JP2002520647A - ある容積に亘る均一光照射、及び／又は、集光を備える光学プローブ及びその方法 - Google Patents
ある容積に亘る均一光照射、及び／又は、集光を備える光学プローブ及びその方法Info
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Abstract
(57)【要約】
様々な光学プローブ及び光学的方法は、様々な材料、特に、オリフィス又は通路を通って限定的にしかアクセスできない空洞内部の材料検査において有用性を持つ。例えば、哺乳動物の体内空洞、管状器官、及び、内臓の中の解剖学的構造を持つ上皮及び他の組織を検査する際に有益な光学プローブは、細長くて、光学ウィンドウ（２４０、３０２、１００２）、光源（２２２、３１２、３１４、５１０、５２０、１０２０、１２００、１４００、１７００）、空間混光器（２２４、３０４、２００４、２１０４、２２０４、２３０４）、及び、集光器（２１０、３２０、７２０、１１２０）を含む。光源からの光は、空間混光器で混合され、それにより、光学ウィンドウの近傍で均一拡散光を実現するため、いかなる反射画像及び照射の人工産物も取り除かれる。集光器は、目標から空間混光器を通って受光するが、該集光器の視野からは、空間混光器からのいかなる残留反射及び蛍光も除外される。光学プローブは、２つの部分、つまり、再利用可能部分及び使い捨て部分から作られてもよい。再利用可能プローブ部分（９００）との併用に適する使い捨て部品（９１０、２０００、２１００、２２００、２３００）は、細長くて、空間混光に適する内面を利用する空間混光部分、使い捨て部品を再利用可能プローブ部分上に装着するための空間混光部分から延びる細長い部分、及び、再利用可能プローブ部分を目標から封印するための保護ウィンドウつまりレンズを包含する。使い捨て部品は、様々な低価格材料から組み立てられてもよい。
Description
【０００１】 （技術分野） 本発明は、光学プローブと光学的方法とに関し、ある実施形態は、材料、特に
オリフィスや通路を通って限定的にしかアクセスできない空洞内部の材料検査に
おいて有用性を持つ光学プローブ及び方法に特に関し、また、ある実施形態は、
哺乳動物の体内空洞、管状器官、及び、内臓の内部の解剖学的構造の上皮及び他
の組織の検査において有用性を持つ光学プローブ及び方法に特に関する。
オリフィスや通路を通って限定的にしかアクセスできない空洞内部の材料検査に
おいて有用性を持つ光学プローブ及び方法に特に関し、また、ある実施形態は、
哺乳動物の体内空洞、管状器官、及び、内臓の内部の解剖学的構造の上皮及び他
の組織の検査において有用性を持つ光学プローブ及び方法に特に関する。
【０００２】 （背景技術） 光学的に生体及び非生体の空洞内部を精査する様々な装置が知られている。使
い捨てのシースを使用する、ヒトの頚部に対して特殊な用途を持つ初期の検査装
置は、１９７６年３月２３日にアデルマンに付与された「光ファイバを利用する
限られた開口部の空洞における検査及びサンプリング用装置」と題する合衆国特
許第３，９４５，３７１号で説明されている。使い捨てシースは、組織を照光し
て組織からの反射画像を収集するのに使用される１つの光ファイバ束又は２つの
光ファイバ束のいずれかを含む保護ウィンドウで終端する上部ダクトを持つ。光
源は、照光用の光ファイバ束の端部において光を集中させる反射鏡に取り付けら
れるランプである。画像収集ファイバ束に使用されるファイバ材の開口数すなわ
ちエヌ・エイ（ＮＡ）を選択することにより、異なった能力が達成される。０．
５６のＮＡを持つファイバ材により、弱い照光の３ミリメートルの視距離におい
て、組織を近くで検査することができ、一方、０．０９９のＮＡを持つファイバ
材により、強い照光の２センチメートルの視距離において、通常の有利な検査を
することができる。レンズを使用する可能性について言及されているが、詳述さ
れていない。
い捨てのシースを使用する、ヒトの頚部に対して特殊な用途を持つ初期の検査装
置は、１９７６年３月２３日にアデルマンに付与された「光ファイバを利用する
限られた開口部の空洞における検査及びサンプリング用装置」と題する合衆国特
許第３，９４５，３７１号で説明されている。使い捨てシースは、組織を照光し
て組織からの反射画像を収集するのに使用される１つの光ファイバ束又は２つの
光ファイバ束のいずれかを含む保護ウィンドウで終端する上部ダクトを持つ。光
源は、照光用の光ファイバ束の端部において光を集中させる反射鏡に取り付けら
れるランプである。画像収集ファイバ束に使用されるファイバ材の開口数すなわ
ちエヌ・エイ（ＮＡ）を選択することにより、異なった能力が達成される。０．
５６のＮＡを持つファイバ材により、弱い照光の３ミリメートルの視距離におい
て、組織を近くで検査することができ、一方、０．０９９のＮＡを持つファイバ
材により、強い照光の２センチメートルの視距離において、通常の有利な検査を
することができる。レンズを使用する可能性について言及されているが、詳述さ
れていない。
【０００３】 ごく最近になって、蛍光及びラマン分光学を用いるヒトの頚部組織の診断にお
いて使用される光学プローブが、１９９７年１２月１６日にリチャーズ−コータ
ム他に附与された「ラマン及び蛍光分光学を用いる頚部前癌診断用の光学的方法
及び装置」と題する米国特許第５，６９７，３７３号に説明されている。２つの
励起ファイバと５つの収集ファイバとを含むプローブは、「多重点接触」として
知られるタイプである。これは、遠位ファイバ端近傍の組織領域からの蛍光、及
び／又は、ラマン発光を検出するために、組織表面から実質的に一定の距離に配
置される離散的な収集ファイバを使用するからである。一定の距離は、検査中の
組織に接触する水晶遮蔽又はウィンドウにより維持される。プローブは、関連あ
る組織特性を判断するために、励起エネルギーを発生する電磁供給源、関連ある
波長を分離するためのフィルタ又はスペクトル分析器、及び、関連ある波長を処
理するコンピュータを含む、診断又はスクリーニングのシステムの一部である。
非常に多くの励起・収集ファイバの対と成形接触ウィンドウとを使用する別の光
学プローブが、１９９７年１２月２３日にリチャーズ−コータム他に附与された
「蛍光分光学を用いる頚部腫瘍形成の検出用光学プローブ及び同プローブを組み
込む装置」と題する米国特許第５,６９９,７９５号に説明されている。１つの実
施形態においては、１束に３１対の光ファイバが使われ、別の実施形態において
は、１束に３５７対の光ファイバが使われている。
いて使用される光学プローブが、１９９７年１２月１６日にリチャーズ−コータ
ム他に附与された「ラマン及び蛍光分光学を用いる頚部前癌診断用の光学的方法
及び装置」と題する米国特許第５，６９７，３７３号に説明されている。２つの
励起ファイバと５つの収集ファイバとを含むプローブは、「多重点接触」として
知られるタイプである。これは、遠位ファイバ端近傍の組織領域からの蛍光、及
び／又は、ラマン発光を検出するために、組織表面から実質的に一定の距離に配
置される離散的な収集ファイバを使用するからである。一定の距離は、検査中の
組織に接触する水晶遮蔽又はウィンドウにより維持される。プローブは、関連あ
る組織特性を判断するために、励起エネルギーを発生する電磁供給源、関連ある
波長を分離するためのフィルタ又はスペクトル分析器、及び、関連ある波長を処
理するコンピュータを含む、診断又はスクリーニングのシステムの一部である。
非常に多くの励起・収集ファイバの対と成形接触ウィンドウとを使用する別の光
学プローブが、１９９７年１２月２３日にリチャーズ−コータム他に附与された
「蛍光分光学を用いる頚部腫瘍形成の検出用光学プローブ及び同プローブを組み
込む装置」と題する米国特許第５,６９９,７９５号に説明されている。１つの実
施形態においては、１束に３１対の光ファイバが使われ、別の実施形態において
は、１束に３５７対の光ファイバが使われている。
【０００４】 多重点接触プローブの欠点の１つは、被写界深度が浅く、一般に、プローブ遠
位端の収集ファイバ端部は、目標から一定の短い距離の位置に置かなければなら
ないことである。接触プローブの遠位端で確実に配置されていない部分があれば
、目標から戻る光エネルギーは、そのようなプローブの臨界被写界深度特性によ
り、正確に検出されないであろう。接触プローブの不適切な設置は、オペレータ
エラーからもたらされるか、又は、十分な接触が達成できない程度まで、接触プ
ローブの遠位端に対して角度を持った目標から生じる可能性がある。多重点接触
プローブの別の欠点は、解像度に限りがある点であり、これは、多数の非常に細
かいファイバを小さいプローブに組み込む困難性と費用が掛かる点との実際的な
結果である。多重点接触プローブの更に別の欠点は、プローブの遠位端において
励起ファイバと収集ファイバとの間に間隔を空ける必要があるために、放出光の
均一な励起及び収集が欠如することである。
位端の収集ファイバ端部は、目標から一定の短い距離の位置に置かなければなら
ないことである。接触プローブの遠位端で確実に配置されていない部分があれば
、目標から戻る光エネルギーは、そのようなプローブの臨界被写界深度特性によ
り、正確に検出されないであろう。接触プローブの不適切な設置は、オペレータ
エラーからもたらされるか、又は、十分な接触が達成できない程度まで、接触プ
ローブの遠位端に対して角度を持った目標から生じる可能性がある。多重点接触
プローブの別の欠点は、解像度に限りがある点であり、これは、多数の非常に細
かいファイバを小さいプローブに組み込む困難性と費用が掛かる点との実際的な
結果である。多重点接触プローブの更に別の欠点は、プローブの遠位端において
励起ファイバと収集ファイバとの間に間隔を空ける必要があるために、放出光の
均一な励起及び収集が欠如することである。
【０００５】 レンズを使用する光学装置は、通常、被写界深度及び解像度が増すという点で
、点接触光学プローブの欠点の一部を回避する。しかし、均一な照光を達成する
には問題がある。多くの内視鏡は、オフセット照光及び観察光学システムを持ち
、オフセット配置に固有の視差により発生する、不均一な照光が悩みの種となっ
ている。一部の内視鏡は、視差により導入される不均一性を解消するために、同
軸配置の照光及び観察光学システムを持つ。例えば、１９９４年１０月１２日に
公告された「撮像及び処理装置」と題する欧州特許明細書第０ ３４３ ５５８
Ｂｌ号において、光ファイバ束を持つ内視鏡が説明されており、その端部表面は
、反射光の検出に使用される対物レンズを取り囲むように配置される。しかし、
この離散的光ファイバの環により達成される照光は均一ではない。また、１９８
７年６月９日にタカハシに附与された「内視鏡のための照光光学システム」と題
する米国特許第４，６７１，６３０号で説明されている別のタイプの内視鏡は、
視差により発生する不均一照光を解消するために同軸配置の照光観察光学システ
ムを持つ。初期の同軸配置の照光観察光学システムの不均一性を克服するために
、タカハシは、観察光学システムの対物レンズの前に矩形のパラレロピペダル（
ｐａｒａｌｌｅｌｏｐｉｐｅｄａｌ）透明体又はプリズムを使用し、プリズムの
側面から光を導入している。照光が入るところを除いて、プリズムの側面は反射
面となっている。プリズム内に導入される照光は、プリズム及び空気の屈折率の
差のために対物面で全面的に反射され、また、プリズムの反射側面によっても全
面的に反射されるが、通常の使用時にプリズムが押さえ付けられる組織において
空気に対して水の方が屈折率が大きいために対物面から投影される。その結果、
目標物の表面は、一方向に、ほとんど斜めに照光され、これにより、組織の凸凹
による影が強調されて、はっきりとした立体画像の達成を可能にする。この種の
照光は、反射光による観測に有益であると考えられるが、反射率以外に組織と光
の相互作用に基づく観測に対する有益性は説明されていない。１９９７年１２月
２３日にソーア他に附与された「画角を変更する内視鏡付属装置」と題する米国
特許第５，７００，２３６号で説明されている別のタイプの内視鏡では、内視鏡
の画角、及び／又は、照光角度を変更するための構造を包含する遠位部を持つシ
ースが使用される。画角を変更する構造にはプリズムが含まれ、照光角度を変更
する構造には、プリズム、湾曲光導体、及び、傾斜光ファイバが含まれる。しか
し、離散的光ファイバにより達成される照光は、通常の光相互作用分析に関して
は均一ではない。他の技法を用いて均一な光を達成するための手段は、説明され
ていない。
、点接触光学プローブの欠点の一部を回避する。しかし、均一な照光を達成する
には問題がある。多くの内視鏡は、オフセット照光及び観察光学システムを持ち
、オフセット配置に固有の視差により発生する、不均一な照光が悩みの種となっ
ている。一部の内視鏡は、視差により導入される不均一性を解消するために、同
軸配置の照光及び観察光学システムを持つ。例えば、１９９４年１０月１２日に
公告された「撮像及び処理装置」と題する欧州特許明細書第０ ３４３ ５５８
Ｂｌ号において、光ファイバ束を持つ内視鏡が説明されており、その端部表面は
、反射光の検出に使用される対物レンズを取り囲むように配置される。しかし、
この離散的光ファイバの環により達成される照光は均一ではない。また、１９８
７年６月９日にタカハシに附与された「内視鏡のための照光光学システム」と題
する米国特許第４，６７１，６３０号で説明されている別のタイプの内視鏡は、
視差により発生する不均一照光を解消するために同軸配置の照光観察光学システ
ムを持つ。初期の同軸配置の照光観察光学システムの不均一性を克服するために
、タカハシは、観察光学システムの対物レンズの前に矩形のパラレロピペダル（
ｐａｒａｌｌｅｌｏｐｉｐｅｄａｌ）透明体又はプリズムを使用し、プリズムの
側面から光を導入している。照光が入るところを除いて、プリズムの側面は反射
面となっている。プリズム内に導入される照光は、プリズム及び空気の屈折率の
差のために対物面で全面的に反射され、また、プリズムの反射側面によっても全
面的に反射されるが、通常の使用時にプリズムが押さえ付けられる組織において
空気に対して水の方が屈折率が大きいために対物面から投影される。その結果、
目標物の表面は、一方向に、ほとんど斜めに照光され、これにより、組織の凸凹
による影が強調されて、はっきりとした立体画像の達成を可能にする。この種の
照光は、反射光による観測に有益であると考えられるが、反射率以外に組織と光
の相互作用に基づく観測に対する有益性は説明されていない。１９９７年１２月
２３日にソーア他に附与された「画角を変更する内視鏡付属装置」と題する米国
特許第５，７００，２３６号で説明されている別のタイプの内視鏡では、内視鏡
の画角、及び／又は、照光角度を変更するための構造を包含する遠位部を持つシ
ースが使用される。画角を変更する構造にはプリズムが含まれ、照光角度を変更
する構造には、プリズム、湾曲光導体、及び、傾斜光ファイバが含まれる。しか
し、離散的光ファイバにより達成される照光は、通常の光相互作用分析に関して
は均一ではない。他の技法を用いて均一な光を達成するための手段は、説明され
ていない。
【０００６】 （発明の開示） 従って、反射率以外に、又は反射率に加えて、組織と光との相互作用を伴う観
察のための、均一な照光を実現するための装置及び方法に対する必要性がある。
例えば、前述のタカハシの特許で説明される斜めの照光は、反射光を観察する光
学システムでの使用に適する可能性があるが、目標内から来る光を観測するよう
になっている光学システムに効果的ではない。例えば、前述のリチャーズ−コー
タム’３７３の特許において、細胞蛍光、及び／又は、ラマン散乱光に基づくシ
ステムが説明されているが、いずれも、組織細胞内から発する光に起因するもの
であり、組織表面から反射する光に起因するものではない。視差を持つか、又は
目標表面に対して不均一又は非常に傾いた光を生成する光学システムは、蛍光及
びラマンに基づくシステムに最適ではなく、定量又は定性分析のために目標内に
貫通可能な、均一拡散光の照光を必要とする。
察のための、均一な照光を実現するための装置及び方法に対する必要性がある。
例えば、前述のタカハシの特許で説明される斜めの照光は、反射光を観察する光
学システムでの使用に適する可能性があるが、目標内から来る光を観測するよう
になっている光学システムに効果的ではない。例えば、前述のリチャーズ−コー
タム’３７３の特許において、細胞蛍光、及び／又は、ラマン散乱光に基づくシ
ステムが説明されているが、いずれも、組織細胞内から発する光に起因するもの
であり、組織表面から反射する光に起因するものではない。視差を持つか、又は
目標表面に対して不均一又は非常に傾いた光を生成する光学システムは、蛍光及
びラマンに基づくシステムに最適ではなく、定量又は定性分析のために目標内に
貫通可能な、均一拡散光の照光を必要とする。
【０００７】 従って、多様な実施形態における本発明の目的は、目標表面の通常の方向に対
して多くのほぼ直角な光線を持つ均一拡散光により、光検出システムの視野をあ
まねく目標材料を前面照射することである。 多様な実施形態における本発明の別の目的は、目標材料に接触するために、再
利用可能、使い捨て、又は、一回使用を問わず、別個の光学プローブ部分を使用
する照射システムを提供することである。該照射システムの一部の構成要素は、
光学プローブの別個の部分に組み込まれ、一方、光伝達システムの他の構成要素
は、光学プローブの再利用部分に組み込まれる。 多様な実施形態における本発明の別の目的は、光学プローブの使い捨て部分又
は一回使用部分に、照射システムの低価格な構成要素のみを組み込むことであり
、一方、高価格な構成要素を含む照射システムの他の構成要素は、光学プローブ
の再利用部分に組み込まれる。
して多くのほぼ直角な光線を持つ均一拡散光により、光検出システムの視野をあ
まねく目標材料を前面照射することである。 多様な実施形態における本発明の別の目的は、目標材料に接触するために、再
利用可能、使い捨て、又は、一回使用を問わず、別個の光学プローブ部分を使用
する照射システムを提供することである。該照射システムの一部の構成要素は、
光学プローブの別個の部分に組み込まれ、一方、光伝達システムの他の構成要素
は、光学プローブの再利用部分に組み込まれる。 多様な実施形態における本発明の別の目的は、光学プローブの使い捨て部分又
は一回使用部分に、照射システムの低価格な構成要素のみを組み込むことであり
、一方、高価格な構成要素を含む照射システムの他の構成要素は、光学プローブ
の再利用部分に組み込まれる。
【０００８】 これら及び他の目的は、本発明の様々な実施形態において達成される。本発明
の１つの実施形態は、集光器、光源、及び、空間混光器を含む、遠位に配置され
た光学ウィンドウを持つ、光学プローブである。該集光器は、光学ウィンドウを
通過する集光軸線及び該光学ウィンドウに通常近傍の焦点面を持つ。該光源は、
投影光パターンを持つ。該空間混光器は、光源と光学的に連絡する近位端、光学
ウィンドウと光学的に連絡する遠位端、及び、光学ウィンドウを通過する投影光
軸線を持つ。空間混光器はまた、光源の投影光パターンにより部分的に交差され
る混光面を持ち、光学ウィンドウの近傍に、投影光軸線に対して直角及びほぼ直
角方向から離れた位置に最大値を持つ、照射光線の角度分布を確立する。その変
形において、混光面は、光源の投影光パターンにより部分的に交差され、光学ウ
ィンドウの近傍において、投影光軸線とほぼ平行に最大値を持つ照射光線の角度
分布を確立する。
の１つの実施形態は、集光器、光源、及び、空間混光器を含む、遠位に配置され
た光学ウィンドウを持つ、光学プローブである。該集光器は、光学ウィンドウを
通過する集光軸線及び該光学ウィンドウに通常近傍の焦点面を持つ。該光源は、
投影光パターンを持つ。該空間混光器は、光源と光学的に連絡する近位端、光学
