(57)【要約】少なくとも１つの解剖学的構造に関する情報の判定のための例示的な装置および方法を提供することができる。例えば、（例えば、少なくとも１つの第１の構成部を用いて）少なくとも１つの構造に少なくとも１つの第１の光学的電磁放射線を転送し、（例えば、少なくとも１つの第２の構成部を用いて）第１の電磁放射線に基づく少なくとも１つの構造から供給される少なくとも１つの第２の電磁放射線を検出することが可能である。（例えば、少なくとも１つの第３の構成部を用いて）第２の電磁放射線に基づいて、その構造の内部の少なくとも１つの特性を判定することも可能である。例えば、特性は、構造の少なくとも１つの気道部分にて、該気道部分内部で、または該気道部分近くで、このような手順を実行する装置の位置上の構造の同定を含むことができる。【選択図】図７Ｂ
2013541388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの解剖学的構造に関する情報を判定するための装置であって、
少なくとも１つの構造に少なくとも１つの第１の光学的電磁放射線を転送するように構成された少なくとも１つの第１の構成部と、
前記少なくとも１つの第１の電磁放射線に基づいて前記少なくとも１つの構造から提供される少なくとも１つの第２の電磁放射線を検出するように構成された少なくとも１つの第２の構成部と、
前記少なくとも１つの第２の電磁放射線に基づいて、前記少なくとも１つの構造のその内部の少なくとも１つの特性を判定するように構成された少なくとも１つの第３の構成部であって、前記少なくとも１つの特性は、前記少なくとも１つの構造の少なくとも１つの気道部分にて、該気道部分内部で、または該気道部分近くでの、少なくとも１つの装置の位置上の前記少なくとも１つの構造の同定を含む、前記第３の構成部と
を備える装置。
【請求項２】
前記第１および第２の構成部は、（ｉ）低コヒーレンス干渉計測定システム、（ｉｉ）光周波数領域画像法システム、または（ｉｉｉ）スペクトル領域光コヒーレンス断層映像法システムのうちの少なくとも１つを形成する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの第２の電磁放射線は、（ｉ）前記少なくとも１つの構成上の異なる空間的位置、または（ｉｉ）少なくとも１つの構成とは異なる時間的位置から供給される複数の別個の放射線である請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの特性は、前記少なくとも１つの部分のスペックルパターンである請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの特性は、前記スペックルパターン上に基づいて判定される屈折率の分布をさらに含む請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの第３の構成部は、前記少なくとも１つの部分とは異なる波長または時間に取得されたさらなるスペックルパターンに、前記スペックルパターンを相関させる請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１および第２の電磁放射線は、別個の波長である請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの第２の電磁放射線は、ラマン放射線、散乱光、または蛍光の少なくとも１つである請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの第２の構成部は、複数の前記少なくとも１つの第２の電磁放射線を異なる波長で検出する請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記少なくとも第３の構成部は、少なくとも１つの気道部分の（ｉ）上皮または（ｉｉ）粘膜のうちの少なくとも１つより下である前記少なくとも１つの構成の前記少なくとも１つの特性を判定する請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
プローブ構成部をさらに備え、前記少なくとも１つの第１の構成部の少なくとも一部は、プローブ構成部の一部である請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記プローブ構成部は、注射針構成部に関連付けられる、または前記注射針構成部に挿入される請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記プローブ構成部は、前記注射針構成部の注射針内部にある請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記プローブ構成部は管構成部に関連付けられる、または前記管構成部に挿入される請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記管構成部は、前記少なくとも１つの気道部分の中に、経眼的、経鼻的、または経皮的のうちの少なくとも１つで挿入されるように構成される請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記管構成部は、挿管チューブ、ブジー管、または気管ストーマ管を含む請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記プローブ構成部は、前記プローブ構成部が前記少なくとも１つの気道部分内部に、または該気道部分近くにあるときに、可聴信号または可視信号を供給するように構成されるさらなる装置を含む請求項１１に記載の装置。
