JP2003019111A - 生体内信号源の位置を探知するアレーシステム及び方法 - Google Patents
生体内信号源の位置を探知するアレーシステム及び方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 明細書のはじめの部分で特に指摘され、明確
に主張されている生体内信号源の位置を探知するアレー
システム及び方法を提供する。 【解決手段】 少なくとも２つのアンテナ素子を有する
装着型アンテナアレーを使用して、生体内信号源の位置
を探知するシステムおよび方法。２つ以上のアンテナ素
子で、信号が受信され、信号強度が測定される。信号強
度の測定値から、推定された座標組が得られる。
に主張されている生体内信号源の位置を探知するアレー
システム及び方法を提供する。 【解決手段】 少なくとも２つのアンテナ素子を有する
装着型アンテナアレーを使用して、生体内信号源の位置
を探知するシステムおよび方法。２つ以上のアンテナ素
子で、信号が受信され、信号強度が測定される。信号強
度の測定値から、推定された座標組が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、生体内カ
メラシステムに係わり、特に、そのような生体内カメラ
システムの位置を特定するためのシステムおよび方法に
関する。
メラシステムに係わり、特に、そのような生体内カメラ
システムの位置を特定するためのシステムおよび方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】様々な生体内測定システムが従来から知
られている。これらのシステムは、データを収集してそ
のデータを受信システムに送信する服用可能な電子カプ
セルを有している。蠕動によって消化系を通過して移動
するこれらのカプセルは、ｐＨを測定する“ハイデルベ
ルク”（Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ）カプセル、温度を測定
する“コア・テンプ”（ＣｏｒｅＴｅｍｐ）カプセル、
腸内の圧力を測定する他のカプセルを含んでいる。ま
た、これらのカプセルは、食物が胃および腸を通過する
ために要する時間である胃の滞留時間および腸の通過時
間を測定するために使用されてきた。
られている。これらのシステムは、データを収集してそ
のデータを受信システムに送信する服用可能な電子カプ
セルを有している。蠕動によって消化系を通過して移動
するこれらのカプセルは、ｐＨを測定する“ハイデルベ
ルク”（Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ）カプセル、温度を測定
する“コア・テンプ”（ＣｏｒｅＴｅｍｐ）カプセル、
腸内の圧力を測定する他のカプセルを含んでいる。ま
た、これらのカプセルは、食物が胃および腸を通過する
ために要する時間である胃の滞留時間および腸の通過時
間を測定するために使用されてきた。
【０００３】一般に、腸カプセルは、測定システムおよ
び送信システムを有しており、送信システムは、無線周
波数で測定されたデータを受信システムに送信する。他
のシステムでは、カプセル内の記憶装置に全てのデータ
を記憶することができる。その後、カプセルが胃−腸
（ＧＩ）系を出た後、データを読み取ることができる。
び送信システムを有しており、送信システムは、無線周
波数で測定されたデータを受信システムに送信する。他
のシステムでは、カプセル内の記憶装置に全てのデータ
を記憶することができる。その後、カプセルが胃−腸
（ＧＩ）系を出た後、データを読み取ることができる。
【０００４】生体内カメラシステムが知られており、そ
のような公知のカメラシステムの１つは、飲み込むこと
ができるカプセルによって運ばれる。生体内カメラシス
テムは、カプセルが胃−腸内腔を通過する間に、ＧＩ系
の画像を捕らえて送信する。システムは、消化系の全体
を通過することができ且つ自律ビデオ内視鏡として動作
することができるカプセルを有している。
のような公知のカメラシステムの１つは、飲み込むこと
ができるカプセルによって運ばれる。生体内カメラシス
テムは、カプセルが胃−腸内腔を通過する間に、ＧＩ系
の画像を捕らえて送信する。システムは、消化系の全体
を通過することができ且つ自律ビデオ内視鏡として動作
することができるカプセルを有している。
【０００５】胃内および子宮内の送信カプセルの位置を
探知する従来の試みでは、受信器を有する移動しない患
者を空間的に走査する。受信器および走査システムは、
受信率が最高の位置を探知するとともに、カプセルの経
路をプロットする、この場合、最も強い信号が受信され
る場所にカプセルがあることが前提である。これらの試
みでは、携帯できず且つ市販されていない実験室の装置
が使用される。
探知する従来の試みでは、受信器を有する移動しない患
者を空間的に走査する。受信器および走査システムは、
受信率が最高の位置を探知するとともに、カプセルの経
路をプロットする、この場合、最も強い信号が受信され
る場所にカプセルがあることが前提である。これらの試
みでは、携帯できず且つ市販されていない実験室の装置
が使用される。
【０００６】生体内カプセルの位置を探知する他の試み
では、カプセルがＧＩ系を通過する間の信号変化の統計
が解析される。カプセルが内腔の特定の重要な場所を通
過する間に、大きな信号レベル変化を観測することがで
き、これらの変化は、特定の解剖学的な特徴に関連付け
られる。この方法は、本質的に不正確である、というの
