と図９（ｂ）のモデルに対するシミュレーションにより得られた結果（磁場遮蔽率の分布）を示すグラフであり、磁場遮蔽装置の内部の磁場分布を、ｙ軸上での磁場遮蔽率の分布として示すグラフである。

図９（ａ）は、比透磁率６００００の高透磁率材料からなり、ｙ軸方向の長さ２００ｃｍ、厚さ１ｍｍをもつ２つの円周部よりなる円筒型遮蔽体８１、８２、８３より構成されるモデルの斜視図である。円筒型遮蔽体８１、８２、８３は、所定の角度範囲をもち中心軸に垂直な、両端部の２つの円弧部と、所定の小さい幅寸法及び所定の長さ寸法をもつ所定の小さい面積をもち中心軸に平行な２つの部位と、所定の角度範囲をもつ円周部とをもつ。円筒型遮蔽体８２、８３は同じ角度範囲をもち、円筒型遮蔽体８１は、円筒型遮蔽体８２、８３と異なる所定の角度範囲をもつ。円筒型遮蔽体８１の内側に円筒型遮蔽体８２が配置され、円筒型遮蔽体８１の外側に円筒型遮蔽体８３が配置される。

円筒型遮蔽体８１は、円筒型遮蔽体８２、８３と重なり部をもつ。円筒型遮蔽体８１の円周部の内側直径は１０２ｃｍ、外側直径は１１４ｃｍであり、所定の角度範囲は２６０度である。円筒型遮蔽体８２の円周部の内側直径は９４ｃｍ、外側直径は１００ｃｍであり、所定の角度範囲は２００度である。円筒型遮蔽体８３の円周部の内側直径は１１６ｃｍ、外側直径は１２２ｃｍであり、所定の角度範囲は約２００度である。円筒型遮蔽体８２、８３は、円筒型遮蔽体８１と、ｚ軸の正の領域で６０度の重なりをもち、ｚ軸の負の領域で４０度の重なりをもち配置されている。

図９（ｂ）は、図９（ａ）のモデルに対して、円筒型遮蔽体８１と円筒型遮蔽体８３との間に高透磁率材料より構成された電磁気接続部材１０１０ａ、１０１０ｂを挿入したモデルを表す。
図９（ａ）及び図９（ｂ）のモデルに対して、ｚ方向に一様な磁場を印加した場合における、磁場遮蔽装置の内部の磁場遮蔽率の分布を３次元有限要素法シミュレーションにより求めた結果を図９（ｃ）のグラフに示す。横軸は図９（ａ）、図９（ｂ）のモデルにおけるｙ座標を、縦軸は磁場遮蔽率を示す。中心（ｙ＝０）における磁場遮蔽率を比較すると、図９（ａ）のモデルでは約５０ｄＢであるのに対し、図９（ｂ）のモデルでは約６２ｄＢである。このシミュレーション結果より、円筒型遮蔽体８１と円筒型遮蔽体８３との間に挿入された電磁気接続部材１０１０ａ、１０１０ｂの効果により、磁場遮蔽率が約１２ｄＢ向上し、電磁気接続部材１０１０ａ、１０１０ｂが磁場遮蔽率の向上に大きく寄与していることが分かる。

図１０は、本発明の実施例の磁場遮蔽装置を示す図であり、開口部９が最大となる状態、即ち、磁場遮蔽扉２、３が全開の状態を示す斜視図である。
図１０の磁場遮蔽装置は、ｙ軸の周りに配置される磁場遮蔽筒型体１、磁場遮蔽扉２、３及び補助磁場遮蔽筒型体２３の主要部材から構成される。ｙ方向の両端には開口部８ａ、８ｂが存在する。

磁場遮蔽扉２は磁場遮蔽筒型体１の内側に配置され、磁場遮蔽扉３は磁場遮蔽筒型体１の外側に配置される。磁場遮蔽扉２、３は、ｙ方向の両端で結合しており一体となって磁場遮蔽扉２、３として、ｙ軸の周りで、磁場遮蔽筒型体１に沿って回転移動が可能である。

磁場遮蔽筒型体１、２、３は、高透磁率材料、高電気伝導率材料から構成される。補助磁場遮蔽筒型体２３は高透磁率材料から構成される。磁場遮蔽筒型体１は、遮蔽体支持体６ａ、６ｂにより結合支持されている。

