生体磁気計測システム用デュワ

【課題】
生体磁気計測において、十分な磁場信号強度を検出するにはデュワ底面(磁気センサ部)を測定部位である被検者の胸部になるべく近づける必要があるが、このとき被験者の頭部や腹部がデュワ底面の縁につかえて十分に近づけられないということがないような生体磁気計測システム用デュワを提供するものである。
【解決手段】
生体磁気計測システム用デュワの形状において、被検者側の底面を人体胸部に近づけたとき、顔側になる部分と腹部側になる部分についてデュワ底面円周の２ヶ所が肩と平行になるように直線状の形状を有することを特徴とするデュワ。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者の心臓や脳などから発生する微弱な磁気信号を計測するＳＱＵＩＤ
（Superconducting Quantum Interference Device ：超伝導量子干渉素子）磁束計を備えた生体磁気計測装置の、磁気センサを冷却するデュワに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体磁場計測における液体ヘリウムデュワは、一般的に構造上の作りやすさから円筒形もしくは、直径の異なる円筒形を組み合わせた形状のものが使われている。上記円筒形デュワの改良として、特許文献１では、特にデュワの底面を人体胸部に近づけたときに顔側になる部分の形状を、肩と平行になるように円周の一部を直線状とし、そのデュワの内部底面に磁気センサを配置した生体磁気計測システム用デュワが開示されている。また、脳磁場を計測するシステムでは、頭部全体を計測するために円筒型デュワの底面形状を、頭の形に合わせたヘルメット状とするものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１５５７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の技術では、該デュワの前記被検者側の底面を人体胸部に近づけたとき、顔側になる部分のデュワ形状しか考慮されていないため、腹部の太った被検者や妊婦の心臓を計測するときに、頭部側とは反対側のデュワの円形状の縁が被検者の腹部につかえて、十分にデュワ底面に心臓を近づけることができず磁気センサとの距離が開きすぎて十分な信号強度を得られない場合があるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、一回の測定で心臓全体をカバーできる直径あるいは底面積の大きなデュワ（直径１３cm以上あるいは、底面積１７０cm²以上）において、デュワを被検者の心臓に近づけたときに、被検者の頭部や腹部がデュワにつかえて、十分に心臓をデュワ底面に近づけられないということがないような生体磁気計測システム用デュワを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明の構成は以下の通りである。
【０００７】
デュワの形状において、被検者側の底面を人体胸部に近づけたとき、顔側になる部分と腹部側になる部分の２ヶ所が肩と平行になるように直線状の形状を有することを特徴とする生体磁気計測システム用デュワ。デュワ内部の底面に配置された磁気センサは、上記直線状に平行して配列されることが望ましいが、ここで限定するものではない。
【０００８】
また上記デュワにおいて、直線状の形状は顔側になる部分と腹部側になる部分の２ヶ所だけではなく、被検者が該デュワの真下とベッドの間に入りやすいよう、該デュワの底面が体軸と平行になるよう直線状の形状を加えて有することが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
