(57)【要約】患者の骨組織の状態を診断するため、または診断を補助するための方法において、この患者の骨組織の一部分が、光源を使用して照射される。この骨組織は、例えば、皮膚を通してかまたは切開を介して、インビボで照射され得る。あるいは、骨組織の生検が照射され得る。次いで、この骨組織によって散乱されたか、反射されたか、または透過された光についてのスペクトル内容の情報が決定され、そして少なくとも部分的に、この患者が骨組織の状態を有するか否かを決定するために使用される。
2007524833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者が該患者の骨組織に関連する状態を有するか否かを決定するための方法であって、該方法は、以下：
該患者の骨組織の一部分を、光源を使用して照射する工程；
該骨組織の一部分から光を受光する工程；
該受光された光に関連するスペクトル内容の情報を決定する工程；および
少なくとも該スペクトル内容の情報に基づいて、該患者が骨組織の状態を有するか否かを決定する工程、
を包含する、方法。
【請求項２】
前記患者の骨組織の一部分を、前記光源を使用して照射する工程が、実質的に単色の光源を使用して、該患者の骨組織の一部分を照射する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記実質的に単色の光源を使用して、前記患者の骨組織の一部分を照射する工程が、該患者の骨組織の一部分を、実質的に７００ｎｍと１１００ｎｍとの間の波長を有する光を生じる実質的に単色の光源を使用して照射する工程を包含する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記実質的に単色の光源を使用して、前記患者の骨組織の一部分を照射する工程が、該患者の骨組織の一部分を、実質的に８３０ｎｍの波長を有する光を生じる実質的に単色の光源を使用して照射する工程を包含する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記患者の骨組織の一部分を、前記光源を使用して照射する工程が、該患者の骨組織の一部分を、赤外光源を使用して照射する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記患者の骨組織の一部分を照射する工程が、該骨組織の一部分をインビボで照射する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記骨組織の一部分を照射する工程が、該骨組織の一部分を、前記患者の皮膚を通して照射する工程を包含する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記骨組織の一部分を照射する工程が、該骨組織の一部分を、前記患者の切開を介して照射する工程を包含する、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記骨組織の一部分を照射する工程が、前記患者から取り出された骨組織の生検を照射する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記骨組織の生検を照射する工程が、腸骨稜生検を照射する工程を包含する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記骨組織の一部分からの光を受光する工程が、該骨組織の一部分から散乱された光を受光する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記骨組織の一部分からの光を受光する工程が、該骨組織の一部分を透過した光を受光する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記骨組織の一部分からの光を受光する工程が、該骨組織の一部分によって反射された光を受光する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記スペクトル内容の情報を決定する工程が、ラマンスペクトルを決定する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記スペクトル内容の情報を決定する工程が、赤外スペクトルを決定する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記患者が前記骨組織の状態を有するか否かを決定する工程が、該患者が、骨折の疑い、骨粗鬆症、遺伝性障害、および後天性障害のうちの少なくとも１つを有するか否かを決定する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記患者が前記骨組織の状態を有するか否かを決定する工程が、該患者の骨組織の骨折の疑いを、前記スペクトル内容の情報に少なくとも部分的に基づいて見積もる工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記スペクトル内容の情報が、１つ以上の波長で受光された光に対応する複数のバンドを含み；
前記骨折の疑いを見積もる工程が、少なくとも１つのバンドの少なくとも１つの面積を決定する工程を包含する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記骨折の疑いを見積もる工程が、前記少なくとも１つのバンドに曲線を当てはめる工程をさらに包含する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記骨折の疑いを見積もる工程が、さらに、以下：
少なくとも第一のバンドの第一の面積を決定する工程；
少なくとも第二のバンドの第二の面積を決定する工程；および
該第一の面積と該第二の面積との第一の比を決定する工程、
を包含する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記骨折の疑いを見積もる工程が、前記第一の比に基づいて、該骨折の疑いを見積もる工程をさらに包含する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記骨折の疑いを見積もる工程が、さらに、以下：
少なくとも第三のバンドの第三の面積を決定する工程；
該第三の面積と前記第一の面積との第二の比を決定する工程、
を包含する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記骨折の疑いを見積もる工程が、前記第一の比および前記第二の比に基づいて、該骨折の疑いを見積もる工程をさらに包含する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記骨折の疑いを見積もる工程が、少なくとも部分的に、前記患者の年齢、前記患者の身長、前記患者の体重、前記患者の骨鉱物密度、および前記患者の家族履歴のうちの少なくとも１つにさらに基づいて、該骨折の疑いを見積もる工程をさらに包含する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
前記患者が骨組織の状態を有するか否かを決定する工程が、少なくとも部分的に、該患者の年齢、該患者の身長、該患者の体重、該患者の骨鉱物密度、および該患者の家族履歴のうちの少なくとも１つにさらに基づいて、該患者が骨組織の状態を有するか否かを決定する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
骨組織の骨折の疑いを決定するための装置であって、以下：
光源；
該光源によって照射された患者の骨組織の一部分からの光を受光するための、受光器；
該受光器によって受光された光を受光するように光学的に接続されたスペクトル分析器であって、該スペクトル分析器は、該受光された光に関連するスペクトル内容の情報を生成するように構成されている、スペクトル分析器；および
該スペクトル分析器と通信して接続された電算デバイスであって、該電算デバイスは、該患者が骨組織の状態を有するか否かを示す診断情報を、該スペクトル内容の情報に少なくとも部分的に基づいて生成するように構成されている、電算デバイス、
を備える、装置。
【請求項２７】
前記光源が、実質的に単色の光源を備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記光源が、実質的に、７００ｎｍと１１００ｎｍとの間の波長を有する光を生じる、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記光源が、赤外光源を備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項３０】
前記受光器が、顕微鏡を備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項３１】
