(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光で、生物学的サンプルを撮像するための装置であって、
撮像ボリューム内の生物学的サンプルの少なくとも一部を支持するように構成される回転可能な撮像ステージと、
第一のカメラと、
単色の第二のカメラと、
前記第一のカメラ及び前記第二のカメラを、前記生物学的サンプルから反射されるか又は発せられる光を交互に受光するよう位置決めするように構成された切り替え可能なマウントシステムと、
を備える装置。
【請求項２】
前記撮像ボリュームを照射するように構成される蛍光励起用光源を更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記撮像ボリュームに焦点を置く光学システムを有する第３のプレビューカメラを更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
複数の等間隔のマークを所定の間隔で有する透明窓であって、前記撮像ステージに取り付けられる前記透明窓を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第一のカメラを使用して、前記撮像ステージ上の生物学的サンプルの反射光画像を撮ることであって、前記反射光画像は、前記等間隔のマークを含んでいる、反射光画像を撮ること、
前記第二のカメラを使用して前記生物学的サンプルの蛍光画像を収集すること、
前記反射光画像又は前記蛍光画像において、前記等間隔のマークを検出すること、及び
前記生物学的サンプルの一部の３次元位置を決定するために前記等間隔のマークを外挿すること、を備えるオペレーションをコンピュータプロセッサに実行させるためのインストラクションを示す情報を具体化する非一時的な機械可読媒体と動作可能に接続されている前記コンピュータプロセッサを備える、請求項４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１５年６月２６日に出願された米国特許出願第６２／１８５４０７号、２０１６年４月２１日に出願された米国特許出願第６２／３２５５８８号、及び２０１６年５月２０日に出願された米国特許出願第６２／３３９６５７号の利益を主張するものであり、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【０００２】
連邦支援の研究開発の下でなされた発明に関する権利に関する声明：適用なし
【背景技術】
【０００３】
癌手術及び外科病理学の主な目的は、腫瘍組織を除去することである。腫瘍及び全ての腫瘍組織を完全に除去することは重要である。腫瘍が完全に除去されていない場合、二回目の手術が必要になる。これにより、不必要な患者の不安及びリスクが発生し、第二段階療法の開始が遅延し及び追加の金融費用の負担が発生する。
【０００４】
全ての腫瘍組織を完全に除去するために、外科医及び病理医は、手術の間協力して腫瘍マージンを評価し、悪性細胞が創傷床に残らないようにする。腫瘍マージンは、腫瘍の周囲の健康な組織であり、より詳細には、腫瘍組織と腫瘍と一緒に除去された周囲の組織の先端との間の距離である。理想的には、患者の中に残っている腫瘍組織のリスクが低くなるようマージンは選択される。
【０００５】
術中病理コンサルテーションは、がん外科医が手術中、腫瘍及びマージンが完全に切除されていなかったかを評価するようにガイドする。現在の外科病理学コンサルテーションにおいては、触診、視覚化、及び解剖学的特徴に基づいて、しばしば２０から３０分に限定される凍結切片分析のためのサンプリングエリアが選択される。術中病理コンサルテーションは、切除した組織の肉眼的検査から始まり、サンプリングのためのエリアが選択される。これに続いて、解剖、包埋、凍結切片、及び切除した組織の５−μｍスライスセクションの染色が行われる。
【０００６】
外科相談の時間枠が限られていることにより、切除組織の小部分しか病理医は説明できない。この時間短縮により、サンプリング誤差が生じ、患者の転帰にマイナスのインパクトを与える。
【０００７】
技術的に、より良い術中腫瘍組織分析への需要がある。
【発明の概要】
【０００８】
概して開示されているのは、デバイスであり、デバイスが提供するのは、蛍光色素を使用して全身的にラベル付けされた腫瘍サンプルのほぼ３６０度回転プラス限られた仰角の３次元の（３Ｄ）イメージである。第一のカメラは、異なる方位角及び仰角で腫瘍サンプルのフルカラーの画像を撮る；第二のカメラは、サンプルが励起周波数で照射されている間状態で、同じアングルでサンプルの蛍光画像を撮る。蛍光の光レベルが低いため、能動冷却、モノクロセンサーでの撮像、長時間露光時間及び電子雑音抑圧法などの感度向上のアプローチが、第二のカメラと共に使用可能である。
【０００９】
結果として得られるフルカラー及び蛍光画像はオーバーレイされるか、又はスペースにオーバーレイされる３Ｄコンピューターモデルを作るのために使用される。３Ｄモデル作成に際して、画像の中の各面の位置を決めるために、ウィンドウプラットフォーム上のキャリブレーションマークが、ソフトウェアが正確な３Ｄグリッド及びサブボリュームを生成するのに役立つ。
【００１０】
撮像装置は、サンプルの３６０度回転３Ｄ画像を生成し、画像を対話型アニメーション並びに拡張現実３Ｄモデルで示し、外科サンプル全体のまわりの患部を位置特定できる。
【００１１】
グラフィカル・ユーザー・インターフェース（ＧＵＩ）は、映写スライド式にタッチスクリーン装置上に画像を表示することにより、外科医の助けとなる。外科医は、サンプルのまわりの方位のビューを回転させるために、映写スライドを左又は右にスワイプできる。上又は下にスワイプすることにより、外科医は、より高いところ又はより低いところから撮られたサンプルのビューにアクセスできる。
【００１２】
ペン本体及びペン先を備えるタッチペンも提供されている。ペン先はペン本体の端に取り付けられる。タッチペンは無菌であり、インクを分注しない。いつくかの実施形態では、ペン本体は、ステンレス鋼を含む。いつくかの実施形態では、ペン先は、ペン本体から取り外し可能であり、二つ目のペン先と交換可能である。いつくかの実施形態では、タッチペンは更にペンカバーを備える。ペンカバーは、ペン本体及びペン先を含み、無菌である。
【００１３】
発散により、励起光は、サンプル上の遠くのポイントで、蛍光をより弱く励起する。そのような励起は、蛍光励起用光源からの各面の距離を定め、読み出し強度を調節することにより補正される。
【００１４】
デバイスは、疾患組織を位置特定するのに役立ち、サンプリング誤差及び再検査を低減し、究極的にローカルながん再発及び二回目の手術費用を低減する。デバイスは、切除組織又は生検トリアージを検査するために、イメージガイド手術と共にイメージガイド病理学のために使用される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態による複数カメラの撮像システムを示す。
