(57)【要約】  本発明は、センサ10に対する対象物の速度vzの決定のための評価器16を有する修正されたレーザ光学フィードバック断層撮影センサ10に関する。レーザ11により放出される光の１次光学周波数f0は、周波数シフタ13における第１の周波数シフトFによりシフトされ、調査領域3に焦点合わせされる。その領域における移動対象物2は、調査領域3から送り返されレーザ11に再挿入される光における追加的なドップラ周波数シフトΔFを生み出す。結果として生じるレーザ11での強度振動は、検出器15により検出される。その強度振動は、再挿入される光のシフトされた周波数に非常に依存する。最終的に、検出器15に結合される評価器16が、観測された振動からドップラ周波数シフトΔFを決定し、それから対象物2の移動速度vzを決定する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次光学周波数で放射ビームを放出するレーザ源と、
１次周波数シフト分、前記放射ビームの前記１次光学周波数をシフトする周波数シフタと、
調査されることになる媒体の調査領域を前記シフトされた周波数の放射線で照射し、前記調査領域から送り返される光を前記レーザ源に再挿入する光学機器と、
前記再挿入された光によりレーザ発光にもたらされる散乱を検出する検出器と、
前記検出された散乱と前記第１の周波数シフトとに基づき前記調査領域における移動対象物の相対速度を推定するよう構成され、前記検出器に結合される評価器とを有する、レーザ光学フィードバック断層撮影センサ。
【請求項２】
前記評価器が、前記調査領域から送り返される前記光に前記対象物によってもたらされる第２の周波数シフトに基づき、前記移動対象物の相対速度を推定するよう構成される、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記周波数シフタが、異なる周波数シフトを選択的に生成するよう構成される、請求項１に記載のセンサ。
【請求項４】
前記光学機器が、前記調査される媒体内の前記調査領域を動かすよう構成される、請求項１に記載のセンサ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の修正されたレーザ光学フィードバック断層撮影センサを具備する、特にカテーテル又は内視鏡である、最小侵襲介入器具。
【請求項６】
器具に対する対象物の速度を決定する方法において、
レーザを有するレーザ光学フィードバック断層撮影センサ、特に請求項１乃至４のいずれかに記載のレーザ光学フィードバック断層撮影センサを備える前記器具を与えるステップと、
第１の周波数シフト分、前記レーザの前記１次光学周波数からシフトされる放射線で前記対象物を照射するステップと、
前記調査領域から送り返される光を前記レーザへ再挿入するステップと、
前記再挿入される光による前記レーザ発光にもたらされる散乱を検出するステップと、
前記検出された散乱と前記第１の周波数シフトとに基づき、前記調査領域における前記対象物の相対速度を推定するステップとを有する、方法。
【請求項７】
前記対象物の相対速度が、前記調査領域から送り返される光に前記対象物によってもたらされる第２の周波数シフトに基づき決定される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
対象物によりもたらされる予想される第２の周波数シフトが、前記第１の周波数シフトと前記レーザでの対応する緩和周波数との間の周波数ギャップより小さいよう、前記第１の周波数シフトが選択される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の周波数シフトが、所定の範囲を通してスキャンされる、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記器具が、前記対象物に対してナビゲートされる、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
介入器具からの放射ビームを周囲の媒体に選択的に方向付けるスキャン機構であって、前記器具の光出口に配置されるリモートで移動可能な鏡要素を有する、スキャン機構。
【請求項１２】
前記鏡要素が、前記入射光の伝搬軸に沿ってシフトされることができるか、及び／又は該軸の周りで回転されることができるか、及び／又は該軸に垂直な軸の周りで回転されることができる、請求項１１に記載のスキャン機構。
