JPH0636787B2 - からだの断層撮影イメ−ジ構成装置 - Google Patents

からだの断層撮影イメ−ジ構成装置

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JPH0636787B2
JPH0636787B2 JP60128380A JP12838085A JPH0636787B2 JP H0636787 B2 JPH0636787 B2 JP H0636787B2 JP 60128380 A JP60128380 A JP 60128380A JP 12838085 A JP12838085 A JP 12838085A JP H0636787 B2 JPH0636787 B2 JP H0636787B2
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JP
Japan
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electrodes
potential
tomographic image
impedance
pair
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JP60128380A
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JPS6176131A (ja
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ブライアン・ヒルトン・ブラウン
デビツト・チヤールス・バーバー
Original Assignee
ザ・ユニバ−シテイ・オブ・シエフイ−ルド
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/053Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A61B5/0536Impedance imaging, e.g. by tomography

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
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  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
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  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は断層撮影装置に係り、からだ又はその一部(以
後、単にからだと称する)の、特に生きている人体の排
他的ではなくどの器官の、断層撮影イメージをも得るか
らだの断層撮影イメージ構成装置に関する。
[従来技術とその問題点] X線計算断層撮影法の成功は、X線の危険を伴わない他
の医療イメージング技術の提案を促進した。低周波電流
の使用は、実施結果が公表されてはいないとはいえ、提
唱されている。即ち、からだの表面上の電極間のインピ
ーダンスの測定を含み、且つ特定のインピーダンス変動
の再構成のための方法を提供するような方法を公表して
いるいくらかの論文がある。ワイ・キム,ジェイ・ジー
・ウェブスタ,及びダブリュ・ジェイ・トピックスによ
る「胸部の電気インピーダンス・イメージング」(マイ
クロ波電力のジャーナル,18(3),245-257,1983):ケ
ー・ナカヤマ,ダブリュ・ヤギ及びエス・ヤギによる
「インピーダンス・プレチスモグラフィの感度法則を利
用する電気インピーダンスCTアルゴリズムの基礎研
究」(1981年に東京で開催された第5回電気バイオ・イ
ンピーダンス国際会議の会報第99頁乃至102頁):ケー
・サカモト及びエッチ・カナイの「電気インピーダンス
CTアルゴリズムの基礎研究」(1983年にユーゴスラビ
アのツァダで開催された第6回電気バイオ・インピーダ
ンス国際会議の会報第349頁乃至第352頁):及びワイ・
ヤマシタ及びティ・タカハシによる「人間の胴のインピ
ーダンス分布の評価方法及び可能性」(1981年に東京で
開催された第5回電気バイオ・インピーダンス国際会議
の会報第87頁乃至90頁)が付加されることができる例
を、特開昭59-173229号公報に対応するGB 2 119 520Aが
与える。現在の評論は、ディ・シィ・バァーバァ及びエ
ッチ・ブラウンにより(1984年の物理工学のジャーナル
第17巻の第723頁乃至第733頁の「適用された電位断層撮
影法」に)与えている。
GB-2 119 521Aはまた、からだに所々に間隔を於いて複
数の表面電極を置くこと、からだに電流を流し、対の電
極間の電位を測定すること、からだが或る一様の媒体か