【図２】実施形態による切り替え可能なカメラの構成を示す。
【図３】実施形態によるビーム分割構成を示す。
【図４】実施形態によるダイクロイック（二色性、dichroic）ミラー構成を示す。
【図５】図５は、実施形態によるフリップミラー構成を示す。
【図６】図６は、実施形態による第二のフリップミラー構成を示す。
【図７】図７は、実施形態による目盛り付きの透明窓を示す。
【図８】図８は、実施形態によるオブジェクトの登録のための図７の透明窓の目盛りの使用を示す。
【図９】図９は、実施形態による回転サンプルの蛍光画像補正を示す。
【図１０】図１０は、実施形態によるサンプル上の二箇所の蛍光画像補正を示す。
【図１１Ａ】異種移植腫瘍組織の画像を示す。
【図１１Ｂ】実施形態による図１１Ａの腫瘍の画像を示す３Ｄアニメーションの映写スライドビューを示す。
【図１２】実施形態による異なる腫瘍サイズの撮像及び、グラフィカル・ユーザー・インターフェース（ＧＵＩ）の映写スライドプレゼンテーション方式を示す。
【図１３Ａ】実施形態によるローリングモードでのＧＵＩのタッチスクリーン操作を示す。
【図１３Ｂ】実施形態によるピッチングモードでのＧＵＩのタッチスクリーン操作を示す。
【図１４】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図１５】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図１６】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図１７】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図１８】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図１９】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図２０】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図２１】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図２２】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図２３】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図２４】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図２５】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図２６】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図２７】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図２８】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図２９】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図３０】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図３１】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図３２】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図３３】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図３４】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図３５】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図３６】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図３７】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図３８】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図３９】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図４０】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図４１】実施形態による異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。
【図４２】実施形態によるタッチペンを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
術中相談は、病理医の業務の中で最もストレスの多い作業である。厳しい時間制限の下、補助的な研究は全くない又はごくわずかしかなく、感触と視覚的な手がかりのみに基づき分析対象の二三の組織セクションを選び、病理医は、臨床結果が非常に重要な診断を下さなければならない。
【００１７】
患者のケアで現在使用されている画像診断法は、磁気共鳴断層撮影（ＭＲＩ）、超音波の、Ｘ線写真術（エックス線）、単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、及びポジトロン断層撮影（ＰＥＴ）を含む。これらの撮像技術は、マージン決定のために組織内の疾患を位置特定するためには概して使用されていない。その理由の一部として、これら五つの撮像技術による解像度が充分でないことが挙げられる。更に、ＭＲＩ、超音波、及びエックス線コンピュータ断層撮影により使用される非特異的造影剤は腫瘍をターゲットとしていない。更に、ＳＰＥＣＴ及びＰＥＴ撮像で放射性同位元素を使用することにより安全性及びウェルネスの懸念事項が発生し、また、患者及びケアの提供者両方に財政コストがかかる。
【００１８】
代替的な擬似断層撮影システムの実施形態が、臨床的有用性の重要な基準を満たすために使用可能である。提案された技術は、スピード及びスループット、解像度、及び感度及び特異度を提供し、それらは術中病理コンサルテーションを強化するための解像度を提供するために必要である。記載された実施形態は、有意な変更無しに、手術の現在のワークフローの中でも使用可能である。
【００１９】
