Устройство и способ формирования изображений распределения электрического импеданса с высоким разрешением
APPARATUS AND METHOD OF FORMING IMAGES OF DISTRIBUTION OF ELECTRICAL IMPEDANCE WITH HIGH RESOLUTION

Область техники, к которой относится изобретение
Формы осуществления настоящего изобретения касаются устройства и способа формирования изображений распределения электрического импеданса "с высоким разрешением".
Предпосылки создания изобретения
Электроимпедансная маммография (Electrical Impedance Mammography, EIM) или формирование изображений распределения электрического импеданса (Electrical Impedance Imaging, Ell), называемое также электроимпедансная томография (Electrical Impedance Tomography, EIT), электроимпедансное сканирование (Electrical Impedance Scanning, EIS) и биоимпедансная томография (Applied Potential Tomography, APT), является технологией формирования изображений, которая особенно широко используется в медицинских приложениях.
Технология визуализирует пространственное распределение электрического импеданса внутри объекта, такого как человеческое тело. Технология привлекательна как медицинский диагностический инструмент, потому что она является не инвазивной и не использует ионизирующее излучение, как в рентгеновской томографии, или генерацию сильных, очень однородных магнитных полей, как в магниторезонансной визуализации (Magnetic Resonance Imaging, MRI).
Обычно двумерная (Two-Dimensional, 2D) или трехмерная (Three-Dimensional, 3D) матрица равномерно разнесенных электродов присоединяется около исследуемой области к объекту, который будет отображаться. Входные напряжения прикладываются через пары "входных" электродов, а выходные электрические токи измеряются у "выходных" электродов, или же входные электрические токи пропускаются между парами "входных" электродов, а выходные напряжения измеряются между "выходными" электродами или между парами выходных электродов. Например, когда очень малый переменный электрический ток пропускается между парой "входных" электродов, измеряется разность потенциалов между всеми другими парами "выходных" электродов. Ток затем пропускается между различными парами "входных" электродов и измеряется разность потенциалов между всеми другими парами "выходных" электродов. Изображение создается с использованием соответствующей технологии реконструкции изображений.
Пространственные изменения, обнаруживаемые на изображениях распределения электрического импеданса, могут являться результатом изменений в импедансе между здоровыми и нездоровыми тканями, причем изменения в импедансе между различными тканями и органами или изменения в кажущемся импедансе вследствие эффектов анизотропии получаются, например, в результате выравнивания мышцы.
Тканевые или клеточные изменения, связанные с раком, вызывают существенные локализованные изменения в электрическом импедансе и могут быть отображены. Документ WO 00/12005 раскрывает пример устройства формирования изображений распределения электрического импеданса, которое может использоваться для обнаружения рака груди или других злокачественных опухолей.
Сущность изобретения
Согласно разным, но не обязательно всем, формам осуществления настоящего изобретения предлагаются способы, устройство и компьютерные программы, которые раскрываются в прилагаемой формуле изобретения.
Эти формы осуществления изобретения делают возможным получение изображений с более высоким разрешением, чем при традиционном формировании изображений распределения электрического импеданса.
Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания различных примеров, которые являются полезными для понимания краткого описания, ниже будут сделаны ссылки, исключительно для примера, на прилагаемые чертежи.
Фиг. 1 иллюстрирует пример устройства, которое пригодно для формирования изображений распределения электрического импеданса.
Фиг. 2А и 2В иллюстрируют примеры схемы приемопередатчика.
Фиг. 3 иллюстрирует способ.
Фиг. 4А и 4В иллюстрируют различные единичные ячейки, которые выкладываются мозаикой, чтобы образовывать систему электродов.
Фиг. 5А и 5В иллюстрирует, как система электродов может изменять позицию с использованием определенных позиционных смещений.
Фиг. 6 иллюстрирует пример способа.
Фиг. 7А или 7В иллюстрирует пример, где входной сигнал является электрическим током, пропускаемым между парой точек измерения.
Фиг. 7С иллюстрирует пример, где измеряются разности потенциалов между соседними парами точек измерения.
Фиг. 8 иллюстрирует пример того, как система электродов может позиционироваться (изменять позицию) без позиционирования (изменения позиции) матрицы электродов.
