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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine tragbare Antennenjacke zur Verwendung
mit einem Endoskopsystem, das eine Kommunikationsfunktion aufweist,
die zur Erfassung von auf einen Körper eines Patienten bezogener
Information genutzt wird, und ein Endoskopsystem, das mit einer
solchen tragbaren Jacke arbeitet.
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Typischerweise
wird bei der Betrachtung eines menschlichen Körpers eines Patienten ein elektronisches
Endoskop verwendet. Das elektronische Endoskop weist innerhalb eines
flexiblen Rohrteils einer Betrachtungseinheit Kabel und Lichtleitfasern auf.
An seiner Spitze ist ein Abbildungselement, z.B. eine CCD (ladungsgekoppeltes
Bauelement) befestigt. Ein solches Endoskop ist so ausgebildet,
dass ein vergleichsweise langes flexibles Rohr in die menschliche
Kavität
eingeführt wird.
Die unter Verwendung eines solchen Endoskops durchgeführte Betrachtung
ist deshalb belastend für
den Patienten (Proband). Ferner ist es schwierig, ein solches Endoskop
in einen dünnen,
langen und verschlungenen Körperteil
wie den Darm einzuführen.
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Um
die Belastung des Patienten zu verringern, wurde kürzlich ein
System vorgeschlagen, das mit einem Endoskop vom Kapseltyp arbeitet.
Unter Verwendung eines solchen Endoskops vom Kapseltyp wird die
Betrachtung des Darms oder dergleichen einfach.
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Ein
Beispiel für
ein mit einem solchen Kapselendoskop arbeitendes Endoskopsystem
ist in der Japanischen Patentveröffentlichung
P2003-19111A beschrieben. Bei dem in obiger Veröffentlichung beschriebenen
Endoskopsystem ist ein Gürtel
mit mehreren Antennen um den Patienten (Proband) gewickelt. Das
Kapselendoskop gibt eine Funkwelle aus, und der Gürtel ist
so ausgebildet, dass er die Funkwelle empfängt. die genutzt wird, um das
Kapselendoskop zu lokalisieren. In dieser Veröffentlichung ist beschrieben,
dass das Kapselendoskop dazu dient, den Zustand innerhalb der menschlichen
Kavität
zu messen oder Bilder von den Innenwänden der menschlichen Kavität aufzunehmen.
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In
obiger Veröffentlichung
ist beschrieben, dass jede an dem Gürtel montierte Antenne an ein
Signalaufzeichnungsgerät
angeschlossen ist, das den Gesamtbetrieb des Gürtels über Leitungsdrähte und/oder
dünne Kupfermuster
steuert. Ein solche Struktur hat jedoch einige Nachteile.
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Ist
beispielsweise jede Antenne mit Leitungsdrähten oder Kabeln an dem Signalaufzeichnungsgerät angeschlossen,
so sollten die Antennen und die Leitungsdrähte (Kabel) an dem Gürtel montiert
sein. Zur Montage jeder Antenne wird deshalb eine vergleichsweise
große
Fläche
benötigt,
und es ist schwierig, viele Antennen an dem Gürtel zu montieren. Infolge
der kleinen Zahl an Antennen decken die Antennen möglicherweise
nicht die gesamte Fläche innerhalb
der Körperkavität als Signalempfangsfläche ab.
Da ferner der Gürtel
um den Körper
des Patienten (Proband) zu wickeln ist, muss er flexibel sein. Sind
jedoch die Kabel (oder Leitungsdrähte) montiert, so geht die
Flexibilität
verloren. Wird ferner eine große
Zahl an Kabeln (Leitungsdrähten)
montiert, so nimmt das Gewicht des Gürtels beträchtlich zu, wodurch der Patient
(Proband) noch stärker
belastet wird. Wird außerdem
der Gürtel
häufig
gebogen und gedehnt, so können
die Kabel (Leitungsdrähte)
brechen (elektrisch getrennt werden).
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Sind
die Antennen mit dem Kupfermuster an das Signalaufzeichnungsgerät angeschlossen,
so ist der Gürtel
gleichsam aus einer flexiblen Platine (gedruckte Schaltungsplatte)
gebildet. In diesem Fall kann im Vergleich zu der oben beschriebenen,
Kabel nutzenden Struktur die Flexibilität erhalten werden. Jedoch sollte
bei Verwendung der Platine ein Muster, das den zu montierenden Elementen
entspricht, auf einem Substrat ausgebildet werden, wodurch die zur Montage
der Antennen vorgesehenen Flächen
eingeschränkt
werden. Die Antennen können
deshalb möglicherweise
nicht an den optimalen Stellen montiert werden, und/oder die Zahl
an Antennen ist möglicherweise
beschränkt.
Wird außerdem
der Gürtel häufig gebogen
und gedehnt, so wird das Muster möglicherweise gebrochen und
elektrisch getrennt.
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Ferner
sind die Antennen an dem Gürtel montiert
und liegen nach außen
hin frei. Die Antennen empfangen deshalb möglicherweise Signale von anderen
Geräten
als dem Kapselendoskop, wodurch das S/N-Verhältnis (Signal zu Rauschen)
des Bildsignals abnimmt.
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Kurzdarstellung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung sieht vorteilhaft ein verbessertes Endoskopsystem
vor, das ein Kapselendoskop verwendet und obige Probleme überwindet.
Nach dem verbesserten Endoskopsystem ist demnach eine tragbare Jacke
vorgesehen. Die tragbare Jacke trägt mehrere Kommunikationsvorrichtungen
an gewünschten
Stellen und weist Haltbarkeit auf. Das Endoskopsystem ist in der
Lage, unabhängig von
den Umgebungsbedingungen ein Bildsignal mit einem vergleichsweise
hohen S/N-Verhältnis
zu erhalten.
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Ein
Aspekt der Erfindung sieht eine tragbare Jacke mit Datenkommunikationsfunktion
vor. Die tragbare Jacke umfasst ein 2D-DST-Substrat, das so geformt
ist, dass es den Körper
eines Patienten bedeckt. Das 2D-DST-Substrat enthält eine
erste leitende Schicht, eine zweite leitende Schicht und mehrere Kommunikationsmodule.
Die erste leitende Schicht und die zweite leitende Schicht sind
einander überlagert,
und die erste leitende Schicht ist auf der Seite des Patienten angeordnet,
wenn die tragbare Jacke in Gebrauch ist. Die Kommunikationsmodule
sind zwischen der ersten leitenden Schicht und der zweiten leitenden
Schicht verteilt. Die Kommunikationsmodule sind ausgebildet, über die
beiden leitenden Schichten mit benachbarten Kommunikationsmodulen
zu kommunizieren und Signale weiterzugeben. Mindestens eines der
Kommunikationsmodule hat ein Kommunikationssystem, das ausgebildet
ist, durch Empfangen und/oder Senden eines sich im Raum ausbreitenden
Signals mit einem externen Gerät
zu kommunizieren. An einer der beiden leitenden Schichten, die sich
auf der dem externen Gerät
zugewandten Seite befindet, ist ein Bereich ausgebildet, der es
dem sich im Raum ausbreitenden Signal ermöglicht, durch eine Stelle zu
treten, die dem Anbringungsort eines mit dem Kommunikationssystems ausgestatteten
Kommunikationsmoduls entspricht.
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Optional
ist das externe Gerät
auf der Seite der ersten leitenden Schicht angeordnet, und der Bereich,
der den Durchtritt des sich im Raum ausbreitenden Signals ermöglicht,
ist eine an der ersten leitenden Schicht ausgebildete Durchgangsöffnung,
die zu mindest einem Teil des Kommunikationssystems nach außen hin
freiliegt.
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Das
Kommunikationssystem kann auf der dem Patienten zugewandten Seite
der ersten leitenden Schicht angeordnet sein.
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In
einer weiteren Ausgestaltung enthält das Kommunikationssystem
einen Antennenteil und das mindestens eine Kommunikationsmodul einen
Schaltungsteil, der ein über
den Antennenteil gesendetes Signal erzeugt. Ferner kann das Kommunikationssystem
auf das mindestens eine Kommunikationsmodul geschichtet sein, wobei
die auf die Ebene der ersten leitenden Schicht projizierte Form
des Kommunikationssystems größer als
die auf die Ebene der ersten leitenden Schicht projizierte Form
des mindestens einen Kommunikationsmoduls ist.
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Optional
ist mindestens eines der Kommunikationsmodule mit einem Sensor versehen,
der eine Körperfunktion
des Patienten erfasst.
