(57)【要約】組織（４）を、上流における照射と、下流における、迷光線（１４ｂ）から弾道光子線（１４ａ）を分離するための出射光（１４）の二重フィルタリングによりイメージングする方法及び装置。二重フィルタリングは、ピンホール（２２）を介した空間フィルタリングとファーストゲート（２４）により動作する空間フィルタリングを含む。プロセッサ（３４）は、ファーストゲート（２４）と照射の閃光（１２）とを同期させて、弾道光子線（１４ａ）の通過のための開きと迷光線（１４ｂ）を排除するための閉じを指令する。ファーストゲート（２４）の下流の画像検出器（２８）は、弾道光子線（１４ａ）を、プロセッサ（３４）により処理しそして射影（１０）としてモニタ（３６）上に表示するために集光する。照射閃光（１２）は、１以上の波長（λｉ）を有し、画像検出器（２８）は、照射フラッシュの選択された波長に適合させられる。
2008529709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象となる組織（４）をイメージングする方法であって、
上流に配置されて前記組織（４）に向けられた光（１２）を発光して、それを通過させ、下流出射光（１４）としてそこから出射させる照射源（ＩＳ）と、
前記組織（４）の下流に配置されて受光し、受光した光から導出された信号を出力する画像検出器（２８）と、
当該画像検出器（２８）に結合されて、出力された信号を受信し、受信した信号を処理し、処理されたデータを出力する処理装置（３４）とを備え、
当該方法は、下記の工程から成ることを特徴とする：
前記処理装置（３４）を前記照射源（ＩＳ）に結合してそれに動作指示するようにして、所定の持続時間続く少なくとも１パルスの光（１４）の発光を開始させ、
前記処理装置（３４）に結合されて、それにより動作指示され、前記画像検出器（２８）の上流に配置されるファーストゲート（２４）を、前記少なくとも１パルスの光（１２）との所定の同期で動作させて、第１の開状態に開きそして第２の閉状態に閉じるようにし、前記出射光（１４）に属する弾道光子線（１４ａ）のみを前記画像検出器（２８）へ選択的に通過可能にし、そして、
前記処理装置（３４）を動作させて、前記画像検出装置（２８）により受信した信号から画像（１０）を導出する。
【請求項２】
前記導出された画像は、適切に前期処理装置（３４）に結合されたモニタ（３６）に表示されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
照射源（ＩＳ）は、不可視光、可視光、コヒーレント光、白色光、及び赤外光から成る群から単独でそして組み合わせて選択された光（１４）を発光するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
照射源（ＩＳ）は、複数の異なる個別の波長（λｎ）の光（１４）を発光するように構成されており、
当該複数の異なる個別の波長（λｎ）のうち、１つの個別の波長（λｉ）が制御可能に選択され、
それにより照射源（ＩＳ）は、少なくとも１つの選択された波長（λｉ）で少なくとも１つの光パルス（１２）を発光開始させられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
照射源（ＩＳ）は、照射源（ＩＳ）は、複数の異なる個別の波長（λｎ）で光（１４）を発光するように構成されており、
当該複数の異なる個別の波長（λｎ）のうち、１つの個別の波長（λｉ）が制御可能に選択され、
それにより照射源（ＩＳ）は、少なくとも２つの異なる波長を含む一連の光のパルス（１２）を発光開始させられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
光（１４）の前記少なくとも１つのパルス（１２）の持続時間は、少なくもと１ナノ秒の間続くように選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
光（１４）の前記少なくとも１つのパルス（１２）の持続時間は、１ナノ秒未満の間続くように選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ファーストゲート（２４）は、１ナノ秒未満で開いて閉状態から開状態になるように動作させられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ファーストゲート（２４）は、１００ピコ秒未満で開いて閉状態から開状態になるように動作させられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
照射源（ＩＳ）は、複数の異なる個別の波長（λ１，λ２，  ．．．，λｎ）の光（１４）を発光するように構成されており、
当該複数の異なる個別の波長（λｎ）のうち、１つの個別の波長（λｉ）が制御可能に選択され、前記照射源（ＩＳ）は、少なくとも２つの異なる波長を含む一連の光（１４）のパルス（１２）を発光開始させられ、そして
モニタ（３６）が前記処理装置（３４）に結合されて、検査対象の組織（４）から導出される重畳された波長の画像（１０）を表示することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
照射源（ＩＳ）は、複数の異なる個別の波長（λ１，λ２，  ．．．，λｎ）の光（１４）を発光するように構成されており、
前記ゲート（２４）は、放射光（１４）の波長に適合するように選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
２つの連続する少なくとも１つの光（１４）パルス（１２）の時間間隔を前記処理装置（３４）により適切に制御して、前記ゲート（２４）が確実に弾道光子（１４ａ）のみの通過を可能にするように前記開状態に開くようにしたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
