JP2021526035A - Molecular Chemistry Imaging Endoscopic Imaging System - Google Patents

Molecular Chemistry Imaging Endoscopic Imaging System Download PDF

Info

Publication number
JP2021526035A
JP2021526035A JP2020545579A JP2020545579A JP2021526035A JP 2021526035 A JP2021526035 A JP 2021526035A JP 2020545579 A JP2020545579 A JP 2020545579A JP 2020545579 A JP2020545579 A JP 2020545579A JP 2021526035 A JP2021526035 A JP 2021526035A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
analysis
detector
data set
image data
photons
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020545579A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7357931B2 (en
Inventor
トレッド、パトリック
ネルソン、マシュー
ステュアート、ショーナ
Original Assignee
ケムイメージ コーポレーション
ケムイメージ コーポレーション
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ケムイメージ コーポレーション, ケムイメージ コーポレーション filed Critical ケムイメージ コーポレーション
Publication of JP2021526035A publication Critical patent/JP2021526035A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7357931B2 publication Critical patent/JP7357931B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002Operational features of endoscopes
    • A61B1/00004Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
    • A61B1/00009Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of image signals during a use of endoscope
    • A61B1/000094Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of image signals during a use of endoscope extracting biological structures
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163Optical arrangements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/05Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0607Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements for annular illumination
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0646Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements with illumination filters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0661Endoscope light sources
    • A61B1/0669Endoscope light sources at proximal end of an endoscope
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0071Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by measuring fluorescence emission
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0075Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by spectroscopy, i.e. measuring spectra, e.g. Raman spectroscopy, infrared absorption spectroscopy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0082Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
    • A61B5/0084Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes for introduction into the body, e.g. by catheters

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

【解決手段】本開示は、内視鏡などの術中医用デバイスと共に用いることができる医用撮像システムを提供する。一般的に、開示される医用撮像システムは生体試料を照明するための照明光子を生成するように構成された照明源を含む。光信号変調器が、照明光子および前記生体試料と相互作用した光子の1若しくはそれ以上を第1の複数の通過帯域波長を有する第1の光信号と第2の複数の通過帯域波長を有する第2の光信号に分離するように構成されている。少なくとも1つの検出器が、前記第1の光信号および前記第2の光信号の1若しくはそれ以上を検出し、少なくとも1つの画像データセットを生成するように構成されている。プロセッサが前記少なくとも1つの画像データセットを分析するように構成されている。いくつかの実施形態において、前記プロセッサは、尿管と周囲組織との間など、前記生体試料の構造間を区別するように構成されている。【選択図】 図1The present disclosure provides a medical imaging system that can be used with an intraoperative medical device such as an endoscope. Generally, the disclosed medical imaging system includes an illumination source configured to generate illumination photons for illuminating a biological sample. A second optical signal modulator having a first optical signal having a first plurality of passband wavelengths and a second plurality of passband wavelengths for one or more of the illuminated photons and photons interacting with the biological sample. It is configured to separate into two optical signals. At least one detector is configured to detect one or more of the first optical signal and the second optical signal and generate at least one image data set. The processor is configured to analyze at least one of the image datasets. In some embodiments, the processor is configured to distinguish between the structures of the biological sample, such as between the ureter and surrounding tissue. [Selection diagram] Fig. 1

