JP2010518952A - 電気生理学的分析システム - Google Patents

Abstract

本発明は特に病的状態の検出用の電気生理学的分析システムを提供する。このシステムは、互いに十分に離れた身体の異なる領域に配置されるための複数の電極、パルスごとに電圧が変化し、パルスの持続時間が約０.２秒以上である逐次的ＤＣ電圧パルスを発生させるための調節可能なＤＣ電圧源、一対の活性電極を前記電圧源に選択的に接続し、かつ少なくとも一つの他の高インピーダンス電極を接続するためのスイッチング回路、ならびに前記パルスの印加に応答した、前記活性電極の電流および少なくともくつかの高インピーダンス接続された電極上の電位を表示する、データ記録用の測定回路、を備える。カバーされた電圧の範囲は、パルスごとに、前記活性電極付近で電気化学的現象の出現または消失を生ずる。

Description

本発明は広義にはヒトおよび動物の健康の分野における医学的診断装置および方法に関する。

血液検査のコストと探針による血液採取の侵襲的な特性とを考慮して、医師が患者に対してあまりに頻繁に全体的な評価を指示するのをいやがることが増えている。
その結果、糖尿病、高血圧症、甲状腺機能亢進症、冠動脈疾患等といった、主に血液検査により発見されるある種の疾患の明らかな検知不足という事態を生じている。

さらに、これらの疾患が検知された場合、生物学的分析を毎日行うことが実際の診療では不可能であるため、指示された治療の有効性を評価することが非常に困難であるか、またはコスト高となることが多い。

また、心電図または脳波測定装置のような各種の電気生理学的測定システムが知られている。これらのシステムは人体が自然に生ずる電気的現象を測定するという意味で受動的であり、非侵襲的であるという利点があるが、その診断可能性は制限される。

インピーダンス測定に基づいた、いわゆる能動的電気生理学的測定システムも知られている。これらの装置の動作原理は、身体に配置した複数電極間に電流を流し、身体のある領域がこの電流を弱める経路・具合を検査することにある。実際は、これらのかなり高周波の技法は、皮膚／電極界面、特にその容量性作用に大きく依存するという難点がある。患者間での、さらには一人の患者についての測定値の再現性が理由で、これらの高周波測定を見合わせることになり易い。極低周波測定の場合、それらは細胞に有害となりうる。

さらに、特定周波数の矩形パルス波電圧を片手の２以上の指に配置した複数電極に印加する診断システムも既に知られている。その周波数は皮膚上での容量性現象の検出を可能にするために必ず高周波であり、この矩形パルス波電圧に応答して身体のこの部分に流れる電流を検討する。このシステムは、この高周波パルスに対するフーリエ解析を組み込んで、観測された電流のスペクトル分布を与えるように開発された。しかし、この公知システムの用途は、非常に局在化された検出（手足の指の領域内）に制限され、伝統的な鍼治療法の制約内でしか診断を下すことができない。

本出願人は、普通なら血液または他の体液の検査により検出可能な、ある数の病気、疾患、病的状態または他の不調の検出を可能にすることにより、電気生理学型のシステムの診断可能性を広げることに既に成功した。

即ち、本出願人は、特異性と感度が検査室検査と同等であって、ある種の疾患、或る種の病的素因または或る種の器官不全を、改善された信頼性およびより広範囲の可能性で検出することができる、使用が簡単で非侵襲的な診断システムを開発した。

この分析システムは特許文献ＦＲ−Ａ−２８８７４２７に記載されている。

ＦＲ−Ａ−２８８７４２７

本発明は、特に、電極に加えられる電圧のレベルに基づいて身体内に起こる電気化学的現象の進展を評価することができる、改善されたシステムを提案することを目的とする。
本発明はまた、そのような電気化学的現象を示す測定値を評価することができる診断技術を開発するためにデータを処理する方法を提案することも目的とする。

そのために、第１の側面によると、特に病的状態の検出を意図した、電気生理学分析システムが提案される。このシステムは、
・互いに離れた人体の種々の領域に配置することができる一連の電極、
・制御回路に応答して、パルスごとに電圧が変化し、パルスの持続時間が約０.２秒以上であるＤＣ電圧（直流電圧）の逐次パルス波を発生することができる、調節可能なＤＣ電圧源、
・一対のいわゆる活性電極（active electrodes）を前記電圧源に選択的に接続することができ、かつ少なくとも一つの他の高インピーダンス電極を接続することができる、スイッチング回路、ならびに
・前記パルス波の印加に応答した、前記活性電極内の電流と高インピーダンスで接続された少なくとも一部の電極上の電位（ポテンシャル）とを表示するデータを集めることができる測定回路、
を備え、かつパルス波ごとに、そのパルス波によりカバーされた電圧範囲が、前記活性電極付近で電気化学的現象の出現または消失を生じさせることができることを特徴とする。

