JP7002416B2

JP7002416B2 - 磁界計測装置

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Publication number: JP7002416B2
Application number: JP2018126599A
Authority: JP
Inventors: 邦臣緒方; 明彦神鳥; 豪宮下
Original assignee: Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2018-07-03
Filing date: 2018-07-03
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2038-07-03
Also published as: JP2020008304A

Description

本発明は、参照用磁気センサで計測した環境磁界信号から、磁界計測装置で計測された環境磁界信号の近似値を推定し、近似値を用いて環境磁界の発生の有無を検知する磁界計測装置に関する。

被験者の計測対象からの微弱な磁界を計測し、計測対象の電気生理学的活動を非侵襲に評価する磁界計測装置として心磁計が開発されている。心磁計は、心臓の電気生理学的活動に伴う心起電力（電流双極子）により生じた微弱な磁界（心磁）を非接触で計測する装置であり、複数の磁気センサの同時計測により、空間分解能に優れた評価が可能となる。この心磁の時間変化及び空間分布を画像化したものは心磁図と呼ばれる。生体内の透磁率はほぼ真空と等しいため、心磁図は、心電図と比べて心臓の周辺臓器（骨や肺など）の影響を受けにくく、心臓の電気生理学的活動に伴う電流を高感度に反映する。この心磁図の利点を生かし、心磁図の臨床的な有効性が多数示されてきた。

この心磁図検査による心臓の電気生理学的活動の評価を正確かつ安定して実現するためには、心磁図に混入する環境磁界を十分に低減する必要がある。心磁の強度は非常に弱く、成人のＱＲＳ波（心室の電気的活動を反映した波）の強度は数十ｐＴ、Ｐ波（心房の電気的活動を反映した波）の強度は数ｐＴ、胎児のＰ波の強度は０．１ｐＴ程度である。一方、環境磁界には地磁気の直流磁界、電車の送・帰電流に起因する磁界、自動車やエレベータ及び鉄扉などの磁性体で構成された物体が移動することによって生じる磁界、送電線の電流によって生じる磁界、ファン・ポンプの回転体による磁界などがある。環境磁界は心磁に比べてはるかに大きく、例えば、地磁気の直流磁界は約５０μＴ（心磁の約１００万倍以上）、電車の送・帰電流に起因する磁界の変動幅は軌道から５０ｍの地点で１．４μＴと報告されている。心磁計に混入するこれらの環境磁界を低減させるため、心磁計には、通常、磁気シールドルーム（ＭＳＲ：Magnetically shielded room、以下「ＭＳＲ」という）、磁気センサ部のグラジオメータ、アナログフィルタ（High pass filter：ＨＰＦ、Low pass filter：ＬＰＦ）及びデジタルフィルタなどの環境磁界低減技術が搭載されており、混入する環境磁界の低減を図っている。また、ＭＳＲを補完する環境磁界低減技術として、参照用磁気センサで計測した環境磁界信号から生体磁気計測装置での環境磁界信号の近似値を推定し、除去する環境磁界リダクション法（以下「リダクション法」という）が開発されている（特許文献１など）。

一方、心磁計に混入する環境磁界の影響を低減するため、心磁図検査に影響を与える環境磁場の発生の有無を検知し、検知状態をユーザーに通知する方法がある。具体的には、磁界計測装置を用い、ＭＳＲの外部で環境磁界を計測し、あるしきい値以上の環境磁界を検知し、検知した信号を出力し、検知信号に基づいて表示する。検知信号に基づく表示は表示装置（表示灯、警報機及びブザー）及び心磁計に接続され、ユーザーに環境磁界の発生の有無を通知する。ユーザーは表示装置及び心磁計による環境磁界の発生の有無を確認し、環境磁界が発生していない時間での心磁図検査の実施や、環境磁界が発生していない時間帯の心磁データを解析に用いるなどを実施し、心磁図検査への環境磁界の影響を低減することができる。

