組織の光学的特性を取得する方法
本出願は、標的材料の組織の光学的特性を得る医療デバイス（２３０）を記載している。医療デバイス（２３０）は、長手方向軸（２３２）を有する細長い本体（２３１）、及び細長い本体（２３１）内に一体化された光ファイバを備える。光ファイバは、細長い本体（２３１）の側壁（２３３）に配置され、長手方向軸（２３２）に対して側方視野をもたらす第２のファイバ端（２４２、２４２ａ、２４２ｂ）を有する。一実施例によれば、細長い本体（２３１）付近に光出口（２４２、２４２ａ、２４２ｂ）をそれぞれが有する多くの光ファイバが一体化される。出口（２４２、２４２ａ、２４２ｂ）を使用して光トモグラフィを行い、更に、光ファイバを使用して光学的検査を行えば、医療デバイス（２３０）付近の組織の特徴付け、及び医療デバイス（２３０）付近のボリューム内の腫瘍の存在に関する情報を得ることが可能である。それにより、実際の組織が除去されない光学的生検を行うことができる。別の実施例によれば、光検出システムが実際の生検針（３３０）に一体化され、それにより、検査、及び実際の生検を同時に行うことが可能になる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療組織検査の分野に関する。特に、本発明は、人体又は動物の体の組織の光学的特性を取得するための、針などの医療デバイスに関する。探査する対象の組織に挿入可能な医療デバイスは、照射光を組織に誘導し、組織と相互作用した測定光を受け取る少なくとも１つの光ファイバを有する。本発明は更に、人体又は動物の体の組織の光学的特性を取得するための医療装置及び方法に関する。医療装置及び方法は、前述の医療デバイスから便益を受ける。
【背景技術】
【０００２】
種々の癌疾病の正しい診断には、生検が行われる。これは、内視鏡のルーメンによるか、又は針生検により得る。生検は例えば、直腸を介して前立腺から得ることができる。生検を行ううえで正しい位置を見出すために、Ｘ線、磁気共鳴撮像や超音波などの種々の撮像モダリティが使用される。前立腺癌の場合には、ほとんどの場合、生検は、超音波によって誘導される。前述の誘導方法は役立つが、最適には程遠い。空間分解能は制限され、更に、前述の撮像モダリティは多くの場合、良性組織と悪性組織とを区別することが可能でない。その結果、生検手順中、組織の正しい部分から標本を採るか否かは分からない。これは、通常、多かれ少なかれ、目隠しの生検が行われることを意味している。組織の検査後、癌細胞が検出されなかった場合にも、確かに、単に、生検を採るうえで正しい場所をはずした訳でないということは分からない。したがって、精度を向上させるために、採られる針生検を増加させることが可能である。しかし、各生検は、スカーフをもたらし、場合によっては、合併症をもたらすので、これは好ましい解決策でない。
【０００３】
米国特許出願公開２００５／０２０３４１９号には、針生検であって、光学分光プローブを針に挿入し、その遠位端で針の側において形成されるウインドウにより、光学情報を集める工程を含む針生検が開示されている。光学プローブは、側部ウインドウに隣接した組織に向けて光を伝える照射光ファイバ、及び同じ組織から光を集め、これを光学分光計に伝える検出光ファイバを含む。光学分光測定の結果に基づいて、光プローブを針から抜き、カッターを進めて、側部ウインドウに隣接した組織の標本を取得する。
【０００４】
米国特許５３１８０２３号には、蛍光分光法を使用した、転移癌の即時の術中検出及び生検のための方法及び装置が開示されている。癌組織によって選択的に保持される光増感剤は、手術前に投与される。生検装置と一体化された光ファイバ・プローブは、検査組織を照射し、蛍光をもたらし、これは、分光計によって記録され、スペクトル曲線としてプロットされる。
【０００５】
米国特許出願公開２００５／００２７１９９号には、医学処置中に、機械式医療機器に先立って組織構造を識別する方法及び装置が開示されている。組織を穿通する機械式医療機器は、穿通方向に組織を穿通するための遠位端を有する。光学式波面分析システムは、医療機器に先立って組織を照射するための光を供給し、医療機器に先立って、組織によって戻される光を受け取る。光ファイバは、波面分析システムに近位端で結合され、医療機器の遠位端の近くの医療機器に遠位端で取り付けられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
人体又は動物の体の更に詳細な、組織の光学的特性を取得するツール及び方法を提供することに対する必要性が存在し得る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この必要性は、独立請求項による主題によって充足することができる。
【０００８】
本発明の効果的な実施例は、従属請求項によって記載している。
【０００９】
本発明の第１の局面によれば、人体又は動物の体の組織の光学的特性を取得するために、医療デバイス（特に、針）が提供されている。医療デバイスは、（ａ）長手方向軸を有する細長い本体であって、人体又は動物の体の組織に挿入可能であるように設計された細長い本体と、（ｂ）細長い本体内に一体化された光ファイバとを備える。光ファイバは、第１のファイバ端及び第２のファイバ端を有し、第１のファイバ端は光学機器に結合されるよう適合され、第２のファイバ端は、細長い本体の側壁に配置され、第２のファイバ端は、長手方向軸に対して側方方向に配向された側方視野をもたらす。
【００１０】
本発明のこの局面は、細長い本体に対して側方方向に配向された側方視野をもたらすことにより、前述の医療デバイスで調べることが可能な実効ルーメンをかなり増加させることができるという考えに基づく。細長い本体のみの長手方向に配向され、前端又は遠位端に光ファイバ端を備え、光ファイバを装備した既知の医療デバイスと対照的に、前述の医療デバイスは、光学的に調べる組織が、枝管とは別に配置されることを可能にし得る。それにより、枝管の語は、実質的に管状の開口部に使用される。これは、医療デバイスが組織内に挿入されると組織内に少なくとも一時的に発生する。
【００１１】
側方視野の語は、視野が、長手方向軸に対して並行に配向された方向にのみ向けられている訳でないことを意味している。この点で、側方視野は、むしろ、（ａ）光ファイバの第２のファイバ端から出ている光のビーム経路、又は（ｂ）光ファイバの第２のファイバ端上に当たる光のビーム経路が、細長い本体の長手方向軸に対して角を形成して配向されることを意味している。好ましくは、前述のビーム経路は、長手方向軸に対して、少なくともおおよそ直角（９０°）で配向される。しかし、更に、細長い本体に対して側方に配置された組織を光学的に調べるために、０°乃至９０°で偏向する他の角度が可能であり得る。
【００１２】
更に、光ファイバは、（ａ）照射光を光学機器から組織に送信し、（ｂ）組織から光学機器に測定光を送信し、又は（ｃ）照射光を第１の方向で送信し、第１の方向の反対である第２の方向で測定光を送信するよう適合され得る。前述の場合、測定光の照射光との空間的分離を可能にするために、適切なビーム分割手段を例えば、医療デバイスの近位ファイバ端に、又は対応する光学機器に設けなければならない。
【００１３】
患者の体の組織を通して医療デバイスを順次移動させることにより、医療デバイスの側方に配置された大きな組織ルーメンの光学的特性に関する情報を得ることが可能である。それにより、更に、長手方向軸に対して種々の各方向で組織を光学的に調べるために、医療デバイスの回転運動を行うことができる。
【００１４】
前述の医療デバイスは、検査対象の患者の組織内に挿入されることに限定されるものでない。前述の医療デバイスは、例えば、患者の血管又は他の管状構造に挿入することも可能である。一般に、前述の医療デバイスは、光学的に調べる対象の何れの標的材料にも挿入することができる。
【００１５】
本発明の一実施例では、医療デバイスは反射器素子を更に備える、反射器素子は、細長い本体の側壁に配置され、光ファイバの第２のファイバ端に光学的に結合された反射器素子を更に備える。前述の反射器素子は、特に、細長い本体が使用され、かつ／又は側方視野と、少なくとも約９０°の長手方向軸との間の角度が望まれる場合、光ファイバの強い屈曲を避けることが可能であるという利点をもたらし得る。屈曲によって光ファイバを折ってしまうリスクがかなり削減されるので、このことにより、医療デバイスの製造がずっと簡単になる。
【００１６】
反射器素子は、細長い本体と一体的に形成することができる。これにより、医療デバイスの生産が単純化されるという利点がもたらされ得る。あるいは、反射器素子を別個の光学構成部分として形成することができる。この光学構成部分は、細長い本体に取り付けなければならない。別個の反射器素子は、反射器素子の個々の処理により、反射器素子の非常に高い光学的品質を実現することが可能であるという利点をもたらし得る。反射器素子は例えば、研磨面を有するプリズム又はミラーであり得る。
【００１７】
本発明の更なる実施例によれば、細長い本体は、鋭利化された遠位端を有する。これは、医療デバイスが、組織をあまり、破ることなく又は傷つけることなく、組織に挿入することが可能であるという利点をもたらし得る。
【００１８】
本発明の更なる実施例によれば、医療デバイスは、細長い本体内に一体化された光導波管を更に備え、光導波管は第１の導波管端及び第２の導波管端を有する。それにより、（ａ）第１の導波管端は光学機器に結合されるよう適合され、（ｂ）第２の導波管端は、細長い本体の前端に配置され、（ｃ）第２の導波管端は、長手方向軸に対して長手方向に配向された前方視野をもたらす。これは、細長い本体の前に直接配置された組織を探査することにより、光学的に調べることが可能な組織ルーメンを更に増加させることが可能であるという利点をもたらし得る。
【００１９】
更に、患者の組織を通して医療デバイスを誘導する場合、操作者は、医療デバイスが挿入される組織を光学的に特徴付けることが可能である。それにより、医療デバイスを好適にたどることが、特に、刺激に反応する組織に医療デバイスを挿入すると達成され得る。
【００２０】
光導波管は、個々の光ファイバ素子の束全体を表す複数の光ファイバ素子も有し得る。それにより、光ファイバ素子の束は、光撮像システムを表し得る。これは、医療デバイスの前に配置された組織の画像を得ることを可能にする。それにより、個々の光ファイバ素子の少なくとも一部は、照射光を患者の組織に誘導するために使用することができる。
【００２１】
本発明の更なる実施例によれば、医療デバイスは、細長い本体内に一体化された少なくとも１つの更なる光ファイバを更に備え、更なる光ファイバは、更なる第１のファイバ端及び更なる第２のファイバ端を有する。更なる第１のファイバ端は、光学機器に結合されるよう適合され、更なる第２のファイバ端は、細長い本体の側壁に配置され、更なる第２のファイバ端は、長手方向軸に対して側方に配向された更なる側方視野をもたらす。
【００２２】
医療デバイスの側方に配置されている組織ルーメンを、側方視野をそれぞれが有する別々の光ファイバによって同時に調べることが可能であるという利点をこのことはもたらし得る。当然、更なる光ファイバそれぞれの遠位端における対応する光ファイバの強い屈曲に対する必要性をなくすために、更なる第２のファイバ端のそれぞれ又は少なくとも一部を個別の反射器素子に光学的に結合することができる。
【００２３】
好ましくは、複数の第２のファイバ端又は更なる第２のファイバ端が、細長い本体の側壁に設けられる。それにより、ファイバ端は、細長い本体の概円筒殻又は概円筒外面表面内に分散させることができる。しかし、ファイバ端は、先細り状の表面上に分散させることもできる。
【００２４】
医療デバイスが、別々の複数の第２のファイバ端を有する場合、医療デバイスを囲む側方組織を光学的に調べるために前述の第２のファイバ端を使用するために種々の別々の可能性が存在している。以下では、前述の医療デバイスを操作するための前述の可能性のうちの３つを例として説明する。
【００２５】
第１の可能性によれば、第２のファイバ端のうちの１つ又は複数が、細長い本体を側方に囲む組織を照射するために使用される。照射光は組織によって散乱し、照射光の少なくとも一部の光子は、その他の第２のファイバ端の少なくとも一部によって受信される。前述の受信光子は測定光を表し、これは、分光計によって併せて分析することが可能である。この場合、測定光のスペクトル分布は、医療デバイスを側方に囲む組織全体の生理特性を表し得る。
【００２６】
第２の可能性によれば、第２のファイバ端のうちの少なくとも一部、又は好ましくは、第２のファイバ端の全てが、照射光を組織に送信し、調べられた組織によってもう一度散乱する測定光を受信するために使用される。それにより、使用された第２のファイバ端はそれぞれ、照射光を生成する共通光源及び測定光を受信する共通光検出器に結合されなければならない。それにより、ビーム分割器を、照射光を測定光と空間的に分離することに使用することができる。
【００２７】
第３の可能性によれば、光ファイバのうちの１つは、対応する第２のファイバ端が照射源を表すように照射光を送信するために使用される。照射光は、囲む組織によって散乱し、照射光の少なくとも一部の光子は、その他の第２のファイバ端の少なくとも一部によって受信される。受信された光子はやはり、測定光を表す。しかし、第１の可能性と対照的に、測定光は、光ファイバ毎に個々に分析される。それにより、分析は、個々に集められた測定光の強度及び／又はスペクトル分布を含み得る。
【００２８】