は、ＧＩ系の解剖学的に重要な場所が、基準となる固定
のフレームに対して強く位置付けられていないからであ
る。
では、カプセルがＧＩ系を通過する間の信号変化の統計
が解析される。カプセルが内腔の特定の重要な場所を通
過する間に、大きな信号レベル変化を観測することがで
き、これらの変化は、特定の解剖学的な特徴に関連付け
られる。この方法は、本質的に不正確である、というの
は、ＧＩ系の解剖学的に重要な場所が、基準となる固定
のフレームに対して強く位置付けられていないからであ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一部として、
複数のアンテナ素子を有するアンテナアレーがある。ア
ンテナアレーは体に固定でき、２つ以上のアンテナ素子
は、生体内信号源から信号を受信できる。受信信号の信
号強度が測定でき、信号強度の測定値から、信号源の推
定位置が得られる。
複数のアンテナ素子を有するアンテナアレーがある。ア
ンテナアレーは体に固定でき、２つ以上のアンテナ素子
は、生体内信号源から信号を受信できる。受信信号の信
号強度が測定でき、信号強度の測定値から、信号源の推
定位置が得られる。
【０００８】本発明の主題は、特に、明細書のはじめの
部分で指摘され、明確に主張されている。しかしなが
ら、容器を伴う構成と動作方法に関する本発明、その特
徴および利点は、添付図面を参照しつつ以下の詳細な説
明を読むことによって最も良く理解できる。
部分で指摘され、明確に主張されている。しかしなが
ら、容器を伴う構成と動作方法に関する本発明、その特
徴および利点は、添付図面を参照しつつ以下の詳細な説
明を読むことによって最も良く理解できる。
【０００９】図を簡単且つ明瞭にするため、図面に示さ
れる要素は、必ずしも一定の寸法で描かれていないこと
は理解されよう。例えば、明確にするため、幾つかの要
素の寸法は、他の要素に対して誇張されている場合があ
る。また、適当であると見なされる場合には、対応する
または類似の要素を示すために、図面間で参照符号が繰
り返される場合がある。
れる要素は、必ずしも一定の寸法で描かれていないこと
は理解されよう。例えば、明確にするため、幾つかの要
素の寸法は、他の要素に対して誇張されている場合があ
る。また、適当であると見なされる場合には、対応する
または類似の要素を示すために、図面間で参照符号が繰
り返される場合がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】以下の詳細な説明におい
ては、本発明を完全に理解できるように、多数の特定の
細目が示されている。しかしながら、当業者であれば分
かるように、本発明は、これらの特定の細目がなくて
も、実施できる。他の例では、本発明が曖昧とならない
ように、良く知られた方法、手続き、構成部品および回
路を詳細に説明していない。
ては、本発明を完全に理解できるように、多数の特定の
細目が示されている。しかしながら、当業者であれば分
かるように、本発明は、これらの特定の細目がなくて
も、実施できる。他の例では、本発明が曖昧とならない
ように、良く知られた方法、手続き、構成部品および回
路を詳細に説明していない。
【００１１】特に具体的に述べられていない場合、以下
の説明から明らかなように、明細書の全体にわたって、
“処理”、“計算”、“演算”、“決定”等の用語を使
用した説明は、計算システムのレジスタそして／または
メモリ内の電子的などの物理量として表わされたデータ
を操作および／または、そのようなデータを計算システ
ムのメモリ、レジスタあるいはそのような他の情報記憶
・送信・表示装置の物理量として表わされる類似の他の
データに変換するコンピュータ、計算システム、あるい
は類似の電子計算装置の動作および／または処理を示し
ていると考えられる。
の説明から明らかなように、明細書の全体にわたって、
“処理”、“計算”、“演算”、“決定”等の用語を使
用した説明は、計算システムのレジスタそして／または
メモリ内の電子的などの物理量として表わされたデータ
を操作および／または、そのようなデータを計算システ
ムのメモリ、レジスタあるいはそのような他の情報記憶
・送信・表示装置の物理量として表わされる類似の他の
データに変換するコンピュータ、計算システム、あるい
は類似の電子計算装置の動作および／または処理を示し
ていると考えられる。
【００１２】本発明の実施形態は、種々の動作を実行す
る装置を有することが出来る。この装置は、特に、所望
の目的のために構成されていても良く、あるいは、コン
ピュータに記憶されたコンピュータプログラムによって
選択的に動作されまたは再構成される汎用コンピュータ
を備えていても良い。そのようなコンピュータプログラ
ムは、以下に限定されないが、フロッピー（登録商標）
ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク
を含む任意のタイプのディスク、読み出し専用メモリ
（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、電気
的にプログラム可能な読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯ
Ｍ）、電気的に消去可能且つプログラム可能な読み出し
専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、磁気カードまたは光カー
ド、あるいは、電子命令を記憶するのに適し且つコンピ
