JP2009539544A - 収縮活動の測定及び分析のための装置、システム、及び方法 - Google Patents

Abstract

生体内でキャプチャされた画像フレームを分類し、分析することによって、腸機能障害状態を判断するための方法及びシステムが提供される。この方法及びシステムはまた、腸管における収縮活動の検出と、収縮活動を含む、胃腸管で取られたビデオ画像フレームの自動検出とに関し、より特定的には、生体内画像データの画像強度に基づいたＧＩ管の収縮活動の測定及び分析に関する。
【選択図】図５

Description

本発明は、生体内感知の分野に関し、より特定的には、生体内撮像の分野に関する。

胃腸（ＧＩ）管内の蠕動は、飲み込まれた食物を運に、消化及び最終的な排出を助けることができる。蠕動は、結果としてＧＩ管に沿って動く圧力波又は収縮となり、これにより、ＧＩ管内のボーラス又は他の物体の運動性となることができる。

特定の病的状態は、ＧＩ管内の正常な運動性を変化させ得る。例えば、閉塞症、閉塞、又は他の病的状態によって低運動性が引き起こされ得る。運動性障害は、例えば神経障害によって引き起こされ、必ずしも目に見えない。

幾つかの生体内感知システムは、例えば、生体内撮像装置がＧＩ管腔内を通過しながら、ＧＩ管の画像を獲得して伝送することができる生体内撮像装置を含むことができる。

体内の通路又はキャビティを生体内で感知するための、かつ、情報（例えば、画像情報、ｐＨ情報、温度情報、電気インピーダンス情報、圧力情報等）を感知し、収集するための、他の装置、システム、及び方法が、当技術分野において周知である。

米国特許第５，６０４，５３１号 米国特許第７，００９，６３４号 米国特許出願第１０／０４６，５４１号 米国特許出願第１０／０４６，５４０号 米国特許出願第１１／２２６，３５０号 ＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＩＬ２００７／０００３２２号 ＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＩＬ２００７／０００３２３号 米国特許出願第１０／１５０，０１８号

本発明の幾つかの実施形態は、例えば、ＧＩ管の収縮及び／又は収縮活動を測定し、分析するための装置、システム、及び方法を含むことができる。

幾つかの実施形態は、例えば、生体内装置から受け取ったデータの分析に基づいて、体腔における収縮及び／又は収縮活動を検出し、判断し、測定し、計算し、及び／又は分析するためのプロセッサを有するシステムを含むことができる。

幾つかの実施形態は、例えば、生体内装置から受け取ったデータの分析による、ＧＩ管における収縮及び／又は収縮活動の測定及び分析に基づいて、腸の運動障害のような腸の機能障害を自動的に診断するためのプロセッサを有するシステムを含むことができる。

幾つかの実施形態は、例えば、多数の生体内画像の明るさ、暗さ、及び／又は画像強度に基づいて、収縮及び／又は収縮活動を判断することを含むことができる。例えば、幾つかの実施形態においては、一連の９つの連続的生体内画像にわたる画像強度の漸進的な増減を用いて、収縮を判断することができる。

幾つかの実施形態は、例えば、一過性収縮の識別に基づいて収縮及び／又は収縮活動を判断することを含むことができ、それらの収縮及び／又は収縮活動は、内腔の閉塞として検出し、壁テキスチャの分析によって特徴付けることができる。

幾つかの実施形態は、例えば、ラプラシアン・フィルタリングによって検出することができ、壁又はトンネル外観として識別することができる非収縮性パターンを判断することを含むことができる。幾つかの実施形態においては、腸の運動性機能障害の診断において、次の特徴、すなわち、静止フレーム、混濁フレーム、トンネル・フレーム、及び／又は皺パターン・レベルの存在に関連した値を用いることができる。

幾つかの実施形態においては、生体内装置は、例えば、生体内撮像装置、生体内感知装置、自律型生体内装置、及び／又は飲み込み可能なカプセルを含むことができる。
本発明の実施形態は、種々の他の利益又は利点を提供することができる。

本発明の幾つかの実施形態による、生体内感知システムの概略的なブロック図である。 本発明の幾つかの実施形態による、２つの例証的な生体内画像の概略図である。 本発明の幾つかの実施形態による、例証的な生体内画像のセットの概略図である。 本発明の幾つかの実施形態による、生体内画像強度のグラフの概略図である。 本発明の幾つかの実施形態による、収縮活動を測定し、分析する方法のフローチャートである。 本発明の幾つかの実施形態による、腸収縮活動の評価のためのサブシステムの概略図である。 本発明の幾つかの実施形態による、腸機能障害状態を判断する方法のフローチャートである。

本発明と考えられる主題は、本明細書の結論部分において特に指摘され明確に主張される。しかしながら、本発明は、内容、特徴及び利点とともに操作の機構及び方法の両方に関し、添付の図面と共に以下の詳細な説明を参照することによって最も良く理解することができる。

説明を簡単かつ明確にするために、図に示される要素は必ずしも縮尺通りに描かれていないことが理解されるであろう。例えば、要素の幾つかの寸法は、明確にするために、他の要素に比べて誇張されることがある。さらに、適切であると考えられた場合、対応する又は類似の要素を示すため、参照番号が図中で繰り返されることがある。

以下の詳細な説明において、本発明の完全な理解をもたらすために、多くの具体的な詳細が述べられる。しかしながら、当業者であれば、本発明がこれらの具体的な詳細なしで実施され得ることを理解するであろう。他の例においては、周知の方法、手順、要素、及び回路は、本発明を分かりにくくしないように、詳細には説明していない。

議論の一部は、生体内撮像装置、システム、及び方法に関連することができるが、本発明はこの点に制限されるものではなく、本発明の実施形態は、種々の他の生体内感知装置、システム、及び方法と共に用いることができる。例えば、本発明の幾つかの実施形態は、例えば、生体内ｐＨ感知、生体内温度感知、生体内圧力感知、生体内電気インピーダンス感知、物質又は材料の生体内検出、病的状態又は病理の生体内検出、生体内データ収集又は分析、及び／又は種々の他の生体内感知装置、システム、及び方法と共に用いることができる。

本発明の幾つかの実施形態は、典型的には１回使用又は部分的な使い捨て用の検出及び／又は分析装置に向けられる。幾つかの実施形態は、例えば、胃腸（ＧＩ）管などの体腔を自然な蠕動によって押し進められ、受動的に又は能動的に進むことができる、典型的には飲み込み可能な生体内装置に向けられる。幾つかの実施形態は、例えば、血管、生殖器系、尿路等の他の体腔を通され得る生体内感知装置に向けられる。生体内装置は、例えば、感知装置、撮像装置、診断装置、検出装置、分析装置、治療装置、又はそれらの組み合わせとすることができる。幾つかの実施形態においては、生体内装置は、画像センサ又はイメージャを含むことができる。他のセンサ、例えばｐＨセンサ、温度センサ、圧力センサ、他の生体内パラメータ用センサ、種々の生体内の物質又は化合物用センサ等を含むことができる。

例えば、生体内感知装置、受信システム、及び／又は表示システムを含む、本発明の幾つかの実施形態による装置、システム、及び方法は、「Ｉｎ−ｖｉｖｏ Ｖｉｄｅｏ Ｃａｍｅｒａ Ｓｙｓｔｅｍ」という名称のＩｄｄａｎ他への特許文献１、及び／又は、「Ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ Ｉｎ−Ｖｉｖｏ Ｉｍａｇｉｎｇ」という名称の、２００６年３月７日に発行された特許文献２、及び／又は「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｗｉｄｅ Ｆｉｅｌｄ Ｉｍａｇｉｎｇ ｏｆ Ｂｏｄｙ Ｌｕｍｅｎｓ」という名称の、２００２年１月１６日に出願され、２００２年８月１５日に米国特許出願公開第２００２／０１０９７７４号として公開された特許文献３、及び／又は「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ Ｉｎ−ｖｉｖｏ Ｂｏｄｙ Ｌｕｍｅｎ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ」という名称の、２００２年１月１６日に出願され、２００２年８月１５日に米国特許出願公開第２００２／０１１１５４４号として公開された特許文献４、２００５年９月１５日に出願された「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄａｔａ Ｓｔｒｅａｍｓ」という名称の特許文献５、及び／又は２００７年３月１３日に出願された「Ｄｅｖｉｃｅ， Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｎｔｒａｃｔｉｌｅ Ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ａｎ Ｉｍａｇｅ Ｆｒａｍｅ」という名称の特許文献６、及び／又は２００７年３月１３日に出願された「Ｃａｓｃａｄｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ ｃｏｎｔｒａｃｔｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ」という名称の特許文献７に記載された実施形態に類似することができ、これらの全ての全体が引用として本明細書に組み入れられる。本明細書に記載される装置及びシステムは、他の構成及び／又は要素のセットを有することができる。上記の刊行物の１つ又はそれ以上に記載されるような、例えば、ワークステーションにおける外部受信機／レコーダ・ユニット、プロセッサ及びモニタなどは、本発明の幾つかの実施形態と共に用いるのに好適であり得る。本発明の幾つかの実施形態は、例えば、内視鏡、針、ステント、カテーテル、又は他の適切な装置を用いて実施することができる。幾つかの生体内装置は、カプセル形状であってもよく、或いはピーナッツ形状若しくは管状、球状、円錐状、又は他の適切な形状などの他の形状を有してもよい。

