JP2018094395A - 診断用スペクトル符号化内視鏡検査装置およびシステム、ならびにこれらと共に使用するための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】診断用スペクトル符号化内視鏡検査装置およびシステム、ならびにこれらと共に使用するための方法を提供する。【解決手段】スペクトル符号化内視鏡１００（ＳＥＥ）は、広帯域光源１０１、回転格子１０４および分光検出器１０７を用いて試料における空間情報を符号化する内視鏡技術である。試料もしくは被検体１３０の画像を再構成し、再構成された画像を記憶し、および／または試料もしくは被検体の粘性を測定するための、スペックル検出を用いたシリアル時間符号化２Ｄ撮像システムを伴う。【選択図】図１

Description

本開示は、一般に、光学撮像の分野に関し、より詳細には、スペクトル符号化内視鏡検査（ＳＥＥ）装置およびシステム、ならびにこれらと共に使用するための方法およびストレージ媒体に関する。ＳＥＥの用途の例は、胃腸、心臓および／または眼の用途等の、ただし、これらに限定されない、生体または組織を撮像すること、評価すること、および特徴付けすること／同定することを含む。

スペクトル符号化内視鏡（ＳＥＥ）は、広帯域光源、回転格子および分光検出器を用いて試料における空間情報を符号化する内視鏡技術である。試料に光を照明するとき、光は、１つの照明ラインに沿ってスペクトルが分散し、分散した光が照明ラインの特定の位置を特定の波長で照明するようになっている。試料からの反射光が分光計により検出されるとき、強度分布は、ラインに沿った反射率として解析される。格子を前後に回転または揺動させて照明ラインを走査することによって、試料の二次元画像が得られる。

医療診断の分野において、より少ない介入で、深くに位置する臓器または組織を撮像するために、薄い（＜０．５ｍｍ）プローブが大きく期待されている。ＳＥＥプローブは、小さな光ファイバを通じて高分解能の撮像を提供するための大きな可能性を有する。

基本的なＳＥＥシステムは、形態学的画像のみを提供することができ、その結果、医師は、画像以外のいかなる組織情報も得ることができない場合がある。例えば、Ｄｏｐｐｌｅｒ ＳＥＥは、流速情報を、広帯域波長のための追加のヘテロダイン干渉機器を用いて提供することができる。ドップラー測定は、血流の特定等の、局所的な流速を測定する場合に利点を有する。一方、ドップラー測定を用いる主な問題は、光軸に直交する１つの方向において、連続した粒子の流れを必要とすることである。組織内の光を散乱する粒子がランダムに動くとき（これは任意の組織において見られる）、ドップラー測定の正確度は実質的に降下する。したがって、ドップラー測定の使用は、医師が組織タイプを特徴付けるには困難である。

更に、当業者は、組織を評価するかまたは特徴付ける際には、スペックル検出に関連するノイズおよび／または非効率性に起因して、スペックル検出を除外するかまたはその使用を回避するように試みる。

したがって、特に、製造およびメンテナンスのコストを低減するかまたは最小限にするようにして、生体または組織の効率的な特徴付けおよび／または同定を達成するために、少なくとも１つの光学デバイス、アセンブリまたはシステムにおいて使用するための少なくとも１つのＳＥＥ技法、ストレージ媒体および／または装置もしくはシステムを提供することが望ましい。

したがって、本開示の広い目的は、ＳＥＥ装置およびシステム、ならびにこれらと共に使用するための方法およびストレージ媒体を提供することである。

本開示の１つまたは複数の実施形態によれば、ＳＥＥ装置およびシステム、ならびに方法およびストレージ媒体は、形態学的画像を提供することに加えて、組織タイプを特徴付けるように動作し、量的組織情報に基づくオペレータの診断判定に役立つことができる。

レーザ源はブロードバンドレーザ光を生成する。レーザ源からのブロードバンドレーザ光を、照明ファイバ（ＩＦ）に結合し、回折格子（ＤＧ）に送達することができる。ＤＧはＩＦの先端に配置され、ライン内の異なる波長を高分解能で分離することができる。分離された照明光は、格子の表面から放射されて、被検体を照明し、被検体から反射された光（返された光）は、格子を再び通り、検出ファイバ（ＤＦ）によって分光計に送達される。ＳＥＥプローブは、照明ファイバと、回折格子と、検出ファイバとを含むことができ、これらは、回転運動および挿入による外部応力に対するロバスト性を高めるために、金属またはプラスチックチューブによって収容される。ＳＥＥプローブは、プローブの遠位端にレンズを有する。レンズは、回折格子の後ろに位置するか、または回折格子と照明ファイバとの間に位置するか、または回折格子と検出ファイバとの間に位置する。ＳＥＥプローブは、近位側でモータ（Ｍ）と合体され、これにより、ＳＥＥプローブが、周期的アーク運動により水平方向において走査することが可能になる。モータは、周方向ビューを達成するための回転モータとすることができる。検出ファイバは、回折格子およびライン検出器を含む分光計に結合される。コンソールは、モータの運動を制御し、分光計内の検出器から強度データを取得し、走査された画像を表示する。１つまたは複数の実施形態において、参照によりその全体が本明細書に援用される、２０１６年７月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／３６３，８０９号に開示されているような、ステップ格子用途を組み込むことができる。

本開示の少なくとも１つの態様によれば、組織の特徴付けまたは同定をＳＥＥ装置またはシステムに加えることができる。本開示の少なくとも１つの実施形態は、組織タイプを同定するために、スペックル強度自己相関によって得られる組織粘性を測定し、組織を効果的に同定し、組織の同定における精度を維持または改善する。上述したドップラー測定と比較した、スペックル強度自己相関を用いた測定の利点のうちの１つは、スペックル強度自己相関を用いることにより、組織内の粒子の散乱のランダムな動きを検出することができることであり、これは組織の粘性に関係する。粘性を測定することは、医師が組織タイプを同定するのに役立つことができる。実際に、いくつかの例として、本開示の１つまたは複数の実施形態は、スペックル検出と共に使用されるＳＥＥプローブを含むことができ、ＳＥＥ画像を得ることに加えて組織粘性を測定することができる場合にスペックル検出と共に使用されるＳＥＥプローブを含むことができる。このため、１つまたは複数の実施形態において、血管内レーザスペックル撮像（ＩＬＳＩ）、またはレーザスペックル撮像（ＬＳＩ）を用いて、粘性測定値を得ることができ、これらをＳＥＥプローブと共に用いることができる。

本開示の１つまたは複数の実施形態によれば、ＳＥＥ装置およびシステム、ならびに方法およびストレージ媒体は、組織以外の生体を特徴付けるように動作することができる。例えば、特徴付けは、血液または粘液等の生体液のものとすることができる。

本開示の少なくとも２つの実施形態は、それぞれ側方ビュープローブおよび前方ビュープローブを有するＳＥＥシステムの少なくとも１つの実施形態を用いて組織タイプを特徴付けることを含む。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、ＳＥＥ装置またはシステムの少なくとも１つの実施形態は、前方および側方のビューまたは撮像に関係することができる。更にまたは代替的に、ＳＥＥ装置またはシステムの１つまたは複数の実施形態は、フォトダイオードおよびシリアル時間符号化２Ｄ撮像を使用することに関係することができる。少なくとも１つの実施形態は、カラーＳＥＥの画像（前方ビューおよび／または側方ビューを有する）を得ることができる。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、試料を特徴付けるかまたは同定するための装置の少なくとも１つの実施形態は、光誘導コンポーネントおよびモータを含むインタフェースと；光合焦コンポーネントおよび光分散コンポーネントを含むスペクトル符号化器と；モータの速度を変更するように動作する運動制御コンポーネントと、スペックル強度自己相関関数を計算しおよび／またはレーザスペックル撮像（ＬＳＩ）を処理もしくは実行するように動作する少なくとも１つのプロセッサとを備えるスペックル検出器と、を備える。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、試料の試料タイプを同定するための装置の少なくとも別の実施形態が、少なくとも格子および１つまたは複数の光ファイバを含むスペクトル符号化内視鏡検査（「ＳＥＥ」）プローブと、分光計と、１つまたは複数の強度を取得するように動作する検出器と、モータと、モータの速度を変更するように動作する運動制御コンポーネントと、スペックル強度自己相関関数を計算し、および／またはレーザスペックル撮像（ＬＳＩ）を処理もしくは実行するように動作する少なくとも１つのプロセッサと、を備える。装置は、光源と、ＳＥＥプローブの遠位端に配置されるスペーサ素子であって、スペーサ素子および格子が隣接し、および／または接続されるようになっている、スペーサ素子と、ＳＥＥプローブを収容するシースと、のうちの少なくとも１つを更に備えることができ、モータは、ＳＥＥプローブを回転させるように動作する回転接合部を含むか、回転接合部に接合されるか、または回転接合部である。装置は、前方ビューＳＥＥ装置または側方ビューＳＥＥ装置とすることができる。モータは、ステッピングモータまたはサーボモータとすることができる。装置は、少なくとも１つのプロセッサに結合されたメモリを備えることができ、メモリは、スペックル強度自己相関関数によって計算されたβ値および減衰時間を含むルックアップテーブルを記憶するように動作し、試料タイプを含む。１つまたは複数の光ファイバは、（ｉ）光源からモータを通って格子に光を送り、試料を光で照明するように動作する１つまたは複数の照明ファイバと、（ｉｉ）試料から反射された光を受けるように動作する１つまたは複数の検出ファイバであって、この光は、格子を通過して１つまたは複数の検出ファイバ内に戻る、検出ファイバと、を含むことができる。

１つまたは複数の実施形態において、（ｉ）運動制御コンポーネントが、検出器が１つまたは複数の強度を取得する間にモータを停止する、および（ｉｉ）運動制御コンポーネントが、検出器が１つまたは複数の強度を取得する間にモータの速度を変更する、のうちの少なくとも一方が生じる場合がある。運動制御コンポーネントは、検出器が１つまたは複数の強度を取得することができる間に少なくとも２回、異なるモータ位置においてモータを停止することができるか、または、検出器が強度を取得するときに少なくとも２回、異なるモータ位置においてモータの速度を変更することができる。運動制御コンポーネントは、検出器が１つまたは複数の強度を取得する間に、連続走査における各モータ位置でモータを停止することができる。

装置は、装置のオペレータまたはユーザが、１つまたは複数の強度を得る１つもしくは複数の位置、１つもしくは複数のラインまたは１つもしくは複数の関心領域を選択する際に介するユーザインタフェースを表示するように動作するディスプレイまたはスクリーンを備えることができる。ディスプレイまたはスクリーンは、特徴付けられ、診断され、および／または検査されている試料の形態学的特徴および粘性または試料タイプの重なり合った画像を表示するように更に動作することができる。

装置は、格子に光学的に接続され、少なくとも１つのプロセッサに接続されたフォトダイオードを備えることができ、フォトダイオードは、分光計と別個の１つまたは複数の時間と共に変動するスペックル強度を検出するように動作する。１つまたは複数の実施形態において、波長の全体範囲または波長のウィンドウ範囲が、フォトダイオードが強度データを得るときに平均化される；フォトダイオードが、ファイバカプラを通じて１つまたは複数の光ファイバのうちの少なくとも１つに接続される；フォトダイオードによって得られる記憶された強度データが、スペックル強度自己相関関数を計算するためにのみ用いられ、それによって、少なくとも１つのプロセッサが、ＳＥＥ撮像および試料特徴付けを分離して、装置を安定化することができる；および、フォトダイオードによって達成可能なＨｚが、検出器を用いるときよりも高いため、各走査ラインにおいて取得される１つまたは複数のスペックル強度自己相関関数が、試料特徴付けのためにより区別可能である、のうちの少なくとも１つが生じる場合があるか、または含まれる場合がある。

本開示の別の態様によれば、スペックル検出を用いたシリアル時間符号化２Ｄ撮像システムの少なくとも１つの実施形態は、光誘導コンポーネントを含むインタフェースと、光誘導コンポーネントからの光を受けるように動作する偏向部と、（ｉ）偏向部から光を受信し、（ｉｉ）入射光を各２Ｄ位置における異なる波長を有する２Ｄ照明光に分割して試料を照明し、（ｉｉｉ）試料から反射された光を受け、反射された光を結合し、光を偏向部に通すように動作する２次元（２Ｄ）分散器と、（ｉ）偏向部を介して２Ｄ分散器から反射され結合された光を受け、（ｉｉ）時間領域において分散した、試料によって反射されたクロマティック分散および強度データを作成する、ように動作する分散補償ファイバと、分散補償ファイバに接続されたフォトダイオードであって、時間遅延を検出するように動作し、試料における位置に関連するかまたは関連付けられた各波長の強度が時間遅延に基づいて区別可能であるようにする、フォトダイオードと、フォトダイオードに接続された少なくとも１つのプロセッサであって、メモリに強度データを記憶し、試料の画像を再構成し、および／または再構成された画像を記憶するように動作する、プロセッサと、を備えることができる。偏向部は、光源からＳＥＥプローブに光を偏向し、次に、ＳＥＥプローブから受けた光をフォトダイオードまたは別の検出器に送るように動作するサーキュレータとすることができる。システムは、累積されたスペックル変動を用いて試料の粘性を計算することができる。

