(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象上でインピーダンス測定を実行するための装置であって、
ａ）第一処理システムであって、
ｉ）インピーダンス測定手順を決定し、
ｉｉ）前記測定手順に対応する命令を選択するための第一処理システムと、
ｂ）第二処理システムであって、
ｉ）命令を用いて、対象に一つ以上の信号を印加するために用いられる制御信号を生成し、
ｉｉ）対象に印加される一つ以上の信号の指示を受け取り、
ｉｉｉ）対象を介して測定される一つ以上の信号の指示を受け取り、
ｉｖ）命令を用いて該指示の少なくとも予備処理を実行し、インピーダンス値を決定するための第二処理システムと
を備える装置。
【請求項２】
前記第一処理システムが、前記第二処理システムに命令を転送する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記第一処理システムが、構成データを用いて命令を選択する、請求項１または請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記第一処理システムが、遠隔処理システムから構成データを受け取る、請求項３記載の装置。
【請求項５】
命令が、
ａ）ファームウェアと、
ｂ）組み込みシステムとのうちの少なくとも一つの形態である請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記第二処理システムが、ＦＰＧＡである請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
入力機器を備え、前記第一処理システムが該入力機器に接続され、操作者からの入力コマンドに従って、インピーダンス測定手順を決定する請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記第一処理システムが少なくとも一つのプロファイルを格納するための格納部を有し、該少なくとも一つのプロファイルが所定のインピーダンス測定手順を表す請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
制御信号が所定の電気信号のシーケンスを表し、該シーケンスが選択されたインピーダンス測定の種類に依存する請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
ａ）電流ＡＤＣであって、
ｉ）電流回路から信号を受け取り、
ｉｉ）対象に印加される一つ以上の信号の指示を前記第二処理システムに提供するための電流ＡＤＣと、
ｂ）電圧ＡＤＣであって、
ｉ）電圧回路から信号を受け取り、
ｉｉ）対象から測定される一つ以上の信号の指示を前記第二処理システムに提供するための電圧ＡＤＣと
を備える請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
少なくとも一つのバッファ回路であって、
ａ）電圧電極から電圧信号を受け取り、
ｂ）電圧信号のフィルタ処理と増幅を行い、
ｃ）差動増幅器を介して、フィルタ処理と増幅を行った電圧信号を前記電圧ＡＤＣに転送するための少なくとも一つのバッファ回路を備える請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
電流源回路であって、
ａ）一つ以上の制御信号を受け取り、
ｂ）制御信号のフィルタ処理と増幅を行い、一つ以上の電流信号を生成し、
ｃ）電流信号を電流電極に印加し、
ｄ）印加される信号の指示を電流ＡＤＣに転送するための電流源回路を備える請求項１０または請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
制御信号ＤＡＣであって、
ａ）前記第二処理システムから制御信号を受け取り、
ｂ）アナログ制御信号を電流回路に提供し、制御信号に従って、一つ以上の電流信号を対象に印加させるための制御信号ＤＡＣを含む請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
第一および第二処理システム部から前記第二処理システムが形成され、前記第一処理システムから対象を電気的に絶縁するために、前記第一および第二処理システム部が電気的に絶縁されている請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
ａ）少なくとも第一処理システムを含む測定機器と、
ｂ）一つ以上の対象ユニットとを備え、各対象ユニットが前記第二処理システムの少なくとも一部を含む請求項１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
対象に電流信号を印加するための少なくとも二つの電流電極と、該電流電極に接続され、誘導される電圧を測定する前に前記電流電極に接続されたリードを短絡することにより残留電界を放電するためのスイッチとを備える請求項１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
ハウジングであって、
ａ）表示部と、
ｂ）少なくとも一つの処理システムを搭載するための第一回路基板と、
ｃ）ＡＤＣとＤＡＣのうちの少なくとも一つを搭載するための第二回路基板と、
ｄ）電源を搭載するための第三回路基板とを有するハウジングを備える請求項１〜１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
ミューメタルと、マグネシウムを添加したアルミニウムとのうちの少なくとも一つからハウジングを形成し、電気的／磁気的シールドを提供する請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
複数のチャネルを備え、各チャネルが各組の電極を用いて、インピーダンス測定を実行する請求項１〜１８記載の装置。
【請求項２０】
ａ）対象上に設けられた少なくとも一つの電極に関連する電極識別子を決定し、
ｂ）前記電極識別子を用いて対象上の少なくとも一つの電極の位置を示す電極位置を決定し、
ｃ）前記電極位置を用いて少なくとも一つのインピーダンス測定を実行する請求項１〜１９記載の装置。
【請求項２１】
ａ）少なくとも一つの電極リードに関連するパラメータを決定し、
ｂ）決定したパラメータを用いて、少なくとも一つのインピーダンス測定を実行する請求項１〜２０記載の装置。
【請求項２２】
ａ）少なくとも一つの機能を指示する構成データを受け取り、
ｂ）前記構成データを用いて少なくとも一つの機能を表す命令を決定し、
ｃ）前記命令を用いて、
ｉ）少なくとも一つのインピーダンス測定の実行と、
ｉｉ）少なくとも一つのインピーダンス測定の解析のうちの少なくとも一つを行う請求項１〜２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
ａ）対象に第一信号を印加し、
ｂ）対象を介して測定される少なくとも一つの第二信号に関する少なくとも一つのパラメータを決定し、
ｃ）少なくとも一つのパラメータを少なくとも一つの閾値と比較し、
ｄ）比較結果に依存して、強度が増大した第一信号を用いてステップ（ａ）〜（ｄ）を選択的に繰り返す請求項１〜２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
対象上でインピーダンス測定を実行する方法であって、
ａ）第一処理システムを使用して
ｉ）インピーダンス測定手順を決定し、
ｉｉ）測定手順に対応する命令を選択し、
ｂ）第二処理システムを使用して
ｉ）命令を用いて一つ以上の信号を対象に印加するために使用される制御信号を生成し、
ｉｉ）対象に印加される一つ以上の信号の指示を受け取り、
ｉｉｉ）対象を介して測定される一つ以上の信号の指示を受け取り、
ｉｖ）命令を用いてそれらの前記指示の少なくとも予備処理を実行し、インピーダンス値を決定する方法。
【請求項２５】
請求項１〜２３のいずれか１項に従う装置を用いて実行される請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
前記第一処理システムはプロセッサを含み、前記第二処理システムは処理モジュールを含む請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、生物学的パラメータを監視するための方法および装置に関し、特にインピーダンス測定を実行するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この明細書内での任意の従来の刊行物（またはそれから導かれる情報）または任意の既知の事柄についての参照は、確認または承認ではなくそう受け取るべきでもなく、従来の刊行物（またはそれから導かれる情報）または既知の事柄が、この明細書に関する試みの分野内の共通の一般的な知識の一部を構成するという任意の形態の提案でもない。
【０００３】
心臓機能などの対象に関する生物学的パラメータを決定するための一つの既存の技術は、生体電気インピーダンスの使用を含む。これは皮膚表面上に配置した一連の電極を用いて、対象の身体の電気的インピーダンスを測定することを含む。身体の表面における電気的インピーダンスの変化は、心臓周期または浮腫に関連する流体レベルの変化などのパラメータを決定するために用いられる。
【０００４】
従って、測定を変換可能にするために複雑な信号処理が必要とされる。
典型的に、これを実現するための機器は用途固有のカスタムハードウェア構成を用いる。その結果、機器は典型的に限られた範囲の状況でのみ使用可能になる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第一の包括的形態では、この発明は対象上でインピーダンス測定を実行するための装置を提供し、装置は、
ａ）第一処理システムであって、
ｉ）インピーダンス測定手順を決定し、
ｉｉ）測定手順に対応する命令を選択するための第一処理システムと、
ｂ）第二処理システムであって、
ｉ）命令を用いて対象に一つ以上の信号を印加するために用いられる制御信号を生成し、
ｉｉ）対象に印加される一つ以上の信号の指示を受け取り、
ｉｉｉ）対象を介して測定される一つ以上の信号の指示を受け取り、
ｉｖ）命令を用いて前記指示の少なくとも予備処理を実行し、インピーダンス値を決定するための第二処理システムを備える。
【０００６】
典型的に、手法は第一処理システムから第二処理システムに命令を転送することを含む。
典型的に、手法は構成データを用いて命令を選択することを含む。
【０００７】
典型的に、手法は遠隔処理システムから構成データを受け取ることを含む。
典型的に、命令が、
ａ）ファームウェアと、
ｂ）組み込みシステムのうちの少なくとも一つの形態である。
【０００８】
典型的に、第二処理システムはＦＰＧＡである。
典型的に、装置は入力機器を含み、第一処理システムが入力機器に接続され、操作者からの入力コマンドに従ってインピーダンス測定手順を決定する。
【０００９】
典型的に、第一処理システムが少なくとも一つのプロファイルを格納するための格納部を有し、該少なくとも一つのプロファイルは所定のインピーダンス測定手順を表す。
典型的に、制御信号は所定の電気信号のシーケンスを表し、シーケンスは選択したインピーダンス測定の種類に依存する。
【００１０】
典型的に、装置は、
ａ）電流ＡＤＣであって、
ｉ）電流回路から信号を受け取り、
ｉｉ）対象に印加される一つ以上の信号の指示を第二処理システムに提供するための電流ＡＤＣと、
ｂ）電圧ＡＤＣであって、
ｉ）電圧回路から信号を受け取り、
