JP2015516847A - アテローム斑の検出 - Google Patents

Abstract

アテローム斑の検出に使用するための器械であって、第１赤外波長の照射光への動脈の少なくとも一部の曝露に応答した、第２赤外波長で検出装置によって感知される蛍光のレベルを測定し、且つ、その蛍光レベルを用いてアテローム斑の存在、不在、または程度を表す蛍光指標を決定する電子処理装置を含む前記器械。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は蛍光分光光度法を用いるアテローム斑の検出に使用するための方法と器械に関し、一例では、アテローム斑の脆弱性の検出および／または定量に関する。

本明細書におけるあらゆる先行刊行物（またはそれから得られた情報）、または公知のあらゆる事項への参照が、本明細書が関連する試みの分野における共通一般知識の一部をその先行刊行物（またはそれから得られた情報）または公知の事項が形作るということへの同意、承認、またはあらゆる形態の示唆として受け取られることはなく、且つ、そのように受け取られるべきではない。

アテローム性硬化症は現在のところ、死亡率と罹患率の世界中での主要な原因である。アテローム斑は身体の様々な部位の様々な動脈に影響を及ぼすことが可能であり、多数の臨床症状を引き起こす可能性がある。これらの病変は、何年もの間に全く症状を示さないことがあり得、労作性狭心症のような安定した症状を示すことがあり得、または、心筋梗塞や脳卒中のような重篤な合併症を突然に引き起こすことがあり得る。

泡沫細胞（脂質で満たされたマクロファージ）から構成される脂肪線条はアテローム性硬化症の最初期の病変である。これらの脂肪線条は害が無く、充分に回復可能である。これらのうち、より進行したステージのアテローム性硬化症に進むものはわずかである。より進行したプラークは回復不能となり、様々な割合の細胞（平滑筋細胞、マクロファージ、およびＴ細胞を含む）、細胞外マトリックス（コラーゲン、エラスチン、およびプロテオグリカンを含む）および脂質（細胞内および細胞外）を含有する。様々な種類の形態のプラークがそれらの組成に応じて現れる。脂質に富むコアを含まず、線維性組織と石灰化物から成る線維性プラークもあれば、薄い線維性被膜により覆われた脂質に富むコアを有する線維性プラークに成るものもある。

アテローム性硬化症は炎症性疾患と広く考えられている。炎症細胞はプラーク進行の発症ばかりでなく、プラークの不安定化にも重要な役割を果たす（炎症性サイトカインとタンパク質分解酵素が線維性被膜の破壊を引き起こし、プラークの破裂と合併症を引き起こす）。

アテローム斑の発生は非常に多様である。何年もの間に休止状態であるプラークもあれば、複雑になってプラークの破裂またはプラークのびらんを引き起こすものもある。複雑プラークは血栓症と動脈の閉塞の原因であり、最悪になり得る結果を引き起こす。プラークの破裂は冠動脈血栓症の最も一般的な原因である。

急速に進行しがちであり、且つ、血栓症になりやすく、または破裂しやすいプラークは一般に易破裂性プラークとして知られており、「高リスク／脆弱プラーク」と呼ばれる。薄い被膜を持つ線維性プラーク（ＴＣＦＡ）は脆弱プラークの証明であり、少数の古典的な形態的特徴、すなわち、６５μｍ未満の薄い線維性被膜、大きな壊死性コア、プラーク炎症の増加、血管径の拡大、血管栄養血管の血管新生の増加、およびプラーク内出血の増加を有すると説明される。

しかしながら、心臓血管医療の分野の広範な進歩にもかかわらず、合併症を起こしやすいプラーク（高リスク／脆弱プラーク）が破裂する前にそれらを早期検出する能力は分かりにくいままである。

幾つかの侵襲的プラーク撮影技術がＴＣＦＡを検出するために開発されているところである。これらの方法は現状では理想からかけ離れており、脆弱プラークの特徴の全てではなく、幾つかを検出することができただけである。例えば、ＩＶＵＳ（血管内超音波）は血管径の拡大を検出することができるが、その解像度は１００〜２５０μｍであり、線維性被膜の厚み、またはプラーク炎症を検出することは不可能である。ＩＶＵＳ−ＶＨ（仮想組織診断）はＩＶＵＳ後方散乱高周波信号を用いてプラークの組成、特に壊死性コアを検出する。一方、光干渉断層法（ＯＣＴ）は高解像度（１０〜１５μｍ）を有し、薄い線維性被膜、マクロファージおよび壊死性コアの検出に提案されているが、血管径の拡大には適していない。

他の新興の方法には血管内ＭＲＩ（壊死性コアを検出するため）、血管内視鏡法（プラークの表面の外観を視覚化するため）、サーモグラフィー（プラークの代謝活性を検出するため）および分光光度法が含まれる。

様々な種類の分光画像撮影法がアテローム斑の特徴解析と検出のために使用されてきた。様々な生体外のヒトアテローム斑においてラマン分光光度法とフーリエ変換赤外（ＦＴ−ＩＲ）分光光度法によりアテローム性硬化の化学組成を分析することに成功している。

赤外反射分光光度法は、様々なプラーク成分をインビボとインビトロの両方でそれらの特徴的な吸収／反射特性に基づいて識別することができることが示されている。ＩｎｆｒａＲｅＤｘ社（バーリントン、マサチューセッツ州、米国）は、後にＩＶＵＳと組み合わせられるこの技術（ＬｉｐｉＳｃａｎ ＩＶＵＳシステム）を用いて冠動脈内プローブを開発した。ＳＰＥＣＴＡＣＬ（冠動脈脂質の分光的評価）治験は、生存している患者において血管内ＮＩＲＳ（近赤外線分光法）システムによる脂質コア含有プラークの検出の安全性と実行可能性を示した初めてのヒト多施設治験であった。

ＵＶ（紫外）蛍光分光光度法は別の種類のアテローム斑の分光的評価として用いられる。コラーゲン、エラスチン、幾つかの細胞外脂質およびセロイド／リポフスチンなどのプラークの成分のうちの幾つかは、紫外光および紫と青の範囲の可視光（３２５〜４７５ｎｍ）により励起されると内部蛍光を有することが示されている。しかしながら、ＵＶ蛍光は、光子吸収および実質組織の自家蛍光を含む多数の欠点に悩まされており、この方式でのプラークの検出を不確かなものとする。

国際公開第２００５／０５２５５８号はラマンスペクトルとバックグラウンド蛍光スペクトルの特徴を用いて癌組織を分類するための方法と器械について記載している。それらのスペクトルは近赤外波長で取得され得る。基準スペクトルの主要成分分析と線形判別分析を用いて、試験組織に対するラマンスペクトルとバックグラウンド蛍光スペクトルの特徴を受け入れ、且つ、試験組織が異常である可能性についての指標を示す古典的な関数を得ることができる。それらの方法と器械は皮膚癌または他の疾患のスクリーニングに適用されている。

国際公開第２００５／０５２５５８号

第１の広範な形態では、本発明は、アテローム斑の検出に使用するための器械であって、
（ａ）第１赤外波長の照射光への動脈の少なくとも一部の曝露に応答した、第２赤外波長で検出装置によって感知される蛍光のレベルを測定し、且つ、
（ｂ）その蛍光レベルを用いてアテローム斑の存在、不在、または程度を表す蛍光指標を決定する
電子処理装置を含む前記器械を提供することに努める。

典型的には、本器械は、
（ａ）照射光を発生させるための、それにより第１赤外波長の照射光に前記動脈の少なくとも一部を曝露させるための照射光源、および
（ｂ）第２赤外波長で前記動脈の少なくとも一部から放出される照射光を感知するための検出装置
を含む。

