JP7453695B2 - 超音波呼吸監視における運動補償のためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

本開示は、呼吸の間の腹部領域の移動に起因する測定誤差を補正するステップを含む、患者の超音波呼吸監視における運動補償のための方法、デバイス、およびシステムに関する。

呼吸の測定および監視は、患者における広範囲の病状の治療のために重要である。横隔膜は、主要な呼吸筋であり、その機能不全は、多くの呼吸器障害および症状の兆候であり得る。

呼吸を監視するために、種々の超音波トランスデューサデバイスプローブが、利用されてきた。例えば、超音波トランスデューサデバイスが、プローブの筐体内に位置し、シリコーンゴム材料または超音波の通過を可能にする別の材料等の超音波ソノルーセント材料によってその中に埋め込まれてもよい。超音波トランスデューサプローブは、その２つの粘着性層の間に補強ウェブを有する、両面粘着性テープを使用して、患者の身体の皮膚表面上に設置されてもよい。

そのようなプローブは、患者の呼吸性質を監視することに有用であり得るが、呼吸の間の患者の前表面上のプローブの移動によって引き起こされる、誤差信号の補正を考慮することが重要である。例えば、身体の腹部領域は、患者が呼吸するにつれて移動し、これは、プローブを移動させる。ある場合には、そのような誤差信号の大きさは、測定信頼性にとって有意であり得る。

本開示は、測定誤差が呼吸の間の患者の身体の腹部移動に起因する、超音波呼吸監視の間の測定誤差を補正するためのシステムおよび方法に関する。本発明の実施形態は、例えば、脾臓、肝臓、または腎臓を含む、身体内の種々の組織および構造の運動を検出する。しかし、本発明の実施形態の原理を例証する目的のために、以下の議論は、主に、肝臓の運動検出に焦点を当てる。例えば、人体の前側に取り付けられ、腹部壁とともに移動する、腹部プローブを用いて行われる測定を比較するとき、肝臓偏位は、機械的に固定されたプローブを用いて測定されたときの約３０～４０％未満であると考えられる。

これらの測定誤差は、超音波ビームの方向に沿ったエコー距離変動に対抗する、プローブに課せられる呼吸運動によって引き起こされる。そのような誤差は、特に、医学的関心の呼吸問題がある患者に関して、患者の呼吸モードおよびパラメータの評価確実性に危険性を提示し得る。したがって、本開示の側面は、そのような極めて不要な誤差を効果的に補償し、呼吸監視においてより高い正確度を提供することに関する。

請求項１で定義されるような、ある実施形態では、呼吸検出システムは、第１のプローブと、第２のプローブとを含む。第１のプローブは、患者の身体の前側に設置されるように構成され、第２のプローブは、身体の背側に設置されるように構成される。第１のプローブは、超音波トランスデューサと、第１の加速度計ユニットと、第１の磁場ユニットとを含み、超音波トランスデューサ、第１の加速度計ユニット、および第１の磁場ユニットは、第１のプローブ内に静止して位置する。超音波トランスデューサは、第１のプローブ内に静止して位置し、第１のプローブの前面に対して鋭角で配向される送受信面を有する。超音波トランスデューサは、患者の身体の内側の内部構造の中への伝送のために送受信面において超音波ビームを生成するように構成される。第２のプローブは、第２の加速度計ユニットと、第２の磁場ユニットとを含み、第２の加速度計ユニットおよび第２の磁場ユニットは、第２のプローブ内に静止して位置する。超音波トランスデューサ、第１および第２の加速度計ユニット、および第１および第２の磁場ユニットは、信号プロセッサに結合される。第１および第２の加速度計ユニットおよび第１および第２の磁気ユニットの組み合わせは、患者の呼吸に応じて、超音波トランスデューサの空間位置移動および配向の関数である補正出力信号を生成するように構成される。このようにして取得される信号は、より正確な出力信号を提供するために、第１のセンサと人体の内側の移動する組織との間の距離の超音波測定を補正するために使用される。

請求項２６で定義されるような、呼吸検出システムの別の実施形態では、呼吸検出システムは、第１のプローブ内に静止して位置し、第１のプローブの前面に対して鋭角で配向される送受信面を有する、超音波トランスデューサであって、超音波トランスデューサは、患者の身体の内側の内部構造の中への伝送のために送受信面において超音波ビームを生成するように構成される、超音波トランスデューサと、第１の加速度計ユニットと、第１の磁場ユニットであって、超音波トランスデューサ、第１の加速度計ユニット、および第１の磁場ユニットは、第１のプローブ内に静止して位置する、第１の磁場ユニットとを備える、第１のプローブと、第２の加速度計ユニットと、第２の磁場ユニットであって、第２の加速度計ユニットおよび第２の磁場ユニットは、第２のプローブ内に静止して位置する、第２の磁場ユニットとを備える、第２のプローブとを備え、超音波トランスデューサ、第１および第２の加速度計ユニット、および第１および第２の磁場ユニットは、信号プロセッサに結合され、第１のプローブは、患者の身体の前側に設置されるように構成され、第２のプローブは、患者の身体の背側に設置されるように構成され、信号プロセッサは、第１および第２の加速度計ユニットから、および第２の磁場ユニットと相互作用する第１の磁場ユニットからの入力に基づいて、患者の身体の内側の内部構造の予期される運動方向に関して患者の腹壁の移動および配向を計算するように構成され、腹壁の移動および配向は、患者の呼吸筋と関連付けられる呼吸パラメータに関連する。

請求項３８で定義されるような、別の実施形態では、患者の呼吸パラメータの超音波ベースの検出における運動補償のための方法が、開示される。本方法は、第１のプローブをヒトの前身体表面に取り付けるステップであって、第１のプローブは、超音波トランスデューサと、第１の加速度計ユニットと、第１の磁場ユニットとを有する、ステップと、第２のプローブをヒトの背側身体表面に取り付けるステップであって、第２のプローブは、第２の加速度計ユニットと、第２の磁場ユニットとを有する、ステップと、超音波トランスデューサ、第１および第２の加速度計ユニット、および第１および第２の磁場ユニットに結合される、信号プロセッサを提供するステップとを含む。本方法はさらに、第１のプローブ内の超音波トランスデューサから、超音波ビームを患者の身体の内側の内部構造の中に伝送するステップと、第１のプローブ内の超音波トランスデューサにおいて、内部構造から超音波エコー信号を受信するステップと、第２の磁場ユニットによって、第１の磁場ユニットに伝送され、それによって検出される磁場を発生させるステップと、信号プロセッサを使用して、第１の加速度計ユニットからの導出パラメータを使用する、固定された座標枠に対する第１の加速度計ユニットの配向を計算し、超音波ビームの配向および第１の磁場ユニットの配向を表す、単位ベクトルとしての導出パラメータをさらに計算するステップとを含む。加えて、本方法は、信号プロセッサを使用して、さらなる導出パラメータを使用する、固定された座標枠に対する第２の加速度計ユニットの配向を計算し、身体背部支持傾転角（ｔｉｌｔ ａｎｇｌｅ）（α）および第２の磁場ユニットから第１の磁場ユニットまでの空間方向を表す単位ベクトルを含む、さらなる導出パラメータ、第２の磁場ユニットの配向、および呼気の間の内部構造の予期される運動方向を計算するステップと、信号プロセッサを使用して、磁場の検出に基づく、第１の磁場ユニットと第２の磁場ユニットの間の任意の変動距離を計算するステップと、信号プロセッサを使用して、第１および第２の加速度計ユニットの計算された配向、第１および第２の加速度計ユニットからの導出パラメータ、および変動距離からの結果を処理し、補正パラメータを発生させ、超音波トランスデューサの運動によって引き起こされる、受信された超音波エコー信号の測定誤差を補償するステップとを含む。