ウィンドウと光学的に連絡する遠位端、及び、光学ウィンドウを通過する投影光
軸線を持つ。空間混光器はまた、光源の投影光パターンにより部分的に交差され
る混光面を持ち、光学ウィンドウの近傍に、投影光軸線に対して直角及びほぼ直
角方向から離れた位置に最大値を持つ、照射光線の角度分布を確立する。その変
形において、混光面は、光源の投影光パターンにより部分的に交差され、光学ウ
ィンドウの近傍において、投影光軸線とほぼ平行に最大値を持つ照射光線の角度
分布を確立する。
【０００９】 本発明の別の実施形態は、オリフィス、又は通路を通って限定的にしかアクセ
スできない空洞内部の生体組織を、光学プローブの光学ウィンドウを通して検査
するための、本体、レンズシステム、光源、及び、細長い内部表面を含む光学プ
ローブである。該本体は、近位部分、及び、光学ウィンドウを含む細長い遠位部
分を持つ。該レンズシステムは、本体に取り付けられ、プローブの光学ウィンド
ウを通過する光軸、及び、通常光学ウィンドウの近傍にある焦点面を持つ。該光
源は、レンズシステムの近くで本体に取り付けられ、一般に光学ウィンドウに向
かう投影光方向を持つレンズシステムと同軸である。該細長い内面は、一般に光
源の周りに配置される一端、及び、一般に光学ウィンドウの周りに配置される他
端を持ち、該内面は、光散乱面を含み、投影光パターンは、少なくとも部分的に
該光散乱面と交差し、光学ウィンドウの近傍に、レンズシステムの光軸にほぼ平
行に最大値を持つ、光線の角度分布を確立する。 本発明の更に別の実施形態は、光学プローブ用の使い捨て物品であり、使い捨
て物品は、目標に接触するための遠位端、該遠位端に付随する流体、及び、再利
用可能光学プローブ部分に取り付ける近位端を持つ。使い捨て物品は、近位端に
向って取付表面、遠位端に向って混光内部表面、及び、本体内に配置される光学
ウィンドウ部材を含む。光学ウィンドウ部材と、光学ウィンドウ部材に近位の本
体は、流体に対する防壁である。
スできない空洞内部の生体組織を、光学プローブの光学ウィンドウを通して検査
するための、本体、レンズシステム、光源、及び、細長い内部表面を含む光学プ
ローブである。該本体は、近位部分、及び、光学ウィンドウを含む細長い遠位部
分を持つ。該レンズシステムは、本体に取り付けられ、プローブの光学ウィンド
ウを通過する光軸、及び、通常光学ウィンドウの近傍にある焦点面を持つ。該光
源は、レンズシステムの近くで本体に取り付けられ、一般に光学ウィンドウに向
かう投影光方向を持つレンズシステムと同軸である。該細長い内面は、一般に光
源の周りに配置される一端、及び、一般に光学ウィンドウの周りに配置される他
端を持ち、該内面は、光散乱面を含み、投影光パターンは、少なくとも部分的に
該光散乱面と交差し、光学ウィンドウの近傍に、レンズシステムの光軸にほぼ平
行に最大値を持つ、光線の角度分布を確立する。 本発明の更に別の実施形態は、光学プローブ用の使い捨て物品であり、使い捨
て物品は、目標に接触するための遠位端、該遠位端に付随する流体、及び、再利
用可能光学プローブ部分に取り付ける近位端を持つ。使い捨て物品は、近位端に
向って取付表面、遠位端に向って混光内部表面、及び、本体内に配置される光学
ウィンドウ部材を含む。光学ウィンドウ部材と、光学ウィンドウ部材に近位の本
体は、流体に対する防壁である。
【００１０】 （発明を実施するための最良の形態） 図１は、材料の光学検査用の例示的光学システムの基本的な部材を概略的に示
す。本明細書で使用されるように、光学とは、エックス線より長くてマイクロ波
より短い波長を持つ電磁放射線の発生、伝播、及び、検出を扱う物理学の部門を
意味し、光とは、エックス線より長くてマイクロ波より短い電磁スペクトルのど
任意の位置において、その１つ又はそれ以上の波長（狭帯域、広帯域、又は、そ
れらの任意の組み合わせ）における電磁放射線をいう。光学プローブ１３０は、
検査される材料（すなわち、目標）を照射するために、また、該照射のために目
標から出る放射線を集めるために使用される。システム制御装置及びプロセッサ
１００は、システムにより行われる様々な作動を制御し、目標材料の様々な特性
に関する多重スペクトル表示を得るために、目標から収集される放射線画像の様
々な特性を処理する。材料が１つ又はそれ以上の異常をきたす可能性がある哺乳
類の組織である場合、システム制御装置及びプロセッサ１００は、適当なアルゴ
リズムを使用して異常の種類を含め、組織が正常か又は異常かを判断して結果を
表示するか、又は、適当なアルゴリズムを使用して、組織が正常であるか又は異
常であるかの確率を計算し、異常であれば、異常の種類の確率を計算して結果を
表示するか、又は、適当なアルゴリズムを使用し、異常がないか組織を調べて結
果を表示するか、又は、組織の異常を処置するために、組織上に投影された光の
強さ、持続時間、及び、他の特性を制御するか、又は、上記の組み合わせを行う
ことができる。光機関１１０は、特定の照射波長を発生させるための１つ又はそ
れ以上の電磁エネルギ供給源を含む。光検出器１２０は、フィルタ及び検出器な
どの構成要素、又は、プローブ１３０の視野に亘ってプローブ画像の関連ある波
長の振幅を測定するためのスペクトル分析器を含む。システム制御装置及びプロ
セッサ１００は、その様々な作動を制御するために、光機関１１０と光検出器１
２０とに連結される。光機関１１０及び光検出器１２０は、代わりに液体光導体
などの他の連結手法が使用されてもよいが、光ファイバケーブルなど、任意の適
切な手段を使用して光学プローブ１３０と連結される。希望すれば、光機関１１
０、光検出器１２０、又は、両方の様々な構成要素は、プローブ１３０内へ一体
化されてもよく、この場合、様々な有線又は無線手法を使用して、システム制御
装置及びプロセッサ１００をプローブ１３０に連結することができる。プローブ
１３０が任意の制御可能又は電力式構成要素を含む場合、プローブ１３０は、制
御信号、及び／又は、電力を受け取り、そして／又は、状態信号を供給するため
に、システム制御装置及びプロセッサ１００に接続されてもよい。哺乳類の上皮
組織の光学検査用システムの例には、１９９７年１２月１６日にリチャーズ−コ
ータム他に附与された「ラマン及び蛍光分光法を用いた頚部前癌の診断のための
光学方法と装置」と題する米国特許第５，６９７，３７３、及び、１９９６年６
月１９日にリチャーズ−コータム他により出願された「インビボ頚部扁平上皮内
傷害及び蛍光分光法のインビボ使用のための診断方法と装置」と題する米国特許
出願シリアル第０８／６６６，０２１号などがあり、本明細書において、それら
全体が参照されている。
す。本明細書で使用されるように、光学とは、エックス線より長くてマイクロ波
より短い波長を持つ電磁放射線の発生、伝播、及び、検出を扱う物理学の部門を
意味し、光とは、エックス線より長くてマイクロ波より短い電磁スペクトルのど
任意の位置において、その１つ又はそれ以上の波長（狭帯域、広帯域、又は、そ
れらの任意の組み合わせ）における電磁放射線をいう。光学プローブ１３０は、
検査される材料（すなわち、目標）を照射するために、また、該照射のために目
標から出る放射線を集めるために使用される。システム制御装置及びプロセッサ
１００は、システムにより行われる様々な作動を制御し、目標材料の様々な特性
に関する多重スペクトル表示を得るために、目標から収集される放射線画像の様
々な特性を処理する。材料が１つ又はそれ以上の異常をきたす可能性がある哺乳
類の組織である場合、システム制御装置及びプロセッサ１００は、適当なアルゴ
リズムを使用して異常の種類を含め、組織が正常か又は異常かを判断して結果を
表示するか、又は、適当なアルゴリズムを使用して、組織が正常であるか又は異
常であるかの確率を計算し、異常であれば、異常の種類の確率を計算して結果を
表示するか、又は、適当なアルゴリズムを使用し、異常がないか組織を調べて結
果を表示するか、又は、組織の異常を処置するために、組織上に投影された光の
強さ、持続時間、及び、他の特性を制御するか、又は、上記の組み合わせを行う
ことができる。光機関１１０は、特定の照射波長を発生させるための１つ又はそ
れ以上の電磁エネルギ供給源を含む。光検出器１２０は、フィルタ及び検出器な
どの構成要素、又は、プローブ１３０の視野に亘ってプローブ画像の関連ある波
長の振幅を測定するためのスペクトル分析器を含む。システム制御装置及びプロ
セッサ１００は、その様々な作動を制御するために、光機関１１０と光検出器１
２０とに連結される。光機関１１０及び光検出器１２０は、代わりに液体光導体
などの他の連結手法が使用されてもよいが、光ファイバケーブルなど、任意の適
切な手段を使用して光学プローブ１３０と連結される。希望すれば、光機関１１
０、光検出器１２０、又は、両方の様々な構成要素は、プローブ１３０内へ一体
化されてもよく、この場合、様々な有線又は無線手法を使用して、システム制御
装置及びプロセッサ１００をプローブ１３０に連結することができる。プローブ
１３０が任意の制御可能又は電力式構成要素を含む場合、プローブ１３０は、制
御信号、及び／又は、電力を受け取り、そして／又は、状態信号を供給するため
に、システム制御装置及びプロセッサ１００に接続されてもよい。哺乳類の上皮
組織の光学検査用システムの例には、１９９７年１２月１６日にリチャーズ−コ
ータム他に附与された「ラマン及び蛍光分光法を用いた頚部前癌の診断のための
光学方法と装置」と題する米国特許第５，６９７，３７３、及び、１９９６年６
月１９日にリチャーズ−コータム他により出願された「インビボ頚部扁平上皮内
傷害及び蛍光分光法のインビボ使用のための診断方法と装置」と題する米国特許
出願シリアル第０８／６６６，０２１号などがあり、本明細書において、それら
全体が参照されている。
【００１１】 図２は、例えば哺乳類の場合に、体内空洞、管状器官、及び、内臓内の上皮及
び解剖学的構造など、オリフィス又は通路を通って限定的にしかアクセスできな
い空洞内部の物質を精査するための、図１のシステムにおける使用に適する光学
プローブ２００の主要部材を概略的に示す。ほぼ管状の空洞内組織へのアクセス
のために、プローブ２００は、一般に細長くて筒状（円形、楕円形、及び、長円
形を含む）であることが好ましく、集光器２１０と照射器２２０とを含み、それ
らは、次に、光コンダクタ２２２と空間混光器２２４とを含む。他の幾何学的形
状は、適用例の必要性に応じて、プローブ２００、及び／又は、集光器２１０、
光コンダクタ２２２、及び、空間混光器２２４に使用されてもよく、それらは、
三角形、矩形、六角形、八角形、及び、他の多面幾何学形状などを含む。更に、
プローブ２００の原理は、空洞内部へのアクセスを必要としない表面適用などの
用途に使用してもよく、その場合には、そのようなプローブの全体形状は、その
用途に適したものにすることができ、細長い必要はない。
び解剖学的構造など、オリフィス又は通路を通って限定的にしかアクセスできな
い空洞内部の物質を精査するための、図１のシステムにおける使用に適する光学
プローブ２００の主要部材を概略的に示す。ほぼ管状の空洞内組織へのアクセス
のために、プローブ２００は、一般に細長くて筒状（円形、楕円形、及び、長円
形を含む）であることが好ましく、集光器２１０と照射器２２０とを含み、それ
らは、次に、光コンダクタ２２２と空間混光器２２４とを含む。他の幾何学的形
状は、適用例の必要性に応じて、プローブ２００、及び／又は、集光器２１０、
光コンダクタ２２２、及び、空間混光器２２４に使用されてもよく、それらは、
三角形、矩形、六角形、八角形、及び、他の多面幾何学形状などを含む。更に、
プローブ２００の原理は、空洞内部へのアクセスを必要としない表面適用などの
用途に使用してもよく、その場合には、そのようなプローブの全体形状は、その
用途に適したものにすることができ、細長い必要はない。
【００１２】 プローブ出力効率は、光学ウィンドウ２４０において、及び、照射器２２０の
一部を通って、共有経路を除き、照射光路と集光路とを実際上分離することによ
り最大になる。例えば、光コンダクタ２２２は、例示的に光線２３０による環状
供給源として非常に簡素化した形で示すように、集光器２１０の周縁部の近くか
ら目標２６０に向かって光を放出する。集光器２１０は、光線２７０で表わすよ
うに、目標２６０からの光を集める。光コンダクタ２２２からの光は、通過時（
ここでは図示しない。例えば、図５を参照されたい）に空間混光器２２４と部分
的に交差し、空間混光器は、光に含まれるいかなる反射画像や照射による人為的
産物を取り除くために光を混合する。集光器２１０の視野は、空間混光器２２４
からのいかなる残留反射及び蛍光も集光から除かれるようなものが好ましい。ウ
ィンドウ２４０は、開口部に過ぎないのであるが、ある必要な機械的、及び／又
は、光学的効果を達成するために、中実平坦光学ウィンドウ、シート状柔軟材、
成形レンズ、頚部骨に適合するような乳頭形を持つウィンドウなどの共形ウィン
ドウ、又は、流体充填サックなどの光学的要素、又は、これらの光学的要素の１
つ又はそれ以上の組合せが、ウィンドウ２４０の位置、及び／又は、集光器２１
０及び光コンダクタ２２２の前方の空間混光器の内側に用いられてもよい。共形
ウィンドウは、例えば、１９９７年１２月２３日にリチャーズ−コータム他に附
与された「蛍光分光学を用いる頚部腫瘍形成の検出用光学プローブ及び同プロー
ブを組み込む装置」と題する米国特許第５,６９９,７９５号に説明されており、
本明細書において、その全体が参照されている。そのような中実ウィンドウ又は
レンズは、それによるいかなる光学的効果も考慮に入れて設計されることが好ま
しい集光器２１０及び照射器２２０により共有されるであろうが、光学的効率に
関する、そのようないかなる中実ウィンドウ又はレンズの効果は、光路にビーム
スプリッタ又は２色ミラーを使用する光学システムが被る効率損失と比較すると
大したことはない。更に、ビームスプリッタ及び２色ミラーは、プローブ２００
の部分的に共有する照射及び集光路と比較すると、多量の迷光を発生する傾向が
ある。
一部を通って、共有経路を除き、照射光路と集光路とを実際上分離することによ
り最大になる。例えば、光コンダクタ２２２は、例示的に光線２３０による環状
供給源として非常に簡素化した形で示すように、集光器２１０の周縁部の近くか
ら目標２６０に向かって光を放出する。集光器２１０は、光線２７０で表わすよ
うに、目標２６０からの光を集める。光コンダクタ２２２からの光は、通過時（
ここでは図示しない。例えば、図５を参照されたい）に空間混光器２２４と部分
的に交差し、空間混光器は、光に含まれるいかなる反射画像や照射による人為的
産物を取り除くために光を混合する。集光器２１０の視野は、空間混光器２２４
からのいかなる残留反射及び蛍光も集光から除かれるようなものが好ましい。ウ
ィンドウ２４０は、開口部に過ぎないのであるが、ある必要な機械的、及び／又
は、光学的効果を達成するために、中実平坦光学ウィンドウ、シート状柔軟材、
成形レンズ、頚部骨に適合するような乳頭形を持つウィンドウなどの共形ウィン
ドウ、又は、流体充填サックなどの光学的要素、又は、これらの光学的要素の１
つ又はそれ以上の組合せが、ウィンドウ２４０の位置、及び／又は、集光器２１
０及び光コンダクタ２２２の前方の空間混光器の内側に用いられてもよい。共形
ウィンドウは、例えば、１９９７年１２月２３日にリチャーズ−コータム他に附
与された「蛍光分光学を用いる頚部腫瘍形成の検出用光学プローブ及び同プロー
ブを組み込む装置」と題する米国特許第５,６９９,７９５号に説明されており、
本明細書において、その全体が参照されている。そのような中実ウィンドウ又は
レンズは、それによるいかなる光学的効果も考慮に入れて設計されることが好ま
しい集光器２１０及び照射器２２０により共有されるであろうが、光学的効率に
関する、そのようないかなる中実ウィンドウ又はレンズの効果は、光路にビーム
スプリッタ又は２色ミラーを使用する光学システムが被る効率損失と比較すると
大したことはない。更に、ビームスプリッタ及び２色ミラーは、プローブ２００
の部分的に共有する照射及び集光路と比較すると、多量の迷光を発生する傾向が
ある。
【００１３】 通常使用時において、プローブ２００は、一般に光学ウィンドウ２４０の位置
で目標に接触する。照射器２２０は、軸線２５０と一致する投影光軸に沿って光
を放出し、目標材料の特定の表面領域を均一に照射して、照射表面を通って目標
材料の塊の中へ光が入り込む。集光器２１０は、軸線２５０と一致する集光軸に
沿って、この塊から均一に光を集める。投影光軸と集光軸とは、対称性を達成す
るために一致する（例えば、軸線２５０）ことが好ましいが、これは、もし照射
が集光する塊に亘って十分に均一であれば、必要条件ではない。 照射器２２０からの光は、安定し、均一であり、空間混光器２２４との相互作
用により拡散性である（光線が多くの角度で多くの方向から目標と交差する）こ
とが好ましい。光の拡散性は、目標材料の全体性質に基づいて選択されている、
照射器２２０からの投影光軸に対する光線角度の分布により、通常照射の受光を
妨げられている目標区域内をも含めて、目標内への光の貫通能力を高める。例え
ば、目標がヒトの頚部であり、蛍光及びラマンなどの弱い放射の励起のために高
い照射効率が必要な場合、光線角度の分布は、投影光軸にほぼ平行に最大値を持
ち、平行である光線の割合は小さく、平行から大きく外れる光線が実質的に皆無
であることが好ましい。しかし、一部の他の適用例において、特に、目標表面が
中程度から非常に高い程度に亘る不規則性を持つ用途では、平行からのずれの程
度がかなり大きい位置で最大値を持つ光線角度分布が必要である。投影軸線にほ
ぼ垂直な位置において最大値を持つ光線角度分布は好ましくなく、それは、この
ような光が目標内に十分に貫通しないからである。照射器２２０から放出される
光の特定な光線角度分布は、空間混光器２２４に使用される材料又は複数材料、
及び、空間混光器２２４の形状のほか、光コンダクタ２２２により放出される光
線２３０の角度に左右される。
で目標に接触する。照射器２２０は、軸線２５０と一致する投影光軸に沿って光
を放出し、目標材料の特定の表面領域を均一に照射して、照射表面を通って目標
材料の塊の中へ光が入り込む。集光器２１０は、軸線２５０と一致する集光軸に
沿って、この塊から均一に光を集める。投影光軸と集光軸とは、対称性を達成す
るために一致する（例えば、軸線２５０）ことが好ましいが、これは、もし照射
が集光する塊に亘って十分に均一であれば、必要条件ではない。 照射器２２０からの光は、安定し、均一であり、空間混光器２２４との相互作
用により拡散性である（光線が多くの角度で多くの方向から目標と交差する）こ
とが好ましい。光の拡散性は、目標材料の全体性質に基づいて選択されている、
照射器２２０からの投影光軸に対する光線角度の分布により、通常照射の受光を
妨げられている目標区域内をも含めて、目標内への光の貫通能力を高める。例え
ば、目標がヒトの頚部であり、蛍光及びラマンなどの弱い放射の励起のために高
い照射効率が必要な場合、光線角度の分布は、投影光軸にほぼ平行に最大値を持
ち、平行である光線の割合は小さく、平行から大きく外れる光線が実質的に皆無
であることが好ましい。しかし、一部の他の適用例において、特に、目標表面が
中程度から非常に高い程度に亘る不規則性を持つ用途では、平行からのずれの程
度がかなり大きい位置で最大値を持つ光線角度分布が必要である。投影軸線にほ
ぼ垂直な位置において最大値を持つ光線角度分布は好ましくなく、それは、この
ような光が目標内に十分に貫通しないからである。照射器２２０から放出される
光の特定な光線角度分布は、空間混光器２２４に使用される材料又は複数材料、
及び、空間混光器２２４の形状のほか、光コンダクタ２２２により放出される光
線２３０の角度に左右される。
【００１４】 集光器２１０は、光学ウィンドウ２４０とほぼ同じ大きさの視野、その視野に
