JPH05297091A

JPH05297091A - 生体磁気計測装置

Info

Publication number: JPH05297091A
Application number: JP4103407A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Hayashi; 武彦林
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-04-23
Filing date: 1992-04-23
Publication date: 1993-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】高感度な磁界センサ、例えば超伝導干渉磁束計
（ＳＱＵＩＤ）を用いて生体内から発生する磁界を測定
して、生体内の活動領域を位置推定する生体磁気計測装
置に関し、比較的少ない数のピックアップコイルで、よ
り深い電流源の分布を精度よく位置推定できるようにす
る。【構成】ピックアップコイルを有する超伝導干渉磁束計
を複数備え、該複数のピックアップコイルを深さ方向で
異なる平面または曲面に沿って少なくとも２段に配置し
た磁界検出手段１と、磁界検出手段１で検出した深さ方
向に異なる複数の平面または曲面の磁場強度から１又は
複数の電流源の位置を推定する位置推定手段２とを備え
る。位置推定手段２は、位置推定する電流源の電流強度
分布と計測した磁界強度の関係を線形な方程式で定義
し、この線形方程式の係数行列の正規方程式又は特異値
分解を用いて最小二乗解を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高感度な磁界センサ、
例えば超伝導量子干渉磁束計（以下「ＳＱＵＩＤ」とい
う；Superconducting QUantum Interference Devices）
を用いて生体内から発生する磁界を測定して、生体内の
活動領域を位置推定する生体磁気計測装置に関する。

【０００２】近年の超伝導デバイス技術の発展に伴い、
ＳＱＵＩＤを利用した高感度な磁気計測装置が、医療診
断装置として応用されつつある。生体内で生じる電気現
象は同時に微弱な磁界を発生するため、その磁界分布を
計測し生体内の活動領域を逆指定することで、疾患部位
の推定や診断に役立つものと期待されている。ところ
で、測定磁界から心疾患や脳機能の解明を行うために
は、測定磁界の発生源である電流源の位置を決定する必
要があり、そのためには、電流源として電流ダイポール
を仮定し、計算磁場と計測磁場が等しくなるような電流
分布を探すための逆問題を解く必要がある。

【０００３】

【従来の技術】従来のＳＱＵＩＤを用いた生体磁気計測
装置としては例えば特開昭６１−２５０５７７号のもの
が知られているこのような生体磁気計測装置にあって
は、磁界センサ１００内に設けた複数のＳＱＵＩＤのピ
ックアップコイル１６−１〜１６−ｎを、例えば脳機能
の解明の際には、頭部１０２の境界面１０４に沿って一
列に配置している。

【０００４】この生体磁気計測装置は、形状データとし
て脳の電流源推定を行う場合には均質あるいは多層の同
心円導体球を用いて電流ダイポールを電流源として脳か
ら発生する磁場を計算し、測定磁場との差が最小となる
電流ダイポールを電流源の推定位置としている。また形
状データとして心臓の電流源推定を行う場合には、均質
無限導体を用いて電流ダイポールを電流源として心臓か
ら発生する磁場を計算し、同様に測定磁場との差が最小
となる電流ダイポールを電流源の推定位置としている。

【０００５】しかし、このような計算磁場と測定磁場の
差を比較するような方法では、計算が有限回で収束しな
いため、正確に電流源を求めるには多大の時間を要し
た。また計算磁場と測定磁場の差を比較する方法では、
一つの電流源の位置推定は容易に行える。しかし、複数
の電流源の場合には、複数のダイポールに対して、電流
ダイポールの位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び電流ダイポールの
強度（Ｑｘ，Ｑｙ，Ｑｚ）を変える必要があるため、個
々の６つのパラメータ（６×Ｎａ）を収束するまでには
多大の時間を要する。また似たような出力分布を出す別
の解（ローカルミニマム）に陥る可能性があり、正確な
答えを見つけることが困難であった。