本開示のまた更なる態様によれば、試料を特徴付けるためのシステムの少なくとも１つの実施形態は、試料を特徴付けるための装置であって、（ｉ）光誘導コンポーネントおよびモータを含むインタフェースと、（ｉｉ）光合焦コンポーネントおよび光分散コンポーネントを含むスペクトル符号化器と、（ｉｉｉ）モータの速度を変更するように動作する運動制御コンポーネントと、スペックル強度自己相関関数を計算しおよび／またはレーザスペックル撮像（ＬＳＩ）を処理もしくは実行するように動作する少なくとも１つのプロセッサとを備えるスペックル検出器と、を備える、装置と；試料を特徴付けるために光を装置の光誘導コンポーネントに送るように動作する光源と；装置のインタフェースに接続され、または装置のインタフェースに関連する回転接合部と；少なくとも１つの検出器を含む分光計と、を備えることができる。システムは、内部に複数のテンドンを有するシースを備えることができ、複数のテンドンは、シースの運動を制御するように動作する。複数のテンドンは、４つのテンドンを含むことができ、４つのテンドンのうちの２つは、シースの上から下および下から上の移動を制御し、４つのテンドンのうちの他の２つは、シースの左から右および右から左の移動を制御する。

本開示のまた更なる態様によれば、スペクトル符号化内視鏡検査（「ＳＥＥ」）システムを使用してスペックル検出を用いて試料を特徴付けるための方法の少なくとも１つの実施形態は、試料のＳＥＥ画像を形成することと、ＳＥＥ画像における少なくとも部分的な領域もしくはラインを指定することと、スペックル強度自己相関関数を計算して、指定された領域もしくはラインにおける試料タイプを判断し、および／またはレーザスペックル撮像（ＬＳＩ）を実行もしくは処理することと、ＳＥＥシステムのディスプレイに、試料タイプ情報を、ＳＥＥ画像と共に表示させることと、を含むことができる。ＳＥＥ画像を形成するステップは、光源またはレーザ源において光または広帯域レーザを生成することと、照明ファイバを用いて光または広帯域レーザを格子に送達することと、照明ファイバの先端に配置された格子を介して拡散された光または広帯域レーザを放射することと、光または広帯域レーザを放射している間に照明ファイバを回転することと、検出ファイバを用いて、照明ファイバが回転している間、試料から返された放射された光または放射された広帯域レーザの返された光を検出することと、分光計によって検出された返された光から、スペクトル符号化された信号を得て、ＳＥＥ画像を形成することと、を更に含むことができる。本方法は、試料情報を設定することと、１つまたは複数の撮像条件を指定することと、ＳＥＥ画像の撮像もしくは形成を開始し、および／または１つもしくは複数のＳＥＥ画像の再構成もしくは形成を開始することと、走査された画像を表示することと、試料タイプを表示するかどうかを判断することと、試料タイプを表示しないと判断される場合、走査された画像を表示したままにするか、または、試料タイプを表示すると判断される場合、全体エリアを表示するか、ラインを表示するか、もしくは関心領域（ＲＯＩ）を表示するかを判断することと、全体エリアを表示すると判断される場合、強度を取得するときに停止位置をステップ走査し、ｇ２（ｔ）関数を計算して、試料タイプを判断することに進むか、または、ラインもしくはＲＯＩを表示すると判断される場合、ユーザもしくはオペレータにラインもしくはＲＯＩを選択させるグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を表示し、強度を取得するときに走査速度を変更するための制御信号を送信し、次に、ｇ２（ｔ）関数を計算して、試料タイプを判断することに進むことと、強度を取得するときに走査速度を変更するための制御信号を送信することと、ｇ２（ｔ）関数を計算して、試料タイプを判断することと、重なり合った画像および試料タイプを表示することと、特徴付けを終了するか否かを判断することと、を更に含むことができる。本方法は、試料情報を設定することと、１つまたは複数の撮像条件を指定することと、ＳＥＥ画像の撮像もしくは形成を開始し、および／または１つもしくは複数のＳＥＥ画像の再構成または形成を開始することと、ＳＥＥ画像を構築するための強度を調節することと、ｇ２（ｔ）関数を計算して、試料タイプを判断することと、走査された画像の中心または他の所定のロケーションにおいて試料タイプを表示することと、ラインまたはＲＯＩを変更するか否かを判断することと、を更に含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、本方法は、ラインまたはＲＯＩを変更すると判断される場合、測定位置を画像の中心に向けて調整し、次に、特徴付けを終了するかどうかを判断すること、または、ラインもしくはＲＯＩを変更しないと判断される場合、走査された画像および試料タイプを表示したままにし、ラインもしくはＲＯＩを変更するか否かについて判断ステップを繰り返すこと、を更に含むことができる。本方法は、累積されたスペックル変動を用いて試料の粘性を計算することを更に含むことができる。

本開示の更に別の態様によれば、１つまたは複数のプロセッサに、スペックル検出を用いて試料を特徴付けるための方法を実行させるように動作するプログラムを記憶するコンピュータ可読ストレージ媒体であって、その方法は、試料のＳＥＥ画像を形成することと、ＳＥＥ画像における少なくとも部分的な領域またはラインを指定することと、スペックル強度自己相関関数を計算して、指定された領域もしくはラインにおける試料タイプを判断し、および／またはレーザスペックル撮像（ＬＳＩ）を実行もしくは処理することと、ＳＥＥシステムのディスプレイに、試料タイプ情報を、ＳＥＥ画像と共に表示させることと、を含む、コンピュータ可読ストレージ媒体の少なくとも１つの実施形態である。

本開示の１つまたは複数の実施形態は、限定ではないが、バルーン式副鼻腔形成術（ｂａｌｌｏｏｎ ｓｉｎｕｐｌａｓｔｙ）、静脈ステント留置術、他の静脈治療、関節鏡検査、涙管用／涙管内の使用、唾液腺内視鏡検査、耳の研究、獣医学的使用および研究等の臨床用途において用いられてもよい。例えば、少なくとも１つの実施形態は、バルーン式副鼻腔形成術が、粘性のある粘液を、バルーンを用いて通路の片側に移動させることに関係する技法であるため、バルーン式副鼻腔形成術の成功をもたらすために用いることができる。したがって、そのような状況において、上述した用途のうちの任意の他の用途において、または当業者が理解する任意の他の用途において、粘性を測定可能であることが有用である。

本開示の少なくとも別の態様によれば、本明細書において論じられるＳＥＥ技法を用いて、干渉計等の干渉光学系におけるいくつかの光学コンポーネントを低減するかまたは最小にすることによって、ＳＥＥデバイス、システムおよびストレージ媒体の製造およびメンテナンスの少なくとも一方のコストを低減することができる。

本開示の少なくとも更なる態様によれば、本明細書において論じられるＳＥＥ技法は、スペックル検出を用いてまたは用いることなく、干渉計等の干渉光学系においてまたは干渉光学系と共に使用することができる。

本開示の他の態様によれば、ＳＥＥ技法を使用する１つまたは複数の追加のデバイス、１つまたは複数のシステム、１つまたは複数の方法および１つまたは複数のストレージ媒体が本明細書において論じられる。本開示の更なる特徴は、部分的に理解可能であり、部分的に、以下の説明からおよび添付の図面を参照して明らかとなろう。

本開示の様々な態様を示す目的で、同様の符号は同様の要素を示し、図面において、利用することができる単純化された形態が示されているが、本開示は、示される厳密な構成および手段によってまたはこれらに限定されない。本開示の主題を作製し用いる際に当業者を支援するために、添付の図面および図が参照される。

本開示の１つまたは複数の態様による、スペックル検出を用いた側方ビューＳＥＥシステムの実施形態を示す図である。 本開示の１つまたは複数の態様による、組織を特徴付けるためにスペックル検出を用いた側方ビューＳＥＥシステムを使用するかまたは側方ビューＳＥＥシステムと共に使用するための方法の少なくとも１つの実施形態を示すフローチャートである。 本開示の１つまたは複数の態様による、ＳＥＥ装置またはシステムを用いるときの強度取得シーケンスの少なくとも１つの実施形態を示す上面図および下面図である。 本開示の１つまたは複数の態様による、ＳＥＥ装置またはシステムを用いて組織タイプを測定するかまたは特徴付けるためのラインを選択するためのユーザインタフェースの少なくとも１つの実施形態を示す図である。 本開示の１つまたは複数の態様による、ＳＥＥ装置またはシステムを用いて組織タイプを測定するかまたは特徴付けるための関心領域を選択するためのユーザインタフェースの更なる実施形態を示す図である。 本開示の１つまたは複数の態様による、ＳＥＥ装置またはシステムを用いて組織タイプを測定するかまたは特徴付けるための関心領域を選択するためのユーザインタフェースの更なる実施形態を示す図である。 本開示の１つまたは複数の態様による、組織特徴付けのための強度を取得するためのモータ制御方法のための実施形態を示すグラフである。 本開示の１つまたは複数の態様による、組織特徴付けのための強度を取得するためのモータ制御方法のための別の実施形態を示すグラフである。 本開示の１つまたは複数の態様による、組織特徴付けのための強度を取得するためのモータ制御方法のためのまた更なる実施形態を示すグラフである。 本開示の１つまたは複数の態様による、１０００ライン毎秒でのテフロンおよびミルクのスペックル強度自己相関関数を示すグラフである。 本開示の１つまたは複数の態様による、１００ライン毎秒でのテフロンおよびミルクのスペックル強度自己相関関数を示すグラフである。 本開示の１つまたは複数の特徴と共に用いることができるＯＣＴシステムの実施形態を示す図である。 本開示の１つまたは複数の態様による、スペックル検出を用いた前方ビューＳＥＥシステムの実施形態を示す図である。 本開示の１つまたは複数の態様による、ｇ２関数と波長との間の依存性の少なくとも１つの実施形態を示すグラフである。 本開示の１つまたは複数の態様による、λ１の位置の周りの回転により照明されるエリアの実施形態を示す図である。 本開示の１つまたは複数の態様による、組織を特徴付けるための、スペックル検出を用いた前方ビューＳＥＥシステムを使用するためのまたは前方ビューＳＥＥシステムと共に使用するための方法の少なくとも１つの実施形態を示すフローチャートである。 本開示の１つまたは複数の態様による、ＳＥＥ装置またはシステムを使用して組織タイプを測定するかまたは特徴付けるための関心領域を選択するためのユーザインタフェースの実施形態を示す図である。 本開示の１つまたは複数の態様による、テンドンシステムを有するＳＥＥプローブの少なくとも１つの実施形態を示す図である。 本開示の１つまたは複数の態様による、フォトダイオードを使用するスペックル検出を用いたＳＥＥシステムの実施形態を示す図である。 本開示の１つまたは複数の態様による、スペックル検出を用いたシリアル時間符号化２Ｄ画像システムの実施形態を示す図である。 本開示の１つまたは複数の態様による、ＳＥＥ装置もしくはシステムまたは撮像システムの１つまたは複数の実施形態と共に使用することができるコンピュータの実施形態の概略図である。 本開示の１つまたは複数の態様による、ＳＥＥ装置もしくはシステムまたは撮像システムの１つまたは複数の実施形態と共に使用することができるコンピュータの別の実施形態の概略図である。 本開示の１つまたは複数の態様による、試料タイプを区別するために互いに少なくとも１つの異なる色を有するユーザインタフェース表示エリアの実施形態を示す図である。

ＳＥＥ技法および／またはスペックル検出を使用して組織を特徴付けるための１つまたは複数のデバイス、光学系、方法およびストレージ媒体が本明細書に開示される。本開示の少なくとも１つの態様によれば、本明細書において論じられる１つまたは複数のデバイス、光学系、方法およびストレージ媒体は、スペックル検出を用いたＳＥＥ技法を用いるか、またはスペックル検出を用いたシリアル時間符号化２Ｄ撮像システムを利用する。

次に図の詳細を見ると、図１は、本開示の１つまたは複数の態様による、光学プローブ用途のためのスペックル検出を用いたＳＥＥ技法を利用するように動作する、スペクトル符号化内視鏡検査（「ＳＥＥ」）システム１００（本明細書において、「システム１００」（"システム１００（ｓｙｓｔｅｍ １００）"または"システム１００（ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ １００）"）とも呼ばれる）の実施形態を示す。少なくとも１つの実施形態において、システム１００は、光源１０１と、照明ファイバ１０２と、検出ファイバ１０３と、モータ１３９と、分光計１０８と、少なくとも１つの検出器１０７と、照明光１０５および／または被検体（例えば、被検体１３０）から反射された光を生成するかまたはこれとインタラクトするように動作する回折格子１０４と、運動制御ユニット（ＭＣＵ）１４０と、限定ではないが、スペックル強度自己相関関数を計算するように動作する、コンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータとを備える。システム１００は、（図１に概略的に示されるような）照明光１０５により、試料、標本または被検体（例えば、被検体１３０）とインタラクトすることができる。光源１００は、１つまたは複数の実施形態において広帯域レーザ光を生成する。レーザ源１００からの広帯域レーザ光は、照明ファイバ（ＩＦ）１０２と結合し、回折格子（ＤＧ）１０４に送達され、回折格子１０４はＩＦ１０２の先端に配置され、１つまたは複数の実施形態において、ＩＦ１０２は、高分解能を有するライン内の異なる波長を分離することができる。分離された照明光（例えば、照明光１０５）は、回折格子１０４の表面から被検体を照明するために放出され、被検体からの反射光（返された光）は、回折格子１０４を再び通過し、検出ファイバ（ＤＦ）１０３によって分光計１０８に送達される。いくつかの実施形態では、被検体（例えば、被検体１３０）からの反射光（返された光）は、回折格子１０４を最初に通過することなく、検出ファイバ（ＤＦ）１０３によって分光計１０８に送達される。

