JPH06317683A - 磁気計測用磁気シールドルーム - Google Patents

磁気計測用磁気シールドルーム

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JPH06317683A
JPH06317683A JP10804893A JP10804893A JPH06317683A JP H06317683 A JPH06317683 A JP H06317683A JP 10804893 A JP10804893 A JP 10804893A JP 10804893 A JP10804893 A JP 10804893A JP H06317683 A JPH06317683 A JP H06317683A
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Manabu Sakuma
学 佐久間
Keita Yamazaki
慶太 山崎
Toshitami Ro
俊民 呂
Kenichi Unno
健一 海野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁界計測手段としてモノコイル型SQUID
磁力計を用いた場合に、磁気遮蔽効果が最も大きい地点
にSQUID磁力計が設置される磁気計測用磁気シール
ドルームを提供する。 【構成】 外部の磁界から内部を遮蔽する外側シールド
ルームと、外側シールドルーム内に設けられ内部を磁気
遮蔽する内側シールドルームとを備えた二重構造となっ
ている。外側シールドルームに設けられる扉は二重扉で
あり、モノコイル型SQUID磁力計が内側シールドル
ームの中央部に設置され、モノコイル型SQUID磁力
計を制御するSQUIDコントローラが外側シールドル
ーム内であって内側シールドルームの外側に設置されて
いる。また、SQUIDコントローラは電池駆動式であ
り、電池の接地は外部の接地とは別にとられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、生体の発生する磁界を
検出する等のために用いられるものであって、その内部
にSQUID磁力計が設置され、外部の磁界から内部を
遮蔽する磁気計測用磁気シールドルームに関する。
【0002】
【従来の技術】人体の脳の疾患の原因を探るために、脳
が発生する磁界を非接触で測定する脳磁界(MEG)計
測が有力視されつつある。脳磁界計測には、SQUID
(超伝導量子干渉素子)磁力計が用いられる。図9は、
種々のタイプのSQUID磁力計のうちのモノコイル型
SQUID磁力計の概略構成を示す構成図である。
【0003】図9に示すように、SQUIDは、超伝導
線のリング11にショセフソン接合12が接続されたも
のである。SQUID磁力計は、リング11の中に入る
磁束が変化するとSQUIDの特性が変化することを利
用している。すなわち、その変化を入力コイル13およ
び検出コイル14を用いて取り出すことにより、磁束密
度を計測する。計測の分解能は、10-10 〜10-12
程度である。
【0004】モノコイル型SQUID磁力計には、1つ
の検出コイル14が設けられている。この構成によれ
ば、検出コイルが複数個設けられたタイプのSQUID
磁力計に比べると環境雑音の影響を受けやすいものの、
磁界を直接的に検出できるという利点がある。
【0005】脳が発生する磁界は極めて小さいので、S
QUID磁力計を用いて脳磁界計測を行うときには、人
体以外による磁界の影響を排除するために磁気遮蔽を施
す必要がある。よって、SQUID磁力計は磁気シール
ドルーム内に設置され、脳磁界計測は、磁気シールドル
ーム内で遂行される。
【0006】図10は従来の磁気シールドルームを示す
平面図である。磁気シールドルーム21は、少なくとも
表面が強磁性体であるパネルで各面が覆われたものであ
り、その一面に出入り用の扉22が設けられている。磁
気シールドルーム21の内部の天井には、架台吊り下げ
用レール23が取り付けられている。そして、SQUI
D架台24が架台吊り下げ用レール23から吊り下げら
れ、SQUID架台24は、SQUID磁力計を保持す
る。また、SQUID架台24は、SQUID磁力計の
水平移動、水平前後回転移動、回転正逆移動、上下移動
を行うことができる構造になっている。
【0007】なお、このような磁気シールドルーム21
は、社団法人電気学会マグネティックス研究会資料「生
体磁気計測用磁気シールドルームの設計施工(資料番号
MAG−92−85)」(1992年3月10日発行)
に記載されている。
【0008】磁気シールドルーム21内のSQUID架
台24の設置位置は、磁気遮蔽効果が大きい地点である
ことが望ましい。そこで、磁気シールドルーム21内の
磁気遮蔽効果の分布を測定する性能試験が必要となる。
従来は、取扱いが容易である等の理由により、フラック
スゲート型磁力計によって磁束を測定する方法が実行さ
れていた。しかし、フラックスゲート型磁力計の分解能
