JP2013223757A - 光−音響イメージングデバイスおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 該プローブは、シースと、該シース内に位置決めされた柔軟で、かつ双方向に回転可能な光学サブシステムとを含み、該光学サブシステムは、伝送性ファイバを備え、該光学サブシステムは、所定のビームサイズを有する第一のビームに沿って所定の範囲の波長の光を伝送し、かつ収集することが可能である。該プローブはまた、超音波サブシステムを含み、該超音波サブシステムは、該シース内に位置決めされ、第二の所定のビームサイズを有する第二のビームに沿って所定の範囲の周波数のエネルギーを伝播するように適合され、該第一のビームおよび該第二のビームの一部分が走査の間に領域をオーバーラップする。
【選択図】 図1A
Description
本発明は、光学イメージングの分野に関し、より具体的には、光学コヒーレンス断層撮影(OCT;optical
coherence tomography)と、超音波などの他の光学イメージングとのための光ファイバプローブの設計に関する。
近年、突然の心臓発作(急性心筋梗塞またはAMI)の潜在的な原因は、多くの注目の対象であった。冠動脈のゆるやかな閉塞のより古くからの支配的な説は、AMIが冠動脈壁の破裂、特に「易損性プラーク(vulnerable
plaque)」の破裂の結果であるという広範囲にわたる組織病理学的な証拠に基づいた新しい理論によって取って代られている。易損性プラークはまた、薄いキャップを被せられた繊維性組織アルセローマ(TCFA;Thin−Capped
Fibro−Artheroma)として知られており、動脈壁の下に位置する脂質プールを覆っている薄い繊維状のキャップによって特徴付けられる。従来のエックス線検査ベースの血管造影撮影法の技術は、動脈が狭くなることを検出するために用いられ得る。しかしながら、TCFAを検出するために、動脈壁の表面を直接的に観察することは必須である。従って、表面下の生物学的組織および脂質プールを検出し、そして視覚化することを可能にするプローブ設計に対するニーズが存在している。
本発明は、光および音響イメージング技術を用いて、生物学的組織および他の材料を画像化するための方法および装置に関する。光学コヒーレンス断層撮影(OCT)と、干渉測定イメージング技術と、血管内超音波法(IVUS;Intravascular
Ultrasound)との組み合わせは、理想的に、小口径のプローブを介する動脈壁などの生物学的組織の表面下の視覚化に適している。開示される方法は、各個々の技術の弱点を有利に克服するIVUS(血管内超音波法)技術とOCT(光学コヒーレンス断層撮影)技術との組み合わせに基づく。特に、IVUSとOCTとの両方の組み合わせは、多くの利点を有するロバストなプローブを可能にする。
or more)」)を意味することを理解されたい。
以下の説明は、本発明の特定の実施形態を例示する添付の図面を参照する。他の実施形態が可能であり、本発明の精神および範囲から逸脱することなく実施形態に修正がなされ得る。従って、以下の詳細な説明は、本発明を制限することを意図されない。むしろ、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。
lumen)を含み得ることによって、フラッシュ溶液がガイドカテーテルからではなくイメージングチップにおいて排出される。
Claims (43)
- プローブと、回転可能電気コイルと非回転可能電気コイルを有するイメージングシステムであって、
前記プローブは:
検査領域に導入されるカテーテル先端部に隣接する領域へ光を導光するように放出し、かつ、前記検査領域からの反射光を導光する光ファイバを有する光学コヒーレンス断層撮像センサ;
音響信号を電気信号として送受信する血管内超音波イメージングセンサ;
を有し、
前記光学コヒーレンス断層撮像センサと血管内超音波イメージングセンサは、前記プローブの近方端部に設けられ、
前記回転可能電気コイルと非回転可能電気コイルは、前記プローブの近方端部に設けられ、かつ、前記血管内超音波イメージングセンサとやり取りし、
前記光ファイバは、前記回転可能電気コイルと非回転可能電気コイルを貫通して延びる、
イメージングシステム。 - 前記光ファイバと光学的にやり取りする第1画像処理装置をさらに有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記電気コイルと電気的にやり取りする第2画像処理装置をさらに有する、請求項2に記載のシステム。
- 前記第1画像処理装置と第2画像処理装置によって処理されるデータを表示する表示装置をさらに有する、請求項3に記載のシステム。
- 前記血管内超音波イメージングセンサへ高周波出力を供給する同軸伝送ラインを構成する導体として配置される内側トルクケーブルコイルと外側トルクケーブルコイルを有するトルクケーブル集合体を有する、請求項3に記載のシステム。
- 前記プローブが、超音波イメージングトランスデューサの配列を有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記超音波イメージングトランスデューサの配列が、前記光学コヒーレンス断層撮像センサの周りで同心円状に設けられる、請求項6に記載のシステム。
- 前記光学コヒーレンス断層撮像センサがレンズを有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記表示装置が、前記第1画像処理装置によって処理される画像と第2画像処理装置によって処理される画像を併せて表示する、請求項4に記載のシステム。
- 前記表示装置が、該表示装置のスクリーン上の中心領域で前記光学的画像処理装置によって生成される画像を表示し、かつ、前記表示装置のスクリーン上の外側領域で前記音響的画像処理装置によって生成される画像を表示する、請求項9に記載のシステム。
- プローブと、第1コイルと、第2コイルを有するイメージングシステムであって、
前記プローブは:
検査領域に導入されるカテーテル先端部に隣接する領域へ光を導光するように放出し、かつ、前記検査領域からの反射光を導光する光ファイバを有する光学コヒーレンス断層撮像システムの第1センサ;
