多モード撮像システム、装置、および方法
【課題】既存の統合型IVUSおよびFFR診断システムの欠点である、OCT撮像を組み込んでいない、各処置室に対応する専用のデータ取得および処理装置セットを必要とすることを解決した心臓学に関連した一つまたは複数のデータ収集モードに対応した装置および方法の提供。
【解決手段】長さL1の第一の光ファイバーを含む参照アームおよび長さL2の第二の光ファイバーを含むサンプルアームを有する干渉計、および光学断層撮影撮像プローブと適合するよう構成された第一のロータリーカプラーを含むことができ、ロータリーカプラーは、サンプルアームと光通信する。L2は約5メートルよりも大きい。第一の光ファイバーおよび第二の光ファイバーは、どちらも共通の保護鞘内に配置しうる。さらに、参照アームの光路の長さを調節するよう構成された光学素子を含み、光学素子は参照アームと光通信し、かつ透過型または反射型である。
【解決手段】長さL1の第一の光ファイバーを含む参照アームおよび長さL2の第二の光ファイバーを含むサンプルアームを有する干渉計、および光学断層撮影撮像プローブと適合するよう構成された第一のロータリーカプラーを含むことができ、ロータリーカプラーは、サンプルアームと光通信する。L2は約5メートルよりも大きい。第一の光ファイバーおよび第二の光ファイバーは、どちらも共通の保護鞘内に配置しうる。さらに、参照アームの光路の長さを調節するよう構成された光学素子を含み、光学素子は参照アームと光通信し、かつ透過型または反射型である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に、薬物療法および診断の分野での使用に適した装置および方法、さらに具体的には、心臓学に関連した一つまたは複数のデータ収集モードに対応した装置および方法に関する。
【０００２】
（関連出願の相互参照）
本出願は、米国特許仮出願第61/491,701号（2011年5月31日出願）、および米国特許仮出願第61/555,663号（2011年11月4日出願）についての優先権およびその利益を主張し、その開示は、参照により全体が本明細書に取り込まれる。
【背景技術】
【０００３】
インターベンショナル心臓専門医は、カテーテル法処置において、治療を計画、誘導、および評価するために、様々な診断ツールを取り入れる。これらのツールには一般的に、光コヒーレンス断層撮影（OCT）、血管内超音波（IVUS）、冠血流予備量比（FFR）、および血管造影法が含まれる。血管内OCT、IVUS、およびFFRは、光学的、超音波、および圧力のデータをそれぞれ血管内から、または対象サンプルに関連して収集する、侵襲的なカテーテルベースのシステムである。血管造影法は、放射線不透過造影剤の注入時にデータを身体外部から収集する非侵襲的なX線撮像方法である。
【０００４】
初期のOCT、IVUS、およびFFRシステムは一般に、単一目的であり、三つのモダリティのうち一つだけを組み込んだものであった。それぞれの独立したシステムが一般的に携帯型カートとして構成されていた。複数のモダリティを介入処置中に使用する場合、このアプローチには、カテーテル検査室内の乱雑さが増し、時間のかかるセットアップ手順を必要とするという著しい不利益があった。ごく最近になって、診断システムは、IVUSとFFRまたはOCTとFFRを同一コンソール上に組み込むようになり始めた。制御装置およびカテーテルインターフェース装置が処置室内に位置し、一方でデータ取得装置は離れて制御室に位置する「統合型」IVUSおよびFFRシステムも開発されてきた。こうしたデュアルモダリティの統合型システムにより、乱雑さが低減され、診断設備の合計コストが低減される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
残念ながら、既存の統合型IVUSおよびFFR診断システムには、その有用性を低下させる様々な欠点が存在する。一つの欠点は、既存の統合型IVUSおよびFFRシステムは、OCT撮像を組み込んでいないということである。OCTでは、IVUSと比較して画像解像度の大幅な改善がなされる。OCTではまた、プラークの特性付け、定量的病変測定、血栓検出、ステントの不完全密着およびエッジ切開の可視化、ならびに移植後のステント適用範囲の評価をより正確に行うことが可能となる。
【０００６】
第二の欠点は、既存の統合システムは、各処置室に対応する専用のデータ取得および処理装置セットを必要とすることである。これは、複数の処置室への診断システムの装備に関連した資本コストを増大させ、医療費の増加につながる。OCT撮像で要求される光学的および電子的ハードウェアはIVUS撮像で要求されるものより著しく高価であるため、この欠点はIVUSシステムよりもOCTシステムでさらに顕著である。
【０００７】
従って、これらの欠点に対処する多モード式システムおよび関連する装置に対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、インターベンショナル心臓学およびその他の診断分野で使用するための多モード診断システムに関する。一実施形態において、多モードまたは複数モードは、複数のデータ収集モダリティを意味する。本発明の一つの態様は、単一システムでの光コヒーレンス断層撮影（OCT）、血管内超音波（IVUS）、冠血流予備量比（FFR）、およびX線血管造影法測定のうち少なくとも二つのモダリティを単一システムに組み込んだシステムである。患者インターフェースユニット（PIU）は、一つまたは複数のカテーテルに接続して、OCTおよびIVUS撮像データを収集できる。有線または無線の圧力モニターおよび受信機を使用して、FFRデータ収集も実施できる。一実施形態において、血管造影X線画像は、コンピュータまたはネットワークを使用して収集、保存、および／またはルーティングすることもできる。こうした血管造影画像は、多モード式システムを使用して取得したOCTおよびIVUS画像と共に登録できる。
【０００９】
システムモジュールは、主制御室、複数のサテライト制御室、複数の処置室間または、被験者または患者の位置または被験者または患者が処置中に配置されているサポートなど、同一室内でありながらも、共通の参照点から離れた場所に配置できる。一実施形態において、処置室は、例えばカテーテル検査室（またはカテ室）でありうる。このように、使いやすさが向上しつつ、ハードウェアのコストが低減される。一実施形態において、OCTプローブまたはIVUSプローブまたはFFRプローブなどのプローブが、患者内の対象サンプルを測定するために処置室内で使用される。所定の多モード式システムの運用を促進するために、様々なネットワークトポロジー、ケーブル配置、およびデータルーティング技術を使用できる。
【００１０】
一態様において、本発明は、サポート上に配置された患者に関するデータを取得するためのデータ収集システムに関する。システムは、光学放射線源を含む撮像エンジン；長さL1の第一の光ファイバーを含む参照アームおよび長さL2の第二の光ファイバーを含むサンプルアームを含む干渉計；データ収集用プローブと適合するよう構成された患者インターフェースユニットであって、その患者インターフェースユニットがサンプルアームと光通信する患者インターフェースユニット；データ収集用プローブを使用して収集された光コヒーレンス断層撮影データを使用して生成された画像を表示するよう構成されたディスプレイであって、前記撮像エンジンがサポートから遠隔的に位置するディスプレイとを含むが、ここでこの患者インターフェースユニットおよびディスプレイはサポートに対して近位に位置する。
【００１１】
一実施形態において、L2は約5メートルよりも大きい。一実施形態において、システムは、患者インターフェースユニットと光通信ドックを含む。一実施形態において、システムはさらに、保護鞘を含むが、ここで撮像エンジンとドックとの間の参照アームの部分およびサンプルアームの部分は、各部分が実質的に類似した環境条件にさらされるよう、保護鞘内に少なくとも部分的に配置されている。一実施形態において、前記参照アームの第一の部分および前記サンプルアームの第一の部分は、少なくとも部分的にドック内に配置される。一実施形態において、ドックは患者インターフェースユニットを収容し保持するよう構成される。一実施形態において、ドックはデータ収集用プローブからの無線データを受信するよう構成され、またさらに、タッチスクリーンを含むユーザーインタフェース装置、データ収集用プローブと圧力トランスデューサベースの装置との間で選択するよう構成された選択ユニット、およびグラフィカルユーザーインタフェースを含むが、そのユーザーインタフェース装置は、画像データまたは圧力データに基づくパラメータを使用して生成された画像を表示し、ユーザー入力を受信するよう構成されている。一実施形態において、患者インターフェースユニットは、血管内超音波撮像プローブを収容するよう構成されている。一実施形態において、データ収集用プローブは、光コヒーレンス断層撮影データおよび、超音波データと圧力データの一方または両方を収集するよう構成される。
【００１２】
一実施形態において、システムはさらに、データ収集用プローブを使用して生成された電気的超音波信号を受信し、第二のコンバータに転送するためにその電気的超音波信号を光信号に変換するよう構成された第一のコンバータを含む。一実施形態において、システムはさらに、データ収集用プローブを使用して生成された電気的圧力信号を受信し、その電気的圧力信号を第二のコンバータへ転送するために光信号に変換するよう構成された第一のコンバータを含む。一実施形態において、システムにはさらに、保護鞘中に配置された第三の光ファイバーであって、その第三の光ファイバーがデータ収集用プローブから受信した圧力データまたは超音波データを送信するよう構成されているものが含まれる。一実施形態において、システムはさらに、デジタル通信ファイバーまたは保護鞘内に配置された電線を含む。
【００１３】
一態様において、本発明は、画像データ収集システムに関する。システムは、長さL1の第一の光ファイバーを含む参照アームおよび長さL2の第二の光ファイバーを含むサンプルアームを含む干渉計；および光学断層撮影撮像プローブとの適合するよう構成された第一のロータリーカプラーを含むが、ここでそのロータリーカプラーはサンプルアームと光通信し、またここでL2は約5メートルよりも大きい。
【００１４】
一実施形態において、第一の光ファイバーおよび第二の光ファイバーはどちらも共通の保護鞘内に配置されている。一実施形態において、前記システムはさらに、参照アームの光路の長さを調節するよう構成された光学素子を含み、前記光学素子は参照アームと光通信し、かつ透過型または反射型である。一実施形態において、長さL1とL2および共通の保護鞘内での第一の光ファイバーと第二の光ファイバーの配置は、光学断層撮影撮像プローブにより収集されたデータを使用して生成した画像の劣化を実質的に軽減するよう構成される。一実施形態において、システムはさらに、保護鞘内に配置された導電性のワイヤーを含む。一実施形態において、システムはさらに、超音波データを含む電気信号を受信し、電気信号を光信号に変換するよう構成された電気−光コンバータを含む超音波システムを含む。一実施形態において、超音波システムは、長さL3の第三の光ファイバーを含むが、ここで第三の光ファイバーは、第一の干渉計が位置する第一の位置とロータリーカプラーが位置する第二の位置との間で光信号を伝導するよう構成され、その第三の光ファイバーは、第一の端部および第二の端部を有する。一実施形態において、第一の干渉計は、第一の部屋に設置され、ロータリーカプラーは第二の部屋に設置され、保護鞘の長さは、第二の光ファイバーを介して第一のロータリーカプラーとサンプルアームを光学的に連結する長さである。
【００１５】
一実施形態において、システムはさらに、画像データを収集するよう構成されたサーバーと、ディスプレイおよび一つまたは複数の入力装置を含む携帯型無線制御ステーションとを含むが、ここで、この携帯型制御ステーションは、サーバーおよび光学断層撮影撮像プローブによる画像データ収集のうち少なくとも一つを制御するよう構成されている。一実施形態において、システムはさらに、サーキュレータ、および参照アームおよびサーキュレータと光通信する反射型または透過型の可変光路長ミラーを含む。一実施形態において、システムはさらに、ファイバーブラッググレーティングおよび光検出器を含むが、ここで参照アームはファイバーブラッググレーティングおよび光検出器と光通信する。一実施形態において、光検出器は、ファイバーブラッググレーティングから受信した波長に対応して、超音波データ収集およびOCTデータ収集を同期化させるためのパルスを送信するよう構成されている。一実施形態において、共通の保護鞘は約5メートルより大きい長さを有する。一実施形態において、サーバーは、二つのチャンネルを有するデータ取得装置を含み、ここで一つのチャンネルは、可変周波数外部クロックに従いデータを取得するよう構成される。
【００１６】
一実施形態において、システムはさらに、一つまたは複数のスイッチと、サーバーと、一つまたは複数のインターフェースシステムとを含み、各インターフェースシステムがそれぞれのスイッチと通信し、各インターフェースシステムが光コヒーレンス断層撮影プローブ、圧力ワイヤーまたは超音波プローブと適合するよう構成されるが、ここで前記サーバーは、各インターフェースシステムからデータを収集するよう構成される。一実施形態において、システムはさらに、第一、第二および第三のアームを有する光カプラーであって、光カプラーの第一のアームが、一つまたは複数のスイッチと光通信する光カプラー；光カプラーの第二のアームと光通信するミラー；第一、第二および第三のポートを有するサーキュレータであって、第一のポートが光カプラーと光通信し、第二のポートがファイバーブラッググレーティングと光通信し、第三のポートが光検出器と光通信するサーキュレータを含み、ここで前記光検出器は、一つまたは複数のスイッチからの光信号内に一定の波長が発生した時、トリガー信号を生成する。
【００１７】
一実施形態において、システムはさらに、タッチスクリーンを含むユーザーインタフェース装置、光学断層撮影撮像プローブと圧力トランスデューサベースの装置との間で選択するように構成された選択ユニット、およびグラフィカルユーザーインタフェース、画像データまたは圧力データに基づくパラメータを使用して生成された画像を表示してユーザー入力を受信するユーザーインタフェース装置を含む。一実施形態において、ユーザーインタフェース装置は、光学断層撮影撮像プローブからデータを受信するよう構成されたサーバーと電気通信または光通信する携帯端末の構成要素である。一実施形態において、各インターフェースシステムは、インターフェースドックおよびインターフェースユニットを含み、ここでインターフェースドックはインターフェースユニットとサーバーとの間で光−電気的インターフェースを提供する。一実施形態において、システムはさらに、参照アームと光通信する可変光路長空隙を含む。一実施形態において、システムはさらに、第三の光ファイバーの第一の端部と光通信する第一の波長分割多重フィルター、および第三の光ファイバーの第二の端部と光通信する第二の波長分割多重フィルターを含む。一実施形態において、第一の光ファイバー、第二の光ファイバー、および第三の光ファイバーおよび強度部材はすべて共通の保護鞘内に配置される。
【００１８】
一態様において、本発明は、血管内データ収集システムに関する。システムは、光コヒーレンス断層撮影プローブにより発生した信号または超音波トランスデューサにより発生した信号のうち少なくとも一つを受信する一つまたは複数の入力を有するデジタイザを含むコンピュータ；光源を含む撮像エンジン；ロータリーカプラーを含む患者インターフェースユニット；圧力ワイヤーデータを受信するよう構成された第一の無線圧力データ受信機；参照光学素子を含む患者インターフェースドック；および長さL1の第一の光ファイバーを含むサンプルアームおよび長さL2の第二の光ファイバーを含む参照アームを含む干渉計とを含むが、ここでそのロータリーカプラーはサンプルアームと光通信し、また参照光学素子は参照アームと光通信し、また光源はサンプルアームと光通信する。一実施形態において、第一の光ファイバーおよび第二の光ファイバーはどちらも共通の保護鞘内に配置されている。一実施形態において、L2は約5メートルよりも大きい。一実施形態において、前記システムはさらに、参照アーム光路の長さを調節するよう構成された光学素子を含むが、で前記光学素子は参照アームと光通信し、かつ透過型または反射型である。
【００１９】
一実施形態において、システムはさらに、参照アームと光通信する可変光路長空隙を含む。一実施形態において、システムはさらに、タッチスクリーンを含むユーザーインタフェース装置、サンプルアームを使用して収集した画像データを選択するよう構成された選択ユニット、およびグラフィカルユーザーインタフェースを含み、そのユーザーインタフェース装置は画像データを使用して生成された画像、圧力ワイヤーデータを使用して生成された一つまたは複数のFFR値を表示し、ユーザー入力を受信するよう構成される。一実施形態において、システムはさらに、大動脈圧データを受信するよう構成された第二の無線圧力データ受信機を含む。一実施形態において、システムはさらに、インターフェースユニットを保存されたインターフェースユニットのアイデンティティと一致させるよう構成されたマッチングユニットを含み、ここでインターフェースユニットは、圧力ワイヤーデータを第一の圧力データ受信機に無線で中継するよう構成される。一実施形態において、システムはさらに、受信した制御信号または選択規則に応じて、一つまたは複数のOCT処置室または一つまたは複数のインターフェースユニットの間で選択するよう構成された選択ユニットを含む。
【００２０】
一態様において、本発明は、血管造影画像データを血管内光断層撮影データと共に登録するための方法に関する。方法は、カテーテル検査室内に患者を位置付けるよう構成されたサポートの近位に血管造影システムを提供すること；光学放射線源を含む撮像エンジンを含む血管内光断層撮影システムを提供すること；長さL1の第一の光ファイバーを含む参照アームおよび長さL2の第二の光ファイバーを含むサンプルアームを含む干渉計；光学断層撮影撮像プローブと適合する患者インターフェースユニットであって、その患者インターフェースユニットがサンプルアームと光通信するもの；光学断層撮影撮像プローブからの画像データを受信及び処理し、画像を生成するよう構成されたコンピュータ；画像を表示するためのモニターと（ここで撮像エンジンおよびコンピュータが、サポートおよび患者インターフェースユニットから離れた位置にあり、モニターがサポートの近位に位置する）；患者内に位置する血管に関して血管造影データおよび血管内光断層撮影データを同時に収集すること；および血管造影データおよび血管内光断層撮影データを共に登録することを含む。
【００２１】
一実施形態において、方法はさらに、血管造影データを血管造影システムから血管内光断層撮影システムに送信することを含む。一実施形態において、方法はさらに、血管内光断層撮影データを血管内光断層撮影システムから血管造影システムに送信することを含む。一実施形態において、血管内光断層撮影データおよび血管造影データは、共に登録されるための第三のシステムに伝達される。
【００２２】
一態様において、本発明は、第一の検査室内にある第一のサポート上に配置された第一の患者についての第一の組の画像および第二の検査室内にある第二のサポート上に配置された第二の患者についての第二の組の画像を取得するための画像データ収集システムに関する。システムは、光学放射線源を含む撮像エンジン；長さL1の第一の光ファイバーを含む第一の参照アーム；長さL2の第二の光ファイバーを含む第一のサンプルアーム；長さL3の第三の光ファイバーを含む第二の参照アーム；長さL4の第四の光ファイバーを含む第二のサンプルアーム；撮像エンジンからの光学放射を第一の参照アームおよび第一のサンプルアームまたは第二の参照アームおよび第二のサンプルアームのうち一つに配向する光スイッチ；第一の参照アームおよび第一のサンプルアームは、撮像エンジンおよび第一の検査室内の第一の患者インターフェースユニットと光学的に通信状態にあり；第二の参照アームおよび第二のサンプルアームは、撮像エンジンおよび第二の検査室内にある第二の患者インターフェースユニットと光通信し；第一および第二のサンプルアームからの画像データを受信及び処理し、第一の組の画像および第二の組の画像を生成するよう構成されたコンピュータ；第一の組の画像を第一の検査室に表示するための第一のモニター；第二の組の画像を第二の検査室に表示するための第二のモニターとを含み；撮像エンジンおよびコンピュータは、第一のサポートおよび第二のサポートから離れて位置し、第一の患者インターフェースユニットおよび第一のモニターは、第一のサポートの近位に位置し、および第二の患者インターフェースユニットおよび第二のモニターはサポートの近位に位置する。
【００２３】
一態様において、本発明は、画像データ収集システムに関する。システムは、第一の光路を画定する干渉計のサンプルアームの部分（ここで第一の光路の一端が、データ収集用プローブからの光コヒーレンスデータを受信するように構成されている）；電気的超音波データを受信し、電気的超音波データを光信号に変換するよう構成された第一のコンバータ；第二の光路を画定する光学素子であって、その光学素子が第一のコンバータと光通信し、また光信号を第二のコンバータに転送するよう構成されたものとを含む患者インターフェースシステムを含む。
【００２４】
一実施形態において、システムはさらに、ハウジングを含む患者インターフェースユニットドック（干渉計のサンプルアームの部分、第一のコンバータ、および光学素子は少なくとも部分的にハウジング内に配置されている）；干渉計のサンプルアームおよびデータ収集用プローブと光通信し、それらの間に配置されたカプラーと、データ収集用プローブ内に配置された光ファイバーを回転させるよう構成された駆動モーターと、データ収集用プローブまたは血管内超音波プローブを使用して生成される超音波データを受信するよう構成された受信機とを含む患者インターフェースユニットを含む。一実施形態において、システムはさらに、光源を含む撮像エンジン；光源と光通信する干渉計；および第二のコンバータを含む。一実施形態において、システムはさらに、第二のコンバータと電気通信するデータ取得装置を含むサーバーを含む。
【００２５】
一態様において、本発明は、サポート上に配置された被験者の一部分の光コヒーレンス断層撮影画像を生成する方法に関する。方法は、第一の位置にある光源からの光を干渉計のサンプルアームおよび干渉計の参照アームに送信することと（そのサンプルアームは、第二の位置で終わり、参照アームは第三の位置で終わり、ここで第一の位置および第二の位置の間の距離は約5メートルよりも大きく、その第二の位置は、被験者内部および被験者の部分付近に位置する）；サンプルアームと光通信するデータ収集用プローブで被験者の部分から分散した光を受信すること；サンプルアームと光通信する反射器から分散した光を受信すること；データ収集用プローブから受信した光および反射器から分散された光を組み合わせて干渉データを生成すること；および干渉データに対応して光コヒーレンス断層撮影画像を生成することを含む。
【００２６】
一実施形態において、第三の位置は、患者インターフェースドック内にある。方法はさらに、前記部分に関する超音波データを収集することを含むことができ、その超音波データは第一の電気信号を含む。方法はさらに、第一の電気信号を光信号に変換し、光信号を光ファイバーに沿って第四の位置に送信することも含みうる。方法はさらに、光信号を第二の電気信号に変換することも含みうる。方法はさらに、第二の電気信号を使用して被験者の部分の第二の画像を生成することも含みうる。方法はさらに、光コヒーレンス断層撮影画像および第二の画像を共に登録することも含みうる。
【００２７】
一態様において、本発明は、複数のスイッチを有する撮像エンジン；撮像エンジンと通信するサーバー；および複数のインターフェースシステムを含む多モード撮像システムに関し、各インターフェースシステムは、複数のスイッチのうちそれぞれと通信し；各インターフェースシステムは、OCTおよび超音波プローブとも適合するよう構成され、ここでサーバーは、複数のインターフェースシステムと適合しているOCTプローブおよび超音波プローブからの画像の取り込みおよび処理を制御する。
【００２８】
一態様において、本発明は、画像データ収集装置に関する。装置は、複数のスイッチ；サーバー；および複数のインターフェースシステムを含み、各インターフェースシステムは、複数のスイッチのうちそれぞれ一つと通信し、各インターフェースシステムは、光コヒーレンス断層撮影プローブまたは超音波プローブのうち少なくとも一つと適合するよう構成され、ここでサーバーは、各インターフェースシステムからデータを収集するよう構成される。
【００２９】
一実施形態において、複数のスイッチの各スイッチは、光スイッチである。複数のインターフェースシステムのそれぞれは、それぞれの光ケーブルによってスイッチに接続可能である。複数の光ケーブルのそれぞれの光ケーブルは、複数のインターフェースシステムのそれぞれが異なる部屋に位置するように十分な長さとすることができる。サーバーは、血管造影システムと電子通信しうる。
【００３０】
サーバーは、共に登録した光コヒーレンス断層撮影画像、超音波画像および血管造影画像を表示するよう構成および／またはプログラムできる。撮像エンジンは、マッハ・ツェンダー干渉計（MZI）を含みうる。MZIは、クロック信号を生成するよう構成できる。装置は、マッハ・ツェンダー干渉計と通信する遅延器を含みうる。遅延器は、クロック信号とデジタル化干渉信号との間の整列が確保されるようクロック信号を遅延するよう構成しうる。遅延器は、電子的遅延器または光学的遅延器としうる。一実施形態において、逐次クロック信号の立上りエッジまたは立下りエッジ間の間隔は、光コヒーレンス断層撮影信号の残留分散を補正するためにユーザーが選択した遅延に従って変化する。
【００３１】
各インターフェースシステムは、インターフェースドックおよびインターフェースユニットを含みうる。インターフェースドックは、インターフェースユニット、サーバーおよび撮像エンジン間での光−電気的インターフェースを含みうるか提供しうる。このインターフェースの一部として、コンバータを含めうる。コンバータは、電気信号からの超音波データを光信号に変換するために使用しうる。インターフェースドックは、マイケルソン干渉計の参照アームと光通信する反射ミラーを含みうる。インターフェースドックは、トリガー装置を含みうる。トリガー装置は、第一、第二および第三のアームを有する光カプラーであって、光カプラーの第一のアームが複数のスイッチのどれか一つと光通信するもの；第二のアームと光通信する光カプラーのミラー；およびサーキュレータを含みうる。一実施形態において、サーキュレータは、第一、第二および第三のポートを有し、第一のポートは光カプラーと光通信し、第二のポートはファイバーブラッググレーティングと光通信し、第三のポートは光検出器と光通信する。光検出器は、複数のスイッチのうち一つからの光信号で一定の波長が発生した時に、トリガー信号を生成するよう構成しうる。一実施形態において、トリガー信号が、干渉計のサンプルアームのサンプル光による照射と同調して超音波パルスの生成を開始させる。
【００３２】
サーバーは、二つのチャンネルを有するデータ取得装置または構成要素（デジタイザなど）を含むことができ、少なくとも一つのチャンネルは、可変周波数外部クロックに従いデータを取得するよう構成され；一つのチャンネルは、光コヒーレンス断層撮影データを取得するよう構成され；第二のチャンネルは超音波データを取得するよう構成される。一実施形態において、光コヒーレンス断層撮影チャンネルは、時間的に変換する外部クロック信号に対応してサンプリングされる。一実施形態において、超音波チャンネルは固定クロック信号に対応してサンプリングされる。一実施形態において、超音波チャンネルは、約1〜約0.0625の範囲の係数の光コヒーレンス断層撮影チャンネルの回線速度とは異なる回線速度で取得される。
【００３３】
装置は、第一の光カプラー；光カプラーと光通信する第一のポート、可変光路長ミラーと通信する第二のポート、複数のスイッチの第一のスイッチと光通信する第三のポート、および偏光コントローラと光通信する第四のポートを有する第一の光サーキュレータ；第一の光カプラーと光通信する第一のポート、ミラーと光通信する第二のポート、複数のスイッチのうち第二のスイッチと光通信する第三のポートを有し、第四のポートを有する第二の光サーキュレータ；第一の入力ポートおよび第二の入力ポートを有し、出力端子を有する平衡検波器；および偏光コントローラと光通信する第一のポート、第二のサーキュレータの第四のポートと光通信する第二のポート、平衡検波器の第一の入力ポートと光通信する第三のポートおよび平衡検波器の第二の入力ポートと光通信する第四のポートを有する第二の光カプラーを含むことができる。
【００３４】
装置には、第一の光カプラー；光カプラーと光通信する第一のポート、可変光路長ミラーと通信する第二のポート、複数のスイッチの第一のスイッチと光通信する第三のポート、および偏光コントローラと光通信する第四のポートを有する第一の光サーキュレータ；第一の光カプラーと光通信する第一のポート、ミラーと光通信する第二のポート、複数のスイッチのうち第二のスイッチと光通信する第三のポートを有し、および第四のポートを有する第二の光サーキュレータ；第一の入力ポートおよび第二の入力ポートを有し、出力端子を有する第一の平衡検波器；第一の入力ポートおよび第二の入力ポートを有し、出力端子および第二の光カプラーを有する第二の平衡検波器；第三の光カプラー；第四の光カプラー；第五の光カプラー；および第六の光カプラーを含むことができ；第二の光カプラーは偏光コントローラ、第三の光カプラー、および第五の光カプラーと光通信し、第五の光カプラーは第六の光カプラー光通信し、第六の光カプラーは第二の平衡検波器と光通信し、第三の光カプラーは第一の平衡検波器と光通信し、第四の光カプラーは第三の光カプラーおよび第二の光サーキュレータの第四のポートと光通信する。
【００３５】
装置には、第一の光カプラー；光カプラーと光通信する第一のポート、可変光路長空隙（VPLAG）と通信する第二のポートで、そのVPLAGが複数のスイッチのうち第一のスイッチと光通信するもの、および偏光コントローラと光通信する第三のポートを有する第一の光サーキュレータ；第一の光カプラーと光通信する第一のポート、複数のスイッチのうち第二のスイッチと光通信する第二のポートを有し、第三のポートを有する第二の光サーキュレータ；第一の入力ポートおよび第二の入力ポートを有し、出力端子を有する平衡検波器；および偏光コントローラと光通信する第一のポート、第二のサーキュレータの第三のポートと光通信する第二のポート、平衡検波器の第一の入力ポートと光通信する第三のポートおよび平衡検波器の第二の入力ポートと光通信する第四のポートを有する第二の光カプラーが含まれうる。
【００３６】
装置には、第一の光カプラー；光カプラーと光通信する第一のポート、可変光路長ミラーと通信する第二のポート、複数のスイッチの第一のスイッチと光通信する第三のポート、および偏光コントローラと光通信する第四のポートを有する第一の光サーキュレータ；第一の光カプラーと光通信する第一のポート、ミラーと光通信する第二のポート、複数のスイッチのうち第二のスイッチと光通信する第三のポートを有し、第四のポートを有する第二の光サーキュレータ；第一の入力ポートおよび第二の入力ポートを有し、出力端子を有する平衡検波器；および偏光コントローラと光通信する第一のポート、第二のサーキュレータの第四のポートと光通信する第二のポート、平衡検波器の第一の入力ポートと光通信する第三のポートおよび平衡検波器の第二の入力ポートと光通信する第四のポートを有する第二の光カプラーが含まれうる。
【００３７】
一態様において、本発明は、データ収集システムに関するが、これは長さL1の第一の光ファイバーを含みうる参照アームと、長さL2の第二の光ファイバーを含むサンプルアームを含みうる第一の干渉計を含みうる光コヒーレンス断層撮影システムと（第一の光ファイバーおよび第二の光ファイバーはどちらも共通のケーブル内に配置される）、光学断層撮影撮像プローブと適合するよう構成された第一のロータリーカプラーと（このロータリーカプラーは、サンプルアームと光通信する）を含む。第一の干渉計は、第一の部屋に設置でき、またロータリーカプラーは、第二の部屋に配置し、またケーブルは、第一のロータリーカプラーおよびサンプルアームに長さL2の第二の光ファイバーを介して光学的に接続されるような長さである。長さL1の第一の光ファイバーは、反射ミラーと光通信しうる。追加的な干渉計を第一の干渉計に対して同一または異なる位置で使用しうる。
【００３８】
光コヒーレンス断層撮影システムはさらに、サンプルアームと光通信する第一のポートを有する光スイッチ、および第一のロータリーカプラーと光通信する第二のポートを含みうる。光コヒーレンス断層撮影システムはさらに、サーキュレータおよび参照アームおよびサーキュレータと光通信する反射型または透過型の可変光路長ミラーを含みうる。光コヒーレンス断層撮影システムはさらに、ファイバーブラッググレーティングおよび光検出器を含みうるが、参照アームは、ファイバーブラッググレーティングおよび光検出器と光通信する。一実施形態において、光検出器は、ファイバーブラッググレーティングから受信した波長に対応して、超音波データ収集およびOCTデータ収集を同期化させるためのパルスを送信するよう構成されている。
【００３９】
データ収集システムはさらに、超音波データを含む電気信号を受信し、電気信号を光信号に変換するよう構成された電気−光コンバータを含む超音波システムを含みうる。超音波システムは、光スイッチおよび長さL3の第三の光ファイバーを含みうるが、ここで第三の光ファイバーは、干渉計が配置されている第一の部屋と、ロータリーカプラーが配置されている第二の部屋との間で光信号を伝達する。データ収集システムはさらに、第一のチャンネルおよび第二のチャンネルを有するデジタイザを含みうるが、ここで第一のチャンネルは光コヒーレンス断層撮影システムからの信号を受信し、第二のチャンネルは超音波システムからの信号を受信する。
【００４０】
一実施形態において、光コヒーレンス断層撮影データは、可変周波数クロックに従いデジタル化され、また超音波信号は固定周波数クロックに従いデジタル化される。ドックは、複数のスイッチのうち第一のスイッチと光通信するミラー、および複数のスイッチの第二のスイッチと第二のWDMフィルターの両方と光通信する第一のWDMフィルターを含みうるが、ここで第二のWDMフィルターは、複数のスイッチのうち第二のスイッチと光通信する。データ収集システムは、L1およびL2が約5メートルより大きくなるよう構成しうる。L1およびL2に関連するファイバーは、同一または別の位置としうる。インターフェースドックは、血管内圧力データを受信するための少なくとも一つの無線受信機を含みうる。
【００４１】
一態様において、本発明は、OCT関連の信号、FFR関連の信号、および超音波関連の信号のうち少なくとも一つを受信するための一つまたは複数の入力を有するデジタイザを含む第一の一次的なデータ収集要素；光ファイバーを含むプローブを含む第一の補足的なデータ収集要素；サンプルアームの部分集合を含む第二の補足的なデータ収集要素；第一のリンクおよび第二のリンクによりそれぞれ接続された、中心ノード、第一の補助ノードおよび第二の補助ノードを有する第一のトポロジーを有するネットワークを含む、血管内データ収集システムに関するが、ここで第一の一次的なデータ収集要素が中心ノードに位置し、第一および第二の補足的なデータ収集要素が、それぞれ第一および第二の補助ノードに配置され、ここで補助ノードが中心ノードからの距離D1およびD2に配置されている。各リンクは、共通のエンクロージャ内に配置された光ファイバーおよび導電体を含みうる。少なくとも一つのリンクは、干渉計のアームの一部分を含みうる。少なくとも一つのリンクは、長さL1の第一の光ファイバーを含む参照アーム、および長さL2の第二の光ファイバーを含むサンプルアームを含みうるが、ここで第一の光ファイバーおよび第二の光ファイバーは、どちらも例えば共通のケーブルまたはジャケットまたはその他のカバーなどの保護鞘内に配置される。
【００４２】
本発明は部分的に、OCT、IVUS、または圧力ワイヤーベースの手順などの測定手順の開始プロセスを改善する、入力装置、コントローラおよびインターフェースなどのシステム、方法および装置に関し、誤りを低減しセットアップ時間を短縮するモニタリング装置を構成および設置するための手順を提供する。
【００４３】
本発明は部分的に、望ましい異なる測定ユニットが迅速および簡単に接続および取り外しできるように、測定装置の柔軟性を向上させる入力装置、コントローラおよびインターフェースなどのシステム、方法および装置に関する。こうして、OCTシステム、圧力ワイヤーシステム、その他の撮像および圧力測定モダリティ、およびそれらの組み合わせのためのプラグ・アンド・プレイ構成は、本発明の実施形態である。
【００４４】
本発明は部分的に、ディスプレイスクリーンベースまたはタッチスクリーンベースのインターフェースなどのグラフィカルインターフェースおよびディスプレイ、ならびにモニタリング装置とのユーザーの対話を改善および促進するか、または携帯使用、または部屋、カテーテル室、またはその他の場所に対して離れた位置からの使用を促進するディスプレイ自体に対応した、システム、方法および装置に関する。
【００４５】
一実施形態において、本発明は、血圧など、血管内の圧力に関連した生理学的条件をモニタリング、分析、および表示するための圧力または撮像プローブを含みうるプローブに関する。装置は、生体内で測定された生理学的またはその他の変数を表す無線信号を受信するよう構成された圧力ワイヤー受信機ユニットと、少なくとも一つの大動脈圧インターフェースユニットから、インターフェースユニットを識別するために必要なインターフェース識別情報や測定された大動脈圧を表す情報を含む無線信号を受信するように構成された大動脈圧受信機ユニットと、血圧に関連したパラメータを計算するように構成された信号処理要素またはサブシステムと、選択可能な大動脈圧インターフェースユニットおよび血圧に関連したパラメータに関する情報を表示し、ユーザー入力を受信するよう構成されたタッチスクリーンと、受信したインターフェース識別情報に基づきインターフェースユニットを識別するように構成された識別ユニットと、タッチスクリーン上に、識別ユニットで識別されたインターフェースユニットを提示するよう構成されたプレゼンテーションユニットと、提示されたインターフェースユニットのうちどれか一つを選択するよう構成された選択ユニットとを含み、大動脈圧受信機ユニットは、選択した大動脈圧インターフェースユニットから大動脈圧情報を受信するよう構成される。
【００４６】
別の態様によれば、本発明は、プローブを含む光コヒーレンス断層撮影システムにも関するが、このプローブは、圧力または撮像プローブを含むことができ、ここでシステムは、グラフィカルインターフェースをシステムオペレーターまたはユーザーに提供するよう構成されたディスプレイを含む。さらなる態様によれば、本発明は、プローブの設定のための方法に関する。
【００４７】
本発明は部分的に、プローブを設置、構成または別の方法で設定することに関し、このプローブは、血圧に関連した生理学的条件のモニタリング、分析および表示のための圧力または撮像プローブを含みうる。方法は、少なくとも一つの大動脈圧インターフェースユニットからインターフェースユニットを識別するために必要なインターフェース識別情報を含む無線信号を受信すること；選択可能な大動脈圧インターフェースユニットに関する情報をタッチスクリーン上に表示すること；受信したインターフェース識別情報に基づきインターフェースユニットを識別すること；識別されたインターフェースユニットをタッチスクリーン上に提示すること；提示したインターフェースユニットのどれか一つを選択すること；および選択した大動脈圧インターフェースユニットから大動脈圧情報を受信することを含む。
【００４８】
一実施形態において、方法は、識別されたインターフェースユニットを保存された組のインターフェースユニットのアイデンティティと一致させることと、タッチスクリーン上に、一致項目のあるインターフェースユニットを提示することを含む。一実施形態において、方法は、タッチスクリーン上でのユーザー入力に対応して提示したインターフェースユニットのどれか一つを選択することを含む。一実施形態において、方法は、あらかじめ定めた選択規則に従い自動的に、提示したインターフェースユニットのどれか一つを選択することを含む。一実施形態において、あらかじめ定めた選択ルールの方法は、受信した無線信号に関連したパラメータを含む。一実施形態において、方法には、選択した大動脈圧インターフェースユニットに関連する校正データを受信することを含む。
【００４９】
