JPH04236380A - Squid装置 - Google Patents

Squid装置

Info

Publication number
JPH04236380A
JPH04236380A JP3004437A JP443791A JPH04236380A JP H04236380 A JPH04236380 A JP H04236380A JP 3004437 A JP3004437 A JP 3004437A JP 443791 A JP443791 A JP 443791A JP H04236380 A JPH04236380 A JP H04236380A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
signal
josephson
stage
josephson junction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3004437A
Other languages
English (en)
Inventor
Katashi Adachi
確 足立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP3004437A priority Critical patent/JPH04236380A/ja
Publication of JPH04236380A publication Critical patent/JPH04236380A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

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】
【0001】[発明の目的]
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電気信号、音、
光等によって被検体に刺激を与えることにより神経活動
で生じる微弱磁界である生体磁気を計測し、この計測結
果を用いてイメージングすることを可能にするSQUI
D装置に関し、特に信号収集部の改良に関する。
【0003】
【従来の技術】SQUID装置として、例えば図6に示
すように架台部1、SQUID信号増幅アンプ2、生体
信号アンプ3、帯域通過型アンプ4、加算平均信号処理
装置5、ハードディスク6、データレコーダ7、刺激制
御装置8、刺激発生装置9を備えており、また架台部1
には図7に示すように検出コイル10、2次コイル11
、ジョセフソン接合部12、アンプ13からなる検出器
1aを備えたシステム構成のものである。
【0004】このシステム構成の場合には、検出コイル
10で捕えた生体磁気が2次コイル11で増幅される。 この増幅された生体磁気の強さに比例してジョセフソン
接合部12にスイッチングが生じ、このスイッチングに
よる磁場信号がアンプ13を経てから例えば電気/光変
換後に、光伝送路14を経てSQUIDアンプ2へ加わ
る。SQUID信号増幅アンプ2では、受けた磁場信号
の中から計測に必要な信号成分を取り出すことになる。 この信号成分が生体信号として生体信号アンプ3により
増幅され、帯域通過型フィルタ4による直流成分の除去
処理を経て加算平均信号処理装置5へと加わる。この加
算平均信号処理装置5により加算平均することで雑音成
分除去の処理がなされ、ハードディスク6に生体信号(
一部解析処理されたデータを含む)が順次記録される。 そのため、ハードディスク6には、生体信号が示すパル
スの数が記憶されることとなり、そのパルスの数をカウ
ントすることによって、被検体Pの特定部位での生体磁
気の強さを計測できる。
【0005】また、イメージングを行う場合には、図6
の検出器を被検体Pの例えば頭部においてある方向に複
数並べてある特定の事象をその全ての検出器で検知して
上記したように計測し、更にあらかじめ用意したCT像
やMR像の如くの3次元空間の中に、3次元の磁界、即
ち等価電流双極子の数、位置、強度、方向、経時的変化
などを埋め込む手法を採ることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種のSQUID装置の場合においては、S/Nを改
善するために採用した方法は、 (1) 検出コイルをモノコイルから1次微分型コイル
にしたり、更に2次(多次)微分型コイルにしたりする
如くの検出コイルの改善。
【0007】(2) シールドルームにより架台部全体
を覆う。
【0008】(3) 検出コイルのコイル径の変更や、
検出コイルの被検体に退位する配設位置変更(測定対象
にあわせ専用とする)。
【0009】(4) 検出器全体をシールドするデュア
シールドの採用。
【0010】(5) 加算平均などの信号処理を行う。
【0011】(6) フィルタ処理を情況に応じて帯域
通過型フィルタ、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ
に切り替える。
【0012】等の方法である。
【0013】これらの従来のS/N改善の方法は、いず
れも一応S/Nの改善に寄与できるものの、そのS/N
の改善だけでは特に医用診断用としてイメージングを行
うに必要な検出精度乃至強度を得ることができないとい
う不具合とともに、多数回の刺激を被検体に与えること
でカバーするが、この刺激時間が長くなり、被検体を疲
れさせ、良いデータも得られなくなるという不具合もあ
った。
