(57)【要約】  網膜血管系の解析によりアルツハイマー病等の疾患を検出する方法を開示する。上記網膜血管系の解析により疾患を検出する方法は、小さすぎて他のイメージング様式では見えない複数のアミロイドベータ斑およびドルーゼンの画像を取得するために、光学レトロモード照射技術の組み合わせを適用することを含んでもよい。上記疾患は、指令を記憶した非一時的コンピュータ記憶媒体を用いて検出されてもよく、当該指令はそれが実行された時に上記網膜血管系の解析により疾患を検出する方法を実施する。上記方法では、所定の期間にわたる、上記疾患の、内腔厚さ、斑、サイズ、領域、および密度の変化を網膜血管系を解析することにより追跡してもよい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
網膜血管系の解析により疾患を検出する方法であって、
患者ユーザの内網膜層の複数の視像の複数のフレームを撮像する工程と、
１つ以上の超解像技術を用いて前記フレームを整列および結合させる工程と、
前記整列・結合フレームをモニターする工程と、
前記モニターされた、整列・結合フレームにおける変化を定量化する工程とを備える方法。
【請求項２】
前記撮像は光コヒーレンストモグラフィーを用いて１つ以上の血管測定値を評価する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記整列および結合は、カラー眼底イメージング、フルオレセイン血管造影、ＩＣＧ血管造影、レッドフリー照射、ＩＲレトロ照射、ハイパースペクトルイメージング、およびマルチスペクトルイメージングからなる群から選択された前記１つ以上の超解像技術を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記配列および結合は複数の標準共焦点ＩＲ画像を含み、当該標準共焦点ＩＲ画像をレトロモード画像と結合してより高感度な従来の共焦点画像またはハイパーコントラストな結合画像を生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記配列および結合はＩＲ共焦点モードにおいて用いられる円環を含み、当該円環をスリット、グリッド、スピニングディスク共焦点、ホログラフィ干渉画像、または符号化アパーチャと置き換えて、従来は低解像度であった網膜血管細部の検出度をさらに高める、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記配列および結合は複数の焦点面を含み、当該焦点面を取得および結合して複数の検出された網膜血管の三次元描画を生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記配列および結合はアパーチャ位置を含み、当該アパーチャ位置には光路において段差が設けられ、前記患者ユーザの網膜からの反射または出射光との相互作用を変化させる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記モニタリングおよび定量化は非一時的記憶媒体、プロセッサ、およびメモリシステムにより実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記定量化は複数の蛍光発光画像を含み、当該蛍光発光画像を複数のＩＲモード画像と結合して、同じ場所に配置される（ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ）検出マトリクスを生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記疾患はアルツハイマー病である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
実行される際、方法を実行する指示を記憶している非一時的コンピュータ記憶媒体であって、該方法は、
患者ユーザの内網膜層の複数の視像の複数のフレームを撮像する工程と、
１つ以上の超解像技術を用いて前記フレームを整列および結合させる工程と、
前記整列・結合フレームをモニターする工程と、
前記モニターされた、整列・結合フレームにおける変化を定量化する工程とを備える非一時的コンピュータ記憶媒体。
【請求項１２】
前記撮像は光コヒーレンストモグラフィーを用いて１つ以上の血管測定値を評価する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記整列および結合は、カラー眼底イメージング、蛍光眼底造影、ＩＣＧ血管造影、レッドフリー照射、ＩＲレトロ照射、ハイパースペクトルイメージング、およびマルチスペクトルイメージングからなる群から選択された前記１つ以上の超解像技術を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記配列および結合は複数の標準共焦点ＩＲ画像を含み、当該標準共焦点ＩＲ画像を複数のレトロモード画像と結合してより高感度な従来の共焦点画像またはハイパーコントラストな結合画像を生成する