JPH0731603A - 生体磁気測定装置 - Google Patents

生体磁気測定装置

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JPH0731603A
JPH0731603A JP5291210A JP29121093A JPH0731603A JP H0731603 A JPH0731603 A JP H0731603A JP 5291210 A JP5291210 A JP 5291210A JP 29121093 A JP29121093 A JP 29121093A JP H0731603 A JPH0731603 A JP H0731603A
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pickup coil
sensor unit
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Mark S Diiorio
エス ディイオリオ マーク
Eugene C Hirschkoff
シー ヒルシュコフ ユージーン
Richard T Johnson
ティー ジョンソン リチャード
D Scott Buchanan
スコット ブキャナン ディー
Stephen O James
オー ジェームズ スティーブン
Douglas Paulson
ポールソン ダグラス
Jr William C Black
シー ブラック ジュニア ウイリアム
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BAIOMAGUNECHITSUKU TECHNOL Inc
Biomagnetic Technologies Inc
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BAIOMAGUNECHITSUKU TECHNOL Inc
Biomagnetic Technologies Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成要素を小型化して生体磁気測定装置の使
用上の融通性を高めることにある。 【構成】 生体磁気測定装置（１０）は、磁界ピックア
ップコイル（１２）を含む磁界センサーユニットを有す
る。器（１６）は、センサーユニットを収納する。器
（１６）は可撓性接触面を有し、磁界センサーユニット
は可撓性接触面に隣接して容器内部に設けられている。
器（１６）の可撓性接触面に設けた断熱材により、可撓
性接触面を通る過度の熱の流れが阻止される。この構造
を利用するピックアップユニットを互いに接続して可撓
性又は剛性のアレイにするのが良い。動作にあたり、ピ
ックアップコイルをその超電導遷移温度よりも低い温度
まで冷却する。検出器（３０）は、センサーユニットに
より検出された磁界の大きさを測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば脳や心臓のよう
な身体器官によって生じる非常に微弱な磁界を測定する
生体磁気測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】生体磁気測定装置は、身体、特に脳や心
臓によって生じる非常に微弱な磁界を測定又は観測する
器具である。生体磁気測定装置は磁界ピックアップコイ
ルを有し、この磁界ピックアップコイルは、これにより
検出された磁気信号によって生じる電気信号を検出する
超高感度の検出器に接続されている。現在用いられてい
る生体磁気測定装置の検出器、ピックアップコイル及び
関連機器は、ＳＱＵＩＤ（超電導量子干渉デバイス）検
出器、ピックアップコイル及びこれらの間の電気接続部
を超電導状態に維持するため液体ヘリウムの温度（約
４．２Ｋ）で動作が行われる。ジュワー壜は通常、ピッ
クアップコイルを被験者の体から約２cm離して配置させ
ることができるようにする小径の「テール（tail）」部
分を備えて構成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ピックアップコイル及
びＳＱＵＩＤ検出器を液体ヘリウムで満たされたジュワ
ー壜内に収納する既存の方法は多くの場合に無難に利用
できる。それにもかかわらず、機器の物理的サイズを小
さくして生体磁気測定装置の使用上の融通性を一層高め
ることができるようにする別の方法を開発することが望
ましい。また、現在のものよりも、ピックアップコイル
の一層大きなアレイを個々の被験者の頭部又は胸部の一
層広い領域に一層近接して配置できるようにすることが
望ましい。本発明は、これらの要望に応え、更に関連の