このシステムの好ましいが制限を意図しないいくつかの側面を列挙すると、次の通りである。
・本システムは、前記パルス波の電圧に対する前記電流および前記電位の相互進展を分析すると共に、この進展を少なくとも１つの参照進展と比較することができる処理装置をさらに備える。

・前記スイッチング回路が複数対の活性電極を前記電圧源に逐次的に接続することできる。
・一対の電極を前記電圧源に接続した時に、前記スイッチング回路が残りの高インピーダンス電極の全てを接続することができる。

・前記測定回路が、活性電極対の一方の電極と参照電圧との間に接続されることができる抵抗器を備える。
・本システムがまた、所定の活性電極対に対して、前記測定抵抗器の値を、ＤＣ電圧の存在下でその２つの活性電極の間に存在する抵抗と同じオーダー（桁数）の大きさとなるように調整することができる較正回路を備える。

・前記較正回路は、人体の抵抗に近づくように前記測定抵抗器の値を調整することができる。
・前記活性電極内の電流を表示するデータが前記測定抵抗器の端子で測定された電位差から得られる。

・前記測定回路が全ての電極上での電位を測定することができる。
・前記電圧パルス波が約１〜４ボルトの範囲内の電圧値と約０.１〜５秒の範囲内の持続時間とを有する。

・前記逐次パルス波の電圧が１方向、次に逆方向に変化する。
・前記逐次パルス波の電圧が、第１段の大きさで、次にこの第１段より小さい第２段の大きさで変化する。

・前記逐次パルス波の電圧が、約０.０５〜１ボルトの範囲内の段で変化する。
・前記逐次パルス波が約０.５〜５秒の時間で離れている。
・前記スイッチング回路が、一対の電極を２つの逆極性で電圧源に接続することができる。

・本システムが、左右の前頭葉のための２つの電極、左右の手のための２つの電極、ならびに左右の足のための２つの電極を備える。
・前記スイッチング回路が、左前頭部電極および右前頭部電極、右前頭部電極および左前頭部電極、左手電極および右手電極、右手電極および左手電極、左足電極および右足電極、ならびに右足電極および左足電極から構成される複数の電極対を前記電圧源に接続することができる。

・ある１対の電極をある１つの極性で前記電圧源に接続した後に、前記スイッチング回路が、この同じ電極対を、該身体上の別の離間した電極対を前記電圧源に接続した後だけに、逆の極性で前記電圧源に接続することができる。

本発明の第２の側面によると、下記工程を含むことを特徴とする、疾患、病的素因または他の不調を検出するために患者を診断する方法が提案される：
・身体の所定位置で患者の皮膚に貼付した電極の付近の電気化学的現象を表す測定値を含む一組のデータを受信し、
・この疾患に罹患した、または罹患していないと同定された患者について、同じ条件下で得られた電気化学的現象を表す測定値を含む少なくとも一組の記憶された参照データにアクセスし、そして
・前記受信データの組を前記参照データの組と照合し、受信データの組と参照データの組との間の近接性基準に基づいて、患者の病気の有無を判定する。

この方法の好ましいが制限を意図しない側面を列挙すると、次の通りである。
・前記データの組が生理学的および／または行動的および／または環境的性質のデータをさらに含む。

・前記データの組が患者に所定の労作（運動）を負荷した後に取った測定値を含む。
・測定データが、活性電極付近での電気化学的現象の出現または消失を生じさせるために電圧レベルがパルスごとに変化する電圧パルス波の活性電極間での印加に応答した、活性電極における電流値と高インピーダンス電極上での電位値とから得られる。

・前記測定値が上述したシステムにより提供される。
・本方法が、前記システムから遠隔に位置し、データ通信チャネルを介してそれに接続されたコンピュータ装置内で実施される。

本発明の他の側面、目的および利点は、添付図面を参照した、制限を目的としない本発明の好適態様に関する以下の詳しい説明を読むとより明らかとなろう。

本発明に係る獲得システムの各機能要素を示すブロック図である。 電極が人体の各種位置に接続された時の図１のシステムの等価回路図を示す。 図３Ａ、３Ｂおよび３Ｃは、図１の獲得システムと連携させたデータ処理システムにより作成された図像化スクリーン画像である。 図４Ａおよび４Ｂは、本発明に係る診断のために、データ処理方法により実施された参照データの組を示す表である。

本発明に係る電気生理学的測定診断システムについて次に説明する。このシステムは、特に従来のインピーダンス測定システム（その難点については上述した）とは区別された、直流（ＤＣ）方式の能動動作原理に基づいている。

