JPH11128193A - Biomagnetism measurement device - Google Patents

Biomagnetism measurement device

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JPH11128193A
JPH11128193A JP9297189A JP29718997A JPH11128193A JP H11128193 A JPH11128193 A JP H11128193A JP 9297189 A JP9297189 A JP 9297189A JP 29718997 A JP29718997 A JP 29718997A JP H11128193 A JPH11128193 A JP H11128193A
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JP
Japan
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magnetic
magnetic shielding
shielding
subject
cryostat
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Application number
JP9297189A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Sasabuchi
笹渕  仁
Shoji Kondo
昭二 近藤
Keiji Tsukada
啓二 塚田
Akihiko Kandori
明彦 神鳥
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the magnetism shut-off effect by corresponding to changes of the environment after installing a second magnetism shut-off means which shuts off magnetism locally and furthermore concerning magnetism component in the direction in which it is detected by a magnetic sensor by providing the second magnetism shut-off means in a magnetism shut-off region by means of a first magnetism shut-off means. SOLUTION: A bed for examination 3, a cryostat 4, a gantry 6, and a local magnetism shield device 12 of square cylindrical type are stored in a magnetism shield room 1 which is a first magnetism shut-off means. The local magnetism shield device 12 forms a cryostat insertion hole opened toward the vertical direction for a square cylindrical shaft in a central part of a square cylindrical type magnetism shield material 12a of which both ends are opened, surrounds the circumference thereof by an insertion hole magnetism shield material 12b, and is put on the bed for examination 3. The cryostat 4 is put in such a way that a measuring face is positioned on the chest of a subject 2 by inserting a tip part where a magnetic sensor is positioned into the insertion hole through the insertion hole magnetism shield material 12b by inserting the tip part first.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、生体の脳や心臓等
の神経活動あるいは心筋活動に伴って発生する生体磁気
を計測する生体磁気計測装置に係り、特に外部磁気雑音
の遮蔽に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a biomagnetism measuring apparatus for measuring biomagnetism generated in response to nerve activity or myocardial activity of a living body's brain or heart, and more particularly to shielding of external magnetic noise.

【0002】[0002]

【従来の技術】超伝導量子干渉素子(SQUID)を利
用した磁気センサを用いると、略10pT程度までの極
低磁気現象の計測が可能になる。これを利用して、生体
の脳や心臓等の神経活動あるいは心筋活動により発生す
る微弱な磁気を計測する装置が開発されている。このよ
うな微弱な磁気計測を安定に行うためには、外部環境の
磁場変動(磁気雑音)の影響を厳しく抑制することが極
めて重要である。
2. Description of the Related Art When a magnetic sensor using a superconducting quantum interference device (SQUID) is used, it is possible to measure an extremely low magnetic phenomenon of about 10 pT. Utilizing this, an apparatus has been developed for measuring weak magnetism generated by nerve activity or cardiac activity of the brain or heart of a living body. In order to stably perform such weak magnetic measurement, it is extremely important to severely suppress the influence of magnetic field fluctuation (magnetic noise) in the external environment.

【0003】図3は、従来の生体磁気計測装置の一例を
示している。1は磁気検出部の周囲を低磁場環境に維持
するための磁気シールド室、2は被検者、3は被検者2
を載置する検査用ベッド、4は超伝導量子干渉素子(S
QUID)を含む磁気センサを内蔵するクライオスタッ
ト、5は冷媒補給装置、6は前記クライオスタット4を
保持するガントリー、7は磁気センサを制御し且つ該磁
気センサから出力される電気信号を増幅し、計測データ
として取り込む計測制御回路、9は計測条件の設定や計
測データ処理を行うデータ処理装置、10は計測データ
や計測条件を印刷して出力するプリンタである。
FIG. 3 shows an example of a conventional biomagnetism measuring device. 1 is a magnetic shield room for maintaining a low magnetic field environment around the magnetic detection unit, 2 is a subject, 3 is a subject 2
Is a test bed on which a superconducting quantum interference device (S
5 is a refrigerant replenishing device, 6 is a gantry holding the cryostat 4, 7 is a controller for controlling the magnetic sensor, and amplifies an electric signal output from the magnetic sensor. Reference numeral 9 denotes a data processing device for setting measurement conditions and processing measurement data, and 10 denotes a printer for printing and outputting measurement data and measurement conditions.

【0004】生体磁気計測において、外部磁場変動の影
響を低減(遮蔽)する手段として、従来から使用されて
いる磁気遮蔽手段には、次のようなものがある。
As means for reducing (shielding) the influence of external magnetic field fluctuation in biomagnetism measurement, there are the following magnetic shielding means conventionally used.