出射光（１４）は、第１の側と第２の側を有する小さな寸法のピンホール（２２）を通過するように方向づけられ、
前記ゲート（２４）は、前記ピンホール（２２）の前記第１の側と前記第２の側のいずれか一方に支持されて、前記ピンホールの前記小さい寸法に適合するように構成され、
それにより、小さい寸法のゲート（２４）は、組織イメージングのために動作可能であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
画像検出器（２８）は、電子増倍型ＣＣＤ（電荷結合素子）及びＡＰＤ（アバランシホトダイオードデバイス）付きのＣＭＯＳ(相補型金属酸化膜半導体)撮像素子から成る群から選択された画像増幅器（２９）を組み込むことにより向上した画像（１０）を提供することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
組織（４）は、上流における照射と、下流における、迷光線（１４ｂ）から弾道光子線（１４ａ）を分離するための出射光（１４）の二重フィルタリングによりイメージングされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記照射源（ＩＳ）は、単一波長照射及び複数波長照射の一方又は両方のいずれかにより前記組織（４）を照射することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
検査対象となる組織をイメージングする装置であって、
上流に配置されて前記組織（４）に向けられた光（１２）を発光して、それを通過させ、下流出射光（１４）としてそこから出射させる照射源（ＩＳ）と、
前記組織（４）の下流に配置されて受光し、受光した光から導出された信号を出力する画像検出器（２８）と、
当該画像検出器（２８）に結合されて、出力された信号を受信し、受信した信号を処理し、処理されたデータを出力する処理装置（３４）とを備え、
前記処理装置（３４）が、前記照射源（ＩＳ）に結合されてそれに動作指示するようにして、所定の持続時間続く少なくとも１パルスの光（１４）の発光を開始させられ、
前記処理装置（３４）に結合されて、それにより動作指示されるファーストゲート（２４）が、前記画像検出器（２８）の上流に配置され、前記少なくとも１パルスの光（１２）との所定の同期で、第１の開状態に開きそして第２の閉状態に閉じて、前記出射光（１４）に属する弾道光子線（１４ａ）のみを前記画像検出器（２８）へ選択的に通過可能にし、そして、
前記処理装置（３４）が、前記画像検出装置（２８）により受信した信号から画像（１０）を導出するように動作させられる
ことを特徴とする装置。
【請求項１８】
前記導出された画像（１０）は、適切に前記処理装置（３４）に結合されたモニタ（３６）に表示されることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
照射源（ＩＳ）は、不可視光、可視光、コヒーレント光、白色光、及び赤外光から成る群から単独でそして組み合わせて選択された光（１４）を発光するように構成されていることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
照射源（ＩＳ）は、複数の異なる個別の波長（λｎ）の光（１４）を発光するように構成されており、
当該複数の異なる個別の波長（λｎ）のうち、１つの個別の波長（λｉ）が制御可能に選択され、
それにより照射源（ＩＳ）は、少なくとも１つの選択された波長（λｉ）で少なくとも１つの光パルス（１２）を発光開始させられることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
照射源（ＩＳ）は、複数の異なる個別の波長（λｎ）で光（１４）を発光するように構成されており、
当該複数の異なる個別の波長（λｎ）のうち、１つの個別の波長（λｉ）が制御可能に選択され、
それにより照射源（ＩＳ）は、少なくとも２つの異なる波長を含む一連の光のパルス（１２）を発光開始させられることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２２】
光（１４）の前記少なくとも１つのパルス（１２）の持続時間は、少なくもと１ナノ秒の間続くように選択されることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２３】
光（１４）の前記少なくとも１つのパルス（１２）の持続時間は、少なくもと１ナノ秒の間続くように選択されることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２４】
光（１４）の前記少なくとも１つのパルス（１２）の持続時間は、１ナノ秒未満の間続くように選択されることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２５】
前記ファーストゲート（２４）は、１００ピコ秒未満で開いて閉状態から開状態になるように動作させられることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２６】
照射源（ＩＳ）は、複数の異なる個別の波長（λ１，λ２，  ．．．，λｎ）の光（１４）を発光するように構成されており、
当該複数の異なる個別の波長（λｎ）のうち、１つの個別の波長（λｉ）が制御可能に選択され、前記照射源（ＩＳ）は、少なくとも２つの異なる波長を含む一連の光（１４）のパルス（１２）を発光開始させられ、そして
モニタ（３６）が前記処理装置（３４）に結合されて、検査対象の組織（４）から導出される重畳された波長の画像（１０）を表示することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２７】
