特許 6378311 物体を特徴付ける方法とシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6378311

(24)【登録日】2018年8月3日

(45)【発行日】2018年8月22日

(54)【発明の名称】物体を特徴付ける方法とシステム

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/13 20060101AFI20180813BHJP

   A61B 8/12 20060101ALI20180813BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/13

   A61B8/12

【請求項の数】22

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-503022(P2016-503022)

(86)(22)【出願日】2014年3月14日

(65)【公表番号】特表2016-515894(P2016-515894A)

(43)【公表日】2016年6月2日

(86)【国際出願番号】US2014029235

(87)【国際公開番号】WO2014144709

(87)【国際公開日】20140918

【審査請求日】2017年2月7日

(31)【優先権主張番号】61/791,713

(32)【優先日】2013年3月15日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】592017633

【氏名又は名称】ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(72)【発明者】

【氏名】ティアニー ギレルモ ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】リー リー

(72)【発明者】

【氏名】サブラマニアム バラチュンダー

【審査官】 森口 正治

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２５５４３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１３−５３０７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００２２３３８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−０３４８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１７５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００１８６４５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ８／００−８／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

目標物体である、少なくとも１つの解剖構造の血液酸素飽和度を決定するシステムであって、
時変強度を有する少なくとも１つの電磁放射を、前記少なくとも１つの解剖構造と、参照物体である、さらなる解剖構造とに送るように構成される第１の装置と、
前記少なくとも１つの解剖構造と前記さらなる解剖構造に影響を及ぼす前記少なくとも１つの電磁放射に反応して、前記少なくとも１つの解剖構造と前記さらなる解剖構造のそれぞれからもたらされる少なくとも１つの音響信号を検出するように構成される検出器である、第２の装置と、
（ｉ）前記さらなる解剖構造からの前記音響信号から、その少なくとも１つの特性に基づいて較正データを得るように、かつ（ｉｉ）前記較正データと前記少なくとも１つの解剖構造からの前記音響信号とを用いて、前記少なくとも１つの解剖構造の前記血液酸素飽和度を決定するように構成される処理ハードウェアである、第３の装置と、を備えるシステム。

【請求項2】

前記第２の装置が少なくとも１つの音響変換器を備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記少なくとも１つの解剖構造が肺動脈を含み、かつ前記さらなる解剖構造が大動脈を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記少なくとも１つの解剖構造が静脈を含み、かつ前記さらなる解剖構造が動脈を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記少なくとも１つの電磁放射を、食道壁を通して前記肺動脈と前記大動脈とに送るように構成される光ガイドをさらに備える、請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

前記音響信号が前記大動脈から取得される、請求項４に記載のシステム。

【請求項7】

前記肺動脈の前記血液酸素飽和度が混合静脈血酸素飽和度である、請求項４に記載のシステム。

【請求項8】

前記大動脈の前記少なくとも１つの特性が動脈血酸素飽和度である、請求項４に記載のシステム。

【請求項9】

動脈酸素飽和度を測定するように構成される酸素測定装置をさらに備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

前記酸素測定装置がパルスオキシメータである、請求項９に記載のシステム。

【請求項11】

前記音響変換器の少なくとも一部が、食道内部にあるように提供され、かつ構造化される、請求項２に記載のシステム。

【請求項12】

前記音響変換器が、超音波画像を取得するように構成される、請求項２に記載のシステム。

【請求項13】

媒質の背部または内部に位置する目標物体である、少なくとも１つの解剖構造の血液酸素飽和度を決定するため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アクセス可能媒体であって、ハードウェア処理装置が前記命令を実行するときに、前記処理装置が、
前記媒質の背部または内部に位置する参照物体である、さらなる解剖構造を特定するステップと、
少なくとも１つの電磁波を用いて、前記媒質の表面を介して前記目標物体と前記参照物体とに照射をもたらすステップと、
前記少なくとも１つの電磁波に反応して被照射組織容量からもたらされる少なくとも１つの音響信号を測定するステップと、
前記参照物体の少なくとも１つの既知の特性に基づいて、前記参照物体から測定される前記音響信号の較正情報を取得するステップと、
前記較正情報と前記目標物体からの前記音響信号とに基づいて、前記目標物体の前記血液酸素飽和度を決定するステップと、を備える手順を実行するように構成される、コンピュータアクセス可能媒体。

