(57)【要約】【課題】マイクロ手術用カセットは、使い捨てが意図され、カセット較正情報は、各々で異なる。従って、上記カセットは、添付できる使用容易な形で、各々の較正情報を含むことが要求される。【解決手段】本願は、マイクロ手術用カセットの較正情報を、データを圧縮し、符号化する方法およびシステムを開示する。一実施例において、任意の方法は、マイクロ手術用カセットを使用する外科用コンソールに、該カセットのための既知の較正データを通信することを提示する。【選択図】図１
2008099275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ曲線を生成するのに必要なデータを通信する方法であって、
前記データ曲線に対応する第１の選択されたデータ・ポイントの所定座標に対応する第１の目標値を決定するステップと、
前記データ曲線に対応する第２の選択されたデータ・ポイントの所定座標に対応する第２の目標値を決定するステップと、
前記第１の目標値、前記第２の目標値、および第１の所定予測関数に基づき、予測される第３の目標値を決定するステップと、
前記データ曲線に対応する第３の選択されたデータ・ポイントの所定座標に対応する実際の第３の目標値を決定するステップと、
前記予測される第３の目標値と前記実際の第３の目標値との間で、第１の補正を決定するステップと、
前記第１の目標値、前記第２の目標値、前記実際の第３の目標値、および第２の所定予測関数に基づき、予測される第４の目標値を決定するステップと、
前記データ曲線に対応する第４の選択されたデータ・ポイントの所定座標に対応する実際の第４の目標値を決定するステップと、
前記予測される第４の目標値と前記実際の第４の目標値との間で、第２の補正を決定するステップと、
前記第１の目標値、前記第２の目標値、前記第１の補正、および前記第２の補正を通信するステップと、を含むデータ通信方法。
【請求項２】
前記第１の選択されたデータ・ポイントは、前記データ曲線上に存在する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記データ曲線は、４次元多項式を使用してモデル化する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の選択されたデータ・ポイント、前記第２の選択されたデータ・ポイント、前記第３の選択されたデータ・ポイント、および前記第４の選択されたデータ・ポイントは、選択較正ポイントであって、該選択較正ポイントは、前記データ曲線に対応する他のポイントよりも、該選択較正ポイントに対応する前記目標値において、より少ないエラーにもかかわらず、より大きな正確度を有する前記データ曲線をモデル化する数学関数を決定する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の目標値、前記第２の目標値、前記第１の補正および前記第２の補正を通信することは、リニア・バーコード上の符号化値を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の選択されたデータ・ポイントおよび前記第２の選択されたデータ・ポイントは、前記第１、前記第２、前記第３、および前記第４の選択されたデータ・ポイントの２つの如何なる他の組合せよりも、残りの選択されたデータ・ポイントを一層正確に予測することが経験的に特定される予測較正ポイントである請求項１に記載の方法。
【請求項７】
データ曲線を生成するのに必要なデータを特定する方法であって、
前記データ曲線をモデル化するために、ｎ次元の多項式を決定するステップと、
前記データ曲線に対応する選択されたデータ・ポイントの数ｎを選択するステップであって、前記データ曲線が、特定できるポイントを通過する選択ステップと、
前記選択されたデータ・ポイントの各々のために、前記選択されたデータ・ポイントに対応する目標値を特定するステップであって、該目標値は座標値である特定ステップと、
前記選択されたデータ・ポイントのための前記目標値のサブセットに基づき、予測される目標値を予測する予測関数を決定するステップと、
前記データ曲線上において、前記予測される目標値と実際の目標値との間の補正を決定するステップと、を含み、
ここで、目標データ曲線は、前記多項式、選択されたデータ・ポイントの前記サブセットのための前記目標値、前記予測関数、および前記補正に基づいて生成される特定方法。
【請求項８】
前記特定できるポイントは、原点である請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ｎは、４に等しく、前記選択されたデータ・ポイントのための前記目標値の前記サブセットは、２つの目標値を含む請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
データ曲線を通信する方法であって、
媒体内において、第１の軸に沿う第１の目標座標を符号化するステップであって、ここで、該第１の目標座標は、第２の軸に沿う第１の所定座標に対応し、該第１の目標座標および該第１の所定座標は、予測較正データ・ポイントを特定する符号化ステップと、