亘りほぼ均一な集光効率、及び、良好な焦点深度を持つ、光学ウィンドウ２４０
近傍の焦点面を持つ。集光器２１０は、テレセントリック・レンズシステム、又
は、擬テレセントリック・レンズシステムであることが好ましく、それらは、均
一な集光効率及びより長く効果的な焦点深度の理由から特に適合しており、前述
のリチャーズ−コータム特許文書で説明されるように、哺乳類上皮の蛍光分光法
など、低レベルの反応を伴う適用例において認められるほどの歪みがないからで
ある。しかし、必要であれば、集められた光が視野に亘って補償され、いかなる
過度の空間ひずみもまた補償されることを条件として、適切な視野を持つ他の種
類の集光器が使用されてもよい。集光器２１０は、多重スペクトル分析のために
色補正され、いかなる集光の不均一性も、よく知られた正規化アルゴリズム又は
半球レンズフィルタの使用などのよく知られた光学的補正により補正されること
が好ましい。集光器の視野及び焦点深度は、頚部及び他の組織に関する適用のほ
か、医学以外の適用の場合、非常に大きく変わることが可能である。
亘りほぼ均一な集光効率、及び、良好な焦点深度を持つ、光学ウィンドウ２４０
近傍の焦点面を持つ。集光器２１０は、テレセントリック・レンズシステム、又
は、擬テレセントリック・レンズシステムであることが好ましく、それらは、均
一な集光効率及びより長く効果的な焦点深度の理由から特に適合しており、前述
のリチャーズ−コータム特許文書で説明されるように、哺乳類上皮の蛍光分光法
など、低レベルの反応を伴う適用例において認められるほどの歪みがないからで
ある。しかし、必要であれば、集められた光が視野に亘って補償され、いかなる
過度の空間ひずみもまた補償されることを条件として、適切な視野を持つ他の種
類の集光器が使用されてもよい。集光器２１０は、多重スペクトル分析のために
色補正され、いかなる集光の不均一性も、よく知られた正規化アルゴリズム又は
半球レンズフィルタの使用などのよく知られた光学的補正により補正されること
が好ましい。集光器の視野及び焦点深度は、頚部及び他の組織に関する適用のほ
か、医学以外の適用の場合、非常に大きく変わることが可能である。
【００１５】 光コンダクタ２２２の遠位面は、集光器２１０の遠位面と同じ平面にあるよう
に図２に示されているが、目標までの適当な光伝達手段により、この平面から遠
位に更に延ばすか、又は、引っ込ませてもよい。 プローブ２００は、有機材や無機材を問わず、異なる種類の材料を精査するの
に役立つように目標通りの構成及び寸法にすることができるが、光学プローブ２
００は、先に引用したリチャーズ−コータム特許文書で説明される方法による蛍
光分光法を用い、哺乳類の癌又は前癌組織の診断、及び／又は、スクリーニング
用の構成及び寸法にすることができる。図３に、汎用プローブ２００に基づき、
組織蛍光を使用する癌及び前癌の診断におけるヒトの頚部組織の精査用に構成及
び寸法決めされた光学プローブ３００を示す。この医学的適用において、光学プ
ローブ３００は、円筒状の塊内で組織を励起して蛍光を発するプローブ３００の
遠位端を形成する光学ウィンドウ３０２を通って、紫外線範囲、可視光線、又は
、その両方の範囲において、ほぼ直角であるが多少の拡散方向で均一な光を放出
し、励起された円筒状の塊と実質的に同心である組織内に延びる円筒状の塊から
光学ウィンドウ又はプローブ遠位端３０２を通って、低レベルの組織蛍光を集め
る。頚部の検査の場合は、視野は約２５ミリメートルで、焦点深さは約８ミリメ
ートルであることが好ましい。
に図２に示されているが、目標までの適当な光伝達手段により、この平面から遠
位に更に延ばすか、又は、引っ込ませてもよい。 プローブ２００は、有機材や無機材を問わず、異なる種類の材料を精査するの
に役立つように目標通りの構成及び寸法にすることができるが、光学プローブ２
００は、先に引用したリチャーズ−コータム特許文書で説明される方法による蛍
光分光法を用い、哺乳類の癌又は前癌組織の診断、及び／又は、スクリーニング
用の構成及び寸法にすることができる。図３に、汎用プローブ２００に基づき、
組織蛍光を使用する癌及び前癌の診断におけるヒトの頚部組織の精査用に構成及
び寸法決めされた光学プローブ３００を示す。この医学的適用において、光学プ
ローブ３００は、円筒状の塊内で組織を励起して蛍光を発するプローブ３００の
遠位端を形成する光学ウィンドウ３０２を通って、紫外線範囲、可視光線、又は
、その両方の範囲において、ほぼ直角であるが多少の拡散方向で均一な光を放出
し、励起された円筒状の塊と実質的に同心である組織内に延びる円筒状の塊から
光学ウィンドウ又はプローブ遠位端３０２を通って、低レベルの組織蛍光を集め
る。頚部の検査の場合は、視野は約２５ミリメートルで、焦点深さは約８ミリメ
ートルであることが好ましい。
【００１６】 プローブ３００は、ほぼ円筒状の照射遠位端部分３１０、及び、光ファイバ束
３３０および３４０が延びる近位端部分３１６を備えるハウジング（断面で図示
）を含む。遠位端部分３１０は、ほぼ円筒状であり、実例としては、長さ約１０
．８インチ（約２７．４センチメートル）、プローブ遠位端３０２で内径約１イ
ンチ（２５ミリメートル）である。遠位端部分３１０は、束３４０のファイバの
、レンズシステム３２０に対する膨らみを収容するために、プローブ遠位端３０
２から離れる方向に若干フレア状となっており、実例として、フレアは、約２．
５度であり、ウィンドウから約１０．７センチメートル（４．２インチ）の箇所
から始まる。遠位端部分３１０の寸法により、反射鏡又は他の類似な装置を通る
プローブのクリアランスができることが好ましい。遠位端部分３１０及び近位端
部分３１６は、一体型として製作するか、又は、ネジ切りしてネジで結合、溶接
、接着剤で結合、クランプで結合など、希望する任意の方法により接続された別
個の単体として製作することができる。近位端部分３１６は、光ファイバ束３３
０及び３４０を収納するのに都合のよい任意形状である。光学プローブは、一般
に、適当な機械的支持台などの便利な任意方法で支持されてよいが、プローブ３
００は、可搬式として設計され、適当な握り部３５０を含む。実例として、ヨー
ク部分及び近位端部分３１６を持つ握り部３５０は、ヨーク部を受け入れるのに
適切な任意形状であり、ネジ４３０及び４３２（図４）、又は、他の適切な任意
コネクタで遠位端部分３１６に回転自在に接続され、実例としては、近位端部分
３１６から約７．５インチ延びる。代わりに、握り部３５０は、近位端部分３１
６に固定されてもよいし、又は、近位端部分３１６の一部としてもよい。プロー
ブ３００には、用途に適した任意材料を使用することができる。例えば、頚部の
検査用に、遠位端部分３１０及び近位端部分３１６は、タイプ３０４又は同等タ
イプなどの一般に入手可能なステンレス鋼、又は、硬質黒色陽極処理が施された
タイプ６０６１Ｔ６アルミニウムから製作することができる。また、握り部３５
０は、タイプ６０６１Ｔ６アルミニウム、又は、メッキ又は被覆処理の有り又は
無しの他の適当な材料から製作することもできる。また、全てのアルミニウム成
分は、金陽極処理を施すか、又は、適切なメッキ又は被膜で被覆処理することも
できる。多くの他の材料が、プローブ３００の様々な部品に適している。例えば
、医学の適用例において、患者に接触する遠位端部分３１０は、硬質プラスチッ
ク、柔軟プラスチック、及び、紙を含む様々な医学的に承認された材料のいずれ
からも製作することができ、一方、握り部などの他の部品は、硬質プラスチック
、高密度コアフォームなどで製作することができる。更に、プローブ３００の握
り部３５０、及び／又は、近位端部分３１６は、より取り扱い易くするために滑
り止め材料で被覆することができ、一方、遠位端部分３１０は、挿入時の摩擦低
減のために滑りやすい材料で被覆することができる。
３３０および３４０が延びる近位端部分３１６を備えるハウジング（断面で図示
）を含む。遠位端部分３１０は、ほぼ円筒状であり、実例としては、長さ約１０
．８インチ（約２７．４センチメートル）、プローブ遠位端３０２で内径約１イ
ンチ（２５ミリメートル）である。遠位端部分３１０は、束３４０のファイバの
、レンズシステム３２０に対する膨らみを収容するために、プローブ遠位端３０
２から離れる方向に若干フレア状となっており、実例として、フレアは、約２．
５度であり、ウィンドウから約１０．７センチメートル（４．２インチ）の箇所
から始まる。遠位端部分３１０の寸法により、反射鏡又は他の類似な装置を通る
プローブのクリアランスができることが好ましい。遠位端部分３１０及び近位端
部分３１６は、一体型として製作するか、又は、ネジ切りしてネジで結合、溶接
、接着剤で結合、クランプで結合など、希望する任意の方法により接続された別
個の単体として製作することができる。近位端部分３１６は、光ファイバ束３３
０及び３４０を収納するのに都合のよい任意形状である。光学プローブは、一般
に、適当な機械的支持台などの便利な任意方法で支持されてよいが、プローブ３
００は、可搬式として設計され、適当な握り部３５０を含む。実例として、ヨー
ク部分及び近位端部分３１６を持つ握り部３５０は、ヨーク部を受け入れるのに
適切な任意形状であり、ネジ４３０及び４３２（図４）、又は、他の適切な任意
コネクタで遠位端部分３１６に回転自在に接続され、実例としては、近位端部分
３１６から約７．５インチ延びる。代わりに、握り部３５０は、近位端部分３１
６に固定されてもよいし、又は、近位端部分３１６の一部としてもよい。プロー
ブ３００には、用途に適した任意材料を使用することができる。例えば、頚部の
検査用に、遠位端部分３１０及び近位端部分３１６は、タイプ３０４又は同等タ
イプなどの一般に入手可能なステンレス鋼、又は、硬質黒色陽極処理が施された
タイプ６０６１Ｔ６アルミニウムから製作することができる。また、握り部３５
０は、タイプ６０６１Ｔ６アルミニウム、又は、メッキ又は被覆処理の有り又は
無しの他の適当な材料から製作することもできる。また、全てのアルミニウム成
分は、金陽極処理を施すか、又は、適切なメッキ又は被膜で被覆処理することも
できる。多くの他の材料が、プローブ３００の様々な部品に適している。例えば
、医学の適用例において、患者に接触する遠位端部分３１０は、硬質プラスチッ
ク、柔軟プラスチック、及び、紙を含む様々な医学的に承認された材料のいずれ
からも製作することができ、一方、握り部などの他の部品は、硬質プラスチック
、高密度コアフォームなどで製作することができる。更に、プローブ３００の握
り部３５０、及び／又は、近位端部分３１６は、より取り扱い易くするために滑
り止め材料で被覆することができ、一方、遠位端部分３１０は、挿入時の摩擦低
減のために滑りやすい材料で被覆することができる。
【００１７】 （照射器） 図３、図４，及び、図５は、光学プローブ３００用照射器の１つのタイプの様
々な構成要素を示す。図３は、光学プローブ３００の側面切取内部図である。図
４は、束３４０の多くの光ファイバの遠位端の真前で、光学プローブ３００の光
軸に垂直に切り取られた断面図であり、そのうちの２つは、参照番号３１２と３
１４とにより参照されている（図３）。図５は、光学プローブ３００の光軸に沿
い、遠位端部分３１０の一部を通って切り取られた断面図である。プローブ３０
０は、その遠位端３０２においてレンズ３０６で終端するが、レンズ３０６は、
プローブ３００の遠位端３０２と束３４０のファイバの遠位端との間のどこにで
も配置されてよく、また、全く省略することもできる。レンズシステム３２０か
らの光ファイバ束３３０と光ファイバ束３４０とは、各々、光検出器１２０（図
１）と光機関１１０（図１）とに接続するため、近位端部分３１６の後部を通っ
て通過する。束３３０及び３４０のファイバは、高い効率を達成するために、各
々、光検出器１２０及び光機関１１０まで連続的に延びるが、束３３０、及び／
又は、束３４０は、例えば近位端部分３１６の後部又はその近くに位置する間入
コネクタにより分割されてもよい。
々な構成要素を示す。図３は、光学プローブ３００の側面切取内部図である。図
４は、束３４０の多くの光ファイバの遠位端の真前で、光学プローブ３００の光
軸に垂直に切り取られた断面図であり、そのうちの２つは、参照番号３１２と３
１４とにより参照されている（図３）。図５は、光学プローブ３００の光軸に沿
い、遠位端部分３１０の一部を通って切り取られた断面図である。プローブ３０
０は、その遠位端３０２においてレンズ３０６で終端するが、レンズ３０６は、
プローブ３００の遠位端３０２と束３４０のファイバの遠位端との間のどこにで
も配置されてよく、また、全く省略することもできる。レンズシステム３２０か
らの光ファイバ束３３０と光ファイバ束３４０とは、各々、光検出器１２０（図
１）と光機関１１０（図１）とに接続するため、近位端部分３１６の後部を通っ
て通過する。束３３０及び３４０のファイバは、高い効率を達成するために、各
々、光検出器１２０及び光機関１１０まで連続的に延びるが、束３３０、及び／
又は、束３４０は、例えば近位端部分３１６の後部又はその近くに位置する間入
コネクタにより分割されてもよい。
【００１８】 束３４０は、目標を照光するための光ファイバを包含し、実例としては、１２
００本のファイバであり、各々は、直径約０．２ミリメートル、実例として開口
数０．２８を持つ。適切なファイバは、オプトラン（Ｏｐｔｒａｎ）という製品
を持つ、マサチューセッツ州イースト・ロングメロー所在のセラモプテック（Ｃ
ｅｒａｍｏｐｔｅｃ）社を含む、様々な供給元から入手可能である。実例として
、束３４０のファイバは、各々約５０本のファイバから成る２４個のグループ４
０１から４２４（図４）に分離され、グループ４０１から４２４は、ファイバ束
３４０から、レンズシステム３２０の遠位端の周りの歯付き環状形体３０８上の
均等間隔の環状位置まで、レンズシステム３２０の外面に沿って経路が決められ
、環状光源を形成する。製造時において、束３４０のファイバは、様々な工具類
を使用してレンズシステム用ケーシングの周りの定位置の保持され、次に、非蛍
光埋込材を使用し、当業者によく知られる方法で埋め込まれるのが好ましい。レ
ンズシステム３２０の近位端近くにファイバが集まると、プローブ３００の片側
に膨らみを生じるが、これは、遠位端部分３１０のフレアにより収容される。尚
、照射ファイバ３１０は、光機関への接続のために、他の方法で束ねてもよいこ
とに注意されたい。例えば、ファイバは、直径が大きい１つの束３４０よりも、
むしろ２本以上の別々の束に集められてもよく、これであれば、個々のファイバ
の曲げ量が少なくなり、より少ない膨らみをもたらす。更に別の実施例として、
ファイバ束３３０の周りに、ファイバを同軸に配置することもできる。尚、２４
個のグループ４０１から４２４の使用は例示的であり、希望に応じて、より多く
又はより少ないファイバを包含する、より多く又はより少ないグループを使用し
てよい点にも注意されたい。ファイバは、グループ分けする必要はないが、必要
であれば、本体３０４の内側近くに連続的に配置することができる。ファイバは
、光機関からのいかなる空間的定義にもある程度の混合を与えるために無作為化
されてもよい。尚、束３４０のファイバは、端部の研削及び研磨を行う前に、他
の適切な接着剤及び更には機械的な保持具などによる他の手法により、レンズシ
ステム３２０のケーシング上の定位置に保持することができる点に注意されたい
。代わりに、束３４０のファイバは、遠位端部分３１０の内面で取り付けられて
よく（図示しない）、又は、遠位端部分３１０とレンズシステム３２０との間に
配置される形体（図示しない）に取り付けられてもよい。プローブの組み立てを
容易にするために、束３４０からレンズシステム３２０に埋め込まれたファイバ
により形成されるほぼ円筒形の外面は、テフロン（登録商標）テープで巻かれる
が、様々な他の被膜及び被覆材料も同様に適切であり得る。
００本のファイバであり、各々は、直径約０．２ミリメートル、実例として開口
数０．２８を持つ。適切なファイバは、オプトラン（Ｏｐｔｒａｎ）という製品
を持つ、マサチューセッツ州イースト・ロングメロー所在のセラモプテック（Ｃ
ｅｒａｍｏｐｔｅｃ）社を含む、様々な供給元から入手可能である。実例として
、束３４０のファイバは、各々約５０本のファイバから成る２４個のグループ４
０１から４２４（図４）に分離され、グループ４０１から４２４は、ファイバ束
３４０から、レンズシステム３２０の遠位端の周りの歯付き環状形体３０８上の
均等間隔の環状位置まで、レンズシステム３２０の外面に沿って経路が決められ
、環状光源を形成する。製造時において、束３４０のファイバは、様々な工具類
を使用してレンズシステム用ケーシングの周りの定位置の保持され、次に、非蛍
光埋込材を使用し、当業者によく知られる方法で埋め込まれるのが好ましい。レ
ンズシステム３２０の近位端近くにファイバが集まると、プローブ３００の片側
に膨らみを生じるが、これは、遠位端部分３１０のフレアにより収容される。尚
、照射ファイバ３１０は、光機関への接続のために、他の方法で束ねてもよいこ
とに注意されたい。例えば、ファイバは、直径が大きい１つの束３４０よりも、
むしろ２本以上の別々の束に集められてもよく、これであれば、個々のファイバ
の曲げ量が少なくなり、より少ない膨らみをもたらす。更に別の実施例として、
ファイバ束３３０の周りに、ファイバを同軸に配置することもできる。尚、２４
個のグループ４０１から４２４の使用は例示的であり、希望に応じて、より多く
又はより少ないファイバを包含する、より多く又はより少ないグループを使用し
てよい点にも注意されたい。ファイバは、グループ分けする必要はないが、必要
であれば、本体３０４の内側近くに連続的に配置することができる。ファイバは
、光機関からのいかなる空間的定義にもある程度の混合を与えるために無作為化
されてもよい。尚、束３４０のファイバは、端部の研削及び研磨を行う前に、他
の適切な接着剤及び更には機械的な保持具などによる他の手法により、レンズシ
ステム３２０のケーシング上の定位置に保持することができる点に注意されたい
。代わりに、束３４０のファイバは、遠位端部分３１０の内面で取り付けられて
よく（図示しない）、又は、遠位端部分３１０とレンズシステム３２０との間に
配置される形体（図示しない）に取り付けられてもよい。プローブの組み立てを
容易にするために、束３４０からレンズシステム３２０に埋め込まれたファイバ
により形成されるほぼ円筒形の外面は、テフロン（登録商標）テープで巻かれる
が、様々な他の被膜及び被覆材料も同様に適切であり得る。
【００１９】 レンズシステム３２０の遠位端の形体３０８は、レンズシステム３２０の光軸
に向かって約１０度ほど、束３４０のファイバの遠位端を傾ける役目をする。製
造時において、傾けられたファイバは、レンズシステム３２０の光軸と垂直に薄
く切り分けられ、束３４０のファイバの各々の軸線に対してそれ自体が約１０度
傾いた面を実現するために、よく知られた方法で研削及び研磨される。伝達効率
を上げるために、適当な任意の反射防止被膜をファイバ端部に塗布することがで
きる。この形状の結果，束３４０の各ファイバ端部から放出される光円錐の中心
は、レンズシステム３２０の光軸に向かって約１５度傾いている。 光学プローブ３００はまた、空間混光器を含むが、これは、遠位端部分３１０
の内壁３０４に特定の仕上げを施すか、又は、特定の材料を塗布することにより
実現される。一般に、空間混光器を形成する表面３０４は、紫外線及び可視光線
（好ましくは紫外線）の波長で高い拡散反射性を持つか、又は、持つように仕上
げられている、そして、束３４０のファイバの遠位端から出る光の波長を強力に
前方散乱させるように仕上げられている、実質的な非蛍光材料である。例えば、
遠位端部分３１０がステンレス鋼管である場合、空間混光器表面３０４は、適切
な表面仕上げ、実例として、８ミクロンから１６ミクロンの仕上げを達成するた