前記受光器が、光学プローブを備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項３２】
前記受光器が、針に接続されたレンズを備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項３３】
前記受光器が、前記レンズに接続された少なくとも１つの光ファイバーをさらに備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記電算デバイスが、デジタル回路を備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項３５】
前記電算デバイスが、アナログ回路を備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項３６】
前記電算デバイスが、混合されたアナログデジタル回路を備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項３７】
前記電算デバイスが、メモリに接続されたプロセッサを備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項３８】
前記骨組織の状態が、骨折の疑い、骨粗鬆症、遺伝性障害、および後天性障害のうちの少なくとも１つを含む、請求項２６に記載の装置。
【請求項３９】
前記電算デバイスが、前記スペクトル内容の情報に少なくとも部分的に基づいて、前記患者の骨組織の骨折の疑いを見積もるように構成されている、請求項２６に記載の装置。
【請求項４０】
前記スペクトル内容の情報が、受光された少なくとも１つの波長の光に対応する複数のバンドを備え；
前記電算デバイスが、少なくとも１つのバンドの少なくとも１つの面積を決定するように構成されている、
請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
前記電算デバイスが、前記少なくとも１つのバンドに曲線を当てはめるように構成されている、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記電算デバイスが、少なくとも第一のバンドの第一の面積を決定するように構成されており；
該電算デバイスが、少なくとも第二のバンドの第二の面積を決定するように構成されており；そして
該電算デバイスが、該第一の面積と該第二の面積との第一の比を決定するように構成されている、
請求項４０に記載の装置。
【請求項４３】
前記電算デバイスが、前記第一の比に少なくとも部分的に基づいて、骨折の疑いを見積もるように構成されている、請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記電算デバイスが、少なくとも第三のバンドの第三の面積を決定するように構成されており；
該電算デバイスが、該第三の面積と前記第一の面積との第二の比を決定するように構成されている、
請求項４２に記載の装置。
【請求項４５】
前記電算デバイスが、前記第一の比および前記第二の比に少なくとも部分的に基づいて、骨折の疑いを見積もるように構成されている、請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】
前記電算デバイスが、少なくとも部分的に、前記患者の年齢、前記患者の身長、前記患者の体重、前記患者の骨鉱物密度、および前記患者の家族履歴のうちの少なくとも１つにさらに基づいて、該骨折の疑いを見積もるように構成されている、請求項３２に記載の装置。
【請求項４７】
前記電算デバイスが、少なくとも部分的に、該患者の年齢、該患者の身長、該患者の体重、該患者の骨鉱物密度、および該患者の家族履歴のうちの少なくとも１つにさらに基づいて、診断情報を生成するように構成されている、請求項２６に記載の装置。
【請求項４８】
骨組織の骨折の疑いを決定するための方法であって、該方法は、以下：
患者の骨組織の一部分を、光源を用いて照射する工程；
該骨組織の一部分から散乱された光を受光する工程；
該受光された散乱光から、ラマンスペクトル情報を決定する工程；
該ラマンスペクトル情報に少なくとも部分的に基づいて、該患者の骨組織の骨折の疑いを見積もる工程、
を包含する、方法。
【請求項４９】
骨組織の骨折の疑いを決定するための装置であって、以下：
光源；
該光源によって照射された患者の骨組織の一部分から散乱された光を受光するための、ラマンプローブ；
受光器によって受光された光を受光するように接続されたスペクトル分析器であって、該受光された光についてのラマンスペクトル情報を決定するための、スペクトル分析器；および
該スペクトル分析器に接続された電算デバイスであって、該電算デバイスは、該ラマンスペクトル情報に少なくとも部分的に基づいて、該骨組織の骨折の疑いを示す診断情報を生成するように構成されている、電算デバイス、
を備える、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（連邦に支援された研究または開発に関する言及）
本発明は、保健社会福祉省の公共衛生部門によって与えられた、助成金番号Ｐ３０  ＡＲ４６０２４、Ｒ０１  ＡＲ３４３９９、およびＲ０１  ＡＲ４７９６９の下で、政府に支援されてなされた。政府は、本発明において、特定の権利を有し得る。
【０００２】
（関連出願の引用）
本願は、２００３年７月１日に出願された、米国仮出願番号６０／４８４，１９８（これは、その全体が、全ての目的で、本明細書中に参考として援用される）の利益を主張する。
【０００３】
（開示の分野）
本開示は、一般に、医療診断装置および方法に関し、そしてより具体的には、骨組織の状態の診断を補助するために使用され得る、方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００４】
（背景）
骨粗鬆症は、健康管理の重要な問題である。２４００万人の米国人が、骨粗鬆症を罹患しており、そして１９９５年に、骨粗鬆症が、健康管理費用のうちの１３８億ドルに達していると見積もられている。股関節の骨折の合併症で死亡する危険性は、乳癌で死亡する危険性と同程度である。５０歳を超える白人女性について、股関節、脊椎、または遠位前腕の骨折の危険性は、４０％である。骨粗鬆症は、現在、骨鉱物密度が、若い健常な集団の平均より２標準偏差から低い状態として、定義されている。
【０００５】
個体を骨折の疑いについてスクリーニングするための現在の技術は、比較的不正確であり、そして／または患者に対して危険を提示する。例えば、骨粗鬆症の診断のための現在好ましい技術は、二重Ｘ線吸収（ＤＸＡ）であり、これは、骨内の鉱物の量を測定する。しかし、いく人かの患者において、低い鉱物含有量が、骨折の増加した危険性をもたらすようには見えない。さらに、ＤＸＡは、患者が電離放射線に曝露されることを必要とする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（要旨）
患者の骨組織の状態を診断するため、または診断を補助するための、方法および装置が提供される。例えば、骨組織の骨折の疑いが、見積もられ得る。第一に、患者の骨組織の一部分が、光源を使用して照射される。この骨組織は、例えば、皮膚を通してか、または切開を介して、インビボで照射され得る。あるいは、骨組織の生検が照射され得る。次いで、この骨組織によって散乱されたか、反射されたか、または透過された光についての、スペクトル内容の情報が、決定される。このスペクトル内容の情報は、少なくとも部分的に、その患者が骨組織の状態を有するか否かを決定するために使用される。
【０００７】
１つの実施形態において、装置が提供され、この装置は、光源、およびこの光源によって照射される患者の骨組織の一部分からの光を受光するための受光器を備える。さらに、スペクトル分析器が、この受光器によって受光される光を受光するために、光学的に接続される。さらに、電算デバイスが、このスペクトル分析器と通信して接続され、そしてこの患者が骨組織の状態を有するか否かを示す診断情報を、スペクトル内容の情報に少なくとも部分的に基づいて生成するように構成される。
【０００８】
別の局面において、方法が提供され、この方法において、患者の骨組織の一部分が、実質的に単色の抗原を使用して照射される。次いで、この骨組織によって散乱された光についてのラマンスペクトル情報が、決定される。次に、このラマンスペクトル情報が、この骨組織の骨折の疑いを決定するために、少なくとも部分的に使用される。
【０００９】
なお別の実施形態において、骨組織の骨折の疑いを決定するための装置は、光源、およびこの光源によって照射される患者の骨組織の一部分から散乱された光を受光するためのラマンプローブを備える。スペクトル分析器が、このラマンプローブによって収集された光を受光し、そしてこの収集された光についてのラマンスペクトル情報を決定する。電算デバイスは、この骨組織の骨折の疑いを示す診断情報を、このラマンスペクトル情報に少なくとも部分的に基づいて生成するように、構成される。
