(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電磁放射路を形成する電磁放射源及び検出ユニットから選ばれた少なくとも３つのユニットを含む生体前立腺の前立腺癌のイメージング用システムで、
少なくとも１つの電磁放射源は、前記尿道ユニット内に含まれ、尿道ユニットは、尿道を通じる挿入に適し、使用中は前立腺の近くに置かれ、
少なくとも１つの検出器ユニットは、経直腸ユニット内に含まれ、前記経直腸ユニットは、直腸を通る挿入に適し、使用中は前立腺の近くに置かれ、
前記電磁放射源は、入射電磁放射を前記前立腺に放射するように構成され、前記検出ユニットは、前記電磁放射を受け取るように構成され、前記電磁放射は、前記前立腺内で多数回散乱され、：
前記少なくとも１つの検出ユニットにより前記の受け取られた散乱電磁放射に基づき、前記前立腺の拡散光トモグラフィー（ＤＯＴ）画像データセットを再構成するための画像再構成ユニット；及び
前記画像データセット内の情報に基づき健康組織と病変組織間の識別をするための識別ユニット
を更に含むシステム。
【請求項２】
前記少なくとも１つの電磁放射源及び前記少なくとも１つの検出器ユニットは、画像化されるべき癌のどちらか片側に置かれる請求項１によるシステム。
【請求項３】
前記画像データセットは、２Ｄ，３Ｄ，又は多次元画像データセットである請求項１又は２によるシステム。
【請求項４】
各電磁放射源及び各検出器ユニットの間の距離は、２ｍｍから１０ｃｍである請求項１乃至３のいずれか一項によるシステム。
【請求項５】
前記前立腺の超音波画像データセットを提供するための超音波ユニットを更に含む請求項１乃至４のいずれか一項によるシステム。
【請求項６】
前記超音波ユニットが前記経直腸ユニットに一体化され、且つ使用中前記前立腺の超音波画像データセットを提供するように構成された請求項５によるシステム。
【請求項７】
前記超音波画像データセットが、前記拡散光トモグラフィー画像データセットの情報を用い前記組織の生体検査を案内するために使われる請求項５又は６によるシステム。
【請求項８】
前記超音波ユニットは、互いに関し尿道ユニット及び経直腸的ユニットの位置と向きとを決定するために使われる請求項５又は６又は７によるシステム。
【請求項９】
生体前立腺の前立腺癌をイメージングするシステムの作動を制御する方法であって、
前立腺の近くに置かれる尿道ユニットの少なくとも１つの電磁放射源からの入射電磁放射を前記前立腺に放射する手段が作動し、
前立腺の近くに置かれる経直腸ユニットの少なくとも１つの検出器ユニットを用い前記電磁放射を受ける手段が作動し、ここで、前記電磁放射は、前記前立腺内で多数回散乱されており、前記入射電磁放射の放射と前記電磁放射の受け取りは、複数の電磁放射路を形成し、
前記の受け取られた散乱電磁放射に基づき、前記前立腺の拡散光トモグラフィー画像データセットを再構成する手段が作動し、及び
前記画像データセット内の情報に基づき健康組織と病変組織間の識別をする手段が作動する、方法。
【請求項１０】
生体前立腺の前立腺癌のイメージングのためのコンピュータにより処理用のコンピュータプログラムを具体化したコンピュータ読取可能媒体で、
尿道ユニットの少なくとも１つの電磁放射源から前記前立腺への入射電磁放射を放射するための放射コードセグメント、
経直腸ユニットの少なくとも１つの検出器ユニットを用いる電磁放射を受け取るための受取コードセグメントを含み、前記電磁放射は、前記前立腺内で複数回散乱され、前記入射電磁放射と前記電磁放射の受け取りは、複数の電磁放射路を形成し、
前記受け取られた散乱電磁放射に基づく前記前立腺の拡散光トモグラフィー画像データセットを再構成する再構成コードセグメント、及び
前記画像データセット中の情報に基づき健康及び病変組織間を区別するための識別コードセグメント
を更に含むコンピュータ読取可能媒体。
【請求項１１】
コンピュータ処理特性を有する装置により実行された時に、請求項９に定義された全ての方法ステップを実行するように配置されたコードセグメントを含む請求項１０によるコンピュータ読取可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に、医用画像の分野に関する。特に本発明は、生体内前立腺癌の画像に関する。
【背景技術】
