WO2022102021A1

WO2022102021A1 - 測定装置および測定方法

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Publication number: WO2022102021A1
Application number: PCT/JP2020/042112
Authority: WO
Inventors: 吾根武谷
Original assignee: 朝日インテック株式会社
Priority date: 2020-11-11
Filing date: 2020-11-11
Publication date: 2022-05-19
Also published as: EP4245214A1; US20230305084A1; JP7438398B2; CN116490125A; EP4245214A4; JPWO2022102021A1

Abstract

測定対象の一部に向けて電極対を介して複数の方向を向く複数の交流電流を印加する複数の電流印加部と、複数の交流電流に応じて測定対象の一部から生じる磁場の大きさを検出する磁場検出素子と、磁場検出素子の検出結果に基づき、測定対象の一部のインピーダンスを算出する算出部と、算出されたインピーダンスに基づき、測定対象の内部の成分を含む情報を生成する内部情報出力部とを備える、測定装置および測定方法を提供する。

Description

測定装置および測定方法

　本発明は、測定対象の内部の情報を測定する測定装置および測定方法に関する。

　核磁気共鳴現象を利用することにより、生体の内部の情報を断層画像として出力する磁気共鳴画像法（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　Ｉｍａｇｉｎｇ）が知られている。また、小型かつ高感度な磁気センサが知られている（例えば、特許文献１および２を参照）。

特許第６５０６４６６号公報特許第５８３９５２７号公報

　ＭＲＩは、測定対象である生体に外部から静磁場を印加して、生体を巨視的に磁化させる。これにより、生体を構成している原子が歳差運動をするので、当該歳差運動のラーモア周波数と一致する周波数を有する電磁波のパルスを照射すると、共鳴が発生し、当該歳差運動の回転数が変化する（核磁気共鳴現象）。そして、電磁波のパルス照射を停止させると、原子の歳差運動が定常状態に戻る。このような定常状態に戻るまでの過程（緩和現象）は、原子によって異なるので、ＭＲＩは、このような緩和現象の違いを画像として生成し、生体の断層画像として出力していた。

　このように、ＭＲＩは、原子の歳差運動が定常状態に戻るまでの緩和現象を観測するので、少なくとも緩和時間が経過しなければ測定結果を出力することができなかった。その一方で、生体内の異常を検出するには、生体の異なる位置における断層画像を複数取得して判断することが望ましく、生体の一部の正常または異常を判定するだけでも、数十分から１時間以上の測定時間がかかることがあった。

　そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、簡便な構成で生体の内部の情報を高速に取得できるようにすることを目的とする。

　本発明の第１の態様においては、測定対象の一部に向けて電極対を介して複数の方向を向く複数の交流電流を印加する複数の電流印加部と、複数の前記交流電流に応じて前記測定対象の一部から生じる磁場の大きさを検出する磁場検出素子と、前記磁場検出素子の検出結果に基づき、前記測定対象の一部のインピーダンスを算出する算出部と、算出されたインピーダンスに基づき、前記測定対象の内部の成分を含む情報を生成する内部情報出力部とを備える、測定装置を提供する。

　前記電流印加部は、前記測定対象の第１部分と第２部分とに複数の前記交流電流を印加し、前記算出部は、複数の前記交流電流に応じて前記測定対象の前記第１部分から生じる磁場の検出結果に基づく第１インピーダンスと、複数の前記交流電流に応じて前記測定対象の前記第２部分から生じる磁場の検出結果に基づく第２インピーダンスとを算出し、前記内部情報出力部は、算出された前記第１インピーダンスと前記第２インピーダンスとを比較することにより、前記第１部分および前記第２部分の少なくとも一方の成分を含む情報を生成してもよい。

　前記電流印加部は、前記測定対象の少なくとも一部において予め定められた期間継続して複数の前記交流電流を印加し、前記算出部は、予め定められた前記期間において前記測定対象の一部のインピーダンスを複数回算出し、前記内部情報出力部は、前記測定対象の一部のインピーダンスの時間的な変化に基づき、前記測定対象の内部の成分を含む情報を生成してもよい。

　前記磁場検出素子は、前記測定対象の周囲に複数設けられており、複数の前記電流印加部の少なくとも一部は、前記測定対象に印加する前記交流電流の周波数を掃引し、前記算出部は、複数の前記磁場検出素子の検出結果に基づき、前記測定対象の一部のインピーダンスと前記交流電流の周波数に対応するインピーダンスの周波数特性とを算出し、前記内部情報出力部は、算出されたインピーダンスの周波数特性に基づき、前記測定対象の内部の状態を含む情報を生成してもよい。

　前記測定装置は、前記測定対象を囲むリング形状またはリングの一部の形状を有し、複数の前記電流印加部を搭載する搭載部と、複数の前記電流印加部が発生する前記交流電流の前記測定対象に対する方向を保持したまま、予め定められた方向に前記搭載部を移動する移動部とを更に備えてもよい。

　前記搭載部は、１または複数の前記磁場検出素子を搭載してもよい。

　前記測定装置は、第１方向の一定の大きさの静磁場を前記測定対象に印加する静磁場印加部と、予め定められた周波数を有し、前記第１方向とは異なる第２方向の偏向磁場を前記測定対象の一部に向けてコイルを介して印加する偏向磁場印加部と、前記測定対象の一部において、前記偏向磁場印加部が発生させた偏向磁場に基づく電磁波の緩和現象を検出する緩和検出素子と、前記緩和検出素子の検出結果に基づき、前記測定対象の内部の断層画像である磁気共鳴画像を生成して出力するＭＲ画像生成部とを更に備えてもよい。

　前記測定装置は、前記ＭＲ画像生成部が生成した前記磁気共鳴画像に基づき、前記測定対象のうち前記電流印加部が前記交流電流を印加して測定すべき部位を決定する決定部を更に備えてもよい。

　前記内部情報出力部は、算出されたインピーダンスに基づき、前記測定対象の内部の画像を更に生成し、前記決定部は、前記内部情報出力部が生成した前記測定対象の内部の画像に基づき、前記測定対象のうち前記磁気共鳴画像を測定すべき部位を決定してもよい。

　前記内部情報出力部は、算出されたインピーダンスに基づき、前記測定対象の内部の画像を更に生成し、前記測定装置は、前記内部情報出力部が生成した前記測定対象の内部の画像に基づき、前記測定対象のうち前記電流印加部が前記交流電流を印加して状態を観測すべき部位を決定する決定部を更に備えてもよい。

　第１方向の一定の大きさの静磁場を測定対象に印加する静磁場印加部と、予め定められた周波数を有し、前記第１方向とは異なる第２方向の偏向磁場を前記測定対象の一部に向けてコイルを介して印加する偏向磁場印加部と、前記測定対象の一部において、偏向磁場の印加によって発生した電磁波と、発生した電磁波の緩和現象とを検出する緩和検出素子と、前記緩和検出素子の検出結果に基づき、前記測定対象の内部の断層画像である磁気共鳴画像を生成して出力するＭＲ画像生成部とを備えるＭＲ画像測定装置に設けられ、前記測定対象の周囲に設けられ、複数の前記電流印加部の少なくとも一部は、前記測定対象に印加する前記交流電流の周波数を掃引し、前記算出部は、前記交流電流の周波数に対応するインピーダンスの周波数特性を算出し、前記内部情報出力部は、算出されたインピーダンスの周波数特性に基づき、前記測定対象の内部の状態を示す情報を生成してもよい。

　前記ＭＲ画像生成部が生成した前記磁気共鳴画像に基づき、前記測定対象のうち前記電流印加部が前記交流電流を印加すべき部位を決定する決定部を更に備えてもよい。

　本発明の第２の態様においては、測定対象の一部に向けて電極対を介して複数の方向を向く複数の交流電流を印加するステップと、複数の前記交流電流に応じて前記測定対象の一部から生じる磁場の大きさを検出するステップと、磁場の検出結果に基づき、前記測定対象の一部のインピーダンスを算出するステップと、算出されたインピーダンスに基づき、前記測定対象の内部の成分を示す情報を生成して出力するステップとを有する、測定方法を提供する。

　複数の前記交流電流を印加するステップは、前記測定対象に印加する複数の前記交流電流のうち少なくとも一部の前記交流電流の周波数を掃引するステップを含み、前記測定対象の一部から生じる磁場の大きさを検出するステップは、前記測定対象の周囲の複数の位置において、複数の前記交流電流に応じて前記測定対象の一部から生じる磁場の大きさをそれぞれ検出するステップを含み、前記測定対象の一部のインピーダンスを算出するステップは、前記交流電流の周波数に対応するインピーダンスの周波数特性を算出するステップを含み、前記測定対象の内部の状態を示す情報を生成するステップは、算出されたインピーダンスの周波数特性に基づき、前記測定対象の内部の状態を含む情報を生成するステップを含んでもよい。

　前記測定対象の周囲から、前記測定対象の一部に向けて電極対を介して複数の方向を向く複数の交流電流を印加するステップと、前記測定対象の周囲の複数の位置において、複数の前記交流電流に応じて前記測定対象の一部から生じる磁場の大きさをそれぞれ検出するステップと、磁場の検出結果に基づき、前記測定対象の一部のインピーダンスを算出するステップと、算出されたインピーダンスに基づき、前記測定対象の内部の画像を生成するステップと、前記測定対象の内部の画像に基づき、前記測定対象のうち前記交流電流を印加して測定すべき部位を決定するステップとを更に有し、前記交流電流を印加して測定すべき部位を決定するステップの後に、第２の態様の測定方法を実行して、決定された測定すべき部位の状態を示す情報を生成してもよい。

　前記測定対象の周囲から、前記測定対象の一部に向けて電極対を介して複数の方向を向く複数の交流電流を印加するステップと、前記測定対象の周囲の複数の位置において、複数の前記交流電流に応じて前記測定対象の一部から生じる磁場の大きさをそれぞれ検出するステップと、磁場の検出結果に基づき、前記測定対象の一部のインピーダンスを算出するステップと、算出されたインピーダンスに基づき、前記測定対象の内部の画像を生成するステップと、前記測定対象の内部の画像に基づき、前記測定対象のうち磁気共鳴画像を生成すべき部位を決定するステップと、第１方向の一定の大きさの静磁場を前記測定対象に印加するステップと、予め定められた周波数を有し、前記第１方向とは異なる第２方向の偏向磁場を前記測定対象の前記磁気共鳴画像を生成すべき部位に向けてコイルを介して印加するステップと、前記測定対象の部位において、前記第２方向の偏向磁場の印加によって発生した電磁波と、発生した電磁波の緩和現象とを検出するステップと、検出結果に基づき、前記測定対象の内部の断層画像である前記磁気共鳴画像を生成して出力するステップと、前記磁気共鳴画像に基づき、前記測定対象のうち前記交流電流を印加して測定すべき部位を決定するステップとを更に有し、前記交流電流を印加して測定すべき部位を決定するステップの後に、第２の態様の測定方法を実行して、決定された測定すべき部位の状態を示す情報を生成してもよい。

　本発明によれば、簡便な構成で生体の内部の情報を高速に取得できるという効果を奏する。

本実施形態に係る測定装置１００の第１構成例を測定対象１０と共に示す。本実施形態に係る搭載部１４０および制御部１６０の構成例を測定対象１０と共に示す。本実施形態に係る測定装置１００の変形例を測定対象１０と共に示す。図３に示す本変形例の測定装置１００の動作フローの一例を示す。本実施形態に係る検出装置４００の構成例をＭＲ画像測定装置３００と共に示す。本実施形態に係る測定装置１００の第２構成例を測定対象１０と共に示す。本実施形態に係る第２構成例の測定装置１００の変形例を測定対象１０と共に示す。図７に示す本変形例の測定装置１００の動作フローの一例を示す。本実施形態に係る検出装置６００の構成例をＭＲ画像測定装置３００と共に示す。本実施形態に係る測定装置１００の第３構成例を測定対象１０と共に示す。第３構成例の測定装置１００の動作フローの一例を示す。本実施形態に係る測定装置１００の第４構成例を測定対象１０と共に示す。

