(57)【要約】   相互に比較可能な測定結果のシーケンスを得るため、測定毎にほぼ同じ位置で患者身体１０に多数の電極を位置づけることは望ましい。このような測定は、毎日行われることがあるので、患者が例えば家で測定することができることは望ましい。本発明は、医学的に訓練されていない人が測定毎にほぼ同じ位置に電極を位置付けることを可能にする方法及びシステム１００を提供する。この方法は、患者１０の画像１２６を取り込むこと、及び画像１２６を基準画像１２８と比較することを有する。基準画像１２８において、電極位置１３０が示される。基準画像１２８の電極位置１３０は、患者１０の画像１２６に重ね合わされる。インジケータシステム１３４は、患者１０が電極を正しく位置付けることができるように電極の位置１３０を示す。
2010502343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者身体に電極を位置付けるためのシステムであって、
・前記患者身体の実際の画像を発生する画像取込システムと、
・基準身体とこの基準身体における基準位置とを有する基準画像を記憶するメモリ装置と、
・前記実際の画像と前記基準画像とを比較して前記基準身体における前記基準位置に基づいて前記患者身体における電極位置を判定する処理システムと、
・前記患者身体における前記電極位置を示すインジケータシステムと、
を有するシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記画像取込システムは、前記患者身体の立体画像を発生するステレオカメラシステムを有し、前記基準画像は、立体画である、システム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムであって、前記基準画像における前記基準身体の基準姿勢に対応する所定の患者姿勢に前記患者身体を保持する患者身体ホルダをさらに有するシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムであって、前記インジケータシステムは、前記患者身体における前記電極位置にインジケータ投影画像を投影する放射ポインタシステムを有する、システム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムであって、前記インジケータシステムはさらに、患者が自分自身の患者身体において前記インジケータ投影画像を確認することができるように位置合わせ可能なミラーを有する、システム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムであって、前記インジケータシステムは、前記患者身体に前記患者身体の実際の画像及び前記電極位置を表示する表示装置を有する、システム。
【請求項７】
患者身体に電極を位置付けるため方法であって、
（ａ）前記患者身体の実際の画像を取り込むこと
（ｂ）基準身体と前記基準身体における基準位置とを有する基準画像を供給すること
（ｃ）前記実際の画像と前記基準画像とを比較して、前記基準身体における前記基準位置に基づいて前記患者身体における電極位置を判定すること、
（ｄ）前記患者身体における電極位置を示すこと
を有する方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、前記ステップ（ａ）は、前記患者身体の立体画像を取り込むことを有し、前記基準画像は、立体画像である、方法。
【請求項９】
請求項７に記載の方法であって、前記ステップ（ｂ）は、基準画像として前記患者身体の画像を取り込むことを有する、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、前記基準位置を供給するために前記画像を取り込む前に前記患者身体に電極を位置付ける、方法。
【請求項１１】
請求項７に記載の方法であって、前記ステップ（ｂ）は、基準画像として仮想画像を発生すること、又はコンピュータにより当該仮想画像を発生することを有し、前記ステップ（ｃ）は、前記基準画像における発生後の仮想基準身体と前記実際の画像における前記患者身体とを照合することを有する、方法。
【請求項１２】
請求項７に記載の方法であって、前記ステップ（ｄ）は、前記基準位置において前記患者身体に可視放射線のスポットを投影することを有する、方法。
【請求項１３】
請求項７に記載の方法であって、前記ステップ（ｄ）は、表示装置において前記実際の画像及び前記基準位置を視覚化させることを有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医学的に訓練されていない人によって患者の身体に電極を配置するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者の身体への電極の精密な位置付けは、数多くの医療検査にとって不可欠なものである。代表的な例は、ＥＣＧ（心電図）検査及び生体インピーダンス測定である。
