(57)【要約】【課題】磁気センサによって生体情報を得るにあたって、コストやスペースを削減する。【解決手段】磁気センサ（３２）には、特に液化ガスによる冷却を行わず、常温域で微弱な磁気計測が可能なＴＭＲ素子などを用い、かつその磁気センサ（３２）を生体２上に複数設ける一方、前記磁気センサ（３２）上を覆うように被覆部材４を設けて、磁気センサおよび被測定部を外部磁場からシールドする。したがって、従来の生体内の微弱電流の測定装置であるＳＱＵＩＤのような液化ガスによる冷却が不要になり、また部屋全体を磁気シールドする必要もなく、コストやスペースを大幅に削減することができるとともに、メンテナンスも格段に楽になる。さらにまた、前記ＳＱＵＩＤで必要な断熱部材が不要になり、センサと生体との距離を近付け、該ＳＱＵＩＤで見られるような位置ずれの発生を抑え、また磁場の交差も最小限に抑えられるので、位置分解能を向上することもできる。【選択図】図１
2012095939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に被着される複数の磁気センサと、
前記各磁気センサの測定結果から、前記生体内に生じた微弱電流に関する情報を収集する計測装置本体と、
前記生体に被着された磁気センサ上を覆い、外部磁場からシールドする被覆部材とを含むことを特徴とする生体磁気計測装置。
【請求項２】
前記被覆部材は、前頭部、後頭部および側頭部に加えて、頬、鼻、口、目、顎または頸の少なくとも１つを覆うことを特徴とする請求項１記載の生体磁気計測装置。
【請求項３】
前記被覆部材は、ヘルメットの形状を呈していることを特徴とする請求項２記載の生体磁気計測装置。
【請求項４】
前記被覆部材は、胴部を覆う筒状体であることを特徴とする請求項１記載の生体磁気計測装置。
【請求項５】
前記被覆部材に、前記磁気センサが内張りされていることを特徴とする請求項３または４記載の生体磁気計測装置。
【請求項６】
前記被覆部材に、前記磁気センサの取付け開口が形成されており、前記取付け開口から磁気センサを取付けることで磁気計測が可能になることを特徴とする請求項３または４記載の生体磁気計測装置。
【請求項７】
前記被覆部材の内側に、磁場を発生しない体性感覚刺激を与える刺激具を設けることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の生体磁気計測装置。
【請求項８】
前記被覆部材の内側に、磁場を発生しない視覚刺激を与える画像表示装置を設けることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の生体磁気計測装置。
【請求項９】
生体内に生じた微弱電流に関する情報を収集するにあたって、
前記微弱電流による磁界を検出する磁気センサを前記生体に複数被着するステップと、
前記生体に被着された磁気センサ上を、外部磁場からシールドする被覆部材で覆うステップと、
前記各磁気センサの測定結果から、前記生体内に生じた微弱電流に関する情報を収集するステップとを含むことを特徴とする生体磁気計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脳磁計測に代表される生体磁気計測のための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、前記脳磁計測に代表される生体磁気計測では、微弱な磁場を検出する高感度磁気センサであるＳＱＵＩＤ（Superconducting QUantum Interference Device：超伝導磁束量子干渉計）が用いられていた。その概略的な測定メカニズムは、位相の異なる超伝導体を障壁層を介して接合（Josephson接合）すると、それらの超伝導体間にトンネル電流が流れ、そのトンネル電流は、接合面内を貫く磁束が磁束量子の整数倍のとき弱め合い、それ以外のとき強め合うというFraunhofer型の量子干渉効果を利用するものである。このような性質をJosephson効果と称し、１個以上のJosephson接合を超伝導ループでつないだデバイスを、前記ＳＱＵＩＤと称する。
【０００３】
そして、現在のところ実用化されているほとんどのＳＱＵＩＤ素子はニオブ（Ｎｂ）で作られており、ＳＱＵＩＤ素子として働かせるためにはこのニオブを上述のように超伝導状態にする必要があり、ニオブの超伝導転移温度が９．２Ｋであることから、液体ヘリウムでの冷却が必要となる。その為、実際の測定に際しては、液体ヘリウムを循環し、１０Ｋ程の低温に冷却したポットの底にある凹面内にこれらの素子を多数並べて固定し、その凹面に被験者の頭を入れて測定に供している。