典型的には、照射光源はレーザーを含む。

典型的には、検出装置は赤外光検出器を含む。

典型的には、本器械は照射光を集束させるための光学素子を含む。

典型的には、本器械は近位末端と遠位末端の間に延びる１本以上の光ファイバーを含むカテーテルを含み、その遠位末端は動脈への挿入のためのものであり、前記の照射光源と検出装置がその近位末端に接続されている。

典型的には、本器械はバンドパスフィルタを含む。

典型的には、第１波長は、
（ａ）６５０ｎｍ±５０ｎｍ、
（ｂ）７００ｎｍ±５０ｎｍ、
（ｃ）７５０ｎｍ±５０ｎｍ、
（ｄ）８００ｎｍ±５０ｎｍ、および
（ｅ）８５０ｎｍ±５０ｎｍ
のうちの少なくとも１つである。

典型的には、第１波長は、
（ａ）６５０ｎｍと９００ｎｍの間、
（ｂ）６８５ｎｍ、および
（ｃ）７８５ｎｍ
のうちの少なくとも１つである。

典型的には、第２波長は第１波長と異なる。

典型的には、第２波長は、
（ａ）７００ｎｍ±５０ｎｍ、
（ｂ）７５０ｎｍ±５０ｎｍ、
（ｃ）８００ｎｍ±５０ｎｍ、
（ｄ）８５０ｎｍ±５０ｎｍ、
（ｅ）９００ｎｍ±５０ｎｍ、
（ｆ）９５０ｎｍ±５０ｎｍ、
（ｇ）１０００ｎｍ±５０ｎｍ、
（ｈ）１０５０ｎｍ±５０ｎｍ、および
（ｉ）１１００ｎｍ±５０ｎｍ
のうちの少なくとも１つである。

典型的には、第２波長は、
（ａ）６５０ｎｍと１１４４ｎｍの間、
（ｂ）８００ｎｍと８２０ｎｍの間、
（ｃ）７００ｎｍ、および
（ｄ）８００ｎｍ
のうちの少なくとも１つである。

典型的には、前記電子処理装置は、
（ａ）前記蛍光レベルを閾値と比較し、且つ、
（ｂ）その比較の結果を用いて前記蛍光指標を決定する。

典型的には、前記電子処理装置は、
（ａ）第１赤外波長の照射光への動脈の第１部分の曝露に応答した、第２赤外波長で前記検出装置によって感知される蛍光の第１レベルを測定し、
（ｂ）第１赤外波長の照射光への動脈の第２部分の曝露に応答した、第２赤外波長で前記検出装置によって感知される蛍光の第２レベルを測定し、且つ、
（ｃ）その第１レベルと第２レベルを用いて蛍光指標を決定する。

典型的には、前記電子処理装置は、
（ａ）前記第１レベルを前記第２レベルと比較し、且つ、
（ｂ）その比較の結果を用いて蛍光指標を決定する。

典型的には、前記第１部分は不安定プラークを有するおそれがある領域である危険な状態の部分であり、前記第２部分は健常部分である。

典型的には、本方法は、照射光の前記第１レベルが照射光の前記第２レベルよりも少なくとも２の閾値係数だけ大きいか判定することを含む。

典型的には、前記閾値係数は、
（ａ）３以上、
（ｂ）５以上、
（ｃ）１０以上、および
（ｄ）１５以上
のうちの少なくとも１つである。

典型的には、前記蛍光レベルは、前記の少なくとも１つの部分によって放出される照射光の強度に基づく。

典型的には、本器械はアテローム斑の脆弱性を検出するためのものであり、蛍光指標はアテローム斑の脆弱性を表す。

典型的には、表示は、
（ａ）蛍光指標を表す数値、
（ｂ）蛍光指標を表す符号値、
（ｃ）蛍光指標を表す図解インジケーター、および
（ｄ）少なくとも１つの閾値のインジケーター
のうちの少なくとも１つを含む。

典型的には、前記電子処理装置は、
（ａ）病態に関係して検出されるマーカーを、そのマーカーを検出する薬剤を前記動脈の少なくとも一部に導入することにより測定し、且つ、
（ｂ）その検出されたマーカーを少なくとも部分的に使用して蛍光指標を決定する。

第２の広範な形態では、本発明は、アテローム斑の検出に使用するための方法であって、電子処理装置において、
（ａ）第１赤外波長の照射光への動脈の少なくとも一部の曝露に応答した、第２赤外波長で検出装置によって感知される蛍光のレベルを測定すること、および
（ｂ）前記蛍光レベルを用いてアテローム斑の存在、不在、または程度を表す蛍光指標を決定すること
を含む前記方法を提供することに努める。

第３の広範な形態では、本発明は、脆弱アテローム斑の検出に使用するための方法であって、
（ａ）第１赤外波長の照射光に動脈の少なくとも一部を曝露させること、
（ｂ）第２赤外波長で前記動脈の前記の少なくとも一部から検出装置によって感知される蛍光のレベルを測定すること、および
（ｃ）前記蛍光レベルを用いてアテローム斑の存在、不在、または程度を表す蛍光指標を決定すること
を含む前記方法を提供することに努める。

典型的には、本方法は、
（ａ）病態に関係するマーカーを検出する薬剤を動脈の少なくとも一部に導入すること、
（ｂ）前記の動脈の少なくとも一部において前記の検出されるマーカーを測定すること、および
（ｃ）前記の検出されたマーカーを少なくとも部分的に用いて蛍光指標を決定すること
を含む。

第４の広範な形態では、本発明は、アテローム斑の蛍光測定値の分析に使用するための器械であって、
（ａ）第１赤外波長の照射光へのアテローム斑の曝露に応答して感知される照射光であって、第２赤外波長で検出装置によって感知される蛍光のレベルを測定し、且つ、
（ｂ）その蛍光レベルを用いて前記アテローム斑の蛍光の程度を表す蛍光指標を決定する
電子処理装置を含む前記器械を提供することに努める。

第５の広範な形態では、本発明は、アテローム斑の蛍光測定値の分析に使用するための方法であって、電子処理装置において
（ａ）第１赤外波長の照射光へのアテローム斑の曝露に応答して感知される照射光であって、第２赤外波長で検出装置によって感知される蛍光のレベルを測定すること、および
（ｂ）その蛍光レベルを用いて前記アテローム斑の蛍光の程度を表す蛍光指標を決定すること
を含む前記方法を提供することに努める。

第６の広範な形態では、本発明は、アテローム斑の脆弱性の検出に使用するための器械であって、
（ａ）照射光を発生させるための、それにより第１赤外波長の照射光に前記動脈の少なくとも一部を曝露させるための照射光源、
（ｂ）第２赤外波長で前記動脈の少なくとも一部から放出される照射光を感知するための検出装置、
（ｃ）（ｉ）前記検出装置によって感知される蛍光のレベルを測定し、且つ、
（ｉｉ）その蛍光レベルを用いてアテローム斑の脆弱性を表す蛍光指標を決定する、前記検出装置に接続されている電子処理装置
を含む前記器械を提供することに努める。

典型的には、本器械は近位末端と遠位末端の間に延びる１本以上の光ファイバーを含むカテーテルを含み、その遠位末端は動脈への挿入のためのものであり、前記の照射光源と検出装置がその近位末端に接続されている。

次に、添付されている図面を参照して本発明の例を説明する。
アテローム斑の検出に使用するための器械の第１例の模式図を示す図である。 アテローム斑の検出に使用するための器械の第２例の模式図を示す図である。 アテローム斑の検出に使用するための処理の一例の流れ図を示す図である。 アテローム斑の検出に使用するための処理の第２例の流れ図を示す図である。 組織学検査により明らかにされたマウスモデルの試料の画像を示す図である。

