JPH1189810A - Current source estimator - Google Patents

Current source estimator

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JPH1189810A
JPH1189810A JP9255477A JP25547797A JPH1189810A JP H1189810 A JPH1189810 A JP H1189810A JP 9255477 A JP9255477 A JP 9255477A JP 25547797 A JP25547797 A JP 25547797A JP H1189810 A JPH1189810 A JP H1189810A
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coil
current source
magnetic field
pickup
pickup coil
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Yoichi Takada
洋一 高田
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  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To highly accurately estimate the depthwise position of a current source without the causing local minimum and global minimum. SOLUTION: In this current source estimator, the position of the current source is estimated based on a weak magnetic signal generated from the current source in a measuring object. This device has coils 6c1 -6c3 for signal detection arranged at mutually different positions along with the depthwise direction of the measuring object and pickup coils 6a1 -6a3 connected to each other at the interval of a base line while winding coils 6d1 -6d3 for compensation with mutually inverse phases, and is provided with SQUID magnetic flux gauges 2a1 -2a3 for outputting electric signals by detecting the weak magnetic signal generated from the measuring object through these coils 6c1 -6c3 for signal detection and coils 6d1 -6d3 for compensation of the pickup coils 6a1 -6a3 with mutually different magnetic field sensitivities and a data processor 16 for estimating the depthwise position of the current source based on electric signals Vout1-Vout3 respectively outputted from these SQUID magnetic flux gauges 2a1 -2a3 .

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、微弱磁気信号検出
用のSQUID磁束計(超伝導量子干渉計)等の磁気信
号検出手段を用いて生体等の測定対象から発せられた微
弱磁界を測定し、この測定磁場から測定対象体内の磁場
発生源である電流源の深さ方向の位置を推定する電流源
推定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention measures a weak magnetic field emitted from a measurement object such as a living body by using a magnetic signal detecting means such as a SQUID magnetometer (superconducting quantum interferometer) for detecting a weak magnetic signal. Also, the present invention relates to a current source estimating device for estimating a position in a depth direction of a current source which is a magnetic field generating source in a measurement object from the measured magnetic field.

【0002】[0002]

【従来の技術】高感度磁場測定デバイスであるSQUI
D磁束計を用いて生体等の測定対象(以下、生体とす
る)における測定部位から発せられた微弱磁場(生体磁
場)を計測する際には、磁気シールドルーム内に生体お
よびSQUID磁束計を入れた状態において、生体の測
定部位の周囲にSQUID磁束計における検出コイル
(ピックアップコイル)を配置し、この検出コイルによ
り測定部位から発せられた生体磁場に基づく磁束を検出
するようになっている。
2. Description of the Related Art SQUI is a highly sensitive magnetic field measuring device.
When using a D magnetometer to measure a weak magnetic field (biomagnetic field) emitted from a measurement site in a measurement target such as a living body (hereinafter referred to as a living body), put the living body and the SQUID magnetometer in a magnetically shielded room. In this state, a detection coil (pickup coil) of the SQUID magnetometer is arranged around the measurement site of the living body, and the detection coil detects a magnetic flux based on the biomagnetic field emitted from the measurement site.

【0003】このとき、従来のピックアップコイルとし
ては、磁場の空間微分{体表から法線方向の磁場を法線
方向に微分したもの(法線方向成分用ピックアップコイ
ル)、体表から接線方向の磁場を法線方向に微分したも
の(接線方向成分用ピックアップコイル)等}を検出す
るグラジオメータがよく用いられている。
At this time, as a conventional pickup coil, the magnetic field in the normal direction is differentiated in the normal direction from the spatial differentiation of the magnetic field {the body table (normal direction component pickup coil), and the pickup coil in the tangential direction is obtained from the body surface. A gradiometer that detects a magnetic field differentiated in the normal direction (a tangential component pickup coil) or the like is often used.

【0004】このグラジオメータは、生体以外からの信
号(磁気雑音)を減衰させるためのものであり、図14
に示すように、複数(例えば2つ)の離れた位置にある
コイル70a、70bを逆相に巻いて間隔(ベースライ
ン)BLを置いて結合した構造になっている。そして、
生体Hに近接して配置される一方のコイル(以下、信号
検出用コイルと呼ぶ)70aにより生体磁気信号と雑音
成分を検出し、生体から遠方に配置される他方のコイル
(以下、補償用コイルと呼ぶ)70bで雑音成分のみを
検出してその差をとることにより、生体磁気信号のみを
検出するように構成されている。なお、図14に示した
グラジオメータのように、2つのコイルに基づく2カ所
の磁場の差をとるグラジオメータを1次微分型グラジオ
メータと呼び、例えば2個のグラジオメータを用意して
互いの差分をとるグラジオメータを2次微分型グラジオ
メータと呼ぶ。
[0004] This gradiometer is for attenuating signals (magnetic noise) from sources other than the living body.
As shown in FIG. 2, a plurality of (for example, two) coils 70a and 70b at positions separated from each other are wound in opposite phases and are coupled at an interval (baseline) BL. And
A biomagnetic signal and a noise component are detected by one coil (hereinafter, referred to as a signal detection coil) 70a disposed close to the living body H, and the other coil (hereinafter, a compensation coil) disposed far from the living body H (Referred to as a reference) 70b, and only the biomagnetic signal is detected by detecting only the noise component and taking the difference. Note that a gradiometer that takes a difference between two magnetic fields based on two coils, such as the gradiometer shown in FIG. 14, is called a first-order differential gradiometer. For example, two gradiometers are prepared and each other is prepared. The gradiometer that takes the difference is called a second-order gradiometer.

【0005】ところで、ピックアップコイルおよびSQ
UID磁束計のSQUID素子、駆動回路等を介して得
られた測定磁場に基づいて生体の測定部位内の電流源推
定を行なう場合には、均質あるいは多層の同心円導体球
を用いて電流ダイポールを電流源として測定部位から発
生する磁場を計算し、測定磁場との差が最小となる電流
ダイポールを電流源の推定位置としている。このとき、
非線形な系の反復した演算を回避する方法として、電流
ダイポールの位置を固定し問題を線形な系に置き換える
方法が知られている。この方法は、次の文献に詳細に示
されている。
[0005] Incidentally, the pickup coil and the SQ
When estimating a current source in a measurement site of a living body based on a measurement magnetic field obtained through a SQUID element of a UID magnetometer, a drive circuit, and the like, a current dipole is generated by using a homogeneous or multilayer concentric conductive sphere. A magnetic field generated from a measurement site is calculated as a source, and a current dipole having a minimum difference from the measured magnetic field is set as an estimated position of the current source. At this time,
As a method for avoiding repeated calculations in a nonlinear system, there is known a method in which the position of a current dipole is fixed and the problem is replaced with a linear system. This method is described in detail in the following document.

【0006】(1)Brain Jeffs, et al:"An Evaluati
on of Methods for NeuromagneticImage Reconstructio
n", IEEE Transactions on Biomadecal Engineering, V
ol.BME-34, No. 9, Sep.1987; (2)Warren E.Smith, et al:"Linear estimation the
ory applied to the reconstruction of a 3-D vector
current distribution", Applied Optics, Vol.29, No.
5(1990); (3)Jukka Sarvas:"Basic mathematical and electr
omagnetic concepts ofthe biomagnetic inverse probl
em", Phys.Med.&Biol., Vol.32, Jan., 1987.
(1) Brain Jeffs, et al: "An Evaluati
on of Methods for NeuromagneticImage Reconstructio
n ", IEEE Transactions on Biomadecal Engineering, V
ol.BME-34, No. 9, Sep.1987; (2) Warren E. Smith, et al: "Linear estimation the
ory applied to the reconstruction of a 3-D vector
current distribution ", Applied Optics, Vol. 29, No.
5 (1990); (3) Jukka Sarvas: "Basic mathematical and electr
omagnetic concepts of the biomagnetic inverse probl
em ", Phys. Med. & Biol., Vol. 32, Jan., 1987.

【0007】ここで、行列の特異値分解を用いる方法で
は、ピックアップコイルで拾う測定磁界と離散化モデル
における格子点上の電流ダイポール密度を線形な連立方
程式で表すために、電流ダイポールの分布を固定した3
次元の格子点上におく。今、電流ダイポールの各3方向
の電流密度を表す行列Q、ピックアップコイルの位置と
電流ダイポールの位置で決定される線形な方程式で表し
た行列A、測定磁界Bとすると、これらの関係は、連立
一次方程式
Here, in the method using the singular value decomposition of the matrix, the distribution of the current dipole is fixed in order to express the measured magnetic field picked up by the pickup coil and the current dipole density on the lattice point in the discretized model by a linear simultaneous equation. 3
Place on a dimensional grid point. Now, assuming that a matrix Q representing the current density in each of the three directions of the current dipole, a matrix A represented by a linear equation determined by the position of the pickup coil and the position of the current dipole, and a measurement magnetic field B, these relationships are simultaneous. Linear equation

【数2】B=AQ ……(2) で表される。よって、Aの逆行列が存在すれば、## EQU2 ## B = AQ (2) Therefore, if the inverse matrix of A exists,

【数3】Q=A-1B ……(3) と表すことができる。しかし、一般には、係数行列Aは
各列が独立していない特異行列であるので、逆行列は存
在しない。このような場合には、測定磁場と計算磁場と
の二乗和が最小となる一意な解を特異値分解から求める
方法がある(最小二乗法を用いた方法)。
## EQU3 ## Q = A -1 B (3) However, in general, since the coefficient matrix A is a singular matrix in which each column is not independent, there is no inverse matrix. In such a case, there is a method of obtaining a unique solution that minimizes the sum of squares of the measured magnetic field and the calculated magnetic field from the singular value decomposition (method using the least square method).

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述した特異値分解
(最小二乗法)を用いた電流源推定法では、深い電流源
では正確に位置推定することが困難であり、したがっ
て、例えば心臓から発生する磁界や脳の深部から発生す
る磁界から医療診断に必要な数cmの深さの電流ダイポ
ールの位置推定を正確に行なうことが困難であった。
In the current source estimating method using the above singular value decomposition (least squares method), it is difficult to accurately estimate the position with a deep current source, and therefore, for example, the position is generated from the heart. It has been difficult to accurately estimate the position of a current dipole having a depth of several cm required for medical diagnosis from a magnetic field or a magnetic field generated from a deep part of the brain.

【0009】そこで、特開平05−297091号公報
に開示されているように(図15参照)、SQUID磁
束計の複数のピックアップコイル(ピックアップコイル
群)75A、75Bを深さ方向で異なる2平面に沿って
2段(生体へ近接する側を下段コイル群、生体から離れ
た側を上段コイル群とする)に配置して生体磁場計測を
行なうことにより、生体の深部電流源の推定精度を向上
させる装置が知られている。
Therefore, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-297091 (see FIG. 15), the plurality of pickup coils (pickup coil groups) 75A and 75B of the SQUID magnetometer are arranged on two different planes in the depth direction. By measuring the biomagnetic field by arranging it along two stages (the side closer to the living body as the lower coil group and the side farther from the living body as the upper coil group), the estimation accuracy of the deep current source of the living body is improved. Devices are known.

【0010】しかしながら、上記特開平05−2970
91号公報に開示された装置では、信号検出用コイルお
よび補償用コイルから成るピックアップコイルを単純に
複数段に配置しただけであるため、測定磁場と計算磁場
との差が局所的に最小値となる不適当な解、すなわちロ
ーカルミニマムに陥る危険性が依然強く、正確な電流源
推定を行なうことが困難であった。また、上記特開平0
5−297091号公報に開示された装置では、同様の
理由からグローバルミニマム(本明細書では、大局的な
真の最小値に到達するまでに多大な時間を要することと
する)に陥る危険性も依然強く、実用的ではなかった。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-2970 describes
In the device disclosed in Japanese Patent Publication No. 91, the pickup coil composed of the signal detection coil and the compensation coil is simply arranged in a plurality of stages, so that the difference between the measurement magnetic field and the calculation magnetic field is locally reduced to a minimum value. There is still a high risk of falling into an inappropriate solution, that is, a local minimum, and it has been difficult to perform accurate current source estimation. In addition, as described in
For the same reason, the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-297091 also has a risk of falling into a global minimum (in this specification, it takes a long time to reach a global true minimum). Still strong and not practical.

【0011】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
もので、生体等の測定対象の深部に分布する電流源の深
さ方向の位置をローカルミニマムおよびグローバルミニ
マムを起こすことなく高精度で推定することを可能にし
た電流源推定装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and highly accurately estimates a depth direction position of a current source distributed in a deep part of an object to be measured such as a living body without causing a local minimum and a global minimum. It is an object of the present invention to provide a current source estimating device which makes it possible to perform a current source estimation.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】近年、磁気シールドルー
ムの性能が向上し、また、環境磁場キャンセリング用の
アクティブシールド技術も実施されているため、そのよ
うな高い環境磁場シールド環境の下では、グラジオメー
タ、すなわち、信号検出用コイルおよび補償用コイルで
雑音成分を除去する必要性が低減している。
In recent years, the performance of a magnetically shielded room has been improved, and active shield technology for environmental magnetic field canceling has been implemented. The necessity of removing noise components with a gradiometer, that is, a signal detection coil and a compensation coil has been reduced.

【0013】したがって、当初において環境磁場キャン
セリング用に開発されたグラジオメータの新たな役割を
考えることが、重要になっていた。
Therefore, it has become important to consider the new role of gradiometers that were initially developed for environmental magnetic field canceling.

【0014】そこで、本発明者は、グラジオメータの各
コイル(信号検出用コイル、補償用コイル)の磁場に対
する検出感度(磁場感度)を変えることにより、グラジ
オメータに新たな役割を与えること、すなわち、生体深
部の電流源の深さ方向の位置を高精度に推定することが
できるのではないかと考えるに至った。
The present inventor has given a new role to the gradiometer by changing the detection sensitivity (magnetic field sensitivity) of each coil (signal detection coil and compensation coil) of the gradiometer with respect to the magnetic field. Then, they came to think that the position of the current source in the depth direction of the living body in the depth direction could be estimated with high accuracy.

【0015】今、ビオサバールの公式より電流ダイポー
ルdIから生じた磁場ベクトルB1は、
Now, according to the Biot-Savart formula, the magnetic field vector B1 generated from the current dipole dI is

【数4】 B1=(μ0 ・dI)/(4πX2 ) ……(4) で表される。なお、μ0 =4π×10-7(零等磁率)、
Xは、電流ダイポールdIとピックアップコイル(の第
1コイル)との間の深さ方向に沿った距離(以下、焦点
距離と呼ぶ)である。ここで、ピックアップコイルのベ
ースラインをbとすると、ピックアップコイルにより測
定される磁界ベクトルB2は、
[Number 4] B1 = (μ 0 · dI) / (4πX 2) represented by the ... (4). Note that μ 0 = 4π × 10 −7 (zero isomagnetic susceptibility),
X is the distance along the depth direction between the current dipole dI and (the first coil of) the pickup coil (hereinafter, referred to as the focal length). Here, assuming that the baseline of the pickup coil is b, the magnetic field vector B2 measured by the pickup coil is

【数5】 (Equation 5)

【0016】したがって、(4)式および(5)式か
ら、
Therefore, from equations (4) and (5),

【数6】 B2/B1=X2 /(X+b)2 ……(6) として、表される。As [6] B2 / B1 = X 2 / ( X + b) 2 ...... (6), expressed.

