(57)【要約】可視化システム、装置、及び可視化方法が提供される。視覚化システムは、腹腔鏡、腹腔鏡に動作可能に連結されたカメラ、腹腔鏡の照明ポートに動作可能に連結された光源、及び処理回路を含む。光源は、それぞれが所定の周波数で１つまたは複数の光ビームを出力して、標的領域を照明するように構成される。処理回路は、カメラによって受信された腹腔鏡からのイメージングデータを処理して、少なくとも１つのレーザースペックルコントラスト画像を含む標的領域の１つまたは複数の画像を生成するように構成される。腹腔鏡は、１つまたは複数の光ビームをその遠位端の標的領域に向けて出力し、遠位端を介して標的領域からの反射光及び／または散乱光を収集するように構成される。【選択図】図１Ａ
2021529053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視覚化システムであって、
腹腔鏡、
前記腹腔鏡に動作可能に連結されたカメラ、
前記腹腔鏡の照明ポートに動作可能に連結された光源であって、標的領域を照明するためにそれぞれ所定の周波数で１つまたは複数の光ビームを出力するように構成された前記光源、及び
前記カメラによって受信されたイメージングデータを処理して、少なくとも１つのレーザースペックルコントラスト画像を含む前記標的領域の１つまたは複数の画像を生成するように構成された処理回路を含み、
前記腹腔鏡は、前記１つまたは複数の光ビームをその遠位端の前記標的領域に向けて出力し、前記遠位端を介して前記標的領域からの反射光及び／または散乱光を収集するように構成される、前記視覚化システム。
【請求項２】
前記腹腔鏡が約０度から３０度までの角度を有する、請求項１に記載の視覚化システム。
【請求項３】
前記照明ポートは単一の照明ポートであり、
前記腹腔鏡は、前記カメラ及び前記１つまたは複数の光ビームによって受信された前記イメージングデータのための共通の経路を形成する、請求項１に記載の視覚化システム。
【請求項４】
前記腹腔鏡は、前記標的領域が前記１つまたは複数の光ビームによって照射され、前記イメージングデータが前記腹腔鏡を介する前記カメラで受信されるときに、前記標的領域から約５ｃｍから約１０ｃｍの間隔で配置されるように構成される、請求項１に記載の視覚化システム。
【請求項５】
前記１つまたは複数の光ビームのうちの少なくとも１つの光ビームは、近赤外線（ＮＩＲ）から短波赤外線レーザー（ＳＷＩＲ）までの不可視範囲にあり、
前記１つまたは複数の光ビームの少なくとも１つの光ビームは、前記１つまたは複数の光ビームのうちの少なくとも１つの他方に対して異なる周波数を有する、請求項１に記載の視覚化システム。
【請求項６】
前記標的領域は、組織構造を含み、
前記少なくとも１つの光ビームは、短波赤外波長を有し、
前記処理回路は、深部組織情報を生成するように構成される、請求項５に記載の視覚化システム。
【請求項７】
前記処理回路は、深さ分解血流測定を生成するように構成される、請求項５に記載の視覚化システム。
【請求項８】
前記光源は、広帯域可視光源及び近赤外光源を含む、請求項１に記載の視覚化システム。
【請求項９】
前記腹腔鏡が、光ファイバー光ガイドを介して前記光源に動作可能に連結されている、請求項１に記載の視覚化システム。
【請求項１０】
前記視覚化システムは、単一開放、低侵襲腹腔鏡手術及び／または半自律的または完全自律的手術用に構成されている、請求項１に記載の視覚化システム。
【請求項１１】
前記光源によって提供される前記１つまたは複数の光ビームのうちの少なくとも１つが偏光パターンを有する、請求項１に記載の視覚化システム。
【請求項１２】
前記処理回路は、前記カメラによって受信された前記イメージングデータのリアルタイムの処理を実行するようにさらに構成される、請求項１に記載の視覚化システム。
【請求項１３】
前記処理回路は、血管系、組織灌流、及び／またはリンパ節及び腫瘍組織を含む他の構造のための手術の場を生成するようにさらに構成される、請求項１に記載の視覚化システム。
【請求項１４】
前記カメラの視野は、焦点を合わせることができ、調整可能な視野を有し、拡大可能であり、及び／または前記腹腔鏡及び前記カメラのうちの１つまたは複数の調整に基づいて調整可能な空間分解能を有する、請求項１に記載の視覚化システム。
【請求項１５】
前記腹腔鏡の前記遠位端と前記カメラのセンサとの間に配置された交差偏光子をさらに備える、請求項１に記載の視覚化システム。
【請求項１６】
前記腹腔鏡の前記遠位端に配置された調整可能な偏光子キャップをさらに備える、請求項１に記載の視覚化システム。
【請求項１７】
前記腹腔鏡は、光を照射し、前記標的領域に陰影の領域が生成されないように前記カメラによって前記イメージングデータを受信するために、前記視覚化システムの単一の腹腔鏡として設定される、請求項１に記載の視覚化システム。
【請求項１８】
前記カメラは、ＲＧＢカメラ及び近赤外線カメラを含み、
前記視覚化システムは、前記ＲＧＢカメラ及び前記近赤外線カメラへの光路を分割するように構成されたビームスプリッタをさらに備える、請求項１に記載の視覚化システム。
【請求項１９】
レーザースペックルコントラストイメージングのための装置であって、
照明ポートを有する腹腔鏡、及び
前記腹腔鏡に動作可能に連結された１つまたは複数の画像センサを含み、
前記腹腔鏡は、前記照明ポートを介して１つまたは複数の光ビームを受信し、前記１つまたは複数の光ビームを標的領域に向けて出力し、共通経路を介して前記標的領域の１つまたは複数の画像を取り込むように構成される、前記装置。
【請求項２０】
視覚化方法であって、
腹腔鏡、前記腹腔鏡に動作可能に連結されたカメラ、前記腹腔鏡の照明ポートに動作可能に連結された光源を含む視覚化装置を準備すること、
前記腹腔鏡を介して所定の周波数で前記光源によって生成された１つまたは複数の光ビームを出力して、標的領域を照明すること、
前記腹腔鏡を介して前記標的領域からの反射光及び／または散乱光を取り込むこと、及び
前記取り込まれた光を処理して、前記標的領域の少なくともレーザースペックルコントラスト画像を生成すること
を含む、前記視覚化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１８年６月２８日に出願された米国仮出願第６２／６９１，３８６号からの優先権の利益を主張し、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、腹腔鏡検査における単一ポートのレーザースペックルコントラスト画像分析のためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
レーザースペックルコントラストイメージング（ＬＳＣＩ）は、非侵襲的血管／組織灌流イメージング技術であり、単色光照明からスペックルコントラストを計算し、脳神経外科などの様々な臨床応用において十分に研究されてきた。ＬＳＣＩでは、ターゲットは単色レーザー光を使用して照らされる。光の干渉により、ターゲットにスペックルパターンが生成される。ファイバーとは別のレーザー源と、異なる角度に配置されたイメージングデバイスとを含むセットアップを使用できる。
【０００４】
蛍光血管造影法とは異なり、ＬＳＣＩは、血流のシームレスな視覚化を可能にし、造影剤の注入を必要としない。ＬＳＣＩの腹腔鏡の実装は、レーザー光源の統合、光ファイバーガイドの連結、組織表面からの鏡面反射など、いくつかの技術的な問題から困難に直面している。既知の内視鏡ＬＳＣＩシステムは、外部レーザー源の必要性、短い作動距離または組織との直接的な接触、または解像度の低さと個々の血管系を分解できないことにより制限されており、これらはすべて、低侵襲手術（ＭＩＳ）に実際適用することを制限している。
【０００５】
例えば、Ｌｕｏらによる「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｏｆ  ｂｌｏｏｄ  ｆｌｏｗ  ｉｎ  ｌａｐａｒｏｓｃｏｐｙ」と題された米国特許公開第２０１７／１８１６３６号Ａ１は、レーザー光を照射するために別の光ファイバーを使用するシステムについて説明している。しかし、低侵襲手術の場合、少数の切開が理想的であり、異なった光源は、陰影や角度に依存する不均一な光など、照明に悪影響を及ぼす。
【０００６】
内視鏡レーザースペックルコントラスト分析の技術では、組織と接触する内視鏡またはシングルポートアプローチとは別に、レーザースペックルパターンを生成するための別個のレーザー光源が使用される。組織と接触するシングルポートアプローチは、固定された小さな視野（焦点や倍率などの余地がない）、直接的な接触による組織の損傷（身体接触）、及び術中処置のためのスペースがない（診断目的のみ）という点で、その有用性に制限がある。
【０００７】
前述の「背景技術」の説明は、本開示の状況を全体的に提示することを目的としている。この背景技術のセクションに記載されている範囲での発明者の研究、ならびに出願時に先行技術として適格とならない可能性のある説明の側面は、本発明に対する先行技術として明示的にも黙示的にも認められていない。
【発明の概要】
【０００８】
本開示は、視覚化システムに関する。視覚化システムは、腹腔鏡、腹腔鏡に動作可能に連結されたカメラ、腹腔鏡の照明ポートに動作可能に連結された光源、及び処理回路を含む。光源は、それぞれが所定の周波数で１つまたは複数の光ビームを出力して、標的領域を照明するように構成される。処理回路は、カメラによって受信された腹腔鏡からのイメージングデータを処理して、標的領域の１つまたは複数の画像を生成するように構成される。腹腔鏡は、１つまたは複数の光ビームをその遠位端の標的領域に向けて出力し、遠位端を介して標的領域からの反射光及び／または散乱光を収集するように構成される。