ｉｉ）対象から測定される一つ以上の信号の指示を第二処理システムに提供するための電圧ＡＤＣとを含む。
【００１１】
典型的に、装置は、
ａ）電圧電極から電圧信号を受け取り、
ｂ）電圧信号のフィルタ処理と増幅を行い、
ｃ）差動増幅器を介して、フィルタ処理と増幅を行った電圧信号を電圧ＡＤＣに転送するための少なくとも一つのバッファ回路を含む。
【００１２】
典型的に、装置は、
ａ）一つ以上の制御信号を受け取り、
ｂ）制御信号のフィルタ処理と増幅を行い、一つ以上の電流信号を生成し、
ｃ）電流信号を電流電極に印加し、
ｄ）印加される電流信号の指示を電流ＡＤＣに転送するための電流源回路を含む。
【００１３】
典型的に、装置は、
ａ）第二処理システムから制御信号を受け取り、
ｂ）アナログ制御信号を電流回路に提供し、制御信号に従って一つ以上の電流信号を対象に印加させるための制御信号ＤＡＣを含む。
【００１４】
典型的に、第一および第二処理システム部から第二処理システムが形成され、第一処理システムから対象を電気的に絶縁するために、第一および第二処理システム部は電気的に絶縁されている。
【００１５】
典型的に、装置は、
ａ）少なくとも第一処理システムを含む測定機器と、
ｂ）一つ以上の対象ユニットを含み、各対象ユニットは第二処理システムの少なくとも一部を含む。
【００１６】
典型的に、装置は対象に電流信号を印加するための少なくとも二つの電流電極と、電流電極に接続され、誘導される電圧の測定前に対象を放電するためのスイッチとを含む。
典型的に、装置は、
ａ）表示部と、
ｂ）少なくとも一つの処理システムを搭載するための第一回路基板と、
ｃ）ＡＤＣおよびＤＡＣのうちの少なくとも一つを搭載するための第二回路基板と、
ｄ）電源を搭載するための第三回路基板を有するハウジングを含む。
【００１７】
典型的に、ハウジングはミューメタルと、マグネシウムを添加したアルミニウムのうちの少なくとも一つから形成され、電気的／磁気的シールドを提供する。
典型的に、装置は複数チャネルを有し、各チャネルは各組の電極を用いてインピーダンス測定を実行する。
【００１８】
典型的に、装置は、
ａ）対象上に設けられた少なくとも一つの電極に関連する電極識別子を決定し、
ｂ）電極識別子を用いて対象上の少なくとも一つの電極の位置を示す電極位置を決定し、
ｃ）電極位置を用いて少なくとも一つのインピーダンス測定を実行する。
【００１９】
典型的に、装置は、
ａ）少なくとも一つの電極リードに関連するパラメータを決定し、
ｂ）決定したパラメータを用いて少なくとも一つのインピーダンス測定を実行する。
【００２０】
典型的に、装置は、
ａ）構成データを受け取り、前記構成データが少なくとも一つの機能を指示し、
ｂ）構成データを用いて少なくとも一つの機能を表す命令を決定し、
ｃ）命令を用いて、
ｉ）実行される少なくとも一つのインピーダンス測定と、
ｉｉ）解析される少なくとも一つのインピーダンス測定のうちの少なくとも一つを行う。
【００２１】
典型的に、装置は、
ａ）対象に第一信号を印加し、
ｂ）対象全体に渡って測定される少なくとも一つの第二信号に関する少なくとも一つのパラメータを決定し、
ｃ）少なくとも一つのパラメータを少なくとも一つの閾値と比較し、
ｄ）比較結果に依存して、強度が増大した第一信号を用いてステップ（ａ）〜（ｄ）を選択的に繰り返す。
【００２２】
第二の包括的形態では、この発明は対象上でインピーダンス測定を実行する方法を提供し、方法は、
ａ）第一処理システムを使用して
ｉ）インピーダンス測定手順を決定し、
ｉｉ）測定手順に対応する命令を選択し、
ｂ）第二処理システムを使用して
ｉ）命令を用いて一つ以上の信号を印加するために用いられる制御信号を生成し、
ｉｉ）対象に印加される一つ以上の信号の指示を受け取り、
ｉｉｉ）対象全体に渡って測定される一つ以上の信号の指示を受け取り、
ｉｖ）命令を用いて第一および第二データの少なくとも予備処理を実行し、インピーダンス値を決定する。
【００２３】
第三の包括的形態では、この発明は対象内の状態を診断する方法を提供し、方法は処理システム内で、
ａ）第一処理システムを使用して
ｉ）インピーダンス測定手順を決定し、
ｉｉ）測定手順に対応する命令を選択し、
ｂ）第二処理システムを使用して
ｉ）命令を用いて対象に一つ以上の信号を印加するために用いられる制御信号を生成し、
ｉｉ）対象に印加される一つ以上の信号の指示を受け取り、
ｉｉｉ）対象を介して測定される一つ以上の信号の指示を受け取り、
ｉｖ）命令を用いて第一および第二データの少なくとも予備処理を実行し、インピーダンス値を決定する。
【００２４】
第四の包括的形態では、この発明は測定装置を電極に接続するための装置を提供し、装置は、
ａ）電極に結合するためのコネクタを備えたハウジングと、
ｂ）ハウジング内に実装され、コネクタを用いて電極に電気的に結合され、かつリードに結合された回路とを有し、回路は
ｉ）測定装置から受け取った制御信号に従って、所定の電気信号を生成すること、
ｉｉ）電極に印加される電気信号の指示を提供すること、
ｉｉｉ）電極において測定される電気信号の指示を提供することのうちの少なくとも一つを行う。
【００２５】
典型的に、回路は電気接点を備えた回路基板上に設けられ、使用中、コネクタは電極の少なくとも一部を該電気接点に接合される。
典型的に、コネクタは変位アームを含む。
【００２６】
典型的に、回路は、
ａ）電極において電圧信号を検出し、
ｂ）電圧信号のフィルタ処理と増幅を行い、
ｃ）フィルタ処理と増幅を行った電圧信号を測定装置に転送するためのバッファ回路を含む。
【００２７】
典型的に、回路は、
ａ）一つ以上の制御信号を受け取り、
ｂ）制御信号のフィルタ処理と増幅を行い、一つ以上の電流信号を生成し、
ｃ）電流信号を電極パッドに印加し、
ｄ）印加される信号の指示を測定装置に転送するための電流源回路を含む。
【００２８】
典型的に、装置はさらに電極を有し、電極は、
ａ）電極基板と、
ｂ）電極を基板に電気的に結合するための導電性材料を含む。
【００２９】
典型的に、電極基板は導電性であり、使用中、コネクタにより回路が該電極基板に結合される。
典型的に、ハウジングは湾曲した端部を含む。
【００３０】
典型的に、ハウジングは、
ａ）低摩擦係数を有する材料と、
ｂ）弾性材料のうちの少なくとも一つの材料から形成される。
【００３１】
第五の包括的形態では、この発明は対象上でインピーダンス測定を実行する方法を提供し、方法は処理システム内で、
ａ）少なくとも一つの電極リードに関連する符号化値を決定し、
ｂ）符号化値を用いて少なくとも一つのインピーダンス測定を実行することを含む。
【００３２】
典型的に、符号化値は校正のために用いられる。
典型的に、符号化値は抵抗値から決定される。
典型的に、符号化値はリードの識別を示す。
【００３３】
典型的に、方法は処理システム内で、決定した抵抗を用いて、対象に印加される電流を制御することを含む。
典型的に、符号化値はリード識別子であり、該方法は処理システム内で、
ａ）リード識別子を用いてインピーダンス測定手順を決定し、
ｂ）決定したインピーダンス測定手順を実行することを含む。
【００３４】
典型的に、方法は処理システム内で、
ａ）決定した識別子を一つ以上の所定の識別子と比較し、
ｂ）成功した比較に応じて対象のインピーダンスを決定することを含む。
【００３５】
典型的に、方法は処理システム内で、
ａ）少なくとも一つの電極リードに関連するリード識別子を決定し、
ｂ）リード識別子を用いてリードの使用法を決定し、
ｃ）リード使用法と閾値を比較し、
ｄ）比較結果に従って、
ｉ）警告を生成すること、
ｉｉ）インピーダンス測定手順を終了すること、
ｉｉｉ）インピーダンス測定手順を実行することのうち少なくとも一つを行う。
【００３６】
典型的に、方法は処理システム内で、
ａ）対象から測定される電気信号を処理し、一つ以上のインピーダンス値を決定すること、
ｂ）決定したインピーダンス値を処理することのうちの少なくとも一つを含む。
【００３７】
典型的に、符号化値は格納部内に格納される。
第六の包括的形態では、この発明は対象上でインピーダンス測定を実行するための装置を提供し、装置は、
ａ）対象に結合された電極を接続し、符号化値を含む少なくとも一つのリードと、
ｂ）少なくとも一つのリードに結合された処理システムであって、
ｉ）符号化値を決定し、
ｉｉ）符号化値を用いて、少なくとも一つのインピーダンス測定を実行する処理システムを含む。
【００３８】
第七の包括的形態では、この発明は対象上でインピーダンス測定を実行する方法を提供し、方法は処理システム内で、
ａ）対象上に設けられる少なくとも一つの電極に関連する電極識別子を決定し、
ｂ）電極識別子を用いて対象上の少なくとも一つの電極の位置を示す電極位置を決定し、
ｃ）電極位置を用いて少なくとも一つのインピーダンス測定を実行することを含む。
【００３９】
典型的に、インピーダンス測定は少なくとも四つの電極を用いて実行され、各々が個々の識別子を備え、該方法は処理システム内で、
ａ）各電極用の電極識別子を決定し、
ｂ）各電極識別子を用いて各電極用の電極位置を決定し、
ｃ）電極位置を用いて少なくとも一つのインピーダンス測定を実行する。
【００４０】
典型的に、方法は処理システム内で、
ａ）決定した電極位置に従って少なくとも二つの電極に信号を印加し、
ｂ）決定した電極位置に従って少なくとも二つの電極から信号を測定する。
【００４１】
典型的に、方法は処理システム内で、電極上に設けられた一つ以上の接点の間の導電性を選択的に測定することによって、電極用の電極識別子を決定することを含む。
典型的に、処理システムは信号生成器とセンサに結合し、該方法は処理システム内で、
ａ）信号生成器と少なくとも二つの電極リードを選択的に相互接続し、対象に信号を印加し、
ｂ）センサと少なくとも二つの電極リードを選択的に相互接続し、対象から信号を測定する。
【００４２】
典型的に、方法は処理システム内で多重化器を制御して、信号生成器とセンサのうちの少なくとも一つとリードを選択的に相互接続することを含む。
典型的に、少なくとも一つの電極は、対象上の少なくとも一つの電極の位置を示す視覚的指示部を含む。
【００４３】
第八の包括的形態では、この発明は対象上でインピーダンス測定を実行するための装置を提供し、装置は、
ａ）対象上に設けられた少なくとも一つの電極に関連する電極識別子を決定し、
ｂ）電極識別子を用いて対象上の少なくとも一つの電極の位置を示す電極位置を決定し、
ｃ）電極位置を用いて少なくとも一つのインピーダンス測定を実行する処理システムを含む。
【００４４】
第九の包括的形態では、この発明は対象のインピーダンスを測定するための測定機器を構成する方法を提供し、方法は処理システム内で、
ａ）少なくとも一つの機能を示す構成データを受け取り、
ｂ）構成データを用いて少なくとも一つの機能を表す命令を決定し、
ｃ）少なくとも部分的に命令を用いて、
ｉ）インピーダンス測定の実行と、
ｉｉ）インピーダンス測定の解析のうちの少なくとも一つを行う。
【００４５】
典型的に、構成データは命令を含む。
典型的に、方法は処理システム内で、
ａ）構成データを用いて少なくとも一つの機能の指示を決定し、
ｂ）少なくとも一つの機能の指示を用いて命令を決定する。
【００４６】
典型的に、方法は処理システム内で、受け取った構成データを復号化することを含む。
典型的に、方法は処理システム内で、
ａ）測定機器に関連する機器識別子を決定し、
ｂ）機器識別子を用いて鍵を決定し、
ｃ）鍵を用いて受け取った構成データを復号化する。
【００４７】
典型的に、処理システムは第一および第二処理システムを有し、方法は、
ａ）第一処理システム内で構成データを用いて命令を選択し、
ｂ）第二処理システム内で選択した命令を用いて制御信号を生成する。
