特許 6961261 電気的物性の測定に基づいて特定の生理現象に起因した成分を抽出し、抽出した成分を利用してＥＩＴデータを再構成する装置および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6961261

(24)【登録日】2021年10月15日

(45)【発行日】2021年11月5日

(54)【発明の名称】電気的物性の測定に基づいて特定の生理現象に起因した成分を抽出し、抽出した成分を利用してＥＩＴデータを再構成する装置および方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/0536 20210101AFI20211025BHJP

   A61B 5/087 20060101ALI20211025BHJP

   A61B 5/11 20060101ALI20211025BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/0536

   A61B5/087

   A61B5/11 310

   A61B5/11 320

【請求項の数】11

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2020-61679(P2020-61679)

(22)【出願日】2020年3月31日

(65)【公開番号】特開2021-159186(P2021-159186A)

(43)【公開日】2021年10月11日

【審査請求日】2020年3月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】519179372

【氏名又は名称】株式会社バイラップ

【氏名又は名称原語表記】ＢＩＬＡＢ ＣＯ．， ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100159547

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴谷 裕二

(72)【発明者】

【氏名】ウイ・フン

【審査官】 藤原 伸二

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００３−５３４８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５３１３８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０５３−５／０５３７

Ａ６１Ｂ ５／０８７

Ａ６１Ｂ ５／１１

Ａ６１Ｂ １０／００

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被験者の測定部位に付着する複数の電極を含む電極部と、
前記付着した複数の電極を介して時間経過による前記被験者に対する複数の電気的物性を測定する電気的物性測定部と、
導電率と誘電率分布とを含む前記測定された複数の電気的物性の変化に基づいてＥＩＴデータを生成するＥＩＴデータ生成部と、
前記生成されたＥＩＴデータから前記被験者の特定の生理現象から発生した特定成分（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）と関連した特定のパターンデータを抽出するパターン抽出部と、
前記抽出した特定のパターンデータと前記生成されたＥＩＴデータ間の相対的な電圧変化の大きさの差異を利用して前記生成されたＥＩＴデータを前記特定成分に相当するＥＩＴデータに再構成するＥＩＴデータ再構成部と、を含むことを特徴とするＥＩＴ基盤特定成分抽出およびデータ再構成装置。

【請求項2】

前記パターン抽出部は、前記生成されたＥＩＴデータにおける信号対雑音比、ＰＣＡ（Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ）またはＩＣＡ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ）のうちいずれか一つを利用して前記生成されたＥＩＴデータのエネルギーまたは周波数のうちいずれか一つを分析し、前記分析されたエネルギーまたは周波数に応じた周波数成分を基準として前記被験者の特定の生理現象から発生した特定成分と関連した特定のパターンデータを抽出することを特徴とする請求項１に記載のＥＩＴ基盤特定成分抽出およびデータ再構成装置。

【請求項3】

前記再構成されたＥＩＴデータを利用して前記特定成分と関連した映像を復元する映像復元部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のＥＩＴ基盤特定成分抽出およびデータ再構成装置。

【請求項4】

前記特定成分は、前記被験者の肺または気道内部の空気の変化、身体内部の血流の変化、身体内部の成分の変化および身体一部の動きの変化のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載のＥＩＴ基盤特定成分抽出およびデータ再構成装置。

【請求項5】

前記電気的物性測定部は、前記測定部位の周りの長さが測定基準値より小さいか等しい場合、前記複数の電極のうち隣接する第１電極と第２電極を供給電極ペア（ｐａｉｒ）として決定し、前記測定部位の周りの長さが前記測定基準値より大きい場合、前記複数の電極のうち前記第１電極と前記第１電極を基準として前記第２電極より増加した距離に位置する第３電極とを前記供給電極ペアとして決定し、前記測定部位の周りの長さの変化によって互いに異なる間隔を有する複数の供給電極ペアを決定することを特徴とする請求項１に記載のＥＩＴ基盤特定成分抽出およびデータ再構成装置。

【請求項6】

前記電気的物性測定部は、前記決定された供給電極ペアに電流または電圧を供給し、前記付着した複数の電極を介して前記供給された電流または電圧から誘導された（ｉｎｄｕｃｅｄ）電流または電圧を測定することを特徴とする請求項５に記載のＥＩＴ基盤特定成分抽出およびデータ再構成装置。

【請求項7】

前記電気的物性測定部は、前記供給された電流または電圧から誘導された電流または電圧を測定するとき、前記測定部位の周りの長さによって電圧利得または電流利得を変更することを特徴とする請求項６に記載のＥＩＴ基盤特定成分抽出およびデータ再構成装置。

【請求項8】

電気的物性測定部で、被験者の測定部位に付着した複数の電極を介して時間経過による前記被験者に対する複数の電気的物性を測定する段階と、
ＥＩＴデータ生成部で、導電率と誘電率分布とを含む前記測定された複数の電気的物性の変化に基づいてＥＩＴデータを生成する段階と、
パターン抽出部で、前記生成されたＥＩＴデータから前記被験者の特定生理現象から発生した特定成分（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）と関連した特定のパターンデータを抽出する段階と、
ＥＩＴデータ再構成部で、前記抽出した特定のパターンデータと前記生成されたＥＩＴデータ間の相対的な電圧変化の大きさの差異を利用して前記生成されたＥＩＴデータを前記特定成分に相当するＥＩＴデータに再構成する段階と、を含むことを特徴とするＥＩＴ基盤特定成分抽出およびデータ再構成方法。

【請求項9】

前記生成されたＥＩＴデータから前記被験者の特定の生理現象から発生した特定成分と関連した特定のパターンデータを抽出する段階は、
前記生成されたＥＩＴデータにおける信号対雑音比、ＰＣＡ（Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ）またはＩＣＡ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ）のうちいずれか一つを利用して前記生成されたＥＩＴデータのエネルギーまたは周波数のうちいずれか一つを分析する段階と、
前記分析されたエネルギーまたは周波数に応じた周波数成分を基準として前記被験者の特定の生理現象から発生した特定成分と関連した特定のパターンデータを抽出する段階と、を含むことを特徴とする請求項８に記載のＥＩＴ基盤特定成分抽出およびデータ再構成方法。

【請求項10】

電気的物性測定部で、前記測定部位の周りの長さが測定基準値より小さいか等しい場合、前記複数の電極のうち隣接する第１電極と第２電極を供給電極ペア（ｐａｉｒ）として決定する段階と、
前記電気的物性測定部で、前記測定部位の周りの長さが前記測定基準値より大きい場合、前記複数の電極のうち前記第１電極と前記第１電極を基準として前記第２電極より増加した距離に位置する第３電極とを前記供給電極ペアとして決定する段階と、
前記電気的物性測定部で、前記測定部位の周りの長さの変化によって互いに異なる間隔を有する複数の供給電極ペアを決定する段階と、を含むことを特徴とする請求項８に記載のＥＩＴ基盤特定成分抽出およびデータ再構成方法。

【請求項11】

前記電気的物性測定部で、前記決定された供給電極ペアに電流または電圧を供給する段階と、
前記付着した複数の電極を介して前記供給された電流または電圧から誘導された（ｉｎｄｕｃｅｄ）電流または電圧を測定する段階と、
前記電気的物性測定部は、前記供給された電流または電圧から誘導された電流または電圧を測定するとき、前記測定部位の周りの長さによって電圧利得または電流利得を変更する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載のＥＩＴ基盤特定成分抽出およびデータ再構成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気的物性の測定に基づいて特定の生理現象に起因した成分を抽出し、抽出した成分を利用してＥＩＴデータを再構成する技術的思想に関し、より具体的に、ＥＩＴ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、電気インピーダンス断層撮影）基盤の複数の生理現象による人体内部の電気的物性変化に影響を受けた複合信号から特定の生理現象による成分だけを抽出して、抽出した成分を利用してＥＩＴデータを再構成する装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

