(57)【要約】      （修正有）【課題】人の皮膚温度を測定するために設けられた身体測定部位を非接触で求める方法および装置を提供する。【解決手段】センサシステム１６を用いて、身体測定部位３２を表すシグネチャが識別され、身体測定部位３２において、皮膚温度測定が行行われる方法および装置に関しており、赤外線領域において知覚可能なシグネチャと、赤外線領域において感知可能なセンサシステム１６とが使用され、この場合、シグネチャの検出も、身体測定部位３２における皮膚温度の測定も、赤外線領域において感知可能なセンサシステム１６を用いて行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人（１０）の皮膚温度を測定するために設けられた身体測定部位（３２）を非接触で求める方法であって、
センサシステム（１６）を用いて、前記身体測定部位（３２）を表すシグネチャ（３６）を識別し、
前記身体測定部位（３２）において、皮膚温度測定を行う方法において、
赤外線領域において知覚可能なシグネチャ（３６）と、
赤外線領域において感知可能なセンサシステム（１６）と、
を使用し、
前記シグネチャ（３６）の検出も、前記身体測定部位（３２）における皮膚温度の測定も、赤外線領域において感知可能な前記センサシステム（１６）を用いて行う、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記人（１０）を少なくとも部分的に含みかつ前記シグネチャ（３６）を含むデジタル画像（３４）を、赤外線領域において感知可能なセンサシステム（１６）として機能する赤外線カメラ（１６）を用いて撮影するステップと、
前記デジタル画像（３４）内の前記シグネチャ（３６）の位置を求めるステップと、
前記シグネチャ（３６）に属する部位情報に基づき、前記デジタル画像（３４）内の前記身体測定部位（３２）の画像領域（３８）の位置を求めるステップと、
前記画像領域（３８）内の赤外線領域における強度分布の評価により、皮膚温度を求めるステップと、
を含む、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記デジタル画像（３４）内の前記シグネチャ（３６）を識別するステップと、
前記シグネチャ（３６）を少なくとも１つの基準シグネチャ（５０）と比較するステップと、
前記シグネチャ（３６）に一致する前記基準シグネチャ（５０）と結合される処理パラメータ（５４）に対応して、かつ／または、前記シグネチャ（３６）に一致する前記基準シグネチャ（５０）と結合される処理命令（５４）に対応して皮膚温度を求めるステップと、
を含む、
請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記人（１０）が着用する衣類（２０）は、前記シグネチャ（３６）を含み、シグネチャ担体（３０）として機能する、
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記人（１０）の皮膚に取り外し可能に被着されるフィルムは、前記シグネチャ（３６）を含み、シグネチャ担体（３０）として機能する、
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記シグネチャ担体（３０）は、赤外線領域において異なる放射、透過または反射特性を有する少なくとも２つの表面区間を含む、
請求項４または５記載の方法。
【請求項７】
前記シグネチャ担体（３０）は、少なくとも１つのＩＲ透過開口部（２２）を有する、
請求項４または５または６記載の方法。
【請求項８】
前記皮膚温度測定は、それぞれ識別された前記シグネチャ（３６）に依存して行われる、
請求項４から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記シグネチャ担体（３０）は、区間毎に異なる前記シグネチャ（３６）を含む、
請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
制御プログラム（５８）であって、前記制御プログラム（５８）が、マイクロプロセッサの形態もしくはマイクロプロセッサのタイプによる処理ユニット（５６）を用いて実行されるときに、
請求項１から９までのいずれか１項記載のすべてのステップを実行するためのプログラムコード手段を備えたコンピュータプログラムの形態の制御プログラム（５８）。
【請求項１１】
請求項１から９までのいずれか１項記載の方法を実施する手段（１６，５６，５８）を備えた処理ユニット（１４）。
【請求項１２】
赤外線領域において感知可能なセンサシステム（１６）として機能する赤外線カメラ（１６）と、
処理ユニット（５６）と、
前記処理ユニット（５６）を用いて実行可能な請求項１０記載の制御プログラム（５８）と、
を備えている、
請求項１１記載の処理ユニット（１４）。
【請求項１３】
請求項１１または１２記載の処理ユニット（１４）と、
赤外線領域において異なる放射、透過または反射特性を有する少なくとも２つの表面区間を備えた、シグネチャ担体（３０）として機能する衣類（２０）、特にシグネチャ担体（３０）として機能するキャップ（２０）と、
を備えたシステム。
【請求項１４】
赤外線領域において異なる放射、透過または反射特性を有する少なくとも２つの表面区間を備えた衣類（２０）、特にキャップ（２０）。
【請求項１５】
請求項１３記載のシステムにおいてシグネチャ担体（３０）としての使用が定められており、赤外線領域において異なる放射、透過または反射特性を有する少なくとも２つの表面区間を含む、衣類（２０）、特にキャップ（２０）。
【請求項１６】
請求項１から９までのいずれか１項記載の方法におけるシグネチャ担体（３０）としての、
請求項１４または１５記載の衣類（２０）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者、特に新生児または乳児の皮膚温度を非接触で検出する方法であって、
