JP7002416B2 - Magnetic field measuring device - Google Patents

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本発明は、参照用磁気センサで計測した環境磁界信号から、磁界計測装置で計測された環境磁界信号の近似値を推定し、近似値を用いて環境磁界の発生の有無を検知する磁界計測装置に関する。 The present invention is a magnetic field measuring device that estimates an approximate value of an environmental magnetic field signal measured by a magnetic field measuring device from an environmental magnetic field signal measured by a reference magnetic sensor, and detects the presence or absence of an environmental magnetic field using the approximate value. Regarding.

被験者の計測対象からの微弱な磁界を計測し、計測対象の電気生理学的活動を非侵襲に評価する磁界計測装置として心磁計が開発されている。心磁計は、心臓の電気生理学的活動に伴う心起電力(電流双極子)により生じた微弱な磁界(心磁)を非接触で計測する装置であり、複数の磁気センサの同時計測により、空間分解能に優れた評価が可能となる。この心磁の時間変化及び空間分布を画像化したものは心磁図と呼ばれる。生体内の透磁率はほぼ真空と等しいため、心磁図は、心電図と比べて心臓の周辺臓器(骨や肺など)の影響を受けにくく、心臓の電気生理学的活動に伴う電流を高感度に反映する。この心磁図の利点を生かし、心磁図の臨床的な有効性が多数示されてきた。 A magnetocardiogram has been developed as a magnetic field measuring device that measures a weak magnetic field from a subject's measurement target and evaluates the electrophysiological activity of the measurement target non-invasively. A magnetocardiogram is a device that non-contactly measures a weak magnetic field (magnetocardiography) generated by an electromotive force (current bipolar) associated with the electrophysiological activity of the heart, and is a space by simultaneous measurement of multiple magnetic sensors. Evaluation with excellent resolution is possible. An image of the temporal change and spatial distribution of this magnetocardiography is called a magnetocardiogram. Since the magnetic permeability in the living body is almost equal to that of vacuum, the magnetocardiogram is less affected by the peripheral organs of the heart (bones, lungs, etc.) than the electrocardiogram, and reflects the current associated with the electrophysiological activity of the heart with high sensitivity. do. Taking advantage of this magnetocardiography, many clinical effectiveness of the magnetocardiography has been shown.

この心磁図検査による心臓の電気生理学的活動の評価を正確かつ安定して実現するためには、心磁図に混入する環境磁界を十分に低減する必要がある。心磁の強度は非常に弱く、成人のQRS波(心室の電気的活動を反映した波)の強度は数十pT、P波(心房の電気的活動を反映した波)の強度は数pT、胎児のP波の強度は0.1pT程度である。一方、環境磁界には地磁気の直流磁界、電車の送・帰電流に起因する磁界、自動車やエレベータ及び鉄扉などの磁性体で構成された物体が移動することによって生じる磁界、送電線の電流によって生じる磁界、ファン・ポンプの回転体による磁界などがある。環境磁界は心磁に比べてはるかに大きく、例えば、地磁気の直流磁界は約50μT(心磁の約100万倍以上)、電車の送・帰電流に起因する磁界の変動幅は軌道から50mの地点で1.4μTと報告されている。心磁計に混入するこれらの環境磁界を低減させるため、心磁計には、通常、磁気シールドルーム(MSR:Magnetically shielded room、以下「MSR」という)、磁気センサ部のグラジオメータ、アナログフィルタ(High pass filter:HPF、Low pass filter:LPF)及びデジタルフィルタなどの環境磁界低減技術が搭載されており、混入する環境磁界の低減を図っている。また、MSRを補完する環境磁界低減技術として、参照用磁気センサで計測した環境磁界信号から生体磁気計測装置での環境磁界信号の近似値を推定し、除去する環境磁界リダクション法(以下「リダクション法」という)が開発されている(特許文献1など)。 In order to accurately and stably evaluate the electrophysiological activity of the heart by this magnetocardiographic examination, it is necessary to sufficiently reduce the environmental magnetic field mixed in the magnetocardiogram. The intensity of the heart magnet is very weak, the intensity of the adult QRS complex (wave reflecting the electrical activity of the ventricle) is several tens of pT, and the intensity of the P wave (wave reflecting the electrical activity of the atrium) is several pT. The intensity of the fetal P wave is about 0.1 pT. On the other hand, the environmental magnetic field is generated by the geomagnetic DC magnetic field, the magnetic field caused by the transmission / return current of the train, the magnetic field generated by the movement of objects made of magnetic materials such as automobiles, elevators and iron doors, and the current of the transmission line. There are magnetic fields, magnetic fields generated by rotating bodies of fans and pumps, and so on. The environmental magnetic field is much larger than that of magnetocardiography. It is reported to be 1.4 μT at the site. In order to reduce these environmental magnetic fields mixed in the magnetocardiogram, the magnetocardiogram usually has a magnetically shielded room (MSR), a gradiometer of the magnetic sensor section, and an analog filter (High pass). It is equipped with environmental magnetic field reduction technology such as filter: HPF, Low pass filter: LPF) and digital filter to reduce the mixed environmental magnetic field. In addition, as an environmental magnetic field reduction technology that complements the MSR, an environmental magnetic field reduction method (hereinafter referred to as "reduction method") that estimates and removes an approximate value of the environmental magnetic field signal of the biomagnetic measuring device from the environmental magnetic field signal measured by the reference magnetic sensor. ") Has been developed (Patent Document 1, etc.).

一方、心磁計に混入する環境磁界の影響を低減するため、心磁図検査に影響を与える環境磁場の発生の有無を検知し、検知状態をユーザーに通知する方法がある。具体的には、磁界計測装置を用い、MSRの外部で環境磁界を計測し、あるしきい値以上の環境磁界を検知し、検知した信号を出力し、検知信号に基づいて表示する。検知信号に基づく表示は表示装置(表示灯、警報機及びブザー)及び心磁計に接続され、ユーザーに環境磁界の発生の有無を通知する。ユーザーは表示装置及び心磁計による環境磁界の発生の有無を確認し、環境磁界が発生していない時間での心磁図検査の実施や、環境磁界が発生していない時間帯の心磁データを解析に用いるなどを実施し、心磁図検査への環境磁界の影響を低減することができる。 On the other hand, in order to reduce the influence of the environmental magnetic field mixed in the magnetocardiogram, there is a method of detecting the presence or absence of the generation of the environmental magnetic field affecting the magnetocardiographic examination and notifying the user of the detection state. Specifically, a magnetic field measuring device is used to measure the environmental magnetic field outside the MSR, detect the environmental magnetic field above a certain threshold value, output the detected signal, and display it based on the detected signal. The display based on the detection signal is connected to a display device (indicator, alarm and buzzer) and a magnetocardiograph to notify the user of the presence or absence of an environmental magnetic field. The user confirms whether or not an environmental magnetic field is generated by the display device and the magnetocardiograph, conducts a magnetocardiographic inspection during the time when the environmental magnetic field is not generated, and analyzes the magnetocardiographic data during the time when the environmental magnetic field is not generated. It is possible to reduce the influence of the environmental magnetic field on the magnetocardiographic inspection.

特開2016-217930号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-217930

生体からの磁界は微弱であるため、環境磁界低減技術、あるいは環境磁界を推定し除去するリダクション法を適用するにせよ、環境磁界ができるだけ小さい状態で計測を行う、あるいは環境磁界の大きさを把握した上で得られたデータを解析することが望ましい。 Since the magnetic field from the living body is weak, even if the environmental magnetic field reduction technology or the reduction method that estimates and removes the environmental magnetic field is applied, measurement is performed with the environmental magnetic field as small as possible, or the magnitude of the environmental magnetic field is grasped. It is desirable to analyze the obtained data after this.

