▶ ライトラボ・イメージング・インコーポレーテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023171720
(43)【公開日】2023-12-05
(54)【発明の名称】多モード撮像システム、装置、および方法
(51)【国際特許分類】
A61B 5/00 20060101AFI20231128BHJP
A61B 1/00 20060101ALI20231128BHJP
A61B 1/313 20060101ALI20231128BHJP
A61B 8/12 20060101ALI20231128BHJP
A61B 5/0215 20060101ALI20231128BHJP
G16H 10/60 20180101ALI20231128BHJP
【ＦＩ】
A61B5/00 D
A61B1/00 526
A61B1/00 530
A61B1/313 510
A61B8/12
A61B5/0215 C
G16H10/60
【審査請求】有
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023140989
(22)【出願日】2023-08-31
(62)【分割の表示】P 2022115924の分割
【原出願日】2012-05-31
(31)【優先権主張番号】61/491,701
(32)【優先日】2011-05-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】61/555,663
(32)【優先日】2011-11-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ケブラー
(71)【出願人】
【識別番号】509128672
【氏名又は名称】ライトラボ・イメージング・インコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100107364
【弁理士】
【氏名又は名称】斉藤 達也
(72)【発明者】
【氏名】デズモンド アドラー
(72)【発明者】
【氏名】ジョセフ シュミット
(72)【発明者】
【氏名】マティアス ダールベルク
(72)【発明者】
【氏名】パル クスタフソン
(72)【発明者】
【氏名】ウルリック フビネッテ
(72)【発明者】
【氏名】マグヌス サムエルソン
(72)【発明者】
【氏名】ヨハン スヴァネルド
(57)【要約】
【課題】 本発明は、画像データ収集システムに関する。
【解決手段】 サーバであって、血管内画像データを受ける第一の入力部と、血管内データを受ける第二の入力部と、患者データを受ける第三の入力部と、前記血管内画像データ、前記血管内データ、及び前記患者データに関する命令を実行する１つまたは複数のプロセッサと、前記血管内画像データ、前記血管内データ、及び前記患者データを記憶するための１つ以上の電子メモリ記憶装置と、を備える前記サーバ、を備える血管内データ収集システム。
【選択図】 図１Ａ
【解決手段】 サーバであって、血管内画像データを受ける第一の入力部と、血管内データを受ける第二の入力部と、患者データを受ける第三の入力部と、前記血管内画像データ、前記血管内データ、及び前記患者データに関する命令を実行する１つまたは複数のプロセッサと、前記血管内画像データ、前記血管内データ、及び前記患者データを記憶するための１つ以上の電子メモリ記憶装置と、を備える前記サーバ、を備える血管内データ収集システム。
【選択図】 図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
サーバであって、
血管内画像データを受ける第一の入力部と、
血管内データを受ける第二の入力部と、
患者データを受ける第三の入力部と、
前記血管内画像データ、前記血管内データ、及び前記患者データに関する命令を実行する１つまたは複数のプロセッサと、
前記血管内画像データ、前記血管内データ、及び前記患者データを記憶するための１つ以上の電子メモリ記憶装置と、を備える前記サーバ、
を備える血管内データ収集システム。
血管内画像データを受ける第一の入力部と、
血管内データを受ける第二の入力部と、
患者データを受ける第三の入力部と、
前記血管内画像データ、前記血管内データ、及び前記患者データに関する命令を実行する１つまたは複数のプロセッサと、
前記血管内画像データ、前記血管内データ、及び前記患者データを記憶するための１つ以上の電子メモリ記憶装置と、を備える前記サーバ、
を備える血管内データ収集システム。
【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。
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8A】乃至
【図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】乃至
【図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（登録商標）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。
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。
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。
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。
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（登録商標）、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（登録商標））、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（登録商標）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。
【0173】
〔付記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。
〔付記２〕
Ｌ２が約５メートルよりも大きい、付記１に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記１に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記３に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記４に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記３に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記３に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記１に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記１に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記９に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記９に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記４に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記１に記載のデータ収集システム。
〔付記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。
〔付記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、付記１４に記載のシステム。
〔付記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、付記１４に記載のシステム。