＜測定装置１００の第１構成例＞
　図１は、本実施形態に係る測定装置１００の第１構成例を測定対象１０と共に示す。第１構成例の測定装置１００は、測定対象１０の内部の情報を断層画像として出力する。測定装置１００は、静磁場が印加されている測定対象１０に偏向磁場を印加し、偏向磁場の印加に応じて発生する電磁波に基づき、当該測定対象１０の内部の情報を取得する。測定対象１０は、例えば、人体等の生体である。本実施形態において、測定対象１０が人体である例を説明する。測定装置１００は、静磁場印加部１１０と、偏向磁場印加部１２０と、磁場検出素子１３０と、搭載部１４０と、移動部１５０と、制御部１６０と、表示部１７０とを備える。

　静磁場印加部１１０は、第１方向の一定の大きさの静磁場を測定対象１０に印加する。図１は、測定対象１０である人体がＸＹ面と平行な地面に直立している例を示す。図１において、第１方向をＺ方向と略平行な方向として示す。ここでＺ方向は、人体の身長方向である地面と垂直な方向である。静磁場印加部１１０は、例えば、ＭＲＩ等で用いられる静磁場の大きさと同程度の数Ｔ（テスラ）の大きさの静磁場を測定対象１０の全体に印加する。また、静磁場印加部１１０は、数Ｔ未満の大きさの静磁場を印加してもよい。例えば、静磁場印加部１１０は、地磁気の大きさよりも大きい１００μＴ以上の大きさの静磁場を測定対象１０に印加する。静磁場印加部１１０は、例えば、ヘルムホルツコイルを有する。

　偏向磁場印加部１２０は、予め定められた周波数を有し、第１方向とは異なる第２方向の偏向磁場を測定対象１０の一部にコイルを介して印加する。ここで、予め定められた周波数は、静磁場印加部１１０が出力する静磁場の大きさに基づいて定められ、例えば、数ｋＨｚ程度から数百ｋＨｚ程度の周波数である。

　また、第２方向は、測定対象１０における観測したい領域に基づいて定められ、第１方向とは異なる１または複数の方向である。偏向磁場印加部１２０は、例えば、第１方向とは異なる１または複数の方向を向く１または複数の偏向磁場を測定対象１０の一部に向けて印加する。

　偏向磁場印加部１２０は、１または複数の磁場発生コイルを有する。磁場発生コイルは、一例として、ヘルムホルツコイルである。偏向磁場印加部１２０は、測定対象１０に対して、種々の方向の偏向磁場を印加できることが望ましい。偏向磁場印加部１２０は、例えば、±Ｘ方向、±Ｙ方向、±Ｚ方向の６方向に偏向磁場を印加できるように、少なくとも６個設けられている。

　この場合、６個の偏向磁場印加部１２０は、それぞれから出力する偏向磁場の大きさが制御されることにより、種々の大きさおよび方向の偏向磁場が測定対象１０の任意の部位に印加できるように配置されていることが望ましい。また、偏向磁場印加部１２０のそれぞれは、測定対象１０の種々の部位に偏向磁場を印加できるように、移動可能に設けられていてもよい。

　磁場検出素子１３０は、測定対象１０の周囲に配置されており、偏向磁場の印加によって測定対象１０の一部で発生して伝播された電磁波に基づく磁場の大きさをそれぞれ検出する。磁場検出素子１３０は、測定対象１０を囲うように複数配置されていることが望ましい。磁場検出素子１３０は、例えば、ｎＴ（ナノテスラ）、ｐＴ（ピコテスラ）、ｆＴ（フェムトテスラ）といった単位の微弱な磁場を検出可能な高感度磁気センサである。

　搭載部１４０は、偏向磁場印加部１２０の少なくとも一部を搭載する。搭載部１４０は、例えば、測定対象１０を囲むリング形状またはリングの一部の形状を有し、複数の偏向磁場印加部１２０を搭載する。また、搭載部１４０は、複数の磁場検出素子１３０の少なくとも一部を搭載する。図１は、搭載部１４０が偏向磁場印加部１２０の一部と全ての磁場検出素子１３０を搭載した例を示す。

　このような搭載部１４０により、偏向磁場印加部１２０は、複数の偏向磁場印加部１２０から、第１方向とは異なる複数の方向を向く複数の偏向磁場を測定対象１０の一部に向けて印加できる。また、複数の磁場検出素子１３０は、複数の偏向磁場の印加によって複数の方向に向けて発生する磁場をそれぞれ検出できる。

　移動部１５０は、複数の偏向磁場印加部１２０が発生する偏向磁場の測定対象１０に対する方向を保持したまま、予め定められた方向に搭載部１４０を移動する。移動部１５０は、測定対象１０に対して相対的に平行方向または垂直方向に搭載部１４０を移動する。図１は、移動部１５０が搭載部１４０を第１方向に移動する例を示す。移動部１５０は、人体の足先から頭頂部までにおいて、指定された部位に偏向磁場を印加できるように、搭載部１４０を移動できることが望ましい。また、移動部１５０は、測定対象１０を中心として搭載部１４０を回転するように移動させてもよい。

　なお、搭載部１４０は、測定対象１０を囲む筒状の形状を有してもよい。搭載部１４０は、例えば、第１方向に延伸する円筒形状を有する。この場合、搭載部１４０の複数の異なる場所に偏向磁場印加部１２０および磁場検出素子１３０が設けられてよい。そして、例えば、搭載部１４０が測定対象１０を覆う程度の大きさを有する場合、人体の足先から頭頂部までにおいて、指定された部位に偏向磁場を印加できるように複数の偏向磁場印加部１２０が配置されていることが望ましい。一例として、筒状の搭載部１４０は、測定対象１０を囲むリング形状またはリングの一部の形状を複数有する形状である。この場合、搭載部１４０を移動させることなく測定対象１０の任意の部位に偏向磁場を印加できるので、移動部１５０はなくてもよい。

　制御部１６０は、静磁場印加部１１０、偏向磁場印加部１２０、磁場検出素子１３０、搭載部１４０、および移動部１５０の動作を制御する。制御部１６０は、例えば、静磁場印加部１１０による静磁場の印加タイミング、および、偏向磁場印加部１２０による偏向磁場の印加タイミングを制御する。制御部１６０は、磁場検出素子１３０による検出タイミングを制御する。また、制御部１６０は、移動部１５０を制御して搭載部１４０を移動させる。また、制御部１６０は、磁場検出素子１３０が検出した検出結果を取得する。制御部１６０は、取得した検出結果に基づき、測定対象１０の断層画像を生成する。制御部１６０は、例えば、サーバ等のコンピュータである。

＜搭載部１４０および制御部１６０の構成例＞
　図２は、本実施形態に係る搭載部１４０および制御部１６０の構成例を測定対象１０と共に示す。図２の搭載部１４０および測定対象１０は、図１のＸＹ面と平行な面における測定装置１００の断面の構成例を示す。搭載部１４０は、図１で説明したように、複数の偏向磁場印加部１２０と、複数の磁場検出素子１３０とを搭載している。

　搭載部１４０は、例えば、リング形状の周方向に沿って、予め定められた間隔毎に、偏向磁場印加部１２０および磁場検出素子１３０が設けられている。偏向磁場印加部１２０は、予め定められた方向に偏向磁場を印加できるように配置されている。また、磁場検出素子１３０は、測定対象１０から発生した磁場を検出可能とするように配置されている。

　制御部１６０は、静磁場印加部１１０から静磁場を測定対象１０に印加している期間において、偏向磁場印加部１２０から偏向磁場を測定対象１０に印加する。これにより、測定対象１０が巨視的に磁化した状態において、偏向磁場を印加することになる。したがって、ＭＲＩの動作と同様に、偏向磁場の周波数と測定対象１０を構成している原子の歳差運動のラーモア周波数とが一致すると、核磁気共鳴現象が発生する。即ち、測定対象１０を構成している原子のうち、偏向磁場が照射された原子の歳差運動の回転数が変化する。このような歳差運動の変化により、偏向磁場が照射された原子から定常状態とは異なる電磁波が発生することになる。

　このような原子の核磁気共鳴は、原子の種類、原子の密度、静磁場の大きさ、偏向磁場の周波数等に応じて発生するか否かが決まる。例えば、静磁場の大きさが０．１Ｔから２Ｔ程度のＭＲＩで用いられる程度の磁場強度の場合、偏向磁場の周波数を数百ｋＨｚ程度とすることで、人体内の水素原子の核磁気共鳴を発生させることができる。また、静磁場の大きさが数十μＴの地磁気程度の磁場強度の場合、偏向磁場の周波数を数ｋＨｚ程度とすることで、人体内の水素原子の核磁気共鳴を発生させることができる。

　磁場検出素子１３０は、このような核磁気共鳴に応じて生じる電磁波の磁場成分を検出する。なお、偏向磁場印加部１２０は、例えば、測定対象１０の局所的な部位に偏向磁場を印加する。測定対象１０の局所的な部位では、偏向磁場に応じた渦電流が発生する。渦電流は、局所的な部位のインピーダンスに対応する大きさの電流である。そして、発生した渦電流に応じた磁界が発生する。磁場検出素子１３０は、このように発生した磁場の大きさを検出する。このように、磁場検出素子１３０が検出する磁場の大きさは、偏向磁場を印加した部位から磁場検出素子１３０に至る経路の電気的特性の影響を受けて伝播した電磁波に基づく値となる。ここで、偏向磁場を印加した部位から磁場検出素子１３０に至る経路の電気的特性は、例えば、人体内の臓器、器官等のインピーダンスである。

　即ち、磁場検出素子１３０の検出した磁場の大きさは、電磁波が通過した人体内部の情報に対応するものとなる。そこで、制御部１６０は、偏向磁場印加部１２０が出力する磁場の大きさを制御して測定対象１０の複数の部位に偏向磁場を印加し、偏向磁場を印加した部位毎に磁場検出素子１３０の検出結果を取得する。これにより、制御部１６０は、測定対象１０の内部のインピーダンス分布に対応する磁場の検出結果を取得できる。制御部１６０は、このような検出結果を解析することにより、測定対象１０内部の情報を画像として生成できる。以上の制御部１６０は、例えば、記憶部１６２と、算出部１６４と、画像情報出力部１６６とを有する。

　記憶部１６２は、磁場検出素子１３０が検出した検出結果を記憶する。また、記憶部１６２は、測定装置１００が動作の過程で生成する（または利用する）中間データ、算出結果、閾値、およびパラメータ等をそれぞれ記憶してもよい。また、記憶部１６２は、測定装置１００内の各部の要求に応じて、記憶したデータを要求元に供給してもよい。

　記憶部１６２は、サーバ等が制御部１６０として機能するＯＳ（Operating System）、およびプログラム等の情報を格納してもよい。また、記憶部１６２は、当該プログラムの実行時に参照されるデータベースを含む種々の情報を格納してもよい。例えば、サーバ等のコンピュータは、記憶部１６２に記憶されたプログラムを実行することによって、記憶部１６２、算出部１６４、および画像情報出力部１６６の少なくとも一部として機能する。

　記憶部１６２は、例えば、コンピュータ等のＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、および作業領域となるＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。また、記憶部１６２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）および／またはＳＳＤ（Solid State Drive）等の大容量記憶装置を含んでもよい。また、コンピュータは、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等を更に備えてもよい。