【0005】その1つは、図3に示すように、計測空間
の全体を磁気遮蔽する磁気シールド室1を使用するもの
である。SQUIDを使用した磁気センサを用いて、人
体の脳や心臓から発生する磁気を計測する生体磁気計測
装置は、被検者及び磁気センサの他に計測部位の周辺の
構成要素として、磁気センサを内蔵して超伝導状態に維
持するクライオスタット4と、このクライオスタット4
を計測空間に所定の姿勢に保持するガントリー6と、被
検者2を載置して保持する検査用ベッド3等が必要であ
り、磁気シールド室1は、これらの総てを収容する1つ
の大きな磁気遮蔽空間を構成する。
[0005] One of them uses a magnetically shielded chamber 1 for magnetically shielding the entire measurement space as shown in FIG. A biomagnetic measurement device that measures magnetism generated from the brain and heart of a human body using a magnetic sensor using a SQUID has a built-in magnetic sensor as a component around the measurement site in addition to the subject and the magnetic sensor. Cryostat 4 to maintain the superconducting state by
A gantry 6 for holding the subject 2 in a predetermined posture in a measurement space, an inspection bed 3 for placing and holding the subject 2 and the like are required, and the magnetic shield room 1 has one Construct a large magnetic shielding space.

【0006】このような大きな1つの磁気シールド室1
を使用する場合、通常は、空間3方向成分共に40〜5
0dB程度の磁気遮蔽率を得ることが可能である。この
遮蔽率が所望の磁気計測に対して十分であるか否かは、
周辺環境に依存する境界的な値と考えられる。人工的な
磁気雑音の少ない磁気的に静かな環境においては、生体
磁気計測を行うために必要な環境が得られる。また、大
きな計測空間の全体が磁気遮蔽されるために影響するパ
ラメータが少なく、安定した磁気計測が可能である。
[0006] One such large magnetic shield room 1
Is usually used, the spatial three-directional components are usually 40 to 5
It is possible to obtain a magnetic shielding ratio of about 0 dB. Whether this shielding factor is sufficient for the desired magnetic measurement,
It is considered to be a boundary value depending on the surrounding environment. In a magnetically quiet environment with little artificial magnetic noise, an environment necessary for performing biomagnetic measurement can be obtained. In addition, since the entire large measurement space is magnetically shielded, the number of parameters affecting the measurement space is small, and stable magnetic measurement is possible.

【0007】しかしながら、外部の変動磁場が大きい環
境では不十分であり、一層高い磁気遮蔽率が要求される
場合がある。図3に示すような大型の1つの磁気シール
ド室1の場合には、磁気遮蔽性能を高めるためには、多
層シールド壁構成とし、且つシールド材の厚さ及び層間
隔を大きくすることが必要であり、価格的に非常に高価
なものになる。また、装置を設置した後に磁気遮蔽性能
強化をはかるための改造が困難であり、設置後の環境悪
化への対応は難しい。
However, in an environment where the external fluctuating magnetic field is large, it is insufficient, and a higher magnetic shielding rate may be required. In the case of one large magnetic shield room 1 as shown in FIG. 3, in order to enhance the magnetic shielding performance, it is necessary to adopt a multilayer shield wall configuration and to increase the thickness and the layer interval of the shield material. Yes, and very expensive. In addition, it is difficult to modify the apparatus to enhance the magnetic shielding performance after installing the apparatus, and it is difficult to cope with environmental degradation after installation.

【0008】更に、設置場所の床振動の影響を受け易い
という弱点がある。設置場所に床振動がある場合には、
この床振動に伴う磁気シールド壁面の振動は磁気シール
ド室1内での磁気分布をこの振動周波数によって変調す
ることになる。従って、磁気センサの位置において、床
振動周波数に対応した磁気雑音(磁気変動)が発生し、
微弱な生体磁気計測の妨害となる。
Further, there is a weak point that the apparatus is easily affected by floor vibration at the installation place. If there is floor vibration at the installation location,
The vibration of the wall surface of the magnetic shield caused by the floor vibration modulates the magnetic distribution in the magnetic shield chamber 1 by the vibration frequency. Therefore, magnetic noise (magnetic fluctuation) corresponding to the floor vibration frequency is generated at the position of the magnetic sensor,
It will interfere with the weak biomagnetic measurement.

【0009】他の1つは、一端閉口/他端開口あるいは
両端開口の円筒型磁気シールドを使用するものである。
磁気シールド材料として酸化物超伝導体を用いた超伝導
磁気遮蔽装置では、開口部からの進入磁束に対しては円
周方向の遮蔽電流が流れることにより、高い磁気シール
ド性能が得られる。一例として、直径が90cmで長さ
が2mの一端開口/他端閉口の円筒型超伝導磁気シール
ドの場合では、100dB以上の高い磁気遮蔽性能を得
られることが報告されている。
The other is to use a cylindrical magnetic shield having one end closed / other end or both ends opened.
In a superconducting magnetic shielding device using an oxide superconductor as a magnetic shielding material, a high shielding performance can be obtained by a shielding current flowing in a circumferential direction with respect to a magnetic flux entering from an opening. As an example, it has been reported that in the case of a cylindrical superconducting magnetic shield having a diameter of 90 cm and a length of 2 m with one end open and the other end closed, a high magnetic shield performance of 100 dB or more can be obtained.