利点が得られるようにする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、生体磁
気測定装置は磁界センサーユニットを有する。磁界セン
サーユニットは、超電導遷移温度を有する材料で作られ
た磁界ピックアップコイルを含む。磁界センサーユニッ
トを収納する器手段が設けられ、該器手段は接触面、好
ましくは、可撓性の接触面を有し、磁界センサーユニッ
トは可撓性接触面に隣接して器手段の内部に設けられ
る。可撓性接触面を通って熱が過剰に流れることがない
ようにする断熱材手段が、器手段の可撓性接触面に設け
られる。多くのかかる器及びそれらの中に収納された磁
界センサーユニットを可撓性又は剛性のいずれかの状態
で機械的に相互連結してアレイを形成する。更に、磁界
ピックアップコイルをその超電導遷移温度よりも低い温
度に冷却するための手段及び磁界センサーユニットによ
り検出された磁界の大きさを測定するための検出器手段
が設けられる。
【０００５】
【実施例】図１の生体磁気測定装置１０は、第１の容器
１４内に多くのピックアップコイル１２を有している。
ピックアップコイル１２は、超電導遷移温度が７７Ｋ以
上の材料で作られている。ピックアップコイル１２の現
時点で好ましい構成材料はＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x である
（ｘは、酸化物の製造方法に応じて典型的には約０．１
〜約０．２である）。この材料は、超電導遷移温度が７
７Ｋ以上であることが実証されている。超電導遷移温度
が７７Ｋ以上の他の材料も使用可能である。本明細書で
用いる「超電導遷移温度」（Ｔｃ）は、磁界が印加され
ていない場合に材料が超電導状態になる上限の温度であ
る。しかしながら、高温超電導体でピックアップコイル
を構成する必要はなく、必ずしも好ましいとは言えない
構成例では、高温超電導体に代えて従来型の低温超電導
体、例えばニオブ（Ｔｃが７７Ｋ以下）を用いることが
できる。
【０００６】容器１４は、冷却剤として液体窒素、また
は他の液化ガス或いは冷凍ガスを収容する内容積部１８
を備えた断熱器１６として形成される。器１６の壁を剛
性材料、例えばガラス繊維又は断熱フォームで構成する
のが良く、液体窒素ジュワー壜の製造法は当業界で周知
である。また、器１６の壁を、可撓性材料、例えば細長
い二重壁管の形態の波形ステンレス鋼又は裏付きメンブ
レーン、例えばプラスチックで作っても良い。極低温液
体を移動させるのに用いられる移送管のためのかかる可
撓性金属構成法は、当業界において周知である。宇宙空
間用途におけるように極低温に対する保護のための薄膜
製造法は当業界で公知である。また、器１６の壁を、一
部は剛性であり一部が可撓性であるような複合構成材料
で作っても良い。この方法を用いると、器１６の壁の或
る部分を薄肉の剛性材料、例えばガラス繊維で作り、他
の部分を可撓性材料で作り、従って被験者の身体の形状
に一致するよう容器１４の形状を変えることができるよ
うになる。器１６の断熱壁により、容器１４の表面と接
触する被験者にとって冷たさによる不快感がなくなる。
【０００７】より高温の超電導体を用いると、容器１４
の壁内に過剰量の断熱材を用いる必要なく、液体窒素に
よる冷却、或いは他の液化ガス又は機械的手段による冷
却が可能になる。
【０００８】各ピックアップコイル１２のための検出器
３０が第２の容器３２内に配置されている。検出器３０
は微小電流の高感度検出器、好ましくは、超電導量子干
渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）である。検出器３０は、超電
導遷移温度以下の温度で超電導状態になる材料で作ら
れ、これら検出器３０は超電導状態で動作が行われる。
用途によっては、検出器３０は絶対温度近傍の温度、例
えば約１０Ｋ以下の温度、最適には、液体ヘリウムの温
度である４．２Ｋに冷却されるのが好ましい場合がある
が、本発明はこれに限定されない。
【０００９】図１に示す生体磁気測定装置の説明に戻る
と、検出器３０を絶対０度近傍の温度に維持するため、
第２の容器３２は、沸点が絶対０度近傍の液体ヘリウム
又は他の適当な液化ガスを満たすことができるようにす
る内部断熱壁３４を有する。断熱壁３２の周りには熱シ
ールド３６及び外部断熱壁３８が設けられている。壁３
４，３８はガラス繊維で作られていて、良好な断熱体で
あり且つ真空不透性である。壁３４と壁３８の間に形成
される空間と連通する真空ライン４０が設けられてお
り、従って真空をこの空間に引き込むことができる。変
形例として、自動ポンピングゲッタを用いて真空を維持