【０００９】
一態様では、本開示はまた、レーザースペックルコントラストイメージングのための装置に関する。この装置は、照明ポートと、腹腔鏡に動作可能に連結された１つまたは複数の画像センサとを有する腹腔鏡を含む。腹腔鏡は、照明ポートを介して１つまたは複数の光ビームを受信し、１つまたは複数の光ビームを標的領域に向けて出力し、共通の経路を介して標的領域の１つまたは複数の画像を取り込むように構成される。
【００１０】
一態様では、本開示は、視覚化方法に関する。視覚化方法は、腹腔鏡、腹腔鏡に動作可能に連結されたカメラ、腹腔鏡の照明ポートに動作可能に連結された光源を含む視覚化装置を準備すること；所定の周波数で光源から１つまたは複数の光ビームを出力して、標的領域を照明すること；腹腔鏡を介して標的領域からの反射光及び／または散乱光を取り込むこと；及び取り込まれた光を処理して、標的領域の少なくともレーザースペックルコントラスト画像を生成することを含む。
【００１１】
前述の段落は、全体の紹介として設けられており、以下の特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。説明された実施形態は、さらなる利点とともに、添付の図面と併せて得られる以下の詳細な説明を参照することによって最もよく理解される。
【００１２】
添付の図面に関連して考察するとき、以下の詳細な説明を参照することによって同一の事柄がよりよく理解されるようになるため、本開示のより完全に近い理解及びそれに付随する利点の多くが容易に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】一例による、視覚化システムを示す概略図である。
【図１Ｂ】一例による、視覚化システムの正面図を示す概略図である。
【図１Ｃ】一例による、視覚化システムの側面図を示す概略図である。
【図１Ｄ】一例による、視覚化システムの分解図を示す概略図である。
【図２Ａ】別の例による、視覚化システムを示す概略図である。
【図２Ｂ】一例による、視覚化システムの画像を示す概略図である。
【図２Ｃ】一例による、視覚化システムの光源を示す概略図である。
【図２Ｄ】一例による、視覚化システムの調整可能な偏光子キャップを示す概略図である。
【図３】一例による、イメージングシステムのブロック図である。
【図４】一例による、組織視覚化の方法のフローチャートである。
【図５】一例による、視覚化システムの光源からのパワー出力を示す概略図である。
【図６Ａ】一例による、白い紙の生の近赤外線（ＮＩＲ）画像を示す概略図である。
【図６Ｂ】一例による、正規化された照度の表面を示す概略図である。
【図６Ｃ】一例による、照明の中心を横切ってサンプリングされた線の正規化された照度を示す概略図である。
【図６Ｄ】一例による、正規化されたコントラスト値の表面プロットを示す概略図である。
【図６Ｅ】一例による、照明の中心を横切ってサンプリングされた線に沿った正規化されたコントラスト値のプロットを示す概略図である。
【図７Ａ】一例による、流れファントムのレーザースペックルコントラストイメージング（ＬＳＣＩ）の概略図である。
【図７Ｂ】一例による、製造されたアクリルの流れファントムの概略図である。
【図７Ｃ】一例による、インビトロのファントム実験セットアップを示す概略図である。
【図８】一例による、マイクロ流体ファントムの計算流体力学（ＣＦＤ）シミュレーション結果を示す概略図である。
【図９】一例による、５ｃｍの範囲での全チャネルの視覚化を示す概略図である。
【図１０】一例による、すべてのチャネルサイズ及び体積流量注入での予想される相対的な流量と比較した相対的な流量を示す概略図である。
【図１１】一例による、正規化された強度の値及び測定された流れのプロファイルを示す概略図である。
【図１２】一例による、ＬＳＣＩ処理された画像を示す概略図である。
【図１３】一例による、正規化された相対的な流れを示す概略図である。
【図１４】一例による、小腸・腸間膜の画像を示す概略図である。
【図１５】一例による、クランプされた腸間膜及びクランプされていない腸間膜の画像を示す概略図である。
【図１６】一例による、様々なブタの臓器の画像を示す概略図である。
【図１７】一例による、コンピュータのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書で使用される「ａ」または「ａｎ」という用語は、１つまたは複数として定義される。本明細書で使用される「複数」という用語は、２つまたは２つより多いものとして定義される。本明細書で使用される「別の」という用語は、少なくとも１つの第２のもの、またはさらにあるものとして定義される。本明細書で使用される「含む」及び／または「有する」という用語は、含む（すなわち、オープンな文言）と定義される。本明細書で使用される「連結された」という用語は、必ずしも直接ではなく、必ずしも機械的にではないが、接続されていると定義される。本明細書で使用される「プログラム」または「コンピュータプログラム」という用語または同様の用語は、コンピュータシステムで実行するために設計された一連の命令として定義される。「プログラム」または「コンピュータプログラム」は、実行可能なアプリケーション、アプレット、サーブレット、ソースコード、オブジェクトコード、共有ライブラリ／動的ロードライブラリ、及び／またはコンピュータシステムで実行するために設計されたその他の一連の命令において、サブルーチン、プログラムモジュール、スクリプト、関数、プロシージャ、オブジェクトメソッド、オブジェクト実装を含み得る。
【００１５】
本文書全体で「１つの実施形態」、「特定の実施形態」、「実施形態」、「実施態様」、「実施例」または同様の用語について言及することは、実施形態に関連して説明されている特定の特徴、構造、または特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、そのような句が現れることは、本明細書全体の様々な場所で出現していても、必ずしもすべてが同じ実施形態のことを示しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、限定されることなく、１つまたは複数の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせることができる。
【００１６】
本明細書で使用される「または」という用語は、包括的または任意の１つまたは任意の組み合わせを意味するものとして解釈されるべきである。したがって、「Ａ、Ｂ、またはＣ」は「次の、Ａ；Ｂ；Ｃ；ＡとＢ；ＡとＣ；ＢとＣ；Ａ、Ｂ、Ｃのいずれか」を意味する。この定義の例外は、要素、機能、ステップ、または動作の組み合わせが何らかの方法で本質的に相互に排他的である場合にのみ生じる。
【００１７】
ここで、同様の参照符号がいくつかの視界を通して同一または対応する部分を示す図面を参照するが、以下の説明は、単一露光ＬＳＣＩ及び腹腔鏡を含むレーザースペックルコントラストイメージング（ＬＳＣＩ）のためのシステム及び関連する方法論に関する。このシステムには、シングルポート共通経路照明システムとカメラセンサシステムが含まれている。言い換えれば、システムは、カメラセンサシステムのカメラによって受信されたイメージングデータと、照明システムの１つまたは複数のレーザーの出力との間の共通経路を有する。システムは、標的領域（すなわち、照明領域）に対応するリアルタイムの情報を生成することができる。標的領域は、組織構造を含む手術の場であり得る。システムを使用して、標的領域に陰影の領域は生成されない。
【００１８】
図１Ａは、一例による、視覚化システム１００を示す概略図である。視覚化システム１００は、腹腔鏡１０２、第１のコネクタ１０４、レンズアダプタ１０６、偏光状態分析器１０８、カメラセンサ１１０、光源１１２、光ファイバー光ガイド１１４、及び偏光状態発生器１１６を含む。腹腔鏡１０２は、約０度から３０度のロムの角度を有する。１つの実施態様では、腹腔鏡１０２は、０度または３０度の角度の付いたスコープであり得る。第１のコネクタ１０４は、腹腔鏡１０２とカメラセンサ１１０とを連結する。偏光状態分析器１０８とレンズアダプタ１０６は、カメラセンサ１１０と腹腔鏡１０２との間に配置される。レンズアダプタ１０６は、焦点調節可能なレンズアダプタであり得る。偏光状態発生器１０８は、腹腔鏡１０２の第１の遠位端に取り付けられ得る。光源１１２は、複数の波長を有する１つまたは複数の光ビームを生成する。光源１１２は、レーザーの光ビームなどのコヒーレント光を有する少なくとも１つの光ビームを生成する。例えば、光源１１２は、広帯域可視光源及び近赤外レーザー源を含む。光源１１２は、光ファイバー光ガイド１１４を介して腹腔鏡１０２に接続されている。光ファイバー光ガイド１１４は、腹腔鏡１０２の照明ポートに連結される。腹腔鏡１０２は、１つまたは複数の光ビームを標的領域に向ける。カメラセンサ１１０は、腹腔鏡１０２を介して標的領域によって反射または散乱された光を取り込むように構成される。１つの実施態様では、腹腔鏡１０２は、単一の照明ポートを含む。図１Ｂ及び１Ｃは、システム１００の側面図を示す。図１Ｄは、システム１００の分解図を示す概略図である。
【００１９】
