JP2805599B2 - 生体磁気測定装置及び方法 - Google Patents
生体磁気測定装置及び方法Info
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- G01R33/035—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using superconductive devices
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被験者の脳により生じ
た磁界の測定に関し、特に、被験者の頭部を包囲するア
レイ状に配列されたセンサを用いてかかる測定を行う装
置及び方法に関する。
た磁界の測定に関し、特に、被験者の頭部を包囲するア
レイ状に配列されたセンサを用いてかかる測定を行う装
置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】人の脳は、電気信号を発生している。こ
れら電気信号は非常に微弱であるが、これらを種々の方
法により非侵入的に測定できる。かかる方法の一例であ
る生体磁気測定法は、被験者の頭部の外部に脳の電流に
よって生じる磁界の測定を利用している。
れら電気信号は非常に微弱であるが、これらを種々の方
法により非侵入的に測定できる。かかる方法の一例であ
る生体磁気測定法は、被験者の頭部の外部に脳の電流に
よって生じる磁界の測定を利用している。
【０００３】生体磁力計は、磁界センサ、センサ中の電
流の検出器、及び関連エレクトロニクスを有する特別に
改良された高感度装置である。磁界センサは典型的に
は、磁束により貫かれると微小電流を生じさせる単一ル
ープ又は多ループのコイル状の電線である。センサは、
脳の信号を測定しようとする被験者の頭部にできるだけ
近接して配置されるのが望ましい。というのは、磁界の
強さは、源からの距離の増大につれて急激に弱くなるか
らである。検出器は典型的には、非常に微弱な電流を検
出できる超電導量子干渉デバイス（以下、“ＳＱＵＩ
Ｄ”と称する場合がある）である。
流の検出器、及び関連エレクトロニクスを有する特別に
改良された高感度装置である。磁界センサは典型的に
は、磁束により貫かれると微小電流を生じさせる単一ル
ープ又は多ループのコイル状の電線である。センサは、
脳の信号を測定しようとする被験者の頭部にできるだけ
近接して配置されるのが望ましい。というのは、磁界の
強さは、源からの距離の増大につれて急激に弱くなるか
らである。検出器は典型的には、非常に微弱な電流を検
出できる超電導量子干渉デバイス（以下、“ＳＱＵＩ
Ｄ”と称する場合がある）である。
【０００４】センサ及び検出器は超電導材料で作られて
いる。これらは超電導状態を維持すると共に温度の上昇
につれて増大するノイズ源を抑制するために非常に低温
で用いられる。現在入手できるセンサ／検出器要素の動
作温度は、液体ヘリウム温度、即ち約４．２°Ｋであ
る。この温度の維持のためには、センサ及び検出器をジ
ュワーと呼ばれる断熱容器内に配置し、液体ヘリウムで
冷却する。典型的なジュワーは直径が約２４インチ、長
さが約４８インチである。ジュワーのサイズ及びセンサ
を被験者の頭部にできるだけ近接して配置する必要性に
鑑みて、ジュワーの幾何学的形状を綿密に設計する必要
がある。通例、センサは、被験者の頭部にできるだけ近
接して位置決めできるジュワーテイル（dewar tail）と
呼ばれる主ジュワー容器の小径延長部内に配置される。
いる。これらは超電導状態を維持すると共に温度の上昇
につれて増大するノイズ源を抑制するために非常に低温
で用いられる。現在入手できるセンサ／検出器要素の動
作温度は、液体ヘリウム温度、即ち約４．２°Ｋであ
る。この温度の維持のためには、センサ及び検出器をジ
ュワーと呼ばれる断熱容器内に配置し、液体ヘリウムで
冷却する。典型的なジュワーは直径が約２４インチ、長
さが約４８インチである。ジュワーのサイズ及びセンサ
を被験者の頭部にできるだけ近接して配置する必要性に
鑑みて、ジュワーの幾何学的形状を綿密に設計する必要
がある。通例、センサは、被験者の頭部にできるだけ近
接して位置決めできるジュワーテイル（dewar tail）と
呼ばれる主ジュワー容器の小径延長部内に配置される。
【０００５】上述の説明では、単一のセンサ及びその関
連の単一検出器を備えた単一測定チャンネルを取り上げ
た。初期の生体磁力計は単一測定チャンネルの周りに設
けられたが、その後の設計では、多測定チャンネルが単
一ユニット内に組み込まれた。最新の生体磁力計は、数
十の測定チャンネルを有し、将来的にはそれ以上の測定
チャンネルを有する可能性がある。
連の単一検出器を備えた単一測定チャンネルを取り上げ
た。初期の生体磁力計は単一測定チャンネルの周りに設
けられたが、その後の設計では、多測定チャンネルが単
一ユニット内に組み込まれた。最新の生体磁力計は、数
十の測定チャンネルを有し、将来的にはそれ以上の測定
チャンネルを有する可能性がある。
【０００６】生体磁力計における重要な技術的進歩は、
被験者の頭部全体を覆う技術的可能性の進展である。す
なわち、センサを被験者の頭部の周りにアレイ状に配置
するのが良い。被験者の脳で生じた磁界を全てのセンサ
で同時に測定する。測定値を分析して脳内での一つ又は
複数の源の位置及び強さを決定する。
被験者の頭部全体を覆う技術的可能性の進展である。す
なわち、センサを被験者の頭部の周りにアレイ状に配置
するのが良い。被験者の脳で生じた磁界を全てのセンサ
で同時に測定する。測定値を分析して脳内での一つ又は
複数の源の位置及び強さを決定する。
【０００７】センサのフルヘッド（ｆｕｌｌ−ｈｅａ
ｄ）アレイの位置決め、冷却及び支持を行う種々の方法
が提案されている。一方法では、ジュワーの下端部は、
患者の頭部全体のうち一部に被せるヘルメットの状態に
形作られている。被験者は椅子に完全に直立して腰掛け
ており、ジュワーをできるだけ近接した状態の装着が得
られるまで被験者の頭部上に下降させる。センサはジュ
ワー内部の液体ヘリウムリザーバ内に浸漬された状態で
ヘルメット状凹部の内面の周りに配置される。この手法
により、既存の生体磁力計の周知技術を用いてジュワー
の下端部の特定形状に利用して、被験者のフルヘッド測
定を行うという目的を達成するようにする。
ｄ）アレイの位置決め、冷却及び支持を行う種々の方法
が提案されている。一方法では、ジュワーの下端部は、
患者の頭部全体のうち一部に被せるヘルメットの状態に
形作られている。被験者は椅子に完全に直立して腰掛け
ており、ジュワーをできるだけ近接した状態の装着が得
られるまで被験者の頭部上に下降させる。センサはジュ
ワー内部の液体ヘリウムリザーバ内に浸漬された状態で
ヘルメット状凹部の内面の周りに配置される。この手法
により、既存の生体磁力計の周知技術を用いてジュワー
の下端部の特定形状に利用して、被験者のフルヘッド測
定を行うという目的を達成するようにする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、かかる手
法は利用可能であって有用であるが、欠点もあることを
認識している。おそらくは最も重要なこととして、フル
ヘッド覆い（full-headcoverage）を備えた現在用いら
れている生体磁力計は、被験者が剛直に直立した姿勢で
腰掛けている場合にのみ利用可能である。病気又は虚弱
である場合には多くの被験者を直立姿勢にさせておくこ
とはできない。重要な一用途では、被験者は外科的手術
の希望者である場合が多く、この外科的手術は、横臥姿
勢の患者に行われるようになっている。生体磁気測定法
は、脳の生死に係わる部分を損傷しないようにするた
め、非常に細心の注意を払って行わなければならない神
経外科医の手術計画に役立つよう用いられる。腰掛けた
状態の被験者に対して行われる測定は、横臥した状態又