【０００２】
前立腺癌は、男性では皮膚癌を除き最も共通の癌である。米国癌協会、ＡＣＳは、２００５年に合衆国では約２３２，０９０人が前立腺癌と新たに診断され、この病気で３０，３５０人が死ぬであろうと推定する。ＡＣＳは、合衆国内の男性は、人生の間に前立腺癌を発症する危険が１／６であると推定する。
【０００３】
前立腺特異抗原（ＰＳＡ）血液検査、直腸指診（ＤＲＥ）、経直腸超音波（ＴＲＵＳ）及び針生検のような前立腺癌のための数種の検査が利用可能である。ＰＳＡ，ＤＲＥ及びＴＲＵＳの全ては、前立腺癌に対する限定的検知性及び／又は特異性を有する。ＰＳＡは主に、前立腺癌発症の危険性を評価するのに用いられ、ＤＲＥを用いては、直腸壁に近い触診可能な病変を、大きさと形とにより検出できる。前立腺癌の診断は普通は、前立腺組織の小さいサンプルが採取され顕微鏡で検査される生体検査を用いて行われる。前立腺生体検査を行うための主たる方法は、指針としてＴＲＵＳを用いる針生体検査である。生体検査は、前立腺癌を診断し及び患者の症状を段階に分けるために要求される。もし腫瘍から生体検査が行われるなら、病理学者は、非常に高い確率で癌を診断できる。問題はしかしながら、正しい組織量からの生体検査を行うことである。病気の組織を画像化するために撮画手段としてＴＲＵＳが使われる瞬間である。ＴＲＵＳシステムを又、病気の組織量から生体検査を案内するために用いることができる。ある場合にはＴＲＵＳを用いて病変を認識できるが、多くの場合には病変は見ることができず、これらの場合にはＴＲＵＳを前立腺の位置と大きさとを決定するためにのみ用いることができる。病変の位置が解らないので、多数回の生体検査、典型的には６回と１３回の間で現在の腫瘍病変の少なくとも１つを見つけるべく無作為に行われる。明らかに、この手順は、多くの偽陰性に導く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＥＰ  １  ５５９  ３６３  Ａ２
【特許文献２】ＵＳ  ２００４／００３０２５５Ａ１
【特許文献３】ＵＳ  ６  ０９１  ９８３
【特許文献４】ＵＳ  ６  ２８０  ３８６Ｂ１
【特許文献５】ＵＳ  ２００５／２４０１０７  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＵＳ  ２００４／００３０２５５Ａ１は、１群の光源及び検出器を用いる高度散乱不透明媒体中の対象物を画像化する方法を開示する。光源及び検出器の配置は、同時に透過及び／又は後方散乱用の幾何学形状か又は円筒形幾何学形状である可能性がある。検出強度データは、画像再構成アルゴリズムを用い処理される。
【０００６】
ＵＳ  ６  ０９１  ９８３は、不透明媒体中の対象物を画像化する方法及びシステムを開示する。対象物は発光させられ、発光対象物から発光させるように偏光画像と共に出力される。対象物の画像は、コヒーレント又は擬コヒーレント光子の有極部品を用い形成される。経直腸的画像プル−ブが記述される。
【０００７】
ＵＳ  ６  ２８０  ３８６Ｂ１は、対象物からの放射を増すために画像化されるべきサンプルに造影剤を適用する事により画質が高められ、それにより発光体を形成する組織内対象物の画像化を開示する。組織から生じる画像構成要素を実質的に最小化し及び発光体から生じる画像構成要素の画質を高めるために、異なる波長に対応する２つの画像信号は差し引かれる。
【０００８】
ＵＳ  ２００５／２４０１０７  Ａ１は、キー吸水波長を用いるスペクトル光学イメージングを開示する。前立腺癌検出のための光学直腸コヒーレント繊維針スペクトル偏光イメージングを記述する。
【０００９】
ＥＰ  １  ５５９  ３６３  Ａ２は、光学画像技術を解剖画像技術（例えばＭＲ，超音波）に組み合わせるシステムを開示する。生体検査を案内する事を含むことができる画像案内用にそのシステムを用いることができる。そのシステムの欠点は、そこに提供される光学画像技術、例えば蛍光イメージングは、検査組織内に約１−２ｍｍの侵入深さを有し、強散乱光により制限される事である。故に、検査組織表面から１ｍｍより深く位置する病変をＥＰ  １  ５５９  ３６３  Ａ２を用い検出できない。
【００１０】
