(57)【要約】      （修正有）【課題】１つの組織特性（例えば、時間、変位、密度、歪み、応力、温度等）の異なる組織特性に対する変動が組織画像と併せて画像として表示され得る装置、システム及び方法を提供する。【解決手段】組織解析システムが開示される。組織解析システムは、標的組織に由来しかつ組織特性を表す信号を獲得するセンサを含む。信号変換器が弧の信号を特性測定値に変換する。解析エンジンは、１つの組織特性の別の特性に対する変動を誘導し、変形可能な登録撮像装置内にこの変動を提示する。【選択図】図３
2014054533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織解析システムであって、
標的組織の少なくとも一部分の第１の組織特性と第２の組織特性を表す少なくとも１つの信号を受信するよう構成された少なくとも１つのセンサと、
前記少なくとも１つのセンサに結合し、かつ前記少なくとも１つの信号を、前記第１の組織特性の第１の特性測定値と前記第２の組織特性の第２の特性測定値に変換するよう構成された信号変換器と、
前記信号変換器と結合し、かつ前記第１の特性測定値と前記第２の特性測定値に応じて、前記第１の組織特性の前記第２の組織特性に対する変動の画像表現を提示するよう構成された変形可能な登録撮像装置と、を含む組織解析システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つのセンサが、センサアレイを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
第１のセンサが、前記第１の組織特性を表す第１の信号を受信し、第２の異なるセンサが、前記第２の組織特性を表す第２の信号を受信する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２の特性測定値が、観測時間を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記変動が、前記観測時間に対する前記第１の組織特性の時間微分値を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記時間微分値が、前記組織の前記部分の速度を含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記時間微分値が、前記組織の前記部分の加速度を含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記時間微分値が、前記組織の前記部分の前記加速度よりも高次の時間微分値を含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記変動が、前記第２の組織特性に対する前記第１の組織特性の少なくとも一次の微分値を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記信号変換器と前記変形可能な登録撮像装置とに結合した解析エンジンを更に含み、前記解析エンジンが、前記第１の特性測定値と前記第２の特性測定値を、前記標的組織に関連するＮ−テュープルで記憶するよう構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記解析エンジンが、前記第１の特性測定値と前記第２の特性測定値に応じて、前記第２の組織特性に対する前記第１の組織特性の変動を誘導するよう更に構成される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記解析エンジンが、前記変動と前記標的組織の解析背後関係との間の相関性を誘導するよう更に構成される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記解析背後関係が前記下記項目の少なくとも１つを含む：ウェルネスプログラム、臨床試験、治療プログラム、対照群、集団試験、診断処置、計画作成手順、及び術後試験、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記変動が、組織運動力学を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記組織運動力学が、前記下