前記媒体内において、前記第１の軸に沿う予測される第２の目標座標と前記第１の軸に沿う実際の第２の目標座標との間での補正を符号化するステップであって、ここで、該実際の第２の目標座標は、前記第２の軸に沿う第２の所定座標に対応し、該予測される第２の目標座標は、少なくとも一部として前記予測較正データ・ポイントに基づき、該実際の第２の目標座標および該第２の所定座標は、第２の較正データ・ポイントを特定する符号化ステップと、を含み、
前記データ曲線をモデル化する数学関数は、少なくとも一部として前記予測較正ポイントおよび前記第２の較正ポイントとによって決定される通信方法。
【請求項１１】
前記数学関数は、多項式、フーリエ級数、周期関数、指数関数、双曲線関数、対数関数、または三角関数の中の１つである請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記数学関数は、境界値条件によって、さらに決定される請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記境界値条件は、原点を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記数学関数は、４次元多項式であり、さらに第３および第４の較正ポイントを符号化するステップを含み、ここで、該第３および第４の較正ポイントの１つは、第２の予測較正ポイントであり、前記データ曲線は原点を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも前記第１の目標座標の線形予測関数は、前記予測される第２の目標座標を予測するのに使用される請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の目標座標の線形予測関数および第２の予測較正ポイントのための目標座標は、前記予測される第２の目標座標を予測するのに使用され、前記第１の目標座標、前記第２の予測較正ポイントのための前記目標座標、および前記実際の第２の目標座標は、第４の較正ポイントを予測するために使用される請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記媒体は、リニア・バーコードである請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記リニア・バーコード内の多くのビットは、前記補正を表示するのに使用されるよりも前記予測較正ポイントを表示するのに使用される請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の軸および前記第２の軸は、デカルト座標システム、球座標システム、または極座標システムの少なくとも一部を形成する請求項１０に記載の方法。
【請求項２０】
データ曲線をモデル化する数学関数を決定する方法であって、
前記データ曲線に対応する第１の選択されたデータ・ポイントの所定座標に対応する第１の目標値を特定するステップと、
前記データ曲線に対応する第２の選択されたデータ・ポイントの所定座標に対応する第２の目標値を特定するステップと、
前記第１の目標値、前記第２の目標値、および第１の所定の予測関数に基づき、予測される第３の目標値を計算するステップと、
前記予測される第３の目標値と前記実際の第３の目標値との間で、第１の補正を特定するステップと、
前記補正および前記予測される第３の目標値に基づき、前記データ曲線に対応する第３の選択されたデータ・ポイントの所定座標に対応する実際の第３の目標値を計算するステップと、
前記第１の目標値、前記第２の目標値、前記実際の第３の目標値、および第２の所定予測関数に基づき、予測される第４の目標値を計算するステップと、
前記予測される第４の目標値と前記実際の第４の目標値との間で、第２の補正を特定するステップと、
前記データ曲線に対応する第４の選択されたデータ・ポイントの所定座標に対応する実際の第４の目標値を計算するステップと、
前記第１の目標値、前記第２の目標値、前記第１の補正および前記第２の補正に基づき、前記データ曲線をモデル化する数学関数を決定するステップと、を含む決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮フォーマットにおけるデータの符号化の方法およびシステムに関する。ある実施例は、単一のリニア・バーコード情報を内部に有するマイクロ手術用カセットのために、較正データを符号化することを可能とする。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ手術用機器は、人体の制限された繊細な部分から、細胞組織を除去するために外科医によって使用され、特に眼における外科手術、とりわけ水晶体または硝子体の除去する手順において使用することができる。このような機器は、制御用コンソールと、外科医が細胞組織を解剖し除去するための外科用ハンドピースと、を含む。外科用ハンドピースは、細胞組織を切断または寸断するための超音波のマイクロ手術用カッターのような外科用器具を有する。また、この外科用ハンドピースは、長い電源ケーブルおよび長い導管もしくは可撓管によって制御用コンソールに接続される。この長い導管は、手術部位に洗浄・灌流液を供給し、かつ手術部位から流動体および寸断した細胞組織を引き抜くためにすなわち吸引するために使用される。上記ハンドピースの切断、洗浄および吸引の機能は、遠隔制御用コンソールによって制御される。この遠隔制御用コンソールは、外科用カッター（例えば、超音波振動の手術用針）に電源を供給するだけでなく、洗浄・灌流液の流れを制御し、かつ、流動体の注水および寸断した細胞組織のために低減した圧力（大気圧に比して低減した圧力）も供給する。上記制御用コンソールの機能は、外科医により手動で制御され、足踏みスイッチにより通常制御される。
