JP3106701B2 - 生体磁場計測装置 - Google Patents
生体磁場計測装置Info
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- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
- G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
- G01D3/032—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure affecting incoming signal, e.g. by averaging; gating undesired signals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B2500/12—Sound
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- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は生体磁場計測装置に関
し、さらに詳細にいえば、極低温冷凍機により超伝導転
移温度以下にまで冷却されたＳＱＵＩＤ（超伝導量子干
渉素子、Superconducting Quantum Interference Devic
e ）磁束計を用いて微弱な生体磁場を計測するための装
置に関する。
し、さらに詳細にいえば、極低温冷凍機により超伝導転
移温度以下にまで冷却されたＳＱＵＩＤ（超伝導量子干
渉素子、Superconducting Quantum Interference Devic
e ）磁束計を用いて微弱な生体磁場を計測するための装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、超伝導デバイスの１つとして
ジョセフソン効果を利用したＳＱＵＩＤが知られてい
る。このＳＱＵＩＤに超伝導ピックアップコイルを有す
る磁束入力回路を接続することにより、例えば、生体内
に流れる微小電流に伴なう磁界や生体内の微小磁性体か
らの磁界等、極めて微弱な磁束を測定できるＳＱＵＩＤ
磁束計を得ることができる。
ジョセフソン効果を利用したＳＱＵＩＤが知られてい
る。このＳＱＵＩＤに超伝導ピックアップコイルを有す
る磁束入力回路を接続することにより、例えば、生体内
に流れる微小電流に伴なう磁界や生体内の微小磁性体か
らの磁界等、極めて微弱な磁束を測定できるＳＱＵＩＤ
磁束計を得ることができる。
【０００３】このＳＱＵＩＤ磁束計を極低温レベル、つ
まりＳＱＵＩＤおよび超伝導コイルが超伝導状態に転移
する温度レベルにまで冷却する方法として、低温保持容
器（クライオスタット）内に液体ヘリウムを蓄え、液体
ヘリウムにＳＱＵＩＤ磁束計を浸漬する方法がある。
尚、この方法を冷凍機を用いて採用する場合には、低温
保持容器内に寒冷発生用の冷凍機の冷却器を挿入して、
低温保持容器内で蒸発したヘリウムガスを冷凍機により
凝縮液化させることが行なわれる。
まりＳＱＵＩＤおよび超伝導コイルが超伝導状態に転移
する温度レベルにまで冷却する方法として、低温保持容
器（クライオスタット）内に液体ヘリウムを蓄え、液体
ヘリウムにＳＱＵＩＤ磁束計を浸漬する方法がある。
尚、この方法を冷凍機を用いて採用する場合には、低温
保持容器内に寒冷発生用の冷凍機の冷却器を挿入して、
低温保持容器内で蒸発したヘリウムガスを冷凍機により
凝縮液化させることが行なわれる。
【０００４】この方法を採用した場合には、ＳＱＵＩＤ
磁束計を液体ヘリウムに浸漬するので、ＳＱＵＩＤ磁束
計を全体にわたって安定してかつ短時間で冷却すること
ができる。しかし、その反面、ＳＱＵＩＤ磁束計の冷却
のために低温保持容器内にヘリウムを介在させるため、
冷却システムが大型化し、操作性も悪くなる。この点を
考慮して、ＳＱＵＩＤ磁束計を冷凍機の冷却器に直接伝
熱可能に接触させて極低温レベルまで冷却する方法が注
目されている（例えば、特開平２−３０２６８０号公報
参照）。
磁束計を液体ヘリウムに浸漬するので、ＳＱＵＩＤ磁束
計を全体にわたって安定してかつ短時間で冷却すること
ができる。しかし、その反面、ＳＱＵＩＤ磁束計の冷却
のために低温保持容器内にヘリウムを介在させるため、
冷却システムが大型化し、操作性も悪くなる。この点を
考慮して、ＳＱＵＩＤ磁束計を冷凍機の冷却器に直接伝
熱可能に接触させて極低温レベルまで冷却する方法が注
目されている（例えば、特開平２−３０２６８０号公報
参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ＳＱＵＩＤ磁束計を冷
凍機の冷却器に直接伝熱可能に接触させて極低温レベル
まで冷却する方法を採用した場合には、冷凍機が運転時
