JP2010501246A - 多モード動作のための非共振的照明及び共振的集光/画像化機能を有する光ファイバスコープ - Google Patents
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Abstract
Description
実施例は、参照図面において例示される。本明細書に開示される実施形態及び図面は、制限的でなく、例示的と考えられるべきであると意図される。本技術と以下の特許請求の範囲に関する制限は、図面に示された、及び、本明細書で説明された例が負うものではない。
本明細書で開示される複数の実施例の各々は、異なるタイプの光を用いて少なくとも2つの異なるモードを選択的に実装するためのシステムに用いることができる。例えば、複数の異なるモードは、(1)組織から受光される光に応答することによって内部位置での組織の条件を判定するために用い、組織の条件を示すパラメータを判定する診断モードと、(2)(例えば、可視光単色光又は赤、緑、及び青(RGB)の成分を有する光を用いての)画像化技術を用いて内部位置の画像を発生するために用いる画像化モードと、(3)比較的高出力の治療光を用いて内部位置にある組織へ治療を施すための治療モードと、(4)内部位置へ治療を実行する前後、及び/又は最中に、部位を画像化することによって、内部位置にある組織の条件を評価するために用いる監視モードと、を含む。以下に説明される実施例の各々によって実装されるモードは、必ずしも具体的には示されていないが、本開示に基づいて、当業者には明らかになるであろう。
高出力のレーザ照明の両方を実現して、内部位置にある材料を除去する(光学的に取り除く)ために、増幅された超短レーザパルスは組織の表面上に集光される。一般的に、これらのレーザ増幅器は、光学的スペクトルの近赤外(NIR)領域で動作し、フェムト秒(fs)からピコ秒(ps)範囲のパルス持続時間を有するが、他の光学的周波数のナノ秒(ns)からミリ秒(ms)のパルスでも十分ではある。材料を取り除き、又は焦点のみにある組織を除去し、及び他の組織へ引き起こす側副性欠陥を最小にするために、高いパルス繰返し数は回避される。一般的に、光源は約800nmの波長の出力を有する増幅されたfsパルスレーザシステムを備えることができる。この必要条件を備えたレーザ光源は、現在では、スペクトラ・フィジクス社(Spectra−Physics)、ニューポート社(Newport Corporation)及び、コヒーレント社(Coherent Inc)のような米国の主要な製造会社から入手可能である。このNlRの光学的周波数で組織を除去するために、組織での出力レベルが約1μジュール又はそれ以上のパルスが一般的に必要になる。超高速NIRパルスを内部位置へ伝えるために、特別に設計され、製造された中空コア及び/又は大面積コア径を有するフォトニック結晶光ファイバが開発され、例えば、デンマークのクリスタル・ファイバ社(Crystal Fibre, Denmark)から入手可能である。単一モード・フォトニック結晶ファイバ、及び任意のロッド、GRIN,又は対物レンズシステムは、高出力のレーザ照明光を内部位置上に集光するために用いられることができる。この照明光の非共振的走査によって、単一の又は複数の高出力の超高速パルスは、低繰返し速度の増幅器を用いて組織の表面へ照射されることができる。 同時に、共振性ファイバ(又は鏡)による内部位置の高速走査は、照明された内部位置から光信号を集光するために用いられ、レーザ切断工程を実時間で監視する。理想的な監視用ファイバは、治療を監視するために、内部クラッド内の多モードの集光に加えて、単一モードコアからの高解像度表面画像化を可能にする2重クラッド光ファイバであってもよい。代替としては、二重クラッドフォトニック結晶光ファイバが、現在では、デンマークのクリスタル・ファイバ社(Crystal Fibre, Denmark)から市販され入手可能である。中空コアとバンドギャップを有する光ファイバと同様に、標準の単一モード又は多モード光ファイバを用いることができる。監視方法は、可視の波長(例えば、赤、緑、及び青の可視光)の走査ビームを用いて、内部位置から後方散乱光を集光することによる直接内視鏡画像化法を含むことができる。レーザ治療を監視するための更なる方法は、蛍光、熱放射、及び可視スペクトルの外側の光の波長で組織を画像化することによるマッピングを含む。また、組織の光学的特性は、非共振的にファイバを走査された照明光及び共振性走査による検出の両方を用いて、残りの組織の病気の状態を監視するために、治療中に又は治療に続いて同時に評価されることができる。さらに、除去プロセス又は他のレーザ治療の非共振的走査のパターンは、照明の所望のパターンが辿られることを保証するために共振性走査によって監視できる。