ら成るという仮定のもとに、それぞれの場合の電位を計
算すること、それぞれの場合の上記測定された電位と上
記計算された電位との比を得ること、からだの仮定され
たイメージを作り出すために,上記対の電極間の一様の
媒体中に予期される等電位を計算すること、均一より大
きな比に準じて,等電位に沿ったインピーダンスを増す
こと又は均一より小さな比に準じて,上記インピーダン
スを減ずることによって,適当な等電位に沿って上記そ
れぞれの比を逆投影することにより上記仮定されたイメ
ージを修正すること、及び断層撮影イメージを作り出す
ために上記修正されたイメージをプロットすることを含
む対比方法をも開示している。
この方法に於けるインピーダンス分布の修正は、「逆投
影」として知られている。この逆投影の実施(又は等電
位に沿った修正されたインピーダンスの重ね合せ)は、
上記電極を含む平面に於けるからだの断面上のインピー
ダンスの分布の断層撮影イメージに帰着する。
断層撮影イメージの解像度は、「反復」によって(即
ち、インピーダンスの実際の分布に近似のガイドとして
上記修正されたインピーダンス分布を使用して、それぞ
れの場合の電位を再計算すること、それぞれの場合の上
記再計算された電位と上記測定された電位との比を得る
こと、及びそれに応じて上記修正されたインピーダンス
分布を修正することによって)及び/またからだを通る
等電位の分布の変化に従って上記「逆投影」比を「重み
づけすること」によって、向上されることができる。
コンピュータが、上記電位を計算するため,上記比を得
るため,及び上記「反復」及び/また上記「逆投影」比
の「重みづけ」のために使用され、上記等電位のプロッ
ティングが、上記コンピュータから実行させられる表示
装置(VDU)及び/またプリント・アウト装置によっ
て実行されるとはいえ、電位の測定によりフォローされ
る等電位の計算及びプロッティング,「逆投影」,「反
復」及び「重みづけ」は、時間のかかるものであり、表
示すべきからだの内部状態に素早く対応することができ
ない。
[発明の目的] 本発明は上記の点に鑑みて成されたもので、からだに電
流を流すこと、間隔を置かれた電極のアレーの対の電極
間の電位を測定すること、及びからだの状態の変化の画
像を提供することによって、からだの断層撮影イメージ
構成装置を提供することを目的とする。
[発明の概要] からだに接触するための間隔を開けられた電極のアレー
と、対の電極間に交互に電位を供給することによって上
記からだに電流を流す手段と、上記からだが或る一様の
媒体から成るという仮定のもとに、他の対の電極間の電
位を計算する手段と、上記計算結果に対応する等電位を
プロットして上記からだの仮の断層撮影イメージを作り
出すプロット手段と、上記電極のアレー上のそれらの他
の対の電極間の最初の電位を順次測定し、上記からだの
内部状態の変化の後、同様の対の電極間のその後の電位
を順次測定し、それぞれの場合に於ける上記最初の電位
とその後の電位との間の比を決定する手段と、適当な等
電位に沿ったそれぞれの比を逆投影し、それによって均
一より大きな比に準じて等電位に沿ったインピーダンス
を増し、又は均一より小さな比に準じて上記インピーダ
ンスを減ずることによって上記仮のからだの断層撮影イ
メージを修正する手段とを含む。
この装置によって生成されるイメージは、静的構造を含
まないが、しかし状態の変化の後のからだの最初の状態
の画像を与える。これは、血流中への注射によって及び
/また食物及び/また飲物によってもたされる。また、
これは呼吸,消化,内出血,又は心拍の結果生ずるかも
しれず、上記等電位のプロッティングは、表示装置(V
DU)及び/またインピーダンスに比例したドットの強
さによりイメージを形成するプリント・アウト装置によ
って、もたらされることができる。
本発明は、定期的に及び/または常間隔で上記電位測定
シーケンス及び電位差決定を繰返すこと、及びそれに対
応する連続的な修正されたイメージを記録すること及び
/また観察することによって、からだ中の引続いて変化
する状態の「動的」画像を提供することができるという
ことに特に有効である。インピーダンス分布の変化は、
非常に大きな静的インピーダンス変動の面前でさえ見ら
れることができる。
かだら中の状態の変化のレートは、調査中の器官に対応
するドットの強さのグラフをプロットすることにより得
られることができる。
[発明の実施例] 以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第1
図及び第2図に示すように、16個のAg/AgCL電極のアレ
ーが、人体の腹部の回りに等しい間隔を置いて取付けら
れている。隣接した対の電流コンバータB及びマルチプ
レクサCを介して、50kHz,4mAで、ほぼ3Vの電位が供
給される。それぞれの及びあらゆる場合に、全ての隣接
した対の電極間の結果の電位は、上記マルチプレクサ
