(57)【要約】ＥＩＴ技術を利用して生体の組織の内部構造を遠隔から撮影する方法及び装置である。この方法及び装置は、これらの処理及び撮影からデータ取得する機能を分割し、通信ネットワークを介してデータを取得し画像内容を処理し、更に、データ取得、処理及び撮影機能を、ネットワーク内の異なる場所で実行されることにより達成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＩＴ技術を利用して生体の組織の内部構造を遠隔から撮影する方法において、
前記組織に少なくとも二つの電極を電気的に接続するステップと、
予め決められた値の電気的な入力電流、電圧、或いはそれらの組合せを、少なくとも一つの前記電極に適用するステップと、
一つ以上の前記電極で、結果として得られる出力電流、電圧或いはそれらの組合せの値を計測するステップと、
前記電気的な入力電流、電圧或いはそれらの組合せの値、及び結果得られる出力電流、電圧、或いはそれらの組合せの値を、通信ネットワークを介して遠隔地のコンピュータに送信するステップと、
前記遠隔地のコンピュータで、前記電気的な入力電流、電圧或いはそれらの組合せの値、及び結果得られる出力電流、電圧或いはそれらの組合せを解析することにより、前記組織において、一つ以上の点の電気的なインピーダンス値を計算するステップと、
計算された前記インピーダンス値或いは複数のインピーダンス値に従って、前記組織の内部構造の画像を生成するステップ
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記遠隔地のコンピュータの存在する場所で、前記組織の内部構造の前記画像を表示するステップ
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記通信ネットワークを介して、前記遠隔地のコンピュータが存在する位置とは異なる場所に、前記組織の前記内部構造の前記画像を送信するステップと、
前記異なる場所で、前記画像を表示するステップ
を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記計算するステップは、フロントトラッキング技術を利用して行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記計算するステップは、複数の技術を利用して実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記計測するステップの後で、前記送信するステップの前に、
前記電気的な入力電流、電圧或いはそれらの組合せ、及び結果得られる出力電流、電圧或いはそれらの組合せの値を、通信ネットワークを介して送信するのに相応しい形式に変換するステップ
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記遠隔地のコンピュータにおいて前記組織の前記内部構造の前記画像を表示するステップを更に備えることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記通信ネットワークを介して、前記遠隔地のコンピュータが存在する位置とは異なる場所に、前記組織の前記内部構造の前記画像を送信するステップと、
前記異なる場所で、前記画像を表示するステップ
を備えることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記計算するステップは、フロントトラッキング技術を利用して行われることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記計算するステップは、複数の技術を利用して実行されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
ＥＩＴ技術を利用して生体の組織の内部構造を遠隔から撮影する装置において、
前記組織に電気的に接続される所定の形状に配置した少なくとも二つの電極と、
前記電極の少なくとも一つに、所定の値の電気的な入力電流、電圧或いはそれらの組合せを供給する電源と、
一つ以上の前記電極で、結果得られる出力電流、電圧或いはそれらの組合せの値を計測する電気計測ハードウェアと、
前記電気的な入力電流、電圧或いはそれらの組合せ、及び結果得られる出力電流、電圧或いはそれらの組合せの値を、遠隔地のコンピュータに通信ネットワークを介して送信する通信ハードウェア及びソフトウェアと、
前記遠隔地のコンピュータにおいて、前記電気的な入力電流、電圧、或いはそれらの組合せ、及び結果得られる出力電流、電圧或いはそれらの組合せを解析することにより、前記組織における一つ以上の点の電気的なインピーダンス値を計算するコンピュータプログラムと、
計算された前記インピーダンス値或いは複数のインピーダンス値に従って前記組織の前記内部構造の画像を生成するコンピュータプログラム
を備えることを特徴とする装置。
【請求項１２】
前記遠隔地のコンピュータの存在する場所で、前記組織の前記内部構造の前記画像を表示するコンピュータソフトウェア及びモニター
を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記遠隔地のコンピュータから前記通信ネットワークを介して前記遠隔地のコンピュータが存在する場所とは異なる場所に、前記組織の前記内部構造の前記画像を送信するコンピュータプログラムと、
前記異なる場所で前記画像を表示するコンピュータプログラム及びモニター