ュータシステムバスに接続可能な他の任意のタイプの媒
体等のコンピュータで読み取ることができる記憶媒体に
記憶される。
る装置を有することが出来る。この装置は、特に、所望
の目的のために構成されていても良く、あるいは、コン
ピュータに記憶されたコンピュータプログラムによって
選択的に動作されまたは再構成される汎用コンピュータ
を備えていても良い。そのようなコンピュータプログラ
ムは、以下に限定されないが、フロッピー（登録商標）
ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク
を含む任意のタイプのディスク、読み出し専用メモリ
（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、電気
的にプログラム可能な読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯ
Ｍ）、電気的に消去可能且つプログラム可能な読み出し
専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、磁気カードまたは光カー
ド、あるいは、電子命令を記憶するのに適し且つコンピ
ュータシステムバスに接続可能な他の任意のタイプの媒
体等のコンピュータで読み取ることができる記憶媒体に
記憶される。
【００１３】本明細書に示されたプロセスや表示は、本
質的に、任意の特定のコンピュータや他の装置に関する
ものではない。本明細書の教示に従うプログラムととも
に、様々な汎用システムが使用されても良く、あるい
は、所望の方法を実行する特定の装置を構成しても好都
合である。これら様々なシステムの所望の構造は、以下
の説明から明らかになる。また、本発明の実施形態は、
任意の特定のプログラム言語に関して説明されない。様
々なプログラム言語を使用して本明細書に記述する本発
明の教示を実施しても良いことは理解されよう。
質的に、任意の特定のコンピュータや他の装置に関する
ものではない。本明細書の教示に従うプログラムととも
に、様々な汎用システムが使用されても良く、あるい
は、所望の方法を実行する特定の装置を構成しても好都
合である。これら様々なシステムの所望の構造は、以下
の説明から明らかになる。また、本発明の実施形態は、
任意の特定のプログラム言語に関して説明されない。様
々なプログラム言語を使用して本明細書に記述する本発
明の教示を実施しても良いことは理解されよう。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１Ａおよび図１Ｂを参照する。
図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、本発明の一部と
して、装着型アンテナアレーすなわちアンテナアレーベ
ルト１０を使用して、生体内信号源の位置を探知でき
る。アンテナアレーベルト１０は、患者に巻き付けられ
て信号レコーダ２０に取り付けられるようになってい
る。別の実施形態は、接着剤を有するアンテナ素子を含
んでおり、アンテナ素子を生体上の部位に接着すること
ができる。アレーの各アンテナ素子１０ａから１０ｚ
は、同軸ケーブルを介して、レコーダ２０に接続するコ
ネクタに接続できる。各アンテナ素子１０ａから１０ｚ
は、ループアンテナであっても良く、あるいは、当該分
野で知られた他の任意の構成でも良い。
図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、本発明の一部と
して、装着型アンテナアレーすなわちアンテナアレーベ
ルト１０を使用して、生体内信号源の位置を探知でき
る。アンテナアレーベルト１０は、患者に巻き付けられ
て信号レコーダ２０に取り付けられるようになってい
る。別の実施形態は、接着剤を有するアンテナ素子を含
んでおり、アンテナ素子を生体上の部位に接着すること
ができる。アレーの各アンテナ素子１０ａから１０ｚ
は、同軸ケーブルを介して、レコーダ２０に接続するコ
ネクタに接続できる。各アンテナ素子１０ａから１０ｚ
は、ループアンテナであっても良く、あるいは、当該分
野で知られた他の任意の構成でも良い。
【００１５】一実施形態において、アンテナアレーベル
トは、一般に、被検者の中央部分に位置する８個のアン
テナ素子を有している。例えば、アンテナ素子を以下の
ように位置させることができる。第１のアンテナ素子
は、右第７肋間筋と右中央鎖骨線との交差部上に位置
し、第２のアンテナ素子は、剣状突起上に位置し、第３
のアンテナ素子は、左第７肋間筋と左中央鎖骨線との交
差部上に位置し、第４のアンテナ素子は、臍の高さにあ
る右腰領域上に位置し、第５のアンテナ素子は、臍の上
側に位置し、第６のアンテナ素子は、臍の高さにある左
腰領域上に位置し、第７のアンテナ素子は、右中央領域
上に位置し、第８のアンテナ素子は、左中央領域上に位
置する。他の位置にアンテナを配置しても良く、また、
アンテナを別の個数使用しても良い。例えば、アンテナ
アレーを被検者の背中に配置しても良い。
トは、一般に、被検者の中央部分に位置する８個のアン
テナ素子を有している。例えば、アンテナ素子を以下の
ように位置させることができる。第１のアンテナ素子
は、右第７肋間筋と右中央鎖骨線との交差部上に位置
し、第２のアンテナ素子は、剣状突起上に位置し、第３
のアンテナ素子は、左第７肋間筋と左中央鎖骨線との交
差部上に位置し、第４のアンテナ素子は、臍の高さにあ
る右腰領域上に位置し、第５のアンテナ素子は、臍の上
側に位置し、第６のアンテナ素子は、臍の高さにある左
