(57)【要約】  本発明は、マルチルーメンスタイレットを内部に有するカニューレを含む医療プローブに関する。マルチルーメンは、少なくとも２つのルーメンを有する。マルチルーメン及びカニューレはともに、斜切端を有することができる。ルーメン内には、その近位端においてコンソールに接続されることができるストレートな光ファイバ（すなわち角度の付いた端面でない）が存在する。医療プローブを形成するカニューレ、マルチルーメン、システムは、マルチルーメンのルーメンのうちの１つに、２以上の光ファイバを少なくとも含む。好適には、蛍光検出用のソースファイバ及び検出器ファイバが、マルチルーメンの１つの単一ルーメン内に収容される。
2014533990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療プローブであって、
マルチルーメン挿入体を有するカニューレと、
前記マルチルーメン挿入体のマルチファイバルーメン内に配される、少なくとも２つのストレートカットされた光ファイバと、
を有し、前記マルチファイバルーメンの形状及びサイズは、前記少なくとも２つの光ファイバの方向が互いに固定されるように、前記少なくとも２つの光ファイバに合わせて適応される、医療プローブ。
【請求項２】
前記少なくとも２つの光ファイバが、蛍光検出用のソースファイバ及び検出器ファイバを含む、請求項１に記載の医療プローブ。
【請求項３】
前記少なくとも２つの光ファイバが、最小のファイバコア距離を有するように互いに対し配置される、請求項１に記載の医療プローブ。
【請求項４】
前記マルチルーメン挿入体の前記マルチファイバルーメンが、３つの光ファイバを収容する、請求項１に記載の医療プローブ。
【請求項５】
前記カニューレ及び前記マルチルーメン挿入体は、ベベルカットされた端部を有する、請求項１に記載の医療プローブ。
【請求項６】
前記マルチルーメン挿入体は、前記カニューレのベベルの角度より小さい角度でベベルカットされる、請求項５に記載の医療プローブ。
【請求項７】
前記マルチファイバルーメンが、金属コーティング又は低い自己蛍光を有するコーティングで、少なくとも部分的にコーティングされる、請求項１に記載の医療プローブ。
【請求項８】
前記医療プローブは、生検ニードル、アブレーションニードル又はカテーテルを含む、請求項１に記載の医療プローブ。
【請求項９】
請求項１に記載の医療プローブと、
前記医療プローブが接続されることが可能な光学コンソールと、
を有する光学計測システムであって、
前記光学コンソールは、少なくとも２つの光ファイバのうち１つの光ファイバを通じて、前記医療プローブの遠位端へ光が供給されることを可能にする光源を有し、散乱光は、前記少なくとも２つの光ファイバのうち少なくとも１つの他の光ファイバによって、前記光学コンソールの検出器へ向けてガイドされる、光学計測システム。
【請求項１０】
前記検出器が、前記少なくとも２つの光ファイバのうち前記少なくとも１つの他の光ファイバを通じて、組織で生成された蛍光を検出するように適応される、請求項９に記載の光学計測システム。
【請求項１１】
前記光源及び前記検出器の少なくとも一方が、波長選択性に提供する、請求項９に記載の光学計測システム。
【請求項１２】
前記検出器は、検出フィルタを使用して励起光をフィルタ除去するように適応される、請求項９に記載の光学計測システム。
【請求項１３】
前記システムは、ファイバスイッチ、ビームスプリッタ、及び集束光学素子をもつダイクロイックビームコンバイナのうち少なくとも１つを設けることによって、蛍光測定を拡散反射率測定と組み合わせるように適応され、前記少なくとも２つの光ファイバのうち１つが、蛍光を測定するための励起光及び拡散反射率のための光を伝播する、請求項９に記載の光学計測システム。
【請求項１４】
前記システムは、異なる組織タイプを区別するために組織光学特性を導出するように適応される、請求項９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば生検ニードル、アブレーションニードル又はカテーテルのような医療プローブであって、プローブの先端部において光学測定を実施するために光ファイバを組み込んだ医療プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