１つまたは複数の実施形態において、ＳＥＥプローブは、照明ファイバ１０２と、回折格子１０４と、検出ファイバ１０３とを含むことができ、照明ファイバ１０２、検出ファイバ１０３および回折格子１０４は、挿入による回転運動および外部応力に対するＳＥＥプローブのロバスト性を高めるために、金属またはプラスチックのチューブによって収容することができる。ＳＥＥプローブは、プローブの遠位端にレンズを更に備えることができる。レンズは、回折格子１０４の後ろ（図示せず）、または回折格子１０４と照明ファイバ１０２との間（例えば、図１１Ａに示され、以下で更に論じられるレンズまたはプリズム１０９を参照されたい）、または回折格子１０４と検出ファイバ１０３との間（例えば、図１１Ａに示され、以下で更に論じられるレンズまたはプリズム１０９を参照されたい）に位置することができる。１つまたは複数の実施形態において、ＳＥＥプローブは、近位側でモータ（Ｍ）１３９と合体され、これにより、ＳＥＥプローブが、例えば周期的なアーク運動により水平方向において走査することが可能になる。１つまたは複数の実施形態において、モータ（Ｍ）１３９は、例えば、周方向ビューを達成するための回転モータとすることができる。いくつかの実施形態では、システム１００は、照明ファイバ１０２、または照明ファイバ１０２および検出ファイバ１０３を回転させるように構成された１つまたは複数の回転接合部（図示せず）を含む。少なくとも１つの実施形態において（例えば、図１および図１１を参照されたい）、検出ファイバ１０３は、回折格子１０６および少なくとも１つの検出器１０７を含む分光計１０８に結合することができる。

少なくとも１つの実施形態において、コンソール１２００、１２００'は、運動制御ユニット（ＭＣＵ）１４０を介してモータ（Ｍ）１３９の運動を制御するように動作し、分光計１０８における少なくとも１つの検出器１０７から強度データを取得し、走査された画像を（例えば、以下で更に論じるような、図１８のコンソール１２００および／または図１９のコンソール１２００'に示すようなディスプレイ、スクリーンまたはモニタ１２０９等のモニタまたはスクリーン上に）表示する。１つまたは複数の実施形態において、ＭＣＵ１４０は、モータ１３９の速度を変更し、および／またはモータ１３９を停止するように動作する。モータ１３９は、速度を制御し、位置精度を増大させるためのステッピングモータまたはＤＣサーボモータとすることができる。

システム１００の１つまたは複数のコンポーネントの出力は、例えば、限定ではないが、フォトダイオード、光電子増倍管（ＰＭＴ）、ライン走査カメラ、またはマルチアレイカメラ等の少なくとも１つの検出器１０７を用いて取得される。システム１００および／またはその分光計の出力から得られた電気アナログ信号は、デジタル信号に変換され、限定ではないが、（例えば、以下で更に論じられる図１および図１１に示すような）コンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータにより解析される。１つまたは複数の実施形態において、光源１０１は、広い波長帯域で放射する放射源または広帯域光源とすることができる。１つまたは複数の実施形態において、ソフトウェアおよび電子機器を含むフーリエ解析器を用いて、電気アナログ信号を光学スペクトルに変換することができる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの検出器１０７は、３つの異なる帯域の光を検出するように構成された３つの検出器を含む。更に他の実施形態では、分光計１０８は、３つの異なる帯域の光（例えば、赤、緑および青）から３つの２Ｄ画像を生成するように構成される。ここで、これらの３つの２Ｄ画像を組み合わせて、色情報を有する単一の画像を形成することができる。更に他の実施形態では、複数の分光計１０８を用いて、３つの異なる帯域の光から、異なる２Ｄ画像を生成することができる。

本開示の少なくとも１つの態様によれば、上述したように、スペックル検出を用いたＳＳＥシステムを使用する際に組織の特徴付けを行うための１つまたは複数の方法が本明細書に提供される。図２は、（例えば、図１のＳＥＥシステムを有する）ＳＥＥシステムを使用した、組織を特徴付けするための方法の少なくとも１つの実施形態のフローチャートを示す。好ましくは、本方法は、（ｉ）被検体情報を設定すること（図２のステップ０２を参照されたい）、（ｉｉ）１つまたは複数の撮像条件を指定すること（図２のステップ０４を参照されたい）、（ｉｉｉ）撮像を開始すること（図２のステップ０６を参照されたい）、（ｉｖ）画像の再構成を開始すること（図２のステップ０８を参照されたい）、（ｖ）走査された組織画像の表示を開始すること（図２のステップ１０を参照されたい）、（ｖｉ）組織タイプを表示すること（図２のステップ２０を参照されたい）、（ｖｉｉ）ステップ２０において「ＮＯ」である場合、走査された組織画像を表示したままにし、ステップ２０に戻るか（図２のステップ３０を参照されたい）、または、ステップ２０において「ＹＥＳ」である場合、全体エリアを表示するか、もしくは特定の領域を表示するかを判断すること（図２のステップ４０を参照されたい）、（ｖｉｉｉ）ステップ４０において「全体」である場合、強度を取得するときに停止位置をステップ走査し、ステップ１００に進むか（図２のステップ５０を参照されたい）、またはステップ４０において「特定」である場合、ラインを表示するか、もしくは関心領域（ＲＯＩ）を表示するかを判断すること（図２のステップ６０を参照されたい）、（ｉｘ）ステップ６０において「ライン」である場合、ユーザもしくはオペレータにラインを選択させるためのグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を表示するか（図２のステップ７０を参照されたい）、またはステップ６０において「ＲＯＩ」である場合、ユーザもしくはオペレータにＲＯＩを選択させるためのＧＵＩを表示し、次にステップ１００に進むこと（図２のステップ８０を参照されたい）、（ｘ）制御信号を送信して、強度を取得するときの走査速度を変更すること（図２のステップ９０を参照されたい）、（ｘｉ）ｇ２（ｔ）を計算して組織タイプを決定すること（図２のステップ１００を参照されたい）、（ｘｉｉ）重なり合った画像および組織タイプを表示すること（図２のステップ１１０を参照されたい）、および（ｘｉｉｉ）検査または評価を終了するか否かを判断すること（図２のステップ１２０を参照されたい）、のうちの１つまたは複数を含むことができる。ステップ１２０において「ＹＥＳ」である場合、検査または評価を終了する。ステップ１２０において「ＮＯ」である場合、ステップ１１０に戻る。

ステップ０２において、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、システム１００等のＳＥＥシステムにより、検査のための被検体情報を設定する。被検体情報は、氏名、ＩＤ番号、年齢および性別を含むことができる。コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、検査ＩＤを、設定された被検体情報と関係付ける。コンソールもしくはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、被検体情報を、病院情報システム（ＨＩＳ）もしくは他のシステムから、ネットワークインタフェース（例えば、図１８に示すような通信インタフェース１２０５およびネットワーク１２０６、または図１９に示すようなネットワークＩ／Ｆ１２１２を参照されたい）を介して受信することができるか、またはコンソールもしくはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、マウスもしくはキーボード（例えば、図１８に示すようなキーボード１２１０、もしくは図１９に示すようなマウス１２１１および／もしくはキーボード１２１０を参照されたい）からの動作入力を使用して被検体情報を得ることができる。

ステップ０４において、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、検査のための撮像条件の組を指定する。少なくとも１つの実施形態において、撮像条件の組は、照明光（例えば、照明光１０５）の波長の条件、画像のフレームレートの条件、画像のフレームレートの条件、撮像領域のサイズの条件、粘性が測定される領域の条件を含む。撮像条件の組は、画像を再構成し、画像を表示するための画像処理パラメータを含むことができる。コンソールもしくはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、撮像条件の組を、病院情報システム（ＨＩＳ）もしくは他のシステムから、ネットワークインタフェース（例えば、図１８に示すような通信インタフェース１２０５およびネットワーク１２０６、または図１９に示すようなネットワークＩ／Ｆ１２１２）を介して受信することができるか、またはコンソールもしくはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、マウスまたはキーボード（例えば、図１８に示すようなキーボード１２１０、または図１９に示すようなマウス１２１１および／もしくはキーボード１２１０を参照されたい）からの動作入力を使用して撮像条件の組を得ることができる。

ステップ０６において、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、制御信号を送信して撮像を開始する。コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、モータ１３９の回転を開始するための制御信号をＭＣＵ１４０に送信し、レーザ／光の放射を開始するための制御信号を光源１０１に送信し、分光計１０８の動作を開始するための制御信号を分光計１０８に送信する。少なくとも１つの実施形態では、光またはレーザ光が安定し、モータ１３９が安定して回転するのを待つ時間を低減するために、光源１０１およびモータ１３９の動作を開始するための制御信号が、ステップ０４もしくはステップ０２の前にまたはこれらのステップにおいて送信される。光源１０１の動作を開始するための制御信号は、モータ１３９の動作を開始するための制御信号が送信される前に送信することができる。

ステップ０８において、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、分光計１０８からの強度データを用いて、走査された組織画像の再構成を開始する。検出ファイバ１０３が試料（例えば、被検体１３０）から返された光からの信号を継続的に受信するので、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、ステップ０４における撮像条件のうちの１つとして設定されたフレームレートにおいて、画像を継続的に再構成する。

ステップ１０において、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、ＳＥＥシステム（例えば、システム１００、以下で論じるようなシステム１１００等）において、モニタ（例えば、図１８に示すようなスクリーン１２０９、図１９に示すようなディスプレイ１２０９等）に、走査された組織画像を表示させる。表示組織画像に基づいて、オペレータは、自身が組織タイプを知る必要があるか否かを決めることができる。臨床的に興味深い組織位置または所定の組織位置において、オペレータまたはユーザは、通常の撮像モードから診断モードに測定モードを変更することができる。

コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、ステップ２０において、動作ユニット（例えば、限定ではないが、マウスデバイス１２１１、キーボード１２１０、タッチパネルデバイス等）からの動作入力に基づいて組織タイプが表示されるべきであるか否かを判断する。ステップ２０において「Ｙｅｓ」である場合、本方法はステップ４０に進む。ステップ２０において「Ｎｏ」である場合、本方法はステップ３０に進み、ＳＥＥシステム（例えば、システム１００）におけるコンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、ディスプレイ（例えば、ディスプレイまたはスクリーン１２０９）に、走査された組織画像を表示したままにさせる。

次に、オペレータまたはユーザは、画像内の全体エリアまたは特定の領域内の組織タイプを知る必要があるか否かを選択する。ステップ４０において、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、オペレータの選択に対応する動作入力を受信して、画像内の全体エリアにおける組織タイプが表示されるべきか、または特定の領域における組織タイプが表示されるべきかを判断する。ステップ４０において、「特定の」領域が表示されると判断される場合、方法はステップ６０に進む。ステップ４０において「全体」エリアが表示されると判断される場合、本方法はステップ５０に進む。

ステップ５０において、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、図３に示すように、少なくとも１つの検出器１０７（ライン検出器とすることができる）が強度データを取得するとき、停止位置をステップ走査するためにモータ（例えば、モータ１３９）を制御するための制御信号をＭＣＵ１４０に送信する。図３は、ステップ５０において用いることができる強度取得シーケンスの少なくとも１つの実施形態の図を示す。水平軸は時間を示し、垂直軸は波長を示し、これは、図３の底部では位置に等しく、図３の上部では走査位置に等しい。少なくとも１つの検出器１０７は強度データを取得し続ける。一方、少なくとも１つの検出器は、モータ１３９が、減速時または加速時等に遷移動作をしているとき、強度データの取得を停止することができる。図３に示すようなフレーム＃１において、少なくとも１つの検出器１０７は、１００ミリ秒（「ｍｓｅｃ」）等の組織特徴化に適した時間にわたって、位置＃１（Ｐ０）において強度データを取得する。この時点において、モータ１３９は動かず、位置Ｐ０に留まり、取得された強度データが、組織特徴付けおよび／または診断のために使用される。次に、１００ｍｓｅｃ等の適切なまたは所定の時間の後、モータ１３９は動きを開始することができる。モータ１３９が動いているときに取得される強度データは、ＳＥＥ撮像のために用いられる。フレーム＃２において、モータ１３９が位置＃２（Ｐ１）に達するまで、取得された強度データはＳＥＥ撮像のために用いられる。モータ１３９が位置Ｐ１に達するとき、モータ１３９は停止するが、少なくとも１つの検出器１０７は、組織特徴付けおよび／または診断のために用いられる強度データを取得し続ける。少なくとも１つの検出器１０７が、１００ｍｓｅｃまたは約１００ｍｓｅｃ等で組織特徴付けおよび／または診断のための適切な強度データを取得するとき、モータ１３９は運動を開始する。フレーム＃３およびフレーム＃４において、組織特徴付けおよび／または診断のための停止位置は異なり（例えば、フレーム＃３の場合、Ｐ２、フレーム＃４の場合、Ｐ３）、強度データは、それぞれのフレームの他の時点（例えば、フレーム＃３の場合、Ｐ２以外、フレーム＃４の場合、Ｐ３以外）における撮像について取得される。停止位置を変更することによって、ステップ走査が達成され、ＳＥＥ画像全体の組織情報が得られる。更にまたは代替的に、フレーム＃１〜＃４は、強度データを得るための任意の他の順序で取得または処理することができる。走査位置方向は、上から下、下から上、左から右、右から左、またはデータを獲得するかもしくは得るための任意の他の所定の１つまたは複数の方向とすることができる。

