知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
特表2023-528758分子化学撮像を使用して口腔癌を検出するためのシステムおよび方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-07-06
(54)【発明の名称】分子化学撮像を使用して口腔癌を検出するためのシステムおよび方法
(51)【国際特許分類】
A61B 1/00 20060101AFI20230629BHJP
【ＦＩ】
A61B1/00 551
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022570097
(86)(22)【出願日】2021-05-18
(85)【翻訳文提出日】2023-01-11
(86)【国際出願番号】 US2021032931
(87)【国際公開番号】W WO2021236615
(87)【国際公開日】2021-11-25
(31)【優先権主張番号】63/026,447
(32)【優先日】2020-05-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】507252100
【氏名又は名称】ケムイメージ コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100104411
【弁理士】
【氏名又は名称】矢口 太郎
(72)【発明者】
【氏名】ステュアート、ショーナ
(72)【発明者】
【氏名】スミス、アーロン
(72)【発明者】
【氏名】トレドー、パトリック ジェイ．
【テーマコード（参考）】
4C161
【Ｆターム（参考）】
4C161AA08
4C161BB01
4C161HH51
4C161RR13
(57)【要約】
【要約】
生体内で口腔癌を識別する方法およびシステムが開示される。患者の口腔は、複数の照射光子で照射される。複数の相互作用した光子を口腔から受け取る。相互作用した光子は、口腔によって吸収、反射、散乱、または放出された可能性がある。相互作用した光子は、それぞれ第１および第２の調整可能な等角フィルタを使用して、第１および第２の偏光マルチパスバンド波長にフィルタされます。検出器は、第１および第２の偏光マルチパスバンド波長を捕捉する。プロセッサは、第１および第２の偏光マルチパスバンド波長から分解された画像内の癌組織と非癌組織を自動的に識別する。
【選択図】 図１
生体内で口腔癌を識別する方法およびシステムが開示される。患者の口腔は、複数の照射光子で照射される。複数の相互作用した光子を口腔から受け取る。相互作用した光子は、口腔によって吸収、反射、散乱、または放出された可能性がある。相互作用した光子は、それぞれ第１および第２の調整可能な等角フィルタを使用して、第１および第２の偏光マルチパスバンド波長にフィルタされます。検出器は、第１および第２の偏光マルチパスバンド波長を捕捉する。プロセッサは、第１および第２の偏光マルチパスバンド波長から分解された画像内の癌組織と非癌組織を自動的に識別する。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
生体内で口腔癌を検出するためのシステムであって、照射光子を生成するように構成された照明源と、
撮像装置であって、
前記照明源から照射光子を受け取り、前記照射光子を患者の口腔に向けるように構成された複数の光ファイバーを含む光ファイバー束と、
相互作用した光子を前記患者の口腔から収集するように構成されたレンズと、
を有する撮影装置と、
前記レンズから前記相互作用した光子を受け取り、前記相互作用した光子を少なくとも第１の複数の相互作用した光子と第２の複数の相互作用した光子に分割するように構成された偏光ビームスプリッタと、
前記第１の複数の相互作用光子を受け取り、第１の偏光マルチパスバンド波長を生成するように構成された第１の調整可能な等角フィルタと、
前記第２の複数の相互作用光子を受け取り、第２の偏光マルチパスバンド波長を生成するように構成された第２の調整可能な等角フィルタと、
前記第１および第２の偏光マルチパスバンド波長を受信して結合するように構成されたビームコンバイナと、
前記結合された第１および第２の偏光マルチパスバンド波長を受信するように構成された検出器と、
前記第１の偏光マルチパスバンド波長および前記第２の偏光マルチパスバンド波長が前記口腔内の癌組織と非癌組織とを区別するように、前記第１および第２の調整可能な等角フィルタを調整するように構成されたコントローラと、
を有するものである、システム。
【請求項2】
請求項１記載のシステムにおいて、前記照明源は、石英タングステンハロゲンライト、メタルハライドライト、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＬＥＤアレイ、パルスＬＥＤ、パルスＬＥＤアレイ、レーザー、パルスレーザー、または広帯域照明源の１つを有するものである、システム。
【請求項3】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第１の調節可能な等角フィルタからの前記第１の偏光マルチパスバンド波長を前記ビームコンバイナに向けるように構成された第１のミラーと、
前記第２の調節可能な等角フィルタからの前記第２の偏光マルチパスバンド波長を前記ビームコンバイナに向けるように構成された第２のミラーと、
をさらに有するものである、システム。
【請求項4】
請求項１記載のシステムにおいて、前記検出器は、電荷結合素子（ＣＣＤ）検出器、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）検出器、インジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）検出器、プラチナシリサイド（ＰｔＳｉ）検出器、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）検出器、またはテルル化水銀カドミウム（ＨｇＣｄＴｅ）検出器の少なくとも１つを有するものである、システム。
【請求項5】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第１の偏光マルチパスバンド波長が背景に対応し、前記第２の偏光マルチパスバンド波長が癌組織に対応するものである、システム。
【請求項6】
請求項１記載のシステムにおいて、前記撮像装置が内視鏡またはハンドヘルドプローブを含むものである、システム。
【請求項7】
生体内で口腔癌を検出する方法であって、患者の口腔を複数の照射光子で照射する工程と、
前記患者の口腔から複数の相互作用した光子を受け取る工程と、
前記複数の相互作用した光子を、第１および第２の調整可能な等角フィルタを使って、第１の偏光マルチパスバンド波長および第２の偏光マルチパスバンド波長にそれぞれフィルタリングする工程と、
検出器を介して、前記第１および第２の偏光マルチパスバンド波長を捕捉する工程と、
前記第１および第２の偏光マルチパスバンド波長から分解された画像内で癌組織と非癌組織を自動的に識別する工程と、
を有する方法。
【請求項8】
請求項７記載の方法において、前記口腔を複数の照射光子で照射する工程が、石英タングステンハロゲンライト、メタルハライドライト、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＬＥＤアレイ、パルスＬＥＤ、パルスＬＥＤアレイ、レーザー、パルスレーザー、または広帯域照明光源のうちの少なくとも１つからの複数の照射光子で口腔を照射する工程を含むものである、方法。
【請求項9】
請求項７に記載の方法において、第１のミラーを介して、前記第１の調整可能な等角フィルタからの前記第１の偏光マルチパスバンド波長をビームコンバイナに向ける工程と、
第２のミラーを介して、第２の調整可能な等角フィルタからの前記第２の偏光マルチパスバンド波長を前記ビームコンバイナに向ける工程と、
を有するものである、方法。
【請求項10】
請求項７の方法において、前記検出器は、電荷結合素子（ＣＣＤ）検出器、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）検出器、インジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）検出器、プラチナシリサイド（ＰｔＳｉ）検出器、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）検出器、またはテルル化水銀カドミウム（ＨｇＣｄＴｅ）検出器の少なくとも１つを有するものである
【請求項11】
請求項７記載の方法において、前記第１の偏光マルチパスバンド波長が背景に対応し、前記第２の偏光マルチパスバンド波長が癌組織に対応するものである、方法。
【請求項12】
請求項７記載の方法において、前記患者の口腔は、内視鏡またはハンドヘルドプローブを介して前記複数の照射光子で照射されるものである、方法。
【請求項13】
生体内で口腔癌を検出するための撮像システムであって、この撮像システムは照明源および撮像装置と共に使用するためのものであり、前記照明源は照射光子を生成するように構成され、前記撮像装置は、前記照射光子を患者の口腔に向け、相互作用した光子を前記患者の口腔から収集するように構成されるものであり、このシステムは、前記撮像装置から前記相互作用した光子を受け取り、前記相互作用した光子を少なくとも第１の複数の相互作用した光子と第２の複数の相互作用した光子に分割するように構成された偏光ビームスプリッタと、
前記第１の複数の相互作用光子を受け取り、第１の偏光マルチパスバンド波長を生成するように構成された第１の調整可能な等角フィルタと、
前記第２の複数の相互作用光子を受け取り、第２の偏光マルチパスバンド波長を生成するように構成された第２の調整可能な等角フィルタと、
前記第１および第２の偏光マルチパスバンド波長を受信して結合するように構成されたビームコンバイナと、
前記結合された第１および第２の偏光マルチパスバンド波長を受信するように構成された検出器と、
前記第１の偏光マルチパスバンド波長および前記第２の偏光マルチパスバンド波長が口腔内の癌組織と非癌組織とを区別するように、前記第１および第２の調整可能な等角フィルタを調整するように構成されたコントローラと、
を有するものである、システム。
【請求項14】
請求項１３記載のシステムにおいて、前記照明源は、石英タングステンハロゲンライト、メタルハライドライト、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＬＥＤアレイ、パルスＬＥＤ、パルスＬＥＤアレイ、レーザー、パルスレーザー、または広帯域照明源の１つを有するものである、システム。
【請求項15】
