(57)【要約】  【解決手段】  対象（または患者）の組織の感覚または感覚応答を、制御された圧力、持続時間、及び周波数の空気パルスを組織表面に送達することによって測定するためのシステム。本システムは、内視鏡の遠位端部と標的組織表面との間の距離を判定するための測距計素子を有する内視鏡を含み得る。内視鏡が組織表面から所定の距離に位置付けられたと判定されると、空気パルスが組織表面に投与され得る。  【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の組織の表面に流体を送達するためのシステムであって、
遠位端部を有する内視鏡であって、
前記内視鏡の前記遠位端部から前記表面までの距離を判定するために、対象の組織の表面の画像を捕捉するように構成された測距計素子、
前記内視鏡の前記遠位端部から前記組織の前記表面へ流体を送達するための作業チャネル、
前記流体を前記作業チャネル内へ受容するためのポートを含む、内視鏡と、
流体源を前記内視鏡の前記ポートに接続する流体供給ラインに直列に連結された圧力調節器及びソレノイド弁と、
前記圧力調節器及び前記ソレノイド弁の各々に動作可能に連結され、かつそれらを制御する制御装置と、を備える、システム。
【請求項２】
前記測距計素子は、
レーザー光を前記組織表面のある領域内の標的場所に投影するように構成されたレーザー出射素子と、
前記組織表面の前記領域の画像を捕捉するように構成された画像捕捉素子と、を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
組織表面のある領域を照明するように構成された照光素子をさらに備え、前記照光素子は、前記内視鏡の前記遠位端部に配置されたレンズと、前記レンズを遠隔配置された照明光源に接続する光ファイバーと、を備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記画像捕捉素子は、
前記内視鏡の前記遠位端部に配置されたレンズと、
遠隔配置された画像センサと、
前記レンズと前記画像センサを接続する光ファイバーと、を備え、
前記画像センサは、前記レンズによって受信され、前記光ファイバーを介して伝送される光信号を、電気信号に変換するように構成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記レーザー出射素子は、遠隔配置されたレーザー発生器からのレーザー光を伝送するための光ファイバーを備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記レーザー光を伝送するための前記光ファイバーは、前記作業チャネル内に配設されるか、前記作業チャネル以外の前記内視鏡のチャネル内に配設されるか、または前記内視鏡の外部に位置付けられる、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記流体は、空気であり、前記制御装置は、前記圧力調節器を制御することによって、前記作業チャネル内に供給される前記空気の圧力を制御するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記制御装置は、前記ソレノイド弁の開放状態を制御することによって、前記作業チャネル内に入る前記空気の持続時間を制御するようにさらに構成される、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記流体は、空気であり、前記システムは、前記圧力調節器の上流の場所で前記空気供給ラインに連結されたバッファ空気タンクをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記バッファ空気タンクの上流の場所で前記空気供給ラインに連結された圧力計をさらに備え、前記圧力計は、前記バッファタンク内へ入る空気の圧力を制御する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記制御装置は、コンピューティングデバイスと動作可能に通信し、前記コンピューティングデバイスは、ディスプレイと、プロセッサと、命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体とを含み、前記命令は、前記プロセッサによって実行されるときに、前記ディスプレイ上にユーザインターフェースを提供し、前記ユーザインターフェースは、ユーザが、前記制御装置に送信される制御コマンドとして１つ以上のパラメータを入力することを可能にする１つ以上の制御素子を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ユーザインターフェースは、ユーザが、前記圧力調節器及び前記ソレノイド弁を制御するための前記制御装置のパラメータを入力するための制御素子を含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記作業チャネルの前記遠位端部から出る前記流体の圧力を測定するための圧力センサをさらに備え、前記圧力センサは、前記制御装置と動作可能に連結され、前記制御装置に前記測定された圧力を出力し、前記ユーザインターフェースは、前記圧力センサによって測定され、前記制御装置から読み出された圧力を表示するように構成される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記コンピュータ可読媒体は、命令をさらに記憶し、前記命令は、前記プロセッサによって実行されるときに、前記コンピューティングデバイスに前記制御装置へコマンド信号を送信させ、前記コマンド信号は、前記制御装置が前記圧力調節器及び前記ソレノイド弁を制御して、予め設定されたスケジュールに従って、所定の圧力、持続時間、及び周波数を有する複数の流体パルスを前記組織の前記表面に送達することを可能にする、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
コンピューティングデバイスをさらに備え、前記コンピューティングデバイスは、前記測距計の前記画像センサに動作可能に連結され、プロセッサと命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体とを含み、前記命令は、前記プロセッサによって実行されるときに、前記プロセッサに、
前記画像センサから読み出された前記電気信号に基づいて、中心を有する視野を有するデジタル画像を構築することと、
前記デジタル画像内の前記投影されたレーザー光によって生成されるレーザースポットを特定することと、
前記視野の前記中心から前記レーザースポットの中心までの前記デジタル画像上の距離を算出することと、
