JPH05317280A - Cerebral magnetic field measuring instrument - Google Patents
Cerebral magnetic field measuring instrumentInfo
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- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ＳＱＵＩＤ（Super Co
nducting Quantum Interference Device：超伝導量子干
渉計) 磁束計を利用した脳磁界計測装置に係るものであ
る。弱結合ジョセフソン素子を含む超伝導回路を通る磁
束が変化するとそれに応じて電流信号が変化する。この
量子干渉現象によって極めて微小な磁束変化を計測する
装置がＳＱＵＩＤ磁束計である。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to SQUID (Super Co
nducting Quantum Interference Device: A superconducting quantum interferometer. When the magnetic flux passing through the superconducting circuit including the weakly coupled Josephson element changes, the current signal changes accordingly. The SQUID magnetometer is a device that measures an extremely small change in magnetic flux by the quantum interference phenomenon.
【０００２】[0002]
【従来技術】図３に従来のＳＱＵＩＤ磁束計を利用した
開放型脳磁界計測装置（特願平２−３８１０８号）を示
す。図において１は高臨界温度酸化物超伝導体（セラミ
ック）であり、２はこれを作動温度に保つため液体窒素
を収容した断熱容器もしくはクライオスタットであり、
これらは高臨界温度超伝導体磁気シールド装置を構成し
ている。図に示すように、この磁気シールド装置にＳＱ
ＵＩＤ磁束計を組み合わせている。ＳＱＵＩＤ磁束計は
液体ヘリウムを熱絶縁する中空容器３と、この中空容器
の内部空間内で液体ヘリウムに漬けたＳＱＵＩＤチップ
４と、このＳＱＵＩＤチップに接続された脳磁場検出用
ピックアップコイル５とを備えている。中空容器３は液
体ヘリウムを中空容器の内部空間に入れるトランスファ
チューブ６と、ピックアップコイル５とＳＱＵＩＤチッ
プ４を中空容器の内部空間に挿入したり、取り出したり
するための縦孔８を備えている。縦孔８には液体ヘリウ
ムの蒸発を防止するための熱遮蔽板９を設ける。なお、
図には示していないが、磁気遮蔽の完全を期してクライ
オスタット２の周囲に強磁性体ミューメタルもしくはヘ
ルムホルツコイルを配置している。しかし、そのように
してもこの開放型脳磁界計測装置では外部磁気雑音が上
下から侵入するという問題がある。外部磁気雑音は地磁
気や環境磁気雑音であり、とくに環境磁気雑音は脳磁場
の周波数と比較できる０．１ないし１００ヘルツという
低周波雑音であるため測定誤差の原因となる。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows an open-type brain magnetic field measuring apparatus (Japanese Patent Application No. 2-38108) using a conventional SQUID magnetometer. In the figure, 1 is a high critical temperature oxide superconductor (ceramic), 2 is an adiabatic container or cryostat containing liquid nitrogen to keep it at an operating temperature,
These constitute a high critical temperature superconductor magnetic shield device. As shown in the figure, SQ
Combined with a UID magnetometer. The SQUID magnetometer includes a hollow container 3 that thermally insulates liquid helium, an SQUID chip 4 immersed in liquid helium in the inner space of the hollow container, and a brain magnetic field detection pickup coil 5 connected to the SQUID chip. ing. The hollow container 3 is provided with a transfer tube 6 for inserting liquid helium into the internal space of the hollow container, and a vertical hole 8 for inserting and removing the pickup coil 5 and the SQUID chip 4 into the internal space of the hollow container. The vertical hole 8 is provided with a heat shield plate 9 for preventing evaporation of liquid helium. In addition,
Although not shown in the figure, a ferromagnetic mumetal or Helmholtz coil is arranged around the cryostat 2 for the purpose of perfect magnetic shielding. However, even in such a case, this open-type brain magnetic field measurement apparatus has a problem that external magnetic noise intrudes from above and below. External magnetic noise is terrestrial magnetism or environmental magnetic noise. In particular, environmental magnetic noise is a low-frequency noise of 0.1 to 100 Hertz that can be compared with the frequency of the brain magnetic field, which causes a measurement error.