故に、改良システム、方法、コンピュータ読取可能媒体及び使用は、画質の良い画像解像度、病変組織の検出増、侵入深さの画像化、柔軟性、費用効率、及び影響される患者へのより少ないストレスを可能にする点で利点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
従って、本発明は好ましくは、上述の技術の１以上の欠陥及び欠点を単独で又は如何なる組み合わせにおいても緩和、軽減又は除去する方法を探し、且つ添付の特許請求の範囲に従いシステム、方法、コンピュータ読取可能媒体及び使用を提供することにより少なくとも上述の問題を解決する。
【００１２】
本発明の１面により、生体前立腺の前立腺癌のイメージング用システムが提供される。システムは、複数の電磁放射路を形成する電磁放射源及び検出ユニットから選ばれた少なくとも３つのユニットを含み、少なくとも１つの電磁放射源が、尿道ユニット内に含まれ、前記尿道ユニットは、尿道を通して挿入され且つ前立腺の近くに位置し使用されるのに適切で、少なくとも１つの検出ユニットは、経直腸的ユニットに含まれ、前記経直腸的ユニットは、直腸を通して挿入され且つ前立腺の近くに位置し使用されるのに適切で、且つ電磁放射源は、前立腺に電磁放射を投入するように構成され、検出ユニットは、電磁放射を受け取るように構成され、電磁放射は、前立腺内で多数回散乱され、そのシステムは更に、少なくとも１つの検出ユニットにより散乱された電磁放射を受け取ることに基づき、前立腺の拡散光トモグラフィー（ＤＯＴ）画像データセットを再構成するための画像再構成ユニット；及び画像データセット内の情報に基づき健康組織と病変組織管の識別をするための識別ユニットを含む。
【００１３】
本発明のもう１つの面により、生体前立腺の前立腺癌のイメージング用方法が提供される。方法は、前立腺の近くに位置する尿道ユニットの少なくとも１つの電磁放射源から前立腺に電磁放射を照射するステップ、前立腺の近くに位置する経直腸的ユニットの少なくとも１つの検出ユニットを用い電磁放射を受け取るステップを含み、電磁放射は、前立腺内で多数回散乱され、前立腺への入射電磁放射の照射及び電磁放射の受取は、複数の電磁放射路を形成し、その方法は更に、散乱された電磁放射の受取に基づき、前立腺の拡散光トモグラフィー（ＤＯＴ）画像データセットを再構成するステップ；及び画像データセット内の情報に基づき健康組織と病変組織管の識別するステップを含む。
【００１４】
本発明の更にもう１つの面により、生体前立腺の前立腺癌のイメージング用コンピュータにより処理するためのそこに具体化されたコンピュータプログラムを有するコンピュータ読取可能媒体は提供される。コンピュータプログラムは、尿道ユニットの少なくとも１つの電磁放射源から前立腺に電磁放射を照射するための放射コードセグメント、経直腸的ユニットの少なくとも１つの検出ユニットを用い電磁放射を受け取るための受取コードセグメントを含み、電磁放射は、前立腺内で多数回散乱され、前立腺への入射電磁放射の照射及び電磁放射の受取は、複数の電磁放射路を形成し、そのコンピュータプログラムは更に、受け取られた散乱電磁放射に基づき、前立腺の拡散光トモグラフィー（ＤＯＴ）画像データセットを再構成するための再構成コードセグメント；及び画像データセット内の情報に基づき健康組織と病変組織管の識別をするための識別コードセグメントを含む。
【００１５】
本発明のもう１つの実施例により、生体解剖学的構造の組織の病変の生体検査を案内するために、請求項１−９の何れかに従うシステムの使用が提供される。
【００１６】
本発明のもう１つの実施例により、生体前立腺癌診断のためのＤＯＴの使用が提供される。
【００１７】
本発明の実施例は、疑わしい前立腺組織の検出のための３Ｄを作るための拡散光トモグラフィー（ＤＯＴ）の使用に関係する。ＤＯＴ画像を生体検査の案内に使用でき、それにより擬陰性の回数を減らすことができる。
【００１８】
本発明のこれらの及び他の面、特徴及び利点は、この後に記述される本発明の実施例の以下の記述から明らかであり、添付の図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】１実施例によるシステムの簡略図である。
【図２】１実施例によるシステムの簡略図である。
【図３】１実施例による方法の簡略図である。