何回かの試験を行った後、本出願人は、互いに離れた一対の電極（陽極および陰極）の端子における低ＤＣ電圧の印加が、陽極（アノード）と陰極（カソード）で異なる電気化学的挙動を生じることを見出した。

具体的には、塩化物イオンＣｌ⁻はアノードと反応するのに対し、水素イオンとの反応はカソードで認められた。本発明の１つの目的は、アノードの挙動とカソードの挙動との間の差別化を可能にすることである。

この原理に基づいて、本出願人は、電極を２つのやり方で、即ち、一方は電流の存在下および電位差のもとで（この電位差はアノードおよびカソードでの電気化学的現象の進展を観察するように変化しうる）、他方は少なくとも１つの別の電極において無視できる（高インピーダンスの）電流の存在下で（身体の中間電位の進展を観測するように）、使用することができることを発見した。これにより、アノードおよびカソードの電圧降下を別々に評価し、従ってＣｌ⁻およびＨ^＋濃度を別々に評価することが可能となる。

これに関して、ある種の疾患に罹患した患者についての試験により、静的抵抗および電気化学的電圧に関する異なる挙動がこのような疾患を表示することができることを実証することができた。例えば、カソードにおけるｐＨのある変化（これは抵抗の変化により検出された）はアシドーシスおよびアルカローシス型の障害を示すことができるのに対し、アノードにおける塩化物イオン濃度のある変化は、膵嚢胞性線維症のような疾患の診断を可能にすることができる。

塩化物イオン濃度および酸−塩基平衡の反応性の測定値は、止血、ホルモン、血管、代謝などの機能不全を追跡することができる。これらの機能不全はそれら自体が、疾患または各種の病的素因、特に
・血管性（高血圧および広汎性アテローム）、
・ホルモン性（甲状腺機能低下症および亢進症など）、
・代謝性（糖尿病など）、
・慢性（腎不全など）、
を表示するが、ある種の医学的または他の種類の治療もしくは処置の効果も表示する、生理学的状態に対応しうる。

以下に詳述する本発明のシステムは、上記現象または類似現象の活用を目的とする。
図１を参照すると、上述した原理を活用することができる電気生理学的測定値を利用した診断システムが示されている。このシステムは、適当なハウジング（図示せず）内に、例えば、適当な記憶装置ならびに入出力手段（例えば、コントロールキーボードおよびディスプレイ装置）と連携させたマイクロプロセッサを含む、中央処理装置１０を備える。

この中央処理装置は、適当な制御信号に応答して、各パルス波に対して一定であるが調整可能な電圧の複数のパルス波を生ずることができる電圧発生器２１を制御する。各パルスの持続時間は、最低でも０.２秒であり、典型的には０.５〜５秒であるが、これもまた場合により調整可能としてもよい。

中央処理装置１０はまた、測定抵抗器２２を構成する制御回路にも制御信号を印加する。この測定抵抗器は、後でわかるように、ある電極と接地（０ボルト）のような参照電圧との間に接続されることができ、そして、その端子で測定された電圧（これはそれを通る電流に正比例する）を有することができる。後からわかるように、この抵抗器のオーム値を調整することによって、電圧測定値を観測された電流レベルに対して最適化することができる。

可変型測定抵抗器を構成するこの回路は、典型的にはデジタル制御型電位差計である。
本システムはまた電子スイッチング回路も備えている。このスイッチング回路は、Ｎ個の端子のそれぞれに対して、それに回路２１により発生させた電圧パルス波を印加し、それに測定抵抗器２２を接続することができるか、或いはこの端子を高インピーダンス状態におくことができる（その場合、自体公知の常法により、それは超高（very high）オーム値抵抗器によって接地されたように見られうる）。

スイッチング回路３０は、後で詳しくみるように、多様な順序に従って、Ｎ個の端子の接続を変更するために、中央処理装置により供給された制御信号に対して応答（反応）する。

本システムはまた、スイッチング回路のＮ個の端子のそれぞれについて所定モーメントで存在する電圧を逐次的または同時に測定するために、中央処理装置からの命令に応答する測定回路４０を備える。この回路は、有利には、複数の入力について多重化（マルチプレキシング）のためのアナログ／デジタル変換を行うための慣用技術を利用する。

スイッチング回路のＮ個の端子はまた、単位面積あたりＮ個の電極Ｅｎの電気的接続を可能にするＮ個のコネクタにも接続される。
この図示例の態様では、数Ｎは６に等しく、接続された６個の電極は、患者の左右両方の前頭葉、両手もしくは両手首、ならびに両足もしくは両足首に配置されるためのものである。

