(57)【要約】  血管系撮像デバイスは、光学カメラ１０と、ディスプレイ１２と、光学カメラ及びディスプレイを作動させるよう接続された電子プロセッサ１４と、血管系撮像方法２０を実行するよう電子プロセッサにより読み取り可能かつ実行可能な命令１８を記憶する非一時的記憶媒体１６とを含む。この方法は、カラービデオを取得するよう光学カメラを作動させるステップと、上記カラービデオの画素値の時間的変動を計算するステップと、上記画素値の時間的変動に基づき、血管系を表す画素を識別するステップと、上記血管系を表す画素を強調表示して上記カラービデオを提示するよう、上記ディスプレイを作動させるステップとを含む。いくつかの実施形態では、血管系撮像デバイスは、カメラ及びディスプレイが内蔵要素である携帯電話（セルフォン）又は他のモバイルデバイス２２を含む。命令は、モバイルデバイスにより実行されるモバイルオペレーティングシステム２４の下で実行可能なアプリケーション（アプリ）であり得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
血管系撮像デバイスであって、
カラービデオ取得機能を持つ光学カメラと、
ディスプレイと、
少なくとも１つの電子プロセッサと、
血管系画像化方法を実行するため、前記少なくとも１つの電子プロセッサにより読み取り可能かつ実行可能な命令を格納する非一時的記憶媒体とを有し、前記方法が、
カラービデオを取得するよう前記光学カメラを作動させるステップと、
前記カラービデオの画素値の時間的変動を計算するステップと、
前記画素値の時間的変動に基づき、血管系を表す画素を識別するステップと、
前記血管系を表す画素を強調表示して前記カラービデオを提示するよう、前記ディスプレイを作動させるステップとを含む、血管系撮像デバイス。
【請求項２】
前記計算するステップが、前記カラービデオの画素の色値の時間的変動を計算するステップを含み、
前記識別するステップは、前記画素の色値の時間的変動に基づき、血管系を表す画素を識別するステップを含む、請求項１に記載の血管系撮像デバイス。
【請求項３】
前記計算するステップが、前記カラービデオの画素値の変動のオイラービデオ倍率を計算するステップを含み、
前記識別するステップは、前記オイラービデオ倍率を使用して、血管系を表す画素を識別するステップを含む、請求項１又は２に記載の血管系撮像デバイス。
【請求項４】
前記識別するステップが、信頼できる範囲の脈拍数に対応する前記画素値の時間的変動の周波数成分に基づき、血管系を表す画素を識別するステップを含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の血管系撮像デバイス。
【請求項５】
前記強調表示するステップが、前記血管系を表す画素を特定の色で表示すること、前記血管系を表す画素を血管系を表さない画素よりも高い強度で表示すること、及び前記血管系を表す画素を時間変化する強度で表示することの１つ又は複数を含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の血管系撮像デバイス。
【請求項６】
前記計算するステップ及び前記識別するステップが、
前記カラービデオの画素値の第１の時間的変動と前記カラービデオの画素値の第２の時間的変動とを計算するステップであって、第２の時間的変動が第１の時間的変動とは異なる、ステップと、
前記画素値の第１の時間的変動に基づき、静脈を表す画素を識別するステップと、
前記画素値の第２の時間的変動に基づき動脈を表す画素を識別するステップとを有し、
前記強調表示するステップが、静脈強調表示を用いて前記静脈を表す画素を表示するステップと、前記静脈強調表示とは異なる動脈強調表示を用いて前記動脈を表す画素を表示するステップとを含む、請求項１に記載の血管系撮像デバイス。
【請求項７】
前記静脈強調表示が、赤色強調表示を用いて前記静脈を表す画素を表示することを含み、
前記動脈強調表示は、青色強調表示を用いて前記動脈を表す画素を表示することを含む、請求項６に記載の血管系撮像デバイス。
【請求項８】
前記第１の時間的変動が、前記カラービデオの画素の色値の時間的変動を含み、
前記第２の時間的変動は、前記カラービデオの画素値の変動のオイラービデオ倍率を含む、請求項６又は７に記載の血管系撮像デバイス。
【請求項９】