人体などの体積伝導体（ｖｏｌｕｍｅ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）に電流を注入し電圧を測定する場合、または電圧を印加し電流を測定する場合に、測定データは、内部の電気的物性である導電率と誘電率分布、そして体積伝導体のサイズと形態および電極の位置、形態とサイズによって決定され得る。

【0003】

また、特定の原因それぞれによる変化成分だけを抽出する技術であるＰＣＡ（Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ）またはＩＣＡ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ）が存在する。

【0004】

ここで、ＰＣＡは、大きいエネルギーを有する主成分の線形結合（Ｌｉｎｅａｒ Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）により本来の信号を表現して次元（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）を減らす方法で使用される。

【0005】

また、ＩＣＡは、多変量の信号を統計的に独立的な下部成分に分離する計算方法であって、各成分は、非ガウス性信号として互いに統計的独立を成す成分から構成され、独立成分分析は、各信号の統計的独立性だけを必要とするブラインド信号の分離に使用され得る。

【0006】

ただし、従来技術は、体積伝導体のサイズと形態および電極の位置、形態とサイズが時間に応じて変わらず、体積伝導体内部の電気的物性は、時間によって変わる場合を全く考慮していない。

【0007】

したがって、特定の対象に対して電極の位置と形態を固定した状態で電気的物性の変化を考慮して特定の生理現象に起因した成分を抽出する技術が提案される必要性がある。

【0008】

また、ＥＩＴ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、電気インピーダンス断層撮影）を使用する対象は、新生児、子供、成人、老人など年齢が多様であり、男性と女性の両方を含み、多様な人種を含み、映像化の対象となる部位のサイズと形態は、主に年齢と肥満度に応じて大きく変わりうる。

【0009】

したがって、肥満度に応じて測定方法を選択し、様々な生理現象の影響を含む信号から特定の生理現象に起因した成分を抽出する技術が考慮される必要性がある。

【0010】

ここで、電気インピーダンス断層撮影技術は、測定対象の表面に複数の電極を付着し、複数の電極を介して測定対象のインピーダンスを検出し、検出されたインピーダンスに基づいて測定対象の導電率と誘電率に変換して映像化する。

【0011】

電気インピーダンス断層撮影技術は、人体の特定部位の内部を映像化するのに目的があり、主に医療分野において使用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】韓国特許登録第１０−１５６３１５３号、「医療映像信号の処理方法および装置」

【特許文献2】韓国特許登録第１０−１６６７３０６号、「Ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ基盤の低複雑度映像セグメンテーション方法およびシステム」

【特許文献3】韓国特許登録第１０−０８０８５３６号、「パターン映像を利用したキャリブレーション方法」

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明は、複数の生理現象による人体内部の電気的物性の変化に影響を受けた複合信号から特定の生理現象による成分だけを抽出することを目的とする。

【0014】

本発明は、ＥＩＴ測定データから上気道空気の変化、頚動脈（ｃａｒｏｔｉｄ）の血流の変化、呼吸による首の動き、舌の動き、肺内部空気の変化または胸部血流の変化に起因した成分をそれぞれ抽出することを目的とする。

【0015】

本発明は、特定の生理現象による成分に起因した映像を復元することを目的とする。

【0016】

本発明は、映像化の対象となる部位のサイズと形態を考慮して電流または電圧を注入する方法を変更し、それにより電圧または電流測定範囲を流動的に設定することを目的とする。

【0017】

本発明は、映像化の対象となる部位の周りの長さに基づいて電流または電圧を注入する電極ペアを決定することによって、電圧または電流測定範囲を流動的に設定することを目的とする。

【0018】

本発明は、電圧または電流測定範囲を流動的に設定することによって、雑音に対して区分可能な電圧の数を増加させて復元された映像の品質を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0019】

本発明の一実施形態によれば、ＥＩＴ基盤特定成分の抽出およびデータ再構成装置は、被験者の測定部位に付着する複数の電極を含む電極部と、前記付着した複数の電極を介して時間経過による前記被験者に対する複数の電気的物性を測定する電気的物性測定部と、前記測定された複数の電気的物性の変化に基づいてＥＩＴデータを生成するＥＩＴデータ生成部と、前記生成されたＥＩＴデータから前記被験者の特定の生理現象から発生した特定成分（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）と関連した特定のパターンデータを抽出するパターン抽出部と、前記抽出した特定のパターンデータを利用して前記生成されたＥＩＴデータを前記特定成分に相当するＥＩＴデータに再構成するＥＩＴデータ再構成部とを含むことができる。

【0020】

前記パターン抽出部は、前記生成されたＥＩＴデータにおける信号対雑音比、ＰＣＡ（Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ）またはＩＣＡ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ）のうちいずれか一つを利用して前記生成されたＥＩＴデータのエネルギーまたは周波数のうちいずれか一つを分析し、前記分析されたエネルギーまたは周波数に応じた周波数成分を基準として前記被験者の特定の生理現象から発生した特定成分と関連した特定のパターンデータを抽出することができる。

【0021】

前記ＥＩＴデータ再構成部は、前記抽出した特定のパターンデータと前記生成されたＥＩＴデータ間の相対的な電圧変化の大きさの差異を利用して前記生成されたＥＩＴデータを前記特定成分に相当するＥＩＴデータに再構成することができる。

【0022】

本発明の一実施形態によれば、ＥＩＴ基盤特定成分抽出およびデータ再構成装置は、前記再構成されたＥＩＴデータを利用して前記特定成分と関連した映像を復元する映像復元部をさらに含むことができる。

【0023】

前記測定された複数の電気的物性は、導電率と誘電率分布を含むことができる。

【0024】

前記特定成分は、前記被験者の肺または気道内部の空気の変化、身体内部の血流の変化、身体内部の成分の変化および身体一部の動きの変化のうち少なくとも一つを含むことができる。

【0025】

本発明の一実施形態によれば、ＥＩＴ基盤電気的物性測定装置は、被験者の測定部位に付着する複数の電極を含む電極部と、前記付着した複数の電極を介して前記被験者に対する複数の電気的物性を測定する電気的物性測定部とを含み、前記電気的物性測定部は、前記測定部位の周りの長さが測定基準値より小さいか等しい場合、前記複数の電極のうち隣接した第１電極と第２電極を供給電極ペア（ｐａｉｒ）として決定し、前記測定部位の周りの長さが前記測定基準値より大きい場合、前記複数の電極のうち前記第１電極と前記第１電極を基準として前記第２電極より増加した距離に位置する第３電極とを前記供給電極ペアとして決定し、前記測定部位の周りの長さの変化に応じて互いに異なる間隔を有する複数の供給電極ペアを決定することができる。

【0026】

前記電気的物性測定部は、前記決定された供給電極ペアに電流または電圧を供給し、前記付着した複数の電極を介して前記供給された電流または電圧から誘導された（ｉｎｄｕｃｅｄ）電流または電圧を測定することができる。

【0027】

前記電気的物性測定部は、前記供給された電流または電圧から誘導された電流または電圧を測定するとき、前記測定部位の周りの長さによって電圧利得または電流利得を変更することができる。

【0028】

本発明の一実施形態によれば、ＥＩＴ基盤特定成分抽出およびデータ再構成方法は、電気的物性測定部で、被験者の測定部位に付着した複数の電極を介して時間経過による前記被験者に対する複数の電気的物性を測定する段階と、ＥＩＴデータ生成部で、前記測定された複数の電気的物性の変化に基づいてＥＩＴデーの場所を生成する段階と、パターン抽出部で、前記生成されたＥＩＴデータから前記被験者の特定の生理現象から発生した特定成分と関連した特定のパターンデータを抽出する段階と、ＥＩＴデータ再構成部で、前記抽出した特定のパターンデータを利用して前記生成されたＥＩＴデータを前記特定成分に相当するＥＩＴのデータに再構成する段階とを含むことができる。

