(57)【要約】  人生体における病変を位置決めし診断するために使うことができるシステムが提供される。幾つかの実施例において１度病変の正しい位置が見つかると、生体検査針案内のため例えば超音波技術を用い病変からの生体検査を行うことができる。本システムの使用は劇的に、現在使われている「盲目サンプリング」（“blind  sampling”）技術と比較して否定的生体検査サンプルを減らす。生体検査サンプル数が減らされるので、これは患者の苦痛を減らし、感染を最小にする。方法及びコンピュータ読取可能媒体は又、提供される。
2010509977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
解剖学的構造における組織の生体イメージング用システムであって、
前記解剖学的構造にパルス電磁放射を放射するための少なくとも１つの電磁放射源に接続された第１ユニットを含み、それにより前記組織から第１超音波が生成され、
前記解剖学的構造に第２超音波を放射するための少なくとも１つの超音波源、
前記第１超音波及び前記第２超音波を受け取るための少なくとも１つの検出ユニット、
前記受け取られた第１超音波に基づく前記組織の第１画像データセット及び前記受け取られた第２超音波に基づく前記組織の第２画像データセットを再構成するための画像再構成ユニット
を更に含むシステム。
【請求項２】
前記再構成ユニットは、前記第１画像データセット及び前記第２画像データセットからの画像データセット情報を組み合わせる第３画像データセットを計算するように構成された請求項１によるシステム。
【請求項３】
前記検出器ユニットは、前記第１ユニットに置かれる先行する何れかの請求項によるシステム。
【請求項４】
前記解剖学的構造にパルス電磁放射を放射するための電磁放射源を有する第２ユニットを更に含み、それにより前記組織から第３超音波が生成され、前記検出器ユニットは、前記第３超音波を受け取るように構成され、前記第２ユニットは、前記受け取られた第３超音波に基づき前記組織の第４画像データセットを再構成するための前記画像再構成ユニットに接続された、先行する何れかの請求項によるシステム。
【請求項５】
前記検出器ユニットは、前記第２ユニットに置かれる請求項４によるシステム。
【請求項６】
前記超音波源は、前記第１ユニットに置かれる先行する何れか１の請求項によるシステム。
【請求項７】
前記第１ユニットは、直腸を介する挿入に適した経直腸ユニット又は尿道を介する挿入に適した経尿道ユニットである先行する何れか１の請求項によるシステム。
【請求項８】
前記第２ユニットは、尿道を介する挿入に適した経尿道ユニット又は直腸を介する挿入に適した経直腸ユニットである請求項４又は５によるシステム。
【請求項９】
前記経直腸ユニット及び前記経尿道ユニットは使用中、前立腺近傍に置かれる請求項７又は８によるシステム。
【請求項１０】
前記画像再構成ユニットにより再構成された画像データセットは、２Ｄ，３Ｄ，又は多次元画像データセットである先行する何れか１の請求項によるシステム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの電磁放射源及び前記少なくとも１つの検出器ユニットの間の距離は、２ｍｍから１０ｃｍである先行する何れか１の請求項によるシステム。
【請求項１２】
前記第１画像データセットが、前記組織の生体検査を案内するために使われる請求項１によるシステム。
【請求項１３】
医療ワークステーション又は医療システムに含まれる先行する何れか１の請求項によるシステム。
【請求項１４】
解剖学的構造における組織のイメージングのための方法で、
少なくとも１つの電磁放射源から前記解剖学的構造に電磁放射し、前記組織から第１超音波を作成するステップ、
前記第１超音波を受け取るステップ、
前記受け取られた第１超音波に基づき前記組織の第１画像データセットを再構成するステップ、
前記解剖学的構造に第２超音波を放射するステップ、
前記第２超音波を受け取るステップ、及び
前記受け取られた第２超音波に基づき前記組織の第２画像データセットを再構成するステップを含む方法。
【請求項１５】
解剖学的構造における組織のイメージングのためのコンピュータにより処理するためのコンピュータプログラムを具体化したコンピュータ読取可能媒体であって、前記コンピュータプログラムは、
少なくとも１つの電磁放射源から前記解剖学的構造へ電磁放射し、それにより前記組織から第１超音波が生成される第１放射コードセグメント、
前記第１超音波を受け取るための第１受取コードセグメント、
前記受け取られた第１超音波に基づき前記組織の第１画像データセットを再構成するための第１再構成コードセグメント、
前記解剖学的構造に第２超音波を放射するための第２放射コードセグメント、
前記第２超音波を受け取る第２受取コードセグメント、及び
前記受け取られた第２超音波に基づき前記組織の第２画像データセットを再構成する第２再構成コードセグメント
を含むコンピュータ読取可能媒体。
【請求項１６】
生体解剖学的構造における組織の病変を位置決めし診断するための請求項１−１３によるシステムの使用。
【請求項１７】
