JP2002534201A - スペクトル体積マイクロプローブアレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 サンプルと電磁放射の相互作用によって、サンプルの材料の特徴を決定するための方法および装置が、提供される。その装置は、光学アセンブリおよび保護バリアーを含む。この光学アセンブリは、第１の光路内の第１の領域から実質的に単調に外れる、サンプル内の強度分布と共に、このサンプル内の複数の体積エレメントを照射し、そして各々の体積エレメントから発する電磁放射を連続的に収集する。この光学アセンブリは、第２光路内の第２領域から実質的に単調に外れる、収集された分布を伴う各々の体積エレメントから発する電磁放射を収集する。第１領域および第２領域は、各々の体積エレメントにおいて少なくとも部分的に重複する。光学アセンブリは、生物学的材料のサンプルの評価に方向付けられるために、プローブとして設定され得る。保護バリアーは、体組織による光学アセンブリの夾雑物を防ぐために、光学アセンブリと体組織との間に配置され得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （先行出願） 本願は、米国仮出願番号６０／１１５，３７３（１９９９年１月１１日出願）
の利益を主張し、そして米国特許出願番号０９／２４１，８０６（１９９９年２
月２日出願）の一部継続出願であり、この後者の出願は、米国特許出願番号０８
／７８２，９３６（１９９７年１月１３日出願）の一部継続出願として出願され
た。

【０００２】 （発明の分野） 本発明は、光学プローブが環境の周囲の特徴と接触することを防止する障壁を
提供するための、システムおよび方法に関する。より特定すると、本発明は、医
用装置のためのディスポーザブルシースを提供するためのシステムおよび方法に
関する。

【０００３】 （発明の背景） 例えば癌組織および他の疾患組織の診断情報を迅速かつ自動的に提供する器具
に対する、重要な要求が存在する。特に、引き続くバイオプシーのための多数の
組織サンプルを切り出す必要なしに、癌組織の範囲および段階をマッピングする
器具に対する必要性が、存在する。現在の技術においては、医療専門家は、一般
に、特定の病理および異常を決定するために、視覚分析およびバイオプシーに依
存する。生化学的画像化の種々の形態が、同様に使用される。種々の病理の独特
の光学的応答が、生物学的組織を同様に特徴付ける試みにおいて、開発されてい
る。しかし、これらの先行技術は、制限を含む。

【０００４】 例えば、実験室において、組織バイオプシーを実施し、そして抽出された組織
を分析することは、かなりの時間を必要とする。さらに、組織バイオプシーは、
その組織から採られる代表的なサンプルに基いて、組織を特徴付け得るのみであ
る。この結果として、そのサンプルを正確に代表し得る組織の選択肢を集めるた
めに、多数の切除が、慣用的に実施される。さらに、組織バイオプシーは、サン
プリングおよび解釈誤差を条件とする。磁気共鳴画像化は、首尾よいツールであ
るが、高価であり、そして非常に薄いか、または進行の初期段階にある病理を検
出する際には、非常な制限を有する。

【０００５】 組織分析のために医学分野において使用される１つの技術は、誘導される蛍光
である。レーザーにより誘導される蛍光は、組織を切除し、そして二次波長のセ
ットで組織に蛍光（次いでこれが、分析されてその組織の特徴を判断し得る）を
発生させるよう特定の波長に調節された、レーザーを利用する。蛍光は、組織内
に通常見出される分子から、またはマーカー分子として働くよう身体に導入され
た分子からのいずれかで、発生し得る。

【０００６】 ＵＶ励起に対する生物学的組織の蛍光応答に関与する機構は明確には規定され
ていないが、新形成の蛍光信号は、生化学的変化および形態学的変化の両方を反
映するようである。スペクトルに観察される変化は、多くの癌に対して類似して
おり、このことは、類似した機構が作用していることを示唆する。例えば、有用
な自己蛍光スペクトルマーカーは、ミトコンドリア内での生化学的変化（例えば
、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤＨ）およびフラビンの相対濃
度）を反映し得る。粘膜厚化および毛管どしゃぶり度（ｐｒｏｆｕｓｉｏｎ）の
変化は、構造的効果であり、これらは、分光学的記録のいくつかの代表的な変化
を引き起こすと解釈されている。

【０００７】 ３３７ｎｍ未満の近ＵＶ光励起での蛍光放出に寄与する、生物学的組織におけ
る主要な分子は、トリプトファン（３９０ｎｍ発光）、エラスチンの発色団（４
１０ｎｍ）およびコラーゲンの発色団（３００ｎｍ）、ＮＡＤＨ（４７０ｎｍ）
、フラビン（５２０ｎｍ）およびメラニン（５４０ｎｍ）として、同定されてい
る。しかし、組織内においては、純粋な化合物と比較して、いくらかのピークシ
フトおよび全体的な形状変化が存在することに、注目するべきである。従って、
組織型に対する、上で同定した寄与の各々の存在を決定するために、サンプルは
、十分に短い波長のＵＶビームで照射され得、そして上に列挙された波長の光か
らの応答を記録し得る。

【０００８】 ヘモグロビンは、４００ｎｍと５４０ｎｍとの間の吸収ピークを有するが、オ
キシヘモグロビンおよびヘモグロビンの両方は、６００ｎｍより長波長で強い光
吸収を有することが、さらに示されている。血液の分布もまた、エラスチン、コ
ラーゲン、ＮＡＤ、およびＮＡＤＨの観察される発光スペクトルに影響を与え得
る。放出される光を吸収して発光スペクトルの形状を変化させ得る、組織に存在
するさらなる化合物としては、ミオグロビン、ポルフィリン、およびジヌクレオ
チド補酵素が挙げられる。

【０００９】 新形成は高レベルのＮＡＤＨを有すると、一般的に考えられている。なぜなら
、その代謝経路が、主として嫌気性であるからである。細胞がコンフルエンスで
そのＮＡＤ＋：ＮＡＤＨ比を上昇させ得ないことは、その不完全な成長制御に関
して形質転換された細胞の特徴である。ＮＡＤ＋：ＮＡＤＨの比は、例えば、そ
の細胞の代謝能の指標であり、その解糖対糖新生の容量である。表面蛍光は、イ
ンビトロおよびインビボの両方の組織における、ＮＡＤＨの相対レベルを測定す
るために、使用されている。個々の筋細胞から得られる発光スペクトルは、残余
の緑色蛍光を生じさせ、これは恐らく、ミトコンドリアの酸化されたフラビンタ
ンパク質から発生し、そして青色蛍光は、ミトコンドリア起源のＮＡＤＨと一致
する。

【００１０】 コラーゲン、ＮＡＤＨおよびフラビンアデニンジヌクレオチドは、結腸組織に
おける主要な蛍光団であると考えられ、そして蛍光スペクトルをスペクトル的に
分解するために使用された。フィットとデータとの間の残余は、オキシヘモグロ
ビンおよびデオキシヘモグロビンの混合物の吸収スペクトルを構成する；従って
、この残余は、血液の存在に起因し得る。

【００１１】 Ａｌｆａｎｏの米国特許第４，９３０，５１６号は、正常な組織および癌組織
からの可視ルミネッセンススペクトルの形状が、実質的に異なる場合、ならびに
特に、癌組織が異なる強度のピークで青色シフトを示す場合に、癌組織を正常な
組織から区別するための、ルミネッセンスの使用を教示する。例えば、Ａｌｆａ
ｎｏは、既知の健康な組織と疑いのある組織との間の区別は、健康な組織と疑い
のある組織とのスペクトルを比較することによってなされ得ることを、開示する
。Ａｌｆａｎｏによれば、組織のスペクトルは、実質的に単色の放射線でその組
織を励起させ、そして少なくとも２つの波長において誘導される蛍光を比較する
ことによって生成し得る。

【００１２】 Ａｌｆａｎｏは、米国特許第５，０４２，４９４号において、正常な組織およ
び癌組織からの可視ルミネッセンススペクトルの形状がどのように実質的に異な
るかを同定することによって、正常な組織から癌組織を区別するための技術を教
示する。

【００１３】 Ａｌｆａｎｏはさらに、米国特許第５，１３１，３９８号において、（ａ）波
長約３１５ｎｍ未満、および特に、約２６０ｎｍと３１５ｎｍとの間、および特
に、３００ｎｍにおける、単色の励起または実質的に単色の励起、ならびに（ｂ
）２つの波長約３４０および４４０ｎｍにおいて得られるルミネッセンスの比較
の使用による、癌組織を正常または良性組織から区別するするための、ルミネッ
センスの使用を教示する。

【００１４】 しかし、Ａｌｆａｎｏは、正常な組織、悪性の組織、良性の組織、腫瘍組織、
形成異常組織、過形成組織、炎症組織、または感染した組織の間を区別し得る方
法を、教示していない。これらの実体を区別しないことは、適切な治療の選択を
妨げる。Ａｌｆａｎｏおよび他の簡単な比、差異および比較分析は、癌の研究に
おいて有用なツールであり、そして組織状態の誘発指標であることが示されてい
るが、これらは現在まで、癌診断のために臨床的に受容可能であるために十分に
正確かつ丈夫である、方法の確立も手段の提供もしていない。

【００１５】 生物学的組織から得られる実際のスペクトルが、非常に複雑であり、従って標
準的なピークマッチングプログラム、スペクトル逆重畳、または比較スペクトル
分析による分解が困難であることが、理解される。さらに、スペクトルシフトは
、スペクトル分析におけるこのような試みをさらに複雑にする。最後に、組織か
らのレーザー蛍光および他の光学的応答は、代表的に、深さ分解を達成しない。
なぜなら、これらの技術に対して通常使用される光学機器または電気機器のいず
れかが、照射される組織容量全体にわたって励起される組織から放出されるシグ
ナルの積分を伴うからである。

【００１６】 Ｒｏｓｅｎｔｈａｌの米国特許第４，０１７，１９２号は、複数細胞性バルク
生物医学的標本における異常（癌を含む）の、自動的検出のための技術を記載し
、これは、生物学的組織の複雑なスペクトル応答に関連する問題を克服すること
を目的とする。Ｒｏｓｅｎｔｈａｌは、多数の波長にわたって多数のサンプルに
ついて、生物学的組織からの光学的応答（透過または反射）データを決定し、次
いでこれらの光学的応答を、従来の臨床結果と相関させて、試験波長および相関
式を作成するため一連の定数を選択することを教示する。次いで、この相関式を
、特徴付けされていない組織に対する選択波長における光学応答と共に使用して
、この組織の状態を予測する。しかし、良好かつ信憑性のある相関を得るために
、Ｒｏｓｅｎｔｈａｌは組織を切除し、そして光学的応答が下にある組織の光学
的信号を含まない本質的に均一なサンプルを得る。従って、Ｒｏｓｅｎｔｈａｌ
の方法は、インビボでの応用に適さないかもしれない。

【００１７】 単一の繊維深さ積分プローブを使用する、Ｗｅｌｌｍａｎ Ｌａｂｏｒａｔｏ
ｒｉｅｓ ｏｆ Ｐｈｏｔｏｍｅｄｉｃｉｎｅで行われる研究において、Ｓｃｈ
ｏｍａｃｋｅｒは、インビボでのヒト結腸ポリープの信号の自己蛍光が、正常さ
、良性過形成、癌前、および悪性新形成の指標であることを示した。Ｓｃｈｏｍ
ａｃｋｅｒら、Ｌａｓｅｒｓ Ｓｕｒｇｅｒｙ ａｎｄ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ、１
２、６３〜７８（１９９２）、およびＧａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌｏｇｙ １０
２、１１５５〜１１６０（１９９２）を参照のこと。Ｓｃｈｏｍａｃｋｅｒは、
腫瘍性ポリープを非腫瘍性ポリープから区別するための、データの多変数直線回
帰分析の使用をさらに教示する。しかし、Ｓｃｈｏｍａｃｋｅｒの技術を使用し
て、粘膜異常の観察が、粘膜下組織からのシグナルによって妨害された。なぜな
ら、正常な結腸組織において観察される蛍光の８７％が、粘膜下コラーゲンに起
因し得るからである。

【００１８】 従って、標本、特にインビボの標本を特徴付けるための、より効果的かつ正確
なデバイスに対する必要性が存在する。これは、この標本内で十分に規定された
位置または体積のエレメントからの応答を得、そして複数のこのような位置また
は体積のエレメントを含む比較的大きな面積から、自動的にデータを提供する。
さらに、これらの位置または体積のエレメントにおける簡単な診断情報の観点で
、このようなデータを自動的に妨害する方法に対する必要性が、存在する。

【００１９】 米国特許第５，７１３，３６４号において、ＤｅＢａｒｙｓｈｅらは、プロー
ブ放射線の波長に対する回折の制限より一般的に大きな寸法を有するスペクトル
フィルターの使用による、標的サンプルにおける体積エレメントから、価値ある
分析データを得るための一般的原理を教示する。このような空間的フィルター化
は、両方が視野絞りを備える照射システムおよび検出システムを備える光学デバ
イスによって得られ、これらの視野絞りは、分析されるべき体積エレメントを介
して互いに結合し、本質的に非画像化体積マイクロプローブを提供する。

【００２０】 上述の応用において記載した系統のデバイスは、標的サンプル内の複数の点の
分析において非常に有用であるが、これらのデータをサンプルの大きな面積にわ
たる分析的知見の人造の画像に転換するために、このようなデータを点の全アレ
イ上で容易に自動的に得る必要性が存在する。このことは、不均一なサンプル（
例えば、生物学的サンプル）が非画像化体積マイクロプローブを使用して試験さ
れる場合に特に重要である。例えば、腫瘍学的病理、または他の病理の存在また
は非存在を決定するために組織を試験する場合に、いくつかの場合には、視覚的
技術に続いて、バイオプシー標本の切除がなされる。このような技術は、外科医
の目のみが潜在的な病理の視覚的外観を評価し得る点で必然的に制限され、そし
て取られるバイオプシーの数が、必然的に制限される。病理組織の外観は、その
病理の深さに関する情報を提供せず、そしてその病理の明白な診断を提供し得な
い。さらに、バイオプシーはエキソビボで実施されるので、バイオプシーを取る
時点とその結果を得ることとの間の時間のずれが回避され得ない。外科医がこの
ような診断作業をインビボで実施し得るためのデバイスを有すること、および試
験を行っている間に差示診断（健康な組織と病理組織との間）を得ることは、非
常に有用である。このことは、診査的な外科手順を実施する場合に特に重要であ
るが、よりアクセス可能な組織を試験する場合にも同様に、非常に有用であり得
る。

【００２１】 照射および検出アレイが提供される、多数のデバイスが、特に共焦点顕微鏡検
査に関する先行技術において記載されている。例えば、照射ビームおよび透過ビ
ーム（または反射ビーム）の機械的走査が回避される共焦点走査顕微鏡が、米国
特許第５，０６５，００８号に記載されている。光シャッターアレイを使用して
、光検出器を走査ビームに続けて移動させる必要なしに、走査された光ビームの
同調検出を提供し、そしてシャッターの各々が、本質的に、共焦点顕微鏡におけ
る視野絞りとして働いている。他の実施形態においては、２つの重なった液晶の
アレイが、光学シャッターアレイとして使用され、視野絞りの大きさを減少させ
ることを試みる。共焦点顕微鏡検査の分野において周知であるように、この技術
により得られる所望の分解能を得るために、視野絞りの寸法は、このシステムに
おいて使用される光学ビームの回折限界に対して小さい必要がある。他の実施形
態もまた、サンプル内で結合した２セットの視野絞りを提供し、一方のセットは
、照射ビーム用であり、そして一方のセットは、透過ビーム用または反射ビーム
用である。この特許は照射ビームおよび応答ビームの電気的走査の使用を教示す
るが、照射強度および応答シグナル強度は、走査共焦点顕微鏡のピンホール効果
を達成するために必要とされる、二重液晶光学シャッターの使用に起因して、激
しく制限される。

【００２２】 別の共焦点画像化デバイスが、米国特許第５，０２８，８０２号に教示されて
おり、ここで、マイクロレーザーアレイが、飛点光源を共焦点配置で提供する。
同様に、米国特許第５，２３９，１７８号は、発光ダイオードがグリッドの光源
のために使用されることを除いて本質的に同じ目的で、照射グリッドを提供する
。しかし、これらのアプローチは、単色照射に限定され、そして固相レーザーダ
イオードおよび従ってマイクロレーザーアレイまたは発光ダイオードアレイが使
用され得る、比較的長波長においてのみ、使用可能である。

【００２３】 これらのデバイスのいずれも、非画像化体積マイクロプローブのアレイを提供
しない。従って、全てのサンプリングされた体積エレメントまた配置からのデー
タを積分することなく、比較的大きな領域のサンプルにわたる診断情報または分
析情報を得るために、サンプル中の複数の体積エレメントが容易に走査され得る
、非画像化体積マイクロプローブのアレイを備えるデバイスに対する必要性が存
在する。

【００２４】 診断デバイスが身体組織と接触するべきである場合には、組織汚染を回避する
目的で、その表面がそれらの組織と接触することを防止するさらなる必要性が存
在する。滅菌手順の間に、このデバイスは、身体組織に汚染物を導入し得る。さ
らに、このデバイスは、ある患者の組織と接触することによって汚染され得、そ
してこの汚染を別の患者に伝染させ得る。これらの問題は、各使用前に診断デバ
イスを滅菌することによって回避され得るが、利用可能な技術によって、その繊
細な光学構成要素が損傷され得るか、または不適切に滅菌され得る；さらに、各
使用の前の滅菌サイクルが、効果的であるとしても、費用がかかり、時間を浪費
し得る。

【００２５】 代替として、何らかの形態のバリアーが、提供され得、これは、診断デバイス
と患者の組織との間に挟まれる。しかし、汚染および相互汚染の上記問題を回避
するために、滅菌バリアーが、診断デバイスの各使用の前に適用されることが、
重要である。滅菌は、バリアー装置をその使用ごとに滅菌すること、またはバリ
アー装置を、滅菌され、ディスポーザブル単回使用デバイスとして作製すること
のいずれかによって、なされ得る。単回使用デバイスに関して、その再使用が防
止され、その結果、新しい滅菌隔離器が、各患者に対して使用されることが、さ
らに重要である。

【００２６】 診断装置を隔離するバリアーを提供する装置が、その診断デバイスの光学特性
に適合性であり、その結果、このバリアーの存在が、この診断デバイスの正確さ
または使用の容易さを妨害しないことが、所望される。従って、プローブを標的
組織から隔離するために使用される方法は、この組織を通る励起ビームおよびそ
こからの光学的応答が、最小の光学損失で、シグナルの変化なしに、このバリア
ーを通って伝達されるという要求に適合しなければならない。このバリアー装置
が診断デバイスに適用される場合には、このシステムの光学特性がこの診断試験
にわたって安定なままであり、そして試験ごとに一貫していることが、さらに重
要である。これらの性質を確実にするために、このバリアーが診断手順の間、プ
ローブに密に接着することが所望される。このバリアーのプローブへの密な接着
は、手順の間のプローブとシースとの間の不慮の外れをさらに回避し、これによ
ってこの機構の汚染を防止する。

【００２７】 使用される解剖学的領域に順応するバリアー装置を提供することが、さらに所
望される。例えば、異なる形状のバリアー装置が、頸部の異常を診断するために
有用であるよりむしろ、内視鏡を通して組織を診断するために、必要とされ得る
。子宮頸の試験に適合される１つのデバイスは、膣プローブ（ｃｏｌｐｏｐｒｏ
ｂｅ）と呼ばれ得る。膣プローブを覆ってフィットするよう形成されるバリアー
装置は、特定の解剖学的特性および光学特性を有し得る。例えば、コルポスコー
プ試験の間に、頸部の画像のみでなく、通常の画像化システムにおいては可視化
され得ない、正常な状態からの重要な組織の変化に関連するデータのセットもま
た提供することが、有利である。膣プローブのような特定の診断システムの意図
された使用は、大きな集団のスクリーニングを包含するので、このシステムおよ
びこれらの生物学的に隔離されたシースが、エラーのない様式で容易に使用され
ること、およびこのシースが迅速に、簡単に、かつ失敗なく、診断システムに容
易に取り付けおよび取外しされることが重要であることが、所望される。膣プロ
ーブを膣および頸部の組織から隔離するバリアーは、画像化および非画像化の両
方の応用に、有利に適合される。

【００２８】 先行技術は、外部バリアーまたはシースの、診断デバイスまたは治療デバイス
の完全な滅菌の代替としての使用を教示する。例えば、衛生カバーまたは鼓室温
度計プローブについての反射鏡は、Ｏ’Ｈａｒａらの３つの米国特許、すなわち
米国特許第４，６６２，３６０号、同第５，５１６，０１０号および同第５，７
０７，３４３号に記載される。しかし、これらの特許に開示されるカバーは、鼓
室温度計のみにフィットし、そしてこのデバイスのチップのみを覆い、変更を可
能にしない。さらに、これらの鼓室温度計カバーの設計のいずれも、これらの繰
り返しの使用を防止しない。

【００２９】 別の例として、Ｆｕｒｕｋａｗａらは、米国特許第５，７３０，７０１号およ
び同第５，８６０，９１３号において、そしてＫａｔｓｕｒａｄａらは、米国特
許第５，８６５，７２６号において、横から見るタイプの内視鏡のための、ディ
スポーザブルチップの使用を教示する。しかし、これらのチップは、このチップ
を越えたどこにも、生物学的隔離を提供しない。Ｆｕｒｕｋａｗａらは、米国特
許第５，７３０，７０１号において、取り付け手段またはロックが、取外しの際
に可塑的に変形し、これによって同一のチップカバーの再使用を防止することを
示唆する。しかし、これらのロッキング機構は、破損するよりむしろ、単に変形
するのみである。従って、ロッキング機構の操作によって、使用済みのディスポ
ーザブルチップをもとの形状に再形成することは可能であり、このチップの再使
用を可能にする。さらに、この特徴は、チップを内視鏡の端部に取り付ける最初
の試みが成功することを必要とする；そうでなければ、このチップは使用され得
ず、そして処分される必要がある。

【００３０】 Ｙａｂｅらは、多数の米国特許（第５，４１９，３１１号、同第５，４５８，
１３２号、同第５，４５８，１３３号、同第５，５３６，２３６号、同第５，５
４５，１２号、および同第５，５５６，３６７号）において、内視鏡全体を包む
種々の内視鏡カバーを記載する。しかし、これらのデバイスは、特定のデバイス
（複雑な特徴のセットを有する内視鏡）専用である。カバー自体が、複雑なデバ
イスであり、内視鏡上に組み立てることが困難であり、熟練した訓練が必要であ
り、これらの使用をスクリーニング設定に対して非実用的にしている。さらに、
これらのカバーは、流体用および通気用のチャネルを備え、そして特定の内視鏡
設計および特定の内視鏡機能にフィットするようそれぞれ特に設計される。１例
として、米国特許第５，５３６，２３６号は、内視鏡を通しての内視鏡手順にお
いて使用されるレーザービームからの後方散乱を防止する、光学フィルタを有す
る内視鏡カバーを開示する。’２３６号特許の内視鏡カバーは、摩擦フィッティ
ングによってこの内視鏡を覆う適所に維持するよう設計される、内部表面によっ
て、さらに特徴付けられる。別の例として、米国特許第５，５４５，１２１号は
、カバーが使用される特定の内視鏡にそのカバーが適切に適用されていることを
示す、ディスプレイ手段を教示する。米国特許第５，５５６，３６７号は、調節
可能な長さのさらなる特徴を開示し、これによって、このカバーが伸長して、予
め選択された一連の内視鏡のいずれにもフィットし得る。先に記載したように、
これらのカバーの各々が、特定の内視鏡システムとの使用が意図される。さらに
、これらのいずれも、ほとんど訓練されないオペレーターによって非常に容易に
、簡単な光学診断デバイスにフィットされ得る生物学的バリアーを提供しない。
またはこれらのカバーはいずれも、同一のバリアーまたはシースが異なる患者に
対して連続的に使用されないことを保証する手段を提供しない。

【００３１】 Ｃｈｉｋａｍａは、米国特許第５，１５４，１６６号および同第５，１５９，
９１９において、剛性材料から作製される、複雑な構造を有する内視鏡カバーを
開示し、これは、内視鏡内に嵌合用の長手軸方向溝を備え、これが、剛性内視鏡
カバーの対向するアンカー突出を固定する。このカバーは、Ｙａｂｅらによって
教示される種々の内視鏡カバーについて上記で引用された欠点と同様の欠点を有
する。

【００３２】 Ｋｉｍｕｒａら（米国特許第５，６９５，４４８号）は、少なくとも監視のた
めの遠位透明末端およびこの遠位透明末端が内視鏡の視界範囲内であることを保
証する特別な位置付け手段を備える、簡易管状ディスポーザブルシース（ｓｉｍ
ｐｌｅ ｔｕｂｕｌａｒ ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅ ｓｈｅａｔｈ）を開示する。
このカバーは、上記の多くのものと同様、再使用を妨ぐための手段を有さない。
さらに、透明な窓が、標的の操作領域の画像だけでなく、診断目的の励起ビーム
に供された標的組織からの正確な光学応答を伝え得る特別な手段は開示されてい
ない。

【００３３】 Ｗｉｌｌｉａｍｓら（米国特許第４，２３７，９８４号および同第５，４１３
，０９２号）は、照射チャネルから内視鏡の視野への光の戻り反射を減じるため
のより厚いレンズカバーをこえる改善を意図する、非常に薄い（０．００２イン
チ〜０．０１０インチ厚）レンズカバーを保有する内視鏡のためのシース様カバ
ーを記載する。この特徴は、本明細書において考慮されるようなＵＶ誘導性蛍光
システムに適合しない。なぜなら、これらのシステムにおいては、励起ビームは
、励起された組織由来の応答として得られた波長とは顕著に異なる波長を用い、
そしてこの励起ビームのより少ない反射は重要性が乏しいからである。

【００３４】 Ｓａｂｂ（米国特許第５，３７，７３４号）およびＨａｍｌｉｎら（米国特許
第５，６９０，６０５号）は、本発明のデバイスに適用できない構成のディスポ
ーザブル内視鏡シースとしての剛直な管状構造を開示する。

【００３５】 別の型のディスポーザブル内視鏡カバーは、Ｓｉｄａｌｌら（米国特許第４，
７４１，３２６号）により教示される。これは、内視鏡に手動で巻き上げられる
シースを開示している。このシースは、その遠位エレメントを備える複雑な構造
を有する。このデバイスを使用することは困難であるので、それは広範には採用
されていない。さらに、この複雑な遠位端は、本明細書に開示されるようなプロ
ーブに適切でない、遠位端に結合される管状構造を有する。

【００３６】 Ｏｎｅｄａら（米国特許第４，９７９，４９８号）は、頚部内視鏡の遠位部材
の周りに配置されたディスポーザブル光透過スリーブを記載する。しかし、この
デバイスは、スリーブの再使用を妨げる手段を提供し得えず、また組織への励起
ビームの透過を最適化するのに必要な特別な遠位端特性およびこの組織からの光
学応答のシステムによる受け取りを提供もしない。

【００３７】 Ｓｉｎｏｆｓｋｙ（米国特許第５，７７３，８３５号）は、フルオロポリマー
から構成されるケーシングの使用を提案している。このケーシングは、体腔内の
組織の蛍光分析において使用され得る薄いＵＶイルミネーター／コレクターアセ
ンブリをこえるディスポーザブルシースとして作用する。シースのためのこのよ
うな材料の使用は、光学ヘッドがＵＶビームを用いる標的組織の励起による診断
情報および組織からの蛍光応答の検出を提供する場合、特に有益であり得る。な
ぜなら、フルオロポリマーは、最小の自己蛍光しか有さないからである。しかし
、Ｓｉｎｏｆｓｋｙのシースは、複数の被験体にそれらが再使用されないことを
確実にする手段は提供しない。Ｓｉｎｏｆｓｋｙのシースはまた、複数の光学機
能に適合し、本発明のシステムおよび方法に従う光学プローブにより必要とされ
得るような光学ウインドウも提供しない。