図４Ａの試料のＮＩＲ（近赤外）蛍光の陽画と陰画を示す図である。 新たに摘出された頚動脈内膜摘除標本の一例の画像を示す図である。 図５Ａの標本のＮＩＲ蛍光の陽画と陰画を示す図である。 凍結切片作製した摘出された頚動脈内膜摘除標本のＮＩＲ蛍光の陽画と陰画を示す図である。 パラフィン包埋した摘出された頚動脈内膜摘除術の安定標本と脆弱標本のＮＩＲ蛍光の陽画と陰画を示す図である。 ７８５ｎｍの照射光で励起したときの脆弱プラーク領域の自家蛍光の画像例を示す図である（ラマンスペクトロメーター）。

炎症細胞の浸潤といくらかのプラーク内出血（右）を示すＨ＆Ｅ染色による脆弱プラークの画像例を示す図である。 精製されたヘム化合物、メトヘム化合物およびプロトポルフィリンＩＸ化合物のラマンシグナルと比較した、脆弱プラーク区域内の蛍光領域からのラマンシグナルの一例のトレースを示す図である。 精製されたヘム化合物、メトヘム化合物およびプロトポルフィリンＩＸ化合物のラマンシグナルと比較した、自家蛍光を有しない安定プラーク区域からのラマンシグナルの一例のトレースを示す図である。 プラーク中のプラーク内出血のトリクローム染色の一例の画像を示す図である。 図７Ｃのプラーク内出血の自家蛍光の一例の画像を示す図である。

次に、図１Ａおよび１Ｂを参照してアテローム斑の検出に使用するための器械の例を説明する。

この例では、器械１００は、第１赤外波長の照射光への動脈の少なくとも一部の曝露に応答した、第２赤外波長で検出装置によって感知される蛍光のレベルを測定し、且つ、その蛍光レベルを用いてアテローム斑の存在、不在、または程度を表す蛍光指標を決定する電子処理装置、例えばプロセッサ１１１を含む処理システム１１０を含む。

したがって、上記の器械は検出装置によって測定される赤外蛍光のレベルを分析することが可能であり、アテローム斑の存在、不在、または程度を検出するためにこれを用いることが可能である。１つの特定の例では、検出されたアテローム斑の脆弱性の程度を確認するために医師が使用することができる指標を提供するためにこれを用いることができ、それ故に医師が適切な治療計画を特定することが可能になる。

蛍光の感知は通常は第１波長の赤外照射光への疑わしいアテローム斑の曝露に応答して実施され、蛍光の検出は第２の異なる赤外波長で実施される。これは、組織を曝露させるために使用される照射光が蛍光と区別されるように、とりわけ、曝露照射光が偽の結果の原因となることを防ぐために実施される。しかしながら、曝露照射光と蛍光を他の方法で、例えば、時間分解技法を用いて区別することができる。特に、組織の曝露とその後の蛍光の発生との間には通常は数ナノ秒程度でわずかな時間差が存在する。よって、照射光源が照射光の放出を停止した後にだけ照射光を検出するように、例えば、ゲート付き検出装置を使用して検出装置を適合させることができ、その結果、検出された照射光が蛍光から生じた照射光のみを含むことが確実になる。

曝露と感知が実施される方式は分析が実施される状況に依存し、例えば、これがインビボ、エクスビボ、またはインビトロで実施されるかどうかに依存する。

一例では、インビボでの使用、例えば冠動脈での使用のために器械１００は遠位末端と近位末端１２１、１２２の間に延びる２本の光ファイバー１２３、１２４を含むカテーテル１２０をさらに含み得る。照射光源１３１、例えばレーザーまたはレーザーダイオードは近位末端１２２に接続されており、とりわけ、光ファイバー１２３に光学的に接続されている。検出装置１３２、例えば光検出器、光電子増倍管、赤外線カメラなどが近位末端１２２に接続されており、とりわけ、光ファイバー１２４に光学的に接続されている。カテーテル１２０は遠位末端１２１に設置される光学素子を含んでもよく、それにより照射光が必要に応じて光ファイバー１２３、１２４から放出される、または光ファイバー１２３、１２４によって受信されることが可能になる。

カテーテル１２０は、そのカテーテルの挿入を制御するためのマニピュレーターのような他の構成要素、およびカテーテルの配置を確認するための、または位置表示器を決定するための内視鏡、ＯＣＴセンサなどの１つ以上の画像撮影システムを含んでもよいことが理解され、このことを下でさらに詳しく説明する。

カテーテル１２０は、そのカテーテルの対象への挿入を先導するためのガイドワイヤ、そのカテーテルの挿入深度を示すための近位および遠位マーカー、親水性被覆材のような挿入と操作を支援するための被覆材、任意によるコントラスト剤の注入、介入の実施などのための内腔、挿入を支援するためのテーパー形状のカテーテル先端部のうちのいずれか１つ以上をさらに含むことができてもよい。いずれにしても、追加のカテーテル構成要素は当技術分野において公知であることが理解され、これらをさらに詳しく説明することはない。

この例では、検出器１３１と検出装置１３２のそれぞれが光ファイバー１２３と１２４に接続されており、それにより照射光が各伝達経路を介してカテーテル１２０に沿って各方向に伝達されることが可能になる。しかしながら、これは必須ではなく、当業者が理解するように、代わりに照射光源１３１と検出装置１３２が１本の光ファイバーを介して照射光を伝達および受信することができる。

使用時に、遠位末端１２１は対象の動脈に挿入されるように適合させられる。照射光源１３１が第１赤外波長の照射光を発生し、それによりこの照射光が光ファイバー１２３を介して伝達されることが可能になり、その結果、動脈の少なくとも一部をその照射光に曝露させる。次に動脈が放出する蛍光照射光が光ファイバー１２４を介して検出装置１３２に伝達され、それにより動脈の少なくとも一部の第２赤外波長の蛍光が感知されることが可能になる。

１つの特定の例では、カテーテル１２０は、遠位末端１２１に設置されるカテーテル先端部、カテーテル本体、およびコントローラーシステムを含むことができる。特に、そのカテーテル先端部は、１種類以上の第１赤外波長の照射光を動脈の少なくとも一部に最適な焦点深度で曝露し、且つ、１種類以上の第２赤外波長の蛍光のレベルを充分な感度で感知するように構成されており、その蛍光レベルを用いてアテローム斑の存在、不在、または程度を表す、例えば、破裂のリスクが高い、または破裂しやすいといったプラークの脆弱性を表す蛍光指標が決定される。

カテーテル本体は下に記載するようにコントローラーシステムの制御下で制御された回転および長手方向の移動を行うことができ、本器械の回転素子と静止素子の間に光学的接続および／または電気的接続を提供することができる。加えて、そのコントローラーシステムは、カテーテル本体の制御された回転および長手方向の移動を行うために、実質的に上で記載された電子処理装置、電源装置、光源および光検出、および回転と可能性としては後退のための任意によるモータードライブを含み得る。

これに関し、上記のもののような適切なカテーテル先端部、カテーテル本体、およびコントローラーシステム機能を含むカテーテルが冠動脈画像撮影法などの分野に存在する。しかしながら、この特定のカテーテルの構成は必須ではなく、記載されるように蛍光のレベルを測定するためのあらゆる適切な器械を使用することができる。

当業者は、照射光に動脈の一部を曝露させるためであれば他の技術を用いることもできることも理解し、この点で、照射という用語は動脈の一部を照射すること、または照射光への曝露の他の適切な技法を含むと理解されるだろう。例えば、図１Ｂに示されるように、照射光源１３１と検出装置１３２をハウジング１３３内に設置することができ、それは使用時に対象の皮膚面１４１に配置される。この例では、照射光源１３１から放出される照射光は、矢印１４４によって示されるように皮膚とその下層の組織１４２を通り越し、動脈１４３に到達し、それにより、矢印１４５によって示されるように、蛍光照射光が検出装置１３２に戻ってくることが可能になる。この構成では、ハウジング１３３か照射光源１３１および検出装置１３２のどちらかの一部として適切な光学素子を提供することもでき、それにより照射光の集束が必要に応じて可能になる。

