WO2023119872A1

WO2023119872A1 - 生体磁気測定装置および生体磁気測定装置の制御方法

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Publication number: WO2023119872A1
Application number: PCT/JP2022/040420
Authority: WO
Inventors: 恵品田
Original assignee: 株式会社島津製作所
Priority date: 2021-12-22
Filing date: 2022-10-28
Publication date: 2023-06-29

Abstract

生体磁気をより正確に測定することができる生体磁気測定装置および生体磁気測定装置の制御方法を提供する。本発明の生体磁気測定装置１は、それぞれ内部空間を有するセルを有し、該セル内で生じるプラズマによる光ポンピング作用を利用して生体磁気を検出する第１磁気センサ、第２磁気センサと、第１磁気センサ、第２磁気センサが有するセルの各々における内部空間においてプラズマを発生させるための電力を供給するプラズマ生成部と、第１磁気センサにおいて第１開始時刻から第１終了時刻までプラズマを発生させ、かつ、第２磁気センサにおいて第１開始時刻より後の第２開始時刻から第１終了時刻より後の第２終了時刻までプラズマを発生させるようにプラズマ生成部を制御する電源制御部を備える。

Description

生体磁気測定装置および生体磁気測定装置の制御方法

　本発明は、生体磁気測定装置および生体磁気測定装置の制御方法に関する。

　被検体から発せられる微弱な磁気を検出して磁場の分布を例えば可視化することができる生体磁気測定装置は、複数のセンサを備え、各センサから出力される信号に基づいて被検体における磁場の分布を取得する。

米国特許第７０３８４５０号明細書

　しかしながら、従来技術では、従来の生体磁気測定装置および生体磁気測定装置の制御方法は、センサ同士が磁気測定に悪影響を及ぼし合うことについて十分な考慮がされていない。

　本発明は、生体磁気をより正確に測定することができる生体磁気測定装置および生体磁気測定装置の制御方法を提供することを課題とする。

　本発明の生体磁気測定装置は、それぞれ内部空間を有するセルを有し、該セル内で生じるプラズマによる光ポンピング作用を利用して生体磁気を検出する第１磁気センサ、第２磁気センサと、第１磁気センサ、第２磁気センサが有するセルの各々における内部空間においてプラズマを発生させるための電力を供給するプラズマ生成部と、第１磁気センサにおいて第１開始時刻から第１終了時刻までプラズマを発生させ、かつ、第２磁気センサにおいて第１開始時刻より後の第２開始時刻から第１終了時刻より後の第２終了時刻までプラズマを発生させるようにプラズマ生成部を制御する電源制御部を備える。

　本発明の生体磁気測定装置は、第１磁気センサ、第２磁気センサについてプラズマを発生させている期間が同一とならないようにプラズマ生成部を制御する電源制御手段を備えている。このように構成することで磁気センサ同士が磁気測定に悪影響を及ぼし合うことがなくなり、生体磁気をより正確に測定することができる生体磁気測定装置を提供することができる。

実施例１に係る生体磁気測定装置の構成を説明する機能ブロック図である。実施例１に係るセンサの構成を説明する模式図である。実施例１に係る生体磁気測定装置の動作に係る説明図である。実施例１に係る生体磁気測定装置の動作に係る説明図である。実施例１に係る生体磁気測定装置の動作に係るタイムチャートである。実施例２に係る生体磁気測定装置の構成を説明する機能ブロック図である。実施例３に係る生体磁気測定装置の構成を説明する機能ブロック図である。実施例３に係る生体磁気測定装置の動作に係る説明図である。実施例３に係る生体磁気測定装置の動作に係るタイムチャートである。変形例に係る生体磁気測定装置の構成を説明する機能ブロック図である。

　以下、本発明の実施形態に係る生体磁気測定装置および生体磁気測定装置の制御方法の構成について図面を参照しながら説明する。

　本例に係る生体磁気測定装置１は、図１に示すように、複数の貫通孔を備えた支持体２と、支持体２に設けられた貫通孔の何れかに挿入されるセンサ３とを備えている。支持体２は、例えば、被検体の頭部を覆うヘルメットで構成される。センサ３は、光ポンピング作用を利用した磁気センサである。センサ３は、微弱な磁気を光信号として出力する構成である。センサ３が出力する光信号は、センサ３の各々に設けられた光を検出する光検出器４によって検出される。光検出器４は、検出した光の強度を示す電気信号を出力する。電気信号は、光検出器４の各々に設けられた検出回路５に入力され、増幅されて画像生成部１１に入力する。画像生成部１１は、入力された電気信号に基づいて脳磁図などの画像を生成する。モニタ１２は、生成された画像を表示する構成である。センサ３は、本発明の磁気センサに相当する。