めに、管の内側を研削及び研磨し、次に、均一性及び効率を上げ、また、後方散
乱を低減させるために、仕上げ面を電解研磨するか、又は、化学研磨することに
より完成される。代わりに、空間混光器３０４は、適切な表面特性を持ち、遠位
端部分３１０の内側を内張するように製造された、アルミニウム、金属、マイラ
、又は、他のタイプの箔であってもよい。空間混光器表面３０４の特定な特性は
、一方で反射効率、他方で均一性及び拡散性の釣合をとることにより決まる。従
って、４ミクロン程度の鏡面に近い仕上げでさえも一部の配置に適切であり得る
と考えられるが、鏡面に近い仕上げを利用する時は、ファイバ３１０の空間混光
器表面３０４からの出力を、目標において再撮像しないように注意すべきである
。他の配置において、より大きな均一性が必要であるが効率はさほど重要でない
場合、１６ミクロンより大きい表面仕上げが適切であり得る。
に向かって約１０度ほど、束３４０のファイバの遠位端を傾ける役目をする。製
造時において、傾けられたファイバは、レンズシステム３２０の光軸と垂直に薄
く切り分けられ、束３４０のファイバの各々の軸線に対してそれ自体が約１０度
傾いた面を実現するために、よく知られた方法で研削及び研磨される。伝達効率
を上げるために、適当な任意の反射防止被膜をファイバ端部に塗布することがで
きる。この形状の結果，束３４０の各ファイバ端部から放出される光円錐の中心
は、レンズシステム３２０の光軸に向かって約１５度傾いている。 光学プローブ３００はまた、空間混光器を含むが、これは、遠位端部分３１０
の内壁３０４に特定の仕上げを施すか、又は、特定の材料を塗布することにより
実現される。一般に、空間混光器を形成する表面３０４は、紫外線及び可視光線
（好ましくは紫外線）の波長で高い拡散反射性を持つか、又は、持つように仕上
げられている、そして、束３４０のファイバの遠位端から出る光の波長を強力に
前方散乱させるように仕上げられている、実質的な非蛍光材料である。例えば、
遠位端部分３１０がステンレス鋼管である場合、空間混光器表面３０４は、適切
な表面仕上げ、実例として、８ミクロンから１６ミクロンの仕上げを達成するた
めに、管の内側を研削及び研磨し、次に、均一性及び効率を上げ、また、後方散
乱を低減させるために、仕上げ面を電解研磨するか、又は、化学研磨することに
より完成される。代わりに、空間混光器３０４は、適切な表面特性を持ち、遠位
端部分３１０の内側を内張するように製造された、アルミニウム、金属、マイラ
、又は、他のタイプの箔であってもよい。空間混光器表面３０４の特定な特性は
、一方で反射効率、他方で均一性及び拡散性の釣合をとることにより決まる。従
って、４ミクロン程度の鏡面に近い仕上げでさえも一部の配置に適切であり得る
と考えられるが、鏡面に近い仕上げを利用する時は、ファイバ３１０の空間混光
器表面３０４からの出力を、目標において再撮像しないように注意すべきである
。他の配置において、より大きな均一性が必要であるが効率はさほど重要でない
場合、１６ミクロンより大きい表面仕上げが適切であり得る。
【００２０】 束３４０のファイバ遠位端からの光の大半は、プローブ遠位端３０２に向けら
れるが、光は、約１６度の半分の角度で拡がり、そのため一部の光は、初めに空
間混光器表面３０４に当たり、前方に散乱して一般にレンズシステム３２０の視
野周縁部の光の強度を増し、プローブ遠位端３０２おいて光に対して更に多くの
光線角度を追加し、その結果、プローブ遠位端３０２の近傍に均一な拡散光を発
生させる。従って、空間混光器３０４内において、ある回数の光線の反射が必要
である。しかし、過度の回数によって光の過度の反射が起これば、多くの反射光
が空間混光器３０４で減衰するために、照射効率の減少をもたらすであろう。そ
のような多くの反射光は、光機関１１０から適切な動力が利用できない限り、必
要ではない。反射回数が多すぎれば、プローブ遠位端３０２の近傍で目標表面の
一般的方向にほぼ平行な光線の増加をもたらすであろう。そのような光線は、目
標（例えば、組織）内に十分な深さまで貫通せず、材料の必要な全容積に亘って
蛍光を励起しない。
れるが、光は、約１６度の半分の角度で拡がり、そのため一部の光は、初めに空
間混光器表面３０４に当たり、前方に散乱して一般にレンズシステム３２０の視
野周縁部の光の強度を増し、プローブ遠位端３０２おいて光に対して更に多くの
光線角度を追加し、その結果、プローブ遠位端３０２の近傍に均一な拡散光を発
生させる。従って、空間混光器３０４内において、ある回数の光線の反射が必要
である。しかし、過度の回数によって光の過度の反射が起これば、多くの反射光
が空間混光器３０４で減衰するために、照射効率の減少をもたらすであろう。そ
のような多くの反射光は、光機関１１０から適切な動力が利用できない限り、必
要ではない。反射回数が多すぎれば、プローブ遠位端３０２の近傍で目標表面の
一般的方向にほぼ平行な光線の増加をもたらすであろう。そのような光線は、目
標（例えば、組織）内に十分な深さまで貫通せず、材料の必要な全容積に亘って
蛍光を励起しない。
【００２１】 レンズ３０６は、遠位端３０２に配置され、プローブ３００の光学ウィンドウ
の役目をする。レンズ３０６には、適切ないかなる表面輪郭も施され、スリガラ
ス、石英、融解石英、又は、ニュージャージー州ロッカウェイ所在のサイロ（Ｃ
ＹＲＯ）・インダストリーズ社から市販の、同社のタイプＳ−１０アクリライト
（Ａｃｒｙｌｉｔｅ）（登録商標）アクリル成形化合物の非混和剤バージョンで
ある、タイプＥＸＰ−Ｘ７２などの成形アクリルなど、良好な光学的特性及び低
蛍光性を持つ任意の適切な材料又は材料の組み合わせから作られる。レンズ３０
６は、いずれかの面又は両面に、必要な任意の反射防止（「Ａ／Ｒ」）被膜、及
び、レンズシステム３２０により必要とされる他のいかなる特性も持ち得る。レ
ンズ３０６は、束３４０のファイバ、レンズシステム３２０、及び、プローブ３
００の他の内部構成要素を、使用中の汚染及び損傷から保護するために、遠位端
部分３１０の内面の壁に密封される。
の役目をする。レンズ３０６には、適切ないかなる表面輪郭も施され、スリガラ
ス、石英、融解石英、又は、ニュージャージー州ロッカウェイ所在のサイロ（Ｃ
ＹＲＯ）・インダストリーズ社から市販の、同社のタイプＳ−１０アクリライト
（Ａｃｒｙｌｉｔｅ）（登録商標）アクリル成形化合物の非混和剤バージョンで
ある、タイプＥＸＰ−Ｘ７２などの成形アクリルなど、良好な光学的特性及び低
蛍光性を持つ任意の適切な材料又は材料の組み合わせから作られる。レンズ３０
６は、いずれかの面又は両面に、必要な任意の反射防止（「Ａ／Ｒ」）被膜、及
び、レンズシステム３２０により必要とされる他のいかなる特性も持ち得る。レ
ンズ３０６は、束３４０のファイバ、レンズシステム３２０、及び、プローブ３
００の他の内部構成要素を、使用中の汚染及び損傷から保護するために、遠位端
部分３１０の内面の壁に密封される。
【００２２】 図示のようにプローブ３００の遠位端３０２に置かれると、レンズ３０６は、
目標に接触して圧縮することができる。しかし、レンズ３０６は、プローブ３０
０の遠位端３０２から離して、レンズシステム３２０の遠位端の近くか、束３４
０のファイバ端部（例えば、図７を参照されたい）の近くに配置するか、又は、
プローブ３００の遠位端３０２とレンズシステム３２０の遠位端との間の任意の
位置に配置することができる。レンズを束３４０のファイバ遠位端の近くで、か
つ適切な任意の距離だけ、例えば約８ミリメートル未満で好ましくは約１ミリメ
ートル、束３４０のファイバ端部から離して配置すると、束３４０のファイバ遠
位端のいかなる反射画像もレンズシステム３２０の視野の外側に置かれ、その結
果、そのような反射画像が集光しようと意図された光に及ぼす恐れがあるいかな
る悪影響も回避される。例えば、光源からの反射画像は、目標の反射画像の検出
において、その両方の反射の波長又は複数の波長が同じであろうから、重大な影
響を与える。しかし、レンズからの反射画像の方は、蛍光又はラマン発光の検出
に及ぼす影響が少なく、これは、蛍光又はラマン発光の波長又は複数の波長が反
射画像の波長とは異なり、通常、帯域フィルタ又は分光器により分離されるから
である。レンズを束３４０のファイバ遠位端から更に離して配置するには、束３
４０のファイバ遠位端の反射画像の発生を回避するために、レンズに対して非常
に良い反射防止被膜を施すか、又は、他の妥当な手法を使用する必要がある。
目標に接触して圧縮することができる。しかし、レンズ３０６は、プローブ３０
０の遠位端３０２から離して、レンズシステム３２０の遠位端の近くか、束３４
０のファイバ端部（例えば、図７を参照されたい）の近くに配置するか、又は、
プローブ３００の遠位端３０２とレンズシステム３２０の遠位端との間の任意の
位置に配置することができる。レンズを束３４０のファイバ遠位端の近くで、か
つ適切な任意の距離だけ、例えば約８ミリメートル未満で好ましくは約１ミリメ
ートル、束３４０のファイバ端部から離して配置すると、束３４０のファイバ遠
位端のいかなる反射画像もレンズシステム３２０の視野の外側に置かれ、その結
果、そのような反射画像が集光しようと意図された光に及ぼす恐れがあるいかな
る悪影響も回避される。例えば、光源からの反射画像は、目標の反射画像の検出
において、その両方の反射の波長又は複数の波長が同じであろうから、重大な影
響を与える。しかし、レンズからの反射画像の方は、蛍光又はラマン発光の検出
に及ぼす影響が少なく、これは、蛍光又はラマン発光の波長又は複数の波長が反
射画像の波長とは異なり、通常、帯域フィルタ又は分光器により分離されるから
である。レンズを束３４０のファイバ遠位端から更に離して配置するには、束３
４０のファイバ遠位端の反射画像の発生を回避するために、レンズに対して非常
に良い反射防止被膜を施すか、又は、他の妥当な手法を使用する必要がある。
【００２３】 図５は、光学プローブ３００の空間混光器３０４に亘って切られた縦断面であ
り（解り易くするためにレンズ３０６を省略）、そこにおける光の様々な例示的
光線の挙動を示す。空間混光器３０４は、実例として、長さ約６５ミリメートル
、直径約２５ミリメートルである。束３４０のファイバの傾斜遠位端は、例示的
ファイバ５１０から発する光線５１４、及び、例示的ファイバ５２０から発する
光線５２４により表わされるように、レンズシステム３２０の視野の中心に向か
って光を偏向させる。光は、光線５１２及び５１６と光線５２２及び５２６とに
より各々表わされるように、例えば例示的ファイバ５１０及び５２０の端部から
など、よく理解された方法で、各ファイバから大体において対称な円錐パターン
で拡がる。空間混光器３４０は、光線５１２、５１６、５２２、及び、５２６の
前方散乱成分により表わされる、束３４０の各ファイバにより放出される立体角
の部分を再分布させることにより機能し、プローブ遠位端３０２の位置又はその
近くにおいて、目標上への空間混光をもたらす。この再分布のほか、光線５１４
及び５２４により表わされる傾斜直射光により、プローブ遠位端３０２の近傍で
多くの光線角度が達成される。光線の大半は、光検出器（図示しない）の光軸５
３０にほぼ平行であるが、プローブ遠位端３０２の縁部の一部の光線は、光軸５
３０に平行であり、そのため光は、効率的に目標（例えば、組織）内に入り込む
。
り（解り易くするためにレンズ３０６を省略）、そこにおける光の様々な例示的
光線の挙動を示す。空間混光器３０４は、実例として、長さ約６５ミリメートル
、直径約２５ミリメートルである。束３４０のファイバの傾斜遠位端は、例示的
ファイバ５１０から発する光線５１４、及び、例示的ファイバ５２０から発する
光線５２４により表わされるように、レンズシステム３２０の視野の中心に向か
って光を偏向させる。光は、光線５１２及び５１６と光線５２２及び５２６とに
より各々表わされるように、例えば例示的ファイバ５１０及び５２０の端部から
など、よく理解された方法で、各ファイバから大体において対称な円錐パターン
で拡がる。空間混光器３４０は、光線５１２、５１６、５２２、及び、５２６の
前方散乱成分により表わされる、束３４０の各ファイバにより放出される立体角
の部分を再分布させることにより機能し、プローブ遠位端３０２の位置又はその
近くにおいて、目標上への空間混光をもたらす。この再分布のほか、光線５１４
及び５２４により表わされる傾斜直射光により、プローブ遠位端３０２の近傍で
多くの光線角度が達成される。光線の大半は、光検出器（図示しない）の光軸５
３０にほぼ平行であるが、プローブ遠位端３０２の縁部の一部の光線は、光軸５
３０に平行であり、そのため光は、効率的に目標（例えば、組織）内に入り込む
。
【００２４】 必要な照射電力に対応できるように、光学プローブ３００の照射システムに使
用される様々な構成要素及び材料が選択される。例えば、ヒトの頚部検査用光学
プローブ３００の１つの使用法において、３３７ナノメートル、３８０ナノメー
トル、及び、４６０ナノメートルにおいて、約２０から５０ミリワットまでの範
囲で、プローブ遠位端３０２からの電力が必要となる。総インテグレーション時
間を低減させるために、希望すれば、約１００ミリワット程度又はそれ以上の電
力を持つシステムを使用してもよい。実例として、プローブ３００からの空間混
光された光は、波長によるが、最大約３００ミクロンまで頚部組織内に入り込み
、そこで蛍光を励起する。また、光線処理を組織に加えるのに光学プローブ３０
０を使用してもよいが、それは、組織の許容レベルまで達する大きな電力を必要
とする。しかし、非組織への適用においては更に高い電力レベルが必要となり得
るため、このような用途で使用される照射システムの構成要素と材料とは、相応
に選択されるべきである。
用される様々な構成要素及び材料が選択される。例えば、ヒトの頚部検査用光学
プローブ３００の１つの使用法において、３３７ナノメートル、３８０ナノメー
トル、及び、４６０ナノメートルにおいて、約２０から５０ミリワットまでの範
囲で、プローブ遠位端３０２からの電力が必要となる。総インテグレーション時
間を低減させるために、希望すれば、約１００ミリワット程度又はそれ以上の電
力を持つシステムを使用してもよい。実例として、プローブ３００からの空間混
光された光は、波長によるが、最大約３００ミクロンまで頚部組織内に入り込み
、そこで蛍光を励起する。また、光線処理を組織に加えるのに光学プローブ３０
０を使用してもよいが、それは、組織の許容レベルまで達する大きな電力を必要
とする。しかし、非組織への適用においては更に高い電力レベルが必要となり得
るため、このような用途で使用される照射システムの構成要素と材料とは、相応
に選択されるべきである。
【００２５】 （集光器） 図６は、プローブ遠位端３０２において平凸レンズ３０６を持つレンズシステ
ム３２０の様々な構成要素を示す、図３の光学プローブ３００の側面切取内部平
面図である。レンズシステム３２０と共にレンズ３０６を使用することは、真の
テレセントリック・レンズシステムを形成し、そのレンズは、実例として以下の
通りである。レンズ３０６は、直径２５．４ミリメートル、厚み４．０ミリメー
トル（レンズ厚みは、その光軸に沿って測定）、遠位表面半径は無限大、及び、
近位表面半径９１．６９ミリメートルを持つ平凸シリカレンズである。レンズ６
０６は、直径１９．０ミリメートル、厚み１１．４ミリメートル、遠位表面半径
２４．４７ミリメートル、及び、近位表面半径１６．４９ミリメートルを持つＢ
ＡＦ１０ガラスの凸凸部材と、直径１９．０ミリメートル、厚み３．０ミリメー
トル、遠位表面半径１６．４９ミリメートル、及び、近位表面半径１３１．６５
ミリメートルを持つＦＤ１０ガラスの凹凸部材とを備えた接着接合レンズ・アク
ロマットである。レンズ６１０は、直径１２．５ミリメートル、厚み２．０ミリ
メートル、遠位表面半径３０．８３ミリメートル、及び、近位表面半径２３．４
７ミリメートルを持つＢＫ７ガラスの凹凹部材と、直径１２．５ミリメートル、
厚み１．６ミリメートル、遠位表面半径２３．４７ミリメートル、及び、近位表
面半径６９．２０ミリメートルを持つＳＦ５ガラスの凹凸部材とを備えた負の接
着接合レンズ・アクロマットである。レンズ６１４は、直径１５．０ミリメート
ル、厚み６．３ミリメートル、遠位表面半径１７．９７ミリメートル、及び、近
位表面半径１１．２０ミリメートルを持つＢＡＦ１１ガラスの凸凸部材と、直径
１５．０ミリメートル、厚み１．８ミリメートル、遠位表面半径１１．２０ミリ
メートル、及び、近位表面半径８５．３１ミリメートルを持つＳＦ１０ガラスの
凹凸部材を備えた接着接合レンズ・アクロマットである。レンズ６１８は、レン
ズ６１４と同一の接着接合レンズ・アクロマットである。適切なスペーサ６０８
、６１２、及び、６１６、及び、フランジ６０２などの他の構造物は、レンズ６
０６、６１０、６１４、及び、６１８を所定の位置に、正規の間隔をおいて保持
するために使われ、弾性Ｏリング６０４は、レンズ６０６に対して使用されてレ
ンズ６０６、６１０、６１４、及び、６１８を包含するチャンバを封印する。実
例として、レンズ３０６とレンズ６０６との間隔は１４２．５０ミリメートル、
レンズ６０６とレンズ６１０との間隔は１１．０３ミリメートル、レンズ６１０
とレンズ６１４との間隔は３．３４ミリメートル、レンズ６１４とレンズ６１８
との間隔は１．００ミリメートル、及び、レンズ６１８とファイバ束３３０の端
部表面における画像平面６２０との間隔は、３．００ミリメートルである。レン
ズ３０６及びレンズシステム３２０は、プローブ３００の遠位端より約１ミリメ
ートル先の物点に、そして目標内に焦点合わせされ、画像サイズ縮小時の電力密
度の損失を避けるために、ファイバ束端部の画像平面上に画像の焦点を合わすよ
うに設計されている。画像平面６２０上の画像サイズに対する光学プローブ３０
０の視野の比率は、約６Ｘであり、光ファイバケーブル３３０での画像平面上で
約ｆ／２であって、プローブ遠位端３０２の近傍での適度な焦点深度を可能にす
る。
ム３２０の様々な構成要素を示す、図３の光学プローブ３００の側面切取内部平
面図である。レンズシステム３２０と共にレンズ３０６を使用することは、真の
テレセントリック・レンズシステムを形成し、そのレンズは、実例として以下の
通りである。レンズ３０６は、直径２５．４ミリメートル、厚み４．０ミリメー
トル（レンズ厚みは、その光軸に沿って測定）、遠位表面半径は無限大、及び、
近位表面半径９１．６９ミリメートルを持つ平凸シリカレンズである。レンズ６
０６は、直径１９．０ミリメートル、厚み１１．４ミリメートル、遠位表面半径
２４．４７ミリメートル、及び、近位表面半径１６．４９ミリメートルを持つＢ
ＡＦ１０ガラスの凸凸部材と、直径１９．０ミリメートル、厚み３．０ミリメー
トル、遠位表面半径１６．４９ミリメートル、及び、近位表面半径１３１．６５
ミリメートルを持つＦＤ１０ガラスの凹凸部材とを備えた接着接合レンズ・アク
ロマットである。レンズ６１０は、直径１２．５ミリメートル、厚み２．０ミリ
メートル、遠位表面半径３０．８３ミリメートル、及び、近位表面半径２３．４
７ミリメートルを持つＢＫ７ガラスの凹凹部材と、直径１２．５ミリメートル、
厚み１．６ミリメートル、遠位表面半径２３．４７ミリメートル、及び、近位表
面半径６９．２０ミリメートルを持つＳＦ５ガラスの凹凸部材とを備えた負の接
着接合レンズ・アクロマットである。レンズ６１４は、直径１５．０ミリメート
ル、厚み６．３ミリメートル、遠位表面半径１７．９７ミリメートル、及び、近
位表面半径１１．２０ミリメートルを持つＢＡＦ１１ガラスの凸凸部材と、直径
１５．０ミリメートル、厚み１．８ミリメートル、遠位表面半径１１．２０ミリ
メートル、及び、近位表面半径８５．３１ミリメートルを持つＳＦ１０ガラスの
凹凸部材を備えた接着接合レンズ・アクロマットである。レンズ６１８は、レン
ズ６１４と同一の接着接合レンズ・アクロマットである。適切なスペーサ６０８
