(57)【要約】【課題】光学的収差を補正するように構成された装置を提供すること。【解決手段】管腔又は中空サンプル内部の一以上の部分のデ-タを取得する方法、装置、及びシステムを提供する。本方法、システム又は装置は、患者の口又は鼻を介して挿入可能である。例えば、第１の光学構成部は、該部分に電磁放射を放射し、受け取ることができる。第１の光学構成部を少なくとも部分的に囲繞する第２の構成部を設けてもよい。さらに、第３の構成部を、第１の光学構成部が管腔又は中空サンプル内部の所定の部位に位置するように作動可能に構成できる。第１の光学構成部は、第２の構成部又は第３の構成部によって生じる収差（例えば、非点収差）を補正するように構成してもよい。第２の構成部は、ガイド構成部を挿入することができる、一以上の部分を含むことができる。一以上の部分の内部の圧力を測定するように構成した他の装置も提供できる。【選択図】図３
2020039931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの管腔又は中空サンプルの内部の少なくとも一つの部分のデータを取得する装置であって、
前記少なくとも一つの部分に少なくとも一つの電磁放射を送受するように構成された光学的第１の構成部と、
前記第１の構成部を少なくとも部分的に囲繞し、ガイド構成部を挿入することができる少なくとも一つの部分を含む、第２の構成部と、
前記データの生成を容易にするために、前記第１の構成部を前記少なくとも一つの管腔又は中空サンプルの内部にセンタリングするように作動するように構成された、第３の構成部と、
前記データを取得するように構成されたコンピュータ構成部と、を備え、
前記第３の構成部は、バルーンを含み、
前記第３の構成部が作動したときに、前記第１の構成部の少なくとも一つの部分は、前記少なくとも一つの管腔又は中空サンプルに関して、プルバックスキャニング方向に沿った軸方向の動きを提供するために、前記第２の構成部を通る前記軸の周りに、且つ該軸に沿って回転し、
前記コンピュータ構成部は、前記軸方向の動きの間に、センタリングされた前記第１の構成部のイメージング範囲の調節のために、前記バルーンの表面の位置を決定することを含む位置データを含む前記データを取得する、
装置。
【請求項２】
患者の口または鼻の少なくとも一つを介して挿入可能に小型化されて構成された、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも一つのサンプルに関して前記第１の構成部の位置および回転角度からなる前記位置データを含む前記少なくとも一つの部分のデータを受信し、記憶するように構成されたさらなる構成部を備える、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記さらなる構成部はスキャニング構成部を含み、前記少なくとも一つのサンプルを少なくとも一回スキャンする間に前記スキャニング構成部から取得したエンコーダ信号をデジタルにカウントして、前記位置および前記回転角度を検出する、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記位置および前記回転角度を受け、前記位置および前記回転角度を用いて前記少なくとも一つの部分に関連する少なくとも一つの画像を生成するように構成されたさらなる構成部を備える、請求項３記載の装置。
【請求項６】
前記さらなる構成部は、さらに、前記少なくとも一つの画像の少なくとも一つの空間歪みを補正するように構成されている、請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも一つの部分のデータとして、複数の画像を受信するように、制御可能な処理構成部をさらに備える、請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記データは、前記少なくとも一つのサンプルに関連する干渉データである、請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記干渉データは、スペクトル領域光コヒーレンストモグラフィーデータ、時間領域光コヒーレンストモグラフィーデータまたは光周波数領域イメージングデータの少なくとも一つである、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも一つの管腔又は中空サンプルの内部の少なくとも一つの部分のデータを取得する装置であって、
前記少なくとも一つの部分に少なくとも一つの電磁放射を送受するように構成された光学的第１の構成部と、
前記データの生成を容易とするために、前記第１の構成部を前記少なくとも一つの管腔又は中空サンプルの内部にセンタリングするように作動するように構成された、少なくとも一つの非膨張部分を含む第２の構成部と、
前記データを取得するように構成されたコンピュータ構成部と、を備え、
前記第２の構成部は、バルーンを含み、
前記第２の構成部が作動したときに、少なくとも前記第１の構成部は、前記少なくとも一つの管腔又は中空サンプルに関して、プルバックスキャニング方向に沿った軸方向の動きを提供するために、前記軸の周りに、且つ該軸に沿って回転し、
前記コンピュータ構成部は、前記軸方向の動きの間に、センタリングされた前記第１の構成部のイメージング範囲の調節のために、前記バルーンの表面の位置を決定することを含む位置データを含む前記データを取得する、
装置。
【請求項１１】
患者の口または鼻の少なくとも一つを介して挿入可能に小型化されて構成された、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも一つの非膨張部分は、伸張可能で折り畳み可能なバスケットである、請求項１０記載の装置。
【請求項１３】
前記少なくとも一つのサンプルに関して、前記第１の構成部の位置および回転角度からなる前記位置データを含む前記データを受信し、記憶するように構成されたさらなる構成部を備える、請求項１０記載の装置。
【請求項１４】
前記さらなる構成部はスキャニング構成部を含み、前記少なくとも一つのサンプルを少なくとも一回スキャンする間に前記スキャニング構成部から取得したエンコーダ信号をデジタルにカウントして、前記位置および前記回転角度を検出する、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記位置および前記回転角度を受信し、前記位置および前記回転角度を用いて前記少なくとも一つの部分に関連する少なくとも一つの画像を生成するように構成されたさらなる構成部を備える、請求項１３記載の装置。
【請求項１６】
前記さらなる構成部は、さらに、前記少なくとも一つの画像の少なくとも一つの空間歪みを補正するように構成されている、請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
前記少なくとも一つの部分のデータとして、複数の画像を受信するように制御可能な処理構成部をさらに備える、請求項１０記載の装置。
【請求項１８】
前記データは、前記少なくとも一つのサンプルに関連する干渉データである、請求項１０記載の装置。
【請求項１９】
前記干渉データは、スペクトル領域光コヒーレンストモグラフィーデータ、時間領域光コヒーレンストモグラフィーデータまたは光周波数領域イメージングデータの少なくとも一つである、請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
少なくとも一つの管腔又は中空サンプルの内部の少なくとも一つの部分のデータを取得する装置であって、
前記少なくとも一つの部分に少なくとも一つの電磁放射を送受するように構成された光学的第１の構成部と、
前記データの生成を容易とするために、前記第１の構成部を前記少なくとも一つの管腔又は中空サンプルの内部にセンタリングするように作動するように構成された、少なくとも一つの非膨張部分を含む第２の構成部と、
前記データを取得するように構成されたコンピュータ構成部と、を備え、
前記第２の構成部は、バルーンを含み、