【請求項１８】
前記プローブ構成部は、前記プローブ構成部が前記少なくとも１つの気道部分内部に、または該気道部分の近くにないときに、可聴信号または可視信号を供給するように構成されるさらなる装置を含む請求項１１に記載の装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの第１の構成部は、前記プローブ構成部の長軸に対して平行でない方向に前記少なくとも１つの第１の電磁放射線を導く請求項１１に記載の装置。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの第１の構成部は、前記プローブ構成部の長軸に対してほぼ垂直な方向に前記少なくとも１つの第１の電磁放射線を導く請求項１１に記載の装置。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの第１の電磁放射線は、第１の位置において前記少なくとも１つの構造に衝突し、前記少なくとも１つの第２の電磁放射線は、第２の位置から前記少なくとも１つの構造から供給され、前記第１および第２の位置は、互いに異なる請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
少なくとも１つの解剖学的構造に関する情報を判定するための方法であって、
少なくとも１つの第１の光学的電磁放射線を少なくとも１つの構造に転送するステップと、
前記少なくとも１つの第１の電磁放射線に基づいて前記少なくとも１つの構造から供給される少なくとも１つの第２の電磁放射線を検出するステップと、
前記少なくとも１つの第２の電磁放射線に基づいて、前記少なくとも１つの構造のその内部の少なくとも１つの特性を判定するステップであって、前記少なくとも１つの特性は、前記少なくとも１つの構造の少なくとも１つの気道部分にて、該気道部分内部で、または該気道部分近くで、手順（ａ）〜（ｃ）を実行するように構成された装置の少なくとも１つの部分の位置上の前記少なくとも１つの構造の同定を含むステップと
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願に対する相互参照］
この出願は、２０１０年１０月２７日に出願された、米国特許出願第６１／４０７，３７２号からの優先権を主張し、その全体の開示は、参照によって本明細書に援用される。
【０００２】
［連邦政府支援の陳述］
本開示は、国防総省の財源からの補助金番号２．１６８５１の下で米国政府の支援によりなされた。したがって、米国政府は、本明細書に記述され特許請求された本開示に対する一定の権利を有する。
【０００３】
本開示の例示的実施形態は、概して、気管の光学的同定に関し、特に気管の同定（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）のための装置、システム、方法、およびコンピュータアクセス可能な媒体に関する。
【背景技術】
【０００４】
気管への経口到達は、呼吸を確保する集中治療医学において極めて重要になり得る。典型的には、このような到達は、経口装置の管挿入（挿管）を用いて得することができる。代替装置としては、ブジー管があり得る。装置が気管または食道などの他の臓器に入る場合、迅速に判定することを難しくする位置および環境において、しばしば、これらの装置の挿入が行われる場合があり得るし、行われるはずである。その結果、装置が気管内に正確に位置することを医療関係者が確認するための迅速なフィードバックを有することが望ましい場合がある。
【０００５】
有望な経皮的気管開口術ための現在の水準の治療は、２人の訓練された臨床医（例えば、気管に穴をあけて、カニューレを挿入するために１人と、気管支鏡法を介して気管内の配置を確認するために別の１人）を必要とする。代替手段は、単独のオペレーター手順を作り出すために、例えば、注射針、気管の（ブジー）管、および／またはカニューレ内の光学的技術を含むことができる。
【０００６】
気管は、ガラス軟骨輪および結合組織によって形成された円柱であり、筋肉、脂肪、および食道により直接囲まれる。軟骨輪は、主としてコラーゲン（ＩＩ型、ＸＩ型）から構成することができ、血流を制限しており、周囲の組織型と比較して、硬質であり、均質の屈折率を含む。
【０００７】
したがって、上記の本明細書に記述された従来のアプローチ、手順、および／またはシステムの不備の少なくともいくつかを解決および／または克服することは有用かもしれない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本開示の目的の１つは、このような従来技術のアプローチ、手順、方法、システム、装置、およびコンピュータアクセス可能な媒体の不備および／または限界を低減または解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
