JP2004510479A - Device for direct contact diagnosis of patients in non-contact position - Google Patents

Device for direct contact diagnosis of patients in non-contact position Download PDF

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Abstract

医師が患者の身体検査を遠隔的に行うことを可能にするデバイスが開示される。デバイスは、医師の手に適応するような形状を有するハンド制御ユニット(100)を含み、加えられた圧力を検出することと圧力を医師に加えることとを同時に行うことができる複数の感覚調整サブユニット(140)を含む。患者検査モジュール(200)は、可撓性パッド(202)を形成するアレイに配列された複数の感覚調整サブユニット(240)を含む。動作としては、患者検査モジュール(200)の感覚調整サブユニット(240)が、医師によってハンド制御ユニット(100)に加えられた圧力の位置と大きさとを示す信号をハンド制御ユニット(100)から受信し、その圧力を感覚調整サブユニット(240)を介して患者内に複製する。
【選択図】図1
A device is disclosed that allows a physician to perform a physical examination of a patient remotely. The device includes a hand control unit (100) shaped to adapt to a doctor's hand, and a plurality of sensory adjustment subs capable of simultaneously detecting the applied pressure and applying the pressure to the doctor. Includes unit (140). The patient examination module (200) includes a plurality of sensory adjustment subunits (240) arranged in an array forming a flexible pad (202). In operation, the sensory adjustment subunit (240) of the patient examination module (200) receives from the hand control unit (100) a signal indicating the position and magnitude of the pressure applied to the hand control unit (100) by the physician. The pressure is then replicated in the patient via the sensory regulation subunit (240).
[Selection] Figure 1

Description

【0001】
(発明の分野)
本発明は、遠隔位置から個人へ触覚情報を伝達する医療デバイスに関し、特に、医師の位置から離れた位置にいる患者の診断を援助するデバイスに関する。
【0002】
(発明の背景)
個人がインターネットおよび他の広域ネットワークを介して通信するためのコンピュータ技術および向上した性能により、現在の社会は大きく変化している。これらの通信プラットフォームは、効率的かつ有効な世界的規模のデータ転送を可能にし、かつ、一般社会に対してこの情報を入手可能にしている。人々が通信し、情報を交換し、取引する方法は、これらの発達によって大きく影響を受けつつある。従来のビジネス手法が発展して、コンピュータおよびウェブサイトを用いるいずれのビジネスも、世界中のコンピュータを有する消費者にアクセスする可能性を有するようになっている。現在、各ビジネスは、本質的に世界的な顧客基盤を有している。多くのビジネスがこの風潮を利用しているが、医療産業は、大幅に遅れている顕著な例外の一つである。
【0003】
医療環境は、極めて複雑である。この分野の第三者ならびに資金の提供および管理に関係する政府役人は、医療問題を予測可能なビジネスモデルに「規格化する」ように患者、病院、および医師に圧力をかけているが、現在のところ、これは困難な課題である。各個人の独自性および生物学的有機体の根底にある基本的性質により、医学は、全ての観点において正しく予測できる正確な科学にはならない。患者、患者の疾病、類似の疾病による個人別の症状、ならびに医師の技術、訓練、および治療方法が変化しやすいために、医療情報の収集、データ格納、治療方法、結果、およびビジネスモデルの構築を規格化することは困難である。
【0004】
医療実務はさらに、非常にユニークな個人サービスである。病気の患者は、健康状態が改善される、または苦痛が緩和するという期待を持って、独自の技術を有する専門家とやり取りをする。その基礎を成す医師−患者の出合いは、実際は、複雑なデータ収集のやり取りである。データは医師によって処理され、続いて、医師が最適な診断および治療プランを作成する。医師−患者のやり取りによる入力データは、患者の身体的検査、実験室でのテスト、および放射線画像法を含む様々な情報源から生じる。入力情報の最も重要な情報源は、多くの場合、患者の実際の身体検査である。身体検査は、患者から医師への個人病歴情報の伝達、患者が現在服用している薬の再調査、ならびに医師による患者の身体の直接観察および触診からなる。
【0005】
患者の身体の触診は、触診に対する身体の反応を判定するために腹部、胸部、および四肢に沿って優しく手で圧力をかけることを含む。感染症、膿瘍、血栓症(血塊)、中空または中空でない臓器の穿孔、あるいは骨折などの炎症状態は、抵抗の増加した疼痛反応を生み出す。これは、有害性の付与刺激に対して「ガード」または保護するためである。腫瘍または臓器の肥大は、それ以外は正常な皮膚表面下で検出される抵抗の変化によって検出され得る。これは靴の中に石が入っているのを感じることに似ている。さらに腹部内の流体(腹水症)も、腹部の一端に手の圧力をかけ、同じ腔内の反対位置で得られる流体波を検出することによって検出され得る。
【0006】
専門的に実施される病歴および身体検査は、ほぼ90%の精度で正しい診断を提供する。ほとんどの場合、実験室および放射線画像データが、診断の確認および患者の状態に関する付随的な詳細を提供する。一般的には、医師は、様々な情報源から利用可能な入力データをすべて収集し、医師の個人的知識または参考ベースに照らしてその情報を処理し、入力された情報に基づいて診断結果となる可能性のあるもののリストを確立することにより、コンピュータとして機能する。医師はその後、患者の健康状態を向上させると考えられる治療プランを推薦する。
【0007】
正確な医学的診断を行うために必要なデータの一部は、患者、実験室、放射線医学、および医師の間で、様々な通信方法を用いて交換され得、通信するものどうしが直接顔を合わせる必要はない。現在の通信革命により、病歴情報、実験室データ、遠隔測定データ、および放射線医学研究の交換を電話、ページャ、ファックス、電子メール、およびビデオで行うことが可能になっている。これらの進歩は、あらゆる種類のビジネスに利益を与え、医学も例外ではない。しかし、1つの医学特有のデータ収集プロセスとして、医師が患者の身体を直接触診することがあり、これに関しては現在、遠隔データ取得ができない。
【0008】
(発明の要旨)
本発明は、上記に特定した必要性を満足するシステムを提供する。デバイスは、ハンド制御ユニット、遠隔検査モジュール、および遠隔検査モジュールにハンド制御ユニットを接続するコンピュータシステムを含む。本発明は、概して、ユーザが、遠隔にある身体に圧力入力といった触覚刺激を送信することを可能にするシステムに関する。これにより、遠隔にある身体が刺激を経験し、応答を生成する。上記システムはさらに、遠隔にある身体の触覚応答を検出してフィードバックを生成し、その触覚フィードバックをユーザに送信する。本発明の好適な実施形態は、離れた患者の検査に向けられ、医師のハンド制御ユニット(HCU)を含む。ハンド制御ユニットは、医師によって用いられて触覚の刺激を引き起こし、コンピュータシステムによって患者の検査モジュール(PEM)に接続される。患者の検査モジュールは、患者に触覚の刺激を加えて、検出された応答に対応するフィードバックをHCUに送信する。
【0009】
HCUは、少なくとも1つ、好適には複数の感覚調整サブユニットを有する。HCUは、医師の手を受け取って医師が感覚調整サブユニットへのアクセスを有するように適応される。PEMは、好適には患者の一部を包むことによって、患者の身体の一部に接触して受け取るように適応される。PEMは、少なくとも1つ、好適には複数の感覚調整サブユニットを有し、これらは患者に隣接して設けられる。感覚調整サブユニットは、サブユニットに加えられた力または圧力を検出し、対応する出力信号を生成して、入力信号に応答して力および/または変位を加える。好適には、力の検出および付与は、ほぼ同時に起こる。HCUの感覚調整サブユニットは、コンピュータシステムを介してPEMの感覚調整サブユニットに接続される。一実施形態において、コンピュータシステムは、HCUに取り付けられた第1のコンピュータおよびPEMに取り付けられた第2のコンピュータを含む。ここで、第1および第2のコンピュータは、互換性のある情報通信システムを有し、これによりネットワークを介して第1および第2のコンピュータ間の情報通信を可能にする。
【0010】
HCUの感覚調整サブユニットは、検出された圧力をフィードバックするソフトウェアを介してPEMの感覚調整サブユニットに接続されており、このことにより、医師が遠隔の患者と実際の身体的接触をシミュレートすることが可能になる。
【0011】
本デバイスの第1の好適な実施形態において、PEMは、機械的ピストン型可変圧力生成デバイス(例えば、リニアアクチュエータ)を有する感覚調整サブユニットを利用して、入力信号に応答する圧力を加える。デバイスの第2の実施形態において、PEMは、気圧システムまたは液圧システム、および拡張可能セルを利用して、入力信号に応答して加えられた圧力を生成する。
【0012】
本発明の1局面において、HCUは、ユーザの手にとってアクセス可能なトラッキングボールおよびボタンを含む。これにより、医師は、コンピュータマウスに類似した様態でHCUを使用してコンピュータとやり取りすること(例えば、インターフェースすべきPEMの特定部分を選択する)が可能になる。
【0013】
(好適な実施形態の詳細な説明)
本明細書中に開示されるデバイスにより、医師は、患者と医師とが直接身体を接触させること、または近傍に存在することなしに、患者の身体を直接検査することを可能にする。これにより、通常、患者と医師との間の直接的な手の接触から得られる種類の医学データが、従来のグローバル情報伝達システムを介して集められ、伝送されることが可能になる。現在のところ、「遠隔治療」、すなわち診断および治療プランを提供するための患者と医師との間の医学情報の交換は、ある点までのみ可能である。身体検査の所見が、意思決定において非常に重大である場合、患者は、かかりつけの医師に実際に診てもらうように、あるいは、医師が身体検査を行い得る緊急治療室に行くようにとの助言を受ける。遠隔的に身体データを取得してそれを別の場所にいる医師に確実に転送することができないということは、医療実務の進化、および他のビジネスがグローバル通信プラットフォームおよび潜在的消費者の進化の面で恩恵を受けている有効性および効率を利用するという医学の能力にとって障害である。
【0014】
本明細書において、以下の用語は以下の意味を有する。
【0015】
感覚調整サブユニットは、(1)デバイスに加えた力を検出し、検出された力に関連した出力信号を生成すること、および(2)入力信号を受信し、受信された入力信号に関連した力および/または変位を生成すること、が可能である任意のデバイスを意味する。
【0016】
ハンド制御ユニット、すなわちHCUは、ユーザの身体の一部(例えば、ユーザの手)に接触するか、またはユーザの身体の一部を受け取るように適合され、受け取られたユーザの手によってアクセスされ得る感覚調整サブユニットを有する任意のデバイスを意味する。
【0017】
患者検査モジュール、すなわちPEMは、人の(または他の生物学的有機体の)生体組織の一部を受け取るように適合され、受け取られた生体組織の部分に隣接する感覚調整サブユニットを有する任意のデバイスを意味する。PEMは、患者の検査用に本発明に基づいて使用され得るが、用語PEMは、他の目的のために生体組織の触覚、または他の物体または物質の触覚に適応されたデバイスををも含むと理解されるべきである。
【0018】
図1を参照すると、本発明は、身体から得られた医学データの遠隔的取得および送信に関して、概して3つの部分、すなわち、ハンド制御ユニット100(HCU)、患者検査モジュール200(PEM)、およびコンピュータソフトウェアを有する。これらは、医師(HCUを介して)と患者(PEMを介して)との間の身体データの取得、較正、伝送、および転換を制御するためのものである。本発明は、医師が、HCU100に手の圧力を加えることを可能にする。この手の圧力は、遠隔位置にいる患者に伝えられ、PEM200を介して患者の身体の選択された部分に加えられる。患者の身体からの圧力反応は、逆に医師に伝えられ、それにより、医師と患者との間の直接接触をシミュレートする。
【0019】
(ハンド制御ユニット(HCU))
図2に示されるHCU100は、実際の手の形状に形成された成形プラスチックシェル101を有する。この種の構造の利点は、軽くて、製造し易く、耐久性があり、衝撃抵抗があることである。例えば、木材、紙、アルミニウム、石材、プレキシガラス(R)、またはまだ開発されていない材料といった他の材料もまた、デバイス構造に使用され得る。HCU100は、人の手の内部表面の一部、または好ましくは内部表面全体に適応するような形状に形成され、手のひら基部108および手のひら末端部107、指先106、ならびに親指部分105を含む手のひら表面102を有する。任意の設計構造の目的は、ユーザの手の感覚部分およびモーター部分とHCU100との間の快適な接触表面を提供することである。好適な実施形態において、HCU100は、手のひら表面102に僅かな中央隆起を有する。手のひら表面102の周囲は、HCU100の境界部104に僅かな窪みを有しており、手のひら表面102上に快適に置かれているユーザの手に適応する。指先106の部分および手のひら基部108の僅かな手のひら隆起(ユーザの指関節のレベルが指および手の他の部分よりも高くなる)は、土台の広いピラミッド型構造を形成する。この設計は、指先、手のひら末端、および手のひら基部に対して圧力を加えることおよび圧力を受けること、デバイス制御、ならびに機能性に関して最大の可撓性を提供する。HCU100は、ユーザの手のひらの表面および指の全ての部分と、HCU100の手のひら表面102との間の完全な接触を可能にする。好適な実施形態において、HCU100のシェル101は、側方に置かれた2つのセグメント101a、101bで形成されており、概してユーザの手のひらの中央の襞の位置に横断分割部110が位置する。2つのセグメント101a、101bは、手の長さを調整可能とするために相対的な長手方向の動きを可能にするようにスライド可能に接続されている。これは、様々な手のサイズに適合するためである。随意的に、HCU100は、「グローブ」コンポーネント(図示せず)を含み得る。この場合、手全体がハンド制御ユニットに挿入される。このことは、上面(背面)の手の表面との接触を可能にし、これにより、オペレータの手の上面から生じた検査の動作および感覚に関する入力に関連する機能が提供される。