を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
計算する前記コンピュータプログラムは、前記遠隔地のコンピュータにおいて、フロントトラッキング技術を実行して、前記組織における一つ以上の電気的なインピーダンス値を計算することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
計算する前記コンピュータプログラムは、前記遠隔地のコンピュータにおいて、複数の技術を実行して、前記組織における一つ以上の電気的なインピーダンス値を計算することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
前記電気的な入力電流、電圧或いはそれらの組合せの値、及び結果得られる出力電流、電圧或いはそれらの組合せの値を、通信ネットワークを介して送信するのに相応しい形式に変換するコンピュータプログラム
を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１７】
前記遠隔地のコンピュータにおいて、前記組織の前記内部構造の前記画像を表示するコンピュータプログラム及びモニター
を更に備えることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記遠隔地のコンピュータから前記通信ネットワークを介して、前記遠隔地のコンピュータが存在する場所とは異なる場所に、前記組織の前記内部構造の前記画像を送信するコンピュータプログラムと、
前記異なる場所で前記画像を表示するコンピュータプログラム及びモニター
を更に備えることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
計算する前記コンピュータプログラムは、前記遠隔地のコンピュータにおいて、フロントトラッキング技術を実行して、前記組織における一つ以上の電気的なインピーダンス値を計算することを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
計算する前記コンピュータプログラムは、前記遠隔地のコンピュータにおいて、複数の技術を実行して、前記組織における一つ以上の電気的なインピーダンス値を計算することを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項２１】
ＥＩＴ技術を利用して、遠隔地の医療画像サービスを販売する方法であって、
遠隔地のＥＩＴプローブ装置を患者の身体或いはその部分に装着するステップと、
前記プローブ装置を利用して、前記患者の身体或いはその部分からＥＩＴの生のデータを取得するステップと、
前記ＥＩＴの生のデータを遠隔地に送信するステップと、
再構成アルゴリズムを利用して、前記遠隔地で前記ＥＩＴの生のデータを処理するステップと、
前記患者の身体或いはその部分の内部構造のＥＩＴ画像を生成するステップと、
前記ＥＩＴ画像を解釈するステップと、
課金するステップ
とを備えることを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記ＥＩＴ画像を解釈するステップには、第２の遠隔地に送信されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
ＥＩＴ技術を利用して、遠隔地の医療画像サービスを販売する方法であって、
遠隔地のＥＩＴプローブ装置を患者の身体或いはその部分に装着するステップと、
前記プローブ装置を利用して、前記患者の身体或いはその部分からＥＩＴの生のデータを取得するステップと、
前記ＥＩＴの生のデータを遠隔地に送信するステップと、
再構成アルゴリズムを利用して、前記遠隔地で前記ＥＩＴの生のデータを処理するステップと、
前記患者の身体或いはその部分の内部構造のＥＩＴ画像を生成するステップと、
前記患者のいる場所に前記ＥＩＴ画像を送信するステップと、
課金するステップ
とを備えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般的に、電気インピーダンス断層撮影法（ＥＩＴ：ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）を介して、生物組織の内部構造を撮影する方法及び装置に関し、本発明は特に、生のデータを取得し、通信ネットワークを介して遠隔のコンピュータにそれを送信し、生のＥＩＴデータを遠隔のコンピュータで処理し、生物組織の内部構造の撮影を、前記遠隔のコンピュータで、データを取得した場所で、或いはその他のあらゆる位置で表示する方法及び装置に関連する。
【０００２】
【従来の技術】
医療の診察や研究の分野において、体内への侵入処置を使うことなく別な方法で観察することができない生物学上の被験者或いは患者の内部組織の構造を透視することがしばしば必要である。この様な透視が有用な部分の一例としては、被験者或いは患者の透過度の低い組織の内部に隠れた腫瘍及び他の悪性腫瘍などを検出し、観察し、解析する場合が挙げられる。生きている被験者或いは患者を扱う場合、検査した組織において、腫瘍などの特別な特徴である兆候がない場合、診察の目的で体内に侵入する処理を行うのは医学的に賢明或いは好ましいことではないとされている。更に、ターゲットとなる特徴が存在する認知或いは疑いがある場合でも、この様な特徴は侵入処置を介しても到達しなかったり、侵入処置が試されることにより過度の医学的なリスクに被験者或いは患者をさらす場合もある。更に、侵入処置によって、感染症、出血及びその他の合併症など、侵入しない透視技術によっては存在しない様々なリスクが被験者或いは患者に広がる場合もある。即ち、侵入処置は、非侵入処置に比べて、かなり高価で時間の消費するものである。
