(57)【要約】      （修正有）【課題】患者の薬物使用または医学的状態を決定するために、患者の瞳孔と虹彩の静的および動的な測定に基づいて患者の生理的摂動を決定する方法を提供する。【解決手段】複数のビデオフレームを含む、患者の目のビデオシーケンスを獲得することと、ベースライン瞳孔サイズと、瞳孔のサイズにおける最大変化と、瞳孔の収縮の平均速度と、瞳孔の収縮の最大速度と、瞳孔の収縮のレイテンシーと、瞳孔の再拡張の速度とを含む複数のパラメータの少なくとも１つのパラメータを選択することと、プロセッシング回路を用いて、および、複数のビデオフレームに基づいて、複数のパラメータの選択された少なくとも１つのパラメータを決定することと、決定された少なくとも１つのパラメータに基づいて患者の生理的摂動を決定することと、を含み、複数のパラメータの少なくとも１つのパラメータは、患者のどの生理的摂動が決定されるべきかに基づいて選択される。【選択図】図１
2019130327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の生理的摂動を決定する方法であって、
前記方法は、
複数のビデオフレームを含む、患者の目のビデオシーケンスを獲得することと、
ベースライン瞳孔サイズと、瞳孔のサイズの最大変化と、前記瞳孔の収縮の平均速度と、前記瞳孔の収縮の最大速度と、前記瞳孔の収縮のレイテンシーと、前記瞳孔の再拡張の速度とを含む複数のパラメータの少なくとも１つのパラメータを選択することと、
プロセッシング回路を用い、および、前記複数のビデオフレームに基づき、前記複数のパラメータの選択された前記少なくとも１つのパラメータを決定することと、
決定された前記少なくとも１つのパラメータに基づいて、前記患者の生理的摂動を決定することと、
を備え、
前記複数のパラメータの前記少なくとも１つのパラメータは、前記患者のどの生理的摂動が決定されるべきかに基づいて選択される、方法。
【請求項２】
前記複数のフレームの中の第１のフレームにおいて、瞳孔の中心と、瞳孔と虹彩の境界上の２点をローカライズすることと、
前記プロセッシング回路を用い、前記ローカライズすることに基づいて、虹彩の推定された位置に対応するマスクイメージを生成することと、前記マスクイメージは複数の画素を含む、
生成された前記マスクイメージに基づいて、前記少なくとも１つのパラメータを決定することと、
を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記瞳孔のサイズの前記最大変化が５０％よりも大きいと決定されたとき、前記プロセッシング回路を用いて、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇよりも小さいと決定すること、
を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記瞳孔のサイズの前記最大変化が１０％より小さいかまたは等しいと決定されたとき、前記プロセッシング回路を用いて、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇより大きいと決定すること、
を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記瞳孔のサイズの前記最大変化が１０％より小さいかまたは等しいと決定されたとき、前記プロセッシング回路を用いて、正中線偏位を決定すること、
を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記瞳孔の収縮の平均速度が ．６ｍｍ／ｓｅｃより小さいとき、前記プロセッシング回路を用いて、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇよりも大きいと決定すること、
を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記患者が背臥位にある間に、前記患者の前記目の第１のビデオシーケンスを獲得することと、
前記プロセッシング回路を用いて、および、前記第１のビデオシーケンスに基づいて、前記複数のパラメータの選択された前記少なくとも１つのパラメータの第１のバージョンを決定することと、
前記患者が立位にある間に、前記患者の前記目の第２のビデオシーケンスを獲得することと、
前記プロセッシング回路を用いて、および、前記第２のビデオシーケンスに基づいて、前記複数のパラメータの選択された前記少なくとも１つのパラメータの第２のバージョンを決定することと、
前記複数のパラメータの選択された前記少なくとも１つのパラメータの前記第１のバージョンと前記第２のバージョンの比較に基づいて、前記プロセッシング回路を用いて、前記患者が体位性起立性頻拍症候群（ＰＯＴＳ）を有しているかどうかを決定することと、を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第２のビデオシーケンスは、前記患者が前記背臥位から前記立位になった所定の時間量の後に獲得される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記背臥位で測定された前記患者の最大瞳孔直径が、前記立位で測定された前記患者の最大瞳孔直径より２．５％大きいとき、前記プロセッシング回路を用いて、前記患者がＰＯＴＳを有していると決定すること、または、
前記背臥位で測定された前記患者の最小瞳孔直径が、前記立位で測定された前記患者の最小瞳孔直径よりも６．７％大きいとき、前記プロセッシング回路を用いて、前記患者がＰＯＴＳを有していると決定すること、
を更に備える、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記患者の瞳孔のサイズの第１の変化が、前記瞳孔のサイズの第２の変化よりも８．５％小さいとき、前記プロセッシング回路を用いて、前記患者がＰＯＴＳを有していると決定すること、または、
前記患者の前記瞳孔の収縮の第１の平均速度が、前記瞳孔の収縮の第２の平均速度より７．３％小さいとき、前記プロセッシング回路を用いて、前記患者がＰＯＴＳを有していると決定すること、
を更に備える、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記生理的摂動は、薬物使用または医学的状態の一方を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
患者の生理的摂動を決定するための装置であって、前記装置は、
複数のビデオフレームを含む、患者の目のビデオシーケンスを獲得することと、      ベースライン瞳孔サイズと、瞳孔のサイズの最大変化と、前記瞳孔の収縮の平均速度と、前記瞳孔の収縮の最大速度と、前記瞳孔の収縮のレイテンシーと、前記瞳孔の再拡張の速度とを含む複数のパラメータの少なくとも１つのパラメータを選択することと、      プロセッシング回路を用い、および、前記複数のビデオフレームに基づき、前記複数のパラメータの選択された前記少なくとも１つのパラメータを決定することと、
決定された前記少なくとも１つのパラメータに基づいて、前記患者の前記生理的摂動を決定することと、
を行うよう構成された回路を備え、
前記複数のパラメータの前記少なくとも１つのパラメータは、患者のどの生理的摂動が決定されるべきかに基づいて選択される、装置。
【請求項１３】
前記回路は、
前記瞳孔のサイズの最大変化が５０％より大きいと決定されたとき、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇより小さいと決定すること、
を行うよう更に構成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記回路は、
前記瞳孔のサイズの前記最大変化が１０％より小さいかまたは等しいと決定されたとき、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇより大きいと決定すること、
を行うよう更に構成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記回路は、
前記瞳孔のサイズの前記最大変化が１０％より小さいかまたは等しいと決定されたとき、正中線偏位を決定すること、
を行うよう更に構成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記回路は、
前記瞳孔の収縮の平均速度が ．６ｍｍ／ｓｅｃより小さいとき、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇよりも大きいと決定すること、
を行うよう更に構成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
前記回路は、
前記患者が背臥位にある間に、前記患者の前記目の第１のビデオシーケンスを獲得することと、
前記プロセッシング回路を用いて、および、前記第１のビデオシーケンスに基づいて、前記複数のパラメータの選択された前記少なくとも１つのパラメータの第１のバージョンを決定することと、
前記患者が立位にある間に、前記患者の前記目の第２のビデオシーケンスを獲得することと、
前記プロセッシング回路を用いて、および、前記第２のビデオシーケンスに基づいて、前記複数のパラメータの選択された前記少なくとも１つのパラメータの第２のバージョンを決定することと、
