JP2023134200A - 磁場計測装置、磁場計測方法、および、磁場計測プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】磁場計測装置を提供する。【解決手段】入力磁場を検出可能な磁気センサアレイ２１０によって計測された計測データを時系列に取得する計測データ取得部１０１０と、外乱磁場が予め定められた基準を超える外乱期間を特定する特定部１０６０と、前記外乱期間を除く期間に計測された前記計測データに基づく計測結果を出力する結果出力部１０８０と、を備える、磁場計測装置を提供する。前記磁場計測装置は、前記外乱期間の長さに応じて、計測期間を延長する延長部を更に備えてよい。前記計測データ取得部１０１０は、前記外乱期間の長さに応じて、計測期間を延長する延長部を更に備えてよい。【選択図】図１０

Description

本発明は、磁場計測装置、磁場計測方法、および、磁場計測プログラムに関する。

特許文献１には、「磁気シールドルーム無しで計測対象磁場の計測を実現することが可能」な磁場計測装置が記載されている。また、特許文献２には、「生体磁気計測に影響を及ぼす振動が発生する環境でも生体磁気計測が可能」な磁気計測装置が記載されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２０２１－１７７１５９
［特許文献２］ 特開２００１－０８７２３５

本発明の第１の態様においては、磁場計測装置を提供する。前記磁場計測装置は、入力磁場を検出可能な磁気センサによって計測された計測データを時系列に取得する計測データ取得部を備えてよい。前記磁場計測装置は、外乱磁場が予め定められた基準を超える外乱期間を特定する特定部を備えてよい。前記磁場計測装置は、前記外乱期間を除く期間に計測された前記計測データに基づく計測結果を出力する結果出力部を備えてよい。

前記計測データ取得部は、前記外乱期間の長さに応じて、計測期間を延長してよい。

前記磁場計測装置は、前記計測期間が満了するまでの時間を出力する時間出力部を更に備えてよい。

前記磁場計測装置は、予め定められた期間内に前記計測期間が満了しない場合に異常を報知する報知部を更に備えてよい。

前記磁場計測装置は、前記外乱磁場が予め定められた基準を超える旨を通知する通知部を更に備えてよい。

前記磁場計測装置は、前記入力磁場の空間分布を、計測対象磁場成分と外乱磁場成分とに信号分離する信号空間分離部を更に備えてよい。前記特定部は、前記信号分離された結果に基づいて、前記外乱磁場が予め定められた基準を超えるかどうか判断してよい。

前記特定部は、前記外乱磁場成分の大きさが予め定められた閾値を超える場合に、前記外乱磁場が予め定められた基準を超えると判断してよい。

前記特定部は、前記外乱磁場成分の変化の大きさが予め定められた閾値を超える場合に、前記外乱磁場が予め定められた基準を超えると判断してよい。

前記磁場計測装置は、前記外乱磁場成分に基づいて、前記外乱磁場の発生方向を推測する推測部を更に備えてよい。前記磁場計測装置は、前記発生方向を表示する表示部を更に備えてよい。

前記磁場計測装置は、前記信号分離された結果に基づいて、指定された平面である仮想センサ面上の複数の位置について前記仮想センサ面に直交する成分の磁場を再構成する磁場再構成部を更に備えてよい。前記結果出力部は、前記仮想センサ面上の複数の位置について再構成した磁場を用いて、被計測体の電気活動による活動電流の状態を前記仮想センサ面に投影した電流マップを出力してよい。

前記磁場計測装置は、前記外乱磁場が予め定められた基準を超えるであろう時間を特定するための情報を予め記憶する情報記憶部を更に備えてよい。

前記磁場計測装置は、心臓の電気活動により生成される磁場である心磁を計測対象としてよい。

本発明の第２の態様においては、磁場計測方法を提供する。前記磁場計測方法は、入力磁場を検出可能な磁気センサによって計測された計測データを時系列に取得することを備えてよい。前記磁場計測方法は、外乱磁場が予め定められた基準を超える外乱期間を特定することを備えてよい。前記磁場計測方法は、前記外乱期間を除く期間に計測された前記計測データに基づく計測結果を出力することを備えてよい。

本発明の第３の態様においては、磁場計測プログラムを提供する。前記磁場計測プログラムは、コンピュータにより実行されてよい。前記磁場計測プログラムは、前記コンピュータを、入力磁場を検出可能な磁気センサによって計測された計測データを時系列に取得する計測データ取得部として機能させてよい。前記磁場計測プログラムは、前記コンピュータを、外乱磁場が予め定められた基準を超える外乱期間を特定する特定部として機能させてよい。前記磁場計測プログラムは、前記コンピュータを、前記外乱期間を除く期間に計測された前記計測データに基づく計測結果を出力する結果出力部として機能させてよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本実施形態に係る磁場計測装置１０の構成を示す。 本実施形態に係る磁気センサユニット１１０の構成を示す。 本実施形態に係る磁気センサアレイ２１０における磁気センサセル２２０の構成を示す。 本実施形態に係る磁気抵抗素子を有する磁気センサの入出力特性の一例を示す。 本実施形態に係るセンサ部３００の構成例を示す。 本実施形態に係るセンサ部３００の入出力特性の一例を示す。 本実施形態に係る磁気センサ５２０の構成例を示す。 本実施形態に係る磁気センサ５２０にフィードバック磁場を発生させた時の磁束分布を示す。 本実施形態に係る磁気センサアレイ２１０における複数の磁気センサセル２２０の配置例を示す。 第１の実施形態に係るセンサデータ処理部１０００の構成を、磁気センサアレイ２１０およびセンサデータ収集部２３０とともに示す。 本実施形態に係る磁場計測装置１０が磁場の空間分布を信号分離するフローを示す。 本実施形態に係る磁場計測装置１０が外乱期間を除く期間に計測された計測データに基づく計測結果を出力するフローを示す。 本実施形態に係る磁場計測装置１０が仮想センサ面上の１つ以上の位置について再構成した磁場の一例を示す。 本実施形態に係る磁場計測装置１０が計測結果として出力する電流マップの一例を示す。 第２の実施形態に係るセンサデータ処理部１０００のブロック図の一例を、磁気センサアレイ２１０およびセンサデータ収集部２３０とともに示す。 第３の実施形態に係るセンサデータ処理部１０００のブロック図の一例を、磁気センサアレイ２１０およびセンサデータ収集部２３０とともに示す。 第４の実施形態に係るセンサデータ処理部１０００のブロック図の一例を、磁気センサアレイ２１０およびセンサデータ収集部２３０とともに示す。 本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係る磁場計測装置１０の構成を示す。磁場計測装置１０は、磁気センサにより磁場を時系列に計測する。そして、磁場計測装置１０は、外乱磁場が基準を超える期間を除いた期間に計測されたデータに基づいた計測結果を出力する。これより先、磁場計測装置１０が、人間の心臓の電気活動により生成される磁場である心磁を計測対象とする心磁計測装置である場合を一例として説明する。しかしながら、これに限定されるものではない。磁場計測装置１０は、人間以外の生体の心磁を計測するために用いられてもよいし、脳磁場等の心磁以外の生体磁場を計測するために用いられてもよい。また、磁場計測装置１０は、生体以外の、例えば鉄鋼材料や溶接部の表面および表面下の傷等を検出するための磁気探傷検査のために用いられてもよい。

磁場計測装置１０は、本体部１００と、計測処理装置１５０とを備える。本体部１００は、被験者の心磁をセンシングするためのコンポーネントであり、測定台１０５と、磁気センサユニット１１０とを有する。

測定台１０５は、心磁計測時に被計測体である被験者を乗せる台であり、本図の例においては被験者を仰臥位で支持する。磁気センサユニット１１０は、心磁計測時に被験者の胸部における心臓に向かう位置に配置され、被験者の心磁をセンシングする。

計測処理装置１５０は、本体部１００により計測したデータを処理して表示・印刷等により出力するためのコンポーネントである。計測処理装置１５０は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、タブレット型コンピュータ、スマートフォン、ワークステーション、サーバコンピュータ、または汎用コンピュータ等のコンピュータであってよく、複数のコンピュータが接続されたコンピュータシステムであってもよい。これに代えて、計測処理装置１５０は、磁場計測のデータ処理用に設計された専用コンピュータであってもよく、専用回路によって実現された専用ハードウェアであってもよい。

図２は、本実施形態に係る磁気センサユニット１１０の構成を示す。磁気センサユニット１１０は、磁気センサアレイ２１０およびセンサデータ収集部２３０を有する。磁気センサアレイ２１０は、複数の磁気センサセル２２０を有し、入力磁場を３軸方向で検出可能である。本図は、磁気センサアレイ２１０において、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向のそれぞれに複数の磁気センサセル２２０（例えば、Ｘ方向に８個、Ｙ方向に８個、およびＺ方向に２個の計１２８個の磁気センサセル２２０）が配置されている場合を示している。

センサデータ収集部２３０は、磁気センサアレイ２１０に含まれる複数の磁気センサセル２２０に電気的に接続され（図示せず。）、複数の磁気センサセル２２０からのセンサデータ（出力信号）を収集して計測処理装置１５０へと供給する。