【請求項１３】
前記鏡要素が、互いに対して軸方向にシフトされることができる２つの担体の間に取り付けられる、請求項１１に記載のスキャン機構。
【請求項１４】
前記担体が、前記伝搬軸の周りで共通に回転されることができる、請求項１３に記載のスキャン機構。
【請求項１５】
前記担体が、好ましくは外側チューブに埋め込まれる同心チューブにより構成される、請求項１３に記載のスキャン機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、修正されたレーザ光学フィードバック断層撮影センサ、斯かるセンサを具備する介入器具、対象物と器具との間の相対速度を決定するための方法、及び介入器具から周囲の媒体へと放射ビームを選択的に方向付けるスキャン機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療診断において、反射超音波におけるドップラーシフト(shift:偏移)に基づき、血流速度を測定することが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、斯かる測定は、超音波トランスデューサの近くで生じるアーチファクトにより、及び例えば、狭窄処置のため血管系に埋め込まれるステントといった金属要素からの散乱により影響を受ける。超音波測定の精度を改善するために、独国特許出願公開DE 38 39 649 A1号公報は、血流中にガス泡を生成させることを提案する。しかしながら、それは複雑な処理である。
【０００４】
斯かる状況に鑑み、本発明の目的は、対象物と医療介入における用途に特に適した器具との間の相対速度を高い信頼度で決定する手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的は、請求項１に記載のセンサ、請求項５に記載の介入器具、請求項６に記載の方法、及び請求項１１に記載のスキャン機構により実現される。好ましい実施形態は、従属項に開示される。
【０００６】
第１の側面によれば、本発明は、移動対象物の相対速度を決定するセンサに関し、より詳細には、レーザ光学フィードバック断層撮影センサに関する。そのセンサは、以下の要素を有する。
【０００７】
１次光学周波数で放射ビームを放出するレーザ源。
【０００８】
１次周波数シフトF分、上記放射ビームの上記１次光学周波数f0をシフトする周波数シフタ。
【０００９】
調査されることになる媒体の調査領域を上記シフトされた周波数(f0+F)の放射線で照射し、上記調査領域から送り返される光を前記レーザ源に再挿入する光学機器。
【００１０】
上記再挿入された光によりレーザ発光にもたらされる散乱を検出する検出器。
【００１１】
上記検出された散乱と上記第１の周波数シフトFとに基づき上記調査領域における上記移動対象物の相対速度を推定するよう構成され、上記検出器に結合される評価器。
【００１２】
レーザ光学フィードバック断層撮影、つまりLOFTの技術は、文献から知られている(米国特許第6 476 916 B1号; E.Lacot、R.Day、F.Stoeckelによる「Laser Optical Feedback Tomography」、Opt.Lett.、24(11)、June 1999、744-746頁; E.Lacot、R.day, F.Stoeckelによる「Coherent Laser Detection By Frequency-Shifted Optical Feedback」、Phys.Rev.A、64、043815参照。これらの文献は参照により本願に含まれる)。LOFTは、周波数変調再挿入モードにおける時間及び空間フィルタとして機能する超短レーザ空洞(1 mmにほぼ等しい)の効果に基づかれる。そのレーザは光源として、ある場合にはコヒーレント検出器として機能する。大きさで６段階(orders)までの信号増幅が報告された。非常に散乱した光子はコヒーレンス基準に合致しないため、それらが防止される。コヒーレンス基準に合致しないからである。レーザ焦点の内部から散乱される光子のみが、モード適合によりレーザに再挿入される。この技術は、非常に散乱した媒体(光散乱媒体)を高い空間分解能でイメージングすることを可能にする。
【００１３】
