JP7204908B2 - 計測装置、計測方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、計測装置、計測方法、およびプログラムに関する。

従来、生体の診断のために、断層画像等を取得する方法がある（特許文献１－３参照）。このような方法の１つとして、生体の周囲に複数の電極を配置し、電流を流して測定した他の電極間の電位差によって、生体内の電気伝導度の分布を検出し、当該分布から生体の断面の画像を得る電気インピーダンストモグラフィー（ＥＩＴ）がある。
特許文献１ 米国特許出願公開第２０１７／０３０３９９１号明細書
特許文献２ 国際公開第２０１１／０８６５１２号
特許文献３ 国際公開第２０１０／１１３０６７号

解決しようとする課題

しかし、ＥＩＴは、計測のための電極を生体に接触させて配置する必要があるため、配置可能な電極の数によって得られる情報量が限定される。また、生体の表面状態（例えば発汗等）によって電極の接触抵抗が変化して、測定値に影響を与える。

一般的開示

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、計測装置を提供する。計測装置は、生体に接触する複数の電極を有する電極ユニットを備えてよい。計測装置は、複数の磁気センサセルを有し、三次元空間内の複数の箇所において３軸方向の入力磁場を検出可能な磁気センサアレイを備えてよい。計測装置は、複数の電極のうちの少なくとも１つの電極対により生体に電流を流す電流印加部を備えてよい。計測装置は、生体に電流を流している間に磁気センサアレイが生体から検出した入力磁場に基づく計測データを取得する計測データ取得部を備えてよい。計測装置は、計測データに基づいて生体内に流れる電流を推定する推定部を備えてよい。

電流印加部は、少なくとも１つの電極対により生体に交流電流を流してよい。計測装置は、少なくとも１つの電極対により生体に流れる電流と、計測データ取得部による計測データの取得とを同期する制御部を備えてよい。磁気センサアレイは、電極ユニットと非接触に配置されてよい。磁気センサアレイは、電極ユニットに対して対向して配置されてよい。複数の電極は、生体に接触して並んで配置されてよい。電流印加部は、複数の電極のうち２つの電極からなる電極対に電流を印加して生体に電流を流してよい。電流印加部は、複数の電極のうち電極対となる２つの電極を変えながら順に電流を印加して生体に電流を流してよい。たとえば、電流印加部は、隣接する２つの電極からなる電極対に、電極を１つ毎にずらしながら順に電流を印加して生体に電流を流してよい。推定部は、計測データによって示される磁場の空間分布を、生体からの測定対象磁場と外乱磁場とに分離する信号空間分離部を備えてよい。推定部は、分離した測定対象磁場に基づいて、生体内に流れる電流を算出する計算部を備えてよい。複数の磁気センサセルはそれぞれ、磁気抵抗素子と磁気抵抗素子の両端に配置された磁気収束板とを有する磁気センサを複数有してよい。信号空間分離部は、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で検出したときに複数の磁気センサのそれぞれが出力する信号ベクトルを基底ベクトルとして分離してよい。磁気センサアレイは、曲面状に配置されてよい。

信号空間分離部は、生体の重心が配置されるべき位置よりも磁気センサアレイに近い位置を座標原点に設定した場合の磁場の空間分布を、生体からの測定対象磁場と外乱磁場とに分離してよい。信号空間分離部は、生体の重心が配置されるべき位置よりも磁気センサアレイに近い複数の位置のそれぞれを座標原点に設定した場合に対応する異なる複数の磁場の空間分布のそれぞれを、生体からの測定対象磁場と外乱磁場とに分離してよい。推定部は、異なる複数の磁場の空間分布にそれぞれ対応する生体内の異なる複数の領域を流れる電流を算出してよい。

本発明の第２の態様においては、計測方法を提供する。計測方法は、生体に接触する電極ユニットの複数の電極のうちの少なくとも１つの電極対により生体に電流を流す段階を備えてよい。計測方法は、三次元空間内の複数の箇所において３軸方向の入力磁場を検出可能な磁気センサアレイにより生体から検出した入力磁場に基づく計測データを、生体に電流を流している間に取得する段階を備えてよい。計測方法は、計測データに基づいて、生体内に流れる電流を推定する段階を備えてよい。

本発明の第３の態様においては、プログラムを提供する。プログラムは、コンピュータにより実行されて、コンピュータを、計測データによって示される磁場の空間分布を、生体からの測定対象磁場と外乱磁場とに分離する信号空間分離部として機能させてよい。計測データは、生体に接触する少なくとも１つの電極対により生体に電流を流している間に、三次元空間内の複数の箇所において３軸方向の入力磁場を検出可能な磁気センサアレイにより生体から検出した入力磁場に基づいてよい。プログラムは、コンピュータにより実行されて、コンピュータを、分離した測定対象磁場に基づいて、生体内に流れる電流を算出する計算部として機能させてよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な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中の磁気センサセル２２０の構成および配置を示す。 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。 本実施形態に係る計測装置１０の構成を示す。 本実施形態の計測装置１０が曲面状に配置された磁気センサアレイ２１０を用いて磁場を計測する例を示す。 本実施形態の計測装置１０の複数の電極８００の配置例を示す。 本実施形態の計測装置１０の一部のＸＺ平面に平行な断面の説明図を示す。 ＸＺ平面に平行な断面における、本実施形態の計測装置１０で検出した磁場と電流の分布を示す。 本実施形態に係る計測装置１０の計測フローを示す。 本実施形態に係る計測装置１０の変形例を示す。 実施形態の計測装置１０による計測方法の変形例を説明するための説明図を示す。 実施形態の計測装置１０による計測方法の変形例を説明するための説明図を示す。 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、本実施形態に係る計測装置の構成を示す。計測装置１０は、被験者等の生体５０に電流を流して生じた磁場を計測し、計測した磁場を用いて、生体５０内の電流を推定する。計測装置１０は、生体５０の断面画像の取得のために用いられてよい。

計測装置１０は、本体部２０と、情報処理部３０とを備える。本体部２０は、生体５０に電流を流して磁場をセンシングするためのコンポーネントであり、電流印加ユニット１００と、磁気センサユニット１１０と、ヘッド１２０と、駆動部１２５と、ベース部１３０と、ポール部１４０とを有する。