【０００３】
いくつかの非侵入処置は開発され、生体組織で発見された内部構造を観察したり透視したりするのを助けている。これらの技術の例としては、Ｘ線、超音波撮影、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ：ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ）、コンピュータ断層撮影（ＣＴ：ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）及び陽電子放射断層写真撮影（ＰＥＴ：ｐｏｓｉｔｒｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）が挙げられる。これらの撮影技術の他に、被験者の発見が検出される技術として、電気インピーダンス断層撮影法（ＥＩＴ：ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）がある。ＥＩＴは、ターゲット組織のバイオ電気特性の差によって異なる部分を特徴づけ、その後、この特徴に基づいて画像を出力する。通常、ＥＩＴスキャンは、所定の構成を持つ電極を直列に配置して、撮影される組織を電気的に接続することにより行われる。低いレベルの電気的正弦波電流は、一つ以上の電極によって注入され、残った電極においてその結果得られる電圧を測定する。この処理は、異なる入力電極、異なる周波数の電流を利用して繰り返される。結果得られる電圧に従った様々な入力電流を比較することにより、研究される組織の内部の部分の電気的インピーダンス特性のマップが撮影される。電圧を指定した結果の電流を計測することにより、或いは、注入して電圧及び電流の組合せを計測することにより、組織及び構造の種別について異なる周知のインピーダンス値を備えたＥＩＴスキャンを介して得られたインピーダンスマップを相関させることによって、結果として生じる画像において分離した部分は、特定の組織（即ち、悪性腫瘍、筋肉、脂肪、その他）として識別される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した撮影技術のそれぞれは、関連した利益、不利益を備えており、異なる解像度及び異なるスピードにおいて、組織及び構造の異なるタイプで撮影することができる。しかしながら現代において、撮影する場合は一つの基本的な特徴を共有している。これらは、大きく、高価で、持ち運びできないくらい大きく、被験者或いは患者に撮影装置を利用するために撮影装置を備えた施設まで運送させる装置を必要とする。
【０００５】
いくつかは本明細書で詳述するが、離れた場所で患者のＥＩＴスキャンを実行し、異なる場所で画像を生成し、その画像を患者の場所或いは第３の場所に位置する医師或いは技術者に送信できるように、望まれている理由はたくさんある。ほとんど全ての状況において、現在の撮影装置を、撮影を行う被験者或いは患者に便利な離れた場所に運輸するのは、経済的及び論理的な観点からして実用的ではない。又、現在の有効な装置及び技術を利用した撮影を実行するために、被験者或いは患者を撮影装置を備えた施設に運輸することは、患者或いは被験者の健康及びその他の理由により不可能である。更に、世界には、ＥＩＴの様な進んだ撮影装置や、診察のスキャンの結果を解釈できる質の良い医師及び／又は技師にとって、アクセスが制限されている場所もある。最後に、離れてＥＩＴスキャンを実行し、近くで画像を処理し、その結果得られた画像を患者、技師及び／又は医師に送信するために、更なる利点として、一つのサーバに、サーバ及び遠隔地の間でデータ及び画像を送信するのに利用される通信ネットワークの範囲内のあらゆるところでばらまかれた多くのスキャン場所を扱う中央処理場所として扱わせることができる。ＥＩＴ撮影として利用されるスキャン装置は、画像処理生成装置に比べて相対的に安いので、一つのサーバを利用した多くのスキャナーを提供できることにより、巨大なコストの節約及び利益効率を生成する可能性がある。
【０００６】
遠隔で生体の組織及び構造を撮影を可能にする装置を供給する前述の試みは、ＭｃＥｖｏｙなどの米国特許第６，０４４，１３１号公報（’１３１特許）、ＤｉＲｉｅｎｚｏの米国特許第６，００６，１９１号公報（’１９１特許）及びＷｏｏｄなどの米国特許第５，８５１，１８６号公報などに記載されており、これらの全ての記載は本明細書において参照される。
【０００７】
’１３１特許は、コンピュータに画像をダウンロードし、電子署名をそれらに割り当てるデジタルカセットに、Ｘ線画像を取得するセキュリティシステムを記載している。コンピュータは、順番に、モデムを介して他のコンピュータに、或いはプライベート通信リンクを介してコンピュータのデジタルネットワークに接続される。本システムにおいての画像は、適切な認証コードを持ち、プライベート通信リンクに接続できるコンピュータを備えた人によって、離れた場所から接続することができる。本システムは、遠隔地へ画像の電気的な配布を許可しており、この様なＸ線システムは、大きく、高価で、搬送できない装置によって、被験者或いは患者をスキャンし、デジタル化されたスキャンデータを処理する。その結果、この発明においては、被験者或いは患者をスキャンする確定した場所へ行く必要があるという問題が解決されていない。更に、このシステムにおいてはデータ取得と昨日の処理とが分離されていないため、多くのデータ取得コンポーネントを提供することによって、中央データ処理コンポーネントを利用する経済的な利点を達成することができない。最後に、この’１３１特許に記載された発明は、筋肉やその他の透過性の低い組織を透視するにおいて、ＥＩＴほど効果的ではないＸ線画像に限定されている。これにより、’１３１特許に記載された発明は、撮影技術における上述した問題点に取り組み、解決することができない。
