(57)【要約】  不透明媒体の内部を可視化する装置であって、前記不透明媒体に対する複数の光の入射位置から、前記不透明媒体を含む受け取り容積へ光源からの励起光を同時に入り込ませるように備えられた装置。複数の光の入射位置は、第2複数であるN箇所の離散的な光の入射位置35aから選ばれた第1複数であるM箇所の離散的な光の入射位置35aから、受け取り容積へ、励起光を同時に入り込ませることにより、又は、連続スペクトルを形成する複数の光の入射位置の少なくとも一部によって、複数の光の入射位置から、励起光を受け取り容積へ入り込ませることによって生成されて良い。後者の一例は、空間的に拡張されたフラッシュランプの使用である。
2009545359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不透明媒体の内部を可視化する装置であって、
当該装置は：
前記不透明媒体を収容する受け取り容積；
励起光を放出する光源であって、前記励起光は前記不透明媒体中の蛍光物質で蛍光発光が生じるように選ばれている、光源；
前記受け取り容積に対して前記光源を光学的に結合する結合手段であって、前記受け取り容積を照射するための光の入射位置を有する、結合手段；
前記光源からの励起光によって前記不透明媒体を照射した結果として前記受け取り容積から放出される蛍光を検出する光検出器ユニット；
を有し、
当該装置は、前記不透明媒体に対する複数の光の入射位置から、前記光源からの励起光が、前記受け取り容積へ同時に入り込むように備えられることを特徴とする、
装置。
【請求項２】
当該装置が、第2複数であるN箇所の離散的な光の入射位置35aから選ばれた第1複数であるM箇所の離散的な光の入射位置35aから、前記受け取り容積へ、励起光を同時に入り込ませることにように備えられ、
MはN以下（M≦N）である、
請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記光源が複数の波長の光を同時に放出するように備えられ、かつ、
前記結合手段が単一波長の光を前記光の入射位置のうちの少なくとも1つに結合するように備えられている、
請求項2に記載の装置。
【請求項４】
前記複数の光の入射位置の少なくとも一部が連続スペクトルを形成する、請求項1に記載の装置。
【請求項５】
不透明媒体の内部の可視化する方法であって、
当該方法は：
光源から励起光を放出する工程であって、前記励起光は前記不透明媒体中の蛍光物質で蛍光発光が生じるように選ばれている、工程；
前記受け取り容積に対して前記光源を光学的に結合して、光の入射位置から、前記光源からの励起光によって前記受け取り容積を照射する工程；
前記光源からの励起光によって前記不透明媒体を照射した結果として前記受け取り容積から放出される蛍光を検出する工程；
を有し、
前記光源を前記受け取り容積へ光学的に結合させる工程が、前記光源を前記受け取り容積へ光学的に結合させて、前記複数の光の入射位置から、前記光源からの励起光で前記受け取り容積を同時に照射する工程を有する、
ことを特徴とする方法。
【請求項６】
医療用画像取得装置であって、
当該装置は：
前記不透明媒体を収容する受け取り容積；
励起光を放出する光源であって、前記励起光は前記不透明媒体中の蛍光物質で蛍光発光が生じるように選ばれている、光源；
前記受け取り容積に対して前記光源を光学的に結合する結合手段であって、前記受け取り容積を照射するための光の入射位置を有する、結合手段；
前記光源からの励起光によって前記不透明媒体を照射した結果として前記受け取り容積から放出される蛍光を検出する光検出器ユニット；
を有し、
当該医療画像取得装置が、前記不透明媒体に対する複数の光の入射位置から、前記光源からの励起光が、前記受け取り容積へ同時に入り込むように備えられることを特徴とする、
医療画像取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は不透明媒体の内部の可視化する装置に関する。当該装置は：
前記不透明媒体を収容する受け取り容積；
励起光を放出する光源であって、前記励起光は前記不透明媒体中の蛍光物質で蛍光発光が生じるように選ばれている、光源；
前記受け取り容積に対して前記光源を光学的に結合する結合手段であって、前記受け取り容積を照射するための光の入射位置を有する、結合手段；
前記光源からの励起光によって前記不透明媒体を照射した結果として前記受け取り容積から放出される蛍光を検出する光検出器ユニット；
を有する。
【０００２】
本発明はまた不透明媒体の内部の可視化する方法に関する。当該方法は：
光源から励起光を放出する工程であって、前記励起光は前記不透明媒体中の蛍光物質で蛍光発光が生じるように選ばれている、工程；
前記受け取り容積に対して前記光源を光学的に結合して、光の入射位置から、前記光源からの励起光によって前記受け取り容積を照射する工程；
前記光源からの励起光によって前記不透明媒体を照射した結果として前記受け取り容積から放出される蛍光を検出する工程；
を有する。
【０００３】
本発明はまた医療用画像取得装置に関する。当該装置は：
前記不透明媒体を収容する受け取り容積；
励起光を放出する光源であって、前記励起光は前記不透明媒体中の蛍光物質で蛍光発光が生じるように選ばれている、光源；
前記受け取り容積に対して前記光源を光学的に結合する結合手段であって、前記受け取り容積を照射するための光の入射位置を有する、結合手段；
前記光源からの励起光によって前記不透明媒体を照射した結果として前記受け取り容積から放出される蛍光を検出する光検出器ユニット；
を有する。
【背景技術】
【０００４】
この種類の装置の実施例は特許文献1に記載されている。その記載された装置は、たとえば生体細胞組織のような不透明媒体内部の可視化に用いられて良い。医療診断では、女性の胸の内部を可視化するのにその方法が用いられて良い。受け取り容積は-たとえば胸
