JP6638582B2 - 磁気計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気計測装置に関する。

生体の神経や筋肉の活動に伴って生じる微弱な電流を、生体の外で磁場として測定する方法として、生体磁場計測が知られている。生体磁場計測には、ＳＱＵＩＤ（Superconducting quantum interference device：超伝導量子干渉素子）センサアレイを利用したシステムが開発され、脳磁計や心磁計として、実際に計測が行われている。

具体的な装置としては、例えば、複数の超伝導磁気センサを並べたセンサアレイを、センサ筒の先端部の内面に設置してなる磁気計測装置が開示されている。この磁気計測装置では、超伝導磁気センサとして、円柱状のブロックに３つのＳＱＵＩＤを配置した３軸のＳＱＵＩＤセンサが用いられ、この３軸のＳＱＵＩＤセンサが縦横に配置されてセンサアレイを構成している（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、３軸のＳＱＵＩＤセンサは信号数が多いため、３軸のＳＱＵＩＤセンサアレイでは信号数が膨大となり、信号処理時間が長くなる（信号処理速度が遅くなる）という問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、性能を低下させることなく信号処理速度を向上させることが可能な磁気計測装置を提供することを目的とする。

本磁気計測装置は、生体から発生する磁場を検出するセンサアレイと、前記センサアレイから取得した磁場信号に基づいて前記生体の内部を流れる電流の電流源を再構成する電流源再構成手段と、を有し、前記センサアレイは、多方向の磁場成分を検出する第１のセンサと、前記第１のセンサよりも少ない方向の磁場成分を検出する第２のセンサと、を含むことを要件とする。

開示の技術によれば、性能を低下させることなく信号処理速度を向上させることが可能な磁気計測装置を提供できる。

脊髄誘発磁界測定システムについて説明する図である。 被験者に取り付けた電極の近傍を拡大した図である。 本実施の形態に係るＳＱＵＩＤセンサアレイを例示する平面図である。 本実施の形態に係る磁気計測装置の機能ブロックを例示する図である。 本実施の形態に係る信号解析手段による処理を例示するフローチャートである。 理想的な電流源の再構成について説明する図である。 図３のセンサアレイを用いて電流源を再構成した例を示す図である。 比較例１に係るＳＱＵＩＤセンサアレイを示す平面図である。 図８のセンサアレイを用いて電流源を再構成した例を示す図である。 比較例２に係るＳＱＵＩＤセンサアレイを示す平面図である。 図１０のセンサアレイを用いて電流源を再構成した例を示す図である。 ３軸センサの他の配置例を示す図（その１）である。 ３軸センサの他の配置例を示す図（その２）である。 ３軸センサの他の配置例を示す図（その３）である。

以下、図面を参照して、実施の形態の説明を行う。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

（脊髄誘発磁界測定システム）
本実施の形態では、磁気計測装置を脊髄誘発磁界測定システムに用いる例を示す。図１は、脊髄誘発磁界測定システムについて説明する図である。図２は、被験者に取り付けた電極の近傍を拡大した図である。

図１及び図２を参照するに、脊髄誘発磁界測定システム１は、主要な構成要素として、磁気計測装置１０と、低温容器２０と、電気刺激装置３０とを有している。磁気計測装置１０は、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１と、信号処理部１２とを備えている。

脊髄誘発磁界測定システム１の一部は磁気シールドルーム１００内に配置されている。磁気シールドルーム１００を利用するのは、生体から発生する微弱な磁界である脊髄誘発磁界を測定するためである。磁気シールドルーム１００は、例えば、高透磁率材料であるパーマロイ等からなる板材と、銅やアルミニウム等の導電体からなる板材の積層により構成することができる。

磁気シールドルーム１００は、例えば、２．５ｍ×３．０ｍ×２．５ｍ程度の大きさの内部空間を有し、装置器具の搬送や、人の出入りを可能とする扉１１０を備えている。扉１１０は、磁気シールドルーム１００の他の部分と同様に、高透磁率材料であるパーマロイ等からなる板材と、銅やアルミニウム等の導電体からなる板材の積層により構成することができる。