磁場遮蔽扉２、３のｙ方向の正の領域の端部は、回転部７ａに結合され、磁場遮蔽扉２、３のｙ方向の負の領域の端部は、回転部７ｂに結合されている。回転部７ａは回転部材を含み、遮蔽体支持体６ａの外側側面に回転部材を介して回転可能に結合され、回転部７ｂは回転部材を含み、遮蔽体支持体６ｂの外側側面に回転部材を介して回転可能に結合されている。回転部材として、例えば、非磁性材料から構成される、凸状レールの凸部と凹状レールの凹部の組み合わせ、滑車、ボールベアリング等が使用される。磁場遮蔽扉２、３は、図１に示す両矢印の方向で、ｙ軸の周りに回転移動が可能である。回転部７ａには、回転ハンドル１０２ａが結合され、回転部７ｂには、回転ハンドル１０２ｂが結合されており、回転ハンドル１０２ａ又は１０２ｂの回転操作により、磁場遮蔽扉２、３は、ｙ軸を中心とした回転移動ができる。尚、回転ハンドル１０２ａ又は１０２ｂの回転操作によらず、空気圧又は油圧ポンプ等を用いて回転駆動させる構成としても良い。

磁場遮蔽扉２、３の移動を容易にするために、回転部７ａ、７ｂにはバランサー１００４ａ、１００４ｂが配置される。バランサー１００４ａ、１００４ｂの慣性モーメントと磁場遮蔽扉２、３の慣性モーメントがつりあうような条件で、バランサー１００４ａ、１００４ｂの重量と位置が決定されることが望ましい。つまり、外部の力が働かない状態で、磁場遮蔽扉２、３がどの位置においても静止することが望ましい。

また、図１０には示されていないが、磁場遮蔽筒型体１は磁場遮蔽扉２、３と高電気伝導率材料より構成された電磁気接続部材を介して、電気的又は磁気的に接続されている。

図１１は、図１０の磁場遮蔽装置におけるｚ方向の磁場遮蔽率の周波数特性であり、実験により得られたグラフである。この図は電気的な接続の効果を実証する実験結果である。横軸は外部磁場の周波数を示し、縦軸は磁場遮蔽率を示す。Ａの曲線は、図１０の磁場遮蔽装置において、磁場遮蔽筒型体１と磁場遮蔽扉２、３との間に高電気伝導率材料より構成された電磁気接続部材を挿入しない場合の磁場遮蔽率の周波数特性を示し、Ｂの曲線は、図１０の磁場遮蔽装置において、磁場遮蔽筒型体１と磁場遮蔽扉２、３との間に高電気伝導率材料より構成された電磁気接続部材を挿入した場合の磁場遮蔽率の周波数特性を示す。

１〜１０Ｈｚの範囲では、Ａでは約４３ｄＢであるのに対し、Ｂでは約４６ｄＢであった。２０Ｈｚにおいては、Ａでは約４０ｄＢであるのに対し、Ｂでは約４８ｄＢであった。２０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲においても、Ｂの磁場遮蔽率はＡに比べて約８ｄＢ高い結果となった。この実験結果より、磁場遮蔽筒型体１と磁場遮蔽扉２、３との間に挿入された電磁気接続部材の効果により、磁場遮蔽率が約３〜８ｄＢ向上し、磁気遮蔽筒型体１と磁場遮蔽扉２、３との電磁的な接続が磁場遮蔽率の向上に大きく寄与していることが分かる。

図１２は、本発明の実施例の生体磁場計測装置の主要部の構成を示す斜視図であり、磁場遮蔽装置の磁場遮蔽扉２、３が全開の状態を示している。
図１３は、図１２に示す生体磁場計測装置のｙｚ平面での断面図である。
図１４は、図１２に示す生体磁場計測装置のｚｘ平面での断面図である。
図１３、図１４は、２層の補助磁場遮蔽筒型体２３−１、２３−２、磁場遮蔽装置の磁場遮蔽筒型体１、２、３、１１、クライオスタット１１１、複数のＳＱＵＩＤ磁束計１３１、ガントリ１１２、天板１２１、天板１２１をｘ、ｙ、ｚ方向で移動させるための要素１２６ａ、１２６ｂ、１２５、１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃ等の、相互の位置関係、構造を示している。

図１２の生体磁場計測装置は、大別して、図１２に図示する、磁場遮蔽部、クライオスタット部、ガントリ部、ベッド部、及び、図１２に図示しない、ＳＱＵＩＤ駆動回路、演算処理装置（コンピュータ）、表示装置、入力装置から構成される。尚、図１２に図示しない構成要素については、後述の図１５で図示され、詳細に説明される。