のような-不透明媒体を受け取る。光源からの励起光は、光の入射位置から受け取り容積へ入り込む。ここで光の入射位置は、不透明媒体に対して様々な位置に存在する複数の光の入射位置から順次選ばれる。励起光は、不透明媒体中の蛍光剤での蛍光を生じさせるように選ばれる。励起光によって不透明媒体が照射される結果として受け取り容積から放出される蛍光は、複数の収集位置で収集され、かつ不透明媒体内部の像を得るのに用いられる。あるいはその代わりに光源が、不透明媒体中で蛍光を生じさせないように選ばれる場合、その不透明媒体を通過して収集される光は、その不透明媒体内部の像を得るのに用いることができる。典型的にはこの目的のためには、400nmから1400nmの範囲の波長を有する光が用いられる。以降の記載では、後者の手順を透視と呼ぶ。
【０００５】
記載された装置の課題は、蛍光による可視化が遅いことである。女性の胸の内部を可視化するのに用いるのにその装置を用いることができる医療診断では、長い測定時間は、患者にとって苦痛であり、測定中に患者が動いてしまう機会を増やしてしまうことで画質を低下させ、かつ比較的短い時間スケールでの処理又は事象の可視化を困難にしてしまう。胸部細胞組織内の腫瘍の可視化においても、比較的短い時間スケールでの処理又は事象はたとえば、心臓の脈動周期が重要な役割を果たす処理又は事象である。そのような処理又は事象はたとえば、収縮/拡張周期にわたる血流の動きである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願第05111164.9号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は測定時間を短くすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によると、この目的は、「技術分野」に記載された装置が、不透明媒体に対する複数の光の入射位置から、光源からの励起光が、受け取り容積へ同時に入り込むように備えられることによって実現される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は以下のような認識に基づいている。その認識とは、透視手順を用いるときの像の再構成にとっては不透明媒体に対する光の入射位置の地点が非常に重要であるが、蛍光測定にとっては重要ではない、ということである。この認識は、不透明媒体中の蛍光剤からの蛍光は、励起光を放出する1次光源に対する2次光源を形成する、という事実に基づく。その結果、蛍光剤はその蛍光の1次光源の目印となる。蛍光測定にとって不透明媒体に対する光の入射位置の地点が重要ではないので、光源からの励起光を、1つの光の入射位置からではなく、不透明媒体に対する複数の光の入射位置から、受け取り容積へ同時に入り込ませることが可能である。従って励起光の量は、既知の装置での状況と比較して増大する。その結果、十分な量の蛍光剤が存在する場合には、その蛍光剤中でより多くの蛍光が発生する。その結果、既知の装置での状況と比較して同じ量の光を得ながら測定時間が短くなる。本発明は特に、蛍光剤の分布が各独立した領域内に局在する場合に、有用である。所謂標的蛍光剤がこれに当てはまる。
【００１０】
本発明の別な利点は、蛍光量の増大によって、現時点で追跡が不可能な時間スケールで変化する時間依存の蛍光事象を追跡することが可能となることである。たとえば女性の胸内部の可視化にその装置を用いることができる医療診断では、心臓の脈動周期が重要な役割を果たす用途では、蛍光事象は速く変化すると考えられる。蛍光剤中で発生する蛍光量が増大することで、十分な量の信号を得るのに必要な時間が短くなる。従ってこれまで可能であった時間スケールよりも短い時間スケールで、時間依存する蛍光事象の追跡が可能となる。
【００１１】
本発明のさらに別な利点は、光源からの励起光を、不透明媒体に対する複数の光の入射位置から、受け取り媒体へ同時に入り込ませることで、光源からの励起光を単一の光の入射位置から入り込ませるときと比較して、励起光の量を増大させることが可能である。しかもその励起光の量の増大は最大許容照射量を超えることなく可能である。女性の胸内部の可視化にその装置を用いることができる医療診断では、最大許容照射量は、単位面積及び単位時間あたりのヒトの皮膚に入り込むことのできるエネルギーの量を制限する。しかし胸から放出される蛍光量を増大させるため、又は比較的短い時間スケールでの処理又は事象を可視化するため、その胸に入り込む励起光の量を増大させることが望ましい。本発明によると、これは、励起光を不透明媒体に対する複数の光の入射位置から受け取り媒体へ入り込ませることによって、最大許容照射量を超えることなく可能である。その理由は、様々な光の入射位置から放出される励起光は不透明媒体の様々な領域を照射するからである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】不透明媒体内部を可視化する装置の実施例を概略的に図示している。
【図２】本発明による方法を説明するフローチャートを表している。
