(57)【要約】  本発明は、不透明媒体（４５）の内部を映し出す装置（１）に関し：a)前記不透明媒体（４５）を収容するための測定容量（１５）；b)前記不透明媒体（４５）を照射するための光源（５）；c)前記不透明媒体（４５）への照射の結果前記測定容量（１５）の境界に置かれた出口位置（６０）から発する光を検出する光検出ユニット（１０）を含む。装置（１）は、単一の出口位置（６０）から発する空間的に異なる光線束から光を集めるのに適合する。単一の出口位置（６０）は例えば、光学チャネル（２５b）の形でもたらされるか又は、単に光を発する皮膚組織の１領域であっても良い。本発明による装置（１）の１実施例において複数の光学光ガイド（５５）は、単一の出口位置（６０）に光学的に結合する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
不透明媒体の内部を映し出す装置で：
a)  前記不透明媒体を収容するための測定容量；
b)  前記不透明媒体を照射するための光源；
c)  前記不透明媒体への照射の結果前記測定容量の境界に置かれた出口位置から発する光を検出する光検出ユニット
を含み、
前記装置が、単一の出口位置から発する空間的に異なる光線束から光を集めるように配置された事を特徴とする装置。
【請求項２】
入射光孔を有し且つ前記入射光孔から光が入るための受け入れ角を有する複数の光学的光ガイドを含み、前記光学的光ガイドの前記入射光孔と前記単一出口位置との距離が前記光学的光ガイドの受け入れ角に対応するように前記複数の光学的光ガイドが前記単一出口位置に光学的に結合するように構成される請求項１による装置。
【請求項３】
少なくとも２つの異なる検出スキームを単一出口位置から発する少なくとも２つの空間的に異なる光線束に適用するように配置された請求項１による装置。
【請求項４】
単一出口位置から発する少なくとも１つの光線束に焦点を合わせるための手段を含む請求項１による装置。
【請求項５】
医療用画像取得装置であって：
a)  不透明媒体を受け取るための測定容量；
b)  前記不透明媒体に光を照射するための光源；
c)  前記不透明媒体への照射の結果前記測定容量の境界に置かれた出口位置から発する光を検出する光検出ユニット
を含み、
前記医療用画像取得装置が、単一の出口位置から発する光の空間的に異なる光線束から光を集めるように配置された事を特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は不透明媒体内部を映し出す装置に関し：
a)  不透明媒体を受け入れるための測定容量；
b)  不透明媒体に光を照射するための光源；
c)  不透明媒体への照射の結果測定容量の境界に置かれた出口位置から発する光を検出する光検出ユニット
を含む装置に関する。
【０００２】
本発明は又医療用画像取得装置に関し：
a)  不透明媒体を受け取るための測定容量；
b)  不透明媒体に光を照射するための光源；
c)  不透明媒体への照射の結果測定容量の境界に置かれた出口位置から発する光を検出する光検出ユニット
を含む装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
この種の装置の実施例は、米国特許番号６，３２７，４８８Ｂ１より既知である。その既知の装置は、生体組織のような不透明媒体内部を映し出すために用いることができる。医療診断においてその装置は、女性の胸の内部を映し出すために用いることができる。測定容量は、胸のような不透明媒体を受け入れる。不透明媒体は、光源からの光で照射される。通常は、４００nmから１４００nmの領域内の波長を持った光がこの目的のために使われる。不透明媒体への照射の結果出口位置から測定容量から発する光は、光検出ユニットにより検出され、不透明媒体内部の画像を引き出すために用いられる。
【０００４】
測定容量から発する光を検出する信号は、ノイズに敏感である事は既知の装置の欠点である。ノイズに対する感度は、拡散光学的トモグラフィー測定が、時々弱い光信号の非常に高感度な検出を必要とするという事実による。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許番号６，３２７，４８８Ｂ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
測定容量から発する光の検出に由来する信号の信号対ノイズ比を改良する事は、本発明の目的である。
【０００７】
