JPH0640868B2 - 生体磁場計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人体等の生体の医療用
診断の資料として、生体のどの部位であっても、その生
体の形状に適応させて、生体から発生する磁場の強さを
正確に測定することができる生体磁場計測装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の複数個のグラジオメータ又はＳＱ
ＵＩＤ（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｑｕａｎｔ
ｕｍ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ：超伝
導量子干渉素子、マグネトメータともいう）を有する生
体磁場計測装置では、磁場検出部分を平均的な人体の計
測対象部位（頭部、胸部など）に対応するような形状と
なるようにデュワ（格納容器）を成形し、そのデュワの
内部にＳＱＵＩＤを配置し、そのＳＱＵＩＤを極低温の
液体ヘリウムに浸して超伝導状態にし、磁場の計測を行
っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、計測対象者毎に測定対象部位の大きさや形状が
異なるので、生体磁場を正確に計測することが困難であ
る。 即ち、例えば人体の頭部からの磁束を検出する場合、各
個人によって頭部の形状や大きさが異なるが、平均的な
頭部形状のデュワを用いると、検出しようとする頭部の
外形とデュワの形状との相違によって頭部表面と磁束入
力回路（ピックアップコイルとインプットコイルからな
る超伝導トランス）の距離が異なる。その結果、平均的
な頭部形状以外の頭部形状の人間の磁場を測定する場合
においては、測定の精度が著しく低下する。 さらに、人間の胸部と頭部ではその形状が著しく異なる
ため、頭部用に設計された生体計測装置を胸部用に使用
することができない。 また、ＳＱＵＩＤ、熱シールドを極低温冷凍機の冷却器
に接触させて、熱伝達によって冷却する場合には、冷却
器とＳＱＵＩＤ、熱シールドの熱伝達およびＳＱＵＩ
Ｄ、熱シールドの熱伝導の効率が低く、ＳＱＵＩＤ、熱
シールドの温度が安定するまでに要する冷却時間が長く
なる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本願の第１の発明に係る
生体磁場計測装置は、磁束入力回路とＳＱＵＩＤとから
なる磁場検出手段を複数個備え、生体から発生する磁場
をリアルタイムで検出して画像化する生体磁場計測装置
であって、前記磁場検出手段を格納する複数のデュワ
と、前記生体に対する前記デュワの１次元的な位置を検
出する変位計と、前記生体の表面と前記デュワの先端と
の接触を検出する接触センサと、前記各デュワを前記生
体へ向う軸方向に能動的に移動させる移動装置と、前記
デュワの先端が前記生体の表面に近接又は接触するまで
当該移動装置を駆動制御するコンピュータと、を備え、
前記デュワには、フレキシブルで着脱可能な移送管によ
って前記デュワ外部の常温の高圧ガス供給装置からヘリ
ウムガスと水素ガスを含む３種以上のガスを供給させ、
かつ前記デュワ内部に熱交換器と膨張弁を有して通過す
るガスをジュールトムソン効果により沸点まで温度降下
させ、任意の生体の形状に適応して磁場計測可能とした
ものである。 また、本願の第２の発明に係る生体磁場計測装置は、磁
束入力回路とＳＱＵＩＤとからなる磁場検出手段を複数
個備え、生体から発生する磁場をリアルタイムで検出し
て画像化する生体磁場計測装置であって、前記磁場検出
手段を格納する複数のデュワと、前記生体に対する前記
デュワの１次元的な位置を検出する変位計と、前記生体
の表面と前記デュワの先端との接触を検出する接触セン
サと、前記各デュワを前記生体へ向う軸方向に能動的に
移動させる移動装置と、前記デュワの先端が前記生体の
表面に近接又は接触するまで当該移動装置を駆動制御す
るコンピュータと、を備え、前記デュワには、フレキシ
ブルで着脱可能な移送管によってデュワ外部の常温の高
圧ガス供給装置から窒素ガスあるいは窒素ガスを含む少
なくとも２種類のガスの混合ガスが供給され、かつデュ
ワ内部に熱交換器と膨張弁を有して通過するガスをジュ
ールトムソン効果によりガスの沸点温度まで降下させ、
任意の生体の形状に適応して磁場計測可能としたもので
ある。 また、本願の第３の発明に係る生体磁場計測装置は、磁
束入力回路とＳＱＵＩＤとからなる磁場検出手段を複数
個備え、生体から発生する磁場をリアルタイムで検出し
て画像化する生体磁場計測装置であって、前記磁場検出
手段を格納する複数のデュワと、前記生体に対する前記
デュワの１次元的な位置を検出する変位計と、前記生体
の表面と前記デュワの先端との接触を検出する接触セン
サと、前記各デュワを前記生体へ向う軸方向に能動的に
移動させる移動装置と、前記デュワの先端が前記生体の
表面に近接又は接触するまで当該移動装置を駆動制御す
るコンピュータと、を備え、前記デュワの内部の熱シー
ルドを、互いに重合した３つの層から形成し、前記デュ
ワの内部に供給される８０ Ｋ程度の窒素ガスを、前記
熱シールドの層間に形成された流路に流し、任意の生体
の形状に適応して磁場計測可能としたものである。 また、本願の第４の発明に係る生体磁場計測装置は、磁
束入力回路とＳＱＵＩＤとからなる磁場検出手段を複数
個備え、生体から発生する磁場をリアルタイムで検出し
て画像化する生体磁場計測装置であって、前記磁場検出
手段を格納する複数のデュワと、前記生体に対する前記
デュワの１次元的な位置を検出する変位計と、前記生体
の表面と前記デュワの先端との接触を検出する接触セン
サと、前記各デュワを前記生体へ向う軸方向に能動的に
移動させる移動装置と、前記デュワの先端が前記生体の
表面に近接又は接触するまで当該移動装置を駆動制御す
るコンピュータと、を備え、前記デュワの内部の膨張弁
から流出する液体ヘリウム温度レベルのヘリウムガス
を、グラジオメータにより構成される磁束入力回路の巻
かれた心材の内部に形成された流路に流し、任意の生体
の形状に適応して磁場計測可能としたものである。