本発明の幾つかの実施形態は、例えば、典型的には飲み込み可能な生体内装置を含むことができる。他の実施形態においては、生体内装置は、飲み込み可能及び／又は自律型である必要はなく、他の形状又は構成を有してもよい。幾つかの実施形態は、例えばＧＩ管、血管、尿路、生殖器系などの種々の体腔内で使用することができる。幾つかの実施形態においては、生体内装置は、随意的にセンサ、イメージャ、及び／又は他の適切な要素を含むことができる。

生体内装置の実施形態は、典型的には自律型であり、典型的には自給式である。例えば、生体内装置は、要素の全てが容器、ハウジング、又はシェル内に実質的に含まれるカプセル又は他のユニットを含むことができ、そこで生体内装置は、例えば電力を受け取ったり、又は情報を伝送したりするための如何なるワイヤ又はケーブルも必要としない。生体内装置は、データ表示、制御、又は他の機能をもたらすために、外部の受信及び表示システムと通信することもできる。例えば電力は、内蔵バッテリ又は内部電源によって与えられてもよく、或いは有線若しくは無線受電システムを使用してもよい。他の実施形態は、他の構成及び機能を有し得る。例えば、要素は、多数の部位又はユニットにわたって分散させることができ、制御情報又は他の情報を外部源から受信することもできる。

本発明の実施形態はこの点に制限されるものでなく、ここに用いられる「収縮活動（ｃｏｎｔｒａｃｔｉｌｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ）」という用語は、例えば、体腔（ＧＩ管など）の運動又は収縮、体腔の開閉（例えば、体腔の急激な開閉）、体腔の狭窄及び／又は拡張（体腔の急激な狭窄及び／又は拡張など）、一定時間及び／又は位置における収縮の実在又は存在、腸の運動性、腸の収縮等に関連してもよく、又はそれらを含むことができる。

図１は、本発明の実施形態による生体内感知システムを概略的に示す。幾つかの実施形態においては、システムは、例えば、イメージャ８４６と、照明源８４２と、電源８４５と、送信機８４１とを有する生体内装置８４０を含むことができる。幾つかの実施形態においては、装置８４０は、飲み込み可能なカプセルを用いて実施できるが、他の種類の装置又は適切な実施を用いてもよい。患者の体外には、例えば、画像受信機８１２（例えば、アンテナ、アンテナベルト、又はアンテナアレイを含むか、又はそれらに作動可能に接続される）、記憶装置８１９、データプロセッサ８１４、及びモニタ８１８があってもよい。１つの実施形態においては、例えば、記憶装置８１９、データプロセッサ８１４、及び／又はモニタ８１８は、例えば、多目的若しくは専用コンピュータ又はコンピューティング・プラットフォームなどを含むことができるワークステーション８９９として随意的に実装することができる。

送信機８４１は、例えば電波の使用によって無線で作動することができるが、装置８４０があるか、又はそれが内視鏡内に含まれている実施形態においては、送信機８４１は、例えばワイヤ、光ファイバ、及び／又は他の適切な方法を介してデータを伝送することができる。

装置８４０は、典型的には自律型の飲み込み可能なカプセルとすることができ、又はこれを含むことができるが、装置８４０は他の形状をとることもでき、飲み込み可能又は自律型である必要はない。装置８４０の実施形態は、典型的には自律型であり、典型的には自給式である。例えば、装置８４０は、要素の全てが容器又はシェル内に実質的に含まれるようなカプセル又は他のユニットとすることができ、そこで、装置８４０は、電力を受け取ったり、又は情報を伝送したりするための如何なるワイヤ又はケーブルも必要としない。

幾つかの実施形態においては、装置８４０は、データ表示、制御、又は他の機能をもたらすために、（例えば受信機８１２を介して）外部受信システム及び表示システムと通信することができる。例えば、電力は、内蔵バッテリ、内部電源、又は電力を受け取るための無線システムを用いて、装置８４０に供給することができる。他の実施形態は、他の構成及び機能を有することができる。例えば、要素は多数の部位又はユニットにわたって分散させることができ、制御情報を外部源から受信することもできる。

１つの実施形態においては、装置８４０は、生体内ビデオカメラ、例えばイメージャ８４６を含むことができ、それは、装置８４０が例えばＧＩ管を通過している間にＧＩ管の画像をキャプチャし、伝送することができる。装置８４０によって、他の管腔及び／又は体内キャビティを撮像及び／又は感知することもできる。幾つかの実施形態においては、イメージャ８４６は、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ若しくはイメージャ、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）カメラ若しくはイメージャ、デジタルカメラ、スティルスカメラ、ビデオカメラ、又は他の適切なイメージャ、カメラ、若しくは画像獲得要素を含むことができる。

１つの実施形態においては、装置８４０の中のイメージャ８４６を送信機８４１に作動可能に接続することができる。送信機８４１は、例えば画像受信機８１２に画像を伝送することができ、画像受信機８１２は、データをデータプロセッサ８１４及び／又は記憶装置８１９に送ることができる。送信機８４１はまた、制御機能を含むこともできるが、制御機能が別の要素に含まれていてもよい。送信機８４１は、画像データ、他の感知されたデータ、及び／又は他のデータ（例えば制御データ）を受信装置に伝送することができる如何なる適切な送信機をも含むことができる。例えば、送信機８４１は、潜在的にチップ・スケール・パッケージ（ＣＳＰ）で提供される、超低電力無線周波数（ＲＦ）高帯域送信機を含むことができる。送信機８４１は、アンテナ８４８を介して伝送することができる。送信機８４１及び／又は装置８４０中の別のユニット、例えばコントローラ又はプロセッサ８４７は、装置８４０の制御のため、装置８４０の作動モード又は設定の制御のため、及び／又は装置８４０内で制御操作又は処理操作を行なうために、制御能力、例えば１つ又はそれ以上の制御モジュール、処理モジュール、回路、及び／又は機能を含むことができる。

電源８４５は、１つ又はそれ以上のバッテリ又は電力セルを含むことができる。例えば、電源８４５は、酸化銀バッテリ、リチウム・バッテリ、高エネルギー密度を有する他の適切な電気化学セル等を含むことができる。他の適切な電源を用いることもできる。例えば、電源８４５は、外部電源（例えば、電力送信機）から電力又はエネルギーを受け取ることができ、電力又はエネルギーを装置８４０に伝送するために電源８４５を使用することもできる。

幾つかの実施形態においては、電源８４５は、装置８４０の内部にあってもよく、及び／又は、例えば電力を受け取るために外部電源への結合を必要としないことがある。電源８４５は、例えば、連続的に、実質的に連続的に、又は離散的でない方法若しくはタイミングで、或いは周期的な方法、断続的な方法、さもなければ他の連続しない方法で、装置８４０の１つまたはそれ以上の要素に電力を供給することができる。幾つかの実施形態においては、電源８４５は、例えば、必ずしも要求に応じてではなく、又は必ずしもトリガとなるイベント若しくは外的な作動若しくは外部の刺激に応じてではなく、装置８４０の１つ又はそれ以上の要素に電力を供給することができる。