医療デバイスの側方を囲む組織に関する更に詳細な情報を獲得するために、照射のために使用される光ファイバ、及び、その結果、照射源を表す活性化された第２のファイバ端の空間位置を例えば、順次、変えることが可能である。それにより、測定は、別々の時間スロット内で順次行われ、各時間スロット内で、別の第２のファイバ端が起動される。
【００２９】
この実施例は、医療デバイスを側方で囲む組織の散乱特性及び吸収特性の３次元（３Ｄ）撮像を可能にする。それにより、隣接する第２のファイバ端間の距離の長手方向分解能に等しい長手方向分解能を達成することが可能である。
【００３０】
この点で、前述の光走査は、拡散光トモグラフィ（ＤＯＴ）と呼ばれる方法に対応する。ＤＯＴは、将来実用が期待される医療撮像モダリティである。これは、好ましくは近赤外光で組織が照射される手法である。組織から出てくる光が検出され、組織内の光伝搬のモデルを利用することにより、組織の局所化された光学的特性が求められる。３Ｄ画像を得るために、上記トモグラフィ型の測定を行うことができる。撮像する対象の組織が別々のソース位置から照射され、組織から出てくる光は、考えられる方向全てから検出される。前述のソース検出器測定からの３Ｄ画像の算出は画像再構成と呼ばれる。
【００３１】
ＤＯＴは、光マンモグラフィにおいて行われるものと同様に、医療デバイス付近の比較的大きなボリュームにおける機能的撮像を可能にするが、撮像ボリュームは、本明細書及び特許請求の範囲記載の実施例における測定構成による光マンモグラフィと比較して少なくなるであろう。本明細書記載の実施例では、１つ又は複数の光ファイバが、組織の順次の照射に使用される。更に、他の１つ又は複数の光ファイバを使用して、散乱光を集める。画像再構成アルゴリズムを使用すれば、医療デバイス付近の領域における光学的特性の３Ｄマップを得ることが可能である。
【００３２】
ＤＯＴの主たる利点は、他の光学手法と比較して高い浸透深度である。近赤外スペクトル領域では、浸透深度は最大であり、光学的特性は、血液成分及び酸素飽和度のような重要な生理学的パラメータにより、大いに求められる。別々の波長におけるＤＯＴを組み合わせることにより、光学パラメータを生理学的パラメータに変換することが可能である。
【００３３】
細長い本体の前端に第２の導波管端が備えられた前述の第２の導波管を備えた医療デバイスが使用される場合、前述のＤＯＴは、この第２の導波管端が、照射光を送信し、かつ／又は散乱測定光を受信するために使用されるように拡張することが可能である。これは、医療デバイスの前に配置された組織を分光分析することが可能であるという利点をもたらし得る。
【００３４】
第４の可能性によれば、光ファイバ毎に光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＯＴ）を行うことが可能である。これは、光ファイバ毎に、線に沿った深度走査をもたらす。前述の線を組み合わせることにより、細長い本体付近の組織の３次元（３Ｄ）画像を再構成することが可能である。やはり、隣接する第２のファイバ端間の距離に対応する長手方向分解能を達成することが可能である。
【００３５】
更に、前述の医療デバイスを動作させる上記４つの可能性、及びいずれかの他の可能性は、調べる対象の組織の直接吸収及び散乱の特性に依存する。しかし、適切な波長で照射し、検出器側で照射波長を同時にブロックすることにより、組織の蛍光信号をマッピングすることも可能である。蛍光は、（造影剤により、）外因的であるか、又は内因的であり得る。蛍光検出の特定性は、当該技術分野において周知の手法（蛍光寿命撮像など）によって改良することが可能である。蛍光寿命撮像では、パルス照射が使用され、励起された原子及び／又は分子の時間的壊変が、照射光又は励起光と、壊変測定光を時間上、区別するために使用される。
【００３６】
最後に述べるが大事なこととして、針を囲む組織の更なる特徴的な特性を得るために、前述の医療デバイスをラマン分光法で動作させることが可能である。ラマン分光法は、正常組織を異常組織と区別することを可能にする。当然、ラマン分光法は、前述の光導波管によっても行うことが可能であり、この光導波管は、細長い本体の前端まで延びる。
【００３７】
本発明の更なる実施例によれば、細長い本体は中実シャフトである。これは、複数の、又は束全体の光ファイバを中実シャフト内に収容又は一体化することが可能であるという利点をもたらし得る。光ファイバに利用可能な更なる空間により、高い分解能撮像及び探査が可能であるように、光学探査点の数をかなり増加させることができる。
【００３８】
「中実シャフト」の語は必ずしも、シャフトが固体物質でできているということを表していない。この点で、中実シャフトは、光ファイバのような他の構成部分、スペーサ・ディスクのようなホルダ素子をシャフト内に収容することができるという意味合いで中空でないことを意味している。
【００３９】
特に、中実シャフトを有する前述の医療デバイスを、いわゆる光学生検装置として使用することが可能である。それにより、患者の体から除去された実際の組織材料は存在せず、上記組織材料は、標本とも呼ばれる。むしろ、組織材料は、インビボで（患者の体内で）調査される。
【００４０】
本発明の更なる実施例によれば、細長い本体は中空シャフトである。それにより、光ファイバ端がシャフト壁内に一体化され、光導波管もシャフト壁内に一体化される。これは、中空シャフトの内部を、例えば、光学的に調べる対象の組織に造影剤及び／又は蛍光材料を挿入するために、カニューレとして使用することが可能であるという利点をもたらすことができる。
【００４１】
更に、カニューレは、感光剤（アミノレブリン酸（ＡＬＡ）など）を塗布するために使用することが可能である。ＡＬＡは、癌診断のみに適用可能な訳でないことを利点としてもたらすことができ、前述の医療デバイスを使用することにより、生体内で行うことも可能な光線力学的癌治療の潜在的なツールも構成する。
【００４２】
本発明の更なる実施例によれば、医療デバイスは、中空シャフト内に移動可能に収容される生検素子を更に含む。これは、組織と機械的に相互作用するよう適合されたツールを、前述の中空シャフトと効果的に組み合わせることが可能である。
【００４３】
生検素子は、標本が除去された後に標本組織を収容するよう適合された陥凹を含み得る。標本除去は、ブレードを表す中空シャフトの前エッジと陥凹との間の切断相互作用によってサポートすることが可能である。
【００４４】
医療デバイスに第２の導波管が装備されており、第２の導波管端が、中空シャフトの前端に配置されている場合、シャフトを通して除去する前にシャフトの先端にある標本材料を検査することが可能である。これは、病理学者による検査のために十分な組織を生検がもたらしたか否かを検査することも可能にする。
【００４５】
ラマン分光法では良性組織と悪性組織を区別することができることが分かった。したがって、前端にある第２の導波管端で行われるラマン分光法を生検手順を誘導するために使用することが可能である。それにより、医療デバイスは、悪性組織に向けて狙うように方向付け得る。この点で、ラマン・データに基づいた診断の精度は完全でなくてよい。実際の臨床診断は、除去された標本上の病状により、後に行われるからである。
【００４６】
すなわち、ラマン分光法は、実際の標本を採る前に組織を局所で検査することを可能にするに過ぎない。したがって、生検手順の精度が実際に向上する一方で、針生検の数を最小にすることが可能である。
【００４７】
本発明の更なる実施例によれば、第２のファイバ端は、中空シャフトの中央長手方向軸にシャフト壁から向けられた内部側方視野をもたらす。これは、生検素子による患者の体から除去されている組織標本を直ちに光学的に分析することができるという利点をもたらし得る。それにより、第１の近似では、標本が好適な品質のものであるか否か、及び標本が、除去前に十分な組織を含んでいるか否かを検査することが可能である。そうでない場合、新たな生検は、患者の体から医療デバイスを除去する前に直ちに行うことが可能である。この点で、生検素子のルーメンが、検査対象の患者から複数以上の標本を採ることを可能にするために十分な空間を有することを考慮に入れなければならない。
【００４８】
好ましくは、医療デバイスは２つのタイプの光ファイバを有する。中空シャフトから放射方向に外部に向けられた側方視野を有する第１のタイプの光ファイバ、及びこの実施例で説明された内部側方視野を有する第２のタイプの光ファイバ。更に、医療デバイスは、前端まで延び、医療デバイスの遠位端の前に配置された組織を照射し、調べることを可能にする光導波管を備え得る。中空シャフトの側方に、かつ／又は中空シャフトの前に配置された材料から得られた種々のスペクトルを検査すると、標本を採るか、又はスペクトル内の異常が見つからなかった場合、中空シャフトを更に別の位置に移動させるかを決めることが可能である。
【００４９】
本発明の更なる局面によれば、人体又は動物の体の組織の光学的特性を取得するために、医療装置が提供される。提供される医療装置は、（ａ）前述の実施例の何れか１つによる医療デバイスと、（ｂ）医療デバイスの光ファイバに光学的に結合された光学機器とを備える。
【００５０】
本発明の実施例によれば、光学機器は、（ａ）光ファイバに注入される照射光を生成するよう適合された光源と、（ｂ）光ファイバによって伝送される測定光を受信するよう適合された光検出器とを備える。
【００５１】
この点で、照射光及び測定光は、同じ光ファイバで誘導され得る。この場合、既に上述したように、ビーム分割器は、光源及び分光計装置を光ファイバに光学的に結合することが可能であるように、照射ビーム経路を測定ビーム経路から空間的に分割するために使用することができる。
【００５２】
ビーム分割器の代わりに、２つの第１のファイバ端を有するピグテール光ファイバを使用することができる。この場合、一方の第１のファイバ端が光源に結合され、他方の第１のファイバ端が分光計装置に結合される。あるいは、照射光を誘導するために第１の光ファイバを使用することができ、測定光を誘導するために第２の光ファイバを使用することができる。
【００５３】
光源は、発光ダイオードやレーザ光源などの単色光源であり得る。光源は、白熱電球などの多色光源であってもよい。光源は、別々の単色光源及び／又は多色光源の組合せであってもよい。光源のスペクトル分布は、適切なスペクトル範囲に適合させることができる。スペクトル範囲調節は、適切なフィルタによって行うこともできる。
【００５４】
更に、前述の通り、光源は、パルス光源であり得、これは、同期パルス光検出の場合、測定光を照射光とタイムリーに区別する可能性を提供し得る。当然、前述の時間の区別は、パルス照射光によって励起されている原子又は分子の壊変する脱励起を必要とする。
【００５５】
本発明の更なる実施例によれば、光学機器は拡散光トモグラフィを行うよう構成され、かつ／又は、光学機器は光コヒーレンス・トモグラフィを行うよう適合される。
【００５６】
拡散光トモグラフィは特に、複数の光ファイバを備えた医療デバイスが使用される場合に特に効果的である。既に上述しているように、これは、検査下の組織を別々のソース位置から照射し、別々の方向に組織から出ている光を検出する工程を可能にし得る。それにより、複数の別々のソース・検出器測定に基づいて、３Ｄ画像を再構成することができる。
【００５７】
拡散光トモグラフィ（ＤＯＴ）は、医療デバイス近くの比較的大きなボリュームにおける機能的撮像を可能にし得る。好ましくは、ＤＯＴは近赤外スペクトル領域において行われる。近赤外スペクトル範囲は、７００ｎｍ乃至１４００ｎｍ、好ましくは、７００ｎｍ乃至８００ｎｍのスペクトル帯域幅を有する。前述のスペクトル範囲では、組織浸透深度は最大であり、人間又は動物の組織の光学的特性は、血液成分や酸素飽和度のような重要な生理学的パラメータによって大いに求められる。
【００５８】
本発明の更なる実施例によれば、光学機器は、ラマン分光法、蛍光分光法、自己蛍光分光法、二光子分光法、及び差分経路長分光法の光学手順のうちの１つを行うよう適合される。これは、上記医療デバイスを、複数の別々の光学手順に施すために使用することができるという利点をもたらし得る。
【００５９】
例えば、ラマン分光法は、組織の分子組成の尺度をもたらし得る。適切なアルゴリズムを使用することにより、８９％の全体精度で良性前立腺生検と悪性前立腺生検とを区別することが可能である。更なる詳細については、「Ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ Ｒａｍａｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ｔｏ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ａｎｄ ｇｒａｄｅ ｐｒｏｓｔａｔｉｃ ａｄｅｎｏｃａｒｃｉｎｏｍａ ｉｎ ｖｉｔｒｏ； Ｐ． Ｃｒｏｗ， Ｎ． Ｓｔｏｎｅ， ＣＡ Ｋｅｎｄａｌｌ， ＪＳ． Ｕｆｆ Ｊ． Ａ．Ｍ． Ｆａｒｍｅｒ， Ｈ． Ｂａｒｒ ａｎｄ Ｍ．Ｐ．Ｊ． Ｗｒｉｇｈｔ； Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃａｎｃｅｒ （２００３） ８９， １０６−１０８」という刊行物を参照されたい。前述の刊行物の開示は、本明細書及び特許請求の範囲に援用する。
【００６０】
