(57)【要約】癌組織と非癌組織とを区別するように、生物学的組織の光学的検査に特に有用な対象の標的部分の光学的検査を増強するための方法及び装置。これは、異なるスペクトル成分を有する第一および第二光源に対象を、例えば生物学的組織を交互する短い第一および第二期間暴露させること；前記第一および第二期間の各々中に前記対象から受け取った光を検出すること；および対象の画像と対象の画像の上に重ねられた前記標的部分、例えば癌組織の強調画像とを含む合成画像を生成しかつ表示するために、前記第一および第二期間に検出された光を利用することによって達成される。
2006509573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の標的部分の光学的検出を向上して、対象の標的部分と他の部分とを区別する方法であって、
異なるスペクトル成分を有する第一および第二電磁放射源に対象を交互する短い第一および第二期間暴露させること；
前記第一および第二期間の各々中に前記対象から受け取った電磁放射を検出すること；および
対象の画像と対象の画像の上に重ねられた前記標的部分の強調画像とを含む合成画像を生成しかつ表示するために、前記第一および第二期間に検出された電磁放射を利用すること
を含む方法。
【請求項２】
前記第一電磁放射源は多色光源であり、前記第二電磁放射源は、前記標的部分が単色光に暴露されたときに、前記標的部分から前記対象の残部より多くの光を反射、吸収、または発生するように選択された、特定波長または波長帯域の単色光源である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記多色光は周囲光であり、前記単色光は、前記標的部分の蛍光を対象の残部より大きく誘発するように選択された励起光である請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記対象が前記第一および第二光源に暴露される前に、対象が前記励起光に暴露されたときに対象の前記標的部分に、対象の残部より大きく蛍光を誘発させることができるマーカ物質が、対象に投与される請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記対象は生物学的組織であり、前記単色光は、非癌組織より癌組織においてより大きい蛍光を誘発するように選択される請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記第一期間に、対象は周囲光および励起光の両方に暴露され、前記第一期間と交互する前記第二期間に、対象は周囲光のみに暴露され、前記第一および第二期間に検出された光は、前記第二期間の各々に検出された光を前記第一期間の各々に検出された光から減算して、対象の標的部分のみの画像を生成することによって、および対象が前記第一光源に暴露されたときに生成される対象の画像の上に、対象の標的部分の画像を重ねることによって、前記合成画像を生成しかつ表示するために利用される請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記第一期間に対象は前記周囲光のみに暴露され、前記第二期間に対象は前記励起光のみに暴露される請求項３に記載の方法。
【請求項８】
表示される合成画像のフリッカを除去または最小化するように、前記期間は高い速度で交互する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記合成画像は、外科用視覚機器を通して見るために表示される請求項３に記載の方法。
【請求項１０】
前記外科用視覚機器は外科用顕微鏡である請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記外科用視覚機器は頭部装着型外科用ルーペである請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
癌組織と非癌組織とを区別するように生物学的組織の光学的検査を向上する方法であって、
予め定められた波長または波長帯域の励起光にさらされたときに、非癌組織より大きい蛍光を癌組織に誘発することのできるマーカ物質を前記生物学的組織に適用すること；
生物学的組織を周囲光に暴露させること；
生物学的組織が第一期間中に励起光および周囲光の両方に暴露され、かつ第二期間中に周囲光のみに暴露されるように、生物学的組織を前記予め定められた波長または波長帯域の励起光に暴露させること；
生物学的組織から受け取った光を検出して、（ｉ）生物学的組織が励起光および周囲光の両方に暴露される第一期間中に受け取った光を表す第一検出器出力、および（ｉｉ）生物学的組織が周囲光のみに暴露される第二期間中に受け取った光を表す第二検出器出力を生成すること；
一方の検出器出力を他方の検出器出力から減算して、差分出力を生成すること；および
蛍光を誘発する癌組織の背景を提供する生物学的組織の画像の上にオーバレイとして前記差分出力を表示すること
を含む方法。
【請求項１３】
前記第一および第二期間は、交互し、かつ実質的に同じ時間を有する請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記差分出力は、外科用視覚機器を通して見るために表示される請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記外科用視覚機器は外科用顕微鏡である請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記外科用視覚機器は頭部装着型外科用ルーペである請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
対象の標的部分の光学的検出を向上して、対象の標的部分と他の部分とを区別するための装置であって、
異なるスペクトル成分の第一および第二電磁放射源と；
前記第一および第二電磁放射に対象を交互する短い第一および第二期間暴露させるための制御システムと；
前記第一および第二期間の各々中に前記対象から受け取った電磁放射を検出するための光学検出器と；
対象の画像および対象の画像の上に重ねられる前記標的部分の強調画像を含む合成画像を生成しかつ表示するために、前記第一および第二期間に検出された電磁放射を利用するプロセッサと
を備えた装置。
【請求項１８】