【0010】しかしながら、細長い円筒内に被検者及び
超伝導の磁気センサを挿入しなければならないために、
生体磁気計測への応用には大きな制約がある。例えば、
前記した例では、計測時には、直径が90cmの一端開
口/他端閉口の円筒型超伝導磁気シールドの2mの奥深
くの閉口端部まで被検者を挿入することになる。この閉
口端部の狭く閉じた計測空間では、被検者が受ける圧迫
感が非常に強く、また実用的な冷媒容量を持つクライオ
スタット(磁気センサを収容している)を挿入すること
も困難であり、更に、クライオスタットを安定的した状
態に保持することも困難である。このために、実用的な
生体磁気計測装置を構成することが難しい。
However, since the subject and the superconducting magnetic sensor must be inserted into the elongated cylinder,
There are significant restrictions on the application to biomagnetic measurement. For example,
In the above-described example, at the time of measurement, the subject is inserted to the closed end portion 2 m deep of the cylindrical superconducting magnetic shield having a diameter of 90 cm and an open / closed end. In the narrowly closed measurement space at the closed end, the subject receives a very strong feeling of pressure, and it is difficult to insert a cryostat (containing a magnetic sensor) having a practical refrigerant capacity. Further, it is difficult to keep the cryostat in a stable state. For this reason, it is difficult to configure a practical biomagnetism measuring device.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】以上に述べたように、
計測部の全体を囲む大型の磁気シールド室を磁気遮蔽手
段とする生体磁気計測装置は、被検者に圧迫感を与える
ことが少なく、且つ計測部において必要な冷媒容量を持
ったクライオスタットを固定して安定に保持することが
できるが、高い磁気遮蔽率の磁気シールド室を構成する
ことは高価であり、また、環境変化に対応した性能強化
の改良が難しく、且つ、振動による影響を受けて磁気雑
音を発生し易いという問題点がある。
As described above, as described above,
A biomagnetism measuring device using a large magnetic shield room surrounding the entire measuring unit as a magnetic shielding means does not give a feeling of oppression to the subject and fixes a cryostat having a necessary refrigerant capacity in the measuring unit. However, it is expensive to construct a magnetically shielded room with a high magnetic shielding rate, and it is difficult to improve the performance enhancement in response to environmental changes. There is a problem that noise is easily generated.

【0012】また、円筒型超伝導磁気シールドを磁気遮
蔽手段とする生体磁気計測装置は、その狭く閉じた計測
空間のために被検者が受ける圧迫感が非常に強く、ま
た、実用的な冷媒容量を持つクライオスタットを挿入し
て安定に保持することが困難であるために、継続的に計
測可能な生体磁気計測装置を構成することが難しい。
Further, in a biomagnetism measuring apparatus using a cylindrical superconducting magnetic shield as a magnetic shielding means, the subject has a very strong feeling of pressure due to its narrow and closed measurement space, and is a practical refrigerant. Since it is difficult to insert a cryostat having a capacity and to stably hold the cryostat, it is difficult to configure a biomagnetism measuring device capable of continuous measurement.

【0013】従って、本発明の目的は、少ない価格上昇
で高い磁気遮蔽効果が得られる生体磁気計測装置を提供
することにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a biomagnetism measuring device which can obtain a high magnetic shielding effect with a small increase in price.

【0014】本発明の他の目的は、設置後の環境変化に
対応して磁気遮蔽効果を高めることが容易な生体磁気計
測装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a biomagnetism measuring apparatus which can easily enhance the magnetic shielding effect in response to environmental changes after installation.

【0015】本発明の更に他の目的は、振動に対して安
定した磁気計測を行うことができる磁気遮蔽効果が得ら
れる生体磁気計測装置を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a biomagnetism measuring apparatus capable of obtaining a magnetic shielding effect capable of performing stable magnetic measurement against vibration.

【0016】本発明の更に他の目的は、被検者に精神的
な圧迫感を与えることが少ない生体磁気計測装置を提供
することにある。
Still another object of the present invention is to provide a biomagnetism measuring apparatus which does not give a feeling of mental pressure to a subject.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は、磁気センサ
と、磁気計測する被検者を支える被検者支持手段と、こ
れらを収容する第1の磁気遮蔽手段とを備えた生体磁気
計測装置において、前記第1の磁気遮蔽手段による磁気
遮蔽領域内に設置され、前記被検者の被計測部及び磁気
センサ部の近傍領域に限って、少なくともこの磁気セン
サにより検出する方向の磁気成分に関して更に局部的に
磁気遮蔽を行う第2の磁気遮蔽手段を設けるものであ
る。この2つの磁気遮蔽手段の組み合わせは、少ない価
格上昇で高い磁気遮蔽効果が得られる。また、装置設置
後の環境変化に対応して磁気遮蔽効果を高めるために第
2の磁気遮蔽手段を付加し、またはその磁気遮蔽性能を
高める改造を容易にする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a biomagnetism measuring apparatus comprising a magnetic sensor, subject support means for supporting a subject to be measured magnetically, and first magnetic shielding means for housing the same. In the above, the magnetic component is installed in a magnetic shielding area by the first magnetic shielding means, and at least a magnetic component in a direction to be detected by the magnetic sensor is limited only in an area near the measurement section and the magnetic sensor section of the subject. A second magnetic shielding means for locally performing magnetic shielding is provided. The combination of these two magnetic shielding means can provide a high magnetic shielding effect with a small increase in price. In addition, a second magnetic shielding means is added to increase the magnetic shielding effect in response to an environmental change after the apparatus is installed, or a modification for enhancing the magnetic shielding performance is facilitated.