前述のLOFT技術に基づき、本発明は、センサに対する対象物の速度の決定、又は所定の方向での上記速度の少なくとも１成分の決定を可能にする強化されたセンサを提供する。本発明によれば、知られたLOFTセンサは、評価器により拡張される。その評価器は、(i)再挿入される光によりもたらされ、上記検出器により検出されるレーザ発光における散乱、及び(ii)周波数シフタにより元のレーザ光においてもたらされる第１の周波数シフトに基づき、移動対象物の相対速度を推測することができる。
【００１４】
本願で説明されるセンサの標準的なLOFT要素に関しては、文献から知られるすべての変更が実現されることもできる。これは、例えば、レーザにより放出される放射線の周波数をスキャンする可能性、検出器における同期検出システムが後段に存在する光検知器を使用する可能性、周波数シフタにおける電気光学効果又は音響光学効果を励起させる可能性、複数のセンサをアレイ状に配置する可能性等を有する。
【００１５】
上記センサの上記評価器が、上記調査領域から送り返される上記光において上記対象物によりもたらされる第２の周波数シフトに基づき、上記移動対象物の相対速度を推定するよう好ましくは構成される。その第２の周波数シフトは、通常はドップラ効果によりもたらされる。従って、個別の媒体における光速cと、光の周波数(f0+F)と、光の伝搬方向における対象物の速度成分vzと、結果として生じるドップラ周波数シフトΔFとの間に、知られた関係が存在する。調査領域から送り返される光におけるドップラ周波数シフトΔFは、上記光によりレーザにもたらされる散乱から推測されることができ、かつc、f0及びFは知られているので、ドップラ関係は、対象物の相対速度vzの推定を可能にする。
【００１６】
好ましい実施形態によれば、上記周波数シフタが、異なる第１の周波数シフトFを選択的に生成するよう構成される。従って、Fの異なるセットポイントは、予想される対象物の速度の範囲及び／又は方向に基づき確立されることができる。更に、周波数シフタは、異なる第１の周波数シフトFの範囲、従って対象物の相対速度の異なる範囲を(連続的に又は段階的に)スキャンするよう構成されることができる。
【００１７】
本発明の別の実施形態によれば、上記センサの光学機器が、上記調査される媒体を通る上記調査領域を動かすよう構成される。その調査領域は、上記センサから上記媒体へ放出される光の焦点ボリュームにより決定される。上記調査領域を上記媒体を通して動かすことにより、上記媒体の１次、２次又は３次元サブ領域でさえスキャンすることが可能となる。
【００１８】
本発明は更に、最小侵襲介入器具に関し、特にカテーテル又は内視鏡に関する。その器具は、上述した種類の修正されたLOFTセンサを具備する。この器具のセンサは、知られたLOFTセンサの様に使用されることができ、血液又は組織といった光散乱媒体を調査する(look ahead into)ことを可能にする。更に、その器具と、その器具(又はその感応的な先端)を囲む媒体における対象物との間の相対速度を決定するのに、そのセンサは使用されることができる。従って、例えば、その器具を用いて血流速度を測定することが可能であるか、又は身体ボリュームにおける器具のナビゲーションをアシストするため、器官に対する器具の移動速度を決定することが可能である。
【００１９】
本願は更に、器具に対する対象物の速度を決定する方法に関し、その方法は、以下のステップを有する。
【００２０】
レーザを有するLOFTセンサ、特に上述した種類の修正されたLOFTセンサを備える、例えばカテーテル又は内視鏡といった上記器具を与えるステップ。
【００２１】
第１の周波数シフトF分上記レーザの上記１次光学周波数からシフトされる放射線で上記対象物を照射するステップ。
【００２２】
上記調査領域から送り返される光を上記レーザへ再挿入するステップ。
【００２３】
上記再挿入される光により上記レーザ発光にもたらされる散乱を検出するステップ。
【００２４】
上記検出された散乱と上記第１の周波数シフトFとに基づき、上記調査領域における上記対象物の相対速度を推定するステップ。
【００２５】
上記方法は、上述された種類のセンサで実行されることができるステップを一般的な形式で有する。従って、その方法の詳細、利点及び改善点に関する詳細な情報は、以前の説明を参照されたい。
【００２６】
上記方法の好ましい実施形態によれば、上記対象物の相対速度が、上記調査領域から送り返される光に上記対象物によってもたらされる第２の(ドップラ)周波数シフトに基づき決定される。
【００２７】