前記第２の構成部が作動したときに、少なくとも前記第１の構成部は、前記少なくとも一つの管腔又は中空サンプルに関して、プルバックスキャニング方向に沿った軸方向の動きを提供するために、前記軸の周りに、且つ該軸に沿って回転し、
前記コンピュータ構成部は、前記軸方向の動きの間に、センタリングされた前記第１の構成部のイメージング範囲の調節のために、前記バルーンの表面の位置を決定することを含む位置データを含む前記データを取得し、
前記位置データは、前記少なくとも一つの管腔または中空サンプルに関して、前記第１の構成部の位置または向きの少なくとも一つを含む、装置。
【請求項２１】
患者の口または鼻の少なくとも一つを介して挿入可能に小型化されて構成された、請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
少なくとも一つの管腔又は中空サンプルの内部の少なくとも一つの部分のデータを取得する装置であって、
前記少なくとも一つの部分に少なくとも一つの可視の電磁放射を送受するように構成された光学的第１の構成部と、
前記第１の構成部が前記少なくとも一つの管腔又は中空サンプルの内部にセンタリングされるように作動するように構成された第２の構成部と、
前記データを取得するように構成されたコンピュータ構成部と、を備え、
前記第２の構成部は、バルーンを含み、
前記第２の構成部が作動したときに、少なくとも前記第１の構成部は、前記少なくとも一つの管腔又は中空サンプルに関して、プルバックスキャニング方向に沿った軸方向の動きを提供するために、前記軸の周りに、且つ該軸に沿って回転し、
前記コンピュータ構成部は、前記軸方向の動きの間に、センタリングされた前記第１の構成部のイメージング範囲の調節のために、前記バルーンの表面の位置を決定することを含む位置データを含む前記データを取得し、
前記第１の構成部は、前記バルーンを通して少なくとも一つの電磁放射を送受するように構成された、装置。
【請求項２３】
少なくとも一つの管腔又は中空サンプルの内部の少なくとも一つの部分のデータを取得する装置であって、
前記少なくとも一つの部分に少なくとも一つの第１の電磁放射を送受し、前記少なくとも一つの部分の構造的変化を生成するために少なくとも一つの第２の電磁放射を送信する光学的第１の構成部と、
前記第１の構成部が前記少なくとも一つの管腔又は中空サンプルの内部においてセンタリングされるように作動するように構成された第２の構成部と、
前記少なくとも一つの部分のデータを取得するように構成されたコンピュータ構成部と、を備え、
前記第２の構成部は、バルーンを含み、
前記第２の構成部が作動したときに、少なくとも前記第１の構成部は、前記少なくとも一つの管腔又は中空サンプルに関して、プルバックスキャニング方向に沿った軸方向の動きを提供するために、前記軸の周りに、且つ該軸に沿って回転し、
前記コンピュータ構成部は、前記軸方向の動きの間に、センタリングされた前記第１の構成部のイメージング範囲の調節のために、前記バルーンの表面の位置を決定することを含む位置データを含む前記データを取得する、
装置。
【請求項２４】
少なくとも一つの管腔又は中空サンプルの内部の少なくとも一つの部分のデータを取得する装置であって、
前記少なくとも一つの電磁放射を前記少なくとも一つの部分に向ける部位を含み、前記少なくとも一つの部分に少なくとも一つの電磁放射を送受するように構成され、前記データを取得するように構成された光学的第１の構成部と、
前記第１の構成部を少なくとも部分的に囲繞する第２の構成部と、
前記第２の構成部を少なくとも部分的に囲繞し、前記第１の構成部の前記部位の周辺の空間的に外側の位置まで延伸することができる、第３の構成部と、
前記第１の構成部が前記少なくとも一つの管腔又は中空サンプルの内部においてセンタリングするように作動するように構成された第４の構成部と、
前記データを取得するように構成されたコンピュータ構成部と、を備え、
前記第４の構成部は、バルーンを含み、
前記第４の構成部が作動したときに、前記第１の構成部の少なくとも一つの部分は、前記少なくとも一つの管腔又は中空サンプルに関して、プルバックスキャニング方向に沿った軸方向の動きを提供するために、前記第２の構成部を通る前記軸の周りに、且つ該軸に沿って回転し、
前記コンピュータ構成部は、前記軸方向の動きの間に、センタリングされた前記第１の構成部のイメージング範囲の調節のために、前記バルーンの表面の位置を含む位置データを含む前記データを取得する、
装置。
【請求項２５】
第４の構成部が、前記第２の構成部および前記第３の構成部の間を延伸する経路（ｃｈａｎｎｅｌ）を介して膨張するように構成されたバルーンを含む、請求項２４記載の装置。
【請求項２６】
少なくとも一つの管腔又は中空サンプルの内部の少なくとも一つの部分のデータを取得する装置であって、
前記少なくとも一つの部分に少なくとも一つの電磁放射を送受するように構成された光学的第１の構成部であって、前記少なくとも一つの電磁放射を前記少なくとも一つの部分に向け、且つ、前記データを取得する部位を含む光学的第１の構成部と、
前記光学的第１の構成部内の前記部位の長手方向の並進を制御するように構成された作動構成部と、
前記光学的第１の構成部を少なくとも部分的に囲繞する第２の構成部と、
前記光学的第１の構成部を前記少なくとも一つの管腔又は中空サンプルの内部の前記センタリング可能な所定の部位に配置するように作動するように構成された第３の構成部と、
前記データを取得するように構成されたコンピュータ構成部と、を備え、
前記第３の構成部は、バルーンを含み、
前記作動構成部は、前記部位の近傍に配設され、前記少なくとも一つの管腔または中空サンプルの内部に位置し、
前記作動構成部は、前記少なくとも一つの管腔又は中空サンプルに関して、プルバックスキャニング方向に沿った軸方向の動きを提供するために、前記光学的第１の構成部の少なくとも一つの部分を前記軸の周りに、且つ該軸に沿って回転し、
前記コンピュータ構成部は、前記軸方向の動きの間に、センタリングされた前記第１の構成部のイメージング範囲の調節のために、前記バルーンの表面の位置を決定することを含む位置データを含む前記データを取得する、
装置。
【請求項２７】
前記少なくとも一つの部分の方向に向けられた前記少なくとも一つの電磁放射の、前記少なくとも一つの部分に関して、回転角度または位置の少なくとも一つを決定するように構成された少なくとも一つの第４の構成部をさらに備える、請求項２６記載の装置。
【請求項２８】
前記作動構成部がモータである、請求項２６記載の装置。
【請求項２９】
前記少なくとも一つの部分は、解剖学的部分である、請求項２６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学的イメージングのための方法およびシステムに関するものであり、具体的には、ビームスキャニングを用いた上皮性管腔器官（ｅｐｉｔｈｅｌｉａｌ  ｌｕｍｉｎａｌ  ｏｒｇａｎ）の光学的イメージングに関わる。
【背景技術】
【０００２】
（関連出願の相互参照）
【０００３】
本出願は、２００６年１月１９日出願の米国特許出願第６０／７６１，００４号に基づき優先度の利益を主張するものであり、この全ての開示内容を本明細書の一部として援用する。
（連邦政府により支援された研究に関する声明）
【０００４】
本発明は、米国政府助成契約第ＲＯ１ＣＡ１０３７６９号として国立衛生研究所によりの支援を受けた。それ故、米国連邦政府は本発明に一定の権利を有するものである。
【０００５】