　センサ３はセル３ａを有している（図２を参照）。センサ３には、センサ３のセル３ａにプラズマを発生させるプラズマ生成電源２１が接続されている。電源制御部２２は、プラズマ生成電源２１を制御する構成である。

　画像生成部１１および電源制御部２２は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)が各種のプログラムを実行することにより実現される。各部は、単一のＣＰＵによって実現されてもよいし、複数の独立したプロセッサで実現されてもよい。後述の検出回路制御部１３、マルチプレクサ制御部１４についても単一のＣＰＵによって実現されてもよいし、複数の独立したプロセッサで実現されてもよい。

　図２は、本例のセンサ３とその周辺の構成について説明している。図２に示す様に、センサ３のセル３ａは、各面が長方形（または正方形）である６面体形状を有する。セル３ａは、光学的に透明な例えば石英で構成され、セル３ａの形状に合わせて内部がくりぬかれているので、セル３ａは、６面体形状の内部空間を有している。当該内部空間には、プラズマを発生させるのに好適なガス、例えば希ガス（本例ではヘリウムガス）が充満している。セル３ａの材料としては、誘電体が望ましく、石英の他、ガラスとすることもできる。セル３ａを構成する６面体形状のうちの２面は、ｘ方向と直交し、２面はｙ方向と直交し、２面はｚ方向と直交するものとする。従ってｘ方向、ｙ方向は直交し、ｙ方向、ｚ方向は直交し、ｚ方向、ｘ方向は直交する。

　プラズマ生成電極３ｂは、セル３ａが有するｙ方向に直交する２面のそれぞれを覆うように設けられている。プラズマ生成電極３ｂは、プラズマ生成電源２１に接続され、プラズマ生成電源２１によって交流電圧が印加される。プラズマ生成電極３ｂに交流電圧を印加すると、セル３ａ内で誘電体バリア放電が発生し、これによりセル３ａ内のヘリウムがプラズマ化する。

　ポンピング光レーザ３ｃは、ｘ方向から円偏光したポンピング光をセル３ａに向けて照射する位置に設けられている。セル３ａに対してポンピング光が照射されると、光ポンピング作用によりプラズマ化されたヘリウムのエネルギー準位の分布が所定の値に偏る。

　プローブ光レーザ３ｄは、ポンピング光レーザとは異なる直線偏光のプローブ光をｚ方向からセル３ａに向けて照射する構成である。プラズマ化したヘリウムは、旋光性を有している。この時の旋光角は、光ポンピング作用により所定の角度となる。この状態で、微弱な磁気がセル外で生じると、単一の値で揃っていたプラズマ化ヘリウムのエネルギー準位の偏りが乱れ、それに伴い旋光角が変化する。

　このように、センサ３は、入力された磁気信号をプローブ光の旋光という形態として出力する構成である。

　光検出器４は、セル３ａを通過したプローブ光を検出する構成である。光検出器４は、旋光角に応じて検出される光量が変化する構成となっている。光検出器４は、検出したプローブ光の光量を電気信号に変換して、当該電気信号を検出回路５に送出する。検出回路５は、入力された電気信号を増幅して出力する。

　図３は、電源制御部２２の動作について説明している。図３では、４つのセンサ３１，３２，３３，３４が描かれており、そのうち２つについてプラズマを生成する交流電圧を印加せず、その他の２つについてプラズマを生成する交流電圧を印加するときの様子を説明している。すなわち、図３においては、左端のセンサ３１には交流電圧を印加せず、その右隣のセンサ３２には交流電圧を印加する様子が説明されている。同様に、図３においては、右端のセンサ３４には交流電圧を印加し、その左隣のセンサ３３には交流電圧を印加しない様子が描かれている。したがって、図３は、交流電圧が印加されないセンサ３１，３３と交流電圧が印加されたセンサ３２，３４とが交互に配列している様子について説明している。