【0017】この(6)式から、ピックアップコイルに
おける補償用コイルの磁場感度S2を信号検出用コイル
の磁場感度S1 の(X+b)2 /X2 、すなわち、
From the equation (6), the magnetic field sensitivity S2 of the compensation coil in the pickup coil is calculated as (X + b) 2 / X 2 of the magnetic field sensitivity S1 of the signal detection coil, that is,

【数7】 S2 =S1 ×{(X+b)2 /X2 } ……(7) に設定すれば、ピックアップコイルからXの距離にある
電流ダイポールから生じて同ピックアップコイルにより
検出される磁場は、信号検出用コイルおよび補償用コイ
ルでキャンセルされて零になることが分る。すなわち、
SQUID磁束計のピックアップコイルにおける信号検
出用コイルおよび補償用コイルの磁場感度を測定したい
焦点距離Xに合わせて設定しておくことにより、その焦
点距離Xにある電流源を認識することができる。
S2 = S1 × {(X + b) 2 / X 2 } (7) If the following equation is set, the magnetic field generated from the current dipole located at a distance X from the pickup coil and detected by the pickup coil is: It can be seen that the signal is canceled by the signal detection coil and the compensation coil and becomes zero. That is,
By setting the magnetic field sensitivity of the signal detection coil and the compensation coil in the pickup coil of the SQUID magnetometer to the focal length X to be measured, the current source at the focal length X can be recognized.

【0018】また、上述したグラジオメータの各コイル
の感度を変えた場合の利点を図16および図17を用い
て説明する。
The advantages of changing the sensitivity of each coil of the above-described gradiometer will be described with reference to FIGS.

【0019】図16(a)および(b)は、従来の例え
ば接線方向成分用の1次微分型グラジオメータ(ピック
アップコイル)のベースライン長と深さ方向の感度分布
との関係を示すための図であり、それぞれ上記ピックア
ップコイルの設置部分から直下側の深さ方向に沿った断
面図を示すものである。なお、図16(a)は、ピック
アップコイルのベースライン長を5cmに設定した場合
の図であり、図16(b)は、ピックアップコイルのベ
ースライン長を7cmに変えた場合の図である。また、
測定対象とピックアップコイルとの深さ方向に沿った距
離は2cmに設定しており、L0 は感度ゼロラインを示
している。
FIGS. 16A and 16B show the relationship between the baseline length and the sensitivity distribution in the depth direction of a conventional first-order differential gradiometer (pickup coil) for a tangential component, for example. It is a figure which shows the sectional view which met in the depth direction immediately below the installation part of the said pick-up coil, respectively. FIG. 16A is a diagram when the base line length of the pickup coil is set to 5 cm, and FIG. 16B is a diagram when the base line length of the pickup coil is changed to 7 cm. Also,
The distance along the depth direction between the measurement object and the pickup coil is set to 2 cm, and L0 indicates a sensitivity zero line.

【0020】図16(a)に示すように、従来のピック
アップコイルに基づく深さ方向の感度は、R1(-2.5×10
-12 [T] 〜 2.0×10-12 [T])、R2(-2.0×10-12 [T] 〜
-1.5 ×10-12 [T])、R3(-1.5×10-12 [T] 〜 -1.0 ×
10-12 [T])、R4(-1.0×10-1 2 [T] 〜 -0.5 ×10
-12 [T])、R5(-0.5×10-12 [T] 〜 0[T])、R6(0[T]〜
0.5×10-12 [T])の各領域に分布される。
As shown in FIG. 16A, the sensitivity in the depth direction based on the conventional pickup coil is R1 (−2.5 × 10
-12 [T] to 2.0 × 10 -12 [T]), R2 (-2.0 × 10 -12 [T] to)
-1.5 × 10 -12 [T]), R3 (-1.5 × 10 -12 [T] to -1.0 ×
10 -12 [T]), R4 (-1.0 × 10 -1 2 [T] ~ -0.5 × 10
-12 [T]), R5 (-0.5 × 10 -12 [T] to 0 [T]), R6 (0 [T] to
0.5 × 10 −12 [T]).

【0021】このとき、図16(b)に示すように、従
来のピックアップコイルに基づく深さ方向の感度分布R
1'〜R6'は、ベースライン長を変えたにも係わらず一定
であり(R1'=R1 、R2'=R2 、R3'=R3 、R4'=
R4 、R5'=R5 、R6'=R6 )、測定対象である生体
における深さが異なる電流源を精度良く推定することは
難しかった。
At this time, as shown in FIG. 16B, the sensitivity distribution R in the depth direction based on the conventional pickup coil is obtained.
1 'to R6' are constant despite the change in the baseline length (R1 '= R1, R2' = R2, R3 '= R3, R4' =
R4, R5 '= R5, R6' = R6), and it is difficult to accurately estimate current sources having different depths in a living body to be measured.

【0022】一方、図17は、上述したように例えば接
線方向成分用の1次微分型グラジオメータ(ピックアッ
プコイル)における信号検出用コイルおよび補償用コイ
ルの感度を変えたピックアップコイル(感度変化ピック
アップコイル)の深さ方向の感度分布を示すための図で
あり、それぞれ上記ピックアップコイルの設置部分から
直下側の深さ方向に沿った断面図を示すものである。な
お、図17(a)および(b)は、ベースライン長を一
定の5cmに設定し、図17(a)は焦点距離が5c
m、図17(b)は、焦点距離が7cmになるように補
償用コイルの感度を調整した場合の図である。また、測
定対象とピックアップコイルとの深さ方向に沿った距離
は2cmに設定しており、L1 は感度ゼロラインを示し
ている。
On the other hand, FIG. 17 shows a pickup coil (sensitivity change pickup coil) in which the sensitivities of the signal detecting coil and the compensating coil in the primary differential gradiometer (pickup coil) for the tangential direction component are changed as described above. 3) is a diagram for illustrating the sensitivity distribution in the depth direction, and is a cross-sectional view along the depth direction immediately below the installation portion of the pickup coil. 17 (a) and 17 (b) show a case where the base line length is set to a constant 5 cm, and FIG. 17 (a) shows that the focal length is 5c.
m, FIG. 17B is a diagram when the sensitivity of the compensation coil is adjusted so that the focal length becomes 7 cm. The distance between the measurement object and the pickup coil along the depth direction is set to 2 cm, and L1 indicates a sensitivity zero line.

【0023】図17(a)に示すように、上述した感度
変化ピックアップコイルに基づく深さ方向の感度は、R
10( -0.8×10-12 [T] 〜 -0.6 ×10-12 [T])、R11( -
0.6×10-12 [T] 〜 -0.4 ×10-12 [T])、R12( -0.4×1
0-12 [T] 〜 -0.2 ×10-12 [T] ) 、R13( -0.2×10
-12 [T] 〜 0[T])、R14( 0 [T] 〜 0.2×10-12 [T])の
各領域に分布される。
As shown in FIG. 17A, the sensitivity in the depth direction based on the sensitivity change pickup coil described above is R
10 (-0.8 × 10 -12 [T] to -0.6 × 10 -12 [T]), R11 (-
0.6 × 10 -12 [T] to -0.4 × 10 -12 [T]), R12 (-0.4 × 1
0 -12 [T] to -0.2 × 10 -12 [T]), R13 (-0.2 × 10
-12 [T] to 0 [T]) and R14 (0 [T] to 0.2 × 10 -12 [T]).

【0024】このとき、図17(b)に示すように、焦
点距離を変えた感度変化ピックアップコイルに基づく深
さ方向の感度分布R10' 〜R14' は、その焦点距離の変
化に応じて上記R10〜R14とは変わるため {R10'(-0.6
×10-12 [T] 〜 -0.4 ×10-1 2 [T])、R11'(-0.4×10
-12 [T] 〜 -0.2 ×10-12 [T])、R12'(-0.2×10
-12 [T] 〜 0[T])、R13'(0[T]〜 0.2×10-12 [T])、R
14'( 0.2×10-12 [T] 〜 0.4×10-12 [T])} 、測定対象
である生体における深さ方向の位置が異なる電流源を精
度良く推定することが可能になる。
At this time, as shown in FIG. 17 (b), the sensitivity distributions R10 'to R14' in the depth direction based on the sensitivity change pickup coil having the changed focal length are obtained by changing the above-mentioned R10's according to the change of the focal length. To change from R14 (R10 '(-0.6
× 10 -12 [T] ~ -0.4 × 10 -1 2 [T]), R11 '(- 0.4 × 10
-12 [T] to -0.2 × 10 -12 [T]), R12 '(-0.2 × 10
-12 [T] to 0 [T]), R13 '(0 [T] to 0.2 × 10 -12 [T]), R
14 ′ (0.2 × 10 −12 [T] to 0.4 × 10 −12 [T])}, it is possible to accurately estimate current sources having different positions in the depth direction in the living body to be measured.

【0025】以上の考えに基づいて、上述した課題を解
決するための本発明に係わる電流源推定装置によれば、
測定対象内の電流源から発せられた微弱磁気信号に基づ
いて当該電流源の位置を推定する電流源推定装置におい
て、前記測定対象の深さ方向に沿って互いに異なる位置
に配設された複数のコイルを有し、当該複数のコイルを
介して前記測定対象から発せられた微弱磁気信号を互い
に異なる磁場感度で検出して電気信号を出力する磁気信
号検出手段と、この磁気信号検出手段から出力された電
気信号に基づいて前記電流源の深さ方向の位置を推定す
る推定手段とを備えている。
Based on the above idea, according to the current source estimating apparatus according to the present invention for solving the above-mentioned problems,
In a current source estimating device for estimating the position of the current source based on a weak magnetic signal emitted from the current source in the measurement target, a plurality of components disposed at different positions along the depth direction of the measurement target A magnetic signal detecting unit having a coil, detecting weak magnetic signals emitted from the measurement target through the plurality of coils with different magnetic field sensitivities, and outputting an electric signal; and a magnetic signal output from the magnetic signal detecting unit. Estimating means for estimating the position of the current source in the depth direction based on the obtained electric signal.

【0026】好適には、前記磁気信号検出手段は、前記
複数のコイルを構成する信号検出用コイルと補償用コイ
ルとを互いに逆相に巻いてベースラインを置いて結合し
たピックアップコイルと、このピックアップコイルによ
り検出された微弱磁気信号に基づく磁束に応じて電気信
号を出力するSQUID素子を有する磁場測定手段と、
前記SQUID素子から出力された電気信号を磁束とし
て当該SQUID素子にフィードバックすることにより
前記電気信号を前記微弱磁気信号に比例した出力信号と
するSQUID駆動手段とを備え、前記信号検出用コイ
ル自体の磁場感度及び前記補償用コイル自体の磁場感度
を互いに異なるように設定している。
Preferably, the magnetic signal detecting means includes a pickup coil in which a signal detecting coil and a compensating coil constituting the plurality of coils are wound in opposite phases to each other and connected with a base line, and Magnetic field measuring means having a SQUID element for outputting an electric signal in accordance with a magnetic flux based on a weak magnetic signal detected by the coil;
SQUID driving means for making the electric signal an output signal proportional to the weak magnetic signal by feeding back the electric signal output from the SQUID element as a magnetic flux to the SQUID element, wherein the magnetic field of the signal detection coil itself is provided. The sensitivity and the magnetic field sensitivity of the compensation coil itself are set to be different from each other.

【0027】また好適には、前記信号検出用コイル自体
の磁場感度及び前記補償用コイル自体の磁場感度を、当
該補償用コイルの磁場感度が前記信号検出用コイルの磁
場感度よりも高くなるように設定し、前記ピックアップ
コイルは、一つの信号検出用コイルと一つの補償用コイ
ルとを互いに逆相に巻いてベースラインを置いて結合し
た一次微分型のピックアップコイルであり、前記信号検
出用コイルを前記補償用コイルよりも前記測定対象内の
電流源に対して近接するように配設している。
Preferably, the magnetic field sensitivity of the signal detection coil itself and the magnetic field sensitivity of the compensation coil itself are set such that the magnetic field sensitivity of the compensation coil is higher than the magnetic field sensitivity of the signal detection coil. The pickup coil is a first-order differential type pickup coil in which one signal detection coil and one compensation coil are wound in opposite phases to each other and connected with a baseline, and the signal detection coil is It is arranged so as to be closer to the current source in the measurement object than to the compensation coil.

【0028】特に、前記ピックアップコイルの信号検出
用コイルと補償用コイルとの間の距離(ベースライン)
をBL、当該信号検出用コイルと前記測定対象との間の
前記深さ方向に沿った距離をF、前記ピックアップコイ
ルの信号検出用コイルの磁場感度をZ1及び前記補償用
コイルの磁場感度をZ2としたとき、当該磁場感度Z1
及び磁場感度Z2を次式「Z2/Z1=(BL+F)2
/F2 」を満足するように設定している。
In particular, the distance between the signal detection coil and the compensation coil of the pickup coil (base line)
Is BL, the distance along the depth direction between the signal detection coil and the measurement object is F, the magnetic field sensitivity of the signal detection coil of the pickup coil is Z1, and the magnetic field sensitivity of the compensation coil is Z2. , The magnetic field sensitivity Z1
And the magnetic field sensitivity Z2 is expressed by the following equation: “Z2 / Z1 = (BL + F) 2
/ F 2 ”is set.

【0029】さらに好適には、前記複数のコイルは、前
記測定対象内の電流源に対して近接した配置された第1
のピックアップコイル及びこの第1のピックアップコイ
ルに対して前記深さ方向に沿って所定間隔を置いて配置
された第2のピックアップコイルを有し、前記磁気信号
検出手段は、前記第1のピックアップコイル及び第2の
ピックアップコイル毎に設けられ当該各ピックアップコ
イルにより検出された各微弱磁気信号に基づく磁束に応
じてそれぞれ電気信号を出力するSQUID素子を有す
る複数の磁場測定手段と、前記複数のSQUID素子か
ら出力された各電気信号を磁束として当該各SQUID
素子にそれぞれフィードバックすることにより前記各電
気信号を前記各微弱磁気信号に比例した出力信号とする
複数のSQUID駆動手段とを備え、前記推定手段は、
前記複数のSQUID駆動手段から出力された各電気信
号の内の少なくとも一方のゲインを調整して当該各電気
信号に係わる磁場感度を変化させるゲイン調整手段と、
このゲイン調整手段によりゲイン調整された各電気信号
のゲイン値に基づいて演算処理により前記電流源の深さ
方向の位置を求める演算処理手段とを備えている。
[0029] More preferably, the plurality of coils include a first coil disposed in close proximity to a current source in the object to be measured.
And a second pickup coil disposed at a predetermined distance from the first pickup coil along the depth direction, and the magnetic signal detecting means includes a first pickup coil. A plurality of magnetic field measuring means provided for each of the second pickup coils and having a SQUID element for outputting an electric signal in accordance with a magnetic flux based on each weak magnetic signal detected by each pickup coil, and the plurality of SQUID elements Each SQUID as a magnetic flux using each electric signal output from
A plurality of SQUID driving means for converting each of the electric signals into an output signal in proportion to each of the weak magnetic signals by feeding back to each element, and the estimating means comprises:
Gain adjusting means for adjusting the gain of at least one of the electric signals output from the plurality of SQUID driving means to change the magnetic field sensitivity related to the electric signals;
And an arithmetic processing means for obtaining the position of the current source in the depth direction by arithmetic processing based on the gain value of each electric signal adjusted by the gain adjusting means.