本明細書に記載のシステムは、最大５ｃｍの作動距離で動作するように構成される。他の実施態様では、システムの作動距離は、２ｃｍから１５ｃｍ、３ｃｍから９ｃｍ、または４ｃｍから８ｃｍの範囲である。作動距離は、４．５ｃｍ、４．６ｃｍ、４．７ｃｍ、４．８ｃｍ、４．９ｃｍ、５．１ｃｍ、５．２ｃｍ、５．３ｃｍ、５．４ｃｍ、または５．５ｃｍに等しくてもよい。腹腔鏡１０２と標的領域との間の空間は、術中の処置や外科用器具のために使用され得る。標的領域の倍率は、作動距離によって制御できる。標的領域からの距離が近いほど、標的領域が拡大され、約２０μｍから３０μｍの範囲の空間分解能で高解像度の血管イメージングが可能になる。
【００２０】
システム１００は、外部に配置されたレーザー源を使用しても、しなくてもよい。
【００２１】
照明システムは、光源１１２を含むレーザー照明システムであり得る。レーザー照明システムは、共通経路を有する異なる波長を有するレーザービームを提供することができる。異なる波長は、近赤外線（ＮＩＲ）、短波長赤外線（短波長赤外線（ＳＷＩＲ））、中波長赤外線、及び長波長赤外線を含む可視スペクトルと赤外線スペクトルを網羅している。複数の波長を使用すると、組織の様々な層（または照明領域の組織構造）のイメージングが可能になる。短波長は組織構造の最上層にのみ浸透し、長波長は組織構造の内部のより深部に浸透する。より短い波長は腫瘍を検出するために使用される。短波長赤外線（ＳＷＩＲ）レーザー光は、組織の奥深くまで浸透し得る。より深く浸透するより長い波長は、組織の表面からより離れて位置する病変または他の構造の脈管構造に対応する情報の生成を可能にする。システム１００は、深さ分解血流測定のために（異なる波長を有する）複数のレーザー光を使用する。したがって、レーザー光ビームの１つまたは複数は、イメージングされる標的に基づいて使用することができる。レーザー光ビームは、光ファイバー光ガイド１１４を介して腹腔鏡１０２の単一の照明ポートに連結される。
【００２２】
図２Ａは、別の例による、腹腔鏡ＬＳＣＩシステム２００を示す概略図である。腹腔鏡ＬＳＣＩシステム２００は、腹腔鏡１０２、光源１１２、調整可能な偏光子キャップ２０２、光ファイバー光ガイド１１４（すなわち、光ファイバーケーブル）、第１のカメラ２０４、第２のカメラ２０６、ハイパスフィルタ２０８、直線偏光子２１０、ビームスプリッタ２１２、及びレンズ２１４を含む。レンズ２１４は、１つまたは複数のレンズ２１４であり得る。腹腔鏡ＬＳＣＩシステムは、Ｚｈｅｎｇらによる「Ｄｕａｌ−ｄｉｓｐｌａｙ  ｌａｐａｒｏｓｃｏｐｉｃ  ｌａｓｅｒ  ｓｐｅｃｋｌｅ  ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｆｏｒ  ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ  ｓｕｒｇｉｃａｌ  ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ」（Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  ｏｐｔｉｃｓ  ｅｘｐｒｅｓｓ，  Ｖｏｌ．  ９，  Ｎｏ．  ２）に記載されている通りであり得、参照によりその全体は本明細書に組み込まれる。
【００２３】
１つの実施態様では、腹腔鏡１０２は、０度で１０ｍｍの腹腔鏡である。例えば、腹腔鏡はＭＧＢ（ドイツ）のＬＡＰＡＬＵＸ望遠鏡であってもよい。腹腔鏡１０２は、ビームスプリッタ２１２を介して第１のカメラ２０４及び第２のカメラ２０６に連結される。ビームスプリッタ２１２は、ＴＨＯＲＬＡＢＳによる型番ＢＳＷ２６Ｒなどの５０／５０ビームスプリッタであり得る。他のビームスプリッタの比率を使用して、各カメラが受け取る光強度を制御することができる。ビームスプリッタ２１２は、腹腔鏡からＣマウントカプラー２１６までを経て、腹腔鏡１０２に取り付けることができる。ビームスプリッタ２１２は、光路を第１のカメラ２０４及び第２のカメラ２０６に分割する。第１のカメラ２０４は、ＲＧＢカメラであり得る。一例では、第１のカメラ２０４の型番は、ＰＯＩＮＴＧＲＥＹ製のＨＤ  Ｃｏｌｏｒ  Ｖｉｓｉｏｎ  ＧＳ３−Ｕ３−４１Ｃ６Ｃ−ＣＦＬＩＲである。第２のカメラ２０６は、近赤外線（ＮＩＲ）カメラであり得る。第２のカメラ２０６の型番は、ＰＯＩＮＴＧＲＥＹ製のＧＳ３−Ｕ３−４１Ｃ６ＮＩＲ−Ｃ  ＦＬＩＲである。第１のカメラ２０４及び第２のカメラ２０６は、標準的な色及びＮＩＲレーザースペックル画像の両方を同時に取り込むことを可能にする。
【００２４】
ハイパスフィルタ２０８は、第２のカメラ２０６（すなわち、ＮＩＲカメラ）の前に配置されて、信号をレーザー源から分離する。ハイパスフィルタ２０８は、米国のＴＨＯＲＬＡＢＳによって製造されたＦＥＬ０８００−φ１ロングパスフィルタなどの８００ｎｍのロングパスフィルタであり得る。第２のカメラ２０６は、１６ビットの色深度で２０４８×２０４８ピクセルの解像度で動作し、選択された露光時間に応じて最大９０の調整可能なフレーム毎秒（ＦＰＳ）範囲を有する。
【００２５】
第１のカメラ２０４（すなわち、ＲＢＧカメラ）は、１６ビットの色深度で２０４８×２０４８ピクセルの解像度で動作し、３０ＦＰＳで取り込むように設定された。２台のカメラは光学プレート（図示せず）に取り付けられており、取り付けレールに沿ってこれをスライドさせることで、手動で焦点を合わせることができる。一例では、光学プレートは、コンピュータを介して制御することができる。
【００２６】
交差偏光子対を使用して、第２のカメラ２０６への鏡面反射を低減することができる。例えば、直線偏光子２１０（米国、ＴＨＯＲＬＡＢＳによる型番ＬＰＮＩＲＥ１００−Ｂなど）が、ロングパスフィルタ２０８の前に配置される。第２の直線偏光子２２０は、調整可能な偏光子キャップ２０２に含まれ得る。
【００２７】
調整可能な偏光子キャップ２０２が図２Ｄに示されている。調整可能な偏光子キャップ２０２は、第２の直線偏光子２２０、キャップ（例えば、アルミニウムキャップ）２２２、及びねじ２１８を含み得る。第２の直線偏光子２２０は、米国のＥＤＭＵＮＤ  ＯＰＴＩＣＳによる型番３３０８２を有するワイヤグリッド偏光フィルムから作製され得る。第２の直線偏光子２２０は、ワイヤグリッド偏光フィルムからドーナツ形状にレーザー切断され、腹腔鏡の照明繊維のみを覆い、レンズ管は覆わない（例えば、オーストリアのＴＲＯＰＴＥＣによるレーザーモデルＥｐｉｌｏｇ  Ｍｉｎｉ  ４０Ｗを使用する）ようにし得る。調整可能な偏光子キャップ２０２は、鏡面反射が最小化されるまで回転される。調整可能な偏光子カップは、コンピュータを介して制御することができる。
【００２８】
光源１１２は、可視スペクトル（４００〜７００ｎｍ）の高出力クワッドＬＥＤ及び米国ＩＮＴＨＥＳＭＡＲＴ社のＭｏｄｅｌ−Ｌ  ＬＳＵなどの、共通の光路を共有するコリメートされていない近赤外レーザー（８１０ｎｍ）を含むパワーの調整が可能な二重光源である。光源１１２は、ＦＤＡで認可されたものにし得る。例示的な光源が図２Ｃに示されている。光源１１２は、光ファイバー光ガイド１１４を介して腹腔鏡１０２の照明ポートに連結されている。
【００２９】
光パワーは、所定の段階（例えば、１％、５％、１０％、１５％、または２０％）でパワーの０〜１００％から調整することができる。一例では、腹腔鏡１０２の先端から１ｃｍで測定されたレーザー出力は、４０ｍＷ以下に設定され、これは、光源１１２の出力の３０％の最大出力設定に対応する。一例では、カメラの露光時間は、受信信号を調整するために８〜２５ミリ秒の範囲に設定される。各レーザー源設定に対する腹腔鏡先端からのスポットパワー出力が図５に示されている。
【００３０】
システムの視野（ＦｏＶ）及び解像度は、ＴＨＯＲＬＡＢＳ（米国）のモデルＲ３Ｌ３Ｓ１Ｐなどの解像度の標的及び１ｃｍの正方形の方眼紙を使用して測定される。５、２、及び１ｃｍの距離のＦｏＶは、それぞれ約７ｃｍ、３．５ｃｍ、及び２ｃｍであり、解像度はそれぞれ１２５μｍ、７０μｍ、及び２８μｍであった。
【００３１】
視覚化システムは、照明領域を均一にするための１つまたは複数の光学要素をさらに含み得る。
【００３２】
図３は、イメージングシステム３００のブロック図である。イメージングシステム３００は、視覚化システム１００、中央処理装置３０４（ＣＰＵ）、及びグラフィックス処理装置３０８（ＧＰＵ）を含む。ＣＰＵ３０４及びＧＰＵ３０８は、１つまたは複数のコンピュータに統合することができる。視覚化システム１００は、標的組織３０２からデータを収集する。視覚化システム１００は、１つまたは複数の近赤外線カメラ、１つまたは複数のカラーカメラ、及び１つまたは複数の偏光カメラを含む。ＣＰＵ３０４は、視覚化システム１００からデータを受信して処理する。例えば、ＣＰＵ３０４は、ＮＩＲカメラから生のスペックルデータ３１０を受信する。ＣＰＵ３０４は、１つまたは複数のカラーカメラからデータを受信し、カラー画像モジュール３１２を生成する。蛍光画像は、１つまたは複数の近赤外線カメラから生成することができる。偏光測定データは、１つまたは複数の偏光測定カメラから受信することができる。ＧＰＵ３０８は、スペックルテクスチャモジュール３１８、空間コントラストカーネルモジュール３２０、及びヒートマップモジュール３２２を含み得る。生のスペックルデータ３１０は、スペックルテクスチャモジュール３１８で処理される。ヒートマップモジュール３２２は、本明細書で後述するように、時間的ブレンドモジュール３１６において処理されるヒートマップスタックに出力する。カラー画像モジュール３１２及び時間的ブレンドモジュール３１６からの出力は、ディスプレイ３０６を介して出力される。空間コントラストカーネルは、５×５または７×７のスライディングウィンドウを有し得る。
