專利名稱：采用了毫米波段電磁波的生物體信息的獲取方法、獲取并顯示生物體信息的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種生物體組織用的電磁波圖像分析法以及裝置，其具備兩個(gè)以上的分析單元，該分析單元至少為以下兩種分析單元之一，其中，一種分析單元具有毫米波區(qū)域的電磁波的照射單元及其透過(guò)、反射、自發(fā)輻射的接收單元；另一種分析單元不具有電磁波照射單元且僅由接收來(lái)自作為檢體的生物體組織的自發(fā)電磁波的接收單元構(gòu)成，并且，通過(guò)具有適當(dāng)接口的計(jì)算機(jī)，對(duì)來(lái)自上述接收單元的信號(hào)進(jìn)行合成及圖像處理并進(jìn)行顯示，并對(duì)生物體組織的異?；蛉S結(jié)構(gòu)、剖面結(jié)構(gòu)、表面結(jié)構(gòu)等進(jìn)行圖像顯示，因此適用于對(duì)人類和動(dòng)物等的組織的觀察和各種疾病的早期診斷、預(yù)防診斷、治療等。
背景技術(shù)：
作為醫(yī)療圖像診斷法及裝置，而以往廣泛普及有超聲波回聲診斷法及裝置、X射線斷層攝影法及裝置(X射線CT)、磁共振法及裝置(MRI)、正電子發(fā)射攝影法及裝置(PET)等。
另一方面，電磁波不僅包括用于雷達(dá)或通信的所謂的電波，還包括比電波遠(yuǎn)遠(yuǎn)高頻的光和X射線(倫琴射線)。作為醫(yī)療計(jì)測(cè)而公知有X射線的利用，但也公知有采用了光的區(qū)域和太赫(THz)區(qū)域的醫(yī)療計(jì)測(cè)技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2、專利文獻(xiàn)3)。
當(dāng)然，也公知有采用了所謂的電波區(qū)域的醫(yī)療計(jì)測(cè)(參照專利文獻(xiàn)4、專利文獻(xiàn)5、專利文獻(xiàn)6)。特別是，也公知有電磁波是超寬帶(UWBUltra Wide Band)電磁波，且使用它可進(jìn)行醫(yī)療計(jì)測(cè)(參照專利文獻(xiàn)7、專利文獻(xiàn)8、專利文獻(xiàn)9)。在這里，超寬帶電磁波是指具有從信號(hào)的中心頻率起25％以上、或者1.5GHz以上的傳送頻帶的電磁波。在專利文獻(xiàn)9中，也記載有接收振蕩生成的電磁脈沖的反射波，并從該信號(hào)得到醫(yī)學(xué)上有用的圖像而用于診斷。另外，在專利文獻(xiàn)12中公開(kāi)有如下這樣的方法和裝置照射特定頻率(430-480MHz及其倍數(shù))的電磁波，并用電磁頻譜分析裝置觀察由該照射所產(chǎn)生的吸收譜線和頻率位移，而得到與生物體組織的各向異性相關(guān)的信息，從而對(duì)人類和動(dòng)作等很多生物體組織評(píng)估有無(wú)女性胸部的異常、有無(wú)生殖器、癌等病理學(xué)上的異常。
大概在10GHz以上的電磁波區(qū)域中，生物體數(shù)據(jù)的積累較少。相對(duì)于此，對(duì)于從1MHz頻帶至10GHz左右(以波長(zhǎng)來(lái)說(shuō)是“m”或“cm”的級(jí)別)，已積累有癌變細(xì)胞和正常細(xì)胞的電特性數(shù)據(jù)，所以也能夠進(jìn)行如專利文獻(xiàn)5、專利文獻(xiàn)6那樣的醫(yī)療診斷。但是，還未具備有在超過(guò)波長(zhǎng)為“mm”級(jí)別的10GHz的頻率下的生物體數(shù)據(jù)。因此，這些以往的醫(yī)療圖像診斷法及裝置具有如下這樣的課題，即，分辨率低、對(duì)生物體造成放射性損傷、診斷時(shí)間長(zhǎng)、裝置昂貴而診斷費(fèi)變高等。尤其作為一例而以癌診斷為例，則利用現(xiàn)在所普及的上述醫(yī)療診斷法以及裝置來(lái)發(fā)現(xiàn)的癌多是中晚期，另外，盡管早期發(fā)現(xiàn)初期的病變是治療的關(guān)鍵，但是要實(shí)現(xiàn)它卻非常困難。上述醫(yī)療診斷法以及裝置的分辨率再精細(xì)也有幾mm，因此早期發(fā)現(xiàn)幾μm至1mm左右的初期的病變是非常困難的。
另一方面，也公知有使用毫米波雷達(dá)裝置來(lái)提高觀測(cè)對(duì)象的檢測(cè)精度的技術(shù)。例如，專利文獻(xiàn)11是有關(guān)用于觀測(cè)在道路上行駛的車輛、或者用于探測(cè)地中的地雷、探測(cè)資源的內(nèi)容。但是，關(guān)于將毫米波電磁波利用于醫(yī)用圖像成像的內(nèi)容，也因?yàn)橛腥缟鲜瞿菢記](méi)有具備生物體數(shù)據(jù)的原因，而還沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行過(guò)公開(kāi)。
但是，上述的生物體信息的獲取方法是一種從在向生物體照射電磁波的狀態(tài)下所計(jì)測(cè)到的透過(guò)電磁波以及反射電磁波數(shù)據(jù)“主動(dòng)地”計(jì)測(cè)出生物體信息的方法。相對(duì)于此，也公知有一種從在向生物體未照射電磁波的狀態(tài)下“被動(dòng)地”計(jì)測(cè)到的自發(fā)輻射電磁波數(shù)據(jù)獲取生物體信息的方法。自發(fā)輻射電磁波是一種所謂熱線的紅外區(qū)域的電磁波輻射，而可得到依賴于生物體的溫度的信息。公知的溫度記錄儀(thermograph)、熱像圖儀(thermoviewer)等表面溫度分布成像儀(imager)就是利用它的儀器。這些可稱為生物體表面溫度的信息成像裝置。
在有關(guān)自發(fā)輻射電磁波的成像裝置的專利文獻(xiàn)10中公開(kāi)有一種如下這樣的方法，即，從作為自發(fā)輻射電磁波的紅外線的輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)得到生物體內(nèi)部的溫度信息，從而了解腫瘤的存在和體內(nèi)的代謝活動(dòng)的方法。這是一種這樣的方法，即，將生物體內(nèi)的溫度傳播現(xiàn)象置換為電路而使兩者近似，并通過(guò)該電路模型來(lái)從生物體的自發(fā)輻射電磁波數(shù)據(jù)反過(guò)來(lái)得到生物體內(nèi)部的熱源位置的信息，從而輸出熱源分布圖像的方法。但是，該發(fā)明只能了解體表面的熱的異常變化，而不能對(duì)三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖像顯示。
專利文獻(xiàn)13(JP特開(kāi)平10-192282)是一種如下這樣的裝置，即，通過(guò)對(duì)牙齒或骨骼照射電磁波而被輻射的反射或者透過(guò)的電磁波進(jìn)行拍攝、或者通過(guò)對(duì)未商社而被輻射的電磁波進(jìn)行拍攝，而可檢測(cè)出生物體是否健康的裝置。作為所使用的電磁波而雖舉例了紅外線，但是也可以采用紫外線、可見(jiàn)光、無(wú)線電波、X射線、γ射線等相干光以及非相干光。并沒(méi)有對(duì)所使用的電磁波進(jìn)行了限定。并沒(méi)有提及有關(guān)什么樣的電磁波是怎樣效果的內(nèi)容。
專利文獻(xiàn)14(JP特開(kāi)2002-248088)是如下這樣的發(fā)明，即，通過(guò)對(duì)第一經(jīng)穴發(fā)射超高頻(UHF)電磁波并檢測(cè)出從第二經(jīng)穴所輻射的電磁波，而從兩經(jīng)穴間的信號(hào)的傳導(dǎo)率或者介電常數(shù)診斷出器官的狀態(tài)的發(fā)明。在該發(fā)明是對(duì)于兩點(diǎn)之間的計(jì)測(cè)，而不是對(duì)整個(gè)人體所進(jìn)行的平面狀或者立體狀的計(jì)測(cè)。
專利文獻(xiàn)15(JP特開(kāi)2003-294535)是一種有關(guān)如下這樣的裝置以及方法的發(fā)明，即，接收從人體所輻射的電磁波而測(cè)定測(cè)定部位的傳導(dǎo)率或介電常數(shù)，并將傳導(dǎo)率或者介電常數(shù)變換為溫度，從而計(jì)測(cè)出該測(cè)定部位的溫度的裝置以及方法。但是，這只是對(duì)人體的特定部位進(jìn)行測(cè)定的發(fā)明，而不是對(duì)全身以平面狀或者立體狀進(jìn)行計(jì)測(cè)的發(fā)明。
另外，在專利文獻(xiàn)16(JP特開(kāi)2001-14446)、專利文獻(xiàn)17(JP2004-180932)、專利文獻(xiàn)18(2003-190101)等中，公開(kāi)有一種對(duì)于通過(guò)多個(gè)醫(yī)療圖像裝置所得到的圖像的同一部位進(jìn)行合成的方法。
專利文獻(xiàn)1JP專利第1911906號(hào)“光斷層像成像裝置”，新技術(shù)事業(yè)團(tuán)等專利文獻(xiàn)2JP專利第3365397號(hào)“多波道光計(jì)測(cè)裝置”，株式會(huì)社島津制作所專利文獻(xiàn)3國(guó)際申請(qǐng)WO00/50859號(hào)“Method and apparatus for TeraHerzImaging”，Toshiba Research Europe Ltd.
專利文獻(xiàn)4美國(guó)專利6448788號(hào)“Fixed array microwave imagingapparatus and method”Microwave Imaging System Technologies，Inc.
專利文獻(xiàn)5美國(guó)專利6421550號(hào)“Microwave discrimination betweenmalignant and benign breast tumors”INTERSTITIAL INC.