このようにして、後で詳しく見るように、ある数の測定可能性が得られる。
中央処理装置はまた、本システム内で利用対象とされた全ての情報およびデータを処理することができ、このデータは主に時間に関して、スイッチの６個の端子、従って６個の電極Ｅ１〜Ｅ６の位置で同時または準同時に記録された、発生器２１のレベルで生じた電圧レベル、測定抵抗器２２の値、および電圧レベルを含んでいる。後で詳述するように、この処理の目的は、病的素因、受けた治療もしくは処置の有無、または疾患もしくは他の障害に関係する生理学的状態の存在を検出、特に視覚信号化することである。

或いは、この検出処理は、遠隔装置により、中央処理装置１０により集められ、その内部に記憶された全てのデータをそれにロード（物理的媒体によりまたは有線もしくは無線ネットワーク通信を介して）した後で行うこともできる。

電子スイッチング回路３０は、順に２つの電極をアノードＥａおよびカソードＥｃとして選択することができ、前者は電圧発生器２１に接続され、後者は装置２２の測定抵抗器Ｒmesに接続される。この間、残りの電極（本例では、Ｅｂ１〜Ｅｂ４と表示される残り４つの電極）は高インピーダンスで接続される。

等価電気回路が図２に示されている。測定回路４０は、例えば、１００〜１００００Ｈｚのオーダーの適当なサンプリング頻度（周波数）で、６個の電極のそれぞれに存在する電圧を測定することができる。アノード電圧Ｖａは電圧発生器２１により供給された電圧に等しく、一方、カソード電圧Ｖｃは、抵抗器Ｒmesのオーム値の知識により、電極ＥａおよびＥｃ内を流れる電流Ｉの値を決定する。この場合、電極Ｅｂ１〜Ｅｂ４内を流れるかもしれない極めて弱い電流は無視される。これらの電極の高インピーダンス接続は、典型的には１０ＭＱより大きい値を有する抵抗器Ｒｂ１〜Ｒｂ４により示される。

電極Ｅｂ１〜Ｅｂ４上の電位はそれぞれＶｂ１〜Ｖｂ４と表記される。
実際には、電圧ＶａおよびＶｃの経時的な進展の他に、中央処理装置１０は、個々に４つの電圧Ｖｂ１〜Ｖｂ４の進展、或いはここではＶｂと表記される、これらの値の平均値の進展を検査することができることは認められよう。

上述した装置は、ある数の操作を行うように中央処理装置１０により制御される。
第１の操作は、電極が患者に装着された後に行われる自動較正（自動補正）である。
こうして、カップル（アノード、カソード）として使用されることになる各対の電極、例えば、前頭用電極の対、手用電極の対および足用電極の対、に対して、装置１０は、例えば２ボルト程度のＤＣ電圧のアノードへの印加を生じさせ、抵抗器Ｒmesの値を、アノード電圧の約半分の（または好ましくは０.１〜０.９の範囲内の特定分率の）安定したカソード電圧を得るように調整する。その結果、Ｒmesの値は、これら２つの電極間に存在する抵抗（これは、電極／皮膚接触抵抗に、身体の互いに離れた２つの領域間での身体の抵抗を加えたものである）に近づくように（少なくとも同じオーダーの大きさになるように）調整される。後述するように、その後に行う実際の測定ではそれぞれの電極対（アノード、カソード）ごとに最適のＲmes値が使用されるが、それらの最適値は１つずつその制御信号の形態で記憶され、関係する電極対（アノード、カソード）に基づいて中央処理装置により呼び戻される。

各電極対（アノード、カソード）について、この自動較正工程によって、実際の測定中に当該電極対に流れ込む電流の進展を測定するために最もよい動力学および最もよい解像度を与えるＲmes値を使用することが可能となる。これらの電極間に存在する抵抗は、特に電極の表面積、電極−皮膚接触の品質、および電極材料の老化に基づいて大きく変化しうるものである。

もちろん、アノード／カソード電極対がカソード／アノード電極対になる（これは、スイッチング回路３０における２つの電極に対する接続を交換することにより得られる）場合に対しては、これらの自動較正操作を必要に応じて反復することができる。

実際の測定は、まず活性電極の対（アノード、カソード）を選択し、上述したように、Ｒmesをその適当な値に調整することにより行われる。
次いで、十分な持続時間（０.５〜５秒程度）をもつ一連のＤＣ電圧パルス波を、電流Ｉのある程度の安定化を達成するために印加する。この電圧印加は、高レベルの電圧（典型的には４ボルト程度、上述した理由からその約半分が電極の端子電圧）から始めて、２つの引き続くパルス波の間の降下幅を０.０５〜０.５ボルト程度の段にして、低い電圧レベル（典型的には１〜２ボルト程度）まで電圧を落としていく。もちろん、上昇方向の進展もまた可能である。