前記血管系撮像デバイスが、モバイルデバイスを含み、前記光学カメラは、前記モバイルデバイスの内蔵カメラであり、前記ディスプレイが、前記モバイルデバイスの内蔵ディスプレイである、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の血管系撮像デバイス。
【請求項１０】
前記モバイルデバイスが、携帯電話であり、前記光学カメラは、前記携帯電話の内蔵カメラであり、前記ディスプレイが、前記携帯電話の内蔵ディスプレイである、請求項９に記載の血管系撮像デバイス。
【請求項１１】
モバイルオペレーティングシステムを実行し、内蔵ディスプレイ及びカラービデオ取得機能を備えた内蔵光学カメラを持つモバイルデバイスにより読み取り可能かつ実行可能な命令を格納する非一時的記憶媒体であって、
前記命令が、血管系撮像方法を実行するよう前記モバイルデバイスにより実行される前記モバイルオペレーティングシステムの下で実行可能なアプリケーションを含み、前記方法が、（ｉ）前記モバイルデバイスの内蔵光学カメラを使用してカラービデオを取得するステップと、（ｉｉ）前記カラービデオにおける血管系を表す画素を識別するステップと、（ｉｉｉ）前記モバイルデバイスの内蔵ディスプレイにおいて前記血管系を表す画素を強調表示してカラービデオを提示するステップとを含む、非一時的記憶媒体。
【請求項１２】
前記識別するステップ（ｉｉ）が、（ｉｉ）（ａ）前記カラービデオの画素値の時間的変動を計算するステップ、及び（ｉｉ）（ｂ）前記画素値の時間的変動に基づき前記血管系を表す画素を識別するステップを含む、請求項１１に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１３】
前記計算するステップ（ｉｉ）（ａ）が、前記カラービデオの画素値の時間的変動を計算するステップを含み、
前記識別するステップ（ｉｉ）（ｂ）は、前記画素の色値の時間的変動に基づき、静脈を表す画素を識別するステップを含む、請求項１２に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１４】
前記計算するステップ（ｉｉ）（ａ）が、前記カラービデオの画素値の時間的変動を計算するステップを含み、
前記識別するステップ（ｉｉ）（ｂ）は、オイラービデオ倍率を使用して動脈を表す画素を識別するステップを含む、請求項１２又は１３に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１５】
前記識別するステップ（ｉｉ）（ｂ）が、前記画素値の時間的変動の周波数ベースの分析に基づき、血管系を表す画素を識別するステップを含む、請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１６】
前記強調表示するステップが、前記血管系を表す画素を特定の色で表示すること、前記血管系を表す画素を血管系を表さない画素よりも高い強度で表示すること、及び前記血管系を表す画素を時間変化する強度で表示することの１つ又は複数を含む、請求項１１乃至１５のいずれか一項に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１７】
前記モバイルオペレーティングシステムが、ｉＯＳ（登録商標）又はＡｎｄｒｏｉｄ（登録商標）オペレーティングシステムである、請求項１１乃至１６のいずれか一項に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１８】
血管系撮像方法において、
光学カメラを用いてカラービデオを取得するステップと、
電子プロセッサを使用してカラービデオの電子処理を実行するステップであって、前記電子処理が、前記カラービデオの画素値の時間的変動を計算するステップと、前記画素値の時間的変動に基づき、血管系を表す画素を識別するステップとを含む、ステップと、
ディスプレイにおいて、血管系を表す画素の強調表示を伴い前記カラービデオを提示するステップとを有する、方法。
【請求項１９】
前記電子プロセッサ、前記光学カメラ、及び前記ディスプレイが、モバイルデバイスの内蔵要素であり、
前記血管系撮像方法が更に、
前記モバイルデバイス上で実行されるモバイルオペレーティングシステムを使用して、前記血管系撮像方法に対応するアプリケーションアイコンをディスプレイに表示するステップと、
前記ディスプレイのタッチセンシティブオーバーレイを介して前記アプリケーションアイコンの選択を検出するステップと、
