JP6923961B2 - 流体キャニスター内の血液成分の量を推定するための方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2014年4月15日出願の米国仮出願番号61/980,027、および、2014年11月17日出願の米国仮出願番号62/080,927の利益をクレームしており、これらの出願は、それぞれ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。本出願は、また、2015年4月15日出願の米国出願番号14/687.842に関連し、この出願も、また、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
図1Aおよび1Cに示すように、キャニスター内の血液成分の量および品質を推定する方法100が:キャニスターの画像の第1領域を選択する工程S110であって、画像の第1領域が実質的に同一色を示す工程と;画像の第1領域を代表するカラーパラメーターに基づき、キャニスター内の血液成分の濃度を決定する工程S140と;キャニスター内の流体の体積を決定する工程S150と;血液成分の濃度およびキャスター内の流体の体積に基づき、キャニスター内の血液成分の量の情報を与える解析を生成する工程S151と;を含む。
ブロックS110は、キャニスターの画像の第1領域を選択する工程であって、画像の第1領域が実質的に同一色を表す工程を記載している。通常、ブロックS110は、画像中のキャニスターを特定して、実質的に同一色(例えば、特定の距離にわたってしきい値色変化未満)を示す画像の特別な領域を選択する働きをする。ブロックS110において、実質的に同一色(例えば、同じ色、異なる色)を示す単一の領域または複数の領域は、方法100のその後のブロックにおいて使用するために選択される。ブロックS110は、そのため、この選択された領域、選択された領域の平均または中央色値、または選択された領域から得られた他の特徴を、選択された領域中の色パラメーターを推定したヘモグロビン濃度値に変換するために、テンプレートマッチング、回帰関数またはアルゴリズム、または他の好適なモデル(例えば、ブロックS130で選択したモデル)を実行するブロックS140に渡す工程を含むことができる。ブロックS110は、好ましくは、キャニスターの画像と関連する、画像取得装置(例えば、カメラモジュール)によって生成されたデータを受け取るよう構成されたコンピューターシステムのモジュールで実行され、コンピューターシステムは、モバイルコンピューター装置、リモートサーバー、クラウドプラットホーム、パーソナルコンピューター、および他の好適な処理装置の1つ以上において実行される。特に、コンピューターシステムは複数のサブシステムにわたるモジュールを実行できるが、コンピューターシステムは、また、単一のサブシステムにおいても実行できる。しかしながら、ブロックS110は、また、他の好適なシステムを使用して実行することができる。
第1の変形例において、ブロックS120は、図2に示すように、キャニスター内の流体の表面またはその近傍で始まり、キャニスターの底に向かって下方に移動する色勾配を選択する工程を含む。通常、第1の変形例において、流体の表面に入射する光は、流体の表面を透過し、流体の深さおよび吸収係数の両者の関数として、流体によって吸収され、流体の吸収係数は、流体中の物質の濃度および物質のタイプまたはサイズ(例えば、完全赤血球および遊離ヘモグロビンまたは破裂した細胞物質)の両者によって影響を受ける。従って、たとえ、キャニスター内の流体が、粒子の実質的に均一な分布を有し、実質的に均一な濃度のものであっても、流体は、流体の表面で視覚的に明るく見え、流体のより深い部分でより暗く見え、流体の表面と流体のより深い部分との間で滑らかな色勾配を有する。ブロックS120は、そのため、この色勾配の全てまたは一部を選択することができる。
第2の変形例において、ブロックS110は、キャニスターと画像をキャプチャーするカメラ(または、画像取得装置の他の光学センサー)との間の視線に沿って、キャニスターの壁とキャニスター内の第1機構との間の流体の層に対応する画像の第1領域を選択する工程を含む。任意に、ブロックS120は、図1Aおよび1Bに示すように、視線に沿ってキャニスターの壁とキャニスター内の第2機構との間の厚さの勾配を有する流体の領域に対応する画像の第2領域を選択する工程を含むことができる。特に、この第2の変形例の第1機構は、キャニスターの壁と第1機構との間の流体の「層」が第1機構にわたって実質的に均一な厚さであるように、実質的に均一な距離でキャニスターの壁からずらされており、第2機構は、キャニスターの壁と第2機構との間の流体の「層」の総「厚さ」が画像取得モジュールに最も近い第2機構のエッジに対して相対的な既知のプロファイル(例えば、直線プロファイル、非直線プロファイル、 段階的関数プロファイルなど)とともに増加するように、キャニスターの壁から離れるテーパー形状である。
