JP2020079795A - 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

Abstract

【課題】キャニスター内の流体の体積の血液成分の量を評価する方法およびシステムを提供する。【解決手段】方法が：画像取得装置によって生成されたキャニスターの画像を受け取る工程と；実質的に同一色を示す画像の第１領域を選択する工程であって、画像の第１領域が、キャニスターの壁とキャニスター内の適切な位置に保持されたインサートの第１機構との間に置かれた流体の層に対応する工程と；第１領域を代表するカラーパラメーターを決定する工程と；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と；キャニスター内の流体の流体量を決定することで、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と；解析の結果得られた情報を、流体の体積が由来する個体に関連するエンティティに提供する工程と；を具えている。【選択図】図１Ａ

Description

関連出願に対する相互参照
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。

本出願は、一般的に外科分野に関し、より具体的には、外科手術で使用するためのキャニスター内の血液成分の量を推定するための新規かつ有用な方法に関するものである。

図１Ａは、キャニスター内の血液成分の量を推定するための方法の実施例を示す； 図１Ｂは、キャニスター内の血液成分の量を推定するための方法の実施例を示す； 図１Ｃは、キャニスター内の血液成分の量を推定するための方法の実施例を示す； 図２は、方法のひとつの変形例を示すフローチャートである； 図３Ａおよび３Ｂは、キャニスター内の血液成分の量を推定するための方法およびシステムの実施例におけるインサートの変形例の線図を示す； 図４は、キャスター内の血液成分の量を推定するための方法およびシステムの実施例におけるインサートの第１の実施形態を示す； 図５は、キャスター内の血液成分の量を推定するための方法およびシステムの実施例におけるインサートの第２の実施形態を示す； 図６は、キャスター内の血液成分の量を推定するための方法およびシステムの実施例におけるインサートの第３の実施形態を示す； 図７は、キャスター内の血液成分の量を推定するための方法およびシステムの実施例におけるインサートの第４の実施形態を示す； 図８は、キャスター内の血液成分の量を推定するための方法およびシステムの実施例におけるインサートの第５の実施形態を示す； 図９は、キャニスター内の血液成分の量を推定するための方法の実施例を実行するよう構成された具体的なシステムの線図を示す。 図１０は、キャニスター内の血液成分の量を推定するための方法の実施例を実行するよう構成された具体的なシステムの線図を示す。 図１１は、キャニスター内の血液成分の量を推定するための方法の実施例を実行するよう構成された具体的なシステムの線図を示す。 図１２は、キャニスター内の血液成分の量を推定するための方法の実施例を実行するよう構成された具体的なシステムの線図を示す。

以下の本発明の好ましい実施形態の説明は、本発明をこれらの好ましい実施形態に限定することを意図するものではなく、当業者が本発明を作製し使用することを可能にするものである。

１．方法およびアプリケーション
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。

図１Ｂおよび１Ｃに示すように、方法１００は；画像の第２領域を選択する工程Ｓ１２０であって、画像の第２領域が色勾配を示す工程と；画像の第２領域における色勾配の特徴付けに基づきキャニスターコンテンツモデルを選択する工程Ｓ１３０と；画像の第１領域およびキャニスターコンテンツモデル内の色に基づき、血液成分の濃度およびキャニスター内の溶血状態を推定する工程Ｓ１４０ｂと；のうちの１つ以上の工程を、付加的にまたは選択的に含むことができる。付加的にまたは選択的に、色勾配からの情報は、キャスター内の流体成分の特徴付けのための方法のブロックに関連する特徴として使用される。付加的にまたは選択的に、ブロックＳ１１０から得られるように、実質的に同一色（または他の好適な特徴）の領域から得られた情報は、ブートストラップ凝集（すなわちバギング）において、方法１００の１つ以上の特徴付けの安定性および／または正確性を向上するために使用される。

一般に、方法１００は、キャニスター内の１つ以上の血液成分の濃度を決定する際に、画像データの処理に影響を与える可能性がある高血球成分（例えば、ヘモグロビン）濃度に関連する色信号飽和の影響を緩和するように機能する。さらに、方法１００は、キャニスター内の流体内に存在する血液成分の状態の分析を可能にするように機能し、血液成分の異なる状態が観察可能に区別可能である（例えば、光吸収挙動に関して、光散乱挙動に関して、等）。したがって、実質的に同一色の領域および色勾配を示す領域のうちの１つまたは複数を、容器内の流体成分の特徴付けのための特徴を提供するために使用および／または組み合わせることができる。付加的または選択的に、方法１００の１つ以上の特徴付けの安定性および／または正確性を向上させるために、実質的に同一色の領域および色勾配を示す領域のうちの１つまたは複数を、ブートストラップ凝集（すなわち、バギング）において、使用および／または組み合わせることができる。１つのアプリケーションにおいて、方法１００は、キャニスター内の血液の溶血状態の分析を可能にすることができ、溶解された赤血球はキャニスター内の遊離ヘモグロビンの濃度をもたらし、遊離／上清ヘモグロビンは、細胞内ヘモグロビンと比べて異なる吸収および分散特性を有する。

このように、方法１００は、流体キャニスター内の血液成分の内容とキャニスター内の血液成分の品質の両方を決定するために、マシーンビジョンを実施することができる。また、方法１００の拡張された変形例は、特定のモデル、アルゴリズムまたは色勾配と互換性のあるテンプレート画像セットを選択する１つ以上のブロックを組み込むことによって、キャニスター内の流体に対応する画像の部分における色勾配を特定して特徴付け；画像の他の領域における実質的に同一色を特定のモデル、アルゴリズムまたはテンプレート画像セットに渡し；キャニスター内の血液成分（例えばヘモグロビン）の濃度の推定および流体の品質（例えば、溶血計量の観点から、遊離ヘモグロビンに対する細胞内ヘモグロビンの比率の観点から、など）の推定を生成することができる。

あるいは、方法１００は、キャニスターの画像のある領域における実質的に同一色を特定して特徴付け；特定のモデル、アルゴリズムまたは同一色と互換性のあるテンプレート画像セットを選択し；画像の他の部分における色勾配をモデル、アルゴリズムまたはテンプレート画像セットに渡し、キャニスター内の血液成分の濃度の推定および流体の品質の推定を生成することができる。方法１００は、さらに、キャニスター内の流体の全体積を決定し、次にこの全体積を血液成分濃度および流体品質と組み合わせ、キャニスター内の血液成分（例えば、全ヘモグロビン、遊離／上清ヘモグロビン、細胞内ヘモグロビン、赤血球、完全赤血球、溶解赤血球など）の量を推定することができる。そのようなデータは、患者の血液損失をモニタリングする際、患者の正常な体液量をトラッキングする際、キャニスターから赤血球を採取する必要性があるかおよびいつ採取するかを決定する際、同種血液、自家血液または他の流体をいつおよびどの程度の量を患者に輸血すべきかを決定する際、患者の治療中できるだけリアルタイムで患者のステータスを知らせる際、ユーザー（例えば、看護師、麻酔専門医）をサポートまたは支援することができる。

