JP5616058B2 - 微小血管の血液含有量における早期の増加の検出を用いて異常な組織を認識するための装置およびプローブチップ - Google Patents
微小血管の血液含有量における早期の増加の検出を用いて異常な組織を認識するための装置およびプローブチップ Download PDFInfo
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Description
本発明は、合衆国の国立衛生研究所により授与された助成金番号R01CA109861による政府の助成によってなされた。従って、米国政府は、本発明に一定の権利を有している。
本発明は、一般に光散乱および吸収に、特に微小血管の血液含有量における早期の増加の検出を用いて異常である可能性がある生きた組織を認識するための方法および装置に関し、対応する適用にはインビボでの腫瘍のイメージング, スクリーニング, 検出および治療、特に病変(lesion)または腫瘍の近くに存在するがそれ自身は該当しない組織に及び係る病変または腫瘍の発生に先行(precede)する組織に存在する「微小血管の血液供給における早期の増加」(EIBS;Early Increase in microvascular Blood Supply)が含まれる。
組織における異常性を決定するための既知の様々な技術が存在する。これらの技術のうち、本発明に最も関連性のあるものは、異常な組織内の血液中で増加が検出される技術である。係る技術は他の方法と比べてそれ自身利点を有するが、それらは検出することが困難であろう異常な組織自身の試験を必要とする。さらに、かかる方法は、癌性組織(cancerous tissue)などの異常性が十分に大きくなったのちにのみ使用可能である。
一側面において、本発明は、異常な組織の近くに存在するがそれ自身は該当しない組織に及び病変または腫瘍の発生に先行する組織に存在する「微小血管の血液供給における早期の増加」(EIBS)と称されるものを用いて、異常な組織、腫瘍または病変を標的として検査するために使用される方法およびプローブ装置及びその組合せのコンポーネントに関する。異常な組織は病変または腫瘍であってもよいが、異常な組織は前癌性の腺腫, 異常な陰窩病巣(aberrant crypt foci)などの病変または腫瘍の形成に先行する組織、それ自身は形成異常(dysplastic)の表現型をまだ示していない形成異常の病変の発生に先行する組織、及びこれらの病変または前形成異常(pre-dysplastic)の組織の近傍(vicinity)における組織であってもよい。
組織を広帯域光(broadbandlight)で照明する照明プローブを位置決め(Positioning)することと(ここで、前記照明プローブは器官の表面の位置に配置される);
前記位置で異常であるかもしれない生きている組織を含まない器官の組織内の微小血管系を照明することと;
前記位置で照明する工程で生じる相互作用した光を検出することと(ここで、検出された相互作用した光は、実質的に異常であるかもしれない生きている組織を含まない器官の組織内の微小血管系における血液から散乱した光からえられる);
検出された光を用いて、少なくとも一つの血液含有量および微小血管系における血流を見積もる(estimating)ことと;および
少なくとも一つの見積もられた血液含有量および血流を用いて、生きている組織が異常であるかもしれない指標をえること。
本発明は、例示のみを意図している以下の例でより具体的に記載される。多数の修飾およびバリエーションが当業者には明らかである。本発明の様々な態様は、以下に詳細に記載される。図面の参照において、全体をとおして同様の数字は同様の構成要素を示す。本明細書および引き続く請求項の全体の記載に使用される、「a」、「an」、および「the」の意味には、前後関係で他で明確に指示しない限り複数形が含まれる。また、本明細書および引き続く請求項の全体の記載に使用される、「in」の意味には、前後関係で他で明確に指示しない限り「in」および「on」が含まれる。
S(λ ) = S 散乱(λ ) exp[-LS (αHbO2 AHbO2(λ ) + αHb AHb(λ ))] (1)
D(λ ) = D 散乱(λ ) exp[-LD (βHbO2 AHbO2(λ ) + βHb AHb(λ ))],
