(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織表面の表面温度を推測するシステムにおいて、
複数の組織表面領域から発せられた赤外光を受け取るように構成および配置された第一の光学アセンブリと、
近位端と遠位端を含み、遠位端が第一の光学アセンブリから赤外光を受け取るように光学的に連結されているファイバと、
ファイバ近位端に光学的に連結され、前記ファイバを介して伝達された赤外光を複数の組織表面領域の各々の平均温度と相関する信号に変換するように構成および配置されたセンサと、
赤外光を発する少なくとも１つのバンドであって、前記少なくとも１つのバンドから発せられる赤外光と相関する、当該少なくとも１つのバンドの温度を測定する温度センサを含む、少なくとも１つのバンドと、
を含み、
第一の光学アセンブリは、組織表面領域から発せられる赤外光を受け取り可能な第一位置と前記少なくとも１つのバンドから発せられる赤外光を受け取り可能な第二位置と、に移動可能であり、前記第二位置に位置するときに、前記少なくとも１つのバンドから発せられる赤外光を集光する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、
ファイバから赤外光を受け取り、光をセンサの受光面へと誘導するように構成および配置された第二の光学アセンブリをさらに含むことを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムにおいて、
第二の光学アセンブリが、センサの受光面にファイバから受け取った赤外光をオーバーフィル条件で入射させるように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムにおいて、
第二の光学アセンブリが、センサをオーバーフィルの状態にすることにより、ファイバ近位端以外の表面からセンサの受光面へと発せられる赤外光を最小限にする、ファイバ近位端から発せられる光が受光面の上または外のうちの少なくとも一方に移動することに起因するエラーを最小限にする、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される動作を実行するように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項２に記載のシステムにおいて、
第二の光学アセンブリが、センサの受光面にファイバから受け取った赤外光をアンダーフィル条件で入射させるように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のシステムにおいて、
第二の光学アセンブリが、センサをアンダーフィルの状態にすることにより、ファイバ近位端から発せられ、センサの受光面が受け取る光の量を最大限にするように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項２に記載のシステムにおいて、
システムが、オペレータがオーバーフィルまたはアンダーフィルの少なくとも一方の量を調整できるように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項２に記載のシステムにおいて、
第二の光学アセンブリが、ファイバから受け取った赤外光をセンサの受光面の形状に適合するパターンで供給するように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項２に記載のシステムにおいて、
システムが、ファイバから受け取った赤外光を長方形のパターンでセンサの受光面に供給するように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項２に記載のシステムにおいて、
システムが、ファイバから受け取った赤外光を円形のパターンでセンサの受光面に供給するように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項２に記載のシステムにおいて、
システムが、ファイバから受け取った赤外光を楕円形のパターンでセンサの受光面に供給するように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項２に記載のシステムにおいて、
システムが、ファイバから受け取った赤外光を正方形のパターンでセンサの受光面に供給するように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項１に記載のシステムにおいて、
回転アセンブリをさらに含むことを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
回転アセンブリがファイバを回転させるように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
回転アセンブリが第一の光学アセンブリを回転させるように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
ファイバを平行移動させるように構成および配置された平行移動アセンブリをさらに含むことを特徴とするシステム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のシステムにおいて、
システムが、ファイバを同時に回転および平行移動させるように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項１８】
請求項１６に記載のシステムにおいて、
システムが、ファイバを逐次的に回転させ、平行移動させるように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項１９】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
回転アセンブリが３６０°回転させるように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項２０】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
回転アセンブリが、３６０°未満で往復回転運動させるように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項２１】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
回転アセンブリが回転エンコーダを含むことを特徴とするシステム。
【請求項２２】
請求項１に記載のシステムにおいて、
ユーザインタフェースをさらに含むことを特徴とするシステム。
【請求項２３】
請求項２２に記載のシステムにおいて、
ユーザインタフェースが、複数の組織表面領域の各々の平均温度の図式的温度マップを表示するように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項２４】
請求項２２に記載のシステムにおいて、
ユーザインタフェースが、体内組織の二次元表現の温度マップを表示するように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項２５】
請求項１に記載のシステムにおいて、
少なくとも１つのバンドが近位側バンドを含み、第一の光学アセンブリが、近位位置と遠位位置との間で平行移動するように構成および配置され、近位側バンドが近位位置に関して位置付けられることを特徴とするシステム。
【請求項２６】
請求項１に記載のシステムにおいて、
少なくとも１つのバンドが遠位側バンドを含み、第一の光学アセンブリが、近位位置と遠位位置との間で平行移動するように構成および配置され、遠位側バンドが遠位位置に関して位置付けられることを特徴とするシステム。
【請求項２７】
請求項１に記載のシステムにおいて、
少なくとも１つのバンドが遠位側バンドと近位側バンドを含み、第一の光学アセンブリが、遠位側バンドと近位側バンドとの間で平行移動するように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項２８】
請求項１に記載のシステムにおいて、
少なくとも１つのバンドが、熱伝導材料、アルミニウム、チタン、金、銅、スチール、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２９】
請求項１に記載のシステムにおいて、
少なくとも１つのバンドが、第一の光学アセンブリが少なくとも１つのバンドから赤外光を受け取った時にセンサに所定の信号を生成させるように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項３０】
請求項１に記載のシステムにおいて、
少なくとも１つのバンドの温度を測定するように構成および配置された少なくとも１つの温度センサをさらに含むことを特徴とするシステム。
【請求項３１】
請求項３０に記載のシステムにおいて、
少なくとも１つの温度センサが、サーモカップル、サーミスタ、およびこれらの組み合わせからなる群より選択されるセンサを含むことを特徴とするシステム。
【請求項３２】
請求項３０に記載のシステムにおいて、
システムが、測定された温度に基づいてセンサを校正するように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項３３】
請求項３２に記載のシステムにおいて、
システムが、センサを複数回校正するように構成および配置され、校正が測定温度に基づいて行われることを特徴とするシステム。
【請求項３４】
請求項３２に記載のシステムにおいて、
光学アセンブリが平行移動するように構成および配置され、システムが、光学アセンブリが平行移動するたびにセンサを校正するように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項３５】
請求項１に記載のシステムにおいて、
少なくとも１つのバンドが第一のバンドと第二のバンドを含み、システムが、第二のバンドの温度を測定するように構成および配置された第二の温度センサをさらに含むことを特徴とするシステム。
【請求項３６】
請求項３５に記載のシステムにおいて、
光学アセンブリが平行移動するように構成および配置され、システムが、光学アセンブリが平行移動するたびにセンサを２回校正するように構成および配置されることを特徴とするシステム。
【請求項３７】
請求項１に記載のシステムにおいて、
少なくとも１つのバンドが可視化マーカを含むことを特徴とするシステム。
【請求項３８】
請求項３７に記載のシステムにおいて、
可視化マーカが、Ｘ線不透過マーカバンド等のＸ線不透過マーカ、超音波反射マーカ、可視光マーカ、磁気マーカ、およびこれらの組み合わせからなる群より選択されるマーカを含むことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本特許出願は、２０１１年１１月２２日に出願された、“Ａｂｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅｓ”と題する国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０６１８０２号に関連しており、同出願の内容の全てを参照によって本願に援用する。本願は、２０１３年１月７日に出願された米国仮特許出願第６１／７４９６１７号の利益を主張するものであり、同仮出願の内容の全てを参照によって本願に援用する。
【０００２】
分野
実施形態は一般に、組織温度モニタの分野に関し、より詳しくは、焼灼および温度測定装置とエネルギー供給中に組織温度をモニタするシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
数多くの医療処置の中で、標的組織の温度を変化させるためのエネルギーが供給され、それによって例えば組織の焼灼またはそれ以外の治療が行われる。今日のエネルギー供給システムでは、医師等のシステムのオペレータにとって、標的外の組織に不利な影響を与えることなく標的組織の全てを治療することは難しい。心不整脈等の治療の場合、心組織の焼灼で心臓壁組織等の標的組織を有効に焼灼することができず、その一方で、うっかりと食道組織を焼灼してしまうことがよくある。腫瘍焼灼術においては、がん組織の焼灼もまた不完全であったり、あるいは健全な組織を傷つけたりするかもしれない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
医師が標的組織にエネルギーを適正に供給し、それと同時に標的外組織には破壊的エネルギーが一切供給されないようにすることのできるエネルギー供給およびエネルギーモニタシステムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第一の態様によれば、組織表面の表面温度を推測するシステムは、複数の組織表面領域から発せられた赤外光を受け取るように構成および配置された第一の光学アセンブリと、近位端と遠位端を含むファイバであって、遠位端が第一の光学アセンブリから赤外光を受け取るように光学的に連結されているファイバと、ファイバ近位端に光学的に連結されたセンサであって、複数の組織表面領域の各々の平均温度と相関する信号を生成するように構成および配置されているセンサと、を含む。
【０００６】
システムは、食道表面の表面温度を推測するように構成および配置できる。
【０００７】
システムは、第一の光学アセンブリとファイバを含むプローブをさらに含むことができる。プローブ径は１５Ｆｒ以下、または１２Ｆｒ以下、または９Ｆｒ以下、または６Ｆｒ以下とすることができる。
【０００８】
第一の光学アセンブリは、これを包囲する管を含むことができる。包囲管は、赤外線を比較的透過する管を含むことができる。包囲管は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）または低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ゲルマニウム、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含むことができる。
【０００９】
第一の光学アセンブリは、光ファイバ、レンズ、ミラー、フィルタ、プリズム、増幅器、屈折媒体、スプリッタ、偏光板、開口、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される光学素子を含むことができる。
【００１０】
第一の光学アセンブリは、受け取った赤外光に対し、合焦、分割、フィルタ処理、フィルタ処理せず伝送、増幅、屈折、反射、偏光、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される操作を実行するように構成および配置された光学素子を含むことができる。
【００１１】
第一の光学アセンブリは、３ｃｍ以下、または２ｃｍ以下、または１ｃｍ以下、または０．５ｃｍ以下の長さの剛性部分を含むことができる。
【００１２】
第一の光学アセンブリは、平面、斜面、および凸面を含む光学素子を含むことができる。斜面の角度は約４５°とすることができる。凸面は、半径約４ｍｍの凸面を含むことができる。
【００１３】