記項目の少なくとも１つを含む：心臓の拍動、前記標的組織の膨潤、蠕動運動、呼吸、腔所の充填、腔所の空化、関節の運動、皮膚運動、眼運動、解剖医学的構造のルーメンを通る体液流、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記組織運動力学と前記標的組織の分類との間の相関性を誘導するよう構成された解析エンジンを更に含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記分類が、前記以下の項目の少なくとも１つを含む：患者背景、遺伝子配列、対照群、臨床群、疾患、家系、及び種、請求項１６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１１年８月３０日出願の米国仮特許出願第６１／５２９１０９号、同第６１／５２８９４９号、及び同第６１／５２８９８４号；２０１１年８月３１日出願の同第６１／５２９５５６号、及び同第６１／５２９６１０号；２０１１年９月９日出願の同第６１／５３２９２３号、同第６１／５３２９４４号、及び同第６１／５３２９８８号；並びに２０１１年１０月５日出願の同第６１／５４３６４４号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本明細書で説明されるこれら及び全ての他の外在性マテリアルは、それらの全体が参照によって援用される。援用された参照における用語の定義及び使用が、本明細書で提供されるその用語の定義に矛盾又は反する場合、本明細書に提供されるその用語の定義を適用し、参照におけるその用語の定義は適用しないものとする。
【０００３】
本発明の分野は、組織解析技術である。
【背景技術】
【０００４】
時間に対する組織特性の変動性を検討するために取得されるシリアル化データセットは、心臓運動、神経血管フロー、呼吸器系運動、尿収集系充満度又は時系列撮像法で捕捉され得る他の生理学的プロセスを評価するよう使用される。標準高度撮像ソフトウェアシステムは、動画状（すなわち、映画）の表示を作成するために、１つの位相データセットから次の位相データセットに補間することによって（ブラーリング、フェージング等）、臨床医が生理学的運動を定性的に評価することを可能にするが、かかる撮像システムは、組織運動の実際の表現を損なう。
【０００５】
速度及び加速度の双方が、臨床関連性を有する潜在的に価値のある情報として医学文献で論じられてきた（Ｈａｓｈｉｍｏｔｏら著、２００４；Ｐａｕｌｅｖ及びＰｅｄｅｒｓｅｎ著、１９７３）。しかしながら、既知のシステムは、臨床現場においてかかる情報を提供することができない。本明細書で論じられるこれら及び全ての他の外在性マテリアルは、それらの全体が参照によって援用される。援用された参照における用語の定義及び使用が、本明細書で提供されるその用語の定義に矛盾又は反する場合、本明細書に提供されるその用語の定義を適用し、参照におけるその用語の定義は適用しないものとする。
【０００６】
変形可能な登録が組織の真の運動の撮像を可能にするとの見解で、本出願者によって開発された開示技術は、臨床環境において組織速度、加速度、又は他のより高次の時間微分値を表示することを可能にする。更に、本出願者は、かかる技術は臨床環境において標的組織に関する運動力学情報を提供するよう適用され得ると認識した。例えば、他の既知の撮像技術（例えば、剛体位置合わせ）は組織に関する情報を提示するが、組織運動力学信号に基づいて又は集団全体にわたる又は他のタイプの組織背景全体にわたる組織運動力学の統計的集約に基づいて組織を分類するために、撮像システムから取得されるかかる運動をベースとした情報を用いることを目指すことが欠如しているように思える。
【０００７】
内容が逆のことを指示しない限り、本明細書で記載される全ての範囲は、それらの終端点を含めるものとして解釈されるべきであり、無制限の範囲は商業的に実用的な数値のみを含めると解釈されるべきである。同様に、数値の全ての列挙は、内容が逆のことを指示しない限り、中間値を含めるものと考えられるべきである。
【０００８】