前記算出された距離に基づいて、前記内視鏡の前記遠位端部から前記組織表面までの距離を導出することと、によって、前記内視鏡の前記遠位端部から前記組織の前記表面までの距離を算出させる、請求項４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記距離を導出することは、前記内視鏡の前記画像捕捉素子によって撮影された画像内に示されるレーザースポットの位置と、前記内視鏡の前記端部から試験表面までの測定された距離とを相関させる、事前の較正から得られた回帰方程式を使用することを含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
対象の体腔の組織の感覚識別閾値を測定する方法であって、
前記デバイスの前記遠位端部から表面までの距離を検出するように構成された測距計素子、
前記デバイスの前記遠位端部から対象の組織の表面へ流体を送達するための作業チャネル、
前記流体を前記作業チャネル内へ受容するためのポートを含む、
遠位端部を有する内視鏡システムを提供すること
と、
前記内視鏡の前記遠位端部を前記対象へ挿入して、前記組織表面の標的場所にアプローチすることと、
コンピューティングデバイスを使用し、前記組織表面の画像捕捉素子によって取得された画像に基づいて、前記内視鏡の前記遠位端部と前記組織表面の前記標的場所との間の距離を算出し、それによって前記内視鏡の前記遠位端部が、前記組織表面の前記標的場所から所定の距離範囲内にあるかを判定することと、
前記算出に基づいて、前記内視鏡の前記遠位端部を、前記所定の距離範囲内の前記組織表面の前記標的場所からの距離に位置付けることと、
空気パルスを、可変制御圧力、可変持続時間、及び可変周波数で、前記内視鏡の前記作業チャネルを通じて前記標的組織表面に送達することと、
前記送達された空気パルスに対する前記標的組織の応答に基づいて、前記組織の前記感覚識別閾値を決定することと、を含む、方法。
【請求項１８】
前記内視鏡システムは、
外部空気源を前記内視鏡の前記ポートに接続する空気供給ラインに連結された圧力調節器及びソレノイド弁と、
前記圧力調節器及び前記ソレノイド弁に動作可能に連結され、かつそれらを制御する制御装置と、をさらに備え、
前記コンピューティングデバイスは、ディスプレイ、プロセッサ、及び命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体を含み、前記命令は、前記プロセッサによって実行されるときに、前記ディスプレイ上にユーザインターフェースを提供し、前記ユーザインターフェースは、ユーザが、前記制御装置に送信される制御コマンドとして１つ以上のパラメータを入力することを可能にする１つ以上の制御素子を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記内視鏡の前記遠位端部を前記患者に挿入する前に、前記内視鏡の前記遠位端部から前記所定の距離範囲内の距離に配設された圧力センサを使用して、送達される前記空気の圧力を較正することをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記較正は、前記圧力センサによって測定される圧力と、前記圧力センサによって測定されるそのような圧力を生成するために前記圧力調節器によって必要とされる電圧との間の対応関係を獲得することを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記体腔の前記組織は、前記対象の気道の一部分である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記組織は、前記対象の前記気道の咽頭、咽喉頭、または鼻咽頭部分から選択される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記体腔の前記組織は、前記対象の消化管の一部分である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記内視鏡システムの前記測距計素子は、
前記組織表面の前記標的場所上にレーザー光を投影するように構成されたレーザー出射素子と、
前記内視鏡の前記遠位端部に配置されたレンズ、
遠隔配置された画像センサ、ならびに
前記レンズと前記画像センサを接続する光ファイバーを備え、前記画像センサは、前記レンズによって受信され、前記光ファイバーを介して伝送される光信号を、電気信号に変換するように構成される画像捕捉素子と、を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
前記内視鏡の前記遠位端部と前記組織表面の前記標的場所との間の前記距離を算出することは、
前記画像センサから読み出された前記電気信号に基づいて、中心を有する視野を有するデジタル画像を構築することと、
前記デジタル画像内の前記投影されたレーザー光によって生成されるレーザースポットを特定することと、
前記視野の前記中心から前記レーザースポットの前記中心までの前記デジタル画像上の距離を算出することと、
前記算出された距離に基づいて、前記内視鏡の前記遠位端部から前記表面の前記標的場所までの距離を導出することと、を含む、請求項２４に記載の前記方法。
【請求項２６】
前記距離を前記導出することは、前記内視鏡の前記画像捕捉素子によって撮影された画像内に示されるレーザースポットの位置と、前記内視鏡の前記端部から試験表面までの測定された距離とを相関させる、事前の較正から得られた回帰方程式を使用することを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
対象の内腔の組織の表面の応答を測定する方法であって、
前記デバイスの前記遠位端部から表面までの距離を検出するように構成された測距計素子、
前記デバイスの前記遠位端部から対象の組織の表面へ流体を送達するための作業チャネル、
前記流体を前記作業チャネル内へ受容するためのポートを含む、遠位端部を有する内視鏡システムを提供することと、
前記内視鏡の前記遠位端部を前記対象へ挿入して、前記組織表面の標的場所にアプローチすることと、
コンピューティングデバイスを使用し、前記組織表面の前記画像捕捉素子によって取得された画像に基づいて、前記内視鏡の前記遠位端部と前記組織表面の前記標的場所との間の距離を算出し、それによって前記内視鏡の前記遠位端部が、前記組織表面の前記標的場所から所定の距離範囲内にあるかを判定することと、
前記算出に基づいて、前記内視鏡の前記遠位端部を、前記所定の距離範囲内の前記組織表面の前記標的場所からの距離に位置付けることと、
空気を、所定の圧力及び持続時間で、前記内視鏡の前記作業チャネルを通じて前記標的組織表面に送達して、前記組織からの応答を引き出すことと、を含む、方法。
【請求項２８】
内視鏡から表面までの距離を判定するためのシステムであって、
レーザー光を前記表面のある領域内の標的場所に投影するように構成されたレーザー出射素子と、
前記表面の前記領域の光信号を捕捉するための、前記内視鏡の前記遠位端部に配置されたレンズ、
遠隔配置された画像センサ、ならびに
前記レンズと前記画像センサを接続する光ファイバーを備え、