さらなる特徴および利点、および種々の実施形態の構造および動作が、付随する図面を参照して、下記に詳細に説明される。本明細書に説明される具体的実施形態は、限定的であることを意図していないことに留意されたい。そのような実施形態は、例証目的のみのために、本明細書に提示される。付加的実施形態が、本明細書に含有される教示に基づいて、当業者に明白となるであろう。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
呼吸検出システムであって、
第１のプローブ（１０２）であって、
超音波トランスデューサ（１１２）であって、上記超音波トランスデューサ（１１２）は、上記第１のプローブ内に静止して位置し、上記第１のプローブ（１０２）の前面（１１４）に対して鋭角（Ω）で配向される送受信面（１１３）を有し、上記超音波トランスデューサ（１１２）は、患者の身体の内側の内部構造の中への伝送のために上記送受信面（１１３）において超音波ビーム（１４３）を生成するように構成される、超音波トランスデューサ（１１２）と、
第１の加速度計ユニット（１２１）と、
第１の磁場ユニット（１２２）であって、上記超音波トランスデューサ（１１２）、上記第１の加速度計ユニット（１２１）、および上記第１の磁場ユニット（１２２）は、上記第１のプローブ（１０２）内に静止して位置する、第１の磁場ユニット（１２２）と
を備える、第１のプローブ（１０２）と、
第２のプローブ（１０４）であって、
第２の加速度計ユニット（１２８）と、
第２の磁場ユニット（１２９）であって、上記第２の加速度計ユニット（１２８）および上記第２の磁場ユニット（１２９）は、上記第２のプローブ（１０４）内に静止して位置する、第２の磁場ユニット（１２９）と
を備える、第２のプローブ（１０４）と
を備え、
上記超音波トランスデューサ（１１２）、上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）、および上記第１および第２の磁場ユニット（１２２；１２９）は、信号プロセッサ（１３４）に結合され、
上記第１のプローブ（１０２）は、上記患者の身体（１０１）の前側（１０３）に設置されるように構成され、
上記第２のプローブ（１０４）は、上記身体（１０１）の背側（１０５）に設置されるように構成され、
上記第１の加速度計ユニット（１２１）からの信号は、上記超音波トランスデューサ（１１２）および上記第１の磁場ユニット（１２２）をその内部に有する上記第１のプローブ（１０２）の第１の空間配向を示し、
上記第２の加速度計ユニット（１２８）からの信号は、上記第２の磁場ユニット（１２９）をその内部に有する上記第２のプローブ（１０４）の第２の空間配向を示し、
上記第１および第２の空間配向は、固定された座標枠に対するものであり、
上記第２の磁場ユニット（１２９）と相互作用する上記第１の磁場ユニット（１２２）からの信号、および、上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）からの信号によって提供される上記磁場ユニット（１２２；１２９）の配向は、上記第１のプローブ（１０２）と上記第２のプローブ（１０４）との間の可変空間距離を計算するための上記信号プロセッサ（１３４）に対する入力であり、これにより、上記患者の呼吸によって誘発された上記超音波トランスデューサ（１１２）の空間移動および配向を計算する、
呼吸検出システム。
（項目２）
上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）はそれぞれ、少なくとも２つの加速度計を備える、項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目３）
上記第１の加速度計ユニット（１２１）は、３軸加速度計デバイスを含む、項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目４）
上記空間移動および上記配向は、ヒーブ、ロール、ピッチ、およびヨー型移動のうちの少なくとも１つに関連する、項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目５）
上記超音波トランスデューサ（１１２）は、上記第１のプローブ（１０２）の前面（１１４）に向かって延在する超音波非ソノルーセント材料を含む第１の材料の本体（１１５）を用いて、上記第１のプローブ（１０２）内に位置し、
上記第１の材料の本体（１１５）は、上記送受信面（１１３）から上記前面（１１４）に向かって延在する陥凹（１１６）を囲繞し、
超音波ソノルーセント材料を含む第２の材料の第１の本体部分（１１７）は、上記前面（１１４）に向かって上記超音波トランスデューサ（１１２）の送受信面（１１３）およびその前の上記陥凹内に位置し、
上記第２の材料の第２の本体部分（１１７）は、上記第１の材料の本体の前表面上に適用され、それと一体的に係合させられ、上記第１および第２の本体部分は、一体的である、
項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目６）
上記超音波トランスデューサ（１１２）は、上記陥凹（１１６）内に位置付けられるソケット様部材（１２０）内に係合され、上記ソケット様部材（１２０）は、超音波非ソノルーセント材料から形成される、項目５に記載の呼吸検出システム。
（項目７）
上記第２の材料の本体（１１７）の前表面は、固有の粘着性質、接着部材（１２４）または両面接着テープのための取付面（１１７’）、または第３の材料の本体の粘着性層のための係合面を備える、項目５に記載の呼吸検出システム。
（項目８）
上記接着部材（１２４）または上記両面接着テープは、少なくとも、上記超音波トランスデューサ（１１２）の送受信面（１１３）の前の超音波ビーム経路によって画定される領域内で超音波ソノルーセントである、項目７に記載の呼吸検出システム。
（項目９）
上記第３の材料の本体の粘着性層は、超音波ソノルーセントである、項目７に記載の呼吸検出システム。
（項目１０）
上記第１の加速度計ユニット（１２１）および上記第１の磁場ユニット（１２２）は、上記第１の材料の使用によって上記第１のプローブ（１０２）内に静止して位置する、項目７に記載の呼吸検出システム。
（項目１１）
上記第２の加速度計ユニット（１２８）および上記第２の磁場ユニット（１２９）は、第４の材料の本体を用いて上記第２のプローブ（１０４）内に静止して位置する、項目７に記載の呼吸検出システム。
（項目１２）
上記第４の材料の本体（１３２）の前表面（１３２’）は、粘着性質、接着部材または両面粘着性テープのための取付面、または第５の材料の本体の粘着性層のための係合面を備える、項目１１に記載の呼吸検出システム。
（項目１３）
上記第１、第２、第３、第４、および第５の材料のうちの少なくとも１つは、シリコーンタイプである、項目１２に記載の呼吸検出システム。
（項目１４）
上記第１の磁場ユニット（１２２）および上記第２の磁場ユニット（１２９）のうちの第１のものは、磁場センサデバイスを備え、上記第１の磁場ユニット（１２２）および上記第２の磁場ユニット（１２９）のうちの他方のものは、上記磁場センサデバイスによって検出されるべき磁場を発生させるように構成される電磁石デバイスを備え、上記磁場は、上記第１および第２のプローブ（１０２；１０４）の間の距離に関連する、項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目１５）
上記信号プロセッサ（１３４）は、上記発生された磁場の強度、周波数、および持続時間を制御する、項目１４に記載の呼吸検出システム。
（項目１６）
上記第１のプローブ（１０２）は、上記患者の身体が仰臥位であるときに、上記患者の身体の背側（１０５）に位置付けられる上記第２のプローブ（１０４）の垂直に上方の位置で上記患者の身体の前側（１０３）に設置されるように構成される、項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目１７）
上記第１のプローブ（１０２）は、上記患者の身体の背側（１０５）の第２のプローブ（１０４）と整合される位置で上記患者の身体の前側（１０３）に設置されるように構成される、項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目１８）
上記第２の加速度計ユニット（１２８）は、上記患者の身体の背側（１０５）を支持する表面の傾転角の測定を提供する、項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目１９）
上記磁場センサデバイスは、磁気ピックアップコイルである、項目１４に記載の呼吸検出システム。
（項目２０）
上記患者の身体の背面皮膚面積に接触するように構成される上記第２のプローブ（１３４）の表面（１３２’；１３３）は、生体適合性材料を含み、上記第２のプローブ（１０４）の表面の皮膚接触面積は、５～１００ｃｍ ^２ の範囲内である、項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目２１）
上記信号プロセッサ（１３４）は、上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）から、および上記第２の磁場ユニット（１２９）と相互作用する上記第１の磁場ユニット（１２２）からの入力に基づいて、上記患者の縦軸に対する上記患者の身体の内側の上記内部構造（１４４）の予期される運動方向に関して上記第１のプローブ（１０２）内の上記超音波トランスデューサ（１１２）の移動および配向を計算するように構成され、上記超音波トランスデューサ（１１２）の移動および配向は、上記患者の呼吸筋と関連付けられる呼吸パラメータに関連する、項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目２２）
上記内部構造は、上記患者の肝臓（１４４）、脾臓、または腎臓のうちの１つである、項目２１に記載の呼吸検出システム。
（項目２３）
上記内部構造（１４４）の予期される運動方向は、上記患者の身体内の横隔膜移動（１４５）の関数である、項目２１に記載の呼吸検出システム。
（項目２４）
上記第１のプローブ（１０２）内の上記超音波トランスデューサ（１１２）は、上記内部構造から超音波エコー信号を受信するように構成され、
上記第２の磁場ユニット（１２９）は、上記第１の磁場ユニット（１２１）に伝送され、それによって検出される磁場を発生させるように構成され、
上記信号プロセッサ（１３４）は、
上記第１の加速度計ユニット（１２１）からの導出パラメータを使用する上記固定された座標枠に対する上記第１の加速度計ユニット（１２１）の配向と、
上記超音波ビームの配向および上記第１の磁場ユニット（１２２）の配向を表す単位ベクトルとしての上記導出パラメータと、
上記第２の加速度計ユニット（１２８）からのさらなる導出パラメータを使用する上記固定された座標枠に対する上記第２の加速度計ユニット（１２８）の配向と、
身体背部（１０５）支持傾転角（α）および上記第２の磁場ユニットから上記第１の磁場ユニット（１２２）までの空間方向を表す単位ベクトルを含む上記さらなる導出パラメータと、
上記第２の磁場ユニット（１２９）の配向と、
上記患者の呼気の間の上記患者の胴体の縦軸に対する上記内部構造（１４４）の予期される運動方向と、
上記磁場の検出に基づく、上記第１および第２の磁場ユニット（１２２；１２９）の間の任意の変動距離と
を計算するように構成され、
上記超音波ビームの上記配向、上記第１の磁場ユニット（１２２）の上記配向、および上記第２の磁場ユニット（１２９）の上記配向は、上記固定された座標枠に対するものであり、
上記信号プロセッサ（１３４）はさらに、上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）の計算された配向、上記第１および第２の加速度計ユニットからの導出パラメータ、および上記変動距離からの結果を処理し、補正パラメータを発生させ、上記患者の呼吸によって誘発された上記超音波トランスデューサ（１１２）の空間移動および配向によって引き起こされる受信された超音波エコー信号の測定誤差を補償するように構成される、
項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目２５）
上記補正パラメータを発生させるために、上記信号プロセッサはさらに、
上記超音波ビームの方向に沿った上記第１の磁場ユニット（１２２）と上記第２の磁場ユニット（１２９）との間の距離を表すベクトルを分解することと、
上記距離を表す上記分解されたベクトルを時間的に微分し、増分運動値を生じさせることと、
上記増分運動値を、少なくとも同一の時間間隔内の上記内部構造からの超音波エコー信号の使用によって検出されるような増分ドップラ効果運動値に加算することと、
上記超音波ビームと上記内部構造の運動方向との間の角度の瞬時余弦値に関して上記加算された運動値を補正することと、
上記補正および加算された運動値を合計し、補正された呼吸パラメータを記述する内部構造位置変動を取得することと
を行うように構成される、項目２４に記載の呼吸検出システム。
（項目２６）
上記第１のプローブ（１０２）は、上記患者の身体上に設置され、上記患者の身体の内側の内部構造に向かって超音波ビームを指向し、上記内部構造から超音波エコー信号を受信するように構成され、
上記第１のプローブ（１０２）はさらに、空洞（１１１）を伴う筐体（１１０）を備え、
上記超音波トランスデューサ（１１２）は、上記空洞（１１１）内に位置し、上記超音波トランスデューサ（１１２）の送受信面（１１３）は、上記筐体（１１０）の空洞（１１１）の空洞口において、またはそれに隣接して上記筐体の前面（１１４）に対して鋭角（Ω）にあり、
上記超音波トランスデューサ（１１２）は、上記筐体（１１０）の空洞（１１１）内に固定して位置し、
超音波非ソノルーセント材料の開放端ソケット様部材（１２０）は、上記送受信面（１１３）から上記前面（１１４）に向かって延在する陥凹を画定し、
超音波ソノルーセント材料の第１の本体部分（１１７）は、上記前面（１１４）に向かって上記超音波トランスデューサ（１１２）の送受信面（１１３）およびその前の上記陥凹内に位置し、
上記第１の加速度計ユニット（１２１）および上記第１の磁場検出ユニット（１２２）は、上記筐体（１１０）の空洞（１１１）内でプリント回路基板（１１９）に接続され、
上記第１のプローブ（１０２）の前表面は、固有の粘着性質、接着部材または両面粘着性テープのための取付面、または粘着性本体層のための係合面のうちの少なくとも１つを呈し、
上記超音波トランスデューサ（１１２）は、上記信号プロセッサ（１３４）の送受信機セクションに接続するように構成される、
項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目２７）
上記超音波トランスデューサ（１１２）は、上記開放端ソケット様部材（１２０）の底部領域に搭載され、その材料は、音響減衰性質を呈する、項目２６に記載の呼吸検出システム。
（項目２８）
上記超音波トランスデューサ（１１２）および上記開放端ソケット様部材（１２０）は、上記プリント回路基板（１１９）から延在する、項目２６に記載の呼吸検出システム。
（項目２９）
上記第１のプローブ（１０２）の本体の前表面（１１４）は、接着表面性質を有し、保護カバー（１２３）を具備し、上記保護カバーは、上記患者の身体の皮膚上の上記第１のプローブ（１０２）の適用に先立って除去可能である、項目２６に記載の呼吸検出システム。
（項目３０）
上記接着部材または上記両面接着テープは、上記前表面に取り付けられ、上記接着部材または両面接着テープは、少なくとも、上記超音波トランスデューサの送受信面の前の超音波ビーム経路によって画定される領域内でソノルーセントである、項目２６に記載の呼吸検出システム。
（項目３１）
上記超音波ソノルーセント材料の第１の本体部分の材料タイプは、シリコーンタイプの材料である、項目２６に記載の呼吸検出システム。
（項目３２）
上記鋭角（Ω）は、０～６０度の範囲内である、項目２６に記載の呼吸検出システム。
（項目３３）
ヒトの呼吸パラメータの超音波ベースの検出における運動補償のための方法であって、上記方法は、
第１のプローブ（１０２）を上記ヒトの前身体表面（１０３）に取り付けることであって、上記第１のプローブ（１０２）は、超音波トランスデューサ（１１２）と、第１の加速度計ユニット（１２１）と、第１の磁場ユニット（１２２）とを有する、ことと、
第２のプローブ（１０４）を上記ヒトの背側身体表面（１０５）に取り付けることであって、上記第２のプローブ（１０４）は、第２の加速度計ユニット（１２２）と、第２の磁場ユニット（１２９）とを有する、ことと、
上記超音波トランスデューサ（１１２）、上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）、および上記第１および第２の磁場ユニット（１２２；１２９）に結合される信号プロセッサ（１３４）を提供することと、
上記第１のプローブ（１０２）内の上記超音波トランスデューサ（１１２）から、超音波ビームを上記ヒトの身体の内側の内部構造（１４４）の中に伝送することと、
上記第１のプローブ（１０２）内の上記超音波トランスデューサ（１１２）において、上記内部構造から超音波エコー信号を受信することと、
上記第２の磁場ユニット（１２９）によって、上記第１の磁場ユニット（１２２）に伝送され、それによって検出される磁場を発生させることと、
上記信号プロセッサ（１３４）を使用して、上記第１の加速度計ユニット（１２１）からの導出パラメータを使用する固定された座標枠に対する上記第１の加速度計ユニット（１２１）の配向を計算し、上記超音波ビームの配向および上記第１の磁場ユニット（１２２）の配向を表す、単位ベクトルとしての上記導出パラメータをさらに計算することと、
上記信号プロセッサ（１３４）を使用して、さらなる導出パラメータを使用する固定された座標枠に対する上記第２の加速度計ユニット（１２８）の配向を計算し、身体背部支持傾転角（α）および上記第２の磁場ユニット（１２９）から上記第１の磁場ユニット（１２２）までの空間方向を表す単位ベクトルを含む上記さらなる導出パラメータ、上記第２の磁場ユニット（１２９）の配向、および呼気の間の上記ヒトの胴体の縦軸に対する上記内部構造の予期される運動方向を計算することと、
上記信号プロセッサ（１３４）を使用して、上記磁場の検出に基づく上記第１および第２の磁場ユニット（１２２；１２９）の間の任意の変動距離を計算することと、
上記信号プロセッサ（１３４）を使用して、上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）の計算された配向、および上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）からのさらなる導出パラメータ、および上記第１および第２の磁場ユニット（１２２；１２９）によって測定される上記変動距離からの結果を処理し、補正パラメータを発生させ、上記超音波トランスデューサ（１１２）の運動によって引き起こされる、受信された超音波エコー信号の測定誤差を補償することと
を含む、方法。
（項目３４）
補正パラメータを発生させることは、
上記超音波ビームの方向に沿った上記第１の磁場ユニット（１２２）と上記第２の磁場ユニット（１２９）との間の距離を表すベクトルを分解することと、
上記距離を表す上記分解されたベクトルを時間的に微分し、増分運動値を生じさせることと、
上記増分運動値を、少なくとも同一の時間間隔内の上記内部構造からの超音波エコー信号の使用によって検出されるような増分ドップラ効果運動値に加算することと、
上記超音波ビームと上記内部構造の運動方向との間の角度の瞬時余弦値に関して上記加算された運動値を補正することと、
上記補正および加算された運動値を合計し、補正された呼吸パラメータを記述する内部構造位置変動を取得することと
を含む、項目３３に記載の方法。
（項目３５）
上記内部構造は、上記ヒトの肝臓、脾臓、または腎臓のうちの１つである、項目３３に記載の方法。
（項目３６）
上記信号プロセッサ（１３４）は、上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）から、および上記第２の磁場ユニット（１２９）と相互作用する上記第１の磁場ユニット（１２２）からの入力に基づいて、上記ヒトの上記縦軸に対する上記内部構造（１４４）の予期される運動方向に関して上記第１のプローブ（１０２）内の上記超音波トランスデューサ（１１２）の移動および配向を計算するように構成され、上記超音波トランスデューサ（１１２）の移動および配向は、呼吸活動に関連する、項目３３に記載の方法。
（項目３７）
上記内部構造の運動は、上記ヒトの身体内の横隔膜移動の関数である、項目３３に記載の方法。
（項目３８）
ビーム配向、ベッド角度、および腹部表面運動の持続的変動は、上記補償で利用される、項目３３に記載の方法。
（項目３９）
ビーム配向、ベッド角度、および腹部表面運動の持続的変動は、上記補償で利用される、項目３４に記載の方法。
（項目４０）
上記補償は、上記ヒトの腹部表面が、上記ヒトが横になる表面と垂直な方向（ｖ _ｍｍ ）に移動すると仮定する、項目３８に記載の方法。
（項目４１）
上記補償は、上記ヒトの腹部表面が、上記ヒトが横になる表面と垂直な方向（ｖ _ｍｍ ）に移動すると仮定する、項目３９に記載の方法。
（項目４２）
上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）を使用して、重力の方向に基づいて傾転を測定することであって、上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）は、３軸加速度計ユニットを備える、ことと、
上記第２の磁場ユニット（１２９）によって放出される磁場の支援を受けて、上記第１の磁場ユニット（１２２）を使用して、上記第１のプローブ（１０２）の上下運動を測定することであって、上記測定された傾転および測定された上下運動は、上記測定誤差を補償するために使用される、ことと
をさらに含む、項目３３に記載の方法。
（項目４３）
上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）は、３軸加速度計ユニットを備える、項目４０に記載の方法。
（項目４４）
上記内部構造がベッド表面と同一の方向に沿って移動すると仮定して、上記第２のプローブ（１０４）の第２の加速度計ユニット（１２８）を使用して、上記ヒトが横になる上記ベッド表面の傾転角（α）を測定することをさらに含む、項目３３に記載の方法。
（項目４５）
上記内部構造がベッド表面と同一の方向に沿って移動すると仮定して、上記第２のプローブ（１０４）の第２の加速度計ユニット（１２８）を使用して、上記ヒトが横になる上記ベッド表面の傾転角（α）を測定することをさらに含む、項目４２に記載の方法。
（項目４６）
上記内部構造がベッド表面と同一の方向に沿って移動すると仮定して、上記第２のプローブ（１０４）の第２の加速度計ユニット（１２８）を使用して、上記ヒトが横になる上記ベッド表面の傾転角（α）を測定することをさらに含む、項目４３に記載の方法。
（項目４７）
上記超音波ビームと上記内部構造の運動方向との間の角度が定常値を有すると仮定する代わりに、運動増分毎に上記角度を算出することをさらに含む、項目３３に記載の方法。
（項目４８）
上記超音波ビームと上記内部構造の運動方向との間の角度が定常値を有すると仮定する代わりに、運動増分毎に上記角度を算出することをさらに含む、項目３４に記載の方法。
（項目４９）
上記超音波ビームと上記内部構造の運動方向との間の角度が定常値を有すると仮定する代わりに、運動増分毎に上記角度を算出することをさらに含む、項目４２に記載の方法。
（項目５０）
上記超音波ビームと上記内部構造の運動方向との間の角度が定常値を有すると仮定する代わりに、運動増分毎に上記角度を算出することをさらに含む、項目４３に記載の方法。
（項目５１）
上記内部構造は、上記ヒトの肝臓、脾臓、または腎臓のうちの１つである、項目４７に記載の方法。
（項目５２）
上記内部構造は、上記ヒトの肝臓、脾臓、または腎臓のうちの１つである、項目４８に記載の方法。

本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する、付随する図面は、本発明の実施形態を図示し、説明とともに、さらに本発明の原理を解説し、当業者が本発明を作製および使用することを可能にする役割を果たす。