磁場遮蔽部は、図１０の磁場遮蔽装置と同様の構成をもつ磁場遮蔽装置１０１からなる。磁場遮蔽扉２、３の開閉に使用する回転ハンドル１０２ａ、１０２ｂは、図１０の磁場遮蔽扉２、３と結合しており、回転ハンドル１０２ａ又は１０２ｂの手動回転により、磁場遮蔽扉２、３の開閉ができ、開口部９の広さが変化する。磁場遮蔽扉２、３のロックのオンオフが、磁場遮蔽扉２、３のロック機構１０３ａ、１０３ｂのいずれかを足で踏む操作により容易にできる。

また、天板受入れ台１２７ｃに配置される操作レバー１２８により、空気圧又は油圧ポンプが制御され、天板１２１を保持する天板保持台１２５のｚ方向の位置調整が容易にできる。天板受入れ台１２７ｃに配置される図示しない回転操作ボタンにより、空気圧又は油圧ポンプ等を用いて回転駆動させ、磁場遮蔽扉２、３の開閉制御を容易にできる。さらに、天板受入れ台１２７ｃに配置された天板移動部の図示しない移動操作ボタンにより、天板１２１のｘｙ平面に平行な面内で移動は制御できる。

従って、磁場遮蔽装置の前面位置で、検査技師は、検査対象を観察しながら、天板受入れ台１２７ｃに配置される、回転操作ボタン、操作レバー、移動操作ボタンを、必要に応じて選択使用して、天板１２１の位置調整制御、磁場遮蔽扉２、３の開閉制御をできるので、検査対象に不安感を与えない。もちろん、磁場遮蔽装置の前面位置で、検査技師は、検査対象を観察しながら、手動によっても、天板１２１の位置調整、磁場遮蔽扉２、３の開閉をできる。クライオスタット部は、単数又は複数のＳＱＵＩＤ磁束計を低温に保持して下部の内部に収納するクライオスタット１１１を保持する。クライオスタット１１１は非磁性材料（ＦＲＰ樹脂等）で構成することが望ましい。

ガントリ部は、クライオスタット部のクライオスタット１１１を保持するガントリ１１２を含む。ガントリ部は、非磁性材料（アルミニウム、ＳＵＳ等）から構成されることが望ましい。ガントリ１１２は、ガントリ支持台１１２ａ、１１２ｂで固定され、ガントリ支持台１１２ａ、１１２ｂは、ベッド部支持板１３０に固定されている。ガントリ１１２の上方には、クライオスタット１１１の外周面の上方に形成されている鍔部１１６を受け入れる円弧部が形成されている。

ガントリ１１２及びクライオスタット１１１の上方は、上方カバー１１３により保護される。また、ガントリ１１２及びクライオスタット１１１の前方は、前方カバー１１４により保護される。上方カバー１１３、前方カバー１１４は、高透磁率材料（パーマロイ等）、高電気伝導率材料（アルミニウム等）で構成することが望ましい。上方カバー１１３、前方カバー１１４は、漏洩磁場を遮蔽するだけでなく、ＳＱＵＩＤ磁束計の性能を劣化させる高周波の電磁波を遮蔽する働きをもつ。

ベッド部は、検査対象を搭載する天板１２１、天板１２１を保持する天板保持台１２５、天板１２１を保持してｘｙ平面に平行な面内で移動させる天板移動部と、天板保持台１２５を保持してｚ軸方向に移動させる天板保持台移動部１２７ａ、１２７ｂ（図１１の斜視図では見えず、図１３のベッド部の構成を示す斜視図に示される）、天板受入れ台１２７ｃとを含む。ベッド部は、非磁性材料（木材、アルミニウム、ＳＵＳ等）から構成されることが望ましい。

天板１２１には、検査対象の両手にそれぞれ対応する側の、手前側の柵１２４、後側の柵１２２、及び、両脚に対応する側の柵１２３が配置されている。柵１２２、１２４は、検査対象が天板１２１の上からｘ方向にはみ出さないように設けられる。柵１２３は、検査対象の足が天板１２１の上からｙ方向にはみ出さないように設けられる。
検査対象から発する磁場を計測する時に、検査対象を搭載する天板１２１は、磁場遮蔽装置１０１の内部に配置されるが、図１１では、検査対象を天板１２１に搭載するために、天板１２１が、天板保持台１２５の上で、磁場遮蔽装置１０１の外部に移動されており、手前側の柵１２４が倒されている状態を示している。
天板保持台１２５は、ｙ方向の両端の開口部８ａ、８ｂを貫通して磁場遮蔽装置１０１の内部に配置され、磁場遮蔽装置１０１の外部に配置された天板保持台移動部１２７ａ、１２７ｂに保持されている。

