JPWO2020091045A1 - 医療支援システム - Google Patents
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Abstract
Description
位置推定装置2は、例えば、公衆通信網6を介して送受信装置4と接続され、被験者(図示せず)の体内11に存在する反射体5の通過、又は移動の範囲及び移動の方向の推定を行う。また、位置推定装置2は、データベース3を備える。
データベース3は、例えば、被験者に関する情報や測定結果等の情報の他に、受信した受信波又は反射波のベースバンド波形や、反射体5の位置推定に関するアルゴリズム、位置推定を行うための過去の測定データ、位置推定に有益なデータとなる、被験者のMRI画像やCT画像、各種のログ等が記憶される。
送受信装置4は、被験者の体表面10に貼付される複数の送信アンテナ40、受信アンテナ41の選択の送受信制御を行う。送受信装置4は、例えば、第1送信アンテナ40a、第1受信アンテナ41a、第2送信アンテナ40b、第2受信アンテナ41bとそれぞれ接続する。送受信装置4は、他の送信アンテナ40、受信アンテナ41と接続されてもよく、有線又は無線にて接続される。送受信装置4は、例えば、送信アンテナ40と受信アンテナ41で設定される周波数帯、出力、配置位置などにより、1対(1組)の送信アンテナ40及び受信アンテナ41を組み合わせる。
第1送信アンテナ40a及び第2送信アンテナ40bは、送受信装置4によって制御され、例えば、第1受信アンテナ41a及び第2受信アンテナ41b、反射体5に対して、所定の周波帯の電波を送信(発射)する。第1送信アンテナ40a及び第2送信アンテナ40bは、本実施形態では、第1送信アンテナ40a及び第2送信アンテナ40bとしているが、他に複数の送信アンテナが接続されてもよい。第1送信アンテナ40a及び第2送信アンテナ40bから送信される電波は、同一の周波数帯の電波でも、異なる周波数帯の電波であってもよい。
第1受信アンテナ41a及び第2受信アンテナ41bは、送受信装置4によって制御され、例えば、所定の周波帯の電波を受信する。第1受信アンテナ41a及び第2受信アンテナ41bは、例えば、本実施形態では、第1受信アンテナ41a及び第2受信アンテナ41bとしているが、他に複数の受信アンテナ41があってもよい。第1受信アンテナ41a及び第2受信アンテナ41bは、被験者の体表面10に貼付され、第1受信アンテナ41a及び第2受信アンテナ41bに対応する周波数帯の電波を受信する。第1受信アンテナ41a及び第2受信アンテナ41bは、本実施形態では、第1送信アンテナ40a及び第2送信アンテナ40bの他に、反射体5からの反射波も受信する。
アンテナ対42は、送信アンテナ40と、受信アンテナ41又は反射体5の対(組み)として設定される。本実施形態では、第1のアンテナ対42aは、例えば、第1送信アンテナ40aと第1受信アンテナ41aとにより構成される。第2のアンテナ対42bは、例えば、第2送信アンテナ40bと第2受信アンテナ41bとにより構成される。それぞれのアンテナ対42は、被験者の体表面に離間して貼付される。それぞれのアンテナ対42は、例えば、被験者の体表面に、体内の消化器官に平行、又は挟むように貼付され、消化器官を移動する反射体5の移動を推定する。アンテナ対42は、体内の消化器官に平行に貼付される場合は、移動がわかり、一方、挟むように貼付された場合は、挟んだ箇所を通過することがわかる。
反射体5は、例えば、被験者により服用されるため、小型で軽量が望ましい。そのため、反射体5は、例えば、錠剤程度の大きさで、消化器官を傷つけないように、滑らかな表面であってもよい。また、反射体5は、例えば、糖衣に包む、又は錠剤に埋め込めてもよく、他の形状としては、カプセルへの封入、顆粒や錠剤のスティック包装内に封入するようにしてもよい。
第1送信アンテナ40aは、被験者の体表面10に貼付され、送受信装置4による制御に基づいて、第1送信波を送信する。ここで、被験者の体内11は、被験者により予め服用された反射体5が体内の消化器官に存在しているものとする。
図3(b)は、第1実施形態における医療支援システム1の時刻t+Δtでの反射体5の測定の一例を示す模式図である。図3(b)についても、前述の図3(a)と同様に被験者の体表面10に第1のアンテナ対42aが貼付されているものとする。
反射体5は、第1送信アンテナ40aから送信された第1送信波を受信し、反射体5によって、反射波として体内に送信される。反射体5の反射波の送信は、反射体5が備えるRFID機能によって行われてもよい。反射体5は、被験者の体内を、例えば、時刻tにおける体内の位置を基準とし、その後の時刻t+Δtの間に移動した移動量を推定する。
本実施形態における医療支援システム1の動作について説明する。図9は、本実施形態における医療支援システム1の動作の一例を示すフローチャートである。