一実施形態において、本発明は、生理学的条件のモニタリング、分析、および表示のための患者データ収集システムに関する。システムは、生体内で測定された生理学的またはその他の変数を表す無線信号を受信するよう構成された圧力ワイヤー受信機ユニット；少なくとも一つの大動脈圧インターフェースユニットから、インターフェースユニットを識別するために必要なインターフェース識別情報や測定された大動脈圧を表す情報を含む無線信号を受信するように構成された大動脈圧受信機ユニット；血圧に関連したパラメータを計算するように構成された信号処理手段と；選択可能な大動脈圧インターフェースユニットおよび血圧に関連したパラメータに関する情報を表示し、ユーザー入力を受信するよう構成されたタッチスクリーン；受信したインターフェース識別情報に基づきインターフェースユニットを識別するように構成された識別ユニット；タッチスクリーン上に、識別ユニットで識別されたインターフェースユニットを提示するよう構成された提示ユニット；および提示されたインターフェースユニットのうちどれか一つを選択するよう構成された選択ユニットを含み、大動脈圧受信機ユニットは、選択した大動脈圧インターフェースユニットから大動脈圧情報を受信するよう構成される。システムはさらに、識別されたインターフェースユニットを保存された組のインターフェースユニットのアイデンティティと一致させるよう構成されたマッチングユニットを含み、提示ユニットは、タッチスクリーン上に、一致項目のあるインターフェースユニットを提示するように構成されている。選択ユニットによる選択は、タッチスクリーン上でのユーザー入力に対応して行うことができる。選択ユニットによる選択は、あらかじめ定めた選択規則に従い自動的に行われる。あらかじめ定めた選択ルールは、受信した無線信号に関連したパラメータを含む。大動脈圧受信機ユニットは、選択した大動脈圧インターフェースユニットに関連する校正データを受信するよう構成できる。圧力ワイヤー受信機ユニットおよび／または大動脈圧受信機ユニットは着脱可能でありうる。圧力ワイヤー受信機ユニットは、USB接続を介して装置に接続しうる。大動脈圧受信機ユニットは、USB接続を介して装置に接続しうる。
【００５０】
一実施形態において、本発明は、生体内の血圧に関連した生理学的条件のモニタリング、分析および表示のためのシステムに関する。システムは、測定した大動脈圧を表す情報を受信し、インターフェースユニットを識別するために必要なインターフェース識別情報を含む無線信号、および測定した大動脈圧を表す情報を転送するよう構成された少なくとも一つの大動脈圧インターフェースユニットを含む。
【００５１】
一実施形態において、本発明は、プローブを設定する方法に関し、このプローブは、生理学的条件のモニタリング、分析、および表示のための圧力または撮像プローブを含みうる。方法は、少なくとも一つの大動脈圧インターフェースユニットから、インターフェースユニットを識別するために必要なインターフェース識別情報を含む無線信号を受信すること；選択可能な大動脈圧インターフェースユニットに関する情報をタッチスクリーン上に表示すること；受信したインターフェース識別情報に基づきインターフェースユニットを識別すること；識別されたインターフェースユニットをタッチスクリーン上に提示すること；提示したインターフェースユニットのどれか一つを選択すること；選択した大動脈圧インターフェースユニットから大動脈圧情報を受信することを含む。方法はさらに、識別されたインターフェースユニットを保存された組のインターフェースユニットのアイデンティティと一致させることと、タッチスクリーン上に、一致項目のあるインターフェースユニットを提示することとを含みうる。方法はさらに、タッチスクリーン上でのユーザー入力に対応して、提示したインターフェースユニットのどれか一つを選択することを含みうる。方法はさらに、あらかじめ定めた選択規則に従い自動的に、提示したインターフェースユニットのどれか一つを選択することを含みうる。方法はさらに、受信した無線信号に関連するパラメータを含むあらかじめ定めた選択ルールを含みうる。方法はさらに、選択した大動脈圧インターフェースユニットに関連する校正データを受信することを含みうる。
【００５２】
この要約は、単に一定の概念を紹介するために提供したものであり、主張した主題の主要または本質的な何らかの機能を特定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
図は必ずしも正確な縮尺ではなく、例証した原理について一般的に強調されている。図はあらゆる面で例示的なものであると考慮され、本発明を限定する意図はなく、その範囲は請求項により定義されている。
【００５４】
【図１Ａ】本発明の例示的実施形態による多モード式データ収集システムの実施形態のブロック図を示す。
【図１Ｂ】本発明の例示的実施形態による多モード式データ収集システムの実施形態のより詳細なブロック図を示す。
【図１Ｃ】本発明の例示的実施形態による多モード式データ収集システムの代替的な実施形態を示す。
【図２Ａ】本発明の例示的実施形態による、長いサンプルアームおよび長い参照アームを反射型の可変光路長ミラーおよびその他の構成要素とともに組み込んだ干渉計を示す。
【図２Ｂ】本発明の例証的実施形態による、マイケルソン干渉計の参照アームのマッハ・ツェンダー干渉計用入力ポートおよびその他の構成要素を組み込んだ干渉計を示す。
【図２Ｃ】本発明の例示的実施形態による、可変光路長空隙およびその他の構成要素を組み込んだ干渉計を示す。
【図３】本発明の例示的実施形態による、一つまたは複数の対象信号を生成するよう構成された光電子サブシステムを示す。
【図４】本発明の例示的実施形態による、デジタルクロックの実施形態のブロック図を示す。
【図５】本発明の例示的実施形態による、クロック発生器の代替的実施形態のブロック図を示す。
【図６】本発明の例示的実施形態による、使用した多チャンネルデータ取得装置の実施形態のための概略図およびタイミング信号を示す。
【図７Ａ】本発明の例示的実施形態による、患者インターフェースユニット（PIU）ドックの模範的な参照オプティクスの実施形態を示す。
【図７Ｂ】本発明の例示的実施形態による、図7Aに図示した参照オプティクスに関連する複数の信号の関係を示す。
【図８Ａ−８Ｃ】本発明の例示的実施形態による、PIUドックを撮像エンジンおよびデータ取得コンピュータに接続するために使用されるケーブルの実施形態の断面を示す。
【図９】本発明の例示的実施形態による、複数の処置室に対応するよう構成された多モード式データ収集システムの実施形態のブロック図を示す。
【図１０Ａ】本発明の実施形態を使用して得られた固定ヒト冠動脈の超音波画像を示す。
【図１０Ｂ】本発明の実施形態を使用したヒト生体の指の腹のOCT画像の超音波画像を示す。
【図１１Ａ−１１Ｃ】それによって主なOCT、IVUS、FFRまたは多モード構成要素が、一つまたは複数の二次的なOCT、IVUS、FFRまたは多モード構成要素と通信する、様々な模範的で非限定的なトポロジーを示す。
【図１２】本発明の例示的実施形態による、ワイヤレスマウスまたはコントローラおよび携帯端末を示す、システムの概略図である。
【図１３】本発明の例示的実施形態による、プローブの長手方向の図を示す概略図である。
【図１４】本発明の例示的実施形態による、それに関するFFR、画像データ、またはその他のデータの無線測定値をシステムおよび装置を使用して取得しうる患者の概略図である。
【図１５】本発明の例示的実施形態による、プローブおよびデータ収集システム構成要素の概略図である。
【図１６】本発明の例示的実施形態による、データ収集システムおよびグラフィックユーザーインタフェースの概略図を示す。
【図１７】本発明の例示的実施形態による、入力装置またはコントローラの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
上述の通り、現在知られている血管内診断システムには欠点が存在する。本発明は部分的に、患者からデータを収集するためにカテーテル検査室またはその他の施設で使用し、これらの欠点のうち一つまたは複数の改善に役立つ、様々なシステムおよびその構成要素に関する。収集されるデータは、一般に患者の心血管または末梢性血管系に関連し、本明細書に記載した画像データ、圧力およびその他のタイプのデータを含みうる。さらに、一実施形態において、画像データは、光コヒーレンス断層撮影（OCT）プローブおよびその他の関連するOCT構成要素を使用して収集される。OCTは、干渉法を使用して距離およびその他の関連する測定値を決定する撮像モダリティである。従って、一つまたは複数の発明の実施形態は、長めのサンプルおよび／または参照アームのために構成される一方、望ましい品質レベル内に画像データレベルを維持するか、または別のかたちで一定の望ましくないノイズまたはその他の環境的影響を補正する干渉計の設計に関する。
【００５６】
さらに、一部の発明の実施形態は、複数の撮像モダリティの取り扱いに適切である。こうして、本発明は部分的に、OCT、IVUS、FFR、および血管造影法といったデータ収集モダリティのうち一つまたは複数を単一のシステムまたは装置に組み込む、多モード診断システムおよびその構成要素に関する。OCTシステムの改善は、撮像エンジンおよび／またはサーバーから患者インターフェースユニット（PIU）および撮像プローブを離して配置することが可能であることと説明される。これは、約5〜約100メートル（また一部の実施形態ではこれより大）の距離にわたって達成できる。長めの参照サンプルおよび／または参照アームを有する一つまたは複数の干渉計を使用することで、一つまたは複数のOCTシステム構成要素からのこの撮像プローブの分離が促進されうる。本明細書に記載した通り、制御および／または画像データ信号をルーティングするために、光スイッチまたは電子的スイッチなどのスイッチを含めることも有利でありうる。
【００５７】
IVUS撮像能力を、同一または追加的なPIUを使用して、システムの実施形態に組み込むこともできる。FFR圧力測定を、FFRプローブを使用して実施することもできる。例えば、無線送信機を有するFFRプローブを使用できる。具体的には、こうしたFFRプローブは、FFRデータを一つまたは複数の無線受信機に送信でき、これは次にFFRデータをサーバーに転送できる。OCTおよび／またはIVUS画像の血管造影画像との比較および共に登録することは、異なる構成を使用して達成できる。例えば、データ収集システム（OCT、IVUS、FFR、など）は、血管造影法装置と適合するように（またはその逆に）構成できる。別の方法として、データ収集システムは、血管造影データが保存される病院データネットワークと適合するように構成することができる。一実施形態において、PIUは、電子−光ロータリーカプラー、回転モーター、リニアトラベルステージ、超音波コントローラ、および動作コントローラなどの様々な要素を含む。
【００５８】
引き戻しを実施する処置室内の混乱を減少させるために、一実施形態において、単一システムまたは装置を使用して、PIUをドッキングし、またPIU、制御パネル、撮像エンジン、およびデータ取得装置間の光−電気信号をルーティングする。このシステム装置は、一実施形態においてPIUドックである。PIUは、機械的嵌合によりPIUドックに接続される。ドッキングは、磁石またはPIUおよびPIUドックにある機械的連動機能を使用することで補助しうる。電気的コネクターおよび光学的コネクターも、PIUをPIUドックと電気通信および／または光通信させるために使用される。資本コストを低減するために、複数の処置室での診断装置をサポートする能力のある単一の撮像エンジンおよびデータ取得システムを使用することもできる。
【００５９】
図1Aを参照すると、多モード診断システムまたはデータ収集システム10の一実施形態には、撮像エンジン145；デジタイザなどのデータ取得装置を含むサーバーまたはコンピュータ135（以降、サーバーという）；PIUドック120；PIU 115；モニター165aおよび165b、キーボード170およびマウス175などの入出力装置が含まれうる。複数のオペレーターによるほぼ同時的な制御ができるようにするために、複数のキーボードまたはマウスを採用することができる。撮像エンジンは、可変波長レーザー、光ファイバー干渉計、偏光コントローラ、光−電気コンバータ、電子−光コンバータ、光スイッチ、電気的受信機および信号調整器、および／またはこれらの構成要素を制御するための制御システムのうち一つまたは複数を含みうる。一実施形態では、PIUは、光ファイバーにより画定されうる光路176に沿って、データ収集用プローブと光通信する。統合型システムとして構成されている場合、撮像エンジン145およびサーバー135は、別の制御室内に位置しうる。PIUドック120、PIU 115、および入力／出力または制御装置165aおよび165b、170および175はそれぞれ、患者診察台またはサポート177などの別の一般的な患者リファレンスに隣接して、処置室内に離れて位置しうる。サポートは、データ収集処置中に患者を位置付けるために適切なベッド、手術台、またはその他の装置を含みうる。一実施形態において、PIUドック120は、PIU 115がデータ収集処置の一部としてプローブとともに使用されていない時、PIU 115を収容するおよび／または収納するよう構成されたハウジングを含む。図1Aにおいて、主な光学的接続は実線で示し、電気的接続は破線で示している。一実施形態において、電気的接続は、無線または有線の接続を含みうる。キーボード170およびマウス175を、後述の通り部屋と部屋との間で移動可能な携帯端末の一部として使用することができる。
【００６０】
図1Aに示す通り、システム10は、処置中に患者に対して様々な構成要素の位置決めをする能力に関連した様々な機能を有する。患者がデータ収集処置中にサポート176上に配置されているとすると、サポート177は、基準枠としての役目を果たしうる。PIU 115は、患者に挿入されているデータ収集用プローブと光通信しており、そのため、患者、すなわちサポート176の近傍または近位にある。プローブは、一実施形態において患者の血管の一部分についてのデータを収集するために使用される。さらに、プローブは、患者内に終端のある光ファイバーを含み、すなわち、これは一実施形態において、サンプルアームの終点である。PIUドック120も、それによって患者の血管が撮像されるデータ収集セッションなどの処置が実施できるように、患者またはサポートの近傍または近位としうる。
【００６１】
モニター165a、165b、またはその他のディスプレイのうちどれか一つとしうるディスプレイも、患者またはサポート177の近傍または近位としうる。ディスプレイは、プローブを用いて収集した干渉データに対応して生成された画像を表示するよう構成できる。一実施形態において、PIUドックは、臨床医またはその他のシステムユーザーが患者の近傍でPIUにアクセスできるよう、患者またはサポート177から遠く離すことができる。PIUは、一実施形態においてサポート177に取り付けることができる。サーバー135、撮像エンジン145、モニター165a、165bのうち一方または両方、およびキーボード170とマウス175も、患者またはサポート177から遠く離すことができる。患者について収集されるデータは、OCTデータ、IVUSデータ、圧力データ、および患者の健康および／または撮像中の血管の特性に関連したその他のデータを含みうる。光学的撮像モダリティではないIVUSのみのシステムとは異なり、遠隔の光学素子のみ、およびIVUS撮像モダリティおよび圧力測定装置と組み合わせてサポート177から遠隔的に操作できるようにするには、その目的用に設計された様々な光学的構成要素およびシステムが必要である。干渉法の複雑さ、光信号の伝送および雑音の低減を考えると、本発明の様々な実施形態は、遠隔的に配置する、または室部屋と部屋の間、または異なる位置の間でのデータ収集システムの光学的構成要素の一部を移動する柔軟性を持たせるという課題に対処することに関する。さらに、聴覚的、電気的、および光学的信号などの異なる信号を統合するという課題にも、本明細書に記載した通り異なる実施形態で対処している。
【００６２】
システム10は、図示した通り、患者の近傍または患者の近位に位置するシステムの様々な要素とともに患者に対して使用できる。別の方法として、システム10の一定の構成要素は、オペレーターまたは臨床医が使用するために、患者の近くではないが患者のいる同じ処置室内の他の部分、または患者とは異なる部屋など、患者から遠く離して位置付けることができる。これは、プローブベースのデータ収集処置中に患者をサポート177に配置することにより促進しうる。光ファイバー部分は、図示した通りPIU 115を患者に接続する。PIUドック120およびPIU 115は、サポート177に接続されるか、またはその付近に位置するなど、一般的に患者の近くにある。
【００６３】
図1Bを参照すると、一実施形態において、システム12は、より詳細には、光源147を含む撮像エンジン145、マッハ・ツェンダー干渉計（MZI）149、およびマイケルソン干渉計151または一つまたは複数のその他のOCTシステム構成要素を含む。図1Bのシステム12は、別途本明細書の異なる実施形態で説明した通り、異なるシステム構成要素の同一の遠隔および近位の位置決めができるよう構成されている。図示した通り、二つの信号ラインは、サーバー135のデジタイザ134からのMZI 149と通信する。これらの信号ラインの一つは、例えば図3のブラッググレーティング370に接続されたラインなどのライントリガーであり、また他の信号ラインは、kクロックであり、これは図3のkクロック信号でありうる。ライントリガーおよびkクロックはデジタイザ134からMZIに送信される。光源147は、時間の関数として掃引波長出力を生成する任意の装置でありうる。光源は、周波数領域、掃引光源、またはフーリエ領域OCT（総称的にFD-OCT）での使用のために選択できる。システム12は、広帯域光源などの適切な光源147、およびSD-OCTの場合には分光計を組み込むことにより、スペクトル領域（SD-OCT）として、または時間領域（TD-OCT）OCTシステムとして構成しうる。
【００６４】
一実施形態において、撮像エンジン145は、光−電気（O/E）コンバータ157と通信する参照アーム（RA）光スイッチ153、サンプルアーム（SA）スイッチ155、および超音波（US）スイッチ159を含みうる。本明細書で使用する時、USは、IVUSまたはその他の超音波ベースのデータ収集モダリティなどの超音波を意味する。一実施形態において、USは、FFR測定に適したデータなどの圧力トランスデューサデータも含みうる。ただし、一実施形態において撮像エンジンは、デジタイザおよび／またはレーザーなどの光源のみを含みうる。スイッチは、撮像エンジン145内の制御ラインにより制御しうる。MZI 149、マイケルソン干渉計151およびO/Eコンバータ157からの電気信号は、サーバー135内のデジタイザ134に送信される。超音波スイッチ159およびO/Eコンバータ157の位置は、USスイッチ159が光スイッチではなく電気スイッチであり、O/Eコンバータ157が多チャンネルO/Eコンバータとなるよう、逆にすることができる。
【００６５】
サーバー135からの制御信号は、光学的リンク136を経由してPIUドック120に送信される。キーボード170、マウス175およびモニター165aなどの入出力装置は、オペレーター向けにサーバー135に対するインターフェースを提供する。様々な実施形態においてサーバー135は、ネットワークハブ143を通して病院ネットワークに接続され、血管造影データを血管造影システム144からネットワークハブ143を通して受信する。ビデオスイッチ140は、ビデオ情報を適用可能な様々な位置の一つまたは複数のビデオモニター141に供給する。
【００６６】
PIUドック120は、光ケーブル137によりRAスイッチ153に接続される。光は、RAスイッチ153とPIUドック120の参照オプティクス121との間で交信する。変換された光信号は、PIU 115の超音波エレクトロニクス150に送信され、それによって使用される。同様に、光は、SAスイッチ155とPIU 115のロータリーカプラー152との間で、光ケーブル138により交信する。PIU 115は、図示したサンプルアーム一部である光ファイバーの長さと光通信する。このファイバーの長さは、画像データまたはその他のデータを収集する前に、患者などの被験者内に配置されるデータ収集用プローブと接続されている。最終的に、光信号は、PIUドック120の電気−光（E/O）コンバータ122から光ケーブル139を経由して撮像エンジン145のUSスイッチ159を通過する。一実施形態において、PIU 115の超音波エレクトロニクス150からの電気信号は、E/Oコンバータ122に送信される。
【００６７】
サーバー135からPIUドック120に光ケーブル136を経由して通信される信号は、ハブ123に入る。サーバー135で電子−光変換が起こり、一方、ハブ123内のコンバータ内で光−電気変換が起こる。いつ、何の装置が変換を実施するかに関連してその他の変換装置および構成を使用できる。ハブ123は、制御パネル133との間で、およびPIU 115のモーターの動作を制御するために使用されるPIU通信ポート127との間で、命令を送受信する。PIUのモーターは、それらと接合するOCTおよび／または超音波撮像プローブまたはその他の機能を回転および引き戻しするために使用できる。ハブ123も、後述の通りFFR-AO 129およびFFR-PW 130受信機との間で制御信号を提供し、測定データを受信する。一実施形態において、AOは大動脈圧を意味し、PWは圧力ワイヤーを意味する。圧力データ受信機129、130は、一つまたは複数の圧力トランスデューサからの圧力データを受信するために使用でき、またFFR測定およびその他の目的で使用できる。一実施形態において、圧力データは、圧力データ受信機に無線で送信される。
【００６８】
図1Cは、図1Bの構成要素のうちいくつかを含むシステム15の代替的な実施形態を示す。超音波トリガーパルスまたは信号をPIUドック120内で直接的に発生させる代わりに、超音波画像情報を搬送するために使用するものと同一の光ファイバーに沿って、トリガー情報を撮像エンジンからPIUドックに送信できる。電子的トリガー信号は、撮像エンジン145内のマイクロコントローラなどのコントローラ158により生成でき、その後、E/Oコンバータ157bを用いて光学的トリガー信号に変換できるが、ここでE/Oコンバータ波長は、超音波データを搬送するために使用される波長と異なるものが選択される。次に、光学的トリガー信号は、波長分割多重（WDM）フィルター160aを使用して、超音波画像データを搬送するファイバーと組み合わせることができる。
【００６９】
そして、トリガー信号は次に、PIUドック120に転送され、別のWDMフィルター160bにより超音波画像データから分離され、O/Eコンバータ122bにより電気信号に変換して戻すこともできる。このトリガー信号は次に、USエレクトロニクスに伝えられ、超音波パルスの生成を誘発することもできる。電子的トリガーのタイミングは、超音波画像データおよびOCT画像データが、サーバー135内のデジタイザボード134に同時に戻るように、マイクロコントローラで調整しうる。第一のWDMフィルターおよび第二のWDMフィルターを反射器またはミラー163とともに使用することに関しては一定の利点がある。この配置は、固定ミラー、スプリッター、サーキュレータ、およびファイバーブラッググレーティングの代わりに参照アームと通信する必要があるのは固定ミラー163のみであるため、PIUドック120で必要とされる光学的構成要素の数が低減されるという利点がある。
【００７０】
マイクロコントローラ158は、O/Eコンバータ157a内で光パルスに変換される電気的トリガーパルスを生成するように構成されうる。第一のWDM 160aは、トリガーパルスを超音波画像データ（逆方向に流れている）を搬送する同一の光ファイバーに合流させるために使用される。PIUドック内の第二のWDM 160bは、光トリガーパルスを光学的に転送された超音波画像データから分割するために使用される。光トリガーパルスは、O/Eコンバータ122b内で電気的トリガーパルスに変換して戻され、次に、PIU 115内のUSエレクトロニクスに送信され、そこで外部に出て行く超音波パルスの生成を誘発する。一実施形態において、コンバータ122aは、PIU 115からサーバー135への超音波画像データの伝送に使用される。コンバータ122aは、コンバータ157aに連結されている。OCT掃引内の第一の波長がカテーテルベースのOCT画像データ収集プローブへ向かう途中でPIU 115を通過するのと同時に、外部に出て行く超音波パルスがPIU内で生成されるよう、マイクロコントローラは電気的トリガーパルスの伝送と同期するよう構成される。マイクロコントローラ158は、サーバー135に連結され、マイクロコントローラのファームウェアの更新および遅延時間設定の変更が可能となる。一実施形態において、図1Cに示す通り、マイクロコントローラ158は、もし第一および第二のWDM 160a、160bが実施形態に組み込まれていない場合には生成しない、トリガーパルスを生成するよう構成される。さらに、一実施形態において、図1Bおよび1Cは、様々な構成要素を示しており、これには、様々な一次的および二次的な構成要素間のリンクを含む一つまたは複数のネットワークが含まれる。これらのリンクは、様々な実施形態において光学的または電気的なものとしうる。電気的なリンクまたは電気的な通信には、一実施形態において無線通信またはリンクが含まれる。
【００７１】
撮像エンジン145の一実施形態において、干渉計151は、図2Aに詳細に示す通り、マイケルソン干渉計である。光源147からの光の一部は、例えば90/10光カプラーなどの第一の光カプラー308に到達する。カプラー308の一つの出力からの光の一部は、サンプルアーム（SA）309に向けられる一方、別の部分は、参照アーム（RA）311に向けられる。第一の光カプラー308の連結比は、高感度のOCT画像を得るために、光の大半がサンプルアーム309へ向けられるように選択されることが望ましい。一実施形態において、カプラーは、光の90%をサンプルアーム309に、および光の10%を参照アーム311に配向する。
【００７２】
参照アーム311には、カプラー308からポート1に入る光が、サーキュレータ317のポート2と通信する反射型可変光路長ミラー（VPLM）319に向けられるように配置された4ポート式サーキュレータ317が含まれる。一実施形態において、VPLM 319は、コントローラ158により制御される。VPLM 319は、サンプルアーム309内の経路の長さと一致するように光が調節可能な光路を通じて移動するような任意の反射型装置としうる。一実施形態において、VPLM 319は、コリメータレンズ、空隙、および平行移動ミラーで形成される。誤整列やドリフトを低減するために、VPLM 319で、光学的コーナーキューブ反射器などの逆反射光学素子が採用されることが望ましい。
【００７３】
VPLM 319から戻った光は、1xN光学的RAスイッチ153（図示せず）と光通信するサーキュレータ317のポート3に向けられる。ここで、Nは、その撮像エンジンでサポートできる処置室の最大数である。Nは、光スイッチ技術でサポートされる任意の数としうるが、2〜8の間であることが望ましい。光は、参照アーム311を通過し、RAスイッチを通過してPIUドック（図1B）120に出力されるが、これは遠隔の処置室の離れた位置（約5〜約100メートル）に配置しうる。本発明とは対照的に、従来から知られている干渉計の設計では、参照アーム全体が撮像エンジンに閉じ込められていた。これは、撮像エンジンと撮像するサンプルとの間が短い（約5メートル未満）の距離である時には許容されるが、撮像エンジンと撮像するサンプルとの間の距離が長い（約5メートル超）時には、制約が生じる。
【００７４】
そして、撮像エンジンと撮像エンジンに閉じ込められていないサンプルアームの部分との間の環境的変化は、参照アームとサンプルアームとの間での光路の長さ、応力、色分散、複屈折、および偏光モード分散の相対的な変化につながり、これによって結果的に画像品質が劣化し、複雑な修正ソフトウェアまたはハードウェアの適用が必要となる。一実施形態において、参照アームおよびサンプルアームの光路の大半は、同一の環境条件にさらされ、この問題が除去される。光学的エンジンとPIUドックとの間の長い光学的相互接続を収容できる能力によって、処置が実施される患者テーブルから離れた位置にかさばるハードウェアを柔軟的に配置することが可能となる。参照光の一部分は、PIUドック120から戻り、再びRAスイッチ153を通過し、サーキュレータ317のポート4を通過して偏光コントローラ（PC）323に向けられる。PC 323は、参照光の偏光状態がサンプル光の状態と一致するように調節され、それによって50/50カプラー327で生成される結果的な干渉パターンの強度が最大化される。
【００７５】
サンプルアームSA 309も、ポート1のカプラー308から入る光がまずポート2に接続された反射ミラー312に向けられるように整列された4ポート式サーキュレータを含む。ミラー312は、様々な実施形態において、ファラデーミラー、反射材料で被覆したファイバー、バルクミラー、またはその他任意の反射構造である。RA 311内の光は、サーキュレータ材料317を合計3回通過するため、SA 309内でも同様にマッチする4ポート式サーキュレータ310が使用される。光は、SAサーキュレータ310のポート3から移動し、1xN光スイッチ155（図示せず）に入る。光は、SAスイッチ155から移動し、PIUドック（図1B）120に出力され、ここでPIU 115を通過し、ロータリー光カプラーを経由して撮像カテーテルに向けられる。伝送損失を低減するために、4ポート式サーキュレータ310 の代わりに3ポート式サーキュレータをSA 309で使用できる。しかしその場合には、OCT点像分布関数の広がりを避けるために、干渉計の両方のアームの総合的な色分散および偏光モード分散を一致させる必要がある。別の方法として、VPLMおよび一対の4ポート式サーキュレータ310および317の代わりに、透過型の光学的遅延ラインおよび一対の3ポート式サーキュレータを使用できる。
【００７６】
冠血管またはその他の組織サンプルから戻る光は、OCTプローブ内の順方向走査または側方走査の回転式光ファイバーにより収集した時、再びSAスイッチ155を通過し、SAサーキュレータ310の第四のポートから50/50カプラー327に向けられる。サンプルおよび参照光ビームは、カプラー327内部で組み合わせられる。干渉パターンは、平衡検波器328により電気信号に変換され、サーバー135と電気通信するデジタイザ134の第一のチャンネルに伝送される。
【００７７】
干渉計に関する別の発明の実施形態は、図2Bに示す通りである。この実施形態において、マイケルソン干渉計がMZIと組み合わされる。MZI光路とマイケルソン光路との間の長さを一致させるための代替的な方法として、マイケルソン干渉計の参照アームで、遠隔の処置室から戻る光が、MZIへの入力として使用される。
【００７８】
図2Bには、図2Aおよび3でも使用した様々な光学素子が含まれる。図2Bに示す通り、光カプラー308は、例えば、参照アーム内の光サーキュレータの第四のポートに接続することができ、参照アームの光の10%をMZIの入力に配向することができる。参照アームのスペクトル透過特性を一致させる目的で、同じ分割比を有する第二のカプラー308を、サンプルアーム内の光サーキュレータの第四のポートに任意選択的に接続することができる。この構成は、MZI内での光の飛行時間をマイケルソン干渉計内での光のそれと等しくするために、長さ2Lの別の光路マッチング用ファイバーが必要でないため、全体的な光学的組立体のサイズを小さくするので有利である。さらに、光は、その光がMZI入力にあるスプリッターに到達するまで、参照アームおよびMZIを通過して、共通モード構成で移動するため、二つの干渉計間での分散の変化は最小化され、OCT点像分布関数は著しくは歪められない。図示した通り、ループRは、ゼロ交差が一様な光周波数間隔となっている参照干渉縞を生成するために使用される短い光路遅延383に対応する。
【００７９】
また、別の干渉計の実施形態を図2Cに示す。図2Cには、図2A、2Bおよび3にも使用した様々な光学素子が含まれる。この実施形態において、マイケルソン干渉計は、透過型参照光路とともに使用される。マイケルソン干渉計は、二つの4ポート式サーキュレータの代わりに、二つの3ポート式サーキュレータを組み込むよう構成することもできる。二つの3ポート式サーキュレータ313、317が、一実施形態で使用される。図2Cにおいては、図2Aの実施形態で図示したミラーを除去したかたちで、3ポート式サーキュレータが使用される。
【００８０】
この構成において、可変光路長ミラーは、光を反射するのではなく光を透過する可変光路長空隙（VPLAG）167と置き換えられる。マイクロコントローラ158は、VPLAG 167と電気通信する。こうして、VPLAG 167の光路長さは、時間経過につれてマイクロコントローラ158からの入力制御信号に対応して変化する。一実施形態において、VPLAG 167は、二つのコリメータレンズおよび空隙を含み、ここで一つのレンズは、モーターが作動した時に空隙が変化するよう、モーター上に取り付けられる。VPLAG 167は、マイクロコントローラ158により制御できる。透過性の空隙によって、反射型システムに比べて誤整列やドリフトが発生しやすくはなるが、3ポート式サーキュレータは、4ポート式サーキュレータよりも安価であり、挿入損失が少ないため、この構成は有利である。VPLAG 167は、PIUドックまたはPIU内など遠隔の処置室に配置することができる。反射型VPLMをPIUドックまたはPIU内に配置しうることも理解される。
【００８１】
撮像エンジンの実施形態145のMZI 149および補助電気光学回路の模範的な詳細を図3に示す。図3は、kクロック、掃引トリガー、および強度モニターなどの対象信号のうち一つまたは複数を生成するのに適した光電子サブシステム350を示す。光源147からの光の一部が、光カプラー358に到着し、光カプラー358によって二つの部分に分割される。カプラー358からの光の一方の部分は、MZI 149に向けられ、他方の部分は、別の光カプラー363に向けられる。第一の光カプラー358の連結比は、等しい量の光がMZI 149および第二の光カプラー363に向けられるように選択することが望ましい。第二の光カプラー363に入る光は、その後、二つのその他の部分に分割される。一方の部分は、3ポート式サーキュレータ368を通過してファイバーブラッググレーティング（FBG）370に向けられ、また他方の部分は光検出器375に向けられる。
【００８２】
FBG 370は、光源147が既知の波長を掃引するたびに、電子パルスが光検出器372により生成されるように、既知の波長での狭い範囲の入射光帯域幅のみを反射する。このパルスの時間遅延されたものが、デジタイザ134に伝送され、カテーテルを使用して配置しPIUに連結されたOCTプローブからの個別の画像線データの取得を誘発するために使用される。第二の光カプラー363からの光出力の第二の部分は、光源発光の時間分解強度トレースを生成する光検出器375に向けられる。この信号は、光源強度などのパラメータを制御するために、撮像エンジン145内にあるローカルのコントローラ378に戻される。
【００８３】
第一の光カプラー358を出る光の第二の部分は、長さ2L（Lは撮像エンジン145およびサーバー135をPIUドック120に接続するケーブル136、137、138、139の長さと等しい）を有する光ファイバー遅延ライン379に入る。MZI 149により生成される干渉パターンから生成されるクロック信号と、マイケルソン干渉計151で生成される干渉パターンとの同期を確保するために、遅延ライン379の光路長さは接続ケーブル136、137、138、139と一致させる必要がある。PIUドック120が撮像エンジン145から離れた位置にある本発明の実施形態において、システムの光路長さ全体に対して主に寄与するのはLである。それにもかかわらず、マイケルソン干渉計151およびMZI 149の光路長さ全体は、光が光源147を出て向けられる地点から、結果的に生じる電子信号がデジタイザボード134により受信される地点まで一致する必要があることが理解される。一実施形態において、光路長さは、電気信号についても整合される。ケーブルを制御室から処置室までつなげるためには、Lは少なくとも5メートルの長さであるべきである。複数の処置室を主制御室に接続できるように、Lは少なくとも30メートルの長さであることが望ましい。一部の設定において、処置室までの距離が長いか、またはビルの別の階に位置する場合には、Lは少なくとも100メートルの長さとすべきである。
【００８４】
2L遅延ラインを通過した後、光は光路の不均衡R 383を有する標準MZI 149の第一のカプラー380に入る。第二のカプラー387のMZI干渉パターンは、平衡検波器390により電子信号に変換され、均等の間隔に並んだ光周波数間隔で一連のパルスがクロック発生器392により生成され、kクロックパルスを形成する。ここで、「k」は、一般的に使用される光周波数の記号を意味する。光路の不均衡R383は、クロック発生器回路での電子的クロック速度の変化があればそれを考慮し、光ファイバーの屈折率を修正しながら、希望するOCTシステム撮像深度に対応する周波数でMZI 149が干渉縞を生成するように選択される。例えば、希望するOCT撮像範囲が空中で約10 mmであり、毎回のMZI干渉縞サイクル中に1kクロックパルスが生成される場合には、Rは（4×10 mm）／1.4676、すなわち約27.3 mmである。仮に、例えば、kクロック周波数が、クロック発生器回路で電子的に4倍になる場合には、Rは約6.8 mmとなる。
【００８５】
kクロック信号が生成された後、全体的時間遅延およびkクロックパルスの個別の間隔は、クロック遅延回路394内で調節できる。この回路の目的は、MZI 149とマイケルソン干渉計151との間の残りの光路長さミスマッチを補正するためであり、またマイケルソン干渉計151の参照アームとサンプルアームとの間の分散の不均衡を補正するためである。参照アームおよびサンプルアームの光ファイバーは、これらの不均衡を最小限に抑えるように構成されているが、コアのサイズやファイバーにかかる応力のわずかな差異によって、色分散および偏光分散が発生し、これがOCT画像の解像度を劣化させることがある。
【００８６】
分散によって誘発された画像の劣化を低減するために、レーザー掃引間隔中にkクロックによって生成されたパルスのエッジ間の間隔を変化させうる。こうして、一実施形態において、残存波長に依存する光学的な群遅延を補正するために、OCT干渉信号が適時にサンプリングされるように、この間隔はわずかに調節される。
【００８７】
図4は、プリセットまたはフィードバックで制御されたプロファイルに従い、kクロックパルスのエッジ間の間隔を調節できるようにしたデジタルクロック発生器 の実施形態を示す。一実施形態において、クロック発生器392により、ルックアップテーブル内に格納された制御語の配列に従い、kクロックエッジ間の間隔のダイナミックな調節が可能となる。ルックアップテーブルの各値は、それによって所定のパルスエッジが前のパルスエッジに対して遅延される間隔を設定するデジタル語である。クロック発生器のこの実施形態は、遅延間隔を設定するバイナリの制御語がルックアップテーブル715から読み込まれる、プログラム可能な電子的遅延ライン394を含む。一実施形態において、光源からの光によりカウンターがリセットされる。一実施形態において、kクロックは、カウンターの計時をセットする。
【００８８】
アナログ−デジタル変換器（ADC）によってOCT信号がサンプリングされる出力クロックエッジ間の各遅延間隔を設定するために、新しい制御語が各入力クロックパルスの立上りエッジにロードされる。遅延パルストレインの連続的な立下りエッジの間には時間間隔がある。この時間間隔は、ルックアップテーブルに格納された制御語の配列に従い増減する。このようにして、任意形状の遅延曲線を、kクロック上に重ねることができる。一般に、少量の残余分散の補正は、いくつかの係数で描写された多項式曲線を用いて達成できる。線形遅延プロファイルのみが必要な場合、ルックアップテーブル715は、簡易バイナリカウンター720に置き換えることができる。
【００８９】
図5は、電圧−変調したパルス幅を有する単安定マルチバイブレータを含むサブシステム760に基づいたデジタルクロック発生器392の代替的な構成を示す。このサブシステム760は、kクロックのエッジ間の間隔を設定するために、電圧調節可能パルス幅または任意波形発生器763を採用している。発生器392は、単安定マルチバイブレータ760と電気通信を行う。発生器は、関数発生器またはその他の適切な波形選択可能な発生器としうる。このクロック発生器の実施形態により、適用した波形の形状に従い、kクロックのエッジ間の間隔のダイナミックな調節が可能となる。この実施形態において、kクロック発生器392の出力は、1に保持されているD入力を有するフリップフロップ構成要素を使用して導入しうる単安定マルチバイブレータ765への入力である。コンパレータ770の出力により、単安定マルチバイブレータ765のフリップフロップがリセットされる。コンパレータ770の反転入力が、レーザースキャンパルス753によって誘発される任意波形発生器763の出力に接続される。例えば、図3におけるFBG同期信号372に由来するレーザースキャンパルスは、各レーザースキャンの開始時点で任意波形の生成を開始する。
