(57)【要約】  複数の異なる電極モジュール１０を備える電気インピーダンストモグラフィ用の電極アセンブリ。各モジュールは、長手方向の変形性が低減され、所定の数の電極２０を担持する可撓性材料から作製された支持ストラップ１１を含む。各支持ストラップ１１は、患者の身体セグメントＣの個々の延長部分の上に固定および保持されるような寸法である。各電極モジュール１０は、各電極モジュール１０から得られる特定の動作パターンに応じて予め定められた、電極２０の数および各連続する２つの電極２０間の距離「Ｄｅ」を示す。このアセンブリは監視装置Ｍに接続された端部と電極モジュール１０の個々の電極２０に結合されるコネクタ３３を備えた自由端とを有する導電性ケーブル３０をさらに含み得る。
2009523037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
該アセンブリが、複数の異なる電極モジュール（１０）を備え、各モジュールが、長手方向の変形性が低減された可撓性材料から作製され、監視装置（Ｍ）に電気的に接続される所望の数の電極（２０）を担持する支持ストラップ（１１）を含み、電極モジュール（１０）の１つが少なくとも２つの電極（２０）を含む、電気インピーダンストモグラフィ（ＥＩＴ）用の電極アセンブリであって、各電極モジュール（１０）が、身体セグメント（Ｃ）を分割する対象の平面に従って患者の前記身体セグメントの個々の延長部分上に固定および保持されるような寸法になっているその個々の支持ストラップ（１１）を有し、異なる電極モジュール（１０）の各々が、各電極モジュール（１０）から得られる特定の動作パターンに応じて予め定められた、電極（２０）の数および各連続する２つの電極間の距離（Ｄｅ）を示すことを特徴とする、電極アセンブリ。
【請求項２】
電極モジュール（１０）の第１の群の電極（２０）が、同じ距離（Ｄｅ）だけ相互に離間され、前記電極モジュール（１０）の各々に同じ数で設けられることを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項３】
電極モジュール（１０）の第２の群の電極（２０）が、同じ距離（Ｄｅ）だけ相互に離間され、前記電極モジュール（１０）の各々に異なる数で設けられることを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項４】
電極モジュール（１０）の第３の群の電極（２０）が、電極モジュール（１０）の各々に同じ数で設けられるが、異なる距離（Ｄｅ）だけ相互に離間されることを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項５】
電極モジュール（１０）の第４の群の電極（２０）が、前記電極モジュール（１０）の各々に、異なる数で設けられ、異なる距離（Ｄｅ）だけ相互に離間もされることを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項６】
各電極モジュール（１０）が個々の識別コード（１３）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項７】
各電極モジュール（１０）の電極（２０）の数が、１から３２まで変動することを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項８】
各電極モジュール（１０）の支持ストラップ（１１）が、個々の支持ストラップ（１１）の端部の１つに位置決め手段（１２）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項９】
各位置決め手段（１２）が、個々の支持ストラップ（１１）の端部の１つに組み込まれ、２つの電極モジュール（１０）間の相対位置を表すマーク（１２ｂ）を備える延長部（１２ａ）を含むことを特徴とする、請求項８に記載の電極アセンブリ。
【請求項１０】
各支持ストラップ（１１）の位置決め手段（１２）のマーク（１２ｂ）が、各連続する２つの電極モジュール（１０）について隣接する２つの電極（２０）間の個々の離間距離（Ｄａ）を画定することを特徴とする、請求項９に記載の電極アセンブリ。
【請求項１１】
各電極モジュール（１０）の支持ストラップ（１１）が、端部の１つにおいて結合手段（１４）を備え、他端において結合受け取り手段（１５）を備え、電極モジュール（１０）の結合手段（１４）が別の電極モジュール（１０）の結合受け取り手段（１５）に連結可能であることを特徴とする、請求項１または８のいずれか一項に記載の電極アセンブリ。
【請求項１２】
結合手段（１４）が位置決め手段（１２）に画定され、支持ストラップ（１１）の端部の１つの延長部（１２ａ）の形態を取ることを特徴とする、請求項８に従属するときの請求項１１に記載の電極アセンブリ。
【請求項１３】
電極モジュール（１０）が、そのモジュールについて所定のあるパターン長に予め画定され、かつ、所定の距離「Ｄｅ」だけ離間された一般的かつ所定の数の電極（２０）も備える、支持ストラップ（１１）の個々の延長部によって各々形成されることを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項１４】
電極モジュール（１０）が、そのモジュールについて所定のあるパターン長に予め画定され、かつ、所定距離（Ｄｅ）だけ相互に離間された長手方向の中央位置合わせ穴（１８）を備えており、支持ストラップ（１１）の延長部の少なくとも１つの穴（１８）が個々の電極（２０）を受け取り、保持することを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項１５】
各電極モジュール（１０）が、ある用途において所望の特定の寸法に応じてＥＩＴシステムオペレータによって決定される長さを示す支持ストラップ（１１）の延長部によって形成され、支持ストラップ（１１）の前記延長部が、同じ所定の距離（Ｄｅ）だけ相互に離間された電極（２０）を担持することを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項１６】
各電極モジュール（１０）の支持ストラップ（１１）の延長部が、同じ所定の距離（Ｄｅ）だけ相互に離間して設置された電極（２０）を担持する連続する支持ストラップから切断されることを特徴とする、請求項１５に記載の電極アセンブリ。
【請求項１７】