【００１０】
本明細書中に記載される装置および方法の特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付の図面を参照する際に、最もよく理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（詳細な説明）
（診断装置）
図１は、例示的な装置１００のブロック図であり、この装置は、患者の骨組織の状態の診断を補助するために使用され得る。例えば、装置１００は、骨粗鬆症の診断を補助するため、骨組織の骨折の疑いの見積もりを補助するため、欠損（例えば、骨形成の不完全さ）の診断を補助するため、栄養障害の診断を補助するため、または骨組織に関連する他の障害の診断を補助するために、使用され得る。装置１００は、例えば、患者に対して１回使用され得るか、または骨組織における変化の追跡を補助するために、経時的に複数回使用され得る。
【００１２】
装置１００（これは、骨組織のラマン分光測定分析、または骨組織の赤外（ＩＲ）分析のために使用され得る）は、少なくとも１つの光ファイバー１０８に光学的に接続された光源１０４を備える。ラマン分光測定については、光源１０４は、例えば、実質的に単色の光を発生させるレーザーを備え得る。光ファイバー１０８は、光学プローブ１１６に、光学的に接続される。光学プローブ１１６は、患者由来の骨組織１２０の一部分の近くに位置決めされ得、そして光源１０４によって発生する光で骨組織１２０を照射するために使用され得る。
【００１３】
１つの実施形態において、光学プローブ１１６はまた、少なくとももう１つの光ファイバー１２４に、光学的に接続される。この実施形態において、光学プローブ１１６は、骨組織１２０によって散乱または反射された光を収集し、そしてこの散乱光を、光ファイバー１２４に通して伝達するために、使用され得る。この実施形態は、ラマン分光測定または「減衰全反射」ＩＲ分光測定のために、使用され得る。
【００１４】
別の実施形態において、別の光学プローブ１２８が、骨組織１２０の一部分の近くに位置決めされ得、その結果、光学プローブ１２８は、骨組織１２０によって透過された光を収集し得る。光学プローブ１２８は、光ファイバー１２４に光学的に接続され得、そして骨組織１２０によって透過された光を、光ファイバー１２４に通して伝達し得る。この実施形態は、「視線」ＩＲ分光測定のために使用され得る。
【００１５】
光ファイバー１２４は、光学プロセッサ１４０を介して、スペクトル分析器１３２に光学的に接続される。この光学プロセッサ１４０は、１つ以上のレンズおよび／または１つ以上のフィルタを備え得る。スペクトル分析器１３２は、例えば、光学検出器のアレイに光学的に接続された分光器を備え得、そして電算デバイス１４４と通信して接続される。
【００１６】
図２は、患者の骨組織に関連する状態を決定するための方法の流れ図である。方法１７０は、図１の装置１００のような装置によって実行され得、そして図１を参照して記載される。ブロック１７４において、患者の骨組織の一部分が、光で照射される。例えば、光学プローブ１１６が、骨組織１２０を、光源１０４によって発生した光で照射するために、使用され得る。１つの実施形態において、骨組織１２０は、患者の皮膚を通して、非侵襲的に照射され得る。他の実施形態において、切開によって露出した骨組織１２０、または生検として取り出された骨組織１２０が、照射され得る。
【００１７】
いくつかの実施形態において、骨折の危険性が推定される部位（例えば、股関節）またはその近くの骨組織が、照射され得る。あるいは、推定される危険性の部位にもその近くにもない骨組織が、測定され得る。インビボ測定については、照射は、骨組織が皮膚に近い部位で行われ得る。例えば、脛骨の近位骨幹が照射され得る。腸骨稜生検が、ほんの一例として、照射され得る。
【００１８】
ブロック１７８において、骨組織によって散乱されたか、反射されたか、または透過された光が、収集され得る。例えば、光学プローブ１１６が、骨組織１２０によって散乱された光を収集し得る（ラマン分光測定）。別の例として、光学プローブ１１６は、骨組織１２０によって反射された光を収集し得る（「減衰全反射」ＩＲ分光測定）。あるいは、光学プローブ１２８は、骨組織１２０によって透過された光を収集し得る（「視線」ＩＲ分光測定）。光学プローブ１１６の場合と同様に、光学プローブ１２８は、患者の皮膚を通して、非侵襲性に光を収集し得る。他の実施形態において、光は、切開を介して収集されても、照射された生検から収集されてもよい。
【００１９】
ブロック１８２において、収集された光に関連するスペクトル内容の情報が生成される。例えば、光学プローブ１１６または光学プローブ１２８によって収集された光は、光学プロセッサ１４０を介して、スペクトル分析器１３２に提供され得る。次いで、スペクトル分析器１３２は、スペクトル分析器１３２によって受光された光に関連する、スペクトル内容の情報を生成し得る。
【００２０】
ラマン分光測定において、収集された光は、入射光の波長からシフトした波長の光を含み得る。骨組織から散乱された、収集された光のスペクトル（本明細書中以下で、「骨組織のラマンスペクトル」と称される）は、骨組織の物理化学的状態の指標である。骨組織のラマンスペクトルは、骨組織の種々の成分（骨鉱物のリン酸塩、骨鉱物の炭酸塩、間質（ｉｎｔｅｒｓｔｉａｌ）水、残余の水、骨鉱物の水酸化物などが挙げられる）を示すバンドを含む。骨組織のコラーゲンマトリックスの種々の成分（アミドＩ、ヒドロキシプロリン、プロリン、架橋などが挙げられる）を示すバンドもまた、含まれる。バンドが位置する波長は、対応する骨鉱物またはマトリックスの成分の指標である。バンドの高さおよび／または強度は、骨組織の対応する成分の量の指標である。
【００２１】
ＩＲ分光測定において、光源１０４によって発生する光は、種々のＩＲ波長の光を含む。種々の波長の光のいくつかは、骨組織の成分によって吸収され、そして異なる成分が、異なる波長を吸収する。従って、骨組織のラマンスペクトルと同様に、ＩＲ分光測定において、骨組織によって透過された収集された光のスペクトル（本明細初中以下で、「骨組織のＩＲスペクトル」と称される）は、骨組織の成分および構造を示すバンドを含む。しかし、ラマン分光測定とは異なり、骨組織のＩＲスペクトルにおけるバンドは、骨組織によって吸収される光の指標であり、骨組織によって散乱される光ではない。それにもかかわらず、骨組織のＩＲスペクトルもまた、その骨組織の物理化学的状態の指標である。当業者に公知であるように、骨組織のラマンスペクトルおよび同じ骨組織のＩＲスペクトルは、その骨組織の異なる成分および／または異なる構造の指標を提供し得る。
【００２２】
ブロック１８６において、患者が骨組織の障害を有するか否かが、ブロック１８２において生成されたスペクトル内容の情報に基づいて、決定される。例えば、電算デバイス１４４は、スペクトル分析器１３２から、スペクトル内容の情報を受信し得る。次いで、電算デバイス１４４は、この患者が骨組織の障害を有するか否かの指標を生成し得る。別の例として、電算デバイス１４４は、ブロック１８２において生成されたスペクトル内容の情報に基づいて、患者が骨組織の障害を有するか否かを決定するために医師によって使用され得る指標を生成し得る。例えば、この指標は、患者の骨組織が骨折している疑いを示し得る。骨組織の障害は、例えば、骨粗鬆症、遺伝性障害（例えば、骨形成の不完全さ）、後天性障害などであり得る。
【００２３】
ブロック１８６の決定は、さらなる因子に基づき得る。例えば、この決定は、患者の年齢、患者の身長、患者の体重、患者の骨鉱物密度（例えば、ＤＸＡを使用して決定される）、および患者の家族履歴などのうちの１つ以上にさらに基づき得る。骨折の疑いの見積もりの決定が、以下により詳細に記載される。
【００２４】
ブロック１７４、１７８、および１８２は、必要に応じて、患者の骨組織の状態を反映するスペクトル内容の情報を経時的に生成するために、ある期間にわたって（例えば、数週間、数ヶ月、数年）繰り返され得る。このある期間にわたるスペクトル内容の情報は、ブロック１８６の決定において使用され得る。
【００２５】
（骨折の疑いの見積もり）
１つの実施形態において、ブロック１８６の決定は、患者の骨組織が骨折している疑いの見積もりを包含する。スペクトル内容の情報に基づいて、骨折の疑いを見積もるための技術の例が、以下に提供される。他の多くの技術が、同様に使用され得る。一般に、骨折の疑いを見積もるための方法の実施形態は、使用される環境に従って変化し得る。例えば、臨床設定においては、実験室設定と比較して、異なる実施形態が使用され得る。なぜなら、信号対雑音比は、臨床設定と比較して、実験室設定において、より高い傾向があるからである。