【0018】また、第2の磁気遮蔽手段は、小型で堅固
に構成することにより、振動に対して安定した磁気計測
を行うことができる磁気遮蔽性能を得るものである。
Further, the second magnetic shielding means is configured to be compact and rigid, thereby obtaining magnetic shielding performance capable of performing stable magnetic measurement against vibration.

【0019】更に、第2の磁気遮蔽手段は、被検者の頭
部は露出させるようにして被検者に精神的な圧迫感を与
えることを防止する。
Furthermore, the second magnetic shielding means exposes the subject's head to prevent giving the subject a feeling of mental oppression.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0021】(実施形態1)図1は、本発明の複合型磁
気遮蔽を採用した生体磁気計測装置の一実施形態を示し
ている。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows an embodiment of a biomagnetism measuring apparatus employing a composite magnetic shield according to the present invention.

【0022】第1の磁気遮蔽手段である磁気シールド室
1は、被検者2を載置して計測姿勢に保持するための検
査用ベッド3と、生体磁気に感応して電気信号を発生す
る磁気センサを内蔵して超伝導状態に維持するクライオ
スタット4と、前記クライオスタット4を所定の位置に
支持するガントリー6及び第2の磁気遮蔽手段である角
筒型の局部磁気シールド装置12を収容する。
A magnetic shield room 1 serving as a first magnetic shield means has an inspection bed 3 for placing a subject 2 and holding it in a measurement posture, and generates an electric signal in response to biomagnetism. A cryostat 4 which incorporates a magnetic sensor and maintains a superconducting state, a gantry 6 which supports the cryostat 4 at a predetermined position, and a rectangular cylindrical local magnetic shield device 12 which is a second magnetic shielding means are housed.

【0023】磁気シールド室1は、パーマロイからなる
板状磁気シールド材を天井と床と側面のそれぞれに適当
な間隔(略10〜15cmの間隔)をおいて2層構造に
配置して構成する。パーマロイの各磁気シールド板の厚
さは1〜2mm、磁気シールド室1の内部空間の寸法
は、略2.5m×2.5m×2.5mである。
The magnetic shield chamber 1 is constructed by arranging a plate-like magnetic shield material made of permalloy in a two-layer structure with an appropriate interval (approximately 10 to 15 cm) between the ceiling, floor and side surfaces. The thickness of each permalloy magnetic shield plate is 1 to 2 mm, and the size of the internal space of the magnetic shield chamber 1 is approximately 2.5 mx 2.5 mx 2.5 m.

【0024】クライオスタット4は、先端部の直径が2
0cm、長さが100cmであり、ガントリー5によっ
て床上70cmの高さに底面(磁気センサを内蔵した計
側面)を位置させるように保持される。
The cryostat 4 has a tip with a diameter of 2 mm.
It is 0 cm in length and 100 cm in length, and is held by the gantry 5 so that the bottom surface (the measuring side surface with a built-in magnetic sensor) is positioned 70 cm above the floor.

【0025】局部磁気シールド装置12は、内径の縦/
横が60cm、長さが100cmのパーマロイによる両
端開口の角筒型磁気シールド材12aを主体にし、この
角筒型磁気シールド材12aの中央部に角筒軸に対して
垂直方向に向けて開口したクライオスタット挿入孔(図
示省略)を形成し、その周囲をパーマロイの挿入孔磁気
シールド材12bで囲むように構成し、検査用ベッド3
上に設置したT字形の局部磁気シールド装置である。角
筒型磁気シールド材12aは、被検者2の脚部と頭部を
露出させてその他の部分を磁気シールドするように該被
検者2を収容し、クライオスタット4は、磁気センサが
位置する先端部(計測部)を先にして挿入孔磁気シール
ド材12bを通して前記挿入孔に挿入することにより、
計測面が被検者2の胸部上に位置するように設置する。
The local magnetic shield device 12 has a vertical
A rectangular cylindrical magnetic shield material 12a having both sides of 60 cm in width and 100 cm in length and made of permalloy and having both ends opened is mainly provided. The rectangular cylindrical magnetic shield material 12a is opened in a central portion thereof in a direction perpendicular to a rectangular cylinder axis. A cryostat insertion hole (not shown) is formed, and its periphery is surrounded by a permalloy insertion hole magnetic shield material 12b.
It is a T-shaped local magnetic shield device installed above. The rectangular cylindrical magnetic shield material 12a accommodates the subject 2 so as to expose the legs and the head of the subject 2 and magnetically shield the other portions, and the cryostat 4 is provided with a magnetic sensor. By inserting the distal end portion (measurement portion) into the insertion hole through the insertion hole magnetic shield material 12b first,
It is set so that the measurement surface is located on the chest of the subject 2.

