(57)【要約】インビボ内容物を検出するシステムおよび方法は、ＧＩ管内で画像フレームのストリームを取り込むインビボ撮像デバイスと、画像ストリームのうちのストリームから、内容物を示す可能性がある１つまたは複数の画像フレームを検出し、かつ／または、識別する内容物検出器と、検出された画像フレームを表示するグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）とを含むことができる。
2009509621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インビボで内容物を検出する方法であって、
体腔内から少なくとも１つの画像フレームを取り込むステップと、
前記画像フレームを処理することであって、少なくとも、第１フィルタリング処理および第２フィルタリング処理を含む、前記画像フレームを処理するステップと、
前記画像フレーム内の内容物を識別するステップとを備える、方法。
【請求項２】
前記内容物は糞便である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記画像フレーム内の内容物のパーセンテージを計算することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記画像フレームはピクセル画像である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記画像はＲＧＢ画像である請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記画像フレームのピクセルを、第１および第２の３次元カラー空間に変換することを含む請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の３次元カラー空間から第１の２次元グラフを、前記第２の３次元カラー空間から第２の２次元グラフを作成するステップと、
組織決定ゾーンおよび内容物決定ゾーンに対する前記第１および第２のグラフの境界を定めるステップと、
前記ピクセル画像内の各ピクセルを前記第１のグラフに割り当てるステップと、
未定義ピクセルを前記第２のグラフに割り当てるステップとを備える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のフィルタリング処理は、気泡ピクセル、反射ピクセル、輝度ピクセル、および高強度ピクセルをフィルタリングするステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の３次元カラー空間は、ＨＳＶカラー空間である請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の３次元カラー空間は、ＹＱＩカラー空間である請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
インビボで自立型撮像デバイスを挿入するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの画像フレームがどこで取り込まれたかというロケーションに追従することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの画像フレームは、画像ストリームである請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記画像ストリームから候補画像フレームを選択するステップと、
前記候補画像フレームを表示するステップとをさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
インビボ内容物を検出するシステムであって、
撮像デバイスと、
受信機と、
ピクセル画像内の内容物を検出するように構成された処理ユニットとを備えるシステム
。
【請求項１６】
スペクトル分析器を備える請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
決定計算器を備える請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
追従ユニットを備える請求項１５に記載のシステム。
【請求項１９】
前記処理ユニットは、前記撮像デバイスに含まれる請求項１５に記載のシステム。
【請求項２０】
前記処理ユニットは外部受信デバイスに含まれ、前記外部受信デバイスは、前記撮像デバイスからのデータを受信するためにある請求項１５に記載のシステム。
【請求項２１】
前記撮像デバイスは、カプセルの形態の自立型インビボデバイスである請求項１５に記載のシステム。
【請求項２２】
前記ディスプレイは、前記ピクセル画像内の内容物のパーセンテージのグラフィカル表現を表示するためにある請求項１５に記載のシステム。
【請求項２３】
前記内容物は糞便である請求項１５に記載のシステム。
【請求項２４】
インビボで内容物の存在を判定する方法であって、
胃腸管の複数の画像フレームを取り込むステップと、
少なくとも１つの画像フレーム内の内容物を識別するステップと、
前記複数の画像フレームについて、清浄度指数を計算するステップとを備える方法。
【請求項２５】