腫瘍学の分野において、正常組織から腫瘍組織を区別することが可能であることが重要である。一般に、組織は、生検の後又は外科的切除の後、病理部門において検査される。作業の現在のやり方の欠点は、生体組織を取得する又は外科的切除を実施するプロシージャの最中のリアルタイムのフィードバックが、欠けていることである。生検ニードルのような医療装置又は医療プローブへのこのようなフィードバックを提供する１つのやり方は、医療プローブの先端部において光学測定を実施するために光ファイバを組み込むことである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
さまざまな光学的方法が、最も一般的に調べられる技法として拡散反射率（ＤＲ）及び自己蛍光測定に関して用いられることができる。幾つかのプローブが、これらの測定を実施するために使用されることができるが、概して、これらのプローブは、平滑末端表面を有し、従って、単一の医療プローブの直接的な一体的部分として組み合わせることは困難である。
【０００４】
米国特許第4,566,438号明細書は、ＤＲＳ及び蛍光測定を実施することができる２の光ファイバがニードルの先端部に組み込まれた尖った光ファイバスタイレット(stylet)を開示している。しかしながら、スタイレット内の光ファイバは、ベベルカットされており、結果として、光ファイバにおける光の多くの部分は、ニードルの先端部において内部全反射を受け、従って、光ファイバのクラッド材料に達し、そこから光ファイバを出る。バッファを通るこの伝達は、クラッド材料の不所望の多量の自己蛍光を引き起こすことがあり、これは、組織自己蛍光の測定を邪魔する。
【０００５】
本発明の目的は、増大された光学検出効率をもつ医療プローブシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１に記載の医療プローブによって及び請求項９に記載の光学計測システムによって達成される。
【０００７】
従って、マルチルーメン挿入体（例えばマルチルーメンチューブ、マルチルーメンスタイレット、その他）は、２以上のファイバを収容することが可能な少なくとも１つのマルチファイバルーメンを有する。それゆえ、これら２のファイバの間には側壁がなく、シャドウイング効果が生じ得ない。マルチファイバルーメン内で使用されるファイバは、ファイバ端部における（部分的な）内部全反射が阻止されるようなやり方で、ストレートカットされ又はわずかに適度な角度を付けて切断される。ファイバのロケーション及び方向は、マルチルーメン挿入体及びマルチルーメン挿入体の他のファイバに対して固定される。医療プローブは、生検ニードル、アブレーションニードル、又は医療プローブとして使用されることができる別のタイプのニードル又はカテーテルであってもよい。
【０００８】
第１の見地によれば、少なくとも２つの光ファイバは、蛍光検出のためのソースファイバ及び検出器ファイバを含む。これは、プローブの先端部における蛍光収集効率が、欠けている（存在しない）側壁により改善されうるという利点を提供する。
【０００９】
第１の見地と組み合わせられることができる第２の見地によれば、少なくとも２つの光ファイバは、最小のファイバコア距離を有するように、ゆえに収集効率を増大するように、互いに対して配置される。
【００１０】
第１及び第２の見地の任意の１つと組み合わせられることができる第３の見地によれば、マルチルーメン挿入体のマルチファイバルーメンは、３の光ファイバを含む。それにより、付加のファイバが、ニードルの先端部へ又は先端部から光を伝播するために使用されることができる。
【００１１】
第１乃至第３の見地の任意の１つと組み合わせられることができる第４の見地によれば、マルチルーメン挿入体は、カニューレのベベルの角度より小さい角度でベベルカットされる。それにより、ファイバをマルチルーメン挿入体内に組み込む際、光ファイバは、幾分突出してもよいが、カニューレのレベルを越えては突出しない。
【００１２】
第１乃至第４の見地の任意の１つと組み合わせられることができる第５の見地によれば、マルチファイバルーメンは、金属コーティング又は低い自己蛍光を有するコーティングにより、部分的に又は完全にコーティングされることができる。それにより、他のニードル部分からの不所望の自己蛍光が、低減されることができる。
【００１３】
第１乃至第５の見地の任意の１つと組み合わせられることができる第６の見地によれば、光学計測システムの検出器は、少なくとも２つの光ファイバのうちの少なくとも１つにより、組織において生成された蛍光を、増大された効率で検出するように適応される。
【００１４】
第１乃至第６の見地の任意の１つと組み合わせられることができる第７の見地によれば、光源及び検出器のうち少なくとも一方が、波長選択性を提供する。この方策は、拡散反射率測定を可能にする。