Фиг. 9-12 иллюстрируют примеры того, как система электродов может позиционироваться (изменять позицию) с позиционированием (изменением позиции) матрицы электродов.
Фиг. 13 и 14 иллюстрирует различные примеры системы электродов на основе "квадратного расположения электродов".
Фиг. 15, 17А и 17В иллюстрирует также пример того, как система электродов может позиционироваться (изменять позицию) с позиционированием (изменением позиции) "треугольного расположения электродов".
Фиг. 16А иллюстрирует пример схемы управления.
Фиг. 16В иллюстрирует механизм доставки для компьютерной программы.
Подробное описание
В нижеследующем описании ссылки будут сделаны на электроды 12, матрицу 10 электродов, состоящую из множества электродов, систему 30 электродов, матрицу 20 точек 22 измерения и подмножество точек 22 измерения. Будет полезно сначала пояснить сходство и отличие между этими терминами.
Электрод 12 представляет собой физический проводящий электрод, который используется для подачи электрического сигнала и/или приема электрического сигнала. Матрица 10 электродов представляет собой физическое расположение электродов 12 в пространстве. Это расположение обычно является фиксированным, так что электроды 12 имеют фиксированное пространственное положение относительно друг друга.
Точка 22 измерения представляет собой точку, которая соответствует электроду 12 и которая может использоваться для подачи и/или приема электрического сигнала. Матрица 20 точек 22 измерения задает точки 22 измерения, которые доступны для измерения в настоящее время. Матрица точек измерения задается позицией системы 30 электродов в пространстве.
Система 30 электродов задает относительное расположение точек 22 измерения в пространстве. Система 30 электродов может быть фиксирована, так что точки 22 измерения имеют фиксированное пространственное положение относительно друг друга. Система 30 электродов может, однако, изменять позицию.
Подмножество точек 22 измерения представляет собой часть матрицы 20 точек 22 измерения, но не всю матрицу 20. Различные подмножества точек измерения обычно используются в различные интервалы времени, чтобы охватить всю матрицу точек измерения.
В первой форме осуществления изобретения, которая может для удобства упоминаться как "осуществление виртуального изменения позиции", система 30 электродов является подмножеством матрицы 10 электродов. Система 30 электродов может задаваться выбором подмножества электродов 12 матрицы 10 электродов. Позиция системы 30 электродов может изменяться выбором различных подмножеств электродов 12 матрицы 10 электродов.
Напротив, во второй форме осуществления изобретения, которая может для удобства упоминаться как "осуществление физического изменения позиции", система 30 электродов совпадает с матрицей 10 электродов. Имеется также взаимно-однозначное соответствие между электродами 12 матрицы 10 электродов и точками 22 измерения системы 30 электродов. Различные матрицы 20 точек 22 измерения задаются различными физическими позициями матрицы 10 электродов (системы 30 электродов), и физические изменения позиции матрицы 10 электродов изменяют позицию системы 30 электродов и поэтому изменяют матрицу точек 22 измерения.
Как в первой, так и во второй формах осуществления изобретения формирование изображений распределения электрического импеданса достигается посредством использования матрицы 20 точек 22 измерения, задаваемой системой 30 электродов в первой позиции, причем система 30 электродов задает соответствующее смещение точек 22 измерения; и посредством использования отличающейся матрицы 20 точек 22 измерения, задаваемой той же самой системой 30 электродов в отличающейся второй позиции.
Следует понимать, что в первой форме осуществления изобретения изменение в матрице 20 точек 22 измерения достигается изменением того, какие электроды 12 используются в системе 30 электродов, а во второй форме осуществления изобретения изменение в матрице 20 точек 22 измерения достигается изменением физической позиции системы 30 электродов (матрицы 10 электродов).
Фиг. 1 иллюстрирует пример устройства 2, которое пригодно для формирования изображений распределения электрического импеданса.
Устройство 2 содержит матрицу 10 электродов, состоящую из множества электродов 12. Электроды 12 обычно поддерживаются подложкой 14. Электроды 12 могут быть заглублены относительно поверхности подложки 14. Электроды 12 используются для подачи электрического сигнала в тело объекта 4 и для приема в ответ электрических сигналов.
