(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
頭蓋内圧の非侵襲的評価のための方法であって、
画像記録装置を提供することと、
前記画像記録装置を使用して人間の眼の網膜部の少なくとも１つの画像を記録することと、
前記少なくとも１つの画像において、少なくとも１本の動脈と、前記動脈と関連付けられた少なくとも１本の静脈とを特定することと、
前記画像において、特定された動脈の第１の特有の径の値を決定することと、
前記画像において、特定された静脈の第２の特有の径の値を決定することと、
前記第１及び第２の特有の径の値に基づいた動静脈比を計算することと、
処置される必要のある異常に高い頭蓋内圧があるかどうかを評価するために前記動静脈比を閾値と比較することと、を含む方法。
【請求項２】
前記網膜部は、視神経円板を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
使用している人間の少なくとも１つの心拍サイクルに関する情報を記録することと、  前記人間の心拍サイクル中の所定時間記録された画像に基づいて前記計算を実行することとをさらに含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの心拍サイクルに関する前記情報は、前記画像記録装置を使用して、前記人間の眼の前記網膜部の複数の画像を記録することによって記録される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記人間の少なくとも１つの呼吸サイクルに関する情報を記録することと、
前記人間の前記呼吸サイクル中に所定時間記録された画像に基づいて前記計算を実行することとをさらに含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの呼吸サイクルに関する前記情報は、前記画像記録装置を使用して前記人間の眼の前記網膜部の複数の画像を記録することによって記録される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
非侵襲的頭蓋内圧測定を実行するための装置であって、
人間の眼の網膜部の少なくとも１つの画像を記録するように構成された画像記録装置と、
前記少なくとも１つの画像において、少なくとも１本の動脈と、前記動脈と関連付けられた少なくとも１本の静脈とを特定して、前記画像において、特定された動脈の第１の特有の径の値と、特定された静脈の第２の特有の径の値とを決定するように構成された画像処理装置と、
前記第１及び第２の特有の径の値に基づいた動静脈比を計算して、前記動静脈比を所定の閾値と比較するように構成されたデータ処理装置と、
情報を出力するための出力装置と、ここで、前記情報に基づいて、処置される必要のある異常に高い頭蓋内圧があるかどうかを評価するために、前記所定の閾値を超えているか否かを決定することができるものであり、
を具備する装置。
【請求項８】
人間の心拍サイクルを決定するための手段をさらに具備し、
前記データ処理装置は、さらに、前記動静脈比を前記所定の閾値と比較するときに前記心拍サイクルと前記少なくとも１つの画像の記録とに関する時間情報を考慮するように構成されている、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
患者の呼吸サイクルを決定するための手段をさらに具備し、
前記データ処理装置は、さらに、前記動静脈比を前記所定の閾値と比較するときに前記呼吸サイクルと前記画像の前記記録に関する時間情報を考慮するように構成されている、請求項７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、頭蓋内圧の非侵襲的評価のための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
頭蓋内圧（ＩＣＰ）の測定は、過剰圧力が潜在的に致命的でありうるので、頭部外傷、脳卒中浮腫、頭蓋内出血のようなさまざまな健康疾患の分析に関連する重要なツールである。従来、頭蓋内圧は、頭蓋骨に穴を開けてマノメーターを挿入することによって測定されてきた。このような侵襲的方法が潜在的に危険を孕むことは言うまでもないが、それだけでなく、感染のリスクに起因して間接的にも危険を孕む。したがって、ＩＣＰの非侵襲的測定のためのさまざまな先行技術の方法が提案されており、そのうちのいくつかは、眼に血液を供給する光学的な動脈の検査によるものである。これら動脈は、頭蓋骨の内部から眼に走っており、したがって、頭蓋骨内の圧力による影響を受ける。
