(57)【要約】  本要約書に記載された技術的特徴は、括弧に入れた参照番号を含んではいない（ＰＣＴ規則８．１（ｄ））。プローブ（１６）の遠位端に位置した非外傷性光カプラ（２４）は、動脈壁（１４）の接触域（２６）上に静止し、ファイバ（１８）から光を動脈壁（１４）に差し向けて動脈壁（１４）の裏側にある構造体（２８）を照らす。これら構造体（２８）は、光の一部を散乱させ接触域（２６）に返す。すると、この光の一部は、接触域（２６）から動脈壁（１４）を介して再出現する。外傷性光カプラ（２４）は、この再出現した光を収集し、ファイバ（１８）内に差し向ける。
2007524455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管腔内壁によって画定される管腔内の不安定プラークを検出するための装置であって、
内部に延伸する光ファイバと、当該光ファイバと光学的に連通すると共に前記管腔内壁に非外傷的に接触するよう構成された非外傷性光カプラと、を備えたプローブと、
前記ファイバと光学的に連通して、前記壁を照らす光源と、
前記ファイバと光学的に連通して、前記壁内部からの光を検出する検出器と、を含む装置。
【請求項２】
前記プローブが、前記ファイバを囲むジャケットを更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ジャケットが、コイルワイヤ・ジャケットに巻き上がられたコイルワイヤを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ジャケットが、可変直径を備えたコイルワイヤを含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記プローブが複数の光ファイバを更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記プローブが好適な形状を弾性的に呈する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記好適な形状が弓形を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記好適な形状が円弧を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記好適な形状がカテナリー曲線の一部を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記非外傷性カプラが、前記プローブの遠位先端に配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記非外傷性カプラが、前記光ファイバの遠位先端に配置されたレンズを含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記レンズが、前記光ファイバにモード整合されたビームの拡散角を制限する焦点距離を備えた、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記レンズが、前記拡散角を約２０度未満の角度に制限する焦点距離を備えた、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記レンズがコリメーティングレンズである、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記非外傷性カプラが、前記光ファイバの遠位先端に配置された広がり制限器を含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１６】
前記広がり制限器が、前記光ファイバの熱膨張ファイバコア部を含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記非外傷性カプラが前記光ファイバと一体形成されている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１８】
前記非外傷性カプラが前記光ファイバの遠位先端を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記光ファイバが約２０度未満の受光角を備えた、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記非外傷性カプラが、前記プローブの側部に沿って配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記非外傷性カプラが、前記プローブの側部に沿って配置された窓を含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記窓と光学的に連通した回折格子を更に含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記非外傷性カプラが、
前記プローブの側部に沿って配置した窓と、
前記窓と、前記ファイバの遠位先端との間に光学的連通を実現するビーム方向転換器とを含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２４】
前記ビーム方向転換器がプリズムを含む、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記非外傷性光カプラが、