【００１５】
第１乃至第７の見地の任意の１つと組み合わせられることができる第８の見地によれば、検出器は、検出フィルタを使用して励起光をフィルタ除去するように適応される。それにより、励起光により起こり得る検出器の過負荷が、防止されることができる。
【００１６】
第１乃至第８の見地の任意の１つと組み合わせられることができる第９の見地によれば、光学計測システムは、ファイバスイッチ、ビームスプリッタ、及び集束光学素子を有するダイクロイックビームコンバイナのうち少なくとも１つを提供することによって、蛍光測定を拡散反射率測定と組み合わせるように適応され、少なくとも２つの光ファイバのうちの１つが、蛍光を測定するための励起光及び拡散反射率のための光を伝播する。
【００１７】
第１乃至第９の見地の任意の１つと組み合わせられることができる第１０の見地によれば、システムは、正常な健康組織と病変組織との間の異なる組織光学特性を導出するように適応される。それにより、システムは、異なる組織タイプを区別することができ、例えば正常組織から腫瘍組織を区別することができる。
【００１８】
他の有利な実施形態が以下に規定される。
【００１９】
本発明のこれらの及び他の見地は、以下に記述される実施形態から明らかになり、それらを参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】低い蛍光検出効率によって測定が損なわれうる内蔵光ファイバを有する例示の生検ニードルを概略的に示す正面図、上面図及び部分側面図。
【図２】第１の実施形態による内蔵光ファイバを有する例示の生検ニードルを概略的に示す正面図、上面図及び部分側面図。
【図３】第２の実施形態による内蔵光ファイバを有する例示の生検ニードルを概略的に示す正面図、上面図及び部分側面図。
【図４ａ】側壁によって隔てられた光ファイバの測定された蛍光のさまざまなプロットを、それらのルーメンのポケットを超えた光ファイバの突出量に基づいて示す図。
【図４ｂ】側壁によって隔てられた光ファイバにより測定された蛍光のさまざまなプロットを、それらのルーメンのポケットを超えた光ファイバの突出量に基づいて示す図。
【図４ｃ】側壁によって隔てられた光ファイバにより測定された蛍光のさまざまなプロットを、それらのルーメンのポケットを超えた光ファイバの突出量に基づいて示す図。
【図４ｄ】側壁によって隔てられた光ファイバにより測定された蛍光のさまざまなプロットを、それらのルーメンのポケットを超えた光ファイバの突出量に基づいて示す図。
【図４ｅ】側壁によって隔てられた光ファイバにより測定された蛍光のさまざまなプロットを、それらのルーメンのポケットを超えた光ファイバの突出量に基づいて示す図。
【図４ｆ】側壁によって隔てられた光ファイバにより測定された蛍光のさまざまなプロットを、それらのルーメンのポケットを超えた光ファイバの突出量に基づいて示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
さまざまな実施形態が、正常組織から腫瘍組織を区別するための、光学コンソール及び（本発明が適用されうる医療プローブの１つの例として）生検ニードルを有する光学計測システムに基づいて記述される。しかしながら、本発明は、例えば創傷、体腔又は身体組織を調べるために使用される、先端部を有する任意の細長い可撓性外科器具でありうる別の医療プローブにも適用可能であることに留意されたい。
【００２２】
それに組み込まれる光ファイバを有する効果的な医療プローブを提供するために、複数の要求が満たされることが好適である。
【００２３】
プローブは、尖っているべきであり又は細くあるべきである。
【００２４】
光ファイバをプローブに組み込むことは、組織への透過特性を変更すべきでない。
【００２５】
蛍光のための励起ファイバ端部と蛍光検出ファイバとの間の距離は、小さくあるべきである。
【００２６】
プローブの自己蛍光は、組織において生成される蛍光より小さくあるべきである。
【００２７】
マルチルーメンチューブのシェーディング効果は、小さくあるべきである。
【００２８】
光ファイバ自体による自己蛍光は、測定される組織信号と比較して小さくあるべきである。
【００２９】
プローブの光ファイバは、カニューレのベベル部を越えて延びないものでありうる。
【００３０】
プローブは、大量生産に適合すべきである。
【００３１】
プローブのコストは、それを使い捨て可能にするのに十分低くあるべきである（使用されたプローブを消毒する問題のため、プローブは概して使い捨てである）。