生体解剖学的構造における組織の病変の生体検査を案内するための請求項１−１３によるシステムの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に、医用画像の分野に関する。特に本発明は、異なる生体内組織タイプのイメージング及び医療用イメージングを使用して組織生体検査を案内する事に関する。
【背景技術】
【０００２】
前立腺癌は、男性では皮膚癌を除き最も共通の癌である。米国癌協会、ＡＣＳは、２００５年に合衆国では約２３２，０９０人が前立腺癌と新たに診断され、この病気で３０，３５０人が死ぬであろうと推定する。ＡＣＳは、合衆国内の男性は、人生の間に前立腺癌を発症する危険が１／６であると推定する。
【０００３】
前立腺特異抗原（ＰＳＡ）血液検査、直腸指診（ＤＲＥ）、経直腸超音波（ＴＲＵＳ）及び針生検のような前立腺癌のための数種の検査が利用可能である。ＰＳＡ，ＤＲＥ及びＴＲＵＳは、病変に対する限定的検知性及び／又は特異性を有し、主に、前立腺癌発症の危険性を大きさと形とにより評価するのに用いられる。前立腺癌の診断は普通は、前立腺組織の小さいサンプルが採取され顕微鏡で検査される生体検査を用いて行われる。前立腺生体検査を行うための主たる方法は、指針としてＴＲＵＳを用いる針生体検査である。生体検査は、前立腺癌を診断し及び患者の症状を段階に分けるために要求される。もし腫瘍から生体検査が行われるなら、病理学者は、非常に高い確率で癌を診断できる。問題はしかしながら、正しい組織容量から生体検査を行うことである。病気の組織を画像化するために撮画手段としてＴＲＵＳが使われる瞬間である。ＴＲＵＳシステムを又、病気の組織容量から生体検査を案内するために用いることができる。ある場合にはＴＲＵＳを用いて病変を認識できるが、多くの場合には病変は見ることができず、これらの場合にはＴＲＵＳを前立腺の位置と大きさとを決定するためにのみ用いることができる。病変の位置が解らないので、多数回の生体検査、典型的には６回と１３回の間で現在の腫瘍病変の少なくとも１つを見つけるべく無作為に行われる。明らかに、この手順は、多くの偽陰性に導く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＥＰ  １  ５５９  ３６３  Ａ２
【特許文献２】２００５／０２４０１０７Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＥＰ  １  ５５９  ３６３  Ａ２は、光学画像技術を解剖画像技術（例えばＭＲ，超音波）に組み合わせるシステムを開示する。生体検査を案内する事を含むことができる画像案内用にそのシステムを用いることができる。そのシステムの欠点は、そこに提供される光学画像技術、例えば蛍光イメージングは、検査組織内に限られた侵入深さをのみ有する事である。故に、検査組織表面から深く位置する病変をＥＰ  １  ５５９  ３６３  Ａ２を用い検出できない。
【０００６】
故に、改良システム、方法、コンピュータ読取可能媒体及び使用は、利点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従って、本発明は好ましくは、上述の技術の１以上の欠陥及び欠点を単独で又は如何なる組み合わせにおいても緩和、軽減又は除去する方法を探し、且つ添付の特許請求の範囲に従いシステム、方法、コンピュータ読取可能媒体及び使用を提供することにより少なくとも上述の問題を解決する。
【０００８】
本発明の１面により、解剖学的構造における組織の生体イメージング用システムが提供される。システムは、解剖学的構造にパルス電磁放射を放射するための少なくとも１つの電磁放射源に接続された第１ユニットを含み、それにより組織から第１超音波が生成され、そのシステムは更に、解剖学的構造に第２超音波を放射するための少なくとも１つの超音波源、第１超音波御及び第２超音波を受け取るための少なくとも１つの検出ユニット、受け取られた第１超音波に基づく組織の第１画像データセット及び受け取られた第２超音波に基づく組織の第２画像データセットを再構成するための画像再構成ユニットを含む。
【０００９】
本発明のもう１つの面により、解剖学的構造における組織のイメージング用方法が提供される。方法は、少なくとも１つの電磁放射源から解剖学的構造に電磁放射を照射するステップ、組織から第１超音波を生成するステップ、第１超音波を受け取るステップ、受け取られた第１超音波に基づく組織の第１画像データセットを再構成するステップ、解剖学的構造に第２超音波を放射するステップ、第２超音波を受け取るステップ、及び受け取られた第２超音波に基づく組織の第２画像データセットを再構成するステップを含む。
【００１０】
本発明の更にもう１つの面により、解剖学的構造における組織のイメージング用コンピュータにより処理するためのそこに具体化されたコンピュータプログラムを有するコンピュータ読取可能媒体は提供される。コンピュータプログラムは、それにより組織から第１超音波が生成される、少なくとも１つの電磁放射源から解剖学的構造に電磁放射を照射するための第１放射コードセグメント、第１超音波を受け取るための第１受取コードセグメント、受け取られた第１超音波に基づく組織の第１画像データセットを再構成する第１再構成コードセグメント、解剖学的構造に第２超音波を放射する第２放射コードセグメント、第２超音波を受け取るための第２受取コードセグメント、受け取られた第２超音波に基づく組織の第２画像データセットを再構成する第２再構成コードセグメントを含む。