図4A−Eは、SFEプローブの様々な実施例と関連して本明細書で説明される走査装置によって実装されることができるいくつかの異なる走査パターンを例示する。図4Aは、例えば、第1の軸に沿って三角形で変調した正弦波で、及び直交する第2の軸に沿って三角形で変調した余弦波で、光学的走査型ファイバを駆動することによって実現される螺旋走査パターン90を例示する。図4Bは、中心軸に対して回転する線形走査パターン92を例示する。図4Cは、例示的なラスター走査パターン94を示す。図4Dは、中心軸に対して回転する例示的なプロペラ走査パターン96を示す。図4Eは、例示的なリサジュー走査パターン98を示す。多くの他の走査パターンは、1つ又は複数の適当な駆動信号で走査装置のアクチュエータを駆動することによって実現できる。
上で説明したSFEプローブに関する実施例は全て、走査される内部位置にある組織へ光を運ぶために、1つ又は複数の照射用光ファイバを含む。図5は、画像化及び/又は光学的診断に用いられる走査装置が配置された中心領域116の周辺に配置された4つの照射用光ファイバ102、104、106、及び108を含む例示的なSFEプローブ100の末端を示す。更に、SFEプローブ100は、光照明用のファイバの隣接対の間に配置された集光用のファイバ110、112、及び114を含む。これらの集光用のファイバは、静止し、内部位置にある組織から受光される光である赤、緑、及び青の光又は他の波長の光を集光するために動作する。代替として、集光用のファイバは、SFEプローブの末端の近くに配置された光検出器又はセンサに置き換えられる。光学的治療が照射用光ファイバを通して施される最中又は後に、組織の診断又は監視を行う仕事の一部として、集光用のファイバによって(又は、代替の光検出器又はセンサによって)集光された光は、内部位置にある組織の条件を画像化又は判定するために用いることができる。代替として、これらの光照明用のファイバの間に配置された、より大きな管腔又は導管118は、例えば、洗浄、洗浄処理、光学的標識化、組織の着色、又は細胞又は分泌液の除去のような目的のために、加える圧力を変えることによって、内部位置へ流体を導入し、内部位置から流体を取り去るために用いられることができる。管腔又は導管は、生検の道具、針、又はブラシを通過させることができる十分なサイズとすることができる。
図7は、インターフェイス及び接続器部材133を通してSFEプローブ131に結合した例示的な外部制御システム134を示す簡略化されたブロック図である。SFEプローブ131及び外部制御システム134は、組織の表面からの鏡面反射の関数として、プローブと内部位置140にある組織との間の距離を判定するために、以下に記載されるように一般的に構成される。SFEプローブ131は、一般的に、上記のように、照明光を内部位置140へ運ぶ1つ又は複数の照射用光ファイバ138を含む。内部位置140の表面から反射される照明光は、拡散反射成分及び鏡面反射成分を含む2つの主成分を有する。拡散反射成分は、照明光が内部位置にある組織の表面に入射する方向に対してより広い角度に亘って拡がり、この角度は、一般に、ランバーチアン角度と呼ばれる。対照的に、鏡面反射成分は、表面に入射した角度と同じ角度で組織の表面から反射される。組織によって吸収される、又は拡散反射される、又は鏡面反射される光の割合は、組織表面の材料特性及び入射する照明光の波長に依存する。輝いている又は濡れている組織表面は、くすんだ表面よりも一般的により高い鏡面反射成分を有する。
固定された照明用光ファイバを有する例示的なSFEプローブ
図13は、照射用光ファイバ252が選択的に移動する(すなわち、徐々に、共振速度ではなく)ことができ、照明光256が選択肢のロッドレンズ254から放出される方向を、所望のように変えることができる第1の実施例を含むSFEプローブ240の末端を例示する。SFEプローブ240は、走査光ファイバ244が駆動器(この図には示されない)によって共振周波数で、又は共振周波数付近で、及び、所望の操作パターンで移動するように駆動される筐体242を有する。内部位置258からの光260は、SFEプローブの末端に配置された透明なカバー268を通過し、それから、レンズ250、248、及び246を通過した後、走査光ファイバ244によって受光される。照射用光ファイバ252の末端(備えられている場合は、ロッドレンズ254を含む)は、SFEプローブの近端の近くに配置される加圧された源から伸びている1つ又は複数の管腔262を通って運ばれる流体を用いて風船264を膨らませることによって、SFEプローブ240の長手方向の中心に対して内側に向かって半径方向に選択的に移動される。風船264内の加圧流体は風船を膨らませ、風船は、照射用光ファイバ252の末端に対して半径方向の内側に向かって力を加える。