MSRの内部の心磁計で計測される環境磁界は様々な環境磁界低減技術(MSR、磁気センサ部のグラジオメータ、アナログフィルタ及びデジタルフィルタ)によって低減されている。これらの環境磁界低減技術は環境磁界の周波数に対して低減効果が異なる。そのため、環境磁界の周波数特性によっては、MSRの外部の環境磁界とMSRの内部の心磁計で計測される環境磁界のパターンが異なり、MSR内外の環境磁界の強度の強い時刻が対応しない場合がある。すなわち、MSR外部で観測される環境磁界の大きさと心磁図検査に影響を与える環境磁界の発生の有無とが必ずしも一致しない。 The environmental magnetic field measured by the magnetocardiogram inside the MSR is reduced by various environmental magnetic field reduction technologies (MSR, gradiometer of magnetic sensor unit, analog filter and digital filter). These environmental magnetic field reduction technologies have different reduction effects with respect to the frequency of the environmental magnetic field. Therefore, depending on the frequency characteristics of the environmental magnetic field, the pattern of the environmental magnetic field outside the MSR and the pattern of the environmental magnetic field measured by the magnetocardiogram inside the MSR may differ, and the time when the strength of the environmental magnetic field inside and outside the MSR is strong may not correspond. .. That is, the magnitude of the environmental magnetic field observed outside the MSR and the presence or absence of the generation of the environmental magnetic field that affects the magnetocardiographic examination do not always match.

本発明の一実施の態様である磁界計測装置は、MSRと、MSRの内部に配置される磁気センサと、MSRの外部に配置される参照用磁気センサと、磁気センサからの磁界時系列データ及び参照用磁気センサからの環境磁界時系列データが入力される演算装置とを有し、演算装置は、環境磁界時系列データから推定されるMSRの内部における推定環境磁界時系列データにしきい値処理を行って検知信号を作成し、推定環境磁界時系列データは、磁界時系列データと推定環境磁界時系列データとの所定の評価関数を最小とするように求められ、かつ、推定環境磁界時系列データを求めるにあたり、環境磁界時系列データに対してMSRの周波数毎の磁界低減効果が適用される。 The magnetic field measuring device according to the embodiment of the present invention includes an MSR, a magnetic sensor arranged inside the MSR, a reference magnetic sensor arranged outside the MSR, magnetic field time series data from the magnetic sensor, and magnetic field time series data. It has an arithmetic unit for inputting the environmental magnetic field time-series data from the reference magnetic sensor, and the arithmetic unit performs threshold processing on the estimated environmental magnetic field time-series data inside the MSR estimated from the environmental magnetic field time-series data. To create a detection signal, the estimated environmental magnetic field time-series data is required to minimize the predetermined evaluation function of the magnetic field time-series data and the estimated environmental magnetic field time-series data, and the estimated environmental magnetic field time-series data. In obtaining the above, the magnetic field reduction effect for each frequency of the MSR is applied to the environmental magnetic field time series data.

MSR外部の参照用磁気センサを用い、MSR内部の磁界計測装置の計測に影響を与える環境磁界の発生の有無を検知できる。 Using a reference magnetic sensor outside the MSR, it is possible to detect the presence or absence of an environmental magnetic field that affects the measurement of the magnetic field measuring device inside the MSR.

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 Other issues and novel features will become apparent from the description and accompanying drawings herein.

心磁計の全体構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure of a magnetocardiogram. 磁気センサの配列及び被検者に対する配置例を示す図である。It is a figure which shows the arrangement of the magnetic sensor and the arrangement example with respect to a subject. 実施例1に係る心磁計の全体構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure of the magnetocardiogram which concerns on Example 1. FIG. 参照用磁気センサを用いて環境磁界の発生の有無を検知する処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow which detects the presence or absence of the generation of an environmental magnetic field using a reference magnetic sensor. (a)心磁計で実測した電車からの環境磁界波形(最大磁界強度のチャンネル)、(b)MSRの外部の3軸フラックスゲート磁束計で実測した電車からの環境磁界波形、(c)本実施例の処理フローを適用して推定した心磁計での電車からの環境磁界波形、である。(A) Environmental magnetic field waveform from the train measured by the magnetocardometer (channel of maximum magnetic field strength), (b) Environmental magnetic field waveform from the train measured by the 3-axis fluxgate magnetic flux meter outside the MSR, (c) This implementation The environmental magnetic field waveform from the train on the magnetocardometer, estimated by applying the processing flow of the example. (a)本実施例の処理フローを適用して作成した検知信号の波形、(b)心磁計で実測した電車からの環境磁界波形(最大磁界強度のチャンネル)である。(A) The waveform of the detection signal created by applying the processing flow of this embodiment, and (b) the environmental magnetic field waveform (channel of the maximum magnetic field strength) from the train actually measured by the magnetocardiograph. 心磁計の計測結果を表示する表示画面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the display screen which displays the measurement result of a magnetocardiogram. 心磁計の環境磁界の低減効果を設定する表示画面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the display screen which sets the reduction effect of the environmental magnetic field of a magnetocardiogram. 実施例2に係る心磁計の全体構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure of the magnetocardiography which concerns on Example 2.

以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.

図1は、磁界計測装置(心磁計)の全体構成を示す概略図である。心磁計1の構成要素は、MSR2の内部と外部とに分かれて配置される。MSR2は例えば各辺3m程度の長さを有しており、MSR2の内部には、複数のSQUID磁束計3(以降、「磁気センサ」と表記する)を内部に配置して極低温に維持するクライオスタット4と、クライオスタット4を保持するガントリ5と、被験者(図示せず)が横になるベッド6が配置されている。ベッド6は、ベッド6の短軸(A方向、x方向)での移動と、ベッド6の長軸(B方向、y方向)での移動と、ベッド6の上下方向(C方向、z方向)での移動が可能であって、被検者と複数の磁気センサとの位置合わせを容易に行うことができる。 FIG. 1 is a schematic view showing the overall configuration of a magnetic field measuring device (magnetocardiography). The components of the magnetocardiogram 1 are arranged separately inside and outside the MSR2. The MSR2 has a length of, for example, about 3 m on each side, and a plurality of SQUID magnetometers 3 (hereinafter referred to as “magnetic sensors”) are arranged inside the MSR2 to maintain an extremely low temperature. A cryostat 4, a gantry 5 holding the cryostat 4, and a bed 6 on which the subject (not shown) lies are arranged. The bed 6 moves in the short axis (A direction, x direction) of the bed 6, moves in the long axis (B direction, y direction) of the bed 6, and moves in the vertical direction (C direction, z direction) of the bed 6. It is possible to move the subject and a plurality of magnetic sensors can be easily aligned with each other.

MSR2の外部には、クライオスタット4内に配置される磁気センサ3を駆動する駆動回路7と、駆動回路7からの出力を増幅してフィルタをかけるアンプフィルタユニット8と、アンプフィルタユニット8からの出力信号をデータ収集し、収集されたデータ(以下、「磁界時系列データ」という)を解析処理するとともに心磁計1の各部の制御を行なう演算装置9と、演算装置9により解析処理された解析結果を表示する表示装置10が主に配置されている。 Outside the MSR2, there is a drive circuit 7 that drives the magnetic sensor 3 arranged in the cryostat 4, an amplifier filter unit 8 that amplifies and filters the output from the drive circuit 7, and an output from the amplifier filter unit 8. A calculation device 9 that collects signal data, analyzes and processes the collected data (hereinafter referred to as "magnetic field time series data"), and controls each part of the magnetometer 1, and an analysis result analyzed and processed by the calculation device 9. The display device 10 for displaying the above is mainly arranged.