【００２６】
ラマン分光分析が使用されるいくつかの実施形態において、骨組織のラマンスペクトルにおけるバンドの下の面積または特定のバンドの高さが、骨折の疑いを決定するために使用され得る。
【００２７】
アミドＩおよびアミドＩＩＩは、ＩＲ分光分析とラマン分光分析との両方において、観察され得る。アミドＩスペクトルおよびアミドＩＩＩスペクトルは、骨組織におけるコラーゲンの構造を同様に示す情報を含むが、アミドＩは、アミドＩＩＩと比較して、より強いバンドを生じるようである。ラマン分光測定において、骨組織のアミドＩは、１６００ｃｍ−１〜１７００ｃｍ−１の領域の大部分にわたって広がり得る、複数のバンドに関連する。例えば、骨組織のアミドＩは、約１６５０ｃｍ−１のバンド、および約１６８０ｃｍ−１〜１６９０ｃｍ−１のバンドに関連する。
【００２８】
コラーゲンの線維内架橋の非存在は、骨組織を弱化させると考えられる。コラーゲン架橋の破壊または非存在は、アミドＩに関連するバンドの相対強度の変化を生じ得る。例えば、コラーゲンのゼラチンへの変性は、アミドＩに関連する高周波数のショルダーを、より顕著にする。さらに、骨マトリックスコラーゲンにおける線維内架橋は、プロリンバンド（プロリン−２およびプロリン−３）の、それぞれ１６６０ｃｍ−１から１６６３ｃｍ−１へ、および１６７０ｃｍ−１から１６９０ｃｍ−１へのシフトを生じる。研究により、骨マトリックスの１６９０ｃｍ−１のバンドの強度は、デヒドロジヒドロキシリジノノルロイシン、デヒドロヒドロキシリジノノルロイシン、またはデヒドロヒスチジンジヒドロキシメロデスモシンの架橋が化学的に還元された場合に、１６６３ｃｍ−１のバンドの強度に対して増加することが、示された。雌性マウスの頭蓋冠組織を用いるさらなる研究により、新たに沈着した組織におけるマトリックスアミドＩのバンドは、約１６９０ｃｍ−１における顕著なショルダーを有し、このバンドは、この組織が老化し、そして架橋が形成されるにつれて、より小さくなることが、示された。
【００２９】
図３は、骨折の疑いを、骨組織のラマンスペクトルにおける特定のバンドの面積に基づいて決定するための方法の１つの実施形態を図示する流れ図である。類似の技術が、骨組織のＩＲスペクトルを用いる使用のために、使用され得る。
【００３０】
ブロック２０４において、実質的に１６８０ｃｍ−１と１６９０ｃｍ−１との間のアミドＩバンドの面積が、決定される。これらのアミドＩの面積の決定は、混成ガウス−ローレンツ関数のような関数を使用する、曲線の当てはめを包含し得る。これらのバンドの面積の決定はまた、曲線の当てはめなしでの面積の測定を包含し得る。例えば、この面積は、生データに基づいて測定され得る。別の例として、この生データは（例えば、平滑化フィルタを用いて）フィルタをかけられ得、そしてその面積が、このフィルタをかけられたデータに基づいて測定され得る。一般に、１つ以上のバンドの下の面積は、種々の技術（公知の技術を含む）のいずれかを使用して、決定され得る。ブロック２０８において、約１６６５ｃｍ−１のアミドＩバンドの面積が決定される。このアミドＩバンドの面積の決定は、ブロック２０４に関して記載された様式と同じかまたは類似の様式で、実施され得る。
【００３１】
ブロック２１２において、ブロック２０４で決定された面積と、ブロック２０８で決定された面積との比が決定され得る。次いで、ブロック２１６において、骨組織の骨折の疑いの見積もりが、ブロック２１２において決定された比に基づいて、決定される。骨折の疑いの見積もりの決定は、値の１つ以上のセットのうちのどこに比が入るかを決定する工程を包含し得る。１つの実施形態において、骨折の疑いの見積もりは、骨組織が骨折していると疑われるか否かの指標を包含し得る。他の実施形態において、骨折の疑いの見積もりは、複数の危険レベル（例えば、高い危険性、増加した危険性、通常の危険性）のうちの１つの指標を、さらに包含し得る。
【００３２】
先に記載されたように、ブロック２１６において決定された、骨折の疑いの見積もりは、患者の年齢、患者の身長、患者の体重、患者の骨鉱物密度、および患者の家族履歴などのうちの１つ以上のような、さらなる要因に基づき得る。
【００３３】
図４は、骨折の疑いを、特定のバンドの面積に基づいて決定するための方法の別の実施形態を図示する流れ図である。ブロック２５４において、ホスフェートν１に関連する、約９５７ｃｍ−１のピークおよび約９４０ｃｍ−１のショルダーを有するバンドの面積が、決定される。他のホスフェートバンドが使用され得るが、ν１バンドが、他のホスフェートバンドより強いと考えられる。このホスフェートν１バンドの面積の決定は、混成ガウス−ローレンツ関数または何らかの他の適切な関数のような関数を使用して、ホスフェートν１バンドを２つの成分に分解するための、曲線の当てはめを包含し得る。一般に、このバンドの面積は、種々の技術（先に記載されたもののような公知の技術を含む）のいずれかを使用して、実施され得る。
【００３４】
ブロック２５８において、コラーゲンアミドＩエンベロープ（約１６００ｃｍ−１〜１７００ｃｍ−１の間の複数のバンド）の面積が決定される。他のマトリクスバンド（例えば、ヒドロキシプロリンを示すバンド（８５３ｃｍ−１）、プロリンを示すバンド（８１９ｃｍ−１）など）が、使用され得る。コラーゲンアミドＩバンドの面積の決定は、先に記載された様式と同じかまたは類似の様式で、実施され得る。ブロック２６２において、カーボネートν１バンド（約１０７０ｃｍ−１）の面積が決定される。カーボネートν１の面積の決定は、先に記載された様式と同じかまたは類似の様式で、実施され得る。さらに、他のカーボネートバンドが使用され得るが、ν１バンドが、他のカーボネートバンドより強いと考えられる。
【００３５】
ブロック２６６において、コラーゲンアミドＩバンドの面積に対するホスフェートν１バンドの面積の比が決定される。ブロック２７０において、ホスフェートν１バンドの面積に対するカーボネートν１バンドの面積の比が決定される。この比は、鉱物結晶の大きさおよび結晶性の大まかな尺度であると考えられている。
【００３６】
図５は、適合したセットの女性の各個体について同じ位置の、近位大腿骨から取られた骨組織から決定された、上記比のプロットである。コントロール群は、股関節の骨折なしで死亡した、１１人の個体を含んだ。骨折群は、股関節の骨折が持続しており、そして関節形成術で処置された、１８人の個体を含んだ。骨折群において、外傷に起因して持続性の骨折を有した個体（例えば、自動車事故または梯子からの転落）は、排除した。コントロール群および骨折群は、個体の年齢および骨体積の割合が、２つの群の間で類似となるように選択された。
【００３７】
図５に見られ得るように、カーボネート／ホスフェート比と、ホスフェート／アミドＩ比との間には、関係が存在する。ホスフェート／アミドＩ比が減少するにつれて、カーボネート／ホスフェート比は、最初、ほぼおよそ一定のままである。ホスフェート／アミドＩ比が減少し続けるにつれて、カーボネート／ホスフェート比は、かなり増加する傾向がある。骨折の標本は、ホスフェート／アミドＩ比の範囲の低い端に集中する傾向があり、一方で、コントロールの標本は、ホスフェート／アミドＩ比の範囲の高い端に集中する傾向がある。低いホスフェート／アミドＩ比および高いカーボネート／ホスフェート比は、股関節の骨折に強く関連するようである。Ｓｔｕｄｅｎｔ  ｔ検定を、図４にグラフで図示されるデータに対して実施した。２つの群（骨折群とコントロール群）の間のカーボネート／ホスフェート比の比較は、０．０８のｐ値を生じた。これらの２つの群の間でのホスフェート／コラーゲン比の比較は、０．２８のｐ値を生じた。
【００３８】
図４を再度参照して、ブロック２７４において、骨組織の骨折の疑いの見積もりが、ブロック２６６および２７０において決定された比に基づいて、決定される。骨折の疑いの見積もりの決定は、ブロック２６６および２７０において決定された比が、１つ以上の値のセットに入るか否かを決定する工程を包含し得る。さらに、１つの実施形態において、骨折の疑いの見積もりは、その骨組織が骨折している疑いがあるか否かの指標を包含し得る。他の実施形態において、骨折の疑いの見積もりは、複数の危険レベル（例えば、高い危険、増加した危険、通常の危険）のうちの１つの指標をさらに包含し得る。
【００３９】
ブロック２７４において決定される、骨折の疑いの見積もりは、患者の年齢、患者の身長、患者の体重、患者の骨鉱物密度、および患者の家族履歴などのうちの１つ以上のような、さらなる要因に基づき得る。さらに、ブロック２７４において決定される、骨折の疑いの見積もりは、ある期間（例えば、数週間、数ヶ月、数年）にわたって採取されたスペクトル内容の情報に基づき得る。
【００４０】