請求項１３記載のシステムにおいて、前記第１の調節可能な等角フィルタからの前記第１の偏光マルチパスバンド波長を前記ビームコンバイナに向けるように構成された第１のミラーと、
前記第２の調節可能な等角フィルタからの前記第２の偏光マルチパスバンド波長を前記ビームコンバイナに向けるように構成された第２のミラーと、
をさらに有するものである、システム。
【請求項16】
請求項１３記載のシステムにおいて、前記検出器は、電荷結合素子（ＣＣＤ）検出器、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）検出器、インジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）検出器、プラチナシリサイド（ＰｔＳｉ）検出器、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）検出器、またはテルル化水銀カドミウム（ＨｇＣｄＴｅ）検出器の少なくとも１つを有するものである、システム。
【請求項17】
請求項１３記載のシステムにおいて、前記第１の偏光マルチパスバンド波長が背景に対応し、前記第２の偏光マルチパスバンド波長が癌組織に対応するものである、システム。
【請求項18】
請求項１３記載のシステムにおいて、前記撮像装置が内視鏡またはハンドヘルドプローブを含むものである、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２０年５月１８日に出願された「分子化学撮像を使用して口腔癌を検出するためのシステムおよび方法」という名称の米国仮特許出願第６３／０２６，４４７号に対する優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２０年５月１８日に出願された「分子化学撮像を使用して口腔癌を検出するためのシステムおよび方法」という名称の米国仮特許出願第６３／０２６，４４７号に対する優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は、分子化学撮像を使用して口腔癌を検出するためのシステムおよび方法に関する。より具体的には、本明細書は、ハンドヘルドプローブまたは内視鏡装置の形で可視近赤外または短波赤外反射分子化学撮像を使用して口腔癌を検出するためのシステム、装置、および方法を開示するものである。
【背景技術】
【0003】
口腔癌は壊滅的な疾患である。米国では、毎年５０，０００人を超える口腔および咽頭がんの新たな症例が診断され、１０，０００人を超える患者がこの疾患で死亡している。口腔がんの切除断端の最適な幅は、引き続き議論の的となっています。手術後の組織学的分析は、切除断端が組織学的に陰性と診断されたにもかかわらず、患者が再発した場合に切除の必要性を示すことがよくある。研究者は、初期段階（Ｔ１／Ｔ２Ｎ０）の舌癌の完全切除が優れた腫瘍学的転帰につながることを実証している。ただし、これらの転帰は、最初の手術時に切除断端が陽性である場合は失われる。再切除で断端を削除しても、生存率は向上しない。
【0004】
他のタイプの口腔癌は、生存率が同様に低下し、再切除処置の費用が増加する。たとえば、再発のない口腔扁平上皮がん（ＯＳＣＣ）患者の５年生存率は９２％であった。対照的に、再発した場合の生存率はわずか３０％であった。頭頸部がん患者の場合、６か月間の増分調整総費用は、転移性頭頸部がん（ｍＨＮＣ）の患者１人あたり６０，０００ドル、再発頭頸部がん（ｒＨＮＣ）の患者１人あたり２１，０００ドルであった。
【0005】
外科医による術中の触診は、手術中に得られた凍結切片とともに、手術断端を評価するための現在の標準である。残念なことに、断端の状態を触覚で評価するだけでは、手術中に腫瘍の境界を定義するのに十分ではなく、凍結切片には時間がかかる。これらの陽性の断端は再切除で解消できると想定されているが、上記のデータは、再切除がより悪い転帰と関連する可能性があることを示唆している。腫瘍陽性の切除断端の結果は重要である。これは、再手術、補助療法（術後放射線療法）の必要性、および罹患率と死亡率の上昇につながることが多いためである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
術後の腫瘍の再発は、予後不良と生活の質の低下につながる。したがって、最初の切除後に腫瘍の断端と残存腫瘍をうまく特定することで再発を回避するのに役立つツールの開発に成功することで、外科的意思決定と患者の転帰を改善することができる。
【0007】
患者が組織学的確認によって「腫瘍断端陰性」であると診断されたとしても、患者は依然として再発する可能性がある。したがって、そのような患者の転帰を改善するために、リアルタイムで腫瘍断端の状態を検出するための非侵襲的で造影剤を使用しない術中手術ツールが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示は、治療転帰を改善することができる、腫瘍断端状態の術中のリアルタイムの定量的評価を開発するためのシステム、装置、および方法に関する。可視近赤外（Ｖｉｓ－ＮＩＲ、約４００～１１００ｎｍ）または短波赤外撮像（ＳＷＩＲ、１０００～２０００ｎｍ）分光法に基づく、高度な情報コンテンツおよびリアルタイムの術中として適用された分子特異的な診断用光学撮像モダリティは、満たされていない重大なニーズに対処できる。分子化学撮像を使用する本明細書に記載の方法およびシステムは、生体内で腫瘍を視覚化するのに十分な感度および特異性を提供することができる。
【0009】
一実施形態では、インビボで口腔癌を検出するためのシステムであり、生体内で口腔癌を検出するためのシステムであって、照射光子を生成するように構成された照明源と、撮像装置であって、前記照明源から照射光子を受け取り、前記照射光子を患者の口腔に向けるように構成された複数の光ファイバーを含む光ファイバー束と、相互作用した光子を前記患者の口腔から収集するように構成されたレンズと、を有する撮影装置と、前記レンズから前記相互作用した光子を受け取り、前記相互作用した光子を少なくとも第１の複数の相互作用した光子と第２の複数の相互作用した光子に分割するように構成された偏光ビームスプリッタと、前記第１の複数の相互作用光子を受け取り、第１の偏光マルチパスバンド波長を生成するように構成された第１の調整可能な等角フィルタと、前記第２の複数の相互作用光子を受け取り、第２の偏光マルチパスバンド波長を生成するように構成された第２の調整可能な等角フィルタと、前記第１および第２の偏光マルチパスバンド波長を受信して結合するように構成されたビームコンバイナと、前記結合された第１および第２の偏光マルチパスバンド波長を受信するように構成された検出器と、前記第１の偏光マルチパスバンド波長および前記第２の偏光マルチパスバンド波長が前記口腔内の癌組織と非癌組織とを区別するように、前記第１および第２の調整可能な等角フィルタを調整するように構成されたコントローラと、を有する、システムが提供される。
【0010】
別の実施形態では、前記照明源は、石英タングステンハロゲンライト、メタルハライドライト、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＬＥＤアレイ、パルスＬＥＤ、パルスＬＥＤアレイ、レーザー、パルスレーザー、または広帯域照明源の１つを有するものである。
【0011】
別の実施形態では、前記システムは、前記第１の調節可能な等角フィルタからの前記第１の偏光マルチパスバンド波長を前記ビームコンバイナに向けるように構成された第１のミラーと、前記第２の調節可能な等角フィルタからの前記第２の偏光マルチパスバンド波長を前記ビームコンバイナに向けるように構成された第２のミラーと、をさらに有する。
【0012】
別の実施形態では、前記検出器は、電荷結合素子（ＣＣＤ）検出器、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）検出器、インジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）検出器、プラチナシリサイド（ＰｔＳｉ）検出器、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）検出器、またはテルル化水銀カドミウム（ＨｇＣｄＴｅ）検出器の少なくとも１つを有するものである。
【0013】
別の実施形態では、前記第１の偏光マルチパスバンド波長が背景に対応し、前記第２の偏光マルチパスバンド波長が癌組織に対応する。
【0014】
別の実施形態では、前記撮像装置は内視鏡またはハンドヘルドプローブを含む。
【0015】
１実施形態では、生体内で口腔癌を検出する方法であって、患者の口腔を複数の照射光子で照射する工程と、前記患者の口腔から複数の相互作用した光子を受け取る工程と、
前記複数の相互作用した光子を、第１および第２の調整可能な等角フィルタを使って、第１の偏光マルチパスバンド波長および第２の偏光マルチパスバンド波長にそれぞれフィルタリングする工程と、検出器を介して、前記第１および第２の偏光マルチパスバンド波長を捕捉する工程と、前記第１および第２の偏光マルチパスバンド波長から分解された画像内で癌組織と非癌組織を自動的に識別する工程と、を有する方法が提供される。
前記複数の相互作用した光子を、第１および第２の調整可能な等角フィルタを使って、第１の偏光マルチパスバンド波長および第２の偏光マルチパスバンド波長にそれぞれフィルタリングする工程と、検出器を介して、前記第１および第２の偏光マルチパスバンド波長を捕捉する工程と、前記第１および第２の偏光マルチパスバンド波長から分解された画像内で癌組織と非癌組織を自動的に識別する工程と、を有する方法が提供される。
【0016】
別の実施形態では、前記口腔を複数の照射光子で照射する工程が、石英タングステンハロゲンライト、メタルハライドライト、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＬＥＤアレイ、パルスＬＥＤ、パルスＬＥＤアレイ、レーザー、パルスレーザー、または広帯域照明光源のうちの少なくとも１つからの複数の照射光子で口腔を照射する工程を含む。
【0017】
別の実施形態では、前記方法はさらに、第１のミラーを介して、前記第１の調整可能な等角フィルタからの前記第１の偏光マルチパスバンド波長をビームコンバイナに向ける工程と、第２のミラーを介して、第２の調整可能な等角フィルタからの前記第２の偏光マルチパスバンド波長を前記ビームコンバイナに向ける工程と、を有する。
【0018】
別の実施形態では、前記検出器は、電荷結合素子（ＣＣＤ）検出器、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）検出器、インジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）検出器、プラチナシリサイド（ＰｔＳｉ）検出器、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）検出器、またはテルル化水銀カドミウム（ＨｇＣｄＴｅ）検出器の少なくとも１つを有する。