図１Ａ－１Ｃは、本開示の実施形態による、超音波トランスデューサデバイス設置を示す、ヒト胴体の例示的略図を図示する。

図２Ａおよび２Ｂは、本開示の実施形態による、肝臓、脾臓、または腎臓の運動検出のための人体上のプローブ場所の例示的略図を図示する。

図３は、本開示の実施形態による、前部超音波トランスデューサデバイスプローブの後面斜視図を図示する。

図４は、本開示の実施形態による、図３のプローブの後面図を図示する。

図５は、本開示の実施形態による、前部超音波トランスデューサデバイスプローブの第１の実施形態の断面図を図示する。

図６は、本開示の実施形態による、前部超音波トランスデューサデバイスプローブの第２の実施形態の断面図を図示する。

図７は、本開示の実施形態による、前部超音波トランスデューサデバイスプローブの第３の実施形態の断面図を図示する。

図８は、本開示の実施形態による、前部超音波トランスデューサデバイスプローブの第４の実施形態の断面図を図示する。

図９は、本開示の実施形態による、前部超音波トランスデューサデバイスプローブの第５の実施形態の断面図を図示する。

図１０は、本開示の実施形態による、前部超音波トランスデューサデバイスプローブの第６の実施形態の断面図を図示する。

図１１は、本開示の実施形態による、前部超音波トランスデューサデバイスプローブの第７の実施形態の断面図を図示する。

図１２は、本開示の実施形態による、前部超音波トランスデューサデバイスプローブの第８の実施形態の断面図を図示する。

図１３は、本開示の実施形態による、プローブ内の第１および第２の材料の配設に先立った、図９および１０のプローブの斜視正面全体図を図示する。

図１４は、本開示の実施形態による、異なる角度からの図１３のプローブの別の斜視正面全体図を図示する。

図１５は、本開示の実施形態による、図１３および１４のプローブの斜視正面断面図を図示する。

図１６は、本開示の実施形態による、人体の背側に設置され、人体の前側の前部プローブとインターフェースを取るべき後部プローブの斜視後面図を図示する。

図１７は、本開示の実施形態による、第４の材料の配設および粘着性本体の随意の適用に先立った、図１６のプローブの斜視正面全体図を図示する。

図１８は、本開示の実施形態による、図１７のプローブの斜視正面断面図を図示する。

図１９は、本開示の実施形態による、第４の材料の配設前の後部プローブの断面図を図示する。

図２０は、本開示の実施形態による、第４の材料の配設後の図１９の断面図を図示する。

図２１は、本開示の実施形態による、第５の材料の粘着性本体、接着部材、または両面粘着性テープ材料の追加後の図２０の断面図を図示する。

図２２は、本開示の実施形態による、範囲計算および運動補償に関連する信号処理を実施するための発明のシステムの実施形態の簡略化されたブロック概略図を図示する。

図２３は、本開示の実施形態による、ヒト肝臓において指向される超音波ビームを使用する呼吸検出のための基本原理を示す、断面図を図示する。

図２４は、本開示の実施形態による、呼吸の間の人体の胸部および腹部領域の運動を示す、断面図を図示する。

図２５は、本開示の実施形態による、呼吸の間の腹部形状変化の影響を示す、断面図を図示する。

図２６は、本開示の実施形態による、図１Ａ、１Ｂ、または２にも示されるような後部（補助）センサプローブ設置を示す、断面図を図示する。

図２７は、本開示の実施形態による、前部および後部プローブ内の加速度計からの信号の導出を示す、概略図を図示する。

図２８は、本開示の実施形態による、範囲計算および運動補償に関連する信号処理を示す、概略図を図示する。

図２９は、本開示の実施形態による、正のｘ軸から見られる第１の回転（ρ）を示す、例示的グラフを図示する。

図３０は、本開示の実施形態による、正のｙ軸から見られるような第２の回転に先立った重力ベクトルの配向を示す、例示的グラフを図示する。

図３１は、本開示の実施形態による、正のｙ軸から見られるプローブ座標および測定された加速度を示す、例示的グラフを図示する。

図３２は、本開示の実施形態による、大域的な正のｘ軸から見られる第１の回転後の状況を示す、例示的グラフを図示する。

図３３は、本開示の実施形態による、第２の回転後の測定された加速度ベクトルの方向を図示する。

図３４は、本開示の実施形態による、較正設定を図示する。

本発明の実施形態が、付随する図面を参照して説明されるであろう。

以下の詳細な説明は、付随する図面を参照し、本開示と一致する例示的実施形態を図示する。詳細な説明における「一例示的実施形態」、「例示的実施形態」、「例示的実施形態の実施例」等の言及は、説明される例示的実施形態が、特定の特徴、構造、または特性を含み得るが、全ての例示的実施形態が、必ずしも特定の特徴、構造、または特性を含むわけではない場合があることを示す。また、そのような語句は、必ずしも同一の例示的実施形態を指しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性が、例示的実施形態に関連して説明されるとき、明示的に説明されるかどうかにかかわらず、他の例示的実施形態に関連して、そのような特徴、構造、または特性に影響を及ぼすことが、当業者の知識内である。

本明細書に説明される例示的実施形態は、例証目的のために提供され、限定的ではない。他の例示的実施形態が、可能性として考えられ、修正は、本開示の精神および範囲内で例示的実施形態に行われ得る。したがって、詳細な説明は、本発明を限定するように意図されていない。むしろ、本発明の範囲は、以下の請求項およびそれらの均等物のみに従って定義される。

実施形態は、ハードウェア（例えば、回路）、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの任意の組み合わせで実装されてもよい。実施形態はまた、１つ以上のプロセッサによって読み取られ、実行され得る、機械可読媒体上に記憶された命令として実装されてもよい。機械可読媒体は、機械（例えば、コンピューティングデバイス）によって可読の形態で情報を記憶または伝送するための任意の機構を含んでもよい。例えば、機械可読媒体は、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光学記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気、光学、音響、または他の形態の伝搬される信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号等）、およびその他を含んでもよい。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令が、あるアクションを実施するものとして本明細書に説明され得る。しかしながら、そのような説明は、便宜のためにすぎず、そのようなアクションは、実際には、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令等を実行するコンピューティングデバイス、プロセッサ、コントローラ、または他のデバイスに起因することを理解されたい。さらに、実装変形例のうちのいずれかが、下記に説明されるように、汎用コンピュータによって実行されてもよい。

本議論の目的のために、用語「モジュール」または用語「ユニット」の任意の言及は、ソフトウェア、ファームウェア、またはハードウェア（回路、マイクロチップ、およびデバイスのうちの１つ以上のもの、またはそれらの任意の組み合わせ等）のうちの少なくとも１つ、およびそれらの任意の組み合わせを含むと理解されるものとする。加えて、各モジュールまたはユニットは、実際のデバイス内に１つまたは１つを上回るコンポーネントを含み得、説明されるモジュールの一部を形成する各コンポーネントは、モジュールの一部を形成する任意の他のコンポーネントと協調的に、またはそれから独立してのいずれかで、機能し得ることを理解されたい。逆に、本明細書に説明される複数のモジュールまたはユニットは、実際のデバイス内の単一のコンポーネントを表し得る。さらに、モジュールまたはユニット内のコンポーネントは、単一のデバイス内にある、または有線または無線様式で複数のデバイスの間に分散されてもよい。

例示的実施形態の以下の詳細な説明は、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、必要以上の実験を伴わずに、当業者の知識を適用することによって、他者がそのような例示的実施形態を種々の用途のために容易に修正および／または適合し得る、本発明の一般的性質を完全に明らかにするであろう。したがって、そのような適合および修正は、本明細書に提示される教示および指針に基づいて、例示的実施形態の意味および複数の均等物内であることを意図している。本明細書の表現および用語は、限定ではなく説明の目的のためのものであるため、本明細書の表現および用語は、本明細書の教示を踏まえて当業者によって解釈されるものであることを理解されたい。

図１Ａ－１Ｃは、本開示の実施形態による、超音波トランスデューサデバイス設置を示す、ヒト胴体の例示的略図を図示する。特に、図１Ａは、超音波トランスデューサデバイスの前部プローブ１０２および異なる後部プローブ１０４が両方とも、それぞれ、ヒトの前側１０３および背側１０５に取り付けられる、ヒトの胴体１０１の右側面図を示す。図１Ｂは、後部プローブ１０４の暫定的場所を示し、図１Ｃは、前部プローブ１０２の暫定的場所を示す。いくつかの実施形態では、前部および後部プローブは、それぞれ、第１および第２のプローブと称され得る。

プローブ１０２、１０４は、右鎖骨中央線１０６の近くに位置して見られるが、これらのプローブは、線１０６の側方に、および／または線１０６の方向に沿って図１Ｂおよび１Ｃに示される位置と異なる位置に位置し得ることを理解されたい。右鎖骨中央線は、１０６として表され、左鎖骨中央線は、１０８として表される。超音波ビームが、身体内の脾臓に向かって指向される場合、プローブは、好ましくは、線１０８に隣接して位置する。超音波ビームが、腎臓に向かって指向される場合、プローブは、好ましくは、身体内の腎臓のうちの選択されたものに応じて、線１０６または線１０８のいずれかに隣接して位置する。

内部組織領域または内部構造の運動の測定は、肝臓に限定されないことが容易に理解されるであろう。身体表面から超音波によってアクセスされ得る、任意の実質性軟組織が、使用されてもよい。肝臓に加えて、脾臓および腎臓が、いくつかの実施形態によると、横隔膜運動の記録のために特に着目される。

本発明は、肝臓の運動を検出するステップを伴う、現在好ましい検出モードを参照して説明される。本説明は、本発明の種々の実施形態の構造、原理、および動作の解説を容易にするために使用され、限定的ではなく例示的であることを意図している。

図２Ａおよび２Ｂは、本開示の実施形態による、肝臓、脾臓、または腎臓の運動検出のための人体上のプローブ場所の例示的略図を図示する。図１と同様に、図２Ａは、プローブ１０２、１０４が、好適には、プロセッサ（例えば、図２２に示される信号プロセッサ１３４）およびディスプレイ１０９にリンクまたは結合される、人体１０１上のプローブ場所を図示する。図２Ｂは、患者の身体内の肝臓、脾臓、または腎臓の運動検出のための前部プローブ１０２場所を図示する。

図３は、本開示の実施形態による、前部超音波トランスデューサデバイスプローブ１０２の後面斜視図を図示する。図４は、本開示の実施形態による、図３のプローブ１０２の後面図を図示する。

超音波トランスデューサデバイスの前部プローブ１０２はさらに、図５、６、９、および１０を参照して説明される。図示されるプローブ１０２は、内部構造に向かって超音波ビームを指向し、内部構造から超音波エコー信号を受信するために、ヒトの前身体表面１０３上に設置されるように構成される。内部構造は、ヒトの肝臓、脾臓、または腎臓のうちの少なくとも１つである。いくつかの実施形態では、組織領域は、患者の身体の内側の内部構造と称され得る。

図５、６、９、および１０に図示されるプローブは、超音波トランスデューサ１１２が位置する空洞１１１を伴って、非限定的実施例では、好適には硬質シェルプラスチック材料から作製される筐体１１０を有する。トランスデューサ１１２の送受信面１１３が、筐体の空洞の空洞口において、またはそれに隣接して筐体の前面１１４に対して鋭角Ωで配向される。いくつかの実施形態では、鋭角は、好適には、０～６０度の範囲内である。

トランスデューサ１１２は、少なくとも、前面１１４に向かって延在する、超音波非ソノルーセント材料を含む第１の材料の本体１１５を用いて、筐体１１０の空洞１１１内に固定して位置する。第１の材料の本体１１５は、前面１１４に向かって送受信面１１３から延在する陥凹１１６を囲繞することが観察可能であろう。

超音波ソノルーセント材料を含む第２の材料の本体１１７の第１の部分は、前面１１４に向かってトランスデューサの送受信面１１３およびその前の陥凹１１６内に位置する。第２の材料の本体１１７の第２の部分は、加えて、第１の材料の本体の前表面１１５’上に適用され、それと一体的に係合させられる。いくつかの実施形態では、本体１１７の第１および第２の部分は、一体的である。

図７、８、１１、および１２は、前部超音波トランスデューサデバイスプローブの付加的実施形態を図示する。特に、図５、６、９、および１０の実施形態と異なる、図７、８、１１、および１２の実施形態には、シェル筐体１１０および筐体空洞１１１が存在していない。代わりに、図７、８、１１、および１２の実施形態では、筐体は、単に、好適には本体１１５のものと同一のタイプの材料である、第１の材料１１８の本体によって構成または形成される。

図９－１２の実施形態に示されるように、トランスデューサ１１２は、図５－８の実施形態におけるものと異なる方法で支持されることに留意されたい。例えば、図５－８では、トランスデューサ１１２は、プリント回路基板１１９および本体１１５によって支持される。図９－１２では、陥凹は、超音波非ソノルーセント材料の開放端ソケット様部材１２０が並び、トランスデューサ１１２は、開放端ソケット様部材１２０の底部領域に搭載される。部材１２０の材料は、音響減衰性質を呈し、部材１２０の外壁は、第１の材料の本体１１５、１１８に係合するように構成される。図９－１２では、トランスデューサ１１２および開放端ソケット様部材１２０は、プリント回路基板１１９から延在する。その中にトランスデューサ１１２が位置する部材１２０、およびプリント回路基板は、第１の材料の本体１１５、１１８によって支持され、それに埋め込まれる。

プローブ１０２はまた、第１の材料の本体１１５、１１８に埋め込まれる（例えば、カプセル化される）、加速度計ユニット１２１（図式的に示される）および磁場検出ユニット１２２も含有する。加速度計ユニット１２１、磁場検出ユニット１２２、およびトランスデューサ１１２は、（図２２に示されるように）プリント回路基板１１９および信号プロセッサ１３４に接続または結合される。信号プロセッサはさらに、図２２に関して下記に説明される。

空洞１１１を有する筐体１１０および第１の材料の本体１１５は、特に、ともに良好に接合するが、好適には、例えば、類似熱膨張性質も有するように、好適には、互換性がある性質を有する材料から成る。例えば、筐体１１０のための材料は、好適なプラスチック材料またはポリマーを含んでもよい、および／または第１の材料の本体１１５は、超音波非ソノルーセントシリコーンゴム材料または同等物を含んでもよい。シリコーンゴム材料を超音波非ソノルーセントにするために、種々の可能性として考えられる添加剤が、利用可能である（例えば、炭酸カルシウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、石英、ガラス、または他の添加剤）。添加剤を伴うシリコーンゴムの実施例は、ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ（Ｒ） ＲＴ ６０２ Ａ／Ｂである。プラスチック材料を超音波非ソノルーセントにするために、同一または類似添加剤が、使用されてもよい。したがって、ソケット様部材１２０が、プラスチック材料から形成される場合、そのような添加剤が、使用されてもよい。ある場合には、シリコーンゴムまたはプラスチック材料内のそのような添加剤の音響減衰性質は、粒径および粒子質量密度に依存し得る（例えば、好ましくは、粒子密度は、両方とも約１，０００ｋｇ／ｍ³である、シリコーンゴムまたはプラスチックの密度と極めて異なる）。

図５－８の実施形態（例えば、筐体シェル１１０が存在しない）によると、プローブ筐体を形成する第１の材料の本体１１８は、図３および４で可視であるもの等の後表面領域（例えば、人体の皮膚に面していない表面領域）を有する。いくつかの実施形態では、そこに存在する第１の材料は、好ましくは、非粘着性表面性質を有する。

図７および８の実施形態では、第１の材料の本体１１８は、陥凹１１６を生成し、図１１および１２では、本体１１８は、トランスデューサが位置するソケット部材１２０を囲繞することに留意されたい。第１の材料の本体１１５、１１８の前表面１１５’、１１８’は、それに取り付けられた第２の材料の本体１１７を有する。第２の材料の本体の前表面１１７’は、固有の粘着性質、接着部材または両面粘着性テープのための取付面、および第３の材料の本体の粘着性層のための係合面のうちの１つを呈し得る。

第２の材料の本体１１７の前面１１７’が、粘着性表面性質を有する場合、プローブは、除去可能な保護カバー１２３を具備してもよく、カバーは、身体１０１の皮膚上のプローブの適用に先立って除去可能である。本特定の場合において、プローブは、好適には単回使用のための自己接着タイプであるが、両面粘着性テープは、テープが接着しないであろうような方法で面１１７’が汚染されないことを前提として、プローブの最初の使用後に面１１７’に取り付けられてもよい。