一般に、人の皮膚温度を非接触で検出する方法に関する。以降の説明の読みやすさのために、以下では本発明を、患者の皮膚温度を非接触で検出する方法を例にして続ける。新生児または幼児の皮膚温度を非接触で検出する方法ならびに一般に人の皮膚温度を非接触で検出する方法は、この場合常時読み取る必要がある。
【背景技術】
【０００２】
保育器での新生児の皮膚温度測定およびその制御ならびに例えば輻射熱ユニットを用いた制御は、数十年来にわたって実施されている。この目的のために、患者が仰臥位の場合は、皮膚温度センサは、腹部（肝臓）上に配置され、腹臥位の場合は、腎臓の上に配置される。皮膚温度制御器に対しては、例えば３６．５℃の目標値が設定され、さらに制御器を用いて、保育器内の空気温度の適合化が行われ、それによって、所定の整定時間（数分〜約３０分）の経過後に、当該目標値が皮膚温度測定値として達成される。したがって、この皮膚温度は、安定的に維持されるべきである。この温度制御は、看護スタッフに熱治療機器の操作を容易にさせ、監視の手間を軽減させる。輻射熱ユニットの場合、皮膚温度の目標値の維持に関しては、直接放熱器の出力を介して制御される。
【０００３】
しかしながら、皮膚温度制御は、特定の身体領域に確定されていない。それどころか、上記の領域とは異なる部位、例えば患者の額や頭頂点も、制御のために用いられ得る。これらの領域も、コア体温と所定の熱関係を有している。
【０００４】
旧式の皮膚温度センサは、これまでは接着パッドで皮膚に固定され、ケーブルで温度制御器に接続される。センサの接着剤は、看護スタッフにおいて信用されていない。なぜなら接着剤の接続が必ずしも信頼できるものではなく、センサが落下する可能性があるからである。センサの落下に対して今日までに信頼性の高いアラームは存在していない。さらに、接着パッドの接着剤は皮膚刺激を引き起こしかねず、ならびに特に保育器内の湿度が高い場合は、その接着効果が失われかねない。その上さらに、接続ケーブルは、患者のケアの際や患者を世話するときに邪魔になる。このことは特に、両親が新生児を保育器から取り出し、胸元で抱きかかえるときの、いわゆるカンガルー抱きの際に当てはまる。
【０００５】
これまでの状況の改善は、皮膚温度が非接触で検出される場合に達成可能である。
【０００６】
独国特許出願公開第１０２０１５００９０８８号明細書（ＤＥ１０２０１５００９０８８Ａ１）からは、患者の体温を非接触で測定する方法が公知である。この場合、患者の体表面全体が赤外線カメラを用いて検出される。付加的に、赤外線カメラの検出範囲内に配置された加熱可能な較正装置の表面が検出される。較正装置の温度は、当該較正装置の検出された放射出力が、赤外線カメラを用いて検出された体表面の放射出力に相応するまで適合化される。これにより、較正装置がそこまで暖められた温度は、検出すべき患者の皮膚温度である。
【０００７】
それに対して、独国特許出願公開第１０２０１５００９０８８号明細書（ＤＥ１０２０１５００９０８８Ａ１）では、皮膚温度を求めることに係わる患者の測定表面が、赤外線カメラの検出範囲内に存在することが前提とされ、独国特許発明第１０２００５０４９６７６号明細書（ＤＥ１０２００５０４９６７６）では、配向フィールドの取り付けが、患者の身体測定領域に想定されている。配向フィールドはスキャナを用いて識別され、赤外線センサを有する温度センサユニットは、配向フィールドに配向される。配向フィールドは、患者の身体において確定された部位を光学的に識別する手段を提供する。この識別は、例えばウェブカメラを用いて行うことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、人の体温を非接触で求める改善された手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、この課題は、請求項１の特徴部分による、人の皮膚温度を測定するために設けられた身体測定部位を非接触で求め、引き続き皮膚温度を測定する方法によって解決される。この場合、そのような方法のもとでは、センサシステムを用いて、身体測定部位を表すシグネチャが識別され、当該身体測定部位において、皮膚温度測定が行われることが想定される。この方法は、次の点で優れている。すなわち、赤外線領域において感知可能なセンサシステムが使用され、赤外線領域において（様々な放射率によって）知覚可能なシグネチャが検出され、シグネチャの検出も、身体測定部位における皮膚温度の測定も、赤外線領域において感知可能なセンサシステムを用いて行われる点で優れている。
【００１０】
本発明による解決手段の利点は、シグネチャの検出も、このシグネチャを用いて表される身体測定部位における皮膚温度のその後の測定も、１つの同じセンサシステムを用いて行われる、詳細には赤外線領域において感知可能なセンサシステム、特に赤外線カメラ（ＩＲカメラ）を用いて行われることにある。このことは、設備コストの低減を保証する。それにより、赤外線領域において感知可能なセンサシステムを含む測定装置の小型でコンパクトな構造形態が可能となる。その上さらに、設備コストの低減は、生産におけるそのような測定装置のコストを低減し、さらに保守および維持管理コストも同様に低減する。
【００１１】
本発明の好ましい構成は、従属請求項の対象である。ここで使用される従属関係は、独立請求項の対象に対する各従属請求項の特徴部分によるさらなる発展構成を示唆するものであり、従属関係にある従属請求項の特徴の組み合わせに対する独立した具体的な保護の獲得を放棄するものとして解釈されてはならない。その上さらに、請求項ならびに説明の解釈に関して、従属する請求項における特徴のより詳細な具体化の際には、それぞれ先行する各請求項への、ならびに具体的な方法の一般的な実施形態への、または当該方法を実施する特定の装置へのこの種の限定は存在しないことを出発点としている。したがって、従属する請求項の態様に対する説明における各参照は、特定の示唆がなくても、任意の付加的特徴の説明として明示的に読まれるべきである。