【００３８】 同様に、Ｓｋｌａｎｄｅｖら（米国特許第５，８５５，５５１号）は、診断目
的のための身体組織からの光学応答および電気的応答の両方を使用するプローブ
とともに用いられることを意図するディスポーザブルシースを記載する。しかし
、このデバイスにおいては、ディスポーザブルシース自体は、発光ダイオードお
よび電気接触子のような診断システムの活性なエレメントを含む。さらに、この
特許は、次の患者への使い捨て可能シースの再使用を防ぐための手段を教示しな
い。

【００３９】 従って、非画像化体積マイクロプローブの特定の特徴と相性がよいディスポー
ザブル生物学的バリアーまたはシースを提供することが当該分野において必要で
ある。シースの光学的ウインドウからの直接の蛍光応答を最小化するシースが必
要である。さらに、非画像化体積マイクロプローブが用いられる解剖学的領域に
適合したシースを有することが有利である。さらに、その再使用を妨げるように
構築されたこのようなシースの必要性が存在する。最後に、診断装置に容易に装
着し、そして取り外すような簡易な構造のシースを考案することが必要である。

【００４０】 （発明の要旨） １つの実施形態において、本発明は、複数の非画像化体積マイクロプローブを
平行に提供することにより、体積エレメントの三次元アレイからの光学応答、ま
たは位置を自動的に獲得し得る。これは、標本の表面にほぼ平行な平面（ｘｙ平
面）内で、およびこのｘｙ平面にほぼ垂直なｚ方向において、探究された診断情
報のマッピングを自動的に示す。本明細書において用いる場合、用語「位置（ｌ
ｏｃａｔｉｏｎ）」は、この組織サンプルに対する、３次元空間における任意の
点をいう。位置は、組織サンプルの物質内の位置であり得るか、またはそれは組
織サンプルの表面上に見出され得る。組織サンプル内の位置は、体積エレメント
と名付けられ得る。いくつかの実施形態においては、本発明のシステムおよび方
法は、任意の材料の評価のために用いられ得る。材料を評価するために、これら
のシステムおよび方法は、材料の特徴を決定し得る。特定の実施形態において、
本発明のシステムおよび方法は、生物学的材料のサンプルに関する。生物学的的
材料は、単細胞または多細胞の生物学的生物体に由来するかまたはそれに関連す
る材料を含むことが理解される。生物学的材料のサンプルは、試験下にある生物
学的材料の１つ以上の標本を含み得る。生物学的材料のサンプルは、インビボシ
ステム中かまたはインビトロシステム中に配置され得る。インビボの場合、サン
プルは、同様かまたは異なる種類の他の組織に隣接され得る。このサンプルは、
組織内の異常な領域を示し得るか、またはこのサンプルは、組織全体を示し得る
。インビボシステムを含む組織は、他の隣接する組織により囲まれ得る。本発明
のシステムおよび方法は、インビボにおいて身体組織を試験するために、生存す
る生物体内で用いられ得る。身体組織は、ヒトまたは非ヒトの生存する生物体に
存在し得るかまたはそれらに由来し得る。これらのシステムおよび方法のための
他の用途は、関連分野の当業者に明白である。本明細書の目的のため、用語「患
者」は、本明細書に開示される特定のシステムおよび方法を用いる診断評価を受
けている任意の者のことをいう。

【００４１】 これらの開示されたシステムおよび方法の１つの実施形態において、体積エレ
メントのアレイからの光学応答は、視覚的（すなわちモニター上）に情報（サン
プルの直接試験によっては容易に利用可能ではない）を提供するためにさらに分
析される。これは、本質的には、光学応答者（より正確には、アレイ中で試験さ
れた個々の体積エレメントのそれぞれのこのような応答の派生）から構成される
人工的な３次元生化学マップを提供することにより、およびこれらの生化学デー
タを、観察された病理の性質、程度および深度を描写する人工的な病理画像へと
さらに変換することにより、達成される。これは、特定の病理を認識する装置を
トレーニングすることにより、目的のそれぞれの病理について、人工的な病理ス
ケールを作成することによって達成される。１つの実施形態において、非画像化
体積マイクロプローブで光学応答が収集される標本のトレーニングセットは、そ
の標本のそれぞれの病理状態の厳密な実験室決定に供され、そして人工的な病理
スケール上のそれぞれの標本に対して値が割り当てられる。病理状態に対するそ
れぞれの標本についての応答（または応答の関数）に関する１セットの一次方程
式が構築され、そして、探究された相関係数について解が最適化される。次いで
、これらの相関係数は、未知の標本上で得られた応答を変換するために用いられ
、これらの未知の病理状態を得る。

【００４２】 本発明の目的は、それぞれが、２つの結合体化された（または部分的に結合体
化された）光学的アセンブリからなる、光学的アセンブリのアレイを提供するこ
とにより達成される。このようなアセンブリのそれぞれにおいて、第１の光学的
なアセンブリは、連続的な様式のサンプルの複数の選択された体積エレメント内
で、光源（または放射線の別の供給源）から選択的に伝達されたビームを画像化
するように設計される。この第二の光学的アセンブリは、同じ連続的様式で、光
（または体積エレメントから発する放射線）を収集するように、そして最初の伝
達されたビームと体積エレメントとの相互作用のさらなる分析のために、収集さ
れた光または放射線を、検出器に伝達するように、設計される。第一の光学的ア
センブリは、選択された体積エレメントの選択的照射を達成するための第一の視
野絞りを備える。そして、第二の光学的アセンブリは、この発出する放射線また
は光の収集光学器（本質的に選択された体積エレメントのみから）への受け取り
を制限する第二の視野絞りを備える。さらに、２つの光学アセンブリを結合体化
したまま維持し、かつ両方の光学アセンブリについての共通の結合点として体積
エレメントを有しながら、２つの光学アセンブリのそれぞれの焦点を制御するこ
とにより、サンプルの表面に対して選択された体積エレメントの深度を調節する
ためのコントローラーが提供される。

【００４３】 所定の体積エレメントからの応答のみが任意の所定の時点で体積エレメントと
関連した光学センブリにより収集されることを確実にするためには、アレイ中の
種々の体積エレメントの連続的照射が所望される。

【００４４】 複数の体積エレメントの連続的な照射は、種々のデバイスで実行され得る。本
発明のいくつかの実施形態において、光学的シャッターのアレイは、光源とサン
プルとの間に挿入される。このそれぞれのシャッターは、特別な光学的アセンブ
リのための視野絞りまたは開口絞りのいずれかとして働く。いくつかの実施形態
において、光学的シャッターの単一のアレイが提供され、一方、他の実施形態で
は、光学シャッターの２つのアレイが提供される。本発明のなお別の実施形態に
おいては、マイクロミラー（ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ）のアレイを用いて、サン
プル中の種々の体積エレメントの連続的照射および応答収集を制御する。本発明
のなお別の実施形態では、光学繊維の整列された束（ｂｕｎｄｌｅ）を用いて、
サンプル中の体積エレメントのアレイを連続して照射し、そして体積エレメント
からの連続的応答を収集する。サンプルの種々の深度をプローブするために光学
の適切な動きが提供される。

【００４５】 選択された体積エレメントからの光学応答は、体積エレメントについての重要
な情報（例えば、体積エレメントの化学、形態学および一般的には生理学的性質
）を保有する。サンプルがスペクトルとして単一である場合、これらの光学応答
は、選択された波長でのピークマッチング、デコンヴォルーションまたは強度決
定の古典的なスペクトル技術により分析される。このようなシステムの１つは、
複数の化合物の混合物または溶液の均一性の程度の決定であり得る。しかし、サ
ンプルが、上記のような複雑な生物学的標本である場合、スペクトルの複雑性は
、意味のある診断を得るにはしばしば大きすぎる。このような生物学的な標本が
わずかな特徴について分析される場合、本発明者らは驚くべきことに、相関の適
用が、別の体積エレメントのアレイから得られた、空間的に透過された光学応答
に変換すること、または非画像化顕微鏡を通じて得られたデータと共同してこの
ような変換の使用が診断的に意味のある結果を生じることを見出した。

【００４６】 詳細には、本発明者らは、まず、特異的な標的の病理のトレーニングサンプル
を選択する。このようなサンプルは、好ましくは、少なくとも１０の標本を有す
る。光学応答は、まず、標本中の十分規定された体積エレメントから収集され、
そして記録される。これらの光学応答は、前述の同時係属出願中に記載されるよ
うな、アレイマイクロプローブまたは単一容積マイクロプローブデバイスでとら
れ得る。非画像化体積マイクロプローブを用いてサンプリングされた同じ体積エ
レメントが切除され、そして生検（すなわち、切除された体積エレメントの細胞
学的分析）は、古典的な生理学的研究室において実行され、そして標本は、特徴
付けられる病理Ｃ（例えば、特定の癌）の程度に関する任意のスケールにスコア
付けされる。これらのスコアであるＣ_j（ここでＣ_jは、トレーニングセット内で
標本ｊに割り当てられるスコア値）は、できるだけ正確でなければならない。従
って、多数の病理学者のスコアの平均（同じ体積エレメントであるｊにおいて決
定される）が用いられ得る。本発明者らは、ここで、現在１セットの式Ｇａ_icＦ
（Ｉ_ij）＝Ｃ_jを作成する。ここでｉは、比較的狭い（通常５〜５０ｎｍ）スペ
クトルウインドウを示す。従ってＦ（Ｉ_ij）は、体積エレメントｊについてのウ
インドウｉ中のスペクトル応答の応答強度または他の特徴の特別な関数である。
関数Ｆは、時に、応答強度自体（すなわち、ウインドウ（すなわち、Ｆ（Ｉ_ij）
＝Ｉ_ij、またはＦ（Ｉ_ij）＝（ｄＩ_ij／ｄλ）、ここでλは、ウインドウｉ中の
中央波長である））である。因数ａ_ic（病理Ｃについての相関変換係数）は、現
在、先行技術において周知の手段（例えば、多変量線形回帰分析または一変量線
形回帰分析）により、上記で作成された等式のセットから分かる。このような分
析において、光学応答と値Ｃ_jの病理誘導との間の正確な相関を得るために必要
な波長ウインドウの数ｉは、最小化され、そして病理Ｃについての相関係数ａ_ic のセットが見出される。本発明者らは、ここで、トレーニングセットの外側のサ
ンプル上の応答（Ｉ_ik）（光学ウインドウｉの空間内のベクトルであり、ここで
、別々のエレメントの限定された数に最小化されている）を記録し、そしてこの
ベクトルＦ（Ｉ_ik）上に変換（演算子）オペレーター（ａ_ic）を当てはめる（す
なわち、和Ｅａ_icＦ（Ｉ_ik）＝Ｃ_kを得る）。本発明者らは、自動的に、サンプ
リングされた体積エレメントについての標的病理Ｃについてのスコアを得る。

【００４７】 他の統計学的ツール（例えば、光学応答の主要成分回帰分析）が同様に用いら
れ得ることも理解されるべきである。さらに、線形判別分析（ＬＤＡ）、二次判
別分析（ＱＤＡ）、またはそれらの加重平均（すなわち、規則化判別分析（ＲＤ
Ａ））が用いられ得る。また、特別な波長での光学応答の関数の代わりに、相関
変換における、総スペクトル応答のフーリエ変換を使用することを考慮し得る。
さらに、特定の体積エレメントからのスペクトル応答をとりながら、これらの応
答は、空間的なフーリエ変換生成器（例えば、サニヤック干渉計）かまたは時間
的なフーリエ変換生成器（例えば、マイケルソン干渉計）のいずれかによって光
学的に処置され得、次いで、得られたデータが用いられ、可能性のある病理の分
布のさらなるデータの獲得および画像の生成のためのシステムをトレーニングす
るための所望の相関マトリックスを生成し得る。

【００４８】 本発明を具体化する装置は、混濁した材料（例えば、生物学的組織、プラスチ
ック、コーティングおよび化学反応プロセス）のいくつかの特徴の人工的な画像
を得るために有用とみなされ、そしてインビトロおよびインビボの両方で、生物
学的組織の分析における特定の利益を提供し得る。生存している身体中に配置さ
れる生物学的材料の分析を提供するため、本発明の特定の実施形態は、既存の内
視鏡、腹腔鏡または関節鏡を用いる作業に適合され得る。本発明のシステムおよ
び方法は、身体開口部（例えば、口、耳管、または膣）内の作業に適合され得る
。本発明のシステムおよび方法は、身体腔（例えば、結腸または膀胱）内の作業
に適合され得る。本発明のシステムおよび方法は、体腔（例えば、腹腔または胸
腔）内の作業に適合され得る。他の適合は、当該分野の当業者により想定され得
る。

【００４９】 生物学的組織との接触を含む診断目的に本発明を適合させるため、生物学的組
織との接触から診断装置を遮蔽するためのカバーが、診断装置に提供され得る。
患者の組織と光学プローブとの間の生物学的バリアーとして働き得る、インビボ
の光学診断システムのための防御シースを提供することが本発明の目的である。
１つの実施形態において、本発明のシステムおよび方法は、身体の任意の組織（
標的組織サンプルと連続する組織を含み、そして組織サンプルに隣接するかまた
は近接する組織を含む）からプローブを分離する、診断プローブに対して外側に
配置されるバリアーを提供し得る。これらのシステムおよび方法に従うバリアー
は、例えば、子宮頸部、膣および外陰の組織との接触から膣鏡プローブを遮蔽し
得る。他のバリアーは、プローブを関連する身体組織との接触から妨げる関連分
野における当業者により想定され得る。生物学的なバリアーが使い捨て可能であ
り、そして単回使用に適合されることが、特定の実施形態においてさらなる目的
である。用語「単回使用」は、プローブにより実行される単回診断測定のための
使用を含むことが理解される。バリアーまたはディスポーザブルシースが、一人
のみの患者での使用に適切であることが所望され得る。一人だけの患者（特別な
個体）において使用する場合、生物学的なバリアーは、単回使用に適合されても
よいし、または複数回使用に適合しても良い。本発明に従うシステムは、１人よ
り多い患者におけるプローブの使用を妨げるように適合される。

【００５０】 本発明の診断のシステムおよび方法の光学的要件に適合するように構築された
シースを提供することが、なお別の目的である。１つの実施形態においては、こ
のようなシースは、有利にも、本発明に従う診断システムにより生成された電磁
気照射のビームによる光学応答の励起後に、組織により生成される光学応答の妨
害が最小である。１つの実施形態において、このようなシースは、有意な蛍光応
答の生成なしに、紫外線照射に曝露され得る、光学的ウインドウ、光学フィルタ
ー、レンズまたは偏向器を備える。

【００５１】 膣鏡光学プローブまたは子宮頸部の検査に適合された光学プローブのための防
御的シースを提供することが、なお別の目的である。

【００５２】 大いに容易でかつ最小のトレーニングで、光学プローブ上に装着され、そして
取り外され得るシースを提供することが、本発明のなお別の目的である。シース
が付加機構を装備されることが本発明の目的である。付加機構はまた、事前に選
択された光学的方向でプローブ上のシースを方向付ける。シースが、シースの単
回使用の保証を容易にする機構を有することが本発明のさらなる目的である。１
つの実施形態において、シースは、単回使用のみに適切な機械的な付加機構を提
供され得る。１つの実施形態において、付加機構は、シースがプローブから外さ
れる場合、付着装置に損傷を負わせ得る。別の実施形態において、シースは、プ
ローブにより読み取られ得る同定マーカーを提供され得、その結果このシステム
は、このシースが使用に適切であり得ることを決定し得る。同定マーカーは、シ
ースの未使用の状態についてのデータ、またはシースの以前の使用についてのデ
ータを提供し得る。このシースが、プローブと相互作用して、未使用のシースの
非存在下において、プローブの使用を妨ぐことが、本発明の１つの目的である。
バリアーとともに用いられるプローブは、処理システムを含み得る。この処理シ
ステムは、シースの未使用の状態もしくは以前に使用された状態を示すか、また
はこれらの状態に関するインジケーターを用いてシース上のマーカーを同定する
ことにより生じた特定のデータに関連する。バリアーとともに用いられるべきプ
ローブは、レセプターシステムを有し得る。このレセプターシステムは、バリア
ー上のセンサにより生成されたシグナルを受け取り、そして、受け取られたシグ
ナルの型に依存して、その上にプローブを作動可能なまたは作動不能にする。用
いられ得るようにされたプローブは、作動可能と名付けられても、活性化された
と名付けられても良い。１つの実施形態において、プローブは、未使用のシース
の非存在下において作動不能であり得る。別の実施形態において、未使用のシー
スは、生成されるべきシグナル（プローブを活性化する）のために必要とされ得
る。１つの実施形態において、本発明は、診断装置の使用を制御するためのシス
テムを提供し得る。この装置は、以下を備える：診断装置、ディスポーザブルシ
ースであって、その特定のディスポーザブルシースを特徴付けるための特有のデ
ータを生じる識別子を備えるディスポーザブルシース、この識別子により生じる
特有のデータを示すシグナルを生成する検出子、およびこの検出子により生成さ
れるシグナルに応答するレシーバーシステムであって、ディスポーザブルシース
の状態を決定し、そしてプローブの活性化を調節する第二のシグナルを提供する
、システム。本明細書において用いる場合、プローブの活性を調節するシグナル
または任意の他の機構は、プローブを活性化し得るか、活性化されることからプ
ローブを妨げ得るか、またはプローブの使用に影響する任意の他の型の調節を提
供し得る。

【００５３】 これらのシステムおよび方法がシースとプローブとの間の複数の相互作用を含
み、それによりシースの整合性およびその適切な使用が保証されることが、本発
明の目的である。１つの実施形態において、これらのシステムおよび方法は、プ
ローブ装置がシースの未使用の状態を決定するように連絡するデータベースを含
み得る。別の実施形態において、これらのシステムおよび方法は、１セットの診
断試験を含み得る。この診断試験は、シースの整合性およびプローブ上でのシー
スの適切な位置付けを保証するか、または患者に対する応答を使用してプローブ
の適切な位置付けを保証するか、またはプローブ上に配置されるシースの適切な
型を保証する。プローブが用いられ得る複数の解剖学的領域（例えば、子宮頸部
および子宮頸内膜）についての適切なシースを提供することが、本発明の目的で
ある。

【００５４】 本発明の上記および他の目的、特徴、および利点は、本発明の実施例を例示す
る添付の図面を参照して、以下の記載から明白になる。

【００５５】 （発明の詳細な説明） 図１において、本発明者らは、一般化した模式的な体積プローブアレイ１０を
示し、このプローブアレイ１０の機能は、標的サンプル中の複数の点からデータ
を収集することである。このシステムは、一般に、適切な光源１１を備え、その
光出力は、光バルブのアレイ１３へ中継される複数の光源を作り出すために、ブ
ロック１２中で調整され、そして多重化（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ）され得る。
これらの光バルブは、照射視野絞りまたは開口視野絞りとして作用し、そしてた
だ１つのバルブのみが所定の時間に開かれ、従って、サンプル１９中の体積エレ
メントの一連の照射を提供する。次いで、各光バルブから発せられる光は、適切
な照射対物レンズ１４を使用して、サンプル１９中の標的体積エレメントに向け
られる。いくつかの実施形態において、単一の対物レンズが使用され、一方で、
他の実施形態において、本発明者らは、光バルブアレイの周期性と同じ周期性を
有する対物マイクロレンズのアレイを組み入れる。

【００５６】 体積エレメントから発せられた光の形態においての各標的体積エレメントから
の応答が、収集光学対物レンズ１５（いくつかの実施形態において、これは、照
射対物レンズおよびマイクロレンズのアレイと同じであり得る）を通して収集さ
れ、そして光バルブのアレイ１６（これもまた、照射のために使用されるものと
同じアレイであり得る）を通る。次いで、これらの応答は、それらの光学的およ
びスペクトル的特徴を決定するために１つ以上の検出器１７に向けられる。

【００５７】 照射光学器（ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｐｔｉｃｓ）および収集光学器の
両方はそれぞれ、照射放射の平均波長に対して比較的大きな大きさを有する視野
絞りを備え、そしてさらに、これらの視野絞りが、試験される体積エレメントを
介して互いに結合されることが、強調されるべきである。その結果、十分に規定
された体積エレメントが、任意の時間に照射され、そして収集光学器の視野絞り
を通して収集された、エレメントからの光学応答は、本質的に、体積エレメント
から発せられた応答に制限される。

【００５８】 制御器１８は、走査される体積エレメントの順序付け（ｘ、ｙ平面（サンプル
の平面））を制御し、そして試験される体積エレメントの深さ（ｚ方向）を制御
するために提供される。

【００５９】 図２において、アレイ体積マイクロプローブシステム２０の簡単な例が示され
る。このシステムは、光源２１を含む。この光源からの光は、ビームスプリッタ
ー２５を通って、光シャッター２４のアレイ上にレンズ２２を用いて集光される
。この実施形態において、光シャッターアレイ中の各エレメント２８は、サンプ
ル２７上の対物レンズ２６を通って画像化される視野絞りとして作用する。シャ
ッターの大きさおよび形状は、米国特許第５，７１３，３６４号に詳細に記載さ
れるような様式でサンプリングされた体積エレメントの形態を決定する。本質的
に、各シャッターの平均の大きさｄは、対物レンズの開口数ＮＡで除算された波
長すなわちｄｏ８／ＮＡよりも大きく選択される。従って、サンプル平面におけ
る視野絞りの画像は、その波長に対する回折制限解像度よりも大きい。その結果
、所定の視野絞りを横切り、そしてサンプルに画像化される光の非常に大部分は
、サンプルのよく規定された体積エレメント内にある。同様に、照射に対する全
応答が非常に大きな空間角度（本質的に、４Ｂステラジアン）にわたって分布し
、一方で、同じ体積エレメント内から発せられる応答のみが、視野絞り上に画像
化され、そしてリーチ（ｒｅａｃｈ）検出器２９に到達する。これは、ビームス
プリッター２５上で検出器２９上に応答を集中させる、コレクターレンズ２３に
反射されることによる。このことは、照射および検出システムの各視野絞りが、
標的体積エレメントを介して互いに結合されるという事実から生じる。図２に示
された実施形態において、両方の視野絞りが、同じ開口部（光学シャッターまた
は光学シャッターアレイ内の光バルブ２８）内に具体化される。

【００６０】 いくつかの実施形態において、ビームスプリッター２５は、特に、光源が短波
長（ＵＶ）励起光源であり、そして、応答が蛍光応答である場合、２色性ミラー
であり得る。他の実施形態において、ビームスプリッター２５は、例えば、励起
ビームが広いスペクトルの光源から提供される場合、励起ビームの光路から、サ
ンプルからの応答の光路を分離する半鍍銀ミラーであり得、そして応答が、後方
散乱およびサンプルからの反射を含む（従って、標的体積エレメント中の励起ビ
ームの吸収の程度が主に、試験される）。

【００６１】 光バルブのアレイ、または光学シャッターは、多くの異なる様式で、実現され
得る。２つの電極アレイの間に挟まれた液晶（これは、堆積され、先行技術にお
いて、インジウムスズオキシド（ＩＴＯ）またはスズオキシド（ＴＯ）から作製
された透明な電極の形態の透明なガラスまたはプラスティクシート上にあり、通
常、フッ素でドーピングされ、良好な領域的な導電性を提供する）が使用され得
る。また、取扱いがより容易であり、そしてより低い製造コストを有し得るＰＤ
ＬＣ（ポリマー分散液晶）のフィルムが使用され得る。要求される走査が、特に
速い場合、考えられる別の実施形態は、強誘電性エレメントのアレイであり、そ
れぞれが、光バルブとして作用する。光バルブのなお別の実施形態は、ＰＶＤＦ
（ポリビニル−ジフルオリド）バイモルフ（ｂｉｍｏｒｐｈ）のアレイを備え得
、それぞれが、光源に面する側面上で反射性（または両方の側面で不透明）であ
るようにコーティングされ、そして光バルブを作り出すように光路から曲がるよ
うに設計される。光バルブの典型的な大きさは、約２０ミクロンの小ささから、
１０００ミクロン程の大きさの範囲である。この大きさは、適用、分析されるサ
ンプルの性質、および利用される特定のアレイ体積マイクロプローブの特定の設
計によって主に決定される。図２に一般的な設計を使用する場合、アレイ中の全
ての視野絞りに対して共通の対物レンズとして機能する単一の大きな対物レンズ
を用いて、隣り合う光バルブ間の間隔が、通常、できるだけ小さく維持され、そ
の結果、走査される体積エレメントをできるだけ接近して間隔を空けて提供する
。しかし、いくつかの実施形態において、十分に間隔を空けて分散された点から
なる病理学の画像がより適切である場合、間隔は（視野絞りほどの大きさに）比
較的大きく維持される。

【００６２】 作動において、制御器１８は、光バルブの１つを開いた状態に維持し、デバイ
スの位置を調節し、その結果、サンプル２７中の所望の体積エレメントで視野絞
りを画像化する。一旦、サンプルに対するデバイスの一般的な位置が最適化され
ると、制御器は、連続的に、開いた光バルブを閉じ、そして隣り合った閉じた光
バルブを開くことによって、ｘｙ（標本の平面）方向で、標本の表面の走査を行
う。開いた位置における各光バルブの時間間隔は、光源の強度および各体積エレ
メントからの応答の収集の効率の強い関数である。いくつかの実施形態において
、この時間間隔は、１ミリ秒よりも短くあり得、一方、他の実施形態において、
数十〜数百ミリ秒が必要とされる。

【００６３】 制御器１８はまた、ｚ方向（一般に、サンプルの平面に垂直な軸）にサンプル
内の体積エレメントの位置を制御する。このことは、多くの方法によって達成さ
れ得る。例えば、光学アセンブリ全体は、ｚ方向に前後に移動され得る。いくつ
かの実施形態において、サンプル中の視野絞りの画像平面のこの並進運動は、対
物レンズのみを、または光バルブのアレイ、あるいはこれらのエレメントの両方
を同時に移動することによって達成され得る。特定の設計は、デバイスの特定の
実施形態に依存する。

【００６４】 照射の強度は、（体積エレメントを取り囲む領域に対して）励起ビームによっ
て調べられる体積エレメント内で最も高く、そして、センサー２９によって検出
される応答は、主に同じ体積エレメントからである（そしてこの体積エレメント
を取り囲む領域から発せられる非常に少ない照射を含む）ために、サンプル内の
体積エレメントの位置のｚ方向での変化は、サンプルの種々の深さからの応答を
提供することが理解されるべきである。このことは、組織による照射ビームの全
吸収およびビームに対する応答が過剰でない限り、本質的に種々の深さでのイン
ビボでの分析を可能にする。

【００６５】 図３において、本発明のアレイ体積マイクロプローブ３０の少し異なる実施形
態が示される。このシステムは、集光レンズ３２を通してアドレス可能なシャッ
ターアレイ３４上に共通視野絞り４１を投影するための、適切な光学器（示さず
）を有する光源３１を備える。アドレス可能なシャッターアレイ中の各エレメン
トは、開口絞りであると考えられ得、この開口絞りは、サンプル３７上に衝突す
る光の空間的な分布をさらに制限するように機能する。サンプル３７中の各体積
エレメント上に視野絞りを画像化するために、大きな単一の対物レンズ（図２に
記載される実施形態に使用されるような）を使用する代わりに、レンズアレイ３
６が、シャッターアレイおよびサンプルとの間に挿入される。このレンズアレイ
３６は、複数のマイクロレンズ４２からなる。このレンズアレイの周期性は、シ
ャッターアレイの周期性と正確に同じであり、そしてレンズアレイ３６内の各レ
ンズ４２は、光シャッターアレイ３４内の光バルブ３８に対応する。ほとんどの
実施形態において、シャッターアレイに衝突する光は平行化され、そしてシャッ
ターアレイは、レンズアレイに対する位置に固定される。調べられる体積エレメ
ントは、マイクロレンズ内の対物レンズの焦点にあり、シャッターおよびレンズ
アレイの組合せのｚ方向の動きは、図２のアレイ体積マイクロプローブを記載す
る場合に、上に説明にされるように、サンプル内の異なる層を調べるために使用
され得る。しかし、当業者は、レンズアレイおよびシャッターアレイが独立して
移動し得る他の構成を着想し得、そしてサンプルをｚ方向に調べることが、レン
ズアレイ単独のｚ方向での並進によって達成される。