例えば、差分経路長分光法（ＤＰＳ）を使用して、例えば、生体内の胸の組織の局所の光学的特性を求めることができる。ＤＰＳ測定は、局所組織の血液成分、局所酸素飽和度、微小血管の平均直径、βカロチン濃度や、散乱傾斜に関する情報をもたらし得る。それにより、胸の悪性組織は、胸の正常組織と比較して血液成分が高く、組織酸素飽和度がかなり低下していることによって特徴付けることが可能である。更なる詳細については、「Ｏｐｔｉｃａｌ ｂｉｏｐｓｙ ｏｆ ｂｒｅａｓｔ ｔｉｓｓｕｅ ｕｓｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐａｔｈ−ｌｅｎｇｔｈ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ； Ｒｏｂｅｒｔ Ｌ Ｐ ｖａｎ Ｖｅｅｎ ｅｔ ａｌ （２００５） Ｐｈｙｓ． Ｍｅｄ． Ｂｉｏｌ． ５０ ２５７３−２５８１」という刊行物を参照されたい。やはり、前述の刊行物の開示は、本明細書及び特許請求の範囲に援用する。
【００６１】
本発明の更なる局面によれば、人体又は動物の体の組織の光学的特性を取得する方法が提供される。提供される方法は、（ａ）光源から発出し、上記医療デバイスによって送信されている照射光で組織を照射する工程と、（ｂ）組織と相互作用し、医療デバイスによって伝送されている測定光を検出する工程とを含む。
【００６２】
本発明のこの局面は、上記医療デバイスを使用して、かなり広がったルーメンを光学的に調べることができるという考えに基づく。これは、医療デバイスの遠位前端の前にある組織を調べることのみを可能にする従来技術の医療デバイスと対照的であることにより、上記方法は、医療デバイスを側方に囲む組織材料を調べることを可能にすることに基づき、。
【００６３】
測定光は、測定光の空間分布を測定することができる分光計装置によって分析することができる。
【００６４】
この点で、光学組織特性を得る前述の方法は、診断の提供や患者の処置に使用されない。本発明の前述の手法及び他の局面全て、及び本発明の実施例は、更なる情報及び詳細な情報を提供するに過ぎず、これは、医師が診断に達し、かつ／又は、適切な治療手順を決定するうえで支援することができる。
【００６５】
本発明の一実施例によれば、方法は、感光剤を施す工程を更に含み得る。これは、蛍光分光法に関して特に効果的であり得る。蛍光分光法は、感光剤がこの組織材料に親和性を有する場合、特に、特定の組織材料の明確な識別を可能にし得る。
【００６６】
感光剤は、癌診断にのみならず、使用することが可能である。感光剤が光力学特性を含む場合も、例えば、癌細胞を光力学的に治療するために使用することも可能である。感光剤は例えば、アミノレブリン酸（ＡＬＡ）であり得る。
【００６７】
本発明は、種々の主題を参照して説明している。特に、一部の実施例は装置タイプのクレームを参照して説明している一方、他の実施例は方法タイプのクレームを参照して説明している。しかし、別途明記しない限り、一タイプの主題に属する構成の何れかの組合せに加えて、別々の主題に関する構成間（特に、装置タイプのクレームの構成と方法タイプのクレームの構成との間）の何れかの組合せも本出願によって開示されているとみなされるということを当業者は上述及び以下の記載から分かるであろう。
【００６８】
本発明の前述及び更なる局面は、後述する実施例の例から明らかであり、前述の実施例の例を参照して説明する。本発明は、本発明が限定されない実施例の例を参照して以下に更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】医療デバイスに対して側方に囲まれた組織材料を光学的に調べるために使用される医療デバイスを備えた医療装置を示す図である。
【図２】医療デバイスの側壁に配置された別々の複数の光ファイバ出口を装備した医療デバイスを備えた医療装置を示す図である。
【図３】生検素子が移動可能に収容される中空シャフト、及び中空シャフトの内部に向けられた光ファイバ出口を備えた医療デバイスを示す図である。
【図４】医療デバイスの側面に配置された反射器素子を装備した医療デバイスを示す透視図である。
【図５】図４に示す医療デバイスを示す断面図及び縦断図である。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
図面中の例証を略示する。別々の図には、類似又は同一の構成要素には、同じ参照符号、又は最初の桁のみが異なる対応する参照符号を付している。
【実施例】
【００７１】
図１は、本発明の第１の実施例による医療装置１００を示す。医療装置１００は、光学機器１１０及び医療デバイス１３０を有する。本明細書及び特許請求の範囲に記載された実施例によれば、医療デバイスはオプチカル・ニードル１３０である。医療装置１００は特に、医療デバイス１３０に対して側方に囲まれた組織材料を光学的に調べるのに適している。
【００７２】
光学機器１１０は、照射光１１２を生成するよう適合された光源１１１を含む。本明細書及び特許請求の範囲記載の実施例によれば、光源は、単色放射ビーム１１１を発するレーザ１１１である。放射ビームは、光ファイバ１４０の第１のファイバ端１４１上に光学系１１３を介して向けられる。
【００７３】
光学機器１１０は、光学系１１８により、光ファイバ１４５に光学的に結合される分光計装置１１６を更に備える。分光計装置１１６は、医療デバイス１３０によって供給される測定光１１７をスペクトル分析するために使用される。分光計装置１１６には、分光器装置１１６の少なくとも１つの反射性光学素子又は回折性光学素子によってスペクトル拡張される測定光１１７を検出するためにＣＣＤカメラ１１９が設けられる。
【００７４】
医療デバイス１３０は、長手方向軸１３２を有する細長い本体１３１を備える。細長い本体１３１の側壁１３３上には、光ファイバ１４０に結合された第２のファイバ端１４２が設けられる。第２のファイバ端１４２は、細長い本体１３１を側方に囲む組織を照射するために使用することができる側方視野１４４をそれぞれがもたらすように配向される。
【００７５】
医療デバイス１３０は、細長い本体１３１の前端１３４において構成された導波管端を更に備える。導波管端１５５は、長手方向軸１３２と略並行に配向された前視野１５６をもたらす。
【００７６】
２つの光ファイバ１４０及び１４５は、種々の組合せで側方ファイバ出口１４２及び前方導波管出口１５５に光学的に結合することができる。それにより、出口１４２及び１５５は、光ファイバ１４０又は光ファイバ１４５と併せて、又は個々に結合することができる。この点で、光ファイバ１４５又は分光計装置１１６に光学的に結合された出口は、事実上、光入口を表す。組織によって散乱した測定光は、この測定光を分光器装置１１６によって分析することが可能であるように前述の入口に入ることが可能であるからである。
【００７７】
図１に示す実施例によれば、側方ファイバ出口１４２には同じ光ファイバ１４０が割り当てられる。しかし、２つの側方ファイバ出口１４２それぞれに、かつ／又は、前方導波管出口１５５に別個の一光ファイバを使用することも考えられ得る。当然、更に、２未満又は３以上の側方ファイバ出口１４２を細長い本体１３１の側壁１３３に設けることができる。
【００７８】
図２は、本発明の第２の実施例による医療装置２００を示す。医療装置２００は、光学機器２１０及び医療デバイス２３０を備える。本明細書及び特許請求の範囲記載の実施例によれば、医療デバイスは、中実なオプティカル・ニードル１３０である。
【００７９】
光学機器２１０は、照射光２１２を生成するよう適合された光源２１１を備える。照射光は、照射ファイバ２１１ａとも表すことができる光ファイバ２１１ａによって誘導される。光学機器２１０は、測定光２１７を測定ファイバ２１６ａによって受信するよう適合された分光計装置２１６を更に備える。光学系２１３は、光ファイバ２１１ａ又は測定ファイバ２１６ａを、医療デバイス２３０内に収容される選択された光ファイバと光学的に結合するために提供される。
【００８０】
分光計装置２１６は、単に光強度を測定する光検出器２１６で置き換えることもできる。検出器２１６には、測定光２１７のスペクトル範囲又は特定の波長を選択するためにスペクトル・フィルタを装備することができる。
【００８１】
照射ファイバ２１１ａ及び／又は測定ファイバ２１６ａを医療デバイス２３０の所定の光ファイバと選択的に結合するために、オプティカル・ニードル２３０の長手方向軸２３２と垂直に配向されたｘ−ｙ平面において照射ファイバ２１１ａ及び／又は測定ファイバ２１６ａの端を調節するための位置決めシステム（図示せず）が設けられる。
【００８２】
オプティカル・ニードル２３０は、長手方向軸２３２を有する細長い本体２３１を備える。細長い本体２３１は、複数の光ファイバを収容する中実のシャフト２３６である。細長い本体２３１の前端２３４は、患者にかなりの損傷をもたらすことなく患者の体に医療デバイスを挿入することが可能であるように鮮鋭化される。
【００８３】
細長い本体２３１の側壁２３３上には、複数の第２のファイバ端２４２、２４２ａ、２４２ｂが設けられている。第２のファイバ端２４２、２４２ａ、２４２ｂはそれぞれ、光ファイバにより、対応する第１のファイバ端２４１、２４１ａ、２４１ｂに光学的に接続される。第２のファイバ端２４２、２４２ａ、２４２ｂは、当該組織によって散乱させられている測定光を受け取り、かつ／又は細長い本体２３１を側方に囲む組織を照射するために使用され得る側方視野をそれぞれがもたらすように配向される。
【００８４】
医療デバイス２３０は、細長い本体２３１の鋭利化された遠位端２３４における導波管端２５５まで延びる中央導波管を更に備える。導波管端２５５は、長手方向軸２３２に略並行に配向された前方視野２５６をもたらす。
【００８５】
図２から分かるように、オプティカル・ニードル２３０は、ルーメンを有することなく、光ファイバの収集物を含む。ニードルのベースにおけるファイバ入口位置２４１、２４１ａ、２４１ｂはそれぞれ、ニードル２３０の側壁２３３における後方ファイバ・出口２４２、２４２ａ、２４２ｂに割り当てられる。このようにして、ニードル２３０には、各種の光学プローブ位置が備えられる。
【００８６】
光は、前述の光学機器２１０により、ニードル２３０のベースにおいて光ファイバを選択的に出入りするよう結合される。照射ファイバ２１１ａに接続された光源２１１は例えば、第１のファイバ端２４１を照射する。光は、対応するファイバと交差し、側方出口位置２４２近くの組織を照射する。この位置２４２からの光散乱は例えば、位置２４２ａ及び２４２ｂ（側方ファイバ入力を表す）に達することが可能である。検出器２１６は、第１のファイバ端２４１、２４１ａ及び２４１ｂそれぞれから来る光を集める測定ファイバ２１６ａに接続される。測定光２１７の強度は、側方出口位置２４２、２４２ａ及び２４２ｂ間の吸収及び散乱の量の尺度である。前述の信号から、ニードル近くの組織特性を抽出することが可能である。
【００８７】
図２に示す実施例は、ニードル２３０を囲む組織の散乱及び吸収の特性の３次元撮像を可能にする。それにより、長手方向のファイバ間距離の長手方向分解能に等しい長手方向分解能を達成することが可能である。
【００８８】
前述の医療デバイス２３０は、ニードル近くで拡散光トモグラフィ（ＤＯＴ）を行うことも可能にする。これは、ニードル近くの比較的大きなボリュームにおける機能的撮像を可能にする。それにより、１つ又は複数の側方ファイバ出口２４２、２４２ａ、２４２ｂが、組織の（順次の）照射に使用される。他の１つ又は複数のファイバ出口２４２、２４２ａ、２４２ｂを使用して散乱光を集める。画像再構成アルゴリズムを使用すれば、ニードル２３０近くの領域における組織の光学的特性の３Ｄマップを得ることが可能である。ＤＯＴの主たる利点は、他の光学的手法と比較した高い浸透深度である。浸透深度は、ソース２４２と、検出器２４２ａ又は２４２ｂとの間の距離の約半分である。
【００８９】
ＤＯＴの最も効果的な波長領域は、近赤外（ＮＩＲ）スペクトル領域である。近赤外スペクトル領域では、浸透深度は最大であり、光学的特性は、血液成分及び酸素飽和度のような重要な生理学的パラメータによって大いに求められる。別々の波長におけるＤＣＴを組み合わせることにより、光学パラメータを生理学的パラメータに高精度に変換することが可能である。
【００９０】
更に、ファイバ毎に光コヒーレンス走査を行うことも可能である。これにより、ファイバ毎に深度走査が線に沿ってもたらされる。前述の線を合成すれば、ファイバ間距離の長手方向分解能に等しい長手方向分解能で、ニ―ドル近くの組織の３次元画像を再構成することが可能である。
【００９１】
以下では、蛍光撮像及び／又は分光測定が実現される、この実施例の一変形を簡潔に表す。それにより、光源２１１及びファイバ２１１ａが、組織内の蛍光分子又は原子を励起するために使用される。分子が発する対応する蛍光光が集められ、ファイバ２１６ａによって検出器２１６に誘導される。
【００９２】
更なる変形によれば、ラマン分光法を行うことが可能である。それにより、対応するラマン分光法データを、ファイバ端位置２４２、２４２ａ、２４２ｂ毎に別個に獲得することが可能である。
【００９３】
図３は、細長い本体３３１を備えた医療デバイス３３０を示す。細長い本体３３１は、中空シャフト３３８の形状を有する。生検素子３８０は、医療装置３３０の長手方向軸３３２に沿って中空シャフト３３８内に移動可能に収容される。前端３３４は、医療デバイス３３０を患者の体に挿入することを容易にするために鋭利化される。
【００９４】
