JP2019217348A - 光−音響イメージングデバイスおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学イメージングの分野に関し、より具体的には、光学コヒーレンス断層撮影(OCT;optical coherence tomography)と、超音波などの他の光学イメージングとのための光ファイバプローブの設計に関する。
近年、突然の心臓発作(急性心筋梗塞またはAMI)の潜在的な原因は、多くの注目の対象であった。冠動脈のゆるやかな閉塞のより古くからの支配的な説は、AMIが冠動脈壁の破裂、特に「易損性プラーク(vulnerable plaque)」の破裂の結果であるという広範囲にわたる組織病理学的な証拠に基づいた新しい理論によって取って代られている。易損性プラークはまた、薄いキャップを被せられた繊維性組織アルセローマ(TCFA;Thin−Capped Fibro−Artheroma)として知られており、動脈壁の下に位置する脂質プールを覆っている薄い繊維状のキャップによって特徴付けられる。従来のエックス線検査ベースの血管造影撮影法の技術は、動脈が狭くなることを検出するために用いられ得る。しかしながら、TCFAを検出するために、動脈壁の表面を直接的に観察することは必須である。従って、表面下の生物学的組織および脂質プールを検出し、そして視覚化することを可能にするプローブ設計に対するニーズが存在している。
本発明は、光および音響技術を用いて、生物学的組織および他の材料を画像化するための方法および装置に関する。光学コヒーレンス断層撮影(OCT)と、干渉測定イメージング技術と、血管内超音波法(IVUS;Intravascular Ultrasound)との組み合わせは、理想的に、小口径のプローブを介する動脈壁などの生物学的組織の表面下の視覚化に適している。開示される方法は、各個々の技術の弱点を有利に克服するIVUS(血管内超音波法)技術とOCT(光学コヒーレンス断層撮影)技術との組み合わせに基づく。特に、IVUSとOCTとの両方の組み合わせは、多くの利点を有するロバストなプローブを可能にする。
以下の説明は、本発明の特定の実施形態を例示する添付の図面を参照する。他の実施形態が可能であり、本発明の精神および範囲から逸脱することなく実施形態に修正がなされ得る。従って、以下の詳細な説明は、本発明を制限することを意図されない。むしろ、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。
(付記1) 血管内イメージングシステムであって、
プローブを有し、前記プローブは:
シースと;
第1のビームによって所定の範囲の波長の光を伝送するように構成される回転可能な光学サブシステムであって、前記光学サブシステムは回転可能な光ファイバを備える、光学サブシステムと;
第2のビームによって所定の範囲の周波数のエネルギーを伝播するように構成される回転可能な超音波サブシステムであって、前記光学サブシステム及び前記超音波サブシステムは前記シース内に配置され、前記第1のビーム及び前記第2のビームは前記シースの異なる位置からそれぞれ発せられ、前記第1のビーム及び前記第2のビームは、前記プローブの長手方向軸に対して斜めの角度で前記シースから出る、超音波サブシステムと;
トルクワイヤであって、前記回転可能な光ファイバは前記トルクワイヤの中に配置される、トルクワイヤと;
を有し、
前記トルクワイヤは、内側コイル、外側コイル、及び前記内側コイルと前記外側コイルとの間に挿入される絶縁スペーサを有する、
システム。
(付記2) 血管内イメージングシステムであって、
プローブを有し、前記プローブは:
シースと;
第1のビームによって所定の範囲の波長の光を伝送するように構成される回転可能な光学サブシステムであって、前記光学サブシステムは回転可能な光ファイバを備える、光学サブシステムと;
第2のビームによって所定の範囲の周波数のエネルギーを伝播するように構成される回転可能な超音波サブシステムであって、前記光学サブシステム及び前記超音波サブシステムは前記シース内に配置され、前記第1のビーム及び前記第2のビームは前記シースの異なる位置からそれぞれ発せられ、前記第1のビーム及び前記第2のビームは、前記プローブの長手方向軸に対して斜めの角度で前記シースから出る、超音波サブシステムと;
トルクワイヤであって、前記回転可能な光ファイバは前記トルクワイヤの中に配置される、トルクワイヤと;
を有し、
前記超音波サブシステムは、異なる周波数で動作する複数の血管内超音波トランスデューサを有する、
システム。
(付記3) 変圧器をさらに有し、前記変圧器は:
第1の複数の巻線を有する第1のコイル;及び
第2の複数の巻線を有する第2のコイル;
を有し、
前記回転可能な光ファイバは、前記第1のコイルを通過し、
前記変圧器は、前記超音波サブシステムと電気通信する、
付記1又は2に記載のシステム。
(付記4) 前記回転可能な光学サブシステムは端面を定め、前記回転可能な光ファイバと光通信する光学経路が前記端面で終端し、前記光学経路は干渉計と光通信する、