【請求項14】

前記少なくとも１つの解剖構造が肺動脈を含み、かつ前記さらなる解剖構造が大動脈を含む、請求項１３に記載のコンピュータアクセス可能媒体。

【請求項15】

前記少なくとも１つの解剖構造が静脈を含み、かつ前記さらなる解剖構造が動脈を含む、請求項１３に記載のコンピュータアクセス可能媒体。

【請求項16】

前記処理装置が、光ガイドを用いて食道壁を通して提供され、前記肺動脈と前記大動脈とに送られる前記少なくとも１つの電磁波をもたらすように構成される、請求項１４に記載のコンピュータアクセス可能媒体。

【請求項17】

前記音響信号が前記大動脈から取得される、請求項１４に記載のコンピュータアクセス可能媒体。

【請求項18】

前記肺動脈の前記血液酸素飽和度が混合静脈血酸素飽和度である、請求項１４に記載のコンピュータアクセス可能媒体。

【請求項19】

前記大動脈の前記少なくとも１つの特性が動脈血酸素飽和度である、請求項１４に記載のコンピュータアクセス可能媒体。

【請求項20】

音響変換器の少なくとも一部が、食道内部にあるよう提供され、かつ構造化される、請求項１３に記載のコンピュータアクセス可能媒体。

【請求項21】

音響変換器が、超音波画像を取得するように構成される、請求項１３に記載のコンピュータアクセス可能媒体。

【請求項22】

媒質の背部または内部に位置する目標物体の血液酸素飽和度を決定する方法であって、
前記媒質の背部または内部に位置する参照物体を特定するステップと、
少なくとも１つの電磁波を用いて、前記媒質の表面を介して前記目標物体と前記参照物体とに照射するステップと、
前記少なくとも１つの電磁波に反応して、前記目標物および参照物体の被照射組織容量からもたらされる音響信号を測定するステップと、
前記参照物体の少なくとも１つの既知の特性に基づいて、前記参照物体から測定される前記音響信号の少なくとも１つから較正情報を取得するステップと、
前記較正情報と前記目標物体からの前記音響信号とに基づいて、前記目標物体の前記血液酸素飽和度を決定するステップと、を備える方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
この出願は、２０１３年３月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／７９１，７１３号に関連し、かつ当該出願からの優先権を主張する。その開示内容の全体が参照により本書に援用される。

【0002】

本開示の例示的な実施形態は、一般に、物体（例えば、組織深部の物体）を正確に特徴付ける方法とシステムに関し、具体的には、例えば集中治療において低リスクの血行動態モニタリングを提供するための例示的な方法とシステムに関する。

【背景技術】

【0003】

血行動態モニタリングは、救急部、手術室、集中治療室での重症患者の管理において重要な役割を果たしている。組織への適切な血液酸素供給は、人間の生命を維持するために不可欠である。組織の酸素の欠乏が続くと、重要臓器の機能不全につながる可能性があり、最終的に、外傷、熱傷、心臓発作、および敗血症といったさまざまな疾患によって死に至ることも少なくない。混合静脈血酸素飽和度（ＳｖＯ_２）は血行動態モニタリングの主な測定対象である。ＳｖＯ_２、すなわち肺動脈の混合静脈血で測定される酸素飽和度は、全身の酸素の供給と需要の動的バランスを反映している。通常、ＳｖＯ_２は厳密に６０〜８０％に維持されている。患者には酸素代謝のバランスに対しさまざまな攻撃がある。例えば、発熱、震え、発作では酸素需要が増加するのに対し、出血では酸素供給が低下することがある。攻撃されると、安定した患者は、心拍出量を増加させることによって酸素平衡を回復させることができ、血行動態介入は必要ない。しかし、リスクの高い患者、特に心肺予備力が低下している患者では、心拍出量の代償性増加が限定的である。その結果、身体の最後の砦として、血液からより多くの酸素を取り込む。つまりこのときにＳｖＯ_２が低下し始める。ＳｖＯ_２においてベースラインから＞１０％の偏差が３分間を超えて認められる場合、即時の治療介入が指示される。