１つの実施形態においては、送信機８４１は随意的に、例えばイメージャ８４６によって生成された信号及び／又はデータを処理するために処理ユニット又はプロセッサ、或いはコントローラを含むことができる。別の実施形態においては、処理ユニットは、装置８４０の別個の要素、例えばコントローラ又はプロセッサ８４７を用いて実装することができ、又はイメージャ８４６、送信機８４１、又は別の要素の一体部品として実施することができ、又は必要でないこともある。随意的な処理ユニットは、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、マイクロプロセッサ、コントローラ、チップ、マイクロチップ、回路、集積回路（ＩＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又は他のいずれかの適切な汎用又は特定のプロセッサ、コントローラ、回路装置又は回路を含むことができる。１つの実施形態においては、例えば、処理ユニット又はコントローラは、送信機８４１内に埋め込まれても又は送信機８４１と統合されてもよく、例えばＡＳＩＣを用いて実装することができる。

幾つかの実施形態においては、イメージャ８４６は、例えば連続的に、実質的に連続的に、又は離散的ではない方法で、例えば必ずしも要求に応じてではなく、又は必ずしもトリガとなるイベント若しくは外的な作動若しくは外部の刺激に応じてではなく、又は周期的な方法、断続的な方法で、さもなければ連続しない方法で、生体内画像を獲得することができる。

幾つかの実施形態においては、送信機８４１は、例えば連続的に、実質的に連続的に、又は離散的でない方法で、例えば必ずしも要求に応じてではなく、又は必ずしもトリガとなるイベント若しくは外的な作動若しくは外部の刺激に応じてではなく、又は周期的な方法、断続的な方法で、さもなければ連続しない方法で、画像データを伝送することができる。

幾つかの実施形態においては、装置８４０は、１つ又はそれ以上の照明源８４２、例えば１つ又はそれ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）、「白色ＬＥＤ」、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、又は他の適切な光源を含むことができる。照明源８４２は、例えば、撮像及び／又は感知される体腔又はキャビティを照らすことができる。１つ又はそれ以上のレンズ又は複合レンズアセンブリなどの１つ又はそれ以上の光学素子、１つ又はそれ以上の適切な光学フィルタ、又はいずれかの他の適切な光学素子を含む随意的な光学系８５０を、装置８４０内に随意的に含ませ、イメージャ８４６に反射光を合焦させるのを助け、及び／又は、他の光処理操作を行なうことができる。

データプロセッサ８１４は、受信機８１２を介して装置８４０から受け取ったデータを分析することができ、例えば記憶装置８１９との間でフレームデータを伝送するなど、記憶装置８１９と通信することができる。データプロセッサ８１４はまた、分析されたデータをモニタ８１８に供給し、そこで、ユーザ（例えば医師）は、例えば画像データ、感知データ、位置データ、運動性データ、又は他の情報を含むデータを見ることができ、又は他の方法で使用することができる。１つの実施形態においては、データプロセッサ８１４は、リアルタイム処理のため、及び／又は後処理を実行するため、及び／又は後で見直すために構成することができる。制御機能（例えば遅延、タイミング等）が装置８４０の外部にある場合、適切な外部装置（例えば、データプロセッサ８１４又は画像受信機８１２等）が、装置８４０に１つ又はそれ以上の制御信号を伝送することができる。モニタ８１８は、例えば、１つ又はそれ以上のスクリーン、モニタ、又は好適な表示装置を含むことができる。モニタ８１８は、例えば、装置８４０によってキャプチャされた及び／又は伝送された１つ又はそれ以上の画像又は画像のストリーム、例えばＧＩ管の画像又はキャビティ若しくは体腔の他の画像を表示することができる。付加的に又は代替的に、モニタ８１８は、例えば、制御データ、場所又は位置データ（例えば、装置８４０の位置又は相対的位置を説明し、又は示すデータ）、配向データ、運動性情報、及び／又は他の好適なデータを表示することができる。１つの実施形態においては、例えば、画像及びその場所又は位置の両方が、モニタ８１８を用いて提示され、及び／又は、記憶装置８１９を用いて格納されてもよい。収集された画像データ及び／又は他のデータを格納及び／又は表示するための他のシステム及び方法を用いることもできる。

幾つかの実施形態においては、ＧＩ管又は他の体腔の病理的又は他の状態を明らかにすることに加えて又はその代わりに、システムは、これら状態の位置に関する情報を提供することができる。適切な追跡装置及び方法は、本明細書に記載されており、同様に、前述の特許文献１、及び／又は「Ａｒｒａｙ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｌｏｃａｔｉｎｇ ａｎ Ｉｎ−Ｖｉｖｏ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｏｕｒｃｅ」という名称の、２００２年５月２０日に出願され、米国特許出願公開第２００２／０１７３７１８号として２００２年１１月２１日として公開された特許文献８にも記載され、それらの両方とも本発明の同一の譲受人に譲渡されており、全体が引用により本明細書に組み入れられる。本発明の実施形態に従って、他の好適な位置識別システム及び方法を用いることができる。

典型的には、装置８４０は、画像情報を別個の部分で伝送することができる。各部分は、典型的には、画像又はフレームに対応することができる。他の適切な伝送方法を用いることもできる。例えば、幾つかの実施形態においては、装置８４０は、１／２秒毎に画像をキャプチャするか及び／又は獲得することができ、受信機８１２に画像データを伝送することができる。他の一定の及び／又は変動するキャプチャ速度及び／又は伝送速度を用いてもよい。

典型的には、記録され、伝送される画像データは、デジタルカラー画像データを含むことができる。代替的な実施形態においては、他の画像形式（例えば、白黒の画像データ）を使用することができる。幾つかの実施形態においては、画像データの各フレームは２５６行を含むことができ、各行は２５６画素を含むことができ、各画素は、周知の方法によって色及び明るさについてのデータを含むことができる。他の実施形態によると、３２０×３２０画素のイメージャを用いることができ、他の適切な画素サイズを有する他のイメージャを用いることもできる。画素サイズは、例えば５ミクロンから６ミクロンまでの間とすることができ、他の適切なサイズを用いることもできる。幾つかの実施形態によると、各画素をマイクロレンズに適合することができる。例えば、バイエル（Ｂａｙｅｒ）のカラーフィルタを適用することができる。他の適切なデータ形式を用いることもでき、他の適切な数又は種類の行、列、アレイ、画素、サブ画素、ボックス、スーパー画素、及び／又は色を用いることもできる。

随意的に、装置８４０は、イメージャ８４６などのセンサの代わりに又はこれに加えて、１つ又はそれ以上のセンサ８４３を含むことができる。センサ８４３は、例えば、装置８４０の周囲の特性又は特徴の１つ又はそれ以上の値を感知し、検出し、判断し、及び／又は測定することができる。例えば、センサ８４３は、ｐＨセンサ、温度センサ、導電率センサ、圧力センサ、又は他のあらゆる周知の適切な生体内センサを含むことができる。

幾つかの実施形態においては、装置８４０は、一方向又は双方向通信が可能である。例えば、装置８４０は、送信機８４１を用いて、外部受信機／レコーダ８１２に、データ（例えば感知されたデータ、画像データ、位置測定データ等）を伝送することができる。随意的に、装置８４０は、外部送信機又は送受信機から、データ（例えば制御データ、命令、コマンド、パラメータ値、設定又はパラメータの修正、作動命令、非作動命令等）を受信することができる。例えば、１つの実施形態においては、装置８４０は、随意的に、信号を受信することができる受信機を含むことができる（例えば、送信機８４１は、送信機又は送信機−受信機として随意的に実装することができる）。また、受信機／レコーダ８１２は、装置８４０に信号を伝送することができる送受信機又は送信機−受信機として随意的に実装することができる。他の適切な一方向又は双方向通信機構を用いることもできる。

本発明の幾つかの実施形態によると、位置測定データは、例えば、位置データ自体とは離れた生体内装置（例えば、装置８４０又は別の信号源）によって収集された又は伝送されたデータを用いて決定することができる。例えば、位置測定データは、生体内装置８４０によって送られた信号又は生体内装置８４０によって送られたビーコンに固有であってもよいが、位置測定データから感知データ（例えば、画像データ、ｐＨデータ等）の他のデータ及び付加的なデータを別個に送ることもできる。１つの実施形態においては、感知データは、生体内装置８４０によって収集された非位置測定データと考えることができる。幾つかの実施形態においては、位置測定データは、主として感知されたデータを含むデータ信号に固有であり得る。