【０００６】このように非線形な系の反復した演算を回
避する方法として、電流ダイポールの位置を固定し問題
を線形な系に置き換える方法が知られている。この方法
は、次の文献に詳細に示される。 Brain Jeffs, Richard Leahy and Manbir Singh:"An
Evalution of Methodsfor Neuromagnetic Image Recons
truction", IEEE Transactions on Biomedical Enginne
ring,Vol.BME-34,No.9,September 1987; Warren E. Smith, William J. Dallas,Walter H. Kul
lmann and Heidi H. Schlitt : "Linear estimation th
eory applied to the reconstruction of a 3-D vector
current distribution", Applied Optics, Vol.29,No.
5(1990); Jukka Sarvas;"Basic mathematical and electromagn
etic concepts of thebiomagnetic inveres problem"
；ここで行列の特異値分解（Singular Value Decompositi
on）を用いる特異値分解法（ｓｖｄ法）は、ピックアッ
プコイルで拾う測定磁界と各格子点上の電流ダイポール
の密度を線形な連立方程式で表すために、電流ダイポー
ルの分布を固定した２次元又は３次元の格子点上に定め
る。

【０００７】いま、ｎ個の電流ダイポールの各３方向の
強度を（ｑ１ｘ，ｑ１ｙ，ｑ１ｚ），．．．，（ｑｎ
ｘ，ｑｎｙ，ｑｎｚ）、位置を（ｘ１´，ｙ１´，ｚ１
´），．．．，（ｘｎ´，ｙｎ´，ｚｎ´）、ｍ個のピ
ックアップコイルにおける磁界強度を（ｂ１ｘ，ｂ１
ｙ，ｂ１ｚ），．．．，（ｂｍｘ，ｂｍｙ，ｂｍｚ）、
各ピックアップコイルの位置を（ｘ１，ｙ１，ｚ
１），．．．，（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ）とすると、ビオサ
バールの法則より、電流ダイポールＱ＝｛ｑ１，ｑ２，
・・・，ｑｎ｝^T と測定磁界Ｂ＝｛ｂ１，ｂ２，・・
・，ｂｍ｝^T は係数行列

【０００８】

【数１】

【０００９】により連立一次方程式Ｂ＝ＡＱとな
り、各成分は次のように表せる。

【００１０】

【数２】

【００１１】ここで、各係数行列の成分は、

【００１２】

【数３】

【００１３】により求められる。（１）式は、電流ダイ
ポールの設定位置とピックアップコイルの位置で決定さ
れる線形な方程式で、（１）式を解くことで電流ダイポ
ールの密度分布Ｑが得られる。係数行列Ａが正方行列で
各列が独立している正則行列ならば係数行列Ａは逆行列
Ａ^-1が存在し、電流ダイポールＱは、Ｑ＝Ａ^-1Ｂ・・・（３）から直接解ける。

【００１４】しかし、一般には、係数行列Ａは各列が独
立していない特異行列であるため逆行列Ａ^-1は存在しな
い。このような場合に、測定値Ｂｍと計算値Ｂｃ＝ＡＱ
ｃの差の二乗和 Σ（Ｂｍ−Ｂｃ）² ・・・（４）が最小となり、かつ電流ダイポールの二乗和 ΣＱｃ² ・・・（５）が最小となる一意な解（最小二乗最小ノルム解）を特異
値分解から求めることができる。

【００１５】任意のｍ×ｎ行列Ａは、ｍ×ｍの直交行列
Ｕ、ｎ×ｎの直交行列Ｖとｍ×ｎの対角行列Σにより、Ａ＝ＵΣＶ^T ・・・（６）に分解することが可能で、ΣはＡＡ^T 及びＡ^T Ａの固有
値の平方根（特異値と呼ぶ）σを大きい順に対角上に並
べた対角行列で、ＵとＶはＡＡ^T とＡ^T Ａの固有ベクト
ルである（George E. Forsythe,Michael A. Macolm and
Cleave B. Moler:Computer Methods for Mathematical
Computations,Prentice-Hall,New Jersey,1978)。

【００１６】このとき、（３）式の最小二乗最小ノルム
解Ｑ⁺ は、Ｑ⁺ ＝ＶΣ⁺ Ｕ^T Ｂｍ＝Ａ⁺ Ｂｍ・・・（７）より求めることができる。ここでΣ⁺ はΣの対角成分σ
の逆数 σ⁺ ＝１／σ ・・・（８）を対角成分とする対角行列である。また、Ａ⁺ は逆行列
Ａ^-1をｎ×ｎの正方行列からｍ×ｎの任意な行列に拡張
したもので一般逆行列と呼ばれる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】このような特異値分解
を用いる手法は、マルチダイポールを仮定しているため
複数の電流ダイポールの密度分布を求めるためには有効
で、一度特異値分解により逆行列の係数が求まれば
（７）式から計測値Ｂｍに係数行列Ａ⁺ を乗ずるだけで
電流源密度分布Ｑ⁺ が求まり、電流ダイポールを一つず
つ動かしながら位置推定を行う手法に比べて高速に電流
ダイポールの分布を求めることができる。

