"Thermografische inrichting voor het fysisch onderzoek van
<EMI ID=1.1> De uitvinding heeft betrekking op een thermografische inrichting voor het fysische onderzoek van een patiënt door het rechtstreeks meten en analyseren van de thermische stralingspatronen van het lichaam van een patiënt*
Men heeft reeds een aantal jaren thermografische inrichtingen voorgesteld voor het analyseren van de biologi-
<EMI ID=2.1>
de laatste tijd heeft men dergelijke inrichtingen meer in het bijzonder toegepast op de vroege ontdekking van
kanker en meer in het bijzonder van borstkanker bij vrouwe-
<EMI ID=3.1>
stralingspatrcnen van patiënten, hebben recente ontwikkelingen en de toepassing van computers statistische analyses mogelijk gemaakt die een nauwkeurige scheiding mogelijk maken tussen gezonde en eventueel kankerpatiënten. Een bevredigend, op computers gebaseerd stelsel is vollediger omschreven in een artikel in de uitgave van mei 1975 van Radiology, Volume 115, No. 2, op bladzijden 341-347, in een artikel met als titel "Computer Diagnosis of Breast Thermograms" door Marvin C. Ziskin, M.D., et al. Er wordt een thermografische techniek besproken die gebruikmaakt van het fotograferen van het borstgebied en het daarna aflezen van de foto voor het ontwikkelen van een gedigitaliseerd beeldgestel.
Een conventionele, met een gesloten kringloop werkende televisiecamera wordt gebruikt voor het verschaffen van een punt voor punt aflezing van de warmte-omstandigheden, waarbij elk punt wordt gedigitaliseerd. Over het algemeen omvat elke af- <EMI ID=4.1>
slissingsalgoritme maakt gebruik van een statistische standaardtechniek voor discriminatie-analyse, waarbij een statistische standaard wordt bepaald en verschillende vergelijkingen en drempels worden gecontroleerd van waaruit een bepaling van de normale en de abnormale toestand wordt gemaakt. Hoewel deze diagnostische inrichting is ontwikkeld tot op het punt, waarbij praktische resultaten worden verkregen is de beschreven inrichting toch relatief ingewikkeld en kostbaar, waar-
<EMI ID=5.1>
ter gestuurd thermografisch stelsel ernstig wordt beperkt. Over het algemeen zullen slechts relatief grote ziekenhuizen een voldoende gebruiksfactor bezitten voor het rechtvaardigen van de kosten. Er blijft daarom behoefte aan een goedkoop, met een computer werkende, thermogra.fische onderzoek-
<EMI ID=6.1>
De uitvinding betreft in het bijzonder een passieve thermografische analyse-inrichting die betrekkelijk goedkoop is en een rechtstreekse aflezing verschaft van de resultaten van de analyse van het thermografische stralingspatroon van het menselijke lichaam. Over het algemeen worden volgens de uitvinding een groot aantal energiesensoren, zoals infraroodstraling, in een dichtbij elkaar liggende opstelling bevestigd voor het produceren van een groot aantal metingen van de uitgerichte gebieden van het lichaam. De sensoropstelling is in een instelbare drager bevestigd teneinde de ruimtelijke plaatsing van de opstelling naar gelang de afzonderlijke patiënt mogelijk te maken.
Het grote aantal sensoren wordt gelijktijdig of in volgorde afgelezen voor het ontwikkelen van gereateerde analoge signalen die in geschikte digitale vorm worden omgezet en in een geheugenmiddel worden opgeslagen voor verwerking. Hoewel elk geschikt stelsel met harde bedrading zal kunnen worden toegepast, wordt bij voorkeur een microprocessor gebruikt voor het verwerken van het grote aantal signalen volgens bepaalde patroonherkenningsprogramma's voor het rechtstreeks verschaffen van een geautomatiseerde diagnose van het menselijke stralingspatroon. Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt de instrumentanalyse gereduceerd tot een gecodeerde uitlezing, zoals een numerieke uitlezing die op geschikte wijze is gecodeerd voor een bepaalde toestand.
Tijdens de werking stapt de patiënt hierdoor slechts aan de voorzijde van de aflees-opstellinginrichting, die op snelle en praktische ogenblikkelijke wijze de uitgerichte borsten afleest en digitale getallen ontwikkelt die verwerkt worden door statistische patroon-
<EMI ID=7.1>
zijn beschreven.
Volgens een voorkeurs-en bijzonder nieuwe inrichting wordt een paar afzonderlijke afleesopstellingen verschaft die elk een matrix met warmtegevoelige sensorelementen, <EMI ID=8.1>
welke evenredig is met de temperatuur van de thermozuilverbinding, en bijbehorende optische inrichtingen voor het verzamelen van de infraroodstraling in het uitgerichte gebied en het concentreren van deze energie op de sensorvoelelementen. Bovendien zijn een of meer sensorelementen geplaatst tussen de twee opstellingen voor het ontwikkelen van een referentietemperatuur waarmede de uitgangsgetallen van
de opstelling worden vergeleken. De twee opstellingen zijn bevestigd voor afzonderlijke vertikale plaatsing en voor
de relatieve horizontale plaatsing voor uitrichting met verschillende patiënten.
<EMI ID=9.1>
lijke toegepast die een zeer snelle responsie bezitten op de- energie-ingang, waarbij de uitgangsgetallen gelijktijdig of in volgorde op zeer eenvoudige wijze kunnen worden opgeslagen voor latere analyse in een aanwezig instrument met
<EMI ID=10.1>
De uitvinding verschaft hierdoor een eenvoudig, been
trouwbaar betrekkelijk goedkoop thermografisch stelsel of instrument voor het rechtstreeks produceren van een gecodeerde uitgang die een aanwijzing levert van de beschouwde condities. De uitvinding verschaft hierdoor een goedkoop afleesinstrument voor borstkanker en dergelijke.
<EMI ID=11.1>
de hand van de bijgaande tekening van enke-le uitvoeringavoorbeelden.
Figuur 1 is een vooraanzicht van de afleesinrichting en de daarmede samenwerkende dataverwerkings-regeleenheid volgens de uitvinding. Figuur 2 is een vergrote vertikale doorsnede over een opstellingseenheid volgens figuur 1. Figuur 3 is een achteraanzicht van de inrichting volgens figuur 1.en toont een geschikte positioneerinrichting. Figuur 4 is een gedeeltelijk vergroot aanzicht van een gedeelte van figuur 1 voor het duidelijk weergeven van
de bijzonderheden van het warmtesensorsamenstel.
Figuur 5 is een gedeeltelijke vertikale doorsnede in hoofdzaak over de lijn 5-5 in figuur 4. Figuren 6 en 7 zijn een schematische elektronische schakeling die gebruik wordt voor de multiplexbewerking, het versterken en verwerken van de uitgang van de sensoropstellingen weergegeven in de figuren 1-5.
In de tekening en in het bijzonder in de figuren
1-3 is een thermografische diagnose-inrichting voor borstkanker weergegeven, voorzien van een borstafleeseenheid 1
die bestemd is om in een relatief vast verband ten opzichte van een patiënt 2 te worden bevestigd. De inrichting omvat een eerste en een soortgelijke tweede warmtemeet-opstellingseenheid 3 en 4 die instelbaar zijn bevestigd voor de selectieve
en nauwkeurige uitrichting met de borst van de patiënt 2.
