(57)【要約】【課題】本発明の例示的な実施態様による方法、機器および装置は、例えば一部の解剖学的構造の試料と関連した情報を取得して提供することができる。【解決手段】情報は、試料および第２データの位置から取得される信号に基づいて第１データを使用して生成され、第２データは、第３基準信号を有する試料から受信される第２信号を組み合わせることで取得される。一部の試料のイメージは、同様に上記情報に基づいて生成される。例えば、第１データは、スペクトル符号化顕微鏡観察データと関連することができ、第２データは、光学的干渉性断層放射線写真撮影データと関連することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの試料の多くて約１０ミクロンの長さ寸法を有する領域の少なくとも１つから受信される第１信号と関連した第１データを出力するために構成される少なくとも１つの第１機器と、
少なくとも１つの前記試料から受信される第２信号と、参照機器から受信される第３信号と関連した第２データを出力するために構成される少なくとも１つの第２機器と、
前記第１データおよび第２データに基づいて更なるデータを生成するために構成される少なくとも１つの第３機器と、を備えたことを特徴とする装置。
【請求項２】
少なくとも１つの前記第３機器は、前記更なるデータに基づいて少なくとも二次元画像または三次元画像のうち１つを生成するために更に構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１データおよび第２データは、ほぼ同時に取得される、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１データおよび第２データは、少なくとも１つの前記試料上のほぼ同じ位置に関連する、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１データおよび第２機器は、プローブまたは単一の筐体のうち少なくとも１つから出力される、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
少なくとも前記第１データまたは前記第２データのうちの１つに基づく前記試料と関連する特定の位置で少なくとも前記プローブまたは前記単一の筐体の１つの位置を定めるために構成される位置決定機器をさらに備える、ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１機器および第２機器は、少なくとも１つの共通の構成要素を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの共通の構成要素は、放射源機器または探知機器で少なくとも１つを提供する、ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの第１機器は、共焦顕微鏡観察情報を取得するために構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記共焦顕微鏡観察情報は、反射光共焦顕微鏡観察情報である、ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの第１機器は、スペクトル符号化顕微鏡観察情報を取得するために構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの第２機器は、光学的干渉性断層放射線写真撮影情報を取得するために構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの第２機器は、複数の波長を有する放射源装置によって出力される信号と関連した光学的干渉性断層放射線写真撮影情報を取得するために構成され、
前記波長に基づく前記第２信号と第３信号との間のスペクトル干渉を検出するために構成される複数の探知器をさらに備える、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの第２機器は、波長が時間とともに変化する放射源機器によって出力される信号と関連した光学的干渉性断層放射線写真撮影情報を取得するために構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
少なくとも前記第１データまたは前記第２データのうちの１つに基づいて、前記第１機器または前記第２機器のうちの少なくとも１つを制御するために構成される少なくとも１つの第４機器をさらに備える、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１データおよび第２データに基づいて画像を生成するために構成される少なくとも１つの第５機器をさらに備える、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記第２データに基づいて前記第１データおよび少なくとも１つの第２画像に基づいて少なくとも１つの第１画像を生成するために構成される少なくとも１つの第６機器をさらに備え、
前記第１画像および第２画像は、前記第１データおよび第２データに基づいて互いに関連する、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１データまたは前記第２データのうちの少なくとも１つに基づく前記少なくとも１つの第１機器または前記少なくとも１つの第２機器のうちの少なくとも１つに関連した焦点距離または焦点位置の少なくとも１つを制御するために構成される焦点調節機器をさらに備える、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１データは、前記少なくとも１つの領域の中で少なくとも１つの第１位置と関連し、前記第２データは、前記少なくとも１つの試料の少なくとも１つの第２位置と関連する、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの試料が解剖学的構造である、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
少なくとも１つの試料と関連した特定のデータを取得する方法であって、
前記少なくとも１つの試料の少なくとも１つの多くて約１０ミクロンの長さ寸法を有する領域から受信される第１信号と関連した第１データを取得するステップと、
前記少なくとも１つの試料から受信される第２信号と、参照機器から受信される第３信号と関連した第２データを取得するステップと、
前記第１データおよび第２データに基づいて特定のデータを生成するステップとを有する、ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］本出願は、２００５年９月２９日出願の米国特許出願第６０／７２１，８０２号に基づき優先権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。
【０００２】
本発明は、スペクトル符号化法により上皮性器官およびその他の生物構造の総合的なイメージを生成するための装置および方法に関わる。
【背景技術】
【０００３】
放射線技術、例えば×線コンピュータ・トモグラフィ（ＣＴ）、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）および超音波は、器官レベルにおける人体の病変を非侵襲的に可視化することができる。
これらのモダリティ（様式）は、大きな病変を識別することはできるが、癌診断に対しては既存のイメージ生成技術の分解能を超えた顕微鏡的構造を評価することが要求される。
その結果として、診断には生体検査および組織病理学検査が要求される。
前癌腫瘍および早期癌はしばしば顕微鏡的大きさであるため、これ等を識別し診断を下すための重要な課題が呈示されている。
これらの病変のスクリーニングおよび監視には、通常の無ガイド下生体検査およびヘマトキシン・エオシン（Ｈ＆Ｅ）染色スライドの形態学的分析に頼っている。
この手法は、現時点での標準的な顕微鏡診断法と見做してよいが、患者の組織を採取する必要があり、またスライド作成には多大の処理時間を必要とするものである。
さらに重要なことは、組織病理学は一点サンプリング技術であり、非常に微細な病変組織が繰り返し切除されることとなり、多くの場合恐らく１％未満の生体検査用サンプル（試料）が病理学者により検査されると推定される。
【０００４】
生きている患者の器官の全体或いは生体系の全体を顕微鏡検査により診断することが望ましい。
しかしながら、適切なイメージ生成技術がないために、前腫瘍状態（例えば化生）および形成異常をスクリーニングするための選択肢は非常に制限されている。
さらに、異常形成および上皮性悪性腫瘍の原部位を識別できないために、例えば前立腺、結腸、食道、膀胱などの無作為生検などのスクリーニング手順が用いられてきており、これらの手順は非常に好ましくなくまた無差別でありうる。
現在、凍結切片研究室で推奨されている診断作業の多く、例えば外科手術される腫瘍の周縁部の描写は大きな容積の組織を顕微鏡規模で高速にイメージ化することができる診断手段により改善されうるであろう。
病理学と放射線医学との間の溝を埋めることができる技術は、患者管理並びに健康管理に著しい恩恵をもたらすであろう。
【０００５】
例えばマイクロＣＴ、マイクロＰＥＴ、核磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）顕微鏡検査などの非侵襲イメージ生成技術の分解能の向上に進展があった。
２０μｍに届く分解能がこれらの技術で達成されているが、本質的な物理的制限があるために患者への適用は未だに妨げられている。
最近、身体原位置で行う非切除組織病理学的診断用の顕微鏡光生検技術に進歩が見られた。
反射率共焦点顕微鏡検査（ＲＣＭ）は、組織に接触することなくミクロ構造の測定ができ、また造影剤の外部投与を必要としないため、特によく患者に適した非侵襲顕微鏡検査であろう。
ＲＣＭは焦点が外れた光を除去し、組織内部の単一平面から発せられた後方散乱光子を検出することができるものである。
ＲＣＭは、例えば組織面に対して平行な面からの電磁放射の収束ビームを高速でスキャンしながら、組織の横断面イメージ、即ち正面像を作るために行われることができる。
ＲＣＭに用いられうる大開口数は、非常な高分解能（１〜２μｍ）をもたらすことができ、細胞下構造の可視化を可能とする。