前記複数のパラメータの選択された前記少なくとも１つのパラメータの前記第１のバージョンと前記第２のバージョンとの比較に基づいて、前記プロセッシング回路を用いて、前記患者が体位性起立性頻拍症候群（ＰＯＴＳ）を有しているかどうかを決定することと、
を行うよう更に構成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
前記第２のビデオシーケンスは、前記患者が前記背臥位から前記立位になった所定の時間量の後に獲得される、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記回路は、
前記背臥位で測定された前記患者の最大瞳孔直径が、前記立位で測定された前記患者の最大瞳孔直径より２．５％大きいとき、前記患者がＰＯＴＳを有していると決定すること、または、
前記背臥位で測定された前記患者の最小瞳孔直径が、前記立位で測定された前記患者の最小瞳孔直径よりも６．７％大きいとき、前記患者がＰＯＴＳを有していると決定すること、
を行うよう更に構成される、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記回路は、
前記患者の瞳孔のサイズの第１の変化が、前記瞳孔のサイズの第２の変化よりも８．５％小さいとき、前記患者がＰＯＴＳを有していると決定すること、または、
前記患者の前記瞳孔の収縮の第１の平均速度が、前記瞳孔の収縮の第２の平均速度より７．３％小さいとき、前記患者がＰＯＴＳを有していると決定すること、
を行うよう更に構成される、請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
前記生理的摂動は、薬物使用または医学的状態の一方を含む、請求項１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
[0001] 本願は、２０１３年９月１９日に出願された米国第６１／８７９，７０７号に基づくとともに優先権の利益を主張し、該出願の内容の全体が参照によってこの中に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
[0002] 目（虹彩と瞳孔を含む）のビデオイメージを獲得するよう構成されたイメージ獲得デバイスと、ビデオイメージ上の目の瞳孔と虹彩とを検出する方法と、瞳孔と虹彩の静的および動的な測定の両方を決定する方法と、瞳孔と虹彩の静的および動的な測定に基づいて患者の薬物使用または医学的状態を決定する方法とに関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003] 瞳孔の制御は、複数の神経経路を含む複雑な生理機能であり、瞳孔の挙動は、神経回路の完全性と機能性を反映する。瞳孔サイズの測定と光への動的応答は、代謝または中枢神経系の構成における変化または異常を反映し得る。そのような決定は、実験および臨床の環境の両方において重要である。
【０００４】
[0004] 瞳孔の評価は、第一対応者から集中治療室に至るまで、様々な環境において用いられる、医療ケアでのルーチンプラクティスである。現在、瞳孔の評価は、ほとんどの場合、ペンライトを用いて行われる。これは簡単な評価方法であるが、結果は主観的で、オペレータの専門的知識によって変動する。ペンライトによって生じる情報は、光反射の有りまたは無しや瞳孔のサイズや対称性の評価等、大まかな瞳孔の特徴に限られる。微妙な変化が評価されることができず、これらは、脳外傷や心拍または肺の停止に続く生存能等の臨床状態を追跡するための重要なツールである。正確な瞳孔測定は、また、薬物使用や乱用、耐性、およびオピオイド痛覚過敏をモニタするためにも用いられ得る。
【０００５】
[0005] この中で与えられる「背景技術」の記載は、開示の文脈を概括的に示す目的のためにある。この背景技術の項に書かれている範囲において、現在名前が出されている発明者の仕事、並びに、その他の点で出願の時点での先行技術にあたらない記載の態様は、明示的にも暗黙的にも、本発明に対する先行技術として認められない。
【発明の概要】
【０００６】
[0006] 本開示の例示の実施形態は、スマートホンへのチャンバアタッチメントに含まれた赤外線カメラ（例えば、ＰｕｐｉｌＣａｍ）と、臨床環境における瞳孔サイズと動的な挙動の客観的な測定を可能にするアプリケーションとを組み合わせる装置（スマートホンベースの瞳孔計デバイス）を記載する。赤外線カメラアタッチメントは、ユビキタスデバイスによる正確な瞳孔評価を容易にするために、患者の顔にフィットするよう適合可能である。デバイスはスクリーニングツールであり、特定のアプリケーションは、異なる臨床状況に対処するために開発されたアルゴリズム／方法を含む。
【０００７】
[0007] 例示の実施形態に従ったデバイスは、スマートホンのためのアプリケーションとハードウェア（患者の顔にスマートホンを適合させるためのチャンバ）の両方である。瞳孔計は、瞳孔の大きさと反応性を評価するために、眼科および多くの他の医療領域で用いられている。現在利用可能なデバイスは、それらが、解釈無しで未加工のデータを提供する、高価で、スタンドアロンなデバイスであり、それ故、それらが、読み取ったものを評価し、情報を統合し、適切な介在をガイドするためにトレーニングされた専門性を必要とするので、より広い臨床上の使用を得ていない。
【０００８】
[0008] 例示の実施形態に従った方法と装置は、臨床医や医療専門家が、正確かつ客観的に、瞳孔の動的な測定を評価し、異なる臨床状況に特有な異なるアルゴリズムを用いて、時間上でこれらのパラメータを比較することを可能にする。スマートホン上のアプリケーションファーマットは、また、比較による情報の客観的な生成が、生成されたデータの理解を容易にすることを可能にする。デバイスは、また、更なる医療の介在の必要性を決定するために、専門家でない人による、ある限られた評価を可能にする。
【０００９】
[0009] 例示の実施形態に従った装置と方法は、臨床状況における瞳孔応答性の客観的な測定を提供する。例示の実施形態に従った装置と方法は、不正確で主観的なペンライトと、法外に高価であり、その客観的な測定が、結果を統合し、解釈するのにトレーニングされた専門性を必要とする既存の臨床瞳孔計デバイスとの両方の現在の評価ツールを置き換える。
【００１０】
[0010] 例示の実施形態に従った装置と方法は、患者の顔に調整可能なチャンバ（以下で、マウントインターフェースと記載される）を、集められた情報のプロセッサとしてのスマートホンと統合する、異なる臨床状況における重要なツールであるデータへの即座のアクセスを提供する。特定のアルゴリズムは、データを解釈し、異なる臨床状況に合わせ、異なる医療専門家や専門でない人による幅広い使用とアクセスを可能にする。
【００１１】
[0011] 複数のアプリケーションの中で、オピオイド使用に適応される瞳孔ダイナミクスの評価は、瞳孔計のより広い使用のための最も大きな機会の一つを提供する。オピオイドは、瞳孔の副交感神経の神経支配の励起によって瞳孔の収縮を引き起こす。従って、オピオイド関連の瞳孔収縮は、ミュー受容体仲介の効能の最も感受性の高い指標になると考えられる。瞳孔収縮は、様々なオピオイドで、厳密に服用量依存性があることが示されており、オピオイドを受けていることにおける「針先大」瞳孔が通常生じることを説明する。加えて、血漿におけるオピオイドの濃度と瞳孔の直径との間に関連性が示されている。これらの既知の相関があるので、例示の実施形態に従った装置と方法は、オピオイド療法の開始における患者を評価し、服薬遵守、耐性、乱用、および、痛覚過敏の状態を評価する治療の進展を追跡するための重要なツールである。
【００１２】
[0012] オピオイドの使用に関連した他の重要な応用は、全身麻酔下での手術の間の侵害性刺激や無痛覚の瞳孔の評価である。オピオイドの慢性的な使用について、瞳孔の評価は、他の臨床的な特徴もある中で、患者、または、オピオイドを使用している母親からの新生児における離脱禁断症候群をモニタおよび診断するためにも用いられ得る。
【００１３】
[0013] 開示された実施形態とその付帯する利点の多くのより完全な理解が、以下の詳細な説明が添付の図面と関連して考慮されて参照されることによってそれらがよりよく理解されるようになるので、容易に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】[0014] 図１は、例示の実施形態に従って、目の虹彩と瞳孔を検出する方法の大要を示す。
【図２】[0015] 図２は、例示の実施形態に従った、瞳孔と虹彩を検出する方法を図示する。
【図３】[0016] 図３は、例示の実施形態に従った、スマートホンデバイスと統合されたマウントインターフェースのデザインを示す。
【図４】[0017] 図４は、例示の実施形態に従った、モバイルデバイス上で、ビデオを獲得して処理し、コンピュータ臨床パラメータを表示するアプリケーションデザインを示す。
【図５】[0018] 例示の実施形態に従った、イメージフレーム上にオーバーレイされた瞳孔と虹彩の検出を示す。
【図６】[0019] 図６は例示のコンピューティングシステムを示す。
【詳細な説明】
【００１５】
