JP2011500147A - 管腔臓器内部の放射線学的に造影された材料の位置を測定、表示する方法 - Google Patents

Abstract

ヒトのＧＩ管など身体臓器内部の造影物質の場所および大きさの定量的な測定値を取得するためのシステムおよび方法。造影物質が臓器中に導入されて、複数の画像が得られる。その画像に基づいて身体臓器を表わす曲線が形成される。その曲線に沿って局所画像フィールドが定義され、フィールド内の画像の強度を積分することによって、各々に対するフィールド強度が求められる。このようにして曲線の長さに沿った強度プロフィールが各画像に対して得られて、身体臓器に沿った造影物質の定量的な表現を提供する。このプロフィールは、任意好適な方法で表示される。いくつかの態様においては、曲線の識別には、臓器中にターゲットを導入することによって補助してもよい。ターゲット場所は各画像において識別することができる。いくつかの態様においては、複数の画像の各々から造影物質なしで得られた画像が差し引かれて、バックグラウンド放射線不透過を相殺して、各プロフィールにおける造影物質が分離される。

Description

本発明は、管腔臓器内部の放射線学的に造影された材料の位置を測定、表示する方法に関する。

関係出願の相互参照
本出願は、３５ＵＳＣ§１１９（ｅ）の下で、２００７年１０月１１日出願の「Method of Measuring and Displaying the Position of Radiographically Contrasted Material Within Luminal Body Organs」という名称の米国特許仮出願番号６０／９９８，５２６号の利益を主張するものであり、同出願は参照により本明細書に組み入れられる。

様々な医療用画像化技術が、人体の内部の診断用画像を生成するために開発されている。放射線撮影法はこの目的において頻繁に使用され、蛍光透視法（fluoroscopy）は、運動中の構造物の実時間画像化を可能にする技術の１つである。蛍光透視画像は、患者を透過する放射線の強度を測定することによって形成される。この強度は患者の画像化領域の放射線不透過度と共に変化するため、その強度が画像化領域の構造を表わす。蛍光透視画像化において、検出された放射線の強度は、可視画像として表わされる。各々がビデオ画像の１フレームを表わす、連続する画像が取り込まれる。そのようなビデオ画像によって、対象領域における構造物の運動を観察することができる。

ビデオ画像は、それを取り込んだ後に解析のために、モニター上に実時間で表示するか、または記録および／または再生してもよい。処置によっては、蛍光透視画像化は、体管腔内のガイドワイヤまたはステント（stent）の配置を支援するために、実時間で使用される。ガイドワイヤまたはステントは、画像化されるときに、マーカーが、相対的に放射線透過性である周囲と明確な対照をなすように、Ｘ線放射の大部分を吸収するか、または散乱させる放射線不透過性マーカーで構築してよい。これらのマーカーは、ガイドワイヤまたはステントにおける遠位端などの戦略的な位置に設置して、技術者が装置の場所を容易に特定できるようにしてもよい。

また、造影物質（contrast material）を患者の内部に導入して、蛍光透視画像化を使用する検査の一部として、解剖学的構造を描き得ることも知られている。造影物質は、例えば、血管、泌尿生殖系、胃腸（ＧＩ）管の機能を明らかにすることができる。知られている造影物質としては、ＧＩ管評価のために経口的に、あるいは直腸経由で投与することのできる、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）の形態のバリウムや、様々な適正な形態のヨウ素がある。これらの造影物質は、大量のＸ線放射を吸収するか、または散乱させるものであり、動的な身体的過程を実証するための実時間画像化に使用することができる。

造影物質を用いる放射線画像化を使用して観察された動的な身体的過程の１つが、食道蠕動である。食道蠕動とは、食物や飲料を食道を通過して胃に押し出すための、食道における環状筋の収縮を指すものである。健康な個人に対しては、収縮は食道の上端で始まり、下部食道括約筋（ＬＥＳ：Lower esophageal sphincter）に向かって下方に伝播する。しかし、通常のパターンの収縮が阻害される医療症状がある。このような症状としては、弛緩不能（achalasia）、嚥下障害（dysphagia）、びまん性食道痙攣（diffuse esophageal spasm）、無効性食道運動（ineffective esophageal motility）、および高血圧性ＬＥＳが挙げられる。

ある医療症状の診断は、管腔臓器内の造影物質の場所と大きさを定量的に測定することによって改善される。造影物質の場所と大きさは、既知の医療用画像化技法を使用して作成された画像を処理することによって把握することができる。そのような測定は、管腔臓器の領域を表わす放射線画像内のフィールドを識別することによって行うことができる。次いで、フィールド内の強度を用いて、フィールドに対応する、管腔臓器に沿った場所における造影物質の量の定量的指標を導き出す。

いくつかの態様においては、フィールドは、画像内で検出可能な１または２以上のターゲットを管腔臓器中に導入することによって識別される。このターゲットは、管腔臓器に沿ったセグメントを表わす局所画像フィールドを定義するのに使用される。造影物質が管腔臓器中に導入されると（例えば、「バリウム嚥下物」検査中の食道内の懸濁した硫酸バリウムのボーラス（bolus））、これらの局所画像フィールドにおける放射線画像強度は、管腔臓器に沿った場所における造影物質の位置と近似量を示す。
１つの画像からのデータを使用して、所与の時点における物質分布のプロフィールを表示してもよい。連続画像からのデータが収集される場合には、このデータを使用して、物質の検出量を位置と時間の両方の関数として示す、時空間的プロットを生成することもできる。

ボーラスの位置情報は、管腔臓器に関する他のデータと共記載して、解析のために表示することができる。例えば、筋肉収縮を表わす圧力データを、ボーラス位置情報と共記載（co-registered）して表示して、管腔臓器の検査や患者の診断を高度化することができる。
ある側面において、本発明は診断データを収集する方法に関する。この方法は、複数の連続する時点の各々において、放射線造影物質が管腔内を通過するときの患者の体管腔の放射線画像化データを含む、一連のフレームを取り込むこと；該一連のフレームを処理して、各々が管腔に沿った領域を表わす複数のフィールド、および各々のフレームに対して、造影物質の量の定量的指標を計算すること；および出力として、前記計算された定量的指標に基づいて、体管腔に沿った複数の場所の各々における造影物質の量の定量的指標を時間の関数として提供することを含む。

別の側面においては、本発明は診断データを収集するシステムに関する。このシステムは、計算装置および表示装置を含む。この計算装置は、放射線画像化システムから複数の放射線画像を受け取るように構成され、該複数の画像の各々は、放射線不透過性ターゲットおよび造影物質を包含する領域を表わし、各放射線不透過性ターゲットは放射線画像における１つの場所と関連しているとともに、さらに該計算装置は、各放射線画像から複数の値を計算するように構成され、各値は、少なくとも、経路に沿った位置に対する局所画像フィールド内の放射線画像の強度から計算され、前記経路は、少なくとも、複数の放射線不透過性ターゲットの場所に基づいている。表示装置は、複数の放射線画像の各々について、経路に沿った位置の関数として複数の値を表示するように構成されている。

別の側面においては、本発明は計算装置および表示装置を含む。この計算装置は、ターゲットおよび造影物質を含む領域を表わす画像を、画像化システムから受け取るように構成されており、さらに該計算装置は、前記画像から複数の値を計算するように構成され、各値は、少なくとも、経路に沿った位置についての局所画像フィールドにおける画像の強度から各々が計算され、前記経路は、少なくとも、前記画像内のターゲットの場所に基づいている。表示装置は、前記複数の値を、前記経路に沿った位置の関数として表示するように構成されている。

さらに別の側面においては、本発明は、コンピュータ上で実行されると、放射線画像化システムからのフレームを使用して診断データを処理する方法を実施する、コンピュータ実行可能な命令を含む、コンピュータ記憶媒体に関し、前記フレームは、患者の体管腔を透過する放射線の減衰を示す強度データを含み、前記フレームは、管腔内に部材が存在する間である複数の連続する時点において取得され、前記部材は、前記フレーム内で識別可能な複数の放射線不透過性領域を含む。この方法は、各フレームについて：前記複数の放射線不透過性領域中の対応する放射線不透過性領域のまわりの領域を各々が表わす複数のフィールドを、前記フレーム内部で決定すること；前記フレーム内部の前記複数のフィールドの各フィールドについて：前記フィールド内の強度に基づいて、前記フレーム内の造影物質の数量を示す値を計算すること；およびコンピュータに結合されたコンピュータ記憶媒体において、前記数量を示す計算された値を、部材に沿った対応する放射線不透過性領域の位置に基づく管腔に沿った空間位置と関連づけることを含む。

