CN1984608A - 采用了毫米波段电磁波的生物体信息的获取方法、获取并显示生物体信息的装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种向生物体照射毫米波区域的电磁波、并对其透过、反射、自发辐射的信号进行分析而提取医学上有用的信息的方法和装置。该方法和显示装置具有:预先准备从在向生物体照射了至少具有波长为6mm至14mm的电磁波成分的电磁波的状态下、以及未照射的状态下所计测到的透过、反射、自发电磁波数据、按各生物体构成要素的实际状态分类及整理出生物体表面以及生物体内部的电磁波特性的数据库,并且,从在向检查对象的生物体照射了同样的电磁波的状态下、以及未照射的状态下所测定到的透过、反射、自发电磁波数据,基于上述数据库信息来获取检查对象的生物体构成要素的实际状态信息的工序或者获取单元;对被计测者的测定部位的位置信息与三维的经穴经络建立关联的工序;用于图像显示的工序。
Description
技术领域
本发明是一种生物体组织用的电磁波图像分析法以及装置,其具备两个以上的分析单元,该分析单元至少为以下两种分析单元之一,其中,一种分析单元具有毫米波区域的电磁波的照射单元及其透过、反射、自发辐射的接收单元;另一种分析单元不具有电磁波照射单元且仅由接收来自作为检体的生物体组织的自发电磁波的接收单元构成,并且,通过具有适当接口的计算机,对来自上述接收单元的信号进行合成及图像处理并进行显示,并对生物体组织的异常或三维结构、剖面结构、表面结构等进行图像显示,因此适用于对人类和动物等的组织的观察和各种疾病的早期诊断、预防诊断、治疗等。
背景技术
作为医疗图像诊断法及装置,而以往广泛普及有超声波回声诊断法及装置、X射线断层摄影法及装置(X射线CT)、磁共振法及装置(MRI)、正电子发射摄影法及装置(PET)等。
另一方面,电磁波不仅包括用于雷达或通信的所谓的电波,还包括比电波远远高频的光和X射线(伦琴射线)。作为医疗计测而公知有X射线的利用,但也公知有采用了光的区域和太赫(THz)区域的医疗计测技术(参照专利文献1、专利文献2、专利文献3)。
当然,也公知有采用了所谓的电波区域的医疗计测(参照专利文献4、专利文献5、专利文献6)。特别是,也公知有:电磁波是超宽带(UWB:Ultra Wide Band)电磁波,且使用它可进行医疗计测(参照专利文献7、专利文献8、专利文献9)。在这里,超宽带电磁波是指具有从信号的中心频率起25%以上、或者1.5GHz以上的传送频带的电磁波。在专利文献9中,也记载有:接收振荡生成的电磁脉冲的反射波,并从该信号得到医学上有用的图像而用于诊断。另外,在专利文献12中公开有如下这样的方法和装置:照射特定频率(430-480MHz及其倍数)的电磁波,并用电磁频谱分析装置观察由该照射所产生的吸收谱线和频率位移,而得到与生物体组织的各向异性相关的信息,从而对人类和动作等很多生物体组织评估有无女性胸部的异常、有无生殖器、癌等病理学上的异常。
大概在10GHz以上的电磁波区域中,生物体数据的积累较少。相对于此,对于从1MHz频带至10GHz左右(以波长来说是“m”或“cm”的级别),已积累有癌变细胞和正常细胞的电特性数据,所以也能够进行如专利文献5、专利文献6那样的医疗诊断。但是,还未具备有在超过波长为“mm”级别的10GHz的频率下的生物体数据。因此,这些以往的医疗图像诊断法及装置具有如下这样的课题,即,分辨率低、对生物体造成放射性损伤、诊断时间长、装置昂贵而诊断费变高等。尤其作为一例而以癌诊断为例,则利用现在所普及的上述医疗诊断法以及装置来发现的癌多是中晚期,另外,尽管早期发现初期的病变是治疗的关键,但是要实现它却非常困难。上述医疗诊断法以及装置的分辨率再精细也有几mm,因此早期发现几μm至1mm左右的初期的病变是非常困难的。
另一方面,也公知有使用毫米波雷达装置来提高观测对象的检测精度的技术。例如,专利文献11是有关用于观测在道路上行驶的车辆、或者用于探测地中的地雷、探测资源的内容。但是,关于将毫米波电磁波利用于医用图像成像的内容,也因为有如上述那样没有具备生物体数据的原因,而还没有对其进行过公开。
但是,上述的生物体信息的获取方法是一种从在向生物体照射电磁波的状态下所计测到的透过电磁波以及反射电磁波数据“主动地”计测出生物体信息的方法。相对于此,也公知有一种从在向生物体未照射电磁波的状态下“被动地”计测到的自发辐射电磁波数据获取生物体信息的方法。自发辐射电磁波是一种所谓热线的红外区域的电磁波辐射,而可得到依赖于生物体的温度的信息。公知的温度记录仪(thermograph)、热像图仪(thermoviewer)等表面温度分布成像仪(imager)就是利用它的仪器。这些可称为生物体表面温度的信息成像装置。
在有关自发辐射电磁波的成像装置的专利文献10中公开有一种如下这样的方法,即,从作为自发辐射电磁波的红外线的辐射强度数据得到生物体内部的温度信息,从而了解肿瘤的存在和体内的代谢活动的方法。这是一种这样的方法,即,将生物体内的温度传播现象置换为电路而使两者近似,并通过该电路模型来从生物体的自发辐射电磁波数据反过来得到生物体内部的热源位置的信息,从而输出热源分布图像的方法。但是,该发明只能了解体表面的热的异常变化,而不能对三维结构进行图像显示。
专利文献13(JP特开平10-192282)是一种如下这样的装置,即,通过对牙齿或骨骼照射电磁波而被辐射的反射或者透过的电磁波进行拍摄、或者通过对未商社而被辐射的电磁波进行拍摄,而可检测出生物体是否健康的装置。作为所使用的电磁波而虽举例了红外线,但是也可以采用紫外线、可见光、无线电波、X射线、γ射线等相干光以及非相干光。并没有对所使用的电磁波进行了限定。并没有提及有关什么样的电磁波是怎样效果的内容。
专利文献14(JP特开2002-248088)是如下这样的发明,即,通过对第一经穴发射超高频(UHF)电磁波并检测出从第二经穴所辐射的电磁波,而从两经穴间的信号的传导率或者介电常数诊断出器官的状态的发明。在该发明是对于两点之间的计测,而不是对整个人体所进行的平面状或者立体状的计测。
专利文献15(JP特开2003-294535)是一种有关如下这样的装置以及方法的发明,即,接收从人体所辐射的电磁波而测定测定部位的传导率或介电常数,并将传导率或者介电常数变换为温度,从而计测出该测定部位的温度的装置以及方法。但是,这只是对人体的特定部位进行测定的发明,而不是对全身以平面状或者立体状进行计测的发明。
另外,在专利文献16(JP特开2001-14446)、专利文献17(JP2004-180932)、专利文献18(2003-190101)等中,公开有一种对于通过多个医疗图像装置所得到的图像的同一部位进行合成的方法。
专利文献1:JP专利第1911906号“光断层像成像装置”,新技术事业团等
专利文献2:JP专利第3365397号“多波道光计测装置”,株式会社岛津制作所
专利文献3:国际申请WO00/50859号“Method and apparatus for TeraHerzImaging”,Toshiba Research Europe Ltd.