前記プローブの前記側部に配置した窓と、
前記光ファイバの遠位面であって、前記窓との光学的連通を実現するよう配向されている遠位面とを含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２６】
前記光源が近赤外線光源を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２７】
前記検出器とデータ通信するプロセッサを更に含み、当該プロセッサが、前記検出器によって与えられた信号に基づいて不安定プラークを識別するよう構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項２８】
前記プローブが挿通する套管を更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２９】
前記プローブが前記套管と一体形成されている、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記光ファイバが前記套管に埋設されている、請求項２８に記載の装置。
【請求項３１】
前記套管が、前記プローブが挿通するチャンネルを形成する壁を含み、当該チャンネルが前記套管と共形的である、請求項２８に記載の装置。
【請求項３２】
前記チャンネルが前記套管の長手軸に面する開口部を備えるように、当該套管がテーパ状の遠位開口部を備える、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記チャンネルが前記套管の長手軸から離れる方向を向いた開口部を備えるように、当該套管がフレア状の遠位開口部を備える、請求項３１に記載の装置。
【請求項３４】
前記プローブの遠位端が取り付けられたハブを更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３５】
前記ハブ及び前記プローブが挿通する套管を更に含む、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記プローブが弓形形状を弾性的に呈し、その反曲点において前記管腔内壁に接触する、請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
前記カプラが前記反曲点に配置されている、請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
前記プローブの好適な相対位置を維持するための、前記プローブに取り付けられたスペーサを更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３９】
管腔内壁によって画定される管腔内の不安定プラークを検出するための装置であって、
長手軸を備えた套管と、
前記套管内に延伸する複数のプローブとを含み、各プローブが、
その内部に延伸する光ファイバと、
前記光ファイバと光学的に連通すると共に、前記管腔内壁に非外傷的に接触するよう構成された非外傷性光カプラとを備えた、装置。
【請求項４０】
前記複数プローブの互いに対する位置を維持するための、各プローブに取り付けられたスペーサリングを更に含む、請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
各プローブの遠位端に取り付けられたハブを更に含む、請求項３９に記載の装置。
【請求項４２】
前記プローブの前記遠位端が、前記プローブの近位部から半径方向にずれた固定点において前記ハブに取り付けられている、請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
前記複数プローブの互いに対する位置を維持するための、各プローブに取り付けられたスペーサリングを更に含む、請求項４１に記載の装置。
【請求項４４】
前記プローブそれぞれが、前記ハブと前記套管との間に反曲点を持つ弓形形状を弾性的に呈する、請求項４１に記載の装置。
【請求項４５】
前記プローブそれぞれが所望の形状を弾性的に呈する、請求項３９に記載の装置。
【請求項４６】
前記非外傷性カプラが、前記光ファイバと前記管腔内壁との間に光学的連通を実現するための手段を含む、請求項３９に記載の装置。
【請求項４７】
前記複数プローブの少なくとも１つが前記套管と一体形成されている、請求項３９に記載の装置。
【請求項４８】
前記光ファイバが前記套管に埋設されている、請求項３９に記載の装置。
【請求項４９】
管腔内壁内の不安定プラークを検出するための方法であって、
非外傷性光カプラを前記管腔内壁と接触させる段階と、
光を前記管腔内壁内に前記非外傷性カプラを介して通過させる段階と、
前記光を前記管腔内壁の内部から前記非外傷性カプラを介して受け取る段階と、
前記受け取った光を、不安定プラークの存在を識別するための分析に供するため、プロセッサに与える段階とを含む、方法。
【請求項５０】
非外傷性光カプラを前記管腔内壁に接触させる前記段階が、プローブの遠位端を前記管腔内壁に接触させる段階を含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
非外傷性光カプラを前記管腔内壁に接触させる前記段階が、プローブの側部を前記管腔内壁に接触させる段階を含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５２】
管腔内壁によって画定される管腔内の不安定プラークを検出するための装置であって、