1つ又は複数の照射用光ファイバ324を用いてフーリエ変換面で内視鏡的に散乱角を測定するために設計された例示的なSFEプローブ320の末端が、図17に例示される。各照射用光ファイバの末端は、実効的な点光源の照明を実現するためにロッドレンズ326を備える。また、SFEプローブの中に含まれるのは、共振性走査光ファイバ338である。SFEプローブ320は、焦点距離fを有するフーリエ変換レンズ330を支持している筐体322内に配置される。照射用光ファイバを通って運ばれる光328は、ロッドレンズ326で平行光線化又は準平行光線化され、フーリエ変換レンズ330によって光332のように内部位置上の局所的領域334へ向けられる。ロッドレンズは、照明光の実効的な点光源の位置及び平行度を調節するように構成されることができる。領域334にある粒子から散乱された光336は、フーリエ変換レンズ330に入り、レンズは準平行光線化した光337を作り、その光は走査光ファイバ338によって集光される。走査光ファイバの近端に結合した(この図には示されていない)検出器によって発生される信号は、集光された光の散乱角を判定するために用いられる。この散乱角は、散乱を引き起こした粒子の相対的サイズを示す。
図19に例示された例示的なSFEプローブ364は、高解像度の画像化及びより高い反射光の集光化の両方のために構成され、内部位置にある組織の表面からの局所的拡散性反射を測定及び/又はマッピングするときに有用である。筐体366内において、第1の照射用光ファイバ368aは、選択的なロッドレンズ370aを通して照明光372aを運び、光は内部位置上に集束される。同様に、第2の照射用光ファイバ368bは、ロッドレンズ370bを通して照明光372bを運び、ロッドレンズは光を内部位置上へ集束する。各々の照明光372a及び372bに対応する光374a及び光374bは、内部位置から透明な窓377の近くに配置され、反射光を走査光ファイバ378の末端へ集束するレンズ376a、376b、及び376cへ向けて反射される。
図22は、患者の身体の内部にあるSFEプローブによって発生された信号が、外部の機器によって処理される方法、及び、SFEプローブシステムを制御するために用いられ、走査フレーム内の走査パラメータを変える信号が、患者の身体の内部に位置するSFEプローブに入力される方法を示すシステム450を例示する。画像化及び他の機能の集積化を実現するために、システム450は、このように、患者の身体の外部にある部品及び内部で用いられるもの(すなわち、破線452内のSFEプローブ上の部品、そのうちのいくつかは任意選択である)に分割される。ブロック454はSFEシステムの末端に配置された機能部品を列挙する。ここに示されたように、これらの例示的な部品は、照明光学系、走査光ファイバ又は走査鏡を駆動できる1つ又は複数の電気機械走査アクチュエータ、1つ又は複数の照射用光ファイバアクチュエータ、内部位置を画像化するための選択的な光子検出器、及び、選択的に、診断目的及び治療及び/又は監視の目的の更なる光子検出器又は多モード光ファイバを含むことができる。画像化に関する光子集光器は、SFEプローブ上に搭載された個別部品のセンサとすることができ、又は、図20に示され、上に論じられたような別の多モード光ファイバとすることができる。システム450に関しては、SFEシステムの特定の応用のために実際に必要になる機能部品だけが含まれていることを注意すべきである。また、画像化以外の更なる機能は、診断、又は治療、又はそれらの任意の組み合わせでありうる。
Claims (59)
- 複数の異なるモードで選択的に動作可能な、少なくとも2つの異なるモードの各々に関する異なるタイプの光で患者の身体内の内部位置を照明して、前記複数の異なるモードの少なくとも1つのモードにおいて前記内部位置から受光された光に応答する光ファイバシステムにおいて、
(a)前記異なるタイプの光を発生する複数の光源であって、現在のモードにおける前記光ファイバシステムの動作中に、少なくとも1つの光源が選択的に励起されることができる複数の光源と、
(b)末端を有する照射用光ファイバであって、前記複数の光源の異なるものに選択的に結合して、それによって放出される前記タイプの光を前記現在のモードにおいて動作中の前記照射用光ファイバの末端へ運び、前記複数の異なるタイプの1つの光で前記内部位置を照明する照射用光ファイバと、