例えば、カニューレなどの注射針または他のプローブを通じて経皮的に、またはブジー（挿管）管などの挿管を誘導するための装置を用いて経眼的／経鼻的に、気管の同定のための光学的診断法を利用することができるシステム、装置、方法、およびコンピュータアクセス可能な媒体の例示的実施形態を本明細書に記載する。光学的例示的技術は、光コヒーレンス断層映像法、光周波数領域画像法、スペックル画像化、屈折率測定、吸収、自己蛍光、拡散分光、および／または光音響手順（複数可）を備えることができる。本開示の１つの例示的な実施形態において、装置は、光ファイバまたはレンズを通して伝送され、且つその遠位端部で注射針、套管針、ブジー管、または同種のものに取り付けられる、レーザダイオードまたはＬＥＤなどの光源を備えることができる。光は、同じファイバ、または装置の内部の付加的な光ファイバを通じて、受信し、検出器に伝送することができる。装置の例示的な実施形態は、また、異なる波長での、または広帯域幅の光源の使用によって、標本に光を導くようにも構成することができる。さらに別の例示的な実施形態において、標本から帰還した光は、１つ以上のポイント検出器、１または２次元アレイの検出器、ＣＣＤまたはＣＭＯＳカメラ、または同種のものによって検出されてもよい。
【００１０】
本開示の一部の例示的実施形態によれば、検出された信号は、例示的な装置が気管内部に配置されたとき、または気管が装置の遠位端部に近いときを判定するために、処理装置によって処理することができる。本開示の特定の例示的な実施形態において、処理装置は、その後、装置がまさに気管内に収納されているか否かに関する可聴および／または可視の合図を供給することができる。本開示の一部の例示的な実施形態において、この合図は、装置が気管に入ったときに、特定の色に転じる光系インジケータによって供給することができる。本開示の別の例示的な実施形態において、装置が気管に入るときに、音声が聞こえて分析することができる。
【００１１】
本開示の特定の例示的実施形態によれば、少なくとも１つの解剖学的構造に関する情報を判定するための装置および方法を提供することができる。例えば、（例えば、少なくとも１つの第１の構成部を用いて）少なくとも１つの構造に少なくとも１つの第１の光学的電磁放射線を転送し、（例えば、少なくとも１つの第２の構成部を用いて）第１の電磁放射線（複数可）に基づく少なくとも１つの構造から供給される少なくとも１つの第２の電磁放射線を検出することが可能である。（例えば、少なくとも１つの第３の構成部を用いて）第２の電磁放射線に基づいて、その構造（複数可）の内部の少なくとも１つの特性を判定することも可能である。例えば、特性（複数可）は、構造（複数可）の少なくとも１つの気道部分にて、該気道部分内部で、または該気道部分近くで、このような手順（複数可）を実行する装置の位置上の構造（複数可）の同定を含むことができる
【００１２】
本開示の別の例示的な実施形態において、第１および第２の構成部は、（ｉ）低コヒーレンス干渉計測定システム、（ｉｉ）光周波数領域画像法システム、および／または（ｉｉｉ）スペクトル領域光コヒーレンス断層映像法システムを形成することができる。
【００１３】
本開示のさらに別の例示的な実施形態によれば、第２の電磁放射線（複数可）は、（ｉ）構成（複数可）上の異なる空間的位置、または（ｉｉ）構成（複数可）とは異なる時間的位置から供給される複数の別個の放射線になり得る。特性（複数可）は、前記部分（複数可）のスペックルパターンを含むことができる。特性（複数可）は、スペックルパターンに基づいて判定される屈折率の分布をさらに含むことができる。第３の構成部（複数可）は、前記部分（複数可）とは異なる波長または時間に取得された、さらなるスペックルパターンに、スペックルパターンを相関させることができる。
【００１４】
本開示のさらなる例示的な実施形態において、第１および第２の電磁放射線は、別個の波長になり得る。第２の電磁放射線（複数可）は、ラマン放射線、散乱光、および／または蛍光になり得る。第２の構成部は、複数の第２の電磁放射線（複数可）を異なる波長で検出できる。第３の構成部（複数可）は、気道部分（複数可）の（ｉ）上皮および／または（ｉｉ）粘膜より下の構成（複数可）の特性（複数可）を判定することができる。
【００１５】
本開示のなおさらなる例示的な実施形態（複数可）によれば、プローブ構成部を備えることができ、少なくとも第１の構成部の部分は、プローブ構成部の一部になり得る。プローブ構成部を、注射針構成部に関連付ける、または挿入することができる。さらに、プローブ構成部は、注射針構成部の注射針内部に存在し得る。プローブ構成部を、管構成部に関連付ける、または挿入することができる。例えば、管構成部を、気道部分（複数可）の中に、経眼的、経鼻的、および／または経皮的に挿入するように構成することができる。管構成部は、挿管チューブ、ブジー管、または気管ストーマ管を含むことができる。プローブ構成部は、プローブ構成部が気道部分（複数可）内部または近くにある（または、該気道部分内部または近くにない）ときに、可聴信号または可視信号を供給するように構成することができるさらなる装置を含むことができる。第１の構成部（複数可）は、また、プローブ構成部の長軸に対してほぼ平行ではない方向に、または、ほぼ垂直の方向に第１の電磁放射線（複数可）を導くこともできる。
【００１６】
本開示のさらに別の例示的な実施形態によれば、第１の電磁放射線（複数可）は、第１の位置で構造（複数可）と衝突することができる。第２の電磁放射線（複数可）を、構造（複数可）の第２の位置から供給することができる。第１および第２の位置は、互いに異なり得る。
【００１７】
本開示の例示的実施形態のこれらおよび他の目的、特徴、および有利性は、添付の特許請求の範囲に関連付けられた本開示の例示的実施形態の以下の詳細な説明を読み進めることよって明らかになるだろう。
【００１８】
