JP6583829B2 - 画像生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、対象物の断層画像を取得する画像生成装置に関する。
本願は、２０１４年２月２５日に出願された特願２０１４−０３４３３５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

電気インピーダンストモグラフィ（以下、ＥＩＴ（Electrical Impedance Tomography）と記載する）測定装置は、体表面上に貼付した電極対から微弱電流を流すとともに、体表面上に生じた電位差から、生体内の導電率分布または導電率変化の分布を画像化する技術である。
ＥＩＴ測定は、対象物に微弱電流を流すだけでその断層画像を取得できるので、Ｘ線ＣＴ（Computed tomography）と比較して、被曝の問題がなく、小型化や長時間測定、リアルタイムの測定が容易であるという利点がある。

ＥＩＴ測定では、一般的に、８個から６４個程度の電極を用いる。これらの電極を対象部位の周囲の体表面に貼付し、かつ、当該電極に対して個々に接続された信号ケーブルを引き回して、測定用回路に接続する。近年では、これら複数の電極並びに信号ケーブルをモジュールとして単一化し、電極の着脱、測定装置のセッティングを容易にする方法が試みられている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２０１２−２２８５１４号公報 特表２００９−５２３０３７号公報

しかしながら、上述のＥＩＴ測定においては、いずれも、体表面上に複数の電極を貼付する作業を要する。したがって、モジュール化によりある程度容易化されたとしても、測定作業者（オペレータ）には、少なからず一定の負担が生じる。また、測定対象者（被検者）によっては、電極の貼付の際に身体的な負担が強いられる場合もある。

本発明の態様は、対象物の状態をより簡易的かつ高精度に取得することができる画像生成装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、複数の電極と、複数のセンサセルと、前記複数の電極を介して供給された交流電流で生じた磁界の強度に基づいて測定対象物の断層画像を提供するコントローラであり、前記複数のセンサセルを介して前記磁界の強度が取得される、前記コントローラと、を備える、ことを特徴とする画像生成装置である。

また、本発明の一態様は、測定対象物から離れた位置に配された電極を介して当該測定対象物に交流電流を入力する交流電流入力部と、前記測定対象物から離れた位置に配された磁気センサを介して、前記交流電流入力部により入力された交流電流に基づいて生じた磁界の強度を取得する磁界情報取得部と、前記磁界情報取得部が取得した磁界の強度に基づいて前記測定対象物の断層画像を生成する画像生成部と、を備えることを特徴とする画像生成装置である。

また、本発明の一態様は、上述の画像生成装置において、前記磁界情報取得部が、少なくとも、前記測定対象物の特定の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度を取得することを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上述の画像生成装置において、前記交流電流入力部が、前記測定対象物の特定の断層面を囲う複数の位置に配された電極を介して前記交流電流を入力することを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上述の画像生成装置において、前記磁界情報取得部が、前記特定の断層面と同一の断層面の周囲に配された前記磁気センサを介して、前記交流電流入力部により入力された交流電流に基づいて生じた磁界の強度を取得することを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上述の画像生成装置において、前記磁界情報取得部が、前記測定対象物の一の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度と同時に、前記一の断層面とは異なる他の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度を取得することを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上述の画像生成装置において、前記画像生成部が、前記一の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度に基づいて生成した第１の中間画像と、前記他の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度に基づいて生成した第２の中間画像と、を組み合わせて、前記一の断層面が表された断層画像を生成することを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上述の画像生成装置において、前記交流電流入力部が、前記電極として、非磁性材料を用いることを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上述の画像生成装置において、前記磁界情報取得部が、前記磁気センサとして、光ポンピング原子磁気センサを用いることを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上述の画像生成装置において、前記交流電流入力部が、少なくとも、前記測定対象物の特定の断層面に周囲を囲われた複数の位置に配された電極を介して前記交流電流を入力することを特徴とする。

また、本発明の一態様は、測定対象物から離れた位置に配された電極を介して当該測定対象物に交流電流を入力し、前記測定対象物から離れた位置に配された磁気センサを介して、前記入力された交流電流に基づいて生じた磁界の強度を取得し、前記取得した磁界の強度を用いて前記測定対象物の断層画像を生成することを特徴とする画像生成方法である。

また、本発明の一態様は、画像生成装置のコンピュータを、測定対象物から離れた位置に配された電極を介して当該測定対象物に交流電流を入力する交流電流入力手段、前記測定対象物から離れた位置に配された磁気センサを介して、前記交流電流入力部により入力された交流電流に基づいて生じた磁界の強度を取得する磁界情報取得手段、前記磁界情報取得部が取得した磁界の強度に基づいて前記測定対象物の断層画像を生成する画像生成手段、として機能させるプログラムである。

また、本発明の一態様は、測定対象物から離れた位置に配された電極を介して当該測定対象物に交流電流を入力する交流電流入力部と、前記測定対象物から離れた位置に配された磁気センサを介して、前記交流電流入力部により入力された交流電流に基づいて生じた磁界の強度を取得する磁界情報取得部と、前記磁界情報取得部が取得した磁界の強度に基づいて、前記測定対象物の、前記磁気センサが配された周辺における導電率を取得する導電率取得部と、を備えることを特徴とする導電率取得装置である。

上述の画像生成装置、導電率取得装置、画像生成方法またはプログラムによれば、対象物の状態をより簡易的かつ高精度に取得することができる。

第１の実施形態に係る画像生成装置の概要を示す図である。 第１の実施形態に係る本体部の機能構成を示す図である。 第１の実施形態に係る検知部の構造を示す第１の図である。 第１の実施形態に係る検知部の構造を示す第２の図である。 第１の実施形態に係る電極及び磁気センサの機能を説明する図である。 第１の実施形態に係るＣＰＵの処理フローを示すフローチャート図である。 第１の実施形態の変形例に係る検知部の構造を示す図である。 第１の実施形態の変形例に係る電極及び磁気センサの機能を説明する図である。 第２の実施形態に係る検知部の構造を示す図である。 第２の実施形態の変形例に係る画像生成部の機能について説明する図である。 生体によるインピーダンス変化の特性を説明する図である。 第１の実施形態の変形例に係る導電率取得装置の機能を説明する図である。 別の実施形態に係る検知部を示す模式図である。 別の実施形態に係る本体部の機能構成を示す図である。

＜第１の実施形態＞
［全体構成］
以下、第１の実施形態に係る画像生成装置を、図面を参照して説明する。
図１は、第１の実施形態に係る画像生成装置の概要を示す図である。
図１に示す画像生成装置１は、検知部１０と、駆動部１１と、本体部（コントローラ）２０と、を備え、測定対象者（被検者）Ｘの断層画像を取得可能である。

検知部１０は、使用時において測定対象者Ｘの周囲を囲うように、環状に形成される。ここで、「環状」は、対象物の少なくとも一部を囲む全体的な形状を意味し、対象物を完全に連続的に囲む形状に限定されない。また、「環状」は、円環に限定されず、様々な形態をとり得る。例えば、環状は、部分的な開放区間を有する環状や、円環以外の全体形状を有する環などを含むことができる。検知部１０は、後述するように、複数の電極とセンサ（複数の磁気センサ、複数のセンサ、複数のセンサセル、複数のセンサヘッド）とを有する。本体部２０は、測定対象者Ｘに対する各種検知信号を検知部１０から取得する。本体部２０は、この検知信号に基づき、測定対象者Ｘの、検知部１０が配される面の断層画像（検知部１０の軸方向の位置に従って設定される面に対する被検者Ｘの断層画像）を取得することができる。

駆動部１１は、検知部１０に固定され、検知部１０を対象物の表面に沿って（例えば、対象物（被検部位）の軸方向、上下方向（鉛直方向））に移動させる移動体を有する。一例において、移動体の直線的な移動に伴い、検知部１０が直線的に移動可能である。なお、駆動部１１による検知部１０の移動は直線移動に限定されない。駆動部１１は、例えば、図示しないステッピングモータ等の駆動機構を有する。駆動部１１は、本体部２０から入力される電気信号（指示信号）に基づいて、検知部１０の位置（例えば、鉛直方向の位置）を変更する。これにより、オペレータは、測定対象者Ｘに対する検知部１０の相対位置を任意に変更可能である。駆動部１１を用いて検知部１０を移動することで、当該測定対象者Ｘの所望の断層画像を容易に取得することができる。代替的な実施形態において、画像生成装置１は、電力を用いることなく検知部１０が移動する構成、又は駆動部１１を実質的に省いた構成を有することができる。