【0020】
窪みまたはキャビティ112、114、116は、それぞれ指先106、手のひら末端107、および手のひら基部108に提供される。図3に最も明瞭に示されるように、それぞれの窪み112、114、116内に、圧力リレーおよびレセプション感覚調整サブユニット140が収容される。感覚調整サブユニットの上部140は、柔軟な材料、たとえば、模造された皮膚表面を形成するシリコンゴムまたはソフトプラスチックマトリクス、のスラブ142からなる。他の適切な材料は、この「皮膚」の接触表面用の他の天然または人工生体材料(人工、模造、培養、または工作された皮膚細胞またはその代用品)を含み得る。各スラブ142のサイズは、HCU100の各窪み112、114、116のサイズに応じて変化する。概して、デバイスの指先106領域のそれぞれに対して指先サイズの感覚調整サブユニット140があり、手のひら基部108に対して手のひら基部サイズのサブユニット140があり、手のひら末端107に対して手のひら末端サイズのサブユニット140がある。HCU100の感度および機能性を高めるために、各モジュールは複数に細分され、各窪みは、以下に記載する包括的サブユニットに基づいてより小さい機能的な調整サブユニットを集めた物を含み得る。
【0021】
次に、図4を参照すると、感度調整サブユニット140は、模造された皮膚のスラブ142内に埋め込まれる1方向シングルチャネル圧力トランスデューサ144を含む。圧力トランスデューサ144の作業面または圧力受け面145は、上方(すなわち、ユーザの手のひら表面に対向する方向)に向けられる。圧力トランスデューサ144は、ユーザによって加えられる圧力が、圧力トランスデューサ144の作業面145に加えられ、トランスデューサ144の後方から加えられウェハ圧力または力は直接感知されないように方向付けられる。好適な実施形態において、シングル圧力トランスデューサ144は、各指先106内に配置され、各手のひら部107、108は2つの圧力域に細分される。ワイヤまたは他の適切な接続機構(図示せず)は、圧力トランスデューサ144への、および圧力トランスデューサ144からの信号アクセスを提供する。
【0022】
埋め込まれたシングルチャネル圧力トランスデューサ144を有する模造された皮膚のスラブ142は、好適には金属製またはプラスチック製の薄い支持プラットフォーム146にマウントされる。支持プラットフォーム146の下面には、リニアアクチュエータ、シングルチャネルピストン型可変レジスタなどの可変力生成デバイス、または他の可変圧力生成デバイス148が取り付けられる。本明細書中で「ピストンレジスタ」と呼ぶリニアアクチュエータ(すなわち、可変圧力生成デバイス148)は、当該分野で公知である多くの方法で実施され得、これらの方法は、電気的、機械的、気圧、または液圧プロセスによって、可変力を生成するデバイスを含む。このようなデバイスの代表的なサンプリングは、例えば、Kramerによる米国特許第5,631,861号(図8a〜mに示される)に記載され、上記特許で「finger tip texture simulator」と呼ばれる。本発明の好適な実施形態において、磁気的に刺激されるデバイスが利用される。ピストンレジスタ148は、患者の検査モジュール200(以下に述べる)から生じる応答信号に依存して、模造された皮膚のスラブ142の下面に対する対向圧または抵抗力を提供する。スラブ142、トランスデューサ144、支持プラットフォーム146、およびピストンレジスタ148は、HCU100の窪み112、114、116内に配置される。ホール150は、各窪み112、114、116内に設けられ、ピストンレジスタ148の自由端の挿入に適応する。ホール150の深さは、支持プラットフォーム146が窪みの底面から僅かに高められ、その結果、ユーザによって感じられる抵抗が模造された皮膚のスラブ142自体の抵抗だけであるように、選択される。
【0023】
様々なタイプの圧力トランスデューサが当該分野において公知であり、本発明の使用に適している。例えば、Reinboldらに付与された米国特許第6,033,370号は、2つの導電層間に挟まれたポリウレタンフォームの誘電体を有する容量圧力トランスデューサ(capacitative pressure force transducer)を開示しているが、本発明はこれに限定されない。類似のデバイスあ、米国特許第4,852,443号においてDuncanらによって開示されている。このデバイスでは、キャパシタ電極上の圧縮性突起が誘電シートのいずれかの側に配置される。可変抵抗コンポーネントに基づく圧力トランスデューサが、Burgessによる米国特許第5,060,527号に開示されている。
【0024】
再び図2を参照すると、HCU100の、対応する親指部105は、コンピュータソフトウェア(例えば、マウスクリック制御または他の入力デバイス)に関する機能を制御し、オプションを選択するボタン152を収納する。HCU100の下面は、トラッキングボール154を支持し、それによりコンピュータ選択機能を提供し、PEM200を介する患者に関連して空間内でのHCU100の2次元座標位置を提供する。ボタン152およびトラッキングボール154が、コンピュータマウスの基本的機能を提供し、よく知られた周知の様態でコンピュータと選択的に相互作用するように用いられ得ることは、当業者にとって明らかである。他のタイプの選択機構(タッチ感知パッドおよび光学システムを含む)が利用され得ることも明らかである。HCU100はさらに、信号プロセッサ130およびアナログ−デジタル/デジタル−アナログ信号変換器132にリンクされる。
【0025】
HCU100は、医師と、遠隔の患者との間のインタフェースまたは接触点として動作する。HCU100は、医師の手によって生成された、物理的に与えられた圧力信号を受信し、圧力トランスデューサ144を介してその信号を電気信号に変換する。同時にHCU100は、患者の検査モジュール200において圧力応答から生じた入来電気信号を抵抗信号に変換する。この抵抗信号は、支持プラットフォームに対してマウントされたピストンレジスタ148に与えられる。ユーザによって加えられた入力圧力を「検出」し、同時に、直接的な抵抗フィードバック応答をユーザに提供する、感覚調整サブユニット140の性能は、ユーザが別の物体に手を押し付けたときに生じる実際の事象をシミュレートする。患者に加えられた直接的圧力(HCU100からの入力圧力によって決定されたような)に応答してPEM200によって検出された高い抵抗(実際の患者の反応)は、HCU100にリレーバックされ、ピストンレジスタ148を介して医師にフィードバックされる。PEM200によって検出された増加する抵抗は、支持プラットフォーム146の下面に加えられている増加する力に対応する。これは、模造された皮膚のスラブ142にとっては、より大きい抵抗、すなわち「弾力性の欠如」を知覚することとなる。このフィードバック抵抗は、医師によって加えられた力に対する患者からの直接応答としてユーザによって認知される。
【0026】
HCU100は、随意的に、単一または複数のマルチチャネル圧力トランスデューサ/レジスタデバイスに組み入れられ、および/または抵抗の絶対値変化がハンド制御ユニットを介して医師の手に変換され得る。親指部105は、現在ソフトウェアのコマンド機能に使用されているが、それに代えて感覚調整サブユニット140を収容してもよい。親指の動きを検査プロセスに統合する能力、感覚入力を手の親指部に戻す能力は、HCU100の機能および感度を拡張することを可能にする。HCUの最も複雑な実施形態は、オペレータの手の全ての部分に完全に接触すること、およびHCUの至る所に多くの感覚調整サブユニット140が取り付けられることを含む。サブユニット140の数を制限するのは、これらの2方向圧力変換デバイスを小型化する能力のみである。多数の感覚調整サブユニットによって、ユーザは、オペレータの手の全ての部分からの物理的入力および感覚的入力を生成し、受け取ることができる。
【0027】
(患者の検査モジュール(PEM))
次に図5および6を参照すると、PEM200は、柔軟な半可撓性材料(例えば、ナイロン、ゴム、シリコン、またはソフトプラスチック基板)で作られるパッドまたはパッド状構造202からなる。パッド202全体は、硬く、好適には、HCU100の模造された皮膚のスラブ142に類似した粘弾性特性を有する。パッド202は、セルまたはセル領域204と呼ばれる基本構造ユニットに細分化される。パッド202の全体的サイズ、およびパッド202内のセル204の数は、特定の用途に依存して変化する。各セル領域204は、好適には、HCU100の対応する感覚調整サブユニット140に類似するサイズを有する、パッド202内の領域に対応する。図6に示されるように、単一のチャネル圧力トランスデューサ244は、各セル204内にマウントされ、作業/受け面245が患者の方向を向くように方向付けられる。好適なパッド202は、複数の埋め込まれた圧力トランスデューサ244を有する連続的なゲルタイプ構造242である。パッド202の背面206は、可撓性の半剛性シートを含む。背面206用の現在の好適な材料は、プラスチックまたはポリマー材である。プラスチックまたはポリマー材は、セル領域204に対して剛性な支持を維持し、しかも、様々な身体サイズへの適応を提供するために、ある程度の撓みを提供する。例えば、金属、木材、または合成材といったさらに硬い材料もまた、剛性な支持構造を提供し、身体の多様な曲線を有する表面に沿って関節状に屈曲する限り、使用され得る。シングルチャネルピストン型可変圧力生成感覚調整サブユニット240を含むリニアアクチュエータは、好適には金属製またはプラスチック製である薄い支持プラットフォーム246の下面に取り付けられる。支持プラットフォーム246は、好適には、HCU100の指先106のサイズと類似する。概してセル204および支持体206との間の境界面に設けられている各圧力トランスデューサ244の直下を中心として、ピストン型可変圧力生成デバイス248、または類似のリニアアクチュエータが、支持体206内に埋め込まれ、圧力トランスデューサ244下方の支持プラットフォーム246の中央の下方に向けられる。
【0028】
検査パッド202は、患者身体の表面のうちの検査すべき部分に直接適用され、例えばナイロン製のループ−フック型クロージャ250によって適切な位置に保持される。ナイロン製のループ−フック型クロージャ250は、調整可能性を提供し、多様な身体の形状およびサイズに対する適用を可能にする。パッド202はさらに、胸部に適用するためにベストとして、腹部に適用するためにベルトとして、上肢部に適用するために袖、長手袋、または手袋として、下肢部に適用するためにズボンの脚部またはブーツとして、あるいは、指またはつま先などの小さい部分に適用するために小さい細片として作られ得る。PEMの好適な実施形態は定位置に位置するパッドとして構成されるが、患者、他のスタッフ、またはロボットガイドが患者の表皮の表面上、または身体の腔内を移動させる可動感知ユニットもまた、本発明の範囲内である。
【0029】
好適な一実施形態において、PEM200は、電気接続線302を介して命令制御ボックス300に取り付けられる。好適な実施形態において、命令制御ボックス300は、電源304、小型の中央演算処理装置(CPU)306、信号プロセッサ308、デジタル−アナログ変換器310、および通信システム312を含む。命令制御ボックス300は、PEM200へ、およびPEM200からデータを送受信して、PEM200を医師のHCU100にリンクする。電源304は好適には、交流(家庭または産業)および直流(バッテリ動作)の両方で動作する能力を提供する。接続線302が図示されているが、ワイアレスデータリンクといった他のデータリンクもまた本発明の範囲内である。
【0030】
好適な実施形態の通信システム312は、HCU100の近くに設けられた医師のコンピュータ160がPEM200の近くに設けられた遠隔コンピュータ260に接続することを可能にする内部モデム(図示せず)を含む。他の通信システムもまた可能であり、例えば、(1)光ファイバケーブルチャネルおよび非ファイバ光ベースのデータ/音声/視覚信号伝達方法を含む光ベース/光学ベースの通信、(2)音声および/またはデータ情報が送受信され得る無線周波数、超高周波数、マイクロ波、または衛星システムを含むがこれらには限定されない無線通信、(3)赤外光、磁力、可視光および非可視光の放射線である他の波長、生体物質(バイオロボットまたはウイルスベクターを含む)、あるいは微粒子/半微粒子)などの現在使われていない媒体を利用する音声またはデータ通信の任意の将来的方法、などである。最適には、命令制御ボックス300は可撓性の接続線302を介してパッド202に接続される。これは、患者に直接適用される重量が低減すること、サイズの制限、および可能な限りの安全性(すなわち、通信/データ伝送によってRFまたはマイクロ波放射に曝されることが低減すること)を考慮してのことである。接続線302はさらに、感覚調整サブユニット240内の圧力トランスデューサ244および可変圧力生成デバイス248を電源304に接続する。
【0031】
他のデバイス構造は、単一または複数のマルチチャネル圧力トランスデューサ/レジスタデバイスを組み入れ得、抵抗の絶対値変化が、HCU100を介してユーザの手に戻され得る。PEM200の感度または機能性を向上させる試みとして、各セル領域204は、複数に細分化され得、多数の感度調整サブユニットがPEM200の至る所に適用され得る。機能的サブユニットの数を制限するのは、これらの双方向感度調整サブユニットを小型化する能力のみである。多数の小型感度調整サブユニットが、PEM200のあらゆる部分からの機械的入力および感覚的入力を生成し、受け取る能力を提供する。
【0032】
PEM400の第2の実施形態は、上述した電気機械的構造ではなく、図7および図8に示される気圧式加圧媒体または液圧式加圧媒体を利用する。第2の実施形態において、PEM400は、柔軟な半可撓性材料(例えば、ナイロン、ゴム、シリコン、またはソフトプラスチック基板)で作られるパッド402またはパッド状構造からなる。パッド402は、複数のセル404に細分化される。パッド402の全体的サイズおよびパッド402内のセル404の数は、デバイスモデルおよび用途によって変化する。各セル404は、空気、水、作動液、または電気化学ゲルなどの加圧媒体の流入/流出を可能にする1つの二重機能入口/出口線410と1つのバルブ414、および単一の圧力トランスデューサ444を有する気密および液密中空チャンバ416として設計されている。圧力トランスデューサ444は、上述したHCU100用のトランスデューサ144に類似した単一のチャネルトランスデューサである。圧力トランスデューサ444は、患者の身体表面に直接適用される材料シート内にマウントされる。従って、オープンセル構造は、圧力トランスデューサ444の後方にある。トランスデューサの受け面445は、患者に対向するように方向付けられる。
【0033】