Description

人体に外科手術を行う場合、外科医が、臓器、通路、または尿道や尿管などのその他の解剖学的構造を誤って切断したり、損傷したりしないことが不可欠である。血液、脂肪、動脈、静脈、筋肉若しくは筋膜などの介在組織、およびその他の高度に点在し吸収する媒体の存在は、手術部位のすぐ近くにあるそのような臓器、通路、解剖学的構造を高い正確さで特定することを非常に困難にする可能性がある。発光カテーテルが管、血管または臓器の不規則性を検出するのに用いられており、外科医が対象の解剖学的構造を特定して外科処置の適切な遂行を可能にするのを支援している。しかしながら、手術部位周辺の組織に損傷を与えることなく外科医が繊細な手術を行うのを支援するに際し、解剖学的構造のリアルタイム検出が可能な改良された術中撮像ツールが必要とされている。 When performing surgery on the human body, it is essential that the surgeon does not accidentally cut or damage organs, passages, or other anatomical structures such as the urethra or ureter. The presence of intervening tissues such as blood, fat, arteries, veins, muscles or fascia, and other highly interspersed and absorptive media, such organs, passages, anatomy in the immediate vicinity of the surgical site. Can be very difficult to identify with high accuracy. Luminescent catheters are used to detect irregularities in tubes, blood vessels, or organs, helping surgeons identify the anatomy of the subject and enable the proper performance of surgical procedures. .. However, in helping surgeons perform delicate surgery without damaging the tissue surrounding the surgical site, there is a need for improved intraoperative imaging tools that allow real-time detection of anatomical structures.

本開示は医用撮像システムを提供する。医用撮像システムは内視鏡と共に用いることができる。一般的に、医用撮像システムは照明光子を生成するように構成された照明源を含む。照明光子は1若しくはそれ以上のフィルターに伝送されるものであり、当該1若しくはそれ以上のフィルターは、第1の複数の照明光子をフィルターし、第1の通過帯域波長を有する第1の複数のフィルターされた光子と第2の通過帯域波長を有する第2の複数のフィルターされた光子とを生成するように構成されている。次いで、試料が前記第1の複数のフィルターされた光子および前記第2の複数のフィルターされた光子で照明されて第1の複数の相互作用した光子および第2の複数の相互作用した光子を生成する。1若しくはそれ以上の検出器は、前記第1の複数の相互作用した光子および第2の複数の相互作用した光子を検出し、1若しくはそれ以上の画像データセットを生成するように構成されている。 The present disclosure provides a medical imaging system. The medical imaging system can be used with an endoscope. In general, medical imaging systems include illumination sources that are configured to produce illumination photons. Illumination photons are transmitted to one or more filters, the one or more filters filtering the first plurality of illumination photons and the first plurality having a first passband wavelength. It is configured to generate filtered photons and a second plurality of filtered photons having a second passband wavelength. The sample is then illuminated with the first plurality of filtered photons and the second plurality of filtered photons to produce a first plurality of interacting photons and a second plurality of interacting photons. do. The one or more detectors are configured to detect the first plurality of interacting photons and the second plurality of interacting photons and generate one or more image datasets. ..

他の一実施形態において、前記撮像システムは、試料を照明し相互作用した光子を生成するように構成された照明源を含む。1若しくはそれ以上のフィルターは、第1の複数の相互作用した光子の1若しくはそれ以上をフィルターし第1の通過帯域波長を伝送し、第2の複数の相互作用した光子の1若しくはそれ以上をフィルターし第2の通過帯域波長を伝送するように構成されている。前記第1および第2の通過帯域波長は1若しくはそれ以上の検出器に伝送されるものであり、当該1若しくはそれ以上の検出器は前記第1の通過帯域波長および前記第2の通過帯域波長を検出し1若しくはそれ以上の画像データセットを生成するように構成されている。 In another embodiment, the imaging system includes an illumination source configured to illuminate the sample and generate interacting photons. One or more filters filter one or more of the first plurality of interacting photons to transmit the first passband wavelength and one or more of the second plurality of interacting photons. It is configured to filter and transmit a second passband wavelength. The first and second passband wavelengths are transmitted to one or more detectors, and the one or more detectors have the first passband wavelength and the second passband wavelength. Is configured to detect and generate one or more image datasets.