特開２０１６－２１７９３０号公報

生体からの磁界は微弱であるため、環境磁界低減技術、あるいは環境磁界を推定し除去するリダクション法を適用するにせよ、環境磁界ができるだけ小さい状態で計測を行う、あるいは環境磁界の大きさを把握した上で得られたデータを解析することが望ましい。

ＭＳＲの内部の心磁計で計測される環境磁界は様々な環境磁界低減技術（ＭＳＲ、磁気センサ部のグラジオメータ、アナログフィルタ及びデジタルフィルタ）によって低減されている。これらの環境磁界低減技術は環境磁界の周波数に対して低減効果が異なる。そのため、環境磁界の周波数特性によっては、ＭＳＲの外部の環境磁界とＭＳＲの内部の心磁計で計測される環境磁界のパターンが異なり、ＭＳＲ内外の環境磁界の強度の強い時刻が対応しない場合がある。すなわち、ＭＳＲ外部で観測される環境磁界の大きさと心磁図検査に影響を与える環境磁界の発生の有無とが必ずしも一致しない。

本発明の一実施の態様である磁界計測装置は、ＭＳＲと、ＭＳＲの内部に配置される磁気センサと、ＭＳＲの外部に配置される参照用磁気センサと、磁気センサからの磁界時系列データ及び参照用磁気センサからの環境磁界時系列データが入力される演算装置とを有し、演算装置は、環境磁界時系列データから推定されるＭＳＲの内部における推定環境磁界時系列データにしきい値処理を行って検知信号を作成し、推定環境磁界時系列データは、磁界時系列データと推定環境磁界時系列データとの所定の評価関数を最小とするように求められ、かつ、推定環境磁界時系列データを求めるにあたり、環境磁界時系列データに対してＭＳＲの周波数毎の磁界低減効果が適用される。

ＭＳＲ外部の参照用磁気センサを用い、ＭＳＲ内部の磁界計測装置の計測に影響を与える環境磁界の発生の有無を検知できる。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

心磁計の全体構成を示す概略図である。磁気センサの配列及び被検者に対する配置例を示す図である。実施例１に係る心磁計の全体構成を示す概略図である。参照用磁気センサを用いて環境磁界の発生の有無を検知する処理フローを示す図である。（ａ）心磁計で実測した電車からの環境磁界波形（最大磁界強度のチャンネル）、（ｂ）ＭＳＲの外部の３軸フラックスゲート磁束計で実測した電車からの環境磁界波形、（ｃ）本実施例の処理フローを適用して推定した心磁計での電車からの環境磁界波形、である。（ａ）本実施例の処理フローを適用して作成した検知信号の波形、（ｂ）心磁計で実測した電車からの環境磁界波形（最大磁界強度のチャンネル）である。心磁計の計測結果を表示する表示画面の一例を示す図である。心磁計の環境磁界の低減効果を設定する表示画面の一例を示す図である。実施例２に係る心磁計の全体構成を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、磁界計測装置（心磁計）の全体構成を示す概略図である。心磁計１の構成要素は、ＭＳＲ２の内部と外部とに分かれて配置される。ＭＳＲ２は例えば各辺３ｍ程度の長さを有しており、ＭＳＲ２の内部には、複数のＳＱＵＩＤ磁束計３（以降、「磁気センサ」と表記する）を内部に配置して極低温に維持するクライオスタット４と、クライオスタット４を保持するガントリ５と、被験者（図示せず）が横になるベッド６が配置されている。ベッド６は、ベッド６の短軸（Ａ方向、ｘ方向）での移動と、ベッド６の長軸（Ｂ方向、ｙ方向）での移動と、ベッド６の上下方向（Ｃ方向、ｚ方向）での移動が可能であって、被検者と複数の磁気センサとの位置合わせを容易に行うことができる。

ＭＳＲ２の外部には、クライオスタット４内に配置される磁気センサ３を駆動する駆動回路７と、駆動回路７からの出力を増幅してフィルタをかけるアンプフィルタユニット８と、アンプフィルタユニット８からの出力信号をデータ収集し、収集されたデータ（以下、「磁界時系列データ」という）を解析処理するとともに心磁計１の各部の制御を行なう演算装置９と、演算装置９により解析処理された解析結果を表示する表示装置１０が主に配置されている。

