JP2013545516A - アルツハイマー病、外傷性脳損傷、黄斑変性症、複数の神経変性障害および眼疾患の診断、進行および病気経過予想における網膜内のアミロイドの検出装置および方法 - Google Patents

アルツハイマー病、外傷性脳損傷、黄斑変性症、複数の神経変性障害および眼疾患の診断、進行および病気経過予想における網膜内のアミロイドの検出装置および方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、患者の眼の画像創出のための装置および方法であって、画像化光学部品と、照射源光学部品と、ビデオカメラ光学部品と照射源光学部品とを収容するための周囲部を備えたカメラハウジングとを含んだ光学ヘッドと、調節可能なヘッド支持部と、可動基部と、ヘッド支持部とビデオカメラを搭載したハウジング支持部とに対してカメラハウジングの位置を調節するジョイスティックを含んだスリットランプ顎受とジョイスティックの構造体と、カメラハウジングと、患者の眼との間に周囲部から外側に突出するインターフェースを提供するラバー眼杯と、網膜内のアミロイドおよびその他の堆積物の存在のための画像とデータを分析し、黄斑変性症、アルツハイマー病、外傷性脳損傷、多発性脳震盪外傷、神経変性障害およびその他の眼疾患の診断を提供するコンピュータシステムとを含んでいる。

Description

本発明は、アルツハイマー病、外傷性脳損傷、黄斑変性症、複数の神経変性障害および眼疾患の診断、進行および病気経過予想における網膜内のアミロイドの検出装置および方法に関する。
本出願は米国仮出願61/406551(出願日:2010年10月25日)の優先権を主張し、その全内容をここに援用する。
網膜または脳内のアミロイド‐ベータ斑(アミロイド、アミロイド‐ベータペプチドを含む)およびその他の病状や解剖学的特徴の画像化は、特殊な造影剤または自己蛍光技術の使用無しでは得られないことが多い。一方、多様な画像化技術を用いて、ドルーゼ(drusen)およびアミロイドを含む斑を網膜内に見ることができる一方で、特にドルーゼ内のアミロイド‐ベータ斑(アミロイドペプチドなどの他の形態のアミロイドを含む)、またはその他のアミロイド含有斑(または網膜または眼底全体)は、動物のみのインビボ(生体内)で実施されているクルクミン蛍光/反射画像化を唯一の例外としてあらゆる網膜画像化モダリティでアミロイド含有であることを見ることができず、実証できる。
この装置および方法は、網膜内と脳内のアミロイドの検出のために使用できる。これはOCTデータセット内のアミロイドのスペクトルシグネチャおよび/または斑の解剖学的位置の特定によってOCTで単独で達成できる。この検出は、OCT装置の波長を変化させ、アミロイド信号を導き出すために発生信号を分析することによっても達成できる。これは、OCTとマルチスペクトル画像化の組み合わせ、またはマルチスペクトル画像化の単独での利用、またはOCTと自己蛍光または造影剤の使用によっても達成できる。それぞれのモダリティにおいて、スペクトルシグネチャはスペクトル分析と画像処理とによって得られる。画像処理は、画像処理技術を用いて、網膜内と脳内のスペクトル波長およびアミロイドにより特定されたスペクトルシグネチャを特定できる。
この装置および方法は、スペクトル分析および画像処理との組み合わせによる光技術の組み合わせを通して、網膜内または脳内のアミロイドの可視化のために複数の従来の光干渉断層撮影(光コヒーレンストモグラフィー(OCT))と現在の眼底画像化技術とを利用する。複数の特定の波長で複数のOCTおよびマルチスペクトル画像化装置を運用することによって、画像化処理を利用してデータセットからアミロイド‐ベータ斑のスペクトルシグネチャが得られる。
この装置および方法は、携帯型機器または据付スリットランプ、一体型スリットランプ、一体型眼底カメラ、走査レーザー検眼鏡、または別体の顎受ジョイスティック構造体に取り付けられた光学ヘッド(眼底カメラ等)などの複数の異なる操作モードおよび形態を利用する。
この装置及び方法は、網膜(または脳)内のアミロイドを特定するため、標準または特徴的なスペクトル波長選択、スペクトル分析、およびそれを臨床医に見えるようにするように画像化処理と組み合わされたOCTおよび/またはマルチスペクトル画像を利用する。
請求項1に記載の発明。
本発明を、添付の図面に記載された非制限的な例示的実施例によって説明する。類似の符号は類似の要素を示す。
本発明の1実施例による、眼の画像化装置の側方斜視図である。 本発明の1実施例による、カメラ構造体の側方斜視図である。 本発明の1実施例による、眼杯の前方上方斜視図である。 本発明の1実施例による、コンピュータシステムの分解対角側方斜視図である。 本発明の1実施例による、顕微鏡と組み合せて利用される眼の画像化装置の側方斜視図である。 本発明の1実施例による、携帯型の眼の画像化装置の側方斜視図である。 本発明の1実施例による、眼の画像化装置と組み合わせて利用できる多様な部材のブロック図である。 本発明の1実施例による、哺乳類の眼疾患の診断方法である。 本発明の1実施例による、哺乳類の眼疾患の診断方法である。 本発明の1実施例による、哺乳類の眼疾患の診断方法である。
当業者が他の当業者にそれら技術の実体を伝えるために一般的に利用されている用語を用いて実施例の多様な特徴について説明する。しかしながら、当業者にとって、本発明は解説した特徴の一部のみでも実施できることは明らかであろう。説明の目的のため、特定数、材料および形態が例示的実施例を完全に理解できるように説明されている。しかしながら、それら特定の詳細を無視しても本発明を実施できることは明らかであろう。その他、よく知られた特徴は実施例を明解にするために省略または簡略化されている。
多様な運用は、複数の個別の操作として、本発明の理解を最大に補助するように説明されている。しかしながら、説明の順序は、これらの運用が必ずしも順序通りに実施されることを意味するものと理解されるべきではない。これらの運用は提示の順序で実行される必要はない。