前記内容物は糞便である請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記複数の画像フレームから、内容物を有する画像フレームのパーセンテージを計算するステップを備える請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記清浄度指数を、数値形式で表示するステップを備える請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記選択するステップは、ユーザから画像フレームのサブセットの指示を受容するステップを含む請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
インビボで自立型撮像デバイスを挿入するステップを備える請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
少なくとも前記画像のサブセットが取り込まれるロケーションに追従することを含む請求項２４に記載の方法。
【請求項３１】
インビボ内容物を検出するシステムであって、
複数の画像フレームを取り込む撮像デバイスと、
前記複数の画像フレームの少なくともサブセットの清浄度指数を計算するように構成された処理ユニットと、
前記複数の画像フレーム、および、前記複数の画像フレームの少なくとも前記サブセットの清浄度指数を表示するディスプレイとを備えるシステム。
【請求項３２】
外部受信デバイスを備え、前記処理ユニットは前記外部受信デバイスに含まれ、前記外部受信デバイスは、前記撮像デバイスから無線でデータを受信するためにある請求項３１
に記載のシステム。
【請求項３３】
前記処理ユニットは、ワークステーションと一体である請求項３１に記載のシステム。
【請求項３４】
前記複数の画像フレームのサブセットを選択するためのユーザ入力デバイスを備える請求項３１に記載のシステム。
【請求項３５】
前記撮像デバイスは、カプセルの形態の自立型インビボデバイスである請求項３１に記載のシステム。
【請求項３６】
前記ディスプレイは、ワークステーションに含まれる請求項３１に記載のシステム。
【請求項３７】
インビボで病理の存在を判定する方法であって、
胃腸管の複数の画像フレームを取り込むこと、
少なくとも１つの画像フレーム内の前記病理の指示を識別すること、および、
前記複数の画像フレームについて、病理指数を計算することを含む方法。
【請求項３８】
前記病理指数は血液指数である請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記病理指数はポリープ指数である請求項３７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、胃腸( ＧＩ) 管内で、インビボで内容物を検出する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インビボ撮像を提供するのに役立つデバイスが、当該分野で知られている。嚥下可能または摂取可能なカプセルなどの自立型インビボ撮像デバイス、あるいは、他の撮像デバイスは、体腔を通って移動し、体腔に沿って移動しながら撮像することができる。
【０００３】
インビボデバイスは、体腔、たとえば、ＧＩ管の内腔に沿う異なる地点からデータを収集し、分析および診断のために、外部にデータを送信することができる。ＧＩ管は、通常、内容物を含む、非常に長くかつ曲がった経路である。体腔内の内容物は、任意の流体、固体、液体、気体、粒子、糞便、粗いレデュース、流動性胆汁、あるいは、体腔内の永続性物質または貯留性物質でない任意の物質であってよい。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一部の実施形態によれば、インビボ撮像システムは、内容物を識別し、検出するアルゴリズムを含んでもよい。本発明の一部の実施形態によれば、アルゴリズムは、ある構造、または、ある数のピクセルが、おそらくは内容物を示しているものとして識別されてもよいかどうかを識別してもよい。
【０００５】
本発明の一部の実施形態によれば、内容物情報の視覚提示、たとえば、ピクセル画像内の内容物のパーセンテージまたはピクセル画像の清浄度レベルは、たとえば、異なるカラーが、内容物の異なる量を表す場合、カラーバーの形態であってよい。他の実施形態では、視覚表現は、グラフ、たとえば、折れ線グラフまたは棒グラフであってよい。他の例では、画像ストリーム内の内容物のパーセンテージまたは清浄度指数は、数値形式で提示されてもよく、かつ／または、表示されてもよい。他のタイプの、また、２つ以上のタイプの視覚提示が実施されてもよい。
【０００６】
本発明とみなされる主題は、本明細書の結論部分において、特に指摘され、かつ、明確に特許請求される。しかし、本発明の目的、特徴、および利点と共に、機構と動作方法の両方に関して、本発明は、添付図面に関して読まれるときに、以下の詳細な説明を参照することによって最もよく理解されることができる。
【０００７】