前記アプリケーションアイコンの選択の検出に基づき、前記カラービデオの取得、前記電子処理及び前記カラービデオの提示を開始するステップとを有する、請求項１８に記載の血管系撮像方法。
【請求項２０】
前記識別するステップが、静脈を表す画素と動脈を表す画素とを区別するステップを含み、前記提示するステップは、前記静脈及び前記動脈について異なる強調表示を用いて、前記静脈を表す画素及び前記動脈を表す画素を強調表示するステップを含む、請求項１８又は１９に記載の血管系撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は一般に、静脈穿刺術、動脈ライン留置術、看護及び患者ケア技術、血液学技術、及び関連技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
静脈穿刺及び動脈ライン配置は、それぞれ患者の静脈及び動脈血系へのアクセスを提供する。静脈穿刺は、検査又は献血のための採血、静脈内（ＩＶ）流体の投与などの作業に使用される。静脈穿刺は非常に一般的な医療処置である。推定によると、毎年約１０億回の静脈穿刺処置が行われている。動脈ラインは、動脈血ガス（ＡＢＧ）サンプルの採取、直接動脈血圧モニタリングなどに使用される。静脈穿刺及び動脈ライン留置術は一般に、看護師、医師、及び他の医療専門家により行われる。静脈穿刺における皮下注射針又はＩＶ針の正確な初期配置は、痛み及び感染の可能性のある経路をもたらす可能性がある皮膚浸透を最小限に抑えることにより患者の経験を大幅に改善し、遅延を回避し臨床ワークフローを改善する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、一部の推定では、最初の試行での正確な配置は、半分以下の時間で達成される。動脈ラインの配置は、静脈と比較して動脈の位置が深いため、より困難な処置であり、動脈ラインの配置を繰り返し試みる場合、痛みの増加及び損傷の可能性をもたらす。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以下は、上述した問題及びその他に対処する新規で改良されたシステム及び方法を開示する。
【０００５】
１つの開示された態様では、血管系撮像デバイスが、光学カメラと、ディスプレイと、少なくとも１つの電子プロセッサと、血管系画像化方法を実行するため、上記少なくとも１つの電子プロセッサにより読み取り可能かつ実行可能な命令を格納する非一時的記憶媒体とを含む。この方法は、カラービデオを取得するよう光学カメラを作動させるステップと、上記カラービデオの画素値の時間的変動を計算するステップと、上記画素値の時間的変動に基づき、血管系を表す画素を識別するステップと、上記血管系を表す画素を強調表示して上記カラービデオを提示するよう、上記ディスプレイを作動させるステップとを含む。いくつかの実施形態では、血管系撮像デバイスが、内蔵カメラ及び内蔵ディスプレイを備える携帯電話（「セルフォン」）又は他のモバイルデバイスを有する。命令は、モバイルデバイスにより実行されるモバイルオペレーティングシステムの下で実行可能なアプリケーション（「アプリ」）であり得る。
【０００６】
他の開示された態様では、非一時的記憶媒体が、モバイルオペレーティングシステムを実行し、内蔵ディスプレイ及びカラービデオ取得機能を備えた内蔵光学カメラを持つモバイルデバイスにより読み取り可能かつ実行可能な命令を格納する。上記命令が、血管系撮像方法を実行するよう上記モバイルデバイスにより実行される上記モバイルオペレーティングシステムの下で実行可能なアプリケーションを含む。この方法は、（ｉ）上記モバイルデバイスの内蔵光学カメラを使用してカラービデオを取得するステップと、（ｉｉ）上記カラービデオにおいて血管系を表す画素を識別するステップと、（ｉｉｉ）上記モバイルデバイスの内蔵ディスプレイにおいて上記血管系を表す画素を強調表示してカラービデオを提示するステップとを含む。
【０００７】
他の開示された態様では、血管系撮像方法が開示され、この方法は、光学カメラを用いてカラービデオを取得するステップと、電子プロセッサを使用してカラービデオの電子処理を実行するステップであって、上記電子処理が、上記カラービデオの画素値の時間的変動を計算するステップと、上記画素値の時間的変動に基づき、血管系を表す画素を識別するステップとを含む、ステップと、ディスプレイにおいて、血管系を表す画素の強調表示を伴い上記カラービデオを提示するステップとを有する。いくつかの実施形態では、上記識別するステップが、静脈を表す画素と動脈を表す画素とを区別するステップを含み、上記提示するステップは、上記静脈及び上記動脈について異なる強調表示を用いて、上記静脈を表す画素及び上記動脈を表す画素を強調表示するステップを含む。
