(57)【要約】本発明は、インタロゲータ、金属及びＲＦＩＤ（radio frequency identification）オブジェクトを識別する方法、及び同様のものを用いるインタロゲーション・システムに関連する。一実施例において、インタロゲータ（１１００）は、金属オブジェクトの存在を表わす金属シグネチャーを有する第１の信号を提供するように構成された金属感知サブシステム（１１０５）、及びＲＦＩＤオブジェクトの存在を表わすシグネチャーを有する第２の信号を提供するように構成されたＲＦＩＤ感知サブシステム（１１１０）を含む。インタロゲータ（１１００）は、第１及び第２の信号の１つから金属及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別するように構成された制御及び処理サブシステム（１１１５）も含む。
2006522985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インタロゲータであって、
金属オブジェクトの存在を表わす金属シグネチャーを有する第１の信号を提供するように構成された金属感知サブシステム、
ＲＦＩＤ（radio frequency identification）オブジェクトの存在を表わすＲＦＩＤシグネチャーを有する第２の信号を提供するように構成されたＲＦＩＤ感知サブシステム、及び
前記第１及び第２の信号のうち１つから前記金属及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別するように構成された制御及び処理サブシステム
を含むインタロゲータ。
【請求項２】
請求項１に記載のインタロゲータであって、前記制御及び処理サブシステムがデータベースを用いるように構成されたインタロゲータ。
【請求項３】
請求項１に記載のインタロゲータであって、前記ＲＦＩＤ感知サブシステムが、特徴の位置を示すためにＲＦＩＤ位置マーカーを用いるように構成されたインタロゲータ。
【請求項４】
請求項１に記載のインタロゲータであって、前記ＲＦＩＤ感知サブシステムが、データを提供するためにＲＦＩＤ情報タグを用いるように構成されたインタロゲータ。
【請求項５】
請求項１に記載のインタロゲータであって、通信サブシステムを更に含むインタロゲータ。
【請求項６】
請求項１に記載のインタロゲータであって、ユーザー・インタフェースを更に含むインタロゲータ。
【請求項７】
請求項１に記載のインタロゲータであって、ポジション・センサーを更に含むインタロゲータ。
【請求項８】
請求項１に記載のインタロゲータであって、前記金属感知サブシステムが、金属感知アンテナ・インタフェース及び金属感知アンテナを用いるように構成されたインタロゲータ。
【請求項９】
請求項１に記載のインタロゲータであって、前記ＲＦＩＤ感知サブシステムが、ＲＦＩＤ感知アンテナ・インタフェース及びＲＦＩＤ感知アンテナを用いるように構成されたインタロゲータ。
【請求項１０】
請求項１に記載のインタロゲータであって、前記金属及びＲＦＩＤ感知サブシステムが、アンテナ・ダイプレクサ及び統合された感知アンテナを用いるように構成されたインタロゲータ。
【請求項１１】
金属及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別する方法であって、
金属オブジェクトの存在を表わす金属シグネチャーを有する第１の信号を提供し、
ＲＦＩＤオブジェクトの存在を表わすＲＦＩＤシグネチャーを有する第２の信号を更に提供し、更に、
前記第１及び第２の信号のうち１つから前記金属及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別する
ことを含む方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、前記識別がデータベースを用いる方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法であって、前記更なる提供が、特徴の位置を示すためにＲＦＩＤ位置マーカーを用いることによって成される方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の方法であって、前記更なる提供が、データを提供するためにＲＦＩＤ情報タグを用いる方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の方法であって、前記識別と協働してトランシーバへ通信信号を提供することを更に含む方法。
【請求項１６】
請求項１１に記載の方法であって、前記識別と協働してユーザー・インタフェースを提供することを更に含む方法。
【請求項１７】
請求項１１に記載の方法であって、前記識別と協働して位置感知を提供することを更に含む方法。
【請求項１８】
請求項１１に記載の方法であって、前記提供が、金属感知アンテナ・インタフェース及び金属感知アンテナに接続された金属感知サブシステムによって成される方法。
【請求項１９】
請求項１１に記載の方法であって、前記更なる提供が、ＲＦＩＤ感知アンテナ・インタフェース及びＲＦＩＤ感知アンテナに接続されたＲＦＩＤ感知サブシステムによって成される方法。
【請求項２０】
請求項１１に記載の方法であって、前記提供及び前記更なる提供が、アンテナ・ダイプレクサ及び統合された感知アンテナに接続された金属及びＲＦＩＤ感知サブシステムによって成される方法。
【請求項２１】
インタロゲータであって、
金属オブジェクトの存在を表わす金属シグネチャーとＲＦＩＤオブジェクトの存在を表わすＲＦＩＤシグネチャーのうち少なくとも１つを有する信号を提供するように構成された感知サブシステム、及び
前記金属及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別するため、適応性統合フィルタを用い、観測値及びデータの１つと連携して前記信号の処理を調整するように構成された制御及び処理サブシステム
を含むインタロゲータ。
【請求項２２】
請求項２１に記載のインタロゲータであって、前記感知サブシステムが、金属感知サブシステム及びＲＦＩＤ感知サブシステムを含むインタロゲータ。
【請求項２３】
請求項２１に記載のインタロゲータであって、前記データが、前記制御及び処理サブシステムによって用いられ得るデータベースに配置されるインタロゲータ。
【請求項２４】
請求項２１に記載のインタロゲータであって、インタロゲータ位置観測値を提供するように構成されたポジション・センサーを更に含むインタロゲータ。
【請求項２５】
請求項２１に記載のインタロゲータであって、
通信サブシステム、
ユーザー・インタフェース、
金属感知アンテナ・インタフェース及び金属感知アンテナ、及び
ＲＦＩＤ感知アンテナ・インタフェース及びＲＦＩＤ感知アンテナ
を更に含むインタロゲータ。
【請求項２６】
金属及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別する方法であって、
金属オブジェクトの存在を表わす金属シグネチャー及びＲＦＩＤオブジェクトの存在を表わすＲＦＩＤシグネチャーのうち少なくとも１つを有する信号を提供し、
適応性統合フィルタと連携して、観測値及びデータの１つと関連して前記信号の処理を調整し、更に、
前記金属及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別する
ことを含む方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の方法であって、前記提供が、金属感知サブシステム及びＲＦＩＤ感知サブシステムを含む感知サブシステムによって成される方法。
【請求項２８】
請求項２６に記載の方法であって、前記データがデータベースに配置される方法。
【請求項２９】
請求項２６に記載の方法であって、インタロゲータ位置観測値を提供するために位置感知を更に含む方法。
【請求項３０】
請求項２６に記載の方法であって、前記識別と協働してトランシーバ及びユーザー・インタフェースへ通信信号を提供することを更に含む方法。
【請求項３１】
インタロゲータであって、
金属オブジェクトの存在を表わす金属シグネチャーとＲＦＩＤオブジェクトの存在を表わすＲＦＩＤシグネチャーのうち少なくとも１つを有する複数の信号を提供するように構成された感知サブシステムと、
前記金属及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別するため、前記複数の信号を調整するように構成された制御及び処理サブシステム
を含むインタロゲータ。
【請求項３２】
請求項３１に記載のインタロゲータであって、前記感知サブシステムが、金属感知サブシステム及びＲＦＩＤ感知サブシステムを含むインタロゲータ。
【請求項３３】
請求項３１に記載のインタロゲータであって、前記感知サブシステムが、多数のスキャンと連携して前記複数の信号を提供するように構成されたインタロゲータ。
【請求項３４】
請求項３１に記載のインタロゲータであって、前記制御及び処理サブシステムが、マルチスキャン、コヒーレント信号処理を用いるように構成されたインタロゲータ。
【請求項３５】
請求項３１に記載のインタロゲータであって、
通信サブシステム、
ユーザー・インタフェース、
金属感知アンテナ・インタフェース及び金属感知アンテナ、及び
ＲＦＩＤ感知アンテナ・インタフェース及びＲＦＩＤ感知アンテナ
を更に含むインタロゲータ。
【請求項３６】
金属及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別する方法であって、
金属オブジェクトの存在を表わす金属シグネチャー及びＲＦＩＤオブジェクトの存在を表わすＲＦＩＤシグネチャーのうち少なくとも１つを有する複数の信号を提供し、
前記複数の信号の処理を調整し、更に、
前記金属及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別する
ことを含む方法。
【請求項３７】
請求項３６に記載の方法であって、前記提供が、金属感知サブシステム及びＲＦＩＤ感知サブシステムを含む感知サブシステムによって成される方法。
【請求項３８】
請求項３６に記載の方法であって、前記複数の信号の前記提供が、多数のスキャンと連携して成される方法。
【請求項３９】
請求項３６に記載の方法であって、前記調整は、マルチスキャン、コヒーレント信号処理と連携して成される方法。
【請求項４０】
請求項３６に記載の方法であって、前記識別と協働してトランシーバ及びユーザー・インタフェースへ通信信号を提供することを更に含む方法。
【請求項４１】
インタロゲーション・システムであって、
コンピュータ・システム、
前記コンピュータ・システムのために信号を送信及び受信するトランシーバ、及び
インタロゲータを含み、インタロゲータが、
金属オブジェクトの存在を表わす金属シグネチャーを有する第１の信号を提供する金属感知サブシステム、
ＲＦＩＤオブジェクトの存在を表わすＲＦＩＤシグネチャーを有する第２の信号を提供するＲＦＩＤ感知サブシステム、
前記第１及び第２の信号のうちの１つから前記金属及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別する制御及び処理サブシステム、及び
前記トランシーバと通信する通信サブシステム
を含むインタロゲーション・システム。
【請求項４２】
請求項４１に記載のインタロゲーション・システムであって、前記制御及び処理サブシステムがデータベースを用いるインタロゲーション・システム。
【請求項４３】
請求項４２に記載のインタロゲーション・システムであって、前記データベースがインターネットを用いるインタロゲーション・システム。
【請求項４４】
請求項４１に記載のインタロゲーション・システムであって、前記ＲＦＩＤ感知サブシステムが、特徴の位置を示すためにＲＦＩＤ位置マーカーを用いるインタロゲーション・システム。
【請求項４５】
請求項４１に記載のインタロゲーション・システムであって、前記ＲＦＩＤ感知サブシステムが、データを提供するためにＲＦＩＤ情報タグを用いるインタロゲーション・システム。
【請求項４６】
請求項４１に記載のインタロゲーション・システムであって、ユーザー・インタフェースを更に含むインタロゲーション・システム。
【請求項４７】
請求項４１に記載のインタロゲーション・システムであって、ポジション・センサーを更に含むインタロゲーション・システム。
【請求項４８】
請求項４１に記載のインタロゲーション・システムであって、前記金属感知サブシステムが、アンテナ・インタフェース及び金属感知アンテナを用いるインタロゲーション・システム。
【請求項４９】
請求項４１に記載のインタロゲーション・システムであって、前記ＲＦＩＤ感知サブシステムが、ＲＦＩＤ感知アンテナ・インタフェース及びＲＦＩＤ感知アンテナを用いるインタロゲーション・システム。
【請求項５０】
請求項４１に記載のインタロゲーション・システムであって、前記金属及びＲＦＩＤ感知サブシステムが、アンテナ・ダイプレクサ及び統合された感知アンテナを用いるインタロゲーション・システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に通信システムに関し、更に具体的に言えば、インタロゲータ、金属オブジェクト及びＲＦＩＤ（radio frequency identification）オブジェクトを識別する方法、及び同様のものを用いるインタロゲーション・システムに関連する。
【背景技術】
【０００２】
在庫管理又は同様の目的の資産追跡は、２、３例を挙げると、食品産業、衣料業界、及びかなり多数の製造部門など、多くの産業部門において用いられている。多くの場合、バーコード化されたタグ又はＲＦＩＤタグが資産に貼り付けられ、リーダーが、そのタグを読み、追跡される資産を最終的に捜し当てるため、その品物に問い掛けをする(interrogate)。容易には採用されないが、心電図（Elektrokardiogramm(EKG)）装置や他のモジュラー患者監視機器などの機器を追跡するために、類似のシステムが医療の環境で用いられ得る。
【０００３】
特に注目すべきなのは手術の環境であり、そこでは、手術の準備のため、予め滅菌された手術用具及び使い捨ての品々（まとめて手術用品と呼ぶ）の用具キットが手術施設（surgical suite）に運ばれる。この用具キットには、行われる手術の種類に基づいて、止血鉗子、クランプ、鉗子、はさみ、スポンジ、及び同様のものを含む手術用品一揃えが含まれる。通常、手術室ナースが、このキットから手術用品をはずし、手術台の後ろに置かれるバックテーブルの上にそれらを並べる。手術用品は、医師やサポートチームに届きやすく扱いやすいように、巻いたタオル地の上に整列させる。手術処置の経過中、手術用品は、手術台のそばの「メイヨー(Mayo)」スタンドに置かれることが多いが、使用されない手術用品はバックテーブルに残される。手術の経過中及び終了時に、すべての手術用品は、特に、患者の体内にいかなる手術用品も残さぬように、入念にカウントしなければならない。
【０００４】
