脑磁计的制作方法

1.本发明的一个方式涉及一种脑磁计。


背景技术：

2.现有技术中，为测量微小的脑磁场，而使用超导量子干涉仪(superconducting quantum interference device,squid)作为脑磁计。近年来，研究了使用光激发磁传感器代替squid的脑磁计。光激发磁传感器通过使用由光泵激发的碱金属的原子的自旋极化，来测量微小的脑磁场。例如，专利文献1公开了利用光泵磁强计的脑磁计。
3.专利文献1：日本专利第5823195号公报


技术实现要素：

4.已知一轴型、泵浦
‑
探测型等各种各样的类型作为光激发磁传感器的种类。一轴型的光激发磁传感器相较于泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器灵敏度低。因此，从以高灵敏度测定脑磁场的观点来看，泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器是所期望的。另一方面，在泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器中，为了高精度地测量脑磁场，需要调整由光激发磁传感器的泵浦光方向添加的偏置磁场所确定的电子自旋磁共振频率(在下文中，为共振频率)和灵敏度。
5.鉴于上述实际情况做出了本发明的一个方式，其目的在于提供一种脑磁计，其可以通过适当地调整泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器的共振频率，高精度地测量作为目标的频率的脑磁场。
6.本发明的一个方式所涉及的脑磁计，具备：多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器，测量脑磁场；偏置磁场形成用线圈，用于在与多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器的各个的泵浦光的方向相同的方向且与头皮大致平行的方向，施加偏置磁场；控制装置，以产生将多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器的共振频率调整为脑磁场的频带的偏置磁场的方式，确定对偏置磁场形成用线圈的电流，并且输出对应于确定的电流的控制信号，以及线圈电源，根据由控制装置输出的控制信号，将电流输出至偏置磁场形成用线圈。
7.在本实施方式所涉及的磁脑电计中，在与多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器的各个的泵浦光的方向相同的方向且与头皮大致平行的方向施加偏置磁场，并且将多个光激发磁传感器的共振频率调整为脑磁场的频带。因为在从头皮大致垂直的方向产生脑磁场，所以通过在作为与头皮大致平行的方向、与泵浦光相同的方向施加偏置磁场，可以对脑磁场在合适的方向施加偏置磁场。并且，在本发明的一个方式所涉及的磁脑计中，因为通过偏置磁场将多个光激发磁传感器的共振频率调整为脑磁场的频带，所以多个光激发磁传感器被调整为适合于脑磁场的测量的灵敏度。如上所述，根据本发明的一个方式所涉及的磁脑计，通过适当地调整光激发磁传感器的共振频率，可以高精度地测量脑磁场。
8.偏置磁场的方向也可以是以受试者的体轴为中心的同心圆的方向。这样的同心圆的方向的偏置磁场可以容易且稳定地产生。通过使偏置磁场稳定，可以稳定地测量脑磁场。
9.偏置磁场形成用线圈也可以是以个别地环绕多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器
的各个的方式配置的线圈系统。根据这样的结构，对多个光激发磁传感器的每一个施加偏置磁场。由此，可以精确地施加均匀的偏置磁场。
10.偏置磁场形成用线圈也可以是，以包围包含于多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器的至少两个以上的光激发磁传感器的方式配置的线圈系统。根据这种结构，对包围偏置磁场形成用线圈的两个以上的光激发磁传感器，一并施加偏置磁场。由此，可以通过简单的结构高效地施加均匀的偏置磁场。