【０００４】
このようなＳＱＵＩＤセンサおよびそれを用いた脳磁計測装置としては、特許文献１〜５などが提案されている。特に特許文献１で示されるように、ＳＱＵＩＤは、液体ヘリウムによる冷却のため、コストやスペースが非常に嵩むという問題がある。また、前記Josephson素子の故障時には、一旦前記液体ヘリウムの抜き取りが必要になるなど、メンテナンスの負担も大きい。
【０００５】
一方、センサ部分の構造としては、被検者の頭に柔軟に沿う構造ではなく、単に硬い凹面部に頭を入れるだけの構造であるので、頭皮と凹面とは密着できず、隙間を生じる。しかも、凹面に頭が密着したとしても、冷却されているセンサと頭部との断熱のために、３〜４ｃｍもの断熱層の厚みがあり、その分、ＳＱＵＩＤセンサは被検査部位から離れる。したがって、ＳＱＵＩＤセンサは、単体では磁気感度が高いにも関わらず、被検査部位から離れて配置されているためセンサに入る磁場が弱くなり、かつ、隣接する磁場が交錯して１つのＳＱＵＩＤに入力されるので、計測における位置分解能が大きく低下するという問題がある。また、計測毎に姿勢が変わったり、計測中に体動があると、脳とＳＱＵＩＤセンサとの位置関係が変わってしまい、大きな計測誤差の発生要因となるので、被験者に静止を要求するという問題もある。
【０００６】
一方、常温で微弱な磁気計測の出来るＭＩ（磁気インピーダンス）素子を用いた心磁界計測の例が、非特許文献１で示されている。このような手法を用いると、センサの冷却が不要となるので、ＳＱＵＩＤの様な制約がなくなり、直接人体にこれらの素子を密着させることが可能になる。密着することで位置ずれを回避でき、位置分解能の向上が達成され、かつ断熱層が不要になることから、近接しての測定が可能になり、隣接する磁場が交差する前のより位置分解能の高い状態でかつ強い磁場での計測も可能となる。こうして、測定装置としての分解能の向上を達成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１９３３６４号公報
【特許文献２】特開２００４−６５６０５号公報
【特許文献３】特開２００７−１７２４８号公報
【特許文献４】特開平２−４０５７８号公報
【特許文献５】特開平３−１８３９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】”A Measurement of Magnetocardiogram(MCG) by Planar Type Sensor using CoNbZr FILM”Y.Ohtomo,S.Yabukami,K.Kato,T.Ozwa and I,Arai(Journal of Magnetics Society of Japan Vol.33,No.3,2009)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、生体磁場は非常に微弱なため、専用の磁気シールドが必要になる。従来のＳＱＵＩＤなどの測定装置は非常に大掛かりであり、そのすべてを外部の磁気から遮断するために、専用の磁気シールド室に設置している。一般に磁気シールドに用いられているパーマロイは、加工、設置に手間が掛かり、非常に高価である。この高価なパーマロイで部屋全体を覆うため、その設置費用は非常に高価なものとなっていた。また、磁気シールド室に設置する必要があったため、持ち運びは実質的に不可能であった。上述の非特許文献１には特に磁気シールドに対する記述は無いが、これに関しても専用の磁気シールド室で行われているものと推察される。
【００１０】
本発明の目的は、簡易で安価に磁気シールドを実現することができる生体磁気計測装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の生体磁気計測装置は、生体に被着される複数の磁気センサと、前記各磁気センサの測定結果から、前記生体内に生じた微弱電流に関する情報を収集する計測装置本体と、前記生体に被着された磁気センサ上を覆い、外部磁場からシールドする被覆部材とを含むことを特徴とする。
【００１２】