Elke opstellingseenheid 3 en 4 omvat een gekozen matrix
of aanbrenging van afzonderlijke, soortgelijke, temperatuurs-gevoelige samenstellen 5, zoals samenstellen die gevoelig zijn voor de infraroodstraling van het lichaam van de patiënt en in het bijzonder gevoelig zijn voor het uitgerichte gedeelte van de borsten, zoals vollediger in het
<EMI ID=12.1>
samenstel 5a is tussen de opstellingseenheden 3 en 4 geplaatst. De uitgang van de afleeseenheid 1 is door een geschikte kracht-en signaalkabel 6 gekoppeld met een analyse-en afbeeldingsmodul 7. Bij een voorkeursuitvoeringsvorm is het modul 7 een op een microprocessor gebaseerd stelsel, zoals vollediger is weergegeven in de figuren
6 en 7 en in het onderstaande wordt besproken. Over het algemeen omvat het modul 7 middelen voor het omzetten van de uitgang van het afzonderlijke sensorsamenstel 5 in een geschikt digitaal getal, dat vervolgens door het modul 7 wordt verwerkt met behulp van een reeks patroonherkennings.programma teneinde een positieve of negatieve kankerdiagnose tot stand te brengen. De uitgang van de analyse wordt op digitale wijze weergegeven op een numerieke aflezing 8 aan de voorzijde van het modul 7. Een significante factor bij de analyse is de leeftijd van de patiënt. Een numeriek ingangsmiddel, dat zoals weergegeven een
<EMI ID=13.1>
tijd aangebracht. Andere gebruikelijke besturingsorganen, zoals een vermogensschakelaar knop 10 en een aan-uit lamp
11 en dergelijke kunnen eveneens worden aangezet. Een start-terugstel toets 12 is aangebracht voor het inleiden van een diagnostische cyclus.
Tijdens de werking van de inrichting wordt de patiënt 2 geplaatst voor de afleesinrichting 1. De afleesopstellingseenheden 3 en 4 worden op de juiste wijze geplaatst ten opzichte van de bepaalde patiënt. De starttoets 12 wordt bedieud en het warmtestralingspatroon van de rechter-en de linkerborst evenals de temperatuur vau het middengebied 13 tussen de twee borsten wordt uitgelezen. De uitgang van
de opstellingseenheden 3 en 4 is een overeenkomstige reeks
<EMI ID=14.1>
houden met de gemiddelde temperatuur van de borstgedeelten
die zijn uitgericht met de temperatuursgevoelige samenstellen 5. De met de temperatuur verbandhoudende spanningen worden in digitale vorm omgezet en vervolgens verwerkt
door de microprocessor via het patroonherkenningsprogramma voor het leveren van de positieve of negatieve borstkankerdiagnose. De processor is geprogrammeerd voor het rechtstreeks met een numerieke aflezing op het beeldscherm 8
van het computermodul 7 aangeven van een indicatie van de normale of de abnormale toestand. Deze aflezing kan eveneens de graad van zekerheid van de diagnose aangeven.
Meer in het bijzonder omvat bij de weergegeven uitvoeringsvorm van de uitvinding de afleesinrichting 1 een rechthoekig gestel 14 waarin de eenheden 3 en 4 zijn bevestigd. Elk van de opstellingseenheden 3 en 4 omvat een 8 x 8 matrix van temperatuur gevoelige samenstellen 5. De samenstellen 5 <EMI ID=15.1>
van een vierkante matrix, hoewel vanzelfsprekend elke andere matrixopstelling kan worden toegepast. Elke eenheid 3 en 4 is op soortgelijke wijze opgebouwd en omvat een
<EMI ID=16.1>
zontale verplaatsing, zoals het duidelijkste is weergegeven in figuren 1 en 3. Aan de opstellingseenheid 4 is een vertikaal gerichte positioneerbout of-schacht 16 roteerbaar ondersteund binnen de bovenden onderbenen
<EMI ID=17.1>
gedeelte 13 dat op de schroefschacht 16 is geschroefd. Een handwiel 19 is bevestigd aan het boveneinde van de bout 16 voor de vertikale positionering van de plaat 17. Het paneel 15 is zoals met schroeven 21 bevestigd aan een schuifblok 20, Het blok 20 is aangebracht in een uitsparingsopening 22 in de draagplaat 17. Het blok 20 omvat een schroefopening, weergegeven als een moer 23, voor het opnemen van een zijdelings geplaatste schroefschacht
<EMI ID=18.1>
legerd in de plaat 17. De rotatie van de schacht 24 veroorzaakt daardoor de zijdelingse positionering van het blok 20 en de bevestigde opstellingseenheid 4 in de rechthoekige opening 22. Een handwiel 25 maakt het gemakkelijk horizontaal positioneren mogelijk van de eenheid 4. De opstellingseenheid 3 is op soortgelijke wijze ondersteund voor de vertikale en horizontale positionering, waarbij overeenkomstige elementen worden aangeduid met overeen-komstige getallen die van een accent zijn voorzien.
Bovendien is een referentieceleenheid 26, welke uit een enkel samenstel 5 kan bestaan, aangebracht tussen de opstellingseenheden 3 en 4. De plaatsing van de eenheid 26 is niet kritisch en de eenheid 26 kan op doelmatige wijze worden bevestigd aan of wel de eenheid 3 of de eenheid 4 voor de relatieve beweging daarmede, of aan het gestel
14 en kan de instelling mogelijk maken bij het positioneren ten opzichte van de eenheid 3 en/of 4. De eenheid 26 is voor illustratieve doeleinden weergegeven als bevestigd aan de eenheid 4.
Elke andere instelbare positionering kan worden
<EMI ID=19.1>
die vanzelfsprekend soortgelijke of andere middelen kunnen omvatten voor de individuele vertikale en horizontale
<EMI ID=20.1>
Zoals tevoren werd opgemerkt is elk van de weergegeven opstellingseenheden 3 en 4 op soortgelijke wijze geconstrueerd en elk daarvan draagt op soortgelijke wijze inviduele sensorsamenstellen 5, waarvan een voorkeursuit-
<EMI ID=21.1>
Het samenstel 5 omvat een warmtegevoelig element ofgevoelige inrichting 27 dat een betrekkelijk klein, kompakt element is met een diameter die kleiner is dan het door
<EMI ID=22.1> <EMI ID=23.1>
van hot type S 15 vervaardigd en in de handel gebracht door Sensors, Inc. De S 15 inrichting is een thermozuilconstructie met een dunne foelie en een groot aantal verbindingen voorzien van een blootgesteld werkzaam gebied 28 aan het ene einde. De inrichting 27 omvat over het algemeen een cylindrisch huis 29 met een diameter van ongeveer een halve inch of 10 mm en heeft een paar positieve en negatieve verbindingsgeleiders 30 en 31 en een manteldraagdraad 32 die bevestigd is aan de buitenzijde of het voetstuk van het huis. Het werkzame gebied 28 is blootges teld door een opening in het tegenovergestelde einde van het huis 29 en is in de orde
<EMI ID=24.1>
sensor in een dergelijke eenheid is over het algemeen opgebouwd op de wijze die vollediger is weergegeven in het Amerikaanse octrooischrift 3.175.288.
Zoals het duidelijkste in figuur 5 is weergegeven is de sensor bevestigd met het werkzame oppervlak 28 naar het paneel 15 gekeerd, door het terugbuigen van de drie geleiders 30-32 om de buitenzijde van de mantel 29. De geleiders 30-32 zijn op geschikte wijze bevestigd aan penelementen 33 die in het opstellingspaneel 15 zijn ingebed. De positieve en negatieve geleiders 30 en 31 zijn bevestigd aan de klempennen 33 die zich door het paneel 15 uitstrekken waarbij de tegenovergestelde einden onderling zijn verbonden met de schakelinggeleiders 34 voor het aansluiten van de thermozuil 28 in de geschikte schakeling, zoals hierna zal worden beschreven.
Het werkzame gebied 28 is uitgericht met het middelpunt van een kleine, convexe spiegel 35 die is bevestigd aan of stevig is vastgehecht aan het paneel 15 door een geschikt hechtmiddel 36 of dergelijke. De spiegel 35 is
in hoofdzaak groter dan het meetelement 27 en verzamelt de infrarode straling van het uitgerichte borstgedeelte en concentreert deze energie op het werkzame gebied 28 van het
<EMI ID=25.1>
een spanning die evenredig is met de gemiddelde temperatuur van het uitgerichte gedeelte van de borst.
De spiegel kan zijn vervaardigd uit een geschikt acrylmateriaal met een sterk gepolijst spiegelvlak voor
<EMI ID=26.1>
gebied 28. Dergelijke spiegelinrichtingen kunnen gemakkelijk door de deskundigen worden verschaft en er zal geen verdere beschrijving van worden gegeven.