式中のS 散乱(λ ) および D 散乱(λ )は、それぞれ、吸収体を欠く場合にサンプルの表面および表面下層からの光散乱シグナルを表す。(λ )は、存在する全ての吸収体(酸素化および脱酸素化ヘモグロビン)の吸収スペクトルを表す。係数LSおよびLDは、偏光ゲートおよび交差偏光のシグナルに関する経路長を表す。係数αおよびβは、表面および表面下の組織に関する吸収体の濃度を表す。酸素化および脱酸素化ヘモグロビンの異なる寄与を計算するために、二つの係数が使用される:つまり、表面の血液含有量のケースではα HbO2およびαHb並びに表面下の血液含有量のケースではβHbO2およびβHb。類似する分析を、共偏光および任意偏光(即ち、トータル, 不偏光)スペクトルに対して行うことができる。
トータル血液含有量(total blood content) = α HbO2 + α Hb および (2)
酸素飽和度(oxygen saturation) = α HbO2/(α HbO2 + α Hb)。
本発明の範囲を制限することなく、本発明の態様による例示する機器, 装置, 方法及びそれらの関連する結果が以下に記載される。タイトルまたはサブタイトルは、例において読み手の便宜のために使用され、本発明の範囲を限定しないことが注意される。さらにまた、特定の理論が本明細書中で提案され開示されるが;それらが正しいか間違っているかにかかわらず、本発明が何らかの特定の理論または作用のスキームに拘泥することなく本発明により実施されるかぎり本発明の範囲が限定されるべきではない。
1) 短い侵入深さ(特に、偏光ゲートシグナルに対して)、
2) シグナルレベルおよび、したがって、十分なシグナルノイズ比のシグナルを採集するために必要とされる時間の増加、
3) プローブおよび組織表面からの正反射(specular reflection)の採集の阻害、および
4) 非接触構造(non-contact geometry)における組織表面からのプローブの転置(displacement)またはプローブによってサンプルにかけられる圧力に関する測定の安定性の改善。プローブ 100の近位端において、採集ファイバー 120, 122は、イメージングスペクトルグラフおよびCCDに連結される。二つの薄膜偏光子(thin film polarizers)140, 142は、プローブの近位のチップにマウントされて、入射光を偏光し、後方散乱した光の両方の偏光成分(即ち、平行な I‖および入射偏光に垂直の I ┴ )の採集を可能にし、偏光ゲーティングを許容する。プローブ 100の全ての構成要素は、FDAによって承認された材料から作出された。
Δ I(λ )= Δ Is(λ )+ αΔ IRBC, (3)
式中のΔ Is(λ )は表面の組織の上皮細胞および他の非RBC成分(先験的に知られていない)によって寄与されるシグナルであり、Δ IRBCは単離された赤血球から実験的に測定されたシグナルであり(従って、このシグナルが知られている)、αはRBCs/mm2の数密度である。この早期のバージョンの表面の血液含有量に関する偏光およびスペクトルデータ分析アルゴリズムが使用されて、Δ Is(λ )におけるHb吸収バンドを最小化させることによってフィッティングパラメータαが見出された。Eq.1で使用された組織血液含有量によって組織において発生している光の指数関数的な減弱を用いるより、この早期のバージョンの偏光およびスペクトルデータ分析アルゴリズムは、赤血球からの寄与が組織散乱の寄与に付加されることが仮定される一次計算(linear calculation)に依存し;この寄与には光吸収および赤血球散乱の両方が含まれる。
Δ IRBC(χ ;λ )= χ Δ IRBC-O2(λ ) + (1- χ ) IRBC-O2(λ ), (4)
χ酸素飽和度係数は最適化の手段で決定された。
これは酸素化 μα -02および脱酸素化μα-D02 Hb種の両方によって寄与され、酸素飽和度 χはフィッティングパラメータであり、μαは組織におけるそれぞれの形態の濃度に比例する。Hbが粘膜における可視光の唯一の有意な吸収体であり、μ's(λ )がHb吸収バンドを示すべきではないことが慣習的に仮定される。
4D-ELFまたは2D-ELF(as described hereinafter)および偏光ゲート分光学を用いて、この早期のCRCにおける結腸の粘膜のEIBS生物学的現象が病変の初期の検出に使用できる。重要なことに、空間的にEIBSは、新生物の病変の位置(組織の深さに依存して、少なくとも病変からの〜1/3の結腸の範囲内および範囲外)の外側に伸展し、その規模(magnitude)は腺腫の近くで増加する。従って、我々のデータは、EIBSによって所与の結腸の区域に腺腫が潜む(harbors)かどうか著しく正確に決定され、内視鏡医を腺腫の近接さを指摘するために使用できることを示した。その方法論をEIBSに使用して、結腸鏡検査をガイドすることによって結腸鏡検査のミス率(腺腫に関して15-20%および進行した腺腫に関して6-12%)を減少させる。我々はEIBSの様々な適用を提案する(そのうちの二つは図 8に適用 A および 適用 Bとして説明される)。