送信ステップ100により、第1送信アンテナ40aは、時刻tと時刻t+Δtにおいて、第1送信波を送信する。第1送信波は、被験者の体内11に向け送信される。
反射ステップ101により、反射体5は、時刻tと時刻t+Δtにおいて、第1送信アンテナ40aが送信した第1送信波を反射する。
受信ステップ102により、第1受信アンテナ41aは、時刻tと時刻t+Δtにおいて、第1送信アンテナ40aが送信した第1送信波と、反射体5が反射した反射波とを受信する。
位置推定ステップ103により、第1受信アンテナ41aが受信した第1送信波と反射体5が反射した反射波に基づいて、時刻tと時刻t+Δtにおける位相の変化とに基づいて反射体5の体内での通過を推定する。
第2実施形態は、1つの送信アンテナ40及び2つの受信アンテナ41による2組のアンテナ対42により構成される。第2実施形態では、第1のアンテナ対42a(第1送信アンテナ40aと第1受信アンテナ41a)、第2のアンテナ対42b(第1送信アンテナ40aと第2受信アンテナ41b)の動作について説明する。
送信ステップ100により、第1送信アンテナ40aは、時刻tと時刻t+Δtにおいて、それぞれ第1送信波を送信する。第1送信波は、被験者の体内11に向け送信される。
反射ステップ101により、反射体5は、時刻tと時刻t+Δtにおいて、第1送信アンテナ40aが送信した第1送信波を反射する。
受信ステップ102により、第1のアンテナ対42aでは、第1受信アンテナ41aは、時刻tと時刻t+Δtにおいて、第1送信アンテナ40aが送信した第1送信波と反射体5が反射した反射波を受信する。第2のアンテナ対42bでは、第2受信アンテナ41bは、第1送信アンテナ40aが送信した第1送信波と反射体5が反射した反射波を受信する。
位置推定ステップ103により、位置推定装置2の位置推定部は、第1受信アンテナ41aが受信した第1送信波と反射体5が反射した反射波と、第2受信アンテナ41bが受信した第1送信波と反射体5が反射した反射波とに基づいて、各アンテナ対42の組み合わせに対する尤度分布の合成により、時刻tと時刻t+Δtにおける位相の変化とに基づいて、反射体5の体内での移動の範囲及び移動の方向を推定する。
第3実施形態は、2つの送信アンテナ40及び1つの受信アンテナ41による2組のアンテナ対42により構成される。第3実施形態では、第1のアンテナ対42a(第1送信アンテナ40aと第1受信アンテナ41a)、第3のアンテナ対42c(第2送信アンテナ40bと第2受信アンテナ41a)の動作について説明する。
第4実施形態は、2つの送信アンテナ40及び2つの受信アンテナ41による4組のアンテナ対42により構成される。第4実施形態では、4対の送信アンテナ40及び受信アンテナ41による第1〜第4のそれぞれのアンテナ対42の動作について説明する。
送信ステップ100により、第1送信アンテナ40a、第2送信アンテナ40bは、時刻tと時刻t+Δtにおいて、それぞれ第1送信波、第2送信波を送信する。第1送信波、第2送信波は、例えば、被験者の体内11に向け送信される。
反射ステップ101により、反射体5は、時刻tと時刻t+Δtにおいて、第1送信アンテナ40aが送信した第1送信波と第2送信アンテナ40bが送信した第2送信波を反射する。
受信ステップ102により、第1受信アンテナ41aは、時刻tと時刻t+Δtにおいて、第1送信アンテナ40aが送信した第1送信波と第2送信アンテナ40bが送信した第2送信波と、反射体5がそれぞれ反射した反射波を受信する。
位置推定ステップ103により、第1受信アンテナ41aが受信した第1送信波と反射体5が反射した反射波と、第2受信アンテナ41bが受信した第2送信波と反射体5が反射した反射波とに基づいて、各アンテナ対42の組み合わせに対する尤度分布の合成により、反射波の時刻tと時刻t+Δtにおける位相の変化とに基づいて、反射体5の体内での移動の範囲及び移動の方向を推定する。
10 :体表面
11 :体内
2 :位置推定装置
20 :CPU
21 :ROM
22 :RAM
23 :記憶部
24 :I/F
25 :I/F
26 :I/F
27 :内部バス
28 :表示部
29 :入出力部
3 :データベース
30 :送受信部
4 :送受信装置
40 :送信アンテナ
40a :第1送信アンテナ
40b :第2送信アンテナ
40c :第3送信アンテナ
40d :第4送信アンテナ
41 :受信アンテナ
41a :第1受信アンテナ
41b :第2受信アンテナ
41c :第3受信アンテナ
41d :第4受信アンテナ
42 :アンテナ対
42a :第1のアンテナ対
42b :第2のアンテナ対
42c :第3のアンテナ対
42d :第4のアンテナ対
5 :反射体
6 :公衆通信網
Sd :直接波
Sr :反射波
Claims (4)