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Optional
ist an der ersten leitenden Schicht eine Durchgangsöffnung ausgebildet,
die es dem Sensor ermöglicht,
eine Körperoberfläche des
Patienten zu kontaktieren.
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Das
2D-DST-Substrat kann eine isolierende Schicht umfassen, die die
Außenfläche der
ersten leitenden Schicht bedeckt, wobei der Sensor die Körperoberfläche des
Patienten unter Zwischenlage der isolierenden Schicht kontaktiert.
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In
einer besonderen Weiterbildung umfasst der Sensor einen Körpertemperatursensor,
einen Sensor zum Messen Atemfrequenz, der Herzfrequenz oder des
Blutdrucks, einen Blutflusssensor, einen Sensor zum Messen des Sauerstoffsättigungsgrades,
einen Sensor zur Schweißerfassung,
einen Sensor zum Erfassen des Harnsäurepegels, einen Sensor zum
Erfassen einer Blutung oder Elektroden für eine kardiografische Messung.
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Optional
ist die tragbare Jacke mit einem Datenumwandlungssystem versehen,
das von dem Sensor gemessene Werte in eine auf einer Anzeigevorrichtung
darstellbare Form wandelt.
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Optional
umfasst die tragbare Jacke weiterhin eine Steuerung, die das Kommunikationsmodul mit
dem Kommunikationssystem so steuert, dass dieses ein emp fangenes
Signal über
das 2D-DST-Substrat an die Steuerung sendet, und die das Kommunikationsmodul
mit dem Sensor so steuert, dass dieses bei jedem Ablauf einer vorbestimmten
Periodendauer die Messdaten über
das 2D-DST-Substrat an die Steuerung sendet.
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Die
tragbare Jacke kann ferner eine Steuerung umfassen, die das Kommunikationsmodul
mit dem Kommunikationssystem so steuert, dass dieses bei jedem Ablauf
einer ersten vorbestimmten Periodendauer ein empfangenes Signal über das 2D-DST-Substrat
an die Steuerung sendet, und die das Kommunikationsmodul mit dem
Sensor so steuert, dass dieses bei jedem Ablauf einer zweiten vorbestimmten
Periodendauer, die von der ersten vorbestimmten Periodendauer verschieden
ist, Messdaten über
das 2D-DST-Substrat an die Steuerung sendet.
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Optional
ist die erste vorbestimmte Periodendauer kürzer als die vorbestimmte Periodendauer.
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Die
tragbare Jacke kann ferner ein Kommunikationsmodul-Auswahlsystem
umfassen, das aus den Kommunikationsmodulen ein optimales Kommunikationsmodul
mit Kommunikationssystem auswählt,
wobei die Auswahl des optimalen Kommunikationsmoduls bei jedem Ablauf
einer dritten vorbestimmten Periodendauer vorgenommen wird, die
länger
als die zweite vorbestimmte Periodendauer ist. Optional empfängt das
Kommunikationssystem ein sich im Raum ausbreitendes Signal, das
ein Bildsignal trägt,
wobei das Bildsignal in ein an die Anzeigevorrichtung zu sendendes
Videosignal gewandelt wird und die von dem Sensor gemessenen Werte
in das Videosignal so eingebunden werden, dass die gewandelten Werte
zusammen mit einem durch das Bildsignal dargestellten Bild einander überlagert
dargestellt werden.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung sieht ein Endoskopsystem vor, das
ein Kapselendoskop mit Kommunikationsfunktion, eine tragbare Jacke
mit Kommunikationsfunktion und eine Anzeigevorrichtung umfasst.
Das Kapselendoskop enthält
eine Abbildungsvorrichtung, die in eine Körperkavität eingebracht wird und innerhalb der
Körperkavität ein Bild aufnimmt,
und ein drahtloses Kommunikationssystem, das das aufgenommene Bild
darstellende Bilddaten auf die tragbare Jacke sendet. Die tragbare
Jacke kann ein 2D-DST-Substrat enthalten, das so geformt ist, dass
es den Körper
eines Patienten bedeckt. Das 2D-DST-Substrat kann eine erste leitende Schicht,
eine zweite leitende Schicht und mehren Kommunikationsmodule umfassen.
Ferner sind die erste leitende Schicht und die zweite leitende Schicht einander überlagert.
Die erste leitende Schicht ist auf der Seite des Patienten angeordnet,
wenn die tragbare Jacke in Gebrauch ist. Die Kommunikationsmodule
sind zwischen der ersten leitenden Schicht und der zweiten leitenden
Schicht verteilt. Die Kommunikationsmodule sind ausgebildet, über die
beiden leitenden Schichten mit benachbarten Kommunikationsmodulen
zu kommunizieren und Signale weiterzugeben. Mindestens eines der
Kommunikationsmodule hat ein Kommunikationssystem, das ausgebildet
ist, durch Empfangen und/oder Senden eines sich im Raum ausbreitenden
Signals mit einem externen Gerät
zu kommunizieren. An einer der beiden leitenden Schichten, die sich
auf der dem externen Gerät
zugewandten Seite befindet, ist ein Bereich ausgebildet, der es
dem sich im Raum ausbreitenden Signal ermöglicht, durch eine Stelle zu
treten, die dem Anbringungsort eines mit dem Kommunikationssystem
ausgestatteten Kommunikationsmoduls entspricht.
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Optional
enthält
die tragbare Jacke eine Steuerung, die ein optimales Kommunikationsmodul auswählt, das
unter den Kommunikationsmodulen die größte Signalempfangsamplitude
aufweist, wobei die Steuerung das ausgewählte optimale Kommunikationsmodul
so steuert, dass dieses eine Kommunikation mit dem Kapselendoskop
durchführt.
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Das
optimale Kommunikationsmodul sendet ferner ein sich im Raum ausbreitendes
Signal zur Stromversorgung an das Kapselendoskop.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung sieht eine tragbare Jacke mit Datenkommunikationsfunktion vor,
die ferner ein 2D-DST-Substrat aufweist, das so geformt ist, dass
es den Körper
eines Patienten bedeckt. Das 2D-DST-Substrat enthält min destens
eine leitende Schicht, und mehrere Kommunikationsmodule. Die Kommunikationsmodule
sind längs
der Ebene der mindestens einen leitenden Schicht verteilt. Die Kommunikationsmodule
sind ausgebildet, nach der 2D-DST-Technik mit benachbarten Kommunikationsmodulen
zu kommunizieren und Signale weiterzugeben. Mindestens eines der
Kommunikationsmodule hat ein Kommunikationssystem, das ausgebildet
ist, durch Empfangen und/oder Senden eines sich im Raum ausbreitenden
Signals mit einem externen Gerät
zu kommunizieren. Die mindestens eine leitende Schicht, die der
Seite des externen Gerätes
zugewandt ist, weist einen Bereich auf, der es dem sich im Raum
ausbreitenden Signal ermöglicht, durch
eine Stelle zu treten, die dem Anbringungsort eines mit dem Kommunikationssystem
ausgestatteten Kommunikationsmoduls entspricht.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung sieht eine tragbare Jacke mit Datenkommunikationsfunktion vor,
die mit einem 2D-DST-Substrat versehen ist, das so geformt ist,
dass es den Körper
eines Patienten bedeckt. Das 2D-DST-Substrat enthält eine
erste leitende Schicht, eine zweite leitende Schicht und mehrere
Kommunikationsmodule. Bei dieser Struktur sind die erste leitende
Schicht und die zweite leitende Schicht einander überlagert,
wobei die Kommunikationsmodule zwischen der ersten leitenden Schicht und
der zweiten leitenden Schicht verteilt sind. Die Kommunikationsmodule
sind ausgebildet, über
die erste und/oder die zweite leitende Schicht mit benachbarten
Kommunikationsmodulen zu kommunizieren und Signale weiterzugeben.
Mindestens eines der Kommunikationsmodule hat einen Sensor, der ausgebildet
ist, eine Körperfunktion
des Patienten zu erfassen.
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Kurzbeschreibung
der anliegenden Zeichnungen
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1 zeigt
schematisch eine Konfiguration eines Endoskopsystems nach einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2 zeigt
schematisch eine Konfiguration eines Kapselendoskops, das in dem
Endoskopsystem nach dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung verwendet wird;
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3 zeigt
eine Querschnittsstruktur eines Teils einer Jacke, die in dem Endoskopsystem
nach dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung verwendet wird;
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4 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Bildkommunikationsmoduls
zeigt, das einen Typ von Kommunikationsmodul nach dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt;
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5 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Messkommunikationsmoduls
zeigt, das einen Typ von Kommunikationsmodul nach dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt;
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6 ist
ein Blockdiagramm, das eine Steuereinheit zeigt, die in dem in 1 gezeigten
Endoskopsystem verwendet wird;
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7 ist
ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zur Datenerfassung zeigt, die
von der in 6 gezeigten Steuereinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ausgeführt
wird.