本明細書に記載の撮像デバイスは、病変サンプルの疑わしい領域の視覚化及び特定を促進しつつ、診断ストレスを軽減する。デバイスが、原発腫瘍の術中相談、及び、頭頸部癌、リンパ節、肝胆、胸、女性生殖器、皮膚腫瘍等の生検をアシストするために使用されることは予測可能である。提案された技術で、再発による再手術を軽減することにより医療制度の経費節減もできる。本発明が、現在のワークフローから逸脱することなく、癌手術における新しいパラダイムを提供できることに留意されたい。
【００２０】
図１は、実施形態による複数カメラの撮像システムを示す。撮像システムは励起及び信号収集のための光学エンジン１０１、サンプル１０３の位置決め及び回転のための回転ステージ１０８を備える擬似断層撮影プラットフォーム１０２、及びオペレーション、撮像、及び３Ｄ結果の生成のためのソフトウェア（図示せず）を備える。光学エンジン１０１は、第一の撮像カメラ１０４及び第二の撮像カメラ１０５を備える。通常は、第一の撮像カメラ１０４及び第二の撮像カメラ１０５は、二つの異なる画像診断法を使用して情報を記録する。例えば、二つのカメラの内の一方は反射光撮像のために使用されるカラーカメラであっても良い。他方のカメラは、蛍光信号収集用の単色カメラであっても良い。単色カメラは、撮像デバイスを有し、撮像デバイスは、特定の波長又は波長の範囲に感度を持つ一方、第二の波長の範囲又は技術的に知られているその他には感度を持たない。
【００２１】
光学エンジン１０１は、プレビューカメラ１０６を備えても良い。プレビューカメラ１０６は、リアルタイムで、プレビュー画像及びビデオをユーザが選択したビューアングルで撮るのに使用されるトゥルーカラーズームカメラモジュールであっても良い。
【００２２】
レーザーシステム１０７は、励起波長でサンプル１０３を照射するように、位置決め及び構成されてよい。いつくかの実施形態では、励起波長は、単色カメラが反応しない第二の波長の範囲内にある。
【００２３】
三つ全てのカメラ１０４、１０５、及び１０６は、擬似断層撮影プラットフォーム１０２上のサンプル１０３の位置と一致する焦点深度を有するように構成される。照明光フィールド及びカメラ１０４、１０５、及び１０６の視界は、更に焦点深度に沿って構成され得、１インチ（約２．５４ｃｍ）あたり１００ラインペア（線対）の画像解像度を提供する。
【００２４】
光学エンジン１０１もまた、冷却ライン１０９を備える。好ましいカメラの温度を維持し、カメラ感度を高めるために、冷却ライン１０９は液体又は他の冷却液をカメラ１０５に供給するのに使用され得る。
【００２５】
断層プラットフォーム１０２は、フル回転サンプルスキャニング及び断層撮影及びサンプルローディングのための位置決めを可能にする。このことは、サンプル１０３を保持するサンプルステージ１０７を傾けたり回転させたりすることにより完成する。サンプルステージ１０７の傾きにより、サンプル１０３の最上部と最下部の投影図が可能になる。
【００２６】
いつくかの実施形態において、図１に示されているように、システムは二つの撮像カメラ並びにプレビューカメラを備える。プレビューカメラは、画像情報を保存する夫々のデータファイルの注釈のために、サンプル全体の「プレビュー」画像を撮るために使用され得る。プレビュー画像もまだ、サンプルが適切に撮像ボリューム内にあるかを決定するために使用され得る。実施形態は、フルカラーカメラを含むことができ、サンプルプレビュー（例えば、１２８０ｘ７２０ピクセル、１５フレーム／秒、＞４インチ（約１０．１６ｃｍ）視界）及び３Ｄ断層画像化を始める前のドキュメンタリーの要件のためのサンプルのアイソメトリックピクチャーを提供する。ソフトウェアアプリケーションは、リアルタイムのプレビュー機能のために使用され得る。
【００２７】
いつくかの実施形態において、第一の撮像カメラは、広範囲の可視波長の画像を収集するために使用される。いつくかの実施形態において、第一のカメラは、グレースケールカメラである。いつくかの実施形態において、第一のカメラはフルカラーカメラである。
【００２８】
いつくかの実施形態において、第二の撮像カメラは、非常に低い光レベルで蛍光画像を撮るように構成されている冷却カメラである。いつくかの実施形態において、冷却ファン、液体冷却エレメント、及び他の冷却システムは、第二の撮像カメラを冷却するために使用可能である。近赤外波長の光子を収集するためにカメラは最適化され得る。
【００２９】
撮像カメラは、同じ方向から同じ焦点深度でサンプルの写真を撮るように構成されている。幾つかの異なる方法でこれを達成できる。
【００３０】
図２は、実施形態による切り替え可能なカメラの構成を示す。第一の撮像カメラ２０１及び第二の撮像カメラ２０２はある位置に回転され又は平行移動され、二つのカメラのレンズは撮像ボリューム内の同じ深さに焦点をあてる。これは、第一のカメラ２０１及び第二のカメラ２０２を交互に位置決めすることにより達成され、これら二つのカメラの内の一つのカメラは、サンプル２０４から反射され又は発せられ、ミラー２０５に反射するライト２０３を受光するように位置決めされる。いつくかの実施形態において、第一のカメラ２０１及び第二のカメラ２０２からオフセットされたピボット位置は、カメラを回転させるために使用される。いつくかの実施形態において、戻り止め付きの滑動部が、第一のカメラ２０１及び第二のカメラ２０２を平行移動させるのに使用される。滑動部は、金属、プラスチック、又は他の好適な剛体材料から作られる。
【００３１】
図３は、実施形態によるビーム分割構成を示す。この構成において、カメラ３０１及び３０２は、所定の位置に固定されたままである。ビームスプリッタ３０３は、サンプル３０５から反射され又は発せられる入射光３０４を受光し、入射光を反射光３０６及び透過光３０７に分割するよう使用される。ミラー３０８に反射した後、反射光３０６は、第一のカメラ３０１にキャプチャーされ、透過光３０７は、第二のカメラ３０２にキャプチャーされる。
【００３２】
図４は、実施形態によるダイクロイックミラー構成を示す。この構成において、カメラ４０１及び４０２は所定の位置に固定されたままである。ダイクロイックミラー４０３は、サンプル４０５から反射され又は発せられた入射光４０４を受光し、入射光を反射光４０６及び透過光４０７に分割するよう使用される。完全反射鏡４０８に反射した後、反射光４０６は第一のカメラ４０１にキャプチャーされ、透過光４０７は、第二のカメラ４０２にキャプチャーされる。
【００３３】
ダイクロイックミラー４０３は、波長の特定の範囲の外側のライトの大部分を反射するように構成され得る。ダイクロイックミラー４０３は、波長の特定の範囲内のライトを、冷却された単色カメラであっても良いカメラ４０２に透過できる。
【００３４】