骨組織のＩＲスペクトルまたはラマンスペクトルにおける他の情報が、上記情報に加えて、または上記情報の代替として、使用され得る。例えば、上記のもの以外の、バンドに関連する情報が、使用され得る。さらに、特定のバンドの幅、形状（例えば、そのバンドが「ショルダー」を有するか否か）、高さなどに関連する情報が、骨折の疑いを決定する際に使用され得る。さらに、より複雑な分析（例えば、クラスター分析）が、使用され得る。
【００４１】
図５のデータに関連する研究とは別の研究において、腸骨稜生検が、骨折を有さない１０人の被験体（平均年齢５６歳、４３〜７０歳の範囲）、および骨粗鬆症性骨折を有する５人の被験体（平均年齢６３歳、５０〜７２歳の範囲）から分析された。具体的には、各標本について、柱領域および皮質領域を、ラマン分光計を使用して走査し、そして平均のカーボネート／ホスフェートバンド面積の比およびホスフェート／アミドＩバンド面積の比を、これらの柱領域および皮質領域について得た。複数の比較についての補正は、行わなかった。
【００４２】
カーボネートν１／ホスフェートν１比と、ホスフェートν１／アミドＩ比との両方が、全ての標本について、柱骨よりも皮質骨において高かった（それぞれ、両側ｔ検定でｐ＝０．００５およびｐ＝０．０１）。このことは、鉱物化されたマトリックスの化学が、例えば、基本的な差または異なる平均組織年齢の結果に起因して、骨の型の間で異なることを示唆し得る。皮質骨の鉱物化マトリックスの化学組成は、ホスフェート／アミドＩ比の減少によって実証されるように、年齢と共に変化するようである（ｐ＝０．００５、線形回帰モデル）。皮質骨におけるカーボネートν１／ホスフェートν１比も、柱骨におけるいずれの測定も、年齢に伴う有意な変化を示さなかった。骨折を有さない患者におけるホスフェートν１／アミドＩ比は、５５歳まで柱骨よりも皮質骨において大きかったが（６人の被験体すべてにおいて）、５５歳以上の患者においては、柱骨において、より大きかった（４人全ての被験体において）。骨折を有する５人全ての患者において、ホスフェートν１／アミドＩ比は、皮質骨において、より大きかった。従って、骨折を有する患者は、骨折を有さない同様の年齢の患者のパターンではなく、より若い（５５歳未満）、骨折していない被験体において見られるパターンを示した。鉱物化マトリックス化学の変化の失敗により、骨折の危険が増加する可能性がある。別の可能性は、柱骨におけるホスフェートν１／アミドＩ比と比較した、骨折を有する患者についての皮質骨における、より大きいホスフェートν１／アミドＩ比が、骨折の結果であったことである。骨折を有する患者と骨折を有さない患者との間の、皮質骨と柱骨とにおける、ホスフェートν１／アミドＩ比の間の関係における差について、他の説明がまた、存在し得る。
【００４３】
骨折を有する患者を、骨折を有さない患者と比較すると、骨折を有する患者由来の柱骨は、より低いホスフェートν１／アミドＩ比を有した（ｐ＝０．０３、ｔ検定）。皮質骨においても、柱骨におけるカーボネートν１／ホスフェートν１比においても、差は見出されないようであった。骨折を有する患者についての柱骨における、このより低い鉱物／マトリックス比（低下した鉱物）は、骨折の前または後の再形成の全身的な増加を示唆し得、そしておそらく、柱骨において、そのより迅速な代謝回転に起因して、より明白に示される。この再形成の増加が骨折の前に起こる場合、腸骨稜生検標本由来の化学組成は、骨折の危険の評価を改良し得る。しかし、骨折を有する患者についての、柱骨におけるより低いホスフェートν１／アミドＩ比は、骨折の結果であり得る。骨折を有する患者についての、柱骨におけるより低いホスフェートν１／アミドＩ比について、他の説明がまた、存在し得る。
【００４４】
なお別の研究が実施された。この研究は、骨の細胞外マトリックスの化学組成が、骨折の直後に変化するか否か、およびどのように変化するかを理解することを補助するために、設計された。ラマン分光測定を使用して、骨折部位と、骨折部位から離れた位置との間の化学組成を比較した。この実験モデルを用いて、その骨の長さに沿って、もともと違いがなかったと仮定した。骨折の結果として、骨折部位から離れた位置で、ほとんど差がないこともまた、仮定した。従って、この研究において、骨折部位とそこから離れた位置との間に見出された化学組成の差は、骨折の結果としての、この骨の化学組成における変化をモデル化し得る。
【００４５】
この研究において、５匹のマウスの脛骨を、制御された様式で骨折させた。１日後、これらの脛骨を切除し、そしてラマンスペクトルを、骨折部位／その近く、および骨折部位から約２ｍｍの部位の皮質骨について得た（柱骨は分析しなかった）。両方の位置からのデータは、各々、別々の動物由来である、４つの肢から入手可能であった。
【００４６】
これらの結果は、骨折から２ｍｍ離れた部位と比較して、骨折部位における減少したホスフェートν１／アミドＩ比および増加したカーボネートν１／ホスフェートν１比を示した。このデータは、骨折後に、骨の細胞外マトリックスの化学組成における何らかの変化が存在することを示唆し得る。しかし、このことは、２つの部位の間で、骨折前に化学組成の差が存在しなかったことを仮定することに注目することが、重要である。骨折の結果、骨折の部位から２ｍｍ離れた部位において、ほとんど変化がなかったこともまた、仮定する。この研究がなぜ、骨折の部位から２ｍｍ離れた部位と比較して、骨折部位において減少したホスフェートν１／アミドＩ比および増加したカーボネートν１／ホスフェートν１比を示すかについての、別の説明が存在し得る。
【００４７】
（診断装置のさらなる説明）
一般に、骨組織の障害を決定するための装置の実施形態は、これらの装置が使用される環境に従って、その設計が変化し得る。例えば、臨床設定において使用される装置は、実験室設定において使用される装置と比較して、より迅速にスペクトル情報を得るように設計され得る。
【００４８】
図１を再度参照すると、多くの型の光源１０４が、使用され得る。ラマン分光測定に関して、実質的に単色の光源が使用され得る。一般に、近赤外波長は、組織内へのより良好な貫入深さを提供する。他方で、波長が増加するにつれて、シリコン光検出器（これは、他の現在利用可能な検出器よりずっと良好な信号対雑音比を有する）の応答範囲の外側に入り始める。使用され得る光源の１つの例は、広範に入手可能な、８３０ｎｍのダイオードレーザーである。この波長は、少なくとも１〜２ｍｍで、組織内に貫入し得る。さらに、この波長は、血中ヘモグロビンによって吸収されず、そしてメラニンによって、弱くのみ吸収される。骨組織が切開によって露出される場合、または生検骨組織が試験される場合、他の波長が使用され得る。例えば、７８５ｎｍのダイオードレーザーが使用され得る。
【００４９】
多くの他の波長が、同様に使用され得る。一般に、光源の波長は、種々の要因（所望の貫入深さ、その波長またはその近くで光を検出し得る光検出器の能力、光検出器の効率、費用、製造性、寿命、安定性、散乱効率、貫入深さなどのうちの１つ以上が挙げられる）に基づいて、選択され得る。種々の実質的に単色の光源のいずれか（市販の光源を含む）が使用され得る。例えば、Ｓ．Ｋａｍｉｎａｋａらによる論文「Ｎｅａｒ−ｉｎｆｒａｒｅｄ  ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ  Ｒａｍａｎ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ  ｔｏｗａｒｄ  ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ  ｉｎ  ｖｉｖｏ  ｃａｎｃｅｒ  ｄｉａｇｎｏｓｉｓ」（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｒａｍａｎ  Ｓｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，第３３巻、４９８〜５０２頁、２００２）は、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ光電子増倍管を備える１０６４ｎｍの波長の光源を使用することを記載する。
【００５０】
ＩＲ分光分析に関して、種々の型の光源のうちのいずれか（市販の光源を含む）が使用され得る。例えば、骨組織の分析のために適切であると当業者に公知である光源が、使用され得る。
【００５１】
