JP2023548155A - 胃腸管パラメータを決定するための管腔内インピーダンス（ｈｒｍｚ）による高分解能内圧測定 - Google Patents

Abstract

管腔内インピーダンス記録は、オームの電気法則を用いて導出された様々な記録プロトコルおよびアルゴリズムを用いて蠕動中に、管腔断面積、すなわち食道／胃腸管の拡張を計算するために使用される。さらに、食道蠕動の拡張－収縮プロットの複数の視覚的表示が提供され、蠕動の弛緩期と収縮期の両方を容易に評価することができる。これらの拡張－収縮プロットは、食道の場合、嚥下困難（嚥下障害）、胸やけ、および胸痛などの症状をもたらす食道または胃腸管の他の領域の障害を診断するために使用することができる。さらに、食道症状を有する患者を治療するために、これらのプロトコルおよびアルゴリズムを用いて、拡張－収縮測定に対する薬理学的薬剤／薬物の効果を研究することができる。

Description

関連出願への相互参照
［０００１］ 本出願は、２０２０年１０月３０日に出願された米国仮出願第６３／１０７，５８９号の利益を主張するものであり、その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

［０００２］ 食道は長さ約２５センチメートルの管で、口と胃を接続する。その主な機能は、食物やその他の嚥下された物質を口や咽頭から胃に輸送することである。食道の上端と下端は、それぞれ上部食道括約筋と下部食道括約筋によって守られている。上部食道括約筋は、食道を咽頭および気道から分離する。一方、下部食道括約筋は、食道の下端を胃から分離する。これらの括約筋は弁のような構造であり、嚥下、げっぷ、逆流、および嘔吐の動作中を除いて、常に閉じている。

［０００３］ 嚥下の各動作は、上部食道括約筋および下部食道括約筋の弛緩を誘発し、続いて食道蠕動が起こる。後者は、初期の抑制または弛緩期と、それに続く収縮期（食道の上部から下部へと連続的に移動する食道の閉鎖環）の２つの相からなる。食道の機能障害／機能不全は、嚥下困難、胸痛、胸やけ、逆流症状を引き起こす。胃食道逆流症またはＧＥＲＤとしても知られる胸やけおよび逆流の症状は、一般集団によくみられる。嚥下障害としても知られる嚥下困難もまた、一般集団において非常に一般的である。

［０００４］ 嚥下障害症状のある患者が診断のために医師を受診する場合、医師は一般に、注意深い病歴聴取の後、症状の原因を決定するために様々な検査を指示する。一般に、バリウム嚥下検査としても知られるＸ線検査が最初の検査である。それは、腫瘍、狭窄、胸部構造からの食道の圧迫、および嚥下された内容物の胃への円滑な移動を妨げるその他の考えられる病因など、嚥下障害の理由を評価する。上部内視鏡検査またはＥＧＤ（食道胃十二指腸鏡検査）が一般的に次の検査である。食道や胃の内部を可視化することで、嚥下障害や食道症状のさまざまな原因を診断することができる。バリウム嚥下検査および上部内視鏡検査が正常であれば、次に指示される検査は管腔内インピーダンス（ＨＲＭＺ）を用いた高分解能内圧検査である。内圧検査では、食道内腔内の圧力を測定する。一方、ＨＲＭＺのインピーダンス部分は、嚥下されたボーラスが管の長さに沿って通過する際の通過を記録する。食道の長時間の管腔内インピーダンス記録もＧＥＲＤの検出に用いられるが、これは、嚥下誘発性蠕動中のボーラスの通過を記録するためにＨＲＭ記録中に用いられるインピーダンス記録とは異なる。

［０００５］ ＨＲＭＺは、食道運動障害を診断するための現在のゴールドスタンダードの検査である。これらの運動障害には、食道アカラシア、びまん性食道痙攣、ナットクラッカー食道、食道胃接合部流出路閉塞（ＥＧＪＯＯ）、および無効な食道運動障害が含まれる。多くの嚥下障害患者では、バリウム嚥下検査、ＥＧＤ検査およびＨＲＭＺ記録などの食道機能検査が正常であることが研究により示されている。我々の推定では、嚥下障害検査に紹介された患者の５０％以上が正常な記録を有しており、これらの患者は機能的嚥下障害を有すると考えられており、これは原因不明の嚥下障害を意味する。

［０００６］ 食道蠕動の初期または第１の段階、すなわち蠕動の弛緩期では、食道を開いてボーラスを収容／摂取することができ、ＨＲＭＺ記録では正確に測定されない。臨床使用におけるＨＲＭＺ記録の現在の限界は、蠕動の収縮期のみを正確に評価し、弛緩期を評価しないことである。食道が弛緩すると、最小限の抵抗で拡張し、ボーラスが食道を通過できるようになる。

［０００７］ 原因不明の嚥下障害の診断において、拡張収縮パラメータを視覚的に表示し、定量化することを可能にするシステムおよび方法を本明細書に記載する。収縮前の食道拡張の程度は弛緩の代用であり、ＨＲＭＺ記録の管腔内食道インピーダンス部分から測定できることが研究により示されている。ここでは、管腔内インピーダンス測定を用いて、蠕動中の食道の拡張を測定する方法について説明する。この方法を用いて、正常な健康な被験者における嚥下誘発拡張－収縮プロファイルの特徴、例えば、拡張の振幅と持続時間が近位食道から遠位食道へと増加することを記載した。さらに、拡張と収縮の間には独特の時間的関係があること、すなわち、特にトレンデレンブルグ姿勢（被験者の頭端が足端より低い）では、拡張の波が収縮と密接に関連して移動することが分かった。嚥下誘発蠕動中の食道の拡張－収縮プロファイルを生成し、拡張の振幅を定量化し、ＨＲＭＺ研究からの拡張－収縮波形間の時間的関係を定量化できるコンピュータソフトウェアを開発した。研究によると、嚥下困難があり、バリウム嚥下、上部内視鏡検査およびＨＲＭＺ記録（現行のプロトコルに従って実施）が正常な患者の多くは、蠕動の弛緩期に異常があることが示されている。これらの患者では、食道は正常な健康な被験者のようには拡張しない。