なお、心磁計1の磁気センサ3としては、SQUID磁束計に限られず、磁気抵抗効果素子を用いたセンサ、光ポンピング磁束計、フラックスゲート磁束計、磁気インピーダンス素子を用いた磁気センサも適用することができる。心臓から生じる磁場は非常に微弱(0.1~数十pT)であり、心磁計の磁気センサのノイズレベルは数pT/√Hz以下が望まれる。また、心磁計の磁気センサの周波数帯域は心臓の電気的活動の周波数帯域と同様にDC~数百Hzが望まれる。 The magnetic sensor 3 of the magnetometer 1 is not limited to the SQUID magnetometer, but a sensor using a magnetoresistive effect element, an optical pumping magnetometer, a flux gate magnetometer, and a magnetic sensor using a magnetic impedance element are also applied. Can be done. The magnetic field generated from the heart is very weak (0.1 to several tens of pT), and the noise level of the magnetic sensor of the magnetocardometer is preferably several pT / √Hz or less. Further, the frequency band of the magnetic sensor of the magnetocardiograph is preferably DC to several hundred Hz, which is the same as the frequency band of the electrical activity of the heart.

図2を用いて、心磁計1で用いられる磁気センサアレイの配列および被験者に対する配置の一例を説明する。磁気センサアレイを構成する複数の磁気センサは、クライオスタット4(図1参照)の底部の内壁にz方向に沿って垂設し、被験者の胸壁11に対して垂直なz方向の磁界成分Bを経時的に計測する。そして、複数の磁気センサは、磁界の距離変化量を的確に捉えられるように、x方向およびy方向には等間隔に配列されている。なお、胸壁11に対して平行なx方向の磁界成分Bおよびy方向の磁界成分Bを経時的に計測する磁気センサを適用することもできる。 An example of the arrangement of the magnetic sensor array used in the magnetocardiograph 1 and the arrangement for the subject will be described with reference to FIG. The plurality of magnetic sensors constituting the magnetic sensor array are vertically suspended along the z direction on the inner wall of the bottom of the cryostat 4 (see FIG. 1), and the magnetic field component B z in the z direction perpendicular to the chest wall 11 of the subject is generated. Measure over time. The plurality of magnetic sensors are arranged at equal intervals in the x-direction and the y-direction so that the amount of change in the distance of the magnetic field can be accurately captured. It should be noted that a magnetic sensor that measures the magnetic field component B x in the x direction parallel to the chest wall 11 and the magnetic field component By in the y direction over time can also be applied.

図2の例では、磁気センサ間の距離が0.025mであって、計測面が0.175m×0.175m、磁気センサを8×8のアレイ状に配列した64チャンネルの磁気センサアレイ12を示している。磁気センサアレイ12の座標系においては、例えば、符号13で示す7行3列目に位置する磁気センサが胸部の剣状突起14の真上に位置するように、磁気センサアレイ12の位置合わせを行う。なお、1行8列目の磁気センサを座標系の原点Oとする。 In the example of FIG. 2, a 64-channel magnetic sensor array 12 in which the distance between the magnetic sensors is 0.025 m, the measurement surface is 0.175 m × 0.175 m, and the magnetic sensors are arranged in an array of 8 × 8 is provided. Shows. In the coordinate system of the magnetic sensor array 12, for example, the magnetic sensor array 12 is aligned so that the magnetic sensor located in the 7th row and 3rd column indicated by reference numeral 13 is located directly above the xiphoid process 14 on the chest. conduct. The magnetic sensor in the 1st row and 8th column is set as the origin O of the coordinate system.

実施例1として、MSR2の外部に設置した参照用磁気センサを用い、環境磁界の発生の有無を検知する磁界計測装置について説明する。図1と共通する構成要素については、同じ符号を付して示し、重複する説明は省略する。図3はMSRの外部に参照用磁気センサを設置した磁界計測装置(心磁計)の全体構成を示す概略図である。 As the first embodiment, a magnetic field measuring device for detecting the presence or absence of an environmental magnetic field by using a reference magnetic sensor installed outside the MSR2 will be described. The components common to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. FIG. 3 is a schematic view showing the overall configuration of a magnetic field measuring device (magnetocardiography) in which a reference magnetic sensor is installed outside the MSR.

MSR2の外部には環境磁界を計測するための3軸フラックスゲート磁束計15(以降、「参照用磁気センサ」という)と、参照用磁気センサを駆動させる駆動回路16と、駆動回路16からの出力を増幅してフィルタをかけるアンプフィルタユニット17が配置されており、アンプフィルタユニット17からの出力信号は演算装置9で収集される。 Outside the MSR2, there is a 3-axis flux gate magnetometer 15 (hereinafter referred to as "reference magnetic sensor") for measuring the environmental magnetic field, a drive circuit 16 for driving the reference magnetic sensor, and an output from the drive circuit 16. The amplifier filter unit 17 for amplifying and filtering the magnet is arranged, and the output signal from the amplifier filter unit 17 is collected by the arithmetic unit 9.

参照用磁気センサ15としては、磁気抵抗効果素子を用いたセンサ、磁気インピーダンス素子を用いたセンサを用いた磁気センサも適用することができる。参照用磁気センサ15はMSRの外側の周囲に環境磁界の発生源(電気機器やアクティブ磁気キャンセルシステムのキャンセルコイルなど)のない場所に設置する。心磁計1の磁気センサアレイ12の位置と参照用磁気センサ15の位置のずれは、磁界強度としては環境磁界の発生源の位置からは無視できる程度であるが、計測位置が異なることから、心磁計1の磁気センサのz方向の磁界成分Bのみの観測であっても、3軸での環境磁気成分(磁界成分B、磁界成分B、磁界成分B)により補正することにより、心磁計1の磁気センサに対する環境磁界の影響をより精度よく求めることができる。もちろん、参照用磁気センサ15の軸数が1軸及び2軸であっても適用することは可能である。さらに、複数の参照用磁気センサ15を用いてもよい。 As the reference magnetic sensor 15, a sensor using a magnetoresistive effect element and a magnetic sensor using a sensor using a magnetic impedance element can also be applied. The reference magnetic sensor 15 is installed in a place where there is no source of an environmental magnetic field (such as a cancel coil of an electric device or an active magnetic cancel system) around the outside of the MSR. The deviation between the position of the magnetic sensor array 12 of the magnetometer 1 and the position of the reference magnetic sensor 15 is negligible in terms of magnetic field strength from the position of the source of the environmental magnetic field, but since the measurement position is different, the heart Even if only the magnetic field component B z in the z direction of the magnetometer 1 is observed, it can be corrected by the environmental magnetic component (magnetic field component B x , magnetic field component By, magnetic field component B z ) in three axes. The influence of the environmental magnetic field on the magnetic sensor of the electrocardiograph 1 can be obtained more accurately. Of course, it is possible to apply even if the number of axes of the reference magnetic sensor 15 is 1 axis and 2 axes. Further, a plurality of reference magnetic sensors 15 may be used.

図4はMSR2の外部の参照用磁気センサ15を用いた環境磁界の検知処理手順のフローチャートを示す。まず、処理を開始し(101)、心磁計(図3参照)を用いて被験者の心臓から発生する磁界時系列データ(以下、「心臓磁界時系列データ」という)とMSR2の外部の参照用磁気センサ15を用いて環境磁界の時系列データ(以下、「環境磁界時系列データ」という)を同時計測する(102)。 FIG. 4 shows a flowchart of an environmental magnetic field detection processing procedure using the external reference magnetic sensor 15 of the MSR2. First, processing is started (101), and magnetic field time series data (hereinafter referred to as “cardiac magnetic field time series data”) generated from the subject's heart using a magnetocardometer (see FIG. 3) and external reference magnetism of MSR2. The sensor 15 is used to simultaneously measure the time-series data of the environmental magnetic field (hereinafter referred to as "environmental magnetic field time-series data") (102).