照射源（ＩＳ）は、複数の異なる個別の波長（λ１，λ２，  ．．．，λｎ）の光（１４）を発光するように構成されており、
前記ゲート（２４）は、放射光（１４）の波長に適合するように選択されることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２８】
２つの連続する少なくとも１つの光（１４）パルス（１２）の時間間隔を前記処理装置（３４）により適切に制御して、前記ゲート（２４）が確実に弾道光子（１４ａ）のみの通過を可能にするように前記開状態に開くようにしたことを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２９】
出射光（１４）は、第１の側と第２の側を有する小さな寸法のピンホール（２２）を通過するように方向づけられ、
前記ゲート（２４）は、前記ピンホール（２２）の前記第１の側と前記第２の側のいずれか一方に支持されて、前記ピンホールの前記小さい寸法に適合するように構成され、
それにより、小さい寸法のゲート（２４）は、組織イメージングのために動作可能であることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項３０】
画像検出器（２８）は、電子増倍型ＣＣＤ（電荷結合素子）及びＡＰＤ（アバランシホトダイオードデバイス）付きのＣＭＯＳ (相補型金属酸化膜半導体)撮像素子から成る群から選択された画像増幅器（２９）を組み込むことにより向上した画像（１０）を提供することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項３１】
組織（４）は、上流における照射と、下流における、迷光線（１４ｂ）から弾道光子線（１４ａ）を分離するための出射光（１４）の二重フィルタリングによりイメージングされることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項３２】
前記照射源（ＩＳ）は、単一波長照射及び複数波長照射の一方又は両方のいずれかにより前記組織（４）を照射することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、Ｘ線を用いずに体組織をイメージングする方法及び装置に関し、特に、組織に隠れた非均一性又は非整合性を検出するのに光のパルスを使用することに関する。検査される組織を可能な最も短い軌道で横切る光子の直接的な光線を集めて射影画像を形成し、一方、迷光線はブロックする。
【背景技術】
【０００２】
女性の乳房のような、身体の柔組織の内部のイメージングは、過去において、主として癌を検出する目的で、超音波、Ｘ線、ＣＴ、ＭＲＩ及びＩＲ照射などの全ての既知の態様において、試みられてきた。
【０００３】
乳癌検出のための一般に用いられているイメージング法は、Ｘ線を用いたイメージングを採用するマンモグラフィーである。この最後の方法は、乳癌検出のための非常に価値の高い基準となる方法として受け入れられているが、それには公知の幾つかの欠陥があるため最良の方法ではない。これらの欠陥には、被験者に不快で心地の悪い手技を受けさせることや、Ｘ線放射への暴露も含まれる。さらに、開業医の医院では利用できず、総合病院でのみ利用可能な高価な装置を操作する必要があり、そして、最後に、低い解像度の画像しか提供しない結果を扱う。
【０００４】
別の検出方法は、超音波技術に関連し、実際に廉価であり、Ｘ線への暴露を要しないが、残念ながら、容認できないほど限定された解像度しか提供できない。
【０００５】
過去において、柔組織のＩＲイメージングが、Ｘ線マンモグラフィーへの良い代替物になり、上記に列挙したほとんど全ての欠点を克服するとして、提案された。
【０００６】
従来技術によれば、Ｓｔａｐｌｅｔｏｎ  ｅｔ  ａｌへの米国特許第５，８０３，０８２号は、多様な波長の照射の安定した映像融合を用いて、乳癌の判別検査、検査、検出、及び診断に用いる、全指向性、多スペクトル、多モードセンサ／表示処理装置を提案している。さらに、Ｎｅｌｓｏｎ  ｅｔ  ａｌへの米国特許第４，６４９，２７５号は、Ｘ線放射をイオン化しないで、狭いスペクトル帯域の平行光線を用いる高解像度乳房イメージングの方法及び装置を提供している。
【０００７】
期待にもかかわらず、上に引かれた特許のいずれも、こと実用に関する限り、認知されるほどの実用に至ったものはない。
【０００８】
しかし、その潜在的な利点にも拘わらず、マンモグラフィーを含む柔軟組織イメージング用のＩＲ装置は、ＩＲ光線の体組織内の通過に特徴的な非常に高い光分散度の結果としてのこの方法の低い感度ゆえに、商業的な用途及び専門的な認容の段階に至るまで開発されたものはない。
【０００９】
かくして、被験者にとって快適な手技として、柔組織イメージングの現在の方法に対するより優れた代替としての方法及び装置を提供することが望ましい。
【００１０】
本発明のもう１つの目的は、Ｘ線への暴露が完全に回避され、高品質のイメージングが得られる検査方法を提供することである。
【００１１】
本発明のさらにもう１つの目的は、前記方法を実施するように構成された装置であって、開業医の医院に適合し、そこでの使用に好適なように、比較的小型で廉価な装置を提供することである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題及びそれを解決するための手段】
【００１２】
現在、Ｘ線マンモグラフィーが直面している問題は、被験者に与えられる不快さ心地悪さ、Ｘ線への望ましくなく好ましくない暴露、そして小さいサイズの腫瘍の検出を困難にする低品質画像である。
【００１３】