【００３３】
ディスプレイ３０６は、イメージングされる標的領域（例えば、手術場所）と同じ部屋に、または遠隔の外科的処置を可能にする標的領域から離れた場所に配置することができる。
【００３４】
本明細書に記載のモジュールは、ソフトウェア及び／またはハードウェアのモジュールのいずれかとして実装することができ、任意のタイプのコンピュータ可読媒体または他のコンピュータ記憶装置に格納することができる。例えば、本明細書で説明されるモジュールのそれぞれは、プログラム可能な回路（例えば、マイクロプロセッサベースの回路）、または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣＳ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡＳ）などの専用回路で実装され得る。一実施形態では、中央処理装置（ＣＰＵ）は、本明細書で説明されるモジュールのそれぞれに起因する機能を実行するためにソフトウェアを実行することができる。ＣＰＵは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｃ、またはアセンブリなどのプログラミング言語で記述されたソフトウェア命令を実行する場合がある。モジュール内の１つまたは複数のソフトウェア命令は、消去可能なプログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）などのファームウェアに埋め込まれている場合がある。
【００３５】
いくつかの実施態様では、モジュールのそれぞれに関連するプロセスは、サーバーまたは他のコンピューティングリソースの１つまたは複数のプロセッサによって実行され得て、クラウドコンピューティングリソースを含むことができる。
【００３６】
プロセッサは、１つまたは複数のカメラ（例えば、カメラ１１０）に含まれ得る。
【００３７】
画像化されたスペックルは、ＧＰＵ３０８において、あるローリングピクセルウィンドウ全体に式１を適用することによってスペックルコントラストのマップに変換される。
【数１】
2021529053.tif 000003
式中、Ｋはスペックルコントラスト、σはウィンドウ全体の強度の標準偏差、＜Ｉ＞はウィンドウ全体の平均強度である。ピクセルウィンドウは、当業者によって理解されるように、純粋に空間的（単一の画像からのピクセルの正方形領域）、時間的（時間内の複数のフレームにわたる同じピクセル）、または２つの組み合わせ、時空間的（複数のフレームにわたるピクセルの正方形領域）にすることができる。
【００３８】
レーザースペックルコントラストは、血流速度ｖに直接比例せず、代わりに、典型的には、流れに反比例すると仮定される相関時間τｃに変換される：
【数２】
2021529053.tif 000004
【００３９】
スペックルコントラストは、式（３）を介してτｃに関連付けられる：
【数３】
2021529053.tif 000005
式中、Ｋはスペックルコントラスト、τｃは相関時間、Ｔはシャッター速度、βは偏光と、検出器及びスペックルサイズの違いとを説明する補正係数である。理論的には、τｃは絶対血流量に定量的に関連付けることができる。ただし、式２及び式３の形成では、多くの単純化された仮定がなされる。したがって、実際の適用では、絶対血流量の判定が難しく、ＬＳＣＩの適用を相対的な比較に制限する。したがって、１つの実施態様では、定数βは無視することができる。
【００４０】
１つの実施態様では、本明細書に記載のイメージングシステム３００は、処理のために７×７の空間ウィンドウを利用する。動き、組織からの散乱、反射、及び血管の深さのため、正確な相対的な比較はインビボでは実行不可能であり、τｃは判定されない。３×３×１０は、本明細書で後述するように、空間分解能を高めるためのファントム研究時空間ウィンドウに利用される。τｃは、流れを判定するための本明細書に記載のシステムの能力をよりよく特徴付けるために判定される。
【００４１】
積分時間Ｔが相関時間τｃ（τｃ／Ｔ＞１００）よりもはるかに長い場合、二乗コントラストの逆数は、流速に比例するように近似することができる。
【数４】
2021529053.tif 000006
【００４２】
τｃのインビボ値は、通常、この近似を使用するための許容範囲内で、１００から４００の間にある。
【００４３】
本明細書に記載のシステムは、スペックルコントラストを速度の何らかの尺度に関連付けるために式（４）を実装する。スペックルコントラスト値を生成するために２つの異なるカーネルが使用される。リアルタイムのインビボ測定では、７×７の空間ウィンドウが実装されている。７×７の空間ウィンドウは、空間分解能と推定スペックルコントラストの精度の間の優れた媒体として広く採用されている。さらに、本明細書で説明するリアルタイムシステムは、使用者定義の数の流れのマップを時間的にブレンドして、信号対雑音比を増加させるように構成される。
【００４４】
血流速度、血管の直径、血管の血流、組織内の血管の深さ、血管の長さ、血管のねじれ、血管のタイプは、当業者が理解するように、スペックルコントラストから判定され得る。例えば、血管の深さは、複数の異なる波長でＬＳＣＩを使用して取得することができる。血管は、他の波長で取得された他のＬＳＣＩ画像と比較して、各波長で取得されたＬＳＣＩ画像に基づいて分解される。例えば、第１のＬＳＣＩ画像は、ＮＩＲの第１の波長を有する第１の光レーザービームを使用して取得される。第２のＬＳＣＩ画像は、ＳＷＩＲにおいて第２の波長を有する第２の光レーザービームを使用して取得される。次に、組織内の血管の深さが、第１のＬＳＣＩ画像及び第２のＬＳＣＩ画像に基づいて判定される。本明細書で前述したように、第１及び第２のレーザービームの両方が、単一の照明ポートを介して腹腔鏡を通って伝播する。
【００４５】
本明細書に記載のインビトロの測定では、空間分解能を高めるための３×３×１０の時空間ウィンドウが使用される。呼吸と心臓の脈動に次ぐ臓器が存在するため、インビボとインビトロの異なる計算方法が実装されている。これはまた、腹腔鏡１０２の動きを伴う手術中に遭遇する動きを説明する。固定された時空間カーネルを使用すると、フレーム間の動きが大きい場合、動きのアーチファクトが生じる可能性がある。本明細書で説明するように空間ウィンドウをブレンドすることにより、使用者は適切なフレーム数を調整することができる（信号の増加に対する多数のフレーム数、短い待ち時間に対するブレンドの皆無）。空間ウィンドウのサイズは７×７に設定され、使用者がいずれのフレームをもブレンドしないことを選択した場合でも適切なサンプリングを保証するようにする。インビトロでは、空間分解能を高めるための時空間カーネルが、本明細書で前述したように、動きがないことに起因して選択される。
【００４６】
ほとんどのＬＳＣＩシステムは、ＣＰＵ３０４での連続的な高解像度の画像処理に必要な計算時間に起因して、後処理された画像を表示する。しかし、臨床的な適切さのために、ＬＳＣＩ処理及び視覚化はリアルタイムで実行されなければならない。各スペックルコントラスト計算の独立性により、問題をＧＰＵ３０８に並列化することができ、処理速度が大幅に向上する。
【００４７】
ＮＩＲカメラから取得された各高解像度（２０４８×２０４８ピクセル）の画像は、正規化された３２ビット浮動小数点アレイとしてＧＰＵ３０８のテクスチャメモリに転送される。画像全体のスペックルコントラストは、空間コントラストカーネルモジュール３２０のスライディング空間ウィンドウ（例えば、７×７または５×５ピクセルの）を使用して計算される。結果として生じるスペックルコントラストアレイは、ヒートマップモジュール３２２のＲＢＧＡチャネルを表す３２ビットパックの整数として正規化され、ヒートマップされる。次に、ヒートマップはデバイスからホストマシンにコピーされ、最新の計算されたヒートマップ（ヒートマップスタック３１４など）を最大３０保持できる動的バッファに格納される。格納されたヒートマップは、ＳＮＲを増加させるためにアルファチャネルの均等に重み付けされた時間的ブレンドのために時間的ブレンドモジュール３１６によって使用される。
【００４８】
最終画像は、ユーザインターフェース（例えば、ＯｐｅｎＧＬフロントエンドＧＵＩ、ＳＴＡＲＣＯＮＴＲＯＬなどのグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ））を介して使用者に表示され得る。使用者は、カラーマップアルファ、カラーマップガンマ、カメラの露出時間、カメラのＦＰＳなどの調整可能なパラメータを制御できる。調整可能なパラメータは、ＧＵＩを介して制御できる。１つの実施態様では、コンピュータは、Ｉｎｔｅｌ  Ｃｏｒｅｉ７−４７７０Ｋ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、１６ＧＢのＲＡＭ、及びＮｖｉｄｉａ  ＧｅＦｏｒｃｅ  ＧＴＸ  １０６０Ｔｉ  ６ＧＢグラフィックスカードを搭載している場合がある。この仕様では、システムは８９ＦＰＳで、カメラによって制限され、フレームあたり１１．１３ミリ秒の処理時間で動作できる。ＧＰＵの実装は、画像あたり７４８ミリ秒の処理時間のＣＰＵのみのアプローチよりも約６７．２倍高速で実行された。
【００４９】
１つの実施態様では、調整可能なパラメータは、人工知能の技術を使用して学習することができる。調整可能なパラメータはまた、視野及びカメラの焦点を含み得る。
【００５０】
図４は、一例による、本明細書に記載のシステムの処理フローチャート４００を示す概略図である。