に振動する部分を有しているのであるから、上記振動を
完全になくすことは非常に困難である。したがって、Ｓ
ＱＵＩＤ磁束計の出力信号に冷凍機の振動に起因する雑
音が混入してしまい、ＳＱＵＩＤ磁束計本来の信号検出
が不正確になってしまうという不都合がある。
凍機の冷却器に直接伝熱可能に接触させて極低温レベル
まで冷却する方法を採用した場合には、冷凍機が運転時
に振動する部分を有しているのであるから、上記振動を
完全になくすことは非常に困難である。したがって、Ｓ
ＱＵＩＤ磁束計の出力信号に冷凍機の振動に起因する雑
音が混入してしまい、ＳＱＵＩＤ磁束計本来の信号検出
が不正確になってしまうという不都合がある。
【０００６】冷凍機の振動に起因する上記不都合を解消
するために、ＳＱＵＩＤ磁束計の信号系を２チャンネル
にし、一方のチャンネルで通常の測定を行なうと同時に
他方のチャンネルで冷凍機の振動に起因する雑音を測定
し、両者の差を算出することが考えられる。しかし、こ
の方法を採用すると、信号系のチャンネル数が著しく増
加してしまうという不都合がある。
するために、ＳＱＵＩＤ磁束計の信号系を２チャンネル
にし、一方のチャンネルで通常の測定を行なうと同時に
他方のチャンネルで冷凍機の振動に起因する雑音を測定
し、両者の差を算出することが考えられる。しかし、こ
の方法を採用すると、信号系のチャンネル数が著しく増
加してしまうという不都合がある。
【０００７】また、チャンネル数を増加させることな
く、先ず通常の測定を行ない、次いで冷凍機の振動に起
因する雑音の測定を行ない、両者の差を算出すれば、チ
ャンネル数の増加という不都合は解消できるが、測定時
期が大きくずれてしまうので、通常の測定時における冷
凍機の振動特性と雑音の測定時における冷凍機の振動特
性とが同じである保証がなくなり、両者の減算により冷
凍機の振動による雑音の除去が必ずしも可能ではなくな
るという不都合がある。
く、先ず通常の測定を行ない、次いで冷凍機の振動に起
因する雑音の測定を行ない、両者の差を算出すれば、チ
ャンネル数の増加という不都合は解消できるが、測定時
期が大きくずれてしまうので、通常の測定時における冷
凍機の振動特性と雑音の測定時における冷凍機の振動特
性とが同じである保証がなくなり、両者の減算により冷
凍機の振動による雑音の除去が必ずしも可能ではなくな
るという不都合がある。
【０００８】これらの点を考慮して本件特許出願人は、
ＳＱＵＩＤ磁束計の出力信号を冷凍機の振動周期分ずつ
加算平均して周期性雑音のテンプレートを作り、ＳＱＵ
ＩＤ磁束計の出力信号がテンプレートを減算する方法を
既に特許出願している。図４は本件特許出願人が既に特
許出願した方法を説明するための概略図であり、ＳＱＵ
ＩＤ磁束計から同図（Ａ）に示す心磁計測信号が出力さ
れた場合に、冷凍機の振動周期分ずつ加算平均すること
により同図（Ｂ）に示す信号が得られ、同図（Ａ）の信
号から同図（Ｂ）の信号を減算することにより同図
（Ｃ）に示すように殆ど雑音のみからなる信号が得られ
る。そして、同図（Ｃ）に示す信号を冷凍機の振動周期
分ずつ加算平均することにより同図（Ｄ）に示す信号
（テンプレート）が得られる。したがって、同図（Ａ）
の心磁計測信号から同図（Ｄ）のテンプレートを減算す
ることにより同図（Ｅ）に示すように殆ど周期性雑音を
含まない信号が得られ、同図（Ｅ）に示す信号を加算平
均することにより同図（Ｆ）に示すように雑音を殆ど含
まない心磁信号が得られる。
ＳＱＵＩＤ磁束計の出力信号を冷凍機の振動周期分ずつ
加算平均して周期性雑音のテンプレートを作り、ＳＱＵ
ＩＤ磁束計の出力信号がテンプレートを減算する方法を
既に特許出願している。図４は本件特許出願人が既に特
許出願した方法を説明するための概略図であり、ＳＱＵ
ＩＤ磁束計から同図（Ａ）に示す心磁計測信号が出力さ
れた場合に、冷凍機の振動周期分ずつ加算平均すること
により同図（Ｂ）に示す信号が得られ、同図（Ａ）の信
号から同図（Ｂ）の信号を減算することにより同図
（Ｃ）に示すように殆ど雑音のみからなる信号が得られ
る。そして、同図（Ｃ）に示す信号を冷凍機の振動周期
分ずつ加算平均することにより同図（Ｄ）に示す信号
（テンプレート）が得られる。したがって、同図（Ａ）
の心磁計測信号から同図（Ｄ）のテンプレートを減算す
ることにより同図（Ｅ）に示すように殆ど周期性雑音を
含まない信号が得られ、同図（Ｅ）に示す信号を加算平
均することにより同図（Ｆ）に示すように雑音を殆ど含
まない心磁信号が得られる。
【０００９】即ち、上記の方法は、冷凍機の振動周波数
と心磁信号の周波数とが異なっているか、冷凍機の振動
周波数が安定している反面、心磁信号の周波数は不安定
であることを前提としているので、この条件を充足する
限りにおいては、加算平均処理および減算処理を行なう
ことにより高精度のテンプレートを得ることができ、ひ
いては高精度の心磁信号を得ることができる。しかし、