11.多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器也可以是在与头皮垂直的方向且同轴上具有测量区域和参照区域的轴型梯度计。根据这样的结构，因为共模噪声的影响在测量区域的输出结果和参照区域的输出结果的各个中示出，所以可以通过获得两者的输出结果的差分来去除共模噪声。由此，提高脑磁场的测量精度。
12.还具备：多个地磁磁场修正用磁传感器，测量多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器的各个的位置处的、与地磁相关的磁场；多个有源屏蔽用磁传感器，测量多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器的各个的位置处的变化磁场；地磁磁场修正线圈，用于修正与地磁相关的磁场；以及有源屏蔽线圈，用于修正变化磁场，控制装置基于多个地磁磁场修正用磁传感器的测量值，以产生抵消与地磁相关的磁场的磁场的方式，确定对地磁磁场修正线圈的电流，并且基于多个有源屏蔽用磁传感器的测量值，以产生抵消变化磁场的磁场的方式，确定对有源屏蔽线圈的电流，并且输出对应于确定的电流的控制信号，线圈电源根据由控制装置输出的控制信号，进一步将电流输出至地磁磁场修正线圈和有源屏蔽线圈。根据这样的结构，测量在测量脑磁场的多个光激发磁传感器的各个的位置处的、与地磁相关的磁场和变化磁场。并且，在本脑磁计中，基于与地磁相关的磁场的多个测量值，以产生抵消与地磁相关的磁场的磁场的方式，确定对地磁磁场修正线圈的电流，并且基于变化磁场的多个测量值，以产生抵消变化磁场的磁场的方式，确定对有源屏蔽线圈的电流，并且输出对应于确定的电流的控制信号。并且，在将对应于控制信号的电流输出至地磁磁场修正线圈和有源屏蔽线圈时，在各个线圈产生磁场，并且在多个光激发磁传感器的位置、通过在地磁磁场修正线圈产生的磁场，来抵消与地磁相关的磁场，通过在有源屏蔽产生的磁场，来抵消变化磁场。如上所述，通过抵消多个光激发磁传感器的位置处的、与地磁相关的磁场和变化磁场，多个光激发磁传感器可以在避开与地磁相关的磁场的影响和变化磁场的影响的状态下测量脑磁场。根据这样的脑磁计，可以不使用磁屏蔽室而高精度地测量脑磁场。
13.多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器、多个地磁磁场修正用磁传感器，以及多个有源屏蔽用磁传感器，也可以被固定于安装于受试者的头部的头盔型的相对磁导率接近1且不扰乱磁场分布的非磁性框架。根据这样的结构，因为安装于头部的非磁性框架和固定于非磁性框架的各传感器根据受试者的头部的移动而移动，所以即使在受试者的头部移动的情况下，也可以适当地进行多个光激发磁传感器的位置处的、与地磁相关的磁场和变化磁场的修正以及脑磁场的测量。
14.另外，也可以进一步具备用于遮蔽高频的电磁噪声的电磁屏蔽。根据这样的结构，可以在脑磁计防止无法成为测量的对象的高频的电磁噪声侵入多个光激发磁传感器。由此，可以使多个光激发磁传感器稳定地操作。
15.根据本发明的一个方式，可以提供一种脑磁计，其可以通过使多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器的共振频率与作为目标的脑磁场的频率一致，来高精度地测量。
附图说明
16.图1是示出实施方式所涉及的脑磁计的结构的概略图。
17.图2是示出偏置磁场的方向的概要图。
18.图3是示出偏置磁场形成用线圈的配置例的概要图。
19.图4是示出偏置磁场形成用线圈的配置例所涉及的偏置磁场的方向的概要图。
20.图5是示出偏置磁场形成用线圈的其他配置例的概要图。
21.图6是示出实施方式所涉及的脑磁计的操作的流程图。
具体实施方式
22.在下文中，将参考附图详细地说明用于实施本发明的方式。在附图的说明中，对相同的要素赋予相同的符号，并且省略重复的说明。
23.图1是示出实施方式所涉及的脑磁计m1的结构的概略图。脑磁计m1是一边产生抵消磁噪声的磁场，一边利用光泵测量脑磁场的装置。脑磁计m1具备：多个opm(optically pumped magnetometer光泵原子磁强计)模块1、多个地磁磁场修正用磁传感器2、多个有源屏蔽用磁传感器3、非磁性框架4、控制装置5、线圈电源6、一对地磁修正线圈7、一对梯度磁场修正线圈8(地磁磁场修正线圈)、一对有源屏蔽线圈9、泵浦激光器10、探测激光器11、放大器12、加热器控制器13、电磁屏蔽14，以及偏置磁场形成用线圈15。