【0029】

前記生成されたＥＩＴデータから前記被験者の特定の生理現象から発生した特定成分と関連した特定のパターンデータを抽出する段階は、前記生成されたＥＩＴデータにおける信号対雑音比、ＰＣＡ（Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ）またはＩＣＡ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ）のうちいずれか一つを利用して前記生成されたＥＩＴデータのエネルギーまたは周波数のうちいずれか一つを分析する段階と、前記分析されたエネルギーまたは周波数に応じた周波数成分を基準として前記被験者の特定の生理現象から発生した特定成分と関連した特定のパターンデータを抽出する段階とを含むことができる。

【0030】

前記抽出した特定のパターンデータを利用して前記生成されたＥＩＴデータを前記特定成分に相当するＥＩＴデータに再構成する段階は、前記抽出した特定のパターンデータと前記生成されたＥＩＴデータ間の相対的な電圧変化の大きさの差異を利用して前記生成されたＥＩＴデータを前記特定成分に相当するＥＩＴデータに再構成する段階を含むことができる。

【0031】

本発明の一実施形態によれば、被験者の測定部位に付着する複数の電極を介して前記被験者に対する複数の電気的物性を測定するＥＩＴ基盤電気的物性の測定方法は、電気的物性測定部で、前記測定部位の周りの長さが測定基準値より小さいか等しい場合、前記複数の電極のうち隣接する第１電極と第２電極を供給電極ペアとして決定する段階、前記電気的物性測定部で、前記測定部位の周りの長さが前記測定基準値より大きい場合、前記複数の電極のうち前記第１電極と前記第１電極を基準として前記第２電極より増加した距離に位置する第３電極とを前記供給電極ペアとして決定する段階と、前記電気的物性測定部で、前記測定部位の周りの長さの変化によって互いに異なる間隔を有する複数の供給電極ペアを決定する段階とを含むことができる。

【0032】

本発明の一実施形態によれば、ＥＩＴ基盤電気的物性の測定方法は、前記電気的物性測定部で、前記決定された供給電極ペアに電流または電圧を供給する段階と、前記付着した複数の電極を介して前記供給された電流または電圧から誘導された電流または電圧を測定する段階と、前記電気的物性測定部は、前記供給された電流または電圧から誘導された電流または電圧を測定するとき、前記測定部位の周りの長さによって電圧利得または電流利得を変更する段階をさらに含むことができる。

【発明の効果】

【0033】

本発明は、複数の生理現象による人体内部の電気的物性の変化に影響を受けた複合信号から特定の生理現象による成分だけを抽出することができる。

【0034】

本発明は、ＥＩＴ測定データから上気道空気の変化、頚動脈（ｃａｒｏｔｉｄ）の血流の変化、呼吸による首の動き、舌の動き、肺内部空気の変化または胸部血流の変化に起因した成分をそれぞれ抽出することができる。

【0035】

本発明は、特定の生理現象による成分に起因した映像を復元することができる。

【0036】

本発明は、映像化の対象となる部位のサイズと形態を考慮して電流または電圧を注入する方法を変更し、それにより電圧または電流測定範囲を流動的に設定することができる。

【0037】

本発明は、映像化の対象となる部位の周りの長さに基づいて電流または電圧を注入する電極ペアを決定することによって、電圧または電流測定範囲を流動的に設定することができる。

【0038】

本発明は、電圧または電流測定範囲を流動的に設定することによって、雑音に対して区分可能な電圧の数を増加させて復元された映像の品質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】図１は、本発明の一実施形態によるＥＩＴ基盤特定成分抽出およびデータ再構成装置の構成要素を説明する図である。

【図2】図２は、本発明の一実施形態によるＥＩＴデータの生成に関連した実施例を説明する図である。

【図3a】図３ａ〜図３ｇは、本発明の一実施形態によるパターンデータを利用して特定成分の抽出方法を説明する図である。

【図3b】図３ａ〜図３ｇは、本発明の一実施形態によるパターンデータを利用して特定成分の抽出方法を説明する図である。

【図3c】図３ａ〜図３ｇは、本発明の一実施形態によるパターンデータを利用して特定成分の抽出方法を説明する図である。

【図3d】図３ａ〜図３ｇは、本発明の一実施形態によるパターンデータを利用して特定成分の抽出方法を説明する図である。

【図3e】図３ａ〜図３ｇは、本発明の一実施形態によるパターンデータを利用して特定成分の抽出方法を説明する図である。

【図3f】図３ａ〜図３ｇは、本発明の一実施形態によるパターンデータを利用して特定成分の抽出方法を説明する図である。

【図3g】図３ａ〜図３ｇは、本発明の一実施形態によるパターンデータを利用して特定成分の抽出方法を説明する図である。

【図4a】図４ａは、本発明の一実施形態によるパターンデータ処理部の構成要素を説明する図である。

【図4b】図４ｂは、本発明の一実施形態によるパターンデータと関連した実施例を説明する図である。

【図5】図５は、本発明の一実施形態による特定成分抽出およびデータ再構成装置が映像を復元する実施形態を説明する図である。

【図6a】図６ａおよび図６ｂは、本発明の一実施形態による電気的物性の測定に関連した実施形態を説明する図である。

【図6b】図６ａおよび図６ｂは、本発明の一実施形態による電気的物性の測定に関連した実施形態を説明する図である。

【図7】図７〜図１２は、被験者の測定周りの長さによって電流注入ペアの電極組合せを変更する実施形態を説明する図である。

【図8】図７〜図１２は、被験者の測定周りの長さによって電流注入ペアの電極組合せを変更する実施形態を説明する図である。

【図9a】図７〜図１２は、被験者の測定周りの長さによって電流注入ペアの電極組合せを変更する実施形態を説明する図である。

【図9b】図７〜図１２は、被験者の測定周りの長さによって電流注入ペアの電極組合せを変更する実施形態を説明する図である。

【図10】図７〜図１２は、被験者の測定周りの長さによって電流注入ペアの電極組合せを変更する実施形態を説明する図である。

【図11】図７〜図１２は、被験者の測定周りの長さによって電流注入ペアの電極組合せを変更する実施形態を説明する図である。

【図12】図７〜図１２は、被験者の測定周りの長さによって電流注入ペアの電極組合せを変更する実施形態を説明する図である。

【図13】図１３は、本発明の一実施形態による特定成分抽出およびデータ再構成方法と関連した流れ図を説明する図である。

【図14】図１４は、本発明の一実施形態による電気的物性の測定方法に関連した流れ図を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0040】

以下、本文書の多様な実施形態が添付の図面を参照して記載される。

【0041】

実施形態およびこれに使用された用語は、本文書に記載された技術を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、当該実施形態の多様な変更、均等物、および／または代替物を含むものと理解すべきである。

【0042】

下記で多様な実施形態を説明するに際して、関連した公知機能または構成に対する具体的な説明が発明の要旨をかえって不明確にすることとなってしまいかねないと判断される場合には、そのような詳細な説明を省略する。

【0043】

そして、後述する用語は、多様な実施形態における機能を考慮して定義された用語であって、これは、ユーザ、運用者の意図または慣例などによって変わりうる。したがって、その定義は、本明細書の全般にわたった内容に基づいて定義されなければならない。

【0044】

図面の説明と関連して、類似した構成要素に対しては、類似した参照符号が使用され得る。

【0045】

単数の表現は、文脈上明白に異なるように意味しない限り、複数の表現を含むことができる。

【0046】

本文書で、「ＡまたはＢ」または「Ａおよび／またはＢのうち少なくとも一つ」などの表現は、共に羅列された項目のすべての可能な組合せを含むことができる。

【0047】

「第１」、「第２」、「一番目」、または「二番目」などの表現は、当該構成要素を、順序または重要度に関係なく修飾することができる、任意の構成要素を他の構成要素と区分するために使用されるだけであり、当該構成要素を限定しない。