電流印加ユニット１００は、計測時に生体５０の表面に接触して配置され、生体５０に電流を流す。磁気センサユニット１１０は、計測時に生体５０の計測対象（一例として被験者の肺等）に向かう位置に配置され、生体５０からの磁場をセンシングする。ヘッド１２０は、磁気センサユニット１１０を支持し、磁気センサユニット１１０を生体５０に対向させる。駆動部１２５は、磁気センサユニット１１０およびヘッド１２０の間に設けられ、キャリブレーションを行う場合にヘッド１２０に対する磁気センサユニット１１０の向きを変更する。本実施形態に係る駆動部１２５は、図中のＺ軸を中心に磁気センサユニット１１０を３６０度回転させることができる第１アクチュエータと、Ｚ軸と垂直な軸（図中の状態においてはＸ軸）を中心に磁気センサユニット１１０を回転させる第２アクチュエータとを含み、これらを用いて磁気センサユニット１１０の方位角および天頂角を変更する。なお、磁気センサユニット１１０は、さらに図中のＹ軸を中心に計測対象の周囲を回転可能であってよい。

ベース部１３０は、他の部品を支える基台である。生体５０である被験者は、測定時に当該ベース部１３０上に立ってもよいし、ベース部１３０の前に座ってもよい。ポール部１４０は、ヘッド１２０を生体５０の計測対象の高さに支持する。ポール部１４０は、磁気センサユニット１１０の高さを生体５０の計測対象の高さに調整するべく上下方向に伸縮可能であってよい。

情報処理部３０は、本体部２０による計測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。情報処理部３０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、情報処理部３０は、特定の情報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、磁場を３軸方向で検出可能な複数の磁気センサセル２２０を三次元に配列して構成される。複数の磁気センサセル２２０は、一例として、各々が磁気抵抗素子と、磁気抵抗素子の一端および他端の少なくとも一方に配置された磁気収束板とを有する磁気センサを複数有する。なお、磁気収束板は、磁気抵抗素子の両端に配置される方が、後述する磁場の空間分布のサンプリング精度を高くすることができる点で好適である。本図において、磁気センサアレイ２１０は、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）が平面状に配置されている。

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からの計測データ（検出信号）を収集、処理して情報処理部３０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中の磁気センサセル２２０の構成および配置を示す。各磁気センサセル２２０は、各々が磁気抵抗素子を有する複数のセンサ部３００ｘ～ｚ（以下、「センサ部３００」と総称する）を有する。本実施形態において、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０≦ｉ≦Ｎｘ－１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０≦ｊ≦Ｎｙ－１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０≦ｋ≦Ｎｚ－１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）。

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。また、センサ部３００ｘ、３００ｙ、および３００ｚは、各磁気センサセル２２０内において、磁気センサセル２２０を配列する三次元方向それぞれから見て互いに重ならず、かつ、複数のセンサ部３００の間に設けるギャップ側に一端が設けられ、他端が当該ギャップから離れるように３軸方向の各軸方向に延伸して配置されていることが好ましい。一例として、本図において、磁気センサセル２２０の正面視左下の角部に空隙（ギャップ）が設けられ、センサ部３００ｘ、３００ｙ、および３００ｚは、一端が当該空隙に接するように設けられ、他端が当該空隙から離れるようにＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸方向の各軸方向に延伸して配置されている例を示す。本図において、センサ部３００ｘ、３００ｙ、および３００ｚが、立方体状の磁気センサセル２２０の一角部から互いに垂直な３辺に沿って配置され、該一角部に空隙が設けられている。また、後に述べるセンサ部３００ｘ、３００ｙ、および３００ｚが有するコイルまたは磁性体が、互いに重ならないように配置されていることが好ましい。これにより、測定点を明確にでき、測定磁場の各成分の把握がさらに容易となる。また、さらにセンサ部３００ｘ、３００ｙ、および３００ｚが有する他軸感度を互いに等価なものとみなすことができ、後述の線形代数の較正演算が容易となる。この他軸感度は、センサ部３００ｘ、３００ｙ、および３００ｚが有するコイル、または磁性体による相互干渉によって発生するものである。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。両者が異なる場合、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。

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検出信号の大きさ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に対する検出信号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程度で検出信号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、出力部５４０とを有する。なお、センサ部３００の一部、例えば増幅回路５３２および出力部５４０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、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は、磁気抵抗素子の両端に配置された磁気収束板を有する。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、磁気センサ５２０が検出した入力磁場を低減させるフィードバック磁場を磁気センサ５２０に与える。磁場生成部５３０は、例えば、磁気センサ５２０に入力する磁場Ｂとは逆向きで、絶対値が当該入力磁場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、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。

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。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磁気収束板を取り囲むように巻かれている。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、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。

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。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の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、検出信号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の検出信号の大きさ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、検出信号Ｖ＿ｘＭＲの良好な直線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、例えば、生体５０からの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。一例として、本実施形態に係る磁気センサ５２０は、磁気抵抗素子７０２と、磁気抵抗素子７０２の一端および他端に配置された磁気収束板７０４、７０６を有する。磁気収束板７０４、７０６は磁気抵抗素子７０２を間に挟むように配置されている。すなわち、磁気抵抗素子７０２の両端に磁気収束板が配置されている。図７において、正面視で感磁軸に沿って磁気抵抗素子７０２の右端に配置されている磁気収束板７０４が、感磁軸の正側に設けられた磁気収束板であり、磁気抵抗素子７０２の左端に配置されている磁気収束板７０６が、感磁軸の負側に設けられた磁気収束板である。感磁軸の負側から正側に向かって磁場が磁気収束板７０４、７０６に入力すると、磁気抵抗素子７０２の抵抗が増加または減少してよい。なお、感磁軸は、磁気抵抗素子７０２を形成する磁化固定層で固定された磁化の方向に沿っていてよい。磁気収束板７０４、７０６は、例えば鉄等の軟磁性体材料により構成される。軟磁性体材料により構成される磁気収束板７０４、７０６を磁気抵抗素子７０２の一端および他端に配置することにより、磁気抵抗素子７０２を通過する磁力線を増やすことができ、これにより磁気センサ５２０の感度を高めることができる。