【０００３】
このようなタイプの非侵襲的方法が、国際公開第９９／１８３８６号に開示されている。国際公開第９９／１８３８６号では、超音波振動子が眼と接触させられ、眼はわずかな圧力下におかれ、血流速度がドップラー測定を使用して動脈の頭蓋内及び頭蓋外の部分で測定される。
【０００４】
他の非侵襲的方法が、国際公開第２００６／０９１８１１号に開示されている。この方法では、圧力が眼にだんだん強く加えられながら動脈が観察され、動脈が圧力下で潰されたときに圧力が測定される。
【０００５】
これらの方法は、非侵襲的であるが、眼への圧力を含むものであり、とどのつまり患者に不快であるのみならず、リスクが完全にないわけではない。
【発明の概要】
【０００６】
この先行技術に基づけば、本発明の目的は、先行技術の方法のリスクや不快さなく、頭蓋内圧（ＩＣＰ）を評価するための非侵襲的方法を提供することである。
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、この目的は、頭蓋内圧の非侵襲的評価のための方法によって達成され、この方法は、画像記録装置を提供することと、前記画像記録装置を使用して人間の眼の網膜部の少なくとも１つの画像を記録することと、前記少なくとも１つの画像において、少なくとも１本の動脈と、前記動脈と関連付けられた少なくとも１本の静脈とを特定することと、前記画像において、特定された動脈の第１の特有の径の値を決定することと、前記画像において、特定された静脈の第２の特有の径の値を決定することと、前記第１及び第２の特有の径の値に基づいた動静脈比（Ａ／Ｖ比）を計算することと、頭蓋内圧を評価する（１０９）ために前記動静脈比を所定の閾値と比較することとを含む。
【０００８】
これは、処置される必要のある異常に高い頭蓋内圧があるかどうかの評価を可能にする。しかしながら、処置自体は、医師によって分析されるような、頭蓋内圧亢進の実際の原因によって決まる。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、本目的は、非侵襲的頭蓋内圧測定を実行するための装置を提供することによって達成され、前記装置は、人間の眼の網膜部の少なくとも１つの画像を記録するように構成された画像記録装置と、前記少なくとも１つの画像において、少なくとも１本の動脈と、前記動脈と関連付けられた少なくとも１本の静脈とを特定して、前記画像において、特定された動脈の第１の特有の径の値と、特定された静脈の第２の特有の径の値とを決定するように構成された画像処理装置と、前記第１及び第２の特有の径の値に基づいた動静脈比を計算して、前記動静脈比を所定の閾値と比較するように構成されたデータ処理装置と、前記所定の閾値を超えているか否かを決定することができる前記比較に基づいた情報を出力するための出力装置とを具備する。
【００１０】
これにより、潜在的な頭蓋内の過剰圧力の非侵襲的評価が容易に行われることを可能にする装置が提供される。この評価は、例えば、頭部外傷が疑われる事故現場で医療補助者によって実行されることができる。
【００１１】
これに関して、もちろん、記録された眼の画像に基づいた動静脈比の自動検出の先行技術の方法が存在することが言及されるべきであり、これは、国際公開第２０１２／１００２２１号公報、特開２０００−１６６８７６号公報及び特開平１０−７１１２５号公報のような特許公報に記載されている。
【００１２】
本発明の第１の態様の好ましい一実施形態によれば、前記網膜部は、視神経円板を含む。視神経円板の探査は、眼の寸法に関する価値ある情報をもたらし、対象となる静脈及び動脈の位置を決定するための基準として役立てることができる。
【００１３】
本発明の第１の態様の他の好ましい一実施形態によれば、本方法は、さらに、人間の少なくとも１つの心拍サイクルに関する情報を記録することと、前記人間の前記心拍サイクル中に所定時間記録された画像に基づいて前記計算を実行することとを含む。動脈の径を増加させうる圧力亢進に動脈が晒されるところでの心拍の発生の時間を特定することは、これが潜在的なエラー発生源として抑制されることを可能にする。
【００１４】
