(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カプセル内視鏡（１０）が体内管腔から生体組織の情報を取得し、処理部が前記カプセル内視鏡（１０）からの情報をスクリーニングするためのシステムの作動方法であって、
前記カプセル内視鏡が、体内管腔から生体組織の画像を撮像するステップと、
前記カプセル内視鏡が、前記撮像画像内の組織に近接する生体組織の第１の特性の検出に基づいてデータ値を生成するステップと、
前記処理部が、前記カプセル内視鏡が撮像した撮像画像及び前記撮像画像内の組織に近接する生体組織の第１の特性の検出に基づいて生成されたデータ値を受信するステップと、
前記処理部が、前記受信した各特性のデータ値を前記撮像画像にそれぞれ関連付けるステップと、
前記処理部が、前記受信した各特性のデータ値の中から特定の基準を満たす特性のデータ値を検索するステップと、
前記検索された特性のデータ値に関連付けられた前記撮像画像が一つである場合は、前記処理部が、前記検索された特性のデータ値に関連付けられた撮像画像および当該データ値を表示し、前記検索された特性のデータ値に関連付けられた撮像画像が複数である場合は、前記処理部が、前記検索された特性のデータ値に関連付けられた複数の撮像画像および当該データ値を順次表示するステップと
を含むことを特徴とするシステムの作動方法。
【請求項２】
前記撮像画像内の組織に近接する生体組織の第１の特性の検出に基づいて生成されたデータ値は血液量であることを特徴とする請求項１に記載のシステムの作動方法。
【請求項３】
前記受信した各特性のデータ値と、対応する撮像画像とを同期させることを特徴とする請求項１に記載のシステムの作動方法。
【請求項４】
カプセル内視鏡（１０）から収集される血液量データおよび画像データをスクリーニングするためのシステムであって、
生体組織内の血液量を検出する血液量検出部（１８）と、生体組織の画像を撮像するための撮像素子（１４）とを備えるカプセル（１０）と、
前記カプセル（１０）からの血液量および画像データを処理するための処理部（５０）と、
前記処理部（５０）からの結果を表示するための表示部（５５）と、
を備え、
前記処理部（５０）は、前記血液量と前記画像データとを関連付け、前記血液量の中から特定の基準を満たす血液量を検索し、前記検索された血液量に関連付けられた画像データが一つである場合は、前記検索された血液量に関連付けられた画像データおよび当該血液量を前記表示部に表示し、前記検索された血液量に関連付けられた画像データが複数である場合は、前記検索された血液量に関連付けられた複数の画像データおよび当該血液量を順次表示することを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大量の診断データを分析し観察するためのシステムおよび方法に関する。特に、本発明は、生体内検出システムから収集された大量の画像データおよび血液量データを観察するためのシステムおよび方法を目的とする。
【背景技術】
【０００２】
医療分野において、カプセル型内視鏡がより広く使われるようになっている。カプセル型内視鏡は、通常、カメラやＣＣＤ素子などの撮像素子を含むもので、患者の消化管を横断する。カプセル型内視鏡の進路は広範囲であるので、大量のデータおよび画像が生成される。
【０００３】
最近、最小血管血液供給の初期増加を検出することで異常生体組織の検出に特定の光拡散・吸収技術が利用できることが発見されている。「血液供給の初期増加（Ｅａｒｌｙ  Ｉｎｃｒｅａｓｅ  ｉｎ  Ｂｌｏｏｄ  Ｓｕｐｐｌｙ）」として知られるこうした応用は、生体内での腫瘍の撮像、スクリーニング、および検出を補助するものと知られている。ＥＩＢＳは、病変部や腫瘍の成長に先行する病変部や腫瘍の前駆体ではないがそれらに近接する組織内で見られる。ＥＩＢＳを利用した初期検出方法としての技術は、本明細書に援用される非特許文献１に開示されている。偏光を用いてＨｂ濃度を検出するための技術は、非特許文献２および非特許文献３に開示されており、これらの記事は全て本明細書に援用される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】R. K. Wali, H. K. Roy, Y. L. Kim, Y. Liu, J. L. Koetsier, D. P. Kunte, M. J. Goldberg, V. Turzhitsky, and V. Backman, Increased Microvascular Blood Content is an Early Event in Colon Carcinogenesis, Gut Vol. 54, 654-660 (2005)