第一の光学アセンブリは、組織から赤外光を受け取るように構成および配置された第一の面と、受け取った赤外光をファイバ遠位端へと案内するように構成および配置された第二の面を有する光学素子を含むことができる。第二の面は凸面を含むことができる。第一の光学アセンブリは、第二の面とファイバ遠位端との間の光学的分離距離を含むことができる。いくつかの実施形態において、ファイバは約４００μｍのコアを含むことができ、光学的分離距離は約４．５ｍｍの距離とすることができ、第二の面は約３ｍｍの凸面半径を有することができる。この実施形態において、第一の光学アセンブリは約３．５ｍｍの焦点距離を有することができ、システムは、面積約０．４ｍｍ２の複数の組織表面領域から赤外光を受け取るように構成および配置できる。いくつかの実施形態において、ファイバは約４００μｍのコアを含むことができ、光学的分離距離は約４．２ｍｍの距離とすることができ、第二の面は約４ｍｍの凸面半径を有することができる。この実施形態において、第一の光学アセンブリは約７．５ｍｍの焦点距離を有することができ、システムは、面積約１．０ｍｍ２の複数の組織表面領域から赤外光を受け取るように構成および配置でき、システムは、約８ｍｍの被写界深度と相関する空間分解能基準を有することができる。
【００１４】
第一の光学アセンブリは１０ｍｍ以下、または５ｍｍ以下の焦点距離、例えば約３．２ｍｍまたは約３．５ｍｍの焦点距離を有することができる。第一の光学アセンブリは４ｍｍ〜１０ｍｍの間の焦点距離を有することができる。
【００１５】
システムは、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの間の被写界深度、または０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの被写界深度、例えば約０．５ｍｍの被写界深度と相関する空間分解能基準を有することができる。システムは、１．５ｍｍ〜１０ｍｍの被写界深度、例えば約７ｍｍの被写界深度と相関する空間分解能基準を有することができる。
【００１６】
第一の光学アセンブリは、ファイバを幾何学的に中央に位置付けるように構成および配置されたフランジを含むことができる。
【００１７】
複数の組織表面領域は、各々が面積０．１ｍｍ２〜２０ｍｍ２、または面積０．５ｍｍ２〜１．５ｍ２、例えば面積約１ｍｍ２である複数の組織表面を含むことができる。
【００１８】
複数の組織表面領域は、各々が０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの間の同等の直径を持つ複数の組織表面を含むことができる。
【００１９】
複数の組織表面領域は、各々が長さ０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの間の主軸を有する複数の組織表面を含むことができる。
【００２０】
複数の組織表面領域は、各々が比較的円形の形状、または比較的長方形の形状を有する複数の組織表面を含むことができる。複数の組織表面領域は、複数の比較的平坦な組織表面を含むことができ、または複数の山部と谷部を含むことができる。複数の組織表面領域は、複数の管状組織表面領域、たとえば食道の１区間を含むことができる。
【００２１】
ファイバは、セレン化亜鉛、ゲルマニウム、酸化ゲルマニウム、ハロゲン化銀、カルコゲニド、中空コアファイバ材、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含むことができる。
【００２２】
ファイバは、６μｍ〜１５μｍの間の波長、または８μｍ〜１１μｍの間の波長に対して比較的透過性の材料を含むことができる。
【００２３】
ファイバは、ファイババンドルを含むことができる。ファイババンドルは、コヒーレントまたはインコヒーレントファイバを含むことができる。
【００２４】
ファイバは、少なくとも１つの反射防止コーティングを含むことができる。例えば、少なくとも１つの反射防止コーティングは、ファイバ近位端またはファイバ遠位端の少なくとも一方に設置できる。少なくとも１つの反射防止コーティングは、６μｍ〜１５μｍの範囲、または８μｍ〜１１μｍの範囲をカバーするコーティング等の広帯域反射防止コーティング、約７．５μｍ〜８μｍの範囲、または８μｍ〜９μｍの範囲をカバーするコーティング等の狭帯域反射防止コーティング、赤外領域の１つの波長または非常に狭い範囲の波長を最適に反射するように設計されたコーティング等のシングルライン反射防止コーティング、およびこれらの組み合わせからなる群より選択されるコーティングを含むことができる。
【００２５】
ファイバは、６μｍ〜１００μｍの間の直径、または２００μｍ〜４００μｍの直径を有するコアをさらに含むことができる。
【００２６】
ファイバは、コアと、これを包囲するクラッドと、をさらに含むことができる。ファイバはさらに、コアと、コアを取り囲むエアエンベロープと、を含むことができる。
【００２７】
ファイバはさらに、ファイバのうちのファイバ近位端とファイバ遠位端との間の少なくとも一部を取り囲む捻じれ防止構造、例えばコイル、編組、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される構造を含むことができる。捻じれ防止構造はトルクシャフトを含むことができる。トルクシャフトは、反対方向に巻き付けられた複数のワイヤ層を含むことができる。トルクシャフトは、４〜１２本のワイヤを含むことができる。
【００２８】
システムは、ファイバに対し、ファイバを回転させる、ファイバを平行移動させる、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される操作を行うように構成および配置できる。ファイバは平行移動が可能となるように構成および配置されたサービスループを含むことができる。
【００２９】
ファイバは、少なくともファイバのうちの一部を取り囲むスリーブをさらに含むことができ、スリーブは、少なくともファイバの一部と反応しないように構成および配置された材料を含むことができる。例えば、ファイバはコアを含むことができ、スリーブ材料はコアと反応しないように構成および配置することができる。
【００３０】
センサは赤外線検出器を含むことができる。センサは、テルル化カドミウム水銀光検出器またはテルル化亜鉛水銀光検出器等の光電導体、マイクロボロメータ、タンタル酸リチウム検出器または硝酸トリグリシン検出器等の焦電検出器、サーモパイル、およびこれらの組み合わせからなる群より選択されるセンサを含むことができる。
【００３１】
センサは、２００ミリ秒以下の応答時間、または１ミリ秒以下の応答時間を有することができる。
【００３２】
センサは、センサの１つまたは複数の部分を冷却するように構成および配置された冷却アセンブリを含むことができる。冷却アセンブリは、液体窒素充填デュワ、熱電クーラ、スターリングサイクルクーラ、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される冷却アセンブリを含むことができる。
【００３３】
信号は、電圧信号および／または電流信号を含むことができる。信号は、受け取った赤外光の変化を表すことができる。
【００３４】
システムはシャフトをさらに含むことができ、ファイバはシャフトによって摺動可能に受けられる。シャフトは丸い先端を含むことができる。シャフトは、ポリエチレン、ポリイミド、ポリウレタン、ポリエーテルブロックアミド、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含むことができる。シャフトは編組シャフトを含むことができる。シャフトは体腔内にオーバーザワイヤ方式で挿入するように構成および配置できる。シャフトは鼻孔内に挿入するように構成および配置できる。シャフトは、曲率半径４インチ以下、または曲率半径２インチ以下、または曲率半径１インチ以下の体内構造を通じて挿入するように構成および配置できる。
【００３５】
システムは、ファイバから赤外光を受け取り、光をセンサの受光面へと誘導するように構成および配置された第二の光学アセンブリをさらに含むことができる。第二の光学アセンブリは、第二の光学アセンブリをセンサに関して少なくとも二次元で位置決めできるように構成および配置された調整アセンブリを含むことができる。
【００３６】
第二の光学アセンブリは、光ファイバ、レンズ、ミラー、フィルタ、プリズム、増幅器、屈折媒体、スプリッタ、偏光板、開口、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される光学素子を含むことができる。第二の光学アセンブリは、受け取った赤外光に対し、合焦、分離、フィルタ処理、フィルタ処理せずに伝送、増幅、屈折、反射、偏光、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される動作を実行するように構成および配置された光学素子を含むことができる。
【００３７】
システムは冷却筐体を含むことができ、第二の光学アセンブリの少なくとも一部を冷却筐体、例えばスターリング冷却筐体内に保持できる。
【００３８】
第二の光学アセンブリは、反射防止面を含む構成部品を含む。
【００３９】
第二の光学アセンブリは、６μｍ〜１５μｍの間の波長、または８μｍ〜１１μｍの間の波長の光に対して比較的透過性の構成部品を含むことができる。
【００４０】
第二の光学アセンブリは焦点レンズを含むことができる。焦点レンズは、少なくともセンサの一部からギャップ、例えばオペレータが調整できるギャップによって分離できる。
【００４１】
第二の光学アセンブリはフィルタを含むことができる。フィルタは、８μｍ未満の波長の光に対して比較的不透過性、および／または１１μｍを超える波長の光に対して比較的不透過性とすることができる。
【００４２】
第二の光学アセンブリはコールドストップ(cold aperture)を含むことができる。
【００４３】
第二の光学アセンブリはイマージョンレンズを含むことができる。
【００４４】
第二の光学アセンブリは、センサの受光面にファイバから受け取った赤外光をオーバーフィル条件で入射させるように構成および配置できる。例えば、第二の光学アセンブリは、センサをオーバーフィルの状態にすることにより、ファイバ近位端以外の表面からセンサの受光面へと発せられる赤外光を最小限にする、ファイバ近位端から発せられる光が受光面の上または外のうちの少なくとも一方に移動することに起因するエラーを最小限にする、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される動作を実行するように構成および配置できる。第二の光学アセンブリは、センサの受光面にファイバから受け取った赤外光をアンダーフィル条件で入射させるように構成および配置できる。例えば、第二の光学アセンブリは、センサをアンダーフィルの状態にすることにより、ファイバ近位端から発せられ、センサの受光面が受け取る光の量を最大限にするように構成および配置できる。システムは、オペレータがオーバーフィルまたはアンダーフィルの少なくとも一方の量を調整できるように構成および配置できる。
【００４５】
第二の光学アセンブリは、ファイバから受け取った赤外光をセンサの受光面の形状に適合するパターンで供給するように構成および配置できる。いくつかの実施形態において、システムは、ファイバから受け取った赤外光を長方形のパターンでセンサの受光面に供給するように構成および配置でき、センサの受光面は長方形のパターンを含む。いくつかの実施形態において、システムは、ファイバから受け取った赤外光を円形のパターンでセンサの受光面に供給するように構成および配置でき、センサの受光面は円形のパターンを含む。いくつかの実施形態において、システムは、ファイバから受け取った赤外光を楕円形のパターンでセンサの受光面に供給するように構成および配置でき、センサの受光面は楕円形のパターンを含む。いくつかの実施形態において、システムは、ファイバから受け取った赤外光を正方形のパターンでセンサの受光面に供給するように構成および配置でき、センサの受光面は正方形のパターンを含む。
【００４６】
システムは、回転アセンブリをさらに含むことができる。回転アセンブリは、ファイバおよび／または第一の光学アセンブリを回転させるように構成および配置できる。システムは、ファイバを平行移動させるように構成および配置された平行移動アセンブリをさらに含むことができる。システムは、ファイバを同時に回転および平行移動させるか、ファイバを逐次的に回転させ、平行移動させるように構成および配置できる。回転アセンブリは、３６０°回転させるように構成および配置できる。回転アセンブリは、３６０°未満の往復回転運動、例えば４５°〜３２０°の間の往復回転、または１８０°以下の往復運動、または９０°以下の往復運動を提供するように構成および配置できる。
【００４７】
回転アセンブリは回転エンコーダを含むことができる。
【００４８】
回転アセンブリは、ファイバを１０００ｒｐｍ〜１５０００ｒｐｍの間の速度、または４０００ｒｐｍ〜８０００ｒｐｍの間の速度、例えば約７２６０ｒｐｍの速度で回転させるように構成および配置できる。
【００４９】
回転アセンブリは、オペレータがファイバの少なくとも一部、例えばファイバ近位端の位置を調整できるように構成および配置された調整アセンブリを含むことができる。調節アセンブリは、少なくとも二次元調整を提供するように構成および配置できる。
【００５０】
システムは、ファイバおよび／またはセンサを平行移動させるように構成および配置された平行移動アセンブリをさらに含むことができる。平行移動アセンブリは、ファイバを往復運動で平行移動させるように構成および配置できる。システムは、ファイバを回転させるように構成および配置された回転アセンブリをさらに含むことができる。平行移動アセンブリは、回転アセンブリを平行移動させるようにさらに構成および配置できる。システムは、ファイバを同時に回転および平行移動させるか、ファイバを逐次的に回転させ、平行移動させるように構成および配置できる。
【００５１】
平行移動アセンブリは、５ｍｍ〜１００ｍｍの間の距離、または１０ｍｍ〜４０ｍｍの間の距離、例えば約２５ｍｍの距離だけファイバを平行移動させるように構成および配置できる。
【００５２】
平行移動アセンブリはリニアエンコーダを含むことができる。平行移動アセンブリはヤンキースクリュー(yankee screw)を含むことができる。
【００５３】
平行移動アセンブリは、ファイバの比較的連続的な平行移動を提供するように構成および配置できる。平行移動アセンブリは、ファイバを第一の期間と第二の期間にわたり平行移動させるように構成および配置でき、第一と第二の期間は遅延によって分離される。
【００５４】
システムはユーザインタフェースをさらに含むことができる。ユーザインタフェースは、複数の組織表面領域の各々の平均温度の図式的温度マップを表示するように構成および配置できる。ユーザインタフェースは、色、色相、コントラスト、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される作図パラメータを変えることによって温度差を表現するように構成および配置できる。ユーザインタフェースは、オペレータが温度と作図パラメータとの相関関係を調整できるように構成および配置できる。
【００５５】