【0026】このような形状の角筒型の局部磁気シール
ド装置12は、単独で磁気遮蔽率を大きくするために
は、筒部の内径寸法に比べて長さを十分に長くとること
が必要である。このために、単独で生体磁気計測に要求
される磁気遮蔽率を得ることが難しい。しかしながら、
この実施形態では、第1の磁気遮蔽手段である磁気シー
ルド室1により40〜60dBの磁気遮蔽性能を得た上
で、その不足分の磁気遮蔽効果を前記第2の磁気遮蔽手
段である局部磁気シールド装置12によって得るように
したことから、この局部磁気シールド装置12は、略2
0dB程度の磁気遮蔽性能が得られれば良く、この目的
に容易に適合させることができる。
In order to increase the magnetic shielding rate by itself, the rectangular cylindrical local magnetic shield device 12 having such a shape needs to have a sufficiently longer length than the inner diameter of the cylindrical portion. is there. For this reason, it is difficult to obtain the magnetic shielding rate required for biomagnetism measurement alone. However,
In this embodiment, the magnetic shielding performance of 40 to 60 dB is obtained by the magnetic shielding chamber 1 as the first magnetic shielding means, and the insufficient magnetic shielding effect is reduced by the local magnetic shielding means as the second magnetic shielding means. Since the local magnetic shield device 12 is obtained by the shield device 12,
It is sufficient that a magnetic shielding performance of about 0 dB can be obtained, and it can be easily adapted to this purpose.

【0027】一方、この局部磁気シールド装置12は、
小型であるために機械的な強度を十分に大きくすること
が可能であることから、床振動等の影響を受けても実質
的な歪みを発生しないように堅固に形成することが可能
であり、磁気シールド室1が床振動することによって発
生する磁気雑音を遮蔽することができる。この局部磁気
シールド装置12は、従来の生体磁気計測装置に付加し
たり、必要に応じてその構造を変更することは容易であ
り、その結果、磁気遮蔽装置の全体での磁気遮蔽性能を
変更(強化)することが容易となる。
On the other hand, the local magnetic shield device 12
Since the mechanical strength can be sufficiently increased due to the small size, it is possible to form firmly so as not to generate substantial distortion even under the influence of floor vibration, Magnetic noise generated when the magnetic shield room 1 vibrates on the floor can be shielded. It is easy to add the local magnetic shield device 12 to a conventional biomagnetism measuring device or to change its structure as necessary. As a result, the magnetic shield performance of the entire magnetic shield device is changed ( Reinforcement).

【0028】角筒型磁気シールド装置12は、角筒型磁
気シールド材12aを円筒型磁気シールド材に変形した
円筒型磁気シールド装置としても同様な効果が得られ
る。
The same effect can be obtained from the rectangular cylindrical magnetic shield device 12 as a cylindrical magnetic shield device in which the rectangular cylindrical magnetic shield material 12a is transformed into a cylindrical magnetic shield material.

【0029】(実施形態2)図2は、本発明の他の実施
形態を示している。第1の磁気遮蔽手段である磁気シー
ルド室1は第1の実施形態における磁気シールド室1と
同一の構成である。この実施形態は、第2の磁気遮蔽手
段である局部磁気シールド装置14として、外部磁場の
変動を補償する磁束を発生して磁場変動を抑制し、外部
磁場変動の影響を消失させるアクティブシールド方式の
局部磁気シールド装置を採用している。生体磁気に感応
して電気信号を発生する磁気センサとは別に、クライオ
スタット4内における生体磁気検出用の磁気センサより
も上部で被検者2が生ずる生体磁気を検出しない位置
に、バックグラウンド検出用の磁気センサ14aを設け
ている。
(Embodiment 2) FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. The magnetic shield room 1 as the first magnetic shield means has the same configuration as the magnetic shield room 1 in the first embodiment. In this embodiment, as a local magnetic shield device 14 as a second magnetic shield means, an active shield method of generating a magnetic flux for compensating a change in an external magnetic field, suppressing a magnetic field change, and eliminating the influence of the external magnetic field change. Uses a local magnetic shield device. Aside from the magnetic sensor that generates an electric signal in response to the biomagnetism, a position for detecting the background generated in the cryostat 4 at a position above the magnetic sensor for detecting the biomagnetism where the subject 2 does not detect the biomagnetism is provided. Are provided.

【0030】一般に、被検者2から生ずる生体磁気は非
常に弱く且つ被検者2の体内に局在するために、クライ
オスタット4の底面に配置された生体磁気検出用の磁気
センサにおいてのみ検出する。一方、外部磁場の変動
は、被検者2に比べて遥かに遠方にある変動源の影響と
考えられ、生体磁気検出用の磁気センサ及びバックグラ
ウンド検出用の磁気センサ14aを含めて、各磁気セン
サの周辺において一次的には一様であると考えられる。
このために、各バックグラウンド検出用の磁気センサ1
4aには、被検者2からの生体磁気は作用せずに、外部
磁場の変化のみを検出するものとなる。このバックグラ
ウンド検出用の磁気センサ14aの出力信号は、計測制
御回路7における増幅回路および帰還電流制御回路(図
示省略)を介して、クライオスタット4の外側に置かれ
た補償磁場発生コイル14bに負帰還するように構成
し、この帰還電流によって外部磁場変動を補償する磁場
を発生する。この制御系により、バックグラウンド検出
用の磁気センサ14aの位置の磁場は一定値となるよう
に制御され、外部磁場の変動の影響が避けられる(遮蔽
される)ことになる。
In general, the biomagnetism generated from the subject 2 is very weak and is localized in the body of the subject 2, so that the biomagnetism is detected only by the magnetic sensor for biomagnetism disposed on the bottom surface of the cryostat 4. . On the other hand, the fluctuation of the external magnetic field is considered to be an effect of a fluctuation source far away from the subject 2, and includes a magnetic sensor for biomagnetism detection and a magnetic sensor 14a for background detection. It is considered to be primarily uniform around the sensor.
To this end, the magnetic sensor 1 for detecting each background
At 4a, only the change in the external magnetic field is detected without the biomagnetism from the subject 2 acting. The output signal of the background detection magnetic sensor 14a is negatively fed back to the compensation magnetic field generating coil 14b placed outside the cryostat 4 via an amplification circuit and a feedback current control circuit (not shown) in the measurement control circuit 7. The feedback current generates a magnetic field that compensates for external magnetic field fluctuation. With this control system, the magnetic field at the position of the magnetic sensor 14a for background detection is controlled so as to have a constant value, so that the influence of the fluctuation of the external magnetic field is avoided (shielded).