前記画像センサは、前記レンズによって受信され、前記光ファイバーを介して伝送される光信号を、電気信号に変換するように構成される画像捕捉素子とを備える、遠位端部を有する内視鏡を備える、システム。
【請求項２９】
コンピューティングデバイスをさらに備え、前記コンピューティングデバイスは、前記画像センサに動作可能に連結され、プロセッサと命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体とを含み、前記命令は、前記プロセッサによって実行されるときに、前記プロセッサに、
前記画像センサから読み出された前記電気信号に基づいて、中心を有する視野を有するデジタル画像を構築する、ことと、
前記デジタル画像内の前記投影されたレーザー光によって生成されるレーザースポットを特定することと、
前記視野の前記中心から前記レーザースポットの前記中心までの前記デジタル画像上の距離を算出することと、
前記算出された距離に基づいて、前記内視鏡の前記遠位端部から前記表面までの距離を導出することと、によって、前記内視鏡の前記遠位端部から前記表面の標的場所までの距離を算出させる、請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
前記距離を導出することは、前記内視鏡の前記画像捕捉素子によって撮影された画像内に示されるレーザースポットの位置と、前記内視鏡の前記端部から試験表面までの測定された距離とを相関させる、事前の較正から得られた回帰方程式を使用することを含む、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記回帰方程式は、指数方程式である、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
前記コンピュータ可読媒体は、命令をさらに備え、前記命令は、実行されるときに、極座標格子を前記コンピューティングデバイスのディスプレイに表示させ、前記極座標格子は、前記内視鏡の前記遠位端部から前記表面までの推定距離を示す円状に配列されたスケールを含む、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３３】
前記レーザー出射素子は、遠隔配置されたレーザー発生器からのレーザー光を伝送するための光ファイバーを備える、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３４】
組織表面のある領域を照明するように構成された照光素子をさらに備え、前記照光素子は、前記内視鏡の前記遠位端部に配置されたレンズと、前記レンズを遠隔配置された照明光源に接続する光ファイバーと、を備える、請求項２９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、国際出願第ＰＣＴ／ＩＢ２０１４／０６１０６３号（２０１４年４月２８日出願）及び米国特許出願第１４／５３７，２８８号（２０１４年１１月１０日出願）に対する優先権を主張するものであり、その各々の開示は、その全体が参照により本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００２】
咽頭は、消化管と呼吸管とをつなぐ構造である。これは、鼻腔の直後、口の後ろ、かつ食道及び喉頭の上に位置する喉の部分を構成する。ヒトの咽頭は、慣習的に、鼻咽頭、中咽頭、及び咽喉頭の３つの区分に分けられる。咽頭、ならびに喉頭内のその付近の構造、舌根、軟口蓋、及び食道上部の適切な機能が、食物塊が気道に入ることなく口から食道内へ正しく運ばれ、空気が消化管とは自由に出入りして呼吸することを確実にする。
【０００３】
咽頭及び喉頭反射の適切な機能は、嚥下及び呼吸にとって、それらが干渉しあうことなく働くために極めて重要である。喉頭内転筋反射、嚥下反射、及び咳反射は、これらのプロセスの調節に関与する主要な反射である。喉頭内転筋反射は、声帯の内転に関与し、咽頭−喉頭の粘膜の機械的及び化学的刺激によって引き起こされ、呼吸管下部内への食物及び異物の侵入から保護する。嚥下反射は、舌根及び咽頭の内壁における機械的及び化学的刺激によって引き起こされ、食物が気道に入ることなく口から食道内へと素早く通過するために、舌、軟口蓋、咽頭、喉頭、及び食道の異なる筋肉群の同時収縮または弛緩を発生させる。食物または液体が気道に入ると、それは肺に入り、有害な細菌を増殖させ、誤嚥性肺炎と呼ばれる肺感染症をもたらす場合がある。咳反射は、食物が気道内に入ってしまったという上記の反射機構における不具合の可能性に対する保護の役割を果たす。咳反射は、喉頭または気管の粘膜への機械的または化学的刺激によって引き起こされ、気道に侵入した物質の除去を可能にする。
【０００４】
嚥下障害のパラメータを確立するために、これらの反射の検査を実施することが有用である。例えば、Ａｖｉｖらは、米国特許第５，９７０，９７８号に説明される通り、空気パルスによって喉頭内転筋反射の感覚閾を臨床的に検査するための装置及び手順を導入しており、その開示はその全体が参照により本明細書に援用される。Ａｖｉｖのこの試験は、「光ファイバー内視鏡下の感覚試験による嚥下評価（ＦＥＥＳ−ＳＴ）」として知られた。
【０００５】
一致性研究において、ＦＥＥＳ−ＳＴ反射試験の観察者内での再現性は、装置の熟練した操作者においては良好であるが、経験の浅い者においては不良であることが観察されている。観察者間での再現性は、熟練した観察者及び経験の浅い観察者の双方で不良である。咽頭及び喉頭の反射における感覚の閾値の変化に関する熟練した観察者によって実施される試験は、貫通、誤嚥、及び肺炎などの結果を予測するために有用であり得る。しかしながら、試験の信頼性を欠く再現性のため、良好な予測が常になされ得るわけではない。
【０００６】
本発明者らは、ＦＥＥＳ−ＳＴ感覚試験の再現性を損なう問題が、喉頭粘膜にかかる空気パルスの圧力の変動を誘発する因子に関連し得ることを指摘する。さらに、喉頭粘膜にかかる空気パルスの圧力は、内視鏡の先端から衝撃部位までの距離、及び空気パルスが粘膜に当たる角度の変化により、（多くの場合は気付かないうちに）大幅に変動し得る。空気パルスは、経験の浅い観察者による場合は特に、不快感の結果としての患者の動きのため、または衝撃の距離または角度の推定の困難さもしくは個人差のため、反射の診査中に容易に変化し得る。さらに、粘膜に送達される実際の空気パルスの変動は、例えば、異なる長さ、材料、及び／または直径を有し得る空気パルスを送達するための異なる仕様の圧縮器及び内視鏡の空気チャネルまたはチューブなどの、空気供給源における変動性に起因し得る。
【０００７】
観察者内及び観察者間の再現性を改善し、気道または消化管に関連する患者の状態のより信頼性の高い診断を可能にするために、感覚閾測定をより正確にするような装置の改善された設計が必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