図３は、本実施形態に係る磁気センサアレイ２１０における磁気センサセル２２０の構成を示す。複数の磁気センサセル２２０のそれぞれは、各々が磁気抵抗素子を有する少なくとも１つのセンサ部３００を有する。本図においては、複数の磁気センサセル２２０のそれぞれが、３つのセンサ部３００ｘ～ｚ（「センサ部３００」と総称する。）を有し、入力磁場を３軸方向で検出可能である場合を一例として示す。しかしながら、複数の磁気センサセル２２０のいずれもが、３つのセンサ部３００ｘ～ｚを有することには限定されず、磁気センサアレイ２１０の少なくとも一部で、３軸方向の入力磁場を検出可能であればよい。この際、後述するように、磁気センサアレイ２１０によって各球面調和関数を空間サンプリングする場合、磁場における角運動量に関連した空間周波数への依存性を検出する必要がある。そのため、磁気センサアレイ２１０における各センサ部３００の配置位置は、少なくとも、方位角方向および天頂角方向において、可能な限り偏りなく配置されているとよい。同様の理由により、磁気センサアレイ２１０における各センサの感磁軸についても、少なくとも、方位角方向および天頂角方向において可能な限り偏りなく配置されているとよい。センサ部３００ｘはＸ軸方向に沿って配置されＸ軸方向の磁場を検出可能である。また、センサ部３００ｙはＹ軸方向に沿って配置されＹ軸方向の磁場を検出可能である。また、センサ部３００ｚはＺ軸方向に沿って配置されＺ軸方向の磁場を検出可能である。本図において一点鎖線で示される拡大図によって示されるように、本実施形態において、各センサ部３００は、それぞれ、磁気抵抗素子の両端に磁気収束板が配置されている。したがって、各センサ部３００は、磁気収束板に挟まれた狭い位置に配置された磁気抵抗素子を用いて磁場の空間分布をサンプリングすることにより、各軸方向において、空間におけるサンプリング点を明確にすることができる。各センサ部３００の構成の詳細については後述する。

複数の磁気センサセル２２０は、Ｘ軸方向に沿ってΔｘ、Ｙ軸方向に沿ってΔｙ、Ｚ軸方向に沿ってΔｚの間隔でそれぞれ等間隔に配列されている。磁気センサアレイ２１０における各磁気センサセル２２０の位置は、Ｘ方向の位置ｉ、Ｙ方向の位置ｊ、およびＺ方向の位置ｋの組［ｉ，ｊ，ｋ］により表される。ここで、ｉは１≦ｉ≦Ｎｘを満たす整数であり（ＮｘはＸ方向に配列された磁気センサセル２２０の個数を示す）、ｊは１≦ｊ≦Ｎｙを満たす整数であり（ＮｙはＹ方向に配列された磁気センサセル２２０の個数を示す）、ｋは１≦ｋ≦Ｎｚを満たす整数である（ＮｚはＺ方向に配列された磁気センサセル２２０の個数を示す）。なお、上述の説明では、複数の磁気センサセル２２０が、各軸方向に沿って等間隔に配列されている場合を一例として示した。しかしながら、これに限定されるものではない。複数の磁気センサセル２２０は、例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、および、Ｚ軸方向の少なくともいずれか一つの軸方向において、それぞれ異なる間隔に配列されていてもよい。

本図において、センサ部３００ｘ、３００ｙ、および３００ｚにより検出する磁場の３軸方向と、磁気センサセル２２０を配列する三次元の方向とが同一方向である。これにより、測定磁場の分布の各成分の把握が容易となる。しかしながら、検出する磁場の３軸方向と磁気センサセル２２０を配列する三次元の方向とは異なっていてもよい。例えば、検出する磁場の３軸方向としてＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸に代えて、極座標系のｒ軸、θ軸、およびφ軸を用いてもよい。また、磁気センサセル２２０を配列する三次元の方向として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸に代えて、極座標系のｒ軸、θ軸、およびφ軸を用いてもよい。検出する磁場の３軸方向と磁気センサセル２２０を配列する三次元の方向とが異なる場合、磁気センサセル２２０内におけるセンサ部３００の配置や、磁気センサセル２２０の配列方向に制約を受けることがなく、磁気センサアレイ２１０の設計の自由度を増すことができる。この場合、磁気センサセル２２０を小さく構成することができ、このため、このような複数の磁気センサセル２２０を有する磁気センサアレイ２１０を小型化することが可能となる。

図４は、本実施形態に係る磁気抵抗素子を有する磁気センサの入出力特性の一例を示す。本図は、横軸が磁気センサに入力する入力磁場の大きさＢを示し、縦軸が磁気センサの出力信号の大きさＶ＿ｘＭＲ０を示す。磁気センサは、例えば、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ：Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ－Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子またはトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ：Ｔｕｎｎｅｌ Ｍａｇｎｅｔｏ－Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子等を有し、予め定められた一軸方向の磁場の大きさを検出する。

このような磁気センサは、入力磁場Ｂに対する出力信号Ｖ＿ｘＭＲ０の傾きである磁気感度が高く、１０ｐＴ程度の微小な磁場を検出することができる。その一方で、磁気センサは、例えば、入力磁場Ｂの絶対値が１μＴ程度で出力信号Ｖ＿ｘＭＲ０が飽和してしまい、入出力特性の直線性が良好な範囲が狭い。そこで、このような磁気センサにフィードバック磁場を発生させる閉ループを加えると、磁気センサの直線性を改善することができる。このような磁気センサについて次に説明する。

図５は、本実施形態に係るセンサ部３００の構成例を示す。センサ部３００は、複数の磁気センサセル２２０のそれぞれの内部に設けられ、磁気センサ５２０と、磁場生成部５３０と、信号出力部５４０と、を含む。なお、センサ部３００の一部、例えば増幅回路５３２等は、磁気センサセル２２０側ではなくセンサデータ収集部２３０側に設けられてもよい。

磁気センサ５２０は、入力磁場を検出可能である。磁気センサ５２０は、図４で説明した磁気センサと同様に、ＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子等の磁気抵抗素子を有する。また、磁気センサ５２０のそれぞれは、磁気抵抗素子と磁気抵抗素子の両端に配置された二つの磁気収束板とを含み、磁気抵抗素子は、二つの磁気収束板に挟まれた位置に配置される。磁気センサ５２０が有する磁気抵抗素子は、感磁軸の正の方向を＋Ｘ方向とした場合に、＋Ｘ方向の磁場が入力すると抵抗値が増加し、－Ｘ方向の磁場が入力すると抵抗値が減少するように形成されてよい。即ち、磁気センサ５２０が有する磁気抵抗素子の抵抗値の変化を観測することにより、当該磁気センサ５２０に入力する入力磁場Ｂの大きさを検出することができる。例えば、磁気センサ５２０の磁気感度をＳとすると、磁気センサ５２０の入力磁場Ｂに対する検出結果は、Ｓ×Ｂと算出できる。なお、磁気センサ５２０は、一例として、電源等が接続され、抵抗値の変化に応じた電圧降下を、入力磁場Ｂの検出結果として出力する。磁気センサ５２０の構成の詳細については後述する。

磁場生成部５３０は、信号出力部５４０が出力する出力信号に応じた大きさで、磁気センサ５２０が検出した入力磁場Ｂを低減させるフィードバック磁場を発生させ、磁気センサ５２０に与える。磁場生成部５３０は、例えば、磁気センサ５２０に入力する入力磁場Ｂとは逆向きで、絶対値が当該入力磁場Ｂと略同一のフィードバック磁場Ｂ＿ＦＢを発生させ、入力磁場を打ち消すように動作する。磁場生成部５３０は、増幅回路５３２と、フィードバックコイル５３４とを含む。

増幅回路５３２は、磁気センサ５２０の入力磁場の検出結果に応じた電流をフィードバック電流Ｉ＿ＦＢとして出力する。磁気センサ５２０が有する磁気抵抗素子が、少なくとも１つの磁気抵抗素子を含むブリッジ回路により構成される場合、増幅回路５３２の入力端子対には、ブリッジ回路の出力がそれぞれ接続される。そして、増幅回路５３２は、ブリッジ回路の出力に応じた電流をフィードバック電流Ｉ＿ＦＢとして出力する。増幅回路５３２は、例えば、トランスコンダクタンスアンプを含み、磁気センサ５２０の出力電圧に応じたフィードバック電流Ｉ＿ＦＢを出力する。例えば、増幅回路５３２の電圧・電流変換係数をＧとすると、フィードバック電流Ｉ＿ＦＢは、Ｇ×Ｓ×Ｂと算出できる。

フィードバックコイル５３４は、フィードバック電流Ｉ＿ＦＢに応じたフィードバック磁場Ｂ＿ＦＢを発生させる。フィードバックコイル５３４は、磁気センサ５２０が有する磁気抵抗素子および磁気抵抗素子の両端に配置された二つの磁気収束板を取り囲むように、磁気センサ５２０が検出対象とする磁場の軸方向に沿って巻かれている。フィードバックコイル５３４は、磁気センサ５２０の全体にわたって均一のフィードバック磁場Ｂ＿ＦＢを発生させることが望ましい。例えば、フィードバックコイル５３４のコイル係数をβとすると、フィードバック磁場Ｂ＿ＦＢは、β×Ｉ＿ＦＢと算出できる。ここで、フィードバック磁場Ｂ＿ＦＢは、入力磁場Ｂを打ち消す向きに発生するので、磁気センサ５２０に入力する磁場は、Ｂ－Ｂ＿ＦＢに低減されることになる。したがって、フィードバック電流Ｉ＿ＦＢは、次式のように示される。

（数１）式をフィードバック電流Ｉ＿ＦＢについて解くと、センサ部３００の定常状態におけるフィードバック電流Ｉ＿ＦＢの値を算出することができる。磁気センサ５２０の磁気感度Ｓおよび増幅回路５３２の電圧・電流変換係数Ｇが十分に大きいとすると、（数１）式から次式が算出される。

信号出力部５４０は、磁場生成部５３０がフィードバック磁場Ｂ＿ＦＢを発生するために流すフィードバック電流Ｉ＿ＦＢに応じた出力信号Ｖ＿ｘＭＲを出力する。信号出力部５４０は、例えば、抵抗値Ｒの抵抗性素子を有し、当該抵抗性素子にフィードバック電流Ｉ＿ＦＢが流れることによって生じる電圧降下を出力信号Ｖ＿ｘＭＲとして出力する。この場合、出力信号Ｖ＿ｘＭＲは、（数２）式より次式のように算出される。

以上のように、センサ部３００は、外部から入力する磁場を低減させるフィードバック磁場を発生するので、磁気センサ５２０に実質的に入力する磁場を低減させる。これにより、センサ部３００は、例えば、磁気センサ５２０として図４に示した非線形性であり、動作磁場範囲が狭い特性を有する磁気抵抗素子を用い、入力磁場Ｂの絶対値が１μＴを超えても、出力信号Ｖ＿ｘＭＲが飽和することを防止できる。このようなセンサ部３００の入出力特性を次に説明する。