前面１１７’が、プローブ１０２を皮膚に直接接着するために使用されるものではない場合、一般的要素１２４によって示されるように、接着部材または両面粘着性テープが、第２の材料の本体１１７の前面１１７’に取り付けられる。接着部材または両面粘着性テープは、少なくともトランスデューサ送受信面１１３によって面される領域において超音波ソノルーセントであり得る。加えて、または代替として、第２の材料の本体１１７の前面１１７’を被覆する一般的要素１２４は、超音波ソノルーセントである第３の材料の本体の粘着性層である。

第１および第２の材料は、一体的構造としてプローブ１０２内に提供され、両方の材料は、類似または互換性がある熱的および機械的性質を呈する。さらに、第２の材料および第３の材料は、同じ、性質互換性、および係合互換性のうちの少なくとも１つである。第１、第２、および第３の材料のうちの少なくとも１つの本体材料タイプは、シリコーンゴム材料を含む。第１および第２の材料が、類似する場合、超音波非ソノルーセントの第１の材料は、その所望の性質を効果的に取得するように、それに添加された成分を有してもよい。例えば、炭酸カルシウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、石英、ガラス、または同等物等の添加剤が、シリコーンゴム材料を非ソノルーセントにするようにシリコーンゴム材料に添加されてもよい。例示的実施形態では、第１の材料は、１つ以上の添加剤を伴うシリコーンゴムである一方、第２および第３の材料は、シリコーンゴムである。多くの好適なシリコーンゴム材料が、市販されている。例えば、超音波非ソノルーセントシリコーンゴム材料は、ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ（Ｒ） ＲＴ ６０２ Ａ／Ｂであり、超音波ソノルーセント材料は、ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ（Ｒ） ＲＴ ６０１ Ａ／Ｂである。実践では、添加剤が、シリコーンゴムの設定手順に干渉せず、生体適合性であり、シリコーンゴム材料への優れた接着性を呈することが重要である。

図１３は、本開示の実施形態による、プローブにカプセル化された第１および第２の材料の配設に先立った、図９および１０のプローブの斜視正面全体図を図示する。特に、図１３は、トランスデューサ送受信面１１３まで陥凹１１６を充填し、さらに第１の材料の本体１１５まで前面１１５’を被覆するための第１の材料の埋め込み（例えば、カプセル化）本体１１５の配設および第２の材料の本体１１７の適用に先立った、プローブ１０２を示す。

図１４は、異なる角度からの図１３に示されるようなプローブ１０２の別の斜視正面全体図を図示する一方、図１５は、本開示の実施形態による、図１３および１４に示されるようなプローブ１０２の斜視正面断面図を図示する。ケーブル１２５からプリント回路基板１１９上への配線は、明確にするために示されていない。いくつかの実施形態では、ケーブル１２５は、回路基板１１９、プロセッサ、およびディスプレイ１０９の間の電気接続を提供する（図２Ａ参照）。

上記に議論されるように、第１の前部プローブ１０２は、第２の後部プローブ１０４と協働またはインターフェースを取るように構成される。これらのプローブ（図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、および２に示される）は、ヒトの身体表面上に位置するように構成される、呼吸検出システム内に含まれる。

前部プローブ１０２では、超音波トランスデューサ１１２は、前表面の平面１１４から外向きに、身体の内側の内部構造または組織領域に向かって指向される超音波ビームを生成するように、図５－１２を参照して説明されるように静止して位置する。さらに、プローブ１０２は、第１の加速度計ユニット１２１および第１の磁場ユニット１２２を組み込む。

第２の後部プローブ１０４は、図１６－２１にさらに詳細に示される。プローブ１０４は、プラスチック材料のシェル部材の形態で、第２の加速度計ユニット１２８および第２の磁場ユニット１２９が静止して位置し、好適には共通プリント回路基板１３０に接続される、関連付けられる空洞１２７を伴う筐体１２６を有する。プリント回路基板に接続するケーブル１３１からのワイヤは、明確にするために示されていない。いくつかの実施形態では、ケーブル１３１は、回路基板１３０、プロセッサ、およびディスプレイ１０９の間の電気接続を提供する（図２Ａ参照）。

トランスデューサ１１２、第１および第２の加速度計ユニット１２１、１２８、および第１および第２の磁場ユニット１２２、１２９は、図２２を参照してさらに説明されるであろうように、信号プロセッサ１３４にリンクされる。第２の加速度計ユニット１２８は、人体の背側を支持する表面の傾転角の測定を提供する。第１の磁場ユニット１２２の磁場センサデバイスは、図示される実施形態では磁気ピックアップコイルである。ある実施形態では、第１および第２の加速度計ユニット１２１、１２８は、それぞれ、少なくとも２つの加速度計を呈する。ある実施形態では、第１の加速度計ユニット１２１は、３軸加速度計デバイスを含む。

第１および第２の磁場ユニット１２２、１２９の使用によって、第１および第２の加速度計ユニット１２１、１２８から信号プロセッサ１３４に提供される出力信号は、呼吸の間の患者の前側に取り付けられた第１のプローブ１０２の空間位置移動および配向の関数である。空間位置移動および配向は、患者による呼吸に起因する、ヒーブ、ロール、ピッチ、およびヨー型移動のうちの少なくとも１つに関連する。

第２の加速度計ユニット１２８および第２の磁場ユニット１２９は、第４の材料の本体１３２を用いて、第２の筐体１２６の空洞１２７内に静止して位置する。

第４の材料の本体１３２の前面の平面１３２’は、粘着性質、接着部材または両面粘着性テープのための取付面、および第５の材料の本体の粘着性層のための係合面のうちの１つを提供する。図２１では、接着部材、両面粘着性テープ、および第５の材料の本体の粘着性層のための係合面のうちの少なくとも１つは、概して、参照番号１３３によって表される。

第１、第２、第３、第４、および第５の材料のうちの少なくとも１つは、好適には、シリコーンゴムタイプである。身体の背側の可能性として考えられる皮膚潰瘍を回避するために、少なくとも、人体の背面皮膚面積に当接または接触するべき第２のプローブの表面積が、生体適合性材料を呈し、第２のプローブの当接表面積（例えば、皮膚と接触しているプローブ表面の面積）は、好適には５～１００ｃｍ^２の範囲内である。上記に説明される例示的実施形態では、第１の材料は、添加剤がシリコーンゴムを超音波非ソノルーセントにするように含まれたシリコーンゴムであり、第２および第３の材料は、超音波ソノルーセントシリコーンゴムである。例示的実施形態を継続すると、第４および第５の材料は、シリコーンゴムである。いくつかの実施形態では、第４および第５の材料は、超音波トランスデューサが背側に位置する第２のプローブ１０４に存在しない場合があるため、超音波側面を考慮する必要がない場合がある。付加的実施形態では、第１、第２、第３、第４、および第５の材料は、市販されている。

いくつかの実施形態では、信号プロセッサ１３４（図２２に示される）は、第２の磁場ユニットによって発生されるべき磁場の強度、周波数、および持続時間を制御する。信号プロセッサは、第１および第２の加速度計ユニット１２１および１２８から、および第２の磁場ユニット１２９と相互作用する第１の磁場ユニット１２２からの入力に基づいて、当該内部構造の予期される運動方向に関して患者の身体の腹壁の移動および配向を計算するように構成される。移動および配向は、患者の腹筋と関連付けられる呼吸パラメータに関連する。

上記に説明されるように、患者の内部構造または組織領域は、患者の肝臓、脾臓、または腎臓のうちの少なくとも１つである。内部構造の検出された運動は、患者の身体内の横隔膜移動の関数であることを容易に理解されたい。

図２２に示されるように、プロセッサ１３４は、それと関連付けられる、監視の経過の間に患者の呼吸データを記憶するためのデータ記憶装置１３５と、現在のまたは記憶された呼吸データの視覚表現を観察するためのディスプレイ１３６とを有する。プロセッサ１３４はまた、トランスデューサ１１２とともに動作する送受信機セクション１３４’もその中に含む。いくつかの実施形態では、プロセッサ１３４は、患者の１つ以上の呼吸パラメータが許容パラメータ範囲から離れる場合、呼吸アラートユニット１３７に１つ以上の視覚および／または可聴アラートを発生させてもよい。好適には、前部プローブ１０２は、第１のプローブ識別シリアル番号デバイス１３８を有し、同様に、後部プローブ１０４は、第２のプローブ識別シリアル番号デバイス１３９を有する。これらのシリアル番号１３８、１３９は、使用時の個別のプローブに一意であり、変更されることができない場合がある。

さらに、登録および動作コンパレータユニット１４０が、提供され、プロセッサ１３４にリンクまたは結合される。いくつかの実施形態では、患者の識別シリアル番号（例えば、社会保障、税金個人コード、または別の識別子）が、患者上の呼吸検出システムの使用に先立って、および／またはその間に、プロセッサ１３４にリンクされるキーボード１４１を使用して、ユニット１４０に打ち込まれてもよい。特に、感染患者上の使用では、除去されたときの前部および後部プローブ１０２、１０４は、別の患者上で使用されないことが重要であり得る。ユニット１４０は、したがって、そのような二次使用を防止する、動作モードコントローラを含んでもよい。他の場合では、二次使用は、プローブ１０２、１０４が新しい患者上ではなく最初の患者上で再使用される場合、容認可能であり得る。

いくつかの実施形態では、プローブの信頼性は、プローブ１０２、１０４が過剰に何度も再使用された場合、経時的に劣化し得る。したがって、動作モードコントローラは、プローブの再使用の回数を所定の使用回数、例えば、３～１０回の使用に電子的に限定してもよく、その後、プロセッサ１３４およびユニット１４０は、デバイス１３８、１３９からのシリアル番号を効果的にブロックしてもよい。他の場合では、プローブ１０２、１０４は、典型的には、単回使用のためにＩＣＵ（集中治療室）によって使用され得るような、個別の自己粘着性前面１１７’、１３２’を有してもよい。これらの単回使用プローブに関して、プローブ識別は、いったんシステムがシャットダウンされるとブロックされてもよく、プローブは、患者から除去される。いくつかの実施形態では、電力供給源１４２が、電力をプロセッサ１３４、データ記憶装置１３５、ディスプレイ１３６、およびユニット１３７、１４０に送達してもよい。付加的実施形態では、プローブ１０２、１０４への要求される電力が、プロセッサ１３４を介して送達される。

呼吸監視の間の測定誤差の運動補償のための例示的方法が、図２３－２６を参照して本明細書に説明される。システムの機能をより容易に理解するために、本開示の実施形態による、前部および後部プローブ内の加速度計からの信号の導出を図式的に図示する図２７、および範囲計算および運動補償に関連する信号処理を図式的に図示する図２８も参照される。

例示的方法は、患者の呼吸パラメータの超音波ベースの検出で使用される。検出は、（人体の前側に位置する）前部プローブ１０２内の超音波トランスデューサデバイス１１２から、およびそこに指向される、超音波ビーム１４３を使用する。超音波ビーム１４３は、ヒトの前身体表面から身体の内側の内部構造または組織領域に指向され、超音波エコー信号としてプローブ１０２に戻るように反射される。

ある実施形態では、本方法は、

（ａ）第１のプローブ１０２を患者の前身体表面に取り付けるステップであって、第１のプローブ１０２は、超音波トランスデューサ１１２と、第１の加速度計ユニット１２１と、第１の磁場ユニット１２２とを有する、ステップと、

（ｂ）第２のプローブ１０４を患者の背側身体表面に取り付けるステップであって、第２のプローブ１０４は、第２の加速度計ユニット１２８と、第２の磁場ユニット１２９とを有する、ステップと、

（ｃ）トランスデューサ１１２、第１および第２の加速度計ユニット１２１、１２８、および第１および第２の磁場ユニット１２２、１２９に結合される、信号プロセッサ１３４を提供するステップと、

（ｄ）第１のプローブ１０２内の超音波トランスデューサ１１２から、超音波ビームを患者の身体の内側の内部構造（または組織領域）の中に伝送するステップと、

（ｅ）第１のプローブ１０２内の超音波トランスデューサ１１２において、内部構造から超音波エコー信号を受信するステップと、

（ｆ）第２の磁場ユニット１２９によって、第１の磁場ユニット１２２に伝送され、それによって検出される磁場を発生させるステップと、

（ｇ）信号プロセッサ１３４を使用して、第１の加速度計ユニット１２１からの導出パラメータを使用する、固定された座標枠に対する第１の加速度計ユニット１２１の配向を計算し、超音波ビーム１４３（図２３－２６参照）の配向および第１の磁場ユニットの配向を表す、単位ベクトルとしての導出パラメータをさらに計算するステップと、

（ｈ）信号プロセッサ１３４を使用して、ユニット１２８からの導出パラメータを使用する、固定された座標枠に対する第２の加速度計ユニット１２８の配向を計算し、身体背部支持傾転角（α）および第２の磁場ユニット１２９（例えば、電磁石）から第１の磁場ユニット１２２（例えば、前部プローブ１０２内に位置するセンサデバイス）までの空間方向を表す単位ベクトルを含む、さらなる導出パラメータ、第２の磁場ユニット１２９の配向、および呼気の間の内部構造または組織領域（例えば、肝臓、脾臓、または腎臓）の予期される運動方向をさらに計算するステップと、

（ｉ）信号プロセッサ１３４において、磁場の検出に基づく、第１および第２の磁場ユニット１２２、１２９の間の任意の変動距離を計算するステップと、

（ｊ）信号プロセッサ１３４を使用して、ステップ（ｇ）－（ｉ）における計算からの結果を処理し、補正パラメータを発生させ、患者の呼吸に起因する腹壁移動によって引き起こされる、受信された超音波エコー信号の測定誤差を補償するステップと、
を含む。

より具体的には、処理ステップ（ｊ）は、

（ｋ）超音波ビーム方向１４３に沿った前部プローブ１０２内に含有される第１の磁場ユニット１２２と背側に位置する第２の磁場ユニット１２９との間の距離を表す、ベクトルを分解するステップと、

（ｌ）距離を表す分解されたベクトルを時間的に微分し、増分運動値を生じさせるステップと、

（ｍ）ステップ（ｌ）における増分運動値を、少なくとも同一の時間間隔内の内部構造からの超音波エコー信号の使用によって検出されるような増分ドップラ効果運動値に加算するステップと、

（ｎ）超音波ビーム１４３と内部構造の運動方向との間の角度の瞬時余弦値に関してステップ（ｍ）の加算された運動値を補正するステップと、

（ｏ）補正された呼吸パラメータを説明する内部構造位置変動を取得するために、補正および加算された運動値を合計するステップと、
を含んでもよい。

前部プローブの運動補正に関する必要性が、ここで下記にさらに詳細に議論されるであろう。以下の議論は、主に肝臓運動検出の測定に関連するが、本開示の実施形態はまた、ヒトの脾臓または腎臓等の他の組織の運動検出に適用され得ることを理解されたい。

超音波トランスデューサデバイスプローブの評価のためのパイロット臨床試験の間に、そのような器具によって提供される測定値の再現性は、不良であり、腹部表面上のプローブの再配置は、測定された肝臓（および横隔膜）運動振幅の望ましくない変化または偏差をもたらすことが観察された。これに関して可能性として考えられる原因を分析することによって、偏差に起因した場合がある２つの要因が、識別された。