〔付記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、付記１５に記載のシステム。
〔付記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、付記１５に記載のシステム。
〔付記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、付記１４に記載のシステム。
〔付記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、付記１９に記載のシステム。
〔付記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、付記１５に記載のシステム。
〔付記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、付記１９に記載のシステム。
〔付記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、付記１４に記載のシステム。
〔付記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、付記１４に記載のシステム。
〔付記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、付記２４に記載のシステム。
〔付記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、付記１５に記載のシステム。
〔付記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、付記２２に記載のシステム。
〔付記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、
付記１５に記載のシステム。
〔付記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、
付記２８に記載のシステム。
〔付記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、付記１５に記載のシステム。
〔付記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、付記３０に記載のシステム。
〔付記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、付記２８に記載のシステム。
〔付記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、付記１５に記載のシステム。
〔付記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、付記１９に記載のシステム。
〔付記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、付記１９に記載のシステム。
〔付記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。
〔付記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、付記３６に記載の血管内データ収集システム。
〔付記３８〕
Ｌ２が約５メートルよりも大きい、付記３６に記載の血管内データ収集システム。
〔付記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、付記３６に記載の血管内データ収集システム。
〔付記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、付記３６に記載の血管内データ収集システム。
〔付記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、付記３６に記載の血管内データ収集システム。
〔付記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、付記３６に記載の血管内データ収集システム。
〔付記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、付記３６に記載の血管内データ収集システム。
〔付記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、付記４３に記載の血管内データ収集システム。
〔付記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。
〔付記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、付記４５に記載の方法。
〔付記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、付記４５に記載の方法。
〔付記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、付記４５に記載の方法。
〔付記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。
〔付記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。
〔付記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、
付記５０に記載の画像データ収集システム。
〔付記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、付記５１に記載の画像データ収集システム。
〔付記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、付記５２に記載の画像データ収集システム。
〔付記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。
〔付記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、付記５４に記載の方法。
〔付記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、付記５４に記載の方法。
〔付記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、付記５６に記載の方法。
〔付記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、付記５７に記載の方法。
〔付記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、付記５７に記載の方法。
〔付記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、付記５９に記載の方法。
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。
〔付記２〕
Ｌ２が約５メートルよりも大きい、付記１に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記１に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記３に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記４に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記３に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記３に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記１に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記１に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記９に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記９に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記４に記載のデータ収集システム。