その結果、手術用品は手術処置の経過中に少なくとも三回カウントされるのが典型的である。第１のカウントは処置を開始する前に成され、第２のカウントは患者の閉創前に成され、第３のカウントは処置の終了時に成される。処置に１つ以上の手術チームが配属される場合など多くの場合において、しばしば異なるスタッフ（例えば、外回りナース及び手術室ナース）が関与して、手術用品のカウントが更に多く成される。実際には、米国手術室看護協会（AORN）は、手術処置の推奨する業務の一部として手術用品の４回のカウントを勧めている。また、手術用品のカウントを把握し続けるため、手術用品のカウントを示す、ホワイトボードに走り書きした視覚的な記録などの原始的なシステム、又は他の更にもっと進歩したコンピュータ・カウント・システムなどを用いることが多い。
【０００５】
通常、カウントするプロセスの間、手術施設の手術室への入退出は制限されるが、これによって貴重な専門スタッフを引き留めることになる。そのカウントで不一致があった場合、更なるカウントによって、必要であれば、患者の身体検査やＸ線検査によって解決しなければならない。カウントの不一致の原因が、手術用品が患者の体内に残されたことであることは稀であるが、毎回の手術処置で生じるカウント及び再カウント、及び手術用品の紛失に関連する影響は、医療施設や専門職にとって重大な関心事である。
【０００６】
このように、手術用品を手作業で何度もカウントすることは、時間がかかり、重要な専門スタッフの手をふさぎ、手術施設のダウンタイムにつながり、手術処置からスタッフの注意をそらし、患者が麻酔を受けている時間を延ばして死亡率の増加につながり、関与するものすべてにとって概して不快なことであり、用具を患者の体内に残すという過失にもつながる。スタッフ、資本設備、及び手術施設自体に関連するこのような遅延の平均コスト超過が、処置当たり数万ドルに達し得ることはよく理解できるであろう。年間ベースで、手術施設に関連する生産性の損失はかなりな大きさであり、医療施設の収益を支えるために対処すべきである。
【０００７】
上述の警告の程度と同等に、手術用品の紛失に関連する問題、特に患者体内への手術用品置き忘れは深刻な問題であり、医療過誤保険のコストに大きな影響を与える。実際、患者体内への異物置き忘れは、医療過誤の請求のカテゴリーの中で最もよく見られるものの１つであり、置き忘れ異物で最もよくあるのはスポンジである。それに従い、患者体内にスポンジ状の異物が残されることについて「gossypiboma」（gossypiumはラテン語で綿、bomaはスワヒリ語で隠れ場所のことである）として知られる診断がある。医療文献には、残されたスポンジが手術処理の数日、数ヶ月、或いはそれどころか数年後に見つかったことを示す報告が数多くある。
【０００８】
スポンジは、たいてい４インチ四方又は２インチ掛ける４インチの長方形を覆う寸法のガーゼ状の材料でできているのが典型的である。かつてはスポンジは綿でできているのが一般的であったが、今では多数のフィラメント材料が用いられている。場合によっては、放射線不透過性材料（例えば、硫酸バリウム（BaSO4））のフィラメントが手術用スポンジに織り込まれる。このフィラメントは、患者の中にスポンジが存在するかどうかを判定する目的で、Ｘ線装置上に明確なシグネチャーを生成するために提供される。これは概して効果的であるが、これらのフィラメントでもスポンジの位置特定を助けるのに100％効果的ではない。様々な研究者が、手作業によるカウントを補足するためのＸ線方式は当てにはならないことを報告している。
【０００９】
更に、スポンジが体内に長期間残った場合、放射線不透過性のフィラメントは、位置特定をすることだけでなく内部構造に沿うことすら難しくなり得る。Ｘ線検査よりもＣＴ（computerized tomography）スキャンの方が効果的となり得ることを示唆する者もいる。これは、ＣＴスキャン及び超音波診断は、スポンジによる密度の減少、及びスポンジ内に閉じ込められた気泡の特徴的なパターンを検出し得るためである。放射線専門医の多くは、紛失したスポンジが見つかる問題について長年にわたり多くの論文を発表しており、これらは医療の分野では一般的に知られている。
【００１０】
前述のように、品物をカウントすること、追跡すること、及び捜し当てることは他の分野で幅広く実践されており、より普及しており最も低コストのアプローチのうち２つは、種々の種類のバーコード技術及びＲＦＩＤ技術に関連している。バーコード技術と同様にＲＦＩＤ技術は、主に自動データ取り込みに用いられており、これまでのところこれらの技術は手術用品のカウントとは一般的に適合していない。バーコード及びＲＦＩＤ技術が医療環境に適合しない理由は、液体や廃棄物で覆われた用品を識別するという前提条件と、読み取り可能なタグを含めた手術用品の滅菌に関連する要件である。
【００１１】
手術施設以外では、医療界は、様々な形式の自動識別、カウント、及び捜索システム及び方法に慣れていないわけではない。例えば、Irazoquiらに付与された米国特許番号第４１６４３２０号、発明の名称「患者及び検体識別手段及び同様のものを用いるシステム（Patient and Specimen Identification Means and System Employing Same）」は、患者及び特定の患者に関連する検体を明確に識別するための磁気符号化技術について記載している。大体において、Irazoquiら及び他の文献では、バーコードや磁気ストライプなど機械読み取り可能な技術を主に用いる。医療界は、自動識別、カウント、及び捜索システムが過誤を減らし、在庫管理を改善し、記録管理を自動化し得ることを一般的に認識している。
【００１２】
手術施設のため及び手術用品をカウントする目的では、医療界は、バーコード技術やＲＦＩＤ技術などの第一世代の在庫管理デバイスを受け入れていない。これは、これらの解決策が、手術環境の厳しい要求を満たすように適合されていないという認識のためである。しかし、一般の理解に反して、弾性表面波技術を用いるタグを含むＲＦＩＤタグは、認識されている制約の多くを受けない可能性がある。また、手術環境でのバーコードの利用を妨げている問題は、ＲＦＩＤタグに対しては同様の影響はない。
【００１３】
前に述べたように、ＲＦＩＤ技術でよく知られている用途には、航空会社の手荷物追跡の、又は在庫管理や盗難抑止のため多くの店にある「スマートラベル」が含まれる。時には、スマートラベルはＲＦＩＤ技術とバーコード技術を組み合わせることがある。タグにはバッテリーが含まれ得、典型的には、読み出し専用デバイスとしてのみ、又は読み出し／書込みデバイスとして機能する。ＲＦＩＤ技術でそれほど知られていない用途には、盗難防止デバイスとして自動車のキー・チェーンに含まれるＲＦＩＤタグ、従業員の識別バッジ、刑務所の受刑者或いは娯楽やリクリエーション施設の利用客を識別及び追跡する正確で安全な方法としてリストバンドに組み込まれるＲＦＩＤタグがある。医療分野の中では、ＲＦＩＤタグは、患者や患者のファイル、従業員識別バッジ、血液バッグの識別、及び医療業務のための製品を製造するメーカーの工場内のプロセス管理を追跡する目的で用いられている。
【００１４】
バッテリーを有さないＲＦＩＤタグ（即ち、受動デバイス）は、能動デバイスのものよりも小さく、軽く、安いのが典型的である。受動型ＲＦＩＤタグは、典型的に、メンテナンスフリーであり長期間持続し得る。受動型ＲＦＩＤタグは、比較的廉価であり、一般的に長さが１インチよりも短く、機密ガラスシリンダに封入したときの直径が約８分の１インチである。これらは近いうちにもっと小さくなることが最近の開発で示されている。ＲＦＩＤタグは、非常に多くの固有の識別（ＩＤ）番号（例えば、およそ18,446,744,073,709,551,616個の固有のＩＤ番号）を表わす64ビット又はそれ以上のビットのデータで符号化することができる。符号化されるデータのこの数が、手術処置において又は資産追跡による恩恵を受ける他の環境において用いられる、あらゆる品物を識別するのに十二分な固有の符号を提供することは明らかである。
【００１５】
ＲＦＩＤインタロゲーション・システムの重要な特質は、搬送信号に識別情報をつける技術に関連する信号処理に由来する多くのタグが、同時に問い掛けされ得ることである。関連する及び望ましい特質は、典型的に、タグ間に必要とされる最小間隔がないことである。衝突防止アルゴリズムを用いて、非常に厳しい読み取り範囲でも多数のタグが容易に識別され得、相互の離調（detuning）を避けるための最小間隔（例えば、５センチメートル又はそれ以下）のみが必要となるのが一般的である。バーコードを用いるシステムなど殆どの他の識別システムでは、通常は各デバイスを個別に問い掛けすることが強いられる。近接して配置された複数のタグに同時に問い掛けする能力は、大量の品物の迅速なインタロゲーションを要求する用途に望ましいものである。
【００１６】
手術用品の追跡及び捜索に加え、手術用品の管理の重要な要件は、滅菌処置及びプロセスに関与している。現在用いられている１つの滅菌プロセスは、特殊な破砕防止チャンバー内の３つまでの圧力雰囲気でのエチレンオキサイドガスと他のガスとの組み合わせの使用を含む。効果的な無菌レベルを達成するため、このプロセスには、材料をそのガスに１時間又はそれ以上晒した後に12時間の通気期間が必要である。滅菌が、あらゆる微生物のタンパク性構造のアミノ基のアルキル化によって達成されるため、初期ガス曝露時間は比較的長い。このため、前述の滅菌処理には、滅菌するべき用品を反応性雰囲気に一層長く晒すことが含まれる。
【００１７】
滅菌を行なうアプローチは他にも多く用いられている。そのようなプロセスの１つは高圧蒸気オートクレーブである。このプロセスは滅菌するべき用品を高温に晒す。このプロセスは、腐食性の及び先が鋭い金属、プラスチック製デバイス、又は医療環境で用いられ得る他のデバイスなど、湿気又は高温の何れかの影響を受ける材料には適していない。他の滅菌技術はＸ線又は放射性源を用いる。Ｘ線処理は困難であり高価であり、一方、放射線源を用いるには、放射線安全対策だけでなく、費用のかかる廃物処理措置が必要である。放射線技術も、例えば、カテーテルやバーコード・ラベルなどの軟質の材料を脆化させ得る幾つかの材料の放射線誘発分子変化のために問題がある。
【００１８】
提案されている他の滅菌アプローチには、水素分子を放出するガスによって生成されるような高度に減圧されたガス・プラズマに、又は酸素を含むものなど高度に酸化されたガス・プラズマに、医療デバイスや材料を晒すことによって達成される表面処理が含まれる。特定の滅菌要件に応じて、酸素によって提供される雰囲気と水素によって提供される雰囲気との間の穏やかに酸化された雰囲気が、純粋状態の窒素分子、或いは不活性ガスによって補われた水素又は酸素との多成分混合の窒素分子を放出するガスによって提供される。このように、プラズマ放出化学物理的パラメータは、滅菌及び表面処理の実際のほぼいかなる用途にも合うように調節することができる。
【００１９】
滅菌を行なうための他のアプローチは多数あるが、前述の説明は、幅広い範囲の、熱的、化学的、放射性、及び他の方法が用いられており、更に調査されていることを示す。識別技術、分類技術、又はマーキング技術で、このような広範囲の、要求の厳しい条件と適合するものは少ない。ステンレス鋼の用具には読み取り可能なタグの形式で彫り込むことができるが、そのような技術は、スポンジなどの使い捨て用品にはまず間違いなく適合しない。
【００２０】
前述で触れたように、ＲＦＩＤタグは多数の苛酷な環境と適合してきている。例えば、製薬業界では、ＲＦＩＤタグは、製品が摂氏120度を超えて一定時間の間滅菌されることが必要な製造プロセスを耐えている。製品は、ＲＦＩＤタグでタグ付けされたスチール・ラックに搭載されてオートクレーブ処理され、そのラックがコンベヤ上のオートクレーブを通過するというようなプロセスの開始時と終了時に、そのラックのＩＤ番号及び時間／日付スタンプが自動的に収集されるようになっている。ＲＦＩＤタグは、摂氏120度を超える温度で1000時間以上耐えられるように特徴付けすることが可能である。これは、ＲＦＩＤタグがオートクレーブ処理に関連する高温を含む過酷な環境にどのように耐え得るかの一例に過ぎないが、バーコード・ラベルがこのような処理に耐えることはありそうもない。
【００２１】
医療環境に戻ると、2002年4月4日に、アプライド・デジタル・ソリューションズ社は、同社のＲＦＩＤ製品ベリチップ（VeriChip）は規定の医療用デバイスであるとは考えられないとする米国食品医薬品局（ＦＤＡ）の文書による指導を受けたことを発表した。このデバイスは、ペースメーカーなど移植されたデバイスを識別するための解決策との関連で説明されてきている。要求の厳しい環境に耐えるＲＦＩＤタグの他の例は、獣医や畜産の目的にこのようなデバイスを用いる場合に見ることができる。これらのＲＦＩＤタグは、世界中で何百万もの家畜やペットを識別するため用いられている。これらのシステムは、食肉や乳畜、高価な種畜、及び実験動物を追跡する。典型的に、タグは密閉封止され、その動物の一生にわたって動作する。体液、温度、機械的衝撃、通常の電磁干渉、及びＸ線などの放射は、そのタグ内にプログラムされたコードに影響を与えない。これらのタグは、そのような環境において、耐え抜くだけではなく信頼性を持って機能する。
【００２２】
識別タグやラベルは、医療の用途に関連する困難な条件に耐えることができるかもしれないが、手術用品に識別素子を取り付けることに関して、別の難題がある。ＲＦＩＤタグは、機械的技術を用いることによってデバイスに取り付けられることが多く、或いは縫い付け技術で貼り付けることもある。ＲＦＩＤタグのデバイスへの取り付けで、より一般的な形式は、カプセル封入又は粘着を含むボンディング技術によるものである。
【００２３】
医療デバイスメーカーはボンディングのための複数のオプションを有しているが、生体適合性、結合強度、硬化特性、柔軟性、及びギャップ埋め能力などの分野において材料間に重要な差異があることがある。使い捨て医療デバイス及び再使用可能な医療デバイスの両方の組立て及び製造において、多くのボンディング材料が用いられ、それらの多くは、米国薬局方クラス４(Class VI)規定に認証されている。これらの製品には、エポキシ、シリコン、紫外線硬化、シアノアクリレート、及び特殊なアクリルポリマー配合が含まれる。
多くの場合、生体適合性のあるエポキシは、その靭性及び汎用性の特性のため魅力的な選択肢となる。エポキシは、強く耐久性のある結合を形成し、効果的にギャップを埋め、殆どの種類の物質に良好に付着する。医療用エポキシの一般的な用途には、いくつか例を挙げると、内視鏡のレンズの結合、使い捨てカテーテルの管へのプラスチック端の取り付け、移植可能な人工器官デバイスのコーティング、バルーン血管形成用のバルーンのカテーテルへの結合、及び冠動脈バイパス形成手術のためのダイヤモンド・メス刃の結合など、滅菌適合性を必要とする多くの用途が含まれる。このような広範囲の材料が利用可能であり、いくつかは、丈夫で、耐水性があり、ガス抜けが少なく、華氏600度までの温度範囲を超えても寸法的に安定である、高強度の結合を提供する。いくつかのエポキシは、オートクレーブ処理、放射、エチレンオキサイド、及び冷却（例えば、化学的）滅菌法など、繰り返しの滅菌に耐えることができる。
【００２４】
手術用品のカウントに関して、現在、手術器具及び使い捨て用品に種々のホルダーを用いることができる。多くの場合、搬送又は滅菌に適した方式で医療器具を保持する方法は、視覚的カウントが成され得るような方式で手術用品を表示するための構造と組み合わされている。例えば、Grastyらに付与された米国特許第３８０２５５５号、発明の名称「手術器具パッケージ及び取扱い手順（Surgical Instrument Package and Handling Procedure）」は、手術器具のための窪んだ仕切りを有するトレイのセットを含む手術器具パッケージ及び取扱い手順を開示している。Grastyら及び多くの他の参考文献は、カウントする手順は視覚的に成されること、また、器具の種類や数を異なる手順用に合わせる際の柔軟性は少ししかないことを示している。