光学プローブ１１６に関して、種々の光学プローブのいずれか（市販の光学プローブを含む）が使用され得る。例えば、Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，第２巻：Ｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，１５８７−１５９７（Ｊ．Ｃｈａｌｍｅｒｓら編、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ  Ｌｔｄ．２００２）は、使用され得る光ファイバープローブの例を記載する。ラマン分光測定について、ラマン分光測定のために設計された光学プローブが使用され得る。例えば、種々の市販の光ファイバープローブのいずれかが、使用され得る。いくつかの市販の光ファイバープローブとしては、励起ファイバー内で発生するラマン散乱を排除するため、および／または収集ファイバーに入るレーザー光を減衰させるためのファイバーが挙げられる。ゆるく集束された光は、厳密に集束された光と比較して、患者の不快さを排除または最小化することを補助し得る。当業者に公知であるように、ゆるく集束された光は、種々の技術（多モード送達ファイバーおよび長焦点距離励起／収集レンズが挙げられる）によって、達成され得る。
【００５２】
非常に散乱性の媒体（例えば、組織）の表面の１ｍｍ以上下方の深さで発生する光の収集効率を最大にするように、既存の市販の光ファイバープローブが、改変され得るか、または新たなプローブが開発され得る。このような、改変されたかまたは新たに開発されたプローブは、より良好な信号対雑音比、および／またはより迅速なデータ収集を与え得る。このプローブは、プローブから組織までの一定の距離を維持することを補助するように、改変され得るか、または別のデバイスに接続され得、このことは、このシステムを焦点を合わせた状態に維持することを補助し得、そして収集された信号を最大にすることを補助し得る。
【００５３】
骨が、切開を介して照射される場合（および／または光が切開を介して収集される場合）、中継光学部品が、針に接続され得るか、または針に組み込まれ得る。例えば、２つの光ファイバーまたは「１個の周りにｎ個」のアレイが、使用され得る。一般に、ファイバーの大きさおよび数は、針内にフィットするために適切であるべきである。このような実施形態において使用される、励起／収集レンズの直径は、切開の大きさを最小にすることを補助するために、小さくあり得る。例えば、０．３ｍｍと１ｍｍとの間の直径のレンズが、使用され得る。より大きいかまたはより小さい直径を有するレンズが、同様に使用され得る。レンズおよびまたは光ファイバーは、皮下針（例えば、＃１２フレンチ型の針）に組み込まれ得る。
【００５４】
さらに、マイクロプローブまたは顕微鏡（例えば、改変されたエピ蛍光顕微鏡）が、図１の光学プローブ１１６の代わりに使用され得る。この実施形態において、光ファイバー１０８および／または光ファイバー１２４は、省略され得る。
【００５５】
光学プロセッサ１４０は、収集された光を集束させるための、１つ以上のレンズを備え得る。光学プロセッサ１４０はまた、レーザー光を減衰させるための、１つ以上のフィルタを備え得る。スペクトル分析器１３２とは別個に示されているが、光学プロセッサ１４０のいくらかまたは全ては、必要に応じて、スペクトル分析器１３２の構成要素であり得る。
【００５６】
スペクトル分析器１３２は、光検出器アレイに光学的に接続された、分光器を備え得る。光検出器アレイは、電荷結合素子、または他の何らかの光検出デバイスを備え得る。例えば、Ｓ．Ｋａｍｉｎａｋａらによる論文「Ｎｅａｒ−ｉｎｆｒａｒｅｄ  ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ  Ｒａｍａｎ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ  ｔｏｗａｒｄ  ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ  ｉｎ  ｖｉｖｏ  ｃａｎｃｅｒ  ｄｉａｇｎｏｓｉｓ」（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｒａｍａｎ  Ｓｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，第３３巻、４９８〜５０２頁、２００２）は、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ光電子増倍管を備える１０６４ｎｍの波長の光源を使用することを記載する。
【００５７】
別の実施形態において、スペクトル分析器１３２は、目的の複数の波長を単離するための、１つ以上のフィルタを備え得る。次いで、１つ以上の光検出器（例えば、ＣＣＤ、アバランシェフォトダイオード、光電子増倍管など）が、各フィルタの出力に光学的に接続され得る。単一の検出器が、調整可能なフィルタ（例えば、干渉計、液晶調整可能フィルタ、音響光学調整可能フィルタなど）と共に使用され得るか、または固定された帯域フィルタ（例えば、誘電フィルタ、ホログラフィーフィルタなど）が検出器の前に配置される場合、例えば、スライダー、フィルタホイールなどを使用して、１度に１つが使用され得る。一般に、種々のスペクトル分析器のいずれか（例えば、ラマン分析器、ＩＲスペクトル分析器、干渉計など）が、使用され得る。
【００５８】
電算デバイス１４４は、例えば、アナログ回路、デジタル回路、混合アナログデジタル回路、付随するメモリを有するプロセッサ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットＰＣ、パーソナルデジタルアシスタント、ワークステーション、サーバ、メインフレームなどを備え得る。電算デバイス１４４は、有線接続（例えば、ワイヤ、ケーブル、有線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）など）、または無線接続（ＢＬＵＥＴＯＯＴＨＴＭリンク、無線ＬＡＮ、ＩＲリンクなど）を介して、スペクトル分析器１３２と通信して接続され得る。いくつかの実施形態において、スペクトル分析器１３２によって生成されたスペクトル内容の情報は、ディスク（例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）など）に格納され得、次いで、このディスクを介して、電算デバイス１４４に伝達され得る。スペクトル分析器１３２およびコンピュータ１４４は、図１において、別々のデバイスとして図示されているが、いくつかの実施形態において、スペクトル分析器１３２および電算デバイス１４４は、単一のデバイスの一部分であり得る。例えば、電算デバイス１４４（例えば、回路、プロセッサおよびメモリなど）は、スペクトル分析器１３２の構成要素であり得る。
【００５９】
図５は、使用され得る例示的な電算デバイス１４４のブロック図である。図５に図示されるコンピュータ３４０は、使用され得る電算デバイス１４４のほんの一例であることが、理解されるべきである。上記のように、他の多くの型の電算デバイス１４４が、同様に使用され得る。コンピュータ３４０は、少なくとも１つのプロセッサ３５０、揮発性メモリ３５４、および不揮発性メモリ３５８を備え得る。揮発性メモリ３５４としては、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）が挙げられ得る。不揮発性メモリ３５８としては、例えば、ハードディスク、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＤ−ＲＯＭ、消去可能プログラム可能ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能書込み可能なＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、デジタル汎用ディスク（ＤＶＤ）、フラッシュメモリなどのうちの１つ以上が挙げられ得る。コンピュータ３４０はまた、Ｉ／Ｏデバイス３６２を備え得る、プロセッサ３５０、揮発性メモリ３５４、不揮発性メモリ３５８、およびＩ／Ｏデバイス３６２は、１つ以上のアドレス／データバス３６６を介して相互接続され得る。コンピュータ３４０はまた、少なくとも１つのディスプレイ３７０および少なくとも１つのユーザ入力デバイス３７４を備え得る。ユーザ入力デバイス３７４としては、例えば、キーボード、キーパッド、マウス、タッチスクリーンなどのうちの１つ以上が挙げられ得る。いくつかの実施形態において、揮発性メモリ３５４、不揮発性メモリ３５８、およびＩ／Ｏデバイス３６２のうちの１つ以上は、プロセッサ３５０に直接接続された、１つ以上の別個のアドレス／データバス（図示せず）および／または別個のインターフェースデバイス（図示せず）などを介して、プロセッサ３５０に接続され得る。
【００６０】
ディスプレイ３７０およびユーザ入力デバイス３７４は、Ｉ／Ｏデバイス３６２と接続される。コンピュータ３４０は、Ｉ／Ｏデバイス３６２を介して、スペクトル分析器１３２（図１）に接続され得る。Ｉ／Ｏデバイス３６２は、図５において、１つのデバイスとして図示されているが、いくつかのデバイスを備え得る。さらに、いくつかの実施形態において、ディスプレイ３７０、ユーザ入力デバイス３７４、およびスペクトル分析器１３２のうちの１つ以上は、アドレス／データバス３６６またはプロセッサ３５０に直接接続され得る。さらに、先に記載されたように、いくつかの実施形態において、スペクトル分析器１３２およびコンピュータ３４０は、単一のデバイスに組み込まれ得る。