よって、この構成が、対象の組織を通って照射光を伝達させることにより動脈の一部の曝露の実施を可能にすることが理解される。これにより、対象の侵襲を必要とすることなく、頚動脈などの対象の皮膚の近くの動脈に対してアテローム斑の検出を実施することが可能になる。

上記の事例のいずれの場合においても処理システム１１０は通常は動脈において検出された蛍光レベルを表す検出装置１３２からのシグナルを受信するように作動し、下でさらに詳しく説明するように、蛍光指標の決定のためにこのシグナルを用いる。任意により処理システム１１０は、照射光源１３１を制御し、それによって照射光に動脈を選択的に曝露させるために使用されることもあり得る。

一例では、その処理システムはプロセッサ１１１、メモリ１１２、キーボードおよびディスプレイなどの入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置１１３、およびバス１１５を介して接続されている外部インターフェース１１４を含む。外部インターフェース１１４は処理システム１１０を照射光源１３１または検出装置１３２に、ならびに通信ネットワーク、データベース、他の記憶装置などの他の末端装置に接続させるために使用され得る。単一の外部インターフェースが示されているが、これは例示のみを目的とするものであり、実際には様々な方法（例えば、イーサーネットネットワーク、シリアルネットワーク、ＵＳＢネットワーク、ワイヤレスネットワーク、モバイルネットワークなど）を用いる複数のインターフェースが提供され得る。特定の実装に応じて更なるハードウェア要素をコンピューターシステム１１０に組み込むことができることも理解される。

使用時にプロセッサ１１１は入力コマンドおよび／またはメモリ１１２に保存されているアプリケーションソフトウェアの形態の命令に従って作動し、下でさらに詳しく説明するように、例えば、アテローム斑の脆弱性を検出または定量するために検出装置１３２からのシグナルを解釈し、任意により使用することを可能にする。よって、次の記載の目的のために処理システム１１０によって実施される作業は通常はメモリ１１２に保存されている命令の制御下でプロセッサ１１１により実施されることが理解される。それ故、このことを下でさらに詳しく説明することはない。

コンピューターシステム１１０はあらゆる適切にプログラムされた処理システム、例えば適切にプログラムされたＰＣ、インターネット端末、ラップトップ、ハンドヘルドＰＣ、タブレットＰＣ、スレートＰＣ、ｉＰａｄ（商標）、モバイルフォン、スマートフォン、ＰＤＡ（パーソナル・データ・アシスタント）、または他の処理装置から形成され得ることがさらに理解される。よって、プロセッサ１１１は、マイクロプロセッサ、マイクロチッププロセッサ、論理ゲート構成、ＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ）のような実装論理と任意により関連付けられたファームウェア、または検出装置１３２および任意により照射光源１３１と相互作用することが可能な他のあらゆる電子装置、システムもしくは構成などのあらゆる形態の電子処理装置であり得る。

単一の物理的処理システムが示されているが、複数の処理システムを使用することもできることも理解され、例えば、幾つかの予備的な処理がカスタム構成されたハードウェア、例えばＦＰＧＡにおいて実施され、汎用コンピューターシステムを使用して蛍光指標の作成と提示が実施される。

次に、図２を参照してアテローム斑の検出に使用するための器械１００の操作を説明する。

この例では、ステップ２００において照射光源１３１が発生する第１赤外波長の照射光に動脈の一部が曝露され、カテーテル１２０を介してその動脈にその照射光が伝達される。ステップ２１０において検出装置１３２は、第１赤外波長と異なる第２赤外波長で動脈のその一部から放出される蛍光照射光を感知するように作動し、例えば、その第２赤外波長はその第１赤外波長よりも長いことがあり得る。

ステップ２２０において処理システム１１０は検出装置１３２から取得したシグナルを使用して蛍光のレベルを測定し、次にそれを使用してステップ２３０において蛍光指標を決定する。あらゆる適切な技法を用いて蛍光指標を決定することができ、したがって、蛍光指標は蛍光の絶対強度、相対強度、または正規化強度に基づき得る。あるいは、下でさらに詳しく説明するように、検出された蛍光を閾値、例えば１つ以上の基準値との比較に少なくとも部分的に基づいて蛍光指標を決定することができる。

ステップ２４０において蛍光指標の表示を任意により提示することができ、それにより医師が、例えば、アテローム斑の存在、不在、程度、または脆弱性の診断にこの蛍光指標を使用することが可能になる。

蛍光指標の性質と、とりわけ、それが操作者に提示される方式は好ましい実行形態に応じて様々である。一例では、蛍光指標は数値の形態であり、蛍光の絶対レベルを表す。しかしながら、代わりに、その数値を表す、例えば文字または他の記号を含む符号値、または図解インジケーターが提示され得る。加えて、閾値、および任意によりその閾値との比較の結果の表示も提示することができ、それによりアテローム斑の存在、不在、または脆弱性の程度の診断を補助するために医師がこの蛍光指標を使用することが可能になる。

上記の方法と器械構成はインビボでの使用について記載されているが、代わりにその器械と方法を対象から摘出された試料に対してインビトロで実施することもできることが理解される。この例では、カテーテルが必要とされず、処理システム１１０、照射光源１３１、および検出装置１３２が赤外線画像撮影システムの一部を形成することができ、下でさらに詳しく説明するように、切片試料から蛍光情報を取得するためのその赤外線画像撮影システムを使用することができる。

いずれにしても、アテローム斑が赤外照射光に曝露される場合、それらはプラークの状態、とりわけ、プラークの安定性または脆弱性に応じて自家蛍光を発し得ることが発見されている。これに関し、プラークが安定である場合、自家蛍光のレベルは最小である。しかしながら、プラークが一般に「脆弱」と呼ばれる不安定である場合、自家蛍光の程度は顕著に増加する。結果として、蛍光指標を決定することによって、これがアテローム斑の存在、不在、または程度を表すことができ、例えば、破裂のリスクが高い、または破裂しやすいといったプラークの脆弱性を表すことができる。

よって、赤外照射光による曝露に応答した、動脈の少なくとも一部の蛍光に基づいて蛍光指標を得ることを可能にするために上記の方法と器械を用いることができる。動脈のその一部は通常は病変を含む部分であり、その一部をその場で（インサイチュで）分析することができ、または対象から摘出し、離れて分析することができる。蛍光のレベルを用いて蛍光指標を得ることができ、その蛍光指標が次にアテローム斑の存在、不在または安定性の程度を表すことができる。

よって、医師がアテローム斑を特定し、後に分類することを可能にし、次に医師がどんな治療でも必要とされ得るとしたらどうなるか評価することを可能にする簡単な方法がこれにより提供される。さらに、この処理はプラークの自家蛍光に依存し、プラーク中の幾つかの特定の分子（例えば、プロテアーゼ）を標的とするフルオロクロームなどの外部マーカーの導入の必要を回避する。

次に、その他の多数の特徴を説明する。

一例では、第１波長は通常は６５０ｎｍと９００ｎｍの間である。１つの特定の例では、第１波長は６８５ｎｍまたは７８５ｎｍのどちらかであるが、他の波長を用いてよいことが理解される。同様に、第２波長は通常は６５０ｎｍ〜１１４４ｎｍの範囲にあり、特に通常は７００ｎｍまたは８００ｎｍのどちらかであり、または８００ｎｍ〜８２０ｎｍの範囲にある。波長は、下でさらに詳しく説明するように、プラーク応答性蛍光を最大化するように選択される。