通常、血液流体を含むキャニスター（例えば、外科用吸引キャニスター）または他の容器に対し、−遊離ヘモグロビンまたは細胞内ヘモグロビンとも−ヘモグロビンのより高い濃度は、信号減衰に寄与するより深い赤い色合いを有する流体を産出する。しかしながら、同じ濃度のヘモグロビンに対し、完全赤血球のみを含み遊離ヘモグロビンを含まないキャニスターは、遊離ヘモグロビンのみを含み完全赤血球を含まないキャニスターよりも、より明るい赤い色合いのより透明な流体を産出する。さらにまた、−吸引ノズルを介してなど−医学的治療中に患者の内部またはその上からの血液、灌注液および他の流体を採取するための吸引キャニスターの使用は、キャニスターに収容される前に溶解する集められた完全赤血球の予測不可能な部分を生じさせる（すなわち、遊離ヘモグロビンおよび破壊された赤血球の内壁のように）。さらにまた、各種の病気および細菌感染は、患者集団について簡単にモデル化できない速度で溶解する体内赤血球を同様に生じさせる。完全な形で残る集められた赤血球の比率および溶解する赤血球の比率は、キャニスター内に収容された流体の全部または一部（または患者血液のサンプル）を遠心分離する以外知りようがないため、および、キャニスター中の体内ヘモグロビンに関連する遊離ヘモグロビンの比率は、たとえ同じヘモグロビン濃度を有するキャニスター内であっても、キャニスター内の流体の知覚色に影響を与えるため、キャニスター内の流体の色と流体中のヘモグロビンの濃度との相関関係を示すことは、溶解赤血球と完全赤血球との比率に対し、モデル化されたまたは平均の値から著しく外れた、推定エラーを生むことになる。そのため、方法１００は、キャニスター中の流体に対応する画像の領域における色勾配を特定し、この色勾配から流体の光吸収（および／または不透明度）の測定を外挿することができる。光吸収計量と一致する、モデル、アルゴリズム、またはテンプレート画像のセットの実行によって、方法１００は、キャニスター内の赤血球の溶血を償うことができる。付加的にまたは選択的に、赤血球の溶血、遊離／結合ヘモグロビンの濃度、および他の好適なパラメーターは、濃度値のユーザー入力に基づいて（例えば、手動で実行された溶血の解析に基づいて）、決定または確認される。最後に、画像の他の領域の明度を、選択されたモデル、アルゴリズム、またはテンプレート画像のセットに渡すことにより、方法１００は、キャニスター内に収容された流体の、溶血的に−および濃度的に−補正済みの定量的な計量結果を出力することができる。

方法１００の変形例に従って解析可能な血液成分は、完全な血液、赤血球、ヘモグロビン、血小板、血漿、白血球、検体、およびその他の好適な血液成分または血液成分の組み合わせ、の１つ以上を含むことができる。さらにまた、血液成分は、上述した血液成分のいずれかから生じるいかなる成分（例えば、細胞間内容物、分子含有量など）をも具えることができる。方法１００のさらに他の変形例は、付加的にまたは選択的に、生理食塩水、腹水、胆液、灌水唾液、胃液、粘液、胸膜液、間質液、尿、糞便、または患者のその他の体液などの、キャニスター内の非血液成分の濃度（および量）を推定するために、同様の技術を実行することができる。

キャニスターは、血液および他の体液を採取するために、外科、医療、臨床または病院の現場で実行される吸引キャニスターとすることができる。例えば、キャニスターは、容器の壁に沿って垂直に設けられて容器の外側から視認できる、一連の水平流体量指示系のマークを含む、半透明のポリマー容器を定義する外科用流体吸引キャニスターを含むことができる。キャニスターは、また、血液回収キャニスター、点滴バッグ、または外科廃棄物または回復生体液を採取するためのその他の好適な血液−または流体−ベアリング容器、とすることができる。流体キャニスターは、また、透明、半透明とし、または、キャニスターの壁（例えば、垂直壁）に沿って透明または半透明の領域を含み、それにより、米国特許出願番号１４／６８７，８４２に記載されているように、キャニスターの画像は、方法１００が流体キャニスターに収容された流体とキャニスター上に印刷または塗布された色領域とのカラーマッチを可能とするために、および、それに従ってキャニスター内の血液成分の濃度を推定するために、十分な情報を含むようになる。

方法１００は、そのため、流体キャニスター内に収容された血液成分（例えば、ヘモグロビン）および／または他の流体（例えば、生理食塩水）の量および／または濃度を、手術または他の医療行為中などで、非接触手段（すなわち、イメージングおよび画像処理）を介して、ほぼリアルタイムで、定量化する際に有益である。参照することによってその全体が本明細書に組み込まれる、２０１３年１１月５日出願の「血液回収をトリガーするための方法」とのタイトルを有する、米国特許出願番号１４／０７２，６２５に記載されているように、患者の血液損失および正常な体液量のステータスは、そのため、これらのデータに従って探知される。方法１００は、また、参照することによってその全体が本明細書に組み込まれる、２０１２年７月９日出願の「身体サンプルにおける体外血液量を推定するためのシステムおよび方法」とのタイトルを有する、米国特許出願番号１３／５４４，６４６、２０１３年５月１４日出願の「患者の血液損失を取り扱うためのシステムおよび方法」とのタイトルを有する、米国特許出願番号１３／８９４，０５４、および、２０１３年１月１０日出願の「流体キャニスター内の血液成分の量を推定するためのシステムおよび方法」とのタイトルを有する、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。しかしながら、方法１００は、容器中の血液成分または他の流体または微粒子の濃度および／または量を推定するために、その他のシナリオや環境においても適用可能である。

方法１００は、その内部に収容された流体の量および／または品質を推定するために、キャニスター（および他の流体容器）の画像を解析する流体容器解析機として、その例を図９−１２に示すように、コンピューターシステムによって実行される。コンピューターシステムは、クラウドベースのもの（例えば、アマゾンＥＣ２）、メインフレームのコンピューターシステム、グリッドコンピューターシステム、またはその他の好適なコンピューターシステムとすることができる。例えば、方法１００は、ネイティブな血液成分解析アプリケーションを実行する、スマートフォン、デジタルミュージックプレーヤー、またはタブレットコンピューターなどのハンドヘルド（例えば、モバイル）コンピューター装置によって、実行される。例えば、コンピューター装置と一体の画像取得モジュールは、流体キャニスターの画像をキャプチャーすることができ、コンピューター装置と一体のプロセッサーは、画像からキャニスター内の流体の品質を外挿する方法のブロックを実行することができる。コンピューター装置は、付加的にまたは選択的に、無線接続を介したインターネットを通じて、リモートサーバーと連絡を取ることができ、サーバーは方法１００の１つ以上のブロックを実行することができ、方法１００の１つ以上の出力は、さらなる解析および／またはユーザー（例えば、看護師、麻酔医）に対するその後のプレゼンテーションのために、リモートサーバーから再びコンピューター装置に送信される。コンピューター装置は、また、デジタルディスプレーを含み、または、デジタルディスプレーと結合され、方法１００は、ディスプレーを介してユーザーに情報を表示することができる。

また、方法１００は、流体キャニスター、流体キャニスタースタンド、画像取得モジュール、流体キャニスター近傍の画像取得モジュールのカメラをサポートするよう構成されたカメラスタンド、デジタルディスプレー、方法の少なくとも一部を実行するよう構成されたプロセッサー、および／または、方法１００の１つ以上のブロックを実行するリモートサーバーと連絡を取るよう構成されたコミュニケーションモジュール、を含むスタンドアローンの血液量推定システムとして実装される。この実装にあたり、カメラは流体キャニスタースタンドに対して実質的に非過渡的に位置決めされ、カメラは、実質的に手術または他の医療行為の間中および／またはキャニスターがフルになるまで、キャニスターの画像をキャプチャーするために好適な位置にとどまる。血液量推定システムは、そのため、３０秒毎または２分毎のように定期的に、流体キャニスターの画像をキャプチャーして解析することができる。血液量推定システムは、さらに、体外血液量、全患者血液損失、患者の正常な体液量などの実質的に包括的な推定を生成するための流体管理システムを形成するために、米国特許出願番号１３／５４４，６４６、１３／８９４，０５４、１３／７３８，９１９および１４／０７２，６２５に記載されたいずれかの方法を実行する他の１つ以上のシステムと（例えば、ブルートゥースを介して）連絡を取ることができる。しかしながら、方法は、いかなる他のコンピューターシステム、コンピューター装置、またはそれらの組み合わせの中でも、あるいは、それらによっても、実行される。

さらにまた、方法１００およびシステムの変形例は、流体受容基板において、流体（例えば、尿、生理食塩水、腹水、胆液、灌水唾液、胃液、粘液、胸膜液、間質液、糞便など）の量の受容（例えば、キャビティーへの受容、吸収時の受容）に際し、実質的に同一色の領域を提供するよう構成された部材および／または色勾配を提供するよう構成された部材と関連するあるいはそれらの部材に結合した、いかなる他の流体受容基板（例えば、キャニスター、テストストリップ、吸収パッド、外科用テキスタイル、スポンジ、流体受容バッグ、ドレープ、細胞回収システム、ドレイン装置）から得られた、画像データ（または他のデータ）を処理するように適合させることができる。このように、方法１００および以下に記載するインサート３００の変形例は、流体受容基板で受容された流体の体積内の流体成分の濃度および／または量を測定するにあたり、信号飽和（例えば、ある成分が高い濃度の流体に関して）の緩和を促進することができる。