、６１２、及び、６１６、及び、フランジ６０２などの他の構造物は、レンズ６
０６、６１０、６１４、及び、６１８を所定の位置に、正規の間隔をおいて保持
するために使われ、弾性Ｏリング６０４は、レンズ６０６に対して使用されてレ
ンズ６０６、６１０、６１４、及び、６１８を包含するチャンバを封印する。実
例として、レンズ３０６とレンズ６０６との間隔は１４２．５０ミリメートル、
レンズ６０６とレンズ６１０との間隔は１１．０３ミリメートル、レンズ６１０
とレンズ６１４との間隔は３．３４ミリメートル、レンズ６１４とレンズ６１８
との間隔は１．００ミリメートル、及び、レンズ６１８とファイバ束３３０の端
部表面における画像平面６２０との間隔は、３．００ミリメートルである。レン
ズ３０６及びレンズシステム３２０は、プローブ３００の遠位端より約１ミリメ
ートル先の物点に、そして目標内に焦点合わせされ、画像サイズ縮小時の電力密
度の損失を避けるために、ファイバ束端部の画像平面上に画像の焦点を合わすよ
うに設計されている。画像平面６２０上の画像サイズに対する光学プローブ３０
０の視野の比率は、約６Ｘであり、光ファイバケーブル３３０での画像平面上で
約ｆ／２であって、プローブ遠位端３０２の近傍での適度な焦点深度を可能にす
る。
【００２６】 迷光は、参照番号６２１などの開口部を使用して光学プローブ３００の視野を
制限し、必要であれば、１つ又はそれ以上の追加開口部を取り入れることにより
、ファイバ束３３０の端部表面において画像平面６２０から遮られる。迷光は、
遠位ウィンドウ又はレンズ表面からの反射、及び、空間混光器表面３０４からの
後方散乱を含む多くの原因により発生する。システム３２０の視野制限開口部は
、ファイバ束３３０の端部表面の画像平面６２０を覆う開口部６２１である。実
例として、開口部６２１は、直径３．９ミリメートルであり、ファイバ束３３０
は、４．０ミリメートルの正方形である。レンズ６１０の前にあるもう１つの開
口部はまた、主要視野から外れる区域からの他の迷光を遮るのに効果的である。
制限し、必要であれば、１つ又はそれ以上の追加開口部を取り入れることにより
、ファイバ束３３０の端部表面において画像平面６２０から遮られる。迷光は、
遠位ウィンドウ又はレンズ表面からの反射、及び、空間混光器表面３０４からの
後方散乱を含む多くの原因により発生する。システム３２０の視野制限開口部は
、ファイバ束３３０の端部表面の画像平面６２０を覆う開口部６２１である。実
例として、開口部６２１は、直径３．９ミリメートルであり、ファイバ束３３０
は、４．０ミリメートルの正方形である。レンズ６１０の前にあるもう１つの開
口部はまた、主要視野から外れる区域からの他の迷光を遮るのに効果的である。
【００２７】 プローブ３００及びレンズシステム３２０の変更例を図７に示す。プローブの
遠位端３０２において、レンズ３０６はない。代わりに、プローブ遠位端３０２
から引っ込んだ位置にあり、レンズシステム７２０に近接する空間混光器３０４
の十分内部に取り付けられ、束３４０のファイバ遠位端から１ミリメートル隔て
て置かれた、レンズ７０６が設けられる。追加レンズ、つまりウィンドウ７０７
は、レンズシステム７２０の遠位端に置かれ、レンズシステム７２０全体を封印
し、光学機器やレンズシステム７２０のケーシングの光学的黒色の側壁に塵が堆
積するのを防ぐ。例えばヒトの頚部などの柔軟な目標が係わる適用例においては
、プローブ遠位端３０２に開口部があるプローブ７００は、頚部組織が遠位端セ
グメント３１０内にはみ出す時、頚部でより確実に安定する傾向がある。該変更
例において、レンズ７０６及び７０７と共にレンズシステム７２０は、テレセン
トリック・レンズシステムを形成しないが、大がかりな光学的補正をしなくても
済むように、十分に均一な集光を間違いなく達成する。プローブ７００のレンズ
は、実例として以下の通りである。レンズ７０６は、直径２５．０ミリメートル
、厚み２．０ミリメートル（レンズの厚みは、光軸に沿って測定）、遠位表面半
径８２．９７ミリメートル、及び、近位表面半径７６．２０ミリメートルを持つ
凹凸（メニスクス）アクリルレンズであることが好ましい。しかし、レンズ７０
６は、必要であれば、代わりに平坦アクリルウィンドウとしてもよく、その性能
低下はごく僅かであろう。保護ウィンドウ７０７は、直径２０．０ミリメートル
、厚み３．０ミリメートルを持つ平坦シリカシリンダである。レンズシステム７
２０の他のレンズ及びスペーサは、レンズシステム３２０のレンズ及びスペーサ
と同じであるが、ただし、被写体とレンズ７０６との間隔が５９ミリメートル、
レンズ７０６と保護ウィンドウ７０７との間隔が１ミリメートル、及び、保護ウ
ィンドウ７０７とレンズ６０６との間隔が８０ミリメートルである点を除く。レ
ンズシステム７２０は、プローブ７００の遠位端の内側約２ミリメートルの位置
に焦点合わせされる。この焦点面は、目標がヒトの頚部である適用例の場合、通
常、頚部組織上にあることになろう。頚部組織は、頚部本来の形状、又は、使用
時にプローブ７００を所定位置に保持するために加えられる軽い圧力の結果、恐
らく、遠位端セグメント３１０内にはみ出すであろう。また、レンズシステム７
２０は、画像平面６２０上に目標画像の焦点を合わせるように設計される。画像
平面６２０上の画像サイズに対する光学プローブ７００の視野の比率は、約６Ｘ
であり、光ファイバケーブルに入る画像平面において約ｆ／２であって、プロー
ブ遠位端３０２の近傍で適度な焦点深度を可能にする。
遠位端３０２において、レンズ３０６はない。代わりに、プローブ遠位端３０２
から引っ込んだ位置にあり、レンズシステム７２０に近接する空間混光器３０４
の十分内部に取り付けられ、束３４０のファイバ遠位端から１ミリメートル隔て
て置かれた、レンズ７０６が設けられる。追加レンズ、つまりウィンドウ７０７
は、レンズシステム７２０の遠位端に置かれ、レンズシステム７２０全体を封印
し、光学機器やレンズシステム７２０のケーシングの光学的黒色の側壁に塵が堆
積するのを防ぐ。例えばヒトの頚部などの柔軟な目標が係わる適用例においては
、プローブ遠位端３０２に開口部があるプローブ７００は、頚部組織が遠位端セ
グメント３１０内にはみ出す時、頚部でより確実に安定する傾向がある。該変更
例において、レンズ７０６及び７０７と共にレンズシステム７２０は、テレセン
トリック・レンズシステムを形成しないが、大がかりな光学的補正をしなくても
済むように、十分に均一な集光を間違いなく達成する。プローブ７００のレンズ
は、実例として以下の通りである。レンズ７０６は、直径２５．０ミリメートル
、厚み２．０ミリメートル（レンズの厚みは、光軸に沿って測定）、遠位表面半
径８２．９７ミリメートル、及び、近位表面半径７６．２０ミリメートルを持つ
凹凸（メニスクス）アクリルレンズであることが好ましい。しかし、レンズ７０
６は、必要であれば、代わりに平坦アクリルウィンドウとしてもよく、その性能
低下はごく僅かであろう。保護ウィンドウ７０７は、直径２０．０ミリメートル
、厚み３．０ミリメートルを持つ平坦シリカシリンダである。レンズシステム７
２０の他のレンズ及びスペーサは、レンズシステム３２０のレンズ及びスペーサ
と同じであるが、ただし、被写体とレンズ７０６との間隔が５９ミリメートル、
レンズ７０６と保護ウィンドウ７０７との間隔が１ミリメートル、及び、保護ウ
ィンドウ７０７とレンズ６０６との間隔が８０ミリメートルである点を除く。レ
ンズシステム７２０は、プローブ７００の遠位端の内側約２ミリメートルの位置
に焦点合わせされる。この焦点面は、目標がヒトの頚部である適用例の場合、通
常、頚部組織上にあることになろう。頚部組織は、頚部本来の形状、又は、使用
時にプローブ７００を所定位置に保持するために加えられる軽い圧力の結果、恐
らく、遠位端セグメント３１０内にはみ出すであろう。また、レンズシステム７
２０は、画像平面６２０上に目標画像の焦点を合わせるように設計される。画像
平面６２０上の画像サイズに対する光学プローブ７００の視野の比率は、約６Ｘ
であり、光ファイバケーブルに入る画像平面において約ｆ／２であって、プロー
ブ遠位端３０２の近傍で適度な焦点深度を可能にする。
【００２８】 迷光は、２つの主要開口部により、ファイバ束３３０の端部表面において画像
平面６２０から遮られる。レンズシステム７２０の主要開口部の１つは、レンズ
６１０の遠位表面を覆う開口部であり、実例として、直径６．４ミリメートルで
あり、レンズ６１０の遠位表面から１．００ミリメートル離れて配置される。レ
ンズシステム７２０のもう１つの主要開口部は、ファイバ束３３０の端部表面に
おける画像平面６２０を覆う視野制限開口部７２１であり、実例として、直径３
．９ミリメートルであり、画像平面６２０から２．００ミリメートル離れて配置
される。両方の開口部は、迷光を制御するように作動し、レンズシステム８２０
がテレセントリックでないことから、レンズ６１０の遠位表面を覆う開口部は、
集光器のｆ数、つまり開口数を定める。 レンズシステム３２０及び７２０の主要開口部は、画像平面６２０から離れる
ように迷光の方向を変える傾斜環状内面を含む。図８は、プローブ７００の遠位
端３０２の近くで光学プローブ７００（図７）のレンズ７０６などのレンズから
反射された様々な例示的光線が、画像平面６２０から遮られるか、又は、開口部
７２１により再方向付けされるか、そのどちらかである様子を示す。開口部７２
１の環状内面は、プローブ７００の光軸に対して４５°傾いていることが好まし
い。レンズ７０６、ウィンドウ７０７、及び、他の供給源からレンズシステム７
２０を通って到達し、開口部のすぐ外側に投影する迷光は、一度反射され、少な
くとも２つのレンズを通り、開口部、及び／又は、レンズシステム７２０用ケー
シングの光学的黒色内壁上に無害に向けられるか（例えば光線８０４を参照され
たい）、又は、２つの全く反対の４５°の傾斜面により二度反射され、共にレン
ズシステム７２０から出るか（例えば光線８０６及び８０８を参照されたい）、
のどちらかである。
平面６２０から遮られる。レンズシステム７２０の主要開口部の１つは、レンズ
６１０の遠位表面を覆う開口部であり、実例として、直径６．４ミリメートルで
あり、レンズ６１０の遠位表面から１．００ミリメートル離れて配置される。レ
ンズシステム７２０のもう１つの主要開口部は、ファイバ束３３０の端部表面に
おける画像平面６２０を覆う視野制限開口部７２１であり、実例として、直径３
．９ミリメートルであり、画像平面６２０から２．００ミリメートル離れて配置
される。両方の開口部は、迷光を制御するように作動し、レンズシステム８２０
がテレセントリックでないことから、レンズ６１０の遠位表面を覆う開口部は、
集光器のｆ数、つまり開口数を定める。 レンズシステム３２０及び７２０の主要開口部は、画像平面６２０から離れる
ように迷光の方向を変える傾斜環状内面を含む。図８は、プローブ７００の遠位
端３０２の近くで光学プローブ７００（図７）のレンズ７０６などのレンズから
反射された様々な例示的光線が、画像平面６２０から遮られるか、又は、開口部
７２１により再方向付けされるか、そのどちらかである様子を示す。開口部７２
１の環状内面は、プローブ７００の光軸に対して４５°傾いていることが好まし
い。レンズ７０６、ウィンドウ７０７、及び、他の供給源からレンズシステム７
２０を通って到達し、開口部のすぐ外側に投影する迷光は、一度反射され、少な
くとも２つのレンズを通り、開口部、及び／又は、レンズシステム７２０用ケー
シングの光学的黒色内壁上に無害に向けられるか（例えば光線８０４を参照され
たい）、又は、２つの全く反対の４５°の傾斜面により二度反射され、共にレン
ズシステム７２０から出るか（例えば光線８０６及び８０８を参照されたい）、
のどちらかである。
【００２９】 （集光器及び照射器の組合せ） 空間混光器２２４から後方散乱した光が集光器２１０の視野の中に入るのを回
避するために、集光器２１０（図２）の光軸と空間混光器２２４の軸線との良好
な位置合わせを確実にするように注意することが好ましい。一般に、集光器２１
０の視野は、位置合わせが的確である時、空間混光器２２４の内壁が入らないほ
ど狭いが、的確でない場合は、プローブ２００の全径よりごく僅かに小さい、目
標のある区域を見ることができるほど広くなる。従って、いかなる位置合わせ誤
差も、反射及び後方散乱光が三日月形の光としてプローブ２００の視野内へ入る
のを許すであろう。 集光器２１０の光軸と空間混光器２２４の軸線との確実な位置合わせは、任意
の適切な方法で確立し維持することができる。例えば、プローブ３００及び７０
０のプローブ遠位部分３１０及びプローブ近位部分３１６は、１つの単体として
作られ、レンズシステム３２０をその中に堅牢に保持するようにしてもよい。代
わりに、プローブ遠位部分３１０及びプローブ近位部分３１６を別々に作り、レ
ンズシステム３２０をそこに、例えばプローブ近位部分３１６の適切な構造部材
により堅牢に保持し、そしてプローブ遠位部分３１０にネジ切りを施し、プロー
ブ近位部分３１６の構造部材の予め位置合わせされネジ切りした開口部内に捩じ
込んでもよい。
避するために、集光器２１０（図２）の光軸と空間混光器２２４の軸線との良好
な位置合わせを確実にするように注意することが好ましい。一般に、集光器２１
０の視野は、位置合わせが的確である時、空間混光器２２４の内壁が入らないほ
ど狭いが、的確でない場合は、プローブ２００の全径よりごく僅かに小さい、目
標のある区域を見ることができるほど広くなる。従って、いかなる位置合わせ誤
差も、反射及び後方散乱光が三日月形の光としてプローブ２００の視野内へ入る
のを許すであろう。 集光器２１０の光軸と空間混光器２２４の軸線との確実な位置合わせは、任意
の適切な方法で確立し維持することができる。例えば、プローブ３００及び７０
０のプローブ遠位部分３１０及びプローブ近位部分３１６は、１つの単体として
作られ、レンズシステム３２０をその中に堅牢に保持するようにしてもよい。代
わりに、プローブ遠位部分３１０及びプローブ近位部分３１６を別々に作り、レ
ンズシステム３２０をそこに、例えばプローブ近位部分３１６の適切な構造部材
により堅牢に保持し、そしてプローブ遠位部分３１０にネジ切りを施し、プロー
ブ近位部分３１６の構造部材の予め位置合わせされネジ切りした開口部内に捩じ
込んでもよい。
【００３０】 正規の焦点距離を集光器２１０とウィンドウ２４０との間で確実に維持するよ
うに注意することが好ましい。該焦点距離は、光学設計により予め決められてお
り、正規の焦点距離は、公差に従う製造や構成要素の適切な組立て及び位置合わ
せにより確立される。代わりに、プローブ遠位部分３１０にネジ切りをしてプロ
ーブ近位部分３１６のネジ切りした開口部内に捩じ込み、必要に応じて調整し、
止めネジ又は様々な基準の機械的絞りなどの任意の適切な装置で固定する場合の
ように、焦点距離は、機械的に可変としてもよい。様々な絞りを使用すると、設
定の繰り返しが可能になる。代わりに、小型モータ、ネジ、及び、ガイドを集光
器２１０内に組み込むことにより、焦点距離を光学的に可変としてもよく、必要
に応じて電気的に遠隔操作でレンズの位置を変え、正規の焦点を実現する。正規
の焦点を達成するこれらの手法や他の手法は、当業者によく知られており、必要
であれば、汎用光学プローブ２００と結合して使われてもよい。
うに注意することが好ましい。該焦点距離は、光学設計により予め決められてお
り、正規の焦点距離は、公差に従う製造や構成要素の適切な組立て及び位置合わ
せにより確立される。代わりに、プローブ遠位部分３１０にネジ切りをしてプロ
ーブ近位部分３１６のネジ切りした開口部内に捩じ込み、必要に応じて調整し、
止めネジ又は様々な基準の機械的絞りなどの任意の適切な装置で固定する場合の
ように、焦点距離は、機械的に可変としてもよい。様々な絞りを使用すると、設
定の繰り返しが可能になる。代わりに、小型モータ、ネジ、及び、ガイドを集光
器２１０内に組み込むことにより、焦点距離を光学的に可変としてもよく、必要
に応じて電気的に遠隔操作でレンズの位置を変え、正規の焦点を実現する。正規
の焦点を達成するこれらの手法や他の手法は、当業者によく知られており、必要
であれば、汎用光学プローブ２００と結合して使われてもよい。
【００３１】 汎用プローブ２００の光コンダクタ２２２の環状遠位端に対する集光器２１０
（図２）の遠位端の軸線方向配置は、ウィンドウ２４０で放出される光の本来の
均一性かつ拡散性に悪影響を及ぼさないこと、また、集光器２１０に到達するい
かなる光も制御されることを条件として、必要ないかなる設計目的をも達成する
ために変えることができる。例えば、光コンダクタ２２２の遠位端は、光学プロ
ーブ３００の場合のように一般に集光器２１０の遠位端の平面に置かれてもよい
し、平面の後又は前に配置することもできる。同様に、集光において光学的に集
光器２１０と協働するレンズは、ウィンドウ２４０で放出される光の本来の均一
性及び拡散性に悪影響を与えないことを条件として、光コンダクタ２２２の遠位
端平面とウィンドウ２４０との間の任意の位置に配置されてよい。また、機械的
な保護及び汚染制御用のレンズ３０６及び７０６などのレンズは、反射によるい
かなる迷光も制御されることを条件として、光コンダクタ２２２の遠位端平面と
ウィンドウ２４０との間の任意の位置に配置されてよい。
（図２）の遠位端の軸線方向配置は、ウィンドウ２４０で放出される光の本来の
均一性かつ拡散性に悪影響を及ぼさないこと、また、集光器２１０に到達するい
かなる光も制御されることを条件として、必要ないかなる設計目的をも達成する
ために変えることができる。例えば、光コンダクタ２２２の遠位端は、光学プロ
ーブ３００の場合のように一般に集光器２１０の遠位端の平面に置かれてもよい
し、平面の後又は前に配置することもできる。同様に、集光において光学的に集
光器２１０と協働するレンズは、ウィンドウ２４０で放出される光の本来の均一
性及び拡散性に悪影響を与えないことを条件として、光コンダクタ２２２の遠位
端平面とウィンドウ２４０との間の任意の位置に配置されてよい。また、機械的
な保護及び汚染制御用のレンズ３０６及び７０６などのレンズは、反射によるい
かなる迷光も制御されることを条件として、光コンダクタ２２２の遠位端平面と
ウィンドウ２４０との間の任意の位置に配置されてよい。
【００３２】 光コンダクタ２２２の遠位端の前に配置されるレンズは、光コンダクタ２２２
からの光の一部を反射することにより迷光を発生させる。該レンズを光コンダク
タ２２２の遠位端と集光器２１０遠位端との両方の近くに配置すると、レンズに
より反射される光は、集光器２１０の視野から外れる傾向がある。しかし、レン
ズを光コンダクタ２２２の遠位端と集光器２１０遠位端との両方から隔てた位置
に配置すると、レンズにより反射されるかなりの量の光が集光器２１０の視野に
入る傾向があり、円板状の人工産物として目に入る。様々な手法がこのような反
射の影響を低減させるのに役に立つ。例えば、反射防止（「Ａ／Ｒ」）被膜を使
用して、反射光の量を低減させてもよい。集光される光が照射光の波長と異なる
場合、遮断フィルタを使用して、検出される反射光の量を低減することもできる
。
からの光の一部を反射することにより迷光を発生させる。該レンズを光コンダク
タ２２２の遠位端と集光器２１０遠位端との両方の近くに配置すると、レンズに
より反射される光は、集光器２１０の視野から外れる傾向がある。しかし、レン
ズを光コンダクタ２２２の遠位端と集光器２１０遠位端との両方から隔てた位置
に配置すると、レンズにより反射されるかなりの量の光が集光器２１０の視野に
入る傾向があり、円板状の人工産物として目に入る。様々な手法がこのような反
射の影響を低減させるのに役に立つ。例えば、反射防止（「Ａ／Ｒ」）被膜を使
用して、反射光の量を低減させてもよい。集光される光が照射光の波長と異なる
場合、遮断フィルタを使用して、検出される反射光の量を低減することもできる