音響信号を電気信号として送受信する血管内超音波イメージングシステムの第2センサ;
を有し、
前記第1コイルは複数の巻数を有し、
前記第2コイルは複数の巻数を有し、
前記光ファイバは、前記第1コイルと第2コイルの内部に設けられ、かつ、
前記第1プローブビームは前記光ファイバを起源とする、
イメージングシステム。 - 前記光ファイバと光学的にやり取りする第1画像処理装置をさらに有する、請求項11に記載のシステム。
- 前記電気コイルと電気的にやり取りする第2画像処理装置をさらに有する、請求項12に記載のシステム。
- 前記第1画像処理装置と第2画像処理装置によって処理されるデータを表示する表示装置をさらに有する、請求項13に記載のシステム。
- 前記血管内超音波イメージングセンサへ高周波出力を供給する同軸伝送ラインを構成する導体として配置される内側トルクケーブルコイルと外側トルクケーブルコイルを有するトルクケーブル集合体を有する、請求項13に記載のシステム。
- 前記プローブが、超音波イメージングトランスデューサの配列を有する、請求項11に記載のシステム。
- 前記超音波イメージングトランスデューサの配列が、前記光学コヒーレンス断層撮像センサの周りで同心円状に設けられる、請求項16に記載のシステム。
- 前記光学コヒーレンス断層撮像センサがレンズを有する、請求項11に記載のシステム。
- 前記表示装置が、前記第1画像処理装置によって処理される画像と第2画像処理装置によって処理される画像を併せて表示する、請求項14に記載のシステム。
- 前記表示装置が、該表示装置のスクリーン上の中心領域で前記光学的画像処理装置によって生成される画像を表示し、かつ、前記表示装置のスクリーン上の外側領域で前記音響的画像処理装置によって生成される画像を表示する、請求項19に記載のシステム。
- 血管のイメージング方法であって:
超音波センサと光学コヒーレンス断層撮像センサを有する回転可能なプローブを供する手順;
前記回転可能なプローブを回転させる手順;
前記血管に関する第1組の画像データが収集されるように超音波イメージングを実行する手順;
前記血管に関する第2組の画像データが収集されるように光学コヒーレンスイメージングを実行する手順;
前記血管を介して前記回転可能なプローブを引き戻す手順;及び、
前記第1組の画像データを用いて生成される前記血管の断面像と第2組の画像データを用いて生成される前記血管の断面像とを一緒に登録する手順;
を有する方法。 - 前記第1センサからの第1プローブビームと前記第2センサからの第2プローブビームが、前記プローブの長手軸に対して同一の角度となるように、前記第1プローブビームと第2プローブビームを配向させる手順をさらに有する、請求項21に記載の方法。
- 前記プローブが回転することで、前記第2組の画像データが、前記血管に関して追跡された螺旋パターンに沿って収集される、請求項21に記載の方法。
- 前記血管の一緒に登録された断面像を表示する手順をさらに有する、請求項21に記載の方法。
- 生理学的データと、前記血管の一緒に登録された断面像を含む複合画像を表示する手順をさらに有する、請求項21に記載の方法。
- 前記生理学的データが、表面下の脂質プールを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記断面像を一緒に登録する手順が、前記第1組の画像データと第2組の画像データとの交差に相当する境界を選択する手順を有する、請求項21に記載の方法。
- 前記境界がOCT侵入限界である、請求項27に記載の方法。
- 前記超音波イメージングが、第1時点で前記血管の第1部分に関して実行され、かつ、
前記光コヒーレンス断層撮像が、第2時点で前記血管の第2部分に関して実行される、
請求項21に記載の方法。 - 生理学的データと、前記血管の一緒に登録された断面像を含む複合画像を表示する手順をさらに有する、請求項21に記載の方法。
- トルクワイヤを用いて出力を伝送することで前記超音波イメージングを実行する手順をさらに有する、請求項21に記載の方法。
- 前記血管超音波イメージセンサへ出力を伝送するトルクケーブルをさらに有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記光ファイバに付与される金属コーティングをさらに有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記血管超音波イメージセンサが音響ビームを発生させ、
前記光学コヒーレンス断層撮像センサが光ビームを発生させ、かつ、
前記光ビームと音響ビームは、前記カテーテル先端部の長手軸に対して同一の角度をとるように配向する、
請求項1に記載のシステム。 - 前記表示装置が、生理学的データと、前記血管の一緒に登録された断面像を含む複合画像を表示する、請求項4に記載のシステム。
- 前記表示装置が、光学コヒーレンス断層撮像部分と、超音波部分を含む複合画像を表示する、請求項4に記載のシステム。
- 前記光学コヒーレンス断層撮像部分と超音波部分との境界が、光学コヒーレンス断層撮像侵入限界付近に設定される、請求項36に記載のシステム。
- 前記血管超音波イメージセンサへ出力を伝送するトルクケーブルをさらに有する、請求項11に記載のシステム。
- 前記光ファイバに付与される金属コーティングをさらに有する、請求項11に記載のシステム。
- 前記血管超音波イメージセンサが音響ビームを発生させ、
前記光学コヒーレンス断層撮像センサが光ビームを発生させ、かつ、
前記光ビームと音響ビームは、前記カテーテル先端部の長手軸に対して同一の角度をとるように配向する、
請求項11に記載のシステム。 - 前記表示装置が、生理学的データと、前記血管の一緒に登録された断面像を含む複合画像を表示する、請求項14に記載のシステム。
- 前記表示装置が、光学コヒーレンス断層撮像部分と、超音波部分を含む複合画像を表示する、請求項14に記載のシステム。
- 前記光学コヒーレンス断層撮像部分と超音波部分との境界が、光学コヒーレンス断層撮像侵入限界付近に設定される、請求項42に記載のシステム。
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