本発明の第１の態様のさらなる好ましい一実施形態によれば、前記少なくとも１つの心拍サイクルに関する前記情報は、前記画像記録装置を使用して、前記人間の眼の前記網膜部の複数の画像を記録することによって記録される。これは、心拍の発生の検出が画像記録装置からの画像データに基づいて単独で実行されることを可能にし、電極のような外部装置や心電図を記録するための他の装置の必要性をなくす。
【００１５】
本発明の第１の態様のさらなる好ましい一実施形態によれば、本方法は、さらに、前記人間の少なくとも１つの呼吸サイクルに関する情報を記録することと、前記人間の呼吸サイクル中に所定時間記録された画像に基づいて前記計算を実行することを含む。呼吸サイクル中に所定時間測定を実行することは、呼吸から生じうる頭蓋内圧の変化が潜在的なエラー発生源として抑制されることを可能にする。これはまた、頭蓋内圧の評価が患者に息を止めるようお願いする必要なく実行されることを可能にする。好ましくは、少なくとも１つの呼吸サイクルに関する情報は、電極のような外部装置や心電図を記録するための他の装置の必要性をなくすために、前記画像記録装置を使用して、人間の眼の前記網膜部の複数の画像を記録することによって記録される。
【００１６】
本発明の第２の態様の好ましい一実施形態によれば、本装置は、さらに、人間の心拍サイクルを決定するための手段を具備し、前記データ処理装置は、さらに、前記動静脈比を前記所定の閾値と比較するときに前記心拍サイクルと前記少なくとも１つの画像の記録とに関する時間情報を考慮するように構成されている。これは、心拍の発生の検出が画像記録装置からの画像データに基づいて単独で実行されることを可能にし、電極のような外部装置や心電図を記録するための他の装置の必要性をなくす。
【００１７】
本発明の第２の態様の他の好ましい一実施形態によれば、本装置は、患者の呼吸サイクルを決定するための手段を具備し、前記データ処理装置は、前記動静脈の比を前記所定の閾値と比較するときに前記呼吸サイクルと前記画像の記録に関する時間情報を考慮するように構成されている。これは、頭蓋内圧の評価が、呼吸から発生しうる頭蓋内圧の変化がない呼吸サイクル中に所定時間実行されることを可能にし、これにより、そのようなものが潜在的なエラー発生源として抑制されることを可能にする。これは、頭蓋内圧の評価が患者に息を止めるようお願いする必要なく実行されることを可能にする。
【００１８】
本発明が、図面を参照して、限定的でない例示的な実施形態に基づいてより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明による方法を実行するステップを示すブロック図である。
【図２】図２は、解剖学的特徴を示す眼の部分概略図である。
【図３ａ】図３ａは、ヴァルサルヴァ法を実行している２人の被験者の異なる頭蓋内圧における静脈及び動脈の径の実験データを示す図である。
【図３ｂ】図３ｂは、ヴァルサルヴァ法を実行している２人の被験者の異なる頭蓋内圧における静脈及び動脈の径の実験データを示す図である。
【図４】図４は、本発明による方法を実行するための装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
まず、図１のブロック図では、本発明による方法は、ボックス１００において、頭蓋内圧（ＩＣＰ）亢進の疑いのある患者を準備することにより始まる。特に、患者の眼底の良好な品質の画像１を記録するために患者の眼の瞳孔を拡大することが望ましい。頭蓋内圧亢進の原因は本方法により診断可能ではないが、複数の画像１の記録の準備として患者の瞳孔を拡大する際に疑わしい原因、特に状況がその診断可能性に影響を及ぼしうる。特に、医師や看護師が病院環境にいる場合におけるその可能性は、事故現場で救急隊員、医療補助者などがいる場合におけるその可能性とは異なりうる。病院環境では、例えば、患者の眼をベラドンナ剤に含浸させることによって、瞳孔を化学的に拡大する時間と人員がありうる。これは、例えば、患者が水頭症患者、神経外科患者、肝臓病患者、腎臓病患者又は脳震盪のために観察されている患者のような特定の状態を被っていることが知られている場合にそうである。他方、患者が事故の犠牲者で利用可能な時間がほとんどないが、救急隊員又は医療補助者が進行性血腫のような頭部外傷を疑っていれば、暗い環境に患者をおいて、例えば、画像を記録する人間の肩の上の暗いところを見るようその隊員や医療補助者にお願いする時間があるのみである。