ステップ６０において、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、ライン（例えば、図４に示すようなライン４０１）または関心領域（ＲＯＩ）（例えば、図５Ａに示すＲＯＩ５０１、図５Ｂに示すバンドＲＯＩ５０２、ユーザによって指定される所定のＲＯＩ等）が、組織タイプを表示するための特定の領域として指定されるか否かを判断する。オペレータまたはユーザは、画像内の組織特徴付けおよび／または診断のためのラインまたは関心領域（ＲＯＩ）を選択し、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、オペレータの選択に対応する動作入力を受信する。ラインが指定されると判断される場合、方法はステップ７０に進む。コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、図４に示すように、ディスプレイ（例えば、ディスプレイ１２０９）に、オペレータに画像内のラインの位置を決定させるためのグラフィカルユーザインタフェースを表示させる。ＲＯＩが指定されたと判断される場合、方法はステップ８０に進む。図５Ａおよび図５Ｂの例示的なＧＵＩに示すように、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、ディスプレイ（例えば、ディスプレイ１２０９）に、オペレータに画像内のＲＯＩの位置を決定させるためのグラフィカルユーザインタフェースを表示させる。図４〜図５Ｂに示されるＧＵＩにおいて、オペレータは、ライン（例えば、図４に示されるライン４０１、ユーザによって指定される所定のライン等）またはＲＯＩ（例えば、図５Ａに示すＲＯＩ５０１、図５Ｂに示すバンドＲＯＩ５０２等）を選択し、これを臨床的に興味深い位置または所定の位置に動かして、組織を特徴付け、および／または診断することができる。図５Ｂの実施形態において、画像の上部から画像の下部まで延在するＲＯＩのタイプとすることができるバンドエリアＲＯＩ５０２が、組織タイプの測定のために設計される。少なくとも１つの実施形態において、バンドエリア５０２は、照明光（例えば、照明光１０５）の走査方向に対し直交する方向に向かって延在し、このため、バンドエリア５０２の一部のみが指定される場合であっても、処理のために非常に僅かな追加時間で、バンドエリア５０２全体において組織タイプ情報を得ることができる。バンドエリア５０２における部分エリアが指定される場合、走査速度は、バンドエリア５０２において、画像内の他のエリアよりも低速であり、このため、画像品質が、バンドエリア５０２の内側と外側とで異なる場合がある。組織画像上に組織タイプ情報を示す画像を重ね合わせることによって、１つまたは複数の実施形態において、画像内の画像品質の差は、オペレータによって知覚されない。

ステップ７０またはステップ８０の後、方法はステップ９０に進む。ステップ９０において、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、ＭＣＵ１４０を制御して、画像内の指定エリア内の組織タイプを測定する。１つまたは複数の実施形態において、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、ＭＣＵ１４０を含むことができる。

１つの実施形態において、被検体の組織タイプが測定されるか否か、または組織タイプが測定される領域のタイプが、ステップ０４において指定される撮像条件として決定される。組織タイプが測定されるか否か、およびどのように測定されるかは、特徴付け、診断および／または検査のタイプまたは目的に依拠するため、撮像条件の複数の組をハードディスク１２０４（図１８を参照されたい）またはＳＳＤ１２０７（図１９を参照されたい）に記憶することができ、撮像条件の各々が、特徴付け、診断および／または検査の目的の情報に関係付けられる。検査、特徴付けおよび／または診断の目的を選択するための動作入力を用いて、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、撮像条件の記憶された組と、検査、特徴付けおよび／または診断の目的の情報との間の関係に基づいて、撮像条件の記憶された組のうちの１つを指定する。このため、組織タイプが測定されるか否か、およびどのように測定されるかが設定され、これにより、オペレータの動作タスクが低減する。

ステップ１０において、少なくとも２つのモータ制御方法を用いて、組織を特徴付けるモードのための強度を取得することができる。ステップ１０における第１の制御方法において、運動制御ユニット（ＭＣＵ）１４０等のＭＣＵが、図６に示すようにＳＥＥプローブが診断エリアに到達するより完全に前に、モータ１３９等のモータを変更および停止する。例えば、モータ１３９は、ＳＥＥプローブが診断エリアに到達する前に、図６に示されるように停止され、次に、モータ１３９は再び強度データの取得を開始する。

ステップ９０において、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、ディスプレイに、診断モード中にステップ１０において取得された最終画像を表示したままにさせる。いくつか実施形態では、この「最終画像保持（ＬＩＨ）」プロセスが、ステップ１０ではなく、ステップ２０またはステップ４０において開始される。コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、ステップ２０またはステップ４０が完了する前に取得された最終画像を保持する。ディスプレイ（例えば、図１８または図１９に示すようなスクリーンまたはディスプレイ１２０９）は、ユーザ動作中の最終画像を表示し続け、これにより、オペレータは、表示された静止組織画像を見ながら、組織タイプが測定されるライン（例えば、図４のライン４０１）またはＲＯＩ（図５ＡにおけるＲＯＩ５０１、図５ＢにおけるバンドＲＯＩ５０２等）の位置を指定することが容易になる。モータ運動が完全に停止すると、少なくとも１つの検出器１０７が、ステップ７０またはステップ８０において選択されたＬＩＨ画像内の領域から強度の取得を開始する。あるいは、１つまたは複数の実施形態において、少なくとも１つの検出器１０７が、診断モード中に強度を取得し続けることができ、不要な強度データを取得後に破棄することができる。少なくとも１つの実施形態において、ステップ４０、６０、７０または８０のうちの１つまたは複数において静止画像が表示されているが）、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、組織画像の取得を継続する。ライン（例えば、図４におけるライン４０１）またはＲＯＩ（例えば、図５ＡにおけるＲＯＩ５０１、図５ＢにおけるバンドＲＯＩ５０２等）がステップ７０またはステップ８０において指定されるとき、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、既知のパターン一致技法のうちの１つを用いることによって、現在のフレーム画像上の指定されたライン（例えば、図４におけるライン４０１）またはＲＯＩ（例えば、図５ＡにおけるＲＯＩ５０１、図５ＢにおけるバンドＲＯＩ５０２等）を位置特定する。

更にまたは代替的に、モータ１３９の速度が変化しているときに取得される強度データを用いて、より高速の測定のための組織粘性を計算することができる。ステップ７０またはステップ８０において、複数のラインもしくはＲＯＩ、または単一のラインもしくは単一のＲＯＩの複数のグループがオペレータによって選択される場合、図７に示すように、ＭＣＵ１４０はモータ１３９を停止し、モータ１３９を（例えば、選択されたラインまたはＲＯＩごとに）次の選択された位置に動かし、次に、モータ１３９を開始および／または停止する。任意の場合に、少なくとも１つの検出器１０７によって取得されたデータが２つの目的、すなわち、ステップ１００に示すようにスペックル強度自己相関関数を計算するための画像を表示することおよび強度データを記憶することのために用いられる。

図８に示すように、ＭＣＵ１４０は、診断モードの場合、モータ１３９の速度を減少させ、モータ１３９を完全に停止しない場合がある。この場合、組織タイプを診断するのに必要な時間を改善することができる。例えば、時間は、モータ１３９を完全に停止しないことによって保存される。少なくとも１つの例として、他の実施形態は、異なる速度または速度範囲を用いる場合があるが、モータ１３９の速度は、少なくとも１つの実施形態において特定の速度範囲に低減することができる。例えば、少なくとも１つの実施形態において、強度自己相関関数を計算するために必要なデータ長はＴ_AF＝１００ｍｓｅｃとすることができ、ＲＯＩの水平長はＬ_x＝１ｍｍとすることができる。ＲＯＩ内の粘性の１つの値が必要とされる場合があるとき、速度（velocity）は、以下の式を用いて計算することができる。
このとき、低減された速度範囲は以下のように記述することができる。
あるいは、Ｔ_AF＝１００ｍｓｅｃが固定されるとき、速度＝０〜１０・Ｌ_x ｍ／ｓｅｃである。

ステップ１００において、時間領域における記憶された連続ラインデータは、以下の式を用いる強度自己相関関数ｇ２（τ，λ）を得るための時変スペックル強度データとして解析することができる。プロセスは、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータによって実行することもできる。１つまたは複数の実施形態において、関数ｇ２（τ，λ）は、以下の式を用いて計算される。

この式において、Ｉは強度であり、ｔは時間であり、λは波長であり、ＳＥＥシステムにおける垂直軸に対応し、τは、２つの強度データ間のタイムラグであり、山括弧＜＞は、時間ｔにわたる平均を意味する。入力レーザ強度が時間において変動する場合、以下の式を用いることができる。

強度自己相関関数ｇ２（τ，λ）は、ラインまたはＲＯＩに沿った各垂直位置において計算することができる。

図９Ａは、硬質テフロンブロックおよびミルクを用いて波長にわたって平均化された代表的なスペックル強度自己相関関数ｇ２（τ）曲線を示す。水平軸は対数時間を示し、垂直軸はスペックル強度自己相関を示す。少なくとも１つの検出器１０７（ライン検出器とも呼ばれる）のフレームレートは、１０００ライン毎秒であり、ピクセルサイズは１×２０４８ピクセルであり、測定時間は２秒である。ｇ２（τ）は、フィールド自己相関関数ｇ１（τ）を用いて表すこともでき、βは、以下の式に示すような実験パラメータに関係付けられる。
ｇ₂（τ）＝１＋β（ｇ₁（τ））²
ここで、βはコヒーレンス係数であり、電場の自己相関は、検出光が衝突広がり状態に一致するときに以下のように記述される。
ここで、ω₀は光の周波数であり、τはタイムラグであり、τ_cは減衰時間である。次に、以下の指数方程式を用いて、得られた自己相関関数全体を当てはめることができる。
ここで、βはコヒーレンス係数であり、時間定数としても知られるｔ_cは減衰時間である。例えば、１つまたは複数の実施形態において、βは０．０００７とすることができる。

テフロンブロックは高い粘性を有するため、スペックル強度およびパターンはほとんど変化せず、ｇ２（τ）曲線は、１秒または２秒付近で平坦となる。他方で、ミルクは低い粘性を有するため、スペックル強度およびパターンは急速に変化し、ｇ２（τ）曲線は、一定のβ値から開始して迅速に減衰する。減衰時間は、適切な指数関数によって計算することができる。ｇ２（τ）曲線の減衰時間およびβ値に基づいて、相対粘性を、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のＳＥＥコンソールまたはコンピュータにおける後処理によって量的に特定することができる。例えば、１つまたは複数の実施形態において、試料材料または組織（例えば、被検体１３０）の粘性は、レオメータ等の標準的な機器によって事前に測定され、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のＳＥＥコンソールにおいて、ルックアップテーブルを事前に準備することができる。前もって記憶されたルックアップテーブルを用いて、測定された減衰時間およびβ値は、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のＳＥＥコンソールが、画像において、組織タイプ、他の１つまたは複数の生体試料（例えば、血液、体液、粘液等）および／または生体の他の特性を特徴付けることを可能にする。組織、粘液、血液等の異なる試料タイプが同様の粘性を有する場合もあるし、同じ試料タイプが異なる条件下で異なる粘性を有する場合もある。

ステップ１１０において、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、ディスプレイ（例えば、図１８または図１９に示すようなディスプレイまたはスクリーン１２０９）に、組織タイプ情報を、再構成された組織画像と共に表示させる。組織タイプは、図２０に示すように、ディスプレイ（例えば、図１８または図１９に示すようなディスプレイまたはスクリーン１２０９）上で走査された形態学的画像において重なり合った形式で異なる色で区別される。図２０におけるエリア２００１は、試料（例えば、組織）タイプを区別するための異なる色を有する。１つの実施形態において、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、組織タイプ情報が組織画像の上に重ね合わされた組織画像と、組織タイプを測定するための選択された領域のフレームが表示される組織画像との間で表示画像を切り替える。コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、動作ユニット（例えば、限定ではないが、マウスデバイス１２１１、キーボード１２１０、タッチパネルデバイス等）からの動作入力に応答して表示画像を切り替える。これによって、オペレータは、元の組織画像と、組織タイプ情報が重ね合わされた組織画像とを比較する。撮像される被検体またはプローブが動くとき、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、現在のフレーム画像における選択されたライン（例えば、図４のライン４０１）またはＲＯＩ（例えば、図５ＡのＲＯＩ５０１、図５ＢのバンドＲＯＩ５０２等）のロケーションを継続的に追跡することができる。

ステップ１２０において、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、動作ユニット（例えば、限定ではないが、マウスデバイス１２１１、キーボード１２１０、タッチパネルデバイス等）からの動作入力に従って、検査、特徴付けおよび／または診断が終了したか否かを判断する。検査、特徴付けおよび／または診断を終了させるための動作入力が受信される間、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、組織タイプ情報が重ね合わされた組織画像を表示したままにする。１つの実施形態において、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、組織タイプが測定される領域を変更または追加するためのグラフィカルユーザインタフェースを提供する（例えば、図４〜図５Ｂを参照されたい）。少なくとも１つの実施形態において、領域を変更するための動作入力がステップ１１０および１２０のループ中に受信される場合、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータ、プロセスはステップ２０に進む。

選択された領域において組織タイプが測定されると、その組織タイプが測定された後に取得された組織画像上にその測定された組織タイプ情報が重ね合わせられ、その間にＳＥＥシステム（例えば、システム１００、システム１１００等）は組織タイプを測定することなく組織画像を継続的に取得する。