。
【００３３】 光コンダクタ２２２と集光器２１０とを光機関（例えば、図１の光機関１１０
）と光検出器（例えば、図１の光検出器１２０）とに各々接続するための有益で
特に効率的な方法は、光機関から光コンダクタ２２２まで連続する光ファイバで
ある。しかし、この接近方法は費用がかかるため、ある特定の適用例には他の接
近方法がより適する可能性がある。代わりの方法には、プローブに光学コネクタ
を設けることがあり、プローブに光機関から別々のケーブルが接続される。これ
ら別々のケーブルは、光ファイバ又は他の光コンダクタで作ることができる。例
えば、液体光導体を照射光に使用してもよい。液体光導体は柔軟性があり、光学
的な光ファイバよりも経費の点で有利であるが、変動する出力を持つ傾向もあり
、光検出器において補償される必要があり得る。例示的補償手法は、プローブ位
置での光の出力を監視するために、プローブにエッジ・オブ・フィールド光セン
サ構成要素の設置を必要とする。均一光照射の条件に基づき、液体光導体の基本
線が確立されている。そこで、毎回使用する前に、プローブ位置の光の出力を光
検出器と共にエッジ・オブ・フィールド・センサ構成要素で監視し、各患者用の
設定に対して較正係数を確立し、各患者の分析中に変動を検出して補正する。ケ
ーブル移動により生じる送信変動に空間的な要素がある場合、連続多点監視が必
要である可能性がある。
）と光検出器（例えば、図１の光検出器１２０）とに各々接続するための有益で
特に効率的な方法は、光機関から光コンダクタ２２２まで連続する光ファイバで
ある。しかし、この接近方法は費用がかかるため、ある特定の適用例には他の接
近方法がより適する可能性がある。代わりの方法には、プローブに光学コネクタ
を設けることがあり、プローブに光機関から別々のケーブルが接続される。これ
ら別々のケーブルは、光ファイバ又は他の光コンダクタで作ることができる。例
えば、液体光導体を照射光に使用してもよい。液体光導体は柔軟性があり、光学
的な光ファイバよりも経費の点で有利であるが、変動する出力を持つ傾向もあり
、光検出器において補償される必要があり得る。例示的補償手法は、プローブ位
置での光の出力を監視するために、プローブにエッジ・オブ・フィールド光セン
サ構成要素の設置を必要とする。均一光照射の条件に基づき、液体光導体の基本
線が確立されている。そこで、毎回使用する前に、プローブ位置の光の出力を光
検出器と共にエッジ・オブ・フィールド・センサ構成要素で監視し、各患者用の
設定に対して較正係数を確立し、各患者の分析中に変動を検出して補正する。ケ
ーブル移動により生じる送信変動に空間的な要素がある場合、連続多点監視が必
要である可能性がある。
【００３４】 （使い捨て構成要素を持つ光学プローブにおける光照射及び集光） 汚染回避が重要な適用例において、光学プローブは、洗浄及び除染後に完全再
利用できる単体ユニットとして、又は、洗浄や除染なしで再利用可能な専用、及
び／又は、高価な構成要素を備えた１つの部分と、洗浄及び除染して再利用可能
な保護耐用部分とを持つツーピース・ユニットとして、又は、完全再利用可能部
分と、数回又は好ましくは１回の使用後廃棄され、新しくて清潔な同一の使い捨
て部品と交換される保護使い捨て部分とを持つものとして、設計されてもよい。
図９は、完全再利用部分９００と使い捨て部分９１０とを持つ光学プローブを示
す。再利用部分９００の適切なコネクタ構成要素９２０は、使い捨て部分９１０
の適切なコネクタ構成要素９１２に係合し、使い捨て部分９１０を再利用部分９
００と確実に位置合わせして所定の位置に保持する。ねじ切り固定具、差込式固
定具、ばね式留め具、摩擦はめ込み固定具などを含む、様々な結合機構が適切で
ある。
利用できる単体ユニットとして、又は、洗浄や除染なしで再利用可能な専用、及
び／又は、高価な構成要素を備えた１つの部分と、洗浄及び除染して再利用可能
な保護耐用部分とを持つツーピース・ユニットとして、又は、完全再利用可能部
分と、数回又は好ましくは１回の使用後廃棄され、新しくて清潔な同一の使い捨
て部品と交換される保護使い捨て部分とを持つものとして、設計されてもよい。
図９は、完全再利用部分９００と使い捨て部分９１０とを持つ光学プローブを示
す。再利用部分９００の適切なコネクタ構成要素９２０は、使い捨て部分９１０
の適切なコネクタ構成要素９１２に係合し、使い捨て部分９１０を再利用部分９
００と確実に位置合わせして所定の位置に保持する。ねじ切り固定具、差込式固
定具、ばね式留め具、摩擦はめ込み固定具などを含む、様々な結合機構が適切で
ある。
【００３５】 図１０に、図２０から図２３で示すような使い捨て光学プローブ部分を使用す
る作業に適した完全再利用可能な光学プローブ部分９００の例を示す。プローブ
９００は、ほぼ円筒形の投影遠位端部分１０１０と、握り部９５０が回転自在に
接続され、光ファイバ束３３０及び９４０がそこから延びる近位端部分１０１６
とを含むハウジング（断面で図示）を持つ。遠位端部分１０１０は、ほぼ円筒形
であり、実例として、長さ約１８．５センチメートル、遠位端１００２において
直径約２５ミリメートルであり、両方の部分１０１０及び１０１６を合わせると
全長約２８．５センチメートルである。遠位端部分１０１０と近位端部分１０１
６とは、１つの単体として、又は、ねじ切りしてねじで結合、溶接、接着剤で結
合、留め具で結合など、任意の希望する方法で結合される別々の単体として組み
立てられてもよい。近位端部分１０１６は、光ファイバ束３３０及び９４０を収
容するのに、また、握り部９５０を受け入れるのに便利な任意形状でよく、握り
部は、実例として近位端部分１０１６から約１９センチメートル延びる。再利用
可能なプローブ部分９００は目標に接触しないので、プローブ３００に適する材
料全般のほか、例えば医療適用例の場合の患者接触上の制限のためプローブ３０
０に適さない可能性がある材料をも含み、広い範囲の様々な材料がプローブ部分
９００に対して使用され得る。
る作業に適した完全再利用可能な光学プローブ部分９００の例を示す。プローブ
９００は、ほぼ円筒形の投影遠位端部分１０１０と、握り部９５０が回転自在に
接続され、光ファイバ束３３０及び９４０がそこから延びる近位端部分１０１６
とを含むハウジング（断面で図示）を持つ。遠位端部分１０１０は、ほぼ円筒形
であり、実例として、長さ約１８．５センチメートル、遠位端１００２において
直径約２５ミリメートルであり、両方の部分１０１０及び１０１６を合わせると
全長約２８．５センチメートルである。遠位端部分１０１０と近位端部分１０１
６とは、１つの単体として、又は、ねじ切りしてねじで結合、溶接、接着剤で結
合、留め具で結合など、任意の希望する方法で結合される別々の単体として組み
立てられてもよい。近位端部分１０１６は、光ファイバ束３３０及び９４０を収
容するのに、また、握り部９５０を受け入れるのに便利な任意形状でよく、握り
部は、実例として近位端部分１０１６から約１９センチメートル延びる。再利用
可能なプローブ部分９００は目標に接触しないので、プローブ３００に適する材
料全般のほか、例えば医療適用例の場合の患者接触上の制限のためプローブ３０
０に適さない可能性がある材料をも含み、広い範囲の様々な材料がプローブ部分
９００に対して使用され得る。
【００３６】 再利用可能なプローブ部分９００は、集光器、実例としてレンズシステム７２
０、及び、照射器の一部、実例として光導体１０２０を含む。空間混光器は、使
い捨て部品に含まれることが好ましい。プローブ３００のファイバ３４０などの
ファイバから作られる光コンダクタが光導体１０２０の代わりに使用され得るが
、光導体１０２０は、再利用可能なプローブ部分９００の遠位部分１０１０をフ
レア処理しなくて済むような、ほぼ円筒形に製作されるのが好ましく、その結果
、再利用可能なプローブ部分９００に取り付けられる図20から図２３の使い捨て
部品の製造が簡素化される。光導体１０２０は、光学プローブ３００における使
用にも同様に適する。ファイバ束３３０は、レンズシステム７２０から真っ直ぐ
近位部分１０１６の後部を通るように経路が決められ、光導体１０２０には、フ
ァイバ束３３０が通過する開口部が設けられることが好ましい。代わりに、光導
体は、対称であるように製作することができ（図示しない）、一方、ミラー及び
プリズムなどの組立品を使い、画像をレンズシステム３２０の端部から、そのよ
うな光導体のノッチを通って光ファイバ束の画像平面上、又は、レンズ部分７２
０と同軸でないコネクタ（図示しない）に送ることができる。 再利用可能部分９００のレンズシステム７２０及び光導体１０２０のいずれも
例示的であり、他のレンズシステム、光導体、ファイバ装置、及び、レンズ、フ
ァイバ、光導体などの組合せが代わりに使用され得ることは理解されるであろう
。例えば、図１１は、遠位端１００２が開き、レンズつまりウィンドウ１１２２
がレンズシステム１１２０内に引っ込んでいる再利用可能なプローブ部分１１０
０を示すが、レンズシステム１１２０は、他の点ではレンズシステム７２０と類
似である。
０、及び、照射器の一部、実例として光導体１０２０を含む。空間混光器は、使
い捨て部品に含まれることが好ましい。プローブ３００のファイバ３４０などの
ファイバから作られる光コンダクタが光導体１０２０の代わりに使用され得るが
、光導体１０２０は、再利用可能なプローブ部分９００の遠位部分１０１０をフ
レア処理しなくて済むような、ほぼ円筒形に製作されるのが好ましく、その結果
、再利用可能なプローブ部分９００に取り付けられる図20から図２３の使い捨て
部品の製造が簡素化される。光導体１０２０は、光学プローブ３００における使
用にも同様に適する。ファイバ束３３０は、レンズシステム７２０から真っ直ぐ
近位部分１０１６の後部を通るように経路が決められ、光導体１０２０には、フ
ァイバ束３３０が通過する開口部が設けられることが好ましい。代わりに、光導
体は、対称であるように製作することができ（図示しない）、一方、ミラー及び
プリズムなどの組立品を使い、画像をレンズシステム３２０の端部から、そのよ
うな光導体のノッチを通って光ファイバ束の画像平面上、又は、レンズ部分７２
０と同軸でないコネクタ（図示しない）に送ることができる。 再利用可能部分９００のレンズシステム７２０及び光導体１０２０のいずれも
例示的であり、他のレンズシステム、光導体、ファイバ装置、及び、レンズ、フ
ァイバ、光導体などの組合せが代わりに使用され得ることは理解されるであろう
。例えば、図１１は、遠位端１００２が開き、レンズつまりウィンドウ１１２２
がレンズシステム１１２０内に引っ込んでいる再利用可能なプローブ部分１１０
０を示すが、レンズシステム１１２０は、他の点ではレンズシステム７２０と類
似である。
【００３７】 光導体１０２０は、様々な技法で製造され得る。例えば、光導体１０２０は、
融解石英から作られ、図１２から図１９に示すように、同心円筒光導体に連結さ
れた短尺自由形式光導体を含むツーピース品として、又は、長尺自由形式光導体
（図示しない）などの単品として製造することができる。融解石英の内外表面に
、被覆加工、真空堆積薄膜、又は、別の適切な材料を使用して、内部光反射を実
現し、光導体自体はまた、中実融解石英に代わり、中空又は液体充填とすること
ができる。これらの実施方法は、正方形クラッドロッド光インテグレータ又は入
力部に画像の人工的産物を拡散するような他の手段の使用を含む、光の均一性を
増すための当業者に公知の手段を含み得る。光は、例えばプローブ３００の束３
４０のファイバ端からの合流する円錐の環としてよりもむしろ、ほぼ環状で連続
的に光導体１０２０から放射される。
融解石英から作られ、図１２から図１９に示すように、同心円筒光導体に連結さ
れた短尺自由形式光導体を含むツーピース品として、又は、長尺自由形式光導体
（図示しない）などの単品として製造することができる。融解石英の内外表面に
、被覆加工、真空堆積薄膜、又は、別の適切な材料を使用して、内部光反射を実
現し、光導体自体はまた、中実融解石英に代わり、中空又は液体充填とすること
ができる。これらの実施方法は、正方形クラッドロッド光インテグレータ又は入
力部に画像の人工的産物を拡散するような他の手段の使用を含む、光の均一性を
増すための当業者に公知の手段を含み得る。光は、例えばプローブ３００の束３
４０のファイバ端からの合流する円錐の環としてよりもむしろ、ほぼ環状で連続
的に光導体１０２０から放射される。
【００３８】 図１２は、ツーピース光導体の円筒部１２００の軸線に沿う断面を示し、該光
導体は、自由形式部分１４００又は自由形式部分１７００のいずれかに連結され
、光導体を完成する。部分１２００は、アルミニウム管１２０２及び１２０６に
包含される融解石英コア１２０４を持つ円筒形光導体である。実例として、円筒
形部分１２００は、長さ１２９．５ミリメートル（５．１０インチ）である。コ
ア１２０４は、内径２０．０ミリメートル（０．７８７インチ）、及び、外径２
４．０ミリメートル（０．９４５インチ）であり、当業者によく知られる技法を
用いて製作される。コア１２０４は、好ましくは約０．２５から０．４までの開
口数を達成するために適切に被覆された後に、迷光を制御するための不透明な被
膜で覆われる。適切な被覆材料や不透明材料は、カリフォルニア州ノース・リッ
ジ所在のケマット・テクノロジー社、及び、フロリダ州ゲインズビル所在のオプ
ティカル・ポリマ・リサーチ社を含む、様々な供給元から入手可能である。アル
ミニウム管１２０６は、内径１９．０ミリメートル（０．７４８インチ）、及び
、外径１９．９ミリメートル（０．７８３インチ）であり、一方、アルミニウム
管１２０２は、内径２４．１ミリメートル（０．９４９インチ）、及び、外径２
５．０ミリメートル（０．９８４インチ）である。アルミニウム管１２０２及び
１２０６は、黒色陽極処理が施され、取り付けは、被覆及び被膜が完了後である
が、融解石英コア１２０４の端部が研削及び研磨される前に行われることが好ま
しい。部分１２００の近位端を図１３に示す。
導体は、自由形式部分１４００又は自由形式部分１７００のいずれかに連結され
、光導体を完成する。部分１２００は、アルミニウム管１２０２及び１２０６に
包含される融解石英コア１２０４を持つ円筒形光導体である。実例として、円筒
形部分１２００は、長さ１２９．５ミリメートル（５．１０インチ）である。コ
ア１２０４は、内径２０．０ミリメートル（０．７８７インチ）、及び、外径２
４．０ミリメートル（０．９４５インチ）であり、当業者によく知られる技法を
用いて製作される。コア１２０４は、好ましくは約０．２５から０．４までの開
口数を達成するために適切に被覆された後に、迷光を制御するための不透明な被
膜で覆われる。適切な被覆材料や不透明材料は、カリフォルニア州ノース・リッ
ジ所在のケマット・テクノロジー社、及び、フロリダ州ゲインズビル所在のオプ
ティカル・ポリマ・リサーチ社を含む、様々な供給元から入手可能である。アル
ミニウム管１２０６は、内径１９．０ミリメートル（０．７４８インチ）、及び
、外径１９．９ミリメートル（０．７８３インチ）であり、一方、アルミニウム
管１２０２は、内径２４．１ミリメートル（０．９４９インチ）、及び、外径２
５．０ミリメートル（０．９８４インチ）である。アルミニウム管１２０２及び
１２０６は、黒色陽極処理が施され、取り付けは、被覆及び被膜が完了後である
が、融解石英コア１２０４の端部が研削及び研磨される前に行われることが好ま
しい。部分１２００の近位端を図１３に示す。
【００３９】 図１５は、当業者によく知られる製作手法を用いて製作される自由形式融解石
英光導体部分１４００を、その軸線に沿う断面図で示す。実例として、自由形式
部分１４００は、長さ４５．７ミリメートル（１．８インチ）で、適切に被覆処
理された融解石英コア１４０４を含み、融解石英コア１４０４は、アルミニウム
管１４０２の端部の研削、研磨、及び、Ａ／Ｒ被覆の前にアルミニウム管１４０
２内に置かれる。被覆処理が加えられた後に、適切な任意の、好ましくは非蛍光
埋込材料を使用して、コア１４０４は、アルミニウム管１４０２の内側に埋め込
まれる。部分１５００の遠位端におけるコア１４０４は、内径２０．０ミリメー
トル（０．７８７インチ）、及び、外径２４．０ミリメートル（０．９４５イン
チ）であり、近位端では、液体光導体又は光ファイバケーブルと合致するように
直径８．０ミリメートル（０．３１５インチ）である。参照番号１４０８で示す
チャンネルは、ファイバ束３３０（図１０）の通路として自由形式部分１４００
に設けられる。実例として、チャンネル１４０８は、幅１５．２ミリメートル（
０．６０インチ）、及び、長さ２７．９ミリメートル（１．１０インチ）であり
、部分２０００の近位端から２７．９ミリメートル（１．１０インチ）離れて配
置される。部分１４００の遠位端を図１４に示し、部分１４００の近位端を図１
６に示す。部分１２００及び１４００は、屈折率整合光学流体や適当なＡ／Ｒ被
覆などの適切な任意手法を用いて連結される。
英光導体部分１４００を、その軸線に沿う断面図で示す。実例として、自由形式
部分１４００は、長さ４５．７ミリメートル（１．８インチ）で、適切に被覆処
理された融解石英コア１４０４を含み、融解石英コア１４０４は、アルミニウム
管１４０２の端部の研削、研磨、及び、Ａ／Ｒ被覆の前にアルミニウム管１４０
２内に置かれる。被覆処理が加えられた後に、適切な任意の、好ましくは非蛍光
埋込材料を使用して、コア１４０４は、アルミニウム管１４０２の内側に埋め込
まれる。部分１５００の遠位端におけるコア１４０４は、内径２０．０ミリメー
トル（０．７８７インチ）、及び、外径２４．０ミリメートル（０．９４５イン
チ）であり、近位端では、液体光導体又は光ファイバケーブルと合致するように
直径８．０ミリメートル（０．３１５インチ）である。参照番号１４０８で示す
チャンネルは、ファイバ束３３０（図１０）の通路として自由形式部分１４００
に設けられる。実例として、チャンネル１４０８は、幅１５．２ミリメートル（
０．６０インチ）、及び、長さ２７．９ミリメートル（１．１０インチ）であり
、部分２０００の近位端から２７．９ミリメートル（１．１０インチ）離れて配
置される。部分１４００の遠位端を図１４に示し、部分１４００の近位端を図１
６に示す。部分１２００及び１４００は、屈折率整合光学流体や適当なＡ／Ｒ被
覆などの適切な任意手法を用いて連結される。
【００４０】 図１８は、当業者によく知られる製作手法を用い、多数の被覆融解石英ファイ
バから製作された自由形式部分１７００を、その軸線に沿う断面図で示す。実例
として、約２４個の被覆ファイバを一緒に溶融させて自由形式部分１７００を形
成し、その寸法は、自由形式部分１４００と同じである。部分１７００は、アル
ミニウム管１７０２の内側に埋め込まれる。部分１７００の遠位端を図１７に示
し、部分１７００の近位端を図１９に示す。部分１２００及び１７００は、屈折
率整合光学流体や適切なＡ／Ｒ被覆などの適切な任意手法を用いて連結される。 図１４から図１９からわかるように、自由形式部分１４００及び１７００の開
口部のほか、その非対称設計を用いても、自由形式部分に光を均一に環状に配分
することはできない。しかし、光の環状均一性は、円筒形部分１２００により向
上する。光の環状均一性を向上させる他の手段には、入口移行部の光導体壁厚を
変えるか、又は、偏向器を設置して開口部の周りの光を偏向し、次に融解石英コ
ア１２０４の周り光を回転及び逆回転することが含まれる。また、光の環状均一
性を向上させるには、入力部での正方形空間混光器の使用も必要であり得る。
バから製作された自由形式部分１７００を、その軸線に沿う断面図で示す。実例
として、約２４個の被覆ファイバを一緒に溶融させて自由形式部分１７００を形
成し、その寸法は、自由形式部分１４００と同じである。部分１７００は、アル
ミニウム管１７０２の内側に埋め込まれる。部分１７００の遠位端を図１７に示
