特許 7151450 磁場シールドボックス、生体磁場計測装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-03

(45)【発行日】2022-10-12

(54)【発明の名称】磁場シールドボックス、生体磁場計測装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/242 20210101AFI20221004BHJP

   H05K 9/00 20060101ALI20221004BHJP

   G01R 33/02 20060101ALI20221004BHJP

【ＦＩ】

A61B5/242

H05K9/00 H

G01R33/02 D

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2018234813

(22)【出願日】2018-12-14

(65)【公開番号】P2020092981

(43)【公開日】2020-06-18

【審査請求日】2021-09-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】石井 稔浩

(72)【発明者】

【氏名】三船 博庸

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼ 太好

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 正喜

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 基和

(72)【発明者】

【氏名】赤石 昌隆

【審査官】▲瀬▼戸井 綾菜

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１９１０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－４６３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－５９７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３３０７６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５６２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－６７８４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／０５－５／０５３８

Ａ６１Ｂ ５／２４－５／３９８

Ｇ０１Ｒ ３３／００－３３／６４

Ｈ０５Ｋ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部の磁場を遮蔽する中空の遮蔽部材と、
前記遮蔽部材に設けられた、磁場の計測を行う生体の部位を挿入する開口部と、
前記遮蔽部材の内部において、前記部位の計測位置に配置された第１の磁気センサと、
前記遮蔽部材の内部において、前記開口部と前記計測位置との間に配置された第２の磁気センサと、
前記遮蔽部材の内部において、前記開口部と前記第２の磁気センサとの間に配置されたコイルと、を有し、
前記開口部から前記計測位置までに傾斜磁場が形成され、
前記傾斜磁場は、前記開口部の位置の磁場強度に対する前記計測位置の磁場強度の比をＢ１、前記第２の磁気センサが検出可能な磁場の最小値に対する計測したい磁場の最小値の比をＢ２としたときに、Ｂ１＜Ｂ２を満足し、
前記コイルは、前記第２の磁気センサの計測値に基づいて決定された電流を前記遮蔽部材の外部から供給されると、前記遮蔽部材の内部の磁場を低減する磁場シールドボックス。

【請求項2】

外部の磁場を遮蔽する中空の遮蔽部材と、
前記遮蔽部材に設けられた、磁場の計測を行う生体の部位を挿入する開口部と、
前記遮蔽部材の内部において、前記部位の計測位置に配置された第１の磁気センサと、
前記遮蔽部材の内部において、前記開口部と前記計測位置との間に配置された第２の磁気センサと、
前記遮蔽部材の内部において、前記開口部と前記第２の磁気センサとの間に配置されたコイルと、を有し、
前記開口部から前記計測位置までに傾斜磁場が形成され、
前記傾斜磁場は、前記開口部の位置の磁場強度に対する前記計測位置の磁場強度の比をＢ１、前記第１の磁気センサが検出可能な磁場の最小値に対する前記第２の磁気センサが検出可能な磁場の最小値の比をＢ３としたときに、Ｂ１＜Ｂ３を満足し、
前記コイルは、前記第２の磁気センサの計測値に基づいて決定された電流を前記遮蔽部材の外部から供給されると、前記遮蔽部材の内部の磁場を低減する磁場シールドボックス。

【請求項3】

外部の磁場を遮蔽する中空の遮蔽部材と、
前記遮蔽部材に設けられた、磁場の計測を行う生体の部位を挿入する開口部と、
前記遮蔽部材に設けられた、前記部位の計測位置に第１の磁気センサを挿入する挿入口と、
前記遮蔽部材の内部において、前記開口部と前記計測位置との間に配置された第２の磁気センサと、
前記遮蔽部材の内部において、前記開口部と前記第２の磁気センサとの間に配置されたコイルと、を有し、
前記開口部から前記計測位置までに傾斜磁場が形成され、
前記傾斜磁場は、前記開口部の位置の磁場強度に対する前記計測位置の磁場強度の比をＢ１、前記第２の磁気センサが検出可能な磁場の最小値に対する計測したい磁場の最小値の比をＢ２としたときに、Ｂ１＜Ｂ２を満足し、
前記コイルは、前記第２の磁気センサの計測値に基づいて決定された電流を前記遮蔽部材の外部から供給されると、前記遮蔽部材の内部の磁場を低減する磁場シールドボックス。

【請求項4】

外部の磁場を遮蔽する中空の遮蔽部材と、
前記遮蔽部材に設けられた、磁場の計測を行う生体の部位を挿入する開口部と、
前記遮蔽部材に設けられた、前記部位の計測位置に第１の磁気センサを挿入する挿入口と、
前記遮蔽部材の内部において、前記開口部と前記計測位置との間に配置された第２の磁気センサと、
前記遮蔽部材の内部において、前記開口部と前記第２の磁気センサとの間に配置されたコイルと、を有し、
前記開口部から前記計測位置までに傾斜磁場が形成され、
前記傾斜磁場は、前記開口部の位置の磁場強度に対する前記計測位置の磁場強度の比をＢ１、前記第１の磁気センサが検出可能な磁場の最小値に対する前記第２の磁気センサが検出可能な磁場の最小値の比をＢ３としたときに、Ｂ１＜Ｂ３を満足し、
前記コイルは、前記第２の磁気センサの計測値に基づいて決定された電流を前記遮蔽部材の外部から供給されると、前記遮蔽部材の内部の磁場を低減する磁場シールドボックス。

【請求項5】

前記第１の磁気センサは光ポンピング原子磁気センサであり、前記第２の磁気センサは固体磁気センサである請求項１乃至４の何れか一項に記載の磁場シールドボックス。

【請求項6】

前記第１の磁気センサは、前記部位に含まれる骨格筋の筋磁場を計測する請求項１乃至５の何れか一項に記載の磁場シールドボックス。

【請求項7】

前記遮蔽部材は、辺Ａ、辺Ｂ、及び辺Ｃを有する直方体であり、
辺Ａ＜辺Ｃかつ辺Ｂ＜辺Ｃであり、
辺Ａと辺Ｂで形成される一方の面を底面、前記底面の反対面を上面とし、辺Ａと辺Ｃ又は辺Ｂと辺Ｃとで形成される面を側面としたときに、
前記開口部が側面に形成されている請求項１乃至６の何れか一項に記載の磁場シールドボックス。

【請求項8】

前記遮蔽部材は、底面の直径より高さの方が長い円筒形である請求項１乃至６の何れか一項に記載の磁場シールドボックス。

【請求項9】

前記遮蔽部材は、Ｌ字形である請求項１乃至６の何れか一項に記載の磁場シールドボックス。

【請求項10】

前記遮蔽部材は、前記開口部に近い底面の直径が前記底面の反対面の直径よりも小さい円錐台形である請求項１乃至６の何れか一項に記載の磁場シールドボックス。

【請求項11】

前記遮蔽部材は、補助遮蔽部材を着脱可能である請求項１乃至１０の何れか一項に記載の磁場シールドボックス。

【請求項12】

前記開口部から前記部位の計測位置までの間に、前記開口部から挿入される生体を支持する支持体が配置された請求項１乃至１１の何れか一項に記載の磁場シールドボックス。

【請求項13】

請求項１乃至１２の何れか一項に記載の磁場シールドボックスを有し、
前記部位の磁場を計測する生体磁場計測装置。

【請求項14】

磁場の検出対象を被検者の四肢とし、骨格筋の自発筋磁場を計測する請求項１３に記載の生体磁場計測装置。

【請求項15】

磁場の検出対象を被検者の四肢とし、誘発による生体磁場を計測する請求項１３に記載の生体磁場計測装置。

【請求項16】

磁場の検出対象を被検者の頭部とし、前記遮蔽部材の内部に生体磁場を誘発する装置を配置した請求項１３に記載の生体磁場計測装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁場シールドボックス及び生体磁場計測装置に関する。

【背景技術】

【0002】

筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ：Amyotrophic Lateral Sclerosis）や筋ジストロフィーを診断するには、針筋電計は不可欠な診断装置である。しかし、従来から行われてきた針筋電計を用いる方法では、被検者の筋肉に電極となる針を刺すことが不可避で、それによる痛みが伴う。そこで、針を不要とした様々な方法が検討されている。

【0003】

針を不要とした方法としては、例えば、超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ：Superconducting Quantum Interference Device）等を用いて、生体の磁場を検出する手法が挙げられる。磁場を検出する際には、外界の磁場を低減する必要があるため、磁場の計測に磁場シールドボックス（ＭＳＢ：Magnetic Shield Box）が用いられる場合がある。

【0004】

磁場シールドボックスとしては、例えば、開放型の構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、磁場の計測を磁場シールドルーム内で行うことも可能であり、その際に、光ポンピング原子磁気センサ（ＯＰＭ：Optically Pumped atomic Magnetometer）をフィードバックセンサとして用いて、磁場シールドルーム内の磁場を低減する技術が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、ＯＰＭは、内部のガスセルに封止されているアルカリ金属（ＲｂやＣｓ）の緩和時間Ｔ１とＴ２によって決まる応答速度から、２００Ｈｚ程度が高速応答の限界とされている。

【0006】

一方、筋肉が発生させる磁場（筋磁場）の周波数は５００Ｈｚ程度であるため、約１０ｍｓｅｃの筋磁場波形を検出する必要がある。そのため、応答速度の限界が２００Ｈｚ程度であるＯＰＭをフィードバックセンサとして用いた場合、必要な帯域でのフィードバックが困難である。その結果、磁場シールドボックス内の磁場を、筋磁場を検出するのに十分な磁場にまで低減することが困難であった。

【0007】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、筋磁場を検出可能な磁場を内部に形成可能な磁場シールドボックスを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本磁場シールドボックスは、外部の磁場を遮蔽する中空の遮蔽部材と、前記遮蔽部材に設けられた、磁場の計測を行う生体の部位を挿入する開口部と、前記遮蔽部材の内部において、前記部位の計測位置に配置された第１の磁気センサと、前記遮蔽部材の内部において、前記開口部と前記計測位置との間に配置された第２の磁気センサと、前記遮蔽部材の内部において、前記開口部と前記第２の磁気センサとの間に配置されたコイルと、を有し、前記開口部から前記計測位置までに傾斜磁場が形成され、前記傾斜磁場は、前記開口部の位置の磁場強度に対する前記計測位置の磁場強度の比をＢ１、前記第２の磁気センサが検出可能な磁場の最小値に対する計測したい磁場の最小値の比をＢ２としたときに、Ｂ１＜Ｂ２を満足し、前記コイルは、前記第２の磁気センサの計測値に基づいて決定された電流を前記遮蔽部材の外部から供給されると、前記遮蔽部材の内部の磁場を低減する。

【発明の効果】

【0009】

開示の技術によれば、筋磁場を検出可能な磁場を内部に形成可能な磁場シールドボックスを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】生体磁場計測装置の外観構成を例示する図である。

【図2】骨格筋の筋磁場を診断する場合の作業の流れを例示する図（その１）である。

【図3】骨格筋の筋磁場を診断する場合の作業の流れを例示する図（その２）である。

【図4】生体磁場計測装置のシステム構成の一例を示す図である。

【図5】第１実施形態に係る磁場シールドボックスの内部構成を例示する図である。

【図6】傾斜磁場について説明する図（その１）である。

【図7】傾斜磁場について説明する図（その２）である。

【図8】傾斜磁場について説明する図（その３）である。

【図9】傾斜磁場について説明する図（その４）である。

【図10】遮蔽部材内に腕を挿入した様子を例示する図（その１）である。

【図11】遮蔽部材内に腕を挿入した様子を例示する図（その２）である。

【図12】遮蔽部材内に腕を挿入した様子を例示する図（その３）である。

【図13】保持部の詳細構成を例示する図である。

【図14】光ポンピング原子磁気センサの概略構成を例示する図である。

【図15】筋繊維の電位伝播方向とセンサモジュールの光伝播方向について説明する図である。

【図16】保持部におけるセンサモジュールの配置例を示す図である。

【図17】可撓性フィルムの磁場シールド特性を例示する図である。

【図18】開閉機構部の機能を説明するための図（その１）である。

【図19】開閉機構部の機能を説明するための図（その２）である。

【図20】ヒトの筋肉の種類について説明する図である。

【図21】骨格筋の一例である短母指外転筋を模式的に示す図である。

【図22】針筋電計の波形（比較例）について例示する図（その１）である。

【図23】針筋電計の波形（比較例）について例示する図（その２）である。

【図24】一般的なセンサモジュールの応答速度について検討する図である。

【図25】センサモジュールの高精度化について説明する図（その１）である。

【図26】センサモジュールの高精度化について説明する図（その２）である。

【図27】センサモジュールの高精度化について説明する図（その３）である。

【図28】センサモジュールの高精度化について説明する図（その４）である。

【図29】センサモジュールの高精度化について説明する図（その５）である。

【図30】２つのセンサモジュールの配置の他の例を示す図（その１）である。

【図31】２つのセンサモジュールの配置の他の例を示す図（その２）である。

【図32】３つのセンサモジュールの配置の例を示す図である。

【図33】具体的な深さ方向の定量化方法を例示する図である。

【図34】情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図35】情報処理装置の機能構成の詳細を例示する図である。