【００１１】
本発明のもう１つの実施例により、生体解剖学的構造の組織の病変を位置決めし診断するために、請求項１−１３の何れかに従うシステムの使用が提供される。
【００１２】
本発明のもう１つの実施例により、生体解剖学的構造の組織の病変の生体検査を案内するために、請求項１−１３の何れかに従うシステムの使用が提供される。
【００１３】
本発明の実施例は、疑わしい前立腺組織の検出のための画像データセットを作るための光音響イメージングの使用に関する。病変組織の位置が解るにつれて、偽陰性数を減少する生体検査を案内するために、幾つかの実施例によるシステムを使うことができる。
【００１４】
幾つかの実施例において本発明は、病変組織と健康組織との間を区別するために経直腸ユニットにおける光音響機能性を利用する。これは、例えば、光ファイバー及びパルスレーザーを用い、パルス電磁放射で前立腺組織を照射するための手段を加えることを意味する。
【００１５】
本発明のこれらの及び他の面、特徴及び利点は、この後に記述される本発明の実施例の以下の記述から明らかであり、添付の図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】１実施例によるシステムの簡略図である。
【図２】健康組織と癌組織の吸収スペクトルの違いを示すグラフである。
【図３】１実施例によるシステムの断面図である。
【図４】もう１の実施例によるシステムの断面図である。
【図５】１実施例による方法のブロック図である。
【図６】１実施例によるコンピュータ読取可能媒体のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の幾つかの実施例は、当業者が本発明を実施することができるように添付図面を参照して下記に詳述される。本発明はしかし、多くの異なる形式で実現でき、及びここに説明される実施例に制限されるものとして構成されない。むしろこの開示が、十分で完成されていて、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるようにこれらの実施例は、与えられる。実施例は発明を制限しないが、本発明は、特許請求の範囲によってのみ制限される。更に、添付の図面に図示された特定の実施例の詳述に使われる術語は、本発明の制限を意図していない。
【００１８】
以下の記述は、画像システムに適用可能な本発明の実施例、特に生体病変組織及び組織生体検査を案内するための画像システムに焦点を当てる。
【００１９】
本発明は、前立腺のような生体組織を画像化するための光音響イメージングを利用する。光音響イメージングを用いて近赤外領域の組織の光学的性質は決定され得る。光音響イメージングは、例えば水、脂質、ヘモグロビン（Ｈｂ）及び酸素ヘモグロビン（ＨｂＯ２）
により吸収に対し敏感である。病変組織は、これらの物質の濃度において通常組織とは異なる。悪性組織のような病変組織は、相対的により高い水分を含むかもしれないので、本発明は、幾つかの実施例により健康組織と病変組織との間を区別できる。
【００２０】
本発明は、生体組織の水分、脂質分、Ｈｂ及びＨｂＯ２分を示す画像データセットを作るための実施例を提供する。組織の光学的性質は、悪性組織と健康組織で異なるので、作られた画像データセットは、健康組織と悪性組織との間を区別するために使用可能である情報を含む。
【００２１】
光音響イメージングは、前立腺のような柔らかい組織の内部構造及び機能を画像化するために使用可能な光音響効果に基づく非侵襲性医療イメージング技術であり、他の可能な適用は、癌の診断及び検査、血管の病気の評価及び黒色腫及び血管病変のような皮膚異常を画像化するための胸部のイメージングを含む。その技術は、好ましくは低エネルギーレーザー光のナノ秒パルスで興味の柔らかい組織を照射する事に依存する。近赤外波長において、組織の相対的光学透明性により、電磁放射は、数ｃｍほど深く貫く。それは又、強く散乱する。これは、拡散電磁放射内で相対的に大きい量が電磁放射を浴びる結果となる。光学的吸収プロセス及び熱弾性膨張、つまり組織の加熱を通し、広帯域（〜３０ＭＨｚ）超音波は、励起され又は照射量の至る所で発生され及び外側へ伝搬する。ここで、従来のパルスエコー超音波におけるが如く、超音波検出器又は音響受信器の配列を用い超音波を検出でき、且つ内部組織構造の３次元画像を与えるように空間的に分解される。
【００２２】
他の画像診断法に対する光音響イメージングの利点は、超音波イメージング又はＸ腺イメージングのような他の放射線撮画手段を用いて区別できない解剖学的機能を同一確認する可能性を提供する異なる組織タイプの強い光学的コントラストに基づく点にある。ＭＲＩのような他の共通画像診断法に比較して、光音響イメージングは、非常に安い画像診断法である。一例としてヘモグロビンとその種々の状態は、その技術を血管を画像化するのにうまく適すように近赤外及び可視波長領域において強い光学的コントラストを与える。ちなみに、従来の超音波画像のコントラストは、相対的に貧弱なエコー輝度により制限されやすく、即ちエコーを作る能力は、血管の超音波検査中の信号の戻りを意味する。血管の直接画像化に加えてヘモグロビンにより提供された高コントラストは、血管新成を通して周りの血管系における特徴的変化を伴う癌性病変のような異常を間接的に検出する機会を与える。その技術の追加的利点は、非イオン化技術としてそれは、Ｘ腺イメージングに関連する安全懸念を避け、ベッド脇の使用又は検査目的のための相対的に安い携帯機器として構成される可能性を有する事である。