本開示のさらなる目的、特徴、および有利性は、本開示の例示的実施形態を示す添付の図面に関連付けられた以下の詳細な説明から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本開示によるシステムおよび方法の例示的実施形態を用いた、豚の気道の例示的な断面の光周波数領域干渉法（「ＯＦＤＩ」）画像である。
【図２】本開示によるシステムおよび方法の例示的実施形態を用いた、軟骨輪、脂肪、筋肉、および結合組織をもつ軟骨輪の１組の例示的ＯＦＤＩ画像である。
【図３】図３Ａは、本開示によるシステムおよび方法の例示的実施形態を用いた、豚の気管のオリジナルの光学的領域周波数干渉法（「ＯＦＤＩ」）画像であり、図３Ｂは、本開示によるシステムおよび方法の例示的実施形態を用いた、軟骨輪の明瞭な可視化により生体外で取得された豚の気管の１組の例示的なスペクトル符号化内視法（「ＳＥＥ」）画像再構成であり、図３Ｃは、本開示によるシステムおよび方法の例示的実施形態を用いた、軟骨輪の明瞭な可視化により生体外で取得された豚の気管の１組の例示的なスペクトル符号化内視法（「ＳＥＥ」）画像再構成である。
【図４】本開示のシステムおよび方法の一部の例示的実施形態による、軟骨、脂肪、筋肉、食道、および結合組織をもつ軟骨輪から生じるスペックルパターンの非相関性勾配の例示的グラフである。
【図５】本開示のシステムおよび方法の一部の例示的実施形態による、生体外の気管のラマンスペクトルから派生したデータの例示的グラフである。
【図６】本開示によるシステムおよび方法の例示的実施形態を用いた、取得された組織を周囲と比較した、気管のための励起発光マトリックスの例示的画像である。
【図７Ａ】注射針系装置の形式で提供することができる本開示によるシステムの例示的実施形態、およびその例示的応用である。
【図７Ｂ】図７Ａに示した例示的装置の詳細な実例およびその構成要素である。
【図８】図７Ａおよび図７Ｂに示した例示的装置を用いた、気管を同定するための本開示の例示的実施形態によるプロセスための例示的フローチャートである。
【図９Ａ】ガイドワイヤ系装置の形式で提供することができる本開示によるシステムの別の例示的実施形態、およびその例示的応用である。
【図９Ｂ】図９Ａに示した例示的装置の詳細な実例およびその構成要素である。
【図１０】図９Ａおよび図９Ｂに示した例示的装置を用いた、気管を同定するための本開示の例示的実施形態によるプロセスための別の例示的フローチャートである。
【図１１Ａ】カニューレ系装置の形式で提供することができる本開示によるシステムのさらに別の例示的実施形態、およびその例示的応用である。
【図１１Ｂ】図１１Ａに示した例示的装置の詳細な実例およびその構成要素である。
【図１２】図１１Ａおよび図１１Ｂに示した例示的装置を用いた、気管を同定するための本開示の例示的実施形態によるプロセスための別の例示的フローチャートである。
【図１３Ａ】経鼻または経口挿管チューブ系装置の形式で提供することができる本開示によるシステムのさらなる例示的実施形態、およびその例示的応用である。
【図１３Ｂ】図１３Ａに示した例示的装置の詳細な実例およびその構成要素である。
【図１４】図１３Ａおよび図１３Ｂに示した例示的装置を用いた、気管を同定するための本開示の例示的実施形態によるプロセスための例示的フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
特に明記しない限り、図面を通じて、図示する実施形態の同様の特徴、要素、構成要素、または部分を指すために、同じ参照番号および参照符号を用いる。さらに、以下、図面を参照しながら本開示を詳細に説明するが、その説明は例示的実施形態に関連して行う。添付された特許請求の範囲によって規定されるような本開示の真の範囲および精神から逸脱せずに、記載された例示的実施形態に対して、変更および修正を行うことができるように意図される。
【００２１】
図１は生体外の豚の気管の断面の例示的画像を示し、ここで、本開示によるシステムの例示的実施形態を用いて、軟骨輪（ｃ）、上皮（ｅ）、基底膜（ｌｐ）、粘膜下組織（ｓｍ）、および軟骨膜（ｐ）を視覚化することができる。光コヒーレンス断層映像法、光周波数領域画像法、スペクトル符号化共焦点顕微鏡、および／またはスペクトル符号化内視法を含むことができる様々な例示的映像技術を、例示的画像を生成するために、線形、ラスタおよびサーキュラ、スパイラル、およびロゼットを含む様々な走査パターンとともに用いることができる。このような映像技術の例示的実施形態は、マイクロ電子技術（ＭＥＭＳ）ミラー、回転（リスレー）プリズム、回転角度劈開レンズ、共振式ファイバ、および回転式ファイバなどのスキャン技術を含むように構成することができる。
【００２２】
［屈折率変化］
図２は、本開示の例示的実施形態によるシステムおよび方法および装置の例示的実施形態を用いた、組織型を通じた屈折率の変化を図示する、軟骨輪、脂肪、筋肉、および（結合組織をもつ）軟骨輪の１組の例示的ＯＦＤＩ画像を示す。図２において、例示的軟骨輪は、均質の強度の帯域、続いて不連続性、その後、脂肪および筋肉内の不均質の強度と比較してさらに低い均質の強度を含むように示される。光コヒーレンス断層映像法、光周波数領域画像法、低コヒーレンス干渉法、スペクトル符号化内視法、および／またはスペクトル符号化共焦点顕微鏡などの様々な屈折率深さ方向分析技術を、スキャンおよび非スキャン構成において用いることができる。
【００２３】