【０００３】
複数の接続が、電源線ならびに吸引および注水用ラインのために、ハンドピースとコンソールとの間で必要とされる。この複数の接続は、外科手術の非常に複雑な手順の前に、機器の無菌状態を維持しつつ誤接続の無いことを確認しながら、結果が得られるように配慮して、機器を準備し相互接続する。従って、一般的なマイクロ手術用機器において、流動体処理接続は、“カセット”の中に集中することになる。このカセットは、１ユニットの中に、吸引および注水用の全てのライン、流動体の流れを導く内部導管、ハンドピースに入出力する流動体の流れを制御するバルブ、および吸引した流動体と細胞組織のための容器とを含み、かつぜん動ポンプの管部分を含むことも可能である。カセットは、事前取り付けの色分けされた接続用管類と共に無菌パッケージの状態で、一般的に供給される。従って、機器をセットすることは、カセットの管類を外科用ハンドピースおよび洗浄・灌流液の液源に接続すること、カセットをコンソール容器に挿入すること、を唯一要求する。コンソール容器は、ぜん動ポンプのローラ・ヘッド部分（または、低減圧力への別のいくつかのアクセス部分）、吸引ラインの圧力センサ、およびカセット内のバルブを操作するデバイス、を含むことができる。この操作デバイスは、カセット内の流動体用導管を通る注水または吸引の流動体の流れも制御する。利便性および無菌維持のために、カセットは、１回の使用後に廃棄することもでき、または殺菌して再使用することもできる。
【０００４】
これらマイクロ手術用カセットのような細心の注意を払うべき機器は、適切に機能させるために、非常に正確な較正を必要とする。例えば、眼の外科手術において手術用注水または手術用吸引を支援するのに使用するマイクロ手術用カセットは、測定するダイヤフラムの変位（displacement）に基づいて所定の圧力を正確に決定するのに、非常に正確な圧力/変位の較正曲線を必要とする。このようなカセットを較正するときの繊細性のために、また各々のカセットがわずかに異なる較正曲線を有する可能性があるために、カセットを使用するコンソールに、各々のカセット固有の正確な較正情報を通信することは有利となる。較正情報を効率良く通信することは、非常に難しいことであり、特に較正曲線が著しく非線形なので、多項式でモデル化するときに多数の係数を必要とし、または特定の較正曲線を正確に再構築するために、多数のデータ・ポイントを必要とする。
【０００５】
較正情報を通信するための１つの解決方法は、既定数のカテゴリーの１つに分類するように、一般的な較正曲線に分解することである。しかしながら、このような方法は、広範囲にわたる較正を正確に反映することができない明らかな難点を有する。別の方法は、較正曲線をモデル化する多項式の係数を通信する方法である。例えば、４次元多項式は、図３に示す圧力/偏位（deflection）の較正曲線をモデル化するのに使用することができる。４次元多項式の各々の項に関する係数を送信することによって、較正曲線は、カセットを使用するコンソールによって再構築することができる。しかしながら、非線形の曲線すなわち著しく高次の曲線を正確に再生成することは、非常に的確な係数を通信することを必要とし、単一のリニア・バーコードのような小さなデータ・スペースの使用には全く適していない。
【０００６】
別の方法は、コンソールが、曲線全体をモデル化する関数を機械的に決定するように、充分なデータ・ポイントを、較正曲線から伝達することである。例えば、モデル化した関数が、ｎ次元の多項式のとき、ｎ＋１のデータ・ポイントは、多項式の係数を充分に決定することができる。しかしながら、このような方法は、通信する値において偏差（deviation）が小さいとき（例えば、小さいことは、丸め処理または測定許容誤差に起因）、計算するモデル関数において顕著なエラーを生じる可能性がある事実から難しい。このことは、高次の非線形システムで特に該当する。従って、較正曲線を充分に正確に決定するために、充分なデータ・ポイントを通信することは、一般的に上記のような偏差問題を低減するような大きなデータ・セットを通信することを要求する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
マイクロ手術用カセットは、たびたび使い捨てを意図したものであり、また一方で多量に生産される。各々のカセット較正情報は、各々で異なるので、カセットに添付できる使用容易な形で、各々のカセット較正情報を含むことが要求される。モデル化した多項式を決定するために、充分に正確となるｎ＋１のデータ・ポイントを供与する従来の方法、または各デバイスのために近似した多項式のために充分に正確な係数を供与する従来の方法は、単一のバーコードのようにデータ量を限定して使用するには、重荷であって実用的でない。それでは、効率良く、コンパクトな方法で、正確な較正データを伝達するには何を必要とするか。本発明の実施例は、より簡潔で経済的な方法で通信ができるように、較正用データを圧縮および符号化する方法とシステムとを提示することによって、上記問題に対処する。