JPH067313A - 生体磁場計測装置 - Google Patents
生体磁場計測装置Info
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- JPH067313A JPH067313A JP4170538A JP17053892A JPH067313A JP H067313 A JPH067313 A JP H067313A JP 4170538 A JP4170538 A JP 4170538A JP 17053892 A JP17053892 A JP 17053892A JP H067313 A JPH067313 A JP H067313A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/035—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using superconductive devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
- G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
- G01D3/032—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure affecting incoming signal, e.g. by averaging; gating undesired signals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2500/00—Problems to be solved
- F25B2500/12—Sound
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- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 心磁波計測信号のみに基づいて雑音成分を高
精度に除去し、高精度の心磁波信号を得る。 【構成】 心拍周波数が極低温冷凍機1の運転周波数と
等しくなったことに応答して運転周波数制御部4により
極低温冷凍機1の運転周波数を変化させ、この状態にお
いてSQUID磁束計2からの出力信号を信号処理部3
に供給することにより雑音成分が除去された高精度の心
磁波信号を得る。
精度に除去し、高精度の心磁波信号を得る。 【構成】 心拍周波数が極低温冷凍機1の運転周波数と
等しくなったことに応答して運転周波数制御部4により
極低温冷凍機1の運転周波数を変化させ、この状態にお
いてSQUID磁束計2からの出力信号を信号処理部3
に供給することにより雑音成分が除去された高精度の心
磁波信号を得る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は生体磁場計測装置に関
し、さらに詳細にいえば、極低温冷凍機により超伝導転
移温度以下にまで冷却されたSQUID(超伝導量子干
渉素子、Superconducting Quantum Interference Devic
e )磁束計を用いて微弱な生体磁場を計測するための装
置に関する。
し、さらに詳細にいえば、極低温冷凍機により超伝導転
移温度以下にまで冷却されたSQUID(超伝導量子干
渉素子、Superconducting Quantum Interference Devic
e )磁束計を用いて微弱な生体磁場を計測するための装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、超伝導デバイスの1つとして
ジョセフソン効果を利用したSQUIDが知られてい
る。このSQUIDに超伝導ピックアップコイルを有す
る磁束入力回路を接続することにより、例えば、生体内
に流れる微小電流に伴なう磁界や生体内の微小磁性体か
らの磁界等、極めて微弱な磁束を測定できるSQUID
磁束計を得ることができる。
ジョセフソン効果を利用したSQUIDが知られてい
る。このSQUIDに超伝導ピックアップコイルを有す
る磁束入力回路を接続することにより、例えば、生体内
に流れる微小電流に伴なう磁界や生体内の微小磁性体か
らの磁界等、極めて微弱な磁束を測定できるSQUID
磁束計を得ることができる。
【0003】このSQUID磁束計を極低温レベル、つ
まりSQUIDおよび超伝導コイルが超伝導状態に転移
する温度レベルにまで冷却する方法として、低温保持容