【０００５】

【作用】本発明においては、複数のデュワの生体に対す
る位置を変位計によって計測し接触センサにより接触の
有無も監視しながら、コンピュータによって駆動制御さ
れる能動的な移動装置によって各デュワを軸方向に沿っ
て生体の方向に移動させる。これによりデュワの先端を
生体の形状に一致させることができるので、精度の高い
磁場の測定が可能となるとともに、任意の生体の形状に
自在に適応させて生体磁場計測をすることができる。 また、ＳＱＵＩＤ、熱シールドを極低温冷凍機の冷却器
に接触させて、熱伝達によって冷却する方式ではなく、
ジュールトムソン効果による温度降下を利用したり、冷
却剤の流路に工夫をこらしたので、従来のこの種装置と
比較して、冷却器とＳＱＵＩＤ、熱シールドの熱伝達お
よびＳＱＵＩＤ、熱シールドの熱伝導の効率が高く、Ｓ
ＱＵＩＤ、熱シールドの温度が安定するまでに要する冷
却時間が短縮される。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。 図１は本発明の第１の実施例の全体構成を示す。 １は図には示されていない高圧ガス供給装置から供給さ
れるヘリウムガスと水素ガスを含む３種以上のガスをそ
れぞれ個別に移送するための屈曲可能な第１の移送管、
２は第１の移送管１から移送されてきた上記３種以上の
ガスをＳＱＵＩＤと磁束入力回路が冷却されている各デ
ュワに分配するための分配器、３はデュワの保持器、４
はデュワにガスを供給するため分配器２から延在してい
るフレキシブル（可撓性）で着脱可能である小径な第２
の移送管、５は内部のＳＱＵＩＤを冷却するためのデュ
ワ、６はデュワ５の位置を軸方向に１次元的に能動的に
変えることができる移動装置（例えば炭酸ガスピストン
からなる）、７はデュワ５の１次元的な位置を計測する
変位計、８は被測定物（人体の測定対象部位）との接触
を検出するためデュワ５の先端に設けた接触センサ、９
は被測定物、例えば人の頭部で、移動装置６及び変位計
７は各デュワ５毎に設けてある。