また本発明の生体磁気計測方法は、生体内に生じた微弱電流に関する情報を収集するにあたって、前記微弱電流による磁界を検出する磁気センサを前記生体に複数被着するステップと、前記生体に被着された磁気センサ上を、外部磁場からシールドする被覆部材で覆うステップと、前記各磁気センサの測定結果から、前記生体内に生じた微弱電流に関する情報を収集するステップとを含むことを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、生体に磁気センサを被着して、生体情報を取得するにあたって、前記磁気センサには、特に液化ガスによる冷却を行わず、常温域で微弱な磁気計測が可能なＴＭＲ（トンネル磁気抵抗）素子、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗）素子、ＭＩ（磁気インピーダンス）素子、或いは光ポンピング磁気測定素子などを用い、かつその磁気センサを生体上に複数設ける。そして、前記各磁気センサの測定結果から、計測装置本体で、前記生体内に生じた微弱電流に関する情報を収集する。これに対して、前記生体上には、該生体に被着された磁気センサ上を覆うように被覆部材を設けて、磁気センサおよび被測定部を外部磁場からシールドする。
【００１４】
したがって、従来の生体内の微弱電流の測定装置であるＳＱＵＩＤのような液化ガスによる冷却が不要になり、コストやスペースを大幅に削減することができるとともに、メンテナンスも格段に楽になる。また、前記ＳＱＵＩＤで必要な断熱部材が不要になり、センサと生体との距離を近付け、該ＳＱＵＩＤで見られるような位置ずれの発生を抑え、また磁場の交差も最小限に抑えられるので、位置分解能を向上することもできる。さらにまた、前記ＳＱＵＩＤのような部屋全体を磁気シールドするのではなく、被測定部周辺のみをシールドするので、磁気シールドのコストも格段に削減することができるとともに、測定に係る自由度を向上することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の生体磁気計測装置および方法は、以上のように、生体に磁気センサを被着して生体情報を取得するにあたって、前記磁気センサには、特に液化ガスによる冷却を行わず、常温域で微弱な磁気計測が可能な素子を用い、かつその磁気センサを生体上に複数設ける一方、前記磁気センサ上を覆うように被覆部材を設けて、磁気センサおよび被測定部を外部磁場からシールドする。
【００１６】
それゆえ、従来の生体内の微弱電流の測定装置であるＳＱＵＩＤのような液化ガスによる冷却が不要になり、コストやスペースを大幅に削減することができるとともに、メンテナンスも格段に楽になる。また、前記ＳＱＵＩＤで必要な断熱部材が不要になり、センサと生体との距離を近付け、該ＳＱＵＩＤで見られるような位置ずれの発生を抑え、また磁場の交差も最小限に抑えられるので、位置分解能を向上することもできる。さらにまた、前記ＳＱＵＩＤのような部屋全体を磁気シールドするのではなく、被測定部周辺のみをシールドするので、磁気シールドのコストも格段に削減することができるとともに、生体の近くに電磁波を発生する他の測定装置などを配置することもでき、生体の近くに電磁波を発生する他の測定装置などを配置することもでき、測定に係る自由度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の第１の形態に係る生体磁気計測装置の使用状態を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の第１の形態に係る生体磁気計測装置におけるセンサユニットの使用状態を模式的に示す正面図である。
【図３】前記生体磁気計測装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】図３におけるインタフェイスの電気的構成を示すブロック図である。
【図５】センサプラットフォームボードの電気的構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の第２の形態に係る生体磁気計測装置の使用状態を模式的に示す断面図である。
【図７】前記生体磁気計測装置の断面図である。
【図８】本発明の実施の第３の形態に係る生体磁気計測装置の使用状態を模式的に示す正面図である。
【図９】図８で示す生体磁気計測装置の使用にあたる被験者の正面図である。
【図１０】図８で示す生体磁気計測装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の第１の形態に係る生体磁気計測装置１の使用状態を模式的に示す断面図である。本実施の形態の生体磁気計測装置１は、被験者２の頭部２１から発せられる磁気を計測して脳磁図を得るものとする。詳しくは、この生体磁気計測装置１は、脳の神経細胞が興奮したときに流れる電流から生じる磁場を測定し、たとえばてんかんの発作がどこで起っているか、脳の手術でどこまで（細胞が死んでいて）切除してよいかなどを判定するために用いられる。