“1実施例では”のフレーズが繰り返し使用されている。このフレーズは一般的に同じ実施例を示すものではないが、示すこともある。“含む”、“有する”および“含んでいる”の用語は、内容が明示的にそれ以外を述べている以外は同義語である。
図1Aは、本発明の1実施例による、眼の画像を創出するための装置100の分解斜視図である。画像は、ユーザの眼内または脳内のアミロイド‐ベータ斑、アミロイドまたはアミロイド‐ベータペプチドまたはその他の病理学的または解剖学的特徴を示す。装置100はスペクトルシグネチャによってアミロイド‐ベータ斑、アミロイドまたはアミロイド‐ベータペプチドを検出する。装置100は最大および最小の強度投影能(MIP/MinIP)を実行する。
眼の画像を創出するための装置100は、ビデオカメラ110、ビデオカメラ光学部品112、スリットランプ顎受およびジョイスティック構造体130に搭載されたカメラハウジング120、および照射源光学部品140を含んでいる。ビデオカメラ110はデジタルカメラであるが、眼の画像を創出するための装置100との使用に適した任意のタイプのカメラでよい。スリットランプ顎受およびジョイスティック構造体130は、ヘッド支持部142、可動基部144、ジョイスティック146およびハウジング支持部148を含んでいる。ヘッド支持部142は患者の顎と前頭部を通常の固定位置で保持する。ヘッド支持部142には、患者の頭部にとって快適な支持位置を提供するよう複数の高さ調節部が提供されている。ヘッド支持部142に対するカメラハウジング120の位置は、ジョイスティック146を用いて大まかおよび微小の増分で調節できる。眼の画像を創出するための装置100は、図1Dに関して詳説するコンピュータシステム150と組み合わせて使用される。コンピュータシステム150は、眼の画像化のための装置100と組み合わせて使用できる任意の適切なコンピュータシステム150でよい。
パーソナルコンピュータ150は、眼の画像化、データ処理および眼の画像化のための装置100のその他の部材の操作の制御のための装置の中心を形成している。パーソナルコンピュータ150にはビデオカメラ110が接続されている。パーソナルコンピュータのスクリーンでよい観察ビデオモニター、スリットランプ顎受けおよびジョイスティック構造体130、照射源光学部品140およびビデオカメラ光学部品112はカメラハウジング120と関連している。
パーソナルコンピュータ150は、標準型操作システムを利用した比較的に高処理パワーで、メモリーカード、ビデオボード、プリンタおよびモニターのごときインターフェース周辺機器のための標準型カードスロットを有した比較的にコンパクトなコンピュータ埋込型コンピュータ、またはタブレット型コンピュータである。後で詳説するように、パーソナルコンピュータ150はカスタマイズ化されたソフトウェアを運用する。パーソナルコンピュータのモニターまたはスクリーンは分析対象の画像を表示するため、高解像カラー図形化能力を有するであろう。
デジタイジングボードは、ビデオカメラ110からデジタルファイルまたはビデオ入力を受け入れ、“フレームグラバー”またはディスプレーとして機能する。すなわち、パーソナルコンピュータ150からの信号によって起動されると、同時にデジタイジングボードはビデオカメラ110からビデオおよび/またはデジタルデータおよび画像を収集し、デジタルデータに保存する。創出されたデジタルデータはメモリに保存され、分析のためにパーソナルコンピュータで利用可能になる。
図1Bは、本発明の1実施例による、顎受およびジョイスティック構造体130のカメラハウジング120の側方斜視図である。ビデオカメラ110の照射源および光学部品140を含んだカメラハウジング120は、角膜Cおよび網膜Rを備えた断面状の患者の眼球EBに近接する。ハウジング120は筒形状または任意の適した形状でよい。ハウジング120は前方に突出した部材を有しておらず、患者の眼に対してハウジング120が移動している間、患者の角膜Cまたは顔面部分と眼の画像化装置100の部材との不慮の直接接触を防止する。これは、検査と画像取得を達成するために患者の角膜Cとの接触が存在しないので有利である。外部ハウジング120と光学部品は角膜Cに対してある程度の距離を維持するように設計されており、検査が実施されている間の患者の快適性を向上させる。ハウジング120と患者の眼球EBとの間のインターフェースにラバーカップ180などのフレキシブルなインターフェース材を提供できる。
カメラハウジング120内に照射源光学部品140、カメラ光学部品112およびビデオカメラ110を含むことで高度のアクセス性が提供される。眼の画像創出装置100の全ての要素を一つのカメラハウジング120内に配置することによって、有利なデザインを提供することができる。さらに、観察および画像取得のための眼底カメラのものと比較して、相対的に小型である眼の画像創出装置100のデザインは短く、効率的な光学的経路を提供する。光学部品112と140のコンパクトなデザインと簡易性は、製造コストを減少させ、オペレータによる使用をさらに容易にする。眼の画像創出装置100の設計は眼底カメラと比較してより小さい瞳孔を通じて画像化を可能にする。
ビデオカメラ110は相対的にコンパクトでカラーまたはモノクロCCD、CMOS、またはマルチ/ハイパースペクトル画像センサを組み込んでいる。患者の焦点化もまたデジタルカメラの内蔵光学素子の焦点化によって達成される。カメラ100の内部に含まれたレンズは、観察ビデオモニターに表示された画像を観察することによって自動的にまたは手動で焦点化される。あるいは、カメラ100内のレンズの焦点を自動的に調節するため、電子自動焦点制御システムを利用することができる。ビデオカメラ110もモノクロまたはカラーCCDまたはCMOSセンサ(図示せず)を含むことができる。
ビデオカメラ110と関連した観察光学部品112はレンズ170、観察アパーチャ172およびフィルタ174を含んでいる。観察アパーチャ172とフィルタ174は網膜Rから反射された光をレンズ170とビデオカメラ110に伝達する。フィルタ174は、ビデオカメラ110によって観察される画像のコントラストを向上させる赤外線ステップフィルタ(またはその他の画像創出のための他のフィルタ)である。