なお、本明細書において、高透磁率材料とは、比透磁率が１０００より大きい材料を指す。このような材料としては、パーマロイ以外に鉄、ニッケル、コバルトの単体や、その合金（アモルファス合金や紛体、ナノ粒子を含む）、フェライト等を挙げることができる。

以下、脊髄誘発磁界測定システム１及びその周辺部について、より詳しく説明する。磁気シールドルーム１００内には、ベッド１５０が設置されている。又、磁気シールドルーム１００内には、低温容器２０が設置されており、低温容器２０には測定や制御等に用いる信号線６１が取り付けられている。信号線６１は、磁場ノイズを低減するためにツイストケーブル等により構成され、磁気シールドルーム１００に開けられた孔１００１を通して、磁気シールドルーム１００の外へ引き出され、磁気計測装置１０を構成する信号処理部１２と接続されている。

脊髄誘発磁界測定システム１を用いた測定では、磁気シールドルーム１００内に置かれたベッド１５０に、被験者３００が仰向けで横たわり、安静な状態で脊髄誘発磁界の測定が行われる。安静な状態で測定が行われることで、被験者３００への負担が少ないのみでなく、被験者３００の不必要な動きによる測定装置との位置ずれや、筋肉の緊張により生じる筋肉からの磁場ノイズ等を低減することができる。

低温容器２０はデュワーとも称され、生体から発生する磁場を検出するＳＱＵＩＤセンサアレイ１１の極低温動作に必要な液体ヘリウムを保持している。低温容器２０は、例えば、脊髄誘発磁界の測定に適するように突起部２０１を備えており、突起部２０１の内部の液体ヘリウム中にＳＱＵＩＤセンサアレイ１１が設置されている。

内部にＳＱＵＩＤセンサアレイ１１が設置された突起部２０１を、ベッド１５０に仰向けとなった被験者３００の下側から頚椎に近づけることで、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１を測定部位に近づけた状態で脊髄誘発磁界の測定を行うことができる。

脊髄誘発磁界を測定する際には、電気刺激により意図的に神経活動を起こす必要がある。そこで、被験者３００の体の一部分３１０に電極４０を取り付け、電気刺激が印加される。電極４０は、陽極と陰極の２つを備え、被験者３００の肘関節部や膝関節部分の正中神経等に効率的に信号を印加できる箇所の皮膚上に取り付けられる。

電極４０には、刺激を送るために信号線６２が取り付けられている。信号線６２は、磁場ノイズを低減するためにツイストケーブル等により構成されている。信号線６２は、磁気シールドルーム１００に開けられた孔１００２を通して、磁気シールドルーム１００の外へ引き出され、磁気シールドルーム１００の外に設置された電気刺激装置３０に接続されている。

被験者３００の神経活動を起こすために、電気刺激装置３０は、パルス状の電流を電極４０の陽極−陰極間に流すことができる。脊髄誘発磁界測定時の電気刺激は、例えば、数ｍＡ程度の大きさのパルス電流を数Ｈｚで印加する。この電気刺激で誘発された脊髄からの誘発磁界がＳＱＵＩＤセンサアレイ１１で検出される。

脊髄誘発磁界測定システム１では、電気刺激印加時に電気刺激に用いる電流そのものが磁場ノイズとなる。具体的には、電気刺激装置３０から電極４０までの信号線６２、及び電極４０の陽極−陰極間に流れるパルス電流が作る磁場が、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１に入り、磁場ノイズとなる。

信号線６２の作る磁場ノイズは、ツイストケーブル化や光による伝送等により低減が行われているが、電極４０の陽極−陰極間に流れるパルス電流が作る磁場ノイズに対しては、これらの構造では解決を図ることができない。そこで、電気刺激に用いるパルス電流が作る磁場ノイズを低減し、脊髄誘発磁界をより正確に計測するために、磁気遮蔽カバー５０を使用する。