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8 ist
ein detailliertes Flussdiagramm, das eine Prozedur zur Auswahl eines
Empfangsmoduls zeigt, die in dem in 7 gezeigten
Flussdiagramm ausgeführt
wird;
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9 zeigt
eine Querschnittstruktur einer Jacke nach einer Abwandlung des ersten
Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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10 zeigt
eine Querschnittstruktur einer Jacke nach einer anderen Abwandlung
des ersten Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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11 ist
ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zur Datenerfassung zeigt, die
von der in 6 gezeigten Steuereinheit gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ausgeführt
wird; und
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12 ist
ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zur Datenerfassung zeigt, die
von der in 6 gezeigten Steuereinheit gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ausgeführt
wird.
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Detaillierte
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Unter
Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen werden nun Ausführungsbeispiele
und Abwandlungen des Endoskopsystems beschrieben.
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Allgemeiner Überblick
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Das
Endoskopsystem nach der Erfindung umfasst eine Jacke mit Antennenfunktion
(im Folgenden als Antennenjacke bezeichnet). Die Antennenjacke ist
mit einer Schaltungsanordnung ausgestattet, um verschiedenartige
Daten eines Patienten oder Probanden über Funk ohne Verwendung von
Leitungsdrähten,
Kabel oder Kupfermustern zu erfassen. Die erfassbaren Daten beinhalten
beispielsweise Körperfunktionen
(z.B. Puls, Blutdruck, Temperatur etc.) des Patienten und Bilder
von Körperkavitäten. Die
Antennenjacke ist so ausgebildet, dass sie flexibel und haltbar
sowie leichtgewichtig ist, und realisiert ferner Entwurfsfreiheit,
eine höhere
Dichte der Antennenanordnung sowie eine Erfassung von Bilddaten
mit einem hohen S/N-Verhältnis.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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1 zeigt
schematisch eine Konfiguration des Endoskopsystems 10 nach
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Das Endoskopsystem 10 wird beispielsweise
eingesetzt, um Körperfunktionen
(z.B. Puls, Blutdruck, Temperatur etc.) und/oder Bildinformationen
von Körperkavitäten und
dergleichen des Patienten 1 zu erfassen. Solche Daten werden
zur Diagnose des Patienten 1 genutzt.
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Wie
in 1 gezeigt, umfasst das Endoskopsystem 10 ein
Kapselendoskop 100, das in den Patienten 1 eingebracht
(geschluckt) wird, eine Antennenjacke 200 und einen Personalcomputer
(PC) 300. Das Kapselendoskop 100 nimmt Bilder
innerhalb des Patienten auf und gibt Bilddaten über Funk aus. Die Antennenjacke 200 ist
mit mehreren Antennen und Schaltungen ausgestattet und empfängt die
Bilddaten, die von dem Kapselendoskop 100 ausgegeben werden.
Die Antennenjacke 200 sendet das erfasste Signal und die
auf die Körperfunktionen
bezogenen Daten an den PC 300. Der PC 300 ist
mit einer Anzeige ausgestattet, die die von der Antennenjacke 200 empfangenen
Daten (z.B. Bilddaten) anzeigt.
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2 ist
ein Blockdiagramm des Kapselendoskops 100, das in dem Endoskopsystem 10 gemäß Ausführungsbeispiel
verwendet wird. Das Kapselendoskop 100 hat die Form einer
sehr kleinen Kapsel, die einfach in dünne, lange und verschlungene
Körperteile
(z.B. einen Darm) eintreten und Bilder von diesen Körperteilen
aufnehmen kann. Das Kapselendoskop 100 ist ausgestattet
mit einer Stromversorgungseinheit 102, die jede Komponente
des Kapeselendoskops 100 mit Strom speist, eine Steuereinheit 104,
die den Gesamtbetrieb des Kapselendoskops 100 steuert,
einem Speicher 106, der verschiedene Datenelemente speichert,
einem Paar Beleuchtungseinheiten 108, die zum Beleuchten
der Wände
der Körperkavität verwendet
werden, einer Objektivoptik 110, die empfangenes Licht
bündelt, um
ein Bild auf einer Festkörper-Abbildungsvorrichtung 112 zu
erzeugen, die Bilder der Körperkavität aufnimmt,
einer Sendeeinheit 114 zum Senden einer Bilddaten tragenden
Funkwelle, einer Empfangseinheit 115 zum Empfangen von
externen Geräten
gesendeten Funkwelle und einer Antenneneinheit 116, aus
der sich die Funkwelle ausbreitet.
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Ist
das Kapselendoskop 100 eingeschaltet und in die Körperkavität eingebracht,
so beleuchtet es das Innere der Körperkavität mit dem Paar Beleuchtungseinheiten 108.
Das an den Wänden
der Körperkavität reflektierte
Licht fällt
auf die Objek tivoptik 110. Die Objektivoptik 110 und
die Festkörper-Abbildungsvorrichtung 112 sind
so angeordnet, dass die Objektivoptik 110 ein Bild auf
der Lichtempfangsfläche
der Festkörper-Abbildungsvorrichtung 112 erzeugt.
Die Festkörper-Abbildungsvorrichtung 112 wandelt
das empfangene optische Bild fotoelektrisch, um ein dem optischen
Bild entsprechendes Bildsignal zu erzeugen. Die Steuereinheit 104 steuert die
Sendeeinheit 114 so an, dass diese das so erzeugte Bildsignal über Modulation
einem vorbestimmten Frequenzsignal überlagert, und sendet das modulierte
Signal über
die Antenneneinheit 116 nach außen. Das Ausführungsbeispiel
sieht vor, dass das von der Antenneneinheit 116 ausgegebene
Signal von der Antennenjacke 200 empfangen wird.
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Es
ist darauf hinzuweisen, dass die Empfangseinheit 115 die
Funkwelle von einem externen Gerät
empfängt,
und die Steuereinheit auf Grundlage von Signalen, die durch die
empfangene Funkwelle dargestellt sind, die Beleuchtungseinheiten 108 (z.B. EIN/AUS-Steuerung)
und andere Operationen des Kapselendoskops 100 steuert.
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Als
Nächstes
wird der Aufbau und die Funktionsweise der Antennenjacke 200 im
Detail beschrieben.
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Die
Antennenjacke 200 ist eine tragbare Jacke, die so ausgebildet
ist, dass sie einen Teil des oberen Körpers des Patienten bedeckt.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Antennenjacke 200 in
unterschiedlichen Formen und Gestaltungen ausgeführt sein kann. Beispielsweise
ist in 1 eine westenartige Jacke 200 gezeigt,
die hinsichtlich ihrer Gestaltung nur ein Beispiel darstellt. So
kann auch eine Jacke mit Ärmeln
verwendet werden. Da die Antennenjacke 200 zum Empfangen
der von dem Kapselendoskop 100 ausgesendeten Funkwelle
und ferner zum Messen von Körperfunktionen
verwendet wird, ist es wichtig, dass die Jacke 200 auf
die äußere Gestalt des
Patienten 1 passt.
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Die
Antennenjacke 200 ist mit mehreren Kommunikationsmodulen 230 ausgestattet,
die in der Antennenjacke 200 verteilt sind und eine Schaltungsanordnung
zum Erhalt des von dem Kapselendoskop 100 gesendeten Bildsignals,
eine Schaltungsanordnung zum Senden von elektromagnetischen Wellen, die
der Speisung mit elektrischem Strom dienen, und zum Senden von Steuersignalen
sowie eine Schaltungsanordnung zum Erfassen der Körperfunktionen des
Patienten 1 bilden. Die Antennenjacke 200 hat ferner
eine Steuereinheit 220, die beim Tragen im Bereich der
Taille des Patienten 1 sitzt und den Gesamtbetrieb der
an der Antennenjacke 200 vorgesehenen Schaltungsanordnungen
steuert.
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3 ist
eine teilweise quergeschnittene Seitenansicht der Antennenjacke 200.