上記に示した本発明によれば、一回の測定で測定対象となる部位（心臓や肺など）の全体をカバーできる直径あるいは底面積の大きなデュワ（直径１３cm以上あるいは、底面積１７０cm² 以上）を用いた生体磁気計測において、デュワを被検者の胸部に近づけたときに、被検者の頭部や腹部がデュワにつかえて、十分に測定対象となる部位(心臓や肺など)にデュワ底面を近づけられないため十分な信号強度が得られないということがなく、安定した計測が腹部の太った被検者や妊婦などに対しても行える生体磁気計測システム用デュワを提供することにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の一実施例を図を用いて説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施例である生体磁気計測装置の構成を示す図である。図１に示すように磁気シールドルーム１１内には、被検者１７が横になるベッド１４と複数個（複数チャンネル）の磁気センサおよび磁気センサを超伝導状態に保持するための冷媒（液体ヘリウムまたは液体窒素）が貯蔵されたデュワ１２と、デュワ１２を機械的に保持するガントリ１３が配置されている。被検者１７の測定部位を、該磁気センサの配置されているデュワ１２の底面部に近づけるため、ベッド１４は可動式である。あるいは、ガントリ１３が可動式であってもよいし、ベッド１４とガントリ１３の両者が可動式であってもよい。磁気シールドルーム１１の外部にはＳＱＵＩＤ磁束計動作回路や、計測した生体磁気信号を増幅するアンプ回路および、ノイズ成分を除去するフィルタ回路などが入った電子回路ユニット１５と、データ取り込みおよびデータ解析用コンピュータ１６と、が配置されている。
【００１２】
磁気センサによって検出された生体磁気信号は、電子回路ユニット１５のアンプ回路により増幅され、かつ設定周波数より低い周波数信号を通過させるローパスフィルタや設定周波数より高い周波数信号を通過させるハイパスフィルタ，商用電源周波数だけをカットするノッチフィルタなどの信号処理を経た後、コンピュータ（パソコン）１６に生データとして取り込まれる。また、パソコン１６は、取り込んだ生データを生データファイルに格納し、波形を画面表示したり、また波形の信号処理などを行い、表示することもできる。
【００１３】
図２は、本発明の実施例であるデュワ形状を立体図で示した図である。
【００１４】
図２において、デュワ１２の内部底面には、複数本の磁気センサ２２が配置されている。また、デュワ１２の内部には磁気センサ２２を超伝導状態に保持するための液体ヘリウムや液体窒素などの冷媒２４で満たされている。棒状の液面センサ２３は、冷媒２４の残量を計測・監視するための液面センサであり、超伝導材が用いられている。液面センサ
２３において、冷媒２４の液面より下の部分では超伝導状態（電気抵抗が０）、液面より上の部分では、常伝導状態（電気抵抗≠０）となっており、棒状のトータルの電気抵抗を測定することにより、冷媒の残量を計測している。本発明の実施例であるデュワ形状の特徴として、円筒型のデュワ形状におけるデュワ底部円周の２ヶ所が互いに平行な直線状の形状を有している。
【００１５】
図３は、図２のデュワ底面部を平面図で示した図であり、かつ磁気センサの位置と被検者の測定胸部の位置関係を示した図である。デュワ１２の底面形状は、被検者１７の顔側になる部分と腹部側になる部分が肩と平行になるよう円周の２ヶ所が直線状の形状を有している。
【００１６】
デュワ１２の形状において、図３のように液面センサ２３の配置は複数の磁気センサ
２２の配列の外側になるようにデュワの内部空間が空いていることが望ましい。液面センサ２３を、複数の磁気センサ２２の配列の外側になるように配置する理由として、磁気センサ２２の近くに液面センサがあると、液面センサを介して、電磁ノイズの影響を受けやすくなる場合があるため、極力、液面センサを遠ざけることが望ましいからである。
【００１７】
図４は、従来型のデュワ形状（特開平１０−１５５７５８号公報）と比較して、本発明の実施により得られる利点についての説明した図である。従来のデュワ４１の形状では、被検者１７の胸部にデュワを近づけたとき、腹部の太った被検者やあるいは妊婦の被検者に対しては、腹部側のデュワ底面の縁が被検者の腹部につかえて、十分にデュワ底面を心臓に近づけることが出来ず、磁気センサとの距離が開きすぎて、十分な信号強度が得られない場合があるという問題があった。しかし、本発明の実施例であるデュワ１２の形状では、腹部側のデュワ底面の縁を直線状にしていることで、被検者の腹部につかえることなく、十分にデュワ底面を心臓に近づけることが出来る。したがって、磁気センサとの距離が開きすぎることなく、十分な信号強度を得ることができる。
【００１８】