各電極モジュール（１０）が、同じ所定の距離（Ｄｅ）だけ相互に離間された長手方向の中央位置合わせ穴（１８）を備えた支持ストラップ（１１）の延長部によって形成され、前記支持ストラップ（１１）の延長部が、ある用途において所望の特定の寸法に応じてＥＩＴシステムオペレータによって決定される長さを示し、支持ストラップ（１１）の延長部の各穴（１８）が１つの電極（２０）を受け取り、保持することを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項１８】
各電極モジュール（１０）の支持ストラップ（１１）の延長部が、長手方向の中央位置合わせ穴（１８）を備える連続する支持ストラップから切断されることを特徴とする、請求項１７に記載の電極アセンブリ。
【請求項１９】
各支持ストラップ（１１）には、ツマミ（１１ｂ）の下面と支持ストラップ（１１）の隣接する側方領域の上面との間にスペーサ（１９）が挿入されると、支持ストラップ（１１）の隣接する領域の平面から外方向に選択的に変形可能であるツマミ（１１ｂ）をその間に画定するように、各連続する２つの電極（２０）の位置間に、相互から離間され、かつ、支持ストラップ（１１）の延長部の隣接する長手方向の側端から離間された１対の長手方向細穴（１１ａ）があることを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項２０】
電極モジュール（１０）の各電極を監視装置（Ｍ）に接続し、分配箱（３１）から突出する連結脚（３２）を用いて各電極モジュール（１０）の異なる電極（２０）に分配される導電性ケーブル（３０）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項２１】
連結脚（３２）が位置決めプレート（３４）に対して所定の間隔にその端部部分を保持することを特徴とする、請求項２０に記載の電極アセンブリ。
【請求項２２】
連続する少なくとも２つの支持ストラップ（１１）が、支持ストラップ（１１）の所定の延長部によって画定された連結モジュール（６０）を用いて、相互に長手方向に連結されることを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項２３】
各電極モジュール（１０）の支持ストラップ（１１）が、端部の１つにおいて結合手段（１４）を備え、他の端部において結合受け取り手段（１５）を備え、連結モジュール（６０）が、端部の１つにおいて結合手段（１４）を備え、他の端部において結合受け取り手段（１５）を備え、連結モジュール（６０）の結合手段（１４）が、別の支持ストラップ（１１）の結合手段（１５）を受け取るために、支持ストラップ（１１）の結合受け取り手段（１５）と連結モジュール（６０）の結合受け取り手段（１５）とに連結可能であることを特徴とする、請求項２２に記載の電極アセンブリ。
【請求項２４】
結合手段（１４）および結合受け取り手段（１５）が、支持ストラップ（１１）の反対端と連結モジュール（６０）とにそれぞれ取り付けられた、フック形態で曲げられたロッドとロッドとによって形成されることを特徴とする、請求項２３に記載の電極アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気インピーダンストモグラフィ（ＥＩＴ）を実行するために、ヒト患者または動物の身体セグメントの周囲に適用される複数の電極を各々備える電極モジュールを提供することに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気インピーダンストモグラフィ（ＥＩＴ）は人体の各部分の断面の可視化および監視をその電位を捉えることによって可能にする。その表面周囲の電流が、表面に電位の勾配を発生しながら回転パターンとして人体内に誘導される。人体各部で測定された電気インピーダンス分布は、画像再構成アルゴリズムの助けを借りて２次元像として変換される。このため、ＥＩＴには、例えば、患者が通気を必要とするか、または事故、外傷等に苦しんでいる状況において主として心肺機能のリアルタイムでの画像可視化のために、医療分野において使用される大きな可能性がある。
【０００３】
一般的な生体用ＥＩＴ装置は、等距離に離間された複数の電極を設置して、身体の一部を全体的に囲繞するという概念を利用するものである。一般に、この監視システムにおいては、１６から３２個の電極を所望の表面の周囲に正確に設置することが必要である。複数の電極を使用する必要があるので、主に等距離形態で同じ断面に電極を１つ１つ身体の周囲に正確に設置することは困難である。また、これは時間、注意および熟練した人員を必要とする骨の折れる工程である。
【０００４】
上記問題の解決法は電極を有する弾性ベルトを利用することである。電極ベルトの基本的考えは、複数の電極を弾性材料内に設置することである。このようにすれば、身体周囲への電極の位置決めが迅速になると同時に、弾性材料が等距離の電極を提供することになる。しかし、弾性材料を使用することによって電極を等距離に位置決めすることを保証するのが難しくなる。さらに、データ取得中に電極が身体上で動かないようにするには、このベルトを所望の表面上にきつく設置しなければならない。したがって、胸部の表面に加えられるこの弾性力が、かさぶたを刺激し、呼吸を困難にすることがある。ベルトを適切に固定するには、例えば胸部の周囲長はいくつか存在するので、いくつかのベルトサイズを提供する必要があり、在庫コストが嵩み、多量の在庫が必要となる。別の問題は、異なる胸部の解剖学的構造が存在するために、観察中の身体の外部部分との電極の接触が悪くなる可能性があることであり、この問題は弾性材料の使用によって解決することができない。このような差は患者の性別および筋構造の機能として発生し、例えば、大きな胸筋を有する男性患者は胸の中央が凹んでおり、同様に、背中の筋構造の結果として背中の中央が凹んでいる。女性では、主に乳房のサイズが異なっていることに関して、胸部が解剖学的に違っている。
【０００５】
例えば、心臓手術の術後期間、サイドアームまたは銃器によって生じた病変、火傷、皮膚病または感染症による流血した領域を生じる皮膚病変、あるいは、身体の一部にアクセスできない状況、例えば被害者が事故現場に閉じ込められているか、または脊髄を損傷して、被害者が動くのを難しくしているか、妨げてさえいるときなど、胸部周囲の電極ラインに途切れを必要とする状況または電極が身体の周囲全体を囲繞できない状況は、現行のＥＩＴシステムによって監視することができない。