腰領域上に位置し、第７のアンテナ素子は、右中央領域
上に位置し、第８のアンテナ素子は、左中央領域上に位
置する。他の位置にアンテナを配置しても良く、また、
アンテナを別の個数使用しても良い。例えば、アンテナ
アレーを被検者の背中に配置しても良い。
【００１６】また、図２に示されるように、データレコ
ーダ２０は、データ記憶装置２２を有する他、受信機２
１、信号強度測定装置２４、処理装置２６およびアンテ
ナセレクタ２５を有することが出来る。他の実施形態に
おいて、データレコーダ２０は、他の構成要素の組み合
わせを有していても良く、前述した構成要素が他の装置
間で分割されても良い。信号強度測定装置２４は、１０
ａから１０ｚまでの各アンテナ素子より受信器２１によ
って受信した信号の信号強度を測定することができ、処
理装置２６は、受信した信号と信号源の推定場所とを関
連付ける演算を行なうことができる。アンテナセレクタ
２５は、受信機２１が信号を受信する単一のアンテナ素
子への信号経路を開くことができる。アンテナセレクタ
２５を、アンテナ部材１０ａから１０ｚの全て又は一部
を走査するように調整することが出来る。走査速度およ
び走査パターンを、受信信号の信号対雑音比が最大とな
るように調整できる。
ーダ２０は、データ記憶装置２２を有する他、受信機２
１、信号強度測定装置２４、処理装置２６およびアンテ
ナセレクタ２５を有することが出来る。他の実施形態に
おいて、データレコーダ２０は、他の構成要素の組み合
わせを有していても良く、前述した構成要素が他の装置
間で分割されても良い。信号強度測定装置２４は、１０
ａから１０ｚまでの各アンテナ素子より受信器２１によ
って受信した信号の信号強度を測定することができ、処
理装置２６は、受信した信号と信号源の推定場所とを関
連付ける演算を行なうことができる。アンテナセレクタ
２５は、受信機２１が信号を受信する単一のアンテナ素
子への信号経路を開くことができる。アンテナセレクタ
２５を、アンテナ部材１０ａから１０ｚの全て又は一部
を走査するように調整することが出来る。走査速度およ
び走査パターンを、受信信号の信号対雑音比が最大とな
るように調整できる。
【００１７】図３には、本発明の一実施形態に係る生体
内信号源１００の例が示されている。信号源１００は服
用可能なカプセルである。カプセル１００は、温度セン
サ１１０ａ、ｐＨセンサ１１０ｂ、光センサ１１０ｃ等
の複数のセンサを有することが出来る。他のセンサまた
はセンサのセットを使用しても良い。センサ１１０は、
例えばデータ送信機１２０にデータを供給することがで
きる。ビーコン１３０は、断続的なビーコン信号を送信
することができ、また、ビーコン１３０に、データ送信
器１２０がデータ信号を送信すると同時もしくは略同時
に送信するように指示することが出来る。一般に、デー
タ送信機１２０は、ビーコン１３０よりも高い周波数で
送信するが、そうでなくても良い。本発明の一実施形態
において、データ送信機１２０は、変調されていない信
号をビーコン信号として送信することができる。一実施
形態において、カプセルは、当該分野で記載された実施
形態に類似し、あるいは、類似する構成要素を備えてい
ても良い。
内信号源１００の例が示されている。信号源１００は服
用可能なカプセルである。カプセル１００は、温度セン
サ１１０ａ、ｐＨセンサ１１０ｂ、光センサ１１０ｃ等
の複数のセンサを有することが出来る。他のセンサまた
はセンサのセットを使用しても良い。センサ１１０は、
例えばデータ送信機１２０にデータを供給することがで
きる。ビーコン１３０は、断続的なビーコン信号を送信
することができ、また、ビーコン１３０に、データ送信
器１２０がデータ信号を送信すると同時もしくは略同時
に送信するように指示することが出来る。一般に、デー
タ送信機１２０は、ビーコン１３０よりも高い周波数で
送信するが、そうでなくても良い。本発明の一実施形態
において、データ送信機１２０は、変調されていない信
号をビーコン信号として送信することができる。一実施
形態において、カプセルは、当該分野で記載された実施
形態に類似し、あるいは、類似する構成要素を備えてい
ても良い。
【００１８】図４には、ベルト１０すなわち本発明の実
施形態に係る粘着性のアンテナアレーを装着した人間の
胴の拡大図が示されている。また、生体内信号源１００
の推定場所が現われている。この場所は、半径がＲ１、
Ｒ２、Ｒ３の３つの円の交点として示されている。各半
径の値はそれぞれ、各アンテナ素子１０ｋ、１０ｆ、１
０ｇからの信号源１００の推定距離の値である。距離の
値を、信号強度測定装置２４によって実行された信号強
度測定に基づいて処理装置２６によって計算できる。例
えば、定位信号データの処理に使用される伝搬条件とし
て、放射減衰が体内でリニアであることを前提としてい
る。これは、以下の方程式に等しい。
施形態に係る粘着性のアンテナアレーを装着した人間の
胴の拡大図が示されている。また、生体内信号源１００
の推定場所が現われている。この場所は、半径がＲ１、
Ｒ２、Ｒ３の３つの円の交点として示されている。各半
径の値はそれぞれ、各アンテナ素子１０ｋ、１０ｆ、１
０ｇからの信号源１００の推定距離の値である。距離の
値を、信号強度測定装置２４によって実行された信号強
度測定に基づいて処理装置２６によって計算できる。例
えば、定位信号データの処理に使用される伝搬条件とし
て、放射減衰が体内でリニアであることを前提としてい
る。これは、以下の方程式に等しい。
【数１】
【００１９】ここで、ｒはカプセルとアンテナとの間の