本体部（コントローラ）２０は、検知部１０による検知信号の取得、駆動部１１を用いた検知部１０の駆動、並びに、断層画像の生成等、画像生成装置１の画像生成処理全体の制御を司る。本体部２０の詳細な機能構成については後述する。

［本体部の機能構成］
図２は、第１の実施形態に係る本体部の機能構成を示す図である。
図２に示すように、本実施形態に係る本体部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２００と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２１０と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）２１１と、操作入力部２１２と、画像表示部２１３と、外部インターフェイス２１４と、を備えている。

ＣＰＵ２００は、画像生成装置１の画像生成処理全体の制御を司る。ＣＰＵ２００は、所定の記憶領域（ＲＡＭ２１０等）に読み込まれた測定用プログラムに基づいて動作することで、交流電流入力部２０１、磁界情報取得部２０２、画像生成部２０３としての機能を発揮する。
ＲＡＭ２１０は、測定用プログラムに基づいて動作するＣＰＵ２００のワークエリアとなる記憶領域である。
ＨＤＤ２１１は、各種プログラムまたは画像生成部２０３が生成した断層画像等を記憶する記憶手段である。
操作入力部２１２は、例えばマウス、キーボード、タッチパネル等から構成され、オペレータによる各種操作の入力を受け付ける。
画像表示部２１３は、液晶ディスプレイ等であって、オペレータの操作において必要な情報や、取得された断層画像等を表示する。
外部インターフェイス２１４は、外部装置との通信を行うための通信インターフェイスであり、特に本実施形態においては、専用の通信ケーブルを介して検知部１０及び駆動部１１に接続される。
なお、図２に示すように、ＣＰＵ２００、ＲＡＭ２１０、ＨＤＤ２１１、操作入力部２１２、画像表示部２１３、外部インターフェイス２１４は、システムバス２１５を介して相互に電気的に接続されている。

［ＣＰＵの具体的な機能］
次に、測定用プログラムに基づくＣＰＵ２００の動作によって実現される交流電流入力部２０１、磁界情報取得部２０２、画像生成部２０３及び駆動制御部２０４について簡単に説明する。
交流電流入力部２０１は、測定対象物（測定対象者Ｘ）から離れた位置に配された複数の電極１０２（図３に記載）を介して測定対象者Ｘに交流電流を入力する。
磁界情報取得部２０２は、測定対象者Ｘから離れた位置に配された複数の磁気センサ（複数のセンサセル、複数のセンサヘッド）１０３（図３に記載）を介して、交流電流入力部２０１により入力された交流電流に基づいて生じた磁界を取得する。
画像生成部２０３は、磁界情報取得部２０２が取得した磁界に基づいて測定対象者Ｘの断層画像を生成する。
駆動制御部２０４は、駆動部１１に対して所定の駆動指示信号を出力し、駆動部１１の動作を制御する。
交流電流入力部２０１、磁界情報取得部２０２、画像生成部２０３及び駆動制御部２０４についてのより具体的な機能については後述する。

［検知部の構造］
図３は、第１の実施形態に係る検知部の構造を示す第１の図である。また、図４は、第１の実施形態に係る検知部の構造を示す第２の図である。
図３には、検知部１０の側面の構造を示している。また、図４には、図３における面Ａ−Ａ’の断面構造を模式的に示している。図３、図４に示すように、検知部１０は、ベース体（ベースフレーム、環状筐体）１０１と、電極１０２と、磁気センサ１０３と、を備えている。

本実施形態において、ベース体１０１は、使用時において測定対象者Ｘの周囲を囲うように（測定対象者の少なくとも一部を囲むように）、環状に形成されている。ベース体１０１は、駆動部１１（図１）に取り付けられている。駆動部１１による駆動制御に基づいてベース体１０１の測定対象者Ｘとの相対位置が変化する。ベース体１０１は、例えば、アクリル樹脂等で形成される。ベース体１０１の材料としては、様々な材料が適用可能である。ベース体の材料は、好ましくは、実質的に絶縁体であって、かつ、実質的に非磁性体材料である。また、ベース体１０１は、円形環状に限定されない。ベース体１０１の全体形状は、例えば、楕円形であったり、一部が間欠された構造であったりしてもよい。あるいは、ベース体１０１は、全体形状を変更可能な構造を有してもよく、開閉可能な構造を有してもよい。

電極１０２は、面Ａ−Ａ’の同一面内において、ベース体１０１の周方向に沿ってベース体１０１に一定間隔ごとに複数取り付けられている。電極１０２の配置は、様々に変更可能である。電極１０２は、例えば、銅、アルミ、ステンレスなどの導電性を有し、かつ、実質的に非磁性体の材料で形成される。電極１０２の材料は、上記例に限定されない。

磁気センサ１０３（複数のセンサセル、複数のセンサヘッド）は、電極１０２と同様に、面Ａ−Ａ’の同一面内において、ベース体１０１の周方向に沿ってベース体１０１に一定間隔ごとに複数取り付けられている。複数の磁気センサ（複数のセンサヘッド）１０３は、複数の電極１０２が配される面と同一面内に配される（図３）。磁気センサ（センサヘッド）１０３の配置は、様々に変更可能である。
また、本実施形態において、磁気センサ１０３は、常温でありながら超高感度な磁気センサである光ポンピング原子磁気センサを用いる。光ポンピング原子磁気センサは、極低温状態を要するＳＱＵＩＤ（Superconducting Quantum Interference Device）と同程度の（１０^−１５Ｔ（テスラ）オーダー）の磁場を観測することができる。

図４に示すように、交流電流入力部２０１は、交流駆動回路２０１Ａを制御して、複数の電極１０２のうちの２つの電極１０２間に交流電流を流す。交流駆動回路２０１Ａは、交流電源及び定電流回路（或いは定電圧回路）を有する回路であって、交流電流入力部２０１による制御に応じて、高周波（例えば数ｋＨｚ〜数ＭＨｚオーダー）の交流電流を出力可能とする。これにより、交流電流は、電極１０２から空中に放射される成分が高まるため、電極１０２を測定対象者Ｘの体表面に直接貼付することなく交流電流を測定対象者Ｘの内部に流すことができる。また、上記周波数帯は、人体を測定対象物とした場合において、インピーダンスの変化が顕著となることが知られている（図１１（ｂ）参照）。
なお、図示していないが、交流電流入力部２０１は、交流駆動回路２０１Ａと、複数の電極１０２のうちの任意の２つの電極１０２と、を選択して接続可能な切替部を有する。交流電流入力部２０１は、交流駆動回路２０１Ａと、複数の電極１０２の各々と、の接続を順次切り替えながら測定者Ｘに交流電流を流す処理を行う。
このように、交流電流入力部２０１は、測定対象者Ｘの特定の断層面を囲う複数の位置に配された電極１０２を介して交流電流を入力する。

また、図４に示すように、磁界情報取得部２０２は、磁気センサ１０３と接続されるとともに、磁気センサ１０３で検知された磁界の強度をデータ（磁界強度情報）として取得する。なお、図示を省略しているが、磁界情報取得部２０２も磁気センサ（センサセル、センサヘッド）１０３の全てと並列に接続されており、磁気センサ１０３が配された各箇所に発生した磁界の強度を同時に取得可能としている。また、磁気センサ１０３と磁界情報取得部２０２との間の接続には、バンドパスフィルタ、増幅器、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器等、磁界強度を電気的なデータ（磁界強度情報）として取得するために必要な回路が挿入されている。
このように、磁界情報取得部２０２は、電極１０２が囲う測定対象者Ｘの特定の断層面と同一の断層面の周囲に配された磁気センサ１０３を介して、当該特定の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度を示す磁界強度情報を取得する。