したがって、ある１つの組織特性（例えば、変位）の別の組織の特性（例えば、時間）に対する変動を表示することが可能な更なる医療用撮像技術への要望が未だ存在する。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の主題は、１つの組織特性（例えば、時間、変位、密度、歪み、応力、温度等）の異なる組織特性に対する変動が組織画像と併せて画像として表示され得る装置、システム及び方法を提供するものである。本発明の主題の様々な目的、特徴、態様及び利点は、その中で同様の数字が同様の構成要素を表す添付の図面と共に、以下の発明を実施するための形態からより明らかになるであろう。
【００１０】
本発明主題の別の態様は、組織の運動力学を測定するための運動力学組織解析エンジンを含む。この組織の運動力学は、１つ以上のクラス（例えば、患者背景、対照群、家系、疾患等）に属するものとして組織を分類する。このエンジンは、異なる組織を表す組織物を記憶し、かつ組織特性を有する組織データベースと通信できるように結合することが好ましい。組織特性は、恐らくは機械的特性、生物学的特性、プロテオミクス特性、疾患状態、化学的特性、電気的特性、磁気的特性、情報特性、又は遺伝的特性を含む、広範囲の組織属性をカバーすることが可能である。このエンジンは、標的組織（例えば、心臓、肺、筋肉等）の運動力学を含む特定の変動を測定することができ、組織特性と運動力学との間の１つ以上の相関性を確立することができる。したがって、解析エンジンは、ゲノム情報が遺伝子データに基づいて個人又は集団の遺伝的ランドスケープを確立するのと同様な様式で、個人又は組織クラスの運動力学ランドスケープを確立する。
【００１１】
本発明の主題の様々な目的、特徴、態様及び利点は、その中で同様の数字が同様の構成要素を表す添付の図面と共に、以下の発明を実施するための形態からより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】変形可能な登録技術を使用して組織加速で重ね合わされた組織の画像である。
【図２】変形可能な登録技術を使用して組織加速で重ね合わされた心臓組織の画像である。
【図３】組織解析エコシステムの概略図である
【図４】組織分類によって組織特性における変動間の相関性を確立することが可能な組織解析エンジンの概略図である。
【図５】組織運動力学を時間の関数として提示することを図示する。
【図６】ユーザーインターフェースを介しての組織運動力学の組み込みを図示する。
【図７】電気信号が心臓を通してどのように伝播するかを図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の説明は、コンピュータ／サーバに基づいた組織解析システムが描かれているが、様々な代替的構成もまた好適であると考えられ、サーバ、インターフェース、システム、データベース、エージェント、ピア、エンジン、コントローラ、又は個別で又は集合的に作動する他のタイプの計算装置を含む様々な計算装置を使用してもよいことに留意されるべきである。この計算装置は、有形の、非一時的なコンピュータ読取り可能な記憶媒体（例えば、ハードドライブ、ソリッドステートドライブ、ＲＡＭ、フラッシュメモリー、ＲＯＭ等）上に記憶されたソフトウェア命令を実行するよう構成されたプロセッサを備えることを理解するべきである。ソフトウェア命令は、開示された装置に関して以下に説明されるような役割、責任、又は他の機能を提供するよう計算装置を構成することが好ましい。特に好ましい実施形態では、様々なサーバ、システム、データベース、又はインターフェースは、恐らくはＨＴＴＰ、ＨＴＴＰＳ、AES、公開鍵と秘密鍵の交換、ウェブサービスＡＰＩｓ、既知の金融取引プロトコル、又は他の電子情報交換法に基づく、標準的なプロトコル又はアルゴリズムを使用してデータを交換する。データ交換は、パケット交換ネットワーク、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮ、ＶＰＮ、又は他のタイプのパケット交換ネットワーク上で実行されることが好ましい。
【００１４】
画開示された技術は組織特性変動を表す１つ以上の信号を発生することを含む多くの有利な技術的効果をもたらすことを理解するべきである。この信号は、組織特性変動の精密描画を提示するための１つ以上の出力装置を構成する。
【００１５】