【図４】１実施例によるコンピュータ読取可能媒体の簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の幾つかの実施例は、当業者が本発明を実施することができるように添付図面を参照して下記に詳述される。本発明はしかし、多くの異なる形式で実現でき、及びここに説明される実施例に制限されるものとして構成されない。むしろこの開示が、十分で完成されていて、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるようにこれらの実施例は、与えられる。実施例は発明を制限しないが、本発明は、特許請求の範囲によってのみ制限される。更に、添付の図面に図示された特定の実施例の詳述に使われる術語は、本発明の制限を意図していない。
【００２１】
以下の記述は、画像システムに適用可能な本発明の実施例、特に組織生体検査を案内するための画像システムに焦点を当てる。
【００２２】
拡散光トモグラフィー（ＤＯＴ）は、組織内のような、強く散乱する対象物の内部を画像化するために使用可能な光学画像技術である。強散乱及び吸収が原因で、器官内部の直接光学画像を作ることは可能ではない。これを解決するために、組織又は器官は、１以上の位置から照明され、拡散透過又は反射電磁放射は、１以上の位置で検出される。異なる光源―検出器対間の減衰から器官内の光学的性質が計算される。しばしば近赤外光（ＮＩＲ）は使われる。というのは、これは生物組織に相対的に深い浸透深さを有するからである。ＤＯＴイメージングについて多電磁放射路は測定され、これは多電磁放射源及び／又は多検出器を要する事は恩恵がある。
【００２３】
本発明は、前立腺のような生体組織を写すために拡散光トモグラフィー（ＤＯＴ）として参照される技術を用いる。拡散光学トモグラフィーにおいて組織の内在吸収及び散乱特性は決定可能である。近赤外領域において吸収特性は、血液、水及び脂質により強く支配される。それ故、吸収ＤＯＴにおいて血液内容の３Ｄデータ画像セット、酸素飽和度及び脂質濃度の水濃度を得ることができる。加えて散乱特性の３Ｄデータ画像セットを得ることができる。組織の吸収及び散乱特性は、悪性組織及び健康組織で異なるので、作られた３次元マップで悪性組織及び健康組織間を区別することは可能である。
【００２４】
図１による１実施例において、生体解剖学的構造の組織のイメージングのためのシステムは提供される。解剖学的構造に入射電磁放射を照射するための少なくとも２つの電磁放射源１１をシステムは含む。電磁放射は、解剖学的構造を通じて伝搬するので、組織内で光学的特質が原因で電磁放射は散乱され、且つ部分的に吸収される。異なる組織は、異なる光学的特質を有し、組織のタイプに依存して電磁放射は異なる風に散乱する。散乱された電磁放射を受け取るために、システムは、少なくとも２つの検出ユニット１２を更に含む。
【００２５】
本明細書を通じて本システムは、少なくとも１つの光源及び２以上の検出器を含むか又は本システムは、少なくとも１つの検出器及び２以上の光源を含む。このように組織を通過する少なくとも２つの異なる電磁放射路を測ることは可能である。
【００２６】
更に、異なる位置で電磁放射を放射するために使用される１電磁放射源、例えば引き込み式繊維は、多電磁放射源と見なされると考えられる事は評価される。
【００２７】
更に、イメージ再構成ユニット１３は、２つの検出ユニット１２により受け取られた散乱電磁放射に基づき組織の３Ｄ拡散光トモグラフィー画像を再構成するためのシステムに含まれる。画像は、異なる組織タイプの情報を含み、異なる組織タイプの位置を画像から計算することができる。従って、システムを、生体健康及び病変組織間の区別に用いることができる。
【００２８】
１実施例において、検出された組織タイプは、各々良性前立腺細胞及び悪性前立腺細胞のような健康及び病変組織として特徴付けられる。
【００２９】
拡散光学イメージングモード
以下のセクションは、ＤＯＴを実行するための異なる方法を記述する。全てのモードは、専用ハードウエア、ソフトウエア及び画像再構成アルゴリズムを要する。
【００３０】
１実施例において、システムは、定常状態領域を用いて操作される。即ち、連続波ＤＯＴとして又呼ばれる定常状態領域において、システム測定、計算及び再構成は行われる。定常状態領域技術の利点は、単純で非常に廉価な検出システムである事と低雑音検出電子部品を限られた費用で使うことができる事である。しかし、単一波長を用いて、吸収と散乱の産物の機能である減衰のみを定常状態領域を用いて決定できる。