Die Antennenjacke 200 nutzt eine sogenannte 2D-DST-Technik (zweidimensional
verteilte Signalübertragung),
die in dem Internetstandort <http://www.utri.co.jp/venture/venture2.html> und in der Japanischen
Patentveröffentlichung
Nr. P2003-18882A offenbart ist. Die 2D-DST-Technik sieht vor, ein
2D-DST-Subrat so auszubilden,
dass mehrere Chips zwischen zwei Signallagen verteilt werden, so
dass benachbarte Chips lokal und elektrisch miteinander verbunden sind.
Die Daten werden dann von einem Ursprung paketweise über die
Chips zu einem Ziel übertragen. In
dem Ausführungsbeispiel
ist die Antennenjacke 200, die in diesem Fall das 2D-DST-Substrat
darstellt, mit zwei leitenden Schichten 212 und 214 und isolierenden
Schichten 216 und 218 ausgestattet, die die beiden
leitenden Schichten 212 und 214 nach außen hin
isolieren. Zwischen den leitenden Schichten 212 und 214 sind
mehrere Kommunikationsmodule 230 verteilt, wie schematisch
in 1 gezeigt ist.
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Jede
der beiden aus den leitenden Schichten 212 und 214 gebildeten
Lagen ist flexibel und leitfähig.
Jede der beiden leitenden Schichten 212 und 214 ist
als westenartige Jacke ausgebildet, die den Bereich von Brust und
Taille sowie den Rückenbereich
des Patienten 1 bedeckt. Die leitenden Schichten 212 und 214 sind
in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet, wobei sich
das Kommunikationsmodul 230 zwischen ihnen befindet und eine
zwischen ihnen geschichtete isolierende Lage und/oder isolierende
Schicht nicht gezeigt ist. Die leitenden Schichten 212 und 214 sind
so elektrisch voneinander isoliert übereinander geschichtet. Die
leitende Schicht 212 befindet sich auf der Seite des Patienten,
wäh rend
sich die leitende Schicht 214 auf der Außenseite
befindet. Mit anderen Worten ist die leitende Schicht 212 eine
rückseitige
Schicht der Antennenjacke 200, während die leitende Schicht 214 eine vorderseitige
Schicht der Antennenjacke 200 ist.
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Die
Schicht 216 ist eine flexible Schicht mit isolierender
Eigenschaft. Die isolierende Schicht 216 ist so gestaltet
und aufgebracht, dass sie die Außenfläche (d.h. die Fläche, die
von der der leitenden Schicht 214 zugewandten Fläche abgewandt
ist) der leitenden Schicht 212 bedeckt. Die isolierende Schicht 216 besteht
aus isolierendem Gummi, isolierendem Film oder isolierendem Stoff.
Die Schicht 218 ist ähnlich
der isolierenden Schicht 216 ebenso eine flexible Schicht,
die isolierende Eigenschaft aufweist. Die isolierende Schicht 218 ist
so geformt und aufgebracht, dass sie die Außenfläche (d.h. die Fläche, die von
der der leitenden Schicht 212 zugewandten Fläche abgewandt
ist) der leitenden Schicht 214 bedeckt. Da die isolierenden
Schichten 216 und 218 vorgesehen sind, ist die
Außenseite
der Antennenjacke 200, wenn ein elektrischer Strom durch
die leitende Schicht 212 oder 214 fließt, von
den leitenden Schichten 212 und 214 isoliert,
und es treten keine elektrischen Leckströme nach außen auf.
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Als
Nächstes
werden die Kommunikationsmodule 230 beschrieben. Die Kommunikationsmodule 230 sind
in zwei Arten von Modulen unterteilt, nämlich in Bildkommunikationsmodule 230a zum
Empfangen des von dem Kapselendoskop 100 gesendeten Bildsignals
und zum Senden von Funkwellen, um Strom zu liefern und Steuersignale
zu senden, und in Messkommunikationsmodule 230b zum Messen
von Körperfunktionen
und zur Erfassung von Messergebnissen (die im Folgenden als Körperfunktionsinformation
bezeichnet werden).
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4 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des Bildkommunikationsmoduls 230a zeigt. Das
Bildkommunikationsmodul 230a enthält eine Steuereinheit 232a,
die den Gesamtbetrieb des Bildkommunikationsmoduls 230a steuert,
eine Antenne 234a, die eine Funkwelle mit einer vorbestimmten Frequenz
empfängt/sendet,
einen Speicher 236a, der verschiedene Datenelemente einschließ lich einer ID-Information
des Bildkommunikationsmoduls 230a, eines Bildsignals und
dergleichen, speichert und eine Kommunikationseinheit 238a,
die in Betrieb genommen wird, um mit einem anderen Kommunikationsmodul 230 zu
kommunizieren, das dem Bildkommunikationsmodul 230a benachbart
ist.
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Das
Bildkommunikationsmodul 230a hat die Funktion, das von
dem Kapselendoskop 100 gesendete Bildsignal über die
Antenne 234a zu empfangen, und die Funktion, eine Funkwelle
zum Speisen des Kapselendoskops 100 mit Strom und zum Steuern
des Betriebs des Kapselendoskops 100 über die Antenne 234a zu
senden. Da die Energie von außen zugeführt werden
kann, ist der Operateur in der Lage, das Kapselendoskop 100 vergleichsweise
lange Zeit zu betreiben, obgleich nur eine kleine Batterie in dem Kapselendoskop 100 eingesetzt
werden kann.
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Es
ist darauf hinzuweisen, dass das Kapselendoskop 100 hauptsächlich dazu
dient, Bilder innerhalb des Darms aufzunehmen, wobei die Bildkommunikationsmodule 230a eng
in einem entsprechenden Bereich (d.h. einem Bereich, der dem Magen
des Patienten 1 entspricht) verteilt sind.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
ist jedes Bildkommunikationsmodul 230a ausgebildet, eine
Funkwelle zu empfangen/zu senden. Es ist jedoch nicht erforderlich,
dass jedes Modul beide Funktionen aufweist. Es können Module verwendet werden,
die nur eine der Empfangsfunktion und der Sendefunktion aufweisen.
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Wie
in 3 gezeigt, ist die leitende Schicht 212 mit
einer Öffnung 212a versehen,
durch die das Bildkommunikationsmodul 230a (insbesondere
seine Antenne 234a) freiliegt. Die Öffnung 212a ermöglicht ein
gutes Senden/Empfangen der Funkwelle zwischen der Antenne 234a und
dem Kapselendoskop 100. Da sich die Bildkommunikationsmodule 230a in einer
Sandwichanordnung zwischen den leitenden Schichten 212 und 214 befinden,
wäre jedes
Kommunikationsmodul 230a, wenn die Öffnung 212a nicht
vorgesehen wäre,
abgeschirmt, und es könnte die
Funkwelle nicht an das externe Gerät gesendet oder von diesem
empfangen wer den. Obgleich in 3 nicht
gezeigt, ist die Öffnung 212a so
ausgebildet, dass sie jedem einzelnen der Bildkommunikationsmodule 230a entspricht.
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In
dem Ausführungsbeispiel
ist die isolierende Schicht 216 auf der Außenfläche der
leitenden Schicht 212 vorgesehen. Da die isolierende Schicht 216 keine
leitende Schicht ist, dient sie jedoch nicht als Abschirmung und
beeinflusst das Sendenden Empfang der Funkwelle nicht.
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In
der wie oben beschrieben aufgebauten Antennenjacke 200 liegt
ferner jede Antenne 234a durch die Öffnung 212a (mit zwischengeordneter
isolierender Schicht 216) nach außen hin frei, während der übrige Teil
des Bildkommunikationsmoduls 230 mit den leitenden Schichten 212 und 214 bedeckt
ist. Die leitenden Schichten 212 und 214 dienen
deshalb als Abschirmung für
die Funkwelle, die aus anderen Richtungen als der durch das Kapselendoskop 100 vorgegebenen
Richtung gesendet wird (d.h. von einem externen Gerät, das sich
in der Nähe
des Endoskopsystems 10 befindet). Unerwartetes, auf die
Antenne 234a gerichtetes Rauschen kann so durch die leitenden
Schichten 212 und 214 abgeschirmt werden. Ein
anderer Aspekt ist darin zu sehen, dass sich die von der Antenne 234a gesendete
Funkwelle in einer Richtung ausbreitet, die der Öffnung 212a entspricht,
und Geräte,
die sich vergleichsweise nahe der Antennenjacke 200 befinden
oder um die Antennenjacke 200 herum angeordnet sind, nicht
beeinflusst. Dies bedeutet, dass die leitenden Schichten 212 und 214 alle
Funkwellen außer
der von dem Kapselendoskop 100 gesendeten Funkwelle weitgehend abschirmen
oder abschwächen.