【０００８】
１つの利点は、静脈穿刺又は動脈ライン配置処置のための最初の配置が成功する可能性を改善する血管撮像デバイス又は方法を提供することにある。
【０００９】
別の利点は、静脈穿刺又は動脈ライン配置処置の成功率を向上させるのに有効な血管撮像デバイス又は方法を提供することにある。
【００１０】
他の利点は、動脈と静脈とを区別するのに有効な血管撮像デバイス又は方法を提供することにある。
【００１１】
別の利点は、既存の携帯電話（セルフォン）又は他のモバイルデバイスのカメラ、ディスプレイ、及び電子プロセッサを利用する、前述の利点の１つ又は複数を持つ血管撮像デバイス又は方法を提供することにある。
【００１２】
所与の実施形態は、前述の利点の１つ、２つ、それ以上、若しくは全てを提供し得、若しくは何らの利点を提供せず、及び／又は本開示を読み理解するとき当業者に明らかになるであろう他の利点を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】血管系撮像デバイスの正面図（左上）及び背面図（左下）、内部電子機器の概略図（右上）、並びに血管系撮像デバイスにより実行される血管系撮像プロセス（右下）を概略的に示す図である。
【図２】静脈穿刺又は動脈ライン配置のための目標位置、例えば患者の手首、手、又は下腕の領域における血管系を撮像するための、図１の血管系撮像デバイスの使用法を概略的に示す図である。
【図３】図２の血管系撮像プロセスの画像処理動作を概略的に示す図である。
【図４】図２の血管系撮像プロセスの画像処理動作を概略的に示す図である。
【図５】図１（右下）に示される血管撮像プロセスのカラービデオ取得、時間的変動計算、血管画素識別、及び血管系強調表示処理のための例示的なオプションの表を提示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、様々な要素及び要素の配列の形式並びに様々なステップ及びステップの配列の形式を取ることができる。図面は、好ましい実施形態を説明するためだけにあり、本発明を限定するものとして解釈されるべきものではない。
【００１５】
図１を参照すると、例示的な血管系撮像デバイスは、カラービデオ取得機能を持つ光学カメラ１０と、ディスプレイ１２と、光学カメラ１０及びディスプレイ１２を作動させるよう接続された電子プロセッサ１４と、血管系画像化方法２０（フローチャートにより図１に概略的に示される）を実行する電子プロセッサ１４により読み取り可能かつ実行可能な命令１８を格納する一時記憶媒体１６とを含む。例示的な血管系撮像デバイスは、例えば携帯電話２２（又は他の実施形態では、タブレットコンピュータ、パーソナルデータアシスタント又はＰＤＡなど）といったモバイルデバイスとして実現される。ここで、光学カメラ１０は、モバイルデバイス２２の内蔵カメラであり、ディスプレイ１２は、モバイルデバイス２２の内蔵ディスプレイである。例示的なモバイルデバイス２２は、ｉＯＳ（登録商標）又はＡｎｄｒｏｉｄ（登録商標）（それぞれ、米国カリフォルニア州クパチーノのアップル社、及び米国カリフォルニア州マウンテンビューのグーグル社から入手可能）などのモバイルオペレーティングシステム２４を実行する。これは、様々なアプリケーション（「アプリ」）２６を実行してモバイルデバイス２２がそれぞれのアプリによってプログラムされた様々なタスクを実行することをもたらすことができる。図１は、モバイルデバイス（例えば携帯電話）２２の正面図（左上）及び背面図（左下）、電子プロセッサ１４と非一時的記憶媒体１６とを含む内部電子機器の概略図（右上）、並びに血管系撮像デバイスにより実行される血管系撮像プロセス２０（右下）を表すことにより、モバイルデバイスベースの血管系撮像デバイスを概略的に示す。当技術分野で知られるように、血管系撮像アプリ１８を含む様々なアプリ１８、２６は、モバイルデバイス２２の非一時的記憶媒体１６にローカルに（又はその上に）格納され、通常はモバイルデバイス２２がＷｉ−Ｆｉ、４Ｇ、又は他の無線通信リンクを介して接続される無線通信ネットワークを介してアクセス可能なネットワークサーバの非一時的記憶媒体（例えば、ハードドライブ、ＲＡＩＤ、ソリッドステートドライブ、光ディスクなど）に格納される。