中央処理装置１０により制御された各電圧パルス波の間に、中央処理装置は同時に、６個の電極のそれぞれに存在する電位を、特定のサンプリング周波数（好ましくは上述したように１００〜１００００Ｈｚの範囲内）で記録するように測定回路４０を制御する。

これらの電位のうち、電位Ｖａは発生器２１により生じた電圧を表示し、電位ＶｃはアノードＥａおよびカソードＥｃ内を流れる電流Ｉに正比例し、必要ならこの電流を算出することができる。

残りの電位は、残りの電極が貼付された身体の他の位置で観測されたものであるが、それを流れる電流は実質的にゼロ（高インピーダンス）である。
上記測定は複数対の活性電極に対して行われる。

典型的には、上述した６電極のシステムでは、測定は下記の電極対で行われる（カッコ内に略号を表記）：
アノード カソード
左前頭部（ＦＧ） 右前頭部（ＦＤ）
右前頭部（ＦＤ） 左前頭部（ＦＧ）
左手（ＭＧ） 右手（ＭＤ）
右手（ＭＤ） 左手（ＭＧ）
左足（ＰＧ） 右足（ＰＤ）
右足（ＰＤ） 左足（ＰＧ）。

各電極対について、各電圧パルス波の間の電流の進展は、時間ごとに異なる電位差のもとでアノードおよびカソードに対する電気化学的現象を確立するための動力学に主に関係する。

そのパルス波の電圧レベルＶａに基づいた、パルス波の進行中の電位レベルおよびその時間依存性の進展は、カソード位置のもの（Ｖｃ）だけではなく、非活性電極Ｅｂ１〜Ｅｂ４でのもの（Ｖｂ１〜Ｖｂ４）も、ある量の生データを与え、これらのデータを多様な方法で処理することができる。

１つの有利な変更例によると、電圧パルス波にまず一方向に変化する電圧レベル、次に反対方向に変化する電圧レベルを付与することができる。より具体的には、後述するように、電圧レベルを、初めは、例えば０.２〜１ボルトの比較的荒っぽい段で段階的に増大させた後、電気化学的現象の出現が検出されたら、例えば０.１〜０.５ボルトのより小さな段で低下させ続けることができる。

今日まで、特に塩化物アニオンの濃度またはｐＨ値（水素カチオンの濃度）に関係する病的素因または疾患を検出するための１つの特に有用な処理操作は、パルス波電圧Ｖａの値に基づいて、パルス波の最後での電圧ＶｃおよびＶｂ１（またはその平均値）の進展を反映する曲線の進展を検査することからなり、これが６対の電極のそれぞれについて行われる。

より正確には、かかる曲線は、最初はほとんど直線であって、電極間のある電位差から出発するが、電気化学的現象の出現に起因して線形性が消え、曲線は傾きが増大しつつ湾曲することが認められた。

また、曲線が湾曲し始める時のアノード電圧レベルＶａ、ならびにカソード電圧レベルＶｃおよび不活性電極電圧レベルＶｂ１〜Ｖｂ４（またはその平均値Ｖｂ）もそれ自体がある種の不調を表示することもまた認められた。

即ち、図３Ａおよび３Ｂは、集められたデータに基づいて、データ処理システム（中央処理装置１０、または遠隔装置のいずれか）により送給されたスクリーン画像を示す。
図３Ａは、アノードおよびカソードＥａおよびＥｃがそれぞれ電極ＰＤおよびＰＧである例における、パルス波（本例の場合、持続時間は１秒間）の印加中に６個の電極のそれぞれについて記録された電圧レベル（それぞれＶ_FG、Ｖ_FD、Ｖ_MG、Ｖ_MD、Ｖ_PG、Ｖ_PDと表記された電圧）の進展を示す。これらの曲線に関して、発生器２１により発生させたアノード電圧である電圧Ｖ_PDは、パルス波の全持続時間にわたって全く一定であるのに対し、残りの測定電圧は、当初はかなりシャープに変化（増大または減少）するが、次第に安定化しはじめて、最終的にパルス波の最後には安定になることが認められる。電圧レベルが異なる多数のパルス波について得られたパルス波電圧値の最後を使用して、図３Ｂに示した曲線を作製する。

これらの曲線は、ｙ軸に現れるカソード電圧（即ち、電流Ｉ）およびｘ軸に現れる電圧である、各種電位差Ｖａ−Ｖｂ、Ｖｂ−ＶｃおよびＶａ−Ｖｃの相互進展を示す。これらの曲線は、上述したように、印加した一連のパルス波におけるそれぞれのパルス波の最後に得られた電圧値に基づいて、データ処理システムにより作製される。