【００６６】 サンプリングされた体積エレメントのそれぞれからの、光源３１からの励起放
射に対する光応答が、照射を実施される同じ対物エレメントを介して収集される
。光応答は、ビームスプリッター３５によって照射ビームから分離される。次い
で、これらの応答は、収集レンズ３３を介して収集視野絞り４３上に画像化され
、この収集視野絞りは、センサー３９によって受容される応答が、本質的に走査
される体積エレメントからのみであるように制限する。作動において、制御器１
８は、所定のシャッターを開き、そして単一の体積エレメントの照射を可能にす
る。さらに、同じ光シャッターは、励起に対する光学応答がセンサー３９によっ
て記録されるのを可能にする。この後に、光バルブの閉鎖が閉じ、そして別の光
バルブが開き、その結果、サンプル内の連続的である別個の体積エレメントが走
査され、その光学応答を得る。アレイ中の全ての所望の体積エレメントが、所定
のｘ、ｙ平面に走査され得、次いで、このアレイは異なる深さ（ｚ軸において）
で再走査され得、その結果、標的サンプルに対する３次元情報を得る。また、ア
レイ体積マイクロプローブが、各ピクセルについて、各光バルブ３８が、開いた
状態を維持され、一方で、制御器が、レンズアレイと共にシャッターアレイをｚ
方向に移動させ、従って、同じｘ、ｙ位置で標本の種々の深の体積エレメントを
調べるような方法で、作動するように選択される。

【００６７】 アレイ体積マイクロプローブのなお別の実施形態において、照射光学器および
検出光学器はそれぞれ、光学シャッターのそれらの固有のアレイが提供される。
図４において、そのような実施形態が、模式的に示される。具体的に、アレイ体
積マイクロプローブ５０は、光源５１、第１の視野絞り５２、平行化レンズ５３
、第１のシャッターアレイ５４、第１の対物レンズアレイ５５、ビームスプリテ
ィング手段５６、第２の対物レンズアレイ５８、第２のシャッターアレイ５９、
第２の平行化レンズ６０、第２の視野絞り６１および検出器６２を備える。光源
５１および検出器６２をそれらのそれぞれの視野絞り５２および６１上に画像化
する適切な手段は、図４に示されていない。作動において、光源５１は、視野絞
り５２上に画像化され、励起放射の回折分解限度よりも大きい大きさを有する。
視野絞り５２から発せられる光は、本質的に平行なビームに平行化され、この平
行な光は、シャッターアレイ５４の背面に衝突する。任意の所定の時間において
、光シャッターアレイの光バルブの１つのみが開かれ、そして、検出器シャッタ
ーアレイの対応する光バルブが開かれる。サンプル内の体積エレメントのアレイ
の連続的な照射が、上記の様式に類似した様式で、検出器アレイの適切な光バル
ブの同調的な開きと共に、任意の所定の時間に、調べれらた体積エレメントから
の応答のみが、検出されることを確実にする。同様に、ｘ、ｙ方向での走査は、
２つのシャッターアレイ中の光バルブの開閉を、同調的に順番付けする制御器１
８によって提供される。この実施形態において、２つの視野絞り５２および６１
は、サンプル５７の体積エレメント６３のそれぞれを介して、互いに結合される
ことが理解されるべきである。

【００６８】 図４Ａにおいて、図４に記載される配置と本質的に同じである配置が示される
が、マイクロレンズ５８のアレイが単一の大きなレンズ５８’に置き換わってい
る。図４および４Ａにおける同じようなエレメントは、同じ参照番号を有する。

【００６９】 本発明のなお別の実施形態が、図５に示され、これは、アレイ体積マイクロプ
ローブ７０を示す。このシステムは、互いに直交するそれらの光学軸を有し、そ
して第１のビームスプリッター７３によって分離される光源７１および検出器７
４を備える。この光源から発せられた光は、集光レンズ７５および第２のビーム
スプリッター７６を用いて視野絞り７４のアレイ上に集光される。この視野絞り
７４のアレイは、マイクロミラー７７のアレイからなり、このマイクロミラー７
７のアレイは、そのアレイの平面と一様に平行な平面の内外に傾斜させられ得る
。傾斜していない位置で、これらのミラーの任意の１つから反射された光は、第
２のビームスプリッター７６を通って反射されて戻り、そして対物レンズ７７に
よってサンプル７９上に画像化される。図５に示されるように、任意の所定の時
間において、１つのマイクロミラー７８のみが光をサンプル上に反射する配向さ
れる。アレイ中の全ての他のマイクロミラーは、それらに衝突する光が、サンプ
ルから離れて反射されるように傾斜される。図５において、光線１および４は、
全視野についての制限光線であり、そして光線２および３は、単一のマイクロミ
ラーについての制限光線である。作動において、マイクロミラー７７は、制御器
１８によって、傾斜していない位置に連続的にもたらされ、そして、マイクロミ
ラーのこの連続的な非傾斜の結果、サンプル７９内の体積エレメントからの応答
の順序が、検出器７２に記録される。応答からの人工的な画像は、次いで、記録
および表示され得る。先の実施形態におけるように、サンプルの、体積マイクロ
プローブアレイを用いる、ｚ方向（深さ）での調査は、対物レンズ７７またはア
レイ７４のいずれかを、ｚ方向に移動することによって達成され得る。

【００７０】 傾斜したミラーの制御は、制御器１８によって実施され、そして傾斜機構は、
先行技術において周知の多くの方法によって実施され得る。例えば、ミラーは、
シリコンで微細加工され得、ミラーの後面の中央にカンチレバーが残される。２
つの対向する電極は、ミラー自体の電荷とは反対の電荷で一方またはもう一方の
電極を充電することにより、ミラーをカンチレバーに回りに傾斜させる。傾斜し
たミラーを得る別の方法は、変形可能なミラーの分野において周知であり、それ
によって、各ミラーは、バイポーラ圧電エレメントに取り付けられる。

【００７１】 本発明のなお別の実施形態（図５に示される種々の実施形態）が、図６に示さ
れる。アレイ体積マイクロプローブ８０は光源８１を備え、そこから、光が第１
の視野絞り（示されていない）およびレンズ８２を通過するように調整される。
この光は、マイクロミラーのアレイ８３上に平行化される。このマイクロミラー
は、上記のように傾斜可能である。しかし、マイクロミラーのそれぞれは、サン
プルからのアレイの距離よりも幾分大きい半径の弧を追跡する焦点を有する回転
放物面体の軸から離れたセグメント（ｏｆｆ ａｘｉｓ ｓｅｇｍｅｎｔ）であ
るように成形される。この形状は、ミラーが傾斜していない（アレイの面に平行
である）場合、回転放物面体（特定のミラーが、その軸から離れたセグメントで
ある）の軸がアレイの面に垂直であるような形状である。従って、（回転放物面
体の）焦点とマイクロミラーとの間の線は、アレイに直交する所定の角度にある
。このマイクロミラーは、放物面の焦点をサンプル上にもたらすようにその角度
を通して傾斜され得る。

【００７２】 本発明の１つに実施形態において、マイクロミラーは、放物面のオフ軸（ｏｆ
ｆ−ａｘｉｓ）セグメントの交互の右列８９および左列８８に配置される。右の
鏡は、励起鏡と呼ばれ得、そして左鏡は、検出鏡と呼ばれ得る。右列８９の各セ
グメントの焦点は、上記角度で傾く場合、体積エレメント８５のサンプル内に存
在し、そしてそのそれぞれの放射物面の回転軸は、励起ビームの光学軸に平行で
あり、一方、隣接する左列の各マイクロミラーの反対方向の（同じ角度の）傾き
によって、各マイクロミラーの焦点が、サンプル８４内の同じ体積エレメント（
８５）に動き、そしてそのそれぞれの放射物面の回転軸は、検出器の光学軸と平
行である。

【００７３】 従って、右列８９の全ての鏡は、サンプル８４の体積エレメント８５を励起す
るために使用され、そして全ての左列８８は、体積エレメント８５からの応答を
収集するために使用される。操作において、一対の鏡のみが任意の所定の時間傾
けられ、そして他の鏡の全ての軸がサンプルに向けられる。結果として、光源８
１からの励起ビームは、体積エレメント８５上にイメージされ、より正確には、
第１の視野絞りがそのようにイメージされ、一方、他の全ての鏡に当たる光が、
全ての方向においてサンプルから散乱して離れる。同様に、体積エレメント８５
から発せられる応答のみが、検出器の前の第２の視野絞り上に戻ってイメージ化
される。結果として、非常に高い程度の区別が得られる。なぜなら、励起ビーム
の強度は、体積エレメント８５の外側において非常に素早く減少し、そして体積
エレメント８５の外側からの応答は、検出器８７の前の第２の視野絞りによって
本質的に遮断される。制御器１８は、サンプルの異なる体積エレメントからの応
答のアレイを得るために、各対の鏡の傾きの連続を制御する。サンプルの体積エ
レメントの深さはまた、全体のアレイ８３をｚ軸に沿ってサンプル８４に向かっ
て、またはサンプル８４から離れて動かすことによって、制御器１８により制御
される。

【００７４】 図６に示された体積プローブアレイの少し改変された実施形態が、図６Ａに提
示される。この実施形態は、励起鏡および検出鏡の両方として、各オフ軸放射物
面マイクロミラーを使用することを可能にする。このシステムは、体積プローブ
アレイ８０’のマイクロミラーのアレイ８３’が、９０°右にまたは左に回転し
ていることを除いて、図６に示され、そして上記されたシステムと等価である。
従って、回転していない位置では、各鏡の回転軸（従って光学軸）は、励起光学
器および検出光学器の光学軸に対して９０°にある。しかし、鏡８９’が９０°
右に回転する場合、その回転軸は、励起の軸に平行になり、オフ軸放物線マイク
ロミラーの焦点が、体積エレメント８５’内にある。隣接する鏡８８’が同時に
９０°左に回転する場合、その回転軸は、検出光学器に平行になり、そしてその
焦点は、体積エレメント８５’内にある。体積エレメント８５’が、米国特許第
５，７１３，３６４号に詳細に説明されるように、２つの視野絞りのイメージの
重なりによって決定される。この実施形態、ならびに図６に示される実施形態に
おいて、励起光学器視野絞りおよび検出光学器視野絞りのせん断結合（ｓｈｅａ
ｒｅｄ ｃｏｎｊｕｇａｔｉｏｎ）が、標的体積エレメントに対する励起ビーム
の空間的区別ならびに本質的にそれぞれの体積エレメント由来である検出された
応答の空間的区別を提供するために使用される。操作において、制御器１８によ
って、２つの隣接したマイクロミラー（８９’および８８’）が上記のように同
時に回転し、従って、本質的に所望の体積エレメント８５’のみの励起、および
本質的に体積エレメント８５’から発せられる応答を提供する。

【００７５】 図６Ａに示される実施形態の利点は、各鏡が、体積エレメントを励起するか、
または隣接体積エレメントからの応答を収集するかのいずれかのために使用され
得るので、体積エレメントの高い解像力が、同じ密度のマイクロミラーに対して
実現可能であることである。これは、図６に示される実施形態とは異なり、全て
の左の鏡が応答を収集するためのみに使用され得、そして全ての右の鏡が体積エ
レメントを励起するためにのみ使用され得る。図６の実施形態において、各セグ
メントのオフ軸方物面の傾きは、アレイの面に対して垂直な面内にあり、一方、
図６Ａの実施形態において、回転面は、アレイの面に対して平行である。

【００７６】 図７において、本発明のなお別の実施形態が示される。アレイマイクロプロー
ブ９０は、光源９１および第１コリメーティングレンズ９２を備える照射光学ア
センブリ、ならびに検出器９３および第２コリメーティングレンズ９４を備える
応答集光アセンブリを備える。光源アセンブリおよび検出アセンブリのそれぞれ
の光学軸は、互いに９０°である。ビームスプリッター９５は、励起信号から検
出信号を分離するために、励起ビームと検出ビームの間の交差点に位置する。レ
ンズ９６は、励起ビームを光ファイバー１０２に集光するために使用され、この
光ファイバー１０２は、ファイバー切換要素９７と接触する。ファイバー切換要
素９７は、複数のファイバー９８と反対の面で終結し、そして切換要素が近位フ
ァイバー１０２を遠位バンドルの任意のファイバー９８に光学的にそして連続的
に（制御器１８の制御下で）接続することを可能にする。次いで、バンドル内の
個々のファイバーの端部は、アレイ９９内に配置される（このアレイは、直線状
アレイまたは二次元アレイのいずれかであり得る）。次いで、対物レンズ１００
は、ファイバーバンドル内のファイバーのそれぞれの端部を試料上にイメージ化
する。それぞれの個々のファイバーの端部（ファイバーホルダー内）は、サンプ
ル上にイメージ化される視野絞りを規定する。この視野絞りは、励起ビームおよ
びサンプルからの検出応答の両方に対して視野絞りとして働く。米国特許第５，
７１３，３６４号にさらに詳細に記載されるように、このような配置は、視野絞
りがイメージ化される体積エレメントを介して励起光学器および検出光学器の両
方の結合を含み、従って、励起ビームおよびアレイのそれぞれのファイバーに付
随する各体積エレメントに本質的に由来する応答の両方の空間的区別を提供する
。

【００７７】 操作において、ファイバー切換要素９７は、バンドル９８内のファイバー全て
を連続的に通過する励起ビームを方向づける。結果として、サンプル１０１の複
数の体積エレメント（バンドル９８のファイバーのアレイに対応する分布を有す
る）が連続的に励起される。応答が、同じ視野絞り（各ファイバー末端の自然な
開口）を通して収集され、検出器９３で検出されるように、ビームスプリッター
９５によって励起ビームから分離される。この様式において、体積エレメントの
アレイから応答が得られ、これは次いで、サンプルの人工的イメージとして表示
され得る。この実施形態は、光源がバンドル内の異なるファーバーによって連続
的に使用されるので、励起のより高い強度が実現可能であるという利点を有する
。

【００７８】 図８において、体積マイクロプローブ１１０のなお別の実施形態が示される。
このデバイスは、２つの光学アセンブリ（励起または供給源アセンブリ１１１お
よび検出器アセンブリ１１２）を含む。アセンブリのそれぞれは、それぞれ、そ
れ自身の個々のファイバーバンドル１１３および１１４に対して接触する。個々
のファイバーは、一つの実施形態において、ファイバーホルダー１１５内で、そ
れぞれ２つの列１１６および１１７において組織化される。直線アレイが望まし
い場合、ファイバーは、２つの対向する列（バンドル１１３内の励起ファイバー
からなる１つの列およびバンドル１１４内の検出ファイバーの他の列）に組織化
される。二次元アレイが望ましい場合、ファイバーは、互いに対して列を少し傾
けて、励起ファイバーおよび検出ファイバーの交互する列で組織化される。励起
光学器１１１は、光源１１８および集光光学器１１９を備え、集光光学器１１９
は、光源の出力をバンドル１１３内の各ファイバーに連続的に集光し得る。回転
鏡１２０は、光源をバンドル１１３のファイバーの開口部上に示すために使用さ
れる。励起ファイバーの入力開口が、回転鏡からの光の収集を改善するために適
切な方法で終結され得ることを当業者は理解するはずである。このような終結に
は、先行技術において周知であるような、ファイバーの入力末端の口広げ加工、
または各ファイバーの小さな複合放物線集信機（ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｐａｒａｂ
ｏｌｉｃ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ）での終結が挙げられ得るが、これらには
限定されない。

【００７９】 操作において、制御器１８は、励起ビームをバンドル１１３のファイバーに連
続的に向けるために、鏡１２０の回転の増加をもたらす。次いで、この光は、フ
ァイバーの各遠位末端において励起視野絞りを通して発し、視野絞りが本質的に
各ファイバーの開口である。これらの視野絞りは、各ファイバーの末端において
対物マイクロレンズを用いてサンプル１２４上にイメージ化される。励起ファイ
バーおよび検出ファイバーの両方の遠位末端は、対物レンズとして働くマイクロ
レンズで終結する。励起ファイバーおよび検出ファイバーは、互いにわずかな角
度であり得、それらのそれぞれの視野絞り（ファイバーの開口）のせん断結合が
、探査される体積エレメントを規定する。サンプルの体積エレメントは、ファイ
バーホルダー１１５のファイバーの組織に依存して、ファイバー配列、すなわち
列または点のアレイの鏡像である。体積エレメント間の距離は、ファイバーホル
ダーのファイバー間の距離と同じであり得るか、またはファイバーホルダーのフ
ァイバーの空間と異なり得、リレーレンズ１２５の倍率に依存する。いくつかの
実施形態において、拡大（または縮小）を提供するために、ファイバーホルダー
に対するリレーレンズの動きを可能にし得る。しかし、各体積エレメントの大き
さもまた、幾分改変される。

【００８０】 この構成は、サンプル１２４の体積エレメントのアレイの連続的照射を可能に
する。励起された体積エレメントは、励起ビームに対する応答を発する。本質的
に所望の体積エレメントからのみ発する応答が、確実に検出されるように、この
応答が、バンドル１１４からの専用ファイバーを用いて収集される。この光学器
は、応答ファイバーのそれぞれの視野絞り（それらの自然な開口）が、関連する
励起ファイバーのそれぞれの視野絞りにそれぞれ結合されるように構成される。
この結合（または、励起視野絞りおよび検出視野絞りがわずかに間隔を空けてい
るので、より正確にせん断された結合）の結果として、励起ビームは、せん断結
合のゾーン（探査される体積エレメント）内のサンプル内でその最も高い強度を
有し、そしてその強度は、体積エレメントの外側では非常に素早く減少する。さ
らに、各検出ファイバーによって収集される応答は、本質的に体積エレメントの
みから発し、そして隣接組織から収集される任意の応答が、励起視野絞りおよび
検出視野絞りのせん断結合のゾーンから得られる応答と比較して非常に小さい。

【００８１】 体積エレメントのアレイの励起が連続的に行われるので、応答は、ファイバー
バンドル１１４を通って連続的に検出光学器１１２に伝達される。本発明の好ま
しい実施形態において、応答光学器は、受容回転鏡１２３を備え、この受容回転
鏡１２３は、（連続的にそして励起鏡１２０と同期して）焦点レンズ１２２を通
って検出器１２１に応答を向ける。これは、迷走（ｓｔｒａｙ）応答（すなわち
、せん断結合のゾーンの外側、従って標的体積エレメントの外側から発する応答
）および隣接ファイバーによって収集された応答が、検出器に確実に達しないよ
うにする。この様式において、以前のように、空間的区別が得られ、そして特定
の体積エレメントからの応答の連続的検出が達成される。

【００８２】 この実施形態において、ビームスプリッターの使用が避けられ、非常に単純な
光学器のみがデバイスの遠位端において使用される。このようなデバイスは、サ
ンプルおよび光学器（供給源および検出器）の間の距離が、必要とされる場合（
例えば、腹腔鏡デバイスおよび内視鏡デバイスにおいて）、特に適切である。こ
の実施形態は、光源資源が上記いくつかの実施形態におけるように全アレイに渡
って同時に分配されないので、より高い励起エネルギーが利用可能であるという
さらなる利点を有し、この点で、図７に示され、そして上記された実施形態に類
似する。

【００８３】 図９および１０において、本発明の２つのさらなる実施形態（これらは、アド
レス可能な光シャッターのシステムにおける位置においてのみ互いに異なる）が
示される。図９において、光源１３１、検出器１３２、および光ファイバーバン
ドル１３３を含む体積マイクロプローブアレイ１３０が示される。光ファイバー
バンドルの近位端部が光学シャッター１３４のアドレス可能なアレイと接触する
。光学シャッターは、制御器１８の制御下にある。バンドル１１３内の各ファイ
バーは、アドレス可能な光シャッターアレイに応じるアレイ配列内に位置する。
光源１３１は、集光レンズ１３５およびシャッターアレイ結合レンズ１３６によ
って光シャッターアレイに連結される。結果として、光源からの光は、光シャッ
ターアレイに渡って分配され、シャッターの内の１つが、開放位置にある場合、
光が、その特定のシャッターに連結される特定のファイバーに伝達される。ファ
イバーバンドルの遠位端部において、デバイスは、サンプル１３９のファイバー
の開口１３８のそれぞれを本質的にイメージする対物光学器１３７を有する。フ
ァイバーの遠位開口が、本質的に、この実施形態の体積マイクロプローブアレイ
１３０の体積マイクロプローブのそれぞれに対する励起視野絞りおよび検出視野
絞りとして作用している。サンプル中の体積エレメントから発せられる励起信号
に対する応答は、同じ対物光学器１３７を通るファイバーおよび励起が行われる
同じファイバーによって収集される。

【００８４】 励起光学器および検出光学器の両方の視野絞りが、探査される体積エレメント
内で結合されるので、励起および応答は、各ファイバーによって探査される個々
の体積エレメントに限定される。操作において、光シャッターアレイは、連続的
に、１つのファイバーのみが任意の所定の時間において電源供給されるように、
ファイバーバンドルの前の光シャッターを連続的に開くために、制御器１８によ
って制御される。従って、開いたシャッターに連結されるファイバーからの応答
の同時検出によって、標的サンプルの病理の完全な人工的なイメージが構築され
得る。上記実施形態のいくつかのように、応答は、励起光学器および検出光学器
の光学軸に対して４５°に位置するビームスプリッター１４０によって、励起か
ら分離される。

【００８５】 図１０において、類似の体積マイクロプローブアレイ１５０が提示される。基
本的な違いは、シャッターアレイ１５４がファイバーバンドルの遠位端部に配置
される点である。これは、オプティカルファイバーの個々の開口によってよりも
むしろシャッターアレイ内の開口のそれぞれによって決定される視野絞りのアレ
イを選択することを可能にする。

【００８６】 上記の体積マイクロプローブアレイのいくつかの実施形態において、シャッタ
ーアレイの隣接した完全な領域に対応する複数の検出器が使用される。各検出器
は、光シャッターアレイのサブアレイからの、従って、サンプルからの応答を受
容する。これらの実施形態において、データ収集は、光シャッターアレイのサブ
アレイのそれぞれにおける光バルブの同時開口およびそれらのそれぞれの検出器
の応答の検出によって加速される。このアプローチを使用する場合、それぞれの
特定の領域の外側の応答に由来する干渉（またはノイズ）が、各領域におけるサ
ンプルからの予期される応答の予め設定された値よりも確実に小さくすることに
注意すること。

【００８７】 上記のいくつかの実施形態において、光シャッターのアレイは、サンプル内の
体積エレメントのアレイの励起を配列し、ならびに体積エレメントからの応答を
収集するために使用される。いくつかの実施形態において、各シャッターは、励
起視野絞りおよび検出視野絞りとして作用し、一方、他の実施形態では、システ
ムの他の光学要素が視野絞りの機能を実行する。このような光シャッターは、先
行技術において周知であり、多くの表示デバイスにおいて使用されており、これ
によって逆に照射される光学シャッターの一連の開口および閉鎖セットが、固定
または時間可変イメージのいずれかを提供する。

【００８８】 先行技術におけるこのようなシャッターの実際の実施形態は、多くの形態を取
り得る。最も幅広く使用される光シャッターアレイは、アレイの前面および後面
に１つそれぞれ、２つのシートのポーラライザーを有する液晶要素のアレイであ
る。アレイのそれぞれの要素について、電圧が印加され得る。電圧が十分高い場
合、液晶は、そこを通過する光の偏光面の回転を引き起こす。電圧が印加されな
い場合、光が要素を通過しないように、２つのポーラライザーが配向する。従っ
て、ポーラライザーが干渉偏波される（それらの相対配向が９０°であり、従っ
て、第１のポーラライザーが、ある方向に偏光した全ての光を除去し、一方、第
２のポーラライザーが、次いで不活性化される液晶要素を通過する光を遮断する
）。十分に高い電圧が印加される場合、液晶セルを通過する光の偏光面が回転さ
れ、その結果、第２のポーラライザーが活性な液晶セルを通過する光に対して本
質的に透明である。アドレシングは、先行技術のように、行（ｒｏｗ）および列
（ｃｏｌｕｍｎ）のようにいずれかで実行され得、その結果、行および列の両方
に印加される電圧の合計のみが偏光の所望の回転を引き起こすのに十分である。
本発明者らの光シャッターの寸法が比較的大きく、シャッターの数が現在実用さ
れる液晶ディスプレイに比べて少ないので、このようなアドレシングは、全く十
分であり、励起視野絞りおよび検出視野絞りの結合に起因する強力な空間的区別
を考えると、議論は最小のことであり、重要ではない。

【００８９】 非常に大きなアレイが望ましい場合、活性なマトリクス液晶ディスプレイにお
いて使用されるようなアプローチ（すなわち、各ピクセルにおける個々のトラン
ジスターの直接的切換によるピクセルの活性化）がまた実行され得る。

【００９０】 なお別の実施形態において、シャッターアレイは、液晶光シャッターアレイの
様式と類似した様式で活性化される強誘電素子からなる。これらのシャッターア
レイは、切換速度が望ましい、すなわち、アレイの所定の光シャッターを開くお
よび閉じる速度がより速い場合、有用である。

【００９１】 なお別の実施形態において、光切換媒体は、ポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）で
ある。このようなフィルムにおいて、液晶の液滴の分散体は、液晶分散体の電場
配向（ｆｉｅｌｄ ｏｒｉｅｎｔｅｄ）屈折率に等しい屈折率を有するポリマー
に埋め込まれる。電場が印加されない場合、この液滴は、ランダムに配向し、光
が全ての方向に散乱する。従って、シャッターは、閉じていると見なされ得る。
十分に大きな電場がＰＤＬＣ素子に印加される場合、液晶液滴は、それら自身を
電場とともに配向させ、従って、電場の方向において、屈折率が、本質的に一定
であり、光は妨害されないで通過する。従って、シャッターは開いている。

【００９２】 なお別の実施形態において、本質的に電気機械的シャッターが使用される。こ
れは、圧電性バイモルフ（ｂｉｍｏｒｐｈ）を用いて容易に実行し得、圧電性バ
イモルフは、作動時には、光の経路を曲げ、不活性化時には、所定のシャッター
を通過する光の伝達を遮断する直線的形状をとる。

【００９３】 図１３Ａにおいて、光シャッターアレイ３１０の上面図が示される。このシャ
ッターアレイは、２つの主要な素子、受動基礎素子（穿孔（ｐｅｒｆｏｒａｔｉ
ｏｎ）３１１のアレイおよびアクティブフラグ（ａｃｔｉｖｅ ｆｌａｇ）３２
１のアレイ３２０を備える）からなる。受動基礎部分は、適切なプラスティック
、金属またはシリコンから作製され得る。この実施形態において、穿孔３１１は
、約０．１ｍｍの直径であり、穿孔間の空間が約１．０ｍｍである格子上に間隔
をおいて配置される。本発明の教示から逸脱することなく、他の寸法が選択され
得ることが理解されるべきである。穿孔（好ましくは、近位端部においてそれら
の基礎部分とともにわずかに円錐形であり、遠位端において切頭尖端である）は
、光ファイバーのレセプタクルとして働き、それぞれが０．１ｍｍの外径を有す
る。製造において、このようなファイバーは、最初に挿入されて適所に接合され
得、次いで、受動基礎部分の表面が、適所でファイバーとともに光学的に磨かれ
て、ファイバーが基礎部分の遠位表面と平にされ、受容可能な光学的仕上げを有
することを確実にする。次いで、この表面は、ファイバーの遠位端部からの光学
的反射を最小化し、従って照射および信号収集効率の両方を改良するために、反
射防止塗装で処理され得る。