專利文獻(xiàn)6美國(guó)專利6061589號(hào)“Microwave antenna for cancer detectionsystem”INTERSTITIAL INC.
專利文獻(xiàn)7美國(guó)專利5361070號(hào)“Ultra-wideband radar motion sensor”Regents of the University of California專利文獻(xiàn)8美國(guó)公開(kāi)專利2003/0090407“Ultra-wideband imaging system”Santhoff，John H.
專利文獻(xiàn)9國(guó)際申請(qǐng)WO01/18533號(hào)“Radar Apparatus for Imagingand/or Spectrometric Analysis and Methods of Performing Imaging and/orSpectrometric Analysis of a Substance for Dimensional Measurement，Identification and Precision Radar Mapping”Stove George Colin專利文獻(xiàn)10美國(guó)專利6023637號(hào)“Method and apparatus for thermalradiation imaging”Liu，et al專利文獻(xiàn)11JP特開(kāi)2003-299066號(hào)“圖像處理裝置及其方法”松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社專利文獻(xiàn)12JP特表2003-530902“以化學(xué)方式構(gòu)成的系統(tǒng)中的各向異性的電磁分析裝置”Vedruccio(ベドルツチョ)，Clarbruno(クラルブル一ノ)專利文獻(xiàn)13JP特開(kāi)平10-192282“生物體診斷裝置”株式會(huì)社江川專利文獻(xiàn)14JP特開(kāi)2002-248088“利用超高頻信號(hào)的生物體診斷用數(shù)據(jù)獲取裝置及方法”三星電子專利文獻(xiàn)15JP特開(kāi)2003-294535“非入侵性的生物體溫度的測(cè)定裝置及其方法”三星電子專利文獻(xiàn)16JP特開(kāi)2001-14446“醫(yī)用圖像處理裝置”東芝及其他一個(gè)公司專利文獻(xiàn)17JP特開(kāi)2004-180932“計(jì)算機(jī)輔助診斷裝置”東芝專利文獻(xiàn)18JP特開(kāi)2003-190101“生物體診斷裝置”柯尼卡(コニカ)
發(fā)明的公開(kāi)發(fā)明想要解決的課題如專利文獻(xiàn)1至專利文獻(xiàn)12所述，公知有如下這樣的方法和裝置對(duì)向生物體照射包括光的各種電磁波而得到的透過(guò)、反射、自發(fā)輻射的信號(hào)進(jìn)行分析，從而提取醫(yī)學(xué)上有用的信息的方法和裝置；以及，對(duì)生物體的自發(fā)電磁波進(jìn)行分析，從而提取醫(yī)學(xué)上有用的信息的方法和裝置。但是，要得到更加有用的信息，則使用毫米波段電磁波更加有效。本發(fā)明提供一種這樣的方法和裝置，即，向生物體照射毫米波區(qū)域的電磁波，并對(duì)其透過(guò)、反射、自發(fā)輻射的信號(hào)進(jìn)行分析，從而提取醫(yī)學(xué)上有用的信息的方法和裝置。用于解決課題的手段即，本發(fā)明是一種生物體信息的獲取方法，具有預(yù)先準(zhǔn)備第一數(shù)據(jù)庫(kù)的同時(shí)(參照?qǐng)D3)，預(yù)先準(zhǔn)備第二數(shù)據(jù)庫(kù)(參照?qǐng)D4)，并基于第一數(shù)據(jù)庫(kù)信息，從在向檢查對(duì)象的生物體照射了毫米波段電磁波的狀態(tài)下所測(cè)定到的透過(guò)電磁波以及反射電磁波數(shù)據(jù)獲取檢查對(duì)象的生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)信息的工序(參照?qǐng)D5)，其中上述第一數(shù)據(jù)庫(kù)是從在向生物體照射毫米波段電磁波的狀態(tài)下所計(jì)測(cè)到的透過(guò)電磁波以及反射電磁波數(shù)據(jù)，按各生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)分類及整理出生物體表面以及生物體內(nèi)部的毫米波段電磁波特性的數(shù)據(jù)庫(kù)；上述第二數(shù)據(jù)庫(kù)是從在向生物體未照射電磁波的狀態(tài)下所計(jì)測(cè)到的自發(fā)輻射電磁波數(shù)據(jù)，按各生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)分類即整理出生物體的電磁波自發(fā)輻射特性數(shù)據(jù)庫(kù)；基于第二數(shù)據(jù)庫(kù)的信息，從在向檢查對(duì)象的生物體未照射電磁波的狀態(tài)下所測(cè)定到的自發(fā)輻射電磁波數(shù)據(jù)獲取檢查對(duì)象的生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)信息的工序(參照?qǐng)D6)。在本說(shuō)明書(shū)中，所謂“實(shí)際狀態(tài)”是指與生物體的物理學(xué)上的位置、硬度、尺寸等相關(guān)的、所計(jì)測(cè)到的狀態(tài)。
圖3是準(zhǔn)備按照各生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)分類及整理出生物體內(nèi)部的毫米波段電磁波特性的第一數(shù)據(jù)庫(kù)的流程的說(shuō)明圖，圖4是準(zhǔn)備按照各生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)分類及整理出生物體的電磁波自發(fā)輻射特性的第二數(shù)據(jù)庫(kù)的流程的說(shuō)明圖，圖5是基于第一數(shù)據(jù)庫(kù)信息而從在向檢查對(duì)象的生物體照射了毫米波段電磁波的狀態(tài)下所測(cè)定到的透過(guò)電磁波以及反射電磁波數(shù)據(jù)獲取檢查對(duì)象的生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)信息的工序流程的說(shuō)明圖，圖6是基于第二數(shù)據(jù)庫(kù)信息而從在向檢查對(duì)象的生物體未照射電磁波的狀態(tài)下所測(cè)定到的自發(fā)輻射磁波數(shù)據(jù)獲取檢查對(duì)象的生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)信息的工序流程的說(shuō)明圖。
毫米波段電磁波優(yōu)選為具有6mm至14mm的電磁波成分的電磁波，更優(yōu)選的是8mm波長(zhǎng)(37.5GHz)。優(yōu)選地，該電磁波以超寬帶(UWBUltraWide Band)電磁波照射在生物體上。這是因?yàn)?，若此為超寬帶電磁波，則能降低各頻率的能量，所以能夠避免特定頻率的電磁波給生物體帶來(lái)的有害影響。照射到生物體表面的電磁波能量密度優(yōu)選為40mW/cm2以下。
超寬帶電磁波通過(guò)時(shí)間上連續(xù)的多個(gè)重復(fù)電磁脈沖來(lái)發(fā)生。即，優(yōu)選地，本發(fā)明的毫米波段電磁波的頻帶寬度為1.5GHz以上，至少具有波長(zhǎng)為6mm至14mm的電磁波成分，生物體表面以及生物體內(nèi)部的毫米波段電磁波特性至少包括在波成為6mm至14mm的電磁波中的特性，本發(fā)明的毫米波段電磁波通過(guò)時(shí)間上連續(xù)的多個(gè)重復(fù)電磁脈沖來(lái)產(chǎn)生，該電磁脈沖的脈沖時(shí)間寬度為0.1至10納秒，多個(gè)電磁脈沖的重復(fù)時(shí)間間隔為0.1至10微妙。
在此，具有6mm至14mm的電磁波成分的電磁波的有效性有如下三中1、作為第一數(shù)據(jù)庫(kù)的準(zhǔn)備，而照射具有6mm至14mm的電磁波成分的電磁波所得到的任意的波長(zhǎng)區(qū)域的透過(guò)電磁波以及反射電磁波數(shù)據(jù)是作為生物體信息而有效的；2、作為第二數(shù)據(jù)庫(kù)的準(zhǔn)備，而在向生物體未照射電磁波的狀態(tài)下所計(jì)測(cè)到的6mm至14mm的波長(zhǎng)區(qū)域的自發(fā)輻射電磁波數(shù)據(jù)是作為生物體信息而有效的；3、在照射具有6mm至14mm的電磁波成分的電磁波之后，時(shí)間上延遲而出現(xiàn)自發(fā)輻射，該自發(fā)輻射的6mm至14mm的波長(zhǎng)區(qū)域的電磁波數(shù)據(jù)是作為生物體信息而有效的。
3是具有6mm至14mm的電磁波成分的電磁波的照射成為導(dǎo)火線(誘因)而引起生物體內(nèi)的電磁反應(yīng)，從而誘發(fā)6mm至14mm的波長(zhǎng)區(qū)域的自發(fā)輻射。因此，在廣義上包含在1中。理所當(dāng)然地，為了利用上述1的有效性，而需要接收任意(特定)的波長(zhǎng)區(qū)域電磁波的單元。另外，理所當(dāng)然地，為了利用上述2、3的有效性，而需要接收6mm至14mm的電磁波的單元。
為了獲取更多的生物體信息，而可采用具有從不同的固定位置向生物體發(fā)射毫米波段電磁波的多個(gè)固定輻射源的結(jié)構(gòu)、作為將毫米波段磁波輻射源裝載在移動(dòng)單元而移動(dòng)的同時(shí)、從不同的位置向生物體發(fā)射電磁波的移動(dòng)輻射源的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，在任一的結(jié)構(gòu)均能夠接收電磁波相對(duì)生物體以怎樣的位置關(guān)系(方向和距離)照射的信息后進(jìn)行識(shí)別。因此，優(yōu)選地，將毫米波段電磁波發(fā)生源的位置信息埋入(疊加)到輻射電波自身而進(jìn)行照射。這可通過(guò)電磁波的加密技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。密碼在接收后被解密，而得到生成了接收電磁波的照射電磁波的位置信息。優(yōu)選地，疊加密碼是對(duì)生物體信息的獲取不產(chǎn)生影響的數(shù)字密碼。作為雷達(dá)探測(cè)技術(shù)而公知有在輻射電波上疊加數(shù)字密碼，并在接收側(cè)進(jìn)行密碼解密而利用的方法。