眼の画像化装置100によって、インド‐シアニングリーン血管造影、カラー眼底写真、自己蛍光、またはフルオレセイン血管造影、クルクミン蛍光画像化、またはその他のフィルタセットが利用できる。これらのフィルタは、実行されている機能に応じて、ビデオカメラ110の視軸の内外に選択的に回転するように取り付けられるであろう。その回転は、手動またはコンピュータサーボ制御で達成できる。
本発明の投射光学部品140は、ビデオカメラ110のレンズ170の中央軸176に対する一定の角度で軸から外して網膜Rに光を投射する。投射光学部品140は、ランプ141、ランプレンズ群143、ミラー145および投射アパーチャ172を含んでいる。ランプ141の強度と位置を、手動またはコンピュータシステム150の制御下のいずれかで調節するよう、制御部1001が利用される。制御部は複数のランプ141、シフト用光学素子、およびフリップマスク147、LED反転内蔵据付ポインター1004、および画像捕捉トリガーを順番に制御するためにも使用される。
ランプ141からの光はアパーチャ149と、典型的には2つのレンズを有する一連のランプレンズ群142とを通過する。ランプレンズ群143のレンズは、ランプ141の出力光を焦点に集める。ランプレンズ群143は複数のレンズまたは一つの非球面レンズで構成できる。その後、光は、ビデオカメラ110と投射光学部品112に対して臨界ピッチ角で配置された鏡145によって偏向される。光は、鏡145から光を焦点に集めるフリップマスク147を通過する。その後、光は複数の小型瞳孔孔マスク1002を通過する。その後、光は対物レンズ1003を通過する。その後、光は角膜Cを通過して網膜Rに投射される。
フリップマスク147とアパーチャ149および1002のごとき使用される全てのマスクと装置は適切に寸法化されたアパーチャである。ランプ141は一般的なLEDランプとして解説されているが、ランプ141は放射エネルギーの任意の源でよい。1実施例では、ランプ141は赤外線照射源であり、ランプ141の波長を通過するようにフィルタ174の明細は調節される。赤外線照射は、瞳孔拡張の欠如によって発生する問題がないので、画像を取得する前の整合にとって特に望ましい。画像化対象の眼が自然に拡張するよう、画像は赤外線照射を用いて比較的に暗い部屋で捕捉できる。それぞれの状況下で画像捕捉と同時的に光源を順番にスイッチオン/オフするための手段も存在する。それは図1Cでさらに解説するコンピュータシステムである。
画像化中に瞳孔拡張の欠如によって生じる問題に対処する別な実施例では、画像取得中に、ランプ141は、不変に保たれるよりもむしろ、全色の、赤色無しで、NIRまたはその他の波長(所望の画像創出処理に基づく)でストローブされることによって、画像捕捉前に、ランプ141のエネルギーが瞳孔を狭くすることを防止する。投射光学部品140の独特の設計と画像処理能力および利用される分析ソフトウェアにより、各画像からの有用なデータを最小の瞳孔の拡張で収集できる。特に、画像化対象の眼の瞳孔は2mm程度しかない。投射光学部品140は、ビデオカメラ110の観察経路から軸を外して光を網膜Rに投射する。別な実施例は、瞳孔が小さいときに画像を最適化するよう、患者の瞳孔を調節する対物レンズ1003に近接した調節可能なマスク1002を配置する。
図1Cは、本発明の1実施例による眼杯180の前方上方斜視図である。眼杯180は、周囲部182から、周囲部182での約0°位置184と180°位置186にて約10%の増加で外側に突出している。眼杯180に関するさらなる詳細は図3およびその説明で解説されている。
図1Dは、本発明の1実施例によるコンピュータシステム150の対角側方分解斜視図である。このようなコンピュータシステム150は、バスによってランダムアクセスメモリすなわちRAM152に接続されたCPU151のごとき処理装置、保存装置153、キーボード154、ディスプレー155およびマウス156を含んでいる。さらに、眼を画像処理するための装置100を具現化するデータのエントリーのためのソフトウェア157が存在する。コンピュータシステム150の1例は、デルパーソナルコンピュータで運用されるマイクロソフトウィンドウズ運用システム、またはリナックス、マッキントッシュなどでよい。本発明はラップトップコンピュータ、携帯電話、PDA、AppleTMMacTM、タブレット、またはその他のコンピュータ化された装置でも活用できる。コンピュータ化されたシステム150は無線モデム158またはネットワークインターフェースカード159と組み合わせても利用できる。
本発明の多様な方法の実施形態は、処理のために必要な全てのデータがコンピュータにアクセス可能であるとして、方法のステップを実行するために一連のプログラムインストラクションを実行するコンピュータによって一般に実行されるであろう。一連のプログラムインストラクションは、プログラムインストラクションを保存する媒体を含むコンピュータプログラム製品で具現化できる。当業者であれば容易に理解できるように、本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで実現できる。ここで解説する方法を実行するように適合された任意の種類のコンピュータ/サーバシステムまたはその他の装置が利用できる。ハードウェアとソフトウェアの典型的な組み合わせは、ローディングまたは実行されたときにここに解説する方法およびその変形方法を実行するコンピュータプログラムを備えた汎用コンピュータシステムである。
1以上のコンピュータで使用可能またはコンピュータで読み取り可能な媒体の任意の組み合わせが利用できる。コンピュータ読取可能媒体の特定例は、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み取り専用メモリ(ROM)、消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ(EPROM)、またはフラッシュメモリまたはポータブルコンピュータディスク読み取り専用メモリ(CD‐ROM)を含む。本明細書が想定する範囲では、コンピュータで使用可能またはコンピュータで読取可能な媒体は、インストラクション実行システムまたは装置との関連で使用できる任意の媒体でよい。方法全体の運用を実行するためのコンピュータプログラムコードは、1以上のプログラム言語の任意の組み合わせで書き込むことができる。プログラムコードは、ユーザコンピュータで全体的に、ユーザコンピュータで部分的に、スタンドアローンソフトウェアパッケージとして、ユーザコンピュータで部分的に、およびリモートコンピュータで部分的に、またはリモートコンピュータまたはサーバで全体的に実行できる。