В некоторых примерах проводящая жидкость, такая как физиологический раствор, и/или опора, содержащая тонкий материал с согласованной проводимостью, могут использоваться в качестве промежуточной среды между электродом 12 и телом 4. Опора может использоваться, чтобы поддерживать тело и избегать дефектов изображения из-за перемещений.
Матрица 10 электродов в этом примере представляет собой плоскую матрицу, а электроды 12 лежат в одной плоскости.
Коммутирующая схема 3 используется для управления тем, какие из множества электродов 12 используются для подачи входного сигнала, создаваемого в приемопередатчике 5, в тело 4, и для управления тем, какие из множества электродов 12 используются для подачи в ответ электрического сигнала от тела 4 в схему приемопередатчика 5.
Коммутирующая схема 3 может управляться схемой 7 управления. Кроме того, схема 7 управления может также управлять схемой приемопередатчика 5.
Схема приемопередатчика 5 подает сигналы, принимаемые от электродов 12, в схему 9 обработки, где электрические сигналы обрабатываются, чтобы создавать изображение распределения электрического импеданса.
Как показано на фиг. 2А и 2В, схема приемопередатчика 5 и коммутирующая схема 3 обычно работают совместно, чтобы подавать входной электрический сигнал на пару электродов 12 и принимать в ответ электрические сигналы от множества электродов 12. Подаваемый электрический сигнал может быть сигналом переменного тока, а частота подаваемого электрического сигнала может регулироваться схемой 7 управления. Частота может, например, изменяться от 100 Гц до 10 МГц. Входной электрический сигнал обычно содержит множество различных частот и по меньшей мере некоторые частоты выше 1 МГц. Частоты от 100 Гц до выше 1 МГц (предпочтительно до 10 МГц) использовались с шириной полосы частот, превышающей 1 МГц.
Полный импеданс ткани или группы клеток может быть смоделирован как параллельный внутриклеточный импеданс и параллельный внеклеточный импеданс. Внутриклеточный импеданс может быть смоделирован как последовательное соединение емкости Ci и сопротивления Ri. Внеклеточный импеданс может быть смоделирован как сопротивление Rx. На более низких частотах в полном импедансе преобладает Rx, а на верхних частотах в полном импедансе преобладает Ri//Rx. Частотная характеристика является чувствительной к изменениям в Ci, Ri и Rx и может использоваться, чтобы опознавать наличие патологической ткани.
В примере на фиг. 2А схема приемопередатчика 5 подает электрические сигналы в виде электрического тока и принимает электрические сигналы от электродов в виде обнаруживаемых напряжений. В примере на фиг. 2В схема приемопередатчика подает входные электрические сигналы в виде напряжений и принимает электрические сигналы от тех же или других электродов в виде электрического тока.
Фиг. 3 иллюстрирует способ 100, который может выполняться устройством 2.
Способ 100 является способом формирования изображений распределения электрического импеданса. В блоке 102 способ 100 позиционирует систему 30 электродов. Система 30 электродов задает фиксированное относительное смещение точек 22 измерения. Позиционирование системы электродов задает матрицу 20 точек 22 измерения. Например, если система 30 электродов позиционируется в первой позиции, то система 30 электродов задает первую матрицу точек 22 измерения.
Матрица точек 22 измерения, задаваемая позицией системы 30 электродов, тогда используется для измерения электрического импеданса.
Способ затем возвращается к блоку 102, где позиция системы 30 электродов изменяется на новую вторую позицию. Новая вторая позиция системы 30 электродов задает новую вторую матрицу 20 точек 22 измерения, которая используется для измерения электрического импеданса. Способ затем снова переходит к блоку 102, где новая отличающаяся матрица точек 22 измерения, задаваемая новой позицией системы 30 электродов, используется для измерения электрического импеданса. Способ может повторяться несколько раз, используя множество различных матриц 20 точек 22 измерения, задаваемых различными позициями той же самой системы 30 электродов, чтобы собирать отличающиеся наборы данных измерения электрического импеданса.
В блоке 106 данные измерения электрического импеданса для каждой из отличающихся матриц 20 точек 22 измерения используются, чтобы создавать изображение распределения электрического импеданса. Должно быть понятно, что число и плотность точек 22 измерения, используемых для создания этого изображения, больше чем число и плотность точек 22 измерения, которые использовались бы, если бы использовалась только единственная матрица 20 точек 22 измерения. Таким образом, создаваемое изображение распределения электрического импеданса имеет более высокое разрешение.