前記第一電磁放射源は多色光源であり、前記第二電磁放射源は、前記標的部分が単色光に暴露されたときに、前記標的部分から前記対象の残部より多くの光を反射、吸収、または発生するように選択された、特定波長または波長帯域の単色光源である請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記多色光は周囲光であり、前記単色光は、前記標的部分の蛍光を対象の残部より大きく誘発するように選択された励起光である請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記対象は生物学的組織であり、前記単色光は、非癌組織より癌組織においてより大きい蛍光を誘発するように選択される請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記制御システムは、対象を前記第一期間中に周囲光および励起光の両方に暴露し、前記第一期間と交互する前記第二期間に周囲光のみに暴露し；
前記プロセッサは前記第二期間の各々に検出された光を前記第一期間の各々に検出された光から減算して、対象の標的部分のみの画像を生成することによって、および対象が前記第一光源に暴露されたときに生成される対象の画像の上に、対象の標的部分の画像を重ねることによって、前記合成画像を生成しかつ表示するために前記第一および第二期間に検出された光を利用する請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
一方の検出器出力を他方の検出器出力から周期的に減算して周期的に差分出力を生成するための前記プロセッサシステムは、
各フレームの画像をデジタル化して第二期間中の一系列の偶数フレームと交互する第一期間中の一系列の奇数フレームを生成するフレームグラバと；
該系列の各フレームの検出器出力を該系列の前フレームの検出器出力からデジタル的に減算するための減算器と
を含む請求項１６に記載の装置。
【請求項２３】
前記予め定められた波長または波長帯域の光を通過させ、他の波長の光を阻止する狭帯域フィルタと、前記狭帯域フィルタを通して前記対象から受け取った光を周期的に検出する光学検出器とをさらに備える請求項１９に記載の装置。
【請求項２４】
前記対象の画像を生成するためのカメラと、光学検出器システムの前記差分出力を前記対象の画像の上にオーバレイとして表示するディスプレイとをさらに備える請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記励起光源は、マーカ物質が生物学的組織に適用された後で、前記予め定められた波長または波長帯域の蛍光を癌組織で非癌組織より大きく誘発させる光源であり、それによって癌組織と非癌組織とを区別するための生物学的組織の検査のために特に有用になる請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記合成画像を見るための外科用視覚機器をさらに備える請求項１９に記載の装置。
【請求項２７】
前記外科用視覚機器は外科用顕微鏡である請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記励起光源は顕微鏡に取り付けられ、かつ顕微鏡の画像経路と同軸の経路を介して前記対象に光を伝える請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記外科用視覚機器は頭部装着型外科用ルーペである請求項２６に記載の装置。
【請求項３０】
前記励起光源は手術器具の遠位端に取り付けられる請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記光学検出器は、一連のフレーム対に対象の画像を生成するように“ダブルショット”モードに従って動作するカメラを含み、各対の一方のフレームは励起光と周囲光の両方に暴露される第一期間中に対象を撮像し、各対の他方のフレームは周囲光のみに暴露される第二期間中に対象を撮像する請求項１９に記載の装置。
【請求項３２】
カメラによって撮像された前記第一および第二期間は、実質的に同じ時間を有する請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記カメラは、対の第一フレームを撮像する時間に実質的に等しい対の第二フレームを撮像する時間を生成するために各対の第二フレームの撮像中に作動されるシャッタを含む請求項３１に記載の装置。
【請求項３４】
各対の第二フレームの暴露はそれぞれの対の第一フレームの読み出しと同期される請求項３１に記載の装置。
【請求項３５】
前記カメラは、各対のフレーム間に短い時間間隔およびフレームの対間により長い時間間隔を持つように前記一連のフレーム対を生成する請求項３１に記載の装置。
【請求項３６】
前記光学検出器は、対象の画像を生成し表示するための第一撮像装置と、対象の画像の上に重ねられた前記標的部分の強調画像を生成し表示するための第二撮像装置を含む請求項１９に記載の装置。
【請求項３７】
前記光学検出器は、対象を撮像するための撮像装置と、前記撮像装置の前に取り付けられたフィルタマスク装置とを含み、前記フィルタマスク装置は、前記撮像装置の出力をＲＧＢ画素からの対象のカラー画像に分離し表示するためのエミッション（Ｅ）フィルタマスクとインタリーブされたＲＧＢカラーフィルタマスクと、対象の画像の上に重ねられたＥ画素からの前記標的部分の強調画像とを含む請求項１９に記載の装置。
【請求項３８】
前記光学検出器は、対象を撮像するための撮像装置と、対象の画像を少なくとも四つの同一画像に分割し、かつ前記画像を光学センサの四つの空間的に分離された象限に投射するためのビームスプリッタと、前記撮像装置の前に設置された特殊フィルタとを含み、前記撮像装置の領域は、ＲＧＢ三色の各々に一つずつ、および第四の発光用の少なくとも四つの象限に分割され、撮像装置の前記ＲＧＢ象限は、対象のカラー像の合成のために使用され、撮像装置の前記Ｅ象限は前記標的部分の強調画像を表示するために使用される請求項１９に記載の装置。
【請求項３９】
前記制御システムは、前記対象を前記第一期間中に前記周囲光のみに暴露し、かつ対象を前記第二期間中に励起光のみに暴露する請求項１９に記載の装置。
【請求項４０】
前記期間は、表示される合成画像のフリッカを除去または最小化するように高い速度で交互する請求項３９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、関心のある標的部分を対象の他の部分からより明確に判別するために、対象を光学的に検査するための方法および装置に関する。本発明は、手術中に、とりわけ脳神経外科手術中に、腫瘍を正常な組織から実時間で判別するのに特に有用であり、したがって下ではこの用途に関して記述するが、本発明またはその様々な特徴は他の用途にも有利に使用できることを理解されたい。