【００２５】
最近、器具を自動でカウントするためにコンピュータ制御デバイスが用いられてきている。しかし、これらのコンピュータ制御デバイスは、Hooverに付与された米国特許番号第４９４３９３９号、発明の名称「手術器具捜索装置及び方法（Surgical Instrument Accounting Apparatus and Method）」に記載された手術用カウント・スタンドなど、比較的複雑で高価である。今までのところ、これらのコンピュータ制御デバイスでは、手術器具及び使い捨て用品は、存在を又は場合によってはその器具の移動をセンサー又は視覚システムが検出できるように、或る特定の位置に配置する必要がある。これらのシステムは多くの共通の欠点に悩まされる。例えば、現在用いることのできるシステムは、あらゆる種類の手術用品を自動でカウントする装置を開示しておらず、またこれらのシステムは、紛失した器具の特定のアイデンティティ及び位置を確認するために手術用品をカウント及び再カウントすることに関連する、時間、財務費用、及びリスクを減らすことはない。
【００２６】
従って、この分野で必要とされているのは、先行技術の欠点を克服する、医療環境の手術用品などあらゆる種類の用品を識別及び捜索するためのインタロゲータ、インタロゲーション・システム、及び関連する方法である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００２７】
先行技術の上述の欠点に対処するため、本発明は、金属オブジェクト及びＲＦＩＤオブジェクトを識別する際に用いるインタロゲータを提供する。一実施例において、インタロゲータは、金属器具などの金属オブジェクトの存在を表わす金属シグネチャーを有する第１の信号を提供するように構成された金属感知サブシステムと、ＲＦＩＤ情報タグを有するオブジェクトなどのＲＦＩＤオブジェクトの存在を表わすＲＦＩＤシグネチャーを有する第２の信号を提供するように構成されたＲＦＩＤ感知サブシステムを含む。インタロゲータは、第１及び第２の信号のうち１つから金属オブジェクト及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別するように構成された制御及び処理サブシステムも含む。関連する側面において、本発明は、金属オブジェクト及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別する、対応する方法を提供する。
【００２８】
別の実施例において、本発明は、金属オブジェクトの存在を表わす金属シグネチャーとＲＦＩＤオブジェクトの存在を表わすＲＦＩＤシグネチャーのうち少なくとも１つを有する信号を提供するように構成された感知サブシステムを含むインタロゲータを提供する。このインタロゲータは、金属オブジェクト及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別するため、適応性統合フィルタを用い、観測値(observable)及びデータの１つと関連して信号の処理を調整するように構成された、制御及び処理サブシステムも含む。データは、制御及び処理サブシステムによって用いられ得るデータベースに配置され得、インタロゲータは、インタロゲータ位置観測値を提供するように構成されたポジション・センサーを含み得る。関連する側面において、本発明は、金属オブジェクト及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別する、対応する方法を提供する。
【００２９】
別の実施例において、本発明は、金属オブジェクトの存在を表わす金属シグネチャーとＲＦＩＤオブジェクトの存在を表わすＲＦＩＤシグネチャーのうち少なくとも１つを有する複数の信号を提供するように構成された感知サブシステムを含む。このインタロゲータは、金属オブジェクト及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別するため、複数の信号の処理を調整するように構成された制御及び処理サブシステムも含む。この感知サブシステムは、多数のスキャンと連携して複数の信号を提供し得、制御及び処理サブシステムは、マルチスキャン、コヒーレント信号処理を用い得る。関連する側面において、本発明は、金属オブジェクト及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別する、対応する方法を提供する。
【００３０】
別の側面において、本発明は、医療施設と共に制約なく用いられ得るインタロゲーション・システムを提供する。このインタロゲーション・システムは、コンピュータ・システム、及びコンピュータ・システムに関連する信号を送信及び受信するトランシーバを含む。このインタロゲーション・システムはインタロゲータも含み、このインタロゲータは、金属オブジェクトの存在を表わす金属シグネチャーを有する第１の信号を提供する金属感知サブシステムと、ＲＦＩＤオブジェクトの存在を表わすＲＦＩＤシグネチャーを有する第２の信号を提供するＲＦＩＤ感知サブシステムを含む。インタロゲータは更に、第１及び第２の信号のうちの１つから金属オブジェクト及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別する制御及び処理サブシステム、及びトランシーバと通信する通信サブシステムも含む。
【００３１】
前述の概要は、以下の本発明の詳細な説明を当業者がよりよく理解できるように、本発明の好ましい及び代替の特徴を大まかに概説したものである。本発明の特許請求の範囲の主題を形成する本発明のその他の特徴を以下で説明する。開示された概念及び具体的な実施例は、本発明の目的と同じものを実行するために別の構造を設計又は修正する基盤として、容易に利用可能であることは当業者には認められてしかるべきである。また、そのような等価の構造は、最も幅広い形式の本発明の趣旨及び範囲から逸脱するものではないことは当業者には認められて当然である。
【００３２】
本発明を更によく理解するために、添付図面に関連して以下の説明を参照する。
【実施例】
【００３３】
まず図１を参照すると、本発明の原理に従って構成された、医療環境で用いることの可能な通信システムの一実施例の略図が図示されており、通信システム全体を１００で示す。通信システム１００は、通信ネットワーク１０５を通して情報を配信、収集、及び処理するように構成され、通信ネットワーク１０５は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、イントラネット、エクストラネット、インターネット、ワールドワイドウェブ、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、将来これらを拡張したもの（例えば、インターネット２）、又はこれらの組み合わせを含み得る。本発明の目的のため、ワールドワイドウェブは、ＨＴＴＰ（Hypertext Transfer Protocol）を一般的に用いているインターネット上の全てのリソース及びユーザーと定義される。本発明の一実施例において、通信システム１００は、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）を用いてそれに接続される各デバイスと通信する。
【００３４】
ＴＣＰ／ＩＰは二層のプロトコルである。上位層であるＴＣＰ（Transmission Control Protocol）は、メッセージ又はファイルの一層小さなパケットへのアセンブルを管理し、これらのパケットは、通信ネットワーク１０５上で転送され、それらのパケットをオリジナルメッセージへ再アセンブルするＴＣＰ層によって受信される。下位層であるＩＰ（Internet Protocol）は、各パケットが正しい宛先に届くように各パケットのアドレス部分を処理する。通信システム１００の各ゲートウェイ・コンピュータは、そのメッセージを転送する場所を判定するためにこのアドレスをチェックする。同じメッセージからのいくつかのパケットは他のパケットとは別々に配送されるが、これらのパケットは宛先で再アセンブルされる。
【００３５】
ＴＣＰ／ＩＰは、コンピュータ・ユーザー（クライアント）が要求をし、通信システム１００の他のコンピュータ（サーバー）によってサービス（ウェブページを送信するなど）が提供される、通信のクライアント／サーバ・モデルを用いる。ＴＣＰ／ＩＰ通信は主としてポイント・ツー・ポイントであり、これは、各通信が、通信システム１００の１つのポイント（又はホスト・コンピュータ）から他のポイント又はホスト・コンピュータへのものであることを意味する。ＴＣＰ／ＩＰ及びＴＣＰ／ＩＰを用いる上位レベルのアプリケーションは、ひとまとめにして「ステートレス」であると言われる。これは、各クライアントの要求が、（通話の間、専用の接続を必要とする普通の電話の会話とは異なり）任意の以前の要求とは関連のない新しい要求であるとみなされるためである。ステートレスであるとそのネットワークパスは開放され、だれもがそのパスを継続して使うことができるようになる。任意の１つのメッセージが関連する限り、ＴＣＰ層自体はステートレスであるとはみなされず、メッセージの全てのパケットが受信されるまで接続はその場に(in place)残ることを理解されたい。
【００３６】
インターネット・ユーザーは、インターネットに到達するためにＴＣＰ／ＩＰを用いる更に上位の層のアプリケーション・プロトコルに精通している。更に上位の層のアプリケーション・プロトコルには、ワールドワイドウェブのＨＴＴＰ（Hypertext Transfer Protocol）、ＦＴＰ（File Transfer Protocol）、テルネット（Telnet）(ユーザーがリモート・コンピュータにログオンできるようにするコマンド及びプロトコル)、及びＳＭＴＰ（Simple Mail Transfer Protocol）が含まれる。これら及び他のプロトコルは、ＴＣＰ／ＩＰと共に組み合わされることが多い。
【００３７】
パーソナル・コンピュータ・ユーザーは、通常、ＳＬＩＰ（Serial Line Internet Protocol）又はＰＰＰ（Point-to-Point Protocol）を介してインターネットにアクセスする。これらのプロトコルは、ＩＰパケットが、従来のモデムなど、アクセス・プロバイダーの接続デバイスにダイヤル・アップ電話接続で送信できるように、ＩＰパケットをカプセル化している。
【００３８】
ＴＣＰ／ＩＰに関連するプロトコルには、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）、ＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol）、ＩＧＰ（Interior Gateway Protocol）、ＥＧＰ（Exterior Gateway Protocol）、及びＢＧＰ（Border Gateway Protocol）が含まれる。状況に応じて、特殊なネットワーク通信目的のためにＴＣＰの代わりにＵＤＰを用いることもできる。前述のプロトコル、即ち、ＩＣＭＰ、ＩＧＰ、ＥＧＰ、及びＢＧＰは、ルーター情報を交換するためにネットワーク・ホスト・コンピュータによって用いられることが多い。
【００３９】
ＴＣＰ／ＩＰは、インターネットのほかに、イントラネット及びエクストラネットと呼ばれるプライベート・ネットワークの通信プロトコルとしても用いられ得る。イントラネットは、企業（組織のオフィスビルなど）内に構成されるプライベート・ネットワークである。イントラネットは、多くの連結されたＬＡＮから成り、ＷＡＮの専用回線を用い得る。典型的に、イントラネットは、外部のインターネットへの１つ又はそれ以上のゲートウェイ・コンピュータ（図示せず）を介する接続を含む。イントラネットの主な目的は、従業員間で組織の情報及びコンピューティング資源を共有することである。イントラネットは、グループでの業務を円滑にするため、及びテレコンファレンスのために用いることもできる。
【００４０】
イントラネットは、ＴＣＰ／ＩＰ、ＨＴＴＰ、及び他のインターネット・プロトコルを用いるのが典型的であり、一般的に、インターネットのプライベート版のようにみえる。トンネリングを用いれば、組織は、イントラネットの一部分を別の部分に接続するために、公衆ネットワークを特殊な暗号化／復号化及び他の安全予防手段と共に用いて、公衆ネットワークを介してプライベート・メッセージを送ることができる。
【００４１】
エクストラネットは、インターネット・プロトコルを用いるプライベート・ネットワークであり、或る組織の情報又はオペレーションの一部を、サプライヤ、ベンダー、パートナー、顧客、又は他の医療組織と安全に共有するために、公衆ネットワークを用いることができる。エクストラネットは、組織の外部のユーザーに拡張された、或る組織のイントラネットの一部と見ることができる。イントラネットと同様に、エクストラネットもＨＴＭＬ、ＨＴＴＰ、ＳＭＴＰ、及び他のインターネット・プロトコルを用いる。
【００４２】
エクストラネットは、ファイアウォールを用いることによって提供される安全性及びプライバシーも要求される。ファイアウォールは、安全性が維持されるように双方向のメッセージを遮蔽する能力を有するサーバーであるのが典型的である。ファイアウォール・サーバーは、デジタル証明書又はユーザー認証の同様の手段、メッセージの暗号化、及び公衆ネットワークをトンネリングする仮想プライベート・ネットワーク（ＶＰＮ）の使用を用いる。
【００４３】
医療組織は、電子データ交換（Electronic Data Interchange：ＥＤＩ）を用いて、大量のデータをやりとりしたり、関連する施設間で情報を共有したりするために、エクストラネットを用いることができる。エクストラネットは、或る組織が、共同開発事業で他の組織と協働したり、トレーニング・プログラムを共同開発及び共同利用したりできるようにするために用いることもできる。エクストラネットを介して、或る組織が、医療機関の代わりに１つの組織によって管理される医療記録管理アプリケーションなど、１つの組織によって提供されるサービスを他の組織のグループに提供又はアクセスしたり、パートナー組織と排他的に共通の利益の情報を共有したりすることもできる。
【００４４】
通信システム１００の医療環境内には、主たる医療施設１２０に配置されるサーバー１１０があり、主たる医療施設１２０は、サーバー１１０が、要求を受取り、特定のタスクを行い、少なくとも１つのデータベースの情報を検索及び更新し、通信システム１００上でサーバー１１０に送信された要求に応答することができるようにするシステムを含む。他の実施例において、通信システム１００は多数のサーバーを含み得、これら各々が、特定のタスクを行ったり、同じタスクを行ったり、冗長システムとして機能したり、又はデータベース・サイトとして機能したりする。
【００４５】