【００９４】 アクティブフラグ３２１のアレイ３２０は、両面をメタライゼーション（ｍｅ
ｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）したポリビニルジフルオリド（ＰＶＤＦ）のような圧
電材料の２枚のシートからなる。２枚のシートは、最初に一緒に接合される（例
えば、アクリロニトリル化合物を用いて）。次いで、メタリゼーションがエッチ
ングされ、図１３Ａに示されるように、一対のＰＶＤＦシートの上部側の共通リ
ード３２２（行において）と相互接続された電極３２３の行のパターンを残す。
電極３２３は、フラグ３２１と同じ形状を有するか、またはフラグよりもほんの
少し小さくあり得る。図１３Ｂにおいて、アクティブフラグ３２１のアレイ３２
０の下部側が示される。下部側のメタライゼーションは、各フラグに対して第２
の電極３２４を提供するためにエッチングされ、これは、列においてリード３２
５と相互接続する。対のＰＶＤＦシートの両側が処理されて、１つの側の電極の
行および反対側の電極の列が残され、フラグが形成され、電極が両側で一致する
（重なるが、ＰＶＤＦの２枚のシートによって間隔が空けられる）。フラグ３２
１のアレイは、アレイの対立する電極のメタライズ化された対のそれぞれの周り
に馬蹄形の穿孔３２６を穿孔またはエッチングすることによって作製される。最
初にフラグを形成するために選択され得、次いで、電極の行および列間の過剰の
メタライゼーションをエッチング除去し得ることが当業者に明らかであるはずで
ある。

【００９５】 操作において、共通のリード３２２を通る上部電極３２３の行に対する電圧の
印加によって、その行におけるフラグ３２１の上半分（上部ＰＶＤＦシートによ
って形成される）が、それらのそれぞれの電源供給されていない状態よりも短く
なり、一方、共通のリード３２５による下部電極３２４の列上の同様な電圧（た
だし、逆の極性）の印加によって、その列のフラグ３２１の下半分（下部ＰＶＤ
Ｆシートによって形成される）が、それらの電源供給されていない状態に対して
伸張する。適切な電圧が、導体３２８を通る特定の行に対して印加され、他の行
には印加されず、そして導体３２７を通して特定の列に印加され、他の列には印
加されないと仮定する。フラグ３２９（その時点で、その上部電極および下部電
極の両方が電源供給された唯一のフラグである）は、その上部位置においてその
上半分を短くする電圧を有し、そしてその下部部分においてその下半分を伸張す
る電圧を有する。結果として、フラグ３２９は、上方に曲がり、そしてその下の
穿孔を曝し、照射がサンプルに達することが可能になり、そしてサンプルからの
応答が光ファイバーの開口に達し、従ってセンサーに伝達されることが可能にな
る。行の導体３２８によって電源供給された行における他の全てのフラグは、そ
れらのそれぞれの下部電極での電圧を欠き、そして同様に、列の導体３２７によ
って電源供給される他の全てのフラグは、それらのそれぞれの上部電極の電圧を
欠く。従って、行の導体３２８および列の導体３２７によって同時に電源供給さ
れる唯一のフラグ３２９が、上方に曲がるように強いられる。従って、所定の列
に適切な電圧を印加し、そして連続的に電圧パルスを行に適用することよってＰ
ＶＤＦ光学シャッターアレイのフラグ３２１が作動され得るか、または適切な電
圧をその座標の行および列に印加することによってフラグがランダムに活性化さ
れ得る。

【００９６】 図１４において、ＰＶＤＦベースの光学シャッターアレイ３３０のバリエーシ
ョンが示される。ＰＶＤＦフラグ３３２は、図１３ａおよび１３Ｂならびに上記
に示されるシステムと同様の様式で構築される。詳細には、ＰＶＤＦの２枚のシ
ートは、背中合わせに接合され、そしてフラグ３３２がリード３３３を備える列
の中の上面に連結される側面、およびリード３３４を有する行の中の底面に連結
される側面の両方に、電極を伴って形成される。このアセンブリは、穿孔３３１
のアレイを有するプレート上に重層される。フラグは、メイン格子に対して４５
°に配向されて、フラグのより大きな動きを可能にする。このことは、ファイバ
ーが非常に大きな開口数を有し、かつファイバーから発するビームが大きな角度
で広がる場合、およびサンプルからの応答の収集角度が同様に大きい場合に、重
要である。このアレイの作動は、上記の原理に従う。特に、所定の列および所定
の行に対する駆動電圧の適用は、その列および行へのフラグの動作を引き起こす
。

【００９７】 これらは、光学シャッターアレイのわずか２つの実施形態の例であり、ここで
は、光学シャッターの動作は、圧電性バイモルによって誘導される動作に基づく
。別の配置において、圧電性バイモルは、アレイの基礎表面に対して垂直な行に
配列され、そして各圧電性バイモルは、アレイ中のそのそれぞれの穿孔をカバー
するフラグ（アレイの平面に平行であり、従って圧電性バイモルに対して垂直で
ある）を有する。各圧電性バイモルの動作は、表面より上よりもむしろアレイ表
面に対して平行である動きを引き起こす。この実施形態は、いくぶん実行するこ
とがより困難であるが、特に、アレイ中で使用される光ファイバーが、大きな開
口数を有する場合に、圧電性バイモルのより小さな屈曲が必要とされるという利
点を有する。

【００９８】 図１５において、光学シャッターのアレイのなお別の実施形態が示される。こ
の実施形態において、アレイ３４０は、シリコンウェハからのミクロ機械加工の
技術によって最も良好に作製される。アレイにおける種々のエレメントの特定の
順番の記載は以下に従うが、この順番は、ミクロ機械加工プロセスにおいて使用
される順番では必ずしもない。穿孔３４１（光ファイバーがここを通して挿入さ
れる）は、アレイ中で提供される。この実施形態において、これらの穿孔は、直
径約０．１ｍｍであり、そして１．０ｍｍ間隔のグリッド上で間隔をあけている
。各穿孔は、それ自体のシャッター３４２に付随する。シャッター３４２は、軸
３４５を介して基礎プレート３４４に１つの側面で固着されている薄い可撓性ア
ーム３４３からなる。このアームの反対側面に、フラグ３４６が提供される。こ
のフラグは、シャッターが閉じた位置にある場合、それぞれの穿孔３４１をカバ
ーするのに十分大きい。アーム３４３の対向する側面に配置されるポスト３４７
および３４８の２つのシリーズは、適切な電気的リード（示さず）に接続される
。同様に、シャッターエレメントは、それ自体の電気的リード（示さず）に接続
される。

【００９９】 この実施形態の多数の可能なバリエーションが存在し、そしてこれらのバリエ
ーションのいくつかが本明細書に記載される。１つの実施形態において、光学シ
ャッターの全アレイは、１枚のウェハからモノシリックに製造される。この場合
、アームおよびフラグは、「開いた」位置３４９にあるように加工される。さも
なければ、穿孔をエッチングすることが実用的でなくなる。他の実施形態におい
て、アレイは、互いに接合された２つの部分から作製される。１つの部分は、ア
ームのアレイを含み得、そして他の部分は穿孔のアレイを含み得る。次いで、閉
じた位置にアームの休止位置を有することが好ましい。ポスト３４７および３４
８の群は、２つのウェハのいずれかの上にあり得るが、しかし実用的な理由のた
めにアームのアレイ上でこれらを作製することが好ましい。ポスト３４７の群に
ついての１つの十分に位置決めされたポスト、およびポスト３４８の群について
の１つの十分に位置決めされたポストを提供することもまた、可能である。特定
の設計の選択は、アレイ中の光シャッターから必要とされる動的な応答に依存す
る。

【０１００】 光シャッターとしてのアームの作動は、アセンブリの種々のメンバーの荷電お
よび放電によって生成される、静電引力および静電反発に基づく。作動の際に、
アームは、例えば負に荷電され、そして遠位ポスト３４７は正に荷電されて、ア
ームをポストのこのセットに引きつけさせ得る。この動作を加速するために、近
位ポスト３４８は負に荷電して、アームの同時の反発を引き起こし得る。動作ア
ームと、ポスト３４８または３４７のいずれかの群との実際の接触は、必要とさ
れないことが理解されるべきである。このような接触を実際に避けることが好ま
しく、そしてこの目的を達成するために、アセンブリ全体が、絶縁体として酸化
ケイ素の薄層を有するように処理され得、従ってこのような接触を避ける。

【０１０１】 シャッターアレイの駆動を容易にするために、行および列に活性化電圧を印加
することが好ましく、そして所定の列および所定の行の同時動作のみが、選択さ
れた行および列の交点においてシャッターの開口を引き起こす。このことは、多
数の方法で達成され得る。デバイスが２つの独立したウェハから作製されて、そ
の結果、アームの休止位置が閉じた状態にあり得る場合を考慮のこと。従って、
アーム上に電荷が存在しない場合、光学シャッターは閉じている。再び図１５を
参照して、第１の行のすべてのアームを負に荷電されるパルスを適用し、そして
第１の列について、対のリードを通して、正の電荷がポスト３４７に適用され、
そして負の電荷がポスト３４８に適用される。第１の行および第１の列の負に荷
電したアームは、負に荷電したポスト３４８から反発され、そして正に荷電した
ポスト３４７に引きつけられ、従って、フラグ３４６によって事前にカバーされ
た光学シャッターを開く。第１の行の他のアームは影響されない。なぜなら、そ
れらのそれぞれのポスト３４７および３４８は、荷電されていないからである。
同様に、第１の列のすべてのアームは、荷電されておらず、従って、ポスト３４
７および３４８が荷電されているという事実にも関わらず、そのアームは動かず
、従って光学シャッターを閉じたままにする。アレイ全体をスキャンした場合、
所定の行におけるすべてのアーム３４３は、荷電されたまま保たれ、そして隣接
する列中のポストは、順次荷電され得る。

【０１０２】 その閉じた位置へのアームの復帰は、アームのバネの力を通して、またはポス
ト３４７および３４８上の電荷を逆転することによって能動的に、のいずれかで
達成され得る。閉じた位置への受動的な復帰または能動的な復帰の選択は、スキ
ャニングプロセスの動力学によって決定される。極度に迅速なスキャニングが所
望される場合、ポスト上の電荷の逆転が好ましいが、動的な応答がより遅くあり
得る場合、休止位置への機械的な緩和が実行され得る。

【０１０３】 図１６において、ミクロ機械加工した光学シャッターアレイの別の実施形態が
示される。ここで、図１５におけるように、そのアレイは、モノリシックに作製
され得るか、または２つのサブ構造からアセンブルされ得る。基礎プレートにお
いて、穿孔３６１のアレイ（約０．１ｍｍの直径を有し、その点が１．０ｍｍの
間隔を有するグリッド上で間隔をあけられる）が提供される。能動エレメントは
、その周りをアームが回転し得るねじり可能なポストで基礎平面に装着されたフ
ラットアーム３６２を備える。そのアームの遠位端は、穿孔をカバーするのに十
分に広く、従って穿孔内に取り付けられるファイバーへの光路をブロックする。
図１６において、穿孔３６１をカバーするために漸進的に拡大している幅を有す
るアームが示されるが、その遠位端で広いフラグで終わっている細いアーム３６
２（穿孔をカバーするのに十分である）が提供され得ることが理解されるべきで
ある。

【０１０４】 そのアームの近位端は、一般にアームの軸に対して垂直である構造物３６４で
終わっている。２つのポスト３６５は、基礎プレートから突出し、構造物３６４
からいくぶん離れて位置決めされる。例えば、アームが負に荷電し、そしてポス
ト３６５が正に荷電している場合、静電引力が、アームを回転させ、そして穿孔
を曝露させ、従って、位置３６６に示されるように、光学シャッターを開く。こ
こで、上記のように、アレイは、所定の行を負の荷電に維持すること（その行に
おいてアーム３６２を荷電させる）、および列をスキャンすることによって作動
され得る。この列は、ポスト３６５のすべての対を正に荷電して、光学シャッタ
ーアレイの連続的な開口および閉鎖を得る。上記のように、ケイ素の弾性特性は
、アームのその休止位置への復帰（ねじり基礎３６３のバネ動作を介して）に依
存し得るか、または、ポストの対の電荷は、次の列への切り換えの前に逆転され
得る。

【０１０５】 種々の光源が、本発明のアレイ体積マイクロプローブとともに使用され得る。
例えば、所望の応答が蛍光応答である場合、レーザー光源（例えば、紫外部分の
スペクトルの波長（例えば、３３７ナノメートル）を有する窒素レーザー）をし
ばしば使用し得る。より広い部分のスペクトルの後方散乱および吸収が所望の応
答である場合、光源は、通常、広いスペクトルの光源（例えば、キセノン放電ラ
ンプ、ハロゲン白熱ランプ、または任意の他の適切な広いスペクトルの光源を含
むがこれらに限定されない）である。さらに、このような光源は、適切なフィル
ターで調整されて均質化される得るか、またはさもなくば光スペクトル分布を改
変し得る。所定のシステムにおいて、１つ以上の光源の使用もまた、意図される
。従って、体積マイクロプローブアレイは、蛍光測定を実行するためのＵＶレー
ザー光源、ならびに散乱測定および吸収測定を実行するための広帯域の光源を含
み得る。近赤外放射において特に豊富な第３の光源が同様に含まれ得る。作動の
際に、これらの光源は、あらかじめ決定された配列中の励起光学アセンブリに向
けて方向付けられ得る。例えば、代表的なＵＶレーザー光源は、比較的短い持続
時間（例えば、マイクロ秒で）のパルスおよび遅い反復速度を有するパルスモー
ドで作動する。従って、ミリ秒の励起またはそのフラクションとの間の低下時間
（しばしば、レーザー光源の加熱を避けるためになされる）は、蛍光応答の測定
の間で利用可能である。この低下時間の間、広帯域の光源は、励起光学器で方向
付けられ得、そしてその第２の光源に対する標的サンプルの応答の測定が検出さ
れ得る。

【０１０６】 さらに、プローブされた体積エレメントからのさらなる診断的および分析的情
報を得るために、プローブされた材料での分子構造情報を提供するラマン散乱デ
ータを入手し得る。次いで、光源または励起ビームは、可視範囲のスペクトル内
のレーザーであり得る。可視部分のスペクトル中の強烈なビーム（これは、非常
に弱いラマン散乱応答をマスクする）で産生する蛍光シグナルを減少することが
所望される場合、遠赤外または近赤外の部分のスペクトル中のレーザーを使用し
得る。このような光源は、６３３ｎｍにおけるＨｅＮｅレーザー、７８３ｎｍに
おけるＧａＡｌＡｓダイオードもしくはレーザーダイオード、または１０６４ｎ
ｍにおけるＮｄ：ＹＡＧレーザーでさえあり得、ならびに他の近赤外ダイオード
もしくはレーザーダイオードであり得る。本発明のいくつかの実施形態において
、複数の光源が使用される場合、複数の検出器もまた同様に使用され得る。各々
は、予測されるスペクトル応答および応答強度について最適化されるように設計
される。このような場合において、複数の光源からの励起のタイミングおよび光
源に付随する検出器からの応答は、制御器１８によって制御される。

【０１０７】 図１１において、その付随する電子モジュールおよび計算モジュールを備える
、代表的な体積マイクロプローブアレイ１７０が示される。この光学システムは
、ビームスプリッターが光ファイバーアセンブリの遠位端に位置すること、およ
び励起光学器および検出光学器の両方についての光シャッターアレイを使用する
代わりに、光シャッターのアレイではなくむしろ検出器のアレイが応答の空間的
な区別のために使用される以外は、図９および１０、ならびに上記に示されたシ
ステムに類似する。具体的には、体積マイクロプローブ１７０は、データプロセ
ッシングおよびシステム制御ユニット１７１ならびに光学システム１７２を備え
る。光学システムは、少なくとも１つの光源１７３を備える。レンズ１７４およ
び１７５は、光源をアレイ上に画像化するために、光源と光シャッターアレイ１
７６との間に挿入される。レンズ１７４と１７５との間に挿入されて、デバイス
１７６は、光源のスペクトルの分布を調整するために備えられ得る。このような
デバイスは、光源の正常なスペクトルの分布を改変するために設計されるフィル
ターであり得る。この光源は、他の部分よりも大きな強度のスペクトルの部分を
含み得、従って励起ビームのスペクトルの分布を正規化する。エレメント１７６
は、励起ビーム光路中で異なる型のフィルターを挿入するために（またはフィル
ターなしで）、フィルターホイールを回転させる際に取り付けられる複数のフィ
ルターであり得る。

【０１０８】 ２つのレンズ１７４と１７５との間にまた挿入されて、第２のデバイス１７７
は、時間的および強度的に励起ビームを調節するために備えられ得る。このよう
なスキームは、電子システム１７１（制御矢印１９１および１９３として示され
る）の一部である適切なフェーズロックド増幅器（示さず）を通して、調節およ
び検出を同期化することによって、検出システムのシグナル対ノイズ比を改善す
るために使用され得る。同様に、光源１７３のタイミング（複数の光源の配列ま
たはＵＶレーザー光源のパルス速度およびＵＶレーザー光源のパルス幅を含む）
はまた、制御矢印１９２によって示されるような制御器２０１の制御下にある。
光シャッターアレイ１７６は、バンドル内の各ファイバーがアレイ中の所定の光
シャッターに結合されるような様式で、光ファイバーバンドル１７８に結合され
得る。バンドル１７８内のそのファイバーの遠位端は、同じアレイジオメトリー
を維持するために、近位端と同じアレイ構成で配置される。個々の光ファイバー
の開口は、この実施形態において励起光学器の視野絞りを決定する。アレイ１７
６内の光シャッターは、制御ライン２００を介して、制御器２０１の制御下にあ
り、作動において、この制御器は、アレイ中のすべてのファイバーに順次励起ビ
ームを提供するために、順次光シャッターを開く。

【０１０９】 バンドル中のファイバーの遠位端から発する光は、対物光学器１７９を用いて
サンプル１８５に画像化される。図１１に示される実施形態において、ビーム駆
動鏡１８４が提供され、その機能は、サンプル内で、アレイの体積エレメントが
そこから分析される所望の領域を選択することである。方向付ける鏡１８４の傾
斜は、ジョイスティック１８７によって制御され、このジョイスティックは手動
で操作され得るか、または制御ライン１９６を介して制御器２０１の制御下にあ
り得る。

【０１１０】 サンプル１８５内の体積エレメントの標的アレイからの応答は、対物光学器１
７９に対して鏡１８４を方向付けることによって再方向付けられ、そしてビーム
スプリッター１８０は、励起ビームを応答から分離するために利用される。標的
アレイ内の体積エレメントの照射は、いつでも連続的であるので、所定の体積エ
レメントからの応答のみが、検出アセンブリによって受容される。この検出アセ
ンブリは、検出器１８３のアレイを含み、そしてアレイ内での各検出エレメント
のそれぞれの開口はまた、検出光学器の視野絞りとして機能する。励起光学器お
よび検出光学器の視野絞りの両方は、サンプル中の標的体積エレメント内で結合
されるので、本発明者らは、実質的に各体積エレメントからのみ発する応答の検
出が、サンプル中の各体積エレメントについて記録されることを保証する。

【０１１１】 検出器アセンブリはまた、さらなる伝統的な光学エレメント（例えば、スペク
トルフィルター１８１）を備える。この機能は、応答から、スペクトルの所望で
ない部分を除去することである。例えば、励起ビームが窒素レーザーであり、そ
して所望の応答が蛍光発光である場合、フィルターは、励起ビームのいかなる反
射をもブロックし、そして応答としてのそれらの記録を妨害する。スペクトル分
析器１８２はまた、応答のスペクトル分布を決定するために含まれる。検出器ア
レイは、励起および標的サンプル中の各体積エレメントからの応答の検出の同期
化を保証するために、制御ライン１９４を介して、制御器２０１の制御下にある
。

【０１１２】 検出器アセンブリ、またはいくつかの実施形態においては、対物レンズのよう
な特定のアセンブリのエレメントは、上記の様式と類似の様式で、アレイマイク
ロプローブシステムによってプローブされる体積エレメントの、ｚ位置つまり深
さを調整するために、（コントロールライン１９７を通して）制御器２０１の制
御下にある駆動機構１８６を用いてアセンブリの光学軸に平行な方向に動くよう
にされ得る。

【０１１３】 光学的応答を表す検出器からのシグナルは、シグナルプロセッシングユニット
２０２に方向付けられ、次いで、このユニットは、データを、データ準備モジュ
ール２０４において調整されるさらなるデータのためのアナログデジタル変換器
２０３に転送する。次いで、応答を表すデータ（そして、プロセッサーが種々の
体積エレメントからのデータを認識することを保証するためにタグを付し、これ
は、制御器２０１から制御ライン１９９を用いて達成される）は、データを正規
化するための較正器／スケーラー２０５において処理される。このことは、光源
の出力をモニターすること、およびライン２２０を介して光源の出力における変
動についてのデータを再正規化することによって達成される。

【０１１４】 制御およびデータプロセッシングユニット１７１は、メモリユニット２１０を
備え、ここで較正およびスケーリング定数２０８ならびに相関変換マトリックス
２０９が、以下にさらに記載されるように記憶される。このシステムからのデー
タは、コンピュータ２１１によって診断情報に変換され、そして表示ステーショ
ン２１２上に診断値としてまたは人工的なマップのいずれかとして表示される。
コンピュータはメモリ（常駐または取り出し可能なメモリ）を有し、ここでデー
タは記憶され得、そして未来のオフライン分析のために取り出され得る。

【０１１５】 一般的に、本発明は、操作すること、少なくとも部分的には、記録することを
意図し、そして一般的にはまた、それが収集する応答をコンパイルおよび分析す
る。本発明のいくつかの低コストの実施形態において、病理学の診断的予測のみ
が提供される。この場合において、このシステムは、特定の診断のための相関変
換ベクトルまたはマトリックスのライブラリーを備え、そしてこのシステムは、
以下にさらに記載されるように、シグナルのＩ_ij（特定の体積エレメントｊにつ
いての特定の波長ｉにおける応答強度）を登録し、そして体積エレメントｊのア
レイについての診断スコアＣ_jを提供するために必要である関数Ｆ（Ｉ_ij）を計
算するのみである。

【０１１６】 検出器１８３からの出力は、シグナルプロセッサー２０２、アナログデジタル
変換器２０３、およびデータ準備モジュール２０４におけるプロセシング後のデ
ータプロセッサー２０６に供給される。データプロセッサー２０６は、検出器１
８３からの出力を処理し得るか、またはより後の時点でのプロセッシングのため
にメモリーユニット２１０にデータを記憶し得る。コンピューター２１１はまた
、検出器１８３から得られた第１のデータセットを、メモリーユニット２１０か
ら得られた第２のデータセットと比較する能力、または、任意の所定の時点で測
定される体積エレメントのアレイ内の種々の体積エレメントの包括的な研究を実
行する能力を提供し得、従って所定のサンプル中の体積エレメントの空間的な相
関を提供する。例えば、データプロセッサー２０６は、プローブされる材料を表
す第１のデータセットとメモリーユニット２１０中の第２のデータセットとの間
の相関を計算し得る。本発明のこの局面の好ましい実施形態に従って、第２のデ
ータセットは、以下でより完全に記載されるように、光学応答データのライブラ
リーまたはこのようなライブラリーから抽出された数学的モデルであり得る。

【０１１７】 メモリーユニット２１０は、特定の材料についてのデータの大部分を記憶する
ために使用され得る。例えば、メモリーユニット２１０は、生物学的組織の特定
の型と相互作用した光の特性に関するデータを記憶し得るか、またはメモリーユ
ニット２１０は、光の波長のそれぞれのセットによる励起に応答して生物学的組
織の特定の型によって放射された光（特に、蛍光）の特性に関するデータを記憶
し得るか、または組織の深さによって示されるそのようなスペクトル、もしくは
先の一連の観察から得られた他の複雑な多次元スペクトルを記憶し得る。

【０１１８】 メモリーユニット２１０は、生物学的組織サンプルから得られた光の特定の特
性を、特定の診断と結びつける情報をさらに記憶し得る。例えば、１つの波長で
反射される光の第２の参照波長で反射される光に対する比率は、スペクトルライ
ブラリーおよび以前の臨床的な特徴付けとの相関に基づいて、特定の既知の観察
におけるように、癌組織の成長と関連し得るか、または組織の１つの層の肥厚化
、前癌性の代謝の変化、もしくは悪性度のような臨床的に関連する状態と関連し
得る。従って、注釈を付けられたか、または記憶されデジタル化されたスペクト
ルとの相関は、過去において診断のために必要であった、いかなる特異的な個々
のスペクトルの特色（例えば、ピークまたは吸収バンド）の同定がない場合でさ
え、診断的な判断を提供し得る。

【０１１９】 本明細書中に示される実施形態（例えば、図１１）において、検出器１８３は
、スペクトル分析器１８２によって処理された後に、試料からの応答を受容する
ことが示されるが、スペクトル分析器が時間干渉計（例えば、Ｍｉｃｈｅｌｓｏ
ｎ干渉計）または空間干渉計（例えば、Ｓａｇｎａｃ干渉計）のいずれかで置き
換えられ得ることが明らかである。次いで、得られる干渉図形は、本願中の別の
箇所に記載されるように、引き続くデータ分析のためにプローブされる各体積エ
レメントから得られる光学応答のフーリエ変換を提供し得る。

【０１２０】 同様に、ラマン分光法を実行するとき、特に、励起ビームのために近赤外の光
源が選択されるときに、ラマン散乱の強度が非常に減少する場合には、データの
アダマール変換を介して、プローブされた体積エレメントのラマンスペクトル応
答を得るために、応答経路において、干渉計の代わりに、マルチスリットアレイ
からなるアダマール符号化マスクを配置し得る。

【０１２１】 先行技術において、このような分析の良好な局在化を用いる複雑かつ不均一な
マトリックスのスペクトル的および化学的分析は、高い程度の均一性を有する領
域由来のこのようなマトリックスから得られる応答を限定できないことによって
妨害された。従って、マイクロプローブの大集団が、この問題に対処するために
開発された。そして実際、一点一点でまたはたとえ試料の切片上においても（例
えば、イオンマイクロプローブにおいて）、形態学的およびある程度化学的（大
部分は元素的）の両方である、電子顕微鏡およびイオンマイクロプローブならび
に分析的な情報を提供し得る種々の他のデバイスが存在する。不運にも、これら
の方法はすべて、真空中に試料を配置することおよび最終的な試料の破壊を必要
とし、そしてさらに、これらの方法は有機材料の分析に実施可能ではない。生物
学的組織のインビボマイクロプローブ分析は、古典的なマイクロプローブの用件
とはいくぶん異なる用件を有する。特に、分化した組織の典型的な寸法よりも大
きな解像度を有することは必要とはされないが、分析の技術分野において特定の
訓練を受けていない作業者（例えば、医師、プロセス制御作業者、および他の専
門家）によって操作され得る分析のツールを有することが必要とされる。本発明
の使用は、インビボでサンプルおよび生物学的組織のマイクロプロービングを可
能にし、そしてそのような試料の組成的、形態学的、および病理学的な特徴の空
間的な描写を可能にする。このようなアレイ体積マイクロプローブからのデータ
が使用され得る多数のアプローチが存在し、そして本発明の範囲を制限すること
なく、本発明者らはこれらのアプローチのいくつかを本明細書中で記載する。