しかしながら、大開口数イメージ生成は、光が不均質な組織を通して伝播するのに伴って生じる収差に特に過敏である。
また、ＲＣＭを用いた高分解能イメージ生成は、典型的には深度が約１００〜４００μｍに制限される。
【０００６】
ＲＣＭは、皮膚組織に対する実行可能なイメージ生成技術であることが広く実証されている。
内視鏡共焦点顕微鏡検査システムの開発は、少なくとも部分的には走査顕微鏡の小型化を含む実質的な技術上の挑戦に負うものであり、一層困難であった。
共焦点顕微鏡検査の概念を内視鏡に適用するための主要な障害の一つは、小直径、柔軟性のプローブの先端に収束ビームをラスタリングするための工学技術である。
この問題を解決するために、先端部小型電気機械システム（ＭＥＭＳ）ビーム走査装置及び単一モードファイバ束の近位端スキャニングの使用を含む諸種の方法が提案されてきた。
また、ＲＣＭは、離散位置においてのみ顕微鏡イメージをえることが出来る、「点サンプリング」技術である。
現在行われているように、点サンプリングは、視野が切除生検と同程度又はそれ未満に限定されるためにＲＣＭに特有であって、総合的な広視野顕微鏡検査のためにはそのイメージ生成速度は遅すぎよう。
【０００７】
これに加えて、共焦点顕微鏡検査法を内視鏡検査に適用する際には、光学切片顕微鏡に用いられうる大開口数対物レンズの小型化などにも挑戦が必要である。
このような小型化は、例えば勾配−インデックス・レンズシステム、ニ軸対物系、またはカスタム・デザインの小型対物系を具備することにより達成されうる。
例えば、生体顎部上皮の形態の詳細なイメージは、小型対物レンズに結合された光ファイバ束を用いて得られ、また、結腸・直腸系の病変の蛍光に基づいたイメージは、オリンパス工業やペンタックスーオプティスキャン社等から入手できる市販の測定機器を用いて得られる。
【０００８】
これらの先進性にもかかわらず、広範囲にわたる原位置の生物構造を顕微鏡の分解能で提供できる改良されたイメージ生成技術が必要であろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的の１つは、従来の技術システム及び方法（上記で本願明細書において記載されているそれらを含む）の特定の不備および欠点を克服して、方法の例示的実施形態および例えば試料（例えば解剖学的構造、上皮臓器または他の身体組織）の広範囲の顕微鏡的な光学イメージングを提供することができる装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
例えば、本発明の例示的な実施態様に従う、試料と関連した情報を提供する装置を提供する。
情報は、試料の領域と関連した第１データ、試料および基準信号から取得される第２の信号の両方と関連した第２のデータに基づいている。
領域は、長さ約１０ミクロン未満でもよい。
領域の２次元イメージまたは３次元イメージは、上記の情報を使用して生成してもよい。
任意選択として、第１および第２のデータは、主として同時に取得でき、各々の試料上の共通の位置と関連してもよい。
【００１１】
装置は、プローブまたは単一の筐体の形態を形成されてもよい。
本発明の例示的実施態様において、装置は、第１および／または第２のデータに基づいて試料と関連して特定の位置でプローブまたは筐体を配置するように構成される位置決め機器を備えてもよい。
特定の共通部品（例えば光学部品）は、第１および第２のデータを獲得するために使用してもよい。
共通部品は、例えば、光線または他の放射線の放射源および／または探知器を含んでもよい。
【００１２】
本発明の例示的実施態様において、第１データは、例えば、反射光共焦顕微鏡観察情報および／またはスペクトル符号化顕微鏡観察情報からなる共焦顕微鏡観察情報を含んでもよい。
第２のデータは、光学的干渉性断層撮影法情報を含んでもよい。
複数の波長を有する光源および／または時間と共に変化する波長は、更に、取得される信号の間の干渉に基づいて、試料および参照用試料を形成する第２のデータを取得するために使用してもよい。
【００１３】
本発明の特定の例示的実施形態において、装置は、第１および／または第２のデータに基づいて試料と関連してプローブまたは筐体の位置を制御するように構成してもよい。
【００１４】
本発明の更なる例示的実施形態において、別々の画像は第１および第２のデータを使用して発生してもよく、これらの画像は第１および第２のデータが関係してもよい試料上の位置に基づいて互いに関係していてもよい。
【００１５】
例えば、本発明の例示的実施態様に従う装置は、共焦顕微鏡観察情報、スペクトル符号化顕微鏡観察情報および／または光学的干渉性断層放射線写真撮影情報と関連した焦点距離および／または位置決め制御することが可能な焦点調節機器を含むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の上記の目的、特徴、及び利点は、付属する請求項と関連して、以下に詳細に説明した本発明の実施形態を読むことで明らかとなる。
更に、図面を参照して本発明を詳細に説明するが、これは例示した実施形態と関連して行う。
【００１７】
そして、本発明の更なる目的、特徴、及び利点は、本発明の例示的な実施形態を示す添付図面と併せて、以下に詳述する本発明の記載から明らかとなる。
更に、対象発明を図面に関して詳述するが、これは実施例との関連において行われる。
なお、記載した実施形態に対する変更及び改変については、添付請求項によって規定される対象発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく行える。
【００１８】
発明の例示的実施形態の詳細な説明
【００１９】
本発明の代表的な実施形態に従い、プローブ内での小型、高速スキャニング機構に対する要求を解消した内視鏡共焦点顕微鏡検査のための方法および装置を提供するものである。
スペクトル符号化共焦点顕微鏡検査（ＳＥＣＭ）は、このために用いられうる波長分割多重化共焦点法である。
ＳＥＣＭは広帯域幅光源を利用するものであり、この光のスペクトルにおける空間情報の一つの次元を符号化することができる。
【００２０】
代表的なＳＥＣＭ技術を図１に示す。
プローブの先端に配置された単一モード光ファイバ１００からの出力は、コリメート・レンズ１１０により平行光に変換され、次いで分散光学素子（例えば、透過回折格子１２０）を照明する。
次いで対物レンズ１３０により、それぞれの回折された波長が標本内の異なる空間位置に集光され、ライン上の各点が異なる波長に対応付けられた横方向ライン焦点１４０となる。
標本、例えば生体組織から反射された後、この光信号は、回折素子１２０で再結合され、単一モードファイバ１００により集光される。
この単一モードファイバ１００のコア開口は、非焦点光を除去することができる空間フィルター作用をもたらすことができる。
プローブの外部（および選択肢としてシステム・コンソール内部）で、返送された光のスペクトルが測定され、標本内の横方向変位の関数としての共焦点反射率に変換される。
スペクトルの復号は迅速に行われる。
このように、ライン焦点に直交方向にビームをスキャンして生成されるイメージは、比較的に低速な直進機構作動により生成される。
【００２１】
ＳＥＣＭ技術は内視鏡ＲＣＭの使用を可能とすることができ、高速直線ＣＣＤカメラを用いて非常に高速でイメージデータを供給することができる。
商用リニアＣＣＤアレイは、毎秒約６０００万ピクセルよりも高速度でデータを取得することができる。
これらのＣＣＤアレイは、ＳＥＣＭ分光計に組み込まれると、光焦点イメージを通常のビデオのスピードの約１０倍の高速で、また、ある内視鏡ＲＣＭ技術の最大１００倍の速さで生成することができる。
典型的なＳＥＣＭシステムの速いイメージ生成速度および光ファイバ構造は、内視鏡プローブを通した総合的かつ広い範囲の顕微鏡検査をおこなうことを可能とするものである。
【００２２】
光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）を用いた技術およびその変形技術は、総合的な構造スクリーニングに用いることができる。
時間領域ではなく波長領域でＯＣＴ信号を収集することにより、良好なイメージ品質を保持しながらイメージ生成速度を数桁改善することができる。
スペクトル領域ＯＣＴ（ＳＤ−ＯＣＴ）技術を用い、組織試料とレファレンス間のスペクトル分解性干渉を検出することにより、生物組織中での高分解能測距をおこなうことが可能である。
ＳＤ−ＯＣＴにはＳＥＣＭシステムと同じ高速線形ＣＣＤを用いることができるため、このアレイは６０００万画素／秒でイメージを取得できる。これは、通常の時間領域ＯＣＴ（ＴＤ−ＯＣＴ）システムに比べて約２桁高速である。
この収集速度と分解能により、ＳＤ−ＯＣＴシステムは、病院環境で構造レベルの総合的な容積顕微鏡検査をもたらすことが可能である。
【００２３】
代表的なＳＤ−ＯＣＴおよびＳＥＣＭシステムによりもたらされる情報は相補的であり、両技術を利用したハイブリッド・プラットフォームは、組織の構造および細胞構造上の精密診断に必須な情報を提供することができる。
異種の技術の組み合わせは、通常広い分野にわたる工学技術を必要とし、また性能を劣化させる可能性があるが、ＳＥＣＭおよびＳＤ−ＯＣＴシステムは、キーとなる構成部品を共用し、また、実質的に複雑さや個々のシステムのコストを増すことなく高性能多様式システムを提供することができるものである。
【００２４】
本発明の代表的な実施形態に従うＳＥＣＭシステムには、時間の関数としてスペクトル符号化情報を得るために波長掃引１３００ｎｍ光源および単一素子光検出器を利用することができる。
このシステムを用いて、視野（ＦＯＶ）４００μｍに亘り、横方向分解能１．４μｍ、軸方向６μｍのイメージを約３０フレーム／秒までの速度で収集することができる。
ＳＥＣＭシステムによりとくに腸上皮化生（ＳＩＭ）またはバレット食道化生内に見られる細胞下構造を識別できることを明らかにするために、高速システムを用いて、新たに切除された豚の十二支腸切片のイメージ化が行われた。
【００２５】
図２Ａ乃至図２Ｃは、２つのイメージ化モードおよび対応するファイバ構成を用いて体外で得た豚十二支腸の代表的なＳＥＣＭイメージを表している、即ち、単一モード照明、単一モード検出（ＳＭ−ＳＭ）、および単一モード照明、マルチモード検出（ＳＭ−ＭＭ）を用いたものである。