【0031】このようなアクティブシールドで得られる
磁気遮蔽性能は、生体磁気検出用の磁気センサの位置と
バックグラウンド検出用の磁気センサ14aの位置間で
の外部変動磁場の相関の程度に依存し、アクティブシー
ルドを単独使用することで生体磁気計測に要求される遮
蔽性能を得ることが難しい。しかしながら、この実施形
態2も、実施形態1と同様に、第1の磁気遮蔽手段であ
る磁気シールド室1に補助手段として組み合わせて使用
することにより、磁気シールド室1の磁気遮蔽性能では
不十分な場合においても、計測部では生体磁気計測に十
分な磁場となるような磁気遮蔽性能を得ることができ
る。更に、補償磁場発生コイル14bの形状を変更する
ことにより、磁気遮蔽空間の変更が可能となる。また、
バックグラウンド検出用の磁気センサ14aの出力信号
を補償信号として使用するために、磁気シールド室1の
壁面の振動による磁場変調の影響も同時に除去すること
ができることになる。更に、クライオスタット4の大き
さに対する特別な制約もないために、継続的な磁気計測
に十分な冷媒容量のクライオスタット4を使用すること
ができる。
The magnetic shielding performance obtained by such an active shield depends on the degree of correlation of the externally changing magnetic field between the position of the magnetic sensor for detecting biomagnetism and the position of the magnetic sensor 14a for detecting background. It is difficult to obtain the shielding performance required for biomagnetic measurement by using the active shield alone. However, also in the second embodiment, as in the first embodiment, by using the magnetic shield chamber 1 as the first magnetic shield means in combination as an auxiliary means, the magnetic shield performance of the magnetic shield chamber 1 is insufficient. Even in such a case, the measurement unit can obtain magnetic shielding performance that provides a magnetic field sufficient for biomagnetism measurement. Further, by changing the shape of the compensation magnetic field generating coil 14b, it is possible to change the magnetic shielding space. Also,
Since the output signal of the magnetic sensor 14a for background detection is used as a compensation signal, the influence of the magnetic field modulation due to the vibration of the wall surface of the magnetic shield room 1 can be removed at the same time. Furthermore, since there is no special restriction on the size of the cryostat 4, the cryostat 4 having a sufficient refrigerant capacity for continuous magnetic measurement can be used.

【0032】(その他の実施形態)局部磁気シールド装
置としては、超伝導磁気遮蔽効果を利用した局部磁気シ
ールド装置を組み合わせることも可能である。即ち、実
施形態1におけるパーマロイによる角筒型(または円筒
型)磁気シールド材12aおよび挿入孔磁気シールド材
12cに代えて、例えば酸化物超伝導体による両端開口
の磁気シールド材を使用することもできる。この場合に
は、磁気シールド材は低温に保温することが必要であ
り、円筒または角筒から成る断熱構造体を設け、その内
部に磁気シールド材を固定して保持することにより、前
記実施形態と同様の磁気遮蔽効果を得ることができる。
(Other Embodiments) As the local magnetic shield device, a local magnetic shield device utilizing a superconducting magnetic shielding effect can be combined. That is, instead of the rectangular (or cylindrical) magnetic shield material 12a and the insertion hole magnetic shield material 12c made of permalloy in the first embodiment, for example, a magnetic shield material having both ends opened by an oxide superconductor may be used. . In this case, the magnetic shield material needs to be kept at a low temperature, and a heat insulating structure made of a cylinder or a square tube is provided, and the magnetic shield material is fixed and held inside the structure. A similar magnetic shielding effect can be obtained.