【００１９】
この生体磁気計測装置１では、被験者２の頭部２１には、先ず図２で示すように、センサユニット３が被せられる。センサユニット３は、非磁性の材料で、いわゆる目出し帽（頭巾、バラクダ）型に形成される支持体３１に、多数のセンサプラットフォームボード３２が並べて搭載されて成る。これにより、前記支持体３１の表裏何れかの面上に、多数のセンサプラットフォームボード３２が、所定の間隔で分布することとなる。そして、この図２に示すように、支持体３１の内面を頭部２１の表面に沿って押し当てるようにして、センサユニット３が人の頭部２１に被せられることで、前記頭部２１の表面から等間隔に（密着或いは支持体３１の厚みを介して）、前記センサプラットフォームボード３２のセンサ面が沿うことになる。前記センサプラットフォームボード３２は、液化ガスによる冷却を必要とせず、常温域で、微弱な磁気計測が可能な磁気センサの集合体である。
【００２０】
前記支持体３１における被験者２の目２２部分の開口３３は、被験者２の心的影響等を考慮したもので、測定部位などの事情によっては、特に設けられなくてもよい。その場合、前頭部、後頭部および側頭部のほか、顔面部から発せられる脳磁気を計測することも可能となる。
【００２１】
注目すべきは、本実施の形態の生体磁気計測装置１では、上述のようにしてセンサユニット３を被験者２の頭部２１に装着した上に、図１のように、磁気シールドを行う被覆部材４を装着し、後述する計測を実行することである。なお、この被覆部材４に併用して、被験者２を囲むように、磁気シールド室を形成してもよい。ただし、その場合の磁気シールド室は、前述のＳＱＵＩＤに用いられるような大掛かりなものではなく、簡易なものでよい。
【００２２】
前記被覆部材４は、前頭部、後頭部および側頭部に加えて、頬、鼻、口、目、顎または頸の少なくとも１つを覆うこととする。図１の例では、前記被覆部材４は、それらの総てを覆う、いわゆるフルフェイスのヘルメット（頭部を衝撃などから保護するために被る防護帽）の形状を呈している。なお、目や口については、前述の支持体３１の開口３３に対応する。
【００２３】
これは、脳磁気を計測する場合、頭部２１への外部磁気の進入を防ぐ必要があり、その場合、問題となる磁気の進入経路は、測定する頭部２１の表面側からのみならず、測定部位から見て人体の裏側に相当する顔面部分であったり、顎や咽方向からも進入経路となり得るからである。したがって、必要に応じてこれらの方向にも磁気シールドを行う被覆部材４を設ける（延長する）ことによって、磁気計測における外乱を遮断し、測定精度を向上することができる。また、このように被測定部が頭部２１である場合に、前記被覆部材４が、いわゆるヘルメットの形状を呈していることで、被験者２は被覆部材４を被るだけで、必要な磁気シールドを行うことができ、被覆部材４の装着が容易である。
【００２４】
前記被覆部材４としては、一般に用いられているパーマロイのシールドが好適である。その場合、前記パーマロイの薄層が鋳物で成型され、水素雰囲気下で焼き鈍ますことで歪みが除かれたものが複数層積層されて被覆部材４が形成される。このため、被覆部材４は、左右に半割れや上下に分離した状態などで成型されたパーツが、接着や他の支持体によって、前記ヘルメット形状などに組上げられて構成される。
【００２５】
前記センサプラットフォームボード３２に用いられる磁気センサとしては、前述のように、液化ガスによる冷却を必要とせず、常温域で微弱な磁気計測が可能な素子が用いられ、たとえばＴＭＲ（トンネル磁気抵抗）素子、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗）素子、ＭＩ（磁気インピーダンス）素子、或いは光ポンピング磁気測定素子である。前記ＭＩ（磁気インピーダンス）素子の生体の磁気計測への適用例としては、前述の非特許文献１が挙げられ、また光ポンピング磁気測定素子の生体の磁気計測への適用例としては、Anselm Deninger, Jurgen Stuhler, Wilhelm G. Kaenders、'Biomagnetic Measurements Benefit from Laser Know-How, Atom magnetometers enable precise magnetic field measurements of the human heart and brain'、[online] 、TOPTICA Photonics AG、［２０１０年１０月２７日検索］、インターネット＜URL：http://www.toptica.com/uploads/media/toptica_AP_1011_laser_magneto_cardiography_2008_19.pdf＞が挙げられる。本発明では、磁気センサを生体に密着・固定させることができ、かつ必要な感度が得られれば、上記のどのような素子が用いられてもよいが、以下では、測定方法を、ＴＭＲ素子を例にして説明する。