［０００８］ この要約は、以下の詳細な説明でさらに説明される概念の選択を簡略化した形で紹介するために提供される。この要約は、特許請求の範囲に記載された主題の主要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図しておらず、また、特許請求の範囲に記載された主題の範囲を決定する際の補助として使用されることも意図していない。さらに、特許請求の範囲に記載された主題は、本開示のいずれかの部分に記載された欠点のいずれかまたはすべてを解決する実装に限定されない。上述の主題は、コンピュータ制御装置、コンピュータプロセス、コンピューティングシステムとして、または１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体のような製造品として実施することができることが理解されるであろう。これらおよび種々の他の特徴は、以下の詳細な説明を読み、関連する図面を検討することによって明らかになるであろう。

［０００９］ 管腔内インピーダンス測定の原則を示すために、食道管内腔に配置されたＨＲＭＺカテーテルを概略的に示す。 ［００１０］ 円筒媒体の抵抗に関するパラメータを示す。 ［００１１］ 下部食道のボーラスに沿った食道内部のカテーテルのメッシュモデルを示す。 カテーテルの電極を示す。 順モデルおよび逆モデルを示す。 ボーラスを示す再構成された導電率画像を示す。 ［００１２］ ２つの重複しないカラーマップ（擬似カラーで示される）を同時に使用したインピーダンス圧力ヒートマップの例を示す。 ［００１３］ 圧力に重ね合わされたインピーダンス勾配流線のプロットの例を示す（擬似カラーで示される）。 ［００１４］ １０ｃｃの生理食塩水嚥下物（擬似カラーで示される）の拡張－収縮プロットの例を示す。 ［００１５］ 拡張を波形として示し、圧力をヒートマップとして示す拡張－収縮プロットの例を示す。 ［００１６］ １０ｃｃの生理食塩水嚥下物の拡張－収縮モンタージュの例を示す。 １０ｃｃの生理食塩水嚥下物の拡張－収縮モンタージュの例を示す。 ［００１７］ １０ｃｃの生理食塩水嚥下物の伸展性プロットの例を示す。 ［００１８］ 拡張を波形として示し、張力をヒートマップとして示す（擬似カラーで示される）、１０ｃｃの生理食塩水嚥下物の拡張－張力プロットの例を示す。 ［００１９］ 例示的な食道長張力ループのプロットを示す。 ［００２０］ 例示的な食道圧力－半径ロフトのプロットを示す。

導入
［００２１］ ＧＩ運動障害の評価において、管腔内拡張を可視化することが臨床的に重要である理由はいくつかある：
１．嚥下および食道の拡張はＬＥＳ弛緩を誘発した：食物または液体を胃に通過させるためには、適切な下部食道括約筋（ＬＥＳ）弛緩が必要である。しかし、ＬＥＳ筋は常に完璧に機能するとは限らない。ときには弱くて完全に閉じていられず、胃内容物が食道内に逆流することがある。また、横紋筋セグメントまたは平滑筋セグメントのいずれかのレベルでの食道拡張がＬＥＳ弛緩を誘発し得ることも知られている。したがって、食道壁の不十分な拡張は、食道におけるボーラス輸送の困難さの原因となる可能性があり、したがって、嚥下困難または嚥下障害を引き起こす可能性がある。したがって、ボーラス輸送を可視化し、食道内腔の局所拡張を定量化できることは、臨床診療における食道運動性の問題を評価するための貴重なツールとなるであろう。
２．食道の断面積（ＣＳＡ）または収縮前の食道の拡張は、蠕動運動の弛緩期の間接的な尺度であり、現在の記録技術では測定されない。食道の拡張は、貨物（ボーラス）がその目的地、すなわち胃に到達するために通過しなければならない高速道路の大きさに相当する。拡張が不十分な食道は、ボーラスが胃に到達するために近づいてくる蠕動収縮によって押し出されなければならない狭いハイウェイに似ている。したがって、蠕動の拡張期に異常があると、食物やその他の嚥下物が口から胃へ通過するのが困難になる。したがって、蠕動の拡張期の正確な測定は最も重要であり、現在利用可能な技術では正確に測定されない。
３．ボーラスのヘッドとテールの動き：安静時には、食道体は少量の緊張を有し、ほとんど静止しており、少量の空気を含み、胸腔内の胸膜圧力を反映している。Ｘ線透視検査では、立位で液体またはバリウムのボーラスを飲むと、ボーラスは咽頭から食道へ、そして胃へと素早く移動することが示される。放射線学的検査では、液体バリウムボーラスの頭部は通常、嚥下開始後数秒以内に遠位食道に入ることが明らかになったが、これは主に咽頭の強力な「ポンプ様」機能によるものであり、重力によって補助される。数秒後、食道の連続的な収縮（蠕動）が食道の長さを押し下げ、ボーラスを胃の中に押し出し、固形食料のボーラスもまた、胃の中へのその押し出しのために蠕動収縮を必要とする。ボーラスが胃内に入るには、嚥下開始から約８～１０秒かかる。液体バリウムボーラスの頭部は、直立姿勢では尾部よりもはるかに速く移動するが、２つは横臥位ではほぼ同じ速度で移動し、トレンデレンブルグ姿勢ではさらに同じになる。したがって、ボーラスの頭部端およびボーラスの尾部の動きを可視化することは、食道蠕動の障害を評価する上でも重要である。我々の研究は、原因不明の嚥下障害患者では、食道が十分に拡張せず（狭窄食道）、したがって、ボーラスはより高いボーラス流量および速度で移動することができ、その結果、遠位食道におけるボーラスの頭部端のより早い到達をもたらすことを示している。一部の患者では、食道の内腔が閉鎖しているために、ボーラスが遠位食道に詰まる。
４．ボーラス流の速度および食道壁の生体力学的特性：拡張不良は食道を狭くし、ボーラス流の特性を変化させる、１）ボーラスは狭い食道を急速に流れ、その結果、遠位食道におけるボーラスの到達が速くなる、２）食道の拡張が減少し、食道内腔の圧力が高いことは、輸送中の食道壁の伸展性が低く、食道壁の張力が大きいことを示唆する。これらの変化により、嚥下障害またはボーラスの閉塞の感覚、および場合によっては食道痛が生じることがある。