【非特許文献２】Y. L. Kim, Y. Liu, R. K. Wali, H. K. Roy, M. J. Goldberg, A. K. Kromin, K. Chen, and V. Backman, Simultaneous measurement of angular and spectral properties of light scattering for characterization of tissue microarchitecture and its alteration in early precancer, IEEE J. Sel. Top. Quant. Elec., Vol. 9, 243-256 (2003)
【非特許文献３】M. P. Siegel, Y. L. Kim, H. K. Roy, R. K. Wali, and V. Backman, Assessment of blood supply in superficial tissue by polarization-gated elastic light-scattering spectroscopy, Applied Optics, Vol. 45, 335-342 (2006)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
組織内の異常を検出することで知られる技術は非常にたくさんあるが、全てではなくともそのほとんどが人による分析を必要とする。例えば、カプセル型内視鏡から収集される全てのデータを診断データとして利用するには、大量の画像が医師や臨床医によって１フレームごとに観察され分析されることで患者体内に異常が見られないかどうか診断されなければならない。大量の撮像画像が理由で、データを観察して異常がないと判断するだけで数時間かかる場合もある。
【０００６】
従来、こうしたデータを観察するには、画像が画面に表示され、ユーザーにより手動でインジケータやカーソルをある画像から次の画像へと連続して移動させていた。この場合、特定の領域が重要度の高い領域であるかまたは特定の注目領域であるかどうかを判断するために、ユーザーは、事前のスクリーニングなしに収集された全ての画像に目を通さなければならなかった。従って、本発明は、データのスクリーニングおよび分析を助けてＥＩＢＳおよび光学測定を用いた異常組織の検出を補助するための好ましい技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、カプセル内視鏡からのデータをスクリーニングするための方法を目的とし、その方法は、体内管腔から生体組織の画像を撮像し、撮像した画像内の組織に近接する生体組織の第１の特性の検出に基づいてデータ値を生成し、特性を示すデータ値を撮像画像にそれぞれ関連付けることを含む。特に、本発明は、特定の基準を満たす検出された組織特性にそれぞれ関連付けられる画像に医師や臨床医が注目することにより、大量の撮像画像を検索する方法を目的とする。こうした方法を用いることにより、通常のデータを分析するために医師や臨床医が費やさなければならない時間を大幅に減らせる。本発明を実施するこうした方法には、カプセル型内視鏡から取得した組織画像データを血液量データなどの同一のカプセルから収集した撮像組織の組織特性と関連づけることが含まれる。時間や他の基準に基づいてデータを同期させることにより、医師または臨床医は異常血液量データの領域内の画像を観察し通常の健康な領域を無視することができ、これにより観察が必要な画像数を減らすことができる。
【０００８】
本発明の別の態様は、カプセル内視鏡から収集される血液量データおよび画像データをスクリーニングするためのシステムを開示し、このシステムでは、カプセルは、血液量検出部と、カメラやＣＣＤなど患者から画像を撮像する撮像素子とを含む。システムはまたカプセルにより収集された血液量データおよび撮像画像データを処理する処理部を備える。本発明のこの態様では、システムは表示部を更に備え、医師や臨床医は表示部によりデータやそのデータを表すものを見ることができる。
【０００９】
本発明の更に別の態様では、異常血液量値の領域に対応する撮像画像をシステムが表示部上に視覚的に表示することを想定している。相関画像を表示することにより、医師や臨床医は血液量データおよび画像データを共に評価してどんな治療方針が患者に必要であるかを決定する。