专利文献4:美国专利6448788号“Fixed array microwave imagingapparatus and method”Microwave Imaging System Technologies,Inc.
专利文献5:美国专利6421550号“Microwave discrimination betweenmalignant and benign breast tumors”INTERSTITIAL INC.
专利文献6:美国专利6061589号“Microwave antenna for cancer detectionsystem”INTERSTITIAL INC.
专利文献7:美国专利5361070号“Ultra-wideband radar motion sensor”Regents of the University of California
专利文献8:美国公开专利2003/0090407“Ultra-wideband imaging system”Santhoff,John H.
专利文献9:国际申请WO01/18533号“Radar Apparatus for Imagingand/or Spectrometric Analysis and Methods of Performing Imaging and/orSpectrometric Analysis of a Substance for Dimensional Measurement,Identification and Precision Radar Mapping”Stove George Colin
专利文献10:美国专利6023637号“Method and apparatus for thermalradiation imaging”Liu,et al
专利文献11:JP特开2003-299066号“图像处理装置及其方法”松下电器产业株式会社
专利文献12:JP特表2003-530902“以化学方式构成的系统中的各向异性的电磁分析装置”Vedruccio(ベドルツチョ),Clarbruno(クラルブル一ノ)
专利文献13:JP特开平10-192282“生物体诊断装置”株式会社江川
专利文献14:JP特开2002-248088“利用超高频信号的生物体诊断用数据获取装置及方法”三星电子
专利文献15:JP特开2003-294535“非入侵性的生物体温度的测定装置及其方法”三星电子
专利文献16:JP特开2001-14446“医用图像处理装置”东芝及其他一个公司
专利文献17:JP特开2004-180932“计算机辅助诊断装置”东芝
专利文献18:JP特开2003-190101“生物体诊断装置”柯尼卡(コニカ)
发明的公开
发明想要解决的课题
如专利文献1至专利文献12所述,公知有如下这样的方法和装置:对向生物体照射包括光的各种电磁波而得到的透过、反射、自发辐射的信号进行分析,从而提取医学上有用的信息的方法和装置;以及,对生物体的自发电磁波进行分析,从而提取医学上有用的信息的方法和装置。但是,要得到更加有用的信息,则使用毫米波段电磁波更加有效。本发明提供一种这样的方法和装置,即,向生物体照射毫米波区域的电磁波,并对其透过、反射、自发辐射的信号进行分析,从而提取医学上有用的信息的方法和装置。用于解决课题的手段
即,本发明是一种生物体信息的获取方法,具有:预先准备第一数据库的同时(参照图3),预先准备第二数据库(参照图4),并基于第一数据库信息,从在向检查对象的生物体照射了毫米波段电磁波的状态下所测定到的透过电磁波以及反射电磁波数据获取检查对象的生物体构成要素的实际状态信息的工序(参照图5),其中:上述第一数据库是从在向生物体照射毫米波段电磁波的状态下所计测到的透过电磁波以及反射电磁波数据,按各生物体构成要素的实际状态分类及整理出生物体表面以及生物体内部的毫米波段电磁波特性的数据库;上述第二数据库是从在向生物体未照射电磁波的状态下所计测到的自发辐射电磁波数据,按各生物体构成要素的实际状态分类即整理出生物体的电磁波自发辐射特性数据库;
基于第二数据库的信息,从在向检查对象的生物体未照射电磁波的状态下所测定到的自发辐射电磁波数据获取检查对象的生物体构成要素的实际状态信息的工序(参照图6)。在本说明书中,所谓“实际状态”是指与生物体的物理学上的位置、硬度、尺寸等相关的、所计测到的状态。
图3是准备按照各生物体构成要素的实际状态分类及整理出生物体内部的毫米波段电磁波特性的第一数据库的流程的说明图,图4是准备按照各生物体构成要素的实际状态分类及整理出生物体的电磁波自发辐射特性的第二数据库的流程的说明图,图5是基于第一数据库信息而从在向检查对象的生物体照射了毫米波段电磁波的状态下所测定到的透过电磁波以及反射电磁波数据获取检查对象的生物体构成要素的实际状态信息的工序流程的说明图,图6是基于第二数据库信息而从在向检查对象的生物体未照射电磁波的状态下所测定到的自发辐射磁波数据获取检查对象的生物体构成要素的实际状态信息的工序流程的说明图。
毫米波段电磁波优选为具有6mm至14mm的电磁波成分的电磁波,更优选的是8mm波长(37.5GHz)。优选地,该电磁波以超宽带(UWB:UltraWide Band)电磁波照射在生物体上。这是因为,若此为超宽带电磁波,则能降低各频率的能量,所以能够避免特定频率的电磁波给生物体带来的有害影响。照射到生物体表面的电磁波能量密度优选为40mW/cm2以下。
超宽带电磁波通过时间上连续的多个重复电磁脉冲来发生。即,优选地,本发明的毫米波段电磁波的频带宽度为1.5GHz以上,至少具有波长为6mm至14mm的电磁波成分,生物体表面以及生物体内部的毫米波段电磁波特性至少包括在波成为6mm至14mm的电磁波中的特性,本发明的毫米波段电磁波通过时间上连续的多个重复电磁脉冲来产生,该电磁脉冲的脉冲时间宽度为0.1至10纳秒,多个电磁脉冲的重复时间间隔为0.1至10微妙。
在此,具有6mm至14mm的电磁波成分的电磁波的有效性有如下三中:1、作为第一数据库的准备,而照射具有6mm至14mm的电磁波成分的电磁波所得到的任意的波长区域的透过电磁波以及反射电磁波数据是作为生物体信息而有效的;2、作为第二数据库的准备,而在向生物体未照射电磁波的状态下所计测到的6mm至14mm的波长区域的自发辐射电磁波数据是作为生物体信息而有效的;3、在照射具有6mm至14mm的电磁波成分的电磁波之后,时间上延迟而出现自发辐射,该自发辐射的6mm至14mm的波长区域的电磁波数据是作为生物体信息而有效的。