図示を簡略化しかつ明確にするために、図に示す要素は、必ずしも一定比例尺に従って描かれなかったことが理解されるであろう。たとえば、要素の一部の寸法は、明確にするために、他の要素に比べて誇張されてもよい。さらに、適切と考えられる場合、対応する要素または類似の要素を指示するために、図の間で参照数字が繰り返されてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下の説明は、特定の用途およびその要求において提供される本発明を、当業者が作り、使用することを可能にするために提示される。述べられる実施形態に対する種々の変更は、当業者に明らかになり、本明細書で規定される一般的な原理は、他の実施形態に適用されてもよい。したがって、本発明は、示され、述べられる特定の実施形態に限定されることを意図されるのではなく、本明細書で開示される原理および新規な特徴に整合する最も広い範囲に一致する。以下の詳細な説明では、本発明の完全な理解を可能にするために
、多数の特定の詳細が述べられる。しかし、本発明が、これらの特定の詳細が無い状態で実施されてもよいことが当業者によって理解されるであろう。他の事例では、本発明を曖昧にしないために、よく知られている方法、手順、およびコンポーネントは、詳細には述べられなかった。
【０００９】
本発明の実施形態は、たとえば、内容物の存在を指示する可能性がある、ＧＩ管内で取り込まれた画像フレームを、ユーザの介入無しで自動的に、識別し、検出し、選択し、マーク付けするシステムおよび方法を提供することによって、内容物を検出するシステムおよび方法を述べる。選択された画像フレームは、診断のために、健康の専門家に対して表示されてもよい。本発明の一実施形態によれば、自立型インビボ撮像デバイス、たとえば、嚥下可能カプセルの形態の撮像デバイスは、体腔の一連の画像フレーム、ならびに、体腔内からのまたは体腔に沿った他の情報を取り込み、取り込んだ画像および他の情報を１つまたは複数の外部ユニットに送信してもよい。送信されたデータの分析結果を使用して、内容物識別のための候補である可能性がある画像フレームを、自動的にかつ／または機械的に選択し、マーク付けしてもよい。データの分析および処理は、ユーザの介入無しで自動的に実施されてもよい。内容物識別のための候補である可能性がある画像フレームの機械的な選択、検出、および／またはマーク付けは、少なくとも部分的に内容物検出器によって、また、内容物識別のための候補である可能性がある画像フレームの検出におけるユーザの介入が必要とされないように実施されてもよい。機械的な選択、検出、および／またはマーク付けは、たとえば、１つまたは複数のプロセッサ、ワークステーション、回路要素、センサ、あるいは、任意の他のコンピューテーション可能なデバイスおよび／または検知可能なデバイスによって実施されてもよい。本発明の一部の実施形態によれば、選択された画像は、診断のために、健康の専門家に対して表示されてもよい。本発明の一部の実施形態では、内容物によって部分的に閉塞している可能性があるデータを用いて、スクリーニングが促進されてもよい。たとえば、内容物、たとえば、体腔たとえば結腸内に存在する可能性がある内容物によって部分的に閉塞している可能性がある環境で画像フレームが取り込まれてもよい。
【００１０】
本発明の実施形態によるインビボ撮像システムの略図を示す図１が参照される。通常、インビボ撮像システムは、インビボ撮像デバイス４０、外部受信デバイスおよび／または記録デバイス１２、たとえば、データ受信機、およびワークステーション１４を含んでもよい。インビボ撮像デバイス４０は、画像フレームまたは画像フレームのストリームを取り込むイメージャ４６、体腔を照明する照明源４２、デバイス４０に電力供給する電力源４５、デバイス４０への／からのデータおよびコマンドを処理するプロセッサ４４、および、画像およびおそらくは他のデータを外部受信機１２に送信するための、アンテナ４７を有する送信機４１を有してもよい。本発明の一部の実施形態では、インビボデバイス４０は、イメージャ４６以外に、１つまたは複数のセンサ３０、たとえば、温度センサ、ｐＨセンサ、圧力センサ、血液センサ、追従センサなどを含んでもよい。イメージャ４６は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージャであってよく、または、別の固体撮像デバイスまたは他の撮像デバイスであってよい。照明源４２は、１つまたは複数のＬＥＤあるいは他の照明源を含んでもよい。本発明の一部の実施形態では、デバイス４０は、自立型デバイス、カプセル、または、嚥下型カプセルであってよい。本発明の他の実施形態では、デバイス４０は、自立型でなくてもよい。たとえば、デバイス４０は、内視鏡または他のインビボ撮像デバイスであってよい。
【００１１】
本発明の実施形態によれば、インビボ撮像デバイス４０は、通常、情報（たとえば、画像または他のデータ）を、おそらくは被検者の近くにあるかまたは被検者に装着された外部受信機１２に送信する。通常、受信機１２は、アンテナまたはアンテナアレイ１５およびデータ受信機記憶ユニット１６を含んでもよい。通常、アンテナアレイ１５は、デバイス４０または送信機４１およびデバイス４０のアンテナ４７によって送信された信号を受