【００５１】
ステップ４０２において、視覚化装置が準備される。視覚化装置は、腹腔鏡、腹腔鏡に動作可能に連結されたカメラ、及び本明細書で前述したように腹腔鏡の照明ポートに動作可能に連結された光源を含む。光源は、標的領域を照明するために、事前設定された周波数で１つまたは複数の光ビームを出力するように構成されている。
【００５２】
ステップ４０４で、腹腔鏡は、１つまたは複数の光ビームを標的領域に向けて出力する。１つまたは複数の光ビームは、腹腔鏡の単一の照明ポートを介して、異なる周波数（波長）を有する１つまたは複数のレーザービームを含み得る。
【００５３】
ステップ４０６で、画像データは、腹腔鏡に連結されたカメラを介して取り込まれる。
【００５４】
１つの実施態様では、画像データが取り込まれるときに、視野、倍率、及びビューの空間分解能のうちの１つまたは複数が調整される。作動距離は、腹腔鏡１０２の長手方向軸におけるスペックルパターンの変化を判定するために変化し得る。さらに、処理回路は、判定されたスペックルパターンの変化に基づいて、動作中にオートフォーカスし得る。
【００５５】
１つの実施態様では、この方法は、反射アーチファクトを除去するために交差偏光子を調整することを含む。
【００５６】
ステップ４０８で、腹腔鏡からの画像データは、本明細書で前述したように処理される。例えば、計算補償技術が、照明領域にさえ実装され得る。さらに、画像レジストレーション技術を実装して、大規模な動き及び手持ち式ツールの動きを補償することができる。
【００５７】
一例では、画像データは、可動で変形可能な組織の正確で精密な組織情報を生成するためにリアルタイムで処理される。したがって、正確で精密な組織情報は、リアルタイムの意思決定支援に使用できる。組織情報は、システム１００のディスプレイを介してリアルタイムで表示される。使用者は、表示された組織情報に基づいて、レーザービームの波長を調整（または選択）することができる。例えば、使用者は、ＳＷＩＲスペクトルの波長を有するレーザービームをアクティブにして、深部組織に関連する情報を生成することができる。深さ分解血流測定はまた、リアルタイムで判定及び表示され得る。レーザービームは、ユーザインターフェースを介して制御することができる。
【００５８】
さらに、血管系、組織灌流、及び他の重要な粒子構造（例えば、リンパ節、腫瘍組織など）の手術の場は、処理回路によってリアルタイムで自動的に生成される。手術の場は、ディスプレイ３０６を介してリアルタイムで表示される。さらに、手術の場は、後で再生するために保存（記録）され得る。
【００５９】
一例では、偏光のレーザーの光ビームが使用される場合（すなわち、光源が偏光のパターンを有する場合）、または１つまたは複数の偏光子がシステムに含まれる場合、手術の場の血流／組織灌流マップを生成及び表示することができる。使用者は、１つまたは複数の光ビームの波長を制御して、異なる組織ゾーンの相対的な灌流を比較することができる。
【００６０】
フローチャートは、機能的論理ブロックを実行する特定の順序を示しているが、ブロックブロックを実行する順序は、当業者によって理解されるように、示される順序に対して変更され得る。また、連続して表示される２つ以上のブロックは、同時に実行することも、部分的に同時に実行することもできる。
【００６１】
図６Ａ〜６Ｅは、一例による、５ｃｍの距離での腹腔鏡システムの照明分布を示している。腹腔鏡１０２は、５ｃｍの距離で平らな紙の表面に垂直に向けられた。図６Ａに示されるように、照明の中心６０４は、実際の腹腔鏡軸６０２からオフセットされている。さらに、照明は均一ではなく、中央領域に大きく偏っている。強度に対するピクセル座標の表面プロットが図６Ｂに示され、また、強度の中心を通る水平線（図６Ａでは「サンプリング線」と表示されている）を横切ってサンプリングされた強度のプロファイルが、図６Ｃに示されている。強度は照明の中心から約５００ピクセルで５０％以上低下し、照明が非常に不均一であることを示している。
【００６２】
この集中した照明がスペックルコントラストに及ぼす可能性のある効果を判定するために、スペックルコントラストを、７×７空間ウィンドウを使用して式（１）に従って計算した。得られたコントラストの表面プロットが図６Ｄに示され、「サンプリング線」にわたってサンプリングされたコントラストのプロファイルが図６Ｅに示されている。表面が平らで、動かず、一貫した材料である場合、ピクセル位置に関してスペックルコントラストの均一な分布が期待される。しかし、スペックルコントラストは平均光強度によってバイアスされ、結果に影響を与える可能性がある。
【００６３】
本明細書に記載のシステムの能力を説明するために、例示的な結果が提示される。
【００６４】
微細な血管を分解し、インビボのものと同様の値で相対的な流量をイメージングする本明細書に記載のシステムの能力を特徴づけるために、マイクロ流体ファントムが設計及び製造された。
【００６５】
図７Ａは、一例による、マイクロ流体ファントム７００の概略図である。マイクロ流体ファントムは、幅０．２〜１．８ｍｍの範囲の長方形のチャネル７０２を含む。マイクロ流体ファントム７００はまた、入口ポート７０４及び出口ポート７０６を含む。一例では、チャネルの幅は、０．２ｍｍのステップで変化する。チャネルの幅は、手術中に一般的に遭遇する血管の直径の範囲に近似するように選択される。
【００６６】
ファントムは、市販のレーザー彫刻機（ＴＲＯＴＡＣ、ＥｐｉｌｏｇＭｉｎｉ、４０ｗなど）を使用してレーザー加工された鋳造アクリルシートから構成される。チャネルは、１／１６インチの厚い層のスルーカットを使用して作成され、チャネルの幅は、本明細書で前述したように、０．２ｍｍの増分で０．２から１．８ｍｍの範囲であった。ファントムを密閉するために、チャネルは１／１６インチの厚いアクリルのカバー及び３／１６インチの厚いアクリルベースの間に挟まれている。次に、アクリル層のスタックを２枚のアルミニウムプレートの間に固定し、アセンブリ全体をホットプレートに置き、１５０℃で１時間加熱して、アクリルをファントムに接着して密封する。その後、アセンブリを室温まで冷却し、次いでクランプを外してファントムを取り外した。最後に、チューブ用の穴を開け、ファントムをポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）チューブを介して、シリンジポンプ（例えば、米国ＨＡＲＶＡＲＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳのＰｕｍｐ  １１  Ｅｌｉｔｅ  Ｉｎｆｕｓｉｏｎ／Ｗｉｔｈｄｒａｗａｌ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｓｉｎｇｌｅ  Ｓｙｒｉｎｇｅ）に連結した。作製したファントムを図７Ｂに示す。
【００６７】
マイクロ流体ファントム７００に、脂質内３０％の４．５％ｖ／ｖの希釈液、及び水を注入した。これは、８１０ｎｍでの全血の散乱特性にほぼ近似している。
【００６８】
計算流体力学（ＣＦＤ）は、各チャネルにおける対応する流速を判定するために、ＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ  Ｆｌｏｗ  Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ（登録商標）などの計算ツールを使用してファントムに対して実行され得る。流体は水と近似され、チャネルの粗さは０．５μｍと推定される。
【００６９】
各チャネルについて、流速は、チャネルの厚さの１／４の深さ、上面から約０．４ｍｍ下で、各チャネルの幅及び長さを中心として、単一の点からサンプリングされた。結果として得られる中心点の流速は、チャネルの断面積に応じて０から５２．５５ｍｍ／ｓの範囲であった。これは、インビボの血液速度の実際的な範囲を反映している。次に、シリンジポンプを、インビトロの実験と同じ容量速度（例えば、０、０．２、０．４、０．６、０．８、及び１．０ｍＬ／ｍｉｎ）で注入するように設定した。対応する平均流速は、チャネルの断面積に応じて１．１７から５２．４９ｍｍ／ｓの範囲であり、これはインビボの血液速度の実際的な範囲を反映している。
【００７０】
イメージングのために、腹腔鏡の先端は、台に取り付けられた位置決めアーム（例えば、Ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ  Ｈｏｌｄｅｒ  ＦＡＴ  ＭＡ６１００３、ＮＯＧＡ、イスラエル）を使用して、５ｃｍの距離でファントムの表面に垂直に固定される。これは、低侵襲手術（ＭＩＳ）中に組織から１０ｍｍの腹腔鏡が保持される一般的な作動距離を表す。１つの実施態様では、ＮＩＲカメラの露光時間は８ミリ秒に設定され、画像は３×３×１０の時空間カーネルを使用して処理される。実験装置を図７Ｃに示す。
【００７１】
すべての処置は、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌ  Ａｎｉｍａｌ  Ｃａｒｅ  ａｎｄ  Ｕｓｅ  ＣｏｍｍｉｔｔｅｅのＣｈｉｌｄｒｅｎ’ｓ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｈｅａｌｔｈ  Ｓｙｓｔｅｍの承認下で動物研究施設で実施された（プロトコル第３０５９７号）。
【００７２】
