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高温超伝導体SQUIDによる生体磁気計測技術の構築

研究課題

研究課題/領域番号 11359001
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 広領域
研究機関北海道大学

研究代表者

栗城 真也 (栗城 眞也)  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (30002108)

研究分担者 松田 瑞史  室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (20261381)
竹内 文也  北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (30281835)
平田 恵啓  北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (30250509)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
30,110千円 (直接経費: 28,400千円、間接経費: 1,710千円)
2001年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2000年度: 10,700千円 (直接経費: 10,700千円)
1999年度: 12,000千円 (直接経費: 12,000千円)
キーワード高温超伝導体 / SQUID / 生体磁気 / 心磁図 / 磁気シールド
研究概要

高温超伝導体SQUID磁束計による生体磁気計測技術の構築を目的として,心磁図計測応用をターゲットとしたデバイスとシステム化研究を行い、以下の成果を得た。
1.高温超伝導体SQUIDの高感度化と環境磁場特性の改善
レーザアブレーション法によるYBa_2Cu_3O_<7-d>超伝導薄膜の作製技術を立ち上げ,高臨界電流密度(Jc〜5×10^6A/cm^2)の薄膜を作製可能とした。ストリップ線路構造をもつ直結型マグネトメータを設計・作製し、磁場雑音100fT/Hz^<1/2>以下の高感度デバイスを実現した。マグネトメータの超伝導薄膜に微細なホールやスリットを作り込み磁束侵入や運動を抑制し、さらに磁束ダムによりしゃへい電流を制限する新構造とした。これらの磁束制御技術により,30μT以下の環境磁場中で冷却したり,1〜2μTの環境磁場変動でも動作するデバイスが実現できた.
2.環境磁場雑音の低減技術
簡易な磁気シールドと能動型磁気シールドを組み合わせた環境磁場雑音の低減技術を開発した.簡易磁気シールドルームに巻いた誘導型コイルを磁場雑音検出器とし,'補償コイルによりフィードバックするキャンセル法を考案した.また,多チャンネル用の技術として,シールドルーム内の参照マグネトメータの磁束ロック用磁場信号を,信号マグネトメータのフィードバックコイルに印加する方法を開発した.これらの磁場雑音法の組み合わせにより,簡易磁気シールドと併用し,1〜100Hz帯域で50〜60dBの雑音低減が可能となった.
3.心磁図計測システム
心磁図計測を目標とし,実用化が可能な多チャンネルシステムを試作した。デュワーとガントリ(架台),SQUIDコントローラ,アンプフィルタユニット,ADコンバータ,データ収録装置などからなる10チャンネルシステムを構築し、1〜100Hz帯域で心磁図のリアルタイム計測が可能であることを実証した.

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (83件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (83件)

  • [文献書誌] K.Yokosawa: "Axial high-temperature superconducting-quantum-interference-device gradiometer composed of magnetometers with a monolithic feedback and compensation coil"Applied Physics Letters. 78. 2745-2747 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirano: "Direct detection of the magnetic flux noise from moving vortices in wide YBa_2Cu_3O_<7-δ> grain boundary junctions"Applied Physics Letters. 78. 1715-1717 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Yokosawa: "Mechanisms of noise increase in direct-coupled high T_c super conducting quantum interference device magnetometers exposed to magnetic fields"Journal of Applied Physics. 90. 4049-4055 (2001)

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  • [文献書誌] S.Hirano: "Direct detection of vortex motion in high-Tc grain boundary junctions"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 11. 924-927 (2001)

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  • [文献書誌] M.Matuda: "High-Tc SQUID magnetometers for use in moderate magnetically-shielded room"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 11. 1323-1326 (2001)

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  • [文献書誌] Y.Yokosawa: "Effect of a static magnetic field on a slotted high-Tc SQUID magnetometer without flux dam"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 11. 1335-1338 (2001)

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  • [文献書誌] H.Oyama: "Suppression of field-induced low frequency noise in high Tc-SQUID magnetometers using slotted flux dams"Physica C. 357-360. 1451-1454 (2001)

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  • [文献書誌] S.Hirano: "Direct flux noise measurement of YBCO grain boundary junctions"Physica C. 375-360. 1455-1458 (2001)

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  • [文献書誌] H.Oyama: "Low-frequency noise of dc SQUID magnetometers having slotted structure along grain boundary junction"Superconducting Science and Technology. 15. 1-4 (2001)

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  • [文献書誌] 林 周: "生体磁気計測のための低磁場空間の生成"電気学会論文誌. 121-C(11). 1704-1710 (2001)

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  • [文献書誌] 藤田 学: "小動物心磁図計測用高温超電導SQUID磁束計の開発"電気学会論文誌. 121-C(11). 1104-1109 (2001)