以下の説明は、本発明の主題の多くの例示的実施形態を提供する。各実施形態は、本発明の要素の単一の組み合わせを表すが、本発明の主題は、開示された要素の全ての可能な組み合わせを包含すると考えられる。したがって、一実施形態が要素Ａ、Ｂ、及びＣを含み、並びに第２の実施形態が要素Ｂ及びＤを含む場合、たとえ明白に開示されなくとも、本発明の主題はまた、Ａ、Ｂ、Ｃ、又はＤの他の残りの組み合わせも包含すると考えられる。
【００１６】
本明細書で使用するとき、文脈で別段の指示がない限り、用語「結合される  coupled to」は、直接的結合（その中で、互いに結合する２つの要素が互いに接触する）及び間接的結合（その中で、少なくとも１つの追加的要素が２つの要素の間に位置するの）の双方を包含するよう意図される。したがって、用語「結合される  coupled to」及び「結合される  coupled with」は、同義的に使用される。本文書の文脈中において、用語「結合されるcoupled to」及び「結合される  coupled with」はまた、そこで２つ又はそれ以上の装置が、恐らくはネットワーク上で互いの間でデータを交換し合う「通信可能に結合される」を意味するように遠回しに使用される。
【００１７】
Ｚｉｏｓｏｆｔ（ｗｗｗ．ｚｉｏｓｏｆｔｉｎｃ．ｃｏｍ）は、以下に示す発行され共同所有された特許及び公開された特許出願で記載されるような変形可能な登録に関するシステム及び方法を先駆的に開発した。開示された技術は、これら基礎的研究の上に構築した。
【００１８】
米国特許第７，３１０，０９５号、同第７，４２０，５７５号、同第７，４２４，１４０号、同第７，５０２，０２５号、同第７，５２９，３９６号、同第７，５７４，０２７号、同第７，５７６，７４１号、同第７，６１６，２０５号、同第７，６２０，２２４号、同第７，６２３，６９５号、同第７，６３９，８５５号、同第７，６３９，８６７号、同第７，６４７，５９３号、同第７，６５３，２３１号、同第７，６８９，０１８号、同第７，７０６，５８８号、同第７，７３８，７０１号、同第７，７７８，４５１号、同第７，７８２，５０７号、同第７，７９６，８３５号、同第７，８１７，８７７号、同第７，８２５，９２４号、同第７，８５３，０５７号、同第７，８６０，２８４号、同第７，８６０，９４９号、同第７，８６９，６３８号、同第７，８７３，１９７号、同第７，９０７，７６３号。
【００１９】
並びに米国特許出願第２００６／０１５５８００号、同第２００７／０２２３８３２号、同第２００８／００７５３４６号、同第２００８／０１０１６７２号、同第２００８／０１３６８１５号、同第２００８／０１７０７６８号、同第２００８／０２９７５０９号、同第２００９／０００３６６８号、同第２００９／００１９４００号、同第２００９／０１１９６０９号、同第２００９／０１２９６４２号、同第２００９／０１７４７２９号、同第２００９／０２９０７６９号、同第２０１０／０００７６６３号、同第２０１０／０１４２７８８号、同第２０１１／００７５８８８号、同第２０１１／００７５８９６号、国際特許出願第２０１１／０３７８５３号、同第２０１１／０３７８６０号。
【００２０】
開示されたアプローチは、組織の健康状態を評価するため、組織を分類するため、又は他の方法で組織を解析するためのアプローチとして、時間依存性組織特性の計算及び表示を使用する。例えば、開示された技術は、空間（例えば、長さ、幅、深さ、領域、体積等）にわたる又は時間（例えば、運動力学）にわたる心臓組織特性における変動の観測を通して心臓の健康状態を評価するよう使用され得る。運動力学（例えば、速さ、速度、加速度、筋反射、スナップ等）に関しては、経時的に移動する組織が、二次元ディスプレイ上で表現されるような４Ｄで可視化され得る。物理的変位の例を思い浮かべていただきたい。変形可能な登録から生じた変形に基づいて、変位が単位時間位相当たりで定量化され得、ここでは単位時間当たりで定量化された変位は、変位の時間微分値と考えられ得る。いかなる次数の微分値でも、恐らくはボクセル×ボクセルベース上で、各３Ｄデータセット上の微分値の統計パラメータのマップと重ねることによって、可視化され得る。統計パラメータマップは、組織全体にわたる時間微分の絶対値又は相対値を示すよう基準化され又は集中される。
【００２１】