【００２１】
患者を準備した後、次のステップは、ボックス１０１において、患者の眼８の１以上画像１を記録することである。原理上、眼８の単一の画像１で十分である。特に、画像は、動脈４及び静脈５がそれぞれ視神経に沿って出入りし、これらがここから眼底２を横切ってあらゆる方向に分岐する中心の視神経円板３を含む眼８の眼底２のものであるべきである。後述されるように、エラー発生源を最小にするために、所定の時間間隔にわたって複数の連続画像１を記録するのが効果的であるが、原理上、良好な品質の単一の画像１、主として鮮明な画像１で十分である。
【００２２】
原理上、画像１は、任意の適切な装置を使用して記録されることができる。これは、この特定の目的のための専用装置であることができる。また、好ましくは、本方法によるとりわけ画像データを処理するためのパーソナルコンピュータ、すなわちＰＣのような、データ処理装置と組み合わせた、適切な光学系を含むデジタルカメラであってよく、少なくとも一時的に、記録された画像１のための記憶容量を提供することが可能である。しかしながら、特に、画像記録装置は、図４に示されるように、適切なレンズアダプタ７が取り付けられたスマートフォン６のカメラで構成されることができる。したがって、スマートフォン６は、画像１の記録用と、本方法による連続画像データ処理との両方に使用されることができ、同様に、記録された画像１のための記憶容量を提供することができる。眼の画像１の記録に適したレンズアダプタ７は、ｉＥｘａｍｉｎｅｒ（商標）のような、４３４１  Ｓｔａｔｅ  Ｒｏａｄ，  Ｓｋａｎｅａｔｅｌｅｓ  Ｆａｌｌｓ，  ＮＹ  １３１５３，  ＵＳＡのウェルチ・アレン社から市販され入手可能なものである。しかし、一般的に、特に画像記録装置としてスマートフォン６を使用する場合、画像記録装置は、ビットマップ（．ｂｍｐ）、Ｔａｇｇｅｄ  Ｉｍａｇｅ  Ｆｉｌｅ（．ｔｉｆｆ）、ロスレス設定でのＪＰＥＧ２０００（．ＪＰ２，．ＪＰＦ，．ＪＰＸ）のような非圧縮形式で画像１を記録すべきことが言及されるべきである。圧縮は画像１をぼかすことがあり、それ故、本発明による方法の後の画像データ処理に好ましくない影響を及ぼしうるので、望ましくない。
【００２３】
画像１の品質を確実にするために、画質プレ推定が、ボックス１０２において、画像１が鮮明かどうかを立証するために実行される。これは、画像１中の領域を区分することによってなされることができる。正常な画像１は、異なる領域及び特徴を含む。特に、眼８の記録された画像１では、代表的には、眼底２、視神経円板３、血管、すなわち静脈４、動脈５の過度に露出された領域と露出不足の領域とバックグラウンド領域とがある。画像１が鮮明であれば、移行部は容易に特定可能である。これは画像１を外観（目視）検査する人間によってなされることができるが、本発明によれば、これは、好ましくは、専用装置で、関連するコンピューターで、あるいはスマートフォン６で動く画像処理ソフトウェアによって自動プロセスで実行される。これをする好ましいやり方は、エッジのみを示すエッジフィルター処理画像を残すエッジフィルタリング法を使用することである。圧縮によって人為的にぼかされていない、画像１中の移行部の鮮明なエッジを含むことが明らかに望ましいことが、圧縮された画像１が望まれない理由の１つである。同じ理由により、カメラの自動フィルタリング及びエッジ強調も抑制されるか回避されるべきである。これは、特に、カメラがこのような特徴がありふれているスマートフォン６の内蔵カメラである場合にそうである。
【００２４】
そして、平均フィルタリングがエッジフィルター処理画像に加えられる。平均フィルタリングでは、エッジフィルター処理画像は、例えば５０×５０画素のブロックに区分される。これらのブロックでは、画像処理ソフトウェアは、ブロックの各々の内部のエッジの周波数を決定する。そして、画像は、エッジの低い周波数を有するブロックと、エッジの高い周波数を有するブロックとの分配によって分類されることができる。記録された画像１がぼけていれば、エッジフィルター処理画像１は、エッジの高い周波数を有するブロックをほとんど又は全く出せず、それ故、ボックス１０３において、画像処理ソフトウェアによって排除されることができる。この結果、本方法は、ボックス１０１に戻り、新しい画像１が記録される。そして、プレ推定が、ボックス１０２において新しい画像１に実行され、画像１がボックス１０３で許容されるまで必要なだけこのプロセスが繰り返される。