器(クライオスタット)内に液体ヘリウムを蓄え、液体
ヘリウムにSQUID磁束計を浸漬する方法がある。
尚、この方法を冷凍機を用いて採用する場合には、低温
保持容器内に寒冷発生用の冷凍機の冷却器を挿入して、
低温保持容器内で蒸発したヘリウムガスを冷凍機により
凝縮液化させることが行なわれる。
まりSQUIDおよび超伝導コイルが超伝導状態に転移
する温度レベルにまで冷却する方法として、低温保持容
器(クライオスタット)内に液体ヘリウムを蓄え、液体
ヘリウムにSQUID磁束計を浸漬する方法がある。
尚、この方法を冷凍機を用いて採用する場合には、低温
保持容器内に寒冷発生用の冷凍機の冷却器を挿入して、
低温保持容器内で蒸発したヘリウムガスを冷凍機により
凝縮液化させることが行なわれる。
【0004】この方法を採用した場合には、SQUID
磁束計を液体ヘリウムに浸漬するので、SQUID磁束
計を全体にわたって安定してかつ短時間で冷却すること
ができる。しかし、その反面、SQUID磁束計の冷却
のために低温保持容器内にヘリウムを介在させるため、
冷却システムが大型化し、操作性も悪くなる。この点を
考慮して、SQUID磁束計を冷凍機の冷却器に直接伝
熱可能に接触させて極低温レベルまで冷却する方法が注
目されている(例えば、特開平2−302680号公報
参照)。
磁束計を液体ヘリウムに浸漬するので、SQUID磁束
計を全体にわたって安定してかつ短時間で冷却すること
ができる。しかし、その反面、SQUID磁束計の冷却
のために低温保持容器内にヘリウムを介在させるため、
冷却システムが大型化し、操作性も悪くなる。この点を
考慮して、SQUID磁束計を冷凍機の冷却器に直接伝
熱可能に接触させて極低温レベルまで冷却する方法が注
目されている(例えば、特開平2−302680号公報
参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】SQUID磁束計を冷
凍機の冷却器に直接伝熱可能に接触させて極低温レベル
まで冷却する方法を採用した場合には、冷凍機が運転時
に振動する部分を有しているのであるから、上記振動を
完全になくすことは非常に困難である。したがって、S
QUID磁束計の出力信号に冷凍機の振動に起因する雑
音が混入してしまい、SQUID磁束計本来の信号検出
が不正確になってしまうという不都合がある。
凍機の冷却器に直接伝熱可能に接触させて極低温レベル
まで冷却する方法を採用した場合には、冷凍機が運転時
に振動する部分を有しているのであるから、上記振動を
完全になくすことは非常に困難である。したがって、S
QUID磁束計の出力信号に冷凍機の振動に起因する雑
音が混入してしまい、SQUID磁束計本来の信号検出
が不正確になってしまうという不都合がある。
【0006】冷凍機の振動に起因する上記不都合を解消
するために、SQUID磁束計の信号系を2チャンネル
にし、一方のチャンネルで通常の測定を行なうと同時に
他方のチャンネルで冷凍機の振動に起因する雑音を測定
し、両者の差を算出することが考えられる。しかし、こ
の方法を採用すると、信号系のチャンネル数が著しく増
加してしまうという不都合がある。
するために、SQUID磁束計の信号系を2チャンネル
にし、一方のチャンネルで通常の測定を行なうと同時に
他方のチャンネルで冷凍機の振動に起因する雑音を測定
し、両者の差を算出することが考えられる。しかし、こ
の方法を採用すると、信号系のチャンネル数が著しく増
加してしまうという不都合がある。
【0007】また、チャンネル数を増加させることな
く、先ず通常の測定を行ない、次いで冷凍機の振動に起
因する雑音の測定を行ない、両者の差を算出すれば、チ
ャンネル数の増加という不都合は解消できるが、測定時
期が大きくずれてしまうので、通常の測定時における冷
凍機の振動特性と雑音の測定時における冷凍機の振動特
性とが同じである保証がなくなり、両者の減算により冷
凍機の振動による雑音の除去が必ずしも可能ではなくな
るという不都合がある。
く、先ず通常の測定を行ない、次いで冷凍機の振動に起
因する雑音の測定を行ない、両者の差を算出すれば、チ
ャンネル数の増加という不都合は解消できるが、測定時
期が大きくずれてしまうので、通常の測定時における冷
凍機の振動特性と雑音の測定時における冷凍機の振動特
性とが同じである保証がなくなり、両者の減算により冷
凍機の振動による雑音の除去が必ずしも可能ではなくな
るという不都合がある。
【0008】これらの点を考慮して本件特許出願人は、
SQUID磁束計の出力信号を冷凍機の振動周期分ずつ
加算平均して周期性雑音のテンプレートを作り、SQU
