(57)【要約】【課題】  磁気信号を従来よりも高感度に検出する磁気計測装置を提供する。【解決手段】  検出コイル202の内径より小さい凹部104を持つクライオスタットを持ち、検出コイルがこの凹部を取り囲むように配置され、計測対象300を検出コイルによって囲まれる平面を貫くように配置する構成とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状部材からなるクライオスタットを有する磁気計測装置であって、
前記筒状部材は、計測対象物を挿入するための凹部を有し、
前記筒状部材内部に、前記凹部を囲むように設けられた検出コイルを有することを特徴とする磁気計測装置。
【請求項２】
前記筒状部材の底面にある真空層の厚さは、前記凹部の側部にある真空層の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１記載の磁気計測装置。
【請求項３】
前記検出コイルは、磁束の方向が前記筒状部材の軸方向となるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の磁気計測装置。
【請求項４】
前記コイルは、鞍型であることを特徴とする請求項１記載の磁気計測装置。
【請求項５】
更に、前記計測対象物を、前記筒状部材の軸方向に移動制御させる移動制御部を有することを特徴とする請求項１記載の磁気計測装置。
【請求項６】
更に、前記計測対象物の温度を調整する温度調整機構を有することを特徴とする請求項１記載の磁気計測装置。
【請求項７】
更に、前記計測対象物に液体を供給するための液体循環機構を有することを特徴とする請求項１記載の磁気計測装置。
【請求項８】
筒状部材からなるクライオスタットを有する磁気共鳴画像計測装置であって、
前記筒状部材は計測対象物挿入用の凹部を有し、
前記筒状部材内部に前記凹部を囲むように設けられた検出コイルを有し、
前記筒状部材の外部に、静磁場コイルと
を有することを特徴とする磁気計測装置。
【請求項９】
磁気共鳴計測装置において、前記静磁場の強度が１ｍＴ（ミリテスラ）以下であることを特徴とする請求項８に記載の磁気共鳴計測装置。
【請求項１０】
更に、前記筒状部材の外部に、勾配磁場を発生する勾配磁場コイルを有し、計測対象物の画像を描画することを特徴とする請求項８記載の磁気共鳴計測装置。
【請求項１１】
計測対象物挿入用の凹部と、内部に前記凹部を囲むように設けられた検出コイルを有するクライオスタットを用い、
前記凹部に計測対象物を挿入し、前記計測対象物が検出コイルによって囲まれる平面を貫くように配置された状態で、磁気信号を検出することを特徴する磁気信号検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測対象物の発生する磁気信号を高感度に計測する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、心磁計測や脳磁計測に用いられる生体磁気計測装置は、対象となる生体の磁気信号を超伝導線から構成される検出コイルによって検出し、超伝導量子干渉素子（Superconducting Quantum Interference Device：以後ＳＱＵＩＤと略す）に伝達するという方法が採用されている。ＳＱＵＩＤは、超伝導リングにJosephson接合を持つ構造を持ち、ＳＱＵＩＤを貫く磁束に応じて、Josephson接合両端の電圧が周期Φ０＝ｈ／２ｅ（Ｗｂ）で周期的に変化する。
【０００３】
心磁計あるいは脳磁計などの生体磁気計測装置では、一般的に、超伝導線で構成される検出コイルにより計測対象の磁気信号を磁束として検出し、検出した磁束をＳＱＵＩＤに伝達するという方法が採用されている。検出コイルは、環境磁場によるノイズを除去し、Ｓ／Ｎ（Signal/Noise）比を高める役割を担う。
【０００４】
