CN113874742A - 测量装置、测量方法以及程序 - Google Patents

Abstract

在获取断层图像等时进行高精度的测定。提供一种测量装置，具备：多个电极，所述多个电极与生物体接触；磁传感器阵列，其具有多个磁传感器单元，能够在三维空间内的多个部位检测3个轴方向上的输入磁场；电流施加部，其通过多个电极中的至少一个电极对来使电流在生物体中流动；测量数据获取部，其获取在使电流在生物体中流动的期间由磁传感器阵列从生物体检测到的基于输入磁场的测量数据；以及估计部，其基于测量数据来估计在生物体内流动的电流。

Description

测量装置、测量方法以及程序

技术领域

本发明涉及一种测量装置、测量方法以及程序。

背景技术

以往，存在一种为了对生物体进行诊断而获取断层图像等的方法(参照专利文献1-3)。作为这样的方法之一，存在如下电阻抗断层成像(EIT)：在生物体的周围配置多个电极，通过使电流流过而测定出的其它电极之间的电位差来检测生物体内的电导率的分布，根据该分布来获得生物体的截面的图像。

专利文献1：美国专利申请公开第2017/0303991号说明书

专利文献2：国际公开第2011/086512号

专利文献3：国际公开第2010/113067号

发明内容

发明要解决的问题

但是，EIT需要将用于进行测量的电极以与生物体接触的方式配置，因此根据能够配置的电极的数量而能够获得的信息量受到限定。另外，电极的接触电阻根据生物体的表面状态(例如出汗等)而变化，从而会影响测定值。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，在本发明的第一方式中，提供一种测量装置。测量装置可以具备电极构件，该电极构件具有与生物体接触的多个电极。测量装置可以具备磁传感器阵列，该磁传感器阵列具有多个磁传感器单元，能够在三维空间内的多个部位检测3个轴方向上的输入磁场。测量装置可以具备电流施加部，该电流施加部通过多个电极中的至少一个电极对来使电流在生物体中流动。测量装置可以具备测量数据获取部，该测量数据获取部获取在使电流在生物体中流动的期间由磁传感器阵列从生物体检测到的基于输入磁场的测量数据。测量装置可以具备估计部，该估计部基于测量数据来估计在生物体内流动的电流。

电流施加部可以通过至少一个电极对来使交流电流在生物体中流动。测量装置可以具备控制部，该控制部使通过至少一个电极对而在生物体中流动的电流与由测量数据获取部进行的测量数据的获取同步。磁传感器阵列可以以不与电极构件接触的方式配置。磁传感器阵列可以以与电极构件相向的方式配置。多个电极可以以与生物体接触的方式排列地配置。电流施加部可以向由多个电极中的两个电极构成的电极对施加电流，来使电流在生物体中流动。电流施加部可以一边改变多个电极中的成为电极对的两个电极一边依次施加电流，来使电流在生物体内流动。例如，电流施加部可以针对由相邻的两个电极构成的电极对以每次错开一个电极的方式依次施加电流，来使电流在生物体中流动。估计部可以具备信号空间分离部，该信号空间分离部将通过测量数据表示的磁场的空间分布分离为来自生物体的测定对象磁场和干扰磁场。估计部可以具备计算部，该计算部基于分离出的测定对象磁场来计算在生物体内流动的电流。多个磁传感器单元可以各自具有多个磁传感器，该磁传感器具有磁阻元件以及配置于磁阻元件的两端的聚磁板。信号空间分离部可以将由磁传感器阵列检测出具有归一化正交函数的空间分布的磁场时多个磁传感器各自输出的信号向量作为基向量，来对磁场的空间分布进行分离。磁传感器阵列可以呈曲面状地配置。

信号空间分离部可以将在将与应配置生物体的重心的位置相比靠近磁传感器阵列的位置设定为坐标原点的情况下的磁场的空间分布分离为来自生物体的测定对象磁场和干扰磁场。信号空间分离部可以将在将与应配置生物体的重心的位置相比靠近磁传感器阵列的多个位置分别设定为坐标原点的情况下的对应的不同的多个磁场的空间分布分别分离为来自生物体的测定对象磁场和干扰磁场。估计部可以计算在与不同的多个磁场的空间分布分别对应的生物体内的不同的多个区域中流动的电流。

在本发明的第二方式中，提供一种测量方法。测量方法可以包括以下阶段：通过与生物体接触的电极构件的多个电极中的至少一个电极对来使电流在生物体中流动。测量方法可以包括以下阶段：在使电流在生物体中流动的期间，获取由磁传感器阵列从生物体检测到的基于输入磁场的测量数据，其中，该磁传感器阵列能够在三维空间内的多个部位检测3个轴方向上的输入磁场。测量方法可以包括以下阶段：基于测量数据来估计在生物体内流动的电流。

在本发明的第三方式中，提供一种程序。可以是，程序由计算机执行，来使计算机作为信号空间分离部来发挥功能，该信号空间分离部将通过测量数据表示的磁场的空间分布分离为来自生物体的测定对象磁场和干扰磁场。测量数据可以是在通过与生物体接触的至少一个电极对来使电流在生物体中流动的期间由磁传感器阵列从生物体检测到的基于输入磁场的数据，其中，该磁传感器阵列能够在三维空间内的多个部位检测3个轴方向上的输入磁场。可以是，程序由计算机执行，用于使计算机作为计算部来发挥功能，该计算部基于分离出的测定对象磁场，来计算在生物体内流动的电流。

此外，上述的发明的概要并不是列举出本发明的必要特征的全部。另外，这些特征组的子组合也能够成为发明。

附图说明

图1示出本实施方式所涉及的测量装置10的结构。

图2示出本实施方式所涉及的磁传感器构件110的结构。

图3示出本实施方式所涉及的磁传感器阵列210中的磁传感器单元220的结构及配置。

图4示出本实施方式所涉及的具有磁阻元件的磁传感器的输入输出特性的一例。

图5示出本实施方式所涉及的传感器部300的结构例。

图6示出本实施方式所涉及的传感器部300的输入输出特性的一例。

图7示出本实施方式所涉及的磁传感器520的结构例。

图8示出本实施方式所涉及的测量装置10的结构。

图9示出本实施方式的测量装置10使用呈曲面状配置的磁传感器阵列210来测量磁场的例子。

图10示出本实施方式的测量装置10的多个电极800的配置例。

图11示出本实施方式的测量装置10的一部分的与XZ平面平行的截面的说明图。

图12示出由本实施方式的测量装置10检测到的磁场和电流在与XZ平面平行的截面中的分布。

图13示出本实施方式所涉及的测量装置10的测量流程。

图14示出本实施方式所涉及的测量装置10的变形例。

图15示出用于说明实施方式的测量装置10的测量方法的变形例的说明图。

图16示出用于说明实施方式的测量装置10的测量方法的变形例的说明图。

图17示出可以将本发明的多个方式整体或局部具体化的计算机2200的例子。

具体实施方式

以下，通过发明的实施方式来说明本发明，但是下面的实施方式并不是对权利要求书所涉及的发明进行限定。另外，实施方式中说明的特征的组合的全部未必均是发明的解决方案所必需的。

图1示出本实施方式所涉及的测量装置的结构。测量装置10测量使电流在受验者等生物体50中流动而产生的磁场，使用测量出的磁场来估计生物体50内的电流。测量装置10可以用于获取生物体50的截面图像。

测量装置10具备主体部20和信息处理部30。主体部20是用于使电流在生物体50中流动从而感测磁场的组件，主体部20具有电流施加构件100、磁传感器构件110、头部120、驱动部125、基部130以及柱部140。

