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技術 医用データバンクの作成及び評価方法

出願人 クルトシュテーレ
発明者 クルトシュテーレ
出願日 2002年8月14日 (18年4ヶ月経過) 出願番号 2002-236334
公開日 2003年5月20日 (17年7ヶ月経過) 公開番号 2003-144390
状態 特許登録済
技術分野 イメージ処理・作成 脈拍・心拍・血圧・血流の測定 眼の診断装置 診断用測定記録装置
主要キーワード 円環状構造 基準形態 差異領域 予設定 一セクション 計算命令 オプトエレクトロニック 所属データ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年5月20日)のものです。
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図面 (5)

課題

被験者虹彩とその健康状態の関係を把握しうる医用データバンクの作成・評価方法を提供する。

解決手段

作成方法は、(a)三刺激値を有する画像点走査により、M人の被験者の虹彩の画像(虹彩マップ)を取得するステップ(b)前記所属する画像点の三刺激値に対応する値を有するそれぞれa×bデータフィールドを有するM個のデータセットへ変換、記録するステップ(c)前記所属の画像点の正常の三刺激値を構成する正規化値を、各データフィールドに対しそれぞれ1つ生成するよう、前記M個のデータセットを正規化するステップ(d)M人の被験者の虹彩の統計的な正常状態を有する虹彩マップを構成する正規化された平均値から、正規化データセットを生成するステップ(e)記録媒体の第一セクションに正規化データセットを記録するステップを有する。

概要

背景

概要

被験者虹彩とその健康状態の関係を把握しうる医用データバンクの作成・評価方法を提供する。

作成方法は、(a)三刺激値を有する画像点走査により、M人の被験者の虹彩の画像(虹彩マップ)を取得するステップ(b)前記所属する画像点の三刺激値に対応する値を有するそれぞれa×bデータフィールドを有するM個のデータセットへ変換、記録するステップ(c)前記所属の画像点の正常の三刺激値を構成する正規化値を、各データフィールドに対しそれぞれ1つ生成するよう、前記M個のデータセットを正規化するステップ(d)M人の被験者の虹彩の統計的な正常状態を有する虹彩マップを構成する正規化された平均値から、正規化データセットを生成するステップ(e)記録媒体の第一セクションに正規化データセットを記録するステップを有する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

M人の被験者虹彩の画像に関するデータバンク作成方法において、以下のステップ:(a)予設定可能なラスタ条件において所定の三刺激値を有する画像点オプトエレクトロニック的に走査することにより、M人の被験者の虹彩の画像(虹彩マップ)を取得するステップ;(b)前記走査されたMヶの虹彩マップを、前記所属する画像点の三刺激値に対応する値を有するそれぞれa×bデータフィールドを有するMヶのデータセットへ変換しかつ記録するステップ;(c)計算命令によって予設定可能な、前記所属の画像点の正常の三刺激値を構成する正規化値を、各データフィールドに対しそれぞれ1つ生成するよう、前記Mヶのデータセットを正規化するステップ;(d)M人の被験者の虹彩の統計的な正常状態を有する虹彩マップを構成する正規化された(Mヶのデータセットの)平均値から、正規化データセット(DQ)を生成するステップ;(e)記録媒体の第一セクションに正規化データセット(DQ)を記録するステップを有することを特徴とするデータバンクの作成方法。

請求項2

それぞれ1つの器官Kの前記正常状態と相違する特殊な状態を有するN人の被験者に対し繰り返し行われ、それぞれ1つの器官Kの特殊な状態の際の虹彩の統計的状態を有する虹彩マップを与えかつ前記記録媒体の第二セクションに記録されるそれぞれ1つの平均データセットDQKが生成することを特徴とする請求項1に記載の方法。

請求項3

各Kに対する正規化データセット(DQ)と平均データセット(DQK)との同じ値のa及びbを有する互いに対応するデータフィールド間での関連付けによって、それぞれ1つの差分データセット(D(Q−QK))が生成され、該差分データセットの個々の又は複数の差分データフィールドδD(a, b)の所定の閾値Sを越える値が、それぞれ1つの器官Kの正常状態と相違する状態のための統計的に重要な指標を構成すること、及び前記差分データセット(D(Q−QK))が、前記記録媒体の第三セクションに記録されることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。

請求項4

未知の器官状態を有する被験者Xに対し繰り返し行われ、かつ前記記録媒体の第四セクションに記録されることを特徴とする請求項1〜3の一に記載の方法。

請求項5

前記記録媒体の第四セクションと該記録媒体の少なくとも1つの他のセクションとが互いに対応する同じ値のa及びbを有するデータフィールド同士が比較されること、及び当該比較の結果が、予設定可能な一致又は相違ないし偏差に関し、信号化されることを特徴とする請求項1〜4の一に記載の方法。