図６は、本実施形態に係るセンサ部３００の入出力特性の一例を示す。本図は、横軸がセンサ部３００に入力する入力磁場の大きさＢを示し、縦軸がセンサ部３００の出力信号の大きさＶ＿ｘＭＲを示す。センサ部３００は、磁気感度が高く、１０ｐＴ程度の微小な磁場を検出することができる。また、センサ部３００は、例えば、入力磁場Ｂの絶対値が１００μＴを超えても、出力信号Ｖ＿ｘＭＲの良好な線形性を保つことができる。

即ち、本実施形態に係るセンサ部３００は、例えば、入力磁場Ｂの絶対値が数百μＴ以下といった、予め定められた入力磁場Ｂの範囲において、当該入力磁場Ｂに対する検出結果が線形性を有するように構成される。このようなセンサ部３００を用いることにより、心磁信号のように微弱な磁気的信号を簡便に検出することができる。

図７は、本実施形態に係る磁気センサ５２０の構成例を示す。本図において、磁気センサ５２０は、磁気抵抗素子７１０と、磁気抵抗素子７１０の両端に配置された磁気収束板７２０および７３０とを有する。磁気収束板７２０および７３０は、磁気抵抗素子７１０を間に挟むように、磁気抵抗素子７１０の両端に配置されている。本図において、磁気収束板７２０は、感磁軸に沿って磁気抵抗素子７１０の負側に設けられ、磁気収束板７３０は、感磁軸に沿って磁気抵抗素子７１０の正側に設けられている。なお、ここで、感磁軸は、磁気抵抗素子７１０を形成する磁化固定層において固定された磁化の方向に沿っていてよい。また、感磁軸の負側から正側に向かって磁場が入力されると、磁気抵抗素子７１０の抵抗は増加または減少してよい。磁気収束板７２０および７３０は、例えばパーマロイ等の透磁率の高い材料により形成される。そして、磁気センサ５２０が本図に示すように構成される場合、フィードバックコイル５３４は、磁気抵抗素子７１０と、磁気抵抗素子７１０の両端に配置された磁気収束板７２０および７３０との断面を取り囲むように、磁気センサ５２０が検出対象とする磁場の軸方向に沿って巻かれている。また、磁気センサ５２０は、１つの磁気センサ５２０内に複数の磁気抵抗素子７１０を有する場合、磁気抵抗素子およびその両端に配置された磁気収束板を含む組を複数有してもよい。その場合、磁気抵抗素子およびその両端に配置された磁気収束板を含む組を１つのコイルで取り囲むようにフィードバックコイル５３４が巻かれてもよい。

このような磁気センサ５２０において、感磁軸の負側から正側に磁場が入力されると、透磁率の高い材料で形成された磁気収束板７２０および７３０が磁化されることにより、本図において破線で示すような磁束の分布が発生する。すると、磁気収束板７２０および７３０が磁化されることにより発生する磁束は、二つの磁気収束板７２０および７３０の間に挟まれた磁気抵抗素子７１０の位置を通過することとなる。このため、磁気抵抗素子７１０の位置における磁束密度は、磁気収束板７２０および７３０を配置することによって大幅に増加させることができる。また、本図のように、磁気収束板７２０および７３０に挟まれた狭い位置に配置された磁気抵抗素子７１０を用いて磁場の空間分布をサンプリングすることにより、空間におけるサンプリング点を明確にすることができる。

図８は、本実施形態に係る磁気センサ５２０にフィードバック磁場を発生させた時の磁束分布を示す。図８においては、図７と同じ機能および構成を有する部材に対して同じ符号を付すとともに、以下相違点を除き説明を省略する。本実施形態に係る磁気センサ５２０において、フィードバックコイル５３４にフィードバック電流が供給されると、フィードバックコイル５３４がフィードバック磁場を発生させることにより、本図において一点鎖線で示すような磁束の分布が発生する。このフィードバック磁場により発生する磁束は、磁気抵抗素子７１０に入力され磁気収束板７２０および７３０によって磁気増幅された磁場の空間分布をキャンセルするように空間分布する。このため、磁気センサ５２０は、本図に示すように磁気抵抗素子７１０の両端に磁気収束板７２０および７３０が配置されている場合には、磁気抵抗素子７１０の位置における磁場分布をフィードバック磁場によって正確にキャンセルすることができるため、入力磁場と出力電圧との間の線形性が高いセンサを実現することができる。

図９は、本実施形態に係る磁気センサアレイ２１０における複数の磁気センサセル２２０の配置例を示す。図２および図３においては、説明の便宜上、磁気センサアレイ２１０が平面状であるように示した。しかしながら、実際には、磁気センサアレイ２１０は、本図に示すように、複数の磁気センサセル２２０がそれぞれ一方向に湾曲させた２つの曲面の間の格子点に配置されるように三次元に配列して構成されてよい。それぞれ一方向に湾曲させた２つの曲面とは、例えば、同一の軸および互いに異なる径を有する２つの円筒面それぞれの一部であってよい。それぞれ一方向に湾曲させた２つの曲面の湾曲の度合いは同一であってもよいし、異なっていてもよい。一例として、磁気センサアレイ２１０は、複数の磁気センサセル２２０を断面視円弧状に三次元に配列して構成されてよい。

すなわち、複数の磁気センサセル２２０は、被計測体（被検者）の重心を中心として、被計測体の胸部に沿うように断面視円弧状に配列されてよい。この際、各磁気センサセル２２０は、三次元格子空間におけるそれぞれ一方向に湾曲させた２つの曲面の間の格子点にそれぞれ配置されている。なお、ここで、格子点とは、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向にそれぞれ予め定められた間隔で等間隔に設けられた格子状の点である。一例として、各磁気センサセル２２０は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向のいずれか一の方向から見たときに、一の方向に直交する方向に凸を有する曲面に沿うように配置されている。本図においては、各磁気センサセル２２０が、Ｙ方向から見たときに、Ｚ軸のプラス方向に凸を有する曲面に沿うように配置されている例を示す。そして、磁気センサアレイ２１０は、例えば、各磁気センサセル２２０の各頂点が、Ｚ軸のプラス方向に凸を有する予め定められた曲面を超えない範囲で、できる限りＺ軸のマイナス方向に配置されるように、各磁気センサセル２２０を三次元格子空間における格子点にそれぞれ配置することで、Ｚ軸のプラス方向に凸を有する曲面形状を形成してよい。

より詳細には、本図断面視において、内側（Ｚ軸マイナス側）の複数の磁気センサセル２２０、すなわち、磁気センサセル２２０［１，ｊ，１］～２２０［８，ｊ，１］が、符号９１０で示される磁気センサアレイ２１０の内接円の外部に配置されるように、符号９１５の一点鎖線で示される円弧の外部に配列される。また、外側（Ｚ軸プラス側）の複数の磁気センサセル２２０、すなわち、磁気センサセル２２０［１，ｊ，２］～２２０［８，ｊ，２］が、符号９２０で示される磁気センサアレイ２１０の外接円の内部に配置されるように、符号９２５の二点鎖線で示される円弧の内部に配列される。これら内接円、外接円の中心は共通であり、後述の信号分離計算における座標原点と一致する。

これにより、磁気センサアレイ２１０は、心臓に対向する一方向だけでなく多方向にセンサ部を配置させることができ、心磁を多方向からセンシングすることができる。また、本実施形態に係る磁気センサアレイ２１０は、一例として磁気センサセル２２０を直方体状に形成しているため、磁気センサアレイ２１０の形状を容易に変更することができる。すなわち、本実施形態に係る磁気センサアレイ２１０は、磁気センサセル２２０を格子点に配置して構成可能な様々な形状を採ることができ、設計の自由度が高い。したがって、磁気センサアレイ２１０は、本図に示すように、複数の磁気センサセル２２０を三次元の空間においてそれぞれ一方向に湾曲させた２つの曲面の間の格子点に配置することで、三次元の空間において曲面形状を容易に形成することができる。そして、磁場計測装置１０は、被計測体の胸部が曲面の中心側に位置するように、すなわち、計測対象磁場源である心臓が曲面の中心側に位置するように磁気センサアレイ２１０を配置して磁場を計測する。これにより、磁場計測装置１０は、計測対象磁場源である心臓に近い位置で計測した計測データを用いて信号空間分離する（後述する）ことで、高精度に計測対象磁場と外乱磁場とを分離することができる。なお、この際、磁気センサアレイ２１０は、曲面の曲率が被計測体の胸部周りの曲率と略同等であると、計測対象磁場源である心臓により近い位置で磁場を計測できるため、好ましい。

図１０は、第１の実施形態に係るセンサデータ処理部１０００の構成を、磁気センサアレイ２１０およびセンサデータ収集部２３０とともに示す。

磁気センサアレイ２１０は、各々が少なくとも１つのセンサ部３００を有する複数の磁気センサセル２２０により構成され、磁気センサアレイ２１０全体として、入力磁場を３軸方向で検出可能である。本図においては、磁気センサアレイ２１０が、Ｍ個のセンサ部３００［１］～３００［Ｍ］を有する場合を一例として示している。各センサ部３００は、例えば、図５に示すようなＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子等の磁気抵抗素子を用いたものであってよい。

センサデータ収集部２３０は、複数のＡＤ変換器２３２およびクロック発生器２３４を有する。複数のＡＤ変換器２３２は、複数のセンサ部３００［１］～３００［Ｍ］のそれぞれに対応して設けられており、対応するセンサ部３００が出力するアナログの出力信号（図６のＶ＿ｘＭＲ）をデジタルの計測データＶ［１］～Ｖ［Ｍ］にそれぞれ変換する。

クロック発生器２３４は、サンプリングクロックを発生させ、共通のサンプリングクロックを複数のＡＤ変換器２３２のそれぞれへ供給する。そして、複数のＡＤ変換器２３２のそれぞれは、クロック発生器２３４から供給された共通のサンプリングクロックに応じてＡＤ変換を行う。したがって、異なる位置に設けられた複数のセンサ部３００［１］～３００［Ｍ］の出力をそれぞれＡＤ変換する複数のＡＤ変換器２３２の全てが同期動作をする。これにより、複数のＡＤ変換器２３２は、異なる空間に設けられた複数のセンサ部３００［１］～３００［Ｍ］の検出結果を同時にサンプリングすることができる。