本発明およびその態様は、以下の詳細な説明を、添付の図面と合せて読めばよりよく理解されるであろう。図においては、要素は必ずしも実寸どおりには描かれていない。一般に、複数の図において出現する同一要素は、同一参照符号で識別される。

図１は、いくつかの態様による診断データを収集する方法を示すフローチャートである。 図２Ａは、３６個の放射線不透過性ターゲットを体管腔内部に有するカテーテルの放射線画像である。図２Ｂは、放射線不透過性ターゲットの場所が重ね合わせた十字線で示されている、３６個の放射線不透過性ターゲットを体管腔内部に有するカテーテルの放射線画像である。 図２Ｃは、放射線不透過性ターゲットの場所から得られた曲線を重ね合わせた、３６個の放射線不透過性ターゲットを有するカテーテルの放射線画像である。図２Ｄは、楕円形の局所画像フィールドが構築されて重ね合わせられている、３６個の放射線不透過性ターゲットを体管腔内部に有するカテーテルの放射線画像である。

図３Ａは、一態様による、ターゲットの場所を特定する方法を示す、フローチャートである。図３Ｂは、別の態様による、ターゲットの場所を特定する方法を示す、フローチャートである。 図４Ａは、体管腔内部に３つの放射線不透過性ターゲットを有するカテーテルの放射線画像である。図４Ｂは、放射線不透過性ターゲットの場所が重ね合わされた十字線によって示されている、体管腔内部に３つの放射線不透過性ターゲットを有するカテーテルの放射線画像である。 図４Ｃは、放射線不透過性ターゲットの場所から得られた曲線が重ね合わせられている、体管腔内部に３つの放射線不透過性ターゲットを有するカテーテルの放射線画像である。図４Ｄは、楕円局所画像フィールドが構築されて重ね合わされている、体管腔内部に３つの放射線不透過性ターゲットを有するカテーテルの放射線画像である。

図５Ａは、長方形局所画像フィールドが構築されて重ね合わされている、体管腔内部に３６個の放射線不透過性ターゲットを有するカテーテルの放射線画像である。図５Ｂは、局所画像フィールドがラダー構造によって構築されて重ね合わされている、体管腔内部に３６個の放射線不透過性ターゲットを有するカテーテルの放射線画像である。 図５Ｃは、局所画像フィールドを使用する、ベースライン画像の相殺を示す、一連の画像である。

図６Ａおよび６Ｂは、一連の４枚の放射線画像の各々からベースライン画像を差し引いたときの、その内のそれぞれ１枚の放射線画像と対応するプロフィールを示す図である。 図６Ｃおよび６Ｄは、一連の４枚の放射線画像の各々からベースライン画像を差し引いたときの、その内のそれぞれ１枚の放射線画像と対応するプロフィールを示す図である。

図７Ａおよび７Ｂは、一連の４枚の画像の各画像に対するフィールド強度の各々から、対応するベースラインフィールド強度を差し引いた場合の、その内のそれぞれ１枚の放射線画像と対応するプロフィールを示す図である。 図７Ｃおよび７Ｄは、一連の４枚の画像の各画像に対するフィールド強度の各々から、対応するベースラインフィールド強度を差し引いた場合の、その内のそれぞれ１枚の放射線画像と対応するプロフィールを示す図である。

図８は、本発明の一態様による、時空間的プロットおよびプロフィールプロット上に、圧力データと共記載されたボーラスの位置情報を表示するためのユーザーインターフェイスの説明図である。 図９Ａは、回旋状経路を備える、身体臓器内部のカテーテルの放射線画像である。図９Ｂは、放射線不透過性ターゲットの場所を重ね合わせた十字線によって示した、身体臓器内部の回旋状のカテーテルの放射線画像である。 放射線不透過性ターゲットの場所から得られた曲線を重ね合わせた、身体臓器内部の回旋状のカテーテルの放射線画像である。図９Ｄは、楕円形局所画像フィールドが構築されて重ね合わせられた、身体臓器内部の回旋状のカテーテルの放射線画像である。

本発明のいくつかの態様による、診断データを収集するシステムである。 図１１Ａおよび１１Ｂは、診断手順の間の放射線不透過性ターゲットの動きを示す、１組の放射線画像である。

詳細な説明
本発明者は、医療用画像データの解析と表示によって、全般的および個別的な臨床症例における身体臓器の生理学および病態生理学に対する新しい洞察を得ることができることを認識、理解した。そのような洞察は、医療用画像化技法、および新画像処理および表示技法を使用して特定される管腔臓器内部の造影物質の場所と大きさの定量的な測定によって得ることができる。
データを得て解析するために、放射線不透過性ターゲットを体管腔中に導入して、放射線画像における基準点となるようにしてもよい。この基準点は、画像の強度（例えば、明るさ、不透明度）がそこで測定される、局所画像フィールドの構築のために使用してもよい。フィールド内部の画像強度は、管腔に沿った場所における、造影物質の量を示す。造影物質の動きを、放射線画像の列から時間経過と共に定量的に追跡してもよい。定量測定値を表示する適切な方法によって、運動障害などの管腔臓器の特定の疾患を、より迅速かつ確実に診断することが可能となる。

いくつかの態様においては、放射線不透過性ターゲットを、体管腔中に導入されるカテーテルの長さに沿って固定してもよい。造影物質の導入の前に放射線画像を撮影して、バックグラウンド強度またはベースライン強度を求めてもよい。次いで、造影物質が管腔中に導入され、造影物質の動きを観察するために、放射線画像が連続して取り込まれる。カテーテルには、圧力データなどの体管腔についてのデータを収集するのに使用することのできるセンサーを搭載してもよい。このデータは、放射線画像を処理して抽出されるボーラス位置情報と、時間的および空間的に共記載してもよい。結果として、このデータを表示するか、またはその他の方法で一緒に処理してもよい。

次いで、画像を実時間で、または前記手順後に処理して、造影物質の場所と大きさを定量的に測定することができる。撮影される各放射線画像に対して、放射線不透過性ターゲットを、画像内で自動的または手動で識別することができる。例えば、放射線不透過性ターゲットの形状およびコントラストによる検出を、好適な識別アルゴリズムの基礎として使用してもよい。放射線不透過性ターゲットの主要特徴（例えば、その画像重心）を次々に連結する曲線を構築してもよい。次いで、この曲線を、セグメントと各セグメントに付随する局所画像フィールドに細分してもよい。各局所画像フィールドにおいて、局所画像フィールドにおける強度は、フィールド内部の画像強度を積分することによって測定してもよい。いくつかの態様においては、ベースライン放射線画像から求められる、ベースライン強度を差し引いて、造影物質のコントラストを強調してもよい。

各放射線画像に対して、局所画像フィールドから、曲線に沿った局所画像フィールドの位置の関数として求められる強度測定値から、造影物質のプロフィールを構築してもよい。次いで、このプロフィールを解析および診断のために任意好適な方法で提示してもよい。例えば、プロフィールを、個別にプロット、動画表示、または時空間的プロットの一部として表示してもよい。
いくつかの態様による診断データを収集する方法１００を、図１のフローチャートを参照して説明する。

ステップ１０１において、１または２以上の放射線不透過性ターゲットが、体管腔などの対象領域中に導入される。ターゲットは、金属または金属含有フィルムもしくは化合物などの、任意好適な材料で構成してもよい。勿論のこと、材料の適性は、画像化に使用される放射線のエネルギーに依存し得る。
ターゲットは、相互に、および管腔に対して相対的に固定されている。ターゲットは、ターゲットを体管腔中に導入するのに使用されるカテーテルのような、基体の長さに沿って組み入れてもよい。

いくつかの態様においては、カテーテルは、ターゲットとして作用することのできるセンサーを内蔵してもよい。その他の態様においては、ターゲットは、センサーに隣接して位置してもよい。例えば、検圧法（manometry）検査で使用される態様においては、カテーテルは、放射線不透過性ターゲットともなる圧力センサーを備えてもよい。
ステップ１０３において、対象領域を範囲に含む、ベースライン画像が撮影される。放射線画像を取得するのに、任意好適な機器を使用してもよい。例えば、放射線画像は、蛍光透視装置またはその他の任意好適な画像化システムを使用して形成してもよい。放射線画像は、単色画像としてもよい。例えば、放射線画像は、グレースケールで表わし、放射線不透過性点を黒で示し、放射線透過点を白で示してもよい。そのような画像において、放射線不透過性ターゲットは黒い部分として見える。