手順
［００２２］ 本明細書に記載される方法は、以下の様式で被験者に対して実施され得る。ＨＲＭＺカテーテルを鼻から被験者の食道内および胃内に配置した後、被験者に既知濃度の生理食塩水（例えば、０．５Ｎ生理食塩水および０．１Ｎ生理食塩水）を飲み込むように依頼する。例えば、５ｍｌ、１０ｍｌおよび１５ｍｌの生理食塩水など、様々な量の嚥下ボーラスを使用することができる。生理食塩水ボーラスの代わりに、例えば０．５Ｎの生理食塩水導電率の粘性ボーラスを使用して、食道の断面積およびボーラス流特性を評価することができる。

［００２３］ 典型的なＨＲＭＺカテーテルは、一般に、１ｃｍ離れて配置された３６個の圧力センサと、（２ｃｍ離れた）１８個のインピーダンス電極とを有する。しかし、より一般的には、任意の数の圧力およびインピーダンスセンサを有するＨＲＭＺカテーテルを使用することができる。これらの記録中、被験者は仰臥位またはトレンデレンブルグ姿勢に置かれてもよい。後者の姿勢は、生理食塩水のボーラスを検査する場合に有利である。なぜなら、空気と生理食塩水は食道を通過する際に分離され、記録されたインピーダンス値からの断面積（ＣＳＡ）測定の精度を高めるからである。また、記録されたインピーダンス値から得られるＣＳＡ測定の精度を改善するために、被験者をトレンデレンブルグ姿勢に横にして、様々なボーラス量（例えば、５ｃｃ、１０ｃｃおよび１５ｃｃ）の２つの濃度の生理食塩水（水浴中で体温に加熱された）、例えば、０．１Ｎおよび０．５Ｎを含む嚥下物を使用することもできる。各電極対における食道のＣＳＡは、２つの生理食塩水溶液から得られる２つの代数的オームの法則方程式を解くことによって推定される。ＣＳＡ推定値は、既知のＣＳＡのガラス試験管におけるインビトロ（同じ方法を用いて）試験から計算した補正係数を用いることによって改善することができる。

食道におけるＣＳＡの推定
［００２４］ マルチチャネル管腔内インピーダンス（ＭＩＩ）は、ボーラス通過／クリアランスを評価し、食道内の酸性／非酸性逆流モニタリングをモニタリングするための現在のゴールドスタンダードである。しかし、現在使用されているフォーマットのＭＩＩは、ボーラスの形状も食道の管腔拡張も解決できない。マルチチャネル管腔内インピーダンス（ＭＩＩ）は、ボーラス通過を検出する能力の欠如、逆流物（液体、ガス、または混合）および非酸性ＧＥＲの特徴など、これまでの食道機能検査の限界を解決するために、１９９０年代初頭にＧＩコミュニティに導入された。ＭＩＩは内圧測定とともに、ボーラスの存在および蠕動とのその関係を決定するステップを可能にする。ＭＩＩは、食道内腔にボーラスが存在することによって引き起こされる導電率の変化を検出する。従来の管腔内インピーダンス測定では、２ｃｍ離れたリング電極を使用する。これらのリング電極は、異なる直径（一般に２～４ｍｍ ｍｍの範囲）および様々な高さ（例えば、４ｍｍ）を有することができる。典型的なＭＩＩカテーテルは、２ｃｍ間隔で縦方向に配置された８個のステンレス鋼リングからなる。例えば、Ｋａｓｓａｂ Ｇ． Ｓ．，Ｌｏｎｔｉｓ Ｅ． Ｒ．，Ｇｒｅｇｅｒｓｅｎ Ｈ． ２００４， “Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｏｆ Ｃｏｒｏｎａｒｙ Ｌｕｍｅｎ Ａｒｅａ Ｕｓｉｎｇ Ａｎ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｃａｔｈｅｔｅｒ：Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｏｄｅｌ Ａｎｄ Ｉｎ Ｖｉｔｒｏ Ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ，”Ａｎｎ． Ｂｉｏｍｅｄ． Ｅｎｇ． ３２， １６４２－１６５３で議論されているように、ＭＩＩプローブのより複雑な数学的モデルも開発されている。これらのモデルは、電極間隔、電極の長さ、チャネルの数およびカテーテルの半径によって引き起こされる測定への影響を実証する。ＭＩＩと内圧検査（複合ＨＲＭＺシステムの形で）を併用することで、（形状ではなく）ボーラスの存在を決定し、蠕動とのその関係を明らかにすることができる。

［００２５］ ＭＩＩは、食道内腔におけるボーラスの存在によって引き起こされる導電率の変化を検出する。ボーラスが存在しない場合、インピーダンスは食道内層および胸腔内構造によって決定される。ボーラスの存在は、その高いイオン含有量のためにインピーダンスを減少させる。ＭＩＩ測定は、プローブ上に長手方向に配置された２つのリング金属電極間に印加される交流電流を使用する。以下の物理的（電気的）原理を用いて、内腔内でのボーラス輸送中の管腔断面積／拡張を計算することができる。

［００２６］ 電束（Φ）は、次のように定義できる。
ここで、θは表面断面積Ａの法線と電場Ｅとのなす角度である。

［００２７］ 図１を参照して図示されているように、電極間のインピーダンスは、ボーラスの組成に依存し、蠕動およびボーラス通過中の食道内腔の断面積が変化する。ＨＲＭＺシステムにおけるＭＩＩによって利用される測定電流は、一般に、６μＡの振幅および１ｋＨｚから２ｋＨｚの範囲の周波数を有する。長手方向に配置された２つのリング電極間のインピーダンスは、次のように計算される。
ここで、Ｚはインピーダンス、Ｕは電位、Ｉは電流、Ｑｘは食道内腔の断面積である。しかし、関数「ｆ」を見つけることは簡単な作業ではない。目標は、円筒形媒体について図２に示すように、食道断面の拡張とインピーダンス測定値とを関連付ける関数（回帰）を見出すことである。