De uitgang van de verschillende meetsamenstellen 5 en 5a zijn afzonderlijk verbonden met het modul 7 via elk
<EMI ID=27.1>
zijn aangebracht aan het ondereinde van de schakelingpanelen 15. Hierdoor verbindt bij de weergegeven uitvoeringsvorm van de uitvinding een geschikte, meervoudige geleiderkabelstrook 39 het klemmiddel 38 met een koppelings-raakvlakschakelingmiddel 40 aan het ondereinde van het schakelingpaneel 15 van de eenheid 4, waarbij het klemmiddel 37 -van de eenheid 4 de verbinding verzorgt met het middel 40.
De uitgang is door een kabel 6, die eveneens een meervoudige geleiderverbindingsstrook is, verbonden met het computermodul 7.
Het computermodul 7 kan van elke geschikte constructie zijn en in figuur 6 is een voorkeursconstructie weergegeven, teneinde de uitvinding duidelijk te kunnen omschrijven.
Met bijzondere verwijzing naar figuur 6, de afzonderlijke sensoren zijn zoals is weergegeven verdeeld in groepen van 16, waarbij elke groep is gekoppeld met een afzonderlijk
16 x 1 multiplexschakelingpaneel 41. De meetsamenstellen
5 produceren daardoor acht verschillende schakelingen 41, waarbij de acht uitgangsleidingen 42 zijn aangesloten ald
<EMI ID=28.1>
plexeenheid 41 is op soortgelijke wijze opgebouwd met geschikte adreslijnen 44 voor het adresseren van een bepaald
<EMI ID=29.1>
via de nultiplexeenheid 41 naar de multiplexeenheid 43,
die op soortgelijke wijze ingangsadreslijnen 45 heeft voor het koppelen van de lijnen 42 in volgorde met een uitgangslijn 46.
Elk van de signalen wordt op geschikte wijze gevormd
en versterkt in een geschikte versterker-schakeling of-eenheid
47, die gemakkelijk en in de handel verkrijgbaar is. De weergegeven schakeling omvat een paar in cascade werkende versterkers, waarvan de eerste een versprongen netwerk 47a omvat. Het versterkte spanningssignaal wordt aangelegd op een analoog naar digitaal omvormer 48 die elk analoog signaal omvormt in een geschikt meervoudig bit binair getal of woord dat geschikt is voor verwerking in een geschikte microprocessor. De opvolgende analoog naar digitaal omzetter 48 van het benaderingstype is van elke geschikte constructie en is weergegeven als een algemeen bekende chip met een terugkoppelingsschakeling 48a van gebruikelijke constructie. Geschikte start-en klokingangsregelingen vanaf de computer maken mogel j jk dat de analoog naar di-
<EMI ID=30.1>
De weergegeven microprocessor 50 omvat een centrale verwerkingseenheid (CPU) 51 weergegeven als de algemeen bekende MSC 6502 chip vervaardigd en in de handel gebracht door MOS Technology, Inc. Het microprocessorstelsel 50
<EMI ID=31.1>
regel-en de warmtediagnostische programma's zijn opgeslagen en een willekeurig toegangsgeheugen 53 voor het opslaan en het verwerken van de spanningssignalen in overeenstemming met de programma's. Het weergegeven processorstelsel 50 omvat hierdoor een stel processor en stelselregellijnen voor het inleiden en de volgorde bewerking van het stelsel en voor het synchroniseren van de verschillende
<EMI ID=32.1> is gekoppeld de databus aandrijvers 55 met de data-ingangen voor het omzetten en ontvangen van de data naar en van de geheugens 52, 53, en de I/O componenten, zoals de A/D
<EMI ID=33.1>
invoeren van de leefti jd en de aflees-of afbeeldingseenheden 8. De databus 54 is een acht lijnsbus voor het over-
<EMI ID=34.1>
processoreenheid 41 een stel adreslijnen, welke bij de weergegeven uitvoeringsvorm 16 afzonderlijke adreslijnen omvatten. De adreslijnen zijn via geschikte busaandrijvers
<EMI ID=35.1>
schikte wijze adresseren van de verschillende inrichtingen tijdens de verwerkingscyclus.
De processoreenheid 51 omvat regellijnen 58 die
via geschikte logische schakelingen zijn gekoppeld voor het in volgorde afwerken van de verschillende procedures en in het bijzonder voor het aflezen van de sensoren, het verwerken van deze signalen, het opslaan van de verwerkte signalen en het daarna berekenen van de verschillende parameters waaruit de numerieke afbeeldingswaarde wordt berekend en afgebeeld.
De start-'of terugzettoets 12 regelt de schakelaar 60 die.verbonden is in een pulsschakeling 61 voor het signaleren van de regellijnen 58 welke een terugstellijn 6/a omvatten voor het terugstellen van de processor 51 voor
het starten van een verwerkingscyclus vanaf de eerste instructie in het geheugen 52.
Het uitsluitend leesgeheugen (ROM) 52 is weergegeven als een wisbaar, uitsluitend leesgeheugen waarin het programma is opgeslagen voor het regelen van het stelsel.
Het geheugen 52 omvat een aantal 2708 chips 62 die verbonden
<EMI ID=36.1>
bufferaandrijvers 63,. weergegeven als 8796 chips. De verschillende chips 2708 zijn eveneens gekoppeld met de
<EMI ID=37.1>
aandrijvers 64, hier weergegeven als 8795 bufferchips. Een chipkiesdecodeerder 65, weergegeven als een 74 LS 138 chip, omvat acht uitgangskeuze lijnen 66, die elk zijn verbonden met de 8 ROM 2708 chips. De decodeerder 65 omvat drie adresingangen die verbonden zijn met de adreslijnen 10, 11 en 12 van de adresbus 57 en een andere ingang die "gecodeerd" is
<EMI ID=38.1>
een 74 LS 10 chip. De verschillende ingangen worden gedecodeerd door de decordeerder 65 om selectief een van de
2708 chips van het ROM 52 in te schakelen. De uitgang van
de NAND poort 67 is eveneens verbonden door een signaallijn 68 voor het inschakelen van de bufferaandrijvers 63 en
64 die geschakeld zijn tussen de ROM ingangen en de ROM adres-en databussen 54 en 57 om de bijbehorende aandrijvers in te schakelen, wanneer het ROM geheugen is gekozen voor
de verbinding met de processor.
Het RAM geheugen 53 is weergegeven als voorzien van acht AM 914 OE chips 69 met adreslijnen 7 die gekoppeld
zijn met de adresbus 57 en in het bijzonder de lijnen "0-11". Een logische keuze schakeling 71 omvat een NAND poort 72 <EMI ID=39.1>
die verbonden is met de uitgang van de NAND poort 72 en de adreslijn 13. De chips 69 omvatten de gebruikelijke regel-
<EMI ID=40.1>
met de databus 54 door een paar twee richtings-bufferaandrijvers 74, eveneens weergegeven als 8 T 28 chips.
Volgens figuur 6 is de data raakvlakeenheid 49 weergegeven als een bekende MCS 6520 chip die een aantal regellijnen 75 omvat welke gekoppeld zijn met de bijbehorende lijnen en de volgorde regeling van de microprocessor
51 zoals hierna zal worden beschreven. De raakvlakeenheid
49 omvat een aantal raakvlaklijnen, waaronder een groep
of stel van 8 data ingangslijnen 76 en regellijnen 77 die zijn aangesloten op de A/D omzetter 48 voor het aktiveren van deze laatstgenoemde en het uitlezen van de omgezette binaire getallen. De raakvlakeenheid 49 omvat een groep of stel multiplex adreslijnen 78 en 79 die de multiplex keuze adreslijnen bepalen en verbonden zijn met de ingangslijnen
44 en 45 van de multiplex eenheden 41 en 43. Een aandri jver
80, weergegeven als een 8 T 95 chip, is weergegeven als koppeling tussen de multiplex adreslijnen 78 naar de multiplex eenheid 41. Tenslotte omvat de raakvlakeenheid 49 de twee richtingsingangslijnen die gekoppeld zijn voor het ontvangen en overdragen van data aan de microprocessorstelsel-databus 54 door geschikte bufferaandrijvers 81.