即，優(yōu)選地，毫米波段電磁波是在不同的固定位置或者時(shí)間上不同的位置所發(fā)生的、且加密并疊加有該發(fā)生裝置的信息，基于對(duì)上述發(fā)生位置的信息進(jìn)行加密并疊加的加密法，對(duì)在照射了毫米波段電磁波的狀態(tài)下所計(jì)測(cè)到的透過(guò)電磁波以及反射電磁波數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，并將所得到的毫米波段電磁波發(fā)生位置信息附加在生物體表面以及生物體內(nèi)部的毫米波段電磁波特性。
將在不同的固定位置同時(shí)發(fā)生、或者在時(shí)間上不同的位置以多個(gè)定時(shí)所發(fā)生的毫米波段電磁波照射在生物體而計(jì)測(cè)到的透過(guò)電磁波以及反射電磁波數(shù)據(jù)，以公知的合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture RadarSAP)的技術(shù)被變換為二維或者三維的生物體圖像信息。在該圖像信息生成中，可利用通過(guò)上述的密碼解密而可得到的毫米波段電磁波發(fā)生位置信息。
在得到生物體圖像信息時(shí)，若存在生物體內(nèi)的組織或臟器的位置的預(yù)置數(shù)據(jù)，則可提高圖像變換的處理效率。該位置的預(yù)置優(yōu)選是對(duì)東洋醫(yī)學(xué)上所謂“經(jīng)穴”“經(jīng)絡(luò)”的位置(針灸的穴位的位置)。將這些位置作為預(yù)置數(shù)據(jù)，而可以作為在確定生物體內(nèi)的組織或臟器的位置時(shí)表示位置關(guān)系的暫定位置、或者將這些位置作為圖像解析的網(wǎng)目(mesh網(wǎng)格)的焦點(diǎn)而利用。經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)不僅是生物體的三維的相對(duì)位置坐標(biāo)，而且是為了解被計(jì)測(cè)者的健康狀態(tài)而測(cè)定生物體信息的計(jì)測(cè)位置。將經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的正常時(shí)的生物體信息值預(yù)先記憶在數(shù)據(jù)庫(kù)中，并計(jì)測(cè)被計(jì)測(cè)者的對(duì)應(yīng)的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的生物體信息值，然后對(duì)該正常值和該計(jì)測(cè)值進(jìn)行比較，而能夠?qū)⑵渥鳛橛糜诹私獗挥?jì)測(cè)者的狀態(tài)是否正常的線索。例如，假設(shè)小腸的經(jīng)絡(luò)功能失去均衡，而通過(guò)本發(fā)明的醫(yī)療診斷裝置來(lái)描畫(huà)小腸經(jīng)絡(luò)線，則在和正常的小腸經(jīng)絡(luò)線之間產(chǎn)生差異。若該差異越大，則表示失調(diào)狀態(tài)越嚴(yán)重，因此最好對(duì)與小腸經(jīng)絡(luò)對(duì)應(yīng)的臟腑和組織器官進(jìn)行重點(diǎn)的檢查。但是，若功能正常，則意味著所計(jì)測(cè)到的經(jīng)絡(luò)線和正常的經(jīng)絡(luò)線的差異小或者一致而沒(méi)有病狀。另外，為了解決上述課題，本發(fā)明的電磁波醫(yī)療診斷法以及裝置，其特征在于，取得如下這樣的單元，即，該單元具備兩種以上的分析方法，該分析方法至少為以下兩種分析方法之一，其中，一種分析方法具有毫米波區(qū)域的電磁波的照射單元及接收單元；另一種分析方法不具有電磁波照射單元且僅由接收來(lái)自作為檢體的生物體組織的自發(fā)電磁波的單元構(gòu)成，并且，通過(guò)具有適當(dāng)?shù)慕涌诘挠?jì)算機(jī)，對(duì)來(lái)自上述接收方法的信號(hào)進(jìn)行合成及圖像處理，并對(duì)患部的三維結(jié)構(gòu)、剖面結(jié)構(gòu)、或者表面結(jié)構(gòu)等進(jìn)行圖像顯示。另外，為了解決上述課題的本發(fā)明的電磁波醫(yī)療診斷法以及裝置的特征在于，取得如下這樣的單元，即，將來(lái)自上述兩種以上的分析方法的信號(hào)類分別經(jīng)由適當(dāng)?shù)慕涌陬惗蓴?shù)字信號(hào)處理器類進(jìn)行處理，并將該信號(hào)類導(dǎo)入具有存儲(chǔ)部和分析部且安裝有診斷軟件的數(shù)字信號(hào)處理器類，而合成兩種信號(hào)并實(shí)施分析診斷運(yùn)算處理，然后將該運(yùn)算處理結(jié)果所輸出的信號(hào)輸入到數(shù)字信號(hào)處理器類并實(shí)施圖像處理等處理，然后向圖像顯示裝置等輸出并進(jìn)行顯示。
發(fā)明的效果相對(duì)由使用了以往的電磁波區(qū)域的生物體信息獲取法所得到的生物體信息，通過(guò)使用毫米波段電磁波，而以高效率得到質(zhì)、量均都更加優(yōu)異的、有效的生物體信息，從而能夠進(jìn)行更加恰當(dāng)?shù)尼t(yī)療診斷。另外，具有如下的效果提供一種高分辨率、無(wú)輻射線損傷、可進(jìn)行高速診斷的圖像診斷法以及裝置，且能夠?qū)崿F(xiàn)廉價(jià)的診斷費(fèi)。另外，若以將本發(fā)明用于癌診斷的情況為例，則能夠以高分辨率可靠地進(jìn)行利用三維圖像診斷、剖面圖像診斷和患部的涂色顯示等的診斷等，而能早期發(fā)現(xiàn)初期的患部，因此具有能實(shí)現(xiàn)容易治療的效果。在圖7中示出通過(guò)本發(fā)明的裝置來(lái)提供用于醫(yī)師診斷的生物體信息的說(shuō)明圖。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1是采用了與生物體表面接觸的電磁波發(fā)射單元及接收單元的本發(fā)明的生物體信息的獲取裝置(和超聲波CT斷層圖像顯示裝置相同)的說(shuō)明圖。
圖2是采用了與生物體表面不接觸的電磁波發(fā)射單元及接收單元的本發(fā)明的生物體信息的獲取裝置(和X射線CT斷層圖像顯示裝置相同)的說(shuō)明圖。
圖3是準(zhǔn)備按照各生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)分類及整理出生物體內(nèi)部的毫米波段電磁波特性的第一數(shù)據(jù)庫(kù)的流程的說(shuō)明圖。
圖4是準(zhǔn)備按照各生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)分類及整理出對(duì)生物體的電磁波自發(fā)輻射特性的第二數(shù)據(jù)庫(kù)的流程的說(shuō)明圖。
圖5是基于第一數(shù)據(jù)庫(kù)信息而從在向檢查對(duì)象的生物體照射了毫米波段電磁波的狀態(tài)下所測(cè)定到的透過(guò)電磁波以及反射電磁波數(shù)據(jù)獲取檢查對(duì)象的生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)信息的工序流程的說(shuō)明圖。
圖6是基于第二數(shù)據(jù)庫(kù)信息而從在向檢查對(duì)象的生物體未照射電磁波的狀態(tài)下所測(cè)定到的自發(fā)輻射電磁波數(shù)據(jù)獲取檢查對(duì)象的生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)信息的工序流程的說(shuō)明圖。
圖7是由本發(fā)明裝置提供用于醫(yī)生診斷的生物體信息的說(shuō)明圖。
圖8是關(guān)于毫米波段電磁波的加密單元及其解密單元的說(shuō)明圖。
圖9是關(guān)于毫米波段電磁波發(fā)射單元的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖10是關(guān)于電磁波接收單元的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖11是表示本發(fā)明的雷達(dá)醫(yī)療診斷法以及裝置的一例的要部的框圖。
圖12是表示本發(fā)明的雷達(dá)醫(yī)療診斷法以及裝置的一個(gè)適用例的要部的框圖。
圖13是作成立體圖像的流程圖。
圖14是兩種立體圖像的作成流程圖。
圖15是對(duì)于MB法和MC法運(yùn)算所需時(shí)間的比較。
圖16是關(guān)于DMC法的框圖。
圖17是關(guān)于VOMI系統(tǒng)的框圖。
圖18是表示利用本發(fā)明的雷達(dá)醫(yī)療診斷法以及裝置來(lái)顯示灰度三維圖像的一例的人體要部的示意圖。
附圖標(biāo)記的說(shuō)明
D1與生物體表面接觸的方式的電磁波接收單元(和超聲波CT斷層圖像顯示裝置相同)D2與生物體表面不接觸的電磁波接收單元(和X射線CT斷層圖像顯示裝置相同)M裝載檢查對(duì)象的生物體，并在D2的檢查范圍內(nèi)直線移動(dòng)的單元P檢查對(duì)象的生物體Rad毫米波段電磁波的發(fā)射單元(發(fā)射天線)Rec毫米波段電磁波在檢查生物體被反射及透過(guò)的電磁波的接收單元或者生物體自發(fā)輻射電磁波的接收單元(接收天線)DSP數(shù)字信號(hào)處理器101具有電磁波照射單元以及接收單元的分析單元部102不具有電磁波照射單元且僅由接收來(lái)自作為檢體的生物體組織的自發(fā)電磁波的單元構(gòu)成的分析單元部103圖像處理部201診斷床202人體203接收單元204掃描方向301數(shù)據(jù)采集部302重采樣部303分割/分類部304多邊形部(變換部以及立體描畫(huà)部)305多邊形部(表面提取部以及變換部)306顯示部501主程序(master)502副程序(slave)601數(shù)據(jù)采集部602數(shù)據(jù)處理部603視場(chǎng)變換部604電磁波束跟蹤部
605體單元投影部606視場(chǎng)變換部607顯示部701立體圖像數(shù)據(jù)702中間面顯示部703數(shù)字立體圖像部801數(shù)據(jù)采集部802數(shù)據(jù)處理部803數(shù)據(jù)庫(kù)804前處理部805觀察點(diǎn)變換部806切片(slice)作成部807面圖像作成部808體圖像作成部809顯示部810人機(jī)對(duì)話(interactive)部811圖像變換部用于實(shí)施發(fā)明的最佳方式作為用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式，而對(duì)本發(fā)明的裝置進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明的裝置由電磁脈沖發(fā)生器、電磁波頻率調(diào)整器、電磁波接收器、信號(hào)處理器等構(gòu)成，但這些可通過(guò)公知技術(shù)的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。作為接收器，可根據(jù)需要而使用聲波接收器、光接收器、以及紅外線(溫度)區(qū)域的電磁波接收器(溫度記錄儀)等。