図５は、磁気シールドルームを小型化した生体磁気計測システムの一例の外観図である。施設によっては、システムを設置する場所に十分なスペースを確保できない場合が多く、その場合は、磁気シールドルームを小型化して、システム全体の設置スペースを縮小する必要がある。図５のように磁気シールドルームを小型化したシステムでは、磁気シールドルームのドア５２を開けて、ベッドに横たわるようにして、磁気シールドルームの中に入る。このとき、磁気シールドルーム内の空間と磁気シールドルームの中に入るための間口が狭いため、被検者１７がベッド１４に横たわってデュワ５３の真下とベッド１４の間に入りにくい。そこで本発明では、被検者１７がベッド１４に横たわってデュワ５３の真下とベッド１４の間に入りやすくするため、図２のデュワ１２の形状の特徴であるデュワ底面円周の２ヶ所を直線状とした形状に加え、被検者１７の体軸と平行になるよう直線状部分を１ヶ所加えた形状を有している。図６に本発明の実施例であるデュワ形状の立体図を示す。また、図７は、図６のデュワ底面部を平面図で示した図であり、かつ磁気センサの位置と被検者の測定胸部の位置関係を示した図である。
【００１９】
デュワ５３の形状において、図７のように液面センサ２３の配置は複数の磁気センサ
２２の配列の外側になるようにデュワ５３の内部空間が空いていることが望ましい。したがって、図７のように、デュワ５３の形状において被検者１７の体軸と平行になるよう直線状部分を１ヶ所加えた形状部分とは反対側の形状は、複数の磁気センサ２２の配列の外側に液面センサ２３が配置できる空間の分だけ大きくなっている。前記液面センサ２３が配置できる空間を大きくとることによる別のメリットとして、例えば大きくとった分の容積が３Ｌとすると、デュワの冷媒消費量が３Ｌ／日であれば、冷媒補充時期を１日分延ばすことができる。７日に１回の割合で補充したとすれば、年間約５２回の補充の手間が、
４６回の手間で済み、つまり補充回数を年間６回分もの手間が省けることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例である生体磁気計測装置の構成を示した図である。
【図２】本発明の実施例であるデュワ形状を立体図で示した図である。
【図３】図２のデュワ底面部を平面図で示した図であり、かつ磁気センサの位置と被検者の測定胸部の位置関係を示した図である。
【図４】本発明の実施により得られる利点についての説明した図である。
【図５】本発明の実施例である生体磁気計測装置において、磁気シールドルームを小型化したシステムの外観図である。
【図６】本発明の実施例であるデュワ形状を立体図で示した図である。
【図７】図６のデュワ底面部を平面図で示した図であり、かつ磁気センサの位置と被検者の測定胸部の位置関係を示した図である。
【符号の説明】
【００２１】
１１…磁気シールドルーム、１２…デュワ（底面円周の２ヶ所が直線形状）、１３…ガントリー、１４…ベッド、１５…電子回路ユニット、１６…コンピュータ、１７…被検者、２２…ＳＱＵＩＤを有する磁気センサ、２３…液面センサ、２４…冷媒、４１…従来型のデュワ、５１…小型の磁気シールドルーム、５２…ドア、５３…デュワ（底面円周の３ヶ所が直線形状）。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体から発生する磁場を計測する生体磁気計測装置において、
被検者から発生する磁場を検出する超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）を有する磁気センサを超伝導状態にするための冷媒である液体ヘリウムや液体窒素を保持するデュワであって、
該デュワの前記被検者側の底面を人体胸部に近づけたとき、顔側になる部分と腹部側になる部分の２ヶ所が肩と平行になるように直線状の形状を有することを特徴とする生体磁気計測システム用デュワ。
【請求項２】
請求項１記載のデュワにおいて、被検者が該デュワの真下とベッドの間に入りやすいよう、該デュワの底面が体軸と平行になるよう直線状の形状を有することを特徴とする生体磁気計測システム用デュワ。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のデュワにおいて、
格子状または円周上に配列された磁気センサの配列の外側に、液体ヘリウムや液体窒素などの冷媒の残量を計測する棒状の液面センサを設置するための空間をデュワ内に設けられていることを特徴とする生体磁気計測システム用デュワ。

【図１】