【0004】

現在現場では、ＳｖＯ_２は末梢静脈から観血的に挿入される留置肺動脈カテーテル（ＰＡＣ）で測定できる。しかしながら、ＰＡＣの使用は、血腫、血管穿刺および心停止といった合併症を１０％の発生率で伴うことが判明した。その結果、ＰＡＣの使用は１９９３〜２００４年の間に約６５％減少した。最新の心エコー検査では、心臓運動のはっきりとした像と心拍出量の定量的評価が得られるが、血液酸素量に関する情報は得られない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

したがって、そうした欠陥および／または問題の少なくとも一部に対処する必要、ならびに、例えばＳｖＯ_２をモニタリングする安全な装置を提供する必要がある。

【0006】

そのため、物体（例えば、組織深部の物体）を正確に特徴付ける、および／または、例えば集中治療において低リスクの血行動態モニタリングを促進する例示的な方法とシステムを提供することが有益であり得る。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の例示的な実施形態に従って、媒質の背部または内部に位置する深部目標物体を正確に特徴付けるための方法とシステムを提供することができる。この方法とシステムは、前記媒質の背部および内部に位置する参照物体を特定するステップと、電磁波を用いて媒質の表面を通して目標物体および参照物体の両方に照射するステップと、被照射組織容量から発せられる音響信号を測定するステップと、参照物体の少なくとも１つの既知の特性に基づいて、参照物体から測定される音響信号から較正データセットを取得するステップと、較正データと目標物体からの音響信号とを用いて、目標物体の少なくとも１つの特性を決定するステップと、を含む。

【0008】

別の実施形態に従って、本開示は、時変強度を有する光線を発生させる線源と、食道壁を通して肺動脈と大動脈とに照射する前記光線を誘導する光ガイドと、被照射組織容量から発生する音響信号を検出する少なくとも１つの音響変換器と、（ｉ）大動脈の少なくとも１つの特性に基づいて、大動脈から測定される音響信号から較正データを取得し、かつ（ｉｉ）較正データと肺動脈からの音響信号とを用いて、肺動脈の少なくとも１つの特性を決定する処理装置とを有する、肺動脈の混合静脈血酸素飽和度をモニタリングするシステムを提供する。

【0009】

本開示のさらに別の例示的な実施形態に従って、媒質の背部または内部に位置する目標物体の少なくとも１つの特徴を決定するための例示的なシステム、方法、およびコンピュータアクセス可能媒体が提供される。例えば、媒質の背部または内部に位置する参照物体を特定することができる。少なくとも１つの電磁波を用いて、媒質の表面を介して目標物体と参照物体とに照射できる。電磁波に反応する被照射組織容量からもたらされる少なくとも１つの音響信号を測定できる。参照物体の少なくとも１つの既知の特性に基づいて、参照物体から測定される音響信号から較正情報を取得できる。次いで、較正情報と目標物体からの音響信号とに基づいて、目標物体の特徴を決定できる。