プローブ（またはその１つまたは複数のコンポーネント）または撮像される被検体の運動に起因して、選択された領域またはＬＩＨ画像は、現在の画像の外側にある場合がある。１つの実施形態において、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、ディスプレイ（例えば、ディスプレイまたはスクリーン１２０９）に、ライン（例えば、図４のライン４０１）またはＲＯＩ（例えば、図５ＡのＲＯＩ５０１、図５ＢのバンドＲＯＩ５０２等）を指定するためのＬＩＨ画像と、現在の組織画像との双方を表示させる。１つまたは複数の実施形態において、現在の組織画像上に、ＬＩＨ画像の撮像領域を示すフレームを表示することが有用である場合がある。撮像領域は、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータが、既知のパターンマッチング技法をＬＩＨ画像に適用することによって画定することができ、ＬＩＨ画像後に取得された組織画像が取得される。

１つまたは複数の実施形態において、市販のモータ（例えば、モータ１３９等）を０．２ｍｓｅｃ以内に減速および加速することができ、市販のラインカメラまたは検出器（少なくとも１つの検出器１０７として用いることができる）は、１４０ｋＨｚで２０４８ピクセルを有する。次に、１０ｆｐｓ（フレーム毎秒）で波長方向に２０００ピクセルおよび走査方向に５００ピクセルのＳＥＥ画像を捕捉することができる。図９Ａにおけるｇ２（τ）曲線に基づいて、減衰時間およびβ値を計算する時間は１０ｍｓｅｃである。代替的に、１つまたは複数の実施形態において、カメラの仕様は、１４０ｋＨｚで４０９６ピクセル、１００ｋＨｚで２０４８ピクセル、２００ｋＨｚで２０４８ピクセル、または２００ｋＨｚで４０９６ピクセルのうちの１つとすることができる。

図４の状況を有するステップ６０の場合、モータ１３９の停止期間は１０ｍｓｅｃとすることができるため、主題のシナリオにおいて、測定における組織タイプを特徴付けるために必要な時間は、ラインあたり１０．４ｍｓｅｃである。図５Ａの状況でのステップ６０の場合、例えば、ＲＯＩの１００×１００ピクセルは、組織タイプを特徴付けるために選択され、主題のシナリオにおいてＲＯＩ全体を測定するための測定に必要とされる時間は、１．０４秒である。

ステップ７０の場合、走査速度は、１ｆｐｓ（初期速度の１／１０）とすることができ、これは、ラインあたり２ｍｓｅｃに等しい。１０ｍｓｅｃのデータを得るには５つのラインが必要であるため、空間分解能は１／５となる。例えば、ＲＯＩ（例えば、図５ＡのＲＯＩ５０１）の１００×１００のピクセルが、図５Ａに示すような組織タイプを特徴付けるために選択され、主題シナリオにおいて、測定に必要とされる時間は約０．２秒である。この場合、組織特徴付けは、空間分解能を失うのではなく、前の事例と比較して迅速に行うことができる。

ステップ８０について、組織タイプを特徴付けるための１０．４ｍｓｅｃの測定時間が５００ライン全体に適用されるため、主題のシナリオにおいて、走査された画像における組織タイプを特徴付けるために必要とされる時間は、５．２秒（０．０１０４×５００）である。主題のシナリオにおいて、掃引停止位置が１つおきにラインをスキップするとき、組織タイプを特徴付けるために必要な時間は２．６秒となる。

ｇ２（τ）曲線から減衰時間およびβ値を計算するための後処理は、測定中に行うことができるため、これは組織タイプの同定を得る時間にほとんど影響を与えない。

図９Ａにおける１０００ライン毎秒を有するｇ２（τ）曲線が組織タイプを明確に区別することができる場合であっても、１４０ｋｈｚ（ライン毎秒）データ取得を用いることにより、ｇ２（τ）曲線の減衰時間およびβ値を計算する安定性を改善することができる。図９Ｂは、硬質テフロンブロックおよびミルクを使用して、より低い１００ライン毎秒で波長にわたって平均化された別の代表的なスペックル強度自己相関関数ｇ２（τ）曲線を示す。この場合、組織タイプを区別することができ、ｇ２（τ）曲線の減衰時間およびβ値を計算するために必要な時間は、計算時間を節減することができるように抑制することができる。例えば、１００ライン毎秒のデータ量は、１０００ライン毎秒の１／１０であるため、１０００ライン毎秒ではなく１００ライン毎秒のデータ量を用いるとき、計算時間は短くなる。

ｇ２（τ，λ）は波長（λ）に依拠し、組織における貫通深さも波長に依拠するため、粘性測定は異なる深さで行うことができる。例えば、１つまたは複数の実施形態において、波長（または波長範囲）は、特定の用途の生物学的パラメータまたは光学パラメータに基づいて選択することができ、例えば、波長は、青色波長側（図１１Ｂの右側を参照されたい）のヘモグロビンおよび酸化ヘモグロビンによって、および近赤外線側（図１１Ｂの左側を参照されたい）の水分吸収によって画定することができる。１つまたは複数の実施形態において、１つの特定の有用な範囲は、約６００ｎｍ〜約１３００ｎｍの範囲の光学範囲（例えば、図１１Ｂを参照されたい）である。

スペックル強度自己相関関数を用いたこの組織タイプの特徴付けは、１つまたは複数の実施形態において、光学回転接合部を有する光コヒーレントトモグラフィ（ＯＣＴ）システムに適用することができる。光学回転接合部の速度を変更することによって、ｇ２（τ）を処理し、組織タイプを決定するための適切なスペックルデータを得ることができる。次に、異なる色で区別されたＯＣＴおよび組織タイプの重なり合った画像を表示することができる。この実施形態は、小さな孔または空洞を通じて材料タイプを検出するためのビデオスコープまたはファイバスコープ等の産業目的で用いることができる。図１０は、ＯＣＴ技法を利用することができる例示的なシステム１０００を示す。光源１０１から光が送られ、スプリッタ１１０４により分割されて参照アーム１１０２およびサンプルアーム１１０３に入る。参照ビームは、参照アーム１１０２において参照ミラー１１０５から反射される一方、サンプルビームは、サンプルアーム１１０３におけるＰＩＵ（患者インタフェースユニット）１１１０およびカテーテル１１２０を通じて試料１１０６から反射または散乱される。ＰＩＵ１１０は、カテーテル１１２０の回転のための回転接合部を含むことができる。双方のビームはスプリッタ１１０４において結合し、干渉パターンを生成する。干渉計の出力は、限定ではないが、フォトダイオードまたはマルチアレイカメラ等の検出器１１０７を用いて検出される。干渉パターンは、サンプルアーム１１０３の経路長が、参照アーム１１０２の経路長と、光源１０１のコヒーレンス長以内で合致するときにのみ生成される。

図１１Ａは、本開示の１つまたは複数の態様による、光学プローブ用途のためのスペックル検出を用いたＳＥＥ技法を利用するように動作する、前方ビュースペクトル符号化内視鏡検査（「ＳＥＥ」）システム１００（本明細書において、「システム１１００」（"システム１１００（ｓｙｓｔｅｍ １１００）"または"システム１１００（ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ １１００）"）とも呼ばれる）の代替的な実施形態を示す。システム１１００は、上記で説明したシステム１００に類似しているが、システム１１００は、ＳＥＥプローブの末端かつＤＧ１０４の前に、プローブ軸（例えば、ＳＥＥプローブの光軸、ＳＥＥシステムの光軸、ＩＦ１０２および／またはＤＦ１０３と実質的に平行にまたはこれに沿って延在する軸、プリズム１０９および／または回折格子１０４に対し垂直に延在する軸等）に対し垂直な光を照明するためのプリズム１０９を更に備える点が異なる。換言すれば、図１の実施形態と図１１Ａの実施形態との唯一の差はビュー方向であり、図１１Ａの実施形態は、光方向を変更するためのプリズム１０９を含む。１つまたは複数の実施形態において、ＤＧ１０４の構造は、システム１００およびシステム１１００について同じとすることができる。１つまたは複数の実施形態において、プリズム１０９等のプリズムは、屈折率分布型（ＧＲＩＮ）レンズおよび任意選択のアングルスペーサを組み合わせることができる。１つまたは複数の実施形態において、プリズムは、スペーサ素子として動作するか、またはスペーサ素子と置き換えることができる。１つまたは複数の実施形態において、光軸は、それに沿って、光学系における回転対称性が存在するか、またはある程度の回転対称性が存在する軸、それに沿って、光源１０１からの光が光学系（限定ではないが、システム１００、システム１１００、システム１６００、システム１７００等）を通じて広がる経路を定義する軸、それに沿って、光学系（限定ではないが、システム１００、システム１１００、システム１６００、システム１７００等）における回転対称性が存在するか、またはある程度の回転対称性が存在する経路を定義する軸、光ファイバ（例えば、ファイバ１０２、ファイバ１０３等を参照されたい）のコアに沿った軸、光ファイバ（例えば、ファイバ１０２、ファイバ１０３等を参照されたい）のコアの中心に沿った光軸、コリメーションフィールドを通り、それに沿って、回転対称性が存在するか、またはある程度の回転対称性が存在する経路を定義する軸等のうちの少なくとも１つとすることができる。

したがって、システム１１００内に存在し、上記で既に説明された類似の符号の要素の説明は繰り返されず、その全体が参照により本明細書に援用される。図１２に示すように、組織または被検体における照明光１０５が３６０度回転して、前方ビューＳＥＥ画像が得られる。この場合、位置λ１は、走査画像の中心に留まり、位置λ２は、走査画像のエッジで回転する。この実施形態におけるＳＥＥシステム１１００は、図１５に示すようなＳＥＥプローブ１５０１のビューを変更するテンドン駆動プローブも含む（以下で更に論じる）。プローブ１５０１は、プローブ１５０１の遠位端の方向を変更するようにテンドン１５０２、１５０３、１５０４、１５０５を押し引きするアクチュエータを含む、テンドン制御ユニット（コンピュータ１２００、１２００'等のコンソールまたはコンピュータに含めることができる）に接続された複数のテンドン（例えば、図１５に示すようなテンドン１５０２、１５０３、１５０４、１５０５）を含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、テンドン制御ユニットは、動作インタフェース（例えば、図１９に示すような操作Ｉ／Ｆ１２１４、図１８に示すような通信インタフェース１２０５等）、またはネットワークインタフェース（例えば、図１９に示すようなネットワークＩ／Ｆ１２１２、図１８に示すような通信インタフェース１２０５および／またはネットワーク１２０６等）を介して、コンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータと接続することができ、コンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、プローブ１５０１を制御するために、制御信号およびステータス情報を送受信する。

本開示の少なくとも１つの態様によれば、上述したように、スペックル検出を用いた（システム１１００等の）前方ビューＳＥＥシステムを用いるときに組織特徴付けを行うための１つまたは複数の方法が本明細書において提供される。図１３は、前方ビューＳＥＥシステム（例えば、図１１ＡのＳＥＥシステムを有する）を使用して組織を特徴付けるための方法の少なくとも１つの実施形態のフローチャートを示す。好ましくは、本方法は、（ｉ）被検体情報を設定すること（図１３のステップ０２を参照されたい）、（ｉｉ）１つまたは複数の撮像条件（図１３のステップ０４を参照されたい）を指定すること、（ｉｉｉ）撮像を開始すること（図１３のステップ０６を参照されたい）、（ｉｖ）ＳＥＥ画像を構築するための強度を調整すること（図１３のステップ２００を参照されたい）、（ｖ）組織タイプを決定するためにｇ２（ｔ）を計算すること（図１３におけるステップ２１０を参照されたい）、（ｖｉ）走査された組織画像の中心（又他の所定のロケーション）に組織タイプを表示すること（図１３におけるステップ２２０を参照されたい）、および（ｖｉｉ）ＲＯＩを変更するか否かを判断し（図１３におけるステップ２３０を参照されたい）、（ｖｉｉｉ）ステップ２３０において「Ｙｅｓ」の場合、画像の中心に向かって測定位置を調整し（図１３におけるステップ２４０を参照されたい）、次に、試験を終了するか否かを判断し（図１３のステップ１２０を参照されたい。「Ｎｏ」の場合、ステップ２３０を繰り返し、「Ｙｅｓ」の場合、プロセスを終了する）、ステップ２３０において「Ｎｏ」の場合、走査された画像および組織タイプを表示したままにし（図１３のステップ２６０を参照されたい）、次にステップ２３０を繰り返すこと、のうちの１つまたは複数を含むことができる。図１３のフローチャートに含まれる図２のフローチャートからの同じまたは類似のステップの説明（既に上記で説明されている）はここでは省かれる。

ステップ２００において、ＳＥＥシステム１１００におけるコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、位置に依拠する強度を調整して、組織または被検体１５００の２Ｄ画像を構築する。同時に、λ１の位置におけるスペックル強度自己相関関数ｇ２（τ）は、ステップ２１０において計算される。１つまたは複数の実施形態において、ステップ２００および２１０は、異なる時点において実行することができる。上記で説明したシステム１００と同様に、システム１１００の１つまたは複数の実施形態において、サンプル材料または組織（例えば、被検体１３０）の粘性を、レオメータ等の標準的な機器によって前もって測定することができ、ルックアップテーブルを準備し、コンピュータ１２００、１２００'等のＳＥＥコンソールに前もって保存することができる。事前に記憶されたルックアップテーブル、測定された減衰時間およびβ値を用いることにより、コンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、ＳＥＥ画像の中心等の所定のロケーションにおいて組織タイプを特徴付ける。ステップ２２０において、組織タイプ（１つまたは複数の実施形態における異なる色において区別することができる）は、コンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータによって、ディスプレイ（図１８または図１９に示すようなスクリーンまたはディスプレイ１２０９）上の走査された形態学的画像の（中心等の）所定のロケーション上に重ね合わされる。ステップ２３０の少なくとも１つの実施形態において、コンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、ディスプレイ（例えば、図１８または図１９に示すようなディスプレイまたはスクリーン１２０９）に、オペレータに領域を変更させるためのグラフィカルユーザインタフェースを表示させることができるか、または、ＲＯＩを変更して、臨床的に興味深いかまたは所定の組織位置を選択するか否かを判断することができる。オペレータがいかなる位置をも選択しない場合、またはシステム１１００が、ラインもしくはＲＯＩの変更が必要ないと判断する場合、プロセスは直接ステップ２６０に進む。オペレータが、図１４に示すように、スクリーン上の画像内のラインまたはＲＯＩを選択する場合、プロセスはステップ２４０に進む。