技術分野

0001

本発明は、M人の被験者虹彩の画像に関するデータバンク作成方法に関する。

背景技術

0002

人間及び動物の身体の器官の状態が、本来の病巣から離隔する身体部位に、当該身体部位に観察ないし測定が可能な変化が引き起こされることにより、反映される(徴候が表れる)、ということはかなり以前から既知である。そのような指標の典型的なものとして、虹彩が挙げられる。虹彩は、患者健康状態を判断するために眼科診断者によって利用される。

発明が解決しようとする課題

0003

本発明の課題は、被験者の虹彩と当該被験者の健康状態との間の関係を把握(記録)し統計的評価(処理)を行なうことである。

課題を解決するための手段

0004

この課題を解決するために、M人の被験者の虹彩の画像に関するデータバンクの作成方法が提供される。この作成方法は、以下のステップ:(a)予設定可能なラスタ条件(走査パターン)において所定の三刺激値を有する画像点オプトエレクトロニック的に走査することにより、M人の被験者の虹彩の画像(虹彩マップ)を取得するステップ;(b)走査されたMヶの虹彩マップを、所属する画像点の三刺激値に対応する値を有するそれぞれa×bデータフィールドを有するMヶのデータセットへ変換しかつ記録するステップ;(c)計算命令によって予設定可能な、所属の画像点の正常の三刺激値を構成する正規化値を、各データフィールドに対しそれぞれ1つ生成するよう、Mヶのデータセットを正規化するステップ;(d)M人の被験者の虹彩の統計的な通常状態を有する虹彩マップを構成する正規化された(Mヶのデータセットの)平均値から、正規化データセット(DQ)を生成するステップ;(e)記録媒体の第一セクションに正規化データセット(DQ)を記録するステップを有することを特徴とする(形態1・基本構成)。

発明を実施するための最良の形態

0005

以下に本発明の好ましい実施の形態を示すが、これらは従属請求項の対象でもある。
(2)上記の方法は、それぞれ1つの器官Kの正常状態相違する特殊な状態を有するN人の被験者に対し繰り返し行われ、それぞれ1つの器官Kの特殊な状態の際の虹彩の統計的状態を有する虹彩マップを与えかつ記録媒体の第二セクションに記録されるそれぞれ1つの平均データセットDQKが生成することが好ましい(形態2)。
(3)上記の方法は、各Kに対する正規化データセット(DQ)と平均データセット(DQK)との同じ値のa及びbを有する互いに対応するデータフィールド間での関連付け(とりわけ差分形成)によって、それぞれ1つの差分データセット(D(Q−QK))が生成され、該差分データセットの個々の又は複数の差分データフィールドδD(a, b)の所定の閾値Sを越える値が、それぞれ1つの器官Kの正常状態と相違する状態のための統計的に重要な指標を構成すること、及び差分データセット(D(Q−QK))が、記録媒体の第三セクションに記録されることが好ましい(形態3)。
(4)上記の方法は、未知の器官状態を有する任意の被験者Xに対し繰り返し行われ、かつ記録媒体の第四セクションに記録されることが好ましい(形態4)。
(5)上記の方法は、記録媒体の第四セクションと該記録媒体の少なくとも1つの他のセクションとが互いに対応する同じ値のa及びbを有するデータフィールド同士が比較されること、及び当該比較の結果が、予設定可能な一致又は相違ないし偏差に関し、信号化されることが好ましい(形態5)。

0006

本発明の基本思想は、次の点にある。即ち、走査(スキャン)された被験者の虹彩画像が記憶されるデータバンクを構築し、その際、電子光学的走査によるこの記憶は、例えば区画セグメント)ないしセル毎に(zellenweise)行われるが、これは、写真映像の走査の場合にも、又は衛星による地形断層走査の場合にもそれ自体既知のものである。正規化(Normierung)により、特殊な病気とそれに対応する虹彩画像の正常(通常)状態からの偏差(相違)との間の(それが存在する限りで)統計的に一義的な分類ないし対応付けが可能となる。これは、コンピュータを利用した虹彩診断に使用することが可能である。

0007

即ち、所定数画素又はデータフィールドを有する「虹彩マップ(Iriskarte)」が生成される。この所定数の画素又はデータフィールドには、各虹彩セグメントの明るさと色に関し走査された虹彩セグメントに属する情報がそれぞれ読み込まれる。これから、「標準(ないし正規化)(Norm)虹彩マップ」を生成することができる。

0008

「正常虹彩(Normaliris)」を有する全体でM人の被験者の他に、具体的な健康上の特徴(例えば所定の器官状態、又はそれまでの経験に応じ「正常虹彩」の一又は複数のセグメントの対応する修正によって識別可能となる通常の健康上の変化も含む)を有する数Mの被験者が観察される。