はもたれ掛かった状態の患者について行われる或る外科
的手順には利用できない。というのは、脳の位置の僅か
なシフトが腰掛け姿勢と横臥姿勢の間で生じると分かっ
ているからである。かくして、この特定の用途について
横臥姿勢の被験者について生体磁気測定を行うことが非
常に望ましい。
法は利用可能であって有用であるが、欠点もあることを
認識している。おそらくは最も重要なこととして、フル
ヘッド覆い（full-headcoverage）を備えた現在用いら
れている生体磁力計は、被験者が剛直に直立した姿勢で
腰掛けている場合にのみ利用可能である。病気又は虚弱
である場合には多くの被験者を直立姿勢にさせておくこ
とはできない。重要な一用途では、被験者は外科的手術
の希望者である場合が多く、この外科的手術は、横臥姿
勢の患者に行われるようになっている。生体磁気測定法
は、脳の生死に係わる部分を損傷しないようにするた
め、非常に細心の注意を払って行わなければならない神
経外科医の手術計画に役立つよう用いられる。腰掛けた
状態の被験者に対して行われる測定は、横臥した状態又
はもたれ掛かった状態の患者について行われる或る外科
的手順には利用できない。というのは、脳の位置の僅か
なシフトが腰掛け姿勢と横臥姿勢の間で生じると分かっ
ているからである。かくして、この特定の用途について
横臥姿勢の被験者について生体磁気測定を行うことが非
常に望ましい。
【０００９】センサを収容しているジュワーを、ヘルメ
ット状凹部を被験者の頭部に被せるために任意所望の角
度に任意的に位置させることはできない。というのは、
ジュワーは、収容状態の変化により通常は浸漬状態の検
出器を露出させ、或いはジュワーを急角度に傾斜させ過
ぎるとこぼれる場合のある液状ガスを収容しているから
である。ジュワーを高角度に傾斜させても熱通路を露出
させて効果的にこれを短くする場合があり、その結果、
液状ガスの蒸発速度が高くなる。フルヘッド測定を行う
上での課題に対する一解決策は、２つのジュワーを用
い、即ちジュワーを一つは腰掛けた状態の被験者、もう
一つは横臥姿勢の被験者に用いることである。この方法
は、費用がかかるし完全な満足を得ることができない。
というのは、被験者を直立姿勢と横臥姿勢の間の中間姿
勢にさせることが望ましいからである。可動下端部を備
えた種々の形式のジュワーも計画されたが、これら設計
は複雑であり、漏れを生じやすく、しかも重く、さらに
現在入手できる材料では容易には実現できない。
ット状凹部を被験者の頭部に被せるために任意所望の角
度に任意的に位置させることはできない。というのは、
ジュワーは、収容状態の変化により通常は浸漬状態の検
出器を露出させ、或いはジュワーを急角度に傾斜させ過
ぎるとこぼれる場合のある液状ガスを収容しているから
である。ジュワーを高角度に傾斜させても熱通路を露出
させて効果的にこれを短くする場合があり、その結果、
液状ガスの蒸発速度が高くなる。フルヘッド測定を行う
上での課題に対する一解決策は、２つのジュワーを用
い、即ちジュワーを一つは腰掛けた状態の被験者、もう
一つは横臥姿勢の被験者に用いることである。この方法
は、費用がかかるし完全な満足を得ることができない。
というのは、被験者を直立姿勢と横臥姿勢の間の中間姿
勢にさせることが望ましいからである。可動下端部を備
えた種々の形式のジュワーも計画されたが、これら設計
は複雑であり、漏れを生じやすく、しかも重く、さらに
現在入手できる材料では容易には実現できない。
【００１０】被験者のフルヘッド生体磁気測定を行うた
めの改良技術が要望されている。本発明はこの要望に応
え、さらに関連の利点をもたらすものである。
めの改良技術が要望されている。本発明はこの要望に応
え、さらに関連の利点をもたらすものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、完全直立姿
勢、完全横臥姿勢、又は中間姿勢の被験者に利用できる
フルヘッド覆い方式の生体磁力計を提供する。一定構成
の単一ジュワーが用いられる。ジュワーの壁製作及び他
の製造に関する公知の技術を利用して漏れの恐れを最小
限に抑えると共に既存の最適化設計を利用する。
勢、完全横臥姿勢、又は中間姿勢の被験者に利用できる
フルヘッド覆い方式の生体磁力計を提供する。一定構成
の単一ジュワーが用いられる。ジュワーの壁製作及び他
の製造に関する公知の技術を利用して漏れの恐れを最小
限に抑えると共に既存の最適化設計を利用する。
【００１２】本発明によれば、生体磁気測定装置は、ジ
ュワー容器、ジュワー容器内に設けられた生体磁気セン
サのアレイ、及び生体磁気センサにより生じた信号を検
出する手段を含む。ジュワー容器は、断熱された液密の
細長い中空本体を有し、該中空本体は、その長手方向と
平行なジュワー本体軸線を有する。ジュワー容器は更
に、実質的に頭部の頭蓋部分の形をした頭蓋用部分を備
える凹部表面を有する。頭部は、円筒形軸線と一致した
頭部基準軸線を有する円筒形表面により、更に、人の頭
蓋部を含むよう構成され、円筒形表面と連続している頭
蓋周囲を有する頭部頭蓋部分によって定められる。凹部
表面は、頭部基準軸線がジュワー本体軸線に対し約２０
°〜約６０°の角度、好ましくは約３０°〜約６０°、
最適には４５°の角度をなすよう配向している。生体磁
気センサのアレイは、凹部表面の周囲の少なくとも一部
の周りに配置される。
ュワー容器、ジュワー容器内に設けられた生体磁気セン
サのアレイ、及び生体磁気センサにより生じた信号を検
出する手段を含む。ジュワー容器は、断熱された液密の
細長い中空本体を有し、該中空本体は、その長手方向と
平行なジュワー本体軸線を有する。ジュワー容器は更
に、実質的に頭部の頭蓋部分の形をした頭蓋用部分を備
える凹部表面を有する。頭部は、円筒形軸線と一致した
頭部基準軸線を有する円筒形表面により、更に、人の頭
蓋部を含むよう構成され、円筒形表面と連続している頭
蓋周囲を有する頭部頭蓋部分によって定められる。凹部
表面は、頭部基準軸線がジュワー本体軸線に対し約２０
°〜約６０°の角度、好ましくは約３０°〜約６０°、
最適には４５°の角度をなすよう配向している。生体磁
気センサのアレイは、凹部表面の周囲の少なくとも一部
の周りに配置される。
【００１３】変形例として、凹部を中空本体の外面に設
けられた細長い凹部として説明しても良い。この凹部
は、人の頭部を受け入れるのに十分大きく寸法決めされ
ていて、頭部の額部分、頭蓋部分及び後頭部分を受け入
れるようになっており、凹部は、その長手方向と平行な
凹部軸線を有し、凹部軸線はジュワー本体軸線に対し約
２０°〜約６０°の角度をなしている。
けられた細長い凹部として説明しても良い。この凹部
は、人の頭部を受け入れるのに十分大きく寸法決めされ
ていて、頭部の額部分、頭蓋部分及び後頭部分を受け入
れるようになっており、凹部は、その長手方向と平行な
凹部軸線を有し、凹部軸線はジュワー本体軸線に対し約
２０°〜約６０°の角度をなしている。
【００１４】センサアレイは好ましくは、凹部の内面に
近接して配置され、センサアレイが凹部と同一の角度に
傾斜するようになっている。ジュワー本体の凹んだヘル
メット状の壁は、被験者の頭部に被せられてフルヘッド
覆いとなる。
近接して配置され、センサアレイが凹部と同一の角度に
傾斜するようになっている。ジュワー本体の凹んだヘル
メット状の壁は、被験者の頭部に被せられてフルヘッド
覆いとなる。
【００１５】凹部及びセンサアレイは、ジュワー本体軸
線に対して約２０°〜約６０°の角度をなしている。最
も好ましい角度関係は４５°である。この最も好ましい
構成では、ジュワー容器を、完全直立姿勢で腰掛けてい
る被験者に対応するよう水平面内の軸線の周りに鉛直に
対して約−４５°の角度に回動させる。この配向状態で
は、凹部及びセンサアレイは下方へ開いて直立状態の被
験者の頭部を受け入れる。完全横臥（水平）姿勢の被験
者に対応するため、ジュワーを同一軸線の周りに鉛直に