【０００６】
また、現行の技術状態では、対象領域における画像分解および画定を最適化することができない。例えば、米国特許出願第２００４／０２６０１６７  Ａ１号明細書はベルトのセグメントを連結することによって形成可能な弾性電極ベルトを記載しており、前記セグメントには相互に等しく離間された同じ数の電極がある。上記文書の教示に従えば、複数の相互連結されたセグメントに電極ベルトを形成することは、ベルトに沿って配設される導電性ケーブルの数を低減するだけでなく、意識のない患者または動かすことのできない患者に迅速かつ容易に電極を適用できるという利点を提供する。
【０００７】
適用の容易さおよび電極ベルトに沿った導電性ケーブルの延長が短縮されることに関する利点があるにもかかわらず、この先行技術の解決策は身体セグメントを全体的に囲繞する電極分布を提案しているため、身体セグメントの１つまたは複数の領域において電極ベルトを途切れさせなければならない状況で先行技術を使用することを不可能にしている。
【０００８】
上記弾性電極ベルトの構造的形態に起因して、身体セグメントの１つまたは複数の領域において電極ベルトを途切れさせなければならない状況であっても、対象とするある種の領域において高鮮明度の像を取得することを目指しながら、特定の領域に電極を高密度で、すなわち不規則な電極分布で提供することはできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記問題に対して異なるアプローチを有する。ヒト患者または動物の身体セグメントによって画定された物体を等距離で全体的に囲繞するように電極を設置する方法に注目することに代わって、電極の相対位置を計画および通知するＥＩＴ装置が開発された。このため、この装置は様々な数の電極および間隔の使用を可能にし、この装置は電極ラインが途切れている状況でも利用できることに加え、分析される身体セグメントの外部輪郭全体の周囲に電極を位置決めする必要はない。
【００１０】
本発明の主な目的は、新生児、子供、成人および動物などの異なる胸部の形状および周囲長に実際的かつ正確に適用可能なモジュールで配置された電極のアセンブリを提供することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、分析される身体セグメントの多様な形態学的特性をカバーすることのできるパーツ点数の少ない、上記のようなモジュラー配置の電極アセンブリを提供することである。
【００１２】
したがって、在庫コストが削減され、手術が容易になる。また、ベルトの電極が故障すると、ベルト全体の交換が必要になる。しかし、モジュラー配置の場合では、損耗しているか、欠陥のあるモジュールのみが交換される。
【００１３】
対象領域に関連して電極を位置決めすることによって、心臓、右肺または左肺、感染し易い部分等の対象領域の画像の解像度および品質の最大化を可能にする上記のような電極アセンブリを提供することも本発明の目的である。
【００１４】
本発明のさらなる目的は、例えば事故、損傷、外傷および手術のために、分析される身体セグメントの周囲にアクセスすることが制限される状況であっても、実際的で、正確かつ迅速な適用を可能にする上記電極アセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によれば、電極アセンブリは複数の異なる電極モジュールを備える。各モジュールは、長手方向の変形性が低減された可撓性材料から作製され、監視装置に電気的に接続される所望の数の電極を担持する支持ストラップを含む。モジュールの１つは少なくとも２つの電極を含む。各電極モジュールは、身体セグメントを分割する対象の平面に従って、その個々の支持ストラップを分析される前記身体セグメントの個々の延長部分上に固定かつ保持させるような寸法になっている。異なる電極モジュールの各々は、各電極モジュールから得られる特定の動作パターンに応じて予め定められた、電極数および各連続する２つの電極間の距離を提供する。
【００１６】
一実施形態では、電極モジュールの各電極は導電性ケーブルを用いて監視装置に電気的に接続される。
【００１７】
本発明によれば、各電極モジュールは、同じ値または異なる値を有し得る、連続する２つの電極各々の間にある間隔で配設されたある数の電極を備え、いくつかのモジュールが、モジュールの長手方向の中央位置合わせに沿って等しく電極を離間させ、かつ、他のモジュールが、モジュールの領域の１つまたは複数に電極を集中させ、他の領域において電極を分散させることが可能となる。
【００１８】
個々の支持ストラップの数、配置および延長に関して、モジュールについて存在する構成の変化が、患者の身体セグメントの各領域および種々の領域に対して所望の分解能に適したモジュールを有することを可能にする。
【００１９】
例えば、電極モジュールを右胸の領域に設置することができない状況においては、この問題に対する可能性のある解決策は、８個の電極を有するモジュールを左胸に設置し、１２個の電極を有するモジュールを患者の背中に設置することである。
【００２０】
本発明の電極アセンブリは、所望領域近傍で電極数を増大させることによりＥＩＴによって生成される画像分解能を最適化する、有限要素メッシュと同様に動作する画像再構成アルゴリズムを好ましくは用いるＥＩＴシステムに適用されるように開発された。一方、電極数が少なくなるほど、生成される画像分解能は低くなる。
【００２１】
したがって、異なるモジュールを組み合わせることで、患者、新生児および成人のどのような周囲長およびどのような胸部形状に対しても、より正確で、実用的かつ迅速な様式で、男女両方に、異なる臨床状況について、電極ラインにおいて干渉を必要とする状況についてさえ、ＥＩＴシステムを肺トモグラフィの場合に利用することが可能となる。
【００２２】
ＥＩＴ装置を正確に動作させるために、ＥＩＴ装置には電極の位置を通知しなければならない。これはアルゴリズムまたは電極モジュールに存在する識別コードを介して、また、これら識別コードとそれらの個々の距離との組合せを介して、電子的に達成することができる。この目的のために、各電極モジュールは正確な間隔および識別コードを提供し、示すデバイスを有し得る。
【００２３】