これらの曲線のそれぞれに対して、この曲線がその線形の様相から離れて湾曲するようになる電圧閾値（それぞれＶＳａ、ＶＳｃおよびＶＳｅ）が存在することが認められる。この閾値は、アノードまたはカソードでの電気化学的現象の出現（または電圧が減少する方向の場合は該現象の消失）を表示する。

それぞれ所定の電流値Ｉ、従って所定の電圧値Ｖｃに対応するこれらの値から、これらの閾値に対応する３種類の電圧値ＶＳａ、ＶＳｃおよびＶＳｅを得ることができる。
ある患者についてこれらの処理が選択した６対の電極のそれぞれに対して行われ、これらの閾値に対応する６個組からなる３種類の閾値、ＶＳａ、ＶＳｃおよびＶＳｅ、が得られる。

次に図３Ｃを参照すると、これら６個組の３種類の値のそれぞれから、レーダー曲線のようなグラフを作製することができる。これらのグラフによって、ある患者について得られた特徴を、健康な患者またはある特定の疾患もしくは病的素因に対応するモデルまたは参照曲線と目で見て容易に比較できるようになる。これらのグラフによって、特に治療効果を監視するために、同じ患者で以前に得られた特徴と比較することも容易となる。

もちろん、当業者は、上述したようにしてパルスごとに、さらにはパルス波の間で集められたデータについて、本発明の範囲を逸脱せずに、他の多くの処理操作を考えつくことができよう。本発明の独自性はデータ収集のやり方にあるからである。

さらに、後で詳述するように、ある疾患、病状の進展または病的素因を診断する目的で、データ処理方法の枠組内において各種の測定値を非常に多様な方法で組み合わせることができる。

次に、本発明のシステムに場合により設けてもよい正規化機能について説明する。それにより、特に異なる電極材料の使用、またはその老化が皮膚との接触時の挙動に影響を及ぼすような材料であることに起因するある種の電圧測定のオフセット（補償操作）を行わずにすむようになる。実際、電極材料の性質およびその摩耗または劣化の程度に依存して、電極／皮膚界面は、数十ないし数百ミリボルトの可変電圧(プラスまたはマイナス)を発生する電気化学電池を構成し、測定値をゆがめることがあることが認められた。電極を患者に配置した後、この機能は、電極の１つを、例えば、２ボルトの連続値を送給する電圧源に接続し、残り５つの高インピーダンス電極を連結し、そしてこれら５つの残りの電極について静電位を前記測定回路によって測定することからなる。これらの操作を、残り５つの電極のそれぞれにＤＣ電圧を引き続いて印加することにより繰り返す。

こうして、すばやい操作によって（本操作は１電極配置あたり数秒しか要しないので）マッピング操作が行われ、それにより、電圧パルス波が上述した獲得プロセスの間に印加された時に得られた測定値を補正するために使用されるオフセット電圧（offset voltages）を算出することが可能となる。より正確には、ある電極をアノードとして選択するたびごとに、この同じ電極が電圧源に接続された時に記録されたオフセット電圧を使用して、測定回路により残りの電極で記録された電圧を補正する。

上述した補正を行う必要性を最小限にするために、好ましくは全ての電極を同じ材料から作製する。ニッケル含有量の高い材料を選択することが好ましく、この材料については、塩化物が関係する電気化学的測定を実施するのに最も適していることを、in vitro実験により確定することができた。これは恐らく、塩化物イオンによるニッケル基体の表面の活性化が関係する現象により説明される。或いは、銀製または銀含有量の高い合金製の電極も使用することができ、興味ある測定値を生じうる電気化学対（Ａｇ／ＡｇＣｌ）を生ずる。

電極は比較的硬質であって、その全面にわたって皮膚と接触状態することができなければならないことを知った上で、電極の表面はできる限り大きくなるように選ばれる。電極を配置しようとする身体の部位に応じて２〜１００ｃｍ²の表面積が一般に選ばれよう。

もちろん、本システムには多くの変更が可能である。
具体的には、電極の数を変更し、例えば、８個（四肢の末端に４個、前頭部に２個、そして胸部に２個）を使用することができる。

さらに、本発明のシステムの構造を、文献ＦＲ−Ａ−２８８７４２７の図３に示した種類の無線構造にすることができる。その詳細については、この文献を参照できる。
同様に、特に上記文献に記載された原理に従って、ローカル（構内）または遠隔、リアルタイムまたは準リアルタイム処理システムを本発明と組み合わせることもできる。

診断目的のデータ処理方法の例を次に説明する。これは、特に上述した装置を用いて行われる、ローカルまたは遠隔で実施することができる電気化学的現象の測定を活用するものである。