幾つかの実施形態においては、画像データ及び他の収集されたデータは、短期間又は長期間格納することができ、他の場所又は装置に移送し、処理し、及び／又は分析することができる。医療従事者は、ＧＩ管又は他の身体部分の病的状態を診断するために画像を使用することができ、システムは、これら病状の位置に関する情報を提供することができる。１つの実施形態においては、データプロセッサ記憶装置８１９は、最初にデータを収集し、次にデータをデータプロセッサ８１４に転送するので、画像データはリアルタイムには見られない。代替的な実施形態においては、他の構成によってリアルタイム表示を可能にすることができ、運動性データ及び／又は収縮活動データを実質的にリアルタイムで計算し、表示することができる。

モニタ８１８は、好ましくは静止画像及び／又は動画形式で画像データを提示することができ、さらに、他の情報を提示することもできる。例えば、１つの実施形態においては、モニタは、現在示されている画像についての経過する絶対時間、装置８４０がＧＩ管を通過する間の行程にわたる収縮活動に関する相対的又は絶対的な情報、収縮活動データ又はインジケータ、及び／又は、現在の画像若しくは表示されている他のデータに対応する時間を提示することができる。現在表示されている画像について経過する絶対時間は、例えば、装置８４０が最初に作動され、画像受信機８１２が装置８４０から伝送を受け取り始めた瞬間と、現在表示されている画像がキャプチャされた瞬間との間に経過した時間の量とすることができる。例えば、ここに述べられるように、収縮活動情報を表示するために、種々の方法を用いることができる。幾つかの実施形態においては、種々の種類の情報を、ウィンドウ又は他のスクリーン部分に表示することができ、及び／又は、複数のモニタを用いて、画像データ、運動性データ、収縮活動データ、位置測定データ、及び／又は他のデータを表示することができる。

幾つかの実施形態においては、特定のユニットによって情報収集、格納、及び処理を行うことができるが、代替的な構成を用いて本発明のシステム及び方法を実施することもできる。例えば、収縮活動の測定及び／又は分析を可能にする要素を、装置８４０（例えば、飲み込み可能なカプセル）の内部、又は代替的に患者が装着できる携帯機器（例えば、受信機８１２）に配置することができる。さらに、画像情報を収集する要素は、カプセルに収容する必要はなく、内視鏡、ステント、カテーテル、針、又は他の適切な装置のような、人体の内腔を移動するのに適した他の任意の輸送手段の中に含ませることができる。

幾つかの実施形態においては、例えば、ＧＩ管の収縮活動などの収縮活動に関する情報を生成するために、多数の生体内画像を分析することができる。生成される情報は、例えば、収縮活動の表示、収縮活動がないことの表示、収縮の表示、多数の収縮の表示、収縮がないことの表示、収縮の時間及び／又は場所に関する情報、収縮の頻度及び／又は数に関する情報、収縮の強さ（例えば、相対的又は絶対的な強さ）及び／又は期間（例えば、時間の長さ）に関する情報、収縮活動が正常又は異常であるかの表示、又は他の適切な情報を含むことができる。

幾つかの実施形態においては、多数の生体内画像のセットの（例えば、生体内画像のセット又はシーケンスの）１つ又はそれ以上の特性の分析を用いて、収縮活動に関する情報を判断することができる。例えば、多数の例えば連続的な生体内画像の分析を用いて、収縮又は多数の収縮を検出し、及び／又は測定することができる。

幾つかの実施形態においては、特性又は多数の特性に基づいて収縮の検出を行なうことができ、それらの特性又は多数の特性は、多数の画像にわたって測定することができる。例えば、測定された特性の値は、多数の画像にわたって異なることがあり、収縮を示すことができる。幾つかの実施形態においては、例えば、多数の（例えば連続的な）画像にわたる特性の値の比較に基づいて、収縮（又は収縮がないこと）を判断することできる。

幾つかの実施形態においては、例えば、画像（又は画像部分）の強度レベルを側定し、又は計算することができ、多数の画像にわたる強度レベルの変更を用いて、画像の１つ又はそれ以上と関連した収縮を判断することができる。例えば、一連のＫ個の生体内画像、例えば９個の連続的な生体内画像のセットを分析することができる。

幾つかの実施形態においては、例えば、収縮がないとき、生体内撮像装置８４０は、体腔を通って移動し、生体内画像を獲得することができる。例えば収縮がないとき又は比較的低い収縮活動の間、例えば体腔壁からの光反射のために、獲得された生体内画像の外側部分（例えば、環状部分）は比較的明るくなり、例えば生体内画像は、装置８４０が移動する体腔に対応する部分を含み得るので、生体内画像の内側部分（例えば、実質的には中央部分）が比較的暗くなることがある。

対照的に、収縮が体腔の収縮を引き起こすことがあり、内腔壁が生体内装置８４０上で「閉じる」及び／又は狭くなることがある。その結果、収縮中に獲得された生体内画像が比較的明るくなるか又は比較的大きい明るい部分を含むことがある。付加的に又は代替的に、収縮中に獲得された生体内画像が暗い部分を含まない又は比較的小さい暗い部分のみを含むことがある。幾つかの実施形態においては、例えば、収縮は、体腔（例えば、ＧＩ管又はその部分）の急速な開閉サイクルを含むことができ、これにより、生体内装置８４０によって獲得された生体内画像の１つ又はそれ以上の特性（例えば、明るさレベル、暗さレベル、画像強度、グレーレベル強度等）のばらつき（例えば、著しいばらつき）が生じる。例えば、幾つかの実施形態においては、収縮中に獲得された生体内画像の明るさレベル又は全体強度は、収縮が起こらない時間及び／又は場所において獲得された生体内画像の明るさレベル又は全体強度よりも相対的に高くなり得る。幾つかの実施形態においては、例えば、体腔が「閉じられる」又は収縮されるとき、生体内装置８４０が照らす光が腸壁に反射することがあり、体腔が「開いている」又は収縮しないとき、生体内装置８４０が照らす光は、腸管に沿って消散し得る。従って、全体の画像照明に対応するパラメータ（例えば、明るさ、暗さ、画像強度等）の測定及び／又は分析は、収縮及び／又は収縮活動の有無のインジケータとして用いることができる。

本発明の幾つかの実施形態による例証的な２つの生体内画像２１０及び２２０を概略的に示す、図２を参照する。生体内画像２１０は、収縮がないとき又は収縮活動が相対的に小さいときに（例えば、図１の装置８４０によって）獲得された生体内画像を例証することができる。例えば、体腔の壁は装置８４０が照らす光を反射し得るため、比較的暗い部分２１６は、生体内装置８４０が移動する体腔に対応し、比較的より明るい部分２１５は体腔の壁に対応する。

対照的に、生体内画像２２０は、収縮中又は収縮活動が比較的大きいときに（図１の装置８４０によって）獲得された生体内画像を例証する。例えば、体腔の壁は装置８４０が照らす光を反射し得るため、比較的暗い部分２２６は、生体内装置８４０が移動する体腔に対応し、比較的より明るい部分２２５は体腔の壁に対応する。

図２に示されるように、（収縮中に獲得された）画像２２０の明るい部分２２５は、（収縮がないときに獲得された）画像２１０の明るい部分２１５よりも大きくなり得る。付加的に又は代替的に、（収縮中に獲得された）画像２２０の暗い部分２２６は、（収縮がないときに獲得された）画像２１０の暗い部分２１６よりも小さくなり得る。幾つかの実施形態においては、随意的に、（収縮中に獲得された）画像２２０は、暗い部分２２６を全く含まないことがあり、又は暗い部分を含むことができるが、その暗い部分は著しく小さいものになり得る。

幾つかの実施形態においては、画像２２０の全体の明るさレベルは、画像２１０の全体の明るさレベル２１０よりも大きくなり得る。幾つかの実施形態においては、画像２２０に対応する全体の強度パラメータは、画像２２０が、画像２１０と比較して明るい、又は著しく明るいことを示し得る。