開示される主題の目的及び利点は、以下の説明に記載され、以下の説明から明らかとなり、また開示される主題の実践によって知られるであろう。開示される主題のさらなる利点は、記述される説明及びその特許請求の範囲、ならびに添付の図面に具体的に指摘される方法及びシステムによって、実現及び到達されるであろう。
【０００９】
これら及び他の利点を達成するために、開示される主題の目的に従って、具現化され、広範に説明される通り、開示される主題の一態様は、対象の組織の表面に流体を送達するためのシステムに関する。本システムは、内視鏡であって、遠位端部を有し、対象の組織の表面の画像を捕捉するように構成された、該内視鏡の遠位端部から該表面までの距離を判定するための測距計素子と、該内視鏡の遠位端部から該組織の表面へ流体を送達するための作業チャネルと、該流体を該作業チャネル内へ受容するためのポートとを含む、内視鏡を備える。本システムはまた、流体源を該内視鏡のポートに接続する流体供給ラインに直列に連結された圧力調節器及びソレノイド弁と、該圧力調節器及び該ソレノイド弁の各々に動作可能に連結され、かつそれらを制御する制御装置とも含む。
【００１０】
流体は、空気もしくは他の気体、または水などの液体であり得る。流体が空気である場合、制御装置は、圧力調整器を制御することによって作業チャネル内へ供給される空気の圧力を制御するように構成され得る。制御装置はまた、ソレノイド弁の開放状態を制御することによって作業チャネル内へ入る空気の持続時間を制御するようにも構成され得る。本システムは、圧力調節器の上流の場所で空気供給ラインに連結されたバッファ空気タンクを含み得、該バッファタンク内へ入る空気の圧力を制御するための、該バッファ空気タンクの上流の場所で空気供給ラインに連結された圧力計をさらに含み得る。
【００１１】
測距計素子は、レーザー光を組織表面のある領域内の標的場所に投影するように構成されたレーザー出射素子と、組織表面の該領域の画像を捕捉するように構成された画像捕捉素子とを含み得る。一実施形態では、画像捕捉素子は、内視鏡の遠位端部に配置されたレンズと、遠隔配置された画像センサと、該レンズ及び該画像センサを接続する光ファイバーとを含み得、該画像センサは、該レンズによって受信され、該光ファイバーを介して伝送される光信号を、電気信号に変換するように構成される。一実施形態では、レーザー出射素子は、遠隔配置されたレーザー発生器からのレーザー光を伝送するための光ファイバーを備える。
【００１２】
一実施形態では、本システムは、組織表面のある領域を照明するように構成された照光素子をさらに含み得る。照光素子は、内視鏡の遠位端部に配置されたレンズと、該レンズを遠隔配置された照明光源に接続する光ファイバーとを含み得る。
【００１３】
一実施形態では、レーザー光を伝送するための光ファイバーは、作業チャネル以外の内視鏡のチャネル内に配設され得る。他の実施形態では、レーザー光を伝送するための光ファイバーは、作業チャネル内に配設され得るか、または内視鏡の外部に位置付けられ得る（例えば、内視鏡のチューブ状部分の外部で、該チューブ状部分の鞘に取着される）。
【００１４】
一実施形態では、制御装置は、ディスプレイと、プロセッサと、命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体とを含むコンピューティングデバイスと動作可能に通信し、該命令は、該プロセッサによって実行されるときに、該ディスプレイ上にユーザインターフェースを提供する。ユーザインターフェースは、ユーザが、制御装置に送信される制御コマンドとして１つ以上のパラメータを入力することを可能にする１つ以上の制御素子を含み得る。例えば、ユーザインターフェースは、ユーザが圧力調節器及びソレノイド弁を制御するための制御装置のパラメータを入力するための制御素子を含み得る。
【００１５】
一実施形態では、本システムは、内視鏡の作業チャネルの遠位端部から出る流体の圧力を測定するための圧力センサをさらに含む。圧力センサは、制御装置に動作可能に連結され得、測定された圧力を制御装置に出力する。ユーザインターフェースは、圧力センサによって測定され、制御装置から読み出された圧力を表示するように構成され得る。
【００１６】
一実施形態では、コンピューティングデバイスは、コンピューティングデバイスが制御装置へコマンド信号を送信することを可能にするソフトウェア構成要素を含み、該コマンド信号は、制御装置が、圧力調節器及びソレノイド弁を制御して、予め設定されたスケジュールに従って所定の圧力、持続時間、及び周波数を有する複数の流体パルスを組織の表面に送達することを可能にする。
【００１７】
一実施形態では、コンピューティングデバイスは、画像センサから読み出された電気信号に基づいて、デジタル画像を構築することであって、該デジタル画像は、中心を有する視野を有する、構築することと、該デジタル画像内の投影されたレーザー光によって生成されるレーザースポットを特定することと、該視野の中心から該レーザースポットの中心までの該デジタル画像上の距離を算出することと、該算出された距離に基づいて、内視鏡の遠位端部から組織表面までの距離を導出することと、によって、内視鏡の遠位端部から組織の表面までの距離を算出する。該距離を導出することは、内視鏡の画像捕捉素子によって撮影された画像内に示されるレーザースポットの位置と、内視鏡の端部から試験表面までの測定された距離とを相関させる、事前の較正から得られた回帰方程式を使用することを含み得る。
【００１８】
別の態様では、本発明は、対象の体腔の組織の感覚応答及び感覚識別閾値を測定する方法を提供する。本明細書に説明されるシステムの種々の実施形態は、本方法の実施に使用され得る。本方法では、内視鏡の遠位端部が対象へ挿入されて、組織表面の標的場所にアプローチされる。内視鏡の遠位端部と標的場所との間の距離は、コンピューティングデバイスによって（例えば、上記に説明される方法によって）即時に算出され得、該コンピューティングデバイスは、ユーザが、内視鏡の遠位端部が組織表面の標的場所から所定の距離範囲内にあるかを判定することを可能にする。その距離が所望の範囲に到達すると、制御された圧力、持続時間、及び周波数の空気パルスが、内視鏡の作業チャネルを通して標的組織表面に送達され得る。送達された空気パルスに対する標的組織の観察された応答に基づいて、組織の感覚識別閾値が決定される。
【００１９】
患者に試験を実施する前に、送達される空気の圧力は、内視鏡の遠位端部から所定の距離範囲内の距離に配設された圧力センサを使用して較正され得る。較正は、圧力センサによって測定される圧力と、圧力センサによって測定されるそのような圧力を生成するために圧力調節器によって必要とされる電圧との間の対応を獲得することを含み得る。一実施形態では、回帰方程式は、指数方程式である。一実施形態では、コンピューティングデバイスは、コンピューティングデバイスのディスプレイ上に内視鏡の遠位端部から表面までの推定距離を示す円状に配列されたスケールを含む極座標格子を表示するように構成される。
【００２０】