対して約＋４５°の角度まで回動させる。この配向状態
では、凹部及びセンサアレイは水平に開いて横臥姿勢の
被験者の頭部を受け入れる。試験結果の示すところによ
れば、従来型ジュワーを損傷させることなくジュワー支
持装置を用いて−４５°〜＋４５°の位置に容易に回動
させることができる。本発明の重要な一特徴は、ジュワ
ーの回動位置を調節することにより、直立姿勢と横臥姿
勢の間の被験者の頭部の中間位置に対応することにあ
る。ある神経外科手術では、例えば、患者をかかる中間
姿勢にさせて神経外科医が最も良く接近できるようにす
ることが好ましい場合がある。
線に対して約２０°〜約６０°の角度をなしている。最
も好ましい角度関係は４５°である。この最も好ましい
構成では、ジュワー容器を、完全直立姿勢で腰掛けてい
る被験者に対応するよう水平面内の軸線の周りに鉛直に
対して約−４５°の角度に回動させる。この配向状態で
は、凹部及びセンサアレイは下方へ開いて直立状態の被
験者の頭部を受け入れる。完全横臥（水平）姿勢の被験
者に対応するため、ジュワーを同一軸線の周りに鉛直に
対して約＋４５°の角度まで回動させる。この配向状態
では、凹部及びセンサアレイは水平に開いて横臥姿勢の
被験者の頭部を受け入れる。試験結果の示すところによ
れば、従来型ジュワーを損傷させることなくジュワー支
持装置を用いて−４５°〜＋４５°の位置に容易に回動
させることができる。本発明の重要な一特徴は、ジュワ
ーの回動位置を調節することにより、直立姿勢と横臥姿
勢の間の被験者の頭部の中間位置に対応することにあ
る。ある神経外科手術では、例えば、患者をかかる中間
姿勢にさせて神経外科医が最も良く接近できるようにす
ることが好ましい場合がある。
【００１６】本発明は、生体磁力計の分野で重要な技術
的進歩をもたらし、特に、被験者の脳内の活動度の測定
のためのフルヘッド覆いを提供する。生体磁気モニター
に関する種々のタイプの単独形ヘルメット構成が提案さ
れていたことが注目される。かかる設計は従来型ジュワ
ーと連携して使用されず、ユーザーの頭に載せるだけで
ある。しかしながら、現時点では、これら単独形ヘルメ
ット設計のうち多くは種々の理由で容易には実現でき
ず、いずれにしてもヘルメット設計は最高感度の実現に
必要な極低温センサ温度を達成することは決してできな
い。本発明の手法は、公知のジュワー冷却技術と連携し
て具体化でき、しかも生体磁気測定装置のセンサ及び検
出器について液体ヘリウム温度を達成できる生体磁力計
を提供する。
的進歩をもたらし、特に、被験者の脳内の活動度の測定
のためのフルヘッド覆いを提供する。生体磁気モニター
に関する種々のタイプの単独形ヘルメット構成が提案さ
れていたことが注目される。かかる設計は従来型ジュワ
ーと連携して使用されず、ユーザーの頭に載せるだけで
ある。しかしながら、現時点では、これら単独形ヘルメ
ット設計のうち多くは種々の理由で容易には実現でき
ず、いずれにしてもヘルメット設計は最高感度の実現に
必要な極低温センサ温度を達成することは決してできな
い。本発明の手法は、公知のジュワー冷却技術と連携し
て具体化でき、しかも生体磁気測定装置のセンサ及び検
出器について液体ヘリウム温度を達成できる生体磁力計
を提供する。
【００１７】本発明の他の特徴及び他の利点は、本発明
の原理を例示的に示す添付の図面を参照して好ましい実
施例の以下の詳細な説明を読むと明らかになろう。
の原理を例示的に示す添付の図面を参照して好ましい実
施例の以下の詳細な説明を読むと明らかになろう。
【００１８】
【実施例】本発明は、被験者２４の頭部２２からの生体
磁気データを得るための生体磁気測定装置２０に具体化
されている。生体磁気測定装置２０は、微弱な磁界を測
定するためのピックアップコイル２８の形態の磁界セン
サから成るアレイ２６を含む。ピックアップコイル２８
は、磁力計又は磁界勾配計であるのが良いが、特定用途
に適した別構成のものであっても良い。磁界ピックアッ
プコイルのアレイ２６の幾何学的形状及び配向状態につ
いては後で説明する。
磁気データを得るための生体磁気測定装置２０に具体化
されている。生体磁気測定装置２０は、微弱な磁界を測
定するためのピックアップコイル２８の形態の磁界セン
サから成るアレイ２６を含む。ピックアップコイル２８
は、磁力計又は磁界勾配計であるのが良いが、特定用途
に適した別構成のものであっても良い。磁界ピックアッ
プコイルのアレイ２６の幾何学的形状及び配向状態につ
いては後で説明する。
【００１９】各磁界ピックアップコイル２８の出力信号
は、検出器、好ましくは超電導量子干渉デバイス（ＳＱ
ＵＩＤ）３０によって検出される。一般に、各ピックア
ップコイル２８についてＳＱＵＩＤ３０が一つずつ設け
られる。これらの素子は関連のエレクトロニクスと一緒
になって単一のチャンネルを形成する。代表的な生体磁
気測定装置２０は、数十のチャンネルを有するのがよ
い。
は、検出器、好ましくは超電導量子干渉デバイス（ＳＱ
ＵＩＤ）３０によって検出される。一般に、各ピックア
ップコイル２８についてＳＱＵＩＤ３０が一つずつ設け
られる。これらの素子は関連のエレクトロニクスと一緒
になって単一のチャンネルを形成する。代表的な生体磁
気測定装置２０は、数十のチャンネルを有するのがよ
い。
【００２０】磁界ピックアップコイル２８とＳＱＵＩＤ
３０の両方が、真空保持壁及び適当な断熱材を有する真
空断熱式ジュワー容器内で極低温動作温度に維持されて
いる。ジュワー容器３４の外壁３５は、その外部本体３
６として機能し、この本体３６はジュワー本体軸線３８
を有するものとして説明することが可能である。好まし
い形態では、本体３６の上部は、直径が約２４インチ、
長さ（円筒形部分）が約４８インチの円筒形のものであ
る。ジュワー本体軸線３８は、この場合ジュワー本体３
６の円筒形部分の円筒形軸線（cylindrical axis）と一
致している。ジュワー本体３６は、極低温液体４０を収
容する断熱容器として機能する。所要タイプの極低温液
体４０の決定にあたっては、ＳＱＵＩＤの冷却要件も考
慮される。大抵の場合、脳で生じた信号の測定では、温
度依存性ノイズを抑制するために温度が低いことが必要
であり、液体ヘリウムが極低温液体として用いられる。
本発明の方法はまた、ピックアップコイル及び／又はＳ
ＱＵＩＤが極低温液体中に浸漬されるのではなく、真空
中に支持される新設計のジュワーと連携動作できる。
３０の両方が、真空保持壁及び適当な断熱材を有する真
空断熱式ジュワー容器内で極低温動作温度に維持されて
いる。ジュワー容器３４の外壁３５は、その外部本体３
６として機能し、この本体３６はジュワー本体軸線３８
を有するものとして説明することが可能である。好まし
い形態では、本体３６の上部は、直径が約２４インチ、
長さ（円筒形部分）が約４８インチの円筒形のものであ
る。ジュワー本体軸線３８は、この場合ジュワー本体３
６の円筒形部分の円筒形軸線（cylindrical axis）と一
致している。ジュワー本体３６は、極低温液体４０を収
容する断熱容器として機能する。所要タイプの極低温液
体４０の決定にあたっては、ＳＱＵＩＤの冷却要件も考
慮される。大抵の場合、脳で生じた信号の測定では、温
度依存性ノイズを抑制するために温度が低いことが必要
であり、液体ヘリウムが極低温液体として用いられる。
本発明の方法はまた、ピックアップコイル及び／又はＳ
ＱＵＩＤが極低温液体中に浸漬されるのではなく、真空
中に支持される新設計のジュワーと連携動作できる。
【００２１】生体磁気測定装置２０のエレクトロニクス
構成が図１に概略的に示されている。脳からの磁気信号
は、磁界ピックアップコイル２８によって検出され、磁
界ピックアップコイル２８は磁束が貫くと、微小な電流
の出力信号を生じさせる。ピックアップコイル２８の出
力信号は検出器、この場合はＳＱＵＩＤ３０によって検
出される。ＳＱＵＩＤ３０は、ピックアップコイルによ