【0019】
別の実施形態では、前記第１の偏光マルチパスバンド波長は背景に対応し、前記第２の偏光マルチパスバンド波長は癌組織に対応する。
【0020】
別の実施形態では、前記患者の口腔は、内視鏡またはハンドヘルドプローブを介して前記複数の照射光子で照射される。
【0021】
１実施形態では、生体内で口腔癌を検出するための撮像システムであって、この撮像システムは照明源および撮像装置と共に使用するためのものであり、前記照明源は照射光子を生成するように構成され、前記撮像装置は、前記照射光子を患者の口腔に向け、相互作用した光子を前記患者の口腔から収集するように構成されるものであり、このシステムは、前記撮像装置から前記相互作用した光子を受け取り、前記相互作用した光子を少なくとも第１の複数の相互作用した光子と第２の複数の相互作用した光子に分割するように構成された偏光ビームスプリッタと、前記第１の複数の相互作用光子を受け取り、第１の偏光マルチパスバンド波長を生成するように構成された第１の調整可能な等角フィルタと、前記第２の複数の相互作用光子を受け取り、第２の偏光マルチパスバンド波長を生成するように構成された第２の調整可能な等角フィルタと、前記第１および第２の偏光マルチパスバンド波長を受信して結合するように構成されたビームコンバイナと、前記結合された第１および第２の偏光マルチパスバンド波長を受信するように構成された検出器と、前記第１の偏光マルチパスバンド波長および前記第２の偏光マルチパスバンド波長が口腔内の癌組織と非癌組織とを区別するように、前記第１および第２の調整可能な等角フィルタを調整するように構成されたコントローラと、を有するものである、システムが提供される。
【0022】
別の実施形態では、前記照明源は、石英タングステンハロゲンライト、メタルハライドライト、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＬＥＤアレイ、パルスＬＥＤ、パルスＬＥＤアレイ、レーザー、パルスレーザー、または広帯域照明源の１つを有する。
【0023】
別の実施形態では、前記システムはさらに前記第１の調節可能な等角フィルタからの前記第１の偏光マルチパスバンド波長を前記ビームコンバイナに向けるように構成された第１のミラーと、前記第２の調節可能な等角フィルタからの前記第２の偏光マルチパスバンド波長を前記ビームコンバイナに向けるように構成された第２のミラーと、を有する。
【0024】
別の実施形態では、前記検出器は、電荷結合素子（ＣＣＤ）検出器、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）検出器、インジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）検出器、プラチナシリサイド（ＰｔＳｉ）検出器、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）検出器、またはテルル化水銀カドミウム（ＨｇＣｄＴｅ）検出器の少なくとも１つを有する。
【0025】
別の実施形態では、前記第１の偏光マルチパスバンド波長は背景に対応し、前記第２の偏光マルチパスバンド波長は癌組織に対応する。
【0026】
別の実施形態では、前記撮像装置が内視鏡またはハンドヘルドプローブを含む。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【発明を実施するための形態】
【0028】
本開示は、外科医が口腔癌を検出するのを支援することができる手術中の医用撮像システムを特徴とする。いくつかの実施形態では、術中医用撮像システムは、外科医が外科手術中などに口腔癌を生体内で検出するのを支援することができる。本明細書で開示されるシステムは、スタンドアロン装置としての使用に適しており、ロボットプラットフォームなどの他の医用撮像装置に組み込むことができる。一実施形態では、本明細書に開示されるシステムは、内視鏡またはハンドヘルドプローブと共に使用可能である。本明細書で開示される医用撮像システムは、口腔癌外科手術中に腫瘍および解剖学的構造のリアルタイム検出を提供することができる。一般に、本明細書で開示されるシステムは、患者の口内の腫瘍部位に照明を当て、サンプルと相互作用した光子を収集し、相互作用した光子を検出してサンプルの画像データセットを生成し、画像データセットを分析することを提供する。相互作用する光子は、サンプルによって吸収される光子、サンプルによって反射される光子、サンプルによって散乱される光子、およびサンプルによって放出される光子のうちの１つまたは複数を含み得る。一実施形態では、医用撮像システムは多変量撮像を提供する。多変量撮像は、第１の画像データセット（Ｔ１）および第２の画像データセット（Ｔ２）に対応する複数の波長を生成する。これらの第１および第２の画像データセットは、光学計算を使用して分析することができる。多変量撮像は、画像のコントラストを高め、標的と背景の間の識別力を高める。特定の実施形態では、第１の画像データセットおよび第２の画像データセットは、ハイパースペクトル画像データを特徴とする。いくつかの実施形態では、医用撮像システムは、＞１０Ｈｚ（ハイパーキューブ／秒）の撮像フレームレートを特徴とする。
【0029】
分子化学イメージングは、口腔癌の切除断端を特定する従来の方法に勝る多くの利点を提供する。たとえば、分子化学イメージングは非侵襲的で、生体内の組織に浸透でき、手術断端の定量分析を提供し、試薬を使用せず（つまり、造影剤を必要としません）、癌組織または腫瘍のリアルタイム検出を提供する。さらに、分子化学イメージングは、将来的により普及する可能性がある手術ロボットの設定に適応する可能性がある。
【0030】
本明細書で開示されるシステムおよび方法は、患者の舌、歯肉、および／または口蓋、および／または他の解剖学的構造、生理学的システム、細胞、血液、脂肪、神経、筋肉など、患者のさまざまな口腔の生物学的構造に使用することができる。本明細書に開示されるシステムは、患者の頭部および頸部領域の内部および外部の他の部分にも使用することができる。
【0031】
さらに、システムおよび方法を使用して、２つ以上の異なる生物学的サンプルを識別することができる。一実施形態では、本明細書に開示されるシステムは、癌を正常組織から識別し、癌の種類、癌の病期、癌の進行および癌の等級のうちの１つまたは複数を決定するために使用され得る。別の実施形態では、システムおよび方法は、癌性組織または腫瘍の除去を補助するために外科手術中に使用可能である。
【0032】
本明細書に開示されるように、本開示のシステムは、生体組織に照明を提供する。このような照明は、波長と組織の種類によっては、生体サンプルを数センチメートルまで貫通することが知られている。したがって、そのような貫通する照明は、解剖学的構造の内部に含まれる体液の画像化を可能にする。さらに、体液は、それらの存在が解剖学的構造または他の生物学的サンプルの外側に存在する場合に、直接画像化することができる。
【0033】
本明細書で開示される医用撮像機器は、１つまたは複数の検出器を使用して多変量信号を生成することによって、リアルタイムの多変量撮像を提供する。検出器は、多変量信号を検出して、１つまたは複数の画像データセットを生成する。この結果を達成するための２つの方法がここに提供される。そのような方法の１つは、サンプルを照射すること、サンプルと相互作用した相互作用光子を収集すること、さらに、収集された信号を検出器に渡す前に信号を変調することを含む。第２の方法は、サンプルと相互作用する前に照明源信号を変調し、変調信号の相互作用光子を収集し、信号の相互作用光子を検出することを含む。どちらのプロセスも変調信号を提供し、リアルタイムで多変量化学画像を生成し、コントラストを強化して、繊細な医療処置を行う外科医を支援する。本明細書に含まれる実施形態は、立体視で表示されるリアルタイム画像を提供するようにさらに構成することができる。このような構成は、本開示を考慮すれば当業者には明らかであろう。立体視は、内視鏡処置などの医用画像技術を使用する医療処置に必要な深度認識を提供することにより、外科医をさらに支援する。本明細書で列挙されるシステムおよび方法は、本開示の例示的な実施形態を提供するものであり、本開示を特定の実施形態に限定することを意図するものではない。
【0034】
以下の図示の実施形態では、同様の参照記号は同様の部分を指す。
収集された光信号の変調
以下の実施形態は、標的口腔と相互作用した光子の収集後に光信号を変調するためのシステムおよび方法を記載する。
二重偏波配置で等角フィルターを備えたシステム
ここで図１を参照すると、患者の口腔１００は、照明源１０３によって照明および／または励起されてもよい。一実施形態において、照明源１０３は、石英タングステンハロゲン光源を含み得る。他の実施形態では、照明源１０３は、メタルハライド光源、発光ダイオード（ＬＥＤ）、一定の波長範囲にわたって放射するエミッタの均一な選択を有するＬＥＤアレイ、または多様な波長範囲にわたって放射する複数のエミッター、パルスＬＥＤ、パルスＬＥＤアレイ、レーザー、パルスレーザー、広帯域照明源などである。照明源１０３は、照明源１０３から光ファイバー束１０４を介して内視鏡またはハンドヘルドプローブ１０２（すなわち撮像装置）の遠位端に向けられる照射光子を生成する。内視鏡／プローブ１０２は、口腔１００と相互作用した相互作用光子１０１を偏光ビームスプリッタ１０７に向けるように構成される。第１および第２の独立して調整可能な等角フィルタ１０５ａ、１０５ｂは、偏光ビームスプリッタ１０７から現れる直交偏光成分をフィルタリングするために、別個の直交ビーム経路に沿って配置される。適切な等角フィルタは、２０１３年１月４日に出願され、２０１５年５月２６ 日に登録され、ＣｈｅｍＩｍａｇｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＬＬＣに譲渡された、「ＣＯＮＦＯＲＭＡＬ ＦＩＬＴＥＲ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＵＳＥ ＴＨＥＲＥＯＦ」というタイトルの米国特許番号 ９，０４１，９３２（Ｐｒｉｏｒｅらによる）に開示されているものを含むが、これは参照により本願明細書に組み込まれている。
収集された光信号の変調
以下の実施形態は、標的口腔と相互作用した光子の収集後に光信号を変調するためのシステムおよび方法を記載する。
二重偏波配置で等角フィルターを備えたシステム