図３は、ＳＱＵＩＤを用いた磁気計測装置における回路構成を示す模式図である。計測対象物から発生する磁気信号は、検出コイル１００１に鎖交する磁束信号として検出され、入力コイル１００２を介してＳＱＵIＤ１００３に伝達される。ＳＱＵＩＤ１００３は、超伝導リングにJosephson接合を有する構造である。ＳＱＵＩＤ１００３には、バイアス電流源１００５によって最適なバイアス電流が印加される。このとき、ＳＱＵＩＤ１００３の両端に生じる電圧は、ＳＱＵＩＤ１００３を貫く磁束に応じて、磁束量子Φ0＝ｈ／２ｅ＝２．０７×１０−１５ (Ｗｂ)を周期として変化する。ＳＱＵＩＤ１００３の両端の電圧は、プリアンプ１００６で増幅され、積分器１００７において積分された後、フィードバックコイル１００４を介してＳＱＵＩＤ１００３を貫く磁束の変化を打ち消すように磁束がフィードバックされる。計測すべき磁気信号、すなわちＳＱＵＩＤ１００３にフィードバックされる磁束は、フィードバックコイル１００４に流れる電流、すなわちフィードバック抵抗１００８の両端の電位差として検出される。この一連のＳＱＵＩＤ制御回路はＦＬＬ（Flux-locked loop）回路と呼ばれており、詳細は非特許文献１に開示されている。
【０００５】
図２は、従来型の磁気計測装置を示す模式図である。計測対象物と検出コイルとの間にはクライオスタットの外層１１１、真空層１１２、および内層１１３の３層が存在する。クライオスタットの内部では、液体ヘリウム等の冷媒400により、SQUID磁束計200内のSQUID素子201が冷却されている。なお、SQUID磁束計200は、SQUID素子201、ボビン203に検出コイル202が巻きつけられた構成となっている。計測対象物300は、検出コイル202の底部に、離間して設けられている。
【０００６】
ここで、ＳＱＵＩＤを用いた高感度磁気計測手法は核磁気共鳴（nuclear magnetic resonance：ＮＭＲ)あるいは、磁気共鳴イメージング（magnetic resonance imaging：ＭＲＩ）に適用することも可能である。ＮＭＲおよびＭＲＩは、原子核をプローブとして、計測対象物の構造や性質を計測する手法であり、医療や検査の現場で広く利用されている（非特許文献２）。核磁気共鳴信号の周波数は静磁場強度に比例し、その比例係数は原子核に固有の定数であり磁気回転比と呼ばれている。例えば、プロトン１Ｈの磁気回転比は、４２．５８ＭＨｚ／Ｔ（テスラ）である。一般に静磁場強度が強いほど、感度が高く、分解能が向上するため、現在利用されているＮＭＲ/ＭＲＩにおける静磁場強度は１Ｔ以上である。このため、静磁場コイルは超伝導線材によって構成される。
【０００７】
核磁気共鳴信号の検出には、誘導コイルが一般に用いられる。誘導コイル方式の信号強度は計測対象物の磁気モーメントＭ０と共鳴周波数ωの積に比例する。Ｍ０およびωはそれぞれ静磁場強度Ｂ０に比例するので，信号強度はＢ０の２乗に比例する。従って，静磁場が小さいと信号強度は著しく小さくなる。
【０００８】
一方で、静磁場強度が地磁気レベルの１０〜１００μＴの領域でＮＭＲ／ＭＲＩを計測する、いわゆる超低磁場ＮＭＲ／ＭＲＩが近年注目されている。超低磁場ＮＭＲ／ＭＲＩにおけるプロトンの核磁気共鳴信号の周波数は１〜１０ｋＨｚ程度であり、通常のＮＭＲ／ＭＲＩに比べて５〜６桁低い。そこで、超低磁場ＮＭＲ／ＭＲＩでは、高い信号強度を得るために、１０〜１００ｍＴ程度の分極磁場を用いて計測対象の核スピンを前分極（pre-polarization）し、さらに誘導コイルの代わりに高感度な磁気センサであるＳＱＵＩＤを用いていることが特徴である（非特許文献３）。
【０００９】
超低磁場ＮＭＲ／ＭＲＩの静磁場コイルや勾配磁場コイルは、常温の銅線コイルによって構成されるため、超電導磁石に比べて大幅な小型化・低コスト化・安全性向上が可能である。また、信号周波数がｋＨｚオーダーまで低くなることから、金属存在下でのＮＭＲ／ＭＲＩ計測が可能となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】“The SQUID Handbook, vol. I: Applications of SQUIDs and SQUID Systems”, edited by J. Clarke and A. I. Braginski (Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA), 1-28 (2004).