コンピュータ読取可能媒体に保存されたインストラクションが処理ステップに明記された機能を実行するインストラクション手段を含んだ製品を製造するため、これらのコンピュータプログラムインストラクションもまた、特定の手法で機能するようにコンピュータまたはその他のプログラム可能なデータ処理装置を指令することができるコンピュータ読取可能媒体内に保存できる。
コンピュータまたはその他のプログラム可能な装置で実行されるインストラクションが明記された機能を実行するためのプロセスを提供するよう、コンピュータ実行プロセスを創出するために、一連の運用ステップをコンピュータまたはその他のプログラム可能な装置で実行させるようにコンピュータプログラムインストラクションはまた、コンピュータまたはその他のプログラム可能なデータ処理装置にローディングされる。
図2は、本発明の1実施例による、顕微鏡260と組み合わせて利用される眼の画像創出のための装置200の側方斜視図である。図2は、顕微鏡260とコンピュータシステム150を除いて、図1Aで解説した眼の画像創出のための装置100と同じ部品を全て有する眼の画像創出のための装置100の側方斜視図を示している。眼の画像創出のための装置200は、ビデオカメラ210、ビデオカメラ光学部品212、患者整合構造体230に取り付けられたカメラハウジング220および照射源光学部品240を含んでいる。顕微鏡構造体230は、支持部242、可動基部244およびハウジング支持部248を含んでいる。ヘッド支持部242に対するカメラハウジング220の位置はジョイスティック246を用いて大まかおよび微小の増分で調節できる。顕微鏡260は、眼の画像創出のための装置200と組み合わせて使用できる任意の適した顕微鏡でよい。
装置および方法の1実施例では、OCTデータは複数の知られた網膜画像を創出するよう、従来式のOCTディスプレーモダリティおよび/またはエンフェースと共に(表面記載)提示される。
装置と方法の1実施例では、OCTは、網膜内と脳内のアミロイドの可視化を提供する複数の特定波長を用いて実行される。アミロイドの複数のスペクトルシグネチャ成分を特定するため、複数のOCTデータセットが取得され、分析が実行される。アミロイドに対応するこれらのスペクトル成分はエンフェース表示を含んだOCTデータセットに引き続き表示される。スペクトル信号特性は、アミロイドスペクトルデータセットと組み合わせて従来のOCTセットを提供するよう、その他の特定スペクトル成分と組み合わせることができる。
装置と方法の他の実施例では、OCTデータセット内で以前は見えなかった特徴の可視化を提供するよう、適応スペクトルウィンドウイング化との組み合わせで最小の閾値技術がデータセットに適用される。装置と方法の別な実施例では、この技術はアミロイドだけでなく、網膜のその他の病理や解剖学的特徴にも応用できる。
装置と方法の別な実施例では、所望のシグネチャと情報を引き出すため、OCT装置は複数の異なる特定のスペクトル波長で運用される。
装置と方法の別な実施例では、染料または造影剤を使用せずにアミロイドとその他の網膜病理とその特徴を画像化するため、装置と方法はマルチスペクトル画像化技術を利用する。装置と方法の別な実施例では、これは特定のアミロイド信号が特定および提示される光学マルチスペクトル画像化技術および/または自己蛍光技術によって達成される。
装置と方法の別な実施例では、アミロイドを個別に特定するため、OCTと組み合わせて造影剤としてクルクミン(アミロイドと結合する)が使用される。装置と方法の別な実施例では、網膜内のアミロイドを個別に特定するため、マルチスペクトル光学および/または自己蛍光画像化技術と組み合わせて造影剤としてクルクミンが使用される。
装置と方法の別な実施例は、A[ベータ]ペプチドの着色のための哺乳類への蛍光マーカの付与ステップ、光コヒーレンストモグラフィーOCTでの哺乳類の網膜の画像化ステップ、着色されたA[ベータ]ペプチドのデータセットの検査ステップ、および着色されたA[ベータ]ペプチドが存在する場合にはその哺乳類が黄斑変性症または別な眼疾患を有するとする診断ステップを含んだ哺乳類の黄斑変性症とその他の眼疾患の診断方法を含んでいる。
装置と方法の別な実施例では、蛍光マーカは、クルクミン、クルクミン誘導体、チオフラビンSおよびその誘導体、チオフラビンTおよびその誘導体、コンゴレッドおよびその誘導体、メトキシ‐X04、ピッツバーグコンパウンドB(PiB)、DDNP、クリサミン‐Gおよびこれらの組み合わせを含む群から選択されるが、これらに限らない。
装置と方法の別な実施例では、OCTシステムは、分光計、蛍光顕微鏡、ステレオ顕微鏡、水銀アークランプ、可変波長光源、キセノンアークランプおよびLED、整調可能な光源またはスエプト源(波長掃引光源)、CCDゲートカメラ、カラーデジタルカメラ、音響光学整調可能フィルターベーススペクトル画像取得システム、適応性光学部品、画像化ソフトウェア、およびこれらの組み合わせを含む部品と共に使用される。
装置と方法の別な実施例では、哺乳類の黄斑変性症およびその他の眼疾患の病気経過予想は、A[ベータ]ペプチドの特定ステップ、対象の網膜のOCTおよび/またはマルチスペクトル画像化技術/自己蛍光技術による画像化ステップ、A[ベータ]ペプチドの画像検査ステップ、以前の診断と比較した、対象の網膜内のA[ベータ]ペプチドの増加/減少の定量化ステップおよび、対象の網膜内のA[ベータ]ペプチドのレベルに基づく病気経過の予想ステップを含むが、数、領域および量は制限されない。