De gedigitaliseerde sensorspanningssignalen worden aldus afgelezen door de processoreenheid 51 en opgeslagen in de RAM geheugen eenheid 53' <EMI ID=41.1>
de verschillende componenten in door het adresseren van een kiesdecodeerder 81, weergegeven als een 7442 chip, voorzien
<EMI ID=42.1>
en tezamen met de lees/schrijfregellijn van de lijnen 75
is aangesloten door een logische schakeling 84 voor het inschakelen van de aandrijvers 81.
De leeftijd van de patiënt wordt ingevoerd door het gebruiken van een paar gebruikelijke serie 300 digitaalschakelaars 85 welke kunnen worden ingesteld door duimwielen 9, met 10 instelstanden welke een uitgangsgetal in BCD verschaffen. Het paar aangebrachte schakelaars omvat een zeer significant getal en een minder significant getal.
De binaire uitgangssignalen van deze schakelaars zijn
door een paar buffers 86 verbonden met de databus 54. De buffers 86 zijn weergegeven als 8 T 09 chips waarvan de inschakelingangen zijn verbonden met de tweede uitgang
van de lijnen 83 van de decodeerder 82.
De afbeeldingseenheid 8 omvat vier 7 segments LED eenheden 87. De grendeleenheden 88 verbinden de segmentingangslijnen met de databus 54. De grendeleenheden 88
<EMI ID=43.1>
vierde uitgangslijn van de adresdecodeerder 82.
Tijdens het gebruik wordt de patiënt voor de opstel- <EMI ID=44.1>
horizontale richting juist met de patiënt worden uitgericht. De werking van het stelsel wordt ingeleid door het bedienen van de start-of terugstelschakelaar 60. De processor 51 stelt terug naar het inleidende of startprogramma-adres
van het geprogrammeerde ROM geheugen 52 dat de gebruikelijke huishoudroutine levert voor het inleiden van alle noodzakelijke elementen. Het programma gaat daarna voort met het
in volgorde uitlezen van het totaal van de 129 sensorsamenstellen 5 en 51, 64 sensoren voor elk van de borstafleeseenheden en het referentiesensorsamenstel 5a voor
het bepalen van de referentietemperatuur in het gebied tussen de borsten. Elke sensorspanning, die rechtstreeks evenredig is met de gemiddelde temperatuur van het borstgedeelte uitgericht met de spiegel 35, wordt in volgorde uitgelezen door het multiplex stelsel en gedigitaliseerd door de A/D omzetter 48. De getallen worden door de processor 51 omgezet in een BCD getal dat in het RAM geheugen 53 wordt opgeslagen. De getallen worden bij voorkeur opgeslagen in twee drijvende opstellingen, aangeduid als de linker-en rechteropstelling.,Volgens bekende conventies kan het getal met drijvende bestaan
uit de vijf binaire bytes, waarbij de eerste byte het
meest significante bit aangeeft, terwijl de tweede, derde en vierde bytes de mantisse getallen geven van de BCD cijfers en het vijfde byte de exponent omvat. Elk kommagetal en referentietemperatuursgetal wordt zodanig door de processor 51 ingesteld, dat het interval van ingangswaarden ligt tussen 0 en 511, en daarna het 511e complement van
<EMI ID=45.1>
punt aan, terwijl een waarde "511" een punt aangeeft dat koud is. Elk temperatuurspunt in.een opstelling wordt als koud beschouwd wanneer zijn temperatuursgetal groter is
dan de referentietemperatuur en als koud wanneer zijn temperatuursjetal kleiner is dan het referentietemperatuursgetal. Het totale temperatuurspatroon wordt snel bepaald en opgeslagen als een patroon van cijfergetallen in het geheugen
53 gedurende een betrekkelijk korte tijdsperiode en in
het bijzonder met een tamelijk goedkope: en betrouwbare afleesinrichting.
Na het opslaan van alle gegevens voert de microprocessor een reeks patroonherkenningsprogramma's uit voor
het ontwikkelen van een automatische diagnose, en tenslotte voor het in numerieke vorm afbeelden van het resul-
<EMI ID=46.1>
beeldscherm.
Over het algemeen kan de uitvinding verschillende individuele parameters toepassen die vollediger zijn ontwikkeld in het hierboven aangehaalde Ziskin artikel, waarvan een tabel hieronder is overgenomen:
Tabel 1: elementaire kenmerken
<EMI ID=47.1>
<EMI ID=48.1>
<EMI ID=49.1>
De bovenstaande parameters zijn elementaire parameters die gebaseerd zijn op de hierboven aangeduide artikelen waaruit verschillende analysen en vergelijkingen
zijn ontwikkeld, zoals in het onderstaande naar zijn ontwikkeld, voor het produceren van een geschikte aanwijzing voor de eventuele aanwezigheid van borstkanker.
De elementaire kenmerken of parameters van de bovenstaande tabel worden berekend met geschikte verwerkingsalgoritmen voor elk van deze parameters, zoals de onderstaande, welke parameters soortgelijk zi jn aan die welke door Ziskin zijn beschreven en een geschikt programma voor
de verwerking daarvan kan door een deskundige worden opgesteld, met gebruikmaking van het Kim Math handboek dat de bij 6502 microprocessor wordt geleverd.
Warmste coSrdinaat links (P8) Deze parameter geeft de temperatuur aan -van de warmste enkele coördinaat
aan de linkerzijde. De processor is geprogrammeerd voor het doorzoeken van let linkeropstellingsgeheugen voor de minimumwaa�de. Het adres van de linkeropstelling wordt in-
<EMI ID=50.1>
opstelling wordt in het RY register gebracht door gebruikmaking van de Kimath procedure PLOADY en het tweede
getal wordt in het RX register gebracht door gebruikmaking van de Kimath procedure PLOADX. De ADD procedure wordt opgeroepen voor het vergelijken van de twee organen en
de kleinste absolute waarde bij terugkeer wordt in het
RY register geplaatst. De rest van de getallen in de op-
<EMI ID=51.1>
Wanneer alle 64 getallen zijn vergeleken heeft het RY register het kleinste aantal in de opstelling, dat gecopieerd wordt in let RZ register. De Kimath procedure PSTRES wordt gebruikt voor het opslaan van het getal uit
<EMI ID=52.1>
ook de omzetting vanuit het berekeningsformaat van RZ
(18 bytes) in het compacte formaat van P8 (5 bytes). Het algoritme voor de linkerzijde is P8 = Min. LST (i), i = 0 tot 63.
Warmste coordinaat rechts (P9) Deze parameter wordt
op soortgelijke wijze gevonden door het doorzoeken van de rechter (RST) opstelling.
Symmetrie parameters (P10, P11) Deze twee parameters meten de symmetrie van de relatieve anatomische plaats van
de warmste coördinaten aan de twee borsten. P10 is de horizontale verschuiving terwijl P11 de vertikale verschuiving
<EMI ID=53.1>
dinaat links en LHGR(1) is de plaats van de warmste coördinaat rechts. Ook worden de volgende belangrijke variabelen berekend:
<EMI ID=54.1>
RL is het tijgetal van de warmste coórdinaat rechts en
wordt gevonden door het met 3 bits naar rechts verplaatsen
<EMI ID=55.1>
wordt gevonden door het met 3 bits naar rechts verplaatsen van LHRG ( 1 ) .
Deze vier variabelen voor de 8 x 8 matrix hebben
<EMI ID=56.1>
met het volgende algoritme berekend:
<EMI ID=57.1>
De parameter P10 heeft een interval van O tot 14 terwijl de parameter P11 een interval van O tot 7 heeft.
Areolare temperatuur aan de linker en rechterzijden
<EMI ID=58.1>
soortgelijke wijze berekend als de parameters (P26)en (P27) De gemiddelde temperatuur is die van alle 64 coördinaten aan de respectieve zijde.
Het algoritme voor de linkerzijde is
<EMI ID=59.1>
Warmste gebied links en rechts (P12, P13)
P12 wordt bepaald door het warmste stel verbonden coördinaten links. Hij wordt berekend door het opzoeken van de minimum verhouding (maximum temperaturen) van de
som van alle verbonden coördinaten in een gebied gedeeld door het aantal warme punten in het gebied. Nadat het hieronder gegeven verbindingsalgoritme voor de linkerzijde wordt toegepast, wordt het gegeven door MTEMP (5). MTEMP wordt gecopieerd naar P12. De parameter (P13) voor de rechterzijde wordt daarna op soortgelijke wijze bepaald en opgeslagen in P13.