24.opm模块1具有泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器1a、绝热材料1b以及读取电路1c。多个opm模块1例如沿头皮以规定的间隔配置。
25.光激发磁传感器1a是利用光泵浦来测量脑磁场的传感器，并且例如具有约10ft～10pt的灵敏度。绝热材料1b防止通过加热器(未示出)加热至180度的光激发磁传感器1a的热移动和热传递。读取电路1c是获得光激发磁传感器1a的检测结果的电路。光激发磁传感器1a通过向封入有碱金属蒸气的单元照射泵浦光，来使碱金属蒸汽成为激发状态。激发状态的碱金属蒸汽处于自旋极化状态，并且当接收磁性时，碱金属蒸汽的自旋极化轴的方向根据磁性而变化。并且，直线偏光面根据探测光方向的分量的大小而旋转，探测光在与该自旋极化的泵浦光正交的方向照射。为了检测该旋转角(磁旋光角)，读取电路1c通过光电二极管接收通过碱金属蒸气的探测光，并且获得检测结果。读取电路1c将检测结果输出到放大器12。
26.光激发磁传感器1a例如也可以是轴型梯度计(gradiometer)。轴型梯度计在与受试者的头皮(测量部位)垂直的方向并且同轴上具有测量区域和参照区域。测量区域例如是轴型梯度计测量脑磁场的部位中的、最靠近受试者的头皮的部位。参照区域例如是轴型梯度计测量脑磁场的部位中的、相对于远离受试者的头皮的方向，距测量区域规定的距离(例如3cm)的部位。轴型梯度计将在测量区域和参照区域测量的各个结果输出到放大器12。在此，在包含共模噪声的情况下，该影响在测量区域的输出结果和参照区域的输出结果的各个示出。通过获得测量区域的输出结果与参照区域的输出结果的差分来去除共模噪声。通过去除共模噪声，例如，在1pt的磁噪声环境下测量的情况下，光激发磁传感器1a可以获得约10ft、√hz的灵敏度。
27.地磁磁场修正用磁传感器2是在对应于光激发磁传感器1a的位置处、测量与地磁相关的磁场的传感器，并且例如通过具有约1nt～100μt的灵敏度的磁通门传感器构成。对
应于光激发磁传感器1a的位置是配置有光激发磁传感器1a的区域的周边(附近)的位置。地磁磁场修正用磁传感器2也可以针对光激发磁传感器1a一对一对应地设置，也可以一对多对应地设置(1台地磁磁场修正用磁传感器2对多个光激发磁传感器1a)。地磁磁场修正用磁传感器2测量作为与地磁相关的磁场的、例如地磁和地磁的梯度磁场(以下，简称为“梯度磁场”。)，并将测量值输出到控制装置5。地磁磁场修正用磁传感器2的测量值可以通过具有方向和大小的矢量来表示。地磁磁场修正用磁传感器2也可以以规定的时间间隔连续进行测量和输出。
28.有源屏蔽用磁传感器3是在对应于光激发磁传感器1a的位置处测量变化磁场的传感器，并且例如通过在数百hz以下的频带具有约100ft～10nt的灵敏度并且与光激发磁传感器1a不同的光激发传感器构成。对应于光激发磁传感器1a的位置是配置有光激发磁传感器1a的区域的周边(附近)的位置。有源屏蔽用磁传感器3也可以针对光激发磁传感器1a一对一对应地设置，也可以一对多对应地设置(1台有源屏蔽用磁传感器3对应于多个光激发磁传感器1a)。有源屏蔽用磁传感器3测量作为变化磁场的例如200hz以下的噪声(交流)分量的磁场，并且将测量值输出至控制装置5。有源屏蔽用磁传感器3的测量值可以通过具有方向和大小的矢量来表示。
29.非磁性框架4是覆盖作为脑磁场的测量对象的受试者的头皮的整个区域的框架，并且由石墨等的相对磁导率接近1并且不干扰磁场分布的非磁性材料构成。非磁性框架4可以是例如包围受试者的头皮的整个区域、并且戴在受试者的头部的头盔型框架。在非磁性框架4，以接近受试者的头皮的方式固定有多个光激发磁传感器1a。另外，在非磁性框架4，以可以测量多个光激发磁传感器1a的各个的位置处的、与地磁相关的磁场的方式固定有地磁磁场修正用磁传感器2，并且以可以测量多个光激发磁传感器1a的各个的位置处的变化磁场方式固定有有源屏蔽用磁传感器3。由于变化磁场的根据位置处的磁场强度的偏差比静磁场小，因此在非磁性框架4，也可以以有源屏蔽用磁传感器3的数量比地磁磁场修正用磁传感器2的数量少的方式进行固定。