Следует понимать, что изменение позиции системы 30 электродов для задания различных матриц 20 точек 22 измерения может использоваться, чтобы создавать изображения распределения электрического импеданса с более высоким разрешением.
Система 30 электродов может задаваться мозаичными единичными ячейками 200 электродов 12. Фиг. 4А и 4В иллюстрирует различные примеры возможных единичных ячеек 200 электродов 12.
Каждая единичная ячейка 200 задается первым базисным вектором а 201 и вторым базисным вектором b 202. Четыре позиции электродов 12 единичной ячейки 200 задаются с использованием точек (0, 0), (1, 0), (0, 1), (1, 1) в координатном пространстве, задаваемом первым базисным вектором 201 и вторым базисным вектором 202.
Составление мозаики из единичных ячеек 200 создает систему 30 электродов. Каждая из позиций электродов 12, задаваемая мозаичными единичными ячейками 200, задает точку 22 измерения в матрице 20 точек 22 измерения.
В примере на фиг. 4А первый базисный вектор 201 и второй базисный вектор 202 являются ортогональными, а единичная ячейка 200 является прямоугольной или квадратной. В примере на фиг. 4В первый базисный вектор 201 и второй базисный вектор 202 не параллельны, а единичная ячейка 200 представляет собой параллелограмм. В некоторых, но не обязательно во всех, примерах угол 9 между первым базисным вектором 201 и вторым базисным вектором 202 может составлять 60°.
В некоторых, но не обязательно во всех, примерах величина первого базисного вектора 201 и величина второго базисного вектора 202 может быть одинаковой, такой что, например, единичная ячейка 200 на фиг. 4А является квадратом, а единичная ячейка на фиг. 4В является ромбом.
Фиг. 5А и 5В иллюстрируют, что система 30 электродов может изменять позицию с использованием заданных позиционных смещений 32.
В этом примере смещения являются линейными параллельными переносами, задаваемыми относительно первого базисного вектора 201 и второго базисного вектора 202. Однако в других примерах смещения могут быть вращениями единичной ячейки 200.
Пример системы 30 электродов показан на фиг. 5А. В этом примере система 30 электродов содержит четыре квадратные единичные ячейки 200 и девять электродов 12. В других примерах системы 30 электродов могут содержать другие количества единичных ячеек и электродов и другие формы единичных ячеек 200, такие как прямоугольник, как показано на фиг. 4А, или параллелограмм, как показано на фиг. 4В.
Фиг. 5В иллюстрирует примеры смещений 32, которые могут использоваться для изменения позиции системы 30 электродов. В этом примере первый базисный вектор 201 единичной ячейки разделен на N=2 подчасти, и второй базисный вектор 202 единичной ячейки 200 разделен на N=2 подчасти. Поэтому возможно задать четыре различных смещения для системы 30 электродов. Эти смещения могут, например, быть заданы относительно первого базисного вектора 201 и второго базисного вектора 202 как (0, 0), (1/2, 0), (0, 1/2) и (1/2, 1/2).
Таким образом, различные смещения могут быть заданы линейным параллельным переносом, задаваемым дробной частью первого базисного вектора 201 и дробной частью второго базисного вектора 202.
2
Следует понимать, что последовательное деление единичной ячейки 200 на N по каждому базисному вектору производит N различных смещений. Каждое различное смещение, когда используется для смещения системы 30 электродов, задает новую отличающуюся матрицу 20 точек 22 измерения.
В примере на фиг. 5 В последовательные деления первого базисного вектора 201 и второго базисного вектора 202 равны (N), однако, более широко, различные смещения системы 30 электродов могут быть заданы линейным параллельным переносом:
n.a/N + m.b/M, где n=0, 1 … N-1 и m=0, 1 … М-1.
Фиг. 6 иллюстрирует пример блока 104 на фиг. 3. Эта фигура иллюстрирует, как используется матрица 20 точек 22 измерения, задаваемых конкретной позицией системы 30 электродов.
Для каждой позиции системы 30 электродов (то есть для каждой различной матрицы 20 точек 22 измерения) может осуществляться следующий способ.
