DE112017004103T5 - In-vivo-signalquellendetektionsverfahren und in-vivo-signalquellendetektionsvorrichtung - Google Patents

Abstract

In einem In-Vivo-Signalquellendetektionsverfahren der vorliegenden Erfindung sind drei Elektroden (21, 22, 23) auf dem Umfang einer Oberfläche eines lebenden Körpers (10) angeordnet, um mehrere Muskelfasern (40) zu umgeben; eine erste Spannung V_i wird erzeugt, wenn ein erster externer Widerstand zwischen jeder Elektrode und einem Massepotential verbunden ist, und eine zweite Spannung V'_i wird erzeugt, wenn ein zweiter externer Widerstand zwischen jeder Elektrode und dem Massepotential verbunden ist; und ein Verhältnis V_i/V'_i wird aus der ersten Spannung V_i und der zweiten Spannung V'_i berechnet, und die Position der Signalquelle in dem lebenden Körper wird basierend auf drei Verhältnissen V_i/V'_i detektiert.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein In-Vivo-Signalquellendetektionsverfahren und eine In-Vivo-Signalquellendetektionsvorrichtung zum Detektieren der Position eines Aktivitätsorts (einer Signalquelle) von Geweben, die in einem lebenden Körper agieren.
• STAND DER TECHNIK
• Die Messung eines Aktivitätszustands von Geweben, die in einem lebenden Körper agieren, ist durch Messung einer Spannung, die an einer Elektrode erzeugt wird, die an einer Oberfläche des lebenden Körpers angebracht ist, ausgeführt worden.
• Beispielsweise offenbart Patentdokument 1 ein Verfahren zum Erhalten einer Potentialverteilung in einem Abschnitt eines lebenden Körpers, der durch eine vorbestimmte Ebene verläuft, durch Messen eines Oberflächenpotentials an jedem Punkt auf der Schnittlinie (einer geschlossenen Kurve) zwischen dem lebenden Körper und der Ebene.
• ENTGEGENHALTUNGSLISTE
• PATENTDOKUMENT
• Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentschrift Nr. H11-113867
• Patentdokument 2: Internationale Patentschrift Nr. 2016/075726 A1
• KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
• TECHNISCHES PROBLEM
• In dem in Patentdokument 1 offenbarten Verfahren müssen jedoch viele Elektroden auf dem lebenden Körper ohne Lücken zum Ausführen von Messungen angeordnet werden, und aus diesem Grund ist eine Belastung auf dem lebenden Körper groß. Außerdem wird, wenn die Anzahl von Elektroden kleiner ist, die Belastung auf dem lebenden Körper reduziert. Es kann jedoch nur eine Potentialverteilung mit geringer Auflösung erhalten werden.
• Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um ein In-Vivo-Signalquellendetektionsverfahren und eine In-Vivo-Signalquellendetektionsvorrichtung zum genauen Detektieren der Position eines Aktivitätsorts (einer Signalquelle) von Geweben, die in einem lebenden Körper agieren, mit einer kleineren Anzahl von Elektroden bereitzustellen.
• LÖSUNG DER AUFGABE
• Ein In-Vivo-Signalquellendetektionsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein In-Vivo-Signalquellendetektionsverfahren zum Detektieren der Position einer Signalquelle in einem lebenden Körper durch eine Spannung, die an einer Elektrode, die auf einer Oberfläche des lebenden Körper angeordnet ist, erzeugt wird. Wenigstens drei Elektroden sind auf dem Umfang der Oberfläche des lebenden Körper angeordnet, um mehrere Muskelfasern zu umgeben, und ein erster externer Widerstand und ein zweiter externer Widerstand sind alternierend schaltbar parallel zwischen jeder Elektrode und einem Massepotential oder zwischen einzelnen Elektroden verbunden. Eine erste Spannung V_i (i = 1, 2, 3), die erzeugt wird, wenn der erste externe Widerstand zwischen jeder Elektrode und dem Massepotential oder zwischen einzelnen Elektroden verbunden ist, und eine zweite Spannung V'_i (i = 1, 2, 3), die erzeugt wird, wenn der zweite externe Widerstand zwischen jeder Elektrode und dem Massepotential oder zwischen einzelnen Elektroden verbunden ist, werden gemessen. Ein Verhältnis V_i/V'_i (i = 1, 2, 3) wird aus der ersten Spannung V_i und der zweiten Spannung V'_i berechnet, und die Position der Signalquelle in dem lebenden Körper wird basierend auf drei Verhältnissen V_i/V'_i (i = 1, 2, 3) detektiert.
• VORTEILE DER ERFINDUNG
• Gemäß der vorliegenden Erfindung können das In-Vivo-Signalquellendetektionsverfahren und die In-Vivo-Signalquellendetektionsvorrichtung zum genauen Detektieren der Position eines Aktivitätsorts (der Signalquelle) von Geweben, die in dem lebenden Körper agieren, mit einer geringeren Anzahl von Elektroden bereitgestellt werden.
• Figurenliste
• [1] 1 ist ein Diagramm eines elektrischen Netzes zum Beschreiben eines In-Vivo-Signalquellendetektionsverfahrens in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• [2] 2 ist eine Tabelle der Schritte zum Schalten eines Verbindungszustands zwischen jeder Elektrode und einem externen Widerstand.
• [3] 3 ist eine Ansicht eines Modells einer Signalquelle als ein Detektionsziel.
• [4] 4 ist eine Ansicht der Anordnung der Elektroden auf einer Oberfläche eines lebenden Körpers.
• [5] 5 ist eine Ansicht zum Beschreiben des Verfahrens zum Detektieren der Position der Signalquelle.
• [6] 6 ist eine Ansicht zum Beschreiben des Verfahrens zum Detektieren der Position der Signalquelle.
• [7] 7 ist ein Diagramm eines elektrischen Netzes zum Beschreiben eines In-Vivo-Signalquellendetektionsverfahrens in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• [8] 8 ist eine Tabelle der Schritte zum Schalten eines Verbindungszustands zwischen jeder Elektrode und einem externen Widerstand.
• [9] 9 ist eine Ansicht zum Beschreiben des Verfahrens zum Detektieren der Position einer Signalquelle.
• [10] 10 ist eine Ansicht eines Modells der Signalquelle als ein Detektionsziel.
• [11] 11 ist eine Ansicht der Anordnung der Elektroden auf einer Oberfläche eines lebenden Körpers.
• [12] 12 ist ein Diagramm eines elektrischen Netzes zum Beschreiben eines In-Vivo-Signalquellendetektionsverfahrens in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• [13] 13 ist eine Tabelle der Schritte zum Schalten eines Verbindungszustands zwischen jeder Elektrode und einem externen Widerstand.
• [14] 14 ist eine Ansicht der Anordnung der Elektroden auf einer Oberfläche eines lebenden Körpers.
• [15] 15 ist eine Ansicht zum Beschreiben des Verfahrens zum Detektieren der Position einer Signalquelle.
• [16] 16 ist eine Ansicht zum Beschreiben des Verfahrens zum Detektieren der Position der Signalquelle.
• BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen genau beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt ist. Verschiedene Änderungen können vorgenommen werden, ohne von einem Schutzbereich, innerhalb dessen die vorliegende Erfindung vorteilhafte Effekte bereitstellt, abzuweichen. In der nachstehenden Beschreibung bezieht sich eine „Elektrode“ auf ein Element, das an einer Oberfläche eines lebenden Körper angebracht werden kann, ein „Potential“ bezieht sich auf einen elektrischen Pegel, und eine „Spannung“ bezieht sich auf einen gemessenen elektrischen Pegel, sofern nicht anders spezifiziert.
• Ein Anmelder der vorliegenden Anmeldung hat das Verfahren zum genauen Detektieren der Position eines Aktivitätsorts (einer Signalquelle) von Geweben, die in einem lebenden Körper agieren, mit einer kleineren Anzahl von Elektroden vorgeschlagen (Patentdokument 2).
• In dem In-Vivo-Signalquellenpositionsdetektionsverfahren gemäß diesem Vorschlag sind wenigstens drei Elektroden auf einer Oberfläche des lebenden Körper angeordnet, und zwei externe Widerstände mit unterschiedlichen Widerstandswerten sind parallel zwischen jeder Elektrode und einem Massepotential verbunden, um eine Spannung V_i (i = 1, 2, 3), die an jeder Elektrode erzeugt wird, wenn der erste externe Widerstand parallel verbunden ist, und eine Spannung V'_i (i = 1, 2, 3), die an jeder Elektrode erzeugt wird, wenn der zweite externe Widerstand parallel verbunden ist, zu messen. In diesem Fall kann, wenn ein interner Widerstand R_i (i = 1, 2, 3) zwischen jeder Elektrode und der Signalquelle proportional einem Abstand L_i (i = 1, 2, 3) zwischen jeder Elektrode und der Signalquelle ist, der Abstand L_i (i = 1, 2, 3) durch ein System aus drei Gleichungen repräsentiert werden, die ein Spannungsverhältnis (V_i/V'_i) als eine Variable aufweisen. Somit wird das System mit drei Gleichungen unter Verwendung von drei gemessenen Spannungsverhältnissen (V_i/V'_i) gelöst, so dass die dreidimensionalen Koordinaten (x, y, z) der Signalquelle erhalten werden können.
• Die Gleichung zum Erhalten des Abstands L_i (i = 1, 2, 3) enthält als Unbekannte nicht nur das Spannungsverhältnis (V_i/V'_i) als die Variable, sondern auch zwei Konstanten, d. h. eine Proportionalitätskontante zwischen dem internen Widerstand zwischen jeder Elektrode und der Signalquelle und einem Abstand zwischen jeder Elektrode und der Signalquelle und einen internen Widerstand zwischen der Signalquelle und einem Massepotential. Somit müssen zum genauen Erhalten der Position der Signalquelle durch das Verfahren des vorstehend beschriebenen Vorschlags diese beiden Konstanten getrennt erhalten werden.
• In einem Fall jedoch, in dem das Verfahren des vorstehend beschriebenen Vorschlags z. B. zum Zweck der Überwachung von Muskelfasern, die während eines Trainings agieren, verwendet wird, ist Leichtigkeit erforderlich, und deshalb ist es nicht leicht, die vorstehend beschriebenen zwei Konstanten im Voraus zu erhalten. Insbesondere fluktuiert die Proportionalitätskontante zwischen dem internen Widerstand und dem Abstand unter den vorstehend beschriebenen Konstanten aufgrund des Einflusses des Gewebes in einem Körper oder ändert sich während des Trainings. Aus diesem Grund ist es nicht leicht, diese Proportionalitätskontante im Voraus genau zu erhalten.
• Die Erfindung der vorliegenden Anmeldung ist im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Punkte gemacht worden und schlägt ein In-Vivo-Signalquellendetektionsverfahren zum genauen Detektieren der Position eines Aktivitätsorts (einer Signalquelle) von Geweben, die in einem lebenden Körper agieren, mit einer kleineren Anzahl von Elektroden vor.
• (Erste Ausführungsform)
• 1 ist ein Diagramm eines elektrischen Netzes zum Beschreiben eines In-Vivo-Signalquellendetektionsverfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• Wie in 1 dargestellt sind drei Elektroden 21, 22, 23 auf einer Oberfläche eines lebenden Körper 10 angeordnet. Ein erster externer Widerstand und ein zweiter externer Widerstand, die alternierend schaltbar konfiguriert sind, sind parallel zwischen jeder Elektrode 21, 22, 23 und einem Massepotential verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Widerstandswert des ersten externen Widerstands unendlich, und ein Widerstandswert des zweiten externen Widerstands ist Rg. Somit sind jede Elektrode 21, 22, 23 und das Massepotential durch einen Schaltabschnitt SW zwischen einem Fall, in dem kein externer Widerstand Rg verbunden ist, und einem Fall, in dem der externe Widerstand Rg verbunden ist, schaltbar. Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Ausführungsform, obwohl eine Masseelektrode 20 auf der Oberfläche des lebenden Körpers 10 angeordnet ist, um als das Massepotential zu dienen, die Masseelektrode nicht notwendigerweise auf der Oberfläche des lebenden Körpers 10 angeordnet ist.
• Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Masseelektrode 20 auf der Oberfläche des lebenden Körpers 10 angeordnet ist und durch Verbindung der Masseelektrode 20 mit einer In-Vivo-Signalquellendetektionsvorrichtung als das Massepotential dient.
• Eine Spannung, die von der Signalquelle Vs in dem lebenden Körper 10 herrührt, wird an jeder Elektrode 21, 22, 23, die auf der Oberfläche des lebenden Körper 10 angeordnet ist, erzeugt. Die Spannung wird durch einen Verstärker 30 verstärkt und wird dann als eine Ausgangsspannung Vout ausgegeben. Ein Schalter S₁ , S₂ , S₃ ist zwischen jeder Elektrode 21, 22, 23 und dem Verstärker 30 angeordnet. Durch sequenzielles Bringen der Schalter S₁ , S₂ , S₃ in den leitenden Zustand wird die Spannung, die an jeder Elektrode 21, 22, 23 erzeugt wird, als die Ausgangsspannung Vout des Verstärkers 30 gemessen.
• In der vorliegenden Ausführungsform werden, wie in 2 dargestellt ist, der Schaltabschnitt SW und die Schalter S₁ , S₂ , S₃ jeweils geschaltet (Schritte 1 bis 6). Auf diese Weise werden die ersten Spannungen V₁ , V₂ , V₃ , die jeweils an den Elektroden 21, 22, 23 erzeugt werden, wenn kein externer Widerstand zwischen jeder Elektrode 21, 22, 23 und dem Massepotential verbunden ist, und die zweiten Spannungen V'₁ , V'₂ und V'₃ , die jeweils an den Elektroden 21, 22, 23 erzeugt werden, wenn der externe Widerstand Rg zwischen jeder Elektrode 21, 22, 23 und dem Massepotential verbunden ist, gemessen. Es wird darauf hingewiesen, dass in 2 die Elektroden 21, 22, 23 jeweils als Kanäle ch₁ , ch₂ und ch₃ angegeben sind.
• 3 ist eine Ansicht eines Modells einer Signalquelle als ein Detektionsziel in der vorliegenden Ausführungsform.
• Das Modell der Signalquelle, das in 3 dargestellt ist, sind mehrere Muskelfasern 40, die z. B. einen Skelettmuskel eines Arms bilden, und jede Muskelfaser 40 ist entlang der Richtung eines Pfeils in der Figur linear vorhanden. Wenn der Skelettmuskel agiert (kontrahiert), dient eine spezielle Muskelfaser 40 als die Signalquelle Vs und erzeugt ein hohes Potential. Ein Aktivitätsort der Muskelfaser 40 als die Signalquelle Vs ist entlang der Richtung der Muskelfaser 40 linear vorhanden, und deshalb ist die Potentialverteilung an der Signalquelle Vs gleichmäßig. Somit kann, wie in 3 dargestellt ist, wenn ein Detektionsgebiet für die Signalquelle Vs auf das Innere eines Abschnitts entlang einer A-A-Linie beschränkt ist, die lineare Signalquelle Vs als ein Punkt mit zweidimensionalen Koordinaten (x, y) angenommen werden.
• Basierend auf der vorstehend beschriebenen Erkenntnis sind in dem In-Vivo-Signalquellendetektionsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform drei Elektroden 21, 22, 23 auf einem Umfang 10A der Oberfläche des lebenden Körpers 10 angeordnet, so dass sie die mehreren Muskelfasern 40 umgeben, wie in 4 dargestellt ist. Außerdem wird ein Aktivitätsort 40a der Muskelfaser 40 als die Signalquelle Vs als der Punkt der zweidimensionalen Koordinaten (x, y) detektiert.
• Nachstehend wird ein spezifisches Verfahren zum Detektieren der Position (x, y) der Signalquelle Vs mit Bezug auf die 5 und 6 beschrieben.
• 5 ist eine Ansicht, wenn drei Elektroden 21, 22, 23 auf dem Umfang 10A der Oberfläche des lebenden Körpers 10 angeordnet sind, so dass sie die mehreren Muskelfasern 40 umgeben, und ein interner Widerstand zwischen der Signalquelle Vs und jeder Elektroden 21, 22, 23 ist durch R_b1 , R_b2 , R_b3 repräsentiert.
• In diesem Fall ist bei Schritt 1 die erste Spannung (wenn kein externer Widerstand verbunden ist) V₁ , die an der Elektrode 21 (dem Kanal ch₁) erzeugt wird, durch die Gleichung (1-1) gegeben.
  [Gleichung 1] $$V_{out}=V_1=V_s$$