天板移動部は、天板移動板１２６ａ、１２６ｂと、天板１２１を保持してｘｙ平面に平行な面内で移動させるために使用される構成要素とを含む。この構成要素は、非磁性材料から構成される、凸状レールの凸部と凹状レールの凹部の組合わせ、滑車、ボールベアリング等を含む。天板１２１のｘｙ平面に平行な面内で移動は、天板受入れ台１２７ｃに配置された天板移動部の移動操作ボタンにより自動制御、又は、天板１２１の手動による移動操作により行われる。
天板１２１の裏面に配置された天板移動板１２６ａに保持され、天板１２１は、天板移動板１２６ａに対してｘｙ平面に平行な面内のｘ方向に移動可能である。天板１２１の裏面にｘ方向に配置された凸状レールの凸部が、天板移動板１２６ａのｘ方向に配置された凹状レールの凹部に挿入される。

天板移動板１２６ａは、天板移動板１２６ｂに対してｘｙ平面に平行な面内のｙ方向に移動可能である。天板移動板１２６ａは、凸状レールの凸部と凹状レールの凹部の組合わせ、滑車、ボールベアリング等を介して、天板移動板１２６ｂに保持される。

天板移動板１２６ａは、天板保持台１２５に対してｘｙ平面に平行な面内のｘ方向に移動可能である。天板移動板１２６ｂのｙ方向の両端部は、天板保持台１２５のｙ方向のｘｙ面に形成される凹部のｙ方向の両端部のｘｚ面に平行な内壁面に形成される凹部レールの凹部に挿入される。

天板１２１のｚ方向の移動は、手前に配置される天板受入れ台１２７ｃに配置される操作レバー１２８により制御される。天板保持台移動部１２７ａ、１２７ｂは、ベッド部支持板１３０に配置される凹部に収納保持される。尚、ベッド部支持板１３０に配置される凹部は、図１２に図示されないが、図１３、図１４に図示される。天板保持台移動部１２７ａ、１２７ｂは、非磁性材料（アルミニウム、ＳＵＳ等）から構成される、空気圧又は油圧ポンプを含む。空気圧又は油圧ポンプは、操作レバー１２８により制御される。

磁場遮蔽装置、ベッド部、ガントリ部は、相互に荷重が付加されないように、相互に独立して配置される。磁場遮蔽装置の荷重は、遮蔽体支持体６ａ、６ｂで支えられ、ベッド部の荷重は、天板保持台移動部１２７ａ、１２７ｂで支えられ、ガントリ部の荷重は、ガントリ支持台１１２ａ、１１２ｂで支えられる。

ベッド部は、ベッド部支持板１３０に保持される。また、天板保持台移動部１２７ａ、１２７ｂ、天板受入れ台１２７ｃ、ガントリ支持台１１２ａ、１１２ｂと結合されたガントリ１１２は、ベッド部支持板１３０に保持される。また、ｙ軸の正又は負の領域に配置されるロック機構１０３は、ベッド部支持板１３０の手前側に保持される。さらに、ベッド部支持板１３０の手前側に、クライオスタット１１１を任意の高さに保持して運送する運送台車（図示せず）の下部（図示せず）がベッド部の下方に挿入可能な台車挿入口１２９が形成されている。尚、天板１２１のｘ、ｙ、ｚ方向での移動機構、及び、磁場遮蔽扉２、３の回転機構に関する詳細な説明は後述する。

図１５は、図１２に示す生体磁場計測装置を用いる心臓磁場の計測の手順を説明する斜視図である。図１５（ａ）から図１５（ｄ）は、磁場遮蔽装置の磁場遮蔽扉２、３が全開の状態を示し（図３を参照）、図１５（ｅ）は、磁場遮蔽扉２、３が半開の状態を示し、図１５（ｆ）は、磁場遮蔽扉２、３が完全に閉じた状態を示す。