电流施加构件100在测量时以与生物体50的表面接触的方式配置，来使电流在生物体50中流动。磁传感器构件110在测量时配置于朝向生物体50的测量对象(作为一例，是受验者的肺等)的位置，来感测来自生物体50的磁场。头部120用于支承磁传感器构件110，使磁传感器构件110与生物体50相向。驱动部125设置于磁传感器构件110与头部120之间，在进行校准的情况下变更磁传感器构件110相对于头部120的朝向。本实施方式所涉及的驱动部125包括第一致动器和第二致动器，第一致动器能够使磁传感器构件110以图中的Z轴为中心进行360度旋转，第二致动器使磁传感器构件110以与Z轴垂直的轴(在图中的状态中为X轴)为中心进行旋转，使用第一致动器和第二致动器来变更磁传感器构件110的方位角及天顶角。此外，磁传感器构件110可以还能够以图中的Y轴为中心在测量对象的周围旋转。

基部130是支承其它部件的基台。作为生物体50的受验者在测定时既可以站在该基部130上，也可以坐在基部130前。柱部140将头部120支承在生物体50的测量对象的高度。可以是，柱部140能够沿上下方向伸缩，以将磁传感器构件110的高度调整为生物体50的测量对象的高度。

信息处理部30是用于对由主体部20得到的测量数据进行处理并通过显示、印刷等输出该测量数据的组件。信息处理部30可以是PC(个人计算机)、平板型计算机、智能手机、工作站、服务器计算机或者通用计算机等计算机，也可以是连接多个计算机而成的计算机系统。取而代之，信息处理部30也可以是被设计为特定的信息处理用的专用计算机，还可以是通过专用电路实现的专用硬件。

图2示出本实施方式所涉及的磁传感器构件110的结构。磁传感器构件110具有磁传感器阵列210和传感器数据收集部230。磁传感器阵列210是将能够在3个轴方向上检测磁场的多个磁传感器单元220以三维的方式排列而构成的。作为一例，多个磁传感器单元220具有多个磁传感器，各个磁传感器具有磁阻元件以及配置于磁阻元件的一端和另一端中的至少一方的聚磁板。此外，聚磁板在以下方面是优选的：聚磁板配置于磁阻元件的两端时能够使后述的磁场的空间分布的采样精度更高。在本图中，磁传感器阵列210在X方向、Y方向以及Z方向上分别呈平面状地配置有多个磁传感器单元220(例如，在X方向上配置8个、在Y方向上配置8个、以及在Z方向上配置2个，共计128个磁传感器单元220)。

传感器数据收集部230与磁传感器阵列210所包括的多个磁传感器单元220电连接(未图示)，传感器数据收集部230收集来自多个磁传感器单元220的测量数据(检测信号)，并对该测量数据(检测信号)进行处理后供给到信息处理部30。

图3示出本实施方式所涉及的磁传感器阵列210中的磁传感器单元220的结构及配置。各磁传感器单元220具有多个传感器部300x～300z(下面，统称为“传感器部300”)，多个传感器部300x～300z各自具有磁阻元件。在本实施方式中，传感器部300x沿X轴方向配置，能够检测X轴方向上的磁场。另外，传感器部300y沿Y轴方向配置，能够检测Y轴方向上的磁场。另外，传感器部300z沿Z轴方向配置，能够检测Z轴方向上的磁场。如在本图中通过由点划线示出的放大图所示，在本实施方式中，各传感器部300分别在磁阻元件的两端配置有聚磁板。因而，各传感器部300能够通过使用配置于夹在聚磁板之间的狭窄位置的磁阻元件对磁场的空间分布进行采样，来在各轴方向上明确空间中的采样点。后述各传感器部300的结构的详情。

多个磁传感器单元220分别沿X轴方向以Δx的间隔、沿Y轴方向以Δy的间隔、沿Z轴方向以Δz的间隔等间隔地排列。各磁传感器单元220在磁传感器阵列210中的位置通过X方向上的位置i、Y方向上的位置j以及Z方向上的位置k的组[i，j，k]来表示。这里，i为满足0≤i≤Nx-1的整数(Nx表示在X方向上排列的磁传感器单元220的个数)，j为满足0≤j≤Ny-1的整数(Ny表示在Y方向上排列的磁传感器单元220的个数)，k为满足0≤k≤Nz-1的整数(Nz表示在Z方向上排列的磁传感器单元220的个数)。

在本图中，由传感器部300x、300y以及300z检测的磁场的3个轴方向与排列磁传感器单元220的三维的方向为相同方向。由此，易于掌握测定磁场的分布的各成分。另外，优选的是，传感器部300x、300y以及300z在各磁传感器单元220内在从排列磁传感器单元220的三维方向的各个方向观察时互不重叠，且传感器部300x、300y及300z的一端设置在设置于多个传感器部300之间的间隙侧，传感器部300x、300y及300z的另一端以远离该间隙的方式沿3个轴方向的各轴方向延伸配置。作为一例，在本图中示出以下例子：在磁传感器单元220的主视图左下的角部设置空隙(间隙)，传感器部300x、300y及300z以一端与该空隙相接的方式设置，且以另一端远离该空隙的方式沿X轴、Y轴以及Z轴方向的各轴方向延伸配置。在本图中，传感器部300x、300y及300z从立方体状的磁传感器单元220的一个角部起沿相互垂直的三个边配置，在该一个角部设置有空隙。另外，优选的是，之后叙述的传感器部300x、300y及300z所具有的线圈或磁体以互不重叠的方式配置。由此，能够明确测定点，更易于掌握测定磁场的各成分。另外，还能够将传感器部300x、300y及300z所具有的其它轴灵敏度视为相互等价，从而易于进行后述的线性代数的校准运算。该其它轴灵敏度是由于传感器部300x、300y及300z所具有的线圈或者磁体的相互干扰而产生的。然而，所检测的磁场的3个轴方向与排列磁传感器单元220的三维的方向也可以不同。在两者不同的情况下，传感器部300在磁传感器单元220内的配置、磁传感器单元220的排列方向不受限制，能够增加磁传感器阵列210的设计的自由度。

图4示出本实施方式所涉及的具有磁阻元件的磁传感器的输入输出特性的一例。在本图中，横轴表示向磁传感器输入的输入磁场的大小B，纵轴表示磁传感器的检测信号的大小V_xMR0。磁传感器例如具有巨磁阻(GMR：Giant Magneto-Resistance)元件或者隧道磁阻(TMR：Tunnel Magneto-Resistance)元件等，用于检测预先决定的一个轴方向上的磁场的大小。

这样的磁传感器的检测信号V_xMR0相对于输入磁场B的斜率即磁灵敏度高，能够检测10pT左右的微小的磁场。另一方面，磁传感器例如在输入磁场B的绝对值为1μT左右时检测信号V_xMR0饱和，磁传感器的输入输出特性的直线性良好的范围狭窄。因此，如果对这样的磁传感器添加使得产生反馈磁场的闭环，则能够改善磁传感器的直线性。下面说明这样的磁传感器。

图5示出本实施方式所涉及的传感器部300的结构例。传感器部300设置于多个磁传感器单元220各自的内部，具有磁传感器520、磁场生成部530以及输出部540。此外，传感器部300的一部分、例如放大电路532和输出部540也可以不是设置于磁传感器单元220侧，而是设置于传感器数据收集部230侧。

与在图4中说明的磁传感器同样，磁传感器520具有GMR元件或TMR元件等磁阻元件。另外，磁传感器520具有配置于磁阻元件的两端的聚磁板。磁传感器520所具有的磁阻元件可以形成为：在将感磁轴的正方向设为+X方向的情况下，当输入+X方向的磁场时磁阻元件的电阻值增加，当输入-X方向的磁场时磁阻元件的电阻值减少。即，能够通过观测磁传感器520所具有的磁阻元件的电阻值的变化，来检测向该磁传感器520输入的磁场B的大小。例如，当将磁传感器520的磁灵敏度设为S时，针对磁传感器520的输入磁场B的检测结果能够计算为S×B。此外，作为一例，磁传感器520与电源等连接，将与电阻值的变化相应的压降作为输入磁场的检测结果来输出。后述磁传感器520的结构的详情。

