【手続補正書】
【提出日】平成17年8月18日(2005.8.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  外部電気および生磁気センサと１組の解剖および医学画像を用いて、脳または心臓のいずれかから発する信号から主電流（ＰＥＣ）の断層写真を取得する方法であって、
ａ）前記センサ・アレイからの電気および／または磁気信号を測定し、共通時間ｔの間の観察を定義し、ＥＥＧ／ＥＫＧをo1(t)、ＭＥＧ／ＭＫＧをo2(t)でそれぞれ示し、その結果、電子生理学的信号
2001514031.tif 000001
に対して時点の格子を指定する時点tl, l=1, ..., N1tにて定義したベクトル時系列を求めるステップと、
ｂ）既定の共通身体基準系（「共通基準系」）における各センサの位置および方位を定義する１組のデカルト座標として、センサ位置の格子を指定するステップであって、前記格子を、ＥＥＧ／ＥＫＧおよびＭＥＧ／ＭＫＧに対して、それぞれ、
2001514031.tif 000002
で示すステップと、
ｃ）解剖画像を選択し、前記基準系において、その構成ボクセルのデカルト座標を、立体導体
2001514031.tif 000003
の格子として指定するステップと、
ｄ）
2001514031.tif 000004
の各点rvについて、所与の組織種別「s」に属するボクセルの確率p(s,rv)を指定し、これによって解剖地図を定義するステップと、
ｅ）前記立体導体の格子の各点rvに、最も高い確率を有する組織種別を命名するステップであって、
2001514031.tif 000005
である、ステップと、
ｆ）前記立体導体
2001514031.tif 000006
の格子の各点rvに、前記組織名svに対応する導電率値を指定するステップであって、前記値を、導電性プロファイルσと呼ばれる、既定の１組の導電性から取り込む、ステップと、
ｇ）励起可能な組織（脳における灰白質または心臓における心筋層）を示すラベル「ｂ」を選択し、
・各点rv 毎の励起可能組織の確率p(b,rv)、
・前記確率が非ゼロとなるNe個の点reの集合、
2001514031.tif 000007
・
2001514031.tif 000008
上で定義される確率関数ps=p(b,rg)
を定義するステップと、
ｈ）ベクトル協会要素法によって、誘導電界K1および磁界K2マトリクスを計算し、σ、
2001514031.tif 000009
が与えられたときに、以下の式が成立し、
o1(t)=K1f1(t),  o2(t)=K2f2(t)、ここで、f1(t)およびf2(t)はＰＥＣを示すために相互交換可能に用いられる、ステップと、
ｉ）使用可能なときに、以下の関数様式、o3(t), o4(t)およびo5(t)をそれぞれ定義する機能的磁気共鳴（ｆＭＲＩ）、ポジトロン放出断層写真（ＰＥＴ）、および単一光子放出計算断層写真（ＳＰＥＣＴ）の画像の１つ以上を選択するステップと、
ｊ）選択した各関数画像について、前記共通基準系において、１組のデカルト座標として、ボクセル位置の格子を指定するステップであって、前記格子を、ｆＭＲＩ、ＰＥＴ、およびＳＰＥＣＴに対して、それぞれ、
2001514031.tif 000010
で示す、ステップと、
ｋ）選択した各機能画像ｍをサンプルした時点tl, l=1, ..., Nmtの格子を指定するステップであって、前記格子をｆＭＲＩ、ＰＥＴ、およびＳＰＥＣＴに対して、それぞれ、
2001514031.tif 000011
で示す、ステップと、
ｌ）
2001514031.tif 000012
上で定義したｍ番目の画像様式（m=3,4,5）に関連する理想的な関数指示子fm(t)を、変換om(t)=(Km*fm)(t)にしたがって修正し、
・fm(t)の空間解像度を、
2001514031.tif 000013
のそれから
2001514031.tif 000014
のそれに減少させ、
・fm(t)の時間解像度を、
2001514031.tif 000015
のそれから
2001514031.tif 000016
のそれに減少させるステップと、
ｍ）
2001514031.tif 000017
上で定義した神経または心臓組織活性化a(t)が変換fm(t)=(Hm・a)(t)にしたがって、ｍ番目の画像様式(m=1,2,3,4,5)に関連する生理学的プロセスを生成するという我々の知識を表現する生理的演算子Hmを計算するステップと、
ｎ）全ての観察したｍに対する全てのfm(t)およびa(t)の合同推定によって、ＰＥＣの推定値を計算するステップであって、前記推定が、
i.任意の初期値をfm(t)およびa(t)に割り当てるステップと、
ii. fm(t)およびa(t)の値を繰り返し修正するステップと、
iii. fm(t)およびa(t)の値が同時に、
・危険度関数によって認定された小さな誤差でom(t)を構築するとき、および
・所与のベソフ空間において小さなノームを有数ときに増加する確率尺度ｐを計算するステップと、
iv. 尺度ｐが増加しなくなるまでステップiiを継続するステップと、
から成る、ステップと、
