JP2009540327A - 光学的蛍光トモグラフィー(tomography)較正 - Google Patents
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Abstract
本発明は、不透明媒体内部を映し出す装置と医療用画像獲得装置に関し:a)不透明媒体(45)を収容するための測定容量(15);b)不透明媒体(45)に光を照射する光源(5);c)測定容量(15)から発する光を検出する光検出ユニット10を含む。それらの不透明媒体内部を映し出す装置と医療用画像獲得装置は、更に測定容量(15)に光学的に結合されるように配置され、励起光と蛍光に対応する更なる光を同時に発生するように配置された較正光源(65)を含む較正装置(55,60)を含むように適合している。この発明は又、不透明媒体(45)内部を映し出す装置中の不透明媒体(45)を受け取るための測定容量(15)を含む容器(20)へ挿入されるように配置されている較正装置(60)に関し、その較正装置は、測定容量(15)に面する容器(20)の表面の少なくとも一部にぴったり合う接触表面(75)を含む接触部(70)及び、不透明媒体中に存在する蛍光作用物質中で蛍光発光を起こす光と蛍光に対応する更なる光とを同時に発生するように配置された較正光源(65)を有する。接触部(70)は、取り外しできる。
Description
本発明は不透明媒体内部を映し出す装置に関し:
a) 不透明媒体を収容するための測定容量
b) 不透明媒体に光を照射するための光源
c) 測定容量から発する光を検出する光検出ユニット
を含む。
本発明は又医療用画像獲得装置に関し:
a) 不透明媒体を収容するための測定容量
b) 不透明媒体に光を照射するための光源
c) 測定容量から発する光を検出する光検出ユニット
を含む。
a) 不透明媒体を収容するための測定容量
b) 不透明媒体に光を照射するための光源
c) 測定容量から発する光を検出する光検出ユニット
を含む。
本発明は又医療用画像獲得装置に関し:
a) 不透明媒体を収容するための測定容量
b) 不透明媒体に光を照射するための光源
c) 測定容量から発する光を検出する光検出ユニット
を含む。
本発明は又、較正光源を含み且つ不透明媒体(turbid medium)の内部を映し出す装置中の不透明媒体を受け取るための測定容量(measurement volume)を含む容器へ挿入されるように配置され且つ測定容量に面する容器の表面の少なくとも一部にぴったり合う接触表面を含む接触部を含む較正装置に関する。
この種の装置の実施例は、ヨーロッパ特許出願05111164.9(PH004270弁護士参照)に記述される。記述された装置は、生物組織のような光学的不透明媒体の内部を映し出すために使用可能である。医学診断においてその装置は、胸組織の腫瘍又は関節リウマチを映し出すために使用可能である。胸のような不透明媒体は、測定容量の内部に収容され、光源からの励起光を照射される。通常、医学診断において400nmから1400nmの範囲内の波長を有する光が使われる。不透明媒体中の蛍光剤中に蛍光放射を起こすように励起光が選択される。不透明媒体を照射した結果として測定容量から発する励起光及び蛍光は検出され、不透明媒体の内部画像を引き出すのに使われる。測定容量は、開放側を端部により定められ、1の開放側のみを有するホールダー(holder)によって定められてもよい。この端部は弾力的に変形可能な密閉リングで提供されてもよい。そのようなホールダーは、米国特許6,480,281B1より公知である。
本発明は説明された種類の改良された装置を提供する。この改良は以下の装置を特徴とする手段により実現できる。その装置は更に、測定容量に光学的に結合するように配置され、且つ励起光及び蛍光に対応する更なる光を同時に発生するように配置された較正光源を含む較正装置を含む。このように、励起光及び蛍光のための検出器の相対的感度を決定するための較正測定を実行するための簡単な手段が提供される。
本発明は、蛍光を含む測定が光学的蛍光トモグラフィー較正を要するという認識に基づいている。というのは、励起光及び蛍光のための検出器の相対的感度は、較正係数として要求されるからである。較正無しでは適切な画像再構成は難しい。結局、異なる検出器は同じ信号に対し異なる感度を有する可能性がある。画像再構成の実行を正しく行う事により、これらの異なる感度知識から利益を得る事ができる。
明らかに、記述された装置は、不透明媒体を通って伝搬できるように選ばれた光学的特性を有する光で不透明媒体を照射するのに適している。そのような透過測定中に検出された光は、それから不透明媒体内部の画像を再構成するために使われる。測定容量に不透明媒体及び整合媒体が存在する場合の測定、及び測定容量に不透明媒体は存在しないが整合媒体が存在する場合の測定、の2つの測定がもし実行されると、もし1の測定で検出された光の強度が他の測定で検出された光の強度を通して分割されるなら、装置の明白な較正は不必要となる。このことは以下のように明瞭化できる。透過測定のために装置は、複数の光源位置から不透明媒体に照射するための光源としてのレーザー、複数の開口部から選ばれた1の選択された開口部に光源を光学的に結合するための光学的スイッチ、光学的スイッチを測定容量へ光学的に結合するための光ファイバー、複数の検出器位置での測定容量から発する光を検出するための光検出器ユニット、光検出器ユニットに測定容量を光学的に結合するための更なる光ファイバー、及び光検出器ユニットのための光学フィルターを含むことができる。不透明媒体と整合媒体とが存在する状態で測定中に検出された光の強度は、次式のようにモデル化できる:
Ix(s,d)=Lw(s)Ts(s)cs(s)φx(s,d)cd(d)Td(d)Fx(d)σ(d).