【００３１】
１実施例において、システムは、時間領域を用いて操作される。即ち、時間領域において、システム測定、計算及び再構成は行われる。時間領域の利点は、組織の吸収及び散乱特性を区別できる事である。
【００３２】
１実施例において、システムは、周波数領域を用いて操作される。即ち、拡散光子密度波として又呼ばれる周波数領域において、システム測定、計算及び再構成は行われる。周波数領域の利点は、時間領域と類似する組織の吸収と散乱特性を区別できる事である。
【００３３】
減衰モードとして又呼ばれる吸収モード及び蛍光モードの２つのモードで、各イメージング技術を使用できる。吸収モードにおいて、入射電磁放射と検出済み電磁放射の波長は等しい。吸収モードを用いる事により組織の吸収と散乱特性は例えば、全光源―検出器対間の減衰を測ることにより、及び画像再構成の使用により測定される。
【００３４】
吸収モードを用いる１実施例において、電磁放射源は、多波長を含む電磁放射を放射し、検出器は、多数の波長を受け取る能力を有する。画像再構成ユニットは、対応する３Ｄ画像の再構成用の検出器により受け取られたスペクトル情報を用いる。分光器ＤＯＴとして又呼ばれる多波長ＤＯＴを用いて、組織内の４つの近赤外発光団つまり：酸素ヘモグロビン、デオキシヘモグロビン、水及び脂質の濃度を決定できる。
【００３５】
代替的に、電磁放射源は、組織の原子内の原子をより高いエネルギー状態に励起する電磁放射を放射する。電子がより低いエネルギー状態に戻る時、余剰エネルギーは、蛍光の形になる。従って、検出器ユニットを蛍光モードで使用できる。この場合、励起光を阻止するためにフィルターが使用される。検出された蛍光は、組織からの自己蛍光又は外因性造影剤からの蛍光であり得る。検出された蛍光信号は、蛍光物質の濃度及び分布に依存し、且つ組織の吸収及び散乱特性に依存する。吸収測定に関する蛍光測定の利点は、より低い背景とより高いコントラストを含む。
【００３６】
１実施例において、電磁放射源は、単一波長の電磁放射を放射する。即ち、電磁放射源は、レーザーのような狭波長スペクトルを有する。
【００３７】
１実施例において、自己蛍光は、組織を映すために使われる。自己蛍光を用いて造影剤の注入無しに前立腺のような映されるべき組織は、特定の励起波長から電磁放射を用いて照らされる。自己蛍光の形の蛍光は検出され、励起光は検出路中のフィルターにより抑制される。
【００３８】
１実施例において、蛍光造影剤は注入され、前立腺のような映されるべき組織は、特定の励起波長から電磁放射を用いて照らされる。蛍光は検出され、励起光は検出路中のフィルターにより抑制される。
【００３９】
画像再構成
１実施例において、画像計算は、組織の３Ｄ画像を得るために画像再構成アルゴリズムを利用する。（濾過された）背景映写及び有限要素モデリング（ＦＥＭ）に限られないが、それらのような数個の既知の画像再構成アルゴリズムを、使うことができる。
【００４０】
画像再構成ユニットは、例えばメモリー付きプロセッサーのようなハードウエアに含まれる作業課題を実行するために通常使われる如何なるユニットであっても良い。プロセッサーは、インテル又はＡＭＤプロセッサー、ＣＰＵ，マイクロプロセッサー、プログラム可能インテリジェントコンピュータ（ＰＩＣ）マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）等種々の如何なるプロセッサーであっても良い。しかし、本発明の範囲は、これらの特定のプロセッサーに限られない。メモリーは、倍密度ＲＡＭ（ＤＤＲ，ＤＤＲ２）、単密度ＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、ビデオＲＡＭ（ＶＲＡＭ）、等のようなランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）のような情報を保存できる如何なるメモリーであっても良い。メモリーは又、ＵＳＢ，コンパクトフラッシュ（登録商標）、スマートメディア、ＭＭＣメモリー、メモリースティック、ＳＤカード、ミニＳＤ、マイクロＳＤ、ｘＤカード、トランスフラッシュ、及びマイクロドライブメモリー等のようなフラッシュメモリーであっても良い。しかし、本発明の範囲は、これらの特定のメモリーに限られない。