装置と方法の別な実施例では、哺乳類の黄斑変性症およびその他の眼疾患の病気経過予想は、A[ベータ]ペプチドの特定ステップ、OCTおよび/またはマルチスペクトル画像化技術/自己蛍光技術を用いた対象の網膜の画像化ステップ、A[ベータ]ペプチドの画像検査ステップ、以前の標準的なデータベースと組み合わせた診断と比較した、対象の網膜内のA[ベータ]ペプチドの増加/減少の定量化ステップ、および対象の網膜内のA[ベータ]ペプチドのレベルに基づく病気経過予想を含むが、数、領域および量は制限されない。
装置と方法の別な実施例では、哺乳類の外傷性脳損傷およびその他の神経変性障害の病気経過予想は、A[ベータ]ペプチドの特定ステップ、OCTおよび/またはマルチスペクトル画像化技術/自己蛍光技術を用いた対象の網膜の画像化ステップ、およびA[ベータ]の画像検査ステップを含む。
以前の標準的なデータベースを組み合わせた診断と比較した、対象網膜内のA[ベータ]ペプチドの増加/減少の計量ステップは、対象の網膜内のA[ベータ]ペプチドのレベルに基づく病気経過予想を含むが、数、領域および量は制限されない。
装置と方法の別な実施例では、網膜(または脳)内のアミロイド、およびその他の網膜的特徴および病理(脈絡膜新血管形成には限定されない。)の特定のために、最大/最小強度投射(MIP/MiniP)および/またはOCTおよび/またはマルチスペクトル画像化技術での他の特定の別々のスペクトルシグネチャとの組み合わせを実行する。最大強度投射(MIP)および最小強度投射(MiniP)は、対象量(VOI)を定義するために適切な編集方法が使用される量決定技術として定義される。画像データセットの全てが使用されるか、またはその量は対象領域(ROI)に限定される。
装置と方法の1実施例では、所望の特徴のみが含まれるか、またはVOIから除外され、実際の画像は対象量を可視面に投射し、小型の高コントラスト構造と周囲組織との間で最適なコントラストが確実に創出されるよう、投射の方向に沿って遭遇する最大OCT走査数(MIP用)または最小OCT数(MiniP用)を表示することによって発生される。
図3は、本発明の1実施例による、眼の画像化のための携帯型装置300の斜方側面図である。眼を画像化するための携帯型装置300は、図1Bで解説した眼の画像化のための装置100と同じ部品を全て含んでおり、顕微鏡260(図2)またはコンピュータシステム150(図1A)と組み合わせて使用できる。眼の画像化のための携帯型装置300は、図1Aと図1Bで解説したカメラハウジング120の代わりに携帯型ハウジング310を利用するが、携帯型ハウジング130内に配置された同じ光学部品と電気部品を全て利用する。
眼の画像創出のための携帯型装置300は、各患者で使用できるように眼の画像創出のための携帯型装置300に固定できるフレキシブルな眼杯320も利用するか、または眼の画像を創出するための装置の端部312に取り付ける廃棄可能でフレキシブルな眼杯として利用される。フレキシブルな眼杯320は、暗環境を創出し、患者の瞼を開いた状態に保持するために使用できる、患者の眼を優しく囲む、ゴム、プラスチックまた任意のタイプの適切な材料などの光遮断能を有するフレキシブルな材料322で製造できる。フレキシブルな眼杯320は、患者の瞼を開いた状態に保持する角状バネ内蔵機構330を有することができる。バッフル322は、患者の眼の周囲で調節および適正配置を可能にするようフレキシブルである。
図4は、本発明の1実施例による、眼の画像化のための装置と組み合わせて使用される複数の多様な部材400のブロック図である。
これらの部材400は、分光計405、蛍光顕微鏡410、ステレオ顕微鏡415、水銀アークランプ420、可変波長光源425、キセノンアークランプ430、LED光435、整調可能な光源またはスエプト源(波長掃引光源)440、CCDゲートカメラ445、カラーデジタルカメラ450、音響光学整調可能フィルターベーススペクトル画像取得システム455、複数の適応性光学部品460、画像化ソフトウェア465、およびこれらの組み合わせを含む部品から選択される。装置100は、クルクミン、クルクミン誘導体、チオフラビンSおよびその誘導体、チオフラビンTおよびその誘導体、コンゴレッドおよびその誘導体、メトキシ‐X04、ピッツバーグコンパウンドB(PIB)、クリサミン‐Gおよびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される1以上の造影剤と組み合わせて利用される。
図5は、本発明の1実施例による、哺乳類の眼疾患の診断方法500を示している。
方法500のステップは、1以上のA[ベータ]ペプチドを着色するために造影剤を哺乳類に付与するステップ510と、哺乳類の網膜を光コヒーレンストモグラフィーで画像化するステップ520と、着色されたA[ベータ]ペプチドからの複数のデータセットを検査するステップ530と、着色されたA[ベータ]ペプチドが存在する場合には、その哺乳類は眼疾患を有すると診断するステップ540とを含んでいる。1以上のA[ベータ]ペプチドを着色するために哺乳類に造影剤を付与するステップ510は、クルクミン、クルクミン誘導体、チオフラビンSおよびその誘導体、チオフラビンTおよびその誘導体、コンゴレッドおよびその誘導体、メトキシ‐X04、ピッツバーグコンパウンドB(PiB)、DDNP、クリサミン‐Gおよびこれらの任意の組み合わせから成る群から選択される1以上の造影剤で達成できる。哺乳類の網膜を光コヒーレンストモグラフィーで画像化するステップ520は、上記において図1Aと図1Bで解説した患者の眼の画像創出のための装置、およびその部材で達成される。その部材には、デジタルビデオカメラ光学部品、照射源光学部品およびビデオカメラ光学部品と照射源光学部品を収容する周囲部を備えたカメラハウジングを含んだデジタルビデオカメラと、スリットランプ顎受および調節可能なヘッド支持部、可動基部、ヘッド支持部とビデオカメラを搭載するハウジング支持部に対してカメラハウジングの位置を調節するジョイスティック、カメラハウジングと、周囲部から外側に突出する患者の眼との間にインターフェースを提供するラバー眼杯を含んだジョイスティック構造体、およびコンピュータシステムが含まれる。着色されたA[ベータ]ペプチドからの複数のデータセットを検査するステップ530は、典型的には図1Dで前に解説したコンピュータシステムで達成できる。着色されたA[ベータ]ペプチドが存在する場合、その哺乳類は眼疾患を有すると診断するステップ540は、着色されたA[ペプチド]の特性を直接的に示している。