いくつかの実施形態では、第１波長は、６５０ｎｍ〜８５０ｎｍ、７００ｎｍ〜８５０ｎｍ、７５０ｎｍ〜８５０ｎｍ、８００ｎｍ〜８５０ｎｍ、６５０ｎｍ〜８００ｎｍ、７００ｎｍ〜８００ｎｍ、７５０ｎｍ〜８００ｎｍ、６５０ｎｍ〜７００ｎｍ、６５０ｎｍ〜７５０ｎｍ、６５０ｎｍ〜８００ｎｍ、または７００ｎｍ〜７５０ｎｍから選択される範囲にある。

いくつかの実施形態では、第２波長は、７００ｎｍ〜１１５０ｎｍ、７５０ｎｍ〜１１５０ｎｍ、８００ｎｍ〜１１５０ｎｍ、８５０ｎｍ〜１１５０ｎｍ、９００ｎｍ〜１１５０ｎｍ、９５０ｎｍ〜１１５０ｎｍ、１０００ｎｍ〜１１５０ｎｍ、１０５０ｎｍ〜１１５０ｎｍ、１１００ｎｍ〜１１５０ｎｍ、７００ｎｍ〜１１００ｎｍ、７５０ｎｍ〜１１００ｎｍ、８００ｎｍ〜１１００ｎｍ、８５０ｎｍ〜１１００ｎｍ、９００ｎｍ〜１１００ｎｍ、９５０ｎｍ〜１１００ｎｍ、１０００ｎｍ〜１１００ｎｍ、１０５０ｎｍ〜１１００ｎｍ、７００ｎｍ〜１０５０ｎｍ、７５０ｎｍ〜１０５０ｎｍ、８００ｎｍ〜１０５０ｎｍ、８５０ｎｍ〜１０５０ｎｍ、９００ｎｍ〜１０５０ｎｍ、９５０ｎｍ〜１０５０ｎｍ、１０００ｎｍ〜１０５０ｎｍ、７００ｎｍ〜１０００ｎｍ、７５０ｎｍ〜１０００ｎｍ、８００ｎｍ〜１０００ｎｍ、８５０ｎｍ〜１０００ｎｍ、９００ｎｍ〜１０００ｎｍ、９５０ｎｍ〜１０００ｎｍ、７００ｎｍ〜９５０ｎｍ、７５０ｎｍ〜９５０ｎｍ、８００ｎｍ〜９５０ｎｍ、８５０ｎｍ〜９５０ｎｍ、９００ｎｍ〜９５０ｎｍ、７００ｎｍ〜９００ｎｍ、７５０ｎｍ〜９００ｎｍ、８００ｎｍ〜９００ｎｍ、８５０ｎｍ〜９００ｎｍ、７００ｎｍ〜８５０ｎｍ、７５０ｎｍ〜８５０ｎｍ、８００ｎｍ〜８５０ｎｍ、７００ｎｍ〜８００ｎｍ、７５０ｎｍ〜８００ｎｍまたは７００ｎｍ〜７５０ｎｍから選択される範囲にある。

「間」という用語は、数値の範囲への言及において使用されるとき、その範囲の各終止点にある数値を包含することが理解される。例えば、６５０ｎｍと９００ｎｍの間の波長は６５０ｎｍの波長と９００ｎｍの波長を含む。

ある範囲の値が提供される場合、その範囲の上限値と下限値の間にある各中間値であって、特に文脈から明確に指示されない限り、下限値の単位の１０分の１までの中間値、およびその指示された範囲の他のいずれかの指示された値、または他のいずれかの中間値が本発明の範囲内に包含されることが理解される。これらのより狭い範囲の上限値と下限値はより狭い範囲に独立して含まれてよく、これらも本発明の範囲内に包含され、指示された範囲内のいずれかの具体的に除外された限度値の対象となる。指示された範囲がそれらの限度値の一方または両方を含む場合、それらの含まれる限度値のうちの片方または両方を除外する範囲も本発明に含まれる。

本明細書に記載される各実施形態は、特に具体的に指示されない限り、各実施形態および全実施形態に必要な変更を加えて適用されるものとする。

上で述べたように、カテーテルは、動脈内での照射光の適切な集光およびその動脈からの検出を可能にするために光学素子を含み得る。加えて、本器械は、照射光源から放出される照射光または検出装置によって受信される照射光をフィルタリングし、それによって好ましくないバックグラウンドシグナルを制限するためのバンドパスフィルタを含み得る。

蛍光指標を決定するため、処理システム１１０は、例えば、蛍光レベルを閾値と比較し、その蛍光レベルがその閾値を越えるのか、それともそれを下回るのか判定することにより、この蛍光レベルの部分的評価を実施し得る。アテローム斑の状態、とりわけ、アテローム斑の脆弱性の程度を示すためにこれを用いることができる。

加えて、下でさらに詳しく説明するように、処理システム１１０は健常部位で検出された蛍光レベルを疑わしいアテローム斑が存在する部位で検出された蛍光レベルと比較するように作動することができ、その比較が次に、アテローム斑が存在するかどうか、および任意により脆弱性の程度を確認するために用いられ得る。

次に、図３を参照してアテローム斑の検出に使用するための処理の第２例を説明する。この処理の間に処理システム１１０が照射光源１３１の制御と検出装置１３２からのシグナルの分析のためのアプリケーションソフトウェアを実行していることが考えられる。

この例では、ステップ３００においてカテーテルが対象の動脈に導入され、カテーテル１２０の遠位末端１２１が測定される動脈の部分に隣接して配置される。典型的には、この部分は脆弱プラークを有するおそれがあると考えられる動脈の部分である。

ステップ３０５において動脈の第１部分が第１波長の照射光に曝露される。典型的には、これは、操作者に入力コマンドを処理システム１１０に入力させ、カテーテルが求められたように配置されていることを確認し、処理システム１１０に照射光源１３１を作動させることによって達成される。ステップ３１０において処理システム１１０は、動脈の第１部分における蛍光のレベル、とりわけ、蛍光の強度を表す検出装置１３２からのシグナルを取得する。

ステップ３１５において処理システム１１０は、動脈の第２部分における蛍光が測定されるべきか判定する。これは選択された測定プロトコルに応じて、または操作者からの入力コマンドに従って達成され得る。これは通常は、動脈内の様々な位置での読み取り値の間で比較が実施されることを可能にするために、例えば、ある蛍光レベルが脆弱プラークを表すか立証することを支援するために、または健常組織における蛍光のバックグラウンドレベルを考慮するために実施される。

これに関し、動脈の第２部分における蛍光は動脈のあらゆる適切な部分、または代わりに他の血管、または健常組織、安定プラークおよび／もしくは不安定プラークに類似する蛍光特性を含む模擬（phantom）血管において測定され得る。一例では、実質的に健常な組織または安定プラークを含む動脈の第２部分または他の血管の位置は画像などの位置表示器に基づいて決定され得る。この点で、その方法は位置表示器を決定すること、および少なくとも部分的にその位置表示器を用いて動脈の第２部分における蛍光を決定することを含む。この点で、その画像は、血管造影法、Ｘ線、ビデオ画像撮影、ＯＣＴ、コンピューター断層影像法（ＣＴ）、磁気共鳴画像撮影法（ＭＲＩ）、近赤外分光法（ＮＩＲ）、ラマン分光光度法、ＵＶ蛍光などのようなあらゆる適切な種類の内部画像撮影法または外部画像撮影法に従って取得され得る。

さらなる例では、動脈の第２部分は、例えば、試料集団、科学的推理などに基づいて脆弱プラークを示す低い、またはより低い可能性を通常は含む動脈または他の血管内の位置に対応し得る。例えば、心臓病を有する集団では、通常は腕の動脈の少なくとも幾つかにおいて生じる不安定プラークはほとんどない。