【0048】

任意の（例：第１）構成要素が他の（例：第２）構成要素に「（機能的にまたは通信的に）連結されて」いるか、「接続されて」いると言及されたときには、前記任意の構成要素が前記他の構成要素に直接的に連結されるか、他の構成要素（例：第３構成要素）を介して連結され得る。

【0049】

本明細書で、「〜するように構成された（または設定された）（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｔｏ）」は、状況に応じて、例えば、ハードウェア的またはソフトウェア的に「〜に適合した」、「〜する能力をする」、「〜するように変更された」、「〜するように製作された」、「〜をすることができる」または「〜するように設計された」と相互互換的に（ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅａｂｌｙ）使用され得る。

【0050】

或る状況では、「〜するように構成された装置」という表現は、その装置が他の装置または部品と共に「〜することができる」ことを意味する。

【0051】

例えば、表現「Ａ、Ｂ、およびＣを行うように構成された（または設定された）プロセッサ」は、当該動作を行うための専用プロセッサ（例：エンベデッドプロセッサ）、またはメモリ装置に保存された一つ以上のソフトウェアプログラムを実行することによって、当該動作を行うことができる汎用プロセッサ（例：ＣＰＵまたはａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を意味する。

【0052】

また、「または」という用語は、排他的論理和「ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ ｏｒ」よりは 包含的論理和「ｉｎｃｌｕｓｉｖｅ ｏｒ」を意味する。

【0053】

すなわち、別に言及されていない限り、または文脈から明確でない限り、「ｘがａまたはｂを利用する」という表現は、包含的自然順列（ｎａｔｕｒａｌ ｉｎｃｌｕｓｉｖｅ ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎｓ）のうちいずれか一つを意味する。

【0054】

以下に使用される「…部」、「…器」などの用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェアやソフトウェア、またはハードウェアおよびソフトウェアの結合で具現され得る。

【0055】

図１は、本発明の一実施形態によるＥＩＴ基盤特定成分抽出およびデータ再構成装置の構成要素を説明する図である。

【0056】

図１を参照すると、ＥＩＴ基盤特定成分抽出およびデータ再構成装置１００は、電極部１１０、電気的物性測定部１２０、ＥＩＴデータ生成部１３０、パターン抽出部１４０およびＥＩＴデータ再構成部１５０を含むことができる。

【0057】

本発明の一実施形態によれば、電極部１１０は、被験者の測定部位に付着する複数の電極を含むことができる。

【0058】

例えば、複数の電極は、単純電極または複合電極のうち少なくともいずれか一つであり得、電流注入および電圧測定のインピーダンスデータを測定するためのＥＩＴ電極でありうる。

【0059】

例えば、ＥＩＴ電極は、フレキシブル（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ）な弾性材質で構成されたベースプレートの一面に配列されて、被験者の測定部位に付着させることができ、実施形態によっては、ベルト形態またはチョッキ形態でありうる。

【0060】

また、ＥＩＴ電極は、被験者が感知できない比較的低い電流、例えば１ｍＡ以下の高周波電流を注入し、誘導電圧を測定するのに使用され、ＥＩＴ電極を介して測定された電流−電圧データは、映像化アルゴリズムを通じて人体内部形態を検出するのに使用され得る。

【0061】

本発明の一実施形態による電気的物性測定部１２０は、被験者に付着した複数の電極を介して時間経過による被験者に対する複数の電気的物性を測定することができる。

【0062】

一例として、電気的物性測定部１２０は、測定部位の周りの長さに基づいて複数の電極のうち供給電極ペアを決定し、供給電極ペアに電流または電圧を供給することができる。ここで、供給電極ペアは、電流または電圧を供給する電極ペアを称することがある。

【0063】

また、電気的物性測定部１２０は、複数の電極のうち供給電極ペアを除外した残りの電極のうち測定電極ペアを介して電流または電圧から誘導された（ｉｎｄｕｃｅｄ）電流または電圧を測定することができる。ここで、測定電極ペアは、電流または電圧を測定する電極ペアを称することがある。

【0064】

例えば、複数の電気的物性は、誘導された電流または電圧の導電率と誘電率分布を含むことができる。

【0065】

本発明の一実施形態によれば、電気的物性測定部１２０は、測定部位の周りの長さが測定基準値より小さいか等しい場合、複数の電極のうち隣接する（ｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ）第１電極と第２電極を供給電極ペアとして決定することができる。

【0066】

一例として、電気的物性測定部１２０は、測定部位の周りの長さが測定基準値より大きい場合、複数の電極のうち第１電極と第３電極を供給電極ペアとして決定することができる。ここで、第３電極は、第１電極の位置を基準として第２電極に比較して相対的にさらに遠い位置に位置する電極を称することがある。

【0067】

本発明の一実施形態によれば、測定基準値は、測定部位の周りの長さ、誘導された電流または電圧の測定最大値および測定最小値または雑音の大きさのうち少なくとも一つ以上に基づいて決定され得る。

【0068】

例えば、測定基準値は、ユーザによって任意に設定され得、変更され得る。

【0069】

また、測定基準値は、電流を供給する電極ペア間の距離を決定するための指標になり得る。

【0070】

例えば、供給電極ペアを構成する二つの電極間の距離が増加する場合、測定最大値および測定最小値は増加し得る。

【0071】

また、供給電極ペアを構成する二つの電極間の距離が減少する場合、測定最大値および測定最小値は減少し得る。

【0072】

本発明の一実施形態によれば、電気的物性測定部１２０は、測定最大値から測定最小値を除外して算出された電圧測定範囲で複数の電気的物性を測定することができる。

【0073】

すなわち、本発明は、映像化の対象となる部位のサイズと形態を考慮して電流または電圧を注入する方法を変更し、それにより電圧または電流測定範囲を流動的に設定することができる。

【0074】

本発明の一実施形態によれば、電気的物性測定部１２０は、供給電極ペアに電流または電圧を供給し、被験者の測定部位に付着した複数の電極のうち供給電極ペアを除外した残りの電極のうち決定された測定電極ペアを介して供給された電流または電圧から誘導された電流または電圧を測定することができる。

【0075】

一例として、電気的物性測定部１２０は、１６個の電極において電流または電圧を注入する供給電極ペアと電圧または電流を測定する測定電極ペアの組合せを変更して約２０８個の電気的物性を測定することができる。

【0076】

より具体的に、電気的物性測定部１２０は、一定時間の間２０８個の電気的物性を測定して、２０８個の時系列データを生成することもできる。

【0077】

例えば、供給電極ペアは、電流または電圧供給を供給するための電極ペアと称され得る。

【0078】

また、測定電極ペアは、供給された電流または電圧から誘導された電流または電圧を測定するための電極ペアと称され得る。

【0079】

一例として、ＥＩＴ基盤特定成分抽出およびデータ再構成装置１００は、電極部１１０および電気的物性測定部１２０で構成されたＥＩＴ基盤電気的物性測定装置（不図示）をも含むことができる。

【0080】

本発明の一実施形態によれば、ＥＩＴデータ生成部１３０は、複数の電気的物性の変化に基づいてＥＩＴデータを生成することができる。ここで、生成されたＥＩＴデータは、測定されたＥＩＴデータと称され得る。

【0081】

一例として、ＥＩＴデータ生成部１３０は、電圧測定範囲によってＥＩＴデータを生成することができる。

【0082】

すなわち、ＥＩＴデータ生成部１３０は、電圧の測定最大値と測定最小値との間でＥＩＴデータを生成することができる。

【0083】

例えば、ＥＩＴデータは、複数の電気的物性の変化、雑音、動雑音などを含み得る。すなわち、ＥＩＴデータは、上気道の狭窄、呼吸運動、頚動脈の血液の流れ、下顎と舌の不規則な動きに起因したインピーダンスの変化に影響され得る。