3是具有6mm至14mm的电磁波成分的电磁波的照射成为导火线(诱因)而引起生物体内的电磁反应,从而诱发6mm至14mm的波长区域的自发辐射。因此,在广义上包含在1中。理所当然地,为了利用上述1的有效性,而需要接收任意(特定)的波长区域电磁波的单元。另外,理所当然地,为了利用上述2、3的有效性,而需要接收6mm至14mm的电磁波的单元。
为了获取更多的生物体信息,而可采用具有从不同的固定位置向生物体发射毫米波段电磁波的多个固定辐射源的结构、作为将毫米波段磁波辐射源装载在移动单元而移动的同时、从不同的位置向生物体发射电磁波的移动辐射源的结构。优选地,在任一的结构均能够接收电磁波相对生物体以怎样的位置关系(方向和距离)照射的信息后进行识别。因此,优选地,将毫米波段电磁波发生源的位置信息埋入(叠加)到辐射电波自身而进行照射。这可通过电磁波的加密技术来实现。密码在接收后被解密,而得到生成了接收电磁波的照射电磁波的位置信息。优选地,叠加密码是对生物体信息的获取不产生影响的数字密码。作为雷达探测技术而公知有:在辐射电波上叠加数字密码,并在接收侧进行密码解密而利用的方法。
即,优选地,毫米波段电磁波是在不同的固定位置或者时间上不同的位置所发生的、且加密并叠加有该发生装置的信息,基于对上述发生位置的信息进行加密并叠加的加密法,对在照射了毫米波段电磁波的状态下所计测到的透过电磁波以及反射电磁波数据进行解密,并将所得到的毫米波段电磁波发生位置信息附加在生物体表面以及生物体内部的毫米波段电磁波特性。
将在不同的固定位置同时发生、或者在时间上不同的位置以多个定时所发生的毫米波段电磁波照射在生物体而计测到的透过电磁波以及反射电磁波数据,以公知的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar:SAP)的技术被变换为二维或者三维的生物体图像信息。在该图像信息生成中,可利用通过上述的密码解密而可得到的毫米波段电磁波发生位置信息。
在得到生物体图像信息时,若存在生物体内的组织或脏器的位置的预置数据,则可提高图像变换的处理效率。该位置的预置优选是对东洋医学上所谓“经穴”“经络”的位置(针灸的穴位的位置)。将这些位置作为预置数据,而可以作为在确定生物体内的组织或脏器的位置时表示位置关系的暂定位置、或者将这些位置作为图像解析的网目(mesh:网格)的焦点而利用。经穴经络不仅是生物体的三维的相对位置坐标,而且是为了解被计测者的健康状态而测定生物体信息的计测位置。将经穴经络的正常时的生物体信息值预先记忆在数据库中,并计测被计测者的对应的经穴经络的生物体信息值,然后对该正常值和该计测值进行比较,而能够将其作为用于了解被计测者的状态是否正常的线索。例如,假设小肠的经络功能失去均衡,而通过本发明的医疗诊断装置来描画小肠经络线,则在和正常的小肠经络线之间产生差异。若该差异越大,则表示失调状态越严重,因此最好对与小肠经络对应的脏腑和组织器官进行重点的检查。但是,若功能正常,则意味着所计测到的经络线和正常的经络线的差异小或者一致而没有病状。另外,为了解决上述课题,本发明的电磁波医疗诊断法以及装置,其特征在于,取得如下这样的单元,即,该单元具备两种以上的分析方法,该分析方法至少为以下两种分析方法之一,其中,一种分析方法具有毫米波区域的电磁波的照射单元及接收单元;另一种分析方法不具有电磁波照射单元且仅由接收来自作为检体的生物体组织的自发电磁波的单元构成,并且,通过具有适当的接口的计算机,对来自上述接收方法的信号进行合成及图像处理,并对患部的三维结构、剖面结构、或者表面结构等进行图像显示。另外,为了解决上述课题的本发明的电磁波医疗诊断法以及装置的特征在于,取得如下这样的单元,即,将来自上述两种以上的分析方法的信号类分别经由适当的接口类而由数字信号处理器类进行处理,并将该信号类导入具有存储部和分析部且安装有诊断软件的数字信号处理器类,而合成两种信号并实施分析诊断运算处理,然后将该运算处理结果所输出的信号输入到数字信号处理器类并实施图像处理等处理,然后向图像显示装置等输出并进行显示。
发明的效果
相对由使用了以往的电磁波区域的生物体信息获取法所得到的生物体信息,通过使用毫米波段电磁波,而以高效率得到质、量均都更加优异的、有效的生物体信息,从而能够进行更加恰当的医疗诊断。另外,具有如下的效果:提供一种高分辨率、无辐射线损伤、可进行高速诊断的图像诊断法以及装置,且能够实现廉价的诊断费。另外,若以将本发明用于癌诊断的情况为例,则能够以高分辨率可靠地进行利用三维图像诊断、剖面图像诊断和患部的涂色显示等的诊断等,而能早期发现初期的患部,因此具有能实现容易治疗的效果。在图7中示出通过本发明的装置来提供用于医师诊断的生物体信息的说明图。
附图的简单说明
图1是采用了与生物体表面接触的电磁波发射单元及接收单元的本发明的生物体信息的获取装置(和超声波CT断层图像显示装置相同)的说明图。
图2是采用了与生物体表面不接触的电磁波发射单元及接收单元的本发明的生物体信息的获取装置(和X射线CT断层图像显示装置相同)的说明图。
图3是准备按照各生物体构成要素的实际状态分类及整理出生物体内部的毫米波段电磁波特性的第一数据库的流程的说明图。
图4是准备按照各生物体构成要素的实际状态分类及整理出对生物体的电磁波自发辐射特性的第二数据库的流程的说明图。
图5是基于第一数据库信息而从在向检查对象的生物体照射了毫米波段电磁波的状态下所测定到的透过电磁波以及反射电磁波数据获取检查对象的生物体构成要素的实际状态信息的工序流程的说明图。
图6是基于第二数据库信息而从在向检查对象的生物体未照射电磁波的状态下所测定到的自发辐射电磁波数据获取检查对象的生物体构成要素的实际状态信息的工序流程的说明图。
图7是由本发明装置提供用于医生诊断的生物体信息的说明图。
图8是关于毫米波段电磁波的加密单元及其解密单元的说明图。
图9是关于毫米波段电磁波发射单元的结构例的图。
图10是关于电磁波接收单元的结构例的图。
图11是表示本发明的雷达医疗诊断法以及装置的一例的要部的框图。
图12是表示本发明的雷达医疗诊断法以及装置的一个适用例的要部的框图。
图13是作成立体图像的流程图。
图14是两种立体图像的作成流程图。
图15是对于MB法和MC法运算所需时间的比较。
图16是关于DMC法的框图。
图17是关于VOMI系统的框图。
图18是表示利用本发明的雷达医疗诊断法以及装置来显示灰度三维图像的一例的人体要部的示意图。
附图标记的说明
D1:与生物体表面接触的方式的电磁波接收单元(和超声波CT断层图像显示装置相同)
D2:与生物体表面不接触的电磁波接收单元(和X射线CT断层图像显示装置相同)
M:装载检查对象的生物体,并在D2的检查范围内直线移动的单元
P:检查对象的生物体
Rad:毫米波段电磁波的发射单元(发射天线)
Rec:毫米波段电磁波在检查生物体被反射及透过的电磁波的接收单元或者生物体自发辐射电磁波的接收单元(接收天线)