【0030】特に、前記複数のコイルは、前記測定対象
内の電流源に対して近接して配置された第1のピックア
ップコイル及びこの第1のピックアップコイルに対して
前記深さ方向に沿って所定間隔を置いて配置された第2
のピックアップコイルを有し、前記磁気信号検出手段
は、前記第1のピックアップコイル及び第2のピックア
ップコイル毎に設けられ当該各ピックアップコイルによ
り検出された各微弱磁気信号に基づく磁束に応じてそれ
ぞれ電気信号を出力するSQUID素子を有する複数の
磁場測定手段と、前記複数のSQUID素子から出力さ
れた各電気信号を磁束として当該各SQUID素子にそ
れぞれフィードバックすることにより前記各電気信号を
前記各微弱磁気信号に比例した出力信号とする複数のS
QUID駆動手段とを備え、前記推定手段は、前記各電
気信号をディジタルデータに変換する手段と、変換され
た各ディジタルデータにおける前記第1のピックアップ
コイルに係わる第1のディジタルデータに基づいて前記
測定対象内の磁場分布(磁場マッピング)を求める手段
と、この磁場マッピング上においてピーク値を抽出し、
前記第2のピックアップコイルに係わる第2のディジタ
ルデータの値と前記ピーク値との間の差分値を求める手
段と、求められた差分値が零になるように前記第2のデ
ィジタルデータのゲインを調整する手段と、前記差分値
が零になった際の前記第1のディジタルデータのゲイン
値及び前記第2のディジタルデータのゲイン値に基づい
て演算処理を行ない前記電流源の深さ方向の位置を求め
る演算処理手段とを備えている。
[0030] In particular, the plurality of coils are a first pickup coil disposed close to a current source in the object to be measured, and a predetermined coil along the depth direction with respect to the first pickup coil. Second spaced apart
And the magnetic signal detecting means is provided for each of the first pickup coil and the second pickup coil, and is electrically connected to a magnetic flux based on each weak magnetic signal detected by each of the pickup coils. A plurality of magnetic field measuring means having a SQUID element for outputting a signal; and the electric signals output from the plurality of SQUID elements being fed back to the respective SQUID elements as magnetic fluxes to convert the electric signals to the respective weak magnetic signals. Output signals that are proportional to
QUID driving means, wherein the estimating means converts the electric signals into digital data, and performs the measurement based on the first digital data related to the first pickup coil in the converted digital data. Means for obtaining a magnetic field distribution (magnetic field mapping) in the object, and extracting a peak value on the magnetic field mapping,
Means for calculating a difference value between the value of the second digital data relating to the second pickup coil and the peak value; and setting the gain of the second digital data so that the obtained difference value becomes zero. Means for adjusting, and a position in a depth direction of the current source which performs an arithmetic process based on a gain value of the first digital data and a gain value of the second digital data when the difference value becomes zero. And arithmetic processing means for obtaining

【0031】また特に、前記複数のコイルは、前記測定
対象内の電流源に対して近接した配置された第1のピッ
クアップコイル及びこの第1のピックアップコイルに対
して前記深さ方向に沿って所定間隔を置いて配置された
第2のピックアップコイルを有し、前記磁気信号検出手
段は、前記第1のピックアップコイル及び第2のピック
アップコイル毎に設けられ当該各ピックアップコイルに
より検出された各微弱磁気信号に基づく磁束に応じてそ
れぞれ電気信号を出力するSQUID素子を有する複数
の磁場測定手段とを備え、前記推定手段は、前記複数の
SQUID駆動手段から出力された各電気信号をサンプ
ルホールドするサンプルホールド手段と、このサンプリ
ングホールド手段から出力された各電気信号をディジタ
ルデータに変換する変換手段と、変換された各ディジタ
ルデータにおける第2のピックアップコイルに係わる第
2のディジタルデータを増幅して当該第1のピックアッ
プコイルに係わる第1のディジタルデータとの比を演算
処理することにより前記電流源の深さ方向の位置を求め
る演算処理手段と、この演算処理手段を介して出力され
た第1及び第2のディジタルデータをそれぞれ電気信号
に変換する変換手段と、この変換手段により変換された
電気信号を磁束として当該各SQUID素子にそれぞれ
フィードバックすることにより前記変換手段により変換
された電気信号を前記各微弱磁気信号に比例した出力信
号とする複数のSQUID駆動手段とを備えている。
[0031] Further, in particular, the plurality of coils are a first pickup coil disposed in close proximity to a current source in the object to be measured, and a predetermined pickup along the depth direction with respect to the first pickup coil. A second pickup coil disposed at an interval; and the magnetic signal detecting means is provided for each of the first pickup coil and the second pickup coil, and detects each weak magnetic field detected by each pickup coil. A plurality of magnetic field measuring means each having an SQUID element for outputting an electric signal in accordance with a magnetic flux based on a signal, wherein the estimating means samples and holds each electric signal output from the plurality of SQUID driving means Means for converting each electrical signal output from the sampling and holding means into digital data. Converting means for amplifying the second digital data related to the second pickup coil in each converted digital data and performing arithmetic processing on a ratio of the first digital data related to the first pickup coil to the first digital data; Arithmetic processing means for determining the position of the current source in the depth direction; converting means for converting the first and second digital data output via the arithmetic processing means into electric signals; A plurality of SQUID driving means for feeding back the electric signal as a magnetic flux to each of the SQUID elements to make the electric signal converted by the conversion means an output signal proportional to each of the weak magnetic signals.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って以下に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0033】(第1の実施の形態)本発明の電流源推定
装置に係わる第1の実施の形態を図1に示す。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the current source estimating apparatus according to the present invention.

【0034】図1によれば、本実施形態の電流源推定装
置1は、測定対象である生体から発せられた生体磁場を
計測するための複数(本実施形態では3個)のSQUI
D磁束計2a1 〜2a3 を備えている。
According to FIG. 1, the current source estimating apparatus 1 of the present embodiment includes a plurality (three in this embodiment) of SQUIS for measuring a biomagnetic field emitted from a living body to be measured.
D magnetometers 2a1 to 2a3 are provided.

【0035】各SQUID磁束計2a1 〜2a3 は、2
つのジョセフソン接合を有するSQUID素子5と、生
体から発せられた微弱磁場(微弱磁気信号)をピックア
ップするためのピックアップコイル6(6a1 〜6a3
)と、このピックアップコイル6によりピックアップ
された微弱磁気信号に基づく磁束をSQUID素子5に
伝達する入力コイル7とを備えている。
Each of the SQUID magnetometers 2a1 to 2a3 has 2
SQUID element 5 having two Josephson junctions and pickup coils 6 (6a1 to 6a3) for picking up a weak magnetic field (a weak magnetic signal) generated from a living body.
), And an input coil 7 for transmitting a magnetic flux based on the weak magnetic signal picked up by the pickup coil 6 to the SQUID element 5.

【0036】このとき、各SQUID磁束計2a1 〜2
a3 のピックアップコイル6a1 〜6a3 (以下、ピッ
クアップコイル6a1 について説明する)は、図1に示
すように、深さ方向に沿って2つの異なる(離間した)
平面上に位置するコイル6c1 、6c2 を逆相に巻いて
間隔(ベースライン)BLを置いて結合した1次微分型
構造になっており、図示しない生体の体表の法線方向
(ラジアル方向)の磁場を検出するために、各ピックア
ップコイル6a1 〜6a3 は、それらのコイル面の法線
方向が上記体表の法線方向に一致するように配設されて
いる。
At this time, the SQUID magnetometers 2a1 to 2a-2
The pickup coils 6a1 to 6a3 of a3 (hereinafter, the pickup coil 6a1 will be described) are, as shown in FIG. 1, two different (separated) along the depth direction.
It has a first-order differential structure in which coils 6c1 and 6c2 positioned on a plane are wound in opposite phases and connected at intervals (baseline) BL, and are not shown in the normal direction (radial direction) of the body surface of a living body (not shown). In order to detect this magnetic field, the pickup coils 6a1 to 6a3 are arranged such that the normal direction of their coil surfaces coincides with the normal direction of the body surface.

【0037】そして、SQUID磁束計2a1 のピック
アップコイル6a1 は、各信号検出用コイル6c1 の磁
場感度と補償用コイル6d1 の磁場感度とが互いに異な
るように構成されている。
The pickup coil 6a1 of the SQUID magnetometer 2a1 is configured such that the magnetic field sensitivity of each signal detection coil 6c1 and the magnetic field sensitivity of the compensation coil 6d1 are different from each other.

【0038】すなわち、ピックアップコイル6a1 にお
ける生体に近接して配置される信号検出用コイル6c1
のコイル面積をSc1 、生体から遠方に配置される補償
用コイル6d1 のコイル面積をSd1 とすると、
That is, the signal detecting coil 6c1 arranged close to the living body in the pickup coil 6a1
If the coil area of the compensation coil 6d1 is Sd1 and the coil area of the compensation coil 6d1 is Sd1,

【数8】 すなわち、補償コイル6d1 の磁場感度が信号検出用コ
イル6c1 の磁場感度の「(X1+BL)2 /(X1)
2 倍」となるように構成されている。但し、X1は、S
QUID磁束計2a1 での焦点距離を表す。
(Equation 8) That is, the magnetic field sensitivity of the compensation coil 6d1 is equal to the magnetic field sensitivity of the signal detection coil 6c1 as "(X1 + BL) 2 / (X1).
2 times ". Where X1 is S
Represents the focal length of the QUID magnetometer 2a1.

【0039】同様に、SQUID磁束計2a2 のピック
アップコイル6a2 は、信号検出用コイル6c2 のコイ
ル面積をSc2 、補償用コイル6d2 のコイル面積をS
d2とすると、
Similarly, the pickup coil 6a2 of the SQUID magnetometer 2a2 has the coil area of the signal detection coil 6c2 as Sc2 and the coil area of the compensation coil 6d2 as S2.
Assuming d2,

【数9】 すなわち、補償コイル6d2 の磁場感度が信号検出用コ
イル6c2 の磁場感度の「(X2+BL)2 /(X2)
2 倍」となるように構成され、SQUID磁束計2a3
のピックアップコイル6a3 は、信号検出用コイル6c
3 のコイル面積をSc3 、補償用コイル6d3 のコイル
面積をSd3 とすると、
(Equation 9) That is, the magnetic field sensitivity of the compensation coil 6d2 is equal to the magnetic field sensitivity of the signal detection coil 6c2 as "(X2 + BL) 2 / (X2)
Is configured to be doubled ", SQUID magnetometer 2a3
Pickup coil 6a3 is a signal detection coil 6c
Assuming that the coil area of No. 3 is Sc3 and the coil area of the compensating coil 6d3 is Sd3,

【数10】 すなわち、補償コイル6d3 の磁場感度が信号検出用コ
イル6c3 の磁場感度の「(X3+BL)2 /(X3)
2 倍」となるように構成されている。但し、X2および
X3は、SQUID磁束計2a2 および2a3 での焦点
距離をそれぞれ表す。
(Equation 10) That is, the magnetic field sensitivity of the compensating coil 6d3 is equal to the magnetic field sensitivity of the signal detecting coil 6c3 as "(X3 + BL) 2 / (X3).
2 times ". Here, X2 and X3 represent the focal lengths of the SQUID magnetometers 2a2 and 2a3, respectively.

【0040】また、各SQUID磁束計2a1 〜2a3
は、SQUID素子5にバイアス電流を流す電流源8
と、SQUID素子5から出力された電圧を増幅する増
幅器(プリアンプ)や積分器から成る駆動回路11およ
び積分器から出力された電圧信号Vout1〜Vout3を電圧
/電流変換回路である例えば抵抗12(インピーダンス
Zf0)を介して電流に変換し、フィードバック電流とし
てフィードバックコイル13に流す第1のフィードバッ
ク回路14を有したSQUID駆動回路15とを備えて
おり、フィードバックコイル13に流れるフィードバッ
ク電流If により測定磁場変化を打ち消すフィードバッ
ク磁束Φf をSQUID素子5に与えるようになってい
る。なお、SQUID磁束計2a2 、2a3 もSQUI
D磁束計2a1 と同様に構成されている。
Each of the SQUID magnetometers 2a1 to 2a3
Is a current source 8 for flowing a bias current through the SQUID element 5.
And a drive circuit 11 composed of an amplifier (preamplifier) and an integrator for amplifying the voltage output from the SQUID element 5 and voltage signals Vout1 to Vout3 output from the integrator are converted into a voltage / current conversion circuit such as a resistor 12 (impedance). Zf0) and a SQUID drive circuit 15 having a first feedback circuit 14 that feeds a feedback current to the feedback coil 13 as a feedback current. The canceling feedback magnetic flux Φf is provided to the SQUID element 5. The SQUID magnetometers 2a2 and 2a3 are also SQUID magnetometers.
The configuration is the same as that of the D magnetometer 2a1.

【0041】ところで、SQUID磁束計2a1 〜2a
3 のピックアップコイル6a1 〜6a3 、入力コイル
7、SQUID素子5およびフィードバックコイル13
は、図示しないデュワー内に収容されており、このデュ
ワーおよび生体を外界から磁気的に遮断して環境磁場雑
音を遮蔽する磁気シールドルームR内に配設している。
Incidentally, the SQUID magnetometers 2a1 to 2a
3 pickup coils 6a1-6a3, input coil 7, SQUID element 5, and feedback coil 13
Are housed in a dewar (not shown), and are disposed in a magnetically shielded room R for magnetically shielding the dewar and the living body from the outside to shield environmental magnetic field noise.

【0042】また、電流源推定装置1は、各SQUID
磁束計2a1 〜2a3 の駆動回路11(積分器)から出
力された電圧信号Vout1〜Vout3を入力し、それらの入
力電圧信号Vout1〜Vout3に基づいてデータ処理を行な
い、生体内の深さ方向の電流源の位置を推定するデータ
処理装置16を備えている。
Further, the current source estimating apparatus 1
Voltage signals Vout1 to Vout3 output from the drive circuit 11 (integrator) of the magnetometers 2a1 to 2a3 are input, data processing is performed based on the input voltage signals Vout1 to Vout3, and current in the depth direction in the living body is processed. A data processor 16 is provided for estimating the location of the source.

【0043】次に本構成の全体動作について説明する。Next, the overall operation of the present configuration will be described.

【0044】本構成の電流源推定装置によれば、デュワ
ーを生体に装着して各SQUID磁束計2a1 〜2a3
のSQUID駆動回路15をそれぞれ駆動させることに
より、ピックアップコイル6a1 〜6a3 を介して生体
から発せられた微弱磁気信号がそれぞれ検出される。
According to the current source estimating apparatus of this configuration, the SQUID magnetometers 2a1 to 2a3 are attached to the living body with the dewar attached thereto.
By driving each of the SQUID driving circuits 15, weak magnetic signals emitted from the living body through the pickup coils 6a1 to 6a3 are detected.

【0045】ピックアップコイル6a1 〜6a3 により
それぞれ検出された磁気信号に基づく磁束は、SQUI
D素子5に入力コイル7を介してそれぞれ伝達されて入
力磁束に基づく電圧が出力される。そして、この電圧出
力は、駆動回路11を介して増幅処理されて電圧信号V
out1〜Vout3としてそれぞれ出力される。
The magnetic flux based on the magnetic signal detected by each of the pickup coils 6a1 to 6a3 is SQUID.
The voltage is transmitted to the D element 5 via the input coil 7 and is output based on the input magnetic flux. Then, this voltage output is amplified through the drive circuit 11 and the voltage signal V
out1 to Vout3.

【0046】このとき、フィードバック回路14によ
り、駆動回路11から出力された電圧信号Vout1〜Vou
t3は、抵抗12を介してフィードバック電流としてフィ
ードバックコイル13にそれぞれ供給されており、フィ
ードバック磁束がSQUID素子5に与えられ、測定さ
れた磁気信号の変化が打ち消される。
At this time, the feedback circuit 14 outputs the voltage signals Vout1 to Vou output from the drive circuit 11.
t3 is supplied to the feedback coil 13 as a feedback current via the resistor 12, respectively. The feedback magnetic flux is supplied to the SQUID element 5, and the change in the measured magnetic signal is canceled.

【0047】また、駆動回路11から出力されたフィー
ドバック磁束に比例する電圧信号Vout1〜Vout3は、そ
れぞれデータ処理装置16に送られる。
The voltage signals Vout1 to Vout3 proportional to the feedback magnetic flux output from the drive circuit 11 are sent to the data processing device 16, respectively.

【0048】データ処理装置16では、送られた電圧信
号Vout1〜Vout3に基づいて上述した特異値分解(最小
二乗法)を用いて生体内の電流源の位置を逆推定する処
理が行なわれる。
The data processing device 16 performs a process of inversely estimating the position of the current source in the living body using the above-described singular value decomposition (least square method) based on the transmitted voltage signals Vout1 to Vout3.