磁気遮蔽カバー５０は、例えば、パーマロイ等の高透磁率材料により構成することができる。磁気遮蔽カバー５０に透磁率が高い材料を用いるほど、磁気遮蔽効果を高くすることができる。磁気遮蔽カバー５０には、被験者３００の体の一部分３１０を保持する空間５１０が設けられている。

磁気遮蔽カバー５０は、アース線により接地されている。磁気遮蔽カバー５０の形状は、電極４０の陽極−陰極間に流れるパルス電流が作る磁場ノイズを低減するために、円筒形であることが望ましい。又、磁場ノイズを低減するため、磁気遮蔽カバー５０とＳＱＵＩＤセンサアレイ１１との相対位置関係が一定となるように、磁気遮蔽カバー５０をベッド１５０等に固定することが好ましい。

（磁気計測装置）
次に、磁気計測装置１０について、詳しく説明する。図３は、本実施の形態に係るＳＱＵＩＤセンサアレイを例示する平面図である。図３に示すように、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１は、３方向の磁場成分を検出する３軸センサ１１１と、１方向の磁場成分を検出する１軸センサ１１２とを含み、３軸センサ１１１と１軸センサ１１２とが交互にマトリクス状に配置されている。

ここでは、一例として、３５個のセンサを配置しているが、これには限定されず、任意の個数を配置することができる。なお、３軸センサ１１１は本発明に係る第１のセンサの代表的な一例であり、１軸センサ１１２は本発明に係る第２のセンサの代表的な一例である。

３軸センサ１１１は、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１の測定面（図３に示す面）の長手方向であるＸ方向、短手方向であるＹ方向、測定面（ＸＹ平面）に垂直な方向であるＺ方向の３つの方向の磁界を同時に検出可能に構成されている。３軸センサ１１１は、例えば、円筒形の部材内に、１つの同軸差分型ピックアップコイル（Ｚ方向の磁界検出用）と、２つの平面差分型ピックアップコイル（ＸＹ方向の磁界検出用）とを、夫々が直交するような向きに配置することで実現できる。

１軸センサ１１２は、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１の測定面（ＸＹ平面）に垂直な方向であるＺ方向の磁界のみを検出可能に構成されている。１軸センサ１１２は、例えば、円筒形の部材内に、１つの同軸差分型ピックアップコイル（Ｚ方向の磁界検出用）を配置することで実現できる。

なお、１軸センサ１１２をＸ方向の磁界のみを検出可能に構成すること、Ｙ方向の磁界のみを検出可能に構成することもできるが、Ｚ方向の磁界のみを検出可能に構成すると後述する電流源再構成において最も好ましい結果が得られることが実験的に確認されている。

図４は、本実施の形態に係る磁気計測装置の機能ブロックを例示する図である。図４に示すように、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１から出力された磁場信号は信号処理部１２に送られる。信号処理部１２は、信号取得手段１２１と、信号解析手段１２２とを備えている。又、信号解析手段１２２は、アーチファクト除去手段１２２１と、電流源再構成手段１２２２とを備えている。

信号取得手段１２１は、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１から出力された磁場信号を信号解析手段１２２で利用可能な形態に変換する。例えば、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１から出力されたアナログの磁場信号を信号取得手段１２１でデジタルの磁場信号に変換する。

信号解析手段１２２のアーチファクト除去手段１２２１は、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１から取得した磁場信号に基づいてアーチファクトを除去する。つまり、アーチファクト除去手段１２２１は、信号取得手段１２１から送られたデジタルの磁場信号に基づいてアーチファクトを除去する。

そして、信号解析手段１２２の電流源再構成手段１２２２は、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１から取得した磁場信号に基づいて生体の内部を流れる電流の電流源を再構成する。つまり、電流源再構成手段１２２２は、アーチファクトが除去されたデジタルの磁場信号に基づいて生体の内部を流れる電流の電流源を再構成する。

なお、信号解析手段１２２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、メインメモリ等を含む構成とすることができる。この場合、信号解析手段１２２の各種機能は、ＲＯＭ等に記録されたプログラムがメインメモリに読み出されてＣＰＵにより実行されることによって実現できる。