［検知部の動作原理］
図５は、第１の実施形態に係る電極及び磁気センサの機能を説明する図である。
交流電流入力部２０１が交流駆動回路２０１Ａを制御して、ある隣接する一対の電極１０２の間に交流電流を流す場合を考える。交流電流の周波数が数ＭＨｚオーダーの場合、図５に示すように、隣接する電極１０２間において、空中に円弧状に広がるように交流電流が発生する。これにより、測定対象物Ｘの内部にも交流電流（交流電流Ｉ１、Ｉ２等）が入力される。測定対象物Ｘに入力される交流電流Ｉ１、Ｉ２等は、それぞれ、測定対象者Ｘの内部を伝わる経路に応じた値となる。

より具体的に説明すると、測定対象者Ｘに含まれる血液等は電解質であるため、測定対象者Ｘの内部の方が大気中に比べて電気インピーダンスが低い。したがって、両電極１０２間から大気中に放射される交流電流は、電気的な抵抗（電気インピーダンス）が低い測定対象者Ｘの内部の方を流れようとする。そうすると、例えば、交流電流Ｉ２、Ｉ３等は、測定対象者Ｘがその場に存在しない場合に比べ、存在する場合の方が全体として高い電流値となる。また、測定対象者Ｘの内部であっても、例えば、空気で満たされた肺野等を通る交流電流は、その分低い電流値となる。
以上のように、ある電極１０２間に生じる交流電流は、測定対象物Ｘの内部における電気インピーダンスの分布に応じた電流値となる。

また、図５に示すように、各交流電流（交流電流Ｉ１、Ｉ２等）の周囲には、磁界Ｈが発生する。磁界Ｈの強度は、発生した交流電流値に比例する。磁界情報取得部２０２は、ベース体１０１の周上に配列された各磁気センサ（センサセル、センサヘッド）１０３を介して、各々の位置において生じた磁界Ｈの強度を検知する。
後述する画像生成部２０３は、ここで磁界情報取得部２０２が取得した各磁気センサ１０３が検知した磁界Ｈの強度情報に基づいて、主に、電極１０２、磁気センサ１０３と同一面内に存在する断層面Ｓ（測定対象者Ｘの面Ａ−Ａ’（図３）についての断層面）の断層画像を生成する。

なお、入力する交流電流の周波数は、上述したように、人体を測定対象物とした場合において高精度な計測が可能となるように、数ｋＨｚ〜数ＭＨｚオーダーとしている（図１１参照）。そのため、この交流電流に基づいて発生する磁界も同周波数で発振している。そこで、本実施形態においては、磁気センサ１０３として超高感度の光ポンピング原子磁気センサを用いることで、比較的高い周波数（数ＭＨｚオーダー）で発振する磁界であっても、その磁界強度を精度よく検知することが可能となっている。上記数値は一例であって本発明はこれに限定されない。

磁気センサ１０３の態様は、光ポンピング原子磁気センサに限定されない。磁気センサ１０３として、好ましくは、いわゆる高感度磁気センサが用いられる。一例において、磁気センサ１０３は、少なくとも数ｋＨｚオーダーの磁界Ｈを高精度で検知可能である。上記数値は一例でありこれに限定されない。例えば、ＭＩセンサ（磁気インピーダンス素子センサ）、超伝導量子干渉素子（Superconducting quantum interference device: SQUID）等の様々なタイプの中から選択されたものを磁気センサ１０３として用いることができる。

［ＣＰＵの処理フロー］
図６は、第１の実施形態に係るＣＰＵの処理フローを示すフローチャート図である。
以下、本実施形態に係る画像生成装置１の測定手続において、ＣＰＵ２００が実行する処理フローを、図６を参照しながら順を追って説明する。
まず、操作入力部２１２を介してオペレータから測定開始の入力操作を受け付けると、交流電流入力部２０１は、隣接する一対の電極１０２を選択し、交流駆動回路２０１Ａ（図４）に接続する（ステップＳ１０）。次に、交流電流入力部２０１は、交流駆動回路２０１Ａに予め定められた制御信号を入力し、設定された周波数及び出力強度の交流電流を、選択された電極１０２間に発生させる（ステップＳ１１）。これにより、測定対象者Ｘの内部に所定の強度の交流電流（交流電流Ｉ１、Ｉ２等（図５））が入力される。
磁界情報取得部２０２は、交流電流の入力中に、全ての磁気センサ（センサセル、センサヘッド）１０３から並列して入力される各検知信号（センサからの出力信号）を受け付けて、各位置における磁界強度を示す磁界強度情報を取得する（ステップＳ１２）。これにより、磁界情報取得部２０２は、磁気センサ１０３が配された各位置における、交流電流入力部２０１により入力された交流電流に基づいて生じた磁界の強度を取得する。磁界情報取得部２０２は、取得した磁界強度情報を記憶領域（ＲＡＭ２１０、ＨＤＤ２１１等）に、一時的に記憶する。

隣接する一対の電極１０２間についての磁界強度情報を取得すると、交流電流入力部２０１は、別の隣接する一対の電極１０２を選択し、交流電流を入力する。交流電流入力部２０１は、全ての電極の対を選択するまで上述の処理を繰り返す（ステップＳ１３）。これにより、磁界情報取得部２０２は、全ての隣接する電極１０２の組において生じた磁界強度についての磁界強度情報を取得する。

全ての電極１０２の対についての磁界強度情報を取得すると（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、画像生成部２０３は、磁界情報取得部２０２によって取得、記憶された各磁界強度情報を参照して、測定対象者Ｘの断層画像を生成する（ステップＳ１４）。一例において、ステップＳ１２で取得された磁界強度情報に基づいて測定対象者Ｘの断層画像を生成する手法については、既に知られているＥＩＴ測定と同様の手法を用いることができる。

ここで、ステップＳ１４における断層画像の生成処理の手法について簡単に説明する。まず、従来のＥＩＴ測定の場合、通常、複数の電極は体表面に貼付される。そして、ある選択された電極間に定電流（一般に、数ｋＨｚオーダの交流電流）を流しながら、他の電極間に生じる電位差を順次計測することで、測定対象者の断層面における抵抗率分布を取得する。従来のＥＩＴ測定では、この抵抗率分布を基に、例えば、既知の逆投影法（Back
projection method）を用いて断層画像を生成する。

ＥＩＴをリアルタイムで画像再構成するために、（１）測定対象の境界が円形、（２）電極を等間隔で配置、（３）初期の導電率分布が均一、（４）導電率変化が小さい、（５）対象が２次元、と仮定する。まず、Geselowitzの定理を用いて定義される感度行列Ｓを使うと、測定される電圧変化Δｇと導電率の変化Δｃの関係は、

で示される。ここで、Δｃは均一な導電率分布ｃ_ｕの一部がｃへ変化したときの変化量、Δｇはそれに伴って境界で測定される電圧がｇ_ｕからｇまで変化したときの変化量を示す。各感度係数は、

となる。ここで、測定対象ｅに各１組のｄｒｉｖｅ電極とｒｅｃｅｉｖｅ電極がある場合、ｒｅｃｅｉｖｅ電極に生じた電位勾配を∇Φ_ｄとし、逆にｒｅｃｅｉｖｅ電極に同じ電流を印加してｄｒｉｖｅ電極に生じた電位勾配を∇Φ_ｒとする。感度係数Ｓは、有限要素法と２点の電極対からの距離ｒ１、ｒ２に位置する点電位をΦ＝（ｒ１）^−１−（ｒ２）^−１と仮定して求められる。Ｓの逆行列を求めることが非常に困難であるため、変化率として画像再構成をすると、

となる。ここで、Ｆは、正規化感度行列を示し、Δｇ_ｎ＝ｇ／ｇ_ｒｅｆ、Δｃ＝ｃ／ｃ _ｒｅｆで、ある基準値に対する変化率を示す。すなわち再構成される画像は、導電率の変化率分布を示す。なお、式（３）中の“＋”の記号は、当該“＋”が付される行列の疑似逆行列であることを示す。
電磁界系の逆問題を解くことは非常に困難であるため、本実施形態では、測定される磁場の変化率と導電率の変化率が比例関係にあることから、上記のＥＩＴにおける画像解析手法を利用した。
ＥＩＴにおいて測定される電極間の電圧Ｖは、式（４）のように表される。