【0049】このとき、本構成では、SQUID磁束計
2a1 のピックアップコイル6a1の補償用コイル6d1
のコイル面積Sd1 が信号検出用コイル6c1 のコイ
ル面積Sc1 の「(X1+BL)2 /(X1)2 」倍、
すなわち、補償用コイル6d1 の微弱磁気信号に対する
磁場感度が信号検出用コイル6c1 の微弱磁気信号に対
する磁場感度の「(X1+BL)2 /(X1)2 」倍に
設定されているため、生体内の電流源(電流ダイポー
ル)がピックアップコイル6a1 に対して焦点距離X1
の位置にある場合においては、そのピックアップコイル
6a1 で検出されSQUID磁束計2a1 を介して測定
された電圧信号Vout1が零になる。
At this time, in this configuration, the compensation coil 6d1 of the pickup coil 6a1 of the SQUID magnetometer 2a1
Is (X1 + BL) 2 / (X1) 2 times the coil area Sc1 of the signal detection coil 6c1.
That is, since the magnetic field sensitivity of the compensation coil 6d1 to the weak magnetic signal is set to "(X1 + BL) 2 / (X1) 2 " times the magnetic field sensitivity of the signal detecting coil 6c1 to the weak magnetic signal, the current in the living body is increased. The source (current dipole) is at a focal length X1 with respect to the pickup coil 6a1.
In this case, the voltage signal Vout1 detected by the pickup coil 6a1 and measured via the SQUID magnetometer 2a1 becomes zero.

【0050】また、同様に、SQUID磁束計2a2 、
2a3 のピックアップコイル6a2の補償用コイル6d2
およびピックアップコイル6a3 の補償用コイル6d3
のコイル面積Sd2 、Sd3 が信号検出用コイル6c2
、6c3 のコイル面積Sc2 、Sc3 の「(X2+B
L)2 /(X2)2 」倍、「(X3+BL)2 /(X
3)2 」倍、すなわち、補償用コイル6d2 、6d3 の
微弱磁気信号に対する磁場感度が信号検出用コイル6c
2 、6c3 の微弱磁気信号に対する磁場感度の「(X2
+BL)2 /(X2)2 」倍、「(X3+BL)2
(X3)2 」倍にそれぞれ設定されているため、生体内
の電流源がピックアップコイル6a2 、6a3 に対して
焦点距離X2、X3の位置にある場合においては、その
ピックアップコイル6a2 、6a3 で検出されSQUI
D磁束計2a2 、2a3 を介して測定された電圧信号V
out2、Vout3が零になる。
Similarly, the SQUID magnetometer 2a2,
2a3 pickup coil 6a2 compensation coil 6d2
And compensating coil 6d3 of pickup coil 6a3
The coil areas Sd2 and Sd3 of the signal detection coil 6c2
, 6c3 of the coil area Sc2, Sc3 "(X2 + B
L) 2 / (X 2) 2 ”times and“ (X 3 + BL) 2 / (X
3) The magnetic field sensitivity of the compensation coils 6d2 and 6d3 to the weak magnetic signal is 2 "times, that is, the signal detection coil 6c.
2, (c2) of the magnetic field sensitivity to the weak magnetic signal of 6c3
+ BL) 2 / (X 2) 2 ”times and“ (X 3 + BL) 2 /
(X3) 2 ”, the current is detected by the pickup coils 6a2 and 6a3 when the in-vivo current source is located at the focal distances X2 and X3 with respect to the pickup coils 6a2 and 6a3. SQUI
Voltage signal V measured via D magnetometers 2a2 and 2a3
out2 and Vout3 become zero.

【0051】したがって、データ処理装置16は、各S
QUID磁束計2a1 〜SQUID磁束計2a3 の出力
値Vout1〜Vout3に基づいて、当該出力値Vout1〜Vou
t3が零になる焦点距離X1〜X3、すなわち、それら焦
点距離X1〜X3を深さ方向の位置とする3つの電流源
PS1〜PS3を容易且つ正確に求める(推定する)こ
とができる。
Therefore, the data processing device 16
Based on the output values Vout1 to Vout3 of the QUID magnetometers 2a1 to 2a3, the output values Vout1 to Vout3 are used.
The focal lengths X1 to X3 at which t3 becomes zero, that is, the three current sources PS1 to PS3 having the focal lengths X1 to X3 in the depth direction can be easily and accurately obtained (estimated).

【0052】すなわち、本構成によれば、磁場感度(コ
イル面積)の異なる2つのコイルを有する1次微分型ピ
ックアップコイルを、その2つのコイルが深さ方向に沿
って2つの離れた平面上に位置するように配置したた
め、電流源の深さ方向の位置を直接求めることができ、
例えば心臓や脳の深部等、生体内の深さ方向に沿って深
い(ピックアップコイルコイルから離れた)位置の電流
源の深さ方向の位置を高精度で検出することができる。
That is, according to the present configuration, a first-order differential pickup coil having two coils having different magnetic field sensitivities (coil areas) is placed on two separate planes along the depth direction. Since it is arranged so that it is located, the position of the current source in the depth direction can be directly obtained,
For example, it is possible to detect a position in the depth direction of the current source at a position deeper (away from the pickup coil coil) in the depth direction in the living body, such as a deep part of the heart or the brain, with high accuracy.

【0053】なお、本実施形態では、検出感度(コイル
面積)の異なる3つのピックアップコイルを有する3つ
のSQUID磁束計を用いたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば、検出感度(コイル面積)を
様々に変化させた(例えば、所定値を隔てて複数段階に
分けられた検出感度を有する)複数のピックアップコイ
ルを備えた複数のSQUID磁束計を用いることもで
き、さらに高精度で異なる電流源それぞれの深さ方向の
位置を推定することができる。
In the present embodiment, three SQUID magnetometers having three pickup coils having different detection sensitivities (coil areas) are used. However, the present invention is not limited to this. It is also possible to use a plurality of SQUID magnetometers provided with a plurality of pickup coils having variously changed (coil areas) (for example, having detection sensitivities divided into a plurality of steps separated by a predetermined value), and further high accuracy Thus, the position in the depth direction of each of the different current sources can be estimated.

【0054】また、本実施形態では、各SQUID磁束
計2a1 〜2a3 のピックアップコイル6a1 〜6a3
は、生体の体表の法線方向(ラジアル方向)の磁場を検
出するラジアル方向磁場検出用のピックアップコイル6
a1 〜6a3 について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば図2に示すように、体表の
接線方向(タンジェンシャル方向)の磁場を検出するタ
イプのピックアップコイル20a1 〜20a3 について
も適用できる。
In this embodiment, the pickup coils 6a1 to 6a3 of the SQUID magnetometers 2a1 to 2a3 are used.
Is a pickup coil 6 for detecting a magnetic field in a radial direction for detecting a magnetic field in a normal direction (radial direction) of a body surface of a living body.
Although a1 to 6a3 have been described, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 2, pickup coils 20a1 to 20a3 of a type for detecting a magnetic field in the tangential direction (tangential direction) of the body surface. Is also applicable.

【0055】すなわち、図2によれば、ピックアップコ
イル20a1 〜20a3 は、図2に示すように、2つの
離れた位置にあるコイル20c1 、20c2 を逆相に巻
いて間隔BLを置いて結合した1次微分型構造になって
おり、図示しない生体の体表の接線方向の磁場を検出す
るために、各ピックアップコイル6a1 〜6a3 は、そ
れらのコイル面の法線方向が上記体表の接線方向に一致
するように配設されている。
That is, according to FIG. 2, the pickup coils 20a1 to 20a3 are obtained by winding two coils 20c1 and 20c2 at opposite positions in opposite phases as shown in FIG. In order to detect a magnetic field in a tangential direction of a body surface of a living body (not shown), each of the pickup coils 6a1 to 6a3 has a normal direction of the coil surface thereof in a tangential direction of the body surface. They are arranged to match.

【0056】そして、SQUID磁束計2a1 のピック
アップコイル20a1 は、そのコイル20a1 における
生体に近接して配置される信号検出用コイル20c1 の
コイル面積をSc1'、生体から遠方に配置される補償用
コイル20d1 のコイル面積をSd1'とすると、
The pickup coil 20a1 of the SQUID magnetometer 2a1 has a coil area Sc1 'for the signal detection coil 20c1 arranged close to the living body in the coil 20a1, and a compensation coil 20d1 arranged far from the living body. Let Sd1 'be the coil area of

【数11】 を満足するように構成されている。但し、X1Aは、S
QUID磁束計2a1 での焦点距離を表す。
[Equation 11] It is configured to satisfy. Where X1A is S
Represents the focal length of the QUID magnetometer 2a1.

【0057】同様に、SQUID磁束計2a2 のピック
アップコイル20a2 は、信号検出用コイル20c2 の
コイル面積をSc2'、補償用コイル20d2 のコイル面
積をSd2'とすると、
Similarly, in the pickup coil 20a2 of the SQUID magnetometer 2a2, if the coil area of the signal detection coil 20c2 is Sc2 'and the coil area of the compensation coil 20d2 is Sd2',

【数12】 を満足するように構成され、SQUID磁束計2a3 の
ピックアップコイル20a3 は、信号検出用コイル6c
3 のコイル面積をSc3'、補償用コイル20d3のコイ
ル面積をSd3'とすると、
(Equation 12) And the pickup coil 20a3 of the SQUID magnetometer 2a3 is connected to the signal detection coil 6c.
3 is Sc3 ', and the coil area of the compensation coil 20d3 is Sd3'.

【数13】 を満足するように構成されている。但し、X1Bおよび
X1Cは、SQUID磁束計2a2 および2a3 での焦
点距離をそれぞれ表す。
(Equation 13) It is configured to satisfy. Here, X1B and X1C represent the focal lengths of the SQUID magnetometers 2a2 and 2a3, respectively.

【0058】なお、上述したラジアル方向磁場検出用の
ピックアップコイルとタンジェンシャル方向磁場検出用
ピックアップコイルを組み合わせて用いることも当然可
能である。
It should be noted that the above-described pickup coil for detecting the magnetic field in the radial direction and the pickup coil for detecting the magnetic field in the tangential direction can be used in combination.

【0059】また、上述した異なる検出感度、言い換え
れば異なる焦点距離X11、X12、…を有する複数個
のピックアップコイル20a1 〜20an (ここでは、
体表の接線方向のピックアップコイルについて示す)を
それぞれ有するSQUID磁束計2a1 〜2an を用い
た場合においては、それらのピックアップコイル20a
1 〜20an を、図3(a)および(b)に示すように
(図3においては、n=12としている)、そのコイル
面が同心円上に所定間隔をおいて並ぶように配設すると
よい。
Further, a plurality of pickup coils 20a1 to 20an having different detection sensitivities, in other words, different focal lengths X11, X12,.
In the case where SQUID magnetometers 2a1 to 2an each having a pickup coil in the tangential direction of the body surface are used, the pickup coils 20a
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) (n = 12 in FIG. 3), 1 to 20an may be arranged so that their coil surfaces are arranged concentrically at predetermined intervals. .

【0060】さらに、図4に示すように、異なる検出感
度を有する複数個のピックアップコイル(21a1 〜2
1an )をそれぞれ有するSQUID磁束計2a1'〜2
an'を複数組(SQUID磁束計2A1 〜2Am )設
け、それらのピックアップコイル群21A1 〜21Am
(図中においてはm=7とする)を細密重点構造に配置
してもよい。さらに、当該ピックアップコイル群21A
1 〜21Am を上述した離散化モデルにおける格子点上
に設置してもよい。
Further, as shown in FIG. 4, a plurality of pickup coils (21a1 to 21a2) having different detection sensitivities are provided.
1an) each having a SQUID magnetometer 2a1'-2
an 'are provided (SQUID magnetometers 2A1 to 2Am) and their pickup coil groups 21A1 to 21Am
(M = 7 in the figure) may be arranged in the minutely important structure. Further, the pickup coil group 21A
1 to 21 Am may be set on grid points in the above-described discretized model.

【0061】(第2の実施の形態)本発明のSQUID
磁束計を用いた電流源推定装置に係わる第2の実施形態
を図5に示す。
(Second Embodiment) SQUID of the Present Invention
FIG. 5 shows a second embodiment relating to a current source estimating apparatus using a magnetometer.

【0062】図5によれば、本実施形態の電流源推定装
置25は、測定対象である生体から発せられた生体磁場
を計測するための複数(本実施形態では2個)のSQU
ID磁束計30a1 〜30a2 を備えている。
According to FIG. 5, the current source estimating device 25 of the present embodiment includes a plurality of (two in this embodiment) SQUAs for measuring a biomagnetic field emitted from a living body to be measured.
ID magnetometers 30a1 to 30a2 are provided.

【0063】各SQUID磁束計30a1 、30a2
は、2つのジョセフソン接合を有するSQUID素子5
と、生体から発せられた微弱磁場(微弱磁気信号)をピ
ックアップするための第1のピックアップコイル32a
1 、第2のピックアップコイル32a2 と、この第1の
ピックアップコイル32a1 、第2のピックアップコイ
ル32a2 によりそれぞれピックアップされた微弱磁気
信号に基づく磁束をSQUID素子5にそれぞれ伝達す
る入力コイル7とを備えている。
Each SQUID magnetometer 30a1, 30a2
Is a SQUID element 5 having two Josephson junctions.
And a first pickup coil 32a for picking up a weak magnetic field (a weak magnetic signal) emitted from the living body
1, a second pickup coil 32a2, and an input coil 7 for transmitting a magnetic flux based on a weak magnetic signal picked up by the first pickup coil 32a1 and the second pickup coil 32a2 to the SQUID element 5, respectively. I have.

【0064】各SQUID磁束計30a1 、30a2 の
第1のピックアップコイル32a1、第2のピックアッ
プコイル32a2 は、第1実施形態の構成と異なり、単
一のコイルで磁場を検出する、いわゆるマグネトメータ
として構成されている。
The first pickup coil 32a1 and the second pickup coil 32a2 of each of the SQUID magnetometers 30a1 and 30a2 are different from those of the first embodiment in that they are configured as so-called magnetometers which detect a magnetic field with a single coil. Have been.

【0065】ピックアップコイル32a1 、32a2
は、深さ方向に沿って2つの異なる(離間した)平面上
に位置し、かつピックアップコイル32a1 が生体に近
接する位置、ピックアップコイル32a2 が生体から離
間した位置にそれぞれ配置されており、図示しない生体
の体表の法線方向の磁場を検出するようになっている。
Pickup coils 32a1, 32a2
Are located on two different (separated) planes along the depth direction, the pickup coil 32a1 is arranged at a position close to the living body, and the pickup coil 32a2 is arranged at a position separated from the living body, not shown. The magnetic field in the normal direction of the body surface of the living body is detected.

【0066】また、ピックアップコイル32a2 は、ピ
ックアップコイル32a1 に対して第1実施形態と同様
にベースライン(BL)を置いて配設されている。
Further, the pickup coil 32a2 is disposed with the base line (BL) placed with respect to the pickup coil 32a1 as in the first embodiment.

【0067】なお、SQUID磁束計30a1 、30a
2 の他の構成は、第1実施形態におけるSQUID磁束
計2a1 、2a2 の構成と同様であるため、その説明は
省略する。
The SQUID magnetometers 30a1, 30a
The other configuration is the same as the configuration of the SQUID magnetometers 2a1 and 2a2 in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0068】また、電流源推定装置25は、各SQUI
D磁束計30a1 〜30a2 の駆動回路11(積分器)
から出力された電圧信号Vout1〜Vout2を入力し、それ
らの入力電圧信号Vout1〜Vout2に基づいてデータ処理
を行ない、生体内の電流源の位置を推定するデータ処理
装置31を備えている。
Further, the current source estimating device 25
Drive circuit 11 for D fluxmeters 30a1 to 30a2 (integrator)
Is provided with a data processing device 31 for inputting the voltage signals Vout1 to Vout2 output from the controller, performing data processing based on the input voltage signals Vout1 to Vout2, and estimating the position of the current source in the living body.