この式においてsは光源位置sでの光源を表し、dは検出位置dでの検出器を表し、及びIx(s,d)は、光源位置sを活性化して検出位置dで検出された光の強度である。
L レーザー強度
W(s) 設定sの光学的スイッチの透過
Ts(s) 光源位置sに対する源ファイバーの透過
cs(s) 光源位置sに対するファイバー/不透明媒体インターフェースの透過
φx(s,d) 整合媒体が存在する場合の不透明媒体の透過
cd(d) 検出位置dに対するファイバー/不透明媒体インターフェースの透過
Td(d) 検出位置dに対する検出ファイバーの透過
Fx(d) 検出位置dの検出器用のフィルターの透過
σ(d) 検出位置dでの検出器の検出感度
上付き文字xは、不透明媒体を通して光が伝搬できるように選ばれた光学的特性を有する光を含む測定を示す。
Ix(s,d)=Lw(s)Ts(s)cs(s)φx(s,d)cd(d)Td(d)Fx(d)σ(d).
この式においてsは光源位置sでの光源を表し、dは検出位置dでの検出器を表し、及びIx(s,d)は、光源位置sを活性化して検出位置dで検出された光の強度である。
L レーザー強度
W(s) 設定sの光学的スイッチの透過
Ts(s) 光源位置sに対する源ファイバーの透過
cs(s) 光源位置sに対するファイバー/不透明媒体インターフェースの透過
φx(s,d) 整合媒体が存在する場合の不透明媒体の透過
cd(d) 検出位置dに対するファイバー/不透明媒体インターフェースの透過
Td(d) 検出位置dに対する検出ファイバーの透過
Fx(d) 検出位置dの検出器用のフィルターの透過
σ(d) 検出位置dでの検出器の検出感度
上付き文字xは、不透明媒体を通して光が伝搬できるように選ばれた光学的特性を有する光を含む測定を示す。
整合媒体のみ存在する場合の測定中に検出された光の強度は、次式のようにモデル化できる:
Ix o(s,d)=Lw(d)Ts(s)cs(s)φx o(s,d)cd(d)Td(d)Fx(d)σ(d).
ここで、下付き文字oは、測定容量中の整合媒体のみ存在する場合の測定を示す。
Ix o(s,d)=Lw(d)Ts(s)cs(s)φx o(s,d)cd(d)Td(d)Fx(d)σ(d).