另外，在本發(fā)明中，將第一、第二數(shù)據(jù)庫(kù)的物理數(shù)據(jù)值用作顏色及濃淡信息，而對(duì)與CT(Computer Tomography計(jì)算機(jī)斷層攝影)同樣的生物體斷層圖像或者三維的立體圖像進(jìn)行重組顯示，但這也能通過(guò)公知的軟件、圖像顯示裝置來(lái)容易地實(shí)現(xiàn)。為了把握復(fù)雜的生物體內(nèi)信息，也優(yōu)選并列顯示作為對(duì)象的生物體的斷層圖像或者三維的立體圖像，但這也能夠通過(guò)公知技術(shù)來(lái)容易地實(shí)現(xiàn)。
關(guān)于構(gòu)成本發(fā)明的硬件(電磁波發(fā)生器和電磁波接收器)，可考慮兩種實(shí)現(xiàn)方法(implementations)。一種是如超聲波診斷裝置那樣使電磁波(聲波)發(fā)生器和接收器與生物體表面直接接觸的方式，另一種是如X射線CT(Computer Tomography計(jì)算機(jī)斷層攝影)那樣使電磁波(X射線)發(fā)生器和接收器從生物體分離開(kāi)，例如以環(huán)狀包圍生物體而被配置。圖1表示前者，圖2表示后者。
在圖1和圖2中，D1是與生物體表面接觸的方式的電磁波接收單元(和超聲波CT斷層圖像顯示裝置相同)，D2是與生物體表面不接觸的電磁波接收單元(和X射線CT斷層圖像顯示裝置相同)，M是裝載檢查對(duì)象的生物體、并在D2的檢查范圍內(nèi)直線移動(dòng)的單元，P是檢查對(duì)象的生物體，Rad是電磁波的有源發(fā)射單元，Rec是由Red所發(fā)射的電磁波的反射及透過(guò)電磁波的檢測(cè)單元、或者在向生物體未照射毫米波段電磁波的狀態(tài)下所計(jì)測(cè)到的自發(fā)輻射電磁波的檢測(cè)單元。Rec表示這兩者、即反射及透過(guò)電磁波的主動(dòng)檢測(cè)單元和自發(fā)輻射電磁波的被動(dòng)檢測(cè)單元的雙方，為了簡(jiǎn)化，未將它們分開(kāi)圖示。
圖2的D2以環(huán)狀配置在360度的整個(gè)周圍，但是，也可以將它配置在局部，并以使該配置部分繞著環(huán)的中心軸旋轉(zhuǎn)的方法進(jìn)行測(cè)定。這種技術(shù)在CT(Computer Tomography計(jì)算機(jī)斷層攝影)技術(shù)中也是公知的，以此為基礎(chǔ)而能夠?qū)⑵淙菀椎貙?shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的第一、第二數(shù)據(jù)庫(kù)是由通常的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)裝置等構(gòu)成的一般的數(shù)據(jù)庫(kù)，而不是特別的數(shù)據(jù)庫(kù)。在數(shù)據(jù)庫(kù)的制作中，不僅要考慮電磁波在生物體內(nèi)的透過(guò)、反射、自發(fā)輻射信號(hào)的強(qiáng)度，也優(yōu)選進(jìn)行在時(shí)域(頻域)、相位域的數(shù)據(jù)整理，而且能夠利用公知的信號(hào)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)筑技術(shù)。
若對(duì)裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行概括記載，則為具有如下的生物體信息獲取裝置第一數(shù)據(jù)庫(kù)，其從在對(duì)生物體照射了毫米波段電磁波的狀態(tài)下所計(jì)測(cè)到的透過(guò)電磁波以及反射電磁波數(shù)據(jù)，按照生物體構(gòu)成要素的各種實(shí)際狀態(tài)而分類及整理出生物體表面以及生物體內(nèi)部的毫米波段電磁波特性；第二數(shù)據(jù)庫(kù)，其從在對(duì)生物體未照射電磁波的狀態(tài)下所計(jì)測(cè)到的自發(fā)輻射電磁波數(shù)據(jù)，按照生物體構(gòu)成要素的各種實(shí)際狀態(tài)而分類及整理出生物體的電磁波自發(fā)輻射特性；毫米波段電磁波發(fā)射單元，其向檢查對(duì)象的生物體發(fā)射毫米波段電磁波；第一接收單元，其從照射了該毫米波段電磁波的檢查對(duì)象的生物體接收電磁波；第二接收單元，其從檢查對(duì)象的生物體接收自發(fā)輻射的電磁波；基于由上述第一接收單元以及第二接收單元所獲得的數(shù)據(jù)、和上述第一數(shù)據(jù)庫(kù)以及第二數(shù)據(jù)庫(kù)信息，而得到檢查對(duì)象的生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)信息的單元。(在這里，毫米波段電磁波發(fā)射單元是圖1、圖2中的Rad；第一接收單元以及第二接收單元是在圖1、圖2中沒(méi)有分開(kāi)圖示的Rec。)毫米波段電磁波發(fā)射單元具有發(fā)射電磁波的輻射源，該電磁波至少具有波長(zhǎng)為6mm至14mm的電磁波成分，第一接收單元具有接收電磁波的接收器，該電磁波至少具有波長(zhǎng)為6mm至14mm的電磁波成分。另外，在這里，輻射源具備電磁脈沖發(fā)生器，該電磁脈沖發(fā)生器發(fā)生時(shí)間上連續(xù)的多個(gè)重復(fù)電磁脈沖，而且，該電磁脈沖的脈沖時(shí)間寬度為0.1至10納秒，多個(gè)電磁脈沖的重復(fù)時(shí)間間隔為0.1至10微秒。在圖9和圖10中表示這些發(fā)射單元和接收單元的結(jié)構(gòu)例。圖9和圖10中的“可編程的延遲調(diào)整器”涉及下面所說(shuō)明的加密處理。省略其他的圖中方框的說(shuō)明。
如圖1、圖2所示，在毫米波段電磁波發(fā)射單元在由從不同的固定位置向生物體發(fā)射毫米波段電磁波的多個(gè)固定輻射源構(gòu)成的情況下，其同時(shí)具有電磁波加密單元，該電磁波加密單元對(duì)輻射源的固定位置信息進(jìn)行加密并疊加在上述輻射源所發(fā)射的電磁波上，并且，第一接收單元同時(shí)具有密碼解密單元，該密碼解密單元根據(jù)對(duì)上述固定位置信息進(jìn)行加密并疊加的加密法，對(duì)接收電磁波數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。這樣一來(lái)，在接收毫米波段電磁波相對(duì)生物體以怎樣的位置關(guān)系(方向和距離)進(jìn)行了照射的信息之后對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，這有利于對(duì)生物體信息的把握。更具體地說(shuō)，關(guān)于對(duì)生物體內(nèi)的組織或臟器的位置的確定、對(duì)生物體內(nèi)的組織或臟器的狀態(tài)的判定，照射電磁波的方向和距離會(huì)成為重要的條件。
若毫米波段電磁波發(fā)射單元是被裝載在移動(dòng)單元而移動(dòng)的同時(shí)、從不同位置將毫米波段電磁波發(fā)射到生物體的移動(dòng)輻射源(省略圖示權(quán)利要求9)，則其同時(shí)具有電磁波加密單元，該電磁波加密單元對(duì)發(fā)射時(shí)的位置信息進(jìn)行加密并疊加在上述移動(dòng)輻射源所發(fā)射的電磁波上，并且，第一接收單元同時(shí)具有密碼解密單元，該密碼解密單元根據(jù)對(duì)上述發(fā)射電磁波時(shí)的信息進(jìn)行加密并疊加的加密法，對(duì)接收電磁波數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。和上述同樣，在接收毫米波段電磁波相對(duì)生物體以怎樣的位置關(guān)系(方向和距離)進(jìn)行了照射的信息之后對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，這有利于對(duì)生物體信息的把握。圖8是關(guān)于毫米波段電磁波的加密單元及其解密單元的說(shuō)明圖。省略對(duì)圖8的圖中框圖的說(shuō)明。
下面，針對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的電磁波醫(yī)療診斷法以及裝置，基于附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖11是表示本發(fā)明的電磁波醫(yī)療診斷法以及裝置的一例的要部的框圖。
上述醫(yī)療診斷法以及裝置由分析單元部101、分析單元部102、圖像處理部103的三個(gè)部分組成，其中分析單元部101具有電磁波的照射單元以及接收單元；分析單元102不具有電磁波照射單元且僅由接收來(lái)自作為檢體的生物體組織的自發(fā)電磁波的單元構(gòu)成；圖像處理部103對(duì)來(lái)自這兩個(gè)系統(tǒng)的分析單元的信號(hào)進(jìn)行合成及分析診斷而生成圖像信號(hào)。
在具有電磁波的照射單元以及接收單元的分析單元部101中，將來(lái)自合成孔徑雷達(dá)的信號(hào)在利用放大器放大成適當(dāng)?shù)臄?shù)字信號(hào)的32位左右的小規(guī)模的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)中進(jìn)行處理，然后發(fā)送到圖像處理部103，其中，合成孔徑雷達(dá)由10～20mW左右的低功率的可變頻率振蕩部和天線部構(gòu)成。
作為具有電磁波的照射單元以及接收單元的分析單元而被使用的方法以及裝置之一，可舉出合成孔徑雷達(dá)。合成孔徑雷達(dá)是應(yīng)用了相位陣天線(phased array antenna)的技術(shù)的雷達(dá)。
在相位陣天線中成組地使用多個(gè)微波傳感器的天線。在各天線設(shè)置有相位器，并且，通過(guò)階段性地錯(cuò)開(kāi)各自的相位，而將相位陣天線作為一個(gè)天線組，以使焦點(diǎn)與被聚焦的電波的一點(diǎn)(方向和距離)重合的方式進(jìn)行設(shè)定。由于電波在相位、即焦點(diǎn)一致的點(diǎn)增強(qiáng)，所以能夠以敏感的方向性(directionality)和高分辨能力進(jìn)行測(cè)定。合成孔徑雷達(dá)是一種如下這樣的雷達(dá)，即，以相位陣天線為基礎(chǔ)，而例如在氣象衛(wèi)星上時(shí)，根據(jù)衛(wèi)星的移動(dòng)而以線狀連續(xù)地取取信號(hào)，并通過(guò)數(shù)據(jù)處理將其變換為面狀的計(jì)測(cè)的雷達(dá)。
合成孔徑雷達(dá)是通過(guò)小的傳感器組來(lái)獲得相對(duì)大口徑的雷達(dá)的分辨率的，因此能夠得到高的分辨率，另一方面，所接收的信號(hào)的處理需要進(jìn)行龐大的計(jì)算量，因此在計(jì)算機(jī)的性能發(fā)展到高水平的近年被利用得很活躍，而主要裝載在氣象衛(wèi)星和軍用飛機(jī)上。