ユーザインタフェースは、体内組織の二次元表現および／または体内組織の三次元表現の温度マップを表示するように構成および配置できる。
【００５６】
ユーザインタフェースは、英数字による温度情報の表を表示するように構成および配置できる。
【００５７】
ユーザインタフェースは、複数の組織表面領域の各々の平均温度の温度マップを表示し、継続的に更新するように構成および配置できる。例えば、ユーザインタフェースは、温度マップを０．１秒おき〜３０秒おき、または０．２秒おき〜５秒おき、または０．５秒おき〜２秒おき、例えば約１秒おきに更新するように構成および配置できる。
【００５８】
ユーザインタフェースは、ユーザ入力構成部品をさらに含むことができる。ユーザ入力構成部品は、タッチスクリーンモニタ、キーボード、マウス、ジョイスティック、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される構成部品を含むことができる。
【００５９】
ユーザインタフェースは、オペレータがセンサを校正できるように構成および配置できる。ユーザインタフェースは、オペレータが、回転移動距離および／または回転速度等の回転パラメータ、平行移動距離および／または平行移動速度等の平行移動パラメータ、走査パターン形状、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される運動パラメータを調整できるように構成および配置できる。
【００６０】
ユーザインタフェースは、その他の温度情報、例えば複数の組織表面のピーク温度情報と平均温度情報の少なくとも一方を表示するように構成および配置できる。
【００６１】
システムは、信号処理ユニットをさらに含むことができる。信号処理ユニットは、センサ信号を複数の組織表面領域と相関する温度値の表と相関させるように構成および配置できる。システムはビデオモニタをさらに含むことができ、信号処理ユニットは、ビデオモニタを駆動するように構成および配置されたビデオ信号を生成できる。信号処理ユニットはアルゴリズム、例えば温度値等の１つまたは複数の数値を平均化する、１つまたは複数の温度値のピーク値を見つける、１つまたは複数の組織領域のピーク値を比較する、組織温度の変化率、異常値を判定する、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される機能を実行するように構成および配置されるアルゴリズムを含むことができる。これに加えて、アルゴリズムは、測定された他の組織領域より高い平均温度を持つ組織領域を判断するように構成および配置できる。
【００６２】
システムは少なくとも１つのバンドを含むことができ、第一の光学アセンブリは、少なくとも１つのバンドから発せられる赤外光を集光できる。少なくとも１つのバンドは近位側バンドを含むことができ、第一の光学アセンブリは、近位位置と遠位位置との間で平行移動するように構成および配置でき、近位側バンドは近位位置に関して位置付けられる。少なくとも１つのバンドは遠位側バンドを含むことができ、第一の光学アセンブリは、近位位置と遠位位置との間で平行移動するように構成および配置でき、遠位側バンドは遠位位置に関して位置付けられる。少なくとも１つのバンドは遠位側バンドと近位側バンドを含むことができ、第一の光学アセンブリは、遠位側バンドと近位側バンドとの間で平行移動するように構成および配置できる。少なくとも１つのバンドは、熱伝導材料、アルミニウム、チタン、金、銅、スチール、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含むことができる。少なくとも１つのバンドは、第一の光学素子が少なくとも１つのバンドから赤外光を受け取った時にセンサに所定の信号を生成させるように構成および配置できる。
【００６３】
システムは、少なくとも１つのバンドの温度を測定するように構成および配置された少なくとも１つの温度センサをさらに含むことができる。少なくとも１つの温度センサは、サーモカップル、サーミスタ、およびこれらの組み合わせからなる群より選択されるセンサを含むことができる。システムは、測定された温度に基づいてセンサを校正するように構成および配置できる。システムは、センサを複数回校正するように構成および配置でき、校正は測定温度に基づくことができる。例えば、光学アセンブリは平行移動するように構成および配置でき、システムは、光学アセンブリが平行移動するたびにセンサを校正するように構成および配置できる。
【００６４】
少なくとも１つのバンドは第一のバンドと第二のバンドを含むことができ、システムは、第二のバンドの温度を測定するように構成および配置された第二の温度センサをさらに含むことができる。例えば、光学アセンブリは平行移動するように構成および配置でき、システムは、光学アセンブリが平行移動するたびにセンサを２回校正するように構成および配置できる。
【００６５】
少なくとも１つのバンドは可視化マーカ、例えば、Ｘ線不透過マーカバンド等のＸ線不透過マーカ、超音波反射マーカ、可視光マーカ、磁気マーカ、およびこれらの組み合わせからなる群より選択されるマーカを含むことができる。
【００６６】
システムは位置決め部材をさらに含むことができる。位置決め部材は、第一の光学アセンブリを組織表面からある距離に位置決めするように構成および配置できる。位置決め部材は、第一の光学アセンブリを体腔内、例えば食道内で中央に置くように構成および配置できる。
【００６７】
他の態様によれば、組織表面の表面温度を推測するシステムは、複数の組織表面領域から発せられた赤外光を受け取るように構成および配置された第一の光学アセンブリと、近位端と遠位端を含むファイバであって、遠位端が第一の光学アセンブリからの赤外光を受け取るように光学的に連結されているファイバと、を含む長尺プローブと、ファイバ近位端に光学的に連結されたセンサであって、複数の組織表面領域の各々の平均温度と相関する信号を生成するように構成および配置されたセンサと、を含む。
【００６８】
他の態様によれば、組織表面の表面温度を推測するシステムは、近位端と遠位端を有するファイバであって、赤外光がそこを通過できるように構成および配置されたファイバと、ファイバ遠位端に光学的に連結された光学アセンブリであって、少なくとも１つの組織表面領域から発せられた赤外光を受け取るように構成および配置された光学アセンブリと、ファイバ近位端に光学的に連結されたセンサであって、少なくとも１つの組織表面領域から発せられた赤外光に基づいて信号を生成するように構成および配置され、信号が少なくとも１つの組織表面領域の平均温度と相関するようなセンサと、を含む。
【００６９】
他の態様によれば、組織表面の表面温度を推測する方法は、本明細書に記載されているシステムを選択するステップと、システムの少なくとも一部を患者の位置の組織表面に展開するステップと、組織表面のその領域内で表面温度を推測するステップと、を含む。
【００７０】
本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、本願の発明的な概念の各種の実施形態を示しており、記述と共に本願の発明的な概念を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本願の発明的概念と一致する、温度測定プローブを含む温度マッピングシステムの概略図である。
【図２】本願の発明的概念と一致する、体腔内に位置付けられた図１の温度測定プローブの遠位部分の側方断面図である。
【図２Ａ】本願の発明的概念と一致する、赤外線集光器を含む図２の温度測定プローブの遠位部分の拡大側方断面図である。
【図２Ｂ】本願の発明的概念と一致する、集光された赤外光の光路を含む図２Ａの赤外光集光器の構成部品の斜視図である。
【図３】組織表面領域の断面図を含む、本願の発明的概念と一致する「近位置最適化型(close-optimized)」光学システムの光学的概略図である。
【図４】組織表面領域の断面図を含む、本願の発明的概念と一致する、「広範囲最適化型(range-optimized)」光学システムの光学的概略図である。
【図５Ａ】本願の発明的概念と一致するセンサアセンブリと回転アセンブリの斜視図である。
【図５Ｂ】本願の発明的概念と一致する、図５Ａの回転アセンブリの断面斜視図である。
【図６】本願の発明的概念と一致する平行移動アセンブリの斜視図である。
【図７】本願の発明的概念と一致するセンサアセンブリに近接する光路の光学的概略図である。
【図８Ａ】本願の発明的概念と一致する、検出器をオーバーフィル状態にする場合の、検出器へと合焦される赤外光の投射を示す赤外線検出器の光学的概略図である。
【図８Ｂ】本願の発明的概念と一致する、検出器をアンダーフィル状態にする場合の、検出器へと合焦される赤外光の投射を示す赤外線検出器の光学的概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
ここで、本願の発明的概念の実施形態を詳細に参照するが、その例が添付の図面に示されている。可能なかぎり、図面を通じて同じまたは同様の部品を指すためには同じ参照番号を用いる。
【００７３】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためのものであり発明的概念を限定しようとするものではない。本明細書で使用されるかぎり、単数形の冠詞（ａ、ａｎ、ｔｈｅ）は、文脈上、明らかに他の解釈が必要な場合を除き、複数形も同様に示すものとする。
【００７４】
さらに当然のことながら、「〜を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」（およびｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇのあらゆる形態（ｃｏｍｐｒｉｓｅ、ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）、「〜を有する（ｈａｖｉｎｇ）」（およびｈａｖｉｎｇのあらゆる形態（ｈａｖｅ  、ｈａｓ）、「〜を包含する（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」（およびｉｎｃｌｕｄｉｎｇのあらゆる形態（ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｅ）または「〜を含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」（およびｃｏｎｔａｉｎｉｎｇのあらゆる形態（ｃｏｎｔａｉｎｓ、ｃｏｎｔａｉｎ）は、本明細書で使用されるかぎり、明記された特徴、整数、ステップ、操作、要素、および／または構成部品の存在を明示しているが、１つまたは複数のその他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、構成部品および／またはこれらの群の存在を排除しない。
【００７５】
当然のことながら、第一の、第二の、第三の、等の用語は本明細書において、様々な限界、要素、構成部品、領域、層および／または区間を説明するために使用される場合があるが、これら限界、要素、構成部品、領域、層および／または区間はこれらの用語により限定されるべきではない。これらの用語は、１つの限界、要素、構成部品、領域、層または区間を他の限界、要素、構成部品、領域、層または区間から区別するためだけに使用されている。それゆえ、後述の第一の限界、要素、構成部品、領域、層または区間は、本願の教示から逸脱することなく、第二の限界、要素、構成部品、領域、層または区間と呼ぶこともできる。
【００７６】
さらに当然のことながら、ある要素が他の要素「の上にある」、「それに取り付けられている」、「それに接続される」または「それに連結される」と記載されている場合、これはもう一方の要素の直接的に上にある、またはその上方にある、またはそれに接続する、または連結することができ、あるいは介在する要素を存在させることができる。これに対して、ある要素が他の要素に「直接的に上にある」、「それに直接取り付けられる」、「それに直接接続される」、またば「それに直接連結される」と記載されている場合、介在する要素はない。要素間の関係を説明するために使用されるその他の単語も同様に解釈するべきである（例えば、「〜の間」と「直接的に〜の間」、「隣接して」と「直接的に隣接して」、等）。
【００７７】
空間的関係を示す用語、例えば「〜の下」、「〜の下方」、「〜より低い」、「〜の上方」、「〜より高い」およびその他が、例えば図に描かれている、ある要素および／または特徴の他の要素および／または特徴との関係を説明するために使用されている場合がある。当然のことながら、空間的関係を示す用語は、図に示されている向きに加えて、使用中および／または動作中の装置の異なる向きも包含するものとする。例えば、図中の装置をひっくり返した場合、他の要素または特徴の「下方に」および／または「下に」あると説明されている要素は、他の要素または特徴の「上方」の向きとなるであろう。この装置は、それ以外に向き付けられることもありえ（例えば、９０度回転させられているか、他の向き）、本明細書で使用されている空間的関係を示す説明は相応に解釈される。
【００７８】
本明細書で使用されている「および／または」という用語は、明記された２つの特徴または構成部品の各々の、もう一方がある場合またはない場合を具体的に開示していると解釈するものとする。例えば、「Ａおよび／またはＢ」は、（ｉ）Ａ、（ｉｉ）Ｂ、および（ｉｉｉ）ＡとＢの各々を、本明細書にその各々が個々に記載されているかのように具体的に開示していると解釈するものとする。
【００７９】
当然のことながら、明瞭にするために別々の実施形態の内容の中で説明されている本発明の特定の特徴は、１つの実施形態の中で組み合わせて提供されてもよい。反対に、簡潔にするために１つの実施形態の内容の中で説明されている本発明の各種の特徴はまた、別々に、またはあらゆる適当な副結合の形で提供されてもよい。
【００８０】
例えば、当然のことながら、特許請求の範囲の何れかの項（独立項か従属項かを問わない）に明記されている特徴はすべて、どのような方法でも組み合わせることができる。
【００８１】
本願では、複数の位置、例えば患者の組織の二次元または三次元表面の温度マップを生成するための温度測定システムが提供される。このシステムは、１つまたは複数のセンサ、例えば赤外（ＩＲ）光検出器またはその他の赤外線センサを含むことができる。システムは、１つの再使用可能部分と１つまたは複数の使い捨て部分を含むことができる。システムは、食道または結腸等の体腔内に挿入されるように構成および配置されたプローブ等のプローブを含むことができる。プローブは、シャフト等の長尺部材を含むことができ、システムは長尺部材の側面に、および／または長尺部材の遠位端の前方にある複数の組織位置の温度を測定するように構成および配置できる。システムまたはプローブは、本出願人による本願と同時係属中の、２０１１年１１月２２日に出願された、“Ａｂｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅｓ”と題する国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０６１８０２号に記載されているように構成および配置でき、同国際出願の内容の全てを参照によって本願に援用する。
【００８２】