信してもよい。外部受信機１２は、画像データまたは他のデータを処理する１つまたは複数のプロセッサ１７を含んでもよい。受信機１２は、所定期間にわたって自立型インビボ撮像デバイス４０のロケーションに追従する追従ユニット１１を含んでもよい。たとえば、追従ユニット１１は、所定期間にわたって３次元空間内でデバイス４０のロケーションに追従し、かつ／または、距離、たとえば、所定期間にわたってＧＩ管を通ってまたはＧＩ管内の特定の器官を通ってデバイス４０が移動した所定期間にわたる距離に追従してもよい。追従ユニット１１は、たとえば、２００２年１１月２１日に発行された米国特許出願公開公報第ＵＳ−２００２−０１７３７１８−Ａ１号および２００４年６月３０日に出願された米国特許出願第１０／８７９，０５３号に記載される種々の実施形態と同様であってよく、両方の出願は、本願の同一譲受人に譲渡され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。他の知られている追従ユニットまたはデバイスに追従する方法が使用されてもよい。他の実施形態では、追従ユニット１１またはその機能の一部は、デバイス４０に含まれてもよい。受信機１２は、他の適した構成を採用してもよく、また、アンテナまたはアンテナアレイを含まなくてもよい。本発明の一実施形態では、受信機１２は、たとえば、画像データまたは他のデータたとえば追従データを表示するＬＣＤディスプレイを含んでもよい。他の実施形態では、受信機１２は、たとえば、有線、ブルートゥース、または無線接続によって、ディスプレイユニット、たとえば、ディスプレイユニット１８またはワークステーション１４に電子的に接続されて、インビボデバイス４０によって送信される、かつ／または、処理ユニット１７、４４、またはワークステーション１４によって処理されるデータが表示されてもよい。
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、受信機１２は、たとえば、撮像デバイス４０からのデータ、たとえば、取り込まれた、かつ／または、プロセッサ１７によって処理された画像ストリームデータを受信し、記憶し、後で、パーソナルコンピュータ、ラップトップあるいは他の携帯用または固定用コンピューティングデバイスなどのワークステーション１４に受信データを送信し、そこで、データは、さらに、分析され、記憶され、かつ／または、ユーザ、たとえば、健康の専門家に対して表示されてもよい。通常、ワークステーション１４は、処理ユニット１３、データプロセッサ記憶ユニット１９、ディスクドライブ、入出力デバイス、およびディスプレイユニット１８、たとえば、モニタを含んでもよいが、代替の構成が可能である。処理ユニット１３は、通常、その機能の一部として、データ、たとえば、画像データまたは他のデータの表示を制御するコントローラの役目を果たしてもよい。一例では、プロセッサ１３および／またはプロセッサ１７を使用して、内容物検出器によって選択された候補画像フレームから内容物スクリーニング動画が構築されてもよい。ディスプレイユニット１８は、通常、従来のビデオディスプレイであってよいが、さらに、画像または他のデータを提供することが可能な任意の他のデバイスであってもよい。本発明の実施形態による方法を実行する命令またはソフトウェアは、ワークステーション１４の一部として含まれてもよい、たとえば、メモリ１９に記憶されてもよい。本発明の一部の実施形態によれば、内容物検出器は、たとえば、プロセッサ１３、プロセッサ４４、および／または、プロセッサ１７の機能の一部として含まれてもよく、また、画像ストリームから、内容物識別のための候補である可能性がある１つまたは複数の画像フレームを選択してもよい。別の実施形態では、内容物検出器は、固体撮像デバイス、たとえば、イメージャ４０の機能の一部として含まれてもよい。なお別の実施形態では、内容物検出器は、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、たとえば、デバイス４０に含まれるＡＳＩＣの機能の一部として含まれてもよい。一例では、内容物検出器は、１つまたは複数の画像フレーム、たとえば、画像フレームのストリーム内で、所定の特徴および／またはパラメータの存在を検出するように実施されることができる一連のコマンドまたはアルゴリズムであってもよい。検出に基づいて候補画像フレームが選択されてもよい。内容物検出器からの出力は、有線通信または無線通信によって、ディスプレイユニット１８、受信機１２に含まれるディスプレイ、および／または、処理ユニット１３または１７に転送されてもよい。
【００１３】
他の実施形態では、種々のコンポーネントはそれぞれ、必要とされる必要はない。たとえば、インビボデバイス４０は、内容物識別のための候補である可能性がある画像フレームをマーク付けするデータを、直接、観察デバイスまたはワークステーション１４に送信するか、または、その他の方法で（たとえば、有線で）転送してもよい。本発明の一実施形態では、デバイス４０は、内容物識別のための候補である可能性がある選択された画像フレームを送信するだけであってもよい。
【００１４】
本発明の実施形態と共に使用するのに適した、または、本発明の実施形態に適合するのに適したインビボ撮像システムは、たとえば、本願の同一譲受人に譲渡され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第５，６０４，５３１号、および、２０００年３月１日に出願された米国特許出願第０９／８００，４７０号、および、米国特許出願公開公報第２００１００３５９０２号（同様に、本願の同一譲受人に同様に譲渡され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に記載される種々の実施形態と同様であってよい。
【００１５】