２． 同一色および色勾配の領域
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。

ブロックＳ１１０において、キャニスターの画像の第１領域の選択は、好ましくは、コンピューターシステムのモジュールで自動的に実行される。そのようなものとして、ある変形例では、キャニスターの画像が一旦キャプチャーされると（例えば、米国特許出願番号１３／７３８，９１９に記載されているように）、ブロックＳ１１０は、画像中の第１領域および／または画像中の第１領域に関連する１つ以上の位置的特徴を特定するために、マシーンビジョン技術を実行する工程を具えることができる。ブロックＳ１１０は、第１領域および／または画像の第１領域を位置決めするために用いることのできる位置的特徴を特定するために、オブジェクトの局在化、セグメンテーション（例えば、エッジ検出、バックグラウンド除去、グラフカットに基づくアルゴリズムなど）、ゲージング、クラスターリング、パターン認識、テンプレートマッチング、特徴抽出、記述抽出（例えば、テキスタイルマップの抽出、色のヒストグラム、ＨＯＧ、ＳＩＦＴなど）、特徴の次元削減（例えば、ＰＣＡ、Ｋ平均、線形判別分析など）、特徴選択、しきい値処理、ポジショニング、色解析、パラメトリック回帰、ノンパラメトリック回帰、無監督下または半監督下の回帰またはノンパラメトリック回帰、および、マシーンラーニングまたはマシーンビジョンの他のタイプの１つ以上を実行する工程を具えることができる。しかしながら、ブロックＳ１１０は、また、コンピューターシステムと連絡をとり、例えば入力モジュール（例えば、タッチパッド、タッチスクリーン、マウスなど）によるユーザー入力に基づき、画像の第１領域を手動で選択する工程を含むことができる。そのようなものとして、第１領域を選択するおよび／または第１領域の境界を示すユーザー入力は、また、実質的に同一色を示す画像の第１領域を選択するため、ブロックＳ１１０において使用される。

実質的に同一色を示す画像の第１領域に関して、画像の第１領域は、好ましくは、以下の２．２セクションに記載されるように、キャニスター内に保持されたあるいはキャニスターに結合した、インサートの第１機構に関係する。ブロックＳ１１０は、そのため、設定された構成においてインサートの第１機構でキャニスター内にインサートを保持する工程であって、インサートがキャニスターの壁と第１機構との間に位置する流体層を提供する工程；キャニスターの第１領域にわたって実質的な同一色に寄与する構成におけるインサートの第１機構で、インサートをキャニスターに結合する工程；画像取得装置でキャニスターをイメージングすることで、キャニスターおよびキャニスターの第１領域の画像データを生成する工程；および、キャニスターの画像内における第１領域の選択に寄与する他の好適な行動を実行する工程；の１つ以上を含むことができる。

付加的にまたは選択的に、画像の第１領域は、キャニスターの画像データ内におけるグレア効果を軽減するために、カラーグリッド素子のアンチグレア層がキャニスターの部分の上のカラーグリッド素子を越えて延びる、米国特許出願番号１４／６８７，８４２に記載されているように、キャニスターに適用された、あるいは、キャニスターに結合された、素子のアンチグレア特徴に対応することができる。そのようなものとして、ブロックＳ１１０の変形例は、設定された構成においてキャニスター内にインサートを第１機構で保持する工程；および、キャニスターに適用された素子のアンチグレア領域と設定された構成における第１機構との間のアライメントを提供する工程；を含むことができ、それによって、キャニスターの第１領域を定義する。具体的な例において、カラーグリッド素子のアンチグレア層は、キャニスターの部分の上に伸び、キャニスター内でインサートの機構と一直線になり、キャニスターの壁とインサートの間に流体層を提供（第１領域を横切る同一色に寄与することで）するが、画像の第１領域は、他のいかなる好適な方法でも生成および／または検知することができる。

上で述べたように、方法１００のある変形例は、画像の第２領域を選択する工程であって、画像の第２領域が色勾配を示す工程：を記載するブロックＳ１２０を含むことができる。通常、ブロックＳ１２０は、キャニスター内の流体に対応する画像の第２領域を横切る色勾配を特定し、勾配を特徴化し、色勾配のその特徴付けをブロックＳ１３０に渡す働きをする。ブロックＳ１１０と同様に、ブロックＳ１２０は、方法１００のブロック中のその後の処理のために、複数の色勾配に対応する、画像の複数の領域の選択を含むことができる。特に、画像内の色勾配を特定して特徴付けすることにより、ブロックＳ１２０は、キャニスター内の溶血のレベルを評価するために使用される、キャニスターの第２領域を横切って提供される色勾配と関連して、キャニスター内の流体（および／またはキャニスター内の流体の不透明度）によって光の吸収の計量を生成することができる。付加的にまたは選択的に、画像中で同一の特徴（例えば、色の特徴）の領域は、キャニスター内の溶血のレベルを評価するために使用できる。そのため、具体的なアプリケーションにおいて、ブロックＳ１２０の１つ以上の出力は、その中に収容された流体中のヘモグロビン（例えば、遊離ヘモグロビン、細胞内ヘモグロビン）の全濃度を推定するとき、キャニスター内の溶血レベルを推定して、キャニスター内の溶血を補正するために、方法１００のその後のブロックにおいて実行される。

ブロックＳ１２０において、キャニスターの画像の第２領域の選択は、好ましくは、コンピューターシステムのモジュールで自動的に実行される。そのようなものとして、ある変形例では、キャニスターの画像が一旦キャプチャーされると（例えば、米国特許出願番号１３／７３８，９１９に記載されているように）、ブロックＳ１２０は、画像中の第２領域および／または画像中の第２領域に関連する１つ以上の位置的特徴を特定するために、マシーンビジョン技術を実行する工程を具えることができる。例えば、キャニスター内に保持されたインサートの特徴との関連で、以下にさらに記載するように、インサートの第１機構に対応する画像の第１領域の位置は、インサートの第２機構に対応する画像の第２領域の位置を引き出すために使用され、インサートの第２機構はキャニスター内の流体と関連する色勾配を提供し、第２機構は、インサートの第１機構に関連した既知の構成を有する。ブロックＳ１１０と同様に、ブロックＳ１２０は、第２領域および／または画像の第２領域を位置決めするために用いることのできる位置的特徴を特定するために、オブジェクトの局在化、セグメンテーション（例えば、エッジ検出、バックグラウンド除去、グラフカットに基づくアルゴリズムなど）、ゲージング、クラスターリング、パターン認識、テンプレートマッチング、特徴抽出、記述抽出（例えば、テキスタイルマップの抽出、色のヒストグラム、ＨＯＧ、ＳＩＦＴなど）、特徴の次元削減（例えば、ＰＣＡ、Ｋ平均、線形判別分析など）、特徴選択、しきい値処理、ポジショニング、色解析、パラメトリック回帰、ノンパラメトリック回帰、無監督下または半監督下の回帰またはノンパラメトリック回帰、および、マシーンラーニングまたはマシーンビジョンの他のタイプの１つ以上を実行する工程を具えることができる。しかしながら、ブロックＳ１２０は、また、コンピューターシステムと連絡をとり、例えば入力モジュール（例えば、タッチパッド、タッチスクリーン、マウスなど）によるユーザー入力に基づき、画像の第２領域を手動で選択する工程を含むことができる。そのようなものとして、第２領域を選択するおよび／または第２領域の境界を示すユーザー入力は、また、色勾配を示す画像の第２領域を選択するため、ブロックＳ１２０において使用される。

