JPH01129179A

JPH01129179A - 生体内磁界断層図測定装置

Info

Publication number: JPH01129179A
Application number: JP62287847A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Nakayama; 中山　靖彦
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-11-13
Filing date: 1987-11-13
Publication date: 1989-05-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、生体内部の機能観測用、若しくは研究用等と
して、体内磁界を測定し、その断層図面を得るために用
いる生体内磁界断層図測定装置に関するものである。

従来の技術最近、生体内部の断層像を非破壊で図面化するＣＴ（コ
ンビーータトモグラフィ）が利用されている。このＯＴ
は主にＸ線や該磁気共鳴を応用したものであり、体内磁
界の測定方式による画像は得られていない。

発明が解決しようとする問題点従来、体内磁界の測定方式による画像が得られていない
理由としては、下記のような問題点が挙げられる。

（１）従来の磁界センサは半導体素子からなり、空間分
解能に劣る。

（２）上記従来の磁界センサでは、その２対以上と同時
信号検出装置を必要とし、多大の費用を要する。

（３）生体内における１０〜１０　フェムトテスラの磁
界を検出する磁界検出器としては、５ＱＵＩＤ（スキッ
ド）磁束計以外に無く、このスキッド磁束計は液体ヘリ
ウムを必要とするため、取扱いが不便である。

本発明は、以上のような従来技術の問題を解決するもの
で、空間分解能の良い断層図面を得ることができ、した
がって、生体機能の研究、病気の場所確認、治療等に貢
献することができ、また、構成を簡単にして低コスト化
を図ることができるようにした生体内磁界断層図測定装
置を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段本発明は、上記目的を達成するため、超電導体からなる
パイプの内側に磁界センサが設けられ、同一平面上で、
磁界検知方向が交差され、かつ交差位置が複数個所に変
更可能に設けられた少なくとも２つの磁界方向センサと
、両磁界方向センサからの磁界信号の中から同位相で変
動する磁界成分のみを抽出する同時信号測定装置とを備
えたものである。

作用本発明は、上記のような構成により次のような作用を有
する。

すなわち、外界から飛来する磁界のうち、パイプの側方
から飛来する磁界はパイプを構成する超電導体のマイス
ナー効果により外方へ反発し、開口部からパイプ内に入
った磁界はマイスナー効果によりパイプ内を通過し、こ
の間、磁界センサにより検知することができ、したがっ
て、磁界センサによりパイプの開口部を結ぶ空間方向を
通過する磁界だけを検知することができる。そして、各
磁界方向センサからの信号を同時信号測定装置に導き、
同位相信号成分のみを抽出し、計算機のメモリに蓄え、
生体内の断層磁界図を描くことができる。

実施例以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

まず、本発明の第１の実施例について説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例における生
体内磁界断層図測定装置を示し、第１図は斜視図、第２
図は磁界方向センサを示す斜視図、第３図は動作説明図
である。

第１図に示すように門型のフレーム１が矢印Ｘ方向のレ
ール２に沿って移動可能に支持されている。フレーム１
の一側下部と上部中央部には第１と第２の磁界方向セン
サ３と４が支持されている。。

各磁界方向センサ３．４は第２０図に示すように両端に
開口部６．６を有する超電導体から成るパイプ７内の空
間８の中心部に超電導磁界量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）
からなり、パイプＴ中を通過する磁界を検知する磁界セ
ンサ９が設置されている。

上記パイプ７を構成する超電導体および磁界センサ９を
構成する超電導体として、例えば９０にの臨界温度の材
料を用いた場合、超電導状態を得るには、常温より冷却
する必要があり、この冷却には、図示していないが、電
子冷凍素子を用いればよい。また、化学式Ｍ　Ｂａ２０
ｕ３０ｙ−δ（０くδく１）で示され、ＭがＹ、　Ｌａ
、　Ｍｄ、　Ｐｍ、　ａｍ、　Ｅｕ、Ｇｄ　ｓ　　Ｄｙ
　％Ｈｏ　ｓ　　Ｅｒ　ｓ　　Ｔｍ　、Ｙｂ　、Ｌｕ　
％Ｓ　ｃ　ｓ　　８　ｒのうち、少なくとも一種類、特
にＹであり、臨界温度が常温、若しくは常温付近である
超電導体材料を用いれば、上記冷却手段を必要としない
。