環境磁界時系列データに対してMSRの磁界低減効果を適用する(103)。MSRの磁界低減効果には周波数特性があるため、環境磁界時系列データに周波数解析を適用して周波数領域でのデータに変換し、変換した周波数領域データにMSRによる周波数毎の磁界低減率を乗算し、周波数解析を適用して再び時間領域でのデータに変換する。具体的には以下の通りである。環境磁界時系列データが所定の時間間隔でサンプリングしたT個の標本点(デジタル信号列)x(t)(t=1~T)で与えられたとすると、x(t)の離散的フーリエスペクトルX(k)(k=0, 1, … K-1)は(数1)から得ることができる。 The magnetic field reduction effect of MSR is applied to the environmental magnetic field time series data (103). Since the magnetic field reduction effect of MSR has frequency characteristics, frequency analysis is applied to the environmental magnetic field time series data to convert it into data in the frequency domain, and the converted frequency domain data is multiplied by the magnetic field reduction rate for each frequency by MSR. Then, apply frequency analysis and convert it to data in the time domain again. Specifically, it is as follows. Assuming that the environmental magnetic field time series data is given by T sample points (digital signal sequence) x (t) (t = 1 to T) sampled at predetermined time intervals, the discrete Fourier spectrum X of x (t) (k) (k = 0, 1, ... K-1) can be obtained from (Equation 1).

Figure 0007002416000001
Figure 0007002416000001

ここで、MSRの磁界低減率の周波数特性DM(wk)に基づいて、K個の離散的周波数スペクトル(フィルタ関数)F(k)を(数2)のように設定する。 Here, K discrete frequency spectra (filter functions) F (k) are set as shown in (Equation 2) based on the frequency characteristic D M (w k ) of the magnetic field reduction rate of the MSR.

Figure 0007002416000002
Figure 0007002416000002

(数2)に示すフィルタ関数F(k)と(数1)に示す離散的フーリエスペクトルX(k)とを掛け合わせることで(数3)、MSRの磁界低減効果を適用した離散的周波数スペクトルX’ (k)を得ることができる。 By multiplying the filter function F (k) shown in (Equation 2) and the discrete Fourier spectrum X (k) shown in (Equation 1) (Equation 3), the discrete frequency spectrum to which the magnetic field reduction effect of MSR is applied is applied. You can get X'(k).

Figure 0007002416000003
Figure 0007002416000003

離散的周波数スペクトルX’(k)を(数4)に基づいて逆フーリエ変換すると、MSRの磁界低減効果を適用した環境磁界の時系列データx’(t)を得ることができる。 By inverse Fourier transforming the discrete frequency spectrum X'(k) based on (Equation 4), time series data x'(t) of the environmental magnetic field to which the magnetic field reduction effect of MSR is applied can be obtained.

Figure 0007002416000004
Figure 0007002416000004

次に、MSRの磁界低減効果が適用された環境磁界時系列データに心磁計の磁気センサ(グラジオメータ構造)の磁界低減効果を適用する(104)。グラジオメータ構造とは超電導線で作成した差分型の検出コイルで検出した磁束をSQUID磁束計に伝達する構成である。差分型検出コイルを用いることで磁界の空間勾配を検出し、一様な環境磁界を低減することができる。このグラジオメータによる磁界低減率Dgは、先に説明したMSRの磁界低減効果と異なり、周波数に依存しない定数と考えることができる。そこで、処理103で求めたMSRの磁界低減効果を適用した環境磁界の時系列データx’(t)にグラジオメータの磁界低減率Dgを乗算する(数5)ことで、グラジオメータの磁界低減効果を適用した環境磁界の時系列データx’’(t)を得ることができる。 Next, the magnetic field reduction effect of the magnetic sensor (gravimeter structure) of the magnetocardiogram is applied to the environmental magnetic field time series data to which the magnetic field reduction effect of MSR is applied (104). The gradiometer structure is a configuration in which the magnetic flux detected by the difference type detection coil created by the superconducting wire is transmitted to the SQUID magnetic flux meter. By using the difference type detection coil, the spatial gradient of the magnetic field can be detected and a uniform environmental magnetic field can be reduced. The magnetic field reduction rate D g by this gradiometer can be considered as a frequency-independent constant, unlike the magnetic field reduction effect of MSR described above. Therefore, by multiplying the time-series data x'(t) of the environmental magnetic field to which the magnetic field reduction effect of MSR obtained in the process 103 is applied by the magnetic field reduction rate D g of the gradimeter (Equation 5), the magnetic field of the gradimeter is reduced. Time series data x'' (t) of the environmental magnetic field to which the effect is applied can be obtained.

Figure 0007002416000005
Figure 0007002416000005

次に、磁気センサの磁界低減効果が適用された環境磁界時系列データに心磁計のアナログフィルタ(HPF及びLPF)の磁界低減効果を適用する(105)。具体的には心磁計のアナログフィルタにフィルタタイプやフィルタ次数が類似しているデジタルフィルタを処理104で求めた環境磁界の時系列データx’’(t)に適用することで得ることができる。例えば、デジタルフィルタとしてFIR(有限インパルス応答:Finite Impulse Response)フィルタを用いた場合、FIRフィルタを適用した環境磁界の時系列データx’’’(t)は(数6)から得ることができる。ここで、mはフィルタ次数であり、amはフィルタタイプ及びフィルタ次数から決まるフィルタ係数である。 Next, the magnetic field reduction effect of the analog filters (HPF and LPF) of the magnetometer is applied to the environmental magnetic field time series data to which the magnetic field reduction effect of the magnetic sensor is applied (105). Specifically, it can be obtained by applying a digital filter having a filter type and filter order similar to the analog filter of the electrocardiograph to the time series data x'' (t) of the environmental magnetic field obtained in the process 104. For example, when an FIR (Finite Impulse Response) filter is used as a digital filter, the time-series data x'''(t) of the environmental magnetic field to which the FIR filter is applied can be obtained from (Equation 6). Here, m is the filter order, and a m is the filter coefficient determined by the filter type and the filter order.

Figure 0007002416000006
Figure 0007002416000006

これまでの処理103~105により得られた信号は心磁計1に適用されている環境磁界低減技術による低減効果が反映されており、心磁計で計測される環境磁界の推定値(以下「心磁計推定環境磁界」という)とみなすことができる。次に、この心磁計推定環境磁界の時系列データにチャンネル毎の重み係数を計算する(106)。 The signals obtained by the processes 103 to 105 so far reflect the reduction effect of the environmental magnetic field reduction technology applied to the magnetocardiogram 1, and the estimated value of the environmental magnetic field measured by the magnetocardometer (hereinafter referred to as "magnetocardiography meter"). It can be regarded as "estimated environmental magnetic field"). Next, the weighting coefficient for each channel is calculated for the time-series data of the magnetocardiographic estimation environmental magnetic field (106).

この重み係数は、事前に、心磁計推定環境磁界の時系列データと、心磁計の各チャンネルで被験者がいない状態で実測された環境磁界時系列データとの差を最小とすることで求めることができる。参照用磁気センサ15として3軸(x軸、y軸及びz軸)の磁気センサを用いた場合、各軸のチャンネル毎の重み係数ベクトルW(W=[Wx, Wy, Wz])は評価関数(数7)を最小とする値として求めることができる。 This weighting factor can be obtained in advance by minimizing the difference between the time-series data of the estimated ambient magnetic field of the magnetocardiogram and the time-series data of the environmental magnetic field actually measured in each channel of the magnetocardiography without a subject. can. When a 3-axis (x-axis, y-axis and z-axis) magnetic sensor is used as the reference magnetic sensor 15, the weighting coefficient vector W (W = [W x , W y , W z ]) for each channel of each axis. Can be obtained as a value that minimizes the evaluation function (Equation 7).