センサデータ処理部１０００は、例えば、計測処理装置１５０内に設けられてよい。センサデータ処理部１０００は、複数のセンサ部３００［１］～３００［Ｍ］のそれぞれに対応して設けられた複数の計測データ取得部１０１０および複数のデータ出力部１０２０と、基底ベクトル記憶部１０３０と、信号空間分離部１０４０と、特定部１０６０と、磁場再構成部１０７０と、結果出力部１０８０とを備える。

計測データ取得部１０１０は、磁気センサアレイ２１０によって計測された計測データを時系列に取得する。これにより、計測データ取得部１０１０は、入力磁場を検出可能な磁気センサ５２０によって計測された計測データを時系列に取得する。より詳細には、複数の計測データ取得部１０１０が、対応するセンサ部３００に接続された複数のＡＤ変換機２３２のそれぞれに接続され、磁気センサアレイ２１０が有する複数のセンサ部３００［１］～３００［Ｍ］によって計測された計測データＶ［１］～Ｖ［Ｍ］をそれぞれ時系列に取得する。具体的に、計測データ取得部１０１０は、ＡＤ変換機２３２によってデジタルに変換されたデジタルの計測データＶを所定のタイミングＴでラッチして取得するフリップフロップ等を用いて構成されてよい。計測データ取得部１０１０は、取得した計測データＶをデータ出力部１０２０へ供給する。

データ出力部１０２０は、複数の計測データ取得部１０１０のそれぞれから供給された計測データＶ［１］～Ｖ［Ｍ］を各センサ信号成分Φ［１］～Φ［Ｍ］とした、センサアレイ信号Φを信号空間分離部１０４０へ出力する。

一例として、計測期間が予め６０ｓ（秒）にセットされていたとする。そして、計測データ取得部１０１０によるデータ取得間隔が１０ｍｓにセットされていたとする。この場合、計測データ取得部１０１０は、６０ｓの計測期間に亘って、１０ｍｓ間隔で計測データＶを時系列に取得してよい。そして、データ出力部１０２０は、６０ｓの計測期間に亘って、１０ｍｓ間隔でセンサアレイ信号Φを出力してよい。なお、上述の説明では、計測データ取得部１０１０によるデータ取得間隔とデータ出力部１０２０によるデータ出力間隔とが同一である場合を一例として示したが、これに限定されるものではない。データ出力部１０２０によるデータ出力間隔は、計測データ取得部１０１０によるデータ取得間隔よりも長くセットされていてもよい。この場合、データ出力部１０２０は、計測データ取得部１０１０により１０ｍｓ間隔で取得された計測データを一時的に蓄積し、蓄積した計測データＶを各信号成分としたセンサアレイ信号Φを、例えば、１ｓ間隔でまとめて出力してもよい。

基底ベクトル記憶部１０３０は、信号空間分離部１０４０がセンサアレイ信号Φを信号分離するために必要な基底ベクトルを記憶し、これを信号空間分離部１０４０へ供給する。

信号空間分離部１０４０は、データ出力部１０２０からセンサアレイ信号Φの各成分として供給された計測データＶ［１］～Ｖ［Ｍ］によって示される入力磁場の空間分布を、正規直交関数の空間分布を持つ磁場を磁気センサアレイ２１０で検出した場合に複数の磁気センサ５２０のそれぞれが出力する信号を各信号成分として有するベクトル信号を基底ベクトルとして信号分離する。すなわち、信号空間分離部１０４０は、正規直交関数と磁気センサアレイ２１０の各磁気センサの位置および磁気感度から計算された基底ベクトルに基づいて、計測データＶ［１］～Ｖ［Ｍ］によって示される入力磁場の空間分布を信号分離する。この際、信号空間分離部１０４０は、信号分離に必要な基底ベクトルを、基底ベクトル記憶部１０３０から取得する。そして、信号空間分離部１０４０は、基底ベクトル記憶部１０３０から取得した基底ベクトルを用いて、計測データＶ［１］～Ｖ［Ｍ］によって示される入力磁場の空間分布を、計測対象磁場成分（信号源空間信号）と外乱磁場成分（外乱空間信号）とに信号分離する。信号空間分離部１０４０は、信号分離した結果を特定部１０６０および磁場再構成部１０７０へ供給する。これについては後述する。また、信号空間分離部１０４０は、データ出力部１０２０から出力されたセンサアレイ信号Φ（計測データＶ［１］～Ｖ［Ｍ］）自体も磁場再構成部１０７０へ供給する。

特定部１０６０は、外乱磁場が予め定められた基準を超える外乱期間を特定する。この際、特定部１０６０は、外乱磁場が予め定められた基準を超えるかどうか判断する。本実施形態においては、特定部１０６０は、信号空間分離部１０４０により信号分離された結果に基づいて、外乱磁場が予め定められた基準を超えるかどうか判断する。しかしながら、これに限定されるものではない。磁場計測装置１０は、外乱磁場を計測するための専用のセンサを別途備えていてもよい。この場合、特定部１０６０は、当該専用のセンサによる計測値に基づいて、外乱磁場が予め定められた基準を超えるかどうか判断してもよい。また、磁場計測装置１０は、他の機器が外乱磁場を計測した計測値を取得する機能を別途備えていてもよい。この場合、特定部１０６０は、当該他の機器から取得した計測値に基づいて、外乱磁場が予め定められた基準を超えるかどうか判断してもよい。本実施形態においては、特定部１０６０は、このようにして外乱磁場が予め定められた基準を超えると判断したタイミングに応じて、外乱期間を特定する。一例として、特定部１０６０は、計測期間の開始から３０ｓ～３５ｓの間に外乱磁場が予め定められた基準を超えると判断していたとする。この場合、特定部１０６０は、計測期間の開始から３０ｓ～３５ｓの期間を外乱期間として特定する。特定部１０６０は、特定した外乱期間を示す情報を結果出力部１０８０へ供給する。

磁場再構成部１０７０は、センサアレイ信号Φの各成分として供給された計測データＶ［１］～Ｖ［Ｍ］を用いて、三次元空間内において指定された平面である仮想センサ面上の１つ以上、好ましくは複数の位置について仮想センサ面に直交する成分の磁場を再構成する。この際、磁場再構成部１０７０は、信号分離された結果に基づいて、仮想センサ面上の１つ以上の位置について、外乱磁場成分が分離された計測対象磁場成分の磁場を再構成してよい。磁場再構成部１０７０は、再構成した磁場に関する情報を、結果出力部１０８０へ供給する。

結果出力部１０８０は、外乱期間を除く期間に計測された計測データに基づく計測結果を出力する。例えば、結果出力部１０８０は、仮想センサ面上の複数の位置について再構成した磁場を用いて、被計測体の電気活動による活動電流の状態を仮想センサ面に投影した電流マップを出力してよい。この際、結果出力部１０８０は、外乱期間を除く期間に計測された計測データに基づく計測結果のみを出力する。一例として、計測期間が６０ｓにセットされ、計測期間の開始から３０ｓ～３５ｓの期間が外乱期間として特定されたとする。この場合、結果出力部１０８０は、計測期間の開始から３０ｓより前（０ｓ≦ｔ＜３０ｓ）、および、計測期間の開始から３５ｓより後（３５ｓ＜ｔ≦６０ｓ）に計測された計測データに基づく計測結果のみを出力する。すなわち、結果出力部１０８０は、計測期間の開始から３０ｓ～３５ｓ（３０ｓ≦ｔ≦３５ｓ）に計測された計測データに基づく計測結果を、計測結果から除外して出力する。計測結果出力部１０８０は、計測結果、例えば、電流マップを、表示・印刷等により出力する。

なお、上述の説明では、特定部１０６０が外乱期間を示す情報を結果出力部１０８０へ供給し、結果出力部１０８０が、外乱期間における計測結果を除外して出力する場合を一例として説明した。しかしながら、これに限定されるものではない。特定部１０６０は、外乱期間を示す情報を磁場再構成部１０７０へ供給してもよい。この場合、磁場再構成部１０７０は、外乱期間におけるデータを除外した計測データＶを用いて、磁場を再構成してもよい。この際、磁場再構成部１０７０は、磁場の再構成に用いる計測データＶから外乱期間におけるデータを削除してもよいし、外乱期間におけるデータに無効フラグを付し、当該無効フラグが付されていない計測データＶのみを用いて磁場を再構成してもよい。また、特定部１０６０は、外乱期間を示す情報を信号空間分離部１０４０へ供給してもよい。この場合、信号空間分離部１０４０は、磁場再構成部１０７０へ供給するセンサアレイ信号Φから外乱期間におけるデータを削除してもよいし、外乱期間におけるデータに無効フラグを付したセンサアレイ信号Φを磁場再構成部１０７０へ供給してもよい。このように、磁場計測装置１０が外乱期間を除く期間に計測された計測データに基づく計測結果を最終的に出力すればよく、いずれの機能部が主体となって外乱期間を除く処理を実行してもよい。

このような本実施形態に係る磁場計測装置１０における処理を、数式を用いて詳細に説明する。

図１１は、本実施形態に係る磁場計測装置１０が磁場の空間分布を信号分離するフローを示す。ステップ１１１０において、基底ベクトル記憶部１０３０は、基底ベクトルを記憶する。一例として、基底ベクトル記憶部１０３０は、磁気センサアレイ２１０が各センサの誤差が無く理想的に作られたものと仮定してシミュレーションした結果により予め決められている信号ベクトルを、基底ベクトルとして記憶してよい。また、基底ベクトル記憶部１０３０は、予め定められたキャリブレーション磁場を磁気センサユニット１１０に与え、キャリブレーション磁場の空間分布を信号空間分離部１０４０が信号分離した場合における分離誤差を最小化するように最適化された基底ベクトルを記憶してよい。

次に、ステップ１１２０において、信号空間分離部１０４０は、磁気センサアレイ２１０によって計測されたセンサアレイ信号Φ、すなわち、計測データＶ［１］～Ｖ［Ｍ］を、データ出力部１０２０から取得する。