ベースライン放射線画像を、造影物質が管腔中に導入される前に撮影して、画像強度における変動（放射線不透過性ターゲットを除き）が、管腔および周囲の身体構造の特性に帰するようにしてもよい。このバックグラウンド強度は、放射線撮影検査中に、相対的に一定であってもよい。
図２Ａは、ステップ１０３において取得されるベースライン画像２０１の一例である。例示画像２０１において明瞭に見えるのは、体管腔の内側に配置された、３６個の放射線不透過性ターゲット２０５を有するカテーテル２０３である。ベースライン画像の別の例が、図４Ａに示されている。ここで、カテーテル４０３は、ターゲット４０５を３つだけ備える。さらに別の例が、図９Ａに示されており、この場合には、カテーテル９０３および付随するターゲット９０５は、回旋状形状（convoluted shape）をとっている。

図１に戻ると、ステップ１０５において、放射線撮影検査が開始される。検査は、当該技術で知られているように実施され、これには、造影物質に管腔の通過を開始させることを含めてもよい。例えば、放射線不透過性ターゲットが患者の食道内部に配送されている場合には、バリウム嚥下物またはその他の好適なボーラスを使用してもよい。
放射線撮影検査の間、例えば、ステップ１０３で使用されたのと同じ機器を使用して、一連の放射線画像が撮影される（ステップ１０６）。画像は、例えば、造影物質の動きを取り込むために、連続的に撮影してもよい。好適な固定フレームレートまたは不規則フレームレートを使用してもよい。画像には、タイムスタンプをつけて、適切な時間再構成を可能にしてもよい。

ステップ１０７、１０９、１１１、１１３、１１５および１１７は、連続画像における各画像に対して実施してもよい。いくつかの態様においては、これらのステップは実時間で実施することができる。例えば、これらのステップをパイプライン化するか、または別の画像を得るために回帰経路（return path）１１９を経由してステップ１０６に戻る前に実行してもよい。代替的に、これらのステップは、任意好適な後の時間において実行してもよい。例えば、診断手順が実施された後である。いくつかの態様においては、放射線画像は、この後に、記憶されたデータに基づいて処理される。さらに別の態様においては、放射線画像は、検査中に処理するとともに、その後に再び処理してもよい。

各放射線画像に対して、ステップ１０１において導入された放射線不透過性ターゲットの場所が識別される（ステップ１０７）。コンピュータシステムを、ターゲットを識別するために好適なアルゴリズムでプログラムするか、または手動操作での識別を可能にするように構成してもよい。ターゲットの場所が概略で識別されると、ターゲットの主要特徴を用いて、正確な位置を識別することができる。例えば、この位置は、ターゲットの画像重心によって定義してもよい。図２Ｂは、放射線画像２０１における放射線不透過性ターゲット２０５の位置が十字線２０９で識別されている一例を示す。同様に、ターゲット位置は、図４Ｂおよび９Ｂに示すように、十字線２０９および９０７によってそれぞれ識別されている。

多数の可能なルーチンを使用して、ターゲット場所を自律的に識別してもよく、また任意好適なルーチンを使用してもよい。一例として、図３Ａは、ラスター走査によってターゲット場所を識別するための方法３００を提供する。ルーチンは、放射線不透過性ターゲットを示す画像強度の変化に対して、画像の１または２以上の行を走査する。すべてのターゲットが発見されるまで、または全画像が走査されるまで、走査される行を増分させる。ステップ３０１において、ラスター走査が初期化されて、様々なパラメータを設定してもよい。例えば、パラメータには、走査される画像、最小および最大のターゲット直径、明るさ閾値、同時に走査する行、および増分ごとの行数を含めてもよい。ステップ３０３において、画像の次の行（複数を含む）（例えば、最初に上端行または行群）が走査されて、候補ターゲットを識別する。候補ターゲットは、指定された閾値を越える、走査行または１組の走査行に沿った画像強度の変化に対応するエリアであって、その後に反対方向の変化があり、この場合に、これらの変化部の間の距離が最大ターゲット直径以下であるエリアとして識別することができる。その行にターゲットがある場合には、ターゲット場所が保存される（ステップ３０５）。さらに調査すべき行がある場合（ステップ３０７）には、走査すべき行が更新されて（ステップ３０９）、識別工程が反復される（ステップ３０３）。

図示された態様において、候補ターゲット場所に対して、すべての行が走査されると、「スーパー候補」ターゲット場所が、ステップ３１０において識別される。スーパー候補ターゲット場所は、隣接する行における近接する（contiguous）候補場所と定義することができる。ターゲット場所がスーパー候補として識別される前に、候補ターゲット場所が存在する隣接行数を、任意好適な方法で特定してもよい。例えば、その行数は、ユーザが指定してもよく、またはターゲットの大きさおよび画像の解像度から特定してもよい。
しかし、スーパー候補場所が識別されるタイミングは変えてもよい。例えば、各連続行が走査された後に、その行に対するターゲット場所を、先に走査された行からのターゲット場所と合せて解析して、スーパー候補場所を識別してもよい。

次いで、様々なアルゴリズム的に実装される制約によって、ステップ３１１においてスーパー候補場所をさらに区別してもよく、その制約は：最大ターゲットサイズ以下であること、候補ターゲット形状（およびその回転）を有すること、既知のターゲット間隔を有すること、およびターゲットをそれに取り付けることのできるカテーテル、および／または検査中の管状臓器の最小屈曲半径に一致する曲線に沿っていることが含まれる。図示した態様においては、スーパー候補場所の一部ではない候補ターゲット場所は、それ以上処理されない。

ステップ３１１における処理には、ターゲット場所を精密化することをさらに含めてもよい。いくつかの態様においては、ターゲット形状と組み合わせたターゲットの主要特徴を用いてターゲット場所を定義してもよい。例えば、質量中心計算を使用して、識別された各ターゲットの中心を求めてもよい。さらに、ステップ１０９（図１）におけるその後の曲線の形成のために、ターゲットを順序づけてもよい。

第２の例として、図３Ｂは、最大ターゲットサイズよりもわずかに大きいウィンドウを使用するターゲットの識別方法３１２を提供する。ステップ３１３において、ルーチンを初期化して、ウィンドウ位置、大きさ、および走査経路などの初期パラメータを指定することができる。各位置に対して、ウィンドウ内のターゲットの存在について判定が行われる（ステップ３１５）。ターゲットは、例えば、大きさ、コントラスト、および／または形状によって認識することができる。ターゲットが存在する場合には、ターゲット位置が保存され（ステップ３１７）、走査すべき画像がさらにある場合（ステップ３１９）には、ウィンドウ位置が増分される（ステップ３２３）。全画像が走査されるか、または全ターゲットが検出されるまで、この工程が反復される。ウィンドウ移動の増分を十分に小さくすることによって、各ターゲットが少なくとも一度、ウィンドウ内に入ることを保証することができる。任意に、ステップ３２１を実行して、ターゲット場所の曖昧さ、または重複を解消したり、ステップ３１１と同様にターゲットを順序づけてもよい。

付加的な、またはさらなる代替的な選択肢として、グラフィカルユーザーインターフェイス（ＧＵＩ）を、ユーザがターゲット場所を手動操作で識別するために設けてもよい。例えば、ユーザが（例えば、マウスまたはトラックボールを使用して）各映像の上にカーソルを単に置くことでターゲットを識別し、その位置を指定することのできるＧＵＩを構築してもよい。そのようなＧＵＩを、自動的に識別された位置を見直し、補正するのに使用してもよい。

図１に戻ると、方法１００のステップ１０９において、ターゲットの位置に基づいて曲線が構築される。任意好適な曲線構築アルゴリズムを用いることができる。図２Ｃは、ターゲット場所２０９（図２Ｂ）の各々を通過するように曲線２１１が構築される例を提示する。いくつかの態様においては、ターゲット位置の配列に多項式曲線当てはめ技法を適用してもよい。いくつかの曲線形成アルゴリズムでは、当てはめアルゴリズムが連続ターゲットを適正に連結することを保証するために、ターゲットの並び（すなわち、順序）を指定することが必要となることがある。適当な並びは、例えば、カテーテルに沿った既知のターゲット間隔に基づいて決めることができる。例えば、好適なアルゴリズムの１つは、例えば図４Ｃの曲線４０９に対するように、その並びにおいて隣接するターゲットの場所を連結する一連の線群から曲線を構築する。図９Ｃに示すような、その他の状況においては、やや高級な曲線形成アルゴリズムが必要となる。例えば、最小曲率半径を設定することによって、曲線９０９の正しい解を求めることができることが、画像９０１から明白である。