【0033】検査用ベッドは、計測の形態に合わせて、
椅子やその他の形態の被検者支持手段に置き換えること
ができる。
The inspection bed is adapted to the form of measurement,
It can be replaced by a chair or other form of subject support.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、被検者や計測機器や補
助手段を収容する磁気シールド室のような大型磁気遮蔽
手段と計測部の近傍に限った局部的な磁気遮蔽を行う局
部磁気遮蔽を組み合わせることにより、それぞれが単独
でもつ欠点を補って生体磁気計測に必要な磁気遮蔽性能
を得ることが可能になる。特に、大型磁気遮蔽手段は、
被検者に与える精神的な圧迫感が少ない割に比較的大き
な磁気遮蔽効果が得られる。また、局部磁気遮蔽手段
は、被検者に大きな圧迫感を与えることなく、計測部の
磁気遮蔽効果を高めると共に、大型磁気遮蔽手段におけ
る床振動による磁場変動の影響を軽減するように、床振
動に応動しないように堅固に形成することが可能であ
り、また、外部の磁気的環境の変化に対応してその磁気
遮蔽性能を柔軟に変更することも容易であり、生体磁気
計測に必要な磁気遮蔽性能を得ることが容易となる。
According to the present invention, a large magnetic shielding means such as a magnetic shielding room for accommodating a subject, measuring equipment and auxiliary means and a local magnetic shielding for local magnetic shielding limited to the vicinity of the measuring unit. By combining the shields, it is possible to obtain the magnetic shield performance required for biomagnetism measurement by compensating for the disadvantages of each of them alone. In particular, the large magnetic shield means
A relatively large magnetic shielding effect can be obtained in spite of a small mental pressure on the subject. In addition, the local magnetic shielding means enhances the magnetic shielding effect of the measuring unit without giving a large feeling of oppression to the subject, and reduces floor vibration so as to reduce the effect of magnetic field fluctuation due to floor vibration in the large magnetic shielding means. It can be formed firmly so that it does not respond to changes in the magnetic environment.It is also easy to flexibly change its magnetic shielding performance in response to changes in the external magnetic environment. It becomes easy to obtain shielding performance.