体腔の組織は、例えば、対象の気道の咽頭、咽喉頭、または鼻咽頭部分などの対象の気道の一部分であり得る。体腔の組織はまた、対象の消化管の一部分でもあり得る。
【００２１】
別の態様では、本発明は、内視鏡から表面までの距離を判定するためのシステムを提供し、該システムは、遠位端部を有する内視鏡を含む。内視鏡は、レーザー光を表面のある領域内の標的場所に投影するように構成されたレーザー出射素子と、画像捕捉素子とを含む。画像捕捉素子は、表面の該領域の光信号を捕捉するための、内視鏡の遠位端部に配置されたレンズと、遠隔配置された画像センサと、該レンズ及び該画像センサを接続する光ファイバーとを含む。画像センサは、レンズによって受信され、光ファイバーを介して伝送される光信号を、電気信号に変換するように構成される。本システムは、画像センサに動作可能に連結され、本明細書に説明される方法に従って距離算出を実施するように構成された、コンピューティングをさらに備え得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
開示される主題は、以下の図面を参照することにより、より完全に理解されるであろう。
【００２３】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に従う、対象の組織へ流体を送達するためのシステム内の内視鏡の概略図を示す。
【図１Ｂ】図１に描写される内視鏡の特定の構成要素の配列例を例証する。
【図２】患者の感覚閾を測定するための、患者の咽頭、喉頭管内の場所を例証する。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に従う、空気パルスを送達するためのプロセス及び制御構成要素を描写するダイアグラムである。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に従う、空気パルスを送達するための種々の制御構成要素を含むデバイスの正面図の写真である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に従う、空気パルスの送達を制御するためのユーザインターフェースを概略的に例証する。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態に従う、空気パルスの送達を制御するためのユーザインターフェースを概略的に例証する。
【図５】本発明の一実施形態に従う、内視鏡の遠位端部と標的組織表面との間の距離を獲得し得る極座標格子を例証する。
【００２４】
図面は、必ずしも縮尺通りに描かれているわけではなく、特定の寸法が明確さのために誇張されていることに留意されたい。
【００２５】
開示される主題は種々の修正及び代替形態が可能であるが、それらの特定の実施形態が、図面に描写されており、本明細書により詳細に説明される。しかしながら、図面は、開示される具体的な形態に本主題を限定することを意図するものではなく、それとは反対に、その意図は、添付の特許請求の範囲によって定義される本主題の精神及び範囲内のすべての修正、等価物、及び代替物を例証し、含むことであることが理解されるべきである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明は、制御された圧力（単数または複数）、持続時間（単数または複数）、及び周波数（単数または複数）の流体パルスを組織表面に送達することによって、対象（または患者）の組織の感覚または感覚応答を測定するためのシステムを提供する。この測定は、例えば、患者の種々の反射の障害に関する洞察を提供し得る感覚閾などの感覚に関連する条件を評価または診断するために使用され得る。組織は、例えば、患者の喉頭及び咽頭管などの患者の気道の一部分、または患者の消化管の一部分、または神経支配され、適用される流体パルスに反応して観察可能な応答を生成する患者の体腔／管もしくは腔もしくは皮膚内の別の組織であり得る。別の態様では、本発明は、感覚測定の実施において本システムを使用する方法を提供する。
【００２７】
本出願全体を通して、流体の例として空気が使用されるが、流体は、例えば、空気もしくは二酸化炭素、酸素、窒素などの他の非毒性気体、または水などの液体の別のガス状物質であり得ることが理解される。
【００２８】
本発明の一実施形態によると、また図１Ａを参照すると、本システムは、内視鏡１００を含む。内視鏡１００は、本体部分１５０と、遠位端部１６５（これは内視鏡の遠位端部とも称される）を有する可撓性の略チューブ状の部分１６０とを有する。内視鏡は、空気を遠位端部１６５から組織表面に送達するための作業チャネル１１０を有する。作業チャネル１１０は、外部の空気供給から空気を受容するための内視鏡のポート１１３と流体連通している。光ファイバー（ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒｓまたはｆｉｂｅｒ  ｏｐｔｉｃｓ）１２０、１３０、及び１４０は、内視鏡の本体１５０内に受容され、各々、遠位端部１６５へと延在する。これらの光ファイバーの接続及び機能は、図１Ｂにさらに説明される。
【００２９】
図１Ｂに示される通り、レンズ１２１は、内視鏡１６５の遠位端部、かつ光ファイバー１２０の正面に配置される。レンズ１２１は、組織表面１７０（これは図２に描写される通り患者の咽頭、喉頭管の一部分であり得る）のある領域の光信号を捕捉し、光ファイバー１２０は、光信号を遠隔配置された画像センサ１２４に運び、それは光信号を電気信号に変換する。画像センサ１２４に到達する前に、光ファイバー１２０を介して伝送される光信号は、別のレンズ１２２によってコリメートされ得る（画像センサ１２４及びレンズ１２２は、合わせてデジタルカメラシステムの一部であり得る）。画像センサ１２４は、ＣＭＯＳもしくはＣＣＤセンサ、または当該技術分野において既知である他の光電工センサであり得る。レンズ１２１、光ファイバー１２０、及び画像センサ１２４は、一緒に内視鏡の画像捕捉素子を形成する。
【００３０】
光ファイバー１３０は、遠隔配置されたレーザー発生器１３５（後述される通り、これはレーザーダイオードであり得る）に連結され、レーザー光を内視鏡１６５の遠位端部へ伝送し、ここで、レーザー光は組織表面１７０に投影されて、レーザースポットｏｒレーザードットを形成する。コリメータレンズ１３１は、レーザー光の焦点をさらに合わせて、レーザースポットの大きさを低減するために、光ファイバー１３０の端部の正面に位置付けられ得る。レーザー光の発生、伝送、及び投影に関連するこれらの素子は、内視鏡のためのレーザー出射素子を一緒に形成する。
【００３１】
レーザー出射素子及び画像捕捉素子は、測距計素子を一緒に形成し得る。さらに、画像センサ１２４は、外部コンピューティングデバイス４００に動作可能に接続され、該外部コンピューティングデバイス４００は、本明細書にさらに説明される通り、画像捕捉素子によって捕捉される際に、視野の中心に対するレーザースポットの位置に基づいて内視鏡の遠位端部から組織表面までの距離を判定するための画像分析を実施するために必要なハードウェア及びソフトウェア構成要素を備える。