図２ＡのＳＭ−ＳＭイメージは、単一モード光源および単一モード検出による組織表面から１００μｍの位置にある上皮構造のイメージを表している。
図２Ｂは、単一モード光源と、コア対口径の比が１：４である多モード検出（ＳＭ−ＭＭ）とを用いて得られた同じ組織部位のイメージであって、見かけは一層滑らかであり、スペックル雑音が低減されているために更に容易に解釈がなされうる。
図２Ｃは、図２Ｂに示したイメージの拡大図であって、微かな反射中心（例えば固有層「ＩＰ」）とこれより散乱が激しい円柱上皮を持つ繊毛の存在を示している。
図２Ｃに示された円柱状細胞の底辺の強く明るく見えるイメージ（矢印参照）は、細胞核と一致する。
【００２６】
ＯＣＴ技術を用いてイメージ化される生体食道壁の厚さは、膨張したバルーンを用いることにより、例えば約２倍縮小される。
図２Ａ乃至図２Ｃに示された豚の腸の試料の厚さは、同量減少し、また、ＳＥＣＭ技術を用いて観測されたその細胞下の特徴はよく保存されていた。
図３Ａおよび図３Ｂは、それぞれこの薄切片試料の深度５０μｍと１００μｍで得られたイメージを表している。
【００２７】
商用８００ｎｍレーザ・スキャニング共焦点顕微鏡の侵入深度は、１３００ｎｍＳＥＣＭシステムの侵入深度と比べて約２０％削減されることが観測された。
この侵入深度の低減は、相対的に波長の短い光源の散乱が増加する結果であると推定される。
このように、８４０ｎｍの光源を用いたＳＥＣＭシステムは、例えば腸上皮の細胞下構造を識別するために十分な侵入深度をもたらすことができる。
【００２８】
図４に、総合的なＳＥＣＭイメージを生成するように構成された本発明の代表的な実施形態による装置の概略図を図示する。
この代表的な装置は、長さが２．５ｃｍ、直径が２．０ｃｍの円筒状の試料からイメージを取得できるように構成される。この大きさは概ね食道下部の大きさである。
波長中心が８００ｎｍで帯域幅が４５ｎｍのファイバ結合２．０ｍＷスーパー・ルミネッセンス・ダイオード２００（ＱＳＳＬ−７９０−２、ｑＰｈｏｔｏｎｉｃｓ社製，バージニア州チェサピーク）が、５０／５０単一モードファイバ結合光ビーム・スプリッター４０５を照明するように構成される。
スプリッターの一部分を通過した光は、コリメータ４１０により平行光に変換されファイバ４１２を通過して集光部４１５へ送られ、次いで回折格子４２０（１７８０ｌｐｍｍ、Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉ×，ＬＬＣ社製、マサチューセッツ州ハドソン）、および焦点距離Ｆが４．５ｍｍ、開口部５．０ｍｍおよび開口数０．５５を持つ３５０２３０−Ｂ  非球面レンズ４２５（Ｔｈｏｒ  Ｌａｂｓ、ニュージャージ州ニュートン）を具備した回折レンズ対へ送られる。
この機器は、円筒型試料の内部表面上に、５００μｍの長さ方向線形アレイ、即ち集光されたスペクトル符号化スポット４３０を生成することができる。
回折格子−レンズ対は、モータ４３５（１５１６ＳＲ、１５ｍｍ径モータ、ＭｉｃｒｏＭｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社製、フロリダ州クリアウオータ）の軸へ筐体４４０を利用して取り付けることができる。
モータの回転に従って、このスペクトル符号化ラインは円筒状試料の内部円周と交叉してスキャンされる。
モータ４３５、筐体４４０および回折格子−レンズ対は、コンピュータ制御線形載物台４４５（例えば、Ｎａｎｏｔｏｙｉｏｎ  ＩＩ、２．５ｃｍレンジ、Ｍｅｌｌｅｓ  Ｇｒｉｏｔ社製、ニューヨーク州ロチェスター）を用いて、モータ４３５が回転中は円筒状試料の長手方向軸に沿って並進される。
この手順により、全円筒状試料の内部面が螺旋状にスキャンされた。
【００２９】
試料からの反射光は、光学システムを通って単一モードファイバ４１２へ逆送信され、次いでファイバ４１２で分光計４５０、および例えば２０４８ピクセルを持ちライン速度３０ＩｃＨｚ（例えば、Ｂａｓｔｅｒ  Ｌ１０４Ｋ、Ｂａｓｔｅｒ  Ｖｉｓｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社、ペンシルベニヤ州エクストンなど）のＣＣＤ４５５へ送られる。
コンピュータ４６０は、分光計４５０およびＣＣＤ４５５によりもたらされたデータの蓄積、分析および表示に用いることができる。
モータ１回転当たり約６０，０００点（０．５Ｈｚ、即ち３０ｒｐｍ）がデジタル化されて約１．０μｍの円形サンプリング密度を得ることができる。
モータの縦方向速度は約０．２５ｍｍ／秒であり、円筒形試料の１スキャンを完了するためには約１００秒が必要である。
【００３０】
回折格子−レンズ対上の平行ビームの１／ｅ2直径は約４．０ｍｍである。
結果として、この代表的な機器の実効ＮＡは約０．４であり、これはスポット径の理論値約１．２μｍおよび共焦点パラメータ約２．５μｍに相当する。
光学的に無収差のシステムでは、試料上の理論的なスペクトル分解能は０．８Ａであり、これはスペクトル符号化ライン４３０を横断する最大約６３０個の分解点を生ずることができる。
検出アームの分光計４５０は、プローブの予測スペクトル分解能を凌ぐように設計することができる。
【００３１】
この機器を用いて得られた１９５１ＵＳＡＦ分解能チャートのＳＥＣＭ走査を図５に示す。
この図中最小のバーは、２．２μｍで分離されており、識別された。
焦点走査ミラーを用いて得られた横線広がり機能である半値幅（ＦＷＨＭ）と軸方向ＦＷＨＭはそれぞれ２．１μｍおよび５．５μｍであった。
視野は約５００μｍであることが観測された。
これらの観測値は対応する理論値より幾分小さかったが、これは光行差に起因するものと推定される。
これ等のパラメータは、本明細に記載の代表的な機器は生物組織の共焦点顕微鏡検査に用いられるに十分な分解能を具備していることを示している。
【００３２】
２．５ｃｍ模型の完全プルバック・イメージに対する代表的なＳＥＣＭイメージデータを図６に示す。
極座標はこれ等の表示イメージを生成するのに先立って、直交座標に変換された。
模型標本は、内径２．１ｃｍのテフロン（登録商標）管内面に取り付けられたレンズペーパを用いて作成された。
図６の低輝度イメージは紙の巨視的な構造であって、繊維の折り重なりと空隙が観察される。
円周方向に見える縞模様は、一層低いスペクトル・パワーとスペクトル符号化ラインの端又は端近くに現れるレンズの収差に起因するものと推定される。
図６Ｂ乃至図６Ｅに示されているように、個々の繊維と繊維の微細構造は、この一連のデータが一層大きく拡大された範囲において明確に解像されている。
【００３３】
図４Ａの焦点用機器を調節することにより、模型試料の円筒２次元（２Ｄ）イメージが１２０μｍの範囲にわたる５離散焦点深度で取得された。
図７に示すこれ等の５イメージ７１９−７５０は、次いで統合画像を生成するために加算された。この統合画像は模型試料のほぼ全表面範囲を覆っていることが明らかである。
【００３４】
本明細に記載されているようなＳＥＣＭ機器を用いた生物試料のイメージ生成は、光走査ヘッド用センタリング機器なしで行うことができる。広視野顕微鏡イメージおよびデータを生成するように更に改善をするために、豚腸の試料は直径２．０ｃｍの透明円筒の頂点に置かれた。
この試料の３６０度走査は、１秒で行われたものであって、図８Ａに示されている。
プローブの心出しが行われずまた試料は円筒の周囲を完全には覆わなかったため、円筒走査の唯一のセクタでのみそれらしいイメージ化組織が見られた。
図８Ｂ乃至図８Ｄのイメージはこの組織試料の代表的な拡大範囲の配列を表している。
図８Ｂに示すイメージは、図８Ａの破線長方形で囲われた１．５ｃｍ領域の拡大図である。
同様に、図８Ｃのイメージは図８Ｂの長方形で囲まれた部分の拡大図であり、図８Ｄのイメージは図８Ｃの長方形で囲まれた部分の拡大図である。
図８Ｂの組織の拡大イメージは、腺状構造を示唆している。
図８Ｃ乃至８Ｄの拡大イメージは、１３００ｎｍＳＥＣＭシステムを用いて観察された図２および図３に示す繊毛および核と同様の特徴を表している。
図８ＡのＳＥＣＭ走査の他の範囲は焦点ＳＥＣＭビームの不適切な配置によると推定される正反射と信号の欠落を含む透明円筒からのアーチファクトを表している。
【００３５】
患者の総合的な共焦点顕微鏡検査を行うことは多様な技術上の挑戦をもたらす。
このような挑戦は、イメージ生成速度の高速化、プローブ光学部品および心出し機構に関係する機構部品の小型化、および焦点面を動的に変化させる技術の実施である。
【００３６】
このＳＥＣＭシステムのイメージ収集速度は、上記に記載の代表的なシステムに比べて、例えば２〜４倍改善することができる。
このような改善はある種の変更をすることにより実現可能である。
例えば、高出力半導体光源（例えば、Ｓｕｐｅｒｌｕｍ  Ｄｉｏｄｅ、Ｔ−８４０ＨＰ：２５ｍＷ，８４０ｎｍ、１００ｎｍスペクトル帯域幅）は、スペクトル分解可能点、例えば約１０００点をもたらすことができる。
このような光出力の増加は感度を改善し、帯域幅の拡幅は視野を拡大し、ＳＥＣＭビームの走査速度を約２倍高速化することができる。
また、サーキュレータ、例えばＯＣ−３−８５０（Ｏｐｔｉｃｓ  ｆｏｒ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ社製，ニュージャージ州コールドウェル）を用いることにより、プローブへ搬送されまたプローブから収集される光の効率を改善することができる。
一層高速で高感度の線形ＣＣＤ、例えば２０４８画素、６０ｋＨｚの読み出し速度を持つＡＶＩＩＶＡ  Ｍ４−２０４８（Ａｔｍｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製など）を用いることにより、データ収集速度を２倍改善し、またイメージデータを生成するために用いられる波長範囲にわたりスペクトル応答を改善することができる。
カメラから蓄積用ハード・ドライブ・アレイへのデータ転送をおおよそ１２０ＭＢ／秒の速度で行えるＣａｍｅｒａ  Ｌｉｎｋ  社製インタフェイスを用いることにより、性能も改善されうる。
【００３７】
最小検出反射率と理解される感度は、共焦点イメージ品質と侵入深度に影響するシステムパラメータである。
近赤外線ＲＣＭ技術を用いた場合、深さが約３００μｍまでの皮膚から約１０-4から１０-7にあたる入射光の一部分が反射されると推定される。