【０００７】前記した装置において、第１の移送管１か
ら供給される３種以上のガスは、分配器２によって第２
の移送管４を介して各デュワ５に供給される。 各デュワ５の内部において、ガスはジュールトムソン効
果によって極低温度にまで温度降下し、デュワ内部の熱
シールドとＳＱＵＩＤおよび磁束入力回路を冷却して極
低温度に保持する。 上記した装置全体は、地磁気などの外部磁気ノイズを除
去するために磁気シールドルームの内部に収められてい
ることが望ましい。

【０００８】図４は本発明の生体磁場計測装置の制御シ
ステムのブロックダイヤグラムを示す。 図４において、デュワ位置制御装置６２はデュワ５毎の
接触センサ８及び変位計７からの信号により、デュワ５
の先端の位置及びデュワ５の移動距離の情報を得て、コ
ンピュータ６１にその情報を供給する。 上記したコンピュータ６１は、被測定物の形状に合わせ
るように、移動装置６を駆動する。すなわち、上記の変
位センサ７によりデュワ５の先端と被測定物との距離を
監視しつつ移動装置６を駆動し、上記接触センサ８が被
測定物と接触したことを検知した場合、又は変位センサ
７が被測定物と近接したことを検知した場合には移動装
置６の駆動を停止する。その結果、各デュワ５の先端部
は常に被測定物の形状と一致するように制御される。 即ち、保持器３によって保持されている複数のデュワ５
は、移動装置６によりその軸方向に１次元的に位置を変
えることができ、また接触センサ８からの情報により移
動の終点を検知できるので、人体の測定対象となる部位
の形状に合わせて全てのピックアップコイルが最も近接
する位置にデュワ５を置くことが可能になる。 この結果、全てのＳＱＵＩＤ検出器の感度を低下させる
ことなく生体の磁場を計測することが可能になる。 さらに、個々のデュワ５の１次元的な位置は変位計７に
よって検知することができるので、このデータをコンピ
ュータ６１に供給し、測定部位の形状及び測定部位に対
するＳＱＵＩＤの相対的な位置を求めることができる。

【０００９】一方、被測定物である生体から発生する磁
場は磁束入力回路４３によってＳＱＵＩＤ４２に伝達さ
れ、上記ＳＱＵＩＤ４２はこの信号を電圧に変換する。
そして、ＳＱＵＩＤ４２は駆動回路（通常ではＦ．Ｌ．
Ｌ回路（Ｆｌｕｘ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ：磁束ロッ
クループ）を用いる）６３によって線形動作するように
制御される。 上記した駆動回路６３の出力である生体磁気データは時
系列なデータとしてコンピュータ６１に取り込まれ、画
像データとして表示される。

【００１０】図５は図４で示された本発明の生体磁場計
測装置における生体磁気計測のためのフローチャートを
示す。 図５において、新たに人体の被測定物を設定したとき
は、まず前記したデュワ５の位置をリセットする（ステ
ップ７１）。 次に、移動装置６は各デュワ５を人体の被測定物の方向
に移動させる（ステップ７２）。 そして、上記したデュワ５は、先端の接触センサ８が被
測定物を検出するまで徐々に移動することになる（ステ
ップ７３）。 上記した接触センサ８は、デュワ５の先端が被測定物に
接触又は近接したことを検出すると、移動装置６がデュ
ワ５の移動を停止し、デュワ５の位置の情報が収集され
る（ステップ７４）。しかし、センサ８が被測定物に接
触又は近接していなければ、ステップ５２に戻って接触
又は近接していないデュワ５だけを移動させることによ
り、被測定物に接触又は近接させる。 この接触センサ８の情報から被測定物の形状を計算する
ことができる（ステップ７５）。 人体の被測定物の形状がコンピュータ６１により計算し
て決定されたら、ＳＱＵＩＤ４２から得られた生体の磁
場情報を収集し（ステップ７６）、磁場源の磁場の強さ
を推定する（ステップ７７）。 上記のようにして求められた磁場の情報を画像情報とし
て表示する（ステップ７８）。