Verbindingsalgoritme: Het verbindingsalgoritme wordt gebruikt voor het vinden van verschillende warme gebieden aan de respectieve zijden. Een warm gebied wordt gedefinieerd
<EMI ID=60.1>
welke slechts door warme coördinaten verloopt.
Ten eerste wordt een dummy procedure ontwikkeld met de procedure GDARR. De dummy opstelling die wordt aangeduid
<EMI ID=61.1>
geslagen in de bijbehorende SDA plaats. Anders wordt x"80" opgeslagen wat aanduidt dat het punt warm is. Er zijn
maar 64 geldige punten in de SDA opstelling die overeenkomen met de LST of RST opstellingen dat wil zeggen, 11-19,
<EMI ID=62.1>
andere punten van 0 tot 99 zijn slechts dummy punten en worden als koud beschouwd.
Verbindingsalgoritme: De SDA opstelling wordt doorzocht/uitgelezen vanaf 0 tot 99 voor een warm punt. De grens van het eerste warme punt wordt berekend met de procedure
<EMI ID=63.1>
de volgende opstelling:
<EMI ID=64.1>
<EMI ID=65.1>
<EMI ID=66.1>
waarin SDA i = 0 wanneer hij warm is en = 1 wanneer hij
<EMI ID=67.1>
Alle andere punten in de SDA opstelling worden uitgelezen en de grenzen van andere warme punten die onmiddellijk aangrenzend zijn van het eerste punt worden berekend. Daar de SDA opstelling werd uitgelezen met de volgorde
<EMI ID=68.1>
geven punten in het gebied, waardoor een aantal doorgangen door de SDA opstelling wordt gemaakt totdat er geen buren meer voor dat gebied worden gevonden. Alle punten die
<EMI ID=69.1>
<EMI ID=70.1>
dat er geen conflict bestaat met aanwijsbare punten (s"80"). De hogere P2/Q verhouding en de laagste P2/Q verhouding wordt gehandhaafd door het vergelijken van nieuwe waarden voor elk gebied met de'eerdere maximum en minimum waarden
(P24 en P25). Wanneer het verbindingsalgoritme voor zowel de linker als de rechterzijde wordt toegepast, hebben P24 en P25 de maximum respectieve de minimum P2/A verhouding.
<EMI ID=71.1>
Deze parameter is gelijk aan het aantal warme coördinaten aan de respectieve zijden. Het aantal warme coördinaten
aan elke zijde wordt berekend door het tellen van het aantal warme punten in de SDA opstelling. Alle punten in de SDA <EMI ID=72.1>
Ook de som van alle warme punttemperatuur wordt geaccumuleerd in STEMP(5).
Gemiddelde temperatuur van de warme gebieden links
<EMI ID=73.1>
van het gehele warme gebied aan de linkerzijde. Hij wordt berekend door het delen van STEMP(5) door de parameter
<EMI ID=74.1>
verbindingsalgoritme voor de linkerzijde is toegepast. Nadat alle elementaire kenmerken die in de bovenstaande tabel zijn opgesomd zijn berekend en de resultaten in het geheugen zijn opgeslagen wordt de berekening van de samengestelde parameters rechtstreeks ontwikkeld. Bij deze uitvoeringsvorm van de uitvinding worden dertien samengestelde parameters overeenkomende met de gekozen parameters volgens het Ziskin artikel als volgt gebruikt:
<EMI ID=75.1>
<EMI ID=76.1>
Evenals in het artikel wordt behalve deze samengestelde parameters de leeftijd van de patiënt als parameter ingevoerd. Zoals in het artikel i3 opgemerkt kunnen ook andere parameters worden ontwikkeld en toegepast.
Hierdoor wordt met alle beschikbare parameters het gecombineerde effect van deze parameters gesommeerd in een geschikt programma van patroonherkenning voor het stellen van de positieve of negatieve borstkankerdiagnose. De numeriek gerelateerde toestand of het toestandsgetal
(z) wordt berekend gebaseerd op het gecombineerde effect van de 13 samengestelde parameters. Het algoritme is
<EMI ID=77.1>
i=1
elke parameter zijn toegewezen. De waarde van deze gebruikte gewichten is :
<EMI ID=78.1>
Het bovenstaande Z-waarde programma is een rechtstreeks routine programma dat gemakkelijk door de deskundigen
kan worden ontwikkeld. De Z-waarde of getal wordt berekend met betrekking tot het getal 500 in overeenstemming met
de eerdere getalmanipulatie en als resultaat worden slechts positieve waarden verkregen. Deze waarde zal een getal zijn dat varieert van 0 tot 160. Voor het afbeelden van de A-waarde wordt de exponent Z + 4 eerst gecontroleerd
<EMI ID=79.1>
het geval is worden de twee meest significante cijfers afgebeeld uit de Z + 1 en de twee minst significante ci jfers worden afgebeeld uit Z + 2. Wanneer de exponent Z + 4
geen 2 is, maar 1 of O, worden de Z + 1 en de Z + 2 bytes
<EMI ID=80.1>
daarna afgebeeld. De processor 51 is hierdoor geprogrammeerd voor het eerst bepalen van het af te beelden getal en daarna wordt het Led beeldscherm 8 geadresseerd voor het afbeelden van het geschikte cijfergetal. De afbeelding is een getal dat rechtstreeks verbandhoudt met het diagnostische resultaat waardoor een betrouwbare aanwijzing wordt gegeven van de positieve en de negatieve kankerdiagnose. Het meervoudige cijfergetal wordt gebruikt om niet alleen de positieve of negatieve resultaten aan te geven maar ook de mate van zekerheid van de diagnose, daar vele diagnoses geen definitief ja of nee zi jn maar verschillende graden
van waarschijnlijkheid hebben.
Alle componenten die in het fysiologisch-diagnostisch instrument volgens de uitvinding worden toegepast, zoals
in de bovenstaande uitvoeringsvorm zijn beschreven, zijn momenteel in de handel verkrijgbaar. De bouw van het apparaat vereist geen ongewone of ingewikkelde constructies.
De weergegeven uitvoeringsvorm van de uitvinding verschaft hierdoor een zeer bevredigend apparaat dat gebaseerd is
op bewezen analyseprogramma's welke een zeer betrouwbaar onderzoekingsresultaat leveren.
Hoewel bij de weergegeven uitvoeringsvorm van de uitvinding gebruik wordt gemaakt van infrarood straling
die door het oppervlak van de patiënt wordt uitgezonden,
<EMI ID=81.1>
<EMI ID=82.1>
"Thermographic device for the physical examination of
<EMI ID = 1.1> The invention relates to a thermographic device for the physical examination of a patient by directly measuring and analyzing the thermal radiation patterns of a patient's body.
For a number of years now, thermographic devices have been proposed for analyzing biology.
<EMI ID = 2.1>
in recent times, such devices have been applied more particularly to the early discovery of
cancer and more particularly of breast cancer in women
<EMI ID = 3.1>
radiation patterns of patients, recent advances and the application of computers have enabled statistical analyzes that allow an accurate separation between healthy and possibly cancerous patients. A satisfactory computer-based system is more fully described in an article in the May 1975 issue of Radiology, Volume 115, No. 2, at pages 341-347, in an article entitled "Computer Diagnosis of Breast Thermograms" by Marvin C. Ziskin, MD, et al. Discusses a thermographic technique that employs photographing the breast area and then reading it. of the photograph to develop a digitized image frame.
A conventional closed loop television camera is used to provide a point by point reading of the heat conditions, digitizing each point. In general, each af- <EMI ID = 4.1>
Closing algorithm uses a standard statistical technique for discrimination analysis, in which a statistical standard is determined and various comparisons and thresholds are checked from which a determination of the normal and abnormal state is made. Although this diagnostic device has been developed to the point where practical results are obtained, the device described is nevertheless relatively complex and expensive, so that
<EMI ID = 5.1>
a controlled thermographic system is severely limited. In general, only relatively large hospitals will have a sufficient utilization factor to justify the costs. There therefore remains a need for an inexpensive computerized thermographic research tool.