【００１２】
以下の説明は、赤外線領域において感知可能なセンサシステムとしての赤外線カメラに基づいて続ける（この前提のもとでは、例えばサーモパイルアレイを有するマトリックスセンサも含まれるものと理解されるべきであり、以下では赤外線カメラのみが言及される）。赤外線カメラを用いることにより、各検出領域の画素（ピクセル）のマトリックス状の配置構成を有するデジタル画像が、それ自体公知の方法で撮影され、当該デジタル画像において、その中に場合によっては含まれるシグネチャが、基本的にそれ自体公知の画像処理アルゴリズムを用いて識別され得る。
【００１３】
この方法の一実施形態では、以下に説明するステップが想定されており、この場合はまず、看護スタッフによって、シグネチャは、皮膚温度が測定されるべき部位に自身が留まるように患者に被着されていることが前提とされる。次いで、デジタル画像が撮影される。このデジタル画像の撮影は、赤外線領域において感知可能なセンサシステムとして機能する赤外線カメラを用いて行われる。このデジタル画像は、患者を少なくとも部分的に含み、さらにいずれにせよシグネチャかまたはシグネチャの赤外線カメラにとって「可視」の部分を含む。このデジタル画像内では、例えば、シグネチャの頂点の座標かまたはデジタル画像の座標（行、列）におけるシグネチャの重心の座標の形態で、シグネチャの位置が求められる。デジタル画像内でシグネチャの位置を求めることは、基本的にそれ自体公知の画像処理アルゴリズムまたは「機械学習」を用いて行われる。後者のケースでは、コンピュータに手動でマーキングされたサンプル画像が供給され、それらに基づいて、選択された機械学習法がシグネチャの検出に条件付けられる。さらに、デジタル画像内で身体測定部位の画像領域の位置が求められる。このために、少なくとも当該方法の特定の実施形態では、画像処理アルゴリズムなどは不要である。それどころか、身体測定部位の画像領域（測定部位画像領域）の位置を求めることは、シグネチャに関して既知であるデータに基づいて行われる。シグネチャ、特にデジタル画像内でのその形態および大きさは既知であるので、デジタル画像内で求められたシグネチャの位置からは、直接、デジタル画像内の測定部位画像領域の位置が導出できる。このために、シグネチャに属する部位情報が使用される。この部位情報は、例えば、シグネチャに関して既知であるデータに基づいて、測定部位画像領域がシグネチャの中心にあることが生じている場合に、各シグネチャに暗黙的に属し得る。次いで、デジタル画像内で求められたシグネチャの位置と、デジタル画像内で同様に求められたシグネチャのディメンションとに基づいて、デジタル画像内でのシグネチャの中心の座標と、ひいては最終的な測定部位画像領域とが決定され得る。代替的に、測定部位画像領域を求めるために使用すべき部位情報は、座標の形態（Ｘ方向のオフセット、Ｙ方向のオフセット）でも、部位情報としてシグネチャに属し得る。次いで、デジタル画像内で求められたシグネチャの位置、ならびに部位情報に基づいて、デジタル画像内のシグネチャの座標と、ひいては最終的な測定部位画像領域とが決定される。測定部位画像領域は、シグネチャの境界内に存在することができ、シグネチャの境界外にも存在することができる。部位情報は、任意に、測定部位画像領域のディメンションを符号化するデータも含み得る。撮影されたデジタル画像内で測定部位画像領域の座標が既知であると直ちに、患者の皮膚温度は、測定部位画像領域に含まれるデジタル画像のピクセルの赤外線領域内の強度分布の評価によって検出される。この皮膚温度は、基本的にはそれ自体公知の方法で、例えば、測定部位画像領域内で求められた強度または強度分布に基づいて、特に、サーモグラフィ測定に基づき生じた強度または強度分布に基づいて決定される。測定部位画像領域内の材料が赤外線ビームに対して透過性の場合には、撮影された表面温度は皮膚温度に相応する。このことは、体温と強く相関し得る。
【００１４】
当該方法の好ましい実施形態では、例えば、患者が着用するキャップまたは赤外線領域において異なる放射、透過または反射特性を有する少なくとも２つの表面区間を備えたその他の衣類（例えばロンパース）を含む。この衣類は、次のような趣旨のシグネチャを含む。すなわち、当該衣類が、例えば、異なる放射特性を有する区間、または異なる透過特性を有する区間、または赤外線領域における異なる放射および／または透過特性を有する区間を備えているような趣旨のシグネチャを含む。赤外線カメラを用いた衣類の検出の際には、この衣類はひいてはシグネチャの原点であり、そのため、衣類がシグネチャを生成することにも言及することができる。衣類は、いずれにせよシグネチャの担体（シグネチャ担体）ならびにシグネチャの原点（シグネチャ起点）であり、後者は、衣類が、撮像法を用いた検出の枠内でシグネチャを生成するという趣旨である。したがって、衣類は、当該方法において、シグネチャ担体およびシグネチャ起点として機能し、さらに衣類は、シグネチャ担体／シグネチャ起点の一例である。以降の説明の読みやすさの向上のために、このことは、シグネチャ担体／シグネチャ起点としてのキャップに基づいて続ける。キャップに関するあらゆる言及において、他の衣類、例えばロンパースも常に読み取られるべきである。シグネチャ担体／シグネチャ起点に対する他の例は、取り外し可能に患者の皮膚に被着され、シグネチャを含有／生成するフィルムであり、特に、患者の皮膚に接着されるフィルムである。
【００１５】