第１に、患者の腹部表面上のプローブは、患者が呼吸しているときに上下に移動している。本運動は、超音波ビーム方向１４３に沿ったベクトル成分を有し、プローブの運動は、図２３および２４に図示されるように、肝臓１４４の真の運動の可変過小評価をもたらす。肝臓１４４が、吸気の間にプローブ１０２に向かって移動するとき、プローブは、同時に肝臓から離れるように移動し、呼気の間にその逆も同様である。本発生は、移動することが可能にされなかった、機械的に固定されたプローブを実験的に使用して確認され、自由に移動するプローブと比較して、肝臓運動の約４０％高い推定値をもたらした。

図２３および２４は、本開示の実施形態による、ヒト肝臓において指向される超音波ビームを使用する呼吸検出のための基本原理と、呼吸の間の人体の胸部および腹部領域の運動とを示す、断面図を図示する。特に、図２３および２４の断面図は、肝臓１４４の運動１４５およびプローブの運動１４６、およびプローブの運動が２つの成分を有すると見なされ得る様子を示す。１つの成分１４７は、超音波ビーム方向１４３に沿っている。本成分は、肝臓１４４の推定される運動に直接影響を及ぼし、それを妨害するであろう。

第２に、腹部表面は、円筒形ではなく、円錐形である。本腹部形状は、トランスデューサ１１２およびプローブ１０２の可変傾転を引き起こし、したがって、超音波ビーム１４３の方向に影響を及ぼすであろう。前部プローブ１０２が肝臓１４４への音響アクセスを有するために設置される、肋骨縁の直下に、表面の実質的凹面が細いヒト対象に存在し得る。そして、肥満のヒト対象では、表面は、図２５に図示されるように凸状である。したがって、音波ビーム１４３と肝臓運動方向１４５との間の固定された４５°角度の仮定は、有効ではない場合がある。

故に、本発明の実施形態は、上記に議論される問題を軽減する。

図２６は、背側（補助）または後部センサプローブ１０４の設置の使用を通した距離測定１４８の基本原理を示す、断面図を図示する。非限定的実施例では、人体は、ベッドのマットレス上で仰臥位である（例えば、顔を上向きにして横たわっている）。

プローブ１０２は、重力ベクトルの方向を使用して傾転を推定し、肝臓の運動に対する超音波ビームの実際の空間方向の計算を可能にする、３軸加速度計モジュールを装備する。

ある実施形態では、追加の第２の（補助）センサ後部プローブ１０４が、患者身体が仰臥位である場合、前部プローブ１０２の垂直に下方で、患者の背側の場所に追加される。患者が、直立姿勢である場合、前部および後部プローブ１０２、１０４は、ヒトの脊椎方向に対して略直角で整合されてもよい。

後部の第２のセンサプローブ１０４は、殆どのＩＣＵ患者が上昇型ベッドを有するため、患者が横になるベッドの傾転角を測定するための付加的加速度計ユニット１２８を含有する。傾転角測定値は、実際の肝臓運動方向の推定値を有するために利用されてもよい。

後部センサプローブ１０４はまた、前部プローブ１０２のユニット１２２内の磁石ピックアップコイルによって感知される弱い交流磁場を発生させる、電磁石をユニット１２９内に含有する。電磁石および磁石ピックアップコイルの使用は、磁場強度と距離との間の公知の関係に基づいて、前部プローブ１０２の上下運動の持続的測定を可能にする。これらの計算を取得することによって、プローブ１０２の運動は、次いで、肝臓運動の推定値に含まれることができる。

したがって、プローブ配向および垂直運動についての精密な知識が前部プローブ運動および腹部表面形状の両方の影響に対する補償を可能にすることを理解されたい。

本発明の実施形態の開発では、いくつかの潜在的な安全性の問題が、対処された。

磁場：患者の背部上の電磁石は、好適には、３３ｋＨｚの周波数において、距離の逆３乗とともに減衰する、弱い磁場を発生させる。全ての方向で、磁場強度は、円筒磁石の中心線から１５ｍｍを上回る距離で２７μＴを下回る。例えば、２７μＴは、３ｋＨｚ～１０ＭＨｚの周波数における一般大衆にとっての持続的全身暴露のための推奨最大磁場強度である。これは、背部センサに近い数ミリメートルの皮膚および皮下組織が、持続的職業全身暴露の対応する限界である、２７μＴを上回るが、常に１００μＴを下回る、磁場強度に暴露されるであろうことを意味する。

前部プローブ１０２内の新しい加速度および磁気センサデバイスおよび後部プローブ内の加速度センサデバイス１２８：プローブ１０２、１０４に追加された加速度計１２１、１２８および磁気ピックアップコイル１２２は、いずれのエネルギー放出も伴わない受動デバイスである。それらは、したがって、患者に損害を与えるいずれの潜在性も有していない。

患者の背側の物理的褥瘡：後部センサプローブ１０４は、褥瘡を生成する潜在性を有し得る。これは、センサの設計の間に考慮されている。一実施形態では、プローブ１０４は、好適には、生体適合性軟質シリコーンゴムにカプセル化され、例えば、鋭縁を伴わず、その円周に向かってテーパ状の形状を伴って、患者の皮膚または５～１００ｃｍ²の範囲内の表面と接触するための円形の５ｃｍ直径の平坦な接触表面を有する。好適な取付場所は、胸郭と骨盤との間に軟組織領域が存在し、均等な機械的圧力分布に寄与する、患者の背脇腹である。一実施形態では、皮膚への取付は、両面シリコーンゴムテープ等の前部プローブのために使用されるいくつかの取付オプションのうちの１つを使用することによるものである。第４の材料または第５の材料の本体が、粘着性である場合、後部プローブは、これらの粘着性材料のうちの１つを介して人体の背側に取り付けられてもよい。

褥瘡を予防するために、センサ取付面積内または周囲の皮膚は、後部プローブの毎日の再取付の間に、また、患者への日常的な看護訪問の間に、慎重に点検され得る。皮膚炎の発生は、有害事象として記録され得、そのような状況における患者は、さらなる参加から除外され得る。

電気的安全性：両方のプローブ１０２、１０４は、好適には、２０ｋＶ／ｍｍの電気絶縁を伴うシリコーンゴム等の電気絶縁材料に完全に密閉してカプセル化される。ある実施形態では、プローブの内側の導電体から表面までの最短距離は、少なくとも１ｍｍである。少なくとも第１および第４の材料の本体は、そのような電気絶縁性質を呈する。

いくつかの実施形態では、デバイスは、好適には、１２ＶＤＣを送達する医療グレード外部電力供給源から給電される。デバイスの内側で見出される最高電圧は、好ましくは、１８～２４ＶＤＣ以下である。

例示的実施形態：運動補償

磁気範囲測定値と組み合わせた重力ベクトルの加速度計読取値に基づく、運動補償の簡略化された方法が、ここで議論されるであろう。簡略化された提示のために、センサプローブ１０２運動は、患者の人体が横になるマットレスの平面と垂直な方向に実質的に沿っていると仮定される。
後部（補助）センサプローブ１０４配向

後部センサプローブ配向（例えば、患者の背側に位置するプローブ１０４）の計算が、大域的座標枠に対する回転行列、および以下の導出パラメータの計算として表され得る。
‐マットレス傾転角（α）の正弦および余弦
‐以下を説明する単位ベクトル：
・後部プローブ１０４から前部プローブ１０２までの方向。これはまた、前部プローブ１０２の予期される運動方向でもある。
・電磁石１２９の配向
・患者の頭部に向かった正の方向である、予期される肝臓運動１４５の方向
前部センサプローブ配向

導出パラメータを用いた前部プローブ１０２配向の計算は、加速度計１２１読取値および後部（補助）プローブ１０４からのマットレスの傾転の入力に基づく。

前部プローブおよび後部プローブを配向する方法についてのユーザ命令に基づいて、出力は、以下である。
‐以下を説明する単位ベクトル：
・超音波ビーム方向１４３
・磁石ピックアップ配向１４９
後部プローブから前部プローブまでの距離

距離は、磁気ピックアップ信号、電磁石１２９からピックアップ１２２までの方向、および電磁石１２９およびピックアップ信号１２２の配向から計算される。本計算はまた、システムの生産の間に決定される単一の較正値（ｋ）も利用する。
運動補償

後部プローブと前部プローブとの間の距離１４８は、音波ビーム方向１４３に沿って分解され、増分運動をもたらすように微分される。これは、同一の時間間隔内にドップラシステムによって検出される増分運動に加算される。合計された運動は、次いで、音波ビームと肝臓運動方向との間の角度の瞬時余弦に関して補正される。変位が、次いで、積分によって計算される。
一般的側面

全ての加速度計読取値は、軸方向が以下である、座標系と一致するように変換される。
Ｘ：患者の頭部に向かう
Ｙ：患者の左腕側に向かう
Ｚ：下向き

３軸加速度計のＩＭＵ（慣性測定ユニット）が９０°の整数の倍数で搭載されると仮定して、座標系変換は、順列および符号逆転の組み合わせによって行われる。

式および例証における全ての座標および回転は、別様に規定されない限り、大域的定常座標系において挙げられる。

加速度計読取値のみが、角度配向の決定のために使用される、下記の計算に関して、それらは、数値フォーマットが符号付きである限り、未加工２値フォーマットからメートル法に変換される必要はない。
後部プローブ１０４配向：

加速度計読取値は、ａ_Ａｘ、ａ_Ａｙおよびａ_Ａｚ（符号付き、任意単位）である。

電気コードは、真っ直ぐに外向きに患者の右側を指し示し、そのコード、フェライトロッド、および加速度計ｙ軸は、平行であると仮定される。

プローブ１０４の配向は、２回の回転のシーケンスによって説明され得る。
１）患者背部の局所横方向曲率を考慮するための大域的ｘ軸の周囲のρの初期回転（ロール）
２）ベッドの傾転を考慮するための大域的Ｙ軸の周囲のαの回転（ピッチ）

回転は、プローブおよびその測定された重力ベクトルを堅い本体と見なし、重力ベクトルを負の大域的ｚ軸と整合させる回転を実施することによって、導出される。第１の回転は、重力ベクトルをｘ－ｚ平面と整合させる。例えば、図２９は、以下のように計算され得る、正のｘ軸から見られる第１の回転（ρ）を示す、例示的グラフを図示する。

そして、対応する回転行列は、以下である。

図３０は、正のｙ軸から見られるような第２の回転に先立った重力ベクトルの配向の実施例を示す。第２の回転は、以下のように計算される。

ｓｉｎ（α）およびｃｏｓ（α）は、通常、前部プローブ１０２配向の計算のために利用されることに留意されたい。角度α自体は、評価される必要がない場合がある。

対応する回転行列は、以下である。

全回転は、したがって、以下である。

後部プローブ１０４の第２の磁場ユニット１２９内の電磁石の単位ベクトル配向は、以下である。

大域的座標系で表される肝臓運動の単位ベクトル方向は、以下である。

後部電磁石１２９から前部センサピックアップ１２２までの単位ベクトルは、以下である。
前部プローブ１０２配向：

加速度計読取値は、ａ_Ｐｘ、ａ_Ｐｙ、およびａ_Ｐｚである。

ベッド傾転角は、α（背部センサから、ｓｉｎ（α）およびｃｏｓ（α）として表される）である。

測定された加速度を垂直および上向きにする様式でプローブ１０２を位置付け、プローブ１０２ｘ軸および身体中心線が同一平面内にあることを確実にする、回転のシーケンスは、以下である。
１）身体表面の局所テーパを考慮するためのｙの周囲のφの回転
２）右脇腹内のプローブ１０２の位置を考慮するためのｘの周囲のθの回転
３）ｙの周囲のα（ベッド傾転）の最終回転

計算は、プローブ１０２から成る堅い本体の回転のシーケンス、および測定された重力ベクトルを大域的な負のｚ軸（上向き）と整合させる、その関連付けられる測定された重力ベクトルを見出すことによって、導出される。

回転（１）に関して、初期条件は、下記の方程式１２－１９によって提示され、図３１によって図示される。例えば、図３１は、正のｙ軸から見られるプローブ座標および測定された加速度を図示する。第１の回転は、大域的ｙ－ｚ平面までの残りの距離がｇ_Ｐ ｓｉｎ（α）であるように、測定された加速度ベクトルを指し示させる、φ＝β－γの角度を伴ってｙ軸の周囲にある。

方程式は、以下を含む。

以下の条件が、有効な計算のために満たされることになることに留意されたい。

いくつかの実施形態では、プローブ１０２設置におけるユーザエラー（例えば、不適切な配向）が、本条件を引き起こし得る。これが起こる場合、エラーメッセージが、与えられてもよく、セッションが、再開されてもよい。

回転角φは、以下の性質を有する。

回転行列は、したがって、以下である。

回転（２）に関して、状況は、図３２および関連方程式２０－２２によって図示される。例えば、図３２は、大域的な正のｘ軸から見られる回転（１）後の状況を示す。大域的ｘ軸の周囲の次の回転（２）は、加速度ベクトルを大域的ｘ－ｚ平面の中にもたらし得る。方程式は、以下を含む。

回転行列は、したがって、以下である。

図３３は、回転（２）後の測定された加速度ベクトルの方向を示す。大域的ｙ軸の周囲の最後の回転は、ベクトルを大域的座標系の負のｚ軸と整合させるであろう。

回転（３）に関して、回転行列は、以下である。

記述されるように、Ｒ_Ｐ３は、方程式（７）からのＲ_Ａ２と同一であり得、再計算される必要がない場合がある。

全回転は、次いで、以下のように計算される。

超音波ビーム方向（４５°下向き）は、以下である。

いくつかの実施形態では、これらの三角関数は、好ましくは、事前計算される。

磁石ピックアップ１２２（一実施形態では、プローブｘ軸の周囲の２６°回転において角度を付けられる）の配向は、以下である。

いくつかの実施形態では、これらの三角関数もまた、好ましくは、事前計算される。
磁石距離測定１４８：

距離の計算への入力は、以下である。

Ｎ_ｃａｌ：較正の間の信号読取値。第２の磁場ユニット１２９内の放出磁石および第１の磁場ユニット１２２内の受信磁石は、システムが較正されるときに、平面上で相互と平行に、かつそれらの中心線の間の距離に直交して配向されると仮定される。

Ｓ_ｃａｌ：較正の間の磁石１２２、１２９の間の距離。

Ｎ_ｍｅａｓ：測定の間の信号読取値。

ｖ_ｍｍ：磁石１２９からピックアップ１２２までの単位ベクトル。

ｖ_{ｍａｇｎｅｔ}：電磁石１２９の配向をもたらす単位ベクトル。

ｖ_{ｐｉｃｋｕｐ}：前部プローブ１０２内の磁石ピックアップ１２２の配向をもたらす単位ベクトル。

双極子からの外部磁場に関する式は、以下のように計算される。

Ｓは、ｖ_ｍｍによって与えられる方向に沿った双極子からの距離であり、｜μ｜は、磁石双極子モーメントの大きさである。ベクトルとベクトルの乗算は、スカラー積であることに留意されたい。曲折アクセント記号（＾）は、単位ベクトルを示す。

ピックアップコイル１２２からの受信された信号（Ｎ_ｍｅａｓ）は、以下の方程式によると、ピックアップ１２２と平行である磁場の成分であろう。

ここで、ｋは、｜μ｜、コイルの物理的性質、増幅、ＡＤＣ性質、復調、および信号加算平均を組み合わせる、定数である。定数ｋは、較正手順によって決定される。

Ｓに関して方程式２８を解法することは、以下の距離（Ｓ_ｍａｇ）をもたらす。

較正：

Ｋは、較正の間に決定される。フェライトロッドが、相互からＳ_ｃａｌの距離に位置し、図３４によって示されるように配向される仮定して、次いで、方程式２８を解法することは、以下を提供する。