磁场生成部530向磁传感器520赋予使磁传感器520检测到的输入磁场降低的反馈磁场。磁场生成部530进行动作，使得例如产生方向与向磁传感器520输入的磁场B的方向相反且绝对值与该输入磁场的绝对值大致相同的反馈磁场B_FB，来抵消输入磁场。磁场生成部530包括放大电路532和线圈534。

放大电路532将与磁传感器520的输入磁场的检测结果相应的电流作为反馈电流I_FB来输出。在磁传感器520所具有的磁阻元件由包括至少一个磁阻元件的桥电路构成的情况下，放大电路532的输入端子对分别连接桥电路的输出。而且，放大电路532将与桥电路的输出相应的电流作为反馈电流I_FB来输出。放大电路532例如包括跨导放大器(transconductance amplifier)，输出与磁传感器520的输出电压相应的反馈电流I_FB。例如，当将放大电路532的电压电流变换系数设为G时，反馈电流I_FB能够计算为G×S×B。

线圈534产生与反馈电流I_FB相应的反馈磁场B_FB。线圈534被卷绕成将磁传感器520所具有的磁阻元件和配置于磁阻元件的两端的聚磁板包围。期望线圈534在整个磁传感器520上产生均匀的反馈磁场B_FB。例如，当将线圈534的线圈系数设为β时，反馈磁场B_FB能够计算为β×I_FB。这里，反馈磁场B_FB向将输入磁场B抵消的方向产生，因此向磁传感器520输入的磁场降低为B-B_FB。因而，反馈电流I_FB如下面的式子所示。

[数式1]

I_FB＝G×S×(B-β×I_FB)

当针对反馈电流I_FB解(数式1)式时，能够计算出传感器部300的稳态状态下的反馈电流I_FB的值。当设为磁传感器520的磁灵敏度S和放大电路532的电压电流变换系数G足够大时，根据(数式1)式计算出下面的式子。

[数式2]

输出部540输出与为了使磁场生成部530产生反馈磁场B_FB而流动的反馈电流I_FB相应的输出信号V_xMR。输出部540例如具有电阻值R的电阻性元件，输出部540将通过在该电阻性元件中流过反馈电流I_FB而产生的压降作为输出信号V_xMR来输出。在该情况下，根据(数式2)式如下面的式子那样计算输出信号V_xMR。

[数式3]

如以上那样，传感器部300产生使从外部输入的磁场降低的反馈磁场，因此来使实质上向磁传感器520输入的磁场降低。由此，传感器部300例如使用作为磁传感器520具有图4的特性的磁阻元件，即使输入磁场B的绝对值超过1μT，也能够防止检测信号V_xMR饱和。下面说明这样的传感器部300的输入输出特性。

图6示出本实施方式所涉及的传感器部300的输入输出特性的一例。在本图中，横轴表示向传感器部300输入的输入磁场的大小B，纵轴表示传感器部300的检测信号的大小V_xMR。传感器部300其磁灵敏度高，能够检测10pT左右的微小的磁场。另外，传感器部300即使例如输入磁场B的绝对值超过100μT，也能够保持检测信号V_xMR的良好的直线性。

即，本实施方式所涉及的传感器部300构成为：在例如输入磁场B的绝对值为数百μT以下之类的预先决定的输入磁场B的范围内，针对该输入磁场B的检测结果具有线性。通过使用这样的传感器部300，例如能够简便地检测来自生物体50的微弱的磁信号。

图7示出本实施方式所涉及的磁传感器520的结构例。作为一例，本实施方式所涉及的磁传感器520具有磁阻元件702以及配置于磁阻元件702的一端和另一端的聚磁板704、706。聚磁板704、706以将磁阻元件702夹在中间的方式配置。即，在磁阻元件702的两端配置有聚磁板。在图7中，在主视图中沿感磁轴配置于磁阻元件702的右端的聚磁板704是设置于感磁轴的正侧的聚磁板，在主视图中沿感磁轴配置于磁阻元件702的左端的聚磁板706是设置于感磁轴的负侧的聚磁板。可以是，当以从感磁轴的负侧朝向正侧的方式向聚磁板704、706输入磁场时，磁阻元件702的电阻增加或减少。此外，感磁轴可以沿着通过形成磁阻元件702的磁化固定层而固定的磁化的方向。聚磁板704、706由例如铁等软磁体材料构成。能够通过将由软磁体材料构成的聚磁板704、706配置在磁阻元件702的一端和另一端，来使穿过磁阻元件702的磁力线增加，由此能够提高磁传感器520的灵敏度。

此外，在本图中，示出了聚磁板配置于磁阻元件702的一端和另一端这两方的例子，但是聚磁板也可以仅设置于磁阻元件702的一端和另一端中的任一方。然而，为了进一步提高磁传感器520的灵敏度，优选的是，在磁阻元件702的一端和另一端这两方设置聚磁板。另外，当在磁阻元件702的一端和另一端这两方设置聚磁板时，配置于夹在两个聚磁板704与706之间的狭窄位置的磁阻元件702的位置成为感磁部、即空间采样点，因此感磁部变得明确，能够进一步提高与后述的信号空间分离技术的亲和性。像这样，通过在各传感器部300中使用在磁阻元件702的两端配置有聚磁板704和706的磁传感器520，如图3所示，本实施方式所涉及的测量装置10能够在各轴方向上在两端被夹在聚磁板之间的极狭窄(例如100μm以下)的位置处对磁场的空间分布进行采样，因此与使用测量生物体磁场的SQUID线圈(～2cm)对磁场的空间分布进行采样的情况相比，采样的精度(位置精度)更高。

图8示出本实施方式所涉及的测量装置10的结构。作为一例，图1所示的主体部20的电流施加构件100具有电流施加部810和多个电极800，磁传感器构件110具有磁传感器阵列210和传感器数据收集部230，信息处理部30具有估计部870。此外，本申请的电极构件至少包括多个电极800即可，本申请的电极构件例如也可以是电流施加构件100。

多个电极800(1)～800(5)与电流施加部810电连接，并以同与生物体50的测定对象相对应的位置接触的方式配置。多个电极800可以在生物体50的表面排成一列地配置，或者以二维方式排列地配置。例如，多个电极800可以沿图1的X轴方向或Y轴方向排成一列地配置，或者可以沿图1的X轴方向和Y轴方向分别排列多个地配置。此外，电极800为2个以上即可，不特别限定。

电流施加部810连接于磁传感器构件110，通过多个电极800中的至少一个电极对来使电流在生物体50中流动。电流施加部810可以通过至少一个电极对来使交流电流在生物体50中流动。电流施加部810可以具有用于向电极对供给交流电流的交流电源，或者可以被连接于外部的交流电源。电流施加部810可以根据来自磁传感器构件110的控制部820的同步信号，来使电流在多个电极800的电极对中流动。作为一例，电流施加部810可以使1mA以下的交流电流与同步信号同步地在生物体50中流动。

磁传感器阵列210具有多个磁传感器单元220，能够在三维空间内的多个部位检测3个轴方向上的输入磁场。多个磁传感器单元220各自具有如上所述的多个传感器部300x～300z。在本图中示出磁传感器阵列210在各维度方向具有的多个磁传感器单元220中的、与位置[i，j，k]、[i+1，j，k]、[i，j+1，k]以及[i，j，k+1]有关的部分。

传感器数据收集部230具有控制部820、时钟发生器842、多个测量数据获取部830、多个AD变换器840、校准运算部850以及存储部860。

控制部820与电流施加部810和多个测量数据获取部830分别连接，来控制电流施加部810与测量数据获取部830的同步检波。控制部820使通过至少一个电极对而在生物体50中流动的电流与由测量数据获取部830进行的测量数据的获取同步。可以是，控制部820向电流施加部810和各测量数据获取部830输出共通的同步信号，来使通过电流施加部810使电流流动的时刻与由多个测量数据获取部830获取来自各传感器单元的测量数据的时刻一致。作为一例，控制部820输出10KHz～100KHz的频率的同步信号。