他の構成を有する他のインビボシステムが使用されてもよい。もちろん、本明細書で述べる、デバイス、システム、構造、機能、および方法は、コンポーネント、プロセスなどの他の構成、セットを有してもよい。
【００１６】
本発明の一部の実施形態では、撮像デバイス４０などのインビボデバイスは、胃腸（ＧＩ）管内に嚥下されるか、または、その他の方法で挿入されてもよく、また、一連の画像フレームを取り込みながら、たとえば、画像フレームを周期的に２フレーム／秒で取り込みながら、たとえば、自然な蠕動運動によって、ＧＩ管を通過してもよい。本発明の他の実施形態では、インビボ撮像システムは、他の適した手段によって、ＧＩ管を通って進み、他の適したレート、たとえば、可変レートで画像フレームを取り込んでもよい。取り込まれた画像フレームならびに他のデータは、処理および表示のために外部に送信されてもよい。本発明の一実施形態によれば、所定期間にわたる、または、ＧＩ管を通るコースにわたるインビボ撮像システムのデータへの追従、ロケーションへの追従は、データの処理および表示に含まれてもよい。たとえば、データへの追従を使用して、内容物スクリーニングが始まるべき地点、たとえば、画像フレームが指示されてもよい。たとえば、追従システムは、結腸内への入り口を検出してもよい。取り込まれたデータは、処理されて、内容物診断のための候補である可能性がある画像フレームが自動的に選択されてもよい。
【００１７】
ここで、図２および３が参照され、図２および３は、システム５０、および、たとえば、腸内の内容物または任意の他のカラー識別可能な病理を検出する方法の実施形態を示すフローチャートを示す。本発明の一部の実施形態によれば、システム５０は、撮像デバイス４０' 、受信機１２' 、処理ユニット１３' 、および画像モニタ１８' を含んでもよい。システム５０は、図１に示すシステムと同様であってよい。一例では、処理ユニット１３' を使用して、内容物検出器によって選択された候補画像フレームから内容物スクリーニング動画を構築してもよい。処理ユニット１３' は、たとえば、スペクトル分析器２２などの分析器をさらに含むことができる内容物検出器２１、および、決定計算器２８を含んでもよい。本発明の一実施形態によれば、処理ユニット１３' は、標準コンピュータ加速器ボード、高性能コピュータ、マルチプロセッサ、あるいは、おそらくはソフトウェアを実行する任意の他の直列または並列高性能処理マシンを含んでもよい。画像モニタ１８' は、ビデオディスプレイ、グラフ、テーブル、または任意の他のインジケータであってよい。
【００１８】
図３のステップは、たとえば、図２の例のシステム、図１のシステム、または、別の適したシステムを使用して遂行されてもよい。一実施形態では、画像は、デバイス４０' 内
に取り込まれ、処理される。別の実施形態では、画像は、インビボシステムによって取り込まれ、画像が処理される遠隔のロケーションに送信される。ステップ１１０では、受信機１２' は、デバイス４０' によって取り込まれた、ＲＧＢ画像などの画像ストリームのうちの画像を受信する。他のタイプの画像が使用されてもよい。ステップ１２０にて、処理ユニット１３' は、たとえば、ＲＧＢ画像１０１に関して、たとえば、気泡および反射（ＲＧＢ画像内に現れる可能性がある）をフィルタリングする（１２２）ことを含んでもよい第１のフィルタリングプロセスを実施する。さらに、第１のフィルタリングプロセスは、低強度閾値ピクセル、たとえば、輝度ピクセルおよび高強度閾値ピクセルをフィルタリングする（１２４）こと、および、高強度閾値ピクセル、たとえば、最大バンド強度ピクセルをフィルタリングする（１２６）ことを含んでもよい。他の特徴部がフィルタリングされてもよい。他の特徴部がフィルタリングされてもよい。本発明の一部の実施形態によれば、フィルタリングされたピクセルは、「ドントケアピクセル(don't care pixel)」、たとえば、内容物検出プロセス中に考慮されるか、または、計算されることがないピクセルとして定義されてもよい。他のフィルタリングが使用されてもよい。
【００１９】
本発明の一部の実施形態によれば、たとえば、ＲＧＢ画像内の、内容物を検出する第２のフィルタリングプロセス１２５は、１つまたは複数の処理ステップを含んでもよい。ステップ１３０にて、第１のフィルタリングプロセス１２０において「ドントケアピクセル」として定義されなかった各ピクセルは、たとえば、２つの３Ｄ（３次元）カラー空間、たとえば、ＨＳＶ（色相彩度明度(hue saturation value)）カラー空間およびＹＱＩ（Ｙ−輝度、Ｑ−直交マゼンダ−グリーン軸、Ｉ−オレンジ−シアン軸）カラー空間に変換される。他のカラー空間が使用されてもよい。
【００２０】
本発明の一部の実施形態によれば、ステップ１４０にて、たとえば、ＨＳＶおよびＹＱＩカラー空間に従って、グラフが構築されてもよい。たとえば、図４に示すように、（Ｈ，Ｓ）カラー空間グラフ２１０が、ＨＳＶカラー空間に基づいて作成されてもよく、（Ｑ，Ｉ）グラフ２２０が、ＹＱＩ空間に基づいて作成されてもよい。グラフ２１０および２２０は、ピクセルの群、たとえば、内容物ピクセルの群（「Δ」とマーク付けされる）、組織ピクセルの群（「０」とマーク付けされる）、および「未定義」（「ｘ」とマーク付けされた、オーバラップゾーン、たとえば、内容物ゾーンでも組織ゾーンでもないゾーンに属する）ピクセルの群を表示してもよい。ステップ１５０にて、（Ｈ，Ｓ）グラフおよび（Ｑ，Ｉ）グラフは、２つのハイパー平面ゾーン、たとえば、組織決定ゾーンおよび内容物決定ゾーン内に境界を定められてもよい。
