JPH05297087A - 生体磁気計測装置 - Google Patents

生体磁気計測装置

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Publication number
JPH05297087A
JPH05297087A JP4096372A JP9637292A JPH05297087A JP H05297087 A JPH05297087 A JP H05297087A JP 4096372 A JP4096372 A JP 4096372A JP 9637292 A JP9637292 A JP 9637292A JP H05297087 A JPH05297087 A JP H05297087A
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JP
Japan
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coil
magnetic noise
pickup
reference coil
measuring device
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Withdrawn
Application number
JP4096372A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiyasu Nakajima
善康 中島
Takao Goto
隆男 後藤
Takehiko Hayashi
武彦 林
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】生体磁気計測装置において、ピックアップコイ
ルが検出する生体磁気信号に混入する磁気雑音を除去す
る方法に関し、システムの規模をさほど大きくする事無
く、ピックアップコイル群が設置された測定面で、環境
雑音が不均一であるということを考慮した環境雑音除去
方式を提供することを目的とする。 【構成】ピックアップコイル4〜10よりも少ない数の
リファレンスコイル1〜3を設けると共に、リファレン
スコイル1〜3の各出力を元にして、各位置における磁
気雑音を補間し、ピックアップコイル4〜10の設置領
域全般に亘る磁気雑音を計算する手段を具備することに
より構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マルチチャンネル生体
磁気計測装置において、ピックアップコイルが検出する
生体磁気信号に混入し、磁気計測装置の感度を悪化させ
る環境の磁気雑音を除去する方法に関し、環境の磁気雑
音を測定するリファレンスコイルを用いて、ピックアッ
プコイルの測定値からリファレンスコイルの測定値を差
し引く構成をとる手法に係る。
【0002】近年、生体等から発生する微小磁界の測定
に、SQUIDを利用した高感度な磁束計が用いられて
いる。SQUID磁束計は、特に脳や心臓から発生する
微小な生体磁界を計測することができる。生体磁界の分
布が分かれば磁界を発生させている電流源の推定が可能
となるので、SQUID磁束計は、脳機能や心機能の診
断や解明を行なう医療機器として注目されている。
【0003】また、効率の良い生体磁気の測定や精度の
高い電流源推定を行なうために、生体磁気計測装置にマ
ルチチャンネル化の要求が高まっている。マルチチャン
ネルの生体磁気計測装置によれば、生体内の広い領域に
亘る磁界の分布を容易に計測することができる。
【0004】一方、生体磁気は非常に微弱なため、環境
の磁気雑音に埋もれている。そこで、環境の磁気雑音を
測定するリファレンスコイルを用意し、ピックアップコ
イルの測定値からリファレンスコイルの測定値を差し引
くという雑音除去の手法が提案されている。
【0005】
【従来の技術】SQUIDセンサを用いた従来の生体磁
気計測装置は、ピックアップコイルとして、環境の雑音
を相殺するよう巻き方が工夫された微分型のコイルを用
いている。図9に微分型コイルの一例を示す。この微分
型コイル50は、一次の微分型コイルであり、二つのル
ープを有している。そして、二つのループに流れる電流
は、互いに逆向きになるように構成されている。
【0006】また、他の生体磁気計測装置では、環境の
雑音を測定するリファレンスコイルを用意し、ピックア
ップコイルの出力からリファレンスコイルの出力を差し
引くことにより環境の雑音を取り除いている。図10及
び図11にその例を示す。図10(a)に示す七つのピ
ックアップコイル52は、生体磁気を計測し、その計測
値を、図10(b)に示すインタフェース53へ送る。
【0007】また、図10(a)に示すリファレンスコ
イル51の方は、環境の磁気雑音を計測し、その計測値
を、図10(b)に示すインタフェース53へ送る。環
境雑音除去演算器54は、インタフェース53の出力信
号を処理し、ピックアップコイル52の計測値Bk から
リファレンスコイル51の計測値Refを差し引く。この
ようして、生体磁気信号に混入するコイル面に垂直な方
向の磁気雑音を取り除いている。