心磁信号の周期が必ず冷凍機の振動の周期に比べて不安
定である保証はなく、被測定者の体調等によっては心磁
信号が所定の計測期間内において殆ど変化せず、しかも
心磁信号の周期が冷凍機の振動周期とほぼ一致すること
があり、このような場合には、心磁計測信号を冷凍機の
振動周期分ずつ加算平均しても周期的振動成分が十分に
は除去できず、周期的振動成分が不十分にのみ除去され
た信号を用いてテンプレートを作成しても周期的振動成
分に対してかなり誤差を含むテンプレートしか作成でき
なくなってしまい、ひいては、最終的に得られる心磁信
号に周期的振動成分がかなり残った状態になってしまう
という不都合がある。
と心磁信号の周波数とが異なっているか、冷凍機の振動
周波数が安定している反面、心磁信号の周波数は不安定
であることを前提としているので、この条件を充足する
限りにおいては、加算平均処理および減算処理を行なう
ことにより高精度のテンプレートを得ることができ、ひ
いては高精度の心磁信号を得ることができる。しかし、
心磁信号の周期が必ず冷凍機の振動の周期に比べて不安
定である保証はなく、被測定者の体調等によっては心磁
信号が所定の計測期間内において殆ど変化せず、しかも
心磁信号の周期が冷凍機の振動周期とほぼ一致すること
があり、このような場合には、心磁計測信号を冷凍機の
振動周期分ずつ加算平均しても周期的振動成分が十分に
は除去できず、周期的振動成分が不十分にのみ除去され
た信号を用いてテンプレートを作成しても周期的振動成
分に対してかなり誤差を含むテンプレートしか作成でき
なくなってしまい、ひいては、最終的に得られる心磁信
号に周期的振動成分がかなり残った状態になってしまう
という不都合がある。
【００１０】尚、この不都合は心磁計測信号に限らず、
同様な傾向を有する生体磁束計測信号であれば、同様の
不都合が生じることになる。
同様な傾向を有する生体磁束計測信号であれば、同様の
不都合が生じることになる。
【００１１】
【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、生体磁束計測信号に含まれる本来の信号
の周期が冷凍機の振動周期とほぼ等しい場合にも、上記
テンプレート法等を用いることにより本来の生体磁束計
測信号を高精度に得ることができる生体磁束計測装置を
提供することを目的としている。
たものであり、生体磁束計測信号に含まれる本来の信号
の周期が冷凍機の振動周期とほぼ等しい場合にも、上記
テンプレート法等を用いることにより本来の生体磁束計
測信号を高精度に得ることができる生体磁束計測装置を
提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項１の生体磁束計測装置は、極低温冷凍機の
運転周波数を制御する運転周波数制御手段と、計測対象
となる生体信号の固有の周波数を検出する生体信号周波
数検出手段と、生体信号の固有の周波数と極低温冷凍機
の運転周波数との差が所定の閾値周波数以下になったこ
とを検出して、両周波数の差を大きくすべく運転周波数
制御手段に対して運転周波数変更指令を供給する運転周
波数変更指令手段とを含んでいる。
めの、請求項１の生体磁束計測装置は、極低温冷凍機の
運転周波数を制御する運転周波数制御手段と、計測対象
となる生体信号の固有の周波数を検出する生体信号周波
数検出手段と、生体信号の固有の周波数と極低温冷凍機
の運転周波数との差が所定の閾値周波数以下になったこ
とを検出して、両周波数の差を大きくすべく運転周波数
制御手段に対して運転周波数変更指令を供給する運転周
波数変更指令手段とを含んでいる。
【００１３】
【作用】請求項１の生体磁束計測装置であれば、極低温
を発生させ得る極低温冷凍機によりＳＱＵＩＤ磁束計を
超伝導転移温度以下にまで冷却し、ＳＱＵＩＤ磁束計に
より得られる電気信号に基づいて極低温冷凍機に起因す
る雑音成分を除去して生体磁場を計測する場合に、計測
対象となる生体信号の固有の周波数を生体信号周波数検
出手段により検出し、生体信号の固有の周波数と極低温
冷凍機の運転周波数との差が所定の閾値周波数以下にな
ったことを検出して、両周波数の差を大きくすべく運転
周波数制御手段に対して運転周波数変更指令を供給する
ことにより極低温冷凍機の運転周波数を変化させるので
あるから、生体信号の固有の周波数と極低温冷凍機の振
動周波数がほぼ一致することに起因する雑音成分除去性
能の低下を防止でき、生体信号の固有の周波数の如何に
拘らず高精度の生体磁束計測信号を得ることができる。
を発生させ得る極低温冷凍機によりＳＱＵＩＤ磁束計を
超伝導転移温度以下にまで冷却し、ＳＱＵＩＤ磁束計に
より得られる電気信号に基づいて極低温冷凍機に起因す
る雑音成分を除去して生体磁場を計測する場合に、計測
対象となる生体信号の固有の周波数を生体信号周波数検
出手段により検出し、生体信号の固有の周波数と極低温
冷凍機の運転周波数との差が所定の閾値周波数以下にな