多个测量数据获取部830分别与对应的磁传感器单元220的多个传感器部300x～300z以及对应的AD变换器840连接。测量数据获取部830获取在使电流在生物体50中流动的期间由磁传感器阵列210的磁传感器单元220从生物体50检测到的基于输入磁场的测量数据。测量数据获取部830可以根据来自控制部820的同步信号来分别获取对应的磁传感器单元220的多个传感器部300x～300z输出的测量数据。测量数据获取部830可以对测量数据乘以同步信号后输出。测量数据获取部830可以对进行了乘法运算后的测量数据进一步进行低通滤波等处理。

多个AD变换器840分别与时钟发生器842以及对应的校准运算部850连接，将对应的测量数据获取部830获取到的模拟的信号(图6的测量数据V_xMR)变换为数字的测量数据(Vx，Vy，Vz)。这里，Vx、Vy以及Vz是将来自传感器部300x、300y以及300z的测量数据变换为数字而得到的测量值(例如，数字的电压值)。

时钟发生器842产生采样时钟，并向多个AD变换器840分别供给共通的采样时钟。而且，多个AD变换器840各自根据从时钟发生器842供给的共通的采样时钟来进行模拟数字变换。因而，对设置于不同位置的3个轴的传感器部300x～300z的输出分别进行模拟数字变换的多个AD变换器840全部同步地进行动作。由此，多个AD变换器840能够对设置于不同空间的3个轴的传感器部300x～300z的检测结果同时进行采样。

多个校准运算部850分别与对应的存储部860连接，使用校准参数对来自AD变换器840的测量数据进行校准，并将校准后的数据输出到存储部860。校准运算部850对测量数据进行的校准的概要如下所述。将向处于位置[i，j，k]的磁传感器单元220输入的磁场设为B(Bx，By，Bz)，将由传感器部300x、300y、300z获得的3轴磁传感器的检测结果设为V(Vx，Vy，Vz)。在该情况下，当将3轴磁传感器的磁传感器特性设为矩阵S时，能够如下面的式子那样表示3轴磁传感器的检测结果V。

[数式4]

这里，Sxx、Syy、Szz分别表示传感器部300x、300y、300z的主轴方向上的灵敏度，Sxy、Sxz、Syx、Syz、Szx、Szy表示其它轴方向上的灵敏度。另外，Vos,x、Vos,y、Vos,z分别表示传感器部300x、300y、300z的主轴方向上的偏移。此外，作为3轴磁传感器的检测结果的V(Vx，Vy，Vz)是与向生物体50施加的交流电流同步地检测出的，因此对于它们的偏移，还能够忽略不计。

传感器部300各自在应检测的输入磁场的范围内，针对该输入磁场的检测结果具有线性，因此矩阵S的各要素成为与输入磁场B的大小无关的大致恒定的系数。另外，即使传感器部300具有其它轴灵敏度，如果该传感器部300的检测结果具有线性，则矩阵S的各要素也成为与输入磁场B的大小无关的大致恒定的系数。

因而，校准运算部850通过使用矩阵S的逆矩阵S^-1和偏移(Vos,x，Vos,y，Vos,z)，如下面的式子那样，能够将测量数据V(Vx，Vy，Vz)变换为表示原本被输入的磁场的磁场测量数据B(Bx，By，Bz)。此外，该变换在传感器部300x～300z具备上述的聚磁板的情况下也成立。这是由于磁传感器单元220构成为利用了传感器部300x～300z的3轴磁传感器，能够进行利用了线性代数的变换。

[数式5]

校准运算部850使用环境磁场测量数据来计算矩阵S的逆矩阵S^-1和偏移(Vos,x，Vos,y，Vos,z)，使用这些校准参数来将由测量数据获取部830获取到的测量数据变换为测量数据B后供给到存储部860。

如以上那样，各传感器部300具有线性，因此校准运算部850能够使用大致恒定的系数来将测量数据变换为测量数据B。即，校准运算部850使用的大致恒定的系数能够使用环境磁场数据而确定为一组校准参数。

存储部860与估计部870连接，存储通过校准运算部850校准后的测量数据B，并将测量数据B供给到估计部870。

估计部870基于来自存储部860的测量数据来估计在生物体50内流动的电流。估计部870具有基向量存储部880、信号空间分离部890以及计算部895。

基向量存储部880与信号空间分离部890连接，基向量存储部880预先存储信号空间分离部890为了对磁场测量数据B进行信号分离所必需的基向量，并将该基向量供给到信号空间分离部890。

信号空间分离部890与存储部860及计算部895连接，信号空间分离部890将通过存储部860输出的测量数据表示的磁场的空间分布分离为来自生物体50的测定对象磁场和干扰磁场。信号空间分离部890例如将由磁传感器阵列210检测出具有归一化正交函数的空间分布的磁场时多个磁传感器520各自输出的信号向量作为基向量，来对通过测量数据B表示的磁场的空间分布进行信号分离。信号空间分离部890从基向量存储部880获取进行信号分离所必需的基向量。而且，信号空间分离部890使用从基向量存储部880获取到的基向量，来对通过测量数据B表示的磁场的空间分布进行信号分离而分离为测定对象磁场和干扰磁场，并抑制干扰磁场来计算测定对象磁场。信号空间分离部890可以计算未配置磁传感器阵列210的生物体50的表面上的多个磁场位置处的测定对象磁场，并输出该测定对象磁场。

计算部895接收来自信号空间分离部890的表示测定对象磁场的数据，并基于测定对象磁场来计算在生物体50内流动的电流。计算部895可以根据生物体50的表面上的多个位置处的测定对象磁场，来计算通过电极对而被流过电流的生物体50内的电流值的分布。

图9示出本实施方式的测量装置10使用呈曲面状地配置的磁传感器阵列210来测量磁场的例子。磁传感器阵列210在X方向、Y方向以及Z方向上分别呈曲面状地配置有多个磁传感器单元220(例如，在X方向上配置有12个，在Y方向上配置有8个，以及在Z方向上配置有2个，共计192个磁传感器单元220)。各磁传感器单元220分别配置于三维网格空间中的曲面形状所包含的网格点。此外，这里，网格点是在X方向、Y方向以及Z方向上分别以预先决定的间隔等间隔地设置的网格状的点。作为一例，在从X方向、Y方向以及Z方向中的任一个方向观察时，各磁传感器单元220以沿着向与一个方向正交的方向凸起的曲面的方式配置。在本图中示出在从Y方向观察时各磁传感器单元220以沿着向Z轴的正方向凸起的曲面的方式配置的例子。此时，磁传感器阵列210可以通过例如以各磁传感器单元220的各顶点在不超出向Z轴的正方向凸起的预先决定的曲面的范围内尽可能地向Z轴的负方向配置的方式，将各磁传感器单元220分别配置于三维网格空间中的网格点，来形成向Z轴的正方向凸起的曲面形状。

测量装置10以使Y轴方向上的中心位置与配置了多个电极800的位置一致、且生物体50(受验者的胸部等)的X轴方向上的中心位置位于曲面的中心的方式来配置磁传感器阵列210并测量磁场。由此，测量装置10使用在离作为测定对象磁场源的生物体50近的位置测量出的测量数据B来进行信号空间分离，由此能够高精度地分离为测定对象磁场和干扰磁场。此外，此时，如果曲面的曲率与受验者的胸围的曲率大致相同，则磁传感器阵列210能够在离作为测定对象磁场源的生物体50更近的位置测量磁场，因此是优选的。

图10示出本实施方式的测量装置10的多个电极800的配置例。多个电极800(1)～800(5)与生物体50的同配置有磁传感器阵列210的一侧相反的一侧(例如、受验者的脊背侧)接触并沿X轴方向配置为一列。多个电极800例如可以在带上呈一列地以露出的方式固定，可以通过将该带缠绕固定于生物体50来以与生物体50接触的状态配置多个电极800。