30.控制设备5是基于从地磁磁场修正用磁传感器2和有源屏蔽用磁传感器3输出的测量值，来确定对应于各种线圈的电流，并且将用于输出电流的控制信号输出至线圈电源6的装置。控制装置5，基于多个地磁磁场修正用磁传感器2的测量值，以产生抵消与地磁相关的磁场的磁场的方式，来确定对作为地磁磁场修正线圈的地磁修正线圈7和梯度磁场修正线圈8的电流。另外，控制装置5基于多个有源屏蔽用磁传感器3的测量值，以产生抵消变化磁场的磁场的方式，来确定对有源屏蔽线圈9的电流。控制装置5，以产生将多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器1a的共振频率调整为脑磁场的频带的偏置磁场的方式，确定对偏置磁场形成用线圈15的电流。控制装置5将对应于确定的电流的控制信号输出到线圈电源6。
31.具体地，控制装置5，以使多个地磁磁场修正用磁传感器2的测量值的平均值近似为零的方式(作为结果，以产生与光激发磁传感器1a的位置处的地磁反向且大小相同的磁场的方式)，来确定对地磁修正线圈7的电流。控制装置5将对应于确定的地磁修正线圈7的电流的控制信号(静磁场修正用控制信号)输出至线圈电源6。
32.另外，控制装置5，以使从多个地磁磁场修正用磁传感器2的测量值的平均值的偏差最小的方式(作为结果，产生与光激发磁传感器1a的位置处的梯度磁场反向且大小相同的磁场的方式)，来确定对梯度磁场修正线圈8的电流。控制装置5将对应于确定的梯度磁场
修正线圈8的电流的控制信号(静磁场修正用控制信号)输出至线圈电源6。
33.另外，控制装置5，以使多个有源屏蔽用磁传感器3的测量值的平均值近似为零的方式(作为结果，以产生与光激发磁传感器1a的位置处的变化磁场反向且大小相同的磁场的方式)，来确定对有源屏蔽线圈9的电流。控制装置5将对应于确定的有源屏蔽线圈9的电流的控制信号(变化磁场修正用控制信号)输出至线圈电源6。
34.另外，控制装置5，以多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器1a的共振频率成为包含于脑磁场的频带(例如，数～数百hz之间)的频率的方式，确定对偏置磁场形成用线圈15的电流。特别是，在选择地测量约16～30hz的β波、约40～80hz的γ波、约数百hz的高
‑
γ波的情况下，控制装置5以共振频率被包含于各个的频带的方式，以形成各个3.6nt、8.6nt、28.5nt的偏置磁场的方式，确定对偏置磁场形成用线圈15的电流。控制装置5将对应于确定的偏置磁场形成用线圈15的电流的控制信号(偏置磁场施加用控制信号)输出至线圈电源6。
35.另外，控制装置5利用从放大器12输出的信号，来获得与光激发磁传感器1a检测的磁相关的信息。在光激发磁传感器1a是轴型梯度计的情况下，控制装置5也可以通过获得测量区域的输出结果与参照区域的输出结果的差分，来去除共模噪声。并且，控制装置5也可以控制泵浦激光器10和探测激光器11的照射时刻、照射时间等的操作。
36.控制装置5物理地构成为具有ram、rom等的存储器、cpu等的处理器(运算电路)、通信接口、硬盘等的存储部。作为相关的控制装置5可以举例例如个人计算机、云服务器、智能手机、平板电脑终端等。控制装置5通过由计算机系统的cpu执行存储于存储器中的程序来发挥功能。
37.线圈电源6根据从控制装置5输出的控制信号，将规定的电流输出至地磁修正线圈7、梯度磁场修正线圈8、有源屏蔽线圈9以及偏置磁场形成用线圈15的各个。具体地，线圈电源6根据与地磁修正线圈7相关的控制信号，将电流输出至地磁修正线圈7。线圈电源6根据与梯度磁场修正线圈8相关的控制信号，将电流输出至梯度磁场修正线圈8。线圈电源6根据与有源屏蔽线圈9相关的控制信号，将电流输出至有源屏蔽线圈9。线圈电源6，根据与偏置磁场形成用线圈15相关的控制信号，将电流输出至偏置磁场形成用线圈15。