ったことを検出して、両周波数の差を大きくすべく運転
周波数制御手段に対して運転周波数変更指令を供給する
ことにより極低温冷凍機の運転周波数を変化させるので
あるから、生体信号の固有の周波数と極低温冷凍機の振
動周波数がほぼ一致することに起因する雑音成分除去性
能の低下を防止でき、生体信号の固有の周波数の如何に
拘らず高精度の生体磁束計測信号を得ることができる。
【００１４】
【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図１はこの発明の生体磁束計測装置の一実施
例を示す概略図であり、心磁波の計測に適用した場合を
示している。この生体磁束計測装置は、複数段の冷却ス
テージを含む冷凍機１の最終冷却ステージ（例えば、約
４Ｋの冷却ステージ）１ａに、ＳＱＵＩＤ２ａおよび磁
束入力回路２ｂを含むＳＱＵＩＤ磁束計２を配置し、Ｓ
ＱＵＩＤ磁束計２からの出力信号を信号処理部３に供給
している。また、運転周波数制御部４により冷凍機１の
運転周波数を制御している。但し、１段の冷却ステージ
のみでＳＱＵＩＤ２ａ等の超伝導転移温度を得ることが
できる冷凍機１を採用することが可能である。
説明する。図１はこの発明の生体磁束計測装置の一実施
例を示す概略図であり、心磁波の計測に適用した場合を
示している。この生体磁束計測装置は、複数段の冷却ス
テージを含む冷凍機１の最終冷却ステージ（例えば、約
４Ｋの冷却ステージ）１ａに、ＳＱＵＩＤ２ａおよび磁
束入力回路２ｂを含むＳＱＵＩＤ磁束計２を配置し、Ｓ
ＱＵＩＤ磁束計２からの出力信号を信号処理部３に供給
している。また、運転周波数制御部４により冷凍機１の
運転周波数を制御している。但し、１段の冷却ステージ
のみでＳＱＵＩＤ２ａ等の超伝導転移温度を得ることが
できる冷凍機１を採用することが可能である。
【００１５】図２は運転周波数制御部４の構成を詳細に
示すブロック図であり、現時点における冷凍機１の運転
周波数と心拍周波数検出部４ｄにより検出された心拍周
波数との差周波数を算出する差周波数算出部４ａと、差
周波数の絶対値が所定の閾値以下であるか否かを判別す
る判別部４ｂと、差周波数の絶対値が所定の閾値以下で
あることを示す判別部４ｂの判別結果に応答して、差周
波数の絶対値を増加させるべく冷凍機１に運転周波数指
令を供給し、差周波数の絶対値が所定の閾値より大きい
ことを示す判別部４ｂの判別結果に応答して、冷凍機１
に従前の運転周波数指令を供給する運転周波数指令供給
部４ｃとを有している。尚、運転周波数指令は、例え
ば、冷凍機１のバルブモータに供給する電源周波数を所
定周波数に設定すべきことを指示するものである。
示すブロック図であり、現時点における冷凍機１の運転
周波数と心拍周波数検出部４ｄにより検出された心拍周
波数との差周波数を算出する差周波数算出部４ａと、差
周波数の絶対値が所定の閾値以下であるか否かを判別す
る判別部４ｂと、差周波数の絶対値が所定の閾値以下で
あることを示す判別部４ｂの判別結果に応答して、差周
波数の絶対値を増加させるべく冷凍機１に運転周波数指
令を供給し、差周波数の絶対値が所定の閾値より大きい
ことを示す判別部４ｂの判別結果に応答して、冷凍機１
に従前の運転周波数指令を供給する運転周波数指令供給
部４ｃとを有している。尚、運転周波数指令は、例え
ば、冷凍機１のバルブモータに供給する電源周波数を所
定周波数に設定すべきことを指示するものである。
【００１６】即ち、心磁信号の周波数は心拍周波数（通
常０．８〜２Ｈｚ）として検出可能であり、しかも心拍
周波数は心電図等により正確に検出できる。また、冷凍
機１の現時点における運転周波数（通常２〜２．４Ｈ
ｚ）は例えばバルブモータの電源周波数により正確に検
出できる。したがって、両周波数の差周波数を差周波数
算出部４ａにより算出し、差周波数の絶対値が所定の閾
値以下（通常、所定の閾値は著しく小さい値に設定され
るのであるから、差周波数の絶対値が著しく小さい）で
あると判別部４ｂにより判別された場合にのみ、差周波
数の絶対値を増加させるべく運転周波数指令供給部４ｃ
により冷凍機１に新たな運転周波数指令を供給し、心拍
周波数と冷凍機１の運転周波数とがほぼ一致する状態を
排除できる。
常０．８〜２Ｈｚ）として検出可能であり、しかも心拍
周波数は心電図等により正確に検出できる。また、冷凍
機１の現時点における運転周波数（通常２〜２．４Ｈ
ｚ）は例えばバルブモータの電源周波数により正確に検
出できる。したがって、両周波数の差周波数を差周波数
算出部４ａにより算出し、差周波数の絶対値が所定の閾
値以下（通常、所定の閾値は著しく小さい値に設定され
るのであるから、差周波数の絶対値が著しく小さい）で
あると判別部４ｂにより判別された場合にのみ、差周波
数の絶対値を増加させるべく運転周波数指令供給部４ｃ
により冷凍機１に新たな運転周波数指令を供給し、心拍
周波数と冷凍機１の運転周波数とがほぼ一致する状態を