［００２８］ 電流が食道の長さを通過するとき、電流はその流れに対して抵抗またはインピーダンス（Ｚ）を受け、その結果、エネルギーが失われる。このインピーダンスは、電極対の間にある食道のセグメントに起因するだけでなく、周囲の身体への電流の漏れのために、電場に近接する組織／器官にも起因する。一般に、インピーダンスは複雑で、次の２つの成分で構成される。Ｚ＝Ｒ＋ｊＸ、抵抗性（エネルギー散逸）および反応性（エネルギー保存）部品、応答の大きさと位相は周波数に依存することが多い。一般的なＨＲＭＺシステムで使用されるような低周波数では、電流は細胞外液（ＥＣＦ）空間を通過し、細胞膜を貫通せず、その容量効果（
、ωはＣで示される角周波数と容量である）を減少させる。したがって、インピーダンスは抵抗と等価になる。同様に、インピーダンスの逆数（アドミタンス）は、抵抗の逆数、すなわちＧで示されるコンダクタンスと等価になる。さらに、上述したように、幾何学的システムの抵抗は、導体の長さ、その断面積、およびその固有の特性、すなわち抵抗率に関連する。
ここで、ρは導体材料の抵抗率（Ω－ｍ）、Ｌは導体の長さ（ｍ）、ＣＳＡは断面積（ｍ^２）である。したがって、式中の他のすべてのパラメータが既知であれば、式（３）を用いてＣＳＡを計算することができる。

［００２９］ 食道の電気インピーダンス（または同等の抵抗）は、ＨＲＭＺシステムを用いたＭＩＩ測定から得ることができる。しかし、前の議論に基づいて、全抵抗は、食道のみではなく、電極対間の電場に入るすべての組織／器官の加重和であり、患者間のインピーダンス値の変動、特にベースラインの差を引き起こす。

［００３０］ 以下に説明されるように、いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるシステムおよび方法は、単一のボーラスが飲み込まれている間に測定が行われる手順を使用することができ、他の実施形態では、本明細書に記載されるシステムおよび方法は、２つのボーラスが連続して飲み込まれている間に測定が行われる手順を使用することができる。これらの実施形態のそれぞれを順に説明する。

単一の生理食塩水濃度ボーラスを用いたＣＳＡの推定
［００３１］ 単一のボーラスが飲み込まれる２つの実施形態が本明細書に記載されている。以下に説明する第１のケースでは、ＣＳＡは、食道を取り囲む周辺組織および器官のコンダクタンスを考慮することによって決定され、第２の実施形態では、ＣＳＡは、食道を取り囲む組織および器官のコンダクタンスを無視することによって決定される。

［００３２］ 食道がＧ_ｅｓｏで示されるコンダクタンス（抵抗の逆数）を有し、周囲の組織および器官がＧ_{ｐｅｒｉｍ}で示されるコンダクタンスを有し、測定されたコンダクタンスがＧ_ｍｅａｓであると仮定する。

［００３３］ 時間ｔ_０において、ベースラインにおいて、食道内腔内にボーラスが存在せず、内腔が虚脱している（ＣＳＡ＝０）と仮定すると、式（３）に基づいてＧ_ｅｓｏは以下になる。

［００３４］ 式（４）に（５）を代入すると、

［００３５］ 次に、ボーラス嚥下（例えば、０．５Ｎ）の間、抵抗率ρ_{０．５Ｎの生理食塩水}の時間ｔ_１において、

［００３６］ 式（６）および（７）を解き、周囲組織の導電率が同じまま
であると仮定すると、食道管腔ＣＳＡが得られる。

［００３７］ ここで、ＣＳＡ_ｅｓｏは、電極対（それらの間のＬ距離）の間の特定の高さにおける食道のＣＳＡを示し、σ_{生理食塩水}は、使用される生理食塩水溶液の導電率（抵抗率の逆数）を示す。

［００３８］ 式（８）を用いて得られたＣＳＡ_ｅｓｏの値は、既知の直径のガラス管においてインビトロで同じプロセスを実施することによって得られる補正係数を用いて、その精度を改善するために精緻化され得る。このようにして、ＣＳＡ推定誤差は、（電極間隔、形状などに基づいて）各管について計算される。次に、非線形回帰を実行して、各管およびその間のＣＳＡの補正係数を取得する。最後に、インビボでは、インビトロで推定された補正係数と組み合わせた式（８）の使用は、任意の電極対部位で最終的なＣＳＡを生成する。

［００３９］ 次に、食道周辺の周辺組織および器官を無視したＣＳＡの計算について説明する。食道は、Ｇ_ｅｓｏによって表されるコンダクタンス（抵抗の逆数）を有し、周囲の組織や器官は、
によって表されるコンダクタンスを有すると仮定したとき、式（４）に基づいて、測定されたコンダクタンスＧ_ｍｅａｓは以下になる。

［００４０］ 時間ｔ_０において、（３）に（９）を代入すると
するとＣＳＡは以下になる。

［００４１］ 前述のように、式（１１）を用いて得られたＣＳＡ_ｅｓｏの値は、同じプロセス、すなわち、既知の直径のガラス管においてインビトロで実施することによって得られる補正係数を用いて、その精度を改善するために精緻化されてもよく、式（１１）を用いたＣＳＡ推定誤差は、各管について計算される。次に、非線形回帰を実行して、各管およびその間のＣＳＡの補正係数を取得する。最後に、インビボでは、インビトロで推定された補正係数と組み合わせた式（１１）の使用は、任意の電極対部位で最終的なＣＳＡを生成する。

［００４２］ 次に、本明細書に記載されるシステムおよび方法の実施形態が提示され、そこでは、２つのボーラスが連続して飲み込まれている間に測定が行われる。これらの実施形態は、特殊なカテーテルを使用して冠状血管のＣＳＡを測定するために、心臓学においてＫａｓｓａｂら（上記参照）によって最初に導入された修正技術を使用する。この技術は精緻化され、ＨＲＭＺ測定を用いて蠕動中に食道のＣＳＡを測定するように適応されている。冠状動脈に対してＫａｓｓａｂらによって導入された技術（Ｋａｓｓａｂ Ｇ． Ｓ．，Ｌｏｎｔｉｓ Ｅ． Ｒ．，Ｈｏｒｌｙｃｋ Ａ．，Ｇｒｅｇｅｒｓｅｎ Ｈ． ２００５， 「Ｎｏｖｅｌ Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｍｅｄｉｕｍ Ｓｉｚｅ Ａｒｔｅｒｉａｌ Ｌｕｍｅｎ Ａｒｅａ Ｗｉｔｈ Ａｎ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｃａｔｈｅｔｅｒ： Ｉｎ Ｖｉｖｏ Ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ，”Ａｍ． Ｊ． Ｐｈｙｓｉｏｌ． Ｈｅａｒｔ Ｃｉｒｃ． Ｐｈｙｓｉｏｌ．２８８、Ｈ２０１４－２０２０は、既知の電気伝導率を有する生理食塩水溶液の２回のボーラス注射を使用して、血液を一時的に置換し、血行動態によって誘発される血液コンダクタンスの変化を効果的に最小限に抑えて、血管断面積（ＣＳＡ）ならびに血管壁および周囲の組織を通る電流漏れ（並列コンダクタンス）を分析的に決定する。