　図４は、図３から所定時間が経過した後の電源制御部２２の動作について説明している。図４でも、４つのセンサ３が描かれており、そのうち２つについてプラズマを生成する交流電圧を印加し、その他の２つについてプラズマを生成する交流電圧を印加しないときの様子を説明している。すなわち、図４においては、左端のセンサ３１には交流電圧を印加し、その右隣のセンサ３２には交流電圧を印加しない様子が説明されている。同様に、図４においては、右端のセンサ３４には交流電圧を印加せず、その左隣のセンサ３３には交流電圧を印加する様子が描かれている。したがって、図４は、交流電圧が印加されたセンサ３１，３３と交流電圧が印加されないセンサ３３，３４とが交互に配列している様子について説明している。

　電源制御部２２は、図３の状態と図４の状態とが交互に繰り返されるようにプラズマ生成電源２１を制御する。図３の状態のとき、左から２番目のセンサ３２および右端のセンサ３４のセル３ａには、ヘリウムプラズマが発生しており、磁気を検出できる状態となっている。一方、左端のセンサ３１および左から３番目のセンサ３３のセル３ａにはヘリウムプラズマが発生しておらず、磁気を検出できない。従って、図３の状態のときは、左から２番目のセンサ３２および右端のセンサ３４によって磁気の検出が行われる。

　一方、図４の状態のとき、左端のセンサ３１および左から３番目のセンサ３３のセル３ａには、ヘリウムプラズマが発生しており、磁気を検出できる状態となっている。一方、左から２番目のセンサ３２および右端のセンサ３４のセル３ａにはヘリウムプラズマが発生しておらず、磁気を検出できない。従って、図４の状態のときは、左端のセンサ３１および左から３番目のセンサ３３によって磁気の検出が行われる。

　電源制御部２２は、図３の状態と図４の状態を繰り返すようにプラズマ生成電源２１を制御することにより、４つのセンサ３１，３２，３３，３４についての磁気の検出を行う構成となっている。したがって、センサ３が磁気を検出する際には、両隣のセンサ３のセルにはヘリウムプラズマが発生していない。このように構成することによって、第１のセンサ３に隣り合う第２のセンサ３がヘリウムプラズマを発生させることに由来する第１のセンサ３における磁気検出への悪影響を抑制することができる。

　図５は、電源制御部２２が第１のセンサ３のオンと、第１のセンサ３に隣り合う第２のセンサ３のオフを同期的に実行し、第１のセンサ３のオフと、第２のセンサ３のオンを同期的に実行する様子を説明したタイムチャートである。ここでいうセンサ３のオンとは、センサ３にプラズマ生成用の交流電圧の印加が開始されることを示し、センサ３のオフとは、センサ３に印加されているプラズマ生成用の交流電圧の印加を終了することを示す。

　すなわち、第１のセンサ３は、ある時刻（第１開始時刻）においてオン状態となり、第１開始時刻後の第１終了時刻においてオフ状態となる。一方、第２のセンサ３は、第１のセンサ３に係る第１開始時刻よりも後の第２開始時刻においてオン状態となり、第１のセンサ３に係る第１終了時刻よりも後の第２終了時刻においてオフ状態となる。本例においては、第１終了時刻と第２開始時刻は同時刻となっているが、第２開始時刻を第１終了時刻よりも前にしてもよいし、後にしてもよい。

　第３のセンサ３は、第１のセンサ３から相対的に離れた位置にあり、かつ、第２のセンサ３に隣り合う位置にあるセンサである。第３のセンサ３が有するセンサのオン・オフのパターンは、第１のセンサ３が有するセンサのオン・オフのパターンと同じとなっている。このように、本例においては、隣り合っていない２つのセンサ３については、プラズマ発生の制御を一致させて共通のものとすることができる。したがって、本例によれば、第１のセンサ３に係るグループに属するセンサ３が一斉にオンされている間、第２のセンサ３に係るグループに属するセンサ３が一斉にオフされ、第２のセンサ３に係るグループに属するセンサ３が一斉にオンされている間、第１のセンサ３に係るグループに属するセンサ３が一斉にオフされる。そして、同一のグループに属するセンサ３は互いに隣り合わない。