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記配列および結合はＩＲ共焦点モードにおいて用いられる円環を含み、当該円環をスリット、グリッド、スピニングディスク共焦点、ホログラフィ干渉画像、または符号化アパーチャと置き換えて、従来は低解像度であった網膜血管細部の検出度をさらに高める、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記配列および結合は複数の焦点面を含み、当該焦点面を取得および結合して、複数の検出された網膜血管の三次元描画を生成する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記配列および結合はアパーチャ位置を含み、当該アパーチャ位置には光路において段差が設けられ、前記患者ユーザの網膜からの反射または出射光との相互作用を変化させる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記モニタリングおよび定量化は非一時的記憶媒体、プロセッサ、およびメモリシステムにより実施される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記定量化は複数の蛍光発光画像を含み、当該蛍光発光画像を複数のＩＲモード画像と結合して、同じ場所に配置される（ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ）検出マトリクスを生成する、請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
前記疾患はアルツハイマー病である、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２０１３年３月１５日に出願された米国仮出願第６１／８００，７８６号に基づく優先権を主張し、その全開示を参照により援用する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、検出するための方法である。より具体的には、本発明は、網膜血管系の解析によりアルツハイマー病などの疾患を検出する方法である。
【背景技術】
【０００３】
アルツハイマー病すなわちＡＤの特徴的な兆候は、人の網膜におけるアミロイドベータ斑の蓄積であり得る。アミロイドは脳内においてアミロイド陽電子放射断層撮影すなわちＰＥＴ画像法を用いて検出され得るが、その解像度は比較的低く、ポジティブスキャンを実現するためにはかなりの蓄積量が必要である。
【０００４】
死後の網膜を評価するにあたって、血管の内壁にアミロイドベータ斑が蓄積していることがあり、これにより血管の内腔または内部が狭くなる。種々の測定技術により、狭くなった血管内腔を有する患者ほどアルツハイマー病や軽度認知機能障害すなわちＭＣＩのリスクが高いこと、または実際にＡＤを発病していることが確認された。アミロイドは認知機能低下の発症より略２０年前から蓄積され得るので、これらの技術は諸症状が出る前かつ比較的初期の段階でＡＤを検出する手段として期待されている。これは、所定の期間にわたって変化を観察することにより疾患のレベルまたは疾患に罹るリスクを判定する方法の基礎となり得る。
【０００５】
上記網膜血管系の解析によりアルツハイマー病等の疾患を検出する方法は在来型の眼底カメラを用いて行い得るが、小さな共焦点アパーチャを有する走査型レーザ検眼鏡のほうが比較的優れた結果を提供する。走査型レーザ検眼鏡すなわちＳＬＯによる赤外線すなわちＩＲイメージングを利用する場合、媒体混濁の前での光の散乱が比較的少ないので、水晶体混濁を有する高齢患者にとっては比較的快適で有利である。共焦点走査型レーザ検眼鏡によるＩＲモードイメージングは、赤外線レーザで網膜を撮像するために用いることができる。上記提案されたイメージング方法では、小さな共焦点アパーチャを用いて対象とする焦点面以外の領域からの光を拒絶してもよい。上記技術によって血管が撮像され、より急峻なエッジとなり、散乱を抑制し得る。
【０００６】
上記方法は血管壁および内腔の検出には役立つが、超解像度を有する方法と他の画像処理や解析技術とを組み合わせることによって、多様な血管における変化を疾患の比較的初期の段階で検出し、また所定の期間にわたって追跡する方法を提供し得る。
【０００７】
アミロイドベータ斑は人の脳において特定され得るが、疾患の比較的初期の段階において比較的サイズの小さい堆積物を特定することは、既存の網膜イメージング技術では不可能であろう。この問題は、共焦点レーザ走査検眼鏡を用いたＩＲモード照射技術と、従来の他のイメージング様式では測定のための画質が不十分であった血管壁および血管内腔の撮像が可能な超解像画像処理技術との組み合わせによって解消できる。マルチ画像超解像技術は、一連の画像を記録した後それら画像のデータセットを組み合わせることにより比較的顕著な解像度および画質の画像を生成し、それにより疾患の比較的初期の段階において血管縁および内腔の細部を解像することを可能にする。さらに、血管壁および内腔の厚さまたは薄さ、サイズ、領域、密度、反射率の経時変化を追跡することは、進行する疾患およびその進行速度の指標となり得る。これらの態様は、以前には全く検討されていない。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、検出するための方法である。より具体的には、本発明は、網膜血管系の解析によりアルツハイマー病などの疾患を検出する方法である。