しても良い。検出器３０は支持体４２に取り付けられ、
そして支持体４２は容器３２の頂部に設けられた開口部
を貫通して吊り下げられている。熱シールド４４が設け
られ、また支持体４２内に断熱ガラス繊維が用いられて
いるので、検出器３０は開口部を通る熱損失が生じない
よう断熱されている。検出器３０から外部計器への電気
的接続手段として役立つワイヤ４６が、支持体４２の長
さに沿って延びている。壁３４，３８、熱シールド３
６，４４及び壁３４，３８間の真空を組み合わせること
により、冷却剤を甚だしくは消費せずに、検出器３０を
絶対温度近傍の温度に維持できる。変形例として、検出
器を機械式冷却器、例えば米国特許第４，８７２，，３
２１号に開示されている形式の冷却器によって冷却して
も良い。
【００１０】ピックアップコイル１２と検出器３０はリ
ード線系統５０によって電気的に接続されている。系統
５０のリード線は、ピックアップコイル１２からの信号
を検出器３０に搬送するために各ピックアップコイル１
２からそれぞれに対応した検出器３０まで延びている。
リード線５２がピックアップコイル１２に直接接続され
ており、このリード線５２は、第２の容器３２の外部に
位置するが、コネクタ５６で第２の容器３２の内部に接
続されている。コネクタ５６から別のリード線５８が接
続ブロック６０まで延び、さらに別のリード線６２が接
続ブロック６０から検出器３０まで延びている。
【００１１】電流が流れるコネクタ５６及び接続ブロッ
ク６０の任意の要素だけでなく導線５２，５８，６２
は、装置の動作温度で超電導状態になる材料で作られ
る。各ピックアップコイル１２からの信号はこれら構成
部品が超電導状態に維持されていると、電流の抵抗損が
ない状態でその検出器３０に伝送される。コイル１２に
使用したのと同一のＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 材料がこれら
要素に用いられるのに好ましいが、他の高Ｔｃ超電導体
も使用可能である。
【００１２】第３の容器７０がリード線系統５０を包囲
した状態でこれを超電導状態に維持している。ピックア
ップコイル１２からコネクタ５６まで延びるリード線５
２は、短い距離に亘って第１の容器１４の内部を通り、
次に細長い管７２の内部を通って延びている。
【００１３】管７２の壁は可撓性であるのが好ましい
が、必ずしもそうである必要はない。図４及び図５は、
第３の容器７０の好ましい構成例を一層詳細に示してい
る。外壁１００及び内壁１０２が波形の非磁性金属、例
えば真鍮、ベリリウムまたは銅で作られている。かかる
波形構造により、壁の可撓性を制限できると共に容器７
０の長軸に沿う曲げが可能になる。一構成例では、外壁
１００と内壁１０２の間の空間には熱伝導及び熱対流に
よる熱損失を減少させるために真空がポンプ送りされ、
この空間には断熱材１０４が設けられている。リード線
系統５０を保持する内壁１０２内の空間は、液化ガス、
例えば液体窒素で満たされていて、動作中、リード線系
統５０をその超電導遷移温度以下に保つ。
【００１４】好ましい実施例では、管７２の内部は第１
の容器１４の内部と連続し、即ちこ連通している。管７
２はその最上部近傍に極低温液体充填管７５を有し、従
って極低温液体、最適には液体窒素を管７２の内部に、
それゆえ第１の容器１４の内部に注入できるようにす
る。それにより、動作に当たってリード線５２はその超
電導遷移温度以下の温度に保たれる。
【００１５】リード線５８、接続ブロック６０及びリー
ド線６２の下部は、第３の容器７０の一部でもある断熱
容器７６内に封入されている。容器７６は第２の容器３
２の下側に取り付けられ、効率の良い熱的動作を達成す
るのに十分な断熱手段となる排気壁７８を有している。
充填管８０を用いると液体窒素を容器７６の内部に注入
することができ、従って、容器７６内のリード線５８、
接続ブロック６０及びリード線６２の部分は約７７Ｋ、
即ちそれらの超電導遷移温度以下の温度に保たれるよう
になる。リード線６２の上部はシール８２を貫通して第
２の容器３２の内部に入り、それゆえ検出器３０の適当
なリード線に接続されている。リード線６２の上部は超
電導状態になっている温度に維持される。
【００１６】コネクタ５６は、リード線５２と５８の間
で必要な箇所に設けられ、従ってこれらリード線を互い
に容易に分離できるようになる。これにより、検出器３
０を温める必要なくピックアップコイルアレイ全体を取
り外して別のアレイで置き換えることができる。
【００１７】図１、図２の部分図（Ａ）、（Ｂ）及び
（Ｃ）は、ピックアップコイル１２のアレイ及び対応の
第１容器１４に関する幾つかの変形例を示している。図
１において、容器１４は、いくぶん“帽子”のような被