図３Ａは、本開示によるシステムおよび方法の例示的実施形態を用いた、豚の気管のオリジナルの光学的領域周波数干渉法（「ＯＦＤＩ」）画像３１０を示す。図３Ｂおよび図３Ｂは、例示的スペクトル符号化内視法（「ＳＥＥ」）装置による同様の同定のための電位を示すことができる本開示によるシステムおよび方法の例示的実施形態を用いた、軟骨輪の明瞭な可視化とともに生体外で取得した豚の気管の１組の例示的ＳＥＥ画像再構成３２０、３２５を図示する。
【００２４】
［例示的な生体力学的結果］
軟骨輪の内部のガラス軟骨は、周囲の組織型と比較して、機械的により硬質の組織において生じ得る。組織内の粒子状物質の拡散を比較する、レーザスペックル画像法などの例示的な相関技術の分析によって、この硬質性を評価することができる。図４は、軟骨４１０、脂肪４５０、筋肉４４０、食道４３０、および結合組織をもつ軟骨輪４２０のためのスペックルパターンの非相関性な勾配の例示的散布図を示す。このような例示的パターン４１０〜４５０を用いると、軟骨輪は、本開示の例示的実施形態により生成された他の組織型と差別化することができる。例えば、他の組織型のスペックルパターン４２０〜４５０と比較して、高い生体力学的硬質性をもつ軟骨において、スペックルパターン４１０の非相関性は、非常に鈍くなり得る。
【００２５】
［例示的な生化学的結果］
気管の内部並びに周囲の組織型の各々は、ラマン分光法などの非弾性散乱を測定する技術によって調べることができる様々な生化学的標識から構成される。図５は、本開示の例示的実施形態によるシステム、方法、および／または装置を用いて生成された２つの軟骨輪間のスキャンに沿った、タンパク質５１０およびトリグリセリド５２０の適合係数（ｆｉｔ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）の例示的なグラフを示す。例えば、図５において示されるように、強いタンパク質信号は、輪から存続し、強いトリグリセリド信号は、輪の間の結合組織から存続する。非弾性散乱技術の例示的実施形態は、組織型の内部の生化学的標識のライブラリに適合することができる。
【００２６】
［例示的な自己蛍光結果］
気管の周囲並びに内部の組織型の各々は、一意的な自己蛍光標識を含む様々な生物学的要素から作成できる。図６は、本開示の例示的実施形態によるシステム、方法、および／または装置を用いて生成された豚からの気管の外部、食道の内腔、および脂肪および筋肉の内部の励起発光マトリックスの１組の例示的な画像を示す。図６の例示的な気管画像は、他の組織型と比較して異なる励起および発光パターンを示し、気管および他の組織型を識別するための励起および発光のパターンの特定の組合せを規定するために用いることができる。
【００２７】
［例示的な吸収結果］
組織の内部の生物学的要素は、また拡散分光および光音響などの技術により調べられてもよい一意的な吸収帯を備える。軟骨輪内には血流がないので、例示的な１つのアプローチは、対象の領域の内部の血液の存在を分析することであり得る。
【００２８】
［例示的な実施形態の画像化］
図７Ａは、この例示的な実施形態において注射針系装置の形式で提供される、本開示による装置７０１の例示的な実施形態を示す。図７Ｂは、図７Ａに示した例示的装置の詳細な実例およびその構成要素を図示する。例えば、装置７０１は、注射針７０４の先端７１５の近くの組織を照らすように注射針７０４の長さに沿って延びる光ファイバ、光ファイババンドル、レンズなど７０３に沿って電磁放射線（例えば光）を伝送することができる光源７０２（例えば、発光ダイオード、レーザダイオード、レーザ、光バルブ、または同様のもの）を含むことができる。ファイバ７０３の先端に位置するレンズ７０５は、注射針７０４のシャフトの内部の光学窓７０６を通じて注射針７０４の側面に沿って組織を照らすために、注射針７０４の内腔を通じて順方向に、または傾いて電磁放射線を集束することができる。組織から帰還する電磁放射線は、単独の検出器または一続き／一連の検出器７０７により電気信号に変換される。変換された電気信号は、増幅、デジタル化、および／または処理構成部７０８（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ、図形処理ハードウェア構成部、および論理回路など）を用いて処理され得る。例示的な処理構成部は、それによって生成された電気信号を、例えば、注射針７０４の先端７１５が気管の外部および／または内部にあるときに、可視または可聴のインジケータ７０９（例えば、赤色／緑色／赤外線ライト、スピーカ、または同種のもの）に伝送することができる。
【００２９】
図８は、本開示の例示的な実施形態による、図７Ａおよび図７Ｂに示した装置の例示的な実施形態により気管を同定するための例示的な手順の例示的なフローチャートを示す。例えば、８１０において、注射針７０４を、首を通じて、皮膚、筋肉、脂肪、および甲状腺の中に挿入することができる。その後、８２０において、注射針は、気管に接近し／入り、可視または可聴のインジケータ７０９は、８３０において、適合する組織を感知するに際して作動させられる。
【００３０】