更に、周波数シフタによりもたらされる第１の周波数シフトFは、レーザの緩和周波数Frelaxとは、特定の周波数ギャップ分異なる。幅がゼロ(即ち、F = Frelax)である周波数ギャップの標準的LOFTの場合が本発明により説明される(comprised)が、上記ギャップは通常、ゼロとは異なる(即ち F ≠ Frelax)。Fについての可能な選択は、本発明の更なる実施形態と合わせて詳細に説明されることになる。前述の方法でのオプションの変形例においては、好ましくは、監視されることになる移動対象物によってもたらされる予想される第２の(ドップラ)周波数シフトが、上記選択された第１の周波数シフトFと上記レーザの緩和周波数Frelaxとの間の周波数ギャップより小さいよう、上記第１の周波数シフトFが選択される。言い換えると、調査領域から戻ってくる光のドップラーシフトされた周波数は常に、調査領域へ送り込まれる光の周波数とレーザに再挿入されるとき最大ゲインを得ることになる共鳴周波数との間にある。そこで再挿入される光によりレーザ発光にもたらされる散乱が、ドップラ周波数シフトに一意に依存することになり、こうして、上述のドップラーシフトを一意に決定することが可能になる。
【００２８】
上記方法のオプションの実施形態において、元のレーザ光にもたらされる上記第１の周波数シフトFが所定の範囲を通るようスキャンされる。これは、測定されるべき対象物の速度をスキャンすることを可能にする。
【００２９】
上記方法の好ましい適用によれば、例えば、対象物と器具との間の相対速度の連続測定(及び積分)により、上記器具が上記対象物に対してナビゲートされる。上記器具は、特にカテーテル又は内視鏡とすることができ、対象物は、患者の血管系又は器官(例えば心臓)とすることができる。ナビゲーションは、対象物の静的又は動的ロードマップにより支援されることができる。この手法の利点は、器具及び対象物の共通の動き(例えば、心拍又は患者の動きによるもの)が自動的に補償される点にある。
【００３０】
本発明は更に、介入器具(例えばカテーテル又は内視鏡)からの放射ビームを周囲の媒体(例えば血液又は器官)に選択的に方向付けるスキャン機構に関する。そのスキャン機構は、上述した種類のLOFTセンサの光学機器に特に適用されることができる。上記スキャン機構は、上記器具の光出口に配置されるリモートで移動可能な鏡要素(例えば、単純な平面鏡)を有する。
【００３１】
好ましくは、上記鏡要素が、上記鏡要素に対する入射光の伝搬軸に沿ってシフトされることができるか、及び／又は上述した軸の周りで回転されることができるか、及び／又は上述した入射光の軸に垂直な軸の周りで回転されることができる。これらの移動のすべての可能性が実現されると、放射ビームは、光出口の先の特定の領域における任意のポイントに向けられるか、又はそのポイントに焦点が合わされることができる。
【００３２】
上記スキャン機構は、様々な態様で構築されることができる。好ましくは、上記鏡要素が、互いに対して軸方向にシフトされることができる２つの担体の間に取り付けられる。すると、両方の担体に対する接触が原因で、鏡要素は、斯かる相対軸方向シフト移動の間傾けられることになる。
【００３３】
上述の実施形態の追加的な発展によれば、上記担体が、上記体軸の周りで共通に(同時に)回転されることができ、こうして、鏡要素が担体と共に回転することを強制する。
【００３４】
上記担体はオプションで、第３の外側チューブに埋め込まれる２つの同心チューブにより構成されることができる。斯かるデザインは、カテーテル用途に特に適している。最内側チューブ(第１の担体)は好ましくは窓を持ち、その窓を介して、鏡要素はその装置における放射状の次のチューブ(即ち第２の担体)と接触することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明のこれら及び他の側面が、以下の実施形態を参照して、明らかとなり、及び説明されることになる。
【００３６】
以下、本発明は、例示を介して、それに対応する図面を用いて説明される。
【００３７】
図１において、本書では修正されたLOFTセンサ１０と表記されるLOFTセンサ１０の主要構成と、そのセンサを媒体１(例えば血液)における対象物２(例えば血球)の移動速度