パッド402は、患者の身体表面のうちの検査すべき部分に直接適用され、例えば、ループ−フック型クロージャ250によって適切な位置に保持される。ループ−フック型クロージャ250は、調整可能性を提供し、多様な身体の形状およびサイズに対する適用を可能にする。パッド402はさらに、上述したように、ベスト、ベルト、袖、長手袋、手袋、ズボンの脚部、ブーツ、または指またはつま先などの小さい部分に適用するための小さい細片として、作られ得る。パッド402の外表面はさらに、必要であれば、重い強化層(すなわち、鉛、金属またはプラスチック)を含み得、それによりさらなる安定性または対向圧が提供される。各セル404の入口/出口線410は、ポンプ機構に接続される。ポンプ機構は、ポンプ(図示せず)、および加圧媒体を収容する加圧リザーバ418を含む。中間バルブ414が、圧力リザーバ418と各セル404との間の入口/出口線410に沿って設けられる。PEM400は、上述のように接続線302を介して命令制御ボックス300に取り付けられる。
【0034】
好ましくは、PEM400のこの制御部は、患者から離れて配置される。これは、患者に直接適用される重量が低減すること、パックが四肢または指などの身体の小さい部分に適用される場合のサイズの制限、または可能な限りの安全性(すなわち、通信/データ伝送によってRFまたはマイクロ波放射に曝されることが低減すること)を考慮してのことである。命令制御ボックス300の仕様および機能は上記した通りである。接続線302はさらに、圧力トランスデューサ444と電源304とを接続し、加圧媒体用の入口/出口線410とバルブ414とを接続する。
【0035】
特定のHCU100の設計に依存して、ポンプおよび加圧リザーバ418は、共に命令制御ボックス300内に収容されるか、共にPEM400自体の上に設けられるか、または互いに独立して何れかの領域に含まれ得る。
【0036】
加圧媒体として空気を利用するPEM400は、半閉鎖式回路設計を利用する。好適な実施形態において、ポンプ機構は、ユニット外部から、パッド402の背面に設けられた単一の加圧リザーバ418に空気を引き込む。加圧リザーバ418は、概してパッド402と同一のサイズである。バルブ414は、加圧リザーバ418内の、下層セル404に対応する複数の位置に設けられる。従って、加圧リザーバ418は、中間バルブ414を介して各圧力セル404と直接連通している。圧力調節回路(図示せず)は、内部チャンバの圧力を感知し、その情報を命令制御ボックス300に中継して、それにより適切なチャンバ圧力を保証するために、加圧リザーバ418に組み込まれる。適切なセル404が活性化され、所望のポンプチャンバ圧(HCU100からの適切な与えられた圧力信号に対応する)が達成された後、その結果得られる患者の応答信号は、命令制御ボックス300を介してHCU100に伝送され、ポンプは、圧力チャンバ416の内容物を、ポンプを介して大気中に吐き出す。液圧式加圧媒体を利用するPEM400は、内蔵型の閉式流動体システム回路からなる。
【0037】
PEM400の機能は、HCU100においてユーザによって加えられた圧力を直接的に患者に「伝送」し、それにより生じた患者からの抵抗応答信号を医師のHCU100に送信することである。ソフトウェアおよび医師のHCU100を用いて、圧力を加えるべき適切な上部セル404を「選択すること」によってPEM400内の身体の多様なセグメントが、検査され得る。ソフトウェアは、適切な命令を送信して、選択されたセル404に対応するバルブ414を開く。選択されたセル404の数は、医師が「押圧」して、加えられた「手」の圧力に対する患者の応答を引き出すことを望む患者の身体領域に対応する。さらに、医師は、リターン圧力データがユーザに送信され得るセルまたは身体の領域を独立して選択し得る。多くの場合、加圧されているセルは、何らかの検査機能のために医師のHCU100にリターン圧力データ信号を送り返すこともしているが、1つのセルセットに加圧し異なるセルセットから受け取ることが最適である。
【0038】
第2のHCUが組み込まれ、第1のHCUとは反対方向に手に適応するように構成することも考えられる。この場合、医師は、一方の手を用いて患者の1つの位置に圧力を(第1のHCUおよびPEMを介して)加え、患者の別の位置からの圧力応答をもう一方の手に(第2のHCUを介して)受け得る。
【0039】
コンピュータソフトウェアは、医師のHCU100、PEM200または400、システムダイナミックス、および通信プロトコルの多様な機能に対する命令を制御する。HCU100の機能は、活性化すべき特定のセルまたはセル群、および得られたリターン信号を伝送するセルを活性化するセル選択機能を含む。ソフトウェアはさらに、指定される医師のHCU100の特定の圧力応答パッドを、圧力信号を送信する送信パッチおよび患者のデータを医師に送信する受信パッドとして示す割り当てることを可能にする。
【0040】
患者の身体に対する、医師のHCU100の空間的な方向はさらに、コンピュータソフトウェアによって追跡される。HCU100の動きは、変換され、PEM200または400に送信され得、それにより患者の身体全体に対する手の動きがシミュレートされる。さらに、解剖学のデータベースが取り込まれ得、それにより、検査されている特定の身体領域の断面解剖図および三次元解釈が提供される。
【0041】
ソフトウェアは、医師によってHCU100に加えられた物理的圧力応答を電気信号に変換する。規格化、較正、および信号および信号強度のリアルタイムでのモニタリングが、典型的なプログラム機能である。ソフトウェアはさらに、電気信号変換、ならびにHCU100からPEM200または400への伝送およびその逆の伝送のための伝送プロトコルを担う。伝送プロトコルは、地上ベースの、および非地上ベースの通信プラットフォームを介した信号伝送を含む。全てのポンプおよびバルブ命令は、ポンプチャンバ加圧、および伝送された電気信号を、ハンド制御ユニットにおいて加えられた実際の圧力と同等の大きさに相関する適切な加圧命令に較正および変換すること、ならびに選択されたバルブのオン/オフ状態を含むが、これらもまた、デバイスソフトウェアによって制御される。
【0042】
図9は、本発明の電気機械的および気圧/液圧の両方の実施形態に関するデバイス機能の包括的プロセスフロー図を表す。HCU100を用いて、医師は、セル204または404の下にある、活性化されるべき関心のある領域を選択する。この部分は、手で検査されるべき領域に対応する。感覚調整サブユニット140を介してHCU100に圧力を加えると、信号が発生する。この信号は、信号プロセッサ130およびアナログ−デジタル変換器132を介して、医師のコンピュータ160に送信される。次に、医師のコンピュータ160は、コンピュータ命令を送信して、関心のある領域の下にあるPEM200または400の感覚調整サブユニット240または440を作動させる。関心のある領域とは、HCU100の圧力信号が向けられるべき領域である。その後、圧力刺激が加えられた後に、ユーザが「触れたい」と思う患者の領域に対応する圧力トランスデューサ244または444が、作動される。この命令が、受信セルの圧力トランスデューサ244または444を作動し、それにより出力信号が医師のHCU100の元に伝送され得る。
【0043】
次に、医師は、指先、手のひら基部、および手のひら末端の表面の任意の組み合わせ(一本の指先から手のひら全体の表面に亘る)を用いてHCU100の感覚調整サブユニット140を直接押圧し、患者の触診中に通常加える力に等しい、所望の入力圧力刺激を生成する。加えられた圧力は、個人、状況、および検査されている患者の領域によって変わる。HCU100の感覚調整サブユニット140に対して医師によって加えられた圧力は、圧力トランスデューサ144によって感知され、電気出力信号に変換される。電気出力信号は、信号プロセッサ130に送信され、処理後のアナログ電気信号が、デジタル信号132に変換される。次に、デジタル信号は、医師のコンピュータ160に入力される。
【0044】
医師のコンピュータ160において、ソフトウェアプログラムは、HCU100の様々な送受信部と、PEM200または400との間のリンクされたシステム経路のソフトウェア命令を担う。これらのソフトウェア命令とは、ユーザ側および患者側の装置用の信号プロセッサ130、308、圧力トランスデューサ144、244、444、ピストンレジスタ148、および様々な圧力生成デバイス248の較正、ならびに、HCU100電気入力信号を対応するPEM200、400の電気出力信号に変換することを含む。ポンプシステムがPEM400に使用される場合、媒体加圧リザーバ418内の圧力センサ(図示せず)が、較正される。医師のコンピュータ160は、PEM200、400の電気信号および関連するソフトウェア命令を通信システム312を介して遠隔コンピュータ260に送信する。あるいは、患者側(すなわち遠隔側)は、PEM200または400の近くに設けられた遊離型静置命令制御ボックス300を利用し得る。次に、デジタル圧力生成信号は、デジタル−アナログ変換器によってアナログ電気信号310に変換され、後処理され(308)、次いで、PEM200または400の適切な前もって選択された圧力生成デバイスに中継される。その後、PEM200または400は、ユーザまたは医師によってHCU100に加えられた圧力に基づいた、方向付けられた圧力を患者に加える。
【0045】
PEM400に関しては、ソフトウェアは、HCU100の各アクティブ領域からの入来電気信号を受信すること、HCU100の様々な部分に加えられた入力圧力のそれぞれの大きさを評価すること、およびこの情報を特定のポンプ命令に変換することを担う。次に、圧力命令は、患者の遠隔位置における遠隔コンピュータ260に送信されるか、または上述のPEM400の命令制御ボックス300部分に直接送信される。その後PEM400は、医師によってHCU100に直接加えられた圧力に等しい出力圧力を達成するために、ポンプ機構を作動し、加圧チャンバ418を加圧する。チャンバ418の内部圧力は、圧力センサによってモニタリングされる。圧力センサは、所望の入力圧力が達成されるまで、ポンピングを継続する必要があるか否か、または中断する必要があるか否かに関して連続的フィードバックを提供する。次に、加圧チャンバ418内の加圧媒体は、入口/出口線410を介して、開状態の圧力バルブ414を有する選択されたセル404の各々に送られる。次に、加圧媒体は、選択されたセル404に流れ込み、HCU100で医師によって加えられた力に対応してセル容積およびセルの内部圧力を増大する。
【0046】
PEM200または400の一方に加えられた下向きの力は、患者からの対向応答を引き出すが、この対向抵抗は、全く抵抗がなくて領域の更なる窪みが検査されている状態から、大きな抵抗、すなわち「ガード」の状態まで様々である。活性化されたセルからの加えられた力に応答する患者からのこの抵抗は、セル圧力トランスデューサ244または444によって検出される。
【0047】
PEM200または400の、作動された圧力トランスデューサ244または444によって検出された機械的な抵抗応答は、電気信号に変換される。電気信号は、患者の位置にある命令制御ボックス300または遠隔コンピュータ260に送信される。入力命令セットに関して上述したように、このアナログ電気信号は、処理され(308)、デジタル信号310に変換される。次に、このデジタル信号は、通信システム312を介して医師のコンピュータ160に送信される。HCU100の出力信号に関して上述したように、ソフトウェアプログラムは、PEM200、400の各アクティブ領域からの入来電気信号を受信すること、PEM200、400のそれぞれの出力圧力の大きさを評価すること、および上記出力圧力を、等価なHCU100のデジタル抵抗信号に変換することを担う。次に、デジタル信号は、等価なアナログ電気信号132に変換され、後処理され(130)、HCU100の適切な前もって選択されたピストンレジスタに向けられる。HCU100においてピストンレジスタ148によって生成された出力抵抗は、HCU100の入力圧力刺激に応答して患者により生成された応答圧力に等しい。
【0048】
ピストンレジスタ148によって提供された対向抵抗は、医師に、患者の身体の選択された領域上に加えられた圧力に対する患者の応答の触覚刺激を提供する。システムはリアルタイム、かつ、ダイナミックであり、それにより医師は、前もって選択されたセルの範囲内で、押圧/解除または押圧/部分解除の操作を連続的にシミュレートし得る。デバイスの3つの主要コンポーネント、すなわち医師のハンド制御ユニット、コンピュータソフトウェア、および患者の検査モジュールは、連続的でリアルタイムの作用/反作用フィードバックループ用のシステムを提供する。その後医師は、医師により加えられた圧力と、ハンド制御ユニットに対して医師の手により認知された患者の抵抗応答との間の抵抗差を解釈し、医学的意思決定のために用いることができる。
【0049】
好適な実施形態のソフトウェアによって制御されるプロセス全体を示すフローチャートを、図10A〜図10Cに示す。ユーザ(概して医師)は、まずシステム500にログインする。ログインのメカニズムは、例えば、HCUの生物測定走査装置(すなわち、図示しないが指紋リーダ)を含む従来の任意の手段によって提供される。あるいは、ユーザ識別およびパスワードに対する更なる従来のリクエスタが、医師のコンピュータ160に提供され得る。次にソフトウェアは、システムの日時を問い合わせ(502)、PEMとの接続を確立し、HCUおよびPEMの状態をチェックして(504)、その後それらの間の必要な通信リンクを確立する(506)。好適な実施形態において、第1のデータベースが医師のコンピュータ160によってアクセスされ(508)、HCUおよびPEMのコンポーネント、例えば圧力トランスデューサおよび圧力生成デバイス(リニアアクチュエータ)用の様々な較正ファクタが取得される。その後ソフトウェアによって様々な他の初期化機能が行われる(510)。初期化機能は、圧力トランスデューサ用のサンプリングレートを確立すること、コンポーネントを初期化し較正すること(例えば、圧力トランスデューサ用の「ゼロ圧力」レベルを確立すること)を含み得る。
【0050】
次いで患者の識別情報および生物測定情報が入力され(512)、医療記録に関して患者のアイデンティティがベリファイされ、かつ、検査に役立ち得る基本的パラメータが確立される。基本的パラメータとは、例えば、患者のサイズおよび年齢の概略を含む。その後医師は、検査すべき身体の位置を選択する(514)。好適な実施形態においては、身体データのデータベースがアクセスされる。(516)。このデータベースは、検査すべき身体部分の包括的静止画または動画を含み得る。本発明の実施形態は、様々なシステムパラメータを調整するために、検査すべき身体部分に関する包括的情報に加えて、患者の医療情報および生物測定情報を用い得ることが考えられる。上記システムパラメータとは、例えば、圧力トランスデューサおよびリニアアクチュエータの感度である。その後医師は、PEMに出力信号を提供するHCUの部分を選択し(518)、PEMからのフィードバック圧力を受け取るHCUの部分を選択し(520)、HCUからの圧力信号を受信するPEMのセルを選択し(522)、HCU524に圧力信号を送信するPEMのセルを選択する(524)。ほとんどの用途において、HCUのアクティブ部と作動されたPEMセルとの間には1対1の関係があると予期される。例えば、HCU感覚調整サブユニットは、同一のPEMセルへの、およびPEMセルからの圧力信号を送受信する。しかし、送信信号と受信信号との関係を断つ能力は、システムに更なる機能を提供すると考えられる。本発明は、HCUの入力圧力信号と出力圧力信号との関係を断つことが不可能であるシステムを考えている。
【0051】