なお、心磁計１の磁気センサ３としては、ＳＱＵＩＤ磁束計に限られず、磁気抵抗効果素子を用いたセンサ、光ポンピング磁束計、フラックスゲート磁束計、磁気インピーダンス素子を用いた磁気センサも適用することができる。心臓から生じる磁場は非常に微弱（０．１～数十ｐＴ）であり、心磁計の磁気センサのノイズレベルは数ｐＴ／√Ｈｚ以下が望まれる。また、心磁計の磁気センサの周波数帯域は心臓の電気的活動の周波数帯域と同様にＤＣ～数百Ｈｚが望まれる。

図２を用いて、心磁計１で用いられる磁気センサアレイの配列および被験者に対する配置の一例を説明する。磁気センサアレイを構成する複数の磁気センサは、クライオスタット４（図１参照）の底部の内壁にｚ方向に沿って垂設し、被験者の胸壁１１に対して垂直なｚ方向の磁界成分Ｂ_ｚを経時的に計測する。そして、複数の磁気センサは、磁界の距離変化量を的確に捉えられるように、ｘ方向およびｙ方向には等間隔に配列されている。なお、胸壁１１に対して平行なｘ方向の磁界成分Ｂ_ｘおよびｙ方向の磁界成分Ｂ_ｙを経時的に計測する磁気センサを適用することもできる。

図２の例では、磁気センサ間の距離が０．０２５ｍであって、計測面が０．１７５ｍ×０．１７５ｍ、磁気センサを８×８のアレイ状に配列した６４チャンネルの磁気センサアレイ１２を示している。磁気センサアレイ１２の座標系においては、例えば、符号１３で示す７行３列目に位置する磁気センサが胸部の剣状突起１４の真上に位置するように、磁気センサアレイ１２の位置合わせを行う。なお、１行８列目の磁気センサを座標系の原点Ｏとする。

実施例１として、ＭＳＲ２の外部に設置した参照用磁気センサを用い、環境磁界の発生の有無を検知する磁界計測装置について説明する。図１と共通する構成要素については、同じ符号を付して示し、重複する説明は省略する。図３はＭＳＲの外部に参照用磁気センサを設置した磁界計測装置（心磁計）の全体構成を示す概略図である。

ＭＳＲ２の外部には環境磁界を計測するための３軸フラックスゲート磁束計１５（以降、「参照用磁気センサ」という）と、参照用磁気センサを駆動させる駆動回路１６と、駆動回路１６からの出力を増幅してフィルタをかけるアンプフィルタユニット１７が配置されており、アンプフィルタユニット１７からの出力信号は演算装置９で収集される。

参照用磁気センサ１５としては、磁気抵抗効果素子を用いたセンサ、磁気インピーダンス素子を用いたセンサを用いた磁気センサも適用することができる。参照用磁気センサ１５はＭＳＲの外側の周囲に環境磁界の発生源（電気機器やアクティブ磁気キャンセルシステムのキャンセルコイルなど）のない場所に設置する。心磁計１の磁気センサアレイ１２の位置と参照用磁気センサ１５の位置のずれは、磁界強度としては環境磁界の発生源の位置からは無視できる程度であるが、計測位置が異なることから、心磁計１の磁気センサのｚ方向の磁界成分Ｂ_ｚのみの観測であっても、３軸での環境磁気成分（磁界成分Ｂ_ｘ、磁界成分Ｂ_ｙ、磁界成分Ｂ_ｚ）により補正することにより、心磁計１の磁気センサに対する環境磁界の影響をより精度よく求めることができる。もちろん、参照用磁気センサ１５の軸数が１軸及び２軸であっても適用することは可能である。さらに、複数の参照用磁気センサ１５を用いてもよい。