一態様において、プローブは、光のビームを血液循環がある組織を有する標的に投射(projects)する。次に、標的から散乱した少なくとも一つの光のスペクトルが測定され、標的に関する血液の供給情報が測定された少なくとも一つのスペクトルから得られた。得られる血液の供給情報には、少なくとも一つの血液含有量(blood content), 血液酸素負荷(blood oxygenation), 血流量(blood flow)および血液量(blood volume)に関するデータが含まれる。
1) 差次的な偏光(または偏光ゲートといわれるもの)シグナルは、I||-I┴と計算される;
2) トータル(または任意偏光)シグナルは、I||+I┴として認められる;
3) 共偏光シグナル I||;および
4) 交差偏光シグナル I┴。これらの四つのシグナルの各々は、好ましくは組織とそれ自身の侵入深さまで感受性である。原則的に、二つの偏光子を使用し、共および交差偏光シグナルの両方を測定する必要はない。浅い侵入深さが望まれない場合、単一の偏光子および僅か一つの採集ファイバー(共偏光シグナルのみ), 二つの偏光子および交差偏光シグナルの採集, 偏光子なしでI||+I┴の採集などを使用できる。
ボールレンズ直径: 2 mm,
焦点距離: 1.1 mm,
ファイバーコアの直径: 200ミクロン,
開口数(NA): 0.22,
照明および検出ファイバーの間の距離: 0.5 mm,
組織表面におけるスポットサイズ: 0.5 mm,
出力(組織における入射)ビーム分岐: 5 deg,
プローブの外径: 2.6 mm。
GRINレンズ直径: 1.8 mm,
焦点距離: 2.4 mm,
ファイバーコアの直径: 200 um,
NA: 0.22,
照明および検出ファイバーの間の距離: 0.7 mm,
スポットサイズ: 0.7 mm,
出力ビーム分岐: 3 deg,
プローブの外径: 2.5 mm。
一側面において、EIBSインビボ血液含有量測定装置は、三つの主要な部分を含む(即ち、照明アーム, 検出アーム, およびプローブ)。これらの三つの主要な部分の特定の組み合わせは、機能、コストおよび他の考慮に基づいて選択できる。プローブの可能なデザインは、本明細書で考察される。以下に、照明および検出に使用される装置の幾つかの可能な組み合わせが、考察される。説明の目的で、これらのデザインは、共および交差偏光シグナルに関する二つの採集路(collection channels)を有するプローブデザインに基づく。これらの装置デザインは、容易に他の数の採集ファイバーに修飾できる。
a)(a) 白色アーク灯(White light arclamp)
i. 利点: スムーズ広帯域スペクトル(smooth broadband spectrum)
ii. 不利な点: 乏しい連結効率(coupling efficiency), 高いコスト, 短い寿命, パワースタビライザーなしで乏しい安定性が用いられる。
i. 利点: 高効率, 低コスト, 長寿命, 良好な安定性
ii. 不利な点: 不規則な発光スペクトル, 乏しい連結, 低い強度
c) 異なる波長での出力を有する広帯域のスペクトルレーザーまたは幾つかのレーザー
i. 利点: 優れた連結, 高い強度
ii. 不利な点: 限定的なスペクトル標本抽出, スペックル(speckle), 高コスト
d) カラーLEDs ― 幾つかのLEDsの特定のスペクトル範囲
i. 利点: 経時的なプーリング(sequential puling), スペックルなし, 低コスト
ii. 不利な点: 限定的なスペクトル標本抽出, 低強度
2. 検出およびシステムのデザイン
a) 参照シグナルを有する三つの分光計 ― 三つの単一路ファイバー分光計の使用: 各偏光に一つおよび光源をサンプルする一つの参照。標的からのシグナルは、光源スペクトルの不安定性および強度が測定に影響しないように参照測定に関して標準化される。
ii. 不利な点: 最高のコストおよびシステムの複雑さ
b) 二つの分光計, 参照なし ― 二つの単一路ファイバー分光計が使用されて各偏光状態が検出される。光源スペクトルおよび強度は、安定であると仮定。
ii. 不利な点: 安定な光源が使用されない場合に光源のバリエーションが原因の誤差がでる可能性が増加する又は組織からの測定が自己標準化される(例えば、診断上の観察可能要素は、二つの深さからの血液含有量値の比である)