ステップ１１１においては、ステップ１０９において形成された曲線に沿って、局所画像フィールドが構築される。各局所画像フィールドは、画像強度の測定がその範囲内で行われる、放射線画像の領域を定義する。局所画像フィールドを定義するための多数の好適な可能性があり、任意好適な技法を用いることができる。最小値よりも小さい曲率半径を有する曲線が得られる順序はあり得ないと考え、その他の可能な曲線を構築するなどの、いくつかの説明例が示されている。

いくつかの態様においては、局所画像フィールドが、各ターゲット場所において図２Ｄに示す例のように構築される。局所画像フィールド２１３は、楕円として示されており、その楕円の主軸は十字線２０９で指示されるターゲット場所を中心とする曲線２１１に直角になっている。しかしながら、任意好適な形状または配置を用いることができる。例えば、図５Ａにおいて、長方形画像フィールドが、ターゲット場所を中心とし、関連するターゲット場所で長辺が曲線に直角になるように、定義されている。

いくつかの態様においては、異なる数のターゲットおよび局所画像フィールドが望まれ得る。局所画像フィールドは、ターゲット場所に関係なく、曲線に沿って定義される点に関連づけてもよい。これらの点は、局所画像フィールドに対する基準場所とすることができる。例えば、いくつかの態様において、識別されたターゲットまたは利用可能なターゲットの数が、望ましい局所画像フィールドの数よりも少なくてもよい。図４Ａ〜４Ｄに示す放射線画像４０１は、そのような例を示している。好適な数の点が、曲線４０９（図４Ｃ）に沿って定義され、各点に対して局所画像フィールドが定義されている。図４Ｄは、構築された局所画像フィールド４１１を示す。図２Ｄにおけるように、局所画像フィールドは、楕円として示されているが、ここでは、各楕円の主軸は、ターゲット場所ではなく、対応する基準点において曲線に直角になっている。

任意好適な形状および技法を用いて、局所画像フィールドを定義することができる。図５Ｂは、図２Ａにおいて最初に紹介した放射線画像２０１で、局所画像フィールドの代替構築を示す。図５Ｂにおいて、同等の長さの直線が、ターゲット場所の間で、曲線を中心として、かつ曲線に直角になっている。各フィールドの横方向の両端部は、図示のように、等長線の端部を相互接続することによって形成されて、局所画像フィールドを定義する閉領域を形成している。この例における局所画像フィールドは、外見が梯子形構造をしている。各四辺形領域が、その中心または中心付近でターゲット場所に関連する局所画像フィールドである。この特定の例では、曲線から指定された距離の範囲内の全てのエリアがフィールドの範囲に入ること、および曲線の曲率が十分に小さい場合（または、それと等価に曲線に垂直の線が十分に短い場合）にフィールド間に重複がないことが保証される。

ステップ１１３において、ステップ１０３において得られるベースライン放射線画像から求められるベースライン強度は、任意に、各放射線画像から差し引かれる。この減算によって、各画像におけるベースラインオフセット残差（baseline offset residual）の補正が行われ、造影物質のコントラストを強調することができる。ステップ１１３の２つの例示態様が示されている。しかしながら、ステップ１１３は、任意好適な方法で実施できることを理解すべきである。ここで第１の態様を説明し、第２の態様はステップ１１５の説明の後で説明される。
ステップ１１３の第１の例示態様においては、対象領域全体におけるベースライン放射線画像が、連続画像における各放射線画像から差し引かれる。例えば、ベースライン画像と連続画像における各画像とが同一サイズおよび解像度である場合には、各ピクセルの強度値を、ピクセル単位で差し引いてもよい。

ステップ１１５において、各放射線画像に対して、各局所画像フィールドにおける画像の強度が、任意好適な方法で求められる。いくつかの態様においては、局所画像フィールド内部の画像強度は、局所画像フィールドエリア上で積分されて、フィールド強度が求められる。例えば、ピクセル化された画像に対して、ある局所画像フィールド内部の全ピクセルのピクセル値を合計して、合計値がフィールド強度を表わしてもよい。その他の態様においては、積分は、局所画像フィールドの合計面積で重み付け、例えば局所画像フィールドの面積（例えば、フィールド内のピクセル数）で積分値を割り算して重み付けしてもよい。これは、例えば、局所画像フィールドが均一なサイズでない（例えば、梯子構造のような）場合に有用である。フィールド強度は、局所画像フィールドに関連する基準点の近傍における造影物質の大きさを示す。

ステップ１１３の第２の例示態様においては、局所画像フィールドは、ステップ１１１において説明したのと同じ方法で、ベースライン放射線画像に対して定義されており、これは、検査中、その後、またはその両方などの、任意好適な時間に実行することができる。次いで、ベースラインフィールド強度が、ステップ１１５に説明したのと同じ方法で、ベースライン画像の各フィールドについて求められる。このベースラインフィールド強度は、一連の放射線画像の各々における対応するフィールド強度から差し引かれる。図５Ｃは、造影物質なしで形成される画像に対して、結果として得られる強度プロフィールを示す。この例においては、局所画像フィールドは、上述のような梯子構造に形成されている。プロット５１０において、局所画像フィールドにおけるベースライン強度は、画像における物体の不透明度として表わされる。図のように、不透明度は、ステップ１０９において定義される曲線に沿った位置の関数としてプロットされている。

図５Ｃによって示されるように、プロット５１０における不透明度プロフィールは、ステップ１１５において各画像に対して求められたフィールド強度プロフィールから差し引かれる。この補正によって、ベースライン画像強度における変動から生じる、各フィールドの事後強度におけるバイアスを低減する。プロット５２０は、理想的な場合において、造影物質を含まない画像の局所画像フィールドに関連する強度値からベースラインが差し引かれると、不透明度プロフィールが曲線に沿ってゼロであることを示している。
ブロック１１３における処理に対する、さらに別の手法において、ベースラインは、画像全体に対して求めてもよい。次いで、このベースラインは、後続のフレームが収集されるときに、それらから差し引いてもよい。

図６Ａ〜６Ｄは、患者の食道を通過するバリウム嚥下物の、一連の連続放射線画像６０１、６０３、６０５および６０７、またはフレームを示す。これらの画像は、ステップ１１３の第１の例示態様によって、ベースライン画像寄与を相殺するために補正されている。画像の各々において、ボーラスが、暗いブロブ（blob）として見えており、ブロブ内部には、放射線不透過性ターゲット場所において、目に見えて分かるスポットがある。ボーラスは、一連の画像にわたって下方に進んでいるのが明らかに見える。また、説明の目的で、梯子局所画像フィールド構造が重ね合わされていることに注意されたい。

図６Ａ〜６Ｄにおいて、ラインプロット６５１、６５３、６５５および６５７は、各局所画像フィールド内部の不透明度を求めることによって、ボーラス場所の定量的指標をそれぞれ提供する。この例においては、造影物質のボーラスが管腔を通過するときに、連続する時間間隔で、局所画像フィールドを定義するのに、梯子構造２１３が用いられている。プロフィール６５９_１〜６５９_４は、患者の食道を降下するボーラスの進行を定量的に示している。
図のように、プロット６５１、６５３、６５５および６５７は２次元プロットであり、各々が位置の関数としての数量を示している。ここで、位置は、ステップ１０９において定義される曲線に沿って測定される。この例における曲線に沿った距離は、局所画像フィールドを定義するのに用いられた、等間隔に配置されたターゲットに基づいて求められる。曲線が直線ではない、図６Ａ〜６Ｄの例においては、曲線に沿った位置は、画像における場所と直接的に相関しないことがある。データを解析するときには、その曲線が体管腔に追従しているので、画像座標系ではなくこの曲線を基準として位置的に表示されたデータを見るのが望ましいことがある。このようにすると、データは、体管腔を通過する動きをより直感的に表わすことができる。したがって、このプロットは、体管腔の機能の理解を容易にする、測定データの描写を提供することができる。

造影物質が完全に不透明であるか、または実質的に完全に不透明である態様においては、造影物質の量の定量的指標は、各ターゲット場所におけるボーラスの断面幅の指標である。ボーラスが横断面において実質的に円形である態様においては、そのような定量的指標は、体積の指標となる。しかしながら、定量的指標が体積であること、またはその他の何らかの特定の寸法を有することは、本発明の要件ではない。