(c)駆動信号によって励起されるように適合される走査駆動器と、
(d)近端、及び、前記走査駆動器に結合した末端を有する走査器光ファイバであって、前記走査駆動器は、前記内部位置の少なくとも一つの部分を所望のパターンで走査し、前記現在のモードにおける前記照射用光ファイバからの光によって照明された前記内部位置の少なくとも前記部分からの光を受光するように構成され、前記走査器光ファイバによって受光される前記光は、前記走査器光ファイバの前記末端に入射し、前記走査器光ファイバによってその近端に運ばれる走査器光ファイバと、
(e)前記走査器光ファイバに結合し、前記走査器光ファイバによって運ばれた前記光を受光し、前記光ファイバ走査システムが前記現在のモードにおいて動作中である場合、前記内部位置の少なくとも前記部分から受光した前記光の少なくとも1つのパラメータを示す出力信号を発生する光センサと
を備えることを特徴とする光ファイバシステム。 - 少なくとも2つの異なるモードは、
(a)診断光が前記照射用光ファイバを通して運ばれる診断モードと、
(b)画像化光が前記照射用光ファイバを通して運ばれる画像化モードと、
(c)比較的高出力の治療光が前記照射用光ファイバを通して運ばれる治療モードと
から成るグループの中から選択されることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ走査システム。 - 前記出力信号に応答して、前記内部位置の少なくとも前記部分の画像を作成するための前記光センサから前記出力信号を受信するように前記光センサに結合する表示装置を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ走査システム。
- 前記内部位置の少なくとも前記部分から受光され、前記走査器光ファイバの前記末端に入る光は、前記照射用光ファイバを通して運ばれ、前記現在のモードの動作において前記内部位置を照明する前記複数の光源のうちの1つによって発生される光と比べて実質的に異なる波長であることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ走査システム。
- 前記少なくとも1つのパラメータは、
(a)受光された光の強度と、
(b)受光された光が前記内部位置から伝わった方向と、
(c)受光された光が前記内部位置から伝わった角度と、
(d)受光された光が前記内部位置から伝わった距離と、
(e)受光された光が前記内部位置から伝わった期間と、
(f)受光された光が伝わった前記内部位置での組織内の深さと、
(g)受光された光の波長と
の少なくとも1つを備えることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ走査システム。 - 前記照射用光ファイバに結合し、非共振的運動で前記照射用光ファイバを選択的に変位させ、前記照射用光ファイバが以前の位置にあったときと比べて、前記照射用光ファイバが前記内部位置の異なる領域を照明するように構成された照射用光ファイバ変位器を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ走査システム。
- 前記照射用光ファイバ変位器は、前記照射用光ファイバが前記内部位置の方へ向けられた前記複数の異なるタイプの光の1つを放出する方向を変え、前記現在のモードにおいて前記複数の異なるタイプの前記1つの光で前記異なる領域を照明することを特徴とする請求項6に記載の光ファイバ走査システム。
- 前記照射用光ファイバ変位器は、前記内部位置の組織内で、前記照射用光ファイバによって放出される前記複数の異なるタイプの前記1つの光の焦点の深さを変え、前記組織内の異なる深さにある前記異なる領域を照明することを特徴とする請求項6に記載の光ファイバ走査システム。
- 前記照射用光ファイバ変位器は、前記走査器光ファイバに対して動くケーブルを備え、前記照射用光ファイバの前記末端を変位させることを特徴とする請求項6に記載の光ファイバ走査システム。
- 前記照射用光ファイバ変位器は、加圧流体源と流体で情報交換をするように結合した体積を定める弾性材の膜であって、前記体積内の加圧流体の量が選択的に変化した場合に、前記末端を変位させるように前記照射用光ファイバの前記末端の近傍に配置された弾性材の膜を備えることを特徴とする請求項6に記載の光ファイバ走査システム。