ソフトウェアはさらに、HCUの活性化されたセグメントの位置をPEM526と調和させ得る。それにより、マウスの動きに似たHCUの動きは、システムによって追跡され、活性化されているPEMセルに対応する変更が加えられる。システムに何らかの力が加えられる前に、所定の力変更機能が与えられる(528)。これは例えば、HCUおよびPEM出力信号の力の増幅/拡大または縮小/最小化である。ユーザによってHCUに力が加えられ(530)、圧力信号は、圧力トランスデューサ144内に低アンペア信号(HCU−P1)を生成する(532)。低アンペア信号は、信号プロセッサに送信され、対応するより高いアンペアを有する信号が生成される(534)。その後信号は、デジタル信号(D−HUC−P1)に変換される(536)。D−HUC−P1は、PEM用のデジタル圧力信号(D−PEM−P1)を生成する(538)ために用いられ、医師のコンピュータ160から遠隔コンピュータ260に送信される(540)。D−PEM−P1圧力信号はその後、低アンペアアナログ信号(PEM−P1)に変換され(542)、このアナログ信号はPEMの可変圧力生成デバイス248に与えられ、対応する力が患者に加えられる(546)。
【0052】
患者の抵抗応答は、選択されたPEMセルによって検出され(548)、それにより圧力応答信号(PEM−P2)を生成する(550)。PEM−P2は処理されてより高いアンペアを有する信号を生成し(552)、デジタル化(D−PEM−P2)される(554)。D−PEM−P2圧力信号は、HCU用の対応するデジタル圧力信号を生成する(556)ために用いられ、遠隔のコンピュータから医師のコンピュータに送信され(558)、アナログ信号に変換される(560)。このアナログ信号は、適切なHCUピストン型可変レジスタ148に提供されて(562)、HCUにおいて応答力が生成される。検査が完了すると(566)、システムはリセットされて医師が患者の身体の別の部分の別の検査を始めることを可能にする。それ以外の場合、医師は追加の力を加えて患者からの追加の応答を検出し得る。
【0053】
好適な実施形態についてプロセスを述べてきたが、上記プロセスに対する変更が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、圧力トランスデューサからの圧力信号が、より高いアンペアを有するように前処理することなく使用可能である実施形態、あるいは、圧力トランスデューサが一体型A−D変換器と共に用いられ、それによりデジタル信号が直接生成される実施形態も可能であり得る。随意的に、ユーザおよび患者が近い場所にいる場合のために、HCUおよびPEMが、共通コンピュータまたは専用データ処理システムに直接接続されてもよい。本発明は、身体データベースによって提供される追加の機能がなくても明らかに実施される。さらに、上記のPEMの液圧または気圧の実施形態を可能にするために、図10A〜図10Cに示すプロセスフローがどのようにして改変されるかは、当業者にとって明らかである。
【0054】
(追加の用途)
HCU100の元々の意図は、遠隔位置の患者の身体検査をシミュレートすることであったが、医療分野での用途は、厳しい環境、例えば深海、空間、戦場の状態、遠隔位置、および/または山岳地帯/ジャングルへの遠征、などにおいて患者を検査する能力を含む。本発明はさらに、非医療および/またはリクレーションでの用途にも適用され得る。この場合、個人が、遠隔位置の別の個人、身体、物体を検査し、感じ、あるいは触覚応答を引き出すことが望ましい。
【0055】
さらに職場内での医局ではポータブル版が適用され得る。これにより、患者が実際に職場を離れて医師の元に行かなければならないという必要性がなくなる。職場を離れて医師の元に行くというのは、患者および医師の両方にとって非常に非効率的である。
【0056】
さらに、動作を行うロボットツールの使用が増すにつれて、上記の発明が、簡単な様式で、医師に触覚フィードバックを提供する一方でロボットシステムを用いて動作を行うように改変されることも考えられる。
【0057】
ポータブル版はさらに家庭でも用いられる。この場合、何らかの評価をすることにより、通常の勤務時間後に緊急治療室に行く必要がなくなり得る。この効率の良さは、ヘルスケアにかかる総コストに大きな影響を及ぼす。
【0058】
離れた位置にいる個人が必要とする物理的構造の触覚情報または3次元的触覚モデルを要するものであれば、いかなる用途も本発明の範囲内である。
【0059】
本発明はさらに、目の不自由な人が、物体と実際に直接的物理的に接触することなくコミュニケートする、または物体を感じる能力を向上するように適用され得る。
【0060】
本明細書で説明し記載した好適な実施形態は患者の身体表面の検査に関するが、PEMは身体の腔または切開部内で用いるためにも構成され得る。
【0061】
排他的財産または特権を請求する本発明の実施形態を特許請求の範囲に記載する。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、本発明のシステムが用いられる好適な実施形態を示し、医師から遠隔位置にいる患者を検査する医師を示す。
【図2】
図2は、本発明によるハンド制御ユニットの平面図である。
【図3】
図3は、図2のハンド制御ユニットの模式的断面図である。
【図4】
図4は、本発明による、図3に示すハンド制御ユニット用の感覚調整サブユニットの断面図である。
【図5】
図5は、本発明による、患者の胴を検査する患者検査モジュールの好適な実施形態の正面図である。
【図6】
図6は、図5に示す患者検査モジュールからのセルの断面図である。
【図7】
図7は、本発明による、患者の胴を検査する患者検査モジュールの第2の好適な実施形態の正面図である。
【図8】
図8は、図7に示す患者検査モジュールからのセルの断面図である。
【図9】
図9は、本発明の好適な実施形態の概略プロセスフロー図である。
【図10A】
図10Aは、図1に示す好適な実施形態を制御するソフトウェアの作用を詳細に示すフロー図である。
【図10B】
図10Bは、図1に示す好適な実施形態を制御するソフトウェアの作用を詳細に示すフロー図である。
【図10C】
図10Cは、図1に示す好適な実施形態を制御するソフトウェアの作用を詳細に示すフロー図である。
[0001]
(Field of Invention)
The present invention relates to a medical device that transmits tactile information from a remote location to an individual, and more particularly to a device that assists in diagnosing a patient at a location remote from a physician location.
[0002]
(Background of the Invention)
Computer society and improved performance for individuals to communicate over the Internet and other wide area networks are changing society today. These communication platforms enable efficient and effective worldwide data transfer and make this information available to the general public. The way people communicate, exchange information, and trade is being greatly influenced by these developments. Traditional business practices have evolved and any business using computers and websites has the potential to access consumers with computers around the world. Currently, each business has an essentially global customer base. While many businesses are using this trend, the medical industry is one of the most notable exceptions.
[0003]
The medical environment is extremely complex. Third parties in this area, as well as government officials involved in funding and management, are pressing patients, hospitals, and doctors to “normalize” medical issues into predictable business models, However, this is a difficult task. Due to the uniqueness of each individual and the fundamental properties underlying biological organisms, medicine is not an accurate science that can be correctly predicted in all respects. Collection of medical information, data storage, treatment methods, results, and business model building due to the variability of patients, patient illnesses, individual symptoms due to similar illnesses, and physician skills, training, and treatment methods It is difficult to standardize.
[0004]
Medical practice is also a very unique personal service. Sick patients interact with experts with unique skills with the expectation that their health will be improved or their pain will be alleviated. The underlying doctor-patient encounter is actually a complex data collection exchange. The data is processed by a physician, who then creates an optimal diagnosis and treatment plan. Input data from physician-patient interactions comes from a variety of sources, including patient physical examinations, laboratory tests, and radiographic imaging. The most important source of input information is often the actual physical examination of the patient. A physical examination consists of transmitting personal medical history information from the patient to the doctor, reviewing the medication the patient is currently taking, and direct observation and palpation of the patient's body by the doctor.
[0005]
Palpation of the patient's body involves gently applying hand pressure along the abdomen, chest, and extremities to determine the body's response to the palpation. Inflammatory conditions such as infections, abscesses, thrombosis (blood clots), perforation of hollow or non-hollow organs, or fractures produce a pain response with increased resistance. This is to “guard” or protect against harmful imparting stimuli. Tumor or organ hypertrophy can be detected by a change in resistance otherwise detected under normal skin surface. This is similar to feeling a stone in a shoe. Furthermore, fluid in the abdomen (ascites) can also be detected by applying hand pressure to one end of the abdomen and detecting fluid waves obtained at the opposite location in the same cavity.
[0006]
A professionally performed medical history and physical examination provides a correct diagnosis with an accuracy of nearly 90%. In most cases, laboratory and radiographic data provide additional details regarding diagnostic confirmation and patient status. In general, physicians collect all available input data from various sources, process the information against the physician's personal knowledge or reference base, and based on the information entered, It functions as a computer by establishing a list of what can be. The doctor then recommends a treatment plan that would improve the patient's health.