１つの例示的な実施形態において、注射針７０４の先端７１５がまさに気管の外部に配置するときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。別の例示的な実施形態において、注射針７０４の先端７１５が気管の組織内部にあるときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。さらに別の例示的な実施形態において、注射針７０４の先端７１５が２つの軟骨輪の間にあるとき、または軟骨輪を通過しているときを差別化するために、可視または可聴のインジケータ７０９により信号を生成することができる。さらなる例示的な実施形態において、注射針７０４の先端７１５が気管内腔に入るときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。なおさらなる例示的な実施形態において、注射針７０４の先端７１５が気管の後部に位置するときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができるさらに別の例示的な実施形態において、注射針７０４の先端７１５が食道の外部に沿って位置するときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。さらなる例示的な実施形態において、注射針７０４の先端７１５が食道内腔に入るときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。別の実施形態において、注射針が完全に気管を通り抜けるとき、可視または可聴のインジケータ１０９により、信号が生成されるだろう。別の例示的な実施形態において、注射針７０４が気管にないときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。なおさらなる例示的な実施形態において、注射針７０４の先端７１５がまさに血管の外部に位置するときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。別の実施形態において、注射針が血管内部にあるとき、可視または可聴のインジケータ１０９により、信号が生成されるだろう。
【００３１】
図９Ａは、この例示的な実施形態においてガイドワイヤ系装置の形式で提供される本開示による装置９０１の例示的な実施形態を示す。図９Ｂは、図９Ａに示した例示的な装置の詳細な実例およびその構成要素を図示する。この例示的な実施形態は、注射針７０４内部に適合するリムーバブルなガイドワイヤ９０２内部に収容された光ファイバ、光ファイババンドル、レンズ、または同様のものをもつ注射針系の例示的装置と同様である。ファイバ７０５の先端９１５に位置したレンズは、注射針シャフト７０６の内部の光学窓７０６を通じて注射針７０４の側面に沿って組織を照らすために、注射針７０４の内腔を通じて順方向に、または傾いて電磁放射線（例えば光）を集束することができる。組織から帰還する電磁放射線は、単独の検出器または一続き／一連の検出器７０７により電気信号に変換される。変換された電気信号は、増幅、デジタル化、および／または処理構成部７０８（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ、図形処理ハードウェア構成部、および論理回路など）を用いて処理され得る。例示的な処理構成部は、それによって生成された電気信号を、例えば、注射針７０４の先端７１５が気管の外部および／または内部にあるときに、可視または可聴のインジケータ７０９（例えば、赤色／緑色／赤外線ライト、スピーカ、または同種のもの）に伝送することができる。
【００３２】
図１０は、本開示の例示的な実施形態による、図９Ａおよび図９Ｂに示した装置の例示的な実施形態により気管を同定するための例示的な手順の例示的なフローチャートを示す。例えば、１０１０において、注射針７０４を、首を通じて、皮膚、筋肉、脂肪、および甲状腺の中に挿入することができる。その後、１０２０において、注射針は、気管に接近し／入り、可視または可聴のインジケータ７０９は、１０３０において、適合する組織を感知するに際して作動させられる。
【００３３】
１つの例示的な実施形態において、注射針７０４の先端７１５がまさに気管の外部に配置するときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。別の例示的な実施形態において、注射針７０４の先端７１５が気管の組織内部にあるときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。さらに別の例示的な実施形態において、注射針７０４の先端７１５が２つの軟骨輪の間にあるとき、または軟骨輪を通過しているときを差別化するために、可視または可聴のインジケータ７０９により信号を生成することができる。さらなる例示的な実施形態において、注射針７０４の先端７１５が気管内腔に入るときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。なおさらなる例示的な実施形態において、注射針７０４の先端７１５が気管の後部に位置するときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。さらに別の例示的な実施形態において、注射針７０４の先端７１５が食道の外部に沿って位置するときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。さらなる例示的な実施形態において、注射針７０４の先端７１５が食道内腔に入るときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。別の実施形態において、注射針が完全に気管を通り抜けるとき、可視または可聴のインジケータ１０９により、信号が生成されるだろう。別の例示的な実施形態において、注射針７０４が気管にないときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。なおさらなる例示的な実施形態において、注射針７０４の先端７１５がまさに血管の外部に位置するときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。別の実施形態において、注射針が血管内部にあるとき、可視または可聴のインジケータ１０９により、信号が生成されるだろう。