【００９０】
閾値電圧V2が、コンパレータ770の反転端子にかかり、一定に保持される場合、単安定マルチバイブレータ765により生成されたパルスの幅は、抵抗器Rを通してコンデンサCを荷電するために必要な時間により決定される。ところが、任意波形発生器763の出力からのV2の時間が変化すると、レーザー掃引と同調して、パルス幅は動的に変化する。OCT画像の解像度は、波形を定義する多項式関数の係数を、OCTシステムの点像分布関数の幅が最小となるように調整することにより最適化される。この調節は、試行錯誤して手動で行うか、またはプログラムした最適化ルーチンに従いコンピュータにより達成できる。
【００９１】
サーバー135におけるOCTおよび超音波信号のサンプリングをする多チャンネルのデジタイザまたは装置134の模範的な実施形態を図6に示す。一実施形態において、前記134は、光コヒーレンス断層撮影および超音波信号の同時の非同期式サンプリングができるように構成される。デジタイザ134の少なくとも一つのチャンネルは、OCT信号取得専用である。一実施形態において、少なくとも一つのその他のチャンネルは、超音波信号取得専用である。追加的チャンネルは、偏光感応性のOCTなど、特別タイプのOCT撮像用に使用しうることが理解される。MZI 149内のFBG 370と通信しているフォトダイオード372により生成された掃引トリガーは、各スキャン中に固定波長位置で発生する。固定遅延時間を掃引トリガーに適用することにより、パルスは、各OCTおよびUS画像線の開始時点で発生するように移動させることができ、従って、各OCTおよびUS画像線の取得を開始するライントリガーとして使用することができる。
【００９２】
毎秒生成される画像線数は、多モード画像データ収集システムのOCTおよび超音波構成要素について異なりうるため、デジタイザ134は、掃引トリガーを一つの取得チャンネルでダウンサンプリングするよう構成することができる。例えば、OCT構成要素は、毎秒200,000本の画像線を生成し、超音波構成要素は毎秒100,000本の画像線を生成しうる。掃引トリガーも、毎秒200,000パルスの速度で生成されるため、超音波チャンネルでの取得については、毎秒の掃引トリガーパルスを無視するようにデジタイザ134を構成しうる。
【００９３】
掃引トリガーに加えて、デジタイザ134は、OCT干渉信号の各サンプルの取得を誘発するデジタルkクロックパルストレインも受信する。図6において、kクロック信号S2または601は、不均一な間隔のパルス群として示されている。一つのOCT掃引に対応するパルスは中抜きのボックスで示されおり、その後のOCT掃引に対応するパルスは斜線入りのボックスで示されている。少数のkクロックパルスのみしか示されていないが、毎回のOCT掃引で最高数千のサンプルを取得しうることが理解される。超音波信号S4または602は、データ取得カードに位置する水晶発振器625により内部的に生成される固定周波数サンプルクロックを使用して取得される。図6において、例示する目的のみで、超音波ライン速度S4は、OCTライン速度603またはS3の50%として示されている。
【００９４】
図示した実施形態において、デジタイザ134は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）、デジタル信号処理（DSP）チップ、特定用途向け集積回路（ASIC）、またはその他のデジタル論理装置615、623を使用して、OCTチャンネルおよび／または超音波チャンネルで高速フーリエ変換（FFT）を実施するよう構成しうる。FD-OCTシステムにおいて、断層撮影画像を形成する前にFFTを実施することが必要である。超音波データの周波数分析を実施するためにFFTを適用しうるものの、FFTステップは、従来的な超音波画像を形成するためには必要ではない。
【００９５】
サーバーの負担を軽減するために、対数目盛圧縮およびデジタルフィルタリングなどの追加的な信号処理ステップを、例えば、本明細書に記載したデジタイザなど、データ取得装置上に組み込むこともできる。データ取得およびFFT処理の後、OCTおよびUS画像線は、バスチップ617によりバファリング、再同期化され、コンピュータの信号バスに伝送される。線は、さらなる処理およびOCTおよびIVUS画像への変換のために、システムメモリに格納される。
【００９６】
一実施形態において、撮像エンジン145は、PIUドック120から伝送された超音波データを受信および変換するための構成要素も含みうる。血管内撮像に使用されるタイプの超音波信号は、一般に周波数スペクトル0 Hz〜約200 MHz未満の部分を占めるため、これらの信号を光信号に変換し、多モードまたはシングルモードの光ファイバーを使用して長距離を劣化することなく伝送しうる。光信号は、撮像エンジン145とPIUドック120の間を1xN光学的USスイッチ159を通して通過する。スイッチ159（図1B）の出力は、光−電気（O/E）コンバータ157に接続され、これが光信号を再び電子的形態に変換する。O/Eコンバータ157は、トランスインピーダンスアンプを備えた単純な光検出器としうる。その後、超音波信号の電気的表現が、サーバー135内のデジタイザ134の第二のチャンネルに向けられる。
【００９７】
撮像エンジンのO/Eコンバータ157およびPIUドック内のE/Oコンバータは、図1Bに示す光ファイバーを経由して互いに光通信する。一実施形態において、US信号は、USプローブを使用して収集され、適切な遮蔽のあるワイヤーなどの導体を使用して伝送される。その他の実施形態において、図1Bに示す通り、OCTまたはUSを使用して収集したすべてのデータは、複数の光ファイバーにより伝送される。サンプルアーム、参照アーム、およびUS光信号用の三つの光ファイバーを図1Bに示す。図中のいくつかの長さはLとして示されているが、長さは、様々な実施形態において同じであることも異なることもある。
【００９８】
E/Oコンバータ122内のレーザーダイオードまたはその他の光源は、USプローブから入力高周波またはその他のタイプの信号を受信して、E/Oコンバータ内で光源を変調することができる。この変調は、デジタルまたはアナログとしうる。一つの望ましい実施形態において、変調はアナログである。コンバータ122からの光信号は、USプローブからのUSデータを含む。この光信号は、その他のコンバータ157に伝送され、そこで光信号は、サーバーに伝送するために再び電気信号に変換される。この対になった光−電気コンバータ、光ファイバー、および電気−光コンバータのシステムにより、遮蔽の必要性が低減され、長い電気的伝送ラインおよび外部装置からの電磁的干渉による電気的な減衰または分散によるUS信号の劣化が避けられる。
【００９９】
PIUドック120は、PIU 115を使用していない時のPIU 115の機械的な取り付け具として、またPIU 115、制御パネル133、撮像エンジン145、およびサーバー135間の光−電気的インターフェースとしての両方の役目をする。PIUドック120は、参照オプティクス121、電子−光コンバータ122、デジタルリンクハブ123、無線圧力またはFFRデータ受信機129、130、およびPIUとの電子通信のための回路127を含みうる。
【０１００】
PIUドック120の模範的な参照オプティクス121を図7Aに示す。光カプラー408は、参照アームスイッチ153から受信した光の一部分を固定ミラー410に向け、また光の別の部分は、3ポート式サーキュレータなどのサーキュレータ413に向けられる。光カプラー408の連結比は、固定ミラー410に大半の光が向けられるよう選択することが望ましい。様々な実施形態において、固定ミラー410は、ファラデーミラー、反射材料で被覆したファイバー、バルクミラー、またはその他任意の反射構造である。このミラー410は、マイケルソン干渉計の参照アーム311の末端を形成する。参照アーム311の末端をPIUドック120内に配置することで、光が参照アームおよびサンプルアームを通過して移動する際に、PIU 115内に位置するサンプルアームの部分および撮像カテーテルまたはプローブを除いて、実質的に同一の環境的変化を受けることが確保される。
【０１０１】
サンプル組織のOCT光への暴露と同調した、超音波パルスの生成を促進するために、PIU参照オプティクス121は、一実施形態において、サーキュレータ413、ファイバーブラッググレーティング（FBG）416、およびパルス送信トリガーをPIU 115内の超音波エレクトロニクス150に送信するよう構成された光検出器418を含む。FBG 416は、狭い範囲の波長で光を反射し、撮像エンジン145内に位置するFBG 370（図3）と同一の狭い範囲の波長を反射するよう選択される。例えば、図7Aに示す実施形態において、FBG 416は、OCT光のスペクトルの中央の狭い範囲の波長を反射するよう選択される。光検出器（PD）418は、光源掃引の中央に対応する時間に電気的パルスを生成する。
【０１０２】
さらに、図示した通り、プログラム可能な遅延回路422は、結果的に生じる超音波パルス伝送信号がその後の光源掃引の開始時に発生するよう、このパルスを掃引期間のおよそ1/2だけ遅延させるように構成される。超音波パルスP4は、超音波制御エレクトロニクスがパルス伝送信号P3を受信した時、トランスデューサから生成される。これについては、図7Bに図示しているが、ここで第一のOCTラインからのパルス伝送信号P3は、中抜きのパルスとして示され、これは第一のOCTラインからの対応するPD信号P2を時間遅延したものであり、これも中抜きのパルスとして示されている。第二のOCTラインと整列したその後のパルス伝送信号P3は、対応するその後のPD信号P2を時間遅延したものであり、ここで両方が斜線入りのパルスとして図示されている。このように、超音波パルスP4は、OCT光がサンプルを照射するのと同時に、US撮像プローブの先端でトランスデューサにより生成され、それによって、OCTおよび超音波画像データの誤同期が防止される。
【０１０３】
PIUドック120は、デジタル通信ハブ123（図1B）を組み込むこともでき、それによってサーバー135への単一のデジタルリンク136が複数のポートに分割される。イーサネットなど、任意の適切なデジタルリンクを使用しうる。一実施形態において、デジタルリンクは、例えば、光USBリンクとすることができ、ハブはUSBハブとすることができる。単一リンク多ポートハブアーキテクチャの使用により、サーバーコンピュータをPIUドック120に接続するために必要なケーブルの数が最小限に抑えられる。
【０１０４】
図1Bに示す通り、ハブ上の一つのポートは、PIUモーター駆動回路161とサーバー135との間のインターフェースとして使用される。一実施形態において、PIU通信回路127は、サーバー135からPIU 115に送信された制御コマンドを再フォーマットするために使用される。ハブ123の第二のポートは、大動脈圧モニター129からの圧力データを受信する無線受信機129に接続するために使用される。ハブの第三のポートは、侵襲的圧力ワイヤーからの圧力データを受信する無線受信機130を接続するために使用される。このように、無線FFR測定を行いサーバー135に伝送することができる。その他の圧力データに基づく測定値およびパラメータも決定して、サーバーに送信することができる。
【０１０５】
ハブ123の第四のポートは、制御パネル133に接続される。制御パネル133は、タッチセンシティブなディスプレイ装置；一連の個々のボタンおよびスイッチ；またはタッチセンシティブな領域と一連の個々のボタンおよびスイッチの両方としうる。制御パネル133は、トラックパッド、マウス、ジョイスティック、ローラーボール、スタイラスペン、または当技術で既知のその他のポインティングデバイスなど、入力またはポインティングデバイスを組み込むことができる。制御パネル133は、診断システム全体の操作を制御するために使用することができ、また処置室に取り付けることも、携帯端末として移動可能とすることもできる。制御パネル133は、PIUドック120と無線で通信したワイヤレスマウスおよびマウスパッドを含みうる。携帯用記憶装置または追加的診断装置など、外部デジタル装置の接続を可能にする、追加的ハブポートを提供することもできる。
【０１０６】
PIU 115は、OCT撮像カテーテルまたはプローブ、IVUS撮像カテーテルまたはプローブ、および／またはOCT撮像およびIVUS撮像の両方を実施する能力を有するカテーテルまたはプローブと適合するよう構成される。PIU 115は、光信号、電気信号、または両方を伝送するロータリーカプラー152を含む。干渉計のサンプルアームの部分は、一実施形態において患者インターフェースドックの部分内に、および別の実施形態において、患者インターフェースドックおよび患者インターフェースユニット内に配置される。モーター駆動エレクトロニクス161は、PIUドック120を通じてルーティングされたサーバー135から制御コマンドを受信する。モーター駆動エレクトロニクス161は、回転および線形動作を生成するモーターを制御して、それによって撮像用またはデータ収集用カテーテル／プローブの回転、引き戻しまたは前進を行わせる。一実施形態におけるPIU 115は、超音波エレクトロニクス150も含む。これらの超音波エレクトロニクスは、超音波パルスの生成、サンプルから戻った超音波信号の受信、および送信モードおよび受信モードでの装置の切り替えのうち一つまたは複数を実施するよう構成しうる、超音波システムとしうる。PIU 115内に超音波エレクトロニクス150を配置することは、パルス発生器と超音波トランスデューサとの間の損失および分散を低減し、電磁的干渉効果を低減するのに有利である。
【０１０７】
発明の一実施形態によれば、OCT光は、長さL、またはその他の長さの二つの光ファイバー137、138を経由して撮像エンジン145とPIUドック120との間を移動し、一方のファイバーは参照アーム光を搬送し、また他方のファイバーはサンプルアーム光を搬送する。一実施形態において、二つの光ファイバーは、Corning SMF-28eまたはその同等物など単一モードのファイバーである。二つのファイバーは、共通のケーブルエンクロージャ内に並べて配列される。この配置は、OCT干渉計の環境的変動の影響を低減するのに有利である。温度の変化は、光ファイバーの光路長さの変化を誘発する。マイケルソン干渉計の一方のアームの光路長さが、他方のアームに対して変化すると、OCT画像は軸方向に移動するように見える。その結果、こうした状況下で、対象サンプルの画像は歪む。二つの光ファイバーを共通のケーブルエンクロージャに封入することでも、環境的変動を原因とする応力、色分散、複屈折、および／または偏光モード分散の差動効果が低減され、それによってOCT画像品質の劣化が低減される。
【０１０８】
ファイバーをジャケットまたは絶縁被覆などの共通のケーブルに同時配置することによって、ケーブルの温度変動は、マイケルソン干渉計の参照アームとサンプルアームで実質的に同じ光路変動を生じる。その結果、光路変動は互いに打ち消され、OCT画像の外観は変化しない。さらに、ケーブルの曲げやねじれに起因する局所的な応力は、両方のファイバーで実質的に同一となる。この配置により、マイケルソン干渉計151の二つのアームの差分的な偏光回転および偏光モード分散が低減し、これによってOCT画像品質が劣化しうる。図面は、光路長さLを有するケーブルの部分のみを明瞭に示しているが、マイケルソン干渉計151の参照アームおよびサンプルアームの光路長さ全長は、OCT撮像を実施するための一実施形態において一致している。
【０１０９】
図8Aは、制御室を処置室に接続するために使用できるケーブル組立体の断面を示す。この実施形態において、サンプルアーム光、参照アーム光、および光変換された超音波信号を伝送するために使用する三つの光ファイバー510は、共通のケーブルまたはジャケット512内に配置される。サーバー135とPIUドック120との間の光学的デジタルリンクとして使用される第四の光ファイバー505は、別個のケーブルまたはジャケット507内に配置しうる。光学的デジタルリンクでは、追加的な光ファイバーが必要となることもあり、これも同様にジャケット507の内部に配置しうる。
【０１１０】
システム電源が撮像エンジン145によりPIUドック120およびPIU 115に供給されるこれらの状況において、二つの追加的導電体523は、例えば別個の編組シールド522などの内側ジャケット内に配置して、電源を供給しうる。組立体全体は、外側ケーブルまたはジャケット503などの共通の保護鞘内に封入して、環境保護を提供しうる。代替的なケーブル組立体の断面を、図8Bに示す。この組立体は、システム電源が処置室内で利用できる時に使用が可能である。この場合、ケーブル組立体は、完全に光学的であり、ケーブル組立体内に銅線などの金属導体は一切配置されず、電磁的干渉および電気的な危険の心配がない。その他の実施形態において、金属線などの導体素子を、保護鞘内に配置して、電源を供給するか、または電気信号を伝送できる。一実施形態において、所定のケーブル実施形態について、一つまたは複数の光ファイバーを、データ伝送に使用でき、一つまたは複数の導体を送電に使用でき、また一つまたは複数の機械強度部材を共通の保護鞘内に配置することができる。
【０１１１】
別の方法として、すべての光ファイバーおよび導電体を、アラミド繊維の糸またはケブラー繊維などの機械強度部材に沿って、外側ジャケット503内に配置し、内側ジャケット512、522、および507を使用しないこともできる。こうした実施形態の例を図8Cに示す。図示した通り、外側ジャケット503は、様々な光学的導体および導電体および強度部材530を含みうる内部空洞を画定する。OCTデータ535を搬送するよう構成された様々な光ファイバーが示されている。超音波データ540を伝送するよう構成された光ファイバーは、外側ジャケット530内に配置することもできる。一つまたは複数のデジタル通信ファイバー545は、制御信号などの適切なデータ、またはその他のデジタル情報を搬送するために使用できる。さらに、一つまたは複数の導電体550は、外側ジャケット530内に配置できる。様々な光ファイバーは、所定の用途に適した単一モードまたは多モードとしうる。
【０１１２】
数多くのインターベンショナル心臓学の場面において、各処置室は専用の制御室に隣接している。医師、看護師、および技師は、処置室204とそれに関連する制御室200との間で分かれてチームで作業する。図9は、単一の撮像エンジン145およびサーバー135を使用して複数の処置室での撮像用に構成されたシステム構成要素の簡略化したブロック図を示す。主要な電気的接続は、点線で示し、主要な光学的接続は実線で示されている。撮像エンジン145内の光スイッチングネットワーク（S）は、図1Bに示すSAスイッチ155、RAスイッチ153、および超音波（US）スイッチ159を組み込む。主制御室200と処置室204、208との間のすべての接続は、図1Bに示す接続と同様である。
【０１１３】
サテライト処置室208は、主制御室200を主要処置室204と連結するケーブル組立体にあるものと同一タイプと数の光ファイバーおよび／または導電体を含む長さLのケーブル組立体で、主制御室200にある撮像エンジン145およびサーバー135に連結しうる。サテライト処置室は、撮像エンジン145とスイッチングネットワーク（S）を通して相互作用し、またデジタル光リンクを通してサーバー135と相互作用する。診断システムがサテライト処置室208で使用中の時でも、すべてのデータ取得および信号処理作業は、サーバー135で実行される。OCT画像、IVUS画像、FFRデータ、および血管造影データを含む、処理された診断データは、サーバー135からデータネットワークを介してサテライト制御室230にあるクライアントコンピュータ220に渡される。
【０１１４】
クライアントコンピュータ220は、処理された診断データをサーバー135から受信し、そのデータをサテライト処置室208にあるモニターバンク141に配向する。処理されたデータは、ビデオスイッチ140を通してルーティングできる。診断システム操作の特定の側面は、処置室内の人員の代わりまたはそれに加えて、制御室内の人員によって制御されることがよくあるため、各サテライト制御室230内に診断システムのための制御機構を提供することも望ましい。この目的のために、クライアントコンピュータ220は、各サテライト制御室230にキーボード、マウス、およびモニターを備える。クライアントコンピュータ220は、それにより制御信号をデータネットワークを介して診断システムに送信できる。2人のユーザーがシステムの制御を同時に実行しようとした場合、サーバー135は、処置を最初に開始したユーザー、またはOCTまたはIVUSまたはFFRデータを能動的に取得しているなど、より重大な処置の局面にあるユーザーに、優先権を割り当てる。
【０１１５】
OCTおよび超音波画像に加えて、血管造影X線画像は一般的に、広い視野について血管形態を平面的に視覚化する。OCTおよび超音波画像は一般的に、約5〜約15 cmの引き戻し距離に対して、単一の血管内の血管微小構造を断面的に視覚化するかまたは三次元で表現する。ステント移植などの介入処置は、血管造影下のみでリアルタイムにガイドされるため、広い視野の低解像度血管造影画像と、狭い視野の高解像度OCTまたは超音波画像が正確に共に登録されることが望ましい。これにより、血管マップ全体についての状況データと、標的病変についての断面的詳細データの両方が医師に提供される。
【０１１６】
上述の通り、多モード診断システムは、血管造影X線システムにも接続されたデータネットワークと相互作用することで、または血管造影X線システムと直接的に相互作用することで、それまでに取得された血管造影画像を取り出すことができる。データネットワークは、例えば、カテーテル検査室を運営する施設または病院と関連したネットワークとしうる。これらの血管造影画像は、サーバー135上に保存される一組のOCTまたは超音波画像と同時に取得しうる。血管造影画像とOCTまたは超音波画像の同時取得は、侵襲的なOCTまたは超音波撮像中に放射線不透過造影剤フラッシュを使用することにより実現可能である。サーバー135またはデータ収集システムの別の構成要素上で実行されるソフトウェアアルゴリズムを血管造影法およびOCTまたは超音波データを空間的に共に登録するために使用できる。
【０１１７】
収集した患者画像データの伝送を取り扱うために、および異なるデータ収集システム間またはそのモジュール間で相互作用するために使用するハードウェアは、様々な方法で構成できる。例えば、血管造影およびOCTおよび／または超音波データを共に登録するなど、異なるタイプの画像データを処理するよう構成されたソフトウェアは、本明細書に記載した異なる構成要素からデータを受信できる。一実施形態において、OCTを使用して生成された光学的データおよびIVUSを使用して生成された音響データを、X線を使用して生成された血管造影データと個別にまたは集合的に組み合わせることができ、ここでこれら三つのタイプのデータのそれぞれが、一つまたは複数のネットワークを介して伝送される。超音波データおよび血管造影データは、光信号に変換され、本明細書で説明した一部のデータ収集システムで使用される、一つまたは複数の長さの光ファイバーを介して伝送される。その結果、一実施形態において、本発明は、異なる撮像モダリティを使用して複数の組の画像データを収集し、ネットワークを介してそれらを送信することに関する。このネットワークまたは個別の光学的または電子的な伝送経路は、干渉計のサンプルアームおよび／または参照アームと光通信する一つまたは複数の光ファイバーを介したデータ収集システムの一部として統合できる。
【０１１８】
図10Aおよび10Bは、それぞれ、固定したヒト冠動脈の超音波画像、およびヒト生体の手指の腹のOCT画像を示す。図10Aの超音波画像は、毎秒50,000本の画像線数および毎秒100フレームの速度で取得され、また受信機からデジタイザボードに15メートルの単一モード光ファイバーリンクを介して伝送されたものである。図10BのOCT画像は、上述の干渉計設計を使用して、毎秒100,000本の画像線数および毎秒100フレームの速度で取得されたものである。サンプルアームおよび参照アームの光は、撮像エンジンからPIUドックへ30メートルのシングルモード光ファイバーリンクを介して伝送されたものである。こうして、様々な発明の実施形態において、光ファイバーリンクを用いて、データ収集システムまたは多モード式システムの一定の構成要素を分離することが可能であり、しばしばそれが望ましい。デジタイザおよび関連するハウジングおよびまたそれに関連しうるコントロールに関連する費用およびサイズを考慮すると、一つまたは複数の処置室からのデータを受信するためにデジタイザを一つの部屋内に有することは、デジタイザを各部屋に有することよりもより効率的である。本明細書に記載した所定のデータ収集システムの撮像エンジンおよびその他の構成要素についても、同じことがいえる。
【０１１９】
従って、血管造影法、OCT、および超音波データは、同じモニター上にまとめて表示でき、マーカーを、ある一つのモダリティから形成された画像上に置いて、その他のモダリティから形成した画像の位置を示すことができる。例えば、マーカーを、2D平面の血管造影画像上に置き、比較的長いOCT引き戻しの一部として取得した2D断面的OCT画像の位置を示すことができる。これにより、オペレーターは、OCTまたはIVUS下でのみ見ることができる血管内の特徴の位置を血管造影で正確に評価アクセスできる。このように、ステント移植などの介入処置の正確なガイドが可能となる。
【０１２０】
さらに、発明の実施形態は、OCT、IVUS、FFRまたは上述またはその他の二つのモダリティを組み合わせる多モード式システムの構成要素を、カテーテル検査室またはカテ室またはその他の医療施設内のその他の構成要素、装置またはサブシステムに対して特定または一般的な空間座標に位置するシステムに、効率よく割り当てるために適した方法、システム、および装置に関する。こうして、例えば、OCTシステムでの場合、掃引レーザーなどの光源、デジタイザ、光学的遅延ラインまたはファイバーループ、干渉計ならびにサンプルアームや参照アームなどのその構成要素、コンソール、電気的サブシステムおよびクロック発生器、上記用のハウジングおよびその他の品目などのその構成要素は、互いに光通信または電気通信しうる。OCTシステムのこれらの構成要素のいくつかは、嵩張る、高価である、壊れやすい、振動や干渉に対して敏感である、および／またはおそらくは上記のすべてに該当することを考慮すると、一次的な構成要素または不要な重複、非効率性、およびデータ品質の低下を避ける構成要素の配置を考案することが望ましい。
【０１２１】
上記の観点から、数多くのOCT、IVUS、および／またはFFRデータ収集セッションにおいて、データが収集される処置室は、専用の制御室に隣接していることにも注目する価値がある。一実施形態において、必要なすべての光−電気構成要素を含むOCTシステムの個別のカートまたは設備は、所定の処置室において使用できる。ただし、上記に指摘した点を考慮すると、一次的な構成要素としての、より高価で、より重い、または嵩張る構成要素のいくつかを、システムのその他の部品、二次的または第二の構成要素から分離する1対多のトポロジーでは、数多くの処置室に接続された高価な、嵩張る、またはデリケートな各構成要素を一つのみ有することによってコストを低減することができる。
【０１２２】
こうして、一実施形態において、OCT、IVUS、および／またはFFRシステムまたは上記の二つ以上を組み合わせるシステムなどの第一のデータ収集システムを、その構成要素が一つまたは複数のネットワークを形成するように接続されるように構成しうる。これらの構成は、音響信号または電気信号などデータが当初収集された形式から変換された後での、超音波データまたは血管造影データを共に登録することおよび光ファイバーに沿った伝送をサポートするために使用できる。別の方法として、光ネットワークと通信する電気信号ベースのネットワークまたはサブネットワークを使用できる。デジタイザ、光源、ハウジング、またはその他のOCT、IVUS、またはFFR構成要素など、データ収集システムの様々な構成要素は、ネットワークにおいて主要な構成要素またはノードとして識別でき、これは二次的なOCT、IVUS、またはFFRシステム構成要素または複数のその他または二次的なOCT、IVUS、またはFFRシステム構成要素と電気通信する、光通信する、またはその両方のどれかである。一次的および二次的という用語の使用は一般的であり、様々なデータ収集システムおよびその構成要素は、本明細書に記載したいかなる構成要素に関しても制限なく使用できる。この例を図11A〜11Cに示すが、ここで一次的な構成要素は、「第二（2nd）」として特定された二次的な構成要素と電気的および／または光学的に結合している。こうして、一実施形態において、デジタイザおよび／または光源またはサーバーは、第一の位置での一次的な構成要素となりうる。
【０１２３】
その結果、一次的な構成要素は、一つまたは複数の二次的な構成要素と電気通信および／または光通信する。一次的および二次的な構成要素は、限定されないものの、OCTプローブまたはサンプルアームの一部、圧力プローブ、無線受信機、無線送信機、電子−光信号コンバータ、またはその他の成分を含みうる。次に、一次的および二次的な構成要素は、互いに対して異なる距離または異なる位置に配置しうる。例えば、これらの構成要素はベッドまたは室内のその他の位置などの位置に対して遠隔または近位となるよう配置しうる。一実施形態において、構成要素は、同じ部屋内でありながらも、互いに離すことができるが、ある長さの光ファイバー、電線または無線接続により連結されている。こうして、患者は、一実施形態において、患者の動脈に挿入されたプローブが、組み合わせ OCTおよびIVUSプローブであるデータ収集処置の間にベッドなどのサポート上に横たわることができる。IVUSデータは、音響的に生成し、電子−光コンバータによる変換の後で光学的形式で伝送する前に無線で受信機に伝送することができる。光学的OCTデータおよびIVUSデータは、サーバーで処理し、三次元画像を作成したり、または血管造影データまたは様々なその他の用途と共に登録することができる。これらの様々な手順および各段階で使用される装置は、複数の部屋および室内での遠隔データ収集および処理が実施できるよう、データ処理およびルーティングのネットワークを形成するよう構成される。
【０１２４】
一実施形態において、主要なOCT構成要素および一つまたは複数の二次的なOCT構成要素は、制御室または処置室などの異なる部屋にある。一実施形態において、それによって主要なOCT構成要素が一つまたは複数の二次的なOCT構成要素と通信するネットワークトポロジーは、限定されないものの、スター型トポロジー、拡張スター型トポロジー、バストポロジー、階層トポロジー、ならびに一つまたは複数のOCTデータ収集セッションについて、単独または全体としてのいずれかで、費用便益比または信号対雑音比を改善するその他のトポロジーを含みうる。
【０１２５】
（無線制御装置）
一実施形態において、本発明は、3次元的に動くよう構成された入力装置またはコントローラ、および本明細書に記載したシステム、装置またはプローブのうち一つを使用して、サンプルについて収集したデータを制御または表示することに関する。入力装置またはコントローラは、テーブルサイドマウスなどのマウス、またはテーブルサイドジョイスティックなどのジョイスティックとして実施できる。図1Cの実施形態と共通したいくつかの要素を有する多モード式システム420は、携帯端末425および関連する様々な携帯または無線構成要素を含む。図12の右下四半分は、そうしたコントローラまたは入力装置を示す。入力装置は、装置の回転または旋回を、スクリーンまたは遠隔端末上に表示されるものを制御できる無線信号に変換する。
【０１２６】
一実施形態において、入力装置は、図12に示すマウスなど、マウスまたはジョイスティックである。こうして、マウスまたはジョイスティックの構成において、入力装置は、二つのモードで使用可能なポイント・アンド・クリック式の装置である。第一のモードでは、ベッドサイドレールまたは別の表面に取り付けたマウストレイまたはジョイスティックエンクロージャーボックスと併せて、無線マウスまたはジョイスティックとして使用する。このモードにおいて、マウスの下部にある光センサーが、マウストレイ上の動作を追跡するために使用されるか、またはジョイスティック内の一つのセンサーまたは一式のセンサーが、角運動の追跡に使用される。入力装置は、汚染を阻止するために使い捨ての無菌袋内に入れることができ、また同じ目的で入力装置およびトレイ全体を無菌シーツで覆うことができる。
【０１２７】
第二のモードでは、入力装置を、マウストレイまたはその他の表面から持ち上げて、自由空間ポインターとして使用できる。入力装置は、トレイの使用を必要とせずに自由空間での動作を追跡するために、一組のジャイロスコープまたは加速度計を組み込んでいる。ここでも入力装置は、汚染を阻止するために、使い捨ての無菌袋に入れることができる。
【０１２８】
どちらの動作モードでも、テーブルサイドマウスまたはジョイスティックからの位置データは、同様に患者テーブルに取り付けられたPIUドック内に位置する第一の無線送受信機に伝送される。受信機は、無線USBドングルとすることができ、またPIUドック内のUSBハブに接続できる。サーバーPCへの単一のUSB接続により、マウスのコマンドがデータ収集システムソフトウェアで実行されるようになる。このUSB接続は、PIUドックとサーバーPCとの間の距離に応じてUSB ケーブルまたは延長ケーブルとしうる。リンク長さが数メートルを超える時、信号劣化を阻止し、RF干渉を除去するために光USBリンクを使用しうる。
【０１２９】
マウスまたはジョイスティックは、データ収集システムまたはそれと電気通信または光通信するその他の構成要素を制御するために臨床医によって使用されうる。図1A〜1Cにあるシステムなど、データ収集システムからの情報は、出力装置に表示される。出力装置は、患者テーブルに隣接した天井ブームに取り付けたモニターとしうる。入力装置との併用に適したその他の出力装置および／または関連するディスプレイまたはインターフェースサブシステムを図15〜17に示す。従って、臨床医は、データ収集システムを操作するために、テーブルサイドマウスまたはジョイスティックなどの入力装置を使用する時に、モニターまたはその他の出力装置から最大数メートル離れることができる。この理由から、データ収集システム上のグラフィカルユーザーインタフェース（GUI）は、より大きな制御ボタン、ダイアログボックス、および文字サイズに変更される。このGUI変更により、マウスまたはジョイスティックに要求される精度が低減され、離れたモニターを用いての自由空間ポインター操作が実用的なものとなる。
【０１３０】
一実施形態において、入力装置は、引き戻しなどのOCTデータ収集セッションに関連した二次元または三次元の断層撮影画像として表現した血管の経路に沿って動くように、一方向に平行移動させうる。一実施形態において、入力装置を回転または平行移動させると、血管またはその構成要素の2Dまたは3D画像が回転する原因となりうる。入力装置の動きを追跡するために、ピッチ、ヨー、角度位置（x、y、およびz位置）を使用することもできるが、ここでこうした動きにより、画像またはその他のデータが所定のサンプルまたは対象患者についてのOCT、FFR、X線およびその他のデータに応じて表示されるようになる。
【０１３１】
（携帯端末）
一部の状況において、ユーザーはむしろデータ収集システムを患者ベッドまたは制御室以外の位置から制御することを好む。図12は、右下四半分に模範的な携帯端末の実施形態を示す。技師は、例えば、データ取得の制御およびデータ検討の実行を処置室内の端末から行うことを好む場合がある。無線通信を使用する携帯端末がこのニーズに対処する。携帯端末は、データ収集システムまたはそれと電気通信または光通信するシステムを制御する、無線ビデオ受信機、モニター、無線キーボード、および無線マウスを含む。端末は、処置室内のどこにでも配置できるようにするために、車輪付カートに取り付けることができる。その他の携帯装置を使用することができる。
【０１３２】
携帯端末の無線キーボードおよびマウスは、PIUドック内に位置する第二の無線送受信機と通信している。この送受信機は、第一の無線送受信機と同一のデジタルハブに接続されている。携帯端末のモニターは、無線ビデオ受信機からビデオデータを受信する。この受信機は、サーバーPCに接続された無線ビデオ送信機と通信している。伝達装置は、制御室の壁や窓に一般に使用されている放射線遮蔽による影響を受けることなく、ビデオ信号が受信機を通過できるよう、制御室内またはその付近の位置に取り付けることができる。
【０１３３】
一実施形態において、本明細書に記載したデータ収集システムは、有線／無線プローブおよび制御点を含む有線／無線アーキテクチャを含む。さらに、一実施形態において、本発明は、データ収集システムを操作するために使用できる有線／無線タッチスクリーン制御パネルを含む。タッチパネルは、画像ディスプレイおよびインターフェース機能を含みうる。携帯端末は、3次元での動きを変換して、ディスプレイへの出力を変更するコントローラとの併用で動作するよう構成できる。
【０１３４】
（医療装置／プローブ、方法、およびその他の機能）
一つまたは複数の圧力プローブを、本明細書に記載した多モード式システムと併用することができる。これらのプローブは、電力を受け入れる圧力センサーまたはトランスデューサを含みうる。ガイドワイヤー上またはその付近に位置するセンサーに電源を供給し、測定した生理学的変数を表す信号を、身体の外部に配置されたインターフェース装置の役目をする制御ユニットに通信するために、信号を送信するための一つまたは複数のケーブルを、センサーに接続し、血管からコネクター組立体を経由して外部制御ユニットを通過するように、ガイドワイヤーに沿ってルーティングする。制御ユニットは、センサー信号をANSI/AAMI BP 22-1994で許容可能な形式に変換するよう適応しうる。さらに、ガイドワイヤーには一般に、センサーのサポートの役目をする中央の金属ワイヤー（コアワイヤー）を備えている。
【０１３５】
図13は、プローブの実施形態801を示す。プローブ801は、センサーおよびガイドワイヤーを含む。プローブは、図中、例示する目的で五つの部分（802〜806）に分けられている。部分802は最遠位部分、すなわち、血管内に最も遠くまで挿入させることになる部分で、また部分806は最近位部分、すなわち、図示されていない制御ユニットに最も近い位置にある部分である。部分802は、アーク形チップ807を備え、例えば白金製の放射線不透過コイル808を含みうる。白金コイルおよびチップ内に、ステンレス製の固体金属ワイヤー809も取り付けられ、これは部分802内にあり、細い円錐形チップ様に形成され、白金コイル808のための安全機構として機能する。部分802における金属ワイヤー809の、アーク形チップ807に向けた連続的なテーパリングにより、センサーガイド構造の正面部分が連続的に柔らかくなる。
【０１３６】
部分802と803との間の移行部で、コイル808の下側がワイヤー809に接着剤または代替的にハンダで取り付けられ、それによりジョイント118が形成されている。ジョイント118で、生体適合性物質（例えば、ポリイミド）からなる細い外側チューブ811が始まり、部分806までずっと下方向に延びている。チューブ811は、センサーガイド構造が低摩擦の滑らかな外部表面になるよう処理することができる。金属ワイヤー809は、部分803でかなり拡張されており、またこの拡張部にスロット812が備えられ、その中にセンサー素子814が並べられている（例えば、圧力計）。センサーは動作のための電気エネルギーが必要である。センサー素子814が取り付けられている金属ワイヤー809の拡張により、血管の急な曲がりでセンサー素子814に加わる応力が低減される。
【０１３７】
センサー素子814から、信号送信ケーブル816が配置され、これは一般的に、一つまたは複数の電気ケーブルを含みうる。信号送信ケーブル816は、センサー素子814から部分806の下および身体外に位置する（図示されていない）インターフェース装置に延びている。供給電圧が送信ケーブル816（またはケーブル）を経由してセンサーに供給される。測定した生理学的変数を表す信号も、送信ケーブル816に沿って伝達される。金属ワイヤー809は、センサーガイド構造の正面部分の柔軟性を高めるために、部分804の開始部でかなり細くなっている。部分804の末端部、および部分805の全体で、センサーガイド構造801を血管内前方に押しやすくするために、金属ワイヤー809はより太くなっている。部分806において、金属ワイヤー809は、扱いやすくするためにできるだけ粗くなっており、またその中にケーブル816が例えば接着剤で取り付けられたスロット820を備えることができる。
【０１３８】