図４はＭＳＲ２の外部の参照用磁気センサ１５を用いた環境磁界の検知処理手順のフローチャートを示す。まず、処理を開始し（１０１）、心磁計（図３参照）を用いて被験者の心臓から発生する磁界時系列データ（以下、「心臓磁界時系列データ」という）とＭＳＲ２の外部の参照用磁気センサ１５を用いて環境磁界の時系列データ（以下、「環境磁界時系列データ」という）を同時計測する（１０２）。

環境磁界時系列データに対してＭＳＲの磁界低減効果を適用する（１０３）。ＭＳＲの磁界低減効果には周波数特性があるため、環境磁界時系列データに周波数解析を適用して周波数領域でのデータに変換し、変換した周波数領域データにＭＳＲによる周波数毎の磁界低減率を乗算し、周波数解析を適用して再び時間領域でのデータに変換する。具体的には以下の通りである。環境磁界時系列データが所定の時間間隔でサンプリングしたＴ個の標本点（デジタル信号列）x(t)（t＝1～T）で与えられたとすると、x(t)の離散的フーリエスペクトルX(k)（k＝0, 1, … K-1）は（数１）から得ることができる。

ここで、ＭＳＲの磁界低減率の周波数特性D_M(w_k)に基づいて、Ｋ個の離散的周波数スペクトル（フィルタ関数）F(k)を（数２）のように設定する。

（数２）に示すフィルタ関数F(k)と（数１）に示す離散的フーリエスペクトルX(k)とを掛け合わせることで（数３）、ＭＳＲの磁界低減効果を適用した離散的周波数スペクトルX’ (k)を得ることができる。

離散的周波数スペクトルX’(k)を（数４）に基づいて逆フーリエ変換すると、ＭＳＲの磁界低減効果を適用した環境磁界の時系列データx’(t)を得ることができる。

次に、ＭＳＲの磁界低減効果が適用された環境磁界時系列データに心磁計の磁気センサ（グラジオメータ構造）の磁界低減効果を適用する（１０４）。グラジオメータ構造とは超電導線で作成した差分型の検出コイルで検出した磁束をＳＱＵＩＤ磁束計に伝達する構成である。差分型検出コイルを用いることで磁界の空間勾配を検出し、一様な環境磁界を低減することができる。このグラジオメータによる磁界低減率D_gは、先に説明したＭＳＲの磁界低減効果と異なり、周波数に依存しない定数と考えることができる。そこで、処理１０３で求めたＭＳＲの磁界低減効果を適用した環境磁界の時系列データx’(t)にグラジオメータの磁界低減率D_gを乗算する（数５）ことで、グラジオメータの磁界低減効果を適用した環境磁界の時系列データx’’(t)を得ることができる。

次に、磁気センサの磁界低減効果が適用された環境磁界時系列データに心磁計のアナログフィルタ（ＨＰＦ及びＬＰＦ）の磁界低減効果を適用する（１０５）。具体的には心磁計のアナログフィルタにフィルタタイプやフィルタ次数が類似しているデジタルフィルタを処理１０４で求めた環境磁界の時系列データx’’(t)に適用することで得ることができる。例えば、デジタルフィルタとしてＦＩＲ（有限インパルス応答：Finite Impulse Response）フィルタを用いた場合、ＦＩＲフィルタを適用した環境磁界の時系列データx’’’(t)は（数６）から得ることができる。ここで、mはフィルタ次数であり、a_mはフィルタタイプ及びフィルタ次数から決まるフィルタ係数である。

これまでの処理１０３～１０５により得られた信号は心磁計１に適用されている環境磁界低減技術による低減効果が反映されており、心磁計で計測される環境磁界の推定値（以下「心磁計推定環境磁界」という）とみなすことができる。次に、この心磁計推定環境磁界の時系列データにチャンネル毎の重み係数を計算する（１０６）。

この重み係数は、事前に、心磁計推定環境磁界の時系列データと、心磁計の各チャンネルで被験者がいない状態で実測された環境磁界時系列データとの差を最小とすることで求めることができる。参照用磁気センサ１５として３軸（ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸）の磁気センサを用いた場合、各軸のチャンネル毎の重み係数ベクトルW（W＝［W_x, W_y, W_z］）は評価関数（数７）を最小とする値として求めることができる。