C,アンプD及び位相精密検出器Eを介して、サンプル
及びホールド・ユニットFに供給され、記録される。そ
して、そのモータは、12ビットのアナログ/ディジタル
(A/D)コンバータGを介して、コンピュータHに供
給される。上記波形発生器A,位相精密検出器E,サン
プル及びホールド・ユニットF及びA/DコンバータG
は全て、主クロックJによって制御される。該主クロッ
クJはまた、上記電極の組合せを記憶するユニットKを
介して、上記マルチプレクサCをも制御する。第2図に
示された16個の電極は、1.456秒以下で記録されること
ができる1456個の電位測定値を生じさせる。
第2図はまた、或る一様の媒体から成り、且つその断面
が円形であると仮定されたからだの電極1と2の間に電
流が供給される時に、予期される等電位の仮定されたイ
メージを示す。
(電流が供給される上記対間とは別の)隣接する対の電
極間の最初の電位は、上記電極のアレー上で連続的に測
定される。同一の対の電極間のその後の電位は、(この
場合、前述のように飲物を飲むことの結果として生じ、
且つ第3図及び第4図に関して後述されるだろうよう
な)からだの内部状態の変化の後、同様に連続的に測定
される。上記その後の電位は、上記コンピュータHによ
って、それぞれの最初の電位と比較される。その比は、
均一より大きな比に準じて等電位に沿ったインピーダン
スを増すこと、又は均一より小さな比に準じて上記イン
ピーダンスを減ずることによって、第2図に示された適
当な等電位に沿って逆投影される。従って、13個の逆投
影が、電流駆動電極の全ての対のために成され(電位は
電流駆動電極から記録されることはできない)、及び上
記プロットされた等電位に沿った修正されたインピーダ
ンスのために成されることができる。等電位に沿った修
正されたインピーダンスのプロットは、第3図に示され
たタイプの逆投影断層撮影イメージを与えるためのプリ
ント・アウトNに、及び視覚的に表示された逆投影イメ
ージ(図示せず)を与えるための表示装置(VDU)P
に、リンクされた上記コンピュータHによって、駆動電
極のそれぞれの及び全ての対のために得られたそれら上
記に重ね合わされる。
第3図には、プリント・アウト(b)の前に飲まれた飲
物の胃の中の流れが描かれている。それぞれのイメージ
の右側が腹側であり、上側はからだの左側である。消化
が終わったならば、小腸に変化が現われる。第3図のイ
メージの最大の強さを100%に取ることによって、消
化の状態を示す第4図のグラフXをプロットすることが
可能である。これは、消化の間の同一の胃のガンマ・カ
メラ画像から導出された対応するグラフYと比較するこ
とができる。しかし、後者の場合、ガンマ・カメラ画像
を取るために、患者は放射性ミールの不快及び危険を被
らねばならないということに注意されたい。
第5図は、上記(16)個の電極を胴の回りに配置した場合
を示している。第6図は、それぞれ(a)0.45,(b)1.0,
(c)1.5,(d)2.0,(e)2.7及び(f)4.2リットルの空気の吸
入の後の吸息の間、1秒のインタバルで6個のプリント
・アウトの結果を連続的に示している。肺は、それぞれ
のイメージの下部を前側として、鮮明に見られる。換気
のいずれかの欠陥も、上記肺のイメージの歪みとして示
されるだろう。
[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、からだに電流を流す
こと、間隔を置かれた電極のアレーの対の電極間の電位
を測定すること、及びからだの状態の変化の画像を提供
することによって、からだの断層撮影イメージ構成装置
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は人体の腹部の回りに概略的に示された電極アレ
ーと共に使用される装置のブロック図、第2図は第1図
の電極アレーの概略的な平面図、第3図(a)乃至
(s)は同図(b)のプリント・アウトの前に300mlの
生水を飲んだ場合の第1図及び第2図の配列で30秒のイ
ンタバルでのプリント・アウトの結果を連続的に示す
図、第4図は消化の間の同一の胃のガンマ・カメラ画像
から導出されたグラフに対応する第3のプリント・アウ
トの結果に相当する胃の消化のレートを描くグラフ、第
5図は第1図の電極アレーを人体の胴の回りに取付けた
場合を示す図、第6図(a)乃至(f)は呼吸サイクル
の間第5図のように修正されたような第1図及び第2図
の配列での1秒のインタバルでのプリント・アウトの結
果を連続的に示す図である。 A……波形発生器、B……コンバータ、C……マルチプ
レクサ、D……アンプ、E……位相精密検出器、F……
サンプル及びホールド・ユニット、G……アナログ/デ
ィジタル・コンバータ、H……コンピュータ、J……主
クロック、K……電極組合せ記憶ユニット、N……プリ