一実施例によれば、使い捨てのマイクロ手術用カセットのための圧力/変位用較正データは、使い捨てカセットでの単一のバーコード内に適合するように圧縮することができる。別の実施例において、データを圧縮するステップおよび圧縮データから情報を取り出すステップを含む別の方法を、提示する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施例において、マイクロ手術用カセット使用予定の外科用コンソールに、該カセット用の既知の較正データを通信する方法を提示する。マイクロ手術用カセット用の較正曲線の１つのタイプは、圧力を、カセット内のダイヤフラムの変位と関連付ける。このような較正曲線の一例を図３に示す。図３に示す較正曲線は、ダイヤフラムの変位を測定し、測定した変位を較正曲線と関連付けることで、カセット使用中に正確な圧力を決定することを可能にする。このことは、例えば、この曲線をモデル化した数学関数により実行可能である。例えば、図３に示す曲線の事例において、曲線３００を近似する４次元多項式は、測定したダイヤフラムの変位に基づき圧力値を特定するように、コンソールによって使用することができる。
【０００９】
各々のマイクロ手術用カセットは、僅かながら異なる較正曲線を有する可能性があるので、カセットを使用する特定のコンソールに、個々のカセット較正情報を、短時間にかつ正確に伝達することが要求される。この要求を実現するために、本発明の実施例は、媒体内に適合するようにコンパクトな形すなわちリニア・バーコードのような形で、較正データを符号化することを提示する。また、リニア・バーコード情報を、各々のカセットに添付することを提示する。
【００１０】
一実施例によれば、較正曲線からの任意のデータ・ポイントは、データ・ポイントの小さな変化に影響されることなく、特定の較正曲線の全体的な動向を決定するように選択される。これらのポイントは、選択較正ポイントとして知られている。図３において、５つの選択較正ポイントを示しており、原点３０２が含まれる。選択データ・ポイントの実際の値において偏差が小さいにもかかわらず、選択較正ポイントに基づいて曲線をモデル化するとき、選択ポイントは、エラーを低減するように経験的に決定される。例えば、曲線３００に沿うどこかの５つのポイントは、曲線の性質をモデル化する４次元の多項式を理想的に決定することができるが、これらの値を、１００％の精度で決定させてから通信することができないので、ポイントの所定セットに基づいて較正曲線をモデル化する関数を特定するときに、いくつかのエラーが生ずる。これらのエラーは、較正ポイントの適切な選択によって低減できることが発見されている。図３に示す例において、原点３０２近傍の両側に存在する２つのポイント３２４および３１８、曲線３００の端部に向かうデータ・ポイント３１２．および曲線３００に沿う中間のデータ・ポイント３２６は、曲線３００に沿う他のポイントよりも、各々のデータ・ポイントにおける小さなエラーに対して、比較的影響少なく実際の曲線３００を決定することができる。曲線３００に沿う他のポイントとは、例えば３２２、３２０、３１６、３０４、または３１０などを言う。
【００１１】
また、予測較正ポイントは、選択較正ポイントのセット内で、特定することができる。予測較正ポイントは、予測関数を使用するときに、残っている選択較正ポイントを正確に予測するために、経験的に決定されるポイントである。例えば、図３において、２つの選択較正ポイント３２４と３１８とを仮定すると、ポイント３２６と３１２のための偏位値は、これら２つのポイントに対応する偏位値の単純な線形関数を使用することで、他の選択較正ポイントに対応する値に基づく関数を使用するときよりも、一層良く予測できることが発見されている。本発明の実施例は、ポイント３２４と３１８とが、残りの選択較正ポイントを正確に予測する事実を使用する。この結果、非予測選択較正ポイントために、予測値からの補正情報だけを符号化することで、上記ポイントを通信するのに必要となる情報を低減させることができる。従って、曲線３００のために、予測較正ポイント３２４と３１８とに対応する値は、直接符号化されるが、一方、較正ポイント３２６と３１２とに対応する値は、補正情報のみが符号化される。
【００１２】
従って、マイクロ手術用カセットを使用するコンソールは、カセットに付随するバーコードから符号化の値を取り出すようにバーコードをスキャンすることができ、かつ、個々のカセットのためにモデル化した多項式の適切な係数を正確に決定することができる。モデル化した多項式は、カセットを使用する期間、測定するダイヤフラムの変位により圧力を特定するのに使用することができる。開示した本発明の別の特徴、利便性および実施例について、以下に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本明細書の全般において、本発明の実施例は、マイクロ手術用カセットの圧力ダイヤフラムための圧力/変位の較正用データについて説明することになる。説明する内容は、開示内容を容易にするために提示するもので、ここでは開示するデータ圧縮技術の一例についてのみ触れる。ここで特定する内容に関連する詳細は、開示または説明した実施例に限定して理解すべきではない。開示したデータ圧縮方法は、任意の適切なデータ・セットに使用することができ、較正データまたは特定タイプの装置用データに限定するものでない。また、ここでの開示は、マイクロ手術用カセットの一例を使用しているが、このカセットでの圧力/偏位の較正用データの曲線は、具体的な一例を提示し、開示内容を容易にするために、４次元の多項式によってモデル化する。この具体例の選択は、請求範囲とする実施内容が、このタイプのデータ・セットだけに限定されることを意図するものではない。例えば、ここで開示する圧縮技術は、何か適切なモデル関数によって表現される圧縮データにも同様に使用することができる。このような関数は、フーリエ級数、周期関数、指数関数、双曲線関数、対数関数、または三角関数が相当し、開示する方法を使用することにより、これら関数に近似させることができる。