って検出された磁束に比例する電圧を生じさせる。ＳＱ
ＵＩＤ３０の出力信号は、代表的には平衡（balancin
g)、利得（gain）、増幅（amplifying）及び濾過（filt
ering)回路を含む周囲温度電子信号プロセッサ４２で処
理され、時間の関数としてコンピュータ４４に記憶され
分析される。各センサチャンネルにより、被験者の脳内
の全ての源によって生じた磁界に対するその応答の記録
が成される。というのは、これら源は、センサチャンネ
ルのピックアップコイルに同時に作用するからである。
単純化のため、図１は、ピックアップコイル及びＳＱＵ
ＩＤを含む単一センサチャンネルしか示していないが、
実際には、ＳＱＵＩＤ３０／ピックアップコイル２８の
組の各々について信号プロセッサ４２が設けられている
のが一般的である。
構成が図１に概略的に示されている。脳からの磁気信号
は、磁界ピックアップコイル２８によって検出され、磁
界ピックアップコイル２８は磁束が貫くと、微小な電流
の出力信号を生じさせる。ピックアップコイル２８の出
力信号は検出器、この場合はＳＱＵＩＤ３０によって検
出される。ＳＱＵＩＤ３０は、ピックアップコイルによ
って検出された磁束に比例する電圧を生じさせる。ＳＱ
ＵＩＤ３０の出力信号は、代表的には平衡（balancin
g)、利得（gain）、増幅（amplifying）及び濾過（filt
ering)回路を含む周囲温度電子信号プロセッサ４２で処
理され、時間の関数としてコンピュータ４４に記憶され
分析される。各センサチャンネルにより、被験者の脳内
の全ての源によって生じた磁界に対するその応答の記録
が成される。というのは、これら源は、センサチャンネ
ルのピックアップコイルに同時に作用するからである。
単純化のため、図１は、ピックアップコイル及びＳＱＵ
ＩＤを含む単一センサチャンネルしか示していないが、
実際には、ＳＱＵＩＤ３０／ピックアップコイル２８の
組の各々について信号プロセッサ４２が設けられている
のが一般的である。
【００２２】生体磁気測定装置及び被験者２４は好まし
くは、生体磁気測定装置を外部からの影響から遮蔽する
磁気遮蔽室４６（これは、「ＭＳＲ」とも呼ばれる）内
に入れられるが、これは必ずしも必要ではない。ＭＳＲ
４６は図３及び図４に概略的に示されている。外部から
の影響を遮断することにより、生体磁界の有意味な指標
を得るのに必要な信号処理及び濾過の量が少なくなる。
信号プロセッサ４２及びコンピュータ４４は代表的には
ＭＳＲ４６の外部に設置され、これらが被験者の磁界の
検出を邪魔しないようになっている。
くは、生体磁気測定装置を外部からの影響から遮蔽する
磁気遮蔽室４６（これは、「ＭＳＲ」とも呼ばれる）内
に入れられるが、これは必ずしも必要ではない。ＭＳＲ
４６は図３及び図４に概略的に示されている。外部から
の影響を遮断することにより、生体磁界の有意味な指標
を得るのに必要な信号処理及び濾過の量が少なくなる。
信号プロセッサ４２及びコンピュータ４４は代表的には
ＭＳＲ４６の外部に設置され、これらが被験者の磁界の
検出を邪魔しないようになっている。
【００２３】本システムの幾つかの構成要素の基本構成
は公知である。真空エンクロージャの構成は米国特許第
４，７７３，９５２号に開示されている。ピックアップ
コイル、ＳＱＵＩＤ及び周囲温度ＳＱＵＩＤエレクトロ
ニクスを含む磁界センサの構成及び動作原理は、米国特
許第３，９８０，０７６号、第４，０７９，７３０号、
第４，３８６，３６１号及び第４，４０３，１８９号に
開示されている。生体磁力計は米国特許第４，７９３，
３５５号に開示されている。磁気遮蔽室は米国特許第
３，５５７，７７７号及び第５，０４３，５２９号に開
示されている。
は公知である。真空エンクロージャの構成は米国特許第
４，７７３，９５２号に開示されている。ピックアップ
コイル、ＳＱＵＩＤ及び周囲温度ＳＱＵＩＤエレクトロ
ニクスを含む磁界センサの構成及び動作原理は、米国特
許第３，９８０，０７６号、第４，０７９，７３０号、
第４，３８６，３６１号及び第４，４０３，１８９号に
開示されている。生体磁力計は米国特許第４，７９３，
３５５号に開示されている。磁気遮蔽室は米国特許第
３，５５７，７７７号及び第５，０４３，５２９号に開
示されている。
【００２４】図１に示すようにピックアップコイル２８
は、壁３５内に収容されているヘルメット形状のアレイ
２６の中に配置されている。好ましい実施例では、壁３
５の上方部分５０は円筒形である。壁３５の下方部分５
２は、被験者２４の頭部２２を受け入れるような寸法の
ヘルメット形状の凹部５４を含むような形状になってい
る。ピックアップコイル２８をできるだけ被験者２４の
脳内の磁界源に近付けることが望ましい。したがって、
壁３５のヘルメット形状凹部５４はピックアップコイル
２８のアレイ２６と協働するような構成になっていて、
個々のピックアップコイル２８がヘルメット形状の凹部
５４の内壁に密接して位置決めされるようになってい
る。
は、壁３５内に収容されているヘルメット形状のアレイ
２６の中に配置されている。好ましい実施例では、壁３
５の上方部分５０は円筒形である。壁３５の下方部分５
２は、被験者２４の頭部２２を受け入れるような寸法の
ヘルメット形状の凹部５４を含むような形状になってい
る。ピックアップコイル２８をできるだけ被験者２４の
脳内の磁界源に近付けることが望ましい。したがって、
壁３５のヘルメット形状凹部５４はピックアップコイル
２８のアレイ２６と協働するような構成になっていて、
個々のピックアップコイル２８がヘルメット形状の凹部
５４の内壁に密接して位置決めされるようになってい
る。
【００２５】凹部５４の表面は実質的に人の頭部（huma
n headform）の頭蓋部分（cranialportion)の形状をし
ている。図６は、凹部の配向状態を定めるのに役立つ一
組の基準関係（reference relations)を示している。凹
部は、頭部の一部に一致するよう形作られており、また
ジュワー本体軸線３８に対する凹部の角度が約２０°〜
約６０°になるよう差し向けられる。人の頭は、単一の
標準型（standard form)によって容易に特定される形状
のものではない。頭型を一般的に規定するのに種々の技
術が採用されている。かかる技術のうち一つでは、頭型
は、上部に湾曲した頭蓋部分を備えた頭部の下方部分に
ほぼ相当する円柱体として規定される。この技術は、例
えば保護ヘルメットの検査規準を設定する際に国際標準
化機構（ＩＳＯ）によって利用されており、これについ
ては、ＩＳＯ推薦規格Ｒ１５１１及び国際規格案ＩＳＯ
／ＤＩＳ６２２０を参照されたい。また、米国特許第
５，３０９，０９５号も参照のこと。
n headform）の頭蓋部分（cranialportion)の形状をし
ている。図６は、凹部の配向状態を定めるのに役立つ一
組の基準関係（reference relations)を示している。凹
部は、頭部の一部に一致するよう形作られており、また
ジュワー本体軸線３８に対する凹部の角度が約２０°〜
約６０°になるよう差し向けられる。人の頭は、単一の
標準型（standard form)によって容易に特定される形状
のものではない。頭型を一般的に規定するのに種々の技
術が採用されている。かかる技術のうち一つでは、頭型
は、上部に湾曲した頭蓋部分を備えた頭部の下方部分に
ほぼ相当する円柱体として規定される。この技術は、例
えば保護ヘルメットの検査規準を設定する際に国際標準
化機構（ＩＳＯ）によって利用されており、これについ
ては、ＩＳＯ推薦規格Ｒ１５１１及び国際規格案ＩＳＯ
／ＤＩＳ６２２０を参照されたい。また、米国特許第
５，３０９，０９５号も参照のこと。
【００２６】これらの方法は両方とも、頭部軸線（例え
ば、米国特許第５，３０９，０９５号の図４の軸線Ｚ）
を定める円筒形の頭部を用いている。これら方法の互い
に異なる点は、頭蓋部分がＩＳＯ公報及び米国特許第