ここで、下付き文字oは、測定容量中の整合媒体のみ存在する場合の測定を示す。
もしレーザーの強度が一定で、もし1の測定中に検出された光の強度が他の測定で検出された光の強度を通して分割されるなら、不透明媒体足す整合媒体の透過と整合媒体の透過との比は、変化しない。故に、この状況では装置の明白な較正は不必要となる。
しかし、もし蛍光剤が不透明媒体中にあるなら、もし励起光と蛍光の両方を含む測定と励起光のみ含む測定についての比が計算されるなら、上式右辺の最初の4要素はキャンセルする。その時この比は:
上付き文字xは、励起光と蛍光の両方が検出される測定を示す。上付き文字fは、蛍光のみ通過することができるフィルターの使用を通じて蛍光のみ検出された測定を示す。明らかに、この状況では、不透明媒体足す整合媒体の透過と整合媒体のみの透過との比は、変化しないばかりでなく、又決定されることが必要な追加の較正係数ξdも変化しない。その追加の較正係数は、装置の種々の要素に関する種々の係数を含む。
この較正係数は、励起光及び蛍光に対応する更なる光を同時に発生するように配置された特別較正装置を用いて決定可能である。較正装置により発せられた光のスペクトルを:
S(λ)=pSx(λ)+qSf(λ)
とする。
S(λ)=pSx(λ)+qSf(λ)
とする。
ここでSxは励起光源のスペクトルで、Sfは蛍光スペクトルである。蛍光フィルターを用いた測定(If)及び蛍光フィルターなしの測定(Ix)は、以下の値を与える。
もし蛍光フィルターの拒絶が既知であると、これらの不等号を満たさない光源のために較正が為されうる。較正係数ξdは、両方の測定の比率及び光源のスペクトル構成より計算されうる:
ここでndは検出器の数で、指数iは特定の検出器(i=1,2,…., nd)を示す。
最後の式の右辺は:
q/p*ξm
と記述することができる。
q/p*ξm
と記述することができる。
ここでξmは、全てのξi(i=1,2,…., nd)の平均値を示す。この平均値は、例えばフォトダイオードの選択、光学フィルターの選択等に依存するシステムの設計から既知である。
最後の2つの式を組み合わせると:
q/p=rm/ξm
となる。
最後の2つの式を組み合わせると:
q/p=rm/ξm
となる。
ここで、ξiに関する以下の式が示される。
ξi=ξm/rm*ri
この式から、要求される較正係数ξiは、i番目の検出器に結合された蛍光フィルターを用いた/用いない測定を実行することによって、及びシステムについての先行知識を用いて測定データを組み合わせることによって得ることが可能である事は明白である。たとえ較正光源のレーザー及び蛍光の相対レベルが時間と共に変化しても未だこれは真実である。もしレーザー光用のフィルターの拒否が十分高くなければ最後の式は:
ξi=ξm*(ri−c)/(rm−c)
となる。
ξi=ξm/rm*ri
この式から、要求される較正係数ξiは、i番目の検出器に結合された蛍光フィルターを用いた/用いない測定を実行することによって、及びシステムについての先行知識を用いて測定データを組み合わせることによって得ることが可能である事は明白である。たとえ較正光源のレーザー及び蛍光の相対レベルが時間と共に変化しても未だこれは真実である。もしレーザー光用のフィルターの拒否が十分高くなければ最後の式は:
ξi=ξm*(ri−c)/(rm−c)
となる。
ここでcは
本発明による装置の実施例は、較正装置が蛍光染料を含むことを特徴とする。考えられる限りでは、較正装置は、不透明媒体中に存在する蛍光剤によって発せられる蛍光に必ずしも等しい必要は無いけれどそれに対応する特性を有する光を発生するように配置された較正光源を含むように配置できる。しかし、もし較正装置に含まれた蛍光染料が不透明媒体に存在する蛍光剤中の蛍光物質と同じ染料であるならば、本実施例は、較正装置中で発せられた蛍光が、殆ど明らかに、不透明媒体内で発せられた蛍光と全く同じであるという点で有利である。理想的には、較正装置中に含まれた蛍光染料と不透明媒体中に存在する蛍光剤とが1の同じ物質であることである。しかし、考慮、例えば、較正装置に使用される蛍光剤の蛍光物質部分のみに結果する費用を考慮することもできる。
本発明による装置の更なる実施例は、境界が励起光を反射するように選ばれた光学的特性を有する染料容量(volume)に面する境界を有する染料量内部に蛍光染料を含むことを特徴とする。境界は、境界が励起光を反射するように選ばれた光学的特性を有するので、本実施例は、蛍光染料を含む容量内部の励起光が走行する経路は長くなるという点で有利である。結果として、長くなった経路により励起光が、経路がより短い場合より、より多くの蛍光染料に出会うので、より多くの蛍光が染料容量の内部で発生する。