【0084】

本発明の一実施形態によればパターン抽出部１４０は、生成されたＥＩＴデータの信号対雑音比を利用して生成されたＥＩＴデータから少なくとも一つ以上のパターンデータを決定することができる。

【0085】

例えば、ＥＩＴデータは、複数の電気的物性に基づく複数の互いに異なる信号対雑音比を含むことができる。

【0086】

すなわち、パターン抽出部１４０は、ＥＩＴデータを構成する２０８個の電気的物性の変化のうち信号対雑音比が良い１６個の電気的物性の変化に相当するパターンデータを決定することができる。

【0087】

例えば、パターンデータは、電気的物性の規模変化と関連した周波数パターンデータと称され得る。

【0088】

また、パターンデータは、ＥＩＴデータにおいて複数の電気的物性の変化による少なくとも一つ以上の周波数変化データに相当し得る。

【0089】

本発明の一実施形態によれば、パターン抽出部１４０は、少なくとも一つ以上のパターンデータのうち被験者の生理現象から発生した特定成分に相当するパターンデータを抽出することができる。

【0090】

例えば、特定成分は、被験者の肺または気道内部の空気の変化、身体内部の血流の変化、身体内部の成分の変化、身体一部の動きの変化のうち少なくとも一つを含むことができる。

【0091】

一例として、パターン抽出部１４０は、ＥＩＴデータにおける信号対雑音比、ＰＣＡ（Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ）またはＩＣＡ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ）のうちいずれか一つを利用してＥＩＴデータのエネルギーまたは周波数のうちいずれか一つを分析することができる。

【0092】

また、パターン抽出部１４０は、分析されたエネルギーまたは周波数に応じた周波数成分を基準として被験者の特定の生理現象から発生した特定成分と関連した特定のパターンデータを抽出することができる。

【0093】

本発明は、複数の生理現象による人体内部の電気的物性の変化に影響を受けた複合信号から特定の生理現象による成分だけを抽出することができる。

【0094】

すなわち、本発明は、ＥＩＴ測定データから上気道空気の変化、頚動脈の血流の変化、呼吸による首の動き、舌の動き、肺内部空気の変化または胸部血流の変化に起因した成分をそれぞれ抽出することができる。

【0095】

本発明の一実施形態によれば、ＥＩＴデータ再構成部１５０は、抽出したパターンデータを利用してＥＩＴデータを特定成分に相当するＥＩＴデータに再構成することができる。

【0096】

一例として、ＥＩＴデータ再構成部１５０は、抽出した特定のパターンデータとＥＩＴデータ間の相対的な電圧変化の大きさの差異を利用してＥＩＴデータを特定成分に相当するＥＩＴデータに再構成することができる。

【0097】

すなわち、ＥＩＴデータ再構成部１５０は、一定時間の間測定されたパターンデータの相対的な大きさの差異が相互間に同一であるので、最小自乗誤差法を利用してＥＩＴデータをリスケール（ｒｅｓｃａｌｅ）することができる。

【0098】

本発明の他の実施形態によれば、ＥＩＴ基盤特定成分抽出およびデータ再構成装置１００は、映像復元部１６０をさらに含むことができる。

【0099】

本発明の一実施形態によれば、映像復元部１６０は、再構成されたＥＩＴデータを利用して特定成分に関連した映像を復元することができる。

【0100】

一例として、映像復元部１６０は、特定成分を利用して分離したＥＩＴデータを使用して特定成分に関連した映像をそれぞれ復元することができる。

【0101】

例えば、特定成分が肺内部空気の変化または胸部血流の変化に起因した成分である場合、映像復元部１６０は、肺内部空気の変化映像、胸部血流の変化映像をそれぞれ別に復元することができる。

【0102】

肺内部空気の変化映像、胸部血流の変化映像をそれぞれ別に復元する実施形態は、図５を利用してさらに説明することとする。

【0103】

本発明は、特定の生理現象による成分に起因した映像を復元することができる。

【0104】

すなわち、本発明は、電圧または電流測定範囲を流動的に設定することによって、雑音に対して区分可能な電圧の数を増加させて復元された映像の品質を向上させることができる。

【0105】

図２は、本発明の一実施形態によるＥＩＴデータの生成に関連した実施形態を説明する図である。

【0106】

より具体的に、図２は、被験者の首を対象にＥＩＴデータを生成する実施形態を説明する。

【0107】

段階２００で、特定成分抽出およびデータ再構成方法は、被験者の顔の下部分に複数の電極を付着する。

【0108】

段階２１０で、特定成分抽出およびデータ再構成方法は、被験者の顔の下部分に付着した複数の電極を介して呼吸関連動雑音２１１、血流の流れ（ｂｌｏｏｄ ｆｌｏｗ）２１２、上気道閉塞（ｕｐｐｅｒ ａｉｒｗａｙ ｏｃｃｌｕｓｉｏｎ）２１３などの成分変化を含む複数の電気的物性を測定する。

【0109】

段階２２０で、特定成分抽出およびデータ再構成方法は、時間経過による被験者に対する複数の電気的物性を測定することができる。ここで、測定される複数の電気的物性には、雑音２２１と被験者の動きに伴う雑音２２２が追加され得る。

【0110】

段階２３０で、特定成分抽出およびデータ再構成方法は、複数の電気的物性の変化に基づいてＥＩＴデータ２３１を生成することができる。ここで、ＥＩＴデータは、測定されたＥＩＴデータと称され得る。

【0111】

例えば、ＥＩＴデータ２３１は、上気道の狭窄、呼吸運動、頚動脈の血液の流れ、下顎（ｊａｗ）と舌の不規則な動きに起因したインピーダンスの変化に影響を受け得る。

【0112】

図３ａ〜図３ｈは、本発明の一実施形態によるパターンデータを利用して特定成分の抽出方法を説明する図である。

【0113】

図３ａは、本発明の一実施形態によるＥＩＴデータ生成部が１６個の電極を利用して２０８個のチャネルを介して２０８個の電気的物性の変化を含むＥＩＴデータを生成した結果を例示する。ここで、電気的物性の変化は、時間の経過によって電気的物性の規模変化を示すこともできる。また、チャネルは、１６個の電極の組合せによって設定され得る。

【0114】

図３ｂは、本発明の一実施形態によるパターン抽出部が２０８個の電気的物性の変化のうち信号対雑音比を利用して信号対雑音比が高い１６個の電気的物性の変化を決定した結果を例示する。

【0115】

一例としてパターン抽出部が２０８個の時系列電圧チャネルのうち最も高いＳＮＲを有する１６個の電圧チャネルがＩＣＡアルゴリズムの入力で選択することができる。

【0116】

図３ｃは、本発明の一実施形態によるパターン抽出部が１６個の電気的物性の変化に該当するパターンデータを決定した結果を例示する。例えば、決定されたパターンデータは、ＩＣＡ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ）成分に該当し得る。

【0117】

図３ｄは、本発明の一実施形態によるパターン抽出部が１６個のＩＣＡ成分のうち雑音パターンデータ３００と雑音パターンデータ３０１を除去した結果を例示する。

【0118】

例えば、独立ソース信号Ｓを計算すると、呼吸運動および血流成分がスペクトル分析を通じて識別され得る。

【0119】

独立ソース信号のすべての独立成分に高速フーリエ変換を適用すると、呼吸速度と心拍数に該当する基本周波数を有する呼吸成分がそれぞれ呼吸運動および血流成分で識別され得る。補正されたソース信号Ｕは、下記数式１を利用して算出され得る。

【0120】

［数式１］

【0121】

数式１によれば、

は、補正された混合行列（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｍｉｘｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ）を示すことができ、