【００４８】
典型的に、方法は第一処理システム内で、
ａ）命令を第二処理システムに転送すること、
ｂ）第二処理システムに格納部からの命令にアクセスさせることのうちの少なくとも一つを含む。
【００４９】
典型的に、方法は処理システム内で、コンピュータシステムと通信ネットワークのうちの少なくとも一つから構成データを受け取る。
典型的に、方法は処理システム内で、
ａ）使用者によって選択された機能が利用可能であるかどうかを決定し、
ｂ）機能が利用可能でない場合、使用者が機能を有効にすることを希望するかどうかを決定し、
ｃ）使用者が機能を有効にすることを希望する場合、構成データを受け取る。
【００５０】
典型的に、方法は処理システム内で、
ａ）使用者に機器提供者への支払いを連絡し、
ｂ）支払いに応じて構成データを受け取る。
【００５１】
第十の包括的形態では、この発明は対象のインピーダンスを測定するための測定機器を構成する装置を提供し、装置は、
ａ）少なくとも一つの機能を示す構成データを受け取り、
ｂ）構成データを用いて少なくとも一つの機能を表す命令を決定し、
ｃ）少なくとも部分的に命令を用いて、
ｉ）インピーダンス測定の実行と、
ｉｉ）インピーダンス測定の解析のうちの少なくとも一つを行う処理システムを含む。
【００５２】
第十一の包括的形態では、この発明は対象のインピーダンスを測定するための測定機器を構成する方法を提供し、該方法はコンピュータシステム内で、
ａ）測定機器に必要とされる、少なくとも一つの機能を示す構成データを決定し、
ｂ）測定機器内の処理システムが構成データを受け取り、構成データに応じて測定機器を構成し、少なくとも一つの機能を使用する。
【００５３】
典型的に、方法はコンピュータシステム内で、
ａ）構成される測定機器に関連する機器識別子を決定し、
ｂ）機器識別子を用いて、
ｉ）測定機器に構成データを転送すること、
ｉｉ）構成データを暗号化することのうちの少なくとも一つを行う。
【００５４】
典型的に、方法はコンピュータシステム内で、
ａ）測定機器の使用者によって行われた支払いと、
ｂ）機能の承認のうちの少なくとも一つに応じて構成データを必要とするかどうかを決定することを含む。
【００５５】
典型的に、方法はコンピュータシステム内で、
ａ）少なくとも一つの領域内の少なくとも一つの機能の規制承認を決定し、
ｂ）少なくとも一つの領域内の少なくとも一つの測定機器を決定し、
ｃ）少なくとも一つの測定機器を構成することを含む。
【００５６】
第十二の包括的形態では、この発明は対象のインピーダンスを測定ための測定機器を構成する装置を提供し、方法はコンピュータシステム内で、
ａ）測定機器に必要とされ、少なくとも一つの機能を示す構成データを決定し、
ｂ）測定機器内の処理システムが構成データを受け取り、構成データに応じて測定機器を構成し、少なくとも一つの機能を使用可能にすることを含む。
【００５７】
第十三の包括的形態では、この発明は対象上でインピーダンス測定を実行する方法を提供し、方法は処理システム内で、
ａ）対象に第一信号を印加し、
ｂ）対象全体に渡って測定される少なくとも一つの第二信号に関する少なくとも一つのパラメータを決定し、
ｃ）少なくとも一つのパラメータを少なくとも一つの閾値と比較し、
ｄ）比較結果に依存して、強度が増大した第一信号を用いてステップ（ａ）〜（ｄ）を選択的に繰り返すことを含む。
【００５８】
典型的に、方法は処理システム内で、
ａ）対象の動物の種類を決定し、
ｂ）動物の種類に従って閾値を選択することを含む。
【００５９】
典型的に、閾値は、
ａ）第二信号の最小強度と、
ｂ）第二信号の最小信号対雑音比のうちの少なくとも一つを示す。
【００６０】
典型的に、方法は処理システム内で、
ａ）少なくとも一つの第一信号に関する少なくとも一つのパラメータを決定し、
ｂ）少なくとも一つのパラメータを少なくとも一つの閾値と比較し、
ｃ）比較結果に依存してインピーダンス測定を選択的に終了することを含む。
【００６１】
典型的に、閾値は第一信号の最大強度を示す。
第十四の包括的形態では、この発明は対象上でインピーダンス測定を実行するための装置を提供し、該装置は、
ａ）対象に第一信号を印加し、
ｂ）対象全体に渡って測定される少なくとも一つの第二信号に関する少なくとも一つのパラメータを決定し、
ｃ）少なくとも一つのパラメータを少なくとも一つの閾値と比較し、
ｄ）比較結果に依存して、強度が増大した第一信号を用いてステップ（ａ）〜（ｄ）を選択的に繰り返すための処理システムを含む。
【００６２】
典型的に、装置はさらに強度可変電流源を含む。
別の包括的形態では、この発明はインピーダンス測定手順内で使用するための電極を設ける方法を提供し、方法は、
ａ）基板上に、
ｉ）複数の導電性接点パッドと、
ｉｉ）対応する数の導電性トラックであって、各トラックが基板の端部から各接点パッドまで延びる、導電性トラックとを提供し、
ｂ）基板に複数の開口部を有する絶縁層を形成し、各接点パッドの少なくとも一部が各開口部と位置合わせされた状態でトラックが重ね合わされるように絶縁層を配置し、
ｃ）開口部内に導電性媒体を設ける。
【００６３】
典型的に、導電性媒体は導電性ゲルから形成される。
典型的に、導電性ゲルは銀／塩化銀ゲルである。
典型的に、方法は絶縁層上に被覆層を設け、導電性媒体を被覆することを含む。
【００６４】
典型的に、絶縁層は、被覆層から取り外し可能に係合する接着層を含む。
典型的に、基板は細長い基板であり、該方法は基板の長手方向に沿って接点パッドを位置合わせすることを含む。
【００６５】
典型的に、方法は、
ａ）スクリーン印刷と、
ｂ）インクジェット印刷と、
ｃ）蒸着の少なくとも一つを用いてトラックと接点パッドを提供することを含む。
【００６６】
典型的に、トラックと接点パッドは銀から形成される。
典型的に、方法は、
ａ）シールド材料とプラスチック高分子を重ね合わせ、
ｂ）シールド材料を絶縁材料で被覆することによって基板を形成することを含む。
【００６７】
第十五の包括的形態では、この発明はインピーダンス測定内で使用するための電極を提供し、電極は、
ａ）基板であって、
ｉ）基板上に設けられた複数の導電性接点パッドと、
ｉｉ）基板上に設けられた対応する数の導電性トラックであって、各トラックが端部から各接点パッドまで延びる導電性トラックとを含む基板と、
ｂ）基板上に設けられ、複数の開口部を有する絶縁層であって、各接点パッドの少なくとも一部が各開口部と位置合わせされた状態でトラックを重ね合わされるように配置された絶縁層と、
ｃ）開口部内に設けられた導電性媒体とを含む。
【００６８】
第十六の包括的形態では、この発明は対象内の診断状態で使用するための方法を提供し、方法は処理システム内で、
ａ）少なくとも一つの電極リードに関連する符号化値を決定し、
ｂ）符号化値を用いて少なくとも一つのインピーダンス測定を実行させることを含む。
【００６９】
第十七の包括的形態では、この発明は対象内の診断状態で使用するための方法を提供し、方法は処理システム内で、
ａ）対象上に設けられた少なくとも一つの電極に関連する電極識別子を決定し、
ｂ）電極識別子を用いて対象上の少なくとも一つの電極の位置を示す電極位置を決定し、
ｃ）電極位置を用いて少なくとも一つのインピーダンス測定を実行することを含む。
【００７０】
第十八の包括的形態では、この発明は対象内の診断状態で使用するための方法を提供し、方法は処理システム内で、
ａ）少なくとも一つの機能を示す構成データを受け取り、
ｂ）構成データを用いて少なくとも一つの機能を表す命令を決定し、
ｃ）命令を用いて、
ｉ）インピーダンス測定と、
ｉｉ）インピーダンス測定の解析のうちの少なくとも一つを測定機器に実行させることを含む。
【００７１】
第十九の包括的形態では、この発明は対象内の診断状態で使用するための方法を提供し、方法は処理システム内で、
ａ）測定機器に必要とされる、少なくとも一つの機能を示す構成データを決定し、
ｂ）測定機器内の処理システムが構成データを受け取り、構成データに応じて測定機器を構成し、少なくとも一つの機能を使用可能にすることを含む。
【００７２】
第二十の包括的形態では、この発明は対象内の診断状態で使用するための方法を提供し、方法は処理システム内で、
ａ）対象に第一信号を印加し、
ｂ）対象全体に渡って測定される少なくとも一つの第二信号に関する少なくとも一つのパラメータを決定し、
ｃ）少なくとも一つのパラメータを少なくとも一つの閾値と比較し、
ｄ）比較結果に依存して、強度が増大した第一信号を用いてステップ（ａ）〜（ｄ）を選択的に繰り返すことを含む。
【００７３】
当然のことながら、この発明の包括的形態は別個に用いることも組み合わせて用いることもでき、浮腫、肺浮腫、リンパ浮腫、身体組成、心臓機能などを含むが、それらには限定されないさまざまな状態および病気の有無または度合の診断に用いることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７４】
ここで、図１を参照しながら、対象の生体電気インピーダンスの解析を実行するのに適した装置の一例を説明する。
図のように、装置は、信号生成器１１とセンサ１２に結合した処理システム２を含む測定機器１を有する。使用中、信号生成器１１とセンサ１２は、図のようにリードＬを介して対象Ｓ上に設けられた各電極１３、１４、１５、１６に結合する。選択的外部インタフェース２３は、外部データベースまたはコンピュータシステム、バーコードスキャナ等の一つ以上の周辺機器４に測定機器１を結合するために用いられる。
【００７５】
使用中、処理システム２は制御信号を生成するように調整され、信号生成器１１に電圧または電流信号などの一つ以上の交流信号を生成させ、前記信号は電極１３、１４を介して対象Ｓに印加される。そして、センサ１２は電極１５、１６を用いて、対象Ｓ全体に渡る電圧または対象Ｓを通過する電流を検出し、適切な信号を処理システム２に転送する。
【００７６】
従って、当然のことながら、処理システム２は適切な制御信号を生成し、測定される信号の指示を変換し、対象の生体電気インピーダンスを決定し、心臓パラメータ、浮腫の有無または度合などの他の情報を選択的に決定するのに適した任意の形態の処理システムである。
【００７７】
従って、処理システム２は、ラップトップ、デスクトップ、ＰＤＡ、スマートフォンなどの適切にプログラムされるコンピュータシステムであってもよい。代替的に、処理システム２は専用ハードウェアから形成される。同様に、Ｉ／Ｏ機器は、タッチスクリーン、キーパッドおよび表示装置などの任意の適切な形態から構成できる。
【００７８】
当然のことながら、処理システム２、信号生成器１１およびセンサ１２は共通ハウジング内に統合でき、統合機器を構成できる。代替的に、処理システム２は、有線または無線接続を介して信号生成器１１とセンサ１２に接続できる。これによって、処理システム２は信号生成器１１とセンサ１２に対して遠隔的に提供される。従って、信号生成器１１とセンサ１２を対象Ｓの近傍、または対象Ｓが装着したユニット内に設けながら、処理システム２は対象Ｓに対して遠隔的に配置される。
【００７９】
一例では、電極１３、１４の外側の対は、対象Ｓの胸部および頸部領域上に配置される。しかし、これは、実行される解析の性質に依存する。従って、例えば、この電極構成は心臓機能解析に適したものであるが、リンパ浮腫では電極は必要に応じて典型的に四肢上に配置される。
【００８０】
いったん電極が配置されると、対象Ｓに交流信号が印加される。これは、複数の周波数において交流信号を同時に印加すること、または異なる周波数において複数の交流信号を順次印加することのいずれか一方によって実行される。印加される信号の周波数範囲は、実行される解析に依存する。