ここで、“σ”は測定対象物（測定対象者Ｘ）の導電率（単位：Ｓ／ｍ、抵抗率ρ＝１／σ）、“ｌ”及び“ｓ”は、測定対象物を直方体と考えたときの長さ（単位：ｍ）及び断面積（単位：ｍ^２）、“Ｉ”は、測定対象物に流れる電流（単位：Ａ）である。つまり、測定対象物のインピーダンスが測定中に変化しないものとすれば、電位差Ｖは、電流Ｉに比例する。

一方、磁界強度“Ｈ”と、電流“Ｉ”とは、一般に、式（５）の関係を満たすことが知られている。

すなわち、電流Ｉの流れる方向から直角方向に距離“ｒ”（単位：ｍ）だけ離れた点における磁界強度Ｈ（単位：Ａ／ｍ）は式（５）のように求められ、これにより、磁界強度Ｈと電流Ｉとは比例関係にあることがわかる。
したがって、電位差Ｖと磁界強度Ｈも比例関係にあることから、既知の逆投映法において、「電位差Ｖ」についての入力をそのまま「磁界強度Ｈ」と置き換えても、同等の断層画像を取得することができる。

なお、画像生成部２０３が実行する断層画像生成処理は、上述したＥＩＴ測定に用いられる逆投影法を利用した手法に限定されることはなく、その他の手法を用いてもよい。例えば、取得した磁界強度情報に基づいて、電磁界系の逆問題を解く手法が用いられてもよい。
ステップＳ１４にて断層画像を生成すると、画像生成部２０３は、生成した断層画像を画像表示部２１３に出力する。オペレータは、画像表示部２１３に表示された断層画像を視認しながら診断を行うことができる。

一の断層画像の生成処理が完了すると、次に、駆動制御部２０４は、駆動部１１の駆動制御を行う。具体的には、駆動制御部２０４は、測定対象者Ｘについての全ての断層画像を取得したか否かを判定する（ステップＳ１５）。なお、断層画像を取得する断層面Ｓの位置や取得する回数などは、オペレータによる最初の設定入力の際に決定されるものとする。
そして、全ての断層画像を取得していない場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、駆動制御部２０４は、駆動部１１に所定の指示信号を出力して、検知部１０を上下方向に移動させ（ステップＳ１６）。これにより、駆動部１１は、検知部１０の測定対象者Ｘに対する相対位置を変更する。
ステップＳ１６にて、検知部１０の測定対象者Ｘに対する相対位置の変更がなされると、交流電流入力部２０１、磁界情報取得部２０２及び画像生成部２０３は、上述したステップＳ１０からステップＳ１４までの処理を繰り返す。これにより、測定対象物Ｘの異なる断層面についての断層画像をさらに取得することができる。
ステップＳ１６にて、予定されていた全ての断層画像の取得を終えると（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２００は、処理を終了する。

［作用効果］
上述したように、従来のＥＩＴ測定の場合、測定対象者Ｘの体表面に複数の電極を貼付する作業を必要とする。
一方、本実施形態に係る画像生成装置１は、図３〜図５等を用いて説明したように、測定対象者Ｘに対し入力する交流電流の出力先となる複数の電極１０２と、その交流電流を磁界強度として検知する複数の磁気センサ（複数のセンサセル、複数のセンサヘッド）１０３と、がいずれも測定対象者Ｘから離れた位置に配されている。複数の電極１０２及び複数の磁気センサ（複数のセンサセル、複数のセンサヘッド）１０３が測定対象物Ｘの表面に対して非直接接触に配される。これにより、測定対象者Ｘと電極等とが完全に非接触な状態（非直接接触状態）としながら、測定対象者Ｘの所望の断層面についての断層画像を取得することができる。
これにより、オペレータによる電極の貼付作業の負担を軽減することができるばかりでなく、測定対象者Ｘに対する身体的な負担をも軽減することができる。「測定対象物Ｘの表面に対する非直接接触」は、電極１０２／磁気センサ１０３と測定対象者の体表面との間に別の物体が介在している状態を含み、例えば、測定対象者が着用している衣服の外面上に電極１０２／磁気センサ１０３が配された状態を含む。追加的に及び／又は代替的に、検知部１０は、測定対象物（測定対象者）に対して装着タイプとすることができる。例えば、検知部１０は、測定対象者が着用可能に形成されたベース体１０１に、電極１０２及び磁気センサ１０３の少なくとも一部が設けられた構成（例えば、バンドタイプ、キャップタイプ、ヘルメットタイプ等）を有することができる。

なお、本実施形態においては、図３等において、測定対象者Ｘが直立した状態で、かつ、測定対象者Ｘの周囲を囲う検知部１０が鉛直方向に移動しながら測定が行われている例を示しているが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。例えば、画像生成装置１は、測定対象者Ｘが専用のベッド等に横たわった状態にあって、検知部１０が測定対象者Ｘを囲んだ状態で検知部１０が水平方向に移動する態様としてもよい。このようにすることで、測定対象者Ｘが身体を起こすことが困難な状況にあっても、測定対象者Ｘに身体的な負担を強いることなく断層画像を取得することができる。

また、従来のＥＩＴ測定の場合、体表面の状態（汗の有無など）によっては、その接触面における電気インピーダンスが変動してしまい、測定結果に誤差を生じさせてしまう場合が想定される。
その点、本実施形態に係る画像生成装置１によれば、電極１０２と測定対象者Ｘとの接触面（体表面）が存在しないため、その接触面の状態に応じた誤差要因を排除することができる。

また、本実施形態においては、上述したように、電極１０２が非磁性体材料で形成されている。これにより、電極１０２自身の存在が、磁気センサ１０３による磁界強度の検知に与える影響を最小限に抑制することができる。これにより、各磁気センサ１０３は、ベース体１０１における電極１０２との位置関係に依存せずに、その位置に発生した磁界の強度を精度よく検知することができる。

以上、第１の実施形態に係る画像生成装置１によれば、対象物の断層画像をより簡易的かつ高精度に取得することができる。

なお、第１の実施形態に係る画像生成装置１は、更に、以下のように変形可能である。

図７は、第１の実施形態の変形例に係る検知部の構造を示す図である。
第１の実施形態に係る画像生成装置１においては、磁気センサ１０３として光ポンピング原子磁気センサを用いている。これにより、数ｋＨｚ〜数ＭＨｚオーダーで発振する磁界であっても、その磁界強度を常温で精度よく検知することができる。すなわち、ＳＱＵＩＤのように極低温で使用するために必要な構成を全て排することができるので、磁気センサ１０３の個体のサイズを小型化することができる。この場合、図７に示すように、電極１０２の配列とは無関係に、その個体のサイズに応じた制約の範囲内で、配置可能な限りの個数の磁気センサ１０３を配置するようにしてもよい。
具体的には、ベース体１０１の周方向に沿って配される磁気センサ１０３の個数は、当該磁気センサ１０３単体の幅方向の長さＤ［ｍ］及びベース体１０１の円周Ｒ［ｍ］のみに基づいて決定されるもの（例えば、個数＝Ｒ÷Ｄ）であってもよい。

このようにすることで、サイズの制約上可能な限り、磁界の検知箇所（すなわち、磁界強度についての情報量）を増やすことができる。断層画像を高解像度化することで、より高精度な断層画像を取得することができる。
なお、この場合は、第１の実施形態と同様に、電極１０２が非磁性材料で形成されていてもよい。

また、第１の実施形態に係るＣＰＵ２００が実行する処理フローは、図６に示したものに限定されることはない。すなわち、ＣＰＵ２００は、ＥＩＴ測定に用いられる画像生成処理（例えば、逆投影法等）に基づいて断層画像を生成するのに必要な情報量の磁界強度情報を取得するものであれば、いかなる手順で磁界強度情報を取得してもよい。