【００２５】
記録された画像１の品質が適切であることを決定した後、血管が、ボックス１０４において、記録された画像１の他の特徴において特定される。画質のプレ推定と同様に、血管のこの特定も、画像１を外観（目視）検査する人によってなされてよい。しかしながら、本発明によれば、この特定は、好ましくは、専用装置、関連するコンピューター、あるいはスマートフォン６で動く画像処理ソフトウェアによって自動プロセスで実行される。
【００２６】
他の特徴における血管の特定は、既知の画像解析法に基づいて、あるいは画像１の外観（目視）検査によって、さまざまなやり方で実行されてよい。人間は、通常、記録された画像１中の血管を問題なく特定する。画像１の異なる領域は、画質のプレ推定で既に決定されるか、あるいは、人間がディスプレイ上の記録された画像１を見る場合、人間によって血管と特定された領域が単純にマウスクリック又は同様のものでマークされることができる。しかしながら、装置中で実行されることができる完全に自動的な方法が望まれるので、現在のところ、ガウス線分析を使用することが好ましい。ガウス線分析は周知であり、ＭＶＴｅｃソフトウェア社のＨＡＬＣＯＮ１２のような、既存の画像処理ソフトウェアで実行される。
【００２７】
ガウス線分析は、画像１中の線を見つけるための画像処理ソフトウェアによって完全に自動化されて実行されることができる。用語「線」は、一次元の直線のような狭義の数学的な意味で理解されるべきでなく、所定の幅のあるものや、湾曲したものや、他の特徴を有する線も含むと理解されるべきであることが言及される。幅は、血管の径に対応しており、本方法がＡ／Ｖ比を計算するために最終的に必要である。動脈４及び静脈の両方があり、これらのタイプの血管が両方とも分岐しているので、連続している線というよりもむしろ一定の多少幅のある線分が特定される。ガウス線分析は、これらの全ての線分に沿った各点で幅を出す。しかしながら、ガウス線分析は、動脈４と静脈とを識別せず、これは別個のステップで実行されなければならない。
【００２８】
ガウス線分析の第１の代替形態として、国際公開第２００６／０４２５４３号公報に記載されるような、後の識別分析を含むテクスチャ分析が、眼底２、視神経円板３、画像領域の外部、例えば視神経円板３と眼底２とのエッジのような、大小の血管及び他の特徴を特定するために使用されることができる。したがって、視神経円板３の特定は、ボックス１０４において、本発明による方法の別個の後のステップとして実行される必要がないことが理解されるべきである。テクスチャに加えて、他のパラメーター、色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の平均値及び色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の分散が、画像データをクラスに変換するために使用されてよい。しかしながら、このテクスチャ分析自体が、動脈４と静脈との識別を与えず、これは、なおも別個のステップで実行されなければならない。
【００２９】
第２の代替形態は、ボックス１０４において、画面上の画像１を人が外観（目視）検査して、コンピューターマウス及びポインタ、タッチスクリーン上のスタイラスなどの既知の適したメーカーを使用して血管を明らかにすることによる手動選択である。
【００３０】
さらなる代替形態が存在し、実際には、ＨＡＬＣＯＮ１２のソフトウェアのライブラリは、血管検出用の複数の予め組み込まれたプログラムによるソフトウェアアルゴリズムを含む。
【００３１】
画像１中で血管を見つけるさまざまな画像処理方法の効率及び信頼度は、実際の画像１に、あるいはその画質によって決まりうる。すなわち、ある方法は、ある画像１に使用されたときには信頼できる結果を提供することができるが、他の画像１に使用されたときには曖昧な結果や完全に失敗した結果など、それほど信頼できない結果を提供しうる。それ故、各画像１が利用可能ないくつかの画像解析方法で処理されることが好ましく、また、信頼度を高めるために結果を組み合わせることも好ましい。
【００３２】