在本發(fā)明中利用合成孔徑雷達(dá)的高分辨率，而能夠早期發(fā)現(xiàn)數(shù)μm至1mm左右的被檢體的初期的病變。
作為該例的第二個(gè)接收單元，而在不具有電磁波照射單元且僅由接收來(lái)自作為檢體的生物體組織的自發(fā)電磁波的接收單元構(gòu)成的分析單元部102中，該例中利用32位左右的小規(guī)模數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)來(lái)對(duì)來(lái)自接收單元的信號(hào)進(jìn)行處理，而實(shí)施各種雜音的去除、信號(hào)的平滑化等信號(hào)處理的同時(shí)，縮小數(shù)據(jù)尺寸而作成適當(dāng)?shù)臄?shù)字信號(hào)，并發(fā)送到圖像處理部103，其中，上述接收單元由包含接收來(lái)自被檢體的輻射紅外線的透鏡系統(tǒng)的、兩個(gè)以上的紅外線傳感器組部構(gòu)成。
在圖像處理部103中，將來(lái)自分析單元101的信號(hào)和來(lái)自分單元102的信號(hào)利用裝入了包括存儲(chǔ)部和分析部的診斷軟件的256位左右的大規(guī)模的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)來(lái)進(jìn)行合成，并以高速實(shí)施分析診斷的運(yùn)算處理，然后將實(shí)施過(guò)該運(yùn)算處理的信號(hào)利用64位左右的中規(guī)模的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)來(lái)實(shí)施圖像處理，并將該圖像處理信號(hào)輸出到圖像顯示器，其中上述分析單元部101具有電磁波的照射單元以及接收單元；上述分析單元部102不具有電磁波照射單元且僅由接收來(lái)自作為檢體的生物體組織的自發(fā)電磁波的單元構(gòu)成。
將數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的規(guī)模按大中小而表示為256、64、32位，但是，該規(guī)模僅是舉例，而并不是在本發(fā)明中所做的限定。
在本發(fā)明中，以檢測(cè)患者的組織的構(gòu)造上的病變?yōu)槟康亩镁哂须姶挪ǖ恼丈鋯卧慕邮諉卧?br> 作為不具有電磁波照射單元且僅由接收來(lái)自作為檢體的生物體組織的自發(fā)電磁波的單元構(gòu)成分析單元的例子之一，還有紅外線傳感器的應(yīng)用。該接收單元的原理由來(lái)于東洋醫(yī)學(xué)的觀點(diǎn)，其通過(guò)測(cè)定人體體表的溫度分布，來(lái)檢測(cè)連從體表的深度也包括的病灶的位置。
在東洋醫(yī)學(xué)上，可進(jìn)行如下的判斷例如，若嘴唇的溫度上升，則為腫瘤易于成長(zhǎng)的環(huán)境；若肚臍的溫度下降，則不利于病后的恢復(fù)等。在體表溫度的測(cè)定上利用紅外線傳感器等。
對(duì)于利用紅外線傳感器的方法的一部分，有如下的觀點(diǎn)。用紅外線傳感器來(lái)測(cè)定來(lái)自人體體表的熱輻射，從而得到體表的溫度分布圖。熱源的深度、即從體表的生物體組織的異常部位的位置的推定是基于這樣的假定的，即，將高斯分布能夠利用于體表的溫度分布的模型化。半值點(diǎn)就是將由高斯分布曲線包圍的面積二等分的點(diǎn)。若能找到半值點(diǎn)，則就能找到熱源的深度。就是進(jìn)行如上所述的假設(shè)。
在本發(fā)明中，通過(guò)在不具有電磁波照射單元且僅由接收來(lái)自作為檢體的生物體組織的自發(fā)電磁波的單元構(gòu)成的分析單元使用一個(gè)或者兩個(gè)以上紅外線傳感器，而能夠更加正確地把握患部等對(duì)象的位置。
即使利用了一個(gè)紅外線傳感器，也能推定生物體組織的異常部的深度。但是，通過(guò)由多個(gè)該接收單元的紅外線傳感器以不同的角度檢測(cè)出熱源的位置，而能夠更加正確地確定熱源的位置。
在本發(fā)明的方法或者裝置中，使用所謂具有電磁波的照射單元以及接收單元的分析單元部、和不具有電磁波照射單元且僅由接收來(lái)自作為檢體的生物體組織的自發(fā)電磁波的單元構(gòu)成的分析單元的、原理不同的多種方式的分析單元，來(lái)檢測(cè)出患部的不同的病變，并對(duì)該檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算以及對(duì)其實(shí)現(xiàn)多視角化，從而能夠更加正確地診斷出患部。
圖12是表示本發(fā)明的電磁波醫(yī)療診斷法以及裝置的一個(gè)適用例的要部的示意圖。
在診斷床201上設(shè)置有作為被檢體的一例的人體202，而且，合成孔徑雷達(dá)等接收單元203在人體上沿掃描方向104進(jìn)行掃描。在這里，所謂接收單元是對(duì)于具有電磁波的照射單元的接收單元、和不具有電磁波照射單元且僅由接收來(lái)自作為檢體的生物體組織的自發(fā)電磁波的接收單元構(gòu)成的方法的總稱。
診斷床201大小為約2m長(zhǎng)×80cmm寬，并被設(shè)置在屏蔽來(lái)自外部環(huán)境等的電磁波雜音或雜音等的雜音類的屏蔽室內(nèi)。在診斷床201設(shè)置有反射電磁波的反射板。
要被設(shè)置在診斷床201上的人體202等生物體檢體，應(yīng)要穿上由使電磁波或紅外線透過(guò)的腈綸和聚酯或者尼龍等合成纖維等構(gòu)成的患者服。
接收單元203的掃描方法有兩種方法，一種是人體202靜止而接收單元移動(dòng)的方法，另一種是接收單元203靜止而診斷床201以及人體202移動(dòng)的方法。
所讀入的立體圖像數(shù)據(jù)作為一個(gè)例子而顯示為透明圖像。透明圖像的顯示法例如有最大回聲波法、最小回聲波法、X射線法等。描畫(huà)出三維結(jié)構(gòu)、剖面結(jié)構(gòu)、表面結(jié)構(gòu)、冠狀結(jié)構(gòu)等。
最大回聲波法通過(guò)顯示回聲波大的部位，從而能夠檢測(cè)出例如肝血管瘤那樣的病變。最小回聲波法能夠檢測(cè)出囊腫瘤等回聲波小的部位的病變。X射線法是一種和X射線檢查的圖相似的顯示法，其以最大回聲法和最小回聲法的結(jié)果的灰度平均值被示出。
圖7是對(duì)由接收單元所取取的信號(hào)進(jìn)行可視化的流程圖，主要更詳細(xì)地說(shuō)明圖11的103部分。與圖12所示的診斷床201所對(duì)應(yīng)的部分被表示在該圖的一部分。
其為一種用于從作為測(cè)定對(duì)象的人體等的生物體組織的內(nèi)部提取并描畫(huà)成為對(duì)象的患部或者生物體臟器等的圖像的方法。通過(guò)設(shè)定適當(dāng)?shù)拈撝?，而判定患部或者生物體臟器等測(cè)定對(duì)象。
由數(shù)據(jù)采集部301接收從接收單元203所取取的信號(hào)，并在重采樣部302對(duì)該信號(hào)進(jìn)行如下處理去除噪聲；將兩接收單元的不同格式統(tǒng)一為同一種圖像文件格式；統(tǒng)一兩接收單元的體元(也稱為voxel三維像素)尺寸；以及統(tǒng)一體元的空間坐標(biāo)等。在分割/分類部303中，將信號(hào)分配到另外的系統(tǒng)，并對(duì)于患部或者生物體臟器等測(cè)定對(duì)象，在一方進(jìn)行利用立體化處理部304的處理，而在另一方進(jìn)行利用多邊化處理部305的處理，從而顯示形狀。其為一種在立體化處理部304宛如透明一樣觀察測(cè)定對(duì)象的人體等而描畫(huà)出內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方法。在多邊化處理部305中，通過(guò)描畫(huà)出一個(gè)閾值的體元來(lái)描畫(huà)出患部或者生物體臟器等的形狀。在立體化處理部304以及多邊化處理部305中被處理過(guò)的圖像顯示在顯示部306。
圖13是用于作成立體圖像的流程圖。來(lái)自接收單元203的數(shù)據(jù)被讀入數(shù)據(jù)采集部601。該數(shù)據(jù)緊接著被送入對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大和噪聲去除等處理的數(shù)據(jù)處理部602。接著，將在視場(chǎng)變換部603中對(duì)所讀入的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行向立體空間的體元的值的變換、坐標(biāo)系的變換、屏幕坐標(biāo)系的變換等。
在電磁波束跟蹤部604中進(jìn)行利用電磁波束跟蹤法的處理。在電磁波束跟蹤法中，假定從觀察點(diǎn)向測(cè)定對(duì)象的各點(diǎn)發(fā)射電磁波束(Beam)，而求出該電磁波束上的點(diǎn)的色值和不透明度，并且，基于“調(diào)查在該點(diǎn)能夠看到何處的什么顏色，并將其全部累加”的原理。
體單元投影法是一種通過(guò)求出各體元的色值和不透明度來(lái)求出立體的形狀的方法。在體單元投影部605中，計(jì)算該等值面上的要描畫(huà)的各點(diǎn)的透明度以及色值(RGB)和傾斜的梯度等，并根據(jù)物質(zhì)而計(jì)算出光的擴(kuò)散、反射、透過(guò)、吸收、散射的等光澤模型，從而作成曲面的立體圖像。
在視場(chǎng)變換部606中，根據(jù)眺望患部或者生物體臟器等測(cè)定對(duì)象的角度、放大縮小的倍率或者閾值的設(shè)定，來(lái)指定要檢測(cè)哪個(gè)患部等。在顯示部607中，顯示所描畫(huà)的立體圖像。
圖14是敘述立體圖形的兩種制作方法的圖。一種方法稱為面圖像制作，它就是在圖4所敘述的方法。從原立體圖像數(shù)據(jù)701使用閾值或者極值來(lái)提取等值面，并將由等值面所形成的圖像稱為中間面，并且，對(duì)中間面顯示部702如在圖4所敘述那樣進(jìn)行光的反射、透過(guò)等計(jì)算，從而作成曲面圖像，并顯示在數(shù)字立體圖像部703。
面圖像制作適合于關(guān)于對(duì)象物的體積、面積、長(zhǎng)度等的測(cè)定。面圖像制作的運(yùn)算對(duì)硬件的負(fù)擔(dān)輕，因此在目前是主流。
體圖像制作不需從原立體圖像數(shù)據(jù)701構(gòu)成中間面，而直接進(jìn)行描畫(huà)。圖像是具有灰度的非二值圖像，通過(guò)描畫(huà)半透明的結(jié)構(gòu)，而能夠?qū)D像表現(xiàn)得更加現(xiàn)實(shí)、更加直觀。此為近年來(lái)備受關(guān)注的方法。
實(shí)施例1下面，對(duì)本發(fā)明的雷達(dá)醫(yī)療診斷法以及裝置，詳細(xì)記述圖11以及圖12中的其他實(shí)施例。