本明細に記載の本発明の代表的な実施形態に従う代表的なシステムで用いられる対物レンズのＮＡ、および皮膚は非角質化上皮粘膜よりも光を減衰させるという観測に基づいて、ここに記載の代表的なＳＥＣＭプローブの対物レンズは組織深部からの照射光の概ね３×１０-4から３×１０-7を集光すると推定される。
２５ｍＷ光源は、例えば約１０００の独立したビームに分離される。
最大二重径路挿入損失は約１０ｄＢと推定される（これは、プローブによる損失６ｄＢ、および光ファイバと分光計とによる損失４ｄＢを含む）。
従って、これらの推定パラメータに基づき、一つのアレイの各画素は各ライン集積期間に概ね５０から５０，０００フォトン／画素で照射されると推定される。
【００３８】
多モード検出技術を用いることにより、信号利得は１０倍が達成され、この結果、このような構成に対して１走査当たり概ね５００から５０，０００フォトン／画素であると推定される。
Ａｔｍｅｌ  ＡＶＩＩＶＡ  Ｍ４  カメラの１画素は、信号が約２４０フォトンで生じる暗電流揺らぎ以上の場合、確実に光を検出することができる。
もしこの装置が、これらの波長で概ね量子効率５０％を持てば、最小検出可能信号は１走査あたり４８０フォトン／ピクセルで生成される。
これらの概算に基づき、Ａｔｍｅｌカメラは組織の一層深部のＳＥＣＭイメージ生成をおこなうために十分な感度を持っていると推定される。
予測最小反射率の量子雑音抑制検出は、集光のために多モードファイバを用いるか光源出力を増大することにより達成することができる。
【００３９】
図９に、上皮性器官の広範囲の顕微鏡イメージ生成をおこなうことができる、本発明の実施形態に基づく装置の概略図を示す。
広帯域幅光源或いは波長掃引光源である光源９００は、サーキュレータ９１０或いはファイバ・スプリッタを通って搬送される光を供給するものである。
次いで、この光は走査機構９２０を通ってイメージ生成用カテーテル９３０へ伝送される。
走査はカテーテルの外部かまたはカテーテルの内部で行うことができる。
好適な代表的実施形態では、プルバック走査はカテーテル外部で行われ、また回転走査はカテーテル内部で行われる。
次いで、集光された反射光は、検出器９４０で検出される。広帯域幅光が用いられる場合には、この検出器には、例えば分光計を用いることができる。
波長掃引光源が用いられた場合、検出器９４０もまた、例えば単一検出器である。
検出器９４０で得られたデータは、走査手順を制御し同期させるためにも構成されたコンピュータ９５０により処理され、表示されかつ／または保存されうる。
【００４０】
大きな内腔器官のスクリーニングには、その組織に関係して一貫した焦点距離および／または深度を与えまた数センチメートルの長さにわたり円周イメージを迅速に収集するために、内腔内のカテーテルの先端部の心出しを用いることが好適である。
これらの基準は、心出し機器内部にイメージ生成用プローブの円周走査を組み入れることにより満たされる。
心出し機器の中心或いはその近傍に配置されたイメージ生成光学機器を備えることは更に、例えば集光条件を簡略化するものである表面の高さの変動の除去、および他の方法では生じる可能性がある運動によるアーチファクトを大幅に抑圧することが出来るイメージ生成システムを患者に物理的接続することなど、幾つかの利点がある。
【００４１】
図１０に、本発明の代表的な実施形態に従うＳＥＣＭカテーテルの先端の概略図を示す。
光は、ファイバ・チャック１００５で固定された光ファイバ１０００を通して供給され、次いでコリメート・レンズ１０１０を用いて平行光線となる。
この光は、次いで可動焦点機構１０１５と、非点収差効果を補正するために光路があらかじめ補正された円筒レンズ１０２０を通過する。
次いで光は、その中心波長の成分が例えば約９０度回折され、イメージ生成レンズ１０３０によりスペクトル符号化ライン１０３５上へ集光されるように構成された回折格子１０２５を通過して回折される。
【００４２】
スペックル・アーチファクトは、光ファイバ１０００に関係するピンホール開口の直径を拡大して多モード検出を用いることにより削減することができる。
この技術は、僅かな空間分解能の低下を伴うのみで信号スループットの増強とスペックル・アーチファクトの削減をもたらすことが出来る。
二重クラッド光ファイバは、スペクトル符号化にこの技術を実装するために用いられ、単一モード・コアは組織を照明し、多モード用内側クラッドは反射光を検出することができるものである。
【００４３】
イメージ生成レンズ１０３０は、約２〜７ｍｍの相対的に大きな作動距離を持ち、約０．２５から０．５の大きなＮＡを保持することが好ましい。
さらに、このイメージ生成レンズ１０３０は薄いことが望ましく、約５ｍｍの厚を越さないことが好ましい。
非球面或いは色収差補正レンズ等の通常のレンズをイメージ生成レンズに用いることができる。
【００４４】
内部筐体１０４０は、諸種の光学部材とモータ１０４５とを囲うものであり、外部筐体１０６０内部におけるこれらの部材を縦方向に配置することを可能にするものである。
内部ハウジング１０４０は、モータシャフト１０５０をプローブ内部に保持する構造上の堅牢さを維持しつつ、その一部は良好な光伝達特性を持ち、また波面歪が低く高品質イメージ生成を可能とするものである。
内部ハウジング１０４０の一部又はその全体が透過性窓を構成するために用いられる物質は、例えば、ガラス又はぺバックスや高密度ポリエチレンなどのプラスチック物質である。
【００４５】
外部ハウジング１０６０は、内部ハウジング１０４０を包囲し、かつ心出し手段１０６５を用いて、イメージ化された組織に対して引き続き固定位置にあるように構成される。
外部ハウジング１０６０の壁の開口により、プルバックケーブル１０６５は内部ハウジング１０４０を動かすことができる。
線形走査は、外部ハウジング１０６０をイメージ化される組織１０８０に関して固定位置に保持しながら、内部ハウジング１０４０をコンピュータ制御変換装置（このような変換機器は、例えば、Ｎｅｗｐｏｒｔ  Ｃｏｒｐ．社，カリフォルニア州アーバインから供給される）に装着して行われる。
このようなプルバック技術は、縦方向食道ＯＣＴイメージを取得するために用いることができる。
外部ハウジング１０６０の一部または全部は、光が透過することができるように透明である。
外部ハウジング１０６０の透明部分の光学特性は、内部光窓１０５５の特性と同様である。
【００４６】
円筒レンズ１０２０、回折格子１０２５、およびイメージ生成レンズ１０３０は、モータシャフト１０５０に取り付けられた回転ハウジング１０７０に収納されている。
モータ１００４５には約１．５ｍｍ或いはそれ未満の直径を持つ通常のモータが用いられる。
エンコーダを用いることにより、イメージ品質と登録手続きを改善し、また、モータ１０４５の直径は凡そ６〜１０ｍｍに増大させることができる。
このようなモータは、例えば（ＭｉｃｒｏＭｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｉｎｃ．，フロリダ州クリアウオータ）から供給されうる。
モータ・ワイヤの寸法は機器の視野を遮らないように最小化することができる。
円周方向走査は、モータ１０４５を用いた内部ハウジング１０４０内の回転ハウジング１０７０をモータのシャフト１０５０により回転させて行うことができる。
【００４７】
本発明の実施形態に従う、内部ハウジング１０４０を外部ハウジング１０６０に対して先端部外部から回転させるように構成されたカテーテルが図１１に表示されている。
回転運動は光回転接合部１１００を通して伝えられ、光は回転光ファイバ１１１０の中へ結合される。
この回転接合部は、一本或いはそれ以上の導電性ワイヤ１１２０とプルバックおよび焦点手段とを制御するように構成された回転プルバックケーブル１０３０を経由して導電性が保持される。
図１１に示された代表的な装置の構成では、内部ハウジング１１４０はモータを覆うものではないため更に小さく、軽量である。
【００４８】
円筒レンズは、バルーンまたはその他の心出し装置、および／または透明窓または内側および／または外側ハウジングの透明部分により生じる非点収差効果を修正するために用いられる。
曲面ガラスは、発散円筒レンズと同様の方法で非点収差を生じる。
例えば、図１２に示す２枚の曲面透明壁により生じた非点収差は、この図の右方に向けて表示されている発散円筒レンズと光学的には同じである。
図１２Ａに表示された何れの対照の中央の破線を通過する光も上方或いは下方を通過する光より光路長が短く、これが非点収差を生じさせる。
この光学的な歪の効率的活正確な補正は、図１２Ｂに示すように、光路上に、非点収差を生じさせる窓と類似の曲面窓を置くことにより実現できる。
補正用曲面窓の曲面軸は、非点収差を光学的に補正するために曲面ハウジング窓の軸に直交させるとよい。
【００４９】
本発明の他の代表的な実施形態では、イメージデータの収集中にユーザが介入することなく器官の総合的なイメージ生成を行うことができる内視鏡ＳＥＣＭシステムを提供することができる。
システムは心拍動、呼吸および／またはぜん動による動きに対応できるものである。
心出し機構の利用は、イメージを生成される組織の動きにより引き起こされたアーチファクトを大幅に削減することができる。
例えば、イメージ生成機器とイメージを生成される組織との間の距離の変化量は、例えば、１総合走査の間に約＋−２５０μｍである。
この距離の変化は、円周走査速度に比べてゆっくりとした時間尺度（例えば数秒以上）で生じるが、イメージ生成機器の縦方向プルバックの間にイメージ生成される組織範囲長を走査するために必要な時間に関しては顕在化する可能性がある。
【００５０】
サンプリング期間の組織運動の影響を削減するために、本発明の代表的な実施形態に基づく代表的な技術を用いることができる。
この技術は、図１３Ａに図解するように、広範囲の焦点深度にわたりイメージデータを取得するための手順を含むことができる。
例えば、希望する全イメージ生成深度が２００μｍであり、イメージ生成機器からの組織距離の変動が＋−２５０μｍであれば、イメージデータは約７００μｍの焦点範囲にわたり取得することができる。
この手順は、所望の組織体積全体にわたりイメージデータを取得することができることを保障するものである。
容積イメージの多くの部分は、イメージ化された場合に組織を含んでいない可能性があるが、重要な組織容積の多くの部位から少なくとも良好な１イメージが得られる可能性がある。
【００５１】