は10-10 T程度であり、磁気シールドルーム21の磁
気遮蔽性能が向上すると、磁気シールドルーム21内の
磁束の測定が不可能であった。そこで、強制的に磁気シ
ールドルーム21の外で磁界を発生させた状態で磁気シ
ールドルーム21内の磁束を測定し、磁気シールドルー
ム21の磁気遮蔽性能を評価する試験が行われていた。
【0009】ところが、そのような試験では、SQUI
D磁力計による実際の磁気計測の際の環境における磁気
シールドルーム21の磁気遮蔽性能とは異なる性能が確
認される可能性がある。すなわち、そのような試験によ
って得られた磁気シールドルーム21内の磁気遮蔽効果
の分布は正確ではない可能性があり、そのような分布に
もとづいてSQUID磁力計を設置すると、磁気遮蔽効
果が最適ではない地点に設置してしまうという可能性が
ある。
【0010】一方、扉22の付近は磁気遮蔽効果が小さ
いということは、容易に想起される。そこで、従来は図
10に示すように、扉22からできるだけ離れた位置に
SQUID架台24が設置されていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、そのような扉
22からできるだけ離れた位置が、磁気遮蔽効果が最も
大きい地点であるということは実証されていない。経験
的に、扉22からできるだけ離れた位置がSQUID架
台24の適性設置位置であるとされているに過ぎない。
また、実際に脳磁界計測に用いられるSQUID磁力計
のタイプが異なると、磁気シールドルーム21内のSQ
UID磁力計適性設置位置が異なってくることも予想さ
れる。
【0012】そこで、本発明は、磁界計測手段としてモ
ノコイル型SQUID磁力計を用いた場合に、磁気遮蔽
効果が最も大きい地点にSQUID磁力計が設置される
磁気計測用磁気シールドルーム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】本発明に係る磁気計測用
磁気シールドルームは、外部の磁界から内部を遮蔽する
外側シールドルームと、外側シールドルーム内に設けら
れ外側シールドルームから内部を磁気遮蔽する内側シー
ルドルームとを備えた二重構造のものであって、外側シ
ールドルームに設けられる扉は二重扉であり、モノコイ
ル型SQUID磁力計が内側シールドルームの中央部に
設置され、モノコイル型SQUID磁力計を制御するS
QUIDコントローラが外側シールドルーム内であって
内側シールドルームの外側に設置されているものであ
る。
【0014】
【作用】磁気シールドルーム内にモノコイル型SQUI
D磁力計を設置して脳磁界計測等の磁界計測を行う際
に、磁気遮蔽効果は、磁気シールドルームに出入りする
ための扉によって影響を受け、扉の近辺では磁気遮蔽効
果が劣化することが確認された。本発明に係る磁気計測
用磁気シールドルームは、その確認結果にもとづいて構
成されたものであり、磁気シールドルームを二重構造と
し、扉を二重扉とすることにより扉による磁気遮蔽効果
の劣化を防止した状態で磁界計測を行うことができる空
間を提供する。
【0015】
【実施例】本願発明の発明者は、自由に移動できるモノ
コイル型SQUID磁力計によって、磁気シールドルー
ム21の磁気遮蔽効果の分布を調査した。まず、磁気シ
ールドルーム21内の所定の位置にモノコイル型SQU
ID磁力計を設置し、X軸、Y軸、Z軸方向の磁束密度
を計測した。ここで、X軸の方向は扉22が設置されて
いるパネルと直交するパネルの水平方向と同じ方向であ
る。また、Y軸の方向は扉22が設置されているパネル
の水平方向と同じ方向である。Z軸の方向は磁気シール
ドルーム21の高さ方向である(図10参照)。
【0016】図1は計測結果を示したものである。図に
おいて、横軸は対数目盛りによる磁束密度を示す。S
(X)はX軸方向の磁束密度、S(Y)はY軸方向の磁
束密度、S(Z)はZ軸方向の磁束密度を示している。
各方向について場所を変えて17回の計測を行い(図
2,図4におけるA1〜D4,P点において)、図1には、各
計測値をヒストグラムで示した。すなわち、図中、1つ
の矩形は、その範囲内に計測値があったことを示してい
る。ただし、計測値が得られなかった地点もあった。例
えば、S(X)については1地点において計測値が得ら
れず、図1には、N=16個の計測値が示されている。
【0017】各計測値の平均と標準偏差をとると、X軸
方向について、平均μX は9.17pT、標準偏差σX
は9.64pTである。また、Y軸方向ついて、平均μ
Y は9.46pT、標準偏差σY は3.75pTであ
る。そして、Z軸方向について、平均μZ は33.56
pT、標準偏差σZ は18.18pTである。
【0018】同時に、磁気シールドルーム21の外の所
定の位置における磁束密度を計測した。なお、その計測
には、フラックスゲート型磁力計を用いた。図1におい
て、G(X)は磁気シールドルーム21の外のX軸方向
の磁束密度、G(Y)はY軸方向の磁束密度、G(Z)
はZ軸方向の磁束密度を示している。各測定値の平均と