【００２３】
本発明の幾つかの実施例によるシステム、方法、及びコンピュータ読取可能媒体は、促進画像解像度、病変組織の検出増、イメージング侵入深さ、柔軟度、費用効果、及び関係患者のより少ない緊張のうちの少なくとも１つを提供する。
【００２４】
１実施例において、図１により、生体解剖学的構造における組織のイメージング用のシステム１０は提供される。システムは解剖学的構造への入射電磁放射を放射するための少なくとも１つの電磁放射源１１を含む。電磁放射は、解剖学的構造を通り伝搬するので、それは、組織内の光学的性質により組織に吸収される。これは、組織の熱弾性膨張の結果となり、熱弾性膨張は、広帯域超音波が照射された組織中至る所で励起されそして組織から外へ伝搬する結果となる。異なる組織は、異なる光学的性質を有し、それ故電磁放射は散乱し、組織タイプに依存して異なった風に吸収される。システムは更に、超音波を受け取るための少なくとも１つの検出器ユニット１２を含む。更に、システムは、検出器により受け取られた超音波に基づく組織の画像データセットを再構成するための画像再構成ユニット１３を含む。結果の画像データセットは、組織の異なる部位の組織の水分、脂質分及び（酸素）ヘモグロビン分量の情報を含み、組織の異なるタイプが、これらの物質の異なる濃度を含むので、画像データセットから組織タイプ及び組織タイプの位置を計算できる。従って、異なる生体組織タイプ間を区別するためにそのシステムを使用できる。各々、健康前立腺細胞及び悪性前立腺細胞のような健康及び病変組織として組織タイプを特徴付けられる。従って、この実施例の利点は、病変のような病気の組織を正確に検出できる事である。更に、この実施例は、組織の表面の１ｍｍ以上の下に位置する疑わしい組織を検出する方法を与える。
【００２５】
図２[R.R  Alfano等によるUS  ２００５／０２４０１０７Ａ１]は、通常の、つまり健康な前立腺組織と前立腺癌組織との間の吸収スペクトルの違いを示す。違いは明らかに目で見ることができる。健康及び癌組織間（例えば４００−１０００nｍ）の明らかな違いがある領域内で単一又は多数波長の何れか１つを使うことにより、腫瘍を位置決めできる。
画像再構成
１実施例において、画像再構成ユニットは、例えば、検出された時間依存光音響信号が、初期圧力分布の３次元画像を得るために、音速の使用によって空間的に分解され且つ半球面に亘って背景映写される背景映写を含むイメージング技術を利用する。
【００２６】
１実施例において、画像再構成ユニットは、結果できる組織の３次元画像データセットを得るために、画像再構成アルゴリズムを使う。
【００２７】
画像再構成ユニットは、例えばメモリー付きプロセッサーのようなハードウエアに含まれる作業課題を実行するために通常使われる如何なるユニットであっても良い。プロセッサーは、インテル又はＡＭＤプロセッサー、ＣＰＵ，マイクロプロセッサー、プログラム可能インテリジェントコンピュータ（ＰＩＣ）マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）等種々の如何なるプロセッサーであっても良い。しかし、本発明の範囲は、これらの特定のプロセッサーに限られない。メモリーは、倍密度ＲＡＭ（ＤＤＲ，ＤＤＲ２）、単密度ＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、ビデオＲＡＭ（ＶＲＡＭ）、等のようなランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）のような情報を保存できる如何なるメモリーであっても良い。メモリーは又、ＵＳＢ，コンパクトフラッシュ、スマートメディア、ＭＭＣメモリー、メモリースティック、ＳＤカード、ミニＳＤ、マイクロＳＤ、ｘＤカード、トランスフラッシュ、及びマイクロドライブメモリー等のようなフラッシュメモリーであっても良い。しかし、本発明の範囲は、これらの特定のメモリーに限られない。
【００２８】
１実施例において、装置は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システム、磁気共振イメージング（ＭＲＩ）システム、又は超音波イメージング（ＵＳ）システムのような医療用ワークステーション又はシステムに含まれる。
検出器ユニット
１実施例において、検出器ユニットは、検出超音波を電気信号に変換するために少なくとも１つの圧電素子を含む超音波検出器である。検出器ユニットの他の例は、これらに限られないが、容量性マイクロマシーン超音波変換器（ｃＭＵＴ）技術及び圧電マイクロマシーン超音波変換器（ｐＭＵＴ）技術である。
【００２９】
もう１つ実施例において、検出器ユニットは、数個の素子を含む方形配列のような１以上の検出器配列を含む。
【００３０】