験者の頭に装着されるような形状になっており、従っ
て、コイル１２のアレイを被験者の脳に対して多くの異
なる位置に配置することができる。図２の（Ａ）におい
て、コイル１２及び容器１４は、身体に当てて配置で
き、例えば心臓によって生じる磁界を検出するよう胸上
に配置できるなだらかに湾曲した形状である。図２の
（Ｂ）では、コイル１２及び容器１４は平らな形状で示
されている。図２の（Ｃ）は、２つの容器１４，１４′
内にそれぞれ２つのピックアップコイルアレイ１２，１
２′を収納した構成を示している。この構成は、身体の
異なる部分を同時に測定するのに適している。いずれの
場合においても、管７２、充填管８０及びコネクタ５６
の一方の側が設けられている。これらの容器の任意のも
の又は全部の一部又は全体を可撓性にしても良いが、こ
れについては後述する。
【００１８】図３は、上述の開示内容に従って構成され
ると共に図１に示すように構成された生体磁気測定装置
１０の使用法を示している。被験者９０は、頭に第１の
容器１４をかぶり頭の周りにピックアップコイルのアレ
イを装着した状態で椅子９４に座っている。第２の容器
３２及び容器７６は、被験者９０の頭上に或る距離を置
いて設けられる。可撓管７２は、第１の容器１４から容
器３２，７６まで延びている。
【００１９】米国特許第４，７９３，３５５号は、ピッ
クアップコイル及び被験者の位置を自動追跡するための
方法を開示している。この方法を本発明と関連して使用
することは容易である。図１〜図３に示す第１の容器１
２の各々は、ピックアップコイルのアレイの位置を監視
する上記米国特許第４，７９３，３５５号に開示されて
いる装置と関連して用いられる位置監視センサ９２を含
む。
【００２０】上述の全体的なシステム設計の範囲内で、
図６及び図７は、容器の壁の全部又はは一部が可撓性で
あるような器１６の２つの例を示している。図６におい
て、器１６内の各ピックアップコイル１２は、これと一
体の検出器３０、好ましくは超電導量子干渉デバイスを
有している。検出器３０の出力信号は、ケーブル２００
により従来型周囲温度エレクトロニクス（図示せず）に
伝送される。一体のピックアップコイル／検出器ユニッ
トを含む器１６の内部は、リザーバ２０４から供給され
る冷却剤２０２の流れにより、ピックアップコイル１２
及び検出器３０内の超電導材料の超電導遷移温度以下の
温度に冷却される。冷却剤は、液体窒素のような液体で
あるか、或いは、液体窒素から得られ、温度が所要温度
以下の気体状窒素のような冷凍ガスのいずれであっても
良い。
【００２１】図７において、検出器３０は全て器１６内
の中央位置に配置され、超電導電線２１０がピックアッ
プコイル１２に接続されている。器１６の内部は、例え
ば米国特許第４，８７２，３２１号に開示されているよ
うなクライオスタット（低温槽）２１２からの熱伝導に
より冷却される。絶縁導電線、例えば銅線束２１４が、
クライオスタット２１２の低温領域から器１６まで延び
ている。検出器３０は好ましくは銅線束２１４の端部と
直に接触した状態で取り付けられ、また検出器３０はこ
れからクライオスタット２１２への熱伝導によって冷却
される。ピックアップコイル１２は、銅線束２１４から
個々のピックアップコイル１２まで延びる個々の銅線束
２１６によって冷却される。
【００２２】本明細書において説明する実施例の全てに
おいて、ピックアップコイル１２は好ましくは基板上へ
の薄膜蒸着物として形成される。図８は、基板２２２上
に薄膜ループ２２０として蒸着されたかかるピックアッ
プコイル１２を示している。薄膜ループ２２０の構成材
料は、高Ｔｃ超電導体、好ましくはＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-x であり（ｘは０．１〜０．２以下）、基板２２２は
超電導体、好ましくは（１００）ＬａＡｌＯ3 との相性
が良い。薄膜ループ２２０を調製するには、基板２２２
を従来法でパターン付けし、次に代表的にはスパッタリ
ングにより超電導体を蒸着する。磁界勾配計又はより複
雑なピックアップコイル１２の形態を調製するには、基
板２２２のうち２つを、その上に蒸着された相互接続状
態のループ２２０を直接接触させた状態で、或いはスタ
ンドオフ２２４により分離したた状態で重ね合わせるの
が良く、これについては図９を参照されたい。
【００２３】図６と関連して説明した実施例は単一の支
持基板上のピックアップコイル１２及び検出器３０を有
するものであったが、その具体的構成例が図１０に示さ
れている。ＳＱＵＩＤ検出器３０がピックアップコイル
１２として動作する薄膜ループ２２０と同一の基板２２
２上に蒸着される。同一の高Ｔｃ超電導材料の接続導体