【0069】データ処理装置31は、図5に示すよう
に、電圧信号Vout1、Vout2のゲインをそれぞれ個別に
コントロールしながら設定する第1のゲインコントロー
ラ33a、第2のゲインコントローラ33bを有するゲ
イン制御部33と、第1のゲインコントローラ33aお
よび第2のゲインコントローラ33bによりゲイン制御
された電圧信号Vout1' 、Vout2' をそれぞれディジタ
ルデータD1 、D2 にそれぞれ変換するA/D変換器3
4と、このA/D変換器34により変換されたディジタ
ルデータD1 、D2 および第1のゲインコントローラ3
3a、第2のゲインコントローラ33bで設定された各
ゲイン値に基づいて電流源の深さ方向の位置を含む3次
元位置を推定する制御演算部(例えば、CPU、DSP
等)35とを備えている。
As shown in FIG. 5, the data processing unit 31 has a gain control unit having a first gain controller 33a and a second gain controller 33b for setting the gains of the voltage signals Vout1 and Vout2 while controlling them individually. A / D converter 3 for converting voltage signals Vout1 'and Vout2', which have been gain-controlled by first gain controller 33a and second gain controller 33b, into digital data D1 and D2, respectively.
4, the digital data D1 and D2 converted by the A / D converter 34 and the first gain controller 3
3a, a control operation unit (for example, CPU, DSP) for estimating a three-dimensional position including a position in the depth direction of the current source based on each gain value set by the second gain controller 33b
Etc.) 35.

【0070】次に本構成の電流源推定装置25の全体動
作について、特に制御演算部35の処理を中心に説明す
る。
Next, the overall operation of the current source estimating device 25 of this configuration will be described, focusing on the processing of the control calculation unit 35.

【0071】本構成の電流源推定装置25によれば、第
1実施形態と同様に、デュワーを生体に装着して各SQ
UID磁束計30a1 、30a2 のSQUID駆動回路
15をそれぞれ駆動させることにより、ピックアップコ
イル32a1 、32a2 を介して生体から発せられた微
弱磁気信号が検出される。
According to the current source estimating device 25 of this configuration, as in the first embodiment, the dewar is attached to the living body and each SQ
By driving the SQUID drive circuits 15 of the UID magnetometers 30a1 and 30a2, weak magnetic signals emitted from the living body through the pickup coils 32a1 and 32a2 are detected.

【0072】ピックアップコイル32a1 、32a2 に
よりそれぞれ検出された磁気信号に基づく磁束は、入力
コイル7、SQUID素子5を介してそれぞれ伝達され
て入力磁束に基づく電圧が出力される。そして、この電
圧出力は、駆動回路11を介して増幅処理され、フィー
ドバック磁束に比例する電圧信号Vout1、Vout2として
それぞれデータ処理装置16のゲイン制御部33の第1
のゲインコントローラ33a、第2のゲインコントロー
ラ33bにそれぞれ送られる。
The magnetic flux based on the magnetic signals detected by the pickup coils 32a1 and 32a2 is transmitted through the input coil 7 and the SQUID element 5, respectively, and a voltage based on the input magnetic flux is output. Then, this voltage output is amplified through the drive circuit 11 and becomes voltage signals Vout1 and Vout2 proportional to the feedback magnetic flux, respectively, as the first signals of the gain control unit 33 of the data processing device 16.
Are sent to the gain controller 33a and the second gain controller 33b, respectively.

【0073】第1および第2のゲインコントローラ33
aおよび33bは、それぞれ送られた電圧信号Vout1、
Vout2に対してゲイン値G1 およびG2 をそれぞれ設定
し、電圧信号Vout1' 、電圧信号Vout2' としてA/D
変換器34へ出力する。A/D変換器34は、送られた
電圧信号Vout1' 、電圧信号Vout2' をディジタルデー
タD1 、D2 に変換して制御演算部35に送る(図6;
ステップS1)。
First and second gain controllers 33
a and 33b are the voltage signals Vout1,
Gain values G1 and G2 are set for Vout2, respectively, and A / D are set as voltage signals Vout1 'and Vout2'.
Output to the converter 34. The A / D converter 34 converts the sent voltage signals Vout1 'and Vout2' into digital data D1 and D2 and sends them to the control operation unit 35 (FIG. 6;
Step S1).

【0074】制御演算部35は、送られたディジタルデ
ータD1 、D2 の差分値(ディジタル差分値)を求め
(ステップS2)、この差分値に基づいて磁場マッピン
グ(ディジタル差分値の強度をマッピングしたものであ
り、生体内の磁場分布を表す)を求める(ステップS
3)。
The control operation unit 35 determines a difference value (digital difference value) between the transmitted digital data D1 and D2 (step S2), and based on the difference value, maps the magnetic field (maps the intensity of the digital difference value). , Which represents the magnetic field distribution in the living body) (step S
3).

【0075】続いて制御演算部35は、磁場マッピング
上のピーク部分の値を見付け出し(ステップS4)、そ
のピーク部分の値が零か否かを判断する(ステップS
5)。
Subsequently, the control calculation section 35 finds the value of the peak portion on the magnetic field mapping (step S4), and determines whether or not the value of the peak portion is zero (step S4).
5).

【0076】このとき、ステップS5の制御演算部35
の判断の結果NO、すなわちピーク部分の値が零でない
場合には、第2のゲインコントローラ33bのゲイン設
定値をG2 からG2'に変更してステップS2の処理に戻
り(ステップS6)、同様の処理を繰り返す。
At this time, the control operation unit 35 in step S5
Is NO, that is, if the value of the peak portion is not zero, the gain setting value of the second gain controller 33b is changed from G2 to G2 ', and the process returns to step S2 (step S6). Repeat the process.

【0077】一方、ステップS5の判断の結果、YE
S、すなわちピーク部分の値が零である場合には、制御
演算部35は、このピーク部分の値が零のときにステッ
プS1の処理、あるいはステップS6において設定され
た第1のゲインコントローラ33aおよび第2のコント
ローラ33bのゲイン値G1 およびG2 (G2')の比
{G2 (G2')/G1 }から、前掲式(6)を用いた計
算により、電流源の深さ方向の位置(焦点距離XA )を
求めて(ステップS7)、電流源の深さ方向の位置を算
出する処理を終了する。
On the other hand, as a result of the determination in step S5, YE
S, that is, when the value of the peak portion is zero, the control calculation unit 35 performs the process of step S1 when the value of the peak portion is zero or the first gain controller 33a and the first gain controller 33a set in step S6. From the ratio {G2 (G2 ') / G1} of the gain values G1 and G2 (G2') of the second controller 33b, the position in the depth direction of the current source (focal length) is calculated by the above equation (6). XA) (step S7), and the processing for calculating the position of the current source in the depth direction is ended.

【0078】以上述べたように、本構成によれば、深さ
方向に沿って2つの離れた平面上に位置するように配置
した2つのピックアップコイルを介して検出された信号
のゲイン値を変化させることにより、その2つのピック
アップコイルを介して検出された信号の磁場感度を変え
ることができるため、電流源の深さ方向の位置を直接求
めることが可能になる。したがって、第1実施形態と同
様に、生体内の深さ方向に沿って深い位置の電流源の深
さ方向の位置を高精度で検出することができる。
As described above, according to this configuration, the gain value of the signal detected via the two pickup coils arranged so as to be located on two separate planes along the depth direction is changed. By doing so, the magnetic field sensitivity of the signal detected via the two pickup coils can be changed, so that the position of the current source in the depth direction can be directly obtained. Therefore, similarly to the first embodiment, the depth direction position of the current source at a deep position in the depth direction in the living body can be detected with high accuracy.

【0079】なお、本実施形態では、ゲイン制御部33
(第1のゲインコントローラ33aおよび第2のゲイン
コントローラ33b)によりゲイン制御された電圧信号
Vout1' 、Vout2' をA/D変換器34によりA/D変
換し、変換されたディジタルデータD1 、D2 の差分値
を制御演算部35の処理により求めたが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、例えば、上記ゲイン制御部
33とA/D変換器34との間にアナログ差分回路40
を設けてもよい。すなわち、図7に示すように、アナロ
グ差分回路40により上記ゲイン制御された電圧信号V
out1' 、Vout2' は、アナログ差分回路40を介してア
ナログ差分値としてA/D変換器34に送られ、このA
/D変換器34によりディジタルデータ(ディジタル差
分値)に変換されて制御演算部35に送られる。このと
き、制御演算部35は、送られたディジタル差分値に基
づいて前掲図6のステップS3以降の処理を行なうこと
により、電流源の深さ方向の位置を求めることができ
る。
In this embodiment, the gain controller 33
(The first and second gain controllers 33a and 33b) A / D convert the voltage signals Vout1 'and Vout2' whose gains have been controlled by the A / D converter 34, and convert the converted digital data D1 and D2. Although the difference value is obtained by the processing of the control operation unit 35, the present invention is not limited to this. For example, an analog difference circuit 40 is provided between the gain control unit 33 and the A / D converter 34.
May be provided. That is, as shown in FIG. 7, the voltage signal V that has been gain-controlled by the analog difference circuit 40 is used.
out1 'and Vout2' are sent to the A / D converter 34 as analog difference values via the analog difference circuit 40,
The data is converted into digital data (digital difference value) by the / D converter 34 and sent to the control operation unit 35. At this time, the control operation unit 35 can obtain the position of the current source in the depth direction by performing the processing after step S3 in FIG. 6 based on the sent digital difference value.

【0080】また、本実施形態では、ゲイン制御部33
(ゲインコントローラ33a、33b)を用いて電圧信
号Vout1、Vout2のゲインを制御しながら電流源の深さ
方向の位置を検出したが、本発明はこれに限定されるも
のではない。
In this embodiment, the gain controller 33
The position of the current source in the depth direction is detected while controlling the gain of the voltage signals Vout1 and Vout2 using the (gain controllers 33a and 33b), but the present invention is not limited to this.

【0081】図8に第2実施形態の変形例を示す。図8
に示す電流源推定装置25Aのデータ処理装置31A
は、各SQUID磁束計30a1 〜30a2 の駆動回路
11(積分器)から出力された電圧信号Vout1〜Vout2
を入力し、それらの入力電圧信号Vout1〜Vout2をそれ
ぞれディジタルデータD1 、D2 に変換するA/D変換
器34Aと、このA/D変換器34Aにより変換された
ディジタルデータD1 、D2 に基づいて電流源の深さ方
向の位置を含む3次元位置を推定する制御演算部(CP
U/DSP)35Aとを備えている。なお、その他の構
成は、第2実施形態の構成(図5)と同様であるため、
その説明は省略する。
FIG. 8 shows a modification of the second embodiment. FIG.
Data processing device 31A of current source estimating device 25A shown in FIG.
Are voltage signals Vout1 to Vout2 output from the drive circuit 11 (integrator) of each of the SQUID magnetometers 30a1 to 30a2.
A / D converter 34A for converting the input voltage signals Vout1 to Vout2 into digital data D1 and D2, respectively, and a current based on the digital data D1 and D2 converted by the A / D converter 34A. Control operation unit (CP) for estimating a three-dimensional position including the position of the source in the depth direction
U / DSP) 35A. Note that the other configuration is similar to the configuration of the second embodiment (FIG. 5).
The description is omitted.

【0082】次に本構成の電流源推定装置25Aの全体
動作について、特に制御演算部35Aの処理を中心に説
明する。
Next, the overall operation of the current source estimating apparatus 25A of this configuration will be described, focusing on the processing of the control calculation section 35A.

【0083】本構成の電流源推定装置25Aによれば、
第1および第2実施形態と同様の動作により、SQUI
D磁束計30a1 、30a2 を駆動させて生体から発せ
られた微弱磁気信号が検出されると、この検出された微
弱磁気信号に基づく電圧信号Vout1、Vout2は、データ
処理装置31AのA/D変換器34Aに送られる。A/
D変換器34Aは、送られた電圧信号Vout1、電圧信号
Vout2をディジタルデータD1 、D2 に変換して制御演
算部35Aに送る。
According to the current source estimating device 25A of this configuration,
By the same operation as the first and second embodiments, the SQUID
When the weak magnetic signals emitted from the living body are detected by driving the D magnetometers 30a1 and 30a2, the voltage signals Vout1 and Vout2 based on the detected weak magnetic signals are converted into A / D converters of the data processing device 31A. 34A. A /
The D converter 34A converts the transmitted voltage signal Vout1 and voltage signal Vout2 into digital data D1 and D2, and sends them to the control operation unit 35A.

【0084】制御演算部35Aは、送られたディジタル
データD1 、D2 の内の第1のピックアップコイル32
a1 で検出された生体磁気信号に基づくディジタルデー
タD1 に基づいて磁場マッピング(ディジタルデータD
1 の強度をマッピングしたものであり、生体内の磁場分
布を表す)を行ない(図9;ステップS10)、その磁
場マッピングにおけるピーク部分の値を見付け出す(ス
テップS11)。
The control operation unit 35A is configured to control the first pickup coil 32 of the transmitted digital data D1 and D2.
magnetic field mapping (digital data D1) based on the digital data D1 based on the biomagnetic signal detected at a1
1 (representing the magnetic field distribution in the living body) (FIG. 9; step S10), and find the value of the peak portion in the magnetic field mapping (step S11).

【0085】一方、制御演算部35Aは、第2のピック
アップコイル32a2 で検出された生体磁気信号に基づ
くディジタルデータD2 のゲインを調整(増幅)(ディ
ジタルデータD1 のゲインは一定(G10)とする)して
そのピーク部分の値(ピーク値)との間の差分をとり
(ステップS12)、その差分値が零になるようにその
第2のピックアップコイル32a2 に係わるディジタル
データD2 のゲインを増幅する(ステップS13)。
On the other hand, the control calculation unit 35A adjusts (amplifies) the gain of the digital data D2 based on the biomagnetic signal detected by the second pickup coil 32a2 (the gain of the digital data D1 is constant (G10)). Then, a difference between the value of the peak portion (peak value) is obtained (step S12), and the gain of the digital data D2 related to the second pickup coil 32a2 is amplified so that the difference value becomes zero (step S12). Step S13).

【0086】そして、制御演算部35Aは、差分値が零
になったときのディジタルデータD1 のゲイン値(G1
0)およびディジタルデータD2 の増幅ゲイン値(G2
0)との比(G20/G10)から、前掲式(6)を用いた
計算により、電流源の深さ方向の位置(焦点距離XB )
を求めて(ステップS13)、電流源の深さ方向の位置
を算出する処理を終了する。
Then, the control calculation unit 35A calculates the gain value (G1) of the digital data D1 when the difference value becomes zero.
0) and the amplification gain value (G2
0) and the position (focal length XB) in the depth direction of the current source by calculation using the above-mentioned formula (6) from the ratio (G20 / G10).
Is obtained (step S13), and the process of calculating the position of the current source in the depth direction ends.

【0087】以上述べたように、本変形例においては、
第2実施形態と同様に、生体内の深さ方向に沿って深い
位置の電流源の深さ方向の位置を高精度で検出すること
ができる。また、本変形例では、ゲイン制御部を設ける
必要がなくなり、電流源推定装置の回路スペースを減少
させることができる。
As described above, in this modification,
As in the second embodiment, the depth direction position of the current source at a deep position in the depth direction in the living body can be detected with high accuracy. Further, in the present modification, it is not necessary to provide a gain control unit, and the circuit space of the current source estimating device can be reduced.

【0088】さらに、第2実施形態におけるデータ処理
装置を、サンプルホールド回路等を用いて構成した変形
例を図10に示す。
FIG. 10 shows a modification in which the data processing device according to the second embodiment is configured using a sample and hold circuit and the like.