【０１２２】 本発明の１つの実施形態において、体積エレメントのアレイからの応答（これ
は、各体積エレメント内の物質と励起放射との相互作用を表すか、または少なく
とも、このような相互作用の特定の信号を含む）は、様々な波長に対する受光度
について表されるか、または当該分野で公知のように、この応答のスペクトルと
して表される。次いで、特定の分析分野で熟練した研究者は、これらのスペクト
ルを使用して、その研究者の励起放射の知識から、アレイ内の体積エレメントの
各々についての重要な情報、およびその放射とその研究者の標的物質との相互作
用のモードを推測し得る。種々の分析ツール（例えば、スペクトルピークフィッ
ティングまたはスペクトル逆重畳（ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）を実施するよ
うに設計されたソフトウェアプログラム）は、研究者のこのような相互作用の基
本的な理解をさらに高めるため、および研究者にアレイ内の標的体積エレメント
の化学的特性、形態学的特性および生理学的特性についての情報を提供するため
に、使用され得る。なぜなら、これらの応答の各々は、プローブされるアレイ内
の特定の体積エレメントに対応するからである。この応答は、研究者に提供され
るデータを除いて、当該分野で公知の基本的な原理に従い、十分に規定された体
積エレメントから誘導され、従って、寄生生物応答に起因して弱まる妨害および
応答、ならびに標的の大量元素の外で生じる妨害は、もはや、多くの異質サンプ
ルの特定の特徴を区別する研究者の能力を妨害しない。従って、本発明のアレイ
体積マイクロプローブは、任意の所定の時間のみにおけるアレイ内の本質的に各
々の体積エレメントに対して観察される応答を制限しつつ、古典的な分光分析、
蛍光分析、ラマン散乱分析、および他のパラメトリック分析または特徴付け分析
（これは、局在化した放射に対する、アレイ内の各体積エレメントの応答の測定
を含む）を実施するために使用され得る。

【０１２３】 本発明の別の実施形態において、観察された生の応答から有意な結論を誘導す
るための技術的技能を有さない使用者に関して、このシステムは、使用者の特定
のニーズに応える相関変換のライブラリーを備え、その結果、このシステムは本
質的に、特定の分析タスクについて予め較正される。アレイ体積マイクロプロー
ブを較正する方法は、本明細書中でさらに詳述される。多くのこれらの診断状況
において、熟練した分光分析者ではない医師は、疑わしい組織を見て、そして変
色または他の形態学的異常がある場合、このような領域からのサンプルを切除し
、そしてそのサンプルを、その組織の顕微鏡検査のために病理学研究所に送り、
可能性のある癌の有無、ならびにその段階を決定する。これは、目視検査の間に
、疑わしい標的組織の疑わしい病状の特徴を決定する診断スコアリングが利用可
能である場合には非常に有用であり、その結果、必要ならば、即時の措置がとら
れ得、生検のための組織の不必要な切除が回避される。以下に記載されるように
較正された場合、本発明のアレイ体積マイクロプローブは、医師によってこのよ
うに目視された組織の自動診断を可能にし、別の専門病理学者によって顕微鏡で
このような組織を検査する必要なく、病状およびその程度の仮想画像を提供する
。

【０１２４】 図１２は、アレイ体積マイクロプローブの較正、次いで使用において行われる
種々の工程を示すダイアグラム３００である。特定の病状について、アレイ体積
マイクロプローブ３０１を較正するために、特定の病状の標本のトレーニングセ
ット３０２をまず選択する。用語トレーニングセットは、病理学研究所において
、各標本の状態の非常に正確な細胞学的測定および病理学的測定が行われる組織
標本のグループを示す（工程３０３により表される）ために本明細書中で使用さ
れる。さらに、このような生検を切除する前に、このトレーニングセット内の各
標本を、インビボで、本発明のマイクロプローブアレイ３０１を用いる厳格な研
究に供した。この記載の目的のため、本発明者らは、トレーニングセット内の標
的体積エレメント（組織のそれぞれの病理学的状態の病理学研究所の測定に後に
供される組織）が、レーザーＵＶ源および広帯域白色光源の両方を用いて励起さ
れると仮定する。較正の間に、切除した組織とプローブされる体積エレメントと
の間の良好な空間的相関を保証するために、アレイを、１つのシャッターのみが
開いた状態で使用するか、または体積マイクロプローブを画像化しない特定の単
一のチャネルを使用し得る。標本ｊ内の標的体積エレメントのＵＶ励起および白
色光励起に対する応答の強度を、それぞれ、Ｊ_ujおよびＩ_ijとする。ここで、ｕ
およびｉは、それぞれ、ＵＶ励起および白色光励起に対するスペクトル応答のス
ペクトルバンド内の中心波長である。これらのデータは、将来の分析および工程
３０４における主較正の決定のために、メモリー（例えば、図１１の記憶装置２
１０）に保存される。トレーニングセット内の体積エレメントは、画像化体積マ
イクロプローブを用いずに得られた応答を記録した後に削除され、そして各標本
の状態の病理学的測定値がスコアＣ_jの形態で記録される。ここで、ｊは標本の
同一性であり、Ｃｊは、標本の状態に従って選択される単調なスコアリングスケ
ールの数（例えば、０〜１０）であり、ここで０は正常な組織を表し、１０は完
全に侵入された深刻な癌性組織を表す。このトレーニングセットは、そのような
病状の有無の将来の決定のための非画像化体積マイクロプローブを較正するので
、トレーニングセットの病理状態の目的の決定が達成されると、多くの注意を払
うことが重要である。そのような場合において、同一のサンプルが、多くの独立
した病理学者によって、盲目実験で顕微鏡的に検査され、そして様々な病理学的
結果の間の最小の一致が存在する標本のみが、トレーニングセットに含まれる。

【０１２５】 一旦、トレーニングセット内の標本のスコアＣ_jが、慎重に決定され、トレー
ニングセット内のサンプル（体積エレメント）に関連する患者の医療記録が記録
されると（患者１人につき１以上の体積エレメントがトレーニングセットに含ま
れ得るが、所定の病状について、様々な患者がトレーニングセットに含まれるの
が最適である）、記憶装置２１０に以前に保存されたＩ_ijおよびＪ_ujの値が使用
されて、ｎ個の相関式のセットを定める（ｎは、トレーニングセット内の体積エ
レメントの数である）： Ｅａ_iＦ（Ｉ_ij）＋Ｅｂ_uＦ（Ｊ_ui）＋Ｅｃ_sＧ（Ｍ_sj）＝Ｃ_j （１） それぞれ、白色光およびＵＶ光に対する応答の波長ｉおよびｕの周りの帯域幅は
、通常、５ｎｍと５０ｎｍとの間であり、これは、このシステムの検出モノクロ
メーターまたはスペクトログラフ（図１１の要素１８２）において達成可能であ
るかまたは望ましいスペクトルの解像度に依存する。

【０１２６】 関数Ｆの選択は、ある程度、受信される応答の特徴に依存する。ほとんど特徴
のないスペクトル応答（すなわち、比較的平らであり、波長と共にゆっくりと変
化するスペクトル応答）が受信された場合、しばしば、これらの応答の強度また
は正規化強度、すなわち、それぞれ、Ｆ（Ｉ_ij）＝Ｉ_ijまたはＦ（Ｉ_ij）＝Ｉ_ij ／Ｋ（ここで、Ｋは受信されたスペクトルの最大応答、または所定の波長におけ
る応答のいずれかである）を選択する（生体組織において、応答はしばしば、水
またはヘモグロビンの存在に関連する）。予測されるスペクトルが、多数のより
はっきりした特徴を含む場合、しばしば、Ｆ（Ｉ_ij）＝（ｄｌ_ij／ｄ８）Ｉ_ijを
使用し得、ここで、８は波長である。もちろん、ＵＶ励起Ｊ_ujおよび白色光励起
Ｉ_ijの両方に対する応答について、同じ関数Ｆを使用するのが最適である。

【０１２７】 関数Ｇ（Ｍ_sj）は、患者の特定の「病歴」の観測される応答に対する影響を許
容するように含まれ、これは通常、性別、年齢、人種、および高血圧、糖尿病な
どのような全身性病状の有無のパラメーターを含む。多くの状況において、係数
ｃ_sの一部または全てが、ゼロであり、そしてこれらのファクターは、較正に対
する影響を有さないが、特定の場合において、これらのファクターは役割を果た
し、ここで完全性のために本明細書中に含まれる。

【０１２８】 ここで、回帰分析を行うために、コンピュータが工程３０４において使用され
て、使用される波長ｉおよびｕ（およびｓ（これらは、病歴を表す「人工波長」
である））の数を最小にし、妥当な相関を得、そして相関定数ａ_i、ｂ_u（および
ｃ_s）について、最小式（１）のセットを解く。この回帰分析は、実験的に得ら
れるｎ個の式を使用し、本質的に相関定数を未知数として使用して行われ、この
相関定数について、最適な相関を有する解が求められる。最小化が行われて、こ
れらの応答がスコアＣ_jに対する応答Ｉ_ijおよびＪ_ujと相関する独立した相関情
報を含む、波長を抽出する。較正プロセスの間に、絶対的に必要な量より多くの
量のデータが収集され、そしてこれらのデータの多くが相関する。十分に良好な
相関を得るために、互いに独立した応答のみが必要であり、従って、式（１）に
おけるスペクトル応答の最小化のプロセスが実施される。この最小化はまた、非
画像化体積マイクロプローブの実際の診断的使用の間、最小セットの応答の獲得
を許容し、従ってその手順を早める。

【０１２９】 最小セットの波長および関連した相関係数ａ_iおよびｂ_uを得るために使用され
る方法は、当該分野で周知であり、多価線形回帰分析および一価線形回帰分析が
挙げられる。他の統計学的ツール（例えば、ニューラルネットワーク分析）もま
た利用可能であり、そしてこの目的のために使用され得る。

【０１３０】 一般に、本発明者らは、値Ｉ_ijおよびＪ_ujを、それぞれ白色光励起およびＵＶ
励起に対する体積エレメントの応答と称する。本発明者らが記載してきたように
、サンプル中の体積エレメントを特徴付けするために、他の応答が使用され得る
。従って、本発明者らは、特定の病状と相関する体積エレメントからの応答であ
る全ての応答を、応答Ｒ_ijと称する。上記のように、本発明者らは、体積エレメ
ント（または体積エレメントの宿主）についての他の情報（これは、非画像化体
積マイクロプローブを用いて決定されていないが、観測される応答と診断される
病状との間の相関の改良にさらに寄与する）を、応答Ｒ_ijの一部として含めるこ
とは、時折有利であることを見出した。このような情報には、体積エレメントが
存在する被験体の一般的な分類（例えば、非限定的に、性別、年齢、人種、他の
病状および体重）が挙げられ得る。このような情報は、それが回帰に含まれるこ
とにより回帰の信頼性のレベルが改良される場合、さらなる人工応答Ｒｉｊとし
て（関数Ｇ（Ｍ_si）の代わりに）含まれ得る。従って、添え字ｉは、非画像化マ
イクロプローブ（応答が登録された１つ以上のタイプの応答ならびにスペクトル
バンド）を用いて得られるか、または他の手段によって得られたかという、得ら
れた応答のタイプを表す。

【０１３１】 従って、相関係数が誘導される式（１）のセットは、以下のように単純化され
得る： Ｅａ_iＦ（Ｒ_ij）＝Ｃ_j （２） 単純化について、順序値ａ_iは、病状Ｃに対する相関ベクトル（ａ）と称され得
、そして順序応答Ｒ_ijは、トレーニングセット内の体積エレメントｊに対する応
答ベクトル（Ｒ_j）と称され得る。関数応答ベクトル（Ｆ（Ｒ_j））は、同様に、
応答ベクトル（Ｒ_j）における応答のエレメントの順序関数として定義される。
同様に、順序スコアＣ_jは、トレーニングセットに対する病状スコアベクトル（
Ｃ）と称され得る。従って、アレイマイクロプローブを所定の病状Ｃに関して較
正するプロセスは、すべての応答ベクトル（Ｒｊ）およびそれらの対応する病状
スコアベクトル（Ｃ）を得る工程からなり、そして関数応答ベクトル（Ｆ（Ｒ_j
））を生成した後、これらのデータから、非画像化体積マイクロプローブの較正
ベクトルである最小相関ベクトル（ａ）を得る。理解し得るように、この較正は
、米国特許第５，７１３，３６４号の非画像化体積マイクロプローブについて設
計された較正と同一である。多数の異なる病状についての較正は、未知の標本に
ついての将来の使用のために較正ライブラリ３０５に保存され得る。各マイクロ
プローブアレイは、相関エンジン３０７を含み、これは較正ライブラリ３０５か
らの較正ベクトル、およびマイクロプローブアレイおよび他の供給源（例えば、
医療記録３０８）から得られる応答ベクトルを受け取り得、そして観察される病
状の値Ｃを応答ベクトルについて再構築し得る。本発明の様々な実施形態におい
て、所定の体積エレメントからの励起および応答を表す異なる光学チャネルが等
価であるため、単一較正（所定の病状について）で十分である。

【０１３２】 ここで、本発明者らが、トレーニングセットの外、すなわち未知の標本３０６
である、標的の標本における病状の特徴および分布を決定することを望む場合、
単純性について、アレイｋ（ｘ，ｙ，ｚ）中のこれらの体積エレメントの各々を
名付けて、そのｘ、ｙおよびｚ座標を描写する。応答ベクトル（Ｒ_k（ｘ，ｙ，
ｚ））は、体積エレメントｋ（ｘ，ｙ，ｚ）を用いる機器によって、いくつかの
応答Ｒ_ikが人工応答（例えば、上記のような性別または人種）である程度まで回
帰され、これらはマイクロプローブアレイの相関エンジン部分に入れられ、体積
エレメントｋ（ｘ，ｙ，ｚ）、Ｃ_k（ｘ，ｙ，ｚ）に関する病状のスコアが、関
数応答ベクトル（Ｆ（Ｒｋ（ｘ，ｙ，ｚ）））を用いて以前に見出された相関ベ
クトル（ａ）の積、すなわち、Ｃ_k（ｘ，ｙ，ｚ）＝Ｅａ_iＦ（Ｒ_ik（ｘ，ｙ，ｚ
））を得ることによって、予測される。従って、体積エレメントｋ（ｘ，ｙ，ｚ
）（この病理状態Ｃ_k（ｘ，ｙ，ｚ）は未知である）のアレイについての較正マ
イクロプローブアレイの使用により、体積エレメントｋ（ｘ，ｙ，ｚ）における
病状の即時の診断および自動診断が可能となる。この手順は、アレイ内の体積エ
レメントの全てについて繰り返され、そして全ての体積エレメントについての値
Ｃ_k（ｘ，ｙ，ｚ）のセットは、ここで、数値としてかまたは調べられたアレイ
の人工画像としてのいずれかで、ディスプレイ３０９に表され得る。従って、三
次元画像の操作および処理の通常の方法は、医師に、疑いのある病状の特徴、程
度、重篤度および侵入度に対する洞察を提供し得る。これは、必要とされた不必
要な生検の数を減らし、そして検査中に医師がこれに従って行動し得る即時の情
報を医師に提供する。

【０１３３】 関数Ｆ（Ｒ_ik（ｘ，ｙ，ｚ））は、マイケルソン干渉計のような時間的干渉計
またはサニャック干渉計のような空間的干渉計のいずれかを用いて、これらの応
答から得られるフーリエ変換から誘導され得ることが理解されるべきである。こ
れらの応答から得られるフーリエ変換の代わりに干渉図形自体を使用することも
さらに可能である。同様に、プローブされたエレメントについての分子構造の情
報をプローブする場合、関数Ｆ（Ｒ_ik（ｘ，ｙ，ｚ））について、ラマンスペク
トル応答のアダマール変換から得られる様々な波長における値を使用する。

【０１３４】 本発明のマイクロプローブアレイが較正されて、複数の病状Ｐ_mを診断し得る
ことが当業者によって理解されるべきである。ここで、ｍは、特定の病状を示す
。この様式で使用される場合、この複数の病状について機器を較正するタスクは
、上記のように、トレーニングセットｊ、応答Ｒ_ijおよび病理学的スコアＰ_mjを
得る工程からなり、ここでｉは、応答の帯域幅または人工応答のタイプであり、
ｊは、トレーニングセット内の体積エレメントまたは標本であり、そしてＰ_mjは
、標本ｊにおける病状ｍについてのスコアである。較正中、本発明者らは、多数
の相関ベクトル（ａ_m）を、それぞれ特定の病状ｍについて得る。較正された非
画像化体積マイクロプローブの作動中、上記の相関ベクトル（ａ）が、ここで、
相関行列｛ａ｝（この要素はａ_imである）で置き換えられ、特徴付けられていな
い標本ｋについての機能的応答ベクトル（Ｆ（Ｒ_k））は、行列｛Ｆ（Ｒ_k）｝（
この要素はＦ（Ｒ_imk）である）で置き換えられ、そして相関行列｛ａ｝と関数
応答行列｛Ｆ（Ｒ_k）｝との積を得ることによって、診断結果はベクトル（Ｐ）_k （この要素はＰ_mkである）で示される。

【０１３５】 この分析方法の実際の実施形態において、作成された相関は、異なる病状につ
いて同じ応答（これらの全てではないとしても、これらの応答の少なくともいく
つかで）を使用することがまた理解されるべきである。従って、応答ベクトル（
Ｒ_k）（要素Ｒ_ikを有する）のみが必要であり、これは、診断スコアＰ_mkを得る
ために、体積エレメントｋからの応答の最小セットを含む。行列｛ａ｝はまた、
相関変換行列と称され得る。なぜなら、行列｛ａ｝は、測定可能（または観測可
能）な値のあるセットを数または値（これらは所望の病状スコアである）の別の
セットに変換するからである。これは、相関変換行列｛ａ｝とベクトル（Ｆ（Ｒ _k ））である、関数応答ベクトルを乗算することによって達成され、応答ベクト
ル（Ｒ_k）の診断スコアベクトル（Ｐ）_kへの変換を得る。

【０１３６】 トレーニングセットの診断データまたは分析データの独立した決定に対する、
トレーニングセットの光学応答を相関することによる、本明細書中で開発された
未知の標本についての診断情報または分析情報を予測する相関変換法は、Ｒｏｓ
ｅｎｔｈａｌによって示され、大きなシグナル対ノイズ比を有する応答のセット
を提供するのに十分大きな、人工的にホモジナイズしたサンプルについて十分に
研究した。本発明の拡張方法が、インビボで非常に小さい体積エレメントについ
て良好な相関を生成したことは驚くべきことである。古典的な分光法において、
例えば、Ａｌｆａｎｏによって実施されるように、病変組織のスペクトルまたは
光学応答は、標的組織において、診断的読みとりを試みるために、健康な組織の
同様のスペクトルまたは応答と比較される。この方法は、被験体と試験される組
織の特徴との間で遭遇する大きな変化のため、作用しない。本発明者らの相関変
換アプローチを使用した場合、本発明者らは、標的組織におけるスペクトル応答
の任意の存在する（健康かまたは病的な）組織の応答との比較の使用を意図的に
回避する。なぜなら、特定の組織は被験体間で遭遇する全ての変化を表さないた
めである。このような被験体間の変化は、病状の強力な診断決定を得るための従
来技術の性能を不変的に弱めるスペクトルのひずみを生じる。本発明者が、非光
学応答を光学応答と共に、相関変換アルゴリズムの一部として含めることによっ
て、本質的に、病状の人工モデルが完全に構築され（トレーニングセットに基づ
く）、この病状は、単独で、任意の１人の被験体または組織において決して再発
しない。最後に、この新規のアプローチは、小さな体積エレメントに対する光学
応答の空間的フィルタリングと結びつけられ、従って、異種組織にわたる応答積
分を回避し、これまでは不可能であった病状の貴重な人工画像を得ることを可能
にする。

【０１３７】 本明細書中で提供される記載の簡潔さのため、本発明者らは、この方法の目的
は、組織（この組織は、外皮または体口（ｂｏｄｙ ｏｒｉｆｉｃｅ）（例えば
、口または膣）、または内視鏡または腹腔鏡を介してアクセス可能な他の腔（例
えば、胸郭および腹膜腔のような、体腔内の胃腸管または様々な器官の様々なセ
グメント）のいずれかにおいて、癌を含む特定の病状に羅患し、そして光学可視
化に対して受容可能である）の有無の診断のためのアレイ体積マイクロプローブ
を較正することであると仮定する。体腔が内視鏡または腹腔鏡によってアクセス
されている状況において、これらの医用用途に適合されたシステムおよび方法を
提供することが重要である。ハードウェアプローブが生体組織のインビボ診断の
ために使用されている他の医用用途に適合されたシステムおよび方法を提供する
ことがさらに重要である。ハードウェアプローブは生体組織と接触して配置され
得るため、光学ハードウェアプローブの汚染はさけられなければならない。光学
ハードウェアプローブ用のディスポーザブルプローブまたは使い捨て被覆が、こ
れらの場合において特に有利であり得る。

【０１３８】 １つの実施形態において、本発明に従う装置は、インビボの場合において、生
物学的物質のサンプルの特徴を決定するために使用され得る。インビボの場合に
おいて、生物学的物質のサンプルは、患者の体組織にインビボで連続的に存在し
得る。この実施形態において、バリアまたはディスポーザブルシースが備えられ
て、プローブが生物学的物質と接触するのを防ぎ、患者のインビボ体組織と接触
するのを防ぎ、この患者の体組織の近位または近接して生物学的サンプルが見出
される。さらに、本明細書中で開示される装置の実施形態において、バリアまた
はディスポーザブルシースは、プローブが、検査されている生物学的サンプルが
見出され得るインビボ体組織を取りまく組織と接触することから防ぎ得る。１つ
の実施形態において、バリアまたはディスポーザブルシースは全体的にプローブ
を被覆する。別の実施形態において、バリアまたはディスポーザブルシースは、
プローブの患者の体組織と接触するために適合された部分を被覆し得る。本明細
書中で使用される用語、シースは、光学ハードウェアプローブの一部または全体
にフィットし、それによりプローブと研究中のサンプルとの間、またはプローブ
とインビボ体組織との間に挿入される、任意のデバイスを包含すると理解される
。

【０１３９】 ディスポーザブルデバイスは、特定の解剖学的用途のために設計され得る。胃
腸管、尿路、腹膜腔、胸郭および雌生殖管を含む手順は、ディスポーザブルデバ
イスが使用され得る例である。本発明のハードウェアに、１人の患者での使用に
適合され得るディスポーザブルカバーまたはシースを提供することは特に有利で
ある。さらに、１つの実施形態において、プローブは、シースが操作可能である
プローブに対して適所に位置しなければならないように構成される。特定のメカ
ニズムが、シースの単一使用を保証するためか、またはプローブが、それをカバ
ーするよう適切に配置されたシースなしで作動され得ないことを保証するために
以下に詳細に記載される。他のメカニズムは、当業者に容易に明らかである。

【０１４０】 図１７は、子宮頸の組織を試験する際の使用に適合された、本発明の装置の実
施形態を示す。本発明の実施形態は、子宮口（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｃｅｒｖｉｘ
）または子宮峡部（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｃｅｒｖｉａｌ ｏｓ）のいずれかを試
験するために使用され得る。本発明の実施形態は、膣鏡の用途に適合され得る。
図１７は、女性の会陰の解剖学的部分断面図を示し、これは、膣４０８内に位置
するディスポーザブルシース４００の実施形態を示し、このシース４００は、こ
こでは、断面が示される。膀胱４６２、子宮４６０、直腸４６４および恥骨結合
４６６を含む隣接構造が、方向付けを容易にするためにここに示される。この図
は、ディスポーザブルシース４００が、頸部４０４を照らすための光学ハードウ
ェアプローブ４０２を提供され得る実施形態を示す。このシース４００について
の輪郭は、頸部４０４および膣４０８の解剖学的構造に適合され得る。ビデオ照
明のための頸部４０４の白色光照明４１０は、円周状に提供され得る。このプロ
ーブ４０２の遠位端４１２から頸部４０４までの距離は、約１００ｍｍであり得
る。この光学ハードウェアプローブ４０２のプロービングビーム４１４は、この
ディスポーザブル保護シース４００を通って頸部４０４に当たり得る。

【０１４１】 単純な円筒構造によって、光伝達ファイバーの遠位端とこのディスポーザブル
シース４００との間に、光が頸部４０４を照らすように伝達されるように、イン
ターフェースが提供され得る。１つの実施形態において、このハードウェアプロ
ーブ４０２の遠位端４１２に適用される末端プレート（示さず）は、ＵＶ励起ビ
ームが適用される場合に、そのプレートから発光される蛍光を最小にするように
設計された材料から作製され得る。このプレートを作製するための物質の例は、
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）であるが、蛍光を最小にする他の光学プ
ラスチックは、当業者によって想像され得る。この光学ファイバー末端を有する
この光学ハードウェアプローブ４０２上のリングとこのディスポーザブル４００
との間のインターフェースは、円環のセグメントの形態で、透明なシラスチック
材料から作製され得る。

【０１４２】 ディスポーザブルシース４００の代替の実施形態において、光源リング（示さ
ず）が、遠位方向に、ちょうどこのハードウェアプローブ４０２の遠位端４１２
に位置する。この実施形態は、２０度傾斜した円環状レンズを備えた透明なシラ
スチックリングを備え得る。この円環状構造物は、このプローブのスチールリン
グにこのレンズを固定する、引き込み型のスナップ式機構を有し得る。この円環
状シラスチックエレメントは、非常に可撓性の薄いプラスチックスリーブの一部
であり得、このスリーブは、その光学ウインドウとして、前面膜を有する。この
薄いプラスチックスリーブは、このハードウェアプローブを包むように近位方向
に伸長し得る。可撓性プラスチック材料としては、この前面膜の最初の包み込み
および突っ張りを容易にするように円錐状に形成された、薄いポリエチレンフィ
ルムが、挙げられ得る。他の適切なプラスチックは、当業者により想像され得る
。

【０１４３】 ディスポーザブルシース４００は、このハードウェア光学プローブ４０２に取
り付けられ得るし、または固定され得る。種々の固定機構４０６が、当業者によ
り想像され得る。固定機構４０６は、このハードウェア光学プローブ４０２にこ
のディスポーザブルシース４００を固定し得る機構およびシステムを含むことが
、理解される。一例として、単純なバンドラッチ（ｌａｔｃｈｉｎｇ）機構が、
使用され得る。あるいは、一方向性ラッチを使用する、ラッチ機構が使用され得
る。別の例として、複数のピンまたはポストが、このハードウェア４０２上に配
置され得る。これらのピンまたはポストは、このハードウェアプローブ４０２中
の光伝達ファイバーが、このディスポーザブルシース４００中の対応する領域と
整列するように配置される。このディスポーザブルシース４００の近位部分上の
フォーク様ラッチは、一旦ポストが適所にラッチングされると、そのラッチを破
壊することによってのみはずされ得るように、ポストとつながれ得る。この実施
形態によると、このディスポーザブルシース４００は、光学プローブ４０２から
取り外され得ず、その後、別の患者のために使用されるべきプローブ４０２上に
置き換えられ得ない。このディスポーザブルプローブが、１人の患者の用途のみ
に適合された、他の実施形態が想像され得る。単回での使用にこのディスポーザ
ブルプローブを限定する固定機構は、当業者により想像され得る。シースまたは
バリアーがこのプローブに取り外し可能に取り付けられ得、そしてこのシースま
たはバリアーを取り外すことによりこれらのデバイスの続く使用が防がれ、それ
によってシースまたはバリアーが一回だけ使用されることが確実になる、他の多
数の固定機構が、当業者により考案され得る。若干数のこれらの固定機構が、以
下に記載されるが、これらの記載は、本明細書において特許請求されるような、
本発明の範囲を制限することは意図されない。

