WO2004066836A1 - 脳磁界計測装置とその使用方法 - Google Patents

脳磁界計測装置とその使用方法 Download PDF

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Toshiaki Matsui
Hiroshi Ohta
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/242—Detecting biomagnetic fields, e.g. magnetic fields produced by bioelectric currents
    • A61B5/245—Detecting biomagnetic fields, e.g. magnetic fields produced by bioelectric currents specially adapted for magnetoencephalographic [MEG] signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/035—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using superconductive devices
    • G01R33/0354—SQUIDS
    • G01R33/0358—SQUIDS coupling the flux to the SQUID

Definitions

  • the present invention relates to a brain magnetic field measuring apparatus for measuring a weak magnetic field of about one hundred millionth of a terrestrial magnetic field generated by a nerve current flowing to a nerve of the brain when the brain works, and a method of using the same.
  • a SQUID Superconducting Quantum Interference Device
  • a SQUID Superconducting Quantum Interference Device
  • the inventor has developed and is implementing a magnetoencephalography measuring apparatus in which SQUID is immersed in a liquid hemisphere and used as a magnetoencephalography sensor at extremely low temperatures.
  • the conventional brain magnetic field measuring apparatus 1 includes a hollow cylindrical vacuum heat insulating structure 11, a circulating cooling device 12, a cryogenic vessel 13, and a top enclosure 14.
  • the vacuum heat insulating structure 11 contains a first enclosure 11 1 made of a high-temperature superconductor and a second enclosure 11 12 made of a high-permeability magnetic material in a double wall, and has a hollow cylindrical shape.
  • the structure is as follows.
  • the circulating cooling device 12 circulates the cooling medium in the double-walled space of the vacuum heat insulating structure 11.
  • the cryogenic vessel 13 is disposed in the cylindrical vacuum heat insulating structure 11 and is fixed to the vacuum heat insulating structure 11.
  • the top enclosure 14 is an enclosure (hollow inside) with a double structure of a good metal conductor (electromagnetic wave shielding) and a magnetic material (magnetic field shielding), and is fitted to the section of the vacuum heat insulating structure 11. I have.
  • a head storage area 13 1 surrounding the subject's head is defined below the cryogenic container 13, and a SQUID is formed inside the cryogenic container 13 around the head storage area 1 3 1.
  • a magnetic sensor 15 is arranged on the support member 20. This cryogenic vessel 13 has cryogenic temperature Filled with media.
  • the vacuum heat insulating structure 11 is placed on the floor, and a non-magnetic chair 17 is placed in the lower opening.
  • the reason why the top enclosure 14 made of a magnetic material is fitted to the top of the vacuum heat insulating structure 11 is to prevent electromagnetic waves and geomagnetism from entering from the top.
  • FIGS. 7 and 8 show the vacuum heat insulating structure 11 and the cryogenic vessel 13 in an enlarged manner.
  • High temperature superconductors bismuth, strontium, calcium, copper oxidation
  • the first enclosure 1 of BSCCO When the first enclosure 1 of BSCCO) is lowered to a temperature close to the temperature of liquid nitrogen (1 ⁇ 3 K or less), lines of magnetic force cannot enter the space inside this high-temperature superconductor from outside .
  • the magnetic flux of the earth's magnetic field has already entered the internal space of the vacuum heat-insulating structure 11, and the magnetic flux is reduced to the first enclosure. Pinned at 1 1 1 and trapped. In this state, the cryogenic vessel 13 moves vertically (Fig. 7) or horizontally (Fig.
  • An object of the present invention is to provide a low-sound, high-sensitivity brain magnetic field measurement apparatus. Further, another object of the present invention is to provide a method for using this brain magnetic field measuring apparatus. Disclosure of the invention
  • the vibration isolation support includes vibration absorbing means for absorbing vibration from the floor and a vibration isolation mechanism for detecting vibration from the floor and canceling the vibration by feedback control. I have.
  • the magnetic sensor is fixed to the first enclosure of the high-temperature superconductor so as not to move relative to each other, as shown in FIGS. 7 and 8.
  • FIGS. 7 and 8 As described above, it is possible to avoid a situation in which the sensor crosses the trapped static magnetic field and picks up a change in the static magnetic field to generate noise.