【背景技術】
【０００２】
悪性神経膠腫、星状細胞腫、髄膜種、および他の脳腫瘍を患っている患者の予後は、腫瘍除去の完全性に強く結び付けられる［ＮｉｔｔａおよびＳａｔｏ、１９９５、Ｄｅｖａｕｘら、１９９３、Ｒｏｓｔｏｍｉｌｙら、１９９４、Ｙｏｓｈｉｄａら、１９９４］。しかし、外科処置中に、腫瘍は必ずしも正確に可視化することができない。脳神経外科用顕微鏡によって使用される標準的白色光照明の下では、往々にして、腫瘍、特にそれらの境界と周囲の正常な脳組織とを区別できないので、そうしたことはしばしば発生する。これは腫瘍除去処置を複雑にし、それを外科医の経験に基づくその判断に完全に依存させる。
【０００３】
腫瘍の位置を特定するために、脳神経外科医は、腫瘍と周囲の脳組織との間のコントラストを強調する、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）または磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）のような診断画像法を使用してきた。しかし、腫瘍縁の術中観察と術前画像診断研究との間の矛盾が、近年、撮像された腫瘍に隣接する脳の領域から得られた組織の相関研究により、重視されるようになってきた［Ｇｒｅｅｎら、１９８９、Ｋｅｌｌｙ、１９８７、Ｈａｇｌｕｎｄ、１９９４］。
【０００４】
ＣＴおよびＭＲＩとは異なり、超音波は、腫瘍の位置を特定しかつその量を画定するために、実時間術中情報を提供する能力を有する（Ｃｈａｎｄｌｅｒ、１９８２、Ｅｎｚｍａｎｎ、１９８２、Ｇｏｏｄｉｎｇ、１９８４）。しかし、超音波によって腫瘍組織の位置を特定する能力は、ひとたび切除術が始まると、切除縁における血液および手術による外傷によって生じる信号アーチファクトによって制限される（ＬｅＲｏｕｘら、Ｌｉｐｓｏｎら、１９６１）。したがって、術中超音波は、原発性脳腫瘍を完全に切除する努力において、脳神経外科医を支援するには不満足なツールである。
【０００５】
腫瘍切除術中に実時間フィードバックを得る他の利用可能な方法は、辺縁からの生検の凍結切片または塗沫標本の使用を含む（Ｓａｌｃｍａｎ、１９９０）。しかし、術中生検は、サンプリングエラー、結果を待つこと、および腫瘍細胞と反応性星状細胞とを区別することの難しさが障害になっている［Ｈａｇｌｕｎｄら、１９９４］。したがって、この方法は非常に非実用的である。
【０００６】
この十年間に、比較的小型のオープンエアＭＲＩスキャナが、術中撮像用に開発された。術中ＭＲＩは、脳神経外科医が手術中に画像を得ることを可能にし、それは腫瘍切除の完全性および精度を改善する。しかし、術中ＭＲＩスキャナはオンライン撮像システムではない。走査を実行するために、１０〜２０分間の処置の中断が必要であり、すでに非常に長い手術がさらに長引く。また、術中ＭＲＩ装置は嵩張って、手術現場を遮ったり制限し、かつ非磁気環境、特殊な非鉄手術器具等の必要性のような、特別な要件を脳神経外科施設に課す。これらの液体ヘリウム冷却式機械を運用しかつ維持するコストはきわめて高く、その結果、術中ＭＲＩスキャナを現在装備している医療センターはごくわずかしかない。
【０００７】
静脈内蛍光色素を使用して腫瘍の境界を定めるという発想は、５０年以上前に提案された［Ｍｏｏｒｅら、１９４８］。一部の蛍光マーカは、破損した血液脳関門を浸透して、腫瘍細胞を選択的に標識することができることが明らかになった。腫瘍を対比させるために、フルオレセイン［Ｆｅｉｎｄｅｌら、１９６７、Ｂｏｇｇａｎら、１９８４、Ｍｕｒｒａｙ、１９８２、Ｐｏｏｎら、１９９２、Ｋｕｒｏｉｗａ、１９９８］、およびインドシアニングリーン（ＩＣＧ）［Ｈａｇｌｕｎｄら、１９９６、Ｈａｇｌｕｎｄら、１９９４、Ｈａｎｓｅｎら、１９９３］のような様々なマーカが使用された。
【０００８】
しかし、手術室でこれらの方法を使用することはきわめて難しい［Ｃｈｅｎｇら、１９９０］。それらはまた、主に蛍光マーカを含む血液および色素の漏れによる手術空洞の汚染と、随伴する周囲の非腫瘍組織の浮腫のため、信頼できない［Ｓｔｕｍｍｅｒら、１９９３］。
【０００９】
技術的困難は有用な生体内蛍光標識システムの開発を阻んでいた。そのような技術的困難の部分的リストは、低レベルの腫瘍蛍光および明るい周囲光（ダイナミックレンジの問題）、健康な脳組織の自己蛍光、呼吸および心拍による脳運動アーチファクト、励起照明への限定されたレベルの暴露（ＮＩＯＳＨおよびＡＣＧＩＨしきい値標準）、ならびに蛍光画像と白色光画像のオーバレイを含む。
【００１０】
最近、脳腫瘍を対比させるための新規の方法が提案された。この方法は、悪性組織の推定容量を使用し、ヘム生合性経路で自然発生する前駆物質である５アミノレブリン酸（５‐ＡＬＡ）の投与後に、蛍光性および光感作性ポルフィリンを選択的に合成または蓄積するものである。ヒトに適用したときに、ポルフィリンの蓄積は脳内の蛍光の検出を可能にする［Ｓｔｕｍｍｅｒら、１９９８ａ、Ｓｔｕｍｍｅｒら、１９９８ｂ］。この方法の明らかな利点は、血液由来のマーカによる腫瘍空洞の汚染または腫瘍周囲の浮腫によるマーカの拡散無しに、蛍光が悪性細胞に限定されることである。
【００１１】
新しい腫瘍対比方法の魅力にもかかわらず、その現在の適用は、主に顕微鏡自体以外の装置が必要であるために、非実用的状態のままである［Ｋｉｒｏｉｗａ、１９９８］。ほとんどすべての脳神経外科手術は、手術用顕微鏡下で実行されるが、蛍光を観察できる顕微鏡は市販されていない。
【００１２】
したがって、必要なものは、癌組織と健康な組織を実時間で安全かつ費用効果的に区別するための技術、および脳神経外科処置中に腫瘍蛍光の実時間腫瘍可視化を達成するように、標準的手術用顕微鏡に埋め込まれる撮像システムである。そのようなシステムは脳神経外科医を大いに支援し、かつ脳神経外科腫瘍学の分野に著しく貢献するであろう。
【発明の開示】
【００１３】
本発明の目的は、対象の標的部分と他の部分とを区別するように、対象の標的部分の光学的検出を向上するための改善された方法および装置、特に、癌組織と非癌組織とを区別するように、生物学的組織の実時間の光学的検査を向上するための改善された方法および装置を提供することである。
【００１４】