【０００８】
’１９１特許は、電気的な医療画像を送信し、保存し、再送信し受信するシステムを記載しており、ダウンタイムの間に医師によって有効な診断上の解釈を取得することができる。この特許において、記憶媒体を分散させ、電気的な医療画像を分配し、又、解釈の必要なＸ線、ＭＲＩ、ＣＴスキャンなどの画像を、画像を解釈し、これらの解釈に基づいて状態を診断する医療専門社に分配するシステムが記載されている。これを達成するために、質の高い医師に保存した画像を読み、解釈する機会を与えるように、システムと同様にデジタルフォーマットの医療画像を保存する方法を、この発明は概説している。しかしながら、’１９１特許は遠隔アクセスにおいてのみ管理され、医療画像を配布するものであって、医療画像を遠隔地で作成するものではない。このシステムに画像を入力するために、患者は、画像装置を備えた施設に行く必要があり、従来の撮影技術に頼らなければならない。これにより、’１９１特許に記載された発明は、撮影技術における上述した問題点に取り組み、解決することができない。
【０００９】
’１８６特許は、インターネットのようなデータ通信ネットワークを介して接続可能な医療超音波診断画像システムを記載している。この’１８６特許に記載されたシステムによって人は、インターネットを介して遠隔に超音波画像装置を制御でき、超音波画像装置からの画像を再生することができる。しかし、この発明によって遠隔操作できることは、超音波装置を制御し、画像をダウンロードすることに限られている。従って前述したような従来の画像技術については、データ取得即ちスキャニングと、データの処理の両方は、同じ場所で行われる。その結果、これらの機能を処理する必要のある装置は、家庭で使用したり、このような装置を利用できない経済的状態の場所で使用するには扱いにくく、高価なものである。更に、’１８６特許は、複数の超音波画像装置がリンクされ、遠隔からアクセス可能とであるネットワークに対応した発明の実施の形態が記載されているが、データ取得及びデータ処理機能はローカルで実施されるので、このような機能が必要となる装置は、ネットワークの端末を全て２倍なければならず、更に、あらゆるコスト節約を行うことができない。従って、’１８６特許に記載された発明は、撮影技術における上述した問題点に取り組み、解決することができない。
【００１０】
このように、データを取得した場所或いはその他の場所で、生のデータを取得することにより生体組織の内部構造を遠隔から撮影し、それを通信ネットワークを介して遠隔のコンピュータに送信し、遠隔のコンピュータで生のＥＩＴデータを処理し、その遠隔のコンピュータで生体組織の内部構造の画像を表示する方法及び装置は、上述した発明には記載されていない。
【００１１】
その結果、患者或いは被験者が所定の場所に赴く必要がなく、所定の遠隔サイトで生体組織のＥＩＴ撮影を行うことのできる方法及び装置の技術が求められている。
【００１２】
更に、自宅の様なプライバシーを守られた状況で、医師や特別な医療技術の提供を受けることなく、ＥＩＴ撮影を患者自身で行うことのできる方法及び装置の技術が求められている。
【００１３】
更に、第１の遠隔地域にいる患者のＥＩＴ画像を、第２の遠隔地域から医師或いは医療技術者が検査及び診断することのできる方法及び装置の技術が求められている。
【００１４】
更に、一つの画像を処理し、サーバと遠隔地にあるスキャン場所との間でデータ及び画像の送信に利用される通信ネットワークの範囲において、生成サーバが複数のスキャン場所を中央で提供することのできる方法及び装置の技術が求められている。
【００１５】
更に、患者或いは被験者がＥＩＴスキャンを行う遠隔地からローカルで生成された画像を複数の場所に送信することのできる方法及び装置の技術が求められている。
【００１６】
最後に、患者、保険会社、雇用者及び他のものに、遠隔地のＥＩＴ画像及び質の良い医師及び技術者による診断サービスを販売することのできる方法の技術が求められている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、遠隔地からＥＩＴを利用して生体組織の内部構造を沿革的に撮影する方法及び装置の技術に不足しているものにうち勝つものである。本発明の目的はこれらの処理及び撮影からデータ取得する機能を分割し、通信ネットワークを介してデータを取得し画像内容を処理し、更に、データ取得、処理及び撮影機能を、ネットワーク内の異なる場所で実行されることにより達成される。
【００１８】