  
• Andererseits ist bei Schritt 4 die zweite Spannung (wenn der externe Widerstand Rg verbunden ist) V'₁ , die an der Elektrode 21 (dem Kanal ch₁) erzeugt wird, durch die Gleichung (1-2) gegeben, falls ein Eingangswiderstand R_in des Verstärkers 30 extrem hoch ist.
  [Gleichung 2] $$V_{out}=V{\text{'}}_1=\frac{R_g}{R_{b1}+R_{b0}+R_g}{V}_s$$

  
• In dieser Gleichung repräsentiert R_b0 einen internen Widerstand zwischen der Signalquelle Vs und der Masseelektrode 20.
• Aus den Gleichungen (1), (2) ist ein Verhältnis (ein Dämpfungsverhältnis) V'₁ /V₁ zwischen der ersten Spannung V₁ , die an der Elektrode 21 (dem Kanal ch₁ ) erzeugt wird, wenn kein externer Widerstand Rg verbunden ist, und der zweiten Spannung V'₁ , die an der Elektrode 21 (dem Kanal ch₁ ) erzeugt wird, wenn der externe Widerstand Rg verbunden ist, durch die Gleichung (1-3) gegeben.
  [Gleichung 3] $$\frac{V{\text{'}}_1}{V_1}=\frac{R_g}{R_{b1}+R_{b0}+R_g}$$

  
• Ähnlich sind ein Verhältnis (ein Dämpfungsverhältnis) V'₂ /V₂ zwischen der ersten Spannung V₂ , die an der Elektrode 22 (dem Kanal ch₂ ) erzeugt wird, wenn kein externer Widerstand Rg verbunden ist, und der zweiten Spannung V'₂ , die an der Elektrode 22 (dem Kanal ch₂ ) erzeugt wird, wenn der externe Widerstand Rg verbunden ist, und ein Verhältnis (ein Dämpfungsverhältnis) V'₃ /V₃ zwischen der ersten Spannung V₃ , die an der Elektrode 23 (dem Kanal ch₃ ) erzeugt wird, wenn kein externer Widerstand Rg verbunden ist, und der zweiten Spannung V'₃ , die an der Elektrode 23 (dem Kanal ch₃ ) erzeugt wird, wenn der externe Widerstand Rg verbunden ist, jeweils durch die Gleichungen (1-4), (1-5) gegeben.
  [Gleichung 4] $$\frac{V{\text{'}}_2}{V_2}=\frac{R_g}{R_{b2}+R_{b0}+R_g}$$