　算出部１６４は、複数の磁場検出素子１３０の検出結果に基づき、測定対象１０の内部において電磁波が伝播した領域の少なくとも一部のインピーダンス分布を算出する。算出部１６４は、例えば、複数の部位から伝播された電磁波それぞれの磁場の大きさを比較および解析することにより、複数の部位の間のインピーダンスをそれぞれ算出する。算出部１６４は、一例として、２次元フーリエ変換等を用いて、人体内部のインピーダンス分布を算出する。

　画像情報出力部１６６は、インピーダンス分布に基づき、測定対象１０の内部の情報を示す画像を生成して出力する。算出部１６４および画像情報出力部１６６は、コンピュータ断層撮影として既知の画像再構成法を用いて、人体内部の断層画像を生成する。なお、画像再構成法については、既知の技術であるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、画像情報出力部１６６は、２次元の断層画像に基づき、３次元画像を生成してもよい。画像情報出力部１６６は、生成した画像を表示装置等に表示する。また、画像情報出力部１６６は、生成した画像を記憶部１６２に記憶してもよい。更に、画像情報出力部１６６は、ネットワーク等を介して外部のデータベース等に生成した画像を記憶してもよい。

　表示部１７０は、画像情報出力部１６６が生成した１または複数の画像を表示する。以上のように、本実施形態に係る測定装置１００は、人体等の生体内のインピーダンス分布を断層画像として出力することができる。人体内部は、臓器、器官等に応じてインピーダンスが異なるので、測定装置１００が出力する断層画像により、人体内部の状態等を容易に確認できる。

　以上の測定装置１００は、静磁場および偏向磁場を測定対象１０に印加して核磁気共鳴現象を発生させ、当該核磁気共鳴現象の発生に基づく電磁波を検出する。このような測定装置１００は、ＭＲＩ等のように、核磁気共鳴現象が定常状態に戻るまでの緩和現象を観測することなく、インピーダンス分布を算出するので、測定対象１０内部の断層画像をより高速に出力することができる。また、臓器等に発生した癌等の腫瘍は、臓器のインピーダンスとは異なるインピーダンスに変化することがある。したがって、測定装置１００を用いることにより、ＭＲＩでは観測することが困難であった臓器の正常状態および異常状態等を容易に観測して判別することができる。

　以上のように、測定装置１００は、測定対象１０の内部で発生した核磁気共鳴現象に応じて伝播する電磁波を検出することにより、測定対象１０の内部の情報を画像として出力する。したがって、電磁波を検出可能であれば、静磁場印加部１１０が測定対象１０に印加する静磁場の大きさを、ＭＲＩ等が用いる数Ｔに至るような静磁場の大きさよりも小さくしてもよい。

　この場合、磁場検出素子１３０が検出すべき磁場の大きさは、静磁場の大きさに比例して小さくなる。しかしながら、特許文献１および２等で挙げたように、高感度な磁気センサが知られているので、静磁場印加部１１０が出力する静磁場の大きさを、ｍＴから数百μＴ程度に低減させることができる。これにより、測定装置１００は、数Ｔといった強磁場を発生させる高価かつ大型の磁場発生装置を用いずに、小型で安価に測定対象１０内部の断層画像を出力できる。

　なお、高感度な磁気センサとして、例えば、光ポンピング磁力計、超伝導量子干渉素子電導ＳＱＵＩＤ等は、ｆＴ程度以下の単位の高い感度を有することも知られている。このように、ｐＴ以下といった単位の微弱な磁場を検出可能な高感度磁気センサを磁場検出素子１３０として用いた場合、静磁場印加部１１０が出力する静磁場の大きさをより小さくすることができる。

　例えば、静磁場印加部１１０は、地磁気と同程度の大きさ程度まで、出力する静磁場の大きさを低減してもよい。この場合、測定装置１００は、第１方向の一定の大きさの静磁場として、地磁気を用いてもよい。そして、偏向磁場印加部１２０は、地磁気の磁場の方向である第１方向とは異なる第２方向の偏向磁場を、地磁気によって磁化された測定対象１０の一部に印加する。

　このような測定装置１００には、静磁場印加部１１０を省いてよく、装置の規模をより小さくすることができる。なお、測定装置１００は、地磁気の方向である第１方向と測定対象１０の予め定められた方向とを一致させるように、測定対象１０を固定したまま移動可能な固定部を更に有してもよい。また、このような固定部は、人体が寝た状態で固定できるように、ベッド等を有してもよい。

　以上の本実施形態に係る測定装置１００において、静磁場印加部１１０が一定の大きさの静磁場を測定対象１０に印加する例を説明したが、これに限定されることはない。これに加えて、静磁場印加部１１０は、測定対象１０に印加する静磁場の大きさを変更可能に設けられていてもよい。

　上述のように、測定対象１０において核磁気共鳴が発生する共鳴周波数は、原子の種類、静磁場の大きさ等によって変化する。したがって、静磁場印加部１１０が測定対象１０に印加する静磁場の大きさを変化させると、測定対象１０に含まれる原子に対する共鳴周波数を変化させることができる。そこで、制御部１６０は、静磁場印加部１１０が出力する静磁場の大きさ毎に磁場検出素子１３０から検出結果を取得する。これにより、算出部１６４は、静磁場の大きさ毎にインピーダンス分布を算出する。

　このように、測定装置１００は、静磁場の大きさを予め定められた大きさの範囲で掃引して、インピーダンス分布の周波数特性を測定できる。インピーダンス分布の周波数特性は、例えば、横軸を周波数にし、１または複数の部位のインピーダンスの値を縦軸にして表現できる。また、複数の共鳴周波数毎に、インピーダンス分布の断層画像を生成して、インピーダンス分布の周波数特性としてもよい。このようなインピーダンス分布の周波数特性を測定することにより、例えば、異なる複数の原子の核磁気共鳴の発生等を判断することができ、測定対象１０のより詳細な内部の情報を取得することができる。

　以上の本実施形態に係る測定装置１００は、核磁気共鳴現象の発生に基づく電磁波を検出する例を説明したが、これに限定されることはない。測定装置１００は、測定対象１０の内部で核磁気共鳴現象を発生させることができるので、ＭＲＩ等のように、核磁気共鳴現象が定常状態に戻るまでの緩和現象を観測することもできる。このような測定装置１００について、次に説明する。

＜第１構成例の測定装置１００の変形例＞
　図３は、本実施形態に係る第１構成例の測定装置１００の変形例を測定対象１０と共に示す。本変形例の測定装置１００において、図１および図２に示された本実施形態に係る測定装置１００の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。本変形例の測定装置１００は、緩和検出素子２１０と、ＭＲ画像生成部２２０と、決定部２３０とを備える。

　緩和検出素子２１０は、測定対象１０の一部において、偏向磁場の印加によって発生した電磁波の緩和現象を検出する。緩和検出素子２１０は、例えば、磁場検出素子１３０と同様の検出素子である。また、複数の磁場検出素子１３０のうち、１または複数の磁場検出素子１３０が、磁場を検出してから当該磁場の大きさが定常状態に戻るまでの過程を更に検出して、緩和検出素子２１０として機能してもよい。なお、電磁波の緩和現象については、ＭＲＩの測定において既知なので、ここでは説明を省略する。制御部１６０は、このような磁場検出素子１３０の緩和現象の検出結果を取得する。

　ＭＲ画像生成部２２０は、このような緩和検出素子２１０の検出結果に基づき、測定対象１０の内部の断層画像である磁気共鳴画像を生成して出力する。ＭＲ画像生成部２２０は、例えば、コンピュータ断層撮影として既知の画像再構成法を用いて、人体内部の磁気共鳴画像を生成する。なお、画像再構成法については、既知の技術であるため、ここでは詳細な説明を省略する。これにより、測定装置１００は、数Ｔといった強磁場を発生させずに、装置規模を従来のＭＲＩよりも小さくして、磁気共鳴画像を出力することができる。

　このように、測定装置１００は、測定対象１０のインピーダンス分布の断層画像と、磁気共鳴画像とを測定可能に構成されている。この場合、測定装置１００は、測定対象１０のインピーダンス分布の断層画像および磁気共鳴画像を切り換えて測定可能に構成されていることが望ましい。また、インピーダンス分布の断層画像の測定結果に基づき、磁気共鳴画像の測定箇所を指定できるように構成されていることがより好ましい。この場合、制御部１６０は、決定部２３０を有する。

　決定部２３０は、画像情報出力部１６６が生成した測定対象１０の内部の情報を示す１または複数の画像に基づき、磁気共鳴画像を取得すべき測定対象１０の内部の部位を決定する。測定対象１０のインピーダンス分布の断層画像は、上述のとおり、高速に測定できるので、例えば、磁気共鳴画像の測定箇所を決定するために利用することができる。この場合、決定部２３０は、複数の断層画像の測定結果を用いて、測定対象１０の磁気共鳴画像を取得すべき部位を判断してもよい。

　決定部２３０は、例えば、画像比較等の画像処理に基づき、断層画像において異常が推定される部位を磁気共鳴画像の測定箇所として決定する。これに代えて、画像情報出力部１６６が複数の断層画像の測定結果を表示部１７０に表示した後に、決定部２３０は、磁気共鳴画像を測定すべき部位の入力をユーザ等から受け付けてもよい。このような測定装置１００の動作について、次に説明する。

＜測定装置１００の動作フローの第１例＞
　図４は、図３に示す本変形例の測定装置１００の動作フローの一例を示す。測定装置１００は、Ｓ４１０からＳ４９０までの動作フローを実行することにより、測定対象１０の磁気共鳴画像を出力する。

　まず、制御部１６０は、測定対象１０の測定開始をユーザ等から受け付ける（Ｓ４１０）。ここで、測定対象１０は、静磁場印加部１１０、偏向磁場印加部１２０、および磁場検出素子１３０に対して、予め定められた位置関係となるように配置されているものとする。また、制御部１６０は、測定対象１０の測定範囲の情報等を更に受け付ける。制御部１６０は、例えば、頭部、頸部、胸部、腹部、腰部、脚部、全身等といった、測定範囲の指示を受け付ける。制御部１６０は、受け付けた情報に応じて、移動部１５０を制御して搭載部１４０を測定範囲の測定開始点へと移動させる。

　次に、静磁場印加部１１０は、第１方向の一定の大きさの静磁場を測定対象１０に印加する（Ｓ４２０）。静磁場印加部１１０は、予め定められた強度レベルの静磁場を測定対象１０に印加する。

　次に、偏向磁場印加部１２０は、予め定められた周波数を有し、第１方向とは異なる第２方向の偏向磁場を測定対象１０の一部に印加する（Ｓ４３０）。偏向磁場印加部１２０は、受け付けた測定範囲に対応する測定対象１０の一部に、偏向磁場を印加する。そして、複数の磁場検出素子１３０は、測定対象１０の周囲において、偏向磁場の印加によって測定対象１０の一部で発生して伝播された電磁波に基づく磁場の大きさをそれぞれ検出する（Ｓ４４０）。

　次に、算出部１６４は、伝播された電磁波の検出結果に基づき、測定対象１０の内部において電磁波が伝播した領域の少なくとも一部のインピーダンス分布を算出する（Ｓ４５０）。制御部１６０は、測定範囲のインピーダンス分布を算出できるまで、Ｓ４３０からＳ４５０の動作を繰り返す（Ｓ４６０：Ｎｏ）。ここで、制御部１６０は、例えば、偏向磁場を印加する部位を変えて、偏向磁場を印加した部位ごとに、インピーダンス分布を算出する。なお、制御部１６０は、偏向磁場を印加する部位を変更するために、移動部１５０を制御して搭載部１４０を移動させてよい。