【図36】電気刺激を与える位置と、磁場を検出する位置との位置関係を例示する図である。

【図37】骨格筋の筋磁場に基づいた診断をする場合の作業フローを例示する図である。

【図38】磁場検出処理の流れを例示するフローチャートである。

【図39】データ解析の流れを例示するフローチャートである。

【図40】第２実施形態に係る磁場シールドボックスを例示する斜視図である。

【図41】煙突構造の挿入穴の直径について説明する図である。

【図42】加工前の煙突構造を例示する図である。

【図43】煙突構造の他の例について説明する図（その１）である。

【図44】煙突構造の他の例について説明する図（その２）である。

【図45】遮蔽部材の形状のバリエーションの例（その１）である。

【図46】遮蔽部材の形状のバリエーションの例（その２）である。

【図47】遮蔽部材の形状のバリエーションの例（その３）である。

【図48】遮蔽部材の形状のバリエーションの例（その４）である。

【図49】遮蔽部材と補助遮蔽部材の着脱構造を例示する図である。

【図50】遮蔽部材の形状のバリエーションの例（その５）である。

【図51】第４実施形態に係る磁場シールドボックスの内部構成の一例を示す模式図である。

【図52】第４実施形態に係る磁場シールドボックスの内部構成の他の例を示す模式図である。

【図53】第５実施形態に係る補助部材について説明する図である。

【図54】第６実施形態に係る磁場シールドボックスについて説明する図である。

【図55】第７実施形態に係る磁場シールドボックスについて説明する図である。

【図56】第８実施形態に係る磁場シールドボックスの内部構成を例示する図である。

【図57】磁場シールドボックスとモジュール支持装置との連結について説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0012】

［第１実施形態］
＜生体磁場計測装置の外観構成＞
まず、第１実施形態に係る生体磁場計測装置の外観構成について説明する。図１は、生体磁場計測装置の外観構成を例示する図である。図１に示すように、生体磁場計測装置１００は、磁場シールドボックス１１０と、超音波計測装置１２０と、発生部１３０ａと入力端１３０ｂとを含む電気刺激装置１３０と、電流発生装置１４０と、情報処理装置１６０とを有する。但し、超音波計測装置１２０及び電気刺激装置１３０は、生体磁場計測装置１００の必須の構成要素ではなく、必要に応じて設けることができる。

【0013】

なお、以下では、被検者の四肢の一部である『手の骨格筋』、より具体的には『手の短母指外転筋』を生体磁場計測装置１００の計測対象とする例を中心に説明する。但し、これは一例を示すものであり、生体磁場計測装置１００の計測対象は『手の骨格筋』には限定されない。生体磁場計測装置１００の計測対象は、後述のように、脚部や頭部等であってもよい。

【0014】

磁場シールドボックス１１０は、被検者において発生する磁場を検出する装置である。磁場シールドボックス１１０は、被検者の腕が挿入され、所定の位置に手がセットされた状態で、手において発生する磁場を検出し、磁場データ（各時間における磁束密度のデータ群）を情報処理装置１６０に送信する。

【0015】

なお、第１実施形態では、図１に示す磁場シールドボックス１１０に対して、長手方向をＸ軸方向、奥行き方向をＹ軸方向、高さ方向をＺ軸方向とする。

【0016】

超音波計測装置１２０は、超音波を送受信することで、手の脂肪の厚さ等を計測する装置である。超音波計測装置１２０では、計測した超音波データを、情報処理装置１６０に送信する。

【0017】

なお、超音波計測装置１２０による計測は、例えば手の短母指外転筋の表層にある脂肪が、どの程度の厚みがあるかを定量化するために利用される。超音波計測装置１２０は、脂肪の位置と深さを３次元的に計測することができる。但し、脂肪の厚さは、被検者の体格や体重等からも類推できるので、超音波計測装置１２０による計測は必要に応じて行えばよい。

【0018】

電気刺激装置１３０は、磁場シールドボックス１１０に、被検者の腕が挿入され、所定の位置に手がセットされた状態で、被検者の所定の部位に電気刺激を与える装置である。電気刺激装置１３０としては、例えば、日本光電製の「筋電図・誘発電位検査装置ＭＥＢ９４００シリーズ ニューロパックＳ１」等を用いることができる。

【0019】

電気刺激装置１３０の発生部１３０ａは、情報処理装置１６０からの指示に基づき、入力端１３０ｂの電極に印加する電圧を発生する。電気刺激装置１３０の発生部１３０ａは、被検者の所定の部位に装着され、装着された部位に電圧を印加することで電気刺激を与える。

【0020】

情報処理装置１６０は、超音波計測装置１２０から送信された超音波データを処理し、手の所定部分の脂肪の厚さを算出することができる。また、情報処理装置１６０は、所定のタイミングで電気刺激装置１３０に指示を送信し、電気刺激装置１３０を駆動させることができる。

【0021】

また、情報処理装置１６０は、磁場シールドボックス１１０内の各部を駆動させるための指示を、磁場シールドボックス１１０に対して送信する。また、情報処理装置１６０は、磁場シールドボックス１１０から送信された磁場データを受信する。更に、情報処理装置１６０は、手の脂肪のデータと、受信した磁場データとを用いて、手の骨格筋の筋磁場を算出し、筋磁場の波形や、波形から算出した数値データを表示する。

【0022】

生体磁場計測装置１００は、被検者の骨格筋の自発筋磁場を算出し、筋磁場の波形や波形から算出した数値データを表示することができる。また、生体磁場計測装置１００は、被検者に電気刺激を与えた際に誘発する被検者の骨格筋の筋磁場（誘発筋磁場）を算出し、筋磁場の波形や波形から算出した数値データを表示することができる。これらにより、生体磁場計測装置１００を用いることで、医師等はＡＬＳや筋ジストロフィーの診断を適切に行うことができる。

【0023】

例えば、ＡＬＳは手の筋肉にその障害の予兆が現れやすい。そこで、生体磁場計測装置１００を用いて、例えば手の「短母指外転筋」の自発筋磁場または誘発筋磁場を検出することで、医師等はＡＬＳの進行度合いを推測することができる。

【0024】

＜骨格筋の筋磁場を診断する場合の作業の流れ＞
次に、生体磁場計測装置１００を用いて、手の骨格筋の筋磁場を診断する場合の作業の流れについて説明する。図２及び図３は、骨格筋の筋磁場を診断する場合の作業の流れを例示する図である。本実施形態では、短母指外転筋の磁場を検出する例を示す。

【0025】

図２は、医師等が、超音波計測装置１２０を用いて、被検者２００の手の脂肪の厚さを計測する様子を示している。図２に示すように、被検者２００の手を超音波計測装置１２０を用いて計測することで、情報処理装置１６０では、被検者２００の手の短母指外転筋の部分の脂肪の厚さを算出する。

【0026】

図３（ａ）は、医師等が、被検者２００に対して、磁場シールドボックス１１０に腕を挿入するように誘導し、手のひらを磁場シールドボックス１１０内の所定の位置にセットさせた様子を示している。

【0027】

更に、図３（ａ）は、医師等が情報処理装置１６０を操作し、磁場シールドボックス１１０内に配されたカメラ（不図示）が、手のひらを撮影する様子を示している。図３（ａ）に示すように、被検者２００の手のひらを撮影することで、情報処理装置１６０では画像データ３１０を表示する。

【0028】

図３（ｂ）は、医師等が、被検者２００の肘部（被検体である手のひらとは異なる部位）に、入力端１３０ｂを装着した様子を示している。入力端１３０ｂを装着した状態で、医師等が情報処理装置１６０を操作することで、発生部１３０ａが駆動し、被検者２００（例えば肘部正中神経）に電気刺激を与える。これにより、磁場シールドボックス１１０では、手の短母指外転筋において発生する誘発筋磁場を検出し、磁場データを情報処理装置１６０に送信する。

【0029】

一方、自発筋磁場を検出する場合は、医師等が、被検者２００を促し、弱圧縮動作を行ってもらう。この場合、電気刺激は与えないため、図３（ｂ）において入力端１３０ｂを装着する必要はない。磁場シールドボックス１１０は、弱圧縮動作に伴って手の短母指外転筋において発生する自発筋磁場を検出し、磁場データを情報処理装置１６０に送信する。

【0030】

なお、生体磁場計測装置１００が自発筋磁場のみを検出する場合には、生体磁場計測装置１００は電気刺激装置１３０を有していなくても構わない。

【0031】

誘発筋磁場の検出、自発筋磁場の検出の何れの場合も、情報処理装置１６０は、手の脂肪の厚さと磁場データとを用いて、手の短母指外転筋の筋磁場の波形データ３２０を生成し情報処理装置１６０に表示する。情報処理装置１６０は、筋磁場の波形データ３２０から算出した数値データを、波形データ３２０と共に、或いは波形データ３２０に代えて表示してもよい。

【0032】

磁場シールドボックス１１０による筋磁場の検出と、情報処理装置１６０による波形データ３２０等の生成及び表示は、所定時間継続される。医師等は、波形データ３２０や波形データ３２０から算出した数値データをモニタすることで、被検者２００のＡＬＳや筋ジストロフィーの診断を適切に行うことができる。

【0033】

＜生体磁場計測装置のシステム構成＞
次に、生体磁場計測装置１００のシステム構成について説明する。図４は、生体磁場計測装置のシステム構成の一例を示す図である。

【0034】

図４に示すように、第１実施形態に係る生体磁場計測装置１００において、磁場シールドボックス１１０内には、センサモジュール５１０、カメラ５１１、ＭＩセンサ５１２、コイル５１３、保持部５１４が備えられている。なお、センサモジュール５１０は本発明に係る第１の磁気センサの代表的な一例であり、ＭＩセンサ５１２は本発明に係る第２の磁気センサの代表的な一例である。

【0035】

センサモジュール５１０は、光ホッピング原子磁気センサと位置センサとを内蔵し、所定の位置にセットされた手の短母指外転筋に対して、先端を押圧して接触させた状態で、手のひらにおいて発生する磁場（短母指外転筋の筋磁場）を検出する。センサモジュール５１０で計測する磁場は、自発筋磁場であってもよいし、誘発による生体磁場であってもよい。

【0036】

また、センサモジュール５１０は、磁場を検出した際の位置を、内蔵する位置センサが検出する。更に、センサモジュール５１０は、検出した磁場データ及び位置データを、情報処理装置１６０の信号処理部５６０に送信する。

【0037】

なお、センサモジュール５１０は１個でもよいが、複数個用いてもよい。後述の図５に示すように、一例として、本実施形態では、磁場シールドボックス１１０は３つのセンサモジュール５１０を有している。

【0038】

カメラ５１１は、所定の位置にセットされた手を撮影し、画像データを情報処理装置１６０の信号処理部５６０に送信する。

【0039】

ＭＩセンサ５１２は、磁気インピーダンス素子（Magneto-Impedance element）を利用した固体磁気センサであり、磁場シールドボックス１１０内の磁場を計測する。ＭＩセンサ５１２は、感度がサブｎＴであり、応答速度は１ｋＨｚ以上、大きさは数ｃｍ程度である。ＭＩセンサ５１２としては、例えば、MI－CB－１DH（Aich Micro Intelligent Corporation）を用いることができる。ＭＩセンサ５１２は、計測した内部磁場データを、情報処理装置１６０の制御部５６２に送信する。

【0040】

コイル５１３には、電流発生装置１４０の電流発生部５４０により、ＭＩセンサ５１２の計測値に基づいて決定された電流が供給される。言い換えれば、電流発生部５４０は、ＭＩセンサ５１２により計測された内部磁場データに基づいて、情報処理装置１６０の制御部５６２において算出された電流値を取得し、取得した電流値に基づきコイル５１３に流れる電流を制御する。これにより、磁場シールドボックス１１０の内部の磁場を低減し、筋磁場を検出可能な磁場を磁場シールドボックス１１０の内部に形成することができる。

【0041】

保持部５１４は、センサモジュール５１０を保持する部材である。なお、保持部５１４は、所定の位置にセットされた手のひらに対して、センサモジュール５１０の先端が押圧して接触するようにセンサモジュール５１０を保持する。

【0042】

また、図４に示すように、超音波計測装置１２０は、超音波測定部５２０を有する。超音波測定部５２０は、医師等から超音波計測開始の指示が入力されると、計測を開始し、超音波データを情報処理装置１６０の信号処理部５６０に送信する。

【0043】

また、図４に示すように、発生部１３０ａは、電気刺激制御部５３０を有する。電気刺激制御部５３０は、情報処理装置１６０の制御部５６２からの指示に基づき、入力端１３０ｂに配された電極に印加する電圧を発生する。

【0044】

また、図４に示すように、電流発生装置１４０は、電流発生部５４０を有する。電流発生部５４０は、ＭＩセンサ５１２により計測された内部磁場データに基づいて、情報処理装置１６０の制御部５６２において算出された電流値を取得し、取得した電流値に基づきコイル５１３に流れる電流を制御する。