２２６が薄膜ループ２２０と検出器３０とを接続してい
る。同一の高Ｔｃ超電導材料の遮蔽層２２８をＳＱＵＩ
Ｄ検出器３０の下に位置した状態で蒸着させてＳＱＵＩ
Ｄ検出器３０を磁界から遮蔽するのが良い。薄膜ＳＱＵ
ＩＤ検出器３０及び薄膜ループ２２０を基板２２２上に
形成するための技術は当該技術分野で公知であり、それ
については例えば米国特許第５，１３４，１１７号を参
照されたい。
【００２４】図１０においては、単一薄膜ループ２２０
及びその関連の検出器３０しか示していないが、薄膜蒸
着技術により、多数のピックアップコイル１２及び所望
ならば関連の検出器３０を単一の基板２２２上に蒸着さ
せることができる。また、この技術を用いると、器１６
内の異なる位置に配置される多数のピックアップコイル
１２を製造できる。
【００２５】図１１に示す別の実施例は、互いに垂直方
向に変位させた状態の２つの基板２２２を利用してお
り、各基板２２２上には、ピックアップコイル２２０及
びその関連のＳＱＵＩＤ３０が配置されている。ＳＱＵ
ＩＤ検出器３０のうちの一方の出力は減算回路２２３内
で他方から差し引かれる。２つのＳＱＵＩＤ信号の差は
磁界の勾配の目安である。
【００２６】器１６を正しく断熱して、周囲物体から容
器１６内への許容限度を越えて多量の熱の流れが生じな
いようにすることが重要である。図１２は、ピックアッ
プユニット２５６と称する器１６の１つの好ましい構成
例を示している。ピックアップユニット２５６は、器１
６内に維持される極低温の状態においても物理的一体性
を維持する可撓性材料で作られた壁２４０を有する。壁
２４０の好ましい構成材料は、マイラのような薄いポリ
マー材料のシートと布の層で作られた層状構造物であ
る。ピックアップコイル１２は、接触領域２４２と称す
る部分に沿って壁２４０の内部に取り付けられている。
ピックアップコイル１２は、接触領域２４２内で壁２４
０に取り付けられた少なくとも１つ、好ましくは少なく
とも２つ、最適にはそれ以上の複数の個々の基板上に配
置される。個々の基板及びピックアップコイルは、壁２
４０がその可撓性を保つのに十分な量、互いに間隔を置
いて配置されている。
【００２７】断熱材２４４のパケット、例えばポリスチ
レンフォームの小片が壁２４０の内部に取り付けられて
いる。断熱材パケットは壁２４０に取り付けられて接触
領域２４２から離れて位置する領域内に、連続している
が可撓性のある層を形成し、また、接触領域２４２の内
部でピックアップコイル１２の間に散在している。ピッ
クアップコイル１２は、断熱材パケットの上に位置する
ことにより器１６の内部から断熱されている、というこ
とはない。というのは、ピックアップコイル１２を、器
１６の内部への熱伝導によりそれらの動作温度まで冷却
する必要があるからである。大きな片、或いは連続した
片ではなく、フォームの個々の小さなパケットまたは小
片を用いており、従って器はその可撓性を保つようにな
る。接触領域２４２から見て遠くの壁２４０の一部を剛
性の断熱材料で作っても良い。但し、剛性部分がしなや
かな或いは可撓性のある接触領域２４２の利用を妨げな
いことを条件とする。
【００２８】接触領域２４２を通る熱伝導を減少させる
ことは重要である。というのは、かかる熱入力は、ピッ
クアップコイル１２の超電導体を正常動作させる際に最
も直接的な影響を有するからであり、また、その熱は、
接触領域２４２が押し当てられている被験者の体から直
に来るからである。なお、接触領域２４２が押し当てら
れると被験者は不快になる恐れがある。さらに接触領域
２４２を通る熱損失を減少させるために、可撓性プラス
チック、例えばマイラ又はケブラー（Kevlar：登録商
標）から成る多数の層２４６を接触領域２４２の外面に
密着させる。可撓性プラスチック層２４６の縁部を乾燥
した状態の周囲環境中で壁２４０に密着させて、断熱空
気が層２４６の相互間に残るが、器１６の使用中に凍っ
て氷を生じる可能性のある水分を排除できる。
【００２９】図１３に示す変形例では、各ピックアップ
コイル１２はそれ自身の断熱ハウジング２５０内に配置
される。断熱ハウジング２５０は、ピックアップコイル
１２を受け入れるよう凹みが設けられた気泡断熱材、例
えばポリスチレンで構成される。断熱材パケット２４４
は壁２４０の他の内面に取り付けられる。好ましい冷却
方式は、液状又は気体状の冷却剤を冷却剤ライン２５２
を通してハウジング２５０内へ差し向け、ハウジング２
５０の内部をベントライン２５４でガス抜きすることに
ある。
【００３０】ピックアップユニット２５６をアレイ状に
互いに結合するのが良い。ピックアップコイル１２及び
検出器３０は共に、超電導遷移温度が７７Ｋ以上の超電