【０００３】図４は別の従来のＳＱＵＩＤ磁束計を利用
した密封縦型脳磁界計測装置を示す。図３と同じ参照数
字を同じ部分に付して、その説明を省略する。高臨界温
度酸化物超伝導体（セラミック）１の高さはその内部空
間に侵入する磁場の大きさが奥行きの深さにつれてエク
スポネンシャルに減少することから計測精度を上げるに
はできるだけ高くするのが望ましい。巨大なセラミック
の焼成は技術的に困難であるが、これを克服しても高さ
の高い、そして重量の大きいセラミックを安定に設置す
ることは非常に困難であり、またそのための専用の建屋
を建設しなければ設置は殆ど不可能である。FIG. 4 shows another conventional vertical cerebral magnetic field measurement apparatus using a SQUID magnetometer. The same reference numerals as those in FIG. 3 are attached to the same portions, and the description thereof will be omitted. The height of the high-critical-temperature oxide superconductor (ceramic) 1 is exponentially reduced as the depth of the magnetic field penetrating into the internal space of the supercritical oxide superconductor 1 is increased as much as possible in order to improve the measurement accuracy. Is desirable. It is technically difficult to burn a huge ceramic, but even if it is overcome, it is very difficult to stably install a high and heavy ceramic, and a dedicated building for it is required. Installation is almost impossible without construction.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、外部
磁気雑音を低減するに足る長尺の高臨界温度酸化物超伝
導体を現実に設置可能なものとし、外部磁気雑音の干渉
を排除して脳磁界計測の精度を高め、併せて使い勝手の
良い脳磁界計測装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to make it possible to actually install a long high critical temperature oxide superconductor that can reduce external magnetic noise, and to eliminate interference of external magnetic noise. Then, the accuracy of the brain magnetic field measurement is improved, and at the same time, a convenient brain magnetic field measurement apparatus is provided.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この目的を達成する本発
明の脳磁界計測装置は高臨界温度超伝導体磁気シールド
装置を横に配置し、そしてＳＱＵＩＤ磁束計を磁気シー
ルド装置の開いた端から外に引き出してＳＱＵＩＤチッ
プやピックアップコイルの保守管理を容易にすることが
でき、そして整備したＳＱＵＩＤ磁束計を磁気シールド
装置の開いた端から奥の閉じた端に水平に挿入できるよ
うに構成している。すなわち、本発明の脳磁界計測装置
は、高臨界温度酸化物超伝導体とクライオスタットとか
ら成り、一端で閉じ他端で開いている中空管状の横型高
臨界温度超伝導体磁気シールド装置を備えている。ＳＱ
ＵＩＤ磁束計は磁気シールド装置の開いている端から水
平方向に挿入したり、取り出したりすることができ、又
磁気シールド装置の閉じている端に配置することができ
る。このＳＱＵＩＤ磁束計は液体ヘリウムを熱絶縁する
中空容器と、この中空容器の内部空間内で液体ヘリウム
に漬けたＳＱＵＩＤチップと、このＳＱＵＩＤチップに
接続された脳磁場検出用ピックアップコイルとを備えて
いる。中空容器は前記の磁気シールド装置の開いている
端に向かって開いている頭部挿入凹所と、液体ヘリウム
を中空容器の内部空間に入れるトランスファチューブを
前記の磁気シールド装置の開いている端から水平方向に
挿入できるようにする横孔と、中空容器の内部空間に前
記のピックアップコイルとＳＱＵＩＤチップを挿入した
り、取り出したりするための縦孔とを備えている。ピッ
クアップコイルは頭部挿入凹所の内側周辺に配置され
る。The brain magnetic field measuring apparatus of the present invention which achieves this object has a high critical temperature superconductor magnetic shield device arranged laterally and an SQUID magnetometer from the open end of the magnetic shield device. It can be pulled out to facilitate the maintenance and management of the SQUID chip and pickup coil, and the maintained SQUID magnetometer can be inserted horizontally from the open end of the magnetic shield device to the closed end. There is. That is, the brain magnetic field measuring apparatus of the present invention comprises a hollow tubular horizontal type high critical temperature superconductor magnetic shield apparatus which is composed of a high critical temperature oxide superconductor and a cryostat and which is closed at one end and opened at the other end. There is. SQ