Ｃｈａｒｌｅｓ  Ｒｉｖｅｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ（ウィルミントン、米国マサチューセッツ州）から得た４匹の雌の２５０〜３００ｇのスプラーグドーリーラットを使用した。麻酔は３％イソフルランを使用して誘発され、２ｍｇ／ｋｇのキシラキシンと７５ｍｇ／ｋｇのケタミンの筋肉内注射を使用して維持された。ラットを仰臥位に据え、正中線開腹術を行って腹部臓器を露出させた。ラットの臓器の大きさが小さいため、腹腔鏡は、イメージングする視野内の臓器をより適切に取り込んで画像の解像度を向上するために、先端から関心領域（ＲＯＩ）まで１．５〜３ｃｍの距離でラットの上方で支えられた。
【００７３】
腸虚血は、腸を横切って配置される２つのクランプで動脈アーケードを閉塞して小腸のセグメントをクランプすることによって創出され、その一方で第３のクランプは、フィードする腸間膜血管に配置された。腸間膜クランプのみを固定し、実験中に取り外して、腸の部分を閉塞及び再灌流した。閉塞期間は３０秒のウィンドウに制限され、回復のための追加のクランプの間は少なくとも６０秒だった。
【００７４】
リアルタイムのＬＳＣＩ結果は、実験中に記録された。イメージングは、１０〜２５ミリ秒の間の露光時間で、偏光子（すなわち、直線偏光子２１０及び調整可能な偏光子キャップ２０２）がある場合とない場合の両方で実行された。実験終了後、すべての動物を適切に安楽死させた。
【００７５】
ブタ研究プロトコル（ｎ＝２）
すべての処置は、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌ  Ａｎｉｍａｌ  Ｃａｒｅ  ａｎｄ  Ｕｓｅ  ＣｏｍｍｉｔｔｅｅのＣｈｉｌｄｒｅｎ’ｓ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｈｅａｌｔｈ  Ｓｙｓｔｅｍ（プロトコル第３０５９１号）の承認下で動物研究施設で実施された。
【００７６】
ＭＩＳ経験とよりよく相関させるために、ブタの腹腔鏡手術が実施された。Ａｒｃｈｅｒ  Ｆａｒｍｓ（Ｄａｒｌｉｎｇ、米国メリーランド州）の２５〜３０ｋｇの雌のヨークシャー豚２頭を実験に使用した。キシラジンとケタミンの筋肉内注射を使用してブタを鎮静させ、２．５％イソフルランを使用して麻酔を維持した。カメラポートとして１２ｍｍのトロカールを臍に配置した。腹部にＣＯ２を８ｍｍＨｇで吹き込んだ。腹腔鏡ＬＳＣＩを使用して、腸、腹壁、胆嚢など、１０〜２５ミリ秒の露光時間での様々な構造の灌流をイメージングした。偏光子が取り付けられた状態でトロカールに腹腔鏡を挿入するのが困難であり、腹部の偏光子に霧が形成されたため、ブタの研究では偏光子は使用されなかった。
【００７７】
結果
本明細書に記載のシステムは、５ｃｍの作動距離及び８ｍｓの曝露時間で、インビボで見出されるものを模倣する流体流量及び血管サイズを区別することができる。マイクロ流体ファントム７００は、本明細書で前述したように、典型的な遭遇した血管の直径を反映して、幅が０．２〜１．８ｍｍの範囲のチャネルを含む。マイクロ流体ファントム７００は０〜１．０ｍＬ／ｍｉｎの６つの体積流量で駆動され、これは、１．１７〜５２．４９ｍｍ／ｓの流速に対応し、インビボの血流の予想範囲を網羅する。
【００７８】
各チャネルにおける予想される流速を判定するために、ＣＦＤシミュレーションが実行された。流速は、各チャネルの単一ポイントをサンプリングすることによって計算された。諸ポイントを中心にして、チャネルの高さの１／４、約０．４ｍｍの深さにおいて、各チャネルの幅と長さを定めた。０．２ｍＬ／ｍｉｎの体積注入の結果を図８に示す。結果として得られるすべてのチャネルにわたる流速と体積流量は、０〜５２．５５ｍｍ／ｓの範囲を網羅している。これは、インビボの血流の予想範囲に近似している。各条件下での流速の詳細な列挙を表１に示す。
【表１】
2021529053.tif 000007
【００７９】
腹腔鏡１０２は、５ｃｍの距離で表面に垂直に固定された。取り込まれた各画像は、スペックルコントラストを計算するために３×３×１０の時空間ウィンドウを使用して処理された。続いて、任意の単位（本明細書ではレーザースペックル灌流単位と呼ばれる）での流速が、式４に記載されている二乗スペックルコントラストの逆数を使用して計算された。
【００８０】
０．２ｍＬ／ｍｉｎの最小の非ゼロ流量について、すべてのチャネルが視覚化される。１．８ｍｍのチャネルは、腹腔鏡の照明範囲の端にあり、透明度が著しく低下する。０．２ｍｌ／ｍｉｎで５ｃｍの範囲でのすべてのチャネルの視覚化を図９に示す。
【００８１】
１つの実施態様では、式２及び式３で説明されている関係を使用してτｃを判定するためのルックアップテーブルを使用することができる。ルックアップテーブルは、コンピュータのメモリ及び／またはクラウドベースのデータベースに格納され得る。
【００８２】
次に、レーザースペックル灌流単位での流れを、チャネル内の中心にある長方形の領域から計算した。測定された流量は正規化され、ＣＦＤで計算された流速に基づいて、予想される相対的な流量と比較された。これは、５つの非ゼロの体積流量注入のそれぞれについて繰り返され、図１０に示されている。測定された流れのプロファイルが図１１に示されている。
【００８３】
図１０及び図１１は、チャネルの相対的な流量が、ＣＦＤによって計算された予想される傾向に沿っていないことを示している。これは、本明細書に記載されているシステムの制限であり、コントラスト値は、腹腔鏡からの光の分布によって大きく偏る。本明細書で前述したように、静止した均一な白い紙片全体のコントラストは、腹腔鏡１０２からの配光によってバイアスされる（図６Ａ〜６Ｅ）。
【００８４】
このポイントは、１．６及び１．８ｍｍチャネルによって最もよく示され、バックグラウンドノイズと区別することがより困難である。これは、図９を生成するために使用されるレーザースペックル灌流値のアレイを横切ってｘ方向に５×５のガウス微分カーネルを渡すことによって定量化される。これにより、垂直縁部が検出され、結果として得られるエッジ信号は正規化され、図１１において、０．２ｍＬ／ｍｉｎの体積注入データに示される。図１１に示されるように、１．８ｍｍチャネルには明確な縁部がなく、１．６ｍｍチャネルには明確な右側縁部がない。図６Ｃ〜図９に関し、１．６及び１．８ｍｍのチャネルは、照度が５０％以上低下した照明の中心から５００ピクセルより離れて配置されている。さらに、小さいチャネルの流体は大きいチャネルの流体よりも高速であるはずのため、信号が明るくなるが、スペックル計算が腹腔鏡からの照明に依存していると、流れが視覚的に誤って表示される。１．２ｍｍのチャネルは、比較的大きいにもかかわらず、最も速い流れを伴うように見える。このシステムは、腹腔鏡光ガイドが低開口数であることと、レーザーから媒体までの距離が比較的短いことによって制限される。これらの両方により、光は小さな照明領域の中心に高度に集中する。
【００８５】
同じ場所が時間内に複数のフレームにわたって比較される場合、適切な相対的な流量が示される。６つの流量の範囲で各チャネルを個別に調べると、照度によって制限される１．６ｍｍ及び１．８ｍｍのチャネルを除くすべてのチャネルの流量が増加していることが定性的かつ視覚的に示される。０．２、０．６、及び１．０ｍＬチャネルの処理された画像が図１２に表示されている。一部の画像に存在する顆粒は、おそらく腹腔鏡からの振動によるものである。
【００８６】
チャネルの中心にあるピクセルの正方形の領域が選択されている。選択した領域のレーザースペックル灌流の平均が計算される。０ｍＬ／ｍｉｎでは、レーザースペックル灌流単位（１／Ｋ２）の測定値は、固体バックグラウンドの測定値よりも大きいため、流れがない場合でもチャネルは依然表示される（図１２に示すように）。これは、固体のバックグラウンドと比較して、チャネル内の流体がまだブラウン運動からわずかに動いているためである。各チャネルの相対的な流量を適切に比較するために、計算された速度はゼロのオフセットだけシフトされてから正規化している。０ｍＬ／ｍｉｎと０．２ｍＬ／ｍｉｎの注入流量の間には飛躍があるが、ゼロ以外の流量の場合、各チャネルで計算された相対的な流量は、実際の流量に比例して増加するように見える（図１３に示すように）。理想的な関係からの逸脱は、単一の露光のＬＳＣＩの性質から説明できる。これは、流れの相対的な変化が小さい場合は線形のままであるが、静的散乱からの干渉により、流量の変化が大きい場合は、線形性が低下する。
【００８７】
ラットの腸の虚血
様々なラットの器官のイメージングは、本明細書に記載のシステムが、カラー画像、ＬＳＣＩ処理画像、及び拡大された外科的視野のオーバーレイ画像をリアルタイムで取得できることを実証している。本明細書に記載のシステムを使用して取り込まれたＬＳＣＩ画像は、血管構造を明確に強調している。偏光制御の有効性も示されている。図１４は、偏光制御なしの小腸及び腸間膜のＬＳＣＩ処理された画像を示している。偏光制御された同じ領域の画像と比較して、偏光されていないＬＳＣＩ画像は、図１４で丸で囲まれた多くの陰影スポットを有する。これは最終的な視覚化から省略された飽和状態のピクセルの結果である。
【００８８】
本明細書に記載のシステムは、組織の色の初期の変化が完全に進展する前に、正常組織と虚血組織とを区別する。この実験では、小腸の一部の流れを止めるためのクランプが使用される（図１５に示すように）。画像は、腸間膜血管をクランプする前、クランプしてから５秒後、及びクランプを止めてから５秒後に取得された。純粋なカラー画像を見る場合、クランプされた組織とクランプされていない組織の間に視覚的な違いはない。しかし、ＬＳＣＩで処理された画像は、流れの明らかな違いを示している。図１５に示されるレーザースペックルオーバーレイ画像１５０２で強調表示された血管は、画像１５０４では、閉塞中に強調表示されなくなり、血管の外側の青い色相の大幅な減少は、閉塞した組織全体の灌流の広範囲にわたる減少を示している。クランプ前、クランプ後、及びクランプ中に対応するカラー画像を比較する場合、閉塞が発生しているかどうかを視覚的に示すものはない（画像１５０６、画像１５０８、及び画像１５１０）。クランプを止めた後、画像１５１２は血管が再び現れることを示している。