［００４３］ この手順に従って、時間ｔ_１において、例えば、既知の抵抗率ρ_{０．１Ｎの生理食塩水}の０．１Ｎ体積の生理食塩水を用いて、式（４）を用いて、以下の式を得る。

［００４４］ 次に、同じ処方を用いて時間ｔ_２に関して同じことを行い、同じ体積を異なる濃度（例えば、０．５Ｎ）の抵抗率ρ_{０．５Ｎの生理食塩水}で挿入する。

［００４５］ 式（１２）および（１３）を解き、周囲組織の導電率が同じまま
であると仮定すると、食道管腔ＣＳＡが得られる。

［００４６］ ＣＳＡ_ｅｓｏは、電極対（それらの間のＬ距離）の間の特定の高さにおける食道のＣＳＡを示し、σ_{生理食塩水}は、使用される生理食塩水溶液の導電率（抵抗率の逆数）を示す。

［００４７］ もう一度、式（１４）を用いて得られたＣＳＡ_ｅｓｏの値は、既知の直径のガラス管においてインビトロで同じプロセス実施することによって得られる補正係数を用いて、その精度を改善するために精緻化されてもよく、式（１４）を用いたＣＳＡ推定誤差は、各管について計算される。次に、非線形回帰を実行して、各管およびその間のＣＳＡの補正係数を取得する。最後に、インビボでは、インビトロで推定された補正係数と組み合わせた式（１４）の使用は、任意の電極対部位で最終的なＣＳＡを生成する。

［００４８］ 嚥下の持続時間全体に能力を拡大するためには、克服すべき１つの重要な障害があり、それは、２つの生理食塩水ボーラスに関する嚥下の「持続時間」であるが、類似しているものの、正確には同じではない可能性がある。後者は、減算の前に、対応する波形がすべてのインピーダンスチャネルに対して時間的に整列されなければならないことを意味する。一実施形態では、Ｍｙｅｒｓ ＣＳ， Ｒａｂｉｎｅｒ ＬＲ， “Ａ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ Ｓｔｕｄｙ Ｏｆ Ｓｅｖｅｒａｌ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｔｉｍｅ－Ｗａｒｐｉｎｇ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ Ｆｏｒ Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｗｏｒｄ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ， Ｔｈｅ Ｂｅｌｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ １９８１；６０：１０．）に記載されている「動的時間ワーピング」をこの目的のために使用することができ、これは、２つの波形間の最適なアラインメントを見つけるための音声処理における周知の技術である。この場合、動的時間ワーピングを使用して、２つの生理食塩水溶液波形を整列させ、その後、式（１４）を使用してＣＳＡ推定プロセスを実行することができる。ルーチンの食道ＨＲＭＺ検査中に２つのボーラスプロトコルが実施されると、コンピュータプログラムを用いて、ボーラスが食道の長さを通過する際の表示を提示することができる。このようにして、以前のＣＳＡ推定値は、被験者がトレンデレンブルグ姿勢で横になっている場合には、生理食塩水のボーラスから嚥下された空気を分離することができるため、よりロバストになる。嚥下されたボーラスの粘度が上昇するにつれて、仰臥位の粘性ボーラスがトレンデレンブルグ姿勢における生理食塩水ボーラスと同様に食道を移動するため、仰臥位で記録を行うことができることに留意されたい。

食道インピーダンストモグラフィを用いたＣＳＡの推定
［００４９］ ＣＳＡを計算するより高度な方法は、液体または固体のボーラスの嚥下に伴う食道内腔内の導電率の変化を利用する。この方法は、ソフトフィールドイメージングで使用される逆モデリング技術を使用する。この処方により、導電率（変化）画像が再構成され、その後、コンピュータビジョン技術を用いてボーラスをセグメント化することができる。後者は、現在使用されているのと同じカテーテルを使用して、経鼻的に挿入し、異なる電流注入電圧ピックアッププロトコルを用いて達成することができる。特に、ＨＲＭＺで現在使用されているカテーテルは、電極の単一の円形バンドを有する。しかし、食道インピーダンストモグラフィで使用するために、電極の各リングは、リングのそれぞれにおける複数の電極から構成される。このような配置は、カテーテル１１０および電極１１２を示す図３Ｂに示されている。

［００５０］ 各食道レベルで、１対の電極に電流を注入し、他の電極間の電圧を記録する。例えば、隣接するプロトコルでは、単一周波数（５０ｋＨｚ）または複数周波数（１ＭＨｚまで）を使用してすべての電極対が使用されるように、注入を連続的にシフトすることができる。食道体部Ωに生じる電圧場の支配方程式は以下の通りである：
ここで、σは媒体の電気伝導率、Φは電位、ωは周波数、εは誘電率である。σ（すなわち、食道組織の導電率）を推定するためには、順方向と逆方向の以下の２つの問題を解決する必要がある。順問題は食道内の既知の導電率分布に対する電圧分布を決定する問題であり、逆問題はカテーテル表面での測定された電圧を用いた導電率画像再構成からなる。

［００５１］ 前進演算子ｇをｇ（ｍ）＝ｄで表すとし、ｍはモデル、ｄは境界測定電圧ベクトルであるとすると、目標は、ｄ_Ｔによって示される、実際に測定された電圧を生成するモデルを作成することであり、最も簡単なアプローチは、次の合計を最小化することであり、これは、二乗誤差の合計の最小値である。
ここで、Ｆはフロベニウスノルムを表す。

［００５２］ ここで、モデルのヌル空間がなく、式（７）に記述されたデータ不整合項のみが逆問題を解くために必要であると仮定すると、ｇ演算子を何とか線形化することができれば、共役勾配（ＣＧ）のような線形法を用いて式（１６）の臨界点を導出することができる。これは、テイラー展開を使用して参照モデル
の近傍で順方向問題を線形化することによって行うことができる。