【非特許文献２】“Magnetic Resonance Imaging: Physical Principles and Sequence Design”, E. M. Haacke, R. W. Brown, M. R. Thompson, R. Venkatesan (Wiley-Liss), 1-15 (1999).
【非特許文献３】J. Clarke, M. Hatridge, and M. MoBle, “SQUID-Detected Magnetic Resonance Imaging in Microtesla Fields”, Annual Review of Biomedical Engineering 9, 389-413 (2007).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図２のような構成のＳＱＵＩＤでは、計測対象物と検出コイルとの間にはクライオスタットの外層、真空層、内層の３層が存在するため、計測対象物300と検出コイル202との間には少なくとも１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度の間隙が生じてしまう。その結果、計測対象物が発生する磁気信号の強度は検出コイルにおいて間隙の分だけ減衰してしまうという問題があった。
【００１２】
また、計測対象物３００と検出コイル２０２との距離を近づけるために、クライオスタットの真空層１１２の厚みを小さくすると、クライオスタットの断熱能力が低くなってしまうという問題があった。また、同様の理由でクライオスタットの外層１１１や内層１１３の厚みを小さくすると、クライオスタットが壊れやすくなってしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するための本願発明の一例としては、磁気計測装置において、検出コイルの内径より小さい凹部を持つクライオスタットを持ち、検出コイルがこの凹部を取り囲むように配置され、計測対象を検出コイルによって囲まれる平面を貫くように配置する構成とする。
【００１４】
ここで凹部とは、周囲と相対して凹んだ空間と定義される。本明細書では、円柱状の凹部を用いて説明しているが、多角柱、円錐、多角錘など、凹部であればその形状は任意である。
【発明の効果】
【００１５】
クライオスタットの断熱能力が低くなったり、壊れやすくなってしまうということなく、高い信号雑音比で磁気信号を計測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態における磁気計測装置を示す模式図。
【図２】ＳＱＵＩＤを用いた磁気計測装置における回路構成を示す模式図。
【図３】一般的な磁気計測装置におけるＦＬＬ回路の構成図。
【図４】本実施形態における磁気計測装置を示す模式図。
【図５】本実施形態における検出コイルの構成を示す模式図。
【図６】本実施形態における磁気共鳴計測装置を示す模式図。
【図７】本実施形態における磁気共鳴計測装置を示す模式図。
【図８】本実施形態における磁気共鳴計測装置の勾配磁場コイルを示す模式図。
【図９】本実施形態における磁気計測装置を示す模式図。
【図１０】検出コイルと計測対象物との距離と信号強度の関係を示す図。
【図１１】本実施形態における磁気計測装置を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、計測対象物を検査する例について図面を参照して詳細に説明する。ここで計測対象物は人体、動植物、各種生体試料、液体試料、固体試料等を含むものとする。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本実施形態における磁気計測装置を示す模式図である。本実施形態の特徴は、クライオスタット１００に凹部が形成され、検出コイル２０２がこの凹部を囲むようにして配置されることである。この実施形態によれば、計測対象物３００をクライオスタット凹部１０４に配置することによって、検出コイル２０２の面内に計測対象物３００を配置することが可能となり、その結果、計測対象物３００の発する磁気信号を従来よりも高い信号雑音比で検出することが可能となる。