例えば、心不整脈（すなわち、心拍動の不規則性）を有する患者は、心拍動の１つ以上の電気発生源（すなわち、焦点）を頻繁に有する。電気生理学者らは、電気的活動の指標として、まず初めに加速する（すなわち、変位の第２の時間微分値）心臓組織の領域を画定するよう探索し得る。着目した領域は、次いで電気生理学者がアブレートし得る特定された焦点を表すことができる。図１は、開示された技術に基づいて誘導されるような、心臓組織の加速を示しているグレイスケール輪郭で覆われた心臓組織を図示する。
【００２２】
別の心臓適用例は、ペースメーカーの電気導線の配置に関する手術前の評価を含む。時系列微分値の、又は更に空間系列微分値の統計パラメータマップを使用して、医師は、開示された技術に基づいて、図２に図示されるように、電気導線の配置を無効にする梗塞性組織の指標又は理想的な電気導線配置のための機能不全（休止状態の）組織の指標としての組織低速度又は低加速度の領域を探索することが可能である。
【００２３】
心臓組織に関していくつかの例が提示されてきたが、開示技術は他の組織又は解剖学的構造に等しく適用されることを理解するべきである。肺について考えていただきたい。機械的人工呼吸を受ける患者についての肺の組織変形が、人工呼吸の量が適切であるか又は肺を損傷するか（例えば、ベンチレーター誘発肺損傷）を判定するよう測定され得る。吸気相又は呼気相が、変形可能なレジストレーションを介して、画像診断法を通して獲得され得る。肺内（すなわち、気道）で解剖学的位置マーカーを登録することによって、変位及び変位のパーセント（すなわち、機械的歪み）が算定され得る（Ｈｏｆｆｍａｎ及びＣｈｏｎ、２００５）。したがって、解析をただ時系列変動に限定するよりはむしろ、診断的又は臨床的目的のために、組織の他の特性による組織の１つの特性の変動を活用することができる。
【００２４】
腫瘍学の分野においては、癌進行又は治療の有効性の指標として、質量体積が頻繁に使用される。特定の組織変化は、捕捉された信号における変化パーセントがボクセル間で算定されるように、変形可能な登録で特性評価され得る。かかる情報は、代謝活性を表示する病巣内の非形態学的（例えば、分子的、化学的等）変化を示すことができる。
【００２５】
図３で、組織解析システム３００は、１つ以上の標的組織及び組織に関連する特性を解析するための基本的構造を提供する。標的組織３２０は、典型的には、着目した対象の領域内の患者（例えば、ヒト、動物、哺乳類等）の組織を含む。好ましい実施形態では、エミッタ３１０が対象の組織領域に向かって入射エネルギー３１５を発生又は放射する。入射エネルギー３１５は、標的組織３２０と直接的又は間接的に相互作用し、これによって、この相互作用に応答して１つ以上の組織信号３２５を発生する。組織信号３２５は、入射エネルギー３１５の性質に依存する組織特性を表していると考えられる。例えば、音響エネルギー又は運動エネルギーは機械的特性又は物理的特性をもたらし得るが、一方電磁エネルギーは、電気的特性又は恐らく化学的特性ももたらし得る。
【００２６】
組織解析システム３００は、少なくとも１つの組織信号３２５を受信するよう構成された少なくとも１つのセンサ３３０を備えることが好ましい。  センサ３３０は、典型的には、組織信号３２５の様式に相補的である。例えば、組織信号３２５が音響信号を含むような実施形態において、センサ３３０は１つ以上の超音波トランスデューサを備えることができる。センサ３３０のタイプ又は性質は、センサータイプの広範囲をカバーする。例としては、撮像センサ、ＣＣＤｓ、ホール効果プローブ、化学的センサ、分光器、歪み又は応力センサ、若しくは他のタイプのセンサが挙げられる。いくつかの実施形態では、センサ３３０は、恐らくは、それぞれの異なるタイプのセンサが異なる様式の組織信号３２５を受信する、センサの異種セットを具備する。したがって、複数の信号様式が、１つの組織特性の解析を別の組織特性に関して可能にするが、複数の信号様式は、かかる解析から必ずしも必要とされない。
【００２７】
組織信号３２５は、異なる組織特性に関する情報を含む。例えば、１つの組織特性は、恐らくは組織３２０と相互作用するＲＦ電磁入射エネルギー３１５の結果として測定された、伝導性を含むことができる。第２の組織特性は、超音波又はＸ線エネルギーから測定されるような組織３２０のサイズ、形状、又は寸法を含むことができる。２つの特性が解析され、第２の特性（例えば、時間、形状、面積等）に対する１つの特性（例えば、伝導性）の変動を決定する。かかる変動は、診断的解析に有利であり得る。
【００２８】