加えて、蛍光レベルを表す複数の測定値に基づいて蛍光の第２レベルを決定してよく、その場合、それらの測定値は上記の例のうちのいずれか１つにおいて考察されたように取得される。この点で、それらの複数の測定値が動脈または別の血管の複数の部分に対応する場合があり得、したがって、蛍光の第２レベルはそれらの複数の測定値を表す平均値、中央値、最頻値、または他の適切な指標に基づき得る。一例では、それらの複数の測定値は大腿部の動脈の複数の部分において決定される。しかしながら、これは必須ではなく、それらの複数の測定値はあらゆる適切な血管の様々な部分において、または代わりに動脈もしくは他の血管の同じ部分で異なる時間において決定され得る。

あるいは、その蛍光の強度は閾値と、例えば、健常組織または安定プラークの蛍光の強度を表し得る閾値と比較され得る。これについては下でさらに詳しく考察する。

これらのステップ、例えば位置表示器の決定、複数の測定値の平均値の決定などは蛍光の第２レベルの測定に限定されない場合があり得、この点で、蛍光の第１レベルの測定など、上記の例のいずれにおいても適用され得ることが理解される。例えば、試験される動脈の第１部分の位置は位置表示器を用いて決定され得る。

ステップ３２０において、他の部分が検査されない場合、蛍光の強度を閾値と比較することができる。その閾値は、組織学検査により特定された脆弱アテローム斑と安定アテローム斑の基準試料の測定値、試料集団の以前のインビボ測定値、動脈の第１部分の以前の測定値、同一または類似の対象の他の血管の以前の測定値、または他のあらゆる適切な技法に基づいて確立され得る。

これにより、アテローム斑が脆弱であるかを表す閾値が確立し得る。脆弱性の程度を確証させるためであれば複数の閾値を確立することもできると理解される。あるいは、蛍光の強度は他のあらゆる適切なアプローチを用いて分析され得る。

ステップ３２５において例えばＩ／Ｏ装置１１３を使用して蛍光指標の表示が提示される。その蛍光指標は蛍光の強度および／または閾値に対する比較の結果の数値または図解による表示であり得る。その閾値の表示を提示してもよく、それによりその結果を見た医師が、脆弱アテローム斑が存在するかどうか簡単に評価することが可能になる。前記検出装置が画像を取り込むことができるとすれば、蛍光画像の視覚的表示を提示してもよい。

動脈の第２部分が検査される予定である事象では、処理システム１１０はステップ３３０においてカテーテルを操作している医師にカテーテルを再配置させる命令を発することができる。一旦、これが完了したら、ステップ３３５において医師は適切な入力コマンドを入力することにより処理システム１１０が照射光源１３１を作動させ、動脈の第２部分を照射光に曝露させることが可能になることを確認することができる。ステップ３４０において処理システム１１０は、動脈の第２部分における蛍光の第２レベル、とりわけ、蛍光の強度を表す検出装置１３２からのシグナルを取得する。

ステップ３４５において前記処理システムは蛍光の第１レベルと第２レベルの差異を、例えば一方の値を他方の値から減算すること、蛍光の第１レベルと第２レベルの間の比率を決定することなどにより決定する。これにより、バックグラウンド蛍光を表す動脈の健常部分の蛍光の影響を考慮することが可能になる。これに関し、健常部分という用語は全くプラークを有しない動脈の部分および／または安定プラークや非脆弱プラークを含む動脈の部分を含むものとする。ステップ３５０において強度の差異を閾値と比較することができ、その閾値はまた、下でさらに詳しく説明するように、基準試料の測定値に基づいて確立され得る。

ステップ３２５において実質的に上に記載されたように蛍光指標を提示することができ、それにより医師がその蛍光指標を解釈することが可能になり、とりわけ、医師があらゆるアテローム斑の脆弱性の程度を評価することが可能になり、それ故にあらゆる介入が必要であるか評価することが可能になる。

上記の処理を様々に変化させたものを実施することができることが理解される。例えば、動脈の前記の部分または各部分を多数の異なる第１波長の照射光に曝露させることができ、対応する数の異なる第２波長で蛍光を測定する。あらゆるアテローム斑の性質をさらに分類することを支援するためにこれを用いることができる。さらに、プラークの脆弱性が正確に特定されることを可能にするために複数の異なる閾値を用いることができる。

その方法は、例えば、病態と関係するマーカーを検出すること、およびその検出されたマーカーを、例えば、ガイドとして用いて動脈の少なくとも一部における蛍光指標を決定することをさらに含み得る。そのマーカーを検出する薬剤を動脈のその少なくとも一部に導入することによってそのマーカーを検出することが適切である。

この点で、検出されたマーカーは、健常組織、１つ以上の安定プラーク、および／または１つ以上の不安定プラークのための位置指標、またはそれらの位置に対するガイドを提供し得る。加えて、または代わりに、検出されたマーカーを蛍光レベルと併用して、例えば、検出されたマーカーを表す数値に従って蛍光レベルに加重することにより、蛍光指標を決定することができる。

一例では、病態は不安定プラークの存在またはリスクと関係し、これに関してマーカーは細胞、細胞破片、組織損傷、細胞成分、化学物質などのうちのいずれか１つ以上を含み得る。この点で、病態は活性化された血小板を含むことがあり得、マーカーは糖タンパク質ＩＩｂ／ＩＩＩａ受容体を含むことがあり得、薬剤は、例えば糖タンパク質ＩＩｂ／ＩＩＩａ受容体のＬＩＢＳ（リガンド誘導結合部位）を標的とするための抗ＬＩＢＳ抗体または酸化鉄のマイクロパーティクル（ＭＩＰＯ）を含むことがあり得る。さらなる例では、病態は炎症を起こした内皮組織を含むことがあり得、この点で、薬剤は抗インターロイキン−１抗体を含むことがあり得、マーカーはインターロイキン−１を含むことがあり得る。しかしながら、これは必須ではなく、任意によりマーカーは安定プラークまたは健常組織と関係してもよく、または代わりに薬剤を使用しなくてもよい。

加えて、検出されたマーカーの測定をあらゆる適切な方式で達成することができ、例えば、検出されたマーカーの特性に対応する種類の画像撮影法を用いて検出されたマーカーの画像を取得することができる。この点で、その種類の画像撮影法は蛍光、Ｘ線、コンピューター断層影像法（ＣＴ）、ガンマシンチグラフィー、陽電子放出断層撮影法（ＰＥＴ）、単光子放出コンピューター断層影像法（ＳＰＥＣＴ）、ＭＲＩ、および複合撮影技術を含み得る。

次に、脆弱プラークの上記の自家蛍光の有効性の実験的証拠を説明する。

第１実験例の目的のためにヒトにおけるアテローム性硬化症の過程に極めて似ているマウスにおけるアテローム性硬化症の「タンデム狭窄モデル」を用いて動物データを得る。

高脂質食を給餌したＡｐｏＥ^−／−マウスの頚動脈にタンデム狭窄を作るために外科的結紮術（頚動脈区分の連続的結紮）を実施した。手術後から７週間および１１週間の後に線維性被膜の破壊、プラーク内出血、腔内血栓症、血管新生、およびヒトにおける不安定な／破裂したプラークの他の特徴がこれらのマウスにおいて見られた。

図４Ａに示されるこれらのマウスに由来する新しい頚動脈標本を、６８５ｎｍ（７００ｎｍで検出）と７８５ｎｍ（８００ｎｍで検出）の２つの励起チャンネルを有するオデッセイ赤外線画像撮影システム（Ｏｄｙｓｓｅｙ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の下で自家蛍光について検査した。脆弱プラークを組織学的検査により特定した。

蛍光画像撮影の結果が図４Ｂに示されており、その図は大動脈弓と頚動脈４０１中の安定アテローム斑において最小の自家蛍光を示し、健常頚動脈４０２において自家蛍光を示さず、プラーク内出血を有する不安定頚動脈プラーク４０３において顕著な自家蛍光を示し、血管径の拡大を有する脆弱頚動脈プラーク４０４において顕著な自家蛍光を示す。このように、内部蛍光を示さなかった健常血管と安定プラーク４０１、４０２と対照的に、脆弱アテローム斑４０３、４０４は両方のチャンネルで顕著な自家蛍光を示す。