先ず、図１５（ａ）に示すように、天板１２１をｘ軸の正方向に磁場遮蔽装置の外部に引き出し、天板１２１が動かないようにロックしてから、柵１２４を倒して検査対象１５１を寝かせる。この時、検査対象１５１の体軸が、ｙ軸とほぼ平行になるように仰臥位にさせる。また、検査対象１５１の足が柵１２３の方に向くようにする。これは、検査対象１５１が長身の場合、頭よりも足の方が天板１２１からはみ出し易い傾向にあり、天板１２１を磁場遮蔽の内部に挿入する際に、検査対象１５１の足が磁場遮蔽装置の特に回転部７ｂ（図１２、図１３を参照）に衝突することを防止するためである。

図１５（ａ）に示すように、検査対象が天板１２１の上で仰臥位をとった段階で、柵１２４を引き起こし、天板１２１のロックを解除してから、天板１２１をｘ軸の負方向に移動させて磁場遮蔽装置の内部に挿入し、ｘ方向の位置合わせを行う。ｘ方向の位置合わせが終了した後で、天板１２１をｙ方向に移動させ、ｙ方向の位置合わせを行う。ｘ、ｙ方向の位置合わせが終了した状態を図１５（ｃ）に示す。ｘ、ｙ方向の位置合わせが終了した後、操作レバー１２８を用いて天板１２１をｚ方向に上昇又は下降させて、検査対象１５１の胸部体表面をクライオスタット１１１の底面の近傍まで近づける。ｘ、ｙ、ｚ方向の３方向での位置合わせが終了した状態を、図１５（ｄ）に示す。

尚、ｘ、ｙ、ｚ方向での位置合わせは、目視のみで行うか、線状のレーザー光を発する図示しない１つの光源と、扇状のレーザー光を発する図示しない２つの光源と、検査対象の体表面に添付するレーザーマーカーとを用いて、目視による識別、光学的又は／及び電気的に自動識別するか、により行う。

ｘ、ｙ、ｚ方向の３方向での位置合わせが終了した後で、回転ハンドル１０２ａ又は１０２ｂを回転させ、磁場遮蔽扉２、３を、図１５（ｄ）、図１５（ｅ）、図１５（ｆ）に示すように、磁場遮蔽扉２、３を、全開の状態から半開の状態で検査対象の状態を観察して、磁場遮蔽扉２、３が完全に閉じた状態として、磁場遮蔽扉２、３に手動又は自動でロックがかかる。この状態で心臓磁場計測を開始する。

心臓磁場の計測終了後は、ロック機構１０３により、磁場遮蔽扉２、３のロックを解除し、磁場遮蔽扉２、３を全開（図１５（ｃ）の状態）とし、天板１２１をｚ方向にゆっくりと下降させて、次に、天板１２１をｙ方向に移動させ、図１５（ｂ）の状態に戻し、次に、天板１２１をｘ軸の正方向に引き出して図１５（ａ）の状態に戻し、天板１２１が動かないようにロックし、次に、柵１２４を倒して検査対象１５１に天板１２１から降りてもらい、一連の計測が終了する。

図１６は、本発明の実施例の生体磁場計測装置の全体構成を示す斜視図である。図１６では、図１２と同様に、磁場遮蔽装置の磁場遮蔽扉２、３が全開の状態を示している。図１６は、図１２に示す生体磁場計測装置１０１に、ＳＱＵＩＤ駆動回路１７１、演算処理装置（コンピュータ）１７２、表示装置１７３、入力装置１７４を接続した生体磁場計測装置の全体構成を示している。但し、図１７では、図面を分かりやすく単純化するために、生体磁場計測装置、ＳＱＵＩＤ駆動回路１７１、演算処理装置１７２、表示装置１７３、入力装置１７４の各装置間を結ぶ結線は図示していない。

単数又はＳＱＵＩＤ磁束計１３１は、ＳＱＵＩＤ駆動回路１７１により駆動制御される。ＳＱＵＩＤ磁束計１３１により検出された磁場信号が、算処理装置１７２の記憶装置にディジタル信号として収集された後、磁場信号は算処理装置１７２により解析される。解析結果は表示装置１７３に表示される。また、入力装置１７４から入力されたパラメータにより、ＳＱＵＩＤ駆動回路１７１の駆動パラメータを変更したり、表示装置１７３に出力表示する画面の内容を変更できる。