【0014】本発明は、係る課題に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、医用診断用としてイメ
ージングを可能にし得る程度以上にS/Nを大幅に改善
することにある。
【0015】[発明の構成]
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、微弱磁界を検知する検出コイルに対し直
列に接合された多段分割の2次コイルと、この2次コイ
ルの各段毎に対応させて複数配置されたジョセフソン接
合部と、を備え、前記ジョセフソン接合部の各段毎に異
なるロックイン周波数を与えることを特徴とするもので
ある。
【0017】
【作用】本発明によるSQUID装置の構成であれば、
ジョセフソン接合部の各段毎に、異なる周波数でロック
インして磁場信号を検出することになるから、従来の1
段のみのジョセフソン接合部を用いて複数の周波数の磁
場信号を同時に検出する場合よりも、磁場信号の強度が
大幅に向上し、これにともないS/Nが大幅に改善され
る。
【0018】
【実施例】図1は、本発明が適用された第1実施例のS
QUID装置の要部をなす検出器の構成を示す回路図で
ある。
【0019】この第1実施例のSQUID装置は、図5
の架台部1に設ける検出器として、微弱磁界を検知する
検出コイル10に対し直列に接合された多段分割の2次
コイル11A,11B,11C,11Dと、この2次コ
イルの各段毎に対応させて複数配置されたジョセフソン
接合部12A,12B,12C,12Dとを備えている
。そして、ジョセフソン接合部12A,12B,12C
,12Dのそれぞれは、上記2次コイルの各段毎にジョ
セフソン素子15とタンク回路16及びロックインアン
プ17を多段にして並列及び直列に接合している。更に
、ジョセフソン接合部12A,12B,12C,12D
のそれぞれにおいて多段に設けたタンク回路16のそれ
ぞれ毎にロックイン周波数を与えるため、ジョセフソン
素子15とタンク回路16の1次側とがなす回路毎に第
2のタンク回路18a,18b,18c,18dを設け
ている。
【0020】また、ロックインアンプ17は、図2の機
能ブロック図に示すように、同調増幅器17A、移相弁
別検波器17B、帯域フィルタ17C、移相回路17D
を組み合せた機能構成のものである。この機能構成の場
合、参照信号er =Er cos (ωt +φ)が
加わる移相回路17Dによりコントロールされる位相弁
別検波器17Bは、測定信号es =Es (t)co
s ωt が同調増幅器17Aを経て加わる毎に、検出
信号を帯域通過型フィルタ17Cに送出する。これによ
り帯域フィルタ17CからはeO =KEs (t)E
r cosφの出力が生じる。
【0021】この第1実施例のシステム構成にあっては
、検出コイル10で捕えた生体磁気が2次コイル11A
,11B,11C,11Dの直列回路で増幅される。 この増幅された生体磁気が各段毎に分割されてジョセフ
ソン接合部12A,12B,12C,12Dのそれぞれ
に加わるため、ジョセフソン接合部の各段毎に各々の機
能診断に必要な異なる周波数でロックインして磁場信号
を検出することになり、これにより必要な磁場信号の強
度が向上し、S/Nが改善される。好ましくは0.1〜
20Hz、10〜20Hz、15〜150Hz、100
〜200Hzに分割する。この際、ジョセフソン接合部
の各段毎にジョセフソン素子15及びこの周辺回路(タ
ンク回路16、ロックインアンプ17など)が並列及び
直列に接合されているため、信号の重ね合せにより雑音
が相殺される。従って、その各磁場信号が共通の多段信
号アンプ19により2次コイル11A,11B,11C
,11Dごとに加算されるので架台部1の検出部から出
力される際、S/Nが大幅に改善されたものとなる。 但し、2次コイル11A,11B,11C,11Dの出
力を加算してもよい。
【0022】また、架台部1における検出部1aは、集
積化した方が架台部1に実装する観点で好都合であり、
そこで本発明の第2実施例では、図1に示した2次コイ
ル11A,11B,11C,11Dをジョセフソン接合
部12A,12B,12C,12Dの中にそれぞれ組み
込み、図3に示すようにジョセフソン接合部12A,1
2B,12C,12Dを配置構成して多層基板とした。 なお、図3の第2実施例の配置構成の場合も、図1の第
1実施例の配置構成の場合と同様に機能する。次に、前
述した本発明の第1及び第2の各実施例で採用したイメ
ージング系のシステム構成を図4に示し、同図に基づい
てイメージング動作を説明する。
【0023】被検体Pに対し、刺激発生装置9から光、
音、電流などの刺激が与えられると、被検体Pには神経
活動で生体磁気が発生する。この時、He(l)循環が
なされている検出器1aにて多チャンネルSQUIDに
より磁場信号が検出され、光伝送路14を経てSQUI
D信号増幅アンプ2へ加わる。SQUID信号増幅アン
プ2では、受けた磁場信号の中から計測に必要な信号成
分を採り出し、この信号成分を生体信号として光通信に
より信号弁別回路20へ送出する。そのため、信号弁別
回路20にてチャンネル毎に弁別された生体信号が生体
信号アンプ3にて増幅後に多チャネル帯域制限フィルタ
21に加わる。この多チャンネル帯域制限フィルタ21
におけるフィルタ処理で得られたデータは、波形処理装
置22にて解析されてこの解析がなされていないデータ
とともに解析データ格納装置23に格納される。ここで