【００１４】
図３に、本願で開示する方法を説明するのに有用な較正曲線のサンプル３００を示す。この較正曲線のサンプル３００は、マイクロ手術用カセットのための圧力/変位の較正曲線である。この曲線は、カセット内の所定のダイヤフラム変位の圧力値を示す。サンプル曲線３００は、所定のマイクロ手術用カセットのために経験的に決定され、当該カセットを使用するコンソールに通信することができる。この結果、カセット内のダイヤフラムの変位を測定することで、手術期間中、正確な圧力を決定することができる。
【００１５】
図１は、較正データを機器に伝達するための実例的方法１００を示す。この機器と共に、マイクロ手術用カセットは、本発明の一実施例にしたがって使用することができる。また、実例的方法１００は、マイクロ手術用カセットのために、較正データを収集するのに必要なステップを示す。実例的方法１００は、ブロック１０２から開始し、ここでデータ・ポイントを取得する。データ・ポイントは、２つ以上の変数値からなり、例えばＸ座標値およびＹ座標値からなる。例えば、データ・ポイントを取得することは、較正する装置のために、第２の関連する変数の既知の値において、第１の変数の値を測定することを含むことができる。マイクロ手術用カセットを説明する事例において、各カセットは、加圧室に置いて、既知の圧力に対するダイヤフラムの変位を測定することで、各カセットの偏位値と圧力値とを、経験的に相互に関連付けることができる。なお、測定した相関関係を正確にモデル化するために、充分なデータ・ポイント数を決めるべきである。しばしば、このモデルは、多項式で表現される。実施例のマイクロ手術用カセットの場合、圧力/偏位の較正曲線は、４次元の多項式でモデル化することができる。
【００１６】
データ・セットをモデル化する数学の関数を決定するために、充分なポイント数を得る必要がある。例えば、ｎ次元の多項式でモデル化するデータ・セットの場合、ｎ＋１のデータ・ポイントのペアが、最小限必要となる。従って、図３に示す例において、４次元多項式のモデル化曲線３００の係数を充分に決定するために、５ペアのデータ・ポイントが、一般的に必要となる。しかしながら、多くの場合、多項式を充分に決定するのに必要な組み合せのペアは、原点を含むことになる。例えば、マイクロ手術用カセット内のダイヤフラムは、ダイヤフラムに対する圧力の差異がゼロのとき、一般的にゼロの変位を示す。原点を含まないデータ・セットのために、別の境界値が、システムの特性に基づいて存在することができ、そして事前に確定できる別のデータ・ポイントを提供することができる。マイクロ手術用カセットの例において、データ・セットは、原点を含むことになるので、ｎ次元の多項式を決定するために、追加されるｎ個の非ゼロの座標ペアだけが必要となる。従って、較正曲線３００は、３２２、３１６、３０６および３１０のような追加される４つのポイントを得ることで決定することができる。一般的に、較正曲線の数学的近似を向上させるために、さらに４つ以上の追加のデータ・ペアを得ることが必要であり、または要求される。この４つ以上とは、図中の３２０，３０４，３０８および３１４が相当する。例えば、多数のデータ・ポイントから引き出される最も適合する曲線は、データ・ポイントが最小限度に基づくモデルと比較して、エラーの影響を受けることが少なく、かつ特定のマイクロ手術用カセットのための圧力/変位の相関関係において、一層優れた全体モデルを提供することができる。
【００１７】
データ・ペアが一旦得られると、サンプル方法１００は、ブロック１０４へ進み、ここでデータが制限範囲内にあるか否かを決定する。データが、適切な制限範囲内にないとき、サンプル方法１００は、ブロック１２８に進み、ここで方法１００は機能を停止する。例えば、較正曲線を図３に示す装置において、適切な範囲は、−７２０ｍｍＨｇから１２０ｍｍＨｇまでの間、および変位にして−２００ミクロンから７００ミクロンまでの間にすることができる。これら制限範囲の外側の値は、装置または測定機器のいずれかでエラー表示をする可能性があり、かつ新規データの取得を要求する可能性がある。適切なデータ範囲の値は、もちろん各々の特定システムの物理的特性に基づくことになる。
【００１８】
提供されたデータが、適度な制限範囲内にあるとき、方法１００は、ブロック１０６に進み、ここでゼロオフセットを使用することができる。例えば、マイクロ手術用カセットのために圧力値と偏位値とにゼロオフセットを適用することは、何らかのオフセット値を調整することを含むことができる。このオフセット値は、名目上のオフセット、測定機器の較正、または測定機器内に存在可能なエラー要因に起因して発生する可能性がある。例えば、ダイヤフラムの変位は、ダイヤフラム全域で圧力の差異が無いときでも基準線で偏位を示す可能性があるので、この偏位量をオフセットするために、ブロック１０６において調整を行うことができる。同様に、別のアプリケーション例においても、適切なオフセットは、特定システムで決められる別の制限値条件に基づいて使用することができる。一旦オフセットが適用されると、サンプル方法１００は、ブロック１０８に進み、ここでデータ・ポイントが、許容可能な制限範囲内にあるか否かを再び決定する。データ・ポイントが、制限範囲内にないとき、方法１００は、ブロック１２８へ進み、ここで機能を停止する。