［００５３］ 高次項を無視すると
ここで、Ｇは、
でのモデルパラメータに対する順方向問題の感度を与える矩形行列である。

［００５４］ 次に、このテイラー展開を使用して、逆問題を線形化できる。

［００５５］
は、摂動を表す。すると、
これは
についてｍの摂動に対する線形化逆問題である。

［００５６］ この問題は不良設定であるため（測定における小さな誤差は、再構成において大きな誤差を導入する可能性がある）、式（１７）における電圧誤差の最小化は、良好な結果をもたらす可能性が低い。これは、実際には、線形最小二乗計算には通常、特異行列または数値的に特異な行列（小さな固有値）が含まれるためである。一意の解を得るためには、事前物として知られるデータに依存しない導電率に関するいくつかの追加情報を追加する必要がある。正則化はこれらの特異点を緩和する。これは、小さな固有値を破棄することによって行うことができ、または、解のサイズおよびデータの不適合にペナルティを与えることができる。言い換えると、（１７）の最小化問題は、次のように書くことができる。

［００５７］ （２２）の第１の項はデータの不適合であり、第２の項は正則化項と呼ばれる。ファッジ因子（またはハイパーパラメータ）λは、２つの項の間のトレードオフを制御し、ノルム自体を最小化する可能性だけでなく、モードの何らかの線形関数（すなわち、Ｒ）のノルムも考慮する。
がｎ次の離散差分演算子の場合。この場合、式（２２）の第２の項は、モデルの勾配、粗さ、または高次導関数を不利にする。これは、スムーズなソリューションを求める場合に便利である。また、感度解析を実施して、食道ファントムを用いて、電極形状の最適な構成、および異なる電流注入、電圧ピックアッププロトコルを評価し、見出すことができる。

［００５８］ 先に議論したアプローチの有限要素シミュレーション結果を図３Ａ～Ｄに示す。図３Ａ～Ｄでは、ボーラスは、半径１．５ｃｍで深さ－１１ｃｍに位置する円形含有物によって表され、続いて、変動するシードを有する１２ｄＢガウス擬似ランダムノイズを加える。真の抵抗率（または伝導率）を得るためには、順モデルと逆モデルの両方を解く必要がある。さらに、エッジ保存の事前物を慎重に選択することで、ボーラスが存在するよりコヒーレントでコントラストの高い領域が可能になる。

［００５９］ 図３Ｃ～Ｄから明らかなように、再構成された導電率は、ボーラスおよびその形状を良好な程度に正確に局在化させた。上記の技術の利点は、マルチ周波数に拡張して、ボーラスだけでなく、食道壁組織（例えば、導電率の変化も引き起こす灌流の変化）および周囲の特徴付けをリアルタイムで可能にし、液体および固体のボーラスの両方の可視化を可能にすることである。

［００６０］ 食道インピーダンストモグラフィが固形ボーラスを使用して採用される場合、患者をトレンデレンブルグ姿勢で横にさせること、または必要に応じて既知の導電率のボーラスを摂取させることは、必要でも有利でもないことに留意すべきである。

食道パラメータの決定
［００６１］ 食道に関連するいくつかのパラメータは、本明細書に記載のシステムおよび技術を用いて得られた測定値から決定することができる。例えば、ラプラスの法則を使用して、食道の壁における張力を計算することができる。管またはパイプに適用されるこの幾何学的法則は、与えられた内部流体圧力に対して、壁の張力は導管（ｖｅｓｓｅｌ）の半径に比例すると述べている。したがって、（円形の形状を仮定して）断面積を計算した後、各位置における食道壁の半径を推定し、同じセンサ位置における圧力を乗じることができる。これは、嚥下（咽頭開口）の前に、各センサ位置における基準食道圧力点の圧力値から圧力値を減算して、または減算せずに実行することができる。

［００６２］ 決定され得るもう１つのパラメータは、食道の伸展性である。各位置で食道壁の断面積が得られれば、ＣＳＡを圧力で割ること（ＣＳＡ／圧力）によって伸展性を得ることができる。これは、嚥下（咽頭開口）の前に、各センサ位置における基準食道圧力点の圧力値から圧力値を減算して、または減算せずに実行することができる。

［００６３］ 食道内の任意の数（例えば、３６個）の位置のそれぞれにおける管腔断面積（長さ）および張力を決定し、表示することができる。張力は、管腔半径（断面積から得られる）×圧力として計算される。これらの長さの張力ループは、食道の各位置で食道筋が行う仕事を反映している。同様に、食道内の任意の数（例えば、３６個）の位置の各々における半径（長さ）および圧力を決定し、表示することができる。これらのループの面積は、食道における各位置で食道筋が行った仕事、または食道の特定の領域でのそれらの合計を反映している。さらに、食道内の任意の数（例えば、３６個）の位置のそれぞれにおける管腔半径（長さ）および伸展性を決定し、長さ伸展性ループとして表示することもできる。

［００６４］ 種々の食道抽出パラメータ（例えば、圧力または圧力由来パラメータ、インピーダンスまたはインピーダンス由来パラメータ、電圧、電流など）は、パーソナルコンピュータ、タブレット、スマートフォン、スマートグラス、および他のハンドヘルドまたはウェアラブルデバイスを含むがこれらに限定されない、任意の適切かつ便利なコンピュータ処理デバイス上でインポートされ、可視化（表示）され、分析され得る。

蠕動の拡張期および収縮期の可視化
［００６５］ 本明細書に記載のシステムおよび技術を用いて得られたＨＲＭＺ記録および測定値を分析して、様々な異なる方法で表示することができる拡張－収縮パラメータのプロットを生成するステップができる。これらのプロットは、任意の適切かつ便利なコンピュータ処理デバイス上で実行することができるソフトウェアによって生成するステップができ、これには、前述のように、パーソナルコンピュータ、タブレット、スマートフォン、スマートグラス、および他のハンドヘルドまたはウェアラブルデバイスが含まれるが、これらに限定されない。とりわけ、ソフトウェアプログラムは、蠕動中の食道の拡張－収縮プロファイルを生成し、拡張の振幅、および拡張－収縮波形間の時間的関係を定量化するために使用することができる。生成および表示することができるいくつかの例示的なプロットを以下に説明する。

［００６６］ 図４は、インピーダンスと圧力を同時に可視化するためのインピーダンス圧力ヒートマップの例示的な表示を示し、オーバーラップしないカラーマップを使用して描かれている（擬似カラーを使用して図４に示されている）。対照的に、従来のディスプレイは、ヒートマップとして圧力を提示し、特定のカラー（例えば、紫）の単一の色合いとしてインピーダンスを提示する。図４に示すディスプレイは、２Ｄの画像または３Ｄの表面として可視化することができる。