【００３２】
吸収及び散乱に関して蛍光信号を補正するために、ＤＲＳ測定は、２以上の光ファイバを用いて行われるべきである。
【００３３】
すべてのこれらの制約のため、すべてのこれらの要求を満たす解決策を見つけることは決して易しいことではない。
【００３４】
図１は、良好なオプションでありうる生検ニードルの設計の例を概略的に示す正面図、上面図及び部分側面図を示す。ベベルカットされた端部を有する包囲カニューレ２０は、３つのルーメン４０を有するマルチルーメンチューブ３０を有し、３つのルーメン４０の中を通って、個々の光ファイバ１０がガイドされる。マルチルーメンチューブ３０のベベルカットされた端部のため、ポケットが、ルーメン４０の端部に形成される。ストレートカットの光ファイバ１０の端部面が、ルーメン４０のポケット内に見られる。更に、ポケット側壁５０が、上側の２つのルーメン４０の間に形成されている。しかしながら、内蔵光ファイバを有する図１の例示の生検ニードルは、低い蛍光検出効率によって測定を邪魔される（損なわれる）。従って、例えば、上述のポイントに関して貧弱な性能を有する。より具体的には、上部位置の２つの隣接する光ファイバの間の側壁５０が、蛍光収集効率を大幅に妨げる。
【００３５】
以下の実施形態は、本発明が概して適用されることができる医療プローブの１つの例として生検ニードルに関連する。
【００３６】
図２及び図３は、第１及び第２の実施形態による生検ニードルの概略的な正面図、上面図及び部分側面図を示す。これらの生検ニードルは、向上された収集効率を提供し、各々が、マルチルーメンチューブ３０を有するカニューレ２０を含む。マルチルーメンチューブ３０は２つのルーメンを含み、マルチルーメンチューブ３０及びカニューレ２０はともに、ベベルカットされた端部を有する。ルーメン内には、実質的にストレートカットされたファイバ１０（すなわち、インタフェースにおいて内部全反射が生じないように、角度の付いた端面が小さい）が提供され、ファイバ１０は、それらの近位端において光学コンソールに接続されることができる。図１と同様に、カニューレ２０、マルチルーメンチューブ３０及びファイバシステムは、生検ニードルを形成する。しかしながら、第１及び第２の実施形態によれば、２以上のファイバ１０を収容するマルチファイバルーメン４５、４７が、マルチルーメンチューブ３０内に設けられる。マルチファイバルーメン４５、４７の形状及びサイズは、囲まれる又は組み込まれる光ファイバ１０に合わせて適応され、囲まれる又は組み込まれる光ファイバ１０の方向は、互いに対し固定され、ファイバは揃えられる。
【００３７】
図２に示される第１の実施形態において、蛍光検出のためのソースファイバ及び検出器ファイバは、マルチルーメンチューブ３０の１つのマルチファイバルーメン４５内に収容される。更に、図２の第１の実施形態の特定の例において、マルチファイバルーメン４５内のこれらのファイバは、これらのファイバの間で最小のファイバコア距離を有するように、互いに対し配置される。
【００３８】
図３に示される第２の実施形態において、３つの光ファイバ１０を収容するマルチファイバルーメン４７が、提供される。それにより、付加の光ファイバが、検出効率を改善するために利用可能である。
【００３９】
図２及び図３から分かるように、マルチルーメン挿入体３０は、収容される光ファイバ１０の固定の距離及び方向を提供するように、形成される。マルチファイバルーメン４５、４７の形状は、光ファイバ１０のロケーション及び方向がマルチルーメン挿入体３０に対し固定されるように、その中に収容される光ファイバ１０の数に合わせて適応され、ゆえに、マルチルーメン挿入体３０内の任意の他の光ファイバ１０にも適応される。
【００４０】
第３の実施形態（図示せず）において、第１又は第２の実施形態のマルチファイバルーメン４５又は４７は、ニードル部分（例えばマルチルーメンチューブ３０）からの不所望の自己蛍光が可能な限り小さくなるように、金属コーティング又は低い自己蛍光を有するコーティングで部分的に又は完全にコーティングされることができる。
【００４１】
生検ニードルを製造するために、マルチルーメンチューブ３０は、光ファイバ１０の間の距離を規定する位置に良好に規定されたルーメンを有するプラスチック材料から作られることができ、光ファイバ１０は、これらのルーメンに挿入されることができる。第１乃至第３の実施形態において、マルチルーメンチューブ３０は、２以上の光ファイバ１０を収容することが可能な少なくとも１つのマルチファイバルーメン４５、４７を有する。それゆえ、これら２つ又は３つの光ファイバ１０の間には側壁がなく、シャドーイング効果が生じ得ない。従って、マルチファイバルーメン４５、４７内のこれらの２つ又は３つの光ファイバ１０は、蛍光検出に良く適している。