В блоке 110 электрический входной сигнал подается на пару точек 22 измерения матрицы 20 точек 22 измерения, например, как показано на фиг. 7А или 7В. В этих примерах входной сигнал представляет собой электрический ток, пропускаемый между парой точек 22 измерения.
Затем в блоке 112 выполняется прием электрических выходных сигналов от подмножества других точек 22 измерения матрицы 20 точек 22 измерения, как показано, например на фиг. 7С. В примере на фиг. 7С измеряются разности потенциалов между соседними парами точек 22 измерения.
Блоки 110 и 112 затем повторяются с изменением входных пар точек 22 измерения и подмножества точек 22 измерения.
Фиг. 8 иллюстрирует пример того, как система 30 электродов может изменять позицию без изменения позиции матрицы 10 электродов. В этом примере система 30 электродов является подмножеством матрицы 10 электродов. Позиция системы 30 электродов изменяется путем изменения подмножества электродов 12 матрицы 10 электродов. В этом примере имеется электрод 12 в каждой возможной точке 22 измерения. Позиция электродов 12 в матрице 10 электродов задается мозаичной единичной ячейкой 200 в комбинации со всеми возможными значениями смещения для позиции мозаичной единичной ячейки.
Мозаичная единичная ячейка 200 задает систему 30 электродов, и каждое из возможных значений смещения задает позицию системы 30 электродов. Изменение смещения изменяет то, какие из электродов 12 используются, и поэтому изменяет позицию системы 30 электродов. Следует понимать, что нет взаимно-однозначного соответствия между электродами 12 матрицы 10 электродов и точками 22 измерения матрицы 20 точек измерения. Матрица 10 электродов выбирается различными способами, чтобы формировать отличающиеся матрицы 20 точек 22 измерения.
Фигура содержит условные обозначения, которые идентифицируют электроды 12 матрицы 10 электродов и используют отдельные символы для идентификации первой системы 30 электродов (первое смещение), второй отличающейся системы 30 электродов (второе смещение), третьей отличающейся системы 30 электродов (третье смещение) и четвертой отличающейся системы 30 электродов (четвертое смещение). Хотя системы электродов, показанные на фиг. 7А, 7В, 7С и 8, включают полностью прямоугольные или квадратные единичные ячейки, возможны другие формы, такие, как например, параллелограмм, как показано на фиг. 4В или фиг. 15А.
Фиг. 9-12 иллюстрируют примеры того, как система 30 электродов, содержащая прямоугольные или квадратные единичные ячейки, может изменять позицию путем изменения позиции матрицы 10 электродов. В этом примере имеется взаимно-однозначное соответствие между электродами 12 матрицы 10 электродов и точками 22 измерения матрицы 20 точек 22 измерения.
Система 30 электродов задается электродами 12 матрицы 10 электродов. Позиционирование и изменение позиции системы 30 электродов включают физическое позиционирование и изменение позиции матрицы 10 электродов.
В этом примере мозаика из единичных ячеек 200 задает и систему 30 электродов и матрицу 10 электродов. Смещения единичной ячейки представляют собой физические сдвиги в матрице 10 электродов и системе 30 электродов.
Схема 7 управления на фиг. 1 может использоваться для управления перемещением матрицы 10 электродов, например, используя двигатель или группу цифровых или аналоговых шаговых двигателей. Это перемещение может выполняться с точностью до микрометров. Фиг. 9 иллюстрирует пример системы 30 электродов, задаваемой электродами 12. Система 30 электродов задает матрицу 20 точек 22 измерения, где каждая точка измерения соответствует электроду 12.
Фиг. 10А иллюстрирует использование четырех различных смещений 32 для формирования четырех отличающихся матриц 20 точек 22 измерения. Фиг. 10В иллюстрирует все четыре матрицы 20 точек 22 измерения вместе.