【００１９】
データ・ポイントが、許容可能な制限範囲内にあるとき、方法１００は、ブロック１１０に進み、ここで、経験的なデータをモデル化するために、数学関数を決定する。数学関数を決定することは、経験的に測定した較正曲線に沿った不明確なポイントを特定することを可能にし、さらにカセットを使用するコンソールに対して、カセットの使用期間中、測定する変位に対応する圧力値を特定することを可能にする。本発明例のマイクロ手術用カセットのために、較正データをモデル化する数学関数を決定することは、４次元多項式の係数を決定することを含むことができる。この多項式は、次式の圧力/偏位の較正曲線をモデル化することになる。
ｙ＝ａｘ4＋ｂｘ3＋ｃｘ2＋ｄｘ＋ｅ
ここで、係数ａ、ｂ、ｃ、ｄおよびｅは、決定すべき係数であり、ｘとｙとは、相互に関連する変数を表し、マイクロ手術用カセットの本実施例において、偏位と圧力とを示す変数となる。４次元多項式の係数は、標準的な数学的技法を使用して決定することができる。例えば、ソフトウェア・アプリケーションを図示化することは、データ・ポイントの任意のセットから、このデータ・ポイントのために最も適合する曲線を補間または推定することができ、そして数学関数を特定することができる。具体的には、適切な係数を有する４次元多項式が、較正曲線をモデル化する。別の実施例において、他の適切な関数も、当然ながら所定のアプリケーションに適合するようにして使用することができる。
【００２０】
経験的なデータをモデル化するために、ブロック１１０において数学関数を一旦決定すると、サンプル方法１００は、ブロック１１２に進み、ここで、数学関数は、選択較正ポイントに対応する目標値を計算するために使用される。この目標値は、特定のデータ・ポイントにおいて、関連する変数の所定の値に対応する所定の変数のための値を含む。例えば、図３に示すデータ・ポイント３２４は、圧力について、２つの座標値、すなわち１００ｍｍＨｇおよび−１７５ミクロンを含む。従って、偏位値−１７５ミクロンは、圧力値１００ｍｍＨｇに対する目標偏位であると言うことができる。目標値は、データ・ポイントを、より少ないビットのデータで通信できることを可能にする。何故なら、各々のデータ・ポイントを含む１つの座標は、通信で伝達する目標値だけを、前もって決定することができるからである。例えば、図３から、データ・ポイント３２４、３１８、３２６、および３１２を通信するために、前もって圧力値１００、−１００、−３５０、および−６００ｍｍＨｇに対応する目標偏位値を通信することを決定することができる。このことは、各々のデータ・ポイントを作り上げる偏位値および圧力値の両方を送信する必要性を低減し、データ・ポイント３２４、３１８、３２６、および３１２を伝達する目的で、代わりに、−１７５、２００、４２５、および６００ミクロンの偏位値のみを通信することが必要となる。
【００２１】
ステップ１１２において決定する目標値は、選択較正ポイントに対応する。選択較正ポイントは、データ・セット内またはモデル化した曲線に沿う他のポイントよりも、ポイント内の小さな変化に影響されずに決定される経験的なデータ・ポイントを含むデータ曲線の近似を可能にするポイントである。従って、選択較正ポイントのための目標値内での小さな変化は、近似曲線と実際のデータ・セットとの間で生じるエラーを、別のデータ・ポイントをデータ・セットのモデル化のために選択したときに発生するエラーよりも、小さくする結果をもたらす。例えば、ポイント３２４、３０２、３１８、３２６、および３１２は、ポイント３０２、３０６、３０８、３１０、および３１４で決定した曲線よりも、僅かな不正確性に対して影響されずに、曲線３００の全体動作を決定することができる。従って、ポイント３０２、３０６、３０８、３１０、および３１４を使用するとき、これらのポイントに基づきモデル化した曲線は、ポイント３０２、３０６、３０８、３１０、および３１４で表現される値における小さな偏差でも、より顕著に変化することになる。
【００２２】
曲線３００のための選択較正ポイントのセットは、経験的に決定され、類似のポイントは、同様にして別の曲線のために決定することができる。所定のシステムのために選択較正ポイントを特定するために、ポイントの第１のセットを、特定することができ、これらのポイントに基づき曲線が決定される。そして、上記ポイントの値は、わずかに修正することができ、修正により生じた変化を、モデル化した曲線に反映することができる。さらに、このプロセスは、曲線に沿う異なるデータ・ポイントまたはデータ・セット内の異なるデータ・ポイントのために、得られる曲線上の較正ポイントの値に対する変化のインパクトが最小化したことを各ポイントで特定するまで、繰り返すことができる。
【００２３】