【００４２】
マルチファイバルーメン４５、４７内で使用される光ファイバ１０は、ファイバ端部における内部全反射が（部分的に）阻止されるようなやり方で、一般にストレートカットされ又はわずかに適度な角度を付けて切断される。内部全反射が生じる場合、ファイバ端部で反射される光は、光ファイバ１０のクラッド材に行き着く。どんな材料が光ファイバ１０を包囲するかに依存して、この光の一部は、光ファイバ１０のコアへ後方反射され、光ファイバ１０を出ることができる。拡散反射率の場合、これはあまり問題ではないが、蛍光の場合、それは、多くの量のバックグラウンド蛍光を引き起こす。これは、組織によって生成される蛍光の検査を邪魔する。
【００４３】
選択肢として、マルチルーメンチューブ３０は、カニューレ２０のベベルの角度より小さい角度で、その遠位端においてベベルカットされることができる。このようにして、光ファイバ１０をマルチルーメンチューブ３０に組み込む際、光ファイバ１０は、カニューレ２０のベベルを越えないが、幾分突出してもよい。これは、組織内へのニードルの挿入特性が影響を及ぼされないという利点を与える。
【００４４】
光ファイバ１０をマルチルーメンチューブ３０に組み込む簡単なやり方は、ポケットの開始部又は縁部に等しくファイバ端部を位置付けることによる（図２を参照）。更に、他の組み込み方法が、本発明の範囲を逸脱することなく案出される。この解決策の背景にある理由は、以下から推定されることができる。
【００４５】
図４は、（図１に示されるような）側壁によって隔てられた光ファイバにより測定された蛍光のさまざまなプロットを示しており、各図は、光ファイバがそれらのルーメンのポケットの下方端部を超えて突出する量に基づくプロットを示している。プロットの各々において、第１の光ファイバＤは、ポケットの下方端部から予め決められた距離のところに保持され、他方、他の光ファイバＡは、０．０ｍｍ乃至０．５ｍｍ距離を移動される。ファイバがポケットの開始部又は下方端部を超えて突出する量が小さいほど、信号は小さくなる。明確に、ファイバＡ及びＤのポケットの側壁は、信号の一部をブロックしている。図４に示される測定値について考えるとき、ファイバがポケットの開始部に実質的に等しい場合、ポケットの壁のシェーディング効果は大きく、より小さい信号をもたらすことになる。従って、この場合、ファイバの両方がポケットの開始部を越えて同一量突出する場合はファイバ間の距離が変化しないが、それらがもっと突出すると、ポケットの側壁の低減された効果により、信号がより高くなる。ゆえに、蛍光イメージングの場合、ソースファイバと検出ファイバとの間の側壁の存在は望ましくない。従って、上述の実施形態では、単一のマルチファイバルーメン内に２つのファイバを配置することによって、２つのファイバ間の側壁が除去される。
【００４６】
マルチルーメンチューブ３０は、大量生産で生成されることができる。ストレートカットのファイバを生成することは、単純明快であり、バッチで行われることができる。ファイバのマルチルーメンチューブ３０への組み込みは、良好に制御されることができ、これらのニードルを大量生産に適合できるようにする。更に、この組み込み方法により、かなり低コストのニードルが確実にされることができる。
【００４７】
上述の実施形態による生検ニードルは、光学コンソールに接続されることができる。光学コンソールは、ファイバの１又は複数を通じて、光プローブの遠位端に光が供給されることを可能にする光源を含む。散乱光は、１又は複数の他のファイバによって収集され、１又は複数の検出器へ向けてガイドされる。「検出」ファイバにおいて測定される反射光の量は、プローブ検査される構造（例えば組織）の吸収及び散乱特性によって決定される。データは、専用アルゴリズムを使用して処理される。拡散反射率測定の場合、光源又は検出器のいずれか又はそれらの組み合わせが、波長選択性を提供することができる。例えば、光は、ソースとして機能する少なくとも１つのファイバを通じて遠位端から出力結合されることができ、波長は、５００−１６００ｎｍでスイープされ、少なくとも１つの検出ファイバによって検出される光が、広帯域検出器に送信される。代替として、広帯域光が、少なくとも１つのソースファイバによって供給されることもでき、少なくとも１つの検出ファイバによって検出される光は、例えばスペクトロメータのような波長選択検出器に送信される。