導体で作られている。図１４の実施例では、ピックアッ
プユニット２５６のうち数個（この場合、ピックアップ
コイルと検出器の両方を収納している）を、複数本のテ
ープ又は縫製ストリップ２５７と一緒に連結し、特定の
探査に役立つ“アドホック”アレイが形成されるよう医
者又は科学者により現場で組立て可能なコンフォーマブ
ルアレイを形成する。
【００３１】図１５は、冷却剤の入った器の可撓性壁を
利用する装置の別の実施例を示している。図１５の器１
６は、被験者の頭部に装着されるべき器（この場合はヘ
ルメットの形態）の全体形状を画定する剛性壁部分３０
０を含む。器１６の可撓性壁部分３０２は、被験者の体
と接触するようになっており、器１６を閉鎖する。可撓
性壁部分３０２は上述の可撓性壁と同様に構成される。
【００３２】ピックアップコイル１２（好ましくは、高
温超電導体で作られる）は、ピックアップコイル支持体
３０４に取り付けられる。ピックアップコイル支持体３
０４は、剛性壁部分３００に固定された支持管３０６内
に摺動自在に設けられ、各支持管の軸線は全体的に内方
へ差し向けられている。支持管３０６の各々の中に設け
られたバネ３０８によりピックアップコイル支持体３０
４に及ぼされる内向きの付勢力によって、支持体３０４
及びそれ故にピックアップコイル１２は内方へ付勢され
て可撓性壁３０２の内壁に押し付けられる。かかる付勢
力によりピックアップコイル１２は可撓性壁３０２の形
状に一致するようになる。生体磁気測定装置を被験者の
体に接触させると、可撓性壁３０２は体の形状に一致す
る。するとピックアップコイル１２は可撓性壁３０２の
形状に一致する。この構成によれば、ピックアップコイ
ル１２を被験者の体の形状にぴったりと適合するような
形状にすることができる。
【００３３】冷却剤が上述と同様にして冷却剤管３１０
を通して器１６の内部に供給される。ピックアップコイ
ル１２からの信号はこの図示の例におけるように一体的
に取り付けられたＳＱＵＩＤ検出器により処理でき、出
力信号はリード線３１２で伝送される。変形例として、
ピックアップコイル１２からの信号を、一層低温の状態
に維持されている遠隔配置のＳＱＵＩＤ検出器に伝送し
ても良い。上述の断熱材パケットと同じ断熱材２４４の
パケットは、可撓性壁３０２の内部に取り付けられてい
るが、剛性壁３００に取り付けても良く、これは任意で
ある。
【００３４】図１６は、上述の特徴の幾つかを組み込ん
だもう一つの実施例を示している。器１６は、少なくと
も一つ、好ましくは数個のカプセル４０２を支持する剛
性支持構造体４００を有する。剛性支持構造体４００の
壁は断熱性の非磁性材料、例えばガラス繊維で作られる
が、内部又は外部の断熱フォームパケット４０４を有す
るかどうかは任意である。剛性支持構造体４００の内部
は、入力ライン４０６からの冷却剤、例えば液化ガス又
は冷却ガスの流れにより冷却され、出力ライン４０８に
より排気可能である。剛性支持構造体４００は任意の形
状で提供できるが、本実施例では、被験者の頭部に装着
可能なヘルメットの形体で示されている。
【００３５】カプセル４０２は、少なくとも一つのピッ
クアップコイル１２及び好ましくは、各ピックアップコ
イル１２につき検出器３０、例えばＳＱＵＩＤを収納し
ている。ピックアップコイルからの信号を検出器３０に
より検出し、検出器３０の出力信号を対をなすリード線
４１０により外部エレクトロニクスに伝送する。各カプ
セル４０２の内部を入力ライン４１２からの冷却剤、例
えば液化ガス又は冷却ガスの流れにより冷却され、出力
ライン４１４により排気可能である。かくして、カプセ
ルを、剛性支持構造体４００内の冷却剤からの熱伝導に
より、入力ライン４１２によって供給される冷却剤によ
って直接、或いはこれら二つの方式の組合せにより冷却
できる。カプセル４０２の構成材料は断熱性材料、例え
ばガラス繊維である。しかしながら、もし支持構造体４
００内の冷却剤からの熱伝導による冷却方式を利用する
場合、剛性支持構造体４００の内部に接触するカプセル
４０２の壁の部分を熱伝導性材料で作るのが良く、或い
は、熱伝導性インサートをかかる壁に設けても良い。
【００３６】各カプセル４０２は剛性支持構造体４００
の壁内に摺動自在に設けられ、シール４１６が設けてあ
れば、これにより支持構造体４００内の冷却剤の漏洩が
防止される。各カプセル４０２は、支持構造体４００、
好ましくはその外壁とカプセル４０２との間に弾設され
たバネ４１８により内方へ弾性的に付勢されている。こ
の構成により、単一サイズの支持構造体４００を有する
容器１６は、頭部が異なるサイズ及び形状の被験者及び
包帯を巻いた患者等につき使用可能である。換言する
と、カプセルの内面は協働して可撓性接触面を構成し、