また、ステップ１１３０において、信号空間分離部１０４０は、ステップ１１１０において基底ベクトル記憶部１０３０が基底ベクトルとして記憶した信号ベクトルを、基底ベクトル記憶部１０３０から取得する。なお、本フローにおいて、ステップ１１２０とステップ１１３０とはどちらが先に行われてもよい。

ステップ１１４０において、信号空間分離部１０４０は、ステップ１１２０において取得した計測データＶ［１］～Ｖ［Ｍ］によって示される磁場の空間分布を、ステップ１１３０において取得した信号ベクトルを基底ベクトルとして利用して級数展開する。そして、信号空間分離部１０４０は、級数展開によって得られたベクトルから、磁場の空間分布を計測対象磁場と外乱磁場とに信号分離する。すなわち、信号空間分離部１０４０は、計測データＶ［１］～Ｖ［Ｍ］によって示される入力磁場の空間分布を、正規直交関数の空間分布を持つ磁場を磁気センサアレイ２１０で検出した場合に磁気センサ５２０のそれぞれが出力する信号を各信号成分として有するベクトル信号を基底ベクトルとして信号分離する。すなわち、信号空間分離部１０４０は、正規直交関数と磁気センサアレイ２１０の各磁気センサ５２０の位置および磁気感度とから計算された基底ベクトルに基づき、計測データＶ［１］～Ｖ［Ｍ］によって示される入力磁場の空間分布を信号分離する。ここで、正規直交関数は球面調和関数であってよい。また、信号空間分離部１０４０は、信号分離するにあたって、基底ベクトルの係数を最小２乗法により計算する。以下、これについて詳細に説明する。

磁気センサアレイ２１０を構成する各センサが配置される位置に関して、座標原点からの位置を表す位置ベクトルｒの位置において、電流ｉ（ｒ）＝０であるとき、静磁場Ｂ（ｒ）は、ラプラス方程式Δ・Ｖ（ｒ）＝０を満たすポテンシャルＶ（ｒ）を用いて、次式のように、ポテンシャルＶ（ｒ）の空間勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）として求められる。ここで、Δはラプラシアンであり、μは透磁率であり、∇はベクトル微分演算を表す演算子である。

そして、ラプラス方程式の解は、一般に、正規直交関数系である球面調和関数Ｙ_ｌ，ｍ（θ，φ）を使った級数展開の形での解を持つため、ポテンシャルＶ（ｒ）は次式で表すことができる。ここで、｜ｒ｜は位置ベクトルｒの絶対値（座標原点からの距離）であり、θおよびφは球座標における２つの偏角であり、ｌは方位量子数であり、ｍは磁気量子数であり、αおよびβは多極モーメントであり、ＬｉｎおよびＬｏｕｔはそれぞれ被計測体から見て磁気センサアレイ２１０の手前の空間と奥の空間のそれぞれについての級数の数である。方位量子数ｌは正の整数をとり、磁気量子数ｍは－ｌから＋ｌまでの整数をとる。すなわち、例えばｌが１のとき、ｍは－１、０、および１であり、例えばｌが２のとき、ｍは－２、－１、０、１、および２である。なお、磁場においては単磁極が存在しないことから、（数５）において方位量子数ｌは、０からではなく１から始まっている。（数５）における第１項は、座標原点からの距離に反比例する項であり、座標原点から見て磁気センサアレイ２１０の手前の空間に存在するポテンシャルを示している。また、（数５）における第２項は、座標原点からの距離に比例する項であり、座標原点から見て磁気センサアレイ２１０の奥の空間に存在するポテンシャルを示している。

したがって、（数４）および（数５）によれば、静磁場Ｂ（ｒ）は、次式で表すことができる。ここで、（数６）における第１項は、被計測体から見て磁気センサアレイ２１０の手前の空間に存在する磁場源、すなわち、例えば、心臓の電気活動が作る心磁（計測対象磁場）を示している。また、（数６）における第２項は、被計測体から見て磁気センサアレイ２１０の奥の空間に存在する磁場源が作る外乱磁場を示している。

球面調和関数を使った級数展開の形でラプラス方程式の解を表した場合、その一般解は無限級数となるが、生体磁場を計測するのに十分なＳＮＲ（信号ノイズ比、すなわち、外乱磁場及びセンサノイズに対する計測対象磁場信号の比）が得られればよく、実際には１０項程度の級数で表せば十分であると言われている。また、脳磁計における信号空間分離の級数については、Ｌｉｎ＝８、Ｌｏｕｔ＝３程度でよいと言われている。したがって、本実施形態においても、Ｌｉｎ＝８、Ｌｏｕｔ＝３の場合を一例として説明する。しかしながら、ＬｉｎおよびＬｏｕｔの値は、これに限定されるものではなく、外乱磁場を十分抑制し計測対象磁場だけを算出するのに十分な、いかなる数値であってもよい。

ここで、センサアレイ信号Φは、Ｍ次元のベクトルからなり、ベクトルの各信号成分は、各センサ部３００の磁気センサ５２０が配置された位置ベクトルｒ［ｍ］における磁場ベクトルＢ（ｒ［ｍ］）と、各磁気センサ５２０の磁気感度ベクトルＳ［ｍ］の内積となる。したがって、各磁気センサ５２０について、それぞれが磁気感度ベクトルＳ［ｍ］＝（Ｓ［ｍ］，ｘ、 Ｓ［ｍ］，ｙ、 Ｓ［ｍ］，ｚ）を持つ場合、センサアレイ信号Φは、次式で表される。

すなわち、各センサ信号成分Φ［ｍ］は、次式で表される。

したがって、基底ベクトルａ_ｌ，ｍおよびｂ_ｌ，ｍは、次式のように定義される。

ここで、Ａ、Ｂ、Ｘｉｎ、およびＸｏｕｔをそれぞれ次のように定義する。すなわち、Ａを、ｌ＝１からＬ＝Ｌｉｎまで、各ｌにおいてｍ＝－ｌからｌまでの整数をとった時の各ベクトルａを順に列に並べた、計Ｌｉｎ・（Ｌｉｎ＋２）列のベクトルと定義する。また、Ｂを、ｌ＝１からＬ＝Ｌｏｕｔまで、各ｌにおいてｍ＝－ｌからｌまでの整数をとった時の各ベクトルｂを順に列に並べた、計Ｌｏｕｔ・（Ｌｏｕｔ＋２）列のベクトルと定義する。また、Ｘｉｎを、ｌ＝１からｌ＝Ｌｉｎまで、各ｌにおいてｍ＝－ｌからｌまでの整数をとった時の各多極モーメントαを順に列に並べたベクトルを転置した、計Ｌｉｎ・（Ｌｉｎ＋２）行のベクトルと定義する。また、Ｘｏｕｔを、ｌ＝１からｌ＝Ｌｏｕｔまで、各ｌにおいてｍ＝－ｌからｌまでの整数をとった時の各多極モーメントβを順に並べたベクトルを転置した、計Ｌｏｕｔ・（Ｌｏｕｔ＋２）行のベクトルと定義する。

そうすると、センサアレイ信号Φは、次式に示すように、基底ベクトル行列［Ａ Ｂ］と縦ベクトルＸの内積の形で表すことができる。ここで、基底ベクトル行列［Ａ Ｂ］は、基底ベクトルを示し、例えば、ステップ１１３０において、信号空間分離部１０４０が基底ベクトル記憶部１０３０から取得したものである。また、縦ベクトルＸは、基底ベクトルに係る係数を示す。

信号空間分離部１０４０は、ステップ１１４０において、この（数１１）で得られたモデル式に基づいて、次式を用いて、Φ＝［Ａ Ｂ］・Ｘを最小２乗近似で満たす縦ベクトル＾Ｘ（ここで、「＾Ｘ」は、（数１２）における左辺を示し、Ｘのハット（推定値）を意味するものとする。）を決定する。

したがって、信号空間分離部１０４０は、最小２乗解のＭ次元ベクトルとして、センサアレイ信号のハット＾Φを、次式により表すことができる。これにより、信号空間分離部１０４０は、ステップ１１４０において、磁場の空間分布を解くことができる。これにより、磁場計測装置１０は、計測対象磁場をφｉｎ＿ｈ＝ＳｉｎＸｉｎ、外乱磁場をφｏｕｔ＿ｈ＝ＳｏｕｔＸｏｕｔとして推定することができる。

これにより、本実施形態に係る磁場計測装置１０によれば、複数の磁気センサセル２２０を有し、３軸方向の入力磁場を検出可能な磁気センサアレイ２１０を用いて計測された計測データＶ［１］～Ｖ［Ｍ］によって示される磁場の空間分布を、計測対象磁場成分＾Ｘｉｎ・Ａと外乱磁場成分＾Ｘｏｕｔ・Ｂとに信号分離することができる。この際、本実施形態に係る磁場計測装置１０によれば、複数のセンサ部３００がそれぞれ磁気収束板を有するので、センサ部３００の磁気感度を高めるとともに、空間サンプリング点を明確化することができ、信号空間分離技術との親和性をより高めることができる。

図１２は、本実施形態に係る磁場計測装置１０が外乱期間を除く期間に計測された計測データに基づく計測結果を出力するフローを示す。ステップＳ１２１０において、磁場計測装置１０は、計測データを時系列に取得する。例えば、計測データ取得部１０１０は、磁気センサアレイ２１０によって計測された計測データＶを時系列に取得する。これにより、計測データ取得部１０１０は、入力磁場を検出可能な磁気センサ５２０によって計測された計測データＶを時系列に取得する。一例として、計測データ取得部１０１０は、６０ｓの計測期間に亘って、１０ｍｓ間隔で計測データＶを時系列に取得する。そして、データ出力部１０２０は、６０Ｓの計測期間に亘って、１０ｍｓ間隔でセンサアレイ信号Φを出力する。