本発明に従いこの目的は、装置が、単一出口位置から発する空間的に異なる光線束からの光を集めるように配置される事において実現される。
【０００８】
本発明は、単一出口位置から発する光が拡散的に発せられるという認識に基づいている。従って、単一出口位置から発する空間的に異なる光線束の検出は可能である。単一出口位置から発する空間的に異なる光線束の検出とは、多信号が単一出口位置から検出される事を意味する。このようにして、特定の時間周期に亘り単一出口位置から得た信号の数、即ち単位時間当たりのその単一出口位置での測定数は、増加する。測定数の増加は、信号対ノイズ比の増加に使われる。信号の特定量は既知の装置における状況に比べて、より短い時間周期で得ることができるので、測定数の増加は更に測定時間の減少に用いることができる。
【０００９】
空間的に異なる光線束から検出された光が複数の出口位置に反して単一出口位置から発するという事は、本発明の追加的利点である。光が単一出口位置から拡散的に発するので、空間的に異なる光線束はそこで同じ強さを有し、実質的に同じ情報を運ぶ。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による実施例は、以下の特徴を持つ。
【００１１】
装置は、入射光孔を有し且つ入射光孔から光が入るための受け入れ角を有する複数の光学的光ガイドを含み、且つ光学的光ガイドの入射光孔と単一出口位置との距離が光学的光ガイドの受け入れ角に対応するように複数の光学的光ガイドが単一出口位置に光学的に結合するように、装置は構成される。光学的光ガイドの光の受け入れ角（θ）の正接が、単一出口位置の幅の半分及び光学的光ガイドの入射光孔と単一出口位置との距離(d)の商、即ちtan(θ)  ＝w/2dにより与えられるように光学的光ガイドの入射光孔と単一出口位置との距離は互いに対応する。既知の装置が既に単一の光学的光ガイドに光学的に結合した単一出口位置を含むので、この実施例は既知の装置での実施が容易であるという利点を有する。複数の光学的光ガイドの入射光孔と単一出口位置との距離が複数の光学的光ガイドの受け入れ角に対応するように装置を配置することは、複数の光学的光ガイドから入ることができる単一出口位置から出る光の量を最大限にする。既知の装置において容器は、不透明媒体を受け取るための測定容量を定める。測定容量から発する光は、容器の壁の複数の出口位置を通って容器を出る。単一の光学的光ガイドは直接、これらの出口位置の各々に結合する。
【００１２】
本発明による更なる実施例は、少なくとも２つの異なる検出スキームを単一出口位置から発する少なくとも２つの空間的に異なる光線束に適用するように、装置が配置されるという特徴を持つ。この実施例は、情報の種々のタイプが単一出口位置から発する空間的に異なる複数の光線束から同時に得られるという利点を有する。１の検出スキームは例えば、光線束の光路内の蛍光フィルターの使用を含んでもよい。もう１つの検出スキームは、フィルターの使用を全然含まなくても良い。このように、蛍光と透過の測定は、不透明媒体で同時に実行でき、両方の測定が次々に実行されノイズを減らす状況に比して更に全体の測定時間を減少させる事ができる。
【００１３】
本発明による更なる実施例は、単一出口位置から発する少なくとも１つの光線束に焦点を合わせる手段を含むという特徴を持つ。焦点を合わせる手段は、単一出口位置から発する光線束に焦点を合わせるために使うことのできる如何なるレンズ及び鏡をも含む。この実施例は、それが焦点が合った光線束中で干渉フィルターの使用を可能にするという利点を有する。干渉フィルターは好ましくは、平行光線束路内で適切に機能させなければならない。例えば、単一出口位置から光検出ユニットに結合した光学的ファイバーの入射光孔へと発する平行光線束の光に焦点を合わせるためのレンズを用いる事により、焦点を合わせる手段は、光線束からの光を光検出ユニットへ結合させるのに用いられても良い。
【００１４】
本発明による医療用画像取得装置は、請求項５に定義される。本発明に従い医療用画像取得装置は、単一出口位置から発する空間的に異なる複数の光線束から光を集めるように配置される。もし、例えば、医療診断において実行されるように、その装置が女性の胸の内部を映し出すために用いられるなら、その装置は、如何なる先の実施例からも恩恵を受ける。
【００１５】
本発明のこれらの及び他の面は、更に添付の図面を参照して記述され明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】先行技術から知られる不透明媒体の内部を映し出すための装置を概略的に示す。