その位置はバネ付勢力に応動して、下に位置する体の形
状に局所的に順応する。支持構造体４００を頭部に装着
すると共にカプセル４０２をバネ付勢力に応答して内方
へゆるく移動させ、各カプセルの内端は被験者の体に接
触する。次いで、測定値を通常の方法で得る。
【００３７】本発明は、可撓性の容器内に保持されてい
るので、従来よりも取扱いが大幅に容易になって被験者
に隣接して定位置に配置することができる磁界ピックア
ップコイルのアレイを備えた生体磁気測定装置を提供す
る。本発明の新規な構成では、従来構成よりもピックア
ップコイルを被験者に一層近接して、それ故に磁界源に
一層近接して配置できる。より多数のピックアップコイ
ルを各人各様の患者に一層近く配置でき、患者の頭部の
サイズ及び形状は人によって様々であって、患者は包帯
又は他の医療用品を付けている場合もある。形態によっ
ては、一体型ピックアップユニット全体は、従来型生体
磁気測定装置の重さが代表的には７０ポンド以上であり
長さが４フィートであるのに比べ、掌にのる１ポンド以
下の重さのパッケージになるものもある。
【００３８】本発明の特定の実施例を例示の目的で詳細
に説明したが、種々の変形例を本発明の精神及び範囲か
ら逸脱しないで想到できるので、本発明は特許請求の範
囲に定める場合を除き限定されない。
【００３９】
【図面の簡単な説明】
【図１】生体磁気測定装置の側面断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ本発明と
併用可能なピックアップコイル及び容器の幾つかの構成
例の立面図である。
【図３】図１の生体磁気測定装置の構成例の斜視図であ
る。
【図４】好ましい可撓性管の側面断面図である。
【図５】５−５線における図４の可撓性管の横断面図で
ある。
【図６】本発明に従って構成されたピックアップユニッ
トの側面断面図である。
【図７】ピックアップユニットのもう一つの実施例の側
面断面図である。
【図８】二つの基板上に形成されたピックアップコイル
の斜視図である。
【図９】二つの基板上に形成された磁界勾配計の斜視図
である。
【図１０】基板上に形成されたピックアップコイル及び
ＳＱＵＩＤの斜視図である。
【図１１】二つの基板の各々の上に形成されたピックア
ップコイル及びＳＱＵＩＤから成る磁界勾配計の斜視図
である。
【図１２】断熱容器の側面断面図である。
【図１３】断熱容器のもう一つの実施例の側面断面図で
ある。
【図１４】アレイ状に互いに結合された３つの一体型ピ
ックアップユニットの立面図である。
【図１５】本発明による変形例の断面図である。
【図１６】多数のバネが設けられた検出器カプセルを利
用する可撓性センサの断面図である。
【符号の説明】
１０ 生体磁気測定装置 １２ 磁気ピックアップコイル １４ 第１の容器 １６ 器 ３０ 検出器 ３２ 第２の容器 ５０ リード線系統 ７０ 第３の容器 ７６ 断熱容器 ２４０ 可撓性接触面 ２４４ 断熱材パケット ２５６ ピックアップユニット ４０２ カプセル
【手続補正書】
【提出日】平成６年７月１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図９】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１０】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１１】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１２】
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１３】
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１４】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１５】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１６】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード ティー ジョンソン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サン ディエゴ デロンアベニュー 13191 (72)発明者 ディー スコット ブキャナン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 エコ ンディド オークビューウェイ 1189 (72)発明者 スティーブン オー ジェームズ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サン ディエゴ ジブロールターコート 17427 (72)発明者 ダグラス ポールソン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 デル マー ボウキタドライブ 14034 (72)発明者 ウイリアム シー ブラック ジュニア アメリカ合衆国 カリフォルニア州 デル マー ヴィアエスペリア 13081