図５は、実施形態によるフリップミラー構成を示す。この構成において、カメラ５０１及び５０２は、所定の位置に固定されたままである。第一の完全反射ミラー５０８は、第一の位置５０３及び第二の位置５０４の間で移動される。第一のミラー５０８が第一の位置５０３にあるとき、サンプル５０６から反射された又は発せられたライト５０５は、第一のカメラ５０１にキャプチャーされる。第一のミラー５０８が第二の位置５０４にある場合、サンプル５０６から反射され又は発せられたライト５０５は、第二のミラー５０７に反射され、第二のカメラ５０２によりキャプチャーされる。
【００３５】
いつくかの実施形態において、第一のミラー５０８からオフセットされたピボット位置は、第一のミラーを第一の位置５０３及び第二の位置５０４の間で移動させるのに使用される。いつくかの実施形態において、戻り止め付きの滑動部は、第一のミラー５０８を第一の位置５０３及び第二の位置５０４の間で移動させるのに使用される。滑動部は、金属、プラスチック、又は他の好適な剛体材料から作られても良い。
【００３６】
図６は、実施形態によるフリップミラー構成を示す。この構成において、カメラ６０１及び６０２は、所定の位置に固定されたままである。完全反射鏡６０８は、第一の位置６０３及び第二の位置６０４の間で移動される。ミラー６０８が第一の位置６０３にある場合、サンプル６０６により反射され又は発せられたライト６０５は、第一のカメラ６０１によりキャプチャーされる。ミラー６０８が、第二の位置６０４にある場合、サンプル６０６から反射され又は発せられたライト６０５は、第二のカメラ６０２によりキャプチャーされる。
【００３７】
いつくかの実施形態において、第一のミラー６０８からオフセットされたピボット位置は、第一のミラーを第一の位置６０３及び第二の位置６０４の間で移動させるのに使用される。いつくかの実施形態において、戻り止め付きの滑動部は、第一のミラー６０８を第一の位置６０３及び第二の位置６０４の間で移動させるのに使用される。滑動部は、金属、プラスチック、又は他の好適な剛体材料から作られても良い。
【００３８】
いつくかの実施形態において、サンプルは近赤外撮像システムで撮像され、近赤外撮像システムは、外科サンプルのほぼフル回転の３Ｄ断層画像を提供する。断層画像は、蛍光及び反射画像診断法に基づいて外科医及び病理医が拡張現実表示で、推定される疾患エリアを効率的にレビューすることを可能にする。撮像デバイスは、トゥルーカラーイメージ情報及び蛍光イメージ情報のどちらか一方又は両方を断層イメージ情報と組み込むことができる。各画像診断法に関連する情報は、ほぼ３６０度のサンプルの回転ステージ及び四自由度運動制御システムでキャプチャーされる。
【００３９】
ほぼフル回転の３Ｄ擬似断層撮影装置は、トゥルーカラー３Ｄサンプルモデル上のほぼすべてのコーナー及びほぼすべての面における蛍光シグナルの効率的な視覚化を提供する。対話型インタフェースにディスプレイされた３Ｄ再構築されたモデルを示す回転画像のアニメーションは、外科医及び病理医に拡張現実内の結果を示し、それにより腫瘍マージン又は生検等外科サンプルの疾患エリアは迅速に特定される。
【００４０】
提案された近赤外（ＮＩＲ）蛍光擬似断層撮影システムは、励起及び画像収集のためのＮＩＲ光学エンジン、３Ｄ画像を生成するためのサンプルの位置決め用の擬似断層撮影プラットフォーム、スループットを最適化するためのサンプルデリバリーシステム、及び効率的な画像のレビューのための対話型ユーザインタフェースを備える。
【００４１】
約７００から８００ｎｍの短波長ＮＩＲイメージングは、臨床及び運動光学エージェント、高い信号対雑音比、低ネイティブの組織／バイオ材料の蛍光（自己蛍光）、及び励起及び発光波長の低絶滅が利用可能等の利点により、研究応用に受け入れられた。ＮＩＲ範囲の小動物の蛍光イメージングのために市販用の製品が開発されてきた。
【００４２】
撮像システムの光学エンジンはまた、デュアル方向のレーザ光源、白色光ＬＥＤ照明、分化したフィルタシステム、冷却撮像カメラ、及びノイズ抑制技術を含むことができる。レーザ光源は、例えば、下記の内の一つ以上の波長を有することができる；４８８ｎｍ、５１２ｎｍ、５３３ｎｍ、５５０ｎｍ、５８０ｎｍ、６３３ｎｍ、６５０ｎｍ、６７５ｎｍ、６９０ｎｍ、７４３ｎｍ、７８５ｎｍ、又は８０６ｎｍ。いつくかの実施形態において、レーザ光源は、７００−ｎｍ及び８００−ｎｍチャネルのために夫々６９０ｎｍ及び７８５ｎｍである。ＬＥＤ照明は下記の範囲の内の一つ以上における波長を有することができる：４５０ｎｍから８５０ｎｍの範囲、４５０ｎｍから６５０ｎｍの範囲、５５０ｎｍから７５０ｎｍの範囲、６５０ｎｍから８５０ｎｍの範囲、４５０ｎｍから５５０ｎｍの範囲、５００ｎｍから６００ｎｍの範囲、５５０ｎｍから６５０ｎｍの範囲、６００ｎｍから７００ｎｍの範囲、６５０ｎｍから７５０ｎｍの範囲、７００ｎｍから８００ｎｍの範囲、又は７５０ｎｍから８５０ｎｍの範囲。いつくかの実施形態において、ＬＥＤ照明は、ＮＩＲ色素励起のために６７０ｎｍ及び７６０ｎｍである。いつくかの実施形態において、ＬＥＤ照明は、白色光照明のために可視波長での広帯域照明である。対応する造影剤（すなわち、ＩＲＤｙｅ８００ＣＷ及びＩＣＧ）のために、フィルターセットは、最適化された放射コレクションで励起波長を隔離するようにデザインされる。
【００４３】
撮像システムは、イメージング分野の均一な照明と一緒に、高ダイナミックレンジ及び最適化された信号対雑音比を提供することができる。撮像ダイナミックレンジは、一画像キャプチャサイクルにおいて、＞６ログ（２２−ビット）である。このダイナミックレンジは、一般に他の蛍光イメージング技術により提供されるダイナミックレンジより高い（８−１６ビット）。高ダイナミックレンジ撮像の処理負荷を軽減するために、各ピクセルに浮動小数点値（長整数値の代わりに）を適用して、画像のサイズを増やすことなくダイナミックレンジを最大にすることができる。したがって、イメージング及び処理スピードは競争力がある。
【００４４】
いつくかの実施形態において、ダークノイズキャリブレーションは、撮像結果に定量化評価のための高い信号の線形性を与えるために使用される。例えば、マウスモデルの皮下腫瘍へのテスティング（ＩＲＤｙｅ８００ＣＷ−ラベルのエージェント、１５ｎｍｏｌ）は、腫瘍組織の重量と対比した線形撮像信号を立証する（ピアソンｒ＝０．９７Ｐ−値＜０．０００１）。
【００４５】
いつくかの実施形態において、均一な照明及び、レーザ及びＬＥＤ（発光ダイオード）白色光チャネルのためのフィールド平坦化補正技術は、イメージング分野全体を通して撮像の信頼性及び再現性を保証するために使用される。一様性及び信頼性に関しては、約０．０４％の変動係数が同じ場所での繰り返し測定で観察され、＜３％が、照明フィールドにおける異なる場所での測定で観察される。
【００４６】
いつくかの実施形態において、擬似断層撮影装置は、８００−ｎｍの範囲のエミッションで、インドシアニングリーン（ＩＣＧ）、ＩＲＤｙｅ８００ＣＷ、及び他の染料を検出することができる。ＩＣＧは、臨床的に承認されたＮＩＲ蛍光イメージング造影剤である。希釈水溶液において、ＩＣＧは波長約７８０ｎｍで吸収ピークを示し、約８２２ｎｍでエミッションピークを示す。