そして、第１の磁界方向センサ３はパイプ７の軸心が水
平方向になるようにフレーム１に回定状態に取付けられ
、第２の磁界方向センサ４はパイプ７の軸心が上記第１
の磁界方向センサ３のパイプ７の軸心と同一平面内で回
転し得るようにフレーム１に支持されている。したがっ
て、両磁界方向センサ３．４の磁界検知方向が交差され
、この交差位置が複数個所に変更されるようになってい
る。これら第１と第２の２つの磁界方向センサ３と４の
磁界センサ９は同時信号測定装置１０に接続されている
。

次に上記実施例の動作について説明する。

本発明においては、パイプ７を構成する超電導体のマイ
スナー効果と、磁界センサ９を構成する超電導磁界量子
干渉素子のトンネル量子効果を利用している。すなわち
、第２図に示すように外界から飛来する磁界のうち、パ
イプ７０側方から飛来する磁界１１はパイプ７を構成す
る超電導体のマイスナー効果により、パイプ７を通過す
ることができず、外方へ反発される。一方、開口部６よ
リパイプＴ内に入った磁界１２はマイスナー効果により
パイプＴ内を通過し、この間、磁界上ンサｅにより検知
される。したがって、磁界上ンサ９が検知するのは、パ
イプ７の開口部６と６を結ぶ空間方向を通過する磁界だ
けとなるので、空間分解能を向上させることができる。

この空間分解能はパイプ７の開口部６．６の径と開口部
６．６間の距離によって決定され、この比率が小さい程
、空間分解能を向上させることができる。

上記磁界方向センサａ、４を用いて２次元磁界図を構成
する原理について説明すると、第１図に示すように被検
者１３が例えば、フレーム１の内側で仰臥する。第１図
および第３図に示すように第１の磁界方向センサ３はＰ
Ｈ，Ｐｌ、Ｐ３を結ぶ直線上の磁界を検知するが、各点
Ｐ１．Ｐ２、Ｐ３の強度を区別することができない。し
かし、第２の磁界方向センサ４をＬｌの方向に向けて信
号を観測すると、Ｐｌを含むＬｌ線の信号を検知するこ
とができる。したがって、第１と第２の磁界方向センサ
３と４の信号を同時信号測定装置１ｏを用いてその同位
相成分のみ抽出することにより、第１と第２の磁界方向
センサ３と４の磁界検知方向の交点Ｐ１の強度を区別し
て抽出することができる。同様に第２の磁界方向センサ
４を鎖線で示すように回転させてＬｌ、Ｌ３方向で観測
すれば、点Ｐ２、Ｐ３の信号を区別して抽出することが
できる。このようにして、各点の信号、すなわち同時信
号検出・装置１ｏからの出力を計算機のメモリに蓄積す
るＣＴ法により被検者（生体）１３の微少磁界の２次元
の断層図を描くことができる。また、第１と第２の磁界
方向センサ３と４を第１図に示すフレーム１と共９にレ
ール２に沿って異なる面に移動させながら上記動作を繰
り返すことにより３次元の断層図を描くことができる。

次に本発明の第２の実施例について説明する。

第４図は本発明の第２の実施例を示す動作の説明図であ
る。

本実施例においては、第４図に示すように第１の磁界方
向センサ３がパイプ７の軸心と平行（第１図の矢印２方
向）に移動可能に支持され、第２の磁界方向センサ４が
パイプ７の軸心と平行（第１図の矢印ｙ方向）に移動可
能に支持され、両磁界方向センサ３．４の磁界検知方向
が複数個所で交差されるように構成されたものであり、
その他の構成は上記第１の実施例と同様である。