- 前記照射用光ファイバ変位器は、選択的に印加された電気信号に応答して、前記末端を変位させるように前記照射用光ファイバの前記末端に近接して配置された電気機械アクチュエータを備えることを特徴とする請求項6に記載の光ファイバ走査システム。
- 前記照射用光ファイバ変位器は、ワイヤ及び復元用ばねアクチュエータを備え、力が前記ワイヤに選択的に加えられたときに、前記末端を変位させるように前記照射用光ファイバの前記末端の近傍に配置されることを特徴とする請求項6に記載の光ファイバ走査システム。
- 前記走査駆動器は、前記走査器光ファイバの前記末端を駆動して、前記走査器光ファイバの前記末端の共振周波数付近で、前記所望のパターンにおいて動かすことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ走査システム。
- 前記内部位置の少なくとも前記部分から前記走査器光ファイバの前記末端へ伝わる受光用の光を反射するために配置された可動の反射性表面を更に備え、前記可動の反射性表面は、共振周波数付近で前記走査駆動器によって動くように駆動され、それによって前記内部位置の少なくとも前記部分を前記所望のパターンにおいて走査することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ走査システム。
- 前記複数の異なるタイプの1つの光の反射を生じる前記内部位置の少なくとも一部分に関して、前記光ファイバ走査システム内の前記照射用光ファイバの位置及び方向から発生する画像視野内の反射光の位置を測定するプロセッサを更に備えることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ走査システム。
- 前記照射用光ファイバは、多モード光ファイバを備えることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ走査システム。
- 前記照射用光ファイバは、単一モード光ファイバを備えることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ走査システム。
- 前記走査器光ファイバは、
(a)多モード光ファイバと、
(b)単一モード光ファイバと、
(c)多層クラッド光ファイバと、
(d)多モード及び単一モードの両方の光ファイバと
から成るグループの中から選択される光ファイバを備えることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ走査システム。 - 前記走査器光ファイバによって受光される光の散乱角の関数として、前記内部位置の少なくとも前記部分にある組織内の微粒子のサイズを判定するためのプロセッサを更に備え、前記微粒子のサイズは、前記内部位置にある前記組織を含む微粒子から受光される光の強度及び受光される光の前記散乱角に比例することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ走査システム。
- 前記微粒子は、細胞の構成要素であることを特徴とする請求項19に記載の光ファイバ走査システム。
- 走査の前記所望のパターンは、螺旋であり、前記内部位置にある組織の特性を判定するためのプロセッサをさらに備え、前記特性は、前記組織が前記複数の異なるタイプの1つの光によって照明される点からの距離の関数として測定される反射率であり、前記反射率は、照明された前記組織の吸収、散乱、及び実効散乱係数から成るグループの中から選択される1つのパラメータを判定するために用いられることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ走査システム。
- 走査の前記所望のパターンは、螺旋であり、前記内部位置にある前記組織の特性を判定するためのプロセッサをさらに備え、前記特性は、前記組織が照明される点からの光の伝播時間の関数として測定される反射率であり、前記伝播時間は、前記光によって照明された前記組織の吸収、散乱、及び実効散乱係数から成るグループの中から選択される1つのパラメータを判定するために前記プロセッサによって用いられることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ走査システム。
- 走査の前記所望のパターンは、
(a)螺旋走査と、
(b)プロペラ走査と、
(c)線形走査と、
(d)ラスター走査と、
(e)リサジュー走査と