本実施形態は、患者の生理的摂動（physiologic perturbation）を決定する方法に関連する。方法は、複数のビデオフレームを含む、患者の目のビデオシーケンスを獲得し、ベースライン瞳孔サイズと、瞳孔のサイズの最大変化と、瞳孔の収縮の平均速度と、瞳孔の収縮の最大速度と、瞳孔の収縮のレイテンシーと瞳孔の再拡張の速度とを含む複数のパラメータの少なくとも１つのパラメータを選択し、プロセッシング回路を用い、および、複数のビデオフレームに基づき、複数のパラメータの選択された少なくとも１つのパラメータを決定し、決定された少なくとも１つのパラメータに基づいて患者の生理的摂動を決定するステップを含み、複数のパラメータの少なくとも１つのパラメータは、患者のどの生理的摂動が決定されるべきかに基づいて選択される。
【００１６】
[0020] 方法は、更に、複数のフレームの第１のフレームにおいて、瞳孔の中心と、瞳孔と虹彩の境界上の２点をローカライズし、プロセッシング回路を用い、前記ローカライズすることに基づいて虹彩の予期された位置に対応するマスクイメージを生成し、前記マスクイメージは複数の画素を含み、生成されたマスクイメージに基づいて、少なくとも１つのパラメータを決定することを備える。
【００１７】
[0021] 方法は、更に、瞳孔のサイズの最大変化が５０％よりも大きいと決定されたとき、プロセッシング回路を用いて、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇより小さいと決定し、瞳孔のサイズの最大変化が１０％より小さいかまたは等しいと決定されたとき、プロセッシング回路を用いて、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇより大きいと決定し、瞳孔のサイズの最大変化が１０％より小さいかまたは等しいと決定されたとき、プロセッシング回路を用いて、正中線偏位を決定し、瞳孔の収縮の平均速度が ．６ｍｍ／ｓｅｃより小さいとき、プロセッシング回路を用いて、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇより大きいと決定することを備える。
【００１８】
方法は、更に、患者が背臥位にある間に、患者の目の第１のビデオシーケンスを獲得し、プロセッシング回路を用いて、および、第１のビデオシーケンスに基づいて、複数のパラメータの選択された少なくとも１つのパラメータの第１のバージョンを決定し、患者が立位にある間に、患者の目の第２のビデオシーケンスを獲得し、プロセッシング回路を用いて、および、第２のビデオシーケンスに基づいて、複数のパラメータの選択された少なくとも１つのパラメータの第２のバージョンを決定し、複数のパラメータの選択された少なくとも１つのパラメータの第１と第２のバージョンの比較に基づいて、プロセッシング回路を用いて、患者が体位性起立性頻拍症候群（postural orthostatic tachycardia syndrome （ＰＯＴＳ））を有しているかどうかを決定することを備え、第２のビデオシーケンスは、患者が背臥位から立位になった所定の時間量の後に獲得される。
【００１９】
[0022] 方法は、更に、背臥位で測定された患者の最大瞳孔直径が、立位で測定された患者の最大瞳孔直径よりも２．５％大きいとき、プロセッシング回路を用いて、患者はＰＯＴＳを有していると決定すること、または、背臥位で測定された患者の最小瞳孔直径が、立位で測定された患者の最小瞳孔直径よりも６．７％大きいとき、プロセッシング回路を用いて、患者がＰＯＴＳを有していると決定すること、を備える。
【００２０】
[0023] 方法は、更に、患者の瞳孔のサイズの第１の変化が、瞳孔のサイズの第２の変化よりも８．５％小さいとき、プロセッシング回路を用いて、患者がＰＯＴＳを有していると決定すること、または、患者の瞳孔の収縮の第１の平均速度が、瞳孔の収縮の第２の平均速度よりも７．３％小さいとき、プロセッシング回路を用いて、患者がＰＯＴＳを有していると決定すること、を備え、モバイルデバイスにはめ込まれたフラッシュが、拡張および収縮の程度を測定するために目を刺激するために用いられる。
【００２１】
本実施形態は、また、患者の生理的摂動を決定するための装置に関する。装置は、複数のビデオフレームを含む、患者の目のビデオシーケンス獲得し、ベースライン瞳孔サイズと、瞳孔のサイズの最大変化と、瞳孔の収縮の平均速度と、瞳孔の収縮の最大速度と、瞳孔の収縮のレイテンシーと瞳孔の再拡張の速度とを含む複数のパラメータの少なくとも１つのパラメータを選択し、プロセッシング回路を用い、および、複数のビデオフレームに基づき、複数のパラメータの選択された少なくとも１つのパラメータを決定し、決定された少なくとも１つのパラメータに基づいて患者の生理的摂動を決定する、ようプログラムされ、または、構成され、複数のパラメータの少なくとも１つのパラメータは、患者のどの生理的摂動が決定されるべきかに基づいて選択される。
【００２２】
[0024] 装置は、瞳孔サイズの最大変化が５０％より大きいと決定されたとき、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇよりも小さいと決定し、瞳孔のサイズの最大変化が１０％より小さいか等しいと決定されたとき、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇより大きいと決定し、瞳孔のサイズの最大変化が１０％より小さいか等しいと決定されたとき、正中線偏位を決定し、瞳孔の収縮の平均速度が ．６ｍｍ／ｓｅｃより小さいとき、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇより大きいと決定するよう構成される回路を含む。
【００２３】
装置は、患者が背臥位にある間に、患者の目の第１のビデオシーケンスを獲得し、プロセッシング回路を用いて、および、第１のビデオシーケンスに基づいて、複数のパラメータの選択された少なくとも１つのパラメータの第１のバージョンを決定し、患者が立位にある間に患者の目の第２のビデオシーケンスを獲得し、プロセッシング回路を用いて、および、第２のビデオシーケンスに基づいて、複数のパラメータの選択された少なくとも１つのパラメータの第２のバージョンを決定し、複数のパラメータの選択された少なくとも１つのパラメータの第１と第２のバージョンの比較に基づいて、プロセッシング回路を用いて、患者が体位性起立性頻拍症候群（postural orthostatic tachycardia syndrome （ＰＯＴＳ））を有するかどうかを決定するよう構成される回路を含み、第２のビデオシーケンスは、患者が背臥位から立位になった所定の時間量の後に獲得される。
【００２４】
[0025] 装置は、背臥位で測定された患者の最大瞳孔直径が、立位で測定された患者の最大瞳孔直径より２．５％大きいとき、患者がＰＯＴＳを有していると決定するように、または、背臥位で測定された患者の最小瞳孔直径が、立位で測定された患者の最小瞳孔直径よりも６．７％大きいとき、患者がＰＯＴＳを有していると決定するように構成される回路を含む。
【００２５】
[0026] 装置は、患者の瞳孔のサイズの第１の変化が、瞳孔のサイズの第２の変化よりも８．５％小さいとき、患者はＰＯＴＳを有していると決定するように、または、患者の瞳孔の収縮の第１の平均速度が、瞳孔の収縮の第２の平均速度より７．３％小さいとき、患者がＰＯＴＳを有していると決定するように構成される回路を含む。
【００２６】
[0027] 図１は、例示の実施形態に従って、目の虹彩と瞳孔を検出する方法の大要を示す。虹彩に対して高いコントラストで瞳孔の収縮と拡張を映すために、安全なレベルの範囲内で赤外線（infra-red （ＩＲ））光を用いることが必要である。残念なことに、現在のスマートホンにおけるモバイルカメラは、イメージ品質を向上させるために、可視光を通すが、ＩＲ光をブロックする。従って、本実施形態は、既存のモバイルデバイス上に低価格のＩＲ感光性のＣＭＯＳカメラを接続するために、簡易マウントインターフェースを含むよう設計される（既存のモバイルデバイス上へのマウントインターフェースのデザインは、図３に関して更に詳細に記載される）。既存のモバイルデバイスは、ＩＲ光に感光性があり得るか、ＩＲ光に感光性があるように改変され得る。
【００２７】
[0028] ステップ１０１において、闇の中でライトアップするために６個の高出力赤外線ＬＥＤを有する高性能のＲＧＢ ＣＭＯＳカメラモジュールが、標準画質解像度で鮮明なＲＧＢビデオを獲得するよう構成される（高品質ＲＧＢ ＣＭＯＳカメラモジュールは、完全に暗い環境の中でさえも、鮮明なＲＧＢビデオを獲得することができる）。ステップ１０２において、カメラモジュールは、獲得されたビデオのＲＣＡアナログ信号をビデオ獲得デバイスに送る。ビデオ獲得デバイスは、カメラモジュールからアナログ信号を受けるマウントインターフェースの一部である。カメラモジュールは、既存のモバイルデバイス上に容易にマウント可能であり、１２Ｖ仕様の近くで電力供給されるべきである。カメラモジュールの４．３ｍｍの焦点距離と２．０の口径は、２４−１００ｍｍの視野を与える。スマートホンデバイスにはめ込まれたフラッシュは、瞳孔の拡張や収縮の程度を測定するために目を刺激するため用いられ得る。加えて、モジュール式の光源も、視覚の刺激のために用いられ得る。本実施形態の方法は、瞳孔の変化をグラスゴー・コーマ・スケール（Glasgow Coma Scale （ＧＣＳ））に結びつけるために用いられ得る。
【００２８】