本発明による装置の更なる実施例は、較正装置が、較正装置により発せられた励起光及び蛍光の相対的強さを調整するように配置された調整手段を更に含むことを特徴とする。前に説明したとおり、もし較正装置により発せられた光に対する励起光の相対的貢献が、蛍光のそれよりもずっと大きければ、較正処理が簡素化できる。故に、較正処理は調整手段が較正装置により発せられた励起光及び蛍光の相対的強さを調整することができる事から利益を得ることができる。どの貢献がより強いか及びどのように励起光及び蛍光の相対的強さを調整したいかにより、種々の選択肢が存在する。もし例えば、励起光の強さが蛍光の強さよりずっと強く、同じ大きさの強さを有したい場合、励起光の少なくとも一部を濾過するフィルターを用いることができる。代替的に、励起光を蛍光より強く吸収するように選ばれた光学的特性を有する物質を蛍光染料に加えることができる。
本発明による装置の更なる実施例は、較正装置が、その装置の中に挿入されるように配置されることを特徴とする。もし例えば、較正装置が蛍光染料を含めば、本実施例は、1の蛍光染料を含む較正装置は、もう1つの蛍光染料を含む較正装置に簡単に取り替えることができるという点及びそれが較正装置に含まれる蛍光染料を含む容量の容易な洗浄を可能にするという点で利点を有する。
本発明による装置の更なる実施例は、以下の装置を特徴とする。その装置が更に、不透明媒体を収容するための測定容量(measurement volume)を含む容器(receptacle)を含み、前記容器は、光源を測定容量へ及び測定容量を光検出ユニットへ光学的に結合する光学的チャネルを含み、その較正装置は容器に挿入されるように配置され、且つその較正装置は、測定容量に面する容器の表面の少なくとも一部にぴったり合う接触表面を含む接触部を含む事を特徴とする。もし較正装置が測定容量に面する容器の表面の少なくとも一部にぴったり合うなら、較正装置により発せられた光が同じ構成で全ての検出位置に到達するように較正装置は、配置可能である。ぴったり適合することから較正装置は、容易に容器に挿入可能である。
本発明による装置の更なる実施例は、接触部が取り外しできることを特徴とする。本実施例は、それが異なる大きさを有する異なる接触部の使用を可能にするという点で利点を有する。
本発明による装置の更なる実施例は、以下の装置を特徴とする。接触部は、接触部容量を定め且つ較正光源に面する表面を含み、前記表面が励起光と蛍光を反射するように選ばれた光学的特性を有し、前記表面は更に、較正装置を選択された光学的チャネルへ光学的に結合する光学的チャネルを含む。本実施例は、それが較正装置により発せられた光を同じ強さ及び同じ構成で全ての検出位置に到達させることを可能にするという点で利点を有する。その結果、容量を定め、較正源に面し、且つ較正装置により発せられた光を反射する表面は、定められた容量内にある較正装置により発せられた光についての多反射へと導く。更なる光学的チャネルを介して選択光学チャネルに結合された光はそれ故、全ての光学的チャネルに対し同じ構成を有する。
本発明による装置の更なる実施例は、接触部が励起光及び蛍光を散乱するように選ばれた光学的特性を、接触部が有することを特徴とする。本実施例は、それが較正装置により発せられた光を同じ構成で全ての検出位置への到達を可能にするという点で利点を有する。較正装置により発せられ接触部を通る光は、それが同じ構成で全ての検出位置へ到達するように散乱される。
本発明に従って医療用画像獲得装置は:
a) 不透明媒体を収容するための測定容量;
b) 不透明媒体に光を照射する光源;
c) 測定容量から発する光を検出する光検出ユニットを含み、
励起光が不透明媒体中に存在する蛍光剤に作用して蛍光を発生させるように選ばれた励起光を発生するように、光源は配置される事及び、その装置が更に、測定容量に光学的に結合するように配置され且つその装置が、励起光と蛍光に対応する更なる光を同時に発生するように配置された較正光源を含む較正装置を含む事を特徴とする。
本発明による較正装置は、不透明媒体内部を映し出す装置中の不透明媒体を受け取るための測定容量を含む容器へ挿入されるように配置され、測定容量に面する容器の表面の少なくとも一部にぴったり合う接触表面を含む接触部を有し、且つ不透明媒体中に存在する蛍光作用物質中で蛍光発光を起こす光と蛍光に対応する更なる光とを同時に発生するように配置された較正光源を有する。
a) 不透明媒体を収容するための測定容量;
b) 不透明媒体に光を照射する光源;