選択較正データ・ポイントは、較正曲線を大部分決定することになる。すなわち、選択較正データ・ポイントは、較正曲線を伝達するときに通信するデータを、大部分決定することになるので、ブロック１０２において取得する偏位値は、これらポイントの精度が向上するように、好ましくは、これら選択データ・ポイントに対応する圧力値またはこれらに近い値を取得する。例えば、図３に示す較正曲線の装置のために、偏位値は、好ましくは１００、０、−１００、−３５０、および−６００ｍｍＨｇの圧力値または近い値で測定されるであろう。ブロック１１２において具体的目標値を特定することは、決定した変数に対応する値において正確に値を測定することで、経験的に実施できるか、またはモデル関数を一旦特定することで機械的に取得することができる。例えば、１００ｍｍＨｇに対応する正確な変位の値は、曲線３００に沿って推定または補間することによって、グラフを使って決定することができ、または１００ｍｍＨｇの圧力値と共に、４次元多項式に係数を代入することで代数的に導くことができる。選択圧力ポイントで正確に変位の値を測定することは、より正確な結果をもたらす一方で、各々の選択データ・ポイント近くでの変位の値を簡単に測定し、かつ、各々の選択データ・ポイントのために正確な目標値を決定するのに適切な数学的技法を使用することで、一般に一層効率良くする。
【００２４】
選択データ・ポイントに対応する目標値が、一旦決定すると、サンプル方法１００は、ブロック１１４に進み、ここで、目標値の２つは、バーコード化可能な値に量子化することができ、名前付きの値、例えばＢ１およびＢ３として格納される。目標値をバーコード化可能な値に量子化することは、例えば丸め処理、近似処理、切捨て処理、さらには目標値を制限されたデータ・スペース内で符号化可能にするような適切な構成処理を、含むことができる。目標値を丸め処理することは、最も近い奇数または最も近い偶数のように最も近い値に丸めること、または目標値の符号化に使用できるスペース内で適切な結果を生じるように決めた他の適切な技法により、実行することができる。特定の実施例にしたがって、第１の２つの符号化する目標値は、予測較正ポイントとして知られる特別な選択データ・ポイントに対応することができる。予測較正ポイントは、選択較正ポイントのサブセットを含むことができ、このサブセットは、他の選択較正ポイントよりも正確な残りの選択較正ポイントの値を予測できる。例えば、曲線３００のために、ポイント３２４と３１８とは、下記形式の単純な線形予測関数を使用して、残りの選択較正ポイント３２６と３１２とに関する正確な予測に供与する。
Ｃ1Ｘ1＋Ｃ2Ｘ2＝Ｐ1
ここで、Ｃ1とＣ2とは、定数を表し、Ｘ1とＸ2とは、選択較正ポイント３２４と３１８のための目標値を表し、Ｐ1は、第１の予測値を示す。予測較正ポイントが、残りの選択較正ポイントを正確に予測できる事実は、データ曲線を通信するのに必要な情報量を低減することに使用することができる。
【００２５】
例えば、第３の目標値を通信するために、本発明のある実施例は、予測される第３の目標値を決定し、そして予測される第３の目標値と実際の目標値との間の補正を特定するために、ブロック１１６において予測関数を使用する。補正が一旦決定すると、実際の目標値をコンソールに特定させるために、補正情報のみを通信する必要がある。この補正情報は、コンソールが、第１の２つの符号化した目標値から予測値を決定し、実際の第３の目標値に到着するために、補正情報にしたがって予測値を修正することができるように使用される。この補正情報は、予測目標値を仮定して、実際の目標値に到着するのに必要となる変換方法を示す。一実施例によれば、補正は、予測目標値と実際の目標値との間での算術的な差異に相当する。一旦補正が決定すると、補正情報は、バーコード化可能なフォーマットに変換することができ、名前の付いた値、例えばＢ４として格納される。
【００２６】
一旦、第３の目標値と補正とが決定すると、実例的方法１００は、ブロック１１８に進み、ここで、第４の予測目標値が、第２の予測関数に基づいて計算される。この予測関数は、ブロック１１６における方法と類似な方法で、第１の３つの目標値を入力として受け取る。第４の予測選択値が決定した後、補正を決定することができ、補正情報は、バーコード化可能な名前の付いた値、例えばＢ５に量子化することができる。
【００２７】
一旦、目標値が決定すると、これらの値は、媒体向けに変換される。最近の実施例において、バーコード化可能な値Ｂ１、Ｂ３，Ｂ４、およびＢ５は、ブロック１２０においてデータ・ストリームに結合され、ブロック１２２において、上記の値は、チェックサムに結合することができ、そしてバーコードで符号化するのに適した形式に変換される。例えば、Ｂ１、Ｂ３，Ｂ４、Ｂ５の２進法表示の数列は、チェックサムと共に結合され、次に１６進法表示に変換され、最後に１０進法表示に変換され、ブロック１２４においてバーコードを印字するプリンターに送信することができる。バーコードが印刷された後、方法１００は、ブロック１２６で終了する。別の実施例によれば、目標値は、ＲＦ用ＩＤタグ用媒体、機械的読取り媒体、光学的読取り媒体等のような、他の媒体に適したコードに符号化することができる。
【００２８】
図２は、例示的方法２００を示し、この方法は、媒体から情報を読み取るもので、例えば本発明の一実施例により準備されたバーコードから情報を読み、媒体から較正曲線のような必要情報を取り出す。方法２００は、ブロック２０２から開始し、ここでバーコード・データをデータ・ストリームに取り込む。バーコードは、較正データを必要するデバイスから読むことができる。例えば、バーコードは、使い捨てのマイクロ手術用カセット上に搭載することができ、このカセットは、圧力/変位の較正曲線を必要としている。