本発明の別の実施例において、サーバー１１０はアプリケーション・サーバーであってもよい。アプリケーション・サーバーは特化されたプログラムを含む分散型ネットワーク内の或るコンピュータであり、そのプログラムは、通信システム１００内のどこかに配置される少なくとも１つのアプリケーション・プログラム用のビジネス・ロジックを提供する。アプリケーション・サーバーは、グラフィカル・ユーザー・インタフェース（ＧＵＩ）・サーバー、アプリケーション（ビジネス・ロジック）・サーバー、及びデータベース及びトランザクション・サーバーから成る３層アプリケーションの一部と見られることが多い。「フロントエンド」とも呼ばれるアプリケーションの第１層は、通常、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）などのクライアント・コンピュータ又はワークステーションに配置され、ウェブ・ブラウザ・ベースのグラフィカル・ユーザー・インタフェースを含み得る。第２層は、ビジネス・ロジック・アプリケーション又はアプリケーションのセットであり、ＬＡＮ又はイントラネット・サーバーに配置され得る。
【００４６】
「バックエンド」とも呼ばれるアプリケーションの第３層は、データベース及びトランザクション・サーバーであり、メインフレーム又は大型サーバーに配置され得る。古い従来のデータベース及びトランザクション管理アプリケーションは、バックエンド、即ち第３層の一部である。アプリケーション・サーバーは、ブラウザ・ベースのフロントエンド及びバックエンド・データベースと従来のシステムとの間の仲介役である。
【００４７】
多くの場合、アプリケーション・サーバーは、ウェブ・サーバーと組み合わされるか又は共に機能し、「ウェブ・アプリケーション・サーバー」と呼ばれる。ウェブ・ブラウザは、ユーザーに対し、作成しやすいＨＴＭＬベースのフロントエンドをサポートする。ウェブ・サーバーは、アプリケーション・サーバーへ要求を転送し、修正された又は新しいウェブページをユーザーに送信するためのいくつかの異なる方法を提供する。これらのアプローチには、ＣＧＩ（Common Gateway Interface）、高速ＣＧＩ、マイクロソフト社のＡＳＰ（Active Server Page）、及びＪＳＰ（Java Server Page）が含まれる。場合によっては、ウェブ・アプリケーション・サーバーは、ＣＯＲＢＡのＩＩＯＰ（Internet Inter-ORB Protocol）などの要求「仲介」インタフェースもサポートする。
【００４８】
通信システム１００は、従来のパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）１２５、ワークステーション１３０、オフィス・コンピュータ・システム１４０、及びラップトップ・コンピュータ１５０も含む。他の実施例において、通信システム１００は、任意の数の、ＰＣ１２５、ワークステーション１３０、オフィス・コンピュータ・システム１４０、及びラップトップ・コンピュータ１５０を含んでいてもよい。本発明の一実施例において、ＰＣ１２５、ワークステーション１３０、オフィス・コンピュータ・システム１４０、及びラップトップ・コンピュータ１５０は、クライアント・コンピュータ・システムである。クライアント・コンピュータ・システムは、ユーザーが、情報にアクセスし、要求を出し、サーバー１１０に関連する機能を行なうことができるようにするユーザー・インタフェースを含む。別の実施例において、オフィス・コンピュータ・システム１４０は、第２層タイプのコンピュータ・システムとして構成されてもよい。単なる例示の目的のため、ＰＣ１２５、ワークステーション１３０、オフィス・コンピュータ・システム１４０、及びラップトップ・コンピュータ１５０は、図示するように、主たる医療施設１２０、補助医療施設１５５、及び医師のオフィス１６０のいずれかに配置される。
【００４９】
図示した実施例において、通信システム１００は、ＰＤＡ（personal digital assistant）又はタブレットＰＣなどのハンドヘルド・デバイス１７０も含む。ＰＤＡとは、一つには、コンピュータ処理、情報蓄積及び検索能力を提供する任意の小型のモバイル・ハンドヘルド・デバイスに用いられる用語である。ＰＤＡは、スケジュール、カレンダー、住所録情報、及び医療情報を保持するためによく用いられる（ＰＤＡの例には、ヒューレット・パッカード社のPalmtop（商標）及び３Com社のPalmPilot（商標）がある）。タブレットＰＣは、ラップトップ・コンピュータに類似しているが、手書き認識能力を備えたコンパクトなデバイスである（タブレットＰＣの例には、Compact TC1000及びViewSonic V1100がある）。
【００５０】
殆どのＰＤＡには小さなキーボードがあり、ものによっては、手書きを受信及び認識することが可能な電子感知性パッドを有するＰＤＡもある。アップル社のNewton（商標）は、市場から撤退しているが、手書きを認識するＰＤＡで幅広く販売された最初のものだった。ネットワーク・プログラムやインターネット・アクセス・プログラムを含む多くのアプリケーションが、ＰＤＡ用に書かれている。ＰＤＡは、無線通信のために電話やページング・システムと組み合わされることが増えてきている。いくつかのＰＤＡは、Windows CE（商標）と呼ばれるマイクロソフト社のWindows（商標）オペレーティング・システムの変形物を提供している。他のＰＤＡ製品は、PalmOS（商標）など独自のオペレーティング・システム又はサードパーティのオペレーティング・システムを用いている。
【００５１】
救急車などのＩＡＶ（individually addressable vehicle）１８０も通信システム１００内に配置される。ＩＡＶ１８０は、個別にアドレス指定可能な無線ネットワーク・レシーバ及び／又はトランスミッタを備えたコンピュータを有することが可能な、任意の種類の車両を含み得る。例えば、インターネット端末を含む救急車はＩＡＶであり、或いは患者情報を転送する無線レシーバ／トランスミッタ及びセンサーを備えたコンピュータがＩＡＶの部類に入る。
【００５２】
図示した実施例において、ＩＡＶ１８０は、情報を要求するため、又はその車両の位置に関連する情報又は全般的な患者情報を検索するなどの特定の機能を行なうため、通信システム１００内のサーバー１１０に要求を送ることが可能である。ＩＡＶ１８０は、プッシュ・ボタン、タッチ・スクリーン、又はＩＡＶともにユーザー・インタフェースを助けるためのこの２つの組み合わせなど、ディスプレイ（図示せず）及び入力デバイス（図示せず）を含んでいてもよい。
【００５３】
通信システム１００には携帯電話１９０も含まれ得る。携帯電話１９０は、通信システム１００から検索し得る情報を示すことが可能なディスプレイを含む。携帯電話１９０は、サーバー１１０から情報を送信及び検索し、ネットワーク機能を備えた携帯電話の能力に関連する特化したタスクを行なうことができる。一実施例において、携帯電話１９０は、ウェブページへアクセスすること、インターネットを横断すること、ウェブページに関連する情報をそのディスプレイに表示することが可能である。
【００５４】
関連する技術に習熟した者であれば、本発明の原理は、上述の種類のデバイスと共に用いることに限定されないことは理解されよう。他の実施例において、通信システム１００は、ＩＡＥＤ（individually accessible electronic devices）を含んでいてもよい。ＩＡＥＤは、ネットワーク上で個別にアドレス指定することが可能なネットワーク・インタフェースを有する電子デバイスである。例えば、固有のネットワーク・アドレスを有するネットワークに接続された医療施設の医療用具は、ＩＡＥＤの代表例である。
【００５５】
関連する技術に習熟した者であれば、本発明の原理は、従来の配線による又は無線の通信ネットワークを介して用いることもできることも理解されよう。例として、主たる医療施設１２０内のＰＤＡ１７０は、Bluetooth規格Version 1.1に規定されたBluetooth通信環境、又は米国電気電子学会規格（Institute of Electronic and Electrical Engineers Specification）のセクション802.11に規定されたIEEE802.11通信環境と互換性のある無線リンクを介して、患者情報をワークステーション１３０に通信することが可能であり、これら両方の通信環境は、それら全体の参照のためここに引用する。もちろん、独自のシステムを用いるものを含むその他の既存の又は将来の無線規格を用いることもできる。ワークステーション１３０は、その後、配線による接続を介してサーバー１１０へ情報をダウンロードし得る。もちろん、医療施設内のネットワーク及び通信ネットワーク１０５自体も、配線による及び無線のセグメントを含んでいてよい。また、本発明の原理は医療環境の通信システムに限定されないことも明白である。
【００５６】
通信システム及びネットワーク全般を更に良く理解するために、Theodore S. Rappaport著「無線通信、原理及び実践（Wireless Communications, Principles and Practice）」(プレンティスホール出版、1996年)、William C. Jakes編集「マイクロ波モバイル・コミュニケーション（Microwave Mobile Communications）」（ＩＥＥＥコミュニケーションズ・ソサエティ、1993年）、及びJohn C. Proakis著「デジタル通信（Digital Communications）」（第３版、マグローヒル社、1995年）を参照されたく、これらは全てそれら全体の参照のためここに引用する。
【００５７】
次に図２を参照すると、本発明の原理を適用した例示用の環境を提供する主たる医療施設の一実施例の床配置図が示されており、主たる医療施設全体を２００で示す。主たる医療施設２００は、救急処置室（ＥＲ）２１０、手術施設２２０、病室２３０、小売店２４０、セキュリティー・ルーム２５０、及びサーバー・ルーム２６０を含む。もちろん、カフェテリアなどその他の指定エリアが、主たる医療施設２００内に配置されてもよい。
【００５８】
上述したように、主たる医療施設２００は、配線接続された及び無線のセグメントを有する通信ネットワークと、例えば、ワークステーション、ラップトップ・コンピュータ、タブレット・コンピュータ、及びＰＤＡなどの通信デバイスを含む。これらと連携して、その施設全体の無線通信を助けるため、主たる医療施設２００の壁や天井にアンテナが配置され得る。更に、主たる医療施設２００内の資産を追跡することが可能なインタロゲーション・システムが、出口に近接する感知サブシステムを含む施設全体に配置され得る。大きな規模では、資産に貼り付けられた識別タグを含むインタロゲーション・システムは、モジュラー患者監視機器などの資産の紛失のリスクを実質的に減らすことができる。更に、インタロゲーション・システムは、患者の位置に注目するだけでなく、その患者が特定の位置にいるための許可及びタグを付けた他の個人（例えば、患者、スタッフ、訪問者など）に近接するための許可にも注目するように、識別タグを持つ患者を追跡するために用いることもできる。
【００５９】
インタロゲーション・システムの適用可能性、及びそれに関連する利点の一例として、主たる医療施設２００の病室２３０に近接しているのは、収納室２３５である。主たる医療施設２００に関連する資産及び備品が識別タグを含むと仮定すると、インタロゲーション・システムは、サプライチェーン管理システムに類似した、資産の位置や使用などの追跡ができる。その結果、資産や備品が主たる医療施設２００内で一層効果的に追跡されるだけでなく、在庫を一層効率的に維持するように、在庫システムをサプライヤと調整することが可能である。更に、このようなインタロゲーション・システムは、いくつか例を挙げると、小売施設のサプライチェーン管理システムや空港のセキュリティ・システムなど、広範囲のアプリケーション及び環境に適用することができる。
【００６０】
アンテナ設計及び通信などを含む通信システムを更に良く理解するため、Richard Johnson及びHenry Jasik著「アンテナ・エンジニアリング・ハンドブック（Antenna Engineering Handbook）」（マグローヒル社、1992年）、及びAndreas F. Molisch著「広帯域無線デジタル通信（Wideband Wireless Digital Communications）」（ピアソン・エデュケーション社、2000年）を参照されたく、これらは全てそれら全体の参照のためここに引用する。
【００６１】
ここで図３Ａに移ると、本発明の原理を適用した例示用の環境を提供する手術施設の一実施例の床配置図が示されており、手術施設全体を３００で示す。手術施設３００は、前処置室３１０、廃棄及び滅菌室３２０、手術室施設３３０、及び回復室３４０を含む。前処置室３１０は、直後に行なわれる手術処置のために患者が準備される場所である。手術室施設３３０は、手術処置が行なわれる複数の無菌手術室を含む。最後に、回復室３４０は、手術処置が終了した後患者がまず回復する場所である。
【００６２】
前に述べたように、手術用品は、手術環境で用いられる前に完全に滅菌してひとまとめにする必要がある。廃棄及び滅菌室３２０は、手術施設３００内の場所であり、そこで、手術用品が、化学プロセス及びオートクレーブ処理を用いて滅菌され、特定の処置のためにひとまとめにされる。手術器具及び使い捨て用品を含む全ての手術用品は、滅菌プロセスに関連する厳しい処理に耐えることができなければならない。
【００６３】
使い捨てではない用具のこの洗浄及び浄化プロセスは、典型的に、いくつかの工程から構成される。まず、用具に単にホースで水をかける初期洗浄がある。典型的には、その後用具は、例えば、医療用酵素洗浄剤及びつけおき用洗剤による洗浄、低起泡性洗浄剤での第２洗浄、及び最終的な用具潤滑サイクルなど多数の工程を受ける洗浄機内に置かれる。典型的には、その後用具はキット化室に移され、そこで、各キットは、完全な状態まで復元され、ステンレス鋼容器内に配置され、不正開封防止シールが成される。種々の種類の手術処置用に多くの異なるキットがあり、それぞれの手術処置は固有の用具セットを必要とする。病院は、典型的に、数百の異なる種類のキット及び各種類に数ユニットを保持する必要がある。それぞれのキットは個別に洗浄され、その時々に在庫確認される。これには非常に多くの時間がかかり大きな労働力を要する。
【００６４】
キット化の後、容器は滅菌に進み、そこで、用具の性質に基づいて多数の異なる種類の滅菌処理が成され得る。可能な場合、通例ではそれが最も費用のかからないアプローチであるため、高圧蒸気が用いられる。しかし、必要な用具が、これらに限定されるわけではないが、エチレンオキサイド滅菌、H202−プラズマ滅菌、及び液体H202滅菌など、異なる滅菌処理を必要とすることがよくある。もちろん、手術施設２００のレイアウト及び前述の処理は、手術施設及び関連する処理の一例に過ぎない。
【００６５】
次に図３Ｂに移ると、本発明の原理を適用した例示用の環境を提供する図３Ａの手術施設３００の手術室施設３３０の床配置図が示されている。手術室施設３３０は、コア３５０及び複数の手術室（それらの１つを３６０で示す）を含む。コア３５０は、手術処置の種類毎に用具キットを収容する無菌収納を含む。用具キットは、内側のドアを通って手術室３６０へ提供される。患者は、手術処置が行なわれる手術室３６０へ外側のドアから入る。
【００６６】