排除できる。
【００１７】図３は信号処理部３の構成を示すブロック
図であり、心磁波計測信号を心磁波の所定のタイミング
に合せて加算平均することにより周期性雑音および非周
期性雑音が除去された心磁波信号を得る第１加算平均部
３ａと、心磁波計測信号から第１加算平均部３ａにより
得られた心磁波信号を減算して雑音信号を得る第１減算
部３ｂと、第１減算部３ｂにより得られる雑音信号を冷
凍機１の振動周期分ずつ加算平均して雑音テンプレート
を得る第２加算平均部３ｃと、心磁波計測信号から雑音
テンプレートを減算する第２減算部３ｄと、第２減算部
３ｄにより得られた信号を心磁波の所定のタイミングに
合せて加算平均して雑音成分が除去された心磁波信号を
得る第３加算平均部３ｅとを有している。
図であり、心磁波計測信号を心磁波の所定のタイミング
に合せて加算平均することにより周期性雑音および非周
期性雑音が除去された心磁波信号を得る第１加算平均部
３ａと、心磁波計測信号から第１加算平均部３ａにより
得られた心磁波信号を減算して雑音信号を得る第１減算
部３ｂと、第１減算部３ｂにより得られる雑音信号を冷
凍機１の振動周期分ずつ加算平均して雑音テンプレート
を得る第２加算平均部３ｃと、心磁波計測信号から雑音
テンプレートを減算する第２減算部３ｄと、第２減算部
３ｄにより得られた信号を心磁波の所定のタイミングに
合せて加算平均して雑音成分が除去された心磁波信号を
得る第３加算平均部３ｅとを有している。
【００１８】図４は図３の信号処理部３における処理を
説明する信号波形図であり、本件特許出願人が既に特許
出願した処理を示す信号波形と同じである。ＳＱＵＩＤ
磁束計２から同図（Ａ）に示す心磁波計測信号が得られ
た場合に、第１加算平均部３ａにより心磁波計測信号を
心磁波の所定のタイミングに合せて加算平均すれば、同
図（Ｂ）に示すように、周期性雑音および非周期性雑音
がかなり除去された心磁波信号を得ることができる。し
たがって、第１減算部３ｂにより同図（Ａ）の心磁波計
測信号から同図（Ｂ）の心磁波信号を減算すれば、同図
（Ｃ）に示すように、かなり高精度の雑音信号を得るこ
とができる。次いで、第２加算平均部３ｃにより同図
（Ｃ）の雑音信号を冷凍機１の振動周期分ずつ加算平均
して、同図（Ｄ）に示すように、周期性雑音のみからな
る雑音テンプレートを得ることができる。その後、第２
減算部３ｄにより同図（Ａ）の心磁波計測信号から同図
（Ｄ）の雑音テンプレートを減算すれば、同図（Ｅ）に
示すように、周期性雑音成分が高精度に除去された心磁
波信号を得ることができる。最後に、第３加算平均部３
ｅにより同図（Ｅ）の心磁波信号を心磁波の所定のタイ
ミングに合せて加算平均すれば、同図（Ｆ）に示すよう
に、非周期性雑音成分が除去された心磁波信号を得るこ
とができる。
説明する信号波形図であり、本件特許出願人が既に特許
出願した処理を示す信号波形と同じである。ＳＱＵＩＤ
磁束計２から同図（Ａ）に示す心磁波計測信号が得られ
た場合に、第１加算平均部３ａにより心磁波計測信号を
心磁波の所定のタイミングに合せて加算平均すれば、同
図（Ｂ）に示すように、周期性雑音および非周期性雑音
がかなり除去された心磁波信号を得ることができる。し
たがって、第１減算部３ｂにより同図（Ａ）の心磁波計
測信号から同図（Ｂ）の心磁波信号を減算すれば、同図
（Ｃ）に示すように、かなり高精度の雑音信号を得るこ
とができる。次いで、第２加算平均部３ｃにより同図
（Ｃ）の雑音信号を冷凍機１の振動周期分ずつ加算平均
して、同図（Ｄ）に示すように、周期性雑音のみからな
る雑音テンプレートを得ることができる。その後、第２
減算部３ｄにより同図（Ａ）の心磁波計測信号から同図
（Ｄ）の雑音テンプレートを減算すれば、同図（Ｅ）に
示すように、周期性雑音成分が高精度に除去された心磁
波信号を得ることができる。最後に、第３加算平均部３
ｅにより同図（Ｅ）の心磁波信号を心磁波の所定のタイ
ミングに合せて加算平均すれば、同図（Ｆ）に示すよう
に、非周期性雑音成分が除去された心磁波信号を得るこ
とができる。
【００１９】以上のように信号処理部３は、周期性雑音
の周波数を規定する冷凍機１の運転周波数と心拍周波数
（心磁波信号周波数と等しい）とが一致していないこと
を前提として高精度の雑音除去を達成するものであり、
この条件を充足させるために運転周波数制御部４により
冷凍機１の運転周波数を心拍周波数と十分に異なる周波
数に設定するようにしているので、信号処理部３による
高精度の雑音除去を達成でき、高精度の心磁波信号を得
ることができる。
の周波数を規定する冷凍機１の運転周波数と心拍周波数
（心磁波信号周波数と等しい）とが一致していないこと
を前提として高精度の雑音除去を達成するものであり、
この条件を充足させるために運転周波数制御部４により
冷凍機１の運転周波数を心拍周波数と十分に異なる周波
数に設定するようにしているので、信号処理部３による