[0029] ステップ１０３において、カメラモジュールから出力されるＲＣＡアナログ信号は、ビデオ獲得デバイスによってＭＰＥＧ４フォーマットに変換される。ビデオ獲得デバイスは、ＲＣＡアナログ信号を任意のオーディオ／ビデオフォーマットに変換してよく、現在の実施形態はＭＰＥＧ４フォーマットに制限されない。ステップ１０４において、ＭＰＥＧ４フォーマットは、アプリケーションソフトウェアがインストールされるスマートホンデバイスおよび／またはタブレットの任意のものを含むモバイルデバイスへ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）またはｍｉｃｒｏ／ｍｉｎｉ ＵＳＢ等の組み込みユニバーサルデータＩ／Ｏインターフェースを介して入力される。ＭＰＥＧ４フォーマットが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈまたはｍｉｃｒｏ／ｍｉｎｉ ＵＳＢ等の組み込みユニバーサルデータＩ／Ｏインターフェースを介する入力であるとして記載されるが、任意の無線／有線通信が用いられ得、本実施形態が任意の特定の無線／有線通信に制限されないことが理解されるべきである。
【００２９】
[0030] データがモバイルデバイスに転送されると、ステップ１０５において、モバイルデバイスの内部プロセッサ（プロセッシング回路）を用いて処理され得る。データの処理は、図２について記載される。更に、ステップ１０６において、ユーザは、モバイルデバイスの内部プロセッサによって処理されているデータを視覚化し得る。ユーザは、また、カメラモジュールとビデオ獲得デバイスから受けられた未処理のデータを視覚化してもよい。カメラモジュールによって獲得されたＲＧＢイメージとＩＲイメージは、ユーザによって見られるためにオーバーレイされ得る。本実施形態は、ローカルでの処理に限定されない。データを遠隔のサーバに送り、遠隔での処理から結果を戻してもらうことも、また、利用されてもよい。
【００３０】
[0031] カメラモジュールは、使い捨て可能や再利用可能であることが注記される。更に、カメラモジュールは、また、モバイルデバイスに恒久的に搭載され得る。ビデオイメージは、上述され、以下でも検討されるが、カメラモジュールは、ライブビデオストリームと静止画イメージの両方を獲得し得ることが理解されるべきである。
【００３１】
[0032] 図２は、瞳孔と虹彩を検出する方法を示す。図２に関して以下に記載されるステップの全ては、スマートホンデバイスのプロセッサ（プロセッシング回路）または任意の外部のプロセッシングデバイスによって実行され得る。複数のフレームを含むビデオイメージが、ステップ２０１で受け取られる。図１に関して上述されたように、ビデオイメージはカメラモジュールによって獲得され、ビデオ獲得デバイスによってＭＰＥＧ４フォーマットに変換されている。Ｍ個のフレームをもったビデオフレームが与えられたとすると、ビデオシーケンスの各フレームが、瞳孔の中心と半径を検出するために処理される。フレーム１（ビデオシーケンスの複数のフレームの中の最初のフレーム）において、ユーザは、初期化ステップ（ステップ２０２）として、瞳孔と虹彩の境界上の任意の２点と中心とを位置付けるよう求められる。ユーザは、ディスプレイ（スマートホンデバイスのディスプレイまたはＲＧＢ ＣＭＯＳカメラに接続された任意のディスプレイ）上で第１のフレームを見て、瞳孔と虹彩の境界上の２点と中心点とを選択することができる。この情報に基づいて、虹彩の推定された位置をカバーするためのマスクイメージが、関係しない領域における計算を省くために生成される（ステップ２０２）。以下のステップは、ビデオシーケンスの他のフレームを処理することについても同じである。ステップ２０３において、必要ならば、計算時間を省くために、イメージビデオフレームのダウンサンプリングが行われる。ステップ２０３において、ＲＧＢイメージフレーム（ビデオイメージフレーム）が、０から１の範囲のダブルデータタイプでグレイスケールに変換される。ステップ２０４において、光源によって引き起こされた鏡面反射の明るいゾーンが存在し得るから、明るい画素を周囲の暗い画素で埋めることによって、アーチファクトを除く追加のステップがある。明るいゾーンは、マスクイメージから除かれ得る。マスクイメージの中の全ての画素は、瞳孔の中心点を決めるための候補とみなされる（ステップ２０５）。例えば、マスクイメージがＮ個の画素を含んでいる場合、Ｎ個の画素の全てが、瞳孔と虹彩の中心点を決定することにおける候補とみなされる。以下に定義されたような適合度関数（good-of-fit function）ｆが、瞳孔と虹彩の中心点と半径を決定するために用いられる。
【００３２】
【数１】
2019130327.tif 000003
【００３３】
ここで、ｎは、考慮される、極変数（polar variable）θの離散値の数を示し、ｇθ,ｒは、半径方向におけるイメージ強度の方向微分（directional derivative）を示す。第１項は、境界を横切る勾配の加重加算された強度を獲得し、第２項は境界に沿った勾配の一様性を獲得し、最終項は境界内部のより暗い領域についての僅かな特恵（slight preference）を獲得する。ひとつのビデオフレームにおける各ｎ点について、その点からの［Ｒｍｉｎ，Ｒｍａｘ］の距離で関数ｆの線積分が計算され（ステップ２０６）、平均値フィルタリングの後、瞳孔と虹彩の各々に対応する２つの極大値が獲得される。適合度測定値は、２つのピーク値の合計として定義される（ステップ２０７）。適合度測定値と対応する複数のＲがメモリに記憶される（ステップ２０８）。これらの手順が、マスクイメージにおける残りの（Ｎ−１）点で繰り返される。特定される瞳孔の中心と半径は、Ｎ点の全てについて適合度測定値を最大化するものである（ステップ２０９）。次の（ｋ＋１）番目のフレームの処理のために、ｋ番目のフレームについて計算された値を用いて、マスクイメージが更新される。言い換えると、ｋ番目のフレームのために計算された瞳孔と虹彩の中心と半径が更新されたマスクイメージを生成するために用いられ、ステップ２０２から２０９がビデオシーケンスの各追加のフレームについて繰り返される。
【００３４】
[0033] 図３は、スマートホンデバイス３２０と統合されたマウントインターフェースのデザインを示す。図１について上述したように、マウントインターフェースは、スマートホンデバイス３２０に接続された低価格のＩＲ感光性ＣＭＯＳカメラ３０１を含む。ＣＭＯＳカメラ３０１は、闇の中でライトアップする６個の高出力赤外線ＬＥＤ３０２を有する。図３は６個の高出力赤外線ＬＥＤ３０６を図示しているが、任意の個数の高出力赤外線ＬＥＤが用いられ得ることが理解されるべきである。
【００３５】
[0034] ＣＭＯＳカメラ３０１は、更に、人間の目が高出力赤外線ＬＥＤ３０２を用いてビデオイメージとしてとらえられ得るように、人間の目が位置付けられる部分３０３を含む。マウントインターフェース３００は、更に、マウントインターフェース３００をスマートホンデバイス３２０に取り付けるために用いられるアタッチメント３０４を含む。マウントインターフェース３００は、また、図３に示されたように、ＣＭＯＳカメラ３０１とアタッチメント３０４の両方に結合される介在結合デバイス３０５を含む。マウントインターフェース３００とスマートホンデバイス３２０との組み合わせは、瞳孔の動的パラメータを測定するためのハンドヘルドデバイスとして有用である。
【００３６】
[0035] 図１について上述したように、ＣＭＯＳカメラ３０１（高出力の赤外線ＬＥＤ３０２を用いる）は、標準画質で、鮮明なＲＧＢビデオを獲得することができる。
そして、獲得されたＲＧＢビデオは、ＲＣＡアナログ信号としてビデオ獲得デバイスに送られる。ＣＭＯＳカメラ３０１から出力されるＲＣＡアナログ信号は、ビデオ獲得デバイスによってＭＰＥＧ４フォーマットに変換される。ビデオ獲得デバイスは、ＲＣＡアナログ信号を任意のビデオフォーマットに変換し得、現在の実施形態は、ＭＰＥＧ４フォーマットに制限されない。最後に、ビデオのＭＰＥＧ４フォーマットは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈまたはｍｉｃｒｏ／ｍｉｎｉ ＵＳＢ等の組込みユニバーサルデータＩ／Ｏインターフェースを介して、アプリケーションソフトウェアがインストールされるスマートホンデバイスおよび／またはタブレットの任意のものを含むモバイルデバイスに入力される。ＭＰＥＧ４フォーマットが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈまたはｍｉｃｒｏ／ｍｉｎｉＵＳＢ等の組込みユニバーサルデータＩ／Ｏインターフェースを介して入力されるものとして記載されるが、任意の無線／有線通信が用いられ得、本実施形態は任意の特定の無線／有線に制限されないことが理解されるべきである。
【００３７】
[0036] 獲得されたビデオイメージは、スマートホンデバイスの中のプロセッサによって処理される。図３にはスマートホンデバイスが示されているが、また、外部プロセッサ（図示されず）が獲得されたビデオイメージを処理するために用いられ得ることが、理解されるべきである。
【００３８】