　測定範囲のインピーダンス分布を算出できた場合（Ｓ４６０：Ｙｅｓ）、画像情報出力部１６６は、インピーダンス分布に基づき、測定対象１０の内部の情報を示す画像を生成して出力する（Ｓ４７０）。画像情報出力部１６６は、例えば、１または複数のインピーダンス分布に対応する１または複数の断層画像を生成する。これに代えて、または、これに加えて、画像情報出力部１６６は、測定対象１０の内部の３Ｄ画像を生成してもよい。画像情報出力部１６６は、一例として、表示部１７０に生成した１または複数の画像を表示する。

　次に、決定部２３０は、生成した測定対象１０の内部の情報を示す１または複数の画像に基づき、磁気共鳴画像を取得すべき測定対象１０の内部の部位を決定する（Ｓ４８０）。決定部２３０は、例えば、表示部１７０に表示された測定対象１０の画像を確認した当該測定装置１００のユーザから、磁気共鳴画像を取得すべき部位の入力を受け付ける。

　次に、制御部１６０は、決定した測定対象１０の部位の磁気共鳴画像を取得して出力する（Ｓ４９０）。磁気共鳴画像の取得については、既知の方法で取得してよい。例えば、静磁場印加部１１０は、第１方向の一定の大きさの静磁場を測定対象１０に印加する。そして、偏向磁場印加部１２０は、予め定められた周波数を有し、第１方向とは異なる方向の偏向磁場を、決定した測定対象１０の部位に向けて印加する。なお、制御部１６０は、決定した測定対象１０の部位に偏向磁場を印加するために、移動部１５０を制御して搭載部１４０を移動させてよい。

　緩和検出素子２１０は、測定対象１０の部位において、偏向磁場の印加によって発生した電磁波と、発生した電磁波の緩和現象とを検出する。ＭＲ画像生成部２２０は、発生した電磁波と電磁波の緩和現象の検出結果に基づき、測定対象の内部の断層画像である磁気共鳴画像を生成して出力する。ＭＲ画像生成部２２０は、例えば、表示部１７０に生成した磁気共鳴画像を表示する。ＭＲ画像生成部２２０は、画像情報出力部１６６が表示させた測定対象１０の内部の画像と共に、磁気共鳴画像を表示してもよい。

　以上のように、本変形例に係る測定装置１００は、インピーダンス分布の断層画像に基づき、測定対象１０の磁気共鳴画像を取得すべき部位を決定して、当該磁気共鳴画像を測定することができる。これにより、測定装置１００は、簡便な構成で、測定対象１０の内部の観察すべき部位を適切に決定して、速やかに磁気共鳴画像を測定して出力することができる。

　なお、図４で説明した動作フローは、静磁場印加部１１０が設けられている測定装置１００の動作フローの一例であるが、これに限定されることはない。測定装置１００は、磁気共鳴画像を測定してから、インピーダンス分布の断層画像を測定してもよい。なお、測定装置１００が地磁気を用いて測定対象１０の内部の画像および磁気共鳴画像を測定する場合は、例えば静磁場印加部１１０によるＳ４２０の動作等を省略して、地磁気の磁場の方向である第１方向とは異なる方向の偏向磁場を測定対象１０の一部に印加することで、同様の動作を実行できることは言うまでもない。

　以上の本実施形態に係る測定装置１００において、測定対象１０の内部の画像を速やかに測定できる例を説明した。そして、測定対象１０のインピーダンス分布の断層画像および磁気共鳴画像の２つを測定可能な測定装置１００は、当該２つの測定を切り換えて実行できる例を説明した。これに代えて、測定装置１００は、測定対象１０の磁気共鳴画像だけを測定可能に構成されていてもよい。

　また、以上の本実施形態に係る測定装置１００において、測定対象１０を固定したまま、移動部１５０が搭載部１４０を移動させる例を説明したが、これに限定されることはない。例えば、搭載部１４０を固定し、移動部１５０が測定対象１０を移動させてもよい。この場合、測定対象１０である人体は、ベッド等に固定され、移動部１５０は当該ベッドを移動することが望ましい。

＜検出装置４００の構成例＞
　以上の本実施形態に係る測定装置１００は、独立の装置である例を説明したが、これに限定されることはない。測定装置１００は、磁気共鳴画像を出力する既存のＭＲ画像測定装置に付加されて機能する装置であってもよい。図５は、本実施形態に係る検出装置４００の構成例をＭＲ画像測定装置３００と共に示す。

　ＭＲ画像測定装置３００は、本実施形態に係る静磁場印加部１１０、偏向磁場印加部１２０、搭載部１４０、移動部１５０、表示部１７０、緩和検出素子２１０、およびＭＲ画像生成部２２０の動作と同様に動作する構成を少なくとも備えているものとする。また、ＭＲ画像測定装置３００は、磁気共鳴画像を測定するために各部を制御する制御部３１０を備える。ＭＲ画像測定装置３００による磁気共鳴画像の測定については、上述した動作と略同一であるので、ここでは説明を省略する。

　検出装置４００は、このようなＭＲ画像測定装置３００に設けられる。この場合、ＭＲ画像測定装置３００および検出装置４００の組み合わせにより、本実施形態に係る測定装置１００の少なくとも一部として機能する。検出装置４００は、複数の磁場検出素子１３０と、記憶部１６２、算出部１６４、画像情報出力部１６６、および決定部２３０を有する制御部１６０と、を備える。

　検出装置４００は、ＭＲ画像測定装置３００と制御信号等を授受して、測定対象１０の内部の情報を示す画像を生成して出力する。また、検出装置４００は、測定対象１０の内部の画像に基づき、磁気共鳴画像の測定を指示する制御信号をＭＲ画像測定装置３００に供給してもよい。これにより、既存の設備等を生かしつつ、測定対象１０の内部の情報を高速に取得できる測定装置１００を構成することができる。

　以上の本実施形態に係る測定装置１００は、インピーダンス分布を用いることにより、ＭＲＩでは観測することが困難であった臓器の正常状態および異常状態等を観測できる。このような人体の内部の状態の観測は、微細な部位をより正確に測定できることが望ましい。そこで、測定装置１００は、測定対象１０に対して、コイルを用いて間接的に電流を供給することに代えて、電極対を用いて直接的に電流を供給できるように構成されていてもよい。これにより、測定装置１００が電流を供給する部位の位置精度を向上できる。このような測定装置１００について、次に説明する。

＜測定装置１００の第２構成例、電流を印加して測定対象の正常／異常を測定＞
　図６は、本実施形態に係る測定装置１００の第２構成例を測定対象１０と共に示す。第２構成例の測定装置１００において、図１に示された第１構成例の測定装置１００の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。第２構成例の測定装置１００は、測定対象１０の内部の状態の情報を出力する。測定装置１００は、例えば、静磁場が印加されている人体に電流を印加し、電流の印加に応じて発生する磁場に基づき、当該人体の臓器の正常状態および異常状態等の情報を取得する。

　測定装置１００は、静磁場印加部１１０と、電流印加部５１０と、磁場検出素子１３０と、搭載部１４０と、移動部１５０と、制御部１６０と、表示部１７０とを備える。言い換えると、第２構成例の測定装置１００は、第１構成例の測定装置１００の偏向磁場印加部１２０に代えて、電流印加部５１０を備える。静磁場印加部１１０に動作については、既に図１で説明した動作と同様なのでここでは説明を省略する。

　電流印加部５１０は、電極対を介して交流電流を測定対象１０である人体に印加する。電極対は、例えば、交流電源に接続されており、交流電源から供給される交流電源に応じた電界を発生させる。交流電源の動作は、制御部１６０によって制御されることが望ましい。電極対は、予め定められた距離だけ離れて形成されている正電極および負電極を有する。正電極および負電極の形状は、測定対象１０の観測すべき部位に交流電流を供給できるように設けられていればよい。また、正電極および負電極は、測定対象１０の観測すべき部位に交流電流を供給できるように、測定対象１０の近傍に配置されていることが望ましく、測定対象１０に接するように配置されていてもよい。

　電流印加部５１０は、１または複数の電極対を有する。電流印加部５１０は、第１方向とは異なる複数の方向を向く偏向磁場が発生させる渦電流に対応する複数の交流電流を測定対象１０の一部に印加できることが望ましい。電流印加部５１０は、例えば、±Ｘ方向、±Ｙ方向、±Ｚ方向の６方向に交流電流を印加できるように、少なくとも６個設けられている。電流印加部５１０は、種々の大きさおよび方向の交流電流が測定対象１０の任意の部位に印加できるように配置されていることが望ましい。また、電流印加部５１０のそれぞれは、測定対象１０の種々の部位に交流電流を印加できるように、移動可能に設けられていてもよい。

　電流印加部５１０が印加する交流電流は、測定対象１０の一部において第１方向とは異なる第２方向の偏向磁場が発生させる渦電流に対応する電流である。言い換えると、電流印加部５１０は、図１に示す偏向磁場印加部１２０が印加する偏向磁場によって発生させる渦電流と同様の電流を、測定対象１０の局所的な部位に印加する。これにより、測定対象１０の局所的な部位では、局所的な部位のインピーダンスに対応する交流電流に応じた磁界が発生する。なお、交流電流の波形は、正弦波・三角波・矩形波などであってもよくまた、パルス波、減衰波、バースト波などの波形であってもよい。

　磁場検出素子１３０は、このように発生した磁場の大きさを検出する。第２構成例の磁場検出素子１３０は、電流印加部５１０が供給した交流電流に応じて測定対象１０の一部から生じる磁場の大きさをそれぞれ検出する。磁場検出素子１３０は、測定対象１０の近傍において、１または複数設けられている。磁場検出素子１３０は、例えば、既に説明したように、測定対象１０の周囲に配置されており、測定対象１０を囲うように複数配置されていることが望ましい。また、磁場検出素子１３０は、複数の方向の磁場を検出できるように、複数設けられていることが望ましい。これにより、磁場検出素子１３０は、例えば、測定対象１０である人体内の臓器、器官等のインピーダンスに対応する磁場の大きさを検出できる。

　搭載部１４０は、複数の電流印加部５１０を搭載する。搭載部１４０は、既に説明したように、測定対象１０を囲むリング形状またはリングの一部の形状を有する。また、搭載部１４０は、複数の磁場検出素子１３０の少なくとも一部を搭載してもよい。移動部１５０は、１または複数の電流印加部５１０が発生する交流電流の測定対象１０に対する方向を保持したまま、予め定められた方向に搭載部１４０を移動する。搭載部１４０および移動部１５０の他の動作については、図１で既に説明した動作と同様なのでここでは説明を省略する。

　制御部１６０は、静磁場印加部１１０、電流印加部５１０、磁場検出素子１３０、搭載部１４０、および移動部１５０の動作を制御する。制御部１６０は、例えば、静磁場印加部１１０による静磁場の印加タイミング、および、電流印加部５１０による交流電流の印加タイミングを制御する。また、制御部１６０は、交流電流の印加方向を制御してもよい。

　制御部１６０は、静磁場印加部１１０から静磁場を測定対象１０に印加している期間において、電流印加部５１０から交流電流を測定対象１０に印加する。これにより、測定対象１０が巨視的に磁化した状態において、交流電流を印加することになる。したがって、ＭＲＩの動作と同様に、測定対象１０を構成している原子のうち、交流電流が印加された原子の歳差運動の回転数が変化する。このような歳差運動の変化により、交流電流が印加された原子から定常状態とは異なる電磁波が発生することになる。

　制御部１６０は、例えば、測定対象１０の部位に交流電流を印加し、交流電流を印加した部位に対応する磁場検出素子１３０の検出結果を取得する。これにより、制御部１６０は、測定対象１０の内部の交流電流を印加した部位のインピーダンスに対応する磁場の検出結果を取得できる。また、制御部１６０は、例えば、測定対象１０の複数の部位に交流電流を印加し、交流電流を印加した部位毎に磁場検出素子１３０の検出結果を取得する。これにより、制御部１６０は、測定対象１０の内部のインピーダンス、インピーダンス分布等に対応する磁場の検出結果を取得できる。