Figure 0007002416000007
Figure 0007002416000007

評価関数(数7)において、BMCG n,tは心磁計のn番目(n=1~64)のチャンネルでt番目(t=1~T)のサンプリング点で計測された環境磁界を表している。Bref x,t、Bref y,t及びBref z,tは、x軸、y軸及びz軸の参照磁気センサの磁界信号から求めた心磁計1のサンプリング点tでの心磁計推定環境磁界をそれぞれ表している。また、Wx,n、Wy,n及びWz,nは、n番目(n=1~64)のチャンネルにおけるx軸、y軸及びz軸の参照用磁気センサの心磁計推定環境磁界に対する重み係数(以下「チャンネル毎の重み係数」という)をそれぞれ表している。 In the evaluation function (Equation 7), B MCG n, t represents the environmental magnetic field measured at the tth (t = 1 to T) sampling point on the nth (n = 1 to 64) channel of the magnetocardiogram. There is. B ref x, t , B ref y, t and B ref z, t are the magnetocardiograph estimation environment at the sampling point t of the magnetocardiograph 1 obtained from the magnetic field signals of the reference magnetic sensors of the x-axis, y-axis and z-axis. Each represents a magnetic field. Further, W x, n , W y, n and W z, n are for the magnetocardiographic estimated environmental magnetic field of the reference magnetic sensor of the x-axis, y-axis and z-axis in the nth (n = 1 to 64) channel. Each represents a weighting coefficient (hereinafter referred to as "weighting coefficient for each channel").

このチャンネル毎の重み係数をかけた心磁計推定環境磁界の時系列データ(Bref x,t×Wx,n+Bref y,t×Wy,n+Bref z,t×Wz,n)に対して、しきい値処理を適用し、検知信号を作成する(107)。検知信号としては、例えば、しきい値以上は1、しきい値未満は0とした信号を用いることができる。しきい値処理のしきい値としては、計測対象(例えば、成人及び胎児)や解析対象(心室及び心房)により、適切な値が設定される。これにより、計測対象である心臓磁界の大きさに応じたしきい値処理を行うことができる。 Time-series data of the electrocardiograph estimated environmental magnetic field multiplied by the weighting factor for each channel (B ref x, t × W x, n + B ref y, t × W y, n + B ref z, t × W z, n ) The threshold value processing is applied to the above, and the detection signal is created (107). As the detection signal, for example, a signal in which 1 is set above the threshold value and 0 is set below the threshold value can be used. As the threshold value of the threshold value processing, an appropriate value is set depending on the measurement target (for example, adult and fetus) and the analysis target (ventricular and atriosphere). This makes it possible to perform threshold processing according to the magnitude of the cardiac magnetic field to be measured.

最後に、心臓磁界時系列データ、心磁計推定環境磁界時系列データ及び検知信号を表示し(108)、処理を終了する(109)。 Finally, the cardiac magnetic field time-series data, the magnetocardiographic estimation environmental magnetic field time-series data and the detection signal are displayed (108), and the process is terminated (109).

なお、処理103の環境磁界時系列データに適用する周波数解析法としては、周知の高速フーリエ変換法やピリオドグラム法などがあり、フーリエスペクトル及びパワースペクトル密度を計算し、環境磁界時系列データの周波数領域でのデータを取得することができる。これらの周波数解析法に基づく処理は近年のパーソナルコンピューターの処理能力向上により実現可能となった。また、MSRの周波数毎の磁界低減効果を算出するために、例えば、MSRの磁気シールド率のカタログ値や事前に取得した実測データを用いることができる。さらに、この磁界低減効果の算出にあたってはMSRの周波数毎の位相変化情報も用いることができる。 As a frequency analysis method applied to the environmental magnetic field time series data of the process 103, there are well-known high-speed Fourier transform methods, periodogram methods, etc., and the Fourier spectrum and power spectrum density are calculated to calculate the frequency of the environmental magnetic field time series data. You can get the data in the area. Processing based on these frequency analysis methods has become feasible due to the recent improvement in the processing capacity of personal computers. Further, in order to calculate the magnetic field reduction effect for each frequency of the MSR, for example, the catalog value of the magnetic shield rate of the MSR or the actually measured data acquired in advance can be used. Further, in calculating the magnetic field reduction effect, the phase change information for each frequency of the MSR can also be used.

処理104の環境磁界時系列データに対する磁気センサの磁界低減効果を算出するために、例えば、磁気センサの磁界低減率のカタログ値や事前に取得した実測データを用いることができる。 In order to calculate the magnetic field reduction effect of the magnetic sensor on the environmental magnetic field time series data of the process 104, for example, the catalog value of the magnetic field reduction rate of the magnetic sensor or the measured data acquired in advance can be used.

処理105の環境磁界時系列データに対するアナログフィルタの磁界低減効果を算出するために、例えば、心磁計のアナログフィルタと同じタイプ、遮断周波数、次数のデジタルフィルタから得られる磁界低減率などを用いることができる。 In order to calculate the magnetic field reduction effect of the analog filter on the environmental magnetic field time series data of the process 105, for example, the same type as the analog filter of the electrocardiograph, the cutoff frequency, the magnetic field reduction rate obtained from the digital filter of order, etc. can be used. can.

処理106の評価関数(数7)を最小とするチャンネル毎の重み係数は、例えば、線形計画法の一つである滑降シンプレックス法を用いて求めることができる。 The weighting coefficient for each channel that minimizes the evaluation function (Equation 7) of the process 106 can be obtained, for example, by using the downhill simplex method, which is one of the linear programming methods.

以上説明したMSRの外部に配置した参照磁気センサを用いて環境磁界を検知する方法の有効性を電車からの環境磁界の実測データを用いて確認した。 The effectiveness of the method of detecting the environmental magnetic field using the reference magnetic sensor arranged outside the MSR described above was confirmed by using the measured data of the environmental magnetic field from the train.

図5(a)には64チャンネルの心磁計で計測した電車からの環境磁界波形18(最大磁界強度のチャンネル)を示す。横軸は時間(秒)、縦軸は磁界(pT)である。図5(b)にはMSRの外部の参照磁気センサで計測した電車からのx方向の環境磁界波形19、y方向の環境磁界波形20及びz方向の環境磁界波形21を示す。横軸は時間(秒)、縦軸は磁界(μT)である。心磁計で計測された環境磁界波形18と比較すると、MSRの外部の参照磁気センサで計測された環境磁界波形は波形パターンが異なっていることが分かる。 FIG. 5A shows an environmental magnetic field waveform 18 (channel with maximum magnetic field strength) from a train measured by a 64-channel magnetocardiogram. The horizontal axis is time (seconds), and the vertical axis is magnetic field (pT). FIG. 5B shows an environmental magnetic field waveform 19 in the x direction, an environmental magnetic field waveform 20 in the y direction, and an environmental magnetic field waveform 21 in the z direction measured by a reference magnetic sensor outside the MSR. The horizontal axis is time (seconds), and the vertical axis is magnetic field (μT). Comparing with the environmental magnetic field waveform 18 measured by the magnetocardiogram, it can be seen that the waveform pattern of the environmental magnetic field waveform measured by the reference magnetic sensor outside the MSR is different.

図5(c)には図4に示した処理フローを適用して算出した図5(a)と同じチャンネルの心磁計推定環境磁界波形22を示している。心磁計で実測した環境磁界波形18と比較すると、心磁計推定環境磁界波形22と実測波形18は類似しており、相関係数は0.85であった。 FIG. 5C shows a magnetocardiograph-estimated environmental magnetic field waveform 22 of the same channel as in FIG. 5A calculated by applying the processing flow shown in FIG. Compared with the environmental magnetic field waveform 18 actually measured by the magnetocardiogram, the estimated ambient magnetic field waveform 22 of the magnetocardiogram and the actually measured waveform 18 were similar, and the correlation coefficient was 0.85.