次に上記第２の実施例の動作について説明する。

第１の磁界方向センサ３が検知する磁界方向はＰｌ、Ｐ
ｌ、Ｐ３を結ぶ直線上であり、この１つの磁界方向セン
サ３では、信号がＰｔ、　ｐ２、Ｐ３のいずれによるも
のか区別することができない。−方、第２の磁界方向セ
ンサ４はＰＨとＰ４を結ぶ直線方向を検知することがで
きても、ＰｌとＰ４を区別することができない。そこで
、第１と第２の磁界方向センサ３と４の信号を同時信号
測定装置１０を用いてその同位相成分のみを抽出するこ
とにより、第１と第２の磁界方向センサ３と４の磁界検
知方向の交点Ｐ、からの信号を区別して抽出することが
できる。第１の磁界方向センサ３を鎖線で示すように平
行移動させ、第２の磁界方向センサ４の信号と同時に計
測すれば点Ｐ４を区別して抽出することができる。同時
に第２の磁界方向センサ４を鎖線で示すように平行移動
させ、磁界方向を検知することにより点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ
６を区別して抽出することができる。このようにしてｘ
−ｙ面内の点ｐＨ−ｐ６が測定可能となり、各点の信号
、すなわち同時信号検出装置１０からの出力を計算機の
メモリに蓄積するＣＴ法により２次元の断層図を描くこ
とができ、また第１と第２の磁界方向センサ３．４を第
１図の矢印２方向に移動させることにより３次元の断層
図を描くこともできる。

上記のように第１と第２の磁界方向センサ３と４を構成
する超電導体に例えば９０にの臨界温度の材料を用いれ
ば、液体窒素で超電導状態を得ることができるので、取
扱いが容易であるばかりでなく、経済的である。また、
上記超電導体に常温で超電導状態を得ることができる材
料を用いれば、更に一層取扱いが容易であり、経済的で
ある。

なお、磁界方向センサ３．４のパイプ７は径の異なるも
のを組み合わせて伸縮可能に構成することもでき、この
ように伸縮可能に構成すれば縮めた状態と伸ばした状態
とで磁界の検知角度範囲を変えることができる。

発明の効果以上述べたように本発明によれば、超電導体からなるパ
イプの内側に磁界センサを設けた少なくとも２つの磁界
方向センサを、磁界検知方向が交差し、この交差位置が
複数個所に変更可能となるように設け、同時信号測定装
置により両磁界方向センサの磁界信号の中から同位相で
変動する磁界成分を抽出するようにしているので、ＯＴ
法により２次元、若しくは３次元の断層図を得ることが
できる。そして、上記のような磁界方向センサを用いる
ことにより、Ｓ／Ｎが良く、空間分解能の良い断層図を
得ることができ、生体内で発生する微少磁界の空間位置
の強度を区分して観察することができ、新たな生体機能
研究、病気の場所確認、治療等に大いに貢献することが
できる。勿論、生体内にもぐり込まないで遠隔点から非
接触で断層磁界を観測することができるので、生体被検
者に何の苦痛を与えることもない。また、全体の配置機
成が簡単であり、低コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例における生
体内磁界断層図測定装置を示し、第１図は斜視図、第２
図は磁界方向センサの斜視図、第１・・・フレーム、２
・・・レール、３．４・・・磁界方向センサ、７・・・
パイプ、９・・・磁界センサ、１０・・・同時信号測定
装置、１３・・・被検者（生体）。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はか１名第　
２［ｉ！１第　３　図第′４　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）超電導体からなるパイプの内側に磁界センサが設
けられ、同一平面上で磁界検知方向が交差され、かつ交
差位置が複数個所に変更可能に設けられた少なくとも２
つの磁界方向センサと、両磁界方向センサからの磁界信
号の中から同位相で変動する磁界成分のみを抽出する同
時信号測定装置とを備えたことを特徴とする生体内磁界
断層図測定装置。
（２）各磁界方向センサが平行移動可能である特許請求
の範囲第１項記載の生体内磁界断層図測定装置。
（３）少なくとも一方の磁界方向センサが同一平面内で
回転可能である特許請求の範囲第１項記載の生体内磁界
断層図測定装置。
（４）両磁界方向センサが異なる面に共に移動される特
許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の生
体内磁界断層図測定装置。