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 超電導遷移温度を有する材料で作られた
    磁界ピックアップコイルを含む磁界センサーユニット
    と、磁界センサーユニットを収納し、可撓性接触面を備
    えた器手段とを有し、磁界センサーユニットを可撓性接
    触面に隣接して器手段の内部に設け、可撓性接触面を通
    って熱が過剰に流れないようにする断熱材手段を器手段
    の可撓性接触面に設け、磁界ピックアップコイルをその
    超電導遷移温度よりも低い温度に冷却するための手段を
    設け、磁界センサーユニットにより検出された磁界の大
    きさを測定するための検出器手段を設けたことを特徴と
    する生体磁気測定装置。
  2. 【請求項２】 複数のピックアップユニットを有し、各
    ピックアップユニットは、超電導遷移温度を有する材料
    で作られた磁界ピックアップコイルを含む磁界センサー
    ユニットと、磁界センサーユニットを収納し、可撓性接
    触面を備えた器手段とを有し、磁界センサーユニットは
    可撓性接触面に隣接して器手段の内部に設けられてお
    り、前記各ピックアップユニットは、器手段の可撓性接
    触面に設けられていて、可撓性接触面を通って熱が過剰
    に流れないようにする断熱材手段と、複数の前記ピック
    アップユニットを機械的に相互連結して被験者の体の形
    状に一致する可撓性のアレイを形成するための手段と、
    磁界センサーユニットによって検出された磁界の大きさ
    を測定するための検出器手段とを更に有することを特徴
    とする生体磁気測定装置。
  3. 【請求項３】 器手段は可撓性の袋を含むことを特徴と
    する請求項１又は２の生体磁気測定装置。
  4. 【請求項４】 接触面は、薄いポリマー材料と布とから
    成る層状構造を含むことを特徴とする請求項１又は２の
    生体磁気測定装置。
  5. 【請求項５】 断熱材手段は、器手段の内壁に取り付け
    られた断熱材のパケットを含むことを特徴とする請求項
    １又は２の生体磁気測定装置。
  6. 【請求項６】 検出器手段は、器手段の内部に取り付け
    られた超電導量子干渉デバイスを含むことを特徴とする
    請求項１又は２の生体磁気測定装置。
  7. 【請求項７】 検出器手段は、器手段の外部に取り付け
    られた超電導量子干渉デバイスを含むことを特徴とする
    請求項１又は２の生体磁気測定装置。
  8. 【請求項８】 磁界ピックアップコイルは、超電導遷移
    温度が少なくとも約７７Ｋの材料で作られていることを
    特徴とする請求項１又は２の生体磁気測定装置。
  9. 【請求項９】 器手段は、剛性壁部分と可撓性壁部分を
    含むことを特徴とする請求項１又は２の生体磁気測定装
    置。
  10. 【請求項１０】 磁界ピックアップコイルを可撓性壁部
    分の内側部に押し当てる付勢手段を更に有することを特
    徴とする請求項９の生体磁気測定装置。
  11. 【請求項１１】 器手段は、支持構造体と、少なくとも
    二つのカプセルとを有し、各カプセルは少なくとも一つ
    の磁界ピックアップコイルを収納し、各カプセルは支持
    構造体に弾性的に取り付けられていることを特徴とする
    請求項１又は２の生体磁気測定装置。
JP5291210A 1992-10-27 1993-10-26 生体磁気測定装置 Withdrawn JPH0731603A (ja)

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US07/967217 1992-10-27
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JPH0731603A true JPH0731603A (ja) 1995-02-03

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