ｏ）γm(t)から、以下の量を計算するステップ（γm(t)＝fm(t)、m=1,2,3,4,5、およびγ6(t)=a(t)を定義する）と、
・
2001514031.tif 000018
に対するγm(t)の大きさを定量化するベクトルsm={smi},
・脳または心臓領域Ｂの、領域Ｃから来る活動に影響されない領域Ａに対して及ぼされる影響を定量化する値
2001514031.tif 000019
ｐ）請求項１−ｏにおいて得た大きさおよび影響が、所与の基準群Ｇの典型である確率pG(smi)および
2001514031.tif 000020
ｑ）カラー・スケールによってpG(smi)および
2001514031.tif 000021
の値をコード化し、該コードを、選択した解剖画像に重ね合わせて表示し、選択した有意レベル未満の値を、０を境に除外して、ＰＥＣの断層撮影に対する統計的パラメータ・マップを得ることによって、統計的に有意な領域を強調するステップと、
から成る方法。
【請求項２】  請求項１記載の方法において、前記共通基準系は、タライラック(talairach)座標系である、方法。
【請求項３】  請求項１記載の方法において、前記解剖地図は、以下の変種の１つにしたがって得られる、方法。
ａ）以下の形式、コンピュータ化軸方向断層写真（ＣＡＴ）、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）、凍結切開術(cryotomy)によって得た頭部の死後断面等のいずれか１つである、研究対象の特定の被験者について得られた解剖画像の組織確率の抽出による。前記地図は、個別解剖地図と呼ばれる。
ｂ）被験者の立体導体の剛性または柔軟性変形により、正常または病的な解剖画像のサンプルから組織確率分布を得た、標準立体導体格子に対する可能な限り最良の対応を保証する。前記地図は、確率解剖地図と呼ばれる。
【請求項４】  請求項１記載の方法において、ベクトル境界要素法による前記誘導電界および磁界の計算は、
ａ）請求項１−ｂにおいて定義したように、ＥＥＧ／ＥＫＧおよびＭＥＧ／ＭＫＧ様式
2001514031.tif 000022
に対するセンサの位置を指定するステップと、
ｂ）発生立体
2001514031.tif 000023
および立体導体
2001514031.tif 000024
の格子における位置rgおよびrvを指定するステップと、
ｃ）近似を用い、組織ラベルの各集合が、導電率値が一定であるＮ個の埋め込み領域の集合σ={σ1,...,σN}を構成するように、請求項１−ｇにおいて定義したように、前記導電率プロファイルを指定するステップと、
ｄ）以下の式の線形代数系Dc=c∞−Γcによって、領域を限定する表面に属する立体導体
2001514031.tif 000025
の格子の各点rv上におけるオーム電流密度jkv=jk(rv)および
2001514031.tif 000026
を数値的に計算するステップであって、c=(c1,...,cN)であり、ＥＥＧ／ＥＫＧに対して前記ck={jkV, V=1,...,Nk,k+1}またはＭＥＧ／ＭＫＧに対して、
2001514031.tif 000027
であり、Nk,k+1は、領域ｋおよびｋ＋１を分離する表面に属する数値点rvであり、前記マトリクスΓおよびＤは、
2001514031.tif 000028
として定義され、ここで、
2001514031.tif 000029
2001514031.tif 000030
であり、rjiは、ｊ番目の表面に属する
2001514031.tif 000031
のｉ番目の点を示し、
2001514031.tif 000032
ＥＥＧ／ＥＫＧに対して、
2001514031.tif 000033
ＭＥＧ／ＭＫＧに対して、
2001514031.tif 000034
であり、大きさ
2001514031.tif 000035
および
2001514031.tif 000036
は、以下の式
2001514031.tif 000037
2001514031.tif 000038
から評価され、
bc(r’,ω)が、無限および同質立体導体内の単一コイルを通過する低周波数交流電流によって発生する磁界であり、
関数
2001514031.tif 000039
において、g(rg,r’)は無限ドメインのグリーン関数である、ステップと、
ｅ）相反定理を用いることによって、ＩＰＨＣの各コンパートメントにおいて、誘導電界および磁界を計算するステップであって、先端電極「er」において、
2001514031.tif 000040
コイル「co」において
2001514031.tif 000041
であり、以下の式を用いることによって、発生立体
2001514031.tif 000042
の格子のあらゆる点rsにおいてオーム電流密度を評価するステップと、
2001514031.tif 000043
2001514031.tif 000044
ｆ）各センサ（ＥＥＧ／ＥＫＧ、e=1,...,NeおよびＭＥＧ／ＭＫＧ、c=1,...,Nc）に対する前記マトリクスの行、および発生立体
2001514031.tif 000045
の格子の各点に対する列を指定する、誘導電界K1={kteg}および誘導磁界K2={ktcg}マトリクスを計算するステップと、
から成る方法。