し、部分１７００の近位端を図１９に示す。部分１２００及び１７００は、屈折
率整合光学流体や適切なＡ／Ｒ被覆などの適切な任意手法を用いて連結される。 図１４から図１９からわかるように、自由形式部分１４００及び１７００の開
口部のほか、その非対称設計を用いても、自由形式部分に光を均一に環状に配分
することはできない。しかし、光の環状均一性は、円筒形部分１２００により向
上する。光の環状均一性を向上させる他の手段には、入口移行部の光導体壁厚を
変えるか、又は、偏向器を設置して開口部の周りの光を偏向し、次に融解石英コ
ア１２０４の周り光を回転及び逆回転することが含まれる。また、光の環状均一
性を向上させるには、入力部での正方形空間混光器の使用も必要であり得る。
【００４１】 （使い捨て部品） 再利用可能なプローブ部９００との併用に適した使い捨て部品９１０（図９）
は、プローブ９００の遠位延長部へ取り付けるために、また、目標及び周囲材料
による汚染から保護するために、一般に細長く、光及び光学部材の空間混光に適
した内面を含む。使い捨て部品９１０の細長い部分は、堅牢、柔軟、又は、堅牢
部分及び柔軟部分の組み合わせとすることができ、また、医療用上質紙、プラス
チック、合成ゴム、アルミニウム、ステンレス鋼、合板製品、及び、他の適切な
材料などの様々な材料で製作することができる。光学部材は、中実平坦光学ウィ
ンドウ、シート状柔軟材、成形レンズ、頚部骨に適合する乳頭形を持つウィンド
ウなどの共形ウィンドウ、流体充填サック、又は、これらの組み合わせを含む、
堅牢又は柔軟体とすることができ、プラスチック、融解石英、ガラス、石英、及
び、他の適切な材料などの様々な材料で製作されてもよい。空間混光表面は、使
い捨て部品の細長い部分の処理済み内面、つまり被覆内面とすることができ、又
は、使い捨て部品の細長い部分の内面の裏当て又は埋め込まれる、別の種類の材
料又は複数の材料とすることができる。例えば、使い捨て部品の細長い部分が押
し出しアルミニウム製の管である場合は、空間混光表面は、押し出しアルミニウ
ム管の一端の内面を酸食で処理し、次に混光面を生成する陽極処理により形成さ
れる。代わりに、適切な空間混光表面を持つアルミホイルは、任意の適切な管材
料に適用することができる。本明細書で使用されるように、「管」とは、細長い
方向に沿って変化するか又は一定かを問わず、円形、長円形、楕円形、三角形、
矩形、他の多面幾何学形状、「Ｃ」部分、自由形式部分、及び、前記の任意組み
合わせを含む、必要な任意断面を持つ細長い中空形状を意味する。 再利用可能なプローブ部分９００を汚染から保護する使い捨て部品９１０で使
用される材料又は複数の材料は、流体防壁を構成し、通常、目標の位置で見られ
る流体を通さないか、又は、使い捨て部品の予定使用期間を通してそのような流
体を妨害する。例えば、医学上の使用に適する材料には、アルミニウム、プラス
チック、融解石英、ガラス、及び、石英などの哺乳類の体液を通さない材料のほ
か、医療用上質紙などの哺乳類の体液を妨げる材料が含まれる。
は、プローブ９００の遠位延長部へ取り付けるために、また、目標及び周囲材料
による汚染から保護するために、一般に細長く、光及び光学部材の空間混光に適
した内面を含む。使い捨て部品９１０の細長い部分は、堅牢、柔軟、又は、堅牢
部分及び柔軟部分の組み合わせとすることができ、また、医療用上質紙、プラス
チック、合成ゴム、アルミニウム、ステンレス鋼、合板製品、及び、他の適切な
材料などの様々な材料で製作することができる。光学部材は、中実平坦光学ウィ
ンドウ、シート状柔軟材、成形レンズ、頚部骨に適合する乳頭形を持つウィンド
ウなどの共形ウィンドウ、流体充填サック、又は、これらの組み合わせを含む、
堅牢又は柔軟体とすることができ、プラスチック、融解石英、ガラス、石英、及
び、他の適切な材料などの様々な材料で製作されてもよい。空間混光表面は、使
い捨て部品の細長い部分の処理済み内面、つまり被覆内面とすることができ、又
は、使い捨て部品の細長い部分の内面の裏当て又は埋め込まれる、別の種類の材
料又は複数の材料とすることができる。例えば、使い捨て部品の細長い部分が押
し出しアルミニウム製の管である場合は、空間混光表面は、押し出しアルミニウ
ム管の一端の内面を酸食で処理し、次に混光面を生成する陽極処理により形成さ
れる。代わりに、適切な空間混光表面を持つアルミホイルは、任意の適切な管材
料に適用することができる。本明細書で使用されるように、「管」とは、細長い
方向に沿って変化するか又は一定かを問わず、円形、長円形、楕円形、三角形、
矩形、他の多面幾何学形状、「Ｃ」部分、自由形式部分、及び、前記の任意組み
合わせを含む、必要な任意断面を持つ細長い中空形状を意味する。 再利用可能なプローブ部分９００を汚染から保護する使い捨て部品９１０で使
用される材料又は複数の材料は、流体防壁を構成し、通常、目標の位置で見られ
る流体を通さないか、又は、使い捨て部品の予定使用期間を通してそのような流
体を妨害する。例えば、医学上の使用に適する材料には、アルミニウム、プラス
チック、融解石英、ガラス、及び、石英などの哺乳類の体液を通さない材料のほ
か、医療用上質紙などの哺乳類の体液を妨げる材料が含まれる。
【００４２】 図２０から図２３は、製造時における医療用上質紙を含む様々な使い捨て部品
を示す。図２０は、成型プラスチック基部２００８を覆って取り付けられる硬質
医療用上質紙の管状部材２００２を含む使い捨て部品２０００を示す。管２００
２の厚みは、その長さにより異なり、１．３ミリメートル（１インチの５０／１
０００）程度の管の厚みが頚部検査に必要な長さとして適する。管２００２は、
接着剤による固定又は圧着など、任意の適切な手法を用いて、基部２００８に接
続される。基部２００８は、再利用可能な光学プローブ部分９００に接続するた
め、適当なコネクタ２０１０を包含する。空間混光器表面２００４は、紙製の管
２００２の内側に適用されるアルミホイル紙で準備されることが好ましい。適切
なアルミホイル紙は、例えば、オハイオ州クリーブランド所在のカスタム・ペー
パー・チューブ社から入手可能な２０ポンド自然クラフト裏当て紙に糊付けされ
る、厚さ約０．０１ミリメートル（０．０００３インチ）のアルミホイル裏当て
から作られる。他のアルミホイル紙も一般に入手可能であり、紙の重み、ホイル
のタイプ、厚みが異なる。例えば、金及びニッケルホイルは、使用される照射波
長により、様々な適用例に適し得る。アルミホイル紙は巻かれて、任意の必要な
内部継ぎ目を実現する。しかし、真っ直ぐな継ぎ目よりも螺旋の継ぎ目の方が好
まれ、それは、螺旋の継ぎ目は、空間混光器の円周に亘って継ぎ目により発生し
得るいかなる散乱、及び／又は、蛍光も平均化する傾向があり、その強度をプロ
ーブ９００の検出閾値より低く維持するからである。レンズ２００６は、その縁
部にねじ切りが施され、管２００２を基部２００８に接続する前に、管２００２
の後部から所定の位置へねじ込まれる。管２００２にレンズ２００６を取り付け
る他の手法には、所定の位置へレンズ２００６を圧入する、適切な接着剤で所定
の位置へレンズ２００６を貼り付ける、レンズ２００６の両側で管２００２をク
リンピングする、レンズ２００６の縁部に環状の溝を設け、その溝内に管２００
２をクリンピングしてレンズ２００６と係合する、などがある。実例として、管
２００２は、長さ約１０．２センチメートル（４インチ）、基部２００８は、長
さ約７．６センチメートル（３インチ）、及び、レンズ２００６は、ユー・ブイ
（ＵＶ）アクリル又はその同等品である。
を示す。図２０は、成型プラスチック基部２００８を覆って取り付けられる硬質
医療用上質紙の管状部材２００２を含む使い捨て部品２０００を示す。管２００
２の厚みは、その長さにより異なり、１．３ミリメートル（１インチの５０／１
０００）程度の管の厚みが頚部検査に必要な長さとして適する。管２００２は、
接着剤による固定又は圧着など、任意の適切な手法を用いて、基部２００８に接
続される。基部２００８は、再利用可能な光学プローブ部分９００に接続するた
め、適当なコネクタ２０１０を包含する。空間混光器表面２００４は、紙製の管
２００２の内側に適用されるアルミホイル紙で準備されることが好ましい。適切
なアルミホイル紙は、例えば、オハイオ州クリーブランド所在のカスタム・ペー
パー・チューブ社から入手可能な２０ポンド自然クラフト裏当て紙に糊付けされ
る、厚さ約０．０１ミリメートル（０．０００３インチ）のアルミホイル裏当て
から作られる。他のアルミホイル紙も一般に入手可能であり、紙の重み、ホイル
のタイプ、厚みが異なる。例えば、金及びニッケルホイルは、使用される照射波
長により、様々な適用例に適し得る。アルミホイル紙は巻かれて、任意の必要な
内部継ぎ目を実現する。しかし、真っ直ぐな継ぎ目よりも螺旋の継ぎ目の方が好
まれ、それは、螺旋の継ぎ目は、空間混光器の円周に亘って継ぎ目により発生し
得るいかなる散乱、及び／又は、蛍光も平均化する傾向があり、その強度をプロ
ーブ９００の検出閾値より低く維持するからである。レンズ２００６は、その縁
部にねじ切りが施され、管２００２を基部２００８に接続する前に、管２００２
の後部から所定の位置へねじ込まれる。管２００２にレンズ２００６を取り付け
る他の手法には、所定の位置へレンズ２００６を圧入する、適切な接着剤で所定
の位置へレンズ２００６を貼り付ける、レンズ２００６の両側で管２００２をク
リンピングする、レンズ２００６の縁部に環状の溝を設け、その溝内に管２００
２をクリンピングしてレンズ２００６と係合する、などがある。実例として、管
２００２は、長さ約１０．２センチメートル（４インチ）、基部２００８は、長
さ約７．６センチメートル（３インチ）、及び、レンズ２００６は、ユー・ブイ
（ＵＶ）アクリル又はその同等品である。
【００４３】 図２１は、内部空間混光表面２１０４を持つ硬質医療用上質紙の管状部材２１
０２を含む使い捨て部品２１００を示す。レンズ２１０６は、管２１０２のひだ
又は他の種類の保持具に対して所定の位置に押し込まれ、管２１０２は、適切な
コネクタ２１１０を包含する成形プラスチック基部２１０８を覆うように押され
る。成型プラスチック基部２１０８は、レンズ２１０６を押しつけ、管２１０２
のひだに対してしっかりと固定する。 図２２は、内部空間混光表面２２０４を持つ硬質医療用上質紙の管状部材２２
０２を含む使い捨て部分２２００を示す。レンズ２２０６は、基部２２０８内に
圧着されて確実に位置合わせされるか、又は、接着剤で固定され、基部２２０８
は、管２２０２内に押し込まれて適切な接着剤で固定される。
０２を含む使い捨て部品２１００を示す。レンズ２１０６は、管２１０２のひだ
又は他の種類の保持具に対して所定の位置に押し込まれ、管２１０２は、適切な
コネクタ２１１０を包含する成形プラスチック基部２１０８を覆うように押され
る。成型プラスチック基部２１０８は、レンズ２１０６を押しつけ、管２１０２
のひだに対してしっかりと固定する。 図２２は、内部空間混光表面２２０４を持つ硬質医療用上質紙の管状部材２２
０２を含む使い捨て部分２２００を示す。レンズ２２０６は、基部２２０８内に
圧着されて確実に位置合わせされるか、又は、接着剤で固定され、基部２２０８
は、管２２０２内に押し込まれて適切な接着剤で固定される。
【００４４】 図２３は、レンズ２３０６がその遠位端に取り付けられた使い捨て部品２３０
０を示す。使い捨て部品２３００は、内部空間混光表面２３０４を持つ硬質医療
用上質紙の管状部材２３０２を含む。管状部材２３０２は、適切なコネクタ２３
１０を包含する成型プラスチック基部２３０８を覆うように装着される。レンズ
２３０６は、所定の位置にねじ込まれるか、又は、レンズ２３０６を所定の位置
への圧着、適切な接着剤でレンズ２３０６を所定の位置に貼り付け、又は、管２
００２をクリンピングしてレンズ２３０６を固定など、他の任意の適切な方法を
使用して使い捨て部品２３００の遠位端に取り付けられる。 図２０から図２３に示す様々な成型基部２００８、２１０８、２２０８、及び
、２３０８は、再利用可能なプローブ部分９００の部材を収容するために、希望
であれば、又は、必要であれば、フレアを施して成形されてもよい。様々な成型
プラスチック基部２００８、２１０８、２２０８、及び、２３０８の代わりに、
他の材料及び製造手法を使用することができ、例えば、押し出しアルミニウムが
使用され得る。
０を示す。使い捨て部品２３００は、内部空間混光表面２３０４を持つ硬質医療
用上質紙の管状部材２３０２を含む。管状部材２３０２は、適切なコネクタ２３
１０を包含する成型プラスチック基部２３０８を覆うように装着される。レンズ
２３０６は、所定の位置にねじ込まれるか、又は、レンズ２３０６を所定の位置
への圧着、適切な接着剤でレンズ２３０６を所定の位置に貼り付け、又は、管２
００２をクリンピングしてレンズ２３０６を固定など、他の任意の適切な方法を
使用して使い捨て部品２３００の遠位端に取り付けられる。 図２０から図２３に示す様々な成型基部２００８、２１０８、２２０８、及び
、２３０８は、再利用可能なプローブ部分９００の部材を収容するために、希望
であれば、又は、必要であれば、フレアを施して成形されてもよい。様々な成型
プラスチック基部２００８、２１０８、２２０８、及び、２３０８の代わりに、
他の材料及び製造手法を使用することができ、例えば、押し出しアルミニウムが
使用され得る。
【００４５】 図２４は、完全再利用可能部分２４００、及び、使い捨て部分２４１０を持つ
光学プローブを示す。再利用可能部分２４００は、光学プローブ３００と類似で
あるが、使い捨て部品２４１０の適切なコネクタ構成要素（図示しない）と係合
する適切なコネクタ構成要素２４２０を含み、使い捨て部品２４１０を再利用可
能部分２４００と確実に位置合わせして所定の位置に保持する。図２４に示され
る、束３４０からの光ファイバ、混光器３０４、及び、レンズシステム３２０の
代わりに、ここで説明された他の様々な光コンダクタ、空間混光器、及び、集光
器が使用されてもよいことは理解されるであろう。使い捨て部品２４１０は、参
照番号３０４で示すように、再利用可能部分２４００の一部である空間混光器を
包含しない。しかし、使い捨て部品２４１０は、保護的な細長い部分、実例とし
て、フレア付き管２４１０、及び、保護光学ウィンドウ２４１４を確かに含んで
おり、それ以外の点では、構造及び材料に関して使い捨て部品９１０と類似であ
る。適切な使い捨て部品はまた、１９９７年３月２１日に発明者としてピーター
・マクヘンリー及びアーサー・Ｅ・シュルツの名前で出願の「光学プローブを較
正する方法と装置」と題する米国特許出願シリアル第０８／８２３，０４４号、
及び、１９９８年２月２０に発明者としてカーチス・Ｋ・デッカートの名前で出
願の「光学プローブの傾斜特性を持つ接触ウィンドウ」と題する米国特許出願シ
リアル第０９／０２７，４０３号で説明されており、本明細書において、その全
体が参照されている。
光学プローブを示す。再利用可能部分２４００は、光学プローブ３００と類似で
あるが、使い捨て部品２４１０の適切なコネクタ構成要素（図示しない）と係合
する適切なコネクタ構成要素２４２０を含み、使い捨て部品２４１０を再利用可
能部分２４００と確実に位置合わせして所定の位置に保持する。図２４に示され
る、束３４０からの光ファイバ、混光器３０４、及び、レンズシステム３２０の
代わりに、ここで説明された他の様々な光コンダクタ、空間混光器、及び、集光
器が使用されてもよいことは理解されるであろう。使い捨て部品２４１０は、参
照番号３０４で示すように、再利用可能部分２４００の一部である空間混光器を
包含しない。しかし、使い捨て部品２４１０は、保護的な細長い部分、実例とし
て、フレア付き管２４１０、及び、保護光学ウィンドウ２４１４を確かに含んで
おり、それ以外の点では、構造及び材料に関して使い捨て部品９１０と類似であ
る。適切な使い捨て部品はまた、１９９７年３月２１日に発明者としてピーター
・マクヘンリー及びアーサー・Ｅ・シュルツの名前で出願の「光学プローブを較
正する方法と装置」と題する米国特許出願シリアル第０８／８２３，０４４号、
及び、１９９８年２月２０に発明者としてカーチス・Ｋ・デッカートの名前で出
願の「光学プローブの傾斜特性を持つ接触ウィンドウ」と題する米国特許出願シ
リアル第０９／０２７，４０３号で説明されており、本明細書において、その全
体が参照されている。
【００４６】 本明細書で説明される特定の実施形態は、ヒトの頚部検査に適するが、本発明
は、プローブ前部の光学的−機械的構成、光源からの励振波長、光検出器の検出
波長、及び、コンピュータの診断及び制御ソフトウェアを変えることにより、他
の組織分析に適する。プローブのサイズは、様々な組織を含む、様々な広範な物
質を分析するために、異なった方法で機能するように拡大縮小可能である。有効
視野を調整するための適切なモジュール変更と共に、必要な視野を持つ正規の長
さのプローブを使うことにより、身体のいかなる区域も検査することができる。
この技法はまた、目視による検査及び治療を行うため、身体のはるかに奥深い所
に到達するように可撓光ファイバインタフェースを使用することにより拡張する
ことができる。
は、プローブ前部の光学的−機械的構成、光源からの励振波長、光検出器の検出
波長、及び、コンピュータの診断及び制御ソフトウェアを変えることにより、他
の組織分析に適する。プローブのサイズは、様々な組織を含む、様々な広範な物
質を分析するために、異なった方法で機能するように拡大縮小可能である。有効
視野を調整するための適切なモジュール変更と共に、必要な視野を持つ正規の長
さのプローブを使うことにより、身体のいかなる区域も検査することができる。
この技法はまた、目視による検査及び治療を行うため、身体のはるかに奥深い所
に到達するように可撓光ファイバインタフェースを使用することにより拡張する
ことができる。
【００４７】 ここで説明された空間混光器の特定の実施形態において、多くの適用例に対し
て適切な空間混光を達成するため、一回の仕上げ又は１つの材料を使用するが、
ある適用例は、通常とは異なる種類の空間混光を必要とする可能性がある。空間
混光の種類は、特定の適用例に対して空間混光、及び／又は、照射領域を最適化
するため、空間混光器の内壁に様々な表面仕上げ又は材料を施すことにより変え
てもよい。例えば、１つの構成（図示しない）において、光源に近位の空間混光
器の内壁の円筒セグメントは、鏡面つまり反射面であり、中間円筒セグメントは
、拡散つまり散乱面、そして、プローブ遠位端に近位の最終円筒セグメントは、
吸収器になっている。該吸収部分は、レンズシステムの視野が適度に制限される
場合は除外してもよい。必要に応じて、鏡面、拡散面、又は、吸収面を実現する
多くの適切な材料、仕上げ、及び、形状は、当業者によく知られている。 ここで説明された実施形態の多くは、様々な数値と寸法とを含むが、これらは
例示的であり、他の数値や寸法もまた有益であり得る。例えば、照射システムの
ファイバの個数、グループ分け、及び、サイズは、例示的である。
て適切な空間混光を達成するため、一回の仕上げ又は１つの材料を使用するが、
ある適用例は、通常とは異なる種類の空間混光を必要とする可能性がある。空間
混光の種類は、特定の適用例に対して空間混光、及び／又は、照射領域を最適化
するため、空間混光器の内壁に様々な表面仕上げ又は材料を施すことにより変え
てもよい。例えば、１つの構成（図示しない）において、光源に近位の空間混光
器の内壁の円筒セグメントは、鏡面つまり反射面であり、中間円筒セグメントは
、拡散つまり散乱面、そして、プローブ遠位端に近位の最終円筒セグメントは、
吸収器になっている。該吸収部分は、レンズシステムの視野が適度に制限される
場合は除外してもよい。必要に応じて、鏡面、拡散面、又は、吸収面を実現する
多くの適切な材料、仕上げ、及び、形状は、当業者によく知られている。 ここで説明された実施形態の多くは、様々な数値と寸法とを含むが、これらは