しかし、いくつかの変形例では、第1機構310および/または第2機構は、インサート300の特徴でなくてもよく、キャニスター200の内部部分と一体構造であってもよい。さらに、キャニスター200および/またはインサート300のいくつかの変形例は、第2機構320を省略することができ、キャニスターの画像内で実質的に同一色の領域を定義するように構成された第1機構310のみを含むことができる。
ブロックS140は、画像の第1領域を表す色パラメーターに基づいて、キャニスター内の血液成分の濃度を決定することを記載する。米国特許出願番号13/544,646、13/894,054、13/738,919、14/072,625および14/687,842に記載されているように、ブロックS140は、キャニスター内の流体に関連する血液成分の濃度を決定するために、パラメトリックモデルおよびテンプレートマッチングアルゴリズムのうちの1つ以上を実施する工程を含むことができる。ある変形例において、ブロックS140は、サンプル内の血液成分(例えば、ヘモグロビン)の濃度を決定するために、パラメトリックモデルを実施することができ、パラメトリックモデルは、画像の第1領域を表す赤色値、緑色値および青色値の強度から導出されたヘモグロビン濃度を生成する、ラジアル基底関数(RBF)カーネルを有するサポートベクトルマシン(SVM)アルゴリズムを実行し、推定されたヘモグロビン質量を決定するために、ヘモグロビン濃度にキャニスター内の流体の体積を掛け合わせる。付加的にまたは選択的に、任意の他の適切なパラメトリックモデル(例えば、線形回帰モデル、パワーカーブ駆動回帰モデル、他の回帰モデルなど)または非パラメトリックモデルは、キャニスター(または他の流体容器)内の他の適切な血液成分の量を決定するために、処理システムによって実行することができる。
上述のように、ブロックS120を含む方法100の変形例は、画像の第2の領域内の色勾配の特徴付けに基づいてキャニスターコンテンツモデルを選択する工程を記載する、ブロックS130を含むことができる。ある実施態様において、ブロックS130は、第2領域に沿ってピクセルの単一ラインを選択し、そのラインの各ピクセルの色を赤、緑および青成分に分解し、各ピクセルに対する赤成分空間の輝度をプロットし、プロットされた値の最良適合線を計算する。例えば、ブロックS130は、上述した第1変形例で選択された同軸色勾配のピクセルのラインに指数関数曲線を当てはめることができ、ブロックS130は、上述した第2変形例で選択された交差軸色勾配のピクセルのラインに対数曲線を当てはめることができる。
任意のブロックS120およびS130に関して、ブロックS140bは、画像の第1領域の色およびキャニスターコンテンツモデルに基づいて、キャニスター内の流体の血液成分の濃度および溶血状態を推定する工程を記載する。一般に、ブロックS140bは、米国特許出願番号13/738,919に記載された方法および技術を実行して、キャニスターの画像における色値を、キャニスター内のヘモグロビン濃度(および/または別の血液成分の濃度)に相関させる。しかしながら、色勾配に関連する流体の光吸収(および/または不透明度)のメトリックを追加することにより、ブロックS140bは、溶血状態の推定に基づき、キャニスター内のヘモグロビン(または他の血液成分)の品質を示すメトリックをさらに出力することができる。
図1Aおよび図1Bに示すように、本方法の1つの変形例は、キャニスター内の流体の体積を決定する工程を記載するブロックS150と、キャニスター内の血液成分の濃度および流体の体積に基づいて、キャニスター内の血液成分の量の情報の解析を生成する工程を記載するブロックS151と、をさらに含む。変形例において、ブロックS150およびS151は:キャニスターの画像内に、キャニスター上で基準マーカーを特定する工程、基準マーカーに基づいて画像の領域を選択する工程、選択された領域の部分をキャニスター内の流体レベルと相関させる工程、流体レベルに基づきキャニスター内の流体の体積を推定する工程、および、キャニスター内のヘモグロビンの推定した体積および濃度に基づき、キャニスター内のヘモグロビンの質量を推定する工程、を含むことができる。一般に、ブロックS150は、キャニスター内の流体の体積を検出し、総体積およびキャニスター内の推定した血液成分の濃度に基づき、キャニスター内のヘモグロビンの総体積、質量、重量または他の方法を算出するために、米国特許出願番号13/738,919に記載された方法および技術を実行することができる。
ブロックS150は、次に、細胞内ヘモグロビンの量(または細胞内ヘモグロビン対遊離ヘモグロビンの比率)が最小しきい値を超えた場合に、キャニスターから赤血球を回収するために、プロンプトまたは他の通知をユーザーに送達することができる。ブロックS150は、同様に、米国特許出願番号14/072,625に記載されているように、細胞内ヘモグロビンの量が(または細胞内ヘモグロビン対遊離ヘモグロビンの比率が)最小しきい値に満たない場合に、キャニスターから赤血球を回収しないように、プロンプトをユーザーに送達することができる。付加的にまたは選択的に、ブロックS150の出力は、患者の血液損失パラメーターに関する情報を(例えば、情報を表示するように構成されたディスプレーを具える電子コンピューター装置において)エンティティに提供するために使用することができる。
Claims (15)