<EMI ID = 6.1>
In particular, the invention relates to a passive thermographic analyzer which is relatively inexpensive and provides a direct reading of the results of the analysis of the thermographic radiation pattern of the human body. In general, according to the invention, a large number of energy sensors, such as infrared radiation, are mounted in a closely spaced arrangement to produce a large number of measurements of the aligned regions of the body. The sensor array is mounted in an adjustable carrier to allow for spatial placement of the array according to the individual patient.
The plurality of sensors are read simultaneously or in sequence to generate reverse analog signals which are converted into suitable digital form and stored in a memory means for processing. While any suitable hardwired system may be employed, a microprocessor is preferably used to process the plurality of signals according to certain pattern recognition programs to directly provide an automated diagnosis of the human radiation pattern. In one embodiment of the invention, the instrument analysis is reduced to a coded readout, such as a numeric readout, suitably coded for a particular state.
During operation, the patient thereby steps only to the front of the display set-up device, which rapidly and practically instantaneously reads the aligned breasts and develops digital numbers that are processed by statistical patterning.
<EMI ID = 7.1>
are described.
According to a preferred and particularly novel arrangement, a pair of separate display arrangements are provided, each of which is an array of heat-sensitive sensor elements, <EMI ID = 8.1>
which is proportional to the temperature of the thermoswave compound, and associated optical devices for collecting the infrared radiation in the aligned region and concentrating this energy on the sensor sensing elements. In addition, one or more sensor elements are placed between the two arrangements to develop a reference temperature by which the output numbers of
the setup are compared. The two setups are attached for separate vertical and front placement
the relative horizontal placement for alignment with different patients.
<EMI ID = 9.1>
applications that have a very fast response to the energy input, whereby the output numbers can be stored simultaneously or in sequence in a very simple way for later analysis in an existing instrument with
<EMI ID = 10.1>
The invention hereby provides a simple leg
reliably relatively inexpensive thermographic system or instrument for directly producing a coded output that provides an indication of the conditions under consideration. The invention hereby provides an inexpensive reading instrument for breast cancer and the like.
<EMI ID = 11.1>
based on the accompanying drawing of some exemplary embodiments.
Figure 1 is a front view of the display device and cooperating data processing control unit according to the invention. Figure 2 is an enlarged vertical section through a setup unit of Figure 1. Figure 3 is a rear view of the device of Figure 1 showing a suitable positioning device. Figure 4 is a partial enlarged view of a portion of Figure 1 for illustrative purposes
the details of the heat sensor assembly.
Figure 5 is a partial vertical section generally taken along the line 5-5 in Figure 4. Figures 6 and 7 are a schematic electronic circuit used for multiplexing, amplifying and output processing from the sensor arrays shown in Figures 1 -5.
In the drawing and in particular in the figures
1-3 shows a thermographic breast cancer diagnosis device, provided with a breast reading unit 1
which is intended to be attached in a relatively fixed relationship with respect to a patient 2. The device comprises a first and a similar second heat measurement setup unit 3 and 4 which are adjustably mounted for the selective
and accurate alignment with the patient's chest 2.
Each setup unit 3 and 4 comprises a selected matrix
or application of separate, similar, temperature-sensitive assemblies 5, such as assemblies sensitive to the infrared radiation from the patient's body and particularly sensitive to the aligned portion of the breasts, as more fully in the description.
<EMI ID = 12.1>
assembly 5a is placed between the mounting units 3 and 4. The output of the display unit 1 is coupled by a suitable power and signal cable 6 to an analysis and display module 7. In a preferred embodiment, the module 7 is a microprocessor based system, as shown more fully in the figures.
6 and 7 and discussed below. In general, the module 7 includes means for converting the output of the individual sensor assembly 5 into an appropriate digital number, which is then processed by the module 7 using a series of pattern recognition programs to establish a positive or negative cancer diagnosis. bring. The output of the analysis is digitally displayed on a numerical display 8 on the front of the module 7. A significant factor in the analysis is the age of the patient. A numeric input device, which, as shown, is a
<EMI ID = 13.1>
time applied. Other common controls, such as a power switch button 10 and an on-off lamp
11 and the like can also be turned on. A start-reset button 12 is provided to initiate a diagnostic cycle.
During operation of the device, the patient 2 is placed in front of the display device 1. The display array units 3 and 4 are properly positioned with respect to the particular patient. The start key 12 is operated and the heat radiation pattern of the right and left breast as well as the temperature of the middle region 13 between the two breasts is read. The output of
the arrangement units 3 and 4 is a corresponding series
<EMI ID = 14.1>
keep with the average temperature of the breast areas
which are aligned with the temperature sensitive assemblies 5. The temperature related stresses are converted into digital form and then processed
by the microprocessor through the pattern recognition program to provide the positive or negative breast cancer diagnosis. The processor is programmed to operate directly with a numerical reading on the display 8
from the computer module 7 indicating an indication of the normal or the abnormal condition. This reading can also indicate the degree of certainty of the diagnosis.
More specifically, in the illustrated embodiment of the invention, the display device 1 comprises a rectangular frame 14 in which the units 3 and 4 are mounted. Each of the arrangement units 3 and 4 comprises an 8 x 8 matrix of temperature sensitive assemblies 5. The assemblies 5 <EMI ID = 15.1>
of a square matrix, although of course any other matrix arrangement can be used. Each unit 3 and 4 is similarly constructed and includes one
<EMI ID = 16.1>
solar displacement, as best illustrated in Figures 1 and 3. On the setup unit 4, a vertically oriented positioning bolt or shaft 16 is rotatably supported within the upper and lower legs.
<EMI ID = 17.1>
portion 13 screwed onto the screw shank 16. A handwheel 19 is attached to the top end of the bolt 16 for vertical positioning of the plate 17. The panel 15 is attached to a slide block 20 as with screws 21. The block 20 is mounted in a recess opening 22 in the support plate 17. The block 20 includes a screw hole, shown as a nut 23, for receiving a laterally disposed screw shank
<EMI ID = 18.1>
bearing in the plate 17. The rotation of the shaft 24 thereby causes the lateral positioning of the block 20 and the mounted mounting unit 4 in the rectangular opening 22. A hand wheel 25 allows easy horizontal positioning of the unit 4. The mounting unit 3 is similarly supported for vertical and horizontal positioning, with corresponding elements indicated by corresponding numbers that are accented.
In addition, a reference cell unit 26, which may consist of a single assembly 5, is provided between the setup units 3 and 4. The placement of the unit 26 is not critical and the unit 26 can be efficiently attached to either the unit 3 or the unit 4 for relative movement therewith, or on the frame
14 and may allow adjustment when positioning relative to the unit 3 and / or 4. The unit 26 is shown attached to the unit 4 for illustrative purposes.
Any other adjustable positioning can be
<EMI ID = 19.1>
which may of course include similar or different means for the individual vertical and horizontal
<EMI ID = 20.1>
As previously noted, each of the illustrated arrangement units 3 and 4 is similarly constructed and each similarly carries individual sensor assemblies 5, one of which is a preferred embodiment.
<EMI ID = 21.1>
The assembly 5 includes a heat-sensitive element or device 27 which is a relatively small, compact element with a diameter that is less than the
<EMI ID = 22.1> <EMI ID = 23.1>
of hot type S 15 manufactured and sold by Sensors, Inc. The S 15 device is a thermopile construction with a thin film and a plurality of joints having an exposed operative region 28 at one end. Device 27 generally includes a cylindrical housing 29 about one-half inch or 10 mm in diameter and has a pair of positive and negative connecting conductors 30 and 31 and a sheath wire 32 attached to the outside or base of the housing. The operative area 28 is exposed through an opening in the opposite end of the housing 29 and is in order
<EMI ID = 24.1>
sensor in such a unit is generally constructed in the manner more fully illustrated in U.S. Pat. No. 3,175,288.