から成るグループの中から選択されることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ走査システム。 - 前記少なくとも1つのパラメータは、前記光ファイバ走査システムと前記内部位置にある前記組織の表面との間の距離及び角度の少なくとも1つを備え、前記少なくとも1つのパラメータは、前記受光された光において検出された前記内部位置にある前記組織の表面からの鏡面反射に応答して判定されることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ走査システム。
- 前記現在のモードにおける前記照明ファイバに結合する前記複数の光源の1つの光源は、前記内部位置に治療を行うために選択される少なくとも1つの特性を有する光を発生し、前記特性は、出力レベル及び波長帯から成るグループの中から選択される少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ走査システム。
- 前記現在のモードにおいて前記内部位置の方へ向けられた前記光を集光するために、前記照射用光ファイバの前記末端の近傍に配置されたレンズを更に備えることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ走査システム。
- 複数の異なるモードで患者の身体の内部位置を走査する方法であって、実装される前記複数の異なるモードの少なくとも2つのモードの各々に対して、前記方法は、
(a)複数の異なるタイプの1つの光を、前記少なくとも2つのモードの現在のモードにおいて用いるために選択された光源から照射用光ファイバの末端へ運ぶステップであって、前記末端から放出される前記光を前記内部位置上へ方向付け、前記照射用光ファイバの前記末端は静止、又は、非共振的運動をして比較的ゆっくりと移動可能であるステップと、
(b)前記内部位置の少なくとも前記部分から受光される光を集めるために、前記内部位置の少なくとも一つの部分を走査するステップと、
(c)前記内部位置の少なくとも前記部分からの前記受光される光を、走査器光ファイバを通って、前記走査器光ファイバの近端へ運ぶステップと、
(d)前記受光される光を検出して、前記受光される光に応答した出力信号を生成するステップと、
(e)そのとき実装されている前記現在のモードの間、前記内部位置の少なくとも前記部分の少なくとも1つのパラメータを判定するための前記出力信号を用いるステップと
を備えることを特徴とする方法。 - 前記少なくとも2つのモードは、
(a)診断光が前記照射用光ファイバを通して運ばれる診断モードと、
(b)画像化光が前記照射用光ファイバを通して運ばれる画像化モードと、
(c)比較的高出力の治療光が前記照射用光ファイバを通して運ばれる治療モードと
から成るグループの中から選択されることを特徴とする請求項27に記載の方法。 - 前記出力信号を用いるステップは、前記出力信号に応答して、前記内部位置の少なくとも前記部分の画像を表示するステップを備え、 前記少なくとも1つのパラメータは前記内部位置の少なくとも前記部分の外観を備えることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記受光される光は、前記照射用光ファイバから前記内部位置に向けられた前記光と比べて実質的に異なる波長であり、前記出力信号を用いるステップは、前記内部位置にある組織の特性を判定するステップを備えることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのパラメータは、
(a)前記受光される光の強度と、
(b)前記受光される光のパワーと、
(c)前記受光される光が伝わった方向と、
(d)前記内部位置から前記受光される光が伝わった角度と、
(e)受光される光が伝わった前記内部位置での組織内の深さと、
(f)前記受光される光の波長と、
(g)前記受光される光の伝播時間と
から成るグループから選択されることを特徴とする請求項27に記載の方法。 - 前記内部位置の異なる領域を照明するように前記照射用光ファイバを選択的に変位するステップを更に備えることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記選択的に変位するステップは、前記異なる領域を照明するために、前記照射用光ファイバが前記内部位置へ向かう光を放出する方向を変化するステップを備えることを特徴とする請求項32に記載の方法。
- 前記選択的に変位するステップは、前記組織内の異なる深さにある前記異なる領域を照明するために、前記内部位置にある組織内の前記照射用光ファイバによって放出される光の焦点の深さを変化するステップを備えることを特徴とする請求項32に記載の方法。