離間デバイスは、存在する場合には、距離目盛がモジュール端部の１つに設置された材料を含み得る。次いで、電極間の距離が離間システムによって示された値によって通知される。この離間システムは電極モジュールの正確な離間を可能にする実用的で簡単なツールである。離間デバイスに可変抵抗を組み込んだより複雑なシステムを用いることも可能である。可変抵抗は各距離について特定のオーム値を示すので、電極間の距離はこの抵抗の値によって決定され、電極自身によって監視システムに通知され得る。
【００２４】
識別コードは番号またはバーコードにより電極モジュールの特性を通知する。前記特性は、例えば、各モジュールの電極間の距離、モジュールサイズ、モジュール内の電極配置（高密度か否か）、および電極間の距離が等しいかどうかを含む。
【００２５】
したがって、これら最後の２つのツールは、試験される身体の基準の地点に関連する各電極の正確な位置を監視システムに通知することを可能にする。
【００２６】
画像再構成アルゴリズムの動作は特にそれぞれの場合に適合された有限要素メッシュに基づくものであり得る。
【００２７】
本発明の電極アセンブリの動作に関連する態様の１つは、実際の電極配置を再構成アルゴリズムに挿入することに関し、前記配置は２次元または３次元である。従来のバックプロジェクションアルゴリズムを除き、殆どの画像再構成アルゴリズムは試験される身体セクションを表す有限要素メッシュを通る平面を成形する。この測定電極の位置はモデルの事前の情報に基づいて知られている必要がある。有限要素メッシュに基づくモデルの関心のある態様は電極間の距離を通知するだけでよいことであり、この距離はすべての電極間で同じである必要はない。
【００２８】
より多い数の電極を適用することにより、より多い数の独立した測定値を得ることが可能となり、画像の空間分解能が増大される。これはより最新の有限要素メッシュを利用することを正当化する。本発明の一部として、最も適した電極モジュールを選択することによって、より多数のモジュール型電極を対象領域近傍に設置することが意図される。
【００２９】
例えば、心臓モニタリングを優先する場合、より多い数の電極を胸骨の隣に用いて作業することができ、前記数を他の空間平面において増やして、３次元空間の情報を得ることもでき、これは容積計算のより良い推定（例えば、各心周期の収縮期容積の推定）を可能にする。
【００３０】
他の関心のある態様は胸部の前部領域のみに電極を設置することであり、この手法は、既存の骨髄病変を悪化させるリスクがある場合に、患者を動かしてはならないときの緊急または外傷の状況において有用である。
【００３１】
本発明の可能な実施形態の一例として提供された添付図面を参照して、本発明を以下に記載する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１ａ、１ｂおよび１ｃは３つの電極モジュール１０を示しており、各モジュールは、可撓性を示すが、長手方向には弾性変形を示さない任意の適した材料で構成された支持ストラップ１１の個々の延長部を含む。前記図面において、各電極モジュール１０は他の電極モジュール１０の長さとは異なる所定の長さを示しており、各モジュールは、前記電極モジュール１０間で概ね変化するある距離「Ｄｅ」だけ相互に等距離にある同番号の５つの電極２０を備える。
【００３３】
このように、長さがより短い支持ストラップ１１の電極２０は等しく離間されているが、電極が他の２つの電極モジュール１０からの電極２０の相互の間隔に関して接近するのに従って分布されている。図２ａおよび２ｂは同じ長さの支持ストラップ１１によって形成された２つの電極モジュール１０を示しており、モジュールの一方は５つの電極２０を担持し、他方のモジュールは他方の電極モジュール１０の電極２０の距離よりも大きい距離「Ｄｅ」が相互に離れた３つの電極２０のみを担持している。
【００３４】
図３ａおよび３ｂは長さの異なる支持ストラップ１１を示す電極モジュール１０のさらなる２例を示している。前記電極モジュール１０は電極２０の数は異なっているが、等しく離間されている。
【００３５】
図４は２つの支持ストラップ１１の長手接合部によって画定された電極ベルト延長部を示しており、前記電極ベルト延長部は患者の身体セグメントＣの個々の延長部を覆うような寸法である。
【００３６】
以下でさらに考察されるように、異なる電極モジュール１０は電極２０の延長、数および分布の点で、分析されるべき身体への異なる適用条件に適合するような寸法である。電極モジュール１０は、分析中の身体セクションの３次元像を生成するように、前記身体セグメントＣを区切る同じ対象平面に沿って、または、略平行な異なる平面にさえも沿って、相互に離間して適用可能であることを理解されたい。
【００３７】
電極モジュール１０が同じ平面に適用される状況においては、前記電極モジュール１０は、図１ａから５ｂに示すように、各々連続する２つの電極モジュール１０に対して、隣接する２つの電極２０間の離間距離「Ｄａ」の決定を可能にする、支持ストラップ１１の端部の１つに組み込まれ、マーク１２ｂを有する延長部１２ａの形態を取る、位置決め手段１２を備え得る。決定的な状況においては、異なる電極モジュール１０はそれらの隣接する端部を介して長手方向に相互に結合することができる（図４を参照）。この場合、各支持ストラップ１１の端部の１つは長手方向において、異なる様式で構成された結合手段１４、例えば商標「Ｖｅｌｃｒｏ」により知られている材料から作製されたストラップなどを組み込むことができる。各支持ストラップ１１の他端は、各図に概略的に示され、別の電極モジュール１０の結合手段１４を受け取り、それを連結するように構成された、結合受け取り手段１５を担持する。このように、結合受け取り手段１５は結合手段１４へ接着される接着材料から作製されたストラップの形態を取り得る。
【００３８】
図１ａ−５ｂに示した実施形態においては、結合手段１４は支持ストラップ１１の位置決め手段１２自身内に画定されており、支持ストラップ１１の個々の延長部１２ａと結合する。しかし、結合手段１４は位置決め手段１２と連結して構成される必要はないことを理解されたい。
【００３９】
以下で考察されるように、各電極モジュール１０は、その支持ストラップ１１内に、バーコードまたは英数字の識別番号の形態を取り得る個々の識別コード１３を含んでもよい。個々の支持ストラップ１１各々の上のモジュールの配置は図５ａおよび５ｂに示すようにモジュールごとに変わり得るので、前記個々の識別コード１３を読み取ることにより、支持ストラップ１１の延長に沿った、モジュールの長手方向の延長、電極２０の数および電極２０の配置の決定が可能となる。