図6(a)には図4に示した処理フローを適用して作成した検知信号23を示している。横軸は時間(秒)、縦軸は検知信号強度(arb.unit.)である。図6(b)には心磁計で計測された環境磁界波形18を示している。図6から検知信号23が1を出力している時間と心磁計で計測された環境磁界波形18の強度が強い時間とが対応していることが分かる。この検知信号23を心磁計で計測された心磁波形と同時に表示することで、ユーザーに心磁図検査に影響を与える環境磁界の有無を知らせることができる。 FIG. 6A shows a detection signal 23 created by applying the processing flow shown in FIG. The horizontal axis is time (seconds), and the vertical axis is detection signal strength (arb. Unit.). FIG. 6B shows the environmental magnetic field waveform 18 measured by the magnetocardiograph. From FIG. 6, it can be seen that the time when the detection signal 23 outputs 1 corresponds to the time when the intensity of the environmental magnetic field waveform 18 measured by the magnetocardiograph is strong. By displaying this detection signal 23 at the same time as the magnetocardiographic waveform measured by the magnetocardiogram, it is possible to inform the user of the presence or absence of an environmental magnetic field that affects the magnetocardiographic examination.

以上の結果から、心磁計において心磁図検査に影響を与える環境磁界が発生している時刻をMSRの外部の環境磁界信号から正確に検知できることが示された。 From the above results, it was shown that the time when the environmental magnetic field affecting the magnetocardiographic examination can be accurately detected from the environmental magnetic field signal outside the MSR in the magnetocardiographic meter.

実施例1の磁界計測装置に適用されるインターフェイスについて説明する。図7は、MSRの外部の参照用磁気センサを用いて心磁図検査に影響を与える環境磁界の発生の有無を検知した結果を表示する表示画面の一例である。表示画面24は心磁計の表示装置10に表示される。 The interface applied to the magnetic field measuring device of the first embodiment will be described. FIG. 7 is an example of a display screen that displays the result of detecting the presence or absence of the generation of an environmental magnetic field that affects the magnetocardiographic examination using an external reference magnetic sensor of the MSR. The display screen 24 is displayed on the display device 10 of the magnetocardiogram.

表示装置10の表示画面24は、心磁計で計測された磁界信号を表示する心磁計計測データ表示欄25と、MSRの外部の参照磁気センサで計測した環境磁界に図4の処理フローを適用して算出した心磁計推定環境磁界データ表示欄26及び検知データ表示欄27とを含んでいる。 The display screen 24 of the display device 10 applies the processing flow of FIG. 4 to the magnetocardiogram measurement data display field 25 that displays the magnetic field signal measured by the magnetocardiography and the environmental magnetic field measured by the reference magnetic sensor outside the MSR. The magnetocardometer estimated environmental magnetic field data display column 26 and the detection data display column 27 calculated in the above are included.

心磁計計測データ表示欄25には心磁計で計測された磁界信号28が表示される。この心磁計計測データ表示欄25に表示される心磁計の磁気センサのチャンネルは、チャンネル選択ボタン29を用いて、切り替え可能とする。チャンネル選択ボタン29により選択された「チャンネル1」の磁気センサの信号が磁界信号28として表示されている。 The magnetic field signal 28 measured by the magnetocardiography is displayed in the magnetocardiography measurement data display field 25. The channel of the magnetometer magnetic sensor displayed in the magnetocardiographic measurement data display field 25 can be switched by using the channel selection button 29. The signal of the magnetic sensor of "channel 1" selected by the channel selection button 29 is displayed as the magnetic field signal 28.

心磁計推定環境磁界データ表示欄26にはMSR外部の参照磁気センサで計測した環境磁界に図4の処理フローを適用して算出した心磁計推定環境磁界信号30が表示される。この心磁計推定環境磁界データ表示欄26に表示される心磁計の磁気センサのチャンネルもチャンネル選択ボタン29により切り替えられる。チャンネル選択ボタン29により選択された「チャンネル1」の磁気センサに対応する信号が心磁計推定環境磁界信号30として表示されている。さらに、心磁計推定環境磁界信号30に適用するしきい値を表示するしきい値表示欄32が表示される。このしきい値の値は操作者が設定可能である。あるいは装置のデフォルト値を定めておいてもよい。このしきい値に対応する第1のしきい値線33(正のしきい値に対応する線)、および第2のしきい値線34(負のしきい値に対応する線)が心磁計推定環境磁界データ表示欄26に表示される。 In the magnetocardiographic estimation environmental magnetic field data display column 26, the magnetocardiographic estimation environmental magnetic field signal 30 calculated by applying the processing flow of FIG. 4 to the environmental magnetic field measured by the reference magnetic field outside the MSR is displayed. The channel of the magnetometer magnetic sensor displayed in the magnetocardiographic estimation environment magnetic field data display field 26 is also switched by the channel selection button 29. The signal corresponding to the magnetic sensor of "channel 1" selected by the channel selection button 29 is displayed as the magnetocardiographic estimation environmental magnetic field signal 30. Further, a threshold value display field 32 for displaying a threshold value applied to the magnetocardiographic estimation environment magnetic field signal 30 is displayed. The value of this threshold can be set by the operator. Alternatively, the default value of the device may be set. The first threshold line 33 (line corresponding to the positive threshold value) and the second threshold line 34 (line corresponding to the negative threshold value) corresponding to this threshold value are magnetocardiographs. It is displayed in the estimated environmental magnetic field data display field 26.

検知データ表示欄27には、MSRの外部の参照磁気センサで計測した環境磁界に図4の処理フローを適用して作成した検知信号35が表示される。さらに、この検知信号35が1を出力している時間範囲に対応して、心磁計計測データ表示欄25に環境磁界検知時間範囲36が表示される。操作者は、磁界時系列データとともに検知信号の変化が一目で識別可能とされることにより、環境磁場の大きい時間帯を把握した上で、心磁計計測データを解析することが可能になる。 In the detection data display field 27, the detection signal 35 created by applying the processing flow of FIG. 4 to the environmental magnetic field measured by the reference magnetic sensor outside the MSR is displayed. Further, the environmental magnetic field detection time range 36 is displayed in the magnetocardiographic measurement data display field 25 corresponding to the time range in which the detection signal 35 outputs 1. Since the change in the detection signal can be identified at a glance together with the magnetic field time series data, the operator can analyze the magnetocardiographic measurement data after grasping the time zone when the environmental magnetic field is large.

図8は、MSR外部の参照用磁気センサを用いて図4のフローにしたがって心磁図検査に影響を与える環境磁界の発生の有無を検知する処理に用いる心磁計の環境磁界の低減効果を設定する表示画面の一例である。表示画面37は心磁計の表示装置10に表示される。 FIG. 8 sets the effect of reducing the environmental magnetic field of the magnetocardiograph used in the process of detecting the presence or absence of the generation of the environmental magnetic field that affects the magnetocardiographic examination according to the flow of FIG. 4 using the reference magnetic sensor outside the MSR. This is an example of a display screen. The display screen 37 is displayed on the display device 10 of the magnetocardiogram.

表示装置10の表示画面37には、MSRのシールド率の周波数特性を表示するMSRの磁気シールド率の周波数特性表示欄38と、心磁計の磁気センサの磁界低減率を表示する磁気センサの低減率表示欄39、心磁計のアンプフィルタユニットのハイパスフィルタの低減率の周波数特性を表示するハイパスフィルタの低減率の周波数特性表示欄40、心磁計のアンプフィルタユニットのローパスフィルタの低減率の周波数特性を表示するローパスフィルタの低減率の周波数特性表示欄41とを含んでいる。 On the display screen 37 of the display device 10, the frequency characteristic display column 38 of the magnetic shield rate of the MSR that displays the frequency characteristic of the shield rate of the MSR and the reduction rate of the magnetic sensor that displays the magnetic field reduction rate of the magnetic sensor of the electrocardiograph are displayed. Display column 39, frequency characteristics of the reduction rate of the high-pass filter that displays the frequency characteristics of the reduction rate of the high-pass filter of the amplifier filter unit of the corer. The frequency characteristic display column 41 of the reduction rate of the low-pass filter to be displayed is included.