ID磁束計の出力信号がテンプレートを減算する方法を
既に特許出願している。図4は本件特許出願人が既に特
許出願した方法を説明するための概略図であり、SQU
ID磁束計から同図(A)に示す心磁計測信号が出力さ
れた場合に、冷凍機の振動周期分ずつ加算平均すること
により同図(B)に示す信号が得られ、同図(A)の信
号から同図(B)の信号を減算することにより同図
(C)に示すように殆ど雑音のみからなる信号が得られ
る。そして、同図(C)に示す信号を冷凍機の振動周期
分ずつ加算平均することにより同図(D)に示す信号
(テンプレート)が得られる。したがって、同図(A)
の心磁計測信号から同図(D)のテンプレートを減算す
ることにより同図(E)に示すように殆ど周期性雑音を
含まない信号が得られ、同図(E)に示す信号を加算平
均することにより同図(F)に示すように雑音を殆ど含
まない心磁信号が得られる。
SQUID磁束計の出力信号を冷凍機の振動周期分ずつ
加算平均して周期性雑音のテンプレートを作り、SQU
ID磁束計の出力信号がテンプレートを減算する方法を
既に特許出願している。図4は本件特許出願人が既に特
許出願した方法を説明するための概略図であり、SQU
ID磁束計から同図(A)に示す心磁計測信号が出力さ
れた場合に、冷凍機の振動周期分ずつ加算平均すること
により同図(B)に示す信号が得られ、同図(A)の信
号から同図(B)の信号を減算することにより同図
(C)に示すように殆ど雑音のみからなる信号が得られ
る。そして、同図(C)に示す信号を冷凍機の振動周期
分ずつ加算平均することにより同図(D)に示す信号
(テンプレート)が得られる。したがって、同図(A)
の心磁計測信号から同図(D)のテンプレートを減算す
ることにより同図(E)に示すように殆ど周期性雑音を
含まない信号が得られ、同図(E)に示す信号を加算平
均することにより同図(F)に示すように雑音を殆ど含
まない心磁信号が得られる。
【0009】即ち、上記の方法は、冷凍機の振動周波数
と心磁信号の周波数とが異なっているか、冷凍機の振動
周波数が安定している反面、心磁信号の周波数は不安定
であることを前提としているので、この条件を充足する
限りにおいては、加算平均処理および減算処理を行なう
ことにより高精度のテンプレートを得ることができ、ひ
いては高精度の心磁信号を得ることができる。しかし、
心磁信号の周期が必ず冷凍機の振動の周期に比べて不安
定である保証はなく、被測定者の体調等によっては心磁
信号が所定の計測期間内において殆ど変化せず、しかも
心磁信号の周期が冷凍機の振動周期とほぼ一致すること
があり、このような場合には、心磁計測信号を冷凍機の
振動周期分ずつ加算平均しても周期的振動成分が十分に
は除去できず、周期的振動成分が不十分にのみ除去され
た信号を用いてテンプレートを作成しても周期的振動成
分に対してかなり誤差を含むテンプレートしか作成でき
なくなってしまい、ひいては、最終的に得られる心磁信
号に周期的振動成分がかなり残った状態になってしまう
という不都合がある。
と心磁信号の周波数とが異なっているか、冷凍機の振動
周波数が安定している反面、心磁信号の周波数は不安定
であることを前提としているので、この条件を充足する
限りにおいては、加算平均処理および減算処理を行なう
ことにより高精度のテンプレートを得ることができ、ひ
いては高精度の心磁信号を得ることができる。しかし、
心磁信号の周期が必ず冷凍機の振動の周期に比べて不安
定である保証はなく、被測定者の体調等によっては心磁
信号が所定の計測期間内において殆ど変化せず、しかも
心磁信号の周期が冷凍機の振動周期とほぼ一致すること
があり、このような場合には、心磁計測信号を冷凍機の
振動周期分ずつ加算平均しても周期的振動成分が十分に
は除去できず、周期的振動成分が不十分にのみ除去され
た信号を用いてテンプレートを作成しても周期的振動成
分に対してかなり誤差を含むテンプレートしか作成でき
なくなってしまい、ひいては、最終的に得られる心磁信
号に周期的振動成分がかなり残った状態になってしまう
という不都合がある。
【0010】尚、この不都合は心磁計測信号に限らず、
同様な傾向を有する生体磁束計測信号であれば、同様の
不都合が生じることになる。
同様な傾向を有する生体磁束計測信号であれば、同様の
不都合が生じることになる。
【0011】
【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、生体磁束計測信号に含まれる本来の信号
の周期が冷凍機の振動周期とほぼ等しい場合にも、上記