　図５は、画像生成部１１の動作も部分的に説明している。画像生成部１１には、第１のセンサ３に係るグループに属するセンサ３または第２のセンサ３に係るグループに属するセンサ３が出力した光信号に基づいた電気信号が入力される。第１のセンサ３に接続された第１の検出回路５は、常に電気信号を画像生成部１１に送信し続けている。画像生成部１１は、この送信された電気信号の一部を画像生成に用いる構成となっている。すなわち、画像生成部１１は、第１のセンサ３がオン状態となっている期間に第１の検出回路５が出力した電気信号を収集して画像生成に用い、第１のセンサ３がオフ状態となっている期間に第１の検出回路５が出力した電気信号を画像生成に用いない。このような動作は、第１のセンサ３に係るグループに属する他のセンサ３についても同様である。

　また、このような動作は、第２のセンサ３についても同様である。すなわち、画像生成部１１は、第２のセンサ３がオン状態となっている期間に第２のセンサに接続された第２の検出回路５が出力した電気信号を収集して画像生成に用い、第２のセンサ３がオフ状態となっている期間に第２の検出回路５が出力した電気信号を画像生成に用いない。このような動作は、第２のセンサ３に係るグループに属する他のセンサ３についても同様である。

　画像生成部１１が画像生成に用いる電気信号の収集期間は、より厳密には、第１のセンサ３，第２のセンサ３がオン・オフされる時点およびその直前、直後は含まない。すなわち、第１のセンサ３がオン状態となってしばらくして電気信号の収集が開始され、第１のセンサ３がオフ状態とされる前に電気信号の収集は終了する。同様に、第２のセンサ３がオン状態となってしばらくして電気信号の収集が開始され、第２のセンサ３がオフ状態とされる前に電気信号の収集は終了する。このようにセンサ３のオン・オフの影響で乱れる電気信号を画像生成に用いないことで、ノイズ成分の少ない脳磁図を生成することができる。

　本例においては、第１終了時刻と第２開始時刻は同時刻となっているが、第２開始時刻を第１終了時刻よりも前にしている場合、第１のセンサ３（例えばセンサ３１）と第２のセンサ３（例えばセンサ３２）とが同時にオンになっている期間がある。第１のセンサ３に関する電気信号の収集期間は、少なくとも第１開始時刻の後から第２開始時刻間際までの期間（上述した所定期間よりもわずかに短い期間）において実行される。本例は、第２開始時刻から第１終了時刻までの期間において、第１のセンサ３に係る磁気検出信号を収集するようにしてもよいし、収集しないようにしてもよい。

　実施例２に係る装置は、図６に示すように、画像生成部１１の上流に補正部１０を備えている。実施例１では、センサ３にプラズマ生成用の交流電圧が印加されていないときには、電気信号の収集を行わなかったが、本例では、電気信号の収集を当該期間（第１終了時刻以降の期間）についても行い、磁気検出信号の補正に用いる構成となっている。

　本例の補正部１０には、第１のセンサ３に接続された第１の検出回路５から常に電気信号が送信され続けている。補正部１０は、第１のセンサ３がオフとなっているときの電気信号を補正用信号として収集する。補正用信号には、プローブ光レーザ３ｄの経年劣化、光検出器４の変動、経年劣化、セル３ａの材質劣化や汚れによる影響に関する情報を含んでいる。そして、補正部１０は、第１のセンサ３がオンとなっているときの電気信号を磁気検出信号として収集する。補正部１０による補正用信号、磁気検出信号の収集期間は、より厳密には、第１のセンサ３がオン・オフされる時点およびその直前、直後は含まない。この期間は、センサ３のオン・オフに伴う信号の乱れが電気信号に重畳するからである。

　本例においては、第１終了時刻と第２開始時刻は同時刻となっているが、第２開始時刻を第１終了時刻よりも前にしている場合、第１のセンサ３（例えばセンサ３１）と第２のセンサ３（例えばセンサ３２）とが同時にオンになっている期間がある。補正部１０は、少なくとも第１開始時刻の後から第２開始時刻間際までの期間（上述した所定期間よりもわずかに短い期間）において第１のセンサ３に関する磁気検出信号を収集する。本例は、第２開始時刻から第１終了時刻までの期間において、第１のセンサ３に係る磁気検出信号を収集するようにしてもよいし、収集しないようにしてもよい。