【0008】図11(a)に示すピックアップコイル5
6には、微分型コイルが用いられている。また、そのリ
ファレンスコイル55は、三次元方向にコイルを有して
いるので、三次元方向の磁気雑音を計測することが可能
となっている。図11(b)に示すインタフェース57
は、A/D変換を行ない、環境雑音除去演算器58は、
予め決められた演算を行ない、磁気雑音を取り除く。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述した微分型のコイ
ルをピックアップコイルとして用いる従来の方法では、
微分型コイルの作製に高い精度が要求されている。この
精度が悪いと誤差が大きくなり、完全に環境の雑音を取
り除くことができないという問題点があった。
【0010】また、マルチチャンネル化が進んだ磁束計
においては、チャンネル数が増加すればするほどピック
アップコイルの測定面が広くなる。そのため、測定面の
各位置における環境の磁気雑音は均一ではなくなる。従
って、リファレンスコイルをもちいて環境の磁気雑音を
除去する場合リファレンスコイルから離れたピックアッ
プコイルが拾う環境雑音は、位置による誤差が大きいた
め、差し引き演算をしても取り除くことができないとい
う問題点があった。
【0011】この場合、各チャンネル毎にリファレンス
コイルを設けるという解決方法も考えられる。しかし、
この方法では、リファレンスコイルの設置台数が増える
ので、生体信号を拾うチャンネル数に比較して、磁気測
定のシステム規模が著しく膨れ上がるという問題点があ
った。
【0012】本発明は、このような従来の問題点に鑑
み、リファレンスコイルを用いたマルチチャンネル生体
磁気計測装置において、システムの規模をさほど大きく
する事無く、ピックアップコイル群が設置された測定面
で、環境雑音が不均一であるということを考慮した環境
雑音除去方式を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
目的は、前記特許請求の範囲に記載した手段にて達成さ
れる。
【0014】すなわち、請求項1の発明は、生体が発す
る磁気を検出するピックアップコイルと、環境の磁気雑
音を測定するためのリファレンスコイルとを有し、ピッ
クアップコイルが拾う環境の磁気雑音を、リファレンス
コイルの出力に基づいて取り除くように構成するマルチ
チャンネル生体磁気計測装置において、ピックアップコ
イルよりも少ない数のリファレンスコイルを設けると共
に、リファレンスコイルの各出力を元にして、リファレ
ンスコイルの設置位置以外の位置における磁気雑音を補
間し、ピックアップコイルの設置領域全般に亘る磁気雑
音を計算する手段を具備する生体磁気計測装置である。
【0015】また、請求項2の発明は、リファレンスコ
イルの各出力を元にして、リファレンスコイルの設置位
置以外の位置における磁気雑音を補間し、ピックアップ
コイルの設置領域全般に亘る磁気雑音を計算する前記手
段が出力する補間データに、予め求めた補正係数を乗じ
たものを、ピックアップコイルが検出する磁気データか
ら差し引く手段を具備する生体磁気計測装置である。
【0016】また、請求項3の発明は、リファレンスコ
イルの各出力を元にして、リファレンスコイルの設置位
置以外の位置における磁気雑音を補間し、ピックアップ
コイルの設置領域全般に亘る磁気雑音を計算する前記手
段において、線形補間を行なう機構を設ける生体磁気計
測装置である。
【0017】また、請求項4の発明は、リファレンスコ
イルの各出力を元にして、リファレンスコイルの設置位
置以外の位置における磁気雑音を補間し、ピックアップ
コイルの設置領域全般に亘る磁気雑音を計算する前記手
段において、多項式による補間を行なう機構を設ける生
体磁気計測装置である。
【0018】また、請求項5の発明は、リファレンスコ
イルの各出力を元にして、リファレンスコイルの設置位
置以外の位置における磁気雑音を補間し、ピックアップ
コイルの設置領域全般に亘る磁気雑音を計算する前記手
段において、スプライン補間を行なう機構を設ける生体
磁気計測装置である。
【0019】また、請求項6の発明は、リファレンスコ
イルとして、零次の微分型コイルを用いる生体磁気計測
装置であり、請求項7の発明は、リファレンスコイルと
して、一次又は複数次の微分型コイルを用いる生体磁気
計測装置である。
【0020】
【作用】図1及び図2は本発明の原理を説明する図であ
る。図1では、等間隔に設置された七チャンネルのピッ
クアップコイル4〜10と、三チャンネルのリファレン
スコイル1〜3とが示されている。これらのコイル1〜
10は、共にマグネトメータであり、説明を簡単にする
ために同一平面に配置してある。
【0021】ピックアップコイル4の設置位置における
磁気雑音は、リファレンスコイル1が測定しており、そ
の値は”C1 ”とする。また、ピックアップコイル7の
位置における磁気雑音は、リファレンスコイル2が測定
しており、その値は”C4 ”とする。また、ピックアッ
プコイル10の位置における磁気雑音は、リファレンス
コイル3が測定しており、その値は”C7 ”とする。
【0022】リファレンスコイル1〜3が測定したこれ