  • the portion represented by the dashed line in FIG. 7 exaggerates the state in which the cryogenic vessel has been moved by vibration in the vertical direction.
  • the Cryogenic container and vacuum thermal insulator structure (high-temperature superconductor
  • the positional relationship between the sensor and the trapped static magnetic field remains unchanged before and after the movement (the dashed line in the figure).
  • the positional relationship between the magnetic flux and the sensor (after movement) and the positional relationship between the dashed magnetic flux and the sensor (before movement) remain unchanged), and no change appears in the magnetic flux crossing the sensor.
  • the first pillow structure that fills the gap between the ⁇ wall of the vacuum heat insulating structure and the outer wall of the cryogenic container is used as fixing means for that purpose.
  • the gap between the superconductor cap and the inner wall of the cryogenic container Use a second pillow structure to fill in the pillow.
  • This second pillow structure is arranged near the lowermost end of the cryogenic container. This is because the lowest end has the largest deflection due to vibration.
  • the magnetic sensor and the vacuum heat insulating structure are used. With the same movement (vibration) as the body, the trapped static magnetism in the cylindrical space remains stationary with respect to the magnetic sensor, and no noise is generated in the magnetic sensor.
  • the present invention also provides a method for operating such a brain magnetic field measuring apparatus, in which the lower opening of a hollow thermally insulated vacuum structure is closed with a magnetic material (so that geomagnetism is captured in a hollow space).
  • a magnetic material so that geomagnetism is captured in a hollow space.
  • the liquid is filled with liquid helium, or cooled to cryogenic temperature by indirect cooling by heat conduction, and the brain magnetic field is measured by the SQID magnetic sensor arranged in the cryogenic container.
  • FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of the brain magnetometer according to the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of an embodiment of the brain magnetic measurement apparatus of the present invention.
  • FIG. 3 is a graph showing a noise signal of the embodiment of the brain magnetometer according to the present invention.
  • FIG. 4 shows a brain magnetic field measured by the brain magnetic measurement apparatus of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic view of an embodiment of a conventional brain magnetic measurement apparatus.
  • FIG. 6 is a rough diagram showing a noise signal of a conventional brain magnetometer.
  • Figure 7 shows the positional relationship between the magnetic sensor and the high-temperature superconductor shield before and after longitudinal vibration with respect to the magnetic field.
  • Figure 8 shows the positional relationship between the magnetic sensor and the high-temperature superconductor shield with respect to the magnetic field before and after the lateral vibration.
  • the magnetoencephalograph 1 includes a first enclosure 11 1 made of a high-temperature superconductor and a second enclosure 1 12 made of a high-permeability magnetic material.
  • a hollow cylindrical vacuum heat insulating structure 11 housed in a heavy wall, a circulating cooling device 12 for circulating a cooling medium in the double-walled space of the vacuum heat insulating structure 11 1, and a cylinder. It has a cryogenic vessel 13 fixed inside the vacuum heat insulating structure 11 and a top enclosure 14 fitted to the top of the vacuum heat insulating structure 11.
  • the head storage area 13 1 surrounding the subject's head is limited below the cryogenic container 13, and the SQUID magnet is located inside the cryogenic container 13 around the head storage area 1 3 1 Place the sensor 15 on its own, and place the superconductor cap 13 2 above the magnetic sensor 15 inside the cryogenic container 13, and fill the cryogenic container 13 with the cryogenic medium. I have.
  • This superconductor cap 132 is made of lead, MgB 2 , and BSCCO.
  • the fixing means for fixing the magnetic sensor 15 to the first enclosure 11 of the high-temperature superconductor so as not to move relative to the first enclosure 11 comprises the inner wall of the vacuum heat insulating structure 11 and the extremely low temperature.
  • the second pillow structure 21 is arranged near the lowermost end of the cryogenic vessel 13.
  • a pillow 22 fixed near the lowermost end of the cryogenic vessel 13 is placed on two rails (not shown) arranged along the inner wall of the vacuum heat insulating structure 11.
  • the cryogenic vessel 13 can be pulled out toward the top of the vacuum heat insulating structure 11 by slidably mounting it.
  • the vacuum heat insulating structure 11 is supported on the floor by a vibration isolation support 16.