【図２】単一出口位置から発する空間的に異なる複数の光線束からの光を検出するように如何に装置が配置され得るかを概略的に示す。
【図３】２つの空間的に異なる光線束に適用された２つの異なる検出スキームを概略的に示す。
【図４】単一出口位置から発する光線束に焦点を合わせるための手段を概略的に示す。
【図５】本発明による医療用画像取得装置の実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、先行技術から知られる不透明媒体の内部を映し出すための装置１を概略的に示す。装置１は、光源５、光検出ユニット１０、光検出ユニット１０により検出された光を基礎として不透明媒体４５の内部画像を再構成するための画像再構成ユニット１２、容器２０により定められた測定容量１５、複数の光学チャネル２５a及び２５bを含む前記容器、及び前記光学チャネルに結合した光ガイド３０a及び３０bを含む。装置１は更に、入力光ガイド４０を容器２０内の複数の光学チャネル２５aから選ばれた多数の光学チャネルに結合するための選択ユニット３５を含む。明瞭のために、光学チャネル２５a及び２５bは、容器２０の反対側に置かれる。実際には、しかしながら、光学チャネルの両方のタイプは、測定容量１５の周りに配布される。不透明媒体４５は、測定容量１５の内部に置かれる。不透明媒体４５は、選択ユニット３５を用いる光源５を連続的に選択された光学チャネル２５aに結合する事により複数の位置からの光源５からの光を照射される。光が不透明媒体４５を通って分散できるように、その光は選ばれる。不透明媒体４５を照射した結果として測定容量１５から発する光は、光学チャネル２５bを用い及び光検出ユニット１０を用いて複数の出口位置から検出される。検出光はその後、不透明媒体４５の内部の画像を引き出すために用いられる。検出光の少なくとも１部が不透明媒体４５を通って走り、且つその結果不透明媒体４５の内部に関する情報を含むので、検出光に基づき不透明媒体４５の内部画像を引き出す事は可能である。不透明媒体４５を通って分散できるように意図的にその光は選ばれる。医療診断における場合のように、もし、装置１が女性の胸の内部を映し出すために用いられるなら、適切な光は例えば、波長６６０nmを持つレーザー光か又は波長８１０nmを持つレーザー光である。図１において測定容量１５は、容器２０により定められる。しかし、これは常にそうであるとは限らない。不透明媒体の内部を映し出すための装置のもう１つの実施例は、不透明媒体の１側面に対し例えば押し当てることができる手で持てる装置である。その場合、測定容量は、不透明媒体を照射した結果光が検出される不透明媒体の部分により占められる容量である。
【００１８】
図２は、単一出口位置から発する空間的に異なる複数の光線束からの光を検出するように如何に装置が配置され得るかを概略的に示す。図２は本発明の実施例による単一の出口位置６０に結合した２つの光学光ガイド５５を示す。単一の出口位置６０は例えば、図１に記述された如く光学チャネル２５bの形でもたらされるか又は、光を発する単なる皮膚組織の１領域であっても良い。光ガイドは、光の入射孔から入るために光がそれらの光ガイドの入射孔に達しなければならない範囲内の最大受け入れ角θを有する。図２において光学的光ガイド５５の光の入射孔６５と単一の出口位置６０の幅ｗとの距離ｄは、θの正接が、ｗ／２とｄとの商、即ちtan(θ)  ＝w/2dにより与えられるような受け入れ角θに対応する。図２の光学光ガイド５５は、両方が点線で示されるように同じ視野を有するように配置される。このように両方の光学光ガイド５５は、両方の光学光ガイド５５が集めたものが同じ情報を含む結果として同じ単一の出口位置６０に結合する。同時に複数の空間的に異なる光線束から光を集めることは、唯１つの光線束からの光が集められ、異なる検出スキームを含む測定が次から次へと実行されなければならない状況と比較して、測定時間を減らす。代替的に、複数の空間的に異なる光線束から光を集めることは、信号対ノイズ比を増加させるのに用いられても良い。信号対ノイズ比を増加させる事は、複数の空間的に異なる光線束から光を集めることによって、図２に示すような方法で達成され得る。唯１つの光線束からの光が例えば、１の光学的光ガイドを単一の出口位置に結合することによって同じ時間周期に亘って集められる状況と比較して、ある特定の時間周期に亘って単一の出口位置６０が得る信号数は増やされる。既知の装置が既に、単一の光学光ガイドに光学的に結合した単一の出口位置を含むので、既知の装置でその実施例を実行することは容易である点でこの実施例は利点を持つ。既知の装置１において測定容量１５は容器２０により定められる。光ガイド３０bは、プラグにより囲まれた光ガイド３０bの終端で光ガイド３０bを光学チャネル２５bに挿入する事により光学チャネル２５bに光学的に結合される。これらのプラグは、複数の光ガイド３０bの単一の光学チャネル２５bへの光学的結合を可能にするのに適合し得る。tan(θ)  ＝w/2dの式を満足する事は、光学チャネル２５bの正しい深さにプラグを配置することにより達成され得る。