５，３０９，０９５号の一組の互いに交差する半球体と
円錐体によって定められることにある。
ば、米国特許第５，３０９，０９５号の図４の軸線Ｚ）
を定める円筒形の頭部を用いている。これら方法の互い
に異なる点は、頭蓋部分がＩＳＯ公報及び米国特許第
５，３０９，０９５号の一組の互いに交差する半球体と
円錐体によって定められることにある。
【００２７】本発明の目的にとって、頭部についての基
準軸線を定めることが必要である。図６を参照すると、
頭部９０は、ほぼ円筒形の表面９２及びこの円筒形表面
９２と連続する湾曲頭蓋部分９４によって形成される。
本明細書において、「略（ほぼ）円筒形」という用語
は、平面の（同一平面上にある）曲線を、この曲線の位
置する平面と垂直に位置する軸線（以下、「円筒形軸
線」と称する）に沿って動かすことによって形成される
表面を意味する。したがって、略円筒形表面は、横断面
が円ではなく平面の曲線であることを除き、直円柱の特
徴を有している。
準軸線を定めることが必要である。図６を参照すると、
頭部９０は、ほぼ円筒形の表面９２及びこの円筒形表面
９２と連続する湾曲頭蓋部分９４によって形成される。
本明細書において、「略（ほぼ）円筒形」という用語
は、平面の（同一平面上にある）曲線を、この曲線の位
置する平面と垂直に位置する軸線（以下、「円筒形軸
線」と称する）に沿って動かすことによって形成される
表面を意味する。したがって、略円筒形表面は、横断面
が円ではなく平面の曲線であることを除き、直円柱の特
徴を有している。
【００２８】好ましくは、頭蓋部分の周囲９６は略円筒
形表面９２と接する。略円筒形表面９２は円筒形軸線９
８を有している。頭部基準軸線１００は円筒形軸線９８
と一致している。略円筒形表面９２は頭部を内接させる
ような寸法を有している。頭蓋部分の形状は、額部分、
頭蓋部分、側頭部分、後頭部分を含む人間の頭蓋を包含
するようなものである。標準化の目的のため、これを経
験的に（ＩＳＯ規格におけるように）、又は一組の近似
幾何学的図形（米国特許第５，３０９，０９５号におけ
るように）によって記述する。いずれの標準化の方法に
おいても、或いは他の任意の使用可能な方法において
も、これを用いて頭蓋部分９４の形状を定めることがで
きる。
形表面９２と接する。略円筒形表面９２は円筒形軸線９
８を有している。頭部基準軸線１００は円筒形軸線９８
と一致している。略円筒形表面９２は頭部を内接させる
ような寸法を有している。頭蓋部分の形状は、額部分、
頭蓋部分、側頭部分、後頭部分を含む人間の頭蓋を包含
するようなものである。標準化の目的のため、これを経
験的に（ＩＳＯ規格におけるように）、又は一組の近似
幾何学的図形（米国特許第５，３０９，０９５号におけ
るように）によって記述する。いずれの標準化の方法に
おいても、或いは他の任意の使用可能な方法において
も、これを用いて頭蓋部分９４の形状を定めることがで
きる。
【００２９】凹部５４は、頭部９０の少なくとも一部、
特に、頭蓋部分９４に一致するよう形作られている。凹
部５４は頭部基準軸線１００がジュワー本体軸線３８
と、約２０°〜６０°の角度をなし、最適には４５°の
角度をなして交差するよう差し向けられる。もし頭部基
準軸線１００とジュワー本体軸線３８とのなす角が約２
０°未満、又は約６０°以上であれば、ジュワーは、ジ
ュワー容器３４を過度に大きく傾けなければ、被験者の
頭部の種々の位置の運動範囲に適応できない。かかる過
度に大きな傾斜により、容器内の極低温液体がこぼれる
場合、或いは、容器内の冷却された素子が露出し、その
結果著しく熱効率が下がる場合がある。
特に、頭蓋部分９４に一致するよう形作られている。凹
部５４は頭部基準軸線１００がジュワー本体軸線３８
と、約２０°〜６０°の角度をなし、最適には４５°の
角度をなして交差するよう差し向けられる。もし頭部基
準軸線１００とジュワー本体軸線３８とのなす角が約２
０°未満、又は約６０°以上であれば、ジュワーは、ジ
ュワー容器３４を過度に大きく傾けなければ、被験者の
頭部の種々の位置の運動範囲に適応できない。かかる過
度に大きな傾斜により、容器内の極低温液体がこぼれる
場合、或いは、容器内の冷却された素子が露出し、その
結果著しく熱効率が下がる場合がある。
【００３０】完全に仰向きの体位で横たわっている人、
たとえば重病又は虚弱な人に関する特定の状況について
は、頭部基準軸線１００とジュワー本体軸線３８との間
の角は好ましくは約３０°である。他方、被験者にも記
録データにも悪影響を及ぼさないで、多くの被験者は仰
向き状態の角度、即ち、枕に載せた状態の被験者の頭の
位置に対応する角度よりも最高約１０°の傾斜を我慢す
ることができる。（なお、脳からの生体磁気データは、
被験者の傾斜角に応じて変動する。）これらの場合につ
いては、頭部基準軸線１００とジュワー本体軸線３８と
の間の最小角度は、約２０°である。かくして、頭部基
準軸線１００とジュワー本体軸線３８との間の約２０°
の最小角度が許容可能である。ただし、完全に仰向きの
被験者及び体を上方に傾斜できる被験者に対処するため
には、頭部基準軸線１００とジュワー本体軸線３８との
間の好ましい最小角度は約３０°である。
たとえば重病又は虚弱な人に関する特定の状況について
は、頭部基準軸線１００とジュワー本体軸線３８との間
の角は好ましくは約３０°である。他方、被験者にも記
録データにも悪影響を及ぼさないで、多くの被験者は仰
向き状態の角度、即ち、枕に載せた状態の被験者の頭の
位置に対応する角度よりも最高約１０°の傾斜を我慢す
ることができる。（なお、脳からの生体磁気データは、
被験者の傾斜角に応じて変動する。）これらの場合につ
いては、頭部基準軸線１００とジュワー本体軸線３８と
の間の最小角度は、約２０°である。かくして、頭部基
準軸線１００とジュワー本体軸線３８との間の約２０°
の最小角度が許容可能である。ただし、完全に仰向きの
被験者及び体を上方に傾斜できる被験者に対処するため
には、頭部基準軸線１００とジュワー本体軸線３８との
間の好ましい最小角度は約３０°である。
【００３１】凹部５４及び頭部基準軸線１００の通る頭
部９０の頂点５６から、凹部５４の壁は外方（容器の内
部に対して外方）に且つ図１で見て左側へ延びると共に
外方にかつ右側へ延びる。凹部は構造上好ましくは、被
験者の一方の側に位置する額を覆うと共に、他方の側に
おける背骨の上部脊椎まで延びる頭部下方部分（後頭
部）を覆う。好ましい実施例における距離的関係を述べ
ると、ジュワー本体軸線３８と頭部基準軸線１００は回
動平面（pivoting plane）を定めていることが分かる。
図１の断面はその回動平面に取られている。凹部５４の
壁は、凹状（容器３４の内部に対して凹状）に湾曲した
第１のセグメント６０を含み、この第１のセグメント６
０は内方に延びる点から、頭部基準軸線１００と平行に
測って約２．５〜約３．５インチの距離だけ外方へ延
び、そして回動平面内でかつ頭部基準軸線１００と垂直
に測って約４〜４．５インチの距離、左側へ（図１で見
て）延びる。凹部５４の壁は凹状に湾曲した第２のセグ
メント６２を有し、このセグメント６２は、内方に延び
る点から、頭部基準軸線１００と平行に測って約７〜８
インチの距離だけ外方へ延び、そして回動平面内で且つ
頭部基準軸線１００と垂直に測って約４〜約４．５イン
チの距離、右側へ（図１で見て）延びる。これら寸法形
状の有し、幅が約７インチの凹部（回動平面と垂直に測
定）は、大抵の人の頭部全体又はフルヘッドの覆い（fu
ll-head coverage）となる。他の磁界ピックアップコイ
ル及びこれらと関連した検出器は、図１の図平面にはな
く、ヘルメット状凹部の両側に配置されている。
部９０の頂点５６から、凹部５４の壁は外方（容器の内
部に対して外方）に且つ図１で見て左側へ延びると共に
外方にかつ右側へ延びる。凹部は構造上好ましくは、被
験者の一方の側に位置する額を覆うと共に、他方の側に