ここで、図１を参照すると、本願の発明的概念と一致する温度測定プローブを含む温度マッピングシステムの概略図が示されている。システム１０は、プローブ１００と、センサアセンブリ５００と、信号処理ユニット（ＳＰＵ）４００と、ユーザインタフェース３００と、を含む。プローブ１００は、長尺のフィラメント、すなわちファイバアセンブリ２００を摺動可能に受けるシャフト１１０を含む。ファイバアセンブリ２００は、シャフト１１０の遠位部分の中心軸から半径方向に外側にある１つまたは複数の表面位置（例えば、１つまたは複数の組織表面位置）から発せられる少なくとも赤外光を集光するように構成および配置される。集光された赤外光はファイバアセンブリ２００の中で近位側へと進み、センサアセンブリ５００によって受け取られる。センサアセンブリ５００は、受け取った赤外光を１つまたは複数の情報信号に変換し、これらはＳＰＵ  ４００に送信される。システム１０は動作伝達アセンブリ６００を含むことができ、これはファイバアセンブリ２００を平行移動および／または回転させて、例えば一連の組織位置（例えば、連続または不連続の組織表面）からの赤外光を集光するように構成される。ＳＰＵ  ４００は、センサアセンブリ５００から受け取った１つまたは複数の情報信号を、一連の組織位置と相関可能な一連の温度測定値に変換して、例えば二次元および／または三次元組織表面上の温度（例えば平均温度）に関する情報を提供することができる。
【００８３】
シャフト１１０は近位端１１１と遠位端１１２を含む。遠位端１１２は、プローブ１００を患者の体腔内に、傷を付けないように挿入するために、図のように構成された丸い先端を含むことができる。シャフト１１０は、ポリエチレン、ポリイミド、ポリウレタン、ポリエーテルブロックアミド、およびこれらの組み合わせから構成される群より選択される材料を含むことができる。シャフト１１０は編組シャフトを含み、および／または柱強度を増大させ、および／またはシャフト１１０の近位端１１１に、またはその付近にかけられたトルクへの応答を改善するように構成および配置された１つまたは複数の編組部分を含むことができる。プローブ１００はガイドワイヤに沿って挿入されるように構成でき、図示されていないが、一般的にシャフト１１０が当業者にとって知られているようなガイドワイヤンルーメンまたは遠位側ガイドワイヤサイドカーを含む。シャフト１１０の遠位部分は、赤外線を比較的透過させる管（すなわち、赤外線透過管）、すなわちウィンドウ１１５を含み、これは、赤外光に対して透過性または比較的透過性の少なくとも一部を含むことのできる管状区間を含む。ウィンドウ１１５は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）または低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）等のポリエチレン、ゲルマニウムまたは同様に赤外線透過性の材料、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含むことができる。シャフト１１０が編組またはその他の補強構造を含む実施形態において、ウィンドウ１１５またはウィンドウ１１５の一部には補強構造をなくすことができる。
【００８４】
シャフト１１０は、剛性であり、柔軟であり、または剛性区間と柔軟区間の両方をその長さに沿って含むようにすることができる。ファイバアセンブリ２００は、剛性であり、柔軟であり、または剛性区間と柔軟区間の両方をその長さに沿って含むようにすることができる。シャフト１１０とファイバアセンブリ２００は直線または曲線形状、例えば半径４インチ以下、２インチ以下、または１インチ以下の１つまたは複数の曲げ部を含む曲線形状にして、例えば鼻孔から食道に挿入できるようにすることができる。いくつかの実施形態において、シャフト１１０とファイバアセンブリ２００は、その長さの１つまたは複数の部分に沿って、プローブ１００を体腔またはその他の体内位置、例えば、口または鼻孔から食道へ、または肛門から下部胃腸管へ、および／または尿道へと挿入するのに十分な柔軟性を有する。シャフト１１０は外径１５Ｆｒ未満、例えば直径１２Ｆｒ未満、９Ｆｒ未満、または６Ｆｒ未満のシャフト等とすることができる。
【００８５】
ファイバアセンブリ２００は、近位端２１１と遠位端２１２を含むファイバ２１０を含む。コネクタ２０４が近位端２１１に位置付けられ、機械的および光学的にファイバアセンブリ２００をセンサアセンブリ５００に接続するように構成される。いくつかの実施形態において、コネクタ２０４は、センサアセンブリ５００の１つまたは複数の構成部品に関してファイバ２１０を正確に位置決めできるように構成および配置された線形調整可能テーブルまたは二次元的調整可能（Ｘ−Ｙ）テーブルを含む。いくつかの実施形態において、一次元または二次元位置決めは製造者にしかできない。ファイバ２１０は、１つまたは複数の赤外光波長に対して高い透過性を有する１つまたは複数の材料、例えばセレン化亜鉛、ゲルマニウム、酸化ゲルマニウム、ハロゲン化銀、カルコゲニド、中空コアファイバ材、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含む１本または複数のファイバを含むことができる。ファイバ２１０は、６μｍ〜１５μｍの間、または８μｍ〜１１μｍの間の波長の赤外光に対して高い透過性を有するように構成できる。いくつかの実施形態において、ファイバ２１０は複数のファイバ、例えばコヒーレントまたはインコヒーレントバンドルとした複数のファイバを含む。
【００８６】
いくつかの実施形態において、ファイバ２１０の近位端２１１および／または遠位端２１２は、例えば反射防止（ＡＲ）コーティング等のコーティングを有する表面を含む。システム１０は、赤外光を受け取り、および／または赤外光を発する光学的平面を含む１つまたは複数の構成部品を含むことができる。これらの光学的平面は１つまたは複数の反射防止コーティング、６μｍ〜１５μｍの範囲または８μｍ〜１１μｍの範囲をカバーするコーティング等の広帯域反射防止コーティング、７．５μｍ〜８μｍの範囲または８μｍ〜９μｍの範囲をカバーするコーティング等の狭帯域反射防止コーティング、赤外線領域内の単独の波長または非常に狭い範囲の波長を最適に反射するように設計されたコーティング等のシングルライン反射防止コーティング、およびこれらの組み合わせからなる群より選択されるコーティングを含むことができる。反射防止コーティングは、各面におけるフレネル反射損失を低減化することによって、平面あたり最大３０％透過率を改善するために含めることができる。反射防止コーティングは、小さいまたは大きい範囲の入射角を受け入れるように構成および配置できる。
【００８７】
いくつかの実施形態において、ファイバアセンブリ２００はクラッドを含み、これについては図２Ａに関して後述する。クラッドは、赤外光がファイバアセンブリ２００の遠位端から近位端へと進む間にその全反射を発生させ、および／または保持するために含めることができる。その代わりに、またはそれに加えて、ファイバアセンブリ２００は、光ファイバ２１０を包囲するコイル、編組、またはその他の捻じれ防止構造を含み、例えばファイバアセンブリ２００の捻じれ応答を改善することができる。いくつかの実施形態において、ファイバアセンブリ２００はトルク応答を改善するためにコイル、編組、またはその他の包囲要素（例えばトルクシャフト）を含み、これについては図２Ａに関して後述する。
【００８８】
システム１０は、ファイバ２１０の遠位端２１２に取り付けることのできる集光器２２０を含む光学アセンブリ２５０を含む。集光器２２０は、１つまたは複数の光学構成部品、例えば集光された赤外光に対し、合焦、分割、フィルタ処理、フィルタ処理せずに伝送（例えば通過）、増幅、屈折、反射、偏光、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される動作を実行するために使用される１つまたは複数の光学構成部品を含むことができる。集光器２２０は、光ファイバ、レンズ、ミラー、フィルタ、プリズム、増幅器、屈折媒体、スプリッタ、偏光板、開口、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される１つまたは複数の光学構成部品を含むことができる。集光器２２０は筐体およびその他の機械的、電気的および／または光学的構成部品を含むことができ、これについては図２Ａの集光器２２０に関して後述する。集光器２２０は有限の剛性長さ範囲、例えば３ｃｍ未満、２ｃｍ未満、１ｃｍ未満、または０．５ｃｍ未満の剛性長さ範囲を含み、例えば上述のように湾曲経路の中を進めるようにすることができる。
【００８９】
ファイバアセンブリ２００の遠位部分に近接する特定の組織位置から発せられ、その後、ウィンドウ１１５を通過する赤外光は集光器２２０によって集光される。集光器２２０はファイバ２１０の遠位端２１２に光学的に連結され、それによって集光された光はファイバ２１０を通って近位側へと進む。近位端２１１はセンサアセンブリ５００に光学的に連結され、それによって集光された光はセンサアセンブリ５００により受け取られる。センサアセンブリ５００が集光された光に基づいて生成する信号は、ＳＰＵ  ４００によって、その特定の組織位置（以下、「集光位置」と呼ぶ）に関する推測平均温度（以下、「推測温度」という）と相関される。この測定温度は集光位置の表面全体の平均温度を表し、その表全体にわたり複数の異なる温度が含まれる可能性がある。換言すれば、各集光位置から集光された赤外光は、集光位置全体の平均温度と相関する単独の分割不能の信号としてファイバ２１０を通って近位側へと進む。測定温度の誤差は、システム１０の光路に沿った説明のつかない、および／または未知の赤外線信号損失、システム１０の光路に沿った説明のつかない、および／または未知の赤外線信号ゲイン（例えば赤外光の外部入射）、センサアセンブリ５００の不正確さまたはスプリアス信号、電気信号ノイズ、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される要因により引き起こされる可能性がある。
【００９０】
いくつかの実施形態において、集光器２２０は、面積約０．５ｍｍ２〜１．５ｍｍ２、例えば面積約１．０ｍｍ２の集光位置（例えば組織表面領域）から光を集めるように構成および配置される。いくつかの実施形態において、集光器２２０は、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲の同等の直径を有する比較的円形の形状の領域から光を集めるように構成および配置される。いくつかの実施形態において、集光器２２０は、主軸が０．５〜１．５ｍｍの間の長方形または楕円形の領域からの光を集めるように構成および配置される。集光位置は、幅広い大きさと形状を有することができ、例えば位置は０．１ｍｍ２〜２０ｍｍ２の面積を有する。集光位置は、円形または長円等の楕円形、正方形等の長方形、台形等の多角形、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される形状等、各種の形状を有することができる。集光位置からの集光の効率は集光領域上で異なる場合があり、例えば集光位置の中心からの集光効率は集光位置の周辺部からのものより高い場合があり、その結果、測定された温度は集光位置の中心のそれに向かって重み付けされる。システム１０は、例えば本明細書で詳しく説明するように集光器２２０を回転させ、および／または旋回させることによって、複数の組織表面領域から光を集めるように構成および配置できる。
【００９１】
集光位置および／または集光位置の集合は、比較的平坦な組織を含むことができ（例えば、そこに含められる、集光器２００に直交する組織表面の集光器２２０まで距離は比較的一定である）、またはそれは、波状であるか、またはそれ以外に山部および／または谷部を含む組織を含むことができる。システム１０は、測定対象の組織表面の形状とマッチする焦点を有する光学系によって、温度測定誤差を最小限にするように構成できる。プローブ１００から距離が比較的均一な組織について最適化されたシステム１０の非限定的な例を、図３に関して後述する。プローブ１００からの距離が異なる、または未知の組織について最適化されたシステム１０の非限定的な例を、図４に関して後述する。
【００９２】
前述のように、いくつかの実施形態において、集光器２２０を含むファイバアセンブリ２００は、例えばそれぞれ平行移動アセンブリ６１０および／または回転アセンブリ６６０によって平行移動および／または回転するように構成される。平行移動アセンブリ６１０は、ファイバアセンブリ２００のある軸方向区間と光学的に係合し、ファイバアセンブリ２００をシャフト１１０内で前後に移動させるように軸方向の力を加える。平行移動アセンブリ６１０は、５ｍｍ〜１００ｍｍの間、例えば１０ｍｍ〜４０ｍｍの間の往復運動、例えば各方向に約２５ｍｍの往復平行移動を起こさせるように構成できる。いくつかの実施形態において、往復運動の大きさは、心筋焼灼術中に食道の十分な長さ範囲から温度情報を収集するように構成および配置される。ファイバアセンブリ２００はサービスループ２０３を含むことができ、これは少なくとも柔軟部分を含み、回転アセンブリ６６０および／またはセンサアセンブリ５００が外れることなく、またこれらに不要な力が加わらずに平行移動を可能にする（例えば、ファイバアセンブリ２００の平行移動を可能にするため）ように位置付けられ、配置される。いくつかの実施形態において、平行移動アセンブリ６１０は１つまたは複数のリニアエンコーダまたはその他の位置センサを含み、これらはファイバアセンブリ２００の直線位置と相関する信号を生成するように構成および配置される。いくつかの実施形態において、平行移動アセンブリ６１０は図６に関して後述するように構成および配置される。
【００９３】
回転アセンブリ６６０は、ファイバアセンブリ２００の他の軸方向区間と動作的に係合して、ファイバアセンブリ２００と集光器２２０を例えば連続的に３６０°回転させるか、または円周の一部で回転させる（例えば、４５°〜３２０°の往復回転）ための回転力を加える。代替的な実施形態において、回転アセンブリ６６０は集光器２２０の遠位側に位置付けられ、遠位部分は示されていないが、一般に回転モータを含み、これは遠位端２１２の付近に位置付けられ、集光器２２０に動作的に連結されて、集光器２２０の少なくとも一部を、ファイバ２２１０を回転させずに回転させることができる。
【００９４】
いくつかの実施形態において、回転アセンブリ６６０は、１つまたは複数のロータリエンコーダまたはその他の位置センサを含み、これは集光器２２０および／またはファイバアセンブリ２００の回転位置と相関する信号を生成するように構成および配置される。いくつかの実施形態において、回転アセンブリ６６０は、図５Ａに関して後述するように構成および配置される。
【００９５】
いくつかの実施形態において、回転アセンブリ６６０および／またはセンサアセンブリ５００は、回転アセンブリ６６０および／またはセンサアセンブリ５００がファイバアセンブリ２００に沿って平行移動するように平行移動アセンブリ６１０の上に位置付けられ、またはそれ以外にこれに連結される。これらの実施形態において、サービスループ２０３を回避して、例えばファイバアセンブリ２００の長さを短縮し、および／またはサービスループ２０３が曲がっている間に発生するあらゆる信号損失を低減化または排除できる。
【００９６】