高精度の雑音除去を達成でき、高精度の心磁波信号を得
ることができる。
【００２０】さらに詳細に説明すると、心拍周波数は一
般的にかなり変動しているのであるから、通常は冷凍機
１の運転周波数を変化させなくても信号処理部３により
高精度の雑音除去を達成できるのであるが、約１分程度
の心磁波計測期間において心拍周波数が一定になり、し
かも一定になった心拍周波数が冷凍機１の運転周波数と
ほぼ一致する場合があり、このような場合には単に加算
平均を反復しても雑音を十分には除去できないことにな
る。しかし、この実施例においては、心拍周波数が冷凍
機１の運転周波数とほぼ一致した場合に、両周波数の差
が大きくなるように冷凍機１の運転周波数を設定するよ
うにしているのであるから、心拍周波数の状態に拘らず
信号処理部３による高精度の雑音除去を達成できる。
般的にかなり変動しているのであるから、通常は冷凍機
１の運転周波数を変化させなくても信号処理部３により
高精度の雑音除去を達成できるのであるが、約１分程度
の心磁波計測期間において心拍周波数が一定になり、し
かも一定になった心拍周波数が冷凍機１の運転周波数と
ほぼ一致する場合があり、このような場合には単に加算
平均を反復しても雑音を十分には除去できないことにな
る。しかし、この実施例においては、心拍周波数が冷凍
機１の運転周波数とほぼ一致した場合に、両周波数の差
が大きくなるように冷凍機１の運転周波数を設定するよ
うにしているのであるから、心拍周波数の状態に拘らず
信号処理部３による高精度の雑音除去を達成できる。
【００２１】尚、この発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、例えば、両周波数の差周波数の絶対値と
所定の閾値との大小を判別する代わりに心拍周波数と冷
凍機１の運転周波数とが一致するか否かを判別すること
が可能であるほか、心磁波以外の生体磁束であって、心
磁波と同様に周期性を有する生体磁束であっても同様に
適用することが可能であり、さらに、冷凍機１の運転周
波数を手動で変化させることが可能であるほか、この発
明の要旨を変更しない範囲内において種々の設計変更を
施すことが可能である。
ものではなく、例えば、両周波数の差周波数の絶対値と
所定の閾値との大小を判別する代わりに心拍周波数と冷
凍機１の運転周波数とが一致するか否かを判別すること
が可能であるほか、心磁波以外の生体磁束であって、心
磁波と同様に周期性を有する生体磁束であっても同様に
適用することが可能であり、さらに、冷凍機１の運転周
波数を手動で変化させることが可能であるほか、この発
明の要旨を変更しない範囲内において種々の設計変更を
施すことが可能である。
【００２２】
【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、生体信
号の固有の周波数と極低温冷凍機の振動周波数がほぼ一
致することに起因する雑音成分除去性能の低下を防止で
き、生体信号の固有の周波数の如何に拘らず高精度の生
体磁束計測信号を得ることができるという特有の効果を
奏する。
号の固有の周波数と極低温冷凍機の振動周波数がほぼ一
致することに起因する雑音成分除去性能の低下を防止で
き、生体信号の固有の周波数の如何に拘らず高精度の生
体磁束計測信号を得ることができるという特有の効果を
奏する。
【図１】この発明の生体磁束計測装置の一実施例を示す
概略図である。
概略図である。
【図２】運転周波数制御部の構成を詳細に示すブロック
図である。
図である。
【図３】信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】図３の信号処理部における処理を説明する信号
波形図である。
波形図である。
１ 冷凍機 ２ ＳＱＵＩＤ磁束計 ４ａ 差周波数算出部 ４ｂ 判別部 ４ｃ 運転周波数指令供給部 ４ｄ 心拍周波数検出
部
部
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 5/05 G01R 33/035 ZAA
Claims (1)
- 【請求項１】 極低温を発生させ得る極低温冷凍機
（１）によりＳＱＵＩＤ磁束計（２）を超伝導転移温度
以下にまで冷却し、ＳＱＵＩＤ磁束計（２）により得ら
れる電気信号に基づいて極低温冷凍機（１）に起因する
雑音成分を除去して生体磁場を計測する装置であって、
極低温冷凍機（１）の運転周波数を制御する運転周波数
制御手段（４ｃ）と、計測対象となる生体信号の固有の
周波数を検出する生体信号周波数検出手段（４ｄ）と、
生体信号の固有の周波数と極低温冷凍機（１）の運転周
波数との差が所定の閾値周波数以下になったことを検出
して、両周波数の差を大きくすべく運転周波数制御手段
（４ｃ）に対して運転周波数変更指令を供給する運転周
波数変更指令手段（４ａ）（４ｂ）とを含むことを特徴