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の測定に適用する様子とが示される。LOFTセンサ１０の多くの要素は、通常のLOFTセンサの要素に対応する。これらの要素の詳細な説明のため、個別の文献(例えば、米国特許第6 476 916 B1号)が参照される。
【００３８】
LOFTセンサ１０は、１次周波数f0でレーザビームを放出する、例えばクラスBレーザであるレーザ１１を有する。上記レーザビームは一部が半反射鏡１２を通過し、周波数シフタ１３に入る。周波数シフタ１３においては、放射ビームの周波数f0が、値(f0+F)へと第１の周波数シフトF分変更される。周波数シフタ１３は例えば、電気光学効果を用いることができる。好ましくは、第１の周波数シフトFは、所定の周波数ギャップ分、レーザ１１の緩和周波数Frelaxとは異なる。
【００３９】
周波数(f0+F)にシフトされた放射ビームは次に、調査される媒体１の内部の調査領域３に放射線の焦点を合わせるレンズ等を有する光学機器１４に入る。図に示されるように、その調査領域３は特に、媒体内部で、速度
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で動く対象物２の表面を含むことができる。
【００４０】
入射光の少なくとも一部が対象物２により光学機器１４の方へ反射される。入射／反射光の方向に速度成分vzで動く対象物２により、後方散乱光又は反射光の周波数はドップラー効果により変化する。ドップラ周波数シフトΔFは、移動する対象物の速度成分vzの量及び符号に特に依存する。通常の状態において、ΔFは約10kHz(vzがcm/sのオーダで光の波長が800 nmの場合)から約1000kHz(vzがm/sのオーダで光の波長が800 nmの場合)の範囲にある。
【００４１】
調査領域３から生じる、周波数(f0+F+ΔF)のドップラーシフトされた放射線が、光学機器１４により集められ、周波数シフタ１３と半反射鏡１２とを通過した後、レーザ１１に再挿入される(上記説明は幾分簡略化されていることに留意されたい。放射線の所望の自動自己整列と検出とを保つためには、光は、各通過の間F/2分シフトされて、周波数シフタ１３を２回通過しなければならないことになる)。LOFTから知られているように、再挿入された光は、レーザ１１の内部のレーザ強度の振動をもたらす。これらの振動の振幅は、再挿入される光の周波数に非常に依存する。
【００４２】
図２は、再挿入される光の周波数と１次光学周波数f0との間の差(f-f0)に基づく、振動における対応するゲインgのグラフ(course)Gを概略的に示す(正確なゲイン関数は、Opt.Lett. 1999、744〜746頁の式(5)から得られることができる)。再挿入された光が共振周波数(f0+Frelax)を持つ場合、ゲインgは最大値gmaxに達する。ここで、Frelaxは、レーザ１１の緩和関数である。標準的なLOFTセンサにおいて、レーザの１次光学周波数が上述の共振周波数にシフトされるよう、即ちF = Frelaxとなるよう、周波数シフタ１３はデザインされる。
【００４３】
図１に戻り、レーザ１１により放出される光の一部は、鏡１２により検出器１５に向かって反射される。検出器１５も、周波数シフタ１３に(電気的に)結合される。引用文献において更に詳細に述べられるように、検出器１５は、レーザ１１に再挿入される光によりもたらされる散乱を決定するか、より詳細に言い換えると、強度振動に対応する図２のゲインgを決定する。
【００４４】
評価器１６(例えば適切なソフトウェアを備えるマイクロプロセッサ又はコンピュータワークステーション)が、検出器１５に結合され、レーザ光において観察される散乱から移動する対象物２の速度成分vzを決定するよう構成される。図２からわかるように、周波数(f0+F+ΔF)のドップラーシフトされた再挿入放射線が、強度振動の特定のゲインg(F,ΔF)に対応する。図２におけるゲイン関数Gの知られたグラフ、並びに１次周波数f0の知られた値及び周波数シフタ１３によりもたらされる第１の周波数シフトFの知られた値により、ドップラーシフトΔFは評価器１６により測定された値g(F,ΔF)から計算されることができる。すると、ドップラーシフトΔFとドップラ効果の知られた関係とに基づき、移動する対象物２の速度成分vzも評価器１６により決定されることができる。
【００４５】