【００３２】
組織表面が患者の内管または腔内にある内視鏡的用途のために、組織表面を照明するための照光素子が含まれ得る。図１Ｂに示される通り、照光素子は、光源１４５（例えば、ランプ、白色光ＬＥＤなど、または必要に応じて他の照明源）に連結された光ファイバー１４０を含み得、該光ファイバー１４０は、可視光（例えば、白色光）を光源から内視鏡１６５の遠位端部に伝送し、ここで、光はレンズ１４１を介して組織表面１７０に投影される。必要に応じて、または所望により、例えば、内視鏡の遠位端部の１つを超える場所から照明照光を提供して、標的表面のより良好な視覚的画像を可能にするために、１つを超える照光素子が内視鏡内に含まれ得る。
【００３３】
内視鏡のチューブ状部分内の光ファイバー１２０、１３０、１４０、及び作業チャネル１１０の相対的な位置付けは、単に例証的なものであり、代替的な配列がなされ得ることが理解される。レーザー光を伝送するための光ファイバー１３０は、作業チャネル以外の内視鏡の別個のチャネル内に受容されるように描写されているが、光ファイバー１３０はまた、（流体が流通するための空間を依然残しながら）作業チャネル内に位置付けられてもよく、またはチューブ状部分１６０の鞘の外部に位置付けられても（また鞘に取着されても）よい。
【００３４】
図３Ａは、本発明の一実施形態に従う、空気パルスを送達するためのプロセスにおいて使用されるプロセス及び制御構成要素を概略的に描写するダイアグラムである。空気パルス送達のための種々の構成要素は、コンテナユニット３００内に収容され得る。コンテナユニットの正面図が、図３Ｂに示される。コンテナ内の構成要素は、コンテナ内に位置する電圧供給によって提供され得る。空気は、初めに吸気口３１０を介して外部空気供給によって提供され、バッファ空気タンク３３０に入る前に圧力計３２０によって調節され、次にバッファ空気タンク３３０によって空気は下流へ供給され、電気圧力調節器３４０及びソレノイド弁３６０によって調節される。次に、所定の圧力、持続時間、及び周波数の調節された空気パルスが、例えば、内視鏡のポートを介して内視鏡の作業チャネルへ送られる（図１Ａ及び１Ｂに示される通り）。
【００３５】
電気接続は、制御装置３０に集中し、該制御装置３０は、例えば、空気圧式調節器３４０の動作（例えば、調節器弁の開放を判定する、その動作電圧）、ソレノイド弁３６０（例えば、下流への空気の流れを可能または不可能にする、そのオン／オフ状態）、レーザー発生器１３５のための電力を制御するために、また圧力センサ３９０からのデータ捕捉のために、有線接続され、データ収集を提供し、それに接続される種々の構成要素のための機能を制御するようにプログラムされる。制御装置３０はまた、（下記にさらに説明される通り、ユーザマシンインターフェースを介して）コンピューティングデバイスにデータを送信し、コンピューティングデバイスからデータまたは制御コマンドを受信するために、有線または無線データリンク（単数または複数）（例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔリンクまたは他のリンク）を介してコンピューティングデバイス４００と動作可能に通信している。例えば、デジタル及びアナログ出力及び入力の読み取り及び書き込みに関するＬａｂＶＩＥＷ  ２０１３ベースプログラムが、制御装置３０に内蔵され得る。特定の実施形態では、図３に描写されるような種々の構成要素の仕様／説明は、下記の表に提供される。
【表１】
2017518787.tif 000002
2017518787.tif 000003
2017518787.tif 000004
【００３６】
これらの構成要素のうちのいくつかの制御機構が、下記に例証される。０〜１０Ｖ  ＤＣの間で変動するアナログ信号が、コンピューティングデバイス４００上のユーザマシンインターフェース内に構成されるように、圧力調節器ＶＰＰＥ−３−１／８−２−０１０  Ｅ１  ５５７７７１のために制御装置３０（ＤＡＱ）から送信され、動作電圧に従って空気の比例的通過を発生させる。ＤＡＱはまた、ソレノイドのオン／オフ弁（ＭＨＡ１−Ｍ１Ｈ−３／２Ｏ−０，６−ＨＣ）のために０〜３．３Ｖ  ＤＣの信号を発生させる。この信号は、結合回路３５０を通過し、該結合回路３５０は、電圧信号を４〜２０ｍＡの電流信号に変化させ、該電流信号は、ユーザインターフェース構成に従って５０〜１０００ｍｓの期間維持され得る。これは、各空気パルスを開始及び終了するときに確立され得る。ＤＡＱはまた、３．３〜５Ｖ  ＤＣのアナログ信号を送信し、該アナログ信号は、レーザー発生器（レーザーダイオードＦＴＥＣ２５３２−Ｖ１０ＴＡ０）によって出射されるレーザー光の強度の調節を可能にし、該レーザー発生器は、５Ｖの信号で最大の２０ｍＷに到達するように駆動電圧に比例して出力を増加させる。ＤＡＱは、試験の必要に応じて出力圧力を較正するために、２００Ｓ／秒のサンプリングレートにて圧力センサＭＰＸ２０１０ＧＳＸによって提供されるデータを記録し得る。
【００３７】
送気流は、圧力計３２０を通過し、該圧力計３２０は、高精度デジタル空気圧力調節器仕様（３〜４バール）に従って、本システムに入る空気の調節を可能にする。バッファ空気タンク３３０は、入力圧力のショックを緩和し、本システムが常に必要な量の空気及び圧力（３〜４バール）を有することを確実にする。空気は次に、圧力調節器ＶＰＰＥ−３−１／８−２−０１０  Ｅ１  ５５７７７１に到達し、該圧力調節器は、コンピューティングデバイス４００のユーザインターフェース内に構成されるように空気の通過を調節して、選択される圧力（０．００１３３〜０．０１３３バールまたは１〜１０ｍｍＨｇ）を達成する。高速オン／オフソレノイド弁（ＭＨＡ１−Ｍ１Ｈ−３／２Ｏ−０，６−ＨＣ）は、空気パルスの持続時間及び周波数を調節する（開放時間に関しては５０〜１０００ｍｓ、閉止時間に関しては５０〜３０００ｍｓ）。最後に、空気パルスは、排出口３８０から出て、内視鏡によって感覚測定を受ける患者に送達されるか、または較正のために圧力センサ３９０（ＭＰＸ２０１０ＧＳＸ）に送達されてもよい。
【００３８】
コンピューティングデバイス４００は、ワークステーション、デスクトップコンピュータ、ラップトップ、タブレット、または例えば、制御装置３０からデータを読み出し、作業パラメータ及び制御装置３０によって制御される種々の構成要素（例えば、圧力調節器３４０、ソレノイド３６０、レーザー発生器１３５など）の状態を表示し、これらの構成要素の動作を制御するためにデータ／コマンドを制御装置３０に送信するなど、コンピューティングデバイスが制御装置３０と通信し、制御装置３０を制御することを可能にするメモリ及びプロセッサ及びソフトウェア構成要素を含む、他のコンピューティングデバイスであり得る。コンピューティングデバイス４００は、ディスプレイ、及びソフトウェア構成要素を含み得、該ソフトウェア構成要素は、実行されるときに、ユーザが、制御装置に送信される制御コマンドとして１つ以上のパラメータを入力することを可能にする１つ以上のユーザ制御素子を含むユーザマシンインターフェース（またはユーザインターフェース）を、該ディスプレイ上に提供し得る。ユーザインターフェースはまた、種々の構成要素の状態を指示する制御装置３０から読み出された値、パラメータ、またはデータを表示し得る。それに加えて、ユーザインターフェースは、内視鏡の画像捕捉素子によって捕捉される際に組織表面のライブ画像を表示するための領域をさらに含み得る。