疾病のスクリーニングは、１以上の可能性のある疾病を有しているか不明な個人が、そのような疾病を有しているか否かを判定するために受けるテストの一過程である。スクリーニングはしばしば大きな集団に対して行われるものであり、それ故廉価であり侵襲は最小となると見込まれる。特定の疾病を有する患者のサーベイランスとして、その疾病の過程において、疾病の重篤性を決定するテスト、例えば前癌状態が知られている患者では異形性の程度を決定するためのテストを行う。上皮性管腔器管、例えば消化管、尿管、胆嚢腺、婦人科関連器官管腔、中咽頭・肺系統などの疾病（例えば異形成症、癌など）に対する効果的なスクリーニング及びサーベイランスには、広範囲にわたる粘膜の総合的な評価を用いる。これまでに、時間領域光コヒーレンストモグラフィー（ＯＣＴ）、スペクトル領域光コヒーレンストモグラフィー（ＳＤ−ＯＣＴ）、光周波数領域イメージング（ＯＦＤＩ）、ラマン分光法、反射分光法、共焦点顕微鏡検査法、光散乱分光法などの技術を含む、ビームスキャニング光学技術は、異形成症、初期癌などの粘膜性疾病の診断に利用可能な決定的な情報を提供することが実証されている。しかしながら、これらの技術は一般的に一度に一箇所の画像データのみを取得することができる、点スキャン方法であると考えられる。大きな管腔性器官を全体的にスクリーニングする場合、目的とする器官の領域、例えば、広い領域にわたって、集光ビームで高速にスキャンし、光学的な測定値を得る。それ故、カテーテル、プローブおよびこのビームスキャニング機能を実行できる機器は、これらの光学技術およびその他の光学技術を広い粘膜領域のスクリーニングに適切に応用して利用されている。
【０００６】
また、上述のスクリーニングは、多くの人々が検診を受けられるよう廉価であるべきである。スクリーニングの費用を下げるためには、スタンドアローンのイメージングモードで動作することができる機器あるいはシステムを提供することが好ましい。このようなスタンドアローンイメージングは、患者が鎮静化されていなくても実行することができるものであり、ビデオ内視鏡検査に比べて検査手順のコストならびに複雑さが大幅に改善されている。サーベイランスでは、最も重篤な疾病を含む部位に対しては総合的なイメージング手順を実行して直接的な組織検査を行うことができる。イメージングと診療行為の両方を同一のイメージングのセッションで行うことができるため、この総合的なイメージングおよび大量のボリュームデータの判読は短時間に完了させる必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
管腔器官を広範囲にイメージングするために、スキャニングされ、集束した光を用いる場合、幾つかの課題が存在する。集束したスポットは通常、プローブから組織表面までの距離の所定の範囲で集束した状態にある。ある種の器官用イメージングシステムでは、このフォーカルディスタンス（例えば、その一つの距離はレイリー範囲である）は、管腔径に比べて著しく小さなものである。この結果、管腔器官粘膜のスクリーニングでは、通常、ビームがその広範囲のスキャン中に焦点が合っているように、器官管腔内のイメージングプローブの遠端／集束光学系のセンタリングが行われる。センタリングバルーンを用いた食道のＯＣＴイメージングのための従来のシステムが、幾つか報告されている。（Ｇ．Ｔｅａｒｎｅｙ、「バレット氏病患者のスクリーニングおよび検査の改善」、ＮＩＨ  助成Ｎｏ．Ｒ０１−ＣＡ１０３７６９、およびＢａｐｐａｒｔ  ｅｔ  ａｌ、「光コヒーレンストモグラフィー；バレット氏食道の内視鏡イメージングのための先端技術」、Ｅｎｄｏｓｃｏｐｙ  ２０００；３２（１２）、ｐｐ．９２１−９３０を参照）
【０００８】
これまでの臨床研究は、大概、食道の離散的な位置からのみ画像を取得していることが知られている。このような従来型装置の使用に際しては、食道壁に沿って関心領域を特定し、これらの位置にイメージングプローブを向けるために内視鏡誘導装置を使用した。この装置は、集光ビームを高解像度でスキャンするための所定の部品を検討する必要がある。各器官用システムでは、手術時の侵襲を軽減するために、患者への挿入の、所定のカテーテル／プローブの種類およびモードが望まれる。種々のセンタリング機構が可能であり、設計はその生態組織に特有なものである。ビームスキャニングプローブ用光学素子は、費用が嵩む、あるいは診療行為を複雑にすることなく、イメージングの実行に先立って関心領域に位置決めされる必要がある。このビーム集光機構は、プローブの被覆／センタリング機構により生じる収差を補正する構成を含む必要がある。当該器官の広い領域にわたる２次元または３次元画像を正確に取得するため、各データ収集位置のためのビーム位置を正確に知る必要がある。
【０００９】
従って、上述の課題を解決する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題および／または課題を解決するため、ビームスキャニングによって上皮性管腔器官の光学的イメージングを行う、代表的な実施の形態の装置および方法を提供することができる。これらの代表的な実施の形態の装置および方法は、プローブおよび／またはプローブの使い捨て部分、またはビームスキャニングによって上皮性管腔器官の光学的イメージングを行う以下の要素および／または部品を使用可能なその他の機器を利用できる。特に、これらの代表的な実施の形態は、一以上の光学導波管、ビームを集光する遠端の一以上の光学部材、ビームを再誘導する遠端の一以上の光学部材、光沢的収差を補正するための遠端の一以上の光学部材、管腔器官表面を介したスキャニングビーム用の一以上の構成、センタリング機構、およびガイドワイヤ装置を利用できる。
【００１１】
このため、本発明の代表的な実施の形態によると、少なくとも一つの管腔または中空サンプルの内部の少なくとも一つの部分のデータを取得する少なくとも一つの方法、装置、システムを提供する。方法、システムまたは装置は、患者の口または鼻の少なくとも一つを介して挿入できる。例えば、第１の光学構成部は、部分に少なくとも一つの電磁（例えば、可視）放射を放射し、受け取るように構成できる。第１の光学構成部を少なくとも部分的に囲繞する第２の構成部を設けてもよい。さらに、第３の構成部は、第１の光学構成部を少なくとも一つの管腔又は中空サンプルの内部の所定の部位に配置するように作動するように構成することができる。第１の光学構成部は、第２の構成部および／または第３の構成部の少なくとも一つによって生じる少なくとも一つの収差（例えば、非点収差）を補正するように構成してもよい。第２の構成部は、ガイド構成部を挿入することができる少なくとも一つの部分を含むことができる。
【００１２】
本発明の他の代表的な実施の形態によると、少なくとも一つの部分の内部の圧力を測定するように構成された他の構成部を設けてもよい。データは、管腔または中空サンプルに関する第１の光学構成部の位置および／または向きの少なくとも一つを含んでもよい。さらなる構成部は、スキャニング構成部を含み、少なくとも一つのサンプルを少なくとも一回スキャンする間にスキャニング構成部から取得したエンコーダ信号をデジタルにカウントして、位置および回転角度を検出するようにできる。位置および回転角度を受け、この位置および回転角度を用いて少なくとも一つの部分に関連する少なくとも一つの画像を生成するように構成されたさらなる構成部を備えることができる。さらなる構成部は、さらに、少なくとも一つの画像の少なくとも一つの空間歪みを補正するように構成してもよい。
【００１３】
本発明の他の代表的な実施の形態では、第１の光学構成部がサンプルに対して少なくとも二軸並進の間、サンプルの複数の画像を受信するように制御可能な処理構成部をさらに備えてもよい。二軸並進の各々は回転角度で行ってもよい。データは、少なくとも一つのサンプルに関連する干渉データでもよい。干渉データは、スペクトル領域光コヒーレンストモグラフィーデータ、時間領域光コヒーレンストモグラフィーデータまたは光周波数領域イメージングデータの少なくとも一つでもよい。
【００１４】
本発明のこれらの目的、機能、長所、またはその他の目的、機能、長所は、添付の特許請求の範囲とともに、以下の本発明の実施の形態の詳細な説明から明らかになる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、上述の課題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、センタリング機構を内蔵可能な、本発明の代表的な実施の形態のマイクロモータカテーテルの概略分離図である。
【図２】図２は、生体組織構造の標的領域の限定された広域のイメージングを行うことができる線形プッシュプルカテーテルの可視画像である。