【００１１】図２は被測定物の形状が小さい場合に本発
明が適用される場合を示す。 即ち、被測定物が小さい場合は、被測定物９に近接でき
るデュワ５の数が少なくなるので、図２に示すように１
つおきにデュワ５を被測定物に近接するように移動装置
６を動作制御することによって、小さな被測定物の形状
に合わせてデュワ５を配置するのである。 なお、デュワ５にヘリウムガスを供給する第２の移送管
４は着脱可能であるので、デュワ５の数を計測対象部位
の大きさに対応するように増減することによって、被測
定物の形状にデュワ５の先端を一致させることもでき
る。

【００１２】図３は、人体の計測対象部位として人体の
胸部１０を測定するための本発明の第２の実施例を示す
ものである。 図３において、デュワの保持器３の形状は平面的に構成
され、この保持器３に各デュワ５が移動可能に配置され
ている。 デュワ５の位置を人体の胸部の形状に一致させることに
よって、人体の胸部の測定を行なうことができる。もち
ろん、この保持器３の形状及びデュワ５の位置設定や移
動状態を種々変化させることによって、人体の種々の部
位の測定をすることができるものである。

【００１３】上記したデュワ５の内部の構成と作用につ
いて以下に説明する。 図６は、磁場検出手段として１次微分型のグラジオメー
タ（ボビンタイプ）で構成した磁束入力回路とＳＱＵＩ
Ｄとを冷却する場合のデュワ５の構成の１つの実施例を
示す。 外部の高圧ガス供給装置から供給される水素ガスとヘリ
ウムガスとを含む３種以上のガスが、第１の移送管１か
ら分配器２を介して第２の移送管４によりデュワ５の内
部に供給される。

【００１４】デュワ５の内部には、第１のガス回路１
１、第２のガス回路２１、第３のガス回路３１及び磁場
検出手段としての磁束計４１を上から下に向かいその順
に設けてあり、第２のガス回路２１、第３のガス回路３
１及び磁束計４１だけがデュワ５の外部から作用する輻
射熱を遮断するための熱シールド５１の内部に収納され
ている。

【００１５】上記した第１のガス回路１１は、円筒状の
第１のケース１２の内部にフィン付きの第１の熱交換パ
イプ１３を螺旋状に巻成した構成であって、第１の熱交
換パイプ１３の下端には第１の膨張弁１４を設けて、第
１のケース１２の内部に開口させてある。

【００１６】そして、前記した第２のガス回路２１は、
第１のケース１２より小径な円筒状の第２のケース２２
の内部にフィン付きの第２の熱交換パイプ２３を螺旋状
に巻成した構成で、第２の熱交換パイプ２３の下端には
第２の膨張弁２４を設けて、第２のケース２２の内部に
開口させてある。 上記した第２のケース２２は、第１のガス回路１１の第
１のケース１２の中心位置を縦方向に延在して第１の熱
交換パイプ１３の内部に位置し、第１のケース１２の上
端にまで達している。

【００１７】さらに、前記した第３のガス回路３１は、
前記した第１のガス回路１１や第２のガス回路２１と同
様であるが第２のケース２２より小径な円筒状の第３の
ケース３２の内部にフィン付きの第３の熱交換パイプ
（図示せず）を螺旋状に巻成した構成で、第３の熱交換
パイブの下端部分を第３のケース３２の下端から突出さ
せて膨張弁３３を設け、上記膨張弁３３から流出管３４
を下向きに設けるとともに、第３のケース３２の下面に
流入管３５を接続した構成である。 上記した第３のケース３２は、第２のケース２２、第１
のケース１２の中心位置を縦方向に延在して第２の熱交
換パイプ２３、第１の熱交換パイプ１３の内部に位置
し、第１のケース１２の上端にまで達している。