- 流体成分の濃度を評価する装置において、当該装置が:
容器内にある流体の画像の画像データを受信するように構成された通信インターフェイスであって、前記容器がインサートを含み、前記流体が患者から採取されて前記流体成分を含むものである通信インターフェイスと;
少なくとも1つのコンピュータプロセッサと;
前記少なくとも1つのコンピュータプロセッサから指令があったときに実行される作業の指令を記憶しているメモリと;を具え、
前記実行される作業が:
実質的に均一な特性を示す画像の領域であって、前記容器の壁と前記容器内のインサートとの間の流体の層に対応している画像の領域を自動的に選択するステップと;
前記画像の領域のカラーパラメーターを決定するステップと;
前記カラーパラメーターに基づいて、前記容器内の流体成分の濃度を決定するステップと;を含むことを特徴とする装置。 - 請求項1に記載の装置において、前記流体成分が血液であり、前記作業が、さらに:
前記容器内にある流体の体積を決定するステップと;
前記血液の濃度および前記容器内の流体の体積に基づいて、前記容器内の血液の量の解析を生成するステップと;を含むことを特徴とする装置。 - 請求項1に記載の装置において、画像の領域を自動的に選択する前記ステップが、前記インサートを起因とする前記画像内の実質的に均一な色特性に基づくことを特徴とする装置。
- 請求項3に記載の装置において、実質的に均一な前記色特性が、前記画像上の特定の距離にわたるしきい値色変化に基づくことを特徴とする装置。
- 請求項1に記載の装置において、前記領域が前記画像の第1の領域であるとともに、前記画像が第2の領域を含み、前記作業が、さらに:
前記インサートに起因する色勾配に基づいて、前記第2の領域を自動的に選択するステップと;
前記画像の第2の領域に基づいて、前記容器内の流体の溶血状態を決定するステップと;を含むことを特徴とする装置。 - 請求項1に記載の装置において、通信インターフェイスであって、医療行為中に前記容器内の流体の画像の画像データを断続的に受信し、前記流体成分の濃度および前記容器内の流体の体積に基づいて、前記流体成分の量の解析を断続的に生成する通信インターフェイスを具えることを特徴とする装置。
- 請求項1に記載の装置において、前記流体成分が血液であり、前記装置がさらにメモリを具え、前記メモリが、前記流体内の血液の量を決定するための少なくとも1つのパラメトリックモデルを記憶していることを特徴とする装置。
- 請求項1に記載の装置において、前記作業が、さらに:
前記インサート上のマーカーに対応する前記画像内のマーカーを特定するステップ;を具え、
画像の領域を自動的に選択する前記ステップが、前記画像内のマーカーの位置に基づくことを特徴とする装置。 - 流体成分の濃度を評価する方法において、当該方法が:
少なくとも1つのコンピュータプロセッサによって、容器内にある流体の画像の画像データを受信するステップであって、前記容器がインサートを含み、前記流体が患者から採取されて前記流体成分を含むものであるステップと;
少なくとも1つのコンピュータプロセッサによって、実質的に均一な特性を示す画像の領域であって、前記容器の壁と前記容器内のインサートとの間の流体の層に対応している画像の領域を自動的に選択するステップと;
少なくとも1つのコンピュータプロセッサによって、前記画像の領域のカラーパラメーターを決定するステップと;
少なくとも1つのコンピュータプロセッサによって、前記カラーパラメーターに基づいて、前記容器内の流体成分の濃度を決定するステップと;を含むことを特徴とする方法。 - 請求項9に記載の方法において、
自動的に選択される前記領域が、前記画像の第1の領域であり、
前記方法が、さらに:
色勾配を示す前記画像の第2の領域を自動的に選択するステップと;
前記画像の第2の領域に基づいて、前記容器内の流体の溶血状態を決定するステップと;を含むことを特徴とする方法。 - 請求項9に記載の方法において、前記流体成分が血液であり、前記方法が、さらに:
前記容器内の流体の体積を決定するステップと;
前記血液の濃度および前記容器内の流体の体積に基づいて、前記容器内の血液の量の解析を生成するステップと;を含むことを特徴とする方法。 - 請求項9に記載の方法において、画像の領域を自動的に選択する前記ステップが、前記インサートを起因とする前記画像内の実質的に均一な色特性に基づくことを特徴とする方法。
- 請求項12に記載の方法において、実質的に均一な前記色特性が、前記画像上の特定の距離にわたるしきい値色変化に基づくことを特徴とする方法。
- 請求項9に記載の方法が、さらに:
前記インサート上のマーカーに対応する前記画像内のマーカーを特定するステップ;を含み、
画像の領域を自動的に選択する前記ステップが、前記画像内のマーカーの位置に基づくことを特徴とする方法。 - 請求項9に記載の方法が、さらに:
前記容器内の流体の画像の画像データを断続的に受信するステップと;
前記流体成分の濃度および前記容器内の流体の体積に基づいて、前記流体成分の量の解析を断続的に生成するステップと;を含むことを特徴とする方法。
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