0009

適切な計算プログラムによって、例えばデータバンクプログラム中の適切なフィルタの使用によって、M人の被験者の同じセグメントをそれぞれ有する虹彩画像が互いに比較される。これは、所定の器官特徴を有するこれらのM人の被験者に対し、虹彩の所定の変化又は典型的セグメント構造(これは所定の形状、彩色又はコントラストを有する虹彩の隣接する複数のセグメントに亘りうる)が配属割当て)可能であるか否かを確認することを目的として行われる。そのような一義的配属(割当て)関係が存在し得るかぎりでは、この特有の器官特徴は、虹彩のこの見出されたセグメント又はセグメント構造に正確に反映される。これらのM人の被験者からも虹彩データは得られ、更なる「標準(ないし正規化)虹彩マップ」に統合される。

0010

更なるステップでは、得られたデータセットは、次段の処理ステップで処理され、空間的広がり色彩形態及び強度の少なくとも1つに関する所定の偏差(相違)と共にこの特有のセグメント結合体コンビネーション)の「基準形態」ないし正常形態が生成され、そのため未知の器官特徴を有する被験者Xの虹彩画像を有するデータレコードを入力すると、該データレコードの処理プロセッシング(Durchlaufen)時、繰り返されるセグメント構造が、上述の差異領域を有する「基準形態」を含む処理プログラムによって一義的に認識されることが可能となる。

0011

本発明のデータバンクによって、スキャナ、コンピュータ及びコンピュータプログラムからなる好適な装置によって、任意の被験者の虹彩データと、上述の所定の器官状態に対応する一又は複数の所定の虹彩構造とを、一致するように比較するため、条件が設定される。

0012

これに好適な装置であって、実質的に虹彩データバンク及び好適な選択ないしフィルタプログラムを含む相応ソフトウェアを有する装置は、簡単にかつ重要な医学上の予備知識なしに操作することができる。というのは、スキャナ(例えば通常のCCD技術によるスキャナ)の入射窓と被験者の眼との間には、場合によっては相応のマスク又は絞りによって定められ得る所定の空間的定義ないし位置決め(raeumliche Definition)が維持されていなければならないからである。

0013

そのようにして行われる測定により、被験者の虹彩構造全体から、一又は複数の器官の場合によっては正常状態に対応しない状態(Befindlichkeit)が帰納的導出できるか否かに関する質的表明(Aussage)が、極く短時間で行われ得る。

0014

必要なソフトウェアがデータバンクの形態で作成される場合、とりわけデータバンクソフトウェアを有するパーソナルコンピュータ等の商取引されている電子装置による本発明の方法の実行は、問題なく可能であり、わずかな投資しか必要としない。

0015

本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例は、発明の理解の容易化のために過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換等を排除することは意図しない。この点に関しては、出願から補正後に至るまで同様である。

0016

図1は、リングとして描かれた(図4参照)被験者Mの虹彩の模式図である。この虹彩の電子的に評価可能な画像(「虹彩マップ」)を得るために、この虹彩上に画像点ラスタ(ないし走査)パターン(Bildpunktraster)が置かれる。この走査パターンは、この実施例では、明瞭さの観点から、デカルト(直交)座標系a、bにおいて16×16の画像点に限定(区分)して形成されている。光学的画像点の各々に、対応するデータフィールドが配属される。

0017

そのため、この走査パターンの方形の区画の各々は、測定された三刺激値(Farbwert)を有する座標a、bによる画像点を表すべきものである。この三刺激値は、同様に単純化の観点から、0〜100の間の値を有する整数として表される。

0018

図1では、正規化データセットMQのデータフィールドは、「当該データフィールドの」画像点に夫々配属される(割当てられる)。そのため、図1斜線が引かれた座標がa=12及びb=3の「画像点」には、アドレス(12, 3)を有するデータフィールドDQが対応する。データフィールドDQ(14, 5)では、測定された平均三刺激値は17である。

0019

画像点の数が極めてより大きい場合でかつ対応して色の深さ(濃さ)が高められる(例えば12ないし24ビット)場合、このようにして、オプトエレクトロニック走査(スキャン)により、被験者の左右の虹彩のための所望の高解像度の虹彩マップを得ることができる。

0020

そのため、これらの画像点は、走査によって、それぞれa×bのデータフィールドを有する被験者Mに配属されるデータセットDMへ変換される。このデータフィールドの値は、それに属する画像点のデジタル化された三刺激値に対応する。この場合、データセットDMは、被験者Mの電子的虹彩マップを表す。

0021

この方法は、全てのM(人の)被験者に対して繰り返され、全体でM(個の)データセットDM(複数)が、例えばパーソナルコンピュータのハードディスク等の適切な記録媒体の第一セクションに存在する(記録される)。