  • the anti-vibration supports 16 are arranged at four places on the floor with respect to the support legs 16 4, and the vibration absorbing means 16 1 that absorbs vibration from the floor and the vibration
  • An active anti-vibration mechanism 162 that detects vibration and cancels the vibration by feedback control is provided. Vibration damping rubber or air suspension is used as the vibration absorbing means.
  • the support 16 also includes an up-down mechanism 163. The up-down mechanism 163 can be removed when the brain magnetic field measuring device (weight: about 1 toshi) can be carried.
  • the top enclosure 14 is fitted to the top of the vacuum heat insulating structure 11.
  • the superconductor cap 13 is arranged to shield the SQID magnetic sensor 15 from geomagnetism that has invaded from the top.
  • the superconductor supporting member 20 of the sensor has a helmet shape surrounding the subject's head, but this shape is convenient for shielding a magnetic component perpendicular to the cylindrical axis.
  • the first pillow structure 2 2 that fills the gap between the inner wall of the vacuum heat insulating structure 1 1 and the outer wall of the cryogenic vessel 1 3, the superconductor cap 1 3 2, and the gap between the inner wall of the cryogenic vessel 1 3
  • the first SQUID magnetic sensor 15 and the vacuum heat insulating structure 11 Avoid relative movement between the enclosure 1 1 and 1 1.
  • the SQUID magnetic sensor 15 and the cylindrical vacuum thermal insulation structure 11 move the same (
  • the static magnetism in the cylindrical space causes a change with respect to the SQUID magnetic sensor 15 Therefore, the magnetic sensor 15 does not generate noise.
  • Such a brain magnetic measurement device operates as follows. First, the lower opening of the hollow cylindrical insulation 11 is closed with a magnetic material to prevent intrusion of geomagnetism. Next, the temperature of the first enclosure 1 1 1 1 1 is reduced to near the liquid nitrogen temperature by the circulating cooling device 12 (superconductor critical temperature 100 K or less) to block the invasion