なお、本図においては、磁気収束板が、磁気抵抗素子７０２の一端および他端の両方に配置された例を示したが、磁気収束板は磁気抵抗素子７０２の一端および他端のいずれか一方のみに設けられてもよい。しかしながら、磁気センサ５２０の感度をより高めるためには磁気抵抗素子７０２の一端および他端の両方に磁気収束板を設けることが好ましい。また、磁気抵抗素子７０２の一端および他端の両方に磁気収束板を設けると、２つの磁気収束板７０４および７０６に挟まれた狭い位置に配置される磁気抵抗素子７０２の位置が感磁部、すなわち、空間サンプリング点となるため、感磁部が明確となり、後述する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。このように、磁気抵抗素子７０２の両端に磁気収束板７０４および７０６が配置された磁気センサ５２０を各センサ部３００に用いることにより、本実施形態に係る計測装置１０は、図３に示されるように、各軸方向において、両端を磁気収束板に挟まれた極めて狭い（例えば１００μｍ以下）位置において、磁場の空間分布をサンプルすることができるので、生体磁場を計測するＳＱＵＩＤコイル（～２ｃｍ）を使用して磁場の空間分布をサンプリングする場合に比べて、サンプリングの精度（位置精度）が高くなる。

図８は、本実施形態に係る計測装置１０の構成を示す。一例として、図１に示す本体部２０の電流印加ユニット１００は、複数の電極８００と、電流印加部８１０とを有し、磁気センサユニット１１０は、磁気センサアレイ２１０と、センサデータ収集部２３０とを有し、情報処理部３０は、推定部８７０を有する。なお、本願の電極ユニットは、少なくとも複数の電極８００を含むものであればよく、例えば電流印加ユニット１００であってもよい。

複数の電極８００（１）～（５）は、電流印加部８１０に電気的に接続され、生体５０の測定対象に対応する位置に接触して配置される。複数の電極８００は、生体５０の表面に、一列に並んで配置されてよく、または二次元で並んで配置されてよい。例えば、複数の電極８００は、図１のＸ軸またはＹ軸方向に一列に並んで配置されてよく、または、図１のＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ複数並んで配置されてよい。なお、電極８００は、２個以上であればよく、特に限定されない。

電流印加部８１０は、磁気センサユニット１１０に接続され、複数の電極８００のうちの少なくとも１つの電極対により生体５０に電流を流す。電流印加部８１０は、少なくとも１つの電極対により生体５０に交流電流を流してよい。電流印加部８１０は、電極対に交流電流を供給するための交流電源を有してよく、または外部の交流電源に接続されてよい。電流印加部８１０は、磁気センサユニット１１０の制御部８２０からの同期信号に応じて、複数の電極８００の電極対に電流を流してよい。電流印加部８１０は、一例として同期信号に同期して１ｍＡ以下の交流電流を生体５０に流してよい。

磁気センサアレイ２１０は、複数の磁気センサセル２２０を有し、三次元空間内の複数の箇所において３軸方向の入力磁場を検出可能である。複数の磁気センサセル２２０のそれぞれは、上述のとおり複数のセンサ部３００ｘ～ｚを有する。本図においては、磁気センサアレイ２１０が各次元方向に有する複数の磁気センサセル２２０のうち、位置［ｉ，ｊ，ｋ］、［ｉ＋１，ｊ，ｋ］、［ｉ，ｊ＋１，ｋ］、および、［ｉ，ｊ，ｋ＋１］に関する部分を示す。

センサデータ収集部２３０は、制御部８２０と、複数の計測データ取得部８３０と、複数のＡＤ変換器８４０と、クロック発生器８４２と、較正演算部８５０と、記憶部８６０とを有する。

制御部８２０は、電流印加部８１０と、複数の計測データ取得部８３０とにそれぞれ接続され、電流印加部８１０と計測データ取得部８３０との同期検波を制御する。制御部８２０は、少なくとも１つの電極対により生体５０に流れる電流と、計測データ取得部８３０による計測データの取得とを同期する。制御部８２０は、共通の同期信号を電流印加部８１０と各計測データ取得部８３０とに出力し、電流印加部８１０により電流を流すタイミングを、複数の計測データ取得部８３０により各センサセルからの計測データを取得するタイミングを一致させてよい。制御部８２０は、一例として１０～１００ＫＨｚの周波数の同期信号を出力する。

複数の計測データ取得部８３０は、それぞれ、対応する磁気センサセル２２０の複数のセンサ部３００ｘ～ｚと、対応するＡＤ変換器８４０とに接続される。計測データ取得部８３０は、生体５０に電流を流している間に磁気センサアレイ２１０の磁気センサセル２２０が生体５０から検出した入力磁場に基づく計測データを取得する。計測データ取得部８３０は、それぞれ、対応する磁気センサセル２２０の複数のセンサ部３００ｘ～ｚが出力した計測データを、制御部８２０からの同期信号に応じて取得してよい。計測データ取得部８３０は、計測データに同期信号を乗算して出力してよい。計測データ取得部８３０は、さらに、乗算した計測データに対して、ローパスフィルタリング等の処理を行ってよい。

複数のＡＤ変換器８４０は、それぞれ、クロック発生器８４２と、対応する較正演算部８５０とに接続され、対応する計測データ取得部８３０が取得したアナログの信号（図６の計測データＶ＿ｘＭＲ）をデジタルの計測データ（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）に変換する。ここで、Ｖｘ、Ｖｙ、およびＶｚは、センサ部３００ｘ、３００ｙ、および３００ｚからの計測データをデジタルに変換した計測値（例えばデジタルの電圧値）である。

クロック発生器８４２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８４０のそれぞれへ供給する。そして、複数のＡＤ変換器８４０のそれぞれは、クロック発生器８４２から供給された共通のサンプリングクロックに応じてアナログデジタル変換を行う。したがって、異なる位置に設けられた３軸のセンサ部３００ｘ～ｚの出力をそれぞれアナログデジタル変換する複数のＡＤ変換器８４０の全てが同期動作をする。これにより、複数のＡＤ変換器８４０は、異なる空間に設けられた３軸のセンサ部３００ｘ～ｚの検出結果を同時にサンプリングすることができる。