　補正部１０は、磁気検出信号と補正用信号との差分を算出し、差分信号を生成する。差分信号は、磁気検出信号に含まれるプローブ光レーザ３ｄの経年劣化等の成分が取り除かれた信号であり、補正前の磁気検出信号よりも外界の磁気を正確に表したものとなっている。差分信号は、画像生成部１１に送信され、脳磁図などの画像に変換される。

　実施例３に係る装置は、図７に示すように、検出回路５をオン・オフすることが可能な検出回路制御部１３を備える。実施例３の構成は、センサ３のオン・オフに合わせて検出回路５をオン・オフすることが特徴的である。検出回路制御部１３が検出回路５の制御端子にオン信号を出力すると検出回路５はオンとなる。検出回路制御部１３が検出回路５の制御端子にオフ信号を出力すると検出回路５はオフとなる。検出回路５がオンとなると、当該検出回路５に対応するセンサ３の光信号を磁気検出信号に変換する機能が有効化され、検出回路５がオフとなると、当該検出回路５に対応するセンサ３の光信号を磁気検出信号に変換する機能が無効化される。

　本例の検出回路制御部１３は、基本的には、図８に示すように、センサ３がオンされている期間中に当該センサ３に接続されている検出回路５をオン状態とし、センサ３がオフされている期間中に当該センサ３に接続されている検出回路５をオフ状態とする。従って、本例の検出回路制御部１３は、電源制御部２２に同期して動作する。

　検出回路制御部１３の動作は、厳密には、電源制御部２２がセンサ３をオンした後で当該センサ３に接続された検出回路５をオン状態とし、電源制御部２２がセンサ３をオフするのに先立って当該センサ３に接続された検出回路５をオフ状態とする構成となっている。すなわち、本例は、検出回路制御部１３の動作は、第１開始時刻の後に検出回路５をオンし、第１終了時刻に先だって検出回路をオフする構成である。例えば、図９のタイムチャートに示すように、第１のセンサ３に接続された第１の検出回路５は、第１のセンサ３，第２のセンサ３がオン・オフされる時点およびその直前、直後はオフ状態となっている。この構成は、第２のセンサ３に接続された第２の検出回路５でも同様である。仮に、第１のセンサ３，第２のセンサ３がオン・オフされる時点およびその直前、直後において検出回路５をオン状態とすると、検出回路５はその間にも出力信号を画像生成部１１に送信し続けてしまう。このときの出力信号は、センサ３のオン・オフに影響されて乱れたものとなっている。本例によれば、センサ３がオン・オフされている間は、検出回路５をオフとし、磁気検出信号の収集を行わないように構成されているので、このような出力信号に乱れが画像生成部１１に送信されることがない

　本例においては、第１終了時刻と第２開始時刻は同時刻となっているが、第２開始時刻を第１終了時刻よりも前にしている場合、第１のセンサ３（例えばセンサ３１）と第２のセンサ３（例えばセンサ３２）とが同時にオンになっている期間がある。検出回路制御部１３は、少なくとも第１開始時刻の後から第２開始時刻間際までの期間（上述した所定期間よりもわずかに短い期間）第１のセンサ３に接続された検出回路５をオンとする。第２開始時刻から第１終了時刻までの期間においては、第１のセンサ３に係る検出回路５のオン状態を継続してもよいし、第２開始時刻に先立ってオン状態となっている第１のセンサ３に係る検出回路５をオフとするようにしてもよい。

　＜実施形態の構成における効果＞
　以降、本例における生体磁気測定装置１の構成と、その効果について説明する。
　（１）本例の生体磁気測定装置１は、それぞれ内部空間を有するセル３ａを有し、該セル３ａ内で生じるプラズマによる光ポンピング作用を利用して生体磁気を検出するセンサ３１，センサ３２と、センサ３１，センサ３２が有するセル３ａの各々における内部空間においてプラズマを発生させるための電力を供給するプラズマ生成電源２１と、センサ３１において第１開始時刻から第１終了時刻までプラズマを発生させ、かつ、センサ３２において第１開始時刻より後の第２開始時刻から第１終了時刻より後の第２終了時刻までプラズマを発生させるようにプラズマ生成電源２１を制御する電源制御部２２を備える。