テンプレート法等を用いることにより本来の生体磁束計
測信号を高精度に得ることができる生体磁束計測装置を
提供することを目的としている。
たものであり、生体磁束計測信号に含まれる本来の信号
の周期が冷凍機の振動周期とほぼ等しい場合にも、上記
テンプレート法等を用いることにより本来の生体磁束計
測信号を高精度に得ることができる生体磁束計測装置を
提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項1の生体磁束計測装置は、極低温冷凍機の
運転周波数を制御する運転周波数制御手段と、計測対象
となる生体信号の固有の周波数を検出する生体信号周波
数検出手段と、生体信号の固有の周波数と極低温冷凍機
の運転周波数との差が所定の閾値周波数以下になったこ
とを検出して、両周波数の差を大きくすべく運転周波数
制御手段に対して運転周波数変更指令を供給する運転周
波数変更指令手段とを含んでいる。
めの、請求項1の生体磁束計測装置は、極低温冷凍機の
運転周波数を制御する運転周波数制御手段と、計測対象
となる生体信号の固有の周波数を検出する生体信号周波
数検出手段と、生体信号の固有の周波数と極低温冷凍機
の運転周波数との差が所定の閾値周波数以下になったこ
とを検出して、両周波数の差を大きくすべく運転周波数
制御手段に対して運転周波数変更指令を供給する運転周
波数変更指令手段とを含んでいる。
【0013】
【作用】請求項1の生体磁束計測装置であれば、極低温
を発生させ得る極低温冷凍機によりSQUID磁束計を
超伝導転移温度以下にまで冷却し、SQUID磁束計に
より得られる電気信号に基づいて極低温冷凍機に起因す
る雑音成分を除去して生体磁場を計測する場合に、計測
対象となる生体信号の固有の周波数を生体信号周波数検
出手段により検出し、生体信号の固有の周波数と極低温
冷凍機の運転周波数との差が所定の閾値周波数以下にな
ったことを検出して、両周波数の差を大きくすべく運転
周波数制御手段に対して運転周波数変更指令を供給する
ことにより極低温冷凍機の運転周波数を変化させるので
あるから、生体信号の固有の周波数と極低温冷凍機の振
動周波数がほぼ一致することに起因する雑音成分除去性
能の低下を防止でき、生体信号の固有の周波数の如何に
拘らず高精度の生体磁束計測信号を得ることができる。
を発生させ得る極低温冷凍機によりSQUID磁束計を
超伝導転移温度以下にまで冷却し、SQUID磁束計に
より得られる電気信号に基づいて極低温冷凍機に起因す
る雑音成分を除去して生体磁場を計測する場合に、計測
対象となる生体信号の固有の周波数を生体信号周波数検
出手段により検出し、生体信号の固有の周波数と極低温
冷凍機の運転周波数との差が所定の閾値周波数以下にな
ったことを検出して、両周波数の差を大きくすべく運転
周波数制御手段に対して運転周波数変更指令を供給する
ことにより極低温冷凍機の運転周波数を変化させるので
あるから、生体信号の固有の周波数と極低温冷凍機の振
動周波数がほぼ一致することに起因する雑音成分除去性
能の低下を防止でき、生体信号の固有の周波数の如何に
拘らず高精度の生体磁束計測信号を得ることができる。
【0014】
【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図1はこの発明の生体磁束計測装置の一実施
例を示す概略図であり、心磁波の計測に適用した場合を
示している。この生体磁束計測装置は、複数段の冷却ス
テージを含む冷凍機1の最終冷却ステージ(例えば、約
4Kの冷却ステージ)1aに、SQUID2aおよび磁
束入力回路2bを含むSQUID磁束計2を配置し、S
QUID磁束計2からの出力信号を信号処理部3に供給
している。また、運転周波数制御部4により冷凍機1の
運転周波数を制御している。但し、1段の冷却ステージ
のみでSQUID2a等の超伝導転移温度を得ることが
できる冷凍機1を採用することが可能である。
説明する。図1はこの発明の生体磁束計測装置の一実施
例を示す概略図であり、心磁波の計測に適用した場合を
示している。この生体磁束計測装置は、複数段の冷却ス
テージを含む冷凍機1の最終冷却ステージ(例えば、約
4Kの冷却ステージ)1aに、SQUID2aおよび磁
束入力回路2bを含むSQUID磁束計2を配置し、S
QUID磁束計2からの出力信号を信号処理部3に供給
している。また、運転周波数制御部4により冷凍機1の
運転周波数を制御している。但し、1段の冷却ステージ
のみでSQUID2a等の超伝導転移温度を得ることが
できる冷凍機1を採用することが可能である。