は、独立ソース信号（ｉｎｄｅｐｄｅｎｔ ｓｏｕｒｃｅ ｓｉｇｎａｌ）を示すことかできる。

【0122】

は、吸運動および血流の確認された構成要素に該当する列を０列に代替して

が算出され得る。

【0123】

図３ｅは、本発明の一実施形態によるパターン抽出部が特定成分３１０に該当するパターンデータを抽出した結果を例示する。例えば特定成分３１０は、上気道（ｕｐｐｅｒ ａｉｒｗａｙ）信号に該当し得る。

【0124】

図３ｆは、本発明の一実施形態によるパターン抽出部が特定成分３１０に該当するパターンデータをフィルタリング（ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）した結果を例示する。図３ｆによれば、グラフ３２０は、特定成分３１０に相当し得、グラフ３２１は、ローパスフィルター（ｌｏｗ ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）を通過した上気道（ｕｐｐｅｒ ａｉｒｗａｙ）信号に該当し得る。

【0125】

ここで、上気道狭窄に該当する２０８個の電圧データが適切な振幅に復旧され得る。また、低域通過フィルターは、上気道狭窄のパターンを歪曲させず、復旧された電圧データの残留ノイズを減少させるために用いられることがある。

【0126】

図３ｇは、本発明の一実施形態によるＥＩＴデータ再構成部が、抽出したパターンデータを利用して特定成分に相当する２０８個の電気的物性の変化を含むＥＩＴデータを再構成した結果を例示する。

【0127】

例えば、ＥＩＴデータ再構成部は、下記の数式２に基づいて２０８個の電気的物性変化を含むＥＩＴデータを再構成し得る。

【0128】

［数式２］
Ｖ_ｊ＝ａ_ｊＵ_ＵＡ＋ｂ_ｊ

【0129】

数式２によれば、Ｖ_ｊは、ｊ番目チャネルの電圧を示すことができ、Ｕは、補正されたソース信号を示すことができ、ａ_ｊとｂ_ｊは、電圧データ間の差異値に該当する定数でありうる。

【0130】

また、ＥＩＴデータ再構成部は、下記の数式３を利用して行列データを生成することができ、生成された行列データは、数式４に該当し得る。

【0131】

［数式３］
Ｃ＝（Ｕ_ＵＡ^ＴＵ_ＵＡ）^−１Ｕ_ＵＡ^ＴＸ

【0132】

数式３によれば、Ｃは、再構成されたＥＩＴデータを示すことができ、Ｕは、補正されたデータを示すことができ、Ｔは、時間を示すことができ、Ｘは、最初生成されたＥＩＴデータを示すことができる。

【0133】

［数式４］

【0134】

数式４によれば、Ｃは、再構成されたＥＩＴデータを示すことができ、ａおよびｂは、電圧差異に該当する定数を示すことができ、Ｔは、時間を示すことができる。

【0135】

図４ａは、本発明の一実施形態によるパターンデータ処理部の構成要素を説明する図である。

【0136】

図４ａは、パターン抽出部を含むパターンデータ処理部４００の動作手続を例示する。

【0137】

図４ａを参照すると、パターンデータ処理部４００は、混合信号４０１が印加されるとき、ＢＡＲ処理部４１０で背景雑音（ｂｏｕｎｄａｒｙ ａｒｔｉｆａｃｔ）を除去する。

【0138】

また、パターンデータ処理部４００は、ＰＣＡ処理部４１１で背景雑音が除去された信号の電圧の主な成分に該当するＰＣＡパターンデータ４０２を抽出する。

【0139】

一方、パターンデータ処理部４００は、ＰＣＡパターンデータ４０２を呼吸成分関連データとして抽出して出力する。

【0140】

また、パターンデータ処理部４００は、Ｌ−カーブ探索部４１２でＰＣＡパターンデータ４０２のうちＬ−カーブデータを抽出する。

【0141】

また、パターンデータ処理部４００は、ＩＣＡ処理部４１３でＩＣＡ成分に該当するＩＣＡ成分データを探索する。

【0142】

また、パターンデータ処理部４００は、ＩＣＡ選択部４１４でＩＣＡ成分のうち特定成分に該当するＩＣＡパターンデータ４０３を選択して出力することができる。

【0143】

また、パターンデータ処理部４００は、ソース比較部４１５でＰＣＡパターンデータ４０２とＩＣＡパターンデータ４０３の同質性を確認することもできる。

【0144】

最終的に、パターンデータ処理部４００は、ＰＣＡパターンデータ４０２とＩＣＡパターンデータ４０３を利用してそれぞれＥＩＴデータを再構成することができる。

【0145】

図４ｂは、本発明の一実施形態によるパターンデータと関連した実施形態を説明する図である。

【0146】

図４を参照すると、混合信号４０１、ＰＣＡパターンデータ４０２とＩＣＡパターンデータ４０３の周波数パターンを例示する。

【0147】

一例として、混合信号４０１は、ＰＣＡパターンデータ４０２とＩＣＡパターンデータ４０３を含む。

【0148】

図５は、本発明の一実施形態による特定成分抽出およびデータ再構成装置が映像を復元する実施形態を説明する図である。

【0149】

図５を参照すると、特定成分抽出およびデータ再構成装置が複合信号に該当するＥＩＴデータ５００を生成し、呼吸成分５１０に該当するパターンデータを抽出し、血流の流れ５１１に該当するパターンデータを抽出することができる。

【0150】

特定成分抽出およびデータ再構成装置は、呼吸成分５１０を利用して映像データ５２０を復元することができる。

【0151】

また、特定成分抽出およびデータ再構成装置は、血流の流れ５１１を利用して映像データ５２１を復元することができる。

【0152】

すなわち、特定成分抽出およびデータ再構成装置は、ＥＩＴ測定データから肺内部空気の変化または胸部血流の変化に起因した成分をそれぞれ分離し、分離したＥＩＴデータを使用すると、肺内部空気の変化映像と胸部血流の変化映像をそれぞれ別に復元することができる。

【0153】

図６ａおよび図６ｂは、本発明の一実施形態による電気的物性の測定に関連した実施形態を説明する図である。

【0154】

図６ａを参照すると、複数の電極を含む電極部６００を被験者の周りに付着させることができる。

【0155】

例えば、複数の電極は第１電極ε_１〜第１６電極ε_１６を含むことができる。

【0156】

一例として、特定成分抽出およびデータ再構成装置が供給電極ペア６１０に電流を注入し、測定電極ペア６２０を介して電圧を測定することができる。

【0157】

供給電極ペア６１０は、相互間に隣接する第２電極ε_２と第３電極ε_３で構成され得る。

【0158】

測定電極ペア６２０も、相互間に隣接する第８電極ε_８と第９電極ε_９で構成され得る。

【0159】

図６ｂを参照すると、複数の電極を含む電極部６００を被験者の周りに付着させることができる。

【0160】

一例として、特定成分抽出およびデータ再構成装置が供給電極ペア６１１に電流を注入し、測定電極ペア６２０を介して電圧を測定することができる。

【0161】

供給電極ペア６１０は、相互間に隣接しない第２電極ε_２と第４電極ε_４で構成され得る。

【0162】

ここで、供給電極ペア６１０は、第３電極ε_３を除外（ｓｋｉｐ）し、第４電極ε_４で構成され得る。

【0163】

測定電極ペア６２０も、相互間に隣接する第８電極ε_８と第９電極ε_９で構成され得る。

【0164】

一方、電流を注入する方法によって誘起される電圧の最大値と最小値が変わりうる。

【0165】

隣接する２個の電極の間に電流を注入する「０−ｓｋｉｐ」方法では、内部の電流分布が注入電極の間に集中して内部の電圧が電流注入電極から遠ざかるほど早く減少し得る。

【0166】

すぐに隣接する電極の代わりに、その次回の電極を選択する「１−ｓｋｉｐ」方法では、電流を注入する２個の電極間の間隔が増加し得る。

【0167】

これにより、内部の電流が空間的にさらに広がるにつれて、電圧が減少する程度に遅くなり得る。

【0168】

同じ患者において他のすべての条件が同一であるとき、「１−ｓｋｉｐ」は、「０−ｓｋｉｐ」に比べて最大値が増加し、最小値も増加する。この際、最大値の増加幅が最小値の増加幅より大きくて、最大値と最小値との差である電圧の範囲が相対的に増加し得る。