[0007]
Some of the data needed to make an accurate medical diagnosis can be exchanged between patients, laboratories, radiology, and physicians using a variety of communication methods. There is no need to match. The current communications revolution allows the exchange of medical history information, laboratory data, telemetry data, and radiology research via telephone, pager, fax, email, and video. These advances benefit all types of business, and medicine is no exception. However, as one medical-specific data collection process, doctors may make direct contact with the patient's body, and remote data acquisition is currently not possible in this regard.
[0008]
(Summary of the Invention)
The present invention provides a system that satisfies the needs identified above. The device includes a hand control unit, a remote test module, and a computer system that connects the hand control unit to the remote test module. The present invention relates generally to a system that allows a user to transmit a tactile stimulus, such as a pressure input, to a remote body. This causes the remote body to experience the stimulus and generate a response. The system further detects a remote tactile response of the body to generate feedback and transmits the tactile feedback to the user. The preferred embodiment of the present invention is directed to remote patient examination and includes a physician's hand control unit (HCU). The hand control unit is used by a physician to cause tactile stimulation and is connected to a patient examination module (PEM) by a computer system. The patient examination module applies a tactile stimulus to the patient and sends feedback corresponding to the detected response to the HCU.
[0009]
The HCU has at least one, preferably a plurality of sensory regulation subunits. The HCU is adapted to receive a doctor's hand and the doctor has access to the sensory regulation subunit. The PEM is adapted to receive in contact with a part of the patient's body, preferably by wrapping the part of the patient. The PEM has at least one, preferably a plurality of sensory regulation subunits, which are provided adjacent to the patient. The sensory adjustment subunit detects the force or pressure applied to the subunit and generates a corresponding output signal to apply the force and / or displacement in response to the input signal. Preferably, the detection and application of force occurs at approximately the same time. The sensory adjustment subunit of the HCU is connected to the sensory adjustment subunit of the PEM via a computer system. In one embodiment, the computer system includes a first computer attached to the HCU and a second computer attached to the PEM. Here, the first and second computers have compatible information communication systems, thereby enabling information communication between the first and second computers via the network.
[0010]
The HCU sensory adjustment subunit is connected to the PEM sensory adjustment subunit via software that feeds back the detected pressure, which allows the physician to simulate actual physical contact with a remote patient. It becomes possible.
[0011]
In a first preferred embodiment of the device, the PEM utilizes a sensory adjustment subunit having a mechanical piston type variable pressure generating device (eg, a linear actuator) to apply pressure in response to an input signal. In a second embodiment of the device, the PEM utilizes a barometric or hydraulic system and an expandable cell to generate an applied pressure in response to an input signal.
[0012]
In one aspect of the invention, the HCU includes a tracking ball and buttons accessible to the user's hand. This allows the physician to interact with the computer using the HCU in a manner similar to a computer mouse (eg, selecting a specific portion of the PEM to be interfaced).
[0013]
(Detailed description of preferred embodiments)
The devices disclosed herein allow a physician to directly examine a patient's body without the patient and physician contacting the body directly or being in close proximity. This allows the type of medical data normally obtained from direct hand contact between the patient and the physician to be collected and transmitted via conventional global information delivery systems. Currently, "teletherapy", i.e., the exchange of medical information between a patient and a doctor to provide a diagnosis and treatment plan is only possible to a certain point. If physical examination findings are critical to decision making, patients should be advised to see their physician or go to an emergency room where they can perform physical examinations Receive. The inability to remotely capture physical data and transfer it reliably to doctors at another location means that the evolution of medical practice and the evolution of global communications platforms and potential consumers It is a hindrance to the ability of medicine to take advantage of the benefits and efficiencies that have benefited from the face.
[0014]
In this specification, the following terms have the following meanings.
[0015]
The sensory adjustment subunit (1) detects the force applied to the device and generates an output signal associated with the detected force; and (2) receives the input signal and associates with the received input signal. By any device capable of generating forces and / or displacements is meant.
[0016]
The hand control unit, i.e., the HCU, is adapted to contact or receive a part of the user's body (e.g., the user's hand) and can be accessed by the received user's hand. Mean any device with sensory regulation subunits.
[0017]
A patient examination module, or PEM, is optionally adapted to receive a portion of a human (or other biological organism) biological tissue and has a sensory adjustment subunit adjacent to the received portion of biological tissue Means a device. Although PEM can be used in accordance with the present invention for patient examination, the term PEM also includes devices adapted for tactile sensations of biological tissue or other objects or materials for other purposes. Should be understood.
[0018]
Referring to FIG. 1, the present invention generally relates to remote acquisition and transmission of medical data obtained from the body in three parts: a hand control unit 100 (HCU), a patient examination module 200 (PEM), and a computer. Have software. These are for controlling the acquisition, calibration, transmission and conversion of body data between the physician (via HCU) and the patient (via PEM). The present invention allows a physician to apply hand pressure to the HCU 100. This hand pressure is transmitted to the patient at a remote location and applied via PEM 200 to a selected portion of the patient's body. The pressure response from the patient's body is conversely transmitted to the doctor, thereby simulating direct contact between the doctor and the patient.
[0019]
(Hand control unit (HCU))
The HCU 100 shown in FIG. 2 has a molded plastic shell 101 formed in the shape of an actual hand. The advantages of this type of structure are that it is light, easy to manufacture, durable and impact resistant. Other materials such as wood, paper, aluminum, stone, plexiglass (R), or materials that have not yet been developed can also be used in the device structure. The HCU 100 is shaped to fit a portion of the inner surface of a person's hand, or preferably the entire inner surface, and includes a palm surface 102 that includes a palm base 108 and a palm end 107, a fingertip 106, and a thumb portion 105. Have The purpose of any design structure is to provide a comfortable contact surface between the sensory part of the user's hand and the motor part and the HCU 100. In a preferred embodiment, the HCU 100 has a slight central ridge on the palm surface 102. The periphery of the palm surface 102 has a slight depression at the boundary 104 of the HCU 100 to accommodate a user's hand that is comfortably placed on the palm surface 102. The portion of the fingertip 106 and the slight palm elevation of the palm base 108 (the level of the user's knuckles is higher than the rest of the fingers and the hand) forms a broad base pyramid structure. This design provides maximum flexibility in terms of applying and receiving pressure, device control, and functionality to the fingertip, palm end, and palm base. The HCU 100 allows complete contact between the user's palm surface and all parts of the finger and the HCU 100 palm surface 102. In a preferred embodiment, the shell 101 of the HCU 100 is formed by two laterally placed segments 101a, 101b, with the transverse split 110 located generally at the center heel position of the user's palm. The two segments 101a, 101b are slidably connected to allow relative longitudinal movement to allow adjustment of the hand length. This is to adapt to various hand sizes. Optionally, HCU 100 may include a “globe” component (not shown). In this case, the entire hand is inserted into the hand control unit. This allows contact with the top (back) hand surface, thereby providing functionality related to the input of the examination's movements and sensations arising from the top of the operator's hand.
[0020]
Recesses or cavities 112, 114, 116 are provided in fingertip 106, palm end 107, and palm base 108, respectively. As shown most clearly in FIG. 3, a pressure relay and reception sensation adjustment subunit 140 is housed within each recess 112, 114, 116. The upper part 140 of the sensory regulation subunit consists of a slab 142 of a flexible material, for example, a silicone rubber or soft plastic matrix that forms a simulated skin surface. Other suitable materials may include other natural or artificial biomaterials (artificial, imitation, cultured, or engineered skin cells or their substitutes) for this “skin” contact surface. The size of each slab 142 varies depending on the size of each recess 112, 114, 116 of the HCU 100. In general, there is a fingertip size sensory adjustment subunit 140 for each of the fingertip 106 regions of the device, a palm base size subunit 140 for the palm base 108, and a palm end size subunit for the palm end 107. There is a unit 140. To increase the sensitivity and functionality of the HCU 100, each module is subdivided into a plurality, and each depression may contain a collection of smaller functional adjustment subunits based on the generic subunits described below.
[0021]
Referring now to FIG. 4, the sensitivity adjustment subunit 140 includes a one-way single channel pressure transducer 144 that is implanted within a simulated skin slab 142. The working surface or pressure receiving surface 145 of the pressure transducer 144 is oriented upward (ie, in a direction opposite the user's palm surface). The pressure transducer 144 is oriented so that the pressure applied by the user is applied to the work surface 145 of the pressure transducer 144 and applied from the back of the transducer 144 and the wafer pressure or force is not directly sensed. In a preferred embodiment, a single pressure transducer 144 is placed in each fingertip 106 and each palm 107, 108 is subdivided into two pressure zones. A wire or other suitable connection mechanism (not shown) provides signal access to and from the pressure transducer 144.
[0022]
A simulated skin slab 142 having an embedded single channel pressure transducer 144 is mounted on a thin support platform 146, preferably made of metal or plastic. A variable force generating device such as a linear actuator, a single channel piston type variable resistor, or other variable pressure generating device 148 is attached to the lower surface of the support platform 146. The linear actuator (ie, variable pressure generating device 148) referred to herein as a “piston resistor” can be implemented in a number of ways known in the art, including electrical, mechanical, barometric pressure. Or a device that generates a variable force by a hydraulic process. A representative sampling of such a device is described, for example, in US Pat. No. 5,631,861 by Kramer (shown in FIGS. 8a-m) and is referred to in that patent as “finger tip texture simulator”. In a preferred embodiment of the present invention, a magnetically stimulated device is utilized. The piston register 148 provides a counter pressure or resistance to the underside of the simulated skin slab 142, depending on the response signal resulting from the patient test module 200 (described below). The slab 142, transducer 144, support platform 146, and piston resistor 148 are disposed in the recesses 112, 114, 116 of the HCU 100. A hole 150 is provided in each recess 112, 114, 116 to accommodate insertion of the free end of the piston register 148. The depth of the hole 150 is selected so that the support platform 146 is slightly elevated from the bottom of the depression so that the resistance felt by the user is only the resistance of the simulated skin slab 142 itself.
[0023]
Various types of pressure transducers are known in the art and are suitable for use with the present invention. For example, US Pat. No. 6,033,370 to Reinbold et al. Discloses a capacitive pressure transducer having a polyurethane foam dielectric sandwiched between two conductive layers. The present invention is not limited to this. Similar devices are disclosed by Duncan et al. In US Pat. No. 4,852,443. In this device, compressive protrusions on the capacitor electrode are placed on either side of the dielectric sheet. A pressure transducer based on a variable resistance component is disclosed in US Pat. No. 5,060,527 by Burgess.
[0024]
Referring again to FIG. 2, the corresponding thumb portion 105 of the HCU 100 houses buttons 152 that control functions related to computer software (eg, mouse click control or other input device) and select options. The underside of the HCU 100 supports the tracking ball 154, thereby providing a computer selection function and providing a two-dimensional coordinate position of the HCU 100 in space relative to the patient via the PEM 200. It will be apparent to those skilled in the art that buttons 152 and tracking ball 154 provide the basic functionality of a computer mouse and can be used to selectively interact with the computer in a well-known and well-known manner. It will also be apparent that other types of selection mechanisms (including touch sensitive pads and optical systems) can be utilized. The HCU 100 is further linked to a signal processor 130 and an analog-digital / digital-analog signal converter 132.
[0025]
The HCU 100 operates as an interface or point of contact between a physician and a remote patient. The HCU 100 receives a physically applied pressure signal generated by the physician's hand and converts the signal into an electrical signal via the pressure transducer 144. At the same time, the HCU 100 converts the incoming electrical signal resulting from the pressure response in the patient test module 200 to a resistance signal. This resistance signal is provided to a piston resistor 148 mounted relative to the support platform. The performance of the sensory adjustment subunit 140, which “senses” the input pressure applied by the user and at the same time provides the user with a direct resistance feedback response, is the actual result that occurs when the user presses his hand against another object. Simulate the event. The high resistance (actual patient response) detected by PEM 200 in response to direct pressure applied to the patient (as determined by input pressure from HCU 100) is relayed back to HCU 100 and piston resistor 148. Feedback to the doctor. The increasing resistance detected by PEM 200 corresponds to the increasing force being applied to the lower surface of support platform 146. This would perceive greater resistance, or “lack of elasticity”, for the simulated skin slab 142. This feedback resistance is perceived by the user as a direct response from the patient to the force applied by the physician.
[0026]
The HCU 100 can optionally be incorporated into a single or multiple multi-channel pressure transducer / resistor device, and / or the absolute value change in resistance can be converted to a physician's hand via a hand control unit. The thumb portion 105 is currently used for a command function of software, but may instead contain a sensory adjustment subunit 140. The ability to integrate thumb movement into the inspection process, the ability to return sensory input to the thumb of the hand, allows the functionality and sensitivity of the HCU 100 to be extended. The most complex embodiment of the HCU includes full contact with all parts of the operator's hand, and many sensory adjustment subunits 140 are installed throughout the HCU. Limiting the number of subunits 140 is only the ability to miniaturize these two-way pressure conversion devices. A number of sensory adjustment subunits allow the user to generate and receive physical and sensory input from all parts of the operator's hand.
