Method and apparatus for monitoring interest within the medical system

本発明は、関心対象のモニタリングに関し、特に、磁気誘導断層撮影システムのような医療撮像システム内の関心対象をモニタリングする方法及び装置に関する。

磁気誘導断層撮影（ＭＩＴ）は、多くの生物医学的応用に使用されることができる伝導度分布測定技術である。 例えば、血液は、通常の脳組織より高い伝導度を持ち、脳内の伝導度分布の変化を確認することは、脳出血を識別するのを助けることができる。

撮像再構成に対するＭＩＴシステムにおいて、典型的な測定は、応用に依存して、約１０秒又はそれ以上長くかかる。 測定中の移動は、測定結果にエラーを導入し、測定データを損なうことさえある。 測定されるべき関心対象をモニタリング中に固定された状態で保つことは、非常に重要である。 更に、前記関心対象のサイズは、再構成される伝導度分布画像の品質に影響を与える重要な要素である。 特に、人間の頭部のような前記関心対象のサイズは、多くの応用においてケースごとに異なる。

先行技術文献ＵＳ２００５／０２８４２１５は、空気、水又は他の物質の体積がブラジャのような衣類のカップ内に配置された１以上の嚢（bladders）を膨張させるのに使用される乳房インプラント体積の術前推定に対する方法及び装置を開示している。 前記装置は、患者が望む乳房のサイズに関する前記患者の嗜好による量の外気からの空気、又はリザーバ若しくは外部給水からの水若しくは他の物質を前記嚢に注入することにより動作される。 ゲージは、所望のサイズまで膨張される場合に各嚢の容量を測定するのに使用される。 前記ゲージにより測定される各嚢の体積は、この場合、豊胸手術中に使用されるべき乳房インプラントのサイズを決定するのに使用されることができる。 しかしながら、この先行技術は、自動的に膨張を停止する方法又は測定されるべき関心対象を測定に対して固定された状態に保つ方法を述べていない。

関心対象のサイズを測定することができ、同時に前記関心対象を静止した状態で保つことができる装置を提供することは、本発明の目的内である。

このために、本発明は、関心対象をモニタリングする装置を提供し、前記装置は、
弾性クッション（１０４）と、
膨張した前記クッションが前記関心対象を前記クッション自体で包むように内側に拡張するように前記クッションを膨張させるように構成されたポンプ（１０２）と、
膨張したクッション（１０４）により関心対象（１００）にかけられた圧力を検出し、前記圧力が所定の閾値に到達する場合に膨張を停止するように信号をポンプ（１０２）に出力するように構成された圧力センサ（１０３）と、
膨張したクッション（１０４）の体積を測定するように構成された測定手段（１０８）と、
膨張したクッション（１０４）の体積から関心対象（１００）のサイズを算出するように構成されたプロセッサ（１０５）と、
を有する。

前記弾性クッションの膨張は、前記膨張したクッションに前記関心対象を囲むように拡大させ、このようにして測定中に前記関心対象を静止した状態にさせる。 更に、前記膨張したクッションにより前記関心対象にかけられる圧力がモニタリングされ、前記膨張したクッションの体積が測定され、これにより、前記関心対象のサイズは、前記膨張したクッションの測定されたサイズ及び前記装置の一部を形成するフレームの内側の空間から算出されることができる。

一実施例において、適宜に、前記装置はフレーム（１０１）を有し、クッション（１０４）は、フレーム（１０１）の内側に取り付けられる。

他の実施例において、フレーム（１０１）は、電磁信号を放出するように構成された磁気放出手段（１０９）と、磁気誘導信号を検出するように構成された磁気検出手段（１１０）と、前記検出された信号及び関心対象（１００）の算出されたサイズに基づいて画像を再構成するように構成された画像再構成手段（１０６）とを更に有する。 前記関心対象の算出されたサイズを前記磁気誘導断層撮影システムに入力することは、本発明による装置が、再構成される伝導度分布画像の品質を向上させることを可能にする。

他の実施例において、フレーム（１０１）は、関心対象（１００）がフレーム（１０１）の中に入る又は外に出ることを可能にするように分解される又は開かれることができる少なくとも２つのセクションを有する。 前記フレームのフレキシブルな構成は、モニタリングの目的で前記関心対象を収容することを非常に便利にする。

本発明の他の目的は、前記関心対象を静止した状態で保つのと同時に前記関心対象のサイズを測定する方法を提供することである。

このために、本発明は、関心対象をモニタリングする方法を提供し、前記方法は、
弾性クッションを膨張させるステップであって、前記膨張したクッションが、関心対象（１００）を前記クッション自体で包むように内側に拡張するように膨張させるステップと、
膨張したクッション（１０４）により関心対象（１００）にかけられた圧力を測定し、前記圧力が所定の閾値に到達する場合に膨張を停止する信号を出力するステップと、
膨張したクッション（１０４）の体積を測定するステップと、
膨張したクッション（１０４）の体積から関心対象（１００）のサイズを算出するステップと、
を有する。