いくつかの実施形態において、平行移動および回転は同時に行われ、それによって集光器２２０により集光された赤外光は、螺旋パターンの集光位置から集められた光を表す。他の実施形態において、回転（例えば集光器２２０の３６０°の回転）に続いて平行移動（例えば集光器２２０の前進または引き戻し）が行われ、この回転−平行移動が繰り返され、それによって、集められた赤外光は複数の二次元の平行円を含む形状を持つ一連の集光位置を表す。
【００９７】
センサアセンブリ５００により提供される情報は、ＳＰＵ  ４００によって集光位置の測定温度の表を生成するために使用され、これは上述のように、集光位置に関する推測平均温度を表す。ＳＰＵ  ４００よって提供される表は（例えばユーザインタフェース３００によって）、複数の集光位置の形状と相関する温度マップの形態で表すことができる。いくつかの実施形態において、複数の集光位置は管状組織の１区間、例えば食道の１区間を含み、温度マップは「切り開いた状態の」管腔壁またはその他の体内組織の二次元表現である。他の実施形態では、管腔壁またはその他の体内組織の三次元表現を提供することができる。表またはその他の表現は、例えば集光器２２０が連続的または半連続的に回転される一連の往復平行移動中に収集されるデータを介して定期的に更新できる。
【００９８】
いくつかの実施形態において、約２５ｍｍの１回の前方または後方平行移動が、０．１秒〜３０秒の間の時間、例えば０．２秒〜５．０秒の間の時間、例えば０５秒〜２．０秒の間の時間、例えば約１．０秒の時間で行われる。前方または後方平行移動中に、集光器２２０は、例えば１０００ｒｐｍ〜１５０００ｒｐｍの間、または４０００ｒｐｍ〜８０００ｒｐｍの間、例えば約７２６０ｒｐｍの回転速度で回転させることができる。いくつかの実施形態において、前方または後方平行移動は、ある時間後にそれぞれ後方または前方平行移動によって分離される。他の実施形態において、前方または後方平行移動は、それぞれその前の後方または前方平行移動の完了後比較的すぐに開始される。
【００９９】
センサアセンブリ５００は、ファイバアセンブリ２００から受け取った赤外光に基づいて信号を生成するように構成された１つまたは複数のセンサを含む。前述のように、受け取った赤外光は、集光器２２０の平行移動および／または回転によって決定される一連の集光位置から集められた赤外光の伝送を表すことができる。ＳＰＵ  ４００は、センサアセンブリ５００によって生成された信号を一連の集光位置に関連付けられた温度値の表と相関させるように構成できる。センサアセンブリ５００は、有限応答時間（例えば、１つまたは複数の電子構成部品の出力信号可用性の遅延）を含むことができ、その間にセンサアセンブリ５００が受け取られた赤外光に基づいて生成する信号が利用不能となる（例えば正確でなくなる）。これらの実施形態において、ＳＰＵ  ４００は、センサアセンブリ５００を個別にサンプリングして、あらゆる信号可用性の遅延に対応できるように構成できる。
【０１００】
センサアセンブリ５００は、テルル化カドミウム水銀光検出器またはテルル化亜鉛水銀光検出器等の光電導体、マイクロボロメータ、タンタル酸リチウム検出器または硝酸トリグリシン検出器等の焦電検出器、サーモパイル、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される素子等のＩＲ検出器５１０を含むことができる。いくつかの実施形態において、検出器５１０は、２００ミリ秒未満、例えば１ミリ秒未満の応答時間を有する。
【０１０１】
センサアセンブリ５００またはシステム１０のその他のアセンブリは光学アセンブリ５２０を含むことができ、これは、ファイバアセンブリ２００から受け取った赤外光をＩＲ検出器５０１に合焦させるように構成および配置された１つまたは複数の光学構成部品を含む。いくつかの実施形態において、光学アセンブリ５２０は、図７に関して後述するように構成される。
【０１０２】
ＩＲ検出器５１０は、受け取った赤外光を電気信号、例えば受け取った赤外光と相関する電圧および／または電流信号に変換するように構成できる。いくつかの実施形態において、ＩＲ検出器５１０は、例えば受け取った赤外光の変化と相関する電圧または電流等の差分信号を生成し、これは例えば、フロリダ州スチュワートのＩｎｆｒａｒｅｄ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓが製造する赤外線センサ、例えばＩｎｆｒａｒｅｄ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓのモデル番号ＭＣＴ−１２−０．２５ＳＣである。ＩＲ検出器５１０は、広いスペクトル応答および、赤外光から電気信号への高い変換効率を有するように構成できる。いくつかの実施形態において、ＩＲ検出器５１０の感度またはその他の性能特性は、検出器５１０の面積に関係する。
【０１０３】
センサアセンブリ５００は冷却アセンブリを含むことができ、これは図示されていないが、例えば液体窒素充填デュワ、熱電クーラ、スターリングサイクルクーラまたは、センサアセンブリ５００の１つまたは複数の構成部品を室温より低い温度に維持することによって、例えばセンサアセンブリ５００の感度、精度、ノイズ特性または応答時間を改善するように構成および配置されたその他の冷凍および／または冷却アセンブリ等である。
【０１０４】
ＳＰＵ  ４００は、１つまたは複数の導体を含むケーブル、すなわちコンダクタ４０１を介してセンサアセンブリ５００から電気信号またはその他の信号を受け取る。その代わりに、またはそれに加えて、ＳＰＵ  ４００は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等の無線通信手段を介してセンサアセンブリ５００から電気信号またはその他の信号を受け取ることができる。ＳＰＵ  ４００は、センサアセンブリ５００から受け取った信号に対して１つまたは複数の信号処理タスクを実行するのに十分な機械的構成部品、電気的構成部品（例えば、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、メモリ記憶装置、アナログフィルタまたは増幅器等のアナログ回路、デジタルロジック等のデジタル回路およびその他）および／またはソフトウェア（例えば、１つまたは複数の信号処理アルゴリズムを含むソフトウェア、ユーザインタフェース３００を駆動するように構成されたソフトウェアおよびその他）を含む。
【０１０５】
ＳＰＵ  ４００は、ビデオ信号を生成し、これが１つまたは複数の導体を含むケーブル、すなわちコンダクタ４０２を介してユーザインタフェース３００に送信されるように構成できる。その代わりに、またはそれに加えて、ＳＰＵ  ４００は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等の無線通信手段を介してビデオ信号をユーザインタフェース３００に伝送できる。
【０１０６】
ユーザインタフェース３００はモニタ３１０を含み、これは、少なくとも１つのタッチスクリーンまたはその他の視覚的表示モニタを含むことができる。ユーザインタフェース３００は入力装置３２０を含むことができ、これは、システム１０のオペレータがシステム１０にコマンドまたはその他の情報を入力できるように構成された構成部品、例えばモニタ３１０がタッチスクリーンモニタの場合のようなモニタ３１０、キーボード、マウス、ジョイスティック、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される入力装置を含むことができる。
【０１０７】
いくつかの実施形態において、ユーザインタフェース３００により、例えば入力装置３２０を介して提供されるコマンド信号はコンダクタ４０２を介してＳＰＵ  ４００に送信できる。コマンド信号は、ＳＰＵ  ４００、センサアセンブリ５００（例えばコンダクタ４０１を介して）に対して命令および／または構成（例えば校正）するために使用できる。いくつかの実施形態において、ユーザインタフェース３００からのコマンド信号はＳＰＵ  ４００によって受け取られ、１つまたは複数の導体を含むケーブル、すなわちコンダクタ４０３を介して運動伝達アセンブリ６００に送信される。これらの実施形態において、１つまたは複数の回転および／または平行移動パラメータはシステム１０のオペレータによって調整可能であり、これは例えば、平行移動距離（例えば軸方向の距離）、平行移動速度、回転移動距離（例えば３６０°または３６０°未満等の円周に沿った運動の一部）、回転速度、走査パターン形状、ウィンドウ１１５内での集光器２２０の位置または位置範囲、およびこれらの組み合わせからなる群より選択されるパラメータである。
【０１０８】
前述のように、ＳＰＵ  ４００は、測定温度をプローブ１００のウィンドウ１１５に近接する１つまたは複数の集光位置と相関させる数値の表を作ることができる。表にされた情報は、ユーザインタフェース３００のモニタ３１０上に英数字の形態で表すことができる。その代わりに、またはそれに加えて、表にされた情報は、一連の組織位置を累積的組織位置形状の二次元表現と相関させる図式的温度マップの形態で表現できる。図式的温度マップは、色、色相、コントラストおよび／またはその他の作図パラメータを相関させて、一連の温度を表現できる。いくつかの実施形態において、温度と可視化可能なパラメータとの間の相関関係はシステムのオペレータにより調整可能であり、例えばある範囲の色を含む温度マップで色の相関関係を調整できる（例えば、特定の温度をある色に設定するための閾値が調整される）。温度マップの表示に加えて、ＳＰＵ  ４００とユーザインタフェース３００によってその他の温度情報、例えば集光位置の集合全体のピーク温度または平均温度に関する、またはオペレータが決定可能な集光位置の部分集合等の集光位置の２つまたはそれ以上の部分集合の集光位置に関する数値等を提供できる。
【０１０９】
ＳＰＵ  ４００は、センサアセンブリ５００から受け取った信号を処理する（例えば数学的に処理する）または、既に処理された信号をさらに処理するために使用される１つまたは複数のアルゴリズム（例えば、ＳＰＵ  ４００のメモリに記憶されたプログラム）を含むことができる。いくつかの実施形態において、温度値等の１つまたは複数の数値を平均化する、１つまたは複数の温度値のピーク値を見つける、１つまたは複数の組織領域のピーク値を比較する、組織温度の変化率、異常値を判定する、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される機能を実行するためのアルゴリズムが含められる。いくつかの実施形態において、平均温度が測定された他の領域より高い組織領域を判定するアルゴリズムが含められる。
【０１１０】
いくつかの実施形態において、シャフト１１０は１つまたは複数の機能的要素、例えば近位側バンド１２５ａと遠位側バンド１２５ｂ（概してバント１２５）等を含み、これらはウィンドウ１１５の近位端および遠位端に、および／またはその付近に設置できる。バンド１２５は、熱伝導性材料、アルミニウム、チタン、金、銅、スチール、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含むことができる。バンド１２５は、集光器２２０がバンド１２５内に位置付けられている時（例えばバンド１２５から伝達される赤外光を集光する時）にセンサアセンブリ５００が、所定の、またはそれ以外に別途測定可能な信号、例えば所定のパターンの赤外線反射率または放射率、または測定可能な温度等を含む信号を受け取るように構成および配置できる。
【０１１１】
いくつかの実施形態において、１つまたは複数のバンド１２５は１つまたは複数の温度センサ、例えばサーモカップルまたはサーミスタを含み、これらは示されていないが、例えば以下の図２の温度センサ１２１であり、１本または複数の電気ワイヤ、または温度情報をセンサアセンブリ５００および／またはＳＰＵ  ４００に伝送するその他の情報伝送コンジットに接続される。これらの実施形態において、バンド１２５から受け取った温度読取値は、集光器２２０によってその位置で集光された赤外光と相関させて、例えばシステム１０の校正手順を実行することができる。いくつかの実施形態において、校正手順は前方および後方への往復平行移動１セットごとに少なくとも１回（例えば、集光器２２０が近位側バンド１２５ａ内または遠位側バンド１２５ｂ内にある時に）実行される。他の実施形態において、校正手順は、前方および後方への往復平行移動１セットごとに少なくとも２回（例えば、集光器２２０が近位側バンド１２５ａにある時と集光器２２０が遠位側バンド１２５ｂ内にある時）に実行される。
【０１１２】
１つまたは複数のバンド１２５またはプローブ１００のその他の構成部品は可視化マーカ、例えば放射線不透過性マーカバンド等の放射線不透過マーカ、超音波反射マーカ、可視光マーカ、磁気マーカ、およびこれらの組み合わせからなる群より選択されるマーカとして構成できる。バンド２１５またはプローブ１００のその他の可視化マーカは、医師がプローブ１００を体内構造に関して前進させ、後退させ、回転させ、またはそれ以外に位置決めするため、例えばプローブ１００が食道内に設置される時に蛍光透視法または超音波を使って心臓の近位にウィンドウ１１５を位置決めするために使用できる（図２に関して後述する）。
【０１１３】
いくつかの実施形態において、プローブ１００はプローブ１００の遠位部分（例えばウィンドウ１１５）を組織に関して位置決めするように構成および配置された機能的要素、例えば図１において展開され、半径方向に拡張された状態で示されている位置決め要素１１８を含む。位置決め要素１１８は、半径方向に拡張され、および／または半径方向に収縮されるように構成および配置できる。いくつかの実施形態において、位置決め要素１１８は体腔内でプローブ１００を位置決めするように構成および配置され、これは例えば、食道等の体腔内でウィンドウ１１５を中央に位置付けるように構成および配置されたバルーン、拡張可能ケージ、拡張可能ステント、および／または半径方向に展開可能なアームである。位置決め要素１１８は、プローブ１００の１つまたは複数の部分を組織に向かって、および／または組織から離して位置決めするように構成および配置できる。いくつかの実施形態において、プローブ１００および／または位置決め要素１１８は、本出願人による本願と同時係属中の、２０１１年１１月２２に出願された、“Ａｂｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅｓ”と題する国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０６１８９２号に記載されているように構成および配置され、同国際出願の内容の全体を参照によって本願に援用する。
【０１１４】