それらの問題の一つの解決法は、可能な最も短い軌道で被検査組織を直接通過する光線のみを集めることにより、ＩＲ光などの光線を用いることである。照射された組織の明瞭な画像を提供するために、直接的な光線が集められて射影画像が形成されるが、画像をぼかす迷光線は削除する。
【００１４】
提案された方法及び装置は、検査される組織の上流の第１の側に配置されたＩＲ光の光源と、独特のＧａＡｓ画像ゲートカメラを利用して、疑わしい組織を真っ直ぐ通過した光線のみを、当該被検査組織の反対側の下流の第２の側から出射する時に捕捉する。独特のＧａＡｓ画像ゲートは、ＩＲ光の全ての望ましくない迷光線を締め出し、当該画像ゲートカメラが明瞭な射影画像を提供するのを可能にする。
【００１５】
それにより、例えば、癌性の細胞の特徴となる組織特性としての疑わしい非均一性又は非整合性を明らかにする射影画像が提供される。
【００１６】
本発明の概要
本発明の目的は、Ｘ線に暴露することなく、柔組織における非均一性又は非整合性を検出するための方法及び装置を提供することである。検査対象となる組織（４）をイメージングする方法及び装置は、上流に配置されて前記組織（４）に向けられた光（１２）を発光して、それを通過させ、下流出射光（１４）としてそこから出射させる照射源（ＩＳ）と、前記組織（４）の下流に配置されて受光し、受光した光から導出された信号を出力する画像検出器（２８）と、当該画像検出器（２８）に結合されて、出力された信号を受信し、受信した信号を処理し、処理されたデータを出力する処理装置（３４）とを備える。前記方法及び装置は、下記の工程を特徴とする：
前記処理装置（３４）を前記照射源（ＩＳ）に結合してそれに動作指示するようにして、所定の持続時間続く少なくとも１パルスの光（１４）の発光を開始させ、
前記処理装置（３４）に結合されてそれにより動作指示され、前記画像検出器（２８）の上流に配置されるファーストゲート（２４）を、前記少なくとも１パルスの光（１２）との所定の同期で動作させて、第１の開状態に開きそして第２の閉状態に閉じるようにし、前記出射光（１４）に属する弾道光子線（１４ａ）のみを前記画像検出器（２８）へ選択的に通過可能にし、そして、
前記処理装置（３４）を動作させて、前記画像検出装置（２８）により受信した信号から画像（１０）を導出する。導出された画像（１０）は、適切に処理装置（２４）に結合されたモニタ（３６）に表示される。
【００１７】
本発明のもう１つの目的は、不可視光、可視光、コヒーレント光、白色光、及び赤外光から成る群から単独でそして組み合わせて選択された光（１４）を発光するように構成されている照射源（ＩＳ）とともに動作する方法及び装置を提供することである。照射源（ＩＳ）は、複数の異なる個別の波長（λｎ）の光を発光するように構成されており、当該複数の異なる個別の波長（λｎ）のうち、１つの個別の波長（λｉ）が制御可能に選択され、それにより照射源（ＩＳ）は、少なくとも１つの選択された波長（λｉ）で少なくとも１つの光パルス（１２）を発光開始させられる。明らかに、照射源（ＩＳ）は、複数の異なる個別の波長（λｎ）で光（１４）を発光するように構成されており、当該複数の異なる個別の波長（λｎ）のうち、１つの個別の波長（λｉ）が制御可能に選択され、それにより照射源（ＩＳ）は、少なくとも２つの異なる波長を含む一連の光のパルス（１２）を発光開始させられる。
【００１８】
本発明のさらなる目的は、光（１４）の前記少なくとも１つのパルス（１２）の持続時間が、少なくもと１ナノ秒の間又は１ナノ秒未満の間続くように選択される方法及び装置を提供することである。
【００１９】
本発明のさらに別の目的は、前記ファーストゲート（２４）が、１ナノ秒未満でそして１００ピコ秒未満でさえも開いて閉状態から開状態になるように動作させられる方法及び装置を提供することである。
【００２０】
本発明のさらに別の目的は、照射源（ＩＳ）が、複数の異なる個別の波長（λ１，λ２，  ．．．，λｎ）の光（１４）を発光するように構成されており、
当該複数の異なる個別の波長（λｎ）のうち、１つの個別の波長（λｉ）が制御可能に選択され、前記照射源（ＩＳ）は、少なくとも２つの異なる波長を含む一連の光（１４）のパルス（１２）を発光開始させられ、そして
モニタ（３６）が前記処理装置（３４）に結合されて、検査対象の組織（４）から導出される重畳された波長の画像（１０）を表示する方法及び装置を提供することである。照射源（ＩＳ）は、複数の異なる個別の波長（λ１，λ２，  ．．．，λｎ）の光（１４）を発光するように構成されているので、前記ゲート（２４）は、放射光（１４）の波長に適合するように選択される。
【００２１】
さらに、本発明の目的は、２つの連続する少なくとも１つの光（１４）パルス（１２）を分ける時間間隔を前記処理装置（３４）により適切に制御して、前記ゲート（２４）が確実に弾道光子（１４ａ）のみの通過を可能にするように前記開状態に開くようにした方法及び装置を提供することである。
【００２２】
本発明の１つの目的は、出射光（１４）が、第１の側と第２の側を有する小さな寸法のピンホール（２２）を通過するように方向づけられ、前記ゲート（２４）は、前記ピンホール（２２）の前記第１の側と前記第２の側のいずれか一方に支持されて、前記ピンホールの前記小さい寸法に適合するように構成され、それにより、小さい寸法のゲート２４は、組織イメージングのために動作可能である方法及び装置を提供することである。
【００２３】
本発明の１つの目的は、画像検出器（２８）が、電子増倍型ＣＣＤ（電荷結合素子）及びＡＰＤ（アバランシホトダイオードデバイス）付きのＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）撮像素子から成る群から選択された画像増幅器（２９）を組み込むことにより向上した画像（１０）を提供する方法及び装置を提供することである。
【００２４】