例示的であり、他の数値や寸法もまた有益であり得る。例えば、照射システムの
ファイバの個数、グループ分け、及び、サイズは、例示的である。
【図１】 材料の光学検査用の例示的システムの基本要素を概略的に示す図である。
【図２】 オリフィス又は通路を通って限定的にしかアクセスできない空洞内部において
材料を精査する他の検査手段のために図１のシステムと共に使用するのに適した
光学プローブの主要部材を概略的に示す図である。
材料を精査する他の検査手段のために図１のシステムと共に使用するのに適した
光学プローブの主要部材を概略的に示す図である。
【図３】 照射システムの基本的な部材を示し、オリフィス又は通路を通って限定的にし
かアクセスできない空洞内部において材料を見て、分析、及び／又は、処置する
のに適する、光学プローブの側面切取内部平面図である。
かアクセスできない空洞内部において材料を見て、分析、及び／又は、処置する
のに適する、光学プローブの側面切取内部平面図である。
【図４】 照射システム内の環状光源の近くで、光学プローブの光学軸に直角に取られた
図３の光学プローブの断面であり、環状照射源の出力断面を示す図である。
図３の光学プローブの断面であり、環状照射源の出力断面を示す図である。
【図５】 光学プローブの光軸に沿い、照射光路、集光路、及び、光学プローブに包含さ
れる空間混光器を通って切られた図３の光学プローブの断面であり、照射経路に
おける様々な例示的光線の挙動を示す図である。
れる空間混光器を通って切られた図３の光学プローブの断面であり、照射経路に
おける様々な例示的光線の挙動を示す図である。
【図６】 照射システムの一部の部材と共に放射線収集システムの基本的な部材を示す図
３の光学プローブの側面切取内部平面図である。
３の光学プローブの側面切取内部平面図である。
【図７】 照射システムの一部の部材と共に放射線収集システムの代替部材を示す、図６
の光学プローブに類似の光学プローブの側面切取内部平面図である。
の光学プローブに類似の光学プローブの側面切取内部平面図である。
【図８】 開口部を持つ収集システムにおいて、中間ウィンドウからの反射放射線が妨げ
られる様子を示す放射線軌跡図である。
られる様子を示す放射線軌跡図である。
【図９】 光学プローブの再利用部分と使い捨て部分との間の関係を示す光学プローブの
側面図である。
側面図である。
【図１０】 オリフィス又は通路を通って限定的にしかアクセスできない空洞内部において
、材料を見て、分析、及び／又は、処理する際の使用に適した図９の再利用可能
な光学プローブ部分、及び、照射システムと放射線収集システムとの一部を示す
側面切取内部平面図である。
、材料を見て、分析、及び／又は、処理する際の使用に適した図９の再利用可能
な光学プローブ部分、及び、照射システムと放射線収集システムとの一部を示す
側面切取内部平面図である。
【図１１】 オリフィス又は通路を通って限定的にしかアクセスできない空洞内部において
、材料を見て、分析、及び／又は、処理する際の使用に適した再利用可能な代替
光学プローブ部分、及び、照射システムと放射線収集システムとの一部を示す側
面切取内部平面図である。
、材料を見て、分析、及び／又は、処理する際の使用に適した再利用可能な代替
光学プローブ部分、及び、照射システムと放射線収集システムとの一部を示す側
面切取内部平面図である。
【図１２】 光学プローブの光軸に沿った断面図と対応する端部表面図とを含む、図１０及
び図１１の光学プローブ用の様々な代替光又は放射線ガイドの構成要素を示す図
である。
び図１１の光学プローブ用の様々な代替光又は放射線ガイドの構成要素を示す図
である。
【図１３】 光学プローブの光軸に沿った断面図と対応する端部表面図とを含む、図１０及
び図１１の光学プローブ用の様々な代替光又は放射線ガイドの構成要素を示す図
である。
び図１１の光学プローブ用の様々な代替光又は放射線ガイドの構成要素を示す図
である。
【図１４】 光学プローブの光軸に沿った断面図と対応する端部表面図とを含む、図１０及
び図１１の光学プローブ用の様々な代替光又は放射線ガイドの構成要素を示す図
である。
び図１１の光学プローブ用の様々な代替光又は放射線ガイドの構成要素を示す図
である。
【図１５】 光学プローブの光軸に沿った断面図と対応する端部表面図とを含む、図１０及
び図１１の光学プローブ用の様々な代替光又は放射線ガイドの構成要素を示す図
である。
び図１１の光学プローブ用の様々な代替光又は放射線ガイドの構成要素を示す図
である。
【図１６】 光学プローブの光軸に沿った断面図と対応する端部表面図とを含む、図１０及
び図１１の光学プローブ用の様々な代替光又は放射線ガイドの構成要素を示す図
である。
び図１１の光学プローブ用の様々な代替光又は放射線ガイドの構成要素を示す図
である。
【図１７】 光学プローブの光軸に沿った断面図と対応する端部表面図とを含む、図１０及
び図１１の光学プローブ用の様々な代替光又は放射線ガイドの構成要素を示す図
である。
び図１１の光学プローブ用の様々な代替光又は放射線ガイドの構成要素を示す図
である。
【図１８】 光学プローブの光軸に沿った断面図と対応する端部表面図とを含む、図１０及
び図１１の光学プローブ用の様々な代替光又は放射線ガイドの構成要素を示す図
である。
び図１１の光学プローブ用の様々な代替光又は放射線ガイドの構成要素を示す図
である。
【図１９】 光学プローブの光軸に沿った断面図と対応する端部表面図とを含む、図１０及
び図１１の光学プローブ用の様々な代替光又は放射線ガイドの構成要素を示す図
である。
び図１１の光学プローブ用の様々な代替光又は放射線ガイドの構成要素を示す図
である。
【図２０】 図１０及び図１１に示す再利用可能なプローブ部分との併用に適する様々な使
い捨てプローブ部分を通って切られた断面図である。
い捨てプローブ部分を通って切られた断面図である。
【図２１】 図１０及び図１１に示す再利用可能なプローブ部分との併用に適する様々な使
い捨てプローブ部分を通って切られた断面図である。
い捨てプローブ部分を通って切られた断面図である。
【図２２】 図１０及び図１１に示す再利用可能なプローブ部分との併用に適する様々な使
い捨てプローブ部分を通って切られた断面図である。
い捨てプローブ部分を通って切られた断面図である。
【図２３】 図１０及び図１１に示す再利用可能なプローブ部分との併用に適する様々な使
い捨てプローブ部分を通って切られた断面図である。
い捨てプローブ部分を通って切られた断面図である。
【図２４】 光学プローブの再利用部分と使い捨て部分との間の関係を示す光学プローブの
側面図である。
側面図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１月９日（２００１．１．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ａ６１Ｂ 1/31 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ウィルコックス ロバート エル アメリカ合衆国 ワシントン州 98001 ボセル ワンハンドレッドアンドフィフテ ィファースト ストリート 9213 (72)発明者 デッカート カーティス ケイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92705 サンタ アナ ダーメル プレイ ス 18061 Ｆターム(参考） 2H040 CA01 CA09 CA22 CA26 4C061 CC04 DD01 FF40 FF47 HH54 HH60 【要約の続き】 る使い捨て部品（９１０、２０００、２１００、２２０ ０、２３００）は、細長くて、空間混光に適する内面を 利用する空間混光部分、使い捨て部品を再利用可能プロ ーブ部分上に装着するための空間混光部分から延びる細 長い部分、及び、再利用可能プローブ部分を目標から封 印するための保護ウィンドウつまりレンズを包含する。 使い捨て部品は、様々な低価格材料から組み立てられて もよい。
Claims (53)
- 【請求項１】 光学ウィンドウと一般に前記光学ウィンドウ近傍の焦点面を
通過する集光軸を持つ集光器と、 投影光パターンを持つ光源と、 前記光源と光学的に連絡する近位端、前記光学ウィンドウと光学的に連絡する
遠位端、及び、前記光学ウィンドウを通過する投影光軸を持ち、前記光学ウィン
ドウの近傍に、前記投影光軸に垂直及びほぼ垂直方向から離れて最大値を持つ照
射光線角度の分布を確立するために、前記光源の前記投影光パターンにより部分
的に交差された混光面を更に持つ、空間混光器と、 を含むことを特徴とする、遠位に配置された光学ウィンドウを持つ光学プローブ
。 - 【請求項２】 前記集光軸と前記投影光軸とは、前記光学ウィンドウにおい
て同軸であることを特徴とする請求項１に記載の光学プローブ。 - 【請求項３】 前記集光軸と前記投影光軸とは、前記空間混光器を通って同
軸であることを特徴とする請求項２に記載の光学プローブ。 - 【請求項４】 前記光学ウィンドウ及び近位端を包含する遠位端、前記集光
器、前記光源、及び、本体に装着されている前記空間混光器を持つ単一本体を更
に含むことを特徴とする請求項１に記載の光学プローブ。 - 【請求項５】 前記本体の前記近位端の近くで前記本体に連結される握り部
を更に含むことを特徴とする請求項４に記載の光学プローブ。 - 【請求項６】 近位部分と前記光学ウィンドウを包含する遠位部分とを持つ
本体を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の光学プローブ。 - 【請求項７】 近位本体部分に連結される握り部を更に含むことを特徴とす
る請求項６に記載の光学プローブ。 - 【請求項８】 遠位本体部分は、前記近位本体部分に取り外し可能に連結さ
れることを特徴とする請求項６に記載の光学プローブ。 - 【請求項９】 前記遠位本体部分は、再利用可能であることを特徴とする請
求項８に記載の光学プローブ。 - 【請求項１０】 前記遠位本体部分は、使い捨て可能であることを特徴とす
る請求項８に記載の光学プローブ。 - 【請求項１１】 前記空間混光器は、前記遠位本体部分に装着され、前記集
光器及び前記光源は、前記近位本体部分に装着されることを特徴とする請求項１
０に記載の光学プローブ。 - 【請求項１２】 前記集光器、前記光源、及び、前記空間混光器は、前記近
位本体部分に装着されることを特徴とする請求項１０に記載の光学プローブ。 - 【請求項１３】 前記遠位部分は、一回使用であることを特徴とする請求項
１０に記載の光学プローブ。 - 【請求項１４】 前記光学ウィンドウは、前記光学プローブの遠位端におけ
る開口部であることを特徴とする請求項１に記載の光学プローブ。 - 【請求項１５】 前記集光軸は、前記空間混光器を通過し、前記集光軸に沿
って前記空間混光器に配置される光学部材を更に含むことを特徴とする請求項１
４に記載の光学プローブ。 - 【請求項１６】 前記集光軸は、前記空間混光器を通過し、前記空間混光器
の近位端の近くで、かつ前記集光軸に沿って前記空間混光器に配置される光学部
材を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の光学プローブ。 - 【請求項１７】 前記光学ウィンドウに配置される光学部材を更に含むこと
を特徴とする請求項１に記載の光学プローブ。 - 【請求項１８】 前記光学部材は、平坦堅牢なウィンドウであることを特徴
とする請求項１７に記載の光学プローブ。 - 【請求項１９】 前記光学部材は、成形レンズであることを特徴とする請求
項１７に記載の光学プローブ。 - 【請求項２０】 前記光学部材は、ヒトの頚部の表面にほぼ一致するように
輪郭をとられた表面を含むことを特徴とする請求項１７に記載の光学プローブ。 - 【請求項２１】 前記集光軸は、前記空間混光器を通過し、前記集光軸に沿
って前記空間混光器に配置される別の光学部材を更に含むことを特徴とする請求
項１７に記載の光学プローブ。 - 【請求項２２】 前記集光軸は、前記空間混光器を通過し、前記空間混光器
の前記近位端の近くで、かつ前記集光軸に沿って前記空間混光器に配置される別
の光学部材を更に含むことを特徴とする請求項１７に記載の光学プローブ。 - 【請求項２３】 前記集光器は、 テレセントリック・レンズシステムと、 前記テレセントリック・レンズシステムから外部検出器へ画像を搬送するため
に前記テレセントリック・レンズシステムと連結される光ファイバ束と、 を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学プローブ。 - 【請求項２４】 前記集光器は、 擬テレセントリック・レンズシステムと、 前記擬テレセントリック・レンズシステムから外部検出器へ画像を搬送するた
めに前記擬テレセントリック・レンズシステムに連結される光ファイバ束と、 を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学プローブ。 - 【請求項２５】 前記集光器は、 非テレセントリック・レンズシステムと、 前記非テレセントリック・レンズシステムを前記光学プローブの視野に亘る不
均一性に関して補正する手段と、 を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学プローブ。 - 【請求項２６】 前記集光器は、前記空間混光器の前記混光面を排除し、前
記光学ウィンドウの実質的に全体区域を含む視野を持つことを特徴とする請求項
１に記載の光学プローブ。 前記集光器の前記焦点面は、前記光学ウィンドウに対して遠位であることを特
徴とする請求項０に記載の光学プローブ。 前記集光器の前記焦点面は、前記光学ウィンドウに対して近位であることを特
徴とする請求項０に記載の光学プローブ。 - 【請求項２７】 前記光源は、光学放射検出器の全ての側面に配置される複
数の光ファイバを含み、前記ファイバの各々は、前記光学ウィンドウに向けられ
た光学軸を持つことを特徴とする請求項１に記載の光学プローブ。 - 【請求項２８】 前記光源は、前記光学放射検出器の全ての側面に配置され
る光導体を含み、前記光導体は、前記光学ウィンドウにほぼ向かって光を投影す
ることを特徴とする請求項１に記載の光学プローブ。 - 【請求項２９】 前記光源の前記投影光パターンは、前記混光面と部分的に
交差し、前記光学ウィンドウの近傍に、前記投影光軸とほぼ平行な方向に最大値
を持つ光線角度の分布を確立することを特徴とする請求項１に記載の光学プロー
ブ。 - 【請求項３０】 前記混光面は、光散乱面を含むことを特徴とする請求項１
に記載の光学プローブ。 - 【請求項３１】 前記混光面は、前記混光面の各々の区域に亘って鏡面と協
働する光散乱面を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学プローブ。 - 【請求項３２】 前記混光面は、前記混光面の各々の区域に亘って光吸収面
と協働する光散乱面を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学プローブ。 - 【請求項３３】 前記混光面は、前記混光面の各々の区域に亘って鏡面及び
光吸収面と協働する光散乱面を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学プロ
ーブ。 - 【請求項３４】 前記混光面は、金属箔を含むことを特徴とする請求項１に
記載の光学プローブ。 - 【請求項３５】 オリフィス又は通路を通り限定的にしかアクセスできない
空洞内部の生体組織を、光学プローブの光学ウィンドウを通して検査する光学プ
ローブであって、 前記光学ウィンドウを包含する細長い遠位部分と近位部分とを持つ本体と、 前記プローブの光学ウィンドウと、一般に前記光学ウィンドウの近傍にある焦
点面とを通過する光学軸を持ち、前記本体に装着されるレンズシステムと、 前記レンズシステムと同軸であり、ほぼ前記光学ウィンドウに向かう投影光方
向を持ち、前記レンズシステムの周りに前記本体に装着される光源と、 前記光学ウィンドウの近傍に前記レンズシステムの前記光学軸とほぼ平行な方
向に最大値を持つ光線角度の分布を確立するために、光散乱面と、少なくとも部
分的に前記光散乱面と交差する投影光模様とを含み、ほぼ前記光源の周りに配置
される一端と、ほぼ前記光学ウィンドウの周りに配置される他端とを持つ、細長
い内面と、 を含むことを特徴とする光学プローブ。 - 【請求項３６】 前記レンズシステムの前記光学軸に沿い、かつ前記光学ウ
ィンドウにおいて前記遠位部分に装着されるレンズを更に含み、前記レンズと協
働する前記レンズシステムは、テレセントリック・レンズシステムであることを
特徴とする請求項３５に記載の光学プローブ。 - 【請求項３７】 前記レンズシステムの前記光学軸に沿い、前記遠位部分に
装着されるレンズを更に含むことを特徴とする請求項３５に記載の光学プローブ
。 - 【請求項３８】 前記光源は、環状照射器であることを特徴とする請求項３
５に記載の光学プローブ。 - 【請求項３９】 付随する流体を持つ目標に接触する遠位端と、再利用可能
な光学プローブ部分に装着する近位端とを持つ、光学プローブの使い捨て部品で
あって、 前記近位端に向う装着面と前記遠位端に向う混光内面とを持つ本体と、 前記本体内に配置される光学ウィンドウ部材と、 を含み、 前記光学ウィンドウ部材と前記光学ウィンドウ部材に近位の前記本体とは、前
記流体に対する防壁である、 ことを特徴とする光学プローブの使い捨て部品。 - 【請求項４０】 前記本体は、管を含み、混光内面は、前記管の内側に配置
される金属箔を含むことを特徴とする請求項３９に記載の光学プローブ。 - 【請求項４１】 前記管は、紙であることを特徴とする請求項４０に記載の
光学プローブ。 - 【請求項４２】 前記管は、プラスチックであることを特徴とする請求項４
０に記載の光学プローブ。 - 【請求項４３】 前記管は、押し出しアルミニウムであることを特徴とする
請求項４０に記載の光学プローブ。 - 【請求項４４】 前記本体は、押し出しアルミニウム管を含み、前記混光内
面は、光散乱面処理が施された前記押し出しアルミニウム管の内面を含むことを
特徴とする請求項３９に記載の光学プローブ。 - 【請求項４５】 前記本体は、管を含み、前記混光内面は、前記管の内側に
配置された光散乱特性を持つ裏当てを含むことを特徴とする請求項３９に記載の
光学プローブ。 - 【請求項４６】 前記本体は、管を含み、前記混光内面は、光散乱処理が施
された前記管の内面を含むことを特徴とする請求項３９に記載の光学プローブ。 - 【請求項４７】 前記本体は、管を含み、前記装着面は、前記管と一体化し
た機械的コネクタを含むことを特徴とする請求項３９に記載の光学プローブ。 - 【請求項４８】 前記管は、紙であることを特徴とする請求項４７に記載の
光学プローブ。 - 【請求項４９】 前記管は、プラスチックであることを特徴とする請求項４
７に記載の光学プローブ。 - 【請求項５０】 前記管は、押し出しアルミニウムであることを特徴とする
請求項４７に記載の光学プローブ。 - 【請求項５１】 前記本体は、 第１の管であって、前記混光内面が前記第１の管の内側に配置される金属箔を
含むような第１の管と、 前記第１の管に連結される第２の管であって、前記装着面が前記第２の管と一
体化した機械的コネクタを含むような第２の管と、 を含むことを特徴とする請求項３９に記載の光学プローブ。 - 【請求項５２】 前記光学ウィンドウ部材は、前記第１の管の内部で装着さ
れることを特徴とする請求項５１に記載の光学プローブ。 - 【請求項５３】 前記光学ウィンドウ部材は、前記第１の管の遠位端で装着
されることを特徴とする請求項５１に記載の光学プローブ。
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