【００８１】
一例では、印加される信号はクランプまたは制限された電流源からの周波数リッチな電流であるので、それは対象の最大許容補助電流を超えない。しかし、代替的に電圧信号を印加し、測定される対象内に電流を誘導することもできる。信号は定電流、インパルス関数または定電圧信号のいずれかであってもよく、そこでは電流を測定するので対象の最大許容補助電流を超えない。
【００８２】
電位差および／または電流は、内側の対の電極１５、１６の間で測定される。獲得される信号および測定される信号は、ＥＣＧなどの人体によって生成される電位と、印加された電流によって生成される電位の重ね合わせとなる。
【００８３】
選択的に、内側の対の電極の間の距離の測定と記録を行うことができる。同様に、身長、体重、年齢、性別、健康状態、任意の干渉、および行った日時などの対象に関する他のパラメータを記録することもできる。現在の投薬などの他の情報を記録することもできる。
【００８４】
インピーダンスの正確な測定を支援するために、電圧検出電極１５、１６をリードＬに接続するために用いられるコネクタ内にバッファ回路を配置できる。これは対象Ｓの電圧応答の正確な検出を保証し、特にリードＬの応答による測定電圧への影響を除去し、信号損失を低減するために役立つ。
【００８５】
これはさらに、リードＬの移動によって生じるアーチファクトを著しく低減し、それはセッションが通常数時間継続する透析中に対象が動き回り位置を変更する場合に特に重要である。
【００８６】
別の選択肢は電圧が別個に測定される場合であり、これは各電極１５、１６における電位を測定するために用いられるセンサが、シングルエンドシステムに比べて、半分の電位を測定するだけでよいことを意味する。
【００８７】
電流測定システムは、電極１３、１４とリードＬの間のコネクタ内に配置したバッファを有することもできる。一例では、電流は対象Ｓを介して対称的に駆動または供給され、それはさらに共通モード電流を半分にすることによって寄生容量を著しく低減する。対称的なシステムを用いる別の特定の利点は、各電極１３、１４用のコネクタに内蔵される微小電子回路も、対象Ｓ、従ってリードＬが移動する際に生じる寄生容量を低減することである。
【００８８】
獲得した信号を復調し、印加周波数におけるシステムのインピーダンスを取得する。重なり合った周波数の復調用の適切な一方法は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アルゴリズムを用いて、時間ドメインのデータを周波数ドメインに変換することである。これは典型的に、印加される電流信号が印加周波数の重ね合わせである場合に用いられる。測定される信号のウィンドウ処理を必要としない別の技術は、スライドウィンドウＦＦＴである。
【００８９】
印加される電流信号が異なる周波数の走査から形成されている場合、信号生成器から導いた基準サイン波とコサイン波、または測定されるサインおよびコサイン波と測定される信号とを乗算し、サイクル数全体で積分するなどの処理技術を使用することがより一般的である。この処理は任意の周波数応答を拒絶し、ランダム雑音を著しく低減する。
【００９０】
他の適切なデジタルおよびアナログ復調技術も当業者には知られている。
インピーダンスまたはアドミッタンス測定は、記録した電圧および電流信号を比較することによって各周波数における信号から決定される。復調アルゴリズムは、各周波数において振幅および位相信号を生成する。
【００９１】
ここで、図２を参照しながら、インピーダンス解析を実行するための装置の動作の一例を説明する。
ステップ１００において、処理システム２は制御信号を生成するように動作し、前記制御信号はステップ１１０において信号生成器１１に提供され、信号生成器がステップ１２０において対象Ｓに交流電流信号を印加する。典型的に、信号は複数の周波数ｆｉの各々において印加され、マルチ周波数解析を実行可能にする。
【００９２】
ステップ１３０において、センサ１２は対象Ｓ全体に渡る電圧信号を検出する。ステップ１４０において、測定機器は対象Ｓ全体に渡る電圧および電流信号のデジタル化とサンプリングを行うように動作し、これらを用いてステップ１５０において、対象Ｓに対する瞬間的インピーダンス値を決定する。
【００９３】
ここで、図３を参照しながら、特定の装置例をさらに詳しく説明する。
この例では、処理システム２は、プロセッサ２０、メモリ２１、入出力（Ｉ／Ｏ）機器２２を備えた第一処理システム１０と、バス２４を介して共に結合した外部インタフェース２３を有する。処理システム２はさらに、処理モジュールの形態の第二処理システム１７を有する。第一および第二処理システム１０、１７の起動を制御するために、マイクロロジック制御部などの制御部１９を設けることもできる。
【００９４】
使用中、第一処理システム１０は第二処理システム１７の動作を制御し、異なるインピーダンス測定手順を実行可能にしながら、第二処理システム１７は所定の処理タスクを実行し、第一処理システム１０上での処理要件を低減する。
【００９５】
従って、制御信号の生成、および瞬間的なインピーダンス値を決定するための処理は第二処理システム１７によって実行され、第二処理システム１７はカスタムハードウェアなどから構成できる。特定の一例では、第二処理システム１７はフィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）から構成されるが、磁気ロジックモジュールなどの任意の適切な処理モジュールを使用することもできる。
【００９６】
第一および第二処理システム１０、１７と制御部１９の動作は典型的に、一つ以上の組の適切な命令を用いて制御される。これらは任意の適切な形態であってもよく、従って、ソフトウェア、ファームウェア、組み込みシステムなどを含むことができる。
【００９７】
制御部１９は典型的に、オン／オフスイッチ（図示せず）を使用することによって測定機器の起動を検出するように動作する。いったん制御部が機器の起動を検出すると、制御部１９は所定の命令を実行し、さらに第一および第二処理システム１０、１７を起動させ、必要に応じて処理システムへの電力供給を制御する。
【００９８】
第一処理システム１０は第二処理システム１７によって実装されたファームウェアなどの命令を制御するように動作し、第二処理システム１７の動作を変更する。さらに、第一処理システム１０は第二処理システム１７によって決定されたインピーダンスを解析するように動作し、生物学的パラメータを決定する。従って、第一処理システム１０はカスタムハードウェアなどから構成され、適切なアプリケーションソフトウェアを実行し、以降でさらに詳しく説明する処理を実行する。
【００９９】
当然のことながら、第一処理システム１０と第二処理システム１７の間の処理の分割は必須ではないが、以降の説明から明らかになる複数の利点が存在する。
この例では、第二処理システム１７は図のように、プログラム可能なモジュール３６とバス３５に結合したＰＣＩブリッジ３１を有する。バス３５はさらに処理モジュール３２、３３、３４に結合し、それらはＡＤＣ（アナログデジタル変換器）３７、３８、およびＤＡＣ（デジタルアナログ変換器）３９に各々インタフェースする。
【０１００】
プログラム可能なモジュール３６はプログラム可能なハードウェアから構成され、その動作は命令を用いて制御され、前記命令は典型的に第一処理システム１０からダウンロードされる。ハードウェア３６の構成を指定するファームウェアは、メモリ２１のフラッシュメモリ（図示せず）内に存在することも、外部インタフェース２３を介して外部源からダウンロードすることもできる。
【０１０１】
代替的に、命令は第二処理システム１７上の内蔵メモリ内に格納できる。この例では、第一処理システム１０は典型的に、第二処理システム１７によって実装される前に実装用のファームウェアを選択する。これは、ファームウェア内に符号化した機能を選択的に起動可能にするために実現され、以降でさらに詳しく説明するように、例えば、構成ファイルなどの構成データ、またはアプリケーションソフトウェアまたはファームウェアを表す命令を用いて実行される。
【０１０２】
いずれの場合でも、これは第一処理システム１０を用いて、第二処理システム１７の動作を制御可能にし、対象Ｓに所定の電流シーケンスを印加可能にする。従って、例えば、異なる周波数において順次印加される電流を使用するのに比べて、複数の重ね合わせた周波数から構成した電流信号を使用することによって、複数の周波数において同時にインピーダンスを解析するために電流信号を用いる場合、異なるファームウェアが利用される。
【０１０３】
電流源回路の形態の信号生成器１１の所定の形態の例は、図４に示されている。
図のように、電流源は、相互接続した三つの固定または可変利得差動増幅器Ａ１、Ａ２、Ａ３および三つの演算増幅器Ａ４、Ａ５、Ａ６、複数の抵抗器Ｒ１、…、Ｒ１７およびコンデンサＣ１、…、Ｃ４を有する。電流源はさらにリード４１、４２（図１のリードＬに対応する）を有し、以降でさらに詳しく説明するように、リード４１、４２を短絡するために電極１３、１４とスイッチＳＷに電流源を接続する。
【０１０４】
対象Ｓに印加される電流を決定可能にするために、接続４５、４６を設けることもできる。典型的に、これは接続４６を用いて実現される。しかし、リードと他の回路内の信号損失を考慮可能にするために、破線に示したように接続４５を使用することもできる。
【０１０５】
典型的に、使用されるリードは、ポリスチレン誘電体を備えたマルチ撚り線コアと非編み込みシールドを有する同軸ケーブルである。これは良好な導電性とノイズ特性を提供し、同時に十分に柔軟であり、測定機器１から対象Ｓへの接続に伴う問題を回避することができる。この例では、抵抗器Ｒ１２、Ｒ１３により、ケーブルに関連した静電容量から増幅器Ａ５、Ａ６の出力が分離される。
【０１０６】
使用中、電流源回路は、ＤＡＣ３９から電流制御信号Ｉ＋、Ｉ−を受け取り、これらの信号のフィルタ処理と増幅を行い、電極１３、１４を介して対象Ｓに印加される電流信号を形成する。
【０１０７】
使用中、増幅器Ａ１、…、Ａ６を最初に起動すると、（安全限界内の）小さな過渡的電流上昇が生じる。電流が対象に印加されると、対象Ｓ全体に渡る残留電界が生成される。読み取りに影響するこの電界を回避するために、測定を行う前に典型的にスイッチＳＷを起動し、電流回路を短絡し、任意の残留電界を放電する。
【０１０８】
いったん測定が開始されると、対象に印加される電流の指示は破線で示したように、ＡＤＣ３８に接続された接続４５、４６のいずれか一方を介して得られる。
これによって、対象全体に渡って供給された電流を正確に決定できる。特に、制御信号Ｉ＋、Ｉ−に基づいて印加された電流を評価するのではなく、実際に印加される電流を使用することによって、これは電流源内の部品の理想的ではない挙動を考慮し、印加された電流に対するリード４１、４２の影響も考慮できる。
【０１０９】
一例では、増幅器Ａ３と関連の部品は電極１２、１３に結合したハウジング上に設けられ、対象に印加される電流のより正確な検出を可能にする。特に、これは、リードＬ内の信号損失などのケーブルの影響の測定を不要にする。
【０１１０】
以上の内容は非対称電流源の一例であり、当然のことながら対称電流源を代わりに用いることもできる。
図５に、電圧電極に用いられるバッファの一例を示す。この例では、各電極１５、１６は、バッファ回路５０Ａ、５０Ｂに結合されている。
【０１１１】