もう１の実施例は、垂直方向に機械的走査する１次元配列である。
【００３１】
更なる１実施例において、検出器は、光学的検出器と超音波検出器との組み合わせを含む。単色及びカラー電荷結合素子ＣＣＤチップ又はコンプリメンタリー(Complimentary)金属酸化物半導体ＣＭＯＳチップのような光学的検出器を、組織内に散乱され光学的検出器方向に伝播された電磁放射を分析するために使用できる。単色光学的検出器は、受け取られた電磁放射の個々の波長を分析する内在的能力を持たない。もし電磁放射の分光分析が望まれるなら、受け取られた電磁放射の波長スペクトルを同一確認でき且つそれ故この情報を画像再構成ユニットに与える事ができるように検出器チップにぶつかる前に受け取られた電磁放射の屈折を与えるためのレンズ、回折格子又はプリズムのような付加的光学的構成部品を使用できる。
【００３２】
もう１つ実施例において、電磁放射源は、逐次的に数種の波長で電磁放射し、検出器ユニットは、各利用された波長について別々に入射電磁放射を検出する。
電磁放射源
１実施例において、電磁放射源は、単一波長の電磁放射を放射する。即ち電磁放射源は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー（１０６４nｍ）のような固体レーザー、商業レーザーダイオード（３７５nｍ−１８００nｍ）及びＴｉ：サファイアレーザーのような半導体レーザーのような狭帯域スペクトルを持つ。
【００３３】
１実施例において、電磁放射源は、固体レーザーである。
【００３４】
１実施例において、電磁放射源は、半導体レーザーである。
【００３５】
１実施例において、電磁放射源は、近赤外領域の波長を含む電磁放射をする。
【００３６】
他の実施例において、電磁放射源は、パルス発光ダイオードであってもよい。
【００３７】
１実施例において代替的に、電磁放射源は、より高いエネルギー状態に組織の原子中の電子を励起する電磁放射を行う。電子がより低いエネルギー状態に戻ってくるときに、余剰エネルギーは蛍光の形となる。故に、もし検出器ユニットが蛍光を受け取るのに適した光学的検出器を含むなら、それは蛍光モードで使用可能である。この場合、フィルターは、励起光を阻止するために使われる。検出された蛍光は、組織からの自動蛍光又は外因性造影剤で有っても良い。検出された蛍光信号は、蛍光物質の濃度及び分布並びに組織の散乱及び吸収性質に依存する。外因性造影剤は、健康組織に関しそれが病変の吸収をかなり変化させる時、利点がある可能性がある。
プルーブユニット
１実施例において、図３に従い、システムは、システムの全ての電磁放射源３２及び検出器３３が含まれるプルーブユニット３１を含む。従って、プルーブユニット３１は、プルーブユニットに配置される１以上の電磁放射源３２と、１以上の検出器３３とを含む。
【００３８】
１実施例において、プルーブユニットは、経直腸的プルーブである。使用中経直腸的プルーブは、患者の直腸内に置かれ、約半径１０ｃｍまでの近傍の組織に電磁放射をする。
【００３９】
１実施例において、短パルスレーザーのような電磁放射源は、プルーブユニットから離れて置かれ、光ファイバーのような電磁放射導体を介してプルーブユニットに接続される。
【００４０】
１実施例において、プルーブユニットは、疑わしい前立腺組織を検出するために使われる。
【００４１】
１実施例において、プルーブユニットは、組織の幾何学的形状及び位置を画像化するために調査された組織に超音波を出すための超音波源を更に含む。少なくとも１つの超音波検出器を含む検出器ユニットはこの実施例では、超音源から発する超音波及び電磁放射源からの電磁放射による光音響効果から発する超音波の両方を検出するために使われる。近赤外波長領域における光音響イメージングが主に、水分、脂質分、Ｈｂ及びＨｂＯ２分に対し敏感であるのに対し、超音波源の使用は、前立腺の境界、直腸壁、及び生体検査用針のような空間位置的詳細を与える。この実施例の利点は、電磁放射源、超音波検出器及び画像再構成ユニットを用い病変組織を検出するために使用することができ、それを電磁放射源、超音波源、超音波検出器及び画像再構成ユニットを用い病変組織の生体検査を案内するために使うことができる事である。
【００４２】
１実施例において、唯１つの電磁放射源又は超音波源は、時間内に全ての点で活動的である。これは、画像再構成ユニットは、電磁放射源及び超音波源から発する受け取られた超音波情報を別々に処理する事を意味する。この実施例は、画像再構成ユニットが２つの異なる源のために独立した画像データセットを計算する事を可能にする。この実施例の利点は、異なる組織タイプを検出するために超音波を検出すること、及び超音波源を用い通常の超音波イメージングを用いて組織を画像化する事の両方に同じ検出器ユニットを用いる事ができる事である。
【００４３】
１実際的実施例において、先ず電磁放射源が活動的で、超音波検出器の手段により受け取られた超音波情報は、画像再構成ユニットにより処理され、光音響効果に基づく病変組織の位置を含む第１画像データセットを得る結果となる。病変組織の位置が一度決定されると、電磁放射源は不活性化され且つ超音波源は活動化される。超音波検出器を用い、受け取られた超音波情報は、画像再構成ユニットにより処理され、検査対象組織の等高線を含む第２画像データセットを得る結果となる。