【００４８】
拡散反射率測定に関する詳細な議論に関しては、例えばR. Nachabe, B. H. W. Hendriks, A. E. Desjardins, M. van der Voort, M. B. van der Mark, and H. J. C. M. Sterenborg, "Estimation of lipid and water concentrations in scattering media with diffuse optical spectroscopy from 900 to 1600 nm", J. Biomed. Opt. 15, 037015 (2010)を参照されたい。
【００４９】
蛍光測定の場合、コンソールは、少なくとも１つのソースファイバに励起光を供給することができるとともに、１又は複数の検出ファイバを通じて、組織において生成された蛍光を検出することができる。励起光源は、レーザ（例えば半導体レーザ）、光放出ダイオード（ＬＥＤ）、又はフィルタ付き光源（例えばフィルタ付き水銀ランプ）でありうる。概して、励起光源によって放出される波長は、検出されるべき蛍光の波長のレンジより短い。励起光は、励起光により起こり得る検出器の過負荷を回避するために、検出フィルタを使用してフィルタ除去されることができる。互いに区別されることを必要とする複数の蛍光エンティティが存在する場合、スペクトロメータのような波長選択検出器が使用されることができる。
【００５０】
蛍光測定が拡散反射率測定と組み合わせられる場合、蛍光を測定するための励起光が、拡散反射率のための光と同じソースファイバに供給されることができる。これは、例えばファイバスイッチ、又はビームスプリッタ、又は集束光学素子を有するダイクロイックビームコンバイナによって、達成されることができる。代替として、別個のそれぞれのファイバが、蛍光励起光及び拡散反射率測定のための光を供給するために使用されることができる。
【００５１】
拡散反射分光法が、組織特性を抽出するために上述されたが、更に、複数の光ファイバを用いることによる拡散光トモグラフィ、差分光路長分光法、ラマン分光法、のような他の光学的方法が、案出されることができる。更に、提案される光学計測システムは、自己蛍光のみに注目することに代わり、造影剤が使用される場合にも採用されることができる。
【００５２】
上述の実施形態による生検ニードルを使用する光学計測システムにおいて、アルゴリズムは、例えばヘモグロビン、酸化ヘモグロビン、水、脂肪等の異なる組織発色団の散乱係数及び吸収係数のような、組織光学特性を導出するために使用されることができる。これらの特性は、正常な健康組織と病変（癌性）組織との間で異なる。
【００５３】
より詳細には、アルゴリズムは、以下のように記述されることができる。スペクトルフィッティングは、例えばT.J. Farrel, M.S. Patterson and B.C. Wilson, "A diffusion theory model of spatially resolved, steady-state diffuse reflectance for the non-invasive determination of tissue optical properties", Med. Phys. 19 (1992) p879-888又はR. Nachabe, B. H. W. Hendriks, A. E. Desjardins, M. van der Voort, M. B. van der Mark, and H. J. C. M. Sterenborg, "Estimation of lipid and water concentrations in scattering media with diffuse optical spectroscopy from 900 to 1600 nm", J. Biomed. Opt. 15, 037015 (2010)に記述されるように、反射分光法に関して解析的に導かれる式を使用することによって実施されることができる。反射率分布Ｒは、
2014533990.tif 000003
によって与えられる。
【００５４】
この式において、組織との相互作用の蓋然性を記述する３つの巨視的パラメータは、吸収係数μａ、散乱係数μｓ（いずれもｃｍ−１）、及び散乱角の平均余弦ｇである。更に、組織との相互作用の全ての機会を与える全低減減衰係数μ'を有する。