ここで、図２を参照すると、本願の発明的概念と一致する図１の温度測定プローブの遠位端が、食道内に位置付けられ、および心室の付近に位置付けられた状態で示されている。プローブ１００は、図１に関して説明したシステム１０の１つまたは複数のアセンブリに取り付けることができる。プローブ１００は、シャフト１１０と、ファイバアセンブリ２００と、を含み、これはファイバ２１０と、集光器２２０を含む光学アセンブリと、を含む。シャフト１１０は、所望の赤外光波長に対する透過率の高い１つまたは複数の材料を含むウィンドウ１１５を含む。ウィンドウ１１５の各端に近位側バンド１２５ａと遠位側バンド１２５ｂ（概して１２５）が位置付けられている。バンド１２５は、１つまたは複数の温度センサ、例えば１つまたは複数のサーモカップル、サーミスタ、またはその他の温度センサを含むことができる。図の実施形態において、サーモカップル１２１はバンド１２５ａの上に位置付けられ、１つまたは複数の組織Ｔの位置の付近にあるバンド１２５ａの温度情報を測定するように構成される。バンド１２５はシャフト１１０の壁の内部、シャフト１１０の外面上、例えばシャフト１１０の外周に沿って、および／またはシャフト１１０の内面、例えばシャフト１１０の内周に沿って位置付けることができる。バンド１２５は、赤外線不透過材料および／または既知の放射率を有する材料を含むことができ、それによってファイバアセンブリ２００は、バンド１２５から発せられた赤外光が集光器２２により受け取られた時にバンド１２５の赤外線温度情報を記録する。バンド１２５は放射線不透過材料を含むことができ、それによってバンド１２５は可視化装置にとって可視化されて、シャフト１１０の遠位端１１２を例えば食道内の、患者の心臓に最も近い位置に位置決めされる。可視化装置の例としては、ＭＲＩ、ＣＴスキャナ、蛍光透視またはその他のＸ線装置、およびこれらの組み合わせがある。
【０１１５】
サーモカップル１２１は温度情報、例えばセンサアセンブリ５００および／または図１の信号プロセッサ４００等の信号プロセッサによって１本または複数のワイヤを含むコンジット１２２またはその他の信号伝送コンジットを介して受け取られた温度依存電圧情報を記録する。サーモカップル１２１は、バンド１２５ａ内、バンド１２５ａの外面上、バンド１２５ａの内面上、および／またはシャフト１１０のルーメン内に位置決めすることができる。いくつかの実施形態において、サーモカップル１２１がシャフト１１０のルーメン内に位置決めされ、バンド１２５ａがシャフト１１０の外面上に位置付けられて、バンド１２５がシャフト１１０とサーモカップル１２１を取り囲む。
【０１１６】
いくつかの実施形態において、プローブ１００を使って、例えば温熱療法（例えば焼灼熱を用いるものや冷間治療）を心臓の後壁に施行する臨床処置中等に食道の表面温度をモニタできる。いくつかの実施形態において、プローブ１００はガイドワイヤに沿って食道に挿入され（例えば、オーバーザワイヤ方式による体腔内への挿入）、１回または複数の温度測定を行う前にガイドワイヤが抜去され、または部分的に引き戻されて、例えばガイドワイヤがウィンドウ１１５の付近から取り除かれる。温熱療法は焼灼治療、例えば、電極２１を含む焼灼カテーテル２０のような焼灼カテーテルを使って実行されるＲＦ焼灼治療を含むことができる。温熱療法はまた、多電極ＲＦ治療、凍結治療、レーザエネルギー治療、超音波エネルギー治療、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される治療を含むことができるが、これらに限定されない。図２の実施形態において、プローブ１００は、光学的観察ウィンドウ１１５（バンド１２５間の空間）が焼灼カテーテル２０の電極２１に関して比較的中央に位置付けられた状態で示されている。バンド１２５を可視化して、バンド１２５が少なくとも放射線不透過部分を含む場合に例えば蛍光透視法によるような方法でプローブ１００を位置決めするのを支援することができる。
【０１１７】
ここで、図２Ａを参照すると、本願の発明的概念と一致する、赤外光検出器を含む図２の温度測定プローブの遠位部分の拡大断面図が示されている。プローブ１００はファイバアセンブリ２００を含む。ファイバアセンブリ２００は、ファイバ２１０と、赤外光を集光するように構成された光学アセンブリ、すなわち図のようにファイバ２１０の遠位側に位置付けられた集光器２２０と、を含む。集光器２２０により集光された赤外光はファイバ２１０の遠位面２１４に合焦される。ファイバアセンブリ２００は、例えば図１に関して上述した回転アセンブリ６６０および／または平行移動アセンブリ６１０によって、シャフト１１０内で回転および／または平行移動させるように構成される。光ファイバ２１０は、６〜１０００マイクロメートルの間のコア径を有することができ、例えば直径２００マイクロメートル〜４００マイクロメートル間のファイバである。ファイバ２１０の材料は、６〜１５マイクロメートルの波長範囲、例えば８〜１１マイクロメートルの波長範囲の赤外光を最適に透過させるように構成された（例えば、それに対するインピーダンスが最小の）材料を含むことができる。いくつかの実施形態において、ファイバ２１０は、ハロゲン化銀等の多結晶材料または、所望の波長範囲の赤外光に対して高い透過率を有する１つまたは複数のその他の材料、例えばセレン化亜鉛、ゲルマニウム、酸化ゲルマニウム、カルコゲニド、中空コア材料、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含む。光ファイバ２１０はクラッド層を含むことができ、これは、ファイバ２１０のコア内に内部全反射を発生させ、および／または維持して、集光された赤外光をファイバ２１０の遠位端から近位端へと効率的に伝達できるように構成および配置できる。いくつかの実施形態において、ファイバ２１０はクラッド層を含まず、その代わりにエアエンベロープがファイバの周囲に位置付けられて、内部全反射を発生させ、および／または維持する。
【０１１８】
ファイバアセンブリ２００は、スリーブ２０６と、フランジ２０７と、トルクシャフト２０５と、光学素子２３０と、をさらに含む。スリーブ２０６は、光ファイバ２１０の長さの大部分を取り囲み、例えばファイバ２１０とトルクシャフト２０５との間の直接的接触を防止することによって、光ファイバ２１０を保護するように構成できる。スリーブ２０６は赤外線不透過ポリマを含むことができ、これは、例えばファイバ２０１が多結晶材料を含む場合に、ファイバ２１０と反応しないように構成できる。プローブ１００は、ファイバ２１０と接触する１つまたは複数の構成部品を含むことができる。これらの構成部品は、ファイバ２１０の損傷を避けるように構成される材料、例えば多結晶ベースのファイバ２１０と反応しないように選択されたチタン、セラミックおよび／またはポリマベースの材料を含むことができる。いくつかの実施形態において、プローブ１００のその他の構成部品、例えば光学素子２３０を多結晶ベースとすることができ、それと接触する構成部品は非反応性材料、例えばチタン、セラミックおよび／またはポリマを含む。
【０１１９】
図２Ａの実施形態において、トルクシャフト２０５はファイバ２１０の長さに沿ってスリーブ２０６、フランジ２０７、光ファイバ２１０を包囲する。トルクシャフト２０５は、それぞれ回転および平行移動アセンブリ６６０と６１０からの回転および平行移動の力をファイバアセンブリ２００の近位部分からファイバアセンブリ２２０の遠位端の集光器２２０へと伝えるように構成され、これによって集光器２２０を含むファイバアセンブリ２００が本明細書で説明するようにシャフト１１０内で回転および／または平行移動する。いくつかの実施形態において、トルクシャフト２０５は、ステンレススチールまたはチタンワイヤ等の複数のワイヤまたはその他のフィラメントを含む。シャフト２０５は、複数の編組ワイヤおよび／または１つまたは複数の方向に巻き付けられた複数のワイヤ層（例えば２つまたはそれ以上の交互の層において反対方向に巻き付けられる）を含むことができる。いくつかの実施形態において、最大１６本のワイヤ（例えば４〜１２本のワイヤ）をシャフト２０５の１つまたは複数の層の中に含められる。
【０１２０】
集光器２２０は、セラミックまたはチタン材料から作製された構造的および機械的要素を含むことによって、例えば集光器２２０の多結晶ベースの構成部品、ファイバ２１０および／またはファイバアセンブリ２００の他の構成部品の劣化を防止できる。集光器２２０は、開口部、すなわちウィンドウ２２４を含む近位部分２２２を含む。集光器２２０は、開口部、すなわちウィンドウ２２９を含む遠位部分２２３をさらに含む。集光器２２０は筐体、すなわち図のような筐体２２１を含む。トルクシャフト２０５と光ファイバ２１０は、集光器２２０の近位部分２２２に取り付けられる。フランジ２０７は、ファイバ２１０の遠位部分を包囲することができ、スリーブ２０６と同様または異なる材料を含むことができる。フランジ２０７は、ウィンドウ２２４の中で光ファイバ２１０を幾何学的に中央に位置付けるように構成できる。いくつかの実施形態において、スリーブ２０６とフランジ２０７は単独の構成部品とすることができる。集光器２２０の中央部分は、ファイバ２１０の遠位面２１４と光学素子２３０の対向する面との間に位置付けられたギャップ、すなわち光学的分離ウィンドウ２２５を含むことができる。光学的分離ウィンドウ２２５によって、光学素子２３０からの赤外光を光ファイバ２１０の遠位面２１４へと合焦させやすくなり、これについては図２Ｂに関して後述する。集光器２２０の遠位部分２２３には光学素子２３０が格納される。光学素子は筐体２２６によって包囲される。筐体２２６は、スリーブ２０６および／またはフランジ２０７と同様または異なる材料を含むことができる。筐体２２６は開口部、すなわちウィンドウ２２８を含み、またキャップ２２７をさらに含むことができ、これは筐体２２６内に光学素子２３０を固定するだけでなく、光学素子２３０を、例えばウィンドウ２２８の方を向くように回転により位置合わせするように構成される。あるいは、光学素子２３０を遠位部分２２３に直接固定でき、それによって筐体２２６が不要となる。
【０１２１】
光学素子２３０は、レンズ、ミラー、プリズム、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される１つまたは複数の構成部品を含むことができる。光学素子２３０は、光ファイバ２１０と同様または異なる材料を含むことができる。光学素子２３０は１つまたは複数の材料、例えば赤外光を伝達するように構成された（例えば、これに対して比較的透過性の）材料、および／または赤外線を反射するように構成された材料を含むことができる。いくつかの実施形態において、光学素子２３０は、赤外線反射材料に取り付けられた赤外線透過材料を含み、これについては図２Ｂの光学素子２３０に関して後述する。
【０１２２】
さらに図２Ｂを参照すると、本願の発明的概念と一致し、集光された赤外光の通路を含む、図２Ａのプローブ１００のある区間の斜視図が示されている。図２Ｂにおいて、ファイバ２１０と、光学素子２３０を含む光学アセンブリ２５０が示されており、図を明瞭にするためにプローブ１００のその他の構成部品は省略されている。光学素子２３０は、平面２３１、斜面２３２、凸面２３３を含む。いくつかの実施形態において、平面２３１は凸状または凹状の形状を含むことができる。プローブ１００は、組織領域、すなわち組織領域ＴＡの表面から発せられたＩＲ光４０を集光し、光ファイバ２１０の遠位面２１４に合焦させるように構成される。第一の光学的分離距離ＯＳ１は組織領域ＴＡと光学素子２３０の平面２３１との間の距離を含む。第二の光学的分離距離ＯＳ２は光ファイバ２１０の遠位面２１４と光学素子２３０の凸面２３３との間の距離を含む。距離ＯＳ２は光学素子２３０の合焦要件と光学アセンブリ２５０の所望の光学的分解能に基づいて決定され、集光器２２０の形状（例えば、図２Ａに示されるウィンドウ２２５の形状）によって維持される。
【０１２３】
図２Ｂ、３、４の実施形態において、ファイバ２１０と光学素子２３０は、光学アセンブリ２５０を画定するように構成および配置されている。いくつかの実施形態において、組織領域ＴＡから光学アセンブリ２５０により集められたＩＲ光４０は、平面２３１から組織領域ＴＡの表面への光学素子２３０の円錐投射から集光された赤外光を表す。組織領域ＴＡから集光された円錐投射内にあるＩＲ光４０は、距離ＯＳ１にわたって光学素子２３０の平面２３１へと進む。他の実施形態において、コリメートされた、または略コリメートされた投射、長いビームウエストを有する投射、および／またはその他の形状の投射が集光された赤外光を表す。ＩＲ光４０は光学素子２３０を通じて斜面２３２へと進み、その後、面２３３に向かって反射される。ＩＲ光４０はすると、面２３３によって光ファイバ２１０の遠位端２１４へと合焦される。平面２３１は、組織領域の表面から発せられＩＲ光４０を集めるように構成された平坦、凸状、凹状、湾曲および／または不規則形状の表面を含むことができる。平面２３１は研磨面を含むことができ、および／またはそれは図１に関して上述した反射防止コーティングを含むことができる。
【０１２４】
組織領域ＴＡから発せられたＩＲ光４０は光学素子２３０により面２３１で集められ、光学素子２３０を通って斜面２３２へと進む。斜面２３２は４５°の角度を含むことができ、例えば保護膜付アルミニウム（ＰＡＬ）または銀コーティング等の反射防止コーティングで被覆できる。斜面２３２は、ＩＲ光４０を垂直に光学素子２３０の凸面２３３に向かって反射するように構成できる。いくつかの実施形態において、斜面２３２は、光学アセンブリ２５０の光学的要件を満たすために４５°より大きいか、それより小さい角度を有することができる。
【０１２５】
斜面２３２から反射された赤外光は凸面２３３に向かって反射される。凸面２３３は、ＩＲ光４０を光ファイバ２１０の遠位面２１４に合焦させるように構成される。面２３３は、反射防止コーティング、例えば平面２３１の反射防止コーティングと同様または異なる反射防止コーティングで被覆できる。いくつかの実施形態において、面２３１は、光学アセンブリ２５０の光学的要件を満たすために、平坦、凹状とすることができ、または不規則な形状の面を含むことができる。
【０１２６】
光学アセンブリ２５０は、ある表面からの赤外光が集光される角度範囲を含む開口数を有する。光学アセンブリ２５０の開口数（ＮＡ）は、組織領域ＴＡから光学アセンブリ２５０に入射し、ファイバ遠位端２１２を通過する最も急峻な光線の角度の正弦値であり、したがってそれを表す。ＮＡはこの角度の正弦値と定義されるため、最も急峻な光線の角度は開口数の増大と共に大きくなる。組織領域内の特定の地点から集められたＩＲ光４０の量は光学アセンブリ２５０の開口数が増大すると大きくなる。一般に、集められるＩＲ光４０の量が増えると（例えばＮＡがより大きい）、光学アセンブリ２５０の信号対ノイズ比は改善される。ファイバ２１０は、ファイバ２１０のコアとクラッドの材料、特にこれらの材料の屈折率によって決定される固有の最大受入開口数を有する。ファイバ２１０にファイバ２１０の最大開口数より大きい角度で入射するＩＲ光４０は、ファイバ２１０によってセンサアセンブリ５００に伝達されない。いくつかの実施形態において、ファイバ２１０の最大開口数は０．２８であり、コア径は４００マイクロメートルである。これらの実施形態において、光学アセンブリ２５０は、０〜０．２８の範囲、例えば０．１１〜０．１４の開口数を有し、それによってファイバの最大開口数より小さくなる。
【０１２７】