【００４４】
画像再構成のために電磁放射源と検出器ユニットのお互いの位置は知られなければならない。これは特に、もし２つのプルーブユニットが使われるなら、問題である。プルーブユニットお互いの位置及び方向を決定するために超音波ユニットを使うことができる。
【００４５】
もし超音波ユニットが経直腸的プルーブに一体化するなら経尿道プルーブを明瞭に見ることができる。
【００４６】
１実施例において、画像再構成ユニットは、第１画像データセットからの病変組織の位置及び第２画像データセットの組織等高線に関する両方の画像データセットからの情報を含む第３画像データセットを作るために座標系を相互に関連づけるために第１及び第２画像データセットを利用する。超音波源が活動的である間、画像再構成ユニットは連続的に、病変組織の位置を新しい第２画像データセットへ相互関連付けし、新しい第３データセットを作る新しい第２画像データセットを作る。
【００４７】
１実施例において、超音波源及び電磁放射源を用いる組合わせは、両方の画像データセットを重ね合わせる事により又は光学画像データセットの画像再構成用のＵＳにより得られた解剖学的情報を用いることにより画像再構成ユニットから結果として生じる画像データセットを改良する。
【００４８】
１実施例において、プルーブユニットは更に、組織の疑わしい部分の生体検査用の組織に導入され得る生体検査ユニットを含む。生体検査ユニットは病変組織のような興味の組織タイプの正しい位置に関する画像再構成ユニットからの情報を受け取る。この実施例は、連続的に組織を映し出している間生体検査が実行可能である利点を有する。これは、専用イメージングツールと専用生体検査ツール間の再配置の問題を取り除く。超音波源が活動的である間、例えばディスプレー上に表せされる作られた第３画像データセットを連続的に観察しているユーザーは、生体検査針を案内できる。この実施例の利点は、ユーザーが病変組織の位置を知っているので、偽陰性数が劇的に減らされる事である。
【００４９】
１実施例において、プルーブユニットは、尿道に挿入され得且つ使用中は前立腺近くに置かれる経尿道プルーブである。使用中電磁放射は前立腺を通り伝搬するので、前立腺の後ろつまり尿道側からの超音波信号は、より強いが、組織を更に走行しなければならない。
【００５０】
１実施例において、プルーブユニットは、尿道、直腸又は経口挿入及び応用に適切な内視鏡である。
【００５１】
使用中、１実施例において、プルーブユニットは、数個の異なる角度から前立腺を映し出すために各画像再構成の間で連続的に再配置される。画像再構成ユニットにより作られた画像データセットを、画像化された組織の延長情報を与えるために組み合わせることができる。画像再構成ユニットは、画像分析の分野において共通に知られたセグメンテーション技術を用いてこの組み合わせを実行できる。
【００５２】
１実施例において、プルーブユニットを、プルーブユニットと周りの組織間の光学的接触を促進するゲルと組み合わせることができる。ゲルは、散乱粒子を持った超音波ゲルであっても良い。この実施例において、電磁放射源は、パルス電磁放射が可能なプルーブユニットに配置される。
【００５３】
１実施例において、図４に従い、システムは、経尿道プルーブ４１及び経直腸的プルーブ４２のような２つのプルーブユニットを含む。電磁放射源は、経尿道プルーブに置かれ、パルス電磁放射で前立腺を照射するために使われる。経直腸的プルーブは、経尿道プルーブからの放射されたパルス電磁放射による光音響効果に対応し発生された超音波を受け取るための超音波検出器を含む。経直腸的プルーブは、上述のように受け取られた超音波に基づき検査された組織の画像データセットを作る画像再構成ユニットに接続される。
【００５４】
１実施例において、経直腸的プルーブは、１以上の電磁放射源を含む。使用中経尿道プルーブは、前立腺近傍の尿道内に置かれる。経尿道プルーブは、経直腸的プルーブからの電磁放射による光音響効果により発生された超音波を受け取るための１以上の検出器ユニットを含む。使用中経直腸的プルーブは、前立腺近傍の直腸に置かれる。
【００５５】
幾つかの実施例において、２つのプルーブユニットは、前立腺がプルーブユニット間に配置されるように配置される。特に、経直腸的プルーブからの電磁放射が前立腺を通り伝搬し、経尿道プルーブの検出器ユニットが、発生された超音波を受け取るために配置されるようにプルーブユニットは、配置される。
【００５６】
１実施例において、プルーブユニットは、膀胱プルーブである。膀胱プルーブは、膀胱内で開かれる傘の形を有する。膀胱は、電磁放射源及び／又は検出器を含む。使用中傘は、前立腺領域にできるだけ近づくように膀胱の底に接触する。
【００５７】
もう１つの実施例において、鞍プルーブは、システムに含まれる。鞍プルーブは、鞍の形を有し、使用中生殖器部に接し、電磁放射源及び／又は検出器を含む。
【００５８】
１実施例において、経直腸的、経尿道、及び膀胱プルーブの組み合わせは、前立腺を映すために使用され、各プルーブユニットは、０、１又はそれ以上の電磁放射源及び０、１又はそれ以上の検出器ユニットを含むことができる。
【００５９】