２つのそのような表面区間は、例えば、シグネチャ担体（キャップまたは各衣類）が、織物組織などを持たない開口部、つまり所定の「孔部」（透過率＞０）を有する場合に生じる。この開口部は、赤外線領域において第１の放射および透過特性を有する表面区間である。この開口部に隣接するシグネチャ担体の領域は、そこに存在する織物組織などに基づいて赤外線領域（開口部の領域）における第１の放射および透過特性とは異なる、赤外線領域における第２の放射および透過特性を有する。開口部の領域は、好ましくは、皮膚温度測定のために考慮され、したがって、シグネチャは、開口部が身体測定部位上に存在するように配置される。
【００１６】
一般に、シグネチャ担体は、赤外線領域において異なる放射、透過および／または反射特性を有する領域に含まれ、これらの領域が特徴的な方法でシグネチャ担体を介して分散されているようなシグネチャを含む。そのような、赤外線領域において異なる放射性、透過性および／または反射性の領域の分散は、例えば、市松模様の分散に結び付き、市松模様のシグネチャの対応に結び付けることができる。代替的に、例えば、同心リングの形態のシグネチャが可能である。そのような、赤外線領域において異なる放射性、透過性および／または反射性の領域のあらゆるその他の分散も同様に考えられるが、それらはこの示唆により、ここで提供される説明に含まれるものとみなされるべきである。一般に、赤外線領域において異なる放射性、透過性および／または反射性の領域の局所的分散に対する基本的に任意の可能性は、様々なシグネチャの判別可能性のためのまさに出発点であり、したがって、ここで提案されたアプローチの特別な変形例による様々なシグネチャの自動的な判別可能性のための出発点でもある。シグネチャは、各シグネチャ担体に内在しており、つまり例えばキャップまたはフィルムに含まれている。光学的に知覚可能で自動的に評価可能に、シグネチャは、少なくともシグネチャ担体もしくはシグネチャ担体の一部を含むシーンの（赤外線カメラもしくはサーモグラフィックカメラを用いた）写真撮影の枠内で結像として現れる。
【００１７】
キャップまたはフィルムの形態のシグネチャ担体は、臨床の日常における使用に良好に適しており、さもなければ必要な臨床的手段および/または治療的手段を場合によっては最小限に抑える。その上さらに、そのようなキャップまたはフィルムは、患者にとってほとんど邪魔にならず、もしくは換気された患者では、いずれにせよ呼吸チューブを固定するためにたいていは使用される。
【００１８】
当該方法の一実施形態では、皮膚温度測定および／または測定部位画像領域の評価、特に、皮膚温度測定の際に生成され、測定された温度に対する尺度を符号化するセンサ信号の処理が、それぞれ識別されたシグネチャに依存して行われることが想定されている。このことは、それぞれ特徴的なシグネチャを用いた患者の異なる身体領域の識別を可能にする。次いで、それぞれ検出されたシグネチャに基づき、センサシステムが、例えば前頭部領域において、側頭部において、または頭頂部領域において、患者の頭部を検出するか否かを自動的に識別することができる。例えば、体温を直接求めるのに例えば前頭部領域よりも良好に適しているとはいいがたい身体領域／身体区間の検出の際にも、皮膚温度に対する信頼性の高い値が得られるようにするために、シグネチャに応じて（つまり身体領域／身体区間に応じて）、センサ信号の特定の重み付けおよび／または特定のアルゴリズム処理を行うことができる。
【００１９】
皮膚温度測定および／または測定部位画像領域の評価がそれぞれ識別されたシグネチャに依存して行われる、当該方法の変形例の特別な実施形態では、シグネチャ担体、つまり例えばキャップまたはフィルムが、区間毎に異なるシグネチャを含有／生成することが想定されている。キャップの場合には、例えば、このキャップが少なくとも２つの以下のようなシグネチャを含有／生成することが想定されてもよい。すなわち、前頭部領域におけるシグネチャ（「前頭部シグネチャ」）、頭頂部領域におけるシグネチャ（「頭頂部シグネチャ」）、両側の側頭部領域におけるそれぞれ１つのシグネチャ（側頭部シグネチャ）、および／または後頭部領域におけるシグネチャ（「後頭部シグネチャ」）である。そのようなキャップまたはその他のシグネチャ担体を用いることにより、例えば、患者の頭部の異なる領域は、自動的に相互に区別することができる。したがって、赤外線カメラが固定位置の場合、自動的に少なくともほぼ患者の位置（仰臥位、側位、腹臥位）は識別可能である。その上さらに、頭部のどの領域において赤外線カメラを用いて皮膚温度の測定が行われるかを自動的に識別することができる。したがって、例えば、頭部の各領域に依存した、皮膚温度測定の補正を行うことができる。
【００２０】
上述した可能な複数のシグネチャは、例示としての意味合いだけである点を明示的に理解されたい。同じように、キャップは、例えば１つのシグネチャのみ、つまり例えば、前頭部シグネチャとして機能するシグネチャのみを含むことができる。その他に、赤外線領域において局所的に異なる放射および／または透過特性のない領域でさえ、固有のシグネチャを表すことができる。そのようなケースでは、シグネチャの欠落が自動的に識別可能であり、このことも、患者の位置の自動的な識別および／または温度測定値の自動的な処理に使用することができる。例えば、前頭部シグネチャの検出のケースでは、皮膚温度の測定の際に、生成されたセンサ信号の処理を行うことができ、前頭部シグネチャが検出されないかまたは全くシグネチャが検出されない状況、つまり赤外線カメラが、例えば患者の側頭部領域かまたは後頭部を検出している状況では、センサ信号に対して付加的に、例えばセンサ信号の判断性の低下を符号化する補助信号が生成され得る。
【００２１】