〔付記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、付記１に記載のデータ収集システム。
〔付記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。
〔付記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、付記１４に記載のシステム。
〔付記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、付記１４に記載のシステム。
〔付記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、付記１５に記載のシステム。
〔付記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、付記１５に記載のシステム。
〔付記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、付記１４に記載のシステム。
〔付記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、付記１９に記載のシステム。
〔付記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、付記１５に記載のシステム。
〔付記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、付記１９に記載のシステム。
〔付記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、付記１４に記載のシステム。
〔付記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、付記１４に記載のシステム。
〔付記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、付記２４に記載のシステム。
〔付記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、付記１５に記載のシステム。
〔付記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、付記２２に記載のシステム。
〔付記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、
付記１５に記載のシステム。
〔付記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、
付記２８に記載のシステム。
〔付記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、付記１５に記載のシステム。
〔付記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、付記３０に記載のシステム。
〔付記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、付記２８に記載のシステム。
〔付記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、付記１５に記載のシステム。
〔付記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、付記１９に記載のシステム。
〔付記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、付記１９に記載のシステム。
〔付記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。
〔付記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、付記３６に記載の血管内データ収集システム。
〔付記３８〕
Ｌ２が約５メートルよりも大きい、付記３６に記載の血管内データ収集システム。
〔付記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、付記３６に記載の血管内データ収集システム。
〔付記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、付記３６に記載の血管内データ収集システム。
〔付記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、付記３６に記載の血管内データ収集システム。
〔付記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、付記３６に記載の血管内データ収集システム。
〔付記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、付記３６に記載の血管内データ収集システム。
〔付記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、付記４３に記載の血管内データ収集システム。
〔付記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。
〔付記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、付記４５に記載の方法。
〔付記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、付記４５に記載の方法。
〔付記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、付記４５に記載の方法。
〔付記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。
〔付記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。
〔付記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、
付記５０に記載の画像データ収集システム。
〔付記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、付記５１に記載の画像データ収集システム。
〔付記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、付記５２に記載の画像データ収集システム。
〔付記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。
〔付記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、付記５４に記載の方法。
〔付記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、付記５４に記載の方法。
〔付記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、付記５６に記載の方法。
〔付記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、付記５７に記載の方法。
〔付記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、付記５７に記載の方法。
〔付記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、付記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】
【手続補正書】
【提出日】2023-09-28
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
１つ以上のプロセッサであって、
第一の入力部から取得された血管内撮像データを受信し、