【００１０】
本発明別の態様では、システムは、所定の条件を満たす収集された相関データの選択された部分をユーザーに自動的に示す。本発明の特徴により、ユーザーは、高速で注目領域を観察することができ、これによりユーザーが観察する画像数を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明にかかる例示のカプセル型内視鏡のブロック図である。
【図２】図２は、本発明にかかるカプセル型内視鏡装置を利用した例示のシステムのブロック図である。
【図３】図３は、本発明を実行する例示のシステムに用いられるフロー図である。
【図４】図４は、撮像画像データと相関特性データとの代表的な対応を示す図である。
【図５】図５は、本発明の例示の実施形態を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、組織から収集された大量の撮像画像を撮像された組織に近接して取得された検出特性を表す値に関連付けるためのシステムおよび方法に関する。
【００１３】
図面は、全体を通して同じ参照番号が同じものを表すものとする。本明細書中で用いられるように、「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、内容により明示されていない限り複数についても言及するものとする。また、本明細書で用いられるように、「ｉｎ」は、内容により明示されていない限り「ｉｎ」および「ｏｎ」の両方を含むものとする。また、本明細書で用いられるように、「ａｎｄ」と「ｏｒ」は、内容により明示すされていない限り、接続語および離接語の両方を含み、また、ほぼ同じ意味で使用できるものとする。
【００１４】
図１は、本発明に従って使用できる例示のカプセル型内視鏡のブロック図を示す。カプセル内視鏡１０は、電源１２と、撮像部１４と、送信部１６と、カプセル窓１７と、血液量検出部１８とを備える。
【００１５】
図２は、カプセル型内視鏡を利用した本発明のデータスクリーニングシステムの代表的な構成部を示す。しかし、当然のことながら、記載されるシステムはカプセル内視鏡に限定されず、同様に従来の内視鏡の使用も含む。図１および図２を参照すると、カプセル内視鏡１０は患者２０により嚥下されて患者の消化管２５内部を進む。撮像部１４と血液量検出部１８とにより収集された組織画像データおよび血液量データは信号３０として送信部１６を介して受信部４０へ送信される。受信部４０は、画像データおよび血液量データを処理するための処理部を含んでもよく、また、表示部５５を備えても良い。代わりに、受信部４０は、単に、信号３０を受信し情報を画像処理部５０に伝達するデータ受信部として作動してもよい。画像処理部５０は、受信データを受信し、処理し、また表示することが可能ないかなる種類の汎用または特殊用途のコンピュータまたは処理部であってもよい。処理部５０は、インターネットに接続可能なサーバーであってもよく、これにより遠方のユーザーや臨床医がインターネットを通じて撮像データを分析することが可能となる。
【００１６】
図３は、本発明の例示の方法のフロー図３００を示す。フロー図３００は、図１および図２のカプセルおよびシステムを参照して説明される。ステップ３１０では、カプセル内視鏡１０に電力を供給し起動する。こうした起動は、本発明を実施するのに重要なものではなく、この分野で公知の技術を含むさまざまな方法によって起動されてもよい。こうした技術は、搭載バッテリー、誘導、ＲＦ励起、などの利用を含む。ステップ３２０では、カプセル内視鏡１０が患者２０により口から摂取されて患者の消化管２５を横断する。血液量検出部１８など、カプセル内視鏡１０内部の検出部は、消化管２５を通過する間中データ値を生成する。ステップ３３０で生成されるデータは、消化管から収集できるどんな特性に関するものであってもよい。こうしたデータ特性は、例えば、血液量データ、ｐＨデータ、温度データ、または、いかなる異常状態や特性の診断や予測を補助するのに利用できる他のいかなるデータを含んでもよい。
【００１７】