【００２１】
ステップ１６０にて、画像の各ピクセル１０１は、（Ｈ，Ｓ）グラフ内のクラスタリングセット、たとえば、内容物ピクセルゾーンまたは組織ピクセルゾーンに割り当てられる。ステップ１７０にて、「未定義」ピクセルは、（Ｑ，Ｉ）カラー空間グラフ内のクラスタリングセットに割り当てられる。「未定義」ピクセルは、依然として、（Ｑ，Ｉ）グラフ内の「未定義」ピクセルゾーンに属する場合、ステップ１９０にて、削除され、たとえば、ドントケアピクセルとして定義されることになる。ステップ１８０の「未定義」ピクセルは、「未定義」ピクセルゾーンに属さない場合、ステップ１９２にて、（Ｑ，Ｉ）グラフ内の内容物ピクセルゾーンまたは組織ピクセルゾーンに割り当てられることになる。ステップ１９５にて、画像ストリームの各画像についての内容物のパーセンテージが、たとえば、以下の式を使用して計算される。
画像ストリームの各画像についての内容物のパーセンテージ＝
内容物ピクセルの数
（組織ピクセルの数＋内容物ピクセルの数）
本発明の一部の実施形態によれば、ディスプレイ１８は、インビボデータストリームの要約したグラフィカル提示、たとえば、カラーバーを含んでもよい。通常、グラフィカル提示は、データストリーム、たとえば、本発明の一部の実施形態による画像ストリームの
ストリーミング表示と共に表示される固定提示であってよい。グラフィカル提示は、一連のカラー、一連のカラーエリア、あるいは、一連のパターン、画像アイテム、画像またはピクセル群（たとえば、大きなバーまたは矩形エリアを形成するように配置された一連のカラーストライプまたはカラーエリア）を含んでもよく、たとえば、一連のものの中のカラーは、それぞれ、各画像内などの、元のデータストリーム内の要素または要素の群に関連付けられてもよく、かつ／または、それに相当してもよい。たとえば、各カラーストライプは、データストリームからの各画像または画像群内の内容物のパーセンテージまたは清浄度に相当してもよい。ストライプ以外の画像ユニット（たとえば、ピクセル、ブロックなど）が使用されてもよく、画像ユニットは、カラー以外の次元（たとえば、パターン、サイズ、幅、明度、アニメーションなど）で変わってもよい。本発明の一実施形態では、提示は、いろいろな量（たとえば、取り込まれたデータストリーム）をマッピング出力し、また、たとえば、データストリームの取り込みの開始を基準にした、取り込まれるデータストリームと解剖学的原点または位置との間の関係の指示、たとえば、取り込まれる種々のデータがそこから発生した、たとえば、ＧＩ管内のおよそのまたは正確な部位を与えてもよい。本発明の別の実施形態では、マッピングは、たとえば、取り込まれたか、測定されたか、または、その他の方法で得られた事象（たとえば、生理的事象）の指示を与えてもよい。本発明のなお別の実施形態では、マッピングは、たとえば、所定の期間にわたって測定された１つまたは複数のパラメータの変化、たとえば、病理、局所環境の自然な変化、または、他の関連する変化によって起こる変化の指示を与えてもよい。
【００２２】
本発明の一部の実施形態では、内容物は、たとえば、１つまたは複数のセンサ出力による、画像解析、画像処理、カラー解析、モフォロジ解析、形状解析によるか、他の方法によるか、または、２つ以上の方法および／または方法の組合せによって、識別されてもよい。
【００２３】
本発明の一実施形態によれば、全画像ストリームについて、または、画像ストリームのサブセット、たとえば、結腸からの画像を有する画像ストリームのサブセットについて、清浄度指数が、計算されてもよい。たとえば、清浄度指数は、
Ｃｌ１＝１−（内容物を含む画像フレームの数）／（画像フレームの総数）
として定義されてもよい。ここで、内容物を含む画像フレームの数および画像フレームの総数は、元の画像ストリームのサブセットから、かつ／または、全画像ストリームから得られてもよい。
【００２４】
本発明の別の実施形態では、全画像ストリームについて、または、画像ストリームのサブセット、たとえば、結腸からの画像を有する画像ストリームのサブセットについての清浄度指数は、別法として定義されてもよい。たとえば、清浄度指数は、
Ｃｌ２＝１−ＡＶＧ（ストリームの各画像のパーセント内容物）
として定義されてもよい。ここで、ＡＶＧは、複数の値の平均を計算する関数であり、ストリームの各画像のパーセント内容物は、本明細書で述べたように、たとえば、図３で述べたように定義されてもよい。清浄度指数を定義する他の適した方法が実施されてもよい。
【００２５】
別の例では、内容物指数は、画像フレーム、たとえば、多数の画像フレームによって撮像されることができる結腸内のエリアにおける冗長な情報を排除してもよい。一例では、画像情報の冗長さは、知られている画像処理方法、たとえば、画像レジストレーションによって識別されてもよい。他の例では、冗長さは、位置検出センサからの出力を考慮することによって回避されてもよい。位置センサは、画像フレームの取り込みと取り込みとの間における、撮像デバイスの移動または進行を指示してもよい。撮像デバイスが、多数のフレームにわたるエリア内に留まる可能性があるとき、これらのフレームの一部のフレームの情報は冗長であり、冗長な情報は、内容物指数を計算するときに考慮されたくてもよ