of magnetic flux from the outside. This avoids the situation where the SQUID magnetic sensor 15 catches magnetic flux and becomes inoperable. Fill a cryogenic container 13 with a liquid helm and measure the cerebral magnetic field with a SQID magnetic sensor. Instead of filling with liquid helium, it may be cooled to extremely low temperature by indirect cooling by heat conduction.
  • FIG. 3 shows the noise signals from the 15 magnetic sensors of the brain magnetometer manufactured according to the present invention along the time axis. Compared to the graph in Fig. 6, it can be clearly seen that the noise has almost disappeared.
  • Figure 4 shows the magnetic field pattern of brain magnetism measured by 128 magnetic sensors 15 (magnetic field intensity is indicated by shading). This makes it possible to visually check the working state of the brain, which changes every moment.

Description

明細書
脳磁界計測装置とその使用方法
技術分野
本発明は脳が働くとき脳の神経に流れる神経電流がつくる地球磁場の一億分の 一程度の弱い磁場を計測する脳磁界計測装置とその使用方法に係るものである。
S Q U I D (Superconducting Quantum Interference Device :超伝 量子干渉 デバイス） を液体ヘリゥムに漬けて極低温下で脳磁界センサとして作動させると、 そのような微弱な磁場を検出できる。 これにより脳神経ネットワークの様子を観 察することができ、 脳の働き （記憶、 学習、 注意など） を調べたり、 脳障害 （注 意欠陥、 自閉症、 学習障害、 精神分裂症など） の診断に利用することができる。 背景技術
S Q U I Dを液体ヘリゥムに漬けて極低温下で脳磁界センサとして使用した脳 磁界計測装置は本発明者により開発され、 実施されている。
図 5を参照する。 この従来の脳磁界計測装置 1は中空の円筒状真空熱絶縁構造 体 1 1と、 循環冷却装置 1 2と、 極低温容器 1 3と、 頂部包囲体 1 4とを備えて いる。 真空熱絶縁構造体 1 1は高温超伝導体の第 1の包囲体 1 1 1と高透磁率磁 性体の第 2の包囲体 1 1 2とを二重壁内に収容し、 中空円筒状の構造となってい る。 循環冷却装置 1 2は真空熱絶縁構造体 1 1の二重壁の空間に冷却媒体を循環 させる。 極低温容器 1 3は円筒状真空熱絶縁構造体 1 1内に配置され、 真空熱絶 縁構造体 1 1に固定されている。 頂部包囲体 1 4は金属良導体 （電磁波遮蔽） と 磁性材料 （磁場遮蔽） の二重構造の包囲体 （内部は中空） となって真空熱絶縁構 造体 1 1の項部に嵌合している。
極低温容器 1 3の下方に被検者の頭部を包囲する頭部収容域 1 3 1が限定され ており、 そして極低温容器 1 3の内部で頭部収容域 1 3 1の周囲に S Q U I D磁 気センサ 1 5が支持部材 2 0に配置されている。 この極低温容器 1 3には極低温 媒体を充填している。
真空熱絶縁構造体 1 1を床上に据え付け、 それの下方開口に非磁性体の椅子 1 7を配置する。 真空熱絶縁構造体 1 1の頂部に磁性材料の頂部包囲体 1 4を嵌合 させたのは頂部から電磁波と地磁気が侵入するのを防ぐためである。
上述の従来技術を示す文献としては以下のものがある。
〔特許文献 1〕
特開平 1 0— 3 1 3 1 3 5
〔非特許文献 1〕
「高温超伝導体磁気シールドを用いた全頭型 S Q U I D脳磁界計測装置」 大田 浩、 セラミックス 3 5 ( 2 0 0 0 ) No. 2、 特集 脳とセラ ミックス 脳の機能解明、 診断、 治療に活躍するセラミックス