【０００９】
上記網膜血管系の解析により疾患を検出する方法は、患者ユーザの内網膜層の複数の視像の複数のフレームを撮像する工程と、１つ以上の超解像技術を用いて上記フレームを整列および結合させる工程と、上記整列・結合フレームをモニターする工程と、上記モニターされた整列・結合フレームにおける変化を定量化する工程とを備える。
【００１０】
本発明は、実行される際、方法を実行する指示を記憶している非一時的コンピュータ記憶媒体であって、上記方法は、患者ユーザの内網膜層の複数の視像の複数のフレームを撮像する工程と、１つ以上の超解像技術を用いて上記フレームを整列および結合させる工程と、上記整列・結合フレームをモニターする工程と、上記モニターされた、整列・結合フレームにおける変化を定量化する工程とを含む。
【００１１】
本発明の目的は、血管測定値の評価に用いられる光コヒーレンストモグラフィーを用いて、網膜血管系の解析により疾患を検出する方法を提供することである。
【００１２】
本発明の目的は、複数の蛍光発光画像をＩＲモード画像と結合して同じ場所に配置される（ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ）検出マトリクスを生成し得る、網膜血管系の解析により疾患を検出する方法を提供することである。
【００１３】
本発明の目的は、複数の標準共焦点ＩＲ画像をレトロモード画像と結合してより高感度な従来の共焦点画像またはハイパーコントラストな結合画像を生成し得る、網膜血管系の解析により疾患を検出する方法を提供することである。
【００１４】
本発明の目的は、ＩＲ共焦点モードにおいて用いられる円環をスリット、グリッド、スピニングディスク共焦点、ホログラフィ干渉画像、または符号化アパーチャと置き換えて従来は低解像度であった網膜血管細部の検出度をさらに高め得る、網膜血管系の解析により疾患を検出する方法を提供することである。
【００１５】
本発明の目的は、複数の焦点面を取得および結合して複数の検出された網膜血管の三次元描画を生成し得る、網膜血管系の解析により疾患を検出する方法を提供することである。
【００１６】
本発明の目的は、光路におけるアパーチャ位置に段差を設けて患者ユーザの網膜からの反射または出射光との相互作用を変化させ得る、網膜血管系の解析により疾患を検出する方法を提供することである。
【００１７】
本発明の目的は、カラー眼底イメージング、フルオレセイン血管造影、ＩＣＧ血管造影、レッドフリー、ＩＲレトロ照射、ハイパースペクトルおよびマルチスペクトルイメージング、および光コヒーレンストモグラフィーと共に利用され得る装置、を含む様々なイメージング工程に利用され得る、網膜血管系の解析により疾患を検出する方法を提供することである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本発明を添付の図面を参照して例示的実施形態により説明するがこれらに限定されない。添付の図面において同一の参照符号は同一の要素を示す。
【図１】本発明の一実施形態に係る、走査型レーザ検眼鏡からの第１の画像を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る、１つ以上の超解像技術を用いた走査型レーザ検眼鏡からの第２の画像を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る、１つ以上の超解像技術を用いた走査型レーザ検眼鏡からの第３の画像を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る、網膜血管系の解析により疾患を検出する方法のフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る、指令を記憶した非一時的コンピュータ記憶媒体を用いた網膜血管系の解析により疾患を検出する方法のフローチャートであって、当該指令はそれが実行されることによって上記方法を実行する。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
例示的実施形態の種々の側面を、当業者がその作業の本質を他の当業者に伝える際に一般的に採用される用語を用いて説明する。しかし、それら説明する側面の一部のみについて本発明を実施してもよいことは当業者にとって明らかだろう。具体的な数、材料、及び構成は説明のためのものであり、例示的実施形態の完全な理解のために記載するものである。しかし、そのような具体的な細部に関わらず本発明を実施してもよいことは当業者にとって明らかだろう。他の例では、例示的実施形態が不明瞭にならないように周知の特徴は省略又は簡略化する。