  

  
  [Gleichung 5] $$\frac{V{\text{'}}_3}{V_3}=\frac{R_g}{R_{b3}+R_{b0}+R_g}$$

  
• Unter der Annahme, dass die Leitfähigkeit innerhalb des lebenden Körpers 10 gleichmäßig ist, wird jeder interne Widerstandswert R_b1 , R_b2 , R_b3 so betrachtet, dass er einem Abstand zwischen der Signalquelle Vs in dem lebenden Körper 10 und der Elektrode 21, 22, 23 proportional ist. Somit sind aus den Gleichungen (1-3), (1-4), (1-5) die Abstände L₁ , L₂ und L₃ zwischen der Signalquelle Vs in dem lebenden Körper 10 und jeder Elektrode 21, 22, 23 jeweils durch die Gleichungen (1-6), (1-7), (1-8) gegeben.
  [Gleichung 6] $$L_1=\beta R_{b1}=\beta \left\{\left(\frac{V_1}{V{\text{'}}_1}-1\right)R_g-R_{b0}\right\}$$

  

  
  [Gleichung 7] $$L_2=\beta R_{b2}=\beta \left\{\left(\frac{V_2}{V{\text{'}}_2}-1\right)R_g-R_{b0}\right\}$$

  

  
  [Gleichung 8] $$L_3=\beta R_{b3}=\beta \left\{\left(\frac{V_3}{V{\text{'}}_3}-1\right)R_g-R_{b0}\right\}$$

  
• In diesen Gleichungen ist β eine Proportionalitätskontante zwischen einem internen Widerstand R_bi und einem Abstand L_i (i = 1, 2, 3) und ist beispielsweise durch die Leitfähigkeit des lebenden Körper 10 definiert.
• Wie in den Gleichungen (1-6), (1-7), (1-8) gezeigt ist, ist jeder der Abstände L₁ , L₂ , L₃ als eine Funktion des Kehrwerts des Dämpfungsverhältnisses (V'₁ /V₁ , V'₂ /V₂ , V'₃ /V₃ ) ausgedrückt. Wie in 6 dargestellt ist, ist die Signalquelle Vs so betrachtet, dass sie an dem Schnittpunkt von drei Kreisen Q₁ , Q₂ , Q₃ , die jeweils einen Radius L₁ , L₂ , L₃ aufweisen, um die Elektroden 21, 22, 23 vorhanden ist. Wenn die Positionskoordinaten jeder Elektrode 21, 22, 23 (a₁ , b₁ ), (a₂ , b₂ ), (a₃ , b₃ ) sind, sind die Kreise Q₁ , Q₂ , Q₃ jeweils durch die folgenden Gleichungen (1-9), (1-10), (1-11) repräsentiert.
  [Gleichung 9] $$\sqrt{{\left(x-a_1\right)}^2+{\left(y-b_1\right)}^2}=L_1$$

  

  
  [Gleichung 10] $$\sqrt{{\left(x-a_2\right)}^2+{\left(y-b_2\right)}^2}=L_2$$

  

  
  [Gleichung 11] $$\sqrt{{\left(x-a_3\right)}^2+{\left(y-b_3\right)}^2}=L_3$$

  
• Somit sind unter Verwendung von L₁ , L₂ , L₃ , die aus den Gleichungen (1-6), (1-7), (1-8) erhalten werden, die vorstehend beschriebenen Gleichungen (1-9), (1-10), (1-11) ein System aus drei Gleichungen, das durch die folgende Gleichung (1-12) repräsentiert ist.
  [Gleichung 12] $$\sqrt{{\left(x-a_1\right)}^2+{\left(y-b_1\right)}^2}=\beta \left\{\left(\frac{V_1}{V{\text{'}}_1}-1\right)R_g-R_{b0}\right\}$$

  

  $$\sqrt{{\left(x-a_2\right)}^2+{\left(y-b_2\right)}^2}=\beta \left\{\left(\frac{V_2}{V{\text{'}}_2}-1\right)R_g-R_{b0}\right\}$$

  

  $$\sqrt{{\left(x-a_3\right)}^2+{\left(y-b_3\right)}^2}=\beta \left\{\left(\frac{V_3}{V{\text{'}}_3}-1\right)R_g-R_{b0}\right\}$$