【００３４】
さらに、注射針７０４の先端７１５が適切な位置内にあることを例示的な装置が示すとき、図１０に示すように、ガイドワイヤ９０２を、注射針を通じて気管内に供給することができる。１つの例示的な実施形態において、１０４０において、ガイドワイヤ９０２を、その後、注射針７０４の容器から取り外すことができ、したがって、１０５０において、カニューレが気管内のガイドワイヤ９０２上をスライドすることができるような位置にガイドワイヤ９０２を残す。
【００３５】
図１１Ａは、この例示的な実施形態においてカニューレ系装置の形式で提供される本開示による装置１１０１の例示的な実施形態を示す。図１１Ｂは、図１１Ａに示した例示的な装置の詳細な実例およびその構成要素を図示する。例えば、装置１１０２は、カニューレ１１０２の先端に位置した注射針１１０３を通じてカニューレ１１０２の長さに沿って延びる光ファイバ、光ファイババンドル、レンズなど７０３に沿って電磁放射線（例えば光）を伝送することができる光源７０２（例えば、発光ダイオード、レーザダイオード、レーザ、光バルブ、または同様のもの）を含むことができる。ファイバ７０５の先端９１５に位置したレンズは、注射針シャフト７０６の内部の光学窓７０６を通じて注射針１１０３の側面に沿って組織を照らすために、注射針１１０３の内腔を通じて順方向に、および／または傾いて電磁放射線（例えば光）をそこに集束することができる。組織から帰還する電磁放射線は、単独の検出器または一続き／一連の検出器７０７を用いて電気信号に変換され得る。変換された電気信号は、増幅、デジタル化、および／または処理構成部７０８（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ、図形処理ハードウェア構成部、および論理回路など）を用いて処理され得る。例示的な処理構成部は、それによって生成された電気信号を、例えば、注射針１１０３の先端が気管の外部および／または内部にあるときに、可視または可聴のインジケータ７０９（例えば、赤色／緑色／赤外線ライト、スピーカ、または同種のもの）に伝送することができる。
【００３６】
図１２は、本開示の例示的な実施形態による、図１１Ａおよび図１１Ｂに示した装置の例示的な実施形態により気管を同定するための例示的な手順の例示的なフローチャートを示す。例えば、１２１０において、注射針７０４を、首を通じて、皮膚、筋肉、脂肪、および甲状腺の中に挿入することができる。その後、１２２０において、注射針は、気管に接近し／入り、可視または可聴のインジケータ７０９は、１２３０において、適合する組織を感知するに際して作動させられる。
【００３７】
１つの例示的な実施形態において、注射針１１０４の先端がまさに気管の外部に配置するときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。別の例示的な実施形態において、注射針１１０４の先端が気管の組織内部にあるときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。さらに別の例示的な実施形態において、注射針１１０４の先端が２つの軟骨輪の間にあるとき、または軟骨輪を通過しているときを差別化するために、可視または可聴のインジケータ７０９により信号を生成することができる。さらなる例示的な実施形態において、注射針１１０４の先端が気管内腔に入るときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。なおさらなる例示的な実施形態において、注射針１１０４の先端が気管の後部に位置するときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。さらに別の例示的な実施形態において、注射針１１０４の先端が食道の外部に沿って位置するときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。さらなる例示的な実施形態において、注射針１１０４の先端が食道内腔に入るときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。別の実施形態において、注射針が完全に気管を通り抜けるとき、可視または可聴のインジケータ１０９により、信号が生成されるだろう。別の例示的な実施形態において、注射針７０４が気管にないときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。なおさらなる例示的な実施形態において、注射針１１０４の先端がまさに血管の外部に位置するときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。別の実施形態において、注射針が血管内部にあるとき、可視または可聴のインジケータ１０９により、信号が生成されるだろう。
【００３８】