らの値C1 ,C4 ,C7 から、補間関数を求める。図1
の場合には、補間関数は一次関数として表わされてい
る。この補間関数によれば、リファレンスコイルによっ
て磁気雑音を直接測定されなかったピックアップコイル
5,6,8,9についても、それぞれの位置における磁
気雑音を求めることができる。
【0023】図2に示す補間処理部13は、リファレン
スコイル1〜3の出力から補間関数を求め、その補間値
を環境雑音除去演算器12に出力するものである。環境
雑音除去演算器12は、ピックアップコイル4〜10の
各出力値B1〜B7から対応する補間値C1〜C7を差し引
くように動作する装置である。インタフェース11は、
リファレンスコイル1〜3及びピックアップコイル4〜
10での磁界強度に対応した電圧を、論理的な信号に変
換するものである。
【0024】このように、補間という手段を用いること
によりピックアップコイルの測定領域全域に亘る環境の
磁気雑音を知ることができる。
【0025】
【実施例】図3及び図4は、本発明の一実施例を示す図
である。図3には、一般的なマルチチャンネル生体磁気
計測装置におけるピックアップコイルの構成が示されて
いる。図3に示すように、多数のピックアップコイル2
1が広い測定面上に置かれている場合に、これと同数の
リファレンスコイルを設けると、計測装置が大きくなる
ばかりでなく、コイルの設置作業も難しいものとなる。
【0026】そのため、図3の例では、リファレンスコ
イル20を測定面の四隅と中央部にのみ置いてある。リ
ファレンスコイル20が置かれていない他の領域につい
ては、補間によって磁気雑音を計算する。図4の補間処
理部24は、図3に示す五つのリファレンスコイル20
の出力R1〜R5に基づいて補間関数を求め、補間データ
1〜Cnを作成している。
【0027】図4の環境雑音除去演算器23は、ピック
アップコイル21の各出力値B1 〜Bn から対応する補
間値C1〜Cnを差し引くものである。インタフェース2
2では、A/D変換が行なわれている。なお、図3に
は、複数のリファレンスコイル及びピックアップコイル
が示されているが、余白の都合でそれぞれのコイルにつ
いて一つだけ符号を付してある。
【0028】図5及び図6は、本発明の他の実施例を示
す図である。図5に示すリファレンスコイル30は、三
次元方向の磁気雑音Rx ,Ry ,Rz を測定することが
できるもので、ピックアップコイルが平面ではなく、球
面上に配列された場合でも、各ピックアップコイル面に
垂直な方向の環境磁気雑音を得ることが出来る。
【0029】図6に示す補間処理部34は、インタフェ
ース32を通して、五つのリファレンスコイル30から
の出力Rx1〜Rx5,Ry1〜Ry5,Rz1〜Rz5を受け取っ
ている。そして、この出力Rx1〜Rx5,Ry1〜Ry5,R
z1〜Rz5に基づいて、補間データCx1〜Cxn,Cy1〜C
yn,Cz1〜Cznを作成し、出力している。
【0030】環境雑音除去演算器33では、例えば、補
間処理部34の出力Cx1,Cy1,C z1を合成し、ピック
アップコイル31の出力B1 に対応する補間値C1 を求
める。そして、磁気雑音を除去する演算”B1−C1”を
行なう。ピックアップコイル31の出力B2 についても
同様に、補間処理部34の出力Cx2,Cy2,Cz2からそ
の補間値C2 が合成され、環境雑音除去演算”B2
2”が行なわれる。
【0031】図7及び図8は、本発明のその他の実施例
を示す図である。図7に示すピックアップコイル41
は、二次微分型のコイルである。微分型のコイルは上述
したように、これ自体で磁気雑音を取り除く作用がある
が、作製誤差を含んでいるので、不完全な雑音除去しか
できない。そこで、リファレンスコイル40を用いた雑
音除去を行なう。
【0032】図8の補間処理部43は、インタフェース
42を通して、リファレンスコイル40の出力Rx1〜R
xm,Ry1〜Rym,Rz1〜Rzmを得ている。そして、Rx1
〜R xm,Ry1〜Rym,Rz1〜Rzmの値に基づいて補間関
数を求め、補間データCx1〜Cxn,Cy1〜Cyn,Cz1
znを生成する。
【0033】環境雑音除去演算器44は、ピックアップ
コイル41の各出力B1〜Bnに対応し、予め計算された
補正係数を有している。そして、この補正係数を、補間
処理部43から受け取る補間値に乗じることによって、
環境雑音を求めている。例えば、出力B1 に固有の補正
係数はp1 ,q1 ,r1 であり、出力B1 から差し引く
環境雑音は、”p1x1+q1y1+r1z1”である。
【0034】なお、ピックアップコイルが微分型コイル
である場合のリファレンスコイルに、一次以上の微分型
コイルを用いれば、ピックアップコイルとして高次の微
分型コイルを設けたことと等価になる。従って、リファ
レンスコイルとして微分型コイルを用い、環境の磁気雑
音を測定するようにすれば、より精度の高い生体磁気の
データを得ることができる。
【0035】また、補間については、線形補間の例を示
したが、その他の補間処理の例としては、多項式による
補間やスプライン補間などが考えられる。スプライン補
間によるものは、ピックアップコイルの測定領域を分割