【００２６】
図３は、上述のように構成される生体磁気計測装置１の電気的構成を示すブロック図である。この生体磁気計測装置１は、前記センサユニット３と、演算装置５と、インタフェイス６とを備えて構成される。演算装置５は、パーソナルコンピュータなどから成り、センサユニット３と、インタフェイス６を介して接続される。センサユニット３とインタフェイス６との間は、ケーブル７で接続されており、ケーブル７の届く範囲でセンサユニット３を自由に移動可能であり、向きを自由に変えることができる。ケーブル７は、電源線７１と、信号線７２とを備えている。
【００２７】
図４は、インタフェイス６の電気的構成を示すブロック図である。インタフェイス６は、ＰＣＩ・バス・コントローラ６１と、コマンド変換・バッファ・コントローラ６２と、ＳＲＡＭ６３と、シリアルインタフェイスドライバ６４とを備えて構成される。ＰＣＩ・バス・コントローラ６１は、演算装置５とコマンド変換・バッファ・コントローラ６２との間の通信を行う。コマンド変換・バッファ・コントローラ６２は、演算装置５からのコマンドを各センサユニット３へ送信するとともに、各センサユニット３からシリアル信号で送信されてきた計測結果を適宜展開し、ＳＲＡＭ６３に書込んでゆくとともに、演算装置５からの読出し要求に応えて、ＳＲＡＭ６３の記憶内容を読出して演算装置５へ送信する。シリアルインタフェイスドライバ６４は、コマンド変換・バッファ・コントローラ６２と、各センサプラットフォームボード３２との間の通信を行う。
【００２８】
図５は、各センサプラットフォームボード３２の電気的構成を示すブロック図である。センサプラットフォームボード３２には、アレイ状に配列された数ｍｍ角のＴＭＲ素子を複数個含むＴＭＲアレイモジュール３２１，３２１，・・・が電気的に接続されるとともに、機械的に固定されている。そして、このセンサプラットフォームボード３２にはまた、コントローラ３２２と、ＲＡＭ３２３と、増幅・変換回路３２４，３２４，・・・とを備える。増幅・変換回路３２４は、ＴＭＲアレイモジュール３２１毎に設けられ、ＴＭＲアレイモジュール３２１と１対１で接続されている。増幅・変換回路３２４は、ＴＭＲアレイモジュール３２１からの出力信号を増幅する増幅器３２４ａと、増幅器３２４ａの出力をデジタル信号に変換してコントローラ３２２に入力するＡ／Ｄ変換器３２４ｂとを有する。ＲＡＭ３２３は、コントローラ３２２に入力された情報やコントローラ３２２が演算した情報を記憶する記憶装置である。
【００２９】
コントローラ３２２は、演算装置５からのコマンドを受信して計測を開始し、ＴＭＲアレイモジュール３２１を稼動し、その出力信号を順次増幅・変換回路３２４を介して取込み、ＲＡＭ３２３に記憶してゆく。その後、コントローラ３２２は、適宜のタイミングで（演算装置５からのポーリングに応答したり、各コントローラ３２２に予め定められている時刻に）、択一的に前記ＴＭＲアレイモジュール３２１の出力信号を、所定のフォーマットによるシリアル通信で、信号線７２を介して演算装置５に送出する。
【００３０】
計測装置本体である演算装置５は、前記各ＴＭＲアレイモジュール３２１の出力信号から、前記生体内に生じた微弱電流に関する情報、たとえば発生位置から流れた位置や大きさなどの情報を収集する。なお、各ＴＭＲアレイモジュール３２１の生体（被験者２の頭部２１）上での被着位置は、各ＴＭＲアレイモジュール３２毎に演算装置５で認識されていることが必要であるが、人為的に各ＴＭＲアレイモジュール３２を予め定められた被着位置に被着するか、または、生体上に各ＴＭＲアレイモジュール３２を被着した上でその被着位置を計測して演算装置５に入力すればよい。
【００３１】
そのＴＭＲアレイモジュール３２１の生体（頭部２１）上での位置計測には、３次元計測装置を用いることが好ましい。具体的には、先にアライメント用のマーカを生体（頭部２１）に取り付け、その場所を、光学式３次元計測装置やＣＴ、ＭＲＩなどで測定し、特定することで行う。その場合、後述の被覆部材４を着用するときには、このアライメント用マーカとの位置を合わせて着用することで、ＴＭＲアレイモジュール３２１の位置を特定することができる。前記アライメントの位置としては、ＭＲＩやその他の計測結果と重ね合わせる際に動くことの無い耳などの位置を使用することがさらに好ましい。