おける背骨の上部脊椎まで延びる頭部下方部分（後頭
部）を覆う。好ましい実施例における距離的関係を述べ
ると、ジュワー本体軸線３８と頭部基準軸線１００は回
動平面（pivoting plane）を定めていることが分かる。
図１の断面はその回動平面に取られている。凹部５４の
壁は、凹状（容器３４の内部に対して凹状）に湾曲した
第１のセグメント６０を含み、この第１のセグメント６
０は内方に延びる点から、頭部基準軸線１００と平行に
測って約２．５〜約３．５インチの距離だけ外方へ延
び、そして回動平面内でかつ頭部基準軸線１００と垂直
に測って約４〜４．５インチの距離、左側へ（図１で見
て）延びる。凹部５４の壁は凹状に湾曲した第２のセグ
メント６２を有し、このセグメント６２は、内方に延び
る点から、頭部基準軸線１００と平行に測って約７〜８
インチの距離だけ外方へ延び、そして回動平面内で且つ
頭部基準軸線１００と垂直に測って約４〜約４．５イン
チの距離、右側へ（図１で見て）延びる。これら寸法形
状の有し、幅が約７インチの凹部（回動平面と垂直に測
定）は、大抵の人の頭部全体又はフルヘッドの覆い（fu
ll-head coverage）となる。他の磁界ピックアップコイ
ル及びこれらと関連した検出器は、図１の図平面にはな
く、ヘルメット状凹部の両側に配置されている。
【００３２】凹部５４のかかる傾斜方式により、図１に
示す直立腰掛け姿勢と図２に示す完全横臥姿勢の両状態
の被験者２４について構造的な設計変更を行なうことな
く、生体磁気測定装置２０を使用できる。このように多
くの姿勢での使用を可能にするため、ジュワー容器３４
を回動平面（交差状態にあるジュワー本体軸線３８と頭
部基準軸線１００によって構成される）内で回転させ
る。ジュワー本体軸線３８が図１に示すように鉛直から
−４５°回転させた位置では、凹部５４は垂直方向下方
に開いて完全に直立して腰掛けている被験者２４に対応
する。ジュワー本体軸線が図２に示すように鉛直から＋
４５°回転した位置では、凹部５４は水平に（図２で左
側へ）開いて完全横臥姿勢の被験者２４を受け入れる。
＋４５°の回転を行なっても極低温液体４０はこぼれ
ず、また極低温液体の表面上にＳＱＵＩＤ３０が露出す
ることなく、また過度に熱効率が下がることなく、他の
損傷が生じることもない。
示す直立腰掛け姿勢と図２に示す完全横臥姿勢の両状態
の被験者２４について構造的な設計変更を行なうことな
く、生体磁気測定装置２０を使用できる。このように多
くの姿勢での使用を可能にするため、ジュワー容器３４
を回動平面（交差状態にあるジュワー本体軸線３８と頭
部基準軸線１００によって構成される）内で回転させ
る。ジュワー本体軸線３８が図１に示すように鉛直から
−４５°回転させた位置では、凹部５４は垂直方向下方
に開いて完全に直立して腰掛けている被験者２４に対応
する。ジュワー本体軸線が図２に示すように鉛直から＋
４５°回転した位置では、凹部５４は水平に（図２で左
側へ）開いて完全横臥姿勢の被験者２４を受け入れる。
＋４５°の回転を行なっても極低温液体４０はこぼれ
ず、また極低温液体の表面上にＳＱＵＩＤ３０が露出す
ることなく、また過度に熱効率が下がることなく、他の
損傷が生じることもない。
【００３３】図３に示すように、ジュワー容器３４は、
これを回動平面内で−４５°から＋４５°まで回動でき
るようにする支持スタンド６４で回動自在に支持されて
いる。被験者２４は、上端を上方に回動できるセグメン
ト状パッドとして示されている被験者支持体６６で支持
されている。被験者支持体６６は、任意の操作可能な方
法、本実施例では空気圧ベッド６８として示されている
手段で昇降動作が行われる。
これを回動平面内で−４５°から＋４５°まで回動でき
るようにする支持スタンド６４で回動自在に支持されて
いる。被験者２４は、上端を上方に回動できるセグメン
ト状パッドとして示されている被験者支持体６６で支持
されている。被験者支持体６６は、任意の操作可能な方
法、本実施例では空気圧ベッド６８として示されている
手段で昇降動作が行われる。
【００３４】本発明による手法の特定の利点は、完全直
立腰掛け姿勢又は完全横臥姿勢、さらにその中間の姿勢
の被験者に使用できることにある。完全直立姿勢は、人
によっては楽ではない場合があり、そこで、完全直立姿
勢に近いが僅かにもたれ掛かった姿勢、例えば図３に示
す姿勢を用いるのが良い。ジュワー容器３４の凹部５４
は、回動角度を−４５°から、鉛直からの頭の傾斜角の
量だけ−４５°の開きから引いた角度に変えるだけで、
被験者の頭を受け入れるよう容易に位置決めできる。
立腰掛け姿勢又は完全横臥姿勢、さらにその中間の姿勢
の被験者に使用できることにある。完全直立姿勢は、人
によっては楽ではない場合があり、そこで、完全直立姿
勢に近いが僅かにもたれ掛かった姿勢、例えば図３に示
す姿勢を用いるのが良い。ジュワー容器３４の凹部５４
は、回動角度を−４５°から、鉛直からの頭の傾斜角の
量だけ−４５°の開きから引いた角度に変えるだけで、
被験者の頭を受け入れるよう容易に位置決めできる。
【００３５】本発明の生体磁気測定装置２０を、腰掛け
姿勢（図１又は図３）で用いた後に横臥姿勢（図４）の
被験者に用いるために、支持スタンド６４及びそのジュ
ワー容器３４を離す。被験者支持体６６を水平位置まで
下ろして空気圧ベッド６８を上昇させる。ジュワー容器
３４を＋４５°位置まで回動させる。次に、支持スタン
ド６４を、図４に示すようにヘルメット状凹部５４を被
験者の頭に被せた状態で定位置に移動させる。（図１又
は図３の腰掛け姿勢の被験者に関する測定は通常は、Ｍ
ＳＲ４６の天井の内側にジュワー容器３４のための頭上
クリアランスを得るために空気圧ベッド６８をできるだ
け低くして行われる。） 図５は、生体磁気測定を行うための方法を示す図であ
る。上述の本発明の生体磁気測定装置２０を備えつける
（符号８０）。被験者を位置決めする（符号８２）。被
験者の頭をヘルメット状凹部に入れることができるよう
ジュワー容器を位置決めし、被験者をそのように位置さ
せる（符号８４）。代表的には被験者の頭の周りに延び
るピックアップコイルのアレイ全体からのデータを用い
て生体磁気測定値を取る（符号８６）。図３及び図４に
関して上述したように被験者を他の姿勢にして操作段階
８２，８４，８６を必要に応じ、繰り返し行う。
姿勢（図１又は図３）で用いた後に横臥姿勢（図４）の
被験者に用いるために、支持スタンド６４及びそのジュ
ワー容器３４を離す。被験者支持体６６を水平位置まで
下ろして空気圧ベッド６８を上昇させる。ジュワー容器
３４を＋４５°位置まで回動させる。次に、支持スタン
ド６４を、図４に示すようにヘルメット状凹部５４を被
験者の頭に被せた状態で定位置に移動させる。（図１又
は図３の腰掛け姿勢の被験者に関する測定は通常は、Ｍ
ＳＲ４６の天井の内側にジュワー容器３４のための頭上
クリアランスを得るために空気圧ベッド６８をできるだ
け低くして行われる。） 図５は、生体磁気測定を行うための方法を示す図であ
る。上述の本発明の生体磁気測定装置２０を備えつける
（符号８０）。被験者を位置決めする（符号８２）。被
験者の頭をヘルメット状凹部に入れることができるよう
ジュワー容器を位置決めし、被験者をそのように位置さ
せる（符号８４）。代表的には被験者の頭の周りに延び
るピックアップコイルのアレイ全体からのデータを用い
て生体磁気測定値を取る（符号８６）。図３及び図４に
関して上述したように被験者を他の姿勢にして操作段階
８２，８４，８６を必要に応じ、繰り返し行う。
【００３６】本発明のもう一つの実施例が図７に生体磁
気測定装置１２０として示されている。生体磁気測定装
置１２０の構成要素のうち多くのものは、装置２０の対
応の符号が付けられた構成要素と実質的に同一である。
図中、同一の符号は装置１２０について同一の符号が用
いられており、構成要素については上記説明を参照され
たい。
気測定装置１２０として示されている。生体磁気測定装