図７Ａ〜７Ｄは、ステップ１１３の第２の例示態様を用いての、同一のデータセットの解析を示す。ベースライン画像２０１（図５Ｃ）において最初に観察されるバックグラウンド構造は、放射線画像７０１、７０３、７０５および７０７の各々において認識できる。局所画像フィールドにおける強度が各放射線画像において求められて、次いで、各画像に対して、それぞれのフィールド強度から、図５Ｃの副図５１０にプロットされたベースライン強度が差し引かれる。その結果が、プロット７５１、７５３、７５５および７５７にプロットされている。図７Ａ〜７Ｄのプロフィールデータ７５９_１〜７５９_４を、図６Ａ〜６Ｄにおけるそれぞれのプロフィールデータ６５９_１〜６５９_４と比較すると、この例においては、ベースライン画像強度に対するいずれの調節手法を用いても、結果がまったく同様であることが明らかである。

図１に戻ると、処理はステップ１１７に続き、ここで収集されたデータが表示される。添付の図から当業者には明白であろうように、この表示は、コンピュータによって表示装置上に描画することができるが、任意好適な装置を使用してもよい。プロフィールデータは、任意好適な方法で表示することができる。例えば、プロフィールデータを、図６Ａ〜６Ｄおよび図７Ａ〜７Ｄで行ったように、単に一連のラインプロットとしてプロットしてもよい。代替的に、これらのラインプロットを、単軸上に重ね合わせて、例えば、異なる色、パターン、マーカー、またはそれらの任意好適な組合せを用いて区別してもよい。いくつかの態様において、ラインプロットは、見る者に対して動画表示またはビデオとして見えるように、共通の座標系に対して位置合わせされて、連続して表示される。

別の態様においては、一連のフレームから収集されたデータを、時間軸と空間軸を有する時空間的プロット上に集合的に表示してもよい。時間軸は、各放射線画像の取得の相対的時間を表わすことができる。空間軸は、フィールド強度がそれと関連づけられる曲線に沿った位置を表わす。フィールド強度は、色、等高線、濃度パターン、またはその他任意好適な表現を用いて表わすことができる。このようにして、見る者は、複数の放射線画像から求められた、位置合わせされたデータを、単一プロット上で同時に観察することができる。

いくつかの態様において、造影物質の特定の分布を表わすデータが、圧力などの他の高解像度生理学データと組み合わされ、表示のために共記載される。造影物質位置とその他の生理学的性質の分布との間の関係は、容易に識別可能であり、全般的および特に個別的な臨床事例における臓器の生理学および病態生理学の新しい洞察をもたらすことができる。

そのようなデータの共記載の一例が図８に示されている。この態様においては、データは、ユーザがデータの見え方や提示方法を操作することのできる、ユーザーインターフェイスに表示される。図８に示す一例は、体管腔に沿った圧力データの表示および解析用に開発された、ＭａｎｏＶｉｅｗ^ＴＭソフトウエアユーザーインターフェイス８００を使用する態様を示している。示されたユーザーインターフェイス８００において、プロフィールデータは、圧力データと組み合わせて、患者の上部ＧＩ管内のボーラスの場所を指示しており、圧力データは、ＧＩ管内の筋肉収縮の指標となることができる。

ユーザーインターフェイスは、任意好適な方法でプロフィールデータを表示してもよい。いくつかの態様においては、表示には、データの複数の異なる表現を同時に含めることができる。ユーザーインターフェイス８００の例においては、等高線表示領域８１０およびプロフィール表示領域８３０が、放射線画像８２０と組み合わせて表示されている。
等高線表示領域８１０は、ボーラス位置と圧力データの時空間的プロットを提供する。この空間軸８４０は垂直に延びており、時間軸８５０は水平に延びている。インターフェイスによって、ユーザは、検査が完了した後にデータが表示される態様において、嚥下シークエンスのどの部分を選択するかに使用することができる、任意好適なズームコントローラ８１３、スクロールバー８１５、または類似の表示コントロールを用いて、表示されたデータを操作することが可能になる。

プロフィール表示領域８３０は、ある瞬間におけるデータを示す。事後表示について、この瞬間は、タイムコントロール８１１の位置によって選択することができる。実時間データ表示について、プロフィールプロットは、データが収集された状態で表示してもよい。
いくつかの態様において、等高線表示領域８１０において表示されたボーラス位置データは、空間的および時間的に軸について共記載された他のデータと重ね合わせてもよい。この例においては、圧力データは、等高線表示領域８１０における位置データと共に提示されている。位置または圧力データは、可変透明度を有してもよい。また、位置データおよび圧力データは、異なるカラースケールを使用して表示して、両方のデータベースを、同一組の軸上で同時に見ることができるようにしてもよい。図８に示す態様においては、圧力データを表わすのに用いられる色および／または透明度を示すために、ディスプレイスケール８９１が設けられている。第２のディスプレイスケール８９３が、ボーラス位置データを表わすのに使用される色および／または透明度を示すために設けられている。例示した態様において、色および／または透明度の連続体は、各タイプのデータである。

ボーラス位置データと、圧力データとを空間軸に沿って共記載することによって、圧力とボーラス位置の相互作用を正確かつ直感的に視覚化することができる。カテーテル上の圧力センサーが放射線不透過性ターゲットとしての役割も果たす態様においては、圧力測定値は、ターゲットの近傍におけるボーラスの数量の測定値と、容易に位置的に相関させることができる。しかし、その他の記載法も可能である。

そのような表示はデータの見直しを容易にすることができる。圧力測定だけでは、ボーラスがどこにあるか、および嚥下シークエンスの間に適切に排除されたかどうかを判定することは、いつも可能であるとは限らない。放射線プロフィールデータのみでは、ボーラスの動きは見ることができるが、動きまたは動きの欠如が、臓器内部の運動機能（蠕動収縮および適当な収縮または括約筋の弛緩など）の結果であるか、または重力効果または構造効果などのその他の効果の結果である度合いの識別がいつも可能であるとは限らない。これらのデータの位置を共記載することによって、ボーラスの動きと、それを駆動する生理学的圧力（「運動機能」）が明瞭に表示され、分析者は、ボーラス運動異常の源を迅速に識別するとともに、逆に、ボーラス流に対する生理学的異常の機能上の影響を識別することができる。複数の特性を表示するための方法およびシステムは、「Diagnostic System for Display of High-Resolution Physiological Data of Multiple Properties」という名称の米国特許出願第１２／１４８６７９号、および「Visualization of Values of a Physical Property Detected in an Organism Over Time」という名称の米国特許出願第１０／２８１０６８号に記載されており、各々の全文を参照により本明細書に組み入れる。

等高線プロットと共にその他のタイプのデータも提示してもよい。例示ユーザーインターフェイス８００におけるプロフィール表示領域８３０は、ボーラスプロフィールのラインプロット８３１を提供する。圧力プロフィール８３７も示されており、これは放射線不透過性ターゲットに位置的に相関づけされたセンサーを使用して測定することができる。等高線プロットおよびプロフィールプロットは、プロフィール表示領域８３０の位置軸８４０が、等高線表示領域８１０の位置軸と位置合せされるように表示することができる。プロフィール表示領域８３０は、タイムバー８１１によって示される、時間軸８５０上の時間におけるボーラスプロフィール８３１を表示するように構成してもよい。ユーザーインターフェイス８００は、ボーラスプロフィール８３１を決定する放射線画像８２０を表示するように構成してもよい。放射線画像の表示は、ベースライン画像を差し引いた後に；ベースライン補正なしで；局所画像フィールド、ターゲット場所、または重ね合わせた曲線ありで、またはなしで；あるいはその他任意好適な方法で、表示される。

いくつかの態様においては、測定値が採取された領域の解剖学的構造の図示をデータと共に示してもよい。ユーザーインターフェイス８００に示す例においては、測定データは、上部胃腸（ＧＩ）管に沿って収集される。身体のその領域の解剖学的構造（anatomy）の基準描画８３５が、プロフィール表示領域８３０の一部として示されている。
基準描画８３５は、周囲区域の重要な特徴に対して測定データの位置を明確に示すために、複数の基準特徴を有してもよい。基準描画８３５が上部ＧＩ管である実施例においては、基準特徴としては、咽頭８３２、上部食道括約筋（ＵＥＳ）、食道８３６、下部食道括約筋（ＬＥＳ）、胃８３９、その他を含めてもよい。

図８に示すように、解剖学的構造の図解を提示するユーザーインターフェイス８００は、ＵＥＳおよびＬＥＳにそれぞれ対応するランドマーク８３４および８３８などの、１または２以上のランドマークを有してもよい。ランドマークは対照特徴（control feature）として働き、ユーザまたはコンピュータ処理が、表示された圧力データに基づいて軸８４０に対して、解剖学的構造のある部分の場所を設定することを可能にする。例えば、ユーザは、括約筋活動に伴い比較的高圧力を示す、圧力データの部分に基づいて、これらのランドマークを配置することもできる。この図表示を、設定されたランドマークの場所に対して相関づけすることによって、コンピュータは、特定の状況、例えば、異なる大きさの患者に対して、空間軸８４０に対してそれを変倍および配置することによって、解剖学的構造の図表示を調節することができる。