图11示出本实施方式的测量装置10的一部分的与XZ平面平行的截面。在图11中生物体50内的虚线的箭头概要性地示出生物体50内的二次电流的流动。关于测量装置10，多个电极800与生物体50的一侧接触，磁传感器阵列210检测生物体50的另一侧的输入磁场。测量装置10使交流电流在例如由两个电极800(2)和800(3)构成的电极对中流动，由此使二次电流在生物体50内流动。测量装置10能够由磁传感器阵列210检测在通过电极对使交流电流流动的期间产生的磁场，并根据检测到的磁场来计算生物体50内的电流的分布。此外，磁传感器阵列210以不与包括多个电极800的电极构件接触的方式配置，以与电极构件相向的方式配置。由此，磁传感器阵列210能够高效地降低在电极构件本身中流动的电流对来自要被检测的生物体50的磁场的影响。

图12示出由本实施方式的测量装置10检测到的磁场和电流在与XZ平面平行的截面中的分布。本实施方式的测量装置10的信号空间分离部890能够基于由磁传感器阵列210检测到的磁场来计算生物体50的表面上的M个(M≥1)磁场位置1200的测定对象磁场。由此，计算部895能够使用该M个磁场位置1200的磁场，来计算生物体50内的N个(N≥1)位置(体素(voxel))的电流J1～JN。此外，该磁场位置1200可以在Y轴方向上与配置有多个电极800的位置大致相同。

图13示出本实施方式所涉及的测量装置10的测量流程。

在步骤1300中，基向量存储部880存储基向量。作为一例，基向量存储部880在对测定对象磁场进行测定之前，将由磁传感器阵列210检测出具有球面调和函数的空间分布的磁场时多个磁传感器520各自输出的信号向量作为基向量来存储。即，基向量存储部880将在将空间内的预先决定的点指定为坐标原点时对球面调和函数进行空间采样而得到的磁场信号向量作为基向量来存储。这里，球面调和函数是通过将成为n维拉普拉斯方程式的解的齐次多项式限制在单位球面上而得到的函数，球面调和函数具有在球面上的归一化正交性。此外，基向量存储部880在由测量装置10进行的信号空间分离(步骤1330)之前事先存储基向量即可。另外，基向量存储部880也可以将根据模拟结果等预先决定的信号向量作为基向量来存储。

接着，在步骤1310中，测量装置10获取在使电流在生物体50中流动的期间检测到的基于输入磁场的测量数据。控制部820可以为了进行同步检波而向电流施加部810和测量数据获取部830输出同步信号。控制部820可以输出由用户设定的频率或者预先决定的频率的同步信号。

可以是，电流施加部810在接收同步信号的期间通过电极对使与同步信号相同频率的交流电流在生物体50中流动，另一方面，测量数据获取部830在接收同步信号的期间获取测量数据。电流施加部810可以向由多个电极800中的相邻的两个电极构成的电极对施加电流，来使电流在生物体中流动。例如，电流施加部810可以针对由相邻的两个电极800构成的电极对以每次错开一个电极800的方式依次施加电流，来使电流在生物体50中流动。具体而言，可以是，电流施加部810通过按照图11中的电极800(1)和800(2)、电极800(2)和800(3)、电极800(3)和800(4)、电极800(4)和800(5)的电极对的顺序每隔同步信号的一个周期或多个周期切换电极对从而使电流流动，来使电流从所有组合的电极对向生物体50流动。

测量数据获取部830可以对针对每个电极对测量出的测量数据乘以同步信号来获取测量数据。测量数据获取部830可以通过模拟低通滤波器来对被乘以同步信号后的测量数据进行滤波后输出。

多个AD变换器840分别对获取到的测量数据进行模拟数字变换后输出。校准运算部850可以对获取到的测量数据进行校准后输出到存储部860。校准运算部850可以在校准前通过数字低通滤波器对测量数据进行滤波。信号空间分离部890从存储部860获取校准后的测量数据B。

在步骤1320中，信号空间分离部890从基向量存储部880获取在步骤1300中由基向量存储部880存储为基向量的信号向量。此外，在本流程中，步骤1310和步骤1320哪一方先进行都可以。

在步骤1330中，信号空间分离部890将在步骤1320中获取到的信号向量用作基向量，来对通过在步骤1310中获取到的磁场测量数据B表示的磁场的空间分布进行级数展开。然后，信号空间分离部890根据通过级数展开而得到的向量来对磁场的空间分布进行信号分离而分离为测定对象磁场和干扰磁场。此外，归一化正交函数可以是球面调和函数。另外，信号空间分离部890在进行信号分离时，通过最小二乘法来计算基向量的系数。

然后，在步骤1340中，信号空间分离部890基于在步骤1330中进行信号分离而得到的结果，来抑制干扰磁场而仅计算测定对象磁场，并向计算部895输出测定对象磁场。以下对此进行详细说明。

使用满足拉普拉斯方程式Δ·V(r)＝0的电势V(r)，如下面的式子那样，静磁场B(r)被作为电势V(r)的空间梯度(gradient)求出。这里，r是表示相对于坐标原点的位置的位置向量，Δ是拉普拉斯算子，μ是磁导率，

是表示向量微分运算的运算符。

[数式6]

而且，拉普拉斯方程式的解一般具有以使用了是归一化正交函数系的球面调和函数Y_l，m(θ，φ)的级数展开的形式表示的解，因此电势V(r)能够由下面的式子表示。这里，|r|是位置向量r的绝对值(相对于坐标原点的距离)，θ和φ是球坐标中的2个极角，l是方位角量子数，m是磁量子数，α和β是多极矩，Lin和Lout分别是针对从生物体50观察时磁传感器阵列210的近前侧的空间和深侧的空间各自的级数的数量。方位角量子数l取正整数，磁量子数m取从-l到+l的整数。即，例如在l为1时，m为-1、0以及1，例如在l为2时，m为-2、-1、0、1以及2。此外，由于在磁场中不存在单磁极，因此在(数式7)中方位角量子数l不是从0开始，而是从1开始。(数式7)中的第一项是与相对于坐标原点的距离成反比例的项，表示在从生物体50观察时存在于磁传感器阵列210的近前侧的空间的电势。另外，(数式7)中的第二项是与相对于坐标原点的距离成比例的项，表示在从生物体50观察时存在于磁传感器阵列210的深侧的空间的电势。

[数式7]

因而，根据(数式6)和(数式7)，静磁场B(r)能够通过下面的式子来表示。这里，(数式8)中的第一项表示在从受验者观察时存在于磁传感器阵列210的近前侧的空间的磁场源(测定对象磁场)。另外，(数式8)中的第二项表示在从生物体50观察时存在于磁传感器阵列210的深侧的空间的磁场源所产生的干扰磁场。

[数式8]

在以使用了球面调和函数的级数展开的形式表示拉普拉斯方程式的解的情况下，该一般解为无限级数，但是只要获得对于测量来自生物体50的磁场而言足够的SNR(信噪比，即测定对象磁场信号与干扰磁场及传感器噪声之比)即可，实际上如果以10项左右的级数表示，则可以说是足够的SNR。另外，对于例如脑磁仪中的信号空间分离的级数，Lin＝8、Lout＝3左右即可。因而，在本实施方式中也将Lin＝8、Lout＝3的情况作为一例来进行说明。然而，Lin和Lout的值不限于此，也可以是对于充分抑制干扰磁场而仅计算测定对象磁场而言足够的任何数值。