このようにして血管を特定した後、視神経円板３は、ボックス１０５において、マーカーを使用して、同様にして特定されることができる。視神経円板３は、眼底２よりもはるかに明るいので、かなり容易に特定可能である。この場合には、明らかに、図１のボックス１０４、１０５の順序は入れ替えられることができ、すなわち、初めに視神経円板３を特定し、次に血管を特定してよい。
【００３３】
視神経円板３が他の眼底２よりもはるかに明るいので、画像処理ソフトウェアを使用して自動プロセスにおいてかなり容易に特定される。
【００３４】
第１の代替形態では、視神経円板３、あるいは少なくともその代表的な位置が、全てが視神経円板３の中心に光学的神経に沿って眼８に入る血管に基づいて特定されることができる。
【００３５】
第２の代替形態では、視神経円板３は、画像処理ソフトウェアによる形状探索によって見分けられることができる。
【００３６】
第３の代替形態では、視神経円板３は、画像相関によって見分けられることができ、画像処理ソフトウェアが、視神経円板の画像と画像１との最良の相関関係を探索する。
【００３７】
血管の特定に関して、いくつかの異なる画像処理方法が、各画像１に使用されることができ、組み合わせた結果が使用される。
【００３８】
血管を特定するプロセスでは、経験を積んだ人は、同時に、静脈５と動脈４とを識別し、対の対応する動脈４と静脈５とを特定することができる。そうする際、外観（目視）検査だけでなく任意の自動プロセスにも有用ないくつかの規則がある。画像１中の最も大きな対の静脈５と動脈４とは、ほとんどの人で、中心の視神経円板３から上向きにほぼ垂直方向に延びており、ここでは、静脈５、動脈４は、視神経に沿って眼８に入り、また、第２の大きな対が、視神経円板３の中心から下向きに延びている。これは、一般的な規則であり、人間や例外による個人差がある。それぞれの対の静脈５及び動脈４において、静脈５は、動脈４よりも概して大きな径を有し、したがって、画像１においてより幅広い。動脈４及び静脈５の両方が幾分扇形状に分岐しており、これは、複数の動脈血管が画像１において互いに交差せず、複数の静脈血管が画像１において互いに交差しないことを意味する。したがって、複数の血管が交差していれば、一方が動脈４であり他方が静脈５であるか、その逆である。視神経円板３の中心の上下で視神経円板３の中心から上方及び下方に垂直方向に延びている主な静脈５及び動脈４に関して、これらは、概して、少なくとも１つのセグメントにわたって互いに比較的接近しており、対として容易に特定可能である。
【００３９】
しかしながら、自動システムでは、静脈５がその対応する動脈４よりも概して大きな径を有するという事実があることは好都合である。したがって、血管の径は、ボックス１０６において、視神経円板３の中心からの、あるいは、静脈５及び動脈４が互いにほぼ一点に集まる視神経の点からの１以上の距離から決定される。
【００４０】
静脈５、動脈４に対して決定された血管の径に基づいて、視神経円板３から所定の距離の径の比が計算されることができる。これらの比のいくつかは、ボックス１０７に示されるように、Ａ／Ｖ比である。他のものは、Ａ／Ａ比、Ｖ／Ｖ比及びＶ／Ａ比のような誤った結果であり、また、これらのうちのいくつかは、対になっていない静脈５及び動脈４でありうる。
【００４１】
しかしながら、静脈５と動脈４とを識別するには、ボックス１０８に示されるように、比の単純評価でおおよそ十分である。比が１．０に近すぎると、両方の血管が静脈５又は動脈４である可能性があり、また、比が１．０をかなり上回るか下回れば、両方の血管が対応する対ではない可能性がある。比が期待通り１．０超えていれば、静脈５が動脈４よりも概して大きな径を有するので、対応する対のＶ／Ａ比の結果である可能性が高い。その場合には、相互の値は、所望のＡ／Ｖ比をもたらす。比が期待通り１．０未満であり期待通り０．０よりも大きければ、有用なＡ／Ｖ比の結果である可能性が高い。画像１中の適切な数の位置に対して繰り返されると、考えうる対応する対に対する統計分析が作られることができ、適切なＡ／Ｖ比を与える。
【００４２】