皮膚温度測定および／または測定部位画像領域の評価がそれぞれ識別されたシグネチャに依存して行われる、当該方法の変形例の好ましい実施形態では、以下のステップが含まれる。すなわち、まず、それぞれ撮影されたデジタル画像内で、そこに含まれるシグネチャが、特に、デジタル画像内でのその位置およびディメンションを求めることによって識別される。次いで、識別されたシグネチャは、少なくとも１つの基準シグネチャと比較され、任意に、複数の基準シグネチャからのそれぞれ１つの基準シグネチャと逐次比較される。その上さらに、機械学習の方法では、手動でマーキングされた例示的画像を用いて、ひいてはシグネチャを含む画像内のピクセルがマーキングされ得るように条件付けすることができる。撮影されたデジタル画像に含まれるシグネチャにマッチングする基準シグネチャを求めることができた場合には、各基準シグネチャに結合される処理命令または処理パラメータが、例えば画像領域内の赤外線領域における強度分布の評価によって、患者の皮膚温度を求める際に使用される。例えば、強度分布の評価に基づき、例えば、身体測定部位における皮膚温度に比例した数値が生じる（サーモグラフィ表面温度測定）。この数値は、例えば、処理パラメータを用いて、処理命令に応じて重み付けされる。このことは、それぞれ検出された身体領域、特にそれぞれ検出された頭部の領域に依存する、皮膚温度測定の補正に対する手段の一例である。
【００２２】
上述した課題は、ここにおよび以下に記載するような方法に従って動作し、この目的のために当該方法を実施する手段を含む、医療用機器または医療用処理ユニットを制御するための制御ユニットによっても解決される。この場合、本発明は、好ましくはソフトウェアで実行される。したがって、本発明は、一方では、コンピュータによって実行可能なプログラムコード命令を有するコンピュータプログラムでもあり、他方では、この種のコンピュータプログラムを有する記憶媒体、つまりプログラムコード手段を有するコンピュータプログラム製品であり、さらに最終的には、当該方法およびその態様を実施する手段として、そのメモリ内にそのようなコンピュータプログラムがロードされているかまたはロード可能である、制御ユニットまたは医療用機器または医療用処理ユニットでもある。
【００２３】
本発明はさらに、ここにおよび以下に記載するような方法を実施する手段を備えた処理ユニットである。そのような方法を実施する手段として、特に、赤外線領域において感知可能なセンサシステム、マイクロプロセッサタイプの形態もしくはマイクロプロセッサのタイプによる処理ユニット、ならびに処理ユニットを用いて実行可能な制御プログラムが機能する。
【００２４】
本発明は同様に、そのような処理ユニットと、赤外線領域において異なる放射、透過または反射特性を有する少なくとも２つの表面区間を含む、シグネチャ担体として機能する衣類とを備えたシステムである。シグネチャ担体としては、好ましくは、そのような赤外線領域において異なって現れる表面区間を備え、患者が着用するキャップの形態の衣類が機能する。
【００２５】
したがって、本発明は、そのような患者が着用する衣類、詳細には、例えば赤外線領域において異なる放射、透過または反射特性を有する少なくとも２つの表面区間を有するキャップ、特に、前段落によるシステムにおいてシグネチャ担体としての使用が定められ、そのために赤外線領域において異なる放射、透過または反射特性を有する少なくとも２つの表面区間を含む、衣類／キャップでもある。赤外線領域において異なる放射、透過または反射特性を有する少なくとも２つの表面区間に関しては、好ましくは開口部（ＩＲ窓）を有する衣類、特にキャップが考慮される。この開口部は、隣接する領域と比較して、赤外線領域において異なる放射、透過または反射特性を有している。それに応じて、衣類の画像は、シグネチャとして識別可能である。開口部は同時に身体測定部位を定めている。なぜなら、この開口部を通して患者の皮膚が視認可能であり、したがって、この身体測定部位において、温度測定（非接触での皮膚温度検出）を行うことができるからである。
【００２６】
最終的に本発明は、前段落による衣類の使用、詳細にはここにおいておよび以下に記載するタイプの方法におけるシグネチャ担体としてのそのような衣類の使用でもある。
【００２７】
以下では、本発明の実施例を図面に基づきより詳細に説明する。相互に対応する対象物または要素には、すべての図において同じ参照符号が付されている。
【００２８】
当該のもしくは各実施例は、本発明の限定を意味するものとして理解されるべきではない。それどころか、本発明の開示の範囲内では、変更や修正が可能であり、特に次のような変形例および組み合わせ、例えば、一般的または特定の説明部分と結び付けられて説明され、ならびに請求の範囲および／または図面に含まれる個々の特徴の組み合わせまたは改変によって、当業者にとって、当該課題の解決に関連して引き出し可能であり、かつこれらの特徴の組み合わせによって新規な対象物につながる、変形例および組み合わせが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】患者と、該患者のデジタル画像を撮影するために処理ユニットに取り付けられた赤外線カメラと、を伴う医療用処理ユニットを示した図
【図２】患者のデジタル画像を撮影する際に検出されたシグネチャを示した図
【図３】デジタル画像内の異なる位置における図２のシグネチャを示した図
【図４】図２に示されたタイプの異なるシグネチャを示した図
【図５】患者のデジタル画像を撮影する際に検出されたシグネチャの処理を示した図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１の描写は、概略的に簡素化した形態で台１２上の、例えば縁取り線だけで描かれた医療用処理ユニット１４の台１２上の人の患者１０を示す。この処理ユニット１４は、例えば基本的にそれ自体公知の保育器１４である。この処理ユニット１４には、またはその内部には、赤外線カメラ１６が設けられており、これは、特に、処理ユニット１４に対して相対的に位置固定され、固定の配向方向または固定可能な配向方向を有している。赤外線カメラ１６は、赤外線領域において感知可能なセンサシステムに対する一例である。赤外線カメラ１６は、評価ユニット１８に接続されているかまたはそのような評価ユニット１８を含んでいる。赤外線カメラ１６の配向は、これが患者１０を完全にまたは部分的に検出するように選択されている。図１の描写では、赤外線カメラ１６の検出領域は、破線を用いて示されている。図示の状況では、赤外線カメラ１６は患者１０を完全に検出する。