本発明の一態様では、対象の標的部分の光学的検出を向上して、対象の標的部分と他の部分とを区別する方法であって、異なるスペクトル成分を有する第一および第二電磁放射源に対象を交互する短い第一および第二期間暴露させること、第一および第二期間の各々中に対象から受け取った電磁放射を検出すること、および対象の画像と対象の画像の上に重ねられた標的部分の強調画像とを含む合成画像を生成しかつ表示するために、第一および第二期間に検出された電磁放射を利用することを含む、方法を提供する。
【００１５】
記載した好適な実施形態では、第一電磁放射源は多色光源であり、第二電磁放射源は、標的部分が単色光に暴露されたときに、標的部分から対象の残部より多くの光を反射、吸収、または発生するように選択された、特定波長または波長帯域の単色光源である。
【００１６】
さらに詳しくは、記載した好適な実施形態では、多色光は周囲光であり、単色光は、標的部分の蛍光を対象の残部より大きく誘発するように選択された励起光である。
【００１７】
記述した好適な実施形態のさらなる特徴によると、対象が第一および第二光源に暴露される前に、対象が励起光に暴露されたときに対象の標的部分に、対象の残部より大きく蛍光を誘発させることができるマーカ物質が、対象に投与される。
【００１８】
下述する一部の実施形態では、第一期間に対象は周囲光および励起光の両方に暴露され、第一期間と交互する第二期間に、対象は周囲光のみに暴露される。第一および第二期間に検出された光は、第二期間の各々に検出された光を第一期間の各々に検出された光から減算して、対象の標的部分の画像を生成することによって、合成画像を生成しかつ表示するために利用される。合成画像は、対象が第一光源に暴露されたときに生成される対象の画像の上に、対象の標的部分の画像を重ねることによって表示される。
【００１９】
さらに記載する好適な実施形態では、第一期間に対象は周囲光のみに暴露され、第二期間に対象は励起光のみに暴露される。表示される合成画像のフリッカを除去または最小化するように、期間は少なくとも毎秒６０フレームの高い速度で交互する。
【００２０】
上に示したように、かつ下でさらに詳しく述べるように、本発明の方法は、外科手術で、とりわけ脳神経外科手術で、癌組織と非癌組織とを区別するのに特に有用である。
【００２１】
したがって、本発明のさらなる特定の態様では、癌組織と非癌組織とを区別するように生物学的組織の光学的検査を向上する方法であって、予め定められた波長または波長帯域の励起光にさらされたときに、非癌組織より大きい蛍光を癌組織に誘発することのできるマーカ物質を生物学的組織に適用すること、生物学的組織を周囲光に暴露させること、生物学的組織が第一期間中に励起光および周囲光の両方に暴露され、かつ第二期間中に周囲光のみに暴露されるように、生物学的組織を予め定められた波長または波長帯域の励起光に暴露させること、生物学的組織から受け取った光を検出して、（ａ）生物学的組織が励起光および周囲光の両方に暴露される第一期間中に受け取った光を表す第一検出器出力、および（ｂ）生物学的組織が周囲光のみに暴露される第二期間中に受け取った光を表す第二検出器出力を生成すること、一方の検出器出力を他方の検出器出力から減算して、周期的に差分出力を生成すること、および蛍光を誘発する癌組織の背景を提供する生物学的組織の画像の上にオーバレイとして差分出力を表示することを含む、方法を提供する。
【００２２】
本発明はまた、対象の標的部分の光学的検出を向上して、そのような標的部分と対象の他の部分とを区別するための装置であって、異なるスペクトル成分の第一および第二電磁放射源と、第一および第二電磁放射に対象を交互する短い第一および第二期間暴露させるための制御システムと、第一および第二期間の各々中に対象から受け取った電磁放射を検出するための光学検出器と、対象の画像および対象の画像の上に重ねられる標的部分の強調画像を含む合成画像を生成しかつ表示するために、第一および第二期間に検出された電磁放射を利用するプロセッサとを備えた装置を提供する。
【００２３】
記載した好適な実施形態のさらなる特徴によると、該装置は、予め定められた波長または波長帯域の光を通過させ、他の波長の光を阻止する狭帯域フィルタと、狭帯域フィルタを通して対象から受け取った光を周期的に検出する光学検出器とをさらに備える。そのような構成は、表示される合成画像の信号対雑音比を増大する。
【００２４】
記載した好適な実施形態の別の好適な特徴によると、該装置は、対象の画像を生成するためのカメラと、光学検出器システムの差分出力を対象の画像の上にオーバレイとして表示するディスプレイとをさらに備える。
【００２５】
記載した好適な実施形態は、癌組織と非癌組織とを区別するように生物学的組織の実時間の光学的検査を向上するのに特に有用であり、その場合、励起光源は、マーカ物質が生物学的組織に適用された後で、予め定められた波長または波長帯域の蛍光を癌組織で非癌組織より大きく誘発させる光源である。したがって、そのような方法および装置は腫瘍切除に特に有用であり、癌組織と非癌組織との間のコントラストを強調する画像であって、それによって外科医が腫瘍切除の完全性および精度を向上することを可能にする画像を外科医に提供する。
【００２６】
本発明のさらなる特徴および利点は、以下の説明から明らかになるであろう。
【００２７】
本発明を、以下で、単なる例として添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に従って構成された装置の一形態を示すブロック図である。
図２は、図１の装置の動作を説明するのに役立つタイミング図である。
図３ａ〜３ｆは、本発明に従って対象の標的部分の光学検出を向上するための図１の装置の使用によって生成された結果を示す、一連の写真プリントである。
図４ａおよび４ｂは、本発明の強調技術がマウスの放射線誘発線維癌（ＲＩＦ）腫瘍の表示を強調する方法を示し、図４ａは周囲光下の腫瘍と周囲組織の画像を示し、図４ｂは腫瘍の強調画像と周囲組織の周囲光画像の重ね合わせを示す。
図５は、外科用顕微鏡に具現される、本発明に従って構成された別の装置を示すブロック図である。
図６は、背景画像およびその上に重ねられた標的部分の強調画像の両方を生成して表示するために、単一の撮像装置によって使用することのできる特殊フィルタ技術を示す。
図７は、一対の頭部装着型外科用ルーペ内に具現された、本発明に従って構成されるさらなる装置を示すブロック図である。
図８は、図７に示したツール埋込み型励起光源の構造を示す。
図９は、本発明のさらなる実施形態を示すブロック図である。
図１０は、図８の実施形態で使用されるフィルタの構成を示す。
【００２８】