【請求項５】  請求項１記載の方法において、ｍ番目の相様式(i=3,4,5)に関連する合算演算子Kmを、以下の演算
2001514031.tif 000046
によって定義し、その単純局所平均を、
2001514031.tif 000047
を指定することによって求める、方法。
【請求項６】  請求項１記載の方法において、所与の被験者に対するＰＥＣ  f1(t)の推定は、
ａ）以下の変数集合に初期値を割り当てるステップと、
１．
2001514031.tif 000048
の各点rgに対する組織活性化
2001514031.tif 000049
２．
2001514031.tif 000050
の各点rgに対する関数指示子
2001514031.tif 000051
ここで、
2001514031.tif 000052
は、被験者について得られた測定様式の総計を示す。
３．活性化Θaのハイパーパラメータ。
４．関数指示子
2001514031.tif 000053
の固有ノイズのハイパーパラメータ。
５．計器ノイズ
2001514031.tif 000054
のハイパーパラメータ。
ｂ）以下の乗法項から成る後験確率を計算するステップと、
2001514031.tif 000055
１）各様式ｍに対する尤度項
2001514031.tif 000056
2001514031.tif 000057
２）関数指示子の先験確率
2001514031.tif 000058
３）活性化πa(a(t)|Θa)の先験確率
４）活性化
2001514031.tif 000059
のハイパーパラメータに対する先験確率
５）関数指示子
2001514031.tif 000060
の固有ノイズのハイパーパラメータに対する先験確率
６）計器ノイズ
2001514031.tif 000061
のハイパーパラメータに対する先験確率、
ｃ）後験確率の最大値に達するまで、パラメータモデルのパラメータa(t), Θa, f(t),
2001514031.tif 000062
Θeを繰り返し修正するステップであって、以下の方式
１．パラメータの部分集合に対して
2001514031.tif 000063
を連続的に最大化しつつ、他の全てを固定して維持する、「繰り返し条件付き最大化」（ＩＣＭ）、
２．パラメータの部分集合に対して、
2001514031.tif 000064
を連続的に最大化しつつ、他のパラメータをその気体値に固定する、「予測最大化」（ＥＭ）、
３．モンテ・カルロ・マルコフ・チェーン法（ＭＣＭＣ）によって求めた、
2001514031.tif 000065
の分散のモードを選択する、の１つにしたがって前記修正を行うステップと、
から成る方法。
【請求項７】  請求項６記載の方法において、f1(t)の推定に対する電気生理的観察om(t), m=1,2は、以下の組み合わせ、ＥＥＧのみ、ＭＥＧのみ、ＥＥＧおよびＭＥＧの合同のいずれか１つから成る、方法。
【請求項８】  請求項６記載の方法において、
・前記関数画像om(t), m=3,4,5のいずれもf1(t)の推定に用いないか、あるいは、
・以下の組み合わせ、ｆＭＲＩのみ、ＰＥＴのみ、ＳＰＥＣＴのみ、ｆＭＲＩおよびＳＰＥＣＴ、ｆＭＲＩおよびＳＰＥＣＴ、ＰＥＴおよびＳＰＥＣＴのいずれか１つにおいて、これらの尺度の一部を用いる、
のいずれかである、方法。
【請求項９】  請求項６記載の方法において、尤度
2001514031.tif 000066
の計算は、
ａ）非ガウス尤度を評価する特定的な目的のために、ε不多項式危険度または一般化多項式危険度Rx[x|Θx]のいずれかの使用を選択するステップと、
ｂ）不一致ベクトルΔ=om(t)-(Km*fm)(t)を計算するステップと、
ｃ）ハイパーパラメータ
2001514031.tif 000067
の関数として、Δを再調整するステップと、
ｄ）Δの危険度、
2001514031.tif 000068
を計算するステップと、
ｅ）
2001514031.tif 000069
を計算するステップであって、Ｂは予め選択した定数である、ステップと、
から成る、方法。
【請求項１０】  請求項６記載の方法において、関数指示子に対する先験確率
2001514031.tif 000070
の計算は、
ａ）推定関数指示子の平滑性を定義する目的で、ベソフ空間Bmn,sのインデックス・インデックスm,n,sを選択するステップであって、唯一ではないが特定的な選択が、m=1, n=1,s=1であり、「バンプの代数」を定義する、ステップと、
ｂ）不一致ベクトル
2001514031.tif 000071
を計算するステップと、
ｃ）ハイパーパラメータ
2001514031.tif 000072
の関数としてΔを再調整するステップと、
ｄ）Bmn,sにおけるΔのノーム、
2001514031.tif 000073
を計算するステップであって、該計算を実行する際、最初にΔを、
2001514031.tif 000074
として拡張し、次いで
2001514031.tif 000075
を計算し、Ψkは原子の辞書（具体的な例は、Wavelet辞書、Fourier辞書、Dirac delta辞書、または数種類の辞書の合同によって定義されるメガ辞書であるが、これらで全てではない）に属する、ステップと、