標準偏差をとると、X軸方向について、平均8.63n
T、標準偏差2.07nTである。また、Y軸方向つい
て、平均3.71nT、標準偏差0.507nTであ
る。そして、Z軸方向について、平均6.55nT、標
準偏差2.63nTである。
【0019】磁気遮蔽効果は、磁気シールドルーム21
の外の磁束密度と内部の磁束密度との比で評価できる。
そこで、遮蔽効果を(外の磁束密度)/(内部の磁束密
度)で定義する。すると、X軸方向の遮蔽効果SX は、
(8.63×10-9)/(9.17×10-12 )=94
1、Y軸方向の遮蔽効果SY は、(3.71×10-9
/(9.46×10-12 )=392、Z軸方向の遮蔽効
果SZ は、(6.55×10-9)/(33.56×10
-12 )=195である。
【0020】脳磁界計測では、一般に、Z軸方向の磁界
の大きさが計測される。そこで、磁気シールドルーム2
1内において、Z軸方向の遮蔽効果の最も大きい地点を
探すことが重要である。そこで、Z軸方向の磁束密度の
ばらつき(標準偏差)σZ について実験計画法の手法を
適用し、一元配置を用いて距離rの水準でばらつきを分
解し検定および推定を試みた。X軸の距離rは、図2に
示すように、0.5m、1.0m、1.25m、1.5
m、2.0mである。推定の結果を図3に示す。
【0021】X軸については危険率1%で検定して有意
であった。よって、遮蔽効果の推定結果より、X軸の最
適水準はr=2.0〔m〕である。また、遮蔽効果の母
平均の95%信頼限界は271.6±47.2であっ
た。
【0022】Y軸の距離rは、図4に示すように、0.
5m、1.0m、1.25m、1.5m、2.0mであ
る。推定の結果を図5に示す。Y軸については危険率5
%で検定して有意であった。よって、遮蔽効果の推定結
果より、Y軸の最適水準はr=2.0〔m〕である。ま
た、遮蔽効果の母平均の95%信頼限界は263.1±
54.6であった。
【0023】図3および図5に示す推定の結果より、磁
気シールドルーム21の中央部における遮蔽効果がやや
高いものの、扉22から離れるにつれて遮蔽効果が高く
なるという傾向がある。そして、最も遮蔽効果のある地
点は、図2,図4における扉22から最も離れた地点で
あることがわかる。すなわち、モノコイル型SQUID
磁力計によって磁界計測を行う場合には、モノコイル型
SQUID磁力計を扉22から最も離れた地点に設置す
ることが、外界の影響を最も受けない状態で計測を遂行
できる状態であることが確認された。
【0024】また、中心点(P点)を含まない4水準に
ついて二元配置直交多項式による推定も試みた。すなわ
ち、二元配置直交多項式でX軸成分およびY軸成分を1
次、2次、3次成分に分解して回帰式を求めた。そし
て、その回帰式にもとづいて、各水準の推定を行った。
推定の結果を図6に示す。図6に示すように、最適水準
はX5Y5の組み合わせである。遮蔽効果の母平均の9
5%信頼限界は347.875±39.08であった。
【0025】また、遮蔽効果Sは、有意な1次成分だけ
によって、S=44.4+105.9XX +81XY
定義される。この式によって、Z軸の遮蔽効果が200
以下である確率の高い部分の分布を求めた。その結果を
図7に示す。図7において、斜線部分が、Z軸の遮蔽効
果が200以下である確率の高い部分である。
【0026】図6,図7に示す結果からも、モノコイル
型SQUID磁力計を用いる場合には、扉22から離れ
るにつれて遮蔽効果が高いということがわかる。すなわ
ち、モノコイル型SQUID磁力計を用いる場合には、
扉22の影響を強く受けるということがわかる。
【0027】しかし、以下の事項も確認されている。す
なわち、第7回日本生体磁気学会論文集(1992年6
月発行)論文番号B2-10 の論文で報告されているよう
に、SQUID磁力計は、磁性体の熱雑音の影響を受け
る。よって、扉22の影響を排除しようとして強磁性体
である磁気シールドルーム21のパネルに近づけすぎる
のは得策ではない。また、SQUID磁力計のリング1
1の超伝導状態は、高周波ノイズによって破られること
がある。その高周波ノイズは、主に、SQUID磁力計
の位置制御等を行うSQUIDコントローラから生じて
いる。
【0028】図8は、以上に述べた推定結果と確認され
ている事項とを考慮してなされた本発明の一実施例によ
る磁気計測用磁気シールドルームの構成を示す図であ
り、図8(A)は側面図、図8(B)はB−B断面にお
ける平面図である。図に示すように、この場合には、磁
気計測用磁気シールドルームは、外側磁気シールドルー
ム1と内側磁気シールドルーム2とを備えた二重構造と
される。そして、モノコイル型SQUID磁力計3は内
側磁気シールドルーム2に設置され、診察は内側磁気シ
ールドルーム2の内側て遂行される。
【0029】また、モノコイル型SQUID磁力計3を
制御するSQUIDコントローラ4は、発生する高周波
ノイズがモノコイル型SQUID磁力計3に影響を与え
ないように、外側磁気シールドルーム1に設置される。
そして、SQUIDコントローラ4は電池5で駆動され