この例では、各バッファ５０Ａ、５０Ｂは、図のように相互接続した増幅器Ａ１０、Ａ１１、および複数の抵抗器Ｒ２１、…、Ｒ２６を有する。使用中、バッファ５０Ａ、５０Ｂは、接続５１、５２を介して各電極１５、１６に接続される。バッファ５０Ａ、５０Ｂはさらにリード５３、５４を介して差動増幅器５５に接続され、差動増幅器５５は信号検出器１２として機能し、さらにＡＤＣ３７に結合される。従って、当然のことながら、各バッファ５０Ａ、５０Ｂは各電極１５、１６、それから差動増幅器に接続され、対象を介した電位差を決定できる。
【０１１２】
一例では、リード５３、５４は図１に示したリードＬに対応し、以降でさらに詳しく説明するように電極１５、１６に結合したコネクタハウジング内にバッファ回路５０Ａ、５０Ｂを提供できる。
【０１１３】
使用中、増幅器Ａ１０は検出した信号を増幅してケーブル５３のコアを駆動し、同時にＡ１１は検出した信号を増幅してケーブル５１、５３のシールドを駆動する。抵抗器Ｒ２６とＲ２５によりケーブルに関連した静電容量から増幅器の出力が分離されるが、これらの必要性は選択された増幅器に依存する。
【０１１４】
同様に、これによってマルチコアシールドケーブルを用いて、電圧電極１５、１６への接続を確立できる。
ここで、図６Ａ〜６Ｃを参照しながら装置の動作の一例を説明する。
【０１１５】
ステップ２００において、操作者は、第一処理システム１０を用いてインピーダンス測定の種類を選択する。これは複数の方法で実現され、典型的に第一処理システム１０に複数の異なるプロファイルを格納させることを含み、前記プロファイルは各インピーダンス測定プロトコルに各々対応している。
【０１１６】
従って、例えば、心臓機能決定を実行する場合は、リンパ浮腫、身体組成、肺浮腫などの測定を実行する場合に比べて、異なる印加電流シーケンスおよび異なるインピーダンス解析を使用することが一般的である。プロファイルは典型的にメモリ２１内に格納するか、またはフラッシュメモリ（図示せず）または外部インタフェース２３を介してダウンロードされる。
【０１１７】
いったん適切な測定種類が操作者によって選択されると、これはステップ２１０において第一処理システム１０に対して、第二処理システム１７のプログラム可能なモジュール３６内に所望のコードモジュールファームウェアをロードさせるか、または組み込みファームウェアを起動させる。使用されるコードモジュールの種類は好ましい実装に依存し、一例では、ウィッシュボーンコードモジュールから構成されるがこれは必須ではない。
【０１１８】
ステップ２２０において、第二処理システム１７を用いてデジタル制御信号のシーケンスを生成し、そのシーケンスはステップ２３０においてＤＡＣ３９に転送される。これは典型的に、処理モジュール３４を用いて所定のインピーダンス測定プロファイルに基づいてモジュールに所定のシーケンスの信号を生成させることによって実現される。従って、これは、第二処理システム１７に処理モジュール３４をプログラムさせ、モジュールに必要な信号を生成させることによって実現される。
【０１１９】
ＤＡＣ３９はデジタル制御信号をアナログ制御信号Ｉ＋、Ｉ−に変換し、前記アナログ制御信号はステップ２４０において電流源１１に印加される。
上記のように、図４に示した電流源回路はステップ２５０において電気制御信号Ｉ＋、Ｉ−の増幅とフィルタ処理を行うように動作し、得られた電流信号をステップ２６０において電極１３、１４に印加する。
【０１２０】
この処理中、上記のように対象を介した電流回路は、スイッチＳＷを用いてステップ２７０において選択的に短絡され、読み取りを行う前に対象Ｓ内の任意の残留電界を放電する。
【０１２１】
ステップ２８０において測定手順を開始し、対象全体に渡る電圧を電極１５、１６から検出する。この点では、ステップ２９０において図５に示したバッファ回路を用いて、電極を渡る電圧のフィルタ処理と増幅を行い、得られたアナログ電圧信号Ｖはステップ３００においてＡＤＣ３７に供給されデジタル化される。同時に、ステップ３１０において接続４５、４６の一方を介して対象Ｓに印加された電流を検出し、ステップ３２０においてＡＤＣ３８を用いてアナログ電流信号Ｉをデジタル化する。
【０１２２】
デジタル化した電圧および電流信号Ｖ、Ｉはステップ３３０において処理モジュール３２、３３で受け取り、これらを用いてステップ３４０において信号の予備処理を実行する。
【０１２３】
実行される処理は同様にインピーダンス測定プロファイルと、処理モジュール３２、３３の結果的な構成に依存する。これは、例えば、電圧信号Ｖを処理してＥＣＧ信号を抽出することを含むことができる。この信号も典型的にフィルタ処理され、印加周波数ｆｉにおける信号のみがインピーダンス決定に用いられるようにする。これは、ノイズの影響の低減および必要な処理量の低減に役立つ。
【０１２４】
ステップ３５０において、第二処理システム１７は処理信号を用いて各印加周波数ｆｉにおける電圧および電流信号を決定し、ステップ３６０においてこれらを用いて各印加周波数ｆｉにおける瞬間的なインピーダンス値を決定する。
【０１２５】
ＡＤＣ３７、３８と処理モジュール３２、３３は典型的に電圧および電流信号Ｖ、Ｉのサンプリングと処理を並列に実行し、対応する印加電流において誘導された電圧を同時に解析するように構成されている。これにより、各印加周波数においてどの電圧信号を測定したかを決定する必要性をなくすことによって処理要件が低減される。これは、処理モジュール３６によって生成された共通クロック信号を用いて、ＡＤＣ３７、３８から受け取ったデジタル信号を処理モジュール３２、３３にサンプリングさせることによって実現され、信号サンプリングの同期化を保証する。
【０１２６】
いったん瞬間的なインピーダンス値が導かれると、これらはステップ３７０において第一処理システム１０または第二処理システム１７のいずれかの中でさらに処理される。瞬間的なインピーダンス信号の処理は使用される解析の種類に依存して複数の異なる形態で実行され、これはさらにステップ２００において操作者によって行われた選択に依存する。
【０１２７】
従って、当業者には明らかなように、適切な測定種類の選択を行うことによって対象に異なる電流シーケンスの範囲を印加できる。いったんこれが実行されると、ＦＰＧＡは適切な制御信号Ｉ＋、Ｉ−のシーケンスを生成するように動作し、前記制御信号は図４に示した電流源回路を用いて対象Ｓに印加される。それから、対象全体に渡って誘導された電圧は図５に示したバッファ回路を用いて検出され、第二処理システム１７によってインピーダンス値の決定と解析とが可能となる。
【０１２８】
第二処理システム１７を使用することによって、カスタム構成のハードウェアを用いて処理の大部分を実行できる。これは、複数の利点を有する。
第一に、第二処理システム１７を使用することによって、適切なファームウェアを使用することでカスタムハードウェア構成に調整できる。これはさらに、単一の測定機器を用いて異なる種類の解析の範囲を実行できる。
【０１２９】
第二に、これは第一処理システム１０上の処理要件を著しく低減する。これはさらに、比較的直接的なハードウェアを用いて第一処理システム１０を実装でき、さらに測定機器は十分な解析を実行してインピーダンスの変換を提供することができる。これは、例えば、「Ｗｅｓｓｅｌ」プロットを生成すること、インピーダンス値を用いて心臓機能に関するパラメータを決定すること、およびリンパ浮腫の有無を決定することを含むことができる。
【０１３０】
第三に、これによって測定機器１を更新できる。従って、例えば、所定のインピーダンスの測定種類に対して、改善された解析アルゴリズムが作成されるか、改善された電流シーケンスが決定された場合、フラッシュメモリ（図示せず）または外部インタフェース２３を介して、新しいファームウェアをダウンロードすることによって測定機器を更新することができる。
【０１３１】
当然のことながら、上記の例では、処理は部分的に第二処理システム１７によって、部分的に第一処理システム１０によって実行される。しかし、ＦＰＧＡなどの単一の素子またはより汎用的な処理システムによって処理を実行することもできる。
【０１３２】
ＦＰＧＡはカスタム処理システムであるので、動作中、汎用的な処理システムより効率的になる傾向がある。その結果、ＦＰＧＡのみを用いる場合、典型的に全体量を低減した処理を使用することができ、消費電力およびサイズを低減できる。しかし、柔軟度、特に、実行されるインピーダンスの処理および解析の範囲は制限される。
【０１３３】
逆に、汎用的な処理システムのみを用いる場合、柔軟度は改善されるが、効率の低減およびその結果としてサイズと消費電力が増大する。
従って、上記の例はバランスを取って、ＦＰＧＡの形態でカスタム処理を提供し部分的な処理を実行する。これは、例えば、インピーダンス値を決定可能にする。それから、典型的により大きな柔軟度を必要とする以降の解析は、汎用処理システムを用いて実行される。
【０１３４】
ＦＰＧＡのみを利用する別の欠点は、例えば、改善された処理アルゴリズムが実装された場合に、処理を更新する過程が複雑になることである。
電極接続
図７Ａと図７Ｂに、電極接続装置の一例を示す。
【０１３５】
特に、この例では、コネクタはＰＣＢ（プリント回路基板）６１などの基板上に設けられた回路を有し、ＰＣＢ６１はさらに図のようにハウジング６０内に搭載する。ハウジング６０はアーム６２を有し、アーム６２は基板６１上に設けられた接点６３に向かって押し付けられる。基板６１は、リード４１、４２、５３、５４などの典型的にＬで示した適切なリードを介して、ＡＤＣ３７、３８、またはＤＡＣ３９の各々に結合する。
【０１３６】
使用中、コネクタは銀を被覆したプラスチックなどの導電性電極基板６５に結合し、基板６５はさらにその上に銀／塩化銀ゲルなどの導電性ゲル６４を有する。アーム６２は導電性電極基板６５を接点６３に押し付け、基板６１上に設けられた回路に導電性ゲル６４を電気的に結合する。
【０１３７】
これは測定機器１と対象Ｓの間の良好な電気的接触を保証し、電極１３、１４と電圧バッファの入力の間のリードの必要性をなくし、コストおよび装置内のノイズ源となる追加のリードを不要にする。
【０１３８】
この例では、ハウジング６０、アーム６２、および基板６５の端部と隅は湾曲している。これは、コネクタを電極に取り付ける際、対象が負傷する可能性を低減する。
これは、リンパ浮腫の患者上で電極を用いる際、皮膚をわずかにつまむだけでも重度の合併上を引き起こす可能性があるとき特に重要である。
【０１３９】
さらにハウジングの使用可能性を改善するために、ハウジングは低摩擦係数を有する材料や、多孔質または弾性のある材料から構成できる。同様に、ハウジングを電極に結合する際、これらの特性は対象が負傷する可能性を低減するのに役立つ。
【０１４０】
電気的絶縁
ここで、図８を参照しながら装置のさらなる開発について説明する。
この例では、第二処理システム１７は、二つの各ＦＰＧＡ部１７Ａ、１７Ｂから構成される。二つのＦＰＧＡ部１７Ａ、１７Ｂは、破線１７Ｃによって典型的に示された電気的絶縁接続を介して相互接続される。電気的絶縁接続は、例えば、誘導ループ接続、無線リンクなどを用いて実現される。
【０１４１】
ＦＰＧＡ内のこの分離を用いて、測定機器１が対象Ｓから電気的に絶縁されるようにする。これは、高精度で読み取りを行う場合に重要である。
この例では、第二処理システム１７は典型的に、第二ＦＰＧＡ部１７Ｂの動作が全ての測定種類に対して実質的に同一であるように実装される。その結果、異なる種類のインピーダンス解析を可能にするために、第二ＦＰＧＡ部１７Ｂ内にファームウェアをアップロードする必要はない。
【０１４２】
これに対して、第一ＦＰＧＡ部１７Ａは実質的に上記のように、インピーダンス測定の種類に依存してファームウェアを典型的に実装する。
従って、当然のことながら、これは測定機器１を対象から電気的に絶縁する機構を提供しながら、なお第二処理システム１７を使用する利点を実現できる。