図6は、本発明の1実施例による哺乳類の眼疾患の診断のための方法600である。
方法600は、1以上のA[ベータ]ペプチドを着色するために蛍光マーカを哺乳類に付与するステップ610と、その哺乳類の網膜を光コヒーレンストモグラフィー620で画像化するステップ620と、その着色されたA[ベータ]ペプチドからの複数のデータセットを検査するステップ630と、その哺乳類内のA[ベータ]ペプチドの増減を定量化し、A[ベータ]ペプチドのレベルに基づいて病気の経過予想を提供するステップ640とを含んでいる。
1以上のA[ベータ]ペプチドを着色するために哺乳類に造影剤を付与するステップ610は、クルクミン、クルクミン誘導体、チオフラビンSおよびその誘導体、チオフラビンTおよびその誘導体、コンゴレッドおよびその誘導体、メトキシ‐X04、ピッツバーグコンパウンド(PiB)、DDNP、クリサミン‐Gおよびこれらの任意の組み合わせから成る群から選択される1以上の造影剤で達成できる。光コヒーレンストモグラフィーで哺乳類の網膜を画像化するステップ620は、図1Aと図1Bで前に解説した患者の眼の画像を創出するための装置、および、デジタルビデオカメラ光学部品、照射源光学部品およびビデオカメラ光学部品と照射源光学部品を収容する周囲部を備えたカメラハウジングを含んだデジタルビデオカメラと、スリットランプ顎受および調節可能なヘッド支持部、可動基部、ヘッド支持部とビデオカメラを搭載するハウジング支持部に対してカメラハウジングの位置を調節するジョイスティック、カメラハウジングと、周囲部から外側に突出する患者の眼との間にインターフェースを提供するラバー眼杯を含んだジョイスティック構造体、およびコンピュータシステムを含むその部材で達成できる。着色されたA[ベータ]ペプチドからの複数のデータセットを検査するステップ630は、典型的には図1Dで前に解説したコンピュータシステムで達成される。哺乳類の網膜内のA[ベータ]ペプチドの増減を定量化し、A[ベータ]ペプチドのレベルに基づいて病気の経過予想を提供するステップ640は、典型的には図1Dで前に解説したコンピュータシステムによって達成される。
図7は、本発明の1実施例による、哺乳類の眼疾患の診断方法700である。
方法700は、1以上のA[ベータ]ペプチドを着色するために蛍光マーカを哺乳類に付与するステップ710と、光コヒーレンストモグラフィーで哺乳類の網膜を画像化するステップ720と、着色されたA[ベータ]ペプチドからの複数のデータセットを検査するステップ730と、標準的なデータベースと組み合わせ、以前の診断と比較して哺乳類の網膜内のA[ベータ]ペプチドの増減を定量化し、A[ベータ]ペプチドのレベルに基づいて病気の経過予想を提供するステップ740とを含んでいる。
1以上のA[ベータ]ペプチドを着色するために造影剤を付与するステップは、クルクミン、クルクミン誘導体、チオフラビンSおよびその誘導体、チオフラビンTおよびその誘導体、コンゴレッドおよびその誘導体、メトキシ‐X04、ピッツバーグコンパウンドB(PiB)、DDNP、クリサミン‐Gおよびこれらの任意の組み合わせから成る群から選択される1以上の造影剤で達成できる。光コヒーレンストモグラフィーで哺乳類の網膜を画像化するステップ720は、図1Aと図1Bで前に解説した患者の眼の画像を創出するための装置、および、デジタルビデオカメラ光学部品、照射源光学部品およびビデオカメラ光学部品と照射源光学部品を収容する周囲部を備えたカメラハウジングを含んだデジタルビデオカメラと、スリットランプ顎受および調節可能なヘッド支持部、可動基部、ヘッド支持部とビデオカメラを搭載するハウジング支持部に対してカメラハウジングの位置を調節するジョイスティック、カメラハウジングと周囲部から外側に突出する患者の眼との間にインターフェース材を提供するラバー眼杯とを含んだジョイスティック構造体、およびコンピュータシステムを含むその部材で達成できる。着色されたA[ベータ]ペプチドからの複数のデータセットを検査するステップ730は、典型的には、図1Dで前に解説したコンピュータシステムで達成できる。標準的データベースと組み合わせ、A[ベータ]ペプチドのレベルに基づいて病気の経過予想を提供する以前の診断と比較した哺乳類の網膜内のA[ベータ]ペプチドの増減を定量化するステップ740を含んでいる。
本発明は前述の実施例と関連されているが、当業者であれば本発明が解説した実施例に限定されないことを理解するであろう。本発明を、「請求の範囲」の範囲内で変更することは可能である。よって、説明は例示的であって、本発明を限定するものではない。

Claims (20)

  1. 患者の眼の画像創出のための装置であって、
    デジタルカメラと、複数の画像化光学部品と、複数の照射源光学部品と、前記光学部品と前記照射源光学部品とを収容するための、周囲部を備えたカメラハウジングと、を含んだ光学ヘッドと、
    調節可能なヘッド支持部と、可動基部と、前記ヘッド支持部と前記光学ヘッドを搭載した前記ハウジング支持部とに対して前記カメラハウジングの位置を調節するジョイスティックを含んだスリットランプ顎受とジョイスティックの構造体と、
    オペレーションのための光学ヘッドとハンドグリップとを含んだ携帯型構造体と、
    患者の瞼を開いた状態に保持するよう、前記カメラハウジングと、前記患者の眼との間に前記周囲部から外側に突出するインターフェースを提供するラバー眼杯と、
    ライブビデオを表示し、複数の整合補助部を提供し、データを処理し、前記光学ヘッド、前記ビデオカメラおよび前記照射源光学部品と連動する本装置を制御するライブビューウィンドウを含んだコンピュータシステムと、
    を含んでいることを特徴とする装置。
  2. 前記ラバー眼杯は、患者の瞼を開いた状態に保持するよう、約0°と約180°の位置にて約10%の増加で外側に突出していることを特徴とする請求項1記載の装置。