【図３】図３は、ガイドワイヤ、収差補正光学部材、センタリング機構、およびフィードバック機能を具備した高速ビームスキャニング機構を含むことができる、本発明の代表的な実施の形態の構成の基本概略図である。
【図４】図４は、生体組織構造の標的領域で使用する場合の、図３に示した構成の代表的な実施の形態のイメージング用カテーテルの概略図である。
【図５】図５は、図４に示した本発明の代表的な構成の、データ収集及び制御ユニット、イメージングデータ、プローブスキャナモータ制御部、およびプローブスキャナモータを含む、制御及びデータ記録機構の部品の間の代表的な電気的接続及びデータ接続のブロック及びフロー図である。
【図６】図６は、図５に示したデータ収集ユニットによりデータを収集し、また測定したａ-ライン毎にプローブ位置を提供することができる、本発明の代表的な実施の形態の処理を説明する概略図である。
【図７Ａ】図７Ａは、ビームが加速して回転し、軸方向に低速度で移動して螺旋形イメージングパターンを生成する、本発明の代表的な実施の形態のプローブスキャニング方法を説明する図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、ビームがスキャンを加速して軸方向に行い、続いて、回転して再び位置決め行うことを繰り返す、本発明の他の代表的な実施の形態のプローブスキャニング方法を説明する図である。
【図８Ａ】図８Ａは、先端部に設けたガイドワイヤを含む、本発明の第１の代表的な実施の形態の高速交換バルーンカテーテルの概略／動作図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、先端部に第２の経路として設けたガイドワイヤを含む、本発明の第２の代表的な実施の形態の高速交換バルーンカテーテルの概略／動作図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、バルーンの前方に第２の経路として設けたガイドワイヤを含む、本発明の第３の代表的な実施の形態の高速交換バルーンカテーテルの概略／動作図である。
【図９Ａ】図９Ａは、ガイドワイヤを挿入する際の、本発明の代表的な実施の形態のワイヤをまたがるバルーンカテーテルの使用の立体分解図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、ガイドワイヤを介してバルーンカテーテルを配置する際の、本発明の代表的な実施の形態のワイヤをまたがるバルーンカテーテルの使用の立体分解図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、ガイドワイヤを除去する際の、本発明の代表的な実施の形態のワイヤをまたがるバルーンカテーテルの使用の立体分解図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、光学部材をバルーンに配置する際の、本発明の代表的な実施の形態のワイヤをまたがるバルーンカテーテルの使用の立体分解図である。
【図１０】図１０は、二つの被覆を用いて、膨張物質（例えば、空気、食塩水）を遠端部分の膨張経路からこれらの被覆の間のバルーンに誘導する、代表的な実施の形体のバルーン構成の概略図である。
【図１１】図１１は、イメージングインドウが単一被覆を含むことができるようにする、代表的な実施の形態のバルーンカテーテルの概略図である。
【図１２】図１２は、収差補正光学部材（例えば、マイクロ円筒型レンズ）を含む、本発明の代表的な実施の形態のプローブ光学部材の概略側面図および概略正面図である。
【図１３】図１３は、イメージングビームを回転する、後方を向いた（ｂａｃｋｗａｒｄ  ｆａｃｉｎｇ  ｉｎ−）カテーテルモータを用いる、本発明の他の代表的な実施の形態のバルーンカテーテルの概略側面図である。
【図１４】図１４は、イメージングビームを回転する、前方を向いた（ｆｏｒｗａｒｄ  ｆａｃｉｎｇ  ｉｎ−）カテーテルモータを用いた、本発明のさらに他の代表的な実施の形態のバルーンカテーテルの概略側面図である。
【図１５】図１５は、モータ位置測定（例えば、エンコーダ）信号を生成できるように改変した、図１４に示したバルーンカテーテルの代表的な変形態様の概略側面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、システムのイメージング範囲に組織を保持するために、測定したバルーン位置に応じて基準アームの遅延を調節するように構成された、本発明の代表的な実施の形態のシステムのブロック図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１６Ａのシステムから出力される反射率と深度との関係のグラフである。
【図１７Ａ】図１７Ａは、イメージングユニットが患者によって嚥下され、イメージングユニットとを結ぶ光ファイバーおよび／または電気的接続を含む「紐」によって接続された、本発明の代表的な実施の形態の「紐付き玉」の一般図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、患者によって嚥下されている間の図１７Ａに示した構成部の動作を示す図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、図１７Ａに示した構成部の概要詳細図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、本発明の代表的な実施の形態のカテーテルの経口配置を示す図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、本発明の代表的な実施の形態の経口カテーテルの経鼻配置を示す図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、クローズドモードの、本発明の代表的なワイヤケージセンタリング構成の概略図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、その遠端部分から開始するオープニング時における、本発明の代表的なワイヤケージセンタリング構成の概略図である。
【図２０】図２０は、第２の波長帯で動作するさらなる光学的イメージング構成と組み合わせた、本発明の代表的な実施の形態の光コヒーレンストモグラフィースクリーニング機器のブロック図である。
【図２１】図２１は、アブレーションビームをサンプルアームのイメージングビームと結合するように構成された、本発明のさらなる代表的な実施の形態の光コヒーレンストモグラフィーイメージングシステムのブロック図である。
【図２２】図２２は、オンザフライアブレーションを行うことができるように構成された、本発明のさらなる代表的な実施の形態の光コヒーレンストモグラフィーイメージングシステムのブロック図である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、オンザフライアブレーションを行なう、本発明の代表的な実施の形態のアブレーションマーキング用処理のフロー図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、停止およびアブレーションを行う、本発明の代表的な実施の形態のアブレーションマーキング処理のフロー図を示す。
【図２４】図２４は、本発明の代表的な実施の形態の構成および処理によるイメージングで、豚の食道のアブレーションマークの可視性を示す内視鏡画像である。
【図２５Ａ】図２５Ａは、マルチプレクサ（ＭＵＸ）の後に光学スイッチを設け、光学スイッチをシャッターとしてともに多重化する、波長が１４００ｎｍから１４９９ｎｍの範囲の多重化レーザを用いる、アブレーション用レーザ源を含む、本発明の代表的な実施の形態の構成のブロック図である。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、マルチプレクサ（ＭＵＸ）の前に位置するレーザ毎に独立して光学スイッチを設け、光学スイッチをシャッターとしてともに多重化する、波長が１４００ｎｍから１４９９ｎｍの範囲の多重化レーザを用いる、アブレーション用レーザ源を含む、本発明の代表的な実施の形態の構成のブロック図である。