"Nanometer SNS junctions and their application to SQUIDOs" by Hiroshi Ohta et al， "PHYSICA C" 352 (2001) 186-190 ところがこの脳磁界計測装置の設置に当たっては、 その床からの振動を完全に 遮断することが絶対の要件であり、 そのため余程堅固な基礎であって、 しかも周 囲の振動環境が理想的でなければ既存の建造物内に脳磁界計測装置を据え付ける ことができないことが判明した。 また新し,く建屋を施工するときも振動環境に留 意し、 その基礎施工に多額の費用をかけなければならないという問題があった。 図 6を参照する。 堅固な基礎を持つ既存の建物内に設置した脳磁界計測装置の 1 5個の S Q U I D磁気センサ 1 5からの信号を時間軸に沿って記録したもので ある。 このグラフに見られるように被検者の脳磁界を計測していない状態で大き なノイズ信号が現れるが、 当初はそのノイズの原因が床から伝わってくる恒常的 な極めて僅かな振動によるものであることが認識されなかったのである。
真空熱絶縁構造体 1 1と極低温容器 1 3とを拡大して示した図 7と図 8とを参 照する。 高温超伝導体 （ビスマス ·ストロンチューム ·カルシューム ·銅の酸化 物： B S C C O) の第 1の包囲体 1 1 1を液体窒素温度付近まで低下 （ 1◦ 3 K 以下） させると、 この高温超伝導体の内側の空間には磁力線が外部から入り込む ことはできなくなる。 し力 し、 真空熱絶縁 造体 1 1の内部空間には第 1の包囲 体 1 1 1の温度を低下させる前に既に地球磁場の磁束が入り込んでおり、 その磁 束が第 1の包囲体 1 1 1にピン止めされて、 トラップされている。 この状態では 極低温容器 1 3が第 1の包囲体 1 1 1に対して縦方向に移動しても （図 7 )、 横 方向に移動しても （図 8 ) S Q U I D磁気センサ 1 5を横切るピン止めされてい る静磁界の磁力線の成分は変り （図 7、 図 8の破線で表された磁束と移動したセ ンサとの位置関係参照）、 これがノィズ信号となって現れる。
本発明の目的は、 低杂音、 高感度の脳磁界計測装置を提供することである。 さ らに、 本発明の別の目的はこの脳磁界計測装置の使用方法を提供することである。 発明の開示
この課題を解決するため本発明では、 先ず設置した床からの振動を完全に遮断 する。 振動が完全に遮断されれば、 図 7、 図 8を参照して説明したような状態を 回避することができるからである。 すなわち、 図 5に示した脳磁界計測装置の真 空熱絶縁構造体を除振支持体を介して床上に支持することにより真空熱絶縁構造 体への振動の伝達を阻止する。 本発明の実施例によればこの除振支持体は床から の振動を吸収する振動吸収手段と床からの振動を検知してフィ一ドバック制御に より振動を相殺する除振機構とを備えている。
また、 前記の課題を解決するため本発明では磁気センサを高温超伝導体の第 1 の包囲体に対して両者が相対的に移動することがないよう固定することにより図 7、 図 8を参照して説明したようなトラップされた静磁界をセンサが横切って静 磁界の変化分をセンサが拾ってノイズを発生するという事態を回避している。 図 7における一点鎖線で表現した部分は縦方向に極低温容器が振動によって移動し た状態を誇張して示している。 極低温容器と真空熱絶縁体構造体 （高温超伝導体 の第 1の包囲体） とがー点鎖線で表したように一体となつて移動すれば、 センサ とトラップされた静磁界との位置関係は移動の前後を通して不変であり （同図で 一点鎖線の磁束とセンサとの位置関係 （移動後） と破線の磁束とセンサとの位置 関係 （移動前） とは不変となっている）、 センサを横断する磁束に変化分は現れ ない。 実施例ではそのための固定手段として真空熱絶縁構造体の內壁と極低温容 器の外壁との間隙を埋める第 1の枕構造体を使用している。 また、 極低温容器の 内部で磁気センサより上方に超伝導体キヤップを配置して上方からの磁界の侵入 を阻止している場合には、 その超伝導体キヤップと極低温容器の内壁との間隙を 埋める第 2の枕構造体を使用する。 この第 2の枕構造体は極低温容器の最下端近 くに配置されている。 最下端が振動による振れが最大となるからである。
この固定手段と上述の除振支持体との両方を装備することにより、 除振支持体 によっても除けなかつた床からの僅かな振動が脳磁界計測装置に伝わつても磁気 センサと真空熱絶縁構造体とが同じ移動 （振動） をすることによって円筒状空間 内のトラップされている静磁気は磁気センサに対して静止したままであって、 磁 気センサにノィズが生することはない。