　上述のようにセンサ３１，センサ３２についてプラズマを発生させている期間が互いに異なるようにプラズマ生成電源２１を制御するようにすれば、センサ同士が磁気測定に悪影響を及ぼし合うことがなくなり、生体磁気をより正確に測定することができる生体磁気測定装置を提供することができる。

　（２）　（１）に記載の生体磁気測定装置１において、センサ３１は、少なくとも第１開始時刻から第２開始時刻までの所定期間に生体磁気を検出する。

　上述のように、センサ３１が、少なくとも第１開始時刻から第２開始時刻までの所定期間に生体磁気を検出するようにすれば、隣のセンサ３２のセル３ａの影響を受けずにセンサ３１が生体磁気を検出できる。従って、上述の構成によれば、生体磁気をより正確に測定することができる生体磁気測定装置を提供することができる。

　（３）　（１）または（２）に記載の生体磁気測定装置１において、第１終了時刻は、第２開始時刻と同時刻、または第２開始時刻よりも前の時刻である。

　上述のように、第１終了時刻が第２開始時刻と同時刻または第２開始時刻よりも前の時刻であれば、センサ３１におけるプラズマの発生期間とセンサ３２におけるプラズマの発生期間とが重複することが抑制されるので、センサ３１は、第１開始時刻から第１終了時刻までの全期間において隣のセンサ３２の影響を受けずに生体磁気を検出することができる。

　（４）　（１）ないし（３）のいずれかに記載の生体磁気測定装置１において、第１開始時刻から２開始時刻までの所定期間にセンサ３１が検出した磁気検出信号と、所定期間外にセンサ３１が検出した磁気検出信号との差分をとることにより、センサ３１の磁気検出信号を補正する補正部１０を備える。

　上述のような補正部１０を備えるようにすれば、磁気検出信号に含まれるセル３ａの経年劣化等の影響を消去することができる。従って、上述の構成によれば、生体磁気をより正確に測定することができる生体磁気測定装置を提供することができる。

　（５）　（１）ないし（４）のいずれかに記載の生体磁気測定装置１において、センサ３１にとってセンサ３２よりも離れた位置にあるセンサ３３を有し、電源制御部２２は、センサ３１と、センサ３３とでプラズマを発生させている期間が重なるようにプラズマ生成電源２１を制御する。

　上述のような制御を行う電源制御部２２を備えるようにすれば、センサ３１の制御方式を他のセンサ３３の制御に流用することができるので、装置内の制御が簡略化された生体磁気測定装置を提供することができる。

　（６）　（１）ないし（５）のいずれかに記載の生体磁気測定装置１において、センサ３１の光信号を電気信号に変換する光検出器４，検出回路５と、センサ３１に対する光検出器４，検出回路５の有効化または無効化を行う検出回路制御部１３を備え、検出回路制御部１３は、第１開始時刻から第２開始時刻までの所定期間において光検出器４，検出回路５を有効化し、少なくとも前記第１終了時刻以降の期間は光検出器４，検出回路５を無効としている。

　上述のような検出回路制御部１３を備えるようにすれば、少なくとも前記第１終了時刻以降の期間では、光検出器４，検出回路５がオフされ信号を出力しないので、磁気を検出した結果を伴わない光検出器４，検出回路５の出力を生じさせないようにすることができる。このように構成すれば、確実に生体磁気の検出が可能な生体磁気測定装置を提供することができる。

　（７）　（６）に記載の生体磁気測定装置１において、検出回路制御部１３は、第１開始時刻の後、光検出器４，検出回路５を有効化し、第１終了時刻に先立って、光検出器４，検出回路５を無効化する。

　上述のような検出回路制御部１３を備えれば、センサ３１にプラズマの発生を開始させる動作、プラズマを消滅させる動作の間は、光検出器４，検出回路５は、オフとされる。このように構成すれば、センサ３１のオン・オフの切り替わりで生じる光検出器４，検出回路５の出力の乱れを収集しないで動作することになるので、生体磁気をより正確に測定することができる生体磁気測定装置を提供することができる。