c) 測定容量から発する光を検出する光検出ユニットを含み、
励起光が不透明媒体中に存在する蛍光剤に作用して蛍光を発生させるように選ばれた励起光を発生するように、光源は配置される事及び、その装置が更に、測定容量に光学的に結合するように配置され且つその装置が、励起光と蛍光に対応する更なる光を同時に発生するように配置された較正光源を含む較正装置を含む事を特徴とする。
本発明による較正装置は、不透明媒体内部を映し出す装置中の不透明媒体を受け取るための測定容量を含む容器へ挿入されるように配置され、測定容量に面する容器の表面の少なくとも一部にぴったり合う接触表面を含む接触部を有し、且つ不透明媒体中に存在する蛍光作用物質中で蛍光発光を起こす光と蛍光に対応する更なる光とを同時に発生するように配置された較正光源を有する。
本発明のこれら及び他の実施例は更に明白であり、以下の図面を参照して記述される:
本発明の実施例は、不透明媒体の内部画像を引き出す効果がある。
図1は、先行技術により既知の不透明媒体内部を映し出す装置の実施例を示す。装置1は、光源5,光検出ユニット10,容器20により定められる測定容量15,複数の光学チャネル25a及び25bを含む前記容器、及び前記光学チャネルに結合した光ガイド30a及び30bを含む。装置1は更に、入力光ガイド40を容器20内の複数の光学チャネル25aから選択された多数の光学チャネルに結合するための選択ユニット35を含む。
鮮明さのために、光学チャネル25a及び25bは、容器20の反対側に置かれた。実際上は、しかし、光学チャネルの両方のタイプは、測定容量15の周りに分布可能である。不透明媒体45は、測定容量15の中に置かれる。不透明媒体45はその後、選択ユニット35を用い、光源5を連続的に選択された光学チャネル25aに結合することにより複数の位置から光源5からの光で照射される。不透明媒体45を通って伝えることができるようにその光は選択される。不透明媒体45を照射した結果として測定容量15から発する光は、光学チャネル25b及び光検出器10を用いて複数の位置より検出される。検出された光はその後、不透明媒体45の内部画像を引き出すために使われる。この光の少なくとも一部が不透明媒体45を通り、且つその結果、不透明媒体45の内部に関する情報を含むので、検出光に基づく不透明媒体45の内部画像の引き出しは可能である。その光は、不透明媒体45を通って伝えることができるように意図的に選ばれたものである。測定容量15において不透明媒体45は、周りの環境と不透明媒体45との光学的結合から発生する境界効果を減殺するために用いる事ができる更なる媒体50によって少なくとも部分的に取り囲まれる。不透明媒体45の内部を映し出す目的の測定の間、不透明媒体45を通って伝えることができる光は、例えば反射のような境界効果の発生無しに再生可能な方法で不透明媒体45に結合されなければならない。測定容量15内の不透明媒体45を少なくとも部分的に取り巻く更なる媒体50の光学的特性は、例えば吸収係数のような特性が、不透明媒体45の内部を映し出すために使われる光の波長用に映し出される不透明媒体45の特性と一致するようでなければならない。光学的特性の一致により境界効果は、かなり減少する。
鮮明さのために、光学チャネル25a及び25bは、容器20の反対側に置かれた。実際上は、しかし、光学チャネルの両方のタイプは、測定容量15の周りに分布可能である。不透明媒体45は、測定容量15の中に置かれる。不透明媒体45はその後、選択ユニット35を用い、光源5を連続的に選択された光学チャネル25aに結合することにより複数の位置から光源5からの光で照射される。不透明媒体45を通って伝えることができるようにその光は選択される。不透明媒体45を照射した結果として測定容量15から発する光は、光学チャネル25b及び光検出器10を用いて複数の位置より検出される。検出された光はその後、不透明媒体45の内部画像を引き出すために使われる。この光の少なくとも一部が不透明媒体45を通り、且つその結果、不透明媒体45の内部に関する情報を含むので、検出光に基づく不透明媒体45の内部画像の引き出しは可能である。その光は、不透明媒体45を通って伝えることができるように意図的に選ばれたものである。測定容量15において不透明媒体45は、周りの環境と不透明媒体45との光学的結合から発生する境界効果を減殺するために用いる事ができる更なる媒体50によって少なくとも部分的に取り囲まれる。不透明媒体45の内部を映し出す目的の測定の間、不透明媒体45を通って伝えることができる光は、例えば反射のような境界効果の発生無しに再生可能な方法で不透明媒体45に結合されなければならない。測定容量15内の不透明媒体45を少なくとも部分的に取り巻く更なる媒体50の光学的特性は、例えば吸収係数のような特性が、不透明媒体45の内部を映し出すために使われる光の波長用に映し出される不透明媒体45の特性と一致するようでなければならない。光学的特性の一致により境界効果は、かなり減少する。