【００２０】
種々の動作を複数の別々の動作として説明するが、それが本発明の理解に最も役立つ説明の仕方となる。しかし、説明の順番は、それらの動作がその順番通りでなければならないことを示唆するものとして解釈すべきではない。特に、それらの動作を提示順に行う必要はない。
【００２１】
「一実施形態では」との文言を繰り返し使用する。この文言は一般的には同一の実施形態を指すものではないが、同一の実施形態を指す場合もある。「備える」、「有する」、及び「含む」との文言は、文脈上別の指示がない限り同義である。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る、走査型レーザ検眼鏡からの第１の画像１００を示す図である。
【００２３】
図１に示すように、第１の画像１００は、患者ユーザの内網膜層１１０であってもよい。より詳細には、第１の画像１００は１つ以上の血管測定値１２０であってもよい。第１の画像１００は、１つ以上の超解像技術を用いない走査型レーザ検眼鏡により生成され得る。
【００２４】
図２は、本発明の一実施形態に係る、１つ以上の超解像技術を用いる走査型レーザ検眼鏡からの第２の画像２００を示す図である。
【００２５】
図２に示すように、第２の画像２００は患者ユーザの内網膜層２１０であってもよい。より詳細には、第２の画像２００は複数の血管測定値２２０であってもよい。第２の画像２００は１つ以上の超解像技術を用いた走査型レーザ検眼鏡により生成された複数の血管測定値２３０の組み合わせであってもよい。
【００２６】
図３は、本発明の一実施形態に係る、１つ以上の超解像技術を用いた走査型レーザ検眼鏡からの第３の画像３００を示す図である。
【００２７】
図３に示すように、第３の画像３００は患者ユーザの内網膜層３１０であってもよい。より詳細には、第３の画像３００は複数の血管測定値３２０であってもよい。血管測定値３２０は１つ以上の超解像技術を用いた走査型レーザ検眼鏡により生成され得る。
【００２８】
図４は、本発明の一実施形態に係る、網膜血管系の解析により疾患を検出する方法４００のフローチャートである。
【００２９】
方法４００は、患者ユーザの内網膜層の複数の視像の複数のフレームを撮像するステップ４１０と、１つ以上の超解像技術を用いて上記フレームを整列および結合させるステップ４２０と、整列・結合フレームをモニターするステップ４３０と、モニターされた、整列・結合フレームにおける変化を定量化するステップ４４０とを含んでもよい。
【００３０】
撮像ステップ４１０は、１つ以上の血管測定値を評価するための光コヒーレンストモグラフィーを用いることを含んでもよい。整列結合ステップ４２０は、カラー眼底イメージング、フルオレセイン血管造影、インドシアニングリーンすなわちＩＣＧ血管造影、レッドフリー照射、ＩＲレトロ照射、ハイパースペクトルイメージング、およびマルチスペクトルイメージングからなる群から選択され得る１つ以上の超解像技術を含んでもよい。整列結合ステップ４２０は、複数の標準共焦点ＩＲ画像を含んでもよく、当該標準共焦点ＩＲ画像をレトロモード画像と結合してより高感度な従来の共焦点画像またはハイパーコントラストな結合画像を生成してもよい。整列結合ステップ４２０は、複数の標準共焦点赤外線画像を含んでもよく、当該標準共焦点ＩＲ画像をレトロモード画像と結合してより高感度な従来の共焦点画像またはハイパーコントラストな結合画像を生成してもよい。整列結合ステップ４２０は、ＩＲ共焦点モードにおいて用いられる円環を含んでもよく、当該円環をスリット、グリッド、スピニングディスク共焦点、ホログラフィ干渉画像、または符号化アパーチャと置き換えて、従来は低解像度であった網膜血管細部の検出度をさらに高めてもよい。整列結合ステップ４２０は、複数の焦点面を含んでもよく、当該焦点面を取得および結合して、複数の検出された網膜血管の三次元描画を生成してもよい。整列結合ステップ４２０は、アパーチャ位置を含んでもよく、光路において当該アパーチャ位置に段差を設け、患者ユーザの網膜からの反射または出射光との相互作用を変化させてもよい。モニタリングステップ４３０は、非一時的記憶媒体、プロセッサ、およびメモリシステムにより実行されてもよい。定量化ステップ４４０は、非一時的記憶媒体、プロセッサ、およびメモリシステムにより実行されてもよい。定量化ステップ４４０は、複数の蛍光発光画像を含んでもよく、当該蛍光発光画像を複数のＩＲモード画像と結合して、同じ場所に配置される（ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ）検出マトリクスを生成してもよい。方法４００はアルツハイマー病である疾患を処置し得る。
【００３１】
図５は、本発明の一実施形態に係る、非一時的コンピュータ記憶媒体５００を用いて網膜血管系の解析により疾患を検出する方法のフローチャートであって、当該記憶媒体は実行されることによって上記方法を実行する指令を記憶している。
【００３２】