色勾配を示す画像の第２領域に関して、画像の第２領域は、キャニスター内の流体を通る光の浸入深さおよびキャニスター内の流体に関連する光の吸収係数と関連し、キャニスター内の深さが短い流体は明るい色を示し、キャニスター内の深さが長い流体は暗い色を示す。以下の２．１セクションで述べるように、色勾配は、キャニスター内の流体表面への入射光に関連する（または、キャニスター内のインサートの特徴が起源である）。そのため、ブロックＳ１２０は、キャニスター内の流体表面への入射光を提供する工程；キャニスター内の流体を通る光を送る構成において、インサートの特徴でキャニスター内のインサートを保持する工程；および、キャニスターの画像内における第２領域の選択に寄与する他の好適な行動を実行する工程；の１つ以上を含むことができる。

しかしながら、画像の第２領域は、付加的にまたは選択的に、以下の２．２セクションに記載されるように、キャニスター内に保持されたあるいはキャニスターに結合した、インサートの第２機構に関係する。ブロックＳ１２０は、そのため、設定された構成においてインサートの第２機構でキャニスター内にインサートを保持する工程であって、インサートがキャニスターの壁と第２機構との間に位置して厚さの勾配を有する、流体の領域を提供する工程；キャニスターの第２領域にわたって色勾配に寄与する構成におけるインサートの第２機構で、インサートをキャニスターに結合する工程；画像取得装置でキャニスターをイメージングすることで、キャニスターおよびキャニスターの第２領域の画像データを生成する工程；および、キャニスターの画像内における第２領域の選択に寄与する他の好適な行動を実行する工程；の１つ以上を含むことができる。

付加的にまたは選択的に、ブロックＳ１２０と同様に、画像の第２領域は、キャニスターの画像データ内におけるグレア効果を軽減するために、カラーグリッド素子のアンチグレア層がキャニスターの部分の上のカラーグリッド素子を越えて延びる、米国特許出願番号１４／６８７，８４２に記載されているように、キャニスターに適用された、あるいは、キャニスターに結合された、素子のアンチグレア特徴に対応することができる。そのようなものとして、ブロックＳ１２０の変形例は、設定された構成においてキャニスター内にインサートを第２機構で保持する工程；および、キャニスターに適用された素子のアンチグレア領域と設定された構成における第２機構との間のアライメントを提供する工程；を含むことができ、それによって、キャニスターの第１領域を定義する。具体的な例において、カラーグリッド素子のアンチグレア層は、キャニスターの部分の上に伸び、キャニスター内でインサートの特徴と一直線になり、キャニスターの壁とインサートの間に、厚さに勾配を有する流体層を提供（第２領域を横切る色勾配に寄与することで）するが、画像の第２領域は、他のいかなる好適な方法でも生成および／または検知することができる。

２．１ 同軸色勾配
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。

一実施形態では、ブロックＳ１２０は、キャニスター内の流体の表面にメニスカスを特定する工程を含み（米国特許出願番号１３／７３８，９１９に記載されているように）、第２領域の境界領域の上端を特定されたメニスカスよりも小さい特定の距離（例えば、画像内の２ｍｍまたは２０ピクセル）に選択する。次に、ブロックＳ１２０は、境界領域の下端を固定距離（例えば、１００ｍｍまたは１０００ピクセル）に設定することができる。あるいは、ブロックＳ１２０は、流体の色が、境界領域の上端近傍の流体の色に対してしきい値量だけ暗くなる境界領域の上端より下の画像の領域（例えば、ピクセルまたはピクセルのセット）を検出する工程を含むことができ、この領域の境界領域の下端を設定できる。従って、ブロックＳ１２０は、流体希釈度（または、色勾配に影響を与える他の好適なファクター）に依存する可変境界領域を選択する工程を含むことができ、色勾配を示す相対的に「背の高い」境界の領域が、大変希釈された流体を含むキャニスターに対して選択され、色勾配を示す相対的に「短い」境界の領域が、高濃度の赤血球を含むキャニスターに対して選択される。次に、ブロックＳ１２０は、境界領域を閉じるために、−１ピクセルまたは１０ピクセルの間隔など−の適切な間隔の垂直エッジで上位エッジおよび下位エッジを接続し、その後、キャニスターの上に水平に中心合わせされるように、キャニスターの画像上に境界領域をロックまたはシフトする、ことを含むことができる。あるいは、ブロックＳ１２０は、境界領域を、低グレアを示すキャニスターの領域と整列させることができる。例えば、ブロックＳ１２０は、−米国特許出願番号１３／７３８，９１９に記載されているように−、アンチグレア表面、コーティング、またはキャニスターに適用された透明ラミネートを特定するために画像を分析し、次いで、境界領域をこのアンチグレア表面と整列させることができる。

同様に、ブロックＳ１２０は、キャニスターの底領域を特定し、キャニスターの底領域上またはその近傍にある境界領域の下端を設定し、上で説明したような方法を実行して、上述した境界領域の上端を下端上に設定することができる。しかしながら、この第１の変形例では、ブロックＳ１２０は、他の適切な方法で、例えば、キャニスター内の流体の中間部分における色勾配の境界領域を選択することによって、色勾配を含む画像の第２領域を選択することができる（すなわち、流体の表面から離れ、キャニスターの底領域から離れる）。

この第１の変形例において、方法１００は、キャニスター内に結合された、一体化された（例えば、インサートに組み込まれた）、またはキャニスター内の流体を照らすように構成された、光源を実装することを含むこともできる。この第１の変形例において、光源５は、キャニスター内の流体の表面および／またはキャニスターの表面を照らすように結合されるかまたは構成され、光源５がキャニスターに結合された変形例においては、光源はキャニスターの適切な部分（例えば、キャニスターの壁、キャニスターの蓋、キャニスターに結合されたインサートなど）に結合することができる。ある例では、キャニスターは、外科用吸引機によって支持された蓋に取り付けられ、蓋は、コヒーレント光をキャニスター内の流体に向けるように構成されたレーザモジュールを含む。ある例では、レーザモジュールは、上側から下側の方向に向けられた出力光学素子を含むことができ、それによって光をキャニスターの底の中心に向かって伝達する。このように、この例では、キャニスターの画像をキャプチャーする前に、方法１００のブロックＳ１２０は、（例えば、光ファイバケーブルを介して）レーザー出力光学素子に結合されたレーザーダイオードをトリガーしてエネルギービームを出力する工程を含むことができ、それによってキャニスターに含まれた流体を照明する。同様の例において、蛍光灯または白熱電球が、キャニスターの蓋に一体化される、または、キャニスターの縁にクリッピングされる（またはキャニスターの他の好適な表面に対して構成される）ように、キャニスターの上に配置され、電球が、手術中に「オン」のままであるか、または、キャニスターの画像がキャプチャーされる（ちょうど）前にトリガーされて「オン」となり、それによって上から（または他の適切な視点から）流体が照らされる。あるいは、キャニスターは、キャニスターの底部の下に配置され、キャニスターの長手方向軸に沿うように、キャニスターの上部に向かって上方に向けられた、光源５を含むことができる。例えば、光源５、電源、および（有線または無線）コントローラーは、キャニスターの底部と一体化することができ、キャニスター近傍のコンピューター装置上で実行する方法１００は、電源をトリガーして光源５に電力を供給するために、信号を（例えば、Ｉ_２Ｃ有線通信プロトコルまたはブルートゥース無線通信プロトコルを介して）コントローラーに送信する工程を含むことができる。他の例においては、アフターマーケット流体照明器がキャニスターに結合され、アフターマーケット流体照明器が、キャニスターの外表面上にクリップするかまたはキャスターの害表面に取り付けられるハウジング、または、キャニスター内に置かれるハウジングを含み、アフターマーケット流体照明器内の発光器はキャニスターの内部容積に向けられ、手術前または手術中に手動で「オン」にされるか、例えばアフターマーケット流体照明器を、方法のブロックが実行されるコンピューター装置と（例えば、ブルートゥースを介して）無線でペアリングすることによって、上述したように自動的にコントロールされる。しかしながら、この方法は、キャニスターに一体化された、キャニスター上にまたはキャニスター内に（例えば、以下に説明するようにインサート３００に関して）取り付けられた、キャニスターに取り付けられた、または、手術または他の医療行為中にキャニスターをサポートする外科用吸引装置と一体化されるか装置に取り付けられた、他の発光器と連動する。