The UID magnetometer can be horizontally inserted and removed from the open end of the magnetic shield device and can be located at the closed end of the magnetic shield device. This SQUID magnetometer includes a hollow container that thermally insulates liquid helium, an SQUID chip immersed in liquid helium in the inner space of the hollow container, and a brain magnetic field detection pickup coil connected to the SQUID chip. .. A hollow container is provided with a head insertion recess that is open toward the open end of the magnetic shield device, and a transfer tube that inserts liquid helium into the internal space of the hollow container from the open end of the magnetic shield device. It has a horizontal hole for horizontal insertion and a vertical hole for inserting and removing the pickup coil and the SQUID chip in the inner space of the hollow container. The pickup coil is arranged around the inside of the head insertion recess.
【０００６】管状の磁気シールド装置にその管状表面に
沿ってスライドベアリングを配置し、このスライドベア
リングにシャフトを滑動するよう挿入し、ＳＱＵＩＤ磁
束計をこのシャフトに接続して磁気シールド装置の開い
ている端から水平方向に挿入したり、取り出したりする
ようにしてもよい。A slide bearing is disposed along the tubular surface of the tubular magnetic shield device, a shaft is slidably inserted into the slide bearing, and a SQUID magnetometer is connected to the shaft to open the magnetic shield device. It may be inserted or removed horizontally from the end.
【０００７】[0007]
【実施例】図１を参照して本発明の一実施例を説明す
る。図に示すように、脳磁界計測装置は高臨界温度酸化
物超伝導体１と、これを作動温度に保つクライオスタッ
ト２とを備えている。この高臨界温度酸化物超伝導体１
とクライオスタット２とから成る中空管状の高臨界温度
超伝導体磁気シールド装置は液体窒素温度（７７°Ｋ）
で動作して地磁気を１０万分の１に低下させる。図に示
すように磁気シールド装置は床上に横に配置され、一端
で閉じ他端で開いている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the brain magnetic field measurement apparatus includes a high critical temperature oxide superconductor 1 and a cryostat 2 that keeps the oxide superconductor 1 at an operating temperature. This high critical temperature oxide superconductor 1
A hollow tubular high critical temperature superconductor magnetic shield device consisting of a liquid crystal and a cryostat 2 has a liquid nitrogen temperature (77 ° K).
To reduce the geomagnetism to 1 / 100,000. As shown, the magnetic shield device is placed laterally on the floor, closed at one end and open at the other end.
【０００８】ＳＱＵＩＤ磁束計は、この磁気シールド装
置の開いている端から水平方向に挿入したり、取り出し
たりすることができ、そして磁気シールド装置の閉じて
いる最奥端に配置することができる。ＳＱＵＩＤ磁束計
は、液体ヘリウムを熱絶縁する中空容器３と、この中空
容器３の内部空間内で液体ヘリウムに漬けたＳＱＵＩＤ
チップ４と、このＳＱＵＩＤチップ４に接続された脳磁
場検出用ピックアップコイル５とを備えている。The SQUID magnetometer can be inserted and removed horizontally from the open end of the magnetic shield device and can be located at the closed innermost end of the magnetic shield device. The SQUID magnetometer is a hollow container 3 that thermally insulates liquid helium, and an SQUID immersed in liquid helium inside the hollow container 3.