  3. 前記コンピュータシステムは、コンパクトコンピュータ、スマートフォン、埋込型コンピュータ、またはタブレット型コンピュータであることを特徴とする請求項1記載の装置。
  4. デジタル化ビデオボードは、前記ビデオカメラからの複数のビデオまたはデジタルデータおよび画像を収集し、1以上のプレノプティック画像に分析および処理される前記ビデオおよび前記データを保存し、複数の個別の画像からの複数の焦点エレメントを結合することによって解像度と画像品質を向上させることを特徴とする請求項1記載の装置。
  5. 本装置は自己蛍光モードで1以上の造影剤と組み合わせて利用されることを特徴とする請求項1記載の装置。
  6. 前記造影剤は、クルクミン、クルクミン誘導体、チオフラビンSおよびその誘導体、チオフラビンTおよびその誘導体、CRANAD3、フルオレセイン、インドシアニングリーン、コンゴレッドおよびその誘導体、メトキシ‐X04、ピッツバーグコンパウンドB(PiB)、DDNP、クリサミン‐Gおよびこれらの任意の組み合わせで成る群から選択されることを特徴とする請求項5記載の装置。
  7. 本装置は、分光計、蛍光顕微鏡、ステレオ顕微鏡、水銀アークランプ、可変波長光源、キセノンアークランプ、LED光、整調可能な光源またはスエプト源、CCDゲートカメラ、カラーデジタルカメラ、音響光学整調可能フィルターベーススペクトル画像取得システム、複数の適応性光学部品、画像化ソフトウェア、およびこれらの組み合わせから成る群から選択される1以上の部材の組み合わせで利用されることを特徴とする請求項1記載の装置。
  8. 本装置は、光コヒーレンストモグラフィー、フルオレセインおよびインドシアニングリーン血管造影の組み合わせで利用されることを特徴とする請求項1記載の装置。
  9. 前記画像は、アミロイド‐ベータ斑、アミロイド、ドルーゼ、アミロイド含有堆積物、またはアミロイド‐ベータペプチドを表示することを特徴とする請求項1記載の装置。
  10. 本装置は、前記アミロイド‐ベータ斑、前記アミロイド、前記ドルーゼ、前記アミロイド含有堆積物、または前記アミロイド‐ベータペプチドをスペクトル反射シグネチャによって検出することを特徴とする請求項9記載の装置。
  11. 本装置は、前記アミロイド‐ベータ斑、前記アミロイド、前記ドルーゼ、前記アミロイド含有堆積物、または前記アミロイド‐ベータペプチドを単離するため、光コヒーレンストモグラフィー、自己蛍光技術、クルクミン画像化技術、フルオレセインおよびインドシアニン血管造影、赤色無し画像化技術およびマルチスペクトルデータセットから最大および最小強度投射を実行することを特徴とする請求項1記載の装置。
  12. 哺乳類の眼疾患の診断方法であって、
    1以上のA[ベータ]ペプチドの結合および着色のため、前記哺乳類に、クルクミン、クルクミン類似物またはその他の蛍光染料、プローブまたはマーカを経口投与、局所点眼、または静脈注射により投与するステップと、
    前記哺乳類の網膜を、クルクミン蛍光画像化技術、自己蛍光技術、マルチ‐スペクトル画像化技術、ハイパースペクトル画像化技術、フルオレセイン血管造影、IGC血管造影および/または光コヒーレンストモグラフィーで画像化するステップと、
    前記A[ベータ]ペプチドからの複数のデータセットを検査するステップと、
    前記着色されたA[ベータ]ペプチド、ドルーゼ、斑または堆積物が存在する場合には前記哺乳類が前記眼疾患を有すると診断するステップと、
    を含んでいることを特徴とする哺乳類の眼疾患の診断方法。
  13. 哺乳類の眼疾患の診断方法であって、
    1以上のA[ベータ]ペプチドの結合および着色のため、前記哺乳類に、クルクミン、クルクミン類似物またはその他の蛍光染料、プローブまたはマーカを経口投与、局所点眼、または静脈注射により投与するステップと、
    前記哺乳類の網膜を、クルクミン蛍光画像化技術、自己蛍光技術、マルチ‐スペクトル画像化技術、ハイパースペクトル画像化技術、フルオレセイン血管造影、IGC血管造影および/または光コヒーレンストモグラフィーで画像化するステップと、
    標準的な病状データベースと組み合わせ、以前の診断と比較して前記哺乳類の網膜内の前記A[ベータ]ペプチドの増加/減少を定量化し、前記A[ベータ]ペプチド、斑または堆積物のレベルに基づいて病気の経過予想を提供するステップと、
    を含んでいることを特徴とする方法。
  14. 哺乳類のアルツハイマー病、外傷性脳損傷、多発性脳震盪外傷またはその他の神経変性障害の診断方法であって、
    1以上のA[ベータ]ペプチドまたは堆積物への結合およびそれらの着色のため、前記哺乳類に、クルクミン、クルクミン類似物またはその他の蛍光染料、プローブまたはマーカを経口投与、局所点眼、または静脈注射により投与するステップと、
    前記哺乳類の網膜を、クルクミン蛍光画像化技術、自己蛍光技術、マルチ‐スペクトル画像化技術、ハイパースペクトル画像化技術、フルオレセイン血管造影、IGC血管造影および/または光コヒーレンストモグラフィーで画像化するステップと、
    前記A[ベータ]ペプチドからの複数のデータセットを検査するステップと、
    前記着色されたA[ベータ]ペプチド、ドルーゼ、斑または堆積物が存在する場合、前記哺乳類は前記疾患を有すると診断するステップと、
    を含んでいることを特徴とする方法。
  15. 哺乳類のアルツハイマー病、外傷性脳損傷、多発性脳震盪外傷またはその他の神経変性障害の診断方法であって、
    1以上のA[ベータ]ペプチドまたは堆積物への結合およびそれらの着色のため、前記哺乳類に、クルクミン、クルクミン類似物またはその他の蛍光染料、プローブまたはマーカを経口投与、局所点眼、または静脈注射により投与するステップと、
    前記哺乳類の網膜を、クルクミン蛍光画像化技術、自己蛍光技術、マルチ‐スペクトル画像化技術、ハイパースペクトル画像化技術、フルオレセイン血管造影、IGC血管造影および/または光コヒーレンストモグラフィーで画像化するステップと、