[0027]
(Patient Examination Module (PEM))
Referring now to FIGS. 5 and 6, the PEM 200 consists of a pad or pad-like structure 202 made of a soft semi-flexible material (eg, nylon, rubber, silicone, or soft plastic substrate). The entire pad 202 is hard and preferably has viscoelastic properties similar to the simulated skin slab 142 of the HCU 100. The pad 202 is subdivided into basic structural units called cells or cell regions 204. The overall size of the pad 202 and the number of cells 204 within the pad 202 will vary depending on the particular application. Each cell region 204 preferably corresponds to a region in the pad 202 having a size similar to the corresponding sensory adjustment subunit 140 of the HCU 100. As shown in FIG. 6, a single channel pressure transducer 244 is mounted within each cell 204 and is oriented with the work / receiving surface 245 facing the patient. A preferred pad 202 is a continuous gel type structure 242 having a plurality of embedded pressure transducers 244. The back surface 206 of the pad 202 includes a flexible semi-rigid sheet. The presently preferred material for the back 206 is a plastic or polymer material. The plastic or polymer material provides a degree of deflection to maintain rigid support for the cell region 204 and yet provide adaptation to various body sizes. For example, stiffer materials such as metal, wood, or synthetic materials can also be used as long as they provide a rigid support structure and bend articulately along surfaces with various curves of the body. A linear actuator including a single channel piston type variable pressure generating sensory adjustment subunit 240 is attached to the underside of a thin support platform 246, preferably made of metal or plastic. The support platform 246 is preferably similar to the size of the fingertip 106 of the HCU 100. A piston-type variable pressure generating device 248, or similar linear actuator, is embedded within the support 206, generally centered directly below each pressure transducer 244 provided at the interface between the cell 204 and the support 206. , Directed below the center of the support platform 246 below the pressure transducer 244.
[0028]
The test pad 202 is applied directly to the portion of the patient's body surface to be examined and is held in place by a loop-hook closure 250 made of nylon, for example. Nylon loop-hook closure 250 provides adjustability and allows application to a variety of body shapes and sizes. The pad 202 is further as a vest for application to the chest, as a belt for application to the abdomen, as a sleeve, long glove, or glove for application to the upper limbs, and to the legs of the pants for application to the lower limbs Or it can be made as a boot or as a small strip for application to a small part such as a finger or toe. Although the preferred embodiment of the PEM is configured as a pad in place, a movable sensing unit that allows the patient, other staff, or a robot guide to move on the surface of the patient's epidermis or in the body cavity also It is within the scope of the present invention.
[0029]
In a preferred embodiment, the PEM 200 is attached to the command control box 300 via an electrical connection line 302. In the preferred embodiment, the instruction control box 300 includes a power supply 304, a small central processing unit (CPU) 306, a signal processor 308, a digital-to-analog converter 310, and a communication system 312. The command control box 300 transmits and receives data to and from the PEM 200 to link the PEM 200 to the physician's HCU 100. The power supply 304 preferably provides the ability to operate on both alternating current (home or industry) and direct current (battery operation). Although connection line 302 is shown, other data links, such as a wireless data link, are also within the scope of the present invention.
[0030]
The communication system 312 of the preferred embodiment includes an internal modem (not shown) that allows a physician's computer 160 located near the HCU 100 to connect to a remote computer 260 located near the PEM 200. Other communication systems are also possible, for example: (1) optical based / optical based communication including fiber optic cable channels and non-fiber optical based data / audio / visual signaling methods; (2) audio and / or Wireless communications including, but not limited to, radio frequency, ultra-high frequency, microwave, or satellite systems through which data information can be transmitted and received; (3) others that are radiation of infrared, magnetic, visible and invisible light Any future method of voice or data communication utilizing a currently unused medium such as the wavelength of the light, biological material (including biorobots or viral vectors), or particulate / semi-particulate). Optimally, the command control box 300 is connected to the pad 202 via a flexible connection line 302. This reduces the weight applied directly to the patient, limits size, and provides as much safety as possible (ie, reduced exposure to RF or microwave radiation by communication / data transmission). This is a consideration. Connection line 302 further connects pressure transducer 244 and variable pressure generating device 248 in sensory adjustment subunit 240 to power supply 304.
[0031]
Other device structures may incorporate single or multiple multi-channel pressure transducer / resistor devices, and the absolute resistance change may be returned to the user's hand through the HCU 100. In an attempt to improve the sensitivity or functionality of the PEM 200, each cell region 204 can be subdivided into multiple pieces, and multiple sensitivity adjustment subunits can be applied throughout the PEM 200. Limiting the number of functional subunits is only the ability to miniaturize these bidirectional sensitivity adjustment subunits. A number of small sensitivity adjustment subunits provide the ability to generate and receive mechanical and sensory inputs from any part of the PEM 200.
[0032]
The second embodiment of PEM 400 utilizes the pneumatic or hydraulic pressurization medium shown in FIGS. 7 and 8 instead of the electromechanical structure described above. In the second embodiment, the PEM 400 consists of a pad 402 or pad-like structure made of a soft semi-flexible material (eg, nylon, rubber, silicon, or soft plastic substrate). The pad 402 is subdivided into a plurality of cells 404. The overall size of pad 402 and the number of cells 404 in pad 402 will vary depending on the device model and application. Each cell 404 has one dual function inlet / outlet line 410 and one valve 414 that allows inflow / outflow of a pressurized medium such as air, water, hydraulic fluid, or electrochemical gel, and a single pressure. Designed as an airtight and liquid tight hollow chamber 416 with a transducer 444. Pressure transducer 444 is a single channel transducer similar to transducer 144 for HCU 100 described above. The pressure transducer 444 is mounted in a sheet of material that is applied directly to the patient's body surface. Thus, the open cell structure is behind the pressure transducer 444. The transducer receiving surface 445 is oriented to face the patient.
[0033]
The pad 402 is applied directly to the portion of the patient's body surface to be examined and is held in place by, for example, a loop-hook closure 250. The loop-hook closure 250 provides adjustability and allows application to a variety of body shapes and sizes. The pad 402 may further be made as a small strip for application to a small part such as a vest, belt, sleeve, long gloves, gloves, trouser legs, boots, or fingers or toes, as described above. The outer surface of the pad 402 may further include a heavy reinforcing layer (ie, lead, metal or plastic), if necessary, to provide additional stability or counter pressure. The inlet / outlet line 410 of each cell 404 is connected to a pump mechanism. The pump mechanism includes a pump (not shown) and a pressurized reservoir 418 that contains a pressurized medium. An intermediate valve 414 is provided along the inlet / outlet line 410 between the pressure reservoir 418 and each cell 404. The PEM 400 is attached to the command control box 300 via the connection line 302 as described above.
[0034]
Preferably, this control of PEM 400 is located away from the patient. This can reduce the weight applied directly to the patient, limit size when the pack is applied to small parts of the body such as limbs or fingers, or as much safety as possible (ie communication / data transmission). To reduce exposure to RF or microwave radiation). The specifications and functions of the instruction control box 300 are as described above. The connection line 302 further connects the pressure transducer 444 and the power source 304 and connects the inlet / outlet line 410 and the valve 414 for the pressurized medium.
[0035]
Depending on the particular HCU 100 design, the pump and pressurization reservoir 418 may both be housed within the command control box 300, both provided on the PEM 400 itself, or in any region independent of each other. May be included.
[0036]
The PEM 400 that utilizes air as the pressurized medium utilizes a semi-closed circuit design. In a preferred embodiment, the pump mechanism draws air from outside the unit into a single pressurized reservoir 418 provided on the back of the pad 402. The pressurized reservoir 418 is generally the same size as the pad 402. The valve 414 is provided at a plurality of positions in the pressurized reservoir 418 corresponding to the lower layer cell 404. Thus, the pressurized reservoir 418 is in direct communication with each pressure cell 404 via the intermediate valve 414. A pressure regulation circuit (not shown) is incorporated into the pressurized reservoir 418 to sense the pressure in the internal chamber and relay that information to the command control box 300, thereby ensuring proper chamber pressure. After the appropriate cell 404 is activated and the desired pump chamber pressure (corresponding to the appropriate applied pressure signal from the HCU 100) is achieved, the resulting patient response signal is sent to the command control box 300. The pump pumps the contents of the pressure chamber 416 into the atmosphere via the pump. The PEM 400 using a hydraulic pressurization medium consists of a built-in closed fluid system circuit.
[0037]
The function of the PEM 400 is to “transmit” the pressure applied by the user directly in the HCU 100 to the patient and send the resulting resistance response signal from the patient to the physician's HCU 100. Using software and the physician's HCU 100, various segments of the body within the PEM 400 can be examined by “selecting” the appropriate upper cell 404 to which pressure is to be applied. The software sends an appropriate command to open the valve 414 corresponding to the selected cell 404. The number of cells 404 selected corresponds to the body area of the patient that the physician wishes to “press” to elicit the patient's response to the applied “hand” pressure. Further, the physician can independently select a cell or body region where return pressure data can be transmitted to the user. In many cases, a pressurized cell may also send a return pressure data signal back to the physician's HCU 100 for some testing function, but it is best to pressurize one cell set and receive from a different cell set. is there.
[0038]
It is also conceivable that a second HCU is incorporated and adapted to adapt to the hand in the opposite direction to the first HCU. In this case, the physician uses one hand to apply pressure (via the first HCU and PEM) to one position of the patient and the pressure response from the other position of the patient to the other hand (first Through 2 HCUs).
[0039]
The computer software controls instructions for various functions of the physician's HCU 100, PEM 200 or 400, system dynamics, and communication protocols. The functions of the HCU 100 include a specific cell or a group of cells to be activated and a cell selection function for activating a cell that transmits the obtained return signal. The software further allows assigning specific pressure response pads of the designated physician's HCU 100 as transmit patches that transmit pressure signals and receive pads that transmit patient data to the physician.
[0040]
The spatial orientation of the physician's HCU 100 relative to the patient's body is further tracked by computer software. The movement of the HCU 100 can be converted and transmitted to the PEM 200 or 400, thereby simulating hand movements over the patient's body. In addition, an anatomy database may be captured, thereby providing a cross-sectional anatomical view and three-dimensional interpretation of the particular body region being examined.
[0041]
The software converts the physical pressure response applied to the HCU 100 by the physician into an electrical signal. Normalization, calibration, and real-time monitoring of signal and signal strength are typical program functions. The software is further responsible for electrical signal conversion and transmission protocols for transmission from the HCU 100 to the PEM 200 or 400 and vice versa. Transmission protocols include signal transmission via ground-based and non-ground-based communication platforms. All pump and valve commands calibrate and convert the pump chamber pressurization and the transmitted electrical signal to an appropriate pressurization command that correlates to a magnitude equivalent to the actual pressure applied at the hand control unit. As well as on / off states of selected valves, which are also controlled by the device software.
[0042]
FIG. 9 depicts a comprehensive process flow diagram of device functionality for both electromechanical and barometric / hydraulic embodiments of the present invention. Using the HCU 100, the physician selects the area of interest under the cell 204 or 404 that is to be activated. This part corresponds to the area to be inspected by hand. When pressure is applied to the HCU 100 via the sensory adjustment subunit 140, a signal is generated. This signal is transmitted to the physician's computer 160 via the signal processor 130 and the analog-to-digital converter 132. The physician's computer 160 then sends a computer command to activate the sensory adjustment subunit 240 or 440 of the PEM 200 or 400 below the area of interest. The region of interest is the region to which the HCU 100 pressure signal is to be directed. Thereafter, after the pressure stimulus is applied, the pressure transducer 244 or 444 corresponding to the area of the patient that the user wishes to “touch” is activated. This command activates the pressure transducer 244 or 444 of the receiving cell so that the output signal can be transmitted to the physician's HCU 100.
[0043]
Next, the physician directly presses the sensory adjustment subunit 140 of the HCU 100 with any combination of fingertips, palm base, and palm-end surfaces (from one fingertip to the entire palm surface) Generate the desired input pressure stimulus equal to the force normally applied during palpation. The applied pressure will vary depending on the individual, the situation, and the area of the patient being examined. The pressure applied by the physician to the sensory adjustment subunit 140 of the HCU 100 is sensed by the pressure transducer 144 and converted into an electrical output signal. The electrical output signal is transmitted to the signal processor 130, and the processed analog electrical signal is converted into a digital signal 132. The digital signal is then input to the physician's computer 160.
[0044]
In the physician's computer 160, the software program is responsible for the software instructions of the linked system paths between the various transceivers of the HCU 100 and the PEM 200 or 400. These software instructions include signal processors 130, 308, pressure transducers 144, 244, 444, piston registers 148, and various pressure generating devices 248 for user side and patient side devices, and HCU 100 electrical input signals. To the electrical output signal of the corresponding PEM 200, 400. When a pump system is used with PEM 400, a pressure sensor (not shown) in media pressurization reservoir 418 is calibrated. The physician's computer 160 sends the electrical signals of the PEMs 200, 400 and associated software instructions to the remote computer 260 via the communication system 312. Alternatively, the patient side (ie, the remote side) may utilize a free standing command control box 300 provided near the PEM 200 or 400. The digital pressure generation signal is then converted to an analog electrical signal 310 by a digital-to-analog converter, post-processed (308), and then relayed to the appropriate pre-selected pressure generation device of the PEM 200 or 400. The PEM 200 or 400 then applies a directed pressure to the patient based on the pressure applied to the HCU 100 by the user or physician.