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  • [文献書誌] 竹内 文也: "脳深部に巨大電流双極子を局在させる脳磁界応答の解析"医用電子と生体工学. 39. 189-196 (2001)

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  • [文献書誌] S.Kuriki: "Active compensation in combination with weak passive shielding for magnetocardiogrophic measurements"Review of Scientific Instruments. 73. 440-445 (2002)

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  • [文献書誌] S.Kuriki: "Development of a high-Tc SQUID-based magnetometer system for MCG measurement"ICICE Transactions on Electronics. E85-C(3). 670-676 (2002)

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  • [文献書誌] M.Matsuda: "First derivative high-Tc SQUID gradiometers with narrow structure from single layer YBCO thin film"ICICE Transactions on Electronics. E85-C(3). 677-680 (2002)

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  • [文献書誌] S.Kuriki: "Hight-Tc SQUID magnetometer system with active cancellation"Advances in Cryogenics. 47-48(to be published). (2002)

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  • [文献書誌] S.Oyu: "Use of ventricular excitation model in the magnetocardiographic inverse problem for reconstruction of electrophysiological properties"IEEE Transactions on Biomedical Engineering. (to be published). (2002)

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  • [文献書誌] 栗城 眞也: "超伝導生体工学"応用物理. 71. 23-28 (2002)

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  • [文献書誌] 鷲尾知暁: "磁場雑音打消し法の検討-心磁図計測のためのアクティブキャンセレーション-"電子情報通信学会技術研究報告. MBE2001-82. 81-87 (2001)

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  • [文献書誌] K. Yokosawa: "Axial high- temperature superconducting-quantum-interference-device gradiometer composed of magnetometers with a monolithic feedback and compensation coil"Applied Physics Letters. 78. 2745-2747 (2001)

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  • [文献書誌] S. Hirano: "Direct detection of the magnetic flux noise from moving vortices in wide YBa_2Cu_3O_7 grain boundary junctions"Applied Physics letters. 78. 1715-1717 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Yokosawa: "Mechanisms of noise increase in direct-coupled high T_c super- conducting quantum interference device magnetometers exposed to magnetic fields"Journal of Applied Physics. 90. 4049-4055 (2001)

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  • [文献書誌] S. Hirano: "Direct detection of vortex motion in high-Tc grain boundary junctions"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 11. 924-927 (2001)

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  • [文献書誌] M. Matuda: "High-TcSQUID magnetometers for use in moderate magnetically-shielded room"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 11. 1323-1326 (2001)

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  • [文献書誌] Y. Yokosawa: "Effect of a static magnetic field on a slotted high-Tc SQUID magnetometer without flux"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 11. 1335-1338 (2001)

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  • [文献書誌] H. Oyama: "Suppression of field-induced low frequency noise in high Tc-SQUID magnetometers using slotted flux dams"Physica C.. 357-360. 1451-1454 (2001)

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  • [文献書誌] S. Hirano: "Direct flux noise measurement of YBCO grain boundary junctions"Physica C.. 357-360. 1455-1458 (2001)

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  • [文献書誌] S. Kuriki: "Active compensation in combination with weak passive shielding for magnetocardiographic measurements"Review of Scientific Instruments. 73. 440-445 (2002)

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  • [文献書誌] S. Kuriki: "Development of a high-Tc SQUID-based magnetometer system for MCG measurement"ICICE Transactions on Electronics. E85-C(3). 670-676 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kuriki: "Hight-Tc SQUID magnetometer system with active cancellation"Advances in Cryogenics. 47-48 (to be published). (2002)

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  • [文献書誌] S. Oyu: "Use of ventricular excitation model in the magnetocardiographic inverse problem for reconstruction of electrophysiological properties"IEEE Transactions on Biomedical Engineering. (to be published). (2002)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S. Hirano: "Direct detection of the magnetic flux noise from moving vortices in wide YBa_2Cu_3O_<7-δ> grain boundary junctions"Applied Physics Letters. 78. 1715-1717 (2001)

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      2001 実績報告書
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      2001 実績報告書
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      2001 実績報告書
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  • [文献書誌] S. Kuriki: "Development of a high-Tc SQUID-based magnetometer system for MCG measurement"ICICE Transactions on Electronics. E85-C(3). 670-676 (2002)

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  • [文献書誌] M. Matsuda: "First derivative high-Tc SQUID gradiometers with narrow structure from single layer YBCO thin film"ICICE Transactions on Electronics. E85-C(3). 677-680 (2002)

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  • [文献書誌] 鷲尾知暁: "磁場雑音打消し法の検討-心磁図計測のためのアクティブキャンセレーション-"電子情報通信学会技術研究報告. MBE2001-82. 81-87 (2001)

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  • [文献書誌] M. Matsuda: "High-Tc SQUIDs on bicrystal substrate with low permittivity"Ext. Abst. Int. Supercond. Elect. Conf.. 137-139 (1999)

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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