DSP:数字信号处理器
101:具有电磁波照射单元以及接收单元的分析单元部
102:不具有电磁波照射单元且仅由接收来自作为检体的生物体组织的自发电磁波的单元构成的分析单元部
103:图像处理部
201:诊断床
202:人体
203:接收单元
204:扫描方向
301:数据采集部
302:重采样部
303:分割/分类部
304:多边形部(变换部以及立体描画部)
305:多边形部(表面提取部以及变换部)
306:显示部
501:主程序(master)
502:副程序(slave)
601:数据采集部
602:数据处理部
603:视场变换部
604:电磁波束跟踪部
605:体单元投影部
606:视场变换部
607:显示部
701:立体图像数据
702:中间面显示部
703:数字立体图像部
801:数据采集部
802:数据处理部
803:数据库
804:前处理部
805:观察点变换部
806:切片(slice)作成部
807:面图像作成部
808:体图像作成部
809:显示部
810:人机对话(interactive)部
811:图像变换部
用于实施发明的最佳方式
作为用于实施本发明的最佳方式,而对本发明的装置进行说明。本发明的装置由电磁脉冲发生器、电磁波频率调整器、电磁波接收器、信号处理器等构成,但这些可通过公知技术的组合来实现。作为接收器,可根据需要而使用声波接收器、光接收器、以及红外线(温度)区域的电磁波接收器(温度记录仪)等。
另外,在本发明中,将第一、第二数据库的物理数据值用作颜色及浓淡信息,而对与CT(Computer Tomography:计算机断层摄影)同样的生物体断层图像或者三维的立体图像进行重组显示,但这也能通过公知的软件、图像显示装置来容易地实现。为了把握复杂的生物体内信息,也优选并列显示作为对象的生物体的断层图像或者三维的立体图像,但这也能够通过公知技术来容易地实现。
关于构成本发明的硬件(电磁波发生器和电磁波接收器),可考虑两种实现方法(implementations)。一种是如超声波诊断装置那样使电磁波(声波)发生器和接收器与生物体表面直接接触的方式,另一种是如X射线CT(Computer Tomography:计算机断层摄影)那样使电磁波(X射线)发生器和接收器从生物体分离开,例如以环状包围生物体而被配置。图1表示前者,图2表示后者。
在图1和图2中,D1是与生物体表面接触的方式的电磁波接收单元(和超声波CT断层图像显示装置相同),D2是与生物体表面不接触的电磁波接收单元(和X射线CT断层图像显示装置相同),M是装载检查对象的生物体、并在D2的检查范围内直线移动的单元,P是检查对象的生物体,Rad是电磁波的有源发射单元,Rec是由Red所发射的电磁波的反射及透过电磁波的检测单元、或者在向生物体未照射毫米波段电磁波的状态下所计测到的自发辐射电磁波的检测单元。Rec表示这两者、即反射及透过电磁波的主动检测单元和自发辐射电磁波的被动检测单元的双方,为了简化,未将它们分开图示。
图2的D2以环状配置在360度的整个周围,但是,也可以将它配置在局部,并以使该配置部分绕着环的中心轴旋转的方法进行测定。这种技术在CT(Computer Tomography:计算机断层摄影)技术中也是公知的,以此为基础而能够将其容易地实现。
本发明的第一、第二数据库是由通常的计算机存储装置等构成的一般的数据库,而不是特别的数据库。在数据库的制作中,不仅要考虑电磁波在生物体内的透过、反射、自发辐射信号的强度,也优选进行在时域(频域)、相位域的数据整理,而且能够利用公知的信号处理技术、数据库构筑技术。
若对装置结构进行概括记载,则为具有如下的生物体信息获取装置:第一数据库,其从在对生物体照射了毫米波段电磁波的状态下所计测到的透过电磁波以及反射电磁波数据,按照生物体构成要素的各种实际状态而分类及整理出生物体表面以及生物体内部的毫米波段电磁波特性;第二数据库,其从在对生物体未照射电磁波的状态下所计测到的自发辐射电磁波数据,按照生物体构成要素的各种实际状态而分类及整理出生物体的电磁波自发辐射特性;毫米波段电磁波发射单元,其向检查对象的生物体发射毫米波段电磁波;第一接收单元,其从照射了该毫米波段电磁波的检查对象的生物体接收电磁波;第二接收单元,其从检查对象的生物体接收自发辐射的电磁波;基于由上述第一接收单元以及第二接收单元所获得的数据、和上述第一数据库以及第二数据库信息,而得到检查对象的生物体构成要素的实际状态信息的单元。(在这里,毫米波段电磁波发射单元是图1、图2中的Rad;第一接收单元以及第二接收单元是在图1、图2中没有分开图示的Rec。)
毫米波段电磁波发射单元具有发射电磁波的辐射源,该电磁波至少具有波长为6mm至14mm的电磁波成分,第一接收单元具有接收电磁波的接收器,该电磁波至少具有波长为6mm至14mm的电磁波成分。另外,在这里,辐射源具备电磁脉冲发生器,该电磁脉冲发生器发生时间上连续的多个重复电磁脉冲,而且,该电磁脉冲的脉冲时间宽度为0.1至10纳秒,多个电磁脉冲的重复时间间隔为0.1至10微秒。在图9和图10中表示这些发射单元和接收单元的结构例。图9和图10中的“可编程的延迟调整器”涉及下面所说明的加密处理。省略其他的图中方框的说明。
如图1、图2所示,在毫米波段电磁波发射单元在由从不同的固定位置向生物体发射毫米波段电磁波的多个固定辐射源构成的情况下,其同时具有电磁波加密单元,该电磁波加密单元对辐射源的固定位置信息进行加密并叠加在上述辐射源所发射的电磁波上,并且,第一接收单元同时具有密码解密单元,该密码解密单元根据对上述固定位置信息进行加密并叠加的加密法,对接收电磁波数据进行解密。这样一来,在接收毫米波段电磁波相对生物体以怎样的位置关系(方向和距离)进行了照射的信息之后对其进行识别,这有利于对生物体信息的把握。更具体地说,关于对生物体内的组织或脏器的位置的确定、对生物体内的组织或脏器的状态的判定,照射电磁波的方向和距离会成为重要的条件。
若毫米波段电磁波发射单元是被装载在移动单元而移动的同时、从不同位置将毫米波段电磁波发射到生物体的移动辐射源(省略图示:权利要求9),则其同时具有电磁波加密单元,该电磁波加密单元对发射时的位置信息进行加密并叠加在上述移动辐射源所发射的电磁波上,并且,第一接收单元同时具有密码解密单元,该密码解密单元根据对上述发射电磁波时的信息进行加密并叠加的加密法,对接收电磁波数据进行解密。和上述同样,在接收毫米波段电磁波相对生物体以怎样的位置关系(方向和距离)进行了照射的信息之后对其进行识别,这有利于对生物体信息的把握。图8是关于毫米波段电磁波的加密单元及其解密单元的说明图。省略对图8的图中框图的说明。
下面,针对本发明实施方式的电磁波医疗诊断法以及装置,基于附图进行详细说明。