　制御部１６０は、このような検出結果を解析することにより、測定対象１０内部の状態の情報を生成できる。制御部１６０は、例えば、記憶部１６２と、算出部１６４と、内部情報出力部５６６とを有する。記憶部１６２および算出部１６４の動作については、図１で既に説明した動作と同様なのでここでは説明を省略する。なお、算出部１６４は、測定対象１０内部の１つの部位における磁場検出素子１３０の検出結果に基づき、測定対象１０の内部のインピーダンスを算出してもよい。

　内部情報出力部５６６は、算出部１６４が算出したインピーダンスおよび／またはインピーダンス分布に基づき、測定対象１０の内部の状態を示す情報を生成して出力する。なお、内部情報出力部５６６は、インピーダンス分布を用いることにより、より広範囲な領域の状態を示す情報を生成できる。この場合、内部情報出力部５６６は、インピーダンス分布に基づく画像を生成して出力してもよい。内部情報出力部５６６は、例えば、臓器等に発生した癌等の腫瘍による異常状態等の情報を生成する。また、内部情報出力部５６６は、異常状態が検出できなかったことに応じて、臓器等が正常状態である情報を生成する。表示部１７０は、内部情報出力部５６６が生成した測定対象１０の内部の状態を示す情報を表示する。

　以上のように、第２構成例の測定装置１００は、観測すべき部位に交流電流を供給することにより、人体等の生体内の状態を効率よく測定することができる。ここで、第２構成例の測定装置１００は、第１構成例の測定装置１００と同様に、静磁場印加部１１０が測定対象１０に印加する静磁場の大きさを変更し、静磁場の大きさ毎にインピーダンスを算出してもよい。

　以上の第２構成例の測定装置１００は、第１構成例の測定装置１００と同様に、核磁気共鳴現象が定常状態に戻るまでの緩和現象を観測することなく、インピーダンスを算出できるので、高速に測定結果を出力することができる。また、磁場検出素子１３０は、特許文献１および２等で挙げた高感度な磁気センサを用いることで、小型で安価に測定対象１０内部の状態を測定できる。

　そして、第２構成例の測定装置１００においても、ｐＴ以下といった単位の微弱な磁場を検出可能な高感度磁気センサを磁場検出素子１３０として用いた場合、静磁場印加部１１０が出力する静磁場の大きさをより小さくすることができる。例えば、静磁場印加部１１０が出力する静磁場の大きさを、地磁気の数百倍程度の大きさまで低減させても、測定対象１０内部の状態を測定できる。

　以上の第２構成例の測定装置１００は、交流電流の印加に基づく磁場を検出する例を説明したが、これに限定されることはない。測定装置１００は、測定対象１０の内部で核磁気共鳴現象を発生させて、ＭＲＩ等のように、核磁気共鳴現象が定常状態に戻るまでの緩和現象を観測してもよい。測定装置１００は、例えば、測定対象１０に対して、電極対を用いて直接的に電流を供給できるように構成されているので、核磁気共鳴現象を発生させることができる。

　この場合、複数の電流印加部５１０は、測定対象１０の周囲に複数設けられており、複数の方向を向く複数の交流電流を測定対象１０の一部に向けて印加する。そして、磁場検出素子１３０は、測定対象１０の一部において、複数の電流印加部５１０が発生させた複数の交流電流に基づく磁場の緩和現象を検出する。算出部１６４は、測定対象１０の内部のインピーダンスを時系列に算出する。これにより、内部情報出力部５６６は、算出されたインピーダンスの変化に基づき、測定対象１０の内部の情報を示す磁気共鳴画像に対応する画像を生成して出力できる。

　この場合、内部情報出力部５６６は、例えば、インピーダンスの変化に既知の信号処理を施すことにより、測定対象１０の磁気共鳴画像に対応する画像を生成することができる。磁場検出素子１３０の検出感度が十分に高い場合、内部情報出力部５６６は、磁気共鳴画像に対応する画像は、磁気共鳴画像と同等程度の画像を出力できる。表示部１７０は、内部情報出力部５６６が生成した磁気共鳴画像に対応する画像を表示してもよく、また、当該画像と共に内部の状態を示す情報を表示してもよい。

　これに代えて、または、これに加えて、測定装置１００は、磁気共鳴画像を撮像する部材を更に備えてもよい。このような測定装置１００について、次に説明する。

＜第２構成例の測定装置１００の変形例、ＭＲ画像の生成と第１構成例の測定装置＞
　図７は、本実施形態に係る第２構成例の測定装置１００の変形例を測定対象１０と共に示す。本変形例の測定装置１００において、図６に示された第２構成例の測定装置１００の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。本変形例の測定装置１００は、偏向磁場印加部１２０と、緩和検出素子２１０と、ＭＲ画像生成部２２０と、決定部２３０とを備える。

　偏向磁場印加部１２０は、予め定められた周波数を有し、第１方向とは異なる第２方向の偏向磁場を測定対象１０の一部に向けてコイルを介して印加する。偏向磁場印加部１２０は、複数の磁場発生コイルを有し、第１方向とは異なる複数の方向を向く複数の偏向磁場を測定対象１０の一部に向けて印加する。偏向磁場印加部１２０、緩和検出素子２１０およびＭＲ画像生成部２２０の動作は、第１構成例の測定装置１００の変形例で説明した各部の動作と同様なので、ここでは説明を省略する。

　このように、測定装置１００は、交流電流による測定対象１０の内部情報の測定と、磁気共鳴画像の測定とが実行可能に構成されている。この場合、測定装置１００は、測定対象１０の内部情報の測定と磁気共鳴画像の測定とを切り換え可能に構成されていることが望ましい。また、磁気共鳴画像の測定結果に基づき、測定対象１０の内部情報の測定箇所を指定できるように構成されていることがより好ましい。この場合、制御部１６０は、決定部２３０を有する。

　決定部２３０は、ＭＲ画像生成部２２０が生成した磁気共鳴画像に基づき、測定対象１０のうち電流印加部５１０が交流電流を印加すべき部位を決定する。磁気共鳴画像は、測定対象１０の内部の位置情報を高い空間分解能で表示できる。したがって、決定部２３０は、例えば、体内の臓器の観測すべき部位を容易に判別できる。

　決定部２３０は、例えば、画像解析、画像比較等の画像処理に基づき、磁気共鳴画像において異常が推定される部位を交流電流の印加箇所として決定する。これに代えて、磁気共鳴画像を表示部１７０が表示した後に、決定部２３０は、交流電流を印加すべき部位の入力をユーザ等から受け付けてもよい。このような測定装置１００の動作について、次に説明する。

＜測定装置１００の動作フローの第２例＞
　図８は、図７に示す本変形例の測定装置１００の動作フローの一例を示す。測定装置１００は、Ｓ８１０からＳ８９０までの動作フローを実行することにより、測定対象１０の内部状態の情報を出力する。

　まず、制御部１６０は、測定対象１０の測定開始をユーザ等から受け付ける（Ｓ８１０）。ここで、測定対象１０は、静磁場印加部１１０、偏向磁場印加部１２０、磁場検出素子１３０、および電流印加部５１０に対して、予め定められた位置関係となるように配置されているものとする。また、制御部１６０は、測定対象１０の測定範囲の情報等を更に受け付ける。制御部１６０は、例えば、頭部、頸部、胸部、腹部、腰部、脚部、全身等といった、測定範囲の指示を受け付ける。制御部１６０は、受け付けた情報に応じて、移動部１５０を制御して搭載部１４０を測定範囲の測定開始点へと移動させる。

　次に、静磁場印加部１１０は、第１方向の一定の大きさの静磁場を測定対象１０に印加する（Ｓ８２０）。静磁場印加部１１０は、予め定められた強度レベルの静磁場を測定対象１０に印加する。

　次に、偏向磁場印加部１２０は、予め定められた周波数を有し、第１方向とは異なる第２方向の偏向磁場を観測すべき測定対象１０の部位に印加する（Ｓ８３０）。偏向磁場印加部１２０は、受け付けた測定範囲に対応する測定対象１０の一部に、偏向磁場を印加する。

　次に、制御部１６０は、測定対象１０の測定範囲の磁気共鳴画像を取得して出力する（Ｓ８４０）。緩和検出素子２１０は、測定対象１０の測定範囲において、偏向磁場の印加によって発生した電磁波と、発生した電磁波の緩和現象とを検出する。ＭＲ画像生成部２２０は、発生した電磁波と電磁波の緩和現象の検出結果に基づき、測定対象の内部の断層画像である磁気共鳴画像を生成して出力する。ＭＲ画像生成部２２０は、例えば、表示部１７０に生成した磁気共鳴画像を表示する。

　次に、決定部２３０は、磁気共鳴画像に基づき、状態を観測すべき測定対象１０の内部の位置を決定する（Ｓ８５０）。決定部２３０は、例えば、表示部１７０に表示された測定対象１０の磁気共鳴画像を確認した当該測定装置１００のユーザから、状態を観測すべき部位の入力を受け付ける。また、決定部２３０は、画像解析により、状態を観測すべき部位を決定してもよい。

　次に、電流印加部５１０は、決定された測定対象１０の内部の位置に向けて交流電流を印加する（Ｓ８６０）。そして、複数の磁場検出素子１３０は、測定対象１０の周囲において、交流電流の印加によって測定対象１０の一部で発生した磁場の大きさをそれぞれ検出する（Ｓ８７０）。

　次に、算出部１６４は、磁場の検出結果に基づき、測定対象１０の内部のインピーダンスを算出する（Ｓ８８０）。内部情報出力部５６６は、インピーダンスに基づき、測定対象１０の内部状態の情報を生成して出力する（Ｓ８９０）。内部情報出力部５６６は、例えば、臓器が正常であるか、異常であるか、異常の疑いがあるか等の情報を生成する。内部情報出力部５６６は、表示部１７０に生成した情報を表示させる。表示部１７０は、例えば、磁気共鳴画像における測定した臓器に対応する位置に内部状態を表示する。

　以上のように、本変形例に係る測定装置１００は、磁気共鳴画像に基づき、測定対象１０の内部状態を取得すべき部位を決定する。これにより、測定装置１００は、高い空間分解能で測定した測定対象１０の位置情報を用いて、観察すべき部位を適切に決定して、速やかに内部状態を測定できる。

　なお、図８で説明した動作フローは、静磁場印加部１１０が設けられている測定装置１００の動作フローの一例であるが、これに限定されることはない。測定装置１００が地磁気を用いて測定対象１０の内部の画像および磁気共鳴画像を測定する場合は、例えば静磁場印加部１１０によるＳ８２０の動作等を省略してもよい。また、測定装置１００は、内部状態を測定してから磁気共鳴画像を測定してもよい。

　また、測定装置１００は、偏向磁場に代えて、上述のように、交流電流を測定対象１０に印加することで、磁気共鳴画像に対応する画像を生成してもよい。この場合、Ｓ８３０の動作は、例えば、複数の電流印加部５１０が測定対象１０の周囲の複数の位置から複数の方向を向く複数の交流電流を測定対象１０の一部に向けて印加する動作となる。

　また、Ｓ８４０の動作は、緩和検出素子２１０が測定対象１０の一部において、複数の交流電流に基づいて発生する磁場の緩和現象を検出する動作となる。そして、内部情報出力部５６６は、算出部１６４によって算出されたインピーダンスの変化に基づき、測定対象１０の内部の情報を示す磁気共鳴画像に対応する画像を生成して出力することになる。

　なお、Ｓ８５０の動作は、決定部２３０が磁気共鳴画像に対応する画像に基づき、測定対象１０のうち第２方向の偏向磁場が発生させる渦電流に対応する交流電流を印加すべき部位を決定することになる。このように、決定部２３０は、磁気共鳴画像に対応する画像に基づいて、測定対象１０のうち交流電流を印加して状態を測定すべき部位を決定してもよい。