光源５を含む変形例において、光源は、キャニスター内の流体の１つ以上のターゲット成分についての吸光度スペクトルにおける１つ以上の吸収ピークにまたがるあるいは関連する、光の波長を放出するように構成することができる。例えば、光源は、広範囲の光の波長、より狭い範囲の光の波長、あるいは、キャニスター内の流体のターゲット成分の１つ以上の吸光度ピークに対応する個別の光の波長、を提供するように構成することができる。例えば、ヘモグロビンに関して、光源５は、約４００−７００ｎｍの光の波長（例えば、５００−６００ｎｍの吸光度ピークに対応し、５２５ｎｍでの吸光度ピークに対応し、５７５ｎｍでの吸光度ピークに対応する）、および、８００−９５０ｎｍの光の波長（例えば、８５０−９００ｎｍの吸光度ピークに対応し、８７０ｎｍでの吸光度ピークに対応する）、を提供するように構成することができる。付加的または選択的に、ヘモグロビンに関して、光源５は、流体の色および／または異なる形態のヘモグロビンに関連する流体の色勾配の区別を可能にするために、１つ以上の形態のヘモグロビン（例えば、酸化ヘモグロビン、スルファモグロビン、メトヘモグロビンなど）の吸収ピーク／スペクトルに関連する光の波長を提供するように構成することができる。しかしながら、光源は、選択的に、流体キャニスター内の流体の他の好適な成分の吸光度スペクトルに対応する光の波長を放出するように構成することができる。

したがって、前述の例のように、ブロックＳ１２０は、隣接する光源からの光が最初に流体に入射する点または領域に対応する画像の部分を識別する工程を含むことができ、この点または領域から延び−色の勾配を示す−画像の第２領域を選択する。例えば、ブロックＳ１２０は、画像内のキャニスターを最初に特定する工程、キャニスター上のアンチグレア表面に対応する画像の一部を特定する工程、最大輝度に対し画像のこの部分内の個々のピクセルまたはピクセルのクラスターをテストする工程、および、流体上の光の入射の初期点として、画像のこの部分における最大輝度の特定の個々のピクセルまたはピクセルのクラスターを特定する工程、を含むことができる。次に、ブロックＳ１２０は、例えば、キャニスター上に配置されることが知られている光源に関連する特定のピクセルまたはピクセルクラスターから下方に延びる画像の部分を選択することによって、あるいは、キャニスターの底部の下に配置されることが知られている光源５に関連する特定のピクセルまたはピクセルクラスターから上方に延びる画像の部分を選択することによって、この特定のピクセルまたはピクセルクラスターから延びる−色勾配を含む−第２領域を選択する工程を含むことができる。

しかしながら、ブロックＳ１２０は、キャニスター内の流体によって外部光源からの光の吸収に対応する色勾配を含む画像の第２領域を、他の方法で、選択するよう機能することができる。

この第１変形例において、ブロックＳ１１０は、次に、第２領域とは異なる画像の第１領域を選択する工程、および、実質的に同一色を（例えば、色相、彩度／色度、および、輝度／値の点で）示す工程、を含むことができる。特に、米国特許出願番号１３／７３８，９１９に記載されているように、ブロックＳ１２０は、キャニスター上のアンチグレア表面と一致し、実質的に第２領域から除去された、画像の領域を選択する工程含むことができる。例えば、流体の上面からキャニスターの底部に向かって下降する第２領域の選択時に、ブロックＳ１２０は、光吸収（または入射光強度）の割合として、流体の表面から下降する光の吸収を定量化し、ブロックＳ１１０は、流体の表面上の初期光入射点の下で垂直方向に特定のピクセルから下方に（例えば、１０ピクセル分だけ）オフセットされ、（局所的または周囲の）光源（または入射光の初期強度の１％強度）からの光の９９％吸収の点に関連する、ピクセルの水平線で第１領域の上端を境界とすることができる。あるいは、ブロックＳ１１０は、画像を解析して、キャニスター内の流体に対応する画像の一部を特定し、次いで、値のしきい値差未満（例えば、赤スペクトルの色値の２％未満の変化、緑スペクトルの色値の４％未満の変化、および、青色スペクトルの色値の５％未満の変化）の連続ピクセル（またはピクセルクラスター）の最大領域を特定する。さらに、ブロックＳ１１０は、色、陰影又は色合いのしきい値変化未満を示す、ターゲット寸法（例えば、５０ピクセル×５０ピクセル）および／またはターゲットサイズ（例えば、２００連続ピクセル）の画像の領域を特定することができる。しかしながら、ブロックＳ１１０は、他の好適な方法で実質的に同一色を呈する画像の第１領域を選択するよう機能することができる。さらに、同軸色勾配を含む第１の変形例に関連して、ブロックＳ１１０およびＳ１２０は、任意の他の適切な順序で、および、任意の他の適切な代替方法で、実行することができる。

２．２ キャニスターインサートおよび交差軸色勾配
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。

第１機構３１０および／または第２機構３２０は、キャニスターに相対的な設定された構成の第１機構３１０および／または第２機構３２０で、第１の動作モードでキャニスター２００内に保持されるように構成されたインサート３００に結合される。さらに、図３Ａに示すように、キャニスター２００内にインサート３００を保持することは、例えば、インサート３００をキャニスター２００内の設定された構造（例えば、キャニスター２００および／またはインサート３００）に固定するロッキング機構の手段として、不可逆的にまたは可逆的にすることができる。ロッキング機構３０５の変形例は、インサート３００およびキャニスター２００上の少なくとも一方の凹部（例えば、スロットなど）と嵌合する、キャニスター２００およびインサート３００の他方上の突起３０６（例えば、レールなど）；磁気特徴（例えば、インサート３００およびキャニスターに結合された相補的な磁石）；キャニスター２００の一部とインサートの一部との間の機械的圧入メカニズム；キャニスター２００の一部とインサートの一部との間の機械的スナップフィット；および、他の好適なロッキング機構３０５；の１つ以上を含むことができる。
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。

インサート３００は、好ましくは、同一色の領域および／または色勾配領域を提供するために、キャニスター内の流体に対して白色、不透明、および、不透過性の材料で構成されている。しかしながら、インサート３００は、非白色の、不透明ではない（例えば、ある程度の透明性を有する）、および、キャニスター内の流体に対して不透過性ではない、材料の１つ以上で構成することもできる。例えば、いくつかの変形例では、インサート３００は、方法１００の後続のブロックをサポートするにあたり、インサート３００とキャニスター２００との間の流体の領域を通して観察可能な、色（例えば、非白色）またはパターン（例えば、グリッド、マトリックスバーコード、ＱＲコード）を有することができる。このパターンは、キャニスターの内面と直接接触するインサート３００の一部分に結合されてもよく、あるいは、キャニスターの内面と直接接触しないインサート３００の一部分に結合されてもよい。例えば、米国特許出願番号１４／６８７，８４２のカラーグリッドに関して、インサートに結合され、インサート３００とキャニスター２００との間の流体領域を介して観察可能な、カラーグリッドまたはマトリックスバーコードは、キャニスター２００内の流体に関連する流体パラメーター（例えば、流体成分濃度）を決定するために使用される。例えば、あるアプリケーションにおいては、各領域が血液成分濃度に関連する、色の領域のセットを含むカラーグリッドは、インサートに適用することができる。このアプリケーションにおいて、検出システムがキャニスター内の流体を介してカラーグリッドの１つ以上の色領域を特定できないことは、キャニスター内の流体に関連する血液成分濃度を決定するために使用される。より詳細には、検出システムは、キャニスター内の流体を通して観察不可能なインサート２００上の色領域を特定し、色領域を血液成分濃度に関連させ、キャニスター内の流体の量に基づきキャニスター２００内の血液成分の量を決定することができる。このアプリケーションの代替案では、キャニスター内の流体を通して観察される、各色領域間の色の違いの解析およびキャニスター内の流体の色は、キャニスター内の流体の血液成分濃度を同様に推定するために使用することができる。このアプリケーションのさらに別の代替案では、（例えば、パターンの領域間に連続的にぼかしエッジを有するパターンを含むことにより）色の勾配を示す色「格子」は、キャニスターの流体内の色の勾配に関して、溶血レベルを評価するために使用することができる。