一般的に述べると本発明は、ＥＩＴの技術を利用して生体の組織の内部構造を遠隔地から撮影する装置において、組織に電気的に接続される所定の形状に配置した少なくとも二つの電極と、電極の少なくとも一つに、所定の値の電気的な入力電流、電圧或いはそれらの組合せに適用する電源と、電極の一つ以上で、結果得られる出力電流、電圧或いはそれらの組合せの値を計測する電気計測ハードウェアと、電気的な入力電流、電圧或いはそれらの組合せ、及び結果得られる出力電流、電圧或いはそれらの組合せの値を、通信ネットワークを介して送信するのに相応しい形式に変換するコンピュータプログラムと、電気的な入力電流、電圧或いはそれらの組合せ、及び結果得られる出力電流、電圧或いはそれらの組合せの値を、遠隔地のコンピュータに通信ネットワークを介して送信する通信ハードウェア及びソフトウェアと、遠隔地のコンピュータにおいて、電気的な入力電流、電圧、或いはそれらの組合せ、及び結果得られる出力電流、電圧或いはそれらの組合せを解析することにより、組織における一つ以上の点の電気的なインピーダンス値を計算するコンピュータプログラムと、計算されたインピーダンス値或いは複数のインピーダンス値に従って善意組織の内部構造の画像を生成するコンピュータプログラムと、遠隔地のコンピュータから通信ネットワークを介して、遠隔地のコンピュータが存在する場所とは異なる場所に、組織の内部構造の画像を送信するコンピュータプログラムと、異なる場所で画像を表示するコンピュータプログラム及びモニターを備えることを特徴とする装置を記載している。
【００１９】
又、本発明は一般的に記載すると、ＥＩＴ技術を利用して生体の組織の内部構造を遠隔から撮影する方法において、組織に少なくとも二つの電極を電気的に接続するステップと、予め決められた値の電気的な入力電流、電圧、或いはそれらの組合せを、少なくとも一つの電極に適用するステップと、一つ以上の電極で、結果として得られる出力電流、電圧或いはそれらの組合せの値を計測するステップと、オプションとして、電気的な入力電流、電圧或いはそれらの組合せ、及び結果得られる出力電流、電圧或いはそれらの組合せの値を、通信ネットワークを介して送信するのに相応しい形式に変換するステップと、電気的な入力電流、電圧或いはそれらの組合せの値、及び結果得られる出力電流、電圧、或いはそれらの組合せの値を、通信ネットワークを介して遠隔地のコンピュータに送信するステップと、遠隔地のコンピュータで、電気的な入力電流、で夏或いはそれらの組合せの値、及び結果得られる出力電流、電圧或いはそれらの組合せを解析することにより、組織において、一つ以上の点の電気的なインピーダンス値を、フロントトラッキング或いは複数のアルゴリズムを利用して計算するステップと、計算されたインピーダンス値或いは複数のインピーダンス値に従って、組織の内部構造の画像を生成するステップと、通信ネットワークを介して、遠隔地のコンピュータが存在する位置とは異なる場所に、組織の内部構造の画像を送信するステップと、異なる場所で、画像を表示するステップとを備えることを特徴とする方法を記載している。
【００２０】
好ましい実施の形態においては、接続するステップは、検査する組織の近接した場所に直接配置し、結合した少なくとも二つの電極を備えたプローブを所定の方向に向けて、電極をその組織に電気的に接続する。プローブは、検査する組織の経常的な特徴に合致する形であれば堅い素材でもフレキシブルな素材でも良い。
【００２１】
好ましい実施の形態においては、電気的な入力を適用するステップは、プローブの一つの電極を電源或いは正の電極とし、第２の電極をシンク或いは負の電極とすることを含む。残りの電極は、ディファレンシャル電極とする。入力電流、電圧或いはそれらの組合せは、電源及びシンクの電極対を介して電源装置に接続されることにより適用される。或いは、プローブが二つの電極のみに結合している場合、第２の電極は、ディファレンシャル電極となり、回路を達成するために組織は電気的なグラウンドに直接接続される。更に、入力及び計測される形状の異なる電極の数はここでは言及しないが、好ましい実施の形態においては当業者には良く知られているものである。
【００２２】
好ましい実施の形態においては、出力を計測するステップは、ディファレンシャル電極のそれぞれにおいて電気的な入力の結果得られた電気的な電流電圧或いはそれらの組合せの出力値を計測するために、電気的に計測するハードウェアを備えている。
【００２３】
好ましい実施の形態においては、変換するステップは、当業者には容易に推測できる技術を介して、ディファレンシャル電極において計測された出力電流、電圧の生の波形値或いはそれらの組合せ、ソース電極及びシンク電極における入力電流、電圧、或いはそれらの組合せを、通信ネットワークを介してより容易に送信される振幅幅及びフェーズシフトデータに圧縮するステップを含む。本発明のその他の実施の形態において、変換するステップは省略され、変換されていない計測された生の波形が送信されても良い。
【００２４】
好ましい実施の形態において、入力を適用し出力を計測し、変換するステップは、ソース及びシンクのプローブにおける電極対が成功する組合せを利用して、何度か繰り返される。この処理を繰り返した結果得られたデジタルデータは、全てのデータが指示された画像に必要とされるまで、保存される。
【００２５】
好ましい実施の形態において、送信するステップは、その前のステップで生成されたデータを受信するための特別にプログラムされたソフトウェア及びプログラムを備えた遠隔地のコンピュータに、まず通信を確立する。通信が確立されると、データは処理が保存された遠隔地のコンピュータに送信される。ここで、あらゆる通信ネットワークの形態がこのステップでは有効である。
【００２６】
好ましい実施の形態において、計算するステップは、まず遠隔地のコンピュータに保存されたデータを検索し、波形データからフェーズ及び振幅の情報を復元するために、変換した入力及び出力値を復調する。データが復調されると、組織の異なる点の電気的なインピーダンス値を計算し、そのインピーダンス値に従って組織のそれぞれの点を色で表現する再構成アルゴリズムを利用して処理される。このステップの出力は、インピーダンス値及び組織の異なる点を色に従って表現した対象の組織の３次元数値マッピングである。