具有電磁波的照射單元以及接收單元的分析單元的電磁波照射器的電磁波，是一種所照射的電磁波的持續(xù)時(shí)間為從0.1納秒至10納秒、且脈沖間的間隔是該脈沖持續(xù)時(shí)間的100倍至10000倍的脈沖電磁波，而且是一種從6mm至12mm波長(zhǎng)區(qū)域中的單一波長(zhǎng)的電磁波。該雷達(dá)的接收傳感器是微波傳感器的天線組，并將波長(zhǎng)可變的微波等所照射的電磁波的發(fā)射器的功率，為了將其控制在對(duì)檢體沒(méi)有影響的程度以使減輕對(duì)生物體檢體的負(fù)擔(dān)，而設(shè)定為10kW左右以下，而且，對(duì)整個(gè)檢體進(jìn)行掃描時(shí)，照射10mW左右的電磁波，而僅對(duì)患部進(jìn)行掃描時(shí)，照射20mW左右的電磁波。
檢體為人體時(shí)的掃描時(shí)間是10～30秒的短時(shí)間。尤其是劃分出患部而進(jìn)行掃描時(shí)，只花10秒左右的短時(shí)間就結(jié)束。由于在具有該電磁波的照射單元的接收單元中的檢測(cè)波是小信號(hào)，所以由放大器進(jìn)行放大而發(fā)送到初級(jí)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。
不具有電磁波照射單元且僅由接收來(lái)自作為檢體的生物體組織的自發(fā)電磁波的接收單元構(gòu)成的分析單元，還能接收到來(lái)自生物體的微小功率的自發(fā)電磁波。
作為不具有電磁波照射單元且僅由接收來(lái)自作為檢體的生物體組織的自發(fā)電磁波的接收單元構(gòu)成的方法的一個(gè)例子，而被利用的不具有紅外線照射單元且僅由作為接收來(lái)自作為檢體的生物體組織的自發(fā)電磁波的單元構(gòu)成的分析單元，是一種檢測(cè)出從人體等檢體所發(fā)生的紅外線或遠(yuǎn)紅外線的、不具有電磁波照射單元且僅由接收來(lái)自作為檢體的生物體組織的自發(fā)電磁波的接收單元構(gòu)成的分析單元，并且，利用不具有該紅外線等電磁波照射單元且僅由接收來(lái)自作為檢體的生物體組織的自發(fā)電磁波的接收單元構(gòu)成的方法，以熱檢測(cè)出生物體組織的異常的部位和現(xiàn)象。由于不具有紅外線等的電磁波照射單元且僅由接收來(lái)自作為檢體的生物體組織的自發(fā)電磁波的接收單元構(gòu)成的分析單元的信號(hào)量大，所以在初級(jí)信號(hào)處理器(DSP)進(jìn)行縮小處理和控制。
大規(guī)模的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)是一種對(duì)來(lái)自具有電磁波的照射單元以及接收單元的分析單元、和不具有電磁波照射單元且僅由接收來(lái)自作為檢體的生物體組織的自發(fā)電磁波的接收單元構(gòu)成的分析單元的信號(hào)進(jìn)行分析及合成、圖像處理的中心，通過(guò)圖像處理用芯片和軟件進(jìn)行運(yùn)算處理，以能夠利用圖像以及信號(hào)來(lái)判斷部位以及現(xiàn)象。
在中規(guī)模的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)中，進(jìn)行用于對(duì)來(lái)自大規(guī)模的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的信號(hào)進(jìn)行圖像輸出的處理。
為了檢測(cè)出檢體中的動(dòng)態(tài)部位，而用多普勒效應(yīng)的測(cè)定來(lái)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)。動(dòng)態(tài)部位有心臟、血管、血流、或者腸胃的蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)等。
作為其一例，通過(guò)評(píng)估向臟器的血液的流入，而能夠檢測(cè)出伴隨臟器的閉塞以及腫瘤的血管的新生。
能夠?qū)z測(cè)新生血管應(yīng)用于判斷腫瘤的形態(tài)和位置。
檢體的異常部(患部)是能夠以使用兩個(gè)以上的傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)多視角化的方法來(lái)檢測(cè)出。
合成圖像的性能具有對(duì)異常部能夠涂色顯示的性能。
例如為了避免干涉而采用固體高頻振蕩管、且在以1度的發(fā)射角、5×5m2的范圍進(jìn)行從多輻射源(例如3個(gè)輻射源)的照射的情況下，合成圖像的分辨率是0.05×0.05m2的高分辨率。
如上所述，該方式為高分辨率，所以能發(fā)現(xiàn)初期癌，并且，在檢體的所有位置(例如不管是腸內(nèi)壁或腸外壁)都能夠確定患部的部位。
實(shí)施例2圖15是表示將進(jìn)行等值面的提取的各種計(jì)算方法試用于各種測(cè)定對(duì)象時(shí)的處理時(shí)間的例子。MC法是Marching Cube(移動(dòng)立方體)法，是一種古典的計(jì)算方法。這是一種相鄰的體元中找出體元的亮度相同的體元而描畫(huà)出測(cè)定對(duì)象的等值面的形狀的方法。
運(yùn)算結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但另一方面，運(yùn)算量變得龐大，而要求計(jì)算機(jī)具有高的性能。
MB法是Marching Boxes法，是一種如下這樣的計(jì)算方法，即，將原立體數(shù)據(jù)的立體分割為小的單位立方體組，并依次和與單位立方體相鄰的其他單位立方體中亮度相等的單位立方體進(jìn)行合并，從而描畫(huà)等值面的計(jì)算方法。
OctreeMB法是一種用于高速地進(jìn)行等值面的檢測(cè)的計(jì)算方法，其以八叉樹(shù)(Octree)表現(xiàn)原圖像數(shù)據(jù)。
能縮短運(yùn)算時(shí)間，而能實(shí)現(xiàn)處理的高速化。
圖15表示以A、B、C為對(duì)象分別應(yīng)用了MB法、MC法、OctreeMB法的運(yùn)算時(shí)間。與MC法相比，在MB法和OctreeMB法中將多邊形(也稱為polygon(多角形))的面邊數(shù)削減到40％的級(jí)別。關(guān)于運(yùn)算時(shí)間，對(duì)所有的測(cè)定對(duì)象來(lái)說(shuō)，MB法均都比MC法相更花費(fèi)運(yùn)算時(shí)間，而且，若采用OctreeMB法，則能夠?qū)⑦\(yùn)算時(shí)間縮短到和MC法相同的程度。
實(shí)施例3圖16是表示本發(fā)明人所實(shí)施的、在連接了Sun Sparcl等計(jì)算機(jī)的UNIX(注冊(cè)商標(biāo))網(wǎng)絡(luò)上所構(gòu)筑的計(jì)算法的結(jié)構(gòu)的框圖，稱為DMC法(DistributedMarching Cubes(分散移動(dòng)立方體)法)。
將程序分為主程序側(cè)501和副程序側(cè)502，并且，在主程序側(cè)501中進(jìn)行用戶接口、數(shù)據(jù)收集以及數(shù)據(jù)分解等，在副程序側(cè)502進(jìn)行對(duì)等值面的計(jì)算，并將結(jié)果提供給主程序側(cè)。
主程序501根據(jù)數(shù)據(jù)的規(guī)模來(lái)確定要使用的副程序502的數(shù)量。副程序502執(zhí)行MC法以及Phong模型，并將處理結(jié)果提供給主程序501。主程序501用z-buffer法實(shí)施隱面消除，并在顯示器上圖像顯示。
在本實(shí)施例中的等值面的提取計(jì)算法中采用MC法，在光澤模型采用作為簡(jiǎn)單的光澤模型的Phong模型，在作為在畫(huà)面上消去成為立體的陰面的部分而進(jìn)行顯示的方法的隱面消除中采用z-buffer法。另外，在圖16中，將副程序數(shù)設(shè)為副程序502-1、副程序502-2、副程序502-3三個(gè)。以上的計(jì)算法僅是例示，而并不是在發(fā)明中所做的限定。
Phong模型的特征在于，使用散射擴(kuò)散、鏡面反射、環(huán)境光照的三個(gè)特性，來(lái)作出具有通過(guò)照明的高亮度部分、且平滑的曲面。z-buffer法是一種對(duì)各像素記憶想要顯示的面的Z值(從觀察點(diǎn)的縱深)的方法。將各個(gè)面投影到透視投影面上，并對(duì)該面所占的像素位置存儲(chǔ)該面的Z值。此時(shí)，若存在已經(jīng)被存儲(chǔ)的面，則和該Z值進(jìn)行比較，并存儲(chǔ)小的一方的面的信息。
實(shí)施例4圖17是關(guān)于醫(yī)療圖像可視化(visualization of medical imaging)的流程圖的例子。稱為VOMI系統(tǒng)。
來(lái)自雷達(dá)類的原始數(shù)據(jù)被讀入到數(shù)據(jù)采集部801。該數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)處理部802被保存到數(shù)據(jù)庫(kù)803或者從數(shù)據(jù)庫(kù)803中被讀出。
數(shù)據(jù)庫(kù)803是計(jì)算機(jī)的硬盤、軟磁盤、CD-R、光磁盤、大規(guī)模容量存儲(chǔ)裝置。
該數(shù)據(jù)進(jìn)入到前處理部804，并實(shí)施噪聲去除等處理。由觀察點(diǎn)變換部805進(jìn)行對(duì)于想要觀察對(duì)象的角度或者對(duì)象的剖面的部位等的設(shè)定。
通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤等用戶輸入裝置能夠變更觀察點(diǎn)，而能夠指示從各種角度的顯示。
接著，根據(jù)需要分為三個(gè)工序。可根據(jù)需要選擇一個(gè)或者兩個(gè)以上的工序。
在切片作成部806中，進(jìn)行描畫(huà)對(duì)象的想要觀察的部位的剖面的計(jì)算。根據(jù)三維的數(shù)據(jù)來(lái)作成任意平面的切片。
在面圖像作成部807中，進(jìn)行描畫(huà)對(duì)象的部位、例如特定的臟器或腫瘤等立體形狀的計(jì)算。能夠進(jìn)行對(duì)象部位的體積計(jì)算、統(tǒng)計(jì)分析、二維、三維的形狀測(cè)定等。
在體圖像作成部808，進(jìn)行作成具有灰度的半透明的立體圖像的計(jì)算。
在顯示部809，將在806、807、808中所計(jì)算的圖像顯示在顯示器、打印機(jī)、膠片等上。
在人機(jī)對(duì)話部810中，關(guān)于顯示的圖像的角度、放大縮小、用于描畫(huà)哪個(gè)臟器或者患部的閾值的設(shè)定等，用戶對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行指示。
在圖像變換部811，根據(jù)由人機(jī)對(duì)話部810所提供的指示來(lái)變換圖像。