38.地磁修正线圈7是用于修正与光激发磁传感器1a的位置处的地磁相关的磁场中的、地磁的磁场的线圈。地磁修正线圈7根据从线圈电源6供给的电流而产生磁场，来进行地磁的抵消。地磁修正线圈7例如具有一对地磁修正线圈7a和7b。一对地磁修正线圈7a和7b，以夹着光激发磁传感器1a(例如，在受试者的左右)的方式，进行配置。一对地磁修正线圈7a和7b，根据从线圈电源6供给的电流，产生与光激发磁传感器1a的位置处的地磁反向且大小相同的磁场。磁场的方向例如是从一个地磁修正线圈7a朝向另一地磁修正线圈7b。光激发磁传感器1a的位置处的地磁被由地磁修正线圈7产生的反向且大小相同的磁场抵消。通过这样的方式，地磁修正线圈7修正光激发磁传感器1a的位置处的地磁。
39.梯度磁场修正线圈8是用于修正与光激发磁传感器1a的位置处的地磁相关的磁场中的、梯度磁场的线圈。梯度磁场修正线圈8根据从线圈电源6供给的电流而产生磁场，来进行梯度磁场的抵消。梯度磁场修正线圈8例如具有一对梯度磁场修正线圈8a和8b。一对梯度磁场修正线圈8a和8b，以夹着光激发磁传感器1a(例如，在受试者的左右)的方式，进行配置。一对梯度磁场修正线圈8a和8b，根据从线圈电源6供给的电流，产生与光激发磁传感器
1a的位置处的梯度磁场反向且大小相同的磁场。磁场的方向例如是从一个梯度磁场修正线圈8a朝向另一梯度磁场修正线圈8b。光激发磁传感器1a的位置处的梯度磁场被由梯度磁场修正线圈8产生的反向且大小相同的磁场抵消。通过这样的方式，梯度磁场修正线圈8修正光激发磁传感器1a的位置处的梯度磁场。
40.有源屏蔽线圈9是用于修正光激发磁传感器1a的位置处的变化磁场的线圈。有源屏蔽线圈9根据从线圈电源6供给的电流而产生磁场，来进行变化磁场的抵消。有源屏蔽线圈9例如具有一对有源屏蔽线圈9a和9b。一对有源屏蔽线圈9a和9b，以夹着光激发磁传感器1a(例如，在受试者的左右)的方式，进行配置。一对有源屏蔽线圈9a和9b，根据从线圈电源6供给的电流，产生与光激发磁传感器1a的位置处的变化磁场反向且大小相同的磁场。磁场的方向例如是从一个有源屏蔽线圈9a朝向另一有源屏蔽线圈9b。光激发磁传感器1a的位置处的变化磁场被由有源屏蔽线圈9产生的反向且大小相同的磁场抵消。通过这样的方式，有源屏蔽线圈9修正光激发磁传感器1a的位置处的变化磁场。
41.泵浦激光器10是生成泵浦光的激光装置。从泵浦激光器10出射的泵浦光通过纤维分支，入射至多个光激发磁传感器1a的各个。
42.探测激光器11是生成探测光的激光装置。从探测激光器11出射的探测光通过纤维分支，入射至多个光激发磁传感器1a的各个。
43.放大器12是放大来自opm模块1(具体地，读取电路1c)的输出结果的信号并且输出至控制装置5的设备或电路。
44.加热器控制器13是与用于加热光激发磁传感器1a的单元的加热器(未图示)、以及测量单元的温度的热电偶(未图示)连接的调温装置。加热器控制器13从热电偶接收单元的温度信息，并且基于该温度信息通过调整加热器的加热，来调整单元的温度。
45.电磁屏蔽14是遮蔽高频(例如，10khz以上)的电磁噪声的屏蔽构件，例如，由金属线编织的网状物、或者通过铝等的非磁性金属板等构成。电磁屏蔽14，以包围光激发磁传感器1a、地磁磁场修正用磁传感器2、有源屏蔽用磁传感器3、非磁性框架4、地磁修正线圈7、梯度磁场修正线圈8、有源屏蔽线圈9的方式、以及偏置磁场形成用线圈15，进行配置。
46.偏置磁场形成用线圈15，是用于在与多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器1a的各个的泵浦光的方向相同的方向且与头皮大致平行的方向，施加偏置磁场的线圈。偏置磁场形成用线圈15根据从线圈电源6供给的电流产生偏置磁场。偏置磁场形成用线圈15产生例如0.7～30nt的偏置磁场。
47.图2是示出偏置磁场的方向的概要图。图2的(a)和(b)示出非磁性框架4安装于受试者的头部的状态。偏置磁场的方向是与受试者的头皮大致平行的方向(与从头皮垂直方向产生的脑磁场的垂直方向)，例如，如图2的(a)所示，以受试者的体轴ax为中心的同心圆的方向d。同心圆的方向d的方向也可以是反方向。这样的同心圆的方向d的偏置磁场可以容易且稳定地施加。另外，例如，如图2的(b)所示，偏置磁场的方向也可以是以头顶部为起点的放射状的d’方向。多个光激发磁传感器1a，以使得各个泵浦光的方向与偏置磁场的方向d或d
′
成为相同方向的方式，进行配置。