評価関数（数７）において、B^MCG _n,tは心磁計のｎ番目（ｎ＝１～６４）のチャンネルでｔ番目（ｔ＝１～Ｔ）のサンプリング点で計測された環境磁界を表している。B^ref _x,t、B^ref _y,t及びB^ref _z,tは、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の参照磁気センサの磁界信号から求めた心磁計１のサンプリング点ｔでの心磁計推定環境磁界をそれぞれ表している。また、W_x,n、W_y,n及びW_z,nは、ｎ番目（ｎ＝１～６４）のチャンネルにおけるｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の参照用磁気センサの心磁計推定環境磁界に対する重み係数（以下「チャンネル毎の重み係数」という）をそれぞれ表している。

このチャンネル毎の重み係数をかけた心磁計推定環境磁界の時系列データ（B^ref _x,t×W_x,n＋B^ref _y,t×W_y,n＋B^ref _z,t×W_z,n）に対して、しきい値処理を適用し、検知信号を作成する（１０７）。検知信号としては、例えば、しきい値以上は１、しきい値未満は０とした信号を用いることができる。しきい値処理のしきい値としては、計測対象（例えば、成人及び胎児）や解析対象（心室及び心房）により、適切な値が設定される。これにより、計測対象である心臓磁界の大きさに応じたしきい値処理を行うことができる。

最後に、心臓磁界時系列データ、心磁計推定環境磁界時系列データ及び検知信号を表示し（１０８）、処理を終了する（１０９）。

なお、処理１０３の環境磁界時系列データに適用する周波数解析法としては、周知の高速フーリエ変換法やピリオドグラム法などがあり、フーリエスペクトル及びパワースペクトル密度を計算し、環境磁界時系列データの周波数領域でのデータを取得することができる。これらの周波数解析法に基づく処理は近年のパーソナルコンピューターの処理能力向上により実現可能となった。また、ＭＳＲの周波数毎の磁界低減効果を算出するために、例えば、ＭＳＲの磁気シールド率のカタログ値や事前に取得した実測データを用いることができる。さらに、この磁界低減効果の算出にあたってはＭＳＲの周波数毎の位相変化情報も用いることができる。

処理１０４の環境磁界時系列データに対する磁気センサの磁界低減効果を算出するために、例えば、磁気センサの磁界低減率のカタログ値や事前に取得した実測データを用いることができる。

処理１０５の環境磁界時系列データに対するアナログフィルタの磁界低減効果を算出するために、例えば、心磁計のアナログフィルタと同じタイプ、遮断周波数、次数のデジタルフィルタから得られる磁界低減率などを用いることができる。

処理１０６の評価関数（数７）を最小とするチャンネル毎の重み係数は、例えば、線形計画法の一つである滑降シンプレックス法を用いて求めることができる。

以上説明したＭＳＲの外部に配置した参照磁気センサを用いて環境磁界を検知する方法の有効性を電車からの環境磁界の実測データを用いて確認した。

図５（ａ）には６４チャンネルの心磁計で計測した電車からの環境磁界波形１８（最大磁界強度のチャンネル）を示す。横軸は時間（秒）、縦軸は磁界（ｐＴ）である。図５（ｂ）にはＭＳＲの外部の参照磁気センサで計測した電車からのｘ方向の環境磁界波形１９、ｙ方向の環境磁界波形２０及びｚ方向の環境磁界波形２１を示す。横軸は時間（秒）、縦軸は磁界（μＴ）である。心磁計で計測された環境磁界波形１８と比較すると、ＭＳＲの外部の参照磁気センサで計測された環境磁界波形は波形パターンが異なっていることが分かる。

図５（ｃ）には図４に示した処理フローを適用して算出した図５（ａ）と同じチャンネルの心磁計推定環境磁界波形２２を示している。心磁計で実測した環境磁界波形１８と比較すると、心磁計推定環境磁界波形２２と実測波形１８は類似しており、相関係数は０．８５であった。