ステップＳ１２２０において、磁場計測装置１０は、入力磁場の空間分布を信号分離する。例えば、信号空間分離部１０４０は、ステップＳ１２１０において取得された計測データＶによって示される入力磁場の空間分布を、例えば、図１１のフローにより、信号分離する。信号空間分離部１０４０は、決定した縦ベクトル＾Ｘに関する情報を、信号分離した結果として特定部１０６０および磁場再構成部１０７０へ供給する。また、信号空間分離部１０４０は、データ出力部１０２０から出力されたセンサアレイ信号Φ自体も磁場再構成部１０７０へ供給する。

ステップＳ１２３０において、磁場計測装置１０は、外乱期間を特定する。例えば、特定部１０６０は、ステップＳ１２２０において信号分離された結果に基づいて、外乱磁場が予め定められた基準を超えるかどうか判断する。一例として、特定部１０６０は、ＳｏｕｔＸｏｕｔにより推定された（数６）における第２項の各成分のいずれかの大きさが予め定められた閾値を超える場合に、外乱磁場が予め定められた基準を超えると判断してよい。これに代えて、または、加えて、特定部１０６０は、ＳｏｕｔＸｏｕｔにより推定された（数６）における第２項の各成分の大きさの和や平均が予め定められた閾値を超える場合に外乱磁場が予め定められた基準を超えると判断してよい。特定部１０６０は、例えばこのようにして、外乱磁場成分の大きさが予め定められた閾値を超える場合に、外乱磁場が予め定められた基準を超えると判断することができる。

なお、上述の説明では、特定部１０６０が、外乱磁場成分の大きさに着目して外乱磁場が予め定められた基準を超えると判断する場合を一例として示したが、これに限定されるものではない。特定部１０６０は、外乱磁場成分の変化の大きさに着目して外乱磁場が予め定められた基準を超えると判断してもよい。例えば、特定部１０６０は、ＳｏｕｔＸｏｕｔにより推定された（数６）における第２項の各成分のいずれかの変化の大きさが予め定められた閾値を超える場合に、外乱磁場が予め定められた基準を超えると判断してよい。これに代えて、または、加えて、特定部１０６０は、ＳｏｕｔＸｏｕｔにより推定された（数６）における第２項の各成分の変化の大きさの和や平均が予め定められた閾値を超える場合に外乱磁場が予め定められた基準を超えると判断してよい。特定部１０６０は、例えばこのようにして、外乱磁場成分の変化の大きさが予め定められた閾値を超える場合に、外乱磁場が予め定められた基準を超えると判断することもできる。

なお、このような判断に用いる閾値は、実験データや理論値等に基づいてユーザにより予め設定されたものであってもよいし、磁場計測装置１０が実際に配置される実空間において予め計測されたデータを用いて学習されたものであってもよい。

特定部１０６０は、外乱磁場が予め定められた基準を超えると判断したタイミングに応じて、外乱期間を特定する。一例として、特定部１０６０は、計測期間の開始から３０ｓ～３５ｓの間に外乱磁場が予め定められた基準を超えると判断していたとする。この場合、特定部１０６０は、計測期間の開始から３０ｓ～３５ｓの期間を外乱期間として特定する。特定部１０６０は、特定した外乱期間を示す情報を結果出力部１０８０へ供給する。

ステップＳ１２４０において、磁場計測装置１０は、磁場を再構成する。例えば、磁場再構成部１０７０は、計測データＶを用いて、仮想センサ面上の１つ以上の位置について仮想センサ面に直交する成分の磁場を再構成する。ここで、仮想センサ面は、三次元空間内において指定された平面であって、実体としてのセンサが存在していなくてもよい仮想的な平面である。磁場計測装置１０は、例えば、ユーザ入力を受け付け、当該ユーザ入力に基づいて仮想センサ面を指定してもよい。これに代えて、磁場計測装置１０は、例えば、磁気センサアレイ２１０からの相対的な位置関係に基づいて予め定められた平面を仮想センサ面として自動的に指定してもよい。また、磁場計測装置１０が、心臓の電気活動により生成される磁場である心磁を計測対象とする場合、仮想センサ面は、被計測体の胸面の直上（前面）に指定されてよい。これより先、仮想センサ面が、被計測体の胸面の直上（前面）におけるＸＹ平面と平行な面に指定されたものとして説明する。

磁場再構成部１０７０は、ステップ１２２０において信号分離された結果に基づいて、このように指定された仮想センサ面において等間隔（例えば、Ｘ軸方向２．５ｃｍ、Ｙ軸方向２．５ｃｍ間隔）な格子状の複数の位置（例えば、Ｘ軸方向８か所×Ｙ軸方向８か所＝計６４か所）について磁場を再構成する。すなわち、磁場計測装置１０は、１≦ｉ≦８、１≦ｊ≦８、ｋ＝１として、仮想センサ面上の複数の位置ベクトルｒ［ｉ，ｊ，ｋ］（３次元の極座標表示では（ｒ［ｉ，ｊ，ｋ］，θ［ｉ，ｊ，ｋ］，φ［ｉ，ｊ，ｋ］）なる。）のそれぞれについて、次式を用いて磁場を再構成する。

ここで、（数１４）における第１項が再構成された計測対象磁場成分を示し、第２項が再構成された外乱磁場成分を示している。そこで、磁場再構成部１０７０は、（数１４）における第１項のみを取り出し、仮想センサ面の１つ以上の位置について再構成した磁場を取得する。このように、磁場再構成部１０７０は、信号分離した結果に基づいて、仮想センサ面上の１つ以上の位置について、外乱磁場成分が分離された計測対象磁場成分の磁場を再構成する。

なお、上述の説明では、特定部１０６０が信号空間分離された直後の外乱磁場成分、すなわち、（数６）における第２項に基づいて外乱磁場が予め定められた基準を超えると判断する場合を一例として示した。しかしながら、これに限定されるものではない。特定部１０６０は、再構成後の外乱磁場成分、すなわち、（数１４）における第２項に基づいて外乱磁場が予め定められた基準を超えると判断してもよい。

このようにして再構成された磁場は、Ｘ軸成分、Ｙ軸成分、および、Ｚ軸成分の３軸成分を含むので、磁場再構成部１０７０は、再構成した３軸成分のうちのＺ軸成分Ｂｚのみを、結果出力部１０８０へ供給する。

ステップ１２５０において、磁場計測装置１０は、電流マップを生成する。例えば、結果出力部１０８０は、ステップ１２４０において仮想センサ面上の複数の位置について再構成した磁場を用いて、被計測体の電気活動による活動電流の状態を仮想センサ面に投影した電流マップを生成する。より詳細には、結果出力部１０８０は、２≦ｉ≦８、２≦ｊ≦８として、次式により、仮想センサ面上の複数の位置のそれぞれについて再構成した磁場と、隣接する位置について再構成した磁場との差分に基づいて、複数の位置における電流ベクトルを示す電流アローマップを生成する。

ステップ１２６０において、磁場計測装置１０は、電流マップを出力する。一例として、結果出力部１０８０は、ステップ１２５０において生成された電流マップのうち、外乱期間を除く期間に計測された計測データに基づく電流マップのみを表示・印刷等により出力する。一例として、計測期間が６０ｓにセットされ、計測期間の開始から３０ｓ～３５ｓの期間が外乱期間として特定されたとする。この場合、結果出力部１０８０は、計測期間の開始から３０ｓより前（０ｓ≦ｔ＜３０ｓ）、および、計測期間の開始から３５ｓより後（３５ｓ＜ｔ≦６０ｓ）に計測された計測データに基づく電流マップのみを出力する。すなわち、結果出力部１０８０は、計測期間の開始から３０ｓ～３５ｓ（３０ｓ≦ｔ≦３５ｓ）に計測された計測データに基づく電流マップを、計測結果から除外して出力する。そして、磁場計測装置１０は、フローを終了する。

図１３は、本実施形態に係る磁場計測装置１０が仮想センサ面上の１つ以上の位置について再構成した磁場の一例を示す。本図左に示されるように、本実施形態に係る磁場計測装置１０は、各々が磁気センサ５２０と出力信号を出力する信号出力部５４０とを有する複数の磁気センサセル２２０がそれぞれ一方向に湾曲させた２つの曲面の間の格子点に配置されるように三次元に配列して構成され、３軸方向の入力磁場を検出可能な磁気センサアレイ２１０を用いて磁場を計測する。また、磁場計測装置１０は、三次元空間内において指定された平面である仮想センサ面１３１０を指定する。このような仮想センサ面１３１０は、実体としてのセンサが存在していなくてもよい仮想的な平面である。本図においては、仮想センサ面１３１０が、被計測体の胸面の直上（前面）におけるＸＹ平面と平行な面に指定されている。そして、磁場計測装置１０は、このような３軸方向の入力磁場を検出可能な三次元の磁気センサアレイ２１０によって計測された計測データを用いて、例えば、図１１および図１２のフローにしたがって、仮想センサ面１３１０上の１つ以上の位置について仮想センサ面に直交する成分の磁場を再構成する。一例として、磁場計測装置１０は、本図右に示されるように、ＸＹ平面と平行な面である仮想センサ面１３１０上において、Ｘ軸方向に８個の仮想センサが２．５ｃｍ間隔で等間隔に配置され、Ｙ軸方向に８個の仮想センサが２．５ｃｍ間隔で等間隔に配置されているものとみなして、Ｘ軸方向８個×Ｙ軸方向８個＝計６４個の仮想センサの位置におけるＺ軸成分の磁場を再構成する。

なお、上述の説明では、磁場計測装置１０が、仮想センサ面においてＸ軸方向８か所×Ｙ軸方向８か所の計６４か所についての磁場を再構成する場合を一例として説明した。しかしながら、これに限定されるものではない。磁場計測装置１０は、Ｘ軸方向において８か所よりも多い、または、少ない箇所の磁場を再構成してもよい。同様に、磁場計測装置１０は、Ｙ軸方向において８か所よりも多い、または、少ない箇所の磁場を再構成してもよい。この際、Ｘ軸方向において磁場を再構成する箇所の数とＹ軸方向において磁場を再構成する箇所の数は異なっていてもよい。なお、これら磁場を再構成する箇所の数は、磁気センサアレイ２１０が有する実際のセンサ部３００の数とは無関係である。すなわち、磁場計測装置１０は、磁気センサアレイ２１０が実際に有するセンサ部３００の数よりも多い、または、少ない数の箇所の磁場を再構成してよい。