その内部に延伸する光ファイバと、前記管腔内壁に非外傷的に接触する手段であって、前記管腔内壁との光学的連通を実現する手段を含む接触する手段と、を備えたプローブと、
前記ファイバと光学的に連通して、前記壁を照らす光源と、
前記ファイバと光学的に連通して、前記壁内部からの光を検出する検出器と、を含む装置。
【請求項５３】
前記管腔内壁に非外傷的に接触する前記手段が、前記プローブの遠位端における曲線状表面を含む、請求項５２に記載の装置。
【請求項５４】
前記曲線状表面が、前記光ファイバに取り付けたレンズの表面を含む、請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
光学的な連通を実現する前記手段が前記レンズを含む、請求項５４に記載の装置。
【請求項５６】
前記曲線状表面が前記光ファイバの表面を含む、請求項５３に記載の装置。
【請求項５７】
光学的な連通を実現する前記手段が前記ファイバを含む、請求項４９に記載の装置。
【請求項５８】
前記管腔内壁に非外傷的に接触する前記手段が、前記プローブの側部に沿った横窓を含む、請求項５２に記載の装置。
【請求項５９】
光学的な連通を実現する前記手段が、前記横窓及び前記ファイバの面と光学的に連通した反射表面を含む、請求項５８に記載の装置。
【請求項６０】
光学的な連通を実現する前記手段が、前記ファイバの角度付けした面を含む、請求項５８に記載の装置。
【請求項６１】
光学的な連通を実現する前記手段が、前記横窓及び前記ファイバと光学的に連通した回折格子を含む、請求項５８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は分光法に関し、特に、血管壁内における不安定プラーク検出用の分光器に関する。
【背景技術】
【０００２】
アテローム性動脈硬化症は、血管壁の変性を特徴とする血管疾患である。こうした変性は、患部血管の離散部位すなわちポケットで発生するとプラークと呼ばれる。ある種のプラークは、脳卒中又は心筋梗塞などの急性イベントに関係している。こうしたプラークは「不安定プラーク」と呼ばれる。不安定プラークは、典型的には、薄い線維性被膜により血液から分離した壊死性残屑からなる脂質を保持した貯留を含んでいる。線維性被膜は、管腔内の圧力上昇や血管痙攣に反応して破壊され、プラークの内部が血液流に曝されることがある。結果として生じる血栓は、虚血や塞栓の離脱に至ることがある。
【０００３】
不安定プラークの位置を特定する一つの方法としては、赤外線で動脈壁を透視するものがある。これを行うためには、カテーテルを動脈の管腔に挿入する。こうしたカテーテルは、動脈壁上のある箇所を赤外線で照らすための送出ファイバを含んでいる。動脈壁自体に加え、血液中の様々な粒子が、この光の大部分を散乱又は反射する。しかし、この光の限られた部分は動脈壁を通過して、動脈壁内部の深いところにある構造体に当たって散乱する。この深部散乱光の一部は管腔に再び入る。こうして再び入った光はカテーテル内の収集ファイバにより収集され、分光分析に供せられる。
【０００４】
血液及び動脈壁の表面から散乱した光を回収してしまわないように、送出ファイバは収集ファイバから変位されている。従って、カテーテルの直径を十分大きくして、２つのファイバとそれらを離間するギャップを収容しなくてはならない。
発明の概要
【０００５】
本発明は、管腔内壁から直接的に散乱光を収集することにより、光の血液中における伝搬に起因する散乱を回避できるという認識に基づいている。結果として、別個の収集ファイバ及び送出ファイバを提供する必要もなくなる。その代わり、必要となるのは単一のファイバのみである。
【０００６】
一様態では、本発明は、管腔内壁により画定される管腔内の不安定プラークを検出するための装置を含む。本装置は、内部に延伸する１つ又は複数の光ファイバと、当該光ファイバと連通した非外傷性（原語：atraumatic）カプラとを備えたプローブを含む。前記カプラは、前記管腔内壁と非外傷的に接触するよう構成されている。更に、本装置は、前記ファイバと光学的に連通し前記壁を照らす光源と、前記ファイバと光学的に連通し前記壁内部からの光を検出する検出器とを含む。
【０００７】
一実施形態では、前記プローブは前記ファイバを囲むジャケットを含む。前記ジャケットはコイルワイヤをコイルワイヤ・ジャケットに巻き上げたものでよく、直径が可変のコイルワイヤを含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。
【０００８】
他の実施形態では、前記プローブは好適な形状を弾性的に呈する。好適な形状の例には、弓形、円弧、カテナリー、又はそれらの一部が含まれる。
【０００９】
前記非外傷性カプラは、前記プローブの遠位端に設けることができる。このタイプの実施形態には、前記非外傷性カプラを、前記光ファイバの遠位先端に取り付けられたレンズとするものが含まれる。幾つかの実施形態では、前記レンズは、前記光ファイバにモード整合されたビームの拡散角を例えば約２０度未満に制限する焦点距離を備える。実施形態によっては、前記レンズはコリメーティングレンズを含む。
【００１０】
幾つかの実施形態では、前記非外傷性カプラが、前記光ファイバの遠位先端に取り付けられた広がり制限器を含むものが含まれる。一実施形態では、前記広がり制限器は、前記光ファイバの熱膨張ファイバコア部を含む。
【００１１】