图11是表示本发明的电磁波医疗诊断法以及装置的一例的要部的框图。
上述医疗诊断法以及装置由分析单元部101、分析单元部102、图像处理部103的三个部分组成,其中:分析单元部101具有电磁波的照射单元以及接收单元;分析单元102不具有电磁波照射单元且仅由接收来自作为检体的生物体组织的自发电磁波的单元构成;图像处理部103对来自这两个系统的分析单元的信号进行合成及分析诊断而生成图像信号。
在具有电磁波的照射单元以及接收单元的分析单元部101中,将来自合成孔径雷达的信号在利用放大器放大成适当的数字信号的32位左右的小规模的数字信号处理器(DSP)中进行处理,然后发送到图像处理部103,其中,合成孔径雷达由10~20mW左右的低功率的可变频率振荡部和天线部构成。
作为具有电磁波的照射单元以及接收单元的分析单元而被使用的方法以及装置之一,可举出合成孔径雷达。合成孔径雷达是应用了相位阵天线(phased array antenna)的技术的雷达。
在相位阵天线中成组地使用多个微波传感器的天线。在各天线设置有相位器,并且,通过阶段性地错开各自的相位,而将相位阵天线作为一个天线组,以使焦点与被聚焦的电波的一点(方向和距离)重合的方式进行设定。由于电波在相位、即焦点一致的点增强,所以能够以敏感的方向性(directionality)和高分辨能力进行测定。合成孔径雷达是一种如下这样的雷达,即,以相位阵天线为基础,而例如在气象卫星上时,根据卫星的移动而以线状连续地取取信号,并通过数据处理将其变换为面状的计测的雷达。
合成孔径雷达是通过小的传感器组来获得相对大口径的雷达的分辨率的,因此能够得到高的分辨率,另一方面,所接收的信号的处理需要进行庞大的计算量,因此在计算机的性能发展到高水平的近年被利用得很活跃,而主要装载在气象卫星和军用飞机上。
在本发明中利用合成孔径雷达的高分辨率,而能够早期发现数μm至1mm左右的被检体的初期的病变。
作为该例的第二个接收单元,而在不具有电磁波照射单元且仅由接收来自作为检体的生物体组织的自发电磁波的接收单元构成的分析单元部102中,该例中利用32位左右的小规模数字信号处理器(DSP)来对来自接收单元的信号进行处理,而实施各种杂音的去除、信号的平滑化等信号处理的同时,缩小数据尺寸而作成适当的数字信号,并发送到图像处理部103,其中,上述接收单元由包含接收来自被检体的辐射红外线的透镜系统的、两个以上的红外线传感器组部构成。
在图像处理部103中,将来自分析单元101的信号和来自分单元102的信号利用装入了包括存储部和分析部的诊断软件的256位左右的大规模的数字信号处理器(DSP)来进行合成,并以高速实施分析诊断的运算处理,然后将实施过该运算处理的信号利用64位左右的中规模的数字信号处理器(DSP)来实施图像处理,并将该图像处理信号输出到图像显示器,其中:上述分析单元部101具有电磁波的照射单元以及接收单元;上述分析单元部102不具有电磁波照射单元且仅由接收来自作为检体的生物体组织的自发电磁波的单元构成。
将数字信号处理器(DSP)的规模按大中小而表示为256、64、32位,但是,该规模仅是举例,而并不是在本发明中所做的限定。
在本发明中,以检测患者的组织的构造上的病变为目的而利用具有电磁波的照射单元的接收单元。
作为不具有电磁波照射单元且仅由接收来自作为检体的生物体组织的自发电磁波的单元构成分析单元的例子之一,还有红外线传感器的应用。该接收单元的原理由来于东洋医学的观点,其通过测定人体体表的温度分布,来检测连从体表的深度也包括的病灶的位置。
在东洋医学上,可进行如下的判断:例如,若嘴唇的温度上升,则为肿瘤易于成长的环境;若肚脐的温度下降,则不利于病后的恢复等。在体表温度的测定上利用红外线传感器等。
对于利用红外线传感器的方法的一部分,有如下的观点。用红外线传感器来测定来自人体体表的热辐射,从而得到体表的温度分布图。热源的深度、即从体表的生物体组织的异常部位的位置的推定是基于这样的假定的,即,将高斯分布能够利用于体表的温度分布的模型化。半值点就是将由高斯分布曲线包围的面积二等分的点。若能找到半值点,则就能找到热源的深度。就是进行如上所述的假设。
在本发明中,通过在不具有电磁波照射单元且仅由接收来自作为检体的生物体组织的自发电磁波的单元构成的分析单元使用一个或者两个以上红外线传感器,而能够更加正确地把握患部等对象的位置。
即使利用了一个红外线传感器,也能推定生物体组织的异常部的深度。但是,通过由多个该接收单元的红外线传感器以不同的角度检测出热源的位置,而能够更加正确地确定热源的位置。
在本发明的方法或者装置中,使用所谓具有电磁波的照射单元以及接收单元的分析单元部、和不具有电磁波照射单元且仅由接收来自作为检体的生物体组织的自发电磁波的单元构成的分析单元的、原理不同的多种方式的分析单元,来检测出患部的不同的病变,并对该检测结果进行运算以及对其实现多视角化,从而能够更加正确地诊断出患部。
图12是表示本发明的电磁波医疗诊断法以及装置的一个适用例的要部的示意图。
在诊断床201上设置有作为被检体的一例的人体202,而且,合成孔径雷达等接收单元203在人体上沿扫描方向104进行扫描。在这里,所谓接收单元是对于具有电磁波的照射单元的接收单元、和不具有电磁波照射单元且仅由接收来自作为检体的生物体组织的自发电磁波的接收单元构成的方法的总称。
诊断床201大小为约2m长×80cmm宽,并被设置在屏蔽来自外部环境等的电磁波杂音或杂音等的杂音类的屏蔽室内。在诊断床201设置有反射电磁波的反射板。
要被设置在诊断床201上的人体202等生物体检体,应要穿上由使电磁波或红外线透过的腈纶和聚酯或者尼龙等合成纤维等构成的患者服。
接收单元203的扫描方法有两种方法,一种是人体202静止而接收单元移动的方法,另一种是接收单元203静止而诊断床201以及人体202移动的方法。
所读入的立体图像数据作为一个例子而显示为透明图像。透明图像的显示法例如有最大回声波法、最小回声波法、X射线法等。描画出三维结构、剖面结构、表面结构、冠状结构等。
最大回声波法通过显示回声波大的部位,从而能够检测出例如肝血管瘤那样的病变。最小回声波法能够检测出囊肿瘤等回声波小的部位的病变。X射线法是一种和X射线检查的图相似的显示法,其以最大回声法和最小回声法的结果的灰度平均值被示出。
图7是对由接收单元所取取的信号进行可视化的流程图,主要更详细地说明图11的103部分。与图12所示的诊断床201所对应的部分被表示在该图的一部分。
其为一种用于从作为测定对象的人体等的生物体组织的内部提取并描画成为对象的患部或者生物体脏器等的图像的方法。通过设定适当的阈值,而判定患部或者生物体脏器等测定对象。