【００１８】前記した磁場検出手段としての磁束計４１
は、ＳＱＵＩＤ４２とグラジオメータにより構成した磁
束入力回路４３とからなり、ＳＱＵＩＤ４２の信号線４
４は第３のケース３２、第２のケース２２及び第１のケ
ース１２の外周を螺旋状に巻成してデュワ５の外部に延
在している。 そして、磁束入力回路４３には線が巻かれた心材の内部
に流路４５が形成してあり、この流路４５の一端に前記
した第３のガス回路３１の流出管３４が接続してあり、
流路４５の他端に前記した流入管３５が接続してある。

【００１９】前記した熱シールド５１は、円筒状の外層
５２、中間層５３、内層５４を液密に、気密に接着重合
して一体状に構成したもので、中間層５３には直径方向
に対向する様に２本の溝状の縦流路５５、５５を有し、
また下方に円周方向の溝状の横流路５６を形成して上記
した両縦流路５５の下端を連通し、上記した２本の縦流
路５５と横流路５６とによりガス流路５７を構成する。 そして、両縦流路５５の上端は、前記した第１のガス回
路１１の第１のケース１２の内部に連通させ、第１のケ
ース１２の内部に充満するガスをガス流路５７に流すの
である。 尚、熱シールド５１の各層５２、５３、５４は、非磁性
で熱伝導率の大きい成分、例えばアルミナを原料とした
セラミックス等で構成するのが好ましい。

【００２０】本発明のデュワ５の第１実施例は前記した
構成で、第２のガス移送管４の内部には少なくとも３種
類のガス管を有し、その内の１種のガス（例えば窒素ガ
ス、メタンガス、アルゴンガス）は、第１のガス回路１
１の第１の熱交換パイプ１３に連結されている。 従って、外部の常温の高圧ガス供給装置から上記した１
種のガスが高圧で第１の熱交換パイプ１３に供給される
と、螺旋状に通過して第１の膨張弁１４から噴出し、ジ
ュールトムソン効果によりガスの沸点まで温度降下す
る。 したがって、温度降下したガスにより第１のケース１２
の内部が低温雰囲気となり、例えば沸点まで温度降下し
たガスが窒素であれば約８０ Ｋ、アルゴンであれば約
９０ Ｋとなる。 そして、このガスは熱シールド５１の一方の縦流路５５
の上端から流入して横流路５６から他方の縦流路５５を
通るため、前記ガス流路５７を循環流するので熱シール
ドを効果的に冷却することになり、デュワ５の外部温度
により作用する輻射熱を有効に遮断して熱シールド５１
の内部を加温することがない。 しかも、第１のケース１２の内部が上記したように冷却
されているし、第１の熱交換パイプ１３も冷却している
ので、第１の熱交換パイプ１３の内部に通っている第２
のケース２２や第３のケース３２の外周を予備冷却する
ことになる。また、第１のケース１２の外面も冷却され
ることになるので、ＳＱＵＩＤ４２の信号線４４も冷却
し、デュワ５の外部の常温部分からの伝導熱を吸収し、
ＳＱＵＩＤ４２及び磁束入力回路４１に伝わる熱を極め
て低減することが可能である。 さらに、第１のケース１２内のガスは上昇する時に第１
の熱交換パイプ１３の外面に接触し、フィンにより第１
の熱交換パイプ１３を通過するガスを効果的に冷却して
第２のガス移送管４から外部に流出する。 したがって、第１の膨張弁１４から第１のケース１２の
内部に噴出する沸点まで温度降下したガスは、熱シール
ド５１を冷却するとともに第２のケース２２と第３のケ
ース３２を予備冷却し、しかも第１の熱交換パイプ１３
を冷却するので内部を流れるガス自体も冷却されること
になり、第１の膨張弁１４でのジュールトムソン効果を
有効に達成することができる。