放射線不透過性ターゲットと好適な造影物質を使用する、放射線画像化システムの実施例を用いて説明したが、当該技術において知られているその他の好適な画像化システムを使用してもよい。例えば、いくつかの態様においては、超音波画像化システムを使用してもよい。そのような態様においては、好適なターゲットおよび造影物質は、超音波画像において高いコントラストで見えるように、十分な濃度のものとすることができる。別の例として、核医学から知られている、放射線核種画像化（radionuclide imaging）技法を使用してもよい。

方法１００のいくつかの態様においては、カテーテルが、放射線撮影検査の途中で動くことがある。図１１は、放射線撮影検査の途中に、カテーテルが動く例を示している。放射線画像１１１０から最初に識別される、ターゲット場所１１１１は、放射線画像１１２０に対してはもはや正確ではない。動きに対する調節をするために、動きを追跡して、画像フレームに対するターゲット場所を動的に調節してもよい。そのような動きを追跡して、局所フィールドを動的に再位置決めすることは、放射線不透過性コントラスト媒体が、ときによってはターゲットを見え難くするということから、複雑になることがある。いくつかのターゲットが観察できないときに、ターゲット場所に基づいて画像を処理することは、いくつかの方法で達成することができる。例えば、造影物質の通過の間に見ることのできる状態のターゲットを追跡して、見えなくなったターゲットおよびフィールドの位置を、内挿または外挿によって推定してもよい。代替的に、材料が通過した後（例えば、バリウム嚥下検査の嚥下の間）に、ターゲットを再識別して、結果として得られる局所画像フィールドの場所および配置を設定してもよい。次いで、局所画像フィールドの初期位置および配置と、それらの再設定された位置および配置との間で、時間軸においてそれらの位置および配置を内挿することによって、局所画像フィールドを移動可能にすることができる。

方法１００は、任意好適なシステムを使用して実施することができる。図１０は、いくつかの態様によるシステム１０００を示す。システム１０００は、対象領域１０１０内に位置する１または２以上のターゲット１０１１、画像化システム１０２０、計算装置１０３０、およびディスプレイ１０４０を含む。市販の医療用画像化システムを使用してもよいが、対象領域１０１０を画像化するのに好適な任意の画像化システム１０２０を使用することができる。ターゲット１０１１は、画像化システム１０２０によって検出されるとともに画像化されるとターゲットとして識別できるように、好適な大きさ、形状、および材料組成のものである。
画像化システム１０２０は、造影物質の導入の前に対象領域を画像化して、ベースライン画像を設定してもよい。好適な造影物質が対象領域１０１０に導入されると、画像化システムを一連の画像を取得するように構成してもよい。

計算装置１０３０は、医療画像データを処理するための当該技術において知られているタイプのものでよく、画像化システム１０２０に動作可能に接続して、一連の画像を実時間または任意の後続時間に受け取ってもよい。計算装置１０３０は、装置のコンピュータ記憶媒体１０３７に記憶され、好適なプロセッサ１０３８によって実行される、コンピュータ実行可能なモジュールを使用して方法１００のステップを実施するように構成してもよい。例えば、計算装置は、各画像におけるターゲット場所を識別するための、ターゲット識別モジュール１０３１を備えてもよい。任意選択で、ユーザが手動操作でターゲット位置を指定するために、ユーザーインターフェイスモジュール１０３６を設けてもよい。

曲線生成モジュール１０３２を、好適な曲線を生成するのに使用してもよい。画像フィールド生成モジュール１０３３を、曲線および／またはターゲット場所情報を用いて局所画像フィールドを生成するのに使用してもよい。ベースライン補正モジュール１０３４を任意選択で使用して、ベースライン画像の寄与を相殺してもよい。フィールド強度積分モジュール１０３５を使用して局所画像フィールド内のフィールド強度を求めてもよい。
ユーザーインターフェイスモジュール１０３６を、ディスプレイ１０４０に表示用のデータを出力するように構成してもよい。任意好適な表示技術を用いてもよい。

いくつかの態様は、医師が、体管腔を通過する造影物質の通過を迅速かつ定量的に予測することを可能にすることを理解すべきである。バリウム嚥下検査が示されている、ユーザーインターフェイス８００（図８）の例において、医師は、結果として得られるデータの時間プロットを単にスクロールして、それぞれの嚥下をビデオとして見る時間をとる必要なく、ボーラスの動きの完全な表現を得ることができる。医師は、弛緩不能、嚥下障害、びまん性食道痙攣、無効性食道運動、および高血圧性ＬＥＳなどの、食道疾患を示す異常を観察、診断することができる。例えば、医師は、嚥下場面を通して整合性のある低ボーラス信号を介して、管腔掩蔽（例えば、狭窄などの構造的効果）を確実に識別することができる。

ボーラス位置情報をスクローリングすることは、それによって情報を見直すことのできる機構の一例にすぎないことを理解すべきである。上記のように、定量的な位置情報を等高線プロット上に表示することができ、嚥下検査またはその他の処置中のボーラス位置の定量的履歴を、単一の画像において見ることを可能にする。対照的に、従来式手法では、分析者は、嚥下のビデオを見て、自分の想像の中で、嚥下の顕著な特徴を組み合わせて、正常または病態の判定を行う必要があった。

ボーラス位置データが、圧力などの他の高解像度生理学データと組み合わされて共記載されると、物質の位置とその他の生理学的特性の分布との関係を容易に識別して、全般的および特に個別的な臨床事例における臓器の生理学および病態生理学に対する新しい洞察をもたらすことができる。
定量的な情報は、ある病態学においては、ランドマーク（例えば、ＵＥＳおよびＬＥＳ）を、他方のモダリティに対して一方のモダリティ（例えば、圧力または、蛍光透視法もしくはその他の放射線画像）において、より容易に識別可能とする。複数のタイプのデータを１つの画像に組み合わせることによって、最も好適なモダリティにおいてランドマークを識別することができ、その情報は、ランドマークが確実に識別できない可能性のあるモダリティの結果の解釈を助けることができる。

方法１００によって得られたボーラス位置データは、例えば、ボーラスの動きなどの、確実で定量的な指標を提供することを理解すべきである。これまでは、ボーラス測定法は、ボーラスの動きの定量的な測定のみを提供し、嚥下性能の判定において曖昧さを残していた。例えば、マルチチャネル腔内インピーダンス測定において、十分なボーラスが管腔を一掃したかどうか、ボーラスが管腔内に実質的に残留しているかどうか、または意味のある「ボーラスエスケープ」（すなわち、逆流（retrograde flow））が発生したかどうかについて、曖昧さが存在する。
本発明の少なくとも１つの態様のいくつかの側面について説明したが、様々な変更形態、修正形態、および改善形態を、当業者は容易に思いつくことを理解すべきである。例えば、表示情報は、位置合わせして組み合わせてもよい。

上述の側面は別々に使用してもよく、本発明者は、それでもそれらの側面が独自であると考えるものである。例えば、局所画像フィールドにおける変化から得られる強度測定値は、プロフィールプロットまたは時空間的等高線プロット以外の技法を用いて表示してもよい。同様に、局所画像フィールドは、事後に指定してもよく、その中で時間経過により測定された変化を用いて、時間経過における造影剤の動きを説明する時空間的データセットを生成してもよい。
本方法は、食道、およびＧＩ管の外部以外のエリア全般にも適用することができる。例えば、可動材料がその中で画像化されて、ターゲット装置を導入することのできる、尿管、血管網、およびその他の内蔵系に使用してもよい。

さらに、造影物質の位置についての定量的な情報が、放射線画像内のターゲット場所に基づくフィールドを構築することによって導出される態様について説明した。造影物質の画像を用いてフィールドを定義することを含めて、フィールドを構築するその他の手法も可能である。例えば、バリウム嚥下蛍光透視検査を見直し、分析者によって手動で、またはコンピュータ解析を使用して、ランドマークの放射線識別特徴（signature）（例えば、括約筋におけるバリウムボーラス画像の狭窄）を介して、管腔に沿ったランドマークを識別することができる。次いで、造影物質が管腔を通過するときの造影物質の経路を識別することによって、管腔画像の軸に沿って線または曲線を構築することもできる。複数の局所画像フィールドが、この線または曲線に沿って構築される。局所フィールドが構築されると、それらの局所フィールドにおける強度の変化は、放射線不透過性マーカーが導入される場合と同様に、測定することができる。