【0089】図10に示す電流源推定装置50のデータ
処理装置51は、各SQUID磁束計30a1 〜30a
2 の駆動回路11の増幅器および積分器を介して増幅さ
れた電圧信号Vout1およびVout2をサンプリングクロッ
クに応じてサンプルして一定時間ホールド(保持)した
後出力するサンプルホールド回路52と、このサンプル
ホールド回路52から出力された電圧信号Vout1および
Vout2をそれぞれディジタルデータD1 、D2 に変換す
るA/D変換器53と、このA/D変換器53により変
換されたディジタルデータD1 、D2 の内の少なくとも
一方を必要に応じて増幅処理するともに、この増幅処理
したディジタルデータD1 、D2 に基づいて電流源の深
さ方向の位置を含む3次元位置を推定する制御演算部
(CPU/DSP)54と、この制御演算部54に接続
され、その制御演算部54に入力されたディジタルデー
タD1 、D2 をモニタするモニタ55とを備えている。
The data processing device 51 of the current source estimating device 50 shown in FIG. 10 includes the SQUID magnetometers 30a1 to 30a.
A sample and hold circuit 52 that samples the voltage signals Vout1 and Vout2 amplified through the amplifier and integrator of the second drive circuit 11 in accordance with the sampling clock, and holds (holds) the output for a fixed time; An A / D converter 53 for converting the voltage signals Vout1 and Vout2 output from 52 into digital data D1 and D2, respectively, and at least one of the digital data D1 and D2 converted by the A / D converter 53. A control / operation unit (CPU / DSP) 54 for performing amplification processing as required and estimating a three-dimensional position including a position in the depth direction of the current source based on the amplified digital data D1 and D2; A monitor which is connected to the operation unit 54 and monitors digital data D1 and D2 inputted to the control operation unit 54 55.

【0090】また、データ処理装置51は、制御演算部
54により増幅処理されたディジタルデータD1 、D2
をそれぞれ保持(ラッチ)した後で出力する第1のラッ
チ回路56Aおよび第2のラッチ回路56Bと、第1の
ラッチ回路56Aおよび第2のラッチ回路56Bからそ
れぞれ出力されたディジタルデータD1 およびD2 をア
ナログ値(直流電圧信号)に変換する第1のD/A変換
器(第1のDAC)57Aおよび第2のD/A変換器
(第2のDAC)57Bとを備えており、第1のSQU
ID磁束計30a1 および第2のSQUID磁束計30
a2 の各フィードバック回路14Aは、駆動回路11か
らの出力電圧信号に代わって、第1のDAC57Aおよ
び第2のDAC57Bから出力された直流電圧信号をそ
れぞれ抵抗12(インピーダンスZf0)を介して電流に
変換し、フィードバック電流としてフィードバックコイ
ル13に流すように構成されている。なお、その他の構
成は、第2実施形態の構成(図5)と同様であるため、
その説明は省略する。
Further, the data processing device 51 outputs the digital data D 1, D 2
And second latch circuits 56B and 56B that output after holding (latch) the digital data D1 and D2 respectively output from the first latch circuit 56A and the second latch circuit 56B. A first D / A converter (first DAC) 57A and a second D / A converter (second DAC) 57B for converting into an analog value (DC voltage signal); SKU
ID magnetometer 30a1 and second SQUID magnetometer 30
Each feedback circuit 14A converts the DC voltage signal output from the first DAC 57A and the second DAC 57B into a current via the resistor 12 (impedance Zf0) instead of the output voltage signal from the drive circuit 11. In addition, the feedback coil 13 is configured to flow as a feedback current. Note that the other configuration is similar to the configuration of the second embodiment (FIG. 5).
The description is omitted.

【0091】次に本構成の電流源推定装置50の全体動
作について説明する。
Next, the overall operation of the current source estimating apparatus 50 having this configuration will be described.

【0092】本構成の電流源推定装置50によれば、第
1および第2実施形態と同様に、デュワーを生体に装着
して各SQUID磁束計30a1 、30a2 のSQUI
D駆動回路15をそれぞれ駆動させることにより、ピッ
クアップコイル32a1 、32a2 を介して生体から発
せられた微弱磁気信号が検出される。
According to the current source estimating device 50 of the present configuration, similarly to the first and second embodiments, the dewar is mounted on the living body and the SQUID of each SQUID magnetometer 30a1, 30a2 is set.
By driving each of the D drive circuits 15, a weak magnetic signal emitted from a living body is detected through the pickup coils 32a1 and 32a2.

【0093】ピックアップコイル32a1 、32a2 に
よりそれぞれ検出された磁気信号に基づく磁束は、入力
コイル7、SQUID素子5を介してそれぞれ伝達され
て入力磁束に基づく電圧が出力される。そして、これら
の電圧出力Vout1、Vout2は、駆動回路11を介して増
幅処理される。
The magnetic flux based on the magnetic signals detected by the pickup coils 32a1 and 32a2 is transmitted via the input coil 7 and the SQUID element 5, respectively, and a voltage based on the input magnetic flux is output. Then, these voltage outputs Vout1 and Vout2 are amplified through the drive circuit 11.

【0094】このとき、サンプルホールド回路52によ
り、増幅処理された電圧信号Vout1、Vout2は、送られ
てきたサンプルクロック(例えばn番目のサンプリング
クロック)の立上がりに応じて同一のタイミングで保持
(ホールド)され、立ち下がりに応じて出力A/D変換
器53へ向けて出力される。そして、送られた電圧信号
Vout1、電圧信号Vout2は、A/D変換器53を介して
ディジタルデータD1、D2 に変換されて制御演算部5
4に送られる。
At this time, the voltage signals Vout1 and Vout2 that have been amplified by the sample-and-hold circuit 52 are held (held) at the same timing according to the rise of the sent sample clock (for example, the n-th sampling clock). The signal is output to the output A / D converter 53 in response to the fall. The sent voltage signal Vout1 and voltage signal Vout2 are converted into digital data D1 and D2 via an A / D converter 53, and
4

【0095】制御演算部54は、送られたディジタルデ
ータD1 、D2 をモニタ55を介してモニタし、ディジ
タルデータD1 、D2 の内の少なくとも一方(例えばデ
ィジタルデータD2 )を増幅して(D2 →D2a)、その
データ値の比(D2a/D1 )が前掲式(6)において焦
点距離=X1 (例えば3cm)を満足するように設定す
る。
The control operation unit 54 monitors the transmitted digital data D1 and D2 via the monitor 55, and amplifies at least one of the digital data D1 and D2 (for example, digital data D2) (D2 → D2a). ), The ratio of the data values (D2a / D1) is set so as to satisfy the focal length = X1 (for example, 3 cm) in equation (6).

【0096】そして、制御演算部54は、ディジタルデ
ータD1 およびD2aをそれぞれ第1のラッチ回路56A
および第2のラッチ回路56Bに出力する。
Then, the control operation unit 54 converts the digital data D1 and D2a into the first latch circuit 56A, respectively.
And output to the second latch circuit 56B.

【0097】ディジタルデータD1 およびD2'は、第1
のラッチ回路56Aおよび第2のラッチ回路56Bを介
してそれぞれラッチされた後で第1のDAC57Aおよ
び第2のDAC57Bに送られる。これら第1のDAC
57Aおよび第2のDAC57Bを介して得られた直流
電圧信号V1 、V2 は、それぞれ第1のSQUID磁束
計30a1 および第2のSQUID磁束計30a2 の各
フィードバック回路14Aに送られる。
The digital data D1 and D2 'correspond to the first
After being latched via the latch circuit 56A and the second latch circuit 56B, respectively, they are sent to the first DAC 57A and the second DAC 57B. These first DACs
The DC voltage signals V1 and V2 obtained via 57A and the second DAC 57B are sent to respective feedback circuits 14A of the first SQUID magnetometer 30a1 and the second SQUID magnetometer 30a2.

【0098】各フィードバック回路14Aに送られた直
流電圧信号V1 、V2 は、抵抗12(インピーダンスZ
f0)を介して電流に変換され、フィードバック電流とし
て第1のSQUID磁束計30a1 および第2のSQU
ID磁束計30a2 の各フィードバックコイル13にそ
れぞれ供給されている。この結果、フィードバック磁束
が各SQUID素子5にそれぞれ与えられ、測定された
磁気信号の変化が打ち消される。
The DC voltage signals V1 and V2 sent to each feedback circuit 14A are connected to the resistor 12 (impedance Z
f0), and converted as a feedback current into the first SQUID magnetometer 30a1 and the second SQUID.
It is supplied to each feedback coil 13 of the ID magnetometer 30a2. As a result, the feedback magnetic flux is applied to each SQUID element 5, and the change in the measured magnetic signal is canceled.

【0099】一方、サンプルホールド回路52により、
増幅処理された電圧信号Vout1、Vout2は、続いて送ら
れてきたサンプルクロック(n+1番目)の立上がりに
応じて保持(ホールド)され、立ち下がりに応じてA/
D変換器53へ向けて出力される。そして、送られた電
圧信号Vout1、電圧信号Vout2は、A/D変換器53を
介してディジタルデータD1 、D2 に変換されて制御演
算部54に送られる。
On the other hand, the sample and hold circuit 52
The amplified voltage signals Vout1 and Vout2 are held (held) in response to the rising edge of the subsequently sent sample clock (n + 1), and A / A in response to the falling edge.
The signal is output to the D converter 53. Then, the sent voltage signal Vout1 and voltage signal Vout2 are converted into digital data D1 and D2 via an A / D converter 53 and sent to the control operation unit 54.

【0100】このとき、制御演算部54は、送られたデ
ィジタルデータD1 、D2 をモニタ55を介してモニタ
し、ディジタルデータD1 、D2 の内のディジタルデー
タD2 を増幅して(D2 →D2a' )、そのデータ値の比
(D2a' /D1 )が前掲式(6)において焦点距離=X
2 (例えば4cm)を満足するように設定する。
At this time, the control operation unit 54 monitors the transmitted digital data D1 and D2 via the monitor 55, amplifies the digital data D2 of the digital data D1 and D2 (D2 → D2a '). , The ratio of the data values (D2a '/ D1) is equal to the focal length = X in equation (6) above.
2 (for example, 4 cm).

【0101】そして、第1,第2のラッチ回路56A,
56B、第1,第2のDAC57A,57Bおよび各フ
ィードバック回路14Aを介して上述した磁束フィード
バック処理が行なわれる。
Then, the first and second latch circuits 56A, 56A,
The magnetic flux feedback processing described above is performed via the 56B, the first and second DACs 57A and 57B, and the respective feedback circuits 14A.

【0102】以下、データ処理装置51は、順次送られ
てくるサンプリングクロック(n番目〜n+4番目)に
応じて焦点距離をX1 :3cm〜X5 :7cmまで順次
変更しながら上述した演算処理を行なうことにより、異
なる焦点距離X1 :3cm〜X5 :7cmを深さ方向の
位置とする電流源を推定することができる(図11参
照、なお、n番目〜n+4番目までのサンプリングクロ
ック群、およびこのサンプリングクロック群に対応した
ディジタルデータD1 群、ディジタルデータD2群をデ
ータ群1とする)。
Hereinafter, the data processing device 51 performs the above-described arithmetic processing while sequentially changing the focal length from X1: 3 cm to X5: 7 cm in accordance with the sequentially transmitted sampling clocks (nth to n + 4th). , It is possible to estimate current sources having different focal lengths X1: 3 cm to X5: 7 cm in the depth direction (see FIG. 11, sampling clock groups from nth to n + 4th, and this sampling clock The digital data D1 group and the digital data D2 group corresponding to the group are referred to as a data group 1).

【0103】続いて、データ処理装置51は、続いて送
られてくるn+5番目、n+6番目、…、n+10、…
のサンプリングクロックに応じて、焦点距離の設定を再
びX1 :3cmに戻して上述した処理を繰り返し行なう
ことにより、焦点距離X1 :3cm〜X5 :7cmを深
さ方向の位置とする電流源を繰り返し求めることができ
る。
Then, the data processing device 51 sends the n + 5th, n + 6th,..., N + 10,.
In accordance with the sampling clock, the focal length is returned to X1: 3 cm again and the above-described processing is repeated to repeatedly obtain a current source having a focal length X1: 3 cm to X5: 7 cm in the depth direction. be able to.

【0104】すなわち、本構成によれば、第1および第
2のピックアップコイルを用いてサンプリング時間毎に
第2のピックアップコイルで検出された信号を増幅する
ことにより、それらピックアップコイルの数(2)を越
えた多数の焦点距離を有する電流源の深さ方向の位置を
推定することができる。したがって、例えば第1実施形
態の図3および図4で示したような多数のピックアップ
コイルを用いる必要がないため、上記多数焦点距離の電
流源の深さ方向の位置を効率よく、かつ単純なシステム
構成で推定することができる。
That is, according to this configuration, by amplifying the signal detected by the second pickup coil every sampling time using the first and second pickup coils, the number of pickup coils (2) Can be estimated in the depth direction of the current source having a large number of focal lengths beyond the range. Therefore, for example, since it is not necessary to use a large number of pickup coils as shown in FIGS. 3 and 4 of the first embodiment, the position of the current source having the multiple focal lengths in the depth direction can be efficiently and simply configured. It can be estimated by the configuration.

【0105】なお、第1実施形態、第2実施形態および
その各変形例によれば、SQUID磁束計のピックアッ
プコイル、入力コイル、SQUID素子およびフィード
バックコイルを収容するデュワーと生体とを磁気シール
ドルームR内に配設して環境磁場雑音を遮蔽している
が、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、
ピックアップコイルを含む所定空間部分にアクティブシ
ールドを構成する逆磁場発生用コイル(例えばヘルムホ
ルツコイル)を配設して環境磁場に基づく信号をその逆
磁場発生用コイルへフィードバックして環境磁場をキャ
ンセルする方法(アクティブシールド)や、環境磁場キ
ャンセル用(参照信号用)SQUID磁束計で受けた環
境磁場信号を生体磁場信号検出用SQUID磁束計で受
けた磁場信号から差し引くことにより、環境磁場雑音を
除去する方法等も適用することができる。
According to the first and second embodiments and the respective modifications, the dewar accommodating the pickup coil, the input coil, the SQUID element, and the feedback coil of the SQUID magnetometer and the living body are separated from each other by the magnetic shield room R. Although it is disposed inside to shield the environmental magnetic field noise, the present invention is not limited to this. For example,
A method of disposing a reverse magnetic field generating coil (for example, a Helmholtz coil) constituting an active shield in a predetermined space portion including a pickup coil and feeding back a signal based on an environmental magnetic field to the reverse magnetic field generating coil to cancel the environmental magnetic field (Active shield) or a method for removing environmental magnetic field noise by subtracting an environmental magnetic field signal received by an SQUID magnetometer for canceling an environmental magnetic field (for a reference signal) from a magnetic field signal received by a SQUID magnetometer for detecting a biological magnetic field signal. Etc. can also be applied.

【0106】例えば、図12に示すように、図示しない
生体磁場信号検出用SQUID磁束計の信号検出用コイ
ル群6c1 …6cn および補償用コイル群6d1 …6d
n から構成されたピックアップコイル群6a1 …6an
と、図示しない環境磁場検出用SQUID磁束計の参照
信号用コイル群60a1 …60an とをデュワーD内に
設置しておき、ピックアップコイル群6a1 …6an に
より検出された磁束に基づいて得られた環境磁場を含む
生体磁場信号から、参照信号用コイル群60a1 …60
an により検出された磁束に基づいて得られた環境磁場
信号(参照信号)を減算することにより、環境磁場雑音
を影響を受けることなく、電流源の深さ方向の位置推定
処理を行なうことができる。
For example, as shown in FIG. 12, signal detecting coil groups 6c1... 6cn and compensating coil groups 6d1.
pickup coil groups 6a1... 6an
60an and a reference signal coil group 60a1... 60an of an SQUID magnetometer for detecting an environmental magnetic field (not shown) are installed in the dewar D, and the environmental magnetic field obtained based on the magnetic flux detected by the pickup coil groups 6a1. 60a1... 60 from the biomagnetic signal including
By subtracting the environmental magnetic field signal (reference signal) obtained based on the magnetic flux detected by an, the position estimation process of the current source in the depth direction can be performed without being affected by the environmental magnetic field noise. .