距離（ｃｍ）であり、Ｉ０はカプセルでの信号レベル
（ｄＢｍ）であり、Ｉｒはｒでの信号レベル（ｄＢｍ）
であり、αは吸収係数（ｄＢ／ｃｍ）である。動作周波
数範囲（２００から５００ＭＨｚ）において、また、送
信機と受信機との間の中間距離においては、すなわち、
２から２．５波長の半分の波長距離においては、線形減
衰を前提とすることは妥当である。信号源での信号レベ
ルおよび各アンテナで測定される信号レベルが分かれ
ば、信号源とアンテナとの間の距離を得ることができ
る。
距離（ｃｍ）であり、Ｉ０はカプセルでの信号レベル
（ｄＢｍ）であり、Ｉｒはｒでの信号レベル（ｄＢｍ）
であり、αは吸収係数（ｄＢ／ｃｍ）である。動作周波
数範囲（２００から５００ＭＨｚ）において、また、送
信機と受信機との間の中間距離においては、すなわち、
２から２．５波長の半分の波長距離においては、線形減
衰を前提とすることは妥当である。信号源での信号レベ
ルおよび各アンテナで測定される信号レベルが分かれ
ば、信号源とアンテナとの間の距離を得ることができ
る。
【００２０】図４に示される一般的な信号源三角測量技
術は、良く知られている。しかしながら、完全を期すた
め、本発明に係る生体内信号源の位置を推定する方法の
更なる他の例を以下に示す。
術は、良く知られている。しかしながら、完全を期すた
め、本発明に係る生体内信号源の位置を推定する方法の
更なる他の例を以下に示す。
【００２１】図５には、３つのアンテナ素子１０ｄ、１
０ｐ、１０ｑで受信した信号に関する３つの信号ベクト
ルが示されている。臍に中心を持つ３つの座標系の原点
を始点として、各信号ベクトルは各アンテナ素子の方向
を示し、受信信号強度に関連する大きさを有している。
各信号ベクトルは、原点から各アンテナ素子が位置する
点までの方向性ベクトルと、正規化された受信信号値と
の積として計算できる。正規化された信号強度値は、測
定された各信号強度値を最も強い測定値で除算すること
によって計算できる。これによって、最も強い測定値が
１に正規化され、残りが１よりも小さい値に正規化され
る。したがって、最も強い信号レベルを受信するアンテ
ナ素子を指し示す信号ベクトルが、方向性ベクトルと同
一のように見える。他の信号ベクトルは、方向性ベクト
ルよりも短い。
０ｐ、１０ｑで受信した信号に関する３つの信号ベクト
ルが示されている。臍に中心を持つ３つの座標系の原点
を始点として、各信号ベクトルは各アンテナ素子の方向
を示し、受信信号強度に関連する大きさを有している。
各信号ベクトルは、原点から各アンテナ素子が位置する
点までの方向性ベクトルと、正規化された受信信号値と
の積として計算できる。正規化された信号強度値は、測
定された各信号強度値を最も強い測定値で除算すること
によって計算できる。これによって、最も強い測定値が
１に正規化され、残りが１よりも小さい値に正規化され
る。したがって、最も強い信号レベルを受信するアンテ
ナ素子を指し示す信号ベクトルが、方向性ベクトルと同
一のように見える。他の信号ベクトルは、方向性ベクト
ルよりも短い。
【００２２】信号源１００の推定点すなわち場所は、全
ての信号強度ベクトル、位置ベクトルのベクトル和とし
て測定できる。信号ベクトルは、２つ以上のアンテナ素
子１０ａから１０ｚに関して計算できる。信号ベクトル
は、図６に示されるように、胴の前面に配置されたアン
テナ素子のみに関して計算することができる。また、信
号ベクトルは、体の背中に配置されたアンテナ素子に関
しても計算できる（図１Ｂ）。図６において、信号源１
００の位置である推定された点は、体内にある。一般
に、位置ベクトルは、３次元系の原点を始点とし、体内
の点で終端する。
ての信号強度ベクトル、位置ベクトルのベクトル和とし
て測定できる。信号ベクトルは、２つ以上のアンテナ素
子１０ａから１０ｚに関して計算できる。信号ベクトル
は、図６に示されるように、胴の前面に配置されたアン
テナ素子のみに関して計算することができる。また、信
号ベクトルは、体の背中に配置されたアンテナ素子に関
しても計算できる（図１Ｂ）。図６において、信号源１
００の位置である推定された点は、体内にある。一般
に、位置ベクトルは、３次元系の原点を始点とし、体内
の点で終端する。
【００２３】本発明の一部として、絶対座標の組を使用
して、例えばセンチメートルやインチ等の標準的な単位
で体における点を測定しても良い。あるいは、体におけ
る解剖学的な点に対して値を割り当て、その後、結果を
正規化することもできる。例えば、臍に配置されたアン
テナ素子に座標組０、０を与えても良く、臍の高さにあ
る胴の右端に配置されたアンテナ素子に座標組５、０を
与えても良く、胴の左端に配置されたアンテナ素子に−
５、０であっても良い。距離の値すなわちベクトルの大
きさは、これらの座標組を使用して計算することができ
る。そして、その後、値は、体の実際の寸法に適合する
ように比例的に調整できる。例えば、前述した座標に基
づいて２．５インチの距離の値を計算したが、後に、臍
から右端まで実際に体が７単位であることを測定した場
合、２．５の距離の値を同じ割合７／５に調整すること
ができる。
して、例えばセンチメートルやインチ等の標準的な単位
で体における点を測定しても良い。あるいは、体におけ
る解剖学的な点に対して値を割り当て、その後、結果を
正規化することもできる。例えば、臍に配置されたアン
テナ素子に座標組０、０を与えても良く、臍の高さにあ
る胴の右端に配置されたアンテナ素子に座標組５、０を
与えても良く、胴の左端に配置されたアンテナ素子に−