図６（ａ）には図４に示した処理フローを適用して作成した検知信号２３を示している。横軸は時間（秒）、縦軸は検知信号強度（ａｒｂ．ｕｎｉｔ．）である。図６（ｂ）には心磁計で計測された環境磁界波形１８を示している。図６から検知信号２３が１を出力している時間と心磁計で計測された環境磁界波形１８の強度が強い時間とが対応していることが分かる。この検知信号２３を心磁計で計測された心磁波形と同時に表示することで、ユーザーに心磁図検査に影響を与える環境磁界の有無を知らせることができる。

以上の結果から、心磁計において心磁図検査に影響を与える環境磁界が発生している時刻をＭＳＲの外部の環境磁界信号から正確に検知できることが示された。

実施例１の磁界計測装置に適用されるインターフェイスについて説明する。図７は、ＭＳＲの外部の参照用磁気センサを用いて心磁図検査に影響を与える環境磁界の発生の有無を検知した結果を表示する表示画面の一例である。表示画面２４は心磁計の表示装置１０に表示される。

表示装置１０の表示画面２４は、心磁計で計測された磁界信号を表示する心磁計計測データ表示欄２５と、ＭＳＲの外部の参照磁気センサで計測した環境磁界に図４の処理フローを適用して算出した心磁計推定環境磁界データ表示欄２６及び検知データ表示欄２７とを含んでいる。

心磁計計測データ表示欄２５には心磁計で計測された磁界信号２８が表示される。この心磁計計測データ表示欄２５に表示される心磁計の磁気センサのチャンネルは、チャンネル選択ボタン２９を用いて、切り替え可能とする。チャンネル選択ボタン２９により選択された「チャンネル１」の磁気センサの信号が磁界信号２８として表示されている。

心磁計推定環境磁界データ表示欄２６にはＭＳＲ外部の参照磁気センサで計測した環境磁界に図４の処理フローを適用して算出した心磁計推定環境磁界信号３０が表示される。この心磁計推定環境磁界データ表示欄２６に表示される心磁計の磁気センサのチャンネルもチャンネル選択ボタン２９により切り替えられる。チャンネル選択ボタン２９により選択された「チャンネル１」の磁気センサに対応する信号が心磁計推定環境磁界信号３０として表示されている。さらに、心磁計推定環境磁界信号３０に適用するしきい値を表示するしきい値表示欄３２が表示される。このしきい値の値は操作者が設定可能である。あるいは装置のデフォルト値を定めておいてもよい。このしきい値に対応する第１のしきい値線３３（正のしきい値に対応する線）、および第２のしきい値線３４（負のしきい値に対応する線）が心磁計推定環境磁界データ表示欄２６に表示される。

検知データ表示欄２７には、ＭＳＲの外部の参照磁気センサで計測した環境磁界に図４の処理フローを適用して作成した検知信号３５が表示される。さらに、この検知信号３５が１を出力している時間範囲に対応して、心磁計計測データ表示欄２５に環境磁界検知時間範囲３６が表示される。操作者は、磁界時系列データとともに検知信号の変化が一目で識別可能とされることにより、環境磁場の大きい時間帯を把握した上で、心磁計計測データを解析することが可能になる。

図８は、ＭＳＲ外部の参照用磁気センサを用いて図４のフローにしたがって心磁図検査に影響を与える環境磁界の発生の有無を検知する処理に用いる心磁計の環境磁界の低減効果を設定する表示画面の一例である。表示画面３７は心磁計の表示装置１０に表示される。

表示装置１０の表示画面３７には、ＭＳＲのシールド率の周波数特性を表示するＭＳＲの磁気シールド率の周波数特性表示欄３８と、心磁計の磁気センサの磁界低減率を表示する磁気センサの低減率表示欄３９、心磁計のアンプフィルタユニットのハイパスフィルタの低減率の周波数特性を表示するハイパスフィルタの低減率の周波数特性表示欄４０、心磁計のアンプフィルタユニットのローパスフィルタの低減率の周波数特性を表示するローパスフィルタの低減率の周波数特性表示欄４１とを含んでいる。