平均温度は、組織領域ＴＡについて集められたＩＲ光４０の量に基づいて計算することができる。この平均温度が、温度対二次元位置マップ（すなわち、複数の組織位置のマップ）として表示またはそれ以外に提示される用途において、光学アセンブリ２５０の各円錐投射の面積を使ってこのマップが作られ、わかっているか、それ以外に予測できなければならない。いくつかの実施形態において、測定される組織領域ＴＡの各々までの距離ＯＳ１のばらつきを最小限とすることができ、他の実施形態では、測定される組織領域ＴＡの各々までの距離ＯＳ１の変動をより大きくすることができる。図３で後述するように、組織表面距離が比較的均一である用途のために、光学アセンブリ２５０ａが、その被写界深度は最小であるが、光学アセンブリ２５０ａの開口数がより大きく、光学的分解能がより高くなるように構成および配置される。図４で後述するように、例えば組織表面の距離がより均一でない（例えば不均一な組織表面によって距離のばらつきがより大きい）用途のため、光学的アセンブリ２５０ｂがより大きい被写界深度を有するように構成および配置され、これは光学アセンブリ２５０ｂのより小さい開口数とより低い光学的分解能に対応する。
【０１２８】
ここで図３を参照すると、本願の発明的概念と一致する、「近位置最適化型」光学システムの光学的概略図が示され、組織表面領域の断面図が含まれている。近位置最適化型光学アセンブリ２５０ａは、光学アセンブリ２５０ａ開口数がより大きく、光学的分解能がより高くなるように最適化され、その結果、被写界深度はより浅い。これらの近位置最適化型の実施形態は、測定対象の複数の組織表面位置が光学素子２３０ａの中心軸Ａから限定的な距離範囲内にあることがわかっている、またはその可能性が高い場合に有益である。この最適化は、図１に関して詳しく説明したように、温度対組織位置のマップの精度と空間分解能（例えば、ピクセル分解能）を改善するために使用できる。
【０１２９】
光学素子２３０ａを含む光学アセンブリ２５０ａは、前述のように、光学素子２３０ａおよび／または光学素子２３０ａを取り囲むウィンドウに近い短い焦点距離を有するように構成および配置される。この短い焦点距離によって、被写界深度が比較的浅くなる。いくつかの実施形態において、焦点距離（例えば、光学素子２３０ａの中心軸から測定された距離）は１〜１０ｍｍ、例えば１ｍｍ〜５ｍｍの範囲、例えば約３．２ｍｍとすることができ、集光される赤外光を発する、関係する組織の面積は０．５ｍｍ２〜１．５ｍｍ２の範囲とすることができる。可視光カメラでは、被写界深度は生成された画像が容認可能な程度で鮮鋭に見える距離の範囲と相関する。本発明による温度測定システムと装置においては、被写界深度は、集光される赤外光を発する組織領域が断面積の容認可能な範囲内、例えば温度データ収集のために有益で容認可能な空間分解能基準を満たすように選択された範囲内であるような焦点距離の周囲、その前、またはこれを超える距離範囲と相関する。被写界深度は光学構成部品２３０ａの構成、ファイバ２１０の開口数、距離ＯＳ２に応じて変化する。いくつかの実施形態において、被写界深度は、最適焦点距離の周囲またはこれを超えて０．１〜１５．０ｍｍ、例えば０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲、例えば約０．５ｍｍの被写界深度とすることができる。光学素子２３０ａは集められた赤外光４０を光ファイバ２１０の遠位面２１４に合焦させて、集められた光は本明細書に記載されているように、１つまたは複数のセンサ装置へと近位方向に進むことができる。
【０１３０】
いくつかの用途において、組織は、光学素子２３０ａを包囲する赤外線透過管の外面、例えば図１のウィンドウ１１５に、またはその付近に位置付けられる。包囲管に近接する組織にはしばしば、管より小さい、または比較的同等の径を有する体腔内にカテーテルが挿入される用途において、例えば体腔が結腸、尿道、およびこれらの組み合わせを含む場合に遭遇する。いくつかの実施形態において、体腔は食道を含むことができ、これは例えばシステムが心筋焼灼中に食道の温度をモニタするために使用される場合である。哺乳類の食道は、食道壁が管の周囲に倒れかかる可能性があるような特性を有する。これらの実施形態において、焦点距離は光学素子２３０ａの中心軸と包囲管の外面との間の直交距離と略同じになるように選択でき、被写界深度は小さくなるように選択できる。
【０１３１】
光学アセンブリ２５０ａにおいて、光学アセンブリ２５０ａの焦点距離が光学素子２３０ａの中心軸Ａからの距離Ｘ１となるように光学素子２３０ａが構成され、また光学分離距離（ＯＳ２）が選択される。光学アセンブリ２５０ａの焦点距離Ｘ１の位置に領域ＴＡ１の断面図が示されており、これは直径Ｙ１を有する。領域ＴＡ２の直径Ｙ２は、図のように、組織から集光された赤外光の距離Ｘ２におけるコーンにより決まり、領域ＴＡ２は領域ＴＡ１よりかなり大きい。光学アセンブリ２５０ａは焦点距離Ｘ１の付近に中心を置く、これに対応する被写界深度を画定する空間分解能基準（例えば空間精度基準）を有することができる。いくつかの実施形態において、距離Ｘ２は光学アセンブリ２５０ａの焦点距離内にあり、それによってＸ１とＸ２の間の距離に位置付けられた組織が正確に測定される。他の実施形態において、距離Ｘ２は被写界深度の外にあり、正確な温度測定は適正な被写界深度（すなわち、Ｘ２より短い閾値距離で）行わなければならない。図３の実施形態において、光学アセンブリ２５０の分解能に基づく被写界深度内にある組織位置の断面積は領域ＴＡ１と略同じ、例えばＴＡ１の面積の０．０１ｍｍ２以内の面積とすることができる。被写界深度の外に位置付けられた組織位置、例えば図のＴＡ２に関して、断面積は領域ＴＡ１より大きく、例えばＴＡ１の面積より１ｍｍ２以上大きい面積を有する。光学アセンブリ２５０ａの１つの実施形態において、光ファイバ２１０は約４００μｍの直径のコアを有し、距離ＯＳ２の長さは約４．５ｍｍであり、光学素子２３０ａはセレン化亜鉛で作製され、レンズ面２３３ａの凸面半径は約３ｍｍである。この特定の実施形態において、焦点距離Ｘ１は約３．５ｍｍと等しく、ＴＡ１の直径Ｙ１は約０．４ｍｍである（例えば、ＴＡ１の面積は約０．１３ｍｍ２である）。光学アセンブリ２５０ａは、容認可能な被写界深度の中に７．５ｍｍの距離に位置付けられた組織が含まれるような空間分解能基準を含むことができる（すなわち、直径が１ｍｍより大きい組織領域）。あるいは、光学アセンブリ２５０ａは、容認可能な被写界深度の中に直径約１ｍｍの組織領域が含まれるような空間分解能基準を含むことができる（すなわち、距離Ｘ２に位置付けられた組織が含まれない被写界深度）。
【０１３２】
上述のように、近位置最適化型光学アセンブリ２５０ａは、中心軸Ａから比較的一定の距離にある組織領域に関する正確な温度測定を行うように構成および配置できる。光学アセンブリ２５０ａは、その焦点距離Ｘ１からの容認可能な被写界深度を決定する空間分解能基準（例えば空間精度基準）を含むことができる。光学アセンブリ２５０ａは、測定対象の組織が光学素子２３０ａを包囲する赤外線透過管の外面、例えば図１のウィンドウ１１５の付近に（例えば、管腔壁組織の付近またはそれと接触して）位置付けられている場合に利用できる。最大分解能は、これらの近い距離に位置付けられた組織表面において実現される。組織の位置の距離が長くなると空間精度が低下する。
【０１３３】
ここで、図４を参照すると、本願の発明的概念と一致する「広範囲最適化型」光学システムの光学的概略図が示され、組織表面領域の断面図が含まれている。広範囲最適化型光学アセンブリ２５０ｂは、図３の近位置最適化型光学アセンブリ２５０ａより長い距離に位置付けられた、および／または（例えば中心軸Ａからの）距離のばらつきがより大きい組織表面に関する正確な温度測定を行うために最適化されている。例えば、光学アセンブリ２５０ｂは、より大きな被写界深度について一定の分解能を提供し、および／またはシステムの焦点距離からより長い距離において、より正確な分解能を提供するように構成および配置できる。光学アセンブリ２５０ｂは、測定対象の複数の組織表面位置が光学素子２３０ｂの中心軸Ａから広い範囲の距離の中にあることがわかっている、またはその可能性が高い場合に使用するために選択できる。この最適化は、図１に関して詳しく説明したように、温度対組織位置のマップの精度を改善するために使用できる。図４の広範囲最適化型光学アセンブリ２５０ｂで代償となるのは、最低温度測定面積が図３の近位置最適化型光学アセンブリ２５０ａのそれほど小さくないことである。換言すれば光学アセンブリ２５０ｂにより焦点距離における空間分解能が低下するのであるが、その空間分解能は焦点距離からはるかに広い範囲の距離についても合理的程度に一定である。
【０１３４】
光学素子２３０ｂを含む光学アセンブリ２５０ｂは、焦点距離がＸ３で、被写界深度が比較的長くなるように構成および配置される。いくつかの実施形態において、被写界深度は１．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲、例えば約７ｍｍの被写界深度とすることができる。光学素子２３０ｂは、集められた赤外光４０を光ファイバ２１０の遠位面２１４に合焦させ
集められた光は本明細書に記載されているように１つまたは複数のセンサ装置へと近位方向に進むことができる。
【０１３５】
いくつかの用途において、組織は光学素子２３０ｂを包囲する赤外線透過管、例えば図１のウィンドウ１１５の近く、および遠くの両方に、および／またはそこから未知の距離に位置付けられる。包囲管から遠くに、および／または異なる距離に位置付けられる組織には、食道または胃等、より大きな体腔において遭遇する可能性がある。食道等の体腔内に位置付けられた時に、組織と包囲管との間の１つまたは複数の距離は未知であってもよい。これらの各種の用途のために、焦点距離は体腔の自然な、または弛緩した状態の半径と略同じになるように選択でき、その一方で、被写界深度は、体腔の半径のばらつき、または体腔内の装置の位置のばらつきと略同じになるように選択できる（例えば、管腔壁の円周に沿った１区間とは接触し、同時に、壁の、それと並ぶ円周に沿った区間からは比較的長い距離に位置付けられる）。いくつかの実施形態において、体腔は食道を含むことができ、これは例えばシステムが心筋焼灼中に食道の温度をモニタするために使用される場合、および食道壁が包囲管からの距離範囲内にあると仮定される場合である。例えば、食道壁の円周方向の１区間に当てて位置付けられた時（例えば、包囲管から０ｍｍまたは光学素子２３０ｂの中心軸Ａから約１．５ｍｍ）、食道壁の、それに並ぶ区間は、包囲管から０ｍｍ〜１０ｍｍｍとすることができる。これらの実施形態において、最適な焦点距離は、包囲管の外面と組織表面からの最大想定距離との間の距離の半分と略同じになるように選択できる（例えば、０ｍｍ〜１０ｍｍの焦点距離）。被写界深度は、温度測定実行中に遭遇すると仮定または予想される距離範囲と略同じになるように構成できる。
【０１３６】
光学アセンブリ２５０ｂにおいて、光学素子２３０ｂは、光学アセンブリ２５０ｂの焦点距離が光学素子２３０ｂの中心軸Ａからの距離Ｘ３であるように構成され、また光学的分離距離ＯＳ２が選択される。光学アセンブリ２５０ｂの焦点距離Ｘ３において、組織領域ＴＡ３の直径は直径Ｙ３により表される。いくつかの実施形態において、距離Ｘ３（すなわち、焦点距離）は、４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲、例えば約７ｍｍとすることができ、組織領域ＴＡ３の直径Ｙ３は０．５ｍｍ２〜１．５ｍｍ２の範囲とすることができる。距離Ｘ４の組織領域、すなわち領域ＴＡ４の断面図が図４に示されている。光学アセンブリ２５０ｂの被写界深度内の組織位置は、領域ＴＡ３と略等しい断面積、例えばＴＡ３の面積の０．２ｍｍ２以内、０．１ｍｍ２以内、または０．０１ｍｍ２以内の面積である。光学アセンブリ２５０ｂは深い被写界深度を有し、焦点距離から離れた適当な距離（光学アセンブリ２５０ｂの空間分解能基準により決定される）、例えば図のように距離Ｘ４に（または図示されていない包囲管により近い距離に）位置付けられた組織位置の断面積が領域ＴＡ３と略同じになるように、例えばＴＡ３の面積の０．２ｍｍ２以内の面積となる。
【０１３７】
光学アセンブリ２５０ｂの１つの実施形態において、光ファイバ２１０は約４００μｍの直径のコアを含み、距離ＯＳ２の長さは約４．２ｍｍであり、光学素子２３０ｂはセレン化亜鉛からなり、レンズ面２３３ｂの凸面半径は約４ｍｍである。この特定の実施形態において、焦点距離Ｘ３は７．５ｍｍと略等しく、ＴＡ３の直径Ｙ３は約１．０ｍｍである（すなわち、領域ＴＡ３の面積は約０．７９ｍｍ２である）。光学アセンブリ２５０ｂは、容認可能な被写界深度に焦点距離Ｘ３の各側での最大距離内に、例えば焦点距離Ｘ３の各側で４ｍｍ以内に配置付けられた組織が含まれるような空間分解能基準（例えば、被写界深度８ｍｍ）を有することができる。図４の広範囲最適化型の実施形態は、測定対象の組織が組織と光学素子２３０ｂとの間の広い範囲の距離にわたって位置付けられると予想される時に選択できる。
【０１３８】
ここで、図５Ａと５Ｂを参照すると、本願の発明的概念と一致するセンサアセンブリと回転アセンブリの、それぞれ斜視図と部分断面斜視図が示されている。回転アセンブリ６６０は、図１に関して詳しく上述したように、ファイバアセンブリ２００に動作的に接続される。
【０１３９】
回転アセンブリ６６０は、ファイバアセンブリ２００を回転させるように構成されたモータ６６５を含む。回転アセンブリ６６０はファイバアセンブリ２００を１０００ｒｐｍ〜１５０００ｒｐｍの範囲の速度、例えば４０００〜８０００ｒｐｍの速度、例えば約７２６０ｒｍの速度で回転させることができる。各回転は、３６０°の完全回転または３６０°未満の部分回転、例えば１８０°または９０°までの回転を含むことができる。
【０１４０】
いくつかの実施形態において、回転アセンブリ６６０は、  後述のような摩擦係合ベルト駆動式アセンブリでファイバアセンブリ２００を回転させるように構成できる。ファイバアセンブリ２００を回転させるには様々な構成を使用でき、例えばインラインまたは同軸駆動アセンブリ、磁界駆動アセンブリ、およびこれらの組み合わせである。
【０１４１】
図５Ａと５Ｂの実施形態において、回転アセンブリ６６０は筐体６６１を含み、これは回転アセンブリ６６０の１つまたは複数の構成部品に取り付けられ、および／またはその相対位置を保持する。筐体６６１は、システム１０のその他の構成部品、例えばセンサアセンブリ５００および／または、本明細書に記載されているアセンブリ６１０のような平行移動アセンブリにさらに取り付けられ、および／またはその位置を保持することができる。回転アセンブリ６６０は、第一のプーリ６６６と、ベルト６６７と、トルクアセンブリ６７０と、第二のプーリ６７１と、をさらに含む。プーリ６７１は、トルクアセンブリ６７０内に組み込まれる。トルクアセンブリ６７０は、軸受６７２と、位置決めねじ６７３と、回転エンコーダ６７５と、回転エンコーダホイール６７５と、ファイバアセンブリ継手６８０と、をさらに含む。継手６８０は摩擦またはそれ以外に動作的にファイバアセンブリ２００の近位部分に係合し、例えば回転力をファイバアセンブリ２００のトルクシャフト２０５に伝える。継手６８０は、圧入、接着剤、またはその他を通じてファイバアセンブリ２００に取り付けることができる。
【０１４２】