【0107】なお、上述したアクティブシールドや参照
信号を用いた環境磁場雑音除去システムは、磁気シール
ドルームと併せて用いることも可能であり、より優れた
環境磁場雑音システムの中で電流源推定処理を行なうこ
とができる。
The above-described environmental magnetic field noise elimination system using the active shield and the reference signal can be used in combination with the magnetic shield room. Can do it.

【0108】また、第1実施形態によれば、深さ方向に
沿って2つの異なる(離間した)平面上に位置するコイ
ルを逆相に巻いてベースラインBLを置いて結合した1
次微分型のピックアップコイルを有するSQUID磁束
計を用いたが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば2次微分以上の多次微分型のピックアップコ
イルを有するSQUID磁束計を用いてもよい。
Further, according to the first embodiment, two coils located on two different (separated) planes along the depth direction are wound in opposite phases and connected by placing the baseline BL.
Although the SQUID magnetometer having the secondary differential pickup coil is used, the present invention is not limited to this. For example, a SQUID magnetometer having a secondary differential or higher-order differential pickup coil may be used. Good.

【0109】例えば、図13に示す2次微分型のピック
アップコイル6Aは、深さ方向に沿って3つの異なる
(離間した)平面上に位置する信号検出用コイル6M1
および6M2 と補償用コイル(二重コイル)6M3 とを
逆相に巻いて間隔(ベースライン)BL1、BL2を置
いてそれぞれ結合した2次微分型構造になっており、図
示しない生体の体表の法線方向(ラジアル方向)の磁場
を検出するようになっている。
For example, the second-order differential pickup coil 6A shown in FIG. 13 is a signal detection coil 6M1 located on three different (separated) planes in the depth direction.
And 6M2 and a compensating coil (double coil) 6M3 are wound in opposite phases to form a second-order differential structure in which they are connected at intervals (base lines) BL1 and BL2, respectively. The magnetic field in the normal direction (radial direction) is detected.

【0110】そして、ピックアップコイル6Aは、その
コイル6Aにおける最も生体に近接して配置される第1
の信号検出用コイル6M1 のコイル面積をS1 、最も生
体から遠方に配置される第2の信号検出用コイル6M2
のコイル面積をS2 、および信号検出用コイル6M1 と
第2の信号検出用コイル6M2 との間に介在する補償用
コイル6M3 のコイル面積をS3 とすると、
Then, the pickup coil 6A is the first coil disposed closest to the living body in the coil 6A.
The coil area of the signal detection coil 6M1 is S1, and the second signal detection coil 6M2 disposed farthest from the living body is
Is S2, and the coil area of the compensating coil 6M3 interposed between the signal detecting coil 6M1 and the second signal detecting coil 6M2 is S3.

【数14】 S3 =S1 +S2 ……(14) と設定されている。S3 = S1 + S2 (14)

【0111】このように構成された2次微分型ピックア
ップコイルを用いれば、第1の信号検出用コイル6M1
と補償用コイル6M3 との間の面積の違い(アンバラン
ス)に起因した環境磁場に対する検出感度を、第2の信
号検出用コイル6M3 により打ち消すことができる。す
なわち、第1の信号検出用コイル6M1 および第2の信
号検出用コイル6M2 と補償用コイル6M3 との間でバ
ランスをとることにより、環境磁場に対する検出感度を
大きく低減することができるため、上述した電流源の深
さ方向位置推定処理を環境磁場雑音の影響をほとんど受
けることなく行なうことができる。
By using the second-order differential pickup coil configured as described above, the first signal detecting coil 6M1
The detection sensitivity to the environmental magnetic field caused by the difference in the area (unbalance) between the second signal detection coil 6M3 and the compensation coil 6M3 can be canceled by the second signal detection coil 6M3. In other words, by balancing between the first signal detecting coil 6M1 and the second signal detecting coil 6M2 and the compensating coil 6M3, the detection sensitivity to the environmental magnetic field can be greatly reduced. The processing of estimating the position of the current source in the depth direction can be performed with almost no influence of the environmental magnetic field noise.

【0112】さらに、第1実施形態、第2実施形態およ
びその変形例によれば、検出感度の異なる信号検出用コ
イルおよび補償用コイルを深さ方向に沿って2つの異な
る平面上に位置するように配設したが、そのような信号
検出用コイルおよび補償用コイルから成るピックアップ
コイルを、さらに深さ方向で異なる2平面に沿って2段
に配置して生体磁場計測を行なうことも可能であり、生
体内の電流源の深さ方向位置をさらに精度良く推定する
ことができる。
Further, according to the first embodiment, the second embodiment and the modifications thereof, the signal detecting coil and the compensating coil having different detection sensitivities are located on two different planes along the depth direction. However, it is also possible to arrange a pickup coil including such a signal detecting coil and a compensating coil in two stages along two different planes in the depth direction to perform biomagnetic field measurement. In addition, the position of the current source in the body in the depth direction can be more accurately estimated.

【0113】さらにまた、第1、第2実施形態およびそ
の変形例によれば、ピックアップコイルが付帯した磁束
トランスファ方式のSQUID磁束計を用いた電流源推
定装置を示したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、他のタイプのSQUID磁束計、例えばDire
ct Coupling方式のSQUID磁束計を用い
た電流源推定装置でも良いし、Digital型SQU
ID磁束計を用いた電流源推定装置であってもよい。
Further, according to the first and second embodiments and the modifications thereof, the current source estimating apparatus using the SQUID magnetometer of the magnetic flux transfer type with the pickup coil is shown. Without limitation, other types of SQUID magnetometers, for example, Dire
A current source estimating device using a SQUID magnetometer of the ct Coupling method may be used, or a digital SQUID may be used.
A current source estimation device using an ID magnetometer may be used.

【0114】[0114]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の電流源推定
装置によれば、測定対象の深さ方向に沿って互いに異な
る位置に配設された複数のコイル(信号検出用コイル、
補償用コイル)を介して前記測定対象から発せられた微
弱磁気信号を互いに異なる磁場感度で電気信号として検
出し、この検出した電気信号に基づいて前記電流源の深
さ方向の位置を直接推定することができるため、例えば
生体の心臓や脳の深部等、測定対象内の深さ方向に沿っ
て深い位置の電流源の深さ方向の位置をローカルミニマ
ムおよびグローバルミニマムを起こすことなく高精度で
推定することができる。
As described above, according to the current source estimating apparatus of the present invention, a plurality of coils (signal detecting coils,
A weak magnetic signal emitted from the object to be measured via the compensation coil) is detected as an electric signal with different magnetic field sensitivities, and the position of the current source in the depth direction is directly estimated based on the detected electric signal. For example, the position of the current source at a deep position along the depth direction in the measurement target, such as the deep part of the heart or brain of a living body, can be estimated with high accuracy without causing local and global minimums. can do.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係わる電流源推定
装置の概略構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a current source estimating apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1におけるSQUID磁束計のピックアップ
コイルとして、接線方向磁場検出用ピックアップコイル
を用いた場合の構成を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration in which a pickup coil for detecting a tangential magnetic field is used as a pickup coil of the SQUID magnetometer in FIG. 1;

【図3】(a)、(b)は、感度の異なる複数個のピッ
クアップコイルの配置例を示す図。
FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating an example of the arrangement of a plurality of pickup coils having different sensitivities. FIGS.

【図4】感度の異なる複数個のピックアップコイルの配
置例を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing an arrangement example of a plurality of pickup coils having different sensitivities.

【図5】本発明の第2の実施の形態に係わる電流源推定
装置の概略構成を示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a current source estimating device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】図5のデータ処理装置の処理の一例を示す概略
フローチャート。
FIG. 6 is a schematic flowchart showing an example of a process of the data processing device of FIG. 5;

【図7】第2実施形態に係わる電流源推定装置の変形例
の概略構成を示すブロック図。
FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of a modified example of the current source estimating device according to the second embodiment.

【図8】第2実施形態に係わる電流源推定装置の変形例
の概略構成を示すブロック図。
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a modified example of the current source estimation device according to the second embodiment.

【図9】図8の制御演算部の処理の一例を示す概略フロ
ーチャート。
FIG. 9 is a schematic flowchart illustrating an example of a process of a control calculation unit in FIG. 8;

【図10】第2実施形態に係わる電流源推定装置の変形
例の概略構成を示すブロック図。
FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of a modified example of the current source estimating device according to the second embodiment.

【図11】図8のデータ処理装置の処理における各サン
プリングクロックに応じた各SQUID素子のデータを
表すタイミングチャート。
FIG. 11 is a timing chart showing data of each SQUID element according to each sampling clock in the processing of the data processing device of FIG. 8;

【図12】デュワー内に設置された環境磁場をキャンセ
リングするための参照信号用SQUID磁束計の参照信
号用コイル群および生体磁気信号検出用ピックアップコ
イル群を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing a reference signal coil group and a biomagnetic signal detection pickup coil group of a reference signal SQUID magnetometer for canceling an environmental magnetic field installed in a dewar.

【図13】本発明に係わる2次微分型のピックアップコ
イルの概略構成を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a second-order differential type pickup coil according to the present invention.

【図14】従来のグラジオメータを用いた生体からの磁
気信号計測を説明するための図。
FIG. 14 is a view for explaining measurement of a magnetic signal from a living body using a conventional gradiometer.

【図15】従来のSQUID磁束計の2つのピックアッ
プコイル群を深さ方向で異なる2平面に沿って2段に配
置して生体磁場計測を行なう構成を概略的に示す図。
FIG. 15 is a diagram schematically showing a configuration in which two pickup coil groups of a conventional SQUID magnetometer are arranged in two stages along two different planes in the depth direction to perform biomagnetic field measurement.

【図16】従来の接線方向成分用の1次微分型ピックア
ップコイルのベースライン長と深さ方向の感度分布との
関係を示す図であり、(a)は、ピックアップコイルの
ベースライン長を5cmに設定した場合の図、(b)
は、ピックアップコイルのベースライン長を7cmに変
えた場合の図。
FIG. 16 is a diagram showing a relationship between a baseline length of a conventional primary differential pickup coil for a tangential direction component and a sensitivity distribution in a depth direction. FIG. Figure when set to (b)
7 is a diagram when the base line length of the pickup coil is changed to 7 cm.

【図17】接線方向成分用のピックアップコイルにおけ
る信号検出用コイルおよび補償用コイルの感度を変えた
場合の深さ方向の感度分布を示すための図であり、
(a)は、焦点距離が5cmになるように補償用コイル
の感度を調整した場合の図、(b)は、焦点距離が7c
mになるように補償用コイルの感度を調整した場合の
図。
FIG. 17 is a diagram showing a sensitivity distribution in a depth direction when the sensitivities of the signal detection coil and the compensation coil in the pickup coil for the tangential component are changed;
(A) is a diagram in which the sensitivity of the compensation coil is adjusted so that the focal length is 5 cm, and (b) is a diagram in which the focal length is 7c.
FIG. 9 is a diagram when the sensitivity of the compensation coil is adjusted to be m.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、25、50 電流源推定装置 2a1 〜2a3 、30a1 、30a2 SQUID磁束
計 5 SQUID素子 6a1 〜6a3 、6A、20a1 〜20a12、32a1
、32a2 ピックアップコイルコイル 6c1 〜6c3 、6M1 、6M2 、20c1 〜20c3
信号検出用コイル 6d1 〜6d3 、6M3 、20d1 〜20d3 補償用
コイル 7 入力コイル 8 電流源 11 駆動回路 12 抵抗 13 フィードバックコイル 14 フィードバック回路 15 SQUID駆動回路 16、31、31A、51 データ処理装置 21A1 〜21Am ピックアップコイル群 33 ゲイン制御部 33a 第1のゲインコントローラ 33b 第2のゲインコントローラ 34、34A、53 A/D変換器 35、35A、54 制御演算部 40 差分回路 52 サンプルホールド回路 55 モニタ 56A 第1のラッチ回路 56B 第2のラッチ回路 57A 第1のDAC 57B 第2のDAC
1, 25, 50 Current source estimating device 2a1 to 2a3, 30a1, 30a2 SQUID magnetometer 5 SQUID element 6a1 to 6a3, 6A, 20a1 to 20a12, 32a1
, 32a2 Pickup coil Coil 6c1-6c3, 6M1, 6M2, 20c1-20c3
Signal detection coils 6d1 to 6d3, 6M3, 20d1 to 20d3 Compensation coils 7 Input coils 8 Current sources 11 Drive circuits 12 Resistors 13 Feedback coils 14 Feedback circuits 15 SQUID drive circuits 16, 31, 31A, 51 Data processing devices 21A1 to 21Am Pickup coil group 33 gain control unit 33a first gain controller 33b second gain controller 34, 34A, 53 A / D converter 35, 35A, 54 control operation unit 40 difference circuit 52 sample and hold circuit 55 monitor 56A first Latch circuit 56B Second latch circuit 57A First DAC 57B Second DAC