【００３２】
一方、前記３次元計測装置を用いない場合には、透視効果の高いＣＴスキャンなどで、ＴＭＲアレイモジュール３２１の位置と生体（頭部２１）の位置とを同時に計測することで、前記位置計測を行うことができる。その場合、ＣＴスキャン情報にＴＭＲアレイモジュール３２１もしくはセンサプラットフォームボード３２の情報が得られるので、そのようなセンサと生体の位置計測と、以下の生体磁気計測とを連続的に行うことで、正確な３次元情報として情報をリンクできる。
【００３３】
続いて、前記生体磁気計測では、先ず、生体磁気計測装置１全体に電源が投入され、各ＴＭＲアレイモジュール３２１にも電流が印加される。これによって、被験者２の頭部２１から発生される磁束の影響を受けて、前記ＴＭＲアレイモジュール３２１中の各ＴＭＲ素子にあっては、フリー磁性層の磁化の向きが変化し、固定磁性層の磁化の向きと前記フリー磁性層の磁化の向きとの角度差に従って、トンネル効果により非磁性絶縁層の抵抗が変化する。これによって、ＴＭＲ素子の電圧検出電極間の電圧が変化し、これがＴＭＲ素子の抵抗の変化に応じた出力信号となる。
【００３４】
次に、オペレータにより、演算装置５に計測実行コマンドが入力される。すると、演算装置５は、計測実行コマンドをｎ個のセンサプラットフォームボード３２に送出する。各センサプラットフォームボード３２にあっては、計測実行コマンドをコントローラ３２２が受信する。コントローラ３２２は、増幅・変換回路３２４を介して、デジタル化された各ＴＭＲアレイモジュール３２１からの出力信号を受け、これを各ＴＭＲアレイモジュール３２１のアドレス情報を特定する情報にリンクさせた所定のフォーマットで生体磁気計測情報として演算装置５に送出する。
【００３５】
演算装置５は、各コントローラ３２２からの生体磁気計測情報を解析して、被検者２の頭部２１上の位置と磁気の強さと方向との組み合わせからなる脳磁図を演算し、画像情報化してその表示装置５１に表示出力する。また、演算装置５は、生体磁気計測情報の画像と、被検者２の頭部２１のＭＲＩ画像や頭部外形の３次元スキャン画像等との位置を合わせた合成画像を生成し、その表示装置５１に表示出力する。
【００３６】
計測実行コマンドとしては、１回の計測実行コマンドを設けてもよいが、計測開始コマンドと計測終了コマンドとを設けてもよい。計測開始コマンドと計測終了コマンドとの間の期間において、一定の時間レートで計測を実行し、リアルタイムに変化する脳磁図を表示装置５１に表示することが有効である。また、生体磁気計測情報や、脳磁図情報、表示のために生成した画像情報は、演算装置５によって読出可能に記録しておき、表示装置５１に表示や再生を可能にしておく。
【００３７】
そのような測定に先立ち、生体（被験者２の頭部２１）上には、前述のように、被覆部材４を設けて、センサユニット３および被測定部を外部磁場からシールドする。すなわち、前述のように予めＣＴやＭＲＩなどで被測定部との相対位置を測定して各ＴＭＲアレイモジュール３２１を固定された被験者２が、外部磁場からシールドする被覆部材４をさらに着用する。
【００３８】
したがって、従来の生体内の微弱電流の測定装置であるＳＱＵＩＤのような液化ガスによる冷却が不要になり、コストやスペースを大幅に削減することができるとともに、メンテナンスも格段に楽になる。また、前記ＳＱＵＩＤで必要な断熱部材が不要になり、センサユニット３と生体（頭部２１）との距離を近付け、該ＳＱＵＩＤで見られるような位置ずれの発生を抑え、また磁場の交差も最小限に抑えられるので、位置分解能を向上することもできる。さらにまた、前記ＳＱＵＩＤのような部屋全体を磁気シールドするのではなく、被測定部周辺のみをシールドするので、磁気シールドのコストも格段に削減することができるとともに、生体（頭部２１）の近くに電磁波を発生する他の測定装置（演算装置５）などを配置することもでき、測定に係る自由度を向上することができる。
【００３９】
また、被測定部が頭部２１である場合に、前記被覆部材４が、いわゆるヘルメットの形状を呈していることで、被験者２は被覆部材２１を被るだけで、必要な磁気シールドを行うことができ、被覆部材の装着が容易である。