48.图3是示出偏置磁场形成用线圈15的配置例的概要图。图3示出非磁性框架4安装于受试者的头部的状态。在图3中，偏置磁场形成用线圈15是以个别地环绕多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器1a的各个的方式配置的线圈系统。偏置磁场形成用线圈15所示的箭头
是电流的方向。为了避免相邻的多个光激发磁传感器1a之间的偏置磁场的影响，多个光激发磁传感器1a也可以以规定的间隔进行配置。在光激发磁传感器1a是轴型梯度计的情况下，偏置磁场形成用线圈15，以使轴型梯度计的测量区域的磁场强度和参照区域的磁场强度相同的方式，产生偏置磁场。
49.图4是示出偏置磁场形成用线圈15的配置例所涉及的偏置磁场的方向的概要图。图4示出针对图3所示的配置例，从受试者的上侧观察受试者的头部的情况的图。虽然偏置磁场形成用线圈15以个别地环绕多个光激发磁传感器1a的各个的方式，进行配置，但是为了简化，仅示出与光激发磁传感器1a(opm模块1)的两端接触的部位。通过这样的偏置磁场形成用线圈15产生的偏置磁场的方向是以受设者的体轴ax为中心的同心圆的方向d。同心圆的方向d的方向也可以是反方向。对多个光激发磁传感器1a的每一个配置的偏置磁场形成用线圈15也可以相互协调施加均匀的偏置磁场。
50.图5是示出偏置磁场形成用线圈15的其他的配置例的概要图。图5示出非磁性框架4安装于受试者的头部的状态。在图5中，偏置磁场形成用线圈15是，以包围包含于多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器1a的至少两个以上的光激发磁传感器1a的方式配置的线圈系统。偏置磁场形成用线圈15螺旋状地配置于受试者的头部的周围(例如，约20周)并且串联连接。在图5中，为简化而仅示出2周份的线圈。偏置磁场形成用线圈15所示的箭头是电流的方向。通过这样的偏置磁场形成用线圈15产生的偏置磁场的方向是以受试者的体轴ax为中心的同心圆的方向d。同心圆的方向d的方向也可以是反方向。偏置磁场形成用线圈15，对包围的多个光激发磁传感器1a，施加均匀的偏置磁场。
51.接下来，参照图6对使用实施方式所涉及的脑磁计m1的脑磁场测定方法进行说明。图6是示出脑磁计m1的操作的流程图。
52.地磁磁场修正用磁传感器2测量作为静电场的、与地磁场相关的磁场(步骤s11)。地磁磁场修正用磁传感器2在光激发磁传感器1a的各个的位置处测量地磁和梯度磁场，并且将测量值输出到控制装置5。
53.控制装置5和线圈电源6控制对地磁修正线圈7的电流(步骤s12)。控制装置5，基于地磁磁场修正用磁传感器2的测量值，以产生与光激发磁传感器1a的位置处的地磁反向且大小相同的磁场的方式，来确定对地磁修正线圈7的电流。更具体地，控制装置5例如以使多个地磁磁场修正用磁传感器2的测量值的平均值近似为零的方式，来确定对地磁修正线圈7的电流。控制装置5将对应于确定的电流的控制信号输出到线圈电源6。线圈电源6根据由控制装置5输出的控制信号，将规定的电流输出至地磁修正线圈7。地磁修正线圈7根据从线圈电源6供给的电流产生磁场。光激发磁传感器1a的位置处的地磁被由地磁修正线圈7产生的、反向且大小相同的磁场抵消。
54.控制装置5和线圈电源6控制对梯度磁场修正线圈8的电流(步骤s13)。控制装置5，基于地磁磁场修正用磁传感器2的测量值，以产生与光激发磁传感器1a的位置处的梯度磁场反向且大小相同的磁场的方式，来确定对梯度磁场线圈8的电流。更具体地，控制装置5例如以从多个地磁磁场修正用磁传感器2的测量值的平均值的偏差最小的方式，来确定对梯度磁场修正线圈8的电流。控制装置5将对应于确定的电流的控制信号输出到线圈电源6。线圈电源6根据由控制装置5输出的控制信号，将规定的电流输出至梯度磁场修正线圈8。梯度磁场修正线圈8根据从线圈电源6供给的电流产生磁场。光激发磁传感器1a的位置处的梯度
磁场被由梯度磁场修正线圈8产生的反向且大小相同的磁场抵消。
55.控制装置5判定修正后的静磁场(与地磁相关的磁场)的测量值是否为基准值以下(步骤s14)。修正后的静磁场的测量值是在通过地磁修正线圈7和梯度磁场修正线圈8修正静磁场后，通过地磁磁场修正用磁传感器2来测量的值。基准值是光激发磁传感器1a正常地操作的磁场的大小，例如可以是1nt。在静磁场的测量值不为基准值以下(在步骤s14中“否”)的情况下，返回至步骤s11。在静磁场的测量值为基准值以下(在步骤s14中“是”)的情况下，进入至步骤s15。