【0045】

また、図４に示すように、情報処理装置１６０は、信号処理部５６０、データ格納部５６１、制御部５６２、及び表示制御部５６３を有する。

【0046】

信号処理部５６０は、超音波測定部５２０から送信された超音波データに基づいて、被検者２００の手の脂肪の厚さを算出し、データ格納部５６１に格納する。また、信号処理部５６０は、カメラ５１１から送信された画像データを、データ格納部５６１に格納する。更に、信号処理部５６０は、データ格納部５６１に格納された手の脂肪の厚さと、センサモジュール５１０から送信された磁場データ及び位置データとを用いて、手の短母指外転筋の筋磁場の波形データを生成し、波形データをデータ格納部５６１に格納する。

【0047】

制御部５６２は、医師等により入力された撮影指示を、表示制御部５６３を介して受信し、カメラ５１１に対して指示を送信する。また、制御部５６２は、ＭＩセンサ５１２により計測された内部磁場データに基づいて電流値を算出し、電流発生部５４０に送信する。また、制御部５６２は、医師等により入力された磁場計測開始の指示を、表示制御部５６３を介して受信し、電気刺激制御部５３０及び電流発生部５４０に対して指示を送信する。

【0048】

表示制御部５６３は、医師等により磁場計測開始の指示が入力されると、制御部５６２に通知する。また、表示制御部５６３は、磁場計測開始の指示が通知されたことに応じてデータ格納部５６１に格納された波形データを表示する。

【0049】

＜磁場シールドボックス１１０の内部構成＞
次に、磁場シールドボックス１１０の内部構成について説明する。図５は、第１実施形態に係る磁場シールドボックスの内部構成を例示する図である。図５に示すように、磁場シールドボックス１１０は、外部の磁場を遮蔽する中空の遮蔽部材６００により覆われている。

【0050】

遮蔽部材６００は、例えば、パーマロイの平板（厚さ２ｍｍ程度）を折り曲げ加工して形成することができる。この際、遮蔽部材６００の内部の残留磁場を、筋磁場を計測できる程度まで低減するために、遮蔽部材６００に用いられるパーマロイは、複数層構造（例えば、３層構造）とすることが好ましい。遮蔽部材６００において、センサモジュール５１０やＭＩセンサ５１２の配線の通る穴、及び後述の開口部６０１以外は、磁場が漏れないように、パーマロイの板材を例えば溶接で張り合わせることができる。

【0051】

磁場シールドボックス１１０の内部空間は、腕を挿入して手のひらがセットされる第１の空間６１０と、センサモジュール５１０を保持する保持部５１４が配される第２の空間６３０とに分けられている。

【0052】

また、第１の空間６１０と第２の空間６３０との間には、境界部材６２０が設けられている。境界部材６２０は、例えば、パーマロイにより形成される。

【0053】

境界部材６２０は、開口部６０１から少なくとも計測位置までの間に配置された、開口部６０１から挿入される生体を支持する支持体である。支持体となる境界部材６２０は、磁場の発生部位から距離が近いことから、生体と直接接することで非常に効果的にノイズ磁場(アーチファクト）を吸収できる。また、境界部材６２０を設けることで、第２の空間６３０内で反射拡散する電磁場を除去することが可能となり、第１の空間６１０内のノイズを低減できる。

【0054】

遮蔽部材６００には、磁場の計測を行う生体の部位を第１の空間６１０内に挿入する開口部６０１が設けられており、開口部６０１の周辺には開閉機構部６０２が配されている。開口部６０１から第１の空間６１０内に、例えば、被検者２００の上腕から前腕までを挿入することができる。開口部６０１は、例えば、円形や楕円形とすることができる。

【0055】

第１の空間６１０には、コイル５１３が配される。コイル５１３は、例えば、ソレノイドコイルである。コイル５１３は、例えば、開口部６０１の周囲を囲むように環状に配すことができる。また、第１の空間６１０には、ＭＩセンサ５１２が配される。

【0056】

一方、第２の空間６３０には、カメラ５１１、保持部５１４が配される。保持部５１４は、センサモジュール５１０を保持した状態で、境界部材６２０に固定されている。ここでは、一例として、保持部５１４は、３つのセンサモジュール５１０を保持している。

【0057】

境界部材６２０の所定位置には開口部６０３が設けられており、開口部６０３には、可撓性フィルム６２１が固定されている。可撓性フィルム６２１が固定された開口部６０３は、第１の空間６１０内において手のひらがセットされる位置（計測位置）である。保持部５１４に保持されたセンサモジュール５１０の先端は、可撓性フィルム６２１を介して、第１の空間６１０内にセットされた手のひらに接触する。

【0058】

可撓性フィルム６２１は、保持部５１４内のセンサモジュール５１０によって押圧されることで、被検体の表面形状に沿って変形する。可撓性フィルム６２１は、例えば、テフロン（登録商標）フィルムや、アモルファス金属の箔の表裏がＰＥＴフィルムによって加工された磁場シールドフィルム（アモルファス金属の箔を挟み込んだ磁場シールドフィルム）等で形成することができる。可撓性フィルム６２１として、例えば、光洋産業株式会社性のKOYOMSシートを用いることができる。

【0059】

＜磁場シールドボックス１１０の内部の磁場の低減＞
遮蔽部材６００の内部には、センサモジュール５１０やＭＩセンサ５１２の配線の通る穴、及び開口部６０１から侵入してくる磁場が発生し、開口部６０１からＸ軸方向に沿って離れる方向に傾斜状の残留磁場（すなわち、傾斜磁場）が存在する。ここで、傾斜磁場とは、場所によって強さが変化する磁場である。

【0060】

本実施形態では、遮蔽部材６００の内部の残留磁場を打ち消すために、遮蔽部材６００の内部にＭＩセンサ５１２を配置し、遮蔽部材６００の内部の開口部６０１の周辺にコイル５１３を配置する。そして、ＭＩセンサ５１２で磁場を検出し、ＭＩセンサ５１２の検出結果に基づいてコイル５１３に電流を流し、コイル５１３によって生成される電磁場によって、遮蔽部材６００の内部の残留磁場をキャンセルする。これにより、遮蔽部材６００の内部の計測位置における残留磁場を低減することが可能となり、微弱な磁場を検出することができる。

【0061】

以下、磁場シールドボックス１１０内の磁場の低減について、詳しく説明する。図６は、傾斜磁場について説明する図（その１）であり、シミュレーションに用いる磁場シールドボックスを示す図である。図６（ａ）が外観を示す斜視図、図６（ｂ）が部分断面を示す斜視図である。

【0062】

図６に示すように、磁場シールドボックス１１０Ａの遮蔽部材６００Ａは、パーマロイの３層構造であり、外形は辺Ａ、辺Ｂ、及び辺Ｃ（辺Ａ＜Ｃかつ辺Ｂ＜辺Ｃ）を有する直方体である。ここでは、辺Ａと辺Ｂで形成される一方の面を底面、底面の反対面を上面とし、辺Ａと辺Ｃ又は辺Ｂと辺Ｃとで形成される面を側面とする。

【0063】

ここでは、一例として、遮蔽部材６００Ａにおいて、底面の辺Ａの長さＬ_Ａ＝底面の辺Ｂの長さＬ_Ｂ＝３００ｍｍである。また、底面の辺Ａ及び辺Ｂと垂直な辺Ｃの長さＬ_Ｃ（長手方向の長さ）＝６００ｍｍである。

【0064】

遮蔽部材６００Ａの辺Ａと辺Ｃで形成される側面の一方には円形の開口部６０１Ａが設けられており、辺Ａと辺Ｂで形成される底面にはセンサモジュール５１０の配線が通る穴６０１Ｃが設けられている。ここでは、一例として、開口部６０１Ａの直径はφ１２ｍｍである。

【0065】

図７は、傾斜磁場について説明する図（その２）であり、図６に示す遮蔽部材６００Ａの内部の傾斜磁場のシミュレーション結果である。図７において、横軸は遮蔽部材６００Ａの長手方向（辺Ｃに平行な方向）の位置であり、縦軸はシールド係数（遮蔽部材６００Ａの外部の磁場／遮蔽部材６００Ａの内部の磁場）である。

【0066】

図７に示すシミュレーション結果によれば、遮蔽部材６００Ａの入り口付近（０ｍｍの位置付近）では、１０μＴ程度の磁場が存在している。そして、遮蔽部材６００Ａの長手方向の深い位置ほどシールド係数が大きくなっており、傾斜磁場が形成されていることがわかる。

【0067】

図８は、傾斜磁場について説明する図（その３）であり、シミュレーションに用いる磁場シールドボックスを示す図である。図８（ａ）が外観を示す斜視図、図８（ｂ）が部分断面を示す斜視図である。

【0068】

図８に示すように、磁場シールドボックス１１０Ｂの遮蔽部材６００Ｂは、パーマロイの３層構造であり、外形は円筒形である。ここでは、直径Ｌ_Ｄの一方の面を底面、底面の反対面を上面とし、底面と上面とを繋ぐ高さＬ_Ｅの曲面を側面とする。

【0069】

ここでは、一例として、遮蔽部材６００Ｂにおいて、底面及び上面の直径Ｌ_Ｄ＜高さＬ_Ｅである。具体的には、底面の直径Ｌ_Ｄ＝１５０ｍｍ、高さＬ_Ｅ＝３４０ｍｍである。

【0070】

遮蔽部材６００Ｂの底面には円形の開口部６０１Ｂが設けられている。ここでは、一例として、開口部６０１Ｂの直径はφ５０ｍｍである。

【0071】

図９は、傾斜磁場について説明する図（その４）であり、図８に示す遮蔽部材６００Ｂの内部の傾斜磁場のシミュレーション結果である。図９において、横軸は遮蔽部材６００Ｂの軸方向（高さ方向）の位置であり、縦軸はシールド係数（遮蔽部材６００Ｂの外部の磁場／遮蔽部材６００Ｂの内部の磁場）である。

【0072】

図９に示すシミュレーション結果によれば、遮蔽部材６００Ｂの入り口付近（０ｍｍの位置付近）では、１０μＴ程度の磁場が存在している。そして、遮蔽部材６００Ｂの軸方向の深い位置ほどシールド係数が大きくなっており、傾斜磁場が形成されていることがわかる。

【0073】

図７及び図９のシミュレーション結果から、所定形状の遮蔽部材に開口部を設けると、遮蔽部材の内部には、開口部近傍の磁場が最も大きくなり開口部から離れるに従って磁場が小さくなる傾斜磁場が形成されることがわかる。また、図７及び図９のシミュレーション結果から、遮蔽部材の長さを調整することで、１０００以上のシールド係数が得られることがわかる。

【0074】

例えば、遮蔽部材の開口部付近において１０μＴの磁場があった場合、シールド係数が１０００となる位置では約１／１０００の磁場、すなわち約１００ｎＴの磁場となる。

【0075】

そこで、図５に示す磁場シールドボックス１１０のように、遮蔽部材６００の内部において、開口部６０１付近にコイル５１３を配置し、開口部６０１と計測位置（センサモジュール５１０の位置）との間にＭＩセンサ５１２を配置する。これにより、ＭＩセンサ５１２が検出した磁場を、ＭＩセンサ５１２の感度ぎりぎりまで低減するように、電流発生部５４０がコイル５１３に電流を流すことができる。電流発生部５４０がコイル５１３に流す電流は、例えば、数アンペア程度である。

【0076】

ＭＩセンサ５１２の感度は１００ｐＴ程度であるから、ＭＩセンサ５１２が開口部６０１の近傍の磁場を検出して、ＭＩセンサ５１２の感度ぎりぎりである１００ｐＴ程度までフィードバックをかけることが可能となる。その結果、開口部６０１の近傍（開口部６０１の内側）の磁場を１００ｐＴ程度まで低減することができる。

【0077】

このように、コイル５１３は、ＭＩセンサ５１２の計測値に基づいて決定された電流を遮蔽部材６００の外部にある電流発生装置１４０の電流発生部５４０から供給されると、開口部６０１の内側の磁場を低減することができる。

【0078】

遮蔽部材６００には、開口部６０１から離れるに従って磁場が小さくなる傾斜磁場が形成されているので、開口部付近の磁場が１００ｐＴ程度であれば、シールド係数が約１０００となる位置では、１００ｆＴ程度の磁場となる。

【0079】

磁場を１００ｆＴ程度まで低減した位置にセンサモジュール５１０を配することで、センサモジュール５１０により、筋肉が発生させる極めて微弱な磁場（例えば、１ｐＴで５００Ｈｚ）を検出することが可能となる。もちろん、シールド係数が１０００よりも大きくなる位置に、センサモジュール５１０を配してもよい。

【0080】

また、ＭＩセンサ５１２の応答速度は１ｋＨｚを超えるので、この速度でフィードバックを行うことで、筋肉が発生させる極めて微弱な磁場（例えば、１ｐＴで５００Ｈｚ）を検出するに十分な磁場を形成できる。一方、従来のように、応答速度が２００Ｈｚ程度であるセンサモジュール５１０を用いてフィードバックを行っても、筋肉が発生させる極めて微弱な磁場（例えば、１ｐＴで５００Ｈｚ）を検出するに十分な磁場を形成することはできない。

【0081】

なお、開口部６０１の位置の磁場強度に対する計測位置（センサモジュール５１０の位置）の磁場強度の比をＢ１、ＭＩセンサ５１２が検出可能な磁場の最小値に対する計測したい磁場の最小値の比をＢ２としたときに、Ｂ１＜Ｂ２を満足する。これにより、計測位置の磁場を、検出したい磁場よりも小さくすることができる。