図２からわかるように、好ましくは、Fと緩和周波数Frelaxとの間のギャップが、移動対象物によりもたらされることが期待される又は予想されるドップラ周波数シフトΔFをすべて含むほど十分大きいような態様で、周波数シフタ１３によりもたらされる第１の周波数シフトFがセットされる。言い換えると、最大発生ドップラ周波数シフトΔFmaxが差(Frelax-F)より小さい。こうして、測定されたゲインg(F,ΔF)のすべては、ゲイン関数Gの同じ(単調な)ブランチ(branch)上にある。ゲイン関数Gの同じブランチ上に留まることは、ゲインgとドップラ周波数ΔFとの間の一様で可逆的な関係を確実にし、従って、測定されたゲインg(F,ΔF)から必要な速度成分vzを決定することを可能にする。
【００４６】
図１における周波数シフタ１３のボックスを通る矢印により示されるように、第１の周波数シフトFは好ましくは調整可能である。こうして、周波数範囲は、第１の周波数シフトFを変化させることによりスキャンされることができる。すると、現在セットされている周波数シフトFと移動する対象物２によりもたらされるドップラーシフトΔFとの和が緩和周波数に対応する場合、即ち、(F+ΔF) = Frelaxが成立する場合、最大ゲインgmaxが観測されることになる。この周波数スキャンアプローチの利点は、図２のゲイン曲線Gが量的に知られていなくてもよいことにある。代わりに、最大ゲインgmaxの発生を検出し、式ΔF = Frelax - Fを用いて、現在セットされている第１の周波数シフトFからドップラーシフトΔFを推測すれば十分である。
【００４７】
図１に示されるセンサ１０の周波数シフタ１３と光学機器１４との間の光学経路は、例えば、ファイバオプティクスにより実現されることができる。従って、光散乱媒体(血液又は組織等)に対して近距離光学ルックアヘッド(look ahead)(SROLA)デバイスを構築することが可能である。それは、カテーテル、内視鏡又は他の介入デバイスに一体化されることができる。このSROLAデバイスは、光散乱媒体内部を数ミリメータまでの距離で高分解能で撮像する能力もある。従って、デバイスの現在の位置の前方に位置する平面が撮像されることができ、そのことは高リスクな血管構造(例えば心臓、脳)におけるナビゲーションに特に有益である。そのデバイスは、例えば、光ファイバ共焦点顕微鏡、OCT(光学コヒーレンス断層撮影)カテーテル又は他のガイダンス用器具といったものと組み合わせて使用されることができる。
【００４８】
通常SROLAデバイスは、血管介入のために使用されることができる。SROLAデバイスは、複雑な血管領域(分岐、病巣、慢性の完全閉塞)におけるナビゲーションを支援することになる。介入での致命的部分はリアルタイムに監視されることができる(例えば、動脈瘤の栓塞、又は冠状動脈介入におけるステント位置／展開)。
【００４９】
本発明の別の重要な用途は、強化外科内視鏡(ESE)である。それは、修正されたLOFT検出器ユニットを具備する外科的な内視鏡である。この検出器ユニットは好ましくは、内視鏡の出力に追加される、修正されたLOFT検出器／エミッタ要素のアレイを有することになる。斯かるESEは強烈な出血が起こり、従来の内視鏡ではうまくいかないような場合(例えば、神経外科)でも、視覚的な情報を提供することができる。
【００５０】
提案されるカテーテルの設定は、(OCTにおけるような)断面スキャンを可能にする。従って、提案される方法は、例えば、生理食塩水洗浄なしに、光学的断面スキャンを行う手段を提供する。コヒーレント信号光子の強力な振幅のおかげで、数ミリメータの生体組織へのかなりの貫通深度が起こり得る。その技術は他の組織表面層にも適用可脳である(例えば、光線力学療法(PDT)、大腸、皮膚と組み合わせて)。最後に、カテーテルのその修正されたLOFT検出器は、局所フロー測定ツールとしても機能することができる。PTCA(経皮的冠動脈形成術)又は弁修復術の前後で得られるデータは、例えば、互いに比較されることができ、これは、造影剤やX線を必要とすることなしに処置後直ちにその手順が成功したかを確認する手段を提供する。更に、そのセンサは、血管系又は他の臓器に対するカテーテルの速度を連続的に監視するのに使用されることができる。こうして、そのセンサは、(例えば静的な)ロードマップにおけるナビゲーションを可能にする。
【００５１】