さらに、キャニスター２００内の流体の一部を介して光を透過させるように構成された光源５に関して、光源５は、キャニスター２００内の流体を通して光を透過させるために、図３Ｂに示すように、インサート３００内に一体化することができ、あるいは、インサート３００と結合することができる。このように、インサート３００は、所望の様式で光源５からの光を透過させるように構成された材料で構成されるか、またはその材料から構成される特徴を含むことができる。変形例では、材料は、光源５からの光をキャニスター２００内の流体と接触するインサート２００の表面に沿っておよび／またはインサート２００の表面に向けるように構成された光パイプ（例えば、光ファイバのような）として機能することができる。代替的に、インサート３００の材料は、キャニスター３００内の流体を通って光源５からの光を拡散的に透過させるように構成することができる。しかしながら、光源５および／またはインサート３００は、他の適切な方法で構成されてもよい。しかしながら、インサート３００の特徴は、他の好適な方法で方法１００の実行を強化することができる。

図４に示すように、インサート３００ａを含むキャニスター２００の変形例の第１の実施形態において、インサート３００は、それぞれがキャニスター２００の内部表面で構成された関連突起３０６ａ、３０６ｂを補完するスロットを含む、第１の位置合わせアーム３０５ａおよび第２の位置合わせアーム３０５ｂを含み、第１および第２の位置合わせアーム３０５ａ、３０５ｂおよび突起３０６ａ、３０６ｂはロッキング機構３０５として機能する。この第１の実施形態では、第１および第２の位置合わせアーム３０５ａ、３０５ｂは、同一色の領域を提供するように構成されたインサートの第１機構３１０ａを包囲し（例えば、サンドウィッチし）、第１機構３１０ａは、キャニスター２００の内部表面から一定の距離だけ移動させた表面を有する。第１の実施形態において、第１のアライメントアーム３０５ａと第２の位置合わせアーム３０５ｂは、第１機構３１０ａを取り囲むように互いに半径方向に変位し、インサート３００ａは、第１の位置合わせアーム３０５ａの位置が第１機構３１０ａを中心として第２の位置合わせアーム３０５ｂの位置を映すように、対称軸を有する。

第１の実施形態において、第１機構３１０ａの上端は、キャニスター２００の隣接する内部に接触するように構成されたリップ３１１を含み、リップ３１１は、キャニスター２００とインサート３００ａとの間の位置合わせを促進するよう構成された位置合わせフランジ３１２を含む。リップ３１１は、さらに、キャニスター２００の第１機構３１０ａに関連するイメージング領域に侵入し、任意の測定を混乱させる可能性のある、光線を遮断するように機能する。このように、イメージング領域から抽出された色特徴は、後方散乱または周囲光（例えば、米国特許出願番号１４／６８７，８４２のようにカラーグリッドによって説明される）およびインサート３００ａの第１機構３１０ａからのバックライトから得られる。しかしながら、インサート３００ａの第１の実施形態の変形例は、リップ３１１を省略することができ、画像処理方法は、リップ３１１なしのインサート３００ａに対して、第１の特徴に関連する画像化領域を貫通する光線を考慮することができる。第１の実施形態のインサート３００は、キャニスター２００内の流体が第１機構３１０ａに流入することを可能にするように構成された、ギャップ３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃのセットをさらに含む。特に、第１のギャップ３１３ａは、第１の位置合わせアーム３０５ａと第１機構３１０ａとの間に横方向に構成され、第２のギャップ３１３ｂは、第２の位置合わせアーム３０５ｂとインサートとの間に横方向に構成されるが；第１の実施形態の変形例では、ギャップ３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃのセットは、他の好適な方法で構成することができる。最後に、第１の実施形態のインサート３００ａは、ユーザーまたは別のエンティティが、インサート３００をキャニスター２００内に位置決めし、インサートをキャニスター２００の底部に向かって挿入する「下向きの」力を適用することを可能とする、インサート３００ａの後部に構成されたグリップハンドル３１５を含む。

図５に示すように、インサートを含むキャニスター２００の変形例の第２の実施形態において、第１機構３１０ｂおよび第２機構３２０ｂを定義するインサート３００ｂは、患者から血液流体を受け取る使用の前に、キャニスター２００内に取り付けられるように構成される。第２の実施形態において、インサート３００ｂは、図５に示すように、キャニスター２００の底部にスナップ嵌めする円筒形の底部３１０ｂを有する円錐台形構造３２０ｂを定義し、インサート３００ｂは、高反射（すなわち光沢）の白色ポリマー材料で製造され、および／または、白色光沢材料で被覆されている。この例では、円筒状底部３１０ｂの外表面は、インサート３００ｂがその中に設置されたときに、（例えば、平均６ｍｍのように）６ｍｍまでの距離だけキャニスター２００の内表面から変位され、キャニスター２００の内表面と円筒状底部３１０ｂとの間の流体の層は、キャニスターの画像の対応する領域において実質的な同一色を生じ；したがって、ブロックＳ１１０は、画像のこの領域を特定して選択することができる。さらに、この例では、円錐台形構造３２０ｂは、下から上の方向にキャニスター２００の中心部に向けて（例えば、０．５の傾斜で、または、３０°の角度で）テーパー形状とすることができ、それにより、より少ない周囲光が円錐台形構造３２０ｂに到達してそこから反射するため、および、キャニスターの内壁と円錐台形構造との間の流体領域の厚さが増加するため、キャニスター２００の内表面と円錐台形構造３２０ｂとの間の流体の領域に対応する画像部分において色勾配を生じ；したがって、ブロックＳ１２０は、画像のこの領域を特定して選択することができる。ブロックＳ１１０およびＳ１２０は、協働して円錐台形構造と円筒状底部との間のエッジを特定し、エッジの両側の色勾配および色の同一性に基づいて円錐台形構造と円筒状底部とを区別することができる。

インサート３００ｃがキャニスター２００内に設置されるとき、インサートを含むキャニスター２００の変形例の第３の実施形態において、第１機構３１０ｃは、キャニスターの内壁から約６ｍｍまでの距離だけオフセットして、キャニスター内壁に対向する（例えば、直接対向する）、第１の垂直面（例えば、平坦面、曲面）を定義し、第２機構３２０ｃは、キャニスター２００の内表面から（例えば、線形プロファイルで、非線形プロファイルで）先細りのテーパー形状となる第２の垂直面を定義し、図６に示すように、第１機構および第２機構３１０ｃは協働して鋭い垂直エッジを定義する。前の例のように、キャニスター２００の内表面と第１機構３１０ｃとの間の流体層の実質的に均一な厚さは、画像の対応する領域において実質的に同一色を生じさせることができ、キャニスター２００の内表面と第２機構３２０ｃの長さに沿った第２機構３２０ｃとの間の流体領域の厚さは、画像の対応する領域にわたって色勾配を生じさせることができる。

インサートを含むキャニスター２００の変形例の第４の実施形態において、インサート３００ｄは、図７に示すように、各歯の先端に（実質的に）平面を有する鋸歯状の断面を定義する細長い部材を含むことができ、各平面状先端部は第１機構３１０ｄを定義し、各鋸歯状部のテーパーは第２機構３２０ｄを定義する。キャニスター２００内の流体の量は経時的に（すなわち、手術中に）変化するため、および、流体中の微粒子（例えば、脂質）が流体中に浮遊または沈むことがあるため、インサート３００ｄのこの幾何形状は、実質的に同一色の複数の対応する領域および色勾配を示す複数の対応する領域を生成する複数の第１および第２機構３１０ｄ、３２０ｄを提供することができ、キャニスター内の流体の量および／またはキャニスター内の未溶解の固体の量にもかかわらず、ブロックＳ１１０およびＳ１２０は、キャニスターの画像中に、少なくとも１つの適切な第１領域および１つの適切な第２領域をそれぞれ特定して選択することができる。