１実施例において、少なくとも１つのプルーブユニットは、少なくとも１つの電磁放射源を含み、且つ少なくとも１つのプルーブユニットは、少なくとも１つの検出器ユニットを含む。
【００６０】
もう１つの実施例において、プルーブユニットは、光ファイバーを含み、電磁放射源は生体外に置かれる。
【００６１】
本発明の幾つかの実施例によるシステムを、人生体内の病変組織の位置決め及び診断のために使用できる。幾つかの応用例において１度病変の正しい位置が見つかると、生体検査針案内のため例えば超音波技術を用い病変からの生体検査を行うことができる。システムの使用は劇的に、現在使われている「盲目サンプリング」（“blind  sampling”）技術と比較して否定的生体検査サンプルを減らす。生体検査サンプル数が減らされるので、これは患者の苦痛を減らし、感染を最小にする。病変の進行度合いを決定するために生体検査を分析できる。生体検査の分析後、患者を治すために病変領域の処置を行うことができる。他の応用において、生体検査の必要なしに処置を行うことができる。放射線療法、化学療法等を用い病変の処置を行うことができる。
【００６２】
１実施例において、システムを、前立腺癌の位置決め、診断、及び処置のために外科手術と組み合わせて使用できる。
【００６３】
１実施例において、図５に従い、解剖学的構造における組織のイメージングのための方法５０は提供される。方法は、熱弾性膨張による組織からの第１超音波を励起し解剖学的構造に吸収される少なくとも１つの電磁放射源から解剖学的構造へ電磁放射するステップ５１、少なくとも１つの検出器ユニットにより第１超音波を受け取るステップ５２、受け取られた第１超音波に基づき組織の第１画像データセットを再構成するステップ５３を含む。
【００６４】
１実施例において、方法は更に、解剖学的構造に第２超音波を放射するステップ５４、少なくとも１つの検出器ユニットにより第２超音波を受け取るステップ５５、及び受け取られた第２超音波に基づき組織の第２画像データセットを再構成するステップ５６を含む。
【００６５】
１実施例において、方法の使用は、人生体内の病変組織を位置決め及び診断するために与えられる。
【００６６】
１実施例において、図６に従い、解剖学的構造における組織のイメージングのためのコンピュータにより処理するためのコンピュータプログラムを具体化したコンピュータ読取可能媒体６０は、提供される。コンピュータプログラムは、熱弾性膨張による組織からの第１超音波を励起し解剖学的構造に吸収される少なくとも１つの電磁放射源から解剖学的構造へ電磁放射するための放射コードセグメント６１、少なくとも１つの検出器ユニットにより第１超音波を受け取るための第１受取コードセグメント６２、及び受け取られた第１超音波に基づき組織の第１画像データセットを再構成する第１再構成コードセグメント６３を含む。
【００６７】
１実施例において、コンピュータ読取可能媒体は更に、解剖学的構造に第２超音波を放射するための第２放射コードセグメント６４、少なくとも１つの検出器ユニットにより第２超音波を受け取る第２受取コードセグメント６５、及び受け取られた第２超音波に基づき組織の第２画像データセットを再構成する第２再構成コードセグメント６６を含む。
【００６８】
１実施例において、コンピュータ読取可能媒体は、コンピュータ処理特性を有する装置により実行された時に、幾つかの実施例において定義された全ての方法ステップを実行するために配置されたコードセグメントを含む。
【００６９】
１実施例において、コンピュータ読取可能媒体は、コンピュータ処理特性を有する装置により実行された時に、幾つかの実施例において定義された全てのシステムの機能を実行するために配置されたコードセグメントを含む。
【００７０】
本発明は、ハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア又はこれらの如何なる組み合わせをも含む如何なる適切な形式でも実施可能である。しかしながら好ましくは、本発明は１以上のデータプロセッサー及び／又はデジタル信号プロセッサー上で実行されるコンピュータソフトウエアとして実行される。本発明の実施例の要素及びコンポーネント(component)は、如何なる適切な方法でも物理的に、機能的に及び論理的に実施可能である。確かに、機能性は単一ユニットで、複数ユニットで又は他の機能的ユニットの部分として実施可能である。そのような物として、本発明は、単一ユニットで実施可能で、又は異なるユニットとプロセッサーとの間に配置され物理的に及び機能的に実施可能である。
【００７１】
本発明は、上記特定の実施例を参照して記述されてきたが、本発明は、ここに説明された特定の形式に限られる事は意図されていない。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【００７２】
特許請求の範囲で、「含む」の語は、他の要素又はステップの存在を除外しない。更に、個々に列挙されているが、複数の手段、要素又は方法ステップは、例えば単一ユニット又はプロセッサーにより実施可能である。
【００７３】