【図３】本発明による医療画像取得装置の実施例を図示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に記載の装置の実施例は、当該装置が、第2複数であるN箇所の離散的な光の入射位置35aから選ばれた第1複数であるM箇所の離散的な光の入射位置35aから、受け取り容積へ、励起光を同時に入り込ませることにように備えられていることを特徴とする。ここでMはN以下（M≦N）である。この実施例は複数の利点を有する。まず第1には、この実施例は、既知の装置での状況と比較して、測定に必要とされる時間をM倍減少させることを可能にする。第2に、この実施例は測定時間の減少と共に信号対雑音比の改善をも可能にする。しかし後者の場合、測定時間の減少はM倍未満である。第3に、この実施例は、高速に変化する蛍光事象の追跡を可能にする。上で説明したように、既知の装置では、励起光は、単一の光の入射位置を介して受け取り容積へ入り込む。不透明媒体に対する複数の光の入射位置から、光源からの励起光が受け取り容積へ同時に入り込むことによって、その受け取り容積から放出される蛍光の量は、既知の装置での状況と比較して増大する。光の入射位置数の増大は、複数の光の入射位置を単一の光源に結合し、光の各入射位置をそれぞれの光源に結合し、又はこれら2つの可能な方法を組み合わせることによって実現されて良い。このような蛍光量の増大は、測定時間の減少、信号対雑音比の改善（場合によっては測定時間の減少と共に実現される）、又は高速に変化する蛍光事象の追跡に用いられて良い。ある特定量の信号を得るのに必要な時間が減少することで、高速に変化する蛍光事象の追跡が可能となる。
【００１４】
本発明に記載の装置のさらに他の実施例は、光源が複数の波長の光を同時に放出するように備えられ、かつ、結合手段が単一波長の光を少なくとも1つの光の入射位置に結合するように備えられている、ことを特徴とする。すでに説明したように、既知の装置は励起光を放出する光源を有する。またすでに説明したように、既知の装置は、不透明媒体を伝播することのできる光を放出する別な光源をさらに有して良い。実はこの別な光源は、複数の波長を有する光を同時に放出するように備えられて良い。この光は、不透明媒体中の蛍光剤での蛍光を生じさせるように備えられて良い。ただし蛍光を生じさせる効率は、蛍光剤での蛍光を生じさせるために特に選ばれた光を用いるときよりも低くなる恐れがある。しかしそのような別な光源を用いることは、蛍光イメージング目的にとっては十分適切であると考えられる。従ってこの実施例は、透視目的で用いられる既知の装置と比較して、本発明を実施するのに新たな光源を必要としないという利点を有する。
【００１５】
本発明に記載の装置のさらに他の実施例は、複数の光の入射位置の少なくとも一部が連続スペクトルを生成することを特徴とする。単一の空間的に拡張した光源-たとえばフラッシュランプ-は、不透明媒体中の蛍光剤で蛍光を生じさせるのに用いられて良い。受け取り容積は、その空間的に拡張した光源によって、連続スペクトルを生成する不透明媒体に対する複数の光の入射位置から照射されて良い。この光源の形状は、光源の発光面が不透明媒体に対向するように選ばれて良い。また光が放出されるこの光源の形状は、その光源の発光面に対向する不透明媒体の表面形状に対応している。女性の胸の内部を可視化するのに既知の装置を用いることができる医療診断では、拡張された光源はたとえば、受け取り容積内部で胸を収容するように曲面を形成して良い。この実施例は、蛍光イメージングデータの迅速な取得を可能にする。この実施例は、離散的な光の入射位置を用いることが可能な本発明の他の実施例と併用されて良い。
【００１６】
本発明によると、測定時間を減少させるという本発明の目的はさらに、本発明に記載の方法を適合させることによって実現される。そのように適合されることで、当該方法において、光源を受け取り容積へ光学的に結合させる工程がその光源を受け取り容積へ光学的に結合させて、複数の光の入射位置から、光源からの励起光で前記受け取り容積を同時に照射する工程を有するようになる。
【００１７】
本発明によると、この目的はさらに、当該医療画像取得装置が、不透明媒体に対する複数の光の入射位置から、光源からの励起光が受け取り容積へ同時に入り込むように備えられることによって実現される。
【００１８】
本発明のこれら及び他の態様は、図面を参照しながら説明される。
【００１９】
図1は不透明媒体内部を可視化する装置の実施例を概略的に図示している。当該装置1は、不透明媒体25中の蛍光剤で蛍光を生じさせるように選ばれた励起光を放出する光源5、光検出器ユニット10、画像再構成ユニット15、及び前記不透明媒体25を受け取る受け取り容積20を有する。前記受け取り容積20は容器30によって境界が形成されている。前記容器は複数の光の入射位置35aと35b、を有する。光ガイド40aと40bはそれぞれ、前記光の入射位置35aと光の射出位置35bと結合する。当該装置1は、入力光ガイド50と前記容器内の多数の選ばれた光の入射位置35aとを結合させる選択ユニット45をさらに有する。簡明を期すため、光の入射位置35a及び光の射出位置35bは、前記容器30の対向する側に設けられている。しかし実際には、光の入射位置35a及び光の射出位置35bは、前記受け取り容積20を取り囲むように分布して良い。当該装置1が蛍光測定に用いられる場合、当該装置1は、前記受け取り容積20から放出される励起光と前記受け取り容積20から放出される蛍光とを区別できるように備えられていなければならない。これはたとえば、前記受け取り容積20から放出される光が、励起光を除去する光フィルタ52を通過するように、当該装置1を備えることによって実現可能である。不透明媒体25は受け取り容積20内部に収容される。本発明の一の実施例によると、選択ユニット45を用いて、光源5を多数の選ばれた光の入射位置35aに同時に結合させることによって、不透明媒体25は、複数の光の入射位置35aから、光源5からの励起光によって照射される。前記選ばれた光の入射位置は、複数の光の入射位置35aから選ばれる。これはたとえば、第2複数であるN箇所の離散的な光の入射位置35aから選ばれた第1複数であるM箇所の離散的な光の入射位置35aから、受け取り容積へ、励起光を同時に入り込ませることによって行われて良い。ここでMはN以下（M≦N）である。光源5から放出される励起光は、不透明媒体25中の蛍光剤で蛍光が生じるように選ばれる。