複数の連続画像１が１又は２秒のような短い時間の期間内に得られれば、好ましくは、連続画像１において同じ位置で記録された、決定されたＡ／Ｖ比、静脈５及び動脈４の特定が裏付けられることができる。なぜならば、静脈５及び動脈４が心拍サイクル中の圧力変化にさまざまに応答し、その結果その時間にわたって特有の変化をするＡ／Ｖ比をもたらすからである。昨今のカメラや標準的なスマートフォンのカメラであっても、毎秒３０枚までの画像を与えるハイスピードカメラとして非常に十分に機能し、これらのＡ／Ｖ比の変更を特定するのに十分な数の画像１を与える。ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）６のようなハイエンドスマートフォンは、毎秒２４０枚の画像を記録することができ、これはこの目的に必要とされるよりもかなり多い枚数である。さらに、最終的に決定されたＡ／Ｖ比が平均値ではなく全ての画像１中の全ての点からの中央値に基づくのであれば、心拍からのＡ／Ｖ比の変化は無視してもよい。
【００４３】
正常な頭蓋内圧を有する人々のＡ／Ｖ比の統計正規分布は、集団に対して一般的に知られており、それ故、決定したＡ／Ｖ比がその統計正規分布と比較されることができる。発明者は、頭蓋内の過剰圧力が、アルコール、ニコチン、他のドラッグ、高血圧、脈拍、呼吸などの他の要因をかなり上回ることにより、眼８のＡ／Ｖ比において単一の最も影響のある要因であることを見出した。したがって、ボックス１０９において、Ａ／Ｖ比を既知の統計正規分布と比較することによって、ボックス１１０において、最終的に決定されたＡ／Ｖ比が所定の閾値未満、例えば、一般的な集団の正規分布の所定の低いパーセンタイル値未満であれば、所定の閾値を上回る潜在的な頭蓋内圧の過剰圧力の表示をする、又は警告が与えられることができる。警告は、聴覚的又は視覚的であることができ、例えば、装置のディスプレイ上にテキスト形式で表示されることができ、本発明による方法が、例えばスマートフォン６のディスプレイ上で実現される。
【００４４】
他の要因に関して、１０−１５のようなより長いタイムスパンにわたって撮った画像１は、少なくとも１つの呼吸サイクルを含むのに十分であり、呼吸サイクルは容易に特定されることができ、心拍と同様のやり方でエラー発生源として除外される。
【００４５】
図３ａ並びに図３ｂには、複数のヴァルサルヴァ法を実行している２人の被験者Ａ、Ｂの静脈及び動脈の径の示す試験結果が示されている。複数の画像が分析され、その結果水平バーで示された中央値からの検出された動脈及び静脈径の偏差が与えられる。
【００４６】
図３ａは、２人の被験者の静脈径を示しており、これらは、それぞれ、正常な頭蓋内圧が存在するときと、ヴァルサルヴァ法を実行している被験者に起因する高い頭蓋内圧が存在するときとを示している。見て取れるように、静脈径は、両方の被験者で圧力の増加とともに増加する。増加が被験者Ａよりも被験者Ｂでより顕著であることが注目される。
【００４７】
同様に、図３ｂは、２人の被験者の動脈径を顕著に示しており、これらは、それぞれ、正常な頭蓋内圧が存在するときと、ヴァルサルヴァ法に起因する高い頭蓋内圧が存在するときとを示している。動脈径は、頭蓋内圧が増加するにつれて、増加するのではなくむしろ減少していることが注目される。減少が被験者Ｂよりも被験者Ａでより顕著であることも注目される。
【００４８】
しかしながら、静脈径の増加が被験者Ｂでより顕著であり、動脈減少の減少が被験者Ａでより顕著であるという事実に関係なく、結果として生じるＡ／Ｖ比は両方に対して本質的に同じであることがわかる。特に、両方の被験者に対して、中央値に基づいて計算されたＡ／Ｖ比が、高い圧力の状況に対して約０．５４であり、低い圧力の状況に対して約０．６１であることがわかる。これは、一般的な集団の正規分布の正常値から容易に識別可能である重要な差異であり、被験者が共有するのと同じ正常なＡ／Ｖ比０．６１を必ずしも有しない。
【００４９】
しかしながら、これに関係なく、潜在的な頭蓋内の過剰圧力への警告を得ることは必ずしも十分ではない。第一に、より低いパーセンタイル値で完全に正常なＡ／Ｖ比を有する人々がいるらしく、それは偽陽性を与える。第二に、例えば交通事故での頭部外傷のような場合には、頭蓋内の過剰圧力が進展していく時間がかかるので、救急車又は医療補助者が到着した時には進展していないことがある。
【００５０】
それ故、上に記載された方法によるＡ／Ｖ比測定は、病院に到着した後、好ましくは１時間、あるいは数時間後、モニタリング中の数時間後に実行される。本発明による方法は、先行技術の方法と比較すると、非侵襲的であり、患者に不快さをほとんど与えないので、特にこれに適している。同じ理由で、本発明は、それ自体、例えば、水頭症患者、神経外科患者、肝臓病患者、腎臓病患者などの疾病を有する慢性患者である他の患者をモニタリングするのに適している。このような患者は、１日１回、２回、あるいは３回など、規則的な間隔でＡ／Ｖ比を記録しモニタリングすることによってモニタリングされることができる。このようにして、頭蓋内圧が上昇しているか否かが決定されることができ、したがって、潜在的に致死に至るような頭蓋内圧が進展する可能性があるかどうかが決定されることができる。