【００６１】
骨組織の障害を診断するために使用され得る、先に記載されたさらなる要因（例えば、患者の年齢、患者の身長、患者の体重、患者の骨鉱物密度、および患者の家族履歴などのうちの１つ以上）は、ユーザ入力デバイス３７４を介して入力され得るか、ディスクからロードされ得るか、ネットワーク（図示せず）を介して受信され得るか、などである。これらのさらなる要因は、メモリ３４５および３５８のうちの１つ以上に格納され得る。さらに、以前に測定されたスペクトル内容の情報が、ディスクからロードされ得、ネットワーク（図示せず）を介して受信され得るなどであり、そしてメモリ３５４および３５８のうちの１つ以上に格納され得る。
【００６２】
例えば、骨折の疑いを、スペクトル内容の情報に基づいて見積もるためのルーチンが、例えば、全体的にかまたは部分的に、不揮発性メモリ３５８に格納され得、そして全体的にかまたは部分的に、プロセッサ３５０によって実行され得る。例えば、図３の方法２００および／または図４の方法２５０は、全体的にかまたは部分的に、プロセッサ３５０による実行のためのソフトウェアプログラムを介して、実行され得る。このプログラムは、明白な媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードドライブ、ＤＶＤ、またはプロセッサ３５０に付随するメモリ）に格納されたソフトウェア内に埋め込まれ得るが、当業者は、プログラムの全体またはその一部分が、代替的に、プロセッサ以外のデバイスによって実行され得、そして／または周知の様式で、ファームウェアおよび／もしくは専用のハードウェアに埋め込まれ得ることを、容易に理解する。図３の方法２００および図４の方法２５０に関して、当業者は、ブロックの実行の順序が変化し得ること、および／またはこれらのブロックが、交換され得るか、排除され得るか、もしくは組み合わせられ得ることを、認識する。
【００６３】
図３の方法２００および図４の方法２５０は、コンピュータ３４０によって実行されると上で記載されたが、図３および図４のブロックのうちの１つ以上は、他の型のデバイス（例えば、アナログ回路、デジタル回路、混合アナログデジタル回路、付随するメモリを有するプロセッサなど）によって実行され得る。
【００６４】
本発明は、種々の改変および代替の構成を受けやすいが、その特定の例示的な実施形態が、図面に示され、そして本明細書中に詳細に記載される。しかし、本開示を、開示された特定の形態に限定することは意図されず、逆に、添付の特許請求の範囲によって規定されるような、本開示の精神および範囲に入る、全ての改変、代替の構成および均等物を網羅することが、意図されることが、理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、骨折の疑いを決定するための装置の１つの実施形態のブロック図である。
【図２】図２は、骨折の疑いを決定するための方法の１つの実施形態の流れ図である。
【図３】図３は、骨折の疑いをスペクトル内容の情報に基づいて決定するための方法の１つの実施形態の流れ図である。
【図４】図４は、骨折の疑いをスペクトル内容の情報に基づいて決定するための方法の別の実施形態の流れ図である。
【図５】図５は、骨折を罹患する患者の群について、およびコントロール群について、測定されたスペクトル内容の情報を示す図である。
【図６】図６は、図１の装置と供に使用され得るコンピュータのブロック図である。
【図１】
2007524833.tif 000003
【図２】
2007524833.tif 000004
【図３】
2007524833.tif 000005
【図４】
2007524833.tif 000006
【図５】
2007524833.tif 000007
【図６】
2007524833.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月22日(2007.6.22)
【手続補正１】
【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】
患者が該患者の骨組織に関連する状態を有するか否かを決定するためのシステムであって、該システムは、以下：
該患者の骨組織の一部分を照射するための光源；
該骨組織の一部分から光を受光するための手段；
該受光された光に関連するスペクトル内容の情報を決定するための手段；および
少なくとも該スペクトル内容の情報に基づいて、該患者が骨組織の状態を有するか否かを決定するための手段、
を備える、システム。
【請求項２】
前記光源が、実質的に単色の光源を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記実質的に単色の光源が、実質的に７００ｎｍと１１００ｎｍとの間の波長を有する光を生じる、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記実質的に単色の光源が、実質的に８３０ｎｍの波長を有する光を生じる、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記光源が、赤外光源を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記光源が、骨組織の一部分をインビボで照射する、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記光源が、前記骨組織の一部分を、前記患者の皮膚を通して照射する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記光源が、前記骨組織の一部分を、前記患者の切開を介して照射する、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記光源が、前記患者から取り出された骨組織の生検を照射する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記光源が、腸骨稜生検を照射する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記骨組織の一部分からの光を受光するための手段が、該骨組織の一部分から散乱された光を受光する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記骨組織の一部分からの光を受光するための手段が、該骨組織の一部分を透過した光を受光する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記骨組織の一部分からの光を受光するための手段が、該骨組織の一部分によって反射された光を受光する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記スペクトル内容の情報を決定するための手段が、ラマンスペクトルを決定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記スペクトル内容の情報を決定するための手段が、赤外スペクトルを決定するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記患者が前記骨組織の状態を有するか否かを決定するための手段が、該患者が、骨折の疑い、骨粗鬆症、遺伝性障害、および後天性障害のうちの少なくとも１つを有するか否かを決定するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記患者が前記骨組織の状態を有するか否かを決定するための手段が、該患者の骨組織の骨折の疑いを、前記スペクトル内容の情報に少なくとも部分的に基づいて見積もるように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記スペクトル内容の情報が、１つ以上の波長で受光された光に対応する複数のバンドを含み；
前記骨折の疑いが、少なくとも１つのバンドの少なくとも１つの面積を決定することによって見積もられる、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記骨折の疑いが、さらに前記少なくとも１つのバンドに曲線を当てはめることによって見積もられる、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記骨折の疑いが、さらに、以下：
少なくとも第一のバンドの第一の面積を決定すること；
少なくとも第二のバンドの第二の面積を決定すること；および
該第一の面積と該第二の面積との第一の比を決定すること、
によって見積もられる、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