【００４０】
トモグラフィを開始する前に、電極の数、各電極モジュール１０の電極２０間の距離「Ｄｅ」および各々連続する２つの電極モジュール１０間の離間距離「Ｄａ」を測定し、監視装置（図示せず）に通知することが可能であるので、支持ストラップ１１の個々の識別コード１３を提供することは必須ではないことを理解されたい。
【００４１】
個々の支持ストラップ１１上でより密集しているか、またはより分散した電極２０の配置を示す電極モジュール１０を提供することの可能性を考慮すれば、オペレータは身体セグメントＣの対象とする所定領域のより鮮明な像を提供するために、より適した電極モジュール１０を選択することができる。図５ａおよび５ｂに示すように、あまり関心のない領域においては、電極２０の数が少ない電極モジュール１０を用いることができ、関心の大きい領域においては、密集した電極２０または局所的に密集した電極を含む電極モジュール１０を使用することができる。電極モジュール１０は、電極２０の数および密度の異なる組合せに従って、相互に長手方向に結合され得るか、または、身体セグメントＣに対して固定され得るだけである。患者の身体セグメントＣに対する支持ストラップ１１の固定は、補助的位置決めベルトの助けを借りても、借りなくても、異なる様式で行うことが可能である。各電極モジュール１０の支持ストラップ１１は、例えば支持ストラップ１１に可撓性を付与する不織布、発泡体およびポリマーなどの任意の非導電性材料に組み込み可能である。
【００４２】
本発明の目的ではないので、本明細書においては詳細には説明しないし、記載しないが、各電極２０は、それらが存在する限りは、先行技術において知られているか、または知られていない異なる様式で構成することができる。図１２、１３および１４に例示されるように、固定リング２２によって接触部分２１を囲繞し、身体セグメントＣに対して固定し、連結部分２３を支持ストラップ１１から上方に突出させ、図６ａおよび６ｂに簡単に示されるような監視装置Ｍに各電極２０を接続するように配置された個々の導電性ケーブル３０の端部コネクタを受け取るとともに保持するように構成する。
【００４３】
図６ａおよび６ｂは導電性ケーブル３０の異なる２つの配置を示している。該ケーブルは分配箱３１を一緒に通過した後、個々の連結脚３２内で分配される。該ケーブルの自由端は個々の電極２０の連結部分に解放自在に結合される個々のコネクタ３３の各１つを担持する。導電性ケーブル３０の連結脚３２は可撓性であるため、電極モジュールの導電性ケーブル３０を異なる長さおよび分配配置の電極２０に適合させるのに利用することができる。
【００４４】
図７には、コネクタ３３を所定の位置に維持する位置決めプレート３４を所定の間隔で、その末端部分に有し、保持するための、分配箱３１から外方向に突出する５本の連結脚３２の配置が示されている。この場合、位置決めプレート３４は導電性ケーブル３０の配置をある特定のタイプの電極モジュール１０に合わせてデザインして、個々の電極モジュール１０の電極２０の連結部分に連結脚３２を設置し易くする。
【００４５】
図８ａ、８ｂおよび８ｃは右胸部に損傷Ｆを示す患者の胸部によって画定された身体セグメントＣに電極モジュールが適用されているのを示している。患者の損傷のある領域に電極２０を設置するのを避けるために、前記身体セグメントＣ周囲の電極モジュール１０の配置は途切れ部分を提供し、該途切れ部分に隣接する２つの電極２０が、前記損傷Ｆの領域を自由にするのに十分な途切れ距離「Ｄｉ」をそれら電極間に画定するようにしている。これらの図の配置における電極分布は電極２０間で異なる距離パターン「Ｄｅ」を辿り、身体セグメントＣの左前領域（図８ｂ）においてより高い密度の電極を観察できるようにする。図８ｃは有限要素メッシュに電極２０の実際の配置を挿入したものに基づく画像再構成アルゴリズムの動作モードを示している。電極２０が等距離的に位置決めされる場合には、損傷領域の胸部の画像分解能は異なったものになる。
【００４６】
有限要素メッシュに基づくモデルの興味深い態様は、同じモジュールの電極２０間の距離「Ｄｅ」、「Ｄａ」または「Ｄｉ」、および、異なるモジュール間の電極２０の距離「Ｄｅ」、「Ｄａ」または「Ｄｉ」は、監視装置Ｍに通知されるだけでよく、一定である必要はない。
【００４７】
図９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅおよび９ｆは身体セグメントＣを囲繞する電極モジュール１０の異なる組合せを示している。
【００４８】
図９ａには、胸部の周囲長が約２５ｃｍの新生児の身体セグメントＣ周囲に１対の電極モジュール１０を位置決めしたものが示されており、２つの電極モジュール１０は同一である。
【００４９】
図９ｂには、図９ａに示したものと異なる位置決めが示されているが、同じ構成の１対の電極モジュール１０をまた使用している。
【００５０】
図９ｃおよび９ｄは身体セグメントＣ周囲に配設された３つの電極モジュール１０を含んだ異なる２つの配置を示しており、モジュールの電極は数および分布が異なっている。
【００５１】
図９ｅおよび９ｆは４つおよび６つの電極モジュール１０を利用したものをそれぞれ示しており、図９ｅのモジュールの電極２０は同じ数の電極を備え、等距離に配設されている。図９ｆは周囲長約８０ｃｍの成人胸部周囲の電極モジュール１０の配置を示しており、モジュールの１つは他のモジュールとは数および電極間の距離が異なっている。
【００５２】
上記電極モジュール１０の構成は、各モジュールがそのモジュールについて所定のあるパターン長に予め分割された支持ストラップ１１の延長部によって形成され、かつ、各モジュールが等しいか、または異なるが、また所定の距離「Ｄｅ」に従って配設された所定かつ一般的な数の電極２０を備える実施形態に関するものである。
【００５３】
しかし、図１０に示すように、各電極モジュールは、オペレータ自身またはＥＩＴアプリケーションスタッフによって、例えば図１５に示すようなコイルとして提供可能な連続するストラップから分割された支持ストラップ１１の延長部から形成することができる。連続する支持ストラップ１１は、電極２０間の可能な最小距離「Ｄｅ」に相当し得る同じ距離「Ｄｅ」だけ、または分析される身体セグメントＣの延長部における電極２０の密度の基本パターンとして予め定められた距離「Ｄｅ」だけ相互に離間された長手方向の中央位置合わせ穴１８を備えている。
【００５４】