Следовательно, следует понимать, что в любой момент времени будет использоваться матрица 20 точек 22 измерения, как показано на фиг. 9. В разные моменты времени будут использоваться отличающиеся матрицы 20 точек 22 измерения, соответствующие различным позициям системы 30 электродов, задаваемым различными смещениями 32, и поэтому, через какое-то время, точки 22 измерения, показанные на фиг. 10В, будут использоваться в способе формирования изображений распределения электрического импеданса. Нетрудно понять, что число и плотность точек 22 измерения на фиг. 10В в четыре раза больше, чем число и плотность точек 22 измерения на фиг. 9А. Следовательно, изображение распределения электрического импеданса, создаваемое с использованием точек 22 измерения на фиг. 10В, будет иметь более высокую разрешающую способность, чем изображение распределения электрического импеданса, создаваемое с использованием точек 22 измерения на фиг. 9А.
Следует понимать, что порядок, в котором различные смещения 32 реализуются на фиг. 10А, является таким, что каждое изменение в позиции системы 30 электродов включает изменение только в направлении первого базисного вектора 201 или второго базисного вектора 202 единичной ячейки 200. Матрица 10 электродов перемещается в упорядоченной последовательности, чтобы достигнуть каждого смещения 32. В этом примере первый базисный вектор 201 и второй базисный вектор 202 являются ортогональными.
В примере на фиг. 10А каждый базисный вектор единичной ячейки 200 разделен на два. Это создает четыре различных смещения и четыре отличающихся матрицы 20 точек 22 измерения.
В примере на фиг. 11 каждый базисный вектор разделен на три, и это создает девять различных смещений и, следовательно, девять отличающихся матриц 20 точек 22 измерения.
В примере на фиг. 12 каждый базисный вектор разделен на четыре, что приводит к шестнадцати различным значениям смещения и шестнадцати отличающимся матрицам 20 точек 22 измерения.
2
Однако следует понимать, что каждый базисный вектор единичной ячейки 200 может быть разделен на N (N-1 интерполяций). Это создает N2 различных смещений и N отличающихся матриц 20 точек 22 измерения.
Следует понимать, что каждая из отличающихся матриц 20 точек 22 измерения используется для получения выходных электрических сигналов, например, как ранее описано в связи с фиг. 6.
Фиг. 9 иллюстрирует один пример системы 30 электродов, которая используется для задания матрицы 20 точек 22 измерения. Однако возможно использовать отличающиеся системы 30 электродов. Фиг. 13 и 14 иллюстрируют отличающиеся системы 30 электродов.
Фиг. 15, 17А и 17В иллюстрирует пример того, как система 30 электродов, содержащая единичные ячейки, имеющие форму параллелограмма или ромба, может снова позиционироваться изменением позиции матрицы 10 электродов. В этом примере имеется взаимно однозначное соответствие между электродами 12 матрицы 10 электродов и точками 22 измерения матрицы 20 точек 22 измерения.
Система 30 электродов задается электродами 12 матрицы 10 электродов. Позиционирование и изменение позиции системы 30 электродов включают физическое позиционирование и изменение позиции матрицы 10 электродов.
В этом примере мозаика из единичных ячеек 200 задает и систему 30 электродов и матрицу 10 электродов. Смещения единичной ячейки представляют собой физические сдвиги в матрице 10 электродов и системе 30 электродов.
Схема 7 управления на фиг. 1 может использоваться для управления перемещением матрицы 10 электродов, например, используя двигатель или группу цифровых или аналоговых шаговых двигателей. Это перемещение может выполняться с точностью до микрометров.
Фиг. 17А иллюстрирует пример системы 30 электродов, задаваемой электродами 12. Система 30 электродов задает матрицу 20 точек 22 измерения, где каждая точка измерения соответствует электроду 12.
Фиг. 15 иллюстрирует использование четырех различных смещений 32 для формирования четырех отличающихся матриц 20 точек 22 измерения. Фиг. 17В иллюстрирует все четыре матрицы 20 точек 22 измерения вместе.
Следовательно, следует понимать, что в любой момент времени будет использоваться матрица 20 точек 22 измерения, как показано на фиг. 17А. В разные моменты времени будут использоваться отличающиеся матрицы 20 точек 22 измерения, соответствующие различным позициям системы 30 электродов, задаваемым различными смещениями 32, и поэтому через какое-то время точки 22 измерения, показанные на фиг. 17В, будут использоваться в способе формирования изображений распределения электрического импеданса.