前記骨折の疑いが、前記第一の比に基づいて、該骨折の疑いを見積もることによって見積もられる、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記骨折の疑いが、さらに、以下：
少なくとも第三のバンドの第三の面積を決定すること；
該第三の面積と前記第一の面積との第二の比を決定すること、
によって見積もられる、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２３】
前記骨折の疑いが、前記第一の比および前記第二の比に基づいて、該骨折の疑いを見積もることによって見積もられる、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記骨折の疑いが、少なくとも部分的に、前記患者の年齢、前記患者の身長、前記患者の体重、前記患者の骨鉱物密度、および前記患者の家族履歴のうちの少なくとも１つにさらに基づいて、該骨折の疑いを見積もることによって見積もられる、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２５】
前記患者が骨組織の状態を有するか否かを決定するための手段が、少なくとも部分的に、該患者の年齢、該患者の身長、該患者の体重、該患者の骨鉱物密度、および該患者の家族履歴のうちの少なくとも１つにさらに基づいて、該患者が骨組織の状態を有するか否かを決定するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２６】
骨組織の骨折の疑いを決定するための装置であって、以下：
光源；
該光源によって照射された患者の骨組織の一部分からの光を受光するための、受光器；
該受光器によって受光された光を受光するように光学的に接続されたスペクトル分析器であって、該スペクトル分析器は、該受光された光に関連するスペクトル内容の情報を生成するように構成されている、スペクトル分析器；および
該スペクトル分析器と通信して接続された電算デバイスであって、該電算デバイスは、該患者が骨組織の状態を有するか否かを示す診断情報を、該スペクトル内容の情報に少なくとも部分的に基づいて生成するように構成されている、電算デバイス、
を備える、装置。
【請求項２７】
前記光源が、実質的に単色の光源を備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記光源が、実質的に、７００ｎｍと１１００ｎｍとの間の波長を有する光を生じる、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記光源が、赤外光源を備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項３０】
前記受光器が、顕微鏡を備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項３１】
前記受光器が、光学プローブを備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項３２】
前記受光器が、針に接続されたレンズを備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項３３】
前記受光器が、前記レンズに接続された少なくとも１つの光ファイバーをさらに備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記電算デバイスが、デジタル回路を備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項３５】
前記電算デバイスが、アナログ回路を備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項３６】
前記電算デバイスが、混合されたアナログデジタル回路を備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項３７】
前記電算デバイスが、メモリに接続されたプロセッサを備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項３８】
前記骨組織の状態が、骨折の疑い、骨粗鬆症、遺伝性障害、および後天性障害のうちの少なくとも１つを含む、請求項２６に記載の装置。
【請求項３９】
前記電算デバイスが、前記スペクトル内容の情報に少なくとも部分的に基づいて、前記患者の骨組織の骨折の疑いを見積もるように構成されている、請求項２６に記載の装置。
【請求項４０】
前記スペクトル内容の情報が、受光された少なくとも１つの波長の光に対応する複数のバンドを備え；
前記電算デバイスが、少なくとも１つのバンドの少なくとも１つの面積を決定するように構成されている、
請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
前記電算デバイスが、前記少なくとも１つのバンドに曲線を当てはめるように構成されている、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記電算デバイスが、少なくとも第一のバンドの第一の面積を決定するように構成されており；
該電算デバイスが、少なくとも第二のバンドの第二の面積を決定するように構成されており；そして
該電算デバイスが、該第一の面積と該第二の面積との第一の比を決定するように構成されている、
請求項４０に記載の装置。
【請求項４３】
前記電算デバイスが、前記第一の比に少なくとも部分的に基づいて、骨折の疑いを見積もるように構成されている、請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記電算デバイスが、少なくとも第三のバンドの第三の面積を決定するように構成されており；
該電算デバイスが、該第三の面積と前記第一の面積との第二の比を決定するように構成されている、
請求項４２に記載の装置。
【請求項４５】
前記電算デバイスが、前記第一の比および前記第二の比に少なくとも部分的に基づいて、骨折の疑いを見積もるように構成されている、請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】
前記電算デバイスが、少なくとも部分的に、前記患者の年齢、前記患者の身長、前記患者の体重、前記患者の骨鉱物密度、および前記患者の家族履歴のうちの少なくとも１つにさらに基づいて、該骨折の疑いを見積もるように構成されている、請求項３２に記載の装置。
【請求項４７】
前記電算デバイスが、少なくとも部分的に、該患者の年齢、該患者の身長、該患者の体重、該患者の骨鉱物密度、および該患者の家族履歴のうちの少なくとも１つにさらに基づいて、診断情報を生成するように構成されている、請求項２６に記載の装置。
【請求項４８】
骨組織の骨折の疑いを決定するためのシステムであって、該システムは、以下：
患者の骨組織の一部分を照射するための光源；
該骨組織の一部分から散乱された光を受光するための手段；
該受光された散乱光から、ラマンスペクトル情報を決定するための手段；
該ラマンスペクトル情報に少なくとも部分的に基づいて、該患者の骨組織の骨折の疑いを見積もるための手段、
を備える、システム。
【請求項４９】
骨組織の骨折の疑いを決定するための装置であって、以下：
光源；
該光源によって照射された患者の骨組織の一部分から散乱された光を受光するための、ラマンプローブ；
受光器によって受光された光を受光するように接続されたスペクトル分析器であって、該受光された光についてのラマンスペクトル情報を決定するための、スペクトル分析器；および
該スペクトル分析器に接続された電算デバイスであって、該電算デバイスは、該ラマンスペクトル情報に少なくとも部分的に基づいて、該骨組織の骨折の疑いを示す診断情報を生成するように構成されている、電算デバイス、
を備える、装置。
【請求項５０】
患者が該患者の骨組織に関連する状態を有するか否かを決定するための方法であって、該方法は、以下：
光源によって照射された該患者の該骨組織の一部分から光を受光する工程；
該受光された光に関連するスペクトル内容の情報を決定する工程；および
少なくとも該スペクトル内容の情報に基づいて、該患者が骨組織の状態を有するか否かを決定する工程、
を包含する、方法。
【請求項５１】
骨組織の骨折の疑いを決定するための方法であって、該方法は、以下：
光源によって照射された患者の該骨組織の一部分から散乱された光を受光する工程；
該受光された散乱光から、ラマンスペクトル情報を決定する工程；
該ラマンスペクトル情報に少なくとも部分的に基づいて、該患者の骨組織の骨折の疑いを見積もる工程、
を包含する、方法。
【国際調査報告】
2007524833.tif 000009
2007524833.tif 000010
2007524833.tif 000011