イメージ生成中の運動を補正することができる第二番目の代表的な技術を図１３Ｂに示す。
この技術は、イメージ生成レンズとイメージ化される組織表面間の距離を決定するための手順を含んでいる。
この距離は追跡されうるものであり、また関心対象の組織容積中でイメージデータを収集する全期間にわたり、レンズの焦点が組織表面に対し既知焦点距離となるように適応的に制御される。
適応的焦点生成は、焦点走査の要求回数を削減し、それ故関心組織容積の総合的なイメージを取得するための時間をも削減することが可能である。
ビームの焦点は、例えば干渉計信号、飛行時間型信号、電磁放射等を用いて制御することが出来る。
【００５２】
イメージ化される組織の運動に対する上記の代表的な技術には、イメージ化機器の焦点距離を調節するための機構を利用することができる。
イメージ化される組織容積内部の焦点深度を調節するために用いることができる代表的な数技術がある。
例えば、焦点レンズを含むイメージ化機器の内側ハウジングは、外側ハウジングに対して動くことが可能である。
この動作を達成するために、例えば図１４Ａに示す多層バイモルフ圧電作動機器１４１０（Ｄ２２０−Ａ４−１０３ＹＢ，Ｐｉｅｚｏ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  Ｉｎｃ．社製、マサチューセッツ州ケンブリッジ）の両端に金属シート１４２０を取り付けることができ、これはセラミック器材の座屈を形成する。
これ等の作動装置は、図１４Ａに示すように背中合わせに配置され、これによりそれらの自由運動の範囲は事実上２倍になる。
図１４Ｂに示すように、このような４台の作動装置１４３０が、外側シース１４４０と、モータおよびモータを包囲する焦点用光器材を含む集積器材１４５０との間に配置される。
これ等の作動装置１４３０は、集積器材１４５０を外側ハウジング１４４０に関して置き換えるように制御し、必要な範囲にわたって焦点位置を変更するために利用される。
この技術は、プローブ内部の高電圧、視野を横切って妨げるさらなる導電性ワイヤの増設、及び／またはイメージ生成装置を収容するプローブの総体的な直径を数ｍｍ増加させることなどを必要とする。
【００５３】
イメージ生成装置の焦点距離を調節するために使用されるこれに代わる代表的な技術を図１５に示す。
ケーブル１５３０を取り囲むケーブル・ハウジング１５１０が具備されるものである。
ケーブル１５３０は、一端がコリメーティングレンズ１５４０に取り付けられ、ハウジング１５５０に対して縦方向に移動可能なように構成される。
コリメーティングレンズ１５４０は、焦点距離を変化させるためにハウジング１５５０及びその他の光学機器に対して移動することができる。
図１５に図解するように、この変換は、ケーブル１５３０を用いてイメージ生成カテーテルの外側で制御される。
あるいは、コリメーティングレンズ１５４０の運動は、カテーテル内側に備えられた、例えば電気または圧電モータで制御することができる。
この焦点距離は、イメージ化する組織を照明する光ファイバ１５２０をコリメーティングレンズ１５４０に対して動かすことによっても変化させることができる。
あるいは、光ファイバ１５２０とコリメーティングレンズ１５４０とを相対的に動かして、焦点距離を変化させることができる。
【００５４】
光ファイバ１５２０とコリメーティングレンズ１５４０との距離間隔を凡そＭ2Δｚ変化させることにより、焦点距離をΔｚシフトさせることができる。ここに、Ｍはイメージ生成機器の拡大係数である。
例えば、代表的なイメージ生成機器の拡大係数は約３である。
約＋−４５０μｍの焦点距離の変化を得るためには、光ファイバ１５２０とコリメーティングレンズ１５４０との距離は約＋−４ｍｍ移動させる必要の可能性があり、この距離は焦点距離を変化させるための上記の何れの技術を用いても実現できる距離である。
【００５５】
焦点距離を変化させるために用いることができるさらなる代表的な技術は、電気的に同調する可変レンズである。
例えば、携帯電話用カメラに用いられている、図１６に示す市販のレンズ１６００（Ｖａｒｉｏｐｔｉｃ  ＡＭＳ−１０００、フランス、リヨン）は、本発明の代表的な実施形態に従ってイメージ生成機器の焦点距離を変化させるために使用することができる。
このレンズ１６００は、電気ウエッティングの原理を用いて約−２００ｍｍから４０ｍｍの間で可変焦点長を実現し、回折効果によってのみ制限される光学的品質を備えている。
この代表的なレンズ１６００の現時点での実効開口（ＣＡ）は３．０ｍｍであり、総合外径（ＯＤ）は１０ｍｍである。
ＣＡが４．０、ＯＤが６．０である類似のレンズを製作することは可能である。
この代表的なレンズ１６００のフル・レンジ応答は約１５０ｍｓであり、この応答時間は光学器材と組織表面の距離を追跡し、それに応じて焦点距離を調節するために用いるには十分な速さである。
応答時間が約１０ミリ秒であるこの種のレンズを作成することは恐らく可能である。
上記のような可変レンズをコリメータとＳＥＣＭ回折格子間に用いることにより、焦点距離は、例えば約＋−３００μｍ或いはそれより大きい範囲で変化させることができる。
【００５６】
本発明の代表的な実施形態に従い、内側ハウジング用の様々な構成が可能である。
例えば、図１７Ａに示すように、透明材質１７００で構成されたハウジングを用いることができる。
あるいは、図１７Ｂに示すように、透明窓１７１０を有するハウジングを備えることができる。
図１７Ｃに示すような２組の壁間に開口１７２０、あるいは、一例として図１７Ｄに示すようなハウジングに取り付けられたモータ１７３０に近接した開口を有するハウジングを備えることが可能である。
【００５７】
制御および図９に示す代表的なシステムを利用したデータ記憶機器の代表的な概略図を図１８に示す。
図１８に示す機器は、イメージ生成用データ１８００を取得しながらビーム位置を記録することが出来るように構成されており、これによりイメージ生成用データ１８００のさらに正確な空間登録がもたらされる。
図１８に示すように、このイメージ生成用データ１８００は、データ収集・制御ユニット１８１０により収集することができる。
カテーテル・スキャナ機器は、例えばビームの角度運動をもたらす回転モータ１８２０およびビームを長手方向に動かすプルバック・モータを用いてビームを走査することができる。
回転モータ１８２０は、回転モータ・コントローラ１８４０により制御され、また、プルバック・モータ１８３０はプルバック・モータ・コントローラ１８５０により制御される。
これらの制御技術はそれぞれ閉ループ演算を用いて行われる。
このデータ収集制御ユニット１８００は、モータ制御ユニット１８４０，１８５０が指定のモータ速度および／または位置をもたらすように命令を下すものである。
モータ１８２０，１８３０により生成されたエンコーダ信号は、モータ制御ユニット１８４０、１８５０およびデータ収集・制御ユニット１８１０の両方に供給される。
この方法により、それぞれのモータ１８２０、１８３０に関連するエンコーダ信号はイメージ生成用データ列１８００が取得された場合に記録され、これによりそれぞれのデータ列１８００に関わる正確なビーム位置がもたらされる。
【００５８】
イメージ生成カテーテル内で、本発明の代表的な実施形態に従って使用される様々な走査の優先順位を図１９に示す。
例えば、第一優先順位として回転走査が行われ、第二優先順位として軸（プルバック）走査が行われる代表的な走査技術を図１９Ａに示す。
この技術は、螺旋配列を持つ一連のデータに備えるものである。
さらなる走査技術として、微小増分による軸走査を行うことができ、図１９Ｂに示すように、それぞれの軸方向の増分は全角度の回転に続き行われる。
または、軸（プルバック）走査は第一優先順位で行われ、回転走査は第二優先順位で行われ、これにより図１９Ｃに示す走査パターンを生成することができる。
一層高品質のイメージが、第一優先順位の方向に沿って達成される。
このため、何れの走査優先順位を選択するかは横方向（回転方向）イメージと軸方向イメージの何れを優先するかにより決定される。
対称性の異なる他の器官や組織のイメージ生成は、数種類の方法で行うことができる。
例えば、ある種の器官のイメージ生成に用いられる円形走査パターンを図１９Ｄに示す。
【００５９】
本発明の更なる代表的な実施形態では、一例として図１０に示すようなバルーンカテーテルが、ガイドワイヤを用いた高速交換配置手順用に構成される。
高速交換配置手順では、最初にガイドワイヤがイメージ化される器官に配置され、次いでそのカテーテルがガイドワイヤに沿って進められる。
この手順は、多くの用途において一層容易で正確な配置を可能とする。
高速交換手順を用いてカテーテルを案内するために、様々な構成を用いることができる。
例えば、図２０Ａは、外側ハウジング２９４０の先端の孔２０１０を貫通した代表的なガイドワイヤ２０００を示している。
図２０Ｂに示す第二の代表的な構成では、ガイドワイヤ２０００は外側ハウジング２０４０の先端部に取り付けられたチューブ２０２０を通過している。
または、このガイドワイヤ２０００は、図２０Ｃに示すように、外側ハウジング２０４０の近位端に取り付けられたチューブ２０２０を貫通するように構成することができる。
【００６０】
カテーテルの管中心にガイドワイヤを用いたカテーテルの配置を行うために用いられる代表的な手順が、図２１Ａ乃至図２１Ｃに図解されている。
最初に、図２１Ａに示すように、このガイドワイヤ２１００が器官２１５０の内部に配置される。
次いで、カテーテルの外側ハウジングは、図２１Ｂに示すように、バルーン２１２０ともどもガイドワイヤ２１００上を進められる。
最終的に、光学機器を備えた内側ハウジング２１３０は、図２１Ｃに示すように、カテーテルの管中心を推し進められ、光学機器を用いたイメージ生成手順が実行される。
【００６１】
図２２にバルーンカテーテルの代表的な構成２組示す。
図２２Ａにおいて、圧搾空気又はガス源を有する装置２２００がバルーン２２１０を膨張させるために用いられる。
バルーン２２１０に結合され、圧搾空気またはガスをバルーン２２１０へ配送することが出来るカテーテルを取り囲むチューブまたはその他の小通路２２３０を具備することができる。
膨張するバルーン２２１０の内圧は、圧力計を用いて監視される。
この圧力は、膨張したバルーン２２１０が接触している周囲の臓器内部の圧力を監視することによりカテーテルの配置を評価するとともにバルーンの膨張を最適化するために用いられる。