図８は、第１の実施形態の変形例に係る電極及び磁気センサの機能を説明する図である。
また、第１の実施形態に係るＣＰＵ２００（交流電流入力部２０１）は、互いに隣接する電極１０２の対を順次選択しながら交流電流を入力するものとして説明した（ステップＳ１０〜ステップＳ１１（図６））。しかしながら、他の実施形態に係る交流電流入力部２０１は、さらに、隣接する電極１０２の対以外の組み合わせも含めて、交流電流を入力してもよい。例えば、交流電流入力部２０１は、一の電極１０２と、当該一の電極１０２に対向する位置に存在する他の電極１０２と、を選択して、各電極１０２間において交流電流を出力してもよい。

ここで、図５において、互いに隣接する電極１０２間に生じる交流電流は、その近傍では大きい電流が流れるが、当該電極１０２間から離れるほどその電流量は小さくなることが知られている。したがって、隣接する電極１０２間のみに交流電流を発生させた場合、測定対象物Ｘの体表面に近い側を流れる電流量に比べ、測定対象物Ｘの内部を流れる電流は微弱なものとなる。そのため、互いに隣接する電極１０２間に生じる交流電流のみに基づいて取得された断層画像は、断層面Ｓのうち、体表面に近い領域については高い精度で再現されているが、体表面から離れた深い領域については再現の精度が低下する場合がある。

そこで、図８に示すように、例えば、対向する電極１０２の対を順次選択しながら交流電流Ｉ１等を流すことで、測定対象者Ｘの体内の深い領域を通る電流量が増す。磁界情報取得部２０２は、このような電流分布に基づいて発生する磁界を取得することで、体表面から離れた深い領域をも精度よく再現することができる。
また、互いに隣接する電極１０２の対、または、対向する電極１０２の対のみならず、他の任意の２つの電極１０２の対の組み合わせによって交流電流を入力してもよい。

また、第１の実施形態に係る画像生成装置１において、検知部１０は、複数の電極１０２と複数の磁気センサ１０３とが同一面（面Ａ−Ａ’（図３））に配される態様としている。これにより、各電極１０２間に流れる交流電流に基づいて生じる磁界を高い強度で取得することができ、これに基づいて生成される断層画像の精度を向上させることができる。ただし、他の実施形態に係る画像生成装置１においてこの態様に限定されず、例えば、複数の電極１０２と複数の磁気センサ１０３とがそれぞれ異なる面に配されているような態様であってもよい。また、当該他の実施形態に係る画像生成装置１は、複数の電極１０２が配列されたベース体（環状筐体）１０１と、磁気センサ１０３が配列されたベース体（筐体）と、を各々有する態様としてもよい。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係る画像生成装置１について説明する。
図９は、第２の実施形態に係る検知部の構造を示す図である。
第１の実施形態に係る画像生成装置１は、環状に形成された検知部１０が直立する測定対象者Ｘを囲うとともに、駆動部１１の動作に応じて鉛直方向に移動しながら測定対象者Ｘの複数の断層画像を取得する態様として説明した。
本実施形態に係る画像生成装置１の検知部１０は、図９に示すように、全体的に鉛直方向に延伸して筒状に形成される。そして、筒状に形成された検知部１０の内部に測定対象者Ｘの全身が収まる態様となっている。

また、本実施形態に係る検知部１０は、図９に示すように、鉛直方向に沿って複数の電極１０２と複数の磁気センサ１０３とが配列されている。面Ａ１−Ａ１’、Ａ２−Ａ２’、・・・ごとの複数の電極１０２及び複数の磁気センサ１０３の配列のされ方は、第１の実施形態と同様である。このようにすることで、画像生成装置１は、測定対象者Ｘの複数箇所の断層画像を同時に取得することができる。

具体的には、本実施形態に係る交流電流入力部２０１は、面Ａ１−Ａ１’に属する電極１０２と、面Ａ２−Ａ２’に属する電極１０２と、・・・の全てに並列に交流電流を流すことができる。
また、本実施形態に係る磁界情報取得部２０２は、面Ａ１−Ａ１’に属する磁気センサ１０３と、面Ａ２−Ａ２’に属する磁気センサ１０３と、・・・の全てから同時に磁界強度情報を取得可能とする。つまり、磁界情報取得部２０２は、測定対象者Ｘの一の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度と同時に、当該一の断層面とは異なる他の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度を取得可能とする。
これにより、本実施形態に係る画像生成装置１は、面Ａ１−Ａ１’、Ａ２−Ａ２’、・・・のそれぞれに属する磁気センサ１０３を介して取得される各磁界強度情報に基づいて、面Ａ１−Ａ１’、面Ａ２−Ａ２’、・・・の各々に属する測定対象者Ｘの断層面Ｓについての断層画像を同時に取得することができる。

このようにすることで、第１の実施形態に係る画像生成装置１において検知部１０を移動させるための手段（駆動部１１）を排することができるとともに、複数の断層画像を取得する際に要する時間を短縮することができる。つまり、第１の実施形態においては、検知部１０の移動中に測定対象者Ｘが動くと、取得した複数の断層画像間にズレが生じるが、第２の実施形態のように、複数の断層画像を同時に取得できる態様とすることで、複数の断層画像間のズレを軽減させることができ、より精度の高い診断を実施することができる。

なお、上述の画像生成装置１の説明に用いた「同時に」という表現は、必ずしも「全く同時刻に」という意味に限定されるものではなく、取得される複数の断層画像間のズレが許容される範囲内で時刻上の差異を有していてもよい。

図１０は、第２の実施形態の変形例に係る画像生成部の機能について説明する図である。
上述の第１の実施形態及び第２の実施形態に係る画像生成装置１は、同一面に存在する複数の電極１０２と複数の磁気センサ１０３とによって取得される磁界強度情報に基づいて、当該同一面に属する測定対象者Ｘの断層面を取得するものとして説明した。
しかし、この場合、図１０に示すように、電極１０２間に生じる交流電流は、実際には、当該電極１０２が属する面Ａ１−Ａ１’を流れる交流電流成分Ｉ１の他、他の面Ａ２−Ａ２’や面Ａ３−Ａ３’を流れる交流電流成分Ｉ２、Ｉ３を含んでいる。つまり、電極１０２間に流れる交流電流は、実際には、鉛直方向へ広がった成分（交流電流Ｉ２、Ｉ３等）を有している。そうすると、面Ａ１−Ａ１’に属する磁気センサ１０３が検知した磁界強度に基づいて生成された断層画像は、面Ａ１−Ａ１’に属する断層面についての情報のみならず、他の断層面（面Ａ２−Ａ２’、Ａ３−Ａ３’等）についての情報が混じったものとなる。したがって、鉛直方向への広がる交流電流成分により、生成される断層画像は、他の断層面の情報を含んでぼやけたものとなってしまう。

そこで、本実施形態の変形例に係る磁界情報取得部２０２は、電極１０２間に流す交流電流に基づいて生じた磁界を、当該電極１０２と同一面に属する磁気センサ１０３の他、隣接する他の面に属する磁気センサ１０３を介して取得する。
例えば、図１０に示すように、磁界情報取得部２０２は、面Ａ１−Ａ１’に属する電極１０２間に流す交流電流に基づいて生じた磁界を、当該面Ａ１−Ａ１’に属する磁気センサ１０３とともに、面Ａ２−Ａ２’、Ａ３−Ａ３’に属する磁気センサ１０３を介して取得する。

そして、当該変形例に係る画像生成部２０３は、まず、面Ａ１−Ａ１’に属する磁気センサ１０３を介して取得された磁界強度情報に基づいて第１の中間画像を生成する。ここで、第１の中間画像は、主に交流電流成分Ｉ１に基づいて取得された断層画像であるが、他の断層面を流れる交流電流成分Ｉ２、Ｉ３等を含むためにぼやけた画像となる。

さらに、画像生成部２０３は、面Ａ２−Ａ２’、Ａ３−Ａ３’に属する磁気センサ１０３を介して取得された磁界強度情報に基づいて第２、第３の中間画像を生成する。ここで、当該第２、第３の中間画像は、主に、それぞれ鉛直方向に広がった電流成分Ｉ２、Ｉ３に基づいて取得された断層画像である。