＜第１の構成例と第２の構成例の組み合わせ＞
　更に、測定装置１００は、第１の構成例の測定装置１００で説明したように、測定対象１０の内部の画像を速やかに測定可能に構成されていてもよい。この場合、制御部１６０には、測定対象１０の内部の情報を示す画像を生成して出力する画像情報出力部１６６が更に設けられる。そして、複数の磁場検出素子１３０は、偏向磁場印加部１２０による偏向磁場の印加によって測定対象１０の一部で発生して伝播された電磁波に基づく磁場の大きさをそれぞれ検出する。

　そして、算出部１６４は、複数の磁場検出素子１３０の検出結果に基づき、測定対象１０の内部において電磁波が伝播した領域の少なくとも一部のインピーダンス分布を算出する。これにより、画像情報出力部１６６は、算出部１６４が算出したインピーダンス分布に基づき、測定対象１０の内部の情報を示す画像を生成する。

　以上の測定装置１００は、図４のＳ４１０からＳ４８０で説明したように、測定対象１０のインピーダンス分布の断層画像を速やかに測定して、磁気共鳴画像を観測すべき測定範囲を決定できる。そして、測定装置１００は、図８のＳ８３０からＳ８５０で説明したように、磁気共鳴画像を観測して、内部状態を観察すべき部位を決定できる。これにより、測定装置１００は、図８のＳ８６０からＳ８９０で説明したように、測定対象１０の観測すべき内部の位置を適切に決定して速やかに内部状態を測定できる。

　なお、測定装置１００は、磁気共鳴画像を用いる程度の高い空間分解能が不要な場合、決定部２３０は、測定対象１０のインピーダンス分布の断層画像に基づき、観測すべき内部の位置を決定してもよい。測定装置１００は、磁気共鳴画像を用いずに、より高速に測定対象１０の内部状態を測定することができる。測定装置１００は、このような用途で構成されていてもよく、この場合、緩和検出素子２１０およびＭＲ画像生成部２２０はなくてもよい。この場合、測定装置１００は、図１で説明した第１の構成例の機能と、図６で説明した第２の構成例の機能とを有する装置となる。

＜検出装置６００の構成例、ＭＲ画像測定装置に付加する構成＞
　以上の第２の構成例の測定装置１００は、独立の装置である例を説明したが、これに限定されることはない。測定装置１００は、図５で説明した検出装置４００と同様に、磁気共鳴画像を出力する既存のＭＲ画像測定装置に付加されて機能する装置であってもよい。図９は、本実施形態に係る検出装置６００の構成例をＭＲ画像測定装置３００と共に示す。

　検出装置６００は、このようなＭＲ画像測定装置３００に設けられる。この場合、ＭＲ画像測定装置３００および検出装置６００の組み合わせにより、本実施形態に係る測定装置１００の少なくとも一部として機能する。検出装置６００は、電流印加部５１０と、複数の磁場検出素子１３０と、記憶部１６２、算出部１６４、決定部２３０、および内部情報出力部５６６を有する制御部１６０とを備える。

　検出装置６００は、ＭＲ画像測定装置３００と制御信号等を授受して、測定対象１０の内部の状態を示す情報を生成して出力する。また、検出装置６００は、ＭＲ画像測定装置３００が生成した磁気共鳴画像を受け取って、測定対象１０の内部状態を観測すべき位置を決定する。そして、検出装置６００は、決定した内部状態の観測位置に基づき、交流電流の印加を指示する制御信号をＭＲ画像測定装置３００に供給する。これにより、既存の設備等を生かしつつ、測定対象１０の内部状態を高速に取得できる測定装置１００を構成することができる。

　以上の第２の構成例の測定装置１００において、静磁場が印加されている測定対象１０に交流電流を印加することにより、測定対象１０の異常状態および正常状態を判別することができる例を説明した。そして、このような測定装置１００が測定する部位は、第１の構成例の測定装置１００またはＭＲ画像測定装置３００等によって生成される画像に基づいて決定されてもよいことを説明したが、これに限定されることはない。測定対象１０の内部を画像として出力できる装置であれば、測定装置１００は、測定すべき部位を決定することができる。

　例えば、測定装置１００は、複数の方向を向く交流電流を印加することによって、測定対象１０の内部を画像として出力する装置と組み合わされてもよい。また、測定装置１００は、交流電流を測定装置１００に印加する電流印加部５１０を備える構成であってもよいので、このような機能を有することができる。そこで、このような機能を有する装置について、次に説明する。

＜測定装置１００の第３構成例、電流を印加して測定対象の内部画像を測定＞
　図１０は、本実施形態に係る測定装置１００の第３構成例を測定対象１０と共に示す。第３構成例の測定装置１００は、測定対象１０に静磁場を印加しないで交流電流を印加して測定対象１０の内部を画像として出力する。また、測定装置１００は、上述のように、測定対象１０に静磁場および交流電流を印加して測定対象１０の異常状態および正常状態を判別する。

　測定装置１００は、静磁場印加部１１０と、磁場検出素子１３０と、搭載部１４０と、移動部１５０と、制御部１６０と、表示部１７０と、決定部２３０と、電流印加部５１０とを備える。言い換えると、第３構成例の測定装置１００は、第２構成例の測定装置１００の構成とほぼ同様の構成であり、図６に示された第２構成例の測定装置１００の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。

　電流印加部５１０は、測定対象の周囲に複数設けられている。電流印加部５１０は、複数の方向を向く複数の交流電流を測定対象１０の一部に向けて印加する。そして、磁場検出素子１３０は、測定対象１０の周囲に複数配置されており、印加した複数の交流電流に応じて測定対象１０の一部から生じる磁場の大きさをそれぞれ検出する。この場合、算出部１６４は、複数の磁場検出素子１３０の検出結果に基づき、測定対象の内部のインピーダンス分布を算出する。

　測定対象１０に静磁場が印加されていない場合、算出部１６４が算出するインピーダンス分布は、交流電流が測定対象１０の内部に印加されたことによって生じる電気力線に対応するインピーダンス分布である。そして、複数の方向から交流電流を測定対象１０の内部に印加して、算出部１６４がインピーダンス分布を算出すると、測定対象１０の内部の構造に対応するインピーダンス分布を取得できる。

　したがって、内部情報出力部５６６は、算出されたインピーダンス分布に基づき、測定対象１０の内部の情報を示す画像を生成して出力することができる。内部情報出力部５６６は、例えば、インピーダンス分布を既知の数値解析等で処理することにより、測定対象１０の一部の断層画像を生成する。このように、第３構成例の測定装置１００は、ＭＲ測定装置等と比較して、高速に、また、簡便に測定対象１０の断層画像を出力できる。

　なお、複数の電流印加部５１０のうち少なくとも一部の電流印加部５１０は、測定対象１０に印加する交流電流の周波数を掃引してもよい。この場合、算出部１６４は、前記交流電流の周波数に対応するインピーダンスの周波数特性を算出できる。そして、内部情報出力部５６６は、インピーダンスの周波数特性に基づき、測定対象１０の内部の状態を生成できる。

　測定対象１０の内部では、印加された交流電流に対応して誘導磁界が発生する。発生した誘導磁界の周波数は、印加された交流電流の周波数に対応する。そこで、交流電流を印加する部位を固定したまま交流電流の周波数を掃引すると、発生する誘導磁界のスペクトル分布を取得することができる。誘導磁界のスペクトル分布は、例えば、人体の臓器等に対応するスペクトル分布となる。

　したがって、誘導磁界のスペクトル分布を分析することで、交流電流を印加した部位の臓器を判別することができる。また、誘導磁界のスペクトル分布は、同一の臓器であっても正常な細胞と異常な細胞とで異なるスペクトル分布となることがある。したがって、誘導磁界のスペクトル分布に基づき、交流電流を印加した部位の臓器が正常であるか否かを判別できる。一例として、内部情報出力部５６６は、取得したスペクトル分布と過去に測定した正常な臓器のスペクトル分布とを比較することにより、交流電流を印加した部位が正常であるか否かを判別する。

　決定部２３０は、内部情報出力部５６６が生成した測定対象１０の内部の情報を示す画像に基づき、測定対象１０のうち電流印加部５１０が交流電流を印加して状態を検出すべき部位を決定する。例えば、決定部２３０は、測定装置１００のユーザから検出すべき部位の情報を受け付ける。ここで、ユーザは、臓器の情報を含む測定対象１０の内部の画像からを検出すべき部位を決定することができる。そして、測定装置１００は、例えば、図６で説明したように、決定した部位に静磁場および交流電流を付加することにより、決定した部位の状態を測定する。

＜第３構成例の測定装置１００の動作フローの一例＞
　図１１は、第３構成例の測定装置１００の動作フローの一例を示す。測定装置１００は、Ｓ１１１０からＳ１１８０までの動作フローを実行することにより、測定対象１０の内部状態の情報を出力する。

　まず、制御部１６０は、測定対象１０の測定開始をユーザ等から受け付ける（Ｓ１１１０）。ここで、測定対象１０は、静磁場印加部１１０、磁場検出素子１３０、および電流印加部５１０に対して、予め定められた位置関係となるように配置されているものとする。また、制御部１６０は、測定対象１０の測定範囲の情報等を更に受け付ける。制御部１６０は、例えば、頭部、頸部、胸部、腹部、腰部、脚部、全身等といった、測定範囲の指示を受け付ける。制御部１６０は、受け付けた情報に応じて、移動部１５０を制御して搭載部１４０を測定範囲の測定開始点へと移動させる。

　次に、複数の電流印加部５１０は、決定された測定対象１０の内部の位置に向けて複数の方向の交流電流を印加する（Ｓ１１２０）。複数の磁場検出素子１３０は、測定対象１０の周囲において、交流電流の印加によって測定対象１０の一部で発生した磁場の大きさをそれぞれ検出する（Ｓ１１３０）。なお、複数の電流印加部５１０は、例えば、予め定められた順番で、複数の交流電流を１つずつ測定対象１０に印加する。この場合、Ｓ１１２０における電流の印加とＳ１１３０における磁場の検出を繰り返してよい。また、複数の電流印加部５１０のうち少なくとも一部の電流印加部５１０は、測定対象１０に印加する交流電流の周波数を掃引してもよい。

　次に、算出部１６４は、磁場の検出結果に基づき、測定対象１０の内部のインピーダンス分布を算出する（Ｓ１１４０）。内部情報出力部５６６は、インピーダンス分布に基づき、測定対象１０の内部の情報を示す画像を生成して出力する（Ｓ１１５０）。なお、Ｓ１１１０からＳ１１５０までの動作フローを複数回実行することにより、複数の部位の画像を取得してもよい。

　次に、決定部２３０は、内部情報出力部５６６が生成した測定対象１０の内部の画像に基づき、測定対象１０のうち電流印加部５１０が交流電流を印加して状態を観測すべき部位を決定する（Ｓ１１６０）。決定部２３０は、例えば、表示部１７０に表示された測定対象１０の内部の画像を確認した当該測定装置１００のユーザから、状態を観測すべき部位の入力を受け付ける。また、決定部２３０は、画像解析により、状態を観測すべき部位を決定してもよい。

　次に、静磁場印加部１１０は、第１方向の一定の大きさの静磁場を測定対象１０に印加する（Ｓ１１７０）。静磁場印加部１１０は、予め定められた強度レベルの静磁場を測定対象１０に印加する。そして、測定装置１００は、測定対象１０の内部状態の情報を生成して出力する（Ｓ１１８０）。なお、Ｓ１１８０の動作は、図８で説明したＳ８６０からＳ８９０までの動作と同様なので、ここでは説明を省略する。