図５は、本実施の形態に係る信号解析手段による処理を例示するフローチャートである。図５に示すように、まず、ステップＳ１０１では、信号解析手段１２２のアーチファクト除去手段１２２１は、電極４０から電気刺激した際にＳＱＵＩＤセンサアレイ１１で検出された磁場信号（磁場信号Ａとする）を信号取得手段１２１を介して取得する。なお、アーチファクト除去手段１２２１は、磁場信号Ａに対して、加算平均、基線補正、移動平均等の処理を行ってもよい。

次に、ステップＳ１０２では、信号解析手段１２２のアーチファクト除去手段１２２１は、磁場信号Ａからアーチファクトの除去を行う。ここで、アーチファクトとは、取得した磁場信号に混在している目的以外の雑音成分である。

アーチファクトを除去するには、例えば、図２に示した電極４０の近傍に、アーチファクトのみ（理想的には）を測定するためのアーチファクト測定用電極を設ける。そして、アーチファクト除去手段１２２１は、アーチファクト測定用電極から電気刺激した際にＳＱＵＩＤセンサアレイ１１で検出されたアーチファクト除去用の磁場信号（磁場信号Ｂとする）を信号取得手段１２１を介して取得する。そして、アーチファクト除去手段１２２１は、磁場信号Ａ及びＢに対して行列の特異値分解（SVD：Singular Value Decomposition）の手法を適用してアーチファクトを除去する。この際、複数方向からの磁場を検出する必要がある。

又、アーチファクト測定用電極を設けずに（磁場信号Ｂを取得せずに）、磁場信号Ａのみからアーチファクトの除去を行う方法も検討されている。この方法では、異なる時点で測定された複数の磁場信号Ａを用いて行列演算を行いアーチファクトの除去を行う。

なお、アーチファクトの除去の詳細な方法は、例えば、『Removal of Stimulus-Induced Artifacts in Functional Spinal Cord Imaging』（Taishi Watanabe, Yuya Kawabata, Dai Ukegawa, Shigenori Kawabata, Yoshiaki Adachi Member IEEE,Kensuke Sekihara, Fellow IEEE）に開示されている。

次に、ステップＳ１０３では、信号解析手段１２２の電流源再構成手段１２２２は、アーチファクトが除去されたデジタルの磁場信号に基づいて、磁場の発生源である電流源の再構成を実行する。

電流源の再構成は、例えば、空間フィルタ法を用いて行うことができる。具体的には、取得した磁場信号ｂ（ｔ）に対する位置（ｒ）の電流密度への重み行列Ｗ（ｒ）をグラム行列Ｇとリードフィールド行列ＬによりＷ（ｒ）＝Ｇ^−１Ｌ（ｒ）と定義する。リードフィールド行列は、センサと再構成面の位置関係により求められる。グラム行列はフィルタの特性を定めるもので、様々な種類のものが提案されている。そして、重み行列Ｗ（ｒ）を磁場信号ｂ（ｔ）に作用させることにより、再構成された電流密度ｓ（ｒ、ｔ）を得ることができる。

なお、電流源の再構成の詳細な方法は、例えば、『Array-Gain Constraint Minimum-Norm Spatial Filter With Recursively Updated Gram Matrix For Biomagnetic Source Imaging』（Isamu Kumihashi and Kensuke Sekihara, Fellow, IEEE）や、『Functional Imaging of Spinal Cord Electrical Activity From Its Evoked Magnetic Field』（Tomoya Sato, Yoshiaki Adachi, Member, IEEE, Masaki Tomori, Senichi Ishii, Shigenori Kawabata,and Kensuke Sekihara, Fellow, IEEE）に開示されている。

次に、ステップＳ１０４では、信号解析手段１２２の電流源再構成手段１２２２は、電流源の再構成結果をディスプレイ等に出力する。生体内の神経細胞を流れる電流の電流源は、図６に示すように再構成されることが理想である。図６中の矢印の方向は電流の流れる方向を示しており、矢印の長さは電流の大きさを示している。図６に示すように、外に出ていく電流（図６の上下）と戻ってくる電流（図６の左右）の４つの電流のピークが均等に見えることが理想である。