とする生体磁場計測装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04170538A JP3106701B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 生体磁場計測装置 |
| US08/071,004 US5343707A (en) | 1992-06-29 | 1993-06-04 | Methods and apparatus for removing cyclic noise from the output signal of a magnetic sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04170538A JP3106701B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 生体磁場計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH067313A JPH067313A (ja) | 1994-01-18 |
| JP3106701B2 true JP3106701B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=15906768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04170538A Expired - Fee Related JP3106701B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 生体磁場計測装置 |
Country Status (2)
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|---|---|
| US (1) | US5343707A (ja) |
| JP (1) | JP3106701B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008245882A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Hitachi High-Technologies Corp | 生体磁場計測装置 |
| US8915633B2 (en) | 2009-06-01 | 2014-12-23 | Apple Inc. | White point adjustment for multicolor keyboard backlight |
| US9041563B2 (en) | 2010-06-11 | 2015-05-26 | Apple Inc. | Legend highlighting |
| US9086733B2 (en) | 2010-07-19 | 2015-07-21 | Apple Inc. | Illumination of input device |
| US9275810B2 (en) | 2010-07-19 | 2016-03-01 | Apple Inc. | Keyboard illumination |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2829375B2 (ja) * | 1995-03-13 | 1998-11-25 | 九州大学長 | 微弱磁界測定装置及び測定方法 |
| DE19520506A1 (de) * | 1995-06-03 | 1996-12-05 | Bosch Gmbh Robert | Kühlvorrichtung für einen Hochfrequenzempfänger |
| US5640124A (en) * | 1995-10-20 | 1997-06-17 | Massachusetts Institute Of Technology | System and method of eliminating systematic noise in stimulus-response systems |
| US5836165A (en) * | 1996-10-30 | 1998-11-17 | Hughes Electronics | Adaptive feedforward vibration control system and method |
| US5765378A (en) * | 1996-12-31 | 1998-06-16 | Helix Technology Corporation | Method and apparatus for detecting a loss of differential pressure in a cryogenic refrigerator |