【0015】図2は運転周波数制御部4の構成を詳細に
示すブロック図であり、現時点における冷凍機1の運転
周波数と心拍周波数検出部4dにより検出された心拍周
波数との差周波数を算出する差周波数算出部4aと、差
周波数の絶対値が所定の閾値以下であるか否かを判別す
る判別部4bと、差周波数の絶対値が所定の閾値以下で
あることを示す判別部4bの判別結果に応答して、差周
波数の絶対値を増加させるべく冷凍機1に運転周波数指
令を供給し、差周波数の絶対値が所定の閾値より大きい
ことを示す判別部4bの判別結果に応答して、冷凍機1
に従前の運転周波数指令を供給する運転周波数指令供給
部4cとを有している。尚、運転周波数指令は、例え
ば、冷凍機1のバルブモータに供給する電源周波数を所
定周波数に設定すべきことを指示するものである。
示すブロック図であり、現時点における冷凍機1の運転
周波数と心拍周波数検出部4dにより検出された心拍周
波数との差周波数を算出する差周波数算出部4aと、差
周波数の絶対値が所定の閾値以下であるか否かを判別す
る判別部4bと、差周波数の絶対値が所定の閾値以下で
あることを示す判別部4bの判別結果に応答して、差周
波数の絶対値を増加させるべく冷凍機1に運転周波数指
令を供給し、差周波数の絶対値が所定の閾値より大きい
ことを示す判別部4bの判別結果に応答して、冷凍機1
に従前の運転周波数指令を供給する運転周波数指令供給
部4cとを有している。尚、運転周波数指令は、例え
ば、冷凍機1のバルブモータに供給する電源周波数を所
定周波数に設定すべきことを指示するものである。
【0016】即ち、心磁信号の周波数は心拍周波数(通
常0.8〜2Hz)として検出可能であり、しかも心拍
周波数は心電図等により正確に検出できる。また、冷凍
機1の現時点における運転周波数(通常2〜2.4H
z)は例えばバルブモータの電源周波数により正確に検
出できる。したがって、両周波数の差周波数を差周波数
算出部4aにより算出し、差周波数の絶対値が所定の閾
値以下(通常、所定の閾値は著しく小さい値に設定され
るのであるから、差周波数の絶対値が著しく小さい)で
あると判別部4bにより判別された場合にのみ、差周波
数の絶対値を増加させるべく運転周波数指令供給部4c
により冷凍機1に新たな運転周波数指令を供給し、心拍
周波数と冷凍機1の運転周波数とがほぼ一致する状態を
排除できる。
常0.8〜2Hz)として検出可能であり、しかも心拍
周波数は心電図等により正確に検出できる。また、冷凍
機1の現時点における運転周波数(通常2〜2.4H
z)は例えばバルブモータの電源周波数により正確に検
出できる。したがって、両周波数の差周波数を差周波数
算出部4aにより算出し、差周波数の絶対値が所定の閾
値以下(通常、所定の閾値は著しく小さい値に設定され
るのであるから、差周波数の絶対値が著しく小さい)で
あると判別部4bにより判別された場合にのみ、差周波
数の絶対値を増加させるべく運転周波数指令供給部4c
により冷凍機1に新たな運転周波数指令を供給し、心拍
周波数と冷凍機1の運転周波数とがほぼ一致する状態を
排除できる。
【0017】図3は信号処理部3の構成を示すブロック
図であり、心磁波計測信号を心磁波の所定のタイミング
に合せて加算平均することにより周期性雑音および非周
期性雑音が除去された心磁波信号を得る第1加算平均部
3aと、心磁波計測信号から第1加算平均部3aにより
得られた心磁波信号を減算して雑音信号を得る第1減算
部3bと、第1減算部3bにより得られる雑音信号を冷
凍機1の振動周期分ずつ加算平均して雑音テンプレート
を得る第2加算平均部3cと、心磁波計測信号から雑音
テンプレートを減算する第2減算部3dと、第2減算部
3dにより得られた信号を心磁波の所定のタイミングに
合せて加算平均して雑音成分が除去された心磁波信号を
得る第3加算平均部3eとを有している。
図であり、心磁波計測信号を心磁波の所定のタイミング
に合せて加算平均することにより周期性雑音および非周
期性雑音が除去された心磁波信号を得る第1加算平均部
3aと、心磁波計測信号から第1加算平均部3aにより
得られた心磁波信号を減算して雑音信号を得る第1減算
部3bと、第1減算部3bにより得られる雑音信号を冷
凍機1の振動周期分ずつ加算平均して雑音テンプレート
を得る第2加算平均部3cと、心磁波計測信号から雑音
テンプレートを減算する第2減算部3dと、第2減算部
3dにより得られた信号を心磁波の所定のタイミングに
合せて加算平均して雑音成分が除去された心磁波信号を
得る第3加算平均部3eとを有している。
【0018】図4は図3の信号処理部3における処理を