、パルスカウンタとして機能する刺激制御装置8は、刺
激発生装置9での刺激発生タイミングをコントロールす
る一方、その刺激発生タイミングに同期してデータレコ
ーダ7をパルスコントロールしており、生体信号アンプ
3からの各潜時波形データがデータレコーダ7に順次記
録できる制御を行っている。また、多チャンネル帯域参
照信号発生器制御器24は、SQUID信号増幅アンプ
2の参照信号入力を生成しており、その参照信号に同期
して信号弁別回路20、波形処理解析装置22の動作を
コントロールしている。
【0024】一方、CT、MRI、DF、NM、CLな
どの画像診断及び機能診断装置25にて得られた画像デ
ータが経時列変化追跡装置26、3次元画像磁場源表示
装置27、臨床評価機能診断装置28のそれぞれに出力
される。この際、デーレコーダ7に記録された各潜時波
形のデータが逆問題磁場源推定解析装置29に出力され
る。この逆問題磁場源推定解析装置29では、CT像や
MR像の如くの3次元空間の中に、3次元の磁界を埋め
込む手法を取る場合に、特に問題となる3次元空間の中
の等価電流双極子の位置などの推定解析する処理を行う
。例えばその等価電流双極子の位置を計測するため、多
数の同一時間での計測データから最小2乗法もしくは焼
きなまし法という方法を用いる。これは、図4のように
被検体Pの頭部がイメージングの対象である場合、頭部
全体をあらゆる方向からピックアップして得られた各潜
時波形のデータを基に、ある1極の等価電流双極子が頭
部のどの位置に存在するかを最小2乗法などで解く逆方
向問題処理を経て、頭部中の等価電流双極子の極座標を
3次元空間に埋め込むことがイメージング上必要となる
からである。この際、等価電流双極子の数、強度、方向
なども計測処理も同時に行う。
【0025】従って、逆問題磁場源推定解析装置29の
出力に応じて経時列変化追跡装置26にて磁界の変化を
追跡でき、この磁界の変化を3次元画像磁場源表示装置
27上でCT像などの3次元画像上に重ね合せて表示で
きる。また3次元画像磁場源表示装置27は、臨床評価
機能診断装置28から適宜必要な臨床データを受けこれ
に対応した臨床画像を合せて表示できる。その結果、例
えば脳の腫瘍、てんかん、難聴などの有無に対応した部
位表示(図5参照)を見て精度良くその診断を行えるこ
とになる。
【0026】前述の如く本発明の各実施例によれば、ジ
ョセフソン接合部12A,12B,12C,12Dの各
段毎に異なる周波数でロックインして磁場信号を検出す
るから、磁場信号の信号強度が増し、更にそのジョセフ
ソン接合部の各段毎に信号の重ね合せにより雑音が相殺
されるため、S/Nが大幅に改善される。また、磁場信
号の信号強度が増すと、信号歪が小さくなることも相俟
ってイメージングに際しての調整が容易となり、また検
出器1a以外の周辺機器を簡素化できるという利点も得
られる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ジ
ョセフソン接合部の各段毎に異なる周波数でロックイン
して磁場信号を検出することになるから、磁場信号の信
号強度が増し、S/Nが大幅に改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用された第1実施例のSQUID装
置の要部をなす検出器の構成を示す回路図である。
【図2】ロックアップの機能ブロック図である。
【図3】本発明が適用された第2実施例のSQUID装
置の要部をなす検出器の構成を示す回路図である。
【図4】本発明の各実施例で採用したイメージング系の
概略を示すブロック図である。
【図5】3次元画像に3次元の磁界を重ね合せ表示した
状態を示す図である。
【図6】従来のSQUID装置の信号処理部の概略を示
す構成図である。
【図7】従来のSQUID装置で使用していた検出器の
構成を示す回路図である。
【符号の説明】
1  架台部 1a  検出器 2  SQUID信号増幅アンプ 3  生体信号アンプ 4  帯域通過型アンプ 5  加算平均信号処理装置 6  ハードディスク 7  データレコーダ 8  刺激制御装置 9  刺激発生装置 10  検出コイル 11A,11B,11C,11D  2次コイル12A
,12B,12C,12D  ジョセフソン接合部14
  光伝送路 15  ジョセフソン素子 16  タンク回路 17  ロックインアンプ 18  タンク回路 19  多段信号アンプ 20  信号弁別回路 21  多チャンネル帯域制限フィルタ22  波形処
理解析装置 23  解析データ格納装置 24  多チャンネル帯域参照信号発生器制御器25 
 画像診断及び機能診断装置 26  時系列変化追跡装置 27三次元画像磁場源表示装置 28  臨床評価機能診断装置 29  逆問題磁場源推定解析装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  微弱磁界を検知する検出コイルに対し
    直列に接合された多段分割の2次コイルと、この2次コ
    イルの各段毎に対応させて複数配置されたジョセフソン
    接合部と、を備え、前記ジョセフソン接合部の各段毎に
    異なるロックイン周波数を与えることを特徴とするSQ
    UID装置。
  2. 【請求項2】  前記ジョセフソン接合部は、各段毎に
    ジョセフソン素子及び周辺回路を多段として並列及び直
    列に接合していることを特徴とする請求項1記載のSQ
    UID装置。