図13に図示したようなガイドワイヤー201の使用について、図14に概略的に示す。ガイドワイヤー201は、患者225の大腿動脈に挿入される。体内のガイドワイヤー201およびセンサー214の位置は、点線で図示している。ガイドワイヤー201、さらに具体的には、その電気的送信ケーブル211は、ワニ口クリップ型のコネクターまたはその他の任意の既知のコネクターなど適切な任意のコネクター要素またはサブシステム（図示せず）を使用して、ケーブル211に接続されたワイヤー226を経由して制御ユニット222にも連結される。ワイヤー226は、ガイドワイヤー201の取り扱いが容易になるように、できるだけ短くすることが望ましい。制御ユニット222が、ケーブル211に適切なコネクターを経由して直接取り付けられるように、ワイヤー226は省略することが望ましい。制御ユニット222は、ワイヤー226、ガイドワイヤー201のケーブル211、およびセンサー214を含む回路に電圧を供給する。さらに、測定した生理学的変数を表す信号がセンサー214からケーブル211を経由して制御ユニット222に転送される。ガイドワイヤー201を導入する方法は、当業者には周知である。
【０１３９】
制御ユニット222から、センサー214で測定された遠位圧力を表す信号が、一つまたは複数のモニター装置に送信されるが、ANSI/AAMI BP22-1994を使用して、無線通信または有線接続のいずれかの手段で使用することが望ましい。この情報は、図1Bの受信機129および130など、一つまたは複数の無線圧力受信機に伝送されうる。
【０１４０】
制御ユニットによりセンサーに供給される電圧は、ACまたはDCの電圧としうる。一般的に、AC電圧をかける場合には、センサーは一般的に、調べる対象の物理的パラメータに対する感応性があるよう選択されたセンサーを駆動するために、AC電圧をDC電圧に変換する整流器を含む回路に接続される。
【０１４１】
図15は、医療装置またはプローブを使用するよう構成されたデータ収集システム850を図示するもので、これは、体内からの生理学的条件または画像データをモニタリング、分析、および／または表示するための圧力または撮像構成要素またはサブシステムを含みうる。生理学的条件は、FFR、OCT画像データ、血圧、および図1A〜1Cのプローブまたはシステムを使用して収集したその他のデータを含みうる。
【０１４２】
データ収集システム850は、生体内で測定した生理学的（またはその他の）変数を表す無線信号を受信するよう構成された圧力ワイヤー受信機ユニット852、少なくとも一つの大動脈圧インターフェースユニット（図示せず）から、インターフェースユニットを識別するために必要なインターフェース識別情報を含む無線信号、および測定した大動脈圧を表す情報を受信するよう構成された大動脈圧受信機ユニット853を含みうる。システム850は、血圧に関連したパラメータを計算するよう構成された信号処理要素またはサブシステム854を含みうる。
【０１４３】
システム850は、選択可能な大動脈圧インターフェースユニット、圧力ワイヤーインターフェースユニット、および血圧に関連したパラメータに関連する情報、FFR値、およびOCT生成画像を表示し、ユーザー入力を受信するよう構成されたタッチスクリーン855も含みうる。さらに、システム850および識別ユニット856は、受信したインターフェース識別情報に基づき、インターフェースユニットを識別するよう構成でき、また提示ユニット857は、タッチスクリーン855上に、識別ユニット856により識別されたインターフェースユニットを提示するよう構成される。さらに、システム850は、提示されたインターフェースユニットのうち一つを選択するよう構成された選択ユニット858を含みうる。一実施形態において、大動脈圧受信機ユニット853は、選択した大動脈圧インターフェースユニットからの大動脈圧情報を受信するよう構成される。タッチスクリーン855は、図1A〜1Cに示す実施形態における部屋およびデータ収集プローブ間で選択するのに適したグラフィックユーザーインタフェースを含みうる。
【０１４４】
別の発明の実施形態によれば、図15で点線で示した要素により図示した通り、プローブ850はさらに、識別されたインターフェースユニットを保存された組のインターフェースユニットのアイデンティティと一致させるよう構成されたマッチングユニット859を含みうるが、ここで提示ユニット857は、タッチスクリーン855上に一致項目のあるインターフェースユニットを提示するよう構成されている。一実施形態において、選択ユニット858による選択は、タッチスクリーン上でのユーザー入力855に対応してなされる。圧力プローブまたは圧力データ受信機は、データを送信するよう構成された関連するインターフェースユニットを有しうる。インターフェースユニットは、OCT、圧力、超音波、制御信号、またはその他のデータなど、特定タイプのデータを伝送するよう構成されたプローブインターフェースユニットまたはインターフェースまたは装置としうる。
【０１４５】
別の実施形態において、選択ユニット858による選択は、あらかじめ定めた選択ルールに従い自動的に行われる。あらかじめ定めた選択ルールは、受信した無線信号に関連したパラメータを含みうる。例えば、あらかじめ定めた選択ルールは、信号強度または光ビームパラメータを含みうる。従って、選択ユニットによる選択は、最高の信号／雑音比を有する無線信号を生成したインターフェースユニットを選択することにより行われうる。選択ルールは、どの処置室で患者がOCT引き戻しおよび画像データ収集の準備ができているかを示すトリガー信号の受信とすることもできる。
【０１４６】
一実施形態において、大動脈圧受信機ユニット853は、選択した大動脈圧インターフェースユニットに関連する校正データを受信するよう構成される。一実施形態によれば、圧力ワイヤー受信機ユニット852および／または大動脈圧受信機ユニット853は取り外し可能である。一実施形態において、圧力ワイヤー受信機ユニットは、USB接続を経由して装置に接続可能である。一実施形態において、大動脈圧受信機ユニット853は、USB接続または無線接続を経由して装置850に接続可能である。
【０１４７】
さらなる態様によれば、本発明は、生体内での血圧に関連した生理学的条件のモニタリング、分析および表示のための医療システムに関するもので、システムは、プローブを含むが、これは圧力または撮像プローブを含みうる。発明の一実施形態によれば、図16に例示した通り、生理学的条件またはその他のデータのモニタリング、分析および表示のためのシステムは、ディスプレイを含む。図示した通り、図16のディスプレイは、固定または移動可能としうる。ユーザーインタフェースおよび様々な入力が、図示した通りディスプレイ装置に含まれる。一実施形態において、スクリーンはタッチスクリーンである。様々なデータ供給または生理学的条件またはその他のデータA、B、およびCの発生源が示されている。これらは、図1A〜1Cに図示したようなデータ収集システムにより生成されたか、または生成されたデータの処理から結果的に生じた任意のデータとしうる。
【０１４８】
次に、図17は、患者Pを左側に、リモートサーバーまたはデータ収集Sまたは処理システムを右側に示す。患者Pは、血圧、酸素レベル、およびその他など局所データを収集する様々なモニターまたは受信機（一般にM）に接続され、収集したその局所データを一つまたは複数の装置に、有線接続、無線またはその他の接続を有するネットワーク装置Nを使用して中継することができる。このデータは、OCTまたはその他のカテーテルベースの処置中に収集できる。次に、一度このデータが取り込まれると、ディスプレイまたはリモートサーバーまたは図示した処理システムSに無線で中継できる。グラフィックユーザーインタフェース（GUI）を有する手持ち式の装置またはタッチスクリーンモニターを使用して、システムの制御またはそこからのデータの収集ができる。
【０１４９】
発明の一実施形態は、測定した大動脈圧を表す情報を受信し、インターフェースユニットを識別するために必要なインターフェース識別情報を含む無線信号、および測定した大動脈圧を表す情報を伝送するよう構成された一つの大動脈圧インターフェースユニットを含みうる。
【０１５０】
発明の一実施形態は、ノードおよびリンクの光−電気混合ネットワークができるように、電気的および光学的な入力および出力を有する要素のネットワークに関する。一実施形態において、主要なOCT構成要素および／または二次的なOCT構成要素のいずれかを含む二つのノード間のリンクは、干渉計のサンプルアームまたは参照アームなど干渉計のアームまたはその一部分を含む。
【０１５１】
本発明の態様、実施形態、機能、および例は、あらゆる点で例示的なものと考えられるべきであり、本発明を限定することは意図されず、その範囲は請求項によって定義される。その他の実施形態、変形、および用法は、請求した発明の精神および範囲を逸脱することなく、当業者にとって明らかである。
【０１５２】
出願の見出しとセクションの使用は、本発明を制限することを意図するものでなく、各セクションは、本発明のいずれの態様、実施形態、または機能にも適用できる。
【０１５３】
本出願全体を通して、構成物が特定の構成要素を有する、含む、または備えるものとして記述されている場合、またはプロセスが特定のプロセスのステップを有する、含む、または備えるものとして記述されている場合、本教示の構成物も、列挙された構成要素から基本的に構成されるか、または構成されると企図され、本教示のプロセスも列挙されたプロセスのステップから、本質的に構成されるか、または構成されると企図される。
【０１５４】
本出願で、素子または構成要素が列挙された素子または構成要素のリストに含まれるおよび／または同リストから選択されると記述されている場合、当然のことながら、素子または構成要素は列挙された素子または構成要素のいずれの一つであるか、または列挙された素子または構成要素の二つ以上から成るグループから選択され得る。さらに、当然のことながら、本明細書に記述の素子および／または構成物、装置、または方法の機能は、本明細書での明示または暗示にかかわらず、本教示の精神と範囲を逸脱することなくさまざまな方法で組み合わせることができる。
【０１５５】
「含む（include、includes、including）」、「持つ（有する）（have、has、having）」という用語は、特に別段の記載がない限り、制約のない非制限的なものとして一般に理解される。
【０１５６】
特に別段の記載がない限り、本明細書における単数形の使用には複数形を含む（その逆も同様）。さらに、文脈から明らかにそうでないと分かる場合を除いて、単数を表す「一つの（a、an）」および「その（the）」は、複数形を含む。さらに、定量値の前に「約（about）」という用語が使用されている場合、本教示では、特に別段の記載がない限り、その特定の定量値自体も含む。
【０１５７】
当然のことながら、ステップの順序または特定の動作の実施の順序は、本教示が実施可能である限り、重要ではない。さらに、二つ以上のステップまたは動作は同時に行い得る。
【０１５８】
値の範囲またはリストが提供されている場合、値のその範囲またはリストの上限および下限の間の各介在値は、個別に企図され、各値が具体的に本明細書に列挙されているかのように、本発明中に包含される。さらに、特定の範囲の上限と下限の間およびこれを含むより小さな範囲が企図され、本発明内に包含される。例示的値または範囲のリストは、特定の範囲の上限と下限の間およびこれを含む他の値または範囲を除外するものではない。
【０１５９】
光放射および電磁放射という用語は、本明細書では各用語が、電磁スペクトルのすべての波長（および周波数）の範囲および個別の波長（および周波数）を含むように、互換的に使用される。同様に、デバイスおよび装置という用語も、互換的に使用される。部分的に、発明の実施形態は、限定されないものの、電磁放射およびその構成要素の発生源；そうした発生源を含むシステム、サブシステム、および装置；上記の一部として使用されるか、またはそれと通信する機械的、光学的、電気的およびその他の適切な装置；および上記のそれぞれに関連する方法に関するか、またはそれらを含む。従って、電磁放射の発生源は、一つまたは複数の波長または周波数の光を放出、再放出、伝送、放射またはその他の方法で生成する任意の装置、物質、システム、または装置の組み合わせを含みうる。
【０１６０】
電磁放射の発生源の一例はレーザーである。レーザーは、放射線の誘導放出のプロセスにより光を生成または増幅する装置またはシステムである。レーザー設計のタイプおよびそれにおける変形は、あまりにも広範にわたるため詳述できず、発展を続けているものの、本発明の実施形態での使用に適したレーザーの一部の非限定的な例は、可変波長レーザー（掃引光源レーザーということもある）、超光発光ダイオード、レーザーダイオード、半導体レーザー、モードロックレーザー、ガスレーザー、ファイバーレーザー、固体レーザー、導波管レーザー、レーザー増幅器（光増幅器ということもある）、レーザー発振器、および増幅自発放射レーザー（無反射鏡レーザーまたは超放射レーザーということもある）を含みうる。
【０１６１】
（多モードの方法および装置のための非限定的なソフトウェア実施形態）
本発明は、多くの異なる形式で具体化でき、これにはプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、または汎用コンピュータ）とともに使用するコンピュータプログラム論理、プログラム可能論理デバイス（例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（FPGA）または他のPLD）とともに使用するプログラム可能論理、個別部品、統合回路（例えば、特定用途向け集積回路（ASIC））、またはその任意の組み合わせを含む他の手段が含まれるが、これに限定されない。本発明の一実施形態では、OCTプローブ、超音波プローブ、FFR装置、またはその他のデータ収集モダリティを使用して収集されたデータの処理の一部またはすべては、コンピュータ実行可能形式に変換された一連のコンピュータプログラム命令として実施され、コンピュータ可読媒体などに記憶され、オペレーティングシステムの制御下でマイクロプロセッサによって実行される。所定の構成要素、システム、サブシステム、または装置の構成要素の制御および操作も、コンピュータを使用してそのように制御または操作できる。一実施形態において、光、高周波、電気的およびその他の信号またはその他のデータは、一つまたは複数のモダリティからのデータの収集、データ収集またはその他のクロッキング事象の誘発、データ収集の同期化、異なる部屋など一つまたは複数の位置間でのデータの送信、および上述したその他の機能および実施形態に適した、プロセッサ認識可能な命令に変換される。
【０１６２】
本明細書に上述された機能のすべてまたは一部を実施するコンピュータプログラム論理は、ソースコード形式、コンピュータ実行可能形式、およびさまざまな中間形式（例えば、アセンブラ、コンパイラ、リンカー、またはロケーターによって生成される形式）を含むがこれに限定されないさまざまな形式で具体化され得る。ソースコードは、さまざまなオペレーティングシステムまたは動作環境で使用するための、さまざまなプログラミング言語（例えば、オブジェクトコード、アセンブリ言語、またはFortran、C、C++、JAVA、またはHTMLなどの高レベル言語）で実行される一連のコンピュータプログラム命令を含む。ソースコードは、さまざまな構造および通信メッセージを定義および使用する場合がある。ソースコードは、（例えば、解釈プログラムを介した）コンピュータ実行可能形式であるか、またはソースコードはコンピュータ実行可能形式に変換（例えば翻訳プログラム、アセンブラ、またはコンパイラを介して変換）され得る。
【０１６３】
コンピュータプログラムは、半導体メモリ装置（例えばRAM、ROM、PROM、EEPROM、フラッシュプログラム可能RAM）、磁気メモリ装置（例えば、ディスクまたは固定ディスク）、光学メモリ装置（例えばCD-ROM）、PCカード（例えばPCMCIAカード）、または他のメモリ装置などの有形記憶媒体中に、任意の形式（例えば、ソースコード形式、コンピュータ実行可能形式、または中間形式）で恒久的または一時的に固定され得る。コンピュータプログラムは、アナログ技術、デジタル技術、光技術、無線技術、ネットワーキング技術、インターネットワーキング技術を含むがこれに限定されないさまざまな通信技術のいずれかのものを使用して、コンピュータに伝送できる信号のいずれかの形式に固定され得る。コンピュータプログラムは、付随する印刷または電子文書の付いたリムーバブル記憶媒体（例えば、市販ソフトウェア）として任意の形式で配布されるか、コンピュータシステム（例えば、システムROMまたは固定ディスク）に事前ロードされるか、ネットワークを介して配布され得る。
【０１６４】
プログラム可能論理は、半導体メモリ装置（例えばRAM、ROM、PROM、EEPROM、フラッシュプログラム可能RAM）、磁気メモリ装置（例えば、ディスクまたは固定ディスク）、光学メモリ装置（例えばCD-ROM）、または他のメモリ装置などの有形記憶媒体中に、恒久的または一時的に固定され得る。プログラム可能論理は、アナログ技術、デジタル技術、光技術、無線技術（例えば、Bluetooth）、ネットワーキング技術、インターネットワーキング技術を含むがこれに限定されないさまざまな通信技術の任意のものを使用して、コンピュータに伝送できる信号に固定され得る。プログラム可能論理は、付随する印刷または電子文書の付いたリムーバブル記憶媒体（例えば、市販ソフトウェア）として配布されるか、コンピュータシステム（例えば、システムROMまたは固定ディスク）に事前ロードされるか、サーバーまたは電子掲示板から通信システム（例えば、インターネットまたはワールド・ワイド・ウェブ（WWW））で配布され得る。
【０１６５】
適切な処理モジュールのさまざまな例を、以下にさらに詳細に考察する。本明細書で使用される場合、モジュールとは、特定のデータ処理またはデータ伝送タスクを実行するのに適したソフトウェア、ハードウェア、またはファームウェアを指す。一般的に、好ましい実施形態では、モジュールとは、命令、またはOCTスキャンデータ、超音波データ、FFRデータ、干渉計信号データ、クロック、高周波データ、および他の関心の情報またはデータなどのさまざまなタイプのデータを受信、変換、登録、共に登録、ルーティングおよび処理するのに適したソフトウェアルーチン、プログラム、または他のメモリ常駐アプリケーションを指す。
【０１６６】
本明細書に記述のサーバー、コンピュータおよびコンピュータシステムは、データの取得、処理、記憶および／または通信に使用されるソフトウェアアプリケーションを記憶するためのメモリなど、動作上関連するコンピュータ可読媒体を含み得る。当然のことながら、このようなメモリは、動作上関連するコンピュータまたはコンピュータシステムに関して内部、外部、遠隔またはローカルであり得る。
【０１６７】
メモリは、例えば、ハードディスク、光ディスク、フロッピーディスク、DVD（デジタル多用途ディスク）、CD（コンパクトディスク）、メモリスティック、フラッシュメモリ、ROM（読み取り専用メモリ）、RAM（ランダムアクセスメモリ）、DRAM（ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ）、PROM（プログラム可能ROM）、EEPROM（拡張消去可能PROM）、および／または他の同様のコンピュータ可読媒体を含むがこれに限定されない、ソフトウェアまたは他の命令を記憶するためのすべての手段も含む。
【０１６８】
一般的に、本明細書に記述の発明の実施形態に関連して適用されるコンピュータ可読メモリ媒体は、プログラム可能装置によって実行される命令を記憶できるメモリ媒体を含み得る。必要に応じて、本明細書に記述の方法のステップは、コンピュータ可読メモリ媒体上に記憶された命令として具体化または実行され得る。
【０１６９】
当然のことながら、本発明の図および説明は、本発明を明確に理解するために関連する要素を説明するために簡略化されており、明確にするために他の要素を除去している。しかしながら、当業者であれば、これらおよび他の要素が望ましい場合があることを認識する。ただし、このような要素は当技術分野ではよく知られており、それらが本発明の理解を助けることはないため、このような要素の考察は本明細書では提供されていない。当然ながら、図は例示する目的で示されており、組み立て図として示されているわけではない。省略された詳細および変更または代替的実施形態は、当業者の範囲内にある。
【０１７０】
本発明の特定の態様では、要素または構造を提供するために、または特定の機能を実施するために、単一構成要素を複数構成要素で置き換えることができ、複数構成要素を単一構成要素で置き換えることができる。本発明の特定の実施形態を実践するためにこのような置換が有効でない場合を除いて、このような置換は本発明の範囲内であると見なされる。
【０１７１】
本明細書に示された例は、本発明の潜在的および特定の実施を説明するためのものである。当然のことながら、例は主に、当業者に対する本発明の説明を目的としている。本明細書に記述されたこれらの図または操作には、本発明の精神を逸脱することなく変形が存在し得る。例えば、特定の例では、方法のステップまたは操作は、異なる順序で実施または実行でき、または操作を追加、削除、または変更し得る。
【０１７２】
さらに、本発明の特定の実施形態は、本発明を説明する目的で本明細書に記述されており、これを限定する目的で記述されているわけではない一方、当業者であれば、請求項に記述されている通りに本発明から逸脱することなく、本発明の原理および範囲内で、要素、ステップ、構造、および／または部品の詳細、材料および配置の多くの変形を作ることができることが理解される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に、薬物療法および診断の分野での使用に適した装置および方法、さらに具体的には、心臓学に関連した一つまたは複数のデータ収集モードに対応した装置および方法に関する。
【０００２】
（関連出願の相互参照）
本出願は、米国特許仮出願第61/491,701号（2011年5月31日出願）、および米国特許仮出願第61/555,663号（2011年11月4日出願）についての優先権およびその利益を主張し、その開示は、参照により全体が本明細書に取り込まれる。
【背景技術】
【０００３】
インターベンショナル心臓専門医は、カテーテル法処置において、治療を計画、誘導、および評価するために、様々な診断ツールを取り入れる。これらのツールには一般的に、光コヒーレンス断層撮影（OCT）、血管内超音波（IVUS）、冠血流予備量比（FFR）、および血管造影法が含まれる。血管内OCT、IVUS、およびFFRは、光学的、超音波、および圧力のデータをそれぞれ血管内から、または対象サンプルに関連して収集する、侵襲的なカテーテルベースのシステムである。血管造影法は、放射線不透過造影剤の注入時にデータを身体外部から収集する非侵襲的なX線撮像方法である。
【０００４】
初期のOCT、IVUS、およびFFRシステムは一般に、単一目的であり、三つのモダリティのうち一つだけを組み込んだものであった。それぞれの独立したシステムが一般的に携帯型カートとして構成されていた。複数のモダリティを介入処置中に使用する場合、このアプローチには、カテーテル検査室内の乱雑さが増し、時間のかかるセットアップ手順を必要とするという著しい不利益があった。ごく最近になって、診断システムは、IVUSとFFRまたはOCTとFFRを同一コンソール上に組み込むようになり始めた。制御装置およびカテーテルインターフェース装置が処置室内に位置し、一方でデータ取得装置は離れて制御室に位置する「統合型」IVUSおよびFFRシステムも開発されてきた。こうしたデュアルモダリティの統合型システムにより、乱雑さが低減され、診断設備の合計コストが低減される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
残念ながら、既存の統合型IVUSおよびFFR診断システムには、その有用性を低下させる様々な欠点が存在する。一つの欠点は、既存の統合型IVUSおよびFFRシステムは、OCT撮像を組み込んでいないということである。OCTでは、IVUSと比較して画像解像度の大幅な改善がなされる。OCTではまた、プラークの特性付け、定量的病変測定、血栓検出、ステントの不完全密着およびエッジ切開の可視化、ならびに移植後のステント適用範囲の評価をより正確に行うことが可能となる。
【０００６】
第二の欠点は、既存の統合システムは、各処置室に対応する専用のデータ取得および処理装置セットを必要とすることである。これは、複数の処置室への診断システムの装備に関連した資本コストを増大させ、医療費の増加につながる。OCT撮像で要求される光学的および電子的ハードウェアはIVUS撮像で要求されるものより著しく高価であるため、この欠点はIVUSシステムよりもOCTシステムでさらに顕著である。
【０００７】
従って、これらの欠点に対処する多モード式システムおよび関連する装置に対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、インターベンショナル心臓学およびその他の診断分野で使用するための多モード診断システムに関する。一実施形態において、多モードまたは複数モードは、複数のデータ収集モダリティを意味する。本発明の一つの態様は、単一システムでの光コヒーレンス断層撮影（OCT）、血管内超音波（IVUS）、冠血流予備量比（FFR）、およびX線血管造影法測定のうち少なくとも二つのモダリティを単一システムに組み込んだシステムである。患者インターフェースユニット（PIU）は、一つまたは複数のカテーテルに接続して、OCTおよびIVUS撮像データを収集できる。有線または無線の圧力モニターおよび受信機を使用して、FFRデータ収集も実施できる。一実施形態において、血管造影X線画像は、コンピュータまたはネットワークを使用して収集、保存、および／またはルーティングすることもできる。こうした血管造影画像は、多モード式システムを使用して取得したOCTおよびIVUS画像と共に登録できる。
【０００９】
システムモジュールは、主制御室、複数のサテライト制御室、複数の処置室間または、被験者または患者の位置または被験者または患者が処置中に配置されているサポートなど、同一室内でありながらも、共通の参照点から離れた場所に配置できる。一実施形態において、処置室は、例えばカテーテル検査室（またはカテ室）でありうる。このように、使いやすさが向上しつつ、ハードウェアのコストが低減される。一実施形態において、OCTプローブまたはIVUSプローブまたはFFRプローブなどのプローブが、患者内の対象サンプルを測定するために処置室内で使用される。所定の多モード式システムの運用を促進するために、様々なネットワークトポロジー、ケーブル配置、およびデータルーティング技術を使用できる。
【００１０】
一態様において、本発明は、サポート上に配置された患者に関するデータを取得するためのデータ収集システムに関する。システムは、光学放射線源を含む撮像エンジン；長さL1の第一の光ファイバーを含む参照アームおよび長さL2の第二の光ファイバーを含むサンプルアームを含む干渉計；データ収集用プローブと適合するよう構成された患者インターフェースユニットであって、その患者インターフェースユニットがサンプルアームと光通信する患者インターフェースユニット；データ収集用プローブを使用して収集された光コヒーレンス断層撮影データを使用して生成された画像を表示するよう構成されたディスプレイであって、前記撮像エンジンがサポートから遠隔的に位置するディスプレイとを含むが、ここでこの患者インターフェースユニットおよびディスプレイはサポートに対して近位に位置する。
【００１１】
一実施形態において、L2は約5メートルよりも大きい。一実施形態において、システムは、患者インターフェースユニットと光通信ドックを含む。一実施形態において、システムはさらに、保護鞘を含むが、ここで撮像エンジンとドックとの間の参照アームの部分およびサンプルアームの部分は、各部分が実質的に類似した環境条件にさらされるよう、保護鞘内に少なくとも部分的に配置されている。一実施形態において、前記参照アームの第一の部分および前記サンプルアームの第一の部分は、少なくとも部分的にドック内に配置される。一実施形態において、ドックは患者インターフェースユニットを収容し保持するよう構成される。一実施形態において、ドックはデータ収集用プローブからの無線データを受信するよう構成され、またさらに、タッチスクリーンを含むユーザーインタフェース装置、データ収集用プローブと圧力トランスデューサベースの装置との間で選択するよう構成された選択ユニット、およびグラフィカルユーザーインタフェースを含むが、そのユーザーインタフェース装置は、画像データまたは圧力データに基づくパラメータを使用して生成された画像を表示し、ユーザー入力を受信するよう構成されている。一実施形態において、患者インターフェースユニットは、血管内超音波撮像プローブを収容するよう構成されている。一実施形態において、データ収集用プローブは、光コヒーレンス断層撮影データおよび、超音波データと圧力データの一方または両方を収集するよう構成される。
【００１２】
一実施形態において、システムはさらに、データ収集用プローブを使用して生成された電気的超音波信号を受信し、第二のコンバータに転送するためにその電気的超音波信号を光信号に変換するよう構成された第一のコンバータを含む。一実施形態において、システムはさらに、データ収集用プローブを使用して生成された電気的圧力信号を受信し、その電気的圧力信号を第二のコンバータへ転送するために光信号に変換するよう構成された第一のコンバータを含む。一実施形態において、システムにはさらに、保護鞘中に配置された第三の光ファイバーであって、その第三の光ファイバーがデータ収集用プローブから受信した圧力データまたは超音波データを送信するよう構成されているものが含まれる。一実施形態において、システムはさらに、デジタル通信ファイバーまたは保護鞘内に配置された電線を含む。
【００１３】
一態様において、本発明は、画像データ収集システムに関する。システムは、長さL1の第一の光ファイバーを含む参照アームおよび長さL2の第二の光ファイバーを含むサンプルアームを含む干渉計；および光学断層撮影撮像プローブとの適合するよう構成された第一のロータリーカプラーを含むが、ここでそのロータリーカプラーはサンプルアームと光通信し、またここでL2は約5メートルよりも大きい。
【００１４】
一実施形態において、第一の光ファイバーおよび第二の光ファイバーはどちらも共通の保護鞘内に配置されている。一実施形態において、前記システムはさらに、参照アームの光路の長さを調節するよう構成された光学素子を含み、前記光学素子は参照アームと光通信し、かつ透過型または反射型である。一実施形態において、長さL1とL2および共通の保護鞘内での第一の光ファイバーと第二の光ファイバーの配置は、光学断層撮影撮像プローブにより収集されたデータを使用して生成した画像の劣化を実質的に軽減するよう構成される。一実施形態において、システムはさらに、保護鞘内に配置された導電性のワイヤーを含む。一実施形態において、システムはさらに、超音波データを含む電気信号を受信し、電気信号を光信号に変換するよう構成された電気−光コンバータを含む超音波システムを含む。一実施形態において、超音波システムは、長さL3の第三の光ファイバーを含むが、ここで第三の光ファイバーは、第一の干渉計が位置する第一の位置とロータリーカプラーが位置する第二の位置との間で光信号を伝導するよう構成され、その第三の光ファイバーは、第一の端部および第二の端部を有する。一実施形態において、第一の干渉計は、第一の部屋に設置され、ロータリーカプラーは第二の部屋に設置され、保護鞘の長さは、第二の光ファイバーを介して第一のロータリーカプラーとサンプルアームを光学的に連結する長さである。
【００１５】
一実施形態において、システムはさらに、画像データを収集するよう構成されたサーバーと、ディスプレイおよび一つまたは複数の入力装置を含む携帯型無線制御ステーションとを含むが、ここで、この携帯型制御ステーションは、サーバーおよび光学断層撮影撮像プローブによる画像データ収集のうち少なくとも一つを制御するよう構成されている。一実施形態において、システムはさらに、サーキュレータ、および参照アームおよびサーキュレータと光通信する反射型または透過型の可変光路長ミラーを含む。一実施形態において、システムはさらに、ファイバーブラッググレーティングおよび光検出器を含むが、ここで参照アームはファイバーブラッググレーティングおよび光検出器と光通信する。一実施形態において、光検出器は、ファイバーブラッググレーティングから受信した波長に対応して、超音波データ収集およびOCTデータ収集を同期化させるためのパルスを送信するよう構成されている。一実施形態において、共通の保護鞘は約5メートルより大きい長さを有する。一実施形態において、サーバーは、二つのチャンネルを有するデータ取得装置を含み、ここで一つのチャンネルは、可変周波数外部クロックに従いデータを取得するよう構成される。
【００１６】
一実施形態において、システムはさらに、一つまたは複数のスイッチと、サーバーと、一つまたは複数のインターフェースシステムとを含み、各インターフェースシステムがそれぞれのスイッチと通信し、各インターフェースシステムが光コヒーレンス断層撮影プローブ、圧力ワイヤーまたは超音波プローブと適合するよう構成されるが、ここで前記サーバーは、各インターフェースシステムからデータを収集するよう構成される。一実施形態において、システムはさらに、第一、第二および第三のアームを有する光カプラーであって、光カプラーの第一のアームが、一つまたは複数のスイッチと光通信する光カプラー；光カプラーの第二のアームと光通信するミラー；第一、第二および第三のポートを有するサーキュレータであって、第一のポートが光カプラーと光通信し、第二のポートがファイバーブラッググレーティングと光通信し、第三のポートが光検出器と光通信するサーキュレータを含み、ここで前記光検出器は、一つまたは複数のスイッチからの光信号内に一定の波長が発生した時、トリガー信号を生成する。
【００１７】
一実施形態において、システムはさらに、タッチスクリーンを含むユーザーインタフェース装置、光学断層撮影撮像プローブと圧力トランスデューサベースの装置との間で選択するように構成された選択ユニット、およびグラフィカルユーザーインタフェース、画像データまたは圧力データに基づくパラメータを使用して生成された画像を表示してユーザー入力を受信するユーザーインタフェース装置を含む。一実施形態において、ユーザーインタフェース装置は、光学断層撮影撮像プローブからデータを受信するよう構成されたサーバーと電気通信または光通信する携帯端末の構成要素である。一実施形態において、各インターフェースシステムは、インターフェースドックおよびインターフェースユニットを含み、ここでインターフェースドックはインターフェースユニットとサーバーとの間で光−電気的インターフェースを提供する。一実施形態において、システムはさらに、参照アームと光通信する可変光路長空隙を含む。一実施形態において、システムはさらに、第三の光ファイバーの第一の端部と光通信する第一の波長分割多重フィルター、および第三の光ファイバーの第二の端部と光通信する第二の波長分割多重フィルターを含む。一実施形態において、第一の光ファイバー、第二の光ファイバー、および第三の光ファイバーおよび強度部材はすべて共通の保護鞘内に配置される。
【００１８】
一態様において、本発明は、血管内データ収集システムに関する。システムは、光コヒーレンス断層撮影プローブにより発生した信号または超音波トランスデューサにより発生した信号のうち少なくとも一つを受信する一つまたは複数の入力を有するデジタイザを含むコンピュータ；光源を含む撮像エンジン；ロータリーカプラーを含む患者インターフェースユニット；圧力ワイヤーデータを受信するよう構成された第一の無線圧力データ受信機；参照光学素子を含む患者インターフェースドック；および長さL1の第一の光ファイバーを含むサンプルアームおよび長さL2の第二の光ファイバーを含む参照アームを含む干渉計とを含むが、ここでそのロータリーカプラーはサンプルアームと光通信し、また参照光学素子は参照アームと光通信し、また光源はサンプルアームと光通信する。一実施形態において、第一の光ファイバーおよび第二の光ファイバーはどちらも共通の保護鞘内に配置されている。一実施形態において、L2は約5メートルよりも大きい。一実施形態において、前記システムはさらに、参照アーム光路の長さを調節するよう構成された光学素子を含むが、で前記光学素子は参照アームと光通信し、かつ透過型または反射型である。
【００１９】
一実施形態において、システムはさらに、参照アームと光通信する可変光路長空隙を含む。一実施形態において、システムはさらに、タッチスクリーンを含むユーザーインタフェース装置、サンプルアームを使用して収集した画像データを選択するよう構成された選択ユニット、およびグラフィカルユーザーインタフェースを含み、そのユーザーインタフェース装置は画像データを使用して生成された画像、圧力ワイヤーデータを使用して生成された一つまたは複数のFFR値を表示し、ユーザー入力を受信するよう構成される。一実施形態において、システムはさらに、大動脈圧データを受信するよう構成された第二の無線圧力データ受信機を含む。一実施形態において、システムはさらに、インターフェースユニットを保存されたインターフェースユニットのアイデンティティと一致させるよう構成されたマッチングユニットを含み、ここでインターフェースユニットは、圧力ワイヤーデータを第一の圧力データ受信機に無線で中継するよう構成される。一実施形態において、システムはさらに、受信した制御信号または選択規則に応じて、一つまたは複数のOCT処置室または一つまたは複数のインターフェースユニットの間で選択するよう構成された選択ユニットを含む。
【００２０】
一態様において、本発明は、血管造影画像データを血管内光断層撮影データと共に登録するための方法に関する。方法は、カテーテル検査室内に患者を位置付けるよう構成されたサポートの近位に血管造影システムを提供すること；光学放射線源を含む撮像エンジンを含む血管内光断層撮影システムを提供すること；長さL1の第一の光ファイバーを含む参照アームおよび長さL2の第二の光ファイバーを含むサンプルアームを含む干渉計；光学断層撮影撮像プローブと適合する患者インターフェースユニットであって、その患者インターフェースユニットがサンプルアームと光通信するもの；光学断層撮影撮像プローブからの画像データを受信及び処理し、画像を生成するよう構成されたコンピュータ；画像を表示するためのモニターと（ここで撮像エンジンおよびコンピュータが、サポートおよび患者インターフェースユニットから離れた位置にあり、モニターがサポートの近位に位置する）；患者内に位置する血管に関して血管造影データおよび血管内光断層撮影データを同時に収集すること；および血管造影データおよび血管内光断層撮影データを共に登録することを含む。
【００２１】
一実施形態において、方法はさらに、血管造影データを血管造影システムから血管内光断層撮影システムに送信することを含む。一実施形態において、方法はさらに、血管内光断層撮影データを血管内光断層撮影システムから血管造影システムに送信することを含む。一実施形態において、血管内光断層撮影データおよび血管造影データは、共に登録されるための第三のシステムに伝達される。
【００２２】
一態様において、本発明は、第一の検査室内にある第一のサポート上に配置された第一の患者についての第一の組の画像および第二の検査室内にある第二のサポート上に配置された第二の患者についての第二の組の画像を取得するための画像データ収集システムに関する。システムは、光学放射線源を含む撮像エンジン；長さL1の第一の光ファイバーを含む第一の参照アーム；長さL2の第二の光ファイバーを含む第一のサンプルアーム；長さL3の第三の光ファイバーを含む第二の参照アーム；長さL4の第四の光ファイバーを含む第二のサンプルアーム；撮像エンジンからの光学放射を第一の参照アームおよび第一のサンプルアームまたは第二の参照アームおよび第二のサンプルアームのうち一つに配向する光スイッチ；第一の参照アームおよび第一のサンプルアームは、撮像エンジンおよび第一の検査室内の第一の患者インターフェースユニットと光学的に通信状態にあり；第二の参照アームおよび第二のサンプルアームは、撮像エンジンおよび第二の検査室内にある第二の患者インターフェースユニットと光通信し；第一および第二のサンプルアームからの画像データを受信及び処理し、第一の組の画像および第二の組の画像を生成するよう構成されたコンピュータ；第一の組の画像を第一の検査室に表示するための第一のモニター；第二の組の画像を第二の検査室に表示するための第二のモニターとを含み；撮像エンジンおよびコンピュータは、第一のサポートおよび第二のサポートから離れて位置し、第一の患者インターフェースユニットおよび第一のモニターは、第一のサポートの近位に位置し、および第二の患者インターフェースユニットおよび第二のモニターはサポートの近位に位置する。
【００２３】