【００４１】
１実施例において、装置は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システム、磁気共振イメージング（ＭＲＩ）システム、又は超音波イメージング（ＵＳ）システムのような医療用ワークステーション又はシステムに含まれる。
【００４２】
検出器ユニット
１実施例において、検出器ユニットは、検出器に入射する電磁放射の全量を検出できる光検出器である。そのような検出器の１例は、シリコン光ダイオードである。
【００４３】
１実施例において、検出器ユニットは、受け取られた散乱電磁放射からの多波長を検出できる分光測定器である。
【００４４】
１実施例において、検出器ユニットは、１以上の検出器配列を含む。
【００４５】
プローブ
１実施例において、システムは、システムの全ての電磁放射検出器が含まれる経直腸的又は経尿道プローブを含む。従って、単一プローブは、１以上の電磁放射源と、１以上の検出器を含む。
【００４６】
１実施例において、システムは、経直腸的プローブと経尿道プローブとの両方を含む。経尿道プローブは、１以上の電磁放射源を含む。使用中経尿道プローブは、前立腺近くの尿道内に置かれる。経直腸的プローブは、経尿道プローブの電磁放射源からの電磁放射を受けるための１以上の検出器を含む。使用中経直腸的プローブは、前立腺近くの直腸内に置かれる。図２は、１実施例に従い使用中の経尿道プローブ２１及び経直腸的プローブ２２の位置を示す。
【００４７】
幾つかの実施例において、経直腸的プローブと経尿道プローブとは、プローブ間に前立腺が配置されるように置かれる。特に、経尿道プローブから放射された電磁放射は、前立腺を通り伝搬し、経直腸的プローブの検出器は、散乱電磁放射を受けるように置かれる。この設定を用いシステムは、前立腺の組織特性に敏感になり、周りの組織からの妨害は最小となる。
【００４８】
１実施例において、経直腸的プローブは更に、前立腺内に散乱される電磁放射用の電磁放射源を含む。
【００４９】
１実施例において、経直腸的プローブは更に、前立腺内に散乱される電磁放射を受けるための少なくとも１つの検出器を含む。
【００５０】
１実施例において、膀胱プローブは、システムに含まれる。膀胱プローブは、膀胱内で開かれる傘の形を有する。膀胱は、電磁放射源及び／又は検出器を含む。使用中傘は、前立腺領域にできるだけ近づくように膀胱の底に接触する。
【００５１】
もう１つの実施例において、鞍プローブは、システムに含まれる。鞍プローブは、鞍の形を有し、使用中生殖器部に接し、電磁放射源及び／又は検出器を含む。
【００５２】
１実施例において、経直腸的、経尿道、膀胱又は鞍プローブは、前立腺を映すために使用され、各プローブは、０、１又はそれ以上の電磁放射源及び０、１又はそれ以上の検出器を含むことができる。
【００５３】
１実施例において、少なくとも１つのプローブは、少なくとも１つの電磁放射源を含み、且つ少なくとも１つのプローブは、少なくとも１つの検出器を含む。
【００５４】
もう１つの実施例において、鞍プルーブは、システムに含まれる。鞍プルーブは、鞍の形を有し、使用中生殖器部に接し、電磁放射源及び／又は検出器を含む。
【００５５】
１実施例において、経尿道プローブは、経尿道内視鏡である。
【００５６】
もう１つの実施例において、経尿道プローブは繊維であり、電磁放射源は、生体外に置かれる。
【００５７】
１実施例において、経直腸的プローブは、経直腸的内視鏡である。
【００５８】
１実施例において、経直腸的及び／又は経尿道プローブは、超音波ユニットを含む。ＤＯＴは主に、血中濃度及び血液酸素化に敏感であるが、超音波ユニットは、前立腺境界、直腸壁、及び生体検査針のような局所解剖学的詳細を与える。従って、画像再構成ユニット画像を用いて興味の病変領域が位置付けされた後、生体検査を案内するためにこの実施例を用いることができる。画像再構成のために電磁放射源及び検出器のお互いに関しての位置は知られなければならない。もし２つの内視鏡の組み合わせが使われるなら、これは特に問題である。プローブ同士のお互いの位置と向きとを決定するために超音波ユニットを使うことができる。もし超音波ユニットが経直腸的プローブに一体化されるなら経尿道内視鏡を、明瞭に且つ逆に見ることができる。超音波との組み合わせは、両方の画像を重ね合わせる事により又は光学画像の画像再構成用のＵＳにより得られる解剖学的情報を用いることにより画像再構成ユニットからの結果画像を改良する。