図７は、図３のセンサアレイを用いて電流源を再構成した例を示している。図７に示すように、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１を用いた場合、図６にかなり近い形で電流源が再構成されており、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１が十分な性能を発揮していることが伺える。なお、図７（ａ）は刺激開始から１０ｍｓ前後のデータであり、図７（ｂ）は図７（ａ）の０．０２５ｍｓ後のデータである（後述の図９、図１１についても同様）。

（比較検討）
次に、比較例を交えながら磁気計測装置１０の奏する特有の効果について説明する。図８は、比較例１に係るＳＱＵＩＤセンサアレイを示す平面図である。図８に示すように、比較例１に係るＳＱＵＩＤセンサアレイ１１ｐでは、３軸センサ１１１のみがマトリクス状に配置されている。

図９は、図８のセンサアレイを用いて電流源を再構成した例を示している。図９に示すように、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１ｐを用いた場合、図６にかなり近い形で電流源が再構成されており、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１ｐが十分な性能を発揮していることが伺える。

図１０は、比較例２に係るＳＱＵＩＤセンサアレイを示す平面図である。図１０に示すように、比較例２に係るＳＱＵＩＤセンサアレイ１１ｑでは、１軸センサ１１２のみがマトリクス状に配置されている。

図１１は、図１０のセンサアレイを用いて電流源を再構成した例を示している。図１１に示すように、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１ｑを用いた場合、図６とはかなり異なる形で電流源が再構成されており、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１ｑでは十分な性能が得られないことが伺える。

この場合、アーチファクト除去が不十分であることが一因と考えられる。つまり、アーチファクト除去には複数方向からの磁場を検出する必要があるため、３軸センサ１１１を含んでいることが好ましく、１軸センサ１１２のみでは不十分であると考えられる。

このように、ＳＱＵＩＤセンサアレイを１軸のみから構成すると、電流源の再構成を十分に行うことができない。これに対して、ＳＱＵＩＤセンサアレイを３軸のみから構成すると、性能的には問題ないが、背景技術において説明したように、処理時間の問題が生じる。これに関して、以下に詳しく説明する。

一般的に、多信号を用いて信号源を算出する際には、多くの行列演算を用いる。例えば、アーチファクト除去においては、センサ数の大きさの行列に対して特異値を算出する処理が含まれており、センサ数をＭとすると、Ｍ×Ｍの行列に対して、ＳＶＤの手法により特異値を算出する。

その際の計算量は、高速な手法でもＯ（Ｍ^２）、一般的な手法ではＯ（Ｍ^３）になる。つまり、センサ数Ｍが１／２になれば、計算量は１／４〜１／８に減少する（処理速度が４倍〜８倍に向上する）。なお、高速な手法は、例えば、『Recent Developments of the mdLVs Algorithm for Computing Matrix Singular Values行列の特異値計算のmdLVs アルゴリズムにおける最近の進展』（数理解析研究所講究録 第1594 巻2008 年136-148）に開示されている。

又、電流源の再構成においては、グラム行列Ｇの逆行列を算出する。再構成の点数をＮとすると、ＧはＭ×Ｎの行列である。従って、アーチファクト除去の場合と同様に、センサ数Ｍが１／２になれば、計算量は１／４〜１／８に減少する（処理速度が４倍〜８倍に向上する）。

このように、一般的に行列同士の演算においては、その計算量はＯ（Ｍ^２）〜Ｏ（Ｍ^３）となるため、センサ数を減らすことにより、処理速度を大幅に向上することができる。

ところで、３軸センサを用いることで複数方向からの磁場を検出可能となり、アーチファクト除去の性能が大きく向上するが、アーチファクト除去においては、必ずしも高いセンサ密度が必要とはされない。適切な密度で、広い範囲にセンサが配置されていることが肝要である。

一方、電流源の再構成では、必ずしも３方向の成分が測定されている必要はなく、Ｚ方向の１軸でも電流源の再構成は可能である。但し、電流源の位置を詳細に特定するためには、ある程度センサ密度を上げる必要がある。