鋭利化された遠位端３８１も備える生検素子３８０は、組織標本３８５を収集するための陥凹３８２を備える。組織標本は、標本３８５とも表す。標本３８５を集めるために、生検素子３８０を、陥凹３８２が中空シャフト３３８の前端３３４から突起するように前端３３４に向けて移動させる。もう一度標本素子３８０を内方向に移動させると、陥凹３８２に入った標本はその近傍組織から切断される。切断は、エッジ３８２ａとエッジ３３４ａとの間で行われる。
【００９５】
シャフト壁３３８は、光ファイバ３４０、３４０ａ、及び光導波管３５０、３５０ａを含む。前述のアプリケーションで使用される用語において、光導波管３５０及び３５０ａは、前方視野３５６及び３５６ａそれぞれをもたらすために使用される。これと対照的に、光ファイバ３４０及び３４０ａは、側方視野３４９及び３４９ａをもたらすことによって使用される。側方視野３４９及び更なる側方視野３４９ａは、側方ファイバ出口３４２を表す第２のファイバ端、及び更なる側方ファイバ・出口３４２ａを表す更なる第２のファイバ端それぞれから出てくる。
【００９６】
図３から分かるように、側方視野３４９及び３４９ａは、患者の体から除去されている標本３８５を、標本３８５の除去直後に光学的に調べることができるように内方向に配向している。これは、標本３８５を、中空シャフト３３８を通して外部に除去される前に光学的に検査することが可能であることを意味している。このようにして、標本３８５が好適な品質のものであり、除去前に十分な組織を含むか否かを検査することが可能である。否定の場合、新たな生検を直ちに行うことが可能である。陥凹３８２又は中空シャフト３３８のルーメンが、二以上の生検を達成することを可能にするために十分な空間を有するからである。
【００９７】
図３から更に分かるように、第２の導波管端３５５及び更なる第２の導波管端３５５ａそれぞれから出てくる前視野３５６及び更なる前視野３５６ａは、長手方向軸３３２に略並行に向けられる。これは、鋭利化された遠位端３３４の前にある組織を照射することが可能であるという利点をもたらす。結果として生じる散乱光及び放出光の少なくとも一部は、他の光ファイバによって集められ、分光計に誘導され、そこで例えば、ラマン・スペクトルが記録される。スペクトルを検査すると、生検を行うか、又は、スペクトル内の異常が発見される別の位置に達するために、患者の組織を通してシャフト３３８を更に移動させるかを決定することが可能である。前述の異常は例えば、病理学者が調べることが、高精度の陽性又は陰性の癌診断をもたらすために非常に重要な悪性組織を示し得る。
【００９８】
図４は、反射器素子４４８ａが装置された医療デバイス４３０の透視図を示す。細長い本体４３１の側壁において配置された反射器素子４４８ａはそれぞれ、細長い本体４３１内に収容される光ファイバに結合される。反射器素子４４８ａはそれぞれ、光ファイバの第２のファイバ端から出される照射光を反射するか、又は細長い本体４３１のハウジング４３９を側方に囲む組織から散乱するか、又は放出される測定光を反射するために使用される。ハウジング４３９は、医療デバイス４３０を機械的に保護するために使用される。本明細書及び特許請求の範囲記載の実施例では、ハウジング４３９は透明材料でできている。しかし、光学的に半透明のハウジングを備えた医療デバイス４３０を製造することも可能である。
【００９９】
反射器素子４４８ａは、反射器素子４４８ａが装備された各光ファイバの対応する視野を、対応する光ファイバを屈曲させることなく細長い本体４３１の長手方向軸に略垂直に配向させることが可能であるという利点をもたらし得る。
【０１００】
図５は、ここでは参照符号５３０で表す、図４に示す医療デバイスの断面図（左側）及び縦断図（右側）を示す。医療デバイスは、光ファイバ５４０及び更なる光ファイバ５４０ａを収容する細長い本体５３１を備える。光ファイバ５４０は第２のファイバ端５４２を備える。更なるファイバ端５４０ａは更なる第２のファイバ端５４２ａを備える。側方視野５４４は第２のファイバ端５４２に割り当てられる。更なる側方視野５４４ａは更なる第２のファイバ端５４２ａに割り当てられる。
【０１０１】
光ファイバ５４０、５４０ａを屈曲させることなく視野５４４、５４４ａを放射方向に外に向けるために、反射器素子５４８、５４８ａが使用される。図５に示す医療デバイス５３０の右の図では、反射器素子５４８、５４８ａを実現する２つの可能性を示す。
【０１０２】
反射器素子は例えば、ミラー素子５４８によって実現ることができる。ミラー素子５４８は、細長い本体５３１のシャフト壁と一体的に形成することが可能である。あるいは、反射器素子は、細長い本体５３１のシャフト壁の開口部近くに取り付けられたプリズム５４８ａによって実現することができる。
【０１０３】
細長い本体５３１は、それ自体が導波管５５０を収容する内部ハウジング５５３を更に収容する。図５に示す左の図から特に分かるように、収容された導波管５５０は、一束の光ファイバ素子を備える。以上、既に詳細に説明したように、導波管５５０は、医療デバイス５３０の前視野（図示せず）に資するために使用される。
【０１０４】
「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」の語は他の構成要素又は構成工程を排除せず、「ａ」又は「ａｎ」は複数形を排除しない。更に、別々の実施例に関連して記載した構成要素を組み合わせることができる。特許請求の範囲における参照符号は、特許請求の範囲記載の範囲を限定するものと解されないものとする。
【０１０５】
本発明の上記実施例を要約すれば、以下のように記載することが可能である。
【０１０６】
すなわち、本出願は、標的材料の組織の光学的特性を得る医療デバイス２３０を記載している。医療デバイス２３０は、長手方向軸２３２を有する細長い本体２３１と、細長い本対２３１内に一体化された光ファイバとを備える。光ファイバは、細長い本体２３１の側壁２３３に配置された第２のファイバ端２４２、２４２ａ、２４２ｂと、長手方向軸２３２に対する側方視野をもたらす第２のファイバ端２４２、２４２ａ、２４２ｂとを有する。
一実施例によれば、細長い本体２３１付近に光出口２４２、２４２ａ、２４２ｂをそれぞれが有する多くの光ファイバは一体化されている。出口２４２、２４２ａ及び２４２ｂを使用して、拡散光トモグラフィ（ＤＯＴ）を行い、光ファイバも使用して、光コヒーレンス・トモグラフィ、ラマン分光法、光散乱分光法等のような光検査を行う。ＤＯＴ（数ｃｍ）で医療デバイス２３０付近のボリューム内の腫瘍の存在、及び医療装置２３０付近（数１００ミクロン）における組織の特徴付けに関する情報を得ることが可能である。これは、特に、前立腺癌の場合に興味深い。ＤＯＴは、前立腺内の疑わしい領域を、前述の疑わしい領域近くに医療デバイス２３０を誘導することによって見つける。光学的手法に基づいて、高精度の診断を行うことが可能である。それにより、実際の組織が除去されない、ＤＯＴ誘導された光学的生検を行うことが可能である。
【０１０７】
別の実施例によれば、光検出システムが実際の生検針３３０に一体化され、それにより、検査、及び実際の生検を同時に行うことが可能になる。
【０１０８】
参照符号のリスト
１００ 医療装置
１１０ 光学機器
１１１ 光源／レーザ
１１２ 照射光／放射ビーム
１１３ 光学系
１１６ 分光計装置
１１７ 測定光
１１８ 光学系
１１９ ＣＣＤカメラ
１３０ 医療デバイス／オプティカル・ニードル
１３１ 細長い本体
１３２ 長手方向軸
１３３ 側壁
１３４ 前端
１４０ 光ファイバ
１４１ 第１のファイバ端
１４２ 第２のファイバ端／側方ファイバ出口
１４４ 側方視野
１４５ 光ファイバ
１５５ 導波管端／前面導波管出口
１５６ 前方視野
２００ 医療装置
２１０ 光学機器
２１１ 光源
２１１ａ 照射ファイバ
２１２ 照射光
２１３ 光学系
２１６ 分光計装置／検出器
２１６ａ 測定ファイバ
２１７ 測定光
２３０ 医療デバイス／オプティカル・ニードル
２３１ 細長い本体
２３２ 長手方向軸
２３３ 側壁
２３４ 前端／鋭利化された遠位端
２３６ 中実なシャフト
２４１ 第１のファイバ端 第１のファイバ入口位置
２４１ａ／ｂ 更なる第１のファイバ端 更なるファイバ入口位置
２４２ 第２のファイバ端／側方ファイバ出口／側方出口位置
２４２ａ／ｂ 更なる第２のファイバ端／更なる側方ファイバ出口／更なる側方出口位置
２５５ 導波管端
２５６ 前方視野
＋／−Ｘ ｘ方向
＋／−ｙ ｙ方向
３３０ 医療デバイス／オプティカル・ニードル
３３１ 細長い本体
３３２ 長手方向軸
３３４ 前端／鋭利化された遠位端
３３４ａ エッジ
３３８ 中空シャフト／シャフト壁
３４０ 光ファイバ
３４０ａ 更なる光ファイバ
３４２ 第２のファイバ端／側方ファイバの出口
３４２ａ 更なる第２のファイバ端／更なる側方ファイバ出口
３４９ 内部側方視野
３５０ 光導波管
３５０ａ 更なる光導波管
３５５ 第２の導波管端
３５５ａ 更なる第２の導波管端
３５６ 前方視野
３５６ａ 更なる前方視野
３８０ 生検素子
３８１ 鋭利化された遠位端
３８２ 陥凹
３８２ａ エッジ
３８５ 標本
４３０ 医療デバイス／オプティカル・ニードル
４３１ 細長い本体
４３９ ハウジング
４４８ 反射器素子／プリズム
５３０ 医療デバイス／オプティカル・ニードル
５３１ 細長い本体
５４０ 光ファイバ
５４０ａ 更なる光ファイバ
５４２ 第２のファイバ端
５４２ａ 更なる第２のファイバ端
５４４ 側方視野
５４４ａ 更なる側方視野
５４８ 反射器素子／ミラー素子
５４８ａ 反射器素子／プリズム
５５０ 光ファイバ素子の束を備えた導波管
５５３ 内部ハウジング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療組織検査の分野に関する。特に、本発明は、人体又は動物の体の組織の光学的特性を取得するための、針などの医療デバイスに関する。探査する対象の組織に挿入可能な医療デバイスは、照射光を組織に誘導し、組織と相互作用した測定光を受け取る少なくとも１つの光ファイバを有する。本発明は更に、人体又は動物の体の組織の光学的特性を取得するための医療装置及び方法に関する。医療装置及び方法は、前述の医療デバイスから便益を受ける。
【背景技術】
【０００２】
種々の癌疾病の正しい診断には、生検が行われる。これは、内視鏡のルーメンによるか、又は針生検により得る。生検は例えば、直腸を介して前立腺から得ることができる。生検を行ううえで正しい位置を見出すために、Ｘ線、磁気共鳴撮像や超音波などの種々の撮像モダリティが使用される。前立腺癌の場合には、ほとんどの場合、生検は、超音波によって誘導される。前述の誘導方法は役立つが、最適には程遠い。空間分解能は制限され、更に、前述の撮像モダリティは多くの場合、良性組織と悪性組織とを区別することが可能でない。その結果、生検手順中、組織の正しい部分から標本を採るか否かは分からない。これは、通常、多かれ少なかれ、目隠しの生検が行われることを意味している。組織の検査後、癌細胞が検出されなかった場合にも、確かに、単に、生検を採るうえで正しい場所をはずした訳でないということは分からない。したがって、精度を向上させるために、採られる針生検を増加させることが可能である。しかし、各生検は、スカーフをもたらし、場合によっては、合併症をもたらすので、これは好ましい解決策でない。
【０００３】
米国特許出願公開２００５／０２０３４１９号には、針生検であって、光学分光プローブを針に挿入し、その遠位端で針の側において形成されるウインドウにより、光学情報を集める工程を含む針生検が開示されている。光学プローブは、側部ウインドウに隣接した組織に向けて光を伝える照射光ファイバ、及び同じ組織から光を集め、これを光学分光計に伝える検出光ファイバを含む。光学分光測定の結果に基づいて、光プローブを針から抜き、カッターを進めて、側部ウインドウに隣接した組織の標本を取得する。
【０００４】
米国特許５３１８０２３号には、蛍光分光法を使用した、転移癌の即時の術中検出及び生検のための方法及び装置が開示されている。癌組織によって選択的に保持される光増感剤は、手術前に投与される。生検装置と一体化された光ファイバ・プローブは、検査組織を照射し、蛍光をもたらし、これは、分光計によって記録され、スペクトル曲線としてプロットされる。
【０００５】
米国特許出願公開２００５／００２７１９９号には、医学処置中に、機械式医療機器に先立って組織構造を識別する方法及び装置が開示されている。組織を穿通する機械式医療機器は、穿通方向に組織を穿通するための遠位端を有する。光学式波面分析システムは、医療機器に先立って組織を照射するための光を供給し、医療機器に先立って、組織によって戻される光を受け取る。光ファイバは、波面分析システムに近位端で結合され、医療機器の遠位端の近くの医療機器に遠位端で取り付けられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
人体又は動物の体の更に詳細な、組織の光学的特性を取得するツール及び方法を提供することに対する必要性が存在し得る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この必要性は、独立請求項による主題によって充足することができる。
【０００８】
本発明の効果的な実施例は、従属請求項によって記載している。
【０００９】