【００３１】
図示のシナリオでは、患者１０はキャップ２０を着用している。このキャップ２０は、少なくとも１つのＩＲ透過開口部２２（ＩＲ窓２２）および／または一般に、赤外線領域において他方の表面区間とは異なる放射、透過または反射特性を有する表面区間を有している。理解を容易にさせるために、さらなる説明は、ＩＲ透過開口部２２に基づいて続ける。
【００３２】
赤外線カメラ１６を用いたデジタル赤外線画像（図２）の検出の際には、とりわけこの開口部２２も検出され、当該開口部２２の領域における赤外線ビームの評価により、基本的にそれ自体公知の方法で、患者１０の皮膚温度を求めることが可能になる。そのために、デジタル画像は、評価ユニット１８を用いて、赤外線カメラ１６により撮影された画像データがデータ線路２４を介して当該評価ユニット１８に伝送され、そこで評価されることで処理される。この評価ユニット１８は、当該評価ユニット１８から例えば表示ユニット２８に出力される、かつ／または制御器のための制御変数として出力される温度信号２６を生成する。表示ユニット２８を用いることにより、最終的に、測定部位における患者１０の皮膚温度の表示が、詳細にはＩＲ窓２２の領域における皮膚温度の表示が行われる。
【００３３】
図示の例では、患者１０が頭部に着用するキャップ２０は、シグネチャ担体３０として機能する。ＩＲ窓２２は、身体測定部位３２を、つまり患者１０の皮膚温度を検出するためのデータを求めることに関係する測定部位を定めている。シグネチャ担体３０としてのキャップ２０の機能は、赤外線カメラ１６を用いて撮影されたデジタル画像３４（図２）内のキャップ２０またはキャップ２０の一部が、１つ以上の特徴的な強度分布（シグネチャ３６）を引き起こすことで生じる。このことは、図２の描写において概略的に簡略化して示されている。
【００３４】
図２の描写は、赤外線カメラ１６を用いて撮影されたデジタル画像３４からの一部を概略的に大幅に簡素化した形態で示す。このデジタル画像３４は、赤外線カメラ１６の検出領域内に存在する（例えばキャップ２０の）シグネチャ担体３０に基づいて生じるシグネチャ３６を含む。専ら簡単な表示可能性の趣旨でシグネチャ３６を、マトリックス状に（市松模様に）配置された複数の矩形フィールドの形態で示した図２に示されている状況では、シグネチャ３６は、ＩＲ窓２２の画像領域を含んでいる。この画像領域は、ＩＲ窓２２の機能に応じて、身体測定部位３２の定義として、測定部位画像領域３８とも称される。デジタル画像３４は、シグネチャ３６と測定部位画像領域３８とを含み、この測定部位画像領域３８は、図示の例では（基本的に任意の方法で）、シグネチャ３６によって取り囲まれている。測定部位画像領域３８内で撮影された赤外線領域内の強度分布は、温度測定のために評価される。測定部位画像領域３８の位置は、例えば、暗黙的な部位情報に基づいて生じる。暗黙的な部位情報とは、例えば、測定部位画像領域３８がシグネチャ３６の中心に存在することを示唆する情報である。次いで、例えばデジタル画像３４内では、シグネチャ３６の複数の頂点もしくは個々の頂点が求められ、そこから、および暗黙的な部位情報から、測定部位画像領域３８の位置が生じる。同様に、明示的な部位情報としての部位情報も存在し得る。これは、例えばオフセットベクトル４０の形態で、シグネチャ３６に対する相対的な測定部位画像領域３８の位置を表す。図２の描写では、例示的に部位ベクトル４０が示されており、これはシグネチャ３６の中心に存在する測定部位画像領域３８を示す。同様に、この部位ベクトル４０は、シグネチャ３６内部のその他の各部位における測定部位画像領域３８を示すこともできる。その他に、この部位ベクトル４０は、シグネチャ３６外部に存在しかつ当該シグネチャ３６から離間された測定部位画像領域３８を示すこともできる。
【００３５】
シグネチャ３６は、あるいは自身に結び付けられた部位情報と共にシグネチャ３６は、測定部位画像領域３８の位置を、詳細には身体測定部位３２がデジタル画像３４内に結像される位置を、自動的に求めることを可能にする。つまり、デジタル画像３４の評価ならびにデジタル画像３４に含まれるシグネチャ３６の位置を求めることにより（以下で説明するように）、患者１０のより小さな部位変化にも依存することなく、測定部位画像領域３８を自動的に求めることが可能になる。
【００３６】
図３の描写（図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃ）は、それぞれ撮影されたデジタル画像３４内のシグネチャ３６の位置に基づいて、当該デジタル画像３４に含まれる測定部位画像領域３８の位置を、簡単かつ安全に決定することが可能であることを示している。このためには、シグネチャ３６が自動的に識別可能で（このことは通常の画像処理アルゴリズムを用いて可能である）かつ動作中に自動的に識別されることが必要である。シグネチャ担体３０の構成により、ＩＲ窓２２と、シグネチャ３６の起点として機能するシグネチャ担体３０の部分または区間と、の間の空間的距離も確定している。この距離は、暗黙的な部位情報としてまたは明示的な部位情報（例えばオフセットベクトル４０）の形態でシグネチャ３６に属し、デジタル画像３４内でも再び見つけることができなければならず、さらにとりわけ位置と、（特に位置固定された）赤外線カメラ１６と患者１０と、の間の（実質的に一定の）距離とに依存する。したがって、シグネチャ３６と測定部位画像領域３８との間の推定される距離も同様に少なくとも実質的に既知であり、デジタル画像３４内で識別されたシグネチャ３６およびその位置を求めることによって、シグネチャ３６に属する部位情報に相応に基づき、デジタル画像３４内の測定部位画像領域３８の位置を自動的に求めることができ、さらに、例えばこの測定部位画像領域３８を、デジタル画像３４から抽出することができる。赤外線カメラ１６の視野に基づき、場合によっては距離の歪みが生じる。そのような歪みは、既知のカメラ位置／配向のもとで、例えば、基本的にそれ自体公知の三角測量関係を用いて計算することができる。機械学習に基づく方法のケースでは、当該方法をそのような視野およびそれに基づく２次元画像での描写についても条件付けるために、そのような様々な視野からのサンプル画像がコンピュータプログラムに供給される。