【0082】

例えば、シールド係数が１０００の位置ではＢ１＝１／１０００である。また、ＭＩセンサ５１２が検出可能な磁場の最小値は１００ｐＴ程度、計測したい磁場の最小値は１ｐＴ程度であるから、Ｂ２＝１／１００である。この場合、Ｂ１＜Ｂ２を満足する。

【0083】

また、開口部６０１の位置の磁場強度に対する計測位置の磁場強度の比をＢ１、センサモジュール５１０が検出可能な磁場の最小値に対するＭＩセンサ５１２が検出可能な磁場の最小値の比をＢ３としたときに、Ｂ１＜Ｂ３を満足する。これにより、センサモジュール５１０が検出可能な磁場の最小値よりも、計測位置のノイズを低減できる。つまり、センサモジュール５１０の最大限のパフォーマンスを利用できる。

【0084】

例えば、シールド係数が１０００の位置ではＢ１＝１／１０００である。また、センサモジュール５１０が検出可能な磁場の最小値は１０ｆＴ程度、ＭＩセンサ５１２が検出可能な磁場の最小値は１００ｐＴ程度であるから、Ｂ３＝１１０ｆＴ／１００ｐＴ＝１．１／１０００である。この場合、Ｂ１＜Ｂ３を満足する。

【0085】

＜遮蔽部材の内部に被検体をセットする例＞
次に、遮蔽部材６００の内部に腕を挿入した場合の、各部との位置関係について説明する。図１０は、遮蔽部材内に腕を挿入した様子を例示する図である。図１０に示すように、被検者２００は、第１の空間６１０に設けられた開口部６０１から腕２１０を挿入することで、手のひら２２０を、可撓性フィルム６２１が固定された位置にセットする。

【0086】

本実施形態では、センサモジュール５１０は、短母指外転筋を検出できるように遮蔽部材６００の内部にレイアウトされている。また、腕２１０の大部分が遮蔽部材６００の内部に入るように、かつ、遮蔽部材６００ができるだけ細くなるように設計されている。

【0087】

遮蔽部材６００は、例えば、直径が約１５０ｍｍ、長さが約６００ｍｍの円筒形とすることができる。これは、一般的な男性の手の大きさ（掌をしぼめた状態）によって円筒形の直径を決定し、女性の腕の長さで円筒形の長さを決定した場合の例である。円筒形をできるだけ細長くした方が、シールド性能が向上する。

【0088】

但し、遮蔽部材６００は、円筒形には限定されず、直方体や円錐台形等の腕を挿入可能な任意の形状とすることができる。

【0089】

手のひら２２０がセットされた状態で、開口部６０１の周辺に設けられた開閉機構部６０２が閉状態となるため、第１の空間６１０は密閉される。このように、磁場シールドボックス１１０の遮蔽部材６００は、内部に、被検者２００の手のひら２２０をセット可能（保持可能）である。

【0090】

また、カメラ５１１は、センサモジュール５１０とはＹ軸方向の異なる位置に配され、手のひら２２０がセットされた状態で、開口部６０３を介して手のひら２２０を撮影することができる。更に、手のひら２２０がセットされた状態で、保持部５１４内のセンサモジュール５１０は、手のひら２２０において発生した磁場を検出することができる。

【0091】

なお、図１０は、被検者２００が座った状態で遮蔽部材６００の開口部６０１から腕２１０を挿入する例であるが、図１１及び図１２に示すように、被検者２００が仰向けの状態で遮蔽部材６００の開口部６０１から腕２１０を挿入してもよい。

【0092】

＜保持部の詳細構成＞
次に、保持部５１４の詳細構成について説明する。図１３は、保持部の詳細構成を例示する図である。

【0093】

センサモジュール５１０＿１、センサモジュール５１０＿２、及びセンサモジュール５１０＿３は、例えば、Ｘ軸方向に沿って配列されている。

【0094】

センサモジュール５１０＿１は、弾性部材８０１＿１（例えば、ばね）を介して、支持台８０２＿１に支持されている。また、センサモジュール５１０＿２は、弾性部材８０１＿２（例えば、ばね）を介して、支持台８０２＿２に支持されている。また、センサモジュール５１０＿３は、弾性部材８０１＿３（例えば、ばね）を介して、支持台８０２＿３に支持されている。また、支持台８０２＿１、８０２＿２、及び８０２＿３は、保持部５１４に固定されている。

【0095】

このように、弾性部材８０１＿１～８０１＿３を介して、センサモジュール５１０＿１～５１０＿３を支持することで、センサモジュール５１０＿１～５１０＿３の先端を、手のひら２２０に対して、押圧して接触させることができる。

【0096】

センサモジュール５１０＿１とセンサモジュール５１０＿２とは、パーマロイの仕切り壁８０３により仕切られている。また、センサモジュール５１０＿２とセンサモジュール５１０＿３とは、パーマロイの仕切り壁８０４により仕切られている。センサモジュール間にパーマロイの仕切り壁を設けることで、センサモジュール間でクロストークが生じることを防止できる。

【0097】

図１３に示すように、センサモジュール５１０＿１は、ガスセル１０２１＿１及び位置センサ１０３１＿１を内蔵している。また、センサモジュール５１０＿２は、ガスセル１０２１＿２及び位置センサ１０３１＿２を内蔵している。センサモジュール５１０＿３は、ガスセル１０２１＿３及び位置センサ１０３１＿３を内蔵している。

【0098】

ガスセル１０２１＿１、ガスセル１０２１＿２、及びガスセル１０２１＿３は、例えば、短母指外転筋において発生する磁場を検出する。位置センサ１０３１＿１、位置センサ１０３１＿２、及び位置センサ１０３１＿３は、磁場を検出した際の位置を検出する。

【0099】

＜光ポンピング原子磁気センサの概略構成＞
次に、センサモジュール５１０に内蔵された光ポンピング原子磁気センサの概略構成について説明する。図１４は、光ポンピング原子磁気センサの概略構成を例示する図である。図１４に示すように、光ポンピング原子磁気センサは、ルビジウム原子のガスセルに、レーザビームを入射し、ガスセルを透過したレーザビームを、光検出器で検出する。ガスセルを透過するレーザビームは、Ｙ_０軸方向またはＺ_０軸方向に発生した磁場の大きさに応じて、吸収されるため、Ｙ_０軸方向またはＺ_０軸方向に磁場が発生すると、光検出器で検出されるレーザビームの強度は低下する。

【0100】

このため磁場が発生していない状態で、光検出器で検出されたレーザビームの強度と、磁場が発生している状態で、光検出器で検出されたレーザビームの強度とを対比することで、磁場の大きさを算出することができる。なお、ガスセルの周囲には、コイルが巻かれており、適切な交流電流が印加される。

【0101】

このように、光ポンピング原子磁気センサは、レーザビームの入射方向（光伝播方向）と略直交する方向の磁場を検出することができる。本実施形態では、レーザビームの入射方向と略平行な方向を、Ｘ_０軸方向とし、レーザビームの入射方向と略直交する方向を、それぞれ、Ｙ_０軸方向、Ｚ_０軸方向とおく。

【0102】

ガスセルは、例えば、筐体表面から約６ｍｍの位置に配置されており、この箇所の磁場を検出する。以下、ガスセルと記した場合、検出位置としての意味合いを持つ。

【0103】

例えば、短母指外転筋の筋繊維の方向に筋電位が伝播する。その方向を電位伝播方向と定義できる。図１５に示すように、短母指外転筋２５０の筋繊維の電位伝播方向Ｐ（筋繊維の方向）と、センサモジュール５１０の光伝播方向（Ｘ_０軸方向）とを略平行にすることにより、磁場計測を高精度に行うことができる。

【0104】

＜保持部におけるセンサモジュールの配置例＞
図１６は、保持部におけるセンサモジュールの配置例を示す図である。図１６の例では、Ｙ_０軸方向に沿ってセンサモジュール５１０＿１、５１０＿２、及び５１０＿３を並列に並べている。図１６において、手のひら２２０が所定の位置にセットされた状態において、手のひら２２０の筋繊維２５５は、ＹＺ平面に略直交するＸ_０軸方向に走行する。

【0105】

筋繊維方向（Ｘ_０軸方向）に伝播する電位は、電流と同様に理解することができ、その回転方向に磁場が発生する。例えば、筋繊維２５５に、紙面手前から奥に向かって電流が流れると、ＹＺ平面には、矢印Ｍの方向の磁場が発生する。この結果、ガスセル１０２１＿１～１０２１＿３の位置には、矢印Ｖ１～Ｖ３で示すようなベクトルの方向が異なる磁場が発生することになる。このように、センサモジュールを１箇所置くよりも、複数個所配置してＹ_０方向及びＺ_０方向の磁場を検出することで、筋電位が派生している箇所が同定できる。

【0106】

＜可撓性フィルムの磁場シールド特性＞
次に、可撓性フィルム６２１の磁場シールド特性について説明する。図１７は、可撓性フィルムの磁場シールド特性を例示する図である。図１７において、横軸は周波数を示し、縦軸は磁場の透過率を示している。

【0107】

図１７に示すように、境界部材６２０に固定される可撓性フィルム６２１は、１［Ｈｚ］より高い周波数帯域の磁場を透過することができる（０．０１［Ｈｚ］から１［Ｈｚ］の周波数帯域の磁場を遮蔽するフィルタ機能を有する）。これにより、センサモジュール５１０＿１～５１０＿３は、可撓性フィルム６２１を介して被検者２００に接触させた場合であっても、手のひら２２０に電流が流れることで発生する磁場（１００［Ｈｚ］以上）を、感度よく検出することができる。

【0108】

＜開閉機構部の説明＞
次に、遮蔽部材６００に設けられた開口部６０１の周辺に配された、開閉機構部６０２について説明する。

【0109】

図１８は、開閉機構部の機能を説明するための図（その１）であり、遮蔽部材６００をＸ軸方向から見た様子を示している。このうち、図１８（ａ）は、開閉機構部６０２が開状態の場合を示している。図１８（ａ）に示すように、開閉機構部６０２が開状態の場合、遮蔽部材６００に設けられた開口部６０１に対して、被検者２００が腕を挿入するための挿入口１２２０は一定面積以上となる。これにより、被検者２００は、第１の空間６１０内に容易に腕を挿入することができる。

【0110】

一方、図１８（ｂ）は、開閉機構部６０２が閉状態の場合を示している。図１８（ｂ）に示すように、開閉機構部６０２が閉状態の場合、遮蔽部材６００に設けられた開口部６０１に対して、挿入口１２２０が絞られる。これにより、被検者２００が第１の空間６１０内に腕を挿入した状態で、第１の空間６１０内を密閉することができる。

【0111】

図１９は、開閉機構部の機能を説明するための図（その２）であり、遮蔽部材６００をＹ軸方向から見た様子を示している。このうち、図１９（ａ）は、開閉機構部６０２が開状態で、被検者２００が手２２０を挿入する様子を示している。

【0112】

一方、図１９（ｂ）は、開閉機構部６０２が閉状態で、被検者２００が腕２１０を挿入した後の様子を示している。図１９（ｂ）に示すように、開閉機構部６０２は閉状態において、被検者２００の腕２１０の一部を把持する。

【0113】

＜筋肉の種類＞
ヒトの筋肉には３種類あることが知られており、図２０に示すように、ヒトの筋肉には、骨格筋、心筋、平滑筋がある。今まで、心筋を狙った生体磁場計測装置は存在したが、骨格筋を狙った生体磁場計測装置は知られていない。

【0114】

骨格筋は唯一随意運動が可能かつ、脳や運動神経に支配されているため、ＡＬＳや筋ジストロフィーの診断に利用する針筋電計では、主に骨格筋を検査する。これは随意運動時に発生される筋電波形を読み解くことで、その疾患を判断できるためである。また、この骨格筋は長い円柱状の筋細胞であり（以下、筋繊維と呼ぶ）、ある一定距離を繊維方向に電位が伝播することが知られている。

【0115】

図２１は、骨格筋の一例である短母指外転筋を模式的に示す図である。図２１に示すように、短母指外転筋２５０は、筋繊維２５５の束になっており、全体の長さＬ_１が４０ｍｍ程度、全体の幅が２０ｍｍ程度である。センサモジュール５１０の１つ当たりの外径は十数ｍｍ程度であるため、図２１に示すように、例えば、筋繊維２５５の電位伝播方向Ｐ（Ｘ_０軸方向）に、センサモジュール５１０＿１及び５１０＿２を並列に並べることができる。

【0116】

これに対し、心筋や平滑筋は面状の筋肉であるため、繊維方向が規定しにくい。また、心筋や平滑筋では、筋電位も面上に広がっていく。そのため、心筋や平滑筋では、筋繊維方向にセンサモジュール５１０を並べたり、筋繊維方向にセンサモジュール５１０＿１及び５１０＿２の光軸ＯＡを合わせることは実質できない。