継手６８０は軸受６７２を介して筐体６６１に取り付けられる。軸受６７２は、筐体６６１内での継手６８０の位置を保持し、その一方で継手６８０がその中心軸の周囲で自由に回転できるようにする。軸受６７２は、継手６８０およびファイバアセンブリ２００と同軸に構成される。プーリ６７１は継手６８０に固定して取り付けられて、回転力を継手６８０に伝える。プーリ６７１は、位置決めねじ６７３、接着剤、またはその他の１つまたは複数を介して継手６８０に固定して取り付けることができる。回転エンコーダホイール６７６は継手６８０および／またはプーリ６７１に固定して取り付けられる。回転エンコーダホイール６７６はその角度位置と速度を、それがファイバアセンブリ２００の角度位置および速度とマッチし、ホイール６７６の位置を回転エンコーダ６７５によって決定でき、情報を図１の信号プロセッサ４００のような信号プロセッサに伝送できるように保持する。
【０１４３】
モータ６６５はプーリ６６６に固定して取り付けられ、それによってモータ６６５がプーリ６６６と、回転駆動ベルト６６７と、さらに回転プーリ６７１を回転させて、これが今度は、トルクアセンブリ６７０を回転させる。回転アセンブリ６６０は、調整アセンブリ、例えば少なくとも二次元調整機構、例えばＸ−Ｙテーブル６９０をさらに含む。Ｘ−Ｙテーブル６９０は、筐体６６１に固定して取り付けられるように、例えば筐体６６１を二次元空間内に位置付けるように構成できる。筐体６６１はトルクアセンブリ６７０に固定して取り付けられ、それによってＸ−Ｙテーブル６９０は、光ファイバ２１０の近位面をセンサアセンブリ５００と整合させることができる。Ｘ−Ｙテーブル６９０は、第一の調整ねじ６９１と第二の調整ねじ６９２と、を含み、第一の調整ねじ６９１が第一の次元における調整を行い、第二の調整ねじ６９２が第一の方向に直交する第二の次元における調整を行う。調整ねじ６９１と６９２を使って、光ファイバ２１０の近位面を中央に置き、赤外光がセンサアセンブリ５００によって適正に集光されるようにすることができ、これについては図７に関して後述する。
【０１４４】
ここで、図６を参照すると、本願の発明的概念と一致する平行移動アセンブリの斜視図が示されている。平行移動アセンブリ６１０は、モータ６１５と、ドライブスクリュー６２０と、平行移動かご６２５と、ガイド６２８と、リニアエンコーダ６３０と、を含む。モータ６１５はドライブスクリュー６２０を回転させて、ドライブスクリュー６２０がかご６２５を近位側と遠位側に平行移動させる。図６の実施形態において、ドライブスクリュー６２０は、例えばベイトキャスティングフィッシングリールのラインガイドの構成部品として一般的に使用されているようなヤンキースクリューを含む。この構成によって、モータ６１５が一定の速度で単独の回転方向に回転すると、かご６２５の速度が比較的一定となる。かご６２５の内部の歯車によって、かご６２５はドライブスクリュー６２０の一方の端へと平行移動でき、そこで内部歯車が位置を切り替え、かご６２５は反対方向に、スクリュー６２０のもう一方の端へと平行移動し、そこで歯車は当初の方向へと再び切り替わる。この構成では、かご６２５の線形速度が比較的一定であることに加え、毎回の平行移動終了時の方向反転が比較的瞬時に実行される。他の実施形態において、ドライブスクリュー６２０はウォームドライブを含み、移動方向はモータ６１５の回転方向に依存する。
【０１４５】
案内要素６２８はかご６２５を線形に案内し、６２５はドライブスクリュー６２０の周囲で回転しないようになっている。案内要素６２８はリニアエンコーダ６３０を含み、これはかご６２５の線形位置を決定し、図１の信号プロセッサ４００のような信号プロセッサに位置情報を送るように構成される。かご６２５は軸受６２６を含み、これは継手６２７をかご６２５に固定して取り付けるように構成され、継手６２７はかご６２５と共に平行移動する。継手６２７は、ファイバアセンブリ２００に固定して取り付けられるように構成され、継手６２７は直線移動の力をファイバアセンブリ２００に伝える。これに加えて、継手６２７は、ファイバアセンブリ２００が図５Ａと５Ｂに関して上述した回転アセンブリ６６０によって回転させられると、ファイバアセンブリ２００と共に回転する。
【０１４６】
平行移動アセンブリ６１０は、筐体６１１ａ、６１１ｂ、６１１ｃ（概して６１１）をさらに含む。筐体６１１は、平行移動アセンブリ６１０の１つまたは複数の構成部品に取り付けられ、および／またはその相対位置を維持する。筐体６１１はさらに、システム１０のその他の構成部品、例えば本明細書に記載されているセンサアセンブリ５００または回転アセンブリ６６０に取り付けられ、および／またはその位置を維持することができる。筐体６１１ｃは、プローブ１００のシャフト１１０の近位端に固定して取り付けられ、シャフト１１０がシステム１０に関して平行移動せず、ファイバアセンブリ２００がシャフト１１０のルーメン内で平行移動するように構成される。
【０１４７】
ここで図７を参照すると、本願の発明的概念と一致する、センサアセンブリに近接した状態の光学アセンブリの光学的概略図が示されている。いくつかの実施形態において、光学アセンブリ５２０はセンサアセンブリ、例えば本願に記載されているセンサアセンブリ５００の中に含めることができる。光学アセンブリ５２０は、赤外光等の光を合焦し、分割し、フィルタ処理し、フィルタ処理せずに透過させ（例えば通過させ）、増幅し、屈折させ、反射し、偏光し、またはそれ以外に扱うように構成された各種の光学構成部品を含むことができる。一般的な光学構成部品は、光ファイバ、レンズ、ミラー、フィルタ、プリズム、増幅器、屈折媒体、スプリッタ、偏光板、開口およびこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。光学アセンブリ５２０は、本明細書に記載されているようにファイバ２１０から受け取ったＩＲ光４０を合焦させるように構築される。光学アセンブリ５２０はレンズ５２１と、光学ウィンドウ５２２と、フィルタ５２３と、開口５２４と、イマージョンレンズ５２６と、を含む。アセンブリ５２０の何れかの、またはすべての構成部品は、センサ検出器筐体５０１等の筐体内に格納できる。検出器筐体５０１は、スターリングクーラで冷却された筐体等の冷却筐体とすることができる。光学アセンブリ５２０の構成部品は、本明細書に記載されているように６〜１５マイクロメートルの波長範囲の赤外光、例えば８〜１１マイクロメートルの波長範囲の光を通過させるように構成された（例えば、これに対して比較的透過性の）材料等、光ファイバ２１０の材料と同様または異なる材料を含むことができる。アセンブリ５２０の１つまたは複数の構成部品は、図１に関して上述したような反射防止コーティングを含むことができる。
【０１４８】
組織領域の表面から集められたＩＲ光４０は、ＩＲ光４０を検出器５１０に向かって合焦させるように構成された焦点レンズ５２１を通過する。検出器５１０は受光面、すなわち受光面５１１を含み、その参照番号は明瞭にするために図７では示されていないが、以下の図８Ａと８Ｂには含められている。ファイバ２１０は焦点レンズ５２１から物理的ギャップである距離Ｄ１によって分離される。Ｄ１は、使用中または製造工程中に変化させて、例えば光学アセンブリ５２０全体にわたるＩＲ光４０の倍率を設定することができる。ＩＲ光４０はすると、光学ウィンドウ５２２、すなわち検出器筐体５０１のシール材（例えば、検出器筐体５０１の中の構成部品を深い位置まで冷却できるようにするシール材）を提供する構成部品を通過する。光学ウィンドウ５２２は、ＩＲ光４０が検出器筐体５０１を通過できるように構成された平型またはウェッジウィンドウ、フィルタ、またはレンズ等の光学構成部品を含むことができる。アセンブリ５２０のいくつかまたはすべての構成部品は、ＩＲ検出器５１０を含む検出器筐体５０１の中に収容でき、これは例えば検出器筐体５０１が冷却筐体を含み、収容された構成部品が検出器筐体５０１内の温度まで冷却される時等である。検出器筐体５０１の中の構成部品を冷却することにより、構成部品によって発せられた赤外光の量を最小化し、それゆえ、システムの信号対ノイズ比が大きくなる。いくつかの実施形態において、検出器筐体５０１の中の構成部品はケルビン度で約７７度まで冷却される。フィルタ５２３は、ＩＲ光４０、例えば８〜１１マイクロメートルの波長を有する赤外光を通過させるように構成された光フィルタを含む。それ以外の波長はすべてフィルタ５２３によって遮断され、または部分的に遮断され、システムの信号対ノイズ比が大きくなる。
【０１４９】
アセンブリ５２０は、コールドストップ、すなわち所望の視界の外からの赤外光を遮断して検出器５１０に到達させないように構成された開口５２４をさらに含む。イマージョンレンズ５２６はさらに、ＩＲ光４０を検出器５１０の面に合焦させる。イマージョンレンズ５２６によって、光学アセンブリ５２０にはシステムの全体の長さを増大させずに、検出器５１０のより小さい受光面を取り入れることができる。検出器５１０の受光面の面積を縮小することにより、信号対ノイズ比および／または時間的性能が改善される（例えば応答速度がより速くなる）。さらに、検出器５１０の形状をファイバ２１０のコアの形状（例えば丸または正方形）に最適にマッチさせることにより、例えばＩＲ光４０を受け取る可能性のない検出器５１０の面積を最小化することができる。検出器５１０の面に向かって発せられるＩＲ光４０は、図１に関して前述したように電圧信号に変換でき、温度値対組織領域位置の表に変換でき、これは本明細書に記載されているように温度マップとして表示できる。いくつかの実施形態において、電圧信号は検出器５１０によって受け取られたＩＲ光４０の変化を表す（すなわち、差分信号）。
【０１５０】
図７の光路は、ＩＲ光４０を検出器５１０の受光面の比較的全体に、「オーバーフィル」条件で、または「アンダーフィル」条件で入射させるように構成および配置することができ、これについてはそれぞれ図８Ａと８Ｂに関して後述する。
【０１５１】
図８Ａは、本願の発明的概念と一致する、検出器をオーバーフィルの状態にする場合の、検出器に向かって合焦される赤外光の投射を示す赤外線検出器の光学的概略図である。検出器５１０は、上述の図７の検出器５１０と同様とすることができ、赤外光を受けるように構成および配置された受光面５１１を含み、それによって検出器５１０は受け取った赤外光を信号に変換できる。赤外光４０は、例えば図７の光学アセンブリ５２０等の光学アセンブリによって、検出器５１０に向かって合焦された赤外光の投射を表すことができる。図の実施形態において、検出器５１０は「オーバーフィル」の状態であり、受け取った赤外光（例えば、図７のファイバ２１０から受け取った光）の投射が検出器５１０の受光面５１１を完全に覆い、おそらくそれを超える範囲にわたる。ＩＲ光４０、４０’、４０’’は、（例えば、図７の光学アセンブリ５２０から得られる倍率により）表面５１１より大きい断面積を有する投射を表す。ＩＲ光４０は表面５１１について比較的中央に位置付けられる。ＩＲ光４０’と４０’’は、その中央に置かれた位置から離れる光４０の推移、例えば１つまたは複数の光学構成部品の静的アラインメントまたはミスアラインメント、光ファイバまたはシステムのその他の回転構成部品の不規則的回転、またはその他の原因のうちの１つまたは複数により生じる推移を表すことができる。
【０１５２】
図８Ｂは、本願の発明的概念と一致する、検出器をアンダーフィルの状態にする場合の、検出器に向かって合焦される赤外光の投射を示す赤外線検出器の光学的概略図である。検出器５１０は、上述の図７の検出器５１０と同様とすることができる。ＩＲ光４０は例えば、図７の光学アセンブリ５２０等の光学アセンブリによって、（例えば、図７のファイバ２１０等のファイバから）検出器５１０に向かって合焦される赤外光の投射を表すことができる。図の実施形態において、検出器５１０は「アンダーフィル」の状態であり、受け取った赤外光の投射は、検出器５１０の受光面５１１を部分的に覆う。ＩＲ光４０、４０’、４０’’は、（例えば、図７の光学アセンブリ５２０から得られる倍率により）表面５１１より小さい断面積を有する投射を表す。ＩＲ光４０は、面５１１に関して比較的中央に置かれる。ＩＲ光４０’と４０’’は、その中央に置かれた位置から離れるＩＲ光４０の推移、例えば１つまたは複数の光学構成部品の静的アラインメントまたはミスアラインメント、光ファイバまたはシステムのその他の回転構成部品の不規則的回転、またはその他の原因のうちの１つまたは複数により生じる推移を表すことができる。いくつかの実施形態において、近位側光学アセンブリ（例えば、図７の光学アセンブリ５２０）は、ＩＲ光４０の全ての予想される推移（例えば、ＩＲ光４０’と４０’’）が表面５１１により十分に受け取られる（例えば、それを超えない）ように構成および配置できる。
【０１５３】
いくつかの実施形態においては、図８Ａのオーバーフィル方式を選択することにより、ファイバ２１０の近位端以外の物体または表面から発せられた赤外光が面５１１によって受け取られるのを最小化し、ファイバ２１０の近位端から発せられた光を面５１１へと、および／またはそこから移動させうるミスアラインメント、不均一な回転またはその他の異常から生じるエラーを最小化し、およびこれらの組み合わせが行われるようにする。他の実施形態において、図８Ｂのアンダーフィル設計を選択することにより、ファイバ２１０の近位端から発せられ、面５１１により受け取られる光の量を最大化する。いくつかの実施形態において、光学的アセンブリ５２０は、面５１１に投射された光の大きさが面５１１の大きさに比較的マッチするように、検出器５１０を比較的完全に「満たす」ように構成および配置される。いくつかの実施形態において、本願の発明的概念のシステムは、オペレータが、例えば前述のように光学アセンブリ５２０の倍率を調整することによって、面５１１が受け取る赤外光がどれだけその面を満たすか、またはオーバーフィルの状態にするかの量を変化させることができるように構成および配置される。
【０１５４】
図８Ａと８Ｂの実施形態において、検出器５１０の受光面５１１は正方形の赤外光受光面を含む。他の実施形態において、面５１１は、円形、楕円形、長方形、台形、三角形、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される形状の表面を含むことができる。いくつかの実施形態において、受光面５１１は、光ファイバ（例えば、図７の光ファイバ２１０）の断面形状またはレンズ（例えば図７の焦点レンズ５２１）からの赤外光の投射の形状等、システムの光学構成部品とマッチするように構成された形状を含む。いくつかの実施形態において、光学アセンブリ５２０は、例えば面５１１がそれぞれ円形、楕円形、長方形、または正方形のパターンを含む時に、ＩＲ光４０を面５１１に円形、楕円形、長方形、または正方形のバターンで投射するように構成および配置される。
【０１５５】
装置と方法の好ましい実施形態をそれらが開発された時の環境に関して説明したが、これらは単に発明的概念の原理を説明しているにすぎない。発明的概念を実施するための上述のアセンブリ、その他の実施形態、構成、方法の、当業者にとって明白な改良や組み合わせ、および発明的概念の態様の変更は特許請求の範囲に含まれるものとする。これに加えて、本願では方法または手順のステップを特定の順序で挙げたが、いくつかのステップの実行順序を変えることも可能であり、または特定の状況の下ではそのほうが好都合であるかもしれず、後述の特許請求の範囲の方法または手順の具体的なステップは特許請求の範囲内で明確に特定の順序が明記されていないかぎり、順序が特定されるとは解釈されないものとする。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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