本発明の第１の局面によれば、人体又は動物の体の組織の光学的特性を取得するために、医療デバイス（特に、針）が提供されている。医療デバイスは、（ａ）長手方向軸を有する細長い本体であって、人体又は動物の体の組織に挿入可能であるように設計された細長い本体と、（ｂ）細長い本体内に一体化された光ファイバとを備える。光ファイバは、第１のファイバ端及び第２のファイバ端を有し、第１のファイバ端は光学機器に結合されるよう適合され、第２のファイバ端は、細長い本体の側壁に配置され、第２のファイバ端は、長手方向軸に対して側方方向に配向された側方視野をもたらす。
【００１０】
本発明のこの局面は、細長い本体に対して側方方向に配向された側方視野をもたらすことにより、前述の医療デバイスで調べることが可能な実効ルーメンをかなり増加させることができるという考えに基づく。細長い本体のみの長手方向に配向され、前端又は遠位端に光ファイバ端を備え、光ファイバを装備した既知の医療デバイスと対照的に、前述の医療デバイスは、光学的に調べる組織が、枝管とは別に配置されることを可能にし得る。それにより、枝管の語は、実質的に管状の開口部に使用される。これは、医療デバイスが組織内に挿入されると組織内に少なくとも一時的に発生する。
【００１１】
側方視野の語は、視野が、長手方向軸に対して並行に配向された方向にのみ向けられている訳でないことを意味している。この点で、側方視野は、むしろ、（ａ）光ファイバの第２のファイバ端から出ている光のビーム経路、又は（ｂ）光ファイバの第２のファイバ端上に当たる光のビーム経路が、細長い本体の長手方向軸に対して角を形成して配向されることを意味している。好ましくは、前述のビーム経路は、長手方向軸に対して、少なくともおおよそ直角（９０°）で配向される。しかし、更に、細長い本体に対して側方に配置された組織を光学的に調べるために、０°乃至９０°で偏向する他の角度が可能であり得る。
【００１２】
更に、光ファイバは、（ａ）照射光を光学機器から組織に送信し、（ｂ）組織から光学機器に測定光を送信し、又は（ｃ）照射光を第１の方向で送信し、第１の方向の反対である第２の方向で測定光を送信するよう適合され得る。前述の場合、測定光の照射光との空間的分離を可能にするために、適切なビーム分割手段を例えば、医療デバイスの近位ファイバ端に、又は対応する光学機器に設けなければならない。
【００１３】
患者の体の組織を通して医療デバイスを順次移動させることにより、医療デバイスの側方に配置された大きな組織ルーメンの光学的特性に関する情報を得ることが可能である。それにより、更に、長手方向軸に対して種々の各方向で組織を光学的に調べるために、医療デバイスの回転運動を行うことができる。
【００１４】
前述の医療デバイスは、検査対象の患者の組織内に挿入されることに限定されるものでない。前述の医療デバイスは、例えば、患者の血管又は他の管状構造に挿入することも可能である。一般に、前述の医療デバイスは、光学的に調べる対象の何れの標的材料にも挿入することができる。
【００１５】
本発明の一実施例では、医療デバイスは反射器素子を更に備える、反射器素子は、細長い本体の側壁に配置され、光ファイバの第２のファイバ端に光学的に結合された反射器素子を更に備える。前述の反射器素子は、特に、細長い本体が使用され、かつ／又は側方視野と、少なくとも約９０°の長手方向軸との間の角度が望まれる場合、光ファイバの強い屈曲を避けることが可能であるという利点をもたらし得る。屈曲によって光ファイバを折ってしまうリスクがかなり削減されるので、このことにより、医療デバイスの製造がずっと簡単になる。
【００１６】
反射器素子は、細長い本体と一体的に形成することができる。これにより、医療デバイスの生産が単純化されるという利点がもたらされ得る。あるいは、反射器素子を別個の光学構成部分として形成することができる。この光学構成部分は、細長い本体に取り付けなければならない。別個の反射器素子は、反射器素子の個々の処理により、反射器素子の非常に高い光学的品質を実現することが可能であるという利点をもたらし得る。反射器素子は例えば、研磨面を有するプリズム又はミラーであり得る。
【００１７】
本発明の更なる実施例によれば、細長い本体は、鋭利化された遠位端を有する。これは、医療デバイスが、組織をあまり、破ることなく又は傷つけることなく、組織に挿入することが可能であるという利点をもたらし得る。
【００１８】
本発明の更なる実施例によれば、医療デバイスは、細長い本体内に一体化された光導波管を更に備え、光導波管は第１の導波管端及び第２の導波管端を有する。それにより、（ａ）第１の導波管端は光学機器に結合されるよう適合され、（ｂ）第２の導波管端は、細長い本体の前端に配置され、（ｃ）第２の導波管端は、長手方向軸に対して長手方向に配向された前方視野をもたらす。これは、細長い本体の前に直接配置された組織を探査することにより、光学的に調べることが可能な組織ルーメンを更に増加させることが可能であるという利点をもたらし得る。
【００１９】
更に、患者の組織を通して医療デバイスを誘導する場合、操作者は、医療デバイスが挿入される組織を光学的に特徴付けることが可能である。それにより、医療デバイスを好適にたどることが、特に、刺激に反応する組織に医療デバイスを挿入すると達成され得る。
【００２０】
光導波管は、個々の光ファイバ素子の束全体を表す複数の光ファイバ素子も有し得る。それにより、光ファイバ素子の束は、光撮像システムを表し得る。これは、医療デバイスの前に配置された組織の画像を得ることを可能にする。それにより、個々の光ファイバ素子の少なくとも一部は、照射光を患者の組織に誘導するために使用することができる。
【００２１】
本発明の更なる実施例によれば、医療デバイスは、細長い本体内に一体化された少なくとも１つの更なる光ファイバを更に備え、更なる光ファイバは、更なる第１のファイバ端及び更なる第２のファイバ端を有する。更なる第１のファイバ端は、光学機器に結合されるよう適合され、更なる第２のファイバ端は、細長い本体の側壁に配置され、更なる第２のファイバ端は、長手方向軸に対して側方に配向された更なる側方視野をもたらす。
【００２２】
医療デバイスの側方に配置されている組織ルーメンを、側方視野をそれぞれが有する別々の光ファイバによって同時に調べることが可能であるという利点をこのことはもたらし得る。当然、更なる光ファイバそれぞれの遠位端における対応する光ファイバの強い屈曲に対する必要性をなくすために、更なる第２のファイバ端のそれぞれ又は少なくとも一部を個別の反射器素子に光学的に結合することができる。
【００２３】
好ましくは、複数の第２のファイバ端又は更なる第２のファイバ端が、細長い本体の側壁に設けられる。それにより、ファイバ端は、細長い本体の概円筒殻又は概円筒外面表面内に分散させることができる。しかし、ファイバ端は、先細り状の表面上に分散させることもできる。
【００２４】
医療デバイスが、別々の複数の第２のファイバ端を有する場合、医療デバイスを囲む側方組織を光学的に調べるために前述の第２のファイバ端を使用するために種々の別々の可能性が存在している。以下では、前述の医療デバイスを操作するための前述の可能性のうちの３つを例として説明する。
【００２５】
第１の可能性によれば、第２のファイバ端のうちの１つ又は複数が、細長い本体を側方に囲む組織を照射するために使用される。照射光は組織によって散乱し、照射光の少なくとも一部の光子は、その他の第２のファイバ端の少なくとも一部によって受信される。前述の受信光子は測定光を表し、これは、分光計によって併せて分析することが可能である。この場合、測定光のスペクトル分布は、医療デバイスを側方に囲む組織全体の生理特性を表し得る。
【００２６】
第２の可能性によれば、第２のファイバ端のうちの少なくとも一部、又は好ましくは、第２のファイバ端の全てが、照射光を組織に送信し、調べられた組織によってもう一度散乱する測定光を受信するために使用される。それにより、使用された第２のファイバ端はそれぞれ、照射光を生成する共通光源及び測定光を受信する共通光検出器に結合されなければならない。それにより、ビーム分割器を、照射光を測定光と空間的に分離することに使用することができる。
【００２７】
第３の可能性によれば、光ファイバのうちの１つは、対応する第２のファイバ端が照射源を表すように照射光を送信するために使用される。照射光は、囲む組織によって散乱し、照射光の少なくとも一部の光子は、その他の第２のファイバ端の少なくとも一部によって受信される。受信された光子はやはり、測定光を表す。しかし、第１の可能性と対照的に、測定光は、光ファイバ毎に個々に分析される。それにより、分析は、個々に集められた測定光の強度及び／又はスペクトル分布を含み得る。
【００２８】
医療デバイスの側方を囲む組織に関する更に詳細な情報を獲得するために、照射のために使用される光ファイバ、及び、その結果、照射源を表す活性化された第２のファイバ端の空間位置を例えば、順次、変えることが可能である。それにより、測定は、別々の時間スロット内で順次行われ、各時間スロット内で、別の第２のファイバ端が起動される。
【００２９】
この実施例は、医療デバイスを側方で囲む組織の散乱特性及び吸収特性の３次元（３Ｄ）撮像を可能にする。それにより、隣接する第２のファイバ端間の距離の長手方向分解能に等しい長手方向分解能を達成することが可能である。
【００３０】
この点で、前述の光走査は、拡散光トモグラフィ（ＤＯＴ）と呼ばれる方法に対応する。ＤＯＴは、将来実用が期待される医療撮像モダリティである。これは、好ましくは近赤外光で組織が照射される手法である。組織から出てくる光が検出され、組織内の光伝搬のモデルを利用することにより、組織の局所化された光学的特性が求められる。３Ｄ画像を得るために、上記トモグラフィ型の測定を行うことができる。撮像する対象の組織が別々のソース位置から照射され、組織から出てくる光は、考えられる方向全てから検出される。前述のソース検出器測定からの３Ｄ画像の算出は画像再構成と呼ばれる。
【００３１】
ＤＯＴは、光マンモグラフィにおいて行われるものと同様に、医療デバイス付近の比較的大きなボリュームにおける機能的撮像を可能にするが、撮像ボリュームは、本明細書及び特許請求の範囲記載の実施例における測定構成による光マンモグラフィと比較して少なくなるであろう。本明細書記載の実施例では、１つ又は複数の光ファイバが、組織の順次の照射に使用される。更に、他の１つ又は複数の光ファイバを使用して、散乱光を集める。画像再構成アルゴリズムを使用すれば、医療デバイス付近の領域における光学的特性の３Ｄマップを得ることが可能である。
【００３２】
ＤＯＴの主たる利点は、他の光学手法と比較して高い浸透深度である。近赤外スペクトル領域では、浸透深度は最大であり、光学的特性は、血液成分及び酸素飽和度のような重要な生理学的パラメータにより、大いに求められる。別々の波長におけるＤＯＴを組み合わせることにより、光学パラメータを生理学的パラメータに変換することが可能である。
【００３３】
細長い本体の前端に第２の導波管端が備えられた前述の第２の導波管を備えた医療デバイスが使用される場合、前述のＤＯＴは、この第２の導波管端が、照射光を送信し、かつ／又は散乱測定光を受信するために使用されるように拡張することが可能である。これは、医療デバイスの前に配置された組織を分光分析することが可能であるという利点をもたらし得る。
【００３４】
第４の可能性によれば、光ファイバ毎に光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＯＴ）を行うことが可能である。これは、光ファイバ毎に、線に沿った深度走査をもたらす。前述の線を組み合わせることにより、細長い本体付近の組織の３次元（３Ｄ）画像を再構成することが可能である。やはり、隣接する第２のファイバ端間の距離に対応する長手方向分解能を達成することが可能である。
【００３５】
更に、前述の医療デバイスを動作させる上記４つの可能性、及びいずれかの他の可能性は、調べる対象の組織の直接吸収及び散乱の特性に依存する。しかし、適切な波長で照射し、検出器側で照射波長を同時にブロックすることにより、組織の蛍光信号をマッピングすることも可能である。蛍光は、（造影剤により、）外因的であるか、又は内因的であり得る。蛍光検出の特定性は、当該技術分野において周知の手法（蛍光寿命撮像など）によって改良することが可能である。蛍光寿命撮像では、パルス照射が使用され、励起された原子及び／又は分子の時間的壊変が、照射光又は励起光と、壊変測定光を時間上、区別するために使用される。
【００３６】
最後に述べるが大事なこととして、針を囲む組織の更なる特徴的な特性を得るために、前述の医療デバイスをラマン分光法で動作させることが可能である。ラマン分光法は、正常組織を異常組織と区別することを可能にする。当然、ラマン分光法は、前述の光導波管によっても行うことが可能であり、この光導波管は、細長い本体の前端まで延びる。
【００３７】
本発明の更なる実施例によれば、細長い本体は中実シャフトである。これは、複数の、又は束全体の光ファイバを中実シャフト内に収容又は一体化することが可能であるという利点をもたらし得る。光ファイバに利用可能な更なる空間により、高い分解能撮像及び探査が可能であるように、光学探査点の数をかなり増加させることができる。
【００３８】
「中実シャフト」の語は必ずしも、シャフトが固体物質でできているということを表していない。この点で、中実シャフトは、光ファイバのような他の構成部分、スペーサ・ディスクのようなホルダ素子をシャフト内に収容することができるという意味合いで中空でないことを意味している。
【００３９】
特に、中実シャフトを有する前述の医療デバイスを、いわゆる光学生検装置として使用することが可能である。それにより、患者の体から除去された実際の組織材料は存在せず、上記組織材料は、標本とも呼ばれる。むしろ、組織材料は、インビボで（患者の体内で）調査される。