付記1又は2に記載のシステム。
(付記5) 前記回転可能な超音波サブシステムは、音響的焦点を有する超音波トランスデューサの配列を有し、前記配列は、前記端面の一部分に配置される、
付記4に記載のシステム。
(付記6) 前記超音波トランスデューサの前記配列は、前記光学サブシステムの周りに同心円状に配置され、前記端面の前記一部分は環状領域である、
付記5に記載のシステム。
(付記7) 前記配列の少なくとも1つのトランスデューサは、容量性のマイクロマシン型超音波トランスデューサである、
付記5に記載のシステム。
(付記8) 血管内イメージングシステムであって、
プローブを有し、前記プローブは:
シースと;
第1のビームによって所定の範囲の波長の光を伝送するように構成される回転可能な光学サブシステムであって、前記光学サブシステムは回転可能な光ファイバを備える、光学サブシステムと;
第2のビームによって所定の範囲の周波数のエネルギーを伝播するように構成される回転可能な超音波サブシステムであって、前記光学サブシステム及び前記超音波サブシステムは前記シース内に配置され、前記第1のビーム及び前記第2のビームは前記シースの異なる位置からそれぞれ発せられる、超音波サブシステムと;
トルクワイヤであって、前記回転可能な光ファイバは前記トルクワイヤの中に配置される、トルクワイヤと;
を有し、
前記光学サブシステムは光学的焦点を有し、前記超音波サブシステムは音響的焦点を有し、前記光学的焦点及び前記音響的焦点は一致する、
システム。
(付記9) 前記光学サブシステムはレンズをさらに有する、
付記8に記載のシステム。
(付記10) 前記レンズは、前記シースの外側に前記第1のビームの焦点を合わせる、
付記9に記載のシステム。
(付記11) 1又は複数の画像処理デバイスと、第1及び第2の画像処理デバイスによって処理される画像を出力する表示デバイスとをさらに有し、前記プローブは前記1又は複数の画像処理デバイスと電気通信し、前記1又は複数の画像処理デバイスは前記表示デバイスと電気通信する、
付記1又は2又は8に記載のシステム。
(付記12) 前記光学サブシステムからの前記第1のビームは、前記超音波サブシステムからの前記第2のビームと平行である、
付記1又は2に記載のシステム。
(付記13) 前記トルクワイヤは、内側コイル、外側コイル、及び前記内側コイルと前記外側コイルとの間に挿入される絶縁スペーサを有する、
付記2又は7に記載のシステム。
(付記14) 前記超音波サブシステムは、異なる周波数で動作する複数の血管内超音波トランスデューサを有する、
付記1又は7に記載のシステム。
(付記15) 前記第1のビーム及び前記第2のビームは、前記シースの部分を通って指向される、
付記1又は2に記載のシステム。
(付記16) 前記第2のコイルは、前記第1のコイル内にスライド可能に配置される、
付記3に記載のシステム。
(付記17) 前記第1のビーム及び前記第2のビームは、実質的に平行且つ反対の方向である、
付記1又は2に記載のシステム。
(付記18) 連結要素をさらに有し、前記連結要素は、前記光ファイバを回転するように適合されるとともに前記超音波サブシステムから受信される信号を伝送する、
付記1又は2又は7に記載のシステム。
(付記19) 前記光学サブシステム及び前記超音波サブシステムの中心間の縦方向の変位が、
前記超音波サブシステムのビーム幅未満である、
付記1又は2に記載のシステム。
12 IVUS超音波トランスデューサ
14 光トランスデューサ
16 チップ光学レンズアセンブリ
18 シングルモード光ファイバ
20 小型RFケーブル
22 トルクケーブル
24 金属被覆されたファイバ
26 絶縁チューブ
28 内側コイル
30 外側コイル
32 同軸の伝送線
34 絶縁スペーサ
42 第一のコイル
44 回転アセンブリ
46 第二のコイル
48 コネクタ
50 駆動ユニット
Claims (1)
- 血管内イメージングシステムであって、
プローブを有し、前記プローブは:
シースと;
第1のビームによって所定の範囲の波長の光を伝送するように構成される回転可能な光学サブシステムであって、前記光学サブシステムは回転可能な光ファイバを備える、光学サブシステムと;
第2のビームによって所定の範囲の周波数のエネルギーを伝播するように構成される回転可能な超音波サブシステムであって、前記光学サブシステム及び前記超音波サブシステムは前記シース内に配置され、前記第1のビーム及び前記第2のビームは前記シースの異なる位置からそれぞれ発せられ、前記第1のビーム及び前記第2のビームは、前記プローブの長手方向軸に対して斜めの角度で前記シースから出る、超音波サブシステムと;
トルクワイヤであって、前記回転可能な光ファイバは前記トルクワイヤの中に配置される、トルクワイヤと;
を有し、
前記トルクワイヤは、内側コイル、外側コイル、及び前記内側コイルと前記外側コイルとの間に挿入される絶縁スペーサを有する、
システム。
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