- 前記走査するステップは、前記走査器光ファイバの前記末端の共振周波数付近で前記走査器光ファイバの前記末端を動かすように駆動するステップを備えることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記走査するステップは、前記内部位置の少なくとも前記部分から前記走査器光ファイバの前記末端の方へ前記受光される光を反射させるように配置された可動の反射性表面を駆動するステップを備え、前記可動の反射性表面は、前記可動の反射性表面の共振周波数付近で動くように駆動されることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記出力信号を用いるステップは、前記走査器光ファイバによって集められた前記受光される光の視野内で、前記組織を照明する前記光の反射の位置を判定するステップを含むことを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記出力信号を用いるステップは、前記受光される光の散乱角の関数として前記内部位置にある組織内の微粒子のサイズを判定するステップを備え、前記微粒子のサイズは、前記受光される光の強度及び前記受光される光の前記散乱角に比例することを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 微粒子のサイズを判定するステップは、前記組織内の細胞の構成要素のサイズを判定するステップを備えることを特徴とする請求項38に記載の方法。
- 走査の前記所望のパターンは、螺旋であり、前記出力信号を用いるステップは、前記内部位置にある組織の特性を判定するステップを備え、前記特性は、前記照射用光ファイバから放出される光が前記組織上に入射する点からの距離の関数として測定される反射率であり、前記反射率は、前記光で照明された前記組織の吸収、散乱、及び実効散乱係数から成るグループの中から選択されるパラメータを判定するために用いられることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記走査のステップは、
(a)螺旋パターンと、
(b)プロペラパターンと、
(c)線形パターンと、
(d)ラスターパターンと、
(e)リサジューパターンと
から成るグループの中から選択されるパターンで走査するステップを備えることを特徴とする請求項27に記載の方法。 - 前記出力信号を用いるステップは、前記受光される光に含まれる前記組織の表面の鏡面反射に応答して、前記光ファイバ走査システムと前記内部位置にある前記組織の表面との間の距離及び角度から成るグループの中から選択される少なくとも1つのパラメータを判定するステップを備えることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 治療モードで動作する場合、前記内部位置に治療を行うために選択される少なくとも1つの特性を有する光を前記照射用光ファイバから放出するステップを更に備え、前記少なくとも1つの特性は、前記光の比較的高出力及び波長帯から成るグループの中から選択される少なくとも1つを備えることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記照射用光ファイバから前記内部位置へ向かう前記光を集束するステップを更に備えることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 複数の異なるモードの間で複数の異なるタイプの光で患者の身体の内部位置を照明し、前記内部位置から受光する光に応答するための光ファイバスコープであって、
(a)前記内部位置を照明するための異なるタイプの光を発生する複数の異なる光源と、
(b)前記光ファイバスコープの末端に配置された長く伸びた筐体と、
(c)前記光ファイバスコープの前記末端にある一般的に中心に配置された走査器であって、前記走査器は所望のパターンにおいて共振周波数付近で動くように駆動され、前記内部位置の少なくとも所望の部分から受光される光が、前記走査器によって集められ、走査器光ファイバを通して前記走査器光ファイバの近端へ運ばれるように構成された走査器と、
(d)前記長く伸びた筐体内の前記走査器から隔てられ、前記走査器の周りに配置された末端を有する複数の照明用光ファイバであって、前記照明用光ファイバの前記末端から放出される前記光が前記内部位置へ向けられるように、前記複数の異なる光源の選ばれた1つからの光を現在のモードにおいて動作中の前記照明用光ファイバの前記末端へ運ぶ複数の照明用光ファイバと、