本発明のもう１つの目的は、組織（４）が、上流における照射と、下流における、迷光線（１４ｂ）から弾道光子線（１４ａ）を分離するための出射光（１４）の二重フィルタリングによりイメージングされる方法及び装置を提供することである。
【００２５】
本発明のさらにもう１つの目的は、前記照射源（ＩＳ）が、単一波長照射及び複数波長照射の一方又は両方のいずれかにより前記組織（４）を照射する方法及び装置を提供することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明を理解し、実際にはどのように実行されるかを見るために、好適な実施の態様を、非制限的な実施の形態の例として、添付の図面に基づき説明する。
【００２７】
ＩＲ照射の平行光線が被検査組織を通過する時には、当該組織に入射する光のほとんどは、全方向に散乱する。しかし、入射光子の少量の一部は、散乱しない。当たっている平行光線と平行に続いて、真っ直ぐな光線となって組織を横断する光子を、弾道光子即ちＢＰと呼ぶことにする。
【００２８】
被検査組織を通過する弾道光子ＢＰは、例えば癌などの特徴となる、被検査組織の内部に隠れている非均一性又は被整合性を明らかにする射影を作成するために利用できる。
【００２９】
図１は、組織４を矢印Ａで示される下流方向に横切るＢＰの上流の発生光線２により作り出された不均質又は非均一な射影画像１０、即ち射影１０、即ち画像１０を示す。任意の点で組織４から出射するＢＰの数は横断された組織の吸収係数による。組織４の内部に位置する高吸収の領域、即ちアーティファクトをかろうじて通過したＢＰの光線２のその部分は、次に、被検査組織の内部から減衰した光線８として出射する。組織４の内部に隠れているアーティファクト６はしたがってＢＰ光線２により作られる射影１０上に明瞭にイメージングされた影１０ａとして現われる。
【００３０】
上記の射影は、照射光線に垂直な平面上の被検査組織の２次元即ち２Ｄ投影である。被検査組織４の周囲にイメージング装置を回転させることにより、異なる角度からの一連の２Ｄ投影が得られる。この一連の画像は、所望ならば、記憶され、処理されて、利用可能で従来のＸ線トモグラフィープラクティスにおいて用いられる公知の方法およびアルゴリズムを用いて、被検査組織４の構造の３Ｄ再構成を提供する。
【００３１】
図２ａ及び２ｂは、横軸が時間を表し、縦軸が振幅を表す二つの図である。図２ａにおいては、検査対象の組織４の上流側を照射する光源から出射する光１４の閃光１２が示されている。図２ｂは、時間の関数として組織４の下流側から出射するＢＰ光線１４ａと散乱光線１４ｂとを含む光１４を示す。図２ｂに明瞭に示されるように、ＢＰ光線１４ａは、組織から出射する光線の少量の一部である。光線の大部分は、散乱光線１４ｂである。ＢＰ光線１４ａは散乱光線１４ｂが組織から出射する時刻に先立って被検査組織４から出射する。なぜなら、ＢＰが組織４内を通る距離のほうが短いからである。
【００３２】
非検査組織の有用な画像を得るためには、ＢＰ１４ａは散乱光１４ｂから分離されねばならない、なぜならＢＰ１４ａの光線のみが明瞭な射影を作り出しうるのであり、散乱光１４ｂは、所望の情報を運ばず、絵をぼやけさせる。提案される組織のイメージング方法及び装置は、図２ｂに示されるような散乱光１４ｂからＢＰ光線１４ａを分離するために２重フィルタリングシステムを利用する。
【００３３】
図３は、非検査組織４の上流に当たる照射光線１４を示し、当該光１４は、その組織４から出射して下流の空間フィルタリング及び時間フィルタリングに付される。組織４、集光レンズ２０、ピンホールフィルタ２２、ゲート２４、集光レンズ２６、及び検出器２８は、すべてこの順に、矢印Ｘで示される光軸に沿って一列に示されている。
【００３４】
ＢＰ光線１４ａ及び迷光線１４ｂを含む、平行光の平行光線として組織４を出射する光線は、まず、集束レンズ２０を通り、当該集束レンズ２０の焦点Ｆに向かって集束する。空間フィルタリングのために、ピンホールフィルタ２２は、集束レンズ２０の下流の集束光線の光路内の焦点Ｆの位置に配置されている。ピンホールフィルタ２２は平行ＢＰ光線１４ａのみを通過させ、散乱光１４ｂが下流の集光レンズ２６及び画像検出器２８のほうに通過するのを防止する。
【００３５】
時間フィルタリングは、イスラエル国のヨクネアムの３ＤＶシステムズ社が独自に開発した独特のＧａＡｓファーストゲート２４の助けにより、全て参照により全体がここに加入される高速ゲーティング、光学測距、及びウィンドウ処理に関する以下の特許に基づいて達成される：  発明の名称「光学測距カメラ」の米国特許第６，０５７，９０９号、発明の名称「テレセントリック３Ｄカメラ及び方法」の米国特許第６，０９１，９０５号、発明の名称「３次元カメラ」の米国特許第６，１００，５１７号、発明の名称「大絞り光学画像シャッター」の米国特許第６，３３１，９１１号、発明の名称「ソリッドステート光学シャッター」の米国特許第６，４８３，０９４号、及び発明の名称「網膜をマッピングする方法及び装置」のＰＣＴ／ＩＬ２００５／０００９４２。
【００３６】
ファーストゲート、画像ゲート、及び高速ゲーティングは、かくして、イスラエル国のヨクネアムの３ＤＶシステムズ社が独自に開発した光学技術であり、当該技術分野において、ゲート増幅器、又は液晶シャッター、又は光電シャッター、又は電気光学シャッター、及びソリッドステート光学又はソリッドステート光電超高速シャッターとしても知られている。
【００３７】
ファーストゲート又はソリッドステート光学シャッターは、半導体材料で製造された概略平面状の基板であり、電気信号により制御可能な互いに略平行の入力及び出力面を有する。ファーストゲートは、１ナノ秒未満の一般的な超高速ゲート移行時間で、そして１０ピコ秒以内の速さでさえも、開状態及び閉状態の間を高速に切り替えてよい。
【００３８】