説明する信号波形図であり、本件特許出願人が既に特許
出願した処理を示す信号波形と同じである。SQUID
磁束計2から同図(A)に示す心磁波計測信号が得られ
た場合に、第1加算平均部3aにより心磁波計測信号を
心磁波の所定のタイミングに合せて加算平均すれば、同
図(B)に示すように、周期性雑音および非周期性雑音
がかなり除去された心磁波信号を得ることができる。し
たがって、第1減算部3bにより同図(A)の心磁波計
測信号から同図(B)の心磁波信号を減算すれば、同図
(C)に示すように、かなり高精度の雑音信号を得るこ
とができる。次いで、第2加算平均部3cにより同図
(C)の雑音信号を冷凍機1の振動周期分ずつ加算平均
して、同図(D)に示すように、周期性雑音のみからな
る雑音テンプレートを得ることができる。その後、第2
減算部3dにより同図(A)の心磁波計測信号から同図
(D)の雑音テンプレートを減算すれば、同図(E)に
示すように、周期性雑音成分が高精度に除去された心磁
波信号を得ることができる。最後に、第3加算平均部3
eにより同図(E)の心磁波信号を心磁波の所定のタイ
ミングに合せて加算平均すれば、同図(F)に示すよう
に、非周期性雑音成分が除去された心磁波信号を得るこ
とができる。
説明する信号波形図であり、本件特許出願人が既に特許
出願した処理を示す信号波形と同じである。SQUID
磁束計2から同図(A)に示す心磁波計測信号が得られ
た場合に、第1加算平均部3aにより心磁波計測信号を
心磁波の所定のタイミングに合せて加算平均すれば、同
図(B)に示すように、周期性雑音および非周期性雑音
がかなり除去された心磁波信号を得ることができる。し
たがって、第1減算部3bにより同図(A)の心磁波計
測信号から同図(B)の心磁波信号を減算すれば、同図
(C)に示すように、かなり高精度の雑音信号を得るこ
とができる。次いで、第2加算平均部3cにより同図
(C)の雑音信号を冷凍機1の振動周期分ずつ加算平均
して、同図(D)に示すように、周期性雑音のみからな
る雑音テンプレートを得ることができる。その後、第2
減算部3dにより同図(A)の心磁波計測信号から同図
(D)の雑音テンプレートを減算すれば、同図(E)に
示すように、周期性雑音成分が高精度に除去された心磁
波信号を得ることができる。最後に、第3加算平均部3
eにより同図(E)の心磁波信号を心磁波の所定のタイ
ミングに合せて加算平均すれば、同図(F)に示すよう
に、非周期性雑音成分が除去された心磁波信号を得るこ
とができる。
【0019】以上のように信号処理部3は、周期性雑音
の周波数を規定する冷凍機1の運転周波数と心拍周波数
(心磁波信号周波数と等しい)とが一致していないこと
を前提として高精度の雑音除去を達成するものであり、
この条件を充足させるために運転周波数制御部4により
冷凍機1の運転周波数を心拍周波数と十分に異なる周波
数に設定するようにしているので、信号処理部3による
高精度の雑音除去を達成でき、高精度の心磁波信号を得
ることができる。
の周波数を規定する冷凍機1の運転周波数と心拍周波数
(心磁波信号周波数と等しい)とが一致していないこと
を前提として高精度の雑音除去を達成するものであり、
この条件を充足させるために運転周波数制御部4により
冷凍機1の運転周波数を心拍周波数と十分に異なる周波
数に設定するようにしているので、信号処理部3による
高精度の雑音除去を達成でき、高精度の心磁波信号を得
ることができる。
【0020】さらに詳細に説明すると、心拍周波数は一
般的にかなり変動しているのであるから、通常は冷凍機
1の運転周波数を変化させなくても信号処理部3により
高精度の雑音除去を達成できるのであるが、約1分程度
の心磁波計測期間において心拍周波数が一定になり、し
かも一定になった心拍周波数が冷凍機1の運転周波数と
ほぼ一致する場合があり、このような場合には単に加算
平均を反復しても雑音を十分には除去できないことにな
る。しかし、この実施例においては、心拍周波数が冷凍
機1の運転周波数とほぼ一致した場合に、両周波数の差
が大きくなるように冷凍機1の運転周波数を設定するよ
うにしているのであるから、心拍周波数の状態に拘らず
信号処理部3による高精度の雑音除去を達成できる。
般的にかなり変動しているのであるから、通常は冷凍機
1の運転周波数を変化させなくても信号処理部3により
高精度の雑音除去を達成できるのであるが、約1分程度
の心磁波計測期間において心拍周波数が一定になり、し
かも一定になった心拍周波数が冷凍機1の運転周波数と
ほぼ一致する場合があり、このような場合には単に加算