置１２０の構成要素のうち多くのものは、装置２０の対
応の符号が付けられた構成要素と実質的に同一である。
図中、同一の符号は装置１２０について同一の符号が用
いられており、構成要素については上記説明を参照され
たい。
【００３７】図７の実施例を用いると、上述の方法を用
いて頭からの生体磁気信号を測定することができると共
に他の身体部分、特に被験者の胸部の心臓からの生体磁
気信号を測定することができる。生体磁気測定装置１２
０では、ジュワー容器３４の壁３５は多数のピックアッ
プコイル１２４及び関連のＳＱＵＩＤ１２６を含む第２
のセンサアレイ１２２を収容するよう改造が施されてい
る。ピックアップコイル１２４は好ましくはほぼ平らな
構成となるよう位置決めされている。ただし、ピックア
ップコイルのアレイ１２２は、被験者２４の胸部１２８
の凸形状に合う形状となるよう一軸線の周りに僅かに凹
状になるのが良い。ピックアップコイル１２４の付近に
位置するジュワー容器３４の壁３５は、ピックアップコ
イルアレイと同一形状に作られており、従ってピックア
ップコイル１２４が壁３５の内面に密接するようになっ
ている。
いて頭からの生体磁気信号を測定することができると共
に他の身体部分、特に被験者の胸部の心臓からの生体磁
気信号を測定することができる。生体磁気測定装置１２
０では、ジュワー容器３４の壁３５は多数のピックアッ
プコイル１２４及び関連のＳＱＵＩＤ１２６を含む第２
のセンサアレイ１２２を収容するよう改造が施されてい
る。ピックアップコイル１２４は好ましくはほぼ平らな
構成となるよう位置決めされている。ただし、ピックア
ップコイルのアレイ１２２は、被験者２４の胸部１２８
の凸形状に合う形状となるよう一軸線の周りに僅かに凹
状になるのが良い。ピックアップコイル１２４の付近に
位置するジュワー容器３４の壁３５は、ピックアップコ
イルアレイと同一形状に作られており、従ってピックア
ップコイル１２４が壁３５の内面に密接するようになっ
ている。
【００３８】第２のアレイ１２２の配向状態は、本実施
例の好ましい形態ではピックアップコイルの平らなアレ
イ１２４の平面と垂直の第２のアレイ軸線１３０で定ま
る。第２のアレイ軸線は好ましくは、頭部基準軸線に対
して９０°の角度をなして差し向けられる。生体磁気測
定装置１２０では、頭部基準軸線１００と本体軸線３８
のなす角度は４５°であることが望ましいが、他の角度
も使用できる。その結果、この好ましい形態では、第２
のアレイ軸線１３０は本体軸線３８に対して４５°の角
度をなしている。この構成により、互いに垂直であり、
従って十分に分離されて互いに離隔して物理的に干渉し
ないようになっている二組のピックアップコイル２８，
１２４のための有利な構成が得られる。
例の好ましい形態ではピックアップコイルの平らなアレ
イ１２４の平面と垂直の第２のアレイ軸線１３０で定ま
る。第２のアレイ軸線は好ましくは、頭部基準軸線に対
して９０°の角度をなして差し向けられる。生体磁気測
定装置１２０では、頭部基準軸線１００と本体軸線３８
のなす角度は４５°であることが望ましいが、他の角度
も使用できる。その結果、この好ましい形態では、第２
のアレイ軸線１３０は本体軸線３８に対して４５°の角
度をなしている。この構成により、互いに垂直であり、
従って十分に分離されて互いに離隔して物理的に干渉し
ないようになっている二組のピックアップコイル２８，
１２４のための有利な構成が得られる。
【００３９】アレイ２６は、上述のように脳で生じた信
号の測定のために用いられる。第２のセンサアレイ１２
２は、身体の他の部分、代表的には被験者の心臓の測定
に用いられる。図７は、心臓の測定のため被験者の胸部
１２８に隣接してはいちれれた第２のセンサアレイ１２
２を示している。完全横臥姿勢の被験者の脳の信号を測
定するため、被験者又はジュワー組立体を並進させて図
４に示したように第１のセンサアレイ２６が被験者の頭
に装着するようにする。不完全又は完全直立姿勢にある
被験者の脳信号の測定を、ジュワー容器を図３に示すよ
うに傾斜させて行う。不完全又は完全直立姿勢の患者の
心臓信号の測定を、ジュワーを図３に示す位置から並進
させて第２のアレイが被験者の胸部に隣接して位置する
ようにして行う。
号の測定のために用いられる。第２のセンサアレイ１２
２は、身体の他の部分、代表的には被験者の心臓の測定
に用いられる。図７は、心臓の測定のため被験者の胸部
１２８に隣接してはいちれれた第２のセンサアレイ１２
２を示している。完全横臥姿勢の被験者の脳の信号を測
定するため、被験者又はジュワー組立体を並進させて図
４に示したように第１のセンサアレイ２６が被験者の頭
に装着するようにする。不完全又は完全直立姿勢にある
被験者の脳信号の測定を、ジュワー容器を図３に示すよ
うに傾斜させて行う。不完全又は完全直立姿勢の患者の
心臓信号の測定を、ジュワーを図３に示す位置から並進
させて第２のアレイが被験者の胸部に隣接して位置する
ようにして行う。
【００４０】ピックアップコイル１２４の機能は、被験
者の胸部からの信号の測定に役立つよう位置決めされる
ことを除き、ピックアップコイル２８と実質的に同一で
ある。好ましくは、ＳＱＵＩＤ１２６をピックアップコ
イル２８のそれぞれについて一つずつ設け、ＳＱＵＩＤ
１２６の出力信号をアレイ２６のために用いられるよう
同一の信号プロセッサ４２及びコンピュータ４４に与え
る。アレイ２６及び第２のアレイ１２２は同時には作動
しないのが普通であり、従って、ピックアップコイル２
８，１２４から単一組のＳＱＵＩＤへの信号を多重化
し、或いは、ＳＱＵＩＤから信号プロセッサへの信号を
多重化することが可能である。
者の胸部からの信号の測定に役立つよう位置決めされる
ことを除き、ピックアップコイル２８と実質的に同一で
ある。好ましくは、ＳＱＵＩＤ１２６をピックアップコ
イル２８のそれぞれについて一つずつ設け、ＳＱＵＩＤ
１２６の出力信号をアレイ２６のために用いられるよう
同一の信号プロセッサ４２及びコンピュータ４４に与え
る。アレイ２６及び第２のアレイ１２２は同時には作動
しないのが普通であり、従って、ピックアップコイル２
８，１２４から単一組のＳＱＵＩＤへの信号を多重化
し、或いは、ＳＱＵＩＤから信号プロセッサへの信号を
多重化することが可能である。
【００４１】図７の実施例を用いると、完全横臥姿勢か
ら完全直立姿勢にわたる任意の姿勢の被験者の頭部及び
胴部の測定について単一の機器だけを利用すれば良いと
いう顕著な利点が得られる。それにより、生体磁気測定
を行うための装置の費用及び利用性が実質的に改善され
る。アレイ２６を本体軸線３８に対して角度をなして配
置することにより、第２のセンサアレイ１２２を同一の
ジュワー本体内に組み込んで胴部の測定に利用できる。
ら完全直立姿勢にわたる任意の姿勢の被験者の頭部及び
胴部の測定について単一の機器だけを利用すれば良いと
いう顕著な利点が得られる。それにより、生体磁気測定
を行うための装置の費用及び利用性が実質的に改善され
る。アレイ２６を本体軸線３８に対して角度をなして配
置することにより、第２のセンサアレイ１２２を同一の
ジュワー本体内に組み込んで胴部の測定に利用できる。
【００４２】本発明は、頭部全体を覆う方式による生体
磁気測定において技術進歩をもたらす。ジュワー容器の
単純な傾斜方式以外にハードウエアの再構成をすること
なく、単一の装置を用いて頭部全体を覆う方式の測定を
行うことができる。本発明の特定の実施例を例示の目的
で詳細に説明したか、当業者であれば本発明の精神及び
範囲から逸脱することなく種々の設計変更例及び改造例
を想到できるので、本発明は特許請求の範囲に記載の事
項による場合を除き限定されることない。
磁気測定において技術進歩をもたらす。ジュワー容器の
単純な傾斜方式以外にハードウエアの再構成をすること
なく、単一の装置を用いて頭部全体を覆う方式の測定を
行うことができる。本発明の特定の実施例を例示の目的