ＭＳＲの磁気シールド率の周波数特性表示欄３８には、ＭＳＲの周波数毎の磁気シールド率４２が表示される。ＭＳＲの磁気シールド率の周波数特性表示欄３８に表示される周波数毎の磁気シールド率は周波数毎の磁気シールド率設定欄４３を用いて設定可能とする。

また、ＭＳＲの磁気シールド率の周波数特性表示欄３８には、ＭＳＲの磁界低減効果の算出にあたって位相変化情報も合わせて用いる場合には、ＭＳＲの位相変化情報も表示することができる。この場合、周波数毎の位相変化情報設定欄が表示される。

磁気センサの低減率表示欄３９には、心磁計の磁気センサのチャンネル毎の低減率が表示される。磁気シールド率の低減率表示欄３９に表示される心磁計のチャンネルはチャンネル選択ボタン４４を用いて、切り替え表示可能とする。

ハイパスフィルタの低減率の周波数特性表示欄４０には、ハイパスフィルタの周波数毎の低減率４５が表示される。ハイパスフィルタの低減率の周波数特性表示欄４０に表示される周波数毎の低減率は、ハイパスフィルタのフィルタタイプを設定するフィルタタイプ設定欄４６、ハイパスフィルタの次数を設定する次数設定欄４７、ハイパスフィルタの遮断周波数を設定する遮断周波数設定欄４８に基づいて計算された値が表示される。

ローパスフィルタの低減率の周波数特性表示欄４１には、ローパスフィルタの周波数毎の低減率４９が表示される。ローパスフィルタの低減率の周波数特性表示欄４１に表示される周波数毎の低減率は、ローパスフィルタのフィルタタイプを設定するフィルタタイプ設定欄５０、ローパスフィルタの次数を設定する次数設定欄５１、ローパスフィルタの遮断周波数を設定する遮断周波数設定欄５２に基づいて計算された値が表示される。

実施例２として、ＭＳＲ２の外部に設置した参照用磁気センサを用い、環境磁界の発生の有無を検知し、検知結果表示装置を用いてＭＳＲ２内における環境磁界の発生の有無を通知する磁界計測装置について説明する。図１及び図３と共通する構成要素については、同じ符号を付して示し、重複する説明は省略する。図９はＭＳＲの外部に参照用磁気センサと検知結果表示装置を設置した磁界計測装置（心磁計）の全体構成を示す概略図である。

ＭＳＲ２の外部には検知結果表示装置５３が配置されており、演算装置９で作成された検知信号が入力され、検知信号に基づいて検知結果表示装置５３が検知結果を表示、または、非表示する。

検知結果表示装置５３としては、表示灯、警報機及びブザーを用いることができる。検知結果表示装置５３は操作者から確認し易い位置（部屋の壁面上部、または、ＭＳＲの外壁上部）に設置されることが望ましい。複数設置してもよい。

例えば、検知結果表示装置５３は、検知信号２３が１を出力している時間帯（図６参照）にアラームを発報し、操作者はその時間帯を避けて計測を開始する。これにより、環境磁界が発生している時間帯を避けて、心磁計計測を行うことが可能になる。

１：心磁計、２：磁気シールドルーム（ＭＳＲ）、３：磁気センサ、４：クライオスタット、５：ガントリ、６：ベッド、７：駆動回路、８：アンプフィルタユニット、９：演算装置、１０：表示装置、１２：磁気センサアレイ、１５：参照用磁気センサ、１６：駆動回路、１７：アンプフィルタユニット、５３：検知結果表示装置。