| JP3655425B2 (ja) * | 1997-04-18 | 2005-06-02 | 株式会社東芝 | 生体磁場計測装置 |
| JP3563624B2 (ja) * | 1999-02-02 | 2004-09-08 | 株式会社日立製作所 | 生体磁場計測装置 |
| JP4193382B2 (ja) * | 2001-07-19 | 2008-12-10 | 株式会社日立製作所 | 磁場計測装置 |
| KR100400755B1 (ko) * | 2001-11-08 | 2003-10-08 | 엘지전자 주식회사 | 보조센서에 의한 ｓｑｕｉｄ 센서 |
| CN101999895B (zh) * | 2010-11-15 | 2015-09-16 | 中国科学院上海微***与信息技术研究所 | 一种用于心磁图仪的多点扫描定位***及定位方法 |
| DE102014205503A1 (de) | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Hamm Ag | Verfahren zur Korrektur eines Messwerteverlaufs durch das Eliminieren periodisch auftretender Messartefakte, insbesondere bei einem Bodenverdichter |
| EP3424419B1 (en) | 2016-03-03 | 2020-07-01 | Ricoh Company, Ltd. | Magnetic measuring device |
| CN106679217B (zh) * | 2016-12-16 | 2020-08-28 | 复旦大学 | 一种机械振动隔离的液氦再凝聚低温制冷*** |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0361137A1 (de) * | 1988-09-16 | 1990-04-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetometer-Einrichtung mit einem Dewar-Gefäss zur Messung schwacher Magnetfelder |
| DE3886044D1 (de) * | 1988-09-23 | 1994-01-13 | Siemens Ag | Einrichtung und Verfahren zur Messung von schwachen, orts- und zeitabhängigen Magnetfeldern. |
| JPH02302680A (ja) * | 1989-05-17 | 1990-12-14 | Daikin Ind Ltd | グラジオメータ冷却装置 |
| JPH0443978A (ja) * | 1990-06-11 | 1992-02-13 | Seiko Instr Inc | 高感度磁場検出装置 |
| FI912656A (fi) * | 1990-06-25 | 1991-12-26 | Siemens Ag | Kylanordning foer en squid-maetanordning. |
-
1992
- 1992-06-29 JP JP04170538A patent/JP3106701B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-06-04 US US08/071,004 patent/US5343707A/en not_active Expired - Lifetime
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| US9041563B2 (en) | 2010-06-11 | 2015-05-26 | Apple Inc. | Legend highlighting |
| US9086733B2 (en) | 2010-07-19 | 2015-07-21 | Apple Inc. | Illumination of input device |
| US9275810B2 (en) | 2010-07-19 | 2016-03-01 | Apple Inc. | Keyboard illumination |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5343707A (en) | 1994-09-06 |
| JPH067313A (ja) | 1994-01-18 |
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|---|---|---|---|
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