ここで図１を参照すると、患者の口腔１００は、照明源１０３によって照明および／または励起されてもよい。一実施形態において、照明源１０３は、石英タングステンハロゲン光源を含み得る。他の実施形態では、照明源１０３は、メタルハライド光源、発光ダイオード（ＬＥＤ）、一定の波長範囲にわたって放射するエミッタの均一な選択を有するＬＥＤアレイ、または多様な波長範囲にわたって放射する複数のエミッター、パルスＬＥＤ、パルスＬＥＤアレイ、レーザー、パルスレーザー、広帯域照明源などである。照明源１０３は、照明源１０３から光ファイバー束１０４を介して内視鏡またはハンドヘルドプローブ１０２（すなわち撮像装置）の遠位端に向けられる照射光子を生成する。内視鏡／プローブ１０２は、口腔１００と相互作用した相互作用光子１０１を偏光ビームスプリッタ１０７に向けるように構成される。第１および第２の独立して調整可能な等角フィルタ１０５ａ、１０５ｂは、偏光ビームスプリッタ１０７から現れる直交偏光成分をフィルタリングするために、別個の直交ビーム経路に沿って配置される。適切な等角フィルタは、２０１３年１月４日に出願され、２０１５年５月２６ 日に登録され、ＣｈｅｍＩｍａｇｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＬＬＣに譲渡された、「ＣＯＮＦＯＲＭＡＬ ＦＩＬＴＥＲ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＵＳＥ ＴＨＥＲＥＯＦ」というタイトルの米国特許番号 ９，０４１，９３２（Ｐｒｉｏｒｅらによる）に開示されているものを含むが、これは参照により本願明細書に組み込まれている。
【0035】
図示の実施形態では、フィルタリングされたビームの経路は、第１および第２の等角のフィルタ１０５ａ、１０５ｂを介して平行ではなく、第１および第２のミラー１０９ａ、１０９ｂなどの適切な反射器によってビームコンバイナ１１１に向けられる。実施形態では、ビームコンバイナ１１１は、偏光キューブまたは偏光ビームスプリッタであってもよい。別の実施形態では、直交成分は、同じまたは異なるマルチパスバンド波長（Σλ１およびΣλ２）を含むことができる。例示的な実施形態では、第１の等角フィルタ１０５ａは、第１の偏光マルチパスバンド波長Σλ１を生成するように構成され、第２の等角フィルタ１０５ｂは、第２の偏光マルチパスバンド波長Σλ２を生成するように構成される。例示的な実施形態では、第１および第２のマルチパスバンド波長Σλ１およびΣλ２は、レンズアセンブリ（図示せず）を通して検出器１１５に向けられる。別の実施形態では、第１および第２のマルチパスバンド波長Σλ１およびΣλ２は、それらが検出器１１５に向けられるときに結合可能である。いくつかの実施形態では、偏光ビームスプリッタ１０７からビームコンバイナ１１１へのビーム経路は、対称にして、たとえば、無限に補正された光学系の必要性を避けることが可能になる。
【0036】
例示的な実施形態では、検出器１１５は、電荷結合素子（ＣＣＤ）検出器を含む。しかしながら、本開示は、検出器１１５が、例えば、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）検出器、インジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）検出器、プラチナシリサイド（ＰｔＳｉ）検出器、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）検出器、テルル化水銀カドミウム（ＨｇＣｄＴｅ）検出器、またはそれらの組み合わせを含むことを想定してある。引き続き図１を参照すると、第１および第２の等角フィルタ１０５ａおよび１０５ｂは、コントローラ１１７を使用して、同じマルチパスバンド波長（Σλ１＝Σλ２）に一致するように同調されてもよい。別の実施形態では、コントローラ１１７は、各マルチパスバンド波長（Σλ１＝Σλ２）を独立して同調するように構成されて、入力の直交成分をそれぞれ処理してもよい。したがって、適切な制御によって、第１および第２の等角フィルタ１０５ａおよび１０５ｂは、同じマルチパスバンド波長または異なるマルチパスバンド波長（Σλ１≠Σλ２）のいずれかに同調され得る。コントローラ１１７は、ユーザが第１および第２の等角フィルタ１０５ａ、１０５ｂのそれぞれを必要に応じて選択的に調整できるように、プログラム可能またはソフトウェア実装され得る。図１の実施形態では、第１および第２の等角フィルタ１０５ａおよび１０５ｂのそれぞれから検出器１１７によって収集されたスペクトルデータに対応する２つのビュー（またはスペクトル画像）を切り替えるために、高速切り替え機構（図示せず）を設けることができる。代わりに、２つのそのようなスペクトルビューまたは画像を組み合わせて、または１つの画像に重ね合わせて、コントラストまたは強度を高めるか、または比較の目的で使用することができる。図１の例示的な実施形態は、等角フィルタ１０５ａおよび１０５ｂから受信したフィルタリングされた信号を捕捉する単一のＣＣＤ検出器１１５を備える。
【0037】
図１Ｂは、パターン化された等角フィルタを有する別の実施形態を示している。この実施形態では、ビームコンバイナ１１１および第１のミラー１０９ａを除去し、２つの検出器１１５を使用することができる。第１の等角フィルタ１０５ａは、Ｔ１状態に対応する第１のマルチパスバンド波長をフィルタリングし、第１のマルチパスバンド波長を検出して第１の画像データセット（Ｔ１）を生成する第１の検出器１１５ａに送信するように構成される。同様に、第２の等角フィルタ１０５ｂは、Ｔ２状態に対応する第２のマルチパスバンド波長をフィルタリングし、第２のマルチパスバンド波長を検出して第２の画像データセット（Ｔ２）を生成する第２の検出器１１５ｂに送信するように構成される。
【0038】
２０１４年１月１５日に出願され、２０１５年１０月１３日に発行され、ＣｈｅｍＩｍａｇｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＬＬＣ に譲渡された、「ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＡＳＳＥＳＳＩＮＧ ＡＮＡＬＹＴＥＳ ＵＳＩＮＧ ＣＯＮＦＯＲＭＡＬ ＦＩＬＴＥＲＳ ＡＮＤ ＤＵＡＬ ＰＯＬＡＲＩＺＡＴＩＯＮ」と題された Ｔｒｅａｄｏらの米国特許番号９，１５７，８００は、上で説明したように、二重偏波構成である。この参考文献は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0039】
図１Ａは、内視鏡／プローブ１０２の遠位端の端面図を示す。遠位端は、相互作用光子１０１を収集するためのレンズ１１９と、口腔１００を照明して相互作用光子を生成する光ファイバー束１０３のファイバー端１２１とを特徴とする。検出器１１５は、第１および第２の等角フィルタ１０５ａおよび１０５ｂからマルチパスバンド波長を検出し、１つまたは複数の画像データセットを生成するように構成される。画像データセットは、第１のマルチパスバンド波長Σλ１に対応するＴ１画像と、第２のマルチパスバンド波長Σλ２に対応するＴ２画像とを含み得る。一実施形態では、画像データセットは、ラマン画像データセットを含む。検出器１１５によって生成された１つまたは複数の画像データセットは、以下に述べるようにさらに分析することができる。
【0040】
ＭＯＥフィルターの配置があるシステム
図２は、収集された光信号を調整する特徴を有する別の実施形態を示す。図２において、照明源１０３は、内視鏡／プローブ１０２を介して光ファイバーバンドル１０４に沿って横断し、内視鏡／プローブ１０２の遠位端で一連のファイバーエンド１２１で終端する（図２Ａに示す）、照射光子を生成する。ファイバーエンド１２１は、口腔空洞１００を照らすための照射光子を放出し、複数の相互作用された光子１０１を生成する。相互作用した光子は、第１の収集オプティック２３１と第２の収集オプティック２３３によって収集される。第１の収集オプティック２３１は、相互作用した光子１０１の第１の部分を収集し、これらの光子を第１の多変量光学要素（「ＭＯＥ」）フィルター２３７に渡すが、このフィルターは、相互作用した光子１０１の第１の部分をフィルタリングして、フィルタリングされた光子の第１の部分を生成する。フィルタリングされた光子の第１の部分は、第１の検出器２４１によって検出される。さらに、第２の収集オプティック２３３は、相互作用した光子１０１の第２の部分を収集し、これらの光子を第２のＭＯＥフィルター２３８に渡して、フィルタリングされた光子の第２の部分を生成する。フィルタリングされた光子の第２の部分は、第２の検出器２３９によって検出される。一実施形態では、第1の検出器２３９と第２の検出器２４１はＣＣＤ検出器である。他の実施形態では、検出器２３９および２４１は、たとえば、相補的な金属酸化誘導体（ＣＭＯＳ）検出器、インジウム・ガリウム・アルセニド（ＩＮＧＡＡＳ）検出器、プラチナ・サイカイド（ＰＴＳＩ）検出器、アンチモニド（ＩＮＳＢ）検出器、水銀カドミウムテルライド（ＨＧＣＤＴＥ）検出器、またはその組み合わせを含む他の適切な検出器を含むことができる。
図２は、収集された光信号を調整する特徴を有する別の実施形態を示す。図２において、照明源１０３は、内視鏡／プローブ１０２を介して光ファイバーバンドル１０４に沿って横断し、内視鏡／プローブ１０２の遠位端で一連のファイバーエンド１２１で終端する（図２Ａに示す）、照射光子を生成する。ファイバーエンド１２１は、口腔空洞１００を照らすための照射光子を放出し、複数の相互作用された光子１０１を生成する。相互作用した光子は、第１の収集オプティック２３１と第２の収集オプティック２３３によって収集される。第１の収集オプティック２３１は、相互作用した光子１０１の第１の部分を収集し、これらの光子を第１の多変量光学要素（「ＭＯＥ」）フィルター２３７に渡すが、このフィルターは、相互作用した光子１０１の第１の部分をフィルタリングして、フィルタリングされた光子の第１の部分を生成する。フィルタリングされた光子の第１の部分は、第１の検出器２４１によって検出される。さらに、第２の収集オプティック２３３は、相互作用した光子１０１の第２の部分を収集し、これらの光子を第２のＭＯＥフィルター２３８に渡して、フィルタリングされた光子の第２の部分を生成する。フィルタリングされた光子の第２の部分は、第２の検出器２３９によって検出される。一実施形態では、第1の検出器２３９と第２の検出器２４１はＣＣＤ検出器である。他の実施形態では、検出器２３９および２４１は、たとえば、相補的な金属酸化誘導体（ＣＭＯＳ）検出器、インジウム・ガリウム・アルセニド（ＩＮＧＡＡＳ）検出器、プラチナ・サイカイド（ＰＴＳＩ）検出器、アンチモニド（ＩＮＳＢ）検出器、水銀カドミウムテルライド（ＨＧＣＤＴＥ）検出器、またはその組み合わせを含む他の適切な検出器を含むことができる。
【0041】