本発明の上記の及び他の目的及びフィーチャは、添付の図面に関連して検討される以下の詳細な記載からより明らかになる。

同じ参照番号は、図面を通して同様の部分を示すのに使用される。

本発明による装置の一実施例の概略的な断面図である。

異なる膨張段階におけるクッションの変化を概略的に示す。

異なる膨張段階におけるクッションの変化を概略的に示す。

異なる膨張段階におけるクッションの変化を概略的に示す。

異なる動作状態におけるフレームの一実施例の概略図である。

異なる動作状態におけるフレームの一実施例の概略図である。

本発明による装置の他の実施例の概略的な断面図である。

本発明による装置の他の実施例の概略的な断面図である。

本発明による方法を示すフローチャートである。

図１は、本発明による関心対象（１００）をモニタリングする装置の一実施例の概略的な断面図である。 図２は、異なる膨張段階におけるクッションの変化を概略的に示す。

図１によると、前記装置の一実施例は、
弾性クッション（１０４）と、
膨張した前記クッションが前記関心対象を前記クッション自体で包むように内側に拡張するように前記クッションを膨張させるように構成されたポンプ（１０２）と、
膨張したクッション（１０４）により関心対象（１００）にかけられた圧力を検出し、前記圧力が所定の閾値に到達する場合に膨張を停止するように信号をポンプ（１０２）に出力するように構成された圧力センサ（１０３）と、
膨張したクッション（１０４）の体積を測定するように構成された測定手段（１０８）と、
膨張したクッション（１０４）の体積から関心対象（１００）のサイズを算出するように構成されたプロセッサ（１０５）と、
を有する。

オプションとして、前記装置は、フレーム（１０１）を更に有し、クッション（１０４）は、フレーム（１０１）の内側に取り付けられる。

フレーム１０１は、柱又は先端部の無い円錐、例えばヘルメット形状として成形される可能性が最も高く、前記フレームの形状は、異なる応用に適合されることができる。 フレーム１０１は、２つの開口端を持つチャネル１２０を有し、前記開口端の一方は、前記クッションに挿入され、他方はポンプ１０２に接続される。

クッション１０４は、弾性的であり、フレーム１０１の内側に収容される。 ポンプ１０２は、最も適切には、フレーム１０１の外側に配置される。 ポンプ１０２は、チャネル１２０を介してクッション１０４を膨張させるように構成され、これにより、前記膨張したクッションは、関心対象１００を前記クッション自体で包むように内側に拡張する。 チャネル１２０が必須ではなく、フレーム１０１をバイパスするパイプにより置き換えられることができることに注意すべきである。

クッション１０４の形状は、膨張の度合に対して異なる。 図２ａ、ｂ、ｃは、膨張前の、部分的に膨張した、及び完全に膨張した前記クッションのそれぞれの形状を示す。

圧力センサ１０３は、前記ポンプに取り付け可能であり、クッション１０４に注入された空気又は流体の圧力を測定するように構成され、前記圧力は、膨張したクッション１０４により関心対象１００にかけられた圧力と同じである。 一度前記圧力が所定の閾値、例えば依然として患者が快適に感じる状態を保ちながら関心対象１００を保持するのを助けるのに十分に高い所定の圧力に到達すると、センサ１０３は、膨張を停止するように前記ポンプに信号を出力する。

測定手段１０８は、ポンプ１０２に取り付け可能である。 前記クッションが、完全に膨張される場合、クッション１０４に注入された空気又は流体の体積は、測定手段１０８により測定されることができる。 クッション１０４に注入される物質が液体である場合、前記液体の測定される体積は、前記膨張したクッションの体積を表す。 前記クッションに注入される物質が空気である場合、膨張したクッション１０４の体積は、前記空気の測定された体積、膨張したクッション１０４内の空気の測定された圧力及び空気の既知の温度から算出されることができる。

プロセッサ１０５は、膨張したクッション１０４の体積及びフレーム１０１の内側の空間の体積から関心対象１００のサイズを算出するように構成される。 一般に、フレーム１０１の形状は既知であり、したがって、前記フレームの内側の空間の体積は既知であるか、又は動作前に測定されることができる。 更に、前記膨張したクッションと前記関心対象との間のギャップは、測定されることができ、前記ギャップの体積は、前記関心対象のサイズを算出するために推定されることができる。 前記装置が、フレーム１０１を有さない場合、膨張したクッションの所定の形状及びサイズは、関心対象１００のサイズを計算するのを助けることができる。