図３４の較正設定の幾何学形状を説明する、ベクトルｖ_{ｍａｇｎｅｔ}、ｖ_{ｐｉｃｋｕｐ}、およびｖ_ｍｍに関する値を挿入することは、以下をもたらす。

Ｓ_ｃａｌに関する測定単位は、Ｓ_ｍａｇに関する単位と同一であることに留意されたい。較正が、２６°回転された（組み立てられたプローブを平面上に設置する）ピックアップを用いて実施される場合、ｋは、代わりに、以下となる。
較正された距離測定の実用的実装：

定数ｋは、方程式３１に従って、プローブの各システムの生産の間に決定され、不揮発性メモリ内に記憶される。本明細書に説明される本例示的実施形態では、Ｓ_ｃａｌに関する実用的値は、０．２５ｍである。
運動補償

本明細書に説明される運動補償方法は、ビーム配向、ベッド角度、および腹部表面運動の持続的変動を補償する。これは、腹部表面がマットレスと垂直な方向（ｖ_ｍｍ）に移動すると仮定する。

プローブの異なるセンサからのデータは、同じサンプルレートおよび遅延を有するように事前調整され、超音波ベースの範囲測定値（Ｓ_ｕｌｔｒ）の符号は、患者頭部に向かった肝臓の運動が正であるようなものである。文字デルタ（Δ）は、連続サンプルの間の差異を示す。

磁石範囲測定値と超音波ビームとの間の角度に関して、および超音波ビームと肝臓運動との間の角度に関して補正されたときの２つの連続サンプル点の間の肝臓の増分運動は、以下である。

ｖ_ｂｅａｍおよびｖ_{ｌｉｖｅｒ}が、
相互と垂直に近い場合、測定値が、次いで、角度に非常に依存し、不正確であろうため、エラーメッセージまたは警告が発行され得ることに留意されたい。

肝臓１４４の瞬時速度は、以下として見出される。
式中、Δｔは、サンプルの間の時間である。

肝臓の位置は、ΔＳ_{ｌｉｖｅｒ}の総和によって見出される。

したがって、ヒトの肝臓、脾臓、および腎臓のうちの１つの内部構造に関連する移動検出誤差を補償するために、前部および後部プローブ内の３軸加速度計ユニットを活用して、重力の方向に基づいて傾転を測定し、磁場を放出する第２の磁場ユニットの支援を受けて、前部プローブ内の磁場ユニットを使用して、プローブの上下運動を測定することが有用であることが要約され得る。ヒトの背側に位置するように後部プローブを追加することによって、そのプローブは、第２の加速度計ユニットを有し、また、肝臓がベッド表面と同一の方向に沿って移動すると仮定して、患者が横になるベッドの傾転角を測定することも可能である。次いで、ビームが、例えば、４５°の定常値を有すると仮定する代わりに、肝臓運動と超音波ビームとの間の角度を算出することが可能である。本開示は、それによって、提供される超音波ドップラ信号への上下運動の寄与を算出し、それによって、関連信号誤差を補償する可能性を提供する。

発明の概要および要約の節ではなく、詳細な説明の節は、請求項を解釈するために使用されることを意図していることを理解されたい。発明の概要および要約の節は、本発明者によって検討されるような本発明の全てではないが１つ以上の例示的実施形態を記載し得、したがって、いかようにも本発明および添付の請求項を限定することを意図していない。

本発明の実施形態が、その規定機能および関係の実装を図示する機能構成ブロックを用いて上記に説明された。これらの機能構成ブロックの境界は、説明の便宜上、本明細書では恣意的に定義されている。代替境界が、その規定機能および関係が適切に実施される限り、定義されることができる。

具体的実施形態の前述の説明は、本発明の一般的概念から逸脱することなく、必要以上の実験を伴わずに、当技術分野内の知識を適用することによって、他者がそのような具体的実施形態を種々の用途のために容易に修正および／または適合し得る、本発明の一般的性質を完全に明らかにするであろう。したがって、そのような適合および修正は、本明細書に提示される教示および指針に基づいて、開示される実施形態の均等物の意味および範囲内であることを意図している。本明細書の表現および用語は、限定ではなく説明の目的のためのものであるため、本明細書の表現および用語は、教示および指針を踏まえて当業者によって解釈されるものであることを理解されたい。