　（８）　本例の生体磁気測定装置１の制御方法は、それぞれプラズマを発生させるセル３ａを有し、光ポンピング作用を利用して生体磁気を検出して光信号として出力するセンサ３１、センサ３２と、それぞれのセル３ａに対してプラズマを発生させる電力を供給するプラズマ生成電源２１と、プラズマ生成電源２１を制御する電源制御部２２を備えた生体磁気測定装置１の制御方法において、センサ３１が有するセル３ａにプラズマを発生させる第１過程と、第１過程から所定時間が経過した後、センサ３２が有するセルにプラズマを発生させる第２過程を備える。

　上述のような第１過程、第２過程を備える制御方法によれば、センサ同士が磁気測定に悪影響を及ぼし合うことがなくなり、生体磁気をより正確に測定することができる生体磁気測定装置の制御方法を提供することができる。

　（９）　本例の生体磁気測定装置１は、一対のプラズマ生成電極３ｂと、一対のプラズマ生成電極３ｂに挟まれる位置に設けられた誘電体（石英）とを備え、誘電体バリア放電によりプラズマを発生させるセル３ａを有するセンサ３と、セル３ａに対してプラズマを発生させる電力を供給するプラズマ生成電源２１と、プラズマ生成電源２１を制御する電源制御部２２を備える。

　上述のように、誘電体バリア放電を利用してプラズマを発生させる構成によれば、より確実に生体磁気を検出することができる生体磁気測定装置が提供できる。

　＜他の実施例＞
　なお、今回開示された実施例は、全ての点において例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲、並びに、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。例として、本発明は、下記の様に変形実施することができる。

　（１）上述の実施例においては、１個のセンサ３につき１個の検出回路５を有する構成となっていたが、本発明はこの構成に限られない。図１０に示す様にセンサ３と検出回路５との間にマルチプレクサ６を備えるようにすれば、複数のセンサ３に対して検出回路５を共用のものとすることができる。上述の実施例では、実施例２に係る構成を除き、生体磁気測定装置１が有する検出回路５の半分は機能していない。そこで、本例は、複数個のセンサ３に各々接続された光検出器４の出力を順に検出回路５に送出するマルチプレクサ６を備えている。マルチプレクサ６は、第１のセンサ３がオン状態のときは第１の光検出器４の出力を検出回路５に入力させる。同様に、マルチプレクサ６は、第２のセンサ３がオン状態のときは第２の光検出器４の出力を検出回路５に入力させる。以下、同様に、各センサ３を順にオン状態にすると共に、オン状態のセンサ３に対応する光検出器４の出力を検出回路５に入力させる。このようなマルチプレクサ６の制御は、マルチプレクサ制御部１４によって実現できる。このような構成とすることで、部品点数が抑制された生体磁気測定装置が提供できる。

　（２）上述の変形例（１）の生体磁気測定装置では、マルチプレクサ６は検出回路５側に設けられていたが、マルチプレクサ６をプラズマ生成電源２１側に設けて、交流電圧の印加に関する制御をマルチプレクサ６によって実現するようにしてもよい。すなわち、本例によれば、複数のセンサ３は、共通のマルチプレクサ６を通じて交流電圧が択一的に印加される。各センサ３への電力供給を択一的に行うことにより、隣り合うセンサ３の間だけでなく、マルチプレクサ６で制御される複数のセンサ３についてプラズマを発生させている期間が重なり合わないようにすることができる。

　（３）上述の実施例においては、誘電体バリア放電によりプラズマを発生させていたが、本発明はこの構成に限られない。ＲＦ(Radio Frequency)放電のような他の方式によってプラズマを発生させるようにしてもよい。

　（４）上述の実施例では、セル３ａにヘリウムガスを充満させる構成だったが、本発明はこの構成に限られず、他の希ガスなどを用いる構成も考えられる。すなわち、本発明は、ヘリウムガスに限らず、電圧を印加するとプラズマが発生して磁気センサとして機能し、電圧の印加を中止するとプラズマが消滅して磁気センサの機能が消失する構成の磁気センサを備えた生体磁気測定装置に適用できる。

　（５）上述の実施例では、第１のセンサ３と第２のセンサ３とが同時に制御されていたが、本発明はこの構成に限られず、第１のセンサ３がオフされた後に第２のセンサ３がオンされ、第２のセンサ３がオフされた後に第１のセンサ３をオンする、というように、第１のセンサがオンとなっている期間と第２のセンサがオンとなっている期間とを経時的に離間させ、互いの期間の間にいずれのセンサ３もオフとなるような時間を設けるように構成してもよい。