【０００３】
このような検査を家庭環境において行おうとすると、医学的に訓練された人が居ない場合があり、患者又は医学的に訓練されていない人は、例えば電極の配置のための或る特定の医学的かつ技術的背景知識を必要とする場合のある作業を行わなければならない。
【０００４】
心不全検査及び／又は慢性心不全治療では、患者により家で患者の身体に対する多数の電極の位置付けを有する毎日の生体インピーダンス測定を行うことが必要となる場合がある。このような繰り返しの測定から意義のある結果を得るために、毎回の測定につきほぼ同じ位置に各電極を置くことが必須である。
【０００５】
例えば、生体インピーダンス技術は、かかる電極配置が変わらない場合、安全で、非侵襲性でかつ再現性のあるものである。肺水腫を検出するために経胸腔的な電気的インピーダンス測定を用いるためには、電極配置の変動の作用により連続した断続性の生体インピーダンス測定の値を限定することが判明した。電極が６ｃｍ動いたときには、約５Ωの差が報告されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
医学的に訓練されていない人が十分な精度で電極を位置づけることができるように患者身体に電極を位置づけるためのシステム及び方法を備えることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１によるシステム及び請求項７による方法において達成される。
【０００８】
本発明によれば、基準身体の基準画像が、電極を配置するための基準位置を有する。患者身体の実際の画像は、取り込まれる。基準画像及び実際の画像は、患者の身体及び基準身体がそれらの位置やサイズなどにつき合致させられるように比較される。そして、基準画像における基準位置は、実際の画像における患者身体の上へ実質的に投影され、これにより患者身体における電極位置を判定する。そして、この判定された電極位置は、医学的に訓練されていない人及び／又は患者自身が当該判定された電極位置に電極を位置づけることができるように示される。
【０００９】
本システムは、常にほぼ同じ姿勢をもって患者がカメラ装置の前方に立つ場合には、通常のカメラ装置を用いることができる。実施例において、画像取込システムは、患者身体の立体画像を発生するためのステレオカメラシステムを有することができる。基準画像は、立体画像である。当該ステレオカメラにより取り込まれる画像から再生可能な情報に基づいて、患者身体の表面における空間的距離を判定することができる。これにより、画像処理システムは、当該基準画像における基準身体の位置又は姿勢と比較して、患者の異なる位置又は姿勢に関して容認することができる。
【００１０】
実施例において、本システムはさらに、基準画像における基準身体の基準姿勢に対応する所定の患者姿勢に患者身体を保持するための患者身体ホルダを有する。患者ホルダは、特に、上述したような通常のカメラ装置との使用に適しているが、ステレオカメラシステムとの組み合わせで用いても有利なものとなる。基準身体の姿勢及び位置と患者身体の姿勢及び位置との差が小さいほど、電極位置は正確に示されることが可能となる。このため、本システムは、患者身体の姿勢及び位置が電極位置を判定し示すために十分であることを示すためのインジケータを有するようにしてもよい。
【００１１】
実施例において、かかるインジケータシステムは、患者身体上の電極位置への可視放射線を用いてインジケータ投影画像を投影するための放射線ポインタシステムを有する。例えば、この放射線ポインタシステムは、レーザポインタシステム、スポット光システム又はデータプロジェクタシステムとされる。インジケータ投影画像は、スポットとしてもよいし、或いは、位置を示すだけでなく電極の必要な方向をも示すことの可能な他の所定の形状を有するものとしてもよい。このシステムはさらに、患者が自分の姿勢を崩す必要なく自分の患者身体上の当該投影画像を見ることができるように、位置決め可能な鏡を有してもよい。
【００１２】
実施例において、このインジケータシステムは、患者身体の実際の画像と患者身体上の電極位置とを表示するための表示装置を有する。患者又は他の人は、この表示装置から電極位置を判定することができる。実際の画像が定期的に更新されると、患者身体上に位置づけられるべき電極は、当該表示画像において視認可能となり、電極は、その表示画像において当該電極が当該表示された電極位置に一致するように位置づけられることが可能となる。例えば、患者身体上に位置づけられるべき電極が当該表示位置に向かって移動させられながら、付加的な支援フィードバックは、当該電極がその最終位置に近づくと増大させられることができるピッチを有する音響トーンについて例えば患者などのユーザに与えられるようにすることができる。当該表示画像は、最終位置に達するなどした場合に、点滅して或いは例えば緑のような明るい色で電極が位置付けられることを示すものとしてもよい。
【００１３】