上述した図面および下の説明は、主に、本発明の概念的側面、および現在好適な実施形態であると考えられるものを含め、種々の可能なその実施形態について、理解を容易にする目的のために提供するものであることを理解されたい。明瞭かつ簡潔にするために、当業者が日常的な技術および設計を使用して、記載された本発明を理解しかつ実施することを可能にするために必要である以上の詳細を提供しようとは試みない。さらに、記載する実施形態は単なる例であること、および本発明は本書に記載する以外の形態および適用法で具現することができることも理解されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
前に示したように、本発明は概して、対象の標的部分の光学的検出を向上するための方法および装置に関し、癌組織と非癌組織とを区別するために、生物学的組織の光学的検査を向上するのに特に有用である。したがって、下述する発明の実施形態は、後者の用途、すなわち、外科医が全ての癌組織を最小限の非癌組織と共に除去することをより良く可能にするために、外科処置中、特に脳神経外科処置中に、実時間腫瘍可視化を達成するために、生物学的組織の光学的検査を向上することに向けられる。
【００３０】
図１に示した装置は、外科切除処置を実行しながら、実時間で生物学的組織ＢＴを検査する際に使用するためのものである。生物学的組織ＢＴは、概略的に２で示される周囲（例えば多色または白色）光に絶えず暴露される。加えて、生物学的組織ＢＴは周期的に、予め定められた波長または波長帯域の励起光源３からの励起（例えば単色）光に暴露される。励起光源３は、発振器５からのクロックパルスによって制御されるトリガ４によって周期的に起動され、生物学的組織ＢＴを光源２からの周囲光のみならず、光源３からの励起光にも周期的に暴露させる。したがって、励起光源３が起動している時間間隔中に、生物学的組織ＢＴは、励起光源３および周囲光源２の両方から光を受け取る一方、励起光源３が起動していない時間間隔中には、生物学的組織ＢＴは周囲光源２のみから光を受け取ることが分かるであろう。
【００３１】
発振器は一定クロックＴｏ、または外部信号、例えば心拍数もしくは呼吸活動、周囲光のゆらぎ等と同期した場合には可変クロックレートＴ（ｔ）のどちらでも発生することができることを強調しておきたい。実際、クロックを電力（５０／６０Ｈｚ）のゆらぎと同期させると、システムの信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）がかなり改善することが分かった。
【００３２】
図１に示した装置は、光源２および３からの光に暴露される結果、生物学的組織ＢＴから受け取る光を周期的に検出するために、イメージャ６の形の光学検出器をさらに含む。検出器６、例えばＣＣＤマトリクスは、（ａ）生物学的組織ＢＴが光源３からの励起光および光源２からの周囲光の両方に暴露される期間中に、生物学的組織ＢＴから受け取る光を表す第一検出器出力と、（ｂ）生物学的組織ＢＴが光源２からの周囲光のみに暴露される他の期間中に、生物学的組織ＢＴから受け取る光を表す第二検出器出力とを生成するように、発振器５からのクロックパルスによって制御される。
【００３３】
外科手術が開始される前に、生物学的組織ＢＴにマーカ物質が適用される。マーカ物質は、健康な脳組織と腫瘍との間の対比を増大させ、よって外科医が腫瘍切除をより完全かつ正確に実行するのを支援するように、予め定められた波長または波長帯域の励起光にさらされたときに、非癌組織より癌組織において、より大きい蛍光を誘発することができるものである。こうして、腫瘍の画像はオンラインで生成され、腫瘍識別のために中断または遅延することなく、手術を実行することが可能になる。
【００３４】
発明の背景の上記考察で簡単に示したように、多くのそのようなマーカ物質が知られている。図１に示した装置を脳外科手術中に腫瘍識別のために使用する場合、脳組織を造影するための好適な方法は、悪性組織がヘム生合性経路で自然発生する前駆物質である５アミノレブリン酸（５‐ＡＬＡ）のような蛍光性および光感作性内因性ポルフィリンを選択的に合成または蓄積するという観察結果に依存する。ヒト悪性神経膠腫に適用したときに、ポルフィリン蓄積は脳内の蛍光検出を可能にする。この方法の明らかな利点は、血液由来のマーカによる腫瘍空洞の汚染または腫瘍周囲の浮腫によるマーカの拡散無しに、蛍光が悪性細胞に限定されることである。
【００３５】
そのようなマーカ物質は、３９５ｎｍのスペクトル範囲の励起光にさらされたときに、非癌組織より癌組織においてより大きい蛍光を誘発することができる。したがって、励起光源３はこのスペクトル範囲内の波長または波長帯域を有する。
【００３６】
図１に示した装置は、周期的に一つの検出器出力をもう一つの検出器出力から減算して、周期的に差分出力を生成するためのプロセッサを更に含む。そのようなプロセッサは、図１で破線Ｐによって、フレームグラバ７および減算器８を含むように概略的に示される。フレームグラバ７は、検出器６の上記の二つの出力をデジタル化する。減算器８は、一方の出力を他方の出力からデジタル的に減算して、周期的に差分出力を生成する。これらの差分出力は、両方の光源２および３にさらされたときに生物学的組織ＢＴから受け取る、ただし光源２からの周囲光が減算された後の、光を表すので、そのような差分出力は概して、マーカ物質の投与の結果生じる癌組織の蛍光を表す。
【００３７】
本発明の一実施形態では、検出器６は、ドイツ国ＰＣＯコンピュータ・オプティックスＧｍｂＨによって製造され、ミシガン州オーバーン・ヒルズのクーク・コーポレーションによって販売された、ＰｉｘｅｌＦｌｙ単色１２ビットデジタルカメラである。ダイナミックレンジが高いこのカメラは、４０フレーム／秒のフレーム速度を達成し、「ダブルショット（ｄｏｕｂｌｅ  ｓｈｏｔ）」モードと呼ばれる特定の動作モードを特徴とする。このモード時に、カメラは二フレームづつ連続的に画像を取得する。第二フレームの露光は第一フレームの読出しと同期する。その結果、一連の二つの連続するフレームの間に事実上、ギャップが無い。各フレームの露出時間が十分に短ければ、運動アーチファクトは小さい。
【００３８】
この実施形態では、カメラ（検出器６）は、各対のフレーム間の時間間隔が短く、フレームの対間の時間間隔がより長くなるように、一連のフレーム対を生成する。記載した好適な実施形態では、各対の連続フレーム間のギャップは７μｓ未満であり、各フレームの選択露出時間は６．８ｍｓである。
【００３９】