図1において測定容量15は、容量20により定められる。しかし、これは常にこうであるとは限らない。不透明媒体の内部を映し出す装置のもう1つの実施例は、手で持ち運びする装置で、例えば不透明媒体の側面に押しつけることができるものである。その場合、測定容量は、不透明媒体に照射した結果として光が検出される不透明媒体の部分により占有されている容量である。
図2は、不透明媒体内部を映し出す装置1に永久に一体化するように配置された較正装置55を概略的に示す。基本的に図2は、図1と同じである。しかし、励起光が不透明媒体45に存在する蛍光剤で蛍光を発生させるように選ばれた励起光を発するように光源5は配置され、且つその装置は更に較正装置55を含む。較正装置55は、先行技術より知られる不透明媒体45照射用の光源5に類似して装置1に一体化される。選択ユニット35を通して較正装置55は測定容量15に光学的に結合可能である。この実施例は、それが較正処理を100%自動的に実施可能であるという利点を有する。較正処理の間不透明媒体45は、測定容量15内に存在しない。図2に示すように装置1の較正処理の間、較正装置55により発せられた光は光ガイド40を通じて選択ユニット35に結合され、その後その光は、複数の光学チャネル25aから選ばれた1つの選択された光学チャネル25aに結合される。較正装置55により発せられた光は、同じ構成で光検出ユニット10に結合された全ての光学チャネル25bに到達せねばならない。これは、マッチング媒体50の代わりに容器20内の較正媒体を収容することにより達成可能である。その較正媒体は、その較正媒体が較正装置55により発せられた光を散乱させ且つその較正媒体が較正装置55により発せられた光を吸収しないように選ばれた光学的性質を有する。どの較正媒体が適切かは、較正装置55により発せられた光の光学的性質に依存する。もし、例えば、較正装置55が蛍光剤としてインドシアニングリーン(ICG)と600−1000ナノメータの波長として励起光とを含むなら、水と二酸化チタンの混合物は、適切な較正媒体である。較正装置55は、不透明媒体45照射用の光源5に類似して装置1に一体化する必要はない。代替的に、較正装置55は、容器20に挿入しても良い。一般的に、測定容量15に面する容器20の表面と挿入された較正装置55の間に空間が残る。この場合、較正装置55により発せられた光が、同じ構成ですべての光学チャネル25bに到達することを確認するために再び較正媒体を使用しても良い。
図3は、不透明媒体内部を映し出す装置1に挿入されるように配置された較正装置60を概略的に示す。装置1は、不透明媒体45を収容するための測定容量15を含む容器20を含む。較正測定の間、測定容量15内に何も不透明媒体45が存在しないので、不透明媒体45は、図3に示されない。容器20は更に、測定容量15を周りの環境に光学的に結合するための光学チャネル25a及び25bを更に含む。較正装置60は、較正光源65と接触部70を含む。接触部70は、測定容量15に面する容器20の表面の少なくとも一部に密接に適合する接触表面75を含む。接触部70は、交換可能に作られても良い。これは、異なる大きさを有する測定容量を含む異なる容器に適合する異なる接触部を使用することができるという利点を有する。
図4は、励起光と蛍光を反射する表面80及び更なる光学的チャネル85を含む接触部70を概略的に示す。図4の右部分が接触部70の断面の半分を概略的に示すのに対し、図4の左部分は接触部70の外側を概略的に示す。接触部70が接触部分容量90を定め且つ較正光源65に面する表面80を含みように接触部70は、較正装置60に含まれるように配置される。この表面80は、表面80が励起光及び蛍光を反射するように選ばれた光学的性質を有する。これらの性質は、表面80に定められた接触部分容量90の内部での多反射を可能にする。多反射は、光線95により示される。接触部70は更に、装置1に含まれた容器20内で較正装置60を選択された光学チャネル25bに光学的に結合するための光学チャネル85を含む。接触部分容量90を定め且つ較正光源65に面する表面80の反射的光学的性質により、較正装置60により発せられ且つ更に光学チャネル85に到達する光は、全ての更なる光学チャネル85に対して同じ強さと構成を有する。接触部分容量90を定め且つ較正光源65に面する表面80は、例えば、金を塗装することにより適切な光学的性質を有するように作成可能である。