い。他の方法および２つ以上の方法を使用して、画像フレーム内の冗長な情報を検出し、排除してもよい。
【００２６】
他の実施形態では、内容物指数以外の指数が、求められてもよく、かつ／または、計算されてもよい。たとえば、病理指数、たとえば、血液指数、ポリープ指数、または他の適した指数は、本明細書に述べられたものと同様な方法で計算されてもよい。一例では、１つまたは複数の画像フレーム内の指定された病理（たとえば、出血、ポリープ情報など）の指示が識別されてもよい。病理指数は、識別された画像フレーム内で識別された指示および／または特徴に基づく、特定の病理が体腔内に存在する可能性があるという確率のインジケータであってよい。検出は、カラー、形状、テクスチャ、パターンなどに基づいてもよい。
【００２７】
ここで図５が参照され、図５は、一実施形態に従って、内容物識別のために選択された候補画像を含む内容物スクリーニング動画を表示するために使用することができるグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）の略スクリーンを示す。内容物スクリーニング動画は、内容物検出器によって自動的に選択された画像フレームを含んでもよい。本発明の一部の実施形態によれば、内容物スクリーニング動画ウィンドウ５１０は、画像フレームのストリーミング表示を表示し、一方、インジケータ５５０は、要約されたグラフィカル提示バー５２０、たとえば、動画ウィンドウ５１０内に表示される現在フレームが、画像ストリームに沿うどこから得られたかを示すことができる時間／ロケーションバーに沿った位置に進んでもよい。動画ウィンドウ５１０内の１つまたは複数の画像フレームは、たとえば、本明細書で述べる内容物である可能性がある各フレーム内のエリアを強調するためにマーク付けされてもよい。撮像デバイスのコースを追従することができる追従曲線５６０が示されてもよい。インジケータ５５０と同様のインジケータが、追従曲線上で使用されて、動画ウィンドウ５１０内に表示される画像フレームとグラフィカル提示バー５２０に関する対応を表示してもよい。
【００２８】
要約されたグラフィカル提示バー５２０は、たとえば、本願の同一譲受人に譲渡され、参照によりその全体が組み込まれる、２００５年４月７日に発行された米国特許出願公開公報第２００５００７５５５１号に記載される要約されたグラフィカル提示バーと同様であってよく、または、他の適したグラフィカル提示と同様であってよい。バー５２０に沿うインジケータ５５０の位置は、ユーザ入力によって制御されて、画像ストリーム内の特定の画像フレームから動画ウィンドウ５１０において画像ストリーミングを始動してもよい。マーカ５７０は、候補画像フレームが、バー５２０に沿うどこから得られたかを示してもよい。コントロールボタン５４０は、ＧＵＩ５００に含まれてもよく、また、ユーザが、たとえば、早送りするか、巻き戻しするか、停止するか、再生するか、または、動画ウィンドウ５１０内に表示される画像フレームの始めまたは終わりに達することを可能にしてもよい。本発明の一実施形態では、コントロールボタン５４０は、ユーザが、たとえば、候補画像フレームの直前または直後の元の画像ストリーム内に現れる可能性がある画像フレームを観察するために、候補画像フレームとして選択されていない画像フレームを観察するように選択することを可能にしてもよい。本発明の一部の実施形態によれば、内容物スクリーニングボタン５８０は、ユーザが、内容物スクリーニング手順を始動するか、または、動画ウィンドウ５１０内で短縮された内容物動画のストリーミングを始動することを可能にしてもよい。他の例では、自動内容物スクリーニングは、自動的に、あるいは、全体の診断手順における異なる時点で、たとえば、画像データの記録中、ダウンロード中、かつ／または、アップロード中に、始動されてもよい。本発明の他の実施形態では、１つまたは複数の画像フレームは、動画ウィンドウ５１０内で同時に示されてもよい。
【００２９】
本発明の一部の実施形態によれば、清浄度指数は、たとえば、ウィンドウ６００内で、たとえば、数値提示として表示されてもよい。清浄度指数は、表示された全画像ストリー
ム、画像ストリームの予め定義されたサブセット、たとえば、結腸として識別された画像ストリームのサブセット、または、画像ストリームのユーザ定義のサブセットの清浄度指数であってよい。たとえば、ユーザは、バー５２０のセクションを強調する、かつ／または、バー５２０上で始点および終点にマーク付けしてもよく、清浄度指数の数値提示は、ユーザによって選択された画像ストリームのサブセットを表してもよい。画像ストリームのサブセットを選択する他の方法が実施されてもよい。画像ストリームの清浄度指数を表示する他の方法が実施されてもよい。一例では、清浄度指数は、健康の専門家が、画像ストリームの清浄度レベル、および／または、撮像の準備時に、ＧＩ管たとえば結腸を清浄するための準備手順の成功を判定するのに役立ってもよい。清浄度指数は、体腔内の内容物の存在を指示してもよく、かつ／または、検出してもよい。
【００３０】
ユーザまたは健康の専門家は、報告に、たとえば、診断報告を含めるために、動画ウィンドウ５１０から１つまたは複数の画像フレームを選択してもよい。マーカ５７０は、特定のフレームが選択されたことを示すために強調されてもよい。非候補画像にマーク付けする付加的なマーカ５７０が、ユーザによって付加されてもよい。「報告作成(make report) 」ボタン５９０をクリックすること、またはその他の方法で指示することが、ユーザが選択した画像フレームを示し、ユーザが診断報告を準備するためのテンプレートを提供することができる新しいスクリーンにユーザを進ませてもよい。