上述したように、手術用品は、手術処置の前、その間、及びその終了後、カウントされ捜し当てられなければならない。手術用品を追跡するために現在用いることのできるシステムは、労力を要し時間及び費用がかかり、多くの場合時代遅れである。そのため、医療施設は、手術用品を一層効率的に追跡するシステムの恩恵を受けることができる。このシステムは、本明細書に記載する識別タグ及びインタロゲーション・システムだけでなく、上述したような通信システム及びネットワークを含み得る。図２の主たる医療施設２００の収納室２３５に関連して上述したように、このインタロゲーション・システムは、手術施設３００内で用いることができる手術用品のサプライチェーン管理を調整する支援をすることができる。繰り返すが、この種のインタロゲーション・システムは、他の環境においても用いることができ、その場合でも関連する利益を実現することができる。
【００６７】
ここで図４に移ると、医療施設の手術室内で用いることができ、本発明の原理に従って構成されるインタロゲーション・システムの一実施例を絵で表わした図が示されており、インタロゲーション・システム全体を４００で示す。図示した実施例において、インタロゲーション・システム４００は、患者４０３がその上に載せられた手術台４０２、及び複数の手術用具４０５ａ及び使い捨て用品４０５ｂ（スポンジなど）を収容するバックテーブル４０４を有する手術室内で用いられる。他の備品、例えば、メイヨースタンド、リングスタンド、付加的なバックテーブル、及びキックバケツも、手術室環境に慣れている者には知られており、何らかの量及び配置で存在し得る。インタロゲーション・システム４００は、コンピュータ・システム４１０、コンピュータ・システム４１０に関連する信号を送信及び受信する手術室トランシーバ４１５、及びインタロゲータ（例えば、ポータブル・インタロゲータ）４２５を含む。インタロゲータは、テーブル（例えば、バックテーブル４０４）、スタンド、施設内の壁又は天井に貼り付けられてもよく、多数の調整されたシステム及びサブシステム、ハードウェア及びソフトウェア両方に組み入れることも可能であることを理解されたい。
【００６８】
コンピュータ・システム４１０は、医療施設に関連するサーバーに接続されるクライアントとして機能してもよく、或いは代替例として、コンピュータ・システム４１０は、手術室４０１のみに専用のスタンドアロン・ユニットであってもよい。トランシーバ４１５は、コンピュータ・システム４１０とポータブル・インタロゲータ４２５の間に接続され、ポータブル・インタロゲータ４２５へ信号を送信しポータブル・インタロゲータ４２５からの信号を受信するために用いられる。
【００６９】
図示した実施例において、トランシーバ４１５は、手術室４０１の角に近接して配置される第１、第２、第３、及び第４のアンテナ・エレメント４１６ａ、４１６ｂ、４１６ｃ、及び４１６ｄを有するアンテナ・アレイに配線による接続４１７を介して接続される、送信及び受信セクションを含む。アンテナ・アレイは、ポータブル・インタロゲータ４２５に含まれるインタロゲータ・アンテナ４２６を介してポータブル・インタロゲータ４２５と無線で通信するために、トランシーバ４１５によって用いられ得る。インタロゲータ・アンテナ４２６は、図示するように外部にあってもよく、又は代替例として、ポータブル・インタロゲータ４２５の本体に組み込まれてもよい。もちろん、手術室環境に関連する特殊なパラメータ又は特性に定められる通りに、更に多くの又はより少ないアンテナ・エレメントを含むその他のアンテナ構成、又は代替の配置を用いてもよい。
【００７０】
ポータブル・インタロゲータ４２５は、金属オブジェクトの存在を表わす金属シグネチャーを有する第１の信号を提供する金属感知サブシステムと、ＲＦＩＤオブジェクトの存在を表わすＲＦＩＤシグネチャーを有する第２の信号を提供するＲＦＩＤ感知サブシステムを含む。図示した実施例において、金属感知サブシステムは、金属感知インタフェース及び金属感知アンテナを用いるように構成される。同様に、ＲＦＩＤ感知サブシステムは、ＲＦＩＤ感知アンテナ・インタフェース及びＲＦＩＤ感知アンテナを用いるように構成される。代替の実施例において、金属サブシステム及びＲＦＩＤ感知サブシステムは、アンテナ・ダイプレクサ及び統合された感知アンテナを用いるように構成される。代替として、金属サブシステム及びＲＦＩＤ感知サブシステムは、金属オブジェクトの存在を表わす金属シグネチャーとＲＦＩＤオブジェクトの存在を表わすＲＦＩＤシグネチャーのうち少なくとも１つを有する１つの信号又は複数の信号を提供する感知サブシステムに統合されてもよい。
【００７１】
ポータブル・インタロゲータ４２５は、第１及び第２の信号の１つから金属オブジェクト及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別する制御及び処理サブシステムも含む。制御及び処理サブシステムは、前記金属及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別するため、感知サブシステムからの信号の調整もする。制御及び処理サブシステムは更に、金属オブジェクト及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別するため、適応性統合フィルタを用い、観測値及びデータの１つと関連して信号の処理を調整し得る。ポータブル・インタロゲータ４２５は、トランシーバ４１５との通信を可能にする、インタロゲータ・アンテナ４２６に接続された通信サブシステムも含む。ポータブル・インタロゲータ４２５は、図示した実施例において、内部ユーザー・インタフェース４２７と、コンピュータ・システム４１０に接続される外部ユーザー・インタフェース４２８を更に含む。ポータブル・インタロゲータ４２５は更に、ポータブル・インタロゲータ４２５の位置が決定され得るようにするポジション・センサーを含む。ポータブル・インタロゲータ４２５は、配線によるインタフェース、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポートも有していてもよい。
【００７２】
手術処置を開始する前、ポータブル・インタロゲータ４２５は、手術室４０１内の複数の手術用具４０５ａ及び使い捨て用品４０５ｂを在庫確認するために用いられ得る。これは、手術を開始する前に、ポータブル・インタロゲータ４２５で、複数の手術用具４０５ａ及び使い捨て用品４０５ｂをスキャンすることによって成される。代替として、別個の資産管理システムがこの情報をポータブル・インタロゲータ４２５に提供してもよい。在庫の確認は両方のアプローチを用いてもよい。また、特定の種類の手術用具４０５ａの存在は、医療専門家による要求に従い、スキャン動作を介して確認され得る。この要求は、コンピュータ・システム４１０を介して、又は医療専門家のＰＤＡを介して手配され得る。手術処置の間、ポータブル・インタロゲータ４２５は、複数の手術用具４０５ａ及び使い捨て用品４０５ｂのあらゆる移動又は再配置を監視するために用いられ得、それにより、手術処置でのあらゆる用品の使用の間、位置追跡が提供される。
【００７３】
更に、ポータブル・インタロゲータ４２５は、手術処置の前、最中、及び終了した後に患者４０３をスキャンするために用いられ得る。手術処置の前に患者４０３をスキャンすることにより、患者４０３内に既に存在する金属又はＲＦＩＤオブジェクトの位置が提供される。手術処置の最中に患者４０３をスキャンすることにより、複数の手術用具４０５ａ及び使い捨て用品４０５ｂの位置が、それらが意図された場所にあるというオペレーション確認がリアルタイムで提供される。手術処置の終了後に患者４０３をスキャンすることにより、残存する金属又はＲＦＩＤオブジェクトはすべて、意図されたもののみであるという確認が提供される。更に、ポータブル・インタロゲータ４２５は、任意の金属又はＲＦＩＤオブジェクトの位置の確認を更に支援するため、患者４０３について多数のスキャンをすることが可能である。
【００７４】
ポータブル・インタロゲータ４２５は、独立した、又は統合されたオペレーション・モードの何れでも用いることができる。独立オペレーション・モードの場合、制御及び処理サブシステムは、ポータブル・インタロゲータ４２５のオペレーションを独立して遂行し、全ての分析アルゴリズムを提供し、ポータブル・インタロゲータ４２５によってスキャンされた金属及びＲＦＩＤオブジェクトの存在を識別するために必要とされる全ての機能を行なう。代替例として、統合されたオペレーション・モードは、トランシーバ４１５、アンテナ・アレイ、及びインタロゲータ・アンテナ４２６を介して無線で、又は配線によるインタフェースを通して、コンピュータ・システム４１０を用い、金属及びＲＦＩＤオブジェクトの存在を識別する際に制御及び処理サブシステムをサポートする。統合されたモードは、向上された解決策に組み込まれ得る、一層多くのセンサー及び感知された用品に対応し得る。統合されたモードは、典型的に、独立オペレーション・モードで用いられる場合よりも、一層広範囲のデータベース及びアルゴリズムの利用を可能にする。
【００７５】
手術室４０１で用いられる移動可能な金属オブジェクトの大多数は、典型的に、様々な大きさ及び形状の手術用具又は鋭利なもの、又は患者４０３に手術で移植されることが意図された金属構造である。その他の金属オブジェクトには金属ワイヤを用いる使い捨てスポンジが含まれ得、その金属ワイヤにより金属感知サブシステムがそれらの使い捨てスポンジを検出することができる。金属オブジェクトの各々は金属シグネチャーを生成し、その金属シグネチャーによりポータブル・インタロゲータ４２５がそれを検出することができる。一般的に、金属シグネチャーは、それに関連する第１の信号が、形状、振幅、又は周波数スペクトルなど、金属が存在することを示す普遍的な特性を有するようにさせ得る。更に特定して言えば、金属シグネチャーは、第１の信号が、特定の種類の金属オブジェクトに実質的に固有な特定の特性を有するようにさせ得、それによって、更に一層固有の識別が可能となる。
【００７６】
ＲＦＩＤシグネチャーは、第２の信号に関連するＲＦＩＤシグネチャーが固有でありＲＦＩＤオブジェクトの形状又は大きさとは無関係である点で、金属シグネチャーと異なる。ＲＦＩＤシグネチャーは、通常、その物体に付けられたＲＦＩＤタグ（例えば、そこにデータを含むＲＦＩＤ情報タグ）によって提供される。例えば、ＲＦＩＤタグが手術用金属用具に付けられる場合、ポータブル・インタロゲータ４２５は、一般的な又はその手術用金属用具に特有であり得る金属シグネチャーだけでなく、固有のＲＦＩＤシグネチャーも認識する。金属シグネチャーは、あるオブジェクトが金属オブジェクトであること、又はそれが手術用金属用具の一種であることを識別するために用いられ得る。一方、ＲＦＩＤシグネチャーは、その金属オブジェクトがどの手術用金属用具であるかを正確に識別するために用いられ得る。また、金属ワイヤのみが組み込まれた使い捨て用品がそのような全ての用品に特有の金属シグネチャーを典型的に提供するのに対し、スポンジなどの使い捨て用品へのＲＦＩＤタグ付けは、各用品に固有のＲＦＩＤシグネチャーを提供することができる。
【００７７】
内部ユーザー・インタフェース４２７は、英数字の又はグラフィカル・キャラクターを用いる一体型ディスプレイ、及びデータ又は情報を入力するためのタッチパッドを含むことが典型的である。内部ユーザー・インタフェース４２７は、可聴又は視覚的アラームも用い得る。図示した実施例において、外部ユーザー・インタフェース４２８は、ポータブル・インタロゲータ４２５及びコンピュータ・システム４１０に無線で接続される、モニター４２８ａ及びキーボード４２８ｂを含む。代替例として、外部ユーザー・インタフェース４２８をポータブル・インタロゲータ４２５に接続するために、ポータブル・インタロゲータ４２５の配線によるインタフェースが用いられてもよい。外部ユーザー・インタフェース４２８は、内部ユーザー・インタフェース４２７によって提供され得るよりも、一層広範な監視能力を促進しつつ、一層包括的なデータ入力能力を提供し得る。
【００７８】
ポータブル・インタロゲータ４２５の位置監視はポジション・センサーによって提供され、ポジション・センサーは、患者４０３、バックテーブル４０４、又は他の位置との相対的な位置の判定を可能にする。ＲＦＩＤ位置マーカーが、鼻、へそ、ひざ、及びくるぶしなど、所定のベンチマーク位置で患者４０３上に配置され得、実質的に固有である患者の寸法（又は患者の特徴の位置）を提供し、患者の他の特徴的位置及び距離が更に一層正確に判定され得る。更に、ＲＦＩＤ／金属較正マーカーが患者４０３上の他の場所に配置され得、ポータブル・インタロゲータ４２５が、患者４０３に関連する深さ又は他の適当な厚みを較正できるようにしてもよい。もちろん、ＲＦＩＤマーカーは、例えば、バックテーブル、リングスタンド、メイヨースタンド、又は手術室内の適当と思われる任意の他の場所の品物に配置されてもよい。
【００７９】
複数のポータブル・インタロゲータ４２５は、ネットワーク化されたインタロゲータ・オペレーション・モードを形成するため、無線で或いは配線によるインタフェースを介して、機械的に又は電気的に共に接続され得る。ネットワーク化されたインタロゲータ・オペレーション・モードにより、２つ又はそれ以上のインタロゲータがデータを共有及び協働することができる。この協働は、患者４０３に同時に用いられる複数のインタロゲータの調整を含み得る。代替として、この協働は、バックテーブル４０４上の用品に関連する情報など手術室４０１に関連する情報だけでなく、その医療施設環境内に位置する他の患者情報を調整することも含み得る。この協働作業は、リアルタイムで、又は一定期間にわたって成され得、独立モード、統合されたモード、又はこれらのモードの組み合わせで動作するインタロゲータを用いることができる。
【００８０】
ここで図５Ａ及び図５Ｂに移ると、全体をそれぞれ５００及び５５０で示す関連図が示されており、本発明の原理に従って構成され、インタロゲータの独立した及び統合されたオペレーション・モードに関連する特性の実施例を示す。図示した実施例において、独立した又は通常の感度のオペレーション・モードに関連する関連図５００は、入力として金属システム５０５及びＲＦＩＤシステム５１０を用いる。金属システム５０５は、金属感知５０６及び金属制御及び処理５０７を提供する。ＲＦＩＤシステム５１０は、ＲＦＩＤ感知５１１及びＲＦＩＤ制御及び処理５１２を提供する。
【００８１】
金属システム５０５は、患者体内の金属オブジェクトの存在及び大まかな(general)位置を検出するために用いられ得る。同様に、ＲＦＩＤシステム５１０は、ＲＦＩＤタグを用いる患者体内のオブジェクトの存在及び大まかな位置を検出するために用いられ得る。その後、インタロゲータ検出されたオブジェクト５１５が、これら金属又はＲＦＩＤオブジェクトが検出されたことを示し、インタロゲータ報告５２０が、この検出の表示を提供する。インタロゲータ検出されたオブジェクト５１５が、インタロゲータ位置（例えば、オペレータにより判定されたインタロゲータ位置）５２５と組み合わされると、独立モードで動作するインタロゲータを用いて、判定されたオブジェクト及び位置（例えば、オペレータによって判定されたオブジェクト及び位置）５３０が提供され得る。
【００８２】