【００２９】
ブロック２０２において、バーコードを読み取り後、方法２００は、ブロック２０４に進み、ここで、読取りエラーがあるか否かを決定する。読取りエラーがあるとき、方法２００は、ブロック２２２に進み、ここで機能を停止する。読取りエラーが無いとき、方法２００は、ブロック２０６に進み、ここでチェックサムを取り出す。一旦、チェックサムを取り出すと、ブロック２０８で照合する。チェックサムが正常に照合できないとき、方法２００は、ブロック２２２に進み、ここで機能を停止する。
【００３０】
チェックサムが正常に照合されたとき、方法２００は、ブロック２１０に進み、ここで４つの符号化した値Ｂ１、Ｂ３，Ｂ４、およびＢ５を取り出す。バーコードから値Ｂ１、Ｂ３，Ｂ４、およびＢ５を取り出すことは、例えばバーコードを２進法表示データに変換すること、およびバーコード内の既知の場所に対応するデータ部分を読むこと、を含むことができる。
【００３１】
このような一実施例において、符号化した値は、均等に配分することもできるし、配分しないこともできる。例えば、１つ以上の符号化した値が、符号化したデータの全体精度に一層重く影響することになる可能性がある。このような場合、得られるデータ・セットにおいて、より大きな精度が見込めるように、より多くのビット数を、影響の大きい値に割り当てることができる。例えば、方法１００に関連して上述した実施例において、第１および第２の目標値（これらは、図３の予測較正ポイント３２４と３１８とに対応する値）は、より正確な較正曲線を得るために、目標値３および目標値４の補正よりも、一層大きな精度で符号化することができる。代替として、符号化した値を格納するために使用するビット数は、符号化した値の各々が、同一のビット数を受信するように、均等に配分することもできる。
【００３２】
一旦、符号化した値をバーコードから取り出すと、方法２００は、ブロック２１２に進み、ここで第１の２つの目標値を、再形成する。第１の２つの目標値を再形成することは、例えば取り出したデータを必要なフォーマットおよび適切な単位に変換することを含むことができる。一旦、第１の２つの符号化したデータ・ポイントが、ブロック２１２で再形成されると、方法２００は、ブロック２１４に進み、ここで、第１の２つの再形成した目標値から予測する第３の目標値を決定するために、方法１００で使用したのと同一の予測関数を使用する。一旦、予測する第３の目標値が得られると、実際の第３の目標値を得るために、上記補正が使用される。例えば、この補正が、算術的な差異であるとき、補正量は、実際の第３の目標偏位に到達するように、予測値に加算することができる。
【００３３】
一旦、実際の第３の目標値が得られると、方法２００は、ブロック２１６に進み、ここで、最終予測目標値を、方法１００で使用したのと同一の第２の予測関数を使用して取得する。そして、第４の目標値のための補正は、予測の第４の目標値から実際の第４の目標値に到達するために使用することができる。
【００３４】
一旦、４つの実際の目標偏位値が、ブロック２１２−２１６で得られると、方法２００は、ブロック２１８に進み、ここで、曲線をモデル化する数学関数を決定する。例えば、較正曲線を４次元多項式でモデル化する本発明例によれば、選択データ・ポイントを形成する４つの所定値に付随する４つの目標値は、原点と共に、５つのデータ・ポイントのセットを供与する。これらのセットは、標準的な数学技法により、５つのデータ・ポイントのペアに適合する４次元多項式を充分決定するのに使用することができる。
【００３５】
一旦、データ曲線をモデル化する数学関数を、決定すると、方法２００は、ブロック２２０に進み、ここで、上記関数は、較正する機器のために必要なデータ・ポイントを計算するのに使用される。例えば、図１から図３に示した例によれば、補正係数を伴う４次元多項式は、測定したダイアフラグラムの変位から、圧力値を計算するのに使用することができる。従って、使用期間中、上記機器は、測定したダイアフラグラムの変位における所定の圧力を正確に決定するために、４次元多項式に基づいてモデル化された較正曲線を使用することができる。
【００３６】
上記説明は、多くの詳細な内容を含んでいるが、記載した詳細な内容は、本発明の請求範囲を制限するものとして構成されるものではなく、開示した実施例の単なる例示とすべきものである。当業者は、本発明の請求範囲内から、様々な可能な他の変形例を想定することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施例による較正データの圧縮と符号化のための一例となる実例的方法１００を示す図である。
【図２】本発明の一実施例による圧縮した較正データを解釈するための一例となる例示的方法２００を示す図である。
【図３】本発明のサンプル実施例に使用可能な較正曲線の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１００    実例的方法
２００    例示的方法
３００    較正曲線
【図１】
2008099275.tif 000003
【図２】
2008099275.tif 000004
【図３】
2008099275.tif 000005