起動すると、ファーストゲート２４は、ナノ秒未満の立ち上がり及び立ち下がり時間で、入射光線をブロックすることが可能である。したがって、ゲート２４を閉じることにより、ＢＰ光線１４ａの入射光パルスがゲート２４を通過した直後に入射光パルスを中断して、それにより、図２ｂに示すように同一のファーストゲート２４に到達するのにＢＰより長い時間がかかるより遅い散乱光線１４ｂの通過をブロックすることができる。ファーストゲート２４は、少なくとも１つの光パルスの持続時間の間動作可能であり、その時間は、少なくとも１ナノ秒の間続くように選択される。
【００３９】
照射源ＩＳから発光される少なくとも１つの光パルスの持続時間は、少なくもと１ナノ秒の間、または、１ナノ秒未満の間続くように選択されるものとされる。前記ファーストゲート２４は、したがって、所望により、１ナノ秒未満でそして１００ピコ秒未満でさえも開いて閉状態から開状態になるよう動作させられる。明らかに、照射源ＩＳは単一の光パルスの閃光を発するようには限定されず、所望により、単一又は一連の光パルスの発光を開始させる。一連の閃光については、２つの連続する光パルスの時間間隔を前記処理装置３４により適切に制御して、前記ゲート２４が確実に出射光１４に属するＢＰ光線１４ａのみ通過を許すように前記開状態に開くようにした。
【００４０】
二重フィルタリング法を示す図３においては、空間フィルタリングは、時間フィルタリングの前に実行される。時間フィルタリングをまず行い、そのあとで空間フィルタリングを行う代替の態様が可能である。さらに、ファーストゲート２４は、被検査組織４の下流かつ画像検出器２８の上流の異なる場所に配置することが可能である。例えば、ファーストゲート２４は、ピンホール２２に隣接しかつすぐ上流又はすぐ下流に配置される。
【００４１】
図４ａは、光線１４に続く、組織４から出射したその下流の、時間軸ｔに沿って１列に連なる一連の照射閃光を示す。各光１４の閃光は図４ａにおいて点線３０で強調されているＢＰ光線１４ａのより高速でより小さい第１の光線と、迷光線１４ｂのより遅いずっと大きい第２の光線により特徴づけられる。
【００４２】
図４ｂは、照射された組織４から出てくる光１４の光線に対する組み合わされた空間及び時間フィルタリングの効果を示す。ゲート２４は、無限小のように短い時間の間開くので、ＢＰ光線のわずかな閃光のみがそこを通過する。ＢＰ光線１４ａは、検出器２８に向かって下流方向に行く途中で、時間軸ｔに沿って連続的に離隔されて一列で分布する。前述したように、空間及び時間フィルタリングの後では、散乱光線１４ｂは、下流側への通過から締め出され、画像検出器２８に届かないようにされる。
【００４３】
図５は、統合ゲートＩＲイメージング装置の模式図であり、上述の方法を適用する好ましい態様２００である。被検査組織４は、照射源ＩＳと検出装置ＤＵとの間に配置される。照射源ＩＳと検出装置ＤＵの両方とも、簡明さのために図５には図示しない手段により、軸ｘに沿って光学的に整列した状態に保持される。
【００４４】
照射源ＩＳは、ＩＲ光などの光１４の発生源３０と、コリメーティングレンズ３２を有し、平行ＩＲ照射光線３８としてパルス光を発光する。プロセッサ３４即ち処理装置３４は、照射源ＩＳに結合され、トリガー装置４４を内蔵するが、このトリガー装置４４が照射トリガー信号４２を送信する。照射源ＩＳによりトリガー信号４２が受信されると、ＩＲ光のＩＲ源３０はＩＲ光のパルスを発し、それがコリメーティングレンズ３２により平行にされる。
【００４５】
平行になったＩＲ光線３８は、上流から、被検査組織４を通過し、次に下流に進むが、ＩＲ光線３８の最大の部分は迷光線１４ｂとして組織４内部で散乱し、一方、ＩＲ光線３８のほんの小さな部分がＢＰ光線１４ａとして組織４を真っ直ぐ通過して出射する。組織４から出射する光線は下流方向に検出装置ＤＵに向かって続き、検出装置ＤＵで、時間フィルタリングと検出が行われる。
【００４６】
検出装置ＤＵに入射する光線１４ａは、まず対物レンズ２０により集束させられて、レンズ２０の焦点Ｆに向けて集束する。レンズ２０の下流焦点Ｆに配置されたピンホールフィルタ２２は、空間フィルターとして働き、散乱光線１４ｂを濾去し、ＢＰ光線のみ通過を許可する。
【００４７】
そして今度は、ＩＲ光は、ピンホールフィルタ２２の下流に配置されたファーストゲート２４に達し、ファーストゲート２４はＢＰ光線１４ａを集光して、時間フィルターとして動作する。
【００４８】
トリガー装置４４は、ＩＲ光の光源３０に対してゲート２４を同期させる。トリガー装置４４がＩＲ光の光源３０に対して発する各照射トリガー信号４２毎に、トリガー装置４４は、対応する同期化ゲート信号４０をゲート２４に発する。その二つのトリガー信号４０及び４２は、同期しているので、発光源３０から発するＩＲ光の各パルスに対して、ゲート２４が、ＢＰ光線１４ａを画像検出器２８に選択的に通すのに丁度の時間だけ開き、いかなる残りの散乱光１４ｂが到着するよりも前に閉じる。ゲート２４は、かくして、プロセッサ３４の指令のもとに、少なくとも１パルスの光１４との所定の同期により、第１の開状態に開き、第２の閉状態に閉じるように構成されている。
【００４９】
ゲート２４を出射する光線は、集光レンズ２６により下流側で集光され、再び平行にされて平行光線となる。再平行化光線は、使用されている特定のＩＲ波長に感受性を有するＣＣＤ又はＣＭＯＳ検出器により構成可能な、画像検出装置２８上に画像を生成する。所望ならば、画像検出装置２８は、画像増幅器２９を内蔵する。
【００５０】
画像増幅器２９は、当該技術分野において公知の装置、例えば、電子増倍型ＣＣＤ（電荷結合素子）及び、ＡＰＤ（アバランシホトダイオードデバイス）付きのＣＭＯＳ (相補型金属酸化膜半導体)撮像素子から成る群から選択される。
【００５１】