複数の較正演算部８５０は、それぞれ、対応する記憶部８６０に接続され、ＡＤ変換器８４０からの計測データを較正パラメータを用いて較正し、較正したデータを記憶部８６０に出力する。較正演算部８５０による計測データの較正の概要は以下のとおりである。位置［ｉ，ｊ，ｋ］にある磁気センサセル２２０に入力される磁場をＢ（Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚ）とし、センサ部３００ｘ、３００ｙ、３００ｚによる３軸磁気センサの検出結果をＶ（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）とする。この場合、３軸磁気センサの磁気センサ特性を行列Ｓとすると、３軸磁気センサの検出結果Ｖは次式のように示すことができる。

ここで、Ｓｘｘ、Ｓｙｙ、Ｓｚｚは、それぞれセンサ部３００ｘ、３００ｙ、３００ｚの主軸方向の感度を表し、Ｓｘｙ、Ｓｘｚ、Ｓｙｘ、Ｓｙｚ、Ｓｚｘ、Ｓｚｙは他軸方向の感度を表している。また、Ｖｏｓ，ｘ、Ｖｏｓ，ｙ、Ｖｏｓ，ｚは、それぞれセンサ部３００ｘ、３００ｙ、３００ｚの主軸方向のオフセットを表している。なお、３軸磁気センサの検出結果であるＶ（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）は、生体５０に印加される交流電流と同期して検出されるため、これらのオフセットについては、無視することも可能である。

センサ部３００のそれぞれが、検出すべき入力磁場の範囲において、当該入力磁場に対する検出結果が線形性を有するので、行列Ｓの各要素は、入力磁場Ｂの大きさとは無関係な略一定の係数となる。また、センサ部３００が他軸感度を有していても、当該センサ部３００の検出結果が線形性を有していれば、行列Ｓの各要素は、入力磁場Ｂの大きさとは無関係な略一定の係数となる。

したがって、較正演算部８５０は、行列Ｓの逆行列Ｓ^－１とオフセット（Ｖｏｓ，ｘ，Ｖｏｓ，ｙ，Ｖｏｓ，ｚ）とを用いることで、次式のように、計測データＶ（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を元の入力される磁場を示す磁場計測データＢ（Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚ）に変換することができる。なお、この変換は、センサ部３００ｘ～ｚが上述の磁気収束板を備えている場合も成立する。これは、磁気センサセル２２０がセンサ部３００ｘ～ｚを利用した３軸磁気センサとして構成されるためであり、線形代数を利用した変換が可能となるからである。

較正演算部８５０は、環境磁場計測データを用いて行列Ｓの逆行列Ｓ^－１およびオフセット（Ｖｏｓ，ｘ，Ｖｏｓ，ｙ，Ｖｏｓ，ｚ）を算出し、計測データ取得部８３０で取得した計測データを、これらの較正パラメータを用いて計測データＢに変換して記憶部８６０に供給する。

以上のように、各センサ部３００が線形性を有するので、較正演算部８５０は、略一定の係数を用いて計測データを計測データＢに変換することができる。すなわち、較正演算部８５０が用いる略一定の係数は、環境磁場データを用いて一組の較正パラメータとして定めることができる。

記憶部８６０は、推定部８７０に接続され、較正演算部８５０によって較正された計測データＢを記憶し、推定部８７０に供給する。

推定部８７０は、記憶部８６０からの計測データに基づいて、生体５０内に流れる電流を推定する。推定部８７０は、基底ベクトル記憶部８８０と、信号空間分離部８９０と、計算部８９５とを有する。

基底ベクトル記憶部８８０は、信号空間分離部８９０に接続され、信号空間分離部８９０が磁場計測データＢを信号分離するために必要な基底ベクトルを予め記憶し、これを信号空間分離部８９０へ供給する。

信号空間分離部８９０は、記憶部８６０と計算部８９５とに接続され、記憶部８６０が出力した計測データによって示される磁場の空間分布を、生体５０からの測定対象磁場と外乱磁場とに分離する。信号空間分離部８９０は、例えば、計測データＢによって示される磁場の空間分布を、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で検出したときに複数の磁気センサ５２０のそれぞれが出力する信号ベクトルを基底ベクトルとして信号分離する。信号空間分離部８９０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８８０から取得する。そして、信号空間分離部８９０は、基底ベクトル記憶部８８０から取得した基底ベクトルを用いて、計測データＢによって示される磁場の空間分布を、測定対象磁場と外乱磁場とに信号分離し、外乱磁場を抑制して測定対象磁場を算出する。信号空間分離部８９０は、磁気センサアレイ２１０が配置されていない生体５０の表面上の複数の磁場位置における測定対象磁場を算出して、これを出力してよい。

計算部８９５は、信号空間分離部８９０からの測定対象磁場を示すデータを受け取り、測定対象磁場に基づいて、生体５０内に流れる電流を算出する。計算部８９５は、生体５０の表面上の複数の位置における測定対象磁場から、電極対により電流が流された生体５０における電流値の分布を算出してよい。

図９は、本実施形態の計測装置１０が曲面状に配置された磁気センサアレイ２１０を用いて磁場を計測する例を示す。磁気センサアレイ２１０は、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１２個、Ｙ方向に８個、およびＺ方向に２個の計１９２個の磁気センサセル２２０）が曲面状に配置されている。各磁気センサセル２２０は、三次元格子空間における曲面形状に含まれる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。この際、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。

計測装置１０は、Ｙ軸方向の中心位置が複数の電極８００が配置された位置と一致し、生体５０（被験者の胸部等）のＸ軸方向の中心位置が曲面の中心に位置するように、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、計測装置１０は、測定対象磁場源である生体５０に近い位置で計測した計測データＢを用いて信号空間分離することで、高精度に測定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、曲面の曲率が被験者の胸部周りの曲率と略同等であると、測定対象磁場源である生体５０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、本実施形態の計測装置１０の複数の電極８００の配置例を示す。複数の電極８００（１）～（５）は、生体５０の磁気センサアレイ２１０が配置された側とは反対側（例えば、被験者の背中側）に接触してＸ軸方向に一列に配置される。複数の電極８００は、例えば、ベルトに一列に露出して固定されてよく、当該ベルトを生体５０に巻いて固定することで生体５０に接触した状態で配置されてよい。