【００８９】
ブタの低侵襲手術
本明細書で前述したブタの研究は、本明細書で説明したシステムが低侵襲の設定で機能することを示している。様々な器官のＬＳＣＩイメージングは、図１６に示されるように、灌流データがリアルタイムで表示される標準的な腹腔鏡を通して達成可能であった。腸のとある領域が監視されている。縁部に沿った大きな血管及び小さな血管系の分岐を明確に示している（図１６の画像１６０２）。胆嚢の裏側が検査され、血管とその分枝が特定されている（図１６の画像１６０４）。
【００９０】
ブタの腸間膜は、図１６の画像１６０６に示されている。画像１６０６の注目すべき点は、小さな血管と大きな血管の両方の視覚化である。通常、小さな血管は大きな血管よりも流れが遅く、画像１６０６に示されている。小さな血管は大きな血管よりも信号が低くなっている。インビボでの距離の判断が難しいため、腹腔鏡を組織から５ｃｍ以上離して保持し、光をさらに拡大させた可能性がある。これは、本明細書に記載のシステムが、より大きな血管のサイズ及び環境条件を得られた場合に、インビトロで観察された５ｃｍを超えて作動できることを示し得る。さらに、心臓の脈動中に流量が増加したことが観察され、これは、本明細書で前述した照明バイアスにもかかわらず、経時的な同じ位置での相対的な流量を監視できることを示している。
【００９１】
本明細書に記載の研究は、本明細書に記載の腹腔鏡レーザースペックルシステムが、マイクロ流体ファントム７００を使用して経時的な相対的な流量をイメージングできることを示す。インビボの実験は、本明細書に記載のシステムが、血管を強調し（すなわち、血管の識別）、身体組織の変化が発生する前の灌流レベルの変化を判定できること、及びＭＩＳ設定で使用できることを示している。交差偏光子対を使用することは、組織からの鏡面反射を低減するのに効果的であり、よりスムーズな結果が得られる。
【００９２】
本明細書に記載のラットの研究において、反射は、偏光のない取得時に陰影を出現させるが、偏光された画像は、反射による収差がない。偏光によりスペックルコントラストが低下し、結果の画像の質が低下する場合がある。さらに、偏光子材料からの散乱と表面の欠陥により、スペックルの質がさらに低下する可能性がある。
【００９３】
大型動物のＭＩＳでは、呼吸及び脈動によって引き起こされる、腹腔鏡と比較して増加した器官の動きからのアーチファクトのために、ＬＳＣＩの適用がより困難になる。さらに、手持ち式ツールとしての腹腔鏡の設計により、使用者の動きや振動に対してより脆弱になる。１つの実施態様では、腹腔鏡１０２は、固定ホルダーにて保持することができる。画像レジストレーションはかなりの動きを補正できることが証明されており、将来の研究では、この手法を処理アルゴリズムに適用するはずである。
【００９４】
腹腔鏡の先端は小さいだけでなく、光ファイバーに囲まれたカメラへの中央レンズスタックを含む。腹腔鏡の前面に取り付けられた任意のレンズは、カメラの光路に干渉しないように特別な形状でなければならない。例えば、腹腔鏡の先端に取り付けられた、より均一に照射され拡大された視野を生成することができる非球面レンズアレイを使用することができる。
【００９５】
１つの実施態様では、追加のレンズの欠点及び設計上の課題を最小化／回避するために使用され得る照明関連アーチファクトの、計算による補償のための方法がある。
【００９６】
前述の説明の特徴を含むシステムは、使用者に多くの利点を提供する。本明細書に記載のシステム及び方法論は、臓器灌流のための他の臨床的に利用可能な技術に勝る有望な利点を保持している。例えば、蛍光血管造影法は、通常、領域内の灌流の存在のバイナリ表示のみを提示する。本明細書に記載のシステムは、時間的に比較することができる相対的な流速の視覚化を提供することができる。血管造影中の蛍光シグナルのピークまでの時間は灌流レベルに関連している可能性があるが、適切な計算には長いイメージングウィンドウが必要である。本明細書に記載のシステムは、ラベルフリーであり、時間的に制限されていない。ＬＳＣＩで処理された画像は、いつでもどの期間でも、オンとオフを切り替えることができる。これは、システムが、変化を検出するために経時的に領域を迅速かつ継続的にイメージングする高い柔軟性と機能を提供することを意味する。
【００９７】
１つの実施態様では、多重露光ＬＳＣＩを使用することができる。多重露光はシステムの線形性を改善し、リアルタイムで実証されており、静的散乱のある環境での相対的な流れの測定を成す。
【００９８】
腹腔鏡ＬＳＣＩは、腸の手術における臨床応用の強力な可能性を有する。統合された光源と５ｃｍの動作範囲を備えた剛性のリアルタイムの腹腔鏡ＬＳＣＩデバイスは、リアルタイムで腹腔鏡下で血管系と灌流を継続的に視覚化する機能を提供する。このシステムは、手術室での認識を深め、腸組織の術中評価を改善するために使用でき、手術結果の改善につながる。ＬＳＣＩは、血管系及び組織灌流の非侵襲的でラベルフリーの検査を可能にするため、遠位の共通経路の腹腔鏡ＬＳＣＩは、様々な外科的用途での大きな可能性を秘めている。さらに、本明細書に記載のシステムは、半自律的または完全に自律的なロボット手術で使用することができる。
【００９９】
１つの実施態様では、システム３００の機能及びプロセスは、コンピュータ１７２６によって実施され得る。次に、例示的な実施形態によるコンピュータ１７２６のハードウェアの記述が、図１７を参照して説明される。図１７にて、コンピュータ１７２６は、本明細書に記載のプロセスを実行するＣＰＵ１７００を含む。プロセスデータ及び命令は、メモリ１７０２に格納され得る。これらのプロセス及び命令はまた、ハードドライブ（ＨＤＤ）またはポータブル記憶媒体などの記憶媒体ディスク１７０４に格納され得るか、または遠隔に格納され得る。さらに、特許請求の進歩は、本発明のプロセスの命令が格納されているコンピュータ可読媒体の形態によって制限されない。例えば、命令は、ＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、ハードディスク、またはコンピュータ１７２６が通信するその他いずれかの情報処理デバイス、例えばサーバーやコンピュータに格納できる。
【０１００】
さらに、特許請求の進歩は、ＣＰＵ１７００及びマイクロソフト（登録商標）ウィンドウズ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）、Ｏｒａｃｌｅ（登録商標）Ｓｏｌａｒｉｓ、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、ＡｐｐｌｅｍａｃＯＳ（登録商標）、及び当業者に知られているその他のシステムなどのオペレーティングシステムと連動して実行される、ユーティリティアプリケーション、バックグラウンドデーモン、またはオペレーティングシステムのコンポーネント、あるいはそれらの組み合わせとして提供され得る。
【０１０１】
コンピュータ１７２６を達成するために、ハードウェア要素は、当業者に知られている様々な回路要素によって実現され得る。例えば、ＣＰＵ１７００は、Ｉｎｔｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ＡｍｅｒｉｃａのＸｅｎｏｎ（登録商標）またはＣｏｒｅ（登録商標）プロセッサ、またはＡＭＤ  ｏｆ  ＡｍｅｒｉｃａのＯｐｔｅｒｏｎ（登録商標）プロセッサ、または当業者によって認識される他のプロセッサ（処理回路）タイプの場合がある。あるいは、ＣＰＵ１７００は、当業者が認識するように、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ上に、またはディスクリート論理回路を使用して実装され得る。さらに、ＣＰＵ１７００は、上記の本発明のプロセスの命令を実行するために並行して協働で動作する複数のプロセッサとして実装され得る。
【０１０２】
図１７のコンピュータ１７２６はまた、ネットワーク１７２４とインターフェースするための、米国のＩｎｔｅｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからのＩｎｔｅｌ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）  ＰＲＯネットワークインターフェースカードなどのネットワークコントローラ１７０６を含む。理解できるように、ネットワーク１７２４は、インターネットなどのパブリックネットワーク、またはＬＡＮまたはＷＡＮネットワークなどのプライベートネットワーク、またはそれらの任意の組み合わせであり得、ＰＳＴＮまたはＩＳＤＮサブネットワークを含めることもできる。ネットワーク１７２４はまた、イーサネット（登録商標）ネットワークのように有線であっても、またはＥＤＧＥ、３Ｇ及び４Ｇ無線セルラーシステムを含むセルラーネットワークのように無線であってもよい。無線ネットワークは、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、またはその他の既知のワイヤレス形式の通信でもよい。
【０１０３】