【図２６】図２６は、完結したイメージングセッションで特定された関心領域をマーキングする、本発明のイメージングシステムが実行する代表的な処理のフロー図である。
【図２７】図２７は、本発明の代表的な実施の形態のワイヤをまたがるカテーテルまたは高速交換カテーテルの配置の代表的な手順のフロー図である。
【図２８Ａ】図２８Ａは、本発明の代表的な実施の形態の様々な段階の、プローブのイメージングインドウの領域より大きい領域のイメージングを実行する複数のプローブ配置を表す図である。
【図２８Ｂ】図２８Ｂは、本発明の代表的な実施の形態の様々な段階の、プローブの撮像インドウの領域より大きい領域のイメージングを実行する複数のプローブ配置を表す図である。
【図２８Ｃ】図２８Ｃは、本発明の代表的な実施の形態の様々な段階の、プローブのイメージングインドウの領域より大きい領域のイメージングを実行する複数のプローブ配置を表す図である。
【図２９】図２９は、バルーンを胃の中で膨張させて、抵抗を感じるまで引き戻すことによって、バルーンの近端部を胃食道の接合部に配置する、本発明の代表的な配置手順のフロー図である。
【図３０Ａ】図３０Ａは、図２９の代表的な方法を用いた代表的な構成によって実行される代表的なステップである。
【図３０Ｂ】図３０Ｂは、図２９の代表的な方法を用いた代表的な構成によって実行される代表的なステップである。
【図３０Ｃ】図３０Ｃは、図２９の代表的な方法を用いた代表的な構成によって実行される代表的なステップである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
特に説明のない限り、図面を通して同様の参照番号および文字は、例示された実施の形態における同様の機能、要素、部品または部分を意味する。これらの図面を参照して、例示的な実施の形態の説明をしながら、本発明について詳細に説明する。なお、記載した実施の形態に対する変更及び改変については、添付の特許請求の範囲によって画定される本発明の真の範囲及び趣旨から逸脱することなく行うことができる。
【００１８】
本発明による代表的な実施の形態として、食道下部の全体の画像の取得可能性を調査するためのプロトタイプの食道用プローブ１を作成した。図１にこの代表的なプローブの概略図を示す。この代表的なプロトタイプの食道スクリーニング用プローブ１は、スタンドアローンモードで、内視鏡検査とは独立して動作しながら食道下部の全体の画像の取得ができるように設計されている。しかしながら、食道下部の全体のイメージングは、カテーテルと食道壁との距離が著しく変化することがあるため、最適な条件の下であっても困難である。像の焦点が合っているレイリー範囲は約１ｍｍ（スポット径〜３５μｍ）であるため、食道管腔は可能な限り円形として、プローブは概ね食道管腔の中心に配置する必要がある。
【００１９】
このような代表的なプロトタイプのスクリーニング用プローブ１において、食道バルーンセンタリングカテーテル（例えば、Ｅｃｌｉｐｓｅ  １８ｘ８、Ｗｉｌｓｏｎ−Ｃｏｏｋ  Ｍｅｄｉｃａｌ，Ｉｎｃ．社製）を用いて、これらの課題を達成した。このプローブは、光ファイバーを包含する内部コアを内蔵している。図１に示すように、このファイバーは内部コアの遠端で終端し、光はＧＲＩＮ（ｍｉｎｉａｔｕｒｅ  ｇｒａｄｉｅｎｔ  ｉｎｄｅｘ）レンズで集光され、マイクロプリズムによって食道表面上に導かれる。内部コアはバルーンカテーテルの中央管腔に挿入した（図１に例示）。このプローブを用いて、内部コアを高速回転し、円周断面画像を取得しながら内部コアを長手方向に並進させて、食道下部の三次元画像を取得した。プロトタイププローブを用いて、生体外で、豚の２ｃｍ径の食道の三次元データを長手方向に長さ３ｃｍにわたって取得した。３次元データセットの一つの長手断面および横断面は、本機器が体積全体にわたり高解像度画像を取得できる可能性を実証している。プルバック速度毎秒１００μｍ、毎秒４フレーム、画像を取得することにより、三次元データセット全体を５分間で取得した（図２参照）。本発明のこの代表的なプロトタイプにより、小径ＯＣＴプローブを構成して、食道下部全体の高品質で高解像度画像を取得できることが実証された。
【００２０】
本発明のビームスキャニングによる上皮性管腔器官の大領域イメージングを実行する代表的な実施の形態の装置を提供することができる。このような代表的な実施の形態の装置は、イメージングシステム、イメージング用カテーテルおよびカテーテルスキャナーを含むことができる。イメージングシステムは、光をイメージング用カテーテルへ伝達し、カテーテルから戻る光を回収して、画像を生成する。イメージング用カテーテルは、イメージングシステムで生成した光を管腔器官へ導き、この光をビームとして集光させて器官の管腔表面へ導く。カテーテルスキャナーを用いて、このビームによって管腔表面の広い領域を横断してスキャニングする。
【００２１】
図３に、イメージングシステムを含むことができる、本発明の代表的な実施の形態の構成の基本概略図を示す。イメージングシステムは、（例えば、２００４年９月８日出願の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２９１４８号に記載の）光周波数領域イメージング（ＯＦＤＩ）システム１００を具備することができ、カテーテルスキャナーは、（例えば、２００５年１１月２日出願の米国特許出願第１１／２６６，７７９号に記載の）プルバック型回転式光ファイバーカップラー１１０であり、イメージングカテーテルはバルーンカテーテルプローブ１２０である。ＯＦＤＩは、光コヒーレントトモグラフィー（ＯＣＴ）に類似した高速イメージング技術である。図３に示すイメージングシステム１００は、（例えば、２００４年７月９日出願の米国特許出願第１０／５０１，２７６号に記載の）スペクトル領域光コヒーレンストモグラフィー（ＳＤ−ＯＣＴ）システムあるいは時間領域光コヒーレンストモグラフィー（ＴＤ−ＯＣＴ）システムであってもよい。イメージングシステム１００からの光は、バルーンイメージングカテーテル１２０の一部として構成可能なカテーテルスキャナー１１０へ導くことができる。
【００２２】
図４は、解剖学的構造の標的領域で使用する場合の、図３に示した構成の代表的な実施の形態のバルーンイメージングカテーテル１２０の概略図を示す。例えば、カテーテルスキャナー１１０は、光（またはその他の電磁放射）を内部コア１２５へ供給してもよい。内部コア１２５は、光学的透過性被覆１３０で被覆することができる。内部コア１２５の遠端では、集光光学部材１４０が、光を集束し、イメージングされる管腔器官１４５の表面に向ける。バルーン１３５は、内部コア１２５が器官１４５の内部の中心に位置するように膨張させることができる。この内部コア１２５は、カテーテルスキャナー１１０を介して回転し、かつ軸方向に並進させるように構成できる。これにより、器官１４５の広い領域にわたりイメージングビームでスキャンすることが可能となる。内部コア１２５は、内部コア１２５の遠端へこの光を誘導する光ファイバーケーブルを含むことができる。ビームでスキャンしながら信号（例えばＯＦＤＩ信号）を記録することにより、管腔器官１４５の広い領域をイメージングすることができる。
【００２３】
図５は、図４に示した本発明の代表的な構成の、制御及びデータ記録機構の部品の間の代表的な電気的接続及びデータ接続のブロック及びフロー図である。図５に示すデータ、信号及び／又は情報のフローは、イメージングデータの記録とほぼ同時にビーム位置を記録することができるので、例えば、イメージングデータをほぼ正確に空間登録することができる。図５に示すように、ＯＦＤＩシステムが取得したイメージングデータは、データ収集及び制御ユニット２１０により収集することができる。カテーテルスキャナー１１０は、回転のために設けられたモータ２４０とプルバックのために設けられたモータ２５０とを用いてビームスキャニングを行うことができる。モータ２４０とモータ２５０とはそれぞれモータ制御ユニット２２０、２３０によって閉ループ動作で制御できる。データ収集及び制御ユニット２１０は、モータ制御ユニット２２０、２３０に所要のモータ速度、及び／又は位置を達成するように指示することができる。モータ２４０、２５０とから送出されるエンコーダ信号は、モータ制御ユニット２２０、２３０、データ収集及び制御ユニット２１０の両方に利用できるように構成できる。このようにしてイメージングデータ入力で深度スキャンを行う都度、モータ２４０、２５０の各々に対しエンコーダ信号を記録することができるので、その深度スキャンのための正確なビーム位置を記録することができる。