實(shí)施例5圖18是表示利用本發(fā)明的雷達(dá)醫(yī)療診斷法以及裝置來(lái)顯示灰度三維圖像的一例的人體要部的示意圖。
如上所述，通過(guò)本發(fā)明的雷達(dá)醫(yī)療診斷方法以及裝置能夠解決課題。即，本發(fā)明的雷達(dá)醫(yī)療診斷法以及裝置所使用的微波、紅外線，與超聲波回聲診斷法以及裝置等相比其分辨率均都極高，而都能夠得到幾μm的分辨率。
本發(fā)明的雷達(dá)醫(yī)療診斷法以及裝置，由于沒(méi)使用如X射線斷層攝影法及裝置(X射線CT)、或正電子發(fā)射攝影法及裝置(PET)那樣的輻射線，所以沒(méi)有對(duì)人體等生物體的輻射能損傷的危險(xiǎn)性。
如實(shí)施例1所述，本發(fā)明的雷達(dá)醫(yī)療診斷法以及裝置與X射線斷層攝影法及裝置(X射線CT)、磁共振法及裝置(MRI)、正電子發(fā)射攝影法及裝置(PET)等相比，診斷時(shí)間短。
本發(fā)明的雷達(dá)醫(yī)療診斷法以及裝置不需要如X射線斷層攝影法及裝置(X射線CT)那樣的X射線發(fā)生裝置、如磁共振法及裝置(MRI)那樣的磁場(chǎng)發(fā)生裝置以及γ射線檢測(cè)裝置等那樣的大規(guī)模且高價(jià)的裝置，而能夠僅由簡(jiǎn)單且小型的天線或者傳感器、和作為電路的數(shù)字信號(hào)處理器來(lái)形成，所以能以廉價(jià)制作。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明不僅能夠利用于電磁波醫(yī)療診斷，而且也能夠利用于對(duì)于混凝土和隧道等結(jié)構(gòu)體和材料體的龜裂或鋼筋的狀態(tài)等、組織體等的非破壞診斷、地質(zhì)學(xué)上的非破環(huán)診斷、還有對(duì)于地層、地中的管道的狀態(tài)、水脈的探查等的埋藏物診斷、其他物理學(xué)上的各種非破壞診斷。
權(quán)利要求
1.一種生物體信息的獲取方法，其特征在于，具有預(yù)先準(zhǔn)備第一數(shù)據(jù)庫(kù)的工序，該第一數(shù)據(jù)庫(kù)是從在向生物體照射了毫米波段電磁波的狀態(tài)下所計(jì)測(cè)到的透過(guò)電磁波以及反射電磁波數(shù)據(jù)，按各生物體構(gòu)成要素分類及整理出生物體表面以及生物體內(nèi)部的毫米波段電磁波特性的數(shù)據(jù)庫(kù)；預(yù)先準(zhǔn)備第二數(shù)據(jù)庫(kù)的工序，該第二數(shù)據(jù)庫(kù)是從在向生物體未照射電磁波的狀態(tài)下所計(jì)測(cè)到的自發(fā)輻射電磁波數(shù)據(jù)，按各生物體構(gòu)成要素分類及整理出生物體的電磁波自發(fā)輻射特性的數(shù)據(jù)庫(kù)；基于第一數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，從在向檢查對(duì)象的生物體照射了毫米波段電磁波的狀態(tài)下所測(cè)定到的透過(guò)電磁波以及反射電磁波數(shù)據(jù)獲取檢查對(duì)象的生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)信息的工序；基于第二數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，從在向檢查對(duì)象的生物體未照射電磁波的狀態(tài)下所測(cè)定到的自發(fā)輻射電磁波數(shù)據(jù)獲取檢查對(duì)象的生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)信息的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的生物體信息的獲取方法，其特征在于，準(zhǔn)備第一或者第二數(shù)據(jù)庫(kù)的工序的任一工序包括將經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)預(yù)置位置信息附加于數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)的工序，該經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)預(yù)置位置信息以與生物體構(gòu)成要素的相對(duì)遠(yuǎn)近關(guān)系表示生物體的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的位置，獲取檢查對(duì)象的生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)信息的工序包括從被附加于上述第一或第二數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)預(yù)置位置信息、在向檢查對(duì)象的生物體照射了毫米波段電磁波的狀態(tài)下所測(cè)定到的透過(guò)電磁波以及反射電磁波數(shù)據(jù)、在向檢查對(duì)象的生物體未照射毫米波段電磁波的狀態(tài)下所測(cè)定到的自發(fā)輻射電磁波數(shù)據(jù)，判定檢查對(duì)象的生物體的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的實(shí)際狀態(tài)位置的工序。
3.如權(quán)利要求2所述的生物體信息的獲取方法，其特征在于，準(zhǔn)備第一及第二數(shù)據(jù)庫(kù)的工序的任一工序包括將正常時(shí)的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的位置范圍信息附加在第一或者第二數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)的工序，該正常時(shí)的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的位置范圍信息以與生物體構(gòu)成要素的相對(duì)遠(yuǎn)近關(guān)系表示正常時(shí)的生物體的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的位置范圍，并且，獲取檢查對(duì)象的生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)信息的工序包括根據(jù)在判定檢查對(duì)象的生物體的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的實(shí)際狀態(tài)位置的工序所得到的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的實(shí)際狀態(tài)位置和上述正常時(shí)的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的位置范圍信息，來(lái)判定檢查對(duì)象的生物體的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的位置是否在正常值的范圍內(nèi)的工序。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的生物體信息的獲取方法，其特征在于，所照射的毫米波段電磁波的頻帶寬為1.5GHz以上，且在該頻帶中至少具有波長(zhǎng)為6mm至14mm的電磁波成分，第一數(shù)據(jù)庫(kù)的生物體表面以及生物體內(nèi)部的毫米波段電磁波特性以及/或者第二數(shù)據(jù)庫(kù)的生物體的電磁波自發(fā)輻射特性至少包括波長(zhǎng)為6mm至14mm的電磁波的特性。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的生物體信息的獲取方法，其特征在于，所照射的毫米波段電磁波是通過(guò)時(shí)間上連續(xù)的多個(gè)重復(fù)電磁脈沖來(lái)發(fā)生的，該電磁脈沖的脈沖時(shí)間寬度為0.1至10納秒，多個(gè)電磁脈沖的重復(fù)時(shí)間間隔為0.1至10微秒。
6.如權(quán)利要求5所述的生物體信息的獲取方法，其特征在于，多個(gè)重復(fù)電磁脈沖之間的脈沖間歇時(shí)間是該電磁脈沖的脈沖時(shí)間寬度的100倍至10000倍。
7.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的生物體信息的獲取方法，其特征在于，所照射的毫米波段電磁波是在不同的固定位置或者時(shí)間上不同的位置所發(fā)生的，具有在照射毫米波段電磁波時(shí)對(duì)該發(fā)生位置信息進(jìn)行加密并疊加在照射電磁波的加密工序，基于上述加密法，對(duì)在向檢查對(duì)象的生物體照射了毫米波段電磁波的狀態(tài)下所計(jì)測(cè)到的透過(guò)電磁波以及反射電磁波數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，并將所解密的發(fā)生位置信息附加于生物體表面以及生物體內(nèi)部的毫米波段電磁波特性。
8.一種獲取并顯示生物體信息的裝置，其特征在于，具有從在向生物體照射了毫米波段電磁波的狀態(tài)下所計(jì)測(cè)到的透過(guò)電磁波以及反射電磁波數(shù)據(jù)，按各生物體構(gòu)成要素分類及整理出生物體表面以及生物體內(nèi)部的毫米波段電磁波特性的第一數(shù)據(jù)庫(kù)；從在向生物體未照射電磁波的狀態(tài)下所計(jì)測(cè)到的自發(fā)輻射電磁波數(shù)據(jù)，按各生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)分類及整理出生物體的電磁波自發(fā)輻射特性的第二數(shù)據(jù)庫(kù)；毫米波段電磁波發(fā)射單元，其向檢查對(duì)象的生物體發(fā)射毫米波段電磁波；第一接收單元，其從被照射到該毫米波段電磁波的檢查對(duì)象的生物體接收電磁波；第二接收單元，其從檢查對(duì)象的生物體接受自發(fā)輻射的電磁波；第一生物體實(shí)際狀態(tài)信息獲取單元，其基于由上述第一接收單元所得到的數(shù)據(jù)和上述第一數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，來(lái)獲取檢查對(duì)象的生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)信息；第二生物體實(shí)際狀態(tài)信息獲取單元，其基于由第二接收單元所得到的數(shù)據(jù)和上述第二數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，來(lái)獲取檢查對(duì)象的生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)信息；基于第一以及第二數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)、以及由第一以及第二生物體實(shí)際狀態(tài)信息獲取單元所得到的信息，來(lái)顯示生物體信息的單元。