由数据采集部301接收从接收单元203所取取的信号,并在重采样部302对该信号进行如下处理:去除噪声;将两接收单元的不同格式统一为同一种图像文件格式;统一两接收单元的体元(也称为voxel:三维像素)尺寸;以及统一体元的空间坐标等。在分割/分类部303中,将信号分配到另外的系统,并对于患部或者生物体脏器等测定对象,在一方进行利用立体化处理部304的处理,而在另一方进行利用多边化处理部305的处理,从而显示形状。其为一种在立体化处理部304宛如透明一样观察测定对象的人体等而描画出内部结构的方法。在多边化处理部305中,通过描画出一个阈值的体元来描画出患部或者生物体脏器等的形状。在立体化处理部304以及多边化处理部305中被处理过的图像显示在显示部306。
图13是用于作成立体图像的流程图。来自接收单元203的数据被读入数据采集部601。该数据紧接着被送入对信号进行放大和噪声去除等处理的数据处理部602。接着,将在视场变换部603中对所读入的原始数据进行向立体空间的体元的值的变换、坐标系的变换、屏幕坐标系的变换等。
在电磁波束跟踪部604中进行利用电磁波束跟踪法的处理。在电磁波束跟踪法中,假定从观察点向测定对象的各点发射电磁波束(Beam),而求出该电磁波束上的点的色值和不透明度,并且,基于“调查在该点能够看到何处的什么颜色,并将其全部累加”的原理。
体单元投影法是一种通过求出各体元的色值和不透明度来求出立体的形状的方法。在体单元投影部605中,计算该等值面上的要描画的各点的透明度以及色值(RGB)和倾斜的梯度等,并根据物质而计算出光的扩散、反射、透过、吸收、散射的等光泽模型,从而作成曲面的立体图像。
在视场变换部606中,根据眺望患部或者生物体脏器等测定对象的角度、放大缩小的倍率或者阈值的设定,来指定要检测哪个患部等。在显示部607中,显示所描画的立体图像。
图14是叙述立体图形的两种制作方法的图。一种方法称为面图像制作,它就是在图4所叙述的方法。从原立体图像数据701使用阈值或者极值来提取等值面,并将由等值面所形成的图像称为中间面,并且,对中间面显示部702如在图4所叙述那样进行光的反射、透过等计算,从而作成曲面图像,并显示在数字立体图像部703。
面图像制作适合于关于对象物的体积、面积、长度等的测定。面图像制作的运算对硬件的负担轻,因此在目前是主流。
体图像制作不需从原立体图像数据701构成中间面,而直接进行描画。图像是具有灰度的非二值图像,通过描画半透明的结构,而能够将图像表现得更加现实、更加直观。此为近年来备受关注的方法。
实施例1
下面,对本发明的雷达医疗诊断法以及装置,详细记述图11以及图12中的其他实施例。
具有电磁波的照射单元以及接收单元的分析单元的电磁波照射器的电磁波,是一种所照射的电磁波的持续时间为从0.1纳秒至10纳秒、且脉冲间的间隔是该脉冲持续时间的100倍至10000倍的脉冲电磁波,而且是一种从6mm至12mm波长区域中的单一波长的电磁波。该雷达的接收传感器是微波传感器的天线组,并将波长可变的微波等所照射的电磁波的发射器的功率,为了将其控制在对检体没有影响的程度以使减轻对生物体检体的负担,而设定为10kW左右以下,而且,对整个检体进行扫描时,照射10mW左右的电磁波,而仅对患部进行扫描时,照射20mW左右的电磁波。
检体为人体时的扫描时间是10~30秒的短时间。尤其是划分出患部而进行扫描时,只花10秒左右的短时间就结束。由于在具有该电磁波的照射单元的接收单元中的检测波是小信号,所以由放大器进行放大而发送到初级数字信号处理器(DSP)。
不具有电磁波照射单元且仅由接收来自作为检体的生物体组织的自发电磁波的接收单元构成的分析单元,还能接收到来自生物体的微小功率的自发电磁波。
作为不具有电磁波照射单元且仅由接收来自作为检体的生物体组织的自发电磁波的接收单元构成的方法的一个例子,而被利用的不具有红外线照射单元且仅由作为接收来自作为检体的生物体组织的自发电磁波的单元构成的分析单元,是一种检测出从人体等检体所发生的红外线或远红外线的、不具有电磁波照射单元且仅由接收来自作为检体的生物体组织的自发电磁波的接收单元构成的分析单元,并且,利用不具有该红外线等电磁波照射单元且仅由接收来自作为检体的生物体组织的自发电磁波的接收单元构成的方法,以热检测出生物体组织的异常的部位和现象。由于不具有红外线等的电磁波照射单元且仅由接收来自作为检体的生物体组织的自发电磁波的接收单元构成的分析单元的信号量大,所以在初级信号处理器(DSP)进行缩小处理和控制。
大规模的数字信号处理器(DSP)是一种对来自具有电磁波的照射单元以及接收单元的分析单元、和不具有电磁波照射单元且仅由接收来自作为检体的生物体组织的自发电磁波的接收单元构成的分析单元的信号进行分析及合成、图像处理的中心,通过图像处理用芯片和软件进行运算处理,以能够利用图像以及信号来判断部位以及现象。
在中规模的数字信号处理器(DSP)中,进行用于对来自大规模的数字信号处理器(DSP)的信号进行图像输出的处理。
为了检测出检体中的动态部位,而用多普勒效应的测定来检测运动。动态部位有心脏、血管、血流、或者肠胃的蠕动运动等。
作为其一例,通过评估向脏器的血液的流入,而能够检测出伴随脏器的闭塞以及肿瘤的血管的新生。
能够将检测新生血管应用于判断肿瘤的形态和位置。
检体的异常部(患部)是能够以使用两个以上的传感器来实现多视角化的方法来检测出。
合成图像的性能具有对异常部能够涂色显示的性能。
例如为了避免干涉而采用固体高频振荡管、且在以1度的发射角、5×5m2的范围进行从多辐射源(例如3个辐射源)的照射的情况下,合成图像的分辨率是0.05×0.05m2的高分辨率。
如上所述,该方式为高分辨率,所以能发现初期癌,并且,在检体的所有位置(例如不管是肠内壁或肠外壁)都能够确定患部的部位。
实施例2
图15是表示将进行等值面的提取的各种计算方法试用于各种测定对象时的处理时间的例子。MC法是Marching Cube(移动立方体)法,是一种古典的计算方法。这是一种相邻的体元中找出体元的亮度相同的体元而描画出测定对象的等值面的形状的方法。
运算结构简单,但另一方面,运算量变得庞大,而要求计算机具有高的性能。
MB法是Marching Boxes法,是一种如下这样的计算方法,即,将原立体数据的立体分割为小的单位立方体组,并依次和与单位立方体相邻的其他单位立方体中亮度相等的单位立方体进行合并,从而描画等值面的计算方法。
OctreeMB法是一种用于高速地进行等值面的检测的计算方法,其以八叉树(Octree)表现原图像数据。
能缩短运算时间,而能实现处理的高速化。
图15表示以A、B、C为对象分别应用了MB法、MC法、OctreeMB法的运算时间。与MC法相比,在MB法和OctreeMB法中将多边形(也称为polygon(多角形))的面边数削减到40%的级别。关于运算时间,对所有的测定对象来说,MB法均都比MC法相更花费运算时间,而且,若采用OctreeMB法,则能够将运算时间缩短到和MC法相同的程度。