A chip 4 and a brain magnetic field detection pickup coil 5 connected to the SQUID chip 4 are provided.
【０００９】中空容器３は磁気シールド装置の開いてい
る端に向かって開いている頭部挿入凹所と、液体ヘリウ
ムを中空容器の内部空間に入れるトランスファチューブ
６を磁気シールド装置の開いている端から水平方向に挿
入できるようにする横孔７と、中空容器の内部空間にピ
ックアップコイル５とＳＱＵＩＤチップ４を挿入した
り、取り出したりするための縦孔８とを備えている。９
は熱遮蔽銅板である。The hollow container 3 has a head-inserting recess that is open toward the open end of the magnetic shield device, and a transfer tube 6 that puts liquid helium into the inner space of the hollow container. It has a horizontal hole 7 that allows horizontal insertion from above, and a vertical hole 8 for inserting and removing the pickup coil 5 and the SQUID chip 4 in the internal space of the hollow container. 9
Is a heat shield copper plate.
【００１０】ピックアップコイル５は頭部挿入凹所の内
側周辺に配置され、侵入外部磁界が最も微弱な最奥部
で、患者の頭部に最も接近した状態で脳磁界を検出す
る。この場合患者の頭部のほぼ全域を覆うようにピック
アップコイル５を配置するのが好ましい。図２を参照し
て本発明の別の実施例を説明する。図に示す脳磁界計測
装置ではそれの磁気シールド装置のクライオスタット２
の管状表面に沿ってスライドベアリング１０が４か所に
配置され、これらのスライドベアリング１０に滑動する
ようシャフト１１が挿入されている。図に示すように、
ＳＱＵＩＤ磁束計を搭載して磁気シールド装置に出し入
れする搬送台１２はシャフト１１に接続される。こうし
て、ＳＱＵＩＤ磁束計はシャフト１１を介して磁気シー
ルド装置の開いている端から水平方向に挿入したり、取
り出したりすることができる。この折り返し型平行移動
機構の採用により脳磁界計測装置の全長は２メートル程
度に短縮され、設置面積は大幅に節減できる。The pickup coil 5 is arranged around the inner side of the head insertion recess, and detects the brain magnetic field in the deepest part where the intruding external magnetic field is the weakest and closest to the patient's head. In this case, it is preferable to arrange the pickup coil 5 so as to cover almost the entire head of the patient. Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the brain magnetic field measuring device shown in the figure, the cryostat 2 of its magnetic shield device is used.
The slide bearings 10 are arranged at four places along the tubular surface of the shaft, and the shaft 11 is slidably inserted into the slide bearings 10. As shown in the figure,
The carrier 12 for mounting the SQUID magnetometer and taking it in and out of the magnetic shield device is connected to the shaft 11. Thus, the SQUID magnetometer can be horizontally inserted and removed from the open end of the magnetic shield device via the shaft 11. By adopting this folding-back type parallel movement mechanism, the total length of the brain magnetic field measurement apparatus can be shortened to about 2 meters, and the installation area can be significantly reduced.
【００１１】[0011]
【発明の効果】本発明に従って高臨界温度酸化物超伝導
体（セラミック）を横に配置することにより、縦に配置
した場合のような設置不安定、専用建屋の建造という不
利益を回避し、そしてこのような設計要因に拘束される
ことがなくなったので低周波環境磁気に対する遮蔽効果
のみを考慮して高臨界温度酸化物超伝導体の長さを設計
することができる。このことはＳＱＵＩＤ磁束計の動作
環境の改善という観点から大きな利点である（高臨界温
度酸化物超伝導体の中空空間の奥が深い程環境磁気雑音
はエクスポーネンシヤルに低減する）。By arranging the high-critical-temperature oxide superconductor (ceramic) horizontally according to the present invention, it is possible to avoid the instability of installation and the disadvantage of constructing a dedicated building when vertically arranged, Since it is no longer restricted by such design factors, the length of the high critical temperature oxide superconductor can be designed by considering only the shielding effect on the low frequency environmental magnetism. This is a great advantage from the viewpoint of improving the operating environment of the SQUID magnetometer (the deeper the hollow space of the high critical temperature oxide superconductor, the more environmental magnetic noise is exponentially reduced).
