【手続補正書】
【提出日】平成31年1月21日(2019.1.21)
【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】
マルチスペクトル画像化システムであって、
第１の波長を有し、試料を画像化するように構成された第１の光源と、
前記第１の光源とは別の第２の光源であって、前記第１の波長と異なる第２の波長を有し、前記試料を画像化するように構成された前記第２の光源と、
前記試料から、前記第１及び第２の光源に関連付けられた情報を受け取るように構成されたカメラであって、前記第１の波長の光は、前記試料の表面を画像化して前記カメラに入るように構成されており、前記第２の波長の光は、前記試料に浸透して、前記試料に関連する情報を前記カメラに与えるように構成されている、前記カメラと、
前記カメラによって与えられる、前記第１及び第２の光源に関連付けられた前記情報を組み合わせて、前記試料の解剖学的構造を画像化することと、前記試料の血流及び灌流の生理機能を画像化することと、且つ／又は、前記試料の前記解剖学的構造並びに血流及び灌流の生理機能を血流速度分布の形で合成することと、を行うように構成されたプロセッサと、
を含むシステム。
【請求項２】
前記第１及び第２の波長は、３５０ｎｍから１１００ｎｍの範囲にある別々の波長である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の波長は、紫外（ＵＶ）スペクトル及び可視スペクトルのうちのいずれかにあり、前記第２の波長は、可視スペクトル及び近赤外スペクトルのうちのいずれかにある、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記試料は、組織及び器官の少なくとも一方を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記プロセッサは更に、少なくとも１つのモノクロカメラを使用してカラー画像をリアルタイムで再構築するように構成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記プロセッサは更に、可視スペクトル及び近赤外（ＮＩＲ）スペクトルのいずれかにある波長の光を使用して赤色スペクトルを置き換えることにより、より深い組織の情報を生成するように構成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
出力として比類のない明瞭度の可視化を実現する、請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記プロセッサは更に、前記試料の解剖学的構造並びに血流及び灌流の生理機能を血流速度分布の形で定量的に分析するように構成されている、請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記プロセッサは更に、前記画像化された試料中の血流及び灌流の動きから前記試料の動きを分離するように構成されている、請求項１から８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記プロセッサは更に、血流及び灌流の定量化の精度を高める為に、前記画像化された試料の生理学的且つ／又は病態生理学的な動きに起因する、前記画像化された試料の動きアーチファクトを除去するように構成されている、請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記プロセッサは更に、血流及び灌流の定量化の精度を高める為に、画像化プラットフォーム／カメラの動きに起因する、前記画像化された試料の動きアーチファクトを除去するように構成されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記プロセッサは更に、動きアーチファクトを除去することにより、レーザベースの血流及び灌流測定技術の定量化精度を高めるように構成されている、請求項１から１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記灌流測定技術は、レーザスペックル画像化（ＬＳＩ）、レーザドップラ画像化（ＬＤＩ）、蛍光画像化、反射率画像化、及び／又はＬＳＩと蛍光画像化の組み合わせを含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記プロセッサは更に、不均一散乱媒体の光学特性の差に起因する静的な背景を除去することにより、レーザベースの血流及び灌流測定技術の定量化精度を高めるように構成されている、請求項１２又は１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記プロセッサは更に、試料の解剖学的構造並びに血流及び灌流の生理機能を同時にリアルタイムで表示するように構成されている、請求項１から１４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１６】
前記プロセッサは更に、前記試料中の様々な深さの解剖学的構造及び血流の生理機能を画像化するように構成されている、請求項１から１５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１の波長は、３５０〜５５０ｎｍから３００〜６００ｎｍに及んで前記試料に入るように構成されており、前記第２の波長は、５５０〜１１００ｎｍから５００〜１５００ｎｍに及んで前記試料に浸透するように構成されている、請求項１から１６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１８】
マルチスペクトル画像化システムにおいてマルチスペクトル画像化を行う方法であって、
第１の波長を有する第１の光源を使用して試料を画像化するステップと、
前記第１の波長と異なる第２の波長を有する、前記第１の光源とは別の第２の光源を使用して、前記試料を画像化するステップと、
前記試料から、前記第１及び第２の光源に関連付けられた情報をカメラにおいて受け取るステップであって、前記第１の波長の光は、前記試料の表面で反射されて前記カメラに入るように構成されており、前記第２の波長の光は、前記試料に浸透して、前記試料に関連する情報を前記カメラに与えるように構成されている、前記受け取るステップと、
前記カメラによって与えられる、前記第１及び第２の光源に関連付けられた前記情報をプロセッサにおいて組み合わせて、前記試料の解剖学的構造を画像化することと、前記試料の血流及び灌流の生理機能を画像化することと、且つ／又は、前記試料の前記解剖学的構造及び血流及び灌流の生理機能を血流速度分布の形で合成することと、を行うステップと、