本実施形態に係る画像生成部２０３は、第１の中間画像から第２、第３の中間画像の差分を取得する処理を行う。具体的には、例えば、第１の中間画像の各画素の“明度”から、第２、第３の中間画像において対応する各画素の“明度”を差し引く処理を行う。画像生成部２０３は、このようにして算出された最終画像を、面Ａ１−Ａ１’に属する測定対象者Ｘの断層面を表した断層画像として取得する。

以上のように、第２の実施形態の変形例に係る画像生成装置１は、一の断層面を囲う複数の位置における磁界に基づいて生成した第１の中間画像と、他の断層面を囲う複数の位置における磁界に基づいて生成した第２、第３・・・の中間画像と、を組み合わせて、当該一の断層面が表された断層画像を生成するものとしてもよい。
このようにすることで、所望する断層面以外の断層面を流れる交流電流成分（交流電流成分Ｉ２、Ｉ３等）に基づいて取得される情報を除外することができるので、より精度の高い断層画像を取得することができる。

なお、上記変形例に係る画像生成装置１は、筒状の検知部１０（図９参照）を備えた第２の実施形態を基本として例示したが、第１の実施形態、すなわち環状の検知部１０（図３参照）を有する画像生成装置１に適用してもよい。この場合、当該環状の検知部１０には、少なくとも磁気センサ１０３が鉛直方向に複数配列されているものとする。

また、上記変形例に係る画像生成装置１は、第１〜第３の中間画像を生成した後に、各々の画素ごとの“明度”を差し引いて断層画像を差し引く処理をするものとして説明したが、ここで説明した第１〜第３の中間画像は実際に生成され、表示されるものでなくともよい。すなわち、第１〜第３の中間画像の画素ごとの明度に対応する基の観測値である磁界強度を予め差し引いた上で、一の断層画像を生成するものとしてもよい。

また、上述の各実施形態に係る画像生成装置１は、予め定められた一定の周波数（数ｋＨｚ〜数ＭＨｚ）の交流電流により断層画像を取得するものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。例えば、他の実施形態に係る画像生成装置１は、異なる複数の周波数の交流電流に基づいて断層画像を取得するものとしてもよい。
具体的には、当該他の実施形態に係る交流電流入力部２０１は、交流駆動回路２０１Ａに対し、交流電流の周波数を指定する周波数指定信号を出力する。そして、交流駆動回路２０１Ａは、受け付けた周波数指定信号に応じた周波数の交流電流を出力する。

また、この場合、画像生成装置１は、交流駆動回路２０１Ａから出力された交流電流の周波数ごとに断層画像を生成し、得られた複数の断層画像を構成する画素ごとの周波数特性に基づいて断層面の導電率分布を取得する。
例えば、交流電流入力部２０１は、まず、図６に示す処理フローの開始時に一つの周波数を選択する。次いで、ＣＰＵ２００は、ステップＳ１０〜ステップＳ１４の処理を実施して断層画像を取得する。その後、交流電流入力部２０１が交流電流を他の周波数に切り替える。このように、ＣＰＵ２００は、ステップＳ１０〜ステップＳ１４の処理を交流電流の周波数を切り替えながら繰り返し実施する。画像生成部２０３は、各周波数によって生じた磁界の強度に基づいて、異なる周波数ごとに複数の断層画像を生成する。

また、この場合、ＣＰＵ２００は、さらに、異なる周波数ごとに生成された複数の断層画像に基づいて測定対象者Ｘの断層面の導電率分布を算出する導電率演算部としての機能を発揮する。
具体的には、当該導電率演算部は、周波数ごとに生成された複数の断層画像のうち同一の画素に対応する箇所の導電率を抽出し、当該画素ごとに、導電率の周波数特性を取得する。導電率演算部は、導電率の周波数特性に基づいて、当該画素に対応する導電率の実数成分（レジスタンス、コンダクタンス）及び虚数成分（リアクタンス、サセプタンス）を算出する。このようにすることで、断層面における導電率分布を実数成分及び虚数成分に分けて把握することができるので、より詳細な断層画像を取得することができる。

図１１は、生体によるインピーダンス変化の特性を説明する図である。
図１１（ａ）のように、離間された２電極間に非接触で生体（本実験では“拳”）を挿入した場合を考える。
図１１（ｂ）に示すグラフは、２電極間に生体が存在する場合と、生体が存在しない場合における２電極間のインピーダンスを比較したものである。図１１（ｂ）によれば、計測に用いる周波数が数ｋＨｚ〜数ＭＨｚ程度の場合、生体の有無の差異が明確に表れる。したがって、生体の断層画像の取得に用いる周波数は、数ｋＨｚ〜数ＭＨｚとするのが好ましい。また、周波数１０００ｋＨｚ未満の領域では、インピーダンスそのものが非常に高くなり、生体に流れる電流が微弱となるため、高精度な計測は困難となる場合がある。したがって、生体の断層画像生成に用いる周波数は、１ＭＨｚ前後とするのがより好ましい。この場合、磁気センサ１０３として「光ポンピング原子磁気センサ」を用いることで、当該１ＭＨｚ前後の磁界強度を高精度で検出することができる。

＜その他の変形例について＞
上述の各実施形態に係る画像生成装置１は、例えば、図４に示すように、環状に形成された検知部１０の内側に断層画像を取得する測定対象者Ｘが配されているが、他の実施形態に係る画像生成装置１においてはこの態様に限定されない。
例えば、第１の実施形態の変形例として、磁界情報取得部２０２は、測定対象者Ｘの特定の断層面に周囲を囲われる複数の位置における磁界の強度を取得するものとしてもよい。より具体的に説明すると、当該変形例に係る検知部１０は、例えば、図４に示す態様のまま小型化されて、内視鏡やカテーテル等の先端に取り付けられる。そして、検知部１０は、内視鏡と共に測定対象者Ｘの体内に挿入される。この場合、画像生成装置１は、挿入された体内における特定の断層面に周囲を囲われた検知部１０を介して、その断層画像を取得する。
ここで例えば、図５において、隣接する電極１０２間を流れる交流電流のうちベース体１０１の内側を巡るもののみを交流電流Ｉ１〜Ｉ３として表記しているが、実際には、ベース体１０１の外側を巡る交流電流も存在する。したがって、電極１０２間を流れる交流電流は、ベース体１０１の外側に配される断層面の導電率分布に応じても変化する。したがって、画像生成部２０３が磁気センサ１０３の各々から検出される磁界強度を用いて画像の再構成処理を実施することで、検知部１０の周囲を囲う断層面の断層画像を取得することができる。
以上のような変形例に係る画像生成装置１によれば、測定対象者Ｘの体内から非接触に交流電流の通電及び磁界強度の計測を行うので、測定対象者Ｘの体内における局所的な断層面を精密に評価することができる。

次に、第１の実施形態及び上述の変形例をより簡素化した導電率取得装置について説明する。
図１２は、第１の実施形態の変形例に係る導電率取得装置の機能を説明する図である。
本変形例に係る導電率取得装置１Ａは、図１２（ａ）、（ｂ）に示すような検知部１０を備えている。一例において、具体的には、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、検知部１０は、ベース体（筒状筐体）１０１Ａの両端付近に取り付けられた一対の電極１０２と、当該一対の電極１０２の間に配された磁気センサ１０３と、を備えている。
一対の電極１０２は、それぞれ、ベース体１０１Ａの周方向の全周に沿って環状に形成されている。このように形成されることで、一対の電極１０２間を流れる交流電流Ｉは、ベース体１０１Ａの遠心方向の全方位において、空中に円弧状に広がる経路を巡る（図１２（ａ）、（ｂ）を参照）。
一対の電極１０２は、交流電流入力部２０１及び交流駆動回路２０１Ａ（図１２には図示せず）に接続されている。また、磁気センサ１０３は、磁界情報取得部２０２（図１２には図示せず）に接続されている。なお、交流電流入力部２０１、交流駆動回路２０１Ａ、磁界情報取得部２０２については、上述の各実施形態と同一の機能のため説明を省略する。ただし、交流電流入力部２０１は、交流電流の周波数を指定する周波数指定信号を出力する機能を有するのが好ましい。
また、本変形例に係る導電率取得装置１Ａは、画像生成部２０３の代わりに、磁界情報取得部２０２が取得した磁界の強度に基づいて、磁気センサ１０３が配された周辺における測定対象者Ｘの導電率を取得する導電率取得部（図示せず）を備えている。