【００４７】
全身投与のイメージング造影剤として、ＩＣＧは好ましい安全性プロファイルを提供し、リンパの流れの撮像、肝機能及び肝血流、心拍出量、及び他の適応症の評価に関してアメリカ食品医薬品局（ＦＤＡ）より承認を受けている。ＩＣＧを使用しての腫瘍の術中イメージングのための臨床試験は、多種のがん腫に対して行われてきた。ＩＣＧは、腫瘍組織に特定のターゲット分子に結合するための反応性官能基をふくんでいないため、腫瘍検出におけるＩＣＧの使用は限られている。それにもかかわらず、臨床研究は、リンパ系における染料のプーリング効果（貯留効果、pooling effects）及び肝における肝実質細胞によるＩＣＧの摂取により、センチネルリンパ節及び肝における腫瘍組織局在化のためにＩＣＧが有益である可能性を示している。巣状滞留又は肝細胞癌内の蛍光リムは、実施形態の撮像デバイスにより視覚化され、術中相談のための凍結された分析前に切除組織の関心領域が示される。ＮＩＲ造影剤のみが現在ＦＤＡにより承認されているため、ＩＣＧは術中相談のために、提案された撮像デバイスの迅速な臨床解釈を許可する。
【００４８】
腫瘍を検出するために、ＬＩ−ＣＯＲのＩＲＤｙｅ８００ＣＷが臨床研究及び臨床試験で使用されてきた。ＩＲＤｙｅ８００ＣＷは、抗体との容易な結合及び水溶液への優れた溶解性のために、反応性基を提供する。ＩＲＤｙｅ８００ＣＷの利点は、染料がｃＧＭＰ下で製造されており、現在治験研究中の人間の使用にも好適であることを含む。ＩＲＤｙｅ８００ＣＷカルボン酸塩で、齧歯動物を使用した毒性試験の結果、研究の条件の下、毒作用は検出されなかった。ヒト以外の霊長類の毒性試験は２０１３年に完成しており、セツキシマブ−ＩＲＤｙｅ８００ＣＷから臨床的に有意な毒性が検出されなかったことを示している。造影剤としてのＩＲＤｙｅ８００ＣＷ−結合の複数の人間の研究及び臨床試験は現在行われている。今まで、ＩＲＤｙｅ８００ＣＷ−結合の研究結果及び臨床試験の結果は楽観的な材料になる。
【００４９】
ＦＤＡに承認された、抗上皮成長因子受容体（ＥＧＦＲ）モノクローナル抗体、セツキシマブ及びパニツムマブ、及び抗血管内皮増殖因子（ＶＥＧＦ）抗体、ベバシズマブは、腫瘍をターゲットとした撮像のために、ＩＲＤｙｅ８００ＣＷに結合された。全身用量漸増研究は、臨床試験における安全性及び効能を示す。他の類似の部分も染料に取りつけることができる。これら追加の部分の取りつけの一部も、現在の臨床試験を経験することができる。
【００５０】
感度及び特異度（偽陰性の低減）は、３Ｄ撮像装置に適用された撮像技術を検証するためのキーメトリックである。一つの研究は、現在開示されている撮像モジュールは、優れた感度、特異度、検出限界及び信号コントラストを生み出すことができることを立証した。この研究において、ヌードマウス（チャールズリバーラボ）は、ＨＮＳＣＣ（頭頸部扁平上皮癌）セルを受け取り、異種移植腫瘍を作る。パニツムマブ−ＩＲＤｙｅ８００ＣＷの全身注射に続いて、イメージング実験が４８から９６時間行われた。ＩｇＧ−ＩＲＤｙｅ８００ＣＷが非特異的結合を評価するために使用された。新しい撮像技術は、低非特異的又はネイティブの蛍光バックグラウンドと共に、高腫瘍対バックグラウンド比を提供することは知られていた。高コントラスト及び腫瘍対バックグラウンド比は、少なくとも部分的に、リニア背景抑制、高ダイナミックレンジ技術、及び他の撮像の前進に起因する。
【００５１】
いつくかの実施形態において、実質的に均一な照明エリア（３％変動）及び焦点の撮像深さは、〜１２５μｍの解像度での３インチ（約７．６２ｃｍ）キューブに対応する。他の実施形態は、＞４−インチ（約１０．１６ｃｍ）キューブの撮像ボリュームが確立されている。
【００５２】
従来の部分的な３Ｄフェースの画像を提供する小動物の蛍光イメージングと対比して、開示されたシステム、デバイス、及び方法は、結果として再構築されたモデルのほぼフルの又はオイラーアニメーション回転を示すほぼフルの３Ｄイメージングを提供する。いつくかの実施形態において、擬似断層撮影装置は、ほぼフル回転の３Ｄ画像で共存する、蛍光イメージング及び反射白色光イメージングを提供する。
【００５３】
いつくかの実施形態において、断層プラットフォームは、光学エンジンと連携して、ほぼフル回転の３Ｄ撮像結果を提供する。断層撮影システムの撮像ボリュームは、切除組織サンプルに対応する３Ｄスペースである。このシステムの撮像ボリュームは、励起光の照明フィールド、対象の焦点深度、及びイメージングヘッドの視界により定められる。撮像ボリュームは、例えば、深さ（ｘ−軸線）を有することができ、深さは、１インチ（約２．５４ｃｍ）、１．５インチ（約３．８１ｃｍ）、２インチ（約５．０８ｃｍ）、２．５インチ（約６．３５ｃｍ）、３インチ（約７．６２ｃｍ）、３．５インチ（約８．８９ｃｍ）、４インチ（約１０．１６ｃｍ）、４．５インチ（約１１．４３ｃｍ）、又は５インチ（約１２．７ｃｍ）である。撮像ボリュームは、例えば、断面（Ｘ−Ｙ平面）を有することができ、断面は、７ｘ８ｃｍ２、７ｘ１０ｃｍ２、７ｘ１２ｃｍ２、８．５ｘ８ｃｍ２、８．５ｘ１０ｃｍ２、８．５ｘ１２ｃｍ２、１０ｘ８ｃｍ２、１０ｘ１０ｃｍ２、又は１０ｘ１２ｃｍ２である。画像解像度は、例えば、インチ（約２．５４ｃｍ）あたり約５０ラインペア、インチ（約２．５４ｃｍ）あたり約６０ラインペア、インチ（約２．５４ｃｍ）あたり約７０ラインペア、インチ（約２．５４ｃｍ）あたり約８０ラインペア、インチ（約２．５４ｃｍ）あたり約９０ラインペア、インチ（約２．５４ｃｍ）あたり約１００ラインペア、インチ（約２．５４ｃｍ）あたり約１１０ラインペア、インチ（約２．５４ｃｍ）あたり約１２０ラインペア、インチ（約２．５４ｃｍ）あたり約１３０ラインペア、インチ（約２．５４ｃｍ）あたり約１４０ラインペア、インチ（約２．５４ｃｍ）あたり約１５０ラインペア、インチ（約２．５４ｃｍ）あたり約２００ラインペア、インチ（約２．５４ｃｍ）あたり約２５０ラインペア、インチ（約２．５４ｃｍ）あたり約３００ラインペア、インチ（約２．５４ｃｍ）あたり約３５０ラインペア、インチ（約２．５４ｃｍ）あたり約４００ラインペア、インチ（約２．５４ｃｍ）あたり約４５０ラインペア、インチ（約２．５４ｃｍ）あたり約５００ラインペア、インチ（約２．５４ｃｍ）あたり約５５０ラインペア、又はインチ（約２．５４ｃｍ）あたり約６００ラインペアである。
【００５４】
断層プラットフォームには、回転モーター及びステージが備えられていて、撮像ボリューム内のサンプルの視野角及び位置を制御する。サンプルを二つの自由度で回転することにより、撮像装置は効率的にほぼフル回転の３Ｄ画像を提供することができる。第一の回転は、サンプルに対してｚ−軸線（ロール）に沿ってのほぼ３６０度の動きであり、シリアル視野角で画像を収集する。第二の回転は、別の角度での撮像のための、ｙ−軸線（ピッチ）に沿った傾きである。サンプルステージの傾きは、透明なガラス窓を介した、サンプルの最上部及び最下部の投影図を可能にする。回転の組み合わせにより、ほぼ全体のサンプルの撮像が可能になる。Ｘ−Ｙ平面上のサンプルステージの並進運動により、サンプルを撮像ボリュームのセンターに登録することが可能になる。