Die Antenne 234a kann deshalb die Funkwelle (Bildsignal),
die von dem Kapselendoskop 100 gesendet wird, mit einem
vergleichsweise hohen S/N-Verhältnis
empfangen.
-
9 zeigt
einen anderen Aufbau der Antennenjacke 200 gemäß einer
Abwandlung des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels. In dieser
Abwandlung ist zumindest ein Teil der Antenne 234a oberhalb
der leitenden Schicht 212 angeordnet. Bei diesem Aufbau
ist die Fläche
des durch die leitende Schicht 212 abgeschirmten Teils
der Antenne 234a kleiner als bei dem in 3 gezeigten
Aufbau. Der zum Empfangen/Senden zur Verfügung stehende Winkelbereich
der Antenne 234a kann so aufgeweitet werden. Die Funktion
der Antenne wird demnach durch diese strukturelle Änderung
wesentlich verbessert. Dieser Aufbau ist insbesondere dann effektiv, wenn
keine oder nur kleine externe Geräte vorhanden sind, die um das
Endoskopsystem 10 herum Funkwellen ausgeben.
-
Wie
in 9 gezeigt, weist die Antenne 234a in
der Projektion auf die leitende Schicht 212 eine weiter
ausgedehnte Fläche
als das Kommunikationsmodul 230 auf. Durch diesen Aufbau
ist es möglich, die
Fläche
der Antenne 234a im Vergleich zu dem in 3 gezeigten
Aufbau weiter zu vergrößern. Mit dieser
Abwandlung ist es infolgedessen möglich, das Bildsignal mit einem
vergleichsweise hohen S/N-Verhältnis
von dem Kapselendoskop 100 zu empfangen.
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In
den Ausführungsbeispielen
und der Abwandlung, die oben beschrieben wurden, kommunizieren das
Kapselendoskop 100 und das Bildkommunikationsmodul 230a über eine
Funkwelle mit vorbestimmter Frequenz miteinander. Diese Konfiguration kann
derart modifiziert werden, dass die Kommunikation mittels eines
anderen, sich im Raum ausbreitenden Signals durchgeführt wird.
Beispielsweise können
für die
Kommunikation Lichtwellen unter Verwendung einer Fotodiode, einer
LED (lichtemittierende Diode) oder einer LD (Laserdiode) genutzt
werden. In einem solchen Fall kann die Antenne 234a durch
die Fotodiode ersetzt werden. Für
die Sendefunktion kann die Antenne 234a durch die LED oder
LD ersetzt werden. Sind sowohl die Sendefunktion als auch die Empfangsfunktion
implementiert, so müssen
selbstverständlich
sowohl die Fotodiode als auch die LED oder LD zur Anwendung kommen.
-
Alternativ
kann eine Schallwelle als andere Form der sich im Raum ausbreitenden
Welle genutzt werden. Wird die Schallwelle genutzt, so kann die Antenne 234a durch
einen Ultraschallwellenempfänger
ersetzt werden. Zum Senden der Schallwelle kann die Antenne 234a durch
einen Ultraschallwellensender ersetzt werden. Zum Empfangen und
Senden können
sowohl der Ultraschallwellenempfänger als
auch der Ultraschallwellensender die Antenne 234a ersetzen.
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5 zeigt
ein Blockdiagramm des Messkommunikationsmoduls 230b, das
eines der Kommunikationsmodule 230 ist. Das Messkommunikationsmodul 230b enthält eine
CPU 232b, die den Gesamtbetrieb des Messkommunikationsmoduls 230b steuert,
eine Sensoreinheit 234b zum Messen von Körperfunktionen
des Patienten 1, einen Speicher 236b zum Speichern
von Datenelementen einschließlich
der ID-Information
des Moduls 230b und der gemessenen Körperfunktionen und eine Kommunikationseinheit 238b zum
Kommunizieren mit einem anderen, benachbarten Kommunikationsmodul 230.
-
Das
Messkommunikationsmodul 230b hat hauptsächlich die Funktion, die Körperfunktionen (z.B.
Körpertemperatur,
Atemfrequenz, Herzfrequenz und dergleichen) zu erfassen. Der Operateur
kann das Messkommunikationsmodul 230b zusätzlich zum
Bild der Körperkavität des Patienten 1 dazu
nutzen, den Körperzustand
des Patienten zu untersuchen. Diese Funktion ermöglicht es dem Operateur, unmittelbar
zu erkennen, wenn der Patient 1 während der Betrachtung der Körperkavität krank
wird.
-
Wie
oben beschrieben, sind zwischen den leitenden Schichten viele Kommunikationsmodule 230 vorgesehen,
was bedeutet, dass auch viele Messkommunikationsmodule 230b zwischen
den leitenden Schichten verteilt sind. Es ist darauf hinzuweisen,
dass als Sensor 234b verschiedene Sensortypen zur Anwendung
kommen können.
Beispielsweise sind dies ein Temperatursensor zum Messen der Körpertemperatur,
ein Drucksensor zum Messen der Atemfrequenz, der Herzfrequenz oder
des Blutdrucks, ein PH-Sensor zum Messen einer Wasserstoffionenkonzentration,
ein Harnsäuresensor
zum Messen eines Harnsäurewertes
des Schweißes,
ein Lichtsensor zum Messen, ob eine Blutung vorliegt oder nicht
vorliegt, ein Ultraschallsensor zum Messen eines Blutflussvolumens,
ein Fotosensor zum Messen eines Sauerstoffsättigungsgrades, Elektroden
für eine
kardiologische Messung und dergleichen. Die Vielzahl der Messmodule 230b weisen
die jeweiligen oben genannten Sensoren auf und sind an geeigneten
Stellen der Antennenjacke 200 angeordnet.
-
Beispielsweise
ist das Messmodul 230b, das den Drucksensor zum Messen
der Herzfrequenz aufweist, an einer Stelle der Antennenjacke 200 vorgesehen,
die der linken Brust (nahe dem Herzen) des Patienten 1 zugewandt
ist.
-
Das
Messmodul 230b, das den Temperatursensor trägt, ist
so ausgebildet, dass der in 5 gezeigte
Sensor 234b den Temperatursensor bildet, z.B. einen Sensor,
der mit einem Thermistor arbeitet. Solch ein Temperatursensor wird
hauptsächlich
zum Messen der Körpertemperatur
(genauer gesagt, der Temperatur der Körperoberfläche) des Patienten 1 verwendet.
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Das
den Drucksensor tragende Messmodul 230b ist so ausgebildet,
dass der Sensor 234b in 5 den Drucksensor
bildet (z.B. einen Membran- oder Halbleiter-Drucksensor). Wird die
Atemfrequenz gemessen, so wird der Druck der Körperoberfläche des Patienten 1 mit
einer Messfrequenz von 10 bis 20 Messoperationen/Minute gemessen
und die Zahl an Atemzügen
berechnet. Wird die Herzfrequenz gemessen, so wird der Druck der
Körperoberfläche mit einer
Messfrequenz von 50 bis 100 mal/Minute gemessen und die Herzfrequenz
ermittelt. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Antennenjacke 200 elastisch ausgebildet
ist, so dass sich die auf ihr angebrachten Sensoren in Presskontakt
mit der Körperoberfläche des
Patienten 1 befinden. Durch diese elastische Ausbildung
ist es möglich,
den Drucksensor gegen ein Blutgefäß zu drücken, das in der Nähe der Körperoberfläche verläuft, um
so den Blutdruck zu messen.
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Das
den Ultraschallwellensensor tragende Messmodul 230b ist
so ausgebildet, dass der Sensor 234b in 5 als
Ultraschallwellensensor dient, der einen Ultraschallwellenempfänger und
-sender umfasst (in diesem Beispiel umfasst der Ultraschallsensor
einen integriert kombinierten Ultraschallempfänger/-sender). Der Ultraschallsensor
sendet eine Ultraschallwelle in die Körperkavität des Patienten 1 und
erfasst eine Doppler-Verschiebung (d.h. eine Frequenzänderung
entsprechend dem Doppler-Effekt), um den Blutfluss zu berechnen.
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Das
den Fotosensor tragende Messmodul 230b ist so ausgebildet,
dass der Sensor 234b in 5 als Fotosensor
dient, der eine Lichtquelle (z.B. LED oder LD) und eine Fotodiode
umfasst. In diesem Ausführungsbeispiel
wird der Sensor, der sowohl mit der Lichtquelle als auch der Fotodiode
ausgestattet ist, als Fotosensor bezeichnet.