基準画像は、基準画像として患者身体の画像を取り込むことによって得られるようにしてもよい。実施例において、電極は、基準画像として患者身体の画像を取り込む前に患者身体上に位置づけられ、患者身体上の電極の位置を基準位置として使うことができる。
【００１４】
基準画像は、生成可能、例えばコンピュータにより生成可能である。この生成された画像は、患者の身体に対応する生成された仮想身体を有する。電極位置を判定するため、この生成された仮想の基準身体と患者身体とは照合させられる。かかる照合は、例えば身体の輪郭に基づいて行うことができる。
【００１５】
本発明においては患者身体、特に人の患者身体を参照するが、例えば身体の胴又は腕といった体の一部だけを用いてもよいことが想定される。さらに、患者身体は、動物の体としてもよい。さらに、患者身体は、あらゆる物体として理解されるべきものであり、必ずしも生きている身体と理解されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
以下、本発明を、添付の図面に示されるような限定しない実施例を参照して説明する。
【図１】或る時間期間にわたり測定された心不全患者の生体インピーダンスを示す図。
【図２】本発明によるシステムの第１の実施例を概略的に示す図。
【図３】本発明によるシステムの第２の実施例を概略的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図において、同様の参照数字は同様の構成部を指し示している。
【００１８】
図１は、横軸において入院前の日数を有し、縦軸においてインピーダンス、特に心不全患者の胸郭生体インピーダンスを有する図を示している。図１は、Cheuk-Man Yu氏、Li Wang氏、Elaine Chau氏らによる"Intrathoracic Impedance Monitoring in Patients With Heart Failure Correlation With Fluid Status and Feasibility of Early Warning Preceding Hospitalization", Circulation, August 9, 2005, p. 841 - 848の刊行物から得られる。この胸郭インピーダンスは、１日に少なくとも１回測定されたものである。日にち０において、患者の状態は、患者が入院したほどに悪くなっていた。この図からは、患者の胸郭インピーダンスが入院の約１４日前に既に低くなり始めたことが見て取れる。胸郭インピーダンスの変化の検出により、患者は、入院の１０〜１４日前に治療可能であり、これにより、恐らく入院が回避されていた可能性がある。
【００１９】
胸郭内測定の代わりに、患者の胸郭生体インピーダンスを、患者の胴体上の電極を用いて判定することができる。但し、インピーダンス測定の意義あるシーケンスを得るために、電極は、毎回の測定につきほぼ同じ位置に位置づけられるのがよい。患者が自分で電極を位置付け、又は電極が医学的に訓練されていない人例えば家族により位置付けられるようにすることができるように、本発明によるシステム及び方法が提供される。
【００２０】
図２は、本発明によるシステム１００を概略的に示している。患者１０は、第１のカメラ１１２と第２のカメラ１１４とを有するステレオカメラシステム１１０の前方に位置している。ステレオカメラシステム１１０の出力信号は、処理システム１２０に供給される。処理システム１２０は、ビデオ取込装置１２２を有する。ビデオ画像信号１２２ａは、ビデオ取込装置１２２により出力され、ビデオ画像信号１２２ａにおけるビデオ画像に関し動作する画像前処理装置１２４に供給される。画像前処理装置１２４は、例えば、患者１０の胴体の輪郭を認識することによってビデオ画像における患者１０の胴体を認識するためにビデオ画像を処理する。画像前処理装置１２４は、患者身体の一部、本例では胴体の実際の画像１２６を供給する。
【００２１】
処理システム１２０はさらに、関連の身体部分、本例では胴体の基準画像１２８を記憶するメモリ装置を有する。基準画像１２８において、少なくとも１つの電極基準位置１３０が与えられる。基準位置１３０は、患者１０の関連身体部分に位置づけられるべき電極の位置及び可能であれば方向を示す。
【００２２】
基準画像１２８は、前に取り込まれた患者１０の関連身体部分の画像とすることができる。実施例において、基準画像は、生成された画像、特に患者１０の関連身体部分に対応するコンピュータ生成画像とすることができ、或いは患者１０の身体部分と照合される汎用の生成画像とすることができる。
【００２３】
実際の画像１２６及び基準画像１２８の双方は、比較のために画像処理装置１３２に供給される。基準画像１２８と実際の画像１２６とを比較し照合することによって、基準画像１２８における基準位置１３０は、実際の画像１２６における患者身体部分において照合可能である。例えば、画像処理装置１３２は、基準画像１２８における基準位置１３０に応じて、患者に対して表示される画像に適切な電極位置の表示を重ねるようにしてもよい。