【0169】

このように電圧の範囲が増加すると、定められた雑音に対して区分可能な電圧の数が増加するので、映像の品質を改善することができる。

【0170】

「２−ｓｋｉｐ」や「３−ｓｋｉｐ」などのように電流を注入する２個の電極間の間隔をさらに増やすと、電圧の範囲が増加する効果がさらに大きくなり得る。

【0171】

これは、電流を注入する２個の電極間の間隔が増えると、内部の電流はさらに広がるためである。

【0172】

一方、特定部位の導電率が変わるとき、この変化に対する敏感度を高めることがその変化を高解像度で映像化するのに有利である。すなわち、「０−ｓｋｉｐ」が空間解像度の側面では、最も有利になり得る。

【0173】

図７は、被験者の測定周りの長さによって電流注入ペアを変更する実施形態を説明する図である。

【0174】

より具体的に、図７は、被験者の周りの長さの変化と供給電極ペアの組合せの変化によってチャネルの数と電圧の変化を例示する。

【0175】

データ７００は、被験者の周りが８１ｃｍであるとき、供給電極ペアの組合せを構成する電極が相互隣接する場合を例示する。

【0176】

データ７０１は、被験者の周りが８１ｃｍであるとき、供給電極ペアの組合せを構成する電極の間に一つの電極を除外して構成された場合を例示する。

【0177】

データ７０２は、被験者の周りが１７０ｃｍであるとき、供給電極ペアの組合せを構成する電極が相互隣接する場合を例示する。

【0178】

データ７０３は、被験者の周りが１７０ｃｍであるとき、供給電極ペアの組合せを構成する電極の間に一つの電極を除外して構成された場合を例示する。

【0179】

すなわち、供給電極ペアの組合せを構成する電極の間に一つの電極を除外して構成される場合、チャネルの数および測定電圧範囲が増加し得る。

【0180】

また、被験者の周りが増加する場合、チャネルの数が増加し、電圧測定範囲が減少し得る。

【0181】

図８は、被験者の測定周りの長さによって電流注入ペアの電極組合を変更する実施形態を説明する図である。

【0182】

図８を参照すると、データ８００は、供給電極ペアの組合せが隣接する電極で構成される場合、最大値から最小値を除外した電圧測定範囲に該当し得る。

【0183】

データ８０１は、供給電極ペアの組合せが隣接する電極で構成される場合、最大値に該当し得る。

【0184】

データ８０２は、供給電極ペアの組合せが隣接する電極で構成される場合、最小値に該当し得る。

【0185】

データ８１０は、供給電極ペアの組合せを構成する電極の間に一つの電極を除外して構成された場合、最大値から最小値を除外した電圧測定範囲に該当し得る。

【0186】

データ８１１は、供給電極ペアの組合せを構成する電極の間に一つの電極を除外して構成された場合、最大値に該当し得る。

【0187】

データ８１２は、供給電極ペアの組合せを構成する電極の間に一つの電極を除外して構成された場合、最小値に該当し得る。

【0188】

図９ａは、被験者の測定周りの長さによって電流注入ペアの電極組合を変更する実施形態を説明する図である。

【0189】

より具体的に、図９ａは、被験者の呼吸と供給電極ペアの組合せの変化による測定された電圧とチャネルの数を例示する。

【0190】

図９ａを参照すると、データ９００は、供給電極ペアの組合せが隣接する電極で構成される場合、吸気に該当し得る。

【0191】

データ９０１は、供給電極ペアの組合せが隣接する電極で構成される場合、呼気に該当し得る。

【0192】

データ９１０は、供給電極ペアの組合せを構成する電極の間に一つの電極を除外して構成された場合、吸気に該当し得る。

【0193】

データ９１１は、供給電極ペアの組合せを構成する電極の間に一つの電極を除外して構成された場合、呼気に該当し得る。

【0194】

図９ｂは、被験者の測定周りの長さによって電流注入ペアの電極組合せを変更する実施形態を説明する図である。

【0195】

より具体的に、図９ｂは、被験者の測定周りの変化と供給電極ペアの組合せの変化による測定された電圧とチャネルの数を示すことができる。

【0196】

データ９２０は、被験者の周りが８１ｃｍであるとき、供給電極ペアの組合せを構成する電極が相互隣接する場合を例示する。

【0197】

データ９２１は、被験者の周りが１０６ｃｍであるとき、供給電極ペアの組合せを構成する電極が相互隣接する場合を例示する。

【0198】

データ９２２は、被験者の周りが１７０ｃｍであるとき、供給電極ペアの組合せを構成する電極が相互隣接する場合を例示する。

【0199】

データ９３０は、被験者の周りが８１ｃｍであるとき、供給電極ペアの組合せを構成する電極の間に一つの電極を除外して構成された場合を例示する。

【0200】

データ９３１は、被験者の周りが１０６ｃｍであるとき、供給電極ペアの組合せを構成する電極の間に一つの電極を除外して構成された場合を例示する。

【0201】

データ９３２は、被験者の周りが１７０ｃｍであるとき、供給電極ペアの組合せを構成する電極の間に一つの電極を除外して構成された場合を例示する。

【0202】

図１０は、被験者の測定周りの長さによって電流注入ペアの電極組合せを変更する実施形態を説明する図である。

【0203】

図１０を参照すると、データ１０００は、供給電極ペアの組合せが隣接する電極で構成される場合、最大値から最小値を除外した電圧測定範囲に該当し得る。

【0204】

データ１００１は、供給電極ペアの組合せが隣接する電極で構成される場合、最大値に該当し得る。

【0205】

データ１００２は、供給電極ペアの組合せが隣接する電極で構成される場合、最小値に該当し得る。

【0206】

例えば、供給電極ペアの組合せが隣接する電極で構成される場合は、「０−ｓｋｉｐ」と称され得る。

【0207】

データ１０１０は、供給電極ペアの組合せを構成する電極の間に一つの電極を除外して構成された場合、最大値から最小値を除外した電圧測定範囲に該当し得る。

【0208】

データ１０１１は、供給電極ペアの組合せを構成する電極の間に一つの電極を除外して構成された場合、最大値に該当し得る。

【0209】

データ１０１２は、供給電極ペアの組合せを構成する電極の間に一つの電極を除外して構成された場合、最小値に該当し得る。

【0210】

例えば、供給電極ペアの組合せを構成する電極の間に一つの電極を除外して構成された場合は、「１−ｓｋｉｐ」と称され得る。

【0211】

本発明の一実施形態によれば、電気的物性測定装置は、患者に電極を付着させる部位の周りの長さを測定する。

【0212】

次に、電気的物性測定装置は、測定した周りの長さを使用して与えられたグラフまたは表から測定される電圧の最大値、最小値、そして範囲（最大値−最小値）を推定することができる。ここで、電気的物性測定装置は、「０−ｓｋｉｐ」を使用する。

【0213】

電気的物性測定装置は、電圧の最大値に増幅器利得を乗算すると、システムで使用されたＡＤＣの最大入力電圧になるように増幅器利得を決定することができる。

【0214】

他の実施形態によって電気的物性測定装置は、増幅器利得を使用したとき、測定した周りの長さに該当する電圧の範囲（最大値−最小値）をグラフまたは表から算出することができる。