平均を反復しても雑音を十分には除去できないことにな
る。しかし、この実施例においては、心拍周波数が冷凍
機1の運転周波数とほぼ一致した場合に、両周波数の差
が大きくなるように冷凍機1の運転周波数を設定するよ
うにしているのであるから、心拍周波数の状態に拘らず
信号処理部3による高精度の雑音除去を達成できる。
【0021】尚、この発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、例えば、両周波数の差周波数の絶対値と
所定の閾値との大小を判別する代わりに心拍周波数と冷
凍機1の運転周波数とが一致するか否かを判別すること
が可能であるほか、心磁波以外の生体磁束であって、心
磁波と同様に周期性を有する生体磁束であっても同様に
適用することが可能であり、さらに、冷凍機1の運転周
波数を手動で変化させることが可能であるほか、この発
明の要旨を変更しない範囲内において種々の設計変更を
施すことが可能である。
ものではなく、例えば、両周波数の差周波数の絶対値と
所定の閾値との大小を判別する代わりに心拍周波数と冷
凍機1の運転周波数とが一致するか否かを判別すること
が可能であるほか、心磁波以外の生体磁束であって、心
磁波と同様に周期性を有する生体磁束であっても同様に
適用することが可能であり、さらに、冷凍機1の運転周
波数を手動で変化させることが可能であるほか、この発
明の要旨を変更しない範囲内において種々の設計変更を
施すことが可能である。
【0022】
【発明の効果】以上のように請求項1の発明は、生体信
号の固有の周波数と極低温冷凍機の振動周波数がほぼ一
致することに起因する雑音成分除去性能の低下を防止で
き、生体信号の固有の周波数の如何に拘らず高精度の生
体磁束計測信号を得ることができるという特有の効果を
奏する。
号の固有の周波数と極低温冷凍機の振動周波数がほぼ一
致することに起因する雑音成分除去性能の低下を防止で
き、生体信号の固有の周波数の如何に拘らず高精度の生
体磁束計測信号を得ることができるという特有の効果を
奏する。
【図1】この発明の生体磁束計測装置の一実施例を示す
概略図である。
概略図である。
【図2】運転周波数制御部の構成を詳細に示すブロック
図である。
図である。
【図3】信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図4】図3の信号処理部における処理を説明する信号
波形図である。
波形図である。
1 冷凍機 2 SQUID磁束計 4a 差周波数算出部 4b 判別部 4c 運転周波数指令供給部 4d 心拍周波数検出
部
部
Claims (1)
- 【請求項1】 極低温を発生させ得る極低温冷凍機
(1)によりSQUID磁束計(2)を超伝導転移温度
以下にまで冷却し、SQUID磁束計(2)により得ら
れる電気信号に基づいて極低温冷凍機(1)に起因する
雑音成分を除去して生体磁場を計測する装置であって、
極低温冷凍機(1)の運転周波数を制御する運転周波数
制御手段(4c)と、計測対象となる生体信号の固有の
周波数を検出する生体信号周波数検出手段(4d)と、
生体信号の固有の周波数と極低温冷凍機(1)の運転周
波数との差が所定の閾値周波数以下になったことを検出
して、両周波数の差を大きくすべく運転周波数制御手段
(4c)に対して運転周波数変更指令を供給する運転周
波数変更指令手段(4a)(4b)とを含むことを特徴
とする生体磁場計測装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04170538A JP3106701B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 生体磁場計測装置 |
US08/071,004 US5343707A (en) | 1992-06-29 | 1993-06-04 | Methods and apparatus for removing cyclic noise from the output signal of a magnetic sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04170538A JP3106701B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 生体磁場計測装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH067313A true JPH067313A (ja) | 1994-01-18 |