- 体内を通過する反射体の通過を推定する医療支援システムであって、
少なくとも時刻tと、時刻t+Δtとに送信波を送信する、少なくとも体表面に貼付可能な第1送信アンテナと、
少なくとも体表面に貼付可能な第1受信アンテナと、
前記第1送信アンテナが送信した前記送信波を反射し、体内に存在可能な反射体と、
前記反射体の前記体内における通過を推定する位置推定部と、
を備え、
前記第1受信アンテナは、
前記第1送信アンテナが送信した前記送信波と、
前記反射体が反射した前記送信波の反射波と、を受信し、
前記位置推定部は、
前記第1受信アンテナが受信した前記送信波、及び前記第1受信アンテナが受信した前記反射波、のそれぞれの、時刻tと、時刻t+Δtとにおける位相の変化に基づいて、
前記反射体の前記体内の通過を推定すること、
を特徴とする医療支援システム。 - 体内を移動する反射体の移動を推定する医療支援システムであって、
少なくとも時刻tと、時刻t+Δtとに送信波を送信する、少なくとも体表面に貼付可能な第1送信アンテナと、
少なくとも体表面に貼付可能な第1受信アンテナ及び第2受信アンテナと、
前記第1送信アンテナが送信した前記送信波を反射し、体内に存在可能な反射体と、
前記反射体の前記体内における移動の範囲及び移動の方向を推定する位置推定部と、
を備え、
前記第1受信アンテナは、
前記第1送信アンテナが送信した前記送信波と、
前記反射体が反射した前記送信波の反射波と、を受信し、
前記第2受信アンテナは、
前記第1送信アンテナが送信した前記送信波と、
前記反射体が反射した前記送信波の反射波と、を受信し、
前記位置推定部は、
前記第1受信アンテナが受信した前記送信波、及び前記第1受信アンテナが受信した前記反射波、のそれぞれの、時刻tと、時刻t+Δtとにおける位相の変化と、
前記第2受信アンテナが受信した前記送信波、及び前記第2受信アンテナが受信した前記反射波、のそれぞれの、時刻tと、時刻t+Δtとにおける位相の変化と、に基づいて、前記反射体の前記体内の移動の範囲及び移動の方向を推定すること、
を特徴とする医療支援システム。 - 体内を移動する反射体の移動を推定する医療支援システムであって、
少なくとも時刻tと、時刻t+Δtとに送信波を送信する、少なくとも体表面に貼付可能な第1送信アンテナ及び第2送信アンテナと、
少なくとも体表面に貼付可能な第1受信アンテナと、
前記第1送信アンテナが送信した第1送信波、及び前記第2送信アンテナが送信した第2送信波を反射する、体内に存在可能な反射体と、
前記反射体の前記体内における移動の範囲及び移動の方向を推定する位置推定部と、
を備え、
前記第1受信アンテナは、
前記第1送信アンテナが送信した前記第1送信波、及び前記第2送信アンテナが送信した前記第2送信波と、前記反射体が反射した前記第1送信波の第1反射波、及び前記第2送信波の第2反射波と、をそれぞれに受信し、
前記位置推定部は、
前記第1受信アンテナが受信した前記第1送信波と前記第1反射波、及び前記第2送信波と前記第2反射波、のそれぞれの、時刻tと、時刻t+Δtとにおける位相の変化に基づいて、
前記反射体の前記体内の移動の範囲及び移動の方向を推定すること、
を特徴とする医療支援システム。 - 体内を移動する反射体の移動を推定する医療支援システムであって、
少なくとも時刻tと、時刻t+Δtとに送信波を送信する、少なくとも体表面に貼付可能な第1送信アンテナ及び第2送信アンテナと、
少なくとも体表面に貼付可能な第1受信アンテナ及び第2受信アンテナと、
前記第1送信アンテナが送信した第1送信波、及び前記第2送信アンテナが送信した第2送信波を反射する、体内に存在可能な反射体と、
前記反射体の前記体内における移動の範囲及び移動の方向を推定する位置推定部と、
を備え、
前記第1受信アンテナは、
前記第1送信アンテナが送信した前記第1送信波、及び前記第2送信アンテナが送信した前記第2送信波と、前記反射体が反射した前記第1送信波の第1反射波、及び前記第2送信波の第2反射波と、をそれぞれに受信し、
前記第2受信アンテナは、
前記第1送信アンテナが送信した前記第1送信波、及び前記第2送信アンテナが送信した前記第2送信波と、前記反射体が反射した前記第1送信波の第1反射波、及び前記第2送信波の第2反射波と、をそれぞれに受信し、
前記位置推定部は、
前記第1受信アンテナが受信した前記第1送信波と前記第1反射波、及び前記第2送信波と前記第2反射波、のそれぞれの、時刻tと、時刻t+Δtとにおける位相の変化と、
前記第2受信アンテナが受信した前記第1送信波と前記第1反射波、及び前記第2送信波と前記第2反射波、のそれぞれの、時刻tと、時刻t+Δtとにおける位相の変化と、に基づいて、前記反射体の前記体内の移動の範囲及び移動の方向を推定すること、
を特徴とする医療支援システム。
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