[0037] 瞳孔の光反射（pupillary light reflex：ＰＬＲ）は、亢進した副交感神経性緊張の結果として光のフラッシュに応答して起こる収縮または縮瞳、および、亢進した交感神経性緊張を反映する拡張または散瞳でもって、自律神経系の完全性を反映する。光のフラッシュは、スマートホンデバイスのフラッシュライトによって与えられ得る。例えば、薬物の使用または健康状態等の生理的摂動を決定することができるアルゴリズムの生成において用いられる少なくとも６つの瞳孔測定がある。２つの静的な測定は、収縮の大きさ（constriction amplitude：ＣＯＮ）を生成するために、ベースライン瞳孔サイズと最大に収縮されたサイズを含む。ベースライン瞳孔サイズは、光のフラッシュの前に見出され、最大に収縮されたサイズは、光のフラッシュの後に決定される。収縮の速度（平均収縮速度（average constriction velocity：ＡＣＶ）と最大収縮速度（maximum constriction velocity：ＭＣＶ）を含む光のフラッシュへの動的な応答、収縮のレイテンシー（latency of constriction：ＬＡＴ）、および、再拡張の速度（velocity of re-dilation）が、他の瞳孔測定である。ＰＬＲの様々なパラメータが、様々な薬物と健康状態により、予測できるような方法でインパクトを与えられる。少なくとも６つの測定が、測定の応用に基づいて選択され得る。薬物使用の検出または健康状態の検出等の異なる応用は、異なる瞳孔測定や、瞳孔測定における処理の重み付けの量または異なる方法を考慮に入れ得る。
【００３９】
[0038] ヒューリスティックモデルがアルゴリズムの開発において用いられる。特定のシナリオの予測であるパターンについて、量子化されたデータがアップロードされ、分析される。少なくとも６つの瞳孔測定は、ＲＧＢ ＣＭＯＳカメラによって獲得されたビデオイメージに基づいて、スマートホンのプロセッサ（プロセッシング回路）または任意の他のデバイスを用いて計算され得る。
【００４０】
[0039] 収縮の大きさ（constriction amplitude：ＣＯＮ）と平均収縮速度（average constriction velocity：ＡＣＶ）との両方は、頭蓋内の圧力（intracranial pressure：ＩＣＰ）における重大な変化の予測であると決定されている。ＣＯＮが５０％より大きい（または等しい）と測定された場合、そのような測定値は、ＩＣＰが２０ｍｍＨｇ（水銀柱のミリメートル）より小さいことを示す。更に、ＣＯＮが１０％より小さい（または等しい）と測定された場合、そのような測定値は、ＩＣＰが２０ｍｍＨｇより大きいことを示すか、または、脳の正中線偏位を示す（両者とも即時の注意を要する）。最後に、ＡＣＶが ．６ｍｍ／ｓｅｃより小さいと測定された場合、そのような測定値は、また、ＩＣＰが２０ｍｍＨｇより大きいことを示し得る。
【００４１】
[0040] オピオイドに関しては、全てのパラメータは、急性投与でのオピオイド服用量に逆方向に関連付けられる。慢性投与では、静的測定値とＡＶＣへのインパクトは逆転し、耐性の特定を可能にする。これらのパラメータへのインパクトが実際にベースラインから増加する場合、これは、オピオイド誘発性痛覚過敏、神経興奮状態の指標である。
【００４２】
[0041] 痛みの強さについて、最大収縮速度（maximum constriction velocity：ＭＣＶ）は、主観的なレポートと相関していることが示されている。ＭＣＶは、１０点のビジュアルアナログスケールにおける点毎の増加に対して、０．１１ｍｍ／ｓだけ増加する。
【００４３】
[0042] 本方法は、また、糖尿病性神経障害や体位性起立性頻拍症候群（postural orthostatic tachycardia syndrome：ＰＯＴＳ）を含む様々な状態を含む自律神経失調症を検出し、モニタするために用いられ得る。
【００４４】
[0043] 例えば、体位性起立性頻拍症候群（ＰＯＴＳ）は、直立の姿勢をとる５−３０分の中で少なくとも３０拍／分の心拍数増加を伴う、少なくとも６か月の間の起立性調節障害の症状の存在として定義される。これは、通常、起立性低血圧（血圧の低下＞２０／１０ｍｍＨｇ）の不在下で起こる。ＰＯＴＳは、自律神経失調を反映し、肉体的、社会的、職務的な機能を含む生活の質の複数の領域にわたる制限を引き起こす重大な機能的障害と関連付けられ得る。
【００４５】
[0044] ＰＯＴＳを評価するために、患者は、まず、ベースライン値（例えば、ベースライン瞳孔サイズ）を得るために、暗順応され、背臥位におかれる。１０分またはその程度後に、読取りが、各目において行われる。患者が１０分間立った後で、他の読取りが行われる。この中で、読取りとは、目のビデオイメージを獲得することと、ビデオイメージを処理することと、上述の少なくとも６つの瞳孔メトリック測定の値を計算することを言う。以下の結果が、ＰＯＴＳの評価について各目において取られた読取りに基づいて得られた。
【００４６】
[0045] ＰＯＴＳ患者の中で、ベースラインでの瞳孔測定は、瞳孔直径のその最大から最小直径への変化のパーセント（ＣＯＮ）が、健康者の対照に比較して有意により小さくなっていることを明らかにし、収縮速度も（ＡＣＶ）も同様であることが観察された。加えて、刺激を与えた後の瞳孔の応答時間であるレイテンシー（latency：ＬＡＴ）が、健康者の対照よりもＰＯＴＳ患者においてより高くなっていることが判った。これらの違いの大きさは、表１に見られ得る。
【００４７】
【表１】
2019130327.tif 000004
【００４８】
[0046] ｐ値は、帰無仮説が真であると仮定して、試験の統計上の結果を、実際に観察された結果に対して、少なくとも極端なものとして、または、近いものとして得られる確率である。
【００４９】
[0047] 起立性のストレスの元で、ＰＯＴＳ患者は、最大瞳孔直径で２．５％、最小瞳孔直径で６．７％の減少を経験したことが判った。収縮率は８．５％増加することが判明し、また、平均収縮速度は７．３％増加した。これらのパーセント値は、背臥位と立位における測定の間の比較である。従って、様々な治療の介在のインパクトが、これらのパラメータへのインパクトを決定することによる診断の後、客観的にモニタされ得る。
【００５０】
[0048] 糖尿病性神経障害は、瞳孔対虹彩の比における有意な減少、および／または、レイテンシーにおける有意な増加がある場合に検出され得る。
【００５１】
[0049] 図４は、スマートホンデバイス上で、ビデオを獲得して処理し、コンピュータ臨床パラメータを表示するアプリケーションデザインを示す。例えば、スマートホンデバイスは、虹彩と瞳孔を含む目のビデオイメージを獲得するために、瞳孔計（マウントインターフェースと上述した少なくとも６つの瞳孔メトリック測定値を処理するためのアプリケーション）を用いることをユーザに可能にする、アプリケーションデザインの第１のスクリーン４０１を表示する。更に、スマートホンデバイス４００上の第１のスクリーン４０１は、また、それまでに記憶されたビデオイメージ（未処理のイメージと、図２および３について議論されたパラメータを含む処理されたイメージとの両方）を検索することをユーザに可能にする。スマートホンデバイス上の第２のスクリーン４０２は、目の捕捉と、最小直径と最大直径も示す。最小直径と最大直径は、瞳孔または虹彩のいずれかであり得る。最小直径および最大直径のみが第２のスクリーン４０２上に示されているが、虹彩と瞳孔の他の測定値（例えば、上述の少なくとも６つの瞳孔メトリック測定値）が第２のスクリーン４０２上に表示し得ることが理解されるべきである。加えて、第２のスクリーン４０２は、また、瞳孔／虹彩における％変化を示す。％変化は、また、瞳孔の収縮と拡張速度における変化に対応し得る。最後に、第２のスクリーン４０２は、瞳孔の収縮と拡張の現在の速度に対応する速度を示す。
【００５２】
[0050] スマートホンデバイス上の第３のスクリーン４０３は、患者に関する情報を保存するためのステップを示し、第４のスクリーン４０４は、患者の情報を検索するための検索態様を示す。全ての患者の情報は、個別の電子的データベース（図示されず）に記憶され得る。
【００５３】
[0051] 図５は、イメージフレーム５０１にオーバーレイされた瞳孔と虹彩の検出を示す。円５０２は虹彩の推定を表し、円５０３は瞳孔の推定を表す。円５０２と５０３は、それぞれ、図２のステップを用いて計算された虹彩と瞳孔の推定を表す。
【００５４】
[0052] 本実施形態は、様々な瞳孔の色とコントラストパレットを通して安定した性能のための特徴を提供する。加えて、本実施形態は、目の任意の可能な動き（まばたき、並進運動、等）を扱うことに左右されない。最後に、本実施形態は、また、ビデオや抽出された測定値を表示するため、および、臨床における利便性を向上させるために、ユーザフレンドリーなグラフィカルインターフェースを提供する。本実施形態は、便利で、安定した、かつ、コスト効果のあるプラットホームを提供する。
【００５５】
[0053] 本実施形態の他の利点は、本実施形態が、オピオイドを用いている患者のトラッキングを可能にすることである。従って、本実施形態の適用をして、オピオイド療法とオピオイド使用からの可能性のある乱用との患者を特定することが可能である。即ち、本実施形態は、患者が、処方された服用量を超えた服用量を使用しているかを検出するために用いられ得る。
【００５６】
[0054] 本実施形態は、また、オピオイド耐性とオピオイド誘発性痛覚過敏の検出を可能にする。本実施形態は、また、患者がオピオイド療法への応答性を検出するために用いられ得る。チトクローム酵素のいくつかの異なる遺伝子型は、プロドラッグを活性代謝物に変換し、適切なオピオイド代謝を可能にしない。チトクロームＰ４５０代謝酵素は、オピオイド薬物の代謝において関係しており、これらの酵素の異型、特に、ＣＹＰ２Ｄ６は、オピオイドの毒性と治療上の効き目に結び付けられている。オピオイドの効き目のトラッキングのための本実施形態の方法は、瞳孔の変化に基づいて特定の表現型を特定し、治療法を個別化することを可能にする。