５、０であっても良い。距離の値すなわちベクトルの大
きさは、これらの座標組を使用して計算することができ
る。そして、その後、値は、体の実際の寸法に適合する
ように比例的に調整できる。例えば、前述した座標に基
づいて２．５インチの距離の値を計算したが、後に、臍
から右端まで実際に体が７単位であることを測定した場
合、２．５の距離の値を同じ割合７／５に調整すること
ができる。
【００２４】最も強い２つ又は３つの信号源だけを使用
して、それよりも弱い信号強度値を拒絶し、信号ベクト
ルすなわち位置の推定の基本となる距離の値を計算でき
る。最も強い信号のグループを特定すると、第２の信号
強度測定を行なっても良い。処理装置は、最も大きな一
部のベクトルに関して従来のベクトル和演算を行い、比
較的小さい信号ベクトルに関して加重和演算を行なうよ
うにしても良い。他の演算を用いて、収集された信号の
他の操作を行なっても良い。
して、それよりも弱い信号強度値を拒絶し、信号ベクト
ルすなわち位置の推定の基本となる距離の値を計算でき
る。最も強い信号のグループを特定すると、第２の信号
強度測定を行なっても良い。処理装置は、最も大きな一
部のベクトルに関して従来のベクトル和演算を行い、比
較的小さい信号ベクトルに関して加重和演算を行なうよ
うにしても良い。他の演算を用いて、収集された信号の
他の操作を行なっても良い。
【００２５】アンテナセレクタ２５は、最も強い信号を
受信したアンテナ素子だけの走査を行ない、他の全ての
アンテナを排除するように調整しても良い。弱い信号を
供給するアンテナからの信号情報を排除または拒絶する
ことによって、一般に、信号対雑音比が増大する。
受信したアンテナ素子だけの走査を行ない、他の全ての
アンテナを排除するように調整しても良い。弱い信号を
供給するアンテナからの信号情報を排除または拒絶する
ことによって、一般に、信号対雑音比が増大する。
【００２６】しかしながら、他の実施形態において、多
くのアンテナ素子に関して位置ベクトルすなわち距離の
値を計算でき、図７に示すように大きさが比較的小さい
信号ベクトルに削減／加重因子を掛け合わせても良い。
くのアンテナ素子に関して位置ベクトルすなわち距離の
値を計算でき、図７に示すように大きさが比較的小さい
信号ベクトルに削減／加重因子を掛け合わせても良い。
【００２７】生体内信号源の推定位置は、連続的または
半連続的に探知できる。信号源に対する瞬間的速度ベク
トルは、位置情報を使用して計算できる。例えば、速度
ベクトルは、第１の位置ベクトルの先端を始点とし且つ
連続する位置ベクトルの先端で終端するベクトルであ
る。あるいは、信号源の速度は、位置の導関数として計
算でき、方向は、データレコーダ２０に機能的に関連付
けられたディスプレイまたはグラフ上にプロットでき
る。
半連続的に探知できる。信号源に対する瞬間的速度ベク
トルは、位置情報を使用して計算できる。例えば、速度
ベクトルは、第１の位置ベクトルの先端を始点とし且つ
連続する位置ベクトルの先端で終端するベクトルであ
る。あるいは、信号源の速度は、位置の導関数として計
算でき、方向は、データレコーダ２０に機能的に関連付
けられたディスプレイまたはグラフ上にプロットでき
る。
【００２８】本発明の実施形態においては、不良のアン
テナ素子を検出するための付加的な手続きが実行でき
る。アンテナ素子が不良であると判断された場合には、
全体の経路を無効として良い。そのような手続きの例に
おいては、各アンテナに関して、全てのフレーム（廃棄
されていない場合）に対する読み取りが２つのビンに集
められ、例えば、ビン１＝０から４０の範囲の読み取り
数、ビン２＝４１から２５５の範囲の読み取り数、ある
いは、ビン１＝０から１０７の範囲の読み取り数、ビン
２＝１０８から２５５の範囲の読み取り数となる。結果
は、２つのビンの８ヒストグラムであり、各アンテナに
関して１つである。ビン１／（ビン１＋ビン２）＞０．
７５である場合、アンテナは不良である。それ以外、ア
ンテナは良好である。全てのアンテナが良好の場合、経
路は妥当であると判断される。また、ｔｈＲｅｃｅｐｔ
ｉｏｎ（ｎ）＜６０（第１の例の場合）あるいは、ｔｈ
Ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ（ｎ）＜１１７（第２の例の場合）
の場合、そのセンサの読み取りを廃棄することができ
る。
テナ素子を検出するための付加的な手続きが実行でき
る。アンテナ素子が不良であると判断された場合には、
全体の経路を無効として良い。そのような手続きの例に
おいては、各アンテナに関して、全てのフレーム（廃棄
されていない場合）に対する読み取りが２つのビンに集
められ、例えば、ビン１＝０から４０の範囲の読み取り
数、ビン２＝４１から２５５の範囲の読み取り数、ある
いは、ビン１＝０から１０７の範囲の読み取り数、ビン
２＝１０８から２５５の範囲の読み取り数となる。結果
は、２つのビンの８ヒストグラムであり、各アンテナに
関して１つである。ビン１／（ビン１＋ビン２）＞０．
７５である場合、アンテナは不良である。それ以外、ア
ンテナは良好である。全てのアンテナが良好の場合、経
路は妥当であると判断される。また、ｔｈＲｅｃｅｐｔ
ｉｏｎ（ｎ）＜６０（第１の例の場合）あるいは、ｔｈ
Ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ（ｎ）＜１１７（第２の例の場合）
の場合、そのセンサの読み取りを廃棄することができ
る。
【００２９】ここでは、本発明の特定の特徴について図