c) 二つの分光計, 強度の参照 ― 二つの単一路ファイバー分光計が使用されて各偏光状態が検出される。光源の強度は、単純な点検出器(point detector)でモニターされる。
ii. 不利な点: 光源におけるスペクトルの変化に敏感である可能性
d) 二つの強度検出器(参照検出器有り無し)を、スペクトルデータを経時的に獲得するためのカラーLEDsまたはレーザー光源のセットにより提供される照明とともに使用できる。
ii. 不利な点: 限定的なスペクトル分解能
上記の組み合わせの好適な態様には、次の事項が含まれる
1)WLEDを有するシステム, 二つの分光計および強度参照によって、コストおよび機能性の間の至適な妥協が提供される。
身体の生きている組織が異常である可能性があるとの指標を提供する方法「A」は、以下を備える:
前記組織を光(例えば、広帯域光)で照明する照明プローブを位置決めすることと(照明プローブは、器官の表面の位置に配置される);
器官の組織及びその微小血管の前記位置で照明プローブから放射される光源からの光で照明することと(ここで、光で照明される組織は、異常である可能性がある生きている組織を含まない);
組織を照明することから生じる相互作用した光を検出データとして検出することと(ここで、前記相互作用した光は、異常である可能性のある生きている組織を含まない器官の組織内の微小血管における血液と相互作用する光から実質的に得られる);
微小血管における少なくとも一つの血液含有量および血流を前記検出データを用いて見積もることと;および
少なくとも一つの見積もられた血液含有量および血流を用いて、生きている組織が異常であろう指標を取得すること(取得する工程には、微小血管における少なくとも一つの見積もられた血液含有量および血流の増加が存在するかどうかを決定する工程が含まれる)。
微小血管を含む器官の組織を同定することと(ここで、前記組織は異常であろう生きている組織を含まない);および
微小血管系内の血液含有量から、微小血管の血液含有量の早期の増加が前記組織に存在するかどうかを決定して、生きている組織が異常であるかどうかを指摘すること。
A) 標的組織を広帯域光で照明する照明プローブを位置決めすることと(ここで、異常であろう標的組織は前癌性の生きている組織であり、その前癌性の生きている組織は形成異常段階の組織であり、その形成異常段階の組織は組織学的に正常および顕微鏡的に正常である);
B) 前記組織及びその微小血管系をプローブからの光で照明することと(ここで、光で照明される組織は、異常な組織を含まない);
C) 光で照明された組織から相互作用した光を検出することと;
D) 微小血管系における少なくとも一つの血液含有量および血流の特徴的な指標を検出された相互作用した光に基づいて見積もることと;
E) 前記照明された組織が異常であろう近接した生きている組織であるかどうかを見積もった特性に基づいて決定すること。
内視鏡を前記プローブに近接して位置決めすることと;および
前記内視鏡をガイドすることに見積もった特性を用いること。
光源から得られた広帯域光をヒトの体の組織の微小血管に放射し、レシーバーへと伝達される広帯域光と微小血管との相互作用から得られる相互作用光を受信する装置「A」であって、該装置は次を具備している:
ヒトの身体に挿入するため適合された端を有し、組織を広帯域光で照明し、組織内に存在する微小血管中の血液と相互作用する相互作用した光を受信するプローブ、該プローブは以下を含んでいる:
光源から得られた広帯域光を伝達するための送達開口数(delivery numerical
aperture)を有している送達光ファイバー(その送達光ファイバーは広帯域光の発光のために適合された光送達端および光源に連結するために適合された光送達源連結端を有している);
採集開口数を有している少なくとも1つの採集光ファイバーであって相互作用した光を受け取る光採集端(light collection end)およびレシーバーへの連結に適合されたレシーバー連結端を有している採集光ファイバー(ここで、前記光採集端は、実質的に送達光ファイバーの光送達端から既定の距離で位置合わせされる);および
実質的に採集光ファイバーの光採集端から及び送達光ファイバーの光送達端からレンズの約一焦点距離(about one focal length)で間隔をあけたレンズ;