本発明の幾つかの実施形態による実証的な生体内画像のセット３００を概略的に示す、図３を参照する。例えば、幾つかの実施形態においては、セット３００は、９つの生体内画像３０１−３０９を含むことができ、収縮及び／又は収縮活動の情報を判断するために、他の適切な数の生体内画像を用いることもできる。図３においては、画像３０１−３０９の暗い（又は、相対的に暗い）部分は数字３２６で示され、画像３０１−３０９の明るい（又は、相対的に明るい）部分は数字３２５で示されている。

図３に示されるように、暗い部分３２６は、画像３０１では比較的大きいサイズを有することができ、例えば、暗い部分３２６は、画像３０１の面積のおよそ４０パーセントを占めることができる。暗い部分３２６のサイズは、画像３０１から３０５へと徐々に減少し、画像３０５において最小になり得る。随意的に、幾つかの実施形態においては、画像３０５の暗い部分３２６は、例えば画像３０５の面積のおよそ１パーセントといったように著しく小さくなり、又は画像３０５内に全く含まれないこともある。次に、暗い部分３２６のサイズは、画像３０５から３０９へと徐々に大きくなり、画像３０９において比較的大きなサイズのものになり得る。

生体内画像３０１−３０９のセット３００は、生体内収縮又は収縮活動のサイクルに対応し得る。例えば、画像３０５は、最も大きい明るい部分３２５及び／又は最も小さい暗い部分３２６を含むことができ、及び／又は、最高値の全体画像明るさ又は全体画像強度と関連付けることができる。従って、画像３０５は、収縮のピーク又は収縮活動のピークに対応し得る。１つの実施形態において、画像３０１及び／又は画像３０９は、収縮活動がない時間及び／又は場所に対応することができ、別の実施形態において、画像３０１は、収縮の始まりの時間及び／又は場所に対応し、画像３０９は、収縮の終わりの時間及び／又は場所に対応することができる。

幾つかの実施形態においては、例えば、Ｋ個の画像の第１の部分が相対的により暗くなり（例えば、比較的小さい値の明るさ又は全体強度を有することができ）、Ｋ個の画像の第２の部分が相対的により明るくなり（例えば、比較的高い値の明るさ又は全体強度を有することができ）、Ｋ個の画像の第３の部分が相対的に暗くなる（例えば、比較的高い値の明るさ又は全体強度を有することができる）ように、一連のＫ個の生体内画像を識別することができる。幾つかの実施形態においては、例えば、生体内画像の第１のグループ及び生体内画像の第２のグループをより暗くし（例えば、より小さい値の全体強度又は明るさを有することができ）、第１のグループの後及び第２のグループの前に獲得することができる生体内画像の第３のグループをより明るくすることができ（例えば、より高い値の全体強度又は明るさを有することができ）、これにより、第３の（例えば中央の）グループの生体内画像に対応する収縮又は収縮のピークが示される。本発明の実施形態により、他の適切なパターンを識別及び／又は使用することができる。

本発明の幾つかの実施形態による生体内画像の強度のグラフ４００を概略的に示す、図４を参照する。縦軸４５１は、例えば、生体内画像又は生体内画像の部分の強度レベル（例えば、全体の強度レベル）又は明るさレベルを示すことができる。縦軸４５１は、他のパラメータ、例えば相対的又は絶対的な明るさ、相対的又は絶対的暗さ、相対的又は絶対的な画像強度、相対的又は絶対的なグレーレベル又はグレースケール強度、色相、彩度、色、色属性、チャネル、色チャンネル、色成分（例えば、赤色成分、緑色成分、青色成分等）、コントラスト等を示すか、又はそれらに対応することができる。横軸４５２は、例えば、通し番号又は連続番号の生体内画像、１組又は一連の連続的又は非連続的な生体内画像を示すことができる。横軸４５２は、例えば、生体内装置が生体内を移動する間に経過する時間、生体内装置の生体内位置等の他のパラメータを示すか、又はそれらに対応することができる。

グラフ４００における点４０１−４０９のセットは、例えば、それぞれ図３の画像３０１−３０９のセットに対応することができる。例えば、点４０１は生体内画像３０１に対応し、点４０２は生体内画像３０２に対応することができる等。線４５０は、点４０１−４０９の一部又は全てを結合することができる。

幾つかの実施形態においては、点４０１−４０９及び／又は線４５０は、生体内画像３０１−３０９の一部又は全てに対応する収縮又は他の収縮活動の存在を示し得る。例えば、幾つかの実施形態において、線４５０は収縮に対応することができ、点４０５は収縮のピークに対応することができ、点４０１又は点４０２は収縮の始まりに対応することができ、点４０８又は点４０９は収縮の終わりに対応することができ、以下同様である。

幾つかの実施形態においては、線４５０の（及び／又は、点４０１−４０９の１つ又はそれ以上の）パターン、形状、角度、傾斜、曲率、アウトライン、及び／又は他の特性を判断し、又は分析することができる。分析は、例えば、図１のワークステーション８９９のデータプロセッサ８１４によって生体外で、及び／又は、図１のプロセッサ８４７によって生体内で実行することができる。分析に基づいて、ワークステーション８９９及び／又はモニタ８１８は、収縮及び／又は収縮活動に関連した情報を表示するか、又は他の方法で提示する（例えば可聴又は可視表示を用いて）ことができる。例えば、幾つかの実施形態においては、収縮、収縮のピーク、収縮の始まり、収縮の終わり等に対応する生体内画像をタグ付けし、マーク付けし、強調表示し、又は他の方法で示すことができる。

ここの議論の幾つかの部分は、例証目的のために、９つの生体内画像に基づいた（又は、それらに対応する）収縮及び／又は収縮活動の分析と関連付けることができるが、他の適切な数の生体内画像を用いてもよく、分析された生体内画像の一部又は全てが連続的である必要はない。幾つかの実施形態においては、例えば、毎秒およそ２つの生体内画像のフレーム・キャプチャ速度で獲得されたような、一連の９つの連続的な生体内画像に対応するように、収縮を判断することができる。幾つかの実施形態においては、例えば、およそ４秒間又は５秒間内に生体内で獲得された一連の連続的な生体内画像に対応するように、収縮を判断することができる。他の適切な数、時間、又はフレーム・キャプチャ速度を用いることもできる。

幾つかの実施形態においては、例えば、全体の明るさ、暗さ、又は画像強度以外の特性を用いて、収縮及び／又は収縮活動を判断することができる。例えば、幾つかの実施形態においては、生体内画像の暗い部分（又は明るい部分）のサイズ又は面積を分析することができ、生体内画像の暗い部分（又は明るい部分）の高さ及び／又は幅を分析することができ、生体内画像の暗い部分（又は明るい部分）の位置又は場所（例えば、生体内画像内の）を分析することができ、或いは他の適切な特性を分析することができる。

幾つかの実施形態においては、局所的に正規化された平均強度レベルに対して、一連の生体内画像にわたる強度のばらつきを測定することができる。例えば、幾つかの実施形態においては、次の式：
Ｉｎ＝Ｉ−Ｉａｖｅｒａｇｅ 式１
を用いることができ、ここで、Ｉは生体内画像の平均グレーレベル強度を表し、Ｉｎは局所的に正規化された平均強度レベルを表し、Ｉａｖｅｒａｇｅは、一連の生体内画像について、例えば９つの生体内画像のセットなどについて計算された平均強度を表す。例えば、Ｋ個の生体内画像の強度値を合計し、その結果をＫで割ることによって、Ｉａｖｅｒａｇｅを計算することができる。他の適切な式又は計算を用いることもできる。

幾つかの実施形態においては、例えば、収縮又は特定の収縮活動に対応することができる生体内画像を識別するために、一連の生体内画像を分析することができる。例えば、幾つかの実施形態においては、例えば、一連の生体内画像の一部又は全てについてのＩｎ値を計算することによって、何百又は何千もの生体内画像を分析することができる。分析された画像の連続から、正のＩｎ値を有する逐次的又は連続的な生体内画像のサブセットを抽出することができる。生体内画像のサブセットにおけるＩｎの最高値に対応する生体内画像は、生体内画像のそのサブセットに対応する可能な収縮についての中心画像として識別することができる。