  
• Unbekannte des Systems aus drei Gleichungen, das durch die Gleichung (1-12) repräsentiert ist, sind vier Zahlen, die die zweidimensionalen Koordinaten (x, y) der Signalquelle Vs, die Konstante β und R_b0 enthalten. Somit ist das System aus drei Gleichungen unter Verwendung eines gegebenen Werts von R_b0 gelöst, so dass die zweidimensionalen Koordinaten (x, y) der Signalquelle Vs und die Konstante β erhalten werden können.
• Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der externe Widerstand parallel zwischen jeder der drei Elektroden 21, 22, 23, die auf der Oberfläche des lebenden Körpers 10 angeordnet sind, und dem Massepotential verbunden, und das Verhältnis (das Dämpfungsverhältnis) der Spannung, die an jeder Elektrode 21, 22, 23 erzeugt wird, wird durch Schalten eines Verbindungszustands zwischen diesen Komponenten gemessen. Auf diese Weise können die zweidimensionalen Koordinaten (x, y) der Signalquelle Vs leicht detektiert werden. Somit kann die zweidimensionale Position der Signalquelle Vs in dem lebenden Körper mit einer kleineren Anzahl von Elektroden genau detektiert werden.
• Außerdem kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Proportionalitätskontante β zwischen dem internen Widerstand R_bi und dem Abstand L_i (i = 1, 2, 3) auf eine solche Weise erhalten werden, dass das vorstehend beschriebene System aus drei Gleichungen gelöst wird. Somit kann selbst dann, wenn die Proportionalitätskontante β aufgrund des Einflusses eines Gewebes des Körpers fluktuiert oder sich während der Detektion ändern, die zweidimensionale Position der Signalquelle Vs in dem lebenden Körper genauer detektiert werden. Insbesondere können selbst in dem Fall, in dem z. B. Muskelfasern, die während des Trainings agieren, überwacht werden, die Muskelfasern, die in dem lebenden Körper agieren, leicht detektiert werden.
• Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Ausführungsform eine Beschreibung unter der Annahme, dass eine Signalquelle Vs in dem lebenden Körper 10 vorhanden ist, erstellt wurde. Es könnten jedoch tatsächlich mehrere Signalquellen auf einmal erzeugt werden. Selbst in diesem Fall kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein dominantestes der elektrischen Signale dieser Signalquellen als die Signalquelle erhalten werden.
• Außerdem werden in der vorliegenden Ausführungsform der Schaltabschnitt SW und die Schalter S₁ , S₂ , S₃ , wie in 2 dargestellt geschaltet, um sequenziell die ersten Spannungen V₁ , V₂ , V₃ und die zweiten Spannungen V'₁, V'₂, V'₃ an den Elektroden 21, 22, 23 zu messen. Somit ist eine Wahrscheinlichkeit dafür vorhanden, dass ein Fehler in der Messung der Position der Signalquelle Vs verursacht wird, wenn sich das Potential der Signalquelle Vs innerhalb der Schaltzeit ändert. Aus diesem Grund wird das Schalten jeder Elektrode und des externen Widerstands vorzugsweise so schnell wie möglich ausgeführt. Beispielsweise wird das Schalten vorzugsweise in gleich oder kürzer als 1 µs und weiter vorzuziehen gleich oder kürzer als 0,1 µs ausgeführt.
• Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Ausführungsform der Widerstandswert des ersten externen Widerstands unendlich (nichtleitend) ist und der Widerstandswert des zweiten externen Widerstands Rg ist. Der erste externe Widerstand kann jedoch ein Widerstandswert sein, der von demjenigen zweiten externen Widerstands verschieden ist.
• In diesem Fall sind in dem In-Vivo-Signalquellendetektionsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform drei Elektroden 21, 22, 23 auf dem Umfang der Oberfläche des lebenden Körpers 10 angeordnet, und der erste externe Widerstand und der zweite externe Widerstand, die alternierend schaltbar konfiguriert sind, sind parallel zwischen jeder Elektrode 21, 22, 23 und dem Massepotential verbunden. Außerdem werden eine erste Spannung V_i (i = 1, 2, 3), die an jeder Elektrode 21, 22, 23 erzeugt wird, wenn der erste externe Widerstand parallel zwischen jeder Elektrode 21, 22, 23 und dem Massepotential verbunden ist, und eine zweite Spannung V'_i (i = 1, 2, 3), die an jeder Elektrode 21, 22, 23 erzeugt wird, wenn der zweite externe Widerstand parallel zwischen jeder Elektrode 21, 22, 23 und dem Massepotential verbunden ist, gemessen. Ferner kann das Verhältnis V_i/V'_i (i = 1, 2, 3) aus der ersten Spannung V_i und der zweiten Spannung V'_i berechnet werden, und die Position der Signalquelle in dem lebenden Körper kann basierend auf diesen drei Verhältnissen V_i/V'_i (i = 1, 2, 3) detektiert werden.
• Wie vorstehend beschrieben wird an den Schritten 1 bis 6 des In-Vivo-Signalquellendetektionsverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Verhältnis V_i/V'_i (i = 1, 2, 3) zwischen der ersten Spannung V_i (i = 1, 2, 3) und der zweiten Spannung V'_i (i = 1, 2 , 3) an jeder Elektrode 21, 22, 23 berechnet, und die zweidimensionale Position der Signalquelle Vs in dem lebenden Körper wird basierend auf diesen drei Verhältnissen V_i/V'_i (i = 1, 2, 3) detektiert. Somit wird die Messung der Spannungsverhältnisse V_i/V'_i (i = 1, 2, 3) bei den Schritten 1 bis 6 als ein einzelner Zyklus angenommen, und ein solcher Zyklus wird wiederholt, so dass die Fluktuation in der Signalquelle Vs in dem lebenden Körper in Echtzeit aus den Zeitreihendaten der Spannungsverhältnismessung in jedem Zyklus detektiert werden kann. Beispielsweise können im Fall der Überwachung von Muskelfasern, die während eines Trainings agieren, die Muskelfasern, die in Reaktion auf die Bewegung eines Skelettmuskels agieren, in Echtzeit detektiert werden.
• 1 stellt die In-Vivo-Signalquellendetektionsvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform dar.
• Wie in 1 dargestellt ist, enthält die In-Vivo-Signalquellendetektionsvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform wenigstens drei Elektroden 21, 22, 23, die auf dem Umfang der Oberfläche des lebenden Körpers 10 angeordnet sind, und einen Verbindungsabschnitt, der konfiguriert ist, den ersten externen Widerstand und den zweiten externen Widerstand alternierend zu schalten, um den ersten externen Widerstand oder den zweiten externen Widerstand parallel zwischen jede Elektrode 21, 22, 23 und das Massepotential zu schalten. Beispielsweise können, wie in 1 dargestellt ist, der Schaltabschnitt SW, die Schalter S₁ , S₂ , S₃ usw. als der Verbindungsabschnitt verwendet werden. Außerdem enthält die In-Vivo-Signalquellendetektionsvorrichtung einen Messabschnitt (den Verstärker) 30, der konfiguriert ist, in einem Zustand, in dem jede Elektrode 21, 22, 23 auf der Oberfläche des lebenden Körper 10 angeordnet ist, die erste Spannung V_i (i = 1, 2, 3), die an jeder Elektrode erzeugt wird, wenn der Verbindungsabschnitt den ersten externen Widerstand zu einer parallelen Verbindung zwischen jeder Elektrode 12, 22, 23 und dem Massepotential schaltet, und die zweite Spannung V'_i (i = 1, 2, 3), die an jeder Elektrode erzeugt wird, wenn der Verbindungsabschnitt den zweiten externen Widerstand zu einer parallelen Verbindung zwischen jeder Elektrode 21, 22, 23 und dem Massepotential schaltet, zu messen. Ferner enthält die In-Vivo-Signalquellendetektionsvorrichtung einen Detektionsabschnitt (nicht gezeigt), der konfiguriert ist, die Verhältnisse V_i/V'_i (i = 1, 2, 3) aus den ersten Spannungen V_i und den zweiten Spannungen V'_i zu berechnen und dadurch die Position der Signalquelle in dem lebenden Körper basierend auf diesen drei Verhältnissen V_i/V'_i (i = 1, 2, 3) zu detektieren. Es wird darauf hingewiesen, dass der Detektionsabschnitt beispielsweise eine CPU enthalten kann, die konfiguriert ist, Arithmetikverarbeitung für Messdaten aus dem Verstärker 30 auszuführen.
• (Zweite Ausführungsform)
• 7 ist ein Diagramm eines elektrischen Netzes zum Beschreiben eines In-Vivo-Signalquellendetektionsverfahrens in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• Wie in 7 dargestellt sind drei Elektroden 21, 22, 23 auf einer Oberfläche eines lebenden Körpers 10 angeordnet. Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Ausführungsform drei Elektroden 21, 22, 23 auf einem Umfang 10A der Oberfläche des lebenden Körpers 10 angeordnet sind, so dass sie mehrere Muskelfasern 40 umgeben, wie in der in 4 dargestellten ersten Ausführungsform. Außerdem sind ein erster externer Widerstand und ein zweiter externer Widerstand, die alternierend schaltbar konfiguriert sind, parallel zwischen der ersten Elektrode 21 und der zweiten Elektrode 22, zwischen der zweiten Elektrode 22 und der dritten Elektrode 23 und zwischen der dritten Elektrode 23 und der ersten Elektrode 21 verbunden. Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Ausführungsform ein Widerstandswert des ersten externen Widerstands wie in der ersten Ausführungsform unendlich ist und ein Widerstandswert des zweiten externen Widerstands Rg ist. Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform eine Masseelektrode 20 wie in der ersten Ausführungsform auf der Oberfläche des lebenden Körpers 10 angeordnet, um als ein Massepotential zu dienen.
• Wie in 7 dargestellt ist, sind ein Schalter S₁ , S₂ , S₃ und ein Schalter SS₁, SS₂, SS₃ zwischen jeder Elektrode 21, 22, 23 und einem Differenzverstärker 30 angeordnet. Durch sequenzielles Bringen der Schalter S₁ , S₂ , S₃ , SS₁, SS₂, SS₃ in den leitenden Zustand, wie in 8 dargestellt ist, werden Spannungen, die zwischen der ersten Elektrode 21, und der zweiten Elektrode 22, zwischen der zweiten Elektrode 22 und der dritten Elektrode 23 und zwischen der dritten Elektrode 23 und der ersten Elektrode 21 erzeugt werden, als Ausgangsspannung Vout des Differenzverstärkers 30 gemessen. Die Elektroden sind durch einen Schaltabschnitt SW zwischen einem Fall, in dem kein externer Widerstand verbunden ist, und einem Fall, in dem der externe Widerstand Rg verbunden ist, schaltbar. Somit wird jeder aus dem Schaltabschnitt SW und den Schaltern S₁ , S₂ , S₃ , SS₁, SS₂, SS₃ wie in 8 (Schritte 1 bis 6) gezeigt geschaltet, und auf diese Weise werden die erste Spannungen V₁₂ , V₂₃ , V₃₁ , die jeweils zwischen den Elektroden erzeugt werden, wenn kein externer Widerstand Rg zwischen den Elektroden verbunden ist, und die zweiten Spannungen V'₁₂ , V'₂₃ , V'₃₁ , die jeweils zwischen den Elektroden erzeugt werden, wenn der externe Widerstand Rg zwischen den Elektroden verbunden ist, gemessen. Es wird darauf hingewiesen, dass in 7 die Elektroden 21, 22, 23 jeweils als Kanäle ch₁ , ch₂ und ch₃ angegeben sind.
• Bei Schritt 1, der in 8 dargestellt ist, ist die erste Spannung (wenn kein externer Widerstand verbunden ist) V₁₂ , die zwischen der Elektrode 21 und der Elektrode 22 (zwischen den Kanälen ch₁ , ch₂ ) erzeugt wird, durch die Gleichung (2-1) gegeben.
  [Gleichung 13] $$V_{out}=V_{12}=V_s$$

  
• Andererseits ist bei Schritt 4 die zweite Spannung (wenn der externe Widerstand Rg verbunden ist) V'₁₂ , die zwischen der Elektrode 21 und der Elektrode 22 (zwischen den Kanälen ch₁ , ch₂ ) erzeugt wird, durch die Gleichung (2-2) gegeben, falls ein Eingangswiderstand R_in des Verstärkers 30 extrem hoch ist.
  [Gleichung 14] $$V_{out}=V{\text{'}}_{12}=\frac{R_g}{R_{b1}+R_{b2}+R_g}{V}_s$$

  
• In dieser Gleichung repräsentieren R_b1 und R_b2 einen internen Widerstand zwischen einer Signalquelle Vs in dem lebenden Körper 10 und der Elektrode 21 (dem Kanal ch₁) und einen internen Widerstand zwischen der Signalquelle Vs und der Elektrode 22 (dem Kanal ch₂).
• Aus den Gleichungen (2-1), (2-2) ist ein Verhältnis (ein Dämpfungsverhältnis) V'₁₂ /V₁₂ zwischen der ersten Spannung V₁₂ und der zweiten Spannung V'₁₂ , die zwischen der Elektrode 21 und der Elektrode 22 (zwischen den Kanälen ch₁, ch₂) erzeugt werden, durch die Gleichung (2-3) gegeben.
  [Gleichung 15] $$\frac{V{\text{'}}_{12}}{V_{12}}=\frac{R_g}{R_{b1}+R_{b2}+R_g}$$

  
• Ähnlich ist ein Verhältnis (ein Dämpfungsverhältnis) V'₂₃ /V₂₃ zwischen der ersten Spannung V₂₃ und der zweiten Spannung V'₂₃ , die zwischen der Elektrode 22 und der Elektrode 23 (zwischen den Kanälen ch₂ , ch₃ ) erzeugt werden, und ein Verhältnis (ein Dämpfungsverhältnis) V'₃₁ /V₃₁ zwischen der ersten Spannung V₃₁ und der zweiten Spannung V'₃₁ , die zwischen der Elektrode 23 und der Elektrode 21 (zwischen den Kanälen ch₃, ch₁) erzeugt werden, jeweils durch die Gleichungen (2-4), (2-5) gegeben.
  [Gleichung 16] $$\frac{V{\text{'}}_{23}}{V_{23}}=\frac{R_g}{R_{b2}+R_{b3}+R_g}$$

  