【００３７】
図３の描写も、患者１０のより小さな位置変化の場合（患者１０が例えば永続的に仰臥位にあるが、台１２上で移動している場合）に、シグネチャ３６（および測定部位画像領域３８）の位置が、デジタル画像３４内で変化することを示している。実際には、シグネチャ３６のパターンは、患者１０の位置に依存して、通常はさらに付加的に歪んでいる。つまり、測定部位画像領域３８を表すシグネチャ３６を用いることにより、患者１０の皮膚温度を検出する特定の装置は、ある意味で、赤外線カメラ１６の検出領域において、患者１０の位置のより小さな変化に効果的に追従することができる状態にある。
【００３８】
図２の概略的に簡素化された描写およびそこでのシグネチャ３６に基づいて、様々なシグネチャ３６が相互に自動的に区別可能であることが直ぐに識別可能である。そのかぎりでは、図４（図４Ａ〜図４Ｆ）の描写は、図２および図３のシグネチャ３６とは異なる典型的なさらなるシグネチャ３６を示す。図示されている状況では、シグネチャ３６は、異なる放射率分布によって異なっており、それぞれのシグネチャ３６を有するシグネチャ担体３０から撮影されたデジタル画像３４内で、均一なシグネチャ担体温度にもかかわらず、異なる強度分布に結び付いている。異なる放射率分布および結果として生じる強度分布は、描写の中で異なるハッチングによって表されている。付加的または代替的に、シグネチャ３６は、他の幾何学面、異なる大きさの幾何学面などを含むこともできる。その上さらに、測定部位画像領域３８がシグネチャ３６の中心に存在することは不要である。重要なのは、１つ以上のシグネチャ３６と測定部位画像領域３８とが相互にどのような空間的関係（関連性）にあるのかが既知であることのみである（例えばシグネチャ３６の中心／重心からｘおよびｙ方向の距離あるいはシグネチャ３６の頂点からｘおよびｙ方向の距離）。
【００３９】
シグネチャ３６は、それぞれのシグネチャ担体３０からの赤外線領域におけるデジタル画像３４の撮影の結果である。シグネチャ担体３０は、赤外線領域における異なる放射および／または透過特性を有する領域を含み（さらにひいては少なくとも間接的にシグネチャ３６自身も含み）、この場合、これらの領域は、特徴的な方法で、シグネチャ担体３０の上、いずれにせよシグネチャ担体３０の少なくとも一部の上に分布されている。図２、図３および図４の典型的に簡素化されて示されている状況では、シグネチャ担体３０として機能するキャップ２０は、赤外線領域において異なる放射および／または透過特性を有する矩形かまたは少なくともデジタル画像３４内で矩形状に現れ相互に隣接する領域を含む。
【００４０】
赤外線カメラ１６を用いて撮影したデジタル画像３４内の厳密に１つのシグネチャ３６の識別は、位置固定された赤外線カメラ１６に対して相対的なシグネチャ担体３０の配向への逆推論を可能にする。患者１０が着用するシグネチャ担体３０が、異なる表面区間で上記で概説したような方法で、赤外線領域において異なる放射および／または透過特性を有する複数の領域を有し、これらの領域が赤外線領域における赤外線カメラ１６を用いた撮影の際に少なくとも２つの異なるシグネチャ３６につながる場合には、それぞれ識別されたシグネチャ３６に基づいて（あるいは場合によってはシグネチャ３６が識別されない状況においても）、患者１０の位置を求めることが自動的に可能である。少なくとも２つのシグネチャ３６を含むシグネチャ担体３０に対して代替的に、患者１０がそれぞれ異なる部位に着用し、それぞれ少なくとも１つのシグネチャ３６を生成する複数のシグネチャ担体３０も考慮される。２つの可能性（少なくとも２つのシグネチャ３６を有する１つのシグネチャ担体３０、それぞれ少なくとも１つのシグネチャ３６を有する少なくとも２つのシグネチャ担体３０）の場合では、例えば、患者１０の前頭部領域、頭頂部領域、側頭部領域および／または後頭部領域が、自動的に評価可能な形態でマーキングされている。それぞれ撮影されたデジタル画像３４の評価およびその中に含まれているシグネチャ３６の識別によって、例えば自動的に、患者１０の位置（仰臥位、側位、腹臥位）が求められ得るかまたは少なくとも実質的に求められ得る。同様に自動的に、それぞれのシグネチャ３６によって表される測定部位画像領域３８が決定され、当該測定部位画像領域３８に関連して温度測定値が求められ得る。
【００４１】
図５の描写は、シグネチャ３６の識別および評価を表す。赤外線カメラ１６を用いて撮影されたデジタル画像３４内でのシグネチャ３６の識別は、基本的にはそれ自体公知の方法で、例えば、シグネチャ３６として問題となる画像領域が、メモリ内に保持されている基準シグネチャ５０と比較されることで行われる。一致もしくは十分な一致の場合、１つのシグネチャ３６が識別されている。これまでシグネチャ３６に属するものとして表され、測定部位画像領域３８の位置をシグネチャ３６に対して相対的に符号化する部位情報、例えばオフセットベクトル４０は、所定の基準シグネチャ５０もしくは各基準シグネチャ５０にも属することができ、あるいはそれぞれ１つの部位情報は、それぞれ１つの基準シグネチャ５０に属することができる。
【００４２】