【００５１】
当業者は、例示的な好ましい実施形態の上の説明において、本方法がとりわけ適切なレンズアダプタを備えたスマートフォンで実行されるソフトウェアで実現される実施形態を参照しているものであっても、さまざまな他の変形や変更が特許請求の範囲内で可能であることを理解する。特に、スマートフォンは、レンズアダプタの必要性なく十分な画質を有するものが市場に既に出ているであろう。そのようなスマートフォンを見つけることは発明性あるスキルを必要とするものではない。さらに、当業者は、計算能力不足の場合には、データがスマートフォンから遠隔処理記憶サイトにアップロードされてよく、警告に関して生じた情報がそこからダウンロードされてよいことを理解する。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］  頭蓋内圧の非侵襲的評価のための方法であって、
画像記録装置を提供することと、
前記画像記録装置を使用して人間の眼の網膜部の少なくとも１つの画像を記録することと、
前記少なくとも１つの画像において、少なくとも１本の動脈と、前記動脈と関連付けられた少なくとも１本の静脈とを特定することと、
前記画像において、特定された動脈の第１の特有の径の値を決定することと、
前記画像において、特定された静脈の第２の特有の径の値を決定することと、
前記第１及び第２の特有の径の値に基づいた動静脈比を計算することと、
前記動静脈比を閾値と比較することと、を含む方法。
［２］  前記網膜部は、視神経円板を含む、［１］に記載の方法。
［３］  使用している人間の少なくとも１つの心拍サイクルに関する情報を記録することと、  前記人間の心拍サイクル中の所定時間記録された画像に基づいて前記計算を実行することとをさらに含む、［１］又は［２］に記載の方法。
［４］  前記少なくとも１つの心拍サイクルに関する前記情報は、前記画像記録装置を使用して、前記人間の眼の前記網膜部の複数の画像を記録することによって記録される、［３］に記載の方法。
［５］  前記人間の少なくとも１つの呼吸サイクルに関する情報を記録することと、
前記人間の前記呼吸サイクル中に所定時間記録された画像に基づいて前記計算を実行することとをさらに含む、［１］又は［２］に記載の方法。
［６］  少なくとも１つの呼吸サイクルに関する前記情報は、前記画像記録装置を使用して前記人間の眼の前記網膜部の複数の画像を記録することによって記録される、［５］に記載の方法。
［７］  非侵襲的頭蓋内圧測定を実行するための装置であって、
人間の眼の網膜部の少なくとも１つの画像を記録するように構成された画像記録装置と、
前記少なくとも１つの画像において、少なくとも１本の動脈と、前記動脈と関連付けられた少なくとも１本の静脈とを特定して、前記画像において、特定された動脈の第１の特有の径の値と、特定された静脈の第２の特有の径の値とを決定するように構成された画像処理装置と、
前記第１及び第２の特有の径の値に基づいた動静脈比を計算して、前記動静脈比を所定の閾値と比較するように構成されたデータ処理装置と、
前記所定の閾値を超えているか否かを決定することができる前記比較に基づいた情報を出力するための出力装置と、を具備する装置。
［８］  人間の心拍サイクルを決定するための手段をさらに具備し、
前記データ処理装置は、さらに、前記動静脈比を前記所定の閾値と比較するときに前記心拍サイクルと前記少なくとも１つの画像の記録とに関する時間情報を考慮するように構成されている、［７］に記載の装置。
［９］  患者の呼吸サイクルを決定するための手段をさらに具備し、
前記データ処理装置は、さらに、前記動静脈比を前記所定の閾値と比較するときに前記呼吸サイクルと前記画像の前記記録に関する時間情報を考慮するように構成されている、［７］に記載の装置。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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