  
  [Gleichung 17] $$\frac{V{\text{'}}_{31}}{V_{31}}=\frac{R_g}{R_{b3}+R_{b1}+R_g}$$

  
• In diesen Gleichungen repräsentiert R_b3 einen internen Widerstandswert zwischen der Signalquelle Vs in dem lebenden Körper 10 und der Elektrode 23 (ch₃ ).
• In der Messung der zwischen den Elektroden erzeugten Spannung ist ein interner Widerstand in dem lebenden Körper 10 durch die Summe der internen Widerstände zwischen jeder Elektrode und der Signalquelle repräsentiert. Beispielsweise ist bei der Messung der ersten Spannung V₁₂ und der zweiten Spannung V'₁₂ , die zwischen der Elektrode 21 und der Elektrode 22 (zwischen den Kanälen ch₁ , ch₂ ) erzeugt werden, der interne Widerstand in dem lebenden Körper 10 durch R_b1 + R_b2 repräsentiert.
• Unter der Annahme, dass die Leitfähigkeit innerhalb des lebenden Körpers 10 gleichmäßig ist, wird die Summe der internen Widerstände (R_b1 + R_b2) als proportional der Summe (D₁ + D₂) eines Abstands D₁ zwischen der Elektrode 21 und der Signalquelle Vs und eines Abstands D₂ zwischen der Elektrode 22 und der Signalquelle Vs betrachtet. Somit sind aus den Gleichungen (2-3), (2-4), (2-5) die Summen (D₁ + D₂), (D₂ + D₃), (D₃ + D₁) der Abstände zwischen jeder Elektrode und der Signalquelle Vs jeweils durch die Gleichungen (2-6), (2-7), (2-8) gegeben.
  [Gleichung 18] $$D_1+D_2=\alpha \left(R_{b1}+R_{b2}\right)=\alpha \left(\frac{V_{12}}{V{\text{'}}_{12}}-1\right)R_g$$

  

  
  [Gleichung 19] $$D_2+D_3=\alpha \left(R_{b2}+R_{b3}\right)=\alpha \left(\frac{V_{23}}{V{\text{'}}_{23}}-1\right)R_g$$

  

  
  [Gleichung 20] $$D_3+D_1=\alpha \left(R_{b3}+R_{b1}\right)=\alpha \left(\frac{V_{31}}{V{\text{'}}_{31}}-1\right)R_g$$

  
• In diesen Gleichungen ist α eine Proportionalitätskontante zwischen einem internen Widerstand R_bi und einem Abstand D_i (i = 1, 2, 3) und ist beispielsweise durch die Leitfähigkeit des lebenden Körpers 10 definiert.
• Wie in den Gleichungen (2-6), (2-7), (2-8) gezeigt ist, ist jede der Summen (D₁ + D₂), (D₂ + D₃), (D₃ + D1) der Abstände zwischen jeder Elektrode und der Signalquelle Vs als eine Funktion des Kehrwerts des Dämpfungsverhältnisses (V'₁₂/V₁₂, V'₂₃/V₂₃, V'₃₁N₃₁) ausgedrückt. Wie in 9 dargestellt ist, ist die Signalquelle Vs so betrachtet, dass sie an dem Schnittpunkt einer Ellipse E₁ , die Brennpunkte an den Elektroden 21, 22 (den Kanälen ch₁, ch₂) aufweist, einer Ellipse E₂ , die Brennpunkte an den Elektroden 22, 23 (den Kanälen ch₂, ch₃) aufweist, und einer Ellipse E₃ , die Brennpunkte an den Elektroden 23, 21 (den Kanälen ch₃, ch₁) aufweist, vorhanden ist.
• Wenn die Positionskoordinaten jeder Elektrode 21, 22, 23 (a₁ , b₁ ), (a₂ , b₂ ), (a₃ , b₃ ) sind, sind die Ellipsen E₁ , E₂ , E₃ jeweils durch die folgenden Gleichungen (2-9), (2-10), (2-11) repräsentiert.
  [Gleichung 21] $$\sqrt{{\left(x-a_1\right)}^2+{\left(y-b_1\right)}^2}+\sqrt{{\left(x-a_2\right)}^2+{\left(y-b_2\right)}^2}=D_1+D_2$$

  

  
  [Gleichung 22] $$\sqrt{{\left(x-a_2\right)}^2+{\left(y-b_2\right)}^2}+\sqrt{{\left(x-a_3\right)}^2+{\left(y-b_3\right)}^2}=D_2+D_3$$

  

  
  [Gleichung 23] $$\sqrt{{\left(x-a_3\right)}^2+{\left(y-b_3\right)}^2}+\sqrt{{\left(x-a_1\right)}^2+{\left(y-b_1\right)}^2}=D_3+D_1$$

  
• Somit ist unter Verwendung von (D₁ + D₂ ), (D₂ + D₃ ) und (D₃ + D₁ ), die aus den Gleichungen (2-6), (2-7), (2-8) erhalten werden, ein System aus drei Gleichungen, das durch die folgende Gleichung (2-12) repräsentiert ist, gelöst, so dass die zweidimensionalen Koordinaten (x, y) der Signalquelle Vs erhalten werden können.
  [Gleichung 24] $$\begin{array}{l}\sqrt{{\left(x-a_1\right)}^2+{\left(y-b_1\right)}^2}+\sqrt{{\left(x-a_2\right)}^2+{\left(y-b_2\right)}^2}=\alpha \left(\frac{V_{12}}{V{\text{'}}_{12}}-1\right)R_g\\ \sqrt{{\left(x-a_2\right)}^2+{\left(y-b_2\right)}^2}+\sqrt{{\left(x-a_3\right)}^2+{\left(y-b_3\right)}^2}=\alpha \left(\frac{V_{23}}{V{\text{'}}_{23}}-1\right)R_g\\ \sqrt{{\left(x-a_3\right)}^2+{\left(y-b_3\right)}^2}+\sqrt{{\left(x-a_1\right)}^2+{\left(y-b_1\right)}^2}=\alpha \left(\frac{V_{31}}{V{\text{'}}_{31}}-1\right)R_g\end{array}$$