【0035】また、継続的な磁気計測に必要な冷媒容量
をもったクライオスタットを使用することも可能であ
る。
It is also possible to use a cryostat having a refrigerant capacity necessary for continuous magnetic measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態である生体磁気計測装
置の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a biomagnetism measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施形態である生体磁気計測装
置の斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a biomagnetism measuring device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】従来の生体磁気計測装置の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a conventional biomagnetism measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…磁気シールド室、2…被検者、3…ベッド、4…ク
ライオスタット、6…ガントリー、7…計測制御回路、
9…計算機、12…局部磁気シールド装置、12a…角
筒型磁気シールド材、12b…挿入孔磁気シールド材。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic shield room, 2 ... Examinee, 3 ... Bed, 4 ... Cryostat, 6 ... Gantry, 7 ... Measurement control circuit,
9: Computer, 12: Local magnetic shield device, 12a: Rectangular cylindrical magnetic shield material, 12b: Insertion hole magnetic shield material.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神鳥 明彦 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Akihiko Kamtori 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】超伝導量子干渉素子(SQUID)を含む
磁気センサと、このSQUIDを冷却媒体中に保持して
超伝導状態を維持するクライオスタットと、このクライ
オスタットを保持するガントリーと、被検者を載せて磁
気計測するための検査用ベッドまたは椅子と、前記クラ
イオスタットとガントリーとベッドまたは椅子の全体を
内部に収容して磁気的に外部から遮蔽する第1の磁気遮
蔽手段とを備えた生体磁気計測装置において、 前記第1の磁気遮蔽手段による磁気遮蔽領域内に設置さ
れ、少なくとも被検者の被計測部及び前記クライオスタ
ットの磁気センサ部の近傍に限って、少なくとも前記磁
気センサにより検出する磁気成分について更に局部的な
磁気遮蔽を行う第2の磁気遮蔽手段を設けたことを特徴
とする生体磁気計測装置。
1. A magnetic sensor including a superconducting quantum interference device (SQUID), a cryostat holding the SQUID in a cooling medium to maintain a superconducting state, a gantry holding the cryostat, and a subject. Biomagnetism measurement comprising: an inspection bed or chair for carrying and magnetic measurement, and first magnetic shielding means for housing the cryostat, gantry, bed or chair in its entirety and magnetically shielding the bed or chair from the outside. In the apparatus, at least a magnetic component detected by the magnetic sensor, which is installed in a magnetic shielding area by the first magnetic shielding means and is limited to at least a measured part of the subject and a magnetic sensor part of the cryostat. A biomagnetism measuring apparatus further comprising a second magnetic shielding means for performing local magnetic shielding.
【請求項2】請求項1において、局部的な磁気遮蔽を行
う前記第2の磁気遮蔽手段は、超伝導磁気遮蔽効果を利
用したもので、磁気計測中にこの第2の磁気遮蔽手段が
超伝導磁気遮蔽状態を維持するように構成したことを特
徴とする生体磁気計測装置。
2. The method according to claim 1, wherein the second magnetic shielding means for performing local magnetic shielding utilizes a superconducting magnetic shielding effect. A biomagnetism measurement apparatus characterized in that it is configured to maintain a conduction magnetic shielding state.
【請求項3】請求項1において、局部的な磁気遮蔽を行
う前記第2の磁気遮蔽手段は、常温下において高透磁率
を有する材料により被検者の被計測部及びクライオスタ
ット中の磁気センサ部を局部的に磁気遮蔽するように構
成したことを特徴とする生体磁気計測装置。
3. The magnetic sensor according to claim 1, wherein the second magnetic shielding means for performing local magnetic shielding comprises a material to be measured of the subject and a magnetic sensor in the cryostat made of a material having high magnetic permeability at room temperature. A biomagnetism measuring device characterized in that the magnetic field is locally shielded.
【請求項4】請求項1において、局部的な磁気遮蔽を行
う前記第2の磁気遮蔽手段は、外部磁場変動検出手段
と、この外部磁場変動検出手段の出力信号を用いて外部
磁場変動の影響を補償する手段を備え、これにより被検
者の被計測部及びクライオスタット中の磁気センサ部を
局部的に磁気遮蔽するように構成したことを特徴とする
生体磁気計測装置。
4. The external magnetic field fluctuation detecting means according to claim 1, wherein said second magnetic shielding means performs an external magnetic field fluctuation detecting means and an output signal of said external magnetic field fluctuation detecting means. A biomagnetism measuring apparatus characterized by comprising means for compensating for (1) and (2), by means of which the part to be measured of the subject and the magnetic sensor part in the cryostat are locally magnetically shielded.
【請求項5】請求項1において、前記第2の磁気遮蔽手
段は、筒型磁気遮蔽部材と、この筒型磁気遮蔽部材の中
間部に略垂直に組み合わされ、その内部にクライオスタ
ットを挿入する磁気遮蔽筒を備えたT字形磁気遮蔽装置
であることを特徴とする生体磁気計測装置。
5. The magnetic shielding means according to claim 1, wherein said second magnetic shielding means is combined substantially vertically with a cylindrical magnetic shielding member and an intermediate portion of said cylindrical magnetic shielding member, and has a cryostat inserted therein. A biomagnetism measuring device, which is a T-shaped magnetic shielding device provided with a shielding cylinder.
【請求項6】磁気センサと、磁気計測する被検者を支え
る被検者支持手段と、これらを収容する第1の磁気遮蔽
手段とを備えた生体磁気計測装置において、 前記第1の磁気遮蔽手段による磁気遮蔽領域内に設置さ
れ、前記被検者の被計測部及び磁気センサ部の近傍領域
に限って、少なくともこの磁気センサにより検出する方
向の磁気成分に関して更に局部的に磁気遮蔽を行う第2
の磁気遮蔽手段を設けたことを特徴とする生体磁気計測
装置。
6. A biomagnetism measuring apparatus comprising: a magnetic sensor; subject support means for supporting a subject to be measured magnetically; and first magnetic shielding means for housing the magnetic sensor. The magnetic shield is installed in the magnetic shield area by the means, and further performs local magnetic shield on at least the magnetic component in the direction detected by the magnetic sensor only in the area near the measurement section and the magnetic sensor section of the subject. 2
A biomagnetism measuring device, comprising: a magnetic shielding means.
【請求項7】請求項6において、前記第2の磁気遮蔽手
段は、超伝導磁気遮蔽効果を利用し、且つ磁気計測中は
この第2の磁気遮蔽手段が超伝導状態を維持するように
構成したことを特徴とする生体磁気計測装置。
7. A structure according to claim 6, wherein said second magnetic shielding means utilizes a superconducting magnetic shielding effect, and maintains the superconducting state during magnetic measurement. A biomagnetism measuring device, characterized in that:
【請求項8】請求項6において、前記第2の磁気遮蔽手
段は、常温下において高透磁率を有する材料により被検
者の被計測部及び磁気センサ部を局部的に磁気遮蔽する
ように構成したことを特徴とする生体磁気計測装置。
8. The apparatus according to claim 6, wherein the second magnetic shielding means is configured to locally magnetically shield the measurement portion and the magnetic sensor portion of the subject with a material having high magnetic permeability at room temperature. A biomagnetism measuring device, characterized in that:
【請求項9】請求項6において、前記第2の磁気遮蔽手
段は、外部磁場変動検出手段と、この磁場変動検出手段
の出力信号を用いて外部磁場変動の影響を補償する補償
磁場発生手段を備え、これにより被検者の被計測部及び
磁気センサ部の磁場が外部磁場に影響されて変動しない
ように局部的に磁気遮蔽するように構成したことを特徴
とする生体磁気計測装置。
9. The apparatus according to claim 6, wherein the second magnetic shielding means includes an external magnetic field fluctuation detecting means, and a compensation magnetic field generating means for compensating for the influence of the external magnetic field fluctuation using an output signal of the magnetic field fluctuation detecting means. A biomagnetism measuring apparatus comprising: a magnetic field shielding unit configured to locally shield a magnetic field of a measurement unit and a magnetic sensor unit of a subject from being affected by an external magnetic field.
【請求項10】請求項6において、前記第2の磁気遮蔽
手段は、筒型磁気遮蔽部材と、この筒型磁気遮蔽筒の中
間部に略垂直に組み合わされ、その内部に磁気センサ部
挿入する磁気遮蔽筒を備えたT字形磁気遮蔽装置である
ことを特徴とする生体磁気計測装置。
10. The magnetic shielding means according to claim 6, wherein said second magnetic shielding means is combined substantially vertically with a cylindrical magnetic shielding member and an intermediate portion of said cylindrical magnetic shielding cylinder, and a magnetic sensor portion is inserted therein. A biomagnetism measuring device, which is a T-shaped magnetic shielding device provided with a magnetic shielding cylinder.
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