また、上述の説明では、磁場計測装置１０が、仮想センサ面上においてＸ軸方向において２．５ｃｍ間隔、Ｙ軸方向において２．５ｃｍ間隔に等間隔に磁場を再構成する場合を一例として示した。しかしながら、これに限定されるものではない。磁場計測装置１０は、Ｘ軸方向において２．５ｃｍよりも長い、または、短い間隔で磁場を再構成してもよい。同様に、磁場計測装置１０は、Ｙ軸方向において２．５ｃｍよりも長い、または、短い間隔で磁場を再構成してもよい。この際、Ｘ軸方向における間隔とＹ軸方向における間隔は異なっていてもよい。また、磁場計測装置１０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の少なくとも一方において、等間隔ではなく異なる間隔で磁場を再構成してもよい。

図１４は、本実施形態に係る磁場計測装置１０が計測結果として出力する電流マップの一例を示す。本実施形態に係る磁場計測装置１０は、図１３に示されるように仮想センサ面１３１０上の複数の位置について再構成した磁場を用いて、例えば、（数１５）により、被計測体の電気活動による活動電流の状態を仮想センサ面１３１０に投影した電流マップを生成する。本図は、一例として、磁場計測装置１０が、仮想センサ面１３１０上のＸ軸方向（８－１）か所×Ｙ軸方向（８－１）か所＝計４９か所の位置における心臓の電気活動による活動電流のベクトルを示す、電流アローマップを生成した場合について示している。本実施形態に係る磁場計測装置１０は、このようにして生成した電流マップを種々の画像と重ねて表示してもよい。例えば、磁場計測装置１０は、生成した電流マップを、心臓を撮影したＸ線画像やＣＴ画像と重ねて表示することができる。この際、本実施形態に係る磁場計測装置１０によって心磁を計測するにあたって胸部に位置決め用の磁気マーカ（微小なコイル）を配置し、また、Ｘ線画像やＣＴ画像を撮影するにあたっても位置決め用のマーカを配置する。そして、磁場計測装置１０は、これらマーカを用いて位置合わせをして、電流マップを種々の画像と重ね合わせて表示してよい。これにより、磁場計測装置１０は、より有益な診断情報を提供することができる。

なお、上述の説明では、磁場計測装置１０が、仮想センサ面をＸＹ平面に平行な面に指定し、仮想センサ面に直交する成分として、Ｚ軸成分の磁場を再構成する場合を一例として示した。しかしながら、これに限定されるものではない。磁場計測装置１０は、仮想センサ面をＸＹ平面とは平行でない面に指定してもよい。この場合、磁場計測装置１０は、再構成した３軸成分の磁場ベクトルを合成して、仮想センサ面に直交する成分の磁場を取得してよい。

また、上述の説明では、磁場計測装置１０が、仮想センサ面上の複数の位置における電流ベクトルを示す電流アローマップを生成する場合を一例として示した。しかしながら、これに限定されるものではない。磁場計測装置１０は、例えば、電流アローマップを時間積分した等積分図を電流マップとして生成してもよい。また、磁場計測装置１０は、等積分図において積分値が予め定められた閾値を超える閉曲線で囲まれた領域、すなわち、心臓の電気活動が活発な領域を抽出した図を電流マップとして生成してもよい。磁場計測装置１０は、このように種々の派生図を電流マップとして生成してもよい。

このように、本実施形態に係る磁場計測装置１０は、計測結果を出力するにあたって、外乱磁場が予め定められた基準を超える外乱期間を特定し、当該外乱期間を除く期間に計測された計測データに基づく結果のみを出力する。これにより、本実施形態に係る磁場計測装置１０によれば、磁気シールドルーム無しで計測対象磁場の計測を行う場合であっても、外乱磁場の影響が大きい期間のデータを基にした診断結果を除いて出力するので、計測対象磁場である心磁由来の診断結果のみを出力することができる。

図１５は、第２の実施形態に係るセンサデータ処理部１０００のブロック図の一例を、磁気センサアレイ２１０およびセンサデータ収集部２３０とともに示す。図１５においては、図１０と同じ機能および構成を有する部材に対して同じ符号を付すとともに、以下相違点を除き説明を省略する。第２の実施形態に係るセンサデータ処理部１０００は、通知部１５１０と、時間出力部１５２０と、報知部１５３０とを更に備える。そして、特定部１０６０は、外乱磁場が予め定められた基準を超えると判断する度に、その旨を通知部１５１０へ報告する。また、特定部１０６０は、特定した外乱期間を示す情報を結果出力部１０８０に加えて、計測データ取得部１０１０、時間出力部１５２０、および、報知部１５３０へ供給する。

通知部１５１０は、外乱磁場が予め定められた基準を超える旨を通知する。例えば、通知部１５１０は、特定部１０６０から外乱磁場が予め定められた基準を超える旨の報告を受ける度に、ＬＥＤの点滅、アラートの発生、および、モニタへの表示等により、その旨をユーザへ通知してよい。

計測データ取得部１０１０は、外乱期間の長さに応じて、計測期間を延長する。例えば、計測データ取得部１０１０は、予めセットされた計測期間に、特定された外乱期間の長さを加えることで、計測期間を延長する。一例として、計測期間が予め６０ｓ（秒）にセットされていたとする。この場合、計測データ取得部１０１０は、計測の開始と同時に６０ｓにセットされたタイマをスタートさせる。ここで、タイマ満了前に計測期間の開始から３０ｓ～３５ｓの期間が外乱期間として特定されたとする。この場合、計測データ取得部１０１０は、タイマの満了時間を外乱期間の長さ、つまり５ｓ延長する。これにより、計測データ取得部１０１０は、計測期間を６０ｓから６５ｓに延長する。これにより、磁場計測装置１０は、外乱期間として特定された５ｓのデータが除外されたとしても、元々設定されている計測期間である６０ｓのデータに基づいて結果を出力する。

このように、第２の実施形態に係る磁場計測装置１０は、外乱磁場が予め定められた基準を超える旨を通知する。これにより、第２の実施形態に係る磁場計測装置１０によれば、計測期間内に外乱磁場が発生したことをユーザへ知らしめることができる。また、第２の実施形態に係る磁場計測装置１０は、外乱期間の長さに応じて計測期間を延長する。これにより、第２の実施形態に係る磁場計測装置１０によれば、外乱磁場の影響により一部のデータが除外されたとしても、元々設定された長さのデータに基づく計測結果を出力するので、計測条件を常に統一することができる。このような効果は、磁場計測装置１０を医療用の判断に用いる場合に特に有用である。

なお、このように計測期間を自動的に延長すると、計測が予定した時間どおりに終わらない場合に、外乱磁場の影響により計測期間が延長されたのか、磁場計測装置１０自体に何らかの異常が生じているのかを見分けられないことが考えられる。そこで、磁場計測装置１０は、計測期間が満了するまでの時間を出力する時間出力部１５２０を有するとよい。例えば、時間出力部１５２０は、上記タイマが満了するまでの時間をモニタ等に表示してよい。これにより、第２の実施形態に係る磁場計測装置１０によれば、計測期間の残り時間をユーザに知らしめることができるので、外乱磁場の発生と磁場計測装置自体の異常とを見分けるための情報を提供することができる。

また、計測期間を自動的に延長すると、外乱磁場が比較的長い期間発生している場合に、計測期間の延長を繰り返してしまい、計測が中々終了しないことが考えられる。そこで、磁場計測装置１０は、予め定められた期間内に計測期間が満了しない場合に異常を報知する報知部１５３０を有するとよい。例えば、報知部１５３０は、９０ｓ以内に計測期間が満了しない場合に、ＬＥＤの点滅、アラートの発生、モニタへの表示等により、異常を報知してよい。これにより、第２の実施形態に係る磁場計測装置１０によれば、外乱磁場が長い期間に亘って発生していることをユーザに知らしめることができるので、計測を中断する等の判断材料を提供することができる。

図１６は、第３の実施形態に係るセンサデータ処理部１０００のブロック図の一例を、磁気センサアレイ２１０およびセンサデータ収集部２３０とともに示す。図１６においては、図１０と同じ機能および構成を有する部材に対して同じ符号を付すとともに、以下相違点を除き説明を省略する。第３の実施形態に係るセンサデータ処理部１０００は、推測部１６１０と、表示部１６２０と、を更に備える。そして、磁場再構成部１０７０は、再構成した磁場に関する情報のうち、計測対象磁場成分、すなわち、（数１４）における第１項の情報を結果出力部１０８０へ供給する一方、外乱磁場成分、すなわち、（数１４）における第２項の情報を推測部１６１０へ供給する。なお、再構成された磁場は、上述のとおり、Ｘ軸成分、Ｙ軸成分、および、Ｚ軸成分の３軸成分を含むが、磁場再構成部１０７０は、再構成した３軸成分の全ての成分を推測部１６１０へ供給するとよい。

推測部１６１０は、外乱磁場成分に基づいて、外乱磁場の発生方向を推測する。例えば、推測部１６１０は、仮想センサ面上の１つ以上の位置において再構成された外乱磁場成分に基づいて、外乱磁場の発生方向を推測する。一例として、推測部１６１０は、仮想センサ面上の１つ以上の位置において外乱磁場成分として再構成されたＸ軸成分のベクトル、Ｙ軸成分のベクトル、および、Ｚ軸成分のベクトルを合成し、合成されたベクトルの向きを外乱磁場の発生方向として推測してよい。推測部１６１０は、推測した外乱磁場の発生方向を表示部１６２０へ供給する。

表示部１６２０は、外乱磁場の発生方向を表示する。例えば、表示部１６２０は、推測部１６１０により推測された外乱磁場の発生方向をモニタに表示してよい。これにより、第３の実施形態に係る磁場計測装置１０によれば、外乱磁場の発生方向をユーザに知らしめることができるので、外乱磁場源を特定するための情報を提供することができる。