この実施例は、光源からの励起光を単一の光の入射位置からの励起光によって照射されたときと比較して、光源5からより多くの励起光を受け取り媒体へ入り込ませることを可能にする。励起光の量を増大させることが可能にする。これは最大許容量を超えることなく可能である。女性の胸の内部を可視化するのに用いるのに当該装置1を用いることができる医療診断では、最大許容照射量は、たとえば単位面積及び単位時間あたりのヒトの皮膚に入り込むことのできるエネルギーの量を制限する。その結果その実施例はまた、時間依存する事象の可視化をも可能にする。そのような事象とはたとえば、収縮及び拡張にわたる心臓の脈動周期が重要な役割を果たす事象である。受け取り容積20から放出される蛍光は、複数の光の射出位置35b用い、かつ光検出器ユニット10を用いることによって、複数の位置から検出される。像再構成ユニット15は、検出された蛍光を用いて不透明媒体25内部の像を得る。本発明の他の実施例によると、光源5はさらに、不透明媒体25が複数の波長を有する光によって照射可能となるように備えられて良い。このとき前記複数の波長はこの光が不透明媒体25を介して伝播できるように選ばれる。そのような波長を有する光は不透明媒体25中に存在する蛍光剤の励起にとって最適ではないかもしれないが、係る光はそれでもその蛍光剤中で十分な蛍光を生じさせることができる。そのような場合、その実施例は、実装が容易であるという利点を有する。その理由は、当該装置1のような装置は通常、複数の波長の光を放出するように備えられた光源を有するためである。本発明の他の実施例によると、空間的に拡張された光源37は、少なくとも1つの離散的な光の入射位置35aに代わって、又はそれに加えて、受け取り容積20を照射するのに用いられて良い。空間的に拡張された光源37は、該空間的に拡張された光源37に存在する複数の光の入射位置から受け取り容積20を照射する。前記複数の光の入射位置は連続スペクトルを生成する。この実施例によると、不透明媒体25の相当部分は、測定速度の向上を可能にする励起光によって照射されて良い。
【００２０】
図2は、本発明による方法を説明するフローチャートを表している。工程55では、不透明媒体25が受け取り容積20内に収容される。工程60では、光源5が励起光を放出する。その励起光は、不透明媒体25中の蛍光剤で蛍光を生じさせるように選ばれる。工程65では、光源5は受け取り容積20と光学的に結合することで、光源5からの励起光によってその受け取り容積20を照射する。本発明によると、光源5は受け取り容積20と光学的に結合する。それにより受け取り容積20は、複数の光の入射位置35aからの励起光によって同時に照射されることが可能となる。これはたとえば、第2複数であるN箇所の離散的な光の入射位置35aから選ばれた第1複数であるM箇所の離散的な光の入射位置35aから、受け取り容積へ、励起光を同時に入り込ませることによって行われて良い。ここでMはN以下（M≦N）である。他の実施例は、光源5が、不透明媒体25が複数の波長を有する光によって照射可能となるように備えられることである。このとき前記複数の波長はこの光が不透明媒体25を介して伝播できるように選ばれる。そのような波長を有する光は不透明媒体25中に存在する蛍光剤の励起にとって最適ではないかもしれないが、係る光はそれでもその蛍光剤中で十分な蛍光を生じさせることができる。そのような場合、その実施例は、実装が容易であるという利点を有する。その理由は、当該装置1のような装置は通常、複数の波長の光を放出するように備えられた光源を有するためである。さらに他の実施例は、少なくとも1つの離散的な光の入射位置35aに代わって、又はそれに加えて、受け取り容積20を照射するのに空間的に拡張された光源37を用いることである。空間的に拡張された光源37は、該空間的に拡張された光源37に存在する複数の光の入射位置から受け取り容積20を照射する。前記複数の光の入射位置は連続スペクトルを生成する。この実施例によると、不透明媒体25の相当部分は、測定速度の向上を可能にする励起光によって照射されて良い。工程70では、光源5からの励起光によって不透明媒体25を照射する結果として受け取り容積20から放出される蛍光が検出される。受け取り容積20から放出される蛍光だけを検出するため、当該装置1は、前記受け取り容積20から放出される励起光と前記受け取り容積20から放出される蛍光とを区別できるように備えられていなければならない。これはたとえば、光フィルタ52を有することによって実現可能である。ただしその光フィルタ52は、励起光を遮断するが、受け取り容積20と光検出器ユニット10との間の光路中の如何なる場所でも蛍光を通過させることができる。
【００２１】
図3は、本発明による医療画像取得装置の実施例を図示している。当該医療画像取得装置75は、破線の長方形で示されている図1で論じた当該装置1を有する。当該装置1に加えて、当該医療画像取得装置75は、像再構成ユニット15によって再構成される不透明媒体25内部の像を表示するスクリーン80、及び使用者と当該医療画像取得装置75とのやり取りを可能にする入力インターフェース-たとえばキーボード-をさらに有する。
【００２２】
上述の実施例は本発明を限定するというよりは、むしろ本発明を図示するもので、当業者は、特許請求の範囲における請求項で定義される本発明の技術的範囲から逸脱することなく、本発明に関する多くの代替的実施例を設計することが可能であることに留意すべきである。複数の手段が列挙されているシステムクレームでは、これらの手段のうちの複数が、ハードウエアにおける一及び同一の項目によって実施することが可能である。ある方法が、相互に異なる従属請求項において再掲されているという事実だけでは、これらの方法の組み合わせが利点を有しないということを示唆しない。