メモリ内に複数の基準シグネチャ５０が記憶されている場合、または機械学習法の使用のケースにおいて、様々なシグネチャに対して複数のクラスが作成された場合、各基準シグネチャ５０との比較もしくはクラス分けが行われ、基準シグネチャ５０との一致もしくは十分な一致の場合にも、同様に１つのシグネチャ３６が識別されている。各基準シグネチャ５０は、付加的なデータと任意に結合されており、これらのデータは、例えば、測定部位画像領域３８に含まれる強度分布の評価の特定の形式が設定されることで、その後の温度測定値を求めることを決定する。
【００４３】
図５の描写において、左側には、メモリの、例えば評価ユニット１８のメモリの内容が、その中に格納されている基準シグネチャ５０と共に示されている。右側には、赤外線カメラ１６を用いて撮影されたデジタル画像３４がそこに含まれているシグネチャ３６と共に示されている。このデジタル画像３４は、赤外線カメラ１６からデータ線路２４を介してメモリ内に到達し、そこでの評価と、メモリ内に保持されている１つの基準シグネチャ５０もしくは各基準シグネチャ５０と、の比較のために使用される。各基準シグネチャ５０は、データセット５２の一部であり、任意に各データセット５２は、基準シグネチャ５０の他に処理命令または処理パラメータ５４を含む。これは、例えば、シグネチャ３６に対して相対的な測定部位画像領域３８の「オフセット」の符号化および／または患者１０の位置の符号化を含んでおり、それらは、デジタル画像３４がそれぞれの基準シグネチャ５０に対応するシグネチャ３６を含んでいる場合に推定することができる。代替的または付加的に、処理命令または処理パラメータ５４は、デジタル画像３４の測定部位画像領域３８に含まれる強度分布の評価および／または処理を決定するデータも含む。最も簡単なケースでは、それは少なくとも１つの重み付け係数である。そのような重み付け係数は、例えば基準シグネチャ５０のもとで「１．０」の値を有し、この値のデジタル画像３４内での出現は、患者１０の前頭部領域の撮影の場合に推定される。さらにより高い値、例えば基準シグネチャ５０のもとでの「１．２」の値を有し、この値のデジタル画像３４内での出現は、患者１０の頭頂部領域の撮影の場合に推定されるなどである。
【００４４】
前述した、デジタル画像３４またはデジタル画像３４の一区間と、少なくとも１つの基準シグネチャ５０を有するシグネチャ３６と、の比較を実行する手段として、マイクロプロセッサの形態もしくはマイクロプロセッサのタイプによる処理ユニット５６、ならびにメモリ内にロードされ、処理ユニット５６を用いて実行可能な制御プログラム５８が機能する。この制御プログラム５８は、基本的にそれ自体公知の方法で、プログラムコード命令６０を含み、該プログラムコード命令６０は、例えば画像処理アルゴリズムを符号化しかつ赤外線カメラ１６を用いて撮影されたデジタル画像３４内でのシグネチャ３６の識別を可能にさせるものであり、任意のプログラムコード命令６２を含み、該任意のプログラムコード命令６２は、デジタル画像３４内で識別されたシグネチャ３６と、少なくとも１つの基準シグネチャ５０と、の比較もしくはクラス分けを可能にさせるものであり、任意のプログラムコード命令６４を含み、該任意のプログラムコード命令６４は、デジタル画像３４の測定部位画像領域３８に含まれる、温度値を求めるための強度分布の評価を可能にさせるものであり、さらに任意のプログラムコード命令６６を含み、該任意のプログラムコード命令６６は、処理命令または処理パラメータ５４の温度値への適用を可能にさせるものである。
【００４５】
したがって、ここで提出される明細書の前段に係わる個々の態様は、以下のように短く要約することができる。すなわち、ここで提示される技術革新の中心的な態様は、デジタル画像３４内での身体測定部位（身体測定領域）３２を識別するためのシグネチャ３６の使用である。ここで提示される技術革新のさらなる任意の態様は、デジタル画像３４内での様々な身体測定部位３２の区別可能なマーキングのための区別可能なシグネチャ３６の使用である。この場合、患者１０は、それぞれ自身で、それぞれのシグネチャ３６の起点を、詳細にはシグネチャ担体３０、例えば当該シグネチャ担体３０として機能するキャップ２０を着用する。ここで提案される、人１０の皮膚温度を測定するために設けられた身体測定部位３２を非接触で求め、引き続き皮膚温度を検出する方法では、センサシステム１６を用いて、身体測定部位３２を表すシグネチャ３６が識別され、この場合、識別された身体測定部位３２において、皮膚温度測定が行われる。この方法は、赤外線領域において知覚可能なシグネチャ３６と、赤外線領域において感知可能なセンサシステム１６と、が使用され、この場合、シグネチャ３６の検出も、身体測定部位３２における皮膚温度の測定も、赤外線領域において感知可能なセンサシステム１６を用いて行われる点で優れている。
【符号の説明】
【００４６】
１０    患者
１２    台
１４    処理ユニット、保育器
１６    赤外線カメラ
１８    評価ユニット
２０    衣類、キャップ
２２    開口部、ＩＲ窓
２４    データ線路
２６    温度信号
２８    表示ユニット
３０    シグネチャ担体
３２    身体測定部位
３４    デジタル画像
３６    シグネチャ
３８    測定部位画像領域
４０    オフセットベクトル（部位情報）
５０    基準シグネチャ
５２    データセット
５４    処理命令または処理パラメータ
５６    処理ユニット
５８    制御プログラム
６０    プログラムコード命令
６２    プログラムコード命令
６４    プログラムコード命令
６６    プログラムコード命令
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【外国語明細書】
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