その他の実施形態には、前記光ファイバの遠位先端が前記非外傷性カプラの一部を含むなどして、前記非外傷性カプラが前記光ファイバと一体形成されているものが含まれる。実施形態によっては、前記光ファイバは約２０度未満の受光角を備える。
【００１２】
前記非外傷性カプラは、前記プローブの側部に沿って設けることができる。こうしたカプラの例には、前記プローブの側部に沿った窓と、当該窓と前記ファイバの遠位先端との間に光学的連通をもたらすビーム方向転換器とを備えたものが含まれる。他の例には、前記光ファイバの遠位面が、前記窓との光学的連通を実現するが含まれる。
【００１３】
本発明は、随意選択で、前記プローブが挿通する套管を含む。前記套管は、前記プローブが挿通する当該套管と共形的なチャンネルを形成する壁を含むことができる。これら実施形態では、前記套管の長手軸に面するか、離れる方を向いた開口部を備えたテーパ状又はフレア状の遠位端を設けることで、前記プローブを前記壁の方に導くことができる。
【００１４】
他の実施形態には、前記プローブの遠位端が取り付けられたハブを含むものや、前記ハブ及び前記プローブを挿通するための套管が設けられたものが含まれる。これらの実施形態では、前記プローブは弓形形状を弾性的に呈し、その反曲点において前記管腔内壁に接触するものでよい。この場合、カプラを前記反曲点に取り付けることができる。
【００１５】
別の様態では、本発明は、套管と、当該套管内部を延伸する複数のプローブとを含む。各プローブは、内部に延伸する光ファイバと、当該光ファイバと連通した非外傷性カプラとを備える。前記カプラは、前記管腔内壁と非外傷的に接触するよう構成されている。
【００１６】
実施形態によっては、前記複数プローブの互いに対する位置を維持するため、各プローブに取り付けられたスペーサリングが含まれる。他の実施形態には、前記プローブのそれぞれの遠位端に取り付けられたハブを含むものがある。
【００１７】
本発明の別の様態としては、管腔内壁内の不安定プラークを検出するための方法がある。この方法は、非外傷性光カプラを前記管腔内壁に接触させる段階と、前記非外傷性光カプラを介して前記管腔内壁内に光を通過させる段階とを含む。次に、前記管腔内壁の内部からの光は、前記非外傷性カプラを介して回収される。するとこの光は、不安定プラークの存在を識別するための分析に供するため、プロセッサに与えられる。
【００１８】
この方法のある実施様態では、非外傷性光カプラを前記管腔内壁に接触させる前記段階が、プローブの遠位端を前記管腔内壁に接触させる段階を含む。本発明の他の実施様態では、前記管腔内壁に接触されるのは前記プローブの側部である。
【００１９】
他に特に定義していない限り、本明細書で用いる科学技術用語は、本発明が属する分野の通常の技能を備えた当業者が一般に理解する意味と同一である。本明細書に記載したものと類似又は同等の方法及び材料を、本発明の実施又は試験に用いることができるが、適切な方法及び材料は後述する。本明細書で言及するすべての刊行物、特許出願、特許、及び他の引用文献は、その全体を引用して援用する。矛盾が生じた場合は、定義も含めて本明細書が優先する。更に、これら材料、方法、及び例は、例示的なものであって限定する意図はない。
【００２０】
本発明のその他の特徴及び利点は、次の詳細な説明及び特許請求の範囲から明らかとなるはずである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、患者の動脈壁１４内の不安定プラーク１２を識別するための分光器１０を示す。この分光器は、患者の選択した動脈、例えば、冠状動脈に挿入すべきプローブ１６を特徴とする。光ファイバ１８が、プローブ１６の遠位端と近位端との間に延伸している。
【００２２】
図２及び３に示した第１実施形態では、プローブ１６の遠位端に位置する非外傷性光カプラ２４が、動脈壁１４の接触域２６上に静止する。図２に示したように配置すると、非外傷性光カプラ２４は、ファイバ１８を軸方向に伝わる光を接触域２６に差し向ける。非外傷性光カプラ２４から出た光は、動脈壁１４を通過し、動脈壁１４の裏側にある構造体２８を照らす。これら構造体２８は、光の一部を散乱させ接触域２６に返す。すると、この光の一部は接触域２６から動脈壁１４を介して再出現する。外傷性光カプラ２４はこの再出現した光を収集し、ファイバ１８内に差し向ける。
【００２３】
図３に示したように、剛性チューブ３８がプローブ１６の近位部に沿ってファイバ１８を包囲しており、プローブ１６を動脈内に沿って押し進めることが可能となる。コイルワイヤ４４が、プローブ１６の中央部及び遠位部に沿って可撓性コイルワイヤ・ジャケット４６となるように巻き上げてあり、ファイバ１８を包囲している。
【００２４】
コイルワイヤ４４の直径は中央部に沿って一定である。コイルワイヤ４４の直径は、プローブ１６の遠位部に沿って徐々に小さくなる。結果的に、プローブ１６の遠位部は、その中央部よりも可撓性が高くなる。このように可撓性を高めたことで、遠位部は、動脈壁１４に不要な力を掛けることなく動脈壁１４の形状に沿って進むことが可能となる。 
【００２５】
非外傷性光カプラ２４を製作するには、図４Ａ、４Ｂ、及び４Ｅに示したようにレンズ集成体をファイバ１８の遠位先端に取り付けるか、図４Ｆ乃至４Ｇに示したように曲線状のガラス先端部を角度付けしたファイバに取り付ければよい。別法では、図４Ｃ乃至Ｄに示したように、遠位先端の角張った縁部を滑らかにすることにより、非外傷性光カプラ２４をファイバ１８と一体形成できる。
【００２６】