  
• Anders als das Gleichungssystem (1-12), das in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, enthält die Gleichung (2-12) gemäß der vorliegenden Ausführungsform keinen internen Widerstand R_b0 zwischen der Signalquelle Vs und der Masseelektrode 20. Außerdem sind Unbekannte des Systems aus drei Gleichungen, das durch die Gleichung (2-12) repräsentiert ist, drei Zahlen, die die zweidimensionalen Koordinaten (x, y) der Signalquelle Vs und die Konstante α enthalten. Somit ist das System aus drei Gleichungen, das durch den Ausdruck (2-12) repräsentiert ist, gelöst, so dass die zweidimensionalen Koordinaten (x, y) der Signalquelle und die Konstante α erhalten werden können.
• Wie vorstehend beschrieben werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn die zweidimensionalen Koordinaten (x, y) der Signalquelle Vs erhalten werden, zwei Konstanten, d. h. die Proportionalitätskontante α zwischen dem internen Widerstand R_bi und dem Abstand D_i (i = 1, 2, 3) und der interne Widerstand R_b0 zwischen der Signalquelle Vs und der Masseelektrode 20, nicht notwendigerweise im Voraus erhalten, und die zweidimensionalen Koordinaten der Signalquelle Vs in dem lebenden Körper können leicht erhalten werden. Insbesondere können selbst in dem Fall, in dem z. B. Muskelfasern, die während des Trainings agieren, überwacht werden, die Muskelfasern, die in dem lebenden Körper agieren, leicht detektiert werden.
• 7 stellt eine Konfiguration einer In-Vivo-Signalquellendetektionsvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform dar.
• Wie in 7 dargestellt ist, enthält die In-Vivo-Signalquellendetektionsvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform wenigstens drei Elektroden 21, 22, 23, die auf dem Umfang der Oberfläche des lebenden Körper 10 angeordnet sind, und einen Verbindungsabschnitt, der konfiguriert ist, den ersten externen Widerstand und den zweiten externen Widerstand alternierend zu schalten, um den ersten externen Widerstand oder den zweiten externen Widerstand parallel zwischen der ersten Elektrode 21 und der zweiten Elektrode 22, zwischen der zweiten Elektrode 22 und der dritten Elektrode 23 und zwischen der dritte Elektrode 23 und der ersten Elektrode 21 zu schalten. Außerdem enthält die In-Vivo-Signalquellendetektionsvorrichtung einen Messabschnitt (den Verstärker) 30, der konfiguriert ist, in einem Zustand, in dem jede Elektrode 21, 22, 23 auf der Oberfläche des lebenden Körpers 10 angeordnet ist, die ersten Spannungen V₁₂ , V₂₃ , V₃₁ , die jeweils zwischen den Elektroden erzeugt werden, wenn der Verbindungsabschnitt den ersten externen Widerstand zu einer parallelen Verbindung zwischen den Elektroden schaltet, und die zweiten Spannungen V'₁₂ , V'₂₃ , V'₃₁ , die jeweils zwischen den Elektroden erzeugt werden, wenn der Verbindungsabschnitt den zwischen externen Widerstand zu einer parallelen Verbindung zwischen den Elektroden schaltet, zu messen. Ferner enthält die In-Vivo-Signalquellendetektionsvorrichtung einen Detektionsabschnitt, der konfiguriert ist, die Verhältnisse V₁₂ /V'₁₂ , V₂₁ /V'₂₁ , V₃₁ /V'₃₁ aus den ersten Spannungen V₁₂ , V₂₃ , V₃₁ und den zweiten Spannungen V'₁₂ , V'₂₃ , V'₃₁ zu berechnen und dadurch die Position der Signalquelle in dem lebenden Körper basierend auf diesen drei Verhältnissen V₁₂ /V'₁₂ , V₂₁ /V'₂₁ , V₃₁ /V'₃₁ zu detektieren.
• (Dritte Ausführungsform)
• 10 ist eine Ansicht mehrerer Muskelfasern 40, die z. B. einen Skelettmuskel eines als ein Modell einer Signalquelle in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Arms bilden, und jede Muskelfaser 40 ist entlang der Richtung eines Pfeils in der Figur linear vorhanden. Außerdem ist 11 ein konzeptionelles Diagramm, das einen lebenden Körper 10 als einen Zylinder, der eine Mittelachse parallel zu der Richtung der Muskelfaser 40 aufweist, als das Modell der in 10 dargestellten Signalquelle darstellt und einen Zustand darstellt, in dem jede Elektrode auf einer Oberfläche des zylindrischen lebenden Körpers 10 angeordnet ist.
• Wie in 11 dargestellt ist, sind in der vorliegenden Ausführungsform drei Elektroden (21A, 22A, 23A) auf der Oberfläche des lebenden Körpers 10 angeordnet, und andere drei Elektroden (21B, 22B, 23B), die jeweils mit drei Elektroden gepaart sind, sind in der Nähe jeder Elektrode angeordnet. Die Elektroden, die miteinander gepaart sind, sind an Positionen parallel zu der Richtung der Muskelfaser 40 angeordnet. Außerdem sind die Elektroden (21A, 22A, 23A), (21B, 22B, 23B), die drei Paare bilden, auf den Umfängen 10A, 10B der Oberfläche des lebenden Körpers 10 angeordnet, so dass sie die mehreren Muskelfasern 40 umgeben. Der Umfang 10A weist eine Schnittebene auf, die einen Abschnitt entlang einer A-A-Linie aufweist, die in 10 dargestellt ist, und der Umfang 10B weist eine Schnittebene auf, die einen Abschnitt entlang einer B-B-Linie aufweist.
• 12 ist ein Diagramm eines elektrischen Netzes zum Beschreiben des Verfahrens zum Detektieren der Position der Signalquelle in dem lebenden Körper mit Hilfe der in 11 dargestellten Elektrodenanordnung.
• Wie in 12 dargestellt ist, sind drei Paare von Elektroden (21A, 22A, 23A), (21B, 22B, 23B) auf der Oberfläche des lebenden Körpers 10 angeordnet. Außerdem sind ein erster externer Widerstand und ein zweiter externer Widerstand, die alternierend schaltbar konfiguriert sind, parallel zwischen den Elektroden (21A, 21B), (22A, 22B), (23A, 23B), die jedes Paar bilden, verbunden. Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Ausführungsform ein Widerstandswert des ersten externen Widerstands wie in der ersten Ausführungsform unendlich ist und ein Widerstandswert des zweiten externen Widerstands Rg ist. Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform eine Masseelektrode 20 auf der Oberfläche des lebenden Körpers 10 angeordnet, um als Massepotential zu dienen.
• Wie in 12 dargestellt ist, ist ein Schalter S_1a , S_2a , S_3a , S_1b , S_2b , S_3b zwischen jeder Elektrode (21A, 22A, 23A), (21B, 22B, 23B) und einem Differenzverstärker 30 angeordnet. Durch sequenzielles Bringen der Schalter S_1a , S_2a , S_3a , S_1b , S_2b , S_3b in einen leitenden Zustand, wie in 13 dargestellt ist, werden Spannungen, die zwischen der Elektrode 21A und der Elektrode 21B, zwischen der Elektrode 22A und der Elektrode 22B und zwischen der Elektrode 23A und der Elektrode 23B erzeugt werden, als eine Ausgangsspannung Vout des Differenzverstärkers 30 gemessen. Die Elektroden sind durch einen Schaltabschnitt SW zwischen einem Fall, in dem kein externer Widerstand verbunden ist, und einem Fall, in dem der externe Widerstand Rg verbunden ist, schaltbar. Somit wird jeder aus dem Schaltabschnitt SW und den Schaltern S_1a , S_2a , S_3a , S_1b , S_2b , S_3b wie in 13 (Schritte 1 bis 6) dargestellt geschaltet, und auf diese Weise werden die ersten Spannungen V_1a1b , V_2a2b , V_3a3b , die jeweils zwischen den Elektroden erzeugt werden, wenn kein externer Widerstand Rg zwischen den Elektroden verbunden ist, und die zweiten Spannungen V'_1a1b , V'_2a2b , V'_3a3b , die jeweils zwischen den Elektroden erzeugt werden, wenn der externe Widerstand Rg zwischen den Elektroden verbunden ist, gemessen. Es wird darauf hingewiesen, dass in 12 die Elektroden (21A, 22A, 23A), (21B, 22B, 23B) jeweils als Kanäle (ch_1a , ch_2a und ch_3a ), (ch_1b , ch_2b und ch_3b ) angegeben sind.
• Bei Schritt 1, der in 13 dargestellt ist, ist die erste Spannung (wenn kein externer Widerstand verbunden ist) V_1a1b , die zwischen der Elektrode 21A und der Elektrode 21B (zwischen den Kanälen ch_1a , ch_1b ) erzeugt wird, durch die Gleichung (3-1) gegeben.
  [Gleichung 25] $$V_{out}=V_{1a1b}=V_s$$

  
• Andererseits ist bei Schritt 4 die zweite Spannung (wenn der externe Widerstand Rg verbunden ist) V'_1a1b , die zwischen der Elektrode 21A und der Elektrode 21B (zwischen den Kanälen ch_1a , ch_1b ) erzeugt wird, durch die Gleichung (3-2) gegeben, falls ein Eingangswiderstand R_in des Verstärkers 30 extrem hoch ist.
  [Gleichung 26] $$V_{out}=V{\text{'}}_{1a1b}=\frac{R_g}{R_{b1a}+R_{b1b}+R_g}$$

  
• In dieser Gleichung repräsentieren R_b1a und R_b1b einen internen Widerstand zwischen einer Signalquelle Vs in dem lebenden Körper 10 und der Elektrode 21A (dem Kanal ch_1a ) und einem internen Widerstand zwischen der Signalquelle Vs und der Elektrode 21B (dem Kanal ch_1b ).
• Aus den Gleichungen (3-1), (3-2) ist ein Verhältnis (ein Dämpfungsverhältnis) V'_1a1b /V_1a1b zwischen der ersten Spannung V_1a1b und der zweiten Spannung V'_1a1b, die zwischen der Elektrode 21A und der Elektrode 12B (zwischen den Kanälen ch_1a , ch_1b) erzeugt werden, durch die Gleichung (3-3) gegeben.
  [Gleichung 27] $$\frac{V{\text{'}}_{1a1b}}{V_{1a1b}}=\frac{R_g}{R_{b1a}+R_{b1b}+R_g}$$

  
• Ähnlich ist ein Verhältnis (ein Dämpfungsverhältnis) V'_2a2b /V_2a2b zwischen der ersten Spannung V_2a2b und der zweiten Spannung V'_2a2b , die zwischen der Elektrode 22A und der Elektrode 22B (zwischen den Kanälen ch_2a , ch_2b ) erzeugt werden, und ein Verhältnis (ein Dämpfungsverhältnis) V'_3a3b /V_3a3b zwischen der ersten Spannung V_3a3b und der zweiten Spannung V'_3a3b , die zwischen der Elektrode 23A und der Elektrode 23B (zwischen den Kanälen ch_3a , ch_3b ) erzeugt werden, jeweils durch die Gleichungen (3-4), (3-5) gegeben.
  [Gleichung 28] $$\frac{V{\text{'}}_{2a2b}}{V_{2a2b}}=\frac{R_g}{R_{b2a}+R_{b2b}+R_g}$$

  

  
  [Gleichung 29] $$\frac{V{\text{'}}_{3a3b}}{V_{3a3b}}=\frac{R_g}{R_{b3a}+R_{b3b}+R_g}$$

  
• In diesen Gleichungen repräsentieren R_b2a und R_b2b einen internen Widerstand zwischen der Signalquelle Vs in dem lebenden Körper 10 und der Elektrode 22A (ch_2a) und einen internen Widerstand zwischen der Signalquelle Vs und der Elektrode 22B (ch_2b). Außerdem repräsentieren R_b3a und R_b3b einen internen Widerstand zwischen der Signalquelle Vs in dem lebenden Körper 10 und der Elektrode 23A (ch_3a) und einen internen Widerstand zwischen der Signalquelle Vs und der Elektrode 23B (ch_3b).
• Unter der Annahme, dass die Leitfähigkeit innerhalb des lebenden Körpers 10 gleichmäßig ist, wird die Summe der internen Widerstände (R_b1a + R_b1b) als proportional der Summe (F_1a + F_1b) eines Abstands F_1a zwischen der Elektrode 21A und der Signalquelle Vs und eines Abstands F_1b zwischen der Elektrode 21B und der Signalquelle Vs betrachtet. Somit sind aus den Gleichungen (3-3), (3-4), (3-5) die Summen (F_1a + F_1b), (F_2a + F_2b), (F_3a + F_3b) der Abstände zwischen jeder Elektrode und der Signalquelle Vs jeweils durch die Gleichungen (3-6), (3-7), (3-8) gegeben.
  [Gleichung 30] $$F_{1a}+F_{1b}=\gamma \left(R_{b1a}+R_{b1b}\right)=\gamma \left(\frac{V_{1a1b}}{V{\text{'}}_{1a1b}}-1\right)R_g$$

  

  
  [Gleichung 31] $$F_{2a}+F_{2b}=\gamma \left(R_{b2a}+R_{b2b}\right)=\gamma \left(\frac{V_{2a2b}}{V{\text{'}}_{2a2b}}-1\right)R_g$$

  