図5は、励起光と蛍光を弱く散乱する散乱容量77を含む接触部70を概略的に示す。接触部70は、100に概略的に示すように散乱容量77が励起光と蛍光を弱く散乱するように選ばれた光学的性質を有する散乱容量77を含む。散乱容量77は、例えばそれをエポキシと二酸化チタンの混合物から作ることにより適切な光学的性質を有するように作成可能である。もしエポキシと二酸化チタンの混合物が選ばれるなら、光ファイバー100の終端近辺にそれを液状で投入しても良い。一度硬化すると、光ファイバー100の終端から発せられる光は、散乱容量77内で弱く散乱する。
図6aは、較正光源65の実施例を概略的に示す。較正光源65は、蛍光剤を含むキュベット110の内容を照射するための光源105,光線束停止115、キュベット110から発する光を収集するための収集光学部品120、光源105により発せられた光を吸収するための光学吸収フィルター125、及び較正光源65からの光を結合するための光ファイバー130を含む。例えば、レーザー光線束であっても良い光源105は、光線束135を発する。光線束135は、蛍光剤を含むキュベット110に到達する。光源105により発せられた光は、その光がキュベット110内に存在する蛍光剤に作用して蛍光を発するように選ばれる。光線束135の方向と平行な方向にキュベット110から発せられた光、つまり光線束140は、光線束停止115により止められる。光線束135の方向と垂直な方向に、光源105により発せられた散乱光と蛍光の組み合わせを含む光線束145は、キュベット110から発する。光線束145は、収集光学部品120を通り、そして光学的に、光源105により発せられた光を吸収するための光学吸収フィルター125を通る。その後、光線束145からの光は、光ファイバー130に入る。光ファイバー130は、較正光源65からの光線束150と結合するために使われる。キュベット110は、境界165の少なくとも一部が光源105により発せられた光を反射するように選ばれた光学的性質を選択的に有する染料容量に面する境界165を含む。この選択肢が選ばれたなら、光源105よりの光は、キュベット110の壁の光学的開口部160を通りキュベット110に入ることができ且つキュベット110の壁の光学的開口部162を更に通りキュベット110を出ることができる。境界165は、例えば境界165を金層で塗装することにより、光源105により発せられた光を反射するように作ることができる。
図6bは、較正光源65の更なる実施例を概略的に示す。較正光源65は、蛍光剤を含むキュベット110の内容物を照射するための光源105、キュベット110の壁の光学的開口部160に光源105により発せられた光の焦点を合わせるための焦点合わせ用光学部品155、光源105により発せられた光を吸収するための光学吸収フィルター125、及び較正光源65からの光を結合するための光ファイバー130を含む。例えば、レーザー光線束であってもよい光源105は、光線束135を発する。光線束135は、キュベット110の壁の光学的開口部160に焦点合わせ用光学部品155によって焦点を合わせられる。光学的開口部160を通って光線束135は、キュベット110の内容物を照らす。光源105により発せられた光は、その光がキュベット110内に存在する蛍光剤に作用して蛍光を発するように選ばれる。キュベット110は、境界165が光源105により発せられた光を反射するように選ばれた光学的性質を有する蛍光剤を含む容量
に面する境界165を含む。このように、キュベット110内の光源105により発せられた光による光路は長くなる。これは、より多くの蛍光を生み出す結果となる。境界165は、例えば、境界165を金層で塗装することにより、光源105により発せられた光を反射するように作ることができる。光線束135の方向に垂直な方向に、キュベット110に結合した光ファイバー130は、キュベット110からの光線束150に結合するために使用される。光線束150は、光源105により発せられた散乱光とキュベット110内で発せられた蛍光の組み合わせを含む。光線束150は、光源105により発せられた光を吸収するための吸収フィルター125を任意的に通る。