(e)前記走査器光ファイバに結合し、前記走査器光ファイバを通して運ばれた前記受光される光に応答するセンサであって、前記光ファイバスコープによって実行されている前記現在のモードの間に、前記内部位置の組織に関するデータを提供するために処理されることができる出力信号を発生する前記センサと
を備えることを特徴とする光ファイバスコープ。 - 前記少なくとも2つの異なるモードは、
(a)診断光が前記複数の照射用光ファイバを通して運ばれる診断モードと、
(b)画像化光が前記複数の照射用光ファイバを通して運ばれる画像化モードと、
(c)比較的高出力の治療光が前記複数の照射用光ファイバを通して運ばれる治療モードと
から成るグループの中から選択されることを特徴とする請求項45に記載の光ファイバスコープ。 - 前記内部位置の前記所望の部分を選択的に走査するために、前記走査器は、前記走査器光ファイバの前記末端に結合する駆動器を備え、前記駆動器は、前記所望のパターンにおいて前記末端を共振的に動かす力を加えることを特徴とする請求項45に記載の光ファイバスコープ。
- 前記照明用光ファイバから放出された光が前記内部位置上に入射する場所を制御するために、前記照明用光ファイバの前記末端を選択的に変位する変位器を更に備えることを特徴とする請求項45に記載の光ファイバスコープ。
- 前記センサは、前記現在のモードにおいて動作中の前記複数の照明用光ファイバによって放出された前記光の波長帯と比べて実質的に異なる特定の波長帯の前記受光される光に応答することを特徴とする請求項45に記載の光ファイバスコープ。
- 前記走査器は、前記受光される光を前記走査器光ファイバの前記末端の中へ反射する反射性表面を備え、前記反射性表面を共振周波数付近で動かすための駆動器を含むことを特徴とする請求項45に記載の光ファイバスコープ。
- 前記走査器は、前記受光される光を伝送する光ファイバを備え、前記光ファイバは、
(a)多モード光ファイバと、
(b)単一モード光ファイバと、
(c)多層クラッド光ファイバと、
(d)多モード及び単一モードの結合した光ファイバと
から成るグループの中から選択されるタイプのものであることを特徴とする請求項45に記載の光ファイバスコープ。 - 前記走査器は、前記受光される光が反射される前記内部位置の少なくとも一部分に関して、前記光ファイバ走査システム内の前記複数の照射用光ファイバの位置及び方向から生じる画像視野内で反射光の位置を測定するプロセッサを備えることを特徴とする請求項45に記載の光ファイバスコープ。
- 走査のための前記所望のパターンは、
(a)螺旋パターンと、
(b)プロペラパターンと、
(c)線形パターンと、
(d)ラスターパターンと、
(e)リサジューパターンと
から成るグループの中から選択されるパターンを含むことを特徴とする請求項45に記載の光ファイバスコープ。 - 前記センサによって発生した前記出力信号は、画像化モード及び監視モードの両方において前記内部位置の少なくとも前記部分の画像を表示するために使用可能であることを特徴とする請求項45に記載の光ファイバスコープ。
- 前記センサによって発生した前記出力信号は、前記複数の照明用光ファイバから放出された前記光の侵入深さに対する吸収を計算するために使用可能であることを特徴とする請求項45に記載の光ファイバスコープ。
- 前記センサによって発生した前記出力信号は、前記組織の前記表面からの鏡面反射に応答して、前記光ファイバスコープと前記内部位置にある前記組織の表面との間の距離及び角度から成るグループの中から選択される少なくとも1つのパラメータを判定するために使用可能であり、前記鏡面反射は前記受光される光を含むことを特徴とする請求項45に記載の光ファイバスコープ。
- 前記センサによって発生した前記出力信号は、前記内部位置にある前記組織内の微粒子のサイズを、前記受光される光の散乱角の関数として判定するために使用可能であり、前記微粒子のサイズは、前記受光される光の強度及び前記受光される光の散乱角に比例することを特徴とする請求項45に記載の光ファイバスコープ。
- 前記微粒子のサイズは、細胞の構成要素のサイズに対応することを特徴とする請求項57に記載の光ファイバスコープ。
- 前記組織が前記現在のモードにおける前記複数の照明用光ファイバから放出される前記光によって照明された場所から測定された反射率の関数として、前記センサによって発生した前記出力信号は、前記内部位置にある前記組織の吸収、散乱及び実効散乱係数から成るグループの中から選択されるパラメータを計算するために使用可能であることを特徴とする請求項45に記載の光ファイバスコープ。
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