また、 本発明はこのような脳磁界計測装置の操作方法を提供するものであり、 その方法では、 中空の熱絶縁真空構造体の下方開口を磁性体で塞ぎ （それにより 地磁気を中空空間に捕捉することを回避）、 前記の第 1の包囲体の温度を液体窒 素温度付近まで低下させ （それにより S Q U I Dセンサが地磁気を捕捉して作動 しなくなるような事態を回避)、 前記の極低温容器に液体へリウムを充填するか、 熱伝導による間接冷却により極低温に冷却し、 そして前記の極低温容器内に配置 された S Q I D磁気センサにより脳磁界を計測する。
図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の脳磁気計測装置の実施例の略図である。
図 2は、 本努明の脳磁気計測装置の実施例の平面図である。 図 3は、 本発明の脳磁気計測装置の実施例のノィズ信号を示すダラフである。 図 4は、 本発明の脳磁気計測装置で計測した脳磁界を示す。
図 5は、 従来の脳磁気計測装置の実施例の略図である。
図 6は、 従来の脳磁気計測装置のノィズ信号を示すダラフである。
図 7は、 縦方向の振動の前後における磁気センサと高温超伝導体シールドとの 磁界に対する位置関係を示す。
図 8は、 横方向の振動の前後における磁気センサと高温超伝導体シールドとの 磁界に対する位置関係を示す。
発明を実施するための好ましい形態
図 1を参照する。 既に図 5を参照して説明したように脳磁界計測装置 1は、 高 温超伝導体の第 1の包囲体 1 1 1と高透磁率磁性体の第 2の包囲体 1 1 2とを二 重壁内に収容している中空の円筒状真空熱絶縁構造体 1 1と、 この真空熱絶縁構 造体 1 1の二重壁の空間に冷却媒体を循環させる循環冷却装置 1 2と、 円筒状真 空熱絶縁構造体 1 1内に固定されている極低温容器 1 3と、 真空熱絶縁構造体 1 1の頂部に嵌合する頂部包囲体 1 4とを備えている。
極低温容器 1 3の下方に被検者の頭部を包囲する頭部収容域 1 3 1を限定して おり、 極低温容器 1 3の内部で頭部収容域 1 3 1の周囲に S Q U I D磁気センサ 1 5を酉己置し、 そして極低温容器 1 3の内部で磁気センサ 1 5より上方に超伝導 体キャップ 1 3 2を配置し、 そして極低温容器 1 3に極低温媒体を充填している。 この超伝導体キヤップ 1 3 2は鉛、 MgB 2、 B S C C Oからつくられる。
磁気センサ 1 5を高温超伝導体の第 1の包囲体 1 1 1に対して両者が相対的に 移動することがないよう固定する固定手段は、 真空熱絶縁構造体 1 1の内壁と極 低温容器 1 3の外壁との間隙を埋める第 1の枕構造体 2 2と超伝導体キヤップ 1 3 2と極低温容器 1 3の内壁との間隙を埋める第 2の枕構造体 2 1とを備え、 こ の第 2の枕構造体 2 1は極低温容器 1 3の最下端近くに配置されている。 第 2の 枕構造体 2 2の一例として、 極低温容器 1 3の最下端近くに固定した枕 2 2を、 真空熱絶縁構造体 1 1の内壁に沿って配置した二本のレール （図示せず） 上に滑 動するように載せて、 極低温容器 1 3を真空熱絶縁構造体 1 1の頂部へ向かって 引き出せるようにした。
真空熱絶縁構造体 1 1を除振支持体 1 6が床上に支持している。 図 2に見るよ うに除振支持体 1 6は支持脚 1 6 4に対して床上 4個所に配置されており、 それ ぞれ床からの振動を吸収する振動吸収手段 1 6 1と床からの振動を検知してフィ 一ドバック制御により振動を相殺するァクチブ除振機構 1 6 2とを備えている。 振動吸収手段としては防振ゴムもしくはエア ·サスペンションを使用する。 この支持体 1 6は上下機構 1 6 3も含んでおり、 この上下機構 1 6 3は脳磁界 計測装置 （重量約 1 トシ） を運搬可能としたときは取り外せるようにする。 真空熱絶縁構造体 1 1の頂部に頂部包囲体 1 4を嵌合させている。 頂部から電 磁波ゃ地磁気が侵入するのを防ぐためであり、 超伝導体キヤップ 1 3 2を配置し たのはそれでも頂部から侵入した地磁気から S Q I D磁気センサ 1 5を遮蔽する ためである。 この実施例ではセンサの超伝導体支持部材 2 0は被検者の頭を包囲 するヘルメット状になっているが、 この形は円筒軸に直交する磁気成分を遮蔽す るには好都合である。
真空熱絶縁構造体 1 1の内壁と極低温容器 1 3の外壁との間隙を埋める第 1の 枕構造体 2 2と超伝導体キャップ 1 3 2と極低温容器 1 3の内壁との間隙を埋め る第 2の枕構造体 2 1とを介して真空熱絶縁構造体 1 1に対して極低温容器 1 3 を固定することにより S Q U I D磁気センサ 1 5と真空熱絶縁構造体 1 1の第 1 の包囲体 1 1 1との間での相対的移動を回避する。 これにより、 床から僅かな振 動が脳磁界計測装置 1に伝わっても S Q U I D磁気センサ 1 5と円筒状真空熱絶 縁構造体 1 1 (第 1の包囲体 1 1 1 ) とが同じ移動 （振動） をすることによって 円筒状空間内の静磁気は S Q U I D磁気センサ 1 5に対して変化分を生じること はなく、 それ故、 磁気センサ 1 5にノイズを発生させることはない。