  3. 【請求項3】  前記2次コイルが前記ジョセフソン接
    合部の中に配置されていることを特徴とする請求項1記
    載のSQUID装置。
JP3004437A 1991-01-18 1991-01-18 Squid装置 Pending JPH04236380A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3004437A JPH04236380A (ja) 1991-01-18 1991-01-18 Squid装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3004437A JPH04236380A (ja) 1991-01-18 1991-01-18 Squid装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04236380A true JPH04236380A (ja) 1992-08-25

Family

ID=11584206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3004437A Pending JPH04236380A (ja) 1991-01-18 1991-01-18 Squid装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04236380A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4974602A (en) Arrangement for analyzing local bioelectric currents in biological tissue complexes
US9560986B2 (en) Magnetometer for medical use
Niazy et al. Removal of FMRI environment artifacts from EEG data using optimal basis sets
US7469159B2 (en) Method for measuring neurovascular uncoupling in fMRI
JP4104674B2 (ja) Ecgによってトリガされるmr撮像方法及び装置
US20020158631A1 (en) Biomagnetic field measuring apparatus
JP6082924B2 (ja) Mriスキャン中に患者の生理学的情報を取得するためのシステム及び方法
Xiang et al. Frequency and spatial characteristics of high‐frequency neuromagnetic signals in childhood epilepsy
GB2567294A (en) Noise removal in magnetometer for medical use
EP0935441A1 (en) Method and apparatus for mapping cortical connections
JPH105191A (ja) 三次元ディジタル減算磁気共鳴血管撮影法
US20190365266A1 (en) Signal processing in magnetometer for medical use
CN110736948A (zh) 用于生成用于mr成像触发的ecg参考数据的系统和方法
US5603321A (en) Artifact removal from physiological signals
JP2019010483A (ja) 磁界計測装置および計測磁界表示方法
JP2004065605A (ja) 生体磁場計測装置
Schmidt et al. Filtering of ECG signals distorted by magnetic field gradients during MRI using non-linear filters and higher-order statistics
Allescher et al. Biomagnetic 3-dimensional spatial and temporal characterization of electrical activity of human stomach
JPH04236380A (ja) Squid装置
JP3293720B2 (ja) 磁気共鳴イメージングを利用した脳機能計測装置
Cruttenden et al. Toward completely sampled extracellular neural recording during fMRI
Brazdeikis et al. Non-invasive assessment of the heart function in unshielded clinical environment by SQUID gradiometry
JP7002416B2 (ja) 磁界計測装置
Tsuyuguchi et al. Coherence analysis of language function using the spatial filter technique of the magnetoencephalography
Quencer Magnetic source imaging: a future in CNS evaluation?