【００１８】しかし、このような最小二乗法による方法
を用いた場合、深い電流源では正確に位置推定すること
が困難であり、従って、心臓から発生する磁界や脳の深
部より発生する磁界から医療診断に必要な数ｃｍの深さ
の電流ダイポールの位置推定を正確に行うことができな
いという問題があった。本発明は、このような従来の問
題点に鑑みてなされたもので、比較的少ない数のピック
アップコイルで、より深い電流源の分布を精度よく位置
推定できる生体磁気計測装置を提供することを目的とす
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】第１図は本発明の原理説
明図である。本発明の生体磁気計測装置は、ピックアッ
プコイル１６を有する超伝導量子干渉磁束計（ＳＱＵＩ
Ｄ）を複数備え、この複数のピックアップコイル１６を
深さ方向で異なる平面または曲面に沿って少なくとも２
段に配置した磁界検出手段１と、磁界検出手段１で検出
した深さ方向に異なる複数の平面または曲面の磁場強度
から１又は複数の電流源の位置を推定する位置推定手段
２とを設けたことを特徴とする。

【００２０】ここで位置推定手段２は、位置推定する電
流源の電流強度分布と計測した磁界強度の関係を線形な
方程式で定義し、この線形方程式の係数行列の正規方程
式又は特異値分解を用いて最小二乗解を求める。また磁
界検出手段１は、複数のピックアップコイル１６を２段
に並べる際に、上下に揃えてピックアップコイル１６を
配置する。この場合、上下に配置した２つのピックアッ
プコイル１６を同一のボビンに装着する。また、上下に
配置した２つのピックアップコイル１６を軸方向で嵌め
合わせ可能な径の異なる２つのボビンの各々に装着し、
このボビンを同軸配置して２つのピックアップコイル１
６を上下２段に配置してもよい。

【００２１】更に、複数のピックアップコイル１６を２
段に並べる際に、上段と下段にピックアップコイル１６
を交互に配置することもできる。更にまた、複数のピッ
クアップコイル１６を上下方向に多段に並べる際に、下
段のコイル間隔を狭く、上段に向かうほどコイル間隔を
広くすることが望ましい。この場合、下段のコイル径を
小さく、上段に向かうほどコイル径を大きくしてもよ
い。

【００２２】一方、複数のピックアップコイル１６を水
平面に形成したコイル基板を、上下方向で多層に配置し
た構造でもよい。更に、複数のピックアップコイル１６
を水平面に少なくとも２段に形成したコイル基板を、垂
直に立てて横方向に多層配置してもよい。

【００２３】

【作用】このような構成を備えた本発明の生体磁気計測
装置によれば、従来、生体から発生する磁界を直接計測
するピックアップコイルを同一平面または同一曲面のみ
に設置していたものを、本発明にあっては複数平面につ
き多段に設置する構成とすることで、従来、一平面上に
設置していた時には困難であった深部電流源のより正確
な位置推定が可能となる。

【００２４】

【実施例】図２は本発明の一実施例を示した実施例構成
図である。図２において、１０は磁気センサであり、デ
ュワー２４の内部にＳＱＵＩＤセンサアレイ１４及び上
下２段に配置したピックアップコイルアレイ１２−１，
１２−２を配列している。

【００２５】ここで、デュワー２４はデュワー支持装置
３２によって被験者台４０の上にいる被験者４２の患
部、例えば心臓にピックアップアレイ１２−１，１２−
２を向けるように配置される。デュワー支持装置３２は
台車３８，ポール３４及び支持アーム３６で構成され、
ポール３４に対し支持アーム３６を上下に移動して被験
者４２に対するデュワー２４の位置を調整することがで
きる。