一態様において、本発明は、画像データ収集システムに関する。システムは、第一の光路を画定する干渉計のサンプルアームの部分（ここで第一の光路の一端が、データ収集用プローブからの光コヒーレンスデータを受信するように構成されている）；電気的超音波データを受信し、電気的超音波データを光信号に変換するよう構成された第一のコンバータ；第二の光路を画定する光学素子であって、その光学素子が第一のコンバータと光通信し、また光信号を第二のコンバータに転送するよう構成されたものとを含む患者インターフェースシステムを含む。
【００２４】
一実施形態において、システムはさらに、ハウジングを含む患者インターフェースユニットドック（干渉計のサンプルアームの部分、第一のコンバータ、および光学素子は少なくとも部分的にハウジング内に配置されている）；干渉計のサンプルアームおよびデータ収集用プローブと光通信し、それらの間に配置されたカプラーと、データ収集用プローブ内に配置された光ファイバーを回転させるよう構成された駆動モーターと、データ収集用プローブまたは血管内超音波プローブを使用して生成される超音波データを受信するよう構成された受信機とを含む患者インターフェースユニットを含む。一実施形態において、システムはさらに、光源を含む撮像エンジン；光源と光通信する干渉計；および第二のコンバータを含む。一実施形態において、システムはさらに、第二のコンバータと電気通信するデータ取得装置を含むサーバーを含む。
【００２５】
一態様において、本発明は、サポート上に配置された被験者の一部分の光コヒーレンス断層撮影画像を生成する方法に関する。方法は、第一の位置にある光源からの光を干渉計のサンプルアームおよび干渉計の参照アームに送信することと（そのサンプルアームは、第二の位置で終わり、参照アームは第三の位置で終わり、ここで第一の位置および第二の位置の間の距離は約5メートルよりも大きく、その第二の位置は、被験者内部および被験者の部分付近に位置する）；サンプルアームと光通信するデータ収集用プローブで被験者の部分から分散した光を受信すること；サンプルアームと光通信する反射器から分散した光を受信すること；データ収集用プローブから受信した光および反射器から分散された光を組み合わせて干渉データを生成すること；および干渉データに対応して光コヒーレンス断層撮影画像を生成することを含む。
【００２６】
一実施形態において、第三の位置は、患者インターフェースドック内にある。方法はさらに、前記部分に関する超音波データを収集することを含むことができ、その超音波データは第一の電気信号を含む。方法はさらに、第一の電気信号を光信号に変換し、光信号を光ファイバーに沿って第四の位置に送信することも含みうる。方法はさらに、光信号を第二の電気信号に変換することも含みうる。方法はさらに、第二の電気信号を使用して被験者の部分の第二の画像を生成することも含みうる。方法はさらに、光コヒーレンス断層撮影画像および第二の画像を共に登録することも含みうる。
【００２７】
一態様において、本発明は、複数のスイッチを有する撮像エンジン；撮像エンジンと通信するサーバー；および複数のインターフェースシステムを含む多モード撮像システムに関し、各インターフェースシステムは、複数のスイッチのうちそれぞれと通信し；各インターフェースシステムは、OCTおよび超音波プローブとも適合するよう構成され、ここでサーバーは、複数のインターフェースシステムと適合しているOCTプローブおよび超音波プローブからの画像の取り込みおよび処理を制御する。
【００２８】
一態様において、本発明は、画像データ収集装置に関する。装置は、複数のスイッチ；サーバー；および複数のインターフェースシステムを含み、各インターフェースシステムは、複数のスイッチのうちそれぞれ一つと通信し、各インターフェースシステムは、光コヒーレンス断層撮影プローブまたは超音波プローブのうち少なくとも一つと適合するよう構成され、ここでサーバーは、各インターフェースシステムからデータを収集するよう構成される。
【００２９】
一実施形態において、複数のスイッチの各スイッチは、光スイッチである。複数のインターフェースシステムのそれぞれは、それぞれの光ケーブルによってスイッチに接続可能である。複数の光ケーブルのそれぞれの光ケーブルは、複数のインターフェースシステムのそれぞれが異なる部屋に位置するように十分な長さとすることができる。サーバーは、血管造影システムと電子通信しうる。
【００３０】
サーバーは、共に登録した光コヒーレンス断層撮影画像、超音波画像および血管造影画像を表示するよう構成および／またはプログラムできる。撮像エンジンは、マッハ・ツェンダー干渉計（MZI）を含みうる。MZIは、クロック信号を生成するよう構成できる。装置は、マッハ・ツェンダー干渉計と通信する遅延器を含みうる。遅延器は、クロック信号とデジタル化干渉信号との間の整列が確保されるようクロック信号を遅延するよう構成しうる。遅延器は、電子的遅延器または光学的遅延器としうる。一実施形態において、逐次クロック信号の立上りエッジまたは立下りエッジ間の間隔は、光コヒーレンス断層撮影信号の残留分散を補正するためにユーザーが選択した遅延に従って変化する。
【００３１】
各インターフェースシステムは、インターフェースドックおよびインターフェースユニットを含みうる。インターフェースドックは、インターフェースユニット、サーバーおよび撮像エンジン間での光−電気的インターフェースを含みうるか提供しうる。このインターフェースの一部として、コンバータを含めうる。コンバータは、電気信号からの超音波データを光信号に変換するために使用しうる。インターフェースドックは、マイケルソン干渉計の参照アームと光通信する反射ミラーを含みうる。インターフェースドックは、トリガー装置を含みうる。トリガー装置は、第一、第二および第三のアームを有する光カプラーであって、光カプラーの第一のアームが複数のスイッチのどれか一つと光通信するもの；第二のアームと光通信する光カプラーのミラー；およびサーキュレータを含みうる。一実施形態において、サーキュレータは、第一、第二および第三のポートを有し、第一のポートは光カプラーと光通信し、第二のポートはファイバーブラッググレーティングと光通信し、第三のポートは光検出器と光通信する。光検出器は、複数のスイッチのうち一つからの光信号で一定の波長が発生した時に、トリガー信号を生成するよう構成しうる。一実施形態において、トリガー信号が、干渉計のサンプルアームのサンプル光による照射と同調して超音波パルスの生成を開始させる。
【００３２】
サーバーは、二つのチャンネルを有するデータ取得装置または構成要素（デジタイザなど）を含むことができ、少なくとも一つのチャンネルは、可変周波数外部クロックに従いデータを取得するよう構成され；一つのチャンネルは、光コヒーレンス断層撮影データを取得するよう構成され；第二のチャンネルは超音波データを取得するよう構成される。一実施形態において、光コヒーレンス断層撮影チャンネルは、時間的に変換する外部クロック信号に対応してサンプリングされる。一実施形態において、超音波チャンネルは固定クロック信号に対応してサンプリングされる。一実施形態において、超音波チャンネルは、約1〜約0.0625の範囲の係数の光コヒーレンス断層撮影チャンネルの回線速度とは異なる回線速度で取得される。
【００３３】
装置は、第一の光カプラー；光カプラーと光通信する第一のポート、可変光路長ミラーと通信する第二のポート、複数のスイッチの第一のスイッチと光通信する第三のポート、および偏光コントローラと光通信する第四のポートを有する第一の光サーキュレータ；第一の光カプラーと光通信する第一のポート、ミラーと光通信する第二のポート、複数のスイッチのうち第二のスイッチと光通信する第三のポートを有し、第四のポートを有する第二の光サーキュレータ；第一の入力ポートおよび第二の入力ポートを有し、出力端子を有する平衡検波器；および偏光コントローラと光通信する第一のポート、第二のサーキュレータの第四のポートと光通信する第二のポート、平衡検波器の第一の入力ポートと光通信する第三のポートおよび平衡検波器の第二の入力ポートと光通信する第四のポートを有する第二の光カプラーを含むことができる。
【００３４】
装置には、第一の光カプラー；光カプラーと光通信する第一のポート、可変光路長ミラーと通信する第二のポート、複数のスイッチの第一のスイッチと光通信する第三のポート、および偏光コントローラと光通信する第四のポートを有する第一の光サーキュレータ；第一の光カプラーと光通信する第一のポート、ミラーと光通信する第二のポート、複数のスイッチのうち第二のスイッチと光通信する第三のポートを有し、および第四のポートを有する第二の光サーキュレータ；第一の入力ポートおよび第二の入力ポートを有し、出力端子を有する第一の平衡検波器；第一の入力ポートおよび第二の入力ポートを有し、出力端子および第二の光カプラーを有する第二の平衡検波器；第三の光カプラー；第四の光カプラー；第五の光カプラー；および第六の光カプラーを含むことができ；第二の光カプラーは偏光コントローラ、第三の光カプラー、および第五の光カプラーと光通信し、第五の光カプラーは第六の光カプラー光通信し、第六の光カプラーは第二の平衡検波器と光通信し、第三の光カプラーは第一の平衡検波器と光通信し、第四の光カプラーは第三の光カプラーおよび第二の光サーキュレータの第四のポートと光通信する。
【００３５】
装置には、第一の光カプラー；光カプラーと光通信する第一のポート、可変光路長空隙（VPLAG）と通信する第二のポートで、そのVPLAGが複数のスイッチのうち第一のスイッチと光通信するもの、および偏光コントローラと光通信する第三のポートを有する第一の光サーキュレータ；第一の光カプラーと光通信する第一のポート、複数のスイッチのうち第二のスイッチと光通信する第二のポートを有し、第三のポートを有する第二の光サーキュレータ；第一の入力ポートおよび第二の入力ポートを有し、出力端子を有する平衡検波器；および偏光コントローラと光通信する第一のポート、第二のサーキュレータの第三のポートと光通信する第二のポート、平衡検波器の第一の入力ポートと光通信する第三のポートおよび平衡検波器の第二の入力ポートと光通信する第四のポートを有する第二の光カプラーが含まれうる。
【００３６】
装置には、第一の光カプラー；光カプラーと光通信する第一のポート、可変光路長ミラーと通信する第二のポート、複数のスイッチの第一のスイッチと光通信する第三のポート、および偏光コントローラと光通信する第四のポートを有する第一の光サーキュレータ；第一の光カプラーと光通信する第一のポート、ミラーと光通信する第二のポート、複数のスイッチのうち第二のスイッチと光通信する第三のポートを有し、第四のポートを有する第二の光サーキュレータ；第一の入力ポートおよび第二の入力ポートを有し、出力端子を有する平衡検波器；および偏光コントローラと光通信する第一のポート、第二のサーキュレータの第四のポートと光通信する第二のポート、平衡検波器の第一の入力ポートと光通信する第三のポートおよび平衡検波器の第二の入力ポートと光通信する第四のポートを有する第二の光カプラーが含まれうる。
【００３７】
一態様において、本発明は、データ収集システムに関するが、これは長さL1の第一の光ファイバーを含みうる参照アームと、長さL2の第二の光ファイバーを含むサンプルアームを含みうる第一の干渉計を含みうる光コヒーレンス断層撮影システムと（第一の光ファイバーおよび第二の光ファイバーはどちらも共通のケーブル内に配置される）、光学断層撮影撮像プローブと適合するよう構成された第一のロータリーカプラーと（このロータリーカプラーは、サンプルアームと光通信する）を含む。第一の干渉計は、第一の部屋に設置でき、またロータリーカプラーは、第二の部屋に配置し、またケーブルは、第一のロータリーカプラーおよびサンプルアームに長さL2の第二の光ファイバーを介して光学的に接続されるような長さである。長さL1の第一の光ファイバーは、反射ミラーと光通信しうる。追加的な干渉計を第一の干渉計に対して同一または異なる位置で使用しうる。
【００３８】
光コヒーレンス断層撮影システムはさらに、サンプルアームと光通信する第一のポートを有する光スイッチ、および第一のロータリーカプラーと光通信する第二のポートを含みうる。光コヒーレンス断層撮影システムはさらに、サーキュレータおよび参照アームおよびサーキュレータと光通信する反射型または透過型の可変光路長ミラーを含みうる。光コヒーレンス断層撮影システムはさらに、ファイバーブラッググレーティングおよび光検出器を含みうるが、参照アームは、ファイバーブラッググレーティングおよび光検出器と光通信する。一実施形態において、光検出器は、ファイバーブラッググレーティングから受信した波長に対応して、超音波データ収集およびOCTデータ収集を同期化させるためのパルスを送信するよう構成されている。
【００３９】
データ収集システムはさらに、超音波データを含む電気信号を受信し、電気信号を光信号に変換するよう構成された電気−光コンバータを含む超音波システムを含みうる。超音波システムは、光スイッチおよび長さL3の第三の光ファイバーを含みうるが、ここで第三の光ファイバーは、干渉計が配置されている第一の部屋と、ロータリーカプラーが配置されている第二の部屋との間で光信号を伝達する。データ収集システムはさらに、第一のチャンネルおよび第二のチャンネルを有するデジタイザを含みうるが、ここで第一のチャンネルは光コヒーレンス断層撮影システムからの信号を受信し、第二のチャンネルは超音波システムからの信号を受信する。
【００４０】
一実施形態において、光コヒーレンス断層撮影データは、可変周波数クロックに従いデジタル化され、また超音波信号は固定周波数クロックに従いデジタル化される。ドックは、複数のスイッチのうち第一のスイッチと光通信するミラー、および複数のスイッチの第二のスイッチと第二のWDMフィルターの両方と光通信する第一のWDMフィルターを含みうるが、ここで第二のWDMフィルターは、複数のスイッチのうち第二のスイッチと光通信する。データ収集システムは、L1およびL2が約5メートルより大きくなるよう構成しうる。L1およびL2に関連するファイバーは、同一または別の位置としうる。インターフェースドックは、血管内圧力データを受信するための少なくとも一つの無線受信機を含みうる。
【００４１】
一態様において、本発明は、OCT関連の信号、FFR関連の信号、および超音波関連の信号のうち少なくとも一つを受信するための一つまたは複数の入力を有するデジタイザを含む第一の一次的なデータ収集要素；光ファイバーを含むプローブを含む第一の補足的なデータ収集要素；サンプルアームの部分集合を含む第二の補足的なデータ収集要素；第一のリンクおよび第二のリンクによりそれぞれ接続された、中心ノード、第一の補助ノードおよび第二の補助ノードを有する第一のトポロジーを有するネットワークを含む、血管内データ収集システムに関するが、ここで第一の一次的なデータ収集要素が中心ノードに位置し、第一および第二の補足的なデータ収集要素が、それぞれ第一および第二の補助ノードに配置され、ここで補助ノードが中心ノードからの距離D1およびD2に配置されている。各リンクは、共通のエンクロージャ内に配置された光ファイバーおよび導電体を含みうる。少なくとも一つのリンクは、干渉計のアームの一部分を含みうる。少なくとも一つのリンクは、長さL1の第一の光ファイバーを含む参照アーム、および長さL2の第二の光ファイバーを含むサンプルアームを含みうるが、ここで第一の光ファイバーおよび第二の光ファイバーは、どちらも例えば共通のケーブルまたはジャケットまたはその他のカバーなどの保護鞘内に配置される。
【００４２】
本発明は部分的に、OCT、IVUS、または圧力ワイヤーベースの手順などの測定手順の開始プロセスを改善する、入力装置、コントローラおよびインターフェースなどのシステム、方法および装置に関し、誤りを低減しセットアップ時間を短縮するモニタリング装置を構成および設置するための手順を提供する。
【００４３】
本発明は部分的に、望ましい異なる測定ユニットが迅速および簡単に接続および取り外しできるように、測定装置の柔軟性を向上させる入力装置、コントローラおよびインターフェースなどのシステム、方法および装置に関する。こうして、OCTシステム、圧力ワイヤーシステム、その他の撮像および圧力測定モダリティ、およびそれらの組み合わせのためのプラグ・アンド・プレイ構成は、本発明の実施形態である。
【００４４】
本発明は部分的に、ディスプレイスクリーンベースまたはタッチスクリーンベースのインターフェースなどのグラフィカルインターフェースおよびディスプレイ、ならびにモニタリング装置とのユーザーの対話を改善および促進するか、または携帯使用、または部屋、カテーテル室、またはその他の場所に対して離れた位置からの使用を促進するディスプレイ自体に対応した、システム、方法および装置に関する。
【００４５】
一実施形態において、本発明は、血圧など、血管内の圧力に関連した生理学的条件をモニタリング、分析、および表示するための圧力または撮像プローブを含みうるプローブに関する。装置は、生体内で測定された生理学的またはその他の変数を表す無線信号を受信するよう構成された圧力ワイヤー受信機ユニットと、少なくとも一つの大動脈圧インターフェースユニットから、インターフェースユニットを識別するために必要なインターフェース識別情報や測定された大動脈圧を表す情報を含む無線信号を受信するように構成された大動脈圧受信機ユニットと、血圧に関連したパラメータを計算するように構成された信号処理要素またはサブシステムと、選択可能な大動脈圧インターフェースユニットおよび血圧に関連したパラメータに関する情報を表示し、ユーザー入力を受信するよう構成されたタッチスクリーンと、受信したインターフェース識別情報に基づきインターフェースユニットを識別するように構成された識別ユニットと、タッチスクリーン上に、識別ユニットで識別されたインターフェースユニットを提示するよう構成されたプレゼンテーションユニットと、提示されたインターフェースユニットのうちどれか一つを選択するよう構成された選択ユニットとを含み、大動脈圧受信機ユニットは、選択した大動脈圧インターフェースユニットから大動脈圧情報を受信するよう構成される。
【００４６】
別の態様によれば、本発明は、プローブを含む光コヒーレンス断層撮影システムにも関するが、このプローブは、圧力または撮像プローブを含むことができ、ここでシステムは、グラフィカルインターフェースをシステムオペレーターまたはユーザーに提供するよう構成されたディスプレイを含む。さらなる態様によれば、本発明は、プローブの設定のための方法に関する。
【００４７】
本発明は部分的に、プローブを設置、構成または別の方法で設定することに関し、このプローブは、血圧に関連した生理学的条件のモニタリング、分析および表示のための圧力または撮像プローブを含みうる。方法は、少なくとも一つの大動脈圧インターフェースユニットからインターフェースユニットを識別するために必要なインターフェース識別情報を含む無線信号を受信すること；選択可能な大動脈圧インターフェースユニットに関する情報をタッチスクリーン上に表示すること；受信したインターフェース識別情報に基づきインターフェースユニットを識別すること；識別されたインターフェースユニットをタッチスクリーン上に提示すること；提示したインターフェースユニットのどれか一つを選択すること；および選択した大動脈圧インターフェースユニットから大動脈圧情報を受信することを含む。
【００４８】
一実施形態において、方法は、識別されたインターフェースユニットを保存された組のインターフェースユニットのアイデンティティと一致させることと、タッチスクリーン上に、一致項目のあるインターフェースユニットを提示することを含む。一実施形態において、方法は、タッチスクリーン上でのユーザー入力に対応して提示したインターフェースユニットのどれか一つを選択することを含む。一実施形態において、方法は、あらかじめ定めた選択規則に従い自動的に、提示したインターフェースユニットのどれか一つを選択することを含む。一実施形態において、あらかじめ定めた選択ルールの方法は、受信した無線信号に関連したパラメータを含む。一実施形態において、方法には、選択した大動脈圧インターフェースユニットに関連する校正データを受信することを含む。
【００４９】
一実施形態において、本発明は、生理学的条件のモニタリング、分析、および表示のための患者データ収集システムに関する。システムは、生体内で測定された生理学的またはその他の変数を表す無線信号を受信するよう構成された圧力ワイヤー受信機ユニット；少なくとも一つの大動脈圧インターフェースユニットから、インターフェースユニットを識別するために必要なインターフェース識別情報や測定された大動脈圧を表す情報を含む無線信号を受信するように構成された大動脈圧受信機ユニット；血圧に関連したパラメータを計算するように構成された信号処理手段と；選択可能な大動脈圧インターフェースユニットおよび血圧に関連したパラメータに関する情報を表示し、ユーザー入力を受信するよう構成されたタッチスクリーン；受信したインターフェース識別情報に基づきインターフェースユニットを識別するように構成された識別ユニット；タッチスクリーン上に、識別ユニットで識別されたインターフェースユニットを提示するよう構成された提示ユニット；および提示されたインターフェースユニットのうちどれか一つを選択するよう構成された選択ユニットを含み、大動脈圧受信機ユニットは、選択した大動脈圧インターフェースユニットから大動脈圧情報を受信するよう構成される。システムはさらに、識別されたインターフェースユニットを保存された組のインターフェースユニットのアイデンティティと一致させるよう構成されたマッチングユニットを含み、提示ユニットは、タッチスクリーン上に、一致項目のあるインターフェースユニットを提示するように構成されている。選択ユニットによる選択は、タッチスクリーン上でのユーザー入力に対応して行うことができる。選択ユニットによる選択は、あらかじめ定めた選択規則に従い自動的に行われる。あらかじめ定めた選択ルールは、受信した無線信号に関連したパラメータを含む。大動脈圧受信機ユニットは、選択した大動脈圧インターフェースユニットに関連する校正データを受信するよう構成できる。圧力ワイヤー受信機ユニットおよび／または大動脈圧受信機ユニットは着脱可能でありうる。圧力ワイヤー受信機ユニットは、USB接続を介して装置に接続しうる。大動脈圧受信機ユニットは、USB接続を介して装置に接続しうる。
【００５０】
一実施形態において、本発明は、生体内の血圧に関連した生理学的条件のモニタリング、分析および表示のためのシステムに関する。システムは、測定した大動脈圧を表す情報を受信し、インターフェースユニットを識別するために必要なインターフェース識別情報を含む無線信号、および測定した大動脈圧を表す情報を転送するよう構成された少なくとも一つの大動脈圧インターフェースユニットを含む。
【００５１】
一実施形態において、本発明は、プローブを設定する方法に関し、このプローブは、生理学的条件のモニタリング、分析、および表示のための圧力または撮像プローブを含みうる。方法は、少なくとも一つの大動脈圧インターフェースユニットから、インターフェースユニットを識別するために必要なインターフェース識別情報を含む無線信号を受信すること；選択可能な大動脈圧インターフェースユニットに関する情報をタッチスクリーン上に表示すること；受信したインターフェース識別情報に基づきインターフェースユニットを識別すること；識別されたインターフェースユニットをタッチスクリーン上に提示すること；提示したインターフェースユニットのどれか一つを選択すること；選択した大動脈圧インターフェースユニットから大動脈圧情報を受信することを含む。方法はさらに、識別されたインターフェースユニットを保存された組のインターフェースユニットのアイデンティティと一致させることと、タッチスクリーン上に、一致項目のあるインターフェースユニットを提示することとを含みうる。方法はさらに、タッチスクリーン上でのユーザー入力に対応して、提示したインターフェースユニットのどれか一つを選択することを含みうる。方法はさらに、あらかじめ定めた選択規則に従い自動的に、提示したインターフェースユニットのどれか一つを選択することを含みうる。方法はさらに、受信した無線信号に関連するパラメータを含むあらかじめ定めた選択ルールを含みうる。方法はさらに、選択した大動脈圧インターフェースユニットに関連する校正データを受信することを含みうる。
【００５２】
この要約は、単に一定の概念を紹介するために提供したものであり、主張した主題の主要または本質的な何らかの機能を特定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
図は必ずしも正確な縮尺ではなく、例証した原理について一般的に強調されている。図はあらゆる面で例示的なものであると考慮され、本発明を限定する意図はなく、その範囲は請求項により定義されている。
【００５４】
【図１Ａ】本発明の例示的実施形態による多モード式データ収集システムの実施形態のブロック図を示す。
【図１Ｂ】本発明の例示的実施形態による多モード式データ収集システムの実施形態のより詳細なブロック図を示す。
【図１Ｃ】本発明の例示的実施形態による多モード式データ収集システムの代替的な実施形態を示す。
【図２Ａ】本発明の例示的実施形態による、長いサンプルアームおよび長い参照アームを反射型の可変光路長ミラーおよびその他の構成要素とともに組み込んだ干渉計を示す。
【図２Ｂ】本発明の例証的実施形態による、マイケルソン干渉計の参照アームのマッハ・ツェンダー干渉計用入力ポートおよびその他の構成要素を組み込んだ干渉計を示す。
【図２Ｃ】本発明の例示的実施形態による、可変光路長空隙およびその他の構成要素を組み込んだ干渉計を示す。
【図３】本発明の例示的実施形態による、一つまたは複数の対象信号を生成するよう構成された光電子サブシステムを示す。
【図４】本発明の例示的実施形態による、デジタルクロックの実施形態のブロック図を示す。
【図５】本発明の例示的実施形態による、クロック発生器の代替的実施形態のブロック図を示す。
【図６】本発明の例示的実施形態による、使用した多チャンネルデータ取得装置の実施形態のための概略図およびタイミング信号を示す。
【図７Ａ】本発明の例示的実施形態による、患者インターフェースユニット（PIU）ドックの模範的な参照オプティクスの実施形態を示す。
【図７Ｂ】本発明の例示的実施形態による、図7Aに図示した参照オプティクスに関連する複数の信号の関係を示す。
【図８Ａ−８Ｃ】本発明の例示的実施形態による、PIUドックを撮像エンジンおよびデータ取得コンピュータに接続するために使用されるケーブルの実施形態の断面を示す。
【図９】本発明の例示的実施形態による、複数の処置室に対応するよう構成された多モード式データ収集システムの実施形態のブロック図を示す。
【図１０Ａ】本発明の実施形態を使用して得られた固定ヒト冠動脈の超音波画像を示す。
【図１０Ｂ】本発明の実施形態を使用したヒト生体の指の腹のOCT画像の超音波画像を示す。
【図１１Ａ−１１Ｃ】それによって主なOCT、IVUS、FFRまたは多モード構成要素が、一つまたは複数の二次的なOCT、IVUS、FFRまたは多モード構成要素と通信する、様々な模範的で非限定的なトポロジーを示す。
【図１２】本発明の例示的実施形態による、ワイヤレスマウスまたはコントローラおよび携帯端末を示す、システムの概略図である。
【図１３】本発明の例示的実施形態による、プローブの長手方向の図を示す概略図である。
【図１４】本発明の例示的実施形態による、それに関するFFR、画像データ、またはその他のデータの無線測定値をシステムおよび装置を使用して取得しうる患者の概略図である。
【図１５】本発明の例示的実施形態による、プローブおよびデータ収集システム構成要素の概略図である。
【図１６】本発明の例示的実施形態による、データ収集システムおよびグラフィックユーザーインタフェースの概略図を示す。
【図１７】本発明の例示的実施形態による、入力装置またはコントローラの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
上述の通り、現在知られている血管内診断システムには欠点が存在する。本発明は部分的に、患者からデータを収集するためにカテーテル検査室またはその他の施設で使用し、これらの欠点のうち一つまたは複数の改善に役立つ、様々なシステムおよびその構成要素に関する。収集されるデータは、一般に患者の心血管または末梢性血管系に関連し、本明細書に記載した画像データ、圧力およびその他のタイプのデータを含みうる。さらに、一実施形態において、画像データは、光コヒーレンス断層撮影（OCT）プローブおよびその他の関連するOCT構成要素を使用して収集される。OCTは、干渉法を使用して距離およびその他の関連する測定値を決定する撮像モダリティである。従って、一つまたは複数の発明の実施形態は、長めのサンプルおよび／または参照アームのために構成される一方、望ましい品質レベル内に画像データレベルを維持するか、または別のかたちで一定の望ましくないノイズまたはその他の環境的影響を補正する干渉計の設計に関する。
【００５６】
さらに、一部の発明の実施形態は、複数の撮像モダリティの取り扱いに適切である。こうして、本発明は部分的に、OCT、IVUS、FFR、および血管造影法といったデータ収集モダリティのうち一つまたは複数を単一のシステムまたは装置に組み込む、多モード診断システムおよびその構成要素に関する。OCTシステムの改善は、撮像エンジンおよび／またはサーバーから患者インターフェースユニット（PIU）および撮像プローブを離して配置することが可能であることと説明される。これは、約5〜約100メートル（また一部の実施形態ではこれより大）の距離にわたって達成できる。長めの参照サンプルおよび／または参照アームを有する一つまたは複数の干渉計を使用することで、一つまたは複数のOCTシステム構成要素からのこの撮像プローブの分離が促進されうる。本明細書に記載した通り、制御および／または画像データ信号をルーティングするために、光スイッチまたは電子的スイッチなどのスイッチを含めることも有利でありうる。
【００５７】
IVUS撮像能力を、同一または追加的なPIUを使用して、システムの実施形態に組み込むこともできる。FFR圧力測定を、FFRプローブを使用して実施することもできる。例えば、無線送信機を有するFFRプローブを使用できる。具体的には、こうしたFFRプローブは、FFRデータを一つまたは複数の無線受信機に送信でき、これは次にFFRデータをサーバーに転送できる。OCTおよび／またはIVUS画像の血管造影画像との比較および共に登録することは、異なる構成を使用して達成できる。例えば、データ収集システム（OCT、IVUS、FFR、など）は、血管造影法装置と適合するように（またはその逆に）構成できる。別の方法として、データ収集システムは、血管造影データが保存される病院データネットワークと適合するように構成することができる。一実施形態において、PIUは、電子−光ロータリーカプラー、回転モーター、リニアトラベルステージ、超音波コントローラ、および動作コントローラなどの様々な要素を含む。
【００５８】
引き戻しを実施する処置室内の混乱を減少させるために、一実施形態において、単一システムまたは装置を使用して、PIUをドッキングし、またPIU、制御パネル、撮像エンジン、およびデータ取得装置間の光−電気信号をルーティングする。このシステム装置は、一実施形態においてPIUドックである。PIUは、機械的嵌合によりPIUドックに接続される。ドッキングは、磁石またはPIUおよびPIUドックにある機械的連動機能を使用することで補助しうる。電気的コネクターおよび光学的コネクターも、PIUをPIUドックと電気通信および／または光通信させるために使用される。資本コストを低減するために、複数の処置室での診断装置をサポートする能力のある単一の撮像エンジンおよびデータ取得システムを使用することもできる。
【００５９】
図1Aを参照すると、多モード診断システムまたはデータ収集システム10の一実施形態には、撮像エンジン145；デジタイザなどのデータ取得装置を含むサーバーまたはコンピュータ135（以降、サーバーという）；PIUドック120；PIU 115；モニター165aおよび165b、キーボード170およびマウス175などの入出力装置が含まれうる。複数のオペレーターによるほぼ同時的な制御ができるようにするために、複数のキーボードまたはマウスを採用することができる。撮像エンジンは、可変波長レーザー、光ファイバー干渉計、偏光コントローラ、光−電気コンバータ、電子−光コンバータ、光スイッチ、電気的受信機および信号調整器、および／またはこれらの構成要素を制御するための制御システムのうち一つまたは複数を含みうる。一実施形態では、PIUは、光ファイバーにより画定されうる光路176に沿って、データ収集用プローブと光通信する。統合型システムとして構成されている場合、撮像エンジン145およびサーバー135は、別の制御室内に位置しうる。PIUドック120、PIU 115、および入力／出力または制御装置165aおよび165b、170および175はそれぞれ、患者診察台またはサポート177などの別の一般的な患者リファレンスに隣接して、処置室内に離れて位置しうる。サポートは、データ収集処置中に患者を位置付けるために適切なベッド、手術台、またはその他の装置を含みうる。一実施形態において、PIUドック120は、PIU 115がデータ収集処置の一部としてプローブとともに使用されていない時、PIU 115を収容するおよび／または収納するよう構成されたハウジングを含む。図1Aにおいて、主な光学的接続は実線で示し、電気的接続は破線で示している。一実施形態において、電気的接続は、無線または有線の接続を含みうる。キーボード170およびマウス175を、後述の通り部屋と部屋との間で移動可能な携帯端末の一部として使用することができる。
【００６０】
図1Aに示す通り、システム10は、処置中に患者に対して様々な構成要素の位置決めをする能力に関連した様々な機能を有する。患者がデータ収集処置中にサポート176上に配置されているとすると、サポート177は、基準枠としての役目を果たしうる。PIU 115は、患者に挿入されているデータ収集用プローブと光通信しており、そのため、患者、すなわちサポート176の近傍または近位にある。プローブは、一実施形態において患者の血管の一部分についてのデータを収集するために使用される。さらに、プローブは、患者内に終端のある光ファイバーを含み、すなわち、これは一実施形態において、サンプルアームの終点である。PIUドック120も、それによって患者の血管が撮像されるデータ収集セッションなどの処置が実施できるように、患者またはサポートの近傍または近位としうる。
【００６１】
モニター165a、165b、またはその他のディスプレイのうちどれか一つとしうるディスプレイも、患者またはサポート177の近傍または近位としうる。ディスプレイは、プローブを用いて収集した干渉データに対応して生成された画像を表示するよう構成できる。一実施形態において、PIUドックは、臨床医またはその他のシステムユーザーが患者の近傍でPIUにアクセスできるよう、患者またはサポート177から遠く離すことができる。PIUは、一実施形態においてサポート177に取り付けることができる。サーバー135、撮像エンジン145、モニター165a、165bのうち一方または両方、およびキーボード170とマウス175も、患者またはサポート177から遠く離すことができる。患者について収集されるデータは、OCTデータ、IVUSデータ、圧力データ、および患者の健康および／または撮像中の血管の特性に関連したその他のデータを含みうる。光学的撮像モダリティではないIVUSのみのシステムとは異なり、遠隔の光学素子のみ、およびIVUS撮像モダリティおよび圧力測定装置と組み合わせてサポート177から遠隔的に操作できるようにするには、その目的用に設計された様々な光学的構成要素およびシステムが必要である。干渉法の複雑さ、光信号の伝送および雑音の低減を考えると、本発明の様々な実施形態は、遠隔的に配置する、または室部屋と部屋の間、または異なる位置の間でのデータ収集システムの光学的構成要素の一部を移動する柔軟性を持たせるという課題に対処することに関する。さらに、聴覚的、電気的、および光学的信号などの異なる信号を統合するという課題にも、本明細書に記載した通り異なる実施形態で対処している。
【００６２】
システム10は、図示した通り、患者の近傍または患者の近位に位置するシステムの様々な要素とともに患者に対して使用できる。別の方法として、システム10の一定の構成要素は、オペレーターまたは臨床医が使用するために、患者の近くではないが患者のいる同じ処置室内の他の部分、または患者とは異なる部屋など、患者から遠く離して位置付けることができる。これは、プローブベースのデータ収集処置中に患者をサポート177に配置することにより促進しうる。光ファイバー部分は、図示した通りPIU 115を患者に接続する。PIUドック120およびPIU 115は、サポート177に接続されるか、またはその付近に位置するなど、一般的に患者の近くにある。
【００６３】
図1Bを参照すると、一実施形態において、システム12は、より詳細には、光源147を含む撮像エンジン145、マッハ・ツェンダー干渉計（MZI）149、およびマイケルソン干渉計151または一つまたは複数のその他のOCTシステム構成要素を含む。図1Bのシステム12は、別途本明細書の異なる実施形態で説明した通り、異なるシステム構成要素の同一の遠隔および近位の位置決めができるよう構成されている。図示した通り、二つの信号ラインは、サーバー135のデジタイザ134からのMZI 149と通信する。これらの信号ラインの一つは、例えば図3のブラッググレーティング370に接続されたラインなどのライントリガーであり、また他の信号ラインは、kクロックであり、これは図3のkクロック信号でありうる。ライントリガーおよびkクロックはデジタイザ134からMZIに送信される。光源147は、時間の関数として掃引波長出力を生成する任意の装置でありうる。光源は、周波数領域、掃引光源、またはフーリエ領域OCT（総称的にFD-OCT）での使用のために選択できる。システム12は、広帯域光源などの適切な光源147、およびSD-OCTの場合には分光計を組み込むことにより、スペクトル領域（SD-OCT）として、または時間領域（TD-OCT）OCTシステムとして構成しうる。
【００６４】
一実施形態において、撮像エンジン145は、光−電気（O/E）コンバータ157と通信する参照アーム（RA）光スイッチ153、サンプルアーム（SA）スイッチ155、および超音波（US）スイッチ159を含みうる。本明細書で使用する時、USは、IVUSまたはその他の超音波ベースのデータ収集モダリティなどの超音波を意味する。一実施形態において、USは、FFR測定に適したデータなどの圧力トランスデューサデータも含みうる。ただし、一実施形態において撮像エンジンは、デジタイザおよび／またはレーザーなどの光源のみを含みうる。スイッチは、撮像エンジン145内の制御ラインにより制御しうる。MZI 149、マイケルソン干渉計151およびO/Eコンバータ157からの電気信号は、サーバー135内のデジタイザ134に送信される。超音波スイッチ159およびO/Eコンバータ157の位置は、USスイッチ159が光スイッチではなく電気スイッチであり、O/Eコンバータ157が多チャンネルO/Eコンバータとなるよう、逆にすることができる。
【００６５】
サーバー135からの制御信号は、光学的リンク136を経由してPIUドック120に送信される。キーボード170、マウス175およびモニター165aなどの入出力装置は、オペレーター向けにサーバー135に対するインターフェースを提供する。様々な実施形態においてサーバー135は、ネットワークハブ143を通して病院ネットワークに接続され、血管造影データを血管造影システム144からネットワークハブ143を通して受信する。ビデオスイッチ140は、ビデオ情報を適用可能な様々な位置の一つまたは複数のビデオモニター141に供給する。
【００６６】
PIUドック120は、光ケーブル137によりRAスイッチ153に接続される。光は、RAスイッチ153とPIUドック120の参照オプティクス121との間で交信する。変換された光信号は、PIU 115の超音波エレクトロニクス150に送信され、それによって使用される。同様に、光は、SAスイッチ155とPIU 115のロータリーカプラー152との間で、光ケーブル138により交信する。PIU 115は、図示したサンプルアーム一部である光ファイバーの長さと光通信する。このファイバーの長さは、画像データまたはその他のデータを収集する前に、患者などの被験者内に配置されるデータ収集用プローブと接続されている。最終的に、光信号は、PIUドック120の電気−光（E/O）コンバータ122から光ケーブル139を経由して撮像エンジン145のUSスイッチ159を通過する。一実施形態において、PIU 115の超音波エレクトロニクス150からの電気信号は、E/Oコンバータ122に送信される。
【００６７】
サーバー135からPIUドック120に光ケーブル136を経由して通信される信号は、ハブ123に入る。サーバー135で電子−光変換が起こり、一方、ハブ123内のコンバータ内で光−電気変換が起こる。いつ、何の装置が変換を実施するかに関連してその他の変換装置および構成を使用できる。ハブ123は、制御パネル133との間で、およびPIU 115のモーターの動作を制御するために使用されるPIU通信ポート127との間で、命令を送受信する。PIUのモーターは、それらと接合するOCTおよび／または超音波撮像プローブまたはその他の機能を回転および引き戻しするために使用できる。ハブ123も、後述の通りFFR-AO 129およびFFR-PW 130受信機との間で制御信号を提供し、測定データを受信する。一実施形態において、AOは大動脈圧を意味し、PWは圧力ワイヤーを意味する。圧力データ受信機129、130は、一つまたは複数の圧力トランスデューサからの圧力データを受信するために使用でき、またFFR測定およびその他の目的で使用できる。一実施形態において、圧力データは、圧力データ受信機に無線で送信される。