いくつかの商業的実施形態では、ユーザは、無料で、又は購入料若しくはライセンス購入料の支払いの後に、無線通信ネットワークを介してサーバからアプリ１８をダウンロードする。追加的又は代替的に、ＵＳＢケーブルなどの有線接続を介して様々なアプリ１８、２６が非一時的記憶媒体１６にロードされることも想定される。モバイルデバイス２２の非一時的記憶媒体１６は例えば、フラッシュメモリ、ＣＭＯＳメモリなどであり得る。一方、電子プロセッサ１４は、マイクロコントローラ又はマイクロプロセッサであり得る。これは、マルチコアであり得、及び／又はグラフィカル処理ユニット（ＧＰＵ）を含み得、又は他の態様で所望のレベルの計算能力を提供するように装備され得る。
【００１６】
ディスプレイ１２は、ＬＣＤディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイなどであり得る。ディスプレイ１２は、例えば容量性又は表面弾性波（ＳＡＷ）タッチスクリーン技術を用いて、タッチセンシティブオーバーレイを持つことができる。従って、タッチセンシティブディスプレイ１２は、ユーザ入力デバイスとして機能する。典型的な設計では、様々なアプリ１８、２６は、例えば血管撮像アプリ１８に対応するアイコン３０、計算機アプリに対応する例示的なアイコン３２など対応するアプリケーションアイコンを有する。ディスプレイ１２のタッチセンシティブオーバーレイを介して、ユーザがアイコン３０に接触していることを検出することに基づき、血管撮像アプリケーション１８がロードされて実行を開始する。モバイルデバイス２２は、例示的な「ホーム」ボタン３４などの他のユーザ入力制御を含み得る。
【００１７】
光学カメラ１０は通常、デジタル検出器アレイ（例えば、ＣＣＤ撮像アレイ、ＣＭＯＳ撮像アレイなど）上に画像を形成するレンズ又はレンズアセンブリを含む。光学カメラ１０は、赤、緑、及び青の光（又は可視スペクトルに実質的にまたがる、例えば４００〜７００ｎｍの別の組の色）に敏感な画素を備える撮像アレイを持つことにより、カラービデオ機能を持つ。光学カメラ１０は、隣接する近赤外及び／又は近紫外スペクトル領域からの寄与が想定されるが、可視光画像を含む、即ち主に可視スペクトル（４００〜７００ｎｍ）における画像コンテンツを含むビデオフレームを生成する。フレームレートは例えば、非限定的な例示的な例として、２４フレーム／秒又は３０フレーム／秒であり得る。通常、フレームレートは、ナイキストサンプリングレート基準を満たすため、分析されると予想される最高周波数の時間的変動の少なくとも２倍であるべきである。毎分３００拍（５拍／秒）の心拍数はほとんどの人にとって物理的に実現可能なものより高いので、少なくとも１０ｆｐｓのフレームレートが、心拍数と共に変化する変動を捉えるのに十分であると予想される。光学カメラ１０はオプションで、露出時間を設定するための内蔵フラッシュ３６及び／又は周囲光センサ３８などの他の機能を含んでもよい。
【００１８】
例示的な血管撮像デバイスは、携帯電話（セルフォン）又は他のモバイルデバイス２２の内蔵カメラ１０、内蔵ディスプレイ１２、及び内蔵電子プロセッサ１４を有利に利用し、これによりほとんどの看護師、医師及び他の医療専門家にとってすでに利用可能なハードウェアが利用される。他の企図された実施形態では、血管撮像デバイスは、専用のデバイスとすることができ、これは例えば、静脈穿刺又は動脈ライン配置のため撮像野（ＦＯＶ）における対象の潜在的な挿入部位を含む固定位置にカメラを保持するブラケット又はハウジングに取り付けられたビデオ機能を備える専用の光学カメラを含む。別の実施形態では、静脈穿刺又は動脈ライン配置処置中に血管系を見るのに便利な位置に携帯電話２２を保持する携帯電話ホルダを含むブラケットが設けられる。
【００１９】
図２を簡単に参照すると、別のアプローチでは、携帯電話２２は血管撮像中に手で保持される。図２に示されるように、取得されたカラービデオは、携帯電話２２のディスプレイ１２に示されるビデオディスプレイ４０として提示される。本書の他の箇所で説明されるように、カラービデオは例えば、画素値の時間的変動に基づき、血管系を表す画素を識別するために血管系撮像アプリケーション１８を実行する電子プロセッサ１４により処理され、カラービデオは、血管系を表す画素のハイライト４２で提示される。ハイライト４２は例えば、血管系を表す画素を特定の色で表示すること、血管系を表す画素を血管系を表さない画素よりも高い強度で表示すること、及び／又は血管系を表す画素を時間変化する強度で表示することの１つ又は複数を含み得る。いくつかの実施形態では、この処理は、静脈血管系を表す画素と動脈血管系を表す画素とを区別し、静脈及び動脈は、異なるハイライトで強調表示される。例えば１つの強調表示方式では、静脈は赤色、動脈は青色である。