As best shown in Figure 5, the sensor is mounted with the operative surface 28 facing the panel 15, by bending back the three conductors 30-32 around the outside of the shroud 29. The conductors 30-32 are suitably arranged. attached to pin elements 33 embedded in the array panel 15. Positive and negative conductors 30 and 31 are attached to clamp pins 33 extending through panel 15 with opposite ends interconnected with circuit conductors 34 to connect thermopile 28 in the appropriate circuit, as will be described below.
The operative region 28 is aligned with the center of a small convex mirror 35 which is attached to or tightly bonded to the panel 15 by a suitable adhesive 36 or the like. The mirror is 35
substantially larger than the measuring element 27 and collects the infrared radiation from the aligned breast portion and concentrates this energy on the active region 28 of the
<EMI ID = 25.1>
a tension that is proportional to the mean temperature of the aligned portion of the chest.
The mirror may be made of a suitable acrylic material with a highly polished front mirror face
<EMI ID = 26.1>
area 28. Such mirror devices are readily provided by those skilled in the art and no further description will be given.
The output of the different measuring assemblies 5 and 5a are individually connected to the module 7 via each
<EMI ID = 27.1>
are provided at the lower end of the circuit boards 15. Thus, in the illustrated embodiment of the invention, a suitable multi-conductor cable strip 39 connects the clamping means 38 to a mating interface circuit means 40 at the bottom end of the circuit panel 15 of the unit 4, whereby the clamping means 37 - of the unit 4 provides the connection with the means 40.
The output is connected to the computer module 7 by a cable 6, which is also a multi-conductor connector strip.
The computer module 7 can be of any suitable construction and a preferred construction is shown in Figure 6, in order to clearly describe the invention.
With particular reference to Figure 6, the individual sensors are divided into groups of 16 as shown, each group being associated with a separate
16 x 1 multiplex circuit panel 41. The measurement assemblies
5 thereby produce eight different circuits 41, the eight output lines 42 being connected ald
<EMI ID = 28.1>
plex unit 41 is similarly constructed with appropriate address lines 44 for addressing a particular one
<EMI ID = 29.1>
via the multiplex unit 41 to the multiplex unit 43,
similarly having input address lines 45 for coupling lines 42 in sequence to an output line 46.
Each of the signals is appropriately formed
and amplified in a suitable amplifier circuit or unit
47, which is readily and commercially available. The circuit shown includes a pair of cascaded amplifiers, the first of which includes a staggered network 47a. The amplified voltage signal is applied to an analog to digital converter 48 which converts each analog signal into a suitable multiple bit binary number or word suitable for processing in a suitable microprocessor. The successive approach-type analog-to-digital converter 48 is of any suitable construction and is shown as a well-known chip having a feedback circuit 48a of conventional construction. Appropriate start and clock input controls from the computer allow the analog to digital
<EMI ID = 30.1>
The microprocessor 50 shown includes a central processing unit (CPU) 51 shown as the well-known MSC 6502 chip manufactured and sold by MOS Technology, Inc. The microprocessor system 50
<EMI ID = 31.1>
control and heat diagnostic programs are stored and a random access memory 53 for storing and processing the voltage signals in accordance with the programs. The illustrated processor array 50 therefore includes a set of processor and array control lines for initiating and sequencing the array and for synchronizing the various
<EMI ID = 32.1> is coupled the data bus drivers 55 to the data inputs for converting and receiving the data to and from the memories 52, 53, and the I / O components, such as the A / D
<EMI ID = 33.1>
enter the age and the display or display units 8. The data bus 54 is an eight line bus for transmitting
<EMI ID = 34.1>
processor unit 41 is a set of address lines, which in the illustrated embodiment include 16 separate address lines. The address lines are via suitable bus drivers
<EMI ID = 35.1>
appropriately addressing the different devices during the processing cycle.
The processor unit 51 includes control lines 58 die
are coupled via suitable logic circuits for sequencing the various procedures and in particular for reading the sensors, processing these signals, storing the processed signals and then calculating the various parameters from which the numerical mapping value is calculated and displayed.
The start or reset key 12 controls the switch 60 connected in a pulse circuit 61 to signal the control lines 58 which include a reset line 6 / a for resetting the processor 51 for
starting a processing cycle from the first instruction in memory 52.
The read-only memory (ROM) 52 is shown as an erasable read-only memory that stores the program for controlling the system.
The memory 52 includes a number of 2708 chips 62 that are connected
<EMI ID = 36.1>
buffer drivers 63 ,. shown as 8796 chips. The various chips 2708 are also coupled to the
<EMI ID = 37.1>
drivers 64, shown here as 8795 buffer chips. A chip select decoder 65, shown as a 74 LS 138 chip, includes eight output select lines 66, each connected to the 8 ROM 2708 chips. The decoder 65 includes three address inputs connected to the address lines 10, 11 and 12 of the address bus 57 and another input which is "coded"
<EMI ID = 38.1>
a 74 LS 10 chip. The various inputs are decoded by the decorder 65 to selectively select one of the
2708 chips from ROM 52. The output of
the NAND gate 67 is also connected by a signal line 68 for enabling the buffer drivers 63 and
64 that are connected between the ROM inputs and the ROM address and data buses 54 and 57 to enable the associated drivers, when the ROM memory is selected for
the connection to the processor.
The RAM memory 53 is shown as having eight AM 914 OE chips 69 with address lines 7 coupled
are with the address bus 57 and in particular the lines "0-11". A logic selection circuit 71 includes a NAND gate 72 <EMI ID = 39.1>
which is connected to the output of the NAND gate 72 and the address line 13. The chips 69 comprise the usual control
<EMI ID = 40.1>
with the data bus 54 through a pair of two-way buffer drivers 74, also shown as 8 T 28 chips.
According to Figure 6, the data interface unit 49 is shown as a prior art MCS 6520 chip comprising a plurality of control lines 75 coupled to the associated lines and sequence control of the microprocessor.
51 as will be described below. The interface unit
49 comprises a number of interface lines, including a group
or a set of 8 data input lines 76 and control lines 77 connected to the A / D converter 48 for activating the latter and reading the converted binary numbers. The interface unit 49 includes a group or set of multiplex address lines 78 and 79 that define the multiplex select address lines and are connected to the input lines.
44 and 45 of the multiplex units 41 and 43. A driver
80, shown as an 8T95 chip, is shown linking the multiplex address lines 78 to the multiplex unit 41. Finally, the interface unit 49 includes the two directional input lines coupled for receiving and transmitting data to the microprocessor array data bus 54 through suitable buffer drivers 81.
The digitized sensor voltage signals are thus read by the processor unit 51 and stored in the RAM memory unit 53 '<EMI ID = 41.1>
the various components are provided by addressing a dial decoder 81, shown as a 7442 chip
<EMI ID = 42.1>
and together with the read / write control line of the lines 75
is connected by a logic circuit 84 to turn on the drivers 81.
The age of the patient is entered using a pair of conventional series 300 digital switches 85 which can be set by thumbwheels 9, with 10 adjustment positions providing an output number in BCD. The pair of switches provided includes a highly significant number and a less significant number.
The binary outputs from these switches are
connected by a pair of buffers 86 to the data bus 54. The buffers 86 are shown as 8 T 09 chips whose turn-on inputs are connected to the second output
from the lines 83 of the decoder 82.
The display unit 8 includes four 7 segment LED units 87. The latch units 88 connect the segment input lines to the data bus 54. The latch units 88
<EMI ID = 43.1>
fourth output line from the address decoder 82.
During use, the patient is set up for the setup <EMI ID = 44.1>
horizontal direction correctly aligned with the patient. The operation of the system is initiated by operating the start or reset switch 60. The processor 51 resets to the preliminary or start program address.
of the programmed ROM memory 52 which provides the usual housekeeping routine for initiating all necessary elements. The program then continues with the
reading in sequence the total of 129 sensor assemblies 5 and 51, 64 sensors for each of the chest reading units and the reference sensor assembly 5a for
determining the reference temperature in the area between the breasts. Each sensor voltage, which is directly proportional to the mean temperature of the chest portion aligned with the mirror 35, is sequentially read by the multiplex system and digitized by the A / D converter 48. The numbers are converted by the processor 51 into a BCD number. which is stored in the RAM memory 53. The numbers are preferably stored in two floating arrays, referred to as the left and right array. According to known conventions, the floating number may exist.
out of the five binary bytes, where the first byte is the
most significant bit, while the second, third and fourth bytes indicate the mantissa numbers of the BCD digits and the fifth byte contains the exponent. Each decimal number and reference temperature number is set by processor 51 such that the interval of input values is between 0 and 511, and then the 511th complement of
<EMI ID = 45.1>
point on, while a value of "511" indicates a point that is cold. Any temperature point in an arrangement is considered cold when its temperature number is greater
than the reference temperature and as cold when its temperature jet is less than the reference temperature number. The total temperature pattern is quickly determined and stored as a pattern of numbers in the memory
53 for a relatively short period of time and in
especially with a relatively inexpensive and reliable display device.