【００４０】
本発明の更なる実施例によれば、細長い本体は中空シャフトである。それにより、光ファイバ端がシャフト壁内に一体化され、光導波管もシャフト壁内に一体化される。これは、中空シャフトの内部を、例えば、光学的に調べる対象の組織に造影剤及び／又は蛍光材料を挿入するために、カニューレとして使用することが可能であるという利点をもたらすことができる。
【００４１】
更に、カニューレは、感光剤（アミノレブリン酸（ＡＬＡ）など）を塗布するために使用することが可能である。ＡＬＡは、癌診断のみに適用可能な訳でないことを利点としてもたらすことができ、前述の医療デバイスを使用することにより、生体内で行うことも可能な光線力学的癌治療の潜在的なツールも構成する。
【００４２】
本発明の更なる実施例によれば、医療デバイスは、中空シャフト内に移動可能に収容される生検素子を更に含む。これは、組織と機械的に相互作用するよう適合されたツールを、前述の中空シャフトと効果的に組み合わせることが可能である。
【００４３】
生検素子は、標本が除去された後に標本組織を収容するよう適合された陥凹を含み得る。標本除去は、ブレードを表す中空シャフトの前エッジと陥凹との間の切断相互作用によってサポートすることが可能である。
【００４４】
医療デバイスに第２の導波管が装備されており、第２の導波管端が、中空シャフトの前端に配置されている場合、シャフトを通して除去する前にシャフトの先端にある標本材料を検査することが可能である。これは、病理学者による検査のために十分な組織を生検がもたらしたか否かを検査することも可能にする。
【００４５】
ラマン分光法では良性組織と悪性組織を区別することができることが分かった。したがって、前端にある第２の導波管端で行われるラマン分光法を生検手順を誘導するために使用することが可能である。それにより、医療デバイスは、悪性組織に向けて狙うように方向付け得る。この点で、ラマン・データに基づいた診断の精度は完全でなくてよい。実際の臨床診断は、除去された標本上の病状により、後に行われるからである。
【００４６】
すなわち、ラマン分光法は、実際の標本を採る前に組織を局所で検査することを可能にするに過ぎない。したがって、生検手順の精度が実際に向上する一方で、針生検の数を最小にすることが可能である。
【００４７】
本発明の更なる実施例によれば、第２のファイバ端は、中空シャフトの中央長手方向軸にシャフト壁から向けられた内部側方視野をもたらす。これは、生検素子による患者の体から除去されている組織標本を直ちに光学的に分析することができるという利点をもたらし得る。それにより、第１の近似では、標本が好適な品質のものであるか否か、及び標本が、除去前に十分な組織を含んでいるか否かを検査することが可能である。そうでない場合、新たな生検は、患者の体から医療デバイスを除去する前に直ちに行うことが可能である。この点で、生検素子のルーメンが、検査対象の患者から複数以上の標本を採ることを可能にするために十分な空間を有することを考慮に入れなければならない。
【００４８】
好ましくは、医療デバイスは２つのタイプの光ファイバを有する。中空シャフトから放射方向に外部に向けられた側方視野を有する第１のタイプの光ファイバ、及びこの実施例で説明された内部側方視野を有する第２のタイプの光ファイバ。更に、医療デバイスは、前端まで延び、医療デバイスの遠位端の前に配置された組織を照射し、調べることを可能にする光導波管を備え得る。中空シャフトの側方に、かつ／又は中空シャフトの前に配置された材料から得られた種々のスペクトルを検査すると、標本を採るか、又はスペクトル内の異常が見つからなかった場合、中空シャフトを更に別の位置に移動させるかを決めることが可能である。
【００４９】
本発明の更なる局面によれば、人体又は動物の体の組織の光学的特性を取得するために、医療装置が提供される。提供される医療装置は、（ａ）前述の実施例の何れか１つによる医療デバイスと、（ｂ）医療デバイスの光ファイバに光学的に結合された光学機器とを備える。
【００５０】
本発明の実施例によれば、光学機器は、（ａ）光ファイバに注入される照射光を生成するよう適合された光源と、（ｂ）光ファイバによって伝送される測定光を受信するよう適合された光検出器とを備える。
【００５１】
この点で、照射光及び測定光は、同じ光ファイバで誘導され得る。この場合、既に上述したように、ビーム分割器は、光源及び分光計装置を光ファイバに光学的に結合することが可能であるように、照射ビーム経路を測定ビーム経路から空間的に分割するために使用することができる。
【００５２】
ビーム分割器の代わりに、２つの第１のファイバ端を有するピグテール光ファイバを使用することができる。この場合、一方の第１のファイバ端が光源に結合され、他方の第１のファイバ端が分光計装置に結合される。あるいは、照射光を誘導するために第１の光ファイバを使用することができ、測定光を誘導するために第２の光ファイバを使用することができる。
【００５３】
光源は、発光ダイオードやレーザ光源などの単色光源であり得る。光源は、白熱電球などの多色光源であってもよい。光源は、別々の単色光源及び／又は多色光源の組合せであってもよい。光源のスペクトル分布は、適切なスペクトル範囲に適合させることができる。スペクトル範囲調節は、適切なフィルタによって行うこともできる。
【００５４】
更に、前述の通り、光源は、パルス光源であり得、これは、同期パルス光検出の場合、測定光を照射光とタイムリーに区別する可能性を提供し得る。当然、前述の時間の区別は、パルス照射光によって励起されている原子又は分子の壊変する脱励起を必要とする。
【００５５】
本発明の更なる実施例によれば、光学機器は拡散光トモグラフィを行うよう構成され、かつ／又は、光学機器は光コヒーレンス・トモグラフィを行うよう適合される。
【００５６】
拡散光トモグラフィは特に、複数の光ファイバを備えた医療デバイスが使用される場合に特に効果的である。既に上述しているように、これは、検査下の組織を別々のソース位置から照射し、別々の方向に組織から出ている光を検出する工程を可能にし得る。それにより、複数の別々のソース・検出器測定に基づいて、３Ｄ画像を再構成することができる。
【００５７】
拡散光トモグラフィ（ＤＯＴ）は、医療デバイス近くの比較的大きなボリュームにおける機能的撮像を可能にし得る。好ましくは、ＤＯＴは近赤外スペクトル領域において行われる。近赤外スペクトル範囲は、７００ｎｍ乃至１４００ｎｍ、好ましくは、７００ｎｍ乃至８００ｎｍのスペクトル帯域幅を有する。前述のスペクトル範囲では、組織浸透深度は最大であり、人間又は動物の組織の光学的特性は、血液成分や酸素飽和度のような重要な生理学的パラメータによって大いに求められる。
【００５８】
本発明の更なる実施例によれば、光学機器は、ラマン分光法、蛍光分光法、自己蛍光分光法、二光子分光法、及び差分経路長分光法の光学手順のうちの１つを行うよう適合される。これは、上記医療デバイスを、複数の別々の光学手順に施すために使用することができるという利点をもたらし得る。
【００５９】
例えば、ラマン分光法は、組織の分子組成の尺度をもたらし得る。適切なアルゴリズムを使用することにより、８９％の全体精度で良性前立腺生検と悪性前立腺生検とを区別することが可能である。更なる詳細については、「Ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ Ｒａｍａｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ｔｏ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ａｎｄ ｇｒａｄｅ ｐｒｏｓｔａｔｉｃ ａｄｅｎｏｃａｒｃｉｎｏｍａ ｉｎ ｖｉｔｒｏ； Ｐ． Ｃｒｏｗ， Ｎ． Ｓｔｏｎｅ， ＣＡ Ｋｅｎｄａｌｌ， ＪＳ． Ｕｆｆ Ｊ． Ａ．Ｍ． Ｆａｒｍｅｒ， Ｈ． Ｂａｒｒ ａｎｄ Ｍ．Ｐ．Ｊ． Ｗｒｉｇｈｔ； Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃａｎｃｅｒ （２００３） ８９， １０６−１０８」という刊行物を参照されたい。前述の刊行物の開示は、本明細書及び特許請求の範囲に援用する。
【００６０】
例えば、差分経路長分光法（ＤＰＳ）を使用して、例えば、生体内の胸の組織の局所の光学的特性を求めることができる。ＤＰＳ測定は、局所組織の血液成分、局所酸素飽和度、微小血管の平均直径、βカロチン濃度や、散乱傾斜に関する情報をもたらし得る。それにより、胸の悪性組織は、胸の正常組織と比較して血液成分が高く、組織酸素飽和度がかなり低下していることによって特徴付けることが可能である。更なる詳細については、「Ｏｐｔｉｃａｌ ｂｉｏｐｓｙ ｏｆ ｂｒｅａｓｔ ｔｉｓｓｕｅ ｕｓｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐａｔｈ−ｌｅｎｇｔｈ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ； Ｒｏｂｅｒｔ Ｌ Ｐ ｖａｎ Ｖｅｅｎ ｅｔ ａｌ （２００５） Ｐｈｙｓ． Ｍｅｄ． Ｂｉｏｌ． ５０ ２５７３−２５８１」という刊行物を参照されたい。やはり、前述の刊行物の開示は、本明細書及び特許請求の範囲に援用する。
【００６１】
本発明の更なる局面によれば、人体又は動物の体の組織の光学的特性を取得する方法が提供される。提供される方法は、（ａ）光源から発出し、上記医療デバイスによって送信されている照射光で組織を照射する工程と、（ｂ）組織と相互作用し、医療デバイスによって伝送されている測定光を検出する工程とを含む。
【００６２】
本発明のこの局面は、上記医療デバイスを使用して、かなり広がったルーメンを光学的に調べることができるという考えに基づく。これは、医療デバイスの遠位前端の前にある組織を調べることのみを可能にする従来技術の医療デバイスと対照的であることにより、上記方法は、医療デバイスを側方に囲む組織材料を調べることを可能にすることに基づき、。
【００６３】
測定光は、測定光の空間分布を測定することができる分光計装置によって分析することができる。
【００６４】
この点で、光学組織特性を得る前述の方法は、診断の提供や患者の処置に使用されない。本発明の前述の手法及び他の局面全て、及び本発明の実施例は、更なる情報及び詳細な情報を提供するに過ぎず、これは、医師が診断に達し、かつ／又は、適切な治療手順を決定するうえで支援することができる。
【００６５】
本発明の一実施例によれば、方法は、感光剤を施す工程を更に含み得る。これは、蛍光分光法に関して特に効果的であり得る。蛍光分光法は、感光剤がこの組織材料に親和性を有する場合、特に、特定の組織材料の明確な識別を可能にし得る。
【００６６】
感光剤は、癌診断にのみならず、使用することが可能である。感光剤が光力学特性を含む場合も、例えば、癌細胞を光力学的に治療するために使用することも可能である。感光剤は例えば、アミノレブリン酸（ＡＬＡ）であり得る。
【００６７】
本発明は、種々の主題を参照して説明している。特に、一部の実施例は装置タイプのクレームを参照して説明している一方、他の実施例は方法タイプのクレームを参照して説明している。しかし、別途明記しない限り、一タイプの主題に属する構成の何れかの組合せに加えて、別々の主題に関する構成間（特に、装置タイプのクレームの構成と方法タイプのクレームの構成との間）の何れかの組合せも本出願によって開示されているとみなされるということを当業者は上述及び以下の記載から分かるであろう。
【００６８】
本発明の前述及び更なる局面は、後述する実施例の例から明らかであり、前述の実施例の例を参照して説明する。本発明は、本発明が限定されない実施例の例を参照して以下に更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】医療デバイスに対して側方に囲まれた組織材料を光学的に調べるために使用される医療デバイスを備えた医療装置を示す図である。
【図２】医療デバイスの側壁に配置された別々の複数の光ファイバ出口を装備した医療デバイスを備えた医療装置を示す図である。
【図３】生検素子が移動可能に収容される中空シャフト、及び中空シャフトの内部に向けられた光ファイバ出口を備えた医療デバイスを示す図である。
【図４】医療デバイスの側面に配置された反射器素子を装備した医療デバイスを示す透視図である。
【図５】図４に示す医療デバイスを示す断面図及び縦断図である。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
図面中の例証を略示する。別々の図には、類似又は同一の構成要素には、同じ参照符号、又は最初の桁のみが異なる対応する参照符号を付している。
【実施例】
【００７１】
図１は、本発明の第１の実施例による医療装置１００を示す。医療装置１００は、光学機器１１０及び医療デバイス１３０を有する。本明細書及び特許請求の範囲に記載された実施例によれば、医療デバイスはオプチカル・ニードル１３０である。医療装置１００は特に、医療デバイス１３０に対して側方に囲まれた組織材料を光学的に調べるのに適している。
【００７２】
光学機器１１０は、照射光１１２を生成するよう適合された光源１１１を含む。本明細書及び特許請求の範囲記載の実施例によれば、光源は、単色放射ビーム１１１を発するレーザ１１１である。放射ビームは、光ファイバ１４０の第１のファイバ端１４１上に光学系１１３を介して向けられる。