示して説明してきたが、当業者であれば、多くの変形、
置換、変更、等価物を想起し得る。したがって、頭書の
請求の範囲がそのような全ての変形や変更を本発明の精
神の範囲内にあるものとして含むことを意図していると
考えるべきである。
示して説明してきたが、当業者であれば、多くの変形、
置換、変更、等価物を想起し得る。したがって、頭書の
請求の範囲がそのような全ての変形や変更を本発明の精
神の範囲内にあるものとして含むことを意図していると
考えるべきである。
【図１Ａ】本発明の実施形態によるアンテナアレーを装
着した人物を示している。
着した人物を示している。
【図１Ｂ】本発明の実施形態によるアンテナアレーを装
着した人物を示している。
着した人物を示している。
【図２】本発明の実施形態によるデータレコーダを示し
ている。
ている。
【図３】本発明の実施形態による生体内信号源を示して
いる。
いる。
【図４】本発明の実施形態によるアンテナアレーを装着
した胴体および信号源の推定点を示している。
した胴体および信号源の推定点を示している。
【図５】２次元平面の３つの信号ベクトルを示してい
る。
る。
【図６】３次元空間の３つの信号ベクトルを示してい
る。
る。
【図７】信号ベクトルに対する加重関数のグラフを示し
ている。
ている。
１０ アンテナアレーベルト
１０ａ、１０ｂ、 １０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、
１０ｇ、１０ｈ、１０ｉ、１０ｊ、１０ｋ、１０ｌ、１
０ｍ、１０ｎ、１０ｏ、１０ｐ、１０ｑ、１０ｒ、１０
ｓ、１０ｔ、１０ｕ、１０ｖ、１０ｗ、１０ｘ、１０
ｙ、１０ｚ アンテナ素子 ２０ 信号レコーダ ２１ 受信機 ２２ データ記憶装置 ２４ 信号強度測定装置 ２５ アンテナセレクタ ２６ 処理装置 １００ 生体内信号源 １１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ センサ １２０ データ送信機 １３０ ビーコン
１０ｇ、１０ｈ、１０ｉ、１０ｊ、１０ｋ、１０ｌ、１
０ｍ、１０ｎ、１０ｏ、１０ｐ、１０ｑ、１０ｒ、１０
ｓ、１０ｔ、１０ｕ、１０ｖ、１０ｗ、１０ｘ、１０
ｙ、１０ｚ アンテナ素子 ２０ 信号レコーダ ２１ 受信機 ２２ データ記憶装置 ２４ 信号強度測定装置 ２５ アンテナセレクタ ２６ 処理装置 １００ 生体内信号源 １１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ センサ １２０ データ送信機 １３０ ビーコン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ダフナ・レビイ
イスラエル国、21661・カルミエル、ハダ
ス・ストリート・103
Ｆターム(参考） 4C038 CC03 CC09
4C061 AA01 BB00 CC10 DD00 HH00
HH60 JJ17
Claims (22)
- 【請求項１】 生体内信号源の位置を探知するシステム
であって、 体に取り付けるようになっており、複数のアンテナ素子
を備えたアンテナアレーと、 前記アンテナアレーに接続され、２つ以上の前記アンテ
ナ素子で信号源から受信した信号の信号強度を測定する
ようになっている信号強度検出器と、 前記信号強度検出器と通信し、２つ以上の前記アンテナ
素子での信号強度測定値を生体内信号源に対するおおよ
その座標組に関連付けるようになっている処理装置とを
備えるシステム。 - 【請求項２】 アンテナセレクタを更に備える請求項１
に記載のシステム。 - 【請求項３】 前記複数のアンテナ素子の各サブセット
が、体の近傍に中心を持つ座標系の中に既知の座標の組
を有する点の近傍に配置されている請求項２に記載のシ
ステム。 - 【請求項４】 前記処理装置が、各信号強度の測定に関
連付けられた距離の値を計算するようになっている請求
項３に記載のシステム。 - 【請求項５】 プロセスが、距離の値に基づいて、信号
源の位置を推定するようになっている請求項４に記載の
システム。 - 【請求項６】 前記処理装置が、受信した各信号に関し
て信号ベクトルを計算するようになっている請求項３に
記載のシステム。 - 【請求項７】 前記処理装置が、計算されたベクトルの
ベクトル和を実行するようになっている請求項６に記載
のシステム。 - 【請求項８】 前記処理装置が、計算されたベクトルの
サブセットに対して、従来のベクトル和演算を実行する
ようになっており、サブセットは最大のベクトルから成
り、処理装置は、サブセットのベクトルよりも比較的小
さい信号ベクトルに対して加重和演算を実行するように
なっている請求項７に記載のシステム。 - 【請求項９】 信号源のおおよその座標の組を表示する
ようになっている表示装置を更に備える請求項８に記載
のシステム。 - 【請求項１０】 表示装置が、体の描写と、信号源のお
およその座標の組を示すポインタを表示するようになっ
ている請求項９に記載のシステム。 - 【請求項１１】 アンテナアレーが８個のアンテナ素子
を備える請求項１に記載のシステム。 - 【請求項１２】 装着型アンテナアレーを用いて生体内
信号源の位置を探知する方法であって、 アレー内の２つ以上のアンテナ素子で信号を受信するス
テップと、 受信した信号の強度を測定するステップと、 信号強度の測定をおおよその座標の組に関連付けるステ
ップを備える方法。 - 【請求項１３】 少なくとも２つの各アンテナ素子が、
体の近傍に中心を持つ座標系の中に既知の座標の組を有