【００６８】
図1Cは、図1Bの構成要素のうちいくつかを含むシステム15の代替的な実施形態を示す。超音波トリガーパルスまたは信号をPIUドック120内で直接的に発生させる代わりに、超音波画像情報を搬送するために使用するものと同一の光ファイバーに沿って、トリガー情報を撮像エンジンからPIUドックに送信できる。電子的トリガー信号は、撮像エンジン145内のマイクロコントローラなどのコントローラ158により生成でき、その後、E/Oコンバータ157bを用いて光学的トリガー信号に変換できるが、ここでE/Oコンバータ波長は、超音波データを搬送するために使用される波長と異なるものが選択される。次に、光学的トリガー信号は、波長分割多重（WDM）フィルター160aを使用して、超音波画像データを搬送するファイバーと組み合わせることができる。
【００６９】
そして、トリガー信号は次に、PIUドック120に転送され、別のWDMフィルター160bにより超音波画像データから分離され、O/Eコンバータ122bにより電気信号に変換して戻すこともできる。このトリガー信号は次に、USエレクトロニクスに伝えられ、超音波パルスの生成を誘発することもできる。電子的トリガーのタイミングは、超音波画像データおよびOCT画像データが、サーバー135内のデジタイザボード134に同時に戻るように、マイクロコントローラで調整しうる。第一のWDMフィルターおよび第二のWDMフィルターを反射器またはミラー163とともに使用することに関しては一定の利点がある。この配置は、固定ミラー、スプリッター、サーキュレータ、およびファイバーブラッググレーティングの代わりに参照アームと通信する必要があるのは固定ミラー163のみであるため、PIUドック120で必要とされる光学的構成要素の数が低減されるという利点がある。
【００７０】
マイクロコントローラ158は、O/Eコンバータ157a内で光パルスに変換される電気的トリガーパルスを生成するように構成されうる。第一のWDM 160aは、トリガーパルスを超音波画像データ（逆方向に流れている）を搬送する同一の光ファイバーに合流させるために使用される。PIUドック内の第二のWDM 160bは、光トリガーパルスを光学的に転送された超音波画像データから分割するために使用される。光トリガーパルスは、O/Eコンバータ122b内で電気的トリガーパルスに変換して戻され、次に、PIU 115内のUSエレクトロニクスに送信され、そこで外部に出て行く超音波パルスの生成を誘発する。一実施形態において、コンバータ122aは、PIU 115からサーバー135への超音波画像データの伝送に使用される。コンバータ122aは、コンバータ157aに連結されている。OCT掃引内の第一の波長がカテーテルベースのOCT画像データ収集プローブへ向かう途中でPIU 115を通過するのと同時に、外部に出て行く超音波パルスがPIU内で生成されるよう、マイクロコントローラは電気的トリガーパルスの伝送と同期するよう構成される。マイクロコントローラ158は、サーバー135に連結され、マイクロコントローラのファームウェアの更新および遅延時間設定の変更が可能となる。一実施形態において、図1Cに示す通り、マイクロコントローラ158は、もし第一および第二のWDM 160a、160bが実施形態に組み込まれていない場合には生成しない、トリガーパルスを生成するよう構成される。さらに、一実施形態において、図1Bおよび1Cは、様々な構成要素を示しており、これには、様々な一次的および二次的な構成要素間のリンクを含む一つまたは複数のネットワークが含まれる。これらのリンクは、様々な実施形態において光学的または電気的なものとしうる。電気的なリンクまたは電気的な通信には、一実施形態において無線通信またはリンクが含まれる。
【００７１】
撮像エンジン145の一実施形態において、干渉計151は、図2Aに詳細に示す通り、マイケルソン干渉計である。光源147からの光の一部は、例えば90/10光カプラーなどの第一の光カプラー308に到達する。カプラー308の一つの出力からの光の一部は、サンプルアーム（SA）309に向けられる一方、別の部分は、参照アーム（RA）311に向けられる。第一の光カプラー308の連結比は、高感度のOCT画像を得るために、光の大半がサンプルアーム309へ向けられるように選択されることが望ましい。一実施形態において、カプラーは、光の90%をサンプルアーム309に、および光の10%を参照アーム311に配向する。
【００７２】
参照アーム311には、カプラー308からポート1に入る光が、サーキュレータ317のポート2と通信する反射型可変光路長ミラー（VPLM）319に向けられるように配置された4ポート式サーキュレータ317が含まれる。一実施形態において、VPLM 319は、コントローラ158により制御される。VPLM 319は、サンプルアーム309内の経路の長さと一致するように光が調節可能な光路を通じて移動するような任意の反射型装置としうる。一実施形態において、VPLM 319は、コリメータレンズ、空隙、および平行移動ミラーで形成される。誤整列やドリフトを低減するために、VPLM 319で、光学的コーナーキューブ反射器などの逆反射光学素子が採用されることが望ましい。
【００７３】
VPLM 319から戻った光は、1xN光学的RAスイッチ153（図示せず）と光通信するサーキュレータ317のポート3に向けられる。ここで、Nは、その撮像エンジンでサポートできる処置室の最大数である。Nは、光スイッチ技術でサポートされる任意の数としうるが、2〜8の間であることが望ましい。光は、参照アーム311を通過し、RAスイッチを通過してPIUドック（図1B）120に出力されるが、これは遠隔の処置室の離れた位置（約5〜約100メートル）に配置しうる。本発明とは対照的に、従来から知られている干渉計の設計では、参照アーム全体が撮像エンジンに閉じ込められていた。これは、撮像エンジンと撮像するサンプルとの間が短い（約5メートル未満）の距離である時には許容されるが、撮像エンジンと撮像するサンプルとの間の距離が長い（約5メートル超）時には、制約が生じる。
【００７４】
そして、撮像エンジンと撮像エンジンに閉じ込められていないサンプルアームの部分との間の環境的変化は、参照アームとサンプルアームとの間での光路の長さ、応力、色分散、複屈折、および偏光モード分散の相対的な変化につながり、これによって結果的に画像品質が劣化し、複雑な修正ソフトウェアまたはハードウェアの適用が必要となる。一実施形態において、参照アームおよびサンプルアームの光路の大半は、同一の環境条件にさらされ、この問題が除去される。光学的エンジンとPIUドックとの間の長い光学的相互接続を収容できる能力によって、処置が実施される患者テーブルから離れた位置にかさばるハードウェアを柔軟的に配置することが可能となる。参照光の一部分は、PIUドック120から戻り、再びRAスイッチ153を通過し、サーキュレータ317のポート4を通過して偏光コントローラ（PC）323に向けられる。PC 323は、参照光の偏光状態がサンプル光の状態と一致するように調節され、それによって50/50カプラー327で生成される結果的な干渉パターンの強度が最大化される。
【００７５】
サンプルアームSA 309も、ポート1のカプラー308から入る光がまずポート2に接続された反射ミラー312に向けられるように整列された4ポート式サーキュレータを含む。ミラー312は、様々な実施形態において、ファラデーミラー、反射材料で被覆したファイバー、バルクミラー、またはその他任意の反射構造である。RA 311内の光は、サーキュレータ材料317を合計3回通過するため、SA 309内でも同様にマッチする4ポート式サーキュレータ310が使用される。光は、SAサーキュレータ310のポート3から移動し、1xN光スイッチ155（図示せず）に入る。光は、SAスイッチ155から移動し、PIUドック（図1B）120に出力され、ここでPIU 115を通過し、ロータリー光カプラーを経由して撮像カテーテルに向けられる。伝送損失を低減するために、4ポート式サーキュレータ310 の代わりに3ポート式サーキュレータをSA 309で使用できる。しかしその場合には、OCT点像分布関数の広がりを避けるために、干渉計の両方のアームの総合的な色分散および偏光モード分散を一致させる必要がある。別の方法として、VPLMおよび一対の4ポート式サーキュレータ310および317の代わりに、透過型の光学的遅延ラインおよび一対の3ポート式サーキュレータを使用できる。
【００７６】
冠血管またはその他の組織サンプルから戻る光は、OCTプローブ内の順方向走査または側方走査の回転式光ファイバーにより収集した時、再びSAスイッチ155を通過し、SAサーキュレータ310の第四のポートから50/50カプラー327に向けられる。サンプルおよび参照光ビームは、カプラー327内部で組み合わせられる。干渉パターンは、平衡検波器328により電気信号に変換され、サーバー135と電気通信するデジタイザ134の第一のチャンネルに伝送される。
【００７７】
干渉計に関する別の発明の実施形態は、図2Bに示す通りである。この実施形態において、マイケルソン干渉計がMZIと組み合わされる。MZI光路とマイケルソン光路との間の長さを一致させるための代替的な方法として、マイケルソン干渉計の参照アームで、遠隔の処置室から戻る光が、MZIへの入力として使用される。
【００７８】
図2Bには、図2Aおよび3でも使用した様々な光学素子が含まれる。図2Bに示す通り、光カプラー308は、例えば、参照アーム内の光サーキュレータの第四のポートに接続することができ、参照アームの光の10%をMZIの入力に配向することができる。参照アームのスペクトル透過特性を一致させる目的で、同じ分割比を有する第二のカプラー308を、サンプルアーム内の光サーキュレータの第四のポートに任意選択的に接続することができる。この構成は、MZI内での光の飛行時間をマイケルソン干渉計内での光のそれと等しくするために、長さ2Lの別の光路マッチング用ファイバーが必要でないため、全体的な光学的組立体のサイズを小さくするので有利である。さらに、光は、その光がMZI入力にあるスプリッターに到達するまで、参照アームおよびMZIを通過して、共通モード構成で移動するため、二つの干渉計間での分散の変化は最小化され、OCT点像分布関数は著しくは歪められない。図示した通り、ループRは、ゼロ交差が一様な光周波数間隔となっている参照干渉縞を生成するために使用される短い光路遅延383に対応する。
【００７９】
また、別の干渉計の実施形態を図2Cに示す。図2Cには、図2A、2Bおよび3にも使用した様々な光学素子が含まれる。この実施形態において、マイケルソン干渉計は、透過型参照光路とともに使用される。マイケルソン干渉計は、二つの4ポート式サーキュレータの代わりに、二つの3ポート式サーキュレータを組み込むよう構成することもできる。二つの3ポート式サーキュレータ313、317が、一実施形態で使用される。図2Cにおいては、図2Aの実施形態で図示したミラーを除去したかたちで、3ポート式サーキュレータが使用される。
【００８０】
この構成において、可変光路長ミラーは、光を反射するのではなく光を透過する可変光路長空隙（VPLAG）167と置き換えられる。マイクロコントローラ158は、VPLAG 167と電気通信する。こうして、VPLAG 167の光路長さは、時間経過につれてマイクロコントローラ158からの入力制御信号に対応して変化する。一実施形態において、VPLAG 167は、二つのコリメータレンズおよび空隙を含み、ここで一つのレンズは、モーターが作動した時に空隙が変化するよう、モーター上に取り付けられる。VPLAG 167は、マイクロコントローラ158により制御できる。透過性の空隙によって、反射型システムに比べて誤整列やドリフトが発生しやすくはなるが、3ポート式サーキュレータは、4ポート式サーキュレータよりも安価であり、挿入損失が少ないため、この構成は有利である。VPLAG 167は、PIUドックまたはPIU内など遠隔の処置室に配置することができる。反射型VPLMをPIUドックまたはPIU内に配置しうることも理解される。
【００８１】
撮像エンジンの実施形態145のMZI 149および補助電気光学回路の模範的な詳細を図3に示す。図3は、kクロック、掃引トリガー、および強度モニターなどの対象信号のうち一つまたは複数を生成するのに適した光電子サブシステム350を示す。光源147からの光の一部が、光カプラー358に到着し、光カプラー358によって二つの部分に分割される。カプラー358からの光の一方の部分は、MZI 149に向けられ、他方の部分は、別の光カプラー363に向けられる。第一の光カプラー358の連結比は、等しい量の光がMZI 149および第二の光カプラー363に向けられるように選択することが望ましい。第二の光カプラー363に入る光は、その後、二つのその他の部分に分割される。一方の部分は、3ポート式サーキュレータ368を通過してファイバーブラッググレーティング（FBG）370に向けられ、また他方の部分は光検出器375に向けられる。
【００８２】
FBG 370は、光源147が既知の波長を掃引するたびに、電子パルスが光検出器372により生成されるように、既知の波長での狭い範囲の入射光帯域幅のみを反射する。このパルスの時間遅延されたものが、デジタイザ134に伝送され、カテーテルを使用して配置しPIUに連結されたOCTプローブからの個別の画像線データの取得を誘発するために使用される。第二の光カプラー363からの光出力の第二の部分は、光源発光の時間分解強度トレースを生成する光検出器375に向けられる。この信号は、光源強度などのパラメータを制御するために、撮像エンジン145内にあるローカルのコントローラ378に戻される。
【００８３】
第一の光カプラー358を出る光の第二の部分は、長さ2L（Lは撮像エンジン145およびサーバー135をPIUドック120に接続するケーブル136、137、138、139の長さと等しい）を有する光ファイバー遅延ライン379に入る。MZI 149により生成される干渉パターンから生成されるクロック信号と、マイケルソン干渉計151で生成される干渉パターンとの同期を確保するために、遅延ライン379の光路長さは接続ケーブル136、137、138、139と一致させる必要がある。PIUドック120が撮像エンジン145から離れた位置にある本発明の実施形態において、システムの光路長さ全体に対して主に寄与するのはLである。それにもかかわらず、マイケルソン干渉計151およびMZI 149の光路長さ全体は、光が光源147を出て向けられる地点から、結果的に生じる電子信号がデジタイザボード134により受信される地点まで一致する必要があることが理解される。一実施形態において、光路長さは、電気信号についても整合される。ケーブルを制御室から処置室までつなげるためには、Lは少なくとも5メートルの長さであるべきである。複数の処置室を主制御室に接続できるように、Lは少なくとも30メートルの長さであることが望ましい。一部の設定において、処置室までの距離が長いか、またはビルの別の階に位置する場合には、Lは少なくとも100メートルの長さとすべきである。
【００８４】
2L遅延ラインを通過した後、光は光路の不均衡R 383を有する標準MZI 149の第一のカプラー380に入る。第二のカプラー387のMZI干渉パターンは、平衡検波器390により電子信号に変換され、均等の間隔に並んだ光周波数間隔で一連のパルスがクロック発生器392により生成され、kクロックパルスを形成する。ここで、「k」は、一般的に使用される光周波数の記号を意味する。光路の不均衡R383は、クロック発生器回路での電子的クロック速度の変化があればそれを考慮し、光ファイバーの屈折率を修正しながら、希望するOCTシステム撮像深度に対応する周波数でMZI 149が干渉縞を生成するように選択される。例えば、希望するOCT撮像範囲が空中で約10 mmであり、毎回のMZI干渉縞サイクル中に1kクロックパルスが生成される場合には、Rは（4×10 mm）／1.4676、すなわち約27.3 mmである。仮に、例えば、kクロック周波数が、クロック発生器回路で電子的に4倍になる場合には、Rは約6.8 mmとなる。
【００８５】
kクロック信号が生成された後、全体的時間遅延およびkクロックパルスの個別の間隔は、クロック遅延回路394内で調節できる。この回路の目的は、MZI 149とマイケルソン干渉計151との間の残りの光路長さミスマッチを補正するためであり、またマイケルソン干渉計151の参照アームとサンプルアームとの間の分散の不均衡を補正するためである。参照アームおよびサンプルアームの光ファイバーは、これらの不均衡を最小限に抑えるように構成されているが、コアのサイズやファイバーにかかる応力のわずかな差異によって、色分散および偏光分散が発生し、これがOCT画像の解像度を劣化させることがある。
【００８６】
分散によって誘発された画像の劣化を低減するために、レーザー掃引間隔中にkクロックによって生成されたパルスのエッジ間の間隔を変化させうる。こうして、一実施形態において、残存波長に依存する光学的な群遅延を補正するために、OCT干渉信号が適時にサンプリングされるように、この間隔はわずかに調節される。
【００８７】
図4は、プリセットまたはフィードバックで制御されたプロファイルに従い、kクロックパルスのエッジ間の間隔を調節できるようにしたデジタルクロック発生器 の実施形態を示す。一実施形態において、クロック発生器392により、ルックアップテーブル内に格納された制御語の配列に従い、kクロックエッジ間の間隔のダイナミックな調節が可能となる。ルックアップテーブルの各値は、それによって所定のパルスエッジが前のパルスエッジに対して遅延される間隔を設定するデジタル語である。クロック発生器のこの実施形態は、遅延間隔を設定するバイナリの制御語がルックアップテーブル715から読み込まれる、プログラム可能な電子的遅延ライン394を含む。一実施形態において、光源からの光によりカウンターがリセットされる。一実施形態において、kクロックは、カウンターの計時をセットする。
【００８８】
アナログ−デジタル変換器（ADC）によってOCT信号がサンプリングされる出力クロックエッジ間の各遅延間隔を設定するために、新しい制御語が各入力クロックパルスの立上りエッジにロードされる。遅延パルストレインの連続的な立下りエッジの間には時間間隔がある。この時間間隔は、ルックアップテーブルに格納された制御語の配列に従い増減する。このようにして、任意形状の遅延曲線を、kクロック上に重ねることができる。一般に、少量の残余分散の補正は、いくつかの係数で描写された多項式曲線を用いて達成できる。線形遅延プロファイルのみが必要な場合、ルックアップテーブル715は、簡易バイナリカウンター720に置き換えることができる。
【００８９】
図5は、電圧−変調したパルス幅を有する単安定マルチバイブレータを含むサブシステム760に基づいたデジタルクロック発生器392の代替的な構成を示す。このサブシステム760は、kクロックのエッジ間の間隔を設定するために、電圧調節可能パルス幅または任意波形発生器763を採用している。発生器392は、単安定マルチバイブレータ760と電気通信を行う。発生器は、関数発生器またはその他の適切な波形選択可能な発生器としうる。このクロック発生器の実施形態により、適用した波形の形状に従い、kクロックのエッジ間の間隔のダイナミックな調節が可能となる。この実施形態において、kクロック発生器392の出力は、1に保持されているD入力を有するフリップフロップ構成要素を使用して導入しうる単安定マルチバイブレータ765への入力である。コンパレータ770の出力により、単安定マルチバイブレータ765のフリップフロップがリセットされる。コンパレータ770の反転入力が、レーザースキャンパルス753によって誘発される任意波形発生器763の出力に接続される。例えば、図3におけるFBG同期信号372に由来するレーザースキャンパルスは、各レーザースキャンの開始時点で任意波形の生成を開始する。
【００９０】
閾値電圧V2が、コンパレータ770の反転端子にかかり、一定に保持される場合、単安定マルチバイブレータ765により生成されたパルスの幅は、抵抗器Rを通してコンデンサCを荷電するために必要な時間により決定される。ところが、任意波形発生器763の出力からのV2の時間が変化すると、レーザー掃引と同調して、パルス幅は動的に変化する。OCT画像の解像度は、波形を定義する多項式関数の係数を、OCTシステムの点像分布関数の幅が最小となるように調整することにより最適化される。この調節は、試行錯誤して手動で行うか、またはプログラムした最適化ルーチンに従いコンピュータにより達成できる。
【００９１】
サーバー135におけるOCTおよび超音波信号のサンプリングをする多チャンネルのデジタイザまたは装置134の模範的な実施形態を図6に示す。一実施形態において、前記134は、光コヒーレンス断層撮影および超音波信号の同時の非同期式サンプリングができるように構成される。デジタイザ134の少なくとも一つのチャンネルは、OCT信号取得専用である。一実施形態において、少なくとも一つのその他のチャンネルは、超音波信号取得専用である。追加的チャンネルは、偏光感応性のOCTなど、特別タイプのOCT撮像用に使用しうることが理解される。MZI 149内のFBG 370と通信しているフォトダイオード372により生成された掃引トリガーは、各スキャン中に固定波長位置で発生する。固定遅延時間を掃引トリガーに適用することにより、パルスは、各OCTおよびUS画像線の開始時点で発生するように移動させることができ、従って、各OCTおよびUS画像線の取得を開始するライントリガーとして使用することができる。
【００９２】
毎秒生成される画像線数は、多モード画像データ収集システムのOCTおよび超音波構成要素について異なりうるため、デジタイザ134は、掃引トリガーを一つの取得チャンネルでダウンサンプリングするよう構成することができる。例えば、OCT構成要素は、毎秒200,000本の画像線を生成し、超音波構成要素は毎秒100,000本の画像線を生成しうる。掃引トリガーも、毎秒200,000パルスの速度で生成されるため、超音波チャンネルでの取得については、毎秒の掃引トリガーパルスを無視するようにデジタイザ134を構成しうる。
【００９３】
掃引トリガーに加えて、デジタイザ134は、OCT干渉信号の各サンプルの取得を誘発するデジタルkクロックパルストレインも受信する。図6において、kクロック信号S2または601は、不均一な間隔のパルス群として示されている。一つのOCT掃引に対応するパルスは中抜きのボックスで示されおり、その後のOCT掃引に対応するパルスは斜線入りのボックスで示されている。少数のkクロックパルスのみしか示されていないが、毎回のOCT掃引で最高数千のサンプルを取得しうることが理解される。超音波信号S4または602は、データ取得カードに位置する水晶発振器625により内部的に生成される固定周波数サンプルクロックを使用して取得される。図6において、例示する目的のみで、超音波ライン速度S4は、OCTライン速度603またはS3の50%として示されている。
【００９４】
図示した実施形態において、デジタイザ134は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）、デジタル信号処理（DSP）チップ、特定用途向け集積回路（ASIC）、またはその他のデジタル論理装置615、623を使用して、OCTチャンネルおよび／または超音波チャンネルで高速フーリエ変換（FFT）を実施するよう構成しうる。FD-OCTシステムにおいて、断層撮影画像を形成する前にFFTを実施することが必要である。超音波データの周波数分析を実施するためにFFTを適用しうるものの、FFTステップは、従来的な超音波画像を形成するためには必要ではない。
【００９５】
サーバーの負担を軽減するために、対数目盛圧縮およびデジタルフィルタリングなどの追加的な信号処理ステップを、例えば、本明細書に記載したデジタイザなど、データ取得装置上に組み込むこともできる。データ取得およびFFT処理の後、OCTおよびUS画像線は、バスチップ617によりバファリング、再同期化され、コンピュータの信号バスに伝送される。線は、さらなる処理およびOCTおよびIVUS画像への変換のために、システムメモリに格納される。
【００９６】
一実施形態において、撮像エンジン145は、PIUドック120から伝送された超音波データを受信および変換するための構成要素も含みうる。血管内撮像に使用されるタイプの超音波信号は、一般に周波数スペクトル0 Hz〜約200 MHz未満の部分を占めるため、これらの信号を光信号に変換し、多モードまたはシングルモードの光ファイバーを使用して長距離を劣化することなく伝送しうる。光信号は、撮像エンジン145とPIUドック120の間を1xN光学的USスイッチ159を通して通過する。スイッチ159（図1B）の出力は、光−電気（O/E）コンバータ157に接続され、これが光信号を再び電子的形態に変換する。O/Eコンバータ157は、トランスインピーダンスアンプを備えた単純な光検出器としうる。その後、超音波信号の電気的表現が、サーバー135内のデジタイザ134の第二のチャンネルに向けられる。
【００９７】
撮像エンジンのO/Eコンバータ157およびPIUドック内のE/Oコンバータは、図1Bに示す光ファイバーを経由して互いに光通信する。一実施形態において、US信号は、USプローブを使用して収集され、適切な遮蔽のあるワイヤーなどの導体を使用して伝送される。その他の実施形態において、図1Bに示す通り、OCTまたはUSを使用して収集したすべてのデータは、複数の光ファイバーにより伝送される。サンプルアーム、参照アーム、およびUS光信号用の三つの光ファイバーを図1Bに示す。図中のいくつかの長さはLとして示されているが、長さは、様々な実施形態において同じであることも異なることもある。
【００９８】
E/Oコンバータ122内のレーザーダイオードまたはその他の光源は、USプローブから入力高周波またはその他のタイプの信号を受信して、E/Oコンバータ内で光源を変調することができる。この変調は、デジタルまたはアナログとしうる。一つの望ましい実施形態において、変調はアナログである。コンバータ122からの光信号は、USプローブからのUSデータを含む。この光信号は、その他のコンバータ157に伝送され、そこで光信号は、サーバーに伝送するために再び電気信号に変換される。この対になった光−電気コンバータ、光ファイバー、および電気−光コンバータのシステムにより、遮蔽の必要性が低減され、長い電気的伝送ラインおよび外部装置からの電磁的干渉による電気的な減衰または分散によるUS信号の劣化が避けられる。
【００９９】
PIUドック120は、PIU 115を使用していない時のPIU 115の機械的な取り付け具として、またPIU 115、制御パネル133、撮像エンジン145、およびサーバー135間の光−電気的インターフェースとしての両方の役目をする。PIUドック120は、参照オプティクス121、電子−光コンバータ122、デジタルリンクハブ123、無線圧力またはFFRデータ受信機129、130、およびPIUとの電子通信のための回路127を含みうる。
【０１００】
PIUドック120の模範的な参照オプティクス121を図7Aに示す。光カプラー408は、参照アームスイッチ153から受信した光の一部分を固定ミラー410に向け、また光の別の部分は、3ポート式サーキュレータなどのサーキュレータ413に向けられる。光カプラー408の連結比は、固定ミラー410に大半の光が向けられるよう選択することが望ましい。様々な実施形態において、固定ミラー410は、ファラデーミラー、反射材料で被覆したファイバー、バルクミラー、またはその他任意の反射構造である。このミラー410は、マイケルソン干渉計の参照アーム311の末端を形成する。参照アーム311の末端をPIUドック120内に配置することで、光が参照アームおよびサンプルアームを通過して移動する際に、PIU 115内に位置するサンプルアームの部分および撮像カテーテルまたはプローブを除いて、実質的に同一の環境的変化を受けることが確保される。
【０１０１】
サンプル組織のOCT光への暴露と同調した、超音波パルスの生成を促進するために、PIU参照オプティクス121は、一実施形態において、サーキュレータ413、ファイバーブラッググレーティング（FBG）416、およびパルス送信トリガーをPIU 115内の超音波エレクトロニクス150に送信するよう構成された光検出器418を含む。FBG 416は、狭い範囲の波長で光を反射し、撮像エンジン145内に位置するFBG 370（図3）と同一の狭い範囲の波長を反射するよう選択される。例えば、図7Aに示す実施形態において、FBG 416は、OCT光のスペクトルの中央の狭い範囲の波長を反射するよう選択される。光検出器（PD）418は、光源掃引の中央に対応する時間に電気的パルスを生成する。
【０１０２】
さらに、図示した通り、プログラム可能な遅延回路422は、結果的に生じる超音波パルス伝送信号がその後の光源掃引の開始時に発生するよう、このパルスを掃引期間のおよそ1/2だけ遅延させるように構成される。超音波パルスP4は、超音波制御エレクトロニクスがパルス伝送信号P3を受信した時、トランスデューサから生成される。これについては、図7Bに図示しているが、ここで第一のOCTラインからのパルス伝送信号P3は、中抜きのパルスとして示され、これは第一のOCTラインからの対応するPD信号P2を時間遅延したものであり、これも中抜きのパルスとして示されている。第二のOCTラインと整列したその後のパルス伝送信号P3は、対応するその後のPD信号P2を時間遅延したものであり、ここで両方が斜線入りのパルスとして図示されている。このように、超音波パルスP4は、OCT光がサンプルを照射するのと同時に、US撮像プローブの先端でトランスデューサにより生成され、それによって、OCTおよび超音波画像データの誤同期が防止される。
【０１０３】
PIUドック120は、デジタル通信ハブ123（図1B）を組み込むこともでき、それによってサーバー135への単一のデジタルリンク136が複数のポートに分割される。イーサネットなど、任意の適切なデジタルリンクを使用しうる。一実施形態において、デジタルリンクは、例えば、光USBリンクとすることができ、ハブはUSBハブとすることができる。単一リンク多ポートハブアーキテクチャの使用により、サーバーコンピュータをPIUドック120に接続するために必要なケーブルの数が最小限に抑えられる。
【０１０４】
図1Bに示す通り、ハブ上の一つのポートは、PIUモーター駆動回路161とサーバー135との間のインターフェースとして使用される。一実施形態において、PIU通信回路127は、サーバー135からPIU 115に送信された制御コマンドを再フォーマットするために使用される。ハブ123の第二のポートは、大動脈圧モニター129からの圧力データを受信する無線受信機129に接続するために使用される。ハブの第三のポートは、侵襲的圧力ワイヤーからの圧力データを受信する無線受信機130を接続するために使用される。このように、無線FFR測定を行いサーバー135に伝送することができる。その他の圧力データに基づく測定値およびパラメータも決定して、サーバーに送信することができる。
【０１０５】
ハブ123の第四のポートは、制御パネル133に接続される。制御パネル133は、タッチセンシティブなディスプレイ装置；一連の個々のボタンおよびスイッチ；またはタッチセンシティブな領域と一連の個々のボタンおよびスイッチの両方としうる。制御パネル133は、トラックパッド、マウス、ジョイスティック、ローラーボール、スタイラスペン、または当技術で既知のその他のポインティングデバイスなど、入力またはポインティングデバイスを組み込むことができる。制御パネル133は、診断システム全体の操作を制御するために使用することができ、また処置室に取り付けることも、携帯端末として移動可能とすることもできる。制御パネル133は、PIUドック120と無線で通信したワイヤレスマウスおよびマウスパッドを含みうる。携帯用記憶装置または追加的診断装置など、外部デジタル装置の接続を可能にする、追加的ハブポートを提供することもできる。
【０１０６】
PIU 115は、OCT撮像カテーテルまたはプローブ、IVUS撮像カテーテルまたはプローブ、および／またはOCT撮像およびIVUS撮像の両方を実施する能力を有するカテーテルまたはプローブと適合するよう構成される。PIU 115は、光信号、電気信号、または両方を伝送するロータリーカプラー152を含む。干渉計のサンプルアームの部分は、一実施形態において患者インターフェースドックの部分内に、および別の実施形態において、患者インターフェースドックおよび患者インターフェースユニット内に配置される。モーター駆動エレクトロニクス161は、PIUドック120を通じてルーティングされたサーバー135から制御コマンドを受信する。モーター駆動エレクトロニクス161は、回転および線形動作を生成するモーターを制御して、それによって撮像用またはデータ収集用カテーテル／プローブの回転、引き戻しまたは前進を行わせる。一実施形態におけるPIU 115は、超音波エレクトロニクス150も含む。これらの超音波エレクトロニクスは、超音波パルスの生成、サンプルから戻った超音波信号の受信、および送信モードおよび受信モードでの装置の切り替えのうち一つまたは複数を実施するよう構成しうる、超音波システムとしうる。PIU 115内に超音波エレクトロニクス150を配置することは、パルス発生器と超音波トランスデューサとの間の損失および分散を低減し、電磁的干渉効果を低減するのに有利である。
【０１０７】
発明の一実施形態によれば、OCT光は、長さL、またはその他の長さの二つの光ファイバー137、138を経由して撮像エンジン145とPIUドック120との間を移動し、一方のファイバーは参照アーム光を搬送し、また他方のファイバーはサンプルアーム光を搬送する。一実施形態において、二つの光ファイバーは、Corning SMF-28eまたはその同等物など単一モードのファイバーである。二つのファイバーは、共通のケーブルエンクロージャ内に並べて配列される。この配置は、OCT干渉計の環境的変動の影響を低減するのに有利である。温度の変化は、光ファイバーの光路長さの変化を誘発する。マイケルソン干渉計の一方のアームの光路長さが、他方のアームに対して変化すると、OCT画像は軸方向に移動するように見える。その結果、こうした状況下で、対象サンプルの画像は歪む。二つの光ファイバーを共通のケーブルエンクロージャに封入することでも、環境的変動を原因とする応力、色分散、複屈折、および／または偏光モード分散の差動効果が低減され、それによってOCT画像品質の劣化が低減される。
【０１０８】
ファイバーをジャケットまたは絶縁被覆などの共通のケーブルに同時配置することによって、ケーブルの温度変動は、マイケルソン干渉計の参照アームとサンプルアームで実質的に同じ光路変動を生じる。その結果、光路変動は互いに打ち消され、OCT画像の外観は変化しない。さらに、ケーブルの曲げやねじれに起因する局所的な応力は、両方のファイバーで実質的に同一となる。この配置により、マイケルソン干渉計151の二つのアームの差分的な偏光回転および偏光モード分散が低減し、これによってOCT画像品質が劣化しうる。図面は、光路長さLを有するケーブルの部分のみを明瞭に示しているが、マイケルソン干渉計151の参照アームおよびサンプルアームの光路長さ全長は、OCT撮像を実施するための一実施形態において一致している。
【０１０９】
図8Aは、制御室を処置室に接続するために使用できるケーブル組立体の断面を示す。この実施形態において、サンプルアーム光、参照アーム光、および光変換された超音波信号を伝送するために使用する三つの光ファイバー510は、共通のケーブルまたはジャケット512内に配置される。サーバー135とPIUドック120との間の光学的デジタルリンクとして使用される第四の光ファイバー505は、別個のケーブルまたはジャケット507内に配置しうる。光学的デジタルリンクでは、追加的な光ファイバーが必要となることもあり、これも同様にジャケット507の内部に配置しうる。
【０１１０】
システム電源が撮像エンジン145によりPIUドック120およびPIU 115に供給されるこれらの状況において、二つの追加的導電体523は、例えば別個の編組シールド522などの内側ジャケット内に配置して、電源を供給しうる。組立体全体は、外側ケーブルまたはジャケット503などの共通の保護鞘内に封入して、環境保護を提供しうる。代替的なケーブル組立体の断面を、図8Bに示す。この組立体は、システム電源が処置室内で利用できる時に使用が可能である。この場合、ケーブル組立体は、完全に光学的であり、ケーブル組立体内に銅線などの金属導体は一切配置されず、電磁的干渉および電気的な危険の心配がない。その他の実施形態において、金属線などの導体素子を、保護鞘内に配置して、電源を供給するか、または電気信号を伝送できる。一実施形態において、所定のケーブル実施形態について、一つまたは複数の光ファイバーを、データ伝送に使用でき、一つまたは複数の導体を送電に使用でき、また一つまたは複数の機械強度部材を共通の保護鞘内に配置することができる。
【０１１１】
別の方法として、すべての光ファイバーおよび導電体を、アラミド繊維の糸またはケブラー繊維などの機械強度部材に沿って、外側ジャケット503内に配置し、内側ジャケット512、522、および507を使用しないこともできる。こうした実施形態の例を図8Cに示す。図示した通り、外側ジャケット503は、様々な光学的導体および導電体および強度部材530を含みうる内部空洞を画定する。OCTデータ535を搬送するよう構成された様々な光ファイバーが示されている。超音波データ540を伝送するよう構成された光ファイバーは、外側ジャケット530内に配置することもできる。一つまたは複数のデジタル通信ファイバー545は、制御信号などの適切なデータ、またはその他のデジタル情報を搬送するために使用できる。さらに、一つまたは複数の導電体550は、外側ジャケット530内に配置できる。様々な光ファイバーは、所定の用途に適した単一モードまたは多モードとしうる。
【０１１２】
数多くのインターベンショナル心臓学の場面において、各処置室は専用の制御室に隣接している。医師、看護師、および技師は、処置室204とそれに関連する制御室200との間で分かれてチームで作業する。図9は、単一の撮像エンジン145およびサーバー135を使用して複数の処置室での撮像用に構成されたシステム構成要素の簡略化したブロック図を示す。主要な電気的接続は、点線で示し、主要な光学的接続は実線で示されている。撮像エンジン145内の光スイッチングネットワーク（S）は、図1Bに示すSAスイッチ155、RAスイッチ153、および超音波（US）スイッチ159を組み込む。主制御室200と処置室204、208との間のすべての接続は、図1Bに示す接続と同様である。
【０１１３】
サテライト処置室208は、主制御室200を主要処置室204と連結するケーブル組立体にあるものと同一タイプと数の光ファイバーおよび／または導電体を含む長さLのケーブル組立体で、主制御室200にある撮像エンジン145およびサーバー135に連結しうる。サテライト処置室は、撮像エンジン145とスイッチングネットワーク（S）を通して相互作用し、またデジタル光リンクを通してサーバー135と相互作用する。診断システムがサテライト処置室208で使用中の時でも、すべてのデータ取得および信号処理作業は、サーバー135で実行される。OCT画像、IVUS画像、FFRデータ、および血管造影データを含む、処理された診断データは、サーバー135からデータネットワークを介してサテライト制御室230にあるクライアントコンピュータ220に渡される。
【０１１４】
クライアントコンピュータ220は、処理された診断データをサーバー135から受信し、そのデータをサテライト処置室208にあるモニターバンク141に配向する。処理されたデータは、ビデオスイッチ140を通してルーティングできる。診断システム操作の特定の側面は、処置室内の人員の代わりまたはそれに加えて、制御室内の人員によって制御されることがよくあるため、各サテライト制御室230内に診断システムのための制御機構を提供することも望ましい。この目的のために、クライアントコンピュータ220は、各サテライト制御室230にキーボード、マウス、およびモニターを備える。クライアントコンピュータ220は、それにより制御信号をデータネットワークを介して診断システムに送信できる。2人のユーザーがシステムの制御を同時に実行しようとした場合、サーバー135は、処置を最初に開始したユーザー、またはOCTまたはIVUSまたはFFRデータを能動的に取得しているなど、より重大な処置の局面にあるユーザーに、優先権を割り当てる。
【０１１５】