【００５７】
[0055] 本実施形態は、また、瞳孔の変化に基づいてオピオイド禁断症状を検出するため、禁断症状の治療の効き目を検出するため、妊娠中に母親がオピオイドまたはヘロインにさらされていた場合の新生児禁断症候群を検出するため、および、麻酔をかけられた患者における局所麻酔の効果を評価する無痛覚／痛覚分析をサポートするために用いられ得る。
【００５８】
[0056] 本実施形態の方法は、また、メタドン使用の管理のために使用され得る。メタドン服用量の管理は、臨床医の判断に基づく主観的なものである。本実施形態の方法は、瞳孔の客観的な測定に基づくモルヒネまたは任意の他のオピオイドからメタドンへの移行を可能にし、安全性と効き目を増加させる。加えて、本実施形態の方法は、心肺蘇生法（cardiopulmonary resuscitation：ＣＰＲ）の間の瞳孔反応性、瞳孔の光反射、および、ＣＰＲの間の瞳孔の動的な変化の大きさを、心拍停止後の神経学的回復を予測するための客観的な測定値として評価するために用いられ得る。
【００５９】
[0057] 本実施形態の方法は、鎮静剤を投与されて鎮静状態の、または、全身麻酔下の患者における瞳孔のパラメータをトラッキングする侵害性刺激への応答の大きさを評価するため、認知活動の指標として用いられる瞳孔のパラメータにおける非常に微細な変化を評価する（覚醒のための評価と認知状態評価を提供する）ため、スポーツの分野における振盪のひどさを評価するため、および、外傷性脳損傷（traumatic brain injury：ＴＢＩ）後の頭蓋内の圧力（intracranial pressure：ＩＣＰ）における変化を評価するために用いられ得る。瞳孔のパラメータは、ＩＣＰ変化の感受性の高い指標である。本実施形態の方法は、ヘルスケア提供者が手術または伝統的な臨床治療を示すことを可能にする。このツールは、前兆となる指標として働き得、第一対応者によって、および、戦場で、並びに、救急部門や集中治療室（intensive care unit：ＩＣＵ）において用いられ得る。
【００６０】
[0058] 本実施形態の方法は、向精神性薬物の使用と過剰服用と、瞳孔の変化と瞳孔の変化に基づく薬物過剰服用からの結果との間の関連付けを定義するために用いられ得る。加えて、本実施形態の方法は、また、カルバミン酸やオルガノフォスフォレート（organophosphorate）等のコリン作用性の毒の摂取の後の瞳孔の変化に基づく結果を定義するために用いられ得る。この方法は、治療の前と間の瞳孔の変化を追跡し、治療をガイドするためにデザインされ得る。
【００６１】
[0059] この方法は、アルコールまたは規制薬物の影響下にあると疑われるドライバーにおけるトリアージテストとして働くよう開発され得る。テストの間に何らかの異常な瞳孔反応があった場合、ドライバーは、他のテストに付託される。
【００６２】
[0060] 更に、本実施形態の方法は、幼児や大人の服毒の後の薬物の特定と治療の効き目を助けるため（瞳孔の変化は、治療が効果的かを特定し得、どの毒が用いられたかを決める助けとなる）、眼感染症、頭部外傷、および、腫瘍等の目の病気や状態に関連した異常性のためのスクリーニングツールとして機能するように右と左の瞳孔を比較するため（瞳孔不同は多くの異なる臨床状況において危険信号であり得、この方法は、この状態の大きさを検出し、重大な臨床上の混乱を避ける助けとなり得る）、および、嘘を検出するためにインタビューの間の瞳孔の変化を検出するために用いられ得る。
【００６３】
[0061] 次に、例示の実施形態に従った、デバイス（例えば、スマートホンデバイス）のハードウェア記述が、図６を参照して記載される。図６において、デバイスは、上述したプロセスを実行するＣＰＵ６００を含む。プロセスのデータと命令は、メモリ６０２に記憶され得る。これらのプロセスと命令は、また、ハードドライブ（hard drive：ＨＤＤ）等の記憶媒体体ディスクまたはポータブル記憶媒体に記憶され得、または、遠隔に記憶されてもよい。更に、クレームされている進歩は、発明のプロセスの命令が記憶されるコンピュータ読出し可能な媒体の形式によって限定されない。例えば、命令は、ＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、ハードディスク、または、サーバまたはコンピュータ等のデバイスが通信する任意の他の情報処理デバイス上に記憶され得る。
【００６４】
[0062] 更に、クレームされている進歩は、ＣＰＵ６００と、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）７、ＵＮＩＸ（登録商標）、Ｓｏｌａｒｉｓ、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ ＭＡＣ−ＯＳ、及び、当業者に知られた他のシステム等のオペレーティングシステムと組み合わせて実行する、ユーティリティアプリケーション、バックグラウンドデーモン、または、オペレーティングシステムのコンポーネント、または、それらの組み合わせとして提供され得る。
【００６５】
[0063] ＣＰＵ６００は、アメリカのＩｎｔｅｌ社からのＸｅｎｏｎまたはＣｏｒｅプロセッサ、または、アメリカのＡＭＤ社からのＯｐｔｅｒｏｎプロセッサであってよく、または、当業者によって認識されるであろう他のプロセッサタイプであってもよい。代替的に、当業者が理解するであろうように、ＣＰＵ６００は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ上に、または、個別論理回路を用いて実装されてよい。更に、ＣＰＵ６００は、上述の発明のプロセスの命令を実行するために並列で協働して動作する複数のプロセッサとして実装されてもよい。
【００６６】
[0064] 図６におけるデバイスは、また、ネットワーク６６とのインターフェースとして、アメリカのＩｎｔｅｌ社からのＩｎｔｅｌ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） ＰＲＯネットワークインターフェースカード等のネットワークコントローラ６０６を含む。理解され得るように、ネットワーク６６は、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ等の公衆ネットワーク、ＬＡＮまたはＷＡＮネットワーク等の個別ネットワーク、または、それらの組み合わせであり得、また、ＰＳＴＮまたはＩＳＤＮサブネットワークを含み得る。ネットワーク６６は、また、Ｅｔｈｅｒｎｅｔネットワーク等の有線であり得、または、ＥＤＧＥ、３Ｇおよび４Ｇ無線セルラシステムを含むセルラネットワーク等の無線であり得る。無線ネットワークは、また、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、既知の通信の任意の他の無線形態であり得る。
【００６７】
[0065] デバイスは、更に、Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ ＨＰＬ２４４５ｗ ＬＣＤモニタ等のディスプレイ６１０とのインターフェースとして、アメリカのＮＶＩＤＩＡ社からのＮＶＩＤＩＡ ＧｅＦｏｒｃｅ ＧＴＸまたはＱｕａｄｒｏグラフィックスアダプタ等のディスプレイコントローラ６０８を含む。汎用Ｉ／Ｏインターフェース６１２が、キーボードおよび／またはマウス６１４、並びに、ディスプレイ６１０上またはディスプレイ６１０とは別個のタッチスクリーンパネル６１６とインターフェースする。汎用Ｉ／Ｏインターフェースは、また、Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ社からのＯｆｆｉｃｅＪｅｔまたはＤｅｓｋＪｅｔ等のプリンターとスキャナを含む様々な周辺機器６１８に接続される。
【００６８】
[0066] また、スピーカ／マイクロホン６２２とインターフェースするために、Ｃｒｅａｔｉｖｅ社からのＳｏｕｎｄ Ｂｌａｓｔｅｒ Ｘ−Ｆｉ Ｔｉｔａｎｉｕｍ等のサウンドコントローラ６２０がデバイスに与えられ、それによって、音および／または音楽を出す。
【００６９】
[0067] 汎用のストレージコントローラ６２４が、デバイスのコンポーネントの全てを内部接続するためのＩＳＡ、ＥＩＳＡ、ＶＥＳＡ、ＰＣＩ等であってよい通信バス６２６と記憶媒体ディスク６０４とを接続する。ディスプレイ６１０、キーボードおよび／またはマウス６１４、並びに、ディスプレイコントローラ６０８、ストレージコントローラ６２４、ネットワークコントローラ６０６、サウンドコントローラ６２０、および、汎用Ｉ／Ｏインターフェース６１２の一般的な特徴と機能の記載は、これらの特徴が既知であるので、簡潔さのために、この中では省略される。
【００７０】
[0068] 明らかなことには、上記教示の観点から、本開示の多くの改変や多様化が可能である。従って、添付の特許請求の範囲の範囲内で、実施形態は、この中で特に記載されたものと別な方法で実施され得る。例えば、開示された技法のステップが異なる順序で実行されたとしたら、開示されたシステムにおけるコンポーネントが異なる方法で結合されたとしたら、コンポーネントが他のコンポーネントと置き換えられ、または、補足されるとしたら、利益のある結果が達成されてもよい。この中に記載された機能、プロセス、および、アルゴリズムは、ハードウェア、または、この中に記載された機能やプロセスやアルゴリズムを実行するためのプログラムコードおよび／またはコンピュータ命令を実行するよう構成されたコンピュータプロセッサおよび／またはプログラマブルプロセッシング回路を含むハードウェアによって実行されるソフトウェアにおいて実行され得る。プロセッシング回路は、プロセッサが回路を含むように、プログラムされたプロセッサを含む。プロセッシング回路は、また、特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit：ＡＳＩＣ）等のデバイスや記載された機能を実行するよう構成された通常の回路コンポーネントを含む。