【0010】

本開示の別の例示的な実施形態では、少なくとも１つの解剖構造の少なくとも１つの特徴を決定するシステムを提供できる。例えば、時変強度を有する少なくとも１つの電磁放射線を前記少なくとも１つの解剖構造とさらなる解剖構造とに送るように構成される第１の装置が提供され得る。上記少なくとも１つの解剖構造と上記さらなる解剖構造に影響を及ぼす上記少なくとも１つの電磁放射線に反応して、上記少なくとも１つの解剖構造と上記さらなる解剖構造のそれぞれからもたらされる少なくとも１つの音響信号を検出するように構成される第２の装置が提供され得る。（ｉ）上記さらなる組織構造からの音響信号から、その少なくとも１つの特性に基づいて較正データを得るように、かつ（ｉｉ）上記較正データと上記少なくとも１つの解剖構造からの上記音響信号とを用いて、解剖構造の特徴を決定するように構成される第３の装置である処理ハードウェアが提供され得る。

【0011】

上記特徴は混合静脈血酸素飽和度を含むことができる。上記第２の装置は少なくとも１つの音響変換器を備えることができる。上記解剖構造は肺動脈を含むことができ、上記さらなる解剖構造は大動脈を含むことができる。食道壁を通して肺動脈と大動脈とに放射線を送るように構成される光ガイドを提供することができる。上記音響信号は大動脈から取得できる。肺動脈の特徴は混合静脈血酸素飽和度であり得る。大動脈の特性は動脈血酸素飽和度であり得る。動脈酸素飽和度を測定するための酸素測定装置を提供でき、この装置はパルスオキシメータを含むことができる。音響変換器の少なくとも一部が、食道内部にあるよう提供、かつ構造化することができる。音響変換器は超音波画像を取得するように構成できる。

【0012】

本開示の例示的な実施形態のこれらの目的、特徴、および利点は、添付の請求項の範囲と合わせて、以下に詳細に記述する本開示の例示的な実施形態を読むことで明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0013】

本開示のさらなる目的、特徴、および利点は、本開示の例示的な実施形態を示す添付の図面と合わせて、以下の詳細な記述により明らかとなろう。

【0014】

【図1a】本開示の例示的な実施形態に従った、深部組織を特徴付ける手順／方法を説明する図である。

【図1b】図１ａに示す例示的な手順／方法によるステップを説明する流れ図である。

【図2】本開示の例示的な実施形態に従った、混合静脈血酸素飽和度をモニタリングする経食道光音響内視鏡システムの図である。

【図3a】本開示の例示的な実施形態に従った経食道内視鏡システムによって測定した血液酸素飽和度と音波との例示的な関係を説明する例示的なグラフである。

【図3b】本開示の例示的な実施形態に従った経食道内視鏡システムを用いて混合静脈血酸素飽和度を正確にモニタリングする例示的な方法の流れ図である。

【図4a】ＳｖＯ_２を用いた較正なしで、本開示の例示的な実施形態に従った経食道内視鏡システムによって測定したＳｖＯ_２と、ＣＯオキシメータによって静脈血サンプルで測定したＳｖＯ_２との比較を示すブランドアルトマングラフである。

【図4b】ＳｖＯ_２を用いて較正した、本開示の例示的な実施形態に従った経食道内視鏡システムによって測定したＳｖＯ_２と、ＣＯオキシメータによって静脈血サンプルで測定したＳｖＯ_２との比較を示すブランドアルトマングラフである。

【0015】

図面を通して、同一の参照符号および文字は、もしあれば、特に明記しない限り、説明する実施形態の同様の特徴、要素、コンポーネント、または部分を示すのに用いられる。さらに、開示の主題を、図面を参照しながら、例示的な実施形態に関連して詳細に説明していく。説明する例示的な実施形態に対し、開示の主題の真の範囲および精神から逸脱することなく、変更および修正を行うことができることが意図される。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１は、本開示の一実施形態に従った、少なくとも１回の電磁波放射によって、または複数の電磁放射線１１０を用いて生成される音響信号１１２、１１６を用いて、対象の物体１０２（例えば、深部物体）を特徴付ける例示的な方法／手順を説明する。目標とする物体１０２は、媒質１０４（例えば、生体媒質）の背部または内部に位置し得る。媒質１０４の少なくとも１つの特性が未知であるか、または時間とともに未知の挙動で変化するため、投射する電磁波／放射線１１０は、目標物１０２に到達する前に、１つまたは複数の未知の改変を経る可能性がある。その結果、例えば媒質１０４に関する幅広い知識がなければ、目標物１０２を正確に特徴付けることが一般に困難である。