OCTおよび超音波画像に加えて、血管造影X線画像は一般的に、広い視野について血管形態を平面的に視覚化する。OCTおよび超音波画像は一般的に、約5〜約15 cmの引き戻し距離に対して、単一の血管内の血管微小構造を断面的に視覚化するかまたは三次元で表現する。ステント移植などの介入処置は、血管造影下のみでリアルタイムにガイドされるため、広い視野の低解像度血管造影画像と、狭い視野の高解像度OCTまたは超音波画像が正確に共に登録されることが望ましい。これにより、血管マップ全体についての状況データと、標的病変についての断面的詳細データの両方が医師に提供される。
【０１１６】
上述の通り、多モード診断システムは、血管造影X線システムにも接続されたデータネットワークと相互作用することで、または血管造影X線システムと直接的に相互作用することで、それまでに取得された血管造影画像を取り出すことができる。データネットワークは、例えば、カテーテル検査室を運営する施設または病院と関連したネットワークとしうる。これらの血管造影画像は、サーバー135上に保存される一組のOCTまたは超音波画像と同時に取得しうる。血管造影画像とOCTまたは超音波画像の同時取得は、侵襲的なOCTまたは超音波撮像中に放射線不透過造影剤フラッシュを使用することにより実現可能である。サーバー135またはデータ収集システムの別の構成要素上で実行されるソフトウェアアルゴリズムを血管造影法およびOCTまたは超音波データを空間的に共に登録するために使用できる。
【０１１７】
収集した患者画像データの伝送を取り扱うために、および異なるデータ収集システム間またはそのモジュール間で相互作用するために使用するハードウェアは、様々な方法で構成できる。例えば、血管造影およびOCTおよび／または超音波データを共に登録するなど、異なるタイプの画像データを処理するよう構成されたソフトウェアは、本明細書に記載した異なる構成要素からデータを受信できる。一実施形態において、OCTを使用して生成された光学的データおよびIVUSを使用して生成された音響データを、X線を使用して生成された血管造影データと個別にまたは集合的に組み合わせることができ、ここでこれら三つのタイプのデータのそれぞれが、一つまたは複数のネットワークを介して伝送される。超音波データおよび血管造影データは、光信号に変換され、本明細書で説明した一部のデータ収集システムで使用される、一つまたは複数の長さの光ファイバーを介して伝送される。その結果、一実施形態において、本発明は、異なる撮像モダリティを使用して複数の組の画像データを収集し、ネットワークを介してそれらを送信することに関する。このネットワークまたは個別の光学的または電子的な伝送経路は、干渉計のサンプルアームおよび／または参照アームと光通信する一つまたは複数の光ファイバーを介したデータ収集システムの一部として統合できる。
【０１１８】
図10Aおよび10Bは、それぞれ、固定したヒト冠動脈の超音波画像、およびヒト生体の手指の腹のOCT画像を示す。図10Aの超音波画像は、毎秒50,000本の画像線数および毎秒100フレームの速度で取得され、また受信機からデジタイザボードに15メートルの単一モード光ファイバーリンクを介して伝送されたものである。図10BのOCT画像は、上述の干渉計設計を使用して、毎秒100,000本の画像線数および毎秒100フレームの速度で取得されたものである。サンプルアームおよび参照アームの光は、撮像エンジンからPIUドックへ30メートルのシングルモード光ファイバーリンクを介して伝送されたものである。こうして、様々な発明の実施形態において、光ファイバーリンクを用いて、データ収集システムまたは多モード式システムの一定の構成要素を分離することが可能であり、しばしばそれが望ましい。デジタイザおよび関連するハウジングおよびまたそれに関連しうるコントロールに関連する費用およびサイズを考慮すると、一つまたは複数の処置室からのデータを受信するためにデジタイザを一つの部屋内に有することは、デジタイザを各部屋に有することよりもより効率的である。本明細書に記載した所定のデータ収集システムの撮像エンジンおよびその他の構成要素についても、同じことがいえる。
【０１１９】
従って、血管造影法、OCT、および超音波データは、同じモニター上にまとめて表示でき、マーカーを、ある一つのモダリティから形成された画像上に置いて、その他のモダリティから形成した画像の位置を示すことができる。例えば、マーカーを、2D平面の血管造影画像上に置き、比較的長いOCT引き戻しの一部として取得した2D断面的OCT画像の位置を示すことができる。これにより、オペレーターは、OCTまたはIVUS下でのみ見ることができる血管内の特徴の位置を血管造影で正確に評価アクセスできる。このように、ステント移植などの介入処置の正確なガイドが可能となる。
【０１２０】
さらに、発明の実施形態は、OCT、IVUS、FFRまたは上述またはその他の二つのモダリティを組み合わせる多モード式システムの構成要素を、カテーテル検査室またはカテ室またはその他の医療施設内のその他の構成要素、装置またはサブシステムに対して特定または一般的な空間座標に位置するシステムに、効率よく割り当てるために適した方法、システム、および装置に関する。こうして、例えば、OCTシステムでの場合、掃引レーザーなどの光源、デジタイザ、光学的遅延ラインまたはファイバーループ、干渉計ならびにサンプルアームや参照アームなどのその構成要素、コンソール、電気的サブシステムおよびクロック発生器、上記用のハウジングおよびその他の品目などのその構成要素は、互いに光通信または電気通信しうる。OCTシステムのこれらの構成要素のいくつかは、嵩張る、高価である、壊れやすい、振動や干渉に対して敏感である、および／またはおそらくは上記のすべてに該当することを考慮すると、一次的な構成要素または不要な重複、非効率性、およびデータ品質の低下を避ける構成要素の配置を考案することが望ましい。
【０１２１】
上記の観点から、数多くのOCT、IVUS、および／またはFFRデータ収集セッションにおいて、データが収集される処置室は、専用の制御室に隣接していることにも注目する価値がある。一実施形態において、必要なすべての光−電気構成要素を含むOCTシステムの個別のカートまたは設備は、所定の処置室において使用できる。ただし、上記に指摘した点を考慮すると、一次的な構成要素としての、より高価で、より重い、または嵩張る構成要素のいくつかを、システムのその他の部品、二次的または第二の構成要素から分離する1対多のトポロジーでは、数多くの処置室に接続された高価な、嵩張る、またはデリケートな各構成要素を一つのみ有することによってコストを低減することができる。
【０１２２】
こうして、一実施形態において、OCT、IVUS、および／またはFFRシステムまたは上記の二つ以上を組み合わせるシステムなどの第一のデータ収集システムを、その構成要素が一つまたは複数のネットワークを形成するように接続されるように構成しうる。これらの構成は、音響信号または電気信号などデータが当初収集された形式から変換された後での、超音波データまたは血管造影データを共に登録することおよび光ファイバーに沿った伝送をサポートするために使用できる。別の方法として、光ネットワークと通信する電気信号ベースのネットワークまたはサブネットワークを使用できる。デジタイザ、光源、ハウジング、またはその他のOCT、IVUS、またはFFR構成要素など、データ収集システムの様々な構成要素は、ネットワークにおいて主要な構成要素またはノードとして識別でき、これは二次的なOCT、IVUS、またはFFRシステム構成要素または複数のその他または二次的なOCT、IVUS、またはFFRシステム構成要素と電気通信する、光通信する、またはその両方のどれかである。一次的および二次的という用語の使用は一般的であり、様々なデータ収集システムおよびその構成要素は、本明細書に記載したいかなる構成要素に関しても制限なく使用できる。この例を図11A〜11Cに示すが、ここで一次的な構成要素は、「第二（2nd）」として特定された二次的な構成要素と電気的および／または光学的に結合している。こうして、一実施形態において、デジタイザおよび／または光源またはサーバーは、第一の位置での一次的な構成要素となりうる。
【０１２３】
その結果、一次的な構成要素は、一つまたは複数の二次的な構成要素と電気通信および／または光通信する。一次的および二次的な構成要素は、限定されないものの、OCTプローブまたはサンプルアームの一部、圧力プローブ、無線受信機、無線送信機、電子−光信号コンバータ、またはその他の成分を含みうる。次に、一次的および二次的な構成要素は、互いに対して異なる距離または異なる位置に配置しうる。例えば、これらの構成要素はベッドまたは室内のその他の位置などの位置に対して遠隔または近位となるよう配置しうる。一実施形態において、構成要素は、同じ部屋内でありながらも、互いに離すことができるが、ある長さの光ファイバー、電線または無線接続により連結されている。こうして、患者は、一実施形態において、患者の動脈に挿入されたプローブが、組み合わせ OCTおよびIVUSプローブであるデータ収集処置の間にベッドなどのサポート上に横たわることができる。IVUSデータは、音響的に生成し、電子−光コンバータによる変換の後で光学的形式で伝送する前に無線で受信機に伝送することができる。光学的OCTデータおよびIVUSデータは、サーバーで処理し、三次元画像を作成したり、または血管造影データまたは様々なその他の用途と共に登録することができる。これらの様々な手順および各段階で使用される装置は、複数の部屋および室内での遠隔データ収集および処理が実施できるよう、データ処理およびルーティングのネットワークを形成するよう構成される。
【０１２４】
一実施形態において、主要なOCT構成要素および一つまたは複数の二次的なOCT構成要素は、制御室または処置室などの異なる部屋にある。一実施形態において、それによって主要なOCT構成要素が一つまたは複数の二次的なOCT構成要素と通信するネットワークトポロジーは、限定されないものの、スター型トポロジー、拡張スター型トポロジー、バストポロジー、階層トポロジー、ならびに一つまたは複数のOCTデータ収集セッションについて、単独または全体としてのいずれかで、費用便益比または信号対雑音比を改善するその他のトポロジーを含みうる。
【０１２５】
（無線制御装置）
一実施形態において、本発明は、3次元的に動くよう構成された入力装置またはコントローラ、および本明細書に記載したシステム、装置またはプローブのうち一つを使用して、サンプルについて収集したデータを制御または表示することに関する。入力装置またはコントローラは、テーブルサイドマウスなどのマウス、またはテーブルサイドジョイスティックなどのジョイスティックとして実施できる。図1Cの実施形態と共通したいくつかの要素を有する多モード式システム420は、携帯端末425および関連する様々な携帯または無線構成要素を含む。図12の右下四半分は、そうしたコントローラまたは入力装置を示す。入力装置は、装置の回転または旋回を、スクリーンまたは遠隔端末上に表示されるものを制御できる無線信号に変換する。
【０１２６】
一実施形態において、入力装置は、図12に示すマウスなど、マウスまたはジョイスティックである。こうして、マウスまたはジョイスティックの構成において、入力装置は、二つのモードで使用可能なポイント・アンド・クリック式の装置である。第一のモードでは、ベッドサイドレールまたは別の表面に取り付けたマウストレイまたはジョイスティックエンクロージャーボックスと併せて、無線マウスまたはジョイスティックとして使用する。このモードにおいて、マウスの下部にある光センサーが、マウストレイ上の動作を追跡するために使用されるか、またはジョイスティック内の一つのセンサーまたは一式のセンサーが、角運動の追跡に使用される。入力装置は、汚染を阻止するために使い捨ての無菌袋内に入れることができ、また同じ目的で入力装置およびトレイ全体を無菌シーツで覆うことができる。
【０１２７】
第二のモードでは、入力装置を、マウストレイまたはその他の表面から持ち上げて、自由空間ポインターとして使用できる。入力装置は、トレイの使用を必要とせずに自由空間での動作を追跡するために、一組のジャイロスコープまたは加速度計を組み込んでいる。ここでも入力装置は、汚染を阻止するために、使い捨ての無菌袋に入れることができる。
【０１２８】
どちらの動作モードでも、テーブルサイドマウスまたはジョイスティックからの位置データは、同様に患者テーブルに取り付けられたPIUドック内に位置する第一の無線送受信機に伝送される。受信機は、無線USBドングルとすることができ、またPIUドック内のUSBハブに接続できる。サーバーPCへの単一のUSB接続により、マウスのコマンドがデータ収集システムソフトウェアで実行されるようになる。このUSB接続は、PIUドックとサーバーPCとの間の距離に応じてUSB ケーブルまたは延長ケーブルとしうる。リンク長さが数メートルを超える時、信号劣化を阻止し、RF干渉を除去するために光USBリンクを使用しうる。
【０１２９】
マウスまたはジョイスティックは、データ収集システムまたはそれと電気通信または光通信するその他の構成要素を制御するために臨床医によって使用されうる。図1A〜1Cにあるシステムなど、データ収集システムからの情報は、出力装置に表示される。出力装置は、患者テーブルに隣接した天井ブームに取り付けたモニターとしうる。入力装置との併用に適したその他の出力装置および／または関連するディスプレイまたはインターフェースサブシステムを図15〜17に示す。従って、臨床医は、データ収集システムを操作するために、テーブルサイドマウスまたはジョイスティックなどの入力装置を使用する時に、モニターまたはその他の出力装置から最大数メートル離れることができる。この理由から、データ収集システム上のグラフィカルユーザーインタフェース（GUI）は、より大きな制御ボタン、ダイアログボックス、および文字サイズに変更される。このGUI変更により、マウスまたはジョイスティックに要求される精度が低減され、離れたモニターを用いての自由空間ポインター操作が実用的なものとなる。
【０１３０】
一実施形態において、入力装置は、引き戻しなどのOCTデータ収集セッションに関連した二次元または三次元の断層撮影画像として表現した血管の経路に沿って動くように、一方向に平行移動させうる。一実施形態において、入力装置を回転または平行移動させると、血管またはその構成要素の2Dまたは3D画像が回転する原因となりうる。入力装置の動きを追跡するために、ピッチ、ヨー、角度位置（x、y、およびz位置）を使用することもできるが、ここでこうした動きにより、画像またはその他のデータが所定のサンプルまたは対象患者についてのOCT、FFR、X線およびその他のデータに応じて表示されるようになる。
【０１３１】
（携帯端末）
一部の状況において、ユーザーはむしろデータ収集システムを患者ベッドまたは制御室以外の位置から制御することを好む。図12は、右下四半分に模範的な携帯端末の実施形態を示す。技師は、例えば、データ取得の制御およびデータ検討の実行を処置室内の端末から行うことを好む場合がある。無線通信を使用する携帯端末がこのニーズに対処する。携帯端末は、データ収集システムまたはそれと電気通信または光通信するシステムを制御する、無線ビデオ受信機、モニター、無線キーボード、および無線マウスを含む。端末は、処置室内のどこにでも配置できるようにするために、車輪付カートに取り付けることができる。その他の携帯装置を使用することができる。
【０１３２】
携帯端末の無線キーボードおよびマウスは、PIUドック内に位置する第二の無線送受信機と通信している。この送受信機は、第一の無線送受信機と同一のデジタルハブに接続されている。携帯端末のモニターは、無線ビデオ受信機からビデオデータを受信する。この受信機は、サーバーPCに接続された無線ビデオ送信機と通信している。伝達装置は、制御室の壁や窓に一般に使用されている放射線遮蔽による影響を受けることなく、ビデオ信号が受信機を通過できるよう、制御室内またはその付近の位置に取り付けることができる。
【０１３３】
一実施形態において、本明細書に記載したデータ収集システムは、有線／無線プローブおよび制御点を含む有線／無線アーキテクチャを含む。さらに、一実施形態において、本発明は、データ収集システムを操作するために使用できる有線／無線タッチスクリーン制御パネルを含む。タッチパネルは、画像ディスプレイおよびインターフェース機能を含みうる。携帯端末は、3次元での動きを変換して、ディスプレイへの出力を変更するコントローラとの併用で動作するよう構成できる。
【０１３４】
（医療装置／プローブ、方法、およびその他の機能）
一つまたは複数の圧力プローブを、本明細書に記載した多モード式システムと併用することができる。これらのプローブは、電力を受け入れる圧力センサーまたはトランスデューサを含みうる。ガイドワイヤー上またはその付近に位置するセンサーに電源を供給し、測定した生理学的変数を表す信号を、身体の外部に配置されたインターフェース装置の役目をする制御ユニットに通信するために、信号を送信するための一つまたは複数のケーブルを、センサーに接続し、血管からコネクター組立体を経由して外部制御ユニットを通過するように、ガイドワイヤーに沿ってルーティングする。制御ユニットは、センサー信号をANSI/AAMI BP 22-1994で許容可能な形式に変換するよう適応しうる。さらに、ガイドワイヤーには一般に、センサーのサポートの役目をする中央の金属ワイヤー（コアワイヤー）を備えている。
【０１３５】
図13は、プローブの実施形態801を示す。プローブ801は、センサーおよびガイドワイヤーを含む。プローブは、図中、例示する目的で五つの部分（802〜806）に分けられている。部分802は最遠位部分、すなわち、血管内に最も遠くまで挿入させることになる部分で、また部分806は最近位部分、すなわち、図示されていない制御ユニットに最も近い位置にある部分である。部分802は、アーク形チップ807を備え、例えば白金製の放射線不透過コイル808を含みうる。白金コイルおよびチップ内に、ステンレス製の固体金属ワイヤー809も取り付けられ、これは部分802内にあり、細い円錐形チップ様に形成され、白金コイル808のための安全機構として機能する。部分802における金属ワイヤー809の、アーク形チップ807に向けた連続的なテーパリングにより、センサーガイド構造の正面部分が連続的に柔らかくなる。
【０１３６】
部分802と803との間の移行部で、コイル808の下側がワイヤー809に接着剤または代替的にハンダで取り付けられ、それによりジョイント118が形成されている。ジョイント118で、生体適合性物質（例えば、ポリイミド）からなる細い外側チューブ811が始まり、部分806までずっと下方向に延びている。チューブ811は、センサーガイド構造が低摩擦の滑らかな外部表面になるよう処理することができる。金属ワイヤー809は、部分803でかなり拡張されており、またこの拡張部にスロット812が備えられ、その中にセンサー素子814が並べられている（例えば、圧力計）。センサーは動作のための電気エネルギーが必要である。センサー素子814が取り付けられている金属ワイヤー809の拡張により、血管の急な曲がりでセンサー素子814に加わる応力が低減される。
【０１３７】
センサー素子814から、信号送信ケーブル816が配置され、これは一般的に、一つまたは複数の電気ケーブルを含みうる。信号送信ケーブル816は、センサー素子814から部分806の下および身体外に位置する（図示されていない）インターフェース装置に延びている。供給電圧が送信ケーブル816（またはケーブル）を経由してセンサーに供給される。測定した生理学的変数を表す信号も、送信ケーブル816に沿って伝達される。金属ワイヤー809は、センサーガイド構造の正面部分の柔軟性を高めるために、部分804の開始部でかなり細くなっている。部分804の末端部、および部分805の全体で、センサーガイド構造801を血管内前方に押しやすくするために、金属ワイヤー809はより太くなっている。部分806において、金属ワイヤー809は、扱いやすくするためにできるだけ粗くなっており、またその中にケーブル816が例えば接着剤で取り付けられたスロット820を備えることができる。
【０１３８】
図13に図示したようなガイドワイヤー201の使用について、図14に概略的に示す。ガイドワイヤー201は、患者225の大腿動脈に挿入される。体内のガイドワイヤー201およびセンサー214の位置は、点線で図示している。ガイドワイヤー201、さらに具体的には、その電気的送信ケーブル211は、ワニ口クリップ型のコネクターまたはその他の任意の既知のコネクターなど適切な任意のコネクター要素またはサブシステム（図示せず）を使用して、ケーブル211に接続されたワイヤー226を経由して制御ユニット222にも連結される。ワイヤー226は、ガイドワイヤー201の取り扱いが容易になるように、できるだけ短くすることが望ましい。制御ユニット222が、ケーブル211に適切なコネクターを経由して直接取り付けられるように、ワイヤー226は省略することが望ましい。制御ユニット222は、ワイヤー226、ガイドワイヤー201のケーブル211、およびセンサー214を含む回路に電圧を供給する。さらに、測定した生理学的変数を表す信号がセンサー214からケーブル211を経由して制御ユニット222に転送される。ガイドワイヤー201を導入する方法は、当業者には周知である。
【０１３９】
制御ユニット222から、センサー214で測定された遠位圧力を表す信号が、一つまたは複数のモニター装置に送信されるが、ANSI/AAMI BP22-1994を使用して、無線通信または有線接続のいずれかの手段で使用することが望ましい。この情報は、図1Bの受信機129および130など、一つまたは複数の無線圧力受信機に伝送されうる。
【０１４０】
制御ユニットによりセンサーに供給される電圧は、ACまたはDCの電圧としうる。一般的に、AC電圧をかける場合には、センサーは一般的に、調べる対象の物理的パラメータに対する感応性があるよう選択されたセンサーを駆動するために、AC電圧をDC電圧に変換する整流器を含む回路に接続される。
【０１４１】
図15は、医療装置またはプローブを使用するよう構成されたデータ収集システム850を図示するもので、これは、体内からの生理学的条件または画像データをモニタリング、分析、および／または表示するための圧力または撮像構成要素またはサブシステムを含みうる。生理学的条件は、FFR、OCT画像データ、血圧、および図1A〜1Cのプローブまたはシステムを使用して収集したその他のデータを含みうる。
【０１４２】
データ収集システム850は、生体内で測定した生理学的（またはその他の）変数を表す無線信号を受信するよう構成された圧力ワイヤー受信機ユニット852、少なくとも一つの大動脈圧インターフェースユニット（図示せず）から、インターフェースユニットを識別するために必要なインターフェース識別情報を含む無線信号、および測定した大動脈圧を表す情報を受信するよう構成された大動脈圧受信機ユニット853を含みうる。システム850は、血圧に関連したパラメータを計算するよう構成された信号処理要素またはサブシステム854を含みうる。
【０１４３】
システム850は、選択可能な大動脈圧インターフェースユニット、圧力ワイヤーインターフェースユニット、および血圧に関連したパラメータに関連する情報、FFR値、およびOCT生成画像を表示し、ユーザー入力を受信するよう構成されたタッチスクリーン855も含みうる。さらに、システム850および識別ユニット856は、受信したインターフェース識別情報に基づき、インターフェースユニットを識別するよう構成でき、また提示ユニット857は、タッチスクリーン855上に、識別ユニット856により識別されたインターフェースユニットを提示するよう構成される。さらに、システム850は、提示されたインターフェースユニットのうち一つを選択するよう構成された選択ユニット858を含みうる。一実施形態において、大動脈圧受信機ユニット853は、選択した大動脈圧インターフェースユニットからの大動脈圧情報を受信するよう構成される。タッチスクリーン855は、図1A〜1Cに示す実施形態における部屋およびデータ収集プローブ間で選択するのに適したグラフィックユーザーインタフェースを含みうる。
【０１４４】
別の発明の実施形態によれば、図15で点線で示した要素により図示した通り、プローブ850はさらに、識別されたインターフェースユニットを保存された組のインターフェースユニットのアイデンティティと一致させるよう構成されたマッチングユニット859を含みうるが、ここで提示ユニット857は、タッチスクリーン855上に一致項目のあるインターフェースユニットを提示するよう構成されている。一実施形態において、選択ユニット858による選択は、タッチスクリーン上でのユーザー入力855に対応してなされる。圧力プローブまたは圧力データ受信機は、データを送信するよう構成された関連するインターフェースユニットを有しうる。インターフェースユニットは、OCT、圧力、超音波、制御信号、またはその他のデータなど、特定タイプのデータを伝送するよう構成されたプローブインターフェースユニットまたはインターフェースまたは装置としうる。
【０１４５】
別の実施形態において、選択ユニット858による選択は、あらかじめ定めた選択ルールに従い自動的に行われる。あらかじめ定めた選択ルールは、受信した無線信号に関連したパラメータを含みうる。例えば、あらかじめ定めた選択ルールは、信号強度または光ビームパラメータを含みうる。従って、選択ユニットによる選択は、最高の信号／雑音比を有する無線信号を生成したインターフェースユニットを選択することにより行われうる。選択ルールは、どの処置室で患者がOCT引き戻しおよび画像データ収集の準備ができているかを示すトリガー信号の受信とすることもできる。
【０１４６】
一実施形態において、大動脈圧受信機ユニット853は、選択した大動脈圧インターフェースユニットに関連する校正データを受信するよう構成される。一実施形態によれば、圧力ワイヤー受信機ユニット852および／または大動脈圧受信機ユニット853は取り外し可能である。一実施形態において、圧力ワイヤー受信機ユニットは、USB接続を経由して装置に接続可能である。一実施形態において、大動脈圧受信機ユニット853は、USB接続または無線接続を経由して装置850に接続可能である。
【０１４７】
さらなる態様によれば、本発明は、生体内での血圧に関連した生理学的条件のモニタリング、分析および表示のための医療システムに関するもので、システムは、プローブを含むが、これは圧力または撮像プローブを含みうる。発明の一実施形態によれば、図16に例示した通り、生理学的条件またはその他のデータのモニタリング、分析および表示のためのシステムは、ディスプレイを含む。図示した通り、図16のディスプレイは、固定または移動可能としうる。ユーザーインタフェースおよび様々な入力が、図示した通りディスプレイ装置に含まれる。一実施形態において、スクリーンはタッチスクリーンである。様々なデータ供給または生理学的条件またはその他のデータA、B、およびCの発生源が示されている。これらは、図1A〜1Cに図示したようなデータ収集システムにより生成されたか、または生成されたデータの処理から結果的に生じた任意のデータとしうる。
【０１４８】
次に、図17は、患者Pを左側に、リモートサーバーまたはデータ収集Sまたは処理システムを右側に示す。患者Pは、血圧、酸素レベル、およびその他など局所データを収集する様々なモニターまたは受信機（一般にM）に接続され、収集したその局所データを一つまたは複数の装置に、有線接続、無線またはその他の接続を有するネットワーク装置Nを使用して中継することができる。このデータは、OCTまたはその他のカテーテルベースの処置中に収集できる。次に、一度このデータが取り込まれると、ディスプレイまたはリモートサーバーまたは図示した処理システムSに無線で中継できる。グラフィックユーザーインタフェース（GUI）を有する手持ち式の装置またはタッチスクリーンモニターを使用して、システムの制御またはそこからのデータの収集ができる。
【０１４９】
発明の一実施形態は、測定した大動脈圧を表す情報を受信し、インターフェースユニットを識別するために必要なインターフェース識別情報を含む無線信号、および測定した大動脈圧を表す情報を伝送するよう構成された一つの大動脈圧インターフェースユニットを含みうる。
【０１５０】
発明の一実施形態は、ノードおよびリンクの光−電気混合ネットワークができるように、電気的および光学的な入力および出力を有する要素のネットワークに関する。一実施形態において、主要なOCT構成要素および／または二次的なOCT構成要素のいずれかを含む二つのノード間のリンクは、干渉計のサンプルアームまたは参照アームなど干渉計のアームまたはその一部分を含む。
【０１５１】
本発明の態様、実施形態、機能、および例は、あらゆる点で例示的なものと考えられるべきであり、本発明を限定することは意図されず、その範囲は請求項によって定義される。その他の実施形態、変形、および用法は、請求した発明の精神および範囲を逸脱することなく、当業者にとって明らかである。
【０１５２】
出願の見出しとセクションの使用は、本発明を制限することを意図するものでなく、各セクションは、本発明のいずれの態様、実施形態、または機能にも適用できる。
【０１５３】
本出願全体を通して、構成物が特定の構成要素を有する、含む、または備えるものとして記述されている場合、またはプロセスが特定のプロセスのステップを有する、含む、または備えるものとして記述されている場合、本教示の構成物も、列挙された構成要素から基本的に構成されるか、または構成されると企図され、本教示のプロセスも列挙されたプロセスのステップから、本質的に構成されるか、または構成されると企図される。
【０１５４】
本出願で、素子または構成要素が列挙された素子または構成要素のリストに含まれるおよび／または同リストから選択されると記述されている場合、当然のことながら、素子または構成要素は列挙された素子または構成要素のいずれの一つであるか、または列挙された素子または構成要素の二つ以上から成るグループから選択され得る。さらに、当然のことながら、本明細書に記述の素子および／または構成物、装置、または方法の機能は、本明細書での明示または暗示にかかわらず、本教示の精神と範囲を逸脱することなくさまざまな方法で組み合わせることができる。
【０１５５】
「含む（include、includes、including）」、「持つ（有する）（have、has、having）」という用語は、特に別段の記載がない限り、制約のない非制限的なものとして一般に理解される。
【０１５６】
特に別段の記載がない限り、本明細書における単数形の使用には複数形を含む（その逆も同様）。さらに、文脈から明らかにそうでないと分かる場合を除いて、単数を表す「一つの（a、an）」および「その（the）」は、複数形を含む。さらに、定量値の前に「約（about）」という用語が使用されている場合、本教示では、特に別段の記載がない限り、その特定の定量値自体も含む。
【０１５７】
当然のことながら、ステップの順序または特定の動作の実施の順序は、本教示が実施可能である限り、重要ではない。さらに、二つ以上のステップまたは動作は同時に行い得る。
【０１５８】
値の範囲またはリストが提供されている場合、値のその範囲またはリストの上限および下限の間の各介在値は、個別に企図され、各値が具体的に本明細書に列挙されているかのように、本発明中に包含される。さらに、特定の範囲の上限と下限の間およびこれを含むより小さな範囲が企図され、本発明内に包含される。例示的値または範囲のリストは、特定の範囲の上限と下限の間およびこれを含む他の値または範囲を除外するものではない。
【０１５９】
光放射および電磁放射という用語は、本明細書では各用語が、電磁スペクトルのすべての波長（および周波数）の範囲および個別の波長（および周波数）を含むように、互換的に使用される。同様に、デバイスおよび装置という用語も、互換的に使用される。部分的に、発明の実施形態は、限定されないものの、電磁放射およびその構成要素の発生源；そうした発生源を含むシステム、サブシステム、および装置；上記の一部として使用されるか、またはそれと通信する機械的、光学的、電気的およびその他の適切な装置；および上記のそれぞれに関連する方法に関するか、またはそれらを含む。従って、電磁放射の発生源は、一つまたは複数の波長または周波数の光を放出、再放出、伝送、放射またはその他の方法で生成する任意の装置、物質、システム、または装置の組み合わせを含みうる。
【０１６０】
電磁放射の発生源の一例はレーザーである。レーザーは、放射線の誘導放出のプロセスにより光を生成または増幅する装置またはシステムである。レーザー設計のタイプおよびそれにおける変形は、あまりにも広範にわたるため詳述できず、発展を続けているものの、本発明の実施形態での使用に適したレーザーの一部の非限定的な例は、可変波長レーザー（掃引光源レーザーということもある）、超光発光ダイオード、レーザーダイオード、半導体レーザー、モードロックレーザー、ガスレーザー、ファイバーレーザー、固体レーザー、導波管レーザー、レーザー増幅器（光増幅器ということもある）、レーザー発振器、および増幅自発放射レーザー（無反射鏡レーザーまたは超放射レーザーということもある）を含みうる。
【０１６１】
（多モードの方法および装置のための非限定的なソフトウェア実施形態）
本発明は、多くの異なる形式で具体化でき、これにはプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、または汎用コンピュータ）とともに使用するコンピュータプログラム論理、プログラム可能論理デバイス（例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（FPGA）または他のPLD）とともに使用するプログラム可能論理、個別部品、統合回路（例えば、特定用途向け集積回路（ASIC））、またはその任意の組み合わせを含む他の手段が含まれるが、これに限定されない。本発明の一実施形態では、OCTプローブ、超音波プローブ、FFR装置、またはその他のデータ収集モダリティを使用して収集されたデータの処理の一部またはすべては、コンピュータ実行可能形式に変換された一連のコンピュータプログラム命令として実施され、コンピュータ可読媒体などに記憶され、オペレーティングシステムの制御下でマイクロプロセッサによって実行される。所定の構成要素、システム、サブシステム、または装置の構成要素の制御および操作も、コンピュータを使用してそのように制御または操作できる。一実施形態において、光、高周波、電気的およびその他の信号またはその他のデータは、一つまたは複数のモダリティからのデータの収集、データ収集またはその他のクロッキング事象の誘発、データ収集の同期化、異なる部屋など一つまたは複数の位置間でのデータの送信、および上述したその他の機能および実施形態に適した、プロセッサ認識可能な命令に変換される。
【０１６２】
本明細書に上述された機能のすべてまたは一部を実施するコンピュータプログラム論理は、ソースコード形式、コンピュータ実行可能形式、およびさまざまな中間形式（例えば、アセンブラ、コンパイラ、リンカー、またはロケーターによって生成される形式）を含むがこれに限定されないさまざまな形式で具体化され得る。ソースコードは、さまざまなオペレーティングシステムまたは動作環境で使用するための、さまざまなプログラミング言語（例えば、オブジェクトコード、アセンブリ言語、またはFortran、C、C++、JAVA、またはHTMLなどの高レベル言語）で実行される一連のコンピュータプログラム命令を含む。ソースコードは、さまざまな構造および通信メッセージを定義および使用する場合がある。ソースコードは、（例えば、解釈プログラムを介した）コンピュータ実行可能形式であるか、またはソースコードはコンピュータ実行可能形式に変換（例えば翻訳プログラム、アセンブラ、またはコンパイラを介して変換）され得る。
【０１６３】
コンピュータプログラムは、半導体メモリ装置（例えばRAM、ROM、PROM、EEPROM、フラッシュプログラム可能RAM）、磁気メモリ装置（例えば、ディスクまたは固定ディスク）、光学メモリ装置（例えばCD-ROM）、PCカード（例えばPCMCIAカード）、または他のメモリ装置などの有形記憶媒体中に、任意の形式（例えば、ソースコード形式、コンピュータ実行可能形式、または中間形式）で恒久的または一時的に固定され得る。コンピュータプログラムは、アナログ技術、デジタル技術、光技術、無線技術、ネットワーキング技術、インターネットワーキング技術を含むがこれに限定されないさまざまな通信技術のいずれかのものを使用して、コンピュータに伝送できる信号のいずれかの形式に固定され得る。コンピュータプログラムは、付随する印刷または電子文書の付いたリムーバブル記憶媒体（例えば、市販ソフトウェア）として任意の形式で配布されるか、コンピュータシステム（例えば、システムROMまたは固定ディスク）に事前ロードされるか、ネットワークを介して配布され得る。
【０１６４】
プログラム可能論理は、半導体メモリ装置（例えばRAM、ROM、PROM、EEPROM、フラッシュプログラム可能RAM）、磁気メモリ装置（例えば、ディスクまたは固定ディスク）、光学メモリ装置（例えばCD-ROM）、または他のメモリ装置などの有形記憶媒体中に、恒久的または一時的に固定され得る。プログラム可能論理は、アナログ技術、デジタル技術、光技術、無線技術（例えば、Bluetooth）、ネットワーキング技術、インターネットワーキング技術を含むがこれに限定されないさまざまな通信技術の任意のものを使用して、コンピュータに伝送できる信号に固定され得る。プログラム可能論理は、付随する印刷または電子文書の付いたリムーバブル記憶媒体（例えば、市販ソフトウェア）として配布されるか、コンピュータシステム（例えば、システムROMまたは固定ディスク）に事前ロードされるか、サーバーまたは電子掲示板から通信システム（例えば、インターネットまたはワールド・ワイド・ウェブ（WWW））で配布され得る。
【０１６５】
適切な処理モジュールのさまざまな例を、以下にさらに詳細に考察する。本明細書で使用される場合、モジュールとは、特定のデータ処理またはデータ伝送タスクを実行するのに適したソフトウェア、ハードウェア、またはファームウェアを指す。一般的に、好ましい実施形態では、モジュールとは、命令、またはOCTスキャンデータ、超音波データ、FFRデータ、干渉計信号データ、クロック、高周波データ、および他の関心の情報またはデータなどのさまざまなタイプのデータを受信、変換、登録、共に登録、ルーティングおよび処理するのに適したソフトウェアルーチン、プログラム、または他のメモリ常駐アプリケーションを指す。
【０１６６】
本明細書に記述のサーバー、コンピュータおよびコンピュータシステムは、データの取得、処理、記憶および／または通信に使用されるソフトウェアアプリケーションを記憶するためのメモリなど、動作上関連するコンピュータ可読媒体を含み得る。当然のことながら、このようなメモリは、動作上関連するコンピュータまたはコンピュータシステムに関して内部、外部、遠隔またはローカルであり得る。
【０１６７】
メモリは、例えば、ハードディスク、光ディスク、フロッピーディスク、DVD（デジタル多用途ディスク）、CD（コンパクトディスク）、メモリスティック、フラッシュメモリ、ROM（読み取り専用メモリ）、RAM（ランダムアクセスメモリ）、DRAM（ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ）、PROM（プログラム可能ROM）、EEPROM（拡張消去可能PROM）、および／または他の同様のコンピュータ可読媒体を含むがこれに限定されない、ソフトウェアまたは他の命令を記憶するためのすべての手段も含む。
【０１６８】
一般的に、本明細書に記述の発明の実施形態に関連して適用されるコンピュータ可読メモリ媒体は、プログラム可能装置によって実行される命令を記憶できるメモリ媒体を含み得る。必要に応じて、本明細書に記述の方法のステップは、コンピュータ可読メモリ媒体上に記憶された命令として具体化または実行され得る。
【０１６９】
当然のことながら、本発明の図および説明は、本発明を明確に理解するために関連する要素を説明するために簡略化されており、明確にするために他の要素を除去している。しかしながら、当業者であれば、これらおよび他の要素が望ましい場合があることを認識する。ただし、このような要素は当技術分野ではよく知られており、それらが本発明の理解を助けることはないため、このような要素の考察は本明細書では提供されていない。当然ながら、図は例示する目的で示されており、組み立て図として示されているわけではない。省略された詳細および変更または代替的実施形態は、当業者の範囲内にある。
【０１７０】
本発明の特定の態様では、要素または構造を提供するために、または特定の機能を実施するために、単一構成要素を複数構成要素で置き換えることができ、複数構成要素を単一構成要素で置き換えることができる。本発明の特定の実施形態を実践するためにこのような置換が有効でない場合を除いて、このような置換は本発明の範囲内であると見なされる。
【０１７１】
本明細書に示された例は、本発明の潜在的および特定の実施を説明するためのものである。当然のことながら、例は主に、当業者に対する本発明の説明を目的としている。本明細書に記述されたこれらの図または操作には、本発明の精神を逸脱することなく変形が存在し得る。例えば、特定の例では、方法のステップまたは操作は、異なる順序で実施または実行でき、または操作を追加、削除、または変更し得る。