【図１】
2009545359.tif 000003
【図２】
2009545359.tif 000004
【図３】
2009545359.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成21年2月3日(2009.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は不透明媒体の内部の可視化する装置に関する。当該装置は：
前記不透明媒体を収容する受け取り容積；
励起光を放出する光源であって、前記励起光は前記不透明媒体中の蛍光物質で蛍光発光が生じるように選ばれている、光源；
前記受け取り容積に対して前記光源を光学的に結合する結合手段であって、前記受け取り容積を照射するための複数の離散的な光の入射位置を有する、結合手段；
前記光源からの励起光によって前記不透明媒体を照射した結果として前記受け取り容積の周囲に分布する複数の離散的な射出位置で前記受け取り容積から放出される蛍光を検出する光検出器ユニット；
を有する。
【０００２】
本発明はまた不透明媒体の内部の可視化する方法に関する。当該方法は：
光源から励起光を放出する工程であって、前記励起光は前記不透明媒体中の蛍光物質で蛍光発光が生じるように選ばれている、工程；
前記受け取り容積に対して前記光源を光学的に結合して、前記受け取り容積の周囲に分布する複数の離散的な光の入射位置から、前記光源からの励起光によって前記受け取り容積を照射する工程；
前記受け取り容積の周囲に分布する複数の離散的な射出位置で前記光源からの励起光によって前記不透明媒体を照射した結果として前記受け取り容積から放出される蛍光を検出する工程；
を有する。
【０００３】
本発明はまた不透明媒体内部を可視化する装置を有する医療用画像取得装置に関する。
【背景技術】
【０００４】
この種類の装置の実施例は特許文献1に記載されている。その記載された装置は、たとえば生体細胞組織のような不透明媒体内部の可視化に用いられて良い。医療診断では、女性の胸の内部を可視化するのにその方法が用いられて良い。受け取り容積は-たとえば胸
のような-不透明媒体を受け取る。光源からの励起光は、光の入射位置から受け取り容積へ結合する。ここで光の入射位置は、不透明媒体に対して様々な位置に存在する複数の光の入射位置から順次選ばれる。励起光は、不透明媒体中の蛍光剤での蛍光を生じさせるように選ばれる。励起光によって不透明媒体が照射される結果として受け取り容積から放出される蛍光は、複数の収集位置で収集され、かつ不透明媒体内部の像を得るのに用いられる。あるいはその代わりに光源が、不透明媒体中で蛍光を生じさせないように選ばれる場合、その不透明媒体を通過して収集される光は、その不透明媒体内部の像を得るのに用いることができる。典型的にはこの目的のためには、400nmから1400nmの範囲の波長を有する光が用いられる。以降の記載では、後者の手順を透視と呼ぶ。
【０００５】
記載された装置の課題は、蛍光による可視化が遅いことである。女性の胸の内部を可視化するのに用いるのにその装置を用いることができる医療診断では、長い測定時間は、患者にとって苦痛であり、測定中に患者が動いてしまう機会を増やしてしまうことで画質を低下させ、かつ比較的短い時間スケールでの処理又は事象の可視化を困難にしてしまう。胸部細胞組織内の腫瘍の可視化においても、比較的短い時間スケールでの処理又は事象はたとえば、心臓の脈動周期が重要な役割を果たす処理又は事象である。そのような処理又は事象はたとえば、収縮/拡張周期にわたる血流の動きである。
【０００６】
特許文献2は、反射配置での規格化蛍光画像及び規格化透視像を供するシステム及び方法を示している。その規格化は、反射及び透過配置での2次元平面像を改良するために提案されている。小さな動物の像の提供、術中の可視化、内視鏡の可視化、及び/又は中空組織の可視化を行うシステム及び方法の使用が提案されている。
【０００７】
特許文献3は、蛍光トモグラフィ用の測定装置を有する光トモグラフィ用の装置を開示している。その蛍光トモグラフィ用の測定装置は、検査される患者の体の外形に適合可能な担体を有する。その担体は、その位置及び配置を決定する複数の位置指定素子を有する。
【０００８】
特許文献4は、光を用いて細胞組織を検査する装置を示している。その装置は、蛍光コントラスト媒体の使用を含む。その装置は、塗布面を有するハンドヘルド塗布具を有する。そのハンドヘルド塗布具は、少なくとも1つの励起光を射出する領域及び少なくとも1つの蛍光が入射する領域を有する。その領域は、蛍光の検出方向が励起光の1次拡散方向に対向するように配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許出願第05111164.9号明細書
【特許文献２】国際公開第2006/063246号パンフレット
【特許文献３】西独国特許出願第102004009655号明細書
【特許文献４】米国特許出願第2004/0152976号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は測定時間を短くすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によると、この目的は、請求項1に記載の装置によって解決される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は以下のような認識に基づいている。その認識とは、透視手順を用いるときの像の再構成にとっては不透明媒体に対する光の入射位置の地点が非常に重要であるが、蛍光測定にとっては重要ではない、ということである。この認識は、不透明媒体中の蛍光剤からの蛍光は、励起光を放出する1次光源に対する2次光源を形成する、という事実に基づく。その結果、蛍光剤はその蛍光の1次光源の目印となる。蛍光測定にとって不透明媒体に対する光の入射位置の地点が重要ではないので、光源からの励起光を、1つの光の入射位置からではなく、不透明媒体に対する複数の光の入射位置から、受け取り容積で同時に結合させることが可能である。従って励起光の量は、既知の装置での状況と比較して増大する。その結果、十分な量の蛍光剤が存在する場合には、その蛍光剤中でより多くの蛍光が発生する。その結果、既知の装置での状況と比較して同じ量の光を得ながら測定時間が短くなる。本発明は特に、蛍光剤の分布が各独立した領域内に局在する場合に、有用である。所謂標的蛍光剤がこれに当てはまる。