つまり、電流源再構成の分解能を上げるためには、ある程度センサ密度を高くする必要があるが１軸で十分である。一方、アーチファクト除去の観点からは、３軸である必要があるが、高密度なセンサ配置は必ずしも必要とはされない。

そこで、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１では、３軸センサはアーチファクト除去が可能となる最低限の数だけ配置し、それ以外のセンサを１軸とした。図７と図９との比較から明らかなように、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１（図３参照）を用いても、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１ｐ（図８参照）を用いた場合と比べて性能が低下することはない。

又、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１を用いることで、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１ｐを用いる場合と比べて信号処理速度を大幅に向上させることができる。具体的には、図３の信号数は、３軸センサ１１１×１８本＋１軸センサ１１２×１７本＝７１である。これに対して、図８の信号数は、３軸センサ１１１×３５本＝１０５である。

つまり、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１を用いると、計算量がＯ（Ｍ^２）〜Ｏ（Ｍ^３）で信号数の比がＳＱＵＩＤセンサアレイ１１ｐを用いた場合の７１／１０５になる。そのため、処理時間（計算量）は０．４５〜０．３１となり、処理時間を半分以下（処理速度を倍以上）にすることができる。

信号処理部１２が行うアーチファクト除去や電流源再構成の計算は、磁場信号を取得後、診察までの間の限られた時間に行う必要がある。その観点からも、処理速度の向上は、脊髄誘発磁界測定システム１等を構築する際に大きなメリットとなる。

又、処理時間に余裕ができれば、信号数を増やすことも可能となる。同じ処理時間でセンサ数を２倍〜３倍程度に増やすことができるので、同じセンサアレイのサイズに、より多くの（より細い）センサを配置することで、電流源の位置検出精度を向上することができる。更に、より広いセンサアレイのサイズに、より多くのセンサを配置することで、より広い領域の電流源を探索できる。

又、３軸センサ１１１は構造の複雑さから、１軸センサ１１２と比較して歩留まりが非常に悪い。結果として３軸センサ１１１は１軸センサ１１２と比較して高価となる。つまり、分解能の高い電流源再構成のために３軸センサ１１１のセンサ密度を上げると、センサアレイの価格は非常に高価となる。

ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１を用いることで、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１ｐを用いた場合と比べて３軸センサ１１１の使用数が約半減するので、ＳＱＵＩＤセンサアレイ１１はコスト低減の観点からも大きなメリットがある。

なお、３軸センサ１１１及び１軸センサ１１２の配置は適宜決定することができ、例えば、図１２に示すＳＱＵＩＤセンサアレイ１１ｒのように３軸センサ１１１を周囲だけに配置したり、図１３に示すＳＱＵＩＤセンサアレイ１１ｓのように３軸センサ１１１を中央だけに集中配置したりしてもよい。

但し、良好な性能を得るためには、３軸センサ１１１及び１軸センサ１１２が配置される領域内において、各行及び各列が３軸センサ１１１と１軸センサ１１２とを含むように配置することが好ましい。

例えば、図１４に示すＳＱＵＩＤセンサアレイ１１ｔのように、３軸センサ１１１及び１軸センサ１１２が配置される領域内の各行及び各列において、隣接する３軸センサ１１１間に１軸センサ１１２を２つ配置することができる。或いは、３軸センサ１１１及び１軸センサ１１２が配置される領域内の各行及び各列において、隣接する３軸センサ１１１間に１軸センサ１１２を３つ以上配置してもよい。

更に良好な性能を得るためには、図３に示すように、３軸センサ１１１及び１軸センサ１１２が配置される領域内において、３軸センサ１１１をできる限り均等に（等間隔に）配置することが好ましい。

なお、上記では、電流源再構成の分解能を上げるためには１軸センサで十分であり、アーチファクト除去の観点からは３軸センサが必要であるため、両者を適宜混在させることが好ましいことを説明した。しかしながら、２軸センサ（ＸＹＺ方向のうち何れか２方向の磁場成分を検出するセンサ）を用いても、一定の効果を得ることができる。