または、図２２Ｂに示すように、通路２２４０はカテーテルの外側被覆に沿って備えられ、圧搾空気又はガスをバルーン２１１０へ配送することができる。
バルーン直径を変化させて焦点深度を制御することができる場合には、圧力変化に応じてその直径を変更することができるバルーンが用いられ、かくして周囲の組織を動かすことにより圧搾空気或いはガスをバルーン２２１０へ送ることができる。（画像形成レンズに関して）
【００６２】
本発明の他の代表的実施形態に従って使用することができる代表的なカテーテルの略図を、図２３Ａ乃至図２３Ｃに示す。
このカテーテルの略図は、管腔内のイメージ生成機器の内側光コアの心出を行うために一つ又はそれ以上の伸張性より線２３００を用いて構成される。
このカテーテルは、さらに被覆２３１０と、図２３Ａに示すように外側ハウジング２３２０の周りに備えられた被覆２３１０の内側に配置された一連の伸張性より線２３００とを有することができる。
図２３Ｂに示すように、カテーテルを配置後、このより線２３００は被覆２３１０を通って押し進められてその端から突き出るものである。または、この被覆２３１０は、外側ハウジング２３２０から引き戻されるものである。
より線２３００が周囲の器官或いは組織を図２３Ｃのように拡張することができ、またハウジング２３２０の心出しができるように、より線２３００の十分な長さ部分が外側ハウジング２３００の周囲に露出されている。
イメージ生成手順が完了した後に、より線２３００は被覆２３１０中に引き戻され、カテーテルは取り除かれる。
【００６３】
代表的なＯＣＴおよびＲＣＭ技術は、イメージ化される組織から受け取った多重散乱光を拒絶或いは無視し、その結果、構造情報を有する非多重後方散乱光量子を検出するものである。
しかしながら、これ等の技術はそれぞれ異なる方法で多重散乱光を拒絶するものである。
【００６４】
例えば、ＲＣＭ技術は合焦点入力ビームからイメージ化される組織で反射された光を共焦点選択する。
ＲＣＭ技術は、組織表面に平行な面で集光ビームを高速走査するものであって、組織の横方向即ち正面イメージをもたらす。
通常のＲＣＭ技術で用いられる大開口数（ＮＡ）は、非常に高い分解能（即ち、細胞下構造の可視化ができるおおよそ１〜２μｍ）をもたらす。
しかし、大ＮＡを用いたイメージ化手順は、光が不均質組織を伝播するのに従って生じる収差に特に敏感である。
それゆえ、ＲＣＭ技術を用いた高分解能イメージ生成は、深度約１００〜４００μｍに制限される。
【００６５】
ＯＣＴ技術は光切断にコヒーレント・ゲーティング原理を利用するものであって、大ＮＡレンズの使用に頼るものではない。
従って、ＯＣＴ技術は相対的に大きな共焦点パラメータを持つイメージ生成レンズを用いて行われる。
このことは、イメージが生成される組織への一層大きな侵入深度（即ち、概ね１〜３ｍｍ）および横断面イメージ形式をもたらす。
この利点は、横方向分解能の低下と引き換えに成立するものであって、この分解能は典型的には約１０〜３０μｍである。
【００６６】
従って、上記の特質に鑑みれば、この代表的なＯＣＴおよびＲＣＭ技術は、相補的な異なるイメージ化情報を提供しうるものである。
例えば、ＲＣＭ技術は細胞下の詳細を提供することができるのに対して、ＯＣＴ技術は、一例として、形態構造を示すものである。
これらの２種類の規模の領域のイメージ化情報は病理組織学的診断にとって決定的に重要な意味を持ち、多くの場合、両者を用いることなく正確な診断を下すことは、不可能ではなくとも困難である。
これ等の本質的に異なるイメージ生成技術を組み合わせるには、従来は性能的には妥協して広範囲の工学的取り組みを利用するのであるが、ＳＥＣＭおよびＳＤ−ＯＣＴ技術はある種の部材を共有するものである。
それゆえ、いずれかの技術を単独で用いるシステムに対して複雑さ又はコストの実質的増加を伴わずに、これ等両イメージ化技術を用いた高性能多様式システムを提供することができる。
【００６７】
本発明の代表的な実施形態に従いＳＥＣＭ技術およびＳＤ−ＯＣＴ技術の両方を実行することができる代表的なシステムの概略を図２４Ａに示す。
この代表的なシステムにおいて、広帯域幅光源の帯域幅の一部分はＳＥＣＭデータを取得するために用いられ、さらに広い帯域幅データの一部分は、例えば、ＳＤ−ＯＣＴデータを取得するために用いられる。
例えば、光源２４００は、一例として、約１００ｎｍより広い帯域幅を持つ電磁エネルギを供給するために用いられる。
光源２４００として用いられる装置には、例えば、ダイオード励起の超高速レーザ（一例として、ＩｎｔｅｇｒａｌＯＣＴ、Ｆｅｍｔｏｌａｓｅｒｓ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓ  ＧｍｂＨ、ドイツ、ウイーンから入手可能である）、或いはスーパ・ルミネセント・ダイオード・アレイ（一例として、これはＳｕｐｅｒｌｕｍ、ロシアから入手できると思われる）が含まれる。
【００６８】
ＳＤ−ＯＣＴに用いることができる光源スペクトルの一部分（一例として、波長が８１０〜９００ｎｍである光）は、ＳＥＣＭデータに対して用いられるスペクトル部分から波長分割マルチプレクサ（ＷＤＭ）２４１０を用いて分離され、カテーテル２４２０とレファレンス・アーム２４４５とへ送られる。
カテーテル２４２０からＳＥＣＭ光ファイバ２４３０とＳＤ−ＯＣＴ光ファイバ２４４０とから戻ってくる光は、分光計２４５０へ供給される。
この分光計２４５０は、図２４Ｂに示された代表的なＣＣＤアレイ２４６０の素子の約半分がＳＥＣＭデータに関係する信号を検出することができ、またＣＣＤ素子の約半分がＳＤ−ＯＣＴデータに関係する信号を検出できるように構成される。
このＳＤ−ＯＣＴデータは、一例として、波長空間からｋ−空間へＳＤ−ＯＣＴデータを補間し、フーリエ変換を実行して軸方向構造データに変換される。
例えば、分光計２４５０が約０．１ｎｍの分解能を持っている場合、総体的ＳＤ−ＯＣＴ測距深度は約２．０ｍｍより大きい。
ＳＤ−ＯＣＴ技術を用いた軸方向イメージの分解能は、おおよそ５μｍである。
【００６９】
代表的なＳＥＣＭ／ＳＤ−ＯＣＴプローブの概略図を図２５に示す。
このプローブは、一例として、図１５に示すプローブに類似しており、かつ、ＳＤ−ＯＣＴビームを得るためにＳＤ−ＯＣＴビーム光路を確保するように構成された機器を有し、また、ＯＣＴ光ファイバ２５００は、ＳＥＣＭ光ファイバ２５１０とともに内側ハウジングに挿入される。
ＯＣＴ光ファイバ２５００は小レンズ２５２０を照明することが出来るように構成されている。
共焦点パラメータおよびＳＤ−ＯＣＴビーム用のスポット・サイズは、深度範囲にわたり横断面イメージ生成が行えるように選択される。
共焦点パラメータおよびスポット・サイズは、一例として、それぞれ約１．１ｍｍ及び２５μｍである。
ＳＤ−ＯＣＴレンズ２５２０のＮＡには、一例として、約０．０２が選択され、また、ＳＤ−ＯＣＴのコリメート・ビーム直径には、一例として、約２００μｍが選択される。
ダイクロイック・ミラー２５３０はＳＤ−ＯＣＴ光ビーム２５４０を反射しＳＥＣＭ光ビーム２５５０を伝送するために、ＳＥＣＭ回折格子の前に置かれる。
図２５に示すダイクロイック・ミラー２５３０は、ＳＤ−ＯＣＴ光ビーム２５４０に対して約４５度の角度で配置される。
この角度は、適切なコーティングをミラー２５３０に施すことにより増大させることができ、これにより２組のイメージを更に高精度で空間登録するためにＳＤ−ＯＣＴビーム２５４０をＳＥＣＭビーム２５５０に重ね合わせることができる。
一例として、曲面窓あるいはバルーンによりもたらされるＳＤ−ＯＣＴビーム２５４０の光路収差は、図１２Ｂに示すように、非点収差を予め補正するための円筒素子を用いて補正することができる。
【００７０】
ＳＥＣＭイメージ生成およびＳＤ−ＯＣＴイメージ生成の両方に用いられるカテーテル・プローブのさらなる代表的な実施例を図２６に示す。
広帯域幅光は、図２５に示す２組の独立したファイバ２５００および２５１０を通って供給される代わりに、単一光ファイバ２６００を通して供給される。
ＳＤ−ＯＣＴビーム２６４０を形成する光の一部分は、ダイクロイック・ミラー２６１０を用いてＳＥＣＭビーム２６５０の光路から反射される。
ＳＤ−ＯＣＴビーム２６４０の直径は、開口２６２０により、および／またはレンズ２６３０を用いてＳＤ−ＯＣＴビーム２６４０を集光させて縮小される。
ＳＤ−ＯＣＴ機器は、深度分解能は２０〜１００μｍであっても、ＳＥＣＭ技術を用いてイメージ化される組織の表面を探すためにも用いられる。
これは、ＳＤ−ＯＣＴビーム２６４０の帯域幅が高品質のＳＤ−ＯＣＴイメージを取得するために十分でない場合にも実行することができる。
【００７１】
ＳＤ−ＯＣＴイメージから得られたデータは、ＳＥＣＭビームの焦点面を調節するために用いられる。
この技術を図解した代表的なフロー・ダイアグラムを図２７に示す。
例えば、ＳＤ−ＯＣＴイメージデータは深度走査（ステップ２７００）から取得され、次いで処理される（ステップ２７１０）。
このイメージデータはＳＤ−ＯＣＴイメージとして分析され、表示される（ステップ２７２０）。
このイメージデータは、例えば、境界検出アルゴリズムを用いて、組織表面位置を決定する（ステップ２７３０）ためにも用いることができる。
一旦組織表面位置が決定されると、ＳＥＣＭ機器の焦点面の位置を調節する（ステップ２７４０）ために、可変焦点機構が用いられる。
この焦点制御技術は、高速（一例として約１００ｍｓ未満）で行われ、これにより組織表面の実時間追跡および焦点化が可能となる。
組織境界の位置は、ＳＥＣＭビームに対する角度を用いて校正することができる。
【００７２】
本発明の代表的な実施形態に用いられる代表的なカテーテル・ケーブルの横断面を図２８に示す。
このケーブル２８００は、一例として、プルバックケーブル２８１０、電力をモータに供給するために構成された複数のワイヤ２８１０、焦点制御ケーブル２８３０、膨張可能なバルーン或いは膜にガスまたはその他の流体を供給するように構成された流路２８４０、ＳＥＣＭ光ファイバ２８５０、および／またはＳＤ−ＯＣＴ光ファイバ２８６０を含んでいる。
【００７３】
代表的なＳＥＣＭプローブ２９００の概略説明図を図２９に示す。
このプローブ２９００は、ビーム２９２０が回折格子２９３０およびイメージ生成レンズ２９４０を通過する前にこれを屈折させるように構成された２組のプリズム２９１０を含んでいる。