  
  [Gleichung 32] $$F_{3a}+F_{3b}=\gamma \left(R_{b3a}+R_{b3b}\right)=\gamma \left(\frac{V_{3a3b}}{V{\text{'}}_{3a3b}}-1\right)R_g$$

  
• In diesen Gleichungen ist γ eine Proportionalitätskontante zwischen einem internen Widerstand R_bia und einem Abstand F_ia (i = 1, 2, 3) und ist beispielsweise durch die Leitfähigkeit des lebenden Körpers 10 definiert.
• In der vorliegenden Ausführungsform sind die Elektroden (21A, 21B), (22A, 22B), (23A, 23B), die jedes Paar bilden, nahe beieinander angeordnet. Außerdem sind die Paare der Elektroden (21A, 22A, 23A), (21B, 22B, 23B) an Positionen parallel zu der Richtung der Muskelfaser 40 angeordnet. Es ist angenommen, dass die Signalquelle Vs ein gleichmäßiges Potential entlang der Muskelfaser 40 aufweist, und somit ist angenommen, dass der interne Widerstand zwischen jeder Elektrode und der Signalquelle Vs gleichmäßig ist. Somit ist die folgende Gleichung (3-9) erfüllt.
  [Gleichung 33] $$\begin{array}{l}{R}_{b1}=R_{b1a}=R_{b1b}\\ R_{b2}=R_{b2a}=R_{b2b}\\ R_{b3}=R_{b3a}=R_{b3b}\end{array}$$

  
• Somit kann, wie in z. B. in 14 dargestellt ist, das Paar von Elektroden (ch_1a , ch_1b ), das auf der Oberfläche des lebenden Körpers 10 angeordnet ist, als eine virtuelle Elektrode (ch₁), die in der Mitte zwischen diesen Elektroden angeordnet ist, repräsentiert werden. Das heißt, wie in 15 dargestellt, die Paare von Elektroden (ch_1a , ch_1b ), (ch_2a , ch_2b ), (ch_3a , ch_3b ) sind äquivalent den virtuellen Elektroden (ch₁ , ch₂ , ch₃ ), die auf einem Umfang 10X angeordnet sind, der eine Schnittebene mit einem Abschnitt entlang einer X-X-Linie, die in 14 dargestellt ist, aufweist. Es wird darauf hingewiesen, dass in diesem Fall ein interner Widerstand zwischen jeder virtuellen Elektrode (ch₁ , ch₂ , ch₃ ) und der Signalquelle Vs als R_b1 , R_b2 , R_b3 repräsentiert sein kann.
• Außerdem ist die vorstehend beschriebene Gleichung (3-9) erfüllt, und deshalb ist angenommen, dass der gleiche Abstand zwischen jeder Elektrode und der Signalquelle Vs gegeben ist. Somit ist die folgende Gleichung (3-10) erfüllt.
  [Gleichung 34] $$\begin{array}{l}{F}_1=F_{1a}=F_{1b}\\ F_2=F_{2a}=F_{2b}\\ F_3=F_{3a}=F_{3b}\end{array}$$

  
• Somit sind die vorstehend beschriebenen Gleichungen (3-6), (3-7), (3-8) jeweils durch die folgenden Gleichungen (3-11), (3-12), (3-13) repräsentiert.
  [Gleichung 35] $$F_1=\frac{\gamma }{2}\left(\frac{V_{1a1b}}{V{\text{'}}_{1a1b}}-1\right)R_g$$

  

  
  [Gleichung 36] $$F_2=\frac{\gamma }{2}\left(\frac{V_{2a2b}}{V{\text{'}}_{2a2b}}-1\right)R_g$$

  

  
  [Gleichung 37] $$F_3=\frac{\gamma }{2}\left(\frac{V_{3a3b}}{V{\text{'}}_{3a3b}}-1\right)R_g$$

  
• Wie in den Gleichungen (3-11), (3-12), (3-13) dargestellt ist, ist jeder der Abstände F₁ , F₂ , F₃ als eine Funktion des Kehrwerts des Dämpfungsverhältnisses (V'_1a1b /V_1a1b , V'_2a2b /V_2a2b , V'_3a3b /V_3a3b ) ausgedrückt. Wie in 16 dargestellt ist, ist die Signalquelle Vs so betrachtet, dass sie an dem Schnittpunkt der Kreise G₁ , G₂ , G₃ , von denen jeder den Radius F₁ , F₂ , F₃ aufweist, um die virtuellen Elektroden (ch₁ , ch₂ , ch₃) vorhanden ist. Wenn die Positionskoordinaten jeder virtuellen Elektrode (ch₁ , ch₂ , ch₃ ) (a₁ , b₁ ), (a₂ , b₂ ), (a₃ , b₃ ) sind, sind die Kreise G₁ , G₂ , G₃ jeweils durch die folgenden Gleichungen (1-14), (1-15), (1-16) repräsentiert.
  [Gleichung 38] $$\sqrt{{\left(x-a_1\right)}^2+{\left(y-b_1\right)}^2}=F_1$$

  

  
  [Gleichung 39] $$\sqrt{{\left(x-a_2\right)}^2+{\left(y-b_2\right)}^2}=F_2$$

  

  
  [Gleichung 40] $$\sqrt{{\left(x-a_3\right)}^2+{\left(y-b_3\right)}^2}=F_3$$

  
• Somit kann unter Verwendung von F₁ , F₂ , F₃ , die aus den Gleichungen (3-11), (3-12), (3-13) erhalten werden, ein System aus drei Gleichungen, das durch die folgende Gleichung (3-17) repräsentiert ist, erhalten werden.
  [Gleichung 41] $$\begin{array}{l}\sqrt{{\left(x-a_1\right)}^2+{\left(y-b_1\right)}^2}=\frac{\gamma }{2}\left(\frac{V_{1a1b}}{V{\text{'}}_{1a1b}}-1\right)R_g\\ \sqrt{{\left(x-a_2\right)}^2+{\left(y-b_2\right)}^2}=\frac{\gamma }{2}\left(\frac{V_{2a2b}}{V{\text{'}}_{2a2b}}-1\right)R_g\\ \sqrt{{\left(x-a_3\right)}^2+{\left(y-b_3\right)}^2}=\frac{\gamma }{2}\left(\frac{V_{3a3b}}{V{\text{'}}_{3a3b}}-1\right)R_g\end{array}$$

  
• Unbekannte des Systems aus drei Gleichungen, das durch die Gleichung (3-17) repräsentiert ist, sind drei Zahlen, die die zweidimensionalen Koordinaten (x, y) der Signalquelle Vs und die Konstante γ enthalten. Somit ist das System aus drei Gleichungen, das durch die Gleichung (3-12) repräsentiert ist, gelöst, so dass die zweidimensionalen Koordinaten (x, y) der Signalquelle und die Konstante γ erhalten werden können. Es wird darauf hingewiesen, dass die Koordinaten eines Mittelpunkts zwischen den Elektroden (21A, 21B), (22A, 22B), (23A, 23B), die jedes Paar bilden, vorzugsweise als die Positionskoordinaten (a₁ , b₁ ), (a₂ , b₂ ), (a₃ , b₃ ) jeder virtuellen Elektrode (ch₁ , ch₂ , ch₃ ) verwendet werden. Außerdem ist in einem Fall, in dem die Elektroden (21A, 21B), (22A, 22B), (23A, 23B), die jedes Paar bilden, nahe beieinander angeordnet sind, selbst wenn die Positionskoordinaten einer der Elektroden verwendet werden, beinahe kein Einfluss auf die Genauigkeit zum Erhalten der zweidimensionalen Koordinaten (x, y) der Signalquelle Vs vorhanden.
• Wie vorstehend beschrieben sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform drei Paare von Elektroden (21A, 22A, 23A), (21B, 22B, 23B) an den Positionen parallel zu der Richtung der Muskelfaser 40 angeordnet, und deshalb kann angenommen werden, dass der gleiche interne Widerstand zwischen jeder Elektrode und der Signalquelle Vs gegeben ist. Somit wird, wenn die zweidimensionalen Koordinaten (x, y) der Signalquelle Vs erhalten werden, ein interner Widerstand R_b0 zwischen der Signalquelle Vs und der Masseelektrode 20 nicht notwendigerweise im Voraus erhalten. Zusätzlich ist ein System aus drei Gleichungen, das durch Gleichung (3-12) repräsentiert ist, gelöst, so dass die Proportionalitätskontante γ zwischen dem internen Widerstand (R_bia + R_bib) und dem Abstand (F_ia + F_ib) (i = 1, 2, 3) erhalten werden kann. Somit können die zweidimensionalen Koordinaten der Signalquelle Vs in dem lebenden Körper leicht erhalten werden. Insbesondere können selbst in dem Fall, in dem z. B. Muskelfasern, die während des Trainings agieren, überwacht werden, die Muskelfasern, die in dem lebenden Körper agieren, leicht detektiert werden.
• Es wird darauf hingewiesen, dass sich in der vorliegenden Ausführungsform in dem Fall unterschiedlicher Abstände unter den Paaren von Elektroden, wenn ein Einfluss einer Störung vorhanden ist, die Dämpfungsverhältnisse (V'_1a1b/V_1a1b, V'_2a2b/V_2a2b, V'_3a3b/V_3a3b) ändern. Aus diesem Grund ist für eine gleichmäßige Messumgebung unter den virtuellen Elektroden vorzugsweise der gleiche Abstand unter allen Paaren von Elektroden gegeben.
• Die vorliegende Erfindung ist vorstehend mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben werden, aber eine solche Beschreibung ist kein eingeschränktes Thema. Selbstverständlich können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden. Beispielweise sind in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen drei Elektroden 21, 22, 23 auf dem Umfang der Oberfläche des lebenden Körpers 10 angeordnet, es können jedoch drei oder mehr Elektroden zum weiteren Verbessern der Genauigkeit der Detektion der Position der Signalquelle Vs angeordnet sein.
• Außerdem sind die Orte für die Anordnung der drei Elektroden 21, 22, 23 auf dem Umfang der Oberfläche des lebenden Körpers 10 in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen nicht spezifisch eingeschränkt. Wenn jedoch die Elektroden 21, 22, 23 an Positionen nahe beieinander angeordnet sind, liegen die erste Spannung V_i (i = 1, 2, 3) und die zweite Spannung V'_i (i = 1, 2, 3), die zwischen jeder Elektroden und dem Massepotential oder zwischen den Elektroden erzeugt werden, nahe beieinander. Aus diesem Grund wird die Signalquelle in dem lebenden Körper basierend auf einer kleinen Differenz zwischen drei Verhältnissen V_i/V'_i (i = 1, 2, 3) detektiert. In diesem Fall ist, wenn in den Messwerten der ersten und der zweiten Spannung V_i, V'_i ein geringes Rauschen vorhanden ist, das Spannungsverhältnis V_i/V'_i in dem Rauschen vergraben, und deshalb ist eine Wahrscheinlichkeit dafür vorhanden, dass es schwierig ist, die Position der Signalquelle genau zu detektieren. Somit sind die drei Elektroden 21, 22, 23 vorzugsweise so weit wie möglich voneinander entfernt angeordnet. Insbesondere sind die drei Elektroden 21, 22, 23 weiter vorzuziehen in regelmäßigen Abständen auf dem Umfang der Oberfläche des lebenden Körpers 10 angeordnet. Somit ist eine Differenz zwischen den Messwerten der ersten und der zweiten Spannung V_i, V'_i größer, und deshalb kann die Position der Signalquelle genauer detektiert werden, selbst wenn ein geringes Rauschen in den Messwerten vorhanden ist.
• Ferner sind in der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform die anderen drei Elektroden (21B, 22B, 23B), die jeweils mit drei Elektroden (21A, 22A, 23A) gepaart sind, an den Positionen parallel zu der Richtung der Muskelfaser 40 in Bezug auf die drei Elektroden (21A, 22A, 23A) angeordnet. Jede Elektrode (21B, 22B, 23B) kann jedoch nahe der Elektrode (21A, 22A, 23A) auf demselben Umfang angeordnet sein.
• Bezugszeichenliste