56.有源屏蔽用磁传感器3测量变化磁场(步骤s15)。有源屏蔽用磁传感器3在光激发磁传感器1a的各个的位置处测量变化磁场，并且将测量值输出到控制装置5。
57.控制装置5和线圈电源6控制对有源屏蔽线圈9的电流(步骤s16)。控制装置5，基于有源屏蔽用磁传感器3的测量值，以产生与光激发磁传感器1a的位置处的变化磁场反向且大小相同的磁场的方式，来确定对有源屏蔽线圈9的电流。更具体地，控制装置5例如以使多个有源屏蔽用磁传感器3的测量值的平均值近似为零的方式，来确定对有源屏蔽线圈9的电流。控制装置5将对应于确定的电流的控制信号输出到线圈电源6。线圈电源6根据由控制装置5输出的控制信号，将规定的电流输出至有源屏蔽线圈9。有源屏蔽线圈9根据从线圈电源6供给的电流产生磁场。光激发磁传感器1a的位置处的变化磁场被由有源屏蔽线圈9产生的反向且大小相同的磁场抵消。
58.控制装置5判定修正后的变化磁场的测量值是否为基准值以下(步骤s17)。修正后的变化磁场的测量值是在通过有源屏蔽线圈9修正变化磁场之后，通过有源屏蔽用磁传感器3测量的值。基准值是可以测量脑磁场的噪声水平，例如可以设置为1pt。在变化磁场的测量值不为基准值以下(在步骤s17中“否”)的情况下，返回至步骤s15。在变化磁场的测量值为基准值以下(在步骤s17中“是”)的情况下，进入至步骤s18。
59.控制装置5和线圈电源6控制对偏置磁场形成用线圈15的电流(步骤s18)。控制装置5，以产生将多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器1a的共振频率调整为脑磁场的频带的偏置磁场的方式，确定对偏置磁场形成用线圈15的电流。控制装置5，将对应于确定的电流的控制信号输出至线圈电源6。线圈电源6，根据由控制装置5输出的控制信号，将规定的电流输出至偏置磁场形成用线圈15。偏置磁场形成用线圈15根据从线圈电源6供给的电流产生偏置磁场。
60.光激发磁传感器1a测量脑磁场(步骤s19)。因为至此光激发磁传感器1a的位置处的静磁场(与地磁相关的磁场)和变化磁场以变为规定的基准值以下的方式被抵消，所以光激发磁传感器1a可以在避开静电场(与地磁相关的磁场)的影响以及变化磁场的影响的状态下，测量脑磁场。另外，在多个光激发磁传感器1a成为适合于脑磁场的测量的灵敏度，并且使该灵敏度在多个光激发磁传感器1a之间一致。由此，可以提供可以高精度地测量的脑磁计。
61.[作用效果]
[0062]
接下来，对上述实施方式所涉及的脑磁计的作用效果进行说明。
[0063]
本实施方式所涉及的脑磁计m1，具备：多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器1a，测量脑磁场；偏置磁场形成用线圈15，用于在与多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器1a的各个的泵浦光的方向相同的方向且与头皮大致平行的方向施加偏置磁场；控制装置5，以产生将
多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器的共振频率调整为脑磁场的频带的偏置磁场的方式，确定对偏置磁场形成用线圈的电流，并且输出对应于确定的电流的控制信号；以及线圈电源6，根据通过控制装置输出的控制信号，将电流输出至偏置磁场形成用线圈。
[0064]
在本实施方式所涉及的磁脑计m1中，在与多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器1a的各个的泵浦光的方向相同的方向且与头皮大致平行的方向施加偏置磁场，并且将多个光激发磁传感器1a的共振频率调整为脑磁场的频带。因为在从头皮大致垂直的方向产生脑磁场，所以通过在作为与头皮大致平行的方向、与泵浦光相同的方向施加偏置磁场，可以对脑磁场在合适的方向施加偏置磁场。并且，在本实施方式所涉及的磁脑计m1中，因为通过偏置磁场将多个光激发磁传感器1a的共振频率调整为脑磁场的频带，所以多个光激发磁传感器1a被调整为适合于脑磁场的测量的灵敏度。如上所述，根据本实施方式所涉及的脑磁计m1，通过适当地调整光激发磁传感器1a的共振频率，可以高精度地测量脑磁场。