【0117】

なお、図２１において、２５７は脂肪を模式的に示し、２５９は運動神経を模式的に示している。また、Ｄは、放電する様子を模式的に示している。

【0118】

＜針筋電計の波形（比較例）＞
図２２は、針筋電計の波形（比較例）について例示する図（その１）である。図２２に示すように、一般にＡＬＳ等の検査に用いられる針筋電計の波形は、１０ｍｓｅｃ程度の２～３相（マイナスとプラスの電位が２回と１回繰り返される）波形となる。この波形が、多相になったり、スパイキーになったりすることを検出して診断を行う。また、波形が多相やスパイキーになる頻度を検出して診断を行う。また、波形の強さ（電位にして１ｍＶ、磁場では１ｐＴ程度が標準）を検出して診断を行う。

【0119】

図２３は、針筋電計の波形（比較例）について例示する図（その２）である。図２３に示ように、安静時にも同様に線維自発電位や陽性鋭波等の波形を見ることで、異常な放電がないかを検査する。

【0120】

＜光ポンピング原子磁気センサを備えた一般的なセンサモジュールの応答速度＞
光ポンピング原子磁気センサを備えた一般的なセンサモジュールとして、例えば、QUSPIN社から発売されているＯＰＭ装置がある。ＯＰＭ装置の応答速度はガスセルのアルカリ金属の希ガスの緩和時間Ｔ１とＴ２によって規定されており、一般的には、２００Ｈｚ程度である。

【0121】

図２４は、一般的なセンサモジュールの応答速度について検討する図であり、ＯＰＭ装置が１つのモジュールで計測できる波形を示している。

【0122】

図２４（ａ）の元データは、針筋電計で取得した健常者の短母指外転筋の弱圧縮波形であり、２～３種類の運動単位が検出されている。図２４（ａ）の２～３種類の波形を区別することが必要である。

【0123】

図２４（ｂ）～図２４（ｄ）は応答速度が異なる場合に、図２４（ａ）の２～３種類の波形を区別できるかどうかを示すものである。図２４（ｂ）に示す１ｋＨｚの応答速度や、図２４（ｃ）に示す５００Ｈｚの応答速度では波形の区別ができるが、図２４（ｄ）に示す２００Ｈｚの応答速度では波形の区別が十分にはできないことがわかる。

【0124】

すなわち、ＯＰＭ装置の応答速度２００Ｈｚでは、短母指外転筋の弱圧縮波形を区別することが困難である。短母指外転筋の弱圧縮波形を区別するには、２００Ｈｚよりも高い応答速度が必要であり、少なくとも５００Ｈｚ前後の応答速度を有する装置を用いることが好ましい。

【0125】

＜センサモジュールの高精度化＞
次に、センサモジュールの高精度化について説明する。前述の図２１に示したように、例えば、センサモジュール５１０＿１及び５１０＿２を筋繊維２５５の電位伝播方向Ｐに並列に並べる場合を考える。

【0126】

図２５は、センサモジュールの高精度化について説明する図（その１）である。図２５に示すように、計測点が例えば５ｍｓｅｃおきの場合、図２１におけるセンサモジュール５１０＿１及び５１０＿２の信号は、それぞれ異なる位置で計測されたものであり、それぞれが意味のあるデータである。そのため、それらを統合することで高精度なデータを算出できる。

【0127】

一般に骨格筋の電位伝播速度は数十ｍ／ｓｅｃであり、数ｃｍを伝播するには、数ｍｓｅｃの時間がかかる。そのため、図２１に示すように電位伝播方向Ｐにセンサモジュール５１０＿１及び５１０＿２を並べることで、図２５に示すようにセンサモジュール５１０＿１及び５１０＿２の検出する時間が数ｍｓｅｃずれることになる。この時間をＴ１と定義する。Ｔ１は、センサモジュール５１０＿１とセンサモジュール５１０＿２との距離に依存する。

【0128】

図２６は、センサモジュールの高精度化について説明する図（その２）であり、図２５のセンサモジュール５１０＿２の各データをＴ１の時間だけ矢印方向にシフトさせた様子を模式的に示している。図２６に示すように、５ｍｓｅｃおきの計測（合計で約２０ｍｓｅｃ）では５点だったデータが、その倍に近い９点となって表示され、計測データの高精度化が達成されている。なお、伝播波形が大きく崩れないことは、電位計測等によって知られている。

【0129】

図２７は、センサモジュールの高精度化について説明する図（その３）である。図２７に示すように、運動神経２５９が筋繊維２５５のＸ_０軸方向の中央付近に結合しており、その部分で発火し（中央発火）、筋繊維２５５に沿った２方向Ｐ１及びＰ２（互いに反対方向）に電位伝播する場合がある。

【0130】

図２８は、センサモジュールの高精度化について説明する図（その４）であり、図２７の場合の信号波形を示している。この場合は、骨格筋の電位伝播速度とは異なるので、図２６のようにＴ１で補正することは正しくない。中央発火は、信号波形を見ることである程度推察することが可能であり、中央発火の場合は、図２８に示すＴ２を定義して、図２９に示すようにＴ２分のシフトを行う。２つの波形の測定点が近いため、図２６の場合に比べて測定点が増えた分の補正の効果は少ないが、Ｓ／Ｎ等を向上させる価値はある。

【0131】

このように、センサモジュール５１０＿１及び５１０＿２を筋繊維２５５の電位伝播方向Ｐに並列に並べたことにより、時間分解能が向上するか、またはＳ／Ｎが向上する。

【0132】

図３０及び図３１は、２つのセンサモジュールの配置の他の例を示す図である。図３０は筋繊維方向をＸ_０軸方向として上方から視た様子を示し、図３１はＹＺ平面に垂直な方向から視た様子を示している。図３０及び図３１において、例えば、筋繊維２５５に、紙面奥から手前に向かって電流が流れると、ＹＺ平面には、矢印Ｍの方向の磁場が発生する。

【0133】

図３０及び図３１では、筋繊維方向であるＸ_０軸方向（電位伝播方向Ｐと同方向）と垂直なＹ_０軸方向に、センサモジュール５１０＿１及び５１０＿２を並列に並べている。なお、先にも述べたように、筋繊維２５５の束である短母指外転筋２５０の全体の幅Ｌ_２は、２０ｍｍ程度である。

【0134】

図３０及び図３１に示すように、Ｙ_０軸方向にセンサモジュール５１０＿１及び５１０＿２を並列に並べることで、短母指外転筋２５０の２０ｍｍ幅のどの辺の筋繊維２５５が発火したかを検出することができる。図３０及び図３１の例では、紙面左端に発火位置があることが同定できる。

【0135】

図３２は、３つのセンサモジュールの配置の例を示す図である。図３２に示すように、例えば、３個のセンサモジュール（センサモジュール５１０＿１～５１０＿３）を配置してもよい。この場合、光軸方向に隣接するセンサモジュール５１０＿２とセンサモジュール５１０＿３との間にパーマロイ８００を挟むことが好ましい。例えば、隣接するセンサモジュール間に２ｍｍ程度のパーマロイ８００を挟むことで、クロストークを低減することができる。

【0136】

また、図３２において、電位伝播方向Ｐ（筋繊維方向）にセンサモジュール５１０＿１～５１０＿３の光軸ＯＡ１～ＯＡ３（光伝播方向）を合わせることで、Ｚ_０方向の磁場データとＹ_０方向の磁場データとの比から、深さ方向の情報を得ることができる。

【0137】

また、センサモジュール５１０＿１とセンサモジュール５１０＿２及び５１０＿３のＸ_０軸方向の距離Ｌｘは、センサモジュール５１０＿２とセンサモジュール５１０＿３のＹ_０軸方向の距離Ｌｙより小さいことが好ましい。

【0138】

すなわち、Ｌｘ＜Ｌｙの関係とすることが好ましい。これは、光伝播方向のクロストークの方が光伝播方向に垂直な方向のクロストークより大きく、これを回避する必要があるためである。Ｌｘ＜Ｌｙの関係を維持することで、センサモジュールのレイアウト上、最密充填位置となり、高精度に筋繊維の波形を推定することができる。

【0139】

Ｚ_０方向の磁場データとＹ_０方向の磁場データとを比較して発火位置の深さ方向の距離Ｚｋを算出する方法について説明する。深さ方向の情報は、磁場と電流との関係にビオサバールの方式が成り立つことから、距離の２乗に強度が比例する。距離を推定し、その距離による補正係数を検出した磁場強度にかけることで、深さに依存しない磁場を検出できる。磁場の大きさは、筋ジストロフィーの方は小さくなり、ＡＬＳの方は大きくなる（ジャイアント運動単位（MUP））ことが知られていることから、このような補正をすることは正確な診断に重要である。

【0140】

図３３は、具体的な深さ方向の定量化方法を例示する図である。図３３では、発火位置Ｄを中心に磁場が同心円状に形成されている。ＬＳ１は、センサモジュール５１０＿１の位置において、磁場Ｍ２に垂直に引かれた垂線である。また、ＬＳ２は、センサモジュール５１０＿２の位置において、磁場Ｍ３に垂直に引かれた垂線である。垂線ＬＳ１と垂線ＬＳ２との交点が、発火位置Ｄとなる。

【0141】

発火位置Ｄから、センサモジュール５１０＿１とセンサモジュール５１０＿２とを結ぶ線分ＬＳ３に下した垂線ＬＳ４により、センサモジュール５１０＿１とセンサモジュール５１０＿２との距離ＬｙがＬｙ２とＬｙ３に分けられる。このとき、Ｌｙ２とＬｙ３は、θとφとＺｋとで表現できる。

【0142】

すなわち、センサモジュール５１０＿１及び５１０＿２の検出データのピーク値ＺｎとＹｎとの比「Ｚｎ／Ｙｎ」を求めると、ｔａｎφ＝Ｚ２／Ｙ２、ｔａｎθ＝Ｚ３／Ｙ３である。また、Ｌｙ２×ｔａｎφ＝Ｚｋ、Ｌｙ３×ｔａｎθ＝Ｚｋ、Ｌｙ２＋Ｌｙ３＝Ｌｙである。Ｚ２／Ｙ２、Ｚ３／Ｙ３、Ｌｙ２、Ｌｙ３、及びＬｙは全て既知であるから、これの値から発火位置の深さ方向の距離Ｚｋを算出できる。

【0143】

＜情報処理装置のハードウェア構成＞
次に、情報処理装置１６０について説明する。図３４は、情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図３４に示すように、情報処理装置１６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１５０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５０３を有する。ＣＰＵ１５０１、ＲＯＭ１５０２、ＲＡＭ１５０３は、いわゆるコンピュータを形成する。

【0144】

また、情報処理装置１６０は、補助記憶装置１５０４、表示装置１５０５、操作装置１５０６、Ｉ／Ｆ（Interface）装置１５０７、ドライブ装置１５０８を有する。なお、情報処理装置１６０の各ハードウェアは、バス１５０９を介して相互に接続されている。

【0145】

ＣＰＵ１５０１は、補助記憶装置１５０４にインストールされている各種プログラム（例えば、上述した信号処理部５６０、制御部５６２、表示制御部５６３を実現するためのプログラム（情報処理プログラムと称す）等）を実行する演算デバイスである。

【0146】

ＲＯＭ１５０２は、不揮発性メモリである。ＲＯＭ１５０２は、補助記憶装置１５０４にインストールされている各種プログラムをＣＰＵ１５０１が実行するために必要な各種プログラム、データ等を格納する主記憶デバイスとして機能する。具体的には、ＲＯＭ１５０２はＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）やＥＦＩ（Extensible Firmware Interface）等のブートプログラム等を格納する、主記憶デバイスとして機能する。

【0147】

ＲＡＭ１５０３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の揮発性メモリである。ＲＡＭ１５０３は、補助記憶装置１５０４にインストールされている各種プログラムがＣＰＵ１５０１によって実行される際に展開される作業領域を提供する、主記憶デバイスとして機能する。

【0148】

補助記憶装置１５０４は、各種プログラムや、各種プログラムが実行されることで取得される情報を格納する補助記憶デバイスである。例えば、データ格納部５６１は、補助記憶装置１５０４において実現される。

【0149】

表示装置１５０５は、各種画像データ（画像データ３１０、波形データ３２０等）を表示する表示デバイスである。操作装置１５０６は、医師等が情報処理装置１６０に対して各種指示を入力する入力デバイスである。Ｉ／Ｆ装置１５０７は、超音波計測装置１２０、磁場シールドボックス１１０、電気刺激装置１３０等と接続され、情報処理装置１６０が、各装置との間で通信を行うための通信デバイスである。

【0150】

ドライブ装置１５０８は記録媒体１５１０をセットするためのデバイスである。ここでいう記録媒体１５１０には、ＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等のように情報を光学的、電気的或いは磁気的に記録する媒体が含まれる。また、記録媒体１５１０には、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等のように情報を電気的に記録する半導体メモリ等が含まれていてもよい。

【0151】

なお、補助記憶装置１５０４にインストールされる各種プログラムは、例えば、配布された記録媒体１５１０がドライブ装置１５０８にセットされ、該記録媒体１５１０に記録された各種プログラムが読み出されることでインストールされる。或いは、補助記憶装置１５０４にインストールされる各種プログラムは、不図示のネットワークよりダウンロードされることでインストールされてもよい。