10

lebender Körper

10A, 10B, 10X

Umfang

20

Masseelektrode

21

Erste Elektrode (Kanal ch₁)

22

Zweite Elektrode (Kanal ch₂)

23

Dritte Elektrode (Kanal ch₃)

30

Differenzverstärker

40

Muskelfaser

40a

Aktivitätsort

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• JP H11113867 B [0003]
• WO 2016075726 A1 [0003]

Claims (9)

1. In-Vivo-Signalquellendetektionsverfahren zum Detektieren einer Position einer Signalquelle in einem lebenden Körper durch eine Spannung, die an einer Elektrode, die auf einer Oberfläche des lebenden Körpers angeordnet ist, erzeugt wird, wobei wenigstens drei Elektroden auf einem Umfang der Oberfläche des lebenden Körpers angeordnet sind, um mehrere Muskelfasern zu umgeben, und ein erster externer Widerstand und ein zweiter externer Widerstand alternierend schaltbar parallel zwischen jeder Elektrode und einem Massepotential oder zwischen einzelnen Elektroden verbunden sind, eine erste Spannung V_i (i = 1, 2, 3), die erzeugt wird, wenn der erste externe Widerstand zwischen jeder Elektrode und dem Massepotential oder zwischen einzelnen Elektroden verbunden ist, und eine zweite Spannung V'_i (i = 1, 2, 3), die erzeugt wird, wenn der zweite externe Widerstand zwischen jeder Elektrode und dem Massepotential oder zwischen einzelnen Elektroden verbunden ist, gemessen werden, und ein Verhältnis V_i/V'_i (i = 1, 2, 3) aus der erste Spannung V_i und der zweiten Spannung V'_i berechnet wird und die Position der Signalquelle in dem lebenden Körper basierend auf drei Verhältnissen V_i/V'_i (i = 1, 2, 3) detektiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei wenn die drei Elektroden, die auf dem Umfang der Oberfläche des lebenden Körpers angeordnet sind, eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine dritte Elektrode sind, der erste externe Widerstand und der zweite externe Widerstand alternierend schaltbar parallel zwischen der ersten und der zweiten Elektrode, zwischen der zweiten und der dritten Elektrode und zwischen der dritten und der ersten Elektrode verbunden sind, wenn die erste Spannung V_i, die an jeder Elektrode erzeugt wird, wenn der erste externe Widerstand parallel zwischen einzelnen Elektroden verbunden ist, V₁₂, V₂₃, V₃₁ ist und die zweite Spannung V'_i, die an jeder Elektrode erzeugt wird, wenn der zweite externe Widerstand parallel zwischen einzelnen der Elektroden verbunden ist, V'₁₂, V'₂₃, V'₃₁ ist, die Verhältnisse V₁₂/V'₁₂, V₂₁/V'₂₁, V₃₁/V'₃₁ aus den ersten Spannungen V₁₂, V₂₃, V₃₁ und den zweiten Spannungen V'₁₂, V'₂₃, V'₃₁ berechnet werden und die Position der Signalquelle in dem lebenden Körper basierend auf den drei Verhältnissen V₁₂/V'₁₂, V₂₁/V'₂₁, V₃₁/V'₃₁ detektiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei andere drei Elektroden, von denen jede mit den drei Elektroden gepaart ist, ferner nahe den drei Elektroden angeordnet sind, die auf dem Umfang der Oberfläche des lebenden Körpers angeordnet sind, der erste externe Widerstand und der zweite externe Widerstand alternierend schaltbar parallel zwischen den Elektroden, die jedes Paar bilden, verbunden sind, eine erste Spannung V_i (i = 1, 2, 3) erzeugt wird, wenn der erste externe Widerstand zwischen den Elektroden, die jedes Paar bilden, verbunden ist, und eine zweite Spannung V'_i (i = 1, 2, 3) erzeugt wird, wenn der zweite externe Widerstand zwischen den Elektroden, die jedes Paar bilden, verbunden ist, und ein Verhältnis V_i/V'_i (i = 1, 2, 3) aus der ersten Spannung V_i und der zweiten Spannung V'_i berechnet wird und die Position der Signalquelle in dem lebenden Körper basierend auf drei Verhältnissen V_i/V'_i (i = 1, 2, 3) detektiert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei einer aus dem ersten externen Widerstand oder dem zweiten externen Widerstand einen unendlichen Widerstandswert aufweist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die drei Elektroden, die auf dem Umfang der Oberfläche des lebenden Körpers angeordnet sind, in regelmäßigen Abständen auf dem Umfang angeordnet sind.
6. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die anderen drei Elektroden, die jeweils mit den drei Elektroden gepaart sind, parallel zu einer Richtung der Muskelfasern in Bezug auf die drei Elektroden angeordnet sind.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei ein gleicher Abstand zwischen den Elektroden, die jedes Paar bilden, gegeben ist.
8. In-Vivo-Signalquellendetektionsvorrichtung zum Detektieren einer Position einer Signalquelle in einem lebenden Körper durch eine Spannung, die an einer Elektrode, die auf einer Oberfläche des lebenden Körper angeordnet ist, erzeugt wird, die Folgendes umfasst: eine Elektrodeneinheit, die auf der Oberfläche des lebenden Körpers angebracht werden kann und so konfiguriert ist, dass wenigstens drei Elektroden in einer Richtung miteinander gekoppelt sind; einen Verbindungsabschnitt, der konfiguriert ist, einen ersten externen Widerstand und einen zweiten externen Widerstand parallel zwischen jeder Elektrode und einem Massepotential oder zwischen einzelnen Elektroden alternierend schaltbar zu verbinden; einen Messabschnitt, der konfiguriert ist, in einem Zustand, in dem die Elektrodeneinheit auf der Oberfläche des lebenden Körpers angeordnet ist, eine erste Spannung V_i (i = 1, 2, 3), die erzeugt wird, wenn der erste externe Widerstand zwischen jeder Elektrode und dem Massepotential oder zwischen einzelnen Elektroden durch den Verbindungsabschnitt verbunden ist, und eine zweite Spannung V'_i (i = 1, 2, 3), die erzeugt wird, wenn der zweite externe Widerstand zwischen jeder Elektrode und dem Massepotential oder zwischen einzelnen Elektroden durch den Verbindungsabschnitt verbunden ist, zu messen; und einen Detektionsabschnitt, der konfiguriert ist, ein Verhältnis V_i/V'_i (i = 1, 2, 3) aus der ersten Spannung V_i und der zweiten Spannung V'_i zu berechnen, um die Position der Signalquelle in dem lebenden Körper basierend auf drei Verhältnissen V_i/V'_i (i = 1, 2, 3) zu detektieren, wobei die Elektrodeneinheit so konfiguriert ist, dass die wenigstens drei Elektroden in einer Umfangsrichtung der Oberfläche des lebenden Körpers angeordnet sind, so dass sie mehrere Muskelfasern umgeben.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei eine zweite Elektrodeneinheit, die andere drei Elektroden aufweist, von denen jede mit den drei Elektroden gepaart ist, ferner nahe den Elektroden der Elektrodeneinheit angeordnet ist.

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