JP4036709B2 - 医用データバンクの作成及び評価方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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に関する。
【０００２】
【発明の背景】
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、患者の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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
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。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、複数の画像を夫々予設定可能なラスタ条件（走査パターン）においてオプトエレクトロニック的に走査して各画像について所定の三刺激値を有する画像点（複数）を取得し、各画像の画像点（複数）を、所属する画像点の三刺激値に対応する値を夫々有するａ×ｂデータフィールドを有するデータセットに変換しかつ記録することにより、複数の画像からデータバンクを作成する方法が提供される。このデータバンクの作成方法において、前記複数の画像は複数の被験者の虹彩の画像（虹彩マップ）であること、及び前記複数の画像は以下のステップにより更に処理されること：
（ａ） 健康上の変化を伴わないＭ人の被験者のＭヶのデータセットを取得し、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；
（ｂ） 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；
（ｃ） 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；
（ｄ） それぞれ１つの器官Ｋの正常状態と相違する状態又はその他の健康上の変化を有するＮ人の被験者のＮヶのデータセットを取得して正規化するステップ；
（ｅ） それぞれ１つの器官Ｋの正常状態と相違する状態又はその他の健康上の変化の際の虹彩の統計的状態を有する虹彩マップを構成するそれぞれ１つの平均データセット（ＤＱＫ）を生成するステップ；
（ｆ） 記録媒体の第二セクションに平均データセット（ＤＱＫ）を記録するステップ
を特徴とする（形態１・基本構成）。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施の形態を示すが、形態２〜４は従属請求項の対象でもある。
（形態１） 上記基本構成参照。
（形態２） 上記の方法において、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又はその他の健康上の変化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、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） 上記の方法において、器官状態又はその他の健康上の変化が未知の被験者Ｘのデータセットを取得して正規化し、記録媒体の第四セクションに該データセットを記録することが好ましい。
（形態４） 上記の方法において、記録媒体の第四セクションと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、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。
【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、所定数の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Ｎ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の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）が帰納的に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】
【実施例】
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で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が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。
【００３１】
【発明の効果】
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の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】
【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。

Claims (4)

1. 複数の画像を夫々予設定可能なラスタ条件においてオプトエレクトロニック的に走査して各画像について所定の三刺激値を有する画像点（複数）を取得し、各画像の画像点（複数）を、所属する画像点の三刺激値に対応する値を夫々有するａ×ｂデータフィールドを有するデータセットに変換しかつ記録することにより、複数の画像からデータバンクを作成する方法において、
   前記複数の画像は複数の被験者の虹彩の画像であること、及び
   前記複数の画像は以下のステップにより更に処理されること：
   （ａ） 健康上の変化を伴わないＭ人の被験者のＭヶのデータセットを取得し、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；
   （ｂ） 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（ＤＱ）を生成するステップ；
   （ｃ） 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；
   （ｄ） それぞれ１つの器官Ｋの正常状態と相違する状態又はその他の健康上の変化を有するＮ人の被験者のＮヶのデータセットを取得して正規化するステップ；
   （ｅ） それぞれ１つの器官Ｋの正常状態と相違する状態又はその他の健康上の変化の際の虹彩の統計的状態を有する虹彩マップを構成するそれぞれ１つの平均データセット（ＤＱＫ）を生成するステップ；
   （ｆ） 記録媒体の第二セクションに平均データセット（ＤＱＫ）を記録するステップ
   を特徴とするデータバンクの作成方法。
2. 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又はその他の健康上の変化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、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に記載の方法。
3. 器官状態又はその他の健康上の変化が未知の被験者Ｘのデータセットを取得して正規化し、記録媒体の第四セクションに該データセットを記録すること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 記録媒体の第四セクションと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、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３に記載の方法。

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