【００２１】また、第２の移送管４中に設けた水素ガス
の管は第２のガス回路２１の第２の熱交換パイプ２３に
接続されているので、水素ガスは第１のガス回路１１中
で予備冷却されてから第２のガス回路２１内の第２の熱
交換パイプ２３を通過し、第２の膨張弁２４を噴出する
際にジュールトムソン効果により沸点まで温度降下し
て、第２のケース２２の内部に充満して上昇し、第２の
移送管４を通過して外部に放出することになる。 したがって、第２のケース２２の内部は水素の沸点であ
る約２０ Ｋにまで冷却するために、第２の熱交換パイ
プ２３の内部中心を縦方向に延在している第３のケース
３２も予備冷却し、しかも第２の熱交換パイプ２３を冷
却するので通過する水素ガス自体も充分に冷却され、ジ
ュールトムソン効果が有効に達成することができる。 さらに、第２のケース２２の外周に巻いたＳＱＵＩＤ４
２の信号線４４も確実に冷却する。

【００２２】前記した第２の移送管４内のヘリウムガス
の管は、第３のガス回路３１のフィン付き熱交換パイプ
に連結してあるので、第１のガス回路１１、第２のガス
回路２１で充分に予備冷却されて第３のガス回路３１の
熱交換パイプを通過し、第３の膨張弁３３を噴出する際
にジュールトムソン効果によってガスの沸点まで温度降
下し、ヘリウムの沸点である約４ Ｋの極低温度になっ
て流出管３４から磁束入力回路４１の流路４５を通過
し、流入管３５から第３のケース３２の内部に戻り、上
昇して第２の移送管４から外部に放出する。 したがって、磁場検出手段としての磁束入力回路４３及
びＳＱＵＩＤ４２は極低温度にまで冷却されて保持され
るので、外部からの微小な磁場を検出し、信号線４４に
より外部に信号を供給することができる。

【００２３】図７はデュワ５の他の構成例を示すもの
で、特に磁場検出手段として機能する磁束計４１，とし
て磁束入力回路とＳＱＵＩＤとを同一基板上に薄膜状に
構成した平面ＳＱＵＩＤで、熱シールド５１の内部下端
に支持台４６を介して第３のガス回路３１に接触する様
にして設けてある。 従って、磁束計４１’は第３のガス回路３１の冷却効果
により約４ Ｋの極低温度にまで冷却されて保持され
る。 尚、図７において説明していない符号は前記した図６の
同一符号と同一の構成であるから説明を省略する。

【００２４】以上説明した様に、前記した各デュワ５は
内部が極めて有効に冷却されて磁場検出手段としての磁
束計を極低温状態に維持し、外部磁場を正確に測定する
ことができる。そして、各ガス回路は自体のガスを冷却
したり他の種類のガスを冷却する熱交換器としての機能
を有し、ジュールトムソン効果を確実に達成するのであ
る。 なお、本発明においては熱シールド５１は前記した構成
に限定されるものではなく、デュワの外部から作用する
輻射熱が熱シールド５１の内部に作用しなければどのよ
うな構成であってもよい。

【００２５】図９は本発明のデュワ５の他の構成例を示
すもので、この実施例のデュワ５の内部のガス回路８１
は、円筒状のケース８２の内部にフィン付きの熱交換パ
イプ８３を螺旋状に巻成した構成であって、上記した熱
交換パイプ８３の下端には膨張弁８４を設けて、ケース
８２の内部に開口させてある。 そして、ケース８２の下端には支持台８５を設けて磁場
検出手段である磁束計８６を取り付けてあるが、この磁
束計８６は高温超伝導材からなる平面ＳＱＵＩＤと磁束
入力回路とを一体型にした薄板状であり、磁束計８６は
８０ Ｋ以上の高温雰囲気でも磁場を検出するのに充分
な機能を有する。 従って、前記した実施例と同様に、第２の移送管４の例
えば窒素ガス管を熱交換パイプ８３に接続して窒素ガス
を流し、膨張弁８４から噴出させてジュールトムソン効
果により窒素の沸点まで温度降下させると、ケース８２
の内部、外部が８０ Ｋにまで冷却されるので、磁束計
８６により磁場を検出して信号線８７から信号を発信す
ることができる。 この実施例は、前記した実施例と比較して磁場検出手段
として機能する磁束計が８０ Ｋ以上であっても作動す
ることができるということであって、その他の機能や作
動状態は前記した実施例と同一である。