【００１３】
本発明の別な利点は、蛍光量の増大によって、現時点で追跡が不可能な時間スケールで変化する時間依存の蛍光事象を追跡することが可能となることである。たとえば女性の胸内部の可視化にその装置を用いることができる医療診断では、心臓の脈動周期が重要な役割を果たす用途では、蛍光事象は速く変化すると考えられる。蛍光剤中で発生する蛍光量が増大することで、十分な量の信号を得るのに必要な時間が短くなる。従ってこれまで可能であった時間スケールよりも短い時間スケールで、時間依存する蛍光事象の追跡が可能となる。
【００１４】
本発明のさらに別な利点は、光源からの励起光を、不透明媒体に対する複数の光の入射位置から、受け取り媒体で同時に結合させることで、光源からの励起光を単一の光の入射位置から入り込ませるときと比較して、励起光の量を増大させることが可能である。しかもその励起光の量の増大は最大許容照射量を超えることなく可能である。女性の胸内部の可視化にその装置を用いることができる医療診断では、最大許容照射量は、単位面積及び単位時間あたりのヒトの皮膚で結合することのできるエネルギーの量を制限する。しかし胸から放出される蛍光量を増大させるため、又は比較的短い時間スケールでの処理又は事象を可視化するため、その胸で結合する励起光の量を増大させることが望ましい。本発明によると、これは、励起光を不透明媒体に対する複数の光の入射位置から受け取り媒体で結合させることによって、最大許容照射量を超えることなく可能である。その理由は、様々な光の入射位置から放出される励起光は不透明媒体の様々な領域を照射するからである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】不透明媒体内部を可視化する装置の実施例を概略的に図示している。
【図２】本発明による方法を説明するフローチャートを表している。
【図３】本発明による医療画像取得装置の実施例を図示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に記載の装置の実施例は、当該装置が、第2複数であるN箇所の離散的な光の入射位置35aから選ばれた第1複数であるM箇所の離散的な光の入射位置35aから、受け取り容積で励起光を同時に結合させるように備えられていることを特徴とする。ここでMはN以下（M≦N）である。この実施例は複数の利点を有する。まず第1には、この実施例は、既知の装置での状況と比較して、測定に必要とされる時間をM倍減少させることを可能にする。第2に、この実施例は測定時間の減少と共に信号対雑音比の改善をも可能にする。しかし後者の場合、測定時間の減少はM倍未満である。第3に、この実施例は、高速に変化する蛍光事象の追跡を可能にする。上で説明したように、既知の装置では、励起光は、単一の光の入射位置を介して受け取り容積で結合する。不透明媒体に対する複数の光の入射位置から、光源からの励起光が受け取り容積で同時に結合することによって、その受け取り容積から放出される蛍光の量は、既知の装置での状況と比較して増大する。光の入射位置数の増大は、複数の光の入射位置を単一の光源に結合し、光の各入射位置をそれぞれの光源に結合し、又はこれら2つの可能な方法を組み合わせることによって実現されて良い。このような蛍光量の増大は、測定時間の減少、信号対雑音比の改善（場合によっては測定時間の減少と共に実現される）、又は高速に変化する蛍光事象の追跡に用いられて良い。ある特定量の信号を得るのに必要な時間が減少することで、高速に変化する蛍光事象の追跡が可能となる。
【００１７】
本発明に記載の装置のさらに他の実施例は、光源が複数の波長の光を同時に放出するように備えられ、かつ、結合手段が単一波長の光を少なくとも1つの光の入射位置に結合するように備えられている、ことを特徴とする。すでに説明したように、既知の装置は励起光を放出する光源を有する。またすでに説明したように、既知の装置は、不透明媒体を伝播することのできる光を放出する別な光源をさらに有して良い。実はこの別な光源は、複数の波長を有する光を同時に放出するように備えられて良い。この光は、不透明媒体中の蛍光剤での蛍光を生じさせるように備えられて良い。ただし蛍光を生じさせる効率は、蛍光剤での蛍光を生じさせるために特に選ばれた光を用いるときよりも低くなる恐れがある。しかしそのような別な光源を用いることは、蛍光イメージング目的にとっては十分適切であると考えられる。従ってこの実施例は、透視目的で用いられる既知の装置と比較して、本発明を実施するのに新たな光源を必要としないという利点を有する。
【００１８】
本発明に記載の装置のさらに他の実施例は、複数の光の入射位置の少なくとも一部が連続スペクトルを生成することを特徴とする。単一の空間的に拡張した光源-たとえばフラッシュランプ-は、不透明媒体中の蛍光剤で蛍光を生じさせるのに用いられる。受け取り容積は、その空間的に拡張した光源によって、連続スペクトルを生成する不透明媒体に対する複数の光の入射位置から照射されて良い。この光源の形状は、光源の発光面が不透明媒体に対向するように選ばれて良い。また光が放出されるこの光源の形状は、その光源の発光面に対向する不透明媒体の表面形状に対応している。女性の胸の内部を可視化するのに既知の装置を用いることができる医療診断では、拡張された光源はたとえば、受け取り容積内部で胸を収容するように曲面を形成して良い。これは、蛍光イメージングデータの迅速な取得を可能にする。この特徴の組合せは、離散的な光の入射位置を用いることが可能な本発明の他の複数の特徴と併用されて良い。