画像検出器２８は、それが結合されるプロセッサ３４に検出された画像を転送するが、当該プロセッサ３４は、図５には図示しない、画像やアプリケーションプログラムを記憶可能なメモリーを有する。このプロセッサ３４は、画像検出器２８から受信した信号から画像を導出し、画像処理プログラムを動作させ、検出された画像を向上させるのに使用可能な処理済みデータを出力するように構成されている。所望により、生の画像又は処理済み画像は、プロセッサ３４に結合されたモニタ３６即ちディスプレイ３６に表示される。結果として得られた画像は、組織４から得られた射影１０であり、組織４内の高吸収度の塊６の影１０ａを示す。
【００５２】
ＰＣＴ／ＩＬ２００５／０００９４２の明細書に記載されているように、照射源ＩＳは、所望ならば、単一の波長λを、又は一回に１つの単一波長λｉの閃光を発するある範囲の波長λｉ（ｉは、１，２，３，．．．．，ｎ）を、又は選択により連続的に又は同時に波長の組み合わせを発することにより照射してもよいＩＲ光の光源３０である。照射源ＩＳは、いかなる特定の波長数ｎにも限定されず、所望に応じて構成される。かくして照射源ＩＳは、常に、適切に波長が適合したゲート２４及び画像検出器２８とともに用いながら、単一波長、複数波長、又は波長の組み合わせの閃光を所定の持続時間発するように構成される。
【００５３】
照射源ＩＳは、所望により、可視光、不可視光、コヒーレント光、白色光、赤外光を発光するように構成される。同じように、照射源ＩＳは単一波長λ、又は複数の異なる個別で選択可能な波長λｉ［ｉ＝１，２，３，．．．，ｎ］の光を発光してよい。
【００５４】
明らかに、画像検出器２８は、放射された波長λｉ又はλｎを捕捉するように構成される。導出される画像１０即ち射影１０は、図示しないプログラムメモリーに記憶されたコンピュータプログラムとして記述された処理方法を実行するプロセッサ３４により処理されるので、実施の形態２００が組織４の周囲に回転させられた時に、モニタ３６上に３Ｄ画像を表示することができる。さらに、様々な波長λｉで導出される画像１０は、容易に、モニタ３６、あるいは１つ以上のモニタ上に、重ね合わせて表示される。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
産業上の利用可能性は、自明であり、医療介護イメージング専門家により用いられる他の診断ツールのそれと同様である。
【００５６】
当業者には、本発明が、上記において特に示され説明されたことに限定されないということは良く理解されるであろう。むしろ、本発明の範囲は、添付の請求の範囲やここにその全体を加入された諸発明により規定され、上述の様々な特徴の組み合わせや下位の組み合わせならびに上記の記載を読んだときに当業者に思い浮かぶであろう変形や修正を含む。例えば、ＰＣＴ／ＩＬ２００５／０００９４２の明細書に記載されている技術を適用することにより、１つ以上の波長で画像が導出される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、弾道光子により辿られる軌道と、当該弾道光子により作成される被検査組織の射影を示す。
【図２】図２ａ及び２ｂは、上流側の照射と被検査組織を出射する下流側の光を時間軸に沿って示す。
【図３】図３は、二重フィルタ法の模式図である。
【図４】図４ａ及び図４ｂは、被検査組織を出射する光と、二重フィルタリングされた光のタイミングチャートである。
【図５】図５は、疑わしい組織のＩＲ照射検査法を実行する装置の模式図である。
【符号の説明】
【００５８】
４  組織
１０  画像
１２  光
１４  出射光
１４ａ  弾道光子線
１４ｂ  迷光線
２２  ピンホール
２４  ファーストゲート
２８  画像検出器
２９  画像増幅器
３４  処理装置
３６  モニタ
ＩＳ  照射源
【図１】
2008529709.tif 000003
【図２】
2008529709.tif 000004
【図３】
2008529709.tif 000005
【図４】
2008529709.tif 000006
【図５】
2008529709.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月10日(2007.10.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
乳癌検出のための一般に用いられているイメージング法は、Ｘ線を用いたイメージングを採用するマンモグラフィーである。この最後の方法は、乳癌検出のための非常に価値の高い基準となる方法として受け入れられているが、それには公知の幾つかの欠陥があるため最良の方法ではない。これらの欠陥には、被験者に不快で心地の悪い手技を受けさせることや、Ｘ線放射への暴露も含まれる。さらに、開業医の医院では利用できず、総合病院でのみ利用可能な高価な装置を操作する必要があり、そして、開業医は低い解像度の画像しか提供しない結果を扱わねばならない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
Ｓｔａｐｌｅｔｏｎ  ｅｔ  ａｌへの米国特許第５，８０３，０８２号によれば、多様な波長の照射の安定した映像融合を用いて、乳癌の判別検査、検査、検出、及び診断に用いる、全指向性、多スペクトル、多モードセンサ／表示処理装置を提案している。さらに、Ｎｅｌｓｏｎ  ｅｔ  ａｌへの米国特許第４，６４９，２７５号は、Ｘ線放射をイオン化しないで、狭いスペクトル帯域の平行光線を用いる高解像度乳房イメージングの方法及び装置を提供している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
それらの問題の一つの解決法は、可能な最も短い軌道に沿って被検査組織を直接通過する光線のみを集めることにより動作可能な、ＩＲ光などの光線を用いることである。照射された組織の明瞭な画像を提供するために、直接的な光線が集められて射影画像が形成されるが、画像をぼかす迷光線は削除する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