0022

これらM(個の)データセットDMから、1つのデータセットDQが(演算処理を介して)生成される。このデータセットDQのデータフィールドは、それぞれ、M(個の)データセットDMの対応するデータフィールドの平均値又は他の正規化値Q(a, b)を表す。1つの正規化データセットDQが(複数の)正規化された値Q(a, b)から生成されるように、M(個の)データセットが正規化される。図1に模式的に描かれたデータフィールドの値を有するこの正規化データセットDQは、M(人の)被験者の「電子的平均虹彩マップ」を表す。そのため、M(被験者の数)の値に応じて、個々のデータフィールドないし画像点の統計的評価に関する情報(複数)も得ることができる。これらの情報により、所定の画像値ないし該画像値の所属データフィールドが、統計的に有意な態様で、どの程度正規化データセットMQの所属データフィールドから偏位して(ズレて)いるかについての表明(宣言)が可能となる。

0023

本発明の方法の更なる一実施例(第二ステップ)では、それぞれ器官Kの正常状態からズレて(相違して)いる特殊な状態を有するN(人の)被験者が選択される。既述の方法が繰り返され、器官Kの既知の典型的な(正常の)状態での正規化された虹彩マップを表す平均データセットDQKが生成する(図2)。この器官特異的な平均データセットは、記録媒体の第二セクションに記憶される。

0024

第三ステップとして、データフィールド間の関連付けにより、とりわけ正規化データセットDQと平均データセットDQKの差分を取ることにより、差分データセットD(Q−QK)が生成される(図3)。この差分データセットD(Q−QK)の差分データフィールドδD(a, b)は、正規化データセットMQと平均データセットMQKの対応するデータフィールド間の差分から生成される。

0025

図1図3で選択された数値例の場合、器官Kの状態の正常状態からの偏差(相違)を正しいものと仮定すると、虹彩は、左上のセグメントに大きな偏差(相違)を有すること、換言すれば、所属する電子的虹彩マップが、当該領域に、標準(ないし正規化)虹彩マップDQと比べて著しく相違した値(これは虹彩の色変化に対応する)を有することを見出すことができる。

0026

記録媒体の第三セクションに記録される差分データフィールドの情報は、器官Kの所定の状態での電子的虹彩マップDQKが、標準(ないし正規化)虹彩マップDKから典型的にどの領域でかつどの程度の偏差を有するか(相違するか)を示す。

0027

記録媒体の第一〜第三セクションによって、典型的な器官状態に、所属の虹彩マップの通常虹彩マップからの典型的な偏差(ズレ)を割当てる情報が利用可能になる。これは、一又は複数の器官Kの未知の状態を有する被験者Xについて、その虹彩マップの走査により及び平均データセットDQKとの及び/又は(各器官Kに対する)図3のK差分データセットとの比較によって、統計的に有意な態様で一致があるか否か、即ち被験者Xの器官Kが被験者の虹彩マップの典型的な変化によって表される正常状態から偏位した(相違する)状態があるか否かについて確認する可能性(手段)を与えるものである。

0028

例えば、これは、相応の画像点a、bについて、被験者Xのデータセットと、器官Kについて記録媒体の第三セクションに記憶された差分データセットD(Q−QK)とを順次比較することによって達成される。一致又は偏差(相違)の規定可能な閾値では、これを信号化することができるため、上述のように器官状態について帰納的に導出することができる。

0029

図1図3では、虹彩マップのための画像走査パターンを得るためにデカルト座標a、bを使用したが、その代わりに、図4に模式的に示したように極座標(r,α)を使用することも勿論可能である。図4の下方の図は、図4の上方の図を展開したものである。

0030

極座標は、虹彩の円環状構造に対応しており、そのため虹彩マップのための対応するデータセットのデータフィールドの空間配置直感的に理解しやすいという点で有利である。しかしながら、このことは、電子的記憶及び評価には影響を与えない。というのは、座標は、必要に応じ、互いに変換することができ、データセットの構造のみが変化し、その内容(これは画像点を表す)は変化せず、データセットのフォーマットから独立しているからである。

発明の効果

0031

本発明の独立請求項1により、所定の課題として掲げた効果が、上述の通り達成される。即ち、本発明により、被験者の正常ないし健康な虹彩の画像を記録・統計的処理を施すことにより、例えばコンピュータによる病気診断基礎をなす正規化データセットの作成が可能となる。更に、各従属請求項により、付加的な効果がそれぞれ達成される。

図面の簡単な説明

0032

図1正規化データセットDQを獲得するための、リングとして記載された虹彩のための画像点の配置の模式図。
図2図1に対応し、器官Kに特有な平均データセットDQKを獲得するための、平均値で正規化された画像点値を有する画像点配置の模式図。
図3差分データセットM(Q−QK)を獲得するための、データセットDQ及びDQKの対応する画像点の画像点値の差から得られた、画像点値を有する図1及び図2に対応する図。
図4画像点値を分配するための、極座標系の模式図。

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