【００２４】
図示の実施例において、実際の画像１２６と基準位置１３０とを有する画像は、表示装置１３４に表示される。表示装置１３４における患者１０の実際の身体部分の表示画像は、患者１０には視認可能である。この表示画像に基づいて、患者１０は、自分の体の対応の電極位置に電極を位置づけることができる。例えば、実際の画像は、定期的に更新され、実質的に絶え間無く更新されつつあるビデオ画像シーケンスとすることができ、電極を保持する患者１０の手は、実際の画像を入力し、示された電極基準位置１３０に向かって動かすことができる。電極がその示された位置に達すると、患者１０は、自分の体に電極を置くことができる。実施例において、システム１００は、電極の位置を検証することができる。
【００２５】
上述したように、図示した実施例は、患者１０が、基準画像１２８における基準身体の位置及び姿勢から所定の限度内で異なりうる位置及び姿勢を有することを可能にするステレオカメラシステム１１０を有する。ステレオカメラシステム１１０は、実際の画像１２６にける空間的距離を判定可能であり、これにより、例えば画像前処理装置１２４により行われる画像補正を可能にする。患者１０に対して、システム１００が動作するために正しく患者が位置づけられていることを示すために、システム１００は、画像前処理装置１２４に結合されるランプ又は音声発生器のような位置インジケータ手段１３６を有するようにしてもよい。画像前処理装置１２４は、患者１０の位置及び姿勢が所定の限度範囲内にあることを判定するや否や、画像前処理装置１２４は、患者１０に患者が正しく位置していることを知らせるために位置インジケータ手段１３６に信号を供給する。実施例において、当該姿勢の正確さに関する情報を、表示画像に統合させるようにしてもよい。
【００２６】
なお、画像（前）処理を考慮すると、単色の背景色以外の色を有する画像における部分を選択することによって画像処理システム１２０が患者１０の体を認識することを可能にする単色のカンバスのような単色性表面の前方に患者１０が立つことが有利なものとなりうる。
【００２７】
図３は、本発明によるシステム２００の第２の実施例を示している。システム２００は、ミラー２０６とカメラ装置２０４を有する処理システム２０２とを有する。患者１０は、上述したように、好ましくは単一の色（単色性）を有するベッド又は診察台のような患者ホルダ１２に位置づけられることを予定している。患者１０は、患者ホルダ１２上に横たわることによって毎回ほぼ同じ姿勢で位置づけられることが可能であるので、カメラ装置２０４は、ステレオカメラシステムではなく、普通のカメラ装置とすることができる。
【００２８】
動作において、患者１０は、カメラ装置２０４の前方に位置づけられ、患者１０の実際の画像が取り込まれる。処理システム２０２は、上述したように、実際の画像を基準画像と比較し、電極位置を判定する。判定された電極位置を用いて、ポインタ装置は、放射線ビーム２０８、例えばレーザビームを出力し、これにより、インジケータ画像、例えば光スポットを当該電極位置に投影することとなる。放射線ビーム２０８の方向は、ポインタ装置に結合されるモータ装置を用いて制御可能である。このようにして、処理システム２０２は、モータを制御することによりインジケータ画像の位置を制御することができる。患者１０は、ミラー２０６において自分の体の上のインジケータ画像を確認することができ、これにより、電極を正しく位置づけることができる。
【００２９】
なお、ここでは本発明の具体的な実施例を開示しているが、これら開示した実施例は本発明の典型例に過ぎず、本発明は様々な形態で具現化可能であることに留意されたい。したがって、ここに開示した特定の構造及び機能的細目は、限定するものと解釈してはならず、請求項の基礎として、また、事実上あらゆる適切に具体化された構造において本発明を様々に使うよう当業者に教示するための代表的基礎として解釈されるに過ぎないものである。さらに、特定の方策が相互に異なる従属請求項において挙げられているという点は、これら方策の組み合わせが活用できないことを意味するものではない。
【００３０】
さらに、ここに用いられた用語及び語句は、限定することを意図しておらず、むしろ、本発明の理解可能な説明を提供することを意図するものである。ここで用いられる単数表現は、１つ以上のものとして定義される。ここで用いられているような「他の」なる文言は、少なくとも第２のもの又はそれ以上のものとして定義されるものである。ここで用いられるような「包含及び／又は具備する」なる文言は、「有する」として定義される（すなわちオープンラングエージ）。ここで用いられるような「結合」なる文言は、「接続」として定義されるが、必ずしも直接的なものでなく、また必ずしも有線によるものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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