インサートを含むキャニスター２００の変形例の第５の実施形態において、インサート３００ｅは、図８に示すように、第１機構３１０ｅのセットによって定義される段付き構成を含むことができ、（例えば、キャニスターの表面とインサートの第１機構の各々との間に流体の領域を有する、同一色の領域を提供するために）第１機構３１０ｅのセットの各々は、キャニスター２００の内表面からある距離だけオフセットされている。第５の実施態様において、第１機構３１０ｅのセットのそれぞれは、隣接する第１機構から（例えば、均一な間隔であるいは不均一な間隔で）ある距離だけさらに変位され、第１機構３１０ｅのセットは、合計で、インサート３００ｅの寸法に沿って色勾配を提供する第２機構３２０ｅを定義する。第５の実施形態において、第１機構３１０ｅのセットは、第１機構３１０ｅが下から上の方向にキャニスター内をより深くトラバースするよう配置され、第１機構３１０ｅが上から下の方向にキャニスター内をより深くトラバースするか、あるいは、他の好適な構成においてキャニスターの表面に関してより深くまたはより浅くトラバースするよう配置されている。そのため、ブロックＳ１１０およびＳ１２０は、キャニスターの画像内の少なくとも１つの適切な第１領域および適切な第２領域をそれぞれ特定して選択することができる。

第５の実施形態に関して、ブロックＳ１１０および／またはＳ１２０は、各領域からパラメータ（例えば、色パラメータ）を抽出するために、図８に示すように、第１機構３１０ｅのセットのそれぞれに対応する領域を選択および分析する工程を含むことができる。次いで、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、各パラメーター（例えば、ｆ１、ｆ２、ｆ３．．．ｆｎ）を処理することができる（例えば、上述したようなカラーモデルを用いて）。付加的にまたは選択的に、各パラメーター（例えば、ｆ１、ｆ２、ｆ３．．．ｆｎ）は、キャニスター内の流体を１つのレジーム（例えば、高濃度レジーム、中濃度レジーム、低濃度レジーム、１つの溶血レジームのセットなど）のセットに分類するために使用することができ、各レジームのセットにおいて、パラメータセットのサブセット（例えば、ｆ２−ｆ４のみ）が、離散モデルを使用してキャニスター２００内の流体の１つ以上の特性を決定するために使用される。第５の実施形態およびインサート３００の他の実施形態に関して、インサート３００の存在に直接関連しないキャニスター２００に関連する画像の他の領域（例えば、キャニスター内のバルク流体領域）は、特徴を抽出するために使用することができる。このように、一例において、バルク溶液色特徴は、インサート３００の一部に関連する色特徴と比較することができ（例えば、比が決定され、差異が決定されるなど）、バルク溶液色特徴およびインサートに関連する色特徴のうちの１つ以上は、キャニスター内の流体成分の量を決定するために使用することができる。付加的にまたは選択的に、キャニスター内の流体を特徴付けてカラーモデルの１つのセットを選択するために、比較および／または色の特徴は、上述したように、キャニスター内の流体をレジームの１つのセットに分類するために使用することができる。第５の実施形態のインサート３００ｅおよびその変形例から導出された処理パラメーターは、しかしながら、任意の他の好適な方法で実行することができる。

さらに、これらの実施形態のいずれかの代替案では、インサートは、任意の他の適切な材料、表面仕上げ、および／または、色を有することができ、任意の他の適切な形態の第１機構および第２機構を定義することができる。さらに、ブロックＳ１１０およびＳ１２０は、実質的に同一色の画像の第１領域および他の任意の適切な方法で色勾配を示す第２領域を、他の方法で特定するよう機能することもできる。ブロックＳ１１０およびＳ１２０は、それぞれ、第１領域および第２領域の複数の事例をそれぞれ選択することもできる。例えば、ブロックＳ１２０は、流体の表面に入射する周囲光から生じる色勾配に対応する「第２領域」と、キャニスター２００内に設置されたインサート３００のテーパー形状に対応する別の「第２領域」とを選択することができる。このように、上記の実施形態の変形例は、任意の適切な方法で組み合わせることができる。

３． 血液成分の濃度および量
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。

いくつかの変形例において、ブロックＳ１４０は、キャニスター内の流体の溶血状態を決定する工程をさらに含むことができ、キャニスター内に含まれる流体の品質に関連する情報（例えば、輸血の有用性などに関して）を用いて方法１００の出力を向上させるよう機能する。ブロックＳ１４０は、キャニスター内の流体中に存在する遊離ヘモグロビンの濃度および細胞内ヘモグロビンの濃度を示す情報を受信する工程を含むことができ、それにより、キャニスター内の遊離ヘモグロビン対細胞内ヘモグロビンの分布を測定することができる。変形例において、ブロックＳ１４０は、システムと相互作用するエンティティからの溶血状態に関する情報を受信する工程を含むことができ、遊離ヘモグロビン対細胞内ヘモグロビンに関する情報は、システムのコンピューター装置の入力モジュールに（例えば、キーパッドストロークで、スピーチなどによって）手動で入力することができる。この変形例の例において、モバイルコンピューター装置（例えば、タブレットコンピューター、スマートフォン装置など）で実行される全体的な失血管理アプリケーションは、キャニスター内の溶血状態を示す入力を受け取るように構成されたユーザーインターフェースを含むことができ、入力は、手術室環境内に存在する医師、看護師、アシスタント、または技術者によって提供される。次に、以下のセクション６に記載するように、キャニスター内の流体中に存在する遊離対細胞内ヘモグロビンの量と同様に、キャニスター内の流体内に存在するヘモグロビンの量を決定するために、遊離ヘモグロビン濃度および／または細胞内ヘモグロビン濃度は、ブロックＳ１５０およびＳ１５１の体積情報で処理することができる。

付加的にまたは代選択的に、（例えば、ブロックＳ１２０におけるような）色勾配に対応する画像の第２領域は、ブロックＳ１３０および以下のブロックＳ１４０ｂに記載されるように、キャニスター内の流体の溶血状態を推定するために使用することができる。次に、上のブロックＳ１４０で説明した例と同様の方法で、キャニスター内の流体中に存在する遊離対細胞内ヘモグロビンの量と同様に、キャニスター内の流体内に存在するヘモグロビンの量を決定するために、ブロックＳ１４０ｂの出力は、ブロックＳ１５０およびＳ１５１の体積情報で処理することができる。

４． キャニスターコンテンツモデル
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。

同様の実施形態において、ブロックＳ１３０は、画像の第２領域内の隣接するピクセルをクラスターにグループ化し、ピクセルの各クラスター内の色値を平均または合成し、各ピクセルクラスターの色を赤、緑、および青成分に分解し、各ピクセルクラスターに対する赤色成分空間の輝度（または色）をプロットし、プロットされた輝度値の最良適合線を計算する。

ブロックＳ１３０は、次に、このようにして計算された最良適合線の１つ以上の係数に基づいて、アルゴリズム、パラメトリックモデル、または一連のテンプレート画像のうちの１つ以上を選択することができる。例えば、ブロックＳ１３０は、式Ｙ＝ａ（１−ｘ）^ｄ＋ｂのラインを色勾配に適合させ、計算された係数「ａ」を各種アルゴリズム、モデル、テンプレート画像セットなどに関連する値域と比較することができる。この例では、データベースはモデルＡ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥを含むことができ、モデルＡは、０−２０％の溶血範囲をカバーし、ａの係数値ａ≦１０に対応し、モデルＢは、２０−４０％の溶血範囲をカバーし、ａの係数値１０＜ａ≦１４に対応し、モデルＣは、４０−６０％の溶血範囲をカバーし、ａの係数値１４＜ａ≦１９に対応し、モデルＤは、６０−８０％の溶血範囲をカバーし、ａの係数値１９＜ａ≦２２に対応し、モデルＥは、８０−１００％の溶血範囲をカバーし、ａの係数値２２＜ａに対応する。したがって、この例では、ａ＝２１．７４３５に対し、ブロックＳ１３０は、モデルＤを選択することができ、６０％と８０％との間でキャニスター内の溶血レベルを推定することができる。

あるいは、ブロックＳ１３０は、色勾配から流体の吸収係数を計算し、この値を直接ブロックＳ１４０ｂに渡すか、または、この吸収係数に対応するキャニスターコンテンツモデルを選択することができる。