ここで前記送達光ファイバーおよび前記採集光ファイバーおよび前記レンズは、レンズの焦点面内にある組織の表面の採集スポットで相互作用した光を採集するために適合され、ここで収集された相互作用した光は実質的に採集スポットの下で既定の侵入深さにある微小血管との相互作用から生じる、ここで既定の侵入深さは部分的に選択された複数の特性により得られ、この選択された複数の特性にはレンズの焦点距離および送達光ファイバー、採集光ファイバー、およびレンズの一つからの少なくとも一つのさらなる特性の選択が含まれる。
(1) 送達光ファイバーの一つのタイプ、
(2) 採集光ファイバーの一つのタイプ、
(3) 送達および採集の開口数、
(4) 送達光ファイバーの光送達端の実質的な位置合わせおよび採集光ファイバーの光採集端の実質的な位置合わせ、および
(5) 送達光ファイバーの光送達端および採集光ファイバーの光採集端の間の既定の距離。
組織及びそのなかの微小血管系を照明するために適合された端を有しているプローブ; および前記プローブに連結されるレシーバー、微小血管系からの相互作用した光を処理するためのレシーバー、前記プローブは次のものを含んでいる:
送達開口数および光源から送達光ファイバーによって受け取られた放射広帯域光のためのエミッター端を有している送達光ファイバー;
少なくとも一つの採集光ファイバー, レシーバーにうつす相互作用した光を受け取るための採集開口数および光採集端を有している前記採集光ファイバー(ここで、前記光採集端は、実質的に送達光ファイバーのエミッター端から既定の距離で位置合わせされる);および
ある焦点距離を有しているレンズ, レンズの実質的に約一焦点距離の採集光ファイバーの光採集端からの及び送達光ファイバーのエミッター端からの距離に局在する前記レンズ, レンズの焦点面内にある照明された組織位置の既定の侵入深さからの相互作用した光を採集するため適合された前記送達および採集光ファイバーおよびレンズ(ここで、前記既定の侵入深さは、レンズの焦点距離および送達光ファイバー, 採集光ファイバー, またはレンズからの少なくとも一つの更なる特性に基づく)。
相互作用した光の検出のために所望される深さ範囲を決定することと;
前記スペクトルデータプローブを提供することと
を含み、前記スペクトルデータプローブは次のものを含んでいる:
光源から得られた広帯域光を伝達するための送達光ファイバー〔該送達光ファイバーは光源に連結するために適合された送達光出力端(delivery light output end)および送達光源連結端(delivery light source connection end)を有している〕;
採集ファイバー群〔該採集ファイバー群は、少なくとも一つの採集光ファイバー(その各々の採集光ファイバーは組織内に存在する微小血管中の血液と相互作用する相互作用した光を受け取る光採集端を有している)およびレシーバー連結端を含んでおり、ここで各々の光採集端は送達光ファイバーの光送達端から既定の距離で実質的に位置合わせされ実質的にその距離にある〕;
各々の採集光ファイバーの各々の光採集端から及び送達光ファイバーの送達光出力端から実質的にレンズの約一焦点距離で間隔をあけたレンズ;
ここで、前記提供する工程によって、送達光ファイバー、採集ファイバー群およびレンズに関して異なる特性を選択して、前記スペクトルデータプローブが決定された深さ範囲を有することが許容される。
Claims (30)
- 光源から得られた広帯域光を組織に放射し、広帯域光と前記組織との相互作用から得られる相互作用した光を受け取る装置であって、次のものを具備している装置:
プローブ、前記プローブは以下を含んでいる:
ヒトの身体に挿入するため適合された端;
光源から得られた広帯域光を伝達するための送達開口数を有している送達光ファイバーであって広帯域光の放射のために適合された光送達端および光源に連結するために適合された光源連結端を有している送達光ファイバー;
採集開口数を有している少なくとも1つの採集光ファイバーであって相互作用した光を受け取る光採集端(light collection end)およびレシーバー連結端を有している採集光ファイバー、ここで、前記光採集端は、実質的に送達光ファイバーの光送達端から既定の距離で位置合わせされる;および
実質的に採集光ファイバーの光採集端から及び送達光ファイバーの光送達端からレンズの約一焦点距離で間隔をあけたレンズ。 - 請求項1に記載の装置であって、さらにレシーバー連結端で少なくとも一つの採集光ファイバーと連結され、受け取られた相互作用した光に基づいて、少なくとも一つの粘膜および粘膜下の組織における少なくとも一つの血液含有量または血流の特徴的な指標を見積もるために適合されるレシーバー;および前記レシーバに電気的に連結され、前記見積もった特性に基づいて指標を提供することに適合させたインジケーターを含む装置。