这里，将表示各磁传感器单元220中的传感器部300x、300y以及300z的感磁轴方向及磁灵敏度的向量分别设为nx、ny以及nz，将角标t设为转置矩阵，如下面的式子那样定义a_l，m以及b_l，m。即，将a_l，m以及b_l，m定义为如下向量：具有(表示传感器部300x、300y以及300z的感磁轴方向及磁灵敏度的各向量)nx、ny、nz与作为三维向量信号的球面调和函数的内积作为成分。这意味着，在各磁传感器单元220中，以正交坐标系对球面调和函数进行采样。此外，该a_l，m以及b_l，m为具有磁传感器单元220的个数的3倍的数量的维度的向量。另外，表示各传感器部300的感磁轴方向及磁灵敏度的各向量nx、ny、nz可以是与之前叙述的主轴方向的灵敏度及其它轴方向的灵敏度相对应的向量。nx可以与Sxx、Sxy、Sxz相对应。ny可以与Syx、Syy、Syz相对应。nz可以与Szx、Szy、Szz相对应。像这样，包括针对传感器部300x、300y以及300z的主轴方向上的灵敏度及其它轴方向上的灵敏度的校正在内所计算出的a_l，m以及b_l，m的值被存储到基向量存储部880。基向量存储部880存储包括针对磁灵敏度(主轴灵敏度、其它轴灵敏度)的校正在内所计算出的a_l，m以及b_l，m的值的本实施方式所涉及的磁测量装置10在动作时能够通过对获取到的测量数据在校准运算部850中进行校正，来进行针对各磁传感器单元220的磁灵敏度(主轴灵敏度、其它轴灵敏度)的校正。

[数式9]

于是，在某个时刻在磁传感器单元阵列210中输出的传感器输出向量Φ能够通过下面的式子来表示。

[数式10]

并且，Sin、Sout、Xin以及Xout分别如下面那样定义。即，将Sin定义为将在从l＝1到l＝Lin为止的各l时取m＝-l到l的整数时的各向量a依次排列而得到的共计Lin·(Lin+2)列的向量。另外，将Sout定义为将在从l＝1到L＝Lout为止的各l时取m＝-l到l的整数时的各向量b依次排列而得到的共计Lout·(Lout+2)列的向量。另外，将Xin定义为对将在从l＝1到l＝Lin为止的各l时取m＝-l到l的整数时的各多极矩α依次排列而得到的向量进行转置所得到的共计Lin·(Lin+2)行的向量。另外，将Xout定义为对将在从l＝1到l＝Lin为止的各l时取m＝-1到l的整数时的各多极矩β依次排列而得到的向量进行转置所得到的共计Lout·(Lout+2)行的向量。

[数式11]

Sin＝[a_1，-1 a_1，0 a_1，+1 … a_Lin，Lin]

Sout＝[b_1，-1 b_1，0 b_1，+1 … b_Lout，Lout]

xin＝[α_1，-1 α_1，0 α_1，+1 … α_Lin，Lin]^t

xout＝[β_1，-1 β_1，0 β_1，+1 … β_Lout，Lout]^t

于是，传感器输出向量Φ能够如下面的式子那样以矩阵S与纵向量X的内积的形式来表示。这里，矩阵S表示基向量，例如，是在步骤1320中信号空间分离部890从基向量存储部880获取到的基向量。另外，纵向量X表示与基向量有关的系数。

[数式12]

基于通过该(数式12)获得的传感器输出向量Φ的模型式，使用下面的式子来决定通过最小二乘近似满足Φ＝S·X的纵向量X。由此，信号空间分离部890能够解出磁场的空间分布。

[数式13]

在本实施方式中，如图12所示，在计算生物体50的表面上的多个磁场位置1200的磁场的情况下，能够通过使用了通过(数式13)求出的X的(数式14)，基于传感器输出向量Φ，来计算该多个磁场位置1200的向量r时的磁场。在(数式14)中，第一项表示生物体50的表面上的磁场位置1200的测定对象磁场，第二项表示干扰磁场。

[数式14]

本实施方式所涉及的信号空间分离部890能够针对多个磁场位置1200(1)～1200(M)分别使用(数式14)来计算磁场。信号空间分离部890输出抑制了干扰磁场成分(即，(数式14)中的第二项的成分)的结果。信号空间分离部890可以仅输出磁场位置1200的向量r时的测定对象磁场、即(数式14)中的第一项的成分。

接着，在步骤1350中，计算部895基于来自信号空间分离部890的测定对象磁场成分的磁场数据B来计算在生物体50内流动的电流。计算部895可以根据来自信号空间分离部890的M个磁场数据B1～BM，来求出如图12所示的N个电流J1～JN。首先，关于从电流变换为磁场的正问题，能够使用引线框矩阵(lead frame matrix)L如(数式15)那样表示。这里，磁场B1～BM和电流J1～JN分别为三维向量。引线框矩阵L的矩阵要素的值可以通过将生物体50模型化的有限元法(FEM)来计算。

[数式15]

B＝L·J

计算部895可以在正问题中计算出引线框矩阵之后，作为其反问题，计算N个电流J1～JN。计算部895能够在反问题中以使如(数式16)所示的平方误差最小的方式通过(数式17)所表示的式子分别计算电流J1～JN。

[数式16]

[数式17]

如以上那样，计算部895能够计算生物体50内的多个位置处的电流来输出生物体50内的电流分布。步骤1310可以被重复执行，可以在获取到与所有电极对相对应的测量数据之后，也同样重复进行针对每个电流对的测量数据的获取。步骤1330～1350可以与步骤1310并行地进行，能够一边进行电流施加和磁场测定一边实时输出计算结果。另外，本实施方式的测量装置10能够通过例如信息处理部30的显示器等，使用EIT的技术的一部分来生成表示与计算结果的电流分布相应的生物体50内的阻抗分布的图像，并显示该图像。

本实施方式的测量装置10能够通过信号空间分离部890来抑制干扰磁场，从而能够高精度地检测生物体50的外表面上的磁场。本实施方式的测量装置10能够基于磁传感器阵列210的磁场检测结果来计算生物体50的外表面上的许多位置的磁场，因此能够提高分辨率。

图14示出本实施方式所涉及的测量装置10的变形例的一部分。图14的测量装置10具有与图1的测量装置10同样的结构，但是，电流施加构件100和磁传感器构件110被固定成裹住腹部的形状。

图14的测量装置10具有固定部1300，该固定部1300用于将电流施加构件100的至少一部分和磁传感器构件110的至少一部分固定于生物体50。固定部1300可以是能够变更中空部分的直径的圆筒状，可以通过使生物体50进入中空部分并进行固定，来使生物体50与电流施加构件100的至少一部分及磁传感器构件110的至少一部分的位置关系固定。作为一例，可以是，电流施加构件100的多个电极800以在固定部1300的一侧与生物体50接触的方式固定，磁传感器构件110的磁传感器阵列210固定于固定部1300的另一侧。图14的测量装置10也可以不具有图1所示的头部120、驱动部125、基部130以及柱部140。

此外，无论在哪个实施方式中，磁传感器阵列210既可以与生物体50接触，也可以不与生物体50接触。另外，测量装置10也可以是，主体部20中的除电极800和磁传感器阵列210以外的至少一个结构包含在信息处理部30中。

图15和图16示出用于说明实施方式的测量装置10的测量方法的变形例的说明图。变形例的测量方法可以具有与在图1～图14中说明的测量方法相同的工序，可以由测量装置10执行。但是，在图1～图14中说明的测量方法中，信号空间分离部890将应配置生物体50的重心的位置设定为坐标原点，但是在变形例的测量方法中信号空间分离部890将与应配置生物体50的重心的位置相比靠近磁传感器阵列210的多个位置分别设定为坐标原点。以下，主要针对与在图1～图14中说明的测量方法不同的方面进行叙述。

在图13的步骤1300中，基向量存储部880将在将与应配置生物体50的重心的位置相比靠近磁传感器阵列210的位置指定为坐标原点时对球面调和函数进行空间采样而得到的磁场信号向量作为基向量来存储。在图15中，将与应配置生物体50的重心的位置相比靠近磁传感器阵列210且相对于该位置而言在X方向上向正方向(左侧)偏移的位置设定为坐标原点。在图16中，将与应配置生物体50的重心的位置相比靠近磁传感器阵列210且相对于该位置而言在X方向上向负方向(右侧)偏移的位置设定为坐标原点。图15和图16的坐标原点与在图1～图14中说明的测量方法的坐标原点相同，可以设定在与XZ平面平行的截面。基向量存储部880可以将图15的左侧的信号向量和图16的右侧的信号向量分别作为基向量存储。