一実施形態では、第１のＭＯＥフィルター２３７は、第１のフィルタリングされたパスバンドを生成するように構成してもよい。一実施形態では、第１のＭＯＥフィルター２３７が、ランダム化された標的または背景と一致する第１のフィルタリングされたパスバンドを生成するように構成されている。一実施形態では、第２のＭＯＥフィルター２３８は、標的口腔１００と一致する第２のフィルターパスバンドを生成するように構成してもよい。第１のＭＯＥフィルター２３１が、ランダム化された標的または背景に対応する第１のフィルタリングされたパスバンドを生成するように構成されている実施形態では、第２のＭＯＥフィルター２３８は、標的口腔に対応する第２のフィルタリングパスバンドを生成するように構成できる。このタイプの具体化により、標的と背景の両方の差別が可能になる。
【0042】
ＭＯＥは、通常、当技術分野で知られている。ＭＯＥは、標的に固有のアプリケーション固有の回帰（またはパターン）でエンコードされた広帯域の光学干渉フィルターを備えている。ＭＯＥは、フィルターのパターンに基づいて光学計算を実行することにより、多変量の光学計算を提供します。言い換えると、ＭＯＥは、異なる波長で複数の測定値を取得して標的の全スペクトルを推定し、スペクトルに多変量統計を適用してこの情報を処理するのではなく、フィルターで多変量解析を使用して測定する必要があるパターンに一意に調整されます。したがって、ＭＯＥは従来のフィルターよりもスループットと効率を向上させ、分析速度を向上させることができる。適切なＭＯＥは、本開示を考慮すれば当業者には明らかであろう。
【0043】
第１の検出器２４１は、第１のＭＯＥフィルタ２３７から第１のフィルタリングされたパスバンドを検出して第１の画像データセット（Ｔ１）を生成するように構成され、第２の検出器２３９は、第２のＭＯＥフィルタ２３８から第２のフィルタリングされたパスバンドを検出して生成するように構成される。第２の画像データセット（Ｔ２）。以下に述べるように、第１の画像データセットおよび第２の画像データセットをさらに分析することができる。
【0044】
光源信号の変調
以下の実施形態は、サンプルとの相互作用の前に照明源信号を変調するためのシステムおよび方法を記載する。
以下の実施形態は、サンプルとの相互作用の前に照明源信号を変調するためのシステムおよび方法を記載する。
【0045】
等角フィルター配置を持つシステム
図３は、フィルタ３０５を介して透過される照射光子を生成するように構成された照明源１０３を示す。一実施形態では、フィルタ３０５は等角フィルタを含む。いくつかの実施形態では、フィルタ３０５は、液晶チューナブルフィルタ（「ＬＣＴＦ」）、多重共役フィルタ、または本開示を考慮して当業者に明らかとなる他のフィルタなどの他のフィルタを備えることができる。フィルタ３０５は、フィルタが最初に第１のマルチパスバンド波長（Σλ１）を通過させ、続いて第２のマルチパスバンド波長（Σλ２）を通過させるようにフィルタ構成を切り替えるように構成されたコントローラ（図示せず）によって制御されてもよい。一実施形態では、コントローラが２つの状態の間で切り替わる速度は、ミリ秒程度である。フィルタ３０５は、第１および第２のマルチパスバンド波長Σλ１およびΣλ２のそれぞれを、光ファイバ束３０９を通して内視鏡／プローブ１０２の遠位端に伝送し、そこで第１および第２のマルチパスバンド波長のそれぞれが、図３に示されるように、ファイバ端３２１を介して内視鏡／プローブの遠位端から出て、サンプル１００を照明し、相互作用した光子３２９を生成する。相互作用した光子３２９は、内視鏡／プローブ１０２の遠位端に配置された第１の検出器３３１および第２の検出器３３５によって収集される。第１および第２の検出器３３１および３３５は、ＣＣＤ検出器を備えることができる。しかし、図１～図２を参照して本明細書に開示されているような他の検出器も使用可能である。第１の検出器３３１は、実質的に第１のマルチパスバンド波長のみを検出するように構成することができる。一実施形態では、第１の検出器３３１は、第１のマルチパスバンド波長を透過するフィルタ３０５と同時に第１のマルチパスバンド波長を検出するように、タイミングを合わせて、すなわちオフおよびオンにすることができる。同様に、第２の検出器３３５は、実質的に第２のマルチパスバンド波長のみを検出するように構成することができる。一実施形態では、第２の検出器３３５は、第２のマルチパスバンド波長を透過するフィルタ３０５と同時に第２のマルチパスバンド波長を検出するために、タイミングを合わせて、すなわちオフおよびオンにすることができる。別の実施形態では、第１のマルチパスバンド波長と第２のマルチパスバンド波長との間の変調、および対応する検出器による第１のマルチパスバンド波長および第２のマルチパスバンド波長の検出のタイミングシーケンスは、コントローラー（図示せず）によって制御されてもよい。第１の検出器２３１は、第１のマルチパスバンド波長を検出し、第１の画像データセット（Ｔ１）を生成し、第２の検出器は、第２のマルチパスバンド波長を検出し、第２の画像データセット（Ｔ２）を生成する。一実施形態では、第１の画像データセットおよび第２の画像データセットは、以下に示すようにさらに分析可能である。
図３は、フィルタ３０５を介して透過される照射光子を生成するように構成された照明源１０３を示す。一実施形態では、フィルタ３０５は等角フィルタを含む。いくつかの実施形態では、フィルタ３０５は、液晶チューナブルフィルタ（「ＬＣＴＦ」）、多重共役フィルタ、または本開示を考慮して当業者に明らかとなる他のフィルタなどの他のフィルタを備えることができる。フィルタ３０５は、フィルタが最初に第１のマルチパスバンド波長（Σλ１）を通過させ、続いて第２のマルチパスバンド波長（Σλ２）を通過させるようにフィルタ構成を切り替えるように構成されたコントローラ（図示せず）によって制御されてもよい。一実施形態では、コントローラが２つの状態の間で切り替わる速度は、ミリ秒程度である。フィルタ３０５は、第１および第２のマルチパスバンド波長Σλ１およびΣλ２のそれぞれを、光ファイバ束３０９を通して内視鏡／プローブ１０２の遠位端に伝送し、そこで第１および第２のマルチパスバンド波長のそれぞれが、図３に示されるように、ファイバ端３２１を介して内視鏡／プローブの遠位端から出て、サンプル１００を照明し、相互作用した光子３２９を生成する。相互作用した光子３２９は、内視鏡／プローブ１０２の遠位端に配置された第１の検出器３３１および第２の検出器３３５によって収集される。第１および第２の検出器３３１および３３５は、ＣＣＤ検出器を備えることができる。しかし、図１～図２を参照して本明細書に開示されているような他の検出器も使用可能である。第１の検出器３３１は、実質的に第１のマルチパスバンド波長のみを検出するように構成することができる。一実施形態では、第１の検出器３３１は、第１のマルチパスバンド波長を透過するフィルタ３０５と同時に第１のマルチパスバンド波長を検出するように、タイミングを合わせて、すなわちオフおよびオンにすることができる。同様に、第２の検出器３３５は、実質的に第２のマルチパスバンド波長のみを検出するように構成することができる。一実施形態では、第２の検出器３３５は、第２のマルチパスバンド波長を透過するフィルタ３０５と同時に第２のマルチパスバンド波長を検出するために、タイミングを合わせて、すなわちオフおよびオンにすることができる。別の実施形態では、第１のマルチパスバンド波長と第２のマルチパスバンド波長との間の変調、および対応する検出器による第１のマルチパスバンド波長および第２のマルチパスバンド波長の検出のタイミングシーケンスは、コントローラー（図示せず）によって制御されてもよい。第１の検出器２３１は、第１のマルチパスバンド波長を検出し、第１の画像データセット（Ｔ１）を生成し、第２の検出器は、第２のマルチパスバンド波長を検出し、第２の画像データセット（Ｔ２）を生成する。一実施形態では、第１の画像データセットおよび第２の画像データセットは、以下に示すようにさらに分析可能である。
【0046】
二重偏波配置の等角フィルターを備えたシステム
図４は、照明源変調を組み込んだ別の例示的なシステムを示している。この実施形態では、照明源１０３は、光信号を第１の偏光信号と第２の偏光信号に分割する偏光ビームスプリッタ４０５を介して伝送される光信号を生成する。第１の偏光信号は第１のフィルタ４０９に伝送され、第２の偏光信号は第２のフィルタ４１１に伝送される。一実施形態では、第１のフィルタ４０９および第２のフィルタ４１１はそれぞれ、本明細書で説明するように等角フィルタを含むことができる。別の実施形態では、第１のフィルタ４０９および第２のフィルタ４１１はそれぞれＬＣＴＦを含むことができる。一実施形態では、第１のフィルタ４０９および第２のフィルタ４１１はそれぞれ、多重共役フィルタを含むことができる。第１のフィルタ４０９は、第１の偏光信号をフィルタリングし、第１のマルチパスバンド波長（Σλ１）を透過するように構成され、第２のフィルタ４１１は、第２の偏光信号をフィルタリングし、第２のマルチパスバンド波長（Σλ２）を透過するように構成される。第１のマルチパスバンド波長および第２のマルチパスバンド波長は、それぞれのフィルタ４０９、４１１から、第１の光ファイバ束４１７および第２の光ファイバ束４１９を介して内視鏡／プローブ１０２の遠位端に伝送される。１実施形態では、第１の光ファイバ束４１７および第２の光ファイバ束４１９は、偏波保持光ファイバ束を構成する。
図４は、照明源変調を組み込んだ別の例示的なシステムを示している。この実施形態では、照明源１０３は、光信号を第１の偏光信号と第２の偏光信号に分割する偏光ビームスプリッタ４０５を介して伝送される光信号を生成する。第１の偏光信号は第１のフィルタ４０９に伝送され、第２の偏光信号は第２のフィルタ４１１に伝送される。一実施形態では、第１のフィルタ４０９および第２のフィルタ４１１はそれぞれ、本明細書で説明するように等角フィルタを含むことができる。別の実施形態では、第１のフィルタ４０９および第２のフィルタ４１１はそれぞれＬＣＴＦを含むことができる。一実施形態では、第１のフィルタ４０９および第２のフィルタ４１１はそれぞれ、多重共役フィルタを含むことができる。第１のフィルタ４０９は、第１の偏光信号をフィルタリングし、第１のマルチパスバンド波長（Σλ１）を透過するように構成され、第２のフィルタ４１１は、第２の偏光信号をフィルタリングし、第２のマルチパスバンド波長（Σλ２）を透過するように構成される。第１のマルチパスバンド波長および第２のマルチパスバンド波長は、それぞれのフィルタ４０９、４１１から、第１の光ファイバ束４１７および第２の光ファイバ束４１９を介して内視鏡／プローブ１０２の遠位端に伝送される。１実施形態では、第１の光ファイバ束４１７および第２の光ファイバ束４１９は、偏波保持光ファイバ束を構成する。
【0047】