一般的に言って、この方法はまず、１または２以上の同じ既知疾患をもつ患者集団を横断して測定され、妥当であれば、特に上述したシステムによって、健常であると既に同定された患者と比較して測定された、複数組の多次元データを獲得することからなる。これらの多次元測定は、年齢、性別、体重、喫煙量、職業、住環境などの患者の生理学的、行動および／または環境面の値で完結する。

また、適当な間隔（数時間から数年間）でこれらの値の経時的な進展を考慮に入れることもできる。
本方法はまた、所定の労作（ストレス試験）の前後での多次元データの組（セット）を考慮に入れることができる。

こうして、公知のデータ採掘法を用いてある数の疾患について一組の参照データを作製する。
このデータは、典型的には、異なる疾患について種々の次元に応じて、ある範囲の参照値を含んでいる。

これらの参照データの複数セットは、有利には、データ採掘法の反復によって、罹患患者に関する新たな獲得から豊富化または精密化することができる。
さらに、時間の経過にわたって、これらの参照データのセットを、例えば、デシジョンツリー、ニューラルネットまたはサポートベクターマシンといった最先端のツールに基づいた公知学習モデル技術を用いて精密化することができる。

診断を受ける患者または先の診断が確認または経過観察を必要とする患者に対して上記システムで得られた多次元データの各セットは、患者の性別および年齢、その習癖および生活環境などの利用可能な追加データ（ならびにより一般的には任意の他の生理学的、行動上または環境上のデータなど）（やはり入力または記憶された）によりデータが完結していれば、次いで、本方法の実行の責任を果たすデータ処理装置に連携して記憶された参照データのセットと照合（リコンサイル）することができる。この照合は、任意の適当な比較技術（参照データとの重複または近似性スコアのスケール変更した（rescaled）またはしない総和、など）によって実施しうる。

この照合の前に、やはりそれ自体公知の常法に従って、入力データを必要により正規化する。
慢性腎不全について得られた１組（セット）の参照データを図４Ａの表に示す。

この例およびその次の例では、このデータセットは、一連の罹患患者（クラス＝１）と一連の非罹患患者（クラス＝０）で得られた有意値の範囲内のＮバイトのセットを含み、これらのバイトはそれらの名称Ｒ００２〜Ｒ００８により表示され、Ｎ対応次元を有する空間内の多次元ボリュームの雲（クラウド）を形成する。

本例では、各種次元は次の通りである：
・患者の年齢（ＡＧＥ）、
・ＭＭ：電気化学的コンダクタンスＭＤ−ＭＧおよびＭＧ−ＭＤの平均、
・ＦＦ：電気化学的コンダクタンスＦＤ−ＦＧおよびＦＧ−ＦＤの平均、
・ＦＭ：アノードコンダクタンスＦＤ−ＦＧの平均、
・ＭＰ：電気化学的コンダクタンスＰＤ−ＰＧおよびＰＧ−ＰＤの平均、
・患者の体重（ＷＥＩＧＨＴ）、
・患者の性別（ＳＥＸ）。

ここで、データ純度指数（図４Ａの表における「純度」）は、使用した規則が表示されたクラスに対応する確率を示す。
別の例示として自律神経性ニューロパシー型疾患に関連する参照データのセットを図４Ｂに示す。

１つの具体的態様において、診断目的のデータの処理が、無線通信チャネル（適当なデータ秘密保護を備えた、インターネットまたはＧＳＭのようなローカルまたは広域ネットワーク）を介して、上述したように、データ獲得システムに接続された遠隔サーバーにより実施される。

次いで、診断情報を、紙または表示画面のいずれであろうと、任意の媒体上に再生することができる。

Claims (25)