【００７３】
光学機器１１０は、光学系１１８により、光ファイバ１４５に光学的に結合される分光計装置１１６を更に備える。分光計装置１１６は、医療デバイス１３０によって供給される測定光１１７をスペクトル分析するために使用される。分光計装置１１６には、分光器装置１１６の少なくとも１つの反射性光学素子又は回折性光学素子によってスペクトル拡張される測定光１１７を検出するためにＣＣＤカメラ１１９が設けられる。
【００７４】
医療デバイス１３０は、長手方向軸１３２を有する細長い本体１３１を備える。細長い本体１３１の側壁１３３上には、光ファイバ１４０に結合された第２のファイバ端１４２が設けられる。第２のファイバ端１４２は、細長い本体１３１を側方に囲む組織を照射するために使用することができる側方視野１４４をそれぞれがもたらすように配向される。
【００７５】
医療デバイス１３０は、細長い本体１３１の前端１３４において構成された導波管端を更に備える。導波管端１５５は、長手方向軸１３２と略並行に配向された前視野１５６をもたらす。
【００７６】
２つの光ファイバ１４０及び１４５は、種々の組合せで側方ファイバ出口１４２及び前方導波管出口１５５に光学的に結合することができる。それにより、出口１４２及び１５５は、光ファイバ１４０又は光ファイバ１４５と併せて、又は個々に結合することができる。この点で、光ファイバ１４５又は分光計装置１１６に光学的に結合された出口は、事実上、光入口を表す。組織によって散乱した測定光は、この測定光を分光器装置１１６によって分析することが可能であるように前述の入口に入ることが可能であるからである。
【００７７】
図１に示す実施例によれば、側方ファイバ出口１４２には同じ光ファイバ１４０が割り当てられる。しかし、２つの側方ファイバ出口１４２それぞれに、かつ／又は、前方導波管出口１５５に別個の一光ファイバを使用することも考えられ得る。当然、更に、２未満又は３以上の側方ファイバ出口１４２を細長い本体１３１の側壁１３３に設けることができる。
【００７８】
図２は、本発明の第２の実施例による医療装置２００を示す。医療装置２００は、光学機器２１０及び医療デバイス２３０を備える。本明細書及び特許請求の範囲記載の実施例によれば、医療デバイスは、中実なオプティカル・ニードル１３０である。
【００７９】
光学機器２１０は、照射光２１２を生成するよう適合された光源２１１を備える。照射光は、照射ファイバ２１１ａとも表すことができる光ファイバ２１１ａによって誘導される。光学機器２１０は、測定光２１７を測定ファイバ２１６ａによって受信するよう適合された分光計装置２１６を更に備える。光学系２１３は、光ファイバ２１１ａ又は測定ファイバ２１６ａを、医療デバイス２３０内に収容される選択された光ファイバと光学的に結合するために提供される。
【００８０】
分光計装置２１６は、単に光強度を測定する光検出器２１６で置き換えることもできる。検出器２１６には、測定光２１７のスペクトル範囲又は特定の波長を選択するためにスペクトル・フィルタを装備することができる。
【００８１】
照射ファイバ２１１ａ及び／又は測定ファイバ２１６ａを医療デバイス２３０の所定の光ファイバと選択的に結合するために、オプティカル・ニードル２３０の長手方向軸２３２と垂直に配向されたｘ−ｙ平面において照射ファイバ２１１ａ及び／又は測定ファイバ２１６ａの端を調節するための位置決めシステム（図示せず）が設けられる。
【００８２】
オプティカル・ニードル２３０は、長手方向軸２３２を有する細長い本体２３１を備える。細長い本体２３１は、複数の光ファイバを収容する中実のシャフト２３６である。細長い本体２３１の前端２３４は、患者にかなりの損傷をもたらすことなく患者の体に医療デバイスを挿入することが可能であるように鮮鋭化される。
【００８３】
細長い本体２３１の側壁２３３上には、複数の第２のファイバ端２４２、２４２ａ、２４２ｂが設けられている。第２のファイバ端２４２、２４２ａ、２４２ｂはそれぞれ、光ファイバにより、対応する第１のファイバ端２４１、２４１ａ、２４１ｂに光学的に接続される。第２のファイバ端２４２、２４２ａ、２４２ｂは、当該組織によって散乱させられている測定光を受け取り、かつ／又は細長い本体２３１を側方に囲む組織を照射するために使用され得る側方視野をそれぞれがもたらすように配向される。
【００８４】
医療デバイス２３０は、細長い本体２３１の鋭利化された遠位端２３４における導波管端２５５まで延びる中央導波管を更に備える。導波管端２５５は、長手方向軸２３２に略並行に配向された前方視野２５６をもたらす。
【００８５】
図２から分かるように、オプティカル・ニードル２３０は、ルーメンを有することなく、光ファイバの収集物を含む。ニードルのベースにおけるファイバ入口位置２４１、２４１ａ、２４１ｂはそれぞれ、ニードル２３０の側壁２３３における後方ファイバ・出口２４２、２４２ａ、２４２ｂに割り当てられる。このようにして、ニードル２３０には、各種の光学プローブ位置が備えられる。
【００８６】
光は、前述の光学機器２１０により、ニードル２３０のベースにおいて光ファイバを選択的に出入りするよう結合される。照射ファイバ２１１ａに接続された光源２１１は例えば、第１のファイバ端２４１を照射する。光は、対応するファイバと交差し、側方出口位置２４２近くの組織を照射する。この位置２４２からの光散乱は例えば、位置２４２ａ及び２４２ｂ（側方ファイバ入力を表す）に達することが可能である。検出器２１６は、第１のファイバ端２４１、２４１ａ及び２４１ｂそれぞれから来る光を集める測定ファイバ２１６ａに接続される。測定光２１７の強度は、側方出口位置２４２、２４２ａ及び２４２ｂ間の吸収及び散乱の量の尺度である。前述の信号から、ニードル近くの組織特性を抽出することが可能である。
【００８７】
図２に示す実施例は、ニードル２３０を囲む組織の散乱及び吸収の特性の３次元撮像を可能にする。それにより、長手方向のファイバ間距離の長手方向分解能に等しい長手方向分解能を達成することが可能である。
【００８８】
前述の医療デバイス２３０は、ニードル近くで拡散光トモグラフィ（ＤＯＴ）を行うことも可能にする。これは、ニードル近くの比較的大きなボリュームにおける機能的撮像を可能にする。それにより、１つ又は複数の側方ファイバ出口２４２、２４２ａ、２４２ｂが、組織の（順次の）照射に使用される。他の１つ又は複数のファイバ出口２４２、２４２ａ、２４２ｂを使用して散乱光を集める。画像再構成アルゴリズムを使用すれば、ニードル２３０近くの領域における組織の光学的特性の３Ｄマップを得ることが可能である。ＤＯＴの主たる利点は、他の光学的手法と比較した高い浸透深度である。浸透深度は、ソース２４２と、検出器２４２ａ又は２４２ｂとの間の距離の約半分である。
【００８９】
ＤＯＴの最も効果的な波長領域は、近赤外（ＮＩＲ）スペクトル領域である。近赤外スペクトル領域では、浸透深度は最大であり、光学的特性は、血液成分及び酸素飽和度のような重要な生理学的パラメータによって大いに求められる。別々の波長におけるＤＣＴを組み合わせることにより、光学パラメータを生理学的パラメータに高精度に変換することが可能である。
【００９０】
更に、ファイバ毎に光コヒーレンス走査を行うことも可能である。これにより、ファイバ毎に深度走査が線に沿ってもたらされる。前述の線を合成すれば、ファイバ間距離の長手方向分解能に等しい長手方向分解能で、ニ―ドル近くの組織の３次元画像を再構成することが可能である。
【００９１】
以下では、蛍光撮像及び／又は分光測定が実現される、この実施例の一変形を簡潔に表す。それにより、光源２１１及びファイバ２１１ａが、組織内の蛍光分子又は原子を励起するために使用される。分子が発する対応する蛍光光が集められ、ファイバ２１６ａによって検出器２１６に誘導される。
【００９２】
更なる変形によれば、ラマン分光法を行うことが可能である。それにより、対応するラマン分光法データを、ファイバ端位置２４２、２４２ａ、２４２ｂ毎に別個に獲得することが可能である。
【００９３】
図３は、細長い本体３３１を備えた医療デバイス３３０を示す。細長い本体３３１は、中空シャフト３３８の形状を有する。生検素子３８０は、医療装置３３０の長手方向軸３３２に沿って中空シャフト３３８内に移動可能に収容される。前端３３４は、医療デバイス３３０を患者の体に挿入することを容易にするために鋭利化される。
【００９４】
鋭利化された遠位端３８１も備える生検素子３８０は、組織標本３８５を収集するための陥凹３８２を備える。組織標本は、標本３８５とも表す。標本３８５を集めるために、生検素子３８０を、陥凹３８２が中空シャフト３３８の前端３３４から突起するように前端３３４に向けて移動させる。もう一度標本素子３８０を内方向に移動させると、陥凹３８２に入った標本はその近傍組織から切断される。切断は、エッジ３８２ａとエッジ３３４ａとの間で行われる。
【００９５】
シャフト壁３３８は、光ファイバ３４０、３４０ａ、及び光導波管３５０、３５０ａを含む。前述のアプリケーションで使用される用語において、光導波管３５０及び３５０ａは、前方視野３５６及び３５６ａそれぞれをもたらすために使用される。これと対照的に、光ファイバ３４０及び３４０ａは、側方視野３４９及び３４９ａをもたらすことによって使用される。側方視野３４９及び更なる側方視野３４９ａは、側方ファイバ出口３４２を表す第２のファイバ端、及び更なる側方ファイバ・出口３４２ａを表す更なる第２のファイバ端それぞれから出てくる。
【００９６】
図３から分かるように、側方視野３４９及び３４９ａは、患者の体から除去されている標本３８５を、標本３８５の除去直後に光学的に調べることができるように内方向に配向している。これは、標本３８５を、中空シャフト３３８を通して外部に除去される前に光学的に検査することが可能であることを意味している。このようにして、標本３８５が好適な品質のものであり、除去前に十分な組織を含むか否かを検査することが可能である。否定の場合、新たな生検を直ちに行うことが可能である。陥凹３８２又は中空シャフト３３８のルーメンが、二以上の生検を達成することを可能にするために十分な空間を有するからである。
【００９７】
図３から更に分かるように、第２の導波管端３５５及び更なる第２の導波管端３５５ａそれぞれから出てくる前視野３５６及び更なる前視野３５６ａは、長手方向軸３３２に略並行に向けられる。これは、鋭利化された遠位端３３４の前にある組織を照射することが可能であるという利点をもたらす。結果として生じる散乱光及び放出光の少なくとも一部は、他の光ファイバによって集められ、分光計に誘導され、そこで例えば、ラマン・スペクトルが記録される。スペクトルを検査すると、生検を行うか、又は、スペクトル内の異常が発見される別の位置に達するために、患者の組織を通してシャフト３３８を更に移動させるかを決定することが可能である。前述の異常は例えば、病理学者が調べることが、高精度の陽性又は陰性の癌診断をもたらすために非常に重要な悪性組織を示し得る。
【００９８】
図４は、反射器素子４４８ａが装置された医療デバイス４３０の透視図を示す。細長い本体４３１の側壁において配置された反射器素子４４８ａはそれぞれ、細長い本体４３１内に収容される光ファイバに結合される。反射器素子４４８ａはそれぞれ、光ファイバの第２のファイバ端から出される照射光を反射するか、又は細長い本体４３１のハウジング４３９を側方に囲む組織から散乱するか、又は放出される測定光を反射するために使用される。ハウジング４３９は、医療デバイス４３０を機械的に保護するために使用される。本明細書及び特許請求の範囲記載の実施例では、ハウジング４３９は透明材料でできている。しかし、光学的に半透明のハウジングを備えた医療デバイス４３０を製造することも可能である。
【００９９】
反射器素子４４８ａは、反射器素子４４８ａが装備された各光ファイバの対応する視野を、対応する光ファイバを屈曲させることなく細長い本体４３１の長手方向軸に略垂直に配向させることが可能であるという利点をもたらし得る。
【０１００】
図５は、ここでは参照符号５３０で表す、図４に示す医療デバイスの断面図（左側）及び縦断図（右側）を示す。医療デバイスは、光ファイバ５４０及び更なる光ファイバ５４０ａを収容する細長い本体５３１を備える。光ファイバ５４０は第２のファイバ端５４２を備える。更なるファイバ端５４０ａは更なる第２のファイバ端５４２ａを備える。側方視野５４４は第２のファイバ端５４２に割り当てられる。更なる側方視野５４４ａは更なる第２のファイバ端５４２ａに割り当てられる。
【０１０１】
光ファイバ５４０、５４０ａを屈曲させることなく視野５４４、５４４ａを放射方向に外に向けるために、反射器素子５４８、５４８ａが使用される。図５に示す医療デバイス５３０の右の図では、反射器素子５４８、５４８ａを実現する２つの可能性を示す。
【０１０２】
反射器素子は例えば、ミラー素子５４８によって実現ることができる。ミラー素子５４８は、細長い本体５３１のシャフト壁と一体的に形成することが可能である。あるいは、反射器素子は、細長い本体５３１のシャフト壁の開口部近くに取り付けられたプリズム５４８ａによって実現することができる。
【０１０３】
細長い本体５３１は、それ自体が導波管５５０を収容する内部ハウジング５５３を更に収容する。図５に示す左の図から特に分かるように、収容された導波管５５０は、一束の光ファイバ素子を備える。以上、既に詳細に説明したように、導波管５５０は、医療デバイス５３０の前視野（図示せず）に資するために使用される。
【０１０４】