【００５９】
１実施例において、経直腸的プローブ及び／又は経尿道プローブは、前立腺の生体検査をするように構成された生体検査ユニットを含む。生体検査ユニットは、病変組織のような興味の組織タイプの正確な位置に関する画像ユニットからの情報を受け取る。この実施例は、組織を映している間に生体検査を実行できるという利点を有する。これは、専用画像ツールと専用生体検査ツール間の再配置という問題を除去する。
【００６０】
１実施例において、経直腸的プルーブは、経直腸的内視鏡である。
【００６１】
１実施例において、経直腸的及び／又は経尿道プルーブは、超音波ユニットを含む。ＤＯＴは主に、血中濃度及び血液酸素化に敏感であるが、超音波ユニットは、前立腺境界、直腸壁、及び生体検査針のような局所解剖学的詳細を与える。従って、画像再構成ユニット画像を用いて興味の病変領域が位置付けされた後、生体検査を案内するためにこの実施例を用いることができる。画像再構成のために電磁放射源及び検出器のお互いに関しての位置は知られなければならない。もし２つの内視鏡の組み合わせが使われるなら、これは特に問題である。プルーブ同士のお互いの位置と向きとを決定するために超音波ユニットを使うことができる。もし超音波ユニットが経直腸的プルーブに一体化されるなら経尿道内視鏡を、明瞭に且つ逆に見ることができる。超音波との組み合わせは、両方の画像を重ね合わせる事により又は光学画像の画像再構成用のＵＳにより得られる解剖学的情報を用いることにより画像再構成ユニットからの結果画像を改良する。
【００６２】
実際的実施において、実施例による経尿道及び経直腸的内視鏡は、疑わしい悪性前立腺組織の生体検査を案内するために使われる。尿道内視鏡は、１以上の源を含み、引き込み可能繊維であり得る。直腸内視鏡は、１以上のＤＯＴ用検出器とＵＳプローブとを組み合わせる。ＵＳは、直腸的プローブに関する尿道プローブの位置を決定するために使われる。
【００６３】
１実施例において、画像再構成ユニットは、検出器ユニット情報と超音波ユニットとの両方に基づいて連続的に画像を作るように構成される。
【００６４】
１実施例において、各電磁放射源と各検出器との間の距離は、２ｍｍから１０ｃｍの間である。これは、全ての検出された電磁放射は、多数回散乱され、故に拡散近似を画像再構成アルゴリズムに使うことができる事を意味する。拡散光トモグラフィーの直接イメージングに対する利点は、直接イメージング１ｍｍに比べて１０ｃｍまで画像化深度を増す事である。故に、１ｍｍより深く位置する組織タイプは、この実施例を用い検出可能である。
【００６５】
実際的実施において、実施例による経尿道及び経直腸的内視鏡は、疑わしい悪性前立腺組織の生体検査を案内するために使われる。尿道内視鏡は、１以上の源を含み、引き込み可能繊維であり得る。直腸内視鏡は、１以上のＤＯＴ用検出器とＵＳプルーブとを組み合わせる。ＵＳは、直腸的プルーブに関する尿道プルーブの位置を決定するために使われる。
【００６６】
本発明の幾つかの実施例によるシステムを、人体生体内の病変の位置決め及び診断に用いることができる。幾つかの応用において、一度病変の正確な位置が見つかると例えば生体検査針の案内用超音波を用いて病変から生体検査を行うことができる。そのシステムの使用は劇的に、現在使われている「盲目サンプリング」（“blind sampling”）技術と比較して否定的生体検査サンプルを減らす。生体検査サンプル数が減らされるので、これは患者の苦痛を減らし、感染を最小にする。病変の進行度合いを決定するために生体検査を分析できる。生体検査の分析後、患者を治すために病変領域の処置を行うことができる。他の応用において、生体検査の必要なしに処置を行うことができる。放射線療法、化学療法等を用い病変の処置を行うことができる。
【００６７】
１実施例において、方法は、人間患者の前立腺の尿道プローブからの入射電磁放射ステップを含み、尿道プローブは、前立腺の近くに置かれ、直腸的プローブに位置する検出器により前立腺内に散乱した電磁放射を受け、受けた電磁放射に基づき組織の画像データセットを計算する。
【００６８】