統合された又は拡張されたオペレーション・モードに関連する図５Ｂの関連図５５０は、独立オペレーション・モードと比較して、拡張された複数の入力を用いる。図示した実施例において、この複数の入力は、金属感知５５２、ＲＦＩＤ感知５５４、インタロゲーション位置観測値５５６、ＲＦＩＤ位置マーカー５５８、ＲＦＩＤ／金属較正マーカー５６０、患者デモグラフィクス／ヒストリー・データベース５６２、解剖学的データベース５６４、科学的根拠に基づく医療データベース５６６、及びＲＦＩＤ及び金属オブジェクト・シグネチャー・データベース５６８を含む。
【００８３】
適応統合フィルタ５７０は、これらの入力を処理して、その結果のインタロゲータ検出されたオブジェクト及び位置５７５を提供する。インタロゲータ検出されたオブジェクト及び位置５７５は、統合されたインタロゲータ報告５８０を可能にし、これは典型的に独立オペレーション・モードよりも一層包括的である。オブジェクト検出及び位置のオプションの遠隔表示５８１により、拡張されたオブジェクト表示及び位置表示が可能となる。適応信号強度及び信号機能５８５は、拡張されたオブジェクト検出及び位置の向上を可能にするため、適応統合フィルタ５７０へのフィードバック・パス５８６を用いる。
【００８４】
統合されたオペレーション・モードでは、適応特性のリアルタイムの組み込みが可能であり、この適応特性は、任意の特定の時間にスキャンされる、特定の患者の特質又は特定の解剖学的位置に基づいていてよい。統合されたオペレーション・モードは、種々の多数の入力のマルチスキャン、コヒーレント信号処理を用いて非常に高度な検出感度を達成し、それにより、一層高精度なオブジェクト位置及び識別を可能にすることができる。適応統合フィルタ５７０は、カルマンフィルタなどの単一の適応フィルタであってもよく、特定の患者の状況に合うように一層複雑なものであってもよい。
【００８５】
内部慣性ポジション・センサーの瞬間的出力を、患者の所定の解剖学的位置に配置されたＲＦＩＤ位置マーカー５５８と統合することによって、インタロゲータの一層高精度な位置が提供され得る。ＲＦＩＤ／金属較正マーカー５６０は、典型的に、患者の他の特定の位置に配置され、そこで、関連する量の「ボディ・マスキング」が行なわれ得、特定の患者の要件に対してＲＦＩＤ及び金属検出応答を調整することが可能となる。
【００８６】
データベースからの情報を統合することによって、拡張の度合いを更に高めることが可能である。患者デモグラフィクス／ヒストリー・データベース５６２は、身長、体重、年齢、民族性、病歴、及び過去の手術だけでなく、ねじ、ピン、人工的接合など存在することが分かっている特徴的な異物など、患者の特定の情報を提供し得る。解剖学的データベース５６４は、特定の患者情報と相関させて、その患者のデモグラフィクスに一般的に適用し得る、又はその患者の病歴に特に適用し得る、解剖学的情報を提供することができる。コクラン（Cochrane）又はベスト・エビデンス（Best Evidence）などの科学的根拠に基づく医療データベース５６６は、個別の患者のケアについて臨床上の決定を下す際に、細心、明確、かつ慎重な、現在のベストエビデンスの使用を提供し得る。
【００８７】
ＲＦＩＤ及び金属オブジェクト・シグネチャー・データベース５６８は、特定の手術室又は医療施設環境に関係するＲＦＩＤタグ番号の目録を提供し得る。同様に、手術室又は医療施設で用いられる金属オブジェクトに関係する金属オブジェクト・シグネチャーの目録も提供され得る。
【００８８】
これらのデータベースは、典型的には、インタロゲータの外部に存在する。実際、データベースの多くは、プライベート・ネットワークを介して又はインターネットを介してアクセス可能な世界中の種々の場所に存在する。これらの複数の入力の統合を可能にする信号処理もインタロゲータの外部にあってもよく、このインタロゲータは、外部の統合された処理のために金属感知、ＲＦＩＤ感知、及び位置情報を提供する。その後、信号処理結果が、一体型ユーザー・インタフェースへ又はそのインタロゲータに関連する外部ユーザー・インタフェースへの表示のために提供され得る。このように、インタロゲータの制御及び処理サブシステムは、適応統合フィルタを用い、金属オブジェクト及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別するため、本明細書で説明したように、観測値又はデータと関連して感知サブシステムからの信号の処理を調整することができる。
【００８９】
次に図６Ａに移ると、医療施設の手術室内で用いることが可能であり、本発明の原理に従って構成されたインタロゲーション・システムの一実施例を絵で表わした図が示されており、インタロゲーション・システム全体を６００で示す。図示した実施例において、インタロゲーション・システム６００は、患者６０３を伴った手術台６０２を含む手術室内で用いられる。
【００９０】
インタロゲーション・システム６００は、データベース６１１に接続されるコンピュータ・システム６１０、トランシーバ・アンテナ６１６を用いてコンピュータ・システム６１０に関連する信号を送信及び受信するトランシーバ６１５、及びインタロゲータ・アンテナ６２７を用いるインタロゲータ(例えば、ポータブル・インタロゲータ)６２５を含む。インタロゲーション・システム６００は更に、第１、第２、第３、及び第４のＲＦＩＤ位置マーカー６３０、６３１、６３２、６３３（まとめてＲＦＩＤ位置マーカー６３０〜６３３と呼ぶ）、患者６０３に取り付けられたＲＦＩＤ患者ブレスレット６４０、及び第１、第２、第３、及び第４のＲＦＩＤ／金属較正マーカー６４１、６４２、６４３、６４４（まとめてＲＦＩＤ／金属較正マーカー６４１〜６４４と呼ぶ）を含む。
【００９１】
ＲＦＩＤ位置マーカー６３０〜６３３は、患者６０３上の所定の位置に配置され得る。一般的に、ＲＦＩＤ位置マーカーは、患者６０３の「位置固有」マッピングを提供し、このマッピングは図６Ａに示したものより多くの又は少ないＲＦＩＤ位置マーカーを用いてもよい。ポータブル・インタロゲータ６２５の掃査する(sweeping)動きと関連して用いると、ＲＦＩＤ位置マーカーのうち２つのＲＦＩＤ位置マーカー間に位置する金属又はＲＦＩＤタグ付されたオブジェクトの存在を特定して識別することが可能となる。このため、ポータブル・インタロゲータの制御及び処理サブシステムは、金属オブジェクト及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別するため、感知サブシステムからの（例えば、多数のスキャンから得られる）複数の信号の処理を調整するためにマルチスキャン、コヒーレント信号処理を用い得る。
【００９２】
更に、ポータブル・インタロゲータ６２５の慣性ポジション・センサーを用いることにより、これらの２つのＲＦＩＤ位置マーカー間のＲＦＩＤ又は金属オブジェクトの存在及び位置を一層高精度に判定することができる。この場合、ポータブル・インタロゲータ６２５の多数の掃査でのセンサー・データを統合することが可能であり、それよって、その感度及び検出の品質を（例えば、約３０倍に）高めることができる。もちろん、特定の状況に適切なように、任意の数のＲＦＩＤ位置マーカーを使用及び配置することができる。
【００９３】
ＲＦＩＤ／金属較正マーカー６４１〜６４４は、固有のＲＦＩＤシグネチャー及び既知の量及び種類の金属を有する。これらは、典型的に、患者６０３の上には配置されず、足の下側や腕と胸の間など、患者６０３の下又は側面に配置される。ポータブル・インタロゲータ６２５が患者６０３上で掃査されるとき、ＲＦＩＤ／金属較正マーカー６４１〜６４４は、オブジェクト識別の許容し得るレベルを提供するため、ポータブル・インタロゲータ６２５が必要とするインタロゲーションの種類及び感度を較正するために用いられ、それにより、オペレーションの完全性を実現する。もちろん、特定の状況に適当なように、任意の数のＲＦＩＤ／金属較正マーカーを使用及び配置することができる。代替として、特定のアプリケーションに適切なように、ＲＦＩＤのみ又は金属のみを用いる較正マーカーが用いられてもよい。
【００９４】
ＲＦＩＤ患者ブレスレット６４０は、患者６０３に関係する特定の情報を含む。ＲＦＩＤ患者ブレスレット６４０は、ポータブル・インタロゲータ６２５によって、又は別の適当なデバイスによって読み取られる。特定の情報はその後、測定感度及び品質を更に改良させる目的で、ポータブル・インタロゲータ６２５又はコンピュータ・システム６１０によって利用され得る。例えば、体重４０ポンドの７歳の女児患者に充分なインタロゲーションは、２６０ポンドの５０歳の男性患者のものとはまったく異なり得る。患者６０３を識別するだけでなく、患者６０３に関連する特定のデータベース及び一般的情報を用いることにより、測定品質及び感度の改善が可能となる。統合されたオペレーション・モードにおいて、データベース６１１を用いるコンピュータ・システム６１０が用いられてもよく、或いはポータブル・インタロゲータ６２５は独立して機能してもよい。
【００９５】
次に図６Ｂに移ると、医療施設の手術室内で用いることが可能であり、本発明の原理に従って構成されたインタロゲーション・システムの代替実施例を絵で表わした図が示されており、インタロゲーション・システム全体を６５０で示す。図示した実施例において、インタロゲーション・システム６５０は、患者６５３を伴った手術台６５２を含む手術室内で用いられる。
【００９６】
インタロゲーション・システム６５０は、データベース６６１に接続されるコンピュータ・システム６６０、拡張されたデータベース６７１に接続される医療施設サーバー６７０、及びモニター６７８ａ及びキーボード６７８ｂを用いる外部ユーザー・インタフェース６７８、コンピュータ・システム６６０及び医療施設サーバー６７０に関連する信号を送信及び受信するトランシーバ・アンテナ６６６を用いるトランシーバ６６５を含む。インタロゲーション・システム６５０は、トランシーバ６６５と通信するインタロゲータ・アンテナ６７７を用いるインタロゲータ(例えば、ポータブル・インタロゲータ)６７５、第１、第２、第３、及び第４のＲＦＩＤ位置マーカー６８０、６８１、６８２、６８３、患者６５３に取り付けられたＲＦＩＤ患者ブレスレット６９０、及び第１、第２、第３、及び第４の較正マーカー６９１、６９２、６９３、６９４も含む。
【００９７】
上述のように、データベース６６１及び拡張されたデータベース６７１は、インタロゲーション・プロセスの一部として用いられるべき付加的な情報及びアルゴリズムを提供し得る。利用できるのは患者の特定の情報だけではなく、患者のタイプに関係する統計的情報も用いることができる。この情報は、医療施設サーバー６７０内の包括的な信号処理のために用いられてもよく、又はこの情報のサブセットが、コンピュータ・システム６６０又はポータブル・インタロゲータ６７５自体の中で用いてもよい。更に、外部ユーザー・インタフェース６７８、ポータブル・インタロゲータ６７５に関連する一体型ディスプレイ、又はその両方をインタロゲーション・プロセスに用いることができる。
【００９８】
次に図７に移ると、本発明の原理に従って構成されたインタロゲータ（例えば、ポータブル・インタロゲータ）の一実施例を絵で表わした図が示されており、全体を７００で示す。ポータブル・インタロゲータ７００は、ディスプレイ７０６、一群のタッチ・キー７０８を用いるタッチパッド７０７、及び可聴アラーム７０９を有する電子機器ハウジング７０５を含む。ポータブル・インタロゲータ７００は、感知アンテナ・アセンブリ７１０、ハンドル７１５、及びインタロゲータ・アンテナ７２０も含む。
【００９９】
感知アンテナ・アセンブリ７１０は、例えば医療環境の患者などに関連するＲＦＩＤ及び金属オブジェクトを感知するために用いられ得る、ＲＦＩＤ及び金属感知アンテナ及びアンテナ・インタフェースを含む。電子機器ハウジング７０５は、金属感知サブシステム、ＲＦＩＤ感知サブシステム、制御及び処理サブシステム、及び通信サブシステムを含む。金属感知サブシステム及びＲＦＩＤ感知サブシステムは、それぞれＲＦＩＤ及び金属アンテナ信号を受信し、信号処理のため制御及び処理サブシステムに接続され、ＲＦＩＤ及び金属オブジェクトがある場合、信号処理の結果それらを検出する。また、金属サブシステム及びＲＦＩＤ感知サブシステムは、１つの感知サブシステムに統合されてもよい。制御及び処理サブシステムは通信サブシステムに接続され、通信サブシステムは、インタロゲータ・アンテナ７２０を用いて外部コンピュータ・システム、データベース、及びディスプレイと通信する。ディスプレイ７０６、タッチパッド７０７、及び可聴アラーム７０９は、統合されたユーザー・インタフェースをポータブル・インタロゲータ７００に提供する。
【０１００】
ここで、図８Ａ、８Ｂ及び８Ｃに移ると、本発明の原理に従って構成されたインタロゲータ（例えば、ポータブル・インタロゲータ）の代替の実施例を絵で表わした図が示されており、それぞれインタロゲータ全体を８００、８２５、及び８５０で示す。図８Ａは、例えば、患者８１５の上に配置されるポータブル・インタロゲータ８００を図示し、上面図８０５及び側面図８１０を示す。
【０１０１】
図示した実施例において、アンテナ・アセンブリ８２０は、患者８１５の体内又は患者８１５に近接して配置されたＲＦＩＤ及び金属オブジェクトの位置に関連する空間的情報を提供するように構成される。これは、アンテナ・アセンブリ８２０の直接的な形状（direct geometry）を用いることによって成され得る。アンテナ・アセンブリ８２０は、図示するように、患者８１５の輪郭に合うように構成され、アンテナ・アセンブリ８２０内に近接して間隔を空けて配置される多数の小さなアンテナ・エレメント（図示せず）から成る。このような方法で、感知されたＲＦＩＤ又は金属オブジェクトは、アンテナ・アセンブリ８２０内の特定のアンテナ・エレメントによっても感知される。特定のアンテナ・エレメントの位置が、患者８１５上の対応する位置に関連する情報を提供する。図８Ａの図示した実施例は本発明の全般的な設計概念を示し、これらの概念を用いる他の実施例も可能である。
【０１０２】
図８Ｂは、例えば、ヘルスケア担当者の手に装着され得るミトンとして構成されるポータブル・インタロゲータ８２５の一実施例を示す。図８Ｂは、インタロゲータ８２５の上面図８３０及び側面図８３５を含む。このミトン状の実施例を用いて、ヘルスケア担当者は、彼／彼女の手を患者の上で動かし、彼／彼女の手の位置に基づいて、金属及びＲＦＩＤタグ付けされたオブジェクトの特定の位置を得ることができる。図８Ｂは、ポータブル・インタロゲータをグローブ又はミトン状の構成に組み込む概念を示すことを意図しており、もちろん、この基本的概念を用いる他の実施例も本発明の範囲内に充分に含まれる。
【０１０３】
図８Ｃは、例えば、患者８７０の上方に配置されるポータブル・インタロゲータ８５０を図示し、上面図８５５及び側面図８６５を示す。上面図８５５は、比較的大きな「櫂状の」構成を用いる拡大されたディスプレイ８５６を示す。図示した実施例は、患者側のアンテナ・エレメントのアレイを有するアンテナ・アセンブリと、ユーザー側の対応する拡大されたディスプレイ機能から成る。拡大されたディスプレイ機能は、アンテナ・エレメントに一対一方式で適合するディスプレイ・グリッドから構成される。アンテナ・アセンブリの特定のアンテナ・エレメントを介してオブジェクトが感知されると、感知された出力が、拡大されたディスプレイの特定の及び対応する部分に現れる。
【０１０４】