【００１９】
図３は、２つの空間的に異なる光線束に適用された２つの異なる検出スキームを概略的に示す。２つの空間的に異なる光線束は、破線で示される。２つの光検出器、光検出器７０及び光検出器７２は、単一の出口位置６０に光学的に結合する。光検出器７０により検出される前に１の空間的に異なる光線束は、光学フィルター７５、例えば、蛍光フィルターを通る。他の空間的に異なる光線束は光学フィルターを通らず、直に光検出器７２に結合する。図３は、如何に種々の検出スキームが種々の空間的に異なる光線束に適用され得るかを示す。空間的に異なる複数の光線束は直接例えば光検出器７０、７２に結合し得るので、図３は又、図２に存在する光学光ガイド５５が常に存在する必要はない事を示す。同時に異なる検出スキームを複数の空間的に異なる光線束に適用することは、唯１つの光線束からの光が集められ異なる検出スキームを含む測定が次から次へと実行されなければならない状況と比較して測定時間を減らす。
【００２０】
図４は、単一出口位置から発する光線束に焦点を合わせるための手段を概略的に示す。図２のように、図４は、単一の出口位置６０に光学的に結合した２つの光学光ガイド５５を概略的に示す。しかし、図４においてレンズ８０は、光学光ガイド５５に結合した空間的に異なる光線束に焦点を合わせるために用いられる。空間的に異なる光線束は、破線で示される。干渉フィルターが適切に機能するには焦点の合った光線束を必要とするので、単一の出口位置６０から発した少なくとも１つの光線束に焦点を合わせる事が干渉フィルターの実行を可能にするという利点がある。
【００２１】
図５は、本発明による医療用画像取得装置の実施例を示す。破線で示された四角内に図１に示された装置１が本質的に示される。しかし、図１に示された光ガイド３０bは、本発明に従い図２に示された光学光ガイド５５の対により置き換えられる。図５に示された医療用画像取得装置８５は更に、不透明媒体４５の内部の再構築された画像を表示するためのスクリーン９５及び入力インターフェース１００、例えば、オペレータが医療用画像取得装置８５と相互作用をする事を可能にするキーボードを含む。
【００２２】
上述の実施例は、本発明を制限するよりむしろ説明する物であり、当業者は添付の特許請求の範囲から離れること無しに多くの代替的実施例を設計できることに注意されなければならない。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、特許請求の範囲を制限するものとして構成されない。「含む」の語は、特許請求の範囲内に列挙された事項以外の要素又はステップの存在を除外しない。「１つの」の語は、複数のそのような要素の存在を除外しない。数手段を数えるシステムクレーム中で、これらの手段のうちの数個は、コンピュータに読み込み可能なソフトウエア又はハードウエアの同等のものによって実施できる。互いに異なった従属項中にある手段が列挙されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有利に使えないと言うことを示さない。
【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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【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】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
測定容量から発する光を検出する信号は、ノイズに敏感である事は既知の装置の欠点である。ノイズに対する感度は、拡散光学的トモグラフィー測定が、時々弱い光信号の非常に高感度な検出を必要とするという事実による。
国際特許公開番号ＷＯ００／４２９０２Ａ１は、不透明媒体内の異成分深さ識別のための方法を記述する。光線束の形での光学的信号は、不透明媒体に結合され、他方には光学的検出器が存在する。光学的検出器は、対応する検出器出力信号を画像データの１セットを作るため画像処理手段に送る。その媒体に入射する光線束と検出装置の両方が、その媒体の表面に沿って同期的に走査されるような方法で、多くの点での透過光を測定することにより１の画像が作られる。