信号変換器３４０がセンサ３３０に結合し、組織信号３２５を標的組織３２０の１つ以上の測定された特性３４５に変換することが好ましく、ここでは、測定された特性３２５は、対応する組織特性を表すものである。組織信号３２５に適用する変換技術は、組織信号３２５の性質に応じ、かつ既知の技術を活用することができる。例えば、標準的超音波撮像技術は、標的組織３２０のサイズ、形状、寸法、密度又は他の特性を決定するよう使用され得る。Ｘ線、ＣＴ、ＭＲＩ、又は他の電磁系撮像技術は、標的組織３２０の電気的に測定された特性を誘導するよう使用され得る。
【００２９】
組織特性３４５は、システム内の複合的に対処可能な対象物であると考えられ得、ここでは各組織特性３４５が、他の組織特性３４５に対して１つ以上の変動を有する。いくつかのシナリオでは、組織特性３４５は時間で変化し、位置で変化し、形状で変化し、又は他の組織特性で変化し得る。例えば、組織特性３４５は、恐らくはＭＲＩを通して測定された電気抵抗、又は他の電気的特性を有することができる。例として拍動する心臓を考えていただきたい。心臓組織の電気抵抗は、恐らくは心臓を通過する血流のために、心拍動の周期を通して時間と共に変化し得る。更に心臓組織の抵抗は、心臓組織の表面にわたって又は心臓組織の体積を通しても変化し得る。前述の例における抵抗は、単に組織の電気的特性の１つのタイプであると理解するべきであり、標的組織３２０は多くの異なるタイプの特性を有し得ることも理解するべきである。
【００３０】
標的組織３２０の特性における変動は、多様な形を取ることができる。いくつかの実施形態では、この変動は、１つの測定された特性（特性Ａ）の第２の測定された特性（特性Ｂ）に対する微分値を含み、ここでは、微分値（すなわち∂Ａ／∂Ｂ）は、観測された差（すなわち、ΔＡ／ΔＢ）に基づいて測定された値であると考えられる。本文書の文脈内において、用語「微分値」は算定された値並びに測定された又は観測された値を包含すると理解するべきである。より好ましい実施形態は、組織特性の時間微分値（すなわち、∂Ａ／∂ｔ）を使用し、ここでは時間微分値は、観測時間に関して測定される。したがって、変動は、速さ（｜∂Ａ／∂ｔ｜）、速度（∂Ａ／∂ｔ）、加速度（∂２Ａ／∂ｔ２）、筋反射（∂３Ａ／∂ｔ３）、又はより高次の微分値を含むことができ、ここで「Ａ」は組織特性を表す。「Ａ」は変位以外の他の組織特性を含むことができる。
【００３１】
いくつかの実施形態が組織特性の変動として時間微分値を使用するが、時間微分値以外の他のタイプの微分値も使用され得ることを理解するべきである。例えば、密度に対する空間微分値（例えば、長さ（ｘ）、幅（ｙ）、深さ（ｚ）、面積、体積等）が組織特性の変動として提示され得る。全ての組織特性及びそれらの変動が企図される。例示的組織特性は、機械的特性（例えば、変位、密度、歪み、応力、剪断応力、圧縮力、張力等）、化学的特性（例えば、ｐＨ、反応性等）、生物学的測定特性（例えば、潅流、開存性等）、電気的特性（例えば、伝導性、抵抗、インダクタンス等）、又は一時的特性を含むことができる。
【００３２】
システム３００は、第１の測定された組織特性と第２の測定された組織特性との間の出力３５６（例えば、微分値、差等）として変動を表示するよう構成された変形可能なレジストレーションシステムを含むことが好ましい。例えば、かかるシステムは、組織画像が動作中においてでも、組織応力に対する組織ｐＨの変動を表示することができる。示された例では、出力３５６は、出力装置３５０のディプレイ３５５上に表現され、この出力装置は変形可能な登録撮像システムとして動作する。
【００３３】
更なる明確化のために、図４は、組織解析システムが、信号変換器４４０及び出力装置４５０に結合した解析エンジン４６０を含むことができることを図示する。解析エンジン４４０は、標的組織の特性を記憶するよう構成された１つ以上の組織データベース４６５に結合することが好ましい。複数の組織特性が測定され得るという見方で、測定された特性は、組織データベース４６５内のＮ−テュープル（倍長）として記憶され得、これは、ボクセル×ボクセルベース上で、１つの特性値を他の特性値に対して解析することを可能にする。例えば、データベース４６５は、全ての既知の測定された組織特性（例えば、物理的、電気的、機械的、化学的、一時的等）をボクセルレベルで記憶することができる。次いで解析エンジン４６０は、組織特性の所望の変動４６１を１つのボクセルから別のボクセルまで並びに１つの時間観測から別の時間観測まで誘導することができる。変動４６１又は変動４６１の表示が、ディスプレイ４５５上に提示され得る。いくつかの実施形態では、変動４６１は、図示されるように、疑似色輪郭グラフィックとして提示される。