　以上のように、第３構成例の測定装置１００は、複数の方向に交流電流を印加して取得する測定対象１０の内部の画像に基づき、測定対象１０の内部状態を測定すべき部位を決定する。これにより、測定装置１００は、高い空間分解能で測定した測定対象１０の位置情報を用いて、観察すべき部位を適切に決定して、速やかに内部状態を測定できる。

　なお、第３構成例の測定装置１００は、電流印加部５１０が測定対象１０に印加する交流電流の周波数を掃引して、測定対象１０の内部の状態を測定してもよい。この場合、測定装置１００は、Ｓ１１７０の動作を実行せずに、決定部２３０が決定した状態を観測すべき測定対象１０の内部の位置に電流印加部５１０から交流電流を印加して交流電流の周波数を掃引する。そして、算出部１６４は、交流電流の周波数に対応するインピーダンスの周波数特性を算出し、内部情報出力部５６６は、インピーダンスの周波数特性に基づき、測定対象１０の内部の状態を生成して出力する（Ｓ１１８０）。このような測定装置１００は、静磁場印加部１１０が無くてもよい。

　以上のように、測定装置１００は、測定対象１０に対して複数の方向から交流電流を印加し、発生した磁場を検出するという簡便な構成で、測定対象１０の内部の断層画像を取得することができる。これにより、測定装置１００は、より簡便な構成で、取得した断層画像に基づいて、測定対象１０の内部の状態を測定すべき部分を判断して、当該部分の状態を測定できる。また、測定装置１００は、測定対象１０の断層画像の取得と内部状態の測定とを共通の電流印加部５１０と磁場検出素子１３０とを用いて実行できるので、装置の構成を簡易化することができ、また、装置のコストを低減できる。

＜第３構成例の測定装置１００の変形例＞
　以上の第３構成例の測定装置１００は、第１構成例の測定装置１００、第２構成例の測定装置１００で説明した他の構成と組み合わされてもよい。例えば、図７で説明したように、第３構成例の測定装置１００は、偏向磁場印加部１２０と、緩和検出素子２１０と、ＭＲ画像生成部２２０とを更に備え、磁気共鳴画像を測定する機能を有してもよい。この場合、決定部２３０は、内部情報出力部５６６が生成した測定対象１０の内部の画像に基づき、測定対象１０のうち磁気共鳴画像を測定すべき部位を決定する。そして、決定部２３０は、ＭＲ画像生成部２２０が生成した磁気共鳴画像に基づき、測定対象１０のうち電流印加部５１０が交流電流を印加して状態を検出すべき部位を決定する。

　この場合、測定装置１００は、例えば、図１１のＳ１１１０からＳ１１５０までの動作フローを１または複数回実行することにより、測定対象１０の１または複数の領域の断層画像を取得する。一例として、測定装置１００は、人体の異なる複数の部位における断層画像をそれぞれ生成する。

　そして、決定部２３０は、より鮮明な磁気共鳴画像を測定すべき部位を決定する。一例として、人体の複数の断層画像から、より鮮明な画像を取得すべき１つの部位を決定する。次に、図８のＳ８２０からＳ８４０までの動作フローを実行することにより、磁気共鳴画像を測定する。また、図８のＳ８５０からＳ８９０までの動作フローを更に実行することにより、磁気共鳴画像から判断した部位の状態を測定してもよい。なお、Ｓ８６０からＳ８９０までの動作に代えて、電流印加部５１０が測定対象１０に印加する交流電流の周波数を掃引して、磁気共鳴画像から判断した部位の状態を測定してもよい。

　以上のように、測定装置１００は、より多くの断層画像を容易に高速に取得することにより、磁気共鳴画像を測定すべき部位を決定できる。そして、測定装置１００は、鮮明な磁気共鳴画像を用いて状態を測定すべき部分を決定できる。

　また、第３構成例の測定装置１００は、図５で説明した検出装置４００、図９で説明した検出装置６００と同様に、磁気共鳴画像を出力する既存のＭＲ画像測定装置に付加されて機能する装置であってもよい。このような第３構成例の測定装置１００は、図９の構成とほぼ同様の構成となる。また、このような装置は、図１０で説明したように、複数の交流電流を印加して測定対象１０の内部の画像を出力する。

　例えば、電流印加部５１０は、測定対象１０の周囲に複数設けられており、複数の方向を向く複数の交流電流を測定対象１０の一部に向けて印加する。磁場検出素子１３０は、測定対象１０の周囲に複数配置されており、複数の交流電流の印加によって発生する磁場を検出する。算出部１６４は、複数の磁場検出素子１３０の検出結果に基づき、測定対象１０の内部のインピーダンス分布を算出する。そして、内部情報出力部５６６は、算出されたインピーダンス分布に基づき、測定対象１０の内部の情報を示す画像を生成して出力する。

　また、複数の電流印加部５１０の少なくとも一部は、測定対象１０に印加する交流電流の周波数を掃引してもよい。この場合、算出部１６４は、交流電流の周波数に対応するインピーダンスの周波数特性を算出し、内部情報出力部５６６は、算出されたインピーダンスの周波数特性に基づき、測定対象１０の内部の状態を示す情報を生成する。

　第３構成例の測定装置１００は、以上のように、ＭＲ画像測定装置３００と組み合わされた装置として機能する。これにより、測定装置１００は、複数の交流電流を測定対象１０に印加して、測定対象１０の内部の情報を示す画像を生成できる。また、決定部２３０は、内部情報出力部５６６が生成した測定対象１０の内部の画像に基づき、測定対象１０のうちＭＲ画像測定装置３００が磁気共鳴画像を測定すべき部位を決定できる。

　そして、決定部２３０は、ＭＲ画像測定装置３００が生成した磁気共鳴画像に基づき、測定対象１０のうち電流印加部５１０が交流電流を印加して測定すべき部位を決定できる。測定装置１００は、決定した位置に交流電流を印加することにより、内部の状態を測定できる。このように、既存の設備等を生かしつつ、測定対象１０の内部の画像および状態を高速に取得できる測定装置１００を構成することができる。

　以上の第３構成例の測定装置１００において、より鮮明なＭＲ画像を出力する装置と組み合わせる例を説明したが、これに限定されることはない。測定装置１００は、断層画像を取得する独立した装置として構成されてもよい。例えば、測定装置１００は、複数の電流印加部５１０、複数の磁場検出素子１３０、算出部１６４、内部情報出力部５６６を備える装置であってよい。

　この場合、例えば、磁場検出素子１３０は、測定対象１０の周囲に複数設けられており、複数の電流印加部５１０の少なくとも一部は、測定対象１０に印加する交流電流の周波数を掃引する。そして、算出部１６４は、複数の磁場検出素子１３０の検出結果に基づき、測定対象１０の一部のインピーダンスと交流電流の周波数に対応するインピーダンスの周波数特性とを算出する。これにより、内部情報出力部５６６は、算出されたインピーダンス分布に基づく画像と、インピーダンスの周波数特性に基づく測定対象１０の内部の状態とを生成することができる。

　言い換えると、第３構成例の測定装置１００は、磁場を印加することなしに、測定対象１０に交流電流を印加することにより、測定対象１０の内部の画像と、内部の状態とをそれぞれ測定することができる。なお、このような測定装置１００は、既に説明した搭載部１４０と、移動部１５０とを更に備えてもよい。

　以上の本実施形態に係る測定装置１００において、生体の内部の情報を取得するために測定対象１０である生体に交流電流等を印加する例を説明したが、これに限定されることはない。測定装置１００は、例えば、生体を探索するために用いられてよく、また、生体の生命活動を測定するために用いられてもよい。このような測定装置１００について次に説明する。

＜測定装置１００の第４構成例＞
　図１２は、本実施形態に係る測定装置１００の第４構成例を測定対象１０と共に示す。第４構成例の測定装置１００は、複数の電流印加部５１０と、磁場検出素子１３０と、算出部１６４と、内部情報出力部５６６とを備える。測定装置１００は、既に説明したように、ＭＲ画像を出力する装置から独立した装置として構成されていることが望ましい。測定装置１００は、地中、がれき、建造物等を測定対象１０とし、測定対象１０に閉じ込められている生体を探索する。

　複数の電流印加部５１０は、測定対象１０の複数の位置から測定対象１０の一部に向けて電極対を介して複数の方向を向く複数の交流電流を印加する。磁場検出素子１３０は、複数の交流電流に応じて測定対象１０の一部から生じる磁場の大きさを検出する。磁場検出素子１３０は、複数設けられていてもよい。測定対象１０のうち交流電流が印加された部分が生体でなくても、電磁誘導によって磁場が発生すれば、磁場検出素子１３０は、発生した磁場の大きさを検出する。また、交流電流が印加された部分において磁場がほとんど発生しない場合、磁場検出素子１３０による磁場の検出量はゼロとなる。

　算出部１６４は、磁場検出素子１３０の検出結果に基づき、測定対象１０の一部のインピーダンスを算出する。そして、内部情報出力部５６６は、算出されたインピーダンスに基づき、測定対象１０の内部の成分を含む情報を生成する。例えば、インピーダンスの値は、生体、土、コンクリート、石、木のように、交流電流が印加された部分の成分に対応して異なる値となる。したがって、災害等により、地中、がれき、建造物等に人が閉じ込められており、測定対象１０の外部からは視認できない状態であっても、測定対象１０の内部に生体が存在するか否かを判断できる。

　第４構成例の測定装置１００は、測定対象１０の複数の部分に交流電流を印加して、複数の部分において生体が存在するか否かを測定することが望ましい。この場合、測定装置１００は、測定対象１０の所定の領域のインピーダンス分布を測定して、生体に対応するインピーダンスの範囲を測定することが望ましい。これにより、測定装置１００は、インピーダンス分布に対応する所定の領域の画像を生成できるので、ユーザ等は測定対象１０の内部の生体の大きさ、概略形状等を視認して、人が存在するのか、他の動植物等が存在するのかを判断できる。

　また、測定装置１００は、測定対象１０の内部にインピーダンスを部分ごとに比較しながら測定してもよい。例えば、電流印加部５１０は、測定対象１０の第１部分と第２部分とに複数の交流電流を印加する。そして、算出部１６４は、複数の交流電流に応じて測定対象１０の第１部分から生じる磁場の検出結果に基づく第１インピーダンスと、複数の交流電流に応じて測定対象１０の第２部分から生じる磁場の検出結果に基づく第２インピーダンスとを算出する。内部情報出力部５６６は、算出された第１インピーダンスと第２インピーダンスとを比較することにより、第１部分および第２部分の少なくとも一方の成分を含む情報を生成する。

　この場合、算出部１６４は、測定対象１０の一部のインピーダンスの絶対値を算出してもよく、これに代えて、またはこれに加えて、インピーダンスの相対値を算出してもよい。これにより、算出部１６４がインピーダンスの相対値を算出しても、例えば、測定装置１００が第１部分を測定した後に第２部分を測定した場合、第２部分が第１部分と同様の成分であるのかを確認できる。また、測定装置１００のユーザは、第２部分と第１部分との比較結果を参考にして、次に測定する第３部分を決定することもできる。

　なお、複数の電流印加部５１０のうち少なくとも一部は、測定対象１０に印加する交流電流の周波数を掃引してもよい。算出部１６４は、磁場検出素子１３０の検出結果に基づき、測定対象１０の一部のインピーダンスの周波数特性を算出する。これにより、内部情報出力部５６６は、測定対象１０の一部で発生した誘導磁界のスペクトル分布を取得できるので、測定対象１０の一部における成分の情報をより正確に生成することができる。

　また、第４構成例の測定装置１００は、測定対象１０の一部におけるインピーダンスの時間変化を測定してもよい。この場合、電流印加部５１０は、測定対象１０の少なくとも一部において予め定められた期間継続して複数の交流電流を印加する。磁場検出素子１３０は、測定対象１０の一部で発生した磁場の大きさの時間変化を検出する。算出部１６４は、予め定められた期間において測定対象１０の一部のインピーダンスを複数回算出して、インピーダンスの時間変化を出力する。