【０１４４】 特定の実施形態において、このディスポーザブルシース４００は、このハード
ウェア光学プローブ４０２への光学シグナルおよびこのプローブからの光学シグ
ナルが変化しないような、十分な光学的質の前面ウインドウを提供する。これら
の特徴はさらに、複数の医学的状況における使用にこのデバイスを適合させる。
これらの特徴によって、このデバイスは、種々の状況における医学作業者にとっ
てより有用になる。しかし、本明細書中に開示される実施形態は、限定するもの
であることは意図されない。他の実施形態が、当業者によって想像され得る。

【０１４５】 図１８は、本発明によるディスポーザブルシース４４０の１つの実施形態の遠
位端４４８を示す。示される実施形態において、一束の光学ファイバー４４２が
、ディスポーザブルシース４４０内のリング４４４中に配置され得る。このディ
スポーザブルシース４４０の遠位端４４８は、ファイバー４４２の配置の位相幾
何学の選択に従って選択され得る。例として、リング４４４は、シース４４０中
に構築され得、内径２５ｍｍおよび外径２８ｍｍを有する。この形状によって、
多数の光学ファイバー４４２がこのリング４４４中に配置されるのが可能になり
得、このファイバー４４２各々は、直径１ｍｍを有する。１つの実施形態におい
て、７８個の光学ファイバー４４２が、この形状に従って配置されたリング４４
４中に配置され得る。あるいは、配置された光学ファイバー４４２の間に空間が
残り得るか、または光学ファイバー４４２が束ねられ得る。さらに、この光学フ
ァイバー４４２のリング４４４の厚さは、もっと多いかまたは少ないファイバー
４４２に適合するように変えられ得る。１つの実施形態において、このシース４
４０の遠位端４４８は、このプローブの光学にモジュール調整されて調整され得
る。このシース４４０中の光学ファイバー４４２の他の配置は、当業者に明らか
である。例えば、複数の同心円状リングが、各リング４４４中の若干数の光学フ
ァイバー４４２を含むように構築され得る。

【０１４６】 これらの図に示されるディスポーザブルシースは、例示目的のためだけに示さ
れることが、理解される。シースの形状がこのプローブ用に想像される医学用途
に適切である、複数のシースの形状が、当業者に明らかである。さらに、本明細
書中に開示されるハードウェアプローブの光学仕様に適合されるシースの形状が
、当業者により設計され得る。これらのシースは、その種々の実施形態において
、種々の臨床状況における適用を可能にする本発明の光学プローブシステムおよ
び方法と、当業者に容易に理解されるように、有利に組み合わさる。

【０１４７】 １つの実施形態において、本発明の保護シースは、２つの主要なエレメントで
ある、前面光学ウインドウ（例えば、形成されたかまたは鋳造されたポリメチル
メタクリレート（ＰＭＭＡ）から作製される）、ならびに光学プローブをカバー
するようにこの前面光学ウインドウから伸長する、ほぼ円筒状のスリーブ（ポリ
エチレンのような、薄い可撓性プラスチックから作製される）からなり、この２
つのエレメントは、この前面光学ウインドウの近位縁で固定される。保護シース
のスリーブ構成成分は、解剖学的構造領域に適切な任意の形状であり得るし、ま
たは特定プローブに適合するように形づくられ得る。このスリーブは、その下に
あるプローブにきつく適用されても、または緩く適用されてもよい。このスリー
ブは、このプローブの周囲に特定の順序のスリーブを配置する、ひだまたは折り
目を備えて提供され得る。スリーブは、このプローブの形状により密接に従うよ
うに、焼き嵌め材料から一部作製され得る。この収縮は、外付けによってか、ま
たはこのプローブを使用する前に、埋め込まれた加熱エレメントに小電流を通す
ことによってかのいずれかで、達成され得る。スリーブは、１片の材料から作製
され得るし、または複数の構成成分から作製され得る。種々のスリーブの配置は
、当業者により容易に想像され得る。

【０１４８】 この前面光学ウインドウは、このプローブとシースとの間で唯一の相対方向が
可能なような唯一の様式でこのプローブの光学遠位端と嵌合する、中空円筒状部
分を有し得る。前面光学ウインドウについての他の形状は、標的となる解剖学的
構造領域の形状に基づくか、または下にあるプローブの形状に基づいて、想像さ
れ得る。このシース上またはプローブ上の配向機構によって、このプローブ上の
シースの適切な位置取りを容易にし得、その結果、そのような位置取りが容易か
つ正確になる。この配向機構によって、このプローブ上の適切な検出器、センサ
ーまたはリーダーによる、識別子または他のデータを有するこのシース上のマー
カーの読み取りがさらに可能になり得る。

【０１４９】 強固な前面光学ウインドウにて使用される光学ポリマーの選択は、実施される
診断評価の種類に関連し得る。特定の材料が特定の状況に適合される光学特徴を
有することが、理解される。例えば、本発明によるプローブの実施形態を使用す
る膣鏡試験において、ＵＶビームによる標的組織の励起が実施され、そしてその
組織からの蛍光応答が収集されて、潜在的病理が決定される。この状況において
、そのシースの光学ウインドウは、ＰＭＭＡを含み得る。なぜなら、この材料は
、この励起ビームに対して有意な蛍光応答を有さないからである。本明細書の目
的のために、蛍光応答は、そのような応答が励起ビームで刺激された際に組織か
ら収集されそして組織により発せられる蛍光応答の解釈の正確性を妨げる場合に
、有意であると言われる。

【０１５０】 他の状況下で、例えば、光学プローブに埋め込まれたＣＣＤによって画像を得
ることは、蛍光応答から非常に高いＳＮ比を得ることと同程度には重要でないか
もしれない。これらの状況下では、ＵＣ励起ビームを伝達する末端片は、非常に
薄いテフロン（登録商標）から作製され得るか、または他のフルオロプラスチッ
ク（例えば、ＴＨＶ−２００Ｐ（３Ｍ株式会社からの、ＴＦＥ／ＨＰＦ／ＶＤＦ
テルフルオロポリマー）を含み得る。これらのプラスチックは、ＵＶで照射され
た場合に、有意な蛍光応答を示さない。

【０１５１】 この光学ウインドウは、他の光学エレメント（例えば、光学レンズ、光学ファ
イバー、または光学偏光子）と組み合わせられ得る。特定の実施形態において、
そのさらなる光学エレメントは、有意な蛍光応答を生じることなく、電磁放射を
伝達し得る材料から作製され得る。

【０１５２】 本発明のいくつかの実施形態において、このシースのセグメントは、このバリ
アーの未使用状態を示すマーカーとともに提供され得、そしてこのプローブは、
このマーカーを検出し得るセンサーまたはリーダーを備え得る。特定の実施形態
において、このセンサーまたはリーダーは、このプローブを活性化し得るシグナ
ルを生じ得る。これらの状況の下で、このプローブは、以前に使用されなかった
シースの存在下でのみ活性化され得る。代替の実施形態において、このシースの
セグメントは、このシースが以前に使用されたことを示すマーカーを備えて提供
され得る。この実施形態において、このプローブは、このマーカーを検出し得る
センサーまたはリーダーとともに提供される。特定の実施形態において、このセ
ンサーまたはリーダーは、このプローブを活性化し得るシグナルを生じ得る。汚
染または交互汚染からこのプローブアセンブリを保護するという医学集団の必要
性を満たし得る他の手配は、当業者に明らかである。１より多くの診断試験サイ
クルのためのプローブおよびシースの使用を防ぐように、システムが手配され得
る。１人より多くの患者に対するプローブおよびシースの使用を防ぐが、試験さ
れる１人の患者に対して複数の診断試験サイクルが実行されるのを可能にするよ
うに、システムが手配され得る。このプローブおよびシースの使用を限定するた
めの手配としては、機械的システム、電気的システム、コンピューターハードウ
ェアシステムまたはコンピューターソフトウェアシステム、あるいはこれらの組
み合わせが挙げられ得、これらは、過度の実験を伴わずに当業者により容易に考
案され得る。

【０１５３】 このセンサーがこのマーカーを検出し得る複数の手配が、想像され得る。１つ
の実施形態において、このマーカーは、光学ウインドウの領域上に配置され得る
。しかし、このマーカーは、このシースの任意の都合の良い部分上に位置し得、
このプローブ上のセンサーは、このマーカーを読み取ることが可能であるように
位置する。１つの実施形態において、このマーカーは、通し番号の特定のシース
を、実際の英数字マーキング形態かまたはバーコード形態のいずれかで、備え得
る。この通し番号は、この光学プローブ中の特別のエレメントによって「読み取
られ」得、そしてこのプローブの電子システムに保存され得る。この通し番号は
、試験される患者を同定する他のデータと相関し得る。このプローブが患者を試
験するために使用される各時間に、その特定の患者を同定するデータが入力され
る。この実施形態において、特定のシースの通し番号は、特定の患者と関連する
。このシース上に位置する通し番号を検出する際に、このプローブは、検出され
た通し番号が既に特定の患者と関連するか否か、つまりこのシースの以前の使用
を示す関係を決定するためにデータベースを照会し得る。シースの以前の使用が
認識された場合、そのプローブは、作動不能にされ得る。別の患者に関するシー
スの使用が認識された場合、そのプローブは、作動不能にされ得る。あるいは、
このシースの以前の使用が認識されない場合か、または別の患者に関するこのシ
ースの以前の使用が認識されない場合、このプローブは作動可能にされ得る。こ
のマーカーに関するデータは、データベース中のすべてのデータと、そのシース
の以前の使用またはそのシースの未使用状態を決定するために、比較され得る。
このプローブ上のリーダーは、そのマーカーを備えるシースが使用されたことを
示すようにマーカーを変え得るし、またはそのシースが使用されたことを示すデ
ータをそのマーカーに加え得る。１つの実施形態において、このセンサーは、そ
のマーカー上のデータを、そのデータを読み取った後に変えるかまたは損ない、
そのデータがプローブセンサーにより再び読み取られ得ないようにし得る。この
プローブ上のセンサーがそのシース上のマーカーと相互作用して、そのシースの
使用状態または未使用状態を決定するかあるいは示し、そしてさらにそのシース
の使用状態または未使用状態に依存するプローブの活性化に影響し得る、種々の
他の変更が、当業者には明らかである。これらの特徴は、同じシースが別の患者
に対して使用されないという保証を提供し、そのようにして、相互汚染という潜
在的問題を回避する。

【０１５４】 本発明のシステムおよび方法は、種々の状態のシースの検出を含み得る。その
シースの状態は、その使用状態であっても、または未使用状態であってもよい。
そのシースの状態は、特定の型の診断試験についての適性であり得る。例えば、
異なる型のシースが、より詳細な診断評価に有用であるよりも、頸部の評価をス
クリーニングするのに有用であり得る。特定の型のシースの存在によって、この
プローブシステムが特定のセットの診断試験を実施することが可能になり得る。
そのシースの状態は、その物理的完全性であり得、これは、シース自体に組み込
まれたシステムを介して検出される。このシースは、物理的完全性についての自
己試験を可能にし得、その結果は、そのプローブの活性化を調節するシグナルを
生じる。自己試験としては、機械的試験、液圧試験、空気式試験、電子試験、あ
るいはそのシース自体により生成されるかまたは別のシステムによりそのシース
に与えられる他の任意の型の試験が、挙げられ得る。そのシースの状態は、その
プローブ上または所望の解剖学的領域でのそのシースの適切な位置取りであり得
る。標的組織に対するそのシースの位置取りは、例えば、診断試験のためのプロ
ーブの活性化の前提条件として受け取られるはずであるシグナルを生じる、指向
システムによって確認され得る。シースの他の状態は、そのプローブに対する適
切なシグナルが生成する、適切なセンサーによって決定され得る。さらに、本発
明のシステムによって、シースの状態に関する多数のシグナルの伝達が可能にな
り得、そのシグナルの各１つずつが、そのプローブの活性化の調節に対する効果
を有する。

【０１５５】 シースが適所にない状態のプローブの作動を防ぐように本明細書中に記載され
るシステムは、インターロックシステムの実施形態を示す。１つの実施形態にお
いて、このシースおよびこのプローブは、このプローブ上のシースの適切な位置
取りが使用されるプローブに必要とされる、インターロックシステムの構成成分
を有し得る。インターロックシステムは、特定のシースに関するデータを有する
マーカーおよびプローブアセンブリ中に組み込まれたリーダーを組み込み得、そ
の結果、そのリーダーが、特定のシースに関するデータを読み取り得、そしてシ
グナルをそのプローブに輸送し得、それによりそのマーカーが有するデータに基
づいて、そのプローブが作動可能かまたは作動不能になるようにし得る。これら
のシステムおよび方法によるインターロックシステムは、ハードウェア回路また
はソフトウェア回路を備え得、以前に未使用のシースがそのプローブ上に適切に
位置取りしない限り、そのプローブが使用されるのを防ぐ。電気回路または電子
回路が、適切に位置するプローブの存在がその回路を完成させ、そしてプローブ
アセンブリの活性化を可能にするために必要とされる、光学プローブシステムに
含まれ得る。１つの実施形態において、プローブ上のシースの適切な位置取りは
、例えば、活性化回路を完成させるのを可能にすることによるか、またはシグナ
ルがプローブに伝達されて、プローブを活性化するかもしくはそのプローブの使
用を防ぐシステムを不活化するのを可能にすることによって、そのプローブの活
性化を可能にする電気伝導性流体を放出し得る。プローブ上のシースの適切な位
置取りは、そのプローブ上の不活性化システムをブロックし得る、電気絶縁性流
体を放出し、それによりそのプローブを活性化し得る。別の実施形態において、
プローブ上のシースの適切な位置取りは、シース上の固定成分がプローブ上の固
定成分と嵌合し、それにより回路を完成するかまたはそのプローブを活性化する
電気シグナルを伝達する、ラッチ機構の位置取りを含む。プローブ上のシースの
位置取りに適合し得そしてさらに互いに対するデバイスの２つの成分の任意の位
置取りに適合し得る、他の複数のインターロックデバイスが、想像され得る。

【０１５６】 本発明のシステムおよび方法の１つの実施形態において、そのスリーブの少な
くとも一部は、光学プローブの特徴と嵌合するように作製される。１つの特徴が
、このスリーブのエレメントに対応するように、このプローブの外部側面に配置
され得る。例として、窪んだ溝が、このプローブの外部側面上に配置され得、そ
の溝の中に、そのスリーブの内側側面上に長手方向の棒のプラスチック材料が押
し付け嵌合される。

【０１５７】 本発明のいくつかの実施形態において、本発明者たちはまた、このディスポー
ザブルシースの再使用の機構的防止を提供する。これは、例えば、プローブから
のシースの除去の際に、シースのうちの少なくとも重要な部分の物理的破壊を提
供することによって達成される。プローブ上のその対応物と嵌合するシースのエ
レメントが、そのシースの取り外しが生じる場合に破壊して、プローブへのその
シースの続く取り付けを防ぐように、構築され得る。特定の実施形態において、
そのシース材料は、そのシース上の嵌合構造の周囲が弱められ得、その結果、そ
のシース材料がプローブから取り外される場合に、弱められた領域ではがされる
。なお別の実施形態において、プローブの遠位端とシース末端の光学エレメント
との間のインターフェースを改善する指数整合液（ｉｎｄｅｘ−ｍａｔｃｈｉｎ
ｇ ｌｉｑｕｉｄ）が提供されるが、一回のみしか使用され得ず、そのようにし
て複数の被験体に対する同じシースの複数回使用に対して別の保護を作製する。

【０１５８】 本明細書中で示される実施形態は生物学的環境における使用に適切なプローブ
に関するが、本明細書中に開示されるインターロック機構は、第１の構成成分と
第２の構成成分との嵌合が、第１の構成成分が活性化されるように適切に実施さ
れなければならない、どのシステムにも適用され得る。さらに、本明細書中に開
示されるシステムおよび方法は、プローブに適用されるどのディスポーザブルシ
ースにも適用されて、そのプローブとそのプローブに近い環境の特徴との間にバ
リアーを提供し得る。例えば、これらのシステムおよび方法によるディスポーザ
ブルシースは、そのプローブと生物学的環境中の体液との間の接触を防ぎ得る。
これらのシステムおよび方法によるディスポーザブルシースは、そのプローブと
そのプローブの環境を構成するすべての物質との間の接触を防ぎ得る。例えば、
プローブは、もしそのプローブと接触した場合、そのプローブに対する損傷効果
を有し得る固定溶液に浸漬した組織を診断するために、使用され得る。ディスポ
ーザブルシースは、そのプローブと有害環境との間の接触を防ぐために使用され
得る。工業的状況にて使用されるプローブは、そのプローブと環境の特徴との間
の接触が、そのプローブに損傷を与え得るか、またはそのプローブの正確性に干
渉し得る、種々の環境に配置され得る。本明細書中に開示されるディスポーザブ
ルシースは、このような接触からプローブを保護するために使用され得る。さら
に、このようなディスポーザブルシースはまた、そのディスポーザブルシースの
単回使用が保証される、単回使用機構を備え得る。単回使用機構は、バリアーが
そのプローブに取り付けられ得、そして取り外しの際に、そのバリアーが再使用
されるのを防ぐ、固定機構を備え得る。この単回使用機構は、そのプローブ上の
バリアーの適切な位置を認識し、そしてそのバリアーがその適切な位置にない状
態でそのプローブが使用されるのを防ぐ、インターロックシステムを備え得る。
この単回使用機構の他の実施形態は、当業者に想像され得る。

【０１５９】 図１９Ａは、生物学的単離バリアーまたはディスポーザブルシースに覆われた
、光学プローブの実施形態の、透視図を示し、そして図１９Ｂは、その断面図を
示す。図１９Ａは、ディスポーザブルシース５０２に覆われた光学プローブ５０
６を備えた、光学プローブシステム５００の実施形態を一般的に示す。このシー
ス５０２は、ここに、２つのエレメントである、強固な遠位光学エレメント５０
４、およびプローブ５０６上の別々の位置で皺になるかまたは包まれ得る、柔軟
な薄いスリーブ５０８を備えるように示される。用語、遠位とは、本明細書中で
医学デバイスに適用される場合、試験される標的組織に最も近い、デバイスの側
面をいうことが理解され、このデバイスの遠位側面は、一般的にはまた、操作者
から最も遠い。標的組織から最も遠い医学デバイスの側面は、近位であると呼ば
れ、そのデバイスの近位部分はまた、一般的に、操作者に最も近い側面である。
プローブ５０６は、特定の光学エレメント（例えば、画像用ＣＣＤ（示さず）、
または標的組織への励起ビームの伝達および標的組織からメインコンソールまで
の応答の戻り伝達を促進する光学波ガイド（示さず））を備えた円筒状体５１０
からなり得る。このプローブおよびそのボディーの他の形状は、当業者により容
易に想像され得る。示される実施形態において、診断シグナルが発せられ、そし
てここに強固な遠位光学エレメント５０４を備えるように示される、ディスポー
ザブルシース５０２の最も遠位部分を介して受けられる。この強固な遠位光学エ
レメント５０４自体は、プローブ５０６の遠位端と嵌合するように設計された、
中空円筒状構造であり得る。この強固な遠位光学エレメント５０４は、その遠位
端に光学ウインドウ５１４を有し得る。本明細書中にさらに記載されるように、
この光学ウインドウ５１４は、複数の形状にて製造され得、そしてさらなる光学
特性を提供され得る。

【０１６０】 プローブ５０６は、コネクタ５１８と近接して終端処理され得、このコネクタ
５１８は、プローブ５０６と、このプローブ５０６と診断システムの主要計器コ
ンソール（示さず）との間の電磁連結を提供するカップリング５２０との連結を
容易にする。１つの実施形態において、コネクタ５１８およびカップリング５２
０は、光学的および電気的なシグナル終端およびシグナル相互接続の両方を有し
、これは、遠隔データ処理ユニットが、光学プローブ５０６によって生成および
蓄積された生のデータを分析するために使用されるのを可能にする。この遠隔デ
ータ処理および分析ユニットはまた、適切なディスプレイを備えて、患者に対し
て行われる診断試験の結果を図式的に表示し得、そしてさらに入力機構を備えて
、これによって、例えば、試験されている特定の患者の固有の識別に関連するさ
らなるデータが、このシステムに入力され得る。本発明のデータ処理装置はさら
に、遠隔データ供給源または遠隔データベースと連絡し得、この診断システムに
入力されたデータとリアルタイムでまたは時間遅延で比較されるべき、さらなる
情報またはデータセットを提供する。

【０１６１】 シース５０２には、カップリング５２０およびコネクタ５１８のそれぞれの側
面に配置される、近位ファスナー５２２および遠位ファスナー５２４が提供され
得る。これらのファスナーは、ゴムバンド、またはシース内のストリング、ある
いはホックまたはループ型のファスナー（例えば、Ｖｅｌｃｒｏ^TM）、粘着テー
プまたは接着剤、あるいは関連する分野の当業者によく知られた他の機構であり
得る。

【０１６２】 剛性遠位光学エレメント５０４には、内部リッジ５２８が提供され得、この内
部リッジは、プローブ５０６の遠位部の外面上に溝形された適切な溝５４４と嵌
合する。内部リッジ５２８と対応する溝との嵌合は、シース５０２が固有の方向
でプローブ５０６に取り付けられることを確実にし得、それによって、シース５
０２の識別マーカー５３０とプローブ上のリーダー（示さず）を整列する。図１
９Ｂは、図１９Ａに示される実施形態の線Ｘ−Ｘ’によって示されるレベルでの
断面を示す。図１９Ｂにおいて、シースの剛性光学遠位エレメント５４２に対す
る、光学プローブ５４８の配置を示す。この図において、タング５４０は、剛性
光学遠位エレメント５４２の内面に保持される。溝５４４は、プローブ５４８の
外面に保持される。溝５４４中のタング５４０の挿入は、剛性光学遠位エレメン
ト５４２の内面に配置されたマーカー５５０と、光学プローブ５４８の外面に配
置されたリーダー５５２を整列し得る。他の型の整列配置（シースおよびプロー
ブの特定の整列が強制され、それによって、プローブ上の対応するエレメントと
のシース上の他のエレメントの整列を可能にする、配置）は、当業者に容易に明
らかである。

【０１６３】 示される実施形態において、マーカー５３０は、シース５０６の剛性遠位光学
エレメント５０４の内面に配置されることが示される。種々のマーカーが、特許
請求された発明の精神および範囲から逸脱することなく意図され得ること、およ
び、種々のセンサーまたはレセプターが、マーカーによって与えられたデータを
認識するために適応されるプローブ上に配置され得ることが理解される。例示さ
れる実施形態において、マーカー５３０またはマーカー５５０は、光学ウインド
ウの端に配置される。マーカー５３０およびマーカー５５０は、シリアルナンバ
ーであり得るか、または固有の患者に使用される特定のシースを固有に識別する
任意の他のマーカーであり得る。マーカー５３０およびマーカー５５０ならびに
リーダーは、シースおよびプローブの任意の都合の良いセグメント上に配置され
得ることが、さらに理解される。１つの実施形態において、マーカーは、スリー
ブ上に配置され得、その結果、そのデータは、光学プローブがスリーブ内に挿入
される前に、この光学システムに読み取られる。別の実施形態において、マーカ
ーおよびリーダーは各々、シースおよびプローブの側面にそれぞれ位置付けられ
得る。別の実施形態において、プローブの側方に、赤外発光ダイオードおよび赤
外センサーが備えられ得、そして一連のラインからの反射が、スリーブの側方上
にプリントされ（例えば、バーコードシステムの記号付け）、これは、特定のス
リーブのシリアルナンバーを識別するためのセンサーによって読み取られる。種
々のバーコードベースのマーカーおよびリーダーシステムが使用され得、これら
はまた、当業者に認識される。

【０１６４】 操作において、マーカー５３０およびマーカー５５０は、測定が行われた患者
を識別するために使用され得る。この特定の識別番号は、プローブによって再度
確認された場合に、プローブ機能を制止またはロックアウトする数として、光学
システム主要コンソール中に永久的に保存され得る。あるいは、マーカー上のデ
ータは、固有の患者を識別するデータを有するデータベースで関連付けられ得、
その結果、そのマーカーを有するプローブは、その特定の患者にのみ使用され得
る。別の実施形態においては、リーダーは、マーカー上にコードされるデータの
状態に影響を与え得、その結果、データは、その後読み取り可能でない。プロー
ブが使用され得る前に、プローブがシースマーカーからのデータのセットを読み
取る場合、プローブは、データが読み取りに利用可能である新しいシースと接触
されるように、各時点で配置される。光学プローブ５０８の使用前およびプロー
ブシステム５００が患者の組織と接触されるように位置付けされ得る前に、シー
ス５０８上のマーカー５３０は、読み取られ得る。これは、例えば、各測定前に
、プローブが、患者における使用のための「準備」として装備されることを要求
することするによって、達成され得る。使用のためにプローブを装備し、そして
プローブの準備をなすために、操作者は、シースをプローブ上に正しい位置に装
着し、次いで、プローブは、プローブ上のマーカーを問い合わせ、そこに含まれ
る識別データを、以前に使用された全ての識別番号からなるデータベースと比較
して、その番号が実際に未使用の番号であることを確認する。プローブシステム
５００は、シース５０６上のマーカー５３０が以前に読み取られていないデータ
（以前に使用されていない状態に対応する）を保有することを決定する場合、こ
のプローブが、使用のための装備され、そしてその上に準備され得る。プローブ
のこの準備状態はまた、他のシステムパラメーターの準備にも同様に依存し得る
。次いで、システムの制御を構成するディスプレイは、プローブの「未準備」の
原因を示す。プローブの未準備を生じる条件は、シースの前使用、シースの不在
、シースの変位、シースによる機械的問題または患者の診断における安全かつ効
果的な使用を干渉すると考えられるプローブシステム５００の他の任意の条件が
挙げられ得る。プローブシステム５００は、自己試験および自己診断を許容する
ための従来の回路を備え得、診断的介入の安全かつ効果的な達成に必要な種々の
構成および機能の準備を確実にする。別の実施形態において、上記のように光学
的に読み取られる記号の代わりに、ＲＦＩＤ（無線周波数識別デバイス）チップ
が、各ディスポーサブルシース内に備えられ得、光学ヘッドにおける適切なトラ
ンスポンダーによって読み取られる。他の能動半導体デバイス（代表的に、トラ
ンスポンダーからの走査ビームまたは問い合わせビームによって駆動される）が
、同様にこの様式で使用され得ることは明らかなはずである。さらに、コーディ
ングを提供する受動電磁読み取りパターンも、同様に可能であり、そして本発明
の範囲内に含まれる。

【０１６５】 シース上のマーカーはまた、シースが意図される用途の種類について、プロー
ブに対して情報を伝達し得る。使用されるシースの種類は、所望の診断情報の型
に依存して変更され得る。例えば、コルポスコピープローブは、３つの独立した
様式で作用し得、そして各様式について、固有の型のディスポーサブルシースは
、その機能に最適化される。本明細書中で使用される場合「コルポスコピープロ
ーブ」とは、子宮頸の組織の評価に使用される、本発明に従う光学プローブシス
テムをいう。高度に正確な使用様式において、コルポスコピープローブは、標準
的なコルポスコピーにおいて補助するデバイスとして、高度に訓練された医師に
よって使用され得る。コルポスコピーに対する補助として、プローブとともに使
用されるシースは、特定の子宮頸の病理の存在または非存在を示す、これらのシ
ステムおよび方法に従って、関連の解剖学的構造およびシグナルの両方の自然画
像を伝達するために適応され得る。シースは、これらの機能の最適な動作に適応
され得る。シース上のマーカーは、プローブの特に意図される使用の性質につい
ての情報を、プローブに伝達し得る。この情報を受け取る際、プローブは、必要
な機能を実行するために調整され得る。