その後、ステップ３４０で、撮像部１４は、ステップ３３０の特性データが生成された箇所に近接して取り囲む組織の画像を撮像する。ステップ３５０で、撮像画像データおよび特性データ両方をカプセル内視鏡１０から送信部１６を介して受信部４０へと送信する。信号３０の送信用に選択される特定の方法は本発明にとって重要なものではなく、ＲＦ送信などよく知られる方法によるものでもよい。受信部４０は、ステップ３６０およびステップ３７０に従い、信号３０を受信し、受信したデータを保存する、または処理部５０へ与える。受信部４０は、処理部５０の一部であってもよいし、または独立したユニットであってもよい。代わりに、処理部５０は、単一の複合装置内に受信部４０を含んでもよい。ステップ３８０に従い、ステップ３３０で収集された特性データと、ステップ３４０で収集された組織画像とは共通の属性に基づいて関連付けられる。また、関連付けのステップ３８０は、データが受信部４０へ送信される前にカプセル内部で行われてもよい。これは、図１に示されない、血液量検出部１８または撮像部１４と結びつく処理部または独立した処理部により行われてもよい。通常、関連付けの属性は時間ベースであるが、他の属性が用いられてもよい。
【００１８】
医師や臨床医などのユーザーは、その後、ステップ３９０に従い処理部５０と交信し、ステップ４００で確認されるように特定の基準を満たすデータの特性データを検索する。血液量データがステップ３３０で収集される特性データである場合、血液量データが通常範囲内にあるかどうかを判断するために、通常、閾値または、範囲、最低・最高、または統計的分析など他の適した基準が用いられる。ステップ４００で分析される特性データがこの閾値または他の基準を満たす場合、特性データに関連する組織画像データがユーザーに対して表示され、これによりユーザーは疑わしい特性データに近接する領域内の周辺組織を観察することができる。
【００１９】
ユーザーが特定の特性データおよび相関画像を分析すると、分析するデータが存在する限りは処理が継続しステップ３９０〜４１０が繰り返される。ユーザーがデータ閾値基準を満たす全ての特性データを観察すると、処理が完了する。当然のことながら、この基準に見合うデータの領域の相関特性データをスキャンし、異常の結果の可能性が高いことが示される画像を観察するだけの方法を利用することにより、患者から収集したデータを医師や臨床医が観察するのにかかる時間を大幅に減らせる。更に、当然のことながら、この方法はカプセル型内視鏡での利用に制限されず、従来の内視鏡を含め血液量検出部などの特性データ検出部および撮像素子に適合するどんな画像収集技術に用いられてもよい。
【００２０】
図４は、ステップ３３０で取得される特性データ４６０とステップ３４０で取得される画像データ４５０との相関関係を示す。図４に見られるように、特性データを保存または単なる数値として表示でき、特定の基準を満たす領域を見つけるために素早く検索することができる。ユーザーまたはシステムが基準を満たす特性データ４６０の位置を示すと、データが関連付けられることにより、観察者が素早く画像データ４５０にアクセスできる。
【００２１】
図５は、本発明の例示の実施形態を表す。表示画面５００は、受信部４０または処理部５０に組み込まれてもよく、図３のステップ３４０で撮像された画像をユーザーが見られることを目的としている。血液量検出部などにより取得されたヘモグロビン濃度が低い領域は、グレースケールで画面領域５１０に示される。指標領域５５０は、図３のステップ３３０で撮像された組織画像のサムネイル画像を含む。インジケータ５７０は、ユーザーにより分析される領域を表す。画像５２０は、注目画像５３０の直前の画像を表し、画像５４０は注目画像５３０の直後の画像を表す。
【００２２】
選択可能な画面上のアイコンやボタン５９０により、ユーザーは注目領域のみに注目して自動的にデータ内を移動できる。ボタン５９０を選択することにより、データは自動的に次の注目領域へスクロールされ、これにより異常を表さない通常データを自動的に無視することになる。画像５２０および画像５４０は、図３のステップ４００およびステップ４１０に例示のように低ヘモグロビン特性を示す血液量データに関連付けられたデータの直前の画像と直後の画像とを示す。繰り返しボタン５９０を選択または起動することで、画像は、血液量データが低ヘモグロビン量を示す次の箇所へと移動し続ける。所望のアルゴリズムを利用することで、大量の連続画像から異常組織の領域が撮像された可能性のある一連の画像を選択的に観察することができる。この結果、効果的かつ非常に高精度にデータを分析できる。当然のことながら、本発明を逸脱しない範囲で、収集した画像と関連づけた特性データを利用する他の方法を実施してもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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