【００５５】
３Ｄ再構成のためにサンプルに沿った適切な撮像投影を収集するために、断層プラットフォームはオブジェクトを二つの自由度で回転する。サンプルの特徴を包括的にカバーするために、傾斜角度は、サンプルの複雑さに応じて、通常は７．５度から４５度の間の範囲である。サンプルが、ピン、締め具、又は止め具等の構造を保持している状態で、より大きな傾斜角度が得られる。実施形態における、２２．５度のローリングステップ及び±３５度の傾斜角度は、３Ｄ検査のための、ほぼフル回転のアニメーションを提供することができる。
【００５６】
多くの実用化のために、撮像デバイスは、１５０μｍより上の解像度で、〜３−インチ（約７．６２ｃｍ）以上の直径を有する組織を撮像することができなければならない。サンプルステージは、大きなサンプルに対応するために軽量素材でデザインされる。いつくかの実施形態において、先端にマーキングの寸法がある状態で、サンプルステージはカスタムメイドのガラス窓を有する。
【００５７】
いつくかの実施形態において、撮像されるサンプルは、透明部分又はウィンドウを有するプラットフォーム又はステージにより支持される。いつくかの実施形態において、全体のプラットフォーム又はステージは透明である。
【００５８】
図７は、実施形態によるオブジェクトの登録のための透明窓７０１を示す。ウィンドウ７０１は、目盛り７０２及び円７０３でマークされる。円７０３は、推奨されている境界をマークし、境界の範囲内には、撮像されるサンプルが置かれなければならない。
【００５９】
ウィンドウは、反射光及び蛍光イメージング両方のために、作業波長において透明であってよい。大きいサイズのサンプルを収容するために、ウィンドウは、撮像ボリュームの投写サイズ又はターゲットサンプルのフットプリントよりも広い形にカスタムメイドされても良い。
【００６０】
ウィンドウの材料は、ホウケイ酸系ガラス又は他の透明な材料であっても良い。面は、光学的（反射防止、透明度、吸収目的）又は面機能（疎水性又は親水性、マーク、バーコードなど）要件のために、処理又はコーティングされる。
【００６１】
ウィンドウ上の円は、提案撮像領域の境界をマークするために使用され得る。ウィンドウに沿った目盛りは、ユーザに基準スケールを提供できる。目盛りにより、建設ソフトウェアは、基準が空間体積に延びている状態で、寸法を特定及び計算することができる。
【００６２】
図８（左側）は、知られている回転角度でガラス窓面から延びる仮想基準マーク（ｘ、ｙ、及びｚ軸線）を示す。参考尺は、ソフトウェアがオブジェクトの寸法を把握するのに役立てるために使用できる。真ん中の図に、ソフトウェアが示されており、ソフトウェアは正確な３Ｄグリッド及びサブボリュームを生成することができる。各投影図及び各視野角での情報により、ソフトウェアは、サンプルの寸法、位置、ポイント、特徴、及び異なる小面のボクセルをラベル付けできる。図８の右側の図において、回転角度のデッキからの情報で、生成された３Ｄグリッドは、限られた仮想ボリューム内のオブジェクトの遮断点を表す。情報は、オブジェクトの復元及び信号配信の表示をアシストする。
【００６３】
撮像ボリューム（ｘ−軸線）の深さに沿った励起光の発散伝播が原因で、サンプルに沿った減衰を補うために、イメージング解析はボリューム内の補正係数を適用する必要がある。
【００６４】
図９及び１０は、実施形態による一又は二ポイントでの回転サンプルの蛍光画像補正を夫々示している。図９は、オブジェクトが異なる位置へ回転又は移動する場合、オブジェクト９０３上の信号スポット９０２での発散ビーム９０１の励起強度は変化することを明示している。図１０は、オブジェクトの回転が無いとしても、励起源からスポットまでの距離が異なるため、制御された発散光１００１はオブジェクト１００４上の第一のスポット１００２及び第二のスポット１００３で異なる励起エネルギー密度を提供することを明示している。
【００６５】
広いエリアの照明のために、励起光は、制御発散又は定められた照明パターンで、伝搬軸線に沿ってオブジェクトに向かって進む。図において、励起放射は、点光源から発せられ、蛍光励起のために撮像ボリュームに向かって発散される。仮に、信号スポットがオブジェクトの一端に位置する場合、オブジェクトが異なる視野角に回転するにつれ、信号スポットのエリアでの励起波面のエネルギー密度は変化する。点光源（等方性放射）のために、距離ｙでのエネルギー密度は逆二乗則（Ｉ＝１／ｙ２）に従う。Ｘ−Ｙ平面での均一な照明を得るための制御発散のために、伝搬軸線に沿った光強度の関数が特定又は測定される。距離ｙでの知られたエネルギー密度の関数で、補正係数は信号再構成モデルに適用される。反射光撮像を介して収集された３Ｄ情報は、興味のあるスポットでの幾何情報を提供する。蛍光シグナルの補正係数が実行され、撮像結果の信頼性及び定量性が改善される。複雑なモデルのために、表層下での再構築された結果の忠実性を改善するために、組織オブジェクトの一部を通り抜ける信号ライトの散乱及び断絶が考えられる。
【００６６】
いつくかの実施形態において、断層撮像装置は、短期間で自動的に異なる視野角に対応する一連の画像を生成することができる。二つの画像診断法の並置された一連の画像は、反射光及び蛍光の画像を一緒にオーバーレイすることにより得られる。ソフトウェアコードは、シリーズの撮像結果をアニメーションに編集するために使用され、サンプルのほぼフル回転３Ｄビューを実演する。アニメーションは、ほぼサンプル全体のリアルタイムの３Ｄの視点を提供する。サンプルモデルの３Ｄ再構成及び３Ｄ結果のインタラクティブな表示のために、商用の３Ｄ再構成アルゴリズムが使用されても良い。
【００６７】
いつくかの実施形態において、８５μｍ解像度でのサンプル全体の撮像プロセスは、２０分以下で終わる。いつくかの実施形態において、３Ｄアニメーションは１分以下で生成される。
【００６８】
図１１から１３は、実施形態によるＧＵＩ及びそのタッチスクリーン操作を示す。ユーザはタブレット表示を使用して、二つの回転軸線（ロール及びピッチ）でインタラクティブにビューを閲覧する。ダイナミックなアニメーションプレビューのために変更可能な３−１０フレーム／秒のフレームレートに加えて、ユーザは、各フレームの静的レビューのためにタッチスクリーン上の異なるフレーム間をスクロールして、詳細な検査のために５倍にズームアップする（〜１２．５μｍ／ピクセルディスプレイ解像度）。このことは、サンプルの検査及び疾患組織局在化に役立つ。
【００６９】