[0065]
偏置磁场的方向也可以是以受试者的体轴为中心的同心圆的方向。这样的同心圆的方向的偏置磁场可以容易且稳定地施加。通过使偏置磁场稳定，可以稳定地测量脑磁场。
[0066]
偏置磁场形成用线圈15也可以是以个别地环绕多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器1a的各个的方式配置的线圈系统。根据这样的结构，对多个光激发磁传感器1a的每一个施加偏置磁场。由此，可以精确地施加均匀的偏置磁场。
[0067]
偏置磁场形成用线圈15也可以是，以包围包含于多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器1a的至少两个以上的光激发磁传感器1a的方式配置的线圈系统。根据这种结构，对包围偏置磁场形成用线圈15的两个以上的光激发磁传感器1a，一并施加偏置磁场。由此，可以通过简单的结构高效地施加均匀的偏置磁场。
[0068]
另外，多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器1a也可以是在与头皮垂直的方向且同轴上具有测量区域和参照区域的轴型梯度计。根据这样的结构，因为共模噪声的影响在测量区域的输出结果和参照区域的输出结果的各个中示出，所以可以通过获得两者的输出结果的差分来去除共模噪声。由此，提高脑磁场的测量精度。
[0069]
还具备：多个地磁磁场修正用磁传感器2，测量多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器1a的各个的位置处的、与地磁相关的磁场；多个有源屏蔽用磁传感器3，测量多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器1a的各个的位置处的变化磁场；地磁磁场修正线圈，用于修正与地磁相关的磁场；有源屏蔽线圈9，用于修正变化磁场；控制装置5，基于多个地磁磁场修正用磁传感器2的测量值，以产生抵消与地磁相关的磁场的磁场的方式，确定对地磁磁场修正线圈的电流，并且基于多个有源屏蔽用磁传感器3的测量值，以产生抵消变化磁场的磁场的方式，确定对有源屏蔽线圈9的电流，并且输出对应于确定的电流的控制信号，并且线圈电源6根据由控制装置5输出的控制信号，还可以将电流输出至地磁磁场修正线圈和有源屏蔽线圈9。根据这样的结构，测量在测量脑磁场的多个光激发磁传感器1a的各个的位置处的、与地磁相关的磁场和变化磁场。并且，在本脑磁仪m1中，基于与地磁相关的磁场的多个测量值，以产生抵消与地磁相关的磁场的磁场的方式，确定对地磁磁场修正线圈的电流，并且基于变化磁场的多个测量值，以产生抵消变化磁场的磁场的方式，确定对有源屏蔽线圈9的电流，并且输出对应于确定的电流的控制信号。并且，在将对应于控制信号的电流输出至地磁磁场修正线圈和有源屏蔽线圈9时，在各个线圈产生磁场，并且在多个光激发磁传感器1a的位置，通过在地磁磁场修正线圈产生的磁场，来抵消与地磁相关的磁场，通过在有源屏蔽9
产生的磁场，来抵消变化磁场。如上所述，通过抵消多个光激发磁传感器1a的位置处的、与地磁相关的磁场和变化磁场，多个光激发磁传感器1a可以在避开与地磁相关的磁场的影响和变化磁场的影响的状态下测量脑磁场。根据这样的脑磁计m1，可以不使用磁屏蔽室而高精度地测量脑磁场。
[0070]
将多个泵浦
‑
探测型的光激发磁传感器1a、多个地磁磁场修正用磁传感器2，以及多个有源屏蔽用磁传感器3，固定于安装于受试者的头部的、头盔型的、相对磁导率接近1且不扰乱磁场分布的非磁性框架4。根据这样的结构，因为安装于头部的非磁性框架4和固定于非磁性框架4的各传感器根据受试者的头部的移动而移动，所以即使在受试者的头部移动的情况下，也可以适当地进行多个光激发磁传感器1a的位置处的、与地磁相关的磁场和变化磁场的修正和脑磁场的测量。
[0071]
也可以进一步具备用于遮蔽高频的电磁噪声的电磁屏蔽14。根据这样的结构，可以在脑磁计m1防止无法成为测量的对象的高频的电磁噪声侵入多个光激发磁传感器1a。由此，可以使多个光激发磁传感器1a稳定地操作。