図１１は、本実施形態の計測装置１０の一部のＸＺ平面に平行な断面を示す。図１１において生体５０内の点線の矢印は、生体５０内の二次電流の流れを概略的に示す。計測装置１０は、複数の電極８００が、生体５０の一方側に接触し、磁気センサアレイ２１０が、生体５０の他方側における入力磁場を検出する。計測装置１０は、例えば２つの電極８００（２）および（３）からなる電極対に交流電流を流し、これにより生体５０内に二次電流が流れる。計測装置１０は、電極対により交流電流を流している間に生じる磁場を、磁気センサアレイ２１０で検出し、検出した磁場から生体５０内の電流の分布を算出することができる。なお、磁気センサアレイ２１０は、複数の電極８００を含む電極ユニットと非接触に配置され、電極ユニットに対して対向して配置される。これにより、磁気センサアレイ２１０は、検出する生体５０からの磁場に対する、電極ユニット自体に流れる電流からの影響を効率的に低減することができる。

図１２は、ＸＺ平面に平行な断面における、本実施形態の計測装置１０で検出した磁場と電流の分布を示す。本実施形態の計測装置１０の信号空間分離部８９０は、磁気センサアレイ２１０で検出した磁場に基づいて、生体５０の表面におけるＭ個（Ｍ≧１）の磁場位置１２００の測定対象磁場を算出することができる。これにより計算部８９５は、当該Ｍ個の磁場位置１２００の磁場を用いて、生体５０内のＮ個（Ｎ≧１）の位置（ボクセル）の電流Ｊ１～ＪＮを算出することができる。なお、当該磁場位置１２００は、Ｙ軸方向において、複数の電極８００が配置された位置と略同一であってよい。

図１３は、本実施形態に係る計測装置１０の計測フローを示す。

ステップ１３００において、基底ベクトル記憶部８８０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８８０は、測定対象磁場の測定前に、球面調和関数の空間分布を持つ磁場を磁気センサアレイ２１０で検出したときに複数の磁気センサ５２０のそれぞれが出力する信号ベクトルを基底ベクトルとして記憶する。すなわち、基底ベクトル記憶部８８０は、空間内の予め定められた点を座標原点に指定した時に球面調和関数を空間サンプリングして得られる磁場信号ベクトルを基底ベクトルとして記憶する。ここで、球面調和関数とは、ｎ次元ラプラス方程式の解となる斉次多項式を単位球面に制限することで得られる関数であり、球面上での正規直交性を有する。なお、基底ベクトル記憶部８８０は、計測装置１０による信号空間分離（ステップ１３３０）の前に、基底ベクトルを記憶しておけばよい。また、基底ベクトル記憶部８８０は、シミュレーション結果等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もよい。

次に、ステップ１３１０において、計測装置１０は、生体５０に電流を流している間に検出した入力磁場に基づく計測データを取得する。制御部８２０は、同期検波のために同期信号を電流印加部８１０および計測データ取得部８３０に出力してよい。制御部８２０は、ユーザにより設定された周波数または予め定められた周波数の同期信号を出力してよい。

電流印加部８１０は、同期信号を受信している期間に、同期信号と同じ周波数の交流電流を電極対により生体５０に流し、一方、計測データ取得部８３０は、同期信号を受信している期間に計測データを取得してよい。電流印加部８１０は、複数の電極８００のうち隣接する２つの電極からなる電極対に電流を印加して生体に電流を流してよい。例えば、電流印加部８１０は、隣接する２つの電極８００からなる電極対に、電極８００を１つ毎にずらしながら順に電流を印加して生体５０に電流を流してよい。具体的には、電流印加部８１０は、図１１における、電極８００（１）および（２）、電極８００（２）および（３）、電極８００（３）および（４）、電極８００（４）および（５）の電極対の順で、同期信号の１または複数周期毎に電極対を切り替えて電流を流すことで、全ての組み合わせの電極対から電流を生体５０に流してよい。

計測データ取得部８３０は、電極対毎に計測した計測データについて、同期信号を乗算して取得してよい。計測データ取得部８３０は、同期信号を乗算した計測データを、アナログローパスフィルタによってフィルタリングして出力してよい。

複数のＡＤ変換器８４０は、それぞれ、取得した計測データをアナログデジタル変換して出力する。較正演算部８５０は、取得した計測データを較正して記憶部８６０に出力してよい。較正演算部８５０は、較正前に、計測データを、デジタルローパスフィルタによりフィルタリングしてよい。信号空間分離部８９０は、較正された計測データＢを、記憶部８６０から取得する。

ステップ１３２０において、信号空間分離部８９０は、ステップ１３００において基底ベクトル記憶部８８０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８８０から取得する。なお、本フローにおいて、ステップ１３１０とステップ１３２０とはどちらが先に行われてもよい。

ステップ１３３０において、信号空間分離部８９０は、ステップ１３１０において取得した磁場計測データＢによって示される磁場の空間分布を、ステップ１３２０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８９０は、級数展開によって得られたベクトルから、磁場の空間分布を測定対象磁場と外乱磁場とに信号分離する。なお、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８９０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。

そして、ステップ１３４０において、信号空間分離部８９０は、ステップ１３３０において信号分離した結果に基づいて、外乱磁場を抑制して測定対象磁場だけを算出して計算部８９５に出力する。以下、これについて詳細に説明する。