-
Der
Fotosensor dient dazu, einen Sauerstoffsättigungsgrad im Blut zu messen,
wobei er die Eigenschaft des Blutes nutzt, dass der Absorptionsfaktor
von Hämoglobin
gegenüber
Infrarotlicht mit Änderung
des Sauerstoffsättigungsgrades
des Hämoglobins
im Blut variiert. Dabei fungiert der Fotosensor als Fotounterbrecher
vom Reflexionstyp. Dabei wird beispielsweise von der LED Licht auf
das innerhalb der Körperkavität vorhandene
Blut ausgesendet. Das reflektierte Licht wird dann von der Fotodiode
empfangen, um den Zustand des reflektierten Lichtes zu bestimmen.
An Hand des Erfassungsergebnisses wird der Sauerstoffsättigungsgrad
berechnet.
-
Die
in 3 gezeigte leitende Schicht 212 ist mit Öffnungen 212b versehen,
die jeweils das Haftvermögen
des Messkommunikationsmoduls 230b (Sensor 234b)
gegenüber
dem Patienten 1 erhöhen. Die Öffnung 212b und
der Sensor 234b sind so geformt, dass der Sensor 234b in
die Öffnung 212b passt.
Da mittels der Öffnung 212b das
Haftvermögen
erhöht
ist, wird, wenn der Sensor 234b beispielsweise der Drucksensor
ist, eine genaue Erfassung des Drucks möglich.
-
Es
ist darauf hinzuweisen, dass die isolierende Schicht 216 zwischen
dem Sensor 234b und der Körperoberfläche des Patienten 1 angeordnet
ist, wie in 3 gezeigt ist. Genau genommen
kontaktiert deshalb der Sensor 234b nicht direkt die Körperoberfläche. Der
Aufbau kann so modifiziert werden, dass der Sensor 234b direkt
die Körperoberfläche des
Patienten 1 kontaktiert. 10 zeigt
ein solches Beispiel, das eine Abwandlung des in 3 gezeigten Aufbaus
darstellt. Wie in 10 gezeigt, ist in der isolierenden
Schicht 216 eine Öffnung 216b ausgebildet,
die sich an einer der Öffnung 212b entsprechenden
Stelle befindet, und der Sensor 234b sitzt in beiden Öffnungen 212b und 216b. 10 zeigt
nur eine Öffnung 216b.
Jedoch sind mehrere Öffnungen 216b entsprechend
der Öffnung 212b und
entsprechend den Messkommunikationsmodulen 230b ausgebildet.
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Unter
den Kommunikationsmodulen 230 gibt es Module, die die Antenne 234a oder
den Sensor 234b nicht aufweisen. Solche Module 230 enthalten die
Steuereinheit, den Speicher und die Kommunikationseinheit. Solche
Module 230 fungieren als Zwischenübertragungsmodule entsprechend
der 2D-DST-Technik. Dies bedeutet, dass die Kommunikationsmodule 230 ohne
Antenne 234a und Sensor 234b ein Signal (Pakete)
nacheinander weitergeben, wenn dieses von einer Quelle an ein Ziel übertragen wird.
Es ist selbstverständlich
auch möglich,
dass die Kommunikationsmodule 230, die die Antenne 234a oder
den Sensor 234b aufweisen, auch als Zwischenübertragungsmodule
fungieren.
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Die
Zwischenübertragungsmodule 230 (ohne
Antenne 234a oder Sensor 234b) können zu
geringeren Kosten als die mit der Antenne 234a oder dem
Sensor 234b ausgestatteten Module gefertigt werden. Außerdem müssen beim
Verteilen der Zwischenübertragungsmodule
im Unterschied zu den mit der Antenne 234a oder dem Sensor 234b ausgestatteten
Modulen auf der leitenden Schicht 212 nicht die Öffnungen 212a oder 212b ausgebildet
werden. Selbst wenn viele Zwischenübertragungsmodule über die
Antennenjacke 200 verteilt werden, steigen deshalb die
Fertigungskosten nicht so stark an.
-
Das
Vorsehen vieler Kommunikationsmodule 230 als Zwischenübertragungspunkte
ist außerdem
im Hinblick auf die Haltbarkeit der nach der 2D-DST-Technik arbeitenden
Schaltung von Vorteil (d.h. mit anderen Worten im Hinblick auf die
Sicherheit der Signalübertragung).
So ist beispielsweise die Zahl an Kommunikationsmodulen 230 für verschiedene
Signale proportional zur Zahl an auswählbaren Signalübertragungswegen.
Ist eine große
Zahl an Kommunikationsmodulen 230 vorgesehen, so bleibt selbst
dann, wenn einige von ihnen brechen, eine große Zahl an auswählbaren
Signalübertragungswegen übrig, so
dass sichergestellt ist, dass das Bildsignal zum Ziel übertragen
werden kann.
-
Als
Nächstes
wird die Konfiguration der Steuereinheit 220 beschrieben,
die den Gesamtbetrieb der Antennenjacke 200 steuert.
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Die
Steuereinheit 220 hat hauptsächlich die Funktion, den Gesamtbetrieb
der Antennenjacke 200 zu steuern, sowie die Funktion einer
Schnittstelle.
-
6 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Steuereinheit 220 zeigt.
Die Steuereinheit 220 hat eine Steuerung 221,
die den Gesamtbetrieb der Antennenjacke 200 steuert, eine
Stromquelle 222, die die Antennenjacke 200 mit
elektrischem Strom speist, eine Kommunikationseinheit 223,
die über
die leitende Schicht 212 oder 214 mit den Kommunikationsmodulen 230 kommuniziert,
die in der Nähe
der Steuereinheit 220 angeordnet sind, einen Speicher 224 zum
Speichern von verschiedenen Daten, die Steuerprogramme beinhalten,
und von Daten, die das erhaltene Bildsignal und die Körperinformation
beinhalten, eine Signalverarbeitungseinheit 225, die das
erhaltene Bildsignal so verarbeitet, dass dies als Bild an der Anzeige
des PCs 300 darstellbar ist, und eine Schnittstelleneinheit 226, über die
die Steuereinheit 220 mit einem externen Gerät verbunden
ist und Daten (z.B. Bilddaten und Körperfunktionsdaten) an das
externe Gerät
ausgibt. Die durch die jeweiligen Kommunikationsmodule 230 erhaltenen
Daten werden von der Steuereinheit 220 gesammelt, die die
gesammelten Daten an den PC 300 sendet, so dass der Operateur
diese auf der Anzeige des PCs 300 sehen kann.
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7 ist
ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zur Datenerfassung zeigt, die
von der Steuereinheit 220 (d.h. der Steuerung 221)
ausgeführt
wird, um verschiedene Datenelemente einschließlich der Bilddaten und Körperfunktionsdaten
zu erhalten.
-
Wird
ein Stromschalter (nicht gezeigt) der Steuereinheit 220 eingeschaltet,
so speist die Stromquelle 222 die Steuereinheit 220 mit
elektrischem Strom, wodurch die Steuereinheit 220 ihren
Betrieb aufnimmt. Anschließend
kann die Steuerung 221 gemäß der 2D-DST-Technik mit den
Kommunikationsmodulen 230 kommunizieren. Jedes Kommunikationsmodul 230 arbeitet
nach einem in der Steuereinheit 232a oder 232b gespeicherten
Algorithmus (d.h. Programm), um eine ID- Information zu erfassen, und sendet
die ID-Information an die Steuereinheit 220 (S1). Die Steuerung 221 kann
die jeweiligen Kommunikationsmodule an Hand der ID-Information unterscheiden.
-
Ist
der Prozess zum Setzen der ID-Information (S1) in jedem Kommunikationsmodul 230 beendet,
so ermittelt die Steuerung 221, ob die Stromquelle eingeschaltet
oder ausgeschaltet ist (S2). Ist die Stromquelle ausgeschaltet (S2:
JA), so beendet die Steuerung 221 die in 7 gezeigte
Prozedur. Ist der Stromschalter eingeschaltet (S2: NEIN), so setzt
die Steuerung 221 die Prozedur mit S3 fort.
-
In
S3 wählt
die Steuerung 221 ein Bildkommunikationsmodul 230a aus,
das die von dem Kapselendoskop 100 ausgegebene Funkwelle
empfängt. In
der folgenden Beschreibung wird das Bildkommunikationsmodul 230,
das die Funkwelle empfängt, auch
als Empfangsmodul bezeichnet.