図１４に示すＧＵＩ実施形態において、中心スポットは画像の中心における組織タイプを示し、半透明の正方形または長方形は、オペレータが選択したＲＯＩを示す。更にまたは代替的に、ＲＯＩまたは異なるＲＯＩは、限定ではないが、矩形、正方形形状、円形、楕円形、三角形等を含む、ユーザが所望の任意の幾何学的形状を有することができる。複数のＲＯＩを有する少なくとも１つの実施形態において、１つのＲＯＩは、別のＲＯＩと比較して異なる大きさおよび形状を有することができる。ステップ２４０において、コンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、プローブ位置を自動的に調整するための制御信号をＳＥＥプローブコントローラに送信し、それによって、ＲＯＩの中心が図１４の白い矢印が示すように画像の中心と一致するようにする。

上述したように、図１５は、テンドン１５０２、１５０３、１５０４、１５０５を有するＳＥＥプローブ１５０１の実施形態の概略図を示す。（例えば、図１４に示すような）ＲＯＩの中心と画像の中心との間の関係に基づいて、コンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、上から下（または下から上）の運動についてテンドン１５０２および１５０３を制御し、右から左（または左から右）の運動についてテンドン１５０４および１５０５を制御することができる。これらのテンドン１５０２、１５０３、１５０４、１５０５は、シース１５００の内側にあり、シース材料は、テンドン１５０２、１５０３、１５０４、１５０５によって加えられる応力に起因して曲がることができる。この実施形態において、ＳＥＥプローブ１５０１自体が回転して、シース１５００の内側の画像を得る。シース１５００は、透明または半透明とすることができ、成形することができ、単層または多層とすることができる。表示される組織画像は回転することができるため、組織画像が表示されるディスプレイの上方向、下方向、右方向および左方向、ならびに画像自体のこれらの方向は、１つまたは複数の実施形態において常に一致していない場合がある。したがって、コンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、表示された画像の回転角度の情報を用いて、テンドン１５０２、１５０３、１５０４、１５０５の各々がどのように押し引きされるべきかを判断するための制御信号を生成することができる。テンドン１５０２、１５０３、１５０４、１５０５の様々な組み合わせを用いて、１つまたは複数の所定の方向にプローブを対角線上に動かすことができる。上述したように、図１３のステップ２６０において、コンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、ディスプレイ（例えば、図１８または図１９に示すようなディスプレイ１２０９）に走査された組織画像および組織タイプを表示したままにさせる。代替的に、シース１５００は、シース１５００の所望の移動性に依拠して、テンドンの任意の所定の数（例えば、１つのテンドン、２つのテンドン、３つのテンドン、４つのテンドン等）を含むことができる。

図１６は、本開示の１つまたは複数の態様による、光学プローブ用途のためのスペックル検出を用いたＳＥＥ技法を利用するように動作するフォトダイオード１５０を用いるスペクトル符号化内視鏡検査（「ＳＥＥ」）システム１６００（本明細書において、システム１６００（"ｓｙｓｔｅｍ １６００"ｏｒ"ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ １６００"）とも呼ばれる）の別の代替的な実施形態を示す。システム１６００は、上記で説明したシステム１００に類似しているが、ＤＦ１０３およびコンソール１２００、１２００'等のコンソールに接続されたフォトダイオード１５０を更に含む点が異なる。システム１６００に存在し、上記で既に説明された同様の符号の要素の説明は繰り返されず、参照によりその全体が本明細書に援用される。図１６の実施形態に示すように、フォトダイオード１５０は、分光計（分光計１０８等）と別個の時間と共に変動するスペックル強度を検出するために、システム１６００の近位側にある。この場合、波長の全体範囲または波長のウィンドウ範囲は、フォトダイオード１５０が強度データを得るときに平均化される。例えば、スペックル自己相関関数ｇ２（ｔ）のために計算される必要があるデータサイズを低減して、１ＭＨｚを超えるライン毎秒を達成することができる。この構成に限定されないが、フォトダイオード１５０は、ファイバカプラ１５５（図１６を参照されたい）を通じて検出ファイバ（ＤＦ）１０３に接続することができる。１つまたは複数の実施形態において、フォトダイオードによって得られた記憶された強度データは、スペックル強度自己相関関数を計算するためにのみ用いることができ、それによって、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンソールは、ＳＥＥ撮像および組織特徴付けを分離して、システム１６００を安定化することができる（例えば、１つまたは複数の実施形態において、少なくとも１つの検出器１０７は、撮像のためにのみ用いることができ、フォトダイオード１５０は、スペックル強度自己相関を計算するためにのみ用いることができる）。各走査ラインにおいて取得されるスペックル強度自己相関関数は、フォトダイオード（フォトダイオード１５０等）によって達成可能なＨｚを、少なくとも１つの検出器１０７（ライン検出器等）を用いるときよりもはるかに高くすることができるため、組織特徴付けのためにより区別可能とすることができる。

本開示の１つまたは複数の更なる実施形態によれば、スペックル検出を用いたシリアル時間符号化２Ｄ撮像システムが本明細書に開示される（図１７に最も良好に示される）。システム１７００に存在し、上記で既に説明された同様の符号の要素（例えば、光源１０１、コンピュータ１２００、１２００'等）の説明は繰り返されず、参照によりその全体が本明細書に援用される。組織は、シリアル時間符号化２Ｄ撮像システム１７００を用いて特徴付けることができる。広帯域パルスレーザ等のライトは、光源１０１によって生成することができ、サーキュレータ１９０等の偏向部を通り、２Ｄ分散器１７０に入る。２Ｄ分散器１７０は、２つの直交する方向に向けられた格子を含む。２Ｄ分散器１７０は、入射光を、各２Ｄ位置（図１７に示される要素１０８を参照されたい）における異なる波長を有する２Ｄ照明光に分割する。反射光は、２Ｄ分散器１７０によって組み合わされ、サーキュレータ１９０等の偏向部に再び入る。次に、反射光は、分散補償ファイバ１８０を通り、分散補償ファイバ１８０は、クロマティック分散、および時間領域において分散した試料（図１７に示す要素１０８を参照されたい）によって反射された強度データを作成する。次に、試料（図１７に示す要素１０８を参照されたい）における位置に関連付けられた各波長の強度が、フォトダイオード１５０において検出された時間遅延に基づいて区別可能であり得る。コンピュータ１２００、１２００'等のコンソールは、好ましくはフォトダイオード１５０に接続され、強度データを記憶し、試料（図１７に示す要素１０８を参照されたい）の画像を再構成する（および／または再構成された画像を記憶する）。少なくとも１つの例として、Ｇｏｄａ他は、６．１ＭＨｚのフレームレートを達成し、ピクセルサイズは６．４ｕｍ×０．３ｕｍであり、視野は１７０ｕｍ×２７ｕｍであった。（Ｇｏｄａ，Ｋ．、Ｔｓｉａ，Ｋ．ＫおよびＪａｌａｌｉ，Ｂ．、Ｓｅｒｉａｌ ｔｉｍｅ−ｅｎｃｏｄｅｄ ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｉｍａｇｉｎｇ ｆｏｒ ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｆａｓｔ ｄｙｎａｍｉｃ ｐｈｅｎｏｍｅｎａ． Ｎａｔｕｒｅ， ４５８（７２４２）， １１４５〜１１４９（２００９）を参照されたい）。

いくつかの実施形態では、サーキュレータ１９０等の偏向部は、光源１０１からの光をＳＥＥプローブに偏向し、次に、ＳＥＥプローブから受信した光を少なくとも１つの検出器１０７に向かって送信するように動作する。１つまたは複数の実施形態において、システム１７００の偏向部は、限定ではないが、サーキュレータ１９０、ビームスプリッタ、アイソレータ、カプラ（例えば、融着ファイバカプラ）、部分的に分断された、内部に孔を有するミラー、部分的に分断された、タップを有するミラー等を含む、本明細書において説明されるように動作する１つまたは複数の干渉計または光学干渉システムを含むかまたは備えることができる。

更にまたは代替的に、シリアル時間符号化２Ｄ撮像システム１７００を特徴付ける組織は、少なくともシステム１００および１１００、または本明細書に記載の任意の他のシステムについて説明したような累積スペックル変動を用いて試料（例えば、被検体１３０等）の粘性を計算する関数を有することができる。以前の実施形態と同じく、または同様に、ｇ２（ｔ）曲線は、フォトダイオード（フォトダイオード１５０等）によって捕捉された強度に基づいて計算される。この場合、２Ｄ画像は機械的運動なしで捕捉され、フレームレートは、システム１００およびシステム１１００と比較して、ｇ２（ｔ）曲線を計算するのに十分適しているため、重なり合った形態学的および粘性画像の全体エリアを、１０ｆｐｓで表示することができる。フレームレートが１０ｆｐｓであるとき、組織タイプマップは、１００ｍｓｅｃごとにリフレッシュすることができ、これによって、図９Ａおよび／または図９Ｂに示すように、ミルクとテフロンとを区別することができる。

１つまたは複数の実施形態において、ＳＥＥプローブは、接続部材またはインタフェースモジュールを用いて、１つまたは複数のシステム（例えば、システム１００、システム１１００、システム１６００、システム１７００等）に接続することができる。例えば、接続部材またはインタフェースモジュールが、ＳＥＥプローブまたは上述したＯＣＴシステムのどちらかのための回転接合部であるとき、回転接合部は、接触回転接合部、レンズなし回転接合部、レンズに基づく回転接合部、または当業者に既知の他の回転接合部のうちの少なくとも１つとすることができる。回転接合部は、１チャネル回転接合部または２チャネル回転接合部とすることができる。

代替的にまたは更に、図１７に示すシリアル時間符号化２Ｄ撮像システム１７００において、２Ｄ分散器１７０はＳＥＥプローブに置き換わり、要素１０８は試料とすることができる。

１つまたは複数の実施形態において、ＳＥＥプローブは、ＤＧ１０４と試料または被検体（例えば、被検体１３０）との間に位置するレンズを更に含むことができる。好ましくは、そのような実施形態において、レンズは、ファイバ１０２、ＤＧ１０４および／またはプリズム１０９（システム１００、システム１１００、システム１６００、システム１７００等のいずれのシステムがレンズを含むかに依拠する）から光を受け、光を通過させて試料に向ける。試料を照明した後、光はレンズを通過して、ＤＧ１０４および／またはプリズム１０９に向かって戻り、ファイバ１０３内に入る。１つまたは複数の実施形態において、レンズは傾斜しているかまたは角度を付けられている場合もあるし、そうでない場合もある。

１つまたは複数の実施形態において、ＳＥＥプローブの照明部分は、ＳＥＥプローブの検出部分と別個とすることができる。例えば、１つまたは複数の用途において、プローブは、照明ファイバ１０２（例えば、単一モードファイバ、ＧＲＩＮレンズ、スペーサ、およびスペーサの研磨表面上の格子等）を含む照明アセンブリを指すことができる。１つまたは複数の実施形態において、スコープは、例えば、ドライブケーブル、シース、およびシースの周りの検出ファイバ（例えば、マルチモードファイバ（ＭＭＦ））によって包囲および保護することができる照明部分を指すことができる。１つまたは複数の用途について、格子カバレッジは、検出ファイバ（例えば、ＭＭＦ）においてオプションである。照明部分は、回転ジョイントに接続することができ、ビデオレートで継続的に回転することができる。１つまたは複数の実施形態において、検出部分は、検出ファイバ１０３、分光計１０８、コンピュータ１２００、フォトダイオード１５０等のうちの１つまたは複数を含むことができる。検出ファイバ１０３等の検出ファイバは、ＩＦ１０２等の照明ファイバを取り囲むことができ、格子１０４等の格子によって覆われる場合もあるし、覆われない場合もある。

本明細書において別段に論じられない限り、同様の符号は同様の要素を示す。例えば、限定ではないが、システム１００、システム１１００およびシステム１６００、システム１７００等のシステム間に変動または差異が存在するが、それらの１つまたは複数の特徴は、限定ではないが、光源１０１、または光源の他のコンポーネント（例えば、フォトダイオード１５０、コンソール１２００、コンソール１２００'等）等、互いに同じまたは同様とすることができる。当業者であれば、光源１０１、モータ１３９、ＭＣＵ１４０、分光計１０８、少なくとも１つの検出器１０７、および／またはシステム１００の１つまたは複数の他の要素が、本明細書において論じられるように、限定ではないが、システム１１００、システム１６００、システム１７００等の１つまたは複数の他のシステムの類似の符号の要素と同じようにまたは同様に動作することができることを理解するであろう。当業者であれば、システム１００、システム１１００、システム１６００、システム１７００、および／またはそのようなシステムのうちの１つの１つまたは複数の類似の符号の要素の代替的な実施形態は、本明細書において述べるような他の変形形態を有する一方で、本明細書において論じる他のシステム（またはそのコンポーネント）のうちの任意のものの類似の符号の要素と同じようにまたは同様に動作することができることを理解するであろう。実際に、本明細書において論じられるようなシステム１００、システム１１００、システム１６００およびシステム１７００間には、一定の差が存在するが、類似性がある。同様に、１つまたは複数のシステム（例えば、システム１００、システム１１００、システム１６００およびシステム１７００等）においてコンソールまたはコンピュータ１２００を用いることができるが、更にまたは代替的に、コンソールまたはコンピュータ１２００'等の１つまたは複数の他のコンソールまたはコンピュータを用いることができる。