識別ユニットは、健康及び病変組織間を区別するための拡散光トモグラフィー画像データセット画像再構成ユニットの実施例に関し上述と同じタイプのプロセッサー及びメモリーから構成可能である。
【００６９】
図３による１実施例において、解剖学的構造における組織のイメージング方法が提供される。その方法は、前立腺への入射電磁放射ステップ３１、電磁放射受容ステップ３２を含み、電磁放射は、前立腺内で複数回散乱され、入射電磁放射と電磁放射の受容は、複数の電磁放射路を形成し、その方法は更に、受け取られた散乱電磁放射に基づく前立腺の拡散光トモグラフィー画像データセット再構成ステップ３３、及び画像データセット中の情報に基づき健康及び病変組織間を区別するための識別ステップ３４を含む。
【００７０】
１実施例において、方法は、人間患者の前立腺の尿道プルーブからの入射電磁放射ステップを含み、尿道プルーブは、前立腺の近くに置かれ、直腸的プルーブに位置する検出器により前立腺内に散乱した電磁放射を受け、受けた電磁放射に基づき組織の画像データセットを計算する。
【００７１】
１実施例において、方法の使用は、人生体の病変を位置決めし、診断するために提供される。
【００７２】
１実施例において、図４に従い、コンピュータにより処理するためのコンピュータプログラムを具体化したコンピュータ読取可能媒体４０は、解剖学的構造における組織のイメージングのために提供される。コンピュータプログラムは、前立腺への入射電磁放射を放射するための放射コードセグメント４１、電磁放射を受け取るための受取コードセグメント４２を含み、電磁放射は、前立腺内で複数回散乱され、入射電磁放射と電磁放射の受け取りは、複数の電磁放射路を形成し、コンピュータプログラムは更に、受け取られた散乱電磁放射に基づく前立腺の拡散光トモグラフィー画像データセットを再構成する再構成コードセグメント４３、及び画像データセット中の情報に基づき健康及び病変組織間を区別するための識別コードセグメント４４を含む。
【００７３】
１実施例において、幾つかの実施例において定義された全ての方法ステップを実行するためにコンピュータ処理特性を有する装置により実行された時に、コンピュータ読取可能媒体は、配置されたコードセグメントを含む。
【００７４】
１実施例において、幾つかの実施例において定義された全てのシステムの機能を実行するためのコンピュータ処理特性を有する装置により実行された時に、コンピュータ読取可能媒体は、配置されたコードセグメントを含む。
【００７５】
本発明は、ハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア又はこれらの如何なる組み合わせをも含む如何なる適切な形式でも実施可能である。本発明の実施例の要素及びコンポーネント(component)は、如何なる適切な方法でも物理的に、機能的に及び論理的に実施可能である。確かに、機能性は単一ユニットで、複数ユニットで又は他の機能的ユニットの部分として実施可能である。そのような物として、本発明は、単一ユニットで実施可能で、又は異なるユニットとプロセッサーとの間に配置され物理的に及び機能的に実施可能である。
【００７６】
本発明は、上記特定の実施例を参照して記述されてきたが、本発明は、ここに説明された特定の形式に限られる事は意図されていない。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【００７７】
特許請求の範囲で、「含む」の語は、他の要素又はステップの存在を除外しない。更に、個々に列挙されているが、複数の手段、要素又は方法ステップは、例えば単一ユニット又はプロセッサーにより実施可能である。
【００７８】
加えて、個々の特徴は、異なる特許請求の範囲に含むことができるが、これらは都合良く組み合わせることができ、異なる特許請求の範囲に含まれることは、特徴の組み合わせは可能でない及び／又は利点がない事を意味しない。加えて、単一の参照は複数を除外しない。「１つの」、「第１の」、「第２の」等の語は、複数を除外しない。特許請求の範囲内で括弧内に置かれた如何なる参照符号も単に明瞭化の例として呈示され、特許請求の範囲を制限するものとして構成されない。
【図１】
0005543212.tif 000002
【図２】
0005543212.tif 000003
【図３】
0005543212.tif 000004
【図４】
0005543212.tif 000005