1. 下記を備え：
   ・互いに離れた人体の異なる領域に配置される一連の電極（Ｅ１〜Ｅ６）、
   ・パルスごとに電圧が変化し、各パルスの持続時間が約０.２秒以上であるＤＣ電圧の逐次パルス波を発生するように制御される、調節可能なＤＣ電圧源（２１）、
   ・一対のいわゆる活性電極を前記電圧源に選択的に接続し、かつ少なくとも一つの他の高インピーダンス電極を接続するように設計されたスイッチング回路（３０）、ならびに
   ・前記パルス波の印加に応答した、前記活性電極の電流と高インピーダンスで接続された少なくとも一部の電極上の電位とを表示するデータを集めるように設計された測定回路（２２，４０）、
   かつ、パルスごとに、そのパルスによりカバーされた電圧範囲が、前記活性電極付近で電気化学的現象の出現または消失を生じさせることができることを特徴とする、特に病的状態の検出を目的とする、電気生理学分析システム。
2. 前記パルス波の電圧に基づいて前記電流および前記電位の相互進展を分析して、この進展を少なくとも１つの参照進展と比較するように設計された処理装置（１０）をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
3. 前記スイッチング回路（３０）が、各対の活性電極を前記電圧源（２１）に逐次的に接続するように設計されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のシステム。
4. 一対の電極を前記電圧源（２１）に接続した時に、前記スイッチング回路（３０）が残りの高インピーダンス電極の全てを接続するように設計されていることを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
5. 前記測定回路（２２，４０）が、活性電極対の一方の電極と参照電圧との間に接続されるように設計された抵抗器（Ｒmes）を備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のシステム。
6. 所定の対の活性電極に対して、前記測定抵抗器の値を、ＤＣ電圧の存在下でその２つの活性電極の間に存在する抵抗と同じオーダーの大きさとなるよう調整するように設計された較正回路（４０，１０）をさらに備えることを特徴とすり請求項５に記載のシステム。
7. 前記較正回路（４０，１０）が人体の抵抗に近づくように前記測定抵抗器（Ｒmes）の値を調整するように設計されていることを特徴とする、請求項６に記載のシステム。
8. 前記活性電極の電流を表示するデータが、前記測定抵抗器（Ｒmes）の端子で測定された電位差から得られることを特徴とする、請求項５〜７のいずれかに記載のシステム。
9. 前記測定回路（２２，４０）が全ての電極上での電位を測定するように設計されていることを特徴とする、請求項８に記載のシステム。
10. 各電極を前記電圧源に個別的に接続し、一定ＤＣ電圧を送給し、残りの電極は高インピーダンスで接続され、該残りの電極上で電位を測定することにより得られた補正電圧によって、測定電圧を補正するよう設計されたオフセット電圧補償回路（１０）を備えることを特徴とする、請求項９に記載のシステム。
11. 前記電圧パルス波が約１〜４ボルトの範囲内の電圧値と約０.２〜５秒の範囲内の持続時間とを有することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載のシステム。
12. 前記逐次パルス波の電圧を１方向、次に逆方向に変化させるように設計されていることを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記逐次パルス波の電圧を、第１段の大きさで、次にこの第１段より小さい第２段の大きさで変化させるように設計されていることを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記逐次パルス波の電圧が、約０.０５〜１ボルトの範囲内の段により変化することを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれかに記載のシステム。
15. 前記逐次パルス波のパルスが約０.５〜５秒の間隔で離間していることを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれかに記載のシステム。
16. 前記スイッチング回路（３０）が、一対の電極を２つの逆極性で前記電圧源に接続するように設計されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載のシステム。
17. 左右の前頭葉のための２つの電極、左右の手のための２つの電極、ならびに左右の足のための２つの電極を備えることを特徴とする．請求項１〜１６のいずれかに記載のシステム。
18. 前記スイッチング回路（３０）が、左前頭部電極および右前頭部電極、右前頭部電極および左前頭部電極、左手電極および右手電極、右手電極および左手電極、左足電極および右足電極、ならびに右足電極および左足電極から構成される複数の電極対を前記電圧源（２１）に接続するように設計されていることを特徴とする、請求項１６および１７を相互に組み合わせて記載されるシステム。
19. ある１対の電極をある１つの極性で前記電圧源に接続した後は、前記スイッチング回路（３０）は、この同じ電極対を、該身体上の別の離間した電極対を前記電圧源に接続した後だけに逆の極性で前記電圧源（２１）に接続するように設計されていることを特徴とする、請求項１８に記載のシステム。
20. 下記工程を含むことを特徴とする、疾患、病的素因または他の不調を検出するために患者を診断する方法：
    ・身体の所定位置で患者の皮膚に貼付した電極の付近の電気化学的現象を表す測定値を含む一組のデータを受信し、
    ・この疾患に罹患した、または罹患していないと同定された患者について、同じ条件下で得られた電気化学的現象を表す測定値を含む少なくとも一組の記憶された参照データにアクセスし、そして
    ・受信した前記一組のデータを前記参照データの組と照合し、受信データの組と参照データの組との間の近接性基準に基づいて、患者の病気の有無を判定する。
21. 前記データの組が生理学的および／または行動的および／または環境的性質のデータをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
22. 前記データの組が患者に所定の労作を負荷した後に取った測定値を含む、請求項２０に記載の方法。
23. 測定データが、活性電極付近での電気化学的現象の出現または消失を生じさせるために電圧レベルがパルスごとに変化する電圧パルス波の活性電極間での印加に応答した、活性電極における電流値と高インピーダンス電極上での電位値とから得られる、請求項２０〜２２のいいずれかに記載の方法。
24. ・前記測定値が請求項１〜１９のいずれかに記載のシステムにより提供される、請求項２３に記載の方法。
25. 前記システムから遠隔に位置し、データ通信チャネルを介して該システムに接続されたコンピュータ装置内で実施される、請求項２４に記載の方法。

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