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、ｒは座標原点からの位置を表す位置ベクトルであり、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Ｙｌ，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はそれぞれ生体５０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７）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７）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、生体５０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７）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、生体５０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６）および（数７）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８）における第１項は、被験者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（測定対象磁場）を示している。また、（数８）における第２項は、生体５０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５０からの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測定対象磁場信号の比）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、例えば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測定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、各磁気センサセル２２０におけるセンサ部３００ｘ、ｙ、およびｚの感磁軸方向と磁気感度を表すベクトルを、それぞれ、ｎｘ、ｎｙ、およびｎｚとし、添字ｔを転置行列として、ａｌ，ｍおよびｂｌ，ｍを次式のように定義する。すなわち、ａｌ，ｍおよびｂｌ，ｍを、センサ部３００ｘ、ｙ、およびｚの感磁軸方向と磁気感度を表す各ベクトル）ｎｘ、ｎｙ、ｎｚと、三次元のベクトル信号である球面調和関数との内積を成分として有するベクトルとして定義する。これは、各磁気センサセル２２０において、球面調和関数を直交座標系でサンプリングすることを意味している。なお、このａｌ，ｍおよびｂｌ，ｍは磁気センサセル２２０の個数を３倍した数の次元を持つベクトルとなる。また、各センサ部３００の感磁軸方向と磁気感度を表す各ベクトルｎｘ、ｎｙ、ｎｚは、先述した主軸方向の感度、および、他軸方向の感度と対応したベクトルでよい。ｎｘは、Ｓｘｘ、Ｓｘｙ、Ｓｘｚに対応してよい。ｎｙは、Ｓｙｘ、Ｓｙｙ、Ｓｙｚに対応してよい。ｎｚは、Ｓｚｘ、Ｓｚｙ、Ｓｚｚに対応してよい。このように、センサ部３００ｘ、ｙ、およびｚの主軸方向の感度と他軸方向の感度補正を含めて計算されたａｌ，ｍおよびｂｌ，ｍの値は基底ベクトル記憶部８８０に記憶される。基底ベクトル記憶部８８０が、磁気感度（主軸感度、他軸感度）の補正を含めて計算されたａｌ，ｍおよびｂｌ，ｍの値を記憶する本実施形態に係る磁気計測装置１０は、動作時に、取得された計測データに対して較正演算部８５０における補正を行うことで、各磁気センサセル２２０の磁気感度（主軸感度、他軸感度）の補正を行うことが可能となる。

そうすると、ある時刻に磁気センサセルアレイ２１０において出力されるセンサ出力ベクトルΦは、以下の式で表すことができる。

さらに、Ｓｉｎ、Ｓｏｕｔ、Ｘｉｎ、およびＸｏｕｔをそれぞれ次のように定義する。すなわち、Ｓｉｎ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、Ｓｏｕｔ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＝Ｌｉｎまで、各ｌにおいてｍ＝－１からｌまでの整数をとった時の各多極モーメントβを順に列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、センサ出力ベクトルΦは、次式に示すように、行列Ｓと縦ベクトルＸの内積の形で表すことができる。ここで、行列Ｓは、基底ベクトルを示し、例えば、ステップ１３２０において、信号空間分離部８９０が基底ベクトル記憶部８８０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。

この（数１２）で得られたセンサ出力ベクトルΦのモデル式に基づいて、次式を用いてΦ＝Ｓ・Ｘを最小２乗近似で満たす縦ベクトルＸを決定する。これにより、信号空間分離部８９０は、磁場の空間分布を解くことができる。

本実施形態において、図１２に示すように、生体５０の表面上の複数の磁場位置１２００の磁場を算出する場合には、（数１３）で求めたＸを用いた（数１４）により、センサ出力ベクトルΦに基づいて、当該複数の磁場位置１２００のベクトルｒにおける磁場を算出することができる。（数１４）において、第１項は、生体５０の表面上の磁場位置１２００の測定対象磁場を示し、第２項は外乱磁場を示す。

本実施形態に係る信号空間分離部８９０は、複数の磁場位置１２００（１）～（Ｍ）のそれぞれについて（数１４）を用いて磁場を算出することができる。信号空間分離部８９０は、外乱磁場成分（すなわち、（数１４）における第２項の成分）を抑制した結果を出力する。信号空間分離部８９０は、磁場位置１２００のベクトルｒにおける測定対象磁場、すなわち、（数１４）における第１項の成分だけを出力してよい。

次に、ステップ１３５０において、計算部８９５は、信号空間分離部８９０からの測定対象磁場成分の磁場データＢに基づいて生体５０内に流れる電流を算出する。計算部８９５は、信号空間分離部８９０からのＭ個の磁場データＢ１～ＢＭから、図１２に示すようなＮ個の電流Ｊ１～ＪＮを求めてよい。まず、電流から磁場に変換する順問題は、リードフレーム行列Ｌを用いて（数１５）のように表すことができる。ここで、磁場Ｂ１～ＢＭ、および電流Ｊ１～ＪＮは、それぞれ３次元ベクトルである。リードフレーム行列Ｌの行列要素の値は、生体５０をモデル化する有限要素法（ＦＥＭ）によって算出されてよい。

計算部８９５は、順問題でリードフレーム行列を算出した後に、その逆問題としてＮ個の電流Ｊ１～ＪＮを算出してよい。計算部８９５は、逆問題において、（数１６）に示すような２乗誤差を最小にするように、（数１７）に示す式で電流Ｊ１～ＪＮをそれぞれ算出することができる。

以上のように、計算部８９５は、生体５０内の複数位置における電流を算出して生体５０内の電流分布を出力することができる。ステップ１３１０は、繰り返し実行されてよく、全ての電極対に対応する計測データを取得した後にも、同様に、電流対毎の計測データの取得を繰り返してよい。ステップ１３３０～１３５０は、ステップ１３１０と並行に行われてよく、電流印加および磁場測定しながらリアルタイムで算出結果を出力することができる。また、本実施形態の計測装置１０は、例えば、情報処理部３０のディスプレイ等により、ＥＩＴの技術の一部を用いて、算出結果の電流分布に応じた生体５０内のインピーダンス分布を示す画像を生成して表示することができる。

本実施形態の計測装置１０は、信号空間分離部８９０により外乱磁場を抑制して、生体５０の外表面上の磁場を精度よく検出することができる。本実施形態の計測装置１０は、磁気センサアレイ２１０の磁場検出結果に基づいて、生体５０の外表面上の多数の位置の磁場を算出することができるため、分解能を高めることができる。