幾つかの実施形態においては、生体内画像、例えば、実質的に各々の生体内標画像について、例えば、正規化された強度Ｉｎを計算することができる。例えば、生体内画像の画素（又は、他の画像部分）の強度値の合計に基づいて、かつ、１つ又はそれ以上（例えば４つ）の前の画像の画像強度値と、１つ又はそれ以上（例えば４つ）の後の画像の画像強度値を考慮することによって、計算を行なうことができる。

幾つかの実施形態においては、例えば、ｎ番目の生体内画像の正規化された強度Ｉｎは、次のように計算することができる、すなわち、ｎ番目の生体内画像の画像強度値を、ｎ番目の生体内画像の前に来る４つの生体内画像の画像強度、及び、ｎ番目の生体内画像の後に続く４つの生体内画像の画像強度と合計し、その合計を９で割ることができる。ｎ番目の生体内画像が中心画像である９つの生体内画像にセットに基づいてｎ番目の生体内画像が計算された場合、結果は正規化された強度を表し得る。

幾つかの実施形態においては、相対的に明るい生体内画像（例えば、収縮のために）は、正の画像強度値Ｉｎに対応することができ、相対的に暗い生体内画像（例えば、収縮がないために）は、負の画像強度値Ｉｎに対応することができる。幾つかの実施形態においては、例えば、それに隣接する画像（例えば、１つ又はそれ以上の前の画像、並びに、１つ又はそれ以上の後の画像）の画像強度値よりも高い画像強度値を有する生体内画像は、生体内画像が腸収縮又は腸収縮のピークに対応することを示すことができる。

幾つかの実施形態においては、分析された生体内画像が腸収縮に対応するとき、正規化された画像強度パラメータＩｎは、相対的に高い値を有することができ、非収縮時及び／又は非収縮場所において、正規化された画像強度パラメータＩｎは、相対的に低い値又は疑似ランダム値を有することができる。

幾つかの実施形態において、正の正規化された画像強度値を有する生体内画像をフィルタイン（ｆｉｌｔｅｒ−ｉｎ）又は他の方法で選択するために、或いは、負の正規化された画像強度値（又はゼロ値）を有する生体内画像をフィルタアウト（ｆｉｌｔｅｒ−ｏｕｔ）又は他の方法で選択解除するために、（例えば、ワークステーション８９９のデータプロセッサ８１４によって）フィルタ又は前置フィルタ機構を用いることができる。幾つかの実施形態においては、閾値よりも高い正規化された画像強度を有する生体内画像をフィルタイン又は選択することができ、閾値よりも低い（又は等しい）正規化された画像強度を有する生体内画像をフィルタアウト又は選択解除することができる。１つの実施形態においては、例えば、判別関数を生体内画像と関連付けることができ、例えば、正規化された画像強度が閾値よりも高い場合、判別関数は第１の値（例えば「１」）を有することができ、正規化された画像強度が閾値よりも低いか又は等しい場合、判別関数は第２の値（例えば「−１」）を有することができる。例えば、閾値は、一定の又は変更可能なパラメータ（例えば、調整パラメータ）を用いて実装することができ、或いは、特定の実施に従った特定の値に事前設定する又は動的に設定することができる。

幾つかの実施形態においては、例えば、判別関数の第２の値と関連した生体内画像を拒否し、選択解除し、フィルタアウト又は廃棄することができ、判別関数の第１の値に関連した生体内画像を選択し、マーク付けし、タグ付けし、保持し、又はフィルタインすることができる。幾つかの実施形態においては、選択された又はフィルタインされた画像を用いて収縮活動情報を示す出力を生成することができ、又は、これを分析又はフィルタリングの他のステージ又は段階への入力として使用し、収縮活動情報をさらに生成することができる。

本発明の幾つかの実施形態による収縮活動の測定及び分析の方法のフローチャートである、図５を参照する。この方法は、例えば、図１のシステム、図１の生体内撮像装置８４０、及び／又は他の適切な装置及びシステムと併せて使用することができる。

幾つかの実施形態においては、ボックス５１０で示されるように、この方法は、随意的に、例えば、生体内画像のセットを獲得することを含むことができる。例えば、図１の生体内画像撮像装置８４０によって、毎秒およそ２つの画像のフレーム・キャプチャ速度で、９つの連続的な生体内画像のセットを獲得することができる。

幾つかの実施形態においては、ボックス５２０で示されるように、この方法は、随意的に、例えば、９つの生体内画像の各々について画像強度値を計算することを含むことができる。

幾つかの実施形態においては、ボックス５３０で示されるように、この方法は、随意的に、例えば、９つの生体内画像に対応する平均画像強度値を計算することを含むことができる。例えば、ボックス５２０の操作で計算された９つの画像強度値を合計し、その合計を９で割ることができる。

幾つかの実施形態においては、ボックス５４０で示されるように、この方法は、随意的に、例えば、９つの生体内画像の各々に対応する正規化された画像強度値を計算することを含むことができる。例えば、その画像の画像強度値（ボックス５２０で計算された）から、平均画像強度値（ボックス５３０で計算された）を減算することによって、特定の生体内画像の正規化された画像強度値を計算することができる。

幾つかの実施形態においては、ボックス５４５で示されるように、この方法は、随意的に、例えば、生体内画像強度値、例えば多数の生体内画像及び／又は所定の期間内に獲得された生体内画像に対応する正規化された画像強度値の変更、ばらつき、及び／又は修正を分析することを含むことができる。この分析は、例えば、生体内画像を獲得することができる所定の期間にわたって、生体内画像のセットに対して、多数の（例えば連続的又は非連続的な）生体内画像等に対して行なうことができる。１つの実施形態においては、例えば、この分析は、９つの連続的な生体内画像（又は、他の数の連続的若しくは非連続的な生体内画像）に対して、およそ４秒間又は５秒間（又は他の時間）内に獲得された多数の生体内画像等に対して行なうことができる。

幾つかの実施形態においては、ボックス５５０で示されるように、この方法は、随意的に、例えば、計算された正規化された画像強度値に基づいて、１つ又はそれ以上の生体内画像に対応する収縮活動情報（例えば、収縮又は収縮がないこと）を判断することを含むことができる。１つの実施形態においては、例えば、収縮又は収縮のピークと対応するように、正規化された画像強度の相対的に高い値又は実質的な最高値を有する画像を判断することができる。別の実施形態においては、例えば徐々に増え続ける、１つ又はそれ以上の正規化された画像強度値について、非ランダム・パターンを識別することができ、これにより収縮又は収縮のピークが示される。他の判断を行なうこともでき、判断結果を示し、又は他の方法で提示し、或いは表示することもできる。

本発明の実施形態に従って、他の操作又は操作のセットを用いることができる。幾つかの実施形態においては、操作は、例えば、生体内装置が生体内にある間、生体内装置が画像を獲得し及び／又はデータを生体外に伝送する間等に、リアルタイムで、実質的にリアルタイムで行なうことができる。

幾つかの実施形態においては、例えば、多数の（連続的又は非連続的な）生体内画像の分析、画像ストリームの分析、所定期間にわたる画像ストリームの分析等に基づいて、収縮及び／又は収縮活動情報を検出し、判断し、及び／又は測定することができる。幾つかの実施形態においては、例えば、収縮及び／又は収縮活動の検出、判断、及び／又は測定は、多数の生体内画像を考慮する分析に基づくことができる。

幾つかの実施形態においては、収縮活動検出器及び／又は収縮検出器を用いて、収縮及び／又は収縮活動の検出、判断、及び／又は測定を行なうことができる。収縮活動検出器及び／又は収縮検出器は、例えば、独立型ユニット又はモジュールとして、データプロセッサ８１４の一部として、ワークステーション８９９の一部として、受信機／レコーダ８１２の一部として、プロセッサ８４７の一部として、分離型又は一体型ユニット又は装置等として実装することができる。１つの実施形態においては、収縮検出器は、収縮活動検出器のサブユニット又はモジュールとすることができ、逆もまた同様である。例えば、図６を参照してここに説明されるサブシステムは、本発明の幾つかの実施形態に従った方法、収縮検出器のモジュール又はユニット、収縮活動検出器のモジュール又はユニット等の例証に役立つ例とすることができる。