ｅ）
2001514031.tif 000076
を計算するステップであって、Ｃは予め選択した定数である、ステップと、
から成る、方法。
【請求項１１】  請求項６記載の方法において、前記活性化πa{a(t)|Θa}の先験確率の計算は、
ａ）確率地図h(px)の非減少関数h(・)を計算するステップと、
ｂ）請求項１０において指定したように、ノーム
2001514031.tif 000077
を計算するステップと、
ｃ）
2001514031.tif 000078
を計算するステップであって、ＤおよびＥは予め選択した定数である、ステップと、
から成る、方法。
【請求項１２】  請求項６記載の方法において、前記ＰＥＣに対する先験確率は、次の特定的形態をなす、方法。
2001514031.tif 000079
ここで、π1およびπ2は、請求項１０におけるように指定した先験確率であり、
2001514031.tif 000080
ここで、μｇは、
2001514031.tif 000081
の各点に対するＰＥＣの方位である。
【請求項１３】  請求項６記載の方法において、請求項１２において定義した先験確率π2(μ|Θ2)は、次の式のいずれかによって計算する、方法。
・
2001514031.tif 000082
ここで、Λs・は、
2001514031.tif 000083
の各点において強制される平滑性の度合いを指定する対角行列であり、Λm=W・P、ここで、Ｗは予め指定した重み行列、Ｐは全てのrgに対してpsを含む対角行列である。
・
2001514031.tif 000084
の周辺分布の連続評価による。N(0,σ2)は、平均ゼロ、および標準偏差σの単変量ガウス分布であり、
2001514031.tif 000085
および
2001514031.tif 000086
は、方位の予測変動に関して、それぞれ、大きくおよび小さくなるように選択された定数である。
【請求項１４】  請求項６記載の方法において、周波数ドメインにおいてo1(t)および／またはo2(t)に対する計算を行う際に、
・電気信号をフーリエ変換し、ｔはここでは周波数を示すこと、
・
2001514031.tif 000087
ここで、
2001514031.tif 000088
は、平均および分散(μx,Σx)を有する多変量実ガウス分布を示すこと、
・
2001514031.tif 000089
は識別マトリクスであること、
・
2001514031.tif 000090
・
2001514031.tif 000091
複素Wishart行列に対する自然共役先験分布であり、αおよびQは、以前の知識に応じて予め指定されていること、
・
2001514031.tif 000092
および
2001514031.tif 000093
は、不適正な前(prior)を定義する定数であること、
を指定する、方法。
【請求項１５】  請求項１−ｏ記載の方法において、
脳または心臓領域Ｂの、領域Ｃから来る活動に影響されない領域Ａに対して及ぼされる影響を定量化する値
2001514031.tif 000094
の計算は、
ａ）領域Ａ、Ｂ、Ｃを、発生立体から選択した任意のボクセル
2001514031.tif 000095
の集合として定義するステップと、
ｂ）ベクトル値時系列a(t)を集合Ａに属する全てのボクセルに対するγm(t)の値、b(t)を集合Ｂに属する全てのボクセルに対するγm(t)の値、c(t)を集合Ｃに属する全てのボクセルに対するγm(t)の値として定義するステップと、
ｃ）マトリクス
2001514031.tif 000096
2001514031.tif 000097
2001514031.tif 000098
を定義するステップと、
ｄ）マトリクス
2001514031.tif 000099
2001514031.tif 000100
を定義するステップと、
ａ）
2001514031.tif 000101
を計算するステップであって、
2001514031.tif 000102
いずれのＡおよびＣについても、αｋおよびχkは、
2001514031.tif 000103
を最小化することによって推定され、
2001514031.tif 000104
ｐ，ｓおよびｈは交差妥当化によって選択される、ステップと、
ｂ）
2001514031.tif 000105
を計算するステップであって、
2001514031.tif 000106
いずれのＡ、ＢおよびＣについても、αｋ、βkおよびχkは、
2001514031.tif 000107
を最小化することによって推定され、
Kh(x)は、前記請求項１５−ｃにおけると同様であり、
ｐ，ｑおよびｓは交差妥当化によって選択される、ステップと、
ｃ）影響尺度
2001514031.tif 000108
を計算するステップと、
から成る方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2001514031.tif 000109
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2001514031.tif 000110