【００３９】
患者の組織の表面の感覚応答の検査を実施するために、本システムの内視鏡の遠位端部は、標的組織表面付近の位置に導入され得、次にコンピューティングデバイス内に実装されたソフトウェア構成要素によって、内視鏡の遠位端部から標的組織表面までの距離が所定の距離範囲内であるかが判定される。例えば、咽頭反射の感覚識別閾値を決定するために、所定の範囲は、約８ｍｍ〜１０ｍｍ、例えば、９ｍｍであり得る。内視鏡が適切に位置付けられた後、制御装置３０から受信される駆動信号によって制御される空気圧式送達ラインに関する種々の制御構成要素のプログラムされた動作シーケンスによって、所定の圧力、持続時間、及び周波数の空気パルスが標的表面に送達され得る。例えば、空気パルスの送達は、コンピューティングデバイスのユーザインターフェース上の予め指定されたユーザ制御素子によって開始及び停止され得る（これは、コンピューティングデバイス４００のマウスまたはキーボードなどの入力デバイスを使用するユーザによって作動され得る）。ユーザ／操作者の便宜のために、空気パルスの送達はまた、（フットペダルからのトリガ信号を受信し、それに応答するようにプログラムされている）制御装置３０に動作可能に接続され得るフットペダル（図３には示されていない）をユーザが押すことによっても開始され得る。空気パルスの送達を開始するためのものと、空気パルスの送達を停止するためのものとの２つのフットペダル構成も、使用され得る。組織の感覚閾を決定するために、多様な圧力の一連の空気パルスが、組織に連続的及び自動的に送達され得る。例えば、空気パルスは、予め設定されたスケジュールに従って、漸減する圧力を用いて投与され得る（例えば、圧力は、各圧力において１０パルス、毎パルス５０ｍｓの持続時間及び毎パルス３秒の周波数で、１０ｍｍＨｇから１ｍｍＨｇまで（１ｍｍＨｇ間隔で）で低減される）。感覚閾は、組織応答が最後に観察される圧力と、組織応答がもはや観察され得ない圧力との間で決定され得る。
【００４０】
本システムを使用して患者の感覚応答を測定する前に、空気パルスの圧力は、空気圧センサを、患者のために企図される検査条件において内視鏡先端と標的組織表面との間に必要とされる距離に対応する所定の距離に配設することによって、較正され得る。例えば、咽頭反射の患者の感覚閾の決定のために患者を試験するために、動作距離範囲は、約８ｍｍ〜約１０ｍｍであり得、したがって較正のためには、圧力センサもまた、この距離範囲内の内視鏡の遠位端部からの距離に配設され得る。別の例では、較正は、内視鏡先端をセンサに接続することによって実行される。圧力調節器３４０は、制御装置３０によって提供される電圧に比例する駆動信号を介して制御装置によって制御されるため、較正プロセスは、圧力センサによって検知された実際の圧力と制御装置３０によって提供される圧力調節器３４０の動作電圧とを対応させる表を発生させ得る。この電圧と圧力の対応は、コンピューティングデバイスの記憶装置デバイス内に記憶され得、上述の通り、患者の実際の検査においてその後の多様な圧力の空気パルスの自動投与によって動作パラメータとして使用される。
【００４１】
図４Ａ及び４Ｂは、内視鏡の遠位端部から出る空気パルスを構成及び較正するための、コンピューティングデバイスのディスプレイ上に示されるユーザインターフェース例のスクリーンショットである。２つのスクリーンショットは、アプリケーションウィンドウの上部のタブを通じてアクセスされ得る、コンピューティングデバイスのメモリ上に存在するソフトウェアアプリケーションの前面パネルの２つのインターフェースを表す。
【００４２】
タブ「刺激パネル」（図４Ａに示される）は、ユーザが、刺激（またはパルス）の発生及び表示に必要なパラメータを入力することを可能にする。図４Ａに示される種々の制御部及びインジケータ素子は、以下に説明される。
【００４３】
制御部：
刺激用の電圧（Ｖ）：この制御部を通じて、ユーザは、圧力弁に送信される電圧レベルを設定することができ、それは、ユーザが必要とする通りに、より高いまたはより低い出力圧力をもたらすように調節器弁の開放の程度を確立する。電圧用の入力ボックスの数（１〜１５と示される）は、制御部「刺激の数」によって定義される。各ボックスは、０〜１０の値を受け入れる。デフォルト値は０である。
【００４４】
刺激の数：これはオプションメニューであり、この制御部を通じて、ユーザは、１〜１５の値を選択し得る。この値は、「刺激用の電圧（Ｖ）」内の入力ボックスの数を可能にする。この制御部のデフォルト値は、１０である。
【００４５】
刺激持続時間：この制御部を通じて、ユーザは、ソレノイド弁が各空気パルスに関して開放したままであるためのミリ秒数を入力し得る。この制御部は、０〜３０００の値を可能にする。デフォルト値は１００である。
【００４６】
刺激間の時間：この制御部を通じて、ユーザは、ソレノイド弁が、次の刺激が送達されるまでオフのままであるためのミリ秒数を入力し得る。この制御部は、０〜３０００の値を可能にする。デフォルト値は１００である。
【００４７】
レーザー電圧：この制御部を通じて、ユーザは、レーザー発生器のための電圧レベルを入力して、そのビームの出力を増加または減少させる。
【００４８】
レーザー開始：この制御部を通じて、ユーザは、レーザーを作動させる。換言すれば、これはレーザー発生器（レーザーダイオード）をオンまたはオフにする。この制御部は、論理型であり、対応するボタンをクリックすることによって作動され、該ボタンの色は、作動されると、例えば、黄から緑に変化され得る。
【００４９】
刺激開始：この制御部の作動は、事前に定義されたパラメータを用いて構成された刺激シーケンスの送達を開始する。圧力レベルは、制御部：「刺激用の電圧（Ｖ）」内の値に依存し、各刺激は「刺激持続時間」に従って持続し、周波数は「刺激間の時間」の値に依存する。この制御部は、論理型であり、対応するボタンをクリックすることによって作動され、該ボタンの色は、作動されると、例えば、黄から緑に変化され得る。
【００５０】
停止：この制御部を通じて、ユーザは、空気パルスの送達を停止し得る。この制御部は、論理型であり、対応するボタンをクリックすることによって作動され、該ボタンの色は、作動されると、例えば、黄から緑に変化され得る。
インジケータ：
【００５１】
ＦＰＧＡ電圧（Ｖ）：このインジケータは、ユーザが、各刺激の発生中にどのレベルの電圧が圧力調節器に送信されているかを見ることを可能にする。このインジケータに示されるデータは、事前に構成された制御部「刺激用の電圧（Ｖ）」に設定された値の各々に対応する。