図１４は、本実施形態に係る計測装置１０の変形例の一部を示す。図１４の計測装置１０は、図１の計測装置１０と同様の構成を有し、ただし、電流印加ユニット１００と磁気センサユニット１１０とが腹巻き状に固定される。

図１４の計測装置１０は、電流印加ユニット１００の少なくとも１部と磁気センサユニット１１０の少なくとも１部とを生体５０に固定するための固定部１３００を有する。固定部１３００は、中空部分の直径が変更可能な円筒状であってよく、生体５０が中空部分に入って固定されることで、生体５０と電流印加ユニット１００の少なくとも１部および磁気センサユニット１１０の少なくとも１部との位置関係を固定してよい。一例として、電流印加ユニット１００の複数の電極８００は、固定部１３００の一方の側に生体５０に接触するように固定され、磁気センサユニット１１０の磁気センサアレイ２１０は、固定部１３００の他方の側に固定されてよい。図１４の計測装置１０は、図１に示すヘッド１２０と、駆動部１２５と、ベース部１３０と、ポール部１４０とを有さなくてもよい。

なお、いずれの実施形態においても、磁気センサアレイ２１０は生体５０に接触しても接触していなくてもよい。また、計測装置１０は、本体部２０における、電極８００および磁気センサアレイ２１０以外の少なくとも１つの構成が、情報処理部３０に含まれてもよい。

図１５および図１６は、実施形態の計測装置１０による計測方法の変形例を説明するための説明図を示す。変形例の計測方法は、図１～図１４において説明した計測方法と同様の工程を有してよく、計測装置１０によって実行されてよい。ただし、図１～図１４において説明した計測方法では、信号空間分離部８９０は、生体５０の重心が配置されるべき位置を座標原点に設定したが、変形例の計測方法において信号空間分離部８９０は、生体５０の重心が配置されるべき位置よりも磁気センサアレイ２１０に近い複数の位置をそれぞれ座標原点として設定する。以下、図１～図１４において説明した計測方法と異なる点について主に述べる。

図１３のステップ１３００では、基底ベクトル記憶部８８０は、生体５０の重心が配置されるべき位置よりも磁気センサアレイ２１０に近い位置を座標原点に指定した時に球面調和関数を空間サンプリングして得られる磁場信号ベクトルを基底ベクトルとして記憶する。図１５においては、生体５０の重心が配置されるべき位置よりも磁気センサアレイ２１０に近く、当該位置よりもＸ方向でプラス方向（左側）にずれた位置を座標原点として設定する。図１６においては、生体５０の重心が配置されるべき位置よりも磁気センサアレイ２１０に近く、当該位置よりもＸ方向でマイナス方向（右側）にずれた位置を座標原点として設定する。図１５および１６の座標原点は、図１～図１４において説明した計測方法の座標原点と同じ、ＸＺ平面に平行な断面に設定されてよい。基底ベクトル記憶部８８０は、図１５の左側の信号ベクトルと図１６の右側の信号ベクトルとをそれぞれ基底ベクトルとして記憶してよい。

ここで、生体５０の重心は、例えば、生体５０において電極が接触している位置におけるＸＺ平面に平行な断面の重心、当該断面におけるＸ方向の最大幅の中心位置、または当該断面におけるＺ方向の最大幅の中心位置であってよい。

ステップ１３２０において、信号空間分離部８９０は、ステップ１３００において基底ベクトル記憶部８８０が基底ベクトルとして記憶した右側および左側の信号ベクトルを、それぞれ基底ベクトル記憶部８８０から取得する。

ステップ１３３０において、信号空間分離部８９０は、ステップ１３１０において取得した磁場計測データＢによって示される磁場の空間分布を、ステップ１３２０において取得した右側および左側の信号ベクトルを基底ベクトルとしてそれぞれ利用して級数展開する。そして、信号空間分離部８９０は、級数展開によって得られたベクトルから、右側および左側の磁場の空間分布を、それぞれ、測定対象磁場と外乱磁場とに信号分離する。これにより、信号空間分離部８９０は、生体５０の重心が配置されるべき位置よりも磁気センサアレイ２１０に近い複数の位置のそれぞれを座標原点に設定した場合に対応する異なる複数の磁場の空間分布のそれぞれを、生体５０からの測定対象磁場と外乱磁場とに分離してよい。

ステップ１３４０において、信号空間分離部８９０は、ステップ１３３０において信号分離した結果に基づいて、外乱磁場を抑制して、右側および左側の測定対象磁場だけをそれぞれ算出して計算部８９５に出力する。右側および左側の測定対象磁場の計算は、それぞれ、（数６）～（数１４）を用いて同様に実施されてよい。

次に、ステップ１３５０において、計算部８９５は、信号空間分離部８９０からの右側および左側の測定対象磁場成分の磁場データＢに基づいて、それぞれ生体５０内に流れる電流を算出する。これにより、推定部８７０の計算部８９５は、異なる複数の磁場の空間分布にそれぞれ対応する生体５０内の異なる複数の領域（生体５０内の右側および左側の領域）を流れる電流を算出してよい。

本実施形態において、座標原点を磁気センサアレイ２１０により近くすることで、数１３の解＾Ｘｉｎに対応した信号源が存在する信号源空間が狭くなるため、式（例えば（数１５）等）の不適切度合いが低減され、信号源空間に含まれる電流要素について高精度の検出が可能となる。例えば、生体５０の内部の右側と左側の領域に流れる電流の分布（または生体５０内のインピーダンス分布を示す２つの画像）を比較することで、これらの領域の異常を推定することができる。従って、変形例の計測方法は、一例として、肺水腫等の肺の診断に好適である。図１５においては、二つの電極８００（２）と８００（３）のあいだで電流が注入されるため、生体５０内において、これら電極８００（２）と８００（３）付近を流れる電流や電極８００（２）と８００（３）につながる電流ケーブルに起因した磁場がセンサベクトル信号Φにおいて支配的な成分となってしまう。しかし、本実施形態において、座標原点を磁気センサアレイ２１０により近くすることで、信号源空間を狭めることができるため、信号源空間に含まれ、計測したい対象となる信号源（電流要素）に対する計測の精度を高めることが可能となる。