【0017】

図１ｂの流れ図に示すように、前述の問題に対処するために、まず、参照物体１０６を特定することができる。参照物体１０６はまた、同じ媒質１０４の背部または内部に位置することができる（手順１５０）。そのような参照物体１０６は、好ましくは、目標物１０２の近くに位置することができる。例えば、参照物１０６の少なくとも１つの特性が既知であるか、または当業者に既知の別の方法／手順によって取得および／または測定できる。加えて、目標物体１０２と自然に共存できる、および／または目標物体１０２の特徴付けとは異なる目的（例えば、介入、異なる測定など）で挿入されてよい参照物体１０６を選択することができる（手順１５５）。

【0018】

次に、電磁波／放射線１１０を送り、媒質１０４の表面を通して目標物体１０２と参照物体１０６の両方に照射する（手順１６０）。電磁波／放射線１１０は、光線、マイクロ波、またはＸ線であり得る。さらに、電磁波１１０の強度は時間とともに変化し得る。電磁エネルギの一部を吸収した後に、目標物体１０２と参照物体１０６は、例えば熱弾性膨張によって、それぞれ伝搬音波１１２、１１６を発することができる。次いで、媒質１０４の表面で音波１１２、１１６の両方を測定することができる（手順１６５）。測定される音波１１２、１１６は時間的または空間的に離散し得る。

【0019】

さらに、少なくとも物理機構または実験に基づいて、物体の少なくとも１つの特性と、物体から発せられ測定される音波の少なくとも１つの特徴との少なくとも１つの関係を確立することができる（手順１７０）。さらに、確立された関係に基づき、参照物１０６から測定される音波１１６の少なくとも１つの特徴とその既知の特性とを用いて、媒質１０４によってなされる電磁波１１０に対する改変を反映する較正データセットを取得することができる（手順１７５）。最後に、確立された関係に基づき、較正データセットと音波１１２とを用いて、目標物体１０２に関する少なくとも１つの特性（例えば、化学組成、剛性、または温度）を得ることができる（手順１８０）。

【0020】

例えば、物体（１０２または１０６）はＮ主成分を含有することができる。ε_ｉおよびＣ_ｉは、それぞれｉ番目の構成成分のモル吸光係数と濃度である。発せられる音波（１１２または１１６）のピーク・ピーク圧力Ｐは、以下の方程式の群により、物体（例えば、物体１０２または物体１０６）の化学組成、例えば、｛Ｃ_１…Ｃ_Ｎ｝に関連することができることが、物理法則により示される。

【0021】

【数1】

【0022】

上式で、ｋはシステム定数、Ｆは物体（１０２または１０６）に到達する電磁波照射のフルエンス、λ_ｊは音響放射を励起するのに用いられるＭ電磁波波長の１つである。媒質１０４に関する知識が足りないため、Ｆのλへの依存は未知である。本開示の一実施形態に従って、参照物体１０６の組成（すなわち｛Ｃ_１…Ｃ_Ｎ｝）および対応する測定された音波１１６に関する知識を用いて、方程式１に基づいて、ｋＦ（λ_ｊ）_{ｊ＝１，…，Ｍ}を計算できる。最後に、方程式１に基づいて、ｋＦ（λ_ｊ）_{ｊ＝１，…，Ｍ}および測定した音波１１２を用いて、目標物体１０２の化学組成（すなわち｛Ｃ_１…Ｃ_Ｎ｝）を得ることができる。