After saving all data, the microprocessor runs a series of pattern recognition programs for
to develop an automatic diagnosis, and finally to display the result in numerical form
<EMI ID = 46.1>
display.
In general, the invention can apply several individual parameters developed more fully in the Ziskin article quoted above, a table of which is reproduced below:
Table 1: Basic characteristics
<EMI ID = 47.1>
<EMI ID = 48.1>
<EMI ID = 49.1>
The above parameters are basic parameters that are based on the above items showing various analyzes and comparisons
are developed, as developed below, to produce an appropriate indication of the possible presence of breast cancer.
The elementary characteristics or parameters of the above table are calculated by appropriate processing algorithms for each of these parameters, such as the ones below, which parameters are similar to those described by Ziskin and a suitable program for
its processing can be prepared by one of skill in the art, using the Kim Math handbook supplied with the 6502 microprocessor.
Warmest left coordinate (P8) This parameter indicates the temperature of the warmest single coordinate
on the left side. The processor is programmed to search the left array memory for the minimum value. The address of the left setup is set
<EMI ID = 50.1>
setup is entered into the RY register using the Kimath procedure PLOADY and the second
number is put into RX register using Kimath procedure PLOADX. The ADD procedure is called for comparing the two bodies and
the smallest absolute value on return will be in the
RY register. The rest of the numbers in the op-
<EMI ID = 51.1>
When all 64 numbers have been compared, the RY register has the smallest number in the array that is copied into the RZ register. The Kimath procedure PSTRES is used to store the number from
<EMI ID = 52.1>
also the conversion from the calculation format of RZ
(18 bytes) in the compact format of P8 (5 bytes). The algorithm for the left side is P8 = Min. LST (i), i = 0 to 63.
Warmest coordinate right (P9) This parameter becomes
similarly found by searching the right (RST) setup.
Symmetry parameters (P10, P11) These two parameters measure the symmetry of the relative anatomical location of
the warmest coordinates on the two breasts. P10 is the horizontal shift while P11 is the vertical shift
<EMI ID = 53.1>
dinate left and LHGR (1) is the location of the warmest coordinate right. The following important variables are also calculated:
<EMI ID = 54.1>
RL is the tidal number of the warmest coordinate on the right and
is found by moving it 3 bits to the right
<EMI ID = 55.1>
is found by moving LHRG (1) to the right 3 bits.
Have these four variables for the 8 × 8 matrix
<EMI ID = 56.1>
calculated with the following algorithm:
<EMI ID = 57.1>
The parameter P10 has an interval from 0 to 14 while the parameter P11 has an interval from 0 to 7.
Areolar temperature on the left and right sides
<EMI ID = 58.1>
calculated similarly as the parameters (P26) and (P27) The mean temperature is that of all 64 coordinates on the respective side.
The algorithm for the left is
<EMI ID = 59.1>
Warmest area left and right (P12, P13)
P12 is determined by the warmest set of connected coordinates on the left. It is calculated by looking up the minimum ratio (maximum temperatures) of the
sum of all connected coordinates in an area divided by the number of hot points in the area. After applying the linkage algorithm given below for the left side, it is given by MTEMP (5). MTEMP is copied to P12. The parameter (P13) for the right side is then similarly determined and stored in P13.
Connection Algorithm: The connection algorithm is used for finding different warm areas on the respective sides. A warm area is defined
<EMI ID = 60.1>
which only proceeds through warm coordinates.
First, a dummy procedure is being developed with the GDARR procedure. The dummy setup that is indicated
<EMI ID = 61.1>
beaten in the corresponding SDA instead. Otherwise, x "80" is stored indicating that the point is hot. There are
only 64 valid points in the SDA array corresponding to the LST or RST array i.e., 11-19,
<EMI ID = 62.1>
other points from 0 to 99 are dummy points only and are considered cold.
Link Algorithm: The SDA array is searched / read from 0 to 99 for a hot point. The boundary of the first hot point is calculated with the procedure
<EMI ID = 63.1>
the following arrangement:
<EMI ID = 64.1>
<EMI ID = 65.1>
<EMI ID = 66.1>
where SDA i = 0 when it is warm and = 1 when it is
<EMI ID = 67.1>
All other points in the SDA array are read and the boundaries of other hot points immediately adjacent to the first point are calculated. There, the SDA setup was read out with the sequence
<EMI ID = 68.1>
indicate points in the area, making a number of passes through the SDA array until no more neighbors are found for that area. All points that
<EMI ID = 69.1>
<EMI ID = 70.1>
that there is no conflict with identifiable dots (s "80"). The higher P2 / Q ratio and the lowest P2 / Q ratio are maintained by comparing new values for each area with the previous maximum and minimum values.
(P24 and P25). When the connection algorithm is applied for both the left and right sides, P24 and P25 have the maximum and minimum P2 / A ratio, respectively.
<EMI ID = 71.1>
This parameter is equal to the number of warm coordinates on the respective sides. The number of warm coordinates
each side is calculated by counting the number of hot points in the SDA setup. All points in the SDA <EMI ID = 72.1>
The sum of all hot point temperatures is also accumulated in STEMP (5).
Average temperature of the warm regions on the left
<EMI ID = 73.1>
of the entire warm area on the left. It is calculated by dividing STEMP (5) by the parameter
<EMI ID = 74.1>
link algorithm for the left side has been applied. After all the elementary characteristics listed in the above table have been calculated and the results stored in memory, the calculation of the composite parameters is developed directly. In this embodiment of the invention, thirteen composite parameters corresponding to the selected parameters according to the Ziskin article are used as follows:
<EMI ID = 75.1>
<EMI ID = 76.1>
As in the article, in addition to these composite parameters, the age of the patient is entered as a parameter. As noted in article 13, other parameters can also be developed and applied.
As a result, with all available parameters, the combined effect of these parameters is summed in an appropriate pattern recognition program to establish the positive or negative breast cancer diagnosis. The numerically related state or the state number
(z) is calculated based on the combined effect of the 13 composite parameters. The algorithm is
<EMI ID = 77.1>
i = 1
each parameter are assigned. The value of these weights used is:
<EMI ID = 78.1>
The above Z value program is a straightforward routine program that is easy by the experts
can be developed. The Z value or number is calculated with respect to the number 500 in accordance with
the previous number manipulation and as a result only positive values are obtained. This value will be a number ranging from 0 to 160. To display the A value, the exponent Z + 4 is checked first.
<EMI ID = 79.1>
the case, the two most significant digits are mapped from Z + 1 and the two least significant digits are mapped from Z + 2. When the exponent Z + 4
is not 2, but 1 or O, the Z + 1 and the Z + 2 become bytes
<EMI ID = 80.1>
then pictured. The processor 51 is hereby programmed for the first determination of the number to be displayed and then the LED display 8 is addressed to display the appropriate number. The picture is a number directly related to the diagnostic result, giving a reliable indication of the positive and negative cancer diagnosis. The multiple digit number is used to indicate not only the positive or negative results but also the degree of certainty of the diagnosis, as many diagnoses are not a definitive yes or no but different grades
of probability.
All components used in the physiological diagnostic instrument of the invention, such as
described in the above embodiment are currently commercially available. The construction of the device does not require any unusual or complicated structures.
The illustrated embodiment of the invention hereby provides a very satisfactory device based
on proven analysis programs that deliver a very reliable research result.
Although the illustrated embodiment of the invention uses infrared radiation
emitted from the surface of the patient,
<EMI ID = 81.1>
<EMI ID = 82.1>