した場合における各分割領域ごとに、多項式による補間
関数を求めて、補間処理を実行していく方法である。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一つのリファレンスコイルを用いる場合に比べて、雑音
除去の精度が顕著に高くなる。また、リファレンスコイ
ルのチャンネル数をピックアップコイルのチャンネル数
に等しくする必要がないので、マルチチャンネル化が進
んでも、磁気計測装置の大きさをある程度の大きさに抑
えることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を説明する第一の図である。
【図2】本発明の原理を説明する第二の図である。
【図3】本発明の一実施例を示す図である。
【図4】図3に示すコイルの出力を処理する装置の一例
を示す図である。
【図5】本発明の他の実施例を示す図である。
【図6】図5に示すコイルの出力を処理する装置の一例
を示す図である。
【図7】本発明その他の実施例を示す図である。
【図8】図7に示すコイルの出力を処理する装置の一例
を示す図である。
【図9】従来の技術を説明する第一の図である。
【図10】従来の技術を説明する第二の図である。
【図11】従来の技術を説明する第三の図である。
【符号の説明】
1〜3,20,30,40,51,55 リファレンス
コイル 4〜10,21,31,41,52,56 ピックアッ
プコイル 11,22,32,42,53,57 インタフェース 12,23,33,43,54,58 環境雑音除去演
算器 13,24,34,44 補間処理部 50 微分型コイル

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】生体が発する磁気を検出するピックアップ
    コイルと、環境の磁気雑音を測定するためのリファレン
    スコイルとを有し、ピックアップコイルが拾う環境の磁
    気雑音を、リファレンスコイルの出力に基づいて取り除
    くように構成するマルチチャンネル生体磁気計測装置に
    おいて、 ピックアップコイルよりも少ない数のリファレンスコイ
    ルを設けると共に、リファレンスコイルの各出力を元に
    して、リファレンスコイルの設置位置以外の位置におけ
    る磁気雑音を補間し、ピックアップコイルの設置領域全
    般に亘る磁気雑音を計算する手段を具備することを特徴
    とする生体磁気計測装置。
  2. 【請求項2】リファレンスコイルの各出力を元にして、
    リファレンスコイルの設置位置以外の位置における磁気
    雑音を補間し、ピックアップコイルの設置領域全般に亘
    る磁気雑音を計算する前記手段が出力する補間データ
    に、予め求めた補正係数を乗じたものを、ピックアップ
    コイルが検出する磁気データから差し引く手段を具備す
    る請求項1記載の生体磁気計測装置。
  3. 【請求項3】リファレンスコイルの各出力を元にして、
    リファレンスコイルの設置位置以外の位置における磁気
    雑音を補間し、ピックアップコイルの設置領域全般に亘
    る磁気雑音を計算する前記手段において、線形補間を行
    なう機構を設ける請求項1または2記載の生体磁気計測
    装置。
  4. 【請求項4】リファレンスコイルの各出力を元にして、
    リファレンスコイルの設置位置以外の位置における磁気
    雑音を補間し、ピックアップコイルの設置領域全般に亘
    る磁気雑音を計算する前記手段において、多項式による
    補間を行なう機構を設ける請求項1または2記載の生体
    磁気計測装置。
  5. 【請求項5】リファレンスコイルの各出力を元にして、
    リファレンスコイルの設置位置以外の位置における磁気
    雑音を補間し、ピックアップコイルの設置領域全般に亘
    る磁気雑音を計算する前記手段において、スプライン補
    間を行なう機構を設ける請求項1または2記載の生体磁
    気計測装置。
  6. 【請求項6】リファレンスコイルとして、零次の微分型
    コイルを用いる請求項1記載の生体磁気計測装置。
  7. 【請求項7】リファレンスコイルとして、一次又は複数
    次の微分型コイルを用いる請求項1又は2記載の生体磁
    気計測装置。
JP4096372A 1992-04-16 1992-04-16 生体磁気計測装置 Withdrawn JPH05297087A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018007821A (ja) * 2016-07-13 2018-01-18 株式会社アドバンテスト 磁場測定装置及び磁場測定方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018007821A (ja) * 2016-07-13 2018-01-18 株式会社アドバンテスト 磁場測定装置及び磁場測定方法

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