【００２４】
図６は、図５に示したデータ収集ユニット２１０によりデータを収集し、また測定したａ-ライン毎にプローブ位置を提供することができる、本発明の代表的な実施の形態の処理を説明する概略図である。例えば、トリガ信号３００を、アナログ−デジタル（Ａ−Ｄ）変換器３１１で深度スキャン一回毎のトリガと、また、それぞれ回転モータエンコーダ
信号３２０を受けることができるデジタルカウンタ３２１と、プルバックモータエンコーダ信号３３０を受けることができるデジタルカウンタ３３１の値を記録するために使用できる。エンコーダ信号３２０、３３０は、ＴＴＬパルス列であってもよく、ＴＴＬパルス列は、モータの１回転当り所定のレートで切り替わってもよい。このように、デジタルカウンタを用いてこれらの切り替えをカウントすることにより、モータの現在位置を測定できる。Ａ−Ｄ変換器３１１とデジタルカウンタ３２１、３３１はデータ収集ユニット３４０に内蔵できる。
【００２５】
図７Ａは、ビームが加速して回転し、軸方向に低速度で移動して螺旋形イメージングパターンを生成する、本発明の代表的な実施の形態のプローブスキャニング方法３５０を説明する図である。例えば回転スキャニングを、第１の優先度で行い、軸方向（例えばプルバック）スキャニングを第２の優先度で行なうことができる。これによって螺旋状データセットを得ることができる。
【００２６】
図７Ｂは、ビームがスキャンを加速して軸方向に行い、続いて、回転して再び位置決め行うことを繰り返す、本発明の他の代表的な実施の形態のプローブスキャニング方法３６０を説明する図である。（Ｂ）では、軸方向（プルバック）スキャニングを第１の優先度で行い、回転スキャニングを第２の優先度で行なう。イメージング品質は第１のスキャニング優先度に沿った時が最も優れていると考えられるため、スキャニングの優先度は横方向（回転方向）画像が必要なのか又は軸方向画像が必要なのかに応じて選択できる。
【００２７】
図８Ａは、先端部に設けたガイドワイヤを含む、図３を参照して説明した代表的な実施の形態の変形態様の高速交換バルーンカテーテル１２０の概略／動作図である。この代表的な実施の形態では、ガイドワイヤ全体にわたりその高速交換配置が可能である。具体的には、高速交換配置の場合、ガイドワイヤ４００を最初にイメージングを行う器官に配置し、次いでこのガイドワイヤ４００に沿ってカテーテルを挿入することができる。本発明によるこの代表的な技術は、多くの使用例でカテーテルを大幅に配置しやすくするものである。例えば、図８Ａに示すように、ガイドワイヤはバルーンカテーテル１２０の被覆の遠端に貫通孔４１０を設けて取り付けることができる。図８Ｂは、バルーンカテーテル１２０の遠端に第２のチューブ４２０を取り付けて設けたガイドワイヤを含む、本発明の代表的な実施の形態の他の変形態様の高速交換バルーンカテーテル１２０の概略／動作図である。図８Ｃは、チューブ４３０をバルーンの近端側に配置した、本発明の代表的な実施の形態の更に他の変形態様の高速交換バルーンカテーテル１２０の概略／動作図である。
【００２８】
図９Ａ−９Ｄは、ガイドワイヤ５１０の挿入時に中央管腔内のガイドワイヤ５１０を用いる、本発明の代表的な実施の形態のワイヤをまたがるバルーンカテーテルの使用の立体分解図である。図９Ａにおいて、前記ガイドワイヤ５１０は器官５００の中に配置されている。次いで、図９Ｂにおいて、ガイドワイヤ５１０がカテーテルの中央管腔５２０内に囲繞されるように、カテーテルをガイドワイヤ５１０をまたがって挿入する。次に、図９Ｃにおいてこのガイドワイヤ５１０を除去する。さらに、図９Ｄにおいて、内部光学コア５３０をカテーテル中央管腔５２０内に挿入し、イメージングを開始する。
【００２９】
図１０は、バルーンを膨張させるために用いることができる機器６００を含む、代表的な実施の形体のバルーンカテーテルの概略側面図である。例えば、バルーン６５０の気圧をマノメータ６２０を用いてモニタしてもよい。この気圧に基づいて、バルーン６３０の膨張を最適にすることができ、また、器官の圧力をモニタすることによって、カテーテルの配置を判定することもできる。
【００３０】
図１１は、イメージングインドウが単一被覆を含むことができるようにする、代表的な実施の形態のバルーンカテーテルの一部分の概略図を示す。例えば、この図には、バルーン７００
と、カテーテル内部被覆７０５へ取り付けるためのその近端側アタッチメント７２０、および遠端側アタッチメント７１０が示されている。（既に説明し、さらに図８Ａ〜図８Ｃに示したように）、断面図Ｂに詳細に示すように、遠端側アタッチメント７１０では、高速交換カテーテルで使用するためのガイドワイヤを受けるために被覆７１５に小孔が設けられている。このバルーン７００は、バルーンの長さまで伸びた内側被覆７２２に取り付けることができる。バルーン７００の近端側アタッチメント７２０の詳細を断面図Ｃに示す。バルーン７２０は、バルーン７００内に入った直後に終端する外側被覆７２１に取り付けられている。この外側被覆７２１は内側被覆７２２に接着することができる。外側被覆７２１と内側被覆７２２とにより形成された経路（ｃｈａｎｎｅｌ）を通してバルーンを膨張させることができるように、２つの小孔７２４、７２５を外側被覆７２１に設けてもよい。この代表的な設計のバルーンカテーテルの代表的な長所の一つは、バルーン７２０に沿って、バルーン７２０のその大部分に伸びた単一の被覆を用いる点にある。これらの被覆はイメージングビームに収差を惹起しイメージング品質を劣化させる可能性があるため、バルーン中に２組に代えて１組の被覆を使用できれば画像品質を改善できるものである。
【００３１】
図１２は、本発明の代表的な実施の形態のカテーテルの内側コアの遠端における集光光学部材の側面断面図および正面断面図である。光ファイバー８３０経由で供給された光あるいはそれ以外の電磁放射は、ＧＲＩＮレンズ８４０により拡大され、次いで集光される。このレンズ８４０の焦点特性は、器官管腔近傍にビームの焦点が位置するように選択してもよい。マイクロプリズム８５０は、ビームを略９０度反射することができる。被覆８００および８１０により惹起されたビームの非点収差を補正するためにマイクロプリズム８５０に小型の円筒型レンズ８６０を取り付けてもよい。あるいは、マイクロプリズム８５０そのものを研磨して、一端が円筒型曲率を持つようにして、この非点収差の補正を行なってもよい。
【００３２】
図１３は、本発明による装置の代表的な実施法およびその他の代表的な実施の形態の、例えば、代表的なバルーンカテーテル中のビームスキャニングの概略図である。特に、カテーテルそのものの内部にマイクロモータ９３０を配置することにより回転スキャニングを行えるようにしている。図１３に示すように、モータ９３０はカテーテルの遠端に配置することが可能であり、光ファイバー９５０はモータシャフト９６５に取り付けたプリズム９６０に導いてもよい。モータ９３０への代表的な電気的接続９４０は、モータ９３０へのイメージング経路を通して取り回すことができるが、イメージングビームを若干妨害する可能性がある。バルーンを用いてこの光学コアを管腔器官内でセンタリングすることができる。円筒型レンズあるいはその他の非点収差補正用光学部材９７０を、プリズム上あるいはプリズムに設置して、透明被覆９００を通過することにより生じる非点収差を補正してもよい。軸方向のスキャニングは、透明被覆カテーテル９００内を、集光部材とモータ９３０を含む光学コア部分全体を並進させることによって行うことができる。この並進は、カテーテルの遠端のプルバック装置の影響を受ける可能性もある。