【００７１】
[0069] この中に記載された機能や態様は、また、システムの様々な分散されたコンポーネントによって実行されてもよい。例えば、１つまたはそれより多くのプロセッサがこれらのシステム機能を実行し得、プロセッサは、ネットワークの中で通信する複数のコンポーネントにわたって分散される。分散されたコンポーネントは、様々なヒューマンインターフェースおよび／または通信デバイス（例えば、ディスプレイモニタ、スマートホン、タブレット、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ））に加えて、１つまたはそれより多くのクライアントおよび／またはサーバマシンを含み得る。ネットワークは、ＬＡＮまたはＷＡＮ等の個別ネットワークであってよく、または、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ等の公衆ネットワークであってもよい。システムへの入力は、直接のユーザ入力を介して受け取られるか、および／または、リアルタイムで、または、バッチ処理としてのいずれかで遠隔的に受け取られ得る。加えて、いくつかの実装形態は、記載されたものと同じではないモジュールまたはハードウェア上で実行され得る。従って、請求項に記載され得る範囲の中に他の実装形態がある。
【００７２】
[0070] 明細書や添付の特許請求の範囲で用いられる場合、単数形の「ａ」、「ａｎ」、および、「ｔｈｅ」は、文脈が明瞭にその他のことを規定しない限り、複数の対象を含むことが注記されなければならない。
【００７３】
[0071] ある実施形態が記載されているが、例としてのみで提示されており、発明の範囲を限定することが意図されていない。実際、この中で記載された新規な方法、装置、および、システムが様々な他の形態に具体化され得、この中に記載された方法、装置、および、システムの形態における様々な省略、代替、および、変更が、発明の真意から逸脱することなくなされることができる。添付の特許請求の範囲とそれらの均等の範囲は、発明の範囲や真意の中に入るであろうような形態または変更をカバーするよう意図される。
【図１】
2019130327.tif 000005
【図２】
2019130327.tif 000006
【図３】
2019130327.tif 000007
【図４】
2019130327.tif 000008
【図５】
2019130327.tif 000009
【図６】
2019130327.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月5日(2019.4.5)
【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】
患者の生理的摂動を決定するように構成された装置を作動する方法であって、前記装置は、プロセッシング回路を有し、
前記方法は、
前記プロセッシング回路に、複数のビデオフレームを含む、患者の目のビデオシーケンスを獲得させることと、
前記プロセッシング回路に、前記患者のどの生理的摂動が検出されるべきかに基づき、ベースライン瞳孔サイズと、瞳孔のサイズの最大変化と、前記瞳孔の収縮の平均速度と、前記瞳孔の収縮の最大速度と、前記瞳孔の収縮のレイテンシーと、前記瞳孔の再拡張の速度とを含む複数のパラメータの少なくとも１つのパラメータを選択させ、異なるタイプの生理的摂動の検出に応じて、選択された前記少なくとも１つのパラメータに異なる重みを割り付けさせることと、
前記プロセッシング回路に、前記複数のビデオフレームに基づき、前記複数のパラメータの選択された前記少なくとも１つのパラメータに対応する少なくとも１つの測定値を決定させることと、
前記プロセッシング回路に、決定された前記測定値と、選択された前記少なくとも１つのパラメータの割り付けられた前記重みに基づいて、前記患者の生理的摂動を決定させることと、
を備える、方法。
【請求項２】
前記プロセッシング回路に、前記複数のフレームの中の第１のフレームにおいて、瞳孔の中心と、瞳孔と虹彩の境界上の２点をローカライズさせることと、
前記プロセッシング回路に、前記ローカライズすることに基づいて、虹彩の推定された位置に対応するマスクイメージを生成させることと、前記マスクイメージは複数の画素を含み、
前記プロセッシング回路に、生成された前記マスクイメージに基づいて、選択された前記少なくとも１つのパラメータに対応する少なくとも１つの測定値を決定させることと、
を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プロセッシング回路に、前記瞳孔のサイズの前記最大変化が５０％よりも大きいと決定された場合に、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇよりも小さいと決定させること、
を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記プロセッシング回路に、前記瞳孔のサイズの前記最大変化が１０％より小さいかまたは等しいと決定された場合に、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇより大きいと決定させること、
を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記プロセッシング回路に、前記瞳孔のサイズの前記最大変化が１０％より小さいかまたは等しいと決定された場合に、正中線偏位を決定させること、
を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記プロセッシング回路に、前記瞳孔の収縮の平均速度が０．６ｍｍ／ｓｅｃより小さい場合に、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇよりも大きいと決定させること、
を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記生理的摂動は、薬物使用または医学的状態の一方を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
患者の生理的摂動を決定するための装置であって、前記装置は、プロセッシング回路を備え、
前記プロセッシング回路は、
複数のビデオフレームを含む、患者の目のビデオシーケンスを獲得することと、
前記患者のどの生理的摂動が検出されるべきかに基づき、ベースライン瞳孔サイズと、瞳孔のサイズの最大変化と、前記瞳孔の収縮の平均速度と、前記瞳孔の収縮の最大速度と、前記瞳孔の収縮のレイテンシーと、前記瞳孔の再拡張の速度とを含む複数のパラメータの少なくとも１つのパラメータを選択し、異なるタイプの生理的摂動の検出に応じて、選択された前記少なくとも１つのパラメータに異なる重みを割り付けることと、
前記複数のビデオフレームに基づき、前記複数のパラメータの選択された前記少なくとも１つのパラメータに対応する少なくとも１つの測定値を決定することと、
決定された前記測定値と、選択された前記少なくとも１つのパラメータの割り付けられた前記重みに基づいて、前記患者の前記生理的摂動を決定することと、
を行うよう構成される、
装置。
【請求項９】
前記プロセッシング回路は、
前記瞳孔のサイズの最大変化が５０％より大きいと決定された場合に、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇより小さいと決定すること、
を行うよう更に構成される、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記プロセッシング回路は、
前記瞳孔のサイズの前記最大変化が１０％より小さいかまたは等しいと決定された場合に、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇより大きいと決定すること、
を行うよう更に構成される、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記プロセッシング回路は、
前記瞳孔のサイズの前記最大変化が１０％より小さいかまたは等しいと決定された場合に、正中線偏位を決定すること、
を行うよう更に構成される、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記プロセッシング回路は、
前記瞳孔の収縮の平均速度が０．６ｍｍ／ｓｅｃより小さい場合に、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇよりも大きいと決定すること、
を行うよう更に構成される、請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
前記生理的摂動は、薬物使用または医学的状態の一方を含む、請求項８に記載の装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