「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」の語は他の構成要素又は構成工程を排除せず、「ａ」又は「ａｎ」は複数形を排除しない。更に、別々の実施例に関連して記載した構成要素を組み合わせることができる。特許請求の範囲における参照符号は、特許請求の範囲記載の範囲を限定するものと解されないものとする。
【０１０５】
本発明の上記実施例を要約すれば、以下のように記載することが可能である。
【０１０６】
すなわち、本出願は、標的材料の組織の光学的特性を得る医療デバイス２３０を記載している。医療デバイス２３０は、長手方向軸２３２を有する細長い本体２３１と、細長い本対２３１内に一体化された光ファイバとを備える。光ファイバは、細長い本体２３１の側壁２３３に配置された第２のファイバ端２４２、２４２ａ、２４２ｂと、長手方向軸２３２に対する側方視野をもたらす第２のファイバ端２４２、２４２ａ、２４２ｂとを有する。
一実施例によれば、細長い本体２３１付近に光出口２４２、２４２ａ、２４２ｂをそれぞれが有する多くの光ファイバは一体化されている。出口２４２、２４２ａ及び２４２ｂを使用して、拡散光トモグラフィ（ＤＯＴ）を行い、光ファイバも使用して、光コヒーレンス・トモグラフィ、ラマン分光法、光散乱分光法等のような光検査を行う。ＤＯＴ（数ｃｍ）で医療デバイス２３０付近のボリューム内の腫瘍の存在、及び医療装置２３０付近（数１００ミクロン）における組織の特徴付けに関する情報を得ることが可能である。これは、特に、前立腺癌の場合に興味深い。ＤＯＴは、前立腺内の疑わしい領域を、前述の疑わしい領域近くに医療デバイス２３０を誘導することによって見つける。光学的手法に基づいて、高精度の診断を行うことが可能である。それにより、実際の組織が除去されない、ＤＯＴ誘導された光学的生検を行うことが可能である。
【０１０７】
別の実施例によれば、光検出システムが実際の生検針３３０に一体化され、それにより、検査、及び実際の生検を同時に行うことが可能になる。
【０１０８】
参照符号のリスト
１００ 医療装置
１１０ 光学機器
１１１ 光源／レーザ
１１２ 照射光／放射ビーム
１１３ 光学系
１１６ 分光計装置
１１７ 測定光
１１８ 光学系
１１９ ＣＣＤカメラ
１３０ 医療デバイス／オプティカル・ニードル
１３１ 細長い本体
１３２ 長手方向軸
１３３ 側壁
１３４ 前端
１４０ 光ファイバ
１４１ 第１のファイバ端
１４２ 第２のファイバ端／側方ファイバ出口
１４４ 側方視野
１４５ 光ファイバ
１５５ 導波管端／前面導波管出口
１５６ 前方視野
２００ 医療装置
２１０ 光学機器
２１１ 光源
２１１ａ 照射ファイバ
２１２ 照射光
２１３ 光学系
２１６ 分光計装置／検出器
２１６ａ 測定ファイバ
２１７ 測定光
２３０ 医療デバイス／オプティカル・ニードル
２３１ 細長い本体
２３２ 長手方向軸
２３３ 側壁
２３４ 前端／鋭利化された遠位端
２３６ 中実なシャフト
２４１ 第１のファイバ端 第１のファイバ入口位置
２４１ａ／ｂ 更なる第１のファイバ端 更なるファイバ入口位置
２４２ 第２のファイバ端／側方ファイバ出口／側方出口位置
２４２ａ／ｂ 更なる第２のファイバ端／更なる側方ファイバ出口／更なる側方出口位置
２５５ 導波管端
２５６ 前方視野
＋／−Ｘ ｘ方向
＋／−ｙ ｙ方向
３３０ 医療デバイス／オプティカル・ニードル
３３１ 細長い本体
３３２ 長手方向軸
３３４ 前端／鋭利化された遠位端
３３４ａ エッジ
３３８ 中空シャフト／シャフト壁
３４０ 光ファイバ
３４０ａ 更なる光ファイバ
３４２ 第２のファイバ端／側方ファイバの出口
３４２ａ 更なる第２のファイバ端／更なる側方ファイバ出口
３４９ 内部側方視野
３５０ 光導波管
３５０ａ 更なる光導波管
３５５ 第２の導波管端
３５５ａ 更なる第２の導波管端
３５６ 前方視野
３５６ａ 更なる前方視野
３８０ 生検素子
３８１ 鋭利化された遠位端
３８２ 陥凹
３８２ａ エッジ
３８５ 標本
４３０ 医療デバイス／オプティカル・ニードル
４３１ 細長い本体
４３９ ハウジング
４４８ 反射器素子／プリズム
５３０ 医療デバイス／オプティカル・ニードル
５３１ 細長い本体
５４０ 光ファイバ
５４０ａ 更なる光ファイバ
５４２ 第２のファイバ端
５４２ａ 更なる第２のファイバ端
５４４ 側方視野
５４４ａ 更なる側方視野
５４８ 反射器素子／ミラー素子
５４８ａ 反射器素子／プリズム
５５０ 光ファイバ素子の束を備えた導波管
５５３ 内部ハウジング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体又は動物の体の組織の光学的特性を得るための、医療デバイス、特に針であって、
長手方向軸を有する細長い本体であって、人体又は動物の体の組織に挿入可能であるように企図された細長い本体と、
前記細長い本体内に一体化された光ファイバとを備え、第１のファイバ端及び第２のファイバ端を有し、前記第１のファイバ端は光学機器に結合されるよう適合され、前記第２のファイバ端は前記細長い本体の側壁に配置され、前記第２のファイバ端は、前記長手方向軸に対して側方方向に向けられた側方視野をもたらす医療デバイス。
【請求項２】
請求項１記載の医療デバイスであって、
前記細長い本体の前記側壁に配置され、前記光ファイバの前記第２のファイバ端に光学的に結合された反射器素子を更に備える医療デバイス。
【請求項３】
請求項１記載の医療デバイスであって、
前記細長い本体が、鋭利化された遠位端を備える医療デバイス。
【請求項４】
請求項１記載の医療デバイスであって、
前記細長い本体内に一体化された光導波管を更に備え、前記光導波管は第１の導波管端及び第２の導波管端を有し、前記第１の導波管端は光学機器に結合するよう適合され、前記第２の導波管端は前記細長い本体の前端に配置され、前記第２の導波管端は、前記長手方向軸に対して長手方向に向けられた前方視野をもたらす医療デバイス。
【請求項５】
請求項１記載の医療デバイスであって、
前記細長い本体内に一体化された少なくとも１つの更なる光ファイバを更に備え、前記更なる光ファイバは更なる第１のファイバ端及び更なる第２のファイバ端を有し、
前記更なる第１のファイバ端は光学機器に結合されるよう適合され、前記更なる第２のファイバ端は前記細長い本体の側壁に配置され、
前記更なる第２のファイバ端は、前記長手方向軸に対して側方方向に向けられた更なる側方視野をもたらす医療デバイス。
【請求項６】
請求項１記載の医療デバイスであって、
前記細長い本体が中実シャフトである医療デバイス。
【請求項７】
請求項１記載の医療デバイスであって、
前記細長い本体が中空シャフトである医療デバイス。
【請求項８】
請求項７記載の医療デバイスであって、
中空シャフト内に移動可能に収容される生検素子を更に備える医療デバイス。
【請求項９】
請求項７記載の医療デバイスであって、
前記第２のファイバ端は、前記中空シャフトの中央長手方向軸にシャフト壁から向けられた内部側方視野をもたらす医療デバイス。
【請求項１０】
人体又は動物の体の組織の光学的特性を得る医療装置であって、
請求項１記載の医療デバイスと、
前記医療デバイスの前記光ファイバに光学的に結合された光学機器とを備える医療装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の医療装置であって、
前記光学機器は、
前記光ファイバに注入される照射光を生成するよう適合された光源と、
前記光ファイバによって伝送される測定光を受信するよう適合された光検出器とを備える医療装置。
【請求項１２】
請求項１０記載の医療装置であって、
前記光学機器は拡散光トモグラフィを行うよう適合され、かつ／又は、
前記光学機器は光コヒーレンス・トモグラフィを行うよう適合される医療装置。
【請求項１３】
請求項１０記載の医療装置であって、
前記光学機器は、
ラマン分光法、蛍光分光法、自己蛍光分光法、二光子分光法、及び差分経路長分光法
のうちの少なくとも１つを行うよう適合される医療装置。
【請求項１４】
人体又は動物の体の組織の光学的特性を得る方法であって、
請求項１記載の、光源によって発せられ、医療デバイスによって伝送されている照射光で前記組織を照射する工程と、
前記組織と相互作用し、前記医療デバイスによって伝送されている測定光を検出する工程とを含む方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法であって、
感光剤を施す工程を更に含む方法。
【請求項１】
人体又は動物の体の組織の光学的特性を得るための、医療デバイス、特に針であって、
長手方向軸を有する細長い本体であって、人体又は動物の体の組織に挿入可能であるように企図された細長い本体と、
前記細長い本体内に一体化された光ファイバとを備え、第１のファイバ端及び第２のファイバ端を有し、前記第１のファイバ端は光学機器に結合されるよう適合され、前記第２のファイバ端は前記細長い本体の側壁に配置され、前記第２のファイバ端は、前記長手方向軸に対して側方方向に向けられた側方視野をもたらす医療デバイス。
【請求項２】
請求項１記載の医療デバイスであって、
前記細長い本体の前記側壁に配置され、前記光ファイバの前記第２のファイバ端に光学的に結合された反射器素子を更に備える医療デバイス。
【請求項３】
請求項１記載の医療デバイスであって、
前記細長い本体が、鋭利化された遠位端を備える医療デバイス。
【請求項４】
請求項１記載の医療デバイスであって、
前記細長い本体内に一体化された光導波管を更に備え、前記光導波管は第１の導波管端及び第２の導波管端を有し、前記第１の導波管端は光学機器に結合するよう適合され、前記第２の導波管端は前記細長い本体の前端に配置され、前記第２の導波管端は、前記長手方向軸に対して長手方向に向けられた前方視野をもたらす医療デバイス。
【請求項５】
請求項１記載の医療デバイスであって、
前記細長い本体内に一体化された少なくとも１つの更なる光ファイバを更に備え、前記更なる光ファイバは更なる第１のファイバ端及び更なる第２のファイバ端を有し、
前記更なる第１のファイバ端は光学機器に結合されるよう適合され、前記更なる第２のファイバ端は前記細長い本体の側壁に配置され、
前記更なる第２のファイバ端は、前記長手方向軸に対して側方方向に向けられた更なる側方視野をもたらす医療デバイス。
【請求項６】
請求項１記載の医療デバイスであって、
前記細長い本体が中実シャフトである医療デバイス。
【請求項７】
請求項１記載の医療デバイスであって、
前記細長い本体が中空シャフトである医療デバイス。
【請求項８】
請求項７記載の医療デバイスであって、
中空シャフト内に移動可能に収容される生検素子を更に備える医療デバイス。
【請求項９】
請求項７記載の医療デバイスであって、
前記第２のファイバ端は、前記中空シャフトの中央長手方向軸にシャフト壁から向けられた内部側方視野をもたらす医療デバイス。
【請求項１０】
人体又は動物の体の組織の光学的特性を得る医療装置であって、
請求項１記載の医療デバイスと、
前記医療デバイスの前記光ファイバに光学的に結合された光学機器とを備える医療装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の医療装置であって、
前記光学機器は、
前記光ファイバに注入される照射光を生成するよう適合された光源と、
前記光ファイバによって伝送される測定光を受信するよう適合された光検出器とを備える医療装置。
【請求項１２】
請求項１０記載の医療装置であって、
前記光学機器は拡散光トモグラフィを行うよう適合され、かつ／又は、
前記光学機器は光コヒーレンス・トモグラフィを行うよう適合される医療装置。
【請求項１３】
請求項１０記載の医療装置であって、
前記光学機器は、
ラマン分光法、蛍光分光法、自己蛍光分光法、二光子分光法、及び差分経路長分光法
のうちの少なくとも１つを行うよう適合される医療装置。
【請求項１４】
人体又は動物の体の組織の光学的特性を得る方法であって、
請求項１記載の、光源によって発せられ、医療デバイスによって伝送されている照射光で前記組織を照射する工程と、
前記組織と相互作用し、前記医療デバイスによって伝送されている測定光を検出する工程とを含む方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法であって、
感光剤を施す工程を更に含む方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１０−５１１４６３（Ｐ２０１０−５１１４６３Ａ）
【公表日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５３９８４５（Ｐ２００９−５３９８４５）
【出願日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００７／０５４８４６
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０６８６８５
【国際公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００７／０５４８４６
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０６８６８５
【国際公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
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