【0023】

図２は、本開示の別の例示的な実施形態に従った経食道内視鏡システムを示す。例示的なシステムを用いて、肺動脈２０２における混合静脈血の混合静脈血酸素飽和度（ＳｖＯ_２）を、食道壁２０４を通して、大動脈２０６における動脈血を参考として、安全にモニタリングできる。例示的なシステムは、光源２２２（もしくは光学源、または別の電磁放射線源）、経食道プローブ２２４、音響パルサ／レシーバ２２６、プロセッサ２２８、およびグラフィックユーザインターフェース２３０を備えることができる。線源２２２は、時変強度を有する光線または別の電磁放射線を生成できる。放射線および／または光線は、６００〜１２００ｎｍの波長を有することができる。例えば、線源２２２は、パルスレーザ、例えばＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザ、ファイバレーザ、色素レーザ、チタンサファイアレーザ、光パラメトリック発振器（ＯＰＯ）レーザ、またはパルスダイオードレーザなどであり得る。パルス持続時間はおよそ数ナノ秒であってよい。線源２２２はまた、振幅変調連続波光源、例えばレーザダイオード、ＬＥＤ、または固体レーザなどであり得る。測定は複数の波長の光線／放射線を用いて行い、血液酸素飽和度を推定することができる。線源２２２を変えて、波長の異なる複数の光線および／または他の放射線を生成できる。加えて、例示的な線源２２２は、異なる波長で作動する複数の光源の組み合わせであり得るか、またはその組み合わせを含むことができる。

【0024】

経食道プローブ２２４は、光ガイド２３２と音響変換器２３４とをさらに備えることができる。光ガイド２３２は、線源２２２からの光線および／または他の放射線を、例えば近位端で集め、光線２１０（および／または他の放射線）を発し、遠位端で組織に照射するように構成することができる。光ガイド２３２の例として、ガラス繊維束、シリカ繊維束、フォトニック結晶ファイバ、またはミラーもしくはプリズムを有する関節アームが挙げられるがこれらに限定されない。音響変換器２３４の例として、マイクロホン、ハイドロホン、圧電変換器、ポリフッ化ビニリデン膜変換器、容量マイクロマシン加工変換器、光学セットアップまたは光学配置に基づく光音響センサ（例えば、干渉計、共振器など）が挙げられるがこれらに限定されない。音響変換器２３４は、例えばフェーズドアレイ音響プローブといった前述の音響検波器の複数の組み合わせでもあり得るか、またはその組み合わせを含むこともできる。音響検波器の中心波長は約０．５〜１０ＭＨｚの範囲内にあってよい。

【0025】

光ガイド２３２の遠位端と音響変換器２３４とをカプセル２３６に組み込むことができる。カプセル２３６の直径は、好ましくは２ｃｍより小さいため、口または鼻を通して食道２０４に挿入できる。前記カプセル２３６は、好ましくはプローブ２２４を前進させる、回転させる、または曲げることによって操作し、食道壁を通して異なる組織を特徴付けることができる。同様に、音響変換器２３４は、好ましくはカプセルの中で回転させ、対象の観察面にある組織を調べることができる。図２に示すように、ＳｖＯ_２をモニタリングするには、カプセル２３６を大動脈弓２０６と肺動脈２０２との間の高さに位置付け、カプセル２３６を回転させて音響変換器２３４が両方の血管に向くようにし、次いで、音響変換器２３４を回転させて矢状面で両方の血管を調べることができる。カプセル２３６の前述の配置は、上部食道大動脈弓の修正短軸像と呼ばれる。

【0026】

光線２１０または他の放射線による照射の後、肺動脈２０２および大動脈２０６からそれぞれ生成された音波２１２および２１６を、音響変換器２３４で検出し、パルサ／レシーバ２２６で増幅およびデジタル化し、プロセッサ２２８で分析してＳｖＯ_２を計算し、グラフィックインターフェース２３０に結果を表示することができる。パルサ／レシーバ２２６は、音響変換器２３４にエネルギを与えて音波（図示せず）を発するように構成することもできる。組織から反射される音波（図示せず）を検出することにより、組織構造を示すリアルタイム超音波画像２３８を取得し、カプセル２３６を、例えば所望の観察位置に誘導および／または展開することができる。いろいろな生理的条件下で、動脈血に十分に酸素を供給することができ、例えば大動脈における血液酸素化、つまりＳａＯ_２は、１００％近くであり得る。例示的な経食道内視鏡システムは、リアルタイムでＳａＯ_２を測定するオキシメータ（図示せず）をさらに備えてよい。オキシメータの例として、パルスオキシメータ、ＣＯオキシメータ、または末梢動脈オキシメトリカテーテルが挙げられるが、これらに限定されない。