[0045]
With respect to the PEM 400, the software receives incoming electrical signals from each active area of the HCU 100, evaluates the magnitude of each of the input pressures applied to various parts of the HCU 100, and specifies this information. Responsible for converting to pump commands. The pressure command is then sent to the remote computer 260 at the patient's remote location or directly to the command control box 300 portion of the PEM 400 described above. The PEM 400 then activates the pump mechanism and pressurizes the pressurization chamber 418 to achieve an output pressure equal to the pressure directly applied to the HCU 100 by the physician. The internal pressure of chamber 418 is monitored by a pressure sensor. The pressure sensor provides continuous feedback on whether pumping needs to be continued or interrupted until the desired input pressure is achieved. The pressurized medium in the pressurized chamber 418 is then routed via the inlet / outlet line 410 to each of the selected cells 404 having an open pressure valve 414. The pressurized medium then flows into the selected cell 404 and increases the cell volume and cell internal pressure in response to the force applied by the physician at the HCU 100.
[0046]
The downward force applied to one of the PEMs 200 or 400 elicits an opposing response from the patient, but this opposing resistance is a large resistance, i.e., since there is no resistance and further depressions in the region are being examined. There are various conditions up to the "guard" state. This resistance from the patient in response to the applied force from the activated cell is detected by cell pressure transducer 244 or 444.
[0047]
The mechanical resistance response detected by the activated pressure transducer 244 or 444 of the PEM 200 or 400 is converted into an electrical signal. The electrical signal is sent to the command control box 300 or remote computer 260 at the patient's location. This analog electrical signal is processed (308) and converted to a digital signal 310 as described above with respect to the input instruction set. This digital signal is then transmitted to the physician's computer 160 via the communication system 312. As described above with respect to the output signal of the HCU 100, the software program receives incoming electrical signals from each active region of the PEM 200, 400, evaluates the magnitude of the respective output pressure of the PEM 200, 400, and It is responsible for converting the output pressure into an equivalent digital resistance signal of the HCU 100. The digital signal is then converted to an equivalent analog electrical signal 132, post-processed (130), and directed to the appropriate preselected piston register of the HCU 100. The output resistance generated by the piston resistor 148 in the HCU 100 is equal to the response pressure generated by the patient in response to the input pressure stimulus of the HCU 100.
[0048]
The opposing resistance provided by the piston register 148 provides the physician with a tactile stimulus of the patient's response to pressure applied on a selected area of the patient's body. The system is real-time and dynamic so that the physician can continuously simulate a press / release or press / partial release operation within a preselected cell. The three major components of the device, the physician's hand control unit, the computer software, and the patient test module, provide a system for continuous, real-time action / reaction feedback loops. The physician can then interpret the resistance difference between the pressure applied by the physician and the patient's resistance response perceived by the physician's hand to the hand control unit and can be used for medical decision making. .
[0049]
Flow charts illustrating the overall process controlled by the software of the preferred embodiment are shown in FIGS. 10A-10C. A user (generally a physician) first logs into the system 500. The login mechanism is provided by any conventional means including, for example, the HCU's biometric scanning device (ie, a fingerprint reader, not shown). Alternatively, further conventional requesters for user identification and password can be provided to the physician's computer 160. The software then queries the system date and time (502), establishes a connection with the PEM, checks the status of the HCU and PEM (504), and then establishes the necessary communication link between them (506). . In a preferred embodiment, the first database is accessed 508 by the physician's computer 160 to obtain various calibration factors for HCU and PEM components, such as pressure transducers and pressure generating devices (linear actuators). The software then performs various other initialization functions (510). The initialization function may include establishing a sampling rate for the pressure transducer, initializing and calibrating the component (eg, establishing a “zero pressure” level for the pressure transducer).
[0050]
Patient identification and biometric information is then entered (512) to verify the patient's identity with respect to the medical record and to establish basic parameters that may be useful for the examination. The basic parameters include, for example, an outline of the patient size and age. The physician then selects the position of the body to be examined (514). In the preferred embodiment, a database of physical data is accessed. (516). This database may contain comprehensive still images or videos of the body part to be examined. It is contemplated that embodiments of the present invention may use patient medical information and biometric information in addition to comprehensive information about the body part to be examined to adjust various system parameters. The system parameter is, for example, the sensitivity of the pressure transducer and the linear actuator. The physician then selects the portion of the HCU that provides the output signal to the PEM (518), selects the portion of the HCU that receives the feedback pressure from the PEM (520), and selects the cell of the PEM that receives the pressure signal from the HCU. Select (522) and select the PEM cell that transmits the pressure signal to the HCU 524 (524). In most applications, it is expected that there will be a one-to-one relationship between the active part of the HCU and the activated PEM cell. For example, the HCU sensory regulation subunit sends and receives pressure signals to and from the same PEM cell. However, the ability to break the relationship between the transmitted signal and the received signal is believed to provide additional functionality to the system. The present invention contemplates a system that is unable to break the relationship between the input pressure signal and the output pressure signal of the HCU.
[0051]
The software may further coordinate the position of the activated segment of the HCU with the PEM 526. Thereby, HCU movements similar to mouse movements are tracked by the system and changes corresponding to the activated PEM cells are made. A predetermined force change function is provided (528) before any force is applied to the system. This is, for example, an amplification / expansion or reduction / minimization of the power of the HCU and PEM output signals. A force is applied to the HCU by the user (530) and the pressure signal generates a low amperage signal (HCU-P1) in the pressure transducer 144 (532). The low amperage signal is transmitted to the signal processor to generate a signal having a corresponding higher amperage (534). The signal is then converted to a digital signal (D-HUC-P1) (536). D-HUC-P1 is used to generate (538) a digital pressure signal (D-PEM-P1) for the PEM and is sent (540) from the physician's computer 160 to the remote computer 260. The D-PEM-P1 pressure signal is then converted to a low amperage analog signal (PEM-P1) (542), which is provided to the PEM's variable pressure generating device 248 and a corresponding force is applied to the patient ( 546).
[0052]
The patient's resistance response is detected by the selected PEM cell (548), thereby generating a pressure response signal (PEM-P2) (550). PEM-P2 is processed to generate a signal with higher amperes (552) and digitized (D-PEM-P2) (554). The D-PEM-P2 pressure signal is used to generate a corresponding digital pressure signal for the HCU (556), transmitted from the remote computer to the physician's computer (558), and converted to an analog signal (560). ). This analog signal is provided to the appropriate HCU piston variable register 148 (562) to generate a response force at the HCU. When the examination is complete (566), the system is reset to allow the physician to begin another examination of another part of the patient's body. In other cases, the physician may apply additional force to detect additional responses from the patient.
[0053]
Although the process has been described with respect to a preferred embodiment, it will be apparent to those skilled in the art that modifications to the above process are possible. For example, an embodiment where the pressure signal from the pressure transducer can be used without pre-processing to have a higher amperage, or the pressure transducer is used with an integrated AD converter so that the digital signal is Directly generated embodiments may also be possible. Optionally, the HCU and PEM may be connected directly to a common computer or dedicated data processing system for the case where the user and patient are in close proximity. The present invention is clearly implemented without the additional functionality provided by the body database. In addition, it will be apparent to those skilled in the art how the process flow shown in FIGS. 10A-10C can be modified to enable the PEM hydraulic or barometric embodiments described above.
[0054]
(Additional uses)
Although the original intent of the HCU 100 was to simulate a physical examination of a patient at a remote location, applications in the medical field have been used in harsh environments such as deep sea, space, battlefield conditions, remote location, and / or mountains Includes the ability to examine a patient in a zone / jungle expedition, etc. The invention can also be applied to non-medical and / or recreational applications. In this case, it is desirable for the individual to inspect another person, body, or object at a remote location to elicit a feeling or tactile response.
[0055]
In addition, a portable version can be applied at medical offices in the workplace. This eliminates the need for the patient to actually leave the office and go to the doctor. Leaving the office and going to the doctor is very inefficient for both the patient and the doctor.
[0056]
Furthermore, as the use of robot tools to perform motions increases, the above invention may be modified to perform motions using a robot system while providing tactile feedback to a physician in a simple manner.
[0057]
The portable version is also used at home. In this case, some evaluation may eliminate the need to go to the emergency room after normal working hours. This efficiency has a major impact on the total cost of healthcare.
[0058]
Any application requiring physical structure tactile information or a three-dimensional tactile model required by a remote person is within the scope of the present invention.
[0059]
The present invention may further be applied to improve the ability of a blind person to communicate or feel an object without actually coming into direct physical contact with the object.
[0060]
Although the preferred embodiments described and described herein relate to examination of a patient's body surface, a PEM can also be configured for use in a body cavity or incision.
[0061]
Embodiments of the invention claiming exclusive property or privilege are set forth in the following claims.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]
FIG. 1 illustrates a preferred embodiment in which the system of the present invention is used, showing a doctor examining a patient at a remote location from the doctor.
[Figure 2]
FIG. 2 is a plan view of a hand control unit according to the present invention.
[Fig. 3]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the hand control unit of FIG.
[Fig. 4]
4 is a cross-sectional view of the sensory adjustment subunit for the hand control unit shown in FIG. 3 according to the present invention.
[Figure 5]
FIG. 5 is a front view of a preferred embodiment of a patient examination module for examining a patient's torso according to the present invention.
[Fig. 6]
6 is a cross-sectional view of the cell from the patient test module shown in FIG.
[Fig. 7]
FIG. 7 is a front view of a second preferred embodiment of a patient examination module for examining a patient's torso according to the present invention.
[Fig. 8]
8 is a cross-sectional view of the cell from the patient test module shown in FIG.
FIG. 9
FIG. 9 is a schematic process flow diagram of a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 10A
FIG. 10A is a flow diagram detailing the operation of the software controlling the preferred embodiment shown in FIG.
FIG. 10B
FIG. 10B is a flow diagram detailing the operation of the software that controls the preferred embodiment shown in FIG.
FIG. 10C
FIG. 10C is a flow diagram detailing the operation of the software controlling the preferred embodiment shown in FIG.