例えば、２軸センサと１軸センサとを適宜混在させてもよいし、３軸センサと２軸センサとを適宜混在させてもよいし、３軸センサと２軸センサと１軸センサとを適宜混在させてもよい。

すなわち、多方向の磁場成分を検出する第１のセンサと、第１のセンサよりも少ない方向の磁場成分を検出する第２のセンサとを少なくとも混在させることにより、アーチファクト除去と電流源再構成の性能確保、及び信号処理速度の向上について、一定の効果を得ることができる。

以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上記の実施の形態では、本発明に係る磁気計測装置において、センサアレイを構成するセンサとしてＳＱＵＩＤセンサを用いる例を示したが、これには限定されない。本発明に係る磁気計測装置において、センサアレイを構成するセンサとしては、例えば、原子磁気センサ（AMM素子）、磁気抵抗素子（MR素子）、磁気インピーダンス素子（MIセンサ）等を用いることができる。或いは、本発明に係る磁気計測装置において、これらのセンサが混在してもよい。

又、上記の実施の形態では、本発明に係る磁気計測装置を、脊髄内を走行する神経内を流れる電流を磁場として検出する脊髄誘発磁界測定システム（脊髄計）に用いる例を示したが、これには限定されない。本発明に係る磁気計測装置は、例えば、脳磁計や心磁計等に用いることができる。

１ 脊髄誘発磁界測定システム
１０ 磁気計測装置
１１ ＳＱＵＩＤセンサアレイ
１２ 信号処理部
２０ 低温容器
３０ 電気刺激装置
４０ 電極
５０ 磁気遮蔽カバー
６１、６２ 信号線
１００ 磁気シールドルーム
１１０ 扉
１１１ ３軸センサ
１１２ １軸センサ
１２１ 信号取得手段
１２２ 信号解析手段
１５０ ベッド
２０１ 突起部
３００ 被験者
３１０ 被験者の体の一部分
５１０ 空間
１００１、１００２ 孔
１２２１ アーチファクト除去手段
１２２２ 電流源再構成手段

特許第４８３４０７６号

Claims (9)

1. 生体から発生する磁場を検出するセンサアレイと、
   前記センサアレイから取得した磁場信号に基づいて前記生体の内部を流れる電流の電流源を再構成する電流源再構成手段と、を有し、
   前記センサアレイは、多方向の磁場成分を検出する第１のセンサと、前記第１のセンサよりも少ない方向の磁場成分を検出する第２のセンサと、を含む磁気計測装置。
2. 前記第１のセンサは、３方向の磁場成分を検出するセンサであり、且つ、前記第２のセンサは、１方向の磁場成分を検出するセンサであることを特徴とする請求項１に記載の磁気計測装置。
3. 前記センサアレイから取得した磁場信号に基づいてアーチファクトを除去するアーチファクト除去手段を有する請求項１又は２に記載の磁気計測装置。
4. 前記第１のセンサは、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサが配置される領域内において等間隔に配置されている請求項１乃至３の何れか一項に記載の磁気計測装置。
5. 前記第１のセンサ及び前記第２のセンサが配置される領域内において、各行及び各列が前記第１のセンサ及び前記第２のセンサを含むように配置されている請求項１乃至４の何れか一項に記載の磁気計測装置。
6. 前記第２のセンサは、前記センサアレイの測定面に対して垂直な方向の磁場成分を少なくとも検出する請求項１乃至５の何れか一項に記載の磁気計測装置。
7. 前記第２のセンサは、何れも、前記センサアレイの測定面に対して垂直な方向の磁場成分を検出することを特徴とする請求項２に記載の磁気計測装置。
8. 前記第１のセンサ及び前記第２のセンサの少なくとも一方はＳＱＵＩＤセンサである請求項１乃至７の何れか一項に記載の磁気計測装置。
9. 前記電流は、脊髄内を走行する神経内を流れる電流である請求項１乃至８の何れか一項に記載の磁気計測装置。