この実施例は、その患者に関して検出されたオブジェクトの付加的な空間的情報を提供する。図示した実施例は、特定のアンテナ・エレメントを対応するディスプレイにマッピングする手段を示す。もちろん、アンテナ・エレメントとディスプレイの一対一のマッピングを有するこの原理を用いる他の実施例も本発明の幅広い範囲内に充分含まれる。また、インタロゲータを医療の環境に関連して説明してきたが、当業者であれば、インタロゲータは他の環境で用いることもでき、この場合も本発明の幅広い範囲内にあることを理解されたい。
【０１０５】
次に図９に移ると、本発明の原理に従って構成されたインタロゲータの一実施例のシステム図が示されており、全体を９００で示す。インタロゲータ９００は、金属感知サブシステム９０５、金属感知アンテナ・インタフェース９０６、金属感知アンテナ９０７、ＲＦＩＤ感知サブシステム９１０、ＲＦＩＤ感知アンテナ・インタフェース９１１、ＲＦＩＤ感知アンテナ９１２、制御及び処理サブシステム９１５、通信サブシステム９２５、内部ユーザー・インタフェース９３０、ポジション・センサー９３５、及び電源９４０を含む。
【０１０６】
図示した実施例において、内部ユーザー・インタフェース９３０は、タッチパッド９３１、一体型ディスプレイ９３２、及びアラーム９３３を含み、アラーム９３３は、可聴アラート９３３ａ及び視覚的アラート９３３ｂの両方を含み得る。更に、インタロゲータ９００は、図示するように、通信サブシステム９２５を介して接続される外部ユーザー・インタフェース９３４を用いる。外部ユーザー・インタフェース９３４は、内部ユーザー・インタフェース９３０と実質的に同様のエレメントを用い得る。しかし、ディスプレイ及びタッチパッド・エレメントは、一層大きく、機能は一層広範囲にわたり得る。
【０１０７】
金属感知サブシステム９０５は、金属感知アンテナ・インタフェース９０６及び金属感知アンテナ９０７に接続され、金属オブジェクトの存在を表わすシグネチャーを有する第１の信号を提供するように構成される。ＲＦＩＤ感知サブシステム９１０は、ＲＦＩＤ感知アンテナ・インタフェース９１１及びＲＦＩＤ感知アンテナ９１２に接続され、ＲＦＩＤオブジェクトの存在を表わすシグネチャーを有する第２の信号を提供するように構成される。制御及び処理サブシステム９１５は、金属感知サブシステム９０５及びＲＦＩＤ感知サブシステム９１０に接続され、第１及び第２の信号のうち１つから、金属オブジェクト及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別するように構成される。
【０１０８】
制御及び処理サブシステム９１５は、金属感知サブシステム９０５及びＲＦＩＤ感知サブシステム９１０のオペレーションを調整する。更に、制御及び処理サブシステム９１５は、金属オブジェクト・シグネチャーについて第１の信号を分析し、ＲＦＩＤオブジェクト・シグネチャーについて第２の信号を分析する。金属オブジェクト・シグネチャーは、典型的に、金属感知サブシステム９０５に関連するフィールドの変化又はゆがみによって作られる。ＲＦＩＤオブジェクト・シグネチャーは、典型的に、ＲＦＩＤオブジェクトに関連する識別データ・シーケンスとして作られる。第１及び第２の信号の分析は、その金属又はＲＦＩＤオブジェクトに関連する大きさ、形状、方位、尤度、位置、又は深さなどのファクターに基づいたシグネチャー・パラメータを用い得る。更に、この分析は、内部に又は外部に保存されている、金属又はＲＦＩＤオブジェクトに関連するデータを用いることもできる。
【０１０９】
制御及び処理サブシステム９１５は、通信サブシステム９２５、内部ユーザー・インタフェース９３０、及びポジション・センサー９３５にも接続される。ポジション・センサー９３５は、典型的には、金属又はＲＦＩＤタグ検出を助ける目的で、インタロゲータ９００の位置に関する２次元（２Ｄ）又は３次元（３Ｄ）情報のいずれかを提供し得る。図示した実施例において、通信サブシステム９２５は、外部トランシーバとデータを交換するために、アンテナに接続された送信及び受信回路を用いる。
【０１１０】
例えば、通信サブシステム９２５は、制御及び処理サブシステム９１５の能力を超え得る更に広範囲にわたる分析のため、金属及びＲＦＩＤシグネチャー情報を外部サーバーに送信するために用いられ得る。この分析の結果は、制御及び処理サブシステム９１５による最終的な処置のため、通信サブシステム９２５を介して戻される。代替として、制御及び処理サブシステム９１５は、制御及び処理サブシステム９１５によって局所的に利用されるべきシグネチャー・プロファイル又は分析アルゴリズムを求めて外部データベースを順次照会するために、通信サブシステム９２５を用いることもできる。
【０１１１】
内部ユーザー・インタフェース９３０は、インタロゲータ９００とやりとりするユーザーが、そのアプリケーションに関連して入力を提供し出力を受信できるようにする。ポジション・センサー９３５は、制御及び処理サブシステム９１５と協働して、インタロゲータ９００の位置が決定されるようにする。電源９４０は、充電可能な又は交換式のバッテリーを用い、インタロゲータ９００に必要な作動供給電圧を提供する。
【０１１２】
インタロゲータ９００のユーザーは、タッチパッド９３１を用いて、オペレーション・モードを選択する、又は特定の金属又はＲＦＩＤオブジェクトについての情報の入力及び要求の両方をすることができる。一体型ディスプレイ９３２は、ＲＦＩＤ番号を示すため、又はインタロゲータ９００が金属又はＲＦＩＤオブジェクトの存在を検出していることを示すために用いられ得る。代替として、金属又はＲＦＩＤオブジェクトの存在を示すために外部ディスプレイ９３４が用いられてもよい。更に、一体型ディスプレイ９３２又は外部ディスプレイ９３４は、インタロゲータ９００の移動又は掃査する動きに関連して金属又はＲＦＩＤオブジェクトのプロファイル及び位置を判定するため、ポジション・センサー９３５と関連して用いられ得る。可聴アラート９３３ａは、特徴的なトーン又は合成された音声通信を含み得る。視覚的アラート９３３ｂは、点滅であってもよく又は文字や図による表示を含む彩色された特徴であってもよい。視覚的アラート９３３ｂは、一体型ディスプレイ９３２、外部ディスプレイ９３４に関連してもよく、それらはスタンドアロンであってもよい。
【０１１３】
次に図１０に移ると、本発明の原理に従って構成されたインタロゲータの別の実施例のブロック図が示されており、全体を１０００で示す。インタロゲータ１０００は、金属感知サブシステム１００５、金属感知アンテナ・インタフェース１０１０、金属感知アンテナ１０１５、ＲＦＩＤ感知サブシステム１０２０、ＲＦＩＤ感知アンテナ・インタフェース１０３０、ＲＦＩＤ感知アンテナ１０３５、及び制御及び処理サブシステム１０４０を含む。
【０１１４】
金属感知サブシステム１００５は、金属感知デジタル-アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）１００６、金属感知送信増幅器１００７、金属感知受信増幅器１００８、及び金属感知アナログ-デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）１００９を含む。金属感知アンテナ・インタフェース１０１０は、金属感知送信調整(conditioning)フィルタ１０１１及び金属感知受信調整フィルタ１０１２を含む。金属感知アンテナ１０１５は、金属感知送信アンテナ１０１６及び金属感知受信アンテナ１０１７を含む。
【０１１５】
ＲＦＩＤ感知サブシステム１０２０は、ＲＦＩＤ感知ＤＡＣ１０２１、ＲＦＩＤ感知送信切り替えスイッチ１０２２、第１のＲＦＩＤ感知送信増幅器１０２３、第２のＲＦＩＤ感知送信増幅器１０２４、第１のＲＦＩＤ感知受信増幅器１０２５、第２のＲＦＩＤ感知受信増幅器１０２６、ＲＦＩＤ感知受信切り替えスイッチ１０２７、及びＲＦＩＤ感知ＡＤＣ１０２８を含む。ＲＦＩＤ感知アンテナ・インタフェース１０３０は、第１及び第２のＲＦＩＤ感知送信調整フィルタ１０３１、１０３２、及び第１及び第２のＲＦＩＤ感知受信調整フィルタ１０３３、１０３４を含む。ＲＦＩＤ感知アンテナ１０３５は、第１及び第２のＲＦＩＤ感知送信アンテナ１０３６、１０３７、及び第１及び第２のＲＦＩＤ感知受信アンテナ１０３８、１０３９を含む。「高帯域」及び「低帯域」機能は、様々な種類のＲＦＩＤタグを検出するために必要とされる幅広い周波数範囲に対応するためにある。
【０１１６】
代替の実施例において、ＲＦＩＤ感知ＡＤＣ１０２８又はＲＦＩＤ感知ＤＡＣ１０２１の機能に、ミキシング又はヘテロダイン機能が含まれてもよい。これらの技術は当業者には既知であり、信号処理を一層望ましい周波数範囲に変換し、それによって、一層安価な又は一層容易に手に入る構成要素を用いることができるようにするために用いられ得る。また、第１及び第２の送信調整フィルタ１０３１、１０３２、及び第１及び第２のＲＦＩＤ感知受信調整フィルタ１０３３、１０３４の特定の性質及び機能は、制御及び処理のため、及び信号生成及び回復のために用いられる特定のアルゴリズムに従って変化し得る。更に、いくつかの実施例では、図示したフィルタのいくつか又は全てを必要としないこともある。
【０１１７】
図示した実施例において、制御及び処理サブシステム１０４０は、ソフトウェア機能を変えることによってインタロゲータ１０００の特徴及び機能を容易に修正又は調整し得る、ソフトウェア定義型構造であってもよい。制御及び処理サブシステム１０４０は、金属及びＲＦＩＤ感知サブシステム１００５、１０２０の両方に正確な基準周波数を提供するため、水晶振動子を用いる。制御及び処理サブシステム１０４０のオペレーションは、以下の図１３に関連して更に詳しく説明する。
【０１１８】
制御及び処理サブシステム１０４０は、選択された金属感知オペレーション・モードに基づいて金属感知デジタル励起信号を生成し、この信号を金属感知ＤＡＣ１００６に提供する。金属感知デジタル励起信号は連続するトーンの形式であり得る。代替として、このデジタル励起信号は、振幅、周波数、又は位相が変化してもよく、波形デューティ・サイクルが100％より少ないパルス状のものであってもよい。金属感知デジタル励起信号の周波数は、一般的に5から100kHzの範囲である。鉄金属及び非鉄金属の両方の検出を最善にするため、異なる波形も用いられ得る。これらの波形は、金属の異なる寸法及び量に合わせて、及び患者の体内の異なる位置及び深さに合わせて選択され得る。これらの励起信号を生成する際に用いられるアルゴリズム関連情報は、制御及び処理サブシステム１０４０の一部であってもよい。
【０１１９】
金属感知ＤＡＣ１００６は、金属感知デジタル励起信号の振幅以外を、金属感知送信信号であるアナログ信号に変換する。このアナログ信号は金属感知送信増幅器１００７に提供され、ここで、アナログ信号は送信のため正しい振幅まで増幅される。金属感知送信増幅器１００７の出力は金属感知送信調整フィルタ１０１１に提供され、金属感知送信調整フィルタ１０１１は、全ての帯域外信号を充分に減衰させ、適正なインピーダンス・マッチングを金属感知送信アンテナ１０１６に提供する。金属感知送信アンテナ１０１６は、金属感知送信信号を発信する。
【０１２０】
金属感知送信アンテナ１０１６及び金属感知送信信号の付近にある金属オブジェクトは、金属感知リターン信号を生成し、この金属感知リターン信号は、金属感知送信信号のフィールド特性の変化に基づき得る。フィールド特性は、特徴的な金属感知受信信号が、金属感知受信アンテナ１０１７に当たりそれを励起するように、金属オブジェクトの付近で変化し得る。金属感知受信アンテナ１０１７の出力は、金属感知受信調整フィルタ１０１２に提供され、金属感知受信調整フィルタ１０１２は、全ての帯域外信号を充分に減衰させ、金属感知受信アンテナ１０１７と金属感知受信増幅器１００８の間の適正なインピーダンス・マッチングを提供する。
【０１２１】
金属感知受信増幅器１００８は、金属感知受信信号を処理に充分なレベルまで増幅させ、それを金属感知ＡＤＣ１００９に提供する。金属感知ＡＤＣ１００９は、金属感知受信信号につりあった金属感知デジタル信号を制御及び処理サブシステム１０４０に提供し、制御及び処理サブシステム１０４０は、その金属感知デジタル信号が、金属感知アンテナ１０１５に近接する金属オブジェクトの存在を表わすシグネチャーを有するかどうかを判定する。
【０１２２】
制御及び処理サブシステム１０４０は、選択されたＲＦＩＤオペレーション・モードに基づいてＲＦＩＤ感知デジタル励起信号を生成し、この信号をＲＦＩＤ感知ＤＡＣ１０２１に出力する。ＲＦＩＤ感知デジタル励起信号は、ＲＦＩＤタグなどを提供するＲＦＩＤオブジェクトを励起し、作動させるコードの形式であり得る。このコードに関連する搬送波周波数は２つの周波数帯域のうちの１つであり得る。第１の周波数帯域は133〜135kHzあたりに中心があり得、「低帯域」と呼ばれる。第２の周波数帯域は10〜13MHzあたりに中心があり得、「高帯域」と呼ばれる。代替として、約902〜928MHzの「高帯域」を用いてもよい。代わりに、133〜135kHz及び10〜13MHzの帯域が「低帯域」に組み合わされてもよく、いくつかの特殊な実装では単一帯域のみを必要とするものもある。周波数帯域は、選択されたＲＦＩＤオペレーション・モードに基づいて選択される。各周波数帯域は、存在するＲＦＩＤタグの異なる種類に対応し、これらはその寸法又は他のファクターに基づき得る。一般に、ＲＦＩＤ感知デジタル励起信号を生成するためのアルゴリズム関連情報は、制御及び処理サブシステム１０４０内に含まれている。
【０１２３】
ＲＦＩＤ感知ＤＡＣ１０２１は、ＲＦＩＤ感知デジタル励起信号の振幅以外を、ＲＦＩＤ感知送信信号であるアナログ信号に変換する。ＲＦＩＤ感知送信信号は、制御及び処理サブシステム１０４０によって制御されるＲＦＩＤ感知送信切り替えスイッチ１０２２に提供される。ＲＦＩＤ感知送信切り替えスイッチ１０２２は、ＲＦＩＤ感知送信信号を、そのＲＦＩＤ感知送信信号が「高帯域」であるか「低帯域」であるかに基づいて、それぞれ第１のＲＦＩＤ感知送信増幅器１０２３又は第２のＲＦＩＤ感知送信増幅器１０２４に送る。第１のＲＦＩＤ感知送信増幅器１０２３及び第２のＲＦＩＤ感知送信増幅器１０２４は、「高帯域」及び「低帯域」信号の振幅を、送信のため正確な振幅まで増加させる。
【０１２４】
第１のＲＦＩＤ感知送信増幅器１０２３は、「高帯域」信号を第１のＲＦＩＤ感知送信調整フィルタ１０３１に提供し、第２のＲＦＩＤ感知送信増幅器１０２４は、「低帯域」信号を第２のＲＦＩＤ感知送信調整フィルタ１０３２に提供する。第１及び第２のＲＦＩＤ感知送信調整フィルタ１０３１、１０３２は、異なる中心周波数を用い、関連する帯域外信号を充分に減衰させる。更に、これらは、適正なインピーダンス・マッチングを、それぞれの第１及び第２のＲＦＩＤ感知送信アンテナ１０３６、１０３７に提供し、第１及び第２のＲＦＩＤ感知送信アンテナ１０３６、１０３７は、それぞれのＲＦＩＤ感知送信信号を発信する。
【０１２５】
第１又は第２のＲＦＩＤ感知送信アンテナ１０３６、１０３７の付近のＲＦＩＤタグなどのＲＦＩＤオブジェクトは、ＲＦＩＤ感知リターン信号を生成する。ＲＦＩＤ感知リターン信号は、それぞれ適切な第１又は第２のＲＦＩＤ感知受信アンテナ１０３８、１０３９に当たり、それらを励起させてＲＦＩＤ感知受信信号を提供する。第１又は第２のＲＦＩＤ感知受信アンテナ１０３８、１０３９の出力は、それぞれ第１又は第２のＲＦＩＤ感知受信調整フィルタ１０３３、１０３４に提供される。第１又は第２のＲＦＩＤ感知受信調整フィルタ１０３３、１０３４は、帯域外エネルギーを充分に減衰させ、それぞれ、第１又は第２のＲＦＩＤ感知受信アンテナ１０３８、１０３９と第１又は第２のＲＦＩＤ感知受信増幅器１０２５、１０２６の間の適正なインピーダンス・マッチングを提供する。