Claims (29)

患者を遠隔的に直接触診するデバイスであって、ハンド性よユニットと、患者検査モジュールと、コンピュータとを備え、該患者検査モジュールおよび該ハンド制御ユニットが該コンピュータに動作可能に接続されており、かつ、入力信号に応答して力を生成すること、および検出された力に応答して出力信号を生成することがそれぞれ可能である、デバイス。A device for remote direct contact diagnosis of a patient, comprising a hand unit, a patient examination module, and a computer, wherein the patient examination module and the hand control unit are operatively connected to the computer, And a device capable of generating a force in response to an input signal and generating an output signal in response to a detected force. 前記ハンド制御ユニットが、少なくとも1つの感覚調整サブユニットを含み、該感覚調整サブユニットは、該感覚調整サブユニットに加えられた力に直接関連する出力信号を生成することと、入力信号に応答して抵抗力を加えることとを同時に行うことが可能である、請求項1に記載のデバイス。The hand control unit includes at least one sensory adjustment subunit that generates an output signal directly related to the force applied to the sensory adjustment subunit and is responsive to the input signal. The device of claim 1, wherein applying the resistance force simultaneously is possible. 前記少なくとも1つの感覚調整サブユニットが、埋め込まれた圧力トランスデューサを有する、弾性材料のスラブを含み、該弾性材料のスラブが可変圧力生成デバイスに取り付けられている、請求項2に記載のデバイス。The device of claim 2, wherein the at least one sensory regulation subunit includes a slab of elastic material having an embedded pressure transducer, the slab of elastic material being attached to a variable pressure generating device. 前記可変圧力生成デバイスが、シングルチャネルピストン型可変レジスタである、請求項3に記載のデバイス。The device of claim 3, wherein the variable pressure generating device is a single channel piston variable resistor. 前記ハンド制御ユニットが、前記コンピュータと選択的に相互作用する手段をさらに備えた、請求項2に記載のデバイス。The device of claim 2, wherein the hand control unit further comprises means for selectively interacting with the computer. 前記コンピュータと選択的に相互作用する手段が、トラッキングボールとボタンとを備えた、請求項5に記載のデバイス。6. The device of claim 5, wherein the means for selectively interacting with the computer comprises a tracking ball and a button. 前記ハンド制御ユニットが、手の形状を有する上面を有し、前部と後部とをさらに含み、該前部および該後部が摺動可能に接続されており、それにより該ハンド制御ユニットが異なるサイズの手に適応するように調整され得る、請求項2に記載のデバイス。The hand control unit has an upper surface having a hand shape, further includes a front portion and a rear portion, and the front portion and the rear portion are slidably connected, whereby the hand control unit has different sizes. The device of claim 2, wherein the device can be adjusted to accommodate a hand. 前記手の形状を有する上面が、各々が少なくとも1つの感覚調整サブユニットを含む4つの指先部と、少なくとも1つの感覚調整サブユニットを含む手のひら末端部と、少なくとも1つの感覚調整サブユニットを含む手のひら基部とを備えた、請求項7に記載のデバイス。The upper surface having the shape of the hand includes four fingertip portions each including at least one sensory adjustment subunit, a palm end portion including at least one sensory adjustment subunit, and a palm including at least one sensory adjustment subunit. The device of claim 7, comprising a base. 前記患者検査モジュールが、
(a)前記患者に取り外し可能に取り付け可能なパッドであって、支持体に取り付けられた複数の拡張可能セルと、該パッドを該患者に取り付ける手段とを含むパッドと、
(b)該複数の拡張可能セルに取り付けられた複数の圧力トランスデューサであって、該パッドと該患者との間のインターフェース圧力に直接関連する信号を生成するように適応される、複数の圧力トランスデューサと、
(c)該複数の拡張可能セルのいくつかに選択的に向けられ得、該拡張可能セル内で所望の圧力を生成する流体媒体と、
を備えた、請求項1に記載のデバイス。
The patient examination module is
(A) a pad removably attachable to the patient, the pad comprising a plurality of expandable cells attached to a support and means for attaching the pad to the patient;
(B) a plurality of pressure transducers attached to the plurality of expandable cells, wherein the plurality of pressure transducers are adapted to generate a signal directly related to the interface pressure between the pad and the patient; When,
(C) a fluid medium that can be selectively directed to some of the plurality of expandable cells to produce a desired pressure within the expandable cell;
The device of claim 1, comprising:
前記流体媒体が空気である、請求項9に記載のデバイス。The device of claim 9, wherein the fluid medium is air. 前記流体媒体が液圧流体である、請求項9に記載のデバイス。The device of claim 9, wherein the fluid medium is a hydraulic fluid. 各々が、前記複数の拡張可能セルの1つと加圧された流体媒体リザーバとの間に設けられている、複数の電気的に作動されるバルブをさらに備えた、請求項9に記載のデバイス。The device of claim 9, further comprising a plurality of electrically actuated valves, each provided between one of the plurality of expandable cells and a pressurized fluid medium reservoir. 命令制御ボックスであって、前記複数のバルブと前記複数の圧力トランスデューサとに電気的に接続されたコントローラを有する命令制御ボックスをさらに備えた、請求項12に記載のデバイス。The device of claim 12, further comprising a command control box having a controller electrically connected to the plurality of valves and the plurality of pressure transducers. 前記ハンド制御ユニットが、
(a)前記コンピュータに動作可能にリンクされたコンピュータ入力デバイスであって、ユーザが前記患者検査モジュールの1以上のセルを選択し得る、コンピュータ入力デバイスと、
(b)該ユーザによって加えられた圧力を検出することが可能なセンサを含む少なくとも1つの感覚調整サブユニットであって、該センサが該コンピュータに動作可能にリンクされ、該センサが該検出された圧力に比例する信号を生成する、少なくとも1つの感覚調整サブユニットと、
(c)該ユーザによって検出可能な力を加えることが可能なピストンであって、該ピストンが前記コンピュータに動作可能にリンクされ、該加えられた力が前記患者検査モジュールによって生成された前記信号に応答する、ピストンと、
を備えた、請求項9に記載のデバイス。
The hand control unit is
(A) a computer input device operably linked to the computer, wherein the user can select one or more cells of the patient examination module;
(B) at least one sensory adjustment subunit that includes a sensor capable of detecting pressure applied by the user, the sensor operably linked to the computer, wherein the sensor is detected At least one sensory regulation subunit that produces a signal proportional to pressure;
(C) a piston capable of applying a force detectable by the user, wherein the piston is operably linked to the computer and the applied force is applied to the signal generated by the patient examination module; A piston that responds,
The device of claim 9, comprising:
前記感覚調整サブユニットが、前記支持体に接続されたリニアアクチュエータと、該リニアアクチュエータと前記患者との間に位置づけられた圧力トランスデューサとを備えた、請求項14に記載のデバイス。15. The device of claim 14, wherein the sensory adjustment subunit comprises a linear actuator connected to the support and a pressure transducer positioned between the linear actuator and the patient. 前記感覚調整サブユニットに電気的に接続されたコントローラを有する命令制御ボックスをさらに備えた、請求項15に記載のデバイス。16. The device of claim 15, further comprising a command control box having a controller electrically connected to the sensory adjustment subunit. 患者を遠隔的に検査するデバイスであって、第1の位置の第1のデータ通信システムを有する第1のコンピュータに接続されたハンド制御ユニットと、第2の位置の第2のデータ通信システムを有する第2のコンピュータに接続された患者検査モジュールとを備え、該第1のコンピュータが該第2のコンピュータと通信し得るように、該第1のデータ通信システムが該第2のデータ通信システムとインターフェースし得る、デバイス。A device for remotely examining a patient, comprising: a hand control unit connected to a first computer having a first data communication system at a first location; and a second data communication system at a second location. A first patient communication module connected to the second computer, the first data communication system and the second data communication system so that the first computer can communicate with the second computer. A device that can interface. 前記第1のデータ通信システムおよび前記第2のデータ通信システムが、標準的な電話線を介してインターフェースする、請求項17に記載のデバイス。The device of claim 17, wherein the first data communication system and the second data communication system interface via a standard telephone line. 前記第1のデータ通信システムおよび前記第2のデータ通信システムが、グローバルテレコミュニケーションシステムを介してインターフェースする、請求項17に記載のデバイス。The device of claim 17, wherein the first data communication system and the second data communication system interface via a global telecommunications system. 前記第1のデータ通信システムおよび前記第2のデータ通信システムが、光ファイバネットワークを介してインターフェースする、請求項17に記載のデバイス。The device of claim 17, wherein the first data communication system and the second data communication system interface via a fiber optic network. 遠隔の身体との触覚相互作用をシミュレートするデバイスであって、
(a)少なくとも1つの感覚調整サブユニットを有するハンド制御ユニットと、
(b)該ハンド制御ユニットから遠隔に位置する検査サブユニットであって、複数の感覚調整サブユニットを有する検査サブユニットと、
(c)該ハンド制御ユニットの少なくとも1つの感覚調整サブユニットを、検査ユニットの少なくとも1つの感覚調整サブユニットに動作可能に接続する手段であって、1つの接続された感覚調整サブユニットに加えられた力が、他の接続された感覚調整サブユニットによって対応する力が加えられることを引き起こすようになっている、手段と、
を備えたデバイス。
A device that simulates tactile interaction with a remote body,
(A) a hand control unit having at least one sensory adjustment subunit;
(B) an inspection subunit located remotely from the hand control unit, the inspection subunit having a plurality of sensory adjustment subunits;
(C) means for operably connecting at least one sensory adjustment subunit of the hand control unit to at least one sensory adjustment subunit of the examination unit, which is applied to one connected sensory adjustment subunit; Means adapted to cause a corresponding force to be applied by another connected sensory adjustment subunit; and
With a device.
前記感覚調整サブユニットが、少なくとも1つの圧力トランスデューサと少なくとも1つの可変圧力生成デバイスとを備えた、請求項21に記載のデバイス。The device of claim 21, wherein the sensory adjustment subunit comprises at least one pressure transducer and at least one variable pressure generating device. 前記感覚調整サブユニットを動作可能に接続する手段が、少なくとも1つのコンピュータと、通信システムとを備え、該通信システムが、前記ハンド制御ユニットの該感覚調整サブユニットと検査モジュールの該感覚調整サブユニットとを該コンピュータに動作可能に接続する、請求項21に記載のデバイス。The means for operatively connecting the sensory adjustment subunit comprises at least one computer and a communication system, the communication system comprising the sensory adjustment subunit of the hand control unit and the sensory adjustment subunit of the inspection module. The device of claim 21, wherein the device is operatively connected to the computer. 前記ハンド制御ユニットが、前記検査モジュールの前記少なくとも1つの感覚調整サブユニットを選択する手段をさらに備え、該手段が、該ハンド制御ユニットの該少なくとも1つの感覚調整サブユニットと動作可能に接続する、請求項21に記載のデバイス。The hand control unit further comprises means for selecting the at least one sensory adjustment subunit of the test module, the means being operatively connected to the at least one sensory adjustment subunit of the hand control unit; The device of claim 21. 前記選択手段が、前記ハンド制御ユニットの底面に配置されたトラックボールと、該ハンド制御ユニットの上部上に配置されたボタンとを備えた、請求項24に記載のデバイス。25. The device of claim 24, wherein the selection means comprises a trackball disposed on the bottom surface of the hand control unit and a button disposed on the top of the hand control unit. 身体を触覚的に検査する方法であって、
(a)複数の感覚調整サブユニットを有する検査モジュール内に該身体の一部分を包む工程と、
(b)該検査モジュールの該感覚調整サブユニットのうち少なくとも1つを、遠隔位置にあるハンド制御ユニット上の少なくとも1つの感覚調整サブユニットに動作可能に接続する工程と、
(c)該ハンド制御ユニット上の該少なくとも1つの感覚調整サブユニットに手で力を加え、それにより該検査モジュールの該接続された感覚調整サブユニットにおいて対応する力を生成し、該検査モジュールからのフィードバック力を検出する工程と、
を包含する方法。
A method for tactile examination of the body,
(A) wrapping a part of the body in an inspection module having a plurality of sensory adjustment subunits;
(B) operably connecting at least one of the sensory adjustment subunits of the test module to at least one sensory adjustment subunit on a remotely located hand control unit;
(C) manually applying a force to the at least one sensory adjustment subunit on the hand control unit, thereby generating a corresponding force in the connected sensory adjustment subunit of the test module, from the test module Detecting the feedback force of
Including the method.
前記検査モジュールの前記複数の感覚調整サブユニットのうち、前記ハンド制御ユニットの前記少なくとも1つの感覚調整サブユニットに動作可能に接続する、少なくとも1つを遠隔的に選択する工程をさらに包含する、請求項26に記載の方法。The method further comprises remotely selecting at least one of the plurality of sensory adjustment subunits of the test module that is operatively connected to the at least one sensory adjustment subunit of the hand control unit. Item 27. The method according to Item 26. 前記検査モジュールを前記ハンド制御ユニットに動作可能に接続する工程が、該検査モジュールと該ハンド制御ユニットとの間でグローバルテレコミュニケーションシステムを介して信号を伝送する工程を含む、請求項26に記載の方法。27. The operative connection of the inspection module to the hand control unit comprises transmitting a signal via a global telecommunications system between the inspection module and the hand control unit. Method. 身体を触覚的に検査する方法であって、
(a)加えられた力に応答して出力信号を生成し、同時に、受信した入力信号に応答して力を加えることができる複数の感覚調整サブユニットを有する検査モジュール内に該身体の一部分を包む工程と、
(b)該検査モジュールを、該入力信号および出力信号を送受信し得る第1の通信システムに接続する工程と、
(c)加えられた力に応答して出力信号を生成し、同時に、受信した入力信号に応答して力を加えることができる、少なくとも1つの感覚調整サブユニットを有するハンド制御ユニットを、該第1の通信システムと通信し得る第2の通信システムに接続する工程と、
(d)該ハンド制御ユニットの出力信号が該検査モジュールによって受信され、該検査モジュールの出力信号が該ハンド制御ユニットによって受信されるように、該第1の通信システムと該第2の通信システムとを動作可能に接続する工程と、
(e)一連の力を手で該ハンド制御ユニットの感覚調整サブユニットに加え、それにより該ハンド制御ユニットの該感覚調整サブユニットによって加えられた力であって、該検査ユニットからの受信された出力信号から得られる力が、検出されるようにする、工程と、
を包含する方法。
A method for tactile examination of the body,
(A) generating an output signal in response to an applied force and simultaneously placing the body part in an examination module having a plurality of sensory adjustment subunits capable of applying a force in response to a received input signal; Wrapping process,
(B) connecting the inspection module to a first communication system capable of transmitting and receiving the input and output signals;
(C) a hand control unit having at least one sensory adjustment subunit capable of generating an output signal in response to an applied force and simultaneously applying a force in response to a received input signal; Connecting to a second communication system capable of communicating with the first communication system;
(D) the first communication system and the second communication system so that an output signal of the hand control unit is received by the inspection module and an output signal of the inspection module is received by the hand control unit; Operatively connecting the
(E) a series of forces applied by hand to the sensory adjustment subunit of the hand control unit, thereby applied by the sensory adjustment subunit of the hand control unit and received from the test unit Allowing the force obtained from the output signal to be detected; and
Including the method.
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