いずれの場合も、非外傷性光カプラ２４は、図４Ａに示したように球面レンズか、図４Ｂに示したように半球形レンズを含むことができる。外傷性光カプラ２４は、図４Ｅに示したように複数のレンズ要素を含むこともできる。
【００２７】
或いは、非外傷性光カプラ２４はファイバ１８と一体形成してもよい。例えば、ファイバ１８の遠位先端は、図４Ｄに示したように、曲線状の縁部を含むと共にファイバ断面の平面に対して角度付けして配向した平面に形成したり、図４Ｃに示したように半球形に形成したりできる。
【００２８】
図４Ｈ乃至４Ｊを参照すると、幾つかの実施形態では、非外傷性光カプラ２１は、ビーム広がり制限器３０として作用する取り付け部又は一体部を含む。ビーム広がり制限器３０は、ファイバ１８に空間的にモード整合したビーム３２（例えば、ファイバ内に結合したビーム、ファイバ外部へ結合したビーム、又はその両方）の拡散半角θを制限する。例えば、図４Ｉでは、ビーム広がり制限器３０は、ファイバ１８の端部に対して配置したレンズ３４（例えば、屈折率分布型（ＧＲＩＮ）レンズ）を含む。レンズ３４は、モード整合したビームプロファイルが１０度未満の拡散半角θ（レンズ３４がコリメーティングレンズであればほぼθで、弱い収斂レンズであれば０度未満）を持つような焦点距離を備える。
【００２９】
図４Ｊでは、ビーム広がり制限器３０は、ファイバ１８（例えば、単一モードファイバ）からのモードを大径コア部３８の下位モード（原語：lower
order mode）に結合するための断熱テーパ導波管区間３６（例えば、熱膨張コア（ＴＥＣ）ファイバ区間）を含む。近ガウスモード形状では、光の所与の波長に関してビームの拡散半角θは、コアサイズに反比例して変化する。従って、大径コア部３８にモード整合したビーム３２の拡散角２θは減少する。
【００３０】
或いは、ファイバ１８は、図４Ｃ乃至４Ｄに示したように、別個のビーム広がり制限器３０なしでも、拡散角２θすなわち「受光角」を制限する開口数（ＮＡ）が低いファイバ（例えば、そのコアのインデックスとクラッドのインデックスとの差が小さい単一モードファイバ）としてもよい。例えば、ファイバ１８は、拡散角２θを２０度未満に制限する開口数を持つことができる。位相スクリーン（すなわち「キノフォーム位相板」）などの他の要素を用いてビームの拡散を制限してもよい。これら方法の何れかを用いて制限したビーム広がりは、例えば、非外傷性光カプラ２４を用いて光コヒーレンス断層撮影法（ＯＣＴ）を実行する際に有用である。
【００３１】
図１を再び参照すると、分光器１０を使用するユーザは、非外傷性光カプラ２４を動脈壁１４上に配置し、プローブ１６に結合されたモータ４９を駆動する。モータ４９は、プローブ１６を毎秒約１回転と毎秒４００回転との間の速度で回転させる。すると非外傷性光カプラ２４は、動脈壁１４の内周に沿って経路を描く。非外傷性光カプラ２４は、回転しながら、近赤外線光源などの光源５０からファイバ１８に伝達した光を接触域２６まで差し向ける。同時に、非外傷性光カプラ２４が接触域２６から再出現する光を収集し、それをファイバ１８内に差し向けると、ファイバ１８がこの光を光検出器５２まで案内する。
【００３２】
光検出器５２は、アナログ／デジタル（「Ａ／Ｄ」）変換器５４に光の強度を示す電気信号を与える。このＡ／Ｄ変換器５４は、動脈壁１４の下に隠れた不安定プラークの存在を識別するために、このような信号を、プロセッサ５６によって分析可能なデジタル・データに変換する。
【００３３】
図５Ａ乃至Ｃに示した第２実施形態では、プローブハウジング５９が、套管６０内をその長手軸に平行で、その軸から半径方向に変位して延伸している。プローブ１６は展開準備ができるまでプローブハウジング５９内に保持される。套管６０の長手軸に沿って案内ワイヤハウジング６１が延伸しており、このハウジング６１は、その内部を案内ワイヤ６３が延伸する案内ワイヤ内腔を形成している。
【００３４】
プローブ１６は、ガラス又はプラスチック製の光ファイバか、そうしたファイバの束でよい。一実施形態では、このプローブは、それぞれが直径０．００５ミリメートルの２５本の光ファイバ束を含む。これらファイバは、露出したままでも、生体適合性材料層及び／又はポリテトラフルオロエチレン（「ＰＴＦＥ」）などの潤滑性層で被覆しても、コイルワイヤ・ジャケットで包囲してもよい。ファイバ上に設けるこのオプションの被覆又はジャケットは、丸みをつけることであらゆる方向に屈曲可能とするか、望ましくない方向への屈曲を防止するため平坦としてもよい。
【００３５】
光ファイバ１８の遠位先端は、上述した非外傷性光カプラ２４のうち何れかで蓋をされている。套管６０の遠位端が接触域２６からやや近位側に達したとき、プローブ１６の遠位先端が套管６０の遠位端部を越えて延伸するように、プローブ１６を遠位方向に押す。別法として、プローブ１６を静止させたままで、套管６０を後退させることでプローブ１６を露出させてもよい。
【００３６】
プローブ１６はプリフォームされているので、その自然な曲がりにより套管６０の軸から離れる方向に外側へ付勢されている。結果として、プローブ１６がそのハウジング５９外部へ、套管６０の遠位端を越えて延伸すると、上述の自然な曲がりにより、ファイバ１８の非外傷性光カプラ２４が套管６０から遠位側の動脈壁１４に接触する。すると、図５Ａ乃至Ｃに示したように、プローブ１６を回転させて、非外傷性光カプラ２４が、動脈壁１４の内周に沿って円形の接触経路を描くようにする。
【００３７】