図１７は、本発明のその他の実施例の生体磁場計測装置の主要部の構成を示す斜視図である。図１０に示す磁場遮蔽装置では、その中心軸は水平方向に配置されるが、図１７の磁場遮蔽装置では、その中心軸は垂直方向に配置される。即ち、図１０に示す磁場遮蔽装置を用いる生体磁場計測装置では、仰臥位又は伏臥位の検査対象に対する計測を行うが、図１７の生体磁場計測装置では、立位又は座位の検査対象に対する計測を行う。図１７に示す構成では、磁場遮蔽扉２、３が一体された磁場遮蔽扉２、３が、両矢印の方向で、ｙ軸の周りに回転移動が可能であるである。図１７では、両矢印の方向で、磁場遮蔽扉２、３が、半開の状態を示す。尚、以下で説明する図１７に関する磁場遮蔽装置のサイズは、先に説明した図１０に示すサイズとほぼ同じである。

図１７に示す生体磁場計測装置が、図１２に示す生体磁場計測装置と大きく異なる主要な相違点は、磁場遮蔽装置の中心軸が鉛直方向である点（図１２：水平方向）、ベッドを使用しない点（図１２：使用する）、Ｌ字型クライオスタット２２２を使用する点（図１２：直線型のクライオスタット１１１）、計測面が鉛直面にある点（図１２：水平面）、磁場遮蔽扉２、３が上下方向に回転する点（図１２：左右方向に回転）等である。

このような相違点があるが、図１７に示す生体磁場計測装置での磁場遮蔽装置は、図１０に示す磁場遮蔽装置とほぼ同様の構成をもつ。但し、図１７では、図１０の遮蔽体支持体６ａ、６ｂの代わりに、支持板２２４が磁場遮蔽装置の重量を支えている。ｘｙ面に平行な面に配列される複数のＳＱＵＩＤ磁束計を低温に保持するＬ字型クライオスタット２２２は、Ｌ字型用ガントリ２２３により支持されている。

ガントリ２２３は床面に固定される。Ｌ字型クライオスタット２２２を挿入する口となる開口部２０には、補助磁場遮蔽筒型体２３を形成して、開口部２２から磁場遮蔽装置の内部に侵入する環境磁場を遮蔽している。１層の補助磁場遮蔽筒型体２３を多層の補助円筒体に代えても良い。補助磁場遮蔽筒型体２３の代わりに、２層の補助磁場遮蔽筒型体２３−１、２３−２も使用できる。

検査対象に面する側のクライオスタット１１１の端面の部位には、平面状の部位をもつ切欠き部が４方向に、少なくとも、形成されている。即ち、磁場遮蔽装置の中心軸と平行な方向で対向する２つの部分（ｙ軸の正及び負の領域の部分）での切欠き部、及び、補助磁場遮蔽筒型体２３の中心軸及び磁場遮蔽装置の中心軸に直交する方向で対向する２つの部分（ｘ軸の正及び負の領域の部分）での切欠き部が、少なくとも、形成されている。

４方向の切欠き部（平面状の部位をもつ）は、検査対象に可能な限り圧迫感を与えないように、クライオスタット１１１に収納する冷媒の容積を可能な限り大とするように配慮して形成される。

検査対象２２１が立位で、Ｌ字型クライオスタット２２２の端面に胸部を近づけ静止した後、心臓磁場計測が実行される。心臓磁場の計測時には、図４、図１５（ｆ）に示す磁場遮蔽装置と同様に、一体された磁場遮蔽扉２、３からなる磁場遮蔽扉２、３を閉じる。図２２の装置では、検査対象２２１が立位で、計測でき、検査対象がベッドに仰臥位又は伏臥位で計測を行う、図１５（ｆ）に示す装置と比較して、装置の占有面積が小さくできる効果がある。

尚、図１７では、検査対象を搭載する天板１２１は使用しないので、天板１２１のｘ、ｙ、ｚ方向での移動機構は、不要となる。また、図２２では、磁場遮蔽扉２、３の回転機構の詳細は図示していないが、図１１に示す生体磁場計測装置の磁場遮蔽装置で使用する回転機構と同様の回転機構が適用される。

また、図１７では、検査対象が座る椅子を使用でき、ｘ、ｙ、ｚ方向で椅子を移動させる移動機構、及び、ｙ軸に平行な軸の周りで椅子を回転移動させる回転移動機構を使用できる。支持板２２４の面積を大として、支持板２２４にガントリ２２３を固定しても良い。また、支持板２２４とガントリ２２３を、金属板に固定して、この金属板を床面に置いて圧力を分散させるようにしても良い。