図４Ａおよび図４Ｂは、内視鏡／プローブ１０２の遠位端の異なる実施形態を示す。第１のファイバ束４１７および第２のファイバ束４１９は、内視鏡／プローブ１０２を通って遠位端まで横断する。第１のファイバ束４１７は第１のファイバ端４２３で終端し、第２のファイバ束４１７は第２のファイバ端４２５で終端する。図４Ａは、第２のファイバ端４２５に対する第１のファイバ端４２３の１つの例示的な配置を示している。この実施形態では、第１のファイバ端４２３は、内視鏡／プローブ１０２の遠位端の片側に一緒に分配され、第２のファイバ端４２５は、内視鏡／プローブの遠位端の反対側に一緒に分配される。図４Ｂに示す別の実施形態では、第１のファイバー端４２３と第２のファイバー端４２５は、内視鏡／プローブ１０２の遠位端の周りで交互になっている。ファイバー端の追加の適切な構成は、本開示の教示に基づいて当業者には明らかであろう。患者の口腔１００は、第１のファイバ端４２３および第２のファイバ端４２５からそれぞれ放出される第１のマルチパスバンド波長および第２のマルチパスバンド波長によって照射され、相互作用光子４３５を生成する。相互作用した光子４３５は、内視鏡／プローブ１０２の遠位端に配置された第１の検出器４３７および第２の検出器４４１によって検出される。図示の実施形態では、第１の検出器４３７および第２の検出器４４１はそれぞれＣＣＤ検出器である。しかし、本明細書に開示されているような他の適切な検出器を使用することができる。このような検出器は、本開示を考慮すれば当業者には明らかであろう。一実施形態では、第１のファイバ束４１７および第２のファイバ束４１９はそれぞれ、偏波保持ファイバ束を含む。このような実施形態では、偏光子（図示せず）を第１および第２の検出器４３７、４４１に隣接して配置し、偏光に基づいてＴ１状態とＴ２状態とを区別するように構成することができる。いくつかの実施形態では、第１および第２の検出器４３７、４４１は立体視のために配置されてもよい。
【0048】
いくつかの実施形態では、第１の検出器４３７は、第１のマルチパスバンド波長から生成された相互作用光子のみを実質的に検出するように構成され、第２の検出器４４１は、第２のマルチパスバンド波長から生成された相互作用光子のみを実質的に検出するように構成されている。したがって、第１の検出器４３７および第２の検出器４４１に対する第１のファイバ端４２３および第２のファイバ端４２５の位置は、第１の検出器による第１のマルチパスバンド波長に対応する相互作用光子及び第２の検出器による第２のマルチパスバンド波長に対応する相互作用光子の検出を最適化するように配置することができる。第１の検出器４３７および第２の検出器４４１が相互作用した光子４３５を検出すると、第１の検出器４３７は第１の画像データセット（Ｔ１）を生成するように構成され、第２の検出器４４１は第２の画像データセット（Ｔ２）を生成するように構成される。一実施形態では、第１の画像データセットおよび第２の画像データセットをさらに分析することができる。
【0049】
音響光学フィルタ構成を有するシステム
図５は、音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）を使用する本開示の実施形態を示す。図５に示すように、照明源１０３を使用して、患者の口腔１００を照射するための照射光子を生成することができる。フィルタ５０７は、照明源１０３から放出された光子をフィルタリングするように構成される。一実施形態では、フィルタ５０７は、単一のパスバンド波長を透過するように構成されたＡＯＴＦを備える。ＡＯＴＦは、少なくとも毎秒１０フレームのサンプリングレートを達成するために、標的パスバンド波長と背景パスバンド波長との間で急速に切り替えられ得る。別の実施形態では、フィルタは、等角ＡＯＴＦがマルチパスバンド波長を同時に伝送するＡＯＴＦ技術に基づく等角フィルタを備える。等角ＡＯＴＦは、Ｔ１状態とＴ２状態との間で切り替えるために、マイクロ秒の切り替え速度で直列に切り替えることができる。他の実施形態では、Ｔ１およびＴ２状態が同時に選択される複数の等角ＡＯＴＦを使用することができる。複数の音響光学チューナブルフィルタを使用する実施形態では、各フィルタが異なるマルチパスバンド波長を同時に透過するように、各フィルターは、１つまたは複数の波長に同調可能である。
図５は、音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）を使用する本開示の実施形態を示す。図５に示すように、照明源１０３を使用して、患者の口腔１００を照射するための照射光子を生成することができる。フィルタ５０７は、照明源１０３から放出された光子をフィルタリングするように構成される。一実施形態では、フィルタ５０７は、単一のパスバンド波長を透過するように構成されたＡＯＴＦを備える。ＡＯＴＦは、少なくとも毎秒１０フレームのサンプリングレートを達成するために、標的パスバンド波長と背景パスバンド波長との間で急速に切り替えられ得る。別の実施形態では、フィルタは、等角ＡＯＴＦがマルチパスバンド波長を同時に伝送するＡＯＴＦ技術に基づく等角フィルタを備える。等角ＡＯＴＦは、Ｔ１状態とＴ２状態との間で切り替えるために、マイクロ秒の切り替え速度で直列に切り替えることができる。他の実施形態では、Ｔ１およびＴ２状態が同時に選択される複数の等角ＡＯＴＦを使用することができる。複数の音響光学チューナブルフィルタを使用する実施形態では、各フィルタが異なるマルチパスバンド波長を同時に透過するように、各フィルターは、１つまたは複数の波長に同調可能である。
【0050】
音響光学チューナブルフィルタは、当技術分野で知られており、一般に、光源の光のビームを基板、典型的には石英を通過させることによって動作する。基板は、圧電トランスデューサ変調器によって振動される。ＲＦ周波数が変調器に適用され、基板が振動する。光源の光または放射は、振動基板を通過し、基板を通過する光源の光を回折させる。このような回折は、光源の光に対してフィルター勾配を作成する。音響光学フィルタから放射された光源の光は、圧電トランスデューサに適用されるＲＦ周波数によって、所望のパスバンド波長にフィルタリングすることができる。音響光学チューナブルフィルターの動作の詳細については、Ｔｕｒｎｅｒ，Ｊｏｈｎ Ｆ．およびＴｒｅａｄｏ，Ｐａｔｒｉｃｋ Ｊ．による「Ｎｅａｒ－Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ａｃｏｕｓｔｏ－Ｏｐｔｉｃ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｆｉｌｔｅｒ Ｈａｄａｍａｒｄ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ」Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ， ５０．２（１９９６），２７７－２８４でより詳細に説明されるが、ここで参照することにより、その全体が本明細書に組み込まれる。
【0051】
フィルタ５０７から伝送されたパスバンド波長は、光ファイバ束５１５を介して内視鏡／プローブ１０２の遠位端に伝送される。図５Ａは、内視鏡／プローブ１０２の遠位端を示し、光ファイバ束５１５からの複数のファイバ端５１９を特徴とする。ファイバ端５１９は、フィルタ５０７からパスバンド波長を伝送して患者の口腔１００を照明し、相互作用した光子５２１を生成する。相互作用した光子５２１は、内視鏡／プローブ１０２の遠位端に配置された第１の検出器５２５および第２の検出器５２９によって検出され得る。いくつかの実施形態では、複数の相互作用光子５２１を検出するために、１つの検出器のみ、すなわち第１の検出器５２５を使用することができる。別の実施形態では、相互作用光子５２１は、第１および第２の検出器５２５、５２９の両方によって検出される。別の実施形態では、複数の音響光学チューナブルフィルタが使用される。そのような実施形態では、第１のパスバンド波長および第２のパスバンド波長が生成され得る。第１の検出器５２５は、第１のパスバンド波長を検出し、第１の画像データセット（Ｔ１）を生成し、第２の検出器５２９は、第２のパスバンド波長を検出し、第２の画像データセット（Ｔ２）を生成するように構成され得る。一実施形態では、第１の画像データセットおよび第２の画像データセットは、以下に示すようにさらに分析され得る。
【0052】
ＭＯＥフィルターホイール配置を有するシステム
図６は、本開示による別の実施形態を示す。照明源１０３は、フィルタホイール６０５に送られる照射光子を生成し、そこで照射光子はフィルタリングされて、フィルタリングされた光子を生成する。フィルタホイール６０５は、複数のフィルタ要素６０９を含む。一実施形態では、各フィルタ要素６０９はＭＯＥを含む。本明細書に記載の教示に従って使用するのに適したＭＯＥは、当業者には明らかであろう。いくつかの実施形態では、各フィルタ要素６０９は、他のフィルタ要素とは異なり、異なるパスバンド波長をフィルタリングして透過するように構成されてもよい。例えば、第１のフィルタ要素６０９ａは、特定のタイプの組織または解剖学的構造などの背景に対応する波長を透過するように構成可能であり、第２のフィルタ要素６０９ｂは、組織上の癌性腫瘍などの組織サンプルの異常に対応するパスバンド波長を透過するように構成可能である。このタイプの実施形態では、フィルタホイール６０５は、外科手術中に回転して、外科医が正常組織を癌組織から区別するのを助けることができる。別の実施形態では、フィルタ要素６０９は、複数の異なるサンプルを検出するように構成され得る。一実施形態では、フィルタ要素６０９は、口腔内の癌組織から背景組織を識別するように構成され得る。
図６は、本開示による別の実施形態を示す。照明源１０３は、フィルタホイール６０５に送られる照射光子を生成し、そこで照射光子はフィルタリングされて、フィルタリングされた光子を生成する。フィルタホイール６０５は、複数のフィルタ要素６０９を含む。一実施形態では、各フィルタ要素６０９はＭＯＥを含む。本明細書に記載の教示に従って使用するのに適したＭＯＥは、当業者には明らかであろう。いくつかの実施形態では、各フィルタ要素６０９は、他のフィルタ要素とは異なり、異なるパスバンド波長をフィルタリングして透過するように構成されてもよい。例えば、第１のフィルタ要素６０９ａは、特定のタイプの組織または解剖学的構造などの背景に対応する波長を透過するように構成可能であり、第２のフィルタ要素６０９ｂは、組織上の癌性腫瘍などの組織サンプルの異常に対応するパスバンド波長を透過するように構成可能である。このタイプの実施形態では、フィルタホイール６０５は、外科手術中に回転して、外科医が正常組織を癌組織から区別するのを助けることができる。別の実施形態では、フィルタ要素６０９は、複数の異なるサンプルを検出するように構成され得る。一実施形態では、フィルタ要素６０９は、口腔内の癌組織から背景組織を識別するように構成され得る。
【0053】