【0152】

＜情報処理装置の機能構成の詳細＞
次に、情報処理装置１６０の機能構成の詳細について説明する。図３５は、情報処理装置の機能構成の詳細を例示する図である。

【0153】

図３５に示すように、信号処理部５６０は、超音波データ取得部１６０１、画像データ取得部１６０２、磁場データ取得部１６０３、及びデータ解析部１６０４を有する。

【0154】

超音波データ取得部１６０１は、超音波測定部５２０から送信された超音波データを取得し、取得した超音波データに基づいて、被検者２００の手のひら内の所定位置の脂肪の厚さを算出し、データ格納部５６１に格納する。

【0155】

画像データ取得部１６０２は、カメラ５１１から送信された画像データを取得し、取得した画像データを、データ格納部５６１に格納する。

【0156】

磁場データ取得部１６０３は、センサモジュール５１０から送信された磁場データを取得し、データ格納部５６１に格納する。

【0157】

データ解析部１６０４は、データ格納部５６１に格納された磁場データを読み出し、磁場データを補間した波形データを生成し、波形データに基づいた数値データを算出し、波形データ及び数値データをデータ格納部５６１に格納する。

【0158】

また、図３５に示すように、制御部５６２は、撮影制御部１６１１、磁場調整部１６１２、及びタイミング制御部１６１４を有する。

【0159】

撮影制御部１６１１は、表示制御部５６３の操作受付部１６２１から撮影指示を受信すると、カメラ５１１に撮影指示を送信する。

【0160】

磁場調整部１６１２は、表示制御部５６３の操作受付部１６２１より、磁場計測開始の指示を受信すると、ＭＩセンサ５１２により計測された内部磁場データを取得し、コイル５１３に流す電流の電流値を算出し、電流発生部５４０に送信する。

【0161】

タイミング制御部１６１４は、表示制御部５６３の操作受付部１６２１より、磁場計測開始の指示を受信すると、所定のタイミングで、電気刺激制御部５３０に対して指示を送信する。

【0162】

更に、図３５に示すように、表示制御部５６３は、操作受付部１６２１、画像データ表示部１６２２を有する。

【0163】

操作受付部１６２１は、撮影指示が入力されると、撮影制御部１６１１に撮影指示を通知する。また、操作受付部１６２１は、医師等により磁場計測開始の指示が入力されると、磁場調整部１６１２及びタイミング制御部１６１４に通知する。

【0164】

画像データ表示部１６２２は、データ格納部５６１に格納された筋磁場の波形データ及び／又は数値データを読み出し、波形データ及び／又は数値データを表示する。

【0165】

＜電気刺激を与える位置と磁場を検出する位置との位置関係＞
次に、電気刺激装置１３０の入力端１３０ｂが装着されることで、被検者２００に対して電気刺激が与えられる位置と、センサモジュール５１０が、磁場を検出する位置との位置関係について説明する。

【0166】

図３６は、電気刺激を与える位置と、磁場を検出する位置との位置関係を例示する図である。図３６に示すように、電気刺激装置１３０の入力端１３０ｂは、被検者２００の腕の一部（手のひらとは異なる部位、例えば、肘）に装着される。

【0167】

一方、手のひら２２０は、遮蔽部材６００の内部の所定の位置にセットされ、当該位置において、センサモジュール５１０により磁場が検出される。このため、電気刺激を与える位置と磁場を検出する位置との間は所定距離だけ離れる。その結果、電気刺激が与えられてから、センサモジュール５１０が磁場を検出するまでには、所定距離分の時間差が生じることになる。

【0168】

＜診断作業の説明＞
次に、医師等が生体磁場計測装置１００を用いて、被検者２００の骨格筋の筋磁場に基づいた診断を行う際の、診断作業について説明する。図３７は、骨格筋の筋磁場に基づいた診断をする場合の作業フローを例示する図である。ここでは、一例として、手の短母指外転筋の筋磁場を検出する例を示す。

【0169】

ステップＳ１９０１において、医師等は、超音波計測装置１２０を用いて、被検者２００の手のひらに対して、超音波計測を行う。これにより、超音波計測装置１２０から情報処理装置１６０に超音波データが送信される。

【0170】

ステップＳ１９０２において、情報処理装置１６０の超音波データ取得部１６０１は、被検者２００の超音波データを処理し、被検者２００の手の短母指外転筋に対応する位置の脂肪の厚さを算出する。

【0171】

ステップＳ１９０３において、医師等は、遮蔽部材６００の内部に腕を挿入するよう被検者２００を促し、被検者２００の手を、所定の位置にセットさせる。なお、被検者２００の手が概ね適切な位置に来るように、遮蔽部材６００の内部にガイドを形成しておくことが好ましい。これにより、被検者２００の短母指外転筋をセンサモジュールの位置におおよそ誘導することができる。この状態で補助のガイドにより、被検者２００の手を軽く固定することが好ましい。

【0172】

ステップＳ１９０４において、医師等は、電気刺激装置１３０の入力端１３０ｂを、被検者２００の腕に装着する。

【0173】

ステップＳ１９０５において、医師等は、情報処理装置１６０を操作することで、撮影指示を入力し、カメラ５１１を駆動させる。これにより、カメラ５１１では、所定の位置にセットされた被検者２００の手のひらを撮影し、画像データを情報処理装置１６０に送信する。

【0174】

ステップＳ１９０６において、情報処理装置１６０の画像データ取得部１６０２は、被検者２００の手のひらの画像データを取得する。

【0175】

ステップＳ１９０７において、医師等は、情報処理装置１６０を操作することで、磁場計測開始の指示を入力する。

【0176】

ステップＳ１９０８において、磁場調整部１６１２は、ＭＩセンサ５１２により計測された内部磁場データを取得し、電流値を算出する。また、電流発生部５４０は、算出された電流値の電流をコイル５１３に流すことで、遮蔽部材６００の内部の磁場を低減する。

【0177】

遮蔽部材６００の内部のセンサモジュール５１０の位置における磁場は、前述のように、傾斜磁場を利用して、例えば１００ｆＴ程度に低減することができる。これにより、骨格筋が発生させる極めて微弱な磁場（例えば、１ｐＴで５００Ｈｚ）を検出することが可能となる。

【0178】

ステップＳ１９０９において、生体磁場計測装置１００を構成する各部が、磁場検出処理を実行する。磁場検出処理の詳細は後述する。

【0179】

ステップＳ１９１０において、画像データ表示部１６２２は、被検者２００の骨格筋の筋磁場のデータを表示する。例えば、図３（ｂ）に示した短母指外転筋の筋磁場の波形データ３２０が情報処理装置１６０に表示される。

【0180】

ステップＳ１９１１において、医師等は、ステップＳ１９０９で得られたデータに基づいて、被検者２００の骨格筋の筋磁場について診断を行う。

【0181】

＜磁場検出処理の詳細＞
次に、磁場検出処理（ステップＳ１９０９）の詳細について説明する。図３８は、磁場検出処理の流れを例示するフローチャートである。

【0182】

ステップＳ２００１において、医師等は、被検者２００に対し随意運動（弱圧縮動作）を促す。なお、このとき、電気刺激装置１３０は、被検者２００に対する電気刺激を停止している。

【0183】

ステップＳ２００２において、センサモジュール５１０は、随意運動中の磁場の検出を開始する。

【0184】

ステップＳ２００３において、医師等は、センサモジュール５１０の検出結果をモニタしながら、適切な波形が出てくるように、被検者２００に声がけをして適切な圧縮状態になるように誘導する。

【0185】

ステップＳ２００４において、センサモジュール５１０は、随意運動中の短母指外転筋の筋磁場の検出を１分程度継続して行う。

【0186】

ステップＳ２００５において、センサモジュール５１０は、磁場の検出を停止し、磁場データ取得部１６０３は、短母指外転筋の筋磁場のデータを取得する。

【0187】

ステップＳ２００６において、磁場データ取得部１６０３は、取得した短母指外転筋の筋磁場のデータを位置データとともにデータ格納部５６１に格納する。

【0188】

＜データ解析＞
次に、データ解析について説明する。図３９は、データ解析の流れを例示するフローチャートである。なお、センサモジュールは、図３２のように配置されているものとする。

【0189】

ステップＳ２１０１において、データ解析部１６０４は、データ格納部５６１から、磁場データを読み出す。センサモジュール５１０＿１～５１０＿３は、各々が２軸のデータを持っているため、データ解析部１６０４は、合計で６つのデータを読み出す。ここでは、それぞれのデータをＹｎ、Ｚｎと表記する。Ｙ２とＹ３はＹ方向に隣接するセンサモジュールのデータであり、Ｙ１とＹ２はＸ方向に隣接するセンサモジュールのデータである。

【0190】

ステップＳ２１０２において、データ解析部１６０４は、ステップＳ２１０１で読み出したデータの全てについて、Ｙｎ／Ｚｎを算出する。Ｙｎ／Ｚｎの数値で、前述のように、深さ方向の情報を得ることができる。

【0191】

ステップＳ２１０３において、データ解析部１６０４は、ステップＳ１９０２で得られた超音波計測の形状データ（すなわち、被検者２００の手の短母指外転筋に対応する位置の脂肪の厚さのデータ）を参照しながら、深さＺｋ及び位置Ｙｋの推定を行う。Ｚｋが判ることで、その深さの補正をビオサバールの方式に即して行うことができる。

【0192】

ステップＳ２１０４において、データ解析部１６０４は、Ｙ１（Ｚ１）とＹ２（Ｚ２）とを比較する。なお、ステップＳ２１０４からステップＳ２１０６までの処理の原理は、図２６や図２９を参照して先に説明した通りである。

【0193】

ステップＳ２１０５において、データ解析部１６０４は、ステップＳ２１０４の比較結果に基づいて、図１７に示した時間のずれ量（Ｔ１またはＴ２）を算出する。

【0194】

ステップＳ２１０６において、データ解析部１６０４はステップＳ２１０５で算出したＴ１、Ｔ２の値によるデータシフトを行い、補間データを生成し、補間データを生成した後の波形データをデータ格納部５６１に格納する。補間により、２００Ｈｚ（５ｍｓｅｃのサンプリングレート）の計測データを、見かけ上、４００Ｈｚ（２．５ｍｓｅｃのサンプリングレート）の波形データとすることができる。

【0195】

ステップＳ２１０７において、データ解析部１６０４は、ステップＳ２１０６で補間データを生成した後の波形データと、予めデータ格納部５６１に格納されていた典型波形パターンとを比較する。

【0196】

ステップＳ２１０８において、データ解析部１６０４は、ステップＳ２１０７の比較結果に基づいて、例えば、多相／単相、波形の長さ、波形の振幅（強度）、及び頻度の４つの項目について数値データを算出し、数値データをデータ格納部５６１に格納する。

【0197】

ステップＳ２１０９において、画像データ表示部１６２２は、データ格納部５６１に格納した波形データ及び／又は数値データを情報処理装置１６０に表示する。

【0198】

＜まとめ＞
このように、本実施形態に係る磁場シールドボックス１１０では、遮蔽部材６００の内部の残留磁場を打ち消すために、遮蔽部材６００の内部にＭＩセンサ５１２及びコイル５１３を配置する。具体的には、遮蔽部材６００の内部において、開口部６０１と計測位置（センサモジュール５１０の位置）との間にＭＩセンサ５１２を配置し、開口部６０１とＭＩセンサ５１２との間にコイル５１３を配置する。

【0199】

そして、ＭＩセンサ５１２で磁場を検出し、ＭＩセンサ５１２の計測値に基づいて決定された電流を遮蔽部材６００の外部からコイル５１３に供給し、コイル５１３によって生成される電磁場によって、遮蔽部材６００の内部の残留磁場をキャンセルする。具体的には、開口部６０１の近傍の磁場を、ＭＩセンサ５１２の感度ぎりぎりである１００ｐＴ程度まで低減する。

【0200】

遮蔽部材６００には、開口部６０１から離れるに従って磁場が小さくなる傾斜磁場が形成されている。そのため、開口部６０１の近傍の磁場が１００ｐＴ程度であれば、シールド係数が約１０００となる位置（開口部６０１から距離のある位置）では、１００ｆＴ程度の磁場となる。

【0201】

そこで、磁場を１００ｆＴ程度まで低減した位置にセンサモジュール５１０を配することで、センサモジュール５１０により、筋肉が発生させる極めて微弱な磁場（例えば、１ｐＴで５００Ｈｚ）を検出することが可能となる。

【0202】

また、ＭＩセンサ５１２の応答速度は１ｋＨｚを超えるので、この速度でのフィードバックを行うことで、筋肉が発生させる極めて微弱な磁場（例えば、１ｐＴで５００Ｈｚ）を検出するに十分な磁場を形成でき、ノイズの小さい高精度の筋磁場計測が可能となる。

【0203】

また、センサモジュール５１０を、短母指外転筋２５０の筋繊維の電位伝播方向Ｐ（筋繊維の方向）と平行方向及び／又は垂直方向に複数個配することで、高精度の磁場計測が可能となる。

【0204】

［第２実施形態］
第２実施形態では、遮蔽部材の開口部に開口面積を可変にする機構を設ける例を示す。なお、第２実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0205】