μｔ'＝μａ＋μｓ（１−ｇ）    （２）
反射係数ａ'は、相互作用の蓋然性全体に対する散乱の蓋然性である。
ａ'＝μｓ／μｔ'              （３）
深さｚ０＝１／μｔ'に点源があり、境界不整合はなく、それゆえｚｂ＝２／（３μｔ'）とする。更に、散乱係数は、
μｓ'（λ）＝ａλ−ｂ          （４）
と書くことができるものとする。
【００５５】
可視及び近赤外レンジの吸収を支配する正常組織の主な吸収成分は、血液（すなわちヘモグロビン）、水及び脂肪である。血液が可視レンジの吸収を支配し、水及び脂肪が近赤外レンジの吸収を支配することに留意されたい。
【００５６】
全体の吸収係数は、例えば血液、水及び脂肪の吸収係数の線形結合である。散乱のべき法則を使用して上述の式をフィットさせることによって、血液、水及び脂肪の体積分率が、散乱係数と同様に決定されることができる。この方法によって、測定されたスペクトルは、異なる組織を区別するために使用されることができる生理学的パラメータに解釈されることができる。
【００５７】
スペクトルの違いを区別する別の方法は、主成分分析を使用することによる。この方法は、スペクトルの違いの分類を可能にし、従って、組織間での区別を可能にする。更に、スペクトルから特徴を抽出することも可能である。
【００５８】
測定される蛍光は、組織解析を邪魔することがある組織内での光の吸収及び散乱によって、影響を及ぼされることがある。あるケースでは、これらの散乱及び吸収効果に関して、測定された蛍光を補正することがより良好でありうる。測定された蛍光から固有の蛍光を抽出する方法は、例えばZhang et al., Optics Letters 25 (2000) p1451に見ることができ、その内容は参照によって本明細書に盛り込まれるものとする。
【００５９】
要するに、医療プローブが、マルチルーメンスタイレットを内部に有するカニューレを含む例示の生検ニードルに基づいて記述された。マルチルーメンは、少なくとも２つのルーメンを含む。マルチルーメン及びカニューレはともに、ベベルカットされた端部を有する。ルーメン内には、近位端においてコンソールに接続されることができるストレートな光ファイバ（すなわち、角度の付いた端面でない）が存在する。医療プローブを形成するカニューレ、マルチルーメン、システムは、２以上の光ファイバを、マルチルーメンのルーメンの１つに含む。好適には、蛍光検出用のソースファイバ及び検出器ファイバが、マルチルーメンの１つの単一ルーメン内に収容される。
【００６０】
本発明は、図面及び上述の記述において詳細に図示され記述されているが、このような図示及び記述は、説明的又は例示的なものと考えられるべきであり、制限的なものではない。本発明は、開示された実施形態に制限されず、光ファイバがルーメン又はマルチルーメン内に配置されるさまざまなタイプの医療プローブのために使用されることができる。更に、本願の文脈において用いられる「医療プローブ」という語は、例えば、アブレーションニードル（例えば、ラジオ周波数アブレーションのために使用されるもの）のようなニードル、又はより可撓性のあるカテーテル様のデバイスのような介入装置を含む態様で解釈されることができることに留意されたい。開示された実施形態の他の変更形態は、図面、開示及び添付の請求項の検討に基づいて、請求項に記載の本発明を実施する際に当業者によって理解され達成されることができる。請求項において、「含む、有する(comprising)」という語は、他の構成要素又はステップを除外せず、不定冠詞「a」又は「an」は、複数性を除外しない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。請求項における任意の参照符号は、請求項の範囲を制限するものとして解釈されるべきでない。
【図１】
2014533990.tif 000004
【図２】
2014533990.tif 000005
【図３】
2014533990.tif 000006
【図４ａ】
2014533990.tif 000007
【図４ｂ】
2014533990.tif 000008
【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図４ｆ】
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【国際調査報告】
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