プローブ１６をプリフォームするための様々な方法が知られている。例えば、プローブ１６を所望の形状にしたまま加熱する方法がある。或いは、プローブ１６内のファイバに被覆を施して、ファイバを所望の形状にしたままで硬化させてもよい。
【００３８】
図５Ｄ乃至Ｆに示した第３実施形態では、套管６０は近位部８８と、周方向ギャップ９２により近位部８８から分離した遠位部９０とを備えている。案内壁９４は、切頭端部から基部まで遠位方向に伸びる円錐台を形成している。又、この切頭端部は案内ワイヤハウジング５９に接続しており、基部は套管６０の遠位部９０と接続している。従って、案内壁９４により、套管６０の近位及び遠位部８８及び９０の互いに対する位置が一定に維持され、周方向ギャップ９２が套管６０を完全に周回できるようになる。
【００３９】
実際の使用では、プローブ１６を案内壁９４に向かって遠位方向に延伸させると、案内壁９４がプローブ１６を周方向ギャップ９２の外部に案内する。第２実施形態（図５Ａ乃至５Ｃ）の場合と同様に、プローブ１６の自然な曲がりが非外傷性先端２４を付勢し、動脈壁１４に接触させる。プローブの非外傷性先端２４が動脈壁１４に接触すると、図５Ｄ乃至５Ｆに示したように、非外傷性先端２４が動脈壁１４上に円周方向の接触経路を描くよう、プローブ１６を回転させる。
【００４０】
図６Ａ乃至Ｃに示した第４実施形態では、図５Ａ乃至５Ｆに関連して上述したタイプの複数のプローブ１６が、套管６０内に同時に挿通されている。オプションのスペーサリング６４が、プローブ６２の遠位部における１つ又は複数地点でプローブ６２に取り付けられている。スペーサリング６４はシリコンウェブ、プラスチック、ニチノール、又は任意の他の生体適合性材料でよい。
【００４１】
スペーサリング６４は、展開した状態で、套管６０の長手軸に垂直な平面内に位置するように配向される。従って、スペーサリング６４は、動脈壁１４の走査時に複数プローブ１６の相対位置を維持する。図６Ａ乃至６Ｃに示したような多プローブを用いた実施形態では、動脈壁１４の内周の大部分を検査するのにプローブ１６を回転させる必要がない。
【００４２】
図６Ｄ乃至Ｆに示した第５実施形態では、套管６０は、第３実施形態（図５Ａ乃至５Ｆ）に関連して説明したものと同一である。この第５実施形態と第３実施形態（図５Ａ乃至５Ｆ）との差は、第３実施形態では、単一のプローブ１６が周方向ギャップ９２に沿って延伸しているが、この第５実施形態では、互いから周方向にずらして配置した幾つかのプローブ１６が周方向ギャップ９２に沿って延伸していることである。結果として、第３実施形態では、動脈壁１４の円周全てを検査するにはプローブ１６を回転する必要があるが、第５実施形態では、プローブ１６を全く回転させなくても動脈壁１４の円周全てを検査できる。
【００４３】
第６実施形態では、套管６０は、図７Ａに示したようにテーパ状の遠位端６８を備えるか、図７Ｂに示したようにフレア状の遠位端７０を備える。套管６０の内壁に形成されたチャンネル７２には、その遠位端の開口部７６の近傍に屈曲７４が形成されている。開口部７６は、その法線ベクトルが半径方向成分及び長手方向成分を含む表面を画定する。
【００４４】
図７Ａ乃至７Ｂの実施形態を使用するユーザが、プローブ１６をチャンネル７２内に挿通すると、チャンネル７２がプローブ１６を開口部７６に向かって案内する。プローブ１６がチャンネル７２を出ると、その非外傷性光カプラ２４が動脈壁１４に接触するまで上述の法線ベクトルの方向に進む。この場合、プローブ１６は好適な形状を備えるようにプリフォームする必要がないが、それはチャンネル７２がプローブ１６を動脈壁１４に達する正しい方向に案内するからである。
【００４５】
図８Ａ乃至８Ｂに示した第７実施形態では、複数のプローブ１６が套管６０に挿通されている。プローブ１６の遠位端は、ハブ７８の周方向に分散配置された固定点に取り付けられている。ハブ７８は操作ワイヤ８０に連結されており、このワイヤ８０によってハブ７８は、套管６０の長手軸に沿って移動し、プローブ１６を展開したり（図８Ａ）、プローブ１６を引き込んだりできる（図８Ｂ）。しかし、他の実施形態では、ハブ７８は静止させたままで、套管６０を遠位及び近位方向に移動させてプローブ１６を展開又は回収する。
【００４６】
プローブ１６は、図８Ａ示したように外側へ弓形に曲がるようプリフォームされていて、ハブ７８と套管６０との中間点において動脈壁１４に接触する。図６Ａ乃至６Ｃに関連して説明したものに類似のオプションのスペーサリング６４が、プローブ１６の遠位部に沿った１つ又は複数地点でプローブ１６に取り付けられており、それらの相対位置を維持する。この第７実施形態では、非外傷性光カプラ２４は、その中間点に位置した横窓８２を含む。横窓８２は半径方向外側を向いていて、プローブ１６を完全に展開すると、横窓８２が動脈壁１４と非外傷的に接触する。
【００４７】
プローブ１６の側部に沿って配置する非外傷性光カプラ２４は、プリズム又はミラーのような直角反射器８４を含み、図９Ｂに示したようにファイバ１８と横窓８２との間で光学連通して配置されている。別法としては、図９Ａに示したように、空気ギャップ８６が、角度を付けて研磨したファイバ１８の先端と横窓８２との間に光学的に連通して配置されている。
【００４８】
図９Ｃ乃至９Ｄは、プローブ１６の側部に沿って配置するための非外傷性光カプラ２４の追加例を示す。これらの例では、横窓８２は、ファイバのクラッドの一部を光の通過を許容する程度に薄くすることより形成されている。横窓８２は図９Ｃに示したように露出したままとしてもよいし、図９Ｃに示したように、回折格子８５を横窓８２と光学連通するように設けて、ビームの方向を更に制御してもよい。