9.如權(quán)利要求8所述的獲取并顯示生物體信息的裝置，其特征在于，第一或者第二數(shù)據(jù)庫(kù)包括與經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)預(yù)置位置信息相關(guān)的數(shù)據(jù)，該經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)預(yù)置位置信息以與生物體構(gòu)成要素的相對(duì)遠(yuǎn)近關(guān)系來(lái)表示生物體的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的位置，獲取檢查對(duì)象的生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)信息的第一或者第二生物體實(shí)際狀態(tài)信息獲取單元包括從在上述第一或者第二數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)中所包含的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)預(yù)置位置信息、和在向檢查對(duì)象的生物體照射了毫米波段電磁波的狀態(tài)下所測(cè)定到的透過(guò)電磁波以及反射電磁波數(shù)據(jù)、在向檢查對(duì)象的生物體未照射毫米波段電磁波的狀下所測(cè)定到的自發(fā)輻射電磁波數(shù)據(jù)，判定檢查對(duì)象的生物體的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的實(shí)際狀態(tài)位置的單元，顯示生物體信息的單元包括顯示經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的實(shí)際狀態(tài)位置的單元，該經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的實(shí)際狀態(tài)位置是由判定上述檢查對(duì)象的生物體的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的實(shí)際狀態(tài)位置的單元所得到的。
10.如權(quán)利要求9所述的獲取并顯示生物體信息的裝置，其特征在于，第一或者第二數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)包括與正常時(shí)的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的位置范圍信息相關(guān)的數(shù)據(jù)，該正常時(shí)的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的位置范圍信息以與生物體構(gòu)成要素的相對(duì)遠(yuǎn)近關(guān)系來(lái)表示正常時(shí)的生物體的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的位置范圍，獲取檢查對(duì)象的生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)信息的第一或者第二生物體實(shí)際狀態(tài)信息獲取單元包括根據(jù)由判定檢查對(duì)象的生物體的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的實(shí)際狀態(tài)位置的單元所得到的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的實(shí)際狀態(tài)位置和上述正常時(shí)的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的位置范圍信息，來(lái)判定檢查對(duì)象的生物體的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的位置是否在正常范圍內(nèi)的單元，顯示生物體信息的單元包括顯示上述判定是否在正常范圍內(nèi)的判定單元的判定的單元。
11.如權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的獲取并顯示生物體信息的裝置，其特征在于，所照射的毫米波段電磁波的頻帶寬為1.5GHz以上，且在該頻帶中至少具有波長(zhǎng)為6mm至14mm的電磁波成分，第一數(shù)據(jù)庫(kù)的生物體表面以及生物體內(nèi)部的毫米波段電磁波特性以及/或者第二數(shù)據(jù)庫(kù)的生物體的電磁波自發(fā)輻射特性至少包括波長(zhǎng)為6mm至14mm的電磁波的特性，毫米波段電磁波發(fā)射單元具有輻射源，該輻射源發(fā)射至少具有波長(zhǎng)為6mm至14mm的電磁波成分的電磁波，第一接收單元具有接收器，該接收器接收至少具有波長(zhǎng)為6mm至14mm的電磁波成分的電磁波。
12.如權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的獲取并顯示生物體信息的裝置，其特征在于，所照射的毫米波段電磁波是通過(guò)時(shí)間上連續(xù)的多個(gè)重復(fù)電磁脈沖來(lái)發(fā)生的，該電磁脈沖的脈沖時(shí)間寬度為0.1至10納秒，多個(gè)電磁脈沖的重復(fù)時(shí)間間隔為0.1至10微秒。
13.如權(quán)利要求12所述的獲取并顯示生物體信息的裝置，其特征在于，多個(gè)重復(fù)電磁脈沖之間的脈沖間歇時(shí)間是該電磁脈沖的脈沖時(shí)間寬度的100倍至10000倍。
14.如權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的獲取并顯示生物體信息的裝置，其特征在于，毫米波段電磁波發(fā)射單元以及第一接收單元是合成孔徑雷達(dá)的發(fā)送接收單元，發(fā)送接收多個(gè)相位錯(cuò)開(kāi)的透過(guò)或者反射電磁波，從檢查對(duì)象的生物體接收與由外觀上開(kāi)口度大的接收單元所得到的電磁波相同程度的電磁波。
15.如權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的獲取并顯示生物體信息的裝置，其特征在于，毫米波段電磁波發(fā)射單元由從不同的固定位置向生物體發(fā)射毫米波段電磁波的多個(gè)固定輻射源構(gòu)成，并且，同時(shí)具有電磁波加密單元，該電磁波加密單元對(duì)輻射源的固定位置信息進(jìn)行加密并疊加在上述輻射源所發(fā)射的電磁波上，第一接收單元同時(shí)具有密碼解密單元，該密碼解密單元基于對(duì)上述固定位置信息進(jìn)行加密并疊加的加密法，對(duì)接收電磁波數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。
16.如權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的獲取并顯示生物體信息的裝置，其特征在于，毫米波段電磁波發(fā)射單元是被裝載在移動(dòng)單元而移動(dòng)的同時(shí)從不同位置向生物體發(fā)射毫米波段電磁波的移動(dòng)輻射源，并且，同時(shí)具有電磁波加密單元，該電磁波加密單元對(duì)發(fā)射時(shí)的位置信息進(jìn)行加密并疊加在上述移動(dòng)輻射源所發(fā)射的電磁波上，第一接收單元同時(shí)具有密碼解密單元，該密碼解密單元基于對(duì)上述發(fā)射電磁波時(shí)的位置信息進(jìn)行加密并疊加的加密法，對(duì)接收電磁波數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。
17.如權(quán)利要求9所述的獲取并顯示生物體信息的裝置，其特征在于，上述顯示經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的實(shí)際狀態(tài)位置的單元包括將經(jīng)穴作為點(diǎn)、將經(jīng)絡(luò)作為線，而對(duì)經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的預(yù)置位置信息和所計(jì)測(cè)到的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)的實(shí)際狀態(tài)位置信息分別構(gòu)筑三維數(shù)據(jù)的單元；根據(jù)觀察點(diǎn)將該三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二維顯示的單元。
全文摘要
提供一種向生物體照射毫米波區(qū)域的電磁波、并對(duì)其透過(guò)、反射、自發(fā)輻射的信號(hào)進(jìn)行分析而提取醫(yī)學(xué)上有用的信息的方法和裝置。該方法和顯示裝置具有預(yù)先準(zhǔn)備從在向生物體照射了至少具有波長(zhǎng)為6mm至14mm的電磁波成分的電磁波的狀態(tài)下、以及未照射的狀態(tài)下所計(jì)測(cè)到的透過(guò)、反射、自發(fā)電磁波數(shù)據(jù)、按各生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)分類及整理出生物體表面以及生物體內(nèi)部的電磁波特性的數(shù)據(jù)庫(kù)，并且，從在向檢查對(duì)象的生物體照射了同樣的電磁波的狀態(tài)下、以及未照射的狀態(tài)下所測(cè)定到的透過(guò)、反射、自發(fā)電磁波數(shù)據(jù)，基于上述數(shù)據(jù)庫(kù)信息來(lái)獲取檢查對(duì)象的生物體構(gòu)成要素的實(shí)際狀態(tài)信息的工序或者獲取單元；對(duì)被計(jì)測(cè)者的測(cè)定部位的位置信息與三維的經(jīng)穴經(jīng)絡(luò)建立關(guān)聯(lián)的工序；用于圖像顯示的工序。
文檔編號(hào)A61B10/00GK1984608SQ20058002324
公開(kāi)日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2005年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月9日
發(fā)明者巖松誠(chéng)一, 丸井智敬, 川口伸明, 篠崎真 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ipb