したがって、図１で、フレームグラバ７は、例えば光源３からの励起光および光源２からの周囲光の両方に暴露されたときに生物学的組織ＢＴから受け取る光を表す、一連の「奇数」デジタル化フレームと、例えば光源２からの周囲光のみに暴露されたときに生物学的組織ＢＴから受け取る光を表す、「偶数」デジタル化フレームとを出力することが分かるであろう。フレームグラバ７は、各フレームの画像をデジタル化して偶数フレームと交互する一系列の奇数フレームを生成する。減算器８は、該系列の各フレームの検出器出力を該系列の前フレームの検出器出力からデジタル的に減算し、それによって、概して癌組織の蛍光によって受け取る光を表す差分出力を生成する。
【００４０】
減算器８からの差分出力は、出力をサメータ１０に供給する前に、所望の利得およびオフセットに応じて従来の方法で制御される増幅器９で増幅される。したがって、サメータ１０が受け取るこの情報は、癌組織からの蛍光によって受け取る光を表す。
【００４１】
該装置を外科処置中に癌組織を実時間で撮像するために使用する場合、この画像を手術部位の他の組織の背景画像の上に重ねることが非常に望ましい。この理由から、図１は、手術部位の生物学的組織ＢＴを撮像して、その画像を表すサメータ１０への電気出力を生成するように向けられたカラーカメラ１１を含む。サメータ１０が増幅器９から受け取る、癌組織を表す出力は、こうしてカラーカメラ１１からの背景画像上に重ねられ、それによって、癌組織と非癌組織とをより良く区別するために、癌組織の画像が上述した方法で強調された合成画像が、手術部位のディスプレイ１２に生成される。
【００４２】
蛍光信号の信号対雑音比を高めるために、狭帯域バリアフィルタ１３（Ａｎｄｏｖｅｒ  Ｃｏｒｐ．、６３３ＦＳ１０‐５０）を使用し、検出器６のレンズに取り付けた。フィルタ１３はＰｐＩＸ（６３２ｎｍ）の発光ピーク用に調整し、他の全ての波長を事実上減衰した。また、フレームグラバ７およびカメラ１１は、ワイヤレスリンクによって分離することができる。
【００４３】
図２は、励起光源３が励起照明ストロボであり、かつ検出器６が、上述した「ダブルショット」モードに従って動作するＣＣＤマトリクスを含むカメラである場合のタイミング図を示す。励起照明ストロボを発生するために、光源は、カメラ６によって発生されるＣＣＤ露光信号によって制御される。ＣＣＤ露光信号は第一フレームの期間のみに及ぶので、第二フレームの露光中は紫外光は停止する。差分画像は、フレームグラバ７および減算器８によって上述した方法で算出される。後者は、ホストコンピュータ、例えばペンティアムＩＩＩ／６００ｍｈｚ、５１２Ｍｂラム内のものとすることができる。
【００４４】
本発明の上述した実施形態の試験において、腫瘍細胞に見られるＰｐＩＸの濃度よりかなり低い０．９ｎＭ／ｍｌの濃度でジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）に溶解したプロトポルフィリンＩＸのバイアルから、蛍光信号を登録した［Ａｂｅｌｓら、１９９７］。対照バイアルには純粋ＤＭＳＯを充填した。励起光源は、撮像対象から１２０ｍｍに配置された６個一組のＬＥＤ（一実施形態ではＬｅｄｔｒｏｎｉｃｓ  Ｉｎｃ．のＬ２００ＣＵＶ３９５‐１２Ｄ）を含み、３９５ｎｍのスペクトル範囲の光を発した。光源２によって表される周囲光は、通常の室内照明灯（白色光）であった。
【００４５】
この試験の結果を、光沢のある背景の上に置いた二本の１．５ｍｍのバイアルの先端を示した、図３ａ〜３ｆに示す。左側のバイアルにはＤＭＳＯ中のＰｐＩＸ溶液が充填されたのに対し、右側のバイアルには生理食塩水が充填され、対象として使用した。
【００４６】
上の列において、図３ａおよび３ｂは、周囲光のみに暴露されたときの、つまり励起ストロボ光無しの、二本のバイアルを示すのに対し、図３ｃは、図３ｂの画像を図３ａの画像から減算することによって生成された差分画像を表す。したがって、図３ｃはノイズ以外、何も画像を含まないことが分かる。
【００４７】
下の列において、図３ｄは、両方のバイアルが周囲光および励起照明ストロボの両方にさらされたときに生じる画像を表すのに対し、図３ｅは、二つのバイアルが周囲光のみに暴露されたときの画像を表す。図３ｆは、図３ｅの画像が図３ｄの画像から減算されたときに生成される差分画像を表す。図３ｆの差分画像はしたがって図３ｄおよび３ｅの左側のバイアルだけ、つまりＤＭＳＯ中のＰｐＩＸ溶液を含むものだけを示すことがわかる。
【００４８】
図４ａおよび４ｂは、マウスの腫瘍（ＲＩＦ腫瘍）の撮像に適用されたときの上述した画像強調技術を実証する。こうして、図４ａは周囲光下の腫瘍と周囲組織の画像であるのに対して、図４ｂは、周囲組織の周囲光画像の上のオーバレイとして腫瘍の強調画像を重ね合わせたものを示す。
【００４９】
以上から、ダブルショット１２ビットＰｉｘｅｌＦｌｙカメラは、実際の脳腫瘍と同様の濃度のＰｐＩＸ蛍光の明瞭な差分画像を提供することが分かるであろう。さらに、差分画像は画像の比較的遅い運動に対して頑健であり、中価格帯のＰＣで２０フレーム／秒のサステインレートで算出することができる。
【００５０】
第一フレームの露光時間はユーザが１０μｓから１０ｍｓの範囲で制御することができるが、第二フレームの露出時間は、表１に示す垂直ビニング選択にのみ依存する。
2006509573.tif 000003
【００５１】
差分画像の計算にとっては、両方の画像の背景輝度のバランスが非常に重要である。したがって、（例えば１０ｍｓの）露光時間で最大解像度画像を取得する場合、第二フレーム用の外部シャッタ、例えば液晶電子シャッタを使用する必要がある。代替例として、高速ＣＣＤカメラを使用することができる。
【００５２】
上述した方法および装置は、癌組織の蛍光を誘発するマーカ物質と共に使用すると、脳神経外科撮像強調システム（ＮＩＥＳ）として、とりわけ脳神経外科腫瘍学において、健康な脳組織と腫瘍との間のコントラストを増大し、よって脳神経外科医が腫瘍切除をより完全かつ正確に実行するのを大いに支援するように働くことができることがわかる。腫瘍の画像はオンラインで生成されるので、これは腫瘍識別のために中断または遅延することなく、手術を実行することを可能にする。
【００５３】
システムは、外科医が手術部位の背景組織の上に重ねられた癌組織の強調画像を見ることを可能にするために、外科用顕微鏡または頭部装着型外科用ルーペのような、外科用の視覚機器と共に使用することが好ましい。図５は、外科用顕微鏡に組み込まれた上記脳神経外科撮像強調システム（ＮＩＥＳ）を示すブロック図である一方、図７は一対の頭部装着型外科用ルーペに組み込まれたシステムを示す。
【００５４】