【０１６６】 使用の異なる様式において、コルポスコピープローブは、「ＡＳＣＵＳ Ｔｒ
ｉａｇｅ」を実行するために使用され得る。ＡＳＣＵＳは、「Ａｔｙｐｉｃａｌ
Ｓｑｕａｍｏｕｓ Ｃｅｌｌ ｏｆ Ｕｎｄｅｒｔｅｒｍｉｎｅｄ Ｓｉｇｎ
ｉｆｉｃａｎｃｅ（未決定の有意性の異型扁平上皮細胞）を示す当該分野で理解
される略語である。ＡＳＣＵＳ死亡者分類（ｔｒｉａｇｅ）の実行において、子
宮頸の画像生成は、プローブにそれほど重要な機能ではなく、従って、別の型の
ディスポーサブルシースを使用する。シース上のマーカーは、プローブに行われ
る試験の型（ここでは、ＡＳＣＵＳ死亡者分類）を知らせ得、その結果、プロー
ブは、この特定の機能について調整または較正（代表的には、自動的に）され得
る。

【０１６７】 異なる使用の様式において、プローブは、現在の「Ｐａｐ Ｓｍｅａｒ（パパ
ニコラウスミア）」試験に対する補助物として使用される。この「Ｐａｐ Ｓｍ
ｅａｒ」試験は、その後の詳細な（検出された異常の診断を提供することを意図
しない）分析を必要とし得る細胞異常について、患者の子宮頸を試験することが
意図される。このプローブの使用は、バイナリーの「ｐａｓｓ／ｎｏ ｐａｓｓ
」試験または「ｙｅｓ／ｎｏ」試験であり得、これらは、代表的に、比較的少な
い医療訓練を有する人員によって行われる。コルポスコピープローブのこの使用
様式は、被験体の大きい集団のスクリーニングを可能にし得；「ｙｅｓ」または
「ｎｏ ｐａｓｓ」の結果を返答する被験体のみが、高度に訓練された人員によ
る、その後のより詳細な試験に指向される。ここで、同様に、このスクリーニン
グ機能に適応されたシースは、コルポスコピープローブに、実行される予定の特
定の機能（「スクリーニング」）を「伝える」データを有するマーカーを保有し
得、その結果、プローブは、その特定の目的について調整され得る。

【０１６８】 この例において、シースのコードマーカーは、シースが意図される試験を識別
し得、そしてその設定を意図される機能と適合することを保証にするために、プ
ローブと連絡し得る。シースが意図されない目的のために使用される場合、マー
カーおよびリーダーの相互作用は、上記のように、プローブの活性化を干渉し得
る。マーカーは、特定のシースについてのさらなる情報を同時に保有し得、その
結果、上記のように、シースの単一の使用が保証され得る。

【０１６９】 図２０Ａは、特定の特徴を例示するディスポーサブルシースの実施形態の側面
図を示す。この例示において、コード領域５７０は、シース装置５７２の部分と
して示される。特定の実施形態において、コード領域は、可撓性シースの内面上
に貼り付けられるバーコードであり得る。コード領域５７０がシース５７８自体
の構造に組み込まれるか、またはコード領域５７０がプローブのセンサー装置（
示さず）に接近可能にされる任意の他の方法で提示される、他の配列が想定され
得る。なお別の実施形態において、ただ１つのセンサーが使用され、そして読み
取りは、スリーブがプローブの側方上を通過される場合にセンサーに到達する周
辺光における変化を検出することによって達成され、そしてコード領域５７０は
、このような光調節を与え、次いで、使用される特定のシースの固有の識別名に
翻訳される。

【０１７０】 図２０Ｂは、シース装置５７２が、内部応力カールが与えられた可撓性シース
５７８を備え、その結果、可撓性シース５７８がトロイドの形態にパッケージさ
れ得る、実施形態を示す。図２０Ｂはさらに、剛性遠位エレメント５７４が可撓
性シース５７８に装着され、そして可撓性シース５７８がプローブを覆うために
伸ばされ得る、実施形態を例示する（示さず）。この実施形態において、剛性遠
位エレメント５７４は、光学プローブの遠位端５８４上に最初に調整される。こ
れは、例えば、この例示中の点線で示される溝５８２に適合する、２以上の指標
化ピン５８０を使用することによる。溝５８２はまた、差込み様様式で、光学プ
ローブの遠位端５８４へ剛性遠位エレメント５７４を係留するために作用し得る
。エレメントが固定された後、カールスリーブ５７８は、プローブ上に巻き戻さ
れ得る。この手順の完了時に、スリーブ５７８は、その元々のトロイド形状に巻
き戻され得、これは、スリーブの外面が、プローブ表面と接触しないことを確実
にする。指標化溝５８２および嵌合ピン５８０はまた、シースの光学経路とプロ
ーブの光学経路との整列を確実にする。この配列はさらに、シースの光学経路と
プローブの光学経路を整列し得、そして上記のように、プローブ上のセンサーと
シース上のマーカーを整列するために作用し得る。

【０１７１】 別の実施形態において、図２０Ａに示されるように、可撓性シース５７８（最
初、プローブ上で伸ばされるように巻かれた状態にパッケージされる）は、その
遠位端に、ストリング５９０が位置付けされる中空終端５８８を備え得る。光学
プローブ上へのシース５７８の配置後、ストリング５９０をピンと張り、シース
の近位端を閉じ得、従って、シース装置５７２がその手順の間に光学プローブか
ら脱着されないことを確実にする。この実施形態の改善において、このストリン
グ５９０は、締められた巾着ストリングを適所に保持する、ラッチまたはロック
として作用する周期的な突出またはビーズ５９２を備え得る。別のこの実施形態
の改変において、中空終端５８８の遠位端は、弱化線（ｌｉｎｅ ｏｆ ｗｅａ
ｋｎｅｓｓ）５９４穿孔処理され得るか、または弱められ得る。この実施形態に
従って、ストリング５９０は、その軸方向に引っ張られて、シース５７８の近位
端を閉じるが、この手順が完了した後、ストリング５９０は、その軸に対して垂
直方向で強く引っ張られ、従って、近位の中空終端の切断および放出を引き起こ
し、シース５７８がプローブに対して遠位でロールされるのを可能にする。この
実施形態において、ストリング５９０は、中空終端５８８の一端に固定され得、
その結果、ストリング５９０を中空終端５８８を通して引っ張ること、および切
断することの両方が、中空終端５８８を切断し、そしてシース５７８がプローブ
の外面を汚染することなくプローブから引き抜かれ得る点を提供する。

【０１７２】 図２０Ａはさらに、ディスポーサブルシース装置５７２が、光学コルポスコピ
ープローブに適切であることを示し、ここで、シース５７８は、プローブ上の１
以上の溝５６６内に適合し得る１以上の嵌合エレメント５６８によって、プロー
ブに連結され得る。これらのシステムおよび方法の１つの実施形態に従って、シ
ースは、プローブ上に引っ張られ、この様式によって、シース５７８の内面上に
配置される１以上の嵌合エレメント５６８が、このプローブの外面上の溝５６６
の適合セットに整列され得る。それに対して、ユーザーは、この嵌合エレメント
５６８に外圧を与え、対応する溝５６６内にこのエレメントが適合するよう押さ
える。この手順の終了時に、嵌合エレメント５６８は解放され、その結果、シー
スは除去および廃棄され得る。いくつかの実施形態において、嵌合エレメント５
６８の断面は、非対称的にされ得、その結果、このエレメントをその溝から引き
出すことによって、シース５７８が、引裂き線５９８にそって嵌合エレメントの
弱い側上で裂ける。これは、シースの容易な除去を可能にし、そしてディスポー
サブルシースの再使用が生じないことをさらに確実にする。

【０１７３】 図２１Ａ〜Ｆは、光学プローブ６００の実施形態、および特に、子宮頸の試験
での使用に適応される実施形態の種々の投影を示す。この使用に適応される光学
プローブの実施形態の特徴は、本明細書中の他の箇所で開示されている。

【０１７４】 詳細には、図２１Ａは、光学プローブシステム６００の後方図であり、ハンド
ル６０４に沿って遠位に示されるスイッチ６１０、およびハンドルの近位端で配
置されるコネクタアセンブリ６０８を有するプローブハンドル６０４を示す。ハ
ンドル６０４は、人間工学的に設計され、操作者の握りによる確保を可能にし得
、そしてハンドル６０４はさらに、試験される解剖学的領域に適応され得ること
が理解される。ハンドル６０４はまた、その中またはその表面上に、光学プロー
ブシステム６００自体の特定の診断機能に関連する光学プローブシステム６００
の構成要素を保有し得る。

【０１７５】 図２１Ｂは、光学プローブシステム６００の側面図を示し、これは、遠位光学
ヘッド６０２の子宮頸への解剖学的接近を容易にするための、ハンドル６０４に
対して遠位のこのデバイスの角度形成部分（ａｎｇｕｌａｔｉｏｎ）６２４を示
す。この図において、光学プローブ自体は、強固な接着シース６１８によって被
覆され、この接着シースは、プローブ６００の遠位光学ヘッド６０２の被覆を提
供する前に切除されることが示される。例示的実施形態において、固定機構６１
２がプローブ上に示され、これは、突出部およびこの突出部が挿入され得る溝を
備える。１つの実施形態において、この突出は、シース６１８の内面に備えられ
得、一方、溝は、プローブの外面に備えられ；反対の配置もまた可能である。溝
および突出部のいずれの配置も、固定機構６１２を備え得、これは、特定の予め
決定された方向でのプローブ上のシース６１８の整列を可能にする。

【０１７６】 図２１Ｃは、スイッチ６１０をより詳細に示す。ここで、スイッチ６１０は、
デバイスの角度形成部分で、光学プローブシステム６００の後方面上に位置され
ることが示される。スイッチ６１０の位置は、操作者による使用が容易なように
選択され、そしてこのデバイス上の任意の適切な位置を想定し得る。スイッチ６
１０の存在は任意であり、そして光学プローブシステム６００を操作するための
他の機構が、当業者に想到され得る。限定することなく、このようなスイッチン
グ機構の例は、フロアスイッチまたは音声起動システムを含み得る。

【０１７７】 図２１Ｄは、線Ｘ−Ｘ’に沿った取られたプローブハンドル６０４の断面であ
り、示される実施形態におけるハンドル６０４の卵形状６２０を例示する。この
卵形状６２０は、デバイスの操作および子宮頸に対するプローブの方向により一
致させるのを容易にするのに有利である。

【０１７８】 図２１Ｅは、光学プローブシステム６００の実施形態の上方図を示す。この図
は、角度形成部位（示さず）に遠位のプローブの本体６２２、およびその本体に
遠位に位置する遠位光学ヘッド６０２を示す。スイッチ６１０は、簡便に操作者
がアクセスするように本体６２２上に位置付けされる。

【０１７９】 図２１Ｆは、光学プローブシステム６００のある実施形態の前方図を示し、遠
位光学ヘッド６０２の前方図を提供する。この図から、光ファイバー６２８の環
が、遠位光学ヘッドの周辺に沿って配置されるのが示され得る。この光ファイバ
ー６２８の環は、特定の実施形態において、ディスポーサブルシース（示さず）
の構造に作動可能に連結され、光ファイバー６２８の環からディスポーサブルシ
ースを通って、試験される患者の組織に到達する、光の伝達を可能にする。この
図はさらに、固定システム６１４を示し、ここでは、プローブハンドル６０４の
前面に沿って直線状に配置されるのが示される。複数の他の固定システムが、特
許請求される発明の実施形態として包含され、そして特定のこれらのシステムは
、当業者に容易に想到され得ることが理解される。

【０１８０】 図２２において、光学プローブシステム６７０の１つの実施形態が模式的に示
される。このシステムは、光学プローブ６５０および保護シース６５２を備える
。示される実施形態において、保護シース６５２は、２つのエレメント、前面の
光学特性エレメント６５２および薄い可撓性スリーブ６５２、の複合体として形
成され得る。特定の実施形態において、保護シース６５２は使い捨て可能であり
、そして単回使用が意図される。シース６５２とプローブ６５０との間の種々の
連結機構は、本明細書中に開示されるシステムおよび方法によって考慮される。
例えば、１つの実施形態において、可撓性スリーブ６５８には、一連の内部突出
部６６０が提供され得、これらは、プローブ６５０上の対応するスロット６６６
に適合するよう押し付けられ得る。連結の他の機構は、関連分野の当業者によっ
て想到され得る。光学特性エレメント６５４は、その遠位端でウインドウ６６２
を保有し得る。光学特性エレメント６５４は、プローブ６５０の遠位端に対して
それを確保するための固定機構を保有し得る。特定の実施形態において、このウ
インドウ６６２は、平面であり得る。他の実施形態において、ウインドウ６６２
は、光学プローブシステム６７０のオプティックスに一体化された能動光学エレ
メントとして作用するように形付けられ得る。なお他の実施形態において、この
ウインドウ６６２または光学特性エレメント６５４は、セグメント化され得、そ
の結果、構造の一部は平面（そして従って、光学的に受動性）であるが、他の部
分は曲げられ得、例えば、レンズセグメントを形成する。このような実施形態は
、種々のセグメントが、光学プローブシステム６７０全体の部分として異なる光
学機能を実行するのを可能にし得る。特定の実施形態において、遠位光学特性エ
レメント６５４は、中空シリンダーとして形付けられ得、この中空シリンダーは
、プローブの比較的構造化された光学ヘッドと嵌合する。プローブの遠位部分お
よびシース６５２の光学特性エレメント６５４が、その２つの間の密接な適合が
達成され得るように、類似して形付けられることが望ましい。断面のこれらの構
造の形状は、円柱状、卵形状、あるいは光学プローブシステム６７０の機能の実
行に適応されるかまたは特定の解剖学的部位の診断評価の実行に適応される任意
の形状であり得る。光学特性エレメント６５２は、光学プラスチック（例えば、
ＰＭＭＡ、ポリスチレンまたはポリカーボネート）からモールドまたはキャスト
され得る。これらの材料は、ウインドウ６６２を形成するために使用され得、一
方、他の材料が光学特性エレメント６５２を形成するために使用される。ＰＭＭ
Ａは、これらの構築のために特に有利な材料である。なぜなら、ＰＭＭＡは、Ｕ
Ｖ励起ビームで照射された場合、最少の蛍光応答を有するからである。

【０１８１】 図２３Ａ〜Ｄは、連結の実施形態の断面図であり、これらの連結によって、保
護シースの可撓性部分が、剛性の遠位部分に固定され得る。

【０１８２】 図２３Ａは、保護シースの末端部分７００を示し、これは、遠位光学ウインド
ウ７０２を有するその遠位端に近接する中空構造として構成される。薄い可撓性
シース７０４は、末端部分７００の近位端の外側部分に、その末端部分７００周
辺に配置される固定リング７０８によって固定されることが、示される。この固
定リング７０８は、可撓性シース７０４と末端部分７００との間のその可撓性シ
ース７０４をロックする近位端上に「プレスばめ」され得る。他の配列もまた、
想到され得る。例えば、薄いネジ切られた領域が、固定リング７０８の内側上に
提供され得、このリングは、末端部分７００上に対抗する針と嵌合し、それらの
間で可撓性シース７０４の端をロックする。

【０１８３】 図２３Ｂは、光学末端部分７１０の別の実施形態を示す。これは、内部平坦面
７０６を保有するレンズ構造７１２で終結される。例示される光学末端部分７１
０は、光学プローブの遠位端と嵌合するよう形付けられた中空構造として構成さ
れる。この実施形態において、可撓性シース７１６の光学末端部分７１０への固
定が、トロイドリング７１４で達成され、このリング７１４は、光学末端部分７
１０の外面の周辺の円状の凹部７１８内に適合するように適応され、それらの間
で可撓性シース７１６の端を捕捉する。

【０１８４】 図２３Ｃは、シースシステムの実施形態を示し、剛性光学エレメント７２０は
、適切な接着剤７２４で可撓性シース７２２に固定される。適切な接着剤は、種
々の化学組成物（例えば、生体適合性である種々のシアノ−アクリレート化合物
のいずれも）を含有し得る。他の接着性化合物は、当業者によって想像され得る
。この図は、さらに、光学プローブのための対物として役立ち得るレンズ７２８
を示す。

【０１８５】 図２３Ｄは、本発明のディスポーザブルシースの遠位末端の別の実施形態の断
面図を示す。この実施形態において、光学プローブ７２６は、周囲に配置され、
そしてディスポーザブルシースシステムの遠位光学エレメント７３０の環状近位
末端７３２に近接する、照射ファイバー７３６を備える。照射ファイバー７３６
の束は、光学プローブ７２６内の環内に配置され、ディスポーザブルシースシス
テムの光学エレメント７３０の相関性領域にて現れそして終結する。１つの実施
形態において、照射ファイバー７３６は、遠位光学エレメント７３０上で外周の
構造で終結し、ここで、ディスポーザブルシースシステムの近位可撓性部分（示
されない）は、遠位光学エレメント７３０に取り付けられる。１つの実施形態に
おいて、遠位光学エレメント７３０の壁厚は、かなり厚く（０．５ｍｍと２．０
ｍｍの間）あり得、その結果、壁７３４（光学導波管として作用し、照射ファイ
バー７３６から遠位光学エレメント７３０の遠位末端まで発光される光を伝達し
得る）が形成される。遠位光学エレメント７３０の壁７３４は、光学導波管のド
ーナツ型セグメント７３８として終結し、この光学導波管は、より良好な可視化
のために光を標的組織に向けるように作用する。図２３Ｄは、頚部の評価に適応
した配置を示すが、種々の他の解剖学的な領域に有益に適合する他の形状が、想
定され得る。遠位光学エレメント７３０の末端ピース７４０は、種々の光学的目
的（例えば、プローブの光学アセンブリの対物として作用すること）を達成する
ように成形され得る。示された実施形態において、間隔７４２（流体を分配する
ためのビードまたは他の送達器具を含み得る）が、示され得る。この流体は、プ
ローブの遠部の、シースシステムの遠位光学エレメント７３０との接合によって
放出される。この流体は、プローブの遠部と遠位光学エレメント７３０の内部側
面との間で流れ得る。１つの実施形態において、この流体は、プローブ中のエレ
メントおよび末端ピース７４０のそれを一致させる屈折率を有し得る。１つの実
施形態において、この間隔７４２は、遠位光学エレメント７３０の内部の遠位外
周の頂部の半分を占有し得る。間隔７４２に位置するビーズまたは他のコンテナ
ーは、破壊され、そしてその流体を流出させ得、次いで、この流体は、毛管的力
により下方へ広がり、末端ピース７４０の内部側面と光学プローブの遠位末端と
の間の間隔を充填する。流体の他の分配システムが、容易に想定され得る。この
２つの成分の間の流体の存在は、種々の光学的機能（例えば、末端ピース７４０
の表面からのいずれの反射も鋭く減少させること）を供給し得る。この流体につ
いての他の機能は、当業者によって想定され得る。光学プローブと遠位光学エレ
メントとの間で流れるように流体を送達することの１つの利点は、ディスポーザ
ブルシースの再利用の防止である。というのは、光学プローブシステムの適切な
機能に必要な流体が、プローブとシースを一致させる際にそのリザーバから流出
され、そしてそれ故に、この流体が、特異的シースとこのプローブの一致を伴っ
て、一度のみ使用され得るためである。

【０１８６】 図２４は、可撓性熱収縮性スリーブ８０２を備えるディスポーザブルシース８
００の実施形態を示す。１つの実施形態において、収縮性スリーブ８０２は、光
学プローブ上に配置された後、ヘアードライアーのような熱供給源を用いて処理
され得、それによってこのスリーブを収縮させる。別の実施形態において、抵抗
器パターン８０４は、ディスポーザブルシース８００上に、例えば、シルクスク
リーニングによって配置され得る。抵抗器パターンが定位置にあって、シース８
００は、短期間電流をコネクター８０８に通すことにより処理され得、それによ
ってシース８００を熱し、そしてその収縮を引き起こす。シース８００をその上
に配置した後のシース８００のプローブへの焼ばめは、下にあるプローブに関し
てシースを安定化し得る。このようにして、シース８００とプローブとの間の任
意の必要な位置合わせは、達成され、維持され得る。焼ばめはまた、手順の終了
時にプローブからシース８００を取り除くために、シース８００の断裂または他
の破壊を必要とし得る。破壊的に取り除かれたシース８００は、その後使用不可
能であり得る。

【０１８７】 図２５Ａ中に、本発明に従うディスポーザブルシース８５０のなお別の実施形
態が示される。この実施形態は、子宮頚内膜の病理を評価するために適応される
その遠位光学エレメント８５２の配置を提供する。頚部口が典型的に閉鎖される
ので、その内部壁の試験は、直接的な表面の観察によっては不可能であることが
、理解される。例示された実施形態は、遠位光学エレメント８５２についての光
学伸張８５４を提供し、この光学伸張は、子宮頚内膜へ浸透するために適応され
、子宮頚内膜の内側の組織についての診断上のデータの取得を可能にする。光学
伸張８５４は、遠位先端部８５８で終結し、この遠位先端部は、通常閉鎖された
頚部口に浸透し得る先細末端を備え、そしてさらに外側の子宮頚内膜壁の視覚化
のために適応された光学システムを備える。光学伸張８５４における特定の構造
は、図２５Ｂ中により詳細に示される。図２５Ｂは、その最も遠位の先細末端８
６２を備える光学伸張の遠位先端８５８を示す。遠位先端８５８の中の光学シス
テム８６０は、切子面を刻まれそして鏡のついた円錐状体８６４を備える。この
円錐状体８６４は、４５度の半角（ｈａｌｆ ａｎｇｌｅ）を有する。従って、
光ビーム８６６（図２５Ａ中に示される）（円錐状体８６４の１つの面に当たる
）は、入射光に対して９０度の角で反射され、従って、８６８で矢印により示さ
れるように、遠位先端８５８から側方に発光される。１つの実施形態において、
切子面を刻まれた円錐状体８６４上の切子面の数は、この手順のために使用され
た励起ファイバーの数に対応し、代表的な数は、頚部の全表面を試験するために
使用されるファイバーの数よりも小さい。励起光ビーム８６６を適切に光学伸張
８５４の光学システム８６０上に適切に集束させるためにさらなる対物８７０を
添加することが望ましくあり得る。さらに、開示された発明の範囲から逸脱する
ことなく、当業者は、照射光を子宮頚内膜組織に向け、そしてそれから発する光
を収集するための他の光学システムを容易に想定し得る。

【０１８８】 これらのシステムおよび方法に従う操作についての１つの方法において、ディ
スポーザブルシース８５０は、子宮頚部の試験のために適応される光学プローブ
上に取りつけられ得る。ディスポーザブルシース８５０（子宮頚内膜試験のため
に適応される）が、選択される場合、このシース８５０上のマーカー（示されな
い）が、光学プローブによって読み出され得る。このマーカーからのデータは、
プローブシステムに入力され得、このプローブシステムは、励起ファイバー（示
されない）の選択された数を活性化するように操作する。１つの実施形態におい
て、活性化ファイバーは、励起のためにＵＶ光を提供し得る。１つの実施形態に
おいて、励起ファイバーは、経時的に活性化され得、または「対向する対」とし
て活性化され得、子宮頚内膜の壁上の異なるスポットからの蛍光応答が、互いに
干渉しないことを確実にする。照射された組織からの光学応答は、励起ビームに
よって追跡（トレース）された同じ光学通路に沿って収集され得る（この応答が
、より広大であること（性質が本質的にランバーティアン（ｌａｍｂｅｒｔｉａ
ｎ））を除いて）。この実施形態において、この応答についての収集光学器は、
励起光学器から分離され得るかまたは励起光学器と同様の機器の一部であり得る
。子宮頚内膜病巣の空間的識別が、重要ではない場合、鏡のついた円錐状体８６
４は、切子面を備えない単純な円錐状構造であり得る。

【０１８９】 当業者は、慣用的にすぎない実験を用いて、本明細書中で記載される実施形態
および実施についての多くの等価物を知るかまたは確認し得る。例えば、本明細
書中で記載されるシステムおよび方法が、プローブが身体の管、血管、管路およ
び他の身体の経路に配置されて使用され得る。さらに、プローブおよびシースの
両方は、描写された実施形態に示される形状の他の形状を有し得、任意の適切な
材料で作製され得る。さらに、他の実施形態が、実現され得、ここで、このシー
スは、プローブの光学的機能および使用される解剖学的位置に適応された１つま
たは１つより多い成分から形成され得る。このプローブを適切に一致させる他の
形状のシースが、想定され得る。シースの使用を単回使用に限定する多くの機構
が、構成され得、それらのいくつかは、本明細書中で例示される。シースの単回
使用を確実にする他の機構としては、取付機構（ａｆｆｉｘａｔｉｏｎ ｍｅｃ
ｈａｎｉｓｍｓ）、マーカー機構および読み出し機構、流体分配機構、断裂機構
および遮断機構ならびにこの目的に適応する他の機構が、挙げられる。このよう
な機構は、当業者に良く知られている。

【０１９０】 さらに、本発明のシステムおよび方法が、試験手順そのものに付随するデータ
を収集し得るか、このデータに関し得ることが、理解される。本発明に従うこの
システムは、この手順の持続期間についての情報、この手順を行うために利用さ
れるエネルギーまたは他の消費可能な供給物の量、この手順の間に行われる測定
の数、あるいは有意な手順の他の任意の特徴を測定および記録し得る。あるいは
、本発明のこのシステムおよび方法は、このようなデータが、保存されるデータ
ベースに接続し得る。１つの実施形態において、この手順およびその持続期間は
、患者の情報と一致および相関され得、その結果、このサービスについての適切
な請求書が、作成され得る。請求情報は、次いでシステムによってアクセスされ
得るデータベースに入力され、特定の手順についての請求書を生じ得る。特定の
実施形態において、請求の情報は、この手順を分類するための診断上のコードま
たは手続上のコードを含み得、その結果、この情報を有する請求書が作成され得
、これが次いで、予定される料金表に加えられる。ＩＣＤ−９コードに従う診断
およびＣＰＴコードに従う手続上の用語は、当該分野に周知である。他のコード
または分類は、患者の請求情報を編集するために使用され得、その結果、これら
のシステムおよび方法に従う各々の手順は、正確な請求書を作成する。請求情報
は、種々の管理介護組織および第三者の支払人のための料金表に従って、1人の
患者から次の患者で異なり得る。１つの実施形態において、この情報の提示のた
めのシステムおよび方法は、特定の患者についての全体の請求情報をデータベー
スに入力する工程を包含し得る。この請求情報は、次いで、この手順そのものに
ついてのデータまたは行われる診断についてのデータに相関付けられ、正確な請
求書を作成し得る。

【０１９１】 本明細書中で記載される実施形態は、医療条件の診断および処置に対するこれ
らのシステムおよび方法の適用ならびにヘルスケアサービスの送達に関するが、
これらのシステムおよび方法は、任意の標的物の実験に指向され得ること、そし
てこれらのシステムおよび方法はさらに、標的物の特徴を同定するデータを記録
するためのシステムに関し得、その結果、この実験の結果は、この標的物に付随
する他のデータに関して有用に保存され得ることが、理解される。

【０１９２】 従って、本発明が、バリアーまたはシースを備える多くの異なるシステムによ
て実現され得、本明細書中に開示される実施形態に限定されないことが、理解さ
れるが、上記の特許請求の範囲から、本発明が、本法に基づいて許容される程度
に広範に解釈されるべきであることが、理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明の主要エレメントの模式的かつ一般化されたブロック図である
。