更なる他の一実施形態では、撮像システムは、照明源であって、第1の複数の相互作用した光子を生成するための第1の波長を有する第1の複数の照明光子および第2の複数の相互作用した光子を生成するための第2の波長を有する第2の複数の照明光子の1若しくはそれ以上で試料を照明するように構成された前記照明源を特徴とする。1若しくはそれ以上の検出器は、前記第1の複数の相互作用した光子および前記第2の複数の相互作用した光子を検出して、1若しくはそれ以上の画像データセットを生成するように構成されている。 In yet yet another embodiment, the imaging system is a source of illumination, the first plurality of illuminated photons having a first wavelength for producing the first plurality of interacting photons and the second. It features said illumination source configured to illuminate a sample with one or more of a second plurality of illumination photons having a second wavelength for producing a plurality of interacting photons. One or more detectors are configured to detect the first plurality of interacting photons and the second plurality of interacting photons to generate one or more image datasets. ing.

図1は、一実施形態による、二重偏光構成の複数のコンフォーマルフィルターを有する撮像システムを有する内視鏡を示す。FIG. 1 shows an endoscope according to an embodiment having an imaging system having a plurality of conformal filters having a dual polarization configuration. 図1Aは、図1の実施形態による内視鏡の端面図である。FIG. 1A is an end view of the endoscope according to the embodiment of FIG. 図1Bは、一実施形態による、CCD検出器を有するパターン化されたコンフォーマルフィルター構成を示す。FIG. 1B shows a patterned conformal filter configuration with a CCD detector according to one embodiment. 図2は、一実施形態による、複数の多変量光学素子(MOE)フィルターを有する撮像システムを有する内視鏡を示す。FIG. 2 shows an endoscope having an imaging system with a plurality of multivariate optical element (MOE) filters according to one embodiment. 図2Aは、図2の実施形態による内視鏡の端面図である。FIG. 2A is an end view of the endoscope according to the embodiment of FIG. 図2Bは、図2の実施形態による内視鏡の先端部の断面図である。FIG. 2B is a cross-sectional view of the tip of the endoscope according to the embodiment of FIG. 図3は、一実施形態による、コンフォーマルフィルターを有する撮像システムを有する内視鏡を示す。FIG. 3 shows an endoscope having an imaging system with a conformal filter according to one embodiment. 図3Aは、図3の実施形態による内視鏡の端面図である。FIG. 3A is an end view of the endoscope according to the embodiment of FIG. 図4は、一実施形態による、光源照明変調のための二重偏光構成の複数のコンフォーマルフィルターを有する撮像システムを有する内視鏡を示す。FIG. 4 shows an endoscope according to an embodiment having an imaging system having a plurality of conformal filters having a dual polarization configuration for light source illumination modulation. 図4Aは、図4の実施形態による内視鏡の端面図である。FIG. 4A is an end view of the endoscope according to the embodiment of FIG. 図4Bは、図4の実施形態による内視鏡の代替的な実施形態の端面図である。FIG. 4B is an end view of an alternative embodiment of the endoscope according to the embodiment of FIG. 図5は、一実施形態による、音響光学フィルターを有する撮像システムを有する内視鏡を示す。FIG. 5 shows an endoscope having an imaging system with an acoustic optical filter according to one embodiment. 図5Aは、図5の実施形態による内視鏡の端面図である。FIG. 5A is an end view of the endoscope according to the embodiment of FIG. 図6は、一実施形態による、MOEフィルターホイールを有する撮像システムを有する内視鏡を示す。FIG. 6 shows an endoscope having an imaging system with a MOE filter wheel according to one embodiment. 図6Aは、図6の実施形態による内視鏡の端面図である。FIG. 6A is an end view of the endoscope according to the embodiment of FIG. 図7は、一実施形態による、パターン化されたエタロンフィルター配置を有する撮像システムを有する内視鏡を示す。FIG. 7 shows an endoscope having an imaging system with a patterned etalon filter arrangement according to one embodiment.