[0071] ある実施形態が記載されているが、例としてのみで提示されており、発明の範囲を限定することが意図されていない。実際、この中で記載された新規な方法、装置、および、システムが様々な他の形態に具体化され得、この中に記載された方法、装置、および、システムの形態における様々な省略、代替、および、変更が、発明の真意から逸脱することなくなされることができる。添付の特許請求の範囲とそれらの均等の範囲は、発明の範囲や真意の中に入るであろうような形態または変更をカバーするよう意図される。
以下、本願出願当初の特許請求の範囲に記載の発明を付記する。
［Ｃ１］
患者の生理的摂動を決定する方法であって、
前記方法は、
複数のビデオフレームを含む、患者の目のビデオシーケンスを獲得することと、
ベースライン瞳孔サイズと、瞳孔のサイズの最大変化と、前記瞳孔の収縮の平均速度と、前記瞳孔の収縮の最大速度と、前記瞳孔の収縮のレイテンシーと、前記瞳孔の再拡張の速度とを含む複数のパラメータの少なくとも１つのパラメータを選択することと、
プロセッシング回路を用い、および、前記複数のビデオフレームに基づき、前記複数のパラメータの選択された前記少なくとも１つのパラメータを決定することと、
決定された前記少なくとも１つのパラメータに基づいて、前記患者の生理的摂動を決定することと、
を備え、
前記複数のパラメータの前記少なくとも１つのパラメータは、前記患者のどの生理的摂動が決定されるべきかに基づいて選択される、方法。
［Ｃ２］
前記複数のフレームの中の第１のフレームにおいて、瞳孔の中心と、瞳孔と虹彩の境界上の２点をローカライズすることと、
前記プロセッシング回路を用い、前記ローカライズすることに基づいて、虹彩の推定された位置に対応するマスクイメージを生成することと、前記マスクイメージは複数の画素を含む、
生成された前記マスクイメージに基づいて、前記少なくとも１つのパラメータを決定することと、
を更に備える、［Ｃ１］に記載の方法。
［Ｃ３］
前記瞳孔のサイズの前記最大変化が５０％よりも大きいと決定されたとき、前記プロセッシング回路を用いて、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇよりも小さいと決定すること、
を更に備える、［Ｃ１］に記載の方法。
［Ｃ４］
前記瞳孔のサイズの前記最大変化が１０％より小さいかまたは等しいと決定されたとき、前記プロセッシング回路を用いて、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇより大きいと決定すること、
を更に備える、［Ｃ１］に記載の方法。
［Ｃ５］
前記瞳孔のサイズの前記最大変化が１０％より小さいかまたは等しいと決定されたとき、前記プロセッシング回路を用いて、正中線偏位を決定すること、
を更に備える、［Ｃ１］に記載の方法。
［Ｃ６］
前記瞳孔の収縮の平均速度が ．６ｍｍ／ｓｅｃより小さいとき、前記プロセッシング回路を用いて、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇよりも大きいと決定すること、
を更に備える、［Ｃ１］に記載の方法。
［Ｃ７］
前記患者が背臥位にある間に、前記患者の前記目の第１のビデオシーケンスを獲得することと、
前記プロセッシング回路を用いて、および、前記第１のビデオシーケンスに基づいて、前記複数のパラメータの選択された前記少なくとも１つのパラメータの第１のバージョンを決定することと、
前記患者が立位にある間に、前記患者の前記目の第２のビデオシーケンスを獲得することと、
前記プロセッシング回路を用いて、および、前記第２のビデオシーケンスに基づいて、前記複数のパラメータの選択された前記少なくとも１つのパラメータの第２のバージョンを決定することと、
前記複数のパラメータの選択された前記少なくとも１つのパラメータの前記第１のバージョンと前記第２のバージョンの比較に基づいて、前記プロセッシング回路を用いて、前記患者が体位性起立性頻拍症候群（ＰＯＴＳ）を有しているかどうかを決定することと、を更に備える、［Ｃ１］に記載の方法。
［Ｃ８］
前記第２のビデオシーケンスは、前記患者が前記背臥位から前記立位になった所定の時間量の後に獲得される、［Ｃ７］に記載の方法。
［Ｃ９］
前記背臥位で測定された前記患者の最大瞳孔直径が、前記立位で測定された前記患者の最大瞳孔直径より２．５％大きいとき、前記プロセッシング回路を用いて、前記患者がＰＯＴＳを有していると決定すること、または、
前記背臥位で測定された前記患者の最小瞳孔直径が、前記立位で測定された前記患者の最小瞳孔直径よりも６．７％大きいとき、前記プロセッシング回路を用いて、前記患者がＰＯＴＳを有していると決定すること、
を更に備える、［Ｃ７］に記載の方法。
［Ｃ１０］
前記患者の瞳孔のサイズの第１の変化が、前記瞳孔のサイズの第２の変化よりも８．５％小さいとき、前記プロセッシング回路を用いて、前記患者がＰＯＴＳを有していると決定すること、または、
前記患者の前記瞳孔の収縮の第１の平均速度が、前記瞳孔の収縮の第２の平均速度より７．３％小さいとき、前記プロセッシング回路を用いて、前記患者がＰＯＴＳを有していると決定すること、
を更に備える、［Ｃ７］に記載の方法。
［Ｃ１１］
前記生理的摂動は、薬物使用または医学的状態の一方を含む、［Ｃ１］に記載の方法。［Ｃ１２］
患者の生理的摂動を決定するための装置であって、前記装置は、
複数のビデオフレームを含む、患者の目のビデオシーケンスを獲得することと、 ベースライン瞳孔サイズと、瞳孔のサイズの最大変化と、前記瞳孔の収縮の平均速度と、前記瞳孔の収縮の最大速度と、前記瞳孔の収縮のレイテンシーと、前記瞳孔の再拡張の速度とを含む複数のパラメータの少なくとも１つのパラメータを選択することと、 プロセッシング回路を用い、および、前記複数のビデオフレームに基づき、前記複数のパラメータの選択された前記少なくとも１つのパラメータを決定することと、
決定された前記少なくとも１つのパラメータに基づいて、前記患者の前記生理的摂動を決定することと、
を行うよう構成された回路を備え、
前記複数のパラメータの前記少なくとも１つのパラメータは、患者のどの生理的摂動が決定されるべきかに基づいて選択される、装置。
［Ｃ１３］
前記回路は、
前記瞳孔のサイズの最大変化が５０％より大きいと決定されたとき、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇより小さいと決定すること、
を行うよう更に構成される、［Ｃ１２］に記載の装置。
［Ｃ１４］
前記回路は、
前記瞳孔のサイズの前記最大変化が１０％より小さいかまたは等しいと決定されたとき、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇより大きいと決定すること、
を行うよう更に構成される、［Ｃ１２］に記載の装置。
［Ｃ１５］
前記回路は、
前記瞳孔のサイズの前記最大変化が１０％より小さいかまたは等しいと決定されたとき、正中線偏位を決定すること、
を行うよう更に構成される、［Ｃ１２］に記載の装置。
［Ｃ１６］
前記回路は、
前記瞳孔の収縮の平均速度が ．６ｍｍ／ｓｅｃより小さいとき、頭蓋内の圧力が２０ｍｍＨｇよりも大きいと決定すること、
を行うよう更に構成される、［Ｃ１２］に記載の装置。
［Ｃ１７］
前記回路は、
前記患者が背臥位にある間に、前記患者の前記目の第１のビデオシーケンスを獲得することと、
前記プロセッシング回路を用いて、および、前記第１のビデオシーケンスに基づいて、前記複数のパラメータの選択された前記少なくとも１つのパラメータの第１のバージョンを決定することと、
前記患者が立位にある間に、前記患者の前記目の第２のビデオシーケンスを獲得することと、
前記プロセッシング回路を用いて、および、前記第２のビデオシーケンスに基づいて、前記複数のパラメータの選択された前記少なくとも１つのパラメータの第２のバージョンを決定することと、
前記複数のパラメータの選択された前記少なくとも１つのパラメータの前記第１のバージョンと前記第２のバージョンとの比較に基づいて、前記プロセッシング回路を用いて、前記患者が体位性起立性頻拍症候群（ＰＯＴＳ）を有しているかどうかを決定することと、
を行うよう更に構成される、［Ｃ１２］に記載の装置。
［Ｃ１８］
前記第２のビデオシーケンスは、前記患者が前記背臥位から前記立位になった所定の時間量の後に獲得される、［Ｃ１７］に記載の装置。
［Ｃ１９］
前記回路は、
前記背臥位で測定された前記患者の最大瞳孔直径が、前記立位で測定された前記患者の最大瞳孔直径より２．５％大きいとき、前記患者がＰＯＴＳを有していると決定すること、または、
前記背臥位で測定された前記患者の最小瞳孔直径が、前記立位で測定された前記患者の最小瞳孔直径よりも６．７％大きいとき、前記患者がＰＯＴＳを有していると決定すること、
を行うよう更に構成される、［Ｃ１７］に記載の装置。
［Ｃ２０］
前記回路は、
前記患者の瞳孔のサイズの第１の変化が、前記瞳孔のサイズの第２の変化よりも８．５％小さいとき、前記患者がＰＯＴＳを有していると決定すること、または、
前記患者の前記瞳孔の収縮の第１の平均速度が、前記瞳孔の収縮の第２の平均速度より７．３％小さいとき、前記患者がＰＯＴＳを有していると決定すること、
を行うよう更に構成される、［Ｃ１７］に記載の装置。
［Ｃ２１］
前記生理的摂動は、薬物使用または医学的状態の一方を含む、［Ｃ１７］に記載の装置。
【外国語明細書】
2019130327000001.pdf