【００３３】
図１４に、図１３と類似しているが、モータ電気接続部によるイメージングビームの妨害を回避するように改変した、本発明の代表的な実施の形態のカテーテルを示す。この代表的な実施の形態では、光ファイバー１０００をモータ１０１０の先へ導くことができ、ビームを反射キャップ１０８０によりモータシャフト１０５５上に取り付けたマイクロプリズム１０５０に反射する。収差補正光学部材１０６０を、プリズム１０５０の上またはこのプリズムに設けることができる。機器全体は、軸方向のスキャニングを行うために並進することができる。
【００３４】
図１５は、図１４に類似しているが、モータエンコーダ信号として用いることができる光信号をさらに使用できるように改変した、他の代表的な実施の形態のカテーテルの側面図である。この代表的な実施の形態では、第２の光ファイバー１１００は光またはその他
の電磁放射をモータ１０１０の先まで誘導する。この光／放射は光学部材１１１０により集光され、モータのドライブシャフト１１１１に配置した反射エンコーダ１１２０へ反射される。この反射エンコーダ１１２０は高反射率、低反射率の領域を交互に含むことができる。モータシャフト１１１１が回転すると、このファイバーに反射投入される光はエンコーダ１１２０が提供する情報に従って変化してもよい。反射光学パワーを検出することにより、モータ１０１０回転の位置、速度および方向を測定することができる。この情報は、モータ１０１０の制御および／または画像とそのビーム位置の登録に用いることができる。
【００３５】
図１６Ａは、組織をシステムのイメージング範囲に保持するために測定されたバルーン位置に応じて、基準アームの遅延を調節するように構成された、本発明の代表的な一実施の形態のシステム（例えばＯＣＴシステム）のブロック図である。この代表的なＯＣＴイメージングシステムは、オートレンジングを実行することができる。例えば、ＯＣＴ、ＯＦＤＩまたはＳＤ−ＯＣＴシステムでは、限定された深度範囲にわたり反射率を測定できる。もし、サンプルがこの深度範囲内に存在しなければ、このサンプルは通常、測定することができない。バルーンカテーテルはその管腔内でこの光プローブのセンタリングを行うことができるため、器官の管腔表面をプローブから概ね一定の深度（バルーン半径）に保持することができる。しかしながら、もし、その形状を歪ませるバルーンの圧力のために、上述の一定の深度を保持することが不完全であるならば、その器官はイメージング範囲から外れることがある。図１６Ａに示す代表的な実施の形態では、管腔器官の位置を追跡するためのイメージング深度範囲を調節するために、オートレンジングを用いることができる。これは、サンプル表面（例えばバルーン表面）の位置１２１０を（図１６Ｂに示すように）その大きな反射信号により決定し、基準アーム遅延１２２０を調節してイメージング範囲の再位置決めを行うことにより実現できる。この基準アーム調節は、基準アーム光路遅延の修正を含むことができる。
【００３６】
図１７Ａおよび図１７Ｃは、本発明の代表的な実施の形態の「紐付き玉（ｐｉｌｌ−ｏｎ−ａ−ｓｔｒｉｎｇ）」構成を示しており、イメージングユニットは患者に嚥下され、光ファイバーおよび／または電気的接続系を含む「紐（ｓｔｒｉｎｇ）」１３１０によりイメージングプローブ１３００に接続されている。例えば、このイメージングプローブ１３００（例えば、「玉（ｐｉｌｌ）」）はマイクロモータ１３２０を含むものであって、患者に嚥下される（図１７Ｂ参照）。図１４に示す代表的なマイクロモータはモータ１３２０として用いることができる。プローブ１３００は、光ファイバーと電気接続系を含む「紐」１３１０によりシステムに接続できる。この「紐」１３１０を用いることにより、プローブ１３００の位置を制御することができ、また、プローブ１３００を、例えば患者の食道中に配置することができる。イメージング完了後、この「紐」を用いてプローブを回収することができる。
【００３７】
図１８Ａと図１８Ｂは、それぞれ本発明の代表的な実施の形態のカテーテルの経口ならびに経鼻配置、例えば、上部胃-腸管イメージングの概略図である。図１８Ｂにおいて、カテーテル１４１０は口１４００を経由して、すなわち、経口により配置できる。図１８Ｂで、カテーテル１４１０は鼻孔１４２０を経由して、すなわち経鼻により配置することができる。経鼻設計は患者の鎮痛処置を必要としないという長所を有するが、直径を小さくするべきである。本発明の代表的な実施の形態の光ファイバーイメージングコアは比較的小型であるため、経鼻配置が可能である。
【００３８】
図１９Ａおよび図１９Ｂは、それぞれクローズドモードおよびその遠端部分から開始するオープニング時における、本発明の代表的な実施の形態の、代表的なカテーテルのワイヤケージセンタリング構成の概略図である。例えば、管腔器官内で内側の光学コアを伸張させ、センタリングをするために、バルーンに代えてワイヤ撚り線を使用してもよい。このカテーテルは、外側被覆１５１０、一組の伸張可能なワイヤステント１５００および内部コア１５３０を含むことができる。このカテーテルを配置した後、ワイヤステント１５００が器官を拡張することができるように、他の被覆を縮小してもよい。イメージングの後、外側被覆１５１０は拡張してワイヤステントを折り畳むと、カテーテルは除去できる。
【００３９】
図２０は、第２の波長帯をカテーテル内に多重化して第２のイメージングモダリティを達成できる、本発明の代表的な実施の形態のイメージングシステムのブロック図である。このモダリティは、例えば、可視光反射イメージングまたは蛍光撮像であってよい。この代表的な構成において、可視光源１６００は、第２の波長帯を第一のイメージング波長帯、例えば、代表的には赤外と結合させる波長分割マルチプレクサ１６３０経由で、（一例として、図３に示されたような）イメージングカテーテルへ結合することができる。サンプルからの反射された可視光は、この波長分割マルチプレクサ１６３０により一次イメージング波長帯から分離されて、スプリッタ１６１０により光レシーバ１６２０へ誘導される。
【００４０】
上皮管腔器官イメージングシステムにとって有利な更なる機能性として、イメージングデータセットで同定された関心領域を直接に続けて精密に検査することができる点にある。例えば、食道領域内に異形成部分を検出した場合、その診断を確かめるために直接内視鏡によってその部分の組織生検を要望する場合がある。方法及びシステムを用いて画像データセットで同定した関心部位の組織に可視マークを付すことができる。さらに、図２１に、アブレーション用レーザ１７００を光ファイバー波長分割マルチプレクサ１７１０を介してイメージングカテーテルに結合してこれを実現する、本発明の他の代表的な実施の形態の構成のブロック図を示す。アブレーション用レーザ１７００は、管腔器官上に表面変異を生じるに十分な光学パワーと波長を有するように構成することができる。これらの変異は内視鏡検査で見ることができ、さらなる検査、例えば生体検査用のマーカとして使用してよい。図２１に示すように、このカテーテルはマーキングを付すべき領域に向けて固定できる。次いで、可視の変異を生じるに十分な時間このアブレーション用レーザを作動する。
【００４１】
図２２に、カテーテルスキャナーを停止せずアブレーションを動的（オンザフライ）に行なう、本発明の代替の代表的な実施の形態の構成を示す。データ収集ユニット１７２０は、カテーテルが関心領域を指差す場合に光学シャッター１７３０を開くようにプログラムされている。この光学シャッター１７３０は、開いているときにはアブレーション光を伝達し、閉じているときには遮断する。例えば、このカテーテルは動作し続けることができる。
【００４２】
図２３Ａに、関心領域にオンザフライアブレーションを行なうための、本発明の代表的な実施の形態のアブレーションマーキング用処理のフロー図を示す。特に、ステップ１８１０において、アブレーションを行うポイント（溶発点）を特定する。ステップ１８２０において、シャッターがこのポイントで開くように設定する。ステップ１８３０において、このシャッターおよびアブレーションレーザを作動可能とし、次いでステップ１８４０でシャッターおよび／又はアブレーションレーザを作動不能とする。