【０１２６】
第１又は第２のＲＦＩＤ感知受信増幅器１０２５、１０２６は、小さなＲＦＩＤ感知受信信号を処理に充分なレベルまで増幅させ、増幅されたＲＦＩＤ感知受信信号をＲＦＩＤ感知受信切り替えスイッチ１０２７に提供し、このＲＦＩＤ感知受信切り替えスイッチ１０２７は、制御及び処理サブシステム１０４０によって制御される。制御及び処理サブシステム１０４０は、送信された励起信号に基づき、ＲＦＩＤ感知ＡＤＣ１０２８への入力のため、ＲＦＩＤ感知受信切り替えスイッチ１０２７を介して適切な受信パスを選択する。ＲＦＩＤ感知ＡＤＣ１０２８は、ＲＦＩＤ感知受信信号につりあったＲＦＩＤ感知デジタル信号を制御及び処理サブシステム１０４０に提供し、制御及び処理サブシステム１０４０は、そのＲＦＩＤ感知デジタル信号が、ＲＦＩＤ感知アンテナ１０３５の付近のＲＦＩＤオブジェクトの存在を表わすシグネチャーを有するかどうかを判定する。
【０１２７】
次に図１１に移ると、本発明の原理に従って構成されたインタロゲータの代替の実施例のシステム図が示されており、全体を１１００で示す。インタロゲータ１１００は、金属感知サブシステム１１０５、ＲＦＩＤ感知サブシステム１１１０、金属及びＲＦＩＤ感知アンテナ・ダイプレクサ１１１２、金属及びＲＦＩＤ感知統合アンテナ１１１４、制御及び処理サブシステム１１１５、通信サブシステム１１２５、ユーザー・インタフェース１１３０、ポジション・センサー１１３５、及び電源１１４０を含む。
【０１２８】
インタロゲータ１１００は、図９のインタロゲータ９００と類似しており、金属及びＲＦＩＤ感知アンテナ・ダイプレクサ１１１２が、金属感知アンテナ・インタフェース９０６及びＲＦＩＤ感知アンテナ・インタフェース９１１に取って代わっている。更に、金属及びＲＦＩＤ感知統合アンテナ１１１４が、金属感知アンテナ９０７及びＲＦＩＤ感知アンテナ９１２に取って代わっている。インタロゲータ１１００の全般的なオペレーションも、図９のインタロゲータ９００のオペレーションと類似している。
【０１２９】
ただし、インタロゲータ１１００は、金属感知及びＲＦＩＤ感知サブシステム１１０５、１１１０の両方に関連する送信及び受信パス間で金属及びＲＦＩＤ感知アンテナ・ダイプレクサ１１１２を用いる。金属及びＲＦＩＤ感知アンテナ・ダイプレクサ１１１２は、周波数選択機能及びインピーダンス・マッチング機能に対応している。同様に、金属及びＲＦＩＤ感知統合アンテナ１１１４も、金属感知及びＲＦＩＤ感知サブシステム１１０５、１１１０の両方に関連する送信及び受信パスの両方で用いられる。金属及びＲＦＩＤ感知アンテナ・ダイプレクサ１１１２及び金属及びＲＦＩＤ感知統合アンテナ１１１４の更に詳しい説明は、図１２に関連して以下に示す。
【０１３０】
次に図１２に移ると、本発明の原理に従って構成されたインタロゲータの別の実施例のブロック図が示されており、全体を１２００で示す。インタロゲータ１２００は、金属感知サブシステム１２０５、ＲＦＩＤ感知サブシステム１２１０、金属及びＲＦＩＤ感知アンテナ・ダイプレクサ１２１５、金属及びＲＦＩＤ感知統合アンテナ１２２５、及び制御及び処理サブシステム１２３０を含む。
【０１３１】
金属及びＲＦＩＤ感知アンテナ・ダイプレクサ１２１５は、金属感知送信調整フィルタ１２１６、金属感知受信調整フィルタ１２１７、金属感知ダイプレクサ・スイッチ１２２２、第１及び第２のＲＦＩＤ感知送信調整フィルタ１２１８、１２１９、第１及び第２のＲＦＩＤ感知受信調整フィルタ１２２０、１２２１、及び第１及び第２のＲＦＩＤ感知ダイプレクサ・スイッチ１２２３、１２２４を含む。金属及びＲＦＩＤ感知統合アンテナ１２２５は、金属感知送信／受信アンテナ１２２６及び第１及び第２のＲＦＩＤ感知送信／受信アンテナ１２２７、１２２８を含む。
【０１３２】
金属感知サブシステム１２０５、ＲＦＩＤ感知サブシステム１２１０、及び制御及び処理サブシステム１２３０のオペレーションは、図１０のインタロゲータ１０００に関連して説明した、金属感知サブシステム１００５、ＲＦＩＤ感知サブシステム１０２０、及び制御及び処理サブシステム１０４０と類似している。代替として、金属及びＲＦＩＤ感知サブシステム１２０５、１２１０は、金属オブジェクの存在を表わす金属シグネチャー及びＲＦＩＤオブジェクの存在を表わすＲＦＩＤシグネチャーのうち少なくとも１つを有する１つの信号又は複数の信号を提供する１つの感知サブシステムに統合されてもよい。
【０１３３】
ただし、インタロゲータ１２００は、関連する送信及び受信信号間で共通のアンテナを共有する金属及びＲＦＩＤ感知統合アンテナ１２２５を用いる。例えば、金属感知送信／受信アンテナ１２２６は、金属感知ダイプレクサ・スイッチ１２２２を介して、金属感知送信調整フィルタ１２１６及び金属感知受信調整フィルタ１２１７の両方に接続される。同様に、第１及び第２のＲＦＩＤ感知統合アンテナ１２２７、１２２８は、第１及び第２のＲＦＩＤ感知ダイプレクサ・スイッチ１２２３、１２２４を介して、それらの対応するＲＦＩＤ感知調整フィルタに接続される。
【０１３４】
一般的に、送信増幅器からアンテナへ進む励起信号用に低損失パスを提供し、それに対応して、アンテナから受信増幅器への入力信号用に低損失パスを提供するように、ダイプレクサ・スイッチは従来の３ポート・デバイスとして構成される。時間ドメイン構成では、これらは簡単なスイッチング又はゲート制御（gating）によって達成され得る。継続モード構成では、これは、それらが所望のポートを通過するとき同相であり、所望でないポートを通過するとき位相が異なるように、適切に位相整合（phasing）させることによって達成され得る。
【０１３５】
金属及びＲＦＩＤ感知統合アンテナ１２２５は、金属及びＲＦＩＤ感知機能に関連して送信信号の発信及び信号の受信の両方をするのに適したマッチングを提供する。個別のアンテナは、単一エレメントから構成されてもよく、又はそれら自体が多数のエレメントを備えた本質的に複雑なものであってもよい。アンテナは、不要な方向への送信及び不要な方向から受信された放射を抑制するように部分的に遮蔽されてもよい。例えば、患者の上又はバックテーブルやメイヨースタンドなど手術室の一部の上を通過するアンテナは、患者の方向及び近辺で最大の感度を有し、全てのその他の方向で最大の減衰を有するのが理想的である。
【０１３６】
次に図１３に移ると、本発明の原理に従って構成された制御及び処理サブシステムの一実施例のブロック図が示されており、全体を１３００で示す。制御及び処理サブシステム１３００は、周波数制御水晶振動子１３１０を用いるデジタル・シグナル・プロセッサ１３０５、ブートストラップ・メモリ１３１５、フラッシュ・メモリ１３２０、ランダム・アクセス・メモリ１３２５、及び入力／出力インタフェース１３３０を含む。
【０１３７】
制御及び処理サブシステム１３００は、インタロゲータに関連する、デジタル信号処理機能、信号生成機能、制御機能、及び入力及び出力インタフェース機能を提供する。デジタル・シグナル・プロセッサ１３０５は、単一集積回路として、又はこの役割を実行する集積回路のグループとして具体化されてもよい。全ての送信信号は、デジタル・シグナル・プロセッサ１３０５内で生成され、デジタル・シグナル・プロセッサ１３０５は信号同期機能も含む。周波数制御水晶振動子１３１０は、信号同期機能のために適正なタイミングを提供する。
【０１３８】
ブートストラップ・メモリ１３１５は、インタロゲータの始動、キーボードからのコマンドの受信、診断法の表示、及びデータ・ポートを用いることができるようにすることが可能な基本ソフトウェア・プログラムを含む不揮発性読み取り専用メモリである。ソフトウェア関連のシステム障害の場合、ブートストラップ・システム１３１５は、インタロゲータを回復（即ち、リブート）させることができる。更に、いかなるソフトウェアがロードされるかに関わらず動作し得る基本システム診断も備えている。
【０１３９】
フラッシュ・メモリ１３２０は不揮発性ランダム・アクセス・メモリであり、そこには、インタロゲータの現在のオペレーティング・システム及びプログラムがロードされる。フラッシュ・メモリ１３２０の内容は、ブートストラップ・メモリ１３１５に含まれる診断及びプログラムによって変更、更新、及びチェックすることができる。例えば、ランダム・アクセス・メモリ１３２５をテストするため、診断がブートストラップ・メモリ１３１５内に存在する。入力／出力インタフェース１３３０は、制御及び処理サブシステム１３００の一部であり、インタロゲータの外部ポートだけでなく、全ての他の必要な部分にアクセスし、ここで、一群のインタフェース接続１３３５が典型的であると考えられる。
【０１４０】
一群のインタフェース接続１３３５のデータＩ／Ｏポートにより、インタロゲータにロードされるべき特定のソフトウェアの、無線による又は配線を用いた、リリース又はアップグレードが可能となる。このようにして、インタロゲータの特性は、必要な又は適切なときに容易に変化させる又はアップグレードさせることができる。すべての信号処理判定及び信号生成開始が制御及び処理サブシステム１３００内で発生するため、ソフトウェア定義型アーキテクチャによりこの機能が可能となる。
【０１４１】
同様に、このアーキテクチャにより、ハードウェアを修正することなく、既存のＲＦＩＤタグ及び金属検出に対し既存のアルゴリズムのアップグレードや新しいアルゴリズムの組み込みが可能になる。従って、このインタロゲータは、将来開発されるＲＦＩＤタグを含む、種々の製造業者からの多数のタイプのＲＦＩＤタグを読むように適応させることができる、実質的に普遍的なインタロゲータとして用いられ得る。もちろん、これは、金属検出の改良及び付加も含む。
【０１４２】
提示した本発明の実施例は、使い捨て及び使い捨てではない医療用具の検出及び監視に的を絞ってきたが、医療分野以外の代替の実施例及び将来のアプリケーションも想定している。これらのアプリケーションには、単一システム内で多数の異種のオブジェクトの検出を統合すること、及び異種の観測値を単一統合フィルタへ統合することが含まれる。更に、観測値を多数のデータベースとリアルタイムで統合させること、及びインタロゲータからの信号処理の一部をリアルタイムで肩代わりすることも含まれる。
【０１４３】
代替の実施例には、検出範囲の増大、厳しい環境での検出感度の向上、検出整合性の向上、検出されるべきものをダイナミックに選択するリアルタイム汎用性、及びたいてい異種の周波数で動作する多数の種類のＲＦＩＤタグ及び金属質オブジェクトの普遍的な同時検出が含まれる。これらのアプリケーション及び実施例は、例えば、在庫管理、サプライチェーン管理、及びセキュリティを包含し得る。
【０１４４】
要約すると、インタロゲータ、金属及びＲＦＩＤオブジェクトのうち少なくとも１つの存在を識別する方法、及び同様のものを用いるインタロゲーション・システムを用いる本発明の実施例が提示されている。インタロゲータ及びインタロゲーション・システムは、独立モード又は統合されたモードのいずれにおいても作動し得る。独立オペレーション・モードでは、制御及び処理サブシステムは、分析アルゴリズムを提供して、金属及びＲＦＩＤオブジェクトの存在を識別するために必要とされる機能を行なうことによって、インタロゲータのオペレーションを独立して行なう。代替として、統合されたオペレーション・モードは、金属及びＲＦＩＤオブジェクトの存在を識別する際に制御及び処理サブシステムをサポートするために、無線で又は配線によるインタフェースを介して、コンピュータ・システムを用い得る。これは更に、慣性センサーなどの付加的なセンサーの統合も用い得る。統合されたオペレーション・モードでは、典型的に、独立オペレーション・モードにおける場合よりも、用いられるべきデータベース及びアルゴリズムの一層広範囲にわたる利用が可能となる。
【０１４５】
本発明を詳細に説明してきたが、当技術分野の技術者であれば、最も幅広い形式の本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、以上の説明に種々の変更、置換、改変を加えることができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】本発明の原理に従って構成された、医療環境で用いることのできる通信システムの一実施例の略図。
【図２】本発明の原理を適用した例示用の環境を提供する主たる医療施設の一実施例の床配置図。
【図３】図３-Ａは本発明の原理を適用した例示用の環境を提供する手術施設の一実施例の床配置図。図３-Ｂは本発明の原理を適用した例示用の環境を提供する図３-Ａの手術施設の手術室施設の床配置図。
【図４】医療施設の手術室内で用いることができ、本発明の原理に従って構成されたインタロゲーション・システムの一実施例を絵で表わした図。
【図５−Ａ】本発明の原理に従って構成されたインタロゲータの独立及び統合されたオペレーション・モードに関連する特性の実施例を示す関連図。
【図５−Ｂ】本発明の原理に従って構成されたインタロゲータの独立及び統合されたオペレーション・モードに関連する特性の実施例を示す関連図。
【図６−Ａ】医療施設の手術室内で用いることが可能であり、本発明の原理に従って構成されたインタロゲーション・システムの一実施例を絵で表わした図。
【図６−Ｂ】医療施設の手術室内で用いることが可能であり、本発明の原理に従って構成されたインタロゲーション・システムの代替の実施例を絵で表わした図。
【図７】本発明の原理に従って構成されたインタロゲータの一実施例を絵で表わした図。
【図８−Ａ】本発明の原理に従って構成されたインタロゲータの代替実施例を絵で表わした図。
【図８−Ｂ】本発明の原理に従って構成されたインタロゲータの代替実施例を絵で表わした図。
【図８−Ｃ】本発明の原理に従って構成されたインタロゲータの代替実施例を絵で表わした図。
【図９】本発明の原理に従って構成されたインタロゲータの一実施例のシステム図。
【図１０】本発明の原理に従って構成されたインタロゲータの別の実施例のブロック図。
【図１１】本発明の原理に従って構成されたインタロゲータの代替の実施例のシステム図。
【図１２】本発明の原理に従って構成されたインタロゲータの別の実施例のブロック図。
【図１３】本発明の原理に従って構成された制御及び処理サブシステムの一実施例のブロック図。
【図１】
2006522985.tif 000003
【図２】
2006522985.tif 000004
【図３】
2006522985.tif 000005
【図４】
2006522985.tif 000006
【図５−Ａ】
2006522985.tif 000007
【図５−Ｂ】
2006522985.tif 000008
【図６−Ａ】
2006522985.tif 000009
【図６−Ｂ】
2006522985.tif 000010
【図７】
2006522985.tif 000011
【図８−Ａ】
2006522985.tif 000012
【図８−Ｂ】
2006522985.tif 000013
【図８−Ｃ】
2006522985.tif 000014
【図９】
2006522985.tif 000015
【図１０】
2006522985.tif 000016
【図１１】
2006522985.tif 000017
【図１２】
2006522985.tif 000018
【図１３】
2006522985.tif 000019
【国際調査報告】
2006522985.tif 000020
2006522985.tif 000021