【００１９】
本発明によると、測定時間を減少させるという本発明の目的はさらに、請求項5に記載の方法によって実現される。本発明によると、この目的はさらに、本発明による不透明媒体内部を可視化する装置を有する医療画像取得装置によって実現される。
【００２０】
本発明のこれら及び他の態様は、図面を参照しながら説明される。
【００２１】
図1は不透明媒体内部を可視化する装置の実施例を概略的に図示している。当該装置1は、不透明媒体25中の蛍光剤で蛍光を生じさせるように選ばれた励起光を放出する光源5、光検出器ユニット10、画像再構成ユニット15、及び前記不透明媒体25を受け取る受け取り容積20を有する。前記受け取り容積20は容器30によって境界が形成されている。前記容器は複数の光の入射位置35aと35b、を有する。光ガイド40aと40bはそれぞれ、前記光の入射位置35aと光の射出位置35bと結合する。当該装置1は、入力光ガイド50と前記容器内の多数の選ばれた光の入射位置35aとを結合させる選択ユニット45をさらに有する。簡明を期すため、光の入射位置35a及び光の射出位置35bは、前記容器30の対向する側に設けられている。しかし実際には、光の入射位置35a及び光の射出位置35bは、前記受け取り容積20を取り囲むように分布する。当該装置1が蛍光測定に用いられる場合、当該装置1は、前記受け取り容積20から放出される励起光と前記受け取り容積20から放出される蛍光とを区別できるように備えられていなければならない。これはたとえば、前記受け取り容積20から放出される光が、励起光を除去する光フィルタ52を通過するように、当該装置1を備えることによって実現可能である。不透明媒体25は受け取り容積20内部に収容される。本発明の一の実施例によると、選択ユニット45を用いて、光源5を多数の選ばれた光の入射位置35aに同時に結合させることによって、不透明媒体25は、複数の光の入射位置35aから、光源5からの励起光によって照射される。前記選ばれた光の入射位置は、複数の光の入射位置35aから選ばれる。これはたとえば、第2複数であるN箇所の離散的な光の入射位置35aから選ばれた第1複数であるM箇所の離散的な光の入射位置35aから、受け取り容積で、励起光を同時に結合させることによって行われて良い。ここでMはN以下（M≦N）である。光源5から放出される励起光は、不透明媒体25中の蛍光剤で蛍光が生じるように選ばれる。この実施例は、光源からの励起光を単一の光の入射位置からの励起光によって照射されたときと比較して、光源5からより多くの励起光を受け取り媒体で結合させることを可能にする。励起光の量を増大させることが可能にする。これは最大許容量を超えることなく可能である。女性の胸の内部を可視化するのに用いるのに当該装置1を用いることができる医療診断では、最大許容照射量は、たとえば単位面積及び単位時間あたりのヒトの皮膚で結合することのできるエネルギーの量を制限する。その結果その実施例はまた、時間依存する事象の可視化をも可能にする。そのような事象とはたとえば、収縮及び拡張にわたる心臓の脈動周期が重要な役割を果たす事象である。受け取り容積20から放出される蛍光は、複数の光の射出位置35b用い、かつ光検出器ユニット10を用いることによって、複数の位置から検出される。像再構成ユニット15は、検出された蛍光を用いて不透明媒体25内部の像を得る。本発明の他の実施例によると、光源5はさらに、不透明媒体25が複数の波長を有する光によって照射可能となるように備えられて良い。このとき前記複数の波長はこの光が不透明媒体25を介して伝播できるように選ばれる。そのような波長を有する光は不透明媒体25中に存在する蛍光剤の励起にとって最適ではないかもしれないが、係る光はそれでもその蛍光剤中で十分な蛍光を生じさせることができる。そのような場合、その実施例は、実装が容易であるという利点を有する。その理由は、当該装置1のような装置は通常、複数の波長の光を放出するように備えられた光源を有するためである。さらに、空間的に拡張された光源37は、複数の離散的な光の入射位置35aに加えて受け取り容積20を照射するのに用いられて良い。空間的に拡張された光源37は、該空間的に拡張された光源37に存在する複数の光の入射位置から受け取り容積20を照射する。前記複数の光の入射位置は連続スペクトルを生成する。この実施例によると、不透明媒体25の相当部分は、測定速度の向上を可能にする励起光によって照射されて良い。
【００２２】
図2は、本発明による方法を説明するフローチャートを表している。工程55では、不透明媒体25が受け取り容積20内に収容される。工程60では、光源5が励起光を放出する。その励起光は、不透明媒体25中の蛍光剤で蛍光を生じさせるように選ばれる。工程65では、光源5は受け取り容積20と光学的に結合することで、光源5からの励起光によってその受け取り容積20を照射する。本発明によると、光源5は受け取り容積20と光学的に結合する。それにより受け取り容積20は、複数の光の入射位置35aからの励起光によって同時に照射されることが可能となる。これはたとえば、第2複数であるN箇所の離散的な光の入射位置35aから選ばれた第1複数であるM箇所の離散的な光の入射位置35aから、受け取り容積で励起光を同時に結合させることによって行われて良い。ここでMはN以下（M≦N）である。他の実施例は、光源5が、不透明媒体25が複数の波長を有する光によって照射可能となるように備えられることである。