図１２（ａ）、（ｂ）は、ベース体１０１Ａが測定対象者Ｘの体内Ｘ’に挿入される例を示している。ここで、例として、図１２（ａ）は、検知部１０を囲う体内Ｘ’の導電率が高い場合を、図１２（ｂ）は、検知部１０を囲う体内Ｘ’の導電率が低い場合を示している。
体内Ｘ’の導電率が高い場合、体内Ｘ’を流れようとする交流電流Ｉが増すため、一対の電極１０２間を流れる交流電流Ｉは、図１２（ａ）に示すように、ベース体１０１Ａの延伸軸に対する半径方向に広がった経路を巡る。これにより、交流電流Ｉによって生じる磁界Ｈが全体的に磁気センサ１０３から遠ざかるため、磁気センサ１０３に検出される磁界強度は相対的に減少する。一方、体内Ｘ’の導電率が低い場合、体内Ｘ’を流れようとする交流電流Ｉが減少するため、一対の電極１０２間を流れる交流電流Ｉは、図１２（ｂ）に示すように、ベース体１０１Ａの延伸軸に対する半径方向に狭まった経路を巡る。これにより、交流電流Ｉによって生じる磁界Ｈが全体的に磁気センサ１０３に近づくため、磁気センサ１０３に検出される磁界強度は相対的に増加する。
このようにして、磁界情報取得部２０２は、体内Ｘ’の導電率に応じた磁界強度を取得する。なお、磁界情報取得部２０２は、交流電流入力部２０１の周波数制御に基づき、異なる周波数ごとの複数の磁界強度を検出してもよい。

また、上記導電率取得部は、磁界情報取得部２０２に取得された磁界強度に基づいて、ベース体１０１Ａの周辺の導電率を算出する。この場合、上記導電率取得部は、例えば、式（４）、式（５）及び予め規定した長さｌ及び断面積ｓ等を用いて、取得した磁界強度に応じた導電率σを算出する。また、上記導電率取得部は、取得した磁界強度の周波数特性に基づいて、導電率σの実数成分及び虚数成分まで算出してもよい。

従来、体内に人体内部を観察することを目的とした内視鏡等の医療機器が開発されている。このような医療機器は、本体に光学系を内蔵し、先端を体内に挿入することによって内部の映像を観察することができる。しかしながら、上記内視鏡等は、光学的観察によるものであるため、観察面において光学的な変化（すなわち見た目の変化）が現れない特徴を把握することが出来ない。
一方、本変形例に係る導電率取得装置１Ａによれば、検知部１０の周辺における体内Ｘ’の状態を、その箇所における導電率に基づいて評価する。このようにすることで、オペレータは、観察面の見た目に現れない症状であっても、その箇所における導電率の相違により把握することができる。例えば、ガン化した細胞が見た目に現れない箇所に存在していた場合であっても、本実施形態に係る導電率取得装置１Ａによれば、ガン化した細胞と正常な細胞との導電率の相違により、当該ガン化した細胞を発見することができる。
また、本変形例に係る導電率取得装置１Ａは、検知部１０（電極１０２及び磁気センサ１０３）をいずれも体内の内壁面から離れた位置に配した状態で導電率を取得可能としているため、体内における導電率を容易に取得することができ、測定対象者の負担の軽減にも寄与する。
また、本変形例に係る検知部１０は、一対の電極１０２と一つの磁気センサ１０３のみを有する構成としているため、上述の各実施形態に係る画像生成装置１と比較して検知部１０の構成を簡素化となり、装置の小型化及び低価格化を促進させることができる。

なお、本変形例に係る導電率取得装置１Ａは、内視鏡やカテーテルの先端に取り付けられて、測定対象者Ｘの体内に挿入される態様（図１２（ａ）、（ｂ））に限定されない。代替的に、導電率取得装置１Ａは、検知部１０を測定対象者Ｘの体表面付近に近接させて、その体表面付近の導電率を取得する態様であってもよい。電極１０２と磁気センサ１０３の少なくとも一部が体表面の近傍において体表面に対して非直接接触に配される。代替的に、電極１０２と磁気センサ１０３の少なくとも一部が、少なくとも一時的に、体表面に直接接触に配されることができる。
また、導電率取得装置１Ａは、ベース体（筒状筐体）１０１Ａの周方向の全周を巡るように(ベース体１０１Ａの周方向に連続的に延在するように)環状に形成されるものに限定されない。代替的に、導電率取得装置１Ａは、例えば、ベース体１０１Ａの周方向のうち一部のみを巡るように（ベース体１０１Ａの周方向に部分的に延在するように）形成されたものであってもよい。また、導電率取得装置１Ａにおいて、電極１０２は環状に限定されない。代替的に、電極１０２が、板状などの他の形状に形成されていてもよい。この場合、２つの電極１０２の板面の向く方位は、ベース体１０１Ａの延伸軸方向と垂直な方向、即ち、ベース体１０１Ａの遠心方向の何れかの方位（かつ、互いに同一の方位）を向くように配される。そうすると、ベース体１０１Ａの周方向のうち一部の範囲において特に強い交流電流が空中に放射される。このようにすることで、オペレータは、ベース体１０１Ａの周方向の向きを所望に操作することで、ベース体１０１Ａの周囲を囲う体内Ｘ’のうち所望する一部の領域のみの導電率分布を取得することができる。
同様に、導電率取得装置１Ａは、電極１０２が配される付近にシールド電極やガード電極が取り付けられることで、交流電流の方向、密度等が調整されてもよい。
また、上述の各変形例においては、「測定対象物（測定対象者Ｘ）から離れた位置」とは、「測定対象者Ｘの体内において、その内壁面から離れた位置」、「測定対象者Ｘの体内において、その内壁面との間にギャップを有する位置」、「測定対象者Ｘの体内において、内表面に対して非直接接触に配された位置」、の意味を含むものとする。

図１及び図２等に示す実施形態では、画像生成装置１は、複数の電極１０２と、複数の磁気センサ（複数のセンサセル、複数のセンサヘッド）１０３と、電極１０２を介して供給された交流電流で生じた磁界の強度に基づいて測定対象物の断層画像を提供する本体部（コントローラ）２０とを備え、コントローラ２０は、電極及び磁気センサが測定対象物の表面に対して実質的に非直接接触に配された状態で磁気センサ１０３を介して磁界の強度を取得するように構成される。他の実施形態において、本体部２０は、複数の電極１０２及び複数の磁気センサ（複数のセンサセル、複数のセンサヘッド）１０３の少なくとも一部が測定対象物の表面に対して実質的に接触した状態で磁気センサ１０３を介して磁界の強度を取得するように構成されることができる。いずれの形態においても、電極１０２及び磁気センサの配置の高い柔軟性、高い操作性、及び構成の簡素化等が実現可能である。したがって、画像生成装置１は、オペレータや測定対象者の負担の軽減、装置コストや設置スペースの削減等の利点を有する。

図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、一実施形態において、検知部１０は、変形自在に構成されたベース体１０１を備えることができる。一例において、ベース体１０１の動きに応じて複数の電極及び複数の磁気センサ（図３等参照）の少なくとも一部が動くように、複数の電極及び複数の磁気センサ（複数のセンサセル、複数のセンサヘッド）の少なくとも一部がベース体１０１に設けられる。ベース体１０１は、少なくとも１つの節と、少なくとも２つの梁を有する構成にできる。あるいは、ベース体１０１は、適度な柔軟性と適度な剛性とを有するフレキシブル構造を有する構成にできる。あるいは、ベース体１０１は、少なくとも１つの開放区間を有する構成及び／又は組立・分解可能な構成にできる。ベース体１０１の変形に応じて、電極及び磁気センサの配置を調整可能である。電極及び磁気センサの配置の調整は、測定精度の向上に有利である。