【００２６】今、被験者４２の心臓の磁界から電流源の
位置を推定する場合には、被験者４２から生ずる磁界を
上下２段に配置した多層構造のピックアップコイルアレ
イ１２−１，１２−２で捕え、ＳＱＵＩＤセンサアレイ
１４に設けている各ピックアップコイル毎のＳＱＵＩＤ
チップによって検出磁界に比例した電気記号に変換し、
プリアンプユニット２６で増幅した後、信号処理装置２
８に供給する。

【００２７】信号処理装置２８はプリアンプユニット２
６からのアナログ磁界検出信号をディジタルデータに変
換して計算機３０に取り込ませる。計算機３０は信号処
理装置２８より取り込んだ磁界検出データを処理して電
流源位置の逆推定を実行する。この計算機３０による逆
推定で求められた電流ダイポールの分布はグラフィック
ディスプレイ３２に表示される。

【００２８】更に、デュワー２４の内部はピックアップ
コイルアレイ１２−１，１２−２及びＳＱＵＩＤセンサ
アレイ１４を超伝導状態に保つため、液体ヘリウムによ
る冷却が行われている。図３は図２の磁界センサ１０に
設けたピックアップコイルアレイ１２−１，１２−２を
取り出して示した説明図である。

【００２９】図３において、下段に配置したピックアッ
プコイルアレイ１２−１内には複数のピックアップコイ
ル１６が配置され、各ピックアップコイル１６はボビン
２２に巻かれている。また、ボビン２２に対しピックア
コイル１６はコイルを上下２か所に分けて巻いており、
下部の第１コイル１８と上側の第２コイル２０では巻方
向が異なっている。

【００３０】このピックアップコイル１６の構造は図４
に取り出して示すように、まずボビン２２の上側に第２
コイル２０を左回りに巻いた後に下側に下げ、第１コイ
ル１８を右回りに巻いた後、再び元に戻している。この
ようにピックアップコイル１６を上下に設けた第１コイ
ル１８と第２コイル２０の差動コイル構造とすること
で、ピックアップコイル１６に鎖交する微小磁束に応じ
たコイル電流のみを生成することができる。

【００３１】再び図３を参照するに、上段に設けたピッ
クアップコイルアレイ１２−２についても、下段と同様
に複数のピックアップコイル１６を設けており、ピック
アップコイル１６は同様にボビン２２に巻かれた上下の
第１コイル１８と第２コイル２０で構成される。また図
３の実施例にあっては、上下のピックアップコイルアレ
イ１２−１，１２−２のコイル数を同数とし、且つ上下
方向に揃えて２つのピックアップコイル１６を配置して
いる。

【００３２】次に複数のピックアップコイルを複数平面
に多段配置した本発明による測定処理を、同一面にのみ
ピックアップコイルを配置した従来装置による測定と対
比して説明する。図５（ａ）及び（ｂ）は１平面にピッ
クアップコイルを配列した従来装置による仮想電流源の
測定状態を示す。また、図５（ｃ）及び（ｄ）は複数平
面にピックアップコイルを配置した本発明による仮想電
流源の測定状態を示す。即ち、図５（ａ）〜（ｄ）はピ
ックアップコイルアレイによってその下の垂直平面に存
在する仮想電流源４５を推定する場合の電流源格子４４
とピックアップコイルアレイとの関係を示している。

【００３３】ここで、図５（ａ）のピックアップコイル
アレイで使用するピックアップコイルの数は合計６４個
であり、図５（ａ）（ｂ）については従来のピックアッ
プコイルの配置構造であることから１段で６４個のピッ
クアップコイルを配置したピックアップコイルアレイ１
２を使用している。また図５（ｃ）は本発明の２段のピ
ックアップコイルアレイ１２−１，１２−２を使用した
場合であり、ピックアップコイルアレイ１２−１，１２
−２に６４個のピックアップコイルを２つに分けて３２
個ずつ等間隔に配置している。

【００３４】更に図５（ｄ）は本発明において４段のピ
ックアップコイルアレイ１２−１〜１２−４を設けたも
ので、６４個のピックアップコイルを４つに分け、ピッ
クアップコイルアレイ１２−１〜１２−４に８つずつ等
間隔にピックアップコイルを配列している。また、逆推
定に用いる電流源格子４４の格子間隔は１ｃｍであり、
格子は８×８に固定しており、更に直上に位置するコイ
ルアレイ１２，１２−１との距離は１ｃｍとしている。