米国特許番号５，６６０，１８１Ｂは、混成神経網及び綿密３次元マッピングのための多繊維プルーブについて記述する。その装置一式は、少なくとも１つの照明ファイバーと少なくとも２つの受容ファイバーを含む多ファイバー束を含み、その照明ファイバーは、１の光源に接続される。分光計は、受け取った情報を処理するために少なくとも２つの受容ファイバーに接続される。不透明媒体への入射光は、被検物により反射され、互いに離れていて異なる空間位置を有する２つの受容ファイバーにより検知される。
米国特許公開番号２００３／００８５３３８  Ａ１は、同時マルチ波長方式によるＴＰＳＦ光学イメージング装置を記述する。注入ポートは、体の部分に導波管を介して提供される光を導入するために提供される。他方に体の部分を通る透過光を受け取るための検出ポートが存在する。複数の識別可能な波長は、異なる入射検出位置のための複数のＴＰＳＦ画像データポイントを同時に取得するために、異なる入射検出位置で異なる波長を持った光を同時に導入するために使われる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に従いこの目的は、装置が単一出口位置から発する少なくとも２つの空間的に異なる光線束からの光を同時に集めるように配置される事において実現され、その単一出口位置は、測定容量を定める容器の光学的チャネルにより又は光を発する皮膚組織の１領域により形成される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明は、単一出口位置から発する光が拡散的に発せられるという認識に基づいている。従って、単一出口位置から発する少なくとも２つの空間的に異なる光線束の検出は可能である。単一出口位置から発する空間的に異なる光線束の検出とは、多信号が単一出口位置から検出される事を意味する。このようにして、特定の時間周期に亘り単一出口位置から得た信号の数、即ち単位時間当たりのその単一出口位置での測定数は、増加する。測定数の増加は、信号対ノイズ比の増加に使われる。信号の特定量は既知の装置における状況に比べて、より短い時間周期で得ることができるので、測定数の増加は更に測定時間の減少に用いることができる。
【手続補正４】
【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映し出す装置で：
a)  前記不透明媒体を収容するための測定容量；
b)  前記不透明媒体を照射するための光源；
c)  前記不透明媒体への照射の結果前記測定容量の境界に置かれた出口位置から発する光を検出する光検出ユニット
を含み、
前記装置が、単一の出口位置から発する少なくとも２つの空間的に異なる光線束から光を同時に集めるように配置され、前記出口位置が、前記測定容量を定める容器の光学的チャネルにより形成され又は光を発する皮膚組織の１領域により形成される事を特徴とする装置。
【請求項２】
入射光孔を有し且つ前記入射光孔から光が入るための受け入れ角を有する複数の光学的光ガイドを含み、前記光学的光ガイドの入射光孔と前記単一出口位置との距離が前記光学的光ガイドの受け入れ角に対応するように前記複数の光学的光ガイドが前記単一出口位置に光学的に結合するように構成される請求項１による装置。
【請求項３】
少なくとも２つの異なる検出スキームを単一出口位置から発する少なくとも２つの空間的に異なる光線束に適用するように配置された請求項１による装置。
【請求項４】
単一出口位置から発する少なくとも１つの光線束に焦点を合わせるための手段を含む請求項１による装置。
【請求項５】
医療用画像取得装置であって：
a)  不透明媒体を受け取るための測定容量；
b)  前記不透明媒体に光を照射するための光源；
c)  前記不透明媒体への照射の結果前記測定容量の境界に置かれた出口位置から発する光を検出する光検出ユニット
を含み、
前記医療用画像取得装置が、単一の出口位置から発する少なくとも２つの空間的に異なる光線束から同時に光を集めるように配置され、前記出口位置が、前記測定容量を定める容器の光学的チャネルにより形成され又は光を発する皮膚組織の１領域により形成される事を特徴とする装置。
【国際調査報告】
2009545738.tif 000008
2009545738.tif 000009
2009545738.tif 000010