　（６）上述の実施例では、複数のセンサ３を２つのグループに分けて、センサ３のオン・オフの制御方式を各グループの間で異ならせる構成となっていたが、複数のセンサ３を３つ以上のグループに分けて、センサ３のオン・オフの制御方式を各グループの間で異ならせる構成としてもよい。

　（７）上述の実施例では、ポンピング光とプローブ光とを２つのレーザ光源によりそれぞれ照射する構成としていたが、本発明はこの構成に限られず、ポンピング光レーザとプローブ光レーザと共通化して、１つのレーザ光源を省略する構成としてもよい。

３　センサ（磁気センサ）
２１　プラズマ発生電源（プラズマ発生部）
２２　電源制御部

Claims

　それぞれ内部空間を有するセルを有し、該セル内で生じるプラズマによる光ポンピング作用を利用して生体磁気を検出する第１磁気センサ、第２磁気センサと、
　前記第１磁気センサ、第２磁気センサが有するセルの各々における内部空間においてプラズマを発生させるための電力を供給するプラズマ生成部と、
　前記第１磁気センサにおいて第１開始時刻から第１終了時刻までプラズマを発生させ、かつ、前記第２磁気センサにおいて前記第１開始時刻より後の第２開始時刻から前記第１終了時刻より後の第２終了時刻までプラズマを発生させるように前記プラズマ生成部を制御する電源制御部を備える生体磁気測定装置。
　請求項１に記載の生体磁気測定装置において、
　前記第１磁気センサは、少なくとも前記第１開始時刻から前記第２開始時刻までの所定期間に生体磁気を検出する生体磁気測定装置。
　請求項１に記載の生体磁気測定装置において、
　前記第１終了時刻は、前記第２開始時刻と同時刻、または前記第２開始時刻よりも前の時刻である生体磁気測定装置。
　請求項１に記載の生体磁気測定装置において、
　前記第１開始時刻から前記２開始時刻までの所定期間に前記第１磁気センサが検出した磁気検出信号と、前記所定期間外に前記第１磁気センサが検出した磁気検出信号との差分をとることにより、前記第１磁気センサの磁気検出信号を補正する補正部を備える生体磁気測定装置。
　請求項１に記載の生体磁気測定装置において、
　前記第１磁気センサにとって前記第２磁気センサよりも離れた位置にある第３磁気センサを有し、
　前記電源制御部は、前記第１磁気センサと、前記第３磁気センサとでプラズマを発生させている期間が重なるように前記プラズマ生成部を制御する生体磁気測定装置。
　請求項１に記載の生体磁気測定装置において、
　前記第１磁気センサの光信号を電気信号に変換する変換部と、
　前記第１磁気センサに対する前記変換部の有効化または無効化を行う変換制御部を備え、
　前記変換制御部は、前記第１開始時刻から前記第２開始時刻までの所定期間において前記変換部を有効化し、少なくとも前記第１終了時刻以降の期間は前記変換部を無効としている生体磁気測定装置。
　請求項６に記載の生体磁気測定装置において、
　前記変換制御部は、前記第１開始時刻の後、前記変換部を有効化し、前記第１終了時刻に先立って、前記変換部を無効化する生体磁気測定装置。
　それぞれプラズマを発生させるセルを有し、光ポンピング作用を利用して生体磁気を検出して光信号として出力する第１磁気センサ、第２磁気センサと、それぞれの前記セルに対してプラズマを発生させる電力を供給するプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部を制御する電源制御部を備えた生体磁気測定装置の制御方法において、
　前記第１磁気センサが有するセルにプラズマを発生させる第１過程と、
　前記第１過程から所定時間が経過した後、前記第２磁気センサが有するセルにプラズマを発生させる第２過程を備える生体磁気測定装置の制御方法。
　一対の電極と、前記一対の電極に挟まれる位置に設けられた誘電体とを備え、誘電体バリア放電によりプラズマを発生させるセルを有する磁気センサと、
　前記セルに対してプラズマを発生させる電力を供給するプラズマ生成部と、
　前記プラズマ生成部を制御する電源制御部を備える生体磁気測定装置。