一般的に、遮蔽部材に腕を入れる開口部を設ける場合、開口部ができるだけ狭い方が外界ノイズが入らないため都合がよいが、全ての被検者が使用できるようにするには、最も腕の太い被検者に合わせて開口部を作る必要がある。しかし、個体差によって体の大きさが異なるので、被検者に最適な開口部の大きさにすることが望まれる。そこで、本実施形態では、遮蔽部材の開口部に開口面積を可変にする機構を設ける。以下、遮蔽部材の開口部に開口面積を可変にする機構について詳説する。

【0206】

図４０は、第２実施形態に係る磁場シールドボックスを例示する斜視図である。図４０に示すように、磁場シールドボックス１１０Ｃは、開口部６０１Ａに煙突構造６５０が設けられた点が、磁場シールドボックス１１０Ａ（図６参照）と相違する。

【0207】

煙突構造６５０は、開口部６０１Ａの開口面積を可変にする機構であり、中央に腕を挿入する挿入穴６５１が設けられた円環状の部材である。煙突構造６５０は、柔軟な材料から形成されている。また、煙突構造６５０は、着脱自在な状態で開口部６０１Ａの周囲に取り付けられている。

【0208】

例えば、図４１（ａ）に示すように挿入穴６５１の直径φ１が比較的大きな煙突構造６５０＿１と、図４１（ｂ）に示すように挿入穴６５１の直径φ２が比較的小さな煙突構造６５０＿２を準備する。

【0209】

煙突構造６５０＿１または６５０＿２を被検者の腕の太さに合わせて開口部６０１Ａに取り付けることで、被検者の腕と挿入穴６５１の内壁との隙間を小さくできるため、外界から遮蔽部材６００Ａの内部に入り込むノイズを大幅に低減できる。その結果、磁場シールドボックス１１０Ｃのシールド性能を飛躍的に向上できる。もちろん、３種類以上の煙突構造６５０を準備してもよい。

【0210】

図４２は、加工前の煙突構造を例示する図である。煙突構造６５０は、例えば、図４２に示すような可撓性のアモルファス金属箔６５３の短冊と弾性体６５５の短冊とを積層した積層物を円環状に変形させた構造である。

【0211】

アモルファス金属箔６５３は、例えば、数１０μｍ程度の厚さである。アモルファス金属箔６５３としては、例えば、日立金属製のファインメット（商標）を用いることができる。弾性体６５５は、例えば、厚さ５０μｍ程度のポリエチレンテレフタレートフィルムやポリカーボネートフィルムである。これらを順次積層することで、基材となる弾性体６５５の間にアモルファス金属箔６５３が保持された柔軟な構造を形成できる。

【0212】

従来のシールド部材は例えばパーマロイのように金属を結晶化した材料を利用しており、非常に硬い。それに対し、アモルファス金属箔６５３は、薄くとも透磁率は非常に高く、そのシールド性能が高い。アモルファス金属箔６５３は、アモルファス化した高温状態から急激に冷やすことで、結晶化することなくアモルファス状態を維持したまま硬化する。急激に冷やすために、数１０μｍ程度の薄いものが形成できる。

【0213】

可撓性のアモルファス金属箔６５３の短冊と弾性体６５５の短冊とを積層した積層物を円環状に変形させた煙突構造６５０で開口部６０１Ａを覆うことで、挿入穴６５１の形状を大きくも小さくもできる。例えば、腕を挿入する際には挿入穴６５１の形状を大きくし、計測時には磁場が入り込まないように塞ぐなど、開口面積を可変できることで、計測時のシールド性能を向上できる。

【0214】

また、上記のように、挿入穴６５１の大きさが異なる複数の煙突構造６５０を準備し、被検体に合わせて取り替えることで、開口部の形状を可変にすることと同じ効果を得ることができる。

【0215】

図４３及び図４４は、煙突構造の他の例について説明する図である。図４３に示すように、蛇腹状の煙突構造６５０Ａを用いてもよい。図４４に示す磁場シールドボックス１１０Ｄのように、開口部６０１Ａに蛇腹状の煙突構造６５０Ａを設けることで、挿入穴６５１に腕を挿入する際に、煙突構造６５０Ａが腕に習う形で変形することができる。これにより、被検者の肉体的ストレスが低減できると共に、被検者の個体差を吸収できる。

【0216】

なお、蛇腹状の煙突構造６５０Ａは、例えば、アモルファス金属箔６５３と弾性体６５５との積層物を複数組作製し、各組の積層物の一方側のみを固定し、他方側をフリーにすることで形成できる。

【0217】

［第３実施形態］
第３実施形態では、遮蔽部材の形状のバリエーションの例を示す。なお、第３実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0218】

図４５は、遮蔽部材の形状のバリエーションの例（その１）である。図４５に示す磁場シールドボックス１１０Ｅのように、円筒形の遮蔽部材６００Ｅの側面に開口部６０１Ｅを設けてもよい。

【0219】

遮蔽部材６００Ｅは、一方の面を底面Ｂ１、底面Ｂ１の反対面を上面Ｕ１としたときに、底面Ｂ１及び上面Ｕ１の直径より高さＨ１（底面Ｂ１と上面Ｕ１との距離）の方が長い円筒形であり、開口部６０１Ｅは底面Ｂ１の近傍に設けられている。なお、底面Ｂ１の直径と上面Ｕ１の直径は等しい。

【0220】

磁場シールドボックス１１０Ｅにおいて、遮蔽部材６００Ｅの高さＨ１を長くすることで、開口部６０１Ｅから遠い位置（計測位置）でのシールド性能を高い状態に維持できる。

【0221】

図４６は、遮蔽部材の形状のバリエーションの例（その２）である。図４６に示す磁場シールドボックス１１０Ｆのように、中空の円錐台形の遮蔽部材６００Ｆの側面に開口部６０１Ｆを設けてもよい。

【0222】

遮蔽部材６００Ｆは、一方の面を底面Ｂ２、底面Ｂ２の反対面を上面Ｕ２としたときに、底面Ｂ２及び上面Ｕ２の直径より高さＨ２（底面Ｂ２と上面Ｕ２との距離）の方が長い中空の円錐台形であり、開口部６０１Ｆは底面Ｂ２の近傍に設けられている。なお、底面Ｂ２の直径は上面Ｕ２の直径よりも小さい。

【0223】

磁場シールドボックス１１０Ｆにおいて、遮蔽部材６００Ｆの高さＨ２を長くすることで、開口部６０１Ｆから遠い位置（計測位置）でのシールド性能を高い状態に維持できる。また、開口部６０１Ｆから遠い部分を広く作ることで、シールド性能を高めたまま、センサモジュール５１０等が配置される奥のスペースを十分に確保できる。

【0224】

図４７は、遮蔽部材の形状のバリエーションの例（その３）である。図４７に示す磁場シールドボックス１１０Ｇのように、中空のＬ字形の遮蔽部材６００Ｇの底面に開口部６０１Ｇを設けてもよい。

【0225】

遮蔽部材６００Ｇは、断面形状が円形又は矩形の中空のＬ字形であり、例えば円形の開口部６０１Ｇが底面に設けられている。断面の面積は一定であってもよいし、位置によって異なってもよい。例えば、開口部６０１Ｇから遠い部分を広く作ることで、シールド性能を高めたまま、センサモジュール５１０等が配置される奥のスペースを十分に確保できる。

【0226】

磁場シールドボックス１１０Ｇにおいて、遮蔽部材６００ＧをＬ字形とすることで、直線形の場合と比べてシールド性能を向上できる。また、遮蔽部材６００ＧをＬ字形とすることで、被検者２００の四肢を楽な位置に保持できる。

【0227】

なお、骨格筋の中で、腕や足は曲げることができるので、Ｌ字形の遮蔽部材を作製可能である。これに対して、心筋や平滑筋の筋磁場、頭部の神経信号等では、Ｌ字形の遮蔽部材を作製することは不可能である。

【0228】

図４８は、遮蔽部材の形状のバリエーションの例（その４）である。図４８に示す磁場シールドボックス１１０Ｈのように、遮蔽部材６００Ｈの開口部６０１Ｈに、補助遮蔽部材６６０Ｈを着脱可能な構造としてもよい。遮蔽部材６００Ｈは、例えば、パーマロイで形成することができる。補助遮蔽部材６６０Ｈは、例えば、日立金属製のファインメット（商標）を用いて形成することができる。

【0229】

図４９は、遮蔽部材と補助遮蔽部材の着脱構造を例示する図である。例えば、図４９に示すように、遮蔽部材６００Ｈの開口部６０１Ｈの周囲を外側に折り曲げて折り曲げ部６０５Ｈを設ける。また、補助遮蔽部材６６０Ｈの端部を外側に折り曲げて折り曲げ部６６５Ｈを設ける。そして、遮蔽部材６００Ｈの折り曲げ部６０５Ｈの外周側に、補助遮蔽部材６６０Ｈの端部を着脱が可能となる程度の強さで嵌合させる構造とすることができる。

【0230】

このように、遮蔽部材６００Ｈの開口部６０１Ｈに、補助遮蔽部材６６０Ｈを着脱可能な構造とすることで、被検者２００は腕を挿入し易くなる。また、遮蔽部材６００Ｈと補助遮蔽部材６６０Ｈとの結合部分（図４９で一点鎖線で示した部分）では、シールド部材の厚さが厚くなるため、シールド性能を維持できる。

【0231】

図５０は、遮蔽部材の形状のバリエーションの例（その５）である。図５０に示す磁場シールドボックス１１０Ｉのように、遮蔽部材６００Ｉの開口部６０１Ｉに、Ｌ字形の補助遮蔽部材６６０Ｉを着脱可能な構造としてもよい。遮蔽部材６００Ｉは、例えば、パーマロイで形成することができる。補助遮蔽部材６６０Ｉは、例えば、日立金属製のファインメット（商標）を用いて形成することができる。具体的な取付構造は、例えば、図４９と同様とすることができる。

【0232】

［第４実施形態］
第４実施形態では、遮蔽部材の内部に高透磁率の構造物を設ける例を示す。なお、第４実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0233】

図５１は、第４実施形態に係る磁場シールドボックスの内部構成の例を示す模式図である。

【0234】

図５１に示すように、磁場シールドボックス１１０Ｊでは、第１の空間６１０において、境界部材６２０と対向する遮蔽部材６００Ｊの内壁から、複数の可撓性を有する構造物６７０が所定間隔で境界部材６２０に向かって略垂直に垂れ下がっている。すなわち、第１の空間６１０において、開口部６０１Ｊの近傍から計測位置までの間に、磁場に対して略垂直に複数の可撓性を有する構造物６７０が配置されている。

【0235】

各々の構造物６７０の長さは、被検者２００の手や腕と接する程度の長さに調整されており、被検者２００の手や腕に接すると、すだれのように動くことができる。但し、被検者２００の手や腕の形状（太さ等）は様々であるから、被検者２００の腕が構造物６７０の全てと接する場合もあれば、一部のみと接する場合もある。

【0236】

また、磁場シールドボックス１１０Ｊでは、第２の空間６３０において、境界部材６２０の下面側から、複数の柔軟性のある構造物６７１が所定間隔で境界部材６２０と対向する遮蔽部材６００Ｊの内壁に向かって略垂直に垂れ下がっている。各々の構造物６７１の下端は、遮蔽部材６００Ｊの内壁と接している。

【0237】

構造物６７０及び６７１は、高透磁率材料から形成されている。本明細書において、高透磁率材料とは、透磁率が１Ｅ－４［Ｈ／ｍ］以上の材料を指す。

【0238】

高透磁率材料の一例としては、図４２に示した、可撓性のアモルファス金属箔６５３と弾性体６５５との積層物を挙げることができる。アモルファス金属箔６５３としては、例えば、日立金属製のファインメット（商標）を用いることができる。弾性体６５５は、例えば、厚さ５０μｍ程度のポリエチレンテレフタレートフィルムやポリカーボネートフィルムである。

【0239】

このように、磁場シールドボックス１１０Ｊの遮蔽部材６００Ｊの内部に、高透磁率材料から形成された構造物６７０及び６７１を設けることで、シールド性能を向上させることができる。特に、第１の空間６１０の開口部６０１Ｊの近傍から計測位置までの間に、磁場に対して略垂直に高透磁率材料から形成された構造物６７０を設けることで、開口部６０１Ｊから侵入してくる磁場を低減できる点で好ましい。

【0240】

また、遮蔽部材６００Ｊの内部に、高透磁率材料から形成された構造物６７０及び６７１を設けることで、遮蔽部材６００Ｊの内部に形成される傾斜磁場を優位に設計制御することができる。傾斜磁場を優位に設計制御することで、フィードバックセンサの仕様の選択肢を広げることもできる。すなわち、傾斜磁場の傾斜を大きくすることで、フィードバックセンサとしてＭＩセンサ５１２よりも検出感度の低いセンサを使用できる可能性がある。

【0241】

なお、開口部６０１Ｊからセンサモジュール５１０が配された計測位置までに形成される傾斜磁場に対しては、構造物６７０が略垂直に垂れ下がることが最も好ましい。構造物６７０の厚さをできるだけ薄くでき、かつシールド性能を高くできるからである。