非一時的コンピュータ記憶媒体５００は、患者ユーザの内網膜層の複数の視像の複数のフレームを撮像するステップ５１０と、１つ以上の超解像技術を用いて上記フレームを整列および結合させるステップ５２０と、整列・結合フレームをモニターするステップ５３０と、モニターされた、整列・結合フレームにおける変化を定量化するステップ５４０とを実行することができる。
【００３３】
撮像ステップ５１０は、１つ以上の血管測定値を評価するための光コヒーレンストモグラフィーを用いることを含んでもよい。整列結合ステップ５２０は、カラー眼底イメージング、フルオレセイン血管造影、インドシアニングリーンすなわちＩＣＧ血管造影、レッドフリー照射、ＩＲレトロ照射、ハイパースペクトルイメージング、およびマルチスペクトルイメージングからなる群から選択され得る１つ以上の超解像技術を含んでもよい。整列結合ステップ５２０は、複数の標準共焦点ＩＲ画像を含んでもよく、当該標準共焦点ＩＲ画像をレトロモード画像と結合してより高感度な従来の共焦点画像またはハイパーコントラストな結合画像を生成してもよい。整列結合ステップ５２０は、複数の標準共焦点ＩＲ画像を含んでもよく、当該標準共焦点ＩＲ画像をレトロモード画像と結合してより高感度な従来の共焦点画像またはハイパーコントラストな結合画像を生成してもよい。整列結合ステップ５２０は、ＩＲ共焦点モードにおいて用いられる円環を備えてもよく、当該円環をスリット、グリッド、スピニングディスク共焦点、ホログラフィ干渉画像、または符号化アパーチャと置き換えて、従来は低解像度であった網膜血管細部の検出度をさらに高めてもよい。整列結合ステップ５２０は、複数の焦点面を含んでもよく、当該焦点面を取得および結合して、複数の検出された網膜血管の三次元描画を生成してもよい。整列結合ステップ５２０は、アパーチャ位置を備えてもよく、光路において当該アパーチャ位置に段差を設け、患者ユーザの網膜からの反射または出射光との相互作用を変化させてもよい。モニタリングステップ５３０は、非一時的記憶媒体、プロセッサ、およびメモリシステムにより実行されてもよい。定量化ステップ５４０は、非一時的記憶媒体、プロセッサ、およびメモリシステムにより実行されてもよい。定量化ステップ５４０は、複数の蛍光発光画像を備えてもよく、当該蛍光発光画像を複数のＩＲモード画像と結合して、同じ場所に配置される（ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ）検出マトリクスを生成してもよい。非一時的コンピュータ記憶媒体５００はアルツハイマー病である疾患を処置し得る。
【００３４】
複数の画像を、眼底カメラおよび走査型レーザ検眼鏡すなわちＳＬＯを備えた種々の網膜イメージング装置から、種々のイメージング様式を用いて取得してもよい。ＳＬＯからの赤外線画像は、小さな共焦点アパーチャを用いて最良の結果を与えてもよい。これら画像は、幾つかのタスクを達成するソフトウェアプログラムまたは非一時的記憶媒体に転送されてもよい。
【００３５】
上記ソフトウェアプログラムまたは非一時的記憶媒体は、上記画像のそれぞれを共記載してもよい。非一時的記憶媒体は、コントラストを大きくして、１つの画像からの強度シフトが他の画像における強度シフトと相互作用するようにしてもよい。この技術は、ノイズを取り除いて信号を増大させ得る。ノイズ除去は、多数のモードの画像を参照し、各レトロモードのタイプからのノイズまたは人為的エラーが除去され各ＩＲモード画像から結合した信号構造のみを残した結果を生成することによって、達成されてもよい。この超解像画像は、各個別のレトロモードの画像に対して相対的に高度に改良されてもよく、また、信号を低減して当該画像中にノイズを作ることによって、比較的高い検出感度が最終画像において達成されてもよい。
【００３６】
前のステップを用いて、およそ８ビット以上の高ビット深度の最終画像を生成し、従来の方法を用いて解析してもよい。その結果、比較的容易に認識可能な、血管縁および血管内腔を示す複数の画像が得られる。
【００３７】
上記の網膜血管系の解析によりアルツハイマー病等の疾患を検出する方法は、アルツハイマー病の検出および進行に関する研究のために用いられ得る。網膜血管系の複数の視像の複数のフレームが、末梢的にかつ比較的高い倍率で撮像され、超解像技術を用いて整列および結合され得る。これら複数のフレームにおける変化は、定量化され、１日、１週間、１ヶ月、１年等の所定の期間にわたって追跡されてもよい。
【００３８】
本発明を上述の実施形態に関連して説明したが、本発明が上述の実施形態に限定されないことは当業者であれば分かるだろう。本発明は、添付の請求項の趣旨及び範囲内において変更及び修正を行ってもよい。このように、明細書の記載は本発明を限定するものではなく、例示するものとして看做されるべきである。
【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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【国際調査報告】
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