【０１４３】
代替的に、第一処理システム１０から電気的に絶縁した単一のＦＰＧＡを提供することによって等価な電気的絶縁が得られる。
この例では、第二ＦＰＧＡ部１７Ｂは典型的に対象ユニット内に提供され、前記ユニットはリード接続を含んでいる。
【０１４４】
これによって、単一の測定機器１は複数の異なる対象ユニットと通信でき、前記ユニットは各対象Ｓと各々関連付けられる。これによって、測定機器１は複数の対象ユニット２を介して複数の異なる対象の集中監視を提供できる。これはさらに複数の対象を順に解析でき、解析を実行する毎に各対象Ｓを再接続する必要はない。
【０１４５】
リード校正
インピーダンス測定の変換に役立たせるために、接続リードと関連の回路の電気的特性を考慮することが有用である。
【０１４６】
これを実現するために、リードと対応する接続は校正情報を用いて符号化される。これは、例えば、図４と５内に示した電流源またはバッファ回路内の抵抗器の各々に対して固有の値を使用することを含む。従って、例えば、抵抗器Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２６の値は、対応するリードの特性に基づいて選択される。
【０１４７】
この例では、対応するＡＤＣ３７、３８を介して測定機器１にリードを接続する際、処理モジュール３２、３３は適切なポーリング信号を用いて回路に問い合わせを行い、対応する抵抗器の値を決定できる。いったんこの値が決定されると、第二処理システム１７はこれを用いて電圧および電流信号を処理するために用いられるアルゴリズムを修正し、正確なインピーダンス値の決定が保証される。
【０１４８】
これに加えて抵抗値はリード識別子としても機能でき、測定機器がリードを識別し、本物の許可されたリードのみを利用できるようにする。従って、例えば、決定した抵抗値が所定の値に対応しない場合、これは本物ではないリードが用いられていることを示すために利用できる。この例では、リードの品質は得られるインピーダンス解析の精度に影響を与えるので、間違ったリードが使われていることを示すエラーメッセージまたは警告を生成することが望ましい。代替的に、第二処理システム１７は測定される電流および電圧信号の処理を停止するように構成することができる。これによって、システムは本物のリードのみが利用できるようになる。
【０１４９】
これはさらに、各リードの接続回路に関連する固有の識別子の利用によって改善される。この例では、固有の識別子は、電流源または電圧バッファ回路の一部として設けられたＩＣ内に符号化できる。この例では、測定機器１は固有の識別子の問い合わせを行い、ローカルメモリまたは中央データベース内に格納された固有の識別子と比較し、本物のリードを識別できる。
【０１５０】
この処理を利用して、リードが用いられた回数を監視することもできる。この例では、リードを用いる毎に、リードの使用を反映するデータが記録される。これによってリードは事前に決めた使用割り当て寿命を有することができ、いったんリードを使用する回数が割り当てに到達すると、該リードを用いてさらに測定することが妨げられる。同様に、リードに関連付けした使用期限を提供することによって時間的制限を加えることができる。これは、好ましい実装に依存して、リードを形成した日付、または最初の使用日に基づくことができる。
【０１５１】
当然のことながら、リードの使用を記録する際、これが局所的に記録される場合は問題が生じる可能性がある。特に、これは異なる測定機器でリードを再使用する可能性がある。これを避けるために、リードは、最初の使用時に測定機器によって設定されるＩＤを備えるように構成される。これを用いて、単一の測定機器にリードの使用を限定することができる。
【０１５２】
これを用いることで、事前に決めた寿命に従ってリードを正確に交換することが保証され、測定インピーダンス値の精度を保証するのに役立つ。
複数チャネル
図９に、装置のさらに別の形態が示されている。
【０１５３】
この例では、装置は複数チャネル機能を提供するように調整され、異なる身体セグメントがインピーダンス解析を実質的に同時に受けることができる。この例では、これは、図のように第一および第二処理モジュール３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、３４Ａ、３４Ｂと、第一および第二ＡＤＣ、第一および第二ＤＡＣ３７Ａ、３７Ｂ、３８Ａ、３８Ｂ、３９Ａ、３９Ｂと、第一および第二電圧回路、第一および第二電流回路１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂを並列に提供することによって実現される。
【０１５４】
従って、測定機器１は、参照番号Ａ、Ｂの使用によって示された二つの別個のインピーダンス測定チャネルを有する。この例では、これによって電極は異なる四肢などの身体セグメントに取り付けられ、各セグメントから実質的に同時に測定が行われる。
【０１５５】
上記の配置の代替形態では、二つの別個の第二処理モジュール１７を利用し、各々を各チャネルに関連付けることによって複数チャネルを実装できる。代替的に、ＡＤＣ３７、３８およびＤＡＣ３９と電極の間に配置した多重化器を介して、各チャネルに印加される信号を印加できる。
【０１５６】
当然のことながら、上記の例では二つのチャネルを示したが、これは簡略化のためだけであり任意の数のチャネルを提供できる。
スイッチング装置
図１０は、スイッチング装置を含むインピーダンス測定装置の一例を示している。この例では、測定機器１は多重化器などのスイッチング機器１８を有し、信号生成器１１とセンサ１２をリードＬに接続する。これによって、測定機器１はどのリードＬを信号生成器１１とセンサ１２に接続するかを制御できる。
【０１５７】
この例では、単一の組のリードとの接続が示されている。この配置は、複数の方法で用いられる。例えば、測定機器１を接続する電極１３、１４、１５、１６を識別することによって、どのリードＬに信号を印加し、どのリードを介して信号を測定可能にするかを制御するためのこれを使用することができる。これは、以降でさらに詳しく説明するように、入力機器２２を介して適切な指示を使用者に提供させるか、または測定機器１に電極識別子を自動的に検出させることによって実現される。
【０１５８】
ただし、代替的に、複数のリードと電極と共にその装置を用いて上記のように複数チャネル機能を提供できる。
電極構成
ここで、図１１Ａと１１Ｂを参照しながら、代替形態の電極構成の一例を説明する。
【０１５９】
この例では、電極コネクタは電極基板１１０５と係合するように構成した二つのアーム１１０１、１１０２を備えたハウジング１１００から構成され、ハウジング１１００を基板１１０５に結合する。アーム１１０２に下側に取り付けた接点１１０３は、電極基板１１０５の表面上に取り付けた電極接点１１０４に接触および係合するように押し付けられる。電極はさらに銀／塩化銀ゲルなどの導電性ゲル１１０６を含み、接点１１０４に電気的に接続する。これは、銀トラックなどの導電性トラックを使用すること、または銀で被覆したプラスチックなどの導電性基板を使用することによって実現される。
【０１６０】
これによって、リードＬは導電性ゲル１１０６に電気的に接続でき、それらを取り付けた対象Ｓに電流を印加したり、対象Ｓから電圧を測定できる。当然のことながら、この例では、上記のハウジング１１００は図７について上で説明したものと同様にバッファ回路５０、または図４に示した電流源回路の全てまたは一部も含む。
【０１６１】
代替的に、より複雑な相互接続を設けて所定の電極または電極の種類を測定機器１に指定させることもできる。
これは、測定手順を制御するために測定機器１によって用いられる。例えば、処理システム２による電極の種類の検出を用いて、異なるインピーダンスのパラメータの測定および計算を制御し、例えば、浮腫の検出、心臓機能の監視などで使用するための指示部を決定できる。
【０１６２】
同様に、電極を取り付けるべき対象上の位置を示す視覚的目印を電極に設けることができる。例えば、電極パッドを対象の左手に取り付ける場合、左手の絵を示すことができる。この例では、電極の識別を用いて測定機器１によって対象のどこに電極を取り付けるかを決定し、それに応じて信号の印加および測定を制御できる。
【０１６３】
ここで、図１１Ｃ〜１１Ｇを参照しながらこの一例を説明する。この例では、接点１１０３は、典型的に銀などからなる導電性接点パッドから形成された複数のコネクタ部材１１２１、１１２２、１１２３、１１２４を備えたＰＣＢなどの接点基板１１２０から形成される。コネクタ部材は典型的に銀から形成され、接点基板１１２０上に設けられた各導電性トラック１１２６を介してリードＬに接続する。リードＬは複数の個々の配線を含み、各々コネクタ部材１１２１、１１２２、１１２３、１１２４の一つに電気的に結合する。
【０１６４】
この例では、電極基板１１０５上の電極接点１１０４は典型的に、銀接点パッドなどから形成された電極コネクタ部材１１３１、１１３２、１１３３、１１３４を含む電極接点基板１１３０を含む。電極コネクタ部材１１３１、…、１１３４は、使用中、電極コネクタ１１００を電極に取り付ける際、コネクタ部材１１２１、…、１１２４が電極コネクタ部材１１３１、…、１１３４に接触し、測定機器１による電気信号の転送を可能にするように配置される。
【０１６５】
図１１Ｄ〜１１Ｇの例では、コネクタ部材１１３１は、電極基板１１０５の下側まで延びる導電性トラック１１３６（典型的に銀トラック）を介して、導電性ゲル１１０６に接続される。これは、対象Ｓに電流を印加するか、または対象Ｓを介した電圧を測定するために測定機器１によって用いられる。
【０１６６】
さらに、コネクタ部材１１３２、１１３３、１１３４の所定のものも、各コネクタ１１３６Ａ、１１３６Ｂ、１１３６Ｃ、１１３６Ｄによって四つの異なる配置で相互接続される。これによって、測定機器１はコネクタ１１３６Ａ、１１３６Ｂ、１１３６Ｃ、１１３６Ｄのおかげで、どの電極接点１１２２、１１２３、１１２４が相互接続されているかを検出でき、四つの異なる組み合わせによって四つの異なる電極を識別できる。
【０１６７】
従って、図１１Ｄ〜１１Ｇの配置を用いて、例えば、二つの電流源１３、１４と二つの電圧測定電極１５、１６として用いられる四つの異なる電極を提供できる。
使用中、測定機器１は、第二処理システム１７によって各リードＬ内の適切な配線に信号を印加させることで動作し、接続部材１１２２、１１２３、１１２４の間の導電性を測定可能にする。それから、この情報は、どのリードＬがどの電極１３、１４、１５、１６に接続されるかを決定するために、第二処理システム１７によって用いられる。これによって、第一処理システム１０または第二処理システム１７は図１０の例の多重化器１８を制御し、信号生成器１１または信号センサ１２に電極１３、１４、１５、１６を正確に接続できる。
【０１６８】
この例では、対象に電極パッドを別個に取り付ける際、その上に設けられた視覚的目印によって示された位置で、対象上に電極１３、１４、１５、１６を単に配置できる。それからリードを各電極に接続し、どの電極１３、１４、１５、１６を各リードＬに接続し、それから電流信号を印加し、電圧信号を適切に測定するかを測定機器１に自動的に決定させることができる。これによって、正しい電極パッドの正しいリードＬを介した接続を保証するための複雑さが回避される。
【０１６９】