【0027】

例えば、肺動脈２０２の特性（例えばＳｖＯ_２）を、測定された音波２１２および２１６の少なくとも１つの特徴と関連付けるための関係を確立することができる。そのような例示的な特徴の例として、音波のピーク・ピーク圧力、傾斜、ピーク振幅、またはスペクトル、異なる２つの波長で測定した音波のピーク・ピーク圧力の比、３つ以上の波長で測定した音波のピーク・ピーク圧力の関数が挙げられるが、これらに限定されない。図３ａは、本開示の例示的な実施形態に従った経食道内視鏡システムによって測定した血液酸素飽和度と音波との例示的な関係を示すプロットを図示する。図２に示す例示的なシステムを用いて、２つの波長（８３０ｎｍおよび７６０ｎｍ）の光線で、既知の酸素飽和度（ＳＯ_２）を用いて血液サンプルの一群から音波を生成できる。表記Ｐ（８３０）およびＰ（７６０）は、例えばそれぞれ約８３０ｎｍおよび７６０ｎｍの光線を用いて血液サンプルから測定した音波のピーク・ピーク圧力を意味する。表記Ｆ（８３０）およびＦ（７６０）は、例えばそれぞれ約８３０ｎｍおよび７６０ｎｍでの血液サンプル表面の光学フルエンスを示す。さらに、Ｐｒ＝Ｐ（８３０）／Ｐ（７６０）およびＦｒ＝（８３０）／Ｆ（７６０）である。実験から、ＳＯ_２およびＰｒ／Ｆｒは、図３ａの実線の曲線に示すように、多項式曲線Ｍ（ＳＯ_２、Ｐｒ／Ｆｒ）でフィットさせることができることがわかった。

【0028】

図３ｂは、本開示の例示的な実施形態に従った経食道内視鏡システムを用いて混合静脈血酸素飽和度を正確にモニタリングする例示的な方法の流れ図である。手順３５０で、医師はリアルタイム超音波画像２３８を手引きとして使用し、患者の口または鼻を通してカプセル２３６を挿入し、上部食道大動脈弓の修正短軸像においてこれを位置付ける。次いで、手順３５２で、例示的なシステムは、約８３０ｎｍで少なくとも１回、線源２２２を作動および／または制御し、肺動脈からの音波２１２−Ｐ_ｐａ（８３０）と大動脈からの音波２１６−Ｐ_ａｏ（８３０）のピーク・ピーク圧力を測定できる。さらに、手順３５４では、例示的なシステムは、例えば約７６０ｎｍで少なくとも１回、線源２２２を作動および／または制御し、肺動脈からのＰ_ｐａ（７６０）と大動脈からのＰ_ａｏ（７６０）を測定できる。手順３５４および３５６は、逆転、および／または異なる光学波長で実施できる。次に、手順３５６で、例示的なシステムは、Ｐｒ_ｐａ＝Ｐ_ｐａ（８３０）／Ρ_ｐａ（７６０）とＰｒ_ａｏ＝Ｐ_ａｏ（８３０）／Ｐ_ａｏ（７６０）を計算できる。さらに、手順３５８で、例示的なシステムは、大動脈酸素飽和度ＳａＯ_２の代表値（例えば１００％）を仮定するか、または指、足指、耳たぶ、もしくは食道壁の一部からパルスオキシメータでそのような例示的な値を測定するかできる。図３ａに示すＭ（ＳＯ_２、Ｐｒ／Ｆｒ）に基づいて、Ｐｒ_ａｏおよびＳａＯ_２を用いて、例示的なシステムは較正データセットＦｒを計算できる。最後に、手順３６０で、図３ａに示すＭ（ＳＯ_２、Ｐｒ／Ｆｒ）に基づいて、Ｐｒ_ｐａおよびＦｒを用いて、例示的なシステムでＳｖＯ_２を計算し、表示できる。手順３５８および３６０は、以下の方程式に簡略化することができる。