この代表的な構成は、プローブ２９００内部に対物レンズ２９４０のためのさらなる空間を備え、これにより一層大きなＮＡおよび／またはプローブ２９００の寸法縮小をもたらす。
【００７４】
図３０Ａ乃至図３０Ｃに示す代表的なプローブ構成３０００を用いて、その長さを一層縮小することができる。
図３Ａに示すように、このプローブ３０００は、イメージ生成位置に送られる間、外側ハウジング３０２０内部に備えられた内側ハウジングに含まれている。
図３０Ｂおよび図３０Ｃに示すように、このプローブ３０００がイメージ化される組織又は器官内部に配置されて心出しが行われた後に、内側ハウジング３０１０は広範囲のプルバック領域をもたらすために外側ハウジング３０２０を通って滑走する。
例えば、イメージ生成レンズ３０２０を内側ハウジング３０１０の中心近くに備えることにより、図３０Ｂおよび図３０Ｃに示す極端な走査位置での位置安定性を増すことができる。
【００７５】
代表的な外側ハウジング３１００を図３１に示す。
この外側ハウジング３１００は、例えばステンレス・スチール又はプラスチックのような剛体材料で作られる。
外側ハウジングは、収差を生じることなくイメージデータを生成するために光が通過する一つ又はそれ以上の隙間を有している。
随意ではあるが、この隙間３１１０は透明窓を有することができる。
【００７６】
図３２は、本発明の特定の例示的実施態様に従う例示的なプローブを示す。
このプローブ３２００は、小型の部材で構成され、小さな総体寸法を有している。
例えば、円筒形内側ハウジング３２１０は、円筒型外側ハウジング３２２０の内部で自由に回転し移動できるように構成され、コリメーティングレンズ３２３０と光ファイバ３２４０とは内側ハウジング３２１０の中心軸から離して配置することができる。
イメージ化される組織部分の走査は外部から行われ、内側ハウジング３２１０の運動はプルバックケーブル３２５０を用いて制御される。
【００７７】
本発明の代表的な実施形態においては、例えば、水又は屈折率整合油などは、イメージ生成用レンズとイメージ化される組織の表面との間の空間に供給される。
このような流体を供給することは、例えば、ＮＡを改善しかつ／またはイメージデータを取得するために用いられた光ビームの後方反射を低減するものである。
【００７８】
イメージデータを取得するための大きなＮＡを備えることができる代表的なプローブ構成３３００を、図３３Ａおよび３３Ｂに示す。
例えば、内側ハウジング３３１０は、外側ハウジング３３２０内に備えられ、この外側ハウジング３３２０はさらに非膨張バルーン３３３０を有している。
この非膨張バルーン３３３０は、外側ハウジング３３２０の前面を拡張するように膨張する。
この内側ハウジング３３１０は、次いで外側ハウジング３３１０の外側であって膨張したバルーン３３４０の内側に配置される。
図３３Ａに示すように、伸縮性のある機器３３５０が、内側ハウジング３３１０と外側ハウジング３３２０との間の圧迫された形状の部位に配備される。
図３３Ｂに示すように、この伸縮性機器３３５０は、内側ハウジングが展開された場合に膨張したバルーン３３４０の内側壁に対向して配置されるように構成される。
この内側ハウジング３３１０は、膨張したバルーン外部の組織部位を、プルバックケーブル３３６０を用いてバルーン領域を通って走査できるように構成される。
ケーブル３３６０は、膨張したバルーン３３４０内部の内側ハウジングの回転運動並びに長手方向の並進運動（例えばプルバック）を制御することができる。
イメージ生成光学機器と膨張したバルーン壁３３４０または周辺の組織表面との間の接触を改善するためにスペーサ３３７０を用いることができる。
【００７９】
さらなる代表的プローブ構成３４００を図３４Ａと図３４Ｂに示す。この構成は、本発明の代表的な実施形態に従って内側プローブ・ハウジング３４１０を外側バルーン３４２０の内面壁に対向して保持できるものである。
例えば、膨張していない状態が図３４Ａに示されている外側バルーン３４２０と内側バルーン３４３０は、内側ハウジング３４１０を包囲するように備えられる。
それぞれのバルーンは図３４Ｂに示すように膨張させられる。
この代表的な構成において、内側ハウジング３４１０は、内側バルーン３４３０の一側面に取り付けられる。
外側バルーン３４２０の内部の回転および並進走査は、外側ハウジング３４２０に相対的に内側ハウジング３４１０を内側バルーン３４３０と一緒に動かすことにより行われる。
【００８０】
図３５Ａと図３５Ｂにさらなる代表的なプローブの構成を示す。この構成は、本発明の実施形態に従って、内側プローブ・ハウジング３５１０を外側バルーン３５２０の内面壁に対向して保持することができる。
膨張していない状態が図３５Ａに示されている外側バルーン３５２０は、イメージ化される器官内部または組織内部で膨張させられる。
膨張していない状態が図３５Ａに示されている内側バルーン３５３０は、内側ハウジング３５１０と外側バルーン３５２０との間に備えられる。
この内側バルーン３５３０は、図３５Ｂに示すように膨張させられ、また同図に示されているように、内側バルーン３５３０によりもたらされた圧力は内側ハウジング３５１０と外側バルーン３５２０の内側壁との間の接触を保持するために用いられる。
それぞれ図３４と図３５に示された代表的なプローブの構成３４００と３５００は、外側ハウジングなしで用いることができる。
膨張していないバルーン３４２０、３４３０、３５３０は、プローブ３４００、３５００を所望の位置に運ぶために用いられる外側筐体の内側に詰め込まれる。
このような外側筐体は、随意ではあるが、例えば溶融性材料で作られる。
【００８１】
ＳＥＣＭプローブ３６００の代表的な構成を図３６Ａに示す。この構成は、器官の軸或いはバルーン円筒の軸に直交するスペクトル符号化ライン３６１０をもたらすことができる。
このプローブ構成の底面図を図３６Ａに、また対応する側面図を図３６Ｂに示す。
図３６Ｃは、図３３Ｂの側面図と同様に、プローブ・ハウジング３６４０が膨張したバルーン３６５０内部で展開されたさらなる側面図を示す。
この代表的な構成において、長手（例えば、プルバック）方向は、プローブ・ハウジング３６４０が相対的に高速度で動かされる一次走査方向である。
長手方向軸の周囲を回転方向に行う走査は、長手方向の速度に比べて相対的に低速度ある。
このプローブ３６００は、例えば、図３３乃至図３５の何れかに示された位置決め機器を備えている。
プローブ・ハウジング３６４０は、図３６Ａおよび図３６Ｄのように構成されたスペクトル符号化ライン３６１０をもたらすために、適切に位置決めされた回折格子へ向けて光ビームを反射するように構成されたミラー３６２０を有することができる。
【００８２】
プローブ内部でＳＤ−ＯＣＴとＳＥＣＭイメージ生成機器を組み合わせることにより、異なるイメージ方式を用いて異なる寸法の構造情報を得るために有用な光学器械を提供することができる。
これ等２技術の分解能が異なるため、両イメージ生成技術用のデータは同時に収集することができる。
しかしながら、これ等の２技術に都合のよい走査速度は両立しえない。
例えば、典型的なＳＥＣＭ走査速度は、一例として、回転速度約１Ｈｚおよび長手方向プルバック速度は、一例として、約１ｍｍ／秒である。
ＳＤ−ＯＣＴイメージデータを収集するための典型的な走査速度は、一例として、回転方向で約５０−１９９Ｈｚ、また、長手方向で、一例として、約０．２〜０．５ｍｍ／秒である。
【００８３】
適切に標本化された総合的なイメージデータを両技術用に取得することができる一技術は、一連のＳＥＣＭデータの収集に続き更に総合的なＳＤ−ＯＣＴ走査を適切な標本化速度で行うことである。
この技術は、１組織部位に対するデータ収集時間を、例えば、約１〜２分増加させる可能性がある。
回転モータ並びに線形並進モータ用に取得されたエンコーダ信号は、各走査の間中デジタル化される。
このエンコーダ信号は、各走査の角度および回転オフセットを決定するために、対応したＳＤ−ＯＣＴイメージによりバルーン位置を変化させるよう定量的に補正される。
この技術は、約５００μｍ以内のＳＤ−ＯＣＴおよび一連のＳＥＣＭデータの正確な空間登録をもたらすことができる。
【００８４】
本発明のさらなる代表的な実施形態においては、例えばプローブ内に備えられたイメージ生成装置は、プローブを運ぶために用いられるカテーテルがイメージ生成される器官或いは組織内部で適正に配置されているか否かを決定するための短縮イメージ生成モード（例えば「スカウト・イメージング」）で操作される。
一連の総合的なイメージデータは、カテーテルが適正に配置されていることを確認した後で取得される。
【００８５】
本発明の更なる代表的な実施形態において、バルーン心出しカテーテルは空気以外の光学的に透明な物質、例えば、水、重水（Ｄ2Ｏ）、油などを用いて膨張させられる。
カテーテルの挿入を支援するために平滑剤も利用される。
本発明の代表的な実施形態において、イメージ化される器官では粘液はイメージ品質を劣化させるため、イメージデータの取得に先立ってその中にある粘液を除去するために粘液除去剤が使用される。
【００８６】
前述の説明は単に本発明の原理を例示したに過ぎない。
本明細書の説明を考慮して、記載された実施形態に種々の変更や改変を加えることは、当業者にとって明白である。
実際に、本発明の代表的な実施形態による機器、システム、および方法は、どのようなＯＣＴシステム、ＯＦＤＩシステム、ＳＤ−ＯＣＴシステム、または他の画像化システム、例えば、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号に記載されているものに対しても使用可能であり、これらの開示の全てを本明細書の一部として援用する。
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、機器、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。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】例示的なスペクトルで符合化された共焦顕微鏡観察（ＳＥＣＭ）システムの概略図である。
【図２Ａ】単一のモード放射源および単一のモード検出（Ｓｍ−ＭＭ）構成を使用して取得された、ブタ腸の上皮の組織表面から１００μｍ先の活発な例示的なＳＥＣＭイメージである。
【図２Ｂ】単一モード放射源およびマルチモード検出（ＳＭ−ＭＭ）構成を使用して取得される、ブタ腸の上皮の別の例示的なＳＥＣＭイメージである。