当然のことながら、上記の処理は、単に電流を電極コネクタに印加することによって電極識別を可能にする。しかし、光学的符号化を使用することなど、他の適切な識別技術を使用することもできる。これは、例えば、電極コネクタ１１０４または電極基板１１０５上に視覚的マーカまたは複数の適切に配置した物理的マーカを提供することによって実現される。当業者には明らかなように、コネクタ１１００上に取り付けた光学的センサを用いてこれらを検出できる。
【０１７０】
代替的に、電極用の識別子は、例えば、抵抗器またはコンデンサなどの電極内の部品の値によって表した符号化値によって識別される。従って、当然のことながら、これはリード校正について上で説明したものと同様に実現される。
【０１７１】
ここで、図１２Ａ〜１２Ｆを参照しながら、代替形態の電極構成の一例を説明する。この特定の例では、電極は帯状電極１２００であり、複数の別個の電極を含む。この例では、電極は、シールド材料と重なり合った絶縁材料を被覆したプラスチック高分子などの細長い基板１２１０から構成される。
【０１７２】
複数の導電性トラック１２２０は基板上に設けられ、基板１２１１の端から各導電性接点パッド１２３０まで延び、基板の長手方向に沿って順に間隙を介して配置される。これによって、上記のコネクタと同様であるが、対応する接続を備えたコネクタをトラック１２２０に電気的に結合できる。
【０１７３】
トラック１２２０と接点パッド１２３０は、例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、蒸着などを含む複数の方法のいずれか一つで基板１２１０上に設けられ、典型的に銀または他の同様の材料から形成される。しかし、当然のことながら、トラックと接点パッドは信号ドリフトを防ぐ同様の材料から形成されるべきである。
【０１７４】
接点パッド１２３０とトラック１２２０を形成した後、絶縁層１２４０を設け、電極接点パッド１２３０と位置合わせされた複数の開口部１２５０を形成する。絶縁層は典型的に、シールド材料と付加絶縁材料を被覆したプラスチック高分子から形成される。
【０１７５】
接点パッド１２３０と対象Ｓの間の適切な導通を保証するために、典型的に接点パッド１２３０に導電性ゲル１２６０を形成する。当然のことながら、この例ではゲルは図のように各開口部１２５０内に設けられる。
【０１７６】
取り外し可能な被覆部１２７０を電極上に取り付け、電極の滅菌やゲル内の水分レベルを維持する。これはピールオフストリップなどの形態であってもよく、取り外して導電性ゲル１２６０を露出させ、電極を対象Ｓに取り付け可能にする。
【０１７７】
信号品質を保証するために、典型的に各トラック１２２０は図のように、シールドトラック１２２１と信号トラック１２２２を有する。これによって、リード４１、４２、５１などのリードＬ上のシールドをシールドトラック１２２１に接続し、リードコアを信号トラック１２２２に結合できる。これによって基板上にシールドを提供し、印加される信号と測定される信号の間の干渉を低減するのに役立つ。
【０１７８】
これは、帯状電極を製造する素早く直接的で安価な方法を提供する。当然のことながら、図７Ａと７Ｂ、および図１１Ａ〜１１Ｇ内に示した電極配置において同様のスクリーン印刷技術を使用することもできる。
【０１７９】
図１２Ｇと１２Ｈについてここで説明するように、帯状電極は磁気コネクタと共に用いることもできる。この例では、帯状電極１２００は、基板１２１０の端部１２１１に配置した二つの磁石１２０１Ａ、１２０１Ｂを含む。コネクタは、その内部に磁石１２８１Ａ、１２８１Ｂを設けられたコネクタ基板１２８０から構成される。接続部材１２８２も設けられ、これらはさらに適切なリードＬに接続される。
【０１８０】
磁石１２０１Ａ、１２８１Ａ、１２０１Ｂ（明確には図示せず）、１２８１Ｂは位置合わせし磁気的に結合するように配置され、コネクタ基板１２８０と帯状電極１２００を共に押し付ける。磁石１２０１Ａ、１２８１Ａ、１２０１Ｂ、１２８１Ｂの磁極の正確な位置合わせは、コネクタ基板１２８０と帯状電極の正確な位置と向きの両方を保証するためにも用いられ、帯状電極１２００上のトラック１２２０の対応するものと、接続部材１２８２の正確な位置合わせを保証できる。
【０１８１】
当然のことながら、これは電極との正確な接続を保証するために用いられ、同様の磁気的位置合わせ技術は既に説明したコネクタ内で用いることもできる。
使用中、帯状電極は、図１２Ｉに示したように対象の胴体に取り付けられる。電極は典型的に接着面を含み、それを対象に付着できる。しかし、電極１２００の位置を保持するのに役立つように、ストラップ１２８０を使用することもできる。これは、対象に容易に取り付け配置できる電極を提供し、必要に応じて長期間さらに装着させることもできる。帯状電極１２００は、図のように対象の胴体の側面や、へその上に横向きになど他の位置において対象上に配置することもできる。
【０１８２】
帯状電極１２００は十分な電極を提供し、心臓機能を監視できる。上記の例では帯状電極は六個の電極を含むが、任意の適切な数が用いられる（ただし、典型的に少なくとも四個の電極が必要とされる）。
【０１８３】
可変電流
上記の測定機器内に実装される別の機能は、可変電流などの可変強度信号を生成可能な信号生成器１１を提供することである。これは、測定機器１を異なる動物で利用するか、電気的接続を介して問題を検出するか、またはノイズの問題を克服する可能にするために用いられる。
【０１８４】
これを実現するために、図４に示した電流源回路は図１３に示したように修正される。この例では、図４の電流源回路内の抵抗器Ｒ１０は、可変抵抗器ＶＲ１０に置き換えられる。抵抗器ＶＲ１０の抵抗を変更すると、それに応じて対象Ｓに印加される電流の大きさの変化を招く。
【０１８５】
電流源回路と制御部の間のノイズおよび干渉を低減するために（典型的に第二処理モジュール１７を用いて実現される）、制御システムから可変抵抗器ＶＲ１０を電気的に絶縁することが一般的である。従って、一例では、可変抵抗器ＶＲ１０は光依存抵抗器から構成される。この例では、発光ダイオード（ＬＥＤ）または他の光源がＬ１で示したように提供される。ＬＥＤ  Ｌ１は、任意の適切な形態の可変電源Ｐに結合される。使用中、電源Ｐは第二処理モジュール１７によって制御され、ＬＥＤ  Ｌ１で生成される光の強度を制御し、さらに抵抗ＶＲ１０、従って印加される電流を変更可能にする。
【０１８６】
測定機器１を操作するために、第一処理システム１０と第二処理システム１７は典型的に図１４で説明される処理を実行する。この例では、ステップ１４００において、使用者は入出力機器２２を用いて測定または動物の種類を選択する。
【０１８７】
ステップ１４１０において、第一処理システム１０と第二処理システム１７は相互作用し、選択した測定または動物の種類に基づいて一つ以上の閾値を決定する。これは、第一処理システム１０にメモリ２１から閾値を読み込ませ、これらを第二処理システム１７に転送させるなど複数の方法のいずれか一つで実現されるが、任意の適切な機構が用いられる。典型的に、対象Ｓに印加可能な最大電流、インピーダンス測定の決定に必要な最小電圧、最小信号対雑音比などの信号パラメータに対して、異なる動作特性を指定するために複数の閾値が用いられる。
【０１８８】
ステップ１４２０において、第二処理システム１７は信号生成器１１を起動し、対象Ｓに信号を印加させる。ステップ１４３０において、センサ１２を用いて電極１５、１６における応答信号を測定し、該信号を示す信号をステップ１４３０において第二処理システム１７に戻す。
【０１８９】
ステップ１４４０において、第二処理システム１７は測定される信号の少なくとも一つのパラメータを閾値と比較し、測定される信号が許容可能であるかどうかをステップ１４５０において決定する。これは、例えば、測定される電圧信号内の信号対雑音レベルが最小閾値より大きいかどうかを決定すること、または信号強度が最小値より大きいかどうかを決定することを含んでいる。
【０１９０】
信号が許容可能であれば、ステップ１４６０においてインピーダンス測定が実行される。そうでなければステップ１４７０において、第二処理システム１７は印加された信号が許容可能な最大値に到達しているかどうかを決定する。これが発生した場合、処理はステップ１４９０において終了する。しかし、最大信号にまだ到達していない場合、第二処理システム１７はステップ１４８０において対象Ｓに印加される電流の大きさを増大させるように動作し、その後、ステップ１４３０に戻って新しく測定される信号を決定する。
【０１９１】
従って、これは、インピーダンス値を決定可能にするために適切な信号が測定されるか、または対象に対する最大電流または電圧値に到達するまで、対象Ｓに印加される電流または電圧を次第に増大させることができる。
【０１９２】
当然のことながら、選択される閾値、およびステップ１４２０において対象Ｓに印加される最初の電流は、典型的に対象の性質に依存して選択される。従って、例えば、対象が人間である場合は、対象がネズミなどの動物である場合より低い強度の電流を使用することが一般的である。
【０１９３】
機器の更新
ここで、図１５を参照しながら、測定機器を更新するための処理の一例を説明する。
一例では、ステップ１５００において処理は更新などによって測定機器１を構成するかどうかを決定し、その後、ステップ１５１０において構成データを生成することを含んでいる。ステップ１５２０において典型的に機器に構成データをアップロードし、その後、１５３０において機器を起動する。１５４０において機器が動作を開始すると、処理システム２は構成データを用いて、例えば、命令の更新を制御することによって、または処理システム２または制御部９内に組み込んだ命令を選択的に起動することによって機能を選択的に起動する。
【０１９４】
これは、二つの方法の一方の中で実現される。例えば、構成データはソフトウェアまたはファームウェアなどの命令からなり、処理システム２によって実装されると機能が実行される。従って、例えば、この処理は第二処理システム１７、処理システム１０または制御部１９内に設けられたファームウェアの動作を更新するために利用され、改善された測定アルゴリズムなどの追加の機能が実装可能となる。
【０１９５】
代替的に、構成データは機能の一覧の形態であってもよく、これは測定機器１上に既に格納されている命令にアクセスするために処理システム２によって用いられる。このように構成データを利用することによって、複数のさらに追加の機能であるが機器の販売時には動作していない機能を測定機器にロードできる。この例では、測定機器１上に設けられた構成データを更新することによって、これらの別の機能を実装でき、修正のために測定機器１を戻す必要はない。
【０１９６】
これは、追加の機能が使用の承認を受け取ったとき、前記機能を実装可能にするので医療産業で特に有用である。従って、例えば、測定される電圧信号などの特定の解析の使用など、所定の方法でリンパ浮腫を測定または検出するために技術が利用できる。この例では、機器を販売したときは、医薬品行政局などの管理機関からはまだ承認は得られていない可能性がある。従って、構成データの適切な使用によって機能は停止される。測定技術が次に承認を得ると、新しく更新された構成データを測定機器にアップロードすることによって構成データを修正でき、機能を実装可能にする。
【０１９７】
当然のことながら、異なる測定技術、解析アルゴリズム、測定されるインピーダンスのパラメータの結果についての報告など、複数の異なる機能のいずれか一つを実装するためにこれらの技術を使用することができる。
【０１９８】
ここで、図１６を参照しながら、更新を提供するための適切なシステムの一例を説明する。この例では、基地局１６００は、インターネットなどの通信ネットワーク１６０２やローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）などの通信ネットワーク１６０４を介して、複数の測定機器１と複数の端末局１６０３に結合される。さらに、端末局は、図のように測定機器１に結合される。