【００３４】
解析エンジン４６０は、リアルタイムで動作し得るが、解析エンジン４６０はまた、恐らくは検索ツールとしてオフラインでも動作し得る。例えば、標的組織の集団にわたって統計が展開されると同時に、解析エンジン４６０は、標的組織の他の態様に関して可能な変動を分析し、１つ以上の相関性４６３が存在するかどうかを決定する。標的組織の追加的態様は、組織が試験される解析の背後関係を含むことができる。解析の背後関係としては、組織疾患状態、組織健康状態、ウェルネスプログラム、臨床試験、ウェルネスプログラム、臨床試験、治療プログラム、対照群、集団試験、診断処置、又は術後試験を挙げることができる。
【００３５】
企図されたシステムはまた、所望の組織特性を表示するための画像表現も提供することができる。例えば、非一時的特性間（例えば、ｐＨ対伝導性）の変動を提示する場合、このシステムは時間軸に対して非一時的特性の１つをマッピングし、動画シーケンスとしてｐＨ−伝導性変動を示す動画を作成することができる。別のアプローチとしては、データポイントの高さによって非一時的変動の相対的値を示すスタックプロットを提供することを含む。なお更に、恐らくは立体ディスプレイ又は拡張現実感ディスプレイにおいて、３Ｄで表示される場合、特性又は変動は、ビューアー方向にマッピングされ得る。人が表示されるモデルに対して彼らの向き又は位置を変更すると同時に、提示されるデータは、更新された値を示すために、適切に変更することができる。したがって、医療供給者は、実際に多次元データをウォークスルーすることができる。
【００３６】
特に好ましいタイプの変動４６１は、組織運動力学を含む。組織運動力学は、時間に対する組織の物理的又は機械的性質の変動を表現する。したがって、組織運動力学は、標的組織の物理的又は機械的特性の時間微分値を表す。解析エンジン４６０が、データの大きな集団全体にわたって組織運動力学データを定量的に評価して、組織運動力学内の特徴が組織の分類に相関性４６３を有するかどうかを判定することができる。例えば、相関性４６３は、患者背景、遺伝子配列、対照群、臨床群、疾患、家系、種、又は他の分類に対してマッピングし得る。かかるアプローチは、組織タイプの「カイノーム」の位置付けをもたらし、次いでこれが診断に使用することもできる。
【００３７】
組織運動力学データは、全ての位相（すなわち、時間）にわたって、又は他のデータに対してプロットされ得る。着目した個々の点（すなわち、単一のボクセル、１Ｄ）、着目した領域（すなわち、面積、２Ｄ）、又は着目した体積（すなわち、３Ｄ）は、手動で又は自動的に確定される。企図された解析エンジンは、図５に図示されるように、所望の組織運動力学信号を時間に対して提示又は精密描画するよう構成するために、着目の点を使用し得る。かかる精密描画は、図６に図示されるように、ユーザーインターフェースに組み込まれ得、ＣＳＶ出力又はシリアライズされたフォーマットとして、若しくは出力の他の形としてエクスポートされ得る。
【００３８】
組織運動力学の具体的な活用事例として、心臓の刺激伝導系を考えていただきたい。図７に図示されるように、電気信号の伝導系は、秩序立てた様式で心臓を経て伝播する。現在、心臓の電気的活動を判定するための至適基準は、電気生理学的マッピングであり、ここでは、医療供給者が、血管内アプローチを使用して心臓内部の電気的活動を測定する。同様なマッピングが、開示された技術に基づいて心筋の組織加速度をマッピングすることによって達成され得る。ＥＫＧは心臓の累積的な電気的活動を特性化する。特定の位置の加速度、又は他の時間微分値が、時間における心臓周期との関係で、恐らくはボクセル×ボクセルでプロットされ得、心臓周期中に構造が互いとの関係でどのように動くかの物理的関係をもたらす。ピーク加速度、又は他の測定値の間の遅延が、グラフの２つのピークにてノギスを配置することによって決定され得る。連続的な様式で加速する面積は、電気信号の進路を示すであろう。例えば、図５において、側壁におけるピーク加速度は隔壁の後に起こり、このことは、側壁が隔壁の後に電気的に活性化されることを示している。これがＥＰマッピングに相関され得る。