図１１Ａ及び１１Ｂにおいて、疾患組織を位置特定するために、ほぼフル回転の撮像表示が使用されている。図１１Ａにおいて、皮膚有（上面パネル）及び皮膚無（下面パネル）の足をひきずったマウスの異種移植腫瘍組織の３Ｄ撮像結果が示されている。図１１Ｂにおいて、選択された３Ｄアニメーションの例は、３６０度回転３Ｄ撮像結果の上部と下部のビューは疾患組織を位置特定するのに役立つことを示している。蛍光のための擬似カラーマップが提供されている。
【００７０】
図１２において、検出可能な腫瘍の最小限の量を評価するための人間のサンプルの例画像が示されている。図１２の上列は、全身ラベル付けされた患者群から収集された組織の画像を示している。図１２の下列は、３Ｄ視覚化結果の例に基づき、選択された３Ｄ回転アニメーションフレームの画像を示す。蛍光のための擬似カラーマップが提供されている。グレースケールは、反射光のためのものである。
【００７１】
図１３Ａ及び１３Ｂにおいて、対話型アニメーションは、ユーザが３Ｄ結果をスクロールして詳細な検査のために特定のビューを取ることを可能にする。図１３Ａは、ローリングモードでスクロールするユーザの例を示している。すなわち、ユーザはタッチジェスチャを適用して、単一エレベーション周りの異なる方位視点角度内をスクロールすることができる。図１３Ｂは、ピッチ／傾きモードでスクロールしているユーザの例を示している。すなわち、ユーザはタッチジェスチャを適用して、単一の方位角に沿って、異なる仰角視点角度内をスクロールすることができる。
【００７２】
更に、拡張現実ディスプレイ・インターフェースは、ユーザがタブレット表示を回転させ、傾けることにより３Ｄビューをレビューすることを可能にし、タブレット表示において、ジャイロスコープパッケージは、動きを感知し、画像出力と関わる情報を提供する。
【００７３】
３Ｄ再構成アルゴリズムは、拡張現実アプリのために、３６０度回転３Ｄモデルを提供することができる。再構成アルゴリズムにおいて、共通の特徴を見つけるための特徴認識技術と共に、ボリュームの彫刻を適用して、空間体積を形成することができる。「シルエット投影」として知られる投影法は、各視野角でのシルエット投影の外側のボクセルを彫刻することにより、仮想ボリューム内に画像を撮る。オブジェクトのジオメトリ全体を得ることができる。共通の特徴をマッチングさせることにより、オブジェクトは立証され、モデルの中に組み込むことができる。モデルが作られた後、各ビューの調整された蛍光カラーマップに関連する強度スケールが、３Ｄレンダリングのために取り出される。ボリュームの再構成処理において定められた座標、特徴、及びスカラーは、信号分配をレンダリングするにあたり、２Ｄ及び３Ｄ結果をマッチさせるために使用される。組組織模倣ファントム及び組織構築は、アルゴリズム検証のためのものである。
【００７４】
現在のタブレット表示は、一般に≧６０Ｈｚのリフレッシュレートで、＜８ｍｓの反応時間のため、拡張現実３Ｄモデルのインプットの遅れはアプリケーションアルゴリズムによって決定される。インプットの遅れが測定され、代表的な３Ｄモデルのために≦１００ｍｓの遅れと予測されるため、インタラクティブにモデルを見ている間、ユーザは人間が検出可能な深刻な待ち時間を経験することはない。
【００７５】
図１４から４０は、実施形態による、異なるアングルでのオブジェクトのオーバーレイされたフルカラー及び蛍光画像を示す。図をめくると、短いアニメーションが早く示される。最初の１７画像は、２２．５度増加で、サンプルの周りの３６０度外周を仕上げ、最初の画像と同じ方位角で終わる。次の１１画像は、一定の方位角で、より高い及び低いエレベーションからのサンプル（すなわち、より高い及び低い傾き）を示す。
【００７６】
アニメーションは自動的に再生され又はインタラクティブに制御される。例えば、外科医は、選択されたフレームでアニメーションを止めて、ズームインし、又は上方へ傾ける及び下方に傾けてより多くのサンプルを見ることができる。
【００７７】
外科医のワークフローにおいて、手術を行う外科医は消毒されたツールのみを触る。外科医の幾つかの手順において、技術者又は他のスタッフメンバーは、任意の器具のディスプレイに示された情報操作を手伝うことにより、外科医をアシストする。しかしながら、スタッフによりとられるアクションは外科医からの口頭コマンド及び要求に正確に又は実際上は合っていない。その結果、外科医が直接ディスプレイ又は器具を扱うことができるようにすることにメリットがある。コンピュータ、キーボード、ディスプレイパネル、又はキャビネットイメージャ等の器具を触ることにより、消毒が壊れ、やはり汚染問題が生じる。スクリーン上のディスプレイ又はインタフェースを操作するための無菌タッチペンの使用は、手術室を無菌環境に維持するのに役立つ。
【００７８】
図４２は、記述例としての一実施形態を示す。示されているのは、ペン本体４２０１及びペン先４２０２を備えるタッチペン４２００である。タッチペンは、ペンカバー４２０３も備えることができ、ペンカバーはペン本体４２０１及びペン先４２０２を含む。
【００７９】
ペン本体４２０１は、一回又は限られた回数の使用用の使い捨ての及び予め滅菌された材料から作られても良い。ペン本体４２０１は、繰り返し使用用の滅菌可能な材料であっても又は滅菌可能な材料から作られても良く、各使用の前に消毒される。いつくかの実施形態において、ペン本体４２０１及びペン先４２０２のどちらか一方、又は両方は金属を備える。いつくかの実施形態において、金属はステンレス鋼である。いつくかの実施形態において、ペン先４２０２は、ペン本体４２０１から取り外し可能である。ペン先４２０２は、一回又は限られた回数の使用用の使い捨ての予め滅菌された材料から作られても良い。タッチペンはペンカバー４２０３に含まれ、ペンカバーは、一回又は限られた回数の使用用の使い捨ての予め滅菌された材料から作られる。いつくかの実施形態において、ペン本体４２０１及びペン先４２０２は無菌ではないが、ペンカバー４２０３は無菌である。いつくかの実施形態において、タッチペンはインクを分注できる。いつくかの実施形態において、タッチペンはインクを分注しない。
【００８０】
実施形態は、ＣＣＤセンサ付きの高性能モノクロ撮像カメラを使用することができる。ＣＭＯＳイメージセンサの進歩と共に、ＣＭＯＳセンサは蛍光アプリケーションにおける基準となっても良い。
【００８１】
前述の発明は、理解を明確にするために図示と実施例によってある程度詳細に記述されているが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲内で特定の変更及び変形を実施してもよいことが理解されるであろう。加えて、本明細書で提示した各参考文献は、各参考文献がそれぞれ参照によって援用されるように、その全体が参照によって本明細書に援用される。なお、本発明の実施形態として、以下のものも含まれる。
[実施形態６]