【図２Ｃ】ブタ腸の上皮のＳＥＣＭイメージの拡大図である。
【図３Ａ】得られたブタ腸の上皮のイメージング深さ５０μｍ前の活発な腸壁の圧迫後の例示的なＳＥＣＭイメージである。
【図３Ｂ】得られたブタ腸の上皮のイメージング深さ１００μｍ前の活発な腸壁の圧迫の後の例示的なＳＥＣＭイメージである。
【図４】例示的なＳＥＣＭ装置の概略図である。
【図５】ＵＳＡＦ図の例示的なＳＥＣＭイメージである。
【図６Ａ】レンズ紙試料から撮ったデータに基づく、１×拡大で表示される例示的なＳＥＣＭ画像である。
【図６Ｂ】レンズ紙試料から撮ったデータに基づく、４．５×拡大で表示される例示的なＳＥＣＭ画像である。
【図６Ｃ】レンズ紙試料から撮ったデータに基づく、１６．７×拡大で表示される例示的なＳＥＣＭ画像である。
【図６Ｄ】レンズ紙試料から撮ったデータに基づく、５Ｏ×拡大で表示される例示的なＳＥＣＭ画像である。
【図６Ｅ】レンズ紙試料から撮ったデータに基づく、１２５×拡大で表示される例示的なＳＥＣＭ画像である。
【図７】５つの個々の画像データを組み合わせることによって生成された組合わせ画像と共に、５つの種々の焦点位置でレンズ紙試料から取得される一連の例示的なＳＥＣＭデータである。
【図８Ａ】ブタ腸の組織断片から撮ったデータに基づく、１×拡大で表示される例示的なＳＥＣＭ画像である。
【図８Ｂ】ブタ腸の組織断片から撮ったデータに基づく、４倍速の拡大で表示される例示的なＳＥＣＭ画像である。
【図８Ｃ】ブタ腸の組織断片から撮ったデータに基づく、２０×拡大で表示される例示的なＳＥＣＭ画像である。
【図８Ｄ】ブタ腸の組織断片から撮ったデータに基づく、４０×拡大で表示される例示的なＳＥＣＭ画像である。
【図９】イメージングが大きな組織ボリュームが可能な例示的なＳＥＣＭシステムの概略図である。
【図１０】本発明の例示的な実施態様に従うイメージングに使用される例示的なカテーテルの末端の概略図である。
【図１１】外部回転走査機器を含む本発明の例示的な実施態様に従うイメージングに使用される例示的なカテーテルの概略図である。
【図１２Ａ】曲線状の窓および負の円柱状レンズの光学的特殊効果の概略図である。
【図１２Ｂ】曲面窓を使用して非点収差を補正する収差修正の概略図である。
【図１３Ａ】焦点深度範囲内のステッピングによって、所望の奥行範囲を取得した例示的な技術の概略図である。
【図１３Ｂ】能動的に焦点面を調整することで特定の奥行でイメージング組織に使用される例示的な技術の概略図である。
【図１４Ａ】二重バイモルフ圧電曲げ器具の概略図である。
【図１４Ｂ】モータが曲げアクチュエータを使用して透明な外側シースの範囲内で移動する例示的な機器の概略図である。
【図１５】コリメータレンズの変形により焦点制御を構成する例示的なバルーンカテーテル設計の概略図である。
【図１６】特定の可変焦点レンズの写真である。
【図１７Ａ】透明なシリンダの形態を有する円筒状内部ハウジング設計の概略図である。
【図１７Ｂ】透明な窓を含む円筒状内部ハウジング設計の概略図である。
【図１７Ｃ】ハウジング壁の数個の開口を含む円筒状内部ハウジング設計の概略図である。
【図１７Ｄ】ハウジングとモータとの間に接続される開口を含む円筒状内部ハウジング設計の概略図である。
【図１８】例示的な画像処理システムの構成要素の間の電気およびデータ接続の概略図である。
【図１９Ａ】ビームが急速に回転して、螺旋イメージング・パターンを形成するために、ゆっくり軸方向に同時に位置がずれる場合の例示的なプローブ走査パターンの説明図である。
【図１９Ｂ】ビームが急速に回転して軸方向に移動される場合の例示的なプローブ走査パターンの説明図である。
【図１９Ｃ】ビームが急速に軸方向に走査され、回転方向に移動される場合の例示的なプローブ走査パターンの説明図である。
【図１９Ｄ】ビームは、円を描く組織領域の円形経路が覆う同心円上を走査される場合の例示的なプローブ走査パターンの説明図である。
【図２０Ａ】ハウジングの遠位先端で設置されるガイドワイヤ機器を含む場合の急速な交換バルーンカテーテル設計の概略図である。
【図２０Ｂ】ハウジングの遠位先端で設置され、二次チャネルの形態を有するガイドワイヤ機器を含む場合の急速な交換バルーンカテーテル設計の概略図である。
【図２０Ｃ】ハウジングの近位先端で設置され、二次チャネルの形態を有するガイドワイヤ機器を含む場合の急速な交換バルーンカテーテル設計の概略図である。
【図２１Ａ】ガイドワイヤの挿入を含む場合のワイヤ・バルーンカテーテルを配置することの例示的な技術の第１ステップの概略図である。
【図２１Ｂ】ガイドワイヤ上にバルーンカテーテルを配置することを含む場合の、ワイヤ・バルーンカテーテルを配置することの例示的な技術の第２ステップの概略図である。
【図２１Ｃ】バルーンカテーテルに光学的機器を配置することを含む場合に、ワイヤ・バルーンカテーテルを配置することの例示的な技術における第３ステップの概略図である。
【図２２Ａ】遠隔位置からバルーンまで膨張材料を供給するように構成される単一チャネルを含む場合の例示的なバルーンカテーテルの概略図である。
【図２２Ｂ】膨張材料が外被との間に形成される場合に、２つの外被を含む例示的なバルーンカテーテルの概略図である。
【図２３Ａ】ワイヤ・ケージの形態を有し、外側シースの範囲内で含まれる心出し機器の概略図である。
【図２３Ｂ】ワイヤ・ケージの形態を有し、外側シースから部分的に突出している心出し機器の概略図である。
【図２３Ｃ】ワイヤ・ケージの形態を有し、外側シースから完全に延在する心出し機器の概略図である。
【図２４Ａ】波長分割マルチプレクサおよび分散補正器を含む、例示的なＳＥＣＭ／ＳＤ−ＯＣＴシステムの概略図である。
【図２４Ｂ】ＳＥＣＭ／ＳＤ−ＯＣＴによって線形ＣＣＤアレイを使用するシステムに形成される、例示的なスペクトルの概略図である。
【図２５】例示的なＳＥＣＭ／ＳＤ−ＯＣＴプローブの概略図である。
【図２６】ＳＥＣＭおよびＳＤ−ＯＣＴ機器のための単一光ファイバを含む、例示的なＳＥＣＭ／ＳＤ−ＯＣＴプローブの概略図である。
【図２７】ＳＤ−ＯＣＴデータを使用するＳＥＣＭイメージのために焦点を調整する技術の例示的な系統図である。
【図２８】例示的なカテーテル・ケーブルの横断面の概略図である。
【図２９】小型プローブ構成を形成するビーム屈折光学機器を含む例示的なプローブの概略図である。
【図３０Ａ】撮像部位に対するプローブの発射の間、プローブの小型構成を示す変形の走査技術の概略図である。
【図３０Ｂ】変形範囲の遠位限度に配置されるプローブの内部ハウジングを示す変形の走査技術の概略図である。
【図３０Ｃ】変形範囲の近位限度に配置されるプローブの内部ハウジングを示す変形の走査技術の概略図である。
【図３１】透明な開口を含む外部ハウジングの概略図である。
【図３２】外部回転走査を提供するために構成され、中心を外れた規準の光学的機器を含む、例示的な小型プローブの概略図である。
【図３３Ａ】バルーンの内壁と接触している間に走査するように構成され、前方に膨張可能なバルーンおよび内部ハウジングを含むプローブの概略図である。
【図３３Ｂ】膨張したバルーンの内壁と接触している図３３Ａに示すプローブの概略図である。
【図３４Ａ】プローブと膨張したときの外側バルーンの壁との間に接触を保持するように構成した外側の膨張可能バルーンおよび内側膨張可能バルーンを含む例示的なプローブの概略図である。
【図３４Ｂ】膨張した内側バルーンはプローブの周辺で提供され、プローブと膨張した外側バルーンの壁との間の接触を保持するように構成される図３４Ａに示すプローブの概略図である。
【図３５Ａ】外側の膨張可能バルーンと、膨張したときにプローブと外側バルーンの壁との間の接触を保持するように構成される内側膨張可能バルーンを含む更に例示的なプローブの概略図である。
【図３５Ｂ】膨張した内側バルーンはプローブと外側バルーンとの間に設けられ、プローブと膨張した外側バルーンの壁との間の接触を保持するように構成される、図３５Ａに示すプローブの概略図である。
【図３６Ａ】膨張可能バルーンの内壁と接触しての間後退軸に沿って走査するように構成されるプローブの下面の概略図である。
【図３６Ｂ】図３６Ａに示すプローブの側面の概略図である。
【図３６Ｃ】プローブが膨張したバルーンの内壁と接触している場合の、図３６Ａに示すプローブの側面の概略図である。
【図３６Ｄ】図３６Ｃに示すプローブの正面図である。
【図１】
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【図４】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２３Ｃ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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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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【図３１】
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【図３２】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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【図３５Ａ】
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【図３５Ｂ】
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【図３６Ａ】
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【図３６Ｂ】
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【図３６Ｃ】
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【図３６Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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