本明細書において論じられる強度、粘性、スペックル検出または任意の他の測定を計算する多くの方法が、デジタルおよびアナログで存在する。少なくとも１つの実施形態において、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、本明細書に記載のＳＥＥデバイス、システム、方法および／またはストレージ媒体を制御および監視するのに専用とすることができる。

コンピュータシステム１２００（例えば、図１、図１１Ａ、図１６および図１７に示すようなコンソールまたはコンピュータ１２００を参照されたい）の様々なコンポーネントが図１８に提供される。コンピュータシステム１２００は、中央処理装置（「ＣＰＵ」）１２０１、ＲＯＭ１２０２、ＲＡＭ１２０３、通信インタフェース１２０５、ハードディスク（および／または他のストレージデバイス）１２０４、スクリーン（またはモニタインタフェース）１２０９、キーボード（またはキーボードに加えてマウスまたは他の入力デバイスも含むことができる入力インタフェース）１２１０、および（例えば、図１８に示すような）上述したコンポーネントのうちの１つまたは複数の間のバスまたは他の接続線（例えば、接続線１２１３）を含むことができる。更に、コンピュータシステム１２００は、上述したコンポーネントのうちの１つまたは複数を含むことができる。例えば、コンピュータシステム１２００は、ＣＰＵ１２０１、ＲＡＭ１２０３、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース（通信インタフェース１２０５等）、およびバス（コンピュータシステム１２００のコンポーネント間の通信システムとして１つまたは複数の線１２１３を含むことができ、１つまたは複数の実施形態において、コンピュータシステム１２００および少なくともコンピュータシステム１２００のＣＰＵ１２０１が、限定ではないが、本明細書において上記で論じたようなシステム１００、システム１１００、システム１６００および／またはシステム１７００等のＳＥＥデバイスまたはシステムの１つまたは複数の上述したコンポーネントと、１つまたは複数の線１２１３を介して通信することができる）を含むことができ、１つまたは複数の他のコンピュータシステム１２００は、他の上述したコンポーネントのうちの１つまたは複数の組み合わせを含むことができる。ＣＰＵ１２０１は、ストレージ媒体に記憶されたコンピュータ実行可能命令を読み出し、実行するように構成される。コンピュータ実行可能命令は、本明細書に記載の方法および／または計算の性能のための命令を含むことができる。システム１２００は、ＣＰＵ１２０１に加えて、１つまたは複数の追加のプロセッサを含むことができ、ＣＰＵ１２０１を含むそのようなプロセッサは、ＳＥＥ組織特徴付け、診断、評価および撮像のために用いることができる。システム１２００は、ネットワーク接続を介して（例えば、ネットワーク１２０６を介して）接続される１つまたは複数のプロセッサを更に含むことができる。システム１２００によって用いられるＣＰＵ１２０１および任意の更なるプロセッサは、同じ電気通信ネットワーク内に位置することもできるし、異なる電気通信ネットワーク内に位置することもできる（例えば、ＳＥＥ技法の実行を遠隔で制御することもできる）。

Ｉ／Ｏインタフェースまたは通信インタフェース１２０５は、入出力デバイスに通信インタフェースを提供し、入出力デバイスは、光源１０１、分光計、マイクロフォン、通信ケーブルおよびネットワーク（有線または無線）、キーボード１２１０、マウス（例えば、図１９に示すマウス１２１１を参照されたい）、タッチスクリーンまたはスクリーン１２０９、ライトペン等を含むことができる。モニタインタフェースまたはスクリーン１２０９は、それらへの通信インタフェースを提供する。

本明細書に論じられるような、ＳＥＥ組織特徴付け、診断、検査および／またはスペックル検出を用いた撮像を行うための方法等の本開示の任意の方法および／またはデータは、コンピュータ可読ストレージ媒体上に記憶することができる。限定ではないが、ハードディスク（例えば、ハードディスク１２０４、磁気ディスク等）、フラッシュメモリ、ＣＤ、光ディスク（例えば、コンパクトディスク（「ＣＤ」）、デジタル多用途ディスク（「ＤＶＤ」）、ブルーレイ（商標）ディスク等）、磁気光ディスク、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）（ＲＡＭ１２０３等）、ＤＲＡＭ、リードオンリーメモリ（「ＲＯＭ」）、分散コンピューティングシステムのストレージ、メモリカード等（例えば、限定ではないが、不揮発性メモリカード、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）（図１９におけるＳＳＤ１２０７を参照されたい）、ＳＲＡＭ等の他の半導体メモリ）、それらの光学的組み合わせ、サーバ／データベース等のうちの１つまたは複数等の、一般的に用いられるコンピュータ可読および／または書き込み可能ストレージ媒体を用いて、上述したコンピュータシステム１２００のプロセッサまたはＣＰＵ１２０１等のプロセッサに、本明細書において開示される方法のステップを実行させることができる。コンピュータ−可読ストレージ媒体は、非一時的コンピュータ可読媒体とすることができ、および／または、コンピュータ可読媒体は、一時的な伝播信号であることを唯一の例外とした、全てのコンピュータ可読媒体を含むことができる。コンピュータ−可読ストレージ媒体は、限定ではないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタメモリ、プロセッサキャッシュ等の、所定のもしくは限られたもしくは短い期間にわたって、および／または電力の存在下でのみ情報を記憶する媒体を含むことができる。本開示の実施形態は、上記で説明した実施形態のうちの１つまたは複数の機能を実行するためにストレージ媒体（より完全に「非一時的コンピュータ可読ストレージ媒体」と呼ぶこともできる）上に記録されるコンピュータ実行可能命令（例えば、１つまたは複数のプログラム）を読み出し、実行する、および／または、上記で説明した実施形態のうちの１つまたは複数の機能を実行するための１つまたは複数の回路（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））を含むシステムまたは装置のコンピュータによって、ならびに、例えば、ストレージ媒体からコンピュータ実行可能命令を読み出し、実行して、上記で説明した実施形態のうちの１つまたは複数の機能を行うことにより、および／または１つまたは複数の回路を制御して、上記で説明した実施形態のうちの１つまたは複数の機能を行うことにより、システムまたは装置のコンピュータにより実行される方法によって、実現することもできる。

本開示の少なくとも１つの態様によれば、限定ではないが、上記で説明したような、上述したコンピュータ１２００のプロセッサ等のプロセッサに関係する方法、システムおよびコンピュータ可読ストレージ媒体は、図に示すような適切なハードウェアを利用して達成することができる。本開示の１つまたは複数の態様の機能は、図１０に示されるような適切なハードウェアを利用して達成することができる。そのようなハードウェアは、標準的なデジタル回路部、ソフトウェアおよび／またはファームウェアプログラムを実行するように動作可能な既知のプロセッサのうちの任意のもの、プログラム可能なリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、プログラム可能なアレイ論理デバイス（ＰＡＬ）等の１つまたは複数のプログラム可能なデジタルデバイスまたはシステム等の既知の技術のうちの任意のものを利用して実施することができる。（図１０に示すような）ＣＰＵ１２０１は、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、ナノプロセッサ、１つまたは複数のグラフィック処理装置（「ＧＰＵ」、視覚処理装置「ＶＰＵ」とも呼ばれる）、１つまたは複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）、または他のタイプの処理コンポーネント（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））も含むことができ、および／またはこれらから作製することもできる。また更に、本開示の様々な態様は、適切なストレージ媒体（例えば、コンピュータ可読ストレージ媒体、ハードドライブ等）、または可搬性および／または流通のための媒体（フロッピーディスク、メモリチップ等）上に記憶することができるソフトウェアおよび／またはファームウェアプログラムによって実施することができる。コンピュータは、コンピュータ実行可能命令を読み出し、実行するための、別個のコンピュータまたは別個のプロセッサのネットワークを含むことができる。コンピュータ実行可能命令は、例えば、ネットワークまたはストレージ媒体からコンピュータに提供することができる。

上述したように、コンピュータまたはコンソール１２００'の代替的な実施形態のハードウェア構造が図１９に示される。コンピュータ１２００'は、中央処理装置（ＣＰＵ）１２０１と、グラフィック処理装置（ＧＰＵ）１２１５と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１２０３と、ネットワークインタフェースデバイス１２１２と、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）等の操作インタフェース１２１４と、ハードディスクドライブまたはソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）１２０７等のメモリとを含む。好ましくは、コンピュータまたはコンソール１２００'はディスプレイ１２０９を含む。コンピュータ１２００'は、操作インタフェース１２１４またはネットワークインタフェース１２１２を介してＭＣＵ１４０および分光計１０８と接続することができる。１つまたは複数の実施形態において、コンピュータ１２００'等のコンピュータはＭＣＵ１４０を含むことができる。操作インタフェース１２１４は、マウスデバイス１２１１、キーボード１２１０またはタッチパネルデバイス等のオペレーションユニットと接続することができる。コンピュータ１２００'は、各コンポーネントのうちの２つまたは複数を含むことができる。

コンピュータプログラムは、ＳＳＤ１２０７に記憶され、ＣＰＵ１２０１は、プログラムをＲＡＭ１２０３上にロードし、本明細書に記載の１つまたは複数のプロセスを行うためのプログラム内の命令、ならびに基本的な入力、出力、計算、メモリ書き込みおよびメモリ読み出しプロセスを実行する。

コンピュータ１２００、１２００'等のコンピュータは、ＭＣＵ１４０と通信して撮像を行い、取得された強度データから画像を再構築する。モニタまたはディスプレイ１２０９は、再構成された画像を表示し、撮像条件または撮像される被検体に関する他の情報を表示することができる。モニタ１２０９は、ユーザがＳＥＥシステム（例えば、システム１００、システム１１００、システム１６００等）を動作させるためのグラフィカルユーザインタフェースも提供する。動作信号が、オペレーションユニット（例えば、限定ではないが、マウスデバイス１２１１、キーボード１２１０、タッチパネルデバイス等）からコンピュータ１２００'における操作インタフェース１２１４に入力され、オペレーション信号に対応して、コンピュータ１２００'は、撮像条件を設定または変更するように、および撮像を開始または終了するようにシステム（例えば、システム１００、システム１１００、システム１６００等）に命令する。レーザ源１０１および分光計１０８は、ステータス情報および制御信号を送受信するためにコンピュータ１２００、１２００'と通信するためのインタフェースを有することができる。

本開示、ならびに／または、デバイス、システムおよびストレージ媒体の１つまたは複数のコンポーネント、ならびに／またはその方法は、限定ではないが、Ｔｅａｒｎｅｙ他に対する米国特許第６，３４１，０３６号、同第７，４４７，４０８号、同第７，５５１，２９３号、同第７，７９６，２７０号、同第７，８５９，６７９号、同第７，８７２，７５９号、同第７，８８９，３４８号、同第８，０４５，１７７号、同第８，１４５，０１８号、同第８，２８９，５２２号、同第８，８３８，２１３号、同第８，９２８，８８９号、同第９，２５４，０８９号、同第９，２９５，３９１号等におけるＳＥＥプローブ技術を含む任意の適切な光学アセンブリ、ならびに特許出願公開ＷＯ２０１５／１１６９５１号およびＷＯ２０１５／１１６９３９号および米国特許第９，３３２，９４２号および米国特許出願公開第２０１２／０１０１３７４号における開示と併せて用いることもでき、これらの特許および特許出願公開の各々が、参照によりその全体が本明細書に援用される。

同様に、本開示、ならびに／または、デバイス、システムおよびストレージ媒体の１つまたは複数のコンポーネント、ならびに／またはその方法は、光学コヒーレンストモグラフィプローブと併せて用いることもできる。そのようなプローブは、限定ではないが、Ｔｅａｒｎｅｙ他に対する米国特許第７，８７２，７５９号、同第８，２８９，５２２号および同第８，９２８，８８９号において開示されているＯＣＴ撮像システム、ならびに、Ｔｅａｒｎｅｙ他に対する米国特許第７，８８９，３４８号に開示されているもの等の、フォトルミネッセンス撮像を容易にする構成および方法、ならびに、米国特許第９，３３２，９４２号ならびに米国特許出願公開第２０１０／００９２３８９号、同第２０１２／０１０１３７４号および同第２０１６／０２２８０９７号に開示されている多様式撮像を対象とする開示を含み、これらの特許および特許出願公開の各々が、参照によりその全体が本明細書に援用される。

本明細書における開示は特定の実施形態を参照して説明されてきたが、これらの実施形態は、本開示の原理および用途を単に例示するにすぎない（そしてこれらに限定されない）ことが理解されよう。したがって、例示的な実施形態に対し、多数の変更を行うことができ、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく他の構成を考案することができることが理解されよう。以下の特許請求の範囲は、全てのそのような変更ならびに等価な構造および機能を包含するように最も広い解釈を与えられる。

Claims (34)