【００３５】更にまた、図５（ａ）は深さ１ｃｍに仮想
電流源４５を設定した場合であり、残りの図５（ｂ）〜
（ｄ）は深さ６ｃｍに仮想電流源４５を設定した場合で
ある。図６（ａ）〜（ｄ）は図５（ａ）〜（ｄ）に示し
た仮想電流源４５の磁気測定に基づいた逆推定結果を示
している。

【００３６】図６（ａ）〜（ｄ）の３次元グラフは図５
（ａ）〜（ｄ）における仮想電流源４５の位置を垂直面
で切った２次元平面について縦軸に仮想電流源の推定さ
れた電流強度を最大値を１に設定して相対値で表したと
きの推定電流密度のワイヤーフレーム３次元表示であ
る。このため、図６（ａ）〜（ｄ）にあっては、横軸電
流平面の座標に対し奥に向かうほど深い電流源であるこ
とを表している。

【００３７】まず図６（ａ）にあっては、図５（ａ）に
示した従来の１平面のピックアップコイルアレイ１２に
より深さ１ｃｍの仮想電流源４５の磁気を測定して求め
た推定電流密度のワイヤーフレームであり、設定通りア
レイから１ｃｍの深さにピークを持った電流源を逆推定
できる。図６（ｂ）は図５（ｂ）に示した従来の１平面
のピックアップコイルアレイ１２で深さ６ｃｍに仮想電
流源４５を設定した場合の推定電流密度のワイヤーフレ
ームであり、この場合には逆推定した電流密度のワイヤ
ーフレームピークが４ｃｍの深さにあり、また、より深
い部分に仮想電流源４５とは関係のない電流分布が生
じ、正確な逆推定が困難である。

【００３８】一方、図６（ｃ）は図５（ｃ）に示した上
下２段にピックアップコイルアレイ１２−１，１２−２
を配置して計測したときの推定電流密度のワイヤーフレ
ームを示しており、逆推定した電流密度のワイヤーフレ
ームピークは正確に６ｃｍの位置に再現できている。更
に図５（ｄ）に示すように、４段にピックアップコイル
アレイ１２−１〜１２−４を分割して配置した場合に
は、図６（ｄ）に示す逆推定した電流密度のワイヤーフ
レームが得られる。この図６（ｄ）の場合には、図６
（ｃ）の２段に比べ逆推定した電流密度のワイヤーフレ
ームピーク６ｃｍのピーク度が更に鋭くなり、この結
果、ピックアップアレイの段数を増やすことにより、よ
り一層分解能の高い逆推定ができる。

【００３９】尚、図６（ｄ）にあっては、ピックアップ
コイルアレイの段数を増やすと、１番上のピックアップ
コイルアレイ１２−４は信号強度が小さくなるために、
計算上生ずる誤差によってバックグラウンドのアーステ
ィファクトノイズが増加する点に留意する必要がある。
図７は本発明で用いるピックアップアレイの他の配置構
造の実施例を示したもので、上下２段にピックアップコ
イルアレイ１２−１，１２−２を構成する場合に、１つ
のボビン２２に上下に２つのピックアップコイル１６を
それぞれ巻き付けるようにしたことを特徴とする。

【００４０】このように上下方向で共通ボビンとするこ
とで、上下方向のコイル配置はボビン２２により決ま
り、横方向の配列のみを行えばよい。図８は本発明で用
いるピックアップコイルの他の配置構成を示したもの
で、この実施例にあっては、上下２段にピックアップア
レイ１２−１，１２−２を構成する場合に、ボビン２２
に巻いたピックアップコイル１６を交互に上下にずらし
て配置するようにしたことを特徴とする。

【００４１】このような交互にずらして並べることで第
１コイル１８と第２コイル２０を用いた作動コイルのコ
イル間隔をより大きくとることができ、被験者以外から
生ずる磁気による環境ノイズを低減できる。図９は本発
明で用いるピックアップコイルの他の配置構成を示した
もので、上下２段のピックアップコイルアレイを実現す
るため、同一位置で上下に配置したピックアップコイル
を同軸構造としたことを特徴とする。