フィルタリングされた光子は、光ファイバ束６０３を介して内視鏡／プローブ１０２の遠位端に伝送され、図６Ａに示すように複数のファイバ端６２１を通って内視鏡／プローブの遠位端から出る。フィルタリングされた光子は、患者の口腔１００を照射し、複数の相互作用光子６０１を生成する。相互作用光子６０１は、１つまたは複数の検出器６１９によって検出され、１つまたは複数の検出器６１９は、画像データセット（Ｔ１）を生成するように構成される。一実施形態では、以下に示すように、画像データセットをさらに分析することができる。
【0054】
パターン化されたエタロンフィルター配置を有するシステム
図７は、一実施形態による、パターン化されたエタロンフィルタ構成を有する例示的なシステムを示す。一実施形態では、照明源１０３は、光ファイバ束１０４を介して内視鏡／プローブ１０２の遠位端、ファイバ端１２１に伝送される照射光子を生成する。照射光子は、ファイバ端１２１を出て、患者の口腔１００を照明し、患者の口腔１００から相互作用光子１０１を生成する。いくつかの実施形態では、相互作用した光子１０１は、内視鏡／プローブ１０２の遠位端に配置された第１の検出器７０５および第２の検出器７０７によって検出される。一実施形態では、第１の検出器７０５および第２の検出器７０７は、ハイパースペクトルカメラを備える。一実施形態では、検出器７０５および７０７は、検出器の各ピクセル上に配置されたファブリ・ペロー干渉（パターン化エタロン）フィルタ構成を備える。パターン化されたエタロンフィルタ構成および関連する検出器の適切な例は、コロラド州レイクウッドのＸｉｍｅａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能である。各ピクセルのフィルタは、各ピクセルの１つまたは複数のパスバンド波長を透過するように構成することができる。一実施形態では、第１の検出器７０５は、モザイクスナップショット構成のパターン化エタロンフィルタ構成を含む。１０８８ｘ２０４８ピクセル以上のモザイクスナップショットを取得可能である。一実施形態では、モザイクスナップショットは、１６の波長帯域を有する４×４モザイクを含む。別の実施形態では、モザイクスナップショットは、１１ｎｍ間隔で４６５ｎｍから６３０ｎｍまでのサンプルのスナップショットを含む。別の実施形態では、モザイクスナップショットは、約６００ｎｍから１，０００ｎｍまでの波長範囲にわたって２５バンドを有する５×５モザイクを含み得る。別の実施形態では、モザイクスナップショットは、補間により最大２メガピクセルで約５１２×２７２のバンドあたりの空間解像度を含み、最大１７０個のデータキューブ／秒を収集することができる。
図７は、一実施形態による、パターン化されたエタロンフィルタ構成を有する例示的なシステムを示す。一実施形態では、照明源１０３は、光ファイバ束１０４を介して内視鏡／プローブ１０２の遠位端、ファイバ端１２１に伝送される照射光子を生成する。照射光子は、ファイバ端１２１を出て、患者の口腔１００を照明し、患者の口腔１００から相互作用光子１０１を生成する。いくつかの実施形態では、相互作用した光子１０１は、内視鏡／プローブ１０２の遠位端に配置された第１の検出器７０５および第２の検出器７０７によって検出される。一実施形態では、第１の検出器７０５および第２の検出器７０７は、ハイパースペクトルカメラを備える。一実施形態では、検出器７０５および７０７は、検出器の各ピクセル上に配置されたファブリ・ペロー干渉（パターン化エタロン）フィルタ構成を備える。パターン化されたエタロンフィルタ構成および関連する検出器の適切な例は、コロラド州レイクウッドのＸｉｍｅａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能である。各ピクセルのフィルタは、各ピクセルの１つまたは複数のパスバンド波長を透過するように構成することができる。一実施形態では、第１の検出器７０５は、モザイクスナップショット構成のパターン化エタロンフィルタ構成を含む。１０８８ｘ２０４８ピクセル以上のモザイクスナップショットを取得可能である。一実施形態では、モザイクスナップショットは、１６の波長帯域を有する４×４モザイクを含む。別の実施形態では、モザイクスナップショットは、１１ｎｍ間隔で４６５ｎｍから６３０ｎｍまでのサンプルのスナップショットを含む。別の実施形態では、モザイクスナップショットは、約６００ｎｍから１，０００ｎｍまでの波長範囲にわたって２５バンドを有する５×５モザイクを含み得る。別の実施形態では、モザイクスナップショットは、補間により最大２メガピクセルで約５１２×２７２のバンドあたりの空間解像度を含み、最大１７０個のデータキューブ／秒を収集することができる。
【0055】
別の実施形態では、第１の検出器７０５および第２の検出器７０７は、スナップショットのタイル化構成を取得するためのパターン化されたエタロンフィルタ構成を含むことができる。一実施形態では、スナップショットタイル化構成は、各ピクセルでパスバンド波長を透過する。パターン化されたエタロンスナップショットタイル化フィルター構成は、最大１０８８ｘ２０４８ピクセルを取得できる。一実施形態では、タイル化スナップショットは、最大３２バンドのスペクトル分解能を有し、１２の増分ステップにわたって６００ｎｍから１，０００ｎｍの範囲の波長を検出することができる。別の実施形態では、帯域ごとの空間解像度は約２５６×２５６である。別の実施形態では、タイル化スナップショットは、最大１７０個のデータキューブ／秒を検出することができる。パターン化されたエタロンフィルタ構成は、口腔に対する所定の応答および所望の結果を生成するようにカスタマイズすることもできる。このようなカスタマイズは、本開示を考慮すれば当業者には明らかであろう。
一実施形態では、第１の検出器７０５および第２の検出器７０７は、ベルギー、ルーベンのＩＭＥＣによって開発されたモザイクフィルタ構成を含む。このような実施形態では、第１の検出器７０５および第２の検出器７０７のパターン化エタロンモザイクフィルタ構成は、各ピクセルで１つまたは複数の異なる波長帯域を透過するように構成される。別の実施形態では、第１の検出器７０５および第２の検出器７０７は、パターン化されたエタロンタイル化フィルタ構成を備える。
一実施形態では、第１の検出器７０５および第２の検出器７０７は、ベルギー、ルーベンのＩＭＥＣによって開発されたモザイクフィルタ構成を含む。このような実施形態では、第１の検出器７０５および第２の検出器７０７のパターン化エタロンモザイクフィルタ構成は、各ピクセルで１つまたは複数の異なる波長帯域を透過するように構成される。別の実施形態では、第１の検出器７０５および第２の検出器７０７は、パターン化されたエタロンタイル化フィルタ構成を備える。
【0056】
そのような実施形態では、第１の検出器７０５および第２の検出器７０７のパターン化エタロンタイルフィルタ配置は、各ピクセルで異なる波長帯域を検出するように構成される。別の実施形態では、スナップショットモザイクパターン化エタロンフィルタ構成またはスナップショットタイル状パターン化エタロンフィルタ構成を有する第１の検出器７０５のみが使用される。
【0057】
第１および第２の検出器７０５、７０７は、フィルタ装置から送信されるパスバンド波長ごとに１つまたは複数の画像データセットを生成するように構成される。一実施形態では、第１および第２の検出器７０５、７０７は、それぞれ第１の画像データセット（Ｔ１）および第２の画像データセット（Ｔ２）を生成するように構成される。一実施形態では、以下に示すように、画像データセットをさらに分析することができる。
【0058】
さらに別の実施形態では、照明源は、特定の波長で照射光子を生成するように構成され得る。例えば、照明源は、患者の口腔を照射するために、ＬＥＤの第１の部分が第１の波長を生成し、ＬＥＤの第２の部分が第２の波長を生成するように構成された複数のＬＥＤを備えることができる。そのような実施形態では、第１の検出器は、第１の波長から相互作用光子を検出し、第１の画像データセット（Ｔ１）を生成し、第２の検出器は、第２の波長から相互作用光子を検出し、第２の画像データセット（Ｔ２）を生成するように構成されてもよい。複数の波長で照射光子を生成することができる他の照明源または配置を使用することができる。一実施形態では、照明源は、複数の波長を生成することができる変調レーザーを含む。
【0059】
本明細書で説明する画像データセットは、可視近赤外線（Ｖｉｓ－ＮＩＲ）画像データセットおよび／または短波赤外線（ＳＷＩＲ）画像データセットを含むことができる。他の実施形態では、画像データセットは、紫外線（ＵＶ）画像データセット、蛍光画像データセット、可視（ＶＩＳ）画像データセット、ラマン画像データセット、近赤外（ＮＩＲ）画像データセット、中赤外線（ＭＩＲ）画像データセット、および長波赤外線（ＬＷＩＲ）画像データセットの１つまたは複数を追加または代替として含むことが事ができる。別の実施形態では、画像データセットは、ハイパースペクトル画像データセットを含むことができる。本開示の画像データセットをさらに分析することができる。
【0060】
一実施形態では、本明細書に開示されるシステムは、ファイバーアレイスペクトルトランスレータ（ＦＡＳＴ）を含み得る。適切なＦＡＳＴデバイスは、２０１０年４月１３日に出願され、２０１２年１月１７日に登録された、「ＳＰＡＴＩＡＬＬＹ ＡＮＤ ＳＰＥＣＴＲＡＬＬＹ ＰＡＲＡＬＬＥＬＩＺＥＤ ＦＩＢＥＲ ＡＲＲＡＹ ＳＰＥＣＴＲＡＬ ＴＲＡＮＳＬＡＴＯＲ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＵＳＥ」の名称のネルソンらの米国特許第８，０９８，３７３号に開示されて、ここで参照することにより全文が組み込まれる。
【0061】
一実施形態では、本明細書で開示されるシステムは、プロセッサと、プロセッサと動作可能に通信する非一時的なプロセッサ可読記憶媒体とを備えることができる。記憶媒体は、実行時にプロセッサに画像データセットを分析させる１つまたは複数のプログラミング命令を含むことができる。一実施形態では、分析は、光学計算をデータセットに適用することを含んでもよい。別の実施形態では、光学計算は、Ｔ１、および（Ｔ１－Ｔ２）／（Ｔ１＋Ｔ２）のうちの１つまたは複数を含むことができる。当技術分野で知られている他の光学計算を適用することができる。一実施形態では、分析は、画像データセットに１つまたは複数のケモメトリック技術を適用することを含むことができる。ケモメトリック分析は、多変量曲線分解能分析、主成分分析（ＰＣＡ）、部分最小二乗判別分析（ＰＬＳＤＡ）、ｋ－ｍｅａｎｓ クラスタリング分析、バンドｔエントロピー分析、適応部分空間検出器分析、コサイン相関分析、ユークリッド距離分析、部分最小二乗回帰分析、スペクトル混合解像度分析、スペクトル角度マッパーメトリック分析、スペクトル情報発散メトリック分析、マハラノビス距離メトリック分析、およびスペクトル非混合分析の１つまたは複数を含んでもよい。いくつかの実施形態では、プロセッサは、システムの動作を制御するように構成され得る。例えば、チューナブルフィルタが採用される実施形態では、プロセスは、コントローラが調整可能フィルタに電圧を印加して所望のパスバンド透過を得るように構成され得る。さらに、プロセッサは、特定の照明に対して正しい検出器が動作するように、照明源および検出器のタイミングを制御するように構成することができる。他のプロセッサ構成が考えられ、この開示を考慮すれば当業者には明らかであろう。