ント・アウト・ユニット、P……表示装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−17329(JP,A) 米国特許4263920(US,A) 米国特許3971365(US,A)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】からだに接触するための間隔を開けられた
    電極のアレーと、 対の電極間に交互に電位を供給することによって上記か
    らだに電流を流す手段と、 上記からだが或る一様の媒体から成るという仮定のもと
    に、他の対の電極間の電位を計算する手段と、 上記計算結果に対応する等電位をプロットして上記から
    だの仮の断層撮影イメージを作り出すプロット手段と、 上記電極のアレー上のそれらの他の対の電極間の最初の
    電位を順次測定し、上記からだの内部状態の変化の後、
    同様の対の電極間のその後の電位を順次測定し、それぞ
    れの場合に於ける上記最初の電位とその後の電位との間
    の比を決定する手段と、 適当な等電位に沿ったそれぞれの比を逆投影し、それに
    よって均一より大きな比に準じて等電位に沿ったインピ
    ーダンスを増し、又は均一より小さな比に準じて上記イ
    ンピーダンスを減ずることによって上記仮のからだの断
    層撮影イメージを修正する手段と、 を具備することを特徴とするからだの断層撮影イメージ
    構成装置。
  2. 【請求項2】からだ中の引続いて変化する状態の「動
    的」画像を提供するために繰り返し動作可能であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のからだの断
    層撮影イメージ構成装置。
  3. 【請求項3】上記プロット手段は、表示装置を含むこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の
    からだの断層撮影イメージ構成装置。
  4. 【請求項4】上記プロット手段は、インピーダンスに比
    例してドットの強さを変えることによってイメージを形
    成するプリント・アウト・ユニットを含むことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項又は第2項に記載のからだの
    断層撮影イメージ構成装置。
JP60128380A 1984-06-14 1985-06-14 からだの断層撮影イメ−ジ構成装置 Expired - Lifetime JPH0636787B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8415236 1984-06-14
GB848415236A GB8415236D0 (en) 1984-06-14 1984-06-14 Tomography

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6176131A JPS6176131A (ja) 1986-04-18
JPH0636787B2 true JPH0636787B2 (ja) 1994-05-18

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ID=10562452

Family Applications (1)

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JP60128380A Expired - Lifetime JPH0636787B2 (ja) 1984-06-14 1985-06-14 からだの断層撮影イメ−ジ構成装置

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EP (1) EP0172616A3 (ja)
JP (1) JPH0636787B2 (ja)
CA (1) CA1220863A (ja)
GB (2) GB8415236D0 (ja)

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Also Published As

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GB8514045D0 (en) 1985-07-10
JPS6176131A (ja) 1986-04-18
GB2160323A (en) 1985-12-18
EP0172616A2 (en) 1986-02-26
GB8415236D0 (en) 1984-07-18
CA1220863A (en) 1987-04-21
EP0172616A3 (en) 1987-03-04
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