蛍光で生物学的サンプル撮像するための装置であって、
撮像ボリューム内の生物学的サンプルの少なくとも一部を支持するように構成されている回転可能な撮像ステージと、
第一のカメラと、
第二の単色カメラと、
前記生物学的サンプルの前記少なくとも一部の画像の一部を前記カメラの内の一つに反射する部分的な反射ミラーであって、前記ミラーは前記画像の一部を前記カメラの他方に透過する反射ミラーと、
前記第一のカメラを使用して、前記ステージ上の生物学的サンプルの反射光画像を撮ることであって、前記反射光画像は、前記等間隔のマークを含んでいる、反射光画像を撮ること、
前記第二のカメラを使用して前記生物学的サンプルの蛍光画像を収集すること、
前記反射光画像又は前記蛍光画像において、前記等間隔のマークを検出すること、及び
前記生物学的サンプルの一部の３次元位置を決定するために前記等間隔のマークを外挿すること、を備えるオペレーションをコンピュータプロセッサに実行させるためのインストラクションを示す情報を具体化する非一時的な機械可読媒体と動作可能に接続されている前記コンピュータプロセッサと、
を備える装置。
[実施形態７]
前記撮像ボリュームを照射するように構成されている蛍光励起用光源を更に備える、実施形態６に記載の装置。
[実施形態８]
前記撮像ボリュームに焦点を置く光学システムを有する第３のプレビューカメラを更に備える、実施形態６に記載の装置。
[実施形態９]
複数の等間隔のマークを所定の間隔で有する透明窓であって、前記透明窓は前記撮像ステージに取り付けられる透明窓を更に備える、実施形態６に記載の装置。
[実施形態１０]
蛍光で生物学的サンプルを撮像するための装置であって、
撮像ボリューム内の生物学的サンプルの少なくとも一部を支持するように構成される回転可能な撮像ステージと、
第一のカメラと、
第二の単色カメラと、
フリップミラーと、
前記生物学的サンプルの前記少なくとも一部の画像を前記フリップミラーに表示するように構成されている光学システムであって、前記フリップミラーは、前記第一のカメラに前記画像を反射させるための第一の構成と前記第二のカメラに前記画像を反射させるための第二の構成を有している光学システムと、
を備える装置。
[実施形態１１]
前記撮像ボリュームを照射するように構成されている蛍光励起用光源を更に備える、実施形態１０に記載の装置。
[実施形態１２]
前記撮像ボリュームに焦点を置く光学システムを有する第３のプレビューカメラを更に備える、実施形態１０に記載の装置。
[実施形態１３]
複数の等間隔マークを所定の間隔で有する透明窓であって、前記透明窓は前記撮像ステージに取り付けられる透明窓を更に備える、実施形態１０に記載の装置。
[実施形態１４]
前記第一のカメラを使用して、前記ステージ上の生物学的サンプルの反射光画像を撮ることであって、前記反射光画像は、前記等間隔のマークを含んでいる、反射光画像を撮ること、
前記第二のカメラを使用して前記生物学的サンプルの蛍光画像を収集すること、
前記反射光画像又は前記蛍光画像において、前記等間隔のマークを検出すること、及び
前記生物学的サンプルの一部の３次元位置を決定するために前記等間隔のマークを外挿すること、を備えるオペレーションをコンピュータプロセッサに実行させるためのインストラクションを示す情報を具体化する非一時的な機械可読媒体と動作可能に接続されている前記コンピュータプロセッサを備える、実施形態１３に記載の装置。
[実施形態１５]
インタラクティブな３次元の（３−Ｄ）オブジェクトを２次元の（２−Ｄ）ディスプレイ上に表示する方法であって、
２−Ｄディスプレイ上に、３−Ｄオブジェクトの複数の静的又は動的２−Ｄビューを表示するステップであって、所定のアングルだけ隣接するビューから方位角においてオフセットされているカメラ方位角における前記オブジェクトの各ビューであって、前記オブジェクトの前記ビューは、横の列に示されている、複数の静的又は動的２−Ｄビューを表示するステップと、
ユーザの水平ジェスチャに応じて水平に前記ビューを動かすステップと、
選択されたビューを強調表示するステップと、
ユーザの垂直ジェスチャに応じて、前記選択されたビューより高い又は低いカメラの仰角でビューを表示するステップと、
を含む方法。
[実施形態１６]
前記２−Ｄディスプレイは、タッチスクリーン装置を有しており、前記水平及び垂直ジェスチャは、前記タッチスクリーン上の前記ユーザの指のスワイプである、実施形態１５に記載の方法。
[実施形態１７]
前記２−Ｄディスプレイは、タッチスクリーン装置を有しており、前記水平及び垂直ジェスチャは、タッチペンを使用して入力され、前記タッチペンは、無菌であり、インクを分注しない、実施形態１５に記載の方法。
[実施形態１８]
蛍光励起光の発散のための画像を補正する方法であって、
蛍光励起用光源でステージ上の生物学的サンプルを照射するステップと、
カメラを使用して前記生物学的サンプルの第一の蛍光画像を撮るステップと、
第一のアングルから第二のアングルへ前記ステージを回転させるステップと、
前記カメラを使用して前記生物学的サンプルの第二の蛍光画像を収集するステップと、
前記蛍光画像から、前記生物学的サンプルの一部の３次元位置を決定するステップと、
前記３次元位置及び前記蛍光励起光の発散に基づき、前記画像の画素読み出しに補正を適用するステップと、
を含む方法。
[実施形態１９]
前記補正は、所定の計算された、前記蛍光励起光の発散に基づく、実施形態１８に記載の方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
0006732807.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006732807.tif 000006
【図６】
0006732807.tif 000007
【図７】
0006732807.tif 000008
【図８】
0006732807.tif 000009
【図９】
0006732807.tif 000010
【図１０】
0006732807.tif 000011
【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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【図１５】
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【図１６】
0006732807.tif 000019
【図１７】
0006732807.tif 000020
【図１８】
0006732807.tif 000021
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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