を含む方法。
【請求項１９】
前記第１の波長は、紫外（ＵＶ）スペクトル及び可視スペクトルのうちのいずれかにあり、前記第２の波長は、可視スペクトル及び近赤外スペクトルのうちのいずれかにある、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
マルチスペクトル画像化システムにおいてマルチスペクトル画像化を行う為のコンピュータプログラム製品であって、
コンピュータ可読プログラムコードが実施されている非過渡的コンピュータ可読記憶媒体を含み、前記コンピュータ可読プログラムコードは、
第１の波長を有する第１の光源を使用して試料を画像化するコンピュータ可読プログラムコードと、
前記第１の波長と異なる第２の波長を有する、前記第１の光源とは別の第２の光源を使用して、前記試料を画像化するコンピュータ可読プログラムコードと、
前記試料から、前記第１及び第２の光源に関連付けられた情報をカメラにおいて受け取るコンピュータ可読プログラムコードであって、前記第１の波長の光は、前記試料の表面で反射されて前記カメラに入るように構成されており、前記第２の波長の光は、前記試料に浸透して、前記試料に関連する情報を前記カメラに与えるように構成されている、前記受け取るコンピュータ可読プログラムコードと、
前記カメラによって与えられる、前記第１及び第２の光源に関連付けられた前記情報をプロセッサにおいて組み合わせて、前記試料の解剖学的構造を画像化することと、前記試料の血流及び灌流の生理機能を画像化することと、且つ／又は、前記試料の前記解剖学的構造及び前記血流及び灌流の生理機能を血流速度分布の形で合成することと、を行うコンピュータ可読プログラムコードと、を含む、
コンピュータプログラム製品。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
次に図２を参照して、本発明概念の幾つかの実施形態による多波長画像化システムの様々な構成要素を示す、より詳細なブロック図を説明する。図２に示されるように、システム２０５は、少なくとも２つのレーザ光源である可視光源２３０及びＮＩＲ光源２３１と、接続ファイバ２３３と、画像化システムの各構成要素２３７と、試料２６０と、ビームスプリッタ２８０と、カメラ２１０と、通信機器（コンピュータシステム２２０）と、を含む。動作時には、ＮＩＲレーザがＮＩＲ光を組織／器官などの生体試料２６０に送達すると、ＮＩＲ光の一部が、試料内の静止粒子及び移動粒子の両方による単一散乱又は多重散乱を経て反射される。可視レーザ２３０が、（例えば、波長が４３０ｎｍの）非浸透性の可視光を組織／器官などの生体試料２６０に送達すると、光のほとんどが、深さ１００μｍ未満の表面で反射される。ＮＩＲレーザ２３１の場合は、光のほぼ９５パーセントが、試料２６０の深さ７００μｍまでで返される。これは、（例えば、深さ３００μｍにある）冠動脈壁を通り抜け、赤血球などの移動粒子、並びに静止組織から情報を生成するのに十分な浸透である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
図１及び図２に示されたように、本発明概念の実施形態によるシステムは、通信機器１２０、２２０を含み、これは、本発明概念の実施形態を実施する為に必要な様々な処理に使用される。次に図３を参照して、本発明概念の幾つかの実施形態による、図１及び図２のシステム（例えば、通信機器１２０、２２０）において使用されてよいデータ処理システム３００を説明する。当然のことながら、データ処理システム３００は、本発明概念の範囲から逸脱しない限り、本システムのいずれの構成要素に含まれてもよい。例えば、データ処理システム３００は、本発明概念の範囲から逸脱しない限り、カメラ１１０、２１０に含まれてよく、或いは、本システムの様々な要素にわたって分割されてよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
図４に更に示されるように、アプリケーションプログラム４５４は、本発明概念の幾つかの実施形態による画像処理モジュール４５１及び画像キャプチャモジュール４５３を含んでよい。本発明概念は、例えば、図４においてアプリケーションプログラムである画像処理モジュール４５１及び画像キャプチャモジュール４５３に関して例示されるが、当業者であれば理解されるように、本発明概念の教示から恩恵が得られる限り、他の構成が用いられてもよい。例えば、画像処理モジュール４５１及び画像キャプチャモジュール４５２は、オペレーティングシステム４５３、又は他の、データ処理システム４００のそのような論理区画に組み込まれてもよい。従って、本発明概念は、図４の構成に限定されるものとして解釈されるべきではなく、本明細書に記載の動作を実施できるあらゆる構成を包含することを意図している。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
更に、画像処理モジュール４５１及び画像キャプチャモジュール４５３は１つのデータ処理システムの形で図示されているが、当業者であれば理解されるように、そのような機能性は、１つ以上のデータ処理システムにまたがって分散されてよい。従って、本発明概念は、図３及び図４に示された構成に限定されるものとして解釈されるべきではなく、機能が別の形で複数のデータ処理システムにまたがって配置及び／又は分割されることで与えられてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
上述のように、上述の画像化方法で取得されるデータは、血流速度ｕの分布を導出する為にのみ使用可能である。診療所では、血流速度ｕと血管の断面積Ａの積によって与えられる血流速度分布の情報が必要である。ｕ（ｒ）（ｒは３次元座標）の分布を取得するには、ナビエ・ストークス方程式を解く必要があり、これは、下記の式（９）及び（１０）で与えられる。
【数５】
2018514349.tif 000001
但し、ρは密度（ｋｇ／ｍ３）であり、ｕは流速ベクトル（ｍ／ｓ）であり、ｐは圧力（Ｎ／ｍ２又はパスカル）であり、Ｆは体積力ベクトル（Ｎ／ｍ３）であり、μは粘度である。ナビエ・ストークス方程式を解くことにより、速度場、即ち、空間及び時間における流速の分布が生成される。この速度場が取得されたら、他の関心量、例えば、流速やけん引力なども計算可能である。これらの計算された各量と、上述の方法で取得された実験データとを比較することにより、データの妥当性を検査することが可能である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2018514349.tif 000002