MSRの磁気シールド率の周波数特性表示欄38には、MSRの周波数毎の磁気シールド率42が表示される。MSRの磁気シールド率の周波数特性表示欄38に表示される周波数毎の磁気シールド率は周波数毎の磁気シールド率設定欄43を用いて設定可能とする。 In the frequency characteristic display column 38 of the magnetic shield rate of the MSR, the magnetic shield rate 42 for each frequency of the MSR is displayed. The magnetic shield rate for each frequency displayed in the frequency characteristic display column 38 of the magnetic shield rate of the MSR can be set by using the magnetic shield rate setting column 43 for each frequency.

また、MSRの磁気シールド率の周波数特性表示欄38には、MSRの磁界低減効果の算出にあたって位相変化情報も合わせて用いる場合には、MSRの位相変化情報も表示することができる。この場合、周波数毎の位相変化情報設定欄が表示される。 Further, when the phase change information is also used in calculating the magnetic field reduction effect of the MSR, the phase change information of the MSR can be displayed in the frequency characteristic display column 38 of the magnetic shield rate of the MSR. In this case, the phase change information setting column for each frequency is displayed.

磁気センサの低減率表示欄39には、心磁計の磁気センサのチャンネル毎の低減率が表示される。磁気シールド率の低減率表示欄39に表示される心磁計のチャンネルはチャンネル選択ボタン44を用いて、切り替え表示可能とする。 In the reduction rate display column 39 of the magnetic sensor, the reduction rate for each channel of the magnetic sensor of the magnetocardiograph is displayed. The channel of the magnetocardiogram displayed in the reduction rate display field 39 of the magnetic shield rate can be switched and displayed by using the channel selection button 44.

ハイパスフィルタの低減率の周波数特性表示欄40には、ハイパスフィルタの周波数毎の低減率45が表示される。ハイパスフィルタの低減率の周波数特性表示欄40に表示される周波数毎の低減率は、ハイパスフィルタのフィルタタイプを設定するフィルタタイプ設定欄46、ハイパスフィルタの次数を設定する次数設定欄47、ハイパスフィルタの遮断周波数を設定する遮断周波数設定欄48に基づいて計算された値が表示される。 In the frequency characteristic display column 40 of the reduction rate of the high-pass filter, the reduction rate 45 for each frequency of the high-pass filter is displayed. The reduction rate for each frequency displayed in the frequency characteristic display column 40 of the reduction rate of the high-pass filter is the filter type setting column 46 for setting the filter type of the high-pass filter, the order setting column 47 for setting the order of the high-pass filter, and the high-pass filter. The value calculated based on the cutoff frequency setting field 48 for setting the cutoff frequency of is displayed.

ローパスフィルタの低減率の周波数特性表示欄41には、ローパスフィルタの周波数毎の低減率49が表示される。ローパスフィルタの低減率の周波数特性表示欄41に表示される周波数毎の低減率は、ローパスフィルタのフィルタタイプを設定するフィルタタイプ設定欄50、ローパスフィルタの次数を設定する次数設定欄51、ローパスフィルタの遮断周波数を設定する遮断周波数設定欄52に基づいて計算された値が表示される。 In the frequency characteristic display column 41 of the reduction rate of the low-pass filter, the reduction rate 49 for each frequency of the low-pass filter is displayed. The reduction rate for each frequency displayed in the frequency characteristic display column 41 of the reduction rate of the low-pass filter is the filter type setting column 50 for setting the filter type of the low-pass filter, the order setting column 51 for setting the order of the low-pass filter, and the low-pass filter. The value calculated based on the cutoff frequency setting field 52 for setting the cutoff frequency of is displayed.

実施例2として、MSR2の外部に設置した参照用磁気センサを用い、環境磁界の発生の有無を検知し、検知結果表示装置を用いてMSR2内における環境磁界の発生の有無を通知する磁界計測装置について説明する。図1及び図3と共通する構成要素については、同じ符号を付して示し、重複する説明は省略する。図9はMSRの外部に参照用磁気センサと検知結果表示装置を設置した磁界計測装置(心磁計)の全体構成を示す概略図である。 As the second embodiment, a magnetic field measuring device for detecting the presence or absence of an environmental magnetic field using a reference magnetic sensor installed outside the MSR2 and notifying the presence or absence of an environmental magnetic field in the MSR2 using a detection result display device. Will be explained. The components common to those in FIGS. 1 and 3 are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. FIG. 9 is a schematic view showing the overall configuration of a magnetic field measuring device (magnetocardiography) in which a reference magnetic sensor and a detection result display device are installed outside the MSR.

MSR2の外部には検知結果表示装置53が配置されており、演算装置9で作成された検知信号が入力され、検知信号に基づいて検知結果表示装置53が検知結果を表示、または、非表示する。 A detection result display device 53 is arranged outside the MSR2, a detection signal created by the arithmetic unit 9 is input, and the detection result display device 53 displays or hides the detection result based on the detection signal. ..

検知結果表示装置53としては、表示灯、警報機及びブザーを用いることができる。検知結果表示装置53は操作者から確認し易い位置(部屋の壁面上部、または、MSRの外壁上部)に設置されることが望ましい。複数設置してもよい。 As the detection result display device 53, an indicator light, an alarm, and a buzzer can be used. It is desirable that the detection result display device 53 be installed at a position that is easy for the operator to check (the upper part of the wall surface of the room or the upper part of the outer wall surface of the MSR). Multiple installations may be made.

例えば、検知結果表示装置53は、検知信号23が1を出力している時間帯(図6参照)にアラームを発報し、操作者はその時間帯を避けて計測を開始する。これにより、環境磁界が発生している時間帯を避けて、心磁計計測を行うことが可能になる。 For example, the detection result display device 53 issues an alarm in a time zone (see FIG. 6) when the detection signal 23 outputs 1, and the operator avoids that time zone and starts measurement. This makes it possible to perform magnetocardiographic measurement while avoiding the time zone when the environmental magnetic field is generated.

1:心磁計、2:磁気シールドルーム(MSR)、3:磁気センサ、4:クライオスタット、5:ガントリ、6:ベッド、7:駆動回路、8:アンプフィルタユニット、9:演算装置、10:表示装置、12:磁気センサアレイ、15:参照用磁気センサ、16:駆動回路、17:アンプフィルタユニット、53:検知結果表示装置。 1: Magnetometer 2: Magnetic shield room (MSR) 3: Magnetic sensor 4: Cryostat 5: Gantry, 6: Bed, 7: Drive circuit, 8: Amplifier filter unit, 9: Computing device, 10: Display Device, 12: magnetic sensor array, 15: reference magnetic sensor, 16: drive circuit, 17: amplifier filter unit, 53: detection result display device.