そのような変更、修正、および改善は、本開示の一部として、本発明の趣旨と範囲の範囲に含めることを意図するものである。したがって、前述の説明および図面は、例示としてのみのものである。本発明の上述の態様は、多数の方法の内の任意のもので実現することができる。例えば、これらの態様は、ハードウエア、ソフトウエア、またはそれらの組合せを用いて実現して、生理学的データの表示を取得、生成してもよい。ソフトウエアで実現される場合には、ソフトウエアコードを、単一コンピュータに備えられるか、または複数のコンピュータ間に分散された、任意好適なプロセッサまたはプロセッサの集合上で実行することができる。

さらに、コンピュータは、ラックマウントコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、またはタブレットコンピュータなどの、複数の形態の任意のものに具現化することができることを理解すべきである。さらに、コンピュータは、パーソナル・ディジタイル・アシスタンツ（ＰＤＡ）、スマートフォン、またはその他の任意の可搬型または固定型の電子デバイスを含む、一般的にはコンピュータとは認められないが、適当な処理能力を備えるデバイスに内蔵してもよい。

また、コンピュータは、１つまたは２つ以上の入力装置および出力装置を備えてもよい。これらのデバイスは、とりわけ、ユーザーインターフェイスを提示するのに使用することができる。ユーザーインターフェイスを提供するのに使用できる出力装置の例としては、出力の視覚提示のためのプリンタ類または表示スクリーン類、および出力の聴覚提示のためのスピーカ類またはその他の音声生成装置が挙げられる。ユーザーインターフェイスに使用することのできる入力装置の例としては、キーボード、マウス、タッチパッド、およびディジタイジングタブレットなどのポインティング装置が挙げられる。別の例として、コンピュータは、音声認識によるか、またはその他の聴覚フォーマットで入力を受け取ってもよい。

そのようなコンピュータは、ローカルエリアネットワーク、またはエンタープライズネットワークやインターネットなどのワイドエリアネットワークを含む、１または２以上のネットワークで任意好適な形態に相互接続してもよい。そのようなネットワークは、任意好適なテクノロジに基づいてもよく、任意好適なプロトコルに従って動作し、無線ネットワーク、有線ネットワーク、または光ファイバネットワークを含んでもよい。
また、本明細書で概説した様々な方法および処理は、様々なオペレーティングシステムまたはプラットフォームの任意のものを利用する、１または２以上のプロセッサ上で実行可能なソフトウエアとしてコード化してもよい。さらに、そのようなソフトウエアは、複数の好適なプログラミング言語および／またはプログラミングもしくはスクリプト記述ツールのいずれかを使用して書いてもよく、また実行可能なマシン言語コード、あるいはフレームワーク上または仮想マシン上で実行される中間コードとして、コンパイルしてもよい。

この点で、本発明は、１または２以上のコンピュータまたはその他のプロセッサで実行されると、上記に考察した本発明の様々な態様を実現する方法を実施する、１または２以上のプログラムでコード化された、コンピュータ可読媒体（または複数のコンピュータ可読媒体）（例えば、コンピュータメモリ、１または２以上のフロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク、光ディスク、磁気テープ、フラッシュメモリ、書換え可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）またはその他の半導体デバイスにおける回路構成、またはその他の具体的なコンピュータ記憶媒体）として具現化することもできる。コンピュータ可読媒体（単数または複数）は、それに記憶されたプログラム（単数または複数）が、１または２以上の異なるコンピュータ、またはその他のプロセッサにロードして、上述したような本発明の様々な側面を実現できるように、可搬式とすることができる

「プログラム」または「ソフトウエア」の用語は、本明細書においては、総称的な意味で、コンピュータまたはその他のプロセッサをプログラムして上記した本発明の様々な側面を実現するのに使用することのできる、任意の種類のコンピュータコードまたはコンピュータ実行可能な命令のセットを意味して使用される。さらに、本態様の一側面によれば、実行されると本発明の方法を実施する、１または２以上のコンピュータプログラムは、単一のコンピュータまたはプロセッサ上に常駐する必要はなく、モジュール方式で複数の異なるコンピュータまたはプロセッサ間に分散して本発明の様々な側面を実現してもよいことを理解すべきである。

コンピュータ実行可能命令は、１または２以上のコンピュータまたはその他のデバイスによって実行される、プログラムモジュールなどの多数の形態とすることができる。一般に、プログラムモジュールには、特定のタスクを実施するか、または特定の抽象データ型を実現する特定のルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、その他が含まれる。通常、プログラムモジュールの機能は、様々な態様において望まれるように、結合または分散させることができる。

また、データ構造は、コンピュータ可読媒体に任意好適な形態で記憶してもよい。説明を簡単にするために、データ構造を、データ構造における場所を通して関係づけられるフィールドを有して示してもよい。このような関係は、同様にして、フィールド間の関係を伝達するコンピュータ可読媒体における場所を有するフィールドに対して記憶を割り当てることによって達成してもよい。しかしながら、ポインター、タグ、またはデータ要素間の関係を設定するその他の機構を含む、任意好適な機構を使用して、ダータ構造のフィールドにおける情報間の関係を設定してもよい。

本発明の様々な側面は、単独で、組合せて、または前記で説明した態様において具体的に考察されていない様々な配設で使用してもよく、したがって、その応用において前述の説明に記載するか、または図面に図解した構成要素の詳細および配設に限定されるものではない。例えば、一態様において記述された側面は、その他の態様において記述された側面と任意の方法で組み合わせてもよい。
また、本発明は方法として具現化してもよく、その一例を提示した。この方法の一部として実行される行為は、任意好適な方法で順序づけることができる。したがって、例証的態様においては連続行為として示されているが、例証されたものと異なる順序で行為が実行される態様や、いくつかの行為を同時に実施することを含む態様を構築してもよい。

クレームにおいてクレーム要素を修飾するために「第１」、「第２」、および「第３」などの順序用語を使用することは、それ自体で、いかなる優先、選好、または別のクレーム要素に対する１つのクレーム要素の順序や、方法の行為が実行される時間的な順序を暗示するものではなく、単に、ある名称を有する１つのクレーム要素を同じ名称を有する別の要素と区別するためのラベルとして、それらのクレーム要素を区別するために使用される。
また、本明細書において使用する述語および用語は、説明の目的のものであり、限定としてみなすべきではない。本明細書において、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）」、または「ｈａｖｉｎｇ（有する）」、「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ（包含する）」、「ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ（伴う）」、およびそれらの変形を使用するときは、その後に列挙された項目およびそれらの均等物に加えて追加の項目を包含することを意味するものである。

Claims (34)