这里，生物体50的重心可以是例如在生物体50中电极接触的位置处的与XZ平面平行的截面的重心、该截面中的X方向上的最大宽度的中心位置、或者该截面中的Z方向上的最大宽度的中心位置。

在步骤1320中，信号空间分离部890从基向量存储部880分别获取在步骤1300中基向量存储部880存储为基向量的右侧的信号向量和左侧的信号向量。

在步骤1330中，信号空间分离部890将在步骤1320中获取到的右侧的信号向量和左侧的信号向量分别用作基向量，来对通过在步骤1310中获取到的磁场测量数据B表示的磁场的空间分布进行级数展开。然后，信号空间分离部890根据通过级数展开获得的向量来对右侧的磁场的空间分布和左侧的磁场的空间分布分别进行信号分离而分离为测定对象磁场和干扰磁场。由此，信号空间分离部890可以将在将与应配置生物体50的重心的位置相比靠近磁传感器阵列210的多个位置分别设定为坐标原点的情况下的对应的不同的多个磁场的空间分布分别分离为来自生物体50的测定对象磁场和干扰磁场。

在步骤1340中，信号空间分离部890基于在步骤1330中进行信号分离所得到的结果，来抑制干扰磁场而仅分别计算出右侧的测定对象磁场和左侧的测定对象磁场，并向计算部895输出计算出的右侧的测定对象磁场和左侧的测定对象磁场。右侧的测定对象磁场和左侧的测定对象磁场的计算可以分别使用(数式6)～(数式14)来同样地实施。

接着，在步骤1350中，计算部895基于来自信号空间分离部890的右侧的测定对象磁场成分的磁场数据B和左侧的测定对象磁场成分的磁场数据B，来分别计算在生物体50内流动的电流。由此，估计部870的计算部895可以计算在与不同的多个磁场的空间分布分别对应的生物体50内的不同的多个区域(生物体50内的右侧的区域和左侧的区域)中流动的电流。

在本实施方式中，通过使坐标原点更靠近磁传感器阵列210，与数式13的解＾Xin相对应的信号源所在的信号源空间变窄，因此能够使式子(例如(数式15)等)的不合适程度降低，能够针对信号源空间中所包含的电流要素进行高精度的检测。例如，能够通过将在生物体50的内部的右侧的区域中流动的电流的分布与在生物体50的内部的左侧的区域中流动的电流的分布(或者表示生物体50内的阻抗分布的两个图像)进行比较，来估计这些区域的异常。因而，作为一例，变形例的测量方法对于肺水肿等肺的诊断是优选的。在图15中，在两个电极800(2)与800(3)之间注入电流，因此在生物体50内，在这些电极800(2)和800(3)附近流动的电流、由与电极800(2)和800(3)连接的电流线缆产生的磁场在传感器向量信号Φ中成为支配性的成分。但是，在本实施方式中，能够通过使坐标原点更靠近磁传感器阵列210，来使信号源空间狭窄，因此能够提高针对信号源空间中所包括的成为想要测量的对象的信号源(电流要素)的测量的精度。

此外，在图1～图16所涉及的实施方式中，各磁传感器单元220也可以不能够在3个轴方向上检测磁场，磁传感器阵列210只要能够磁传感器阵列210整体上在3个轴方向上检测磁场即可。

本发明的各种实施方式可以参照流程图和框图来记载，这里，框可以表示(1)执行操作的处理的阶段或者(2)具有执行操作的作用的装置的部分。特定的阶段及部分可以通过专用电路、与计算机可读介质上保存的计算机可读指令一起提供的可编程电路、和/或与计算机可读介质上保存的计算机可读指令一起提供的处理器来实现。专用电路可以包括数字和/或模拟硬件电路，也可以包括集成电路(IC)和/或离散电路。可编程电路可以包括可重构的硬件电路，该可重构的硬件电路包括逻辑AND(与)、逻辑OR(或)、逻辑XOR(异或)、逻辑NAND(与非)、逻辑NOR(或非)及其它逻辑操作、触发器、寄存器、现场可编程逻辑门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)等这样的存储元件等。

计算机可读介质可以包括能够保存由适当的设备执行的指令的任意的有形的设备，其结果，具有该设备中保存的指令的计算机可读介质具备包含为了制作用于执行流程图或框图中指定的操作的单元而能够执行的指令的产品。作为计算机可读介质的例子，可以包括电子存储介质、磁存储介质、光存储介质、电磁存储介质、半导体存储介质等。作为计算机可读介质的更具体的例子，可以包括Floppy(注册商标)软盘、磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、带电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、静态随机存取存储器(SRAM)、紧凑型光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)、蓝光(RTM)光盘、记忆棒、集成电路卡等。

计算机可读指令可以包括由一种或多种编程语言的任意组合描述的源代码和目标代码中的任一代码，该一种或多种编程语言包括汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设定数据、或者Smalltalk、JAVA(注册商标)、C++等这种面向对象的编程语言、以及“C”编程语言或同样的编程语言这种现有的过程式编程语言。

计算机可读指令可以在局域内或者经由局域网(LAN)、互联网等这样的广域网(WAN)被提供给通用计算机、特殊目的的计算机或者其它可编程的数据处理装置的处理器或可编程电路，并为了制作用于执行流程图或框图中指定的操作的单元而执行计算机可读指令。作为处理器的例子，包括计算机处理器、处理单元、微处理器、数字信号处理器、控制器、微控制器等。

图17示出可以将本发明的多个方式整体或局部具体化的计算机2200的例子。计算机2200中安装的程序能够使计算机2200作为与本发明的实施方式所涉及的装置相关联的操作或者该装置的一个或多个部分来发挥功能，或者能够使计算机2200执行该操作或者该一个或多个部分，和/或能够使计算机2200执行本发明的实施方式所涉及的处理或该处理的阶段。这样的程序可以由CPU 2212执行，以使计算机2200执行与本说明书中记载的流程图和框图的框中的若干个或全部相关联的特定的操作。

本实施方式的计算机2200包括CPU 2212、RAM 2214、图形控制器2216以及显示设备2218，它们通过主控制器2210而相互连接。计算机2200还包括通信接口2222、硬盘驱动器2224、DVD-ROM驱动器2226以及IC卡驱动器这种输入/输出单元，它们经由输入/输出控制器2220来与主控制器2210连接。计算机还包括ROM 2230和键盘2242这种传统的输入/输出单元，它们经由输入/输出芯片2240来与输入/输出控制器2220连接。

CPU 2212按照ROM 2230和RAM 2214内保存的程序进行动作，由此控制各单元。图形控制器2216获取RAM 2214内提供的帧缓存器等或者图形控制器2216自身中由CPU 2212生成的图像数据，并将图像数据显示于显示设备2218上。

通信接口2222经由网络来与其它电子设备进行通信。硬盘驱动器2224保存由计算机2200内的CPU 2212使用的程序和数据。DVD-ROM驱动器2226从DVD-ROM 2201读取程序或数据，经由RAM 2214向硬盘驱动器2224提供程序或数据。IC卡驱动器从IC卡读取程序和数据、和/或将程序和数据写入IC卡。

ROM 2230中保存在激活时由计算机2200执行的引导程序等、和/或依存于计算机2200的硬件的程序。输入/输出芯片2240可以还用于将各种各样的输入/输出单元经由并口、串口、键盘端口、鼠标端口等连接于输入/输出控制器2220。

程序由DVD-ROM 2201或IC卡这种计算机可读介质提供。程序被从计算机可读介质中读取，被安装于还作为计算机可读介质的例子的硬盘驱动器2224、RAM 2214或者ROM2230，并由CPU 2212执行。这些程序内描述的信息处理被计算机2200读取，实现程序与上述各种类型的硬件资源之间的协作。装置或方法也可以通过随着计算机2200的使用而实现信息的操作或处理来构成。