Claims

磁気シールドルームと、
前記磁気シールドルームの内部に配置される磁気センサと、
前記磁気シールドルームの外部に配置される参照用磁気センサと、
前記磁気センサからの磁界時系列データ及び前記参照用磁気センサからの環境磁界時系列データが入力される演算装置とを有し、
前記演算装置は、前記環境磁界時系列データから推定される前記磁気シールドルームの内部における推定環境磁界時系列データにしきい値処理を行って検知信号を作成し、
前記推定環境磁界時系列データは、前記磁界時系列データと前記推定環境磁界時系列データとの所定の評価関数を最小とするように求められ、かつ、前記推定環境磁界時系列データを求めるにあたり、前記環境磁界時系列データに対して前記磁気シールドルームの周波数毎の磁界低減効果、前記磁気センサの構造に基づく磁界低減効果及び前記磁気センサの出力に加えられるアナログフィルタの磁界低減効果が適用される磁界計測装置。
磁気シールドルームと、
前記磁気シールドルームの内部に配置される磁気センサと、
前記磁気シールドルームの外部に配置される参照用磁気センサと、
前記磁気センサからの磁界時系列データ及び前記参照用磁気センサからの環境磁界時系列データが入力される演算装置とを有し、
前記演算装置は、前記環境磁界時系列データから推定される前記磁気シールドルームの内部における推定環境磁界時系列データにしきい値処理を行って検知信号を作成し、
前記推定環境磁界時系列データは、前記磁界時系列データと前記推定環境磁界時系列データとの所定の評価関数を最小とするように求められ、かつ、前記推定環境磁界時系列データを求めるにあたり、前記環境磁界時系列データに対して前記磁気シールドルームの周波数毎の磁界低減効果が適用され、
前記磁気センサは１軸の磁界成分を検出する超電導磁気センサであり、
前記参照用磁気センサは、複数軸の磁界成分を検出する常温磁気センサであり、
前記所定の評価関数は、前記磁界時系列データとそれぞれ重み付けをした前記複数軸ごとの前記推定環境磁界時系列データとの差の総和として表される磁界計測装置。
磁気シールドルームと、
前記磁気シールドルームの内部に配置される磁気センサと、
前記磁気シールドルームの外部に配置される参照用磁気センサと、
前記磁気センサからの磁界時系列データ及び前記参照用磁気センサからの環境磁界時系列データが入力される演算装置と、
検知結果表示装置とを有し、
前記演算装置は、前記環境磁界時系列データから推定される前記磁気シールドルームの内部における推定環境磁界時系列データにしきい値処理を行って検知信号を作成し、
前記推定環境磁界時系列データは、前記磁界時系列データと前記推定環境磁界時系列データとの所定の評価関数を最小とするように求められ、かつ、前記推定環境磁界時系列データを求めるにあたり、前記環境磁界時系列データに対して前記磁気シールドルームの周波数毎の磁界低減効果が適用され、
前記検知結果表示装置は、前記検知信号に基づき、前記磁気シールドルームの内部における環境磁界の発生を通知する磁界計測装置。
請求項３において、
前記検知結果表示装置は、表示灯、警報機及びブザーの少なくともいずれか一つである磁界計測装置。
磁気シールドルームと、
前記磁気シールドルームの内部に配置される磁気センサと、
前記磁気シールドルームの外部に配置される参照用磁気センサと、
前記磁気センサからの磁界時系列データ及び前記参照用磁気センサからの環境磁界時系列データが入力される演算装置と、
表示装置とを有し、
前記演算装置は、前記環境磁界時系列データから推定される前記磁気シールドルームの内部における推定環境磁界時系列データにしきい値処理を行って検知信号を作成し、
前記推定環境磁界時系列データは、前記磁界時系列データと前記推定環境磁界時系列データとの所定の評価関数を最小とするように求められ、かつ、前記推定環境磁界時系列データを求めるにあたり、前記環境磁界時系列データに対して前記磁気シールドルームの周波数毎の磁界低減効果が適用され、
前記表示装置は、前記磁界時系列データ、前記推定環境磁界時系列データ及び前記検知信号を表示する磁界計測装置。
請求項５において、
前記表示装置は、前記磁界時系列データ上に前記検知信号の変化を識別可能に表示する磁界計測装置。
請求項５において、
前記表示装置は、前記演算装置が前記推定環境磁界時系列データを求めるための設定画面を有し、
前記設定画面において、前記磁気シールドルームの磁気シールド率の周波数特性を表示する磁界計測装置。