- 請求項2に記載の装置であって、前記インジケーターは、少なくとも一つの粘膜および粘膜下の組織の別の標的領域の前の測定との比較に基づいて血液供給の増加の存在の指標を提供することに適合させた装置。
- 請求項1に記載の装置であって、前記プローブは、内視鏡およびS字結腸鏡の一つのなかに含まれる装置。
- 請求項1に記載の装置であって、前記プローブは、二つのみ採集光ファイバーを含み、二つの採集光ファイバーは同じ採集開口数を有し、各々の採集光ファイバーの光採集端は実質的に送達光ファイバーの光送達端から実質的に同じ既定の距離で位置合わせされて存在する装置。
- 請求項2に記載の装置であって、さらに前記レシーバに連結されたディスプレー装置を含み、前記インジケーターは照明された組織の位置での少なくとも一つの血液含有(blood content)および血流に関する指標を提供するために適合され、および前記ディスプレー装置はシンボル、色、英数字、光、音および類似の技術及びその組合せによって、少なくとも一つの血液供給の増加の存在および血液供給の増加に特徴的な連続的な又は非連続的な測定値の比較を表示して、血液供給の特性の測定の増加または減少を予想するために前記プローブが移動すべき方向を指摘する装置。
- 請求項4に記載の装置であって、
ここで前記送達光ファイバーおよび前記採集光ファイバーおよび前記レンズは、レンズの焦点面内にある組織の表面の採集スポットで相互作用した光を採集するために適合され、ここで採集された相互作用した光は実質的に採集スポットの下で既定の侵入深さにある少なくとも一つの粘膜および粘膜下の組織との相互作用から生じる、ここで既定の侵入深さは部分的に選択された複数の特性により得られ、この選択された複数の特性にはレンズの焦点距離の選択および送達光ファイバー、採集光ファイバー、またはレンズからの少なくとも一つのさらなる特性が含まれる。 - 請求項7に記載の装置であって、前記少なくとも一つのさらなる特性は、送達光ファイバーおよび採集光ファイバーの一つの特性であり、次の何れかである装置:(1)送達光ファイバーの一つのタイプ、(2)採集光ファイバーの一つのタイプ、(3)送達および採集の開口数、(4)送達光ファイバーの光送達端および採集光ファイバーの光採集端の実質的な位置合わせ、(5)送達光ファイバーの光送達端および採集光ファイバーの光採集端の間の既定の距離、および(6)レンズのタイプ。
- 請求項7に記載の装置であって、前記既定の侵入深さは、粘膜および粘膜下の組織の一つの深さに対応する装置。
- 請求項7に記載の装置であって、二つのみ採集光ファイバーが存在する装置。
- 請求項10に記載の装置であって、二つの採集光ファイバーは同じ採集開口数を有し、各々の採集光ファイバーの光採集端は実質的に送達光ファイバーの光送達端から実質的に同じ既定の距離で位置合わせされて存在する装置。
- さらにレンズと送達および採集光ファイバーとの間に配置される第一および第二の偏光子を含んでいる請求項11に記載の装置であって、前記第一の偏光子は二つの採集光ファイバーの一つに方向づけた放射された広帯域光および相互作用した光の偏光を提供し、前記第二の偏光子は二つの採集光ファイバーの他の一つに方向づけた相互作用した光の偏光を提供し、前記第一および第二の偏光子を含むことならびに各々の偏光は選択された複数の特性のさらなるものである装置。
- 請求項12に記載の装置であって、検出される少なくとも一つの粘膜および粘膜下の組織における血液含有の深さは、0および100μmの間である装置。
- 請求項12に記載の装置であって、検出される少なくとも一つの粘膜および粘膜下の組織における血液含有の深さは、0および250ミクロンの間である装置。
- 請求項4に記載の装置であって、さらに線型アレイCCD検出器(a linear array CCD detector)を含むレシーバを含む装置。
- 請求項12に記載の装置であって、前記光源は、少なくとも二つの波長範囲の光を放射する装置。
- 請求項16に記載の装置であって、二つの波長範囲は、波長の一つが542、555および576nmの波長を含み、他が576nmより長い波長を含むような範囲にわたる装置。
- 請求項7に記載の装置であって、前記プローブは、さらに少なくとも一つの放射される広帯域光の偏光の調整を及び相互作用した光の偏光を許容する、レンズと送達光ファイバーおよび採集光ファイバーとの間に配置される偏光子を含む装置。
- 請求項7に記載の装置であって、前記送達光ファイバーおよび前記採集光ファイバーは、装置連結端(device connection end)および検出端を有している一つの可換性の光学伝達部として形成され;