コンピュータ１７２６はさらに、Ｈｅｗｌｅｔｔ  Ｐａｃｋａｒｄ（登録商標）ＨＰＬ２４４５ｗ  ＬＣＤモニタなどのディスプレイ１７１０とインターフェースするための、米国のＮＶＩＤＩＡ社によるＮＶＩＤＩＡ（登録商標）  ＧｅＦｏｒｃｅ（登録商標）  ＧＴＸまたはＱｕａｄｒｏ（登録商標）グラフィックスアダプタなどのディスプレイコントローラ１７０８を含む。汎用Ｉ／Ｏインターフェース１７１２は、キーボード及び／またはマウス１７１４、ならびにディスプレイ１７１０上またはそれとは別個の任意選択のタッチスクリーンパネル１７１６とインターフェースする。汎用Ｉ／Ｏインターフェースはまた、プリンタ及びスキャナー、例えばＨｅｗｌｅｔｔＰａｃｋａｒｄ（登録商標）によるＯｆｆｉｃｅＪｅｔ（登録商標）やＤｅｓｋＪｅｔ（登録商標）を含む様々な周辺機器１７１８に接続する。
【０１０４】
汎用ストレージコントローラ１７２０は、記憶媒体ディスク１７０４を、コンピュータ１７２６のすべてのコンポーネントを相互接続するための通信バス１７２２に接続する。これは、ＩＳＡ、ＥＩＳＡ、ＶＥＳＡ、ＰＣＩなどのものであり得る。ディスプレイ１７１０、キーボード及び／またはマウス１７１４、ならびにディスプレイコントローラ１７０８、ストレージコントローラ１７２０、ネットワークコントローラ１７０６、及び汎用Ｉ／Ｏインターフェース１７１２の一般的な特徴及び機能の説明は、これらの特徴が知られているので、簡潔にするために本明細書では省略される。
【０１０５】
明らかに、上記の教示に照らして、多くの修正及び変形が可能である。したがって、添付の特許請求の範囲内で、本発明は、本明細書に具体的に記載されている以外の方法で実施され得ることが理解されるべきである。
【０１０６】
したがって、前述の考察は、本発明の単なる例示的な実施形態を開示及び説明する。当業者によって理解されるように、本発明は、その精神または本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で具体化され得る。したがって、本発明の開示は、本発明の範囲、ならびに他の特許請求の範囲を例示することを意図しているが、限定するものではない。本明細書の教示の容易に識別可能な任意の変形を含む本開示は、発明の主題が公に捧げられないように、部分的に、前述のクレーム用語の範囲を規定する。
【０１０７】
上記の開示はまた、以下に列挙される実施形態を包含する。
【０１０８】
（１）視覚化システムであって、腹腔鏡；前記腹腔鏡に動作可能に連結されたカメラ；前記腹腔鏡の照明ポートに動作可能に連結された光源であって、標的領域を照明するためにそれぞれ所定の周波数で１つまたは複数の光ビームを出力するように構成された前記光源；及び前記カメラによって受信されたイメージングデータを処理して、少なくとも１つのレーザースペックルコントラスト画像を含む前記標的領域の１つまたは複数の画像を生成するように構成された処理回路を含み、前記腹腔鏡は、前記１つまたは複数の光ビームをその遠位端の前記標的領域に向けて出力し、遠位端を介して前記標的領域からの反射及び／または散乱光を収集するように構成される、前記視覚化システム。
【０１０９】
（２）前記腹腔鏡が約０度から３０度までの角度を有する、（１）による視覚化システム。
【０１１０】
（３）前記照明ポートは単一の照明ポートであり、前記腹腔鏡は、前記カメラ及び前記１つまたは複数の光ビームによって受信された前記イメージングデータのための共通の経路を形成する、（１）または（２）による視覚化システム。
【０１１１】
（４）前記腹腔鏡は、前記標的領域が前記１つまたは複数の光ビームによって照射され、前記イメージングデータが前記腹腔鏡を介する前記カメラで受信されるときに、前記標的領域から約５ｃｍから約１０ｃｍの間隔で配置されるように構成される、（１）から（３）のいずれかに記載の視覚化システム。
【０１１２】
（５）前記１つまたは複数の光ビームのうちの少なくとも１つの光ビームは、近赤外線（ＮＩＲ）から短波赤外線レーザー（ＳＷＩＲ）までの不可視範囲にあり、前記１つまたは複数の光ビームの少なくとも１つの光ビームは、前記１つまたは複数の光ビームのうちの少なくとも１つの他方に対して異なる周波数を有する、（１）から（４）のいずれかに記載の視覚化システム。
【０１１３】
（６）前記標的領域は、組織構造を含み、前記少なくとも１つの光ビームは、短波赤外波長を有し、前記処理回路は、深部組織情報を生成するように構成される、（１）から（５）のいずれかに記載の視覚化システム。
【０１１４】
（７）前記処理回路は、深さ分解血流測定を生成するように構成される、（１）から（６）のいずれかに記載の視覚化システム。
【０１１５】
（８）前記光源は、広帯域可視光源及び近赤外光源を含む、（１）から（７）のいずれかに記載の視覚化システム。
【０１１６】
（９）前記腹腔鏡が、光ファイバー光ガイドを介して前記光源に動作可能に連結されている、（１）から（８）のいずれかに記載の視覚化システム。
【０１１７】
（１０）前記視覚化システムは、単一開放、低侵襲腹腔鏡手術及び／または半自律的または完全自律的手術用に構成されている、（１）から（９）のいずれかに記載の視覚化システム。
【０１１８】
（１１）前記光源によって提供される前記１つまたは複数の光ビームのうちの少なくとも１つが偏光パターンを有する、（１）から（１０）のいずれかに記載の視覚化システム。
【０１１９】
（１２）前記処理回路は、前記カメラによって受信された前記イメージングデータのリアルタイムの処理を実行するようにさらに構成される、（１）から（１１）のいずれかに記載の視覚化システム。
【０１２０】
（１３）前記処理回路は、血管系、組織灌流、及び／または他の構造、例えばリンパ節や腫瘍組織のための手術の場を生成するようにさらに構成される、（１）から（１２）のいずれかに記載の視覚化システム。
【０１２１】
（１４）前記カメラの視野は、焦点を合わせることができ、調整可能な視野を有し、拡大可能であり、及び／または前記腹腔鏡及び前記カメラのうちの１つまたは複数の調整に基づいて調整可能な空間分解能を有する、（１）から（１３）のいずれかに記載の視覚化システム。
【０１２２】
（１５）前記腹腔鏡の前記遠位端と前記カメラのセンサとの間に配置された交差偏光子をさらに備える、（１）から（１４）のいずれかに記載の視覚化システム。
【０１２３】
（１６）前記腹腔鏡の前記遠位端に配置された調整可能な偏光子キャップをさらに備える、（１）から（１５）のいずれかに記載の視覚化システム。
【０１２４】
（１７）前記腹腔鏡は、光を照射し、前記標的領域に陰影の領域が生成されないように前記カメラによって前記イメージングデータを受信するために、前記視覚化システムの単一の腹腔鏡として設定される、（１）から（１６）のいずれかに記載の視覚化システム。
【０１２５】
（１８）前記カメラは、ＲＧＢカメラ及び近赤外線カメラを含み、前記視覚化システムは、前記ＲＧＢカメラ及び前記近赤外線カメラへの光路を分割するように構成されたビームスプリッタをさらに備える、（１）から（１７）のいずれかに記載の視覚化システム。
【０１２６】
（１９）レーザースペックルコントラストイメージングのための装置であって、照明ポートを有する腹腔鏡；及び前記腹腔鏡に動作可能に連結された１つまたは複数の画像センサを含み；前記腹腔鏡は、前記照明ポートを介して１つまたは複数の光ビームを受信し、前記１つまたは複数の光ビームを標的領域に向けて出力し、共通経路を介して前記標的領域の１つまたは複数の画像を取り込むように構成される、前記装置。
【０１２７】
（２０）視覚化方法であって、腹腔鏡、前記腹腔鏡に動作可能に連結されたカメラ、前記腹腔鏡の照明ポートに動作可能に連結された光源を含む視覚化装置を準備すること；前記腹腔鏡を介して所定の周波数で前記光源によって生成された１つまたは複数の光ビームを出力して、標的領域を照明すること；前記腹腔鏡を介して前記標的領域からの反射光及び／または散乱光を取り込むこと；及び前記取り込まれた光を処理して、前記標的領域の少なくともレーザースペックルコントラスト画像を生成することを含む、前記視覚化方法。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2021529053.tif 000018
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
2021529053.tif 000022
【図６Ｅ】
2021529053.tif 000023
【図７Ａ】
2021529053.tif 000024
【図７Ｂ】
2021529053.tif 000025
【図７Ｃ】
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【図８】
2021529053.tif 000027
【図９】
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【図１０】
2021529053.tif 000029
【図１１】
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【図１２】
2021529053.tif 000031
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2021529053.tif 000034
【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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