【図２】 図２は、光バルブのアレイを有する本発明の実施形態のブロック図であり、こ
こで、各光バルブは、照射ビームおよび検出ビームに対するアドレス可能な視野
絞りとして機能する。

【図３】 図３は、光バルブのアレイと同じ周期性のレンズレット（ｌｅｎｓｌｅｔ）の
アレイが、照射ビームおよび検出ビームの両方に対する対物レンズとして機能す
る実施形態を示す。

【図４】 図４および図４Ａは、別個の照射光バルブアレイおよび検出光バルブアレイが
、開口絞りのアレイを作り出す、本発明の実施形態を示し、この開口絞りのアレ
イの各々が、レンズアレイと共に照射光学器および検出光学器のための対物レン
ズとして機能する。図４Ａにおいて、検出レンズアレイは、単一のレンズと置き
換えられている。

【図５】 図５は、（変形可能な）平坦なマイクロミラーのアレイが視野絞りとして使用
され、そしてマイクロミラーの連続的な選択が、サンプル中の体積エレメントを
連続的に照射するように機能する、本発明の実施形態を示す。

【図６】 図６および図６Ａは、（変形可能な）軸から離れた放物面ミラーが、励起ビー
ムを種々の体積エレメントに連続的に適用し、そしてこの体積エレメントからの
応答を収集するための選択対物レンズとして機能する、本発明の実施形態を示す
。

【図７】 図７は、光シャッターアレイが、標的サンプル中の体積エレメントのアレイを
連続的に照射する（そして、そのアレイから応答を得る）ためのファイバースイ
ッチングデバイスで置き換えられる、本発明の実施形態を示す。

【図８】 図８は、２つの光学アセンブリを有する実施形態を示し、この光学アセンブリ
のそれぞれが、連続なファイバーの照射（および検出）が、体積エレメントのア
レイからのデータを得るために実施される、それ固有の（励起および検出）ファ
イバーバンドルに連結される。

【図９】 図９は、光シャッターアレイが光学ファイバーバンドルに連結される、本発明
の実施形態を示す。

【図１０】 図１０は、光シャッターアレイが光学ファイバーバンドルに連結される、本発
明の実施形態を示す。

【図１１】 図１１は、本発明の実施形態に１つの模式的表現であり、システムの制御およ
びデータ処理エレメントのブロック図を含む。

【図１２】 図１２は、特に種々の病理学の診断において、本発明の体積プローブアレイを
使用する方法を示すブロック図である。

【図１３】 図１３Ａおよび図１３Ｂはそれぞれ、ＰＶＤＦベースの光学シャッターアレイ
の部分的なセグメントの底面図および頂面図である。

【図１４】 図１４は、ＰＶＤＦベースの光学シャッターアレイの別の実施形態を示す。

【図１５】 図１５は、微細加工された光学シャッターアレイの頂面図である。

【図１６】 図１６は、微細加工された光学シャッターアレイの別の実施形態を示す。

【図１７】 図１７は、雌性の会陰内の体腔内に位置する本発明の実施形態を示す解剖学的
断面図である。

【図１８】 図１８は、その中に光学ファイバーを示すディスポーザブルシースの実施形態
を示す。

【図１９】 図１９Ａおよび図１９Ｂは、保護シースを有する光学プローブの実施形態を示
す。

【図２０】 図２０Ａは、光学プローブをカバーするために配置されたディスポーザブルシ
ースの実施形態を示す。図２０Ｂは、畳まれた位置にあるディスポーザブルシー
スの実施形態を示す。

【図２１】 図２１Ａ〜Ｆは、適切な位置に保護シースを有する光学プローブシステムの実
施形態の種々の投影を示す。

【図２２】 図２２は、ディスポーザブルシースでカバーされた光学プローブの実施形態を
模式的に示す。

【図２３】 図２３Ａ〜Ｄは、保護シースの可撓性部分を遠位の剛性部分に固定する取り付
け機構の実施形態を示す。

【図２４】 図２４は、熱収縮によって、適用に適合される保護シースの実施形態を示す。

【図２５】 図２５ＡおよびＢはそれぞれ、子宮頸内膜の試験のために適合されるプローブ
システムのチップの実施形態、および子宮頸内膜の試験のために適合されるプロ
ーブシステムの実施形態を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ヘド， ゼエブ アメリカ合衆国 ニューハンプシャー 03062， ナシュア， ワゴン トレイル 12 (72)発明者 ビー， デイビッド アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01450， グロートン， パクァケット パス 43 (72)発明者 ノードストローム， ロバート アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02339， ハノーヴァー， オルド フォ ージ ロード 182 (72)発明者 クオ， ジェニー アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02139， ケンブリッジ， ケリー ロー ド 25 (72)発明者 エマンズ， マシュウ アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02114， ボストン， エマーソン ロー ド 10 (72)発明者 リプソン， デイビッド アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02459， ニュートン， マルバァー レ ーン ５ Ｆターム(参考） 2G043 AA03 BA16 CA05 EA01 FA01 GA02 GA04 GB01 GB03 GB21 HA01 HA05 HA09 HA11 JA03 KA02 KA03 LA01 LA03 4C061 GG14 WW17

Claims (95)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 材料のサンプルの特徴を決定するための装置であって、該装
   置は、以下： −該サンプル内の複数の位置に電磁放射を照射する照射光学器を有し；そして
   照射された該サンプル内の該位置の各々から発される電磁放射を収集する収集光
   学器を有する、プローブ； −照射されたサンプル内の該位置の各々から発される収集された電磁照射を検
   出して、該特徴の代表的応答を生成する検出器；および −該プローブに対して外部に配置され、かつ、該サンプルと該プローブとの間
   に配置されたバリアーであって、ここで該バリアーは該プローブによる照射およ
   び該収集光学器による収集を可能にする、バリアー、 を含む、装置。
2. 【請求項２】 前記サンプルが、生物学的材料を含む、請求項１に記載の装
   置。
3. 【請求項３】 前記サンプルが、インビボ体組織と連続して存在する、請求
   項２に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記バリアーが、前記プローブと前記インビボ体組織とが接
   触することを妨げる、請求項３に記載の装置。
5. 【請求項５】 前記バリアーが、前記プローブと前記インビボ体組織に近接
   する組織とが接触することを妨げる、請求項３に記載の装置。
6. 【請求項６】 前記バリアーが、電磁照射を伝達するために適合され、それ
   によって歪曲を伴わないウインドウをさらに含む、請求項１に記載の装置。
7. 【請求項７】 前記ウインドウが、有意な蛍光応答の生成を伴わずに、電磁
   照射で照射され得る、請求項６に記載の装置。
8. 【請求項８】 前記プローブが、前記バリアーの非存在によって、実行不能
   にされる、請求項１に記載の装置。
9. 【請求項９】 前記バリアーが、単回使用のために適合されている、請求項
   １に記載の装置。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の装置であって、該装置は、前記プローブ
    に前記バリアーを装着する付加機構をさらに含み、ここで該プローブから該バリ
    アーを取り外すことによって、該バリアーの引き続いての使用を妨げる、装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の装置であって、ここで前記プローブに
    、前記バリアーを装着することによって、該バリアーと該プローブとの間の空間
    を充填し得る、屈折率を一致させる液体材料を放出し、それによって、電磁放射
    が、効率的に該空間および該バリアーを通過し得、その結果、前記サンプルの特
    徴を決定し得る、装置。
12. 【請求項１２】 請求項９に記載の装置であって、ここで、前記プローブが
    、前記バリアーの使用されない状態を示す該バリアー上のマーカーを検出するセ
    ンサーを含み、該センサーは、該マーカーの検出の際のシグナルを生成し、そし
    て該プローブは、該シグナルを受け、そして該シグナルを受けた際に該プローブ
    を活性化するレセプターシステムをさらに含む、装置。
13. 【請求項１３】 請求項９に記載の装置であって、ここで、前記プローブが
    、前記バリアーのそれまでの使用を示す該バリアー上のマーカーを検出するセン
    サーを含み、該センサーは、該マーカーの検出の際にシグナルを生成し、そして
    該プローブは、該シグナルを受け、そして該シグナルを受けた際に該プローブを
    不活性化するレセプターシステムをさらに含む、装置。
14. 【請求項１４】 生物学的材料のサンプルの特徴を決定するための装置であ
    って、該装置は、以下： −光学アセンブリを有するプローブであって、該アセンブリは、連続的に、電
    磁放射の第１セットを、第１の光路における第１領域から実質的に単調に外れる
    、該サンプル内の強度分布を有するサンプルにおける複数の位置に方向付け、そ
    して電磁放射の第２セットの指標である応答を受け、該第２セットは、該位置の
    各々から発する電磁放射を含み、該光学アセンブリは、第２光路における第２領
    域から実質的に単調に外れる、収集分布を有する電磁放射の該第２セットを収集
    して、該第１領域および該第２領域は、少なくとも部分的に該位置の各々におい
    て重複しており、該光学アセンブリは、視野絞りから測定される、該光学アセン
    ブリの作業開口数で除算した該電磁放射の波長の商と比較して寸法が大きい、少
    なくとも一つのアレイの該視野絞りを含む、プローブ； −該位置の各々における該特徴に従って変動する反応を生成するために、該リ
    ターンシグナルと結合した検出器； −該サンプルの該特徴を決定する該検出器により生成される反応を処理する、
    プロセッサー；および −該プローブを覆うシース、 を含む、装置。
15. 【請求項１５】 前記光学アセンブリが、前記シースの非存在において実行
    不能である、請求項１４に記載の装置。
16. 【請求項１６】 前記生物学的材料のサンプルが、インビボ体組織と連続し
    て存在する、請求項１４に記載の装置。
17. 【請求項１７】 前記シースが、前記プローブと前記インビボ体組織とが接
    触することを妨げる、請求項１６に記載の装置。
18. 【請求項１８】 前記シースが、前記プローブと前記インビボ体組織に近接
    する組織とが接触することを妨げる、請求項１６に記載の装置。
19. 【請求項１９】 前記シースが、電磁放射を伝達するのに適合したウインド
    ウを含む、請求項１４に記載の装置。
20. 【請求項２０】 前記ウインドウが、有意な蛍光応答を生成せずに、電磁放
    射を伝達し得る、請求項１９に記載の装置。
21. 【請求項２１】 前記シースが、単回使用に適応する、請求項１６に記載の
    装置。
22. 【請求項２２】 前記シースが、前記プローブを特有の位置に位置決定する
    ように適合されている、請求項２１に記載の装置。
23. 【請求項２３】 前記シースが、前記プローブに付着し、そして該シースの
    該プローブからの脱離が、該シースを実行不能にする、請求項２１に記載の装置
    。
24. 【請求項２４】 請求項２１に記載の装置であって、ここで前記シースが、
    該シースを同定するデータを保有するマーカーをさらに含み、そして前記プロー
    ブが、該マーカーの該データを読み取るリーダー、および該シースの未使用の状
    態と関連するインジケーターと該マーカーの該データとを相関付ける処理システ
    ムをさらに含む、装置。
25. 【請求項２５】 請求項２１に記載の装置であって、ここで前記シースが、
    該シースを同定するデータを保有するマーカーをさらに含み、そして前記プロー
    ブが、該マーカーの該データを読み取るリーダー、および該シースの以前に使用
    された状態に関連するインジケーターをさらに含む、装置。
26. 【請求項２６】 請求項２１に記載の装置であって、ここで前記プローブに
    前記シースを付加することで、それらの間に空間が生成され、該空間が電磁放射
    の有効な通過が妨害され、そして該シースを該プローブに付加することで、該空
    間を充填し得る、屈折率を一致させる液体を放出し、それによって、電磁放射が
    、効率的に該空間および該バリアーを通過し得、その結果、前記サンプルの特徴
    を決定し得る、装置。
27. 【請求項２７】 サンプルと電磁放射の相互作用によって、サンプルの材料
    の特徴を決定するための方法であって、該方法は、以下の工程： −該サンプルの近傍に、位置付けするために適合された光学アセンブリを提供
    する工程； −該光学アセンブリと該サンプルとが接触することを妨げるシースを提供する
    工程であって、該シースが電磁放射を伝播し得る、工程； −該光学アセンブリを該シースで覆う工程； −該光学アセンブリを該サンプルの近傍に位置付けする工程； −電磁放射を該サンプルに方向付けることにより、該サンプル内の複数の位置
    に、該光学アセンブリを照射する工程； −該サンプル内の各々の位置から発する電磁放射を、該光学アセンブリを用い
    て収集する工程； −照射された該サンプル内の該位置の各々から発する、収集された該電磁放射
    を検出して、該位置の各々における該特徴の代表的応答を生成する工程；および −該サンプルの該特徴を、各々の該位置における該応答から決定する工程、 を包含する、方法。
28. 【請求項２８】 前記サンプルが、生物学的材料を含む、請求項２７に記載
    の方法。
29. 【請求項２９】 前記サンプルが、インビボ体組織と連続して存在する、請
    求項２８に記載の方法。
30. 【請求項３０】 前記シースが、前記光学アセンブリと生物学的材料の該サ
    ンプルに近接する組織とが接触することを妨げる、請求項２９に記載の方法。
31. 【請求項３１】 請求項３０に記載の方法であって、該方法は、インビボ体
    組織に関連して位置付けするために寸法が適合されたハウジングを提供する工程
    であって、それによって前記光学アセンブリが、前記サンプルの近傍に位置付け
    され得、そして前記シースが、該ハウジングを覆い、それによって該光学アセン
    ブリを覆う工程をさらに包含する、方法。
32. 【請求項３２】 前記シースが、単回使用のために適合されている、請求項
    ２９に記載の方法。
33. 【請求項３３】 請求項２８に記載の方法であって、該方法は、前記シース
    の未使用状態を同定する工程、および該シースの未使用状態を同定する際に、前
    記光学アセンブリを作動可能にする工程をさらに包含する、方法。
34. 【請求項３４】 生物学的組織の特徴を決定するためのシステムであって、
    該システムは、以下： −照射光学器および収集光学器を有する光学プローブ； −該光学プローブに対して外部に配置され、そして該生物学的組織と該光学プ
    ローブとの間に挿入された保護シースであって、ここで該光学プローブは、生物
    学的組織の複数の位置を照射するため、そして該位置から発する電磁放射を収集
    するために、該生物学的組織の近傍に位置付けされる、保護シース； −該生物学的組織から発する電磁放射を検出して、該電磁放射に対応するデー
    タを生成するセンサー；および −該センサーにより生成される該データを処理して、該生物学的組織の特徴を
    、該データから決定するための、データプロセッサーであって、ここで該生物学
    的組織の特徴は、該生物学的組織の状態に関連し得る、データプロセッサー、 を含む、システム。
35. 【請求項３５】 前記生物学的組織が、内部体組織である、請求項３４に記
    載のシステム。
36. 【請求項３６】 請求項３５に記載のシステムであって、前記光学プローブ
    が、体管腔内の挿入に適合され、ここで前記保護シースが、該光学プローブと該
    壁との接触を妨げるために、該光学プローブと該体管腔の壁との間に挿入される
    、システム。
37. 【請求項３７】 前記内部体組織が、子宮頸の組織である、請求項３５に記
    載のシステム。
38. 【請求項３８】 請求項３４に記載のシステムであって、ここで前記保護シ
    ースが、電磁放射を伝播し得る光学ウインドウおよび前記光学プローブの形に一
    致する円筒スリーブを包含する、システム。
39. 【請求項３９】 前記光学ウインドウが、剛性材料を含む、請求項３８に記
    載のシステム。
40. 【請求項４０】 前記光学ウインドウが、前記光学プローブの遠位末端に位
    置付けされる、請求項３８に記載のシステム。
41. 【請求項４１】 請求項３４に記載のシステムであって、ここで前記保護シ
    ースは、電磁放射を伝播し得る光学レンズ、および前記光学プローブの形に一致
    する円筒スリーブを含む、システム。
42. 【請求項４２】 前記光学ウインドウが、第１の波長にて光学放射を伝播し
    、そして第２の波長にて光学放射の伝播を妨げる、光学フィルターを含む、請求
    項３８に記載のシステム。
43. 【請求項４３】 前記光学ウインドウが、伝播についての電磁分極の第一状
    態を選択し、そして電磁分極の第２状態が伝達されることを妨げる、光学ポーラ
    ライザーを含む、請求項３８に記載のシステム。
44. 【請求項４４】 前記保護シースが、前記光学プローブに対して予め選択さ
    れた位置における配向について適合される、請求項３４に記載のシステム。
45. 【請求項４５】 前記光学ウインドウが、有意な蛍光応答の生成を伴わずに
    、電磁放射を伝達し得る材料を含む、請求項３８に記載のシステム。
46. 【請求項４６】 前記光学レンズが、有意な蛍光応答の生成を伴わずに、電
    磁放射を伝達し得る材料を含む、請求項４１に記載のシステム。
47. 【請求項４７】 前記光学フィルターが、有意な蛍光応答の生成を伴わずに
    、電磁放射を伝達し得る材料を含む、請求項４２に記載のシステム。
48. 【請求項４８】 前記光学ポーラライザーが、有意な蛍光応答の生成を伴わ
    ずに、電磁放射を伝達し得る材料を含む、請求項４３に記載のシステム。
49. 【請求項４９】 前記円筒スリーブが、熱収縮性プラスチックを含む、請求
    項３８に記載のシステム。
50. 【請求項５０】 診断装置の使用を制御するためのシステムであって、該シ
    ステムは、以下： −プローブを有する診断装置； −該プローブを覆い、それによって該プローブと体組織との接触を妨げるディ
    スポーザブルシースであって、該ディスポーザブルシースは、該ディスポーザブ
    ルシースを特徴付ける特有のデータを保有する識別子を含む、ディスポーザブル
    シース； −識別子が有する特有のデータの指標である第１シグナルを提供する検出器；
    および −該第１シグナルに応答するレシーバーシステムであって、該レシーバーシス
    テムは、ディスポーザブルシースの状態を決定し、そして該ディスポーザブルシ
    ースの状態に関連するプローブに第２シグナルを提供し、ここで、該第２シグナ
    ルが、該プローブの活性化を調節する、レシーバーシステム、 を含む、システム。
51. 【請求項５１】 請求項５０に記載のシステムであって、ここで前記診断装
    置が、以下： −照射光学器および収集光学器を有する光学アセンブリ； −電磁放射を検出し、そしてそれに対応するデータセットを生成する検出器；
    および −前記データを処理して、前記組織の診断（指標）を提供するための、プロセ
    ッサー、をさらに含む、システム。
52. 【請求項５２】 前記特有のデータが、前記ディスポーザブルシースの以前
    の使用に関連するデータを含む、請求項５０に記載のシステム。
53. 【請求項５３】 前記特有のデータが、前記ディスポーザブルシースの機械
    的欠陥に関連するデータを含む、請求項５０に記載のシステム。
54. 【請求項５４】 前記特有のデータが、前記プローブの診断的使用に関連す
    るデータを含む、請求項５０に記載のシステム。
55. 【請求項５５】 前記レシーバーシステムから前記プローブに伝達される前
    記第２のシグナルが、該プローブを活性化し得る、請求項５０に記載のシステム
    。
56. 【請求項５６】 前記レシーバーシステムから前記プローブに伝達される前
    記第２のシグナルが、該プローブの活性化を妨げる、請求項５０に記載のシステ
    ム。
57. 【請求項５７】 請求項５０に記載のシステムであって、該システムは、デ
    ータエントリーを含むデータベースおよびデータプロセッサーをさらに含み、こ
    こで該データプロセッサーが、該データベース内の該データエントリーと前記デ
    ィスポーザブルシースを特徴付ける特有のデータと比較する、システム。
58. 【請求項５８】 前記データエントリーが、ディスポーザブルプローブの連
    続番号を含む、請求項５７に記載のシステム。
59. 【請求項５９】 前記ディスポーザブルシースの状態が、以前の使用の状態
    である、請求項５０に記載のシステム。
60. 【請求項６０】 前記プローブが、内部体組織の状態の診断のために適合さ
    れている、請求項５０に記載のシステム。
61. 【請求項６１】 前記内部体組織が、子宮頸の組織を含む、請求項６０に記
    載のシステム。
62. 【請求項６２】 プローブの使用を制御するためのシステムであって、該シ
    ステムは、以下： −体組織とプローブとの接触を妨げるディスポーザブルバリアーであって、該
    プローブは、ディスポーザブルバリアーの状態を認識し得るセンサーを含み、こ
    こで該センサーは、ディスポーザブルバリアーの状態を認識する際に該プローブ
    にシグナルを伝達し得、それによって該プローブの使用を制御する、ディスポー
    ザブルバリアー、 を含む、システム。
63. 【請求項６３】 前記センサーが、前記プローブを不活性化するために、該
    プローブにシグナルをさらに伝達し得る、請求項６２に記載のシステム。
64. 【請求項６４】 前記センサーが、前記プローブを活性化するために、該プ
    ローブにシグナルをさらに伝達し得る、請求項６２に記載のシステム。
65. 【請求項６５】 前記ディスポーザブルバリアーの状態が、該ディスポーザ
    ブルバリアーの前記プローブへの確実な付着を含む、請求項６２に記載のシステ
    ム。
66. 【請求項６６】 前記ディスポーザブルバリアーの状態が、該ディスポーザ
    ブルバリアーの物理的一体性の状態を含む、請求項６２に記載のシステム。
67. 【請求項６７】 前記ディスポーザブルバリアーの状態が、該ディスポーザ
    ブルバリアーの以前に使用された状態を含む、請求項６２に記載のシステム。
68. 【請求項６８】 前記ディスポーザブルバリアーの状態が、該ディスポーザ
    ブルバリアーの未使用の状態を含む、請求項６２に記載のシステム。
69. 【請求項６９】 前記プローブが、内部体組織の検査のために適合されてい
    る、請求項６２に記載のシステム。
70. 【請求項７０】 前記内部体組織が、子宮頸を含む、請求項６９に記載のシ
    ステム。
71. 【請求項７１】 診断的検査のためにプローブの活性化を制御するための方
    法であって、以下： −診断的検査のために適合されたプローブを提供する工程； −前記プローブと体組織との接触を妨げるために、該プローブを覆うシースを
    提供する工程； −前記シースの状態を検知するセンサーを提供する工程であって、それによっ
    て、該シースの状態を決定する際に、該センサーが、シグナルを該プローブに伝
    達し、該シグナルが、該プローブの活性化を制御し得る、工程； −該シースで該プローブを覆う工程； −該シースの状態を該センサーで感じ取る工程；および −診断的検査のために前記プローブの活性化を制御するシグナルを伝達する工
    程、 を包含する、方法。
72. 【請求項７２】 前記シグナルが、前記プローブの活性化を妨げる、請求項
    ７１に記載の方法。
73. 【請求項７３】 前記シースの状態が、以前に使用された状態を含む、請求
    項７２に記載の方法。
74. 【請求項７４】 前記シグナルが、前記プローブの活性化を可能にする、請
    求項７１に記載の方法。
75. 【請求項７５】 前記シースの状態が、前記シースの物理的一体性を含む、
    請求項７４に記載の方法。
76. 【請求項７６】 前記シースの状態が、未使用状態を含む、請求項７４に記
    載の方法。
77. 【請求項７７】 前記プローブが、内部体組織の診断的検査のために適合さ
    れている、請求項７１に記載の方法。
78. 【請求項７８】 前記内部体組織が、子宮頸を含む、請求項７７に記載の方
    法。
79. 【請求項７９】 プローブのためのディスポーザブルシースであって、以下
    ： 該プローブに対して外部に配置されるバリアーであって、該バリアーは、該プ
    ローブと該プローブの近傍の環境の特徴との間の接触を妨げる、バリアー；およ
    び 該バリアーが、再使用されることを妨げられる、単回使用機構、 を含む、ディスポーザブルシース。
80. 【請求項８０】 請求項７９に記載のディスポーザブルシースであって、こ
    こで、前記単回使用機構は、付加機構を含み、それにより前記バリアーが、前記
    プローブに付着され、そして付着の際に、該バリアーが、再使用されることを妨
    げられる、ディスポーザブルシース。
81. 【請求項８１】 請求項７９に記載のディスポーザブルシースであって、こ
    こで、前記単回使用機構は、付加機構を含み、それにより前記バリアーが、前記
    プローブに付着され、そして該プローブからの該バリアーの脱離の際に、該バリ
    アーが、再使用されることを妨げられる、ディスポーザブルシース。
82. 【請求項８２】 請求項７９に記載のディスポーザブルシースであって、こ
    こで、前記単回使用機構は、インターロックシステムを含み、該インターロック
    システムは、前記プローブ上の前記バリアーの適切な位置を認識し、そして該適
    切な位置において、該バリアーを伴わずに該プローブが使用されることを妨げる
    、ディスポーザブルシース。
83. 【請求項８３】 インターロックシステムであって、以下： −第１の構成要素； −第１の構成要素と結合する第２の構成要素；および −該第１の構成要素に対する該第２の構成要素の適切な位置決定を認知し、そ
    して該適切な位置を認知する際に該第１の構成要素を活性化するためのシグナル
    を生成する、センサーシステム、 を含む、インターロックシステム。
84. 【請求項８４】 光学系であって、以下： −電磁放射を標的サンプルに方向付ける、照射光学器および標的サンプルから
    発せられる電磁放射を収集する収集光学器を有する、プローブ；および −該プローブを覆うシースであって、該シースは、オリフィスが小さすぎて該
    プローブが該オリフィスに入ることができないように寸法が適合されている遠位
    のチップを有し、ここで該遠位のチップは、電磁放射を該照射光学器から標的サ
    ンプルおよび該標的サンプルから該収集光学器へ方向付ける、シース、 を含む、光学系。
85. 【請求項８５】 前記シースの前記遠位のチップは、頸骨へ入るように寸法
    が適合されている、請求項８４に記載されるシステム。
86. 【請求項８６】 前記プローブの前記照射光学器からの前記電磁放射が、前
    記ディスポーザブルシースの遠位のチップの側方の局面を通して前記標的サンプ
    ルに方向付けられる、請求項８４に記載のシステム。
87. 【請求項８７】 請求項８６に記載のシステムであって、該システムは、前
    記ディスポーザブルシースの前記遠位の末端に位置する反射プリズムをさらに含
    み、前記照射光学器から方向付けられる該電磁放射を偏向する、システム。
88. 【請求項８８】 プローブシステムを作製する方法であって、以下： −サンプルを照射するためおよび該サンプルから発する電磁放射を収集する光
    学アセンブリを提供する工程；および −該光学アセンブリと該サンプルとの間にディスポーザブルシースを位置付け
    する工程、 を包含する、方法。
89. 【請求項８９】 前記サンプルが、生物学的材料を含む、請求項８８に記載
    の方法。
90. 【請求項９０】 生物学的材料の前記サンプルが、インビボ体組織と連続し
    て存在する、請求項８９に記載の方法。
91. 【請求項９１】 前記ディスポーザブルシースが、前記光学アセンブリとイ
    ンビボ体組織とが接触することを妨げる、請求項９０に記載の方法。
92. 【請求項９２】 前記ディスポーザブルシースが、前記光学アセンブリとイ
    ンビボ体組織の近傍の組織とが接触することを妨げる、請求項９０に記載の方法
    。
93. 【請求項９３】 前記ディスポーザブルシースが、前記電磁放射の破壊を伴
    わずに電磁放射を伝達するように適合されている、ウインドウをさらに含む、請
    求項８８に記載の方法。
94. 【請求項９４】 前記光学アセンブリが、前記ディスポーザブルシースの非
    存在によって実行不能にされる、請求項８８に記載の方法。
95. 【請求項９５】 前記ディスポーザブルシースが、単回使用のために適合さ
    れている、請求項８８に記載の方法。