【００２７】
好ましい実施の形態において、表示するステップは、ＥＩＴスキャニング処理を介して生成された数値のインピーダンスマッピングから組織の内部構造をグラフィカルに表現したコンピュータ読みとり可能な除法を生成する。グラフィカルな表現は保存され、モニターに表示され或いは遠隔地でプリントされ、或いはユーザ或いは医師や技師の様な第３のグループの場所に送信され、表示、プリント及び／又は保存する。
【００２８】
従って、本発明の目的は、患者或いは被験者が所定の場所に赴く必要がなく、所定の遠隔サイトで生体組織のＥＩＴ撮影を行うことのできる方法及び装置を提供することである。
【００２９】
本発明の別の目的は、自宅の様なプライバシーをまもられた状況で、医師や特別な医療技術の提供を受けることなく、ＥＩＴ撮影を患者自身で行うことのできる方法及び装置を提供することである。
【００３０】
本発明の別の目的は、第１の遠隔地域にいる患者のＥＩＴ画像を、第２の遠隔地域から医師或いは医療技術者が検査及び診断することのできる方法及び装置を提供することである。
【００３１】
本発明の別の目的は、一つの画像を処理し、サーバと遠隔地にあるスキャン場所との間でデータ及び画像の送信に利用される通信ネットワークの範囲において、生成サーバが複数のスキャン場所を中央で提供することのできる方法及び装置を提供することである。
【００３２】
本発明の別の目的は、患者或いは被験者がＥＩＴスキャンを行う遠隔地からローカルで生成された画像を複数の場所に送信することのできる方法及び装置を提供することである。
【００３３】
本発明の別の目的は、患者、保険会社、雇用者及び他のものに、遠隔地のＥＩＴ画像及び質の良い医師及び技術者による診断サービスを販売することのできる方法を提供することである。
【００３４】
本発明のこれらの他の目的、特徴、利点は、後述する詳細な実施の形態を参照し、添付した図面及びクレームｗ参照することにより、より明らかに理解されるだろう。
【００３５】
【発明の実施の形態】
まず、図１に示した画像を参照すると、複数の図面に渡って装置を示す番号が振られており、本発明の最良の実施の形態におけるコンピュータ環境は、インターネット２０２を介して一つ以上の患者サイト２０６及び一つ以上の医師サイト２０４に接続されているサーバサイト２００を備えている。サーバサイト２００及びそれぞれの患者サイト２０６及び医師サイト２０４は、双方向通信によりリンクされている。サーバサイトは、コンピュータサーバ１００、電気的記憶システム１０２及びモデム１０４或いはインターネットに接続可能なその他の通信デバイスを備えている。それぞれの医師サイトは、モデム１０８或いはその他の通信デバイスを介してインターネットに接続可能なパーソナルコンピュータ１０６を備えている。患者サイトも、モデム１１２或いはその他の通信デバイスを介してインターネットに接続可能なパーソナルコンピュータ１１０を備えている。更に、それぞれの患者サイトは、そのサイトのパーソナルコンピュータ１１０に接続され、撮影を行うその場所の患者１１６の身体に取り付ける電極プローブ１１４を備えている。電極プローブ１１４は、身体の異なる部分に順応することのできる曲げやすい材質で作られても良いし、撮影する身体の部分に合わせた堅い材質で作られても良い。電極プローブ１１４は、より簡単に及びより正確に身につけ、利用することができるように、乳房Ｘ線撮影方法に適用する場合には婦人用のブラジャーというように、着用できる衣服の形をしていても良い。
【００３６】
図２Ａ以降のフローチャートにおいて、本発明の最良の実施の形態を適用した典型的な場合を含む処理を記載している。まず、この処理はステップ１０において開始され、ステップ１２において、患者サイトに居る患者であるユーザが、そのサイトのパーソナルコンピュータに接続された電極プローブを、撮影する患者の身体の部分に装着する。次に、ステップ１４において、ユーザは、サーバへのインターネット接続を確率し、ステップ１６において、ユーザ名やパスワードなど与えられた情報を利用してサーバにログオンする。ユーザによって正しいログオン情報が入力された場合、ステップＳ２０において、サーバが接続可能な患者データベースにおいて患者のプロフィール記録を検索する。ステップ２２において、ステップ１２において患者に装着された電極のプローブの構成及び形状に関する情報を、患者プロフィール記録から抽出する。或いは、この情報は、ログオンした後に患者が相互に入力された患者プロフィール記録から抽出されても良い。ステップ２４において、電極の構成及び形状を利用して、サーバは、患者からデータを取得するのに利用するプローブである電極対シーケンスを決定する。電極対シーケンスは、どのプローブの電極が、データ取得サイクルにおいて、それぞれが電源、シンク、リファレンス及びディファレンシャル電極となるのかを決定する。電極の形状及び電極対シーケンスに基づいて、ステップ２６においてサーバは、患者サイトのプローブに含まれた電流送信ハードウェアに出す一連のスイッチングコマンドを生成する。そしてスイッチングコマンドは、ステップ２８において患者サイトに送信される。
【００３７】