【００３９】
大動脈瘤の破裂は高死亡率を有し、これは、例えば最大直径などのサイズに基づいて追跡される。上行大動脈の胸部大動脈瘤（ＴＡＡ）についての１つの問題は、心臓が血液を大動脈に送り込むと同時に起こる体積の大きな変化に胸部大動脈瘤が耐性を有することによるそれらの弾力性である。着目した断面積を信号として連続的に検査することは、破裂の指標となり得る。心臓周期を通して追跡されるような直径、面積、速度又は他の時間微分値における変化は、心臓壁動力学の定量化をもたらす。特定の波パターンは破裂の指標であり得、医療供給者が動脈瘤に介入するか又はそれを監視するかのいずれかを判定するために役立ち得る。
【００４０】
大動脈壁機構の別の表現は、セグメント化法と変形可能な登録法の併用で可視化され得る。歪みによって特徴付けられる大動脈壁変形は、疾患の指標であるとして証明されている（Ｄｅｒｎｅｌｌｉｓ及びＰａｎａｒｅｔｏｕ、２００５）。位相獲得された大動脈体積の変形可能な登録を使用して、任意に定義されたボクセル間の長さにおける変化が、心臓周期にわたって自動的に算定され得る。歪みは、体積測定データセットにおける全てのボクセルに関して算定され得る。セグメント化法は、動脈を包囲する他の組織の除去を可能にし、歪みパターンの可視化を大動脈壁上に向ける。
【００４１】
更に、心臓、又は他の組織の運動力学は、他の組織特性に対して解析され、この組織がアプリオリな又はユーザーが定義した組織クラス内に収まっているかどうかを判定することができる。上述のように、このクラスは、応力印加組織を含むことができる。例えば、
組織の運動力学は、組織の一次条件（例えば、感染した、癌性等）、組織が間接的原因に起因する運動力学における変化を呈する二次条件、三次条件、又は他の問題を示すことができる。例示的組織運動力学としては、心臓の拍動、標的組織の膨潤、蠕動運動、呼吸、腔所の充填、腔所の空化、関節の運動、皮膚運動、眼運動、解剖医学的構造のルーメンを通る体液流、又は他のタイプの運動力学を挙げることができる。
【００４２】
企図された解析エンジン４６０は、組織特性と組織の運動力学との間の相関性４６３を確立するよう使用され得る。エンジン４６０は、組織特性及び組織運動力学を記憶する組織データベース４６５にアクセスする。エンジン４６０は、組織をそれらの特性に従って更に分類し、組織クラスと組織運動力学との間の相関性４６３を見出すよう探索することができる。相関性は、多変数解析、遺伝アルゴリズム、クラスター解析、又は他の技術を含む多様な技術で確立され得る。組織クラスと組織運動力学との間の相関性の確立は、医療供給者に、可能性のある組織疾患、診断、又は他の組織関連状態へ対する更なる洞察をもたらす。
【００４３】
既に記載されたものの他にもより多くの修正が、本明細書の発明の概念から逸脱することなく可能であることが、当業者には明白であるべきである。したがって、本発明の主題は、添付の特許請求の範囲を除いては、制限されるべきではない。更に、明細書及び特許請求の範囲の双方を解釈する中で、全ての用語は、前後関係と一致する最も幅広く考えられる方法で解釈されるべきである。特に、用語「含むcomprises」及び「含んでいるcomprising」は、参照された要素、構成成分、又はステップが存在し得るか、又は使用され得るか、若しくは明示的に参照されていない他の要素、構成成分、又はステップと組み合され得ることを示している非独占的方法で、要素、構成成分、又はステップを指すものとして解釈されるべきである。本明細書及び特許請求の範囲が、Ａ、Ｂ、Ｃ・・・及びＮからなる群から選択されるあるものの少なくとも１つを指す場合、テキストは、Ａ＋Ｎ、又はＢ＋Ｎ等ではなく、この群からのただ１つの要素を要求するものとして解釈されるべきである。
【図１】
2014054533.tif 000003
【図２】
2014054533.tif 000004
【図３】
2014054533.tif 000005
【図４】
2014054533.tif 000006
【図５】
2014054533.tif 000007
【図６】
2014054533.tif 000008
【図７】
2014054533.tif 000009
【外国語明細書】
2014054533000001.pdf