形成されるべきモジュール支持ストラップ１１の延長部を画定した後、支持ストラップ１１の穴１８に電極２０を固定することができる。
【００５５】
図１０、１１および１４に示した支持ストラップ１１の延長部には５つの穴１８があり、各々個々の電極２０を受け取ることができる。図１１および１４の実施例では、支持ストラップ１１の５つの穴の各々が電極２０を受け取る。しかし、形成されるモジュールによって得られるべき動作パターンに応じて、電極２０は穴１８の１つのみに、またはいくつかに設置することができることを理解されたい。
【００５６】
支持ストラップ１１の延長部が穴１８を予め備える連続するストラップから分割される場合、図１０に示すように、支持ストラップ１１の各延長部は通常、位置決め手段１２、結合手段１４および結合受け取り手段１５を組み入れない。しかし、図１１および１４に示すように、既に穴が開けられた支持ストラップ１１の延長部は任意の適した方法によって、位置決め手段１２、結合手段１４および結合受け取り手段１５をその反対端において受け取り固定することができる。
【００５７】
連続する支持ストラップ１１を支持ストラップ１１の穴１８に電極２０と共に既に設置されたＥＩＴシステムオペレータに供給することができることをさらに理解されたい。この場合、異なるパターンの連続する支持ストラップ１１が提供されるべきである。各パターンは電極２０について特定の距離「Ｄｅ」を画定するが、オペレータが各所望のモジュールにおける電極２０の数を選択できるようにする。
【００５８】
図１１においては、支持ストラップ１１の延長部が示されており、その下には、個々の電極２０を受け取る各穴１８の周囲に、両面接着テープの環状部分によって画定され得る接着要素２５が貼られている。接着要素２５は電極２０の固定リング２２を支持ストラップ１１の下面に保持し、電極２０の連結部分２３が個々の穴１８を通して嵌められて、導電性ケーブル３０に結合される支持ストラップ１１の上面から上方に突出している。
【００５９】
添付図面の図１６に示すように、支持ストラップ１１の各延長部は、相互に離間されるとともに支持ストラップ１１の延長部の隣接する長手方向の側端から離間された長手方向の平行な１対の細穴１１ａを用いて、各々連続する２つの電極２０の間、または個々の電極２０を次に設置するための各々連続する穴１８間に提供することができる。
【００６０】
この図１６においては、図１０に示したタイプの支持ストラップ１１の延長部、すなわち、連続するストラップから分割されたか、または生み出された支持ストラップ１１が例示されており、電極を設置するための穴１８だけを示すが、穴がない場合、見易くするために、ここでは構成の代替例が提案されている。図１６のこの構成代替例においては、支持ストラップ１１の延長部の各２つの細穴１１ａは、その端部をストラップ自身の中に入れることによって組み込まれた中央ツマミ１１ｂを画定する。突起部１１ｂと支持ストラップ１１の隣接する側部との間にスペーサ１９を挿入することによってこれらのツマミ１１ｂの１つのみが変形され、突起部１１ｂおよび支持ストラップ１１の隣接する領域がともに変形されて支持ストラップ１１の延長部を縮小する。
【００６１】
このように、患者の身体セグメントＣの円周方向の延長部に沿って支持ストラップ１１を迅速かつ容易に適合させることを可能にする非常に簡単な構成の解決策が得られる。１つまたは複数のツマミ１１ｂを個々のスペーサ１９によって変形させた状態で支持ストラップ１１の延長部を患者の身体セグメントＣ上に設置することは、個々のツマミ１１ｂの下に適合されたスペーサ１９の数に応じて多少縮小された寸法の支持ストラップ１１を用いてこのように実現される。支持ストラップ１１を適合させた後、患者の呼吸運動を考慮しながらスペーサ１９を除去すれば、支持ストラップ１１が身体セグメントＣの円周方向の延長部に適した長手方向延長部を示すことが可能となる。
【００６２】
ストラップが異常な呼吸状態または身体の体積の状態下で適用された後に、スペーサ１９を設置して各支持ストラップの長手方向延長部を短縮するように寸法を調整し、前記身体セグメントＣの輪郭の縮小に寸法をより良く調整することができることをさらに理解されたい。
【００６３】
図１７に示すように、連続する２つの支持ストラップ１１は、連結モジュール６０を用いて相互に連結することができる。該連結モジュールは、電極モジュールを画定する支持ストラップ１１に用いられる材料と同じ材料で作製された支持ストラップの延長部によって概ね画定され、また任意の適した材料でも構成される。前記連結モジュール６０は、異なる値を有するある所定の距離を連続する２つの支持ストラップ１１間に提供するような寸法である。各連結モジュールはその反対端に、結合手段１４と、結合手段１４と結合するように構成された結合受け取り手段１５とをさらに備え、結合受け取り手段１５は支持ストラップ１１内に設けられる。
【００６４】
図示の構成においては、結合手段１４および結合受け取り手段１５はそれぞれ、直接的にまたは中間の連結モジュール６０を用いて支持ストラップ１１の２つの延長部を結ぶときに相互に連結される小さなフックおよびロッドの形態を取る。
【００６５】
上記のように、本発明が開示する電極アセンブリはＥＩＴシステムのオペレータに特定の動作パターンをシステムに提供するように構成された異なる電極モジュールを提供する。適用および診断の異なる条件にモジュールを適合させるために、前記パターンはモジュールを計画する際に予め決定される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１ａ】長さの異なる電極モジュールの下部を示す略平面図であり、同じ数の電極があり、各モジュールにおいて相互に等しく離間されているが、各モジュールについて距離は異なり、特定的である。
【図１ｂ】長さの異なる電極モジュールの下部を示す略平面図であり、同じ数の電極があり、各モジュールにおいて相互に等しく離間されているが、各モジュールについて距離は異なり、特定的である。
【図１ｃ】長さの異なる電極モジュールの下部を示す略平面図であり、同じ数の電極があり、各モジュールにおいて相互に等しく離間されているが、各モジュールについて距離は異なり、特定的である。
【図２ａ】同じ長さであるが、異なる数の電極を含む電極モジュールの下部を示す略平面図である。
【図２ｂ】同じ長さであるが、異なる数の電極を含む電極モジュールの下部を示す略平面図である。