【００２６】以上本発明をいくつかの実施例に基づいて
説明したが、本発明は前記した各実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲に記載した構成を変更しな
い限りどの様にでも実施することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上要するに、本発明によれば、複数の
デュワの生体に対する位置を変位計によって計測し接触
センサにより接触の有無も監視しながら、コンピュータ
によって駆動制御される能動的な移動装置によって各デ
ュワを軸方向に沿って生体の方向に移動させる。これに
よりデュワの先端を生体の形状に一致させることができ
るので、精度の高い磁場の測定が可能となるとともに、
任意の生体の形状に自在に適応させて生体磁場計測をす
ることができる。 また、ＳＱＵＩＤ、熱シールドを極低温冷凍機の冷却器
に接触させて、熱伝達によって冷却する方式ではなく、
ジュ−ルトムソン効果による温度降下を利用したり、冷
却剤の流路に工夫をこらしたので、従来のこの種装置と
比較して、冷却器とＳＱＵＩＤ、熱シールドの熱伝達お
よびＳＱＵＩＤ、熱シールドの熱伝導の効率が高く、Ｓ
ＱＵＩＤ、熱シールドの温度が安定するまでに要する冷
却時間が短縮される、という利点を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の全体概略構成図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施例の全体概略構成図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施例における使用状態の説明
図である。