以上で説明した実施例では、心臓磁場の計測を例として説明したが、本発明の実施例の生体磁場計測装置を用いて、脳の神経活動に起因して検査対象の脳から発する磁場（以下、「脳磁場」と言う）の計測や、母体内の胎児の心臓磁場、脳磁場の計測に適用できる。また、以上で説明した実施例では、補助磁場遮蔽筒型体２３、２３−１、２３−２、磁場遮蔽筒型体１、磁場遮蔽扉２、３として、それらの中心軸の直交面での断面が円である円筒型を例にとったが、断面が楕円、卵型、辺数が４、６、８等の多角形である筒型でも良い。

また、図１２、図１３、図１４に示すベッド部支持板１３０を、金属板に固定して、又は、ベッド部支持板１３０そのものを厚めの金属板として、この金属板を床面に置いて圧力を分散させるようにしても良い。

また、以上で説明した実施例では、生体磁場計測に用いる磁気センサとして、ＳＱＵＩＤ磁束計を例にとったが、磁気センサとして、磁気抵抗素子、巨大磁気抵抗素子、フラックスゲート磁束計、光ポンピング磁束計等の他の磁気センサを用いても良い。

本発明の実施例によれば、漏洩磁場の磁場遮蔽率を向上させ、小型、軽量で、高い磁場遮蔽率をもつ円筒型磁場遮蔽装置を実現でき、より高感度で正確な計測が可能な生体磁場計測装置を実現でき、生体磁場計測装置の設置に必要な制限条件を緩和できる。

本発明によれば、漏洩磁場の磁場遮蔽率を向上させた円筒型磁場遮蔽装置を実現でき、より高感度で正確な計測が可能な生体磁場計測装置を実現できる。

本発明の実施例の磁場遮蔽装置を示す断面図。 本発明の実施例の磁場遮蔽装置を示す断面図。 本発明の実施例の磁場遮蔽装置を示す斜視図。 本発明の実施例の磁場遮蔽装置を示す斜視図。 本発明の実施例の磁場遮蔽装置を示す斜視図。 本発明の実施例の磁場遮蔽装置を示す断面図。 本発明の実施例の磁場遮蔽装置を示す断面図。 本発明の実施例の磁場遮蔽装置を示す断面図。 本発明の効果の評価のためのシミュレーション解析に用いたモデル図とシミュレーション結果を示すグラフ。 本発明の実施例の磁場遮蔽装置を示す斜視図。 本発明の効果の評価のための実験結果を示すグラフ。 本発明の実施例の生体磁場計測装置の斜視図。 図１２の生体磁場計測装置のｙｚ平面での断面図。 図１２の生体磁場計測装置のｚｘ平面での断面図。 図１２の生体磁場計測装置を用いる心臓磁場の計測の手順を説明する斜視図。 本発明の実施例の生体磁場計測装置の全体構成を示す斜視図。 本発明のその他の実施例の生体磁場計測装置の主要部の構成を示す斜視図。 鉛直方向に一様な環境磁場中に高透磁率材料によって構成される円筒を置いた場合における磁力線の分布を示す図。

符号の説明

１、８１、１００１、１００１ａ、１００１ｂ、８０１…磁場遮蔽筒型体、２、３、８２、８３、１００２、１００２ａ、１００２ｂ、８０１、８０２…磁場遮蔽扉、１００３ａ、１００３ｂ、１００３ｃ、１００３ｄ、１００５ａ、１００５ｂ、１０１０ａ、１０１０ｂ…電磁気接続部材、１００４ａ、１００４ｂ、８０４ａ、８０４ｂ…バランサー、１００６ａ、１００６ｂ、１００６ｃ、１００６ｄ…ハンドル、１００７ａ、１００７ｂ…支点、１００８…楔形電磁気接続部材、１００９…スライド式電磁気接続部材、６ａ、６ｂ…遮蔽体支持体、７ａ、７ｂ…回転部、２２…開口部、８ａ、８ｂ、６３、８４…開口部、９…周方向の開口部、２１…円周部、２３、２３−１、２３−２、６４…補助磁場遮蔽筒型体、１−１、１−２、２−１、２−２、３−１、３−２…高透磁率材料、３２−１、３２−２…高電気伝導率材料、３３−１、３３−２、３３−３…補強材、１０１…磁場遮蔽装置、１０２ａ、１０２ｂ…回転ハンドル、１０３…ロック機構、１１１…クライオスタット、１１２…ガントリ、１１２ａ、１１２ｂ…ガントリ支持台、１１３…上方カバー、１１４…前方カバー、１１５…排気ユニット、１１６…鍔部、１２１…天板、１２２、１２３、１２４…柵、１２５…天板保持台、１２６ａ、１２６ｂ…天板移動板、１２７ａ、１２７ｂ…天板保持台移動部、１２７ｃ…天板受入れ台、１２８…操作レバー、１３０…ベッド部支持板、１３１…ＳＱＵＩＤ磁束計、１３２…液体ヘリウム、１３３…真空層、１５１…検査対象、１７１…ＳＱＵＩＤ駆動回路、１７２…演算処理装置、１７３…表示装置、１７４…入力装置、１８１…磁力線、１８２…高透磁率材料からなる円筒、２２１…検査対象（起立した状態）、２２２…Ｌ字型クライオスタット、２２３…Ｌ字型用ガントリ、２２４…支持板。