【図３ａ】長さおよび電極数が異なるが、２つのモジュールの電極は同距離だけ等しく離間された、電極モジュールの下部を示す略平面図である。
【図３ｂ】長さおよび電極数が異なるが、２つのモジュールの電極は同距離だけ等しく離間された、電極モジュールの下部を示す略平面図である。
【図４】長手方向に相互に結合されて電極ベルト延長部を形成する、電極モジュールの下部を示す略平面図である。
【図５ａ】長さおよび電極数が同じであるが、支持ストラップに沿った分布に関して異なる様式で配置された電極モジュールの下部を示す略平面図である。
【図５ｂ】長さおよび電極数が同じであるが、支持ストラップに沿った分布に関して異なる様式で配置された電極モジュールの下部を示す略平面図である。
【図６ａ】個々の端部コネクタを有する導電性ケーブルの異なる配置を示す略平面図である。
【図６ｂ】個々の端部コネクタを有する導電性ケーブルの異なる配置を示す略平面図である。
【図７】個々の端部コネクタを有する導電性ケーブルの別の配置を示す略平面図である。
【図８ａ】患者の身体前部を示す図であり、身体セグメントの輪郭に沿って変化し得る距離だけ離間された複数の電極が適用され、損傷のある胸部の前領域において連続する電極モジュールに途切れ部分が設けられている。前記途切れ部分は前記途切れ部分に隣接する電極間にある途切れ距離を画定し、離間された２つのモジュールに属する。
【図８ｂ】図８ａに示した身体を図８ａの線Ａ−Ａで切った単純化した断面図であり、身体セグメント周囲に３１個の電極が配置されている。
【図８ｃ】図８ｂの図に類似するが、画像再構成アルゴリズムの動作の基礎になる有限要素メッシュにおける電極の配置を示す略断面図である。
【図９ａ】図８ｂに類似する断面図であるが、断面で示す身体セグメントを囲繞するように電極モジュールの組合せは異なっており、モジュールのいくつかは電極数および電極間の距離が同じである。
【図９ｂ】図８ｂに類似する断面図であるが、断面で示す身体セグメントを囲繞するように電極モジュールの組合せは異なっており、モジュールのいくつかは電極数および電極間の距離が同じである。
【図９ｃ】図８ｂに類似する断面図であるが、断面で示す身体セグメントを囲繞するように電極モジュールの組合せは異なっており、モジュールのいくつかは電極数および電極間の距離が同じである。
【図９ｄ】図８ｂに類似する断面図であるが、断面で示す身体セグメントを囲繞するように電極モジュールの組合せは異なっており、モジュールのいくつかは電極数および電極間の距離が同じである。
【図９ｅ】図８ｂに類似する断面図であるが、断面で示す身体セグメントを囲繞するように電極モジュールの組合せは異なっており、モジュールのいくつかは電極数および電極間の距離が同じである。
【図９ｆ】図８ｂに類似する断面図であるが、断面で示す身体セグメントを囲繞するように電極モジュールの組合せは異なっており、モジュールのいくつかは電極数および電極間の距離が同じである。
【図１０】長手方向の中央位置合わせに従って配設された穴を備える支持ストラップ延長部を示す平面図であり、電極が前記穴の少なくとも１つに設置される。
【図１１】図１０に類似する支持ストラップ延長部を示す平面図であるが、その端部に結合手段および結合受け取り手段を担持し、支持ストラップの穴周囲には電極を保持する要素も担持している。
【図１２】図１１の支持ストラップの個々の穴を通して設置された電極を示す直径の断面図である。
【図１３】図１２の電極の下部平面図である。
【図１４】各穴に電極を担持する、図１１の支持ストラップを示す下部平面図である。
【図１５】長手方向の中央位置合わせ穴を備え、コイルの形態で例示的に示された、連続する支持ストラップを示す斜視図である。
【図１６】電極モジュールを形成するためのストラップ延長部を示す斜視図であり、各支持ストラップの長手延長部へそれを調節することを可能にする構成である。
【図１７】図１０に示すタイプの２つの支持ストラップを含み、かつ結合手段および端部結合受け取り手段ならびに２つの支持ストラップを相互接続する連結モジュールを備えるアセンブリを示す、部分断面斜視図である。
【図１ａ】
2009523037.tif 000003
【図１ｂ】
2009523037.tif 000004
【図１ｃ】
2009523037.tif 000005
【図２ａ】
2009523037.tif 000006
【図２ｂ】
2009523037.tif 000007
【図３ａ】
2009523037.tif 000008
【図３ｂ】
2009523037.tif 000009
【図４】
2009523037.tif 000010
【図５ａ】
2009523037.tif 000011
【図５ｂ】
2009523037.tif 000012
【図６ａ】
2009523037.tif 000013
【図６ｂ】
2009523037.tif 000014
【図７】
2009523037.tif 000015
【図８ａ】
2009523037.tif 000016
【図８ｂ】
2009523037.tif 000017
【図８ｃ】
2009523037.tif 000018
【図９ａ】
2009523037.tif 000019
【図９ｂ】
2009523037.tif 000020
【図９ｃ】
2009523037.tif 000021
【図９ｄ】
2009523037.tif 000022
【図９ｅ】
2009523037.tif 000023
【図９ｆ】
2009523037.tif 000024
【図１０】
2009523037.tif 000025
【図１１】
2009523037.tif 000026
【図１２】
2009523037.tif 000027
【図１３】
2009523037.tif 000028
【図１４】
2009523037.tif 000029
【図１５】
2009523037.tif 000030
【図１６】
2009523037.tif 000031
【図１７】
2009523037.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月30日(2009.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのモジュールが患者の身体セグメントの個々の延長部分の上に固定かつ保持され、複数のモジュールの各モジュールが、少なくとも１つの電極（２０）が固定位置に取り付けられた支持ストラップ（１１）から構成される、前記複数のモジュール（１０）を備える電気インピーダンストモグラフィ（ＥＩＴ）用の電極アセンブリであって、前記支持ストラップが長手方向に弾性変形を示さない可撓性材料から構成され、電極モジュールが、異なる長手方向延長部、異なる数の電極および異なる位置パターンの電極を前記支持ストラップ（１１）の延長部に沿って示すことを特徴とする、電極アセンブリ。