本発明の幾つかの実施形態による腸収縮活動の評価のためのサブシステム６００を概略的に示す、図６を参照する。サブシステム６００は、例えば、データプロセッサ８１４の一部、ワークステーション８９９の一部、受信機／レコーダ８１２の一部、プロセッサ８４７の一部、分離型又は一体型ユニット又は装置等の一部として実装することができる。

サブシステム６００は、例えば、フィルタ６１１、混濁検出器６１２、壁検出器６１３、トンネル検出器６１４、及び分類器６１５を含むことができる。幾つかの実施形態において、サブシステム６００は、多数のステージ又は段階の収縮活動分析を含むことができる。例えば、フィルタ６１１は、収縮活動分析の第１ステージに含ませることができ、混濁検出器６１２、壁検出器６１３、及びトンネル検出器６１４は、収縮活動分析の第２ステージに含ませることができ、分類器６１５は、収縮活動分析の第３ステージに含ませることができる。幾つかの実施形態においては、例えば、第２ステージが第１ステージの出力を入力として使用することができ、第３ステージが第２ステージの出力を入力として使用することができる。他のステージ数を使用することもでき、ステージの間に、種々の他の方法で要素を分散させることができる。

サブシステム６００は、例えば、多数の生体内画像、例えば図１の生体内撮像装置８４０によって獲得された一連の画像、多数のフレームを含むビデオ・シーケンス等といった入力６３０を受け取ることができる。幾つかの実施形態において、フィルタ６１１は、明るさ、暗さ、及び／又は画像強度に基づいて、入ってくる生体内画像の分析を行なうことができる。関心ある収縮及び／又は収縮活動に対応することができる生体内画像（ここでは「ポジティブ」と呼ぶことができる）を、フィルタ６１１によって混濁検出器６１２に通すことができ、関心ある収縮及び／又は収縮活動に対応しない生体内画像（ここでは「ネガティブ」と呼ぶことができる）を、フィルタ６１１によって「ネガティブ」の出力６５０に通すことができる。

幾つかの実施形態においては、混濁検出器６１２、壁検出器６１３、及びトンネル検出器６１４は、例えば、生体内撮像装置の閉塞のために、或いは不適切な又は非最適な配向のために、「無効」であると判断された生体内画像を、（例えば、出力６５０に）フィルタアウトすることができる。分類器６１５は、例えば、サポート・ベクトル・マシン（ＳＶＭ）分類アルゴリズムを用いて、分類分析を行なうことができる。分類器６１５は、例えば、関連性ベクトル・マシン（ＲＶＭ）分類アルゴリズム、又は独立した二重指数（ラプラス）パラメータ分布を用いるＲＶＭの変形であるラプラシアンＲＶＭ分類アルゴリズムを用いて、分類分析を行なうことができる。分類器６１５の結果の精度は、特徴の選択を行ない、例えば、ブースト・ラッソ・アルゴリズムのような当技術分野において周知の方法を用いることによって、分類プロセス中に考慮すべき最適な変数のサブセットを破断することによって、改善することができる。例えば、サブシステム６００の出力６４０としてなど、分類器６１５から出力として「ポジティブ」画像を転送することができる。

幾つかの実施形態において、出力６４０は、収縮に対応する実質的に唯一の生体内画像を含むことができる。他の実施形態においては、出力６４０は、関心ある特定の（例えば所定の）収縮活動に対応する実質的に唯一の生体内画像を含むことができる。さらに他の実施形態においては、出力６４０は、例えば、非収縮に対応すると判断された生体内画像など、収縮がないことによって特徴付けられる回数及び／又は位置に対応する生体内画像を含むことができる。さらに他の実施形態においては、出力６４０は、例えば、収縮に対応する生体内画像を含む第１のストリーム、及び、非収縮に対応する生体内画像を含む第２のストリームなどの多数の出力ストリームを含むことができる。他の適切な出力を用いることもできる。

幾つかの実施形態においては、出力６４０に対して様々な操作を行なうことができる。例えば、出力６４０又はその一部を表示又は提示し（例えばモニタ８１８及び／又はワークステーション８９９を用いて）、格納し（例えば記憶装置８１９を用いて）、或いはさらに処理し又は分析する（例えばプロセッサ８４７及び／又はデータプロセッサ８１４を用いて）ことができる。

幾つかの実施形態においては、随意的に、フィルタ６１１は、Ｐ１と示される１つ又はそれ以上の値を入力６２１としてさらに受け取ることができ、この入力６２１は、フィルタ６１１の動作を制御し、調整し、又は変更することができるパラメータ又は設定としてフィルタ６１１によって使用することができ、或いは、フィルタ６１１によって使用されるアルゴリズムにおけるパラメータ又は閾値として使用することができる。

幾つかの実施形態においては、随意的に、混濁検出器６１２は、Ｐ２と示される１つ又はそれ以上の値を入力６２２としてさらに受け取ることができ、この入力６２２は、混濁検出器６１２の動作を制御し、調整し、又は変更することができるパラメータ又は設定として混濁検出器６１２によって使用することができ、或いは、混濁検出器６１２によって使用されるアルゴリズムにおけるパラメータ又は閾値として使用することができる。

幾つかの実施形態においては、随意的に、壁検出器６１３は、Ｐ３と示される１つ又はそれ以上の値を入力６２３としてさらに受け取ることができ、この入力６２３は、壁検出器６１３の動作を制御し、調整し、又は変更することができるパラメータ又は設定として壁検出器６１３によって使用することができ、或いは、壁検出器６１３によって使用されるアルゴリズムにおけるパラメータ又は閾値として使用することができる。

幾つかの実施形態においては、随意的に、トンネル検出器６１４は、Ｐ４と示される１つ又はそれ以上の値を入力６２４としてさらに受け取ることができ、この入力６２４は、トンネル検出器６１４の動作を制御し、調整し、又は変更することができるパラメータ又は設定としてトンネル検出器６１４によって使用することができ、或いは、トンネル検出器６１４によって使用されるアルゴリズムにおけるパラメータ又は閾値として使用することができる。

幾つかの実施形態においては、随意的に、分類器６１５は、Ｐ５と示される１つ又はそれ以上の値を入力６２５としてさらに受け取ることができ、この入力６２５は、分類器６１５の動作を制御し、調整し、又は変更することができるパラメータ又は設定として、分類器６１５によって使用することができ、或いは、分類器６１５によって使用されるアルゴリズムにおけるパラメータ又は閾値として使用することができる。

本発明の幾つかの実施形態による、腸機能障害状態を判断する方法のフローチャートである、図７を参照する。この方法は、例えば、図１のシステム、図１の生体内撮像装置８４０、及び／又は他の適切な装置及びシステムと併せて使用することができる。この方法は、例えば、腸機能障害を自動的に診断するために用いることができる。

幾つかの実施形態においては、ボックス７１０で示されるように、この方法は、随意的に、例えば、生体内装置から画像フレームのストリームを受信することを含むことができる。例えば、図１の生体内撮像装置８４０によって、例えば毎秒およそ２つの画像のフレーム・キャプチャ速度で、連続的な生体内画像フレームのビデオ・ストリームを受け取ることができる。ストリームは、何千もの画像フレームを含むことができる。

幾つかの実施形態においては、ボックス７２０で示されるように、この方法は、随意的に、例えば、フレームの特性を測定し、フレーム分類を決定することを含むことができる。フレーム分類は、各フレームを１つ又はそれ以上のカテゴリに分類することを含むことができる。例えば、収縮活動フレームは、例えば閉塞性収縮を示すフレーム、又は非閉塞性収縮を示すフレームを含む、分類カテゴリとすることができる。幾つかの実施形態においては、静止フレーム（例えば、カプセルの外見上の運動を示さないか、又はほとんど示さないフレームのシーケンス）、混濁フレーム（例えば、腸の内容物を示すフレーム）、壁フレーム（例えば、壁検出器又は分類器を通過し、「ポジティブ」の表示を受け取ったフレーム）、トンネル・フレーム（例えば、トンネル検出器又は分類器を通過し、「ポジティブ」の表示を受け取ったフレーム）、又は皺パターン・フレーム（例えば、皺スターパターンを示すフレーム、又は折り畳まれた腸壁が放射状に分布されるフレーム）を、フレーム分類カテゴリとして用いることができる。他のカテゴリ又は分類を用いることもできる。図６に説明された分類器６１５のような分類器は、各フレームを分類又はカテゴリー化するために用いることができる。