Claims (5)

1. 高透磁率の材料から構成され１軸を囲み配置される、開口部を持つ磁場遮蔽筒型体と、
   高透磁率の材料から構成され前記開口部の開閉を行う磁場遮蔽扉とを有し、
   前記磁場遮断扉の上記1軸の周りの回転移動により前記開口部が閉じた状態で、前記磁場遮断筒型体と前記磁場遮断扉とを電気的かつ磁気的に接続する、電気的かつ磁気的接続部材を有し、
   当該電気的かつ磁気的接続部材は、上記磁場遮蔽扉が閉じた状態で且つ回転移動停止時に接触するように操作可能な操作部材を有することを特徴とする１〜100Hzの外来磁場の前記1軸に垂直な方向の成分を遮蔽するための磁場遮蔽装置。
2. 前記電気的かつ磁気的接続部材は、導電性部材及び高透磁率部材の組み合わせ部材であることを特徴とする請求項1記載の磁場遮蔽装置。
3. 前記導電性部材及び高透磁率部材の組み合わせ部材は可撓性を具備することを特徴とする請求項２記載の磁場遮蔽装置。
4. 高透磁率を有する高透磁率部材で形成され、一部分が他の高透磁率部材と重複して配置され、１軸を同心状に囲み配置され、それぞれ第1、第2の所定の角度の円周部をもつ第1、第2の円筒部材と、
   前記第1の円筒部材を前記1軸にほぼ垂直な床面に固定する手段と、前記第2の円筒部材を前記1軸の周りに回転させる手段と、当該第2の円筒部材の回転動作を補助するバランサーとを有し、前記第2の円筒部材の回転により、
   前記第1の円筒部材と前記第2の円筒部材が前記1軸に平行な両端部で第3の所定の角度で重複し、１〜１００Hzの外来磁場の前記1軸に垂直な方向の成分が遮蔽され、円周方向で2分割して構成され、
   前記第2の円筒部材の回転により前記第1の円筒部材と前記第2の円筒部材が前記第3の所定の角度で重複するとき、円周方向で閉じた状態となり、
   前記閉じた状態における前記第1の円筒部材と前記第2の円筒部材の重複部分を、電気的かつ磁気的に接続する、電気的かつ磁気的接続部材を有し、
   当該電気的かつ磁気的接続部材は、前記閉じた状態で且つ回転停止時に接触するように操作可能な操作部材を有することを特徴とする磁場遮蔽装置。
5. 高透磁率の材料から構成され1軸を囲み配置される、開口部を持つ磁場遮蔽筒型体と、
   高透磁率の材料から構成され前記開口部の開閉を行う磁場遮蔽扉を有し、
   前記磁場遮蔽扉の上記1軸の周りの回転移動による前記開口部が閉じた状態で、前記磁場遮蔽筒型体と前記磁場遮蔽扉とを電気的かつ磁気的に接続する、電気的かつ磁気的接続部材を有し、当該電気的かつ磁気的接続部材は、上記磁場遮蔽扉が閉じた状態で且つ回転移動停止時に接触するように操作可能な操作部材を有することを特徴とする１〜１００Hｚの外来磁場の前記1軸に垂直な方向の成分を遮蔽するための磁場遮蔽装置と、
   前記磁場遮蔽装置の内部で体軸方向を前記1軸にほぼ平行にして生体を保持する手段と、
   前記生体から発生する磁場の前記1軸に垂直な方向の成分を検出する磁場センサとを有することを特徴とする磁場計測装置。

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