磁気シールドルームを必要としない自由空間型生体磁気計測用SQUID磁束計の開発

开发用于自由空间生物磁测量的 SQUID 磁力计，无需磁屏蔽室

• 批准号: 06J04784
• 负责人: 小山 大介
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J04784/
• 关键词: 心磁図; 超伝導量子干渉素子(SQUID); FLL回路

平成19年度までに、デジタルFLL回路を高スルーレート、広ダイナミックレンジ化するための回路設計方法に関する検討を行い、低温超伝導SQUIDを用いて磁気シールドルーム外での心磁図計測に成功した。一方、低温超伝導SQUIDを冷却するための液体ヘリウムの価格急騰及び世界的備蓄量の減少により、液体ヘリウムを用いないSQUIDを用いる心磁計の開発を同時に進行してきた。本年度は液体窒素や冷凍機を用いた冷却方法に着目し、より実用性の高い生体磁気計測用SQUID磁束計の開発を行った。冷凍機冷却による方法に関しては、受け入れ研究者が参加している共同研究において開発した冷凍機及び新しい超伝導材料MgB_2によるSQUIDを利用する心磁計の開発を行った。近年注目されている新しい超伝導材料を用いたシステムとしては、世界で初めて心磁図計測に成功した。液体窒素を用いる方法に関しては、高温超伝導SQUIDを用いたシステムによる磁気シールドルーム外での心磁図計測に成功した。更に、より空間的自由度の高いSQUID磁束計を実現するため、高温超伝導SQUIDを手に持って操作することが可能なSQUID磁束計を実現した。この場合、センサを保持する手の震えや移動によって心磁図に比べて大きな磁場変動を感知してしまい、一般的なシステムではオーバーレンジになってしまう。これに対し、本システムでは広いダイナミックレンジを持っており、手に持った状態での計測が可能である。磁気シールドルームが必要でなく、かつ、手に持った操作が可能な、空間的に自由度の高いSQUID磁束計を開発した。また、本研究の成果はASC2008やBiomag2008などの国内外の学会で発表され、Biomag2008ではYoung Investigator Awardを受賞した。

到2007财年，我们研究了一种电路设计方法，使数字FLL电路具有高转换速率和宽动态范围，并成功地使用低温超导SQUID在磁屏蔽室外进行了心磁图测量。另一方面，由于用于冷却低温超导SQUID的液氦价格大幅上涨以及全球库存的减少，我们一直在同步开发使用不使用液氦的SQUID的心磁图仪。今年，我们重点研究了液氮和冰箱的冷却方法，并开发了更实用的 SQUID 磁力计来测量生物磁力。关于低温冷却器的冷却方法，我们开发了一种心磁图仪，该心磁图仪使用了低温冷却器和由新型超导材料MgB_2制成的SQUID，该材料是与宿主研究人员共同参与的研究中开发的。这是世界上第一个成功的使用近年来备受关注的新型超导材料的心磁图测量系统。对于使用液氮的方法，我们使用高温超导SQUID系统成功地在磁屏蔽室外进行了心磁图测量。此外，为了实现具有更高空间自由度的SQUID磁力计，我们创建了一种可以通过手持高温超导SQUID来操作的SQUID磁力计。在这种情况下，由于握持传感器的手的颤抖或移动，将检测到比心磁图更大的磁场波动，从而导致典型系统中的超量程。相比之下，该系统具有较宽的动态范围，并且可以在手持时进行测量。我们开发了不需要磁屏蔽室、可以手持操作、空间自由度高的SQUID磁力计。此外，该研究成果在ASC2008、Biomag2008等国内外学术会议上发表，并获得Biomag2008青年研究者奖。

项目成果

高ダイナミックレンジ・広帯域型FLL回路の開発-その1 回路設計とシミニレーション-

高动态范围/宽带FLL电路的开发 - 第1部分：电路设计和仿真 -

• 发表时间: 2007
• 作者: 土屋直柔、外山健、畠山賢彦、永井康介、長谷川雅幸、A. Almazouzi;E. van Walle;R. Gerard;長峯 邦明;D. Oyama;Oyama D;小山大介;D.Oyama;小山大介;小山大介;小山大介;D. Oyama;D. Oyama;小山大介;小山大介;D. Oyama;D. Oyama;小山大介;小林宏一郎
• 通讯作者: 小林宏一郎

モバイル型心磁計のための高温超伝導SQUIDシステムの検討

移动心磁仪高温超导SQUID系统研究

• 发表时间: 2008
• 作者: 土屋直柔、外山健、畠山賢彦、永井康介、長谷川雅幸、A. Almazouzi;E. van Walle;R. Gerard;長峯 邦明;D. Oyama;Oyama D;小山大介;D.Oyama;小山大介;小山大介;小山大介;D. Oyama;D. Oyama;小山大介;小山大介
• 通讯作者: 小山大介

Development of Digital FLL System for SQUID Using Double Counter Method

双计数器法SQUID数字FLL系统的研制

• 发表时间: 2006
• 期刊: IEEE Transactions of Magnetics 42・10
• 作者: 土屋直柔、外山健、畠山賢彦、永井康介、長谷川雅幸、A. Almazouzi;E. van Walle;R. Gerard;長峯 邦明;D. Oyama;Oyama D;小山大介;D.Oyama
• 通讯作者: D.Oyama

Mobile High-Tc SQUID System for MCG Measurement Applied Superconductivity Conference (ASC2008)

用于 MCG 测量的移动高温 SQUID 系统 应用超导会议 (ASC2008)

• 发表时间: 2008
• 作者: 土屋直柔、外山健、畠山賢彦、永井康介、長谷川雅幸、A. Almazouzi;E. van Walle;R. Gerard;長峯 邦明;D. Oyama;Oyama D;小山大介;D.Oyama;小山大介;小山大介;小山大介;D. Oyama
• 通讯作者: D. Oyama

Wide dynamic range digital FLL system using High-T_c SQUID for biomagnetic measurements

使用 High-T_c SQUID 进行生物磁测量的宽动态范围数字 FLL 系统

• 发表时间: 2008
• 作者: 土屋直柔、外山健、畠山賢彦、永井康介、長谷川雅幸、A. Almazouzi;E. van Walle;R. Gerard;長峯 邦明;D. Oyama;Oyama D;小山大介;D.Oyama;小山大介;小山大介;小山大介;D. Oyama;D. Oyama;小山大介;小山大介;D. Oyama
• 通讯作者: D. Oyama