本発明の範疇および範囲は、上記に説明される例示的実施形態のうちのいずれにも限定されるべきではなく、以下の請求項およびそれらの均等物のみに従って定義されるべきである。
（項目１）
呼吸検出システムであって、
第１のプローブ（１０２）であって、
超音波トランスデューサ（１１２）であって、上記超音波トランスデューサ（１１２）は、上記第１のプローブ内に静止して位置し、上記第１のプローブ（１０２）の前面（１１４）に対して鋭角（Ω）で配向される送受信面（１１３）を有し、上記超音波トランスデューサ（１１２）は、患者の身体の内側の内部構造の中への伝送のために上記送受信面（１１３）において超音波ビーム（１４３）を生成するように構成される、超音波トランスデューサ（１１２）と、
第１の加速度計ユニット（１２１）と、
第１の磁場ユニット（１２２）であって、上記超音波トランスデューサ（１１２）、上記第１の加速度計ユニット（１２１）、および上記第１の磁場ユニット（１２２）は、上記第１のプローブ（１０２）内に静止して位置する、第１の磁場ユニット（１２２）と
を備える、第１のプローブ（１０２）と、
第２のプローブ（１０４）であって、
第２の加速度計ユニット（１２８）と、
第２の磁場ユニット（１２９）であって、上記第２の加速度計ユニット（１２８）および上記第２の磁場ユニット（１２９）は、上記第２のプローブ（１０４）内に静止して位置する、第２の磁場ユニット（１２９）と
を備える、第２のプローブ（１０４）と
を備え、
上記超音波トランスデューサ（１１２）、上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）、および上記第１および第２の磁場ユニット（１２２；１２９）は、信号プロセッサ（１３４）に結合され、
上記第１のプローブ（１０２）は、上記患者の身体（１０１）の前側（１０３）に設置されるように構成され、
上記第２のプローブ（１０４）は、上記身体（１０１）の背側（１０５）に設置されるように構成され、
上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）および上記第１および第２の磁場ユニット（１２２；１２９）の組み合わせは、上記患者による呼吸に応じて、上記超音波トランスデューサ（１１２）の空間位置移動および配向の関数である出力信号を生成するように構成される、
呼吸検出システム。
（項目２）
上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）はそれぞれ、少なくとも２つの加速度計を備える、項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目３）
上記第１の加速度計ユニット（１２１）は、３軸加速度計デバイスを含む、項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目４）
上記空間位置移動および上記配向は、ヒーブ、ロール、ピッチ、およびヨー型移動のうちの少なくとも１つに関連する、項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目５）
上記超音波トランスデューサ（１１２）は、上記第１のプローブ（１０２）の前面（１１４）に向かって延在する超音波非ソノルーセント材料を含む第１の材料の本体（１１５）を用いて、上記第１のプローブ（１０２）内に位置し、
上記第１の材料の本体（１１５）は、上記送受信面（１１３）から上記前面（１１４）に向かって延在する陥凹（１１６）を囲繞し、
超音波ソノルーセント材料を含む第２の材料の第１の本体部分（１１７）は、上記前面（１１４）に向かって上記超音波トランスデューサ（１１２）の送受信面（１１３）およびその前の上記陥凹内に位置し、
上記第２の材料の第２の本体部分（１１７）は、上記第１の材料の本体の前表面上に適用され、それと一体的に係合させられ、上記第１および第２の本体部分は、一体的である、
項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目６）
上記超音波トランスデューサ（１１２）は、上記陥凹（１１６）内に位置付けられるソケット様部材（１２０）内に係合され、上記ソケット様部材（１２０）は、超音波非ソノルーセント材料から形成される、項目５に記載の呼吸検出システム。
（項目７）
上記第２の材料の本体（１１７）の前表面は、固有の粘着性質、接着部材（１２４）または両面接着テープのための取付面（１１７’）、または第３の材料の本体の粘着性層のための係合面を備える、項目５に記載の呼吸検出システム。
（項目８）
上記接着部材（１２４）または上記両面接着テープは、少なくとも、上記超音波トランスデューサ（１１２）の送受信面（１１３）の前の超音波ビーム経路によって画定される領域内で超音波ソノルーセントである、項目７に記載の呼吸検出システム。
（項目９）
上記第３の材料の本体の粘着性層は、超音波ソノルーセントである、項目７に記載の呼吸検出システム。
（項目１０）
上記第１の加速度計ユニット（１２１）および上記第１の磁場ユニット（１２２）は、上記第１の材料の使用によって上記第１のプローブ（１０２）内に静止して位置する、項目７に記載の呼吸検出システム。
（項目１１）
上記第２の加速度計ユニット（１２８）および上記第２の磁場ユニット（１２９）は、第４の材料の本体を用いて上記第２のプローブ（１０４）内に静止して位置する、項目７に記載の呼吸検出システム。
（項目１２）
上記第４の材料の本体（１３２）の前表面（１３２’）は、粘着性質、接着部材または両面粘着性テープのための取付面、または第５の材料の本体の粘着性層のための係合面を備える、項目１１に記載の呼吸検出システム。
（項目１３）
上記第１、第２、第３、第４、および第５の材料のうちの少なくとも１つは、シリコーンタイプである、項目１２に記載の呼吸検出システム。
（項目１４）
上記第１の磁場ユニット（１２２）および上記第２の磁場ユニット（１２９）のうちの第１のものは、磁場センサデバイスを備え、上記第１の磁場ユニット（１２２）および上記第２の磁場ユニット（１２９）のうちの他方のものは、上記磁場センサデバイスによって検出されるべき磁場を発生させるように構成される電磁石デバイスを備え、上記磁場は、上記第１および第２のプローブ（１０２；１０４）の間の距離に関連する、項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目１５）
上記信号プロセッサ（１３４）は、上記発生された磁場の強度、周波数、および持続時間を制御する、項目１４に記載の呼吸検出システム。
（項目１６）
上記第１のプローブ（１０２）は、上記患者の身体が仰臥位であるときに、上記患者の身体の背側（１０５）に位置付けられる上記第２のプローブ（１０４）の垂直に上方の位置で上記患者の身体の前側（１０３）に設置されるように構成される、項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目１７）
上記第１のプローブ（１０２）は、上記患者の身体の背側（１０５）の第２のプローブ（１０４）と整合される位置で上記患者の身体の前側（１０３）に設置されるように構成される、項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目１８）
上記第２の加速度計ユニット（１２８）は、上記患者の身体の背側（１０５）を支持する表面の傾転角の測定を提供する、項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目１９）
上記磁場センサデバイスは、磁気ピックアップコイルである、項目１４に記載の呼吸検出システム。
（項目２０）
上記患者の身体の背面皮膚面積に接触するように構成される上記第２のプローブ（１３４）の表面（１３２’；１３３）は、生体適合性材料を含み、上記第２のプローブ（１０４）の表面の皮膚接触面積は、５～１００ｃｍ^２の範囲内である、項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目２１）
上記信号プロセッサ（１３４）は、上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）から、および上記第２の磁場ユニット（１２９）と相互作用する上記第１の磁場ユニット（１２２）からの入力に基づいて、上記患者の身体の内側の内部構造（１４４）の予期される運動方向に関して上記患者の腹壁の移動および配向を計算するように構成され、上記腹壁の移動および配向は、上記患者の呼吸筋と関連付けられる呼吸パラメータに関連する、項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目２２）
上記内部構造は、上記患者の肝臓（１４４）、脾臓、または腎臓のうちの１つである、項目２１に記載の呼吸検出システム。
（項目２３）
上記内部構造（１４４）の予期される運動は、上記患者の身体内の横隔膜移動（１４５）の関数である、項目２１に記載の呼吸検出システム。
（項目２４）
上記第１のプローブ（１０２）内の上記超音波トランスデューサ（１１２）は、上記内部構造から超音波エコー信号を受信するように構成され、
上記第２の磁場ユニット（１２９）は、上記第１の磁場ユニット（１２１）に伝送され、それによって検出される磁場を発生させるように構成され、
上記信号プロセッサ（１３４）は、
上記第１の加速度計ユニット（１２１）からの導出パラメータを使用する固定された座標枠に対する上記第１の加速度計ユニット（１２１）の配向と、
上記超音波ビームの配向および上記第１の磁場ユニット（１２２）の配向を表す単位ベクトルとしての上記導出パラメータと、
上記第２の加速度計ユニット（１２８）からのさらなる導出パラメータを使用する固定された座標枠に対する上記第２の加速度計ユニット（１２８）の配向と、
身体背部（１０５）支持傾転角（α）および上記第２の磁場ユニットから上記第１の磁場ユニット（１２２）までの空間方向を表す単位ベクトルを含む上記さらなる導出パラメータと、
上記第２の磁場ユニット（１２９）の配向と、
呼気の間の上記内部構造（１４４）の予期される運動方向と、
上記磁場の検出に基づく、上記第１および第２の磁場ユニット（１２２；１２９）の間の任意の変動距離と
を計算するように構成され、
上記信号プロセッサ（１３４）はさらに、上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）の計算された配向、上記第１および第２の加速度計ユニットからの導出パラメータ、および上記変動距離からの結果を処理し、補正パラメータを発生させ、受信された超音波エコー信号の測定誤差を補償するように構成される、
項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目２５）
上記補正パラメータを発生させるために、上記信号プロセッサはさらに、
上記超音波ビームの方向に沿った上記第１の磁場ユニット（１２２）と上記第２の磁場ユニット（１２９）との間の距離を表すベクトルを分解することと、
上記距離を表す上記分解されたベクトルを時間的に微分し、増分運動値を生じさせることと、
上記増分運動値を、少なくとも同一の時間間隔内の上記内部構造からの超音波エコー信号の使用によって検出されるような増分ドップラ効果運動値に加算することと、
上記超音波ビームと上記内部構造の運動方向との間の角度の瞬時余弦値に関して上記加算された運動値を補正することと、
上記補正および加算された運動値を合計し、補正された呼吸パラメータを記述する内部構造位置変動を取得することと
を行うように構成される、項目２４に記載の呼吸検出システム。
（項目２６）
呼吸検出システムであって、
第１のプローブ（１０２）であって、
上記第１のプローブ内に静止して位置し、上記第１のプローブ（１０２）の前面（１１４）に対して鋭角（Ω）で配向される送受信面（１１３）を有する超音波トランスデューサ（１１２）であって、上記超音波トランスデューサ（１１２）は、患者の身体の内側の内部構造（１４４）の中への伝送のために上記送受信面（１１３）において超音波ビーム（１４３）を生成するように構成される、超音波トランスデューサ（１１２）と、
第１の加速度計ユニット（１２１）と、
第１の磁場ユニット（１２２）であって、上記超音波トランスデューサ（１１２）、上記第１の加速度計ユニット（１２１）、および上記第１の磁場ユニット（１２２）は、上記第１のプローブ（１０２）内に静止して位置する、第１の磁場ユニット（１２２）と
を備える、第１のプローブ（１０２）と、
第２のプローブ（１０４）であって、
第２の加速度計ユニット（１２８）と、
第２の磁場ユニット（１２９）であって、上記第２の加速度計ユニット（１２８）および上記第２の磁場ユニット（１２９）は、上記第２のプローブ（１０４）内に静止して位置する、第２の磁場ユニット（１２９）と
を備える、第２のプローブ（１０４）と
を備え、
上記超音波トランスデューサ（１１２）、上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）、および上記第１および第２の磁場ユニット（１２２；１２９）は、信号プロセッサ（１３４）に結合され、
上記第１のプローブ（１０２）は、上記患者の身体の前側（１０３）に設置されるように構成され、
上記第２のプローブ（１０４）は、上記患者の身体の背側（１０５）に設置されるように構成され、
上記信号プロセッサ（１３４）は、上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）から、および上記第２の磁場ユニット（１２９）と相互作用する上記第１の磁場ユニット（１２２）からの入力に基づいて、上記患者の身体の内側の内部構造の予期される運動方向に関して上記患者の腹壁の移動および配向を計算するように構成され、上記腹壁の移動および配向は、上記患者の呼吸筋と関連付けられる呼吸パラメータに関連する、
呼吸検出システム。
（項目２７）
上記内部構造は、上記患者の肝臓（１４４）、脾臓、または腎臓のうちの１つである、項目２６に記載の呼吸検出システム。
（項目２８）
上記内部構造の予期される運動は、上記患者の身体内の横隔膜移動の関数である、項目２６に記載の呼吸検出システム。
（項目２９）
上記第１のプローブ（１０２）内の上記超音波トランスデューサ（１１２）は、上記内部構造から超音波エコー信号を受信するように構成され、
上記第２の磁場ユニット（１２９）は、上記第１の磁場ユニット（１２１）に伝送され、それによって検出される磁場を発生させるように構成され、
上記信号プロセッサ（１３４）は、
上記第１の加速度計ユニット（１２１）からの導出パラメータを使用する固定された座標枠に対する上記第１の加速度計ユニット（１２１）の配向と、
上記超音波ビームの配向および上記第１の磁場ユニット（１２２）の配向を表す単位ベクトルとしての上記導出パラメータと、
上記第２の加速度計ユニット（１２８）からのさらなる導出パラメータを使用する固定された座標枠に対する上記第２の加速度計ユニット（１２８）の配向と、
身体背部支持傾転角（α）および上記第２の磁場ユニット（１２９）から上記第１の磁場ユニット（１２２）までの空間方向を表す単位ベクトルを含む上記さらなる導出パラメータと、
上記第２の磁場ユニット（１２９）の配向と、
呼気の間の上記内部構造の予期される運動方向と、
上記磁場の検出に基づく、上記第１および第２の磁場ユニット（１２２；１２９）の間の任意の変動距離と
を計算するように構成され、
上記信号プロセッサ（１３４）はさらに、上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）の計算された配向、上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）からの導出パラメータ、および上記変動距離からの結果を処理し、補正パラメータを発生させ、受信された超音波エコー信号の測定誤差を補償するように構成される、
項目２６に記載の呼吸検出システム。
（項目３０）
上記補正パラメータを発生させるために、上記信号プロセッサはさらに、
上記超音波ビームの方向に沿った上記第１の磁場ユニット（１２２）と上記第２の磁場ユニット（１２９）との間の距離を表すベクトルを分解することと、
上記距離を表す上記分解されたベクトルを時間的に微分し、増分運動値を生じさせることと、
上記増分運動値を、少なくとも同一の時間間隔内の上記内部構造からの超音波エコー信号の使用によって検出されるような増分ドップラ効果運動値に加算することと、
上記超音波ビームと上記内部構造の運動方向との間の角度の瞬時余弦値に関して上記加算された運動値を補正することと、
上記補正および加算された運動値を合計し、補正された呼吸パラメータを記述する内部構造位置変動を取得することと
を行うように構成される、項目２９に記載の呼吸検出システム。
（項目３１）
上記第１のプローブ（１０２）は、上記患者の身体上に設置され、上記患者の身体の内側の内部構造に向かって超音波ビームを指向し、上記内部構造から超音波エコー信号を受信するように構成され、
上記第１のプローブ（１０２）はさらに、空洞（１１１）を伴う筐体（１１０）を備え、
上記超音波トランスデューサ（１１２）は、上記空洞（１１１）内に位置し、上記超音波トランスデューサ（１１２）の送受信面（１１３）は、上記筐体（１１０）の空洞（１１１）の空洞口において、またはそれに隣接して上記筐体の前面（１１４）に対して鋭角（Ω）にあり、
上記超音波トランスデューサ（１１２）は、上記筐体（１１０）の空洞（１１１）内に固定して位置し、
超音波非ソノルーセント材料の開放端ソケット様部材（１２０）は、上記送受信面（１１３）から上記前面（１１４）に向かって延在する陥凹を画定し、
超音波ソノルーセント材料の第１の本体部分（１１７）は、上記前面（１１４）に向かって上記超音波トランスデューサ（１１２）の送受信面（１１３）およびその前の上記陥凹内に位置し、
上記第１の加速度計ユニット（１２１）および上記第１の磁場検出ユニット（１２２）は、上記筐体（１１０）の空洞（１１１）内でプリント回路基板（１１９）に接続され、
上記第１のプローブ（１０２）の前表面は、固有の粘着性質、接着部材または両面粘着性テープのための取付面、または粘着性本体層のための係合面のうちの少なくとも１つを呈し、
上記超音波トランスデューサ（１１２）は、上記信号プロセッサ（１３４）の送受信機セクションに接続するように構成される、
項目１に記載の呼吸検出システム。
（項目３２）
上記超音波トランスデューサ（１１２）は、上記開放端ソケット様部材（１２０）の底部領域に搭載され、その材料は、音響減衰性質を呈する、項目３１に記載の呼吸検出システム。
（項目３３）
上記超音波トランスデューサ（１１２）および上記開放端ソケット様部材（１２０）は、上記プリント回路基板（１１９）から延在する、項目３１に記載の呼吸検出システム。
（項目３４）
上記第１のプローブ（１０２）の本体の前表面（１１４）は、接着表面性質を有し、保護カバー（１２３）を具備し、上記保護カバーは、上記患者の身体の皮膚上の上記第１のプローブ（１０２）の適用に先立って除去可能である、項目３１に記載の呼吸検出システム。
（項目３５）
上記接着部材または上記両面接着テープは、上記前表面に取り付けられ、上記接着部材または両面接着テープは、少なくとも、上記超音波トランスデューサの送受信面の前の超音波ビーム経路によって画定される領域内でソノルーセントである、項目３１に記載の呼吸検出システム。
（項目３６）
上記超音波ソノルーセント材料の第１の本体部分の材料タイプは、シリコーンタイプの材料である、項目３１に記載の呼吸検出システム。
（項目３７）
上記鋭角（Ω）は、０～６０度の範囲内である、項目３１に記載の呼吸検出システム。
（項目３８）
ヒトの呼吸パラメータの超音波ベースの検出における運動補償のための方法であって、上記方法は、
第１のプローブ（１０２）を上記ヒトの前身体表面（１０３）に取り付けることであって、上記第１のプローブ（１０２）は、超音波トランスデューサ（１１２）と、第１の加速度計ユニット（１２１）と、第１の磁場ユニット（１２２）とを有する、ことと、
第２のプローブ（１０４）を上記ヒトの背側身体表面（１０５）に取り付けることであって、上記第２のプローブ（１０４）は、第２の加速度計ユニット（１２２）と、第２の磁場ユニット（１２９）とを有する、ことと、
上記超音波トランスデューサ（１１２）、上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）、および上記第１および第２の磁場ユニット（１２２；１２９）に結合される信号プロセッサ（１３４）を提供することと、
上記第１のプローブ（１０２）内の上記超音波トランスデューサ（１１２）から、超音波ビームを上記ヒトの身体の内側の内部構造の中に伝送することと、
上記第１のプローブ（１０２）内の上記超音波トランスデューサ（１１２）において、上記内部構造から超音波エコー信号を受信することと、
上記第２の磁場ユニット（１２９）によって、上記第１の磁場ユニット（１２２）に伝送され、それによって検出される磁場を発生させることと、
上記信号プロセッサ（１３４）を使用して、上記第１の加速度計ユニット（１２１）からの導出パラメータを使用する固定された座標枠に対する上記第１の加速度計ユニット（１２１）の配向を計算し、上記超音波ビームの配向および上記第１の磁場ユニット（１２２）の配向を表す、単位ベクトルとしての上記導出パラメータをさらに計算することと、
上記信号プロセッサ（１３４）を使用して、さらなる導出パラメータを使用する固定された座標枠に対する上記第２の加速度計ユニット（１２８）の配向を計算し、身体背部支持傾転角（α）および上記第２の磁場ユニット（１２９）から上記第１の磁場ユニット（１２２）までの空間方向を表す単位ベクトルを含む上記さらなる導出パラメータ、上記第２の磁場ユニット（１２９）の配向、および呼気の間の上記内部構造（１４４）の予期される運動方向を計算することと、
上記信号プロセッサ（１３４）を使用して、上記磁場の検出に基づく上記第１および第２の磁場ユニット（１２２；１２９）の間の任意の変動距離を計算することと、
上記信号プロセッサ（１３４）を使用して、上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）の計算された配向、および上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）からのさらなる導出パラメータ、および上記第１および第２の磁場ユニット（１２２；１２９）によって測定される上記変動距離からの結果を処理し、補正パラメータを発生させ、上記超音波トランスデューサ（１１２）の運動によって引き起こされる、受信された超音波エコー信号の測定誤差を補償することと
を含む、方法。
（項目３９）
補正パラメータを発生させることは、
上記超音波ビームの方向に沿った上記第１の磁場ユニット（１２２）と上記第２の磁場ユニット（１２９）との間の距離を表すベクトルを分解することと、
上記距離を表す上記分解されたベクトルを時間的に微分し、増分運動値を生じさせることと、
上記増分運動値を、少なくとも同一の時間間隔内の上記内部構造からの超音波エコー信号の使用によって検出されるような増分ドップラ効果運動値に加算することと、
上記超音波ビームと上記内部構造の運動方向との間の角度の瞬時余弦値に関して上記加算された運動値を補正することと、
上記補正および加算された運動値を合計し、補正された呼吸パラメータを記述する内部構造位置変動を取得することと
を含む、項目３８に記載の方法。
（項目４０）
上記内部構造は、上記ヒトの肝臓、脾臓、または腎臓のうちの１つである、項目３８に記載の方法。
（項目４１）
上記信号プロセッサ（１３４）は、上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）から、および上記第２の磁場ユニット（１２９）と相互作用する上記第１の磁場ユニット（１２２）からの入力に基づいて、上記内部構造の予期される運動方向に関して上記ヒトの腹壁の移動および配向を計算するように構成され、上記腹壁の移動および配向は、上記ヒトの腹筋と関連付けられる呼吸パラメータに関連する、項目３８に記載の方法。
（項目４２）
上記内部構造の運動は、上記ヒトの身体内の横隔膜移動の関数である、項目３８に記載の方法。
（項目４３）
ビーム配向、ベッド角度、および腹部表面運動の持続的変動は、上記補償で利用される、項目３８に記載の方法。
（項目４４）
ビーム配向、ベッド角度、および腹部表面運動の持続的変動は、上記補償で利用される、項目３９に記載の方法。
（項目４５）
上記補償は、上記ヒトの腹部表面が、上記ヒトが横になる表面と垂直な方向（ｖ_ｍｍ）に移動すると仮定する、項目４３に記載の方法。
（項目４６）
上記補償は、上記ヒトの腹部表面が、上記ヒトが横になる表面と垂直な方向（ｖ_ｍｍ）に移動すると仮定する、項目４４に記載の方法。
（項目４７）
上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）を使用して、重力の方向に基づいて傾転を測定することであって、上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）は、３軸加速度計ユニットを備える、ことと、
上記第２の磁場ユニット（１２９）によって放出される磁場の支援を受けて、上記第１の磁場ユニット（１２２）を使用して、上記第１のプローブ（１０２）の上下運動を測定することであって、上記測定された傾転および測定された上下運動は、上記測定誤差を補償するために使用される、ことと
をさらに含む、項目３８に記載の方法。
（項目４８）
上記第１および第２の加速度計ユニット（１２１；１２８）は、３軸加速度計ユニットを備える、項目４５に記載の方法。
（項目４９）
上記内部構造がベッド表面と同一の方向に沿って移動すると仮定して、上記第２のプローブ（１０４）の第２の加速度計ユニット（１２８）を使用して、上記ヒトが横になる上記ベッド表面の傾転角（α）を測定することをさらに含む、項目３８に記載の方法。
（項目５０）
上記内部構造がベッド表面と同一の方向に沿って移動すると仮定して、上記第２のプローブ（１０４）の第２の加速度計ユニット（１２８）を使用して、上記ヒトが横になる上記ベッド表面の傾転角（α）を測定することをさらに含む、項目４７に記載の方法。
（項目５１）
上記内部構造がベッド表面と同一の方向に沿って移動すると仮定して、上記第２のプローブ（１０４）の第２の加速度計ユニット（１２８）を使用して、上記ヒトが横になる上記ベッド表面の傾転角（α）を測定することをさらに含む、項目４８に記載の方法。
（項目５２）
上記超音波ビームと上記内部構造の運動方向との間の角度が定常値を有すると仮定する代わりに、運動増分毎に上記角度を算出することをさらに含む、項目３８に記載の方法。
（項目５３）
上記超音波ビームと上記内部構造の運動方向との間の角度が定常値を有すると仮定する代わりに、運動増分毎に上記角度を算出することをさらに含む、項目３９に記載の方法。
（項目５４）
上記超音波ビームと上記内部構造の運動方向との間の角度が定常値を有すると仮定する代わりに、運動増分毎に上記角度を算出することをさらに含む、項目４７に記載の方法。
（項目５５）
上記超音波ビームと上記内部構造の運動方向との間の角度が定常値を有すると仮定する代わりに、運動増分毎に上記角度を算出することをさらに含む、項目４８に記載の方法。
（項目５６）
上記内部構造は、上記ヒトの肝臓、脾臓、または腎臓のうちの１つである、項目５２に記載の方法。
（項目５７）
上記内部構造は、上記ヒトの肝臓、脾臓、または腎臓のうちの１つである、項目５３に記載の方法。

Claims (20)