図２Ｂを参照すると、ステップ３０で患者サイトにおいて、サーバによって作成されたスイッチングコマンドが、プローブの電流送信ハードウェアによって取得され、次に、ステップ３２において、プローブの電源、シンク、ディファレンシャル及びリファレンス電極を割り当てて、データ取得サイクルの第１の繰り返しを行う。ステップ３４において、電流送信ハードウェアは、スイッチングコマンドに基づいて入力電流或いは電圧を生成し、ステップ３６において電源電極に適用する。ステップ３８において、その結果得られる出力電流或いは電圧を、それぞれディファレンシャル電極で計測し、電気ノイズをフィルタリングして電気ノイズを除去する。ステップ３８において出力信号は計測及びフィルタリングされ、ステップ３８で計測及びフィルタリングされた出力信号と、ステップ３４で生成された入力信号は、ステップ４０においてデジタル的にサンプリングされる。サンプリング処理は、必然的に、前述した時間、それぞれの電極のアナログ電流及び電圧信号を観察し、上述した時間の間、わずかに増えたそれぞれの電極の電圧地に基づいたデジタル形式の数値を記録する。次に処理はステップ４４にすすみ、ここで、患者サイトに送信された全てのスイッチングコマンドが処理されるかを決定する問い合わせがされる。この問い合わせの答えが「Ｎｏ」であった場合、この処理における次のスイッチングコマンドとして、ステップ３２からステップ４２が繰り返される。この処理は、全てのスイッチング区万度が実行されるまで処理され、デジタル入力信号値とデジタル出力信号値の複数の組合せががメモリに記憶される。最後のスイッチングコマンドが処理されると、ステップ４４における問い合わせの結果は「Ｙｅｓ」となり、この方法はステップ４６に続き、保存されたデジタル入力信号値とデジタル出力信号値が、サーバに送信される処理が行われる。
【００３８】
図２Ｃを参照すると、ステップ４８においてデジタル入力信号値及びデジタル出力信号値は、サーバによって受信され、次に、ステップ５０において、これらの値を復調し、ステップ４０において処理されたデジタルサンプリングから、振幅及びフェーズの情報を復元する。ステップ５２において、ステップ５０で取得したフェーズ及び増幅データ、ステップ２２で決定された電極の形状及びステップ２４で決定された電極対シーケンスを利用して、サーバは、電極プローブが装着された患者の身体の部分に位置した隣接するポイントとのインピーダンス値を３次元カラーマッピングした生の画像を生成する。生の画像を生成するために、サーバは、本発明で利用するために特別に開発されたフロントトラッキング技術に基づいたアルゴリズムを特別に再構成して利用している。フロントトラッキング技術を利用することにより、特に少ない独立した電圧の計測と多くの時間及びリソース保存を行う電極を用いて、高い解像度の画像を生成することができる。次にステップ５６において、サーバにおいて最終的な画像が保存され、患者データベースの患者のプロフィールとリンクされる。ステップ５８において、この方法は最終的な画像のコピーを解釈するため医師サイトに送信するかを決定する。この問い合わせの答えが「Ｙｅｓ」であった場合、最終的な画像は医師サイトに送信され、ステップ６０に進む。画像を送信する医師のインターネットアドレスは、患者のプロフィールから得られる。答えが「Ｎｏ」であった場合、この方法は最終的な画像を医師サイトに送信しないでステップ６０に進む。ステップ６０において、最終的な画像を患者サイトに送信するかを決定する別の問い合わせが行われる。答えが「Ｎｏ」であった場合、ステップ６２においてサーバの処理は終了する。答えが「Ｙｅｓ」であった場合、最終的な画像のコピーは患者サイトに送信される。
【００３９】
図２Ｄを参照すると、画像が患者サイトに送信されると、ステップ６４において、患者サイトのパーソナルコンピュータに画像が保存及び表示される。この処理の実行はステップ６６において患者サイトで終了する。同様に、画像が医師サイトに送信されると、ステップ６８において、医師サイトのパーソナルコンピュータに画像が保存及び表示される。この処理の実行はステップ７０において医師サイトで終了する。ＥＩＴ方法及びここで述べた装置は、本発明の本質を外れることなく効果的なに改良されることは明らかである。例えば、本発明を利用して生成された画像の医師の診断に加えて、サーバは、時間を超えて取得した同じ患者の多くの画像を自動的に比較して、画像の変更に基づいた特定のアクションのために、患者や専任の医師に警告を発することもできる。
【００４０】
（フロントトラッキング再構成アルゴリズム）
ＥＩＴ画像再構成アルゴリズムの中心的な役割は、領域の表面（内部或いは外部）で取得された電流に誘導された電圧の測定値の組合せを得ることによって、関係する部分のインピーダンス分布を決定することである。最も信頼性のある再構成技術の一つとして、ニュートン−ラファーーソン法（Ｎｅｗｔｏｎ−Ｒａｐｈｓｏｎ法）が挙げられ、以下に一般的な記載を行う。まず、身体の関係する部分が、識別され、その位置が定義づけられる。その部分に最適な電極の配置パターンが決定され、電極の絶対位置が計測される。電極の配置に従って、画像スキャン中の電流電源／シンク及び電圧測定の電極対を決定するデータ収集アルゴリズムを決定する。電極の形状及びデータ収集アルゴリズムを含む決定は、撮影する部分の形状及び特別な適用に基づいており、最終的には、全ての到達可能な画像品質を決定する。
【００４１】
これらの前処理での定義は、関係する部分の実際の撮影を示す数学的なモデルを作成するのに利用される。モデルは、実際の撮影範囲の全ての関連した生体電気的な、物理的なな振る舞いを反映しているとされる。即ち、実際の部分の正確なインピーダンス分布がわかると、このモデルに入力され、全く同一の電極場所及びデータ収集アルゴリズムが与えられた実際のシステムと同じような電圧計測を生成する。このモデルは、実際に測定された電圧値とモデル部分とを比較することにより、可能なインピーダンス分布の集合をテストするツールに使われる。実際とモデルのシステムの間での電圧計測値の違いは少ないほど、モデルのインピーダンス分布は、より近い実際の分布を示す。