【0062】
本開示によるシステムは、ディスプレイをさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、検出器のうちの１つまたは複数からの１つまたは複数の結果を含み得る。別の実施形態では、ディスプレイは、プロセッサの分析からの１つまたは複数の結果を含むことができる。一実施形態では、ディスプレイは、検出器のうちの１つまたは複数からの１つまたは複数の結果、およびプロセッサの分析からの１つまたは複数の結果を含むことができる。
【0063】
本教示の原理を組み込んだ様々な例示的実施形態が開示されてきたが、本教示は開示された実施形態に限定されない。代わりに、本出願は、本教示のあらゆる変形、使用、または適応をカバーし、その一般原則を使用することを意図している。さらに、本出願は、これらの教示が関係する技術分野における既知または慣例の範囲内にある、本開示からのそのような逸脱をカバーすることを意図している。
【0064】
上記の詳細な説明において、本明細書の一部を形成する添付の図面を参照している。図面において、類似の記号は、文脈上別段の指示がない限り、典型的には類似の構成要素を識別する。本開示に記載された例示的な実施形態は、限定的であることを意味するものではない。本明細書に提示される主題の精神または範囲から逸脱することなく、他の実施形態を使用することができ、他の変更を行うことができる。本明細書に一般的に記載され、図に示される本開示の様々な特徴は、多種多様な異なる構成で配置、置換、結合、分離、および設計することができ、それらのすべてが本明細書で明示的に意図されることが容易に理解されるであろう。
【0065】
本開示は、本出願に記載された特定の実施形態に関して限定されるべきではなく、これらは様々な特徴の例示として意図されている。当業者には明らかであるように、その精神および範囲から逸脱することなく、多くの修正および変形を行うことができる。本明細書に列挙したものに加えて、本開示の範囲内の機能的に同等の方法および装置は、前述の説明から当業者には明らかであろう。本開示は、特定の方法、試薬、化合物、組成物、または生物系に限定されず、もちろん変化し得ることが理解されるべきである。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためだけのものであり、限定することを意図していないことも理解されたい。
【0066】
本明細書における実質的に任意の複数および／または単数の用語の使用に関して、当業者は、文脈および／または適用に適切であるように、複数から単数に、および／または単数から複数に変換することができる。明確にするために、本明細書では、様々な単数／複数の順列が明示的に示されている場合がある。
【0067】
一般に、本明細書で使用される用語は一般に「オープン」な用語として意図されていることを当業者は理解するであろう（例えば、「含む」という用語は、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」という用語を「含むが、これらに限定されない」と解釈されるべきである）。「ｈａｖｉｎｇ」は「少なくとも持っている」と解釈されるべきであり、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」という用語は「含むが、これに限定されない」と解釈されるべきである、など）。さまざまな構成要素または工程を「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」という観点からさまざまな組成物、方法、およびデバイスが説明されているが（「含むが、これらに限定されない」という意味で解釈される）、組成物、方法、およびデバイスは、「から本質的になる」または「からなる」こともできる。これらの用語は、本質的に閉じたメンバーのグループを定義するものとして解釈されるべきです。
さらに、記載された請求項の特定の数の記載が明示的に記載されている場合でも、当業者は、そのような記載が少なくともその記載された数を意味するものと解釈されるべきであることを認識するであろう（例えば、他の修飾子なしで２つの記載がある場合は、少なくとも２つ、または ２つ以上と記載されたことを意味する）。さらに、「Ａ、Ｂ、およびＣなどの少なくとも１つ」に類似した慣例が使用される場合、一般に、そのような構成は、当業者が慣例を理解するという意味で意図される（たとえば、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つを有するシステム」には、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢが一緒、ＡとＣが一緒、ＢとＣが一緒、および／またはＡ、Ｂ、およびＣの組み合わせなどを有するシステムが含まれますが、これらに限定されない）。「Ａ、Ｂ、またはＣなどの少なくとも１つ」に類似した慣例が使用される場合、一般に、そのような構成は、当業者が慣例を理解するという意味で意図されている（たとえば、「Ａ、Ｂ、またはＣの少なくとも１つを有するシステム」には、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢを一緒に、ＡとＣを一緒に、ＢとＣを一緒に、および／またはＡ、Ｂ、およびＣの組み合わせなど）。明細書、特許請求の範囲、または図面のいずれにおいても、２つ以上の代替用語を提示する実質的に任意の分離語および／または句は、用語の１つ、いずれかの用語、または両方の用語を含む可能性を考慮すると理解されるべきであることが、当業者によってさらに理解されるであろう。例えば、「ＡまたはＢ」という語句は、「Ａ」または「Ｂ」または「ＡおよびＢ」の可能性を含むと理解される。
さらに、記載された請求項の特定の数の記載が明示的に記載されている場合でも、当業者は、そのような記載が少なくともその記載された数を意味するものと解釈されるべきであることを認識するであろう（例えば、他の修飾子なしで２つの記載がある場合は、少なくとも２つ、または ２つ以上と記載されたことを意味する）。さらに、「Ａ、Ｂ、およびＣなどの少なくとも１つ」に類似した慣例が使用される場合、一般に、そのような構成は、当業者が慣例を理解するという意味で意図される（たとえば、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つを有するシステム」には、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢが一緒、ＡとＣが一緒、ＢとＣが一緒、および／またはＡ、Ｂ、およびＣの組み合わせなどを有するシステムが含まれますが、これらに限定されない）。「Ａ、Ｂ、またはＣなどの少なくとも１つ」に類似した慣例が使用される場合、一般に、そのような構成は、当業者が慣例を理解するという意味で意図されている（たとえば、「Ａ、Ｂ、またはＣの少なくとも１つを有するシステム」には、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢを一緒に、ＡとＣを一緒に、ＢとＣを一緒に、および／またはＡ、Ｂ、およびＣの組み合わせなど）。明細書、特許請求の範囲、または図面のいずれにおいても、２つ以上の代替用語を提示する実質的に任意の分離語および／または句は、用語の１つ、いずれかの用語、または両方の用語を含む可能性を考慮すると理解されるべきであることが、当業者によってさらに理解されるであろう。例えば、「ＡまたはＢ」という語句は、「Ａ」または「Ｂ」または「ＡおよびＢ」の可能性を含むと理解される。
【0068】
さらに、本開示の特徴または態様がマーカッシュグループに関して説明される場合、当業者は、本開示がそれによって、任意の個々のメンバーまたはマーカッシュグループの要素のサブグループに関しても説明されることを認識するであろう。
【0069】
当業者によって理解されるように、書面による説明を提供することなど、ありとあらゆる目的のために、本明細書に開示されるすべての範囲はまた、ありとあらゆる可能な下位範囲およびその下位範囲の組み合わせを包含する。リストされた範囲は、十分に記述されており、同じ範囲を少なくとも半分、３分の１、４分の１、５分の１、１０分の１などに分割できるようになっていると容易に認識できる。非限定的な例として、本明細書で説明する各範囲は、下三分の一、中三分の一、上三分の一などに容易に分解することができる。また、当業者には理解されるように、「～まで」、「少なくとも」などのすべての用語は、列挙された数を含み、上記で論じたように、後で部分範囲に分解できる範囲を指す。最後に、当業者には理解されるように、範囲には個々の構成要素が含まれる。したがって、例えば、１～３コンポーネントを有するグループは、１、２、または３コンポーネントを有するグループを指す。同様に、１～５コンポーネントを有するグループは、１、２、３、４、または５コンポーネントを有するグループなどを指す。
【0070】
本明細書で使用される「約」という用語は、例えば、現実世界での測定手順または取り扱い手順、これらの手順における不注意によるエラー、組成物または試薬の製造、供給元、または純度の違い等を通じて発生する可能性がある数値量の変動を指す。通常、本明細書で使用される「約」という用語は、記載された値の１／１０によって記載された値または値の範囲よりも大きいまたは小さい、例えば±１０％を意味する。「約」という言葉はまた、そのような変動が先行技術によって実施される既知の値を包含しない限り、当業者によって同等であると認識される変動を指す。「約」という用語が先行する各値または値の範囲は、記載された絶対値または値の範囲の実施形態を包含することも意図している。「約」という用語によって修飾されているかどうかにかかわらず、本開示で列挙される定量的値は、列挙された値と同等のもの、例えば起こり得るそのような値の数値量の変化を含むが、当業者には同等であると認識されるであろう。
【0071】
上に開示されたおよび他の特徴および機能、またはそれらの代替の様々なものは、他の多くの異なるシステムまたは用途に組み合わせることができる。当業者は、現在予見できない、または予期しない様々な代替、修正、変形、または改良をその後行うことができ、それらのそれぞれも開示された実施形態に包含されることを意図している。
【図1】
【図1A-1B】
【図2】
【図2A-2B】
【図3】
【図3A】
【図4】
【図4A-4B】
【図5】
【図5A】
【図6】
【図6A】
【図7】
【国際調査報告】