上述されたデバイスの空間分解能は、小さなスケールを示す構造体の検出を可能にする。そのことは、例えば、プラーク(plaque)評価にとって有益である。さらに、SROLAデバイスは、(IVUSと比べると)アーチファクト(つまり、トランスデューサ近くでのリングダウン(ringdown)アーチファクト、ステントのような金属要素からの散乱)による影響をほとんど受けないことになり、結果として、例えばステントイメージング(PTCA出力制御)におけるより好適な性能をもたらすことになる。さらに、光学デバイスは非常にコンパクトかつ低コストで構築されることができる。これは、使い捨てデバイスの分野においてこの技術を非常に興味深いものとしている。
【００５２】
LOFT技術の取得率に関して、1 μmの波長で有効反射率が2 x 10-13に過ぎない1 mWのレーザを用いると1kHzが限界であることが示された。その取得率は、有効反射率を上げるかレーザ出力を高めることで増加されることができる。
【００５３】
図３及び図４は、図１における光学機器１４の一部を構成することができ、かつ通常のカテーテル１００(又はカテーテル状デバイス)に一体化されることができるスキャン機構の例示的な実施形態を示す。その機構は、２つのディスク要素１０６に付けられる平面の両面鏡１０７形式の鏡要素を有する。カテーテル１００に沿った光ファイバ(図示省略)において移動する放射ビームSが、上記軸の方向から鏡１０７に衝突することになるよう、鏡１０７の中央は常に、カテーテル１００の光学軸z(又は体軸)上に配置される。すると、ビームSは鏡の現在の方向に基づき新たな方向に鏡１０７により反射されることになる。
【００５４】
カテーテル１００は、軸方向zに沿って互いに対してシフトされることができる３つの同心円チューブ１０１、１０２、１０３から構成される。更に、２つの内部チューブ１０２及び１０３は、外側チューブ１０１に対して上記軸zの周りで回転されることができる。鏡１０７及び付随するディスク要素１０６は、最内側チューブ１０３の内側に配置される。ディスク要素１０６と最内側チューブ１０３との間の接触ゾーンは、内部カテーテル壁上の歯型１０４を備える歯係合(tooth engagement)機構として構築されることができる。ディスク要素１０６と最内側チューブ１０３との間の接触ゾーンの反対側には、上記チューブ１０３が、窓を有し、その窓を介して中央のチューブ１０２がディスク要素１０６に接触する。ここでも、接触ゾーンは、歯型１０５を備える歯係合機構として構築される。
【００５５】
最内側チューブ１０３が中央チューブ１０２に対して方向zに軸方向にシフトされると、鏡１０７は、体軸zに垂直な軸x(図４)に関して傾けられる。更に、２つの内側チューブ１０２及び１０３がその軸zに関して共通に回転される場合、放射ビームSもそれに従って軸zの周りを回転する。チューブ１０２及び１０３での共通の回転及び相対シフトの組み合わせ(superposition)により、光ビームSは例えば、図３に示されるような螺旋経路に沿ってスキャンされることができる。
【００５６】
更に、２つの内側チューブ１０２及び１０３は、外側チューブ１０１に対して軸方向にシフトされることができ、従って、放射ビームSの焦点がz方向に移動される。従って、スキャン機構は、カテーテル先端の先の領域の高速な２次元又は３次元スキャンを可能にする。
【００５７】
最後に、本願において、単語「comprising(有する)」は、他の要素又はステップを排除するものではないこと、単語「a」又は「an」は複数性を排除するものではないこと、及び単一のプロセッサ又は他のユニットが、複数の手段の機能を果たすことができることに留意されたい。本発明は、それぞれ及びすべての新規な特有な特徴、並びにそれぞれ及びすべての特有な特徴の組み合わせに存在する。更に、請求項における参照符号は本願発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明による修正されたLOFTセンサの主要なスケッチを示す図である。
【図２】LOFTセンサのゲインと再挿入された光の周波数との関係を示す図である。
【図３】本発明によるスキャン機構を通る断面を示す図である。
【図４】図３の機構へのz方向での表示を示す図である。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図１】
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【国際調査報告】
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