一実施形態において、複数の磁気センサは、少なくとも１つが測定対象物に対する距離を独立して変化自在であるように、配されることができる。例えば、１つの磁気センサ（センサセル、センサヘッド）における測定対象物に対する距離（第１距離）を一定に保った状態で、別の少なくとも１つにおける測定対象物に対する距離（第２距離）を変化させることができる。その結果、第１距離と第２距離とを概ね同値にすることができる。複数の磁気センサの間で、体表面に対する距離が、互いに同程度であることは、測定精度の向上に有利である。

図１４に示すように、一実施形態において、画像生成装置１は、複数のセンサセルの少なくとも１つの、（ａ）基準点に対する位置（原点に対する座標）、（ｂ）測定対象物に対する距離、及び（ｃ）測定対象物に対する相対的な位置関係、の少なくとも１つを検出可能な位置情報センサ１０６を備えることができる。あるいは、位置情報センサ１０６は、検知部１０の少なくとも一部に対する測定対象物の位置、姿勢、及び輪郭（表面形状）の少なくとも一部を検出可能に構成できる。あるいは、位置情報センサ１０６は、検知部１０と測定対象物との間の相対的な位置関係を検出可能に構成できる。本体部（コントローラ）２０において、位置情報取得部２０５は、位置情報センサ１０６からの出力信号に基づいて、複数の磁気センサ（複数のセンサセル、複数のセンサヘッド）の少なくとも１つの、（ａ）基準点に対する位置（原点に対する座標）、（ｂ）測定対象物に対する距離、及び（ｃ）測定対象物に対する相対的な位置関係、の少なくとも１つを取得することができる。この位置情報に基づき、電極及び磁気センサの少なくとも１つに関する制御が調整可能である。例えば、本体部２０は、位置情報センサ１０６からの出力信号に基づいて、交流電流の供給制御を調整することができる。あるいは、本体部２０は、位置情報センサ１０６からの出力信号に基づいて、磁気センサからの出力信号に基づく演算制御を補正することができる。本体部２０は、位置情報センサ１０６からの出力と、複数の磁気センサからの出力とに基づいて、磁界の強度を算出することができる。こうした制御は、測定精度の向上に有利である。

また、上述の各実施形態におけるＣＰＵ２００の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより工程を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。

１ 画像生成装置
１Ａ 導電率取得装置
１０ 検知部
１０１ ベース体（環状筐体）
１０１Ａ ベース体（筒状筐体）
１０２ 電極
１０３ 磁気センサ（センサセル、センサヘッド）
１０６ 位置情報センサ
１１ 駆動部
２０ 本体部
２００ ＣＰＵ
２０１ 交流電流入力部
２０１Ａ 交流駆動回路
２０２ 磁界情報取得部
２０３ 画像生成部
２０４ 駆動制御部
２０５ 位置情報取得部
２１０ ＲＡＭ
２１１ ＨＤＤ
２１２ 操作入力部
２１３ 画像表示部
２１４ 外部インターフェイス
２１５ システムバス

Claims (16)

1. 複数の電極と、
   複数のセンサセルと、
   前記複数の電極と、前記複数のセンサセルとが固定された一つのベース体と、
   前記複数の電極を介して供給された交流電流で生じた磁界の強度に基づいて測定対象物の断層画像を提供するコントローラであり、前記複数のセンサセルを介して前記磁界の強度が取得される、前記コントローラと、
   を備え、
   前記ベース体は、前記測定対象物の体表面に対して前記電極及び前記センサセルが非接触の状態で、前記測定対象物に対して相対的に所定方向に移動可能とされる
   ことを特徴とする画像生成装置。
2. 前記複数の電極及び前記複数のセンサセルの少なくとも一部が前記測定対象物の表面に対して非直接接触に配された状態で前記複数のセンサセルを介して前記磁界の強度が取得される、ことを特徴とする請求項１に記載の画像生成装置。
3. 前記複数のセンサセルの各々は、光ポンピング原子磁気センサ、又は磁気インピーダンス素子センサの一部である、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像生成装置。
4. ベース体であり、前記ベース体の動きに応じて前記複数の電極及び前記複数のセンサセルの少なくとも一部が動くように前記複数の電極及び前記複数のセンサセルの少なくとも一部が設けられた、前記ベース体、をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の画像生成装置。
5. 前記複数のセンサセルは、少なくとも１つが前記測定対象物に対する距離を独立して変化自在であるように、配される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の画像生成装置。
6. 前記複数のセンサセルの少なくとも１つの、（ａ）基準点に対する位置、（ｂ）前記測定対象物に対する距離、及び（ｃ）前記測定対象物に対する相対的な位置関係、の少なくとも１つを検出可能な位置情報センサをさらに備え、
   前記コントローラは、前記位置情報センサからの出力と、前記複数のセンサセルからの出力とに基づいて、前記磁界の強度を算出する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の画像生成装置。
7. 複数の電極と、
   複数のセンサセルと、
   前記複数の電極と、前記複数のセンサセルとが固定された一つのベース体と、
   測定対象物から離れた位置に配された前記電極を介して当該測定対象物に交流電流を入力する交流電流入力部と、
   前記測定対象物から離れた位置に配された前記センサセルを介して、前記交流電流入力部により入力された交流電流に基づいて生じた磁界の強度を取得する磁界情報取得部と、
   前記磁界情報取得部が取得した磁界の強度に基づいて前記測定対象物の断層画像を生成する画像生成部と、
   を備え、
   前記ベース体は、前記測定対象物の体表面に対して前記電極及び前記センサセルが非接触の状態で、前記測定対象物に対して相対的に所定方向に移動可能とされる
   ことを特徴とする画像生成装置。
8. 前記磁界情報取得部は、
   少なくとも、前記測定対象物の特定の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度を取得する
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像生成装置。
9. 前記交流電流入力部は、
   前記測定対象物の特定の断層面を囲う複数の位置に配された電極を介して前記交流電流を入力する
   ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の画像生成装置。
10. 前記磁界情報取得部は、
    前記特定の断層面と同一の断層面の周囲に配された前記センサセルを介して、前記交流電流入力部により入力された交流電流に基づいて生じた磁界の強度を取得する
    ことを特徴とする請求項９に記載の画像生成装置。
11. 前記磁界情報取得部は、
    前記測定対象物の一の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度と同時に、前記一の断層面とは異なる他の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度を取得する
    ことを特徴とする請求項７から請求項１０の何れか一項に記載の画像生成装置。
12. 前記画像生成部は、
    前記一の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度に基づいて生成した第１の中間画像と、前記他の断層面を囲う複数の位置における磁界の強度に基づいて生成した第２の中間画像と、を組み合わせて、前記一の断層面が表された断層画像を生成する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の画像生成装置。
13. 前記交流電流入力部は、
    前記電極として、非磁性材料を用いる
    ことを特徴とする請求項７から請求項１２の何れか一項に記載の画像生成装置。
14. 前記磁界情報取得部は、
    前記センサセルとして、光ポンピング原子磁気センサを用いる
    ことを特徴とする請求項７から請求項１３の何れか一項に記載の画像生成装置。
15. 前記交流電流入力部は、
    少なくとも、前記測定対象物の特定の断層面に周囲を囲われた複数の位置に配された電極を介して前記交流電流を入力する
    ことを特徴とする請求項７から請求項１４の何れか一項に記載の画像生成装置。
16. 電極と、
    磁気センサと、
    前記複数の電極と、前記磁気センサとが固定された一つのベース体と、
    前記電極を介して供給された交流電流で生じた磁界の強度に基づいて測定対象物の断層画像を提供するコントローラであり、前記電極及び前記磁気センサの少なくとも一部が前記測定対象物の表面に対して非直接接触に配された状態で前記磁気センサを介して前記磁界の強度が取得される、前記コントローラと、
    を備え、
    前記ベース体は、前記測定対象物の体表面に対して前記電極及び前記磁気センサが非接触の状態で、前記測定対象物に対して相対的に所定方向に移動可能とされる
    ことを特徴とする画像生成装置。

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