このとき前記複数の波長はこの光が不透明媒体25を介して伝播できるように選ばれる。そのような波長を有する光は不透明媒体25中に存在する蛍光剤の励起にとって最適ではないかもしれないが、係る光はそれでもその蛍光剤中で十分な蛍光を生じさせることができる。そのような場合、その実施例は、実装が容易であるという利点を有する。その理由は、当該装置1のような装置は通常、複数の波長の光を放出するように備えられた光源を有するためである。さらに、複数の離散的な光の入射位置35aに加えて受け取り容積20を照射するのに空間的に拡張された光源37が用いられる。空間的に拡張された光源37は、該空間的に拡張された光源37に存在する複数の光の入射位置から受け取り容積20を照射する。前記複数の光の入射位置は連続スペクトルを生成する。この実施例によると、不透明媒体25の相当部分は、測定速度の向上を可能にする励起光によって照射されて良い。工程70では、光源5からの励起光によって不透明媒体25を照射する結果として受け取り容積20から放出される蛍光が検出される。受け取り容積20から放出される蛍光だけを検出するため、当該装置1は、前記受け取り容積20から放出される励起光と前記受け取り容積20から放出される蛍光とを区別できるように備えられていなければならない。これはたとえば、光フィルタ52を有することによって実現可能である。ただしその光フィルタ52は、励起光を遮断するが、受け取り容積20と光検出器ユニット10との間の光路中の如何なる場所でも蛍光を通過させることができる。
【００２３】
図3は、本発明による医療画像取得装置の実施例を図示している。当該医療画像取得装置75は、破線の長方形で示されている図1で論じた当該装置1を有する。当該装置1に加えて、当該医療画像取得装置75は、像再構成ユニット15によって再構成される不透明媒体25内部の像を表示するスクリーン80、及び使用者と当該医療画像取得装置75とのやり取りを可能にする入力インターフェース-たとえばキーボード-をさらに有する。
【００２４】
上述の実施例は本発明を限定するというよりは、むしろ本発明を図示するもので、当業者は、特許請求の範囲における請求項で定義される本発明の技術的範囲から逸脱することなく、本発明に関する多くの代替的実施例を設計することが可能であることに留意すべきである。複数の手段が列挙されているシステムクレームでは、これらの手段のうちの複数が、ハードウエアにおける一及び同一の項目によって実施することが可能である。ある方法が、相互に異なる従属請求項において再掲されているという事実だけでは、これらの方法の組み合わせが利点を有しないということを示唆しない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不透明媒体の内部を可視化する装置であって、
当該装置は：
前記不透明媒体を収容する受け取り容積；
励起光を放出する光源であって、前記励起光は前記不透明媒体中の蛍光物質で蛍光発光が生じるように選ばれている、光源；
前記受け取り容積に対して前記光源を光学的に結合する結合手段であって、前記受け取り容積を照射するための前記受け取り容積の周囲に分布する複数の離散的な光の入射位置を有する、結合手段；
前記光源からの励起光によって前記不透明媒体を照射した結果として前記受け取り容積から放出される蛍光を前記受け取り容積の周囲に分布する複数の離散的な光の入射位置で検出する光検出器ユニット；
を有し、
当該装置は、励起光を放出する空間的に拡張された光源をさらに有し、かつ
当該装置は、前記不透明媒体に対する複数の離散的な光の入射位置から、前記光源からの励起光と、前記空間的に拡張された光源からの励起光が、前記受け取り容積で同時に結合するように備えられることを特徴とする、
装置。
【請求項２】
当該装置が、第2複数であるN箇所の離散的な光の入射位置35aから選ばれた第1複数であるM箇所の離散的な光の入射位置35aから、前記受け取り容積で励起光を同時に結合させるにように備えられ、
MはN以下（M≦N）である、
請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記光源が複数の波長の光を同時に放出するように備えられ、かつ、
前記結合手段が単一波長の光を前記光の入射位置のうちの少なくとも1つに結合するように備えられている、
請求項2に記載の装置。
【請求項４】
前記複数の光の入射位置の少なくとも一部が連続スペクトルを形成する、請求項1に記載の装置。
【請求項５】
不透明媒体の内部の可視化する方法であって、
当該方法は：
光源から励起光を放出する工程であって、前記励起光は前記不透明媒体中の蛍光物質で蛍光発光が生じるように選ばれている、工程；
前記受け取り容積に対して前記光源を光学的に結合して、前記受け取り容積の周囲に分布する複数の離散的な光の入射位置から、前記光源からの励起光によって前記受け取り容積を照射する工程；
前記光源からの励起光によって前記不透明媒体を照射した結果として前記受け取り容積から放出される蛍光を前記受け取り容積の周囲に分布する複数の離散的な光の入射位置で検出する工程；
を有し、
前記光源を前記受け取り容積へ光学的に結合させる工程が、前記光源を前記受け取り容積へ光学的に結合させて、前記複数の光の入射位置から、前記光源からの励起光と、前記空間的に拡張された光源からの励起光で前記受け取り容積を同時に照射する工程を有する、
ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項1から4までのいずれか1項に記載の不透明媒体内部を可視化する装置を有する医療画像取得装置。
【国際調査報告】
2009545359.tif 000006
2009545359.tif 000007
2009545359.tif 000008