【００４３】
図２３Ｂに、関心領域で停止およびアブレーション実施を行う、本発明の代表的な実施の形態のアブレーションマーキング処理のフロー図を示す。特に、ステップ１８５０においてアブレーションを行うべきポイント（溶発点）を特定する。ステップ１８６０において、カテーテルがそのポイントで停止するように命令する。ステップ１８７０において、シャッターおよび／またはアブレーションレーザを作動可能とし、ステップ１８８０において、これらのシャッターおよび／またはアブレーションレーザを作動不能とする。カテーテルはステップ１８９０において再び回転を開始する。
【００４４】
図２４に、関心領域のアブレーションマーキングを含む（本発明の代表的な実施の形態を用いて生成した）代表的な画像を示す。一例として、波長が１４４０ｎｍから１４８０ｎｍおよび光学パワーが約１秒間にわたり約３００ｍＷである一連のレーザを用いて食道
に形成されたアブレーションマーク１９００を例示する。
【００４５】
図２５Ａおよび図２５Ｂに、代表的な構成の多重アブレーション用レーザと光学スイッチ（シャッター）とを組み合わせることができる、本発明の代表的な実施の形態の構成と本発明の代表的な実施方法の実施の相互関連のフロー図およびブロック図を示す。図２５Ａにおいて、多重化レーザ２０００、２０１０および２０２０は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２０３０を用いて結合することができる。このマルチプレクサ２０３０は、波長分割マルチプレクサ、偏光マルチプレクサ、および／または両者の結合型であってもよく、これらのあとに単一のシャッター２０４０が続く。図２５Ｂにおいて、各レーザ２０００、２０１０、２０２０は独立したシャッター２０５０、２０６０、２０７０を用いており、これらのシャッターは次いでＭＵＸ２０８０を用いて結合される。
【００４６】
図２６に、管腔器官の検査および後続の関心領域のマーキングを行う、代表的な実施の形態の方法のブロック図を表す。ステップ２１００において、管腔領域全体を画像化する。次いで、ステップ２１１０において、関心領域を自動アルゴリズムまたはオペレータの点検により識別する。ステップ２１２０において、カテーテルを第１の関心領域の部位へ導く。またステップ２１３０において、必要に応じてイメージングを開始し、関心領域を再探索してカテーテル位置をインターラクティブに調節する。この再探索手順で、例えば食道の蠕動によるカテーテルの位置ずれを補正することができる。次いで、ステップ２１４０において、一つあるいは一連のアブレーションマークを関心領域の隣接領域あるいは周辺に形成することができる。この手順は各関心領域に対して繰り返し行う（ステップ２１５０、２１３０、２１４０等）。次いでステップ２１６０においてカテーテルを除去し、ステップ２１７０で更なる検査即ち生検をこれらのマークが付された領域に対して行なう。
【００４７】
図２７に、ガイドワイヤの内視鏡配置を用いたイメージング用カテーテルの配置の本発明の代表的な実施の形態の手順を示す。特に、ステップ２２００により、ガイドワイヤを内視鏡経路を通して挿入する。次いでステップ２２１０においてガイドワイヤを残してこの内視鏡を除去する。ステップ２２２０において、本発明のさまざまな代表的な実施の形態を参照して説明したように、カテーテルをガイドワイヤを覆うように配置する。次いで、ステップ２２３０において、このガイドワイヤを除去する。さらに、ステップ２２４０において、バルーンを膨張させ、次いでステップ２２５０でイメージングを開始する。
【００４８】
図２８Ａ〜図２８Ｃに、バルーンの複数配置によりバルーン長よりも大きな領域のイメージングを実施する、本発明の代表的な構成を用いた代表的な動作ステップを表す。図２８Ａ〜図２８Ｃに示す位置のバルーンで取得されたイメージングの組は、組み合わせて広い範囲にわたるイメージングを生成することができる。
【００４９】
図２９に、管状の食道と胃との間の接合部にイメージングプローブを配置する代表的な実施の形態の方法を示す。図３０Ａ〜図３０Ｃに、図２９の方法を用いた本発明の代表的な構成により実行される代表的なステップを示す。ステップ２４００において、バルーンは収縮した状態で挿入され胃に配置される。ステップ２４１０において、バルーンを膨張させ（図３０Ａ）、ステップ２４２０で抵抗を感じるまで引き戻す。これにより、バルーンの近端側が胃食道接合部（胃と食道との間の接合部）に配置される。次いで、ステップ２４３０において、バルーンを部分的に縮小させ（図３０Ｂ）、カテーテルをあらかじめ定められた量、例えばバルーンの長さ分引き戻す。さらに、ステップ２４４０において、バルーンを膨張させ、胃食道接合部に配置されたカテーテルを用いてイメージング処理を行う。
【００５０】
本発明の更なる実施の形態では、カテーテルがその器官に適切に配置されているか判断するために、イメージングシステムを簡略モード（例えばスカウトイメージング）で操作することができる。全体的な総合イメージングは、カテーテルが適切に配置されていることが確認された後に開始することができる。さらに、本発明の他の代表的な実施の形態では、バルーンセンタリングカテーテルは空気以外の光学的に透明な物質、例えば、これらに限定するものではないが、水、重水（Ｄ２Ｏ）或いは油を用いて膨張させることができる。本発明のさらに他の代表的な実施の形態においては、レーザマーキングに、マーキングレーザの吸収を齎すように器官に事前投与した外因性作用物質を用いてもよい。本発明のさらなる代表的な実施の形態では、カテーテルの挿入を補助するために潤滑剤を使用することができる。本発明の他の代表的な実施の形態では、イメージング品質を劣化させる可能性のある器官の粘膜を除去するためにイメージングに先立ち当該器官に粘膜除去剤を使用することができる。
【００５１】
以上、単に本発明の原理を例示して説明した。本明細書に記載の技術を考慮して、記載の実施の形態にさまざまな修正や変更を行なうことは当業者には明かである。実際、本発明の代表的な実施の形態の装置、システム及び方法は、任意のＯＣＴシステム、ＯＦＤＩシステム、ＳＤ−ＯＣＴシステム或いはその他のイメージングシステムとともに用いる、および／またはこれらを実装することが可能であり、例えば、その全ての開示内容を本明細書の一部として援用する、２００４年９月８日出願の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２９１４８号、２００５年１１月２日出願の米国特許出願第１１／２６６，７７９号、および２００４年７月９日出願の米国特許出願第１０／５０１，２７６号に記載のシステム等とともに使用することができる。従って、当業者にとっては、本明細書に明確に提示又は説明されていなくとも、本発明の原理を具現化する数多くのシステム、装置、及び方法に工夫を凝らすことが可能であり、これは本発明の趣旨と範囲内に含まれることが理解されるであろう。さらに、上述の明細書に前記の先行技術の知識が明示的に援用されていない範囲においても、その全体を明示的に本明細書に援用する。本明細書で引用した上述の全ての文献は、その全体を本明細書の一部として援用する。
【００５２】
本発明のさらなる目的、機能、および長所は、詳細な説明と、例示的な本発明の実施の形態を示す以下の添付の図面から明らかになる。
【符号の説明】
【００５３】
１００  イメージングシステム
１１０  カテーテルスキャナー
１２５  内部コア
１２０  バルーンイメージングカテーテル
１３０  光学的透過性被覆
１４５  管腔器官
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
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【図２９】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３０Ｃ】
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