　例えば、地中、がれき、建造物等に閉じ込められている人は、自由に動けない状況であっても生存していれば呼吸等の生命活動をしている。したがって、測定対象１０のインピーダンスの時間的な変化は、このような生命活動に伴う変化に対応する。例えば、呼吸に伴う臓器の位置変化、人の動き、人の動きに伴うがれき等の位置変化が、交流電流を印加した部分に発生すると、インピーダンスは時間的に変化する。

　内部情報出力部５６６は、このような測定対象１０の一部のインピーダンスの時間的な変化に基づき、測定対象１０の内部の成分を含む情報を生成する。例えば、内部情報出力部５６６は、インピーダンスの時間変化に対応して、生体が動いている情報を出力する。また、内部情報出力部５６６は、インピーダンスに対応する成分が時間的に変化した情報を出力してもよい。

　また、測定対象１０の複数の部分に交流電流を印加して、複数の部分におけるインピーダンスの時間変化を測定している場合、内部情報出力部５６６は、複数の部分のインピーダンスの変化を画像等に変換して出力してもよい。これにより、測定装置１００のユーザは、測定対象１０の内部で人、動物等が生命活動をしていることを判断できる。

　以上の第４構成例の測定装置１００は、１つの筐体に収容された装置として形成されていてもよい。この場合、測定装置１００には、例えば、地面等を移動可能に車輪等が更に設けられていてもよい。この場合、測定装置１００は、自走可能に形成されていてもよい。また、測定装置１００は、少なくとも電流印加部５１０と磁場検出素子１３０とを含む部分が、装置本体とは分離されて形成されていてもよい。このように、第４構成例の測定装置１００は、野外の地面、がれき等の上で複数の位置を移動しながら測定可能に形成されていることが望ましい。

　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ず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

１０　測定対象
１００　測定装置
１１０　静磁場印加部
１２０　偏向磁場印加部
１３０　磁場検出素子
１４０　搭載部
１５０　移動部
１６０　制御部
１６２　記憶部
１６４　算出部
１６６　画像情報出力部
１７０　表示部
２１０　緩和検出素子
２２０　ＭＲ画像生成部
２３０　決定部
３００　ＭＲ画像測定装置
３１０　制御部
４００　検出装置
５１０　電流印加部
５６６　内部情報出力部
６００　検出装置

Claims

　測定対象の一部に向けて電極対を介して複数の方向を向く複数の交流電流を印加する複数の電流印加部と、
　複数の前記交流電流に応じて前記測定対象の一部から生じる磁場の大きさを検出する磁場検出素子と、
　前記磁場検出素子の検出結果に基づき、前記測定対象の一部のインピーダンスを算出する算出部と、
　算出されたインピーダンスに基づき、前記測定対象の内部の成分を含む情報を生成する内部情報出力部と
　を備える、測定装置。
　前記電流印加部は、前記測定対象の第１部分と第２部分とに複数の前記交流電流を印加し、
　前記算出部は、複数の前記交流電流に応じて前記測定対象の前記第１部分から生じる磁場の検出結果に基づく第１インピーダンスと、複数の前記交流電流に応じて前記測定対象の前記第２部分から生じる磁場の検出結果に基づく第２インピーダンスとを算出し、
　前記内部情報出力部は、算出された前記第１インピーダンスと前記第２インピーダンスとを比較することにより、前記第１部分および前記第２部分の少なくとも一方の成分を含む情報を生成する、
　請求項１に記載の測定装置。
　前記電流印加部は、前記測定対象の少なくとも一部において予め定められた期間継続して複数の前記交流電流を印加し、
　前記算出部は、予め定められた前記期間において前記測定対象の一部のインピーダンスを複数回算出し、
　前記内部情報出力部は、前記測定対象の一部のインピーダンスの時間的な変化に基づき、前記測定対象の内部の成分を含む情報を生成する、
　請求項１または２に記載の測定装置。
　前記磁場検出素子は、前記測定対象の周囲に複数設けられており、
　複数の前記電流印加部の少なくとも一部は、前記測定対象に印加する前記交流電流の周波数を掃引し、
　前記算出部は、複数の前記磁場検出素子の検出結果に基づき、前記測定対象の一部のインピーダンスと前記交流電流の周波数に対応するインピーダンスの周波数特性とを算出し、
　前記内部情報出力部は、算出されたインピーダンスの周波数特性に基づき、前記測定対象の内部の状態を含む情報を生成する、
　請求項１から３のいずれか一項に記載の測定装置。
　前記測定対象を囲むリング形状またはリングの一部の形状を有し、複数の前記電流印加部を搭載する搭載部と、
　複数の前記電流印加部が発生する前記交流電流の前記測定対象に対する方向を保持したまま、予め定められた方向に前記搭載部を移動する移動部と
　を更に備える、
　請求項１から４のいずれか一項に記載の測定装置。
　前記搭載部は、１または複数の前記磁場検出素子を搭載する、請求項５に記載の測定装置。
　第１方向の一定の大きさの静磁場を前記測定対象に印加する静磁場印加部と、
　予め定められた周波数を有し、前記第１方向とは異なる第２方向の偏向磁場を前記測定対象の一部に向けてコイルを介して印加する偏向磁場印加部と、
　前記測定対象の一部において、前記偏向磁場印加部が発生させた偏向磁場に基づく電磁波の緩和現象を検出する緩和検出素子と、
　前記緩和検出素子の検出結果に基づき、前記測定対象の内部の断層画像である磁気共鳴画像を生成して出力するＭＲ画像生成部と
　を更に備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の測定装置。
　前記ＭＲ画像生成部が生成した前記磁気共鳴画像に基づき、前記測定対象のうち前記電流印加部が前記交流電流を印加して測定すべき部位を決定する決定部を更に備える、請求項７に記載の測定装置。
　前記内部情報出力部は、算出されたインピーダンスに基づき、前記測定対象の内部の画像を更に生成し、
　前記決定部は、前記内部情報出力部が生成した前記測定対象の内部の画像に基づき、前記測定対象のうち前記磁気共鳴画像を測定すべき部位を決定する、
　請求項８に記載の測定装置。
　前記内部情報出力部は、算出されたインピーダンスに基づき、前記測定対象の内部の画像を更に生成し、
　前記内部情報出力部が生成した前記測定対象の内部の画像に基づき、前記測定対象のうち前記電流印加部が前記交流電流を印加して状態を観測すべき部位を決定する決定部を更に備える、
　請求項４から６のいずれか一項に記載の測定装置。
　第１方向の一定の大きさの静磁場を測定対象に印加する静磁場印加部と、
　予め定められた周波数を有し、前記第１方向とは異なる第２方向の偏向磁場を前記測定対象の一部に向けてコイルを介して印加する偏向磁場印加部と、
　前記測定対象の一部において、偏向磁場の印加によって発生した電磁波と、発生した電磁波の緩和現象とを検出する緩和検出素子と、
　前記緩和検出素子の検出結果に基づき、前記測定対象の内部の断層画像である磁気共鳴画像を生成して出力するＭＲ画像生成部と
　を備えるＭＲ画像測定装置に設けられ、
　複数の前記電流印加部の少なくとも一部は、前記測定対象に印加する前記交流電流の周波数を掃引し、
　前記算出部は、前記交流電流の周波数に対応するインピーダンスの周波数特性を算出し、
　前記内部情報出力部は、算出されたインピーダンスの周波数特性に基づき、前記測定対象の内部の状態を示す情報を生成する、
る、請求項１から６のいずれか一項に記載の測定装置。
　前記ＭＲ画像生成部が生成した前記磁気共鳴画像に基づき、前記測定対象のうち前記電流印加部が前記交流電流を印加すべき部位を決定する決定部を更に備える、請求項１１に記載の測定装置。
　前記内部情報出力部は、算出されたインピーダンスに基づき、前記測定対象の内部の画像を更に生成し、
　前記決定部は、前記内部情報出力部が生成した前記測定対象の内部の画像に基づき、前記測定対象のうち前記磁気共鳴画像を測定すべき部位を決定する、
　請求項１２に記載の測定装置。
　測定対象の一部に向けて電極対を介して複数の方向を向く複数の交流電流を印加するステップと、
　複数の前記交流電流に応じて前記測定対象の一部から生じる磁場の大きさを検出するステップと、
　磁場の検出結果に基づき、前記測定対象の一部のインピーダンスを算出するステップと、
　算出されたインピーダンスに基づき、前記測定対象の内部の成分を示す情報を生成して出力するステップと
　を有する、測定方法。
　複数の前記交流電流を印加するステップは、前記測定対象に印加する複数の前記交流電流のうち少なくとも一部の前記交流電流の周波数を掃引するステップを含み、
　前記測定対象の一部から生じる磁場の大きさを検出するステップは、前記測定対象の周囲の複数の位置において、複数の前記交流電流に応じて前記測定対象の一部から生じる磁場の大きさをそれぞれ検出するステップを含み、
　前記測定対象の一部のインピーダンスを算出するステップは、前記交流電流の周波数に対応するインピーダンスの周波数特性を算出するステップを含み、
　前記測定対象の内部の状態を示す情報を生成するステップは、算出されたインピーダンスの周波数特性に基づき、前記測定対象の内部の状態を含む情報を生成するステップを含む、
　請求項１４に記載の測定方法。
　前記測定対象の周囲から、前記測定対象の一部に向けて電極対を介して複数の方向を向く複数の交流電流を印加するステップと、
　前記測定対象の周囲の複数の位置において、複数の前記交流電流に応じて前記測定対象の一部から生じる磁場の大きさをそれぞれ検出するステップと、
　磁場の検出結果に基づき、前記測定対象の一部のインピーダンスを算出するステップと、
　算出されたインピーダンスに基づき、前記測定対象の内部の画像を生成するステップと、
　前記測定対象の内部の画像に基づき、前記測定対象のうち前記交流電流を印加して測定すべき部位を決定するステップと
　を更に有し、
　前記交流電流を印加して測定すべき部位を決定するステップの後に、請求項１５に記載の測定方法を実行して、決定された測定すべき部位の状態を示す情報を生成する、
　測定方法。
　前記測定対象の周囲から、前記測定対象の一部に向けて電極対を介して複数の方向を向く複数の交流電流を印加するステップと、
　前記測定対象の周囲の複数の位置において、複数の前記交流電流に応じて前記測定対象の一部から生じる磁場の大きさをそれぞれ検出するステップと、
　磁場の検出結果に基づき、前記測定対象の一部のインピーダンスを算出するステップと、
　算出されたインピーダンスに基づき、前記測定対象の内部の画像を生成するステップと、
　前記測定対象の内部の画像に基づき、前記測定対象のうち磁気共鳴画像を生成すべき部位を決定するステップと、
　第１方向の一定の大きさの静磁場を前記測定対象に印加するステップと、
　予め定められた周波数を有し、前記第１方向とは異なる第２方向の偏向磁場を前記測定対象の前記磁気共鳴画像を生成すべき部位に向けてコイルを介して印加するステップと、
　前記測定対象の部位において、前記第２方向の偏向磁場の印加によって発生した電磁波と、発生した電磁波の緩和現象とを検出するステップと、
　検出結果に基づき、前記測定対象の内部の断層画像である前記磁気共鳴画像を生成して出力するステップと、
　前記磁気共鳴画像に基づき、前記測定対象のうち前記交流電流を印加して測定すべき部位を決定するステップと
　を更に有し、
　前記交流電流を印加して測定すべき部位を決定するステップの後に、請求項１５に記載の測定方法を実行して、決定された測定すべき部位の状態を示す情報を生成する、
　測定方法。