する点の近傍に配置される請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１４】 受信した信号に関連付けられた距離の
値を計算するステップを更に備えている請求項１３に記
載の方法。 - 【請求項１５】 ２つ以上のアンテナ素子に関連付けら
れた距離の値を使用して、信号源の位置を相関させるス
テップを更に備える請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１６】 受信した各信号に関連する信号ベクト
ルを計算するステップを更に備える請求項１３に記載の
方法。 - 【請求項１７】 信号ベクトルのベクトル和を実行する
ステップを更に備える請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１８】 信号ベクトルに加重因子を適用するス
テップを更に備える請求項１７に記載の方法。 - 【請求項１９】 大きさが比較的小さい信号ベクトルに
対して加重因子が適用される請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２０】 信号源の推定位置を表示するステップ
を更に備える請求項１９に記載の方法。 - 【請求項２１】 信号源の推定位置が、体の形状を伴う
ポインタとして図的に表示される請求項２０に記載の方
法。 - 【請求項２２】 アレー内の２つ以上のアンテナ素子で
信号を受信することによって信号源の位置を探知するス
テップを更に備える請求項１２に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IL143260 | 2001-05-20 | ||
| IL143260A IL143260A (en) | 2001-05-20 | 2001-05-20 | Array and method for locating an intra-body signal source |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006138725A Division JP4864536B2 (ja) | 2001-05-20 | 2006-05-18 | 生体内信号源の位置を探知するアレーシステム及び方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP2003019111A5 JP2003019111A5 (ja) | 2006-11-24 |
| JP4251819B2 JP4251819B2 (ja) | 2009-04-08 |
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Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002139587A Expired - Fee Related JP4251819B2 (ja) | 2001-05-20 | 2002-05-15 | 生体内信号源の位置を探知するアレーシステム及び方法 |
| JP2006138725A Expired - Fee Related JP4864536B2 (ja) | 2001-05-20 | 2006-05-18 | 生体内信号源の位置を探知するアレーシステム及び方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006138725A Expired - Fee Related JP4864536B2 (ja) | 2001-05-20 | 2006-05-18 | 生体内信号源の位置を探知するアレーシステム及び方法 |
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| DE (1) | DE60234662D1 (ja) |
| IL (1) | IL143260A (ja) |
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| JP2006026163A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Olympus Corp | 移動状態検出装置および移動状態検出システム |
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| JP2006061626A (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Olympus Corp | 画像表示装置、画像表示方法および画像表示プログラム |
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| WO2006028047A1 (ja) | 2004-09-08 | 2006-03-16 | Olympus Corporation | 表示装置 |
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| WO2006030772A1 (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Olympus Corporation | 被検体内導入システム、受信装置および被検体内導入装置 |
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