【００１２】ＳＱＵＩＤ磁束計の中空容器にピックアッ
プコイルとＳＱＵＩＤチップを挿入したり、取り出した
りするための縦孔を設け、そしてこれとは別に横孔を設
けて、液体ヘリウムを中空容器の内部空間に入れるトラ
ンスファチューブを磁気シールド装置の開いている端か
ら水平方向に挿入できるようにしている。この横孔は直
径を小さくして細長くあけることができるので液体ヘリ
ウムの蒸発を防ぎ、長期の計測を可能としている。A vertical hole for inserting and removing the pickup coil and the SQUID chip is provided in the hollow container of the SQUID magnetometer, and a horizontal hole is provided separately from this, so that liquid helium can be introduced into the inner space of the hollow container. The transfer tube to be inserted can be inserted horizontally from the open end of the magnetic shield device. This lateral hole has a small diameter and can be made long and slender so that evaporation of liquid helium is prevented and long-term measurement is possible.
【００１３】ピックアップコイルは中空容器の頭部挿入
凹所の内側周辺に配置される。このようにして侵入外部
磁界が最も微弱な最奥部で、患者の頭部に最も接近した
状態で脳磁界を検出することができ、それによって計測
精度を高めることができる。又、患者の頭部のほぼ全域
を覆うようにピックアップコイル５を配置できるので測
定時間の大幅な短縮が可能となる。The pick-up coil is arranged around the inside of the head insertion recess of the hollow container. In this way, the cerebral magnetic field can be detected in the deepest part where the invading external magnetic field is the weakest, and in the state where the cerebral magnetic field is closest to the head of the patient, thereby improving the measurement accuracy. Further, since the pickup coil 5 can be arranged so as to cover almost the entire area of the patient's head, the measurement time can be greatly shortened.
【００１４】更に、折り返し型平行移動機構の採用によ
り設置面積を節減できる。Further, the installation area can be reduced by adopting the folding type parallel movement mechanism.
【図１】本発明の脳磁界計測装置の一実施例の縦断面略
図である。FIG. 1 is a schematic vertical cross-sectional view of an embodiment of the brain magnetic field measuring apparatus of the present invention.
【図２】本発明の脳磁界計測装置の別の実施例の斜視図
である。FIG. 2 is a perspective view of another embodiment of the brain magnetic field measuring apparatus of the present invention.
【図３】従来の脳磁界計測装置の例の略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of an example of a conventional brain magnetic field measurement apparatus.
【図４】従来の脳磁界計測装置の別の例の略図である。FIG. 4 is a schematic view of another example of a conventional brain magnetic field measurement apparatus.