【００４２】図９において、下段のピックアップコイル
アレイに用いるピックアップコイル１６は径の大きなボ
ビン２２−１に巻かれており、一方、上段のピックアッ
プコイルアレイ１２を構成するピックアップコイル１６
はボビン２２−１の中に入れることのできる径の小さな
ボビン２２−２に巻いている。このため、ボビン２２−
１と２２−２を同軸に配置してコイルの充填密度を高め
ることができ、且つ環境ノイズの少ない磁気計測ができ
る。

【００４３】図１０は本発明に用いるピックアップコイ
ルアレイの他の実施例を示したもので、この実施例にあ
ってはコイル支持基板４６上に薄膜技術やメッキ技術な
どにより複数の超伝導コイルを平面上に形成して１つの
ピックアップアレイとしたことを特徴とする。即ち、上
下に配置するピックアップアレイ１２−１，１２−２は
コイル支持基板４６上に薄膜技術やメッキなどにより形
成した超伝導コイルでなるピックアップコイル１６を有
する。各ピックアップコイル１６は超伝導コネクタ４８
に集められ、超伝導リードケーブル５０によってＳＱＵ
ＩＤセンサアレイに接続される。

【００４４】このようなコイル支持基板４６上に超伝導
コイルを形成した場合には、比較的容易に多段構成のピ
ックアップコイルアレイを実装することができる。ま
た、図１１に示すように、超伝導バックパネル５２の下
部に超伝導コネクタ５４−１，５４−２，・・・５４−
ｎを設け、この超伝導コネクタ５４−１〜５４−ｎにコ
イル支持基板４６を接続し、コイル支持基板４６上に垂
直状態で例えば上下２段に配置される超伝導コイルを形
成している。これによって、上下２段構造のピックアッ
プコイル１６を備えたピックアップアレイ１２−１，１
２−２を実現することができる。

【００４５】この図１１のように超伝導バックパネル５
２を使用してコイル支持基板４６をコネクタ接続すれ
ば、超伝導リード線による配線を少なくでき、低ノイズ
の磁界計測が可能となる。図１２は本発明のピックアッ
プコイルの他の実施例を示した実施例構成図であり、こ
の実施例にあっては、３段構成のピックアップコイルア
レイを例にとっている。

【００４６】図１２において、下段，中断及び上段のピ
ックアップアレイ１２−１，１２−２，１２−３にはそ
れぞれ４つのピックアップコイル１６が設けられてい
る。ここで、コイル間隔は下段のピックアップコイルア
レイ１２−１が１番狭く、中段のピックアップコイルア
レイ１２−２、上段のピックアップコイルアレイ１２−
３になるほどコイル間隔を広げている。

【００４７】このようにコイル間隔を上段のピックアッ
プアレイに向かうほど広げることで、浅い電流源から深
い電流源までの幅広い領域の正確な逆推定ができる。更
に、ピックアップコイル１６の直径を上段にあるものほ
ど大きくとることでノイズを低減することができる。更
にまた、図１２の実施例にあっては、各段でピックアッ
プコイル１６の数を同じにしているが、各段のピックア
ップコイル１６の数をことなるようにしてもよい。

【００４８】尚、上記の実施例はピックアップコイルを
１次元配置した場合を例にとるものであったが、ピック
アップコイルを２次元配置したピックアップコイルアレ
イについても同様に複数段設置してもよいことは勿論で
ある。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ピ
ックアップコイルを上下方向に多段配置することで、生
体から発生する磁界を計測して電流活動源の位置推定を
比較的少ないピックアップコイルの数で精度よく位置推
定することができ、心筋梗塞や不整脈などの患部の位置
推定に役立ち、生体磁気計測装置の性能を大きく向上す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図