1. 呼吸検出システムであって、
   前記呼吸検出システムは、第１のプローブ（１０２）と第２のプローブ（１０４）とを備え、
   前記第１のプローブ（１０２）は、
   超音波トランスデューサ（１１２）であって、前記超音波トランスデューサ（１１２）は、前記第１のプローブ内に静止して位置し、前記第１のプローブ（１０２）の前面（１１４）に対して鋭角（Ω）で配向されている送受信面（１１３）を有し、前記超音波トランスデューサ（１１２）は、患者の身体の内側の内部構造の中への伝送のために前記送受信面（１１３）において超音波ビーム（１４３）を生成するように構成されている、超音波トランスデューサ（１１２）と、
   第１の加速度計ユニット（１２１）と、
   第１の磁場ユニット（１２２）と
   を備え、
   前記超音波トランスデューサ（１１２）および前記第１の加速度計ユニット（１２１）および前記第１の磁場ユニット（１２２）は、前記第１のプローブ（１０２）内に静止して位置し、
   前記第２のプローブ（１０４）は、
   第２の加速度計ユニット（１２８）と、
   第２の磁場ユニット（１２９）と
   を備え、
   前記第２の加速度計ユニット（１２８）および前記第２の磁場ユニット（１２９）は、前記第２のプローブ（１０４）内に静止して位置し、
   前記超音波トランスデューサ（１１２）および前記第１の加速度計ユニット（１２１）および前記第２の加速度計ユニット（１２８）および前記第１の磁場ユニット（１２２）および前記第２の磁場ユニット（１２９）は、信号プロセッサ（１３４）に結合されており、
   前記第１のプローブ（１０２）は、前記患者の身体（１０１）の前側（１０３）に設置されるように構成されており、
   前記第２のプローブ（１０４）は、前記身体（１０１）の背側（１０５）に設置されるように構成されており、
   前記第１の加速度計ユニット（１２１）からの信号は、前記超音波トランスデューサ（１１２）および前記第１の磁場ユニット（１２２）をその内部に有する前記第１のプローブ（１０２）の第１の空間配向を示し、
   前記第２の加速度計ユニット（１２８）からの信号は、前記第２の磁場ユニット（１２９）をその内部に有する前記第２のプローブ（１０４）の第２の空間配向を示し、
   前記第１の空間配向および前記第２の空間配向は、固定された座標枠に対するものであり、
   前記第２の磁場ユニット（１２９）と相互作用する前記第１の磁場ユニット（１２２）からの信号、および、前記第１の加速度計ユニット（１２１）および前記第２の加速度計ユニット（１２８）からの信号によって提供される前記第１の磁場ユニット（１２２）および前記第２の磁場ユニット（１２９）の配向は、前記第１のプローブ（１０２）と前記第２のプローブ（１０４）との間の可変空間距離を計算するための前記信号プロセッサ（１３４）に対する入力であり、これにより、前記患者の呼吸によって誘発された前記超音波トランスデューサ（１１２）の空間移動および配向を計算する、呼吸検出システム。
2. 前記超音波トランスデューサ（１１２）は、前記第１のプローブ（１０２）の前面（１１４）に向かって延在する超音波非ソノルーセント材料を含む第１の材料の本体（１１５）を用いて、前記第１のプローブ（１０２）内に位置し、
   前記第１の材料の前記本体（１１５）は、前記送受信面（１１３）から前記前面（１１４）に向かって延在する陥凹（１１６）を囲繞し、
   超音波ソノルーセント材料を含む第２の材料の第１の本体部分（１１７）は、前記前面（１１４）に向かって前記超音波トランスデューサ（１１２）の送受信面（１１３）およびその前の前記陥凹内に位置し、
   前記第２の材料の第２の本体部分（１１７）は、前記第１の材料の前記本体の前表面上に適用され、それと一体的に係合させられ、前記第１の本体部分および前記第２の本体部分は、一体的である、請求項１に記載の呼吸検出システム。
3. 前記超音波トランスデューサ（１１２）は、トランスデューサ陥凹（１１６）を形成するソケット様部材（１２０）内に係合され、超音波非ソノルーセント材料のものである、請求項１に記載の呼吸検出システム。
4. 前記第１の磁場ユニット（１２２）および前記第２の磁場ユニット（１２９）のうちの一方は、磁場センサデバイスを備え、前記第１の磁場ユニット（１２２）および前記第２の磁場ユニット（１２９）のうちの他方は、前記磁場センサデバイスによって検出されるべき磁場を生成するように構成されている電磁石デバイスを備え、前記磁場は、前記第１のプローブ（１０２）と前記第２のプローブ（１０４）との間の距離に関連する、請求項１に記載の呼吸検出システム。
5. 前記第１のプローブ（１０２）は、前記患者の身体の背側（１０５）の前記第２のプローブ（１０４）と整合される位置で前記患者の身体の前側（１０３）に設置されるように構成されている、請求項１に記載の呼吸検出システム。
6. 前記第２の加速度計ユニット（１２８）は、前記患者の身体の背側（１０５）を支持する表面の傾転角の測定を提供する、請求項１に記載の呼吸検出システム。
7. 前記信号プロセッサ（１３４）は、前記第１の加速度計ユニット（１２１）および前記第２の加速度計ユニット（１２８）からの入力および前記第２の磁場ユニット（１２９）と相互作用する前記第１の磁場ユニット（１２２）からの入力に基づいて、前記患者の縦軸に対する前記患者の身体の内側の前記内部構造（１４４）の予期される運動方向に関して前記第１のプローブ（１０２）内の前記超音波トランスデューサ（１１２）の移動および配向を計算するように構成されており、前記超音波トランスデューサ（１１２）の移動および配向は、前記患者の呼吸筋に関連付けられている呼吸パラメータに関連する、請求項１に記載の呼吸検出システム。
8. 前記第１のプローブ（１０２）内の前記超音波トランスデューサ（１１２）は、前記内部構造から超音波エコー信号を受信するように構成されており、
   前記第２の磁場ユニット（１２９）は、前記第１の磁場ユニット（１２１）に伝送され、かつ、前記第１の磁場ユニット（１２１）によって検出される磁場を生成するように構成されており、
   前記信号プロセッサ（１３４）は、
   前記第１の加速度計ユニット（１２１）からの導出パラメータを使用する前記固定された座標枠に対する前記第１の加速度計ユニット（１２１）の配向と、
   前記超音波ビームの配向および前記第１の磁場ユニット（１２２）の配向を表す単位ベクトルとしての前記導出パラメータと、
   前記第２の加速度計ユニット（１２８）からのさらなる導出パラメータを使用する前記固定された座標枠に対する前記第２の加速度計ユニット（１２８）の配向と、
   身体背部（１０５）支持傾転角（α）および前記第２の磁場ユニットから前記第１の磁場ユニット（１２２）までの空間方向を表す単位ベクトルを含む前記さらなる導出パラメータと、
   前記第２の磁場ユニット（１２９）の配向と、
   前記患者の呼気の間の前記患者の胴体の縦軸に対する前記内部構造（１４４）の予期される運動方向と、
   前記磁場の検出に基づく、前記第１の磁場ユニット（１２２）と前記第２の磁場ユニット（１２９）との間の任意の変動距離と
   を計算するように構成されており、
   前記超音波ビームの配向および前記第１の磁場ユニット（１２２）の配向および前記第２の磁場ユニット（１２９）の配向は、前記固定された座標枠に対するものであり、
   前記信号プロセッサ（１３４）は、前記第１の加速度計ユニット（１２１）および前記第２の加速度計ユニット（１２８）の計算された配向および前記第１の加速度計ユニットおよび前記第２の加速度計ユニットからの導出パラメータおよび前記変動距離からの結果を処理することにより、補正パラメータを生成し、前記患者の呼吸によって誘発された前記超音波トランスデューサ（１１２）の空間移動および配向によって引き起こされる受信された超音波エコー信号の測定誤差を補償するようにさらに構成されている、請求項１に記載の呼吸検出システム。
9. 前記補正パラメータを生成するために、前記信号プロセッサは、
   前記超音波ビームの方向に沿った前記第１の磁場ユニット（１２２）と前記第２の磁場ユニット（１２９）との間の距離を表すベクトルを分解することと、
   前記距離を表す前記分解されたベクトルを時間的に微分することにより、増分運動値を生じさせることと、
   前記増分運動値を、少なくとも同一の時間間隔内の前記内部構造からの超音波エコー信号の使用によって検出されるような増分ドップラ効果運動値に加算することと、
   前記超音波ビームと前記内部構造の運動方向との間の角度の瞬時余弦値に関して前記加算された運動値を補正することと、
   前記加算され補正された運動値を合計することにより、補正された呼吸パラメータを記述する内部構造位置変動を取得することと
   を行うようにさらに構成されている、請求項８に記載の呼吸検出システム。
10. 前記第１のプローブ（１０２）は、前記患者の身体の内側の内部構造に向かって超音波ビームを指向し、かつ、前記内部構造から超音波エコー信号を受信するように、前記患者の身体上に設置されるように構成されており、
    前記第１のプローブ（１０２）は、空洞（１１１）を伴う筐体（１１０）をさらに備え、
    前記超音波トランスデューサ（１１２）は、前記空洞（１１１）内に位置し、前記超音波トランスデューサ（１１２）の送受信面（１１３）は、前記筐体（１１０）の前記空洞（１１１）の空洞口において、または、前記筐体（１１０）の前記空洞（１１１）の空洞口に隣接して前記筐体の前面（１１４）に対して鋭角（Ω）にあり、
    前記超音波トランスデューサ（１１２）は、前記送受信面（１１３）から前記前面（１１４）に向かって延在する陥凹を提供する超音波非ソノルーセント材料の開放端ソケット様部材（１２０）を介して、前記筐体（１１０）の前記空洞（１１１）内に固定して位置し、
    超音波ソノルーセント材料の第１の本体部分（１１７）は、前記前面（１１４）に向かって前記超音波トランスデューサ（１１２）の送受信面（１１３）およびその前の前記ソケット様部材（１２０）内に位置し、
    前記第１の加速度計ユニット（１２１）および前記第１の磁場検出ユニット（１２２）は、前記筐体（１１０）の前記空洞（１１１）内でプリント回路基板（１１９）に接続されており、
    前記第１のプローブ（１０２）の前表面は、固有の粘着性質、接着部材または両面粘着性テープのための取付面、または、粘着性本体層のための係合面のうちの少なくとも１つを呈し、
    前記超音波トランスデューサ（１１２）は、前記信号プロセッサ（１３４）の送受信機セクションに接続するように構成されている、請求項１に記載の呼吸検出システム。
11. ヒトの呼吸パラメータの超音波ベースの検出における運動補償のためのシステムであって、前記システムは、
    前記ヒトの前身体表面（１０３）に取り付けられるように構成されている第１のプローブ（１０２）であって、前記第１のプローブ（１０２）は、超音波トランスデューサ（１１２）と、第１の加速度計ユニット（１２１）と、第１の磁場ユニット（１２２）とを有する、第１のプローブ（１０２）と、
    前記ヒトの背側身体表面（１０５）に取り付けられるように構成されている第２のプローブ（１０４）であって、前記第２のプローブ（１０４）は、第２の加速度計ユニット（１２２）と、第２の磁場ユニット（１２９）とを有する、第２のプローブ（１０４）と、
    前記超音波トランスデューサ（１１２）および前記第１の加速度計ユニット（１２１）および前記第２の加速度計ユニット（１２８）および前記第１の磁場ユニット（１２２）および前記第２の磁場ユニット（１２９）に結合されている信号プロセッサ（１３４）と
    を備え、
    前記第１のプローブ（１０２）内の前記超音波トランスデューサ（１１２）は、超音波ビームを前記ヒトの身体の内側の内部構造（１４４）の中に伝送し、前記内部構造から超音波エコー信号を受信するように構成されており、
    前記第２の磁場ユニット（１２９）は、前記第１の磁場ユニット（１２２）に伝送され、かつ、前記第１の磁場ユニット（１２２）によって検出される磁場を生成するように構成されており、
    前記信号プロセッサは、
    前記第１の加速度計ユニット（１２１）からの導出パラメータを使用する固定された座標枠に対する前記第１の加速度計ユニット（１２１）の配向を計算し、前記超音波ビームの配向および前記第１の磁場ユニット（１２２）の配向を表す、単位ベクトルとしての前記導出パラメータをさらに計算することと、
    さらなる導出パラメータを使用する固定された座標枠に対する前記第２の加速度計ユニット（１２８）の配向を計算し、身体背部支持傾転角（α）および前記第２の磁場ユニット（１２９）から前記第１の磁場ユニット（１２２）までの空間方向を表す単位ベクトルを含む前記さらなる導出パラメータおよび前記第２の磁場ユニット（１２９）の配向および呼気の間の前記ヒトの胴体の縦軸に対する前記内部構造の予期される運動方向を計算することと、
    前記磁場の検出に基づく前記第１の磁場ユニット（１２２）と前記第２の磁場ユニット（１２９）との間の任意の変動距離を計算することと、
    前記第１の加速度計ユニット（１２１）および前記第２の加速度計ユニット（１２８）の計算された配向、および、前記第１の加速度計ユニット（１２１）および前記第２の加速度計ユニット（１２８）からのさらなる導出パラメータ、および、前記第１の磁場ユニット（１２２）および前記第２の磁場ユニット（１２９）によって測定される前記変動距離からの結果を処理することにより、補正パラメータを生成し、呼吸活動に関連して前記超音波トランスデューサ（１１２）の移動によって引き起こされる、受信された超音波エコー信号の測定誤差を補償することと
    を行うように構成されている、システム。
12. 前記信号プロセッサは、
    前記超音波ビームの方向に沿った前記第１の磁場ユニット（１２２）と前記第２の磁場ユニット（１２９）との間の距離を表すベクトルを分解することと、
    前記距離を表す前記分解されたベクトルを時間的に微分することにより、増分運動値を生じさせることと、
    前記増分運動値を、少なくとも同一の時間間隔内の前記内部構造からの超音波エコー信号の使用によって検出されるような増分ドップラ効果運動値に加算することと、
    前記超音波ビームと前記内部構造の運動方向との間の角度の瞬時余弦値に関して前記加算された運動値を補正することと、
    前記加算され補正された運動値を合計することにより、補正された呼吸パラメータを記述する内部構造位置変動を取得することと
    によって、補正パラメータを生成するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記信号プロセッサ（１３４）は、前記第１の加速度計ユニット（１２１）および前記第２の加速度計ユニット（１２８）からの入力および前記第２の磁場ユニット（１２９）と相互作用する前記第１の磁場ユニット（１２２）からの入力に基づいて、前記ヒトの前記縦軸に対する前記内部構造（１４４）の予期される運動方向に関して前記第１のプローブ（１０２）内の前記超音波トランスデューサ（１１２）の移動および配向を計算するように構成されており、前記超音波トランスデューサ（１１２）の配向は、呼吸活動に関連する、請求項１１に記載のシステム。
14. 前記内部構造の運動は、前記ヒトの身体内の横隔膜移動の関数である、請求項１１に記載のシステム。
15. ビーム配向およびベッド角度および腹部表面運動のうちの任意の１つの持続的変動は、前記補償で利用される、請求項１１または請求項１２に記載のシステム。
16. 前記補償は、前記ヒトの腹部表面が、前記ヒトが横になる表面と垂直な方向（ｖ_ｍｍ）に移動すると仮定する、請求項１５に記載のシステム。
17. 前記第１の加速度計ユニットおよび前記第２の加速度計ユニットは、重力の方向に基づいて傾転を測定するように構成されており、前記第１の加速度計ユニット（１２１）および前記第２の加速度計ユニット（１２８）は、３軸加速度計ユニットを備え、
    前記第１の磁場ユニットは、前記第２の磁場ユニット（１２９）によって放出される磁場の支援を受けて、前記第１のプローブ（１０２）の上下運動を測定するように構成されており、前記測定された傾転および測定された上下運動は、前記測定誤差を補償するために使用される、請求項１１に記載のシステム。
18. 前記第２のプローブ（１０４）の前記第２の加速度計ユニット（１２８）は、前記内部構造がベッド表面と同一の方向に沿って移動すると仮定して、前記ヒトが横になる前記ベッド表面の傾転角（α）を測定するように構成されている、請求項１１または請求項１７に記載のシ
    ステム。
19. 前記信号プロセッサは、前記超音波ビームと前記内部構造の運動方向との間の角度が定常値を有すると仮定する代わりに、運動増分毎に前記角度を算出するように構成されている、請求項１１または請求項１７に記載のシステム。
20. 前記内部構造は、前記ヒトの肝臓、脾臓、または、腎臓のうちの１つである、請求項１９に記載のシステム。

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