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 測定対象内の電流源から発せられた微弱
磁気信号に基づいて当該電流源の位置を推定する電流源
推定装置において、 前記測定対象の深さ方向に沿って互いに異なる位置に配
設された複数のコイルを有し、当該複数のコイルを介し
て前記測定対象から発せられた微弱磁気信号を互いに異
なる磁場感度で検出して電気信号を出力する磁気信号検
出手段と、この磁気信号検出手段から出力された電気信
号に基づいて前記電流源の深さ方向の位置を推定する推
定手段とを備えたことを特徴とする電流源推定装置。
1. A current source estimating apparatus for estimating a position of a current source based on a weak magnetic signal emitted from the current source in the measurement target, wherein the current source estimating device is arranged at different positions along a depth direction of the measurement target. Magnetic signal detecting means having a plurality of coils provided, detecting weak magnetic signals emitted from the object to be measured through the plurality of coils with different magnetic field sensitivities, and outputting an electric signal; An estimating means for estimating the position of the current source in the depth direction based on the electric signal output from the detecting means.
【請求項2】 前記磁気信号検出手段は、前記複数のコ
イルを構成する信号検出用コイルと補償用コイルとを互
いに逆相に巻いてベースラインを置いて結合したピック
アップコイルと、このピックアップコイルにより検出さ
れた微弱磁気信号に基づく磁束に応じて電気信号を出力
するSQUID素子を有する磁場測定手段と、前記SQ
UID素子から出力された電気信号を磁束として当該S
QUID素子にフィードバックすることにより前記電気
信号を前記微弱磁気信号に比例した出力信号とするSQ
UID駆動手段とを備え、前記信号検出用コイル自体の
磁場感度及び前記補償用コイル自体の磁場感度を互いに
異なるように設定した請求項1記載の電流源推定装置。
2. The pickup device according to claim 1, wherein the magnetic signal detection unit includes a pickup coil in which the signal detection coil and the compensation coil constituting the plurality of coils are wound in opposite phases and coupled with each other at a baseline, and A magnetic field measuring means having a SQUID element for outputting an electric signal in accordance with a magnetic flux based on the detected weak magnetic signal;
The electric signal output from the UID element is used as
SQ which makes the electric signal an output signal proportional to the weak magnetic signal by feeding back to a QUID element
2. The current source estimating apparatus according to claim 1, further comprising a UID driving unit, wherein the magnetic field sensitivity of the signal detection coil itself and the magnetic field sensitivity of the compensation coil itself are set to be different from each other.
【請求項3】 前記信号検出用コイル自体の磁場感度及
び前記補償用コイル自体の磁場感度を、当該補償用コイ
ルの磁場感度が前記信号検出用コイルの磁場感度よりも
高くなるように設定した請求項2記載の電流源推定装
置。
3. The magnetic field sensitivity of the signal detecting coil itself and the magnetic field sensitivity of the compensating coil itself are set so that the magnetic field sensitivity of the compensating coil is higher than the magnetic field sensitivity of the signal detecting coil. Item 2. The current source estimating device according to Item 2.
【請求項4】 前記ピックアップコイルは、一つの信号
検出用コイルと一つの補償用コイルとを互いに逆相に巻
いてベースラインを置いて結合した一次微分型のピック
アップコイルであり、前記信号検出用コイルを前記補償
用コイルよりも前記測定対象内の電流源に対して近接す
るように配設した請求項3記載の電流源推定装置。
4. The pickup coil according to claim 1, wherein the pickup coil is a first-order differential pickup coil in which one signal detecting coil and one compensating coil are wound in opposite phases and coupled with each other with a baseline placed therebetween. 4. The current source estimating device according to claim 3, wherein the coil is arranged closer to the current source in the measurement object than the compensation coil.
【請求項5】 前記ピックアップコイルの信号検出用コ
イルと補償用コイルとの間の距離(ベースライン)をB
L、当該信号検出用コイルと前記測定対象との間の前記
深さ方向に沿った距離(焦点距離)をF、前記ピックア
ップコイルの信号検出用コイルの磁場感度をZ1及び前
記補償用コイルの磁場感度をZ2としたとき、当該磁場
感度Z1及び磁場感度Z2を次式 【数1】 Z2/Z1=(BL+F)2 /F2 ……(1) を満足するように設定した請求項4記載の電流源推定装
置。
5. The distance (baseline) between the signal detection coil and the compensation coil of the pickup coil is represented by B
L, the distance (focal length) along the depth direction between the signal detection coil and the measurement object, F, the magnetic field sensitivity of the signal detection coil of the pickup coil, Z1, and the magnetic field of the compensation coil. when the sensitivity was Z2, the magnetic field sensitivity Z1 and field sensitivity Z2 following equation ## EQU1 ## Z2 / Z1 = (BL + F ) 2 / F 2 ...... (1) according to claim 4, wherein the set to satisfy the Current source estimation device.
【請求項6】 前記ピックアップコイル、前記磁場測定
手段及び前記SQUID駆動手段を複数個有し、前記複
数個のピックアップコイルの内の少なくとも一部をそれ
らピックアップコイルのコイル面の法線方向が測定対象
の表面の法線方向に一致するように配設した請求項2乃
至5の内の何れか1項記載の電流源推定装置。
6. A plurality of said pickup coils, said magnetic field measuring means and said SQUID driving means, and at least a part of said plurality of pickup coils is measured in a direction normal to a coil surface of said pickup coils. The current source estimating device according to any one of claims 2 to 5, wherein the current source estimating device is arranged so as to coincide with a normal direction of the surface of the current source.
【請求項7】 前記ピックアップコイル、前記磁場測定
手段及び前記SQUID駆動手段を複数個有し、前記複
数個のピックアップコイルの内の少なくとも一部をその
ピックアップコイルのコイル面の法線方向が測定対象の
表面の接線方向に一致するように配設した請求項2乃至
5の内の何れか1項記載の電流源推定装置。
7. A plurality of said pickup coils, said magnetic field measuring means and said SQUID driving means, and at least a part of said plurality of pickup coils is measured with a normal direction of a coil surface of the pickup coil being measured. The current source estimating device according to any one of claims 2 to 5, wherein the current source estimating device is arranged so as to coincide with a tangential direction of a surface of the current source.
【請求項8】 前記複数個のピックアップコイル、複数
個の磁場測定手段及び複数個のSQUID駆動手段を複
数組設けた請求項7又は8記載の電流源推定装置。
8. The current source estimating apparatus according to claim 7, wherein a plurality of sets of said plurality of pickup coils, a plurality of magnetic field measuring means and a plurality of SQUID driving means are provided.
【請求項9】 前記各組の複数個のピックアップコイル
を細密重点構造に配置した請求項8記載の電流源推定装
置。
9. The current source estimating apparatus according to claim 8, wherein the plurality of pickup coils of each set are arranged in a fine-point-weighted structure.
【請求項10】 前記各組の複数個のピックアップコイ
ルを格子状に配置した請求項8記載の電流源推定装置。
10. The current source estimating apparatus according to claim 8, wherein the plurality of pickup coils of each set are arranged in a grid pattern.
【請求項11】 前記複数のコイルは、前記測定対象内
の電流源に対して近接して配置された第1のピックアッ
プコイル及びこの第1のピックアップコイルに対して前
記深さ方向に沿って所定間隔を置いて配置された第2の
ピックアップコイルを有し、前記磁気信号検出手段は、
前記第1のピックアップコイル及び第2のピックアップ
コイル毎に設けられ当該各ピックアップコイルにより検
出された各微弱磁気信号に基づく磁束に応じてそれぞれ
電気信号を出力するSQUID素子を有する複数の磁場
測定手段と、前記複数のSQUID素子から出力された
各電気信号を磁束として当該各SQUID素子にそれぞ
れフィードバックすることにより前記各電気信号を前記
各微弱磁気信号に比例した出力信号とする複数のSQU
ID駆動手段とを備え、前記推定手段は、前記複数のS
QUID駆動手段から出力された各電気信号の内の少な
くとも一方のゲインを調整して当該各電気信号に係わる
磁場感度を変化させるゲイン調整手段と、このゲイン調
整手段によりゲイン調整された各電気信号のゲイン値に
基づいて演算処理により前記電流源の深さ方向の位置を
求める演算処理手段とを備えた請求項1記載の電流源推
定装置。
11. A method according to claim 1, wherein the plurality of coils are a first pickup coil disposed in close proximity to a current source in the object to be measured, and a predetermined length of the first pickup coil along the depth direction with respect to the first pickup coil. It has a second pickup coil arranged at intervals, and the magnetic signal detecting means,
A plurality of magnetic field measuring means provided for each of the first pickup coil and the second pickup coil, each having a SQUID element for outputting an electric signal in accordance with a magnetic flux based on each weak magnetic signal detected by each pickup coil; A plurality of SQUIDs which output the electric signals as output signals in proportion to the respective weak magnetic signals by feeding back the respective electric signals output from the plurality of SQUID elements as magnetic flux to the respective SQUID elements.
ID driving means, and the estimating means includes:
Gain adjusting means for adjusting the gain of at least one of the electric signals output from the QUID driving means to change the magnetic field sensitivity relating to the electric signals; and adjusting the gain of each electric signal gain-adjusted by the gain adjusting means. 2. The current source estimating device according to claim 1, further comprising: an arithmetic processing unit that obtains a position in a depth direction of the current source by an arithmetic process based on a gain value.
【請求項12】 前記演算処理手段は、前記ゲイン調整
手段によりゲイン調整された各電気信号をそれぞれディ
ジタルデータに変換する手段と、変換された各ディジタ
ルデータの差分値を求め、この差分値に基づいて前記測
定対象内の磁場分布(磁場マッピング)を求める手段
と、この磁場マッピング上においてピークを抽出し、ピ
ークにおける差分値が零か否かを判断する手段と、前記
判断の結果ピークにおける差分値が零でない場合に前記
ゲイン調整手段を制御して前記各電気信号の内の少なく
とも一方に対する設定ゲイン値を変化させる手段とを備
え、前記判断の結果ピークにおける差分値が零の場合に
前記ゲイン調整手段において設定された各電気信号のゲ
イン値に基づいて演算処理を行ない前記電流源の深さ方
向の位置を求めるようにした請求項11記載の電流源推
定装置。
12. The arithmetic processing means includes means for converting each of the electric signals gain-adjusted by the gain adjusting means into digital data, and obtaining a difference value between the converted digital data, and based on the difference value. Means for obtaining a magnetic field distribution (magnetic field mapping) in the measurement object, a means for extracting a peak on the magnetic field mapping, and judging whether or not a difference value at the peak is zero; Means for controlling the gain adjusting means when the difference is not zero to change a set gain value for at least one of the electric signals, wherein the gain adjustment is performed when the difference value at the peak as a result of the determination is zero. Means for performing arithmetic processing based on the gain value of each electric signal set by the means to determine the position of the current source in the depth direction. The current source estimating device according to claim 11, wherein
【請求項13】 前記複数のコイルは、前記測定対象内
の電流源に対して近接した配置された第1のピックアッ
プコイル及びこの第1のピックアップコイルに対して前
記深さ方向に沿って所定間隔を置いて配置された第2の
ピックアップコイルを有し、前記磁気信号検出手段は、
前記第1のピックアップコイル及び第2のピックアップ
コイル毎に設けられ当該各ピックアップコイルにより検
出された各微弱磁気信号に基づく磁束に応じてそれぞれ
電気信号を出力するSQUID素子を有する複数の磁場
測定手段と、前記複数のSQUID素子から出力された
各電気信号を磁束として当該各SQUID素子にそれぞ
れフィードバックすることにより前記各電気信号を前記
各微弱磁気信号に比例した出力信号とする複数のSQU
ID駆動手段とを備え、前記推定手段は、前記各電気信
号をディジタルデータに変換する手段と、変換された各
ディジタルデータにおける前記第1のピックアップコイ
ルに係わる第1のディジタルデータに基づいて前記測定
対象内の磁場分布(磁場マッピング)を求める手段と、
この磁場マッピング上においてピーク値を抽出し、前記
第2のピックアップコイルに係わる第2のディジタルデ
ータの値と前記ピーク値との間の差分値を求める手段
と、求められた差分値が零になるように前記第2のディ
ジタルデータのゲインを調整する手段と、前記差分値が
零になった際の前記第1のディジタルデータのゲイン値
及び前記第2のディジタルデータのゲイン値に基づいて
演算処理を行ない前記電流源の深さ方向の位置を求める
演算処理手段とを備えた請求項1記載の電流源推定装
置。
13. A first pickup coil disposed in close proximity to a current source in the object to be measured and a predetermined distance from the first pickup coil along the depth direction with respect to the first pickup coil. And a second pickup coil disposed with the magnetic signal detection means,
A plurality of magnetic field measuring means provided for each of the first pickup coil and the second pickup coil, each having a SQUID element for outputting an electric signal in accordance with a magnetic flux based on each weak magnetic signal detected by each pickup coil; A plurality of SQUIDs which output the electric signals as output signals in proportion to the respective weak magnetic signals by feeding back the respective electric signals output from the plurality of SQUID elements as magnetic flux to the respective SQUID elements.
ID driving means, wherein the estimating means converts the electric signals into digital data, and performs the measurement based on the first digital data related to the first pickup coil in the converted digital data. Means for determining a magnetic field distribution (magnetic field mapping) in the object;
Means for extracting a peak value on the magnetic field mapping to obtain a difference value between the value of the second digital data relating to the second pickup coil and the peak value, and the obtained difference value becomes zero Means for adjusting the gain of the second digital data as described above, and arithmetic processing based on the gain value of the first digital data and the gain value of the second digital data when the difference value becomes zero. 2. A current source estimating apparatus according to claim 1, further comprising: an arithmetic processing unit for performing a step of calculating a depth direction position of the current source.
【請求項14】 前記複数のコイルは、前記測定対象内
の電流源に対して近接した配置された第1のピックアッ
プコイル及びこの第1のピックアップコイルに対して前
記深さ方向に沿って所定間隔を置いて配置された第2の
ピックアップコイルを有し、前記磁気信号検出手段は、
前記第1のピックアップコイル及び第2のピックアップ
コイル毎に設けられ当該各ピックアップコイルにより検
出された各微弱磁気信号に基づく磁束に応じてそれぞれ
電気信号を出力するSQUID素子を有する複数の磁場
測定手段とを備え、前記推定手段は、前記複数のSQU
ID駆動手段から出力された各電気信号をサンプルホー
ルドするサンプルホールド手段と、このサンプルホール
ド手段から出力された各電気信号をディジタルデータに
変換する変換手段と、変換された各ディジタルデータに
おける第2のピックアップコイルに係わる第2のディジ
タルデータを増幅して当該第1のピックアップコイルに
係わる第1のディジタルデータとの比を演算処理するこ
とにより前記電流源の深さ方向の位置を求める演算処理
手段と、この演算処理手段を介して出力された第1及び
第2のディジタルデータをそれぞれ電気信号に変換する
変換手段と、この変換手段により変換された電気信号を
磁束として当該各SQUID素子にそれぞれフィードバ
ックすることにより前記変換手段により変換された電気
信号を前記各微弱磁気信号に比例した出力信号とする複
数のSQUID駆動手段とを備えた請求項1記載の電流
源推定装置。
14. A plurality of coils, a first pickup coil disposed close to a current source in the object to be measured, and a predetermined distance from the first pickup coil along the depth direction with respect to the first pickup coil. And a second pickup coil disposed with the magnetic signal detection means,
A plurality of magnetic field measuring means provided for each of the first pickup coil and the second pickup coil, each having a SQUID element for outputting an electric signal in accordance with a magnetic flux based on each weak magnetic signal detected by each pickup coil; And the estimating means comprises:
Sample and hold means for sampling and holding each electric signal output from the ID driving means, conversion means for converting each electric signal output from the sample and hold means into digital data, Arithmetic processing means for amplifying the second digital data related to the pickup coil and calculating the ratio of the first digital data to the first digital data related to the first pickup coil to obtain the position of the current source in the depth direction; Converting means for converting the first and second digital data output through the arithmetic processing means into electric signals, and feeding back the electric signals converted by the converting means as magnetic flux to the respective SQUID elements. The electric signal converted by the conversion means can be Current source estimating apparatus according to claim 1, further comprising a plurality of SQUID drive means for the output signal proportional to the electrical signal.
【請求項15】 前記演算処理手段は、前記第2のディ
ジタルデータの増幅量を前記サンプルホールド回路のサ
ンプリングクロックに応じて変化させ、増幅量の異なる
複数の第2のディジタルデータを用いて前記第1のディ
ジタルデータとの比をそれぞれ演算処理することにより
複数の電流源の深さ方向の位置をそれぞれ求めるように
した請求項14記載の電流源推定装置。
15. The arithmetic processing means changes an amount of amplification of the second digital data according to a sampling clock of the sample-and-hold circuit, and uses the plurality of second digital data having different amounts of amplification to calculate the second digital data. 15. The current source estimating device according to claim 14, wherein the position of each of the plurality of current sources in the depth direction is obtained by performing arithmetic processing on a ratio with respect to one digital data.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007125236A (en) * 2005-11-04 2007-05-24 Hitachi High-Technologies Corp Biological magnetic field measuring apparatus
JP2010148578A (en) * 2008-12-24 2010-07-08 Yokogawa Electric Corp Superconducting quantum interference device (squid) fluxmeter and method for adjusting balance of gradiometer
JP2015064388A (en) * 2015-01-13 2015-04-09 セイコーエプソン株式会社 Magnetic field measurement device
US9360534B2 (en) 2009-10-29 2016-06-07 Seiko Epson Corporation Magnetic field measuring apparatus
CN109765505A (en) * 2018-12-29 2019-05-17 中国船舶重工集团公司第七一0研究所 A kind of magnetic field compensation apparatus
JP2019136240A (en) * 2018-02-08 2019-08-22 学校法人金沢工業大学 Biomagnetism measuring device and biomagnetism measuring system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007125236A (en) * 2005-11-04 2007-05-24 Hitachi High-Technologies Corp Biological magnetic field measuring apparatus
JP2010148578A (en) * 2008-12-24 2010-07-08 Yokogawa Electric Corp Superconducting quantum interference device (squid) fluxmeter and method for adjusting balance of gradiometer
US9360534B2 (en) 2009-10-29 2016-06-07 Seiko Epson Corporation Magnetic field measuring apparatus
JP2015064388A (en) * 2015-01-13 2015-04-09 セイコーエプソン株式会社 Magnetic field measurement device
JP2019136240A (en) * 2018-02-08 2019-08-22 学校法人金沢工業大学 Biomagnetism measuring device and biomagnetism measuring system
CN109765505A (en) * 2018-12-29 2019-05-17 中国船舶重工集团公司第七一0研究所 A kind of magnetic field compensation apparatus

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