幾つかの実施形態においては、ボックス７３０で示されるように、この方法は、随意的に、例えば、腸機能障害状態を判断するために測定された特性を分析することを含むことができる。例えば、測定された特性の分析は、随意的に、皺パターンを有する収縮フレームの百分率が所定値を過ぎたかどうかを判断することを含むことができる。別の例においては、測定された特性の分析は、随意的に、静止フレーム・シーケンスの平均長さを計算し、その長さが所定値よりも長いかどうかを判断することを含むことができる。さらに別の例においては、毎分の収縮数を分析し、これが所定値を超えるかどうかを判断することができる。幾つかの実施形態においては、測定された特性の分析は、随意的に、分析された特性に対応する値の数を合計し、これらの値の重み付き平均に基づいて腸機能障害を判断することを含むことができる。他の分析方法を使用することもできる。

幾つかの実施形態は、生体内画像のストリームにおける異なる特徴の分析に基づいて、腸機能障害の診断を提供することができる。場合によっては、診断は、所定の特性のセットに基づくことができる。そのような特性は、特に、静止フレーム、混濁フレーム、トンネル・フレーム、収縮、及び皺パターン・レベルの存在を含むことができる。これらに加えて又はこれらの代わりに、他の特性の検出及び分析を用いることもできる。１つの実施形態においては、腸運動性機能障害の対象を診断するために、２１特徴のベクトルを用いることができる。

静止フレームは、生体内装置の外見上の運動がないか又はほとんどないときに現われる。高レベルの静止フレームは、腸病患の表れと考えることができる。こうした画像から抽出できる関連情報は、これらに限られるものではないが、画像ストリームにおける静止フレームの百分率、濁度が存在しないストリームの部分のような、画像ストリームの部分における静止フレームの百分率、静止シーケンスの平均長さ、及びストリームの静止レベルを含むことができる。

混濁フレームは、例えば、食物片又は腸液を含む、画像の生体内ストリームのフレームとすることができる。こうした画像から抽出し、診断のために用い得る関連情報は、これらに限られるものではないが、画像ストリームにおける混濁フレームの百分率、濁度が存在しない部分におけるような、画像ストリームの部分における静止フレーム及び静止レベルでもある混濁フレームの百分率を含むことができる。

トンネルは、内腔が長期間静止しているように見え得るフレームのシーケンスである。トンネルの解釈は、収縮運動がないこととすることができる。こうした画像から抽出し、診断のために用い得る関連情報は、これらに限られるものではないが、例えば混濁が存在しない画像のみにおける、画像ストリーム又はストリームの部分におけるトンネル・フレームの百分率、トンネル・シーケンスの平均長、及び全てのトンネル・フレームの静止レベルを含むことができる。

腸収縮の分析は、異なる腸機能障害を診断するのに有用であることがある。腸収縮は、これら収縮の中心フレームにおける内腔が完全に閉じている閉塞性収縮であり得る。腸収縮は、内腔が閉じているように見えない非閉塞性収縮であることがある。腸収縮は、内腔が連続的に閉じ得る持続性収縮であることがある。こうした画像から抽出し、診断のために用い得る関連情報は、これらに限られるものではないが、混濁が存在しないストリームの部分のような、画像ストリーム又は画像ストリームの部分における分当たりの収縮数、及び非閉塞性である収縮の百分率を含むことができる。

皺パターン・レベルの存在の分析は、異なる腸機能障害を診断するのに有用であることがある。皺スターパターンは、持続性収縮の偏在する特徴であり得る。こうしたパターンは、腸内腔の周りに放射状に分布された折り畳まれた腸壁の強い縁部を示すことができる。こうしたパターンを識別するため、又はフレームにおける皺の存在レベルを判断するために、皺検出を用いることができる。関連情報は、一定のレベルの皺パターンを含むものとして識別された画像から抽出することができ、これを診断のために用いることができる。こうした情報は、これらに限られるものではないが、画像ストリームにおける皺を有するフレームの百分率、皺スターパターンが現れる混濁のないフレームの百分率、皺シーケンスの平均長、高レベルの皺存在を有するフレームの百分率、皺を有する収縮の百分率を含むことができる。

例えば、収縮及び／又は収縮活動に対応する、生体内画像（又は生体内画像ストリームのフレーム）の自動検出又は半自動検出を選択的に提供するために、幾つかの実施形態を用いることができる。幾つかの実施形態は、例えば、医師が、収縮に対応する及び／又は特定の収縮活動に対応する生体内画像を選択的に見ること、及び／又は、これに迅速にアクセスすること（例えば、診断のために、収縮活動等における機能障害を突き止める又は判断するために）を可能にする。幾つかの実施形態は、例えば、診断のために医師が必要とする見る時間の短縮、及び／又は、医師が、収縮及び／又は収縮活動に対応する生体内画像にアクセスする及び／又はこれを選択的に見るのに必要とされる時間の短縮を可能にする。幾つかの実施形態は、例えば、収縮及び／又は収縮活動に対応する、生体内画像ストリームの部分（例えば、比較的小さい部分又は多数の小さい部分）の選択的表示（又は、他の提示）を可能にする。幾つかの実施形態は、例えば医師によるさらなる検査のために、例えば収縮及び／又は収縮活動に対応する生体内画像ストリームの部分を検出するために医師が調べることができる、生体内画像ストリームの関心ある部分を医師が判断することを可能にし得る。幾つかの実施形態は、例えば、関心ある収縮及び／又は収縮活動に対応する部分、関心ある収縮及び／又は収縮活動に対応しない部分、収縮及び／又は収縮活動がないことに対応する部分等の収縮活動情報に基づいて、生体内画像ストリームの１つ又はそれ以上の部分を「飛び越える」（例えば、表示の回避、早送り等によって）を可能にする。幾つかの実施形態は、例えば、医師が、例えば、関心ある部分に対応する収縮情報及び／又は他の収縮活動情報に基づいて、生体内画像ストリームの検査を関心ある部分に集める又は「集中させる」ことを可能にする。本発明の実施形態は、種々の他の利益及び／又は利点をもたらすことができる。

本発明の幾つかの実施形態は、例えば２つ又はそれ以上のイメージャといった多数のイメージャ又は画像センサを有する生体内撮像装置を含むことができる。例えば、１つの実施形態において、生体内装置は、第１の視野を有する第１のイメージャと、第２の視野を有する第２のイメージャとを含むことができる。幾つかの実施形態においては、多数のイメージャは、例えば、およそ４５度の角度で、およそ９０度の角度で、およそ１８０度の角度等で、異なる方向を向くことができる。幾つかの実施形態においては、多数のイメージャを有する生体内装置をデータ収集のために用いることができ、このデータを収縮活動情報の生成又は分析のため用いることができる。例えば、生体内装置の多数のイメージャは、分析のために用い得る画像を獲得することができ、これにより、収縮又は収縮活動に関する判断が可能になる。１つの実施形態においては、多数のイメージャから、獲得されたデータを蓄積することができ、別の実施形態においては、各イメージャから獲得されたデータを別個に処理し、その結果を比較又はさらに分析することができ、他の好適な処理を用いることもできる。

本発明の幾つかの実施形態による装置、システム、及び方法は、例えば、人体に挿入することができる、又は人が飲み込むことができる装置と併せて使用することができる。しかしながら、本発明の実施形態は、この点に制限されるものではなく、例えば、人間以外の身体又は動物の身体に挿入することができる、又はそれらが飲み込むことができる装置と併せて使用することもできる。

本発明の特定の特徴が、ここに示され、説明されてきたが、当業者であれば、多くの修正、置換、変更、及び均等物を思い付くであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神の範囲内に含まれるこうした修正及び変更の全てをカバーするように意図されることを理解すべきである。

Claims (1)

1. 生体内装置から画像フレームのストリームを受け取り、
   フレームの少なくとも１つの特性を測定し、フレーム分類を判断する、
   ステップを含み、
   前記分類は、収縮活動フレーム、静止フレーム、混濁フレーム、壁フレーム、トンネル・フレーム、及び皺パターン・フレームの群から選択され、
   測定された特性を分析し、腸機能障害状態を判断するステップを含むことを特徴とする方法。

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