【００１９】
クライオスタット１００は、外層１０１、真空層１０２、内層１０３の３層を持つ真空断熱容器であり、容器内部を低温に保持する役割を持つ。ここで、真空層とは、大気圧すなわち1.01325×105 Paよりも十分に圧力が低い空間と定義する。真空層の圧力は0.1 Pa以下であることが望ましい。本実施例では、クライオスタット１００の内部は、液体ヘリウム等の冷媒400、あるいは冷凍機によって冷却される。外層１０１と内層１０３の厚みは一般的に２ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。また、真空層１０２の厚みは一般的に２ｍｍ〜５０ｍｍ程度である。
【００２０】
検出コイル２０２は、ニオブチタン（ＮｂＴｉ）線材などの超伝導線材を円筒型のボビン２０３に巻きつけることによって構成され、検出した磁束を入力コイルを介してＳＱＵＩＤに伝達する役割を持つ。本実施例では、検出コイルは、磁束の方向がクライオスタットの軸方向となるように、設けられている。即ち、鉛直方向（ｘ方向）の同軸２次微分型の検出コイルを用いている。微分型検出コイルは、空間的な磁場の勾配を検出することによって、環境磁場などの比較的一様なノイズを相殺する効果があり、グラジオメータと呼ばれている。ここでは、同軸２次微分型コイルを用いているが、同軸１次微分型コイルでも良い。また、磁気シールド内など、環境磁場の影響が少ない場合には、磁場の空間的な勾配ではなく磁場そのものを検出するマグネトメータを使用しても良い。
【００２１】
一方で、本発明では、図１に示される実施例のように、検出コイル２０２の面内に計測対象物３００を配置することが可能である。図１０は、検出コイルと計測対象物との距離と信号強度の関係を示す図である。この図は、計測対象物が直径１００ｍｍの検出コイル面の中心に存在する時の信号強度を１とし、計測対象物が検出コイルから離れるに従ってどの程度信号強度が減衰するかを表す。従来では、前述のように、検出コイルと計測対象物との間には少なくとも１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度の間隙が必要なり、さらに計測対象物自体の厚みが３０ｍｍ〜１００ｍｍとすると、検出コイルと計測対象物との距離はおよそ４０ｍｍ〜１３０ｍｍ程度となる。この距離に対応する信号強度比は０．４８〜０．０４６である。すなわち、本発明によれば、従来に比べて２倍〜２０倍の信号雑音比で磁気信号を検出することができる。
【００２２】
また、信号強度を向上させるためには、凹部側壁の厚みを小さくすることが望ましい。一方で、クライオスタットの鉛直方向の厚みは信号強度には影響しないので、クライオスタットの外層１１１、真空層１１２、および内層１１３の鉛直方向の厚みは任意である。このような場合には、凹部底面の真空層の厚さは、凹部側部にある真空層の厚さよりも厚くなる。したがって、従来のように、計測対象物３００と検出コイル２０２との距離を近づけるために、クライオスタットの外層１１１、真空層１１２、および内層１１３の厚みを小さくする必要がないため、従来よりも高い断熱能力をもち、壊れにくいクライオスタットを実現することができる。
【実施例２】
【００２３】
図４は、本実施形態における磁気計測装置を示す模式図である。本実施形態の特徴は、図１に示される実施例１において、検出コイル２０２が鉛直方向（ｘ方向）の磁場を検出するのに対し、実施例２の検出コイル２１２では、水平方向（ｚ方向）の磁場を検出する点である。クライオスタット１００の構成は実施例１と同様である。実施例２では、ｚ方向の磁場を検出するため、検出コイル２１２は１次微分型の鞍型を採用している。
【００２４】