【００２０】
図１に戻って参照すると、例示的な血管系撮像方法２０が更に詳細に説明される。処理５０において、血管系撮像方法が開始される。例えば、処理５０は、モバイルデバイス２２上で実行されるモバイルオペレーティングシステム２４が、ディスプレイ１２のタッチセンシティブオーバーレイを介してユーザがアイコン３０に触れることを検出し、これに基づき血管撮像アプリケーション１８をロードし実行することを伴い得る。処理５２において、カラービデオを取得するよう光学カメラ１０が作動される。（ここでは、カメラは、静脈穿刺又は動脈ライン配置処置が行われるべき腕、手首、手、又は他の身体部分を撮像するように向けられると仮定される）。処理６０において、カラービデオの画素値の時間的変動が計算される。カラービデオは経時的に取得された一連のフレーム（即ち画像シーケンス）を含むので、時間的変動は、カラービデオの連続するフレームにわたる画素値の変動に対応する。様々な時間的変動が、血管系を特に示されることが予想される。例えば、静脈領域は、静脈血酸素化における変化により経時的に色の変化を受けると予想される。別の例として、動脈領域は、動脈血の流入及び流出によりもたらされる微妙な運動による変動を受けると予想される。処理６２において、画素は、時間的変動に基づき血管系又は非血管系として分類される（及びオプションで血管画素は、静脈画素又は動脈画素に更に区別される）。オプションの処理６４では、血管系として識別された連続する画素をグループ化して血管系の領域を描写するのに、接続性分析又は他のグループ化処理が使用される。（いくつかの変形実施形態では、斯かる接続性分析又は画素のグループ化６４は、画素分類６２の前に、又は画素分類６２の不可欠な部分として、例えば領域成長画素分類手法で実行され得る）。処理６６において、処理５２において取得されたカラービデオは、ディスプレイ１２に表示される。ここで、血管系として識別された画素が強調表示される。フローは次に処理５２に戻る。より具体的には、いくつかの実施形態では、インターリーブ処理が実行される。例えば、最後のＮ個のフレームが処理６０、６２、６４で処理される間に、次のＮ個のフレームが、処理５２を介して取得される。
【００２１】
例示的な実施例では、血管系撮像プロセス２０は、モバイルデバイス２２の電子プロセッサ１４上で実行される血管撮像アプリケーション１８により実行される。しかしながら、それは、計算処理の一部又は全部が、例えば処理６０、６２、６４の１つ若しくは複数又はすべてが、例えばクラウドコンピューティングリソースなどのインターネットサーバなどで、別の電子プロセッサにより実行されると想定される。これらの実施形態では、電子プロセッサ１４により実行される処理５２によりキャプチャされたビデオは、ＷｉＦｉ、セルラ接続、又は他の無線通信リンクを介して外部サーバ又は他の第２の電子プロセッサに送信される。これは次に、処理６０、６２、６４を実行して、血管構造強調表示を生成する。この強調表示は、モバイルデバイス２２の電子プロセッサ１４により実行される処理６６を介して、モバイルデバイス２２に表示するため、ＷｉＦｉ、セルラ、又は他の無線通信リンクを介して、サーバからモバイルデバイス２２に返信される。斯かる変形アプローチは、例えばモバイルデバイス２２が高速無線通信リンクを持つがオンボード処理能力が制限される場合に有利であり得る。
【００２２】
以下では、血管系撮像プロセス２０のより具体的な実施形態のいくつかの例示的な例が説明される。これらの例示的な例のいくつかにおいて、信号変動の強度を増幅するアルゴリズムが、カラービデオ内の色又は動きにおける微妙な変化を増幅するために使用される。血管系と一致する変動を備える領域が同定され及び強調される。
【００２３】