図１７は、第４の実施形態に係るセンサデータ処理部１０００のブロック図の一例を、磁気センサアレイ２１０およびセンサデータ収集部２３０とともに示す。図１７においては、図１０と同じ機能および構成を有する部材に対して同じ符号を付すとともに、以下相違点を除き説明を省略する。第４の実施形態に係るセンサデータ処理部１０００は、情報記憶部１７１０を更に備えている。

上述の説明では、磁場計測装置１０が、例えば、信号分離された結果等に基づいて、外乱磁場が予め定められた基準を超えるかどうかを判断する場合を一例として示した。しかしながら、このような外乱磁場の中には、発生する大きさやタイミングが予め予測可能な磁場も存在し得る。このような磁場としては、例えば、定期的に作動するエレベータや空調等に起因する磁場が挙げられる。そこで、第４の実施形態に係るセンサデータ処理部１０００は、外乱磁場が予め定められた基準を超えるであろう時間を特定するための情報（例えば、大きさやタイミング等）を予め記憶する情報記憶部１７１０を更に備えてもよい。そして、情報記憶部１７１０は、このように予め記憶した情報を特定部１０６０へ供給してよい。そして、特定部１０６０は、このような情報に基づいて、外乱磁場が予め定められた基準を超えるであろう外乱期間を特定してもよい。

このように、第４の実施形態に係る磁場計測装置１０は、外乱磁場が予め定められた基準を超えると判断するための情報を予め記憶する。これにより、第４の実施形態に係る磁場計測装置１０によれば、事前に既知の情報を基に外乱期間を特定することができる。

本発明の様々な実施形態は、フローチャートおよびブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、（１）操作が実行されるプロセスの段階または（２）操作を実行する役割を持つ装置のセクションを表わしてよい。特定の段階およびセクションが、専用回路、コンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、および／またはコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタルおよび／またはアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）および／またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、論理ＡＮＤ、論理ＯＲ、論理ＸＯＲ、論理ＮＡＮＤ、論理ＮＯＲ、および他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のようなメモリ要素等を含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。

コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（ＲＴＭ）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＳｍａｌｌｔａｌｋ（登録商標）、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。

コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して提供され、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。

図１８は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。コンピュータ２２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられる操作または当該装置の１または複数のセクションとして機能させることができ、または当該操作または当該１または複数のセクションを実行させることができ、および／またはコンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係るプロセスまたは当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ２２００に、本明細書に記載のフローチャートおよびブロック図のブロックのうちのいくつかまたはすべてに関連付けられた特定の操作を実行させるべく、ＣＰＵ２２１２によって実行されてよい。

本実施形態によるコンピュータ２２００は、ＣＰＵ２２１２、ＲＡＭ２２１４、グラフィックコントローラ２２１６、およびディスプレイデバイス２２１８を含み、それらはホストコントローラ２２１０によって相互に接続されている。コンピュータ２２００はまた、通信インターフェイス２２２２、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤドライブ２２２６、およびＩＣカードドライブのような入／出力ユニットを含み、それらは入／出力コントローラ２２２０を介してホストコントローラ２２１０に接続されている。コンピュータはまた、ＲＯＭ２２３０およびキーボード２２４２のようなレガシの入／出力ユニットを含み、それらは入／出力チップ２２４０を介して入／出力コントローラ２２２０に接続されている。

ＣＰＵ２２１２は、ＲＯＭ２２３０およびＲＡＭ２２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ２２１６は、ＲＡＭ２２１４内に提供されるフレームバッファ等またはそれ自体の中にＣＰＵ２２１２によって生成されたイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス２２１８上に表示されるようにする。

通信インターフェイス２２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ２２２４は、コンピュータ２２００内のＣＰＵ２２１２によって使用されるプログラムおよびデータを格納する。ＤＶＤドライブ２２２６は、プログラムまたはデータをＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１から読み取り、ハードディスクドライブ２２２４にＲＡＭ２２１４を介してプログラムまたはデータを提供する。ＩＣカードドライブは、プログラムおよびデータをＩＣカードから読み取り、および／またはプログラムおよびデータをＩＣカードに書き込む。

ＲＯＭ２２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ２２００によって実行されるブートプログラム等、および／またはコンピュータ２２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入／出力チップ２２４０はまた、様々な入／出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入／出力コントローラ２２２０に接続してよい。

プログラムが、ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１またはＩＣカードのようなコンピュータ可読媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読媒体から読み取られ、コンピュータ可読媒体の例でもあるハードディスクドライブ２２２４、ＲＡＭ２２１４、またはＲＯＭ２２３０にインストールされ、ＣＰＵ２２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ２２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置または方法が、コンピュータ２２００の使用に従い情報の操作または処理を実現することによって構成されてよい。

例えば、通信がコンピュータ２２００および外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インターフェイス２２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インターフェイス２２２２は、ＣＰＵ２２１２の制御下、ＲＡＭ２２１４、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１、またはＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ処理領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、またはネットワークから受信された受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ処理領域等に書き込む。

また、ＣＰＵ２２１２は、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤドライブ２２２６（ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイルまたはデータベースの全部または必要な部分がＲＡＭ２２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ２２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ２２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックする。

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、およびデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプの操作、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ２２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ２２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ２２１２は、第１の属性の属性値が指定される、条件に一致するエントリを当該複数のエントリの中から検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

上で説明したプログラムまたはソフトウェアモジュールは、コンピュータ２２００上またはコンピュータ２２００近傍のコンピュータ可読媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバーシステム内に提供されるハードディスクまたはＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ２２００に提供する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ 磁場計測装置
１００ 本体部
１０５ 測定台
１１０ 磁気センサユニット
１５０ 計測処理装置
２１０ 磁気センサアレイ
２２０ 磁気センサセル
２３０ センサデータ収集部
２３２ ＡＤ変換器
２３４ クロック発生器
３００ センサ部
５２０ 磁気センサ
５３０ 磁場生成部
５３２ 増幅回路
５３４ フィードバックコイル
５４０ 信号出力部
７１０ 磁気抵抗素子
７２０、７３０ 磁気収束板
１０００ センサデータ処理部
１０１０ 計測データ取得部
１０２０ データ出力部
１０３０ 基底ベクトル記憶部
１０４０ 信号空間分離部
１０６０ 特定部
１０７０ 磁場再構成部
１０８０ 結果出力部
１５１０ 通知部
１５２０ 時間出力部
１５３０ 報知部
１６１０ 推測部
１６２０ 表示部
１７１０ 情報記憶部
２２００ コンピュータ
２２０１ ＤＶＤ－ＲＯＭ
２２１０ ホストコントローラ
２２１２ ＣＰＵ
２２１４ ＲＡＭ
２２１６ グラフィックコントローラ
２２１８ ディスプレイデバイス
２２２０ 入／出力コントローラ
２２２２ 通信インターフェイス
２２２４ ハードディスクドライブ
２２２６ ＤＶＤドライブ
２２３０ ＲＯＭ
２２４０ 入／出力チップ
２２４２ キーボード

Claims (14)

1. 入力磁場を検出可能な磁気センサによって計測された計測データを時系列に取得する計測データ取得部と、
   外乱磁場が予め定められた基準を超える外乱期間を特定する特定部と、
   前記外乱期間を除く期間に計測された前記計測データに基づく計測結果を出力する結果出力部と、
   を備える、磁場計測装置。
2. 前記計測データ取得部は、前記外乱期間の長さに応じて、計測期間を延長する、請求項１に記載の磁場計測装置。
3. 前記計測期間が満了するまでの時間を出力する時間出力部を更に備える、請求項２に記載の磁場計測装置。
4. 予め定められた期間内に前記計測期間が満了しない場合に異常を報知する報知部を更に備える、請求項２または３に記載の磁場計測装置。
5. 前記外乱磁場が予め定められた基準を超える旨を通知する通知部を更に備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の磁場計測装置。
6. 前記入力磁場の空間分布を、計測対象磁場成分と外乱磁場成分とに信号分離する信号空間分離部を更に備え、
   前記特定部は、前記信号分離された結果に基づいて、前記外乱磁場が予め定められた基準を超えるかどうか判断する、請求項１から５のいずれか一項に記載の磁場計測装置。
7. 前記特定部は、前記外乱磁場成分の大きさが予め定められた閾値を超える場合に、前記外乱磁場が予め定められた基準を超えると判断する、請求項６に記載の磁場計測装置。
8. 前記特定部は、前記外乱磁場成分の変化の大きさが予め定められた閾値を超える場合に、前記外乱磁場が予め定められた基準を超えると判断する、請求項６または７に記載の磁場計測装置。
9. 前記外乱磁場成分に基づいて、前記外乱磁場の発生方向を推測する推測部と、
   前記発生方向を表示する表示部と、を更に備える、請求項６から８のいずれか一項に記載の磁場計測装置。
10. 前記信号分離された結果に基づいて、指定された平面である仮想センサ面上の複数の位置について前記仮想センサ面に直交する成分の磁場を再構成する磁場再構成部を更に備え、
    前記結果出力部は、前記仮想センサ面上の複数の位置について再構成した磁場を用いて、被計測体の電気活動による活動電流の状態を前記仮想センサ面に投影した電流マップを出力する、請求項６から９のいずれか一項に記載の磁場計測装置。
11. 前記外乱磁場が予め定められた基準を超えるであろう時間を特定するための情報を予め記憶する情報記憶部を更に備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の磁場計測装置。
12. 心臓の電気活動により生成される磁場である心磁を計測対象とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の磁場計測装置。
13. 入力磁場を検出可能な磁気センサによって計測された計測データを時系列に取得することと、
    外乱磁場が予め定められた基準を超える外乱期間を特定することと、
    前記外乱期間を除く期間に計測された前記計測データに基づく計測結果を出力することと、
    を備える、磁場計測方法。
14. コンピュータにより実行されて、前記コンピュータを、
    入力磁場を検出可能な磁気センサによって計測された計測データを時系列に取得する計測データ取得部と、
    外乱磁場が予め定められた基準を超える外乱期間を特定する特定部と、
    前記外乱期間を除く期間に計測された前記計測データに基づく計測結果を出力する結果出力部と、
    して機能させる、磁場計測プログラム。

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