なお、図１～１６に係る実施形態において、各磁気センサセル２２０は、磁場を３軸方向で検出可能でなくてもよく、磁気センサアレイ２１０は、磁気センサアレイ２１０全体として、磁場を３軸方向で検出可能であればよい。

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、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１７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－ＲＯＭ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－ＲＯＭ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－ＲＯＭ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、請求の範囲の記載から明らかである。

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。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 計測装置
２０ 本体部
３０ 情報処理部
５０ 生体
１００ 電流印加ユニット
１１０ 磁気センサユニット
１２０ ヘッド
１２５ 駆動部
１３０ ベース部
１４０ ポール部
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
３００ センサ部
５２０ 磁気センサ
５３０ 磁場生成部
５３２ 増幅回路
５３４ コイル
５４０ 出力部
７０２ 磁気抵抗素子
７０４ 磁気収束板
７０６ 磁気収束板
８００ 電極
８１０ 電流印加部
８２０ 制御部
８３０ 計測データ取得部
８４０ ＡＤ変換器
８４２ クロック発生器
８５０ 較正演算部
８６０ 記憶部
８７０ 推定部
８８０ 基底ベクトル記憶部
８９０ 信号空間分離部
８９５ 計算部
１２００ 磁場位置
１３００ 固定部
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－ＲＯＭドライブ
２２３０ ＲＯＭ
２２４０ 入／出力チップ
２２４２ キーボード

Claims (13)

1. 生体に接触する複数の電極を有する電極ユニットと、
   複数の磁気センサセルを有し、三次元空間内の複数の箇所において３軸方向の入力磁場を検出可能な磁気センサアレイと、
   前記複数の電極のうちの少なくとも１つの電極対により前記生体に電流を流す電流印加部と、
   前記生体に電流を流している間に前記磁気センサアレイが前記生体から検出した前記入力磁場に基づく計測データを取得する計測データ取得部と、
   前記計測データに基づいて、前記生体内に流れる電流を推定する推定部とを備え、
   前記推定部は、
   前記計測データによって示される磁場の空間分布を、前記生体からの測定対象磁場と外乱磁場とに分離する信号空間分離部と、
   分離した前記測定対象磁場に基づいて、前記生体内に流れる電流を算出する計算部とを備え、
   前記複数の磁気センサセルはそれぞれ、磁気抵抗素子と磁気収束板とを有する複数の磁気センサを有し、
   前記信号空間分離部は、前記磁場の空間分布を、正規直交関数の空間分布を持つ磁場を前記磁気センサアレイで検出したときに前記磁気センサのそれぞれが出力する信号ベクトルを基底ベクトルとして分離する
   計測装置。
2. 生体に接触する複数の電極を有する電極ユニットと、
   複数の磁気センサセルを有し、三次元空間内の複数の箇所において３軸方向の入力磁場を検出可能な磁気センサアレイと、
   前記複数の電極のうちの少なくとも１つの電極対により前記生体に電流を流す電流印加部と、
   前記生体に電流を流している間に前記磁気センサアレイが前記生体から検出した前記入力磁場に基づく計測データを取得する計測データ取得部と、
   前記計測データに基づいて、前記生体内に流れる電流を推定する推定部とを備え、
   前記推定部は、
   前記計測データによって示される磁場の空間分布を、前記生体からの測定対象磁場と外乱磁場とに分離する信号空間分離部と、
   分離した前記測定対象磁場に基づいて、前記生体内に流れる電流を算出する計算部とを備え、
   前記信号空間分離部は、前記生体の重心が配置されるべき位置よりも前記磁気センサアレイに近い位置を座標原点に設定した場合の前記磁場の空間分布を、前記生体からの測定対象磁場と外乱磁場とに分離する
   計測装置。
3. 前記磁気収束板は、前記磁気抵抗素子の両端に配置される請求項１に記載の計測装置。
4. 前記電流印加部は、前記少なくとも１つの電極対により前記生体に交流電流を流す請求項１から３のいずれか一項に記載の計測装置。
5. 前記少なくとも１つの電極対により前記生体に流れる電流と、前記計測データ取得部による前記計測データの取得とを同期する制御部を備える
   請求項１から４のいずれか一項に記載の計測装置。
6. 前記磁気センサアレイは、前記電極ユニットと非接触に配置される
   請求項１から５のいずれか一項に記載の計測装置。
7. 前記磁気センサアレイは、前記電極ユニットに対して対向して配置される
   請求項５に記載の計測装置。
8. 前記複数の電極は、前記生体に接触して並んで配置され、前記電流印加部は、前記複数の電極のうち２つの電極からなる電極対に電流を印加して前記生体に電流を流す
   請求項１から７のいずれか一項に記載の計測装置。
9. 前記電流印加部は、隣接する２つの電極からなる電極対に、電極を１つ毎にずらしながら順に電流を印加して前記生体に電流を流す
   請求項８に記載の計測装置。
10. 前記信号空間分離部は、前記生体の重心が配置されるべき位置よりも前記磁気センサアレイに近い複数の位置のそれぞれを座標原点に設定した場合に対応する異なる複数の前記磁場の空間分布のそれぞれを、前記生体からの測定対象磁場と外乱磁場とに分離し、
    前記推定部は、異なる複数の前記磁場の空間分布にそれぞれ対応する前記生体内の異なる複数の領域を流れる電流を算出する
    請求項２に記載の計測装置。
11. 前記磁気センサアレイは、曲面状に配置される
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の計測装置。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の計測装置を用いた計測方法であって、前記計測方法は、
    生体に接触する電極ユニットの複数の電極のうちの少なくとも１つの電極対により前記生体に電流を流す段階と、
    三次元空間内の複数の箇所において３軸方向の入力磁場を検出可能な磁気センサアレイにより前記生体から検出した入力磁場に基づく計測データを、前記生体に電流を流している間に取得する段階と、
    前記計測データに基づいて、前記生体内に流れる電流を推定する段階とを備える
    計測方法。
13. コンピュータにより実行されて、前記コンピュータを、
    請求項１から１１のいずれか一項に記載の計測装置
    として機能させるためのプログラム。

Images