［００６７］ 図５は、圧力ヒートマップ（擬似カラーを用いて図５に示す）上に重ね合わされたインピーダンス勾配流線の例示的な表示を示す。流線は、インピーダンス勾配場の方向に沿って移動することによってより多くの流れを可能にする低抵抗の領域を通って移動するボーラスの迅速な可視化を可能にする。これは、順方向オイラー予測を用いて達成された勾配場の流線を用いることによって達成される。これはまた、トポグラフィー流線解析法を使用して、曲線からさらなる情報および特徴を抽出することを可能にする。

［００６８］ さらに別の例では、２Ｄおよび３Ｄ拡張－収縮プロットを生成して表示することができる。蠕動中の食道拡張と収縮の両方の同時可視化は、収縮と拡張の両方を信号／波形として、または拡張を波形として且つ圧力をヒートマップとして、または拡張をヒートマップとして且つ圧力を波形として表示することによって達成することができる。図６は、１つのカラーでの拡張および別のカラーでの収縮により、１０ｃｃの生理食塩水嚥下物の例示的な拡張－収縮プロットを示す（擬似カラーを用いて図６に示す）。同様に、図７は、拡張を波形とし、圧力をヒートマップとする例示的な拡張－収縮プロットを示す（擬似カラーを用いて図７に示す）。

［００６９］ 図８および９は、１０ｃｃの生理食塩水嚥下物の例示的な拡張－収縮モンタージュ（円筒形状および現実的な形状の両方）を示す。図８は正常な被験者を示し、図９はナットクラッカー食道に罹患している患者を示す。これらのモンタージュは、２Ｄ、３Ｄで、またはビデオとして描写することができる。モンタージュは、指定された時間間隔で嚥下サイクル全体を可視化することができる。この可視化の形態では、食道の拡張は、円筒形（メッシュ）形状または現実的な解剖学的食道形状のいずれかで表示することができる。同時に、各センサ位置における圧力をメッシュ上にマッピングして、別の形式で拡張－収縮を同時に可視化することができる。

［００７０］ 可視化することができるさらに別の特徴は、嚥下全体の間の伸展性であり、これは、画像として、または前述のように食道拡張メッシュにマッピングされる各センサ位置で提示することができるが、圧力の代わりにメッシュ上の伸展性の重ね合わせを伴う。この機能は、嚥下全体を示す単一の画像として、または指定されたフレームレートのビデオとして表示することができる。図１０は、１０ｃｃの生理食塩水嚥下物の例示的伸展性プロットである。

［００７１］ 可視化することができる別の特徴は、嚥下全体の間の張力であり、これは、画像として、または前述のように食道拡張メッシュにマッピングされる各センサ位置で提示することができるが、圧力の代わりにメッシュ上の伸展性の重ね合わせを伴う。この機能は、嚥下全体を示す単一の画像として、または指定されたフレームレートのビデオとして表示することができる。拡張はまた、図１１に示すように、張力ヒートマップ上に重ね合わせることができ、これは、拡張が波形として示され、張力がヒートマップとして示される、１０ｃｃの生理食塩水嚥下物の例示的な拡張－張力プロットである。

［００７２］ 追加の特徴は、図１２および１３に示される。特に、図１２は、前述したような例示的な食道長さ張力ループを示し、図１３は、前述したような例示的な食道圧力半径ロフトを示す。

［００７３］ 本明細書に記載されたシステムおよび方法を用いて得られた管腔ＣＳＡ測定値は、ゴールドスタンダード、すなわち管腔内超音波画像に対して検証されている。これらのシステムおよび方法に基づいて、食道のどこでも最大管腔ＣＳＡは約２００ｍｍ^２であると決定されている。これらの検証されたシステムおよび方法とは対照的に、他の技術は同等に検証されていないようである。例えば、米国特許第１０，１４３，４１６号は、管腔ＣＳＡのその計算において嚥下されたボーラスの容積を必要とする異なるアルゴリズム的アプローチを使用している。対照的に、本明細書に記載されたアルゴリズム的アプローチは、嚥下されたボーラスの容積をパラメータとして使用しない。例えば、ＷＯ２０１２／０３４１６８Ａ１に記載されているような他の技術は、インピーダンスおよび圧力の測定値を使用して、口腔咽頭および食道の運動機能を評価する。しかし、管腔断面積を測定する技術は示されていない。

［００７４］ 本明細書に記載される様々な実施形態は、方法ステップまたはプロセスの一般的な文脈で説明することができ、一実施形態では、例えば、ネットワーク環境内のコンピュータによって実行されるプログラムコードなどのコンピュータ実行可能命令を含む、非一時的なコンピュータ可読メモリ内に具現化されたコンピュータプログラム製品によって実装することができる。コンピュータ可読メモリは、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）などを含むがこれらに限定されない、取り外し可能および取り外し不可能な記憶デバイスを含むことができる。一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行するか、または特定の抽象データ型を実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含むことができる。コンピュータ実行可能命令、関連するデータ構造、およびプログラムモジュールは、本明細書に開示される方法のステップを実行するためのプログラムコードの例を表す。そのような実行可能な命令または関連するデータ構造の特定のシーケンスは、そのようなステップまたはプロセスで説明される機能を実施するための対応する動作の例を表す。

［００７５］ コンピュータプログラム製品は、コンパイル型言語またはインタプリタ型言語を含む任意の形式のプログラミング言語で書くことができ、スタンドアロンプログラムとして、またはモジュール、コンポーネント、サブルーチン、またはコンピューティング環境での使用に適した他のユニットとして、任意の形式で展開することができる。コンピュータプログラムは、１つのコンピュータ上で、または１つのサイトの複数のコンピュータ上で実行されるように展開することも、複数のサイトにわたって分散され、通信ネットワークによって相互接続されるように展開することもできる。