【０１７２】
さらに、本発明の特定の実施形態は、本発明を説明する目的で本明細書に記述されており、これを限定する目的で記述されているわけではない一方、当業者であれば、請求項に記述されている通りに本発明から逸脱することなく、本発明の原理および範囲内で、要素、ステップ、構造、および／または部品の詳細、材料および配置の多くの変形を作ることができることが理解される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サポート上に配置された患者に関するデータを取得するためのデータ収集システムであって、
光学放射線源を含む撮像エンジンと、
長さL1の第一の光ファイバーを含む参照アームと、長さL2の第二の光ファイバーを含むサンプルアームと、を含む干渉計と、
データ収集用プローブと適合するよう構成された患者インターフェースユニットであって、前記患者インターフェースユニットが前記サンプルアームと光通信する、患者インターフェースと、
前記データ収集用プローブを使用して収集された光コヒーレンス断層撮影データを使用して生成された画像を表示するよう構成されたディスプレイであって、前記撮像エンジンが前記サポートから遠隔的に位置する、ディスプレイと、を含み、
前記患者インターフェースユニットおよび前記ディスプレイは前記サポートに対して近位に位置する、
データ収集システム。
【請求項２】
L2が約5メートルよりも大きい、請求項1に記載のデータ収集システム。
【請求項３】
前記患者インターフェースユニットと光通信するドックをさらに含む、請求項1に記載のデータ収集システム。
【請求項４】
保護鞘をさらに備え、前記撮像エンジンと前記ドックとの間の前記参照アームのセクションおよび前記サンプルアームのセクションについて、各セクションが実質的に類似した環境条件にさらされるよう、前記保護鞘内に少なくとも部分的に配置される、請求項3に記載のデータ収集システム。
【請求項５】
前記参照アームの第一のセクションおよび前記サンプルアームの第一のセクションが、少なくとも部分的に前記ドック内に配置される、請求項4に記載のデータ収集システム。
【請求項６】
前記ドックが前記患者インターフェースユニットを収容し保持するよう構成される、請求項3に記載のデータ収集システム。
【請求項７】
前記ドックが前記データ収集用プローブからの無線データを受信するよう構成され、タッチスクリーンを含むユーザーインタフェース装置、前記データ収集用プローブと圧力トランスデューサベースの装置との間で選択するよう構成された選択ユニット、およびグラフィカルユーザーインタフェースをさらに含み、前記ユーザーインターフェース装置が画像データまたは圧力データに基づくパラメータを使用して生成された画像を表示し、ユーザー入力を受信するよう構成された、請求項3に記載のデータ収集システム。
【請求項８】
前記患者インターフェースユニットが血管内超音波撮像プローブを収容するように構成された、請求項1に記載のデータ収集システム。
【請求項９】
前記データ収集用プローブが前記光コヒーレンス断層撮影データと、超音波データおよび圧力データの一方または両方を収集するよう構成された、請求項1に記載のデータ収集システム。
【請求項１０】
前記データ収集用プローブを使用して生成された電気的超音波信号を受信し、第二のコンバータに転送するために前記電気的超音波信号を光信号に変換するよう構成された第一のコンバータをさらに含む、請求項9に記載のデータ収集システム。
【請求項１１】
前記データ収集用プローブを使用して生成された電気的圧力信号を受信し、前記電気的圧力信号を第二のコンバータへ転送するために光信号に変換するよう構成された第一のコンバータをさらに含む、請求項9に記載のデータ収集システム。
【請求項１２】
前記保護鞘中に配置された第三の光ファイバーをさらに含み、前記第三の光ファイバーが前記データ収集用プローブから受信した圧力データまたは超音波データを送信するよう構成された、請求項4に記載のデータ収集システム。
【請求項１３】
前記保護鞘内に配置されたデジタル通信ファイバーまたは電線をさらに含む、請求項1に記載のデータ収集システム。
【請求項１４】
画像データ収集システムであって、
長さL1の第一の光ファイバーを含む参照アームと、長さL2の第二の光ファイバーを含むサンプルアームと、を含む干渉計と、
光学断層撮影撮像プローブと適合するよう構成された第一のロータリーカプラーと、を含み、前記ロータリーカプラーが前記サンプルアームと光通信し、またL2が約5メートルよりも大きい、
画像データ収集システム。
【請求項１５】
前記第一の光ファイバーおよび前記第二の光ファイバーの双方が共通の保護鞘内に配置されている、請求項14に記載のシステム。
【請求項１６】
前記参照アームの光路の長さを調節するよう構成された光学素子をさらに含み、当該光学素子は、前記参照アームと光通信し、かつ透過型または反射型である、請求項14に記載のシステム。
【請求項１７】
前記長さL1とL2および前記共通の保護鞘内での前記第一の光ファイバーおよび前記第二の光ファイバーの位置が、前記光学断層撮影撮像プローブにより収集されたデータを使用して形成した画像の劣化を実質的に軽減するよう構成される、請求項15に記載のシステム。
【請求項１８】
前記保護鞘内に配置された導電性のワイヤーをさらに含む、請求項15に記載のシステム。
【請求項１９】
超音波データを含む電気信号を受信し、前記電気信号を光信号に変換するように構成された電気−光コンバータを含む超音波システムをさらに含む、請求項14に記載のシステム。
【請求項２０】
前記超音波システムが、長さL3の第三の光ファイバーを含み、当該第三の光ファイバーは、前記第一の干渉計が位置する第一の位置と前記ロータリーカプラーが位置する第二の位置との間で前記光信号を伝導するよう構成され、前記第三の光ファイバーが第一の端部および第二の端部を有する、請求項19に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第一の干渉計が第一の部屋に設置され、前記ロータリーカプラーが第二の部屋に設置され、前記保護鞘の長さを、前記第一のロータリーカプラーと前記サンプルアームとを前記第二の光ファイバーを介して光学的に連結する長さとした、請求項15に記載のシステム。
【請求項２２】
画像データを収集するよう構成されたサーバーと、ディスプレイを含む携帯型無線制御ステーションと、一つまたは複数の入力装置と、をさらに含み、当該携帯型制御ステーションは、前記サーバーおよび前記光学断層撮影撮像プローブによる画像データ収集のうち少なくとも一つを制御するよう構成された、請求項19に記載のシステム。
【請求項２３】
サーキュレータと、前記参照アームおよび前記サーキュレータと光通信する反射型または透過型の可変パス長ミラーと、をさらに含む、請求項14に記載のシステム。
【請求項２４】
ファイバーブラッググレーティングおよび光検出器をさらに含み、前記参照アームが前記ファイバーブラッググレーティングおよび前記光検出器と光通信する、請求項14に記載のシステム。
【請求項２５】
前記光検出器が前記ファイバーブラッググレーティングから受信した波長に対応して、超音波データ収集およびOCTデータ収集を同期させるためのパルスを伝送するよう構成される、請求項24に記載のシステム。
【請求項２６】
前記共通の保護鞘が約5メートルより大きい長さを有する、請求項15に記載のシステム。
【請求項２７】
前記サーバーが二つのチャンネルを有するデータ取得装置を含み、一つのチャンネルが、可変周波数外部クロックに従いデータを取得するように構成される、請求項22に記載のシステム。
【請求項２８】
一つまたは複数のスイッチと、
サーバーと、
一つまたは複数のインターフェースシステムと、をさらに含み、各インターフェースシステムがそれぞれのスイッチと通信し、各インターフェースシステムが光コヒーレンス断層撮影プローブ、圧力ワイヤーまたは超音波プローブと適合するよう構成され、
前記サーバーが、各インターフェースシステムからデータを収集するよう構成される、
請求項15に記載のシステム。
【請求項２９】
第一、第二および第三のアームを有する光カプラーであって、当該光カプラーの当該第一のアームが、前記一つまたは複数のスイッチと光通信する光カプラーと、
当該光カプラーの前記第二のアームと光通信するミラーと、
第一、第二および第三のポートを有するサーキュレータであって、当該第一のポートが前記光カプラーと光通信し、当該第二のポートがファイバーブラッググレーティングと光通信し、第三のポートが光検出器と光通信する、サーキュレータと、をさらに含み、
前記一つまたは複数のスイッチからの前記光信号内に一定の波長が発生する際、前記光検出器がトリガー信号を生成する、
請求項28に記載のシステム。
【請求項３０】
タッチスクリーンを含むユーザーインタフェース装置と、前記光学断層撮影撮像プローブと圧力トランスデューサベースの装置との間で選択するよう構成された選択ユニットと、グラフィカルユーザーインタフェースと、をさらに含み、当該ユーザーインタフェース装置が画像データまたは圧力データに基づくパラメータを使用して生成された画像を表示し、ユーザー入力を受信するよう構成された、請求項15に記載のシステム。
【請求項３１】
前記ユーザーインタフェース装置が、前記光学断層撮影撮像プローブからデータを受信するよう構成されたサーバーと電気通信または光通信する携帯端末の構成要素である、請求項30に記載のシステム。
【請求項３２】
各インターフェースシステムが、インターフェースドックおよびインターフェースユニットを含み、当該インターフェースドックが、当該インターフェースユニットと前記サーバーとの間で光−電気的インターフェースを提供する、請求項28に記載のシステム。
【請求項３３】
前記参照アームと光通信する可変パス長空隙をさらに含む、請求項15に記載のシステム。
【請求項３４】
前記第三の光ファイバーの前記第一の端部と光通信する第一の波長分割多重フィルターと、前記第三の光ファイバーの前記第二の端部と光通信する第二の波長分割多重フィルターと、をさらに含む、請求項19に記載のシステム。
【請求項３５】
前記第一の光ファイバー、前記第二の光ファイバー、および前記第三の光ファイバーおよび強度部材すべてが共通の保護鞘内に配置される、請求項19に記載のシステム。
【請求項３６】
光コヒーレンス断層撮影プローブにより発生した信号または超音波トランスデューサにより発生した信号のうち少なくとも一つを受信する一つまたは複数の入力を有するデジタイザを含むコンピュータと、
光源を含む撮像エンジンと、
ロータリーカプラーを含む患者インターフェースユニットと、
圧力ワイヤーデータを受信するよう構成された第一の無線圧力データ受信機と、
参照光学素子を含む患者インターフェースドックと、
長さL1の第一の光ファイバーを含む参照アームと、長さL2の第二の光ファイバーを含むサンプルアームと、を含む干渉計と、を含み、
前記ロータリーカプラーが前記サンプルアームと光通信し、前期参照光学素子は前記参照アームと光通信し、かつ前記サンプルアームと光通信する、
血管内データ収集システム。
【請求項３７】
前記第一の光ファイバーおよび前記第二の光ファイバーの双方が共通の保護鞘内に配置されている、請求項36に記載の血管内データ収集システム。
【請求項３８】
L2が約5メートルよりも大きい、請求項36に記載の血管内データ収集システム。
【請求項３９】
前記参照アームの前記光路長さを調節するよう構成された光学素子をさらに含み、当該光学素子は、前記参照アームと光通信し、かつ透過型または反射型である、請求項36に記載の血管内データ収集システム。
【請求項４０】
前記参照アームと光通信する可変パス長空隙をさらに含む、請求項36に記載の血管内データ収集システム。
【請求項４１】
タッチスクリーンを含むユーザーインタフェース装置と、前記サンプルアームを使用して収集した画像データを選択するよう構成された選択ユニットと、グラフィカルユーザーインタフェースと、をさらに含み、当該ユーザーインタフェース装置が、画像データを使用して生成された画像、圧力ワイヤーデータを使用して生成された一つまたは複数のFFR値を表示し、ユーザー入力を受信するよう構成された、請求項36に記載の血管内データ収集システム。
【請求項４２】
大動脈圧データを受信するよう構成された第二の無線圧力データ受信機をさらに含む、請求項36に記載の血管内データ収集システム。
【請求項４３】
インターフェースユニットと、保存されたインターフェースユニットのアイデンティティと、を一致させるよう構成されたマッチングユニットをさらに含み、当該インターフェースユニットが、圧力ワイヤーデータを前記第一の圧力データ受信機に無線で中継するよう構成される、請求項36に記載の血管内データ収集システム。
【請求項４４】
受信した制御信号または選択ルールに基づいて、一つまたは複数のOCT処置室または一つまたは複数のインターフェースユニットの間で選択するよう構成された選択ユニットをさらに含む、請求項43に記載の血管内データ収集システム。
【請求項４５】
血管造影画像データと血管内光断層撮影データとを共に登録するための方法であって、
カテーテル検査室内において患者を位置付けるよう構成されたサポートの近位に血管造影システムを提供するステップと、
血管内光断層撮影システムを提供するステップであって、
当該血管内光断層撮影システムは、
光学放射線源を含む撮像エンジンと、
長さL1の第一の光ファイバーを含む参照アームと、長さL2の第二の光ファイバーを含むサンプルアームと、を含む干渉計と、
光学断層撮影撮像プローブと適合するよう構成され、前記サンプルアームと光通信する患者インターフェースユニットと、
前記光学断層撮影撮像プローブからの画像データを受信および処理し、画像を生成するよう構成されたコンピュータと、
画像を表示するためのモニターと、を含み、
前記撮像エンジンおよび前記コンピュータが、前記サポートから遠隔位置にあり、前記患者インターフェースユニットおよびモニターが前記サポートの近位に位置する、
ステップと、
前記患者内に位置する血管に関して血管造影データおよび血管内光断層撮影データを同時に収集するステップと、
前記血管造影データと血管内光断層撮影データとを共に登録するステップと、
を含む方法。
【請求項４６】
血管造影データを前記血管造影システムから前記血管内光断層撮影システムに送信するステップをさらに含む、請求項45に記載の方法。
【請求項４７】
血管内光断層撮影データを前記血管内光断層撮影システムから前記血管造影システムに送信するステップをさらに含む、請求項45に記載の方法。
【請求項４８】
前記血管内光断層撮影データと血管造影データとを共に登録するために、第三のシステムに伝送する、請求項45に記載の方法。
【請求項４９】
第一の検査室内にある第一のサポート上に配置された第一の患者についての第一の組の画像、および第二の検査室内にある第二のサポート上に配置された第二の患者についての第二の組の画像を取得するための画像データ収集システムであって、
光学放射線源を含む撮像エンジンと、
長さL1の第一の光ファイバーを含む第一の参照アームと、
長さL2の第二の光ファイバーを含む第一のサンプルアームと、
長さL3の第三の光ファイバーを含む第二の参照アームと、
長さL4の第四の光ファイバーを含む第二のサンプルアームと、
光スイッチであって、
前記撮像エンジンからの光学放射を前記第一の参照アームおよび第一のサンプルアームまたは前記第二の参照アームおよび第二のサンプルアームのうちの一つに配向し、
前記第一の参照アームおよび前記第一のサンプルアームは前記撮像エンジンおよび前記第一の検査室にある第一の患者インターフェースユニットと光通信し、
前記第二の参照アームおよび前記第二のサンプルアームは前記撮像エンジンおよび第二の検査室にある第二の患者インターフェースユニットと光通信する、光スイッチと、
前記第一および第二のサンプルアームからの画像データを受信および処理し、第一の組の画像および第二の組の画像を生成するよう構成されたコンピュータと、
前記第一の組の画像を前記第一の検査室において表示するための第一のモニターと、
前記第二の組の画像を前記第二の検査室において表示するための第二のモニターと、を含み、
前記撮像エンジンおよび前記コンピュータは前記第一のサポートおよび前記第二のサポートから遠隔的に位置し、前記第一の患者インターフェースユニットおよび第一のモニターは前記第一のサポートの近位に位置し、前記第二の患者インターフェースユニットおよび第二のモニターは前記サポートの近位に位置する、
画像データ収集システム。
【請求項５０】
第一の光路を画定する干渉計のサンプルアームの部分であって、当該第一の光路の一方の端部が、データ収集用プローブからの光コヒーレンスデータを受信するように構成される干渉計のサンプルアームの部分と、
電気的超音波データを受信し、当該電気的超音波データを光信号に変換するよう構成された第一のコンバータと、
第二の光路を画定する光学装置であって、前記第一のコンバータと光通信し、前記光信号を第二のコンバータに送信するよう構成された、光学装置と、を含む患者インターフェースシステムを含む、
画像データ収集システム。
【請求項５１】
ハウジングを含む患者インターフェースユニットドックであって、
前記干渉計の前記サンプルアームの前記部分、前記第一のコンバータ、および前記光学装置が少なくとも部分的に前記ハウジング内に配置されている、患者インターフェースユニットドックと、
患者インターフェースユニットであって、
前記干渉計の前記サンプルアームの前記部分および前記データ収集用プローブと光通信し、かつその間に配置されるカプラーと、
前記データ収集用プローブ内に配置された光ファイバーを回転させるよう構成された駆動モーターと、
前記データ収集用プローブまたは血管内超音波プローブを使用して生成された超音波データを受信するよう構成された受信機と、を含む患者インターフェースユニットと、をさらに含む、
請求項50に記載の画像データ収集システム。
【請求項５２】
光源を含む撮像エンジンと、
当該光源と光通信する前記干渉計と、
前記第二のコンバータと、をさらに含む、請求項51に記載の画像データ収集システム。
【請求項５３】
前記第二のコンバータと電気通信するデータ取得装置を含むサーバーをさらに含む、請求項52に記載の画像データ収集システム。
【請求項５４】
サポート上に配置された被験者の一部分の光コヒーレンス断層撮影画像を生成する方法であって、
第一の位置の光源からの光を干渉計のサンプルアームおよび当該干渉計の参照アームに沿って送信するステップであって、前記サンプルアームは第二の位置で終わり、前記参照アームは第三の位置で終わり、また前記第一の位置と第二の位置との間の距離が約5メートルよりも大きく、前記第二の位置が前記被験者内部および前記被験者の前記部分付近に配置される、ステップと、
前記被験者の前記部分から分散される光を、前記サンプルアームと光通信するデータ収集用プローブで受信するステップと、
前記サンプルアームと光通信する反射器から分散される光を受信するステップと、
前記データ収集用プローブから受信した前記光と前記反射器から分散した前記光を組み合わせて干渉データを生成するステップと、
前記干渉データに対応して前記光コヒーレンス断層撮影画像を生成するステップと、
を含む方法。
【請求項５５】
前記第三の位置が患者インターフェースドック内である、請求項54に記載の方法。
【請求項５６】
前記部分についての超音波データを収集するステップをさらに含み、前記超音波データは第一の電気信号を含む、請求項54に記載の方法。
【請求項５７】
前記第一の電気信号を光信号に変換し、前記光信号を光ファイバーに沿って第四の位置に送信するステップをさらに含む、請求項56に記載の方法。
【請求項５８】
前記光信号を第二の電気信号に変換するステップをさらに含む、請求項57に記載の方法。
【請求項５９】
前記被験者の前記部分についての第二の画像を前記第二の電気信号を使用して生成するステップをさらに含む、請求項57に記載の方法。
【請求項６０】
前記光コヒーレンス断層撮影画像と前記第二の画像とを共に登録するステップをさらに含む、請求項59に記載の方法。
【請求項１】
サポート上に配置された患者に関するデータを取得するためのデータ収集システムであって、
光学放射線源を含む撮像エンジンと、
長さL1の第一の光ファイバーを含む参照アームと、長さL2の第二の光ファイバーを含むサンプルアームと、を含む干渉計と、
データ収集用プローブと適合するよう構成された患者インターフェースユニットであって、前記患者インターフェースユニットが前記サンプルアームと光通信する、患者インターフェースと、
前記データ収集用プローブを使用して収集された光コヒーレンス断層撮影データを使用して生成された画像を表示するよう構成されたディスプレイであって、前記撮像エンジンが前記サポートから遠隔的に位置する、ディスプレイと、を含み、
前記患者インターフェースユニットおよび前記ディスプレイは前記サポートに対して近位に位置する、
データ収集システム。
【請求項２】
L2が約5メートルよりも大きい、請求項1に記載のデータ収集システム。
【請求項３】
前記患者インターフェースユニットと光通信するドックをさらに含む、請求項1に記載のデータ収集システム。
【請求項４】
保護鞘をさらに備え、前記撮像エンジンと前記ドックとの間の前記参照アームのセクションおよび前記サンプルアームのセクションについて、各セクションが実質的に類似した環境条件にさらされるよう、前記保護鞘内に少なくとも部分的に配置される、請求項3に記載のデータ収集システム。
【請求項５】
前記参照アームの第一のセクションおよび前記サンプルアームの第一のセクションが、少なくとも部分的に前記ドック内に配置される、請求項4に記載のデータ収集システム。
【請求項６】
前記ドックが前記患者インターフェースユニットを収容し保持するよう構成される、請求項3に記載のデータ収集システム。
【請求項７】
前記ドックが前記データ収集用プローブからの無線データを受信するよう構成され、タッチスクリーンを含むユーザーインタフェース装置、前記データ収集用プローブと圧力トランスデューサベースの装置との間で選択するよう構成された選択ユニット、およびグラフィカルユーザーインタフェースをさらに含み、前記ユーザーインターフェース装置が画像データまたは圧力データに基づくパラメータを使用して生成された画像を表示し、ユーザー入力を受信するよう構成された、請求項3に記載のデータ収集システム。
【請求項８】
前記患者インターフェースユニットが血管内超音波撮像プローブを収容するように構成された、請求項1に記載のデータ収集システム。
【請求項９】
前記データ収集用プローブが前記光コヒーレンス断層撮影データと、超音波データおよび圧力データの一方または両方を収集するよう構成された、請求項1に記載のデータ収集システム。
【請求項１０】
前記データ収集用プローブを使用して生成された電気的超音波信号を受信し、第二のコンバータに転送するために前記電気的超音波信号を光信号に変換するよう構成された第一のコンバータをさらに含む、請求項9に記載のデータ収集システム。
【請求項１１】
前記データ収集用プローブを使用して生成された電気的圧力信号を受信し、前記電気的圧力信号を第二のコンバータへ転送するために光信号に変換するよう構成された第一のコンバータをさらに含む、請求項9に記載のデータ収集システム。
【請求項１２】
前記保護鞘中に配置された第三の光ファイバーをさらに含み、前記第三の光ファイバーが前記データ収集用プローブから受信した圧力データまたは超音波データを送信するよう構成された、請求項4に記載のデータ収集システム。
【請求項１３】
前記保護鞘内に配置されたデジタル通信ファイバーまたは電線をさらに含む、請求項1に記載のデータ収集システム。
【請求項１４】
画像データ収集システムであって、
長さL1の第一の光ファイバーを含む参照アームと、長さL2の第二の光ファイバーを含むサンプルアームと、を含む干渉計と、
光学断層撮影撮像プローブと適合するよう構成された第一のロータリーカプラーと、を含み、前記ロータリーカプラーが前記サンプルアームと光通信し、またL2が約5メートルよりも大きい、
画像データ収集システム。
【請求項１５】
前記第一の光ファイバーおよび前記第二の光ファイバーの双方が共通の保護鞘内に配置されている、請求項14に記載のシステム。
【請求項１６】
前記参照アームの光路の長さを調節するよう構成された光学素子をさらに含み、当該光学素子は、前記参照アームと光通信し、かつ透過型または反射型である、請求項14に記載のシステム。
【請求項１７】
前記長さL1とL2および前記共通の保護鞘内での前記第一の光ファイバーおよび前記第二の光ファイバーの位置が、前記光学断層撮影撮像プローブにより収集されたデータを使用して形成した画像の劣化を実質的に軽減するよう構成される、請求項15に記載のシステム。
【請求項１８】
前記保護鞘内に配置された導電性のワイヤーをさらに含む、請求項15に記載のシステム。
【請求項１９】
超音波データを含む電気信号を受信し、前記電気信号を光信号に変換するように構成された電気−光コンバータを含む超音波システムをさらに含む、請求項14に記載のシステム。
【請求項２０】
前記超音波システムが、長さL3の第三の光ファイバーを含み、当該第三の光ファイバーは、前記第一の干渉計が位置する第一の位置と前記ロータリーカプラーが位置する第二の位置との間で前記光信号を伝導するよう構成され、前記第三の光ファイバーが第一の端部および第二の端部を有する、請求項19に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第一の干渉計が第一の部屋に設置され、前記ロータリーカプラーが第二の部屋に設置され、前記保護鞘の長さを、前記第一のロータリーカプラーと前記サンプルアームとを前記第二の光ファイバーを介して光学的に連結する長さとした、請求項15に記載のシステム。
【請求項２２】
画像データを収集するよう構成されたサーバーと、ディスプレイを含む携帯型無線制御ステーションと、一つまたは複数の入力装置と、をさらに含み、当該携帯型制御ステーションは、前記サーバーおよび前記光学断層撮影撮像プローブによる画像データ収集のうち少なくとも一つを制御するよう構成された、請求項19に記載のシステム。
【請求項２３】
サーキュレータと、前記参照アームおよび前記サーキュレータと光通信する反射型または透過型の可変パス長ミラーと、をさらに含む、請求項14に記載のシステム。
【請求項２４】
ファイバーブラッググレーティングおよび光検出器をさらに含み、前記参照アームが前記ファイバーブラッググレーティングおよび前記光検出器と光通信する、請求項14に記載のシステム。
【請求項２５】
前記光検出器が前記ファイバーブラッググレーティングから受信した波長に対応して、超音波データ収集およびOCTデータ収集を同期させるためのパルスを伝送するよう構成される、請求項24に記載のシステム。
【請求項２６】
前記共通の保護鞘が約5メートルより大きい長さを有する、請求項15に記載のシステム。
【請求項２７】
前記サーバーが二つのチャンネルを有するデータ取得装置を含み、一つのチャンネルが、可変周波数外部クロックに従いデータを取得するように構成される、請求項22に記載のシステム。
【請求項２８】
一つまたは複数のスイッチと、
サーバーと、
一つまたは複数のインターフェースシステムと、をさらに含み、各インターフェースシステムがそれぞれのスイッチと通信し、各インターフェースシステムが光コヒーレンス断層撮影プローブ、圧力ワイヤーまたは超音波プローブと適合するよう構成され、
前記サーバーが、各インターフェースシステムからデータを収集するよう構成される、
請求項15に記載のシステム。
【請求項２９】
第一、第二および第三のアームを有する光カプラーであって、当該光カプラーの当該第一のアームが、前記一つまたは複数のスイッチと光通信する光カプラーと、
当該光カプラーの前記第二のアームと光通信するミラーと、
第一、第二および第三のポートを有するサーキュレータであって、当該第一のポートが前記光カプラーと光通信し、当該第二のポートがファイバーブラッググレーティングと光通信し、第三のポートが光検出器と光通信する、サーキュレータと、をさらに含み、
前記一つまたは複数のスイッチからの前記光信号内に一定の波長が発生する際、前記光検出器がトリガー信号を生成する、
請求項28に記載のシステム。
【請求項３０】
タッチスクリーンを含むユーザーインタフェース装置と、前記光学断層撮影撮像プローブと圧力トランスデューサベースの装置との間で選択するよう構成された選択ユニットと、グラフィカルユーザーインタフェースと、をさらに含み、当該ユーザーインタフェース装置が画像データまたは圧力データに基づくパラメータを使用して生成された画像を表示し、ユーザー入力を受信するよう構成された、請求項15に記載のシステム。
【請求項３１】
前記ユーザーインタフェース装置が、前記光学断層撮影撮像プローブからデータを受信するよう構成されたサーバーと電気通信または光通信する携帯端末の構成要素である、請求項30に記載のシステム。
【請求項３２】
各インターフェースシステムが、インターフェースドックおよびインターフェースユニットを含み、当該インターフェースドックが、当該インターフェースユニットと前記サーバーとの間で光−電気的インターフェースを提供する、請求項28に記載のシステム。
【請求項３３】
前記参照アームと光通信する可変パス長空隙をさらに含む、請求項15に記載のシステム。
【請求項３４】
前記第三の光ファイバーの前記第一の端部と光通信する第一の波長分割多重フィルターと、前記第三の光ファイバーの前記第二の端部と光通信する第二の波長分割多重フィルターと、をさらに含む、請求項19に記載のシステム。
【請求項３５】
前記第一の光ファイバー、前記第二の光ファイバー、および前記第三の光ファイバーおよび強度部材すべてが共通の保護鞘内に配置される、請求項19に記載のシステム。
【請求項３６】
光コヒーレンス断層撮影プローブにより発生した信号または超音波トランスデューサにより発生した信号のうち少なくとも一つを受信する一つまたは複数の入力を有するデジタイザを含むコンピュータと、
光源を含む撮像エンジンと、
ロータリーカプラーを含む患者インターフェースユニットと、
圧力ワイヤーデータを受信するよう構成された第一の無線圧力データ受信機と、
参照光学素子を含む患者インターフェースドックと、
長さL1の第一の光ファイバーを含む参照アームと、長さL2の第二の光ファイバーを含むサンプルアームと、を含む干渉計と、を含み、
前記ロータリーカプラーが前記サンプルアームと光通信し、前期参照光学素子は前記参照アームと光通信し、かつ前記サンプルアームと光通信する、
血管内データ収集システム。
【請求項３７】
前記第一の光ファイバーおよび前記第二の光ファイバーの双方が共通の保護鞘内に配置されている、請求項36に記載の血管内データ収集システム。
【請求項３８】
L2が約5メートルよりも大きい、請求項36に記載の血管内データ収集システム。
【請求項３９】
前記参照アームの前記光路長さを調節するよう構成された光学素子をさらに含み、当該光学素子は、前記参照アームと光通信し、かつ透過型または反射型である、請求項36に記載の血管内データ収集システム。
【請求項４０】
前記参照アームと光通信する可変パス長空隙をさらに含む、請求項36に記載の血管内データ収集システム。
【請求項４１】
タッチスクリーンを含むユーザーインタフェース装置と、前記サンプルアームを使用して収集した画像データを選択するよう構成された選択ユニットと、グラフィカルユーザーインタフェースと、をさらに含み、当該ユーザーインタフェース装置が、画像データを使用して生成された画像、圧力ワイヤーデータを使用して生成された一つまたは複数のFFR値を表示し、ユーザー入力を受信するよう構成された、請求項36に記載の血管内データ収集システム。
【請求項４２】
大動脈圧データを受信するよう構成された第二の無線圧力データ受信機をさらに含む、請求項36に記載の血管内データ収集システム。
【請求項４３】
インターフェースユニットと、保存されたインターフェースユニットのアイデンティティと、を一致させるよう構成されたマッチングユニットをさらに含み、当該インターフェースユニットが、圧力ワイヤーデータを前記第一の圧力データ受信機に無線で中継するよう構成される、請求項36に記載の血管内データ収集システム。
【請求項４４】
受信した制御信号または選択ルールに基づいて、一つまたは複数のOCT処置室または一つまたは複数のインターフェースユニットの間で選択するよう構成された選択ユニットをさらに含む、請求項43に記載の血管内データ収集システム。
【請求項４５】
血管造影画像データと血管内光断層撮影データとを共に登録するための方法であって、
カテーテル検査室内において患者を位置付けるよう構成されたサポートの近位に血管造影システムを提供するステップと、
血管内光断層撮影システムを提供するステップであって、
当該血管内光断層撮影システムは、
光学放射線源を含む撮像エンジンと、
長さL1の第一の光ファイバーを含む参照アームと、長さL2の第二の光ファイバーを含むサンプルアームと、を含む干渉計と、
光学断層撮影撮像プローブと適合するよう構成され、前記サンプルアームと光通信する患者インターフェースユニットと、
前記光学断層撮影撮像プローブからの画像データを受信および処理し、画像を生成するよう構成されたコンピュータと、
画像を表示するためのモニターと、を含み、
前記撮像エンジンおよび前記コンピュータが、前記サポートから遠隔位置にあり、前記患者インターフェースユニットおよびモニターが前記サポートの近位に位置する、
ステップと、
前記患者内に位置する血管に関して血管造影データおよび血管内光断層撮影データを同時に収集するステップと、
前記血管造影データと血管内光断層撮影データとを共に登録するステップと、
を含む方法。
【請求項４６】
血管造影データを前記血管造影システムから前記血管内光断層撮影システムに送信するステップをさらに含む、請求項45に記載の方法。
【請求項４７】
血管内光断層撮影データを前記血管内光断層撮影システムから前記血管造影システムに送信するステップをさらに含む、請求項45に記載の方法。
【請求項４８】
前記血管内光断層撮影データと血管造影データとを共に登録するために、第三のシステムに伝送する、請求項45に記載の方法。
【請求項４９】
第一の検査室内にある第一のサポート上に配置された第一の患者についての第一の組の画像、および第二の検査室内にある第二のサポート上に配置された第二の患者についての第二の組の画像を取得するための画像データ収集システムであって、
光学放射線源を含む撮像エンジンと、
長さL1の第一の光ファイバーを含む第一の参照アームと、
長さL2の第二の光ファイバーを含む第一のサンプルアームと、
長さL3の第三の光ファイバーを含む第二の参照アームと、
長さL4の第四の光ファイバーを含む第二のサンプルアームと、
光スイッチであって、
前記撮像エンジンからの光学放射を前記第一の参照アームおよび第一のサンプルアームまたは前記第二の参照アームおよび第二のサンプルアームのうちの一つに配向し、
前記第一の参照アームおよび前記第一のサンプルアームは前記撮像エンジンおよび前記第一の検査室にある第一の患者インターフェースユニットと光通信し、
前記第二の参照アームおよび前記第二のサンプルアームは前記撮像エンジンおよび第二の検査室にある第二の患者インターフェースユニットと光通信する、光スイッチと、
前記第一および第二のサンプルアームからの画像データを受信および処理し、第一の組の画像および第二の組の画像を生成するよう構成されたコンピュータと、
前記第一の組の画像を前記第一の検査室において表示するための第一のモニターと、
前記第二の組の画像を前記第二の検査室において表示するための第二のモニターと、を含み、
前記撮像エンジンおよび前記コンピュータは前記第一のサポートおよび前記第二のサポートから遠隔的に位置し、前記第一の患者インターフェースユニットおよび第一のモニターは前記第一のサポートの近位に位置し、前記第二の患者インターフェースユニットおよび第二のモニターは前記サポートの近位に位置する、
画像データ収集システム。
【請求項５０】
第一の光路を画定する干渉計のサンプルアームの部分であって、当該第一の光路の一方の端部が、データ収集用プローブからの光コヒーレンスデータを受信するように構成される干渉計のサンプルアームの部分と、
電気的超音波データを受信し、当該電気的超音波データを光信号に変換するよう構成された第一のコンバータと、
第二の光路を画定する光学装置であって、前記第一のコンバータと光通信し、前記光信号を第二のコンバータに送信するよう構成された、光学装置と、を含む患者インターフェースシステムを含む、
画像データ収集システム。
【請求項５１】
ハウジングを含む患者インターフェースユニットドックであって、
前記干渉計の前記サンプルアームの前記部分、前記第一のコンバータ、および前記光学装置が少なくとも部分的に前記ハウジング内に配置されている、患者インターフェースユニットドックと、
患者インターフェースユニットであって、
前記干渉計の前記サンプルアームの前記部分および前記データ収集用プローブと光通信し、かつその間に配置されるカプラーと、
前記データ収集用プローブ内に配置された光ファイバーを回転させるよう構成された駆動モーターと、
前記データ収集用プローブまたは血管内超音波プローブを使用して生成された超音波データを受信するよう構成された受信機と、を含む患者インターフェースユニットと、をさらに含む、
請求項50に記載の画像データ収集システム。
【請求項５２】
光源を含む撮像エンジンと、
当該光源と光通信する前記干渉計と、
前記第二のコンバータと、をさらに含む、請求項51に記載の画像データ収集システム。
【請求項５３】
前記第二のコンバータと電気通信するデータ取得装置を含むサーバーをさらに含む、請求項52に記載の画像データ収集システム。
【請求項５４】
サポート上に配置された被験者の一部分の光コヒーレンス断層撮影画像を生成する方法であって、
第一の位置の光源からの光を干渉計のサンプルアームおよび当該干渉計の参照アームに沿って送信するステップであって、前記サンプルアームは第二の位置で終わり、前記参照アームは第三の位置で終わり、また前記第一の位置と第二の位置との間の距離が約5メートルよりも大きく、前記第二の位置が前記被験者内部および前記被験者の前記部分付近に配置される、ステップと、
前記被験者の前記部分から分散される光を、前記サンプルアームと光通信するデータ収集用プローブで受信するステップと、
前記サンプルアームと光通信する反射器から分散される光を受信するステップと、
前記データ収集用プローブから受信した前記光と前記反射器から分散した前記光を組み合わせて干渉データを生成するステップと、
前記干渉データに対応して前記光コヒーレンス断層撮影画像を生成するステップと、
を含む方法。
【請求項５５】
前記第三の位置が患者インターフェースドック内である、請求項54に記載の方法。
【請求項５６】
前記部分についての超音波データを収集するステップをさらに含み、前記超音波データは第一の電気信号を含む、請求項54に記載の方法。
【請求項５７】
前記第一の電気信号を光信号に変換し、前記光信号を光ファイバーに沿って第四の位置に送信するステップをさらに含む、請求項56に記載の方法。
【請求項５８】
前記光信号を第二の電気信号に変換するステップをさらに含む、請求項57に記載の方法。
【請求項５９】
前記被験者の前記部分についての第二の画像を前記第二の電気信号を使用して生成するステップをさらに含む、請求項57に記載の方法。
【請求項６０】
前記光コヒーレンス断層撮影画像と前記第二の画像とを共に登録するステップをさらに含む、請求項59に記載の方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ−Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ−Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−２５００４１（Ｐ２０１２−２５００４１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−１２４２５１（Ｐ２０１２−１２４２５１）
【出願日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．イーサネット
２．ＪＡＶＡ
３．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ
４．フロッピー
【出願人】（５０９１２８６７２）ライトラブ イメージング， インコーポレイテッド (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１２４２５１（Ｐ２０１２−１２４２５１）
【出願日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．イーサネット
２．ＪＡＶＡ
３．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ
４．フロッピー
【出願人】（５０９１２８６７２）ライトラブ イメージング， インコーポレイテッド (13)
【Ｆターム（参考）】
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