で詳細に説明したか、当業者であれば本発明の精神及び
範囲から逸脱することなく種々の設計変更例及び改造例
を想到できるので、本発明は特許請求の範囲に記載の事
項による場合を除き限定されることない。
【００４３】
【図１】完全直立腰掛け姿勢の被験者に使用される本発
明の生体磁気測定装置の概略横断面図であり、信号分析
に用いられるエレクトロニクスを含む図である。
明の生体磁気測定装置の概略横断面図であり、信号分析
に用いられるエレクトロニクスを含む図である。
【図２】完全横臥姿勢の被験者に使用される本発明の生
体磁気測定装置の概略横断面図である。
体磁気測定装置の概略横断面図である。
【図３】断面で示された磁気遮蔽室内に入っていて、完
全直立腰掛け姿勢と完全横臥姿勢との間の姿勢の被験者
に使用される本発明の生体磁気測定装置の立面図であ
る。
全直立腰掛け姿勢と完全横臥姿勢との間の姿勢の被験者
に使用される本発明の生体磁気測定装置の立面図であ
る。
【図４】断面で示された磁気遮蔽室内に入っていて、完
全横臥姿勢の被験者に使用される本発明の生体磁気測定
装置の立面図である。
全横臥姿勢の被験者に使用される本発明の生体磁気測定
装置の立面図である。
【図５】本発明の方法についてのブロック線図である。
【図６】本発明の生体磁気測定装置の検討のための全体
的な枠組みを示す略図である。
的な枠組みを示す略図である。
【図７】本発明の別の実施例の側面断面図である。
２０，１２０ 生体磁気測定装置 ２２ 頭部 ２４ 被験者 ２６ 生体磁気センサ ２８，１２４ ピックアップコイル ３０，１２６ ＳＱＵＩＤ ３４ ジュワー容器 ３８ ジュワー本体軸線 ４０ 極低温流体 ９０ 頭部 ９２ 円筒形表面 ９４ 湾曲頭蓋部分 ９６ 頭蓋部分の周囲 ９８ 円筒形軸線 １００ 頭部基準軸線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) A61B 5/05 G01R 33/035 H01L 39/04 H01L 39/22
Claims (11)
- 【請求項１】 ジュワー容器が、断熱された液密の細長
い中空本体及び中空本体の外面に設けられた細長い凹部
を有し、細長い中空本体は、その長手方向と平行なジュ
ワー本体軸線を有し、凹部は、人の頭部を受け入れるの
に十分大きく寸法決めされていて、頭部の額部分、頭蓋
部分及び後頭部分を受け入れるようになっており、凹部
は、その長手方向と平行な凹部軸線を有し、凹部軸線は
ジュワー本体軸線に対し約２０゜〜約６０゜の角度をな
し、生体磁気センサの第１のアレイが、ジュワー本体内
に配置されると共に凹部の内面の周囲の少なくとも一部
の周りに配置され、生体磁気センサで生じた信号を検出
するための手段が設けられていることを特徴とする生体
磁気測定装置。 - 【請求項２】 凹部軸線は、ジュワー本体軸線に対して
約３０゜〜約６０゜の角度をなしていることを特徴とす
る請求項１記載の生体磁気測定装置。 - 【請求項３】 凹部軸線は、ジュワー本体軸線に対して
約４５゜の角度をなしていることを特徴とする請求項１
記載の生体磁気測定装置。 - 【請求項４】 中空本体の形状は実質的に円筒形である
ことを特徴とする請求項１記載の生体磁気測定装置。 - 【請求項５】 センサアレイは、複数の磁界ピックアッ
プコイルを含み、前記検出手段は、複数の超電導量子干
渉デバイスを含み、各ピックアップコイルと超電導量子
干渉デバイスは互いに電気的に連絡していることを特徴
とする請求項１記載の生体磁気測定装置。 - 【請求項６】 ジュワー容器を支持すると共にジュワー
容器を鉛直線に対して−約４５゜から＋約４５゜の角度
にわたり、水平線の周りに回動させる手段が更に設けら
れていることを特徴とする請求項１記載の生体磁気測定
装置。 - 【請求項７】 被験者の頭部を水平面に対して０〜９０
゜の角度で支持する手段が更に設けられていることを特
徴とする請求項１記載の生体磁気測定装置。 - 【請求項８】 生体磁気センサの第２のアレイが、前記
生体磁気センサの第１のアレイから遠くに離れた状態で
ジュワー本体内に設けられていることを特徴とする請求
項１記載の生体磁気測定装置。 - 【請求項９】 生体磁気センサの第２のアレイは実質的
に平らであることを特徴とする請求項８記載の生体磁気
測定装置。 - 【請求項１０】 凹部軸線は、ジュワー本体に対して４
５゜の角度をなし、生体磁気センサの第２のアレイは、
ジュワー本体軸線に対して約４５゜の角度をなし且つ凹
部軸線に対して約９０゜の角度をなしていることを特徴
とする請求項８記載の生体磁気測定装置。 - 【請求項１１】 細長い凹部は、その長手方向と平行な
凹部軸線及び実質的に人の頭部の頭蓋部分の形状をした
凹部表面頭蓋用部分を有し、頭部は、円筒形軸線と一致
した頭部基準軸線を有する円筒形表面により、更に、人
の頭蓋部を含むよう構成され、円筒形表面と連続してい
る頭蓋周囲を有する頭部頭蓋部分によって定められるこ
とを特徴とする請求項１記載の生体磁気測定装置。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/284,154 US5471985A (en) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | Biomagnetometer with whole head coverage of a seated or reclined subject |
| US8/284154 | 1995-05-30 | ||
| US08/284154 | 1995-05-30 | ||
| US08/442578 | 1995-05-30 | ||
| US08/442,578 US5713354A (en) | 1994-08-01 | 1995-05-30 | Biomagnetometer with whole head coverage of a seated reclined subject |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08191807A JPH08191807A (ja) | 1996-07-30 |
| JP2805599B2 true JP2805599B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=26962437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7216735A Expired - Fee Related JP2805599B2 (ja) | 1994-08-01 | 1995-08-01 | 生体磁気測定装置及び方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5713354A (ja) |
| EP (1) | EP0695531A1 (ja) |
| JP (1) | JP2805599B2 (ja) |
| CA (1) | CA2155076C (ja) |
| DE (1) | DE695531T1 (ja) |
| FI (1) | FI113836B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190139275A (ko) * | 2017-05-12 | 2019-12-17 | 컴퓨메딕스 리미티드 | 멀티-센서 자기 모니터링 이미징 시스템 |
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| JP3368287B2 (ja) * | 1996-05-23 | 2003-01-20 | 学校法人金沢工業大学 | 磁気測定装置 |
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