【0215】

電気的物性測定装置は、使用するＥＩＴシステムの雑音の大きさで上記の電圧の範囲を割って区分可能な電圧の数を計算することができる。

【0216】

電気的物性測定装置は、区分可能な電圧の数を増加させることが必要な場合には、「１−ｓｋｉｐ」を使用する。ただし、電気的物性測定装置は、「１−ｓｋｉｐ」を使用しても区分可能な電圧の数が足りない場合には、「２−ｓｋｉｐ」を使用することができる。

【0217】

一方、電気的物性測定装置は、上記の過程を繰り返して区分可能な電圧の数が確保される最小の「ｓｋｉｐ」を決定することができる。

【0218】

図１１は、被験者の測定周りの長さによって電流注入ペアの電極組合せを変更する実施形態を説明する図である。

【0219】

より具体的に、図１１は、「０−ｓｋｉｐ」および「１−ｓｋｉｐ」で電圧の最大値をＡＤＣの最大入力電圧に合わせるための電圧利得を例示する。

【0220】

データ１１００は、供給電極ペアの組合せが隣接する電極で構成される場合に該当し得る。

【0221】

データ１１０１は、供給電極ペアの組合せを構成する電極の間に一つの電極を除外して構成された場合に該当し得る。

【0222】

図１２は、被験者の測定周りの長さによって電流注入ペアの電極組合せを変更する実施形態を説明する図である。

【0223】

より具体的に、図１２は、「０−ｓｋｉｐ」および「１−ｓｋｉｐ」で周りの長さの増加による区分可能な電圧数の変化を例示する。

【0224】

データ１２００は、供給電極ペアの組合せが隣接する電極で構成される場合に該当し得る。

【0225】

データ１２０１は、供給電極ペアの組合せを構成する電極の間に一つの電極を除外して構成された場合に該当し得る。

【0226】

図１３は、本発明の一実施形態による特定成分抽出およびデータ再構成方法と関連した流れ図を説明する図である。

【0227】

図１３を参照すると、段階１３０１で特定成分抽出およびデータ再構成方法は、被験者の電気的物性を測定することができる。

【0228】

すなわち、特定成分抽出およびデータ再構成方法は、被験者に付着した複数の電極を介して時間経過による被験者に対する複数の電気的物性を測定することができる。

【0229】

段階１３０２で、特定成分抽出およびデータ再構成方法は、ＥＩＴデータを生成することができる。

【0230】

すなわち、特定成分抽出およびデータ再構成方法は、測定された複数の電気的物性の変化に基づいてＥＩＴデータを生成することができる。

【0231】

段階１３０３で、特定成分抽出およびデータ再構成方法は、ＥＩＴデータから特定のパターンデータを抽出することができる。

【0232】

すなわち、特定成分抽出およびデータ再構成方法は、生成されたＥＩＴデータにおける信号対雑音比、ＰＣＡ（Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ）またはＩＣＡ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ）のうちいずれか一つを利用して生成されたＥＩＴデータのエネルギーまたは周波数のうちいずれか一つを分析することができる。

【0233】

また、特定成分抽出およびデータ再構成方法は、分析されたエネルギーまたは周波数による周波数成分を基準として被験者の特定の生理現象から発生した特定成分と関連した特定のパターンデータを抽出することができる。

【0234】

段階１３０４で、特定成分抽出およびデータ再構成方法は、特定のパターンデータを利用してＥＩＴデータを再構成することができる。

【0235】

すなわち、特定成分抽出およびデータ再構成方法は、抽出した特定のパターンデータを利用してあらかじめ生成されたＥＩＴデータを特定成分に相当するＥＩＴデータに再構成することができる。

【0236】

より具体的に、特定成分抽出およびデータ再構成方法は、特定のパターンデータとあらかじめ生成されたＥＩＴデータ間の相対的な電圧変化の大きさの差異を利用してあらかじめ生成されたＥＩＴデータを特定成分に相当するＥＩＴデータに再構成することができる。

【0237】

図１４は、本発明の一実施形態によるＥＩＴ基盤電気的物性の測定方法と関連した流れ図を説明する図である。

【0238】

図１４を参照すると、段階１４０１で、ＥＩＴ基盤電気的物性の測定方法は、被験者の測定部位の周りの長さと測定基準値を比較する。

【0239】

段階１４０２で、ＥＩＴ基盤電気的物性の測定方法は、測定部位の周りの長さが測定基準値より小さいか等しい場合、第１電極と第２電極を供給電極ペアとして決定することができる。ここで、第１電極と第２電極は、相互間に隣接し得る。

【0240】

他方で、ＥＩＴ基盤電気的物性の測定方法は、測定部位の周りの長さが測定基準値より大きい場合、段階１４０３に進める。

【0241】

段階１４０３で、ＥＩＴ基盤電気的物性の測定方法は、被験者の測定部位の周りの長さと測定基準値を比較する。

【0242】

段階１４０４で、ＥＩＴ基盤電気的物性の測定方法は、測定部位の周りの長さが測定基準値より大きい場合、第１電極と第３電極を供給電極ペアとして決定することができる。ここで、第３電極は、第２電極と隣接し、第１電極から一部離れている。

【0243】

一例として、ＥＩＴ基盤電気的物性の測定方法は、段階１４０２〜段階１４０４を繰り返して行って測定部位の周りの長さの変化によって互いに異なる間隔を有する複数の供給電極ペアを決定する段階をさらに含むことができる。

【0244】

実施形態による方法は、多様なコンピュータ手段を通じて行われ得るプログラム命令形態で具現されて、コンピュータ読み取り可能媒体に記録され得る。前記コンピュータ読み取り可能媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独でまたは組み合わせて含むことができる。

【0245】

前記媒体に記録されるプログラム命令は、実施形態のために特別に設計され構成されたものであるか、コンピュータソフトウェア当業者に公知されて使用可能なものでありうる。コンピュータ読み取り可能記録媒体の例には、ハードディスク、フロッピーディスクおよび磁気テープのような磁気媒体（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｅｄｉａ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体（ｏｐｔｉｃａｌ ｍｅｄｉａ）、フロップチカルディスク（ｆｌｏｐｔｉｃａｌ ｄｉｓｋ）のような磁気−光媒体（ｍａｇｎｅｔｏ−ｏｐｔｉｃａｌ ｍｅｄｉａ）、およびロム（ＲＯＭ）、ラム（ＲＡＭ）、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存し実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。

【0246】

プログラム命令の例には、コンパイラにより作られるような機械語コードだけでなく、インタープリタなどを使用してコンピュータにより実行され得る高級言語コードを含む。上記したハードウェア装置は、実施形態の動作を行うために一つ以上のソフトウェアモジュールとして作動するように構成され得、その逆も同様である。

【0247】

以上のように、実施形態がたとえ限定された実施形態と図面により説明されたが、当該技術分野における通常の知識を有する者なら、上記の記載から多様な修正および変形が可能である。例えば、説明された技術が説明された方法と異なる順序で行われたり、および／または説明されたシステム、構造、装置、回路などの構成要素が説明された方法と異なる形態で結合または組合わせられたり、他の構成要素または均等物により代替されたり置換されても、適切な結果が達成され得る。

【0248】

したがって、他の具現、他の実施形態および特許請求範囲と均等なものも、後述する特許請求範囲の範囲に属する。

【符号の説明】

【0249】

１００ ＥＩＴ基盤特定成分抽出およびデータ再構成装置
１１０ 電極部
１２０ 電気的物性測定部
１３０ ＥＩＴデータ生成部
１４０ パターン抽出部
１５０ ＥＩＴデータ再構成部
１６０ 映像復元部

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図3c】

【図3d】

【図3e】

【図3f】

【図3g】

【図4a】

【図4b】

【図5】

【図6a】

【図6b】

【図7】

【図8】

【図9a】

【図9b】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】