カニューレ１１０２の先端が適切な位置および／または所定の位置にあるとき、注射針１１０３は、１２４０において、カニューレ内に収納される、または完全に取り外すことができ、カニューレ１１０２を、１２５０において、気管内により深く挿入することができる。その後、カニューレ１１０２を取り外すことができ、気管ストーマ管を気管内に挿入することができる。
【００３９】
図１３Ａは、この例示的な実施形態において経鼻または経口挿管チューブ系装置の形式で提供される本開示による装置１３０１の例示的な実施形態を示す。図１３Ｂは、図１３Ａに示した例示的な装置の詳細な実例およびその構成要素を図示する。この例示的な装置１３０１は、経口または鼻腔内に適合する挿管チューブ１３０２内に収容された光ファイバ、光ファイババンドル、レンズ、または同様のものをもつ図１１Ａおよび図１１Ｂのカニューレ系装置１３０１と同様である。ファイバ７０５の先端に位置したレンズは、挿管チューブ１３０２の内部の窓１３０４を通じて挿管チューブ１３０２の側面に沿って組織を照らすために、挿管チューブの内腔を通じて順方向に、または傾いて電磁放射線をそこへ集束する。
【００４０】
図１４は、本開示の例示的な実施形態による、図１３Ａおよび図１３Ｂに示した装置の例示的な実施形態により気管を同定するための例示的な手順の例示的なフローチャートを示す。例えば、挿管の（またはブジー）管１３０２を、１４１０において、口または鼻の中に挿入することができる。その後、１４２０において、挿管チューブ１３０２は、喉頭に接近し／入り、可視または可聴のインジケータ７０９は、１４３０において、適合する組織を感知するに際して作動させられる。
【００４１】
１つの実施形態において、管が気管内腔内にあるときに、可視または可聴のインジケータ７０９により、信号を生成することができる。別の例示的な実施形態において、管１１０２が食道内にあるときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。別の実施形態において、管１１０２が甲状軟骨内にあるときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。なお別の実施形態において、管１１０２が輪状軟骨内にあるときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。さらに例示的な実施形態において、管１１０２が気管分岐部を到達するときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。なおさらなる例示的な実施形態において、管１１０２が原始気管支内に位置するときに、可視または可聴のインジケータ７０９を用いて、信号を生成することができる。
【００４２】
例示的な装置１３０１が、挿管チューブ１３０２の先端が適切な位置内にあることを示すとき、例示的な装置１３０１を、１４４０において、取り外すことができる。その後、挿管チューブ１３０３のバルーン１３０３は、１４５０において、気管内部のチューブ位置を固定するために膨張することができる。別の例示的な実施形態によれば、例示的な装置１３０１が取り外される前に、バルーン１３０３を膨張させることができる。
【００４３】
以上に述べたものは、本発明の原理の例示にすぎない。本明細書における教示に鑑みて、説明した実施形態に対して、様々な修正および変更を行うことができることは、当業者にとって明らかであろう。実際、本開示の例示的実施形態による構成部、システム、および方法は、任意のＯＣＴシステム、ＯＦＤＩシステム、ＳＤ−ＯＣＴシステム、または他の撮像システムとともに使用および／または実施することができ、また、例えば、２００５年５月２６日に国際公開特許第２００５／０４７８１３号として公開されている２００４年９月８日に出願された国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２９１４８号、２００６年５月４日に米国特許出願公開第２００６／００９３２７６号として公開されている２００５年１１月２日に出願された米国特許出願第１１／２６６，７７９号、２００５年１月２７日に米国特許出願公開第２００５／００１８２０１号として公開されている２００４年７月９日に出願された米国特許出願第１０／５０１，２７６号、および２００２年５月９日に公開された米国特許出願公開第２００２／０１２２２４６号に記載されたものとともに使用および／または実施することができ、それらの開示は、それら全体内の参照によって本明細書に援用される。したがって、本明細書に明示的には図示または記載していないが、本開示の原理を具現化し、したがって本開示の精神および範囲内に含まれる、多くのシステム、構成部、および方法を当業者が発明することができることを理解されたい。さらに、以上の参照により従来技術の知識を本明細書に明示的に援用していなかった範囲にも、その全体を本明細書に明示的に援用する。さらに、本明細書に記載された例示的実施形態は、互いにおよび互換的に一緒に操作することができる。本明細書において、以上参照したすべての文献の全体を参照により本明細書に援用する。
【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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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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