【図４】本発明の生体磁場計測装置の制御システムのブ
ロックダイヤグラムを示す図である。

【図５】本発明の生体磁場計測装置における生体磁場計
測のためのフローチャートを示す図である。

【図６】１次微分型のグラジオメータで構成した磁束入
力回路とＳＱＵＩＤとにより磁束計を構成した場合のデ
ュワの構成例を示す一部を断面とした正面図である。

【図７】平面型の磁束計を使用した場合のデュワの構成
例の概略図である。

【図８】デュワの内部に設けた熱シールドの一例を示す
概略分解斜視図である。

【図９】高温平面型の磁束計を使用した場合のデュワの
構成例を示す一部を断面とした正面図である。

【符号の説明】

１ 第１の移送管 ２ 分配器 ３ 保持器 ４ 第２の移送管 ５ デュワ ６ 移動装置 ７ 変位計 ８ 接触センサ ９ 被測定物 １１ 第１のガス回路 １２ 第１のケース １３ 第１の熱交換パイプ １４ 第１の膨張弁 ２１ 第２のガス回路 ２２ 第２のケース ２３ 第２の熱交換パイプ ２４ 第２の膨張弁 ３１ 第３のガス回路 ３２ 第３のケース ３３ 第３の膨張弁 ３４ 流出管 ３５ 流入管 ４１ 磁束計 ４２ ＳＱＵＩＤ ４３ 磁束入力回路 ４４ 信号線 ４５ 流路 ５１ 熱シールド ５２ 外層 ５３ 中間層 ５４ 内層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 賀戸 久 東京都中央区東日本橋１丁目６番５号東日 本橋佐藤ビル５階 株式会社超伝導センサ 研究所内 (56)参考文献 特開 平２−31739（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−91508（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁束入力回路とＳＱＵＩＤとからなる磁
   場検出手段を複数個備え、生体から発生する磁場をリア
   ルタイムで検出して画像化する生体磁場計測装置であっ
   て、 前記磁場検出手段を格納する複数のデュワと、 前記生体に対する前記デュワの１次元的な位置を検出す
   る変位計と、 前記生体の表面と前記デュワの先端との接触を検出する
   接触センサと、 前記各デュワを前記生体ヘ向う軸方向に能動的に移動さ
   せる移動装置と、 前記デュワの先端が前記生体の表面に近接又は接触する
   まで当該移動装置を駆動制御するコンピュータと、を備
   え、 前記デュワには、フレキシブルで着脱可能な移送管によ
   って前記デュワ外部の常温の高圧ガス供給装置からヘリ
   ウムガスと水素ガスを含む３種以上のガスを供給させ、
   かつ前記デュワ内部に熱交換器と膨張弁を有して通過す
   るガスをジュールトムソン効果により沸点まで温度降下
   させ、任意の生体の形状に適応して磁場計測可能とした
   こと を特徴とする生体磁場計測装置。
2. 【請求項２】 磁束入力回路とＳＱＵＩＤとからなる磁
   場検出手段を複数個備え、生体から発生する磁場をリア
   ルタイムで検出して画像化する生体磁場計測装置であっ
   て、 前記磁場検出手段を格納する複数のデュワと、 前記生体に対する前記デュワの１次元的な位置を検出す
   る変位計と、 前記生体の表面と前記デュワの先端との接触を検出する
   接触センサと、 前記各デュワを前記生体へ向う軸方向に能動的に移動さ
   せる移動装置と、 前記デュワの先端が前記生体の表面に近接又は接触する
   まで当該移動装置を駆動制御するコンピュータと、を備
   え、 前記デュワには、フレキシブルで着脱可能な移送管によ
   ってデュワ外部の常温の高圧ガス供給装置から窒素ガス
   あるいは窒素ガスを含む少なくとも２種類のガスの混合
   ガスが供給され、かつデュワ内部に熱交換器と膨張弁を
   有して通過するガスをジュールトムソン効果によりガス
   の沸点温度まで降下させ、任意の生体の形状に適応して
   磁場計測可能としたこと を特徴とする生体磁場計測装置。
3. 【請求項３】 磁束入力回路とＳＱＵＩＤとからなる磁
   場検出手段を複数個備え、生体から発生する磁場をリア
   ルタイムで検出して画像化する生体磁場計測装置であっ
   て、 前記磁場検出手段を格納する複数のデュワと、 前記生体に対する前記デュワの１次元的な位置を検出す
   る変位計と、 前記生体の表面と前記デュワの先端との接触を検出する
   接触センサと、 前記各デュワを前記生体へ向う軸方向に能動的に移動さ
   せる移動装置と、 前記デュワの先端が前記生体の表面に近接又は接触する
   まで当該移動装置を駆動制御するコンピュータと、を備
   え、 前記デュワの内部の熱シールドを、互いに重合した３つ
   の層から形成し、前記デュワの内部に供給される８０
   Ｋ程度の窒素ガスを、前記熱シールドの層間に形成され
   た流路に流し、任意の生体の形状に適応して磁場計測可
   能としたこと を特徴とする生体磁場計測装置。
4. 【請求項４】 磁束入力回路とＳＱＵＩＤとからなる磁
   場検出手段を複数個備え、生体から発生する磁場をリア
   ルタイムで検出して画像化する生体磁場計測装置であっ
   て、 前記磁場検出手段を格納する複数のデュワと、 前記生体に対する前記デュワの１次元的な位置を検出す
   る変位計と、 前記生体の表面と前記デュワの先端との接触を検出する
   接触センサと、 前記各デュワを前記生体へ向う軸方向に能動的に移動さ
   せる移動装置と、 前記デュワの先端が前記生体の表面に近接又は接触する
   まで当該移動装置を駆動制御するコンピュータと、を備
   え、 前記デュワの内部の膨張弁から流出する液体ヘリウム温
   度レベルのヘリウムガスを、グラジオメータにより構成
   される磁束入力回路の巻かれた心材の内部に形成された
   流路に流し、任意の生体の形状に適応して磁場計測可能
   としたこと を特徴とする生体磁場計測装置。