ブロックＳ１１０およびＳ１２０がキャニスターに配置されたインサートの第１機構および第２機構に対応する画像の領域を選択するある変形例において、ブロックＳ１３０は、上述したように、第１機構と第２機構との間の接合部（すなわちエッジ）に関連する鮮明度パラメーターを付加的にまたは選択的に決定することができ、特定のアルゴリズム、パラメトリックモデル、一連のテンプレート画像、および他の適切なモデルまたはアルゴリズムの１つ以上に従って、鮮明度パラメーターを処理することができる。例えば、第１のキャニスターの画像におけるより鮮明なエッジの定義は、第１のキャニスターが、同様のエッジの周りに相対的に大きなヘイズを示す第２のキャニスターよりも、溶解した赤血球の割合が高いことを示すことができ、ブロックＳ１３０は、それに応じて、アルゴリズム、パラメトリックモデル、または一連のテンプレート画像を選択することができる。

したがって、画像の第２領域の色勾配に基づいて、アルゴリズム、パラメトリックモデル、または一連のテンプレート画像がブロックＳ１３０で選択されると、ブロックＳ１４０ｂは、画像の第１領域のカラーパラメーター（例えば、赤色値）を、アルゴリズム、パラメトリックモデル、または一連のテンプレート画像に渡すことができ、キャニスターに含まれるヘモグロビンの濃度および／またはヘモグロビンの溶血状態の推定を出力する。

あるいは、ブロックＳ１３０は、−米国特許出願番号１３／７３８，９１９に記載されているように−、画像の第１領域からカラーパラメーター（例えば、赤色値）を抽出することができ、この色値に基づいて、特定のアルゴリズム、パラメトリックモデル、または一連のテンプレート画像等を選択することができる。次いで、ブロックＳ１４０ｂは、選択されたアルゴリズム、パラメトリックモデル、または一連のテンプレート画像などに、色勾配から得られたメトリックを渡すことができ、キャニスターに含まれるヘモグロビンの濃度および／またはヘモグロビンの溶血状態の推定を出力する。

さらに、ブロックＳ１３０は、ブロックＳ１２０で選択された第２領域から色勾配の１つ以上の定量値を抽出することができ、ブロックＳ１４０ｂは、第１領域の色値および色勾配の定量値の両者を、標準化されたパラメトリックモデルに渡すことができ、キャニスターに含まれるヘモグロビンの濃度および／またはヘモグロビンの溶血状態の推定を出力する。

しかしながら、ブロックＳ１３０は、任意の他の方法で、画像の第２領域内の色勾配から関連データを抽出する、および／または、キャニスター内の量および／またはヘモグロビンの量を推定するのに好適な、特定のモデル、アルゴリズム、またはテンプレート画像セットを選択する、機能を有することができる。

５． 血液成分濃度および溶血状態
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。

一実施形態において、ブロックＳ１３０は、汎用多変数パラメトリックモデルを選択し、キャニスター内のヘモグロビンの濃度およびキャニスター内の遊離ヘモグロビンのパーセンテージ（または溶解した赤血球のパーセンテージ、遊離ヘモグロビン対細胞内ヘモグロビンの比率など）の値を求めるために、ブロックＳ１４０ｂは、画像の第１領域の赤色成分空間における平均赤味値と、流体の吸収係数および／またはブロックＳ１３０で分析された色勾配の最良適合線の係数とを、多変数パラメトリックモデルに適用する。

あるいは、ブロックＳ１３０は、既知のヘモグロビン濃度および溶血レベルの流体を含み、現在のキャニスターと実質的に類似の光吸収係数を示す、キャニスターのテンプレート画像の特定のセットを−複数のテンプレート画像から―選択することができる。この実施形態において、ブロックＳ１４０ｂは、そのため、画像の第１領域を、既知のヘモグロビン濃度および溶血レベルの流体の体積を含むテンプレートキャニスターの特定のテンプレート画像と一致させるため、テンプレートマッチングを実施することができる。したがって、ブロックＳ１４０ｂは、現在のキャニスターのヘモグロビン濃度および溶血レベルの推定値として、テンプレートキャニスターの既知のヘモグロビン濃度および溶血レベルを出力することができる。

しかしながら、ブロックＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０およびＳ１４０ｂは、キャニスターのヘモグロビンの濃度（および溶血レベル）を推定するため、他の適切な方法で協働することができる。

６． 付加的な血液成分値
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。

付加的にまたは選択的に、ブロックＳ１５０およびＳ１５１は、システムと相互作用するエンティティによって、キャニスター内の流体の体積に関する情報を受け取る工程を含むことができる。第１の変形例において、キャニスター内の流体の体積は、システムのコンピューター装置の入力モジュールに（例えば、キーパッドストロークを用いて、スピーチによって、などで）手動で入力することができる。第１の変形例の一例において、モバイルコンピューター装置（例えば、タブレットコンピューター、スマートフォン装置など）で実行される全体的な血液損失管理アプリケーションは、キャニスター内の流体の体積を示す入力を受信するように構成されたユーザーインターフェースを含むことができ、入力は、手術室環境内に存在する医師、看護師、アシスタント、または技術者によって提供される。したがって、この例では、ブロックＳ１５０は、キャニスター内の血液成分の量を推定する際に、流体情報の入力体積を使用することができる。しかし、他の変形例および実施例においては、キャニスター内の血液成分の量は、他の適切な方法で決定することができる。

付加的にまたは選択的に、ブロックＳ１５０およびＳ１５１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、キャニスター内の血液成分の総体積、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１４／０７２，６２５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およびＳ１５１は、さらに、キャニスター内の遊離ヘモグロビンの総質量および細胞内ヘモグロビンの総質量を推定するために、以下の数式に従って、キャニスター内の推定された溶血レベルをキャニスター内のヘモグロビンの推定質量と組み合わせることができる：

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。

好ましい実施形態のシステムおよび方法は、少なくとも部分的に、コンピューターで読み取ることができる指令を格納する、コンピューターで読み取ることができる媒体を受け取るように構成された機械として、具体化および／または実行することができる。指令は、好ましくは、アプリケーション、アプレット、ホスト、サーバー、ネットワーク、ウェブサイト、通信サービス、通信インターフェイス、ユーザーコンピューターまたはモバイル装置のハードウェア／ファームウェア／ソフトウェア要素、または、それらの任意の適切な組み合わせ、と好ましくは一体化された、コンピューターで実行可能な構成によって、実行される。好ましい実施形態の他のシステムおよび方法は、少なくとも部分的に、コンピューターで読み取ることができる指令を格納する、コンピューターで読み取ることができる媒体を受け取るように構成された機械として、具体化および／または実行することができる。指令は、好ましくは、上述したタイプの装置およびネットワークと好ましくは統合された、コンピューターで実行可能コンポーネントによって好ましくは統合された、コンピューターで実行可能コンポーネントによって実行される。コンピューターで読み取ることができる媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＥＰＲＯＭ、光学装置（ＣＤまたはＤＶＤ）、ハードドライブ、フロッピードライブ、または任意の適切な装置などの、任意の適切なコンピューターで読み取ることができる媒体に格納することができる。コンピューターで実行可能なコンポーネントは好ましくはプロセッサーであるが、任意の適切な専用のハードウェア装置が（選択的にまたは付加的に）指令を実行することができる。

当業者であれば、前述の詳細な説明から、および、図面および特許請求の範囲から、以下の特許請求の範囲に定義される本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の好ましい実施形態に修正および変更を加えることができるであろう。

Claims (1)

1. キャニスター内のある量の流体の血液成分の量を評価する方法であって：
   ・画像取得装置と通信しているコンピューターシステムにおいて、
   画像取得装置によって生成されたキャニスターの画像に関連するデータを受信する工程；
   実質的に同一色を示す画像の第１領域を自動的に選択する工程であって、画像の第１領域が、キャニスターの壁とキャニスター内の所定位置に保持されたインサートの第１機構との間に位置する流体の層に対応する工程；
   画像の第１領域を表すカラーパラメーターを決定する工程；
   カラー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工程；
   キャニスター内の流体の体積を決定する際に、キャニスター内の血液成分量の情報の解析を生成する工程；および、
   ・コンピューターシステムと通信している出力装置において、解析から得られた情報を提供する工程；
   を具えることを特徴とする方法。
   

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