図５を用いて検出コイルの構成を説明する。図５（ａ）は同軸１次微分型の検出コイル２２２を持つＳＱＵＩＤ磁束計２２０を示す。検出コイル２２２は、ｘ方向の磁場Ｂｘのｘ方向の１次勾配、すなわち∂Ｂｘ／∂ｘを検出する。ここで、検出コイル２２２を構成する２個のコイルは、図中の矢印に示されるように、反対方向に巻かれている。図５（ｂ）は、図４にも示される鞍型１次微分型の検出コイル２１２を持つＳＱＵＩＤ磁束計２１０を示す。検出コイル２１２は、ｚ方向の磁場Ｂｚのｘ方向の１次勾配、すなわち∂Ｂｚ／∂ｘを検出する。ここで、検出コイル２２２を構成する４個の鞍型コイルは、図中の矢印に示されるように、向かい合う２個のコイルが反対方向に巻かれ、さらに、ｘ方向に並んでいる２個のコイルも反対方向に巻かれている。
図４と同様の鞍型検出コイルを用いて、ｙ方向の磁場Ｂｙを検出することも可能である。本発明によれば、同軸型の検出コイルと鞍型の検出コイル２個を１つのボビンに形成することによって、ｘ、ｙ、ｚの各方向の磁場Ｂｘ、Ｂｙ、Ｂｚの磁場を同時にかつ高い信号雑音比で検出することが可能となる。
【実施例３】
【００２５】
図６は、本実施形態における磁気共鳴計測装置を示す模式図である。
【００２６】
静磁場コイルは、同等の２個のコイル５１１および５１２が対向して構成されるヘルムホルツコイルであり、計測対象物３００の付近にｚ方向の均一な静磁場を発生する。ここで、静磁場の強度Ｂ０は１μＴから１００μＴ程度であり、１ｍＴ以下の超低磁場磁気共鳴計測装置である。
【００２７】
分極磁場コイル５００は、ソレノイドコイルであり、ｘ方向の静磁場（分極磁場）を発生する。分極磁場の強度Ｂｐは数ｍＴから数１００ｍＴ程度である。分極磁場の方向は静磁場と直交する方向であることが必要であり、ｙ方向であっても構わない。また、計測対象物３００を挟むようにして２個のソレノイドコイルを対向させたヘルムホルツ型の分極磁場コイルであっても構わない。
【００２８】
分極磁場コイル５００が発生する分極磁場によって、計測対象物３００を構成する原子の核スピンはｘ方向に磁化される。計測対象物３００に縦緩和時間Ｔ１程度の分極磁場を印加した後、分極磁場を遮断すると、前記核スピンは静磁場Ｂ０の方向に緩和しながら磁化していく。この時、計測対象物３００からは静磁場Ｂ０に比例した周波数ｆ０の核磁気共鳴信号が発生し、横緩和時間Ｔ２で減衰する。この核磁気共鳴信号は自由誘導減衰（free induction decay: ＦＩＤ）信号と呼ばれる最も基本的な核磁気共鳴信号である。例えば、静磁場強度が５０μＴであるとき、プロトンに由来する核磁気共鳴信号の周波数は２．１ｋＨｚである。
【００２９】
また、図６には示していないＲＦ（Radio Frequency）コイルを用いて、ＲＦパルスと呼ばれる信号を照射することにより、前記核スピンを操作することが可能である。
【００３０】
本実施例では、計測対象物３００から発生する核磁気共鳴信号を、実施例１で示したように、検出コイルの内径より小さい凹部を持つクライオスタットを持ち、検出コイルがこの凹部を取り囲むように配置され、計測対象を検出コイルによって囲まれる平面を貫くように配置された磁気計測装置によって検出する。本実施例によれば、実施例１の場合と同様に、超低磁場ＮＭＲにおいても、従来よりも高い信号雑音比で核磁気共鳴信号のｘ成分を検出することが可能となる。
【００３１】
さらに、実施例２で示したように、同軸型の検出コイルと鞍型の検出コイル２個を１つのボビンに形成することによって、核磁気共鳴信号のｘ成分、ｙ成分、およびｚ成分を同時にかつ高い信号雑音比で検出することが可能となる。信号雑音比が高くなれば、信号の加算平均回数を減らすことができるため、計測時間を従来よりも短縮化することが可能となる。
【実施例４】
【００３２】
図７は、本実施形態における磁気共鳴計測装置を示す模式図である。
【００３３】