【００４０】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の第２の形態に係る生体磁気計測装置１ａの使用状態を模式的に示す断面図であり、図７はその生体磁気計測装置１ａの断面図である。注目すべきは、この生体磁気計測装置１ａでは、前記ヘルメット状の被覆部材４ａに、磁気センサである前記センサプラットフォームボード３２が内張りされていることである。すなわち、いわゆるヘルメットを構成する外側の殻状の帽体と、その内側に充填される緩衝用の内装体との２つの部材において、前述の被覆部材４は、帽体のみで形成されているのに対して、本実施の形態の被覆部材４ａは、帽体４１と内装体４２とを備えて構成される。残余の演算装置５などの構成は、前述の生体磁気計測装置１と同様であり、その説明を省略する。
【００４１】
内装体４２は、充分に（車両用などに比べて）柔軟な材料から成る。その材料としては、透磁率に著しい変化をもたらすような素材でなければ、特に通常の衣類に用いられているような素材でよく、具体的には、綿、ポリプロピレン、ポリエチレンなどを使用することができる。
【００４２】
そして、被験者２１が、この被覆部材４ａを被ると、柔軟なクッションで頭部２１全体が覆われ、内装体４２の沈み込みにより、センサプラットフォームボード３２が頭部２１に密着される。呼吸を確保するために、内装体４２において、口２３や鼻２４の前の部分は、へこんだ形をしている。
【００４３】
なお、前述の被覆部材４においても、その目的は電磁シールドであるので、大き目に形成され、目出し帽型の前記支持体３１にずれが生じないように、使用者２の頭部２１の大きさに応じて、適宜緩衝材を介在するようにしてもよい。前記内装体４２は、非磁性の材料から成るので、前記ケーブル７の引回しの関係などで、センサプラットフォームボード３２は、帽体４１に内張りされても良い。しかしながら、磁場の交差等の影響により、内装体４２に内張りされる方が、位置分解能を向上することができる。
【００４４】
このように構成することで、被覆部材４ａにセンサプラットフォームボード３２が予め一体化されている（組み込まれている）ので、被験者２は前記被覆部材４ａを被るだけで、センサプラットフォームボード３２まで装着することができ、装着が容易である。また、被覆部材４ａ内でセンサプラットフォームボード３２は位置決めされており、被験者２の頭部２１の形状に合った被覆部材４ａを用いることで、センサプラットフォームボード３２を所定の装着位置へ容易に密着固定することができる。
【００４５】
このように被覆部材４ａにセンサプラットフォームボード３２を一体化するにあたって、図７において参照符号４ｈで示すように、被覆部材４ａに、前記センサプラットフォームボード３２の取付け開口を形成しておき、被験者２が該被覆部材４ａを装着した後に、前記取付け開口４ｈからセンサプラットフォームボード３２を取付けることで磁気計測を行うようにしてもよい。
【００４６】
その場合、センサプラットフォームボード３２の取付け深さの調整が容易になり、該センサプラットフォームボード３２を生体（頭部２１）に密着させることが容易になる。また、センサプラットフォームボード３２の測定位置を被覆部材４ａにおける取付け開口４ｈの位置で代替することにより、センサ位置の測定を容易にすることができる。すなわち、センサプラットフォームボード３２には磁気計測した信号を外部に出力する手段が必要であり、この手段は一般的に電線や光ファイバなどの前述のケーブル７により達成される。したがって、磁気シールドを行う被覆部材４ａのみの状態であれば、これらのケーブル７の存在が無いので、光学による３Ｄ計測を行う場合に死角が無く、計測が容易になり、また他のＣＴなどの技術手段で計測するにしても、ケーブル７による制限が無いので、それらの計測装置内への被験者２１の移動が容易になる。
【００４７】
好ましくは、図７で示すように、前記被覆部材４ａの内側に、磁場を発生しない体性感覚刺激を与える刺激具８１が設けられることである。これは、脳の活動やその他神経の刺激に対する反応、生理反応を詳細に観察するためには、機械的に皮膚を押すなどの体性感覚刺激を与え、その反応を観察することが効果的なためである。前記刺激具８１としては、被覆部材４ａの外から挿入可能な非磁性体の軸受け、棒、ケーブル、チューブ、針、シリンダ、光ファイバ、リンク機構などから成る（図７では、顔面２５を押圧するシリンダで示している）。
【００４８】
したがって、刺激具８１を、磁気シールドを行う被覆部材４ａに具備、あるいはその取付け機構を具備することで、体性感覚刺激を与えることができるようになり、所望の観察が可能となる。
【００４９】