【００３１】
一部の実施形態によれば、図３で述べた内容物を識別し、検出するアルゴリズムなどの、内容物を検出する方法を使用して、静脈瘤、静脈、血管などの体腔内の他のカラー識別可能病理が検出されてもよい。
【００３２】
本発明の実施形態の先の説明は、実例と説明のために提示された。先の説明は、網羅的であることも、本発明を開示される厳密な形態に限定することも意図されない。先の教示に照らして、多くの修正、変形、置換、変更、および等価物が可能であることが当業者によって理解されるべきである。したがって、添付特許請求の範囲は、本発明の真の精神内に入る全てのこうした修正および変更を包含することを意図されることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態によるインビボ撮像システムの略図。
【図２】本発明の一実施形態による内容物を検出するシステムのブロック図。
【図３】本発明の一実施形態による方法のフローチャート。
【図４】本発明の一実施形態による２つのグラフ。
【図５】本発明の実施形態によるグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を示す図。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成20年9月19日(2008.9.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インビボで内容物を検出する方法であって、
体腔内から少なくとも１つの画像フレームを受信するステップと、
少なくとも第１フィルタリング処理および第２フィルタリング処理を含み、前記第１フィルタリング処理は少なくとも高強度閾値ピクセルのフィルタリングを含む、前記画像フレームを処理するステップと、
内容物ピクセルゾーンおよび組織ピクセルゾーンを判定するステップと、
内容物ピクセルでも組織ピクセルでもないピクセルを削除するステップと、
前記画像フレーム内の内容物を識別するステップとを備える、方法。
【請求項２】
前記内容物は糞便である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記画像フレーム内の内容物のパーセンテージを計算することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記画像フレームのピクセルを、第１および第２の３次元カラー空間に変換することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の３次元カラー空間から第１の２次元グラフを、前記第２の３次元カラー空間から第２の２次元グラフを作成するステップと、組織決定ゾーンおよび内容物決定ゾーンに対する前記第１および第２のグラフの境界を定めるステップと、前記ピクセル画像内の各ピクセルを前記第１のグラフに割り当てるステップと、未定義ピクセルを前記第２のグラフに割り当てるステップとをさらに備える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの画像フレームがどこで取り込まれたかというロケーションに追従することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記画像ストリームから候補画像フレームを選択するステップと、前記候補画像フレームを表示するステップとをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
インビボ内容物を検出するためのシステムであって、
胃腸管内においてインビボ画像を取得するための撮像デバイスと、
前記インビボ画像を受信するための受信機と、
前記インビボ画像から内容物を示す候補画像を選択するための内容物検出器と、
表示されるインビボ画像を選択するためのコントロールユニットと、前記表示されるインビボ画像には、内容物を示す前記候補画像が含まれていないこととを備えるシステム。
【請求項９】
スペクトル分析器を備える請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
追従ユニットを備える請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記内容物検出器は外部受信デバイスに含まれ、前記外部受信デバイスは、前記撮像デバイスからのデータを受信するためにある請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記撮像デバイスは、カプセルの形態の自立型インビボデバイスである請求項８に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ディスプレイは、前記ピクセル画像内の内容物のパーセンテージのグラフィカル表現を表示するためにある請求項８に記載のシステム。
【請求項１４】
前記内容物は糞便である請求項８に記載のシステム。
【国際調査報告】
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