【0029】

【数2】

【0030】

図４ａおよび４ｂは、ＳａＯ_２を用いた較正ステップあり、および較正ステップなしでの、経食道内視鏡システムによるＳｖＯ_２測定のバイアスおよび精度の比較を示す例示的なグラフである（図３ｂの手順３５８参照）。いずれの測定も、代表的なＣＯオキシメータによって静脈血サンプルから測定した実際のＳｖＯ_２に対し、標準的なブランドアルトマン法を用いて分析できる。本開示の例示的な実施形態に従ったＳａＯ_２（図３ｂの手順３５８参照）を利用する較正ステップを用いることにより、バイアスを大幅に減らすことができ（約６．４％から約０．４％）、かつ、ＳｖＯ_２の測定精度も改善できる（約３．３％から約２．４％）。

【0031】

以上は本開示の原理を説明しているにすぎない。本書の教示に鑑み、記述した実施形態に対するさまざまな修正および変更が、当業者には明らかとなろう。本開示の例示的な実施形態に従った装置、システム、および方法を用いて、任意の静脈（例えば頸静脈）の静脈血酸素飽和度を、近接する動脈（例えば頸動脈）を参考として用いることによって測定できる。実際に、本開示の例示的な実施形態に従った装置、システム、および方法は、任意のＯＣＴシステム、ＯＦＤＩシステム、ＳＤ−ＯＣＴシステム、または他の画像システム、および例えば２００５年５月２６日に国際公開第２００５／０４７８１３号として公開された２００４年９月８日に出願されたＰＣＴ／米国特許出願公開第２００４／０２９１４８号、２００６年５月４日に米国特許出願公開第２００６／００９３２７６号として公開された２００５年１１月２日に出願された米国特許出願第１１／２６６，７７９号、２００５年１月２７日に米国特許出願公開第２００５／００１８２０１号として公開された２００４年７月９日に出願された米国特許出願第１０／５０１，２７６号、２００２年５月９日に公開された米国特許出願公開第２００２／０１２２２４６号（これらの開示内容の全体が参照により本書に援用される）に記述されたシステムを用いて使用でき、および／またはこれらのシステムを実行できる。したがって、当然のことながら、当業者は、本書に明示または記述されていなくとも、多数のシステム、装置、および方法を考案でき、本開示の原理を具体化できるであろうことから、それらは本開示の精神および範囲に含まれる。当然のことながら、本書に記述する例示的な手順は、ハードドライブ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリスティックなどのコンピュータアクセス可能媒体に保存でき、かつ、ハードウェアプロセッサ、マイクロプロセッサ、ミニ、マクロ、メインフレームなど、ならびにそれらの複数および／または組み合わせであり得る、および／またはそれらを含むことができる処理装置および／またはコンピュータ装置によって実行できる。加えて、明細書、図面、および特許請求の範囲など本開示で用いられる特定の用語は、場合によっては同意語として用いることができる（例えば、データおよび情報などがあるが、これらに限定されない）。当然のことながら、互いに同意語であり得るこれらの語および／または他の語は、本明書において同意語として用いることができる一方で、そうした単語を同意語として用いることが意図できない場合もあり得る。さらに、先行技術の知識が、参照により上述の本書に明示的に援用されていない場合において、その全体を本書に明示的に援用することができる。本書で参照されるすべての出版物は、その全体を参照により本書に援用することができる。

【図1a】

【図1b】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図4a】

【図4b】