【0242】

また、被検者２００が接触すると構造物６７０が柔軟にすだれのように形状を変化させるため、被検者２００に即した形状に構造物６７０が変化できる。これにより、被検者２００と構造物６７０との隙間を低減して計測時のノイズ侵入を防ぐことが可能となり、シールド性能を向上できる。

【0243】

図５２は、第４実施形態に係る磁場シールドボックスの内部構成の他の例を示す模式図である。

【0244】

図５２に示すように、磁場シールドボックス１１０Ｋでは、第１の空間６１０において、境界部材６２０と対向する遮蔽部材６００Ｊの内壁から、複数の柔軟性のある構造物６７２が所定間隔で境界部材６２０に向かって略垂直に垂れ下がっている。第２の空間６３０には、高透磁率材料から形成された構造物は設けられていない。

【0245】

各々の構造物６７２の長さは、被検者２００の手や腕と接する確率を高めるために長めに調整されており、被検者２００の手や腕に接すると、すだれのように動くことができる。また、構造物６７２は柔軟性があるため、被検者２００の手や腕に接すると、被検者２００の手や腕に即して先端が曲がることができる。構造物６７２は、構造物６７０と同様の高透磁率材料から形成することができる。

【0246】

このように、磁場シールドボックス１１０Ｋでは、各々の構造物６７２の長さを長めに調整し、被検者２００の手や腕と接する確率を高めているため、磁場シールドボックス１１０Ｊに比べ、更にシールド性能を向上できる。その他の効果については、磁場シールドボックス１１０Ｊと同様である。

【0247】

なお、第２の空間６３０には、必要に応じ、高透磁率材料から形成された構造物を設けても構わない。

【0248】

［第５実施形態］
第５実施形態では、遮蔽部材の開口部からの磁界の侵入を防ぐ補助部材を被検者に装着させる例を示す。なお、第５実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0249】

図５３は、第５実施形態に係る補助部材について説明する図であり、図５３（ａ）は補助部材を被検者に装着した状態、図５３（ｂ）は補助部材そのものを示している。

【0250】

図５３に示すように、補助部材６８０は被検者２００の上腕部分２１０Ｕに装着することができる。例えば、被検者２００は先に上腕部分２１０Ｕに６８０を装着し、その後、磁場シールドボックス１１０を装着する。

【0251】

補助部材６８０は、例えば、シールド材料であるアモルファス金属を含有した化学繊維によって編み込んだスポンジ状の部材を円環状にしたものであり、円環の内側に被検者２００の上腕部分２１０Ｕを挿入することができる。

【0252】

このように、被検者２００の上腕部分２１０Ｕに補助部材６８０を装着することで、遮蔽部材６００の開口部６０１から磁場が侵入することを抑制可能となり、遮蔽部材６００の内の残留磁場を低減させることができる。

【0253】

また、補助部材６８０は、変形可能であるため、男女間や個体差により上腕部分２１０Ｕの形状が異なっても装着可能である。また、上腕部分２１０Ｕに補助部材６８０を装着した被検者２００が動いた時にも、補助部材６８０が変形するため、測定時等の被検者２００の疲労を緩和できる。

【0254】

［第６実施形態］
第６実施形態では、被検者の脚部を磁場の検出対象とする磁場シールドボックスの例を示す。なお、第６実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0255】

図５４は、第６実施形態に係る磁場シールドボックスについて説明する図であり、図５４（ａ）は磁場シールドボックスを被検者に装着した状態、図５４（ｂ）は磁場シールドボックスそのものを示している。なお、図５４において、センサモジュール５１０、ＭＩセンサ５１２等の図示は省略されているが、被検者２００の脚部２３０の磁場計測に適した位置に適宜配置することができる。

【0256】

図５４に示すように、磁場シールドボックス１１０Ｌの遮蔽部材６００Ｌは直方体であり、脚部２３０を挿入可能な開口部６０１Ｌが上面に設けられている。また、第１の空間６１０と第２の空間６３０との間に設けられた境界部材６２０Ｌは、脚部２３０を挿入し易い形状に屈曲されている。

【0257】

なお、磁場シールドボックス１１０Ｌを除く部分の生体磁場計測装置の構成は、例えば、図１等に示した生体磁場計測装置１００と同様とすることができる。

【0258】

磁場シールドボックス１１０Ｌを有する生体磁場計測装置において、例えば、脚部２３０の腓腹神経周辺の磁場を計測する場合、まず、被検者２００は椅子に座り、脚部２３０を開口部６０１Ｌから遮蔽部材６００Ｌ内に挿入する。そして、被検者２００の大腿部等（遮蔽部材６００Ｌの外側に位置し、脚部２３０と異なる部位であればよい）に入力端１３０ｂを装着する。これにより、腓腹神経に電気刺激を与えることが可能となり、腓腹神経周辺の磁場を計測することができる。

【0259】

このように、磁場の検出対象となる生体の部位は被検者の手には限定されず、被検者の四肢の一部である脚部としてもよい。

【0260】

筋ジストロフィー等の場合、手の筋肉に予兆が出にくく、脚部に予兆が出る可能性がある。その場合、脚部の筋肉の診断が必要であり、本実施形態で示したように腓腹神経周辺の磁場を計測する手法が有効である。

【0261】

なお、図５４の例では、遮蔽部材６００Ｌを直方体としたが、遮蔽部材６００Ｌは円筒形や円錐台形としてもよいし、その他の任意の形状としてもよい。

【0262】

［第７実施形態］
第７実施形態では、被検者の頭部を磁場の検出対象とする磁場シールドボックスの例を示す。なお、第７実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0263】

図５５は、第７実施形態に係る磁場シールドボックスについて説明する図であり、図５５（ａ）は磁場シールドボックスを被検者に装着した状態、図５５（ｂ）は磁場シールドボックスそのものを示している。なお、図５５において、ＭＩセンサ５１２等の図示は省略されているが、被検者２００の頭部２４０の磁場計測に適した位置に適宜配置することができる。

【0264】

図５５に示すように、磁場シールドボックス１１０Ｍの遮蔽部材６００Ｍは円筒形であり、頭部２４０を挿入可能な開口部６０１Ｍが底面に設けられている。頭部２４０を挿入可能とするために、開口部６０１Ｍの周辺は変形可能な柔軟な材料で形成されている。

【0265】

遮蔽部材６００Ｍの底面及び上面の直径は、例えば、φ３０ｃｍ程度とすることができる。遮蔽部材６００Ｍの高さ（底面と上面との距離）は、例えば、４０ｃｍ程度とすることができる。開口部６０１Ｍの直径は、例えば、φ１５ｃｍ程度とすることができる。

【0266】

なお、磁場シールドボックス１１０Ｍを除く部分の生体磁場計測装置の構成は、例えば、図１等に示した生体磁場計測装置１００において、電気刺激装置１３０に代えて視覚刺激装置１３５を設けた構成とすることができる。視覚刺激装置１３５は、生体磁場を誘発する装置（例えば、映像を表示可能なスクリーン）であり、遮蔽部材６００Ｍの内部の被検者２００が視認可能な位置に配置される。

【0267】

磁場シールドボックス１１０Ｍを有する生体磁場計測装置において、頭部２４０の磁場を計測する場合、まず、被検者２００は椅子に座り、頭部２４０を開口部６０１Ｍから遮蔽部材６００Ｍ内に挿入する。遮蔽部材６００Ｍは、例えば、支柱１５００に支持されている。そして、視覚刺激装置１３５に映像を表示して被検者２００に刺激を与えることで、頭部２４０の磁場を計測することができる。

【0268】

このように、磁場の検出対象となる生体の部位は被検者の手には限定されず、被検者の頭部としてもよい。このとき、視覚刺激装置１３５を遮蔽部材６００Ｍ内に配置することで、被検者２００に臨場感のある刺激を与えることができる。また、磁場シールドボックス１１０Ｍは頭部２４０のみに配置されるので、被検者２００は下半身等を自由に動かすことができる。

【0269】

なお、図５５の例では、遮蔽部材６００Ｍを円筒形としたが、遮蔽部材６００Ｍは直方体や円錐台形としてもよいし、その他の任意の形状としてもよい。また、磁場シールドボックス１１０Ｍを用いることで、被検者２００が椅子に座った状態に限らず、被検者２００が立った状態でも頭部２４０の磁場の計測が可能となる。

【0270】

［第８実施形態］
第８実施形態では、センサモジュールを備えていない磁場シールドボックスの例を示す。なお、第８実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0271】

図５６は、第８実施形態に係る磁場シールドボックスの内部構成を例示する図である。図５６に示すように、磁場シールドボックス１１０Ｎは、センサモジュール５１０を備えていない点、及び遮蔽部材６００に挿入口６０４が設けられた点が、磁場シールドボックス１１０（図５参照）と相違する。

【0272】

挿入口６０４は、第２の空間６３０内の計測位置（開口部６０３の下方）にセンサモジュール５１０を挿入するための開口部である。

【0273】

図５７は、磁場シールドボックスとモジュール支持装置との連結について説明する図である。図５７（ａ）はモジュール支持装置が磁場シールドボックスと連結される前、図５７（ｂ）はモジュール支持装置が磁場シールドボックスと連結された後の状態を示している。

【0274】

図５７に示すように、磁場シールドボックス１１０Ｎは、磁場シールドボックス１１０Ｎとは別体として準備されたモジュール支持装置１８０と連結することができる。

【0275】

モジュール支持装置１８０は、保持部５１４に保持された１つまたは複数のセンサモジュール５１０と、保持部５１４をＺ軸方向に位置調整する駆動部５１６とを有している。駆動部５１６は、パーマロイ等から形成された遮蔽部材５１８の内部に固定されている。
センサモジュール５１０を保持した保持部５１４は、遮蔽部材５１８に設けられた開口部５１７を介してシャフト５１５により駆動部５１６と連結されている。

【0276】

図５７（ａ）の矢印の方向にモジュール支持装置１８０を移動させることにより、センサモジュール５１０を保持した保持部５１４を、磁場シールドボックス１１０Ｎの遮蔽部材６００に設けられた第２の空間６３０の内部に挿入することができる。

【0277】

図５７（ｂ）に示すように、保持部５１４を第２の空間６３０の内部に挿入後、駆動部５１６により保持部５１４をＺ軸方向に位置調整することで、保持部５１４に保持されたセンサモジュール５１０の先端を可撓性フィルム６２１に接触させることができる。このとき、遮蔽部材６００と遮蔽部材５１８の互いに対向する面同士を密着させることで、第２の空間６３０の内部のシールド性能を維持できる。

【0278】

このように、磁場シールドボックスは必ずしもセンサモジュールを備えている必要はなく、センサモジュールを外部から挿入する挿入口を設けた構造としても構わない。

【0279】

以上、好ましい実施形態等について詳説したが、上述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

【0280】

例えば、上記の第１実施形態～第８実施形態では、生体磁場の計測に光ポンピング原子磁気センサを用いる例を示した。しかし、第１実施形態～第８実施形態において、光ポンッピング原子磁気センサ以外の常温磁気センサ（例えば、ＭＲ（Magneto Resistive）センサ、ＴＭＲ(Tunnel Magneto Resistance)センサ）を用いてもよい。

【0281】

また、上記の第１実施形態～第８実施形態では、フィードバック用の磁気センサとしてＭＩセンサを用いる例を示したが、ＭＩセンサ以外の固体磁気センサ（例えば、ＭＲセンサ、ＴＭＲセンサ）を用いてもよい。

【0282】

また、上記の第１実施形態～第８実施形態において、遮蔽部材の内部でセンサモジュールを位置調整可能な構成としてもよい。

【符号の説明】

【0283】

１００ ：生体磁場計測装置
１１０ ：磁場シールドボックス
１２０ ：超音波計測装置
１３０ ：電気刺激装置
１３０ａ ：発生部
１３０ｂ ：入力端
１３５ ：視覚刺激装置
１４０ ：電流発生装置
１６０ ：情報処理装置
１８０ ：モジュール支持装置
５１０ ：センサモジュール
５１１ ：カメラ
５１２ ：ＭＩセンサ
５１３ ：コイル
５１４ ：保持部
５１５ ：シャフト
５１６ ：駆動部
５１７ ：開口部
５１８ ：遮蔽部材
５２０ ：超音波測定部
５３０ ：電気刺激制御部
５４０ ：電流発生部
５６０ ：信号処理部
５６１ ：データ格納部
５６２ ：制御部
５６３ ：表示制御部
６００ ：遮蔽部材
６０１ ：開口部
６０２ ：開閉機構部
６０３ ：開口部
６０４ ：挿入口
６１０ ：第１の空間
６２０ ：境界部材
６２１ ：可撓性フィルム
６３０ ：第２の空間
６５０ ：煙突構造
６５１ ：挿入穴
６５３ ：アモルファス金属箔
６５５ ：弾性体
６７０～６７２ ：構造物
６８０ ：補助部材
８０１ ：弾性部材
８０２ ：支持台
１０２１ ：ガスセル
１０３１ ：位置センサ
１２２０ ：挿入口

【先行技術文献】

【特許文献】

【0284】

【文献】特開２０１７－１５２５７３号公報

【非特許文献】

【0285】

【文献】NeuroImage：149（2017）p404：ノッティンガム大

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】

【図49】

【図50】

【図51】

【図52】

【図53】

【図54】

【図55】

【図56】

【図57】