【図２】本発明の実施例構成図

【図３】図２のピックアップコイルの配置構造を取り出
して示した説明図

【図４】本発明で用いるピックアップコイルの説明図

【図５】従来装置による擬似電流源の測定と本発明によ
る擬似電流源の測定を対比して示した説明図

【図６】図５の測定で得られた電流強度を深さ方向の２
次元平面上に示した説明図

【図７】ボビンに２つのコイルを配置した本発明のピッ
クアップコイル配置構造の他の実施例構成図

【図８】コイルを上下位置で交互に配置した本発明のピ
ックアップコイル配置構造の他の実施例構成図

【図９】コイルを上下に同軸配置した本発明のピックア
ップコイル配置構造の他の実施例構成図

【図１０】基板パネルを用いた本発明のピックアップコ
イル配置構造の実施例構成図

【図１１】基板パネルを用いた本発明のピックアップコ
イル配置構造の他の実施例構成図

【図１２】コイル間隔を上下方向で異ならせた本発明の
ピックアップコイル配置構造の他の実施例構成図

【図１３】従来のピックアップコイルの配置を示した説
明図

【符号の説明】

１０：磁界センサ１２−，１２−２，１２−３：ピックアップコイルアレ
イ１４：ＳＱＵＩＤセンサアレイ１６：ピックアップコイル１８：第１コイル２０：第２コイル２２，２２−１，２２−２：ボビン２４：デュワー２６：プリアンプユニット２６：信号処理装置２８：計算機３０：グラフィックディスプレイ３２：デュワー指示装置３４：ポール３６：支持アーム３８：台車４０：被験者台４２：被験者４４：電流源格子４５：仮想電流源４６：コイル支持基板４８，５４：超伝導コネクタ５０：超伝導リードケーブル５２：超伝導バックパネル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ピックアップコイル（１６）を有する超伝
導量子干渉磁束計を複数備え、前記複数のピックアップ
コイル（１６）を深さ方向で異なる平面または曲面に沿
って少なくとも２段に配置した磁界検出手段（１）と、該磁界検出手段（１）で検出した深さ方向に異なる複数
の平面または曲面の磁場強度から１又は複数の電流源の
位置を推定する位置推定手段（２）と、を備えたことを
特徴とする生体磁気計測装置。
【請求項２】請求項１記載の生体磁気計測装置に於い
て、前記位置推定手段（２）は、位置推定する電流源の
電流強度分布と計測した磁界強度の関係を線形な方程式
で定義し、該線形方程式の係数行列の正規方程式又は特
異値分解を用いて最小二乗解を求めることを特徴とする
生体磁気計測装置。
【請求項３】請求項１記載の生体磁気計測装置に於い
て、前記磁界検出手段（１）は、前記複数のピックアッ
プコイル（１６）を２段に並べる際に、上下に揃えてピ
ックアップコイル（１６）を配置したことを特徴とする
生体磁気計測装置。
【請求項４】請求項３記載の生体磁気計測装置に於い
て、上下に配置した２つのピックアップコイル（１６）
を同一のボビンに装着したことを特徴とする装置。
【請求項５】請求項３記載の生体磁気計測装置に於い
て、上下に配置した２つのピックアップコイル（１６）
を軸方向で嵌め合わせ可能な径の異なる２つのボビンの
各々に装着し、該ボビンを同軸配置して２つのピックア
ップコイル（１６）を上下２段に配置したことを特徴と
する生体磁気計測装置。
【請求項６】請求項１記載の生体磁気計測装置に於い
て、前記磁界検出手段（１）は、前記複数のピックアッ
プコイル（１６）を２段に並べる際に、上段と下段にピ
ックアップコイル（１６）を交互に配置したことを特徴
とする生体磁気計測装置。
【請求項７】請求項１記載の生体磁気計測装置に於い
て、前記磁界検出手段（１）は、前記複数のピックアッ
プコイル（１６）を上下方向に多段に並べる際に、下段
のコイル間隔を狭く、上段に向かうほどコイル間隔を広
くしたことを特徴とする生体磁気計測装置。
【請求項８】請求項７記載の生体磁気計測装置に於い
て、前記磁界検出手段（１）は、前記複数のピックアッ
プコイル（１６）を上下方向に多段に並べる際に、下段
のコイル径を小さく、上段に向かうほどコイル径を大き
くしたことを特徴とする生体磁気計測装置。
【請求項９】請求項１記載の生体磁気計測装置に於い
て、前記磁界検出手段（１）は、複数のピックアップコ
イル（１６）を水平面に形成したコイル基板を有し、該
コイル基板を上下方向で多層に配置したことを特徴とす
る生体磁気計測装置。
【請求項１０】請求項１記載の生体磁気計測装置に於い
て、前記磁界検出手段（１）は、複数のピックアップコ
イル（１６）を水平面に少なくとも２段に形成したコイ
ル基板を有し、該コイル基板を垂直に立てて横方向に多
層配置したことを特徴とする生体磁気計測装置。