实施例3
图16是表示本发明人所实施的、在连接了Sun Sparcl等计算机的UNIX(注册商标)网络上所构筑的计算法的结构的框图,称为DMC法(DistributedMarching Cubes(分散移动立方体)法)。
将程序分为主程序侧501和副程序侧502,并且,在主程序侧501中进行用户接口、数据收集以及数据分解等,在副程序侧502进行对等值面的计算,并将结果提供给主程序侧。
主程序501根据数据的规模来确定要使用的副程序502的数量。副程序502执行MC法以及Phong模型,并将处理结果提供给主程序501。主程序501用z-buffer法实施隐面消除,并在显示器上图像显示。
在本实施例中的等值面的提取计算法中采用MC法,在光泽模型采用作为简单的光泽模型的Phong模型,在作为在画面上消去成为立体的阴面的部分而进行显示的方法的隐面消除中采用z-buffer法。另外,在图16中,将副程序数设为副程序502-1、副程序502-2、副程序502-3三个。以上的计算法仅是例示,而并不是在发明中所做的限定。
Phong模型的特征在于,使用散射扩散、镜面反射、环境光照的三个特性,来作出具有通过照明的高亮度部分、且平滑的曲面。z-buffer法是一种对各像素记忆想要显示的面的Z值(从观察点的纵深)的方法。将各个面投影到透视投影面上,并对该面所占的像素位置存储该面的Z值。此时,若存在已经被存储的面,则和该Z值进行比较,并存储小的一方的面的信息。
实施例4
图17是关于医疗图像可视化(visualization of medical imaging)的流程图的例子。称为VOMI系统。
来自雷达类的原始数据被读入到数据采集部801。该数据通过数据处理部802被保存到数据库803或者从数据库803中被读出。
数据库803是计算机的硬盘、软磁盘、CD-R、光磁盘、大规模容量存储装置。
该数据进入到前处理部804,并实施噪声去除等处理。由观察点变换部805进行对于想要观察对象的角度或者对象的剖面的部位等的设定。
通过鼠标、键盘等用户输入装置能够变更观察点,而能够指示从各种角度的显示。
接着,根据需要分为三个工序。可根据需要选择一个或者两个以上的工序。
在切片作成部806中,进行描画对象的想要观察的部位的剖面的计算。根据三维的数据来作成任意平面的切片。
在面图像作成部807中,进行描画对象的部位、例如特定的脏器或肿瘤等立体形状的计算。能够进行对象部位的体积计算、统计分析、二维、三维的形状测定等。
在体图像作成部808,进行作成具有灰度的半透明的立体图像的计算。
在显示部809,将在806、807、808中所计算的图像显示在显示器、打印机、胶片等上。
在人机对话部810中,关于显示的图像的角度、放大缩小、用于描画哪个脏器或者患部的阈值的设定等,用户对计算机进行指示。
在图像变换部811,根据由人机对话部810所提供的指示来变换图像。
实施例5
图18是表示利用本发明的雷达医疗诊断法以及装置来显示灰度三维图像的一例的人体要部的示意图。
如上所述,通过本发明的雷达医疗诊断方法以及装置能够解决课题。即,本发明的雷达医疗诊断法以及装置所使用的微波、红外线,与超声波回声诊断法以及装置等相比其分辨率均都极高,而都能够得到几μm的分辨率。
本发明的雷达医疗诊断法以及装置,由于没使用如X射线断层摄影法及装置(X射线CT)、或正电子发射摄影法及装置(PET)那样的辐射线,所以没有对人体等生物体的辐射能损伤的危险性。
如实施例1所述,本发明的雷达医疗诊断法以及装置与X射线断层摄影法及装置(X射线CT)、磁共振法及装置(MRI)、正电子发射摄影法及装置(PET)等相比,诊断时间短。
本发明的雷达医疗诊断法以及装置不需要如X射线断层摄影法及装置(X射线CT)那样的X射线发生装置、如磁共振法及装置(MRI)那样的磁场发生装置以及γ射线检测装置等那样的大规模且高价的装置,而能够仅由简单且小型的天线或者传感器、和作为电路的数字信号处理器来形成,所以能以廉价制作。
产业上的可利用性
本发明不仅能够利用于电磁波医疗诊断,而且也能够利用于:对于混凝土和隧道等结构体和材料体的龟裂或钢筋的状态等、组织体等的非破坏诊断、地质学上的非破环诊断、还有对于地层、地中的管道的状态、水脉的探查等的埋藏物诊断、其他物理学上的各种非破坏诊断。
Claims (17)
1.一种生物体信息的获取方法,其特征在于,具有:
预先准备第一数据库的工序,该第一数据库是从在向生物体照射了毫米波段电磁波的状态下所计测到的透过电磁波以及反射电磁波数据,按各生物体构成要素分类及整理出生物体表面以及生物体内部的毫米波段电磁波特性的数据库;
预先准备第二数据库的工序,该第二数据库是从在向生物体未照射电磁波的状态下所计测到的自发辐射电磁波数据,按各生物体构成要素分类及整理出生物体的电磁波自发辐射特性的数据库;
基于第一数据库的数据,从在向检查对象的生物体照射了毫米波段电磁波的状态下所测定到的透过电磁波以及反射电磁波数据获取检查对象的生物体构成要素的实际状态信息的工序;
基于第二数据库的数据,从在向检查对象的生物体未照射电磁波的状态下所测定到的自发辐射电磁波数据获取检查对象的生物体构成要素的实际状态信息的工序。
2.如权利要求1所述的生物体信息的获取方法,其特征在于,
准备第一或者第二数据库的工序的任一工序包括将经穴经络预置位置信息附加于数据库的数据的工序,该经穴经络预置位置信息以与生物体构成要素的相对远近关系表示生物体的经穴经络的位置,
获取检查对象的生物体构成要素的实际状态信息的工序包括:从被附加于上述第一或第二数据库的数据的经穴经络预置位置信息、在向检查对象的生物体照射了毫米波段电磁波的状态下所测定到的透过电磁波以及反射电磁波数据、在向检查对象的生物体未照射毫米波段电磁波的状态下所测定到的自发辐射电磁波数据,判定检查对象的生物体的经穴经络的实际状态位置的工序。
3.如权利要求2所述的生物体信息的获取方法,其特征在于,
准备第一及第二数据库的工序的任一工序包括将正常时的经穴经络的位置范围信息附加在第一或者第二数据库的数据的工序,该正常时的经穴经络的位置范围信息以与生物体构成要素的相对远近关系表示正常时的生物体的经穴经络的位置范围,
并且,获取检查对象的生物体构成要素的实际状态信息的工序包括:根据在判定检查对象的生物体的经穴经络的实际状态位置的工序所得到的经穴经络的实际状态位置和上述正常时的经穴经络的位置范围信息,来判定检查对象的生物体的经穴经络的位置是否在正常值的范围内的工序。
4.如权利要求1至3中任一项所述的生物体信息的获取方法,其特征在于,