Нетрудно понять, что число и плотность точек 22 измерения на фиг. 17В в четыре раза больше, чем число и плотность точек 22 измерения на фиг. 17А. Следовательно, изображение распределения электрического импеданса, создаваемое с использованием точек 22 измерения на фиг. 17В, будет иметь более высокую разрешающую способность, чем изображение распределения электрического импеданса, создаваемое с использованием точек 22 измерения на фиг. 17А.
Следует понимать, что порядок, в котором различные смещения 32 реализуются на фиг. 15, является таким, что каждое изменение в позиции системы 30 электродов включает изменение только в направлении первого базисного вектора 201 или второго базисного вектора 202 единичной ячейки 200. Матрица 10 электродов перемещается в упорядоченной последовательности, чтобы достигнуть каждого смещения 32. В этом примере первый базисный вектор 201 и второй базисный вектор 202 не являются ортогональными. В этом примере угол между первым базисным вектором 201 и вторым базисным вектором 202 равен 60°.
В примере на фиг. 17А, каждый базисный вектор единичной ячейки 200 разделен на два. Это создает четыре различных смещения и четыре отличающихся матрицы 20 точек 22 измерения.
2
2
Однако следует понимать, что каждый базисный вектор единичной ячейки 200 может быть разделен на N (N-1 интерполяций). Это создает N различных смещений и N отличающихся матриц 20 точек 22 измерения.
Следует понимать, что каждая из отличающихся матриц точек 22 измерения используется для приема выходных электрических сигналов, например, как ранее описано в связи с фиг. 6.
Фиг. 17А иллюстрирует один пример системы 30 электродов, которая используется для задания матрицы 20 точек 22 измерения. Однако возможно использовать различные системы 30 электродов.
Как показано на фиг. 16А, реализация схемы 7 управления (фиг. 1) может быть осуществлена в виде контроллера. Контроллер 7 может быть реализован только аппаратными средствами, иметь некоторые аспекты только в программном обеспечении, включая встроенное программное обеспечение, или может быть комбинацией аппаратных средств и программного обеспечения (включая встроенное программное обеспечение).
Как показано на фиг. 16А контроллер 7 может быть реализован, используя команды, которые запускают аппаратные функциональные возможности, например, используя команды выполняемой компьютерной программы в универсальном или специализированном процессоре 200; эти команды могут храниться на машиночитаемом носителе данных (диске, запоминающем устройстве и т.д.), чтобы выполняться таким процессором 200.
Процессор 200 сконфигурирован для чтения из запоминающего устройства 202 и записи в него. Процессор 200 также может содержать выходной интерфейс, через который данные и/или команды выводятся процессором 200, и входной интерфейс, через который данные и/или команды вводятся в процессор 200.
Запоминающее устройство 202 хранит компьютерную программу 204, содержащую команды компьютерной программы (код компьютерной программы), которые, когда загружены в процессор 200, управляют работой устройства 2. Команды компьютерной программы 204 обеспечивают реализацию алгоритмов и подпрограмм, которые дают возможность устройству выполнять способы, показанные на фиг. 3 и 6. Процессор 200 посредством считывания из запоминающего устройства 202 способен загружать и выполнять компьютерную программу 204.
Соответственно, устройство 2 содержит:
по меньшей мере один процессор 200; и
по меньшей мере одно запоминающее устройство 202, содержащее код 204 компьютерной программы,
причем по меньшей мере одно запоминающее устройство 202 и код 204 компьютерной программы, сконфигурированы так, чтобы, с помощью по меньшей мере одного процессора 200, заставлять устройство выполнять по меньшей мере:
использование матрицы точек измерения, задаваемой системой электродов в первой позиции, причем система электродов задает относительное смещение точек измерения; и
использование отличающихся матриц точек измерения, задаваемых той же самой системой электродов в отличающейся второй позиции.
Как показано на фиг. 16В, компьютерная программа 204 может доставляться в устройство 2 через любой подходящий механизм 210 доставки. Механизм 210 доставки может включать, например, машиночитаемый носитель данных, программное изделие для компьютера, запоминающее устройство, носитель для записи, такой как постоянное запоминающее устройство на компакт-дисках (Compact Disc Read-Only Memory, CD-ROM) или цифровой универсальный диск (Digital Versatile Disc, DVD), товар или изделие, которое материально воплощает компьютерную программу 204. Механизм доставки может быть сигналом, сконфигурированным для надежной передачи компьютерной программы 204. Устройство 2 может распространять или передавать компьютерную программу 204 как сигнал компьютерных данных.