本発明の外科用顕微鏡の実現を示す図５に関連して、外科用顕微鏡は、生物学的組織ＢＴを観察するために、顕微鏡ヘッド２０および一対の接眼レンズ２１を含む。生物学的組織は、従来の顕微鏡照明器、外科手術用オーバヘッドランプ、室内灯等のような周囲光源２２からの周囲（多色）光、および選択された所定の波長または波長帯域の励起光源２３からの励起（単色）光の両方に暴露される。
【００５５】
励起光源２３は制御装置２３ａによって制御され、それは次にクロックＣＬからのクロックパルスによって制御されて、図１に関連して上述した方法で周期的に励起光源２３を起動する。こうして、生物学的組織ＢＴは第一期間中に光源２３からの励起（単色）光および光源２２からの周囲（多色または白色）光の両方に暴露され、他の期間中には、光源２２からの周囲光にのみ暴露される。
【００５６】
顕微鏡ヘッド２０は、生物学的組織ＢＴの観察を可能にし、かつビデオポート２０ｂを介してカメラビームスプリッタ２４への光学出力をも生成する、ビームスプリッタ２０ａを含む。カメラビームスプリッタ２４は、Ｂ／Ｗカメラ２５への一つの映像出力、およびカラーカメラ２６への別の出力を生成する。Ｂ／Ｗカメラ２５は、癌細胞の蛍光画像を強調するための図１の検出器６に対応する一方、カラーカメラ２６は図１のカメラ１１に対応し、その上に癌組織の強調画像が重ねられる背景画像を生成する。
【００５７】
こうして、Ｂ／Ｗカメラ２５は、図１で上述した二つの検出器出力を生成する。一方の検出器出力は、生物学的組織が励起光および周囲光の両方に暴露される期間中に受け取る光を表し、他方の検出器出力は、生物学的組織が周囲光のみに暴露される他の期間中に受け取る光を表す。これらの出力はプロセッサに供給され、そこでそれらはＢ／Ｗフレームグラバ２７によってデジタル化され、ＦＩＦＯメモリ２８に格納され、画像レジストレーションモジュール２９で位置合わせされ、周期的に一方の検出器出力を他方の検出器出力から減算して、周期的に差分出力を生成することによって、差分モジュール３０で差分化される。差分出力は別のＦＩＦＯメモリ３１、画像処理モジュール３２、およびしきい値モジュール３３に供給される。後者は、信号が図１のサメータ１０に対応するサメータ３４に入力される前に、信号を予め定められたしきい値未満に抑制し、サメータ３４は、カラーカメラ２６から導出された背景画像の上に癌組織の強調画像を重ねる。
【００５８】
こうして、カラーカメラ２６の動作は、クロックＣＬからのトリガパルスによって、Ｂ／Ｗカメラ２５の動作と同期する。カラー画像はカラーカメラ２６でデジタル化されてデジタル出力になり、サメータによって生成される合成画像用の背景を提供するためにサメータ３４に供給される前に、すなわち、カラーカメラ２６からの背景にＢ／Ｗカメラ２５によって生成される癌組織の強調画像が重ねられる前に、別のフレームグラバ３５に供給される。
【００５９】
サメータ３４で生成された合成画像を表すデジタルデータは、画像注入マイクロディスプレイユニット３６に供給され、それはデジタル信号を、顕微鏡ヘッド２０に供給される光学画像に変換し、ビームスプリッタ２０ａおよび接眼レンズ２１を介してその観察を可能にする。
【００６０】
図５に示した装置は、癌組織と非癌組織との間のコントラストを高めた手術部位の画像を実時間で外科医に提供し、よって外科医が腫瘍切除をより完全かつ正確に実行するのを大いに支援することが分かるであろう。
【００６１】
図５に示すように、サメータ３４からの合成画像は、外科助手が見るための外部モニタ３７、および／または記録保存のためのビデオレコーダ３８に供給することもできる。
【００６２】
外科用ルーペに具現された本発明を示す図７では、装置は、一対のレンズユニット４１、４２を外科医の目と位置合わせした状態で頭部装着するためのフレーム４０を含む。一方のレンズユニット４１は上述した画像強調装置、例えば図５に記載したものと同様の装置を、カラーカメラ、カラーフレームグラバ、およびサメータモジュール無しで、収容する。画像を画像強調システムに分割することから結果的に生じるレンズユニット４１の光度の低減のため、他方のレンズ４２は、レンズユニット４２を介して観察される光の光度を低減して、レンズ４１を介して観察される光度と実質的に等しくなるようにするための減光フィルタ４３を収容する。
【００６３】
レンズユニット４１に作用する画像強調システムは、レンズユニット４１を介して光を受け取るための、図５の顕微鏡ヘッド２０におけるそれに対応するビームスプリッタユニット４４と、Ｂ／Ｗ  ＣＣＤイメージャ４５と、図５のシステムに示されたビームスプリッタ２４と画像注入マイクロディスプレイ３６との間の要素２８〜３３に対応する画像強調システムと、図５のマイクロディスプレイ３６に対応する画像注入マイクロディスプレイ４６とを含む。したがって、図７のシステムは、同じような仕方で、強調された癌組織のデジタル出力を生成するように機能する。画像注入マイクロディスプレイ４６は、この画像のデジタル形式を映像に変換し、その映像はダイクロイックミラー４７に投射され、それを通して外科医はレンズユニット４１を介して手術部位を観察する。したがって、手術部位のカラー背景画像および癌組織の強調画像が光学的に重ね合わされる。
【００６４】
図５に示すように、本発明の顕微鏡の実現では、励起光源２３が顕微鏡に取り付けられ、顕微鏡の画像経路と同軸の経路を介して対象ＢＴに光を伝え、これはビームスプリッタ２０ａによって可能になることが分かるであろう。本発明が、図７に示すように、頭部装着型外科用ルーペに実現される場合、図７で、クロックＣＬを介して照明器制御装置５０によって制御される励起光源４９をその先端に支持する手術器具４８によって概略的に示すように、励起光源は通常、手術器具の遠位端部に装着される。そのような手術器具は例えば吸引管、鉗子、または類似物とすることができる。
【００６５】
図８は、埋め込まれた光源４９を持つ外科用吸引管の構成の例を示し、そこで、それが内部管腔４９ｂを画定する吸引管４９ａと、光源（図示せず）から光を伝達するための光ファイバ層４９ｃと、光ファイバ層を接着することのできる外部鋼管４９ｄとを含むことが分かるであろう。
【００６６】
図５に示した顕微鏡の構成では、カメラ２５および２６ならびに画像注入マイクロディスプレイ３６は、光学視差を回避するために、左目または右目のいずれかの同一光学経路と位置合わせされる。同様に、真の３Ｄコントラスト強調画像を生成するために、顕微鏡の両側に同一アダプタを設置することができる。
【００６７】