第２実験例の目的のためにアルフレッド病院（メルボルン、オーストラリア）で頚動脈内膜摘除術を受けている患者からヒトデータを得る。本プロジェクトはアルフレッド倫理委員会により承認された。頚動脈内膜摘除標本は患者から摘出された直後に採取された。

新たに摘出された頚動脈内膜摘除標本は、そのうちの一例が図５Ａに示されており、スライドグラスに配置され、上記のようにオデッセイ赤外線画像撮影システムの下で自家蛍光について検査された。図５Ｂに示されているように、内部蛍光を示さなかった正常な血管内膜と安定プラーク領域と対照的に、脆弱アテローム斑５０１領域は両方のチャンネルで顕著な自家蛍光を示した。

次に、新たな頚動脈内膜摘除標本を瞬間凍結し、−８０℃に保った。その後、瞬間凍結された標本の部分を凍結切片の作製のための最適な切断温度の化合物に包埋した。５μｍの組織切片を作製し、オデッセイ赤外線画像撮影システムの下で自家蛍光について検査した。図５Ｃに示されているように、安定で正常な領域５１２ではなく、脆弱プラーク領域５１１のみが、上記のように両方の励起と発光のチャンネルで顕著な自家蛍光を有することが分かった。

瞬間凍結された標本の部分を１０％ホルマリンで処理し、次にパラフィンに包埋した。５μｍの組織切片を図５Ｄに示されているように自家蛍光について検査し、安定プラーク５２１の自家蛍光を脆弱プラーク５２２と比較した。

第３実験例の目的のために、ＡＦＭラマン分光計を用いるアテローム斑の分析が図６Ａおよび６Ｂに示される。この実験は２つのラマンレーザー源（５３２ｎｍと７８５ｎｍの励起光）を有するＮＴ−ＭＤＴインテグラＡＦＭラマンシステムを使用し、そこでそのシステムはこれらの脆弱プラークの自家蛍光を確認するために使用された。

パラフィン包埋切片を７８５ｎｍレーザー源で励起し、全検出範囲（８００ｎｍから１１４４ｎｍまで）にわたって発光を調査した。最強シグナルの発光はＡＦＭラマンシステムで８００〜８２０ｎｍの間に検出された。

第４の実験例では、オデッセイ赤外線画像撮影システムを使用して健常組織と不安定プラークから検出された蛍光を定量した。この例では、使用された試料は新しい巨視的頚動脈内膜摘除組織であり、患者から取り出された直後にその組織をスキャンした。その画像撮影機を使用して、両方の７００ｎｍと８００ｎｍ用の励起チャンネルと検出チャンネルを用い、２１μｍの解像度および「４」の強度設定で組織をスキャンした。撮影された画像を次にガンマ＝１で正規化した。

健常組織と不安定プラークについて測定された強度の例が下の表１に示されている。

結果的に、２０個のヒトプラークの上記試験は健常組織と不安定プラークの間で９．８８±７．５（平均値±標準偏差）倍の強度の差異を示す。

未知の状態のプラーク（未知プラーク）について測定された蛍光の強度を健常基準値と比較することにより未知プラークの安定性を評価することが可能になることがこのことより理解される。特に、未知プラークの蛍光の測定レベルが、プラークが無い動脈または安定プラークを有する動脈の蛍光レベルよりも一般には少なくとも２の閾値係数だけ、典型的には少なくとも３、少なくとも５、少なくとも１０または少なくとも１５の閾値係数だけ大きい場合、その未知プラークが不安定であるか判定し、もしそうなら安定性の程度を決定するためにこれを用いることができる。

健常試料または不安定プラークの蛍光強度の増加係数の値を追加の試料データに基づいてさらに改良することができ、様々な程度の安定性を有する基準試料からデータを採取することにより様々な程度の安定性についての閾値が特定されることが可能になることが理解される。

どのような理論または作用様式にも捉われるつもりはないが、不安定プラークにおける自家蛍光はヘム分解産物、例えば、ヘム、メトヘム、およびプロトポルフィリンＩＸを含む分子種によって少なくとも部分的に生じ得ることが実験後に発見された。このことを考慮すると、その実験的証拠はヘム分解産物と不安定プラークの自家蛍光の間の少なくとも部分的な相関を示唆する可能性があり、次にこのことを説明する。

Ｉｎｎｏｖａ Ａｒ／Ｋｒイオンレーザー５１４／４１３ｎｍラマンレーザー源を使用するＲｅｎｉｓｈａｗ Ｉｎｖｉａ共焦点マイクロラマンシステムを使用して脆弱プラーク区域における自家蛍光領域からのラマンシグナルを評価した。それらのラマンシグナルは、自家蛍光源が（顕微鏡レベルまたは肉眼レベルの）プラーク内出血領域に豊富にあるヘム分解産物であることを明らかにする。プラーク内出血はプラーク脆弱性のきっかけとしてよく立証されている (Jean-Baptise Michel et al. (2011) Eur Heart J. 32(16): 1977-85)。図７Ａは、精製されたヘム７１４、メトヘム７１２からのラマンシグナルおよび同一試料のプロトポルフィリンＩＸ化合物の２例のラマンシグナル７１３、７１５と比較した、脆弱プラーク区域内の蛍光領域７１１からのラマンシグナルの一例である。図７Ｂは、精製されたヘム７２４、メトヘム７２２からのラマンシグナルおよび同一試料のプロトポルフィリンＩＸ化合物の２例のラマンシグナル７２３、７２５と比較した、自家蛍光が無い安定プラーク区域７２１からのラマンシグナルの一例である。図７Ｃは「プラークにおけるプラーク内出血」のトリクローム染色像の一例を示し、図７Ｄは図７Ｃの例の「プラークにおけるプラーク内出血」の自家蛍光像を示す。

上記のことから、これらの分子種の最適な曝露波長および感知波長、すなわち、第１波長および第２波長をさらに特徴解析することは当業者にとっては日常的なことと考えられると理解される。

よって、上記の方法はＮＩＲ範囲での脆弱アテローム斑の自家蛍光特性を用い、どんな外部フルオロクロームも使用することがない。ＮＩＲ分光光度法は、冠動脈および頚動脈などの動脈における脆弱アテローム斑の検出を可能にする他の検出技法よりも優れた多数の利点を有する。

本明細書とそれに続く特許請求の範囲を通して、特に文脈から必要とされない限り、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という用語および「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの変化形は、指示された完全体または完全体もしくは工程の群の包含を意味するが、他のあらゆる完全体または完全体の群の除外を意味しないと理解される。

当業者は、多数の変更と改変が明らかになることを理解する。当業者に明らかになる全てのそのような変更と改変は、これまでに記載された広範に現れている本発明の趣旨と範囲に含まれると考えられるべきである。

Claims (29)