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8 ist
ein Flussdiagramm, das die Prozedur zur Auswahl des Empfangsmoduls
zeigt, die eine in S3 des Flussdiagramms nach 7 aufgerufene Unterroutine
ist.
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Wird
die Prozedur zur Auswahl des Empfangsmoduls aufgerufen, so erfasst
die Steuerung 221 Empfangsamplitudendaten, die bezogen
auf das von dem Kapselendoskop 100 gesendete Bildsignal die
Amplitude eines von dem jeweiligen Bildkommunikationsmodul 230a (d.h.
von der Antenne 234a) empfangenen Signals darstellt. In
S22 werden die Signalempfangsamplitudendaten aller über die
Antennenjacke 200 verteilten Bildkommunikationsmodule 230a verglichen,
um das Bildkommunikationsmodul 230a mit der größten Amplitude
zu bestimmen. In S23 wählt
die Steuerung 221 das Bildkommunikationsmodul 230a,
das in S21 als das mit der größten Signalempfangsamplitude
bestimmt worden ist, als dasjenige Modul aus, das das von dem Kapselendoskop 100 gesendete
Bildsignal empfängt.
Dann steuert die Steuerung 221 das ausgewählte Bildkommunikationsmodul 230a so
an, dass dieses die von dem Kapselendoskop 100 gesendete
Funkwelle empfängt.
Wenn das zum Empfangen des Signals vorgesehene Bildkommunikationsmodul 234a in
S23 bestimmt ist, ist die Prozedur zur Auswahl des Empfangsmo duls
beendet, und der Prozess fährt
mit S4 nach 7 fort. Es ist darauf hinzuweisen,
dass das Bildkommunikationsmodul 230a, das die Funkwelle von
dem Kapselendoskop 100 empfängt, das empfangene Signal
demoduliert, um das mit der Funkwelle transportierte Bildsignal
zu erfassen.
-
Das
Bildkommunikationsmodul 230a, das gerade als Empfangsmodul
gesetzt ist, überträgt unter
der Kontrolle der Steuerung 221 eine Funkwelle, um das
Kapselendoskop 100 mit einer vorbestimmten zeitlichen Abstimmung
mit elektrischem Strom zu speisen. Da das Kapselendoskop 100 mit
elektrischem Strom gespeist wird, kann es vergleichsweise lange
Zeit in Betrieb sein. Es ist darauf hinzuweisen, dass in dem Ausführungsbeispiel
das Empfangsmodul eingesetzt wird, um die Funkwelle zum Speisen des
Kapselendoskops mit elektrischem Strom zu übertragen. Zu diesem Zweck
kann jedoch auch ein anderes Kommunikationsmodul 230, das
gerade nicht für
den Empfang der Funkwelle von dem Kapselendoskop 100 genutzt
wird, verwendet werden. Alternativ können die Kommunikationsmodule 230 auch
Module umfassen, die nur dazu dienen, das Kapselendoskop 100 mit
elektrischem Strom zu speisen.
-
In
S4 bestimmt die Steuerung 221 einen minimalen Signalübertragungsweg,
der einer der Wege ist, die durch Verbinden der Kommunikationsmodule 230 ausgehend
von dem ausgewählten
Empfangsmodul bis zur Steuerung 221 definiert sind, und
die kürzeste
Weglänge
hat. Ist der Übertragungsweg
bestimmt, so wird das Bildsignal, das von dem Empfangsmodul demoduliert
und erfasst worden ist, längs
des so bestimmten Weges übertragen
und erreicht die Steuereinheit 220 (S5). Die Steuerung 221 speichert
das so empfangene Bildsignal in dem Speicher 224 (S6).
Das in dem Speicher 224 gespeicherte Bildsignal wird unter
der Kontrolle der Steuerung 221 von der Signalverarbeitungseinheit 225 verarbeitet
und in ein Videosignal gewandelt, das über die Schnittstelle 226 an
den PC 300 übertragen
wird. An der Anzeige des PCs 300 wird so das Bild der Körperkavität des Patienten 1 dargestellt.
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Die
Steuerung 221 wählt
Messkommunikationsmodule 230b aus, um Körperfunktionen des Patienten 1 zu
erfassen (S7). Die Messkommunikationsmodule 230b werden
entsprechend einer vorbestimmten Reihenfolge ausgewählt. Wird
Schritt S7 zum ersten Mal ausgeführt,
so wird beispielsweise ein Messkommunikationsmodul 230b ausgewählt, das
den Temperatursensor aufweist, und anschließend werden bei jeder Ausführung des
Schrittes S7 Messkommunikationsmodule 230b ausgewählt, die den
Drucksensor, den Ultraschallwellensensor, den Fotosensor bzw. die
Elektroden enthalten.
-
Alternativ
wird die Fläche
der Antennenjacke 200 in mehrere Bereiche unterteilt (z.B.
einen Brustbereich, einen Magenbereich etc.) und die Messkommunikationsmodule
bei jeder Ausführung
des Schrittes S7 in einem anderen Bereich ausgewählt.
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Ist
die Gesamtzahl der an der Antennenjacke 200 vorgesehenen
Messkommunikationsmodule 230b vergleichsweise gering, so
können
in einer weiteren Alternative sämtliche
Messkommunikationsmodule 230b auf einmal ausgewählt werden.
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Die
Steuereinheit 232b des ausgewählten Messkommunikationsmoduls 230b berechnet
auf Grundlage des von dem Sensor 234b erfassten Wertes
einen Messwert und speichert den Messwert in Form von auf den Patienten 1 bezogenen
Körperfunktionsdaten
in dem Speicher 236b.
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In
S8 bestimmt die Steuerung 221 einen minimalen Übertragungsweg,
der die Kommunikationsmodule 230 ausgehend von dem ausgewählten Messkommunikationsmodul 230b bis
zur Steuerung 221 miteinander verbindet. Ist der minimale Übertragungsweg
bestimmt, so werden die Körperfunktionsdaten
aus dem Speicher 236b ausgelesen und über die Kommunikationsmodule 230 längs des
so bestimmten Übertragungsweges übertragen,
bis sie die Steuereinheit 220 erreichen (S9). Die empfangenen Körperfunktionsdaten
werden in dem Speicher 224 gespeichert (S10). Nach Speichern
der empfangenen Körperfunktionsdaten
kehrt die Steuerung 221 zu Schritt S2 zurück und wiederholt
anschließend
die oben beschriebenen Schritte S2-S10.
-
Das
Ausführungsbeispiel
sieht vor, dass die in dem Speicher 224 gespeicherten Körperfunktionsdaten
von der Verarbeitungseinheit 225 in ein Zeichensignal gewandelt
und dem Videosignal überlagert
werden, das ebenfalls von der Verarbeitungseinheit 225 verarbeitet
wird. Dann wird das Videosignal über
die Schnittstelleneinheit 226 an den PC 300 gesendet.
Die Anzeige des PCs 300 zeigt so Zeichen, die die Körperfunktionen
des Patienten 1 angeben, sowie das Bild der Körperkavität.
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Betätigt der
Operateur ein Betätigungselement
(nicht gezeigt) zum Steuern des Kapselendoskops 100, so
sendet das gerade als Empfangsmodul ausgewählte Bildkommunikationsmodul 230a unter der
Kontrolle der Steuerung 221 ein Steuersignal, das auf die
Betätigung
des Betätigungselementes bezogen
ist, an das Kapselendoskop 100. Durch diese Konfiguration
kann der Operateur den Betrieb des Kapselendoskops 100 steuern.
Es ist darauf hinzuweisen, dass das das Steuersignal an das Kapselendoskop 100 sendende
Modul nicht auf das gerade ausgewählte Empfangsmodul 230 beschränkt ist, sondern
auch ein anderes Bildkommunikationsmodul 230a, das das
Bildsignal gerade nicht empfängt,
genutzt werden kann. Alternativ kann ein Kommunikationsmodul verwendet
werden, das allein zum Senden des Steuersignals bestimmt ist.
-
Es
ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf die in dem
oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
vorgesehenen Konfigurationen und deren Abwandlungen beschränkt ist,
sondern verschiedenartig modifiziert werden kann, ohne das Anwendungsgebiet
der Erfindung zu verlassen.
-
Beispielsweise
sind in dem Ausführungsbeispiel
die Steuereinheit 220 und der PC 300 über ein Kabel
miteinander verbunden (vergl. 1). Dies kann
so modifiziert werden, dass an Stelle des Kabels eine drahtlose
Verbindung zur Anwendung kommt.