オプションとして、前記装置は、弾性組織１０７を有することができる。 前記組織は、前記クッションの内側に取り付けられ、クッション１０４が膨張される場合に関心対象１００のサイズに適合されることができるように弾性的である。 前記組織は、個別の使用に対して交換可能であり、良好な衛生的な状況を提供する。

一実施例において、フレーム１０１は、電磁信号を放出するように構成された磁気放出手段１０９と、磁気誘導信号を検出するように構成された磁気検出手段１１０と、前記検出された信号及び関心対象１００の算出されたサイズに基づいて画像を再構成するように構成された画像再構成手段１０６とを更に有する。

磁気放出手段１０９及び検出手段１１０は、図１に示されるようにフレーム１０１に収容される複数のそれぞれの素子、例えばコイルを有することができる。 画像再構成手段１０６は、最も適切には、フレーム１０１の外側に配置され、プロセッサ１０５と一体化されてもよい。 プロセッサ１０５により算出された関心対象１００のサイズは、前記画像を再構成するパラメータとして使用されることができる。 更に、前記サイズは、磁気放出手段１０９を調節するのに使用されることができる。

図３ａ及びｂは、前記フレームの一実施例の閉じた状態及び開いた状態をそれぞれ示す。 フレーム１０１は、関心対象１００をフレーム１０１の中に入れる又は外に出すために分解される又は開かれることができる少なくとも２つのセクションを有する。 ２つの近隣セクションごとにヒンジ３０１により接続されることができる。

前記装置は、２つの近隣セクションごとにフレキシブルパイプ３０２を更に有する。 パイプ３０２は、クッション１０４の各セクション内の圧力が膨張中に一様であるようにクッション１０４のそれぞれの近隣セクションに挿入される２つの開口端を持つ。

図４は、本発明による装置の他の実施例の概略的な断面図である。 図４ｂは、フレーム１０１が不在である点で図４ａとは異なる。 前記フレームの外側の同等の部分が、図面に示されておらず、動作スキームが図２に記載された実施例のものと同様であることに注意すべきである。

図４ａ及びｂにおいて、前記装置は、クッション１０４の内側に取り付けられた超音波トランスデューサ２０１を有する。 オプションとして、前記装置は、クッション１０４の内側に配置された追加のクッション１１７を有することができる。 クッション１０４が膨張される場合、クッション１１７は、内側に移動し、関心対象１００に接触し、これにより、関心対象が静止状態を保たれながら前記関心対象のサイズが測定されることができる。

図５は、本発明による方法を示すフローチャートである。 プロセスのステップ１０において、クッション（１０４）は膨張され、前記膨張したクッションは、関心対象（１００）を前記クッション自体で包むように内側に拡張する。 ステップ２０において、膨張したクッション（１０４）により関心対象（１００）にかけられた圧力が測定され、前記圧力が所定の閾値に到達する場合に膨張を停止するように信号が出力される。 ステップ３０において、前記膨張したクッションの体積が測定される。 ステップ４０において、関心対象（１００）のサイズが、膨張したクッション（１０４）の体積及びクッション（１０４）を収容するフレーム（１０１）の内側の空間の体積から算出される。

一実施例において、前記方法は、電磁信号が放出され、磁気誘導信号が検出され、画像が、前記検出された信号及び前記関心対象の算出されたサイズに基づいて再構成されるステップ５０を更に有する。

当業者は、前記装置及び方法が、関心対象をモニタリングし、限定的ではないがコンピュータ断層撮影（ＣＴ）、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）、超音波（ＵＳ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）、単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）及び核医学（ＮＭ）のような様々な取得技術により画像データを取得する異なる医療システムに応用されることができることを理解するだろう。

上述の実施例が、本発明を限定するのではなく説明し、当業者が、添付の請求項の範囲から逸脱することなしに代替実施例を設計することができることに注意すべきである。 請求項において、括弧間に配置された参照符号は、請求項を限定するように解釈されるべきでない。 単語"有する"は、請求項又は説明に記載されていない要素又はステップの存在を除外しない。 要素に先行する単語"１つの"（"a"又は"an"）は、複数のこのような要素の存在を除外しない。 本発明は、複数の別個の要素を有するハードウェアを用いて及びプログラムされたコンピュータを用いて実施されることができる。 複数のユニットを列挙するシステム請求項において、これらのユニットのいくつかは、同一のハードウェア又はソフトウェアアイテムにより実施されてもよい。 単語第１の、第２の及び第３の等の使用は、順序を示さない。 これらの単語は、関連するアイテムを識別する働きをする名称として解釈されるべきである。