JP3106701B2 JP3106701B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=15906768
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP04170538A Expired - Fee Related JP3106701B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 生体磁場計測装置 |
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Country | Link |
---|---|
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JP (1) | JP3106701B2 (ja) |
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US8378857B2 (en) | 2010-07-19 | 2013-02-19 | Apple Inc. | Illumination of input device |
US9275810B2 (en) | 2010-07-19 | 2016-03-01 | Apple Inc. | Keyboard illumination |
CN101999895B (zh) * | 2010-11-15 | 2015-09-16 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种用于心磁图仪的多点扫描定位系统及定位方法 |
CN106679217B (zh) * | 2016-12-16 | 2020-08-28 | 复旦大学 | 一种机械振动隔离的液氦再凝聚低温制冷系统 |
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DE3886044D1 (de) * | 1988-09-23 | 1994-01-13 | Siemens Ag | Einrichtung und Verfahren zur Messung von schwachen, orts- und zeitabhängigen Magnetfeldern. |
JPH02302680A (ja) * | 1989-05-17 | 1990-12-14 | Daikin Ind Ltd | グラジオメータ冷却装置 |
JPH0443978A (ja) * | 1990-06-11 | 1992-02-13 | Seiko Instr Inc | 高感度磁場検出装置 |
FI912656A (fi) * | 1990-06-25 | 1991-12-26 | Siemens Ag | Kylanordning foer en squid-maetanordning. |
-
1992
- 1992-06-29 JP JP04170538A patent/JP3106701B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-06-04 US US08/071,004 patent/US5343707A/en not_active Expired - Lifetime
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US10338095B2 (en) | 2014-03-25 | 2019-07-02 | Hamm Ag | Method for the correction of a measured value curve by eliminating periodically occurring measurement artifacts, in particular in a soil compactor |
US10918293B2 (en) | 2016-03-03 | 2021-02-16 | Ricoh Company, Ltd. | Magnetic measuring apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5343707A (en) | 1994-09-06 |
JP3106701B2 (ja) | 2000-11-06 |
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