-
Optional
kann die Steuereinheit 220 mit einem Speicherkartenschacht
versehen sein, so dass Bilddaten und/oder Körperdaten auf einer Speicherkarte
gespeichert werden können,
die in dem Kartenschacht eingesetzt ist.
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In
dem Ausführungsbeispiel
ist die Antennenjacke 200 so konfiguriert, dass sie die
Bilddaten sendet und die Körperfunktionsdaten
empfängt.
Dies ist jedoch nur eine beispielhafte Ausführungsform. So kann die Jacke
auch so konfiguriert sein, dass sie nur eine der beiden Funktionen
aufweist.
-
In
dem Ausführungsbeispiel
sind die Kommunikationsmodule auf einer Jacke angeordnet, die als
tragbare Jacke gestaltet ist. Die Form der tragbaren Jacke ist jedoch
nicht auf die Westenform beschränkt.
So kann die tragbare Jacke unterschiedliche Formen aufweisen, z.B.
die Form eines Gürtels.
-
Zweites Ausführungsbeispiel
-
11 zeigt
ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zur Datenerfassung veranschaulicht,
die von der Steuereinheit 220 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
ausgeführt
wird. Bei der in 7 gezeigten Prozedur wird das
Empfangsmodul jedes Mal ausgewählt,
wenn das erhaltene Bild und die Körperfunktionsdaten in dem Speicher 224 gespeichert
werden. In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird
das Empfangsmodul zu jedem vorbestimmten Zeitpunkt ausgewählt. In
der folgenden Beschreibung der 11 sind
diejenigen Schritte, die gleich denen in 7 sind,
mit den gleichen Schrittnummern bezeichnet. Um die Beschreibung
kurz zu halten, werden diese Schritte nicht nochmals beschrieben.
-
Ist
der Stromschalter der Steuereinheit 220 eingeschaltet und
wird in S1 der Prozess zum Setzen der ID-Daten ausgeführt, so
startet die Steuerung 221 in S31 einen Zähler A (der
einen Anfangswert Null hat). Auf den Zähler A wird in S33 Bezug genommen,
der später
beschrieben wird. Nachdem die Steuerung 221 in S2 ermittelt
hat, ob die Stromquelle ausgeschaltet ist, und die Schritte S3 und
S4 ausgeführt
sind, inkrementiert die Steuerung 221 den Zähler A um
Eins.
-
Nachdem
die Schritte S5 bis S10 ausgeführt sind
(d.h. das Bildsignal und die Körperfunktionsdaten
an die Steuereinheit 220 gesendet und in dem Speicher 224 gespeichert
sind), ermittelt die Steuerung 221, ob der Wert des Zählers A
gleich einem vorbestimmten Wert A1 ist, der einem vorbestimmten Zeittakt
entspricht. Ist der Wert des Zählers
A nicht gleich A1 (S33: NEIN), so setzt die Steuerung 221 den
Prozess nach S32 zurück,
inkrementiert den Zähler
A um Eins und wiederholt nochmals die Schritte S5 bis S10.
-
Ist
der Wert des Zählers
A gleich A1 (S33: JA), so setzt die Steuerung 221 in S34
den Zähler
A zurück
(d.h. sie setzt den Zähler
auf Null), und die Steuerung kehrt zu S2 zurück.
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Wie
oben beschrieben, ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel einer Periodendauer,
mit der das Empfangsmodul ausgewählt
wird, länger
als eine Periodendauer, mit der das Bildsignal und die Körperfunktionsdaten
an die Steuereinheit 220 gesendet werden.
-
Nach
der in 11 gezeigten Prozedur wird das
Empfangsmodul nicht jedes Mal ausgewählt, wenn die Bilddaten und
die Körperfunktionsdaten
in dem Speicher 224 gespeichert werden, sondern die Auswahl
erfolgt nach jeder vorbestimmten Periodendauer, die länger als
die zum Speichern der Bilddaten und der Körperfunktionsdaten in dem Speicher 224 vorgesehenen
Periodendauer ist. Deshalb wird in dem zweiten Ausführungsbeispiel
die Prozedur zur Auswahl des Empfangsmoduls weniger häufig ausgeführt, und
die Belastung der Steuerung 221 nimmt im Vergleich zum
ersten Ausführungsbeispiel
ab.
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Die
Konfiguration des zweiten Ausführungsbeispiels
ist insbesondere dann effektiv, wenn sich das Kapselendoskop mit
vergleichsweise geringer Geschwindigkeit bewegt, da es in diesem
Fall nicht erforderlich ist, das Empfangsmodul so häufig zu wechseln.
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Drittes Ausführungsbeispiel
-
12 ist
ein Flussdiagramm der Prozedur zur Datenerfassung gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel.
Nach der in 12 gezeigten Prozedur werden
die Erfassung der Bilddaten, die Erfassung der Körperfunktionsdaten und die
Auswahl des Empfangsmoduls mit unterschiedlichen Zeittakten ausgeführt. Es
ist darauf hinzuweisen, dass die Schritte, die denen in 7 oder 11 entsprechen,
mit den gleichen Schrittnummern versehen sind und zur Abkürzung nicht
nochmals beschrieben werden.
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Ist
der Stromschalter (nicht gezeigt) eingeschaltet und der Prozess
zum Setzen der ID-Daten in Schritt S1 ausgeführt, so startet die Steuerung 221 in S31
die Zähler
A (Anfangswert gleich Null) und B (Anfangswert gleich Null). Nach
der Ermittlung in S2 und nachdem die Prozedur zur Auswahl des Empfangsmoduls
in S3 und die Prozedur zum Bestimmen des Weges in S4 beendet sind,
inkrementiert die Steuerung 221 den Zähler A um Eins (S32).
-
Sind
die Schritte S5 und S6 beendet (d.h. ist das Bildsignal an die Steuereinheit 220 gesendet
und in dem Speicher 224 gespeichert), so ermittelt die Steuerung 221 in
S41, ob der Wert des Zählers
A gleich A1 ist. Ist der Wert des Zählers A nicht A1 (S41: NEIN),
so kehrt die Steuerung zu S32 zurück, wo der Zähler A um
Eins inkrementiert wird (S32), und die Schritte S5 und S6 werden
nochmals ausgeführt,
um das Bildsignal nochmals zu Empfangen und das empfangene Bildsignal
in dem Speicher 224 zu speichern.
-
Ist
der Wert des Zählers
A gleich A1 (S41: JA), so inkrementiert die Steuerung 221 den
Zähler
B um Eins (S42) und führt
die Schritte S7 bis S10 aus (d.h. die Körperfunktionsdaten werden an
die Steuereinheit 220 gesendet und in dem Speicher 224 gespeichert).
-
Wird
Schritt S10 ausgeführt,
so ermittelt die Steuerung 221, ob der Wert des Zählers B
gleich B1 ist (S43). Ist der Wert des Zählers B gleich B1 (S43: JA),
so setzt die Steuerung 221 in S45 die Werte der Zähler A und
B auf die Anfangswerte (= 0), und die Steuerung 221 führt der
Prozess auf S2 zurück.
In obigem Beispiel ist das Intervall zum Senden der Körperfunktionsdaten
an die Steuereinheit 220 länger als das Intervall zum
Senden des Bildsignals an die Steuereinheit 220, und ferner
ist das Intervall zum Auswählen
der Empfangsmodule länger
als das Intervall zum Auswählen
des Empfangsmoduls.
-
In
dem dritten Ausführungsbeispiel
werden das Bildsignal und die Körperfunktionsdaten
nicht mit demselben Zeittakt erfasst. Das Intervall zum Erfassen
der Körperfunktionsdaten
ist länger
als das Intervall zum Erfassen des Bildsignals. Ferner ist nach
der in 12 gezeigten Prozedur das Intervall
zum Auswählen
des Empfangsmoduls länger
als der Zeittakt zum Speicher der Körperfunktionsdaten in dem Speicher 224.
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In
dem dritten Ausführungsbeispiel
werden also die Erfassung der Bilddaten, die Erfassung der Körpertunktionsdaten
und die Auswahl des Empfangsmoduls mit unterschiedlichen Zeittakten
ausgeführt.
Insbesondere wird in dem dritten Ausführungsbeispiel der Schwerpunkt
auf die Erfassung der Bilddaten gelegt, so dass die Bilddaten am
häufigsten
erfasst werden. Je nach Situation ist es auch möglich, die Erfassung der Körpertunktionsdaten
am häufigsten
vorzunehmen.