るものとし、電池の接地側が、外界の接地に接続されて
いない接地板に接続される。
【0030】さらに、扉は二重扉7とされる。二重扉7
とすることによって扉の影響が低減されるので、モノコ
イル型SQUID磁力計3を、内側磁気シールドルーム
2において中央部に設置することにする。この配置によ
って、外側磁気シールドルーム1および内側磁気シール
ドルーム2の強磁性体のパネルからの熱雑音の影響は低
減される。
【0031】この構造により、内側磁気シールドルーム
2の中央部に設置されたモノコイル型SQUID磁力計
3が外界から受ける影響は、最小限に止められる。よっ
て、従来の磁気シールドルーム21における磁界計測に
比べて、生体に生ずる磁界等をより正確に計測すること
ができる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁気計測用磁気シールドルームが、二重構造のシールド
ルームとされ、外側シールドルームに設けられる扉は二
重扉であり、モノコイル型SQUID磁力計が内側シー
ルドルームの中央部に設置され、モノコイル型SQUI
D磁力計を制御するSQUIDコントローラが外側シー
ルドルーム内であって内側シールドルームの外側に設置
されている構成であるから、磁気遮蔽効果の分布に及ぼ
される扉の影響を低減でき、また、モノコイル型SQU
ID磁力計がSQUIDコントローラからの高周波ノイ
ズの影響を受けにくく、かつ、強磁性体の熱雑音の影響
を受けにくい磁気計測用磁気シールドルームを構成で
き、外部の磁界の影響を最も効果的に排除した状態で脳
磁界計測等の微弱磁界の計測を行える空間を提供できる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】磁気シールドルーム内の各地点と外部における
磁束測定の結果を示す説明図である。
【図2】磁気シールドルーム内の遮蔽効果分布のX軸方
向の水準を示す説明図である。
【図3】X軸方向の遮蔽効果の推定結果を示す説明図で
ある。
【図4】磁気シールドルーム内の遮蔽効果分布のY軸方
向の水準を示す説明図である。
【図5】Y軸方向の遮蔽効果の推定結果を示す説明図で
ある。
【図6】二次元方向の遮蔽効果の推定結果を示す説明図
である。
【図7】Z軸方向の遮蔽効果の低い部分を示す説明図で
ある。
【図8】図8(A)は本発明の一実施例による磁気計測
用磁気シールドルームを示す側面図である。図8(B)
は図8(A)におけるB−B断面による断面を示す平面
図である。
【図9】モノコイル型SQUID磁力計の概略構成を示
す構成図である。
【図10】従来の磁気シールドルームを示す平面図であ
る。
【符号の説明】 1 外側磁気シールドルーム 2 内側磁気シールドルーム 3 モノコイル型SQUID磁力計 4 SQUIDコントローラ 5 電池 6 接地板 7 二重扉
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海野 健一 東京都江東区南砂2丁目5番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 室内に対する外部の磁界の影響を排除す
    る磁気シールドルームを備え、その室中で生体等の対象
    物が発生する磁界の計測処理が実行される磁気計測用磁
    気シールドルームにおいて、 外部の磁界から内部を遮蔽する外側シールドルームと、 この外側シールドルーム内に設けられ、外側シールドル
    ームの磁界から内部を遮蔽する内側シールドルームとを
    備え、 前記外側シールドルームに設けられる扉は二重扉であ
    り、 モノコイル型SQUID磁力計が前記内側シールドルー
    ムの中央部に設置され、 前記モノコイル型SQUID磁力計を制御するSQUI
    Dコントローラが前記外側シールドルーム内であって前
    記内側シールドルームの外側に設置されていることを特
    徴とする磁気計測用磁気シールドルーム。
JP10804893A 1993-05-10 1993-05-10 磁気計測用磁気シールドルーム Expired - Fee Related JP3169473B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008034761A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Tss Japan:Kk 2重構造の電磁シールド材を用いた電磁シールドルームシステム

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008034761A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Tss Japan:Kk 2重構造の電磁シールド材を用いた電磁シールドルームシステム

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