前記検出端は、前記送達光ファイバーの光送達端および前記採集光ファイバーの光採集端を含んでおり、
ここで前記レンズは一つの可換性のプローブチップ集合として形成され、
(a)一つの可換性のプローブチップ集合を含んでいる複数の可換性のプローブチップ集合および(b)一つの可換性の光学伝達部を含んでいる複数の可換性の光学伝達部の少なくとも一つが存在し、
異なる組織の侵入深さで相互作用した光の検出を補助するために選択された異なる特性を有している、複数の可換性のプローブチップ集合の各々および複数の可換性の光学伝達部の各々は、特定の可換性のファイバー伝達部と特定の可換性のプローブチップ集合との連結が特定の組織の侵入深さで相互作用した光の検出に提供される装置。 - 請求項19に記載の装置であって、複数のプローブチップ集合が存在する装置。
- 請求項20に記載の装置であって、少なくとも幾つかの可換性のプローブチップ集合は、さらにレンズと送達光ファイバーおよび採集光ファイバーとの間に配置される偏光子を含み、該偏光子はさらに少なくとも幾つかのプローブチップ集合の異なる特性のために提供される装置。
- 請求項21に記載の装置であって、前記偏光子は、少なくとも一つの放射された広帯域光の偏光の調整のために及び相互作用した光の偏光のために適合される装置。
- 請求項20に記載の装置であって、さらに異なる特性は、少なくとも幾つかの複数のプローブチップ集合に関する装置連結端およびレンズの焦点面の間の距離である装置。
- 請求項20に記載の装置であって、さらに異なる特性は、レンズの焦点面および組織の表面の間の距離である装置。
- 請求項23に記載の装置であって、外側のスペーサーは、少なくとも幾つかの複数のプローブチップ集合に関するレンズの焦点面および組織の表面の間の距離を保証するために使用される装置。
- 請求項20に記載の装置であって、一つのプローブチップ集合における一つのレンズは、放射される広帯域光の大きなスポットサイズを得るために、別のプローブチップ集合における別のレンズよりも大きな焦点距離を有する装置。
- 請求項4に記載の装置であって、
ここで前記送達光ファイバーおよび前記採集光ファイバーは、装置連結端(device
connection end)および検出端を有している一つの可換性の光学伝達部として形成され;
前記検出端は、前記送達光ファイバーの光送達端および前記採集光ファイバーの光採集端を含んでおり、
ここで前記レンズは一つの可換性のプローブチップ集合として形成され、
(a)一つの可換性のプローブチップ集合を含んでいる複数の可換性のプローブチップ集合および(b)一つの可換性の光学伝達部を含んでいる複数の可換性の光学伝達部の少なくとも一つが存在し、
異なる組織の侵入深さで相互作用した光の検出を補助するために選択された異なる特性を有している、複数の可換性のプローブチップ集合の各々および複数の可換性の光学伝達部の各々は、特定の可換性のファイバー伝達部と特定の可換性のプローブチップ集合との連結が特定の組織の侵入深さで相互作用した光の検出に提供される装置。 - 光送達端を有している送達光ファイバーおよび光採集端を有している採集光ファイバーを含んでいる光ファイバーの束に取り付け可能で、
生きている組織の標的領域を照明し、前記標的領域における血液含有および血流を見積もることにおいて使用するため前記照明された標的領域から相互作用した光を検出し、前記標的領域に近接する異常である可能性がある組織に位置することを促進するプローブチップであって、以下を具備しているプローブチップ:
前記光ファイバーの束に隣接する前記プローブチップを固定し、前記プローブチップを前記光ファイバーの束から除去するための付着手段;および
前記プローブチップが前記光ファイバーの束に隣接して固定される場合、前記付着手段に連結され、実質的に採集光ファイバーの光採集端から約一焦点距離および実質的に送達光ファイバーの光送達端から約一焦点距離の間隔をあけられるため適合されたレンズ。 - 請求項28に記載のプローブチップであって、さらに前記送達光ファイバーから放射された光を偏光するため適合された第一の偏光子と、任意で生きている組織の標的領域から受け取られた相互作用した光を偏光する第二の偏光子とを具備するプローブチップ。
- 請求項28または29に記載のプローブチップであって、さらにレンズの焦点面および生きている組織の表面の間の距離を保証する外側のスペーサーを含んでいるプローブチップ。
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