【００４９】
ハブ７８及び套管６０を図８Ｂに示したように互いに引き寄せると、これらを対象位置まで容易に案内できる。一旦、ハブ７８及び套管６０が対象位置に達すると、ユーザはハブ７８を前進させるか套管６０を引き込ませる。いずれの場合も、プローブ１６は図８Ａに示したように套管６０内部から解放される。プローブ１６は、套管の内壁により加えられる半径方向の規制力から解放されると、図８Ｂに示したように自然な形状となって外側へ弓形に曲がり、それぞれの横窓８２が動脈壁１４と非外傷的に接触する。外傷性光カプラ２４は、横窓８２を介して光源５０からの光を案内する。同時に、非外傷性光カプラ２４は、動脈壁１４から再出現する光を横窓８２を介して回収し、ファイバ１８内に伝達すると、ファイバ１８がその光を光検出器５２に案内する。
【００５０】
動脈壁１４の検査が終了した時点で、ハブ７８と套管６０を図８Ｂに示したように互いに近づけると、プローブ１６は套管６０内に再び収容される。
【００５１】
図８Ｃ乃至８Ｄに示した第８実施形態では、套管６０は近位部８８と、周方向ギャップ９２により分離した遠位部９０とを備えている（第３実施形態（図５Ｄ乃至５Ｆ）及び第５実施形態（図６Ｄ乃至６Ｆ）に関連して説明したとおり）。プローブ１６の遠位先端が動脈壁１４と非外傷的に接触する第３及び第５実施形態と異なり、第８実施形態では、プローブ１６の遠位先端は、套管６０の遠位部９０でハブ７８に取り付けられている。第７実施形態のプローブ１６と同様に、第８実施形態のプローブ１６は、動脈壁１４と非外傷的に接触するよう中間点に横窓８２を備えている。プローブ１６に選択的に張力を掛けるために、アクチュエータ（図示しない）が機械的に結合されている。プローブ１６に張力が掛けられると、図８Ｄに示したように、プローブ１６は套管６０の遠位部９０に当接して横たわる。プローブ１６を弛緩させると、中間部にある横窓８２が動脈壁１４に非外傷的に接触するほど、半径方向外側へ遠位部９０から離れる方向に跳ね上がる。
【００５２】
使用に際して、プローブ１６に張力を掛けた状態で、套管６０を対象領域まで案内する。従って、プローブ１６は図８Ｂに示したように套管６０に当接するよう引っ張られている。一旦対象とする領域に達すると、張力を緩め、プローブ１６が図８Ａに示したように半径方向外側に跳ね上がり、横窓８２が動脈壁１４と非外傷的に接触する。データ収集作業の後、プローブ１６に再び張力を掛け、図８Ｂに示したように套管６０に当接するように引っ張る。
【００５３】
第７及び第８実施形態では、プローブ１６は出口点において套管６０から出て、固定点においてハブ７８に再取付されている。套管６０の軸を中心とする円柱座標系では、出口点と固定点とは異なる軸方向の座標を備えるが、同一の角座標を持つ。しかし、図８Ｅ及び８Ｆに図示したように、こうである必要はない。
【００５４】
図８Ｅは、套管６０が複数の出口孔９６と同数の進入孔９８を備える、第９実施形態を図示する。各プローブ１６は出口孔９６を介して套管６０から出て、出口孔から半径方向にずれた対応する進入孔９６を介して套管６０に再び入る。これにより図８Ｅに示した螺旋状の配置となる。この周方向ずれの程度が螺旋のピッチを決定する。
【００５５】
プローブ１６の遠位端は、套管６０内部でハブ７８（図示しない）に取り付けられている。各プローブ１６は、出口孔と対応する進入孔との間に横窓８２を備える。套管６０内部の操作ワイヤ８０が、図示したようにプローブ１６を展開したり、套管６０の外部に当接するように引き込んだりする。案内ワイヤ６３が套管６０を通り、その遠位先端から出ることにより、套管６０を対象領域まで案内できる。
【００５６】
図８Ｆは、套管６０が遠位部８８及び近位部９０を備える第１０実施形態を図示する。套管６０の近位部及び遠位部が、露出部１０２を備えた中央シャフト１００を取り囲んでいる。プローブ１６は、シャフトと套管６０との間のギャップに軸方向に延伸している。プローブ１６の遠位端は、シャフト１００に取り付けられたハブ７８上の、周方向に変位した固定点に固定されている。この周方向のずれにより、プローブ１６が螺旋状に形成される。この周方向ずれの程度が螺旋のピッチを決定する。
【００５７】
アクチュエータ（図示しない）が、プローブ１６に選択的に張力を掛ける。張力が掛けられると、プローブ１６は中央シャフト１００の露出部１０２に対して後退する。プローブ１６を弛緩させると図８Ｆに示した形状を呈する。すなわち、プローブ１６が中央シャフト１００の露出部１０２から半径方向外側へ跳ね上がり、横窓８２が動脈壁１４に非外傷的に接触する。
【００５８】
ここまでで説明した実施形態では、プローブ１６と套管６０は別々の構造体であった。しかし、プローブ１６は套管６０内に一体化したり、その他の様態で埋設したりしてもよい。この場合は、套管６０の幾つかの部分が、動脈壁１４に接触するよう半径方向外側に拡張する。
【００５９】
図８Ｇ及び８Ｈは、それぞれ展開状態及び引き込み状態にある第１１実施形態を示す。第１１実施形態は、内部シャフト１００を囲む套管６０の壁部に切り込み形成されたスロット１０４を含む。一対の隣接するスロット１０４が、套管６０のプローブ部１６を画定している。図８Ｇに示したように、套管６０の遠位先端が近位方向に引っ張られると、プローブ部１６は外側に屈曲する。図８Ｈに示したように、套管６０の遠位先端が伸展すると、プローブ部１６はシャフト１００上に平坦に横たわる。