【００４２】
画像を再構成することは、初期の分布の推測、モデルと実際の電圧計測値を比較した推測の志向、比較した結果に基づいて初期推測の精密化を含む処理の繰り返しである。この処理は、実際とモデルの計測値とがかなり近づくまで繰り返される。
【００４３】
ニュートン−ラファーソン技術には、モデル化の方法と推測を精密にするアルゴリズムの二つの主な内容がある。存在しているほとんどのモデル化の方法は、インピーダンスマッピング技術として以下に参照する限定された要素のアプローチである。簡単に言うと、このアプローチは、連続した境界を厳守して、電気的に同種の要素を接続する一連の生物電気の連続に近づける。それぞれの要素はインピーダンス「ピクセル」を表現する。より多くの要素があると、画像の解像度はよくなる。
【００４４】
本発明の目的であるモデル化のアプローチは、基本的にこのインピーダンスマッピング方法が異なり、以下に参照されるように、フロントトラッキング技術或いはフロントトラッキング方法として交換できる。フロントトラッキング技術は、対象となる部分を、限定された数の単に接続された境界のセグメントによって定義された電気的に同種のゾーンの数に分割する。セグメントの終端点の位置は、それぞれのゾーンの形状で定義され、より多くのセグメントにより形状の解像度がより良くなる。このモデルの記載の解釈の数学的異な方法は、境界要素法として知られている。
【００４５】
ニュートン−ラファーソン法で使われている推測を精密にするアルゴリズムの種別を特徴づけるには、精密化されたパラメータと精密化の方法と二つ必要である。インピーダンスマッピング技術は、それぞれの要素のインピーダンスを調整するのに対して、フロントトラッキング方法は、セグメントの終端点の境界の位置を調整して、電気的に同種のゾーンの形状を取得する。それぞれの精密化する方法は、ディファレンシャルマトリックス或いはジャコビアン計算に基づいている。このマトリックスは、それぞれの要素のインピーダンス（インピーダンスマッピング）或いはセグメント終端点（フロントトラッキング）を変更すると、計測された電圧を変更する。
【００４６】
インピーダンスマッピング技術に対するフロントトラッキングの主な利点の一つとしては、比較画像を作成するために必要な電極の数が極端に減少したことである。この種類と反対の問題点は、パラメータ（即ち電気インピーダンス或いはセグメント終端点）に適応するために、少なくともかなり多くの独立した電圧測定が必要であった。部分的な癌などの多くのマッピングの適用は、フロントトラッキングを利用したセグメントの形状の少ない数で記載された単純な形状を備えている。これにくらべ、インピーダンスマッピングは、同様の形状の特徴を達成するためには、かなり多くの要素即ち電極が必要である。フロントトラッキングは、また、腫瘍や臓器の境界を横切って、インピーダンスを変更する望まれた方法を実施する。インピーダンスマッピングアルゴリズムは、これらの境界をスムーズにし、重要な生態学の特徴を低下させる傾向がある。
【００４７】
インピーダンスマッピングにはないフロントトラッキング方法の挑戦的な一つの状況は、電気的に同種のゾーンの実を結ぶ（”ｓｅｅｄ”）必要があることである。即ち、フロントトラッキングアルゴリズムは、与えられた形状を精密化する前に、どれほど多くの、及びどれほど沢山の初期ゾーンの推測がされているかを知っておく必要がある。この問題に対する解決は、二つの再構成アルゴリズムの状況を結合することにより達成される。これを実現する典型的な方法は、関係する部分において同種になりそうなゾーンを大まかに識別するために、インピーダンスマッピングを利用することにより始まる。これらのエリアは実を結び、フロントトラッキングアルゴリズムは、モデルと実際の表面的な電圧の差が許容範囲になるまで、それぞれのゾーンの形状をより精密化する。更に、それぞれのアルゴリズムに特有の長所を利用することにより、フロントトラッキング或いはインピーダンスマッピング技術を単独で利用するよりもより効果的になると理解される。この結合した技術は、背部りっと技術として以下に記載する。
【００４８】
好ましい実施の形態において、ＥＩＴ技術の適用に基づいたシステムについて指し示したが、その他に本発明の実施で利用される画像技術としては、Ｘ線、超音波、ＭＲＩ、ＣＴ、ＰＥＴなども含まれるが、これに限らないことは当業者には明らかである。
【００４９】
本発明の好ましい実施の形態は一例を開示したものであり、添付の特許請求の範囲の概念及び趣旨から離れない範囲で、当業者には改良及び変更の例が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の最良の実施の形態においてコンピュータ環境を示した概略図である。
【図２Ａ】
本発明の最良の実施の形態に係るシステムにおいて実行される処理を示したフローチャートである。
【図２Ｂ】
本発明の最良の実施の形態に係るシステムにおいて実行される処理を示したフローチャートである。
【図２Ｃ】
本発明の最良の実施の形態に係るシステムにおいて実行される処理を示したフローチャートである。
【図２Ｄ】
本発明の最良の実施の形態に係るシステムにおいて実行される処理を示したフローチャートである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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