1. 複数の連続する時点の各々において、放射線造影物質が管腔内を通過するときの患者の体管腔の放射線画像化データを含む、一連のフレームを取り込むこと；
   該一連のフレームを処理して、
   各々が管腔に沿った領域を表わす複数のフィールド、および
   各フレームに対して、造影物質の量の定量的指標
   を計算すること；および
   出力として、前記計算された定量的指標に基づいて、体管腔に沿った複数の場所の各々における前記造影物質の量の定量的指標を時間の関数として提供することを含む、診断データを収集する方法。
2. 互いに対して予め決められた位置を有する複数の放射線不透過性ターゲットを含む部材を患者の体管腔中に導入することをさらに含み；
   複数のフィールドを計算することが、複数のフレーム内の前記複数の放射線不透過性ターゲットの表現に基づいて前記複数のフィールドを識別することを含み；
   一連のフレームを処理することが、前記複数の放射線不透過性ターゲットの内の１つの放射線不透過性ターゲットに隣接する、複数のフィールドの各々における放射線画像化データの強度を計算することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 量の定量的指標を計算することが、複数のフィールドの各々における計算された強度を、フィールドの大きさによって重み付けすることを含む、請求項２に記載の方法。
4. 管腔内に部材があり、かつ前記管腔内に造影物質がない状態の、前記体管腔のベースライン画像を取得すること、および
   前記ベースライン画像から複数のフィールドの各々におけるベースライン強度を計算すること、
   によってベースラインを求めることをさらに含む、請求項２に記載の方法。
5. 量の定量的指標を計算することが、複数のフィールドの各々における量の定量的指標を計算することを含み、
   一連のフレームを処理することが、前記量の定量的指標を計算する前に、ベースラインに基づいて各フレームにおける測定値を補正することを含む、請求項４に記載の方法。
6. 出力を提供することが、管腔に沿った距離を表わす線形座標系における複数の場所の各々における造影物質の量を示す出力を提供することを含み、ここで該線形座標系は画像の座標系と独立である、請求項１に記載の方法。
7. 方法が、互いに対して予め決められた位置を有する複数の放射線不透過性ターゲットを含む部材を患者の体管腔中に導入することをさらに含み、
   複数のフィールドを計算することが、複数のフレーム内の前記複数の放射線不透過性ターゲットの表現に基づいて前記複数のフィールドを識別することを含む、請求項１に記載の方法。
8. 一連のフレームを処理することが、各フレームに対して、
   複数の放射線不透過性ターゲットの表現を識別すること；
   前記フレーム内の前記複数の放射線不透過性ターゲットの表現を連結する曲線を構築すること；
   前記フレーム内に複数のフィールドを構築すること、ここで各々のフィールドは、複数の放射線不透過性ターゲットの内の１つのターゲットの表現の近傍の前記曲線に沿ったセグメントに関連している；および
   前記フィールドに関連する放射線画像化データによって指示される強度に基づいて、複数の場所の各々における造影物質の量の定量的指標を計算すること、を含む請求項７に記載の方法。
9. 体管腔が、患者の胃腸管の一部分を含み、造影物質が、バリウム嚥下物を含む、請求項１に記載の方法。
10. 部材が、圧力検知カテーテルを含み；
    該圧力検知カテーテルが、複数の放射線不透過性ターゲットの内の１つの放射線不透過性ターゲットに各々が位置的に付随する複数の圧力センサーを含み；
    方法が、
    一連のフレームを取得する間に、前記複数の圧力センサーの出力に基づいて、圧力データを取得すること；および
    管腔に沿った位置を表わす位置軸および時間軸を有し、位置および時間において共記載された造影物質の量の定量的指標および圧力データを表わす時空間的プロットを表示すること
    をさらに含む、請求項８に記載の方法。
11. 選択時間に対して、前記選択時間に対する造影物質の量の定量的指標と圧力データを、時空間的プロットに隣接するとともに位置軸と位置合わせされた第２のプロット上に表示することをさらに含み、
    前記時空間的プロットを表示することがその後に行われる、請求項１０に記載の方法。
12. 時空間的プロットに合せて、位置軸と位置合わせされた解剖学的ランドマークを含む体管腔の描写を表示することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
13. 複数のフィールドを計算することが、
    一連のフレーム内部の識別特徴に基づき管腔に沿った複数のランドマークを識別すること；
    前記ランドマークの場所に基づいて管腔に沿った曲線を構築すること；および
    前記曲線に沿ってフィールドを構築することを含む、請求項１に記載の方法。
14. 診断データを収集するシステムであって、
    放射線画像化システムから複数の放射線画像を受け取るように構成された計算装置であって、ここで該複数の画像の各々は、放射線不透過性ターゲットおよび造影物質を包含する領域を表わし、各放射線不透過性ターゲットは放射線画像における１つの場所と関連しており、さらに各放射線画像から複数の値を計算するように構成され、各値は、少なくとも、経路に沿った位置に対する局所画像フィールド内の放射線画像の強度から計算され、前記経路は、少なくとも、複数の放射線不透過性ターゲットの場所に基づいている前記計算装置；および
    前記複数の放射線画像の各々について、前記複数の値を、経路に沿った位置の関数として表示するように構成された前記表示装置
    を含む、前記システム。
15. 放射線画像システムが、ベースライン画像を取得するようにさらに構成され、該ベースライン画像は造影物質が不在である時点における領域を表わし、
    計算装置が、放射線画像から前記ベースライン画像を差し引くようにさらに構成されている、請求項１４に記載のシステム。
16. 計算装置が、複数の放射線画像の中の１つの放射線画像について複数の値を計算する前に、前記放射線画像からベースライン画像を差し引く、請求項１５に記載のシステム。
17. 計算装置が、複数のベースライン値を計算するようにさらに構成されており、各ベースライン値は、経路に沿ったそれぞれの位置に対する局所画像フィールドにおけるベースライン画像の強度であり、
    複数の放射線画像の中の１つの放射画像について、複数の値からの各値を、経路に沿ったそれぞれの位置についての局所画像フィールドにおける放射線画像の強度から、複数のベースライン値からの各々のベースライン値を差し引くことによって計算する、請求項１５に記載のシステム。
18. 複数の放射線画像が連続的に入力され；
    計算装置が、複数の放射線画像の中の各放射線画像に対して、複数の値を実時間で計算するように構成され、
    表示装置が、実時間で、複数の値を表示するようにさらに構成されている、請求項１４に記載のシステム。
19. 表示装置が、複数の放射線画像の中の各放射線画像について、対応する複数の値を、位置軸および時間軸を含む時空間的プロット上に表示するようにさらに構成されており、
    ここで、各放射線画像について、前記対応する複数の値の各々が、位置軸上の経路に沿った対応する位置で、かつ画像が取得された時点に対応する時間軸上の時間においてプロットされる、請求項１４に記載のシステム。
20. 計算装置が、複数の放射線画像の中の１つの放射線画像から、各放射線不透過性ターゲットの場所を決定するようにさらに構成されている、請求項１４に記載のシステム。
21. 複数の放射線不透過性ターゲットが、体管腔内への挿入に適合されたカテーテルに取り付けられている、請求項１４に記載のシステム。
22. カテーテルが、圧力センサーをさらに含む、請求項１４に記載のシステム。
23. 表示装置が、圧力センサーで測定される圧力データを表示するようにさらに構成されている、請求項２２に記載のシステム。
24. カテーテルの長さに沿って組み入れられた複数の圧力センサーを含む、前記カテーテルをさらに含み、
    該複数の圧力センサーの各々が経路に沿った位置を割り当てられており、
    前記複数の圧力センサーの各々が圧力データを得て、
    表示装置が、複数の値の表示と共記載された圧力を表示する、請求項１４に記載のシステム。
25. ターゲットおよび造影物質を含む領域を表わす画像を画像化システムから受け取るように構成された計算装置であって、さらに前記画像から複数の値を計算するように構成され、各値は、少なくとも、経路に沿った位置についての局所画像フィールド内の画像の強度から計算され、前記経路は、少なくとも、前記画像内のターゲットの場所に基づいている前記計算装置；および
    前記複数の値を、前記経路に沿った位置の関数として表示するように構成された表示装置
    を含む、システム。
26. ターゲットが、各々がそれぞれの場所で画像化された、領域内部の複数のターゲットの中に含まれ、経路が、少なくとも、前記複数のターゲットの各々のそれぞれの場所に基づいている、請求項２５に記載のシステム。
27. 計算装置が、複数の連続画像を受け入れるようにさらに構成されており、ここで画像が、複数の連続画像の中に含まれ、
    該計算装置が、各連続放射線画像から、それぞれの複数の値を計算するように構成されている、請求項２５に記載のシステム。
28. 画像が、放射線画像であり、ターゲットが、放射線不透過性ターゲットである、請求項２５に記載のシステム。
29. 画像が、超音波画像である、請求項２５に記載のシステム。
30. 画像が、放射線核種画像である、請求項２５に記載のシステム。
31. コンピュータ上で実行されると、放射線画像化システムからのフレームを使用して診断データを処理する方法を実施する、コンピュータ実行可能な命令を含む、コンピュータ記憶媒体であって、前記フレームは、患者の体管腔を透過する放射線の減衰を示す強度データを含み、前記フレームは、管腔内に部材が存在する間である複数の連続する時点において取得され、前記部材が、前記フレーム内で識別可能な複数の放射線不透過性領域を含み、前記方法は：
    各フレームについて：
    前記複数の放射線不透過性領域中の対応する放射線不透過性領域のまわりの領域を各々が表わす複数のフィールドを、前記フレーム内部で決定すること；
    前記フレーム内部の前記複数のフィールドの各フィールドについて：
    前記フィールド内の強度に基づいて、前記フレーム内の造影物質の数量を示す値を計算すること；および
    コンピュータに結合されたコンピュータ記憶媒体において、前記数量を示す計算された値を、部材に沿った対応する放射線不透過性領域の位置に基づく管腔に沿った空間位置と関連づけることを含む、前記コンピュータ記憶媒体。
32. 方法が、
    コンピュータと関連する表示装置上に、管腔に沿った空間位置を表わす第１の軸と前記管腔に沿った複数の場所の各々における造影物質の量を表わす第２の軸とを含む座標系を有する、時間変化プロットを提示すること
    をさらに含む、請求項３１に記載のコンピュータ記憶媒体。
33. プロットが、時間変化ラインプロットである、請求項３２に記載のコンピュータ記憶媒体。
34. プロットが、等高線プロットである、請求項３２に記載のコンピュータ記憶媒体。

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