所照射的毫米波段电磁波的频带宽为1.5GHz以上,且在该频带中至少具有波长为6mm至14mm的电磁波成分,
第一数据库的生物体表面以及生物体内部的毫米波段电磁波特性以及/或者第二数据库的生物体的电磁波自发辐射特性至少包括波长为6mm至14mm的电磁波的特性。
5.如权利要求1至3中任一项所述的生物体信息的获取方法,其特征在于,
所照射的毫米波段电磁波是通过时间上连续的多个重复电磁脉冲来发生的,该电磁脉冲的脉冲时间宽度为0.1至10纳秒,多个电磁脉冲的重复时间间隔为0.1至10微秒。
6.如权利要求5所述的生物体信息的获取方法,其特征在于,
多个重复电磁脉冲之间的脉冲间歇时间是该电磁脉冲的脉冲时间宽度的100倍至10000倍。
7.如权利要求1至3中任一项所述的生物体信息的获取方法,其特征在于,
所照射的毫米波段电磁波是在不同的固定位置或者时间上不同的位置所发生的,
具有在照射毫米波段电磁波时对该发生位置信息进行加密并叠加在照射电磁波的加密工序,
基于上述加密法,对在向检查对象的生物体照射了毫米波段电磁波的状态下所计测到的透过电磁波以及反射电磁波数据进行解密,并将所解密的发生位置信息附加于生物体表面以及生物体内部的毫米波段电磁波特性。
8.一种获取并显示生物体信息的装置,其特征在于,具有:
从在向生物体照射了毫米波段电磁波的状态下所计测到的透过电磁波以及反射电磁波数据,按各生物体构成要素分类及整理出生物体表面以及生物体内部的毫米波段电磁波特性的第一数据库;
从在向生物体未照射电磁波的状态下所计测到的自发辐射电磁波数据,按各生物体构成要素的实际状态分类及整理出生物体的电磁波自发辐射特性的第二数据库;
毫米波段电磁波发射单元,其向检查对象的生物体发射毫米波段电磁波;
第一接收单元,其从被照射到该毫米波段电磁波的检查对象的生物体接收电磁波;
第二接收单元,其从检查对象的生物体接受自发辐射的电磁波;
第一生物体实际状态信息获取单元,其基于由上述第一接收单元所得到的数据和上述第一数据库的数据,来获取检查对象的生物体构成要素的实际状态信息;
第二生物体实际状态信息获取单元,其基于由第二接收单元所得到的数据和上述第二数据库的数据,来获取检查对象的生物体构成要素的实际状态信息;
基于第一以及第二数据库的数据、以及由第一以及第二生物体实际状态信息获取单元所得到的信息,来显示生物体信息的单元。
9.如权利要求8所述的获取并显示生物体信息的装置,其特征在于,
第一或者第二数据库包括与经穴经络预置位置信息相关的数据,该经穴经络预置位置信息以与生物体构成要素的相对远近关系来表示生物体的经穴经络的位置,
获取检查对象的生物体构成要素的实际状态信息的第一或者第二生物体实际状态信息获取单元包括:从在上述第一或者第二数据库的数据中所包含的经穴经络预置位置信息、和在向检查对象的生物体照射了毫米波段电磁波的状态下所测定到的透过电磁波以及反射电磁波数据、在向检查对象的生物体未照射毫米波段电磁波的状下所测定到的自发辐射电磁波数据,判定检查对象的生物体的经穴经络的实际状态位置的单元,
显示生物体信息的单元包括显示经穴经络的实际状态位置的单元,该经穴经络的实际状态位置是由判定上述检查对象的生物体的经穴经络的实际状态位置的单元所得到的。
10.如权利要求9所述的获取并显示生物体信息的装置,其特征在于,
第一或者第二数据库的数据包括与正常时的经穴经络的位置范围信息相关的数据,该正常时的经穴经络的位置范围信息以与生物体构成要素的相对远近关系来表示正常时的生物体的经穴经络的位置范围,
获取检查对象的生物体构成要素的实际状态信息的第一或者第二生物体实际状态信息获取单元包括:根据由判定检查对象的生物体的经穴经络的实际状态位置的单元所得到的经穴经络的实际状态位置和上述正常时的经穴经络的位置范围信息,来判定检查对象的生物体的经穴经络的位置是否在正常范围内的单元,
显示生物体信息的单元包括显示上述判定是否在正常范围内的判定单元的判定的单元。
11.如权利要求8至10中任一项所述的获取并显示生物体信息的装置,其特征在于,
所照射的毫米波段电磁波的频带宽为1.5GHz以上,且在该频带中至少具有波长为6mm至14mm的电磁波成分,
第一数据库的生物体表面以及生物体内部的毫米波段电磁波特性以及/或者第二数据库的生物体的电磁波自发辐射特性至少包括波长为6mm至14mm的电磁波的特性,
毫米波段电磁波发射单元具有辐射源,该辐射源发射至少具有波长为6mm至14mm的电磁波成分的电磁波,
第一接收单元具有接收器,该接收器接收至少具有波长为6mm至14mm的电磁波成分的电磁波。
12.如权利要求8至10中任一项所述的获取并显示生物体信息的装置,其特征在于,
所照射的毫米波段电磁波是通过时间上连续的多个重复电磁脉冲来发生的,该电磁脉冲的脉冲时间宽度为0.1至10纳秒,多个电磁脉冲的重复时间间隔为0.1至10微秒。
13.如权利要求12所述的获取并显示生物体信息的装置,其特征在于,
多个重复电磁脉冲之间的脉冲间歇时间是该电磁脉冲的脉冲时间宽度的100倍至10000倍。
14.如权利要求8至10中任一项所述的获取并显示生物体信息的装置,其特征在于,
毫米波段电磁波发射单元以及第一接收单元是合成孔径雷达的发送接收单元,发送接收多个相位错开的透过或者反射电磁波,从检查对象的生物体接收与由外观上开口度大的接收单元所得到的电磁波相同程度的电磁波。
15.如权利要求8至10中任一项所述的获取并显示生物体信息的装置,其特征在于,
毫米波段电磁波发射单元由从不同的固定位置向生物体发射毫米波段电磁波的多个固定辐射源构成,并且,同时具有电磁波加密单元,该电磁波加密单元对辐射源的固定位置信息进行加密并叠加在上述辐射源所发射的电磁波上,
第一接收单元同时具有密码解密单元,该密码解密单元基于对上述固定位置信息进行加密并叠加的加密法,对接收电磁波数据进行解密。
16.如权利要求8至10中任一项所述的获取并显示生物体信息的装置,其特征在于,
毫米波段电磁波发射单元是被装载在移动单元而移动的同时从不同位置向生物体发射毫米波段电磁波的移动辐射源,并且,同时具有电磁波加密单元,该电磁波加密单元对发射时的位置信息进行加密并叠加在上述移动辐射源所发射的电磁波上,
第一接收单元同时具有密码解密单元,该密码解密单元基于对上述发射电磁波时的位置信息进行加密并叠加的加密法,对接收电磁波数据进行解密。
17.如权利要求9所述的获取并显示生物体信息的装置,其特征在于,
上述显示经穴经络的实际状态位置的单元包括:
将经穴作为点、将经络作为线,而对经穴经络的预置位置信息和所计测到的经穴经络的实际状态位置信息分别构筑三维数据的单元;
根据观察点将该三维数据转换为二维显示的单元。
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