１ 高臨界温度酸化物超伝導体 ２ クライオスタット ３ ＳＱＵＩＤ磁束計 ４ ＳＱＵＩＤチップ ５ ピックアップコイル ６ トランスファ・チューブ ７ 横孔 ８ 縦孔 ９ 熱遮蔽板 １０ スライドベアリング １１ シャフト１１ １２ 搬送台 1 high critical temperature oxide superconductor 2 cryostat 3 SQUID magnetometer 4 SQUID chip 5 pickup coil 6 transfer tube 7 horizontal hole 8 vertical hole 9 heat shield plate 10 slide bearing 11 shaft 11 12 carrier
Claims (2)
動温度に保つクライオスタットとを備え、一端で閉じ他
端で開いている中空管状の横型高臨界温度超伝導体磁気
シールド装置と、 この磁気シールド装置の開いている端から水平方向に挿
入したり、取り出したりすることができ、磁気シールド
装置の閉じている端に配置することができるＳＱＵＩＤ
磁束計とを備え、このＳＱＵＩＤ磁束計は、 液体ヘリウムを熱絶縁する中空容器と、 この中空容器の内部空間内で液体ヘリウムに漬けたＳＱ
ＵＩＤチップと、 このＳＱＵＩＤチップに接続された脳磁場検出用ピック
アップコイルとを備え、前記の中空容器は前記の磁気シ
ールド装置の開いている端に向かって開いている頭部挿
入凹所と、 液体ヘリウムを中空容器の内部空間に入れるトランスフ
ァチューブを前記の磁気シールド装置の開いている端か
ら水平方向に挿入できるようにする横孔と、 中空容器の内部空間に前記のピックアップコイルとＳＱ
ＵＩＤチップを挿入したり、取り出したりするための縦
孔とを備え、 前記のピックアップコイルは前記の頭部挿入凹所の内側
周辺に配置されていることを特徴とする脳磁界計測装
置。1. A hollow tubular horizontal type high critical temperature superconductor magnetic shield device comprising a high critical temperature oxide superconductor and a cryostat for maintaining the oxide superconductor at an operating temperature, and closed at one end. The SQUID can be horizontally inserted and removed from the open end of the magnetic shield device and can be placed at the closed end of the magnetic shield device.
This SQUID magnetometer comprises a hollow container for thermally insulating liquid helium, and an SQ immersed in liquid helium in the internal space of the hollow container.
A UID chip and a brain magnetic field detecting pickup coil connected to the SQUID chip, wherein the hollow container has a head insertion recess opened toward the open end of the magnetic shield device, and a liquid. A lateral hole that allows a transfer tube for inserting helium into the inner space of the hollow container to be inserted horizontally from the open end of the magnetic shield device; and the pickup coil and the SQ in the inner space of the hollow container.
A brain magnetic field measurement apparatus comprising: a vertical hole for inserting and removing a UID chip, wherein the pickup coil is arranged around the inside of the head insertion recess.
に沿って配置されたスライドベアリングと、このスライ
ドベアリングに滑動するよう挿入されたシャフトとを有
し、ＳＱＵＩＤ磁束計はこのシャフトに接続されて磁気
シールド装置の開いている端から水平方向に挿入した
り、取り出したりすることができるようにした請求項１
に記載の脳磁界計測装置。2. The tubular magnetic shield device has a slide bearing disposed along its tubular surface and a shaft slidably inserted into the slide bearing, and the SQUID magnetometer is connected to the shaft. 5. The magnetic shield device can be horizontally inserted and withdrawn from the open end.
The cerebral magnetic field measurement apparatus according to.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4131254A JPH05317280A (en) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | Cerebral magnetic field measuring instrument |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4131254A JPH05317280A (en) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | Cerebral magnetic field measuring instrument |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05317280A true JPH05317280A (en) | 1993-12-03 |
Family
ID=15053616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4131254A Pending JPH05317280A (en) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | Cerebral magnetic field measuring instrument |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05317280A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4319389A1 (en) * | 1992-06-09 | 1993-12-16 | Mitsubishi Electric Corp | Digital data converting equipment for recording and playback - receives data chain for modulation and adding to pilot signal followed by spectrum analysis |
| JPH07289530A (en) * | 1994-04-27 | 1995-11-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Living body magnetism measuring instrument |
-
1992
- 1992-05-25 JP JP4131254A patent/JPH05317280A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE4319389A1 (en) * | 1992-06-09 | 1993-12-16 | Mitsubishi Electric Corp | Digital data converting equipment for recording and playback - receives data chain for modulation and adding to pilot signal followed by spectrum analysis |
| DE4319389C3 (en) * | 1992-06-09 | 1999-11-25 | Mitsubishi Electric Corp | Arrangement for inserting a frequency component to input n-bit data |
| JPH07289530A (en) * | 1994-04-27 | 1995-11-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Living body magnetism measuring instrument |
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