【０１９９】
使用中、基地局１６００は、データベース１６１１に結合された処理システム１６１０を含む。基地局１６００は、更新がいつ必要とされるかを決定し、更新を加える機器を選択し、構成データを生成し、機器１を更新するために構成データを提供するように動作する。従って、当然のことながら、処理システム１６１０はサーバなどであってもよい。
【０２００】
これによって、構成データはサーバからデスクトップコンピュータ、ラップトップ、インターネット端末などの使用者の端末局１６０３にアップロード可能であり、または代替的に、サーバからインターネットなどの通信ネットワーク１６０２、１６０４を介して転送することもできる。当然のことながら、無線リンク、ウィフィ接続などの任意の適切な通信システムを使用することもできる。
【０２０１】
いずれにせよ、ここで図１７を参照しながら、測定機器１を更新する処理の一例をさらに詳しく説明する。この例では、ステップ１７００において基地局１６００は、所定の領域内に実装された機能の規制状態に変化があることを決定する。上記のように、これは、例えば、新しい機能のＴＧＡによる承認に従って発生する可能性がある。
【０２０２】
基地局１６００は、規制状態の変更を用いてステップ１７１０において利用可能な新しい機能を決定し、その後、ステップ１７２０において更新される各測定機器１に関連する識別子を決定する。規制承認の変更は領域固有であるので、これは販売された各測定機器が用いられる領域の詳細を含むデータベース１６１１に基地局１６００をアクセスさせることによって典型的に実現される。データベース１６１１は各測定機器１に対する識別子を含み、更新される各測定機器の識別子を決定できる。
【０２０３】
ステップ１７３０において、基地局１６００は測定機器１の次のものに対して典型的にデータベース１６１１から既存の構成データを決定し、その後、構成データを修正し、ステップ１７４０において新しい機能を実装する。それから、識別子に関連する鍵を利用して、構成データを暗号化する。鍵は、シリアル番号に関連するか、またはシリアル番号から部分的に導かれた固有の主番号から形成され、典型的にデータベース１６１１内に格納されるか、所定のアルゴリズムを用いて必要な度に生成される。
【０２０４】
ステップ１７６０において、暗号化された構成データは上で説明したように測定機器１に転送される。
ステップ１７７０において、機器を再起動し、第一処理システム１０が起動されると、第一処理システム１０は暗号鍵を決定し、これを用いて構成データを復号化する。これは、シリアル番号または他の識別子、および所定のアルゴリズムを用いて鍵を生成するなど複数の方法のいずれか一つで実現される。代替的に、これは、メモリ２１内に格納された鍵にアクセスすることによって実現される。当然のことながら、任意の形態の暗号化が用いられるが典型的に強力な暗号化が用いられ、そこでは秘密鍵を用いて構成データの暗号化と復号化の両方を行い、以降でさらに詳しく説明するように使用者による構成の不正な変更を防止する。
【０２０５】
ステップ１７８０において、第一処理システム１０は復号化した構成データを用いて、第二処理システム１７内のソフトウェア機能を起動する。
従って、当然のことながら、これは測定機器上で利用可能な機能を自動的に更新するための機構を提供する。これは、第二処理システム１７に処理システム１０から新しいファームウェアを受け取らせること、または上記のように第二処理システム１７上に既にインストールされているファームウェアを起動することのいずれかによって実現される。
【０２０６】
これを自動的に実行する代替形態として、使用するために追加の機能を承認する際、この処理を用いて代金の支払い時に機能を起動できる。この例では、使用者は実装された機能が制限された測定機器１を購入できる。それから、代金を支払うことによって使用者の必要に応じて追加の機能を起動できる。
【０２０７】
この例では、図１８に示したように、使用者がステップ１８００において停止中の機能を選択すると、第一処理システム１０はステップ１８１０において該機能が利用可能ではないことの指示を生成する。これによって使用者はステップ１８２０において機能起動オプションを選択可能になり、それは典型的にステップ１８３０において使用者に支払い明細の提供を促す。支払い明細はいくつかの方法で機器の製造業者に提供され、使用者から機器の製造業者に電話をかけさせるか、代替的にインターネットなどによって提供された適切な支払いシステムを介して明細を入力させる。
【０２０８】
ステップ１８４０において、いったん支払いが確認されると処理はステップ１７２０に移動でき、適切な構成データの形態で自動更新を提供できる。しかし、支払い明細が確認されない場合、処理は１８５０において終了する。
【０２０９】
当業者には明らかなように、固有の識別子を利用して構成データを暗号化することは、測定機器１で受け取る構成データが該測定機器に固有のものであることを意味する。従って、正しい鍵を利用して暗号化と復号化の両方が行われる場合、第一処理システム１０は構成データの中身を変換できるだけである。従って、これは、使用者が構成データを交換したり、異なる機器に転送するために復号化したファイルを再暗号化しようとすることを妨げる。
【０２１０】
当然のことながら、構成データ内の機能を単に指定することに加えて、またはそれに対する代替形態として、第二処理システム１７に追加のファームウェアをアップロードする必要がある場合もある。これは、例えば、測定機器１と共に発送されるファームウェアを用いて、実装可能ではない機能を実装するために用いることもできる。
【０２１１】
この例では、構成データは任意の必要なファームウェアをアップロードすることを含むことが一般的であり、第一処理システム１０を用いて第二処理システム１７内にこれをロードできる。それから、このファームウェアは自動的に実装するか、または構成データ内に設けられた利用可能な機能のリストに従って実装される。
【０２１２】
当然のことながら、これは測定プロトコル、インピーダンス解析アルゴリズム、測定結果を変換する報告などの機能の更新や、選択的起動または停止用の機構を提供する。これは、測定機器が既存のＴＧＡまたはＦＤＡ承認などに従うように実行される。
【０２１３】
ハウジング
対象に対して適切な電気的絶縁を備えたハウジング構成を提供するために、図１９に示したものと同様の配置が用いられる。
【０２１４】
この例では、測定機器１はハウジング７０内に設けられ、ハウジング７０は三つの各回路基板７２、７３、７４と共にＩ／Ｏ機器２２を形成するタッチスクリーン７１を含む。この例では、第二処理システム１７と第一処理システム１０を含むデジタル電子回路は回路基板７２上に設けられる。回路基板７３はアナログ回路基板であり、ＡＤＣ３７、３８、ＤＡＣ３９を含む。７４において別個の電源基板が設けられる。電源基板は典型的に一体型バッテリを有し、測定機器１は携帯型機器を形成できる。
【０２１５】
さらに一般的なハウジングは外部環境から電気的／磁気的にシールドし、それに応じてハウジングは典型的にミューメタルまたはマグネシウムを添加したアルミニウムから形成される。
【０２１６】
当業者には当然のことながら、様々な変更および修正も明らかである。当業者には明らかなこのような全ての変更および修正は、前の説明に広く見られる発明の技術思想および範囲内にあると考えるべきである。
【０２１７】
従って、例えば、当然のことながら上記の異なる例による機能は適切であれば交換可能なように用いられる。さらに上記の例は人間などの対象に着目しているが、当然のことながら上記の測定機器および技術は、霊長類、家畜、競走馬などの実演動物などを含むがそれらに限定されない任意の動物と共に用いられる。
【０２１８】
上記の処理は、浮腫、リンパ浮腫、身体組成などを含むがそれらには限定されない状態および病気の範囲の有無または度合を診断するために用いられる。
さらに当然のことながら、電極の認識、機器の更新などの上記の技術は、別個の第一処理システム１０と第二処理システム１７を利用するのではなく、むしろ単一の処理システム２またはいくつかの他の内部構成を利用する機器を用いて実装される。
【０２１９】
さらに、端末局１６０３は、この明細書全体の例で第一処理システム１０によって実行される任意の一つ以上のタスクを効果的に実行できる。従って、機器は第一処理システム１０なしで提供され、第一処理システム１０によって通常実行される機能は端末局１６０３によって実行される。この配置では従って、端末局１６０３は第一処理システム１０の一部または全てを効果的に形成する。これによって、外部インタフェース２３に直接結合した第二処理システム１７のみを含むように測定機器１は提供され、端末局１６０３によって測定機器１を制御可能にする。これは典型的に、端末局１６０３上にインストールした適切なアプリケーションソフトウェアの使用によって実現される。
【図面の簡単な説明】
【０２２０】
【図１】インピーダンス決定装置の一例の概略図である。
【図２】インピーダンス決定を実行するための処理の一例のフローチャートである。
【図３】インピーダンス決定装置の第二例の概略図である。
【図４】電流源回路の一例の概略図である。
【図５】電圧検出で使用するためのバッファ回路の一例の概略図である。
【図６Ａ】インピーダンス決定を実行するための処理の第二例のフローチャートである。
【図６Ｂ】インピーダンス決定を実行するための処理の第二例のフローチャートである。
【図７】Ａ及びＢは電極接続の一例の概略図である。
【図８】インピーダンス決定装置の第三例の概略図である。
【図９】インピーダンス決定装置の第四例の概略図である。
【図１０】インピーダンス決定装置の第五例の概略図である。
【図１１】Ａ及びＢは電極接続の第二例の概略図であり、Ｃ〜Ｇは電極接続の第三例の概略図である。
【図１２】Ａ−Ｅは帯状電極の構成の一例の概略図である。
【図１２Ｆ】帯状電極の構成の一例の概略図である。
【図１２Ｇ】帯状電極のコネクタ配置の一例の概略図である。
【図１２Ｈ】帯状電極のコネクタ配置の一例の概略図である。
【図１２Ｉ】帯状電極の使用法の概略図である。
【図１３】電流源回路の第二例の概略図である。
【図１４】図１３の電流源回路を使用する一例のフローチャートである。
【図１５】測定機器を更新する処理の一例の概略のフローチャートである。
【図１６】測定機器を更新するためのシステムアーキテクチャの一例の概略図である。
【図１７】測定機器を更新する処理の第一例のフローチャートである。
【図１８】測定機器を更新する処理の第二例のフローチャートである。
【図１９】インピーダンス決定装置用のハウジング構成の一例の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１１Ｇ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１２Ｆ】
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【図１２Ｇ】
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【図１２Ｈ】
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【図１２Ｉ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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