1. 本明細書に実質的に記載されているような、または添付の図面のうちのいずれか１つに示されているようなスペクトル符号化内視鏡検査（「ＳＥＥ」）デバイス。
2. 本明細書に実質的に記載されているような、または添付の図面のうちのいずれか１つに示されているような、スペックル検出を使用するＳＥＥデバイス。
3. 本明細書に実質的に記載されているような、または添付の図面のうちのいずれか１つに示されているような、スペックル検出を用いたＳＥＥシステム。
4. 本明細書に実質的に記載されているような、または添付の図面のうちのいずれか１つに示されているような、スペックル検出を用いたＳＥＥ装置またはシステムを使用する、試料の特徴付けを行うための方法。
5. 本明細書に実質的に記載されているような、または添付の図面のうちのいずれか１つに示されているような、スペックル検出を用いたＳＥＥ装置またはシステムを使用する、試料の特徴付けを行うための方法を少なくとも１つのプロセッサに実行させるプログラムを記憶するためのコンピュータ可読ストレージ媒体。
6. 本明細書に実質的に記載されているような、または添付の図面のうちのいずれか１つに示されているような、スペックル検出を使用したシリアル時間符号化２Ｄ撮像システム。
7. 試料を特徴付けるかまたは同定するための装置であって、
   光誘導コンポーネントおよびモータを含むインタフェースと、
   光合焦コンポーネントおよび光分散コンポーネントを含むスペクトル符号化器と、
   前記モータの速度を変更するように動作する運動制御コンポーネントと、スペックル強度自己相関関数を計算しおよび／またはレーザスペックル撮像（ＬＳＩ）を処理もしくは実行するように動作する少なくとも１つのプロセッサとを備えるスペックル検出器と、
   を備える、装置。
8. 試料の試料タイプを同定するための装置であって、
   少なくとも格子および１つまたは複数の光ファイバを含むスペクトル符号化内視鏡検査（「ＳＥＥ」）プローブと、
   分光計と、
   １つまたは複数の強度を取得するように動作する検出器と、
   モータと、
   前記モータの速度を変更するように動作する運動制御コンポーネントと、
   スペックル強度自己相関関数を計算し、および／またはレーザスペックル撮像（ＬＳＩ）を処理もしくは実行するように動作する少なくとも１つのプロセッサと、
   を備える、装置。
9. 光源と、
   前記ＳＥＥプローブの遠位端に配置されるスペーサ素子であって、前記スペーサ素子および前記格子が隣接し、および／または接続されるようになっている、スペーサ素子と、
   前記ＳＥＥプローブを収容するシースと、
   のうちの少なくとも１つを更に備え、
   前記モータは、前記ＳＥＥプローブを回転させるように動作する回転接合部を含むか、前記回転接合部に接合されるか、または前記回転接合部である、請求項８に記載の装置。
10. 前記装置は、前方ビューＳＥＥ装置である、請求項９に記載の装置。
11. 前記装置は、側方ビューＳＥＥ装置である、請求項８に記載の装置。
12. 前記モータは、ステッピングモータまたはサーボモータである、請求項８に記載の装置。
13. （ｉ）前記運動制御コンポーネントが、前記検出器が前記１つまたは複数の強度を取得する間に前記モータを停止する、および（ｉｉ）前記運動制御コンポーネントが、前記検出器が前記１つまたは複数の強度を取得する間に前記モータの速度を変更する、のうちの少なくとも一方である、請求項８に記載の装置。
14. 前記運動制御コンポーネントは、前記検出器が前記１つまたは複数の強度を取得する間に少なくとも２回、異なるモータ位置において前記モータを停止するか、または、前記検出器が強度を取得するときに少なくとも２回、異なるモータ位置において前記モータの速度を変更する、請求項１３に記載の装置。
15. 前記運動制御コンポーネントは、前記検出器が前記１つまたは複数の強度を取得する間に、連続走査における各モータ位置で前記モータを停止する、請求項１３に記載の装置。
16. 前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたメモリを更に備え、前記メモリは、スペックル強度自己相関関数によって計算されたβ値および減衰時間を含むルックアップテーブルを記憶するように動作し、前記試料タイプを含む、請求項８に記載の装置。
17. 前記装置のオペレータまたはユーザが、前記１つまたは複数の強度を得る１つもしくは複数の位置、１つもしくは複数のラインまたは１つもしくは複数の関心領域を選択する際に介するユーザインタフェースを表示するように動作するディスプレイまたはスクリーンを更に備える、請求項８に記載の装置。
18. 前記ディスプレイまたはスクリーンは、特徴付けられ、診断され、および／または検査されている前記試料の形態学的特徴および粘性または前記試料タイプの重なり合った画像を表示するように更に動作する、請求項１７に記載の装置。
19. 前記格子に光学的に接続され、前記少なくとも１つのプロセッサに接続されたフォトダイオードを更に備え、前記フォトダイオードは、前記分光計と別個の１つまたは複数の時間と共に変動するスペックル強度を検出するように動作する、請求項８に記載の装置。
20. 波長の全体範囲または波長のウィンドウ範囲が、前記フォトダイオードが強度データを得るときに平均化される、
    前記フォトダイオードが、ファイバカプラを通じて前記１つまたは複数の光ファイバのうちの少なくとも１つに接続される、
    前記フォトダイオードによって得られる前記記憶された強度データが、前記スペックル強度自己相関関数を計算するためにのみ用いられ、それによって、前記少なくとも１つのプロセッサが、前記ＳＥＥ撮像および試料特徴付けを分離して、前記装置を安定化することができる、および、
    前記フォトダイオードによって達成可能なＨｚが、前記検出器を用いるときよりも高いため、各走査ラインにおいて取得される１つまたは複数の前記スペックル強度自己相関関数が、試料特徴付けのためにより区別可能である、
    のうちの少なくとも１つである、請求項１９に記載の装置。
21. 前記１つまたは複数の光ファイバは、（ｉ）光源から前記モータを通って前記格子に光を送り、前記試料を光で照明するように動作する１つまたは複数の照明ファイバと、（ｉｉ）前記試料から反射された光を受けるように動作する１つまたは複数の検出ファイバであって、前記光は、前記格子を通過して前記１つまたは複数の検出ファイバ内に戻る、検出ファイバと、を含む、請求項８に記載の装置。
22. スペックル検出を用いたシリアル時間符号化２Ｄ撮像システムであって、
    光誘導コンポーネントを含むインタフェースと、
    前記光誘導コンポーネントからの光を受けるように動作する偏向部と、
    （ｉ）前記偏向部から光を受信し、（ｉｉ）入射光を各２Ｄ位置における異なる波長を有する２Ｄ照明光に分割して試料を照明し、（ｉｉｉ）前記試料から反射された光を受け、前記反射された光を結合し、前記光を前記偏向部に通すように動作する２次元（２Ｄ）分散器と、
    （ｉ）前記偏向部を介して前記２Ｄ分散器から前記反射され結合された光を受け、（ｉｉ）時間領域において分散した、前記試料によって反射されたクロマティック分散および強度データを作成する、ように動作する分散補償ファイバと、
    前記分散補償ファイバに接続されたフォトダイオードであって、時間遅延を検出するように動作し、前記試料における位置に関連するかまたは関連付けられた各波長の強度が時間遅延に基づいて区別可能であるようにする、フォトダイオードと、
    前記フォトダイオードに接続された少なくとも１つのプロセッサであって、メモリに強度データを記憶し、前記試料の画像を再構成し、および／または再構成された画像を記憶するように動作する、プロセッサと、
    を備える、シリアル時間符号化２Ｄ撮像システム。
23. 前記偏向部は、光源からＳＥＥプローブに光を偏向し、次に、前記ＳＥＥプローブから受けた光を前記フォトダイオードまたは別の検出器に送るように動作するサーキュレータである、請求項２２に記載のシステム。
24. 前記システムは、累積されたスペックル変動を用いて前記試料の粘性を計算する、請求項２２に記載のシステム。
25. 試料を特徴付けるためのシステムであって、前記システムは、
    前記試料を特徴付けるための装置であって、
    （ｉ）光誘導コンポーネントおよびモータを含むインタフェース、
    （ｉｉ）光合焦コンポーネントおよび光分散コンポーネントを含むスペクトル符号化器、ならびに
    （ｉｉｉ）モータの速度を変更するように動作する運動制御コンポーネントと、スペックル強度自己相関関数を計算しおよび／またはレーザスペックル撮像（ＬＳＩ）を処理もしくは実行するように動作する少なくとも１つのプロセッサとを備えるスペックル検出器、
    を備える、装置と、
    前記試料を特徴付けるために光を前記装置の前記光誘導コンポーネントに送るように動作する光源と、
    前記装置の前記インタフェースに接続され、または前記装置の前記インタフェースに関連する回転接合部と、
    少なくとも１つの検出器を含む分光計と、
    を備える、システム。
26. 内部に複数のテンドンを有するシースを更に備え、前記複数のテンドンは、前記シースの運動を制御するように動作する、請求項２５に記載のシステム。
27. 前記複数のテンドンは、４つのテンドンを含み、前記４つのテンドンのうちの２つは、前記シースの上から下および下から上の移動を制御し、前記４つのテンドンのうちの他の２つは、前記シースの左から右および右から左の移動を制御する、請求項２６に記載のシステム。
28. スペクトル符号化内視鏡検査（「ＳＥＥ」）システムを使用してスペックル検出を用いて試料を特徴付けるための方法であって、
    前記試料のＳＥＥ画像を形成することと、
    前記ＳＥＥ画像における少なくとも部分的な領域またはラインを指定することと、
    スペックル強度自己相関関数を計算して、前記指定された領域もしくはラインにおける試料タイプを判断し、および／またはレーザスペックル撮像（ＬＳＩ）を実行もしくは処理することと、
    前記ＳＥＥシステムのディスプレイに、前記試料タイプ情報を、前記ＳＥＥ画像と共に表示させることと、
    を含む、方法。
29. 前記ＳＥＥ画像を形成するステップは、
    光源またはレーザ源において光または広帯域レーザを生成することと、
    照明ファイバを用いて前記光または前記広帯域レーザを格子に送達することと、
    前記照明ファイバの先端に配置された前記格子を介して拡散された前記光または前記広帯域レーザを放射することと、
    前記光または前記広帯域レーザを放射している間に前記照明ファイバを回転することと、
    検出ファイバを用いて、前記照明ファイバが回転している間、前記試料から返された前記放射された光または前記放射された広帯域レーザの返された光を検出することと、
    分光計によって前記検出された返された光から、スペクトル符号化された信号を得て、前記ＳＥＥ画像を形成することと、
    を更に包含するまたは含む、請求項２８に記載の方法。
30. 試料情報を設定することと、
    １つまたは複数の撮像条件を指定することと、
    前記ＳＥＥ画像の前記撮像もしくは前記形成を開始し、および／または１つもしくは複数の前記ＳＥＥ画像の再構成もしくは形成を開始することと、
    前記走査された画像を表示することと、
    前記試料タイプを表示するかどうかを決定することと、
    前記試料タイプを表示しないと決定された場合、前記走査された画像を表示したままにするか、または、前記試料タイプを表示すると決定された場合、全体エリアを表示するか、ラインを表示するか、もしくは関心領域（ＲＯＩ）を表示するかを決定することと、
    全体エリアを表示すると決定された場合、強度を取得するときに停止位置をステップ走査し、ｇ２（ｔ）関数を計算して、前記試料タイプを判断することに進むか、または、ラインもしくはＲＯＩを表示すると決定された場合、ユーザもしくはオペレータにラインもしくはＲＯＩを選択させるグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を表示し、強度を取得するときに走査速度を変更するための制御信号を送信し、次に、ｇ２（ｔ）関数を計算して、前記試料タイプを判断することに進むことと、
    強度を取得するときに走査速度を変更するための制御信号を送信することと、
    ｇ２（ｔ）関数を計算して、前記試料タイプを決定することと、
    重なり合った画像および前記試料タイプを表示することと、
    前記特徴付けを終了するか否かを決定することと、
    を更に含む、請求項２８に記載の方法。
31. 試料情報を設定することと、
    １つまたは複数の撮像条件を指定することと、
    前記ＳＥＥ画像の前記撮像もしくは前記形成を開始し、および／または１つもしくは複数の前記ＳＥＥ画像の再構成もしくは形成を開始することと、
    ＳＥＥ画像を構築するための強度を調節することと、
    ｇ２（ｔ）関数を計算して、前記試料タイプを決定することと、
    走査された画像の中心または他の所定のロケーションにおいて前記試料タイプを表示することと、
    前記ラインまたはＲＯＩを変更するか否かを決定することと、
    を更に含む、請求項２８に記載の方法。
32. 前記ラインもしくはＲＯＩを変更すると決定された場合、測定位置を前記画像の中心に向けて調整し、次に、前記特徴付けを終了するかどうかを判断すること、または、
    前記ラインもしくはＲＯＩを変更しないと決定された場合、前記走査された画像および前記試料タイプを表示したままにし、前記ラインもしくはＲＯＩを変更するか否かについて前記決定ステップを繰り返すこと、
    を更に含む、請求項３１に記載の方法。
33. 累積されたスペックル変動を用いて前記試料の粘性を計算することを更に含む、請求項２８に記載の方法。
34. １つまたは複数のプロセッサに、スペックル検出を用いて試料を特徴付けるための方法を実行させるように動作するプログラムを記憶するコンピュータ可読ストレージ媒体であって、前記方法は、
    前記試料のＳＥＥ画像を形成することと、
    前記ＳＥＥ画像における少なくとも部分的な領域またはラインを指定することと、
    スペックル強度自己相関関数を計算して、前記指定された領域もしくはラインにおける試料タイプを決定し、および／またはレーザスペックル撮像（ＬＳＩ）を実行もしくは処理することと、
    前記ＳＥＥシステムのディスプレイに、前記試料タイプ情報を、前記ＳＥＥ画像と共に表示させることと、
    を含む、コンピュータ可読ストレージ媒体。