    標準的な病状データベースと組み合わせ、以前の診断と比較して前記哺乳類の網膜内の前記A[ベータ]ペプチドの増加/減少を定量化し、前記A[ベータ]ペプチドのレベルに基づいて病気の経過予想を提供するステップと、
    を含んでいることを特徴とする方法。
  16. 哺乳類のアルツハイマー病、外傷性脳損傷、多発性脳震盪外傷またはその他の神経変性障害の診断方法であって、
    前記哺乳類の網膜を、自己蛍光技術、マルチ‐スペクトル画像化技術、ハイパースペクトル画像化技術、フルオレセイン血管造影、IGC血管造影および/または光コヒーレンストモグラフィーで画像化するステップと、
    前記A[ベータ]ペプチドからの複数のデータセットを検査および分析するステップと、
    前記A[ベータ]ペプチド、斑または堆積物が存在する場合には前記哺乳類が前記疾患を有すると診断するステップと、
    を含んでいることを特徴とする方法。
  17. 哺乳類のアルツハイマー病、外傷性脳損傷、多発性脳震盪外傷またはその他の神経変性障害の診断方法であって、
    前記哺乳類の網膜を、自己蛍光技術および光コヒーレンストモグラフィーで画像化するステップと、
    前記A[ベータ]ペプチドからの複数のデータセットを検査および分析するステップと、
    前記網膜内の位置のための前記光コヒーレンストモグラフィーデータを分析し、アミロイドおよびアミロイド含有堆積物の位置に基づいて診断を提供するステップと、
    標準的な病状データベースと組み合わせ、以前の診断と比較して前記哺乳類の網膜内の前記A[ベータ]ペプチドの存在を自己蛍光技術および光コヒーレンストモグラフィーの画像で定量化し、前記A[ベータ]ペプチドのレベルに基づいて病気の経過予想を提供するステップと、
    前記A[ベータ]ペプチドまたは堆積物が存在する場合、前記哺乳類は前記疾患を有すると診断するステップと、
    を含んでいることを特徴とする方法。
  18. 哺乳類のアルツハイマー病、外傷性脳損傷、多発性脳震盪外傷またはその他の神経変性障害の診断方法であって、
    前記哺乳類の網膜を自己蛍光技術で画像化するステップと、
    データセットからプレノプティック高解像度画像を形成するよう処理された複数の画像およびデータセットを検査および分析することにより、前記A[ベータ]ペプチド、斑、または堆積物を特定するステップと、
    診断の確定のため、アミロイドおよびアミロイド含有堆積物のスペクトルシグネチャおよび形態学に基づいて、自己蛍光技術データを分析するステップと、
    標準的な病状データベースと組み合わせ、以前の診断と比較して前記哺乳類の網膜内の前記A[ベータ]ペプチドの存在を自己蛍光技術の画像で定量化し、前記A[ベータ]ペプチドのレベルに基づいて病気の経過予想を提供するステップと、
    前記A[ベータ]ペプチド、斑または堆積物が存在する場合、前記哺乳類は前記疾患を有すると診断するステップと、
    を含んでいることを特徴とする方法。
  19. 哺乳類のアルツハイマー病、外傷性脳損傷、多発性脳震盪外傷またはその他の神経変性障害の診断方法であって、
    前記哺乳類の網膜を、クルクミン画像化技術、自己蛍光技術、OCT、ハイパースペクトル画像化技術、マルチ‐スペクトル画像化技術、フルオレセイン血管造影、IGC血管造影、カラー眼底画像化技術、赤色無し画像化技術を含む画像化モダリティの任意の組み合わせで画像化するステップと、
    複数の画像とデータセットを検査および分析することで、A[ベータ]ペプチド、斑または堆積物を特定するステップと、
    診断の確定のため、アミロイドおよびアミロイド含有堆積物のスペクトルシグネチャおよび形態学に基づいて、前記データを分析するステップと、
    データセットからプレノプティック高解像度画像を形成するよう処理された複数の画像およびデータセットを検査および分析することにより、前記A[ベータ]ペプチド、斑、または堆積物を特定するステップと、
    標準的な病状データベースと組み合わせ、以前の診断と比較して前記哺乳類の網膜内の前記A[ベータ]ペプチドの存在を自己蛍光技術の画像で定量化し、前記A[ベータ]ペプチドのレベルに基づいて病気の経過予想を提供するステップと、
    スペクトルシグネチャ、背景反射性および蛍光性、強度、生集積密度、OCTを介した網膜での位置、前記網膜の1以上の特定領域の配置位置、形態学および領域密度からの情報を含む網膜アミロイドインデックスの発生に基づいて前記哺乳類の前記疾患の程度を診断するステップと、
    を含んでいることを特徴とする方法。
  20. 哺乳類のアルツハイマー病、外傷性脳損傷、多発性脳震盪外傷またはその他の神経変性障害の診断方法であって、
    前記哺乳類の網膜を、IGC血管造影、フルオレセイン血管造影、カラー眼底画像化技術および赤色無し画像化技術で画像化するステップと、
    複数の画像およびデータセットを検査および分析することで、A[ベータ]ペプチド、斑または堆積物を特定するステップと、
    データセットからプレノプティック高解像度画像を形成するよう処理された複数の画像およびデータセットを検査および分析することにより、前記A[ベータ]ペプチド、斑、または堆積物を特定するステップと、
    診断の確定のため、アミロイドおよびアミロイド含有堆積物のスペクトルシグネチャおよび形態学に基づいて、前記データを分析するステップと、
    標準的な病状データベースと組み合わせ、以前の診断と比較して前記哺乳類の網膜内の前記A[ベータ]ペプチドの存在をIGC血管造影の画像で定量化し、前記A[ベータ]ペプチドのレベルに基づいて病気の経過予想を提供するステップと、
    スペクトルシグネチャ、背景および堆積、強度、生集積密度、OCTを介した網膜での位置、前記網膜の特定領域の配置位置、形態学および領域密度からの情報を含む網膜アミロイドインデックスの発生に基づいて前記哺乳類の前記疾患の程度を診断するステップと、
    を含んでいることを特徴とする方法。
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