例如，在计算机2200与外部设备之间执行通信的情况下，CPU 2212可以执行被加载到RAM 2214中的通信程序，并基于通信程序中描述的处理，对通信接口2222指示通信处理。通信接口2222在CPU 2212的控制下，读取RAM2214、硬盘驱动器2224、DVD-ROM 2201或者IC卡这种记录介质内所提供的发送缓存处理区域中保存的发送数据，将读取出的发送数据发送至网络，或者将从网络接收到的接收数据写入记录介质上所提供的接收缓存处理区域等。

另外，CPU 2212可以将硬盘驱动器2224、DVD-ROM驱动器2226(DVD-ROM 2201)、IC卡等这种外部记录介质中保存的文件或者数据库中的全部或需要的部分读取至RAM 2214，对RAM 2214上的数据执行各种类型的处理。接着，CPU 2212将处理后的数据回写到外部记录介质。

各种类型的程序、数据、表以及数据库这样的各种类型的信息可以被保存于记录介质，接受信息处理。CPU 2212可以对从RAM 2214读取出的数据执行各种类型的处理，并将结果回写到RAM 2214，该各种类型的处理包括记载在本公开的随处的通过程序的指令序列指定的各种类型的操作、信息处理、条件判断、条件分支、无条件分支、信息的检索/置换等。另外，CPU 2212可以检索记录介质内的文件、数据库等中的信息。例如，在记录介质内保存有各自具有与第二属性的属性值相关联的第一属性的属性值的多个条目的情况下，CPU2212可以从该多个条目中检索与指定第一属性的属性值的条件一致的条目，读取该条目内保存的第二属性的属性值，由此获取与满足预先决定的条件的第一属性相关联的第二属性的属性值。

上面说明的程序或软件模块可以保存在计算机2200上或者保存在计算机2200附近的计算机可读介质。另外，与专用通信网络或互联网连接的服务器系统内提供的硬盘或RAM这种记录介质能够作为计算机可读介质来使用，由此将程序经由网络提供给计算机2200。

上面使用实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术范围并不限定于上述实施方式中记载的范围。本领域技术人员应当清楚的是，能够对上述实施方式施加多种变更或改良。根据权利要求书的记载可以明确的是，施加了这种变更或改良所得到的方式也能够包含在本发明的技术范围内。

应当注意的是，关于权利要求书、说明书以及附图中示出的装置、系统、程序以及方法中的动作、过程、步骤以及阶段等各处理的执行顺序，只要没有特别注明“先于…”、“在…之前”等、并且不是前面的处理的输出在后面的处理中使用的情况，就能够以任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程，为了方便而使用“首先，”、“接着，”等来进行了说明，但是并不意味着必须以该顺序来实施。

附图标记说明

10：测量装置；20：主体部；30：信息处理部；50：生物体；100：电流施加构件；110：磁传感器构件；120：头部；125：驱动部；130：基部；140：柱部；210：磁传感器阵列；220：磁传感器单元；230：传感器数据收集部；300：传感器部；520：磁传感器；530：磁场生成部；532：放大电路；534：线圈；540：输出部；702：磁阻元件；704：聚磁板；706：聚磁板；800：电极；810：电流施加部；820：控制部；830：测量数据获取部；840：AD变换器；842：时钟发生器；850：校准运算部；860：存储部；870：估计部；880：基向量存储部；890：信号空间分离部；895：计算部；1200：磁场位置；1300：固定部；2200：计算机；2201：DVD-ROM；2210：主控制器；2212：CPU；2214：RAM；2216：图形控制器；2218：显示设备；2220：输入/输出控制器；2222：通信接口；2224：硬盘驱动器；2226：DVD-ROM驱动器；2230：ROM；2240：输入/输出芯片；2242：键盘。

Claims (14)

1.一种测量装置，其特征在于，具备：

电极构件，其具有与生物体接触的多个电极；

磁传感器阵列，其具有多个磁传感器单元，所述磁传感器阵列能够在三维空间内的多个部位检测3个轴方向上的输入磁场；

电流施加部，其通过所述多个电极中的至少一个电极对来使电流在所述生物体中流动；

测量数据获取部，其获取在使电流在所述生物体中流动的期间由所述磁传感器阵列从所述生物体检测到的基于所述输入磁场的测量数据；以及

估计部，其基于所述测量数据来估计在所述生物体内流动的电流。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，

所述电流施加部通过所述至少一个电极对来使交流电流在所述生物体中流动。

3.根据权利要求1或2所述的测量装置，其特征在于，

还具备控制部，所述控制部使通过所述至少一个电极对而在所述生物体中流动的电流与由所述测量数据获取部进行的所述测量数据的获取同步。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的测量装置，其特征在于，

所述磁传感器阵列以不与所述电极构件接触的方式配置。

5.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，

所述磁传感器阵列以与所述电极构件相向的方式配置。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的测量装置，其特征在于，

所述多个电极以与所述生物体接触的方式排列地配置，所述电流施加部向由所述多个电极中的两个电极构成的电极对施加电流，来使电流在所述生物体中流动。

7.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于，

所述电流施加部针对由相邻的两个电极构成的电极对以每次错开一个电极的方式依次施加电流，来使电流在所述生物体中流动。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的测量装置，其特征在于，

所述估计部具备：

信号空间分离部，其将通过所述测量数据表示的磁场的空间分布分离为来自所述生物体的测定对象磁场和干扰磁场；以及

计算部，其基于分离出的所述测定对象磁场来计算在所述生物体内流动的电流。

9.根据权利要求8所述的测量装置，其特征在于，

所述多个磁传感器单元各自具有多个磁传感器，所述磁传感器具有磁阻元件以及配置于所述磁阻元件的两端的聚磁板，

所述信号空间分离部将由所述磁传感器阵列检测出具有归一化正交函数的空间分布的磁场时各个所述磁传感器输出的信号向量作为基向量，来对所述磁场的空间分布进行分离。

10.根据权利要求8或9所述的测量装置，其特征在于，

所述信号空间分离部将在将与应配置所述生物体的重心的位置相比靠近所述磁传感器阵列的位置设定为坐标原点的情况下的所述磁场的空间分布分离为来自所述生物体的测定对象磁场和干扰磁场。

11.根据权利要求10所述的测量装置，其特征在于，

所述信号空间分离部将在将与应配置所述生物体的重心的位置相比靠近所述磁传感器阵列的多个位置分别设定为坐标原点的情况下的对应的不同的多个所述磁场的空间分布分别分离为来自所述生物体的测定对象磁场和干扰磁场，

所述估计部计算在与不同的多个所述磁场的空间分布分别对应的所述生物体内的不同的多个区域中流动的电流。

12.根据权利要求1～11中的任一项所述的测量装置，其特征在于，

所述磁传感器阵列呈曲面状地配置。

13.一种测量方法，其特征在于，包括以下阶段：

通过与生物体接触的电极构件的多个电极中的至少一个电极对来使电流在所述生物体中流动；

在使电流在所述生物体中流动的期间，获取由磁传感器阵列从所述生物体检测到的基于输入磁场的测量数据，其中，所述磁传感器阵列能够在三维空间内的多个部位检测3个轴方向上的输入磁场；以及

基于所述测量数据来估计在所述生物体内流动的电流。

14.一种程序，该程序由计算机执行，来使所述计算机作为以下各部来发挥功能：

信号空间分离部，其将通过由磁传感器阵列从生物体检测到的基于输入磁场的测量数据表示的磁场的空间分布分离为来自所述生物体的测定对象磁场和干扰磁场，其中，所述磁传感器阵列能够在三维空间内的多个部位检测3个轴方向上的输入磁场，所述测量数据是在通过与所述生物体接触的至少一个电极对来使电流在所述生物体中流动的期间由磁传感器阵列检测到的；以及

计算部，其基于分离出的所述测定对象磁场来计算在所述生物体内流动的电流。

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