【００５２】
現在の刺激：このインジケータは、任意の特定の瞬間に実行している刺激の数を示す。この刺激の数は、「刺激用の電圧（Ｖ）」制御部における刺激セットの数に対応する。
【００５３】
残りの刺激：このインジケータは、事前に構成したシリーズを完了するためにいくつの刺激が残っているかを示す。
【００５４】
圧力調節器：このインジケータは、圧力調節器が「ＦＰＧＡ電圧（Ｖ）」に示される電圧をいつ受信しているかを示す。これは、論理的インジケータであり、作動されると、その色は、例えば、黄から緑に変化し得る。
【００５５】
弁オン／オフ：このインジケータは、いつソレノイド弁が開放または閉止されているかを示す。これは、論理的インジケータであり、作動されると、その色は、例えば、黄から緑に変化し得る。
【００５６】
タブ「較正パネル」（図４Ｂに示される）は、ユーザが、圧力センサ（ＭＰＸ２０１０ＧＳＸ）からのデータの表示及び書き込みを作動させることを可能にする。このパネル上の種々の制御部及びインジケータ素子は、図４Ｂに示され、以下に説明される。
制御部：
【００５７】
圧力センサ読み取り開始：この制御部は、圧力センサ（例えば、本明細書に説明される実施形態ではＭＰＸ２０１０ＧＳＸセンサ）からの圧力データの読み取り及び書き込みを可能にする。これは、ユーザが、センサからのこの信号を、表示する及び／または例えば、テキストファイルもしくはスプレッドシートファイルなどの出力ファイルに書き込むために、捕捉することを可能にし、該ファイルはコンピューティングデバイスのローカルメモリに記憶される。
【００５８】
刺激開始：この制御部は、図４Ａに関して上記に説明される「刺激開始」制御部と同様の意味及び機能を有する。
インジケータ：
【００５９】
最大電圧：このインジケータは、各読み取り中に圧力センサによって記録される最大電圧を示す。
【００６０】
センサ電圧：このグラフインジケータは、ユーザに、圧力センサによって捕捉された値を電圧対時間のプロットで即時に示す。
【００６１】
インジケータＦＰＧＡ電圧（Ｖ）、現在の刺激、残りの刺激、刺激持続時間、及び刺激間の時間は、各々、図４Ａに関して上記に説明される、その対応する制御部と同様の意味及び機能を有する。
【００６２】
上述の通り、標的表面に対する内視鏡の遠位端部の適切な位置付けは、内視鏡の遠位端部から送達される空気パルスに基づく感覚閾試験の正確さ及び信頼性の重要な因子である。内視鏡が所望の距離に位置付けられているか（及び維持されているか）を判定するために、本発明は、距離較正及び推定のためのコンピューティングデバイス４００上のソフトウェア構成要素またはモジュールを提供し、それは以下に説明される。
【００６３】
距離較正：
このモジュールでは、内視鏡の遠位端部とレーザースポットが投影される表面との間の測定された距離（ｄｃ）を用いた表を獲得することが目的である（この測定は、内視鏡の遠位端部から試験表面まで高精度マイクロメータによってなされ得る）。この測定された距離を、レーザースポットの中心（スポット重心）と内視鏡のカメラ捕捉構成要素によって捕捉される画像の視野の中心との間の距離と比較した。このデジタル画像上の距離を、半径（ｒ）と称する。次に、「ｄｃ」と「ｒ」との間の関係を散布図にプロットし、異なる回帰（例えば、線形回帰、高次多項式回帰、または他の種類の回帰など）を実施して、２つの変数間の相関を見出した。回帰方程式の適合度を、決定計数（Ｒ２）によって評価した。一実施形態では、最良の回帰方程式は、指数式、例えば、ｒ＝Ａ＊ｅｘｐ（Ｂ＊ｄｃ）であり、式中、定数Ａ、Ｂ、及びＣは、実験的に選択された境界条件によって獲得されることが見出された。
【００６４】
距離推定：
このモジュールでは、較正において決定されたｒとｄｃとの間の逆関係を使用して、内視鏡の画像捕捉素子の視野の中心に対する、内視鏡の画像捕捉素子によって捕捉された画像上のレーザースポットの中心からの距離に基づいて、内視鏡の遠位端部から患者の組織表面までの距離を導出することができる。例えば、上記の指数方程式を使用する場合、推定距離は、ｄ＝ｌｎ（ｒ／Ａ）／Ｂによって獲得され得る。推定距離は、コンピューティングデバイス４００のディスプレイのユーザインターフェース上に直接（数値的に）示され得る。別法として、一実施形態では、上記の指数方程式を使用して、円を有する極座標格子をプロットすることができる。図５に示される通り、極座標格子５００は、標的組織表面に関する捕捉された即時画像６００上に重ね合わせることができ（極座標格子５００の中心５０５は、内視鏡の画像捕捉素子の中心と一致する）、この場合、極座標格子上の円は、ユーザに推定距離を指示して、ユーザが、組織表面の目視検査を行いながら、レーザースポット５９０が極座標格子内に視覚的に含まれるかに基づいて推定距離を便宜的に見ることを可能にするために使用され得る。例えば、一実施形態において、また図５に示される通り、円５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、及び５６０は、それぞれ１．７８ｍｍ、３ｍｍ、６ｍｍ、９ｍｍ、１２ｍｍ、及び１５ｍｍの推定距離を表す。最も外側の円５１０は、最短距離を示し、実際の試験を開始する前に画像捕捉素子を中心付けるために使用され得る。較正から獲得された回帰方程式を使用して、これらの円の間に挿入することによって追加の円がプロットされ得る。内視鏡を体管または腔の正しい箇所に置くのを助けるために、追加の十字が、その中心を視野の中心にして、視野全体を覆うようにプロットされてもよい。距離の推定において、レーザースポットの位置は、（例えば、画像の色及び／または明度分析による）背景からのレーザースポットの区分け、及びレーザースポットの中心の決定を含む、デジタルグラフィックス処理技術によって実施され得る。
【００６５】
本発明の範囲は、上記に具体的に示され、説明されているものによって限定されない。本発明の特定の実施形態が示され、説明されているが、変形及び修正が本発明の精神及び範囲から逸脱することなくなされ得ることは、当業者には明らかであろう。前述の説明及び添付の図面に記載される内容は、限定としてではなく、単に例証のために提供される。
【図１Ａ】
2017518787.tif 000005
【図１Ｂ】
2017518787.tif 000006
【図２】
2017518787.tif 000007
【図３Ａ】
2017518787.tif 000008
【図３Ｂ】
2017518787.tif 000009
【図４Ａ】
2017518787.tif 000010
【図４Ｂ】
2017518787.tif 000011
【図５】
2017518787.tif 000012
【国際調査報告】
2017518787.tif 000013
2017518787.tif 000014
2017518787.tif 000015
2017518787.tif 000016
2017518787.tif 000017