第二の入力部から取得された血管内データを受信し、
第三の入力部から取得された患者データを受信し、
前記血管内撮像データ、前記血管内データ、及び前記患者データに関する命令を実行する、
ように構成された、前記１つ以上のプロセッサと、
前記血管内撮像データ、前記血管内データ、及び前記患者データを記憶するための１つ以上の電子メモリ記憶装置と、
撮像エンジンを備える血管内撮像システムであって、前記第一の入力部と通信する前記血管内撮像システムと、
患者の撮像が行われる第１の患者インタフェースユニットと、
前記第１の患者インタフェースユニット、前記血管内撮像システム、及び前記１つ以上のプロセッサの間のインタフェースとして配置される第１の患者インターフェースユニットドックであって、前記第１の患者インタフェースユニットが使用されていない場合に、前記第１の患者インタフェースユニットを機械的に取り付けるように構成されている前記第１の患者インターフェースユニットドックと、
第２の患者インタフェースユニットと、
前記第２の患者インタフェースユニット、前記血管内撮像システム、及び前記１つ以上のプロセッサの間のインタフェースとして配置される第２の患者インターフェースユニットドックであって、前記第２の患者インタフェースユニットが使用されていない場合に、前記第２の患者インタフェースユニットを機械的に取り付けるように構成されている前記第２の患者インターフェースユニットドックと、を備える、
血管内データ収集システム。
第一の入力部から取得された血管内撮像データを受信し、
第二の入力部から取得された血管内データを受信し、
第三の入力部から取得された患者データを受信し、
前記血管内撮像データ、前記血管内データ、及び前記患者データに関する命令を実行する、
ように構成された、前記１つ以上のプロセッサと、
前記血管内撮像データ、前記血管内データ、及び前記患者データを記憶するための１つ以上の電子メモリ記憶装置と、
撮像エンジンを備える血管内撮像システムであって、前記第一の入力部と通信する前記血管内撮像システムと、
患者の撮像が行われる第１の患者インタフェースユニットと、
前記第１の患者インタフェースユニット、前記血管内撮像システム、及び前記１つ以上のプロセッサの間のインタフェースとして配置される第１の患者インターフェースユニットドックであって、前記第１の患者インタフェースユニットが使用されていない場合に、前記第１の患者インタフェースユニットを機械的に取り付けるように構成されている前記第１の患者インターフェースユニットドックと、
第２の患者インタフェースユニットと、
前記第２の患者インタフェースユニット、前記血管内撮像システム、及び前記１つ以上のプロセッサの間のインタフェースとして配置される第２の患者インターフェースユニットドックであって、前記第２の患者インタフェースユニットが使用されていない場合に、前記第２の患者インタフェースユニットを機械的に取り付けるように構成されている前記第２の患者インターフェースユニットドックと、を備える、
血管内データ収集システム。
【請求項2】
前記第２の患者インタフェースユニットは、患者の撮像が行われる処置室に設けられており、前記１つ以上のプロセッサから離間している
請求項１に記載のシステム。
請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記患者データは、血管造影データである、
請求項１に記載のシステム。
請求項１に記載のシステム。
【請求項4】
前記血管内データは、圧力データである、
請求項３に記載のシステム。
請求項３に記載のシステム。
【請求項5】
ハブを備え、前記第二の入力部は、前記ハブから前記圧力データを受ける、
請求項４に記載のシステム。
請求項４に記載のシステム。
【請求項6】
前記１つ以上の電子メモリ記憶装置は、前記血管内撮像データを、前記圧力データと前記血管造影データの一方又は両方と共に登録する命令を記録する、
請求項４に記載のシステム。
請求項４に記載のシステム。
【請求項7】
前記第三の入力部は、ハブから前記血管造影データを受ける、
請求項３に記載のシステム。
請求項３に記載のシステム。
【請求項8】
前記血管内データは、大動脈圧データである、
請求項１に記載のシステム。
請求項１に記載のシステム。
【請求項9】
前記１つ以上のプロセッサは、デジタイザを備え、前記デジタイザは、前記撮像エンジンと通信する、
請求項１に記載のシステム。
請求項１に記載のシステム。
【請求項10】
クロック発生器を備え、前記デジタイザは、２つのチャネルを備え、前記２つのチャネルの少なくとも１つのチャネルは、前記クロック発生器からの可変周波数の外部クロックに応じてデータを取得するように構成されている、
請求項９に記載のシステム。
請求項９に記載のシステム。
【請求項11】
前記１つ以上のプロセッサは、１つまたは複数のユーザインタフェース装置と通信する、
請求項１に記載のシステム。
請求項１に記載のシステム。
【請求項12】
前記１つまたは複数のユーザインタフェース装置は、モニタ、タッチスクリーン、マウス、キーボード、及びジョイスティックからなる群から選択される、
請求項１１に記載のシステム。
請求項１１に記載のシステム。
【請求項13】
前記血管内撮像システムは、超音波システムを備える、
請求項１に記載のシステム。
請求項１に記載のシステム。
【請求項14】
前記超音波システムは、超音波スイッチを備える、
請求項１３に記載のシステム。
請求項１３に記載のシステム。
【請求項15】
前記撮像エンジンは、干渉計を備え、
前記干渉計は、参照アームと、サンプルアームと、可変光路長ミラーとを備え、
前記参照アームは、第１の光ファイバーセグメントを備え、前記サンプルアームは、第２の光ファイバーセグメントを備え、
前記撮像エンジンは、前記参照アームにて受けた光を前記可変光路長ミラーに導くことにより、前記サンプルアームにて受けた光による移動距離と一致させる、
請求項１に記載のシステム。
前記干渉計は、参照アームと、サンプルアームと、可変光路長ミラーとを備え、
前記参照アームは、第１の光ファイバーセグメントを備え、前記サンプルアームは、第２の光ファイバーセグメントを備え、
前記撮像エンジンは、前記参照アームにて受けた光を前記可変光路長ミラーに導くことにより、前記サンプルアームにて受けた光による移動距離と一致させる、
請求項１に記載のシステム。
【請求項16】
ビデオスイッチと、複数のモニタとを備え、前記ビデオスイッチは、前記１つ以上のプロセッサ及び前記複数のモニタと電気通信する、
請求項１に記載のシステム。
請求項１に記載のシステム。
【請求項17】
前記血管内撮像システムは、超音波システムを備え、前記超音波システムは、トランスデューサ、レシーバ、及びスイッチを備え、前記超音波システムは、以下の１つ又は複数を実行するように構成されている：
トランスデューサを用いて、超音波パルスを生成すること；
前記レシーバを用いて、サンプルから返された超音波信号を受信すること；及び
前記スイッチを用いて、送信モードと受信モードを切り替えること、
請求項１に記載のシステム。
トランスデューサを用いて、超音波パルスを生成すること；
前記レシーバを用いて、サンプルから返された超音波信号を受信すること；及び
前記スイッチを用いて、送信モードと受信モードを切り替えること、
請求項１に記載のシステム。
【請求項18】
ユーザインタフェース装置を備え、前記ユーザインタフェース装置は、前記１つ以上のプロセッサ又は前記血管内撮像システムの一方又は両方と通信するタッチスクリーン装置を有し、前記タッチスクリーン装置は、ユーザ入力を受信すると共に、前記血管内データ、圧力データ、及び血圧に関連したパラメータ、冠血流予備量比、光干渉断層撮影画像、選択可能な大動脈圧インタフェースユニット、及び圧力検出インタフェースユニットからなる群から選択された情報をユーザに表示する、
請求項１に記載のシステム。
請求項１に記載のシステム。
【請求項19】
前記血管内撮像システムは、光学的撮像モダリティを含む第１の撮像モダリティを備える、
請求項１に記載のシステム。
請求項１に記載のシステム。
【請求項20】
前記血管内撮像システムは、光学的撮像モダリティではない第２の撮像モダリティを備える、
請求項１９に記載のシステム。
請求項１９に記載のシステム。