上述した実施形態は、一方のイメージャ（カメラ）が蛍光の登録のために使用され、第二が背景の登録のために使用される、デュアルイメージャ構成を示すが、本発明は、背景（カラー）および蛍光画像（単色）の両方が同一イメージャによって捕捉される、単一イメージャ構成に具現することもできる。そのような構成を使用する場合、イメージャ、例えばＣＣＤマトリクスは、例えば次の表２に記載するように、カラーカメラの標準ＲＧＢマスクがＥ画素エミッションフィルタマスクとインタリーブされた、特殊フィルタマスクを含む。
2006509573.tif 000004
【００６８】
つまり、フィルタマスクアセンブリが撮像装置の前に取り付けられ、撮像装置の出力をＲＧＢ画素からの対象のカラー画像と、対象の画像の上に重ねられるＥ画素からの標的部分の強調画像とに分割し表示するために、エミッション（Ｅ）フィルタマスクとインタリーブされたＲＧＢカラーフィルタマスクを含む。
【００６９】
図６に示すように、また特殊フィルタを含む、別の単一イメージャのレイアウトを提供することができ、該特殊フィルタは、イメージャの領域が四つまたはそれ以上の象限に分割される。画像は光学的に分割され、指定されたフィルタを通過して特定の象限に投射される。そのようなフィルタのレイアウトの一例を、表３に示す。
2006509573.tif 000005
【００７０】
そのような構成では、光学検出器は、対象を撮像するための撮像装置と、対象の画像を少なくとも四つの同一画像に分割し、かつ画像を光学センサの四つの空間的に離れた象限に投射するビームスプリッタと、撮像装置の前に設置された特殊フィルタとを含む。撮像装置の領域は、ＲＧＢ三色の各々に一つずつ、および第四の発光用の少なくとも四つの象限に分割される。撮像装置のＲＧＢ象限は対象のカラー画像の合成用に使用され、撮像装置のＥ象限は、標的部分の強調画像を表示するために使用される。
【００７１】
装置は追加的特徴を含むことができる。例えば、装置は発光波長に調整されたノッチフィルタを含むことができ、該フィルタは、例えば顕微鏡の照明経路内に導入される。加えて、装置は、単色ＣＣＤが露光される間に光を短時間遮断するために、照明経路内に導入される電子的または機械的シャッタを含むことができる。さらに、対象を周期的に励起光に暴露させるために、光チョッパまたは他のシャッタ構成を使用することができる。
【００７２】
励起光を送り出すために、ＬＥＤの配列、レーザ、またはキセノン光を使用することができる。励起光源は連続的に動作することができ、その間、生物学的組織または他の対象は、光チョッパまたは他の形の制御されたシャッタを介して周期的に暴露される。
【００７３】
図９は、図９の装置が第一および第二期間に二つの光源から検出される光の差分画像を生成しないことを除いては、図５に示したものと実質的に同一構成の装置を示すブロック図である。より正確には、図９に示した装置は、対象を第一期間には周囲光のみに暴露させ、かつ第二期間には励起光にのみ暴露させ、表示される合成画像のフリッカを除去または最小化するように、二つの期間は高い速度で、好ましくは少なくとも毎秒６０フレームで交互する。こうして、外科医は、第一期間中に周囲光によって生成された対象の画像の上に重ねられた、第二期間中に励起光によって生成された標的部分の強調画像を見る。
【００７４】
したがって、図９に示した装置には、図５のモジュール３０に対応する差分モジュールが無い。したがって、図９の装置は、図５と同一参照番号によって識別されるが、差分モジュール５０が削除されている。代わりに、図９の装置は、対象を第一期間中には周囲光２のみに暴露させ、かつ第二期間中には励起光３のみに暴露させるように、かつ、ディスプレイ１２に表示される合成画像のフリッカを除去または最小化すべく、少なくとも毎秒２０フレームの速度でこれらの暴露を交互するように制御される。これは、図９に示した実施形態では、クロックＣＬによって制御されるドライバ６１によって駆動される外部光源３の間のフィルタホイール６０によって行われる。図９ａに示すように、フィルタホイール６０は周囲光をその断面６０ａに透過させるための透明ガラスで作られ、かつ、励起光を透過させるために帯域通過励起フィルタ部分６０ｂを含む。
【００７５】
本発明を特に、癌組織と非癌組織とを区別するように生物学的組織の光学的検査を向上することに関して記載したが、本発明は、対象の標的部分を光学的検出を向上して、そのような標的部分と対象の他の部分とを区別する、他の用途にも有利に使用することができることは理解されるであろう。励起光は単に蛍光を発生するだけの光ではなく、対象の標的部分によって対象の残部より大きく反射または吸収される光とすることもできる。非医療用途の一例として、関心のある要素から対象の残部より大きく蛍光を反射、吸収、または誘発することのできる予め定められた波長または波長帯域のストロボスコープ励起光源を使用することによって、運動する要素の動きを低減または除去するためのストロボスコープシステムがある。
【００７６】
本発明のさらなる特徴および用途は、当業者には明らかであろう。
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【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に従って構成された装置の一形態を示すブロック図である。
【図２】図１の装置の動作を説明するのに役立つタイミング図である。
【図３】本発明に従って対象の標的部分の光学検出を向上するための図１の装置の使用によって生成された結果を示す、一連の写真プリントである。
【図４】本発明の強調技術がマウスの放射線誘発線維癌（ＲＩＦ）腫瘍の表示を強調する方法を示し、図４ａは周囲光下の腫瘍と周囲組織の画像を示し、図４ｂは腫瘍の強調画像と周囲組織の周囲光画像の重ね合わせを示す。
【図５】外科用顕微鏡に具現される、本発明に従って構成された別の装置を示すブロック図である。
【図６】背景画像およびその上に重ねられた標的部分の強調画像の両方を生成して表示するために、単一の撮像装置によって使用することのできる特殊フィルタ技術を示す。
【図７】一対の頭部装着型外科用ルーペ内に具現された、本発明に従って構成されるさらなる装置を示すブロック図である。
【図８】図７に示したツール埋込み型励起光源の構造を示す。
【図９】本発明のさらなる実施形態を示すブロック図である。
【図１０】図８の実施形態で使用されるフィルタの構成を示す。
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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