図７の磁気共鳴計測装置は、図６の磁気共鳴計測装置において、勾配磁場コイルを追加することによりＭＲＩを可能にした構成となっている。Ｇｚ＝∂Ｂｚ／∂ｚの勾配磁場を発生する勾配磁場Ｇｚコイルは、同等の２個のコイル５２１および５２２が対向して構成され、互いに反対方向の磁場を発生する。その結果、計測対象物３００付近には一定の勾配Ｇｚを持つ勾配磁場が発生する。この勾配磁場Ｇｚコイルはマクスウェルコイルと呼ばれる。
【００３４】
図８は、本実施形態における磁気共鳴計測装置の勾配磁場コイルを示す模式図である。
【００３５】
４個の矩形コイル５３１、５３２、５３３、５３４は、勾配磁場Ｇｙ＝∂Ｂｚ／∂ｙを発生させる勾配磁場Ｇｙコイルである。ここで、図８（ａ）に示すように、矩形コイル５３１と５３２はｙ方向に隣り合って配置される。同様に、矩形コイル５３３と５３４もｙ方向に隣り合って配置される。この勾配磁場Ｇｙコイルを用いてＧｙ＞０の勾配磁場を発生させる場合には、対向する矩形コイル５３１と５３３のペアには＋ｚ方向の磁場が発生するように電流を流し、対向する矩形コイル５３２と５３４のペアには−ｚ方向の磁場が発生するように電流を流す。同様に、Ｇｙ＜０の勾配磁場を発生させる場合には、Ｇｙ＞０の場合と反対の方向に電流を流す。
【００３６】
４個の矩形コイル５４１、５４２、５４３、５４４は、勾配磁場Ｇｘ＝∂Ｂｚ／∂ｘを発生させる勾配磁場Ｇｘコイルである。ここで、図８（ｂ）に示すように、矩形コイル５４１と５４２はｘ方向に隣り合って配置される。同様に、矩形コイル５４３と５４４ｄもｘ方向に隣り合って配置される。この勾配磁場Ｇｘコイルを用いてＧｘ＞０の勾配磁場を発生させる場合には、対向する矩形コイル５４１と５４３のペアには＋ｚ方向の磁場が発生するように電流を流し、対向する矩形コイル５４２と５４４のペアには−ｚ方向の磁場が発生するように電流を流す。同様に、Ｇｘ＜０の勾配磁場を発生させる場合には、Ｇｘ＞０の場合と反対の方向に電流を流す。
【００３７】
これらの勾配磁場コイルを用いることにより、空間的に既知の分布の静磁場を発生させることが可能となる。前述のように、核磁気共鳴信号の周波数は、静磁場強度に比例するので、勾配磁場を印加することにより、核磁気共鳴信号の周波数および位相の情報を信号源の空間位置として解釈することが可能となる。さらに、勾配磁場コイルを適当に操作することにより、対象物の核スピンの挙動を制御することが可能となる。例えば、勾配磁場を反転させるグラジエントエコー法によって、核磁気共鳴信号の核スピンの位相を揃えてＦＩＤのエコー信号を生成することが可能である。
【００３８】
本実施例では、計測対象物３００から発生する核磁気共鳴信号を、実施例１で示したように、検出コイルの内径より小さい凹部を持つクライオスタットを持ち、検出コイルがこの凹部を取り囲むように配置され、計測対象を検出コイルによって囲まれる平面を貫くように配置された磁気計測装置によって検出する。本実施例によれば、実施例１の場合と同様に、超低磁場ＭＲＩにおいても、従来よりも高い信号雑音比で核磁気共鳴信号のｘ成分を検出することが可能となる。
【００３９】
さらに、実施例２で示したように、同軸型の検出コイルと鞍型の検出コイル２個を１つのボビンに形成することによって、核磁気共鳴信号のｘ成分、ｙ成分、およびｚ成分を同時にかつ高い信号雑音比で検出することが可能となる。結果、従来よりも高い空間分解能で断層像が得られることが可能となる。また、信号雑音比が高くなれば、信号の加算平均回数を減らすことができるため、計測時間を従来よりも短縮化することが可能となる。
【実施例５】
【００４０】
図９は、本実施形態における磁気計測装置を示す模式図である。図１で示した磁気計測装置に、計測対象物３００の位置を制御する移動制御部６００を追加した構成となっている。計測対象物３００の一部であり、斜線で示された計測対象領域３０１から発生する磁気信号は、検出コイル面６０１に位置した時に最大となる。したがって、移動制御部６００を用いて、計測対象物３００を図９（ａ）の状態から図９（ｂ）の状態に移動することによって、最も高い信号雑音比で計測対象領域３０１から発生する磁気信号を最も高い信号雑音比で計測することが可能となる。