このような脳磁気計測装置は以下のようにして操作する。 先ず、 中空の円筒状 絶縁 1 1の下方開口を磁性体で塞いで地磁気の侵入を防ぐ。 次いで、 第 1の包囲 体 1 1 1の温度を循環冷却装置 1 2により液体窒素温度付近まで低下させて （超 伝導体臨界温度 1 0 0 K以下） 外部からの磁束の侵入を遮断する。 これにより S Q U I D磁気センサ 1 5が磁束を捕捉して不作動となる事態を回避する。 極低温 容器 1 3に液体ヘリゥムを充填して S Q I D磁気センサにより脳磁界を計測する。 液体へリウムの充填に換えて熱伝導による間接冷却によつて極低温に冷却しても よい。
産業上の利用可能性
図 3に本発明にしたがって製作した脳磁気計測装置の 1 5の磁気センサからの ノィズ信号を時間軸に沿つて表した。 図 6のグラフと対比すればノィズが殆ど消 滅していることが明らかに認められる。 図 4に 1 2 8個の磁気センサ 1 5により 測定した脳磁気の磁界パターンを示す （濃淡により磁界強度を表す）。 これによ り時々刻々変化する脳の働く様子を視認できる。

Claims

請求の範囲
1 . 高温超伝導体の第 1の包囲体と高透磁率磁性体の第 2の包囲体とを二重壁内 に収容している中空の真空熱絶縁構造体と、 この真空熱絶縁構造体の二重壁の空 間に冷却媒体を循環させる循環冷却装置と、 前記の真空熱絶縁構造体内に配置し た極低温容器と、 この極低温容器の内部に配置した S Q U I D磁気センサと、 前 記の真空熱絶縁構造体の頂部に嵌合する磁性材料の頂部包囲体とを備え、 前記の 極低温容器の下方に限定した人体の頭部を包囲する頭部収容域の周囲で、 前記の 極低温容器の内部に前記の S Q U I D磁気センサを配置した脳磁界計測装置にお レヽて、
前記の中空の真空熱絶縁構造体を床上に支持する除振支持体を備えたことを特 徴とする脳磁界計測装置。
2 . 前記の除振支持体は床からの振動を吸収する振動吸収手段と床からの振動を 検知してフィードバック制御により振動を相殺する除振機構とを備える請求項 1 に記載の脳磁界計測装置。
3 . 高温超伝導体の第 1の包囲体と高透磁率磁性体の第 2の包囲体とを二重壁内 に収容している中空の真空熱絶縁構造体と、 この真空熱絶縁構造体の二重壁の空 間に冷却媒体を循環させる循環冷却装置と、 前記の真空熱絶縁構造体内に配置し た極低温容器と、 この極低温容器の内部に配置した S Q U I D磁気センサと、 前 記の真空熱絶縁構造体の頂部に嵌合する磁性材料の頂部包囲体とを備え、 前記の 極低温容器の下方に限定した人体の頭部を包囲する頭部収容域の周囲で、 前記の 極低温容器の内部に前記の S Q U I D磁気センサを配置した脳磁界計測装置にお いて、
前記の磁気センサを前記の高温超伝導体の第 1の包囲体に対して両者が相対的 に移動することがないよう固定する固定手段を備えたことを特徴とする脳磁界計
4 . 前記の固定手段は前記の真空熱絶縁構造体の内壁と前記の極低温容器の外壁 との間隙を埋める第 1の枕構造体を備える請求項 3に記載の脳磁界計測装置。
5 . 前記の極低温容器の内部で前記の磁気センサより上方に超伝導体キヤップを 配置し、 前記の固定手段は前記の真空熱絶縁構造体の内壁と前記の極低温容器の 外壁との間隙を埋める第 1の枕構造体と前記の超伝導体キャップと前記の極低温 容器の内壁との間隙を埋める第 2の枕構造体とを備え、 この第 2の枕構造体は前 記の極低温容器の最下端近くに配置されている請求項 3に記載の脳磁界計測装置。
6 . 前記の中空の真空熱絶縁構造体の下方開口に非磁性体の椅子を配置した請求 項 1、 2、 3、 4もしくは 5に記載の脳磁界計測装置。
7. 高温超伝導体の第 1の包囲体と高透磁率磁性体の第 2の包囲体とを二重壁内 に収容している中空の真空熱絶縁構造体と、 この真空熱絶縁構造体の二重壁の空 間に冷却媒体を循環させる循環冷却装置と、 前記の真空熱絶縁構造体内に配置さ れ、 真空熱絶縁構造体に固定されている極低温容器と、 前記の真空熱絶縁構造体 の頂部に嵌合する磁性材料の頂部包囲体とを備えた脳磁界計測装置の使用方法に おいて、
前記の中空の真空熱絶縁構造体の下方開口を磁性体で塞ぎ、
前記の第 1の包囲体の温度を液体窒素温度付近まで低下させ、
前記の極低温容器に液体ヘリゥムを充填する力 または熱伝導による間接冷却 によつて極低温に冷却し、 そして
前記の極低温容器内に配置された S Q I D磁気センサにより脳磁界を計測する ことを特徴とする脳磁界計測装置の使用方法。
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