Claims (7)

磁気シールドルームと、
前記磁気シールドルームの内部に配置される磁気センサと、
前記磁気シールドルームの外部に配置される参照用磁気センサと、
前記磁気センサからの磁界時系列データ及び前記参照用磁気センサからの環境磁界時系列データが入力される演算装置とを有し、
前記演算装置は、前記環境磁界時系列データから推定される前記磁気シールドルームの内部における推定環境磁界時系列データにしきい値処理を行って検知信号を作成し、
前記推定環境磁界時系列データは、前記磁界時系列データと前記推定環境磁界時系列データとの所定の評価関数を最小とするように求められ、かつ、前記推定環境磁界時系列データを求めるにあたり、前記環境磁界時系列データに対して前記磁気シールドルームの周波数毎の磁界低減効果、前記磁気センサの構造に基づく磁界低減効果及び前記磁気センサの出力に加えられるアナログフィルタの磁界低減効果が適用される磁界計測装置。
Magnetic shield room and
The magnetic sensor arranged inside the magnetic shield room and
A reference magnetic sensor located outside the magnetically shielded room,
It has an arithmetic device for inputting magnetic field time series data from the magnetic sensor and environmental magnetic field time series data from the reference magnetic sensor.
The arithmetic unit performs threshold processing on the estimated environmental magnetic field time series data inside the magnetic shield room estimated from the environmental magnetic field time series data to create a detection signal.
The estimated environmental magnetic field time-series data is obtained so as to minimize a predetermined evaluation function of the magnetic field time-series data and the estimated environmental magnetic field time-series data, and in obtaining the estimated environmental magnetic field time-series data. The magnetic field reduction effect for each frequency of the magnetic shield room, the magnetic field reduction effect based on the structure of the magnetic sensor, and the magnetic field reduction effect of the analog filter added to the output of the magnetic sensor are applied to the environmental magnetic field time series data. Magnetic field measuring device.
磁気シールドルームと、
前記磁気シールドルームの内部に配置される磁気センサと、
前記磁気シールドルームの外部に配置される参照用磁気センサと、
前記磁気センサからの磁界時系列データ及び前記参照用磁気センサからの環境磁界時系列データが入力される演算装置とを有し、
前記演算装置は、前記環境磁界時系列データから推定される前記磁気シールドルームの内部における推定環境磁界時系列データにしきい値処理を行って検知信号を作成し、
前記推定環境磁界時系列データは、前記磁界時系列データと前記推定環境磁界時系列データとの所定の評価関数を最小とするように求められ、かつ、前記推定環境磁界時系列データを求めるにあたり、前記環境磁界時系列データに対して前記磁気シールドルームの周波数毎の磁界低減効果が適用され、
前記磁気センサは1軸の磁界成分を検出する超電導磁気センサであり、
前記参照用磁気センサは、複数軸の磁界成分を検出する常温磁気センサであり、
前記所定の評価関数は、前記磁界時系列データとそれぞれ重み付けをした前記複数軸ごとの前記推定環境磁界時系列データとの差の総和として表される磁界計測装置。
Magnetic shield room and
The magnetic sensor arranged inside the magnetic shield room and
A reference magnetic sensor located outside the magnetically shielded room,
It has an arithmetic device for inputting magnetic field time series data from the magnetic sensor and environmental magnetic field time series data from the reference magnetic sensor.
The arithmetic unit performs threshold processing on the estimated environmental magnetic field time series data inside the magnetic shield room estimated from the environmental magnetic field time series data to create a detection signal.
The estimated environmental magnetic field time-series data is obtained so as to minimize a predetermined evaluation function of the magnetic field time-series data and the estimated environmental magnetic field time-series data, and in obtaining the estimated environmental magnetic field time-series data. The magnetic field reduction effect for each frequency of the magnetic shield room is applied to the environmental magnetic field time series data, and the magnetic field reduction effect is applied.
The magnetic sensor is a superconducting magnetic sensor that detects a magnetic field component of one axis.
The reference magnetic sensor is a room temperature magnetic sensor that detects magnetic field components of a plurality of axes.
The predetermined evaluation function is a magnetic field measuring device represented as the sum of the differences between the magnetic field time series data and the estimated environmental magnetic field time series data for each of the plurality of axes weighted.
磁気シールドルームと、
前記磁気シールドルームの内部に配置される磁気センサと、
前記磁気シールドルームの外部に配置される参照用磁気センサと、
前記磁気センサからの磁界時系列データ及び前記参照用磁気センサからの環境磁界時系列データが入力される演算装置と、
検知結果表示装置を有し、
前記演算装置は、前記環境磁界時系列データから推定される前記磁気シールドルームの内部における推定環境磁界時系列データにしきい値処理を行って検知信号を作成し、
前記推定環境磁界時系列データは、前記磁界時系列データと前記推定環境磁界時系列データとの所定の評価関数を最小とするように求められ、かつ、前記推定環境磁界時系列データを求めるにあたり、前記環境磁界時系列データに対して前記磁気シールドルームの周波数毎の磁界低減効果が適用され、
前記検知結果表示装置は、前記検知信号に基づき、前記磁気シールドルームの内部における環境磁界の発生を通知する磁界計測装置。
Magnetic shield room and
The magnetic sensor arranged inside the magnetic shield room and
A reference magnetic sensor located outside the magnetically shielded room,
An arithmetic unit for inputting magnetic field time series data from the magnetic sensor and environmental magnetic field time series data from the reference magnetic sensor, and
It has a detection result display device and
The arithmetic unit performs threshold processing on the estimated environmental magnetic field time series data inside the magnetic shield room estimated from the environmental magnetic field time series data to create a detection signal.
The estimated environmental magnetic field time-series data is obtained so as to minimize a predetermined evaluation function of the magnetic field time-series data and the estimated environmental magnetic field time-series data, and in obtaining the estimated environmental magnetic field time-series data. The magnetic field reduction effect for each frequency of the magnetic shield room is applied to the environmental magnetic field time series data, and the magnetic field reduction effect is applied.
The detection result display device is a magnetic field measuring device that notifies the generation of an environmental magnetic field inside the magnetically shielded room based on the detection signal.
請求項において、
前記検知結果表示装置は、表示灯、警報機及びブザーの少なくともいずれか一つである磁界計測装置。
In claim 3 ,
The detection result display device is a magnetic field measuring device that is at least one of an indicator lamp, an alarm, and a buzzer.
磁気シールドルームと、
前記磁気シールドルームの内部に配置される磁気センサと、
前記磁気シールドルームの外部に配置される参照用磁気センサと、
前記磁気センサからの磁界時系列データ及び前記参照用磁気センサからの環境磁界時系列データが入力される演算装置と、
表示装置を有し、
前記演算装置は、前記環境磁界時系列データから推定される前記磁気シールドルームの内部における推定環境磁界時系列データにしきい値処理を行って検知信号を作成し、
前記推定環境磁界時系列データは、前記磁界時系列データと前記推定環境磁界時系列データとの所定の評価関数を最小とするように求められ、かつ、前記推定環境磁界時系列データを求めるにあたり、前記環境磁界時系列データに対して前記磁気シールドルームの周波数毎の磁界低減効果が適用され、
前記表示装置は、前記磁界時系列データ、前記推定環境磁界時系列データ及び前記検知信号を表示する磁界計測装置。
Magnetic shield room and
The magnetic sensor arranged inside the magnetic shield room and
A reference magnetic sensor located outside the magnetically shielded room,
An arithmetic unit for inputting magnetic field time series data from the magnetic sensor and environmental magnetic field time series data from the reference magnetic sensor, and
Has a display device and
The arithmetic unit performs threshold processing on the estimated environmental magnetic field time series data inside the magnetic shield room estimated from the environmental magnetic field time series data to create a detection signal.
The estimated environmental magnetic field time-series data is obtained so as to minimize a predetermined evaluation function of the magnetic field time-series data and the estimated environmental magnetic field time-series data, and in obtaining the estimated environmental magnetic field time-series data. The magnetic field reduction effect for each frequency of the magnetic shield room is applied to the environmental magnetic field time series data, and the magnetic field reduction effect is applied.
The display device is a magnetic field measuring device that displays the magnetic field time series data, the estimated environmental magnetic field time series data, and the detection signal.
請求項において、
前記表示装置は、前記磁界時系列データ上に前記検知信号の変化を識別可能に表示する磁界計測装置。
In claim 5 ,
The display device is a magnetic field measuring device that can discriminately display changes in the detection signal on the magnetic field time series data.
請求項において、
前記表示装置は、前記演算装置が前記推定環境磁界時系列データを求めるための設定画面を有し、
前記設定画面において、前記磁気シールドルームの磁気シールド率の周波数特性を表示する磁界計測装置。
In claim 5 ,
The display device has a setting screen for the arithmetic unit to obtain the estimated environmental magnetic field time series data.
A magnetic field measuring device that displays the frequency characteristics of the magnetic shield rate of the magnetic shield room on the setting screen.
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