1. アテローム斑の検出に使用するための器械であって、
   （ａ）第１赤外波長の照射光への動脈の少なくとも一部の曝露に応答した、第２赤外波長で検出装置によって感知される蛍光のレベルを測定し、且つ、
   （ｂ）前記蛍光レベルを用いてアテローム斑の存在、不在、または程度を表す蛍光指標を決定する
   電子処理装置を含む前記器械。
2. 前記器械が
   （ａ）照射光を発生させるための、それにより第１赤外波長の照射光に前記動脈の少なくとも一部を曝露させるための照射光源、および
   （ｂ）第２赤外波長で前記動脈の少なくとも一部から放出される照射光を感知するための検出装置
   を含む、請求項１記載の器械。
3. 前記照射光源がレーザーを含む、請求項２記載の器械。
4. 前記検出装置が赤外光検出器を含む、請求項２または３記載の器械。
5. 前記器械が照射光を集束させるための光学素子を含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載の器械。
6. 前記器械が近位末端と遠位末端の間に延びる１本以上の光ファイバーを含むカテーテルを含み、前記遠位末端が動脈への挿入のためのものであり、前記の照射光源と検出装置が前記近位末端に接続されている、請求項２〜４のいずれか一項に記載の器械。
7. 前記器械がバンドパスフィルタを含む、請求項２〜６のいずれか一項に記載の器械。
8. 前記第１波長が、
   （ａ）６５０ｎｍ±５０ｎｍ、
   （ｂ）７００ｎｍ±５０ｎｍ、
   （ｃ）７５０ｎｍ±５０ｎｍ、
   （ｄ）８００ｎｍ±５０ｎｍ、および
   （ｅ）８５０ｎｍ±５０ｎｍ
   のうちの少なくとも１つである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の器械。
9. 前記第１波長が、
   （ａ）６５０ｎｍと９００ｎｍの間、
   （ｂ）６８５ｎｍ、および
   （ｃ）７８５ｎｍ
   のうちの少なくとも１つである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の器械。
10. 前記第２波長が前記第１波長と異なる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の器械。
11. 前記第２波長が、
    （ａ）７００ｎｍ±５０ｎｍ、
    （ｂ）７５０ｎｍ±５０ｎｍ、
    （ｃ）８００ｎｍ±５０ｎｍ、
    （ｄ）８５０ｎｍ±５０ｎｍ、
    （ｅ）９００ｎｍ±５０ｎｍ、
    （ｆ）９５０ｎｍ±５０ｎｍ、
    （ｇ）１０００ｎｍ±５０ｎｍ、
    （ｈ）１０５０ｎｍ±５０ｎｍ、および
    （ｉ）１１００ｎｍ±５０ｎｍ
    のうちの少なくとも１つである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の器械。
12. 前記第２波長が、
    （ａ）６５０ｎｍと１１４４ｎｍの間、
    （ｂ）８００ｎｍと８２０ｎｍの間、
    （ｃ）７００ｎｍ、および
    （ｄ）８００ｎｍ
    のうちの少なくとも１つである、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の器械。
13. 前記電子処理装置が、
    （ａ）前記蛍光レベルを閾値と比較し、且つ、
    （ｂ）前記比較の結果を用いて前記蛍光指標を決定する、
    請求項１〜１２のいずれか一項に記載の器械。
14. 前記電子処理装置が、
    （ａ）前記第１赤外波長の照射光への前記動脈の第１部分の曝露に応答した、前記第２赤外波長で前記検出装置によって感知される蛍光の第１レベルを測定し、
    （ｂ）前記第１赤外波長の照射光への前記動脈の第２部分の曝露に応答した、前記第２赤外波長で前記検出装置によって感知される蛍光の第２レベルを測定し、且つ、
    （ｃ）前記第１レベルと前記第２レベルを用いて前記蛍光指標を決定する、
    請求項１〜１３のいずれか一項に記載の器械。
15. 前記電子処理装置が、
    （ａ）前記第１レベルを前記第２レベルと比較し、且つ、
    （ｂ）前記比較の結果を用いて前記蛍光指標を決定する、
    請求項１４に記載の器械。
16. （ａ）前記第１部分が、不安定プラークを有するおそれがある領域である危険な状態の部分であり、且つ、
    （ｂ）前記第２部分が健常部分である、
    請求項１４または１５に記載の器械。
17. 前記方法が、照射光の前記第１レベルが照射光の前記第２レベルよりも少なくとも２の閾値係数だけ大きいか判定することを含む、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の器械。
18. 前記閾値係数が、
    （ａ）３以上、
    （ｂ）５以上、
    （ｃ）１０以上、および
    （ｄ）１５以上
    のうちの少なくとも１つである、請求項１７に記載の器械。
19. 前記蛍光レベルが前記の少なくとも１つの部分によって放出される照射光の強度に基づく、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の器械。
20. 前記器械がアテローム斑の脆弱性を検出するためのものであり、前記蛍光指標がアテローム斑の脆弱性を表す、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の器械。
21. 表示が、
    （ａ）前記蛍光指標を表す数値、
    （ｂ）前記蛍光指標を表す符号値、
    （ｃ）前記蛍光指標を表す図解インジケーター、および
    （ｄ）少なくとも１つの閾値のインジケーター
    のうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の器械。
22. 前記電子処理装置が、
    （ａ）病態に関係して検出されるマーカーを、前記マーカーを検出する薬剤を前記動脈の前記の少なくとも一部に導入することにより測定し、且つ、
    （ｂ）前記の少なくとも１つの検出されたマーカーを少なくとも部分的に使用して前記蛍光指標を決定する、
    請求項１〜２１のいずれか一項に記載の器械。
23. アテローム斑の検出に使用するための方法であって、電子処理装置において、
    （ａ）第１赤外波長の照射光への動脈の少なくとも一部の曝露に応答した、第２赤外波長で検出装置によって感知される蛍光のレベルを測定すること、および
    （ｂ）前記蛍光レベルを用いてアテローム斑の存在、不在、または程度を表す蛍光指標を決定すること
    を含む前記方法。
24. 脆弱アテローム斑の検出に使用するための方法であって、
    （ａ）第１赤外波長の照射光に動脈の少なくとも一部を曝露させること、
    （ｂ）第２赤外波長で前記動脈の前記の少なくとも一部から検出装置によって感知される蛍光のレベルを測定すること、および
    （ｃ）前記蛍光レベルを用いてアテローム斑の存在、不在、程度、または脆弱性を表す蛍光指標を決定すること
    を含む前記方法。
25. 前記方法が、
    （ａ）病態に関係して検出されるマーカーを検出する薬剤を前記動脈の前記の少なくとも一部に導入すること、
    （ｂ）前記動脈の前記の少なくとも一部において前記の検出されるマーカーを測定すること、および
    （ｃ）前記の検出されたマーカーを少なくとも部分的に用いて前記蛍光指標を決定すること
    を含む、請求項２４に記載の方法。
26. アテローム斑の蛍光測定値の分析に使用するための器械であって、
    （ａ）第１赤外波長の照射光へのアテローム斑の曝露に応答して感知される照射光であって、第２赤外波長で検出装置によって感知される蛍光のレベルを測定し、且つ、
    （ｂ）前記蛍光レベルを用いて前記アテローム斑の蛍光の程度を表す蛍光指標を決定する
    電子処理装置を含む前記器械。
27. アテローム斑の蛍光測定値の分析に使用するための方法であって、電子処理装置において、
    （ａ）第１赤外波長の照射光へのアテローム斑の曝露に応答して感知される照射光であって、第２赤外波長で検出装置によって感知される蛍光のレベルを測定すること、および
    （ｂ）前記蛍光レベルを用いて前記アテローム斑の蛍光の程度を表す蛍光指標を決定すること
    を含む前記方法。
28. アテローム斑の脆弱性の検出に使用するための器械であって、
    （ａ）照射光を発生させるための、それにより第１赤外波長の照射光に前記動脈の少なくとも一部を曝露させるための照射光源、
    （ｂ）第２赤外波長で前記動脈の少なくとも一部から放出される照射光を感知するための検出装置、
    （ｃ）（ｉ）前記検出装置によって感知される蛍光のレベルを測定し、且つ、
    （ｉｉ）前記蛍光レベルを用いてアテローム斑の脆弱性を表す蛍光指標を決定する、前記検出装置に接続されている電子処理装置
    を含む前記器械。
29. 前記器械が近位末端と遠位末端の間に延びる１本以上の光ファイバーを含むカテーテルを含み、前記遠位末端が動脈への挿入のためのものであり、前記の照射光源と検出装置が前記近位末端に接続されている、請求項２８に記載の器械。