また好ましくは、図７で示すように、前記被覆部材４ａの内側に、磁場を発生しない視覚刺激を与える画像表示装置８２を設けることである。これは、脳の活動などを詳細に観察するためには、視覚情報による刺激に対する反応を見ることが効果的なためである。前記画像表示装置８２としては、投影のみを行い、磁場の発生する画像情報を作成する部分は被覆部材４ａの外に置き、そこから光ファイバなどを利用して画像を取出し、被覆部材内４ａに配置した該画像表示装置８２に投影され、被験者２に提示する。こうして、視覚刺激を与えることができるようになり、所望の観察が可能となる。また、上述の刺激具８１による体性感覚刺激と併用することで、複合的な刺激に対する生体反応を観察可能になる。
【００５０】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の第３の形態に係る生体磁気計測装置１ｂの使用状態を模式的に示す正面図である。本実施の形態の生体磁気計測装置１ｂは、図９で示す被験者２の胸部２６や腹部２７から発せられる磁気を計測するものである。被測定部が胸部２６の場合、心臓２８の筋電位（収縮のパルス）を測定し、たとえばその測定結果をＣＴやＭＲＩなどと重ねることで、心臓２８の動作に異常が無いか確認することができる。また、被測定部が腹部２７の場合、安静時の妊婦の胎児の心臓から発生する磁場などを計測でき、胎児の心臓の動きが分り、出産前検査などに用いることができ、或いは、脊髄の損傷を確認することができる。
【００５１】
図１０は、図８の断面図である。この生体磁気計測装置１ｂにおいて、注目すべきは、被覆部材４ｂが、前記胸部２６や胴部２７に適した円筒形状に形成されることである。残余の演算装置５などの構成は、前述の生体磁気計測装置１，１ａと同様であり、その説明を省略する。この被覆部材４ｂも、磁気センサである前記センサプラットフォームボード３２が内張りされている。そして、この被覆部材４ｂは、磁気シールドを行う外側の筒状体４１ｂと、その内側に充填される緩衝用の内装体４２ｂとの２つの部材から構成されており、たとえば図１０で示すように、楕円の軸直角断面の長径線で、すなわち被験者２の前後に分割可能となっている。
【００５２】
分割された２つの部分４ｂ１，４ｂ２は、一端側がヒンジなどで連結され、他端側がフックなどで締着され、或いは両端共フックなどで締着されてもよい。内装体４２ｂの材料は、前述の内装体４２と同様である。椅子に座った状態や立った状態など、被験者２の上体を起こして測定を行う場合は、該被覆部材４ｂに、肩紐状の固定具４３が設けられ、ずり落ちないように構成して、生体との密着を高めることも好ましい。
【００５３】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ充分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を著しく逸脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【符号の説明】
【００５４】
１，１ａ，１ｂ    生体磁気計測装置
２    被験者
２１    頭部
２２    目
２３    口
２４    鼻
２５    顔面
２６    胸部
２７    腹部
２８    心臓
３    センサユニット
３１    支持体
３２    センサプラットフォームボード
３２１    ＴＭＲアレイモジュール
３２２  コントローラ
３２３  ＲＡＭ
３２４  増幅・変換回路
３２４ａ  増幅器
３２４ｂ  Ａ／Ｄ変換器
３３    開口
４，４ａ，４ｂ    被覆部材
４ｂ１，４ｂ２    部分
４ｈ    取付け開口
４１    帽体
４１ｂ  筒状体
４２，４２ｂ    内装体
５    演算装置
５１    表示装置
６    インタフェイス
６１    ＰＣＩ・バス・コントローラ
６２    コマンド変換・バッファ・コントローラ
６３    ＳＲＡＭ
６４    シリアルインタフェイスドライバ
７    ケーブル
７１    電源線
７２    信号線
８１    刺激具
８２    画像表示装置
【図１】
2012095939.tif 000003
【図２】
2012095939.tif 000004
【図３】
2012095939.tif 000005
【図４】
2012095939.tif 000006
【図５】
2012095939.tif 000007
【図６】
2012095939.tif 000008
【図７】
2012095939.tif 000009
【図８】
2012095939.tif 000010
【図９】
2012095939.tif 000011
【図１０】
2012095939.tif 000012