【００４１】
本実施例によれば、移動制御部６００を用いて計測対象物３００の全体が検出コイル面６０１を通過するように移動させながら磁気計測を行うことによって、計測対象物３００の発生する磁気信号の分布を得ることができる。
【００４２】
また、核磁気共鳴計測においては、特定の領域の核スピンのみを励起して計測するという選択励起と呼ばれる手法が用いられている。特にＭＲＩでは、スライス面を選択励起することによって断層像を得ている。したがって、本実施例を実施例３あるいは実施例４の磁気共鳴装置に適用すれば、選択励起された特定の領域を計測対象領域３０１として扱うことによって、高い信号強度を得ることが可能となる。すなわち、移動制御部６００を用いて計測対象領域３０１が常に検出コイル面６０１と一致するように計測対象物３００の位置を制御することによって、計測対象物３００固定した状態で計測を行う場合に比べて高い信号雑音比でＮＭＲ／ＭＲＩの計測を行うことが可能となる。
【実施例６】
【００４３】
図１１は、本実施形態における磁気計測装置を示す模式図である。本実施例では、培養細胞３０２の観察を目的として、図１で示した磁気計測装置に、細胞培養を可能とするため、細胞培養容器３０３、温度調整機構３０４および培養液循環機構３０６を追加した構成となっている。温度調整機構３０４は、所定の温度の液体（例えば３７℃の温水）を温水循環路３０５に循環させ、細胞培養容器３０３を介して培養細胞３０２の温度を一定に保つ機能を持つ。また、培養循環液機構３０６は、培養液注入路３０７および培養液排出路３０８を持ち、細胞培養容器３０３内の培養液の質を保つ機能を持つ。ここで、液体循環機構である温水循環路３０５、培養液注入路３０７および培養液排出路３０８は、磁気計測に影響を与えないために、それぞれ樹脂などの非磁性材料から構成されるものとする。
【００４４】
本実施例によれば、培養された細胞を生きたままの状態で断層像を取得し、その成長過程を評価することが可能となる。さらに、心筋細胞や神経細胞については、これらの細胞が発生する微弱な磁気信号を計測することによって、ＭＲＩ画像のみならず、電気生理的性質も同時に非接触で生きたままの状態で評価することが可能となる。すなわち、本実施例によれば、培養細胞を用いた薬効評価や、ＥＳ細胞やｉＰＳ細胞を用いた再生医療のモニタリングに有効である。
【符号の説明】
【００４５】
１００、１１０  クライオスタット
１０１、１１１  クライオスタット外層
１０２、１１２  クライオスタット真空層
１０３、１１３  クライオスタット内層
１０４  クライオスタット凹部
２００、２１０、２２０  ＳＱＵＩＤ磁束計
２０１、２１１、２２１  ＳＱＵＩＤ素子
２０２、２２２  検出コイル
２１２  鞍型検出コイル
２０３、２１３、２２３  ボビン
３００  計測対象物
３０１  計測対象領域
３０２  培養細胞
３０３  細胞培養容器
３０４  温度調整機構
３０５  温水循環路
３０６  培養液循環機構
３０７  培養液注入路
３０８  培養液排出路
４００  液体ヘリウム
５００  分極磁場コイル
５１１、５１２、５２１、５２２  コイル
５３１、５３２、５３３、５３４、５４１、５４２、５４３、５４４  矩形コイル
６００  移動制御部
６０１  検出コイル面
１０００  ＦＬＬ回路
１００１  検出コイル
１００２  入力コイル
１００３  ＳＱＵＩＤ
１００４  フィードバックコイル
１００５  バイアス電流源
１００６  プリアンプ
１００７  積分器
１００８  フィードバック抵抗
１１０１  原子の核スピン
１１０２  分極磁場
１１０３  静磁場
１１０４  核磁気共鳴信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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