Хотя запоминающее устройство 202 показано как один компонент/схема, оно может быть реализовано как один, или более отдельных компонентов/схем, некоторые или все из которых могут быть встроенными/съемными, и/или могут обеспечивать постоянную/полупостоянную/динамическую/кэшируемую память.
Хотя процессор 200 показан как один компонент/схема, он может быть реализован как один или более отдельных компонентов/схем, некоторые или все из которых могут быть встроенными/съемными. Процессор 200 может быть одноядерным или многоядерным процессором.
Ссылки на "машиночитаемый носитель данных", "программное изделие для компьютера", "материально воплощенную компьютерную программу" и т.д. или "контроллер", "компьютер", "процессор" и т.д. следует понимать, как охватывающие не только компьютеры, имеющие различные архитектуры, такие как архитектуры с одним/многими процессорами и последовательные (фон Неймана)/параллельные архитектуры, но также и специализированные схемы, такие как программируемые пользователем вентильные матрицы (Field-Programmable Gate Array, FPGA), специализированные интегральные схемы (Application Specific Circuit, ASIC), устройства обработки сигналов и другие схемы обработки. Ссылки на компьютерную программу, команды, код и т.д. следует понимать как охватывающие программное обеспечение для программируемого процессора или встроенного программного обеспечения, такого как, например, программируемый контент аппаратного устройства или команды для процессора, или параметры настройки конфигурации для устройства с фиксированной функцией, вентильной матрицы или программируемого логического устройства и т.д.
Блоки, показанные на фиг. 3 и 6, могут представлять шаги в способе и/или секции кода в компьютерной программе 204. Иллюстрация конкретного порядка для блоков не обязательно подразумевает, что есть заданный или предпочтительный порядок для блоков, и порядок и расположение блоков может быть изменено. Кроме того, некоторые блоки могут быть опущены.
Используемый здесь термин "модуль" относится к блоку или устройству, исключающему некоторые части/компоненты, которые могли бы быть добавлены конечным изготовителем или пользователем. Устройство 2 может быть модулем.
Термин "включает" используется в настоящем документе с включающим, а не с исключающим значением. То есть, любая ссылка на X, включающий Y, указывает, что X может включать только один Y или может включать более чем один Y. Если предполагается использовать "включает" с исключающим значением, то тогда это будет разъяснено в контексте, ссылкой к "включающий только один…" или использованием "состоящий из".
В данном кратком описании ссылки были сделаны на различные примеры. Описание особенностей или функций относительно примера показывает, что эти особенности или функции присутствуют в этом примере. Использование термина "пример" или "например" или "может" в тексте означает, заявлено ли это явно или нет, что такие особенности или функции присутствуют по меньшей мере в описанном примере, описан ли он как пример или нет, и что они могут, но не обязательно, присутствуют в некоторых или всех других примерах. Таким образом "пример", "например" или "может" относиться к конкретному примеру в классе примеров. Свойство примера может быть свойством только этого примера или свойством класса либо свойством подкласса класса, который включает некоторые, но не все примеры в классе. Хотя формы осуществления настоящего изобретения были описаны в предыдущих абзацах со ссылкой на различные примеры, следует понимать, что изменения для данных примеров могут быть сделаны без отступления от заявленного объема изобретения.
Признаки, описанные в предшествующем описании, могут использоваться в других комбинациях помимо явно описанных комбинаций.
Хотя функции были описаны со ссылкой на некоторые особенности, эти функции могут быть реализуемы другими особенностями, описанными или не описанными.
Хотя особенности были описаны со ссылкой на некоторые формы осуществления изобретения, эти особенности могут присутствовать также в других формах осуществления изобретения, описанных или не описанных.
При приложении усилий в предшествующем описании на привлечение внимания к тем особенностям изобретения, которые полагались имеющими особенное значение, следует понимать, что заявитель требует охраны в отношении любого патентоспособного признака или комбинации признаков, упомянутых выше и/или показанных на чертежах, независимо от того, было ли обращено на них особое внимание.