［００７６］ 本明細書に記載される様々な実施形態は、様々な環境で実施することができる。そのような環境および関連するアプリケーションは、開示された実施形態による様々なプロセスおよび動作を実行するために特別に構築されてもよいし、必要な機能を提供するためにコードによって選択的に起動または再構成される汎用コンピュータまたはコンピューティング・プラットフォームを含んでもよい。本明細書に開示されたプロセスは、いかなる特定のコンピュータ、ネットワーク、アーキテクチャ、環境、または他の装置にも本質的に関連しておらず、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアの適切な組み合わせによって実施することができる。例えば、様々な汎用機械が、開示された実施形態の教示に従って書かれたプログラムと共に使用されてもよく、あるいは、必要な方法および技術を実行するための特殊化された装置またはシステムを構築することがより便利であってもよい。場合によっては、本明細書に記載される様々な実施形態が実装される環境は、機械学習および／または人工知能技術を使用して、必要な方法および技術を実行することができる。

［００７６］ 上記の実施例および開示は、例示的なものであり、網羅的なものではない。これらの実施例および説明は、当業者に対して多くの変形および代替を示唆する。例えば、上述の例は、食道に関連する測定に適用可能であるとして本明細書に記載されたシステムおよび技術を例示したが、より一般的には、これらのシステムおよび技術は、胃腸管の任意の部分に等しく適用可能である。これらの代替および変形はすべて、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれることが意図されている。当業者は、本明細書に記載された特定の実施形態に対する他の均等物を認識することができ、その均等物もまた、本明細書に添付された特許請求の範囲によって包含されることが意図されている。

Claims (23)

1. 食道に関連する１つ以上のパラメータを決定するための方法であって：
   食道内のインピーダンスおよび高分解能内圧測定カテーテルによって測定されたデータを受信するステップであって、前記データが、（ｉ）一定量のボーラスが消費される間の少なくとも１つの嚥下事象に関連するインピーダンスまたは電圧、および（ｉｉ）ボーラスが消費されていない場合に得られるベースラインインピーダンスを表す、ステップと；
   前記受信したデータと、前記ボーラスの導電率値とに基づいて、前記食道の断面積を決定するステップと；
   前記決定するステップを繰り返すことにより、既知の直径の管の断面積を決定することによってインビトロで得られる補正係数を用いて決定される断面積の値を修正するステップと；
   を含む方法。
2. 前記インピーダンスおよび高分解能内圧測定カテーテルによって記録された前記データを受信するステップが、既知の量の第１のボーラスが消費される間の第１の嚥下事象に関連するインピーダンス、および既知の量の第２のボーラスが消費される間の第２の嚥下事象に関連するインピーダンスを表すデータを受信するステップであって、前記第１のおよび第２のボーラスは、互いに異なる第１のおよび第２の導電率値を有する、ステップと；
   前記受信されたデータと、第１のおよび第２の導電率値とに基づいて、前記食道の断面積を決定するステップと；
   を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記決定するステップが、前記食道を取り囲む周辺組織および器官のコンダクタンスを考慮する、請求項１に記載の方法。
4. 前記決定するステップが、前記食道を取り囲む周辺組織および器官に対してゼロのコンダクタンスを仮定する、請求項１に記載の方法。
5. 前記記録は、食道が分析されている被験者がトレンデレンブルグ姿勢で横になっている間に行われる、請求項１に記載の方法。
6. 前記記録は、食道が分析されている被験者がトレンデレンブルグ姿勢で横になっている間に行われる、請求項２に記載の方法。
7. 前記インピーダンスおよび高分解能内圧測定カテーテルによって測定された前記データを記録するステップは、前記嚥下事象に関連する圧力を表すデータを記録するステップを含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記食道の前記断面積および前記圧力に基づいて、前記食道の壁における張力の値を決定するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記食道の前記断面積および前記圧力に基づいて、前記食道の壁における伸展性の値を決定するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
10. 前記食道の長さに沿った複数の位置における前記食道の前記断面積および前記張力の表示を生成するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
11. 前記食道の長さに沿った前記圧力および前記インピーダンスのヒートマップを同時に含む表示を生成するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
12. 前記食道の長さに沿った前記圧力のヒートマップ上に重ね合わされたインピーダンス勾配流線を同時に含む表示を生成するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
13. 前記食道の長さに沿った複数の点および複数の異なる時間において、蠕動中の食道の拡張および収縮を同時に含む表示を生成するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
14. 前記拡張および収縮が波形として表示される、請求項１３に記載の方法。
15. 拡張が波形として表示され、圧力がヒートマップとして表示される、請求項１３に記載の方法。
16. 拡張がヒートマップとして表示され、圧力が波形として表示される、請求項１３に記載の方法。
17. 全嚥下サイクルの間の複数の異なる時間における、食道の長さに沿った複数の点での拡張および圧力の円筒表現を含む表示を生成するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
18. 全嚥下サイクルの間の複数の異なる時間における、食道の長さに沿った複数の点での拡張および伸展性の円筒表現を含む表示を生成するステップを含む、請求項９に記載の方法。
19. 全嚥下サイクルの間の複数の異なる時間における、食道の長さに沿った複数の点での拡張および張力の円筒表現を含む表示を生成するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
20. 前記決定するステップは、食道のインピーダンストモグラフィを採用する、請求項１に記載の方法。
21. 前記ボーラスが液体または固体のボーラスである、請求項２０に記載の方法。
22. ハンドヘルドまたはウェアラブルデバイス上で食道のまたは胃腸の抽出されたパラメータをインポートし、可視化し、分析するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
23. 胃腸管の一部に関連する１つ以上のパラメータを決定するための方法をコンピュータ環境に実行させるための命令を含む、非一時的なコンピュータ可読媒体であって：
    胃腸管の一部においてインピーダンスおよび高分解能内圧測定カテーテルによって測定されたデータを受信するステップであって、データが、（ｉ）一定量のボーラスが消費される間の少なくとも１つの嚥下事象に関連するインピーダンス、および（ｉｉ）ボーラスが消費されない場合に得られるベースラインインピーダンス、を表し、前記インピーダンスおよび高分解能内圧測定カテーテルによって測定されたデータを受信するステップは、一定量の第１のボーラスが消費される間の第１の嚥下事象に関連するインピーダンス、および一定量の第２のボーラスが消費される間の第２の嚥下事象に関連するインピーダンスを表すデータを受信するステップを含み、第１のおよび第２のボーラスは、互いに異なる第１のおよび第２の導電率値を有する、ステップと；
    前記受信されたデータと、ボーラスの第１のおよび第２の導電率値とに基づいて、胃腸管の部分の断面積を決定するステップと；
    を含む、非一時的なコンピュータ可読媒体。

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