【００６０】
各プローブ部１６は、展開した状態で、動脈壁１４と非外傷的に接触する横窓８２を備えている。横窓８２は、非外傷性光カプラ２４と光学的に連通している。套管６０の壁部内に埋設された光ファイバが、非外傷性光カプラ２４と光をやりとりする光学通路を形成する。
【００６１】
図８Ｉ及び８Ｊは、展開状態及び引き込み状態にある第１２実施形態を示す。第１２実施形態は、内部シャフト１００を囲む套管６０の壁部に切り込み形成されたスロット１０４を含む。第１１実施形態のスロット１０４と異なり、第１２実施形態のスロット１０４は、套管の遠位先端まで完全に延伸している。一対の隣接するスロット１０４が、套管６０のプローブ部１６を画定している。
【００６２】
図８Ｋの断面図に示したように、套管６０は、喉部１１０を形成する半径方向の内側突起１０６を含む。シャフト１００は、喉部１１０の遠位側に球根状部１１２と、喉部１１０を介して近位側に延伸して球根状部１１２に結合した直線部１１４とを含む。図８Ｉに示したように、プローブ部１６は、シャフト１００の球根状部１１２に当接するように付勢されている。シャフト１００が近位方向に引っ張られると、球根状部１１２が突起１０６に押しつけられる。図８Ｊに示したように、これがプローブ部１６を半径方向外側に旋回させる。
【００６３】
各プローブ部１６は、展開状態にあるときに、動脈壁１４と非外傷的に接触する非外傷性光カプラ２４をその遠位先端に備えている。套管６０の壁部内に埋設された光ファイバが、非外傷性光カプラ２４と光をやりとりする光学通路を形成する。
他の実施形態
【００６４】
本発明をその詳細な説明に関連して記載してきたが、上述の説明は例示を意図したものであり、本発明の範囲を限定するものではない。又、本発明の範囲は、添付した特許請求の範囲によって定義される。他の局面、利点、及び変更も次の特許請求の範囲に入る。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】不安定プラークを識別するための分光器の概略図である。
【図２】動脈壁に接触したプローブの概略図である。
【図３】図２のプローブの断面図である。
【図４】図４Ａ乃至Ｊは光ファイバ用の代表的な非外傷性光カプラである。
【図５】図５Ａ乃至Ｆは単一プローブ分光器の概略図である。
【図６】図６Ａ乃至Ｆは多プローブ分光器の概略図である。
【図７Ａ】テーパ状の遠位端を備えた套管から出たプローブの概略図である。
【図７Ｂ】フレア状の遠位端を備えた套管から出たプローブの概略図である。
【図８】図８Ａ乃至Ｆは非外傷性光カプラがプローブの側部に沿って設けられた多プローブ分光器の概略図である。図８Ｇ乃至Ｋはプローブが套管と一体化されている分光器の概略図である。
【図９Ａ】図９Ａ乃至Ｄは図８Ａ乃至８Ｈに示したプローブ用の代表的な非外傷性光カプラである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2007524455.tif 000007
【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
2007524455.tif 000009
【図４Ｅ】
2007524455.tif 000010
【図４Ｆ】
2007524455.tif 000011
【図４Ｇ】
2007524455.tif 000012
【図４Ｈ】
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【図４Ｉ】
2007524455.tif 000014
【図４Ｊ】
2007524455.tif 000015
【図５Ａ】
2007524455.tif 000016
【図５Ｂ】
2007524455.tif 000017
【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
2007524455.tif 000019
【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2007524455.tif 000023
【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
2007524455.tif 000025
【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
2007524455.tif 000030
【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
2007524455.tif 000036
【図８Ｈ】
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【図８Ｉ】
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【図８Ｊ】
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【図８Ｋ】
2007524455.tif 000040
【図９】
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【国際調査報告】
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