加えて、個々の特徴は、異なる特許請求の範囲に含まれているかも知れないが、これらは都合良く組み合わせることができ、異なる特許請求の範囲に含まれることは、特徴の組み合わせは可能でない及び／又は利点がない事を意味しない。加えて、単一の参照は複数を除外しない。「１つの」、「第１の」、「第２の」等の語は、複数を除外しない。特許請求の範囲内で括弧内に置かれた如何なる参照符号も単に明瞭化の例として呈示され、特許請求の範囲を制限するものとして構成されない。
【図１】
2010509977.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年5月25日(2009.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
解剖学的構造における前立腺組織の生体イメージング用システムであって、
前記解剖学的構造にパルス電磁放射を放射するための少なくとも１つの電磁放射源に接続された第１ユニットを含み、それにより前記組織から第１超音波が生成され、
前記解剖学的構造に第２超音波を放射するための少なくとも１つの超音波源、
記第１超音波御及び前記第２超音波を受け取るための少なくとも１つの検出ユニット、
前記受け取られた第１超音波に基づく前記前立腺組織の第１画像データセット及び前記受け取られた第２超音波に基づく前記組織の第２画像データセットを再構成するための画像再構成ユニット
を更に含み、
前記第１ユニットの少なくとも１つ、前記少なくとも１つの超音波源、及び前記少なくとも１つの検出器ユニットは、直腸を介する挿入に適合された経直腸ユニットに含まれ、前記第１ユニット、前記少なくとも１つの超音波源、及び前記少なくとも１つの検出器ユニットの残りは、経直腸ユニット又は尿道を介する挿入に適合された経尿道ユニットに含まれる
システム。
【請求項２】
前記再構成ユニットは、前記第１画像データセット及び前記第２画像データセットから画像データセット情報を組み合わせる第３画像データセットを計算するように構成された請求項１によるシステム。
【請求項３】
前記検出器ユニットは、前記第１ユニットに置かれる先行する何れかの請求項によるシステム。
【請求項４】
前記解剖学的構造にパルス電磁放射を放射するための電磁放射源を有する第２ユニットを更に含み、それにより前記組織から第３超音波が生成され、前記検出器ユニットは、前記第３超音波を受け取るように構成され、前記第２ユニットは、前記受け取られた第３超音波に基づき前記組織の第４画像データセットを再構成するための前記画像再構成ユニットに接続される、先行する何れかの請求項によるシステム。
【請求項５】
前記検出器ユニットは、前記第２ユニットに置かれる請求項４によるシステム。
【請求項６】
前記超音波源は、前記第１ユニットに置かれる先行する何れか１の請求項によるシステム。
【請求項７】
前記第１ユニットは、尿道を介する挿入に適した経尿道ユニット又は直腸を介する挿入に適した経直腸ユニットである先行する何れか１の請求項によるシステム。
【請求項８】
前記第２ユニットは、尿道を介する挿入に適した経尿道ユニット又は直腸を介する挿入に適した経直腸ユニットである請求項４又は５によるシステム。
【請求項９】
前記経直腸ユニット及び前記経尿道ユニットは使用中、前立腺近傍に置かれる請求項７又は８によるシステム。
【請求項１０】
前記画像再構成ユニットにより再構成された画像データセットは、２Ｄ，３Ｄ，又は多次元画像データセットである先行する何れか１の請求項によるシステム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの電磁放射源及び前記少なくとも１つの検出器ユニットの間の距離は、２ｍｍから１０ｃｍである先行する何れか１の請求項によるシステム。
【請求項１２】
前記第１画像データセットが、前記組織の生体検査を案内するために使われる請求項１によるシステム。
【請求項１３】
医療ワークステーション又は医療システムに含まれる先行する何れか１の請求項によるシステム。
【請求項１４】
解剖学的構造における前立腺組織のイメージングのための方法で、
少なくとも１つの電磁放射源から前記解剖学的構造に電磁放射し、前記組織から第１超音波を作成するステップ、
前記第１超音波を第１検出器ユニットで受け取るステップ、
前記受け取られた第１超音波に基づき前記前立腺組織の第１画像データセットを再構成するステップ、
少なくとも１つの超音波源から前記解剖学的構造に第２超音波を放射するステップ、
前記第２超音波を第２検出器ユニットで受け取るステップ、及び
前記受け取られた第２超音波に基づき前記前立腺組織の第２画像データセットを再構成するステップを含み、
前記電磁放射源の少なくとも１つ、前記少なくとも１つの超音波源、前記第１の検出器ユニット、及び前記第２の検出器ユニットは、直腸を介する挿入に適合された経直腸ユニットに含まれ、前記電磁放射源、前記少なくとも１つの超音波源、前記第１の検出器ユニット、及び前記第２の検出器ユニットの残りは、経直腸ユニット又は尿道を介する挿入に適合された経尿道ユニットに含まれる
方法。
【請求項１５】
前記第１及び第２検出器ユニットは、組み合わされた検出器ユニットにより形成された請求項１４による方法。
【国際調査報告】
2010509977.tif 000009
2010509977.tif 000010
2010509977.tif 000011
2010509977.tif 000012