さらに、本発明の目的は、少なくとも１つの光（１４）パルス（１２）のうちの２つの連続するパルスを分ける時間間隔を前記処理装置（３４）により適切に制御して、前記ゲート（２４）が確実に弾道光子（１４ａ）のみの通過を可能にするように前記開状態に開くようにした方法及び装置を提供することである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
時間フィルタリングは、イスラエル国のヨクネアムの３ＤＶシステムズ社が独自に開発した独特のＧａＡｓファーストゲート２４の助けにより、全て参照により全体がここに加入される高速ゲーティング、光学測距、及びウィンドウ処理に関する以下の特許に基づいて達成される：  発明の名称「光学測距カメラ」の米国特許第６，０５７，９０９号、発明の名称「テレセントリック３Ｄカメラ及び方法」の米国特許第６，０９１，９０５号、発明の名称「３次元カメラ」の米国特許第６，１００，５１７号、発明の名称「大絞り光学画像シャッター」の米国特許第６，３３１，９１１号、発明の名称「ソリッドステート光学シャッター」の米国特許第６，４８３，０９４号、及び発明の名称「網膜をマッピングする方法及び装置」の国際出願ＰＣＴ／ＩＬ２００５／０００９４２号。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
起動すると、ファーストゲート２４は、ナノ秒未満の立ち上がり及び立ち下がり時間で、入射光線をブロックすることが可能である。したがって、ゲート２４を閉じることにより、ＢＰ光線１４ａの入射光パルスがゲート２４を通過した直後に入射光パルスを中断して、それにより、図２ｂに示すように同一のファーストゲート２４に到達するのにＢＰより長い時間がかかるより遅い散乱光線１４ｂの通過をブロックすることができる。ファーストゲート２４は、少なくとも１つの光パルスの持続時間の間動作可能であり、その時間は、少なくとも１ナノ秒の間続くように選択されてよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
照射源ＩＳから発光される少なくとも１つの光パルスの持続時間は、少なくもと１ナノ秒の間、または、１ナノ秒未満の間続くように選択されてよいものとされる。前記ファーストゲート２４は、したがって、所望により、１ナノ秒未満でそして１００ピコ秒未満でさえも開いて閉状態から開状態になるよう動作させられる。明らかに、照射源ＩＳは単一の光パルスの閃光を発するようには限定されず、所望により、単一又は一連の光パルスの発光を開始させてよい。一連の閃光については、２つの連続する光パルスの時間間隔を前記処理装置３４により適切に制御して、前記ゲート２４が確実に出射光１４に属するＢＰ光線１４ａのみ通過を許すように前記開状態に開くようにした。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
二重フィルタリング法を示す図３においては、空間フィルタリングは、時間フィルタリングの前に実行される。時間フィルタリングをまず行い、そのあとで空間フィルタリングを行う代替の態様が可能である。さらに、ファーストゲート２４は、被検査組織４の下流かつ画像検出器２８の上流の異なる場所に配置することが可能である。例えば、ファーストゲート２４は、ピンホール２２に隣接しかつすぐ上流又はすぐ下流に配置されてよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
画像検出器２８は、それが結合されるプロセッサ３４に検出された画像を転送するが、当該プロセッサ３４は、図５には図示しない、画像やアプリケーションプログラムを記憶してよいメモリーを有する。このプロセッサ３４は、画像検出器２８から受信した信号から画像を導出し、画像処理プルグラムを動作させ、検出された画像を向上させるのに使用可能な処理済みデータを出力するように構成されている。所望により、生の画像又は処理済み画像は、プロセッサ３４に結合されたモニタ３６即ちディスプレイ３６に表示される。結果として得られた画像は、組織４から得られた射影１０であり、組織４内の高吸収度の塊６の影１０ａを示す。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
国際出願ＰＣＴ／ＩＬ２００５／０００９４２号の明細書に記載されているように、照射源ＩＳは、所望ならば、単一の波長λを、又は一回に１つの単一波長λｉの閃光を発するある範囲の波長λｉ（ｉは、１，２，３，．．．．，ｎ）を、又は選択により連続的に又は同時に波長の組み合わせを発することにより照射してもよいＩＲ光の光源３０である。照射源ＩＳは、いかなる特定の波長数ｎにも限定されず、所望に応じて構成される。かくして照射源ＩＳは、常に、適切に波長が適合したゲート２４及び画像検出器２８とともに用いながら、単一波長、複数波長、又は波長の組み合わせの閃光を所定の持続時間発するように構成される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
明らかに、画像検出器２８は、放射された波長λｉ又はλｎを捕捉するように構成される。導出される画像１０即ち射影１０は、図示しない前記プロセッサの前記プログラムメモリーに記憶されたコンピュータプログラムとして記述された処理方法を実行する前記プロセッサ３４により処理されるので、実施の形態２００が組織４の周囲に回転させられた時に、モニタ３６上に３Ｄ画像を表示することができる。さらに、様々な波長λｉで導出される画像１０は、容易に、モニタ３６、あるいは１つ以上のモニタ上に、重ね合わせて表示される。
【国際調査報告】
2008529709.tif 000008
2008529709.tif 000009