【請求項２】
前記電極モジュール（２０）が、１から３２個の電極を備えることを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項３】
前記モジュールが、電極が同じ距離（Ｄｅ）だけ相互に離間され、前記群のモジュールの各々に同じ数で設けられた、モジュールの第１の群を備えることを特徴とする、請求項２に記載の電極アセンブリ。
【請求項４】
前記モジュールが、電極が同じ距離（Ｄｅ）だけ相互に離間され、前記群のモジュールの各々に異なる数で設けられた、モジュールの第２の群を備えることを特徴とする、請求項２に記載の電極アセンブリ。
【請求項５】
前記モジュールが、電極が異なる距離（Ｄｅ）だけ相互に離間され、前記群のモジュールの各々に同じ数で設けられた、モジュールの第３の群を備えることを特徴とする、請求項２に記載の電極アセンブリ。
【請求項６】
前記モジュールが、電極が異なる距離（Ｄｅ）だけ相互に離間され、前記群のモジュールの各々に異なる数で設けられた、モジュールの第４の群を備えることを特徴とする、請求項２に記載の電極アセンブリ。
【請求項７】
各電極モジュールが、前記モジュールのフィーチャを知らせる個々の識別コード（１３）を備え、前記フィーチャが、モジュールの長手方向延長部、電極数、およびモジュールの長さに沿った電極配置を含むことを特徴とする、請求項３、４、５または６のいずれか一項に記載の電極アセンブリ。
【請求項８】
前記識別コードがバーコード（１３）であることを特徴とする、請求項７に記載の電極アセンブリ。
【請求項９】
各電極モジュール（１０）の支持ストラップ（１１）が、個々の支持ストラップ（１１）の端部の１つに位置決め手段（１２）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項１０】
各位置決め手段（１２）が、２つの結合された電極モジュール（１０）間の相対位置を表すマーク（１２ｂ）を備える個々の支持ストラップ（１１）の１つの端部の延長部（１２ａ）を含むことを特徴とする、請求項９に記載の電極アセンブリ。
【請求項１１】
各支持ストラップ（１１）の位置決め手段（１２）のマーク（１２ｂ）が、各連続する２つの結合された電極モジュール（１０）について隣接する２つの電極（２０）間の個々の離間距離（Ｄａ）を画定することを特徴とする、請求項１０に記載の電極アセンブリ。
【請求項１２】
各電極モジュール（１０）の支持ストラップ（１１）が、端部の１つにおいて結合手段（１４）を備え、他端において結合受け取り手段（１５）を備え、電極モジュール（１０）の結合手段（１４）が別の電極モジュール（１０）の結合受け取り手段（１５）に連結可能であることを特徴とする、請求項１または９のいずれか一項に記載の電極アセンブリ。
【請求項１３】
結合手段（１４）が、支持ストラップ（１１）の端部の１つに設けられた位置決め手段（１２）と結合されることを特徴とする、請求項９に従属するときの請求項１２に記載の電極アセンブリ。
【請求項１４】
電極モジュール（１０）が、そのモジュールについて所定のあるパターン長に予め画定され、かつ、所定の距離（Ｄｅ）だけ離間された一般的かつ所定の数の電極（２０）も備える、支持ストラップ（１１）の個々の延長部によって各々形成されることを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項１５】
電極モジュール（１０）が、支持ストラップ（１１）の予め画定された個々の延長部によって形成され、所定の距離（Ｄｅ）だけ相互に離間された長手方向の中央穴の列（１８）を備えており、前記支持ストラップ（１１）の少なくとも１つの穴が個々の電極（２０）を受け取り、保持することを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項１６】
前記支持ストラップ（１１）の延長部が、所定の距離（Ｄｅ）だけ相互に離間された長手方向の中央穴の列（１８）を備えた連続する支持ストラップから切断されることを特徴とする、請求項１５に記載の電極アセンブリ。
【請求項１７】
各支持ストラップ（１１）が、連続する２つの電極（２０）の位置間に、長手方向の平行な１対の細穴（１１ａ）を備え、細穴が各々、前記支持ストラップの中央ラインとその側端との間に位置決めされ、ツマミの下面と支持ストラップの隣接する側方領域の上面との間にスペーサ（１９）が挿入されると、支持ストラップ（１１）の隣接する領域の平面から外方向に選択的に変形可能なツマミ（１１ｂ）をその間に画定することを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項１８】
連続する少なくとも２つの支持ストラップ（１１）が、支持ストラップ（１１）の所定の長手方向延長部によって画定された連結モジュール（６０）を用いて、相互に長手方向に連結されることを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項１９】
各モジュール（１０）の支持ストラップ（１１）が、その脚部の１つにおいて結合手段（１４）を備え、他方の脚部において結合受け取り手段（１５）を備え、前記１つのモジュール（１０）の結合受け取り手段（１５）が前記連結モジュール（６０）の一端に設けられた結合手段（１４）に連結可能であり、該モジュールの他端が、他の前記モジュール（１０）の結合手段（１４）に連結可能な結合受け取り手段（１５）を備えることを特徴とする、請求項１８に記載の電極アセンブリ。
【請求項２０】
前記結合手段（１４）が、直線状のロッドによって提供された結合受け取り手段（１５）と係合するフック形態で曲げられたロッドによって提供され、前記結合手段（１４）および前記結合受け取り手段（１５）が、支持ストラップ（１１）の反対端と連結モジュール（６０）の反対端とにそれぞれ取り付けられたことを特徴とする、請求項１９に記載の電極アセンブリ。
【国際調査報告】
2009523037.tif 000033
2009523037.tif 000034
2009523037.tif 000035