引き続き図１を参照し、更に図３及び図４を参照して、血管系を検出及び位置特定するため、図１の血管系撮像プロセス２０の２ステップアプローチは、第１処理６０を含む。そこでは、カラービデオにおける微妙な信号変動が増幅される。図３は１つのアプローチを例示する。図３の例では、処理６０は、オイラー運動倍率アルゴリズムを使用するときのように運動変動の増幅を使用する。Ｗｕらによる「Ｅｕｌｅｒｉａｎ  Ｖｉｄｅｏ  Ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｒｅｖｅａｌｉｎｇ  Ｓｕｂｔｌｅ  Ｃｈａｎｇｅｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｗｏｒｌｄ」、ＡＣＭ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  ｖｏｌ．３１  ｎｏ．  ４（Ｐｒｏｃ．  ＳＩＧＧＲＡＰＨ、２０１２）のオイラービデオ倍率を参照されたい。この手法による変動の増幅は、生のビデオからは容易に検出されない変動を増強する。例えば、図３に示されるように、信号増幅後、血管系にわたる画素７０は、動脈波形と一致する予想周波数範囲における正弦波信号７２を持つ（例えば心周期又は脈拍数に対応する）。血管系上に配置されていない別の画素７４は、生理学と一致する周波数を持たない信号７６を有する。図４を参照すると、第２のステップ６２において、血管生理学と一致する画素が識別される。図４の例示的な例では、信号は、フーリエ変換を介してその周波数成分に分解されて周波数スペクトル８０が生成される。情報を抽出するための１つの方法は、ウィンドウイング、それに続く勾配反転及び局所ピークサーチにより、生理学的に実行可能な通過帯域８２内のピークを識別することである（患者に関して信頼できる範囲の脈拍数に対応する、例えば、４０ビート／分の下限若しくは患者にとって現実的な他の何らかの最低値を持つ、又は２００ビート／分の上限若しくは患者にとって現実的な他の何らかの最高値を持つ）。ステップ６０により生成された画素値の時間的変動に基づき、血管系を表す画素を識別するのに他の手法が採用されることができる。
【００２４】
図５を参照すると、図３及び図４に概略的に示された処理の複数の変形が企図され、そのいくつかが図５に示される。これは、カラービデオ取得処理５２、時間的変動計算処理６０、血管画素識別処理６２、及び血管系強調表示要素を伴う表示処理６６に対するオプションの表を示す。例えば、色変動増幅の追加は、更なる改善をもたらし、全体的な動きに対する感度を取り除くことが期待される。補間、ノイズ除去、平滑化などの追加の信号処理ステップが、精度を更に向上させることが予想される。色変動に対する感度は、追加的に又は代替的に、高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）画像取得を用いて向上されることができる。ビット深度を拡張することにより、色又は明るさにおける小さな信号変動は信号対雑音比（ＳＮＲ）を増加させるであろう。これは、コントラストを向上させるために適応ヒストグラム等化アルゴリズムが続くこと、及び／又は色変動増幅が直接続くことが考えられる。例示的な図５では、行Ｒ１は、動脈血管系を表す画素を強調表示するのに特に有用であると予想される処理を提供し、行Ｒ２及びＲ３は、静脈血管系を表す画素を強調するのに特に有用であると予想される。
【００２５】
図１に示されるように、更なる変形例では、画素分類の後（図１に示されるように）、又は画素分類の前若しくはこれと一体のいずれかで、血管系を表す画素を領域へとグループ化するため、領域集約処理６４を用いることが考えられる。例えば、領域集約処理６４は、孤立画素を識別することができる。この孤立画素は、処理６２において血管系を表さないものとして識別されるが、処理６２において血管系を表すものとして識別される画素により大部分又は全体が囲まれる。この場合、処理６４において、孤立画素は血管系を表すものとして識別される。逆に、処理６２において血管系を表すものとして識別されるが、処理６２において血管系を表さないものとして識別される画素により大部分又は全体が囲まれる孤立した画素は、処理６４においても血管系を表さないものとして適切に識別される。
【００２６】
本発明が、好ましい実施形態を参照して説明されてきた。上記の詳細な説明を読み及び理解すると、第三者は、修正及び変更を思いつくことができる。本発明は、添付の特許請求の範囲又はその等価の範囲内に入る限りにおいて、斯かる修正及び変更の全てを含むものとして解釈されることが意図される。
【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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