に面する境界165を含む。このように、キュベット110内の光源105により発せられた光による光路は長くなる。これは、より多くの蛍光を生み出す結果となる。境界165は、例えば、境界165を金層で塗装することにより、光源105により発せられた光を反射するように作ることができる。光線束135の方向に垂直な方向に、キュベット110に結合した光ファイバー130は、キュベット110からの光線束150に結合するために使用される。光線束150は、光源105により発せられた散乱光とキュベット110内で発せられた蛍光の組み合わせを含む。光線束150は、光源105により発せられた光を吸収するための吸収フィルター125を任意的に通る。
上述の実施例は、本発明を制限するというよりも説明するものであり、そして当業者は、添付の特許請求の範囲から逸脱することなしに多くの代替的実施例を設計することができるということに注意しなければならない。特許請求の範囲中、括弧で囲まれたどんな参照記号も請求の範囲を制限するようには構成されていない。「含む」の語は、特許請求の範囲にリストされた要素又はステップ以外のそれらの存在を除外しない。「1つ」という語は、複数のそのような要素の存在を除外しない。数種類の手段を列挙しているシステムクレーム中で、これらの手段のうちの数個は、コンピュータ読み込み可能ソフトウエア又はハードウエアによって実施できる。ある手段が互いに異なる従属項中に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有利に使用できないということを示していない。
本発明は、例えば、生物組織のような光学的不透明媒体の内部を映し出すために使用可能である。
Claims (11)
- 不透明媒体の内部を映し出す装置であって:
a) 不透明媒体を収容するための測定容量;
b) 不透明媒体を照射するための光源;
c) 測定容量から発する光を検出するための光検出ユニット、
を含む装置であって、
前記光源は、励起光が不透明媒体内に存在する蛍光剤に作用して蛍光を発するように選ばれた励起光を発するように配置される事及び、その装置が更に測定容量に光学的に結合するように配置され且つ励起光と蛍光に対応する更なる光を同時に発するように配置された較正光源を含む較正装置を含む事を特徴とする装置。 - 前記較正装置が蛍光染料を含む事を特徴とする請求項1に請求された装置。
- 前記蛍光染料は、境界が励起光を反射するように選ばれた光学的性質を有する染料容量に面する境界を有する蛍光染料内部に含まれる事を特徴とする請求項2に請求された装置。
- 前記較正装置は更に、励起光と較正装置により発せられた更なる光の相対的強さを調整するために配置された調整手段を含む事を特徴とする請求項1に請求された装置。
- 前記較正装置がその装置に挿入されるように配置された事を特徴とする請求項1に請求された装置。
- 前記装置は更に、前記不透明媒体を収容するための前記測定容量を含む容器を含み、前記容器は前記光源を前記測定容量に光学的に結合し且つ前記測定容量を前記光検出ユニットに光学的に結合する光学チャネルを含み、前記較正装置は前記容器に挿入されるように配置され且つ前記測定容量に面する前記容器の前記表面の少なくとも一部にぴったり合う接触表面を含む接触部を含む事を特徴とする請求項1に請求された装置。
- 前記接触部が取り外しできる事を特徴とする請求項6に請求された装置。
- 前記接触部が接触部容量を定め且つ較正光源に面する表面を含み、前記表面はその表面が励起光と蛍光を反射するように選ばれた光学的性質を有し、前記表面は更に、較正装置を選択された光学チャネルに光学的に結合するための光学チャネルを含む事を特徴とする請求項7に請求された装置。
- 前記−接触部が励起光と蛍光を散乱するように選ばれた光学的性質を有する事を特徴とする請求項7に請求された装置。
- 医療用画像獲得装置であって:
a) 不透明媒体を収容するための測定容量;
b) 不透明媒体を照射するための光源;
c) 測定容量から発する光を検出するための光検出ユニット、
を含む装置であって、
前記光源は、励起光が不透明媒体内に存在する蛍光剤に作用して蛍光を発するように選ばれた励起光を発するように配置される事、及びその装置が更に、測定容量に光学的に結合するように配置され且つ励起光と蛍光に対応する更なる光を同時に発するように配置された較正光源を含む較正装置を含む事を特徴とする装置。 - 不透明媒体の内部を映し出す装置中の不透明媒体を受け取るための測定容量を含む容器へ挿入されるように配置されている較正装置であって、測定容量に面する容器の表面の少なくとも一部にぴったり合う接触表面を含む接触部を有し、且つ不透明媒体内に存在する蛍光剤の中に蛍光発光を起こす光と蛍光に対応する更なる光を同時に発するように配置された較正光源を有する較正装置。
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