本開示は、様々な医療処置において外科医を支援することができる術中医用撮像システムを特徴とする。本明細書に開示されるシステムは、スタンドアロンのデバイスとしての使用に適しており、またはロボットプラットフォームなどの他の医用撮像デバイスに組み込むことができる。一実施形態において、本明細書に開示されるシステムは内視鏡と共に使用され得る。本明細書に開示される医用撮像システムは、内視鏡手術中に腫瘍および解剖学的構造のリアルタイム検出を提供することができる。一般的に、本明細書に開示されるシステムは、生体試料を照明し、当該試料と相互作用した光子を収集し、前記相互作用した光子を検出して試料の画像データセットを生成し、画像データセットを分析する。相互作用した光子は、試料によって吸収された光子、試料によって反射された光子、試料によって散乱された光子、および試料によって放出された光子のうちの1若しくはそれ以上を有し得る。一実施形態において、医用撮像システムは多変量撮像を提供する。多変量撮像は、第1画像データセット(T1)と第2画像データセット(T2)に対応する2若しくはそれ以上の波長を生成するよう機能する。これら第1の画像データセットおよび第2の画像データセットは光学計算を用いて分析され得る。多変量撮像により、画像のコントラストが向上し、標的と背景との間の識別が強化される。特定の実施形態では、第1の画像データセットおよび第2の画像データセットはハイパースペクトル画像データを特徴とする。他の一実施形態では、医用画像システムは、>10Hz(ハイパーキューブ/秒)の画像フレームレートを特徴とする。 The disclosure features an intraoperative imaging system that can assist the surgeon in a variety of medical procedures. The systems disclosed herein are suitable for use as stand-alone devices or can be incorporated into other medical imaging devices such as robot platforms. In one embodiment, the system disclosed herein can be used with an endoscope. The medical imaging systems disclosed herein can provide real-time detection of tumors and anatomical structures during endoscopic surgery. Generally, the systems disclosed herein illuminate a biological sample, collect photons that interact with the sample, detect the interacting photons, generate an image dataset of the sample, and image. Analyze the dataset. The interacting photons can have one or more of the photons absorbed by the sample, the photons reflected by the sample, the photons scattered by the sample, and the photons emitted by the sample. In one embodiment, the medical imaging system provides multivariate imaging. Multivariate imaging functions to generate two or more wavelengths corresponding to the first image data set (T1) and the second image data set (T2). These first and second image datasets can be analyzed using optical calculations. Multivariate imaging improves image contrast and enhances the distinction between the target and the background. In certain embodiments, the first image dataset and the second image dataset feature hyperspectral image data. In another embodiment, the medical imaging system features an image frame rate of> 10 Hz (hypercubes / second).

本明細書に開示されるシステムは、組織、臓器、解剖学的構造、生理学的システム、細胞、血液、脂肪、神経、筋肉などの様々な生体試料で用い得る。特定の実施形態において、前記システムは身体の様々な領域に用いられてもよく、それは本開示を考慮すれば当業者には明らかであろう。例えば、前記システムは胃腸管の調査および/または手術を行うのに使用され得る。そのような用途では、前記システムは、食道、胃、十二指腸、小腸、大腸/結腸、胆管、直腸、肛門などのいずれかに用い得る。前記システムはさらに、これらに限定されないが鼻、副鼻腔および下気道を含む気道の構造に用いられてもよい。他の実施形態では、本明細書に開示されるシステムは、膀胱、尿管、腎臓などの尿路を含む構造の調査および/または手術を行うのに用いられてもよい。更なる他の実施形態では、前記システムは、子宮頸部、子宮、卵管などの女性の生殖システムを含む構造に用いられてもよい。さらに、前記システムは、羊膜および胎児の医療処置を調査および/または実施するためなど、妊娠中に実施される医療処置に用いられてもよい。他の一実施形態では、本明細書に記載のシステムは、筋骨格系を含む構造、すなわち、硬膜外腔、滑液包、筋肉、靭帯、結合組織などを含む、手、膝、肘、肩、脊椎の構造を含む整形外科に関する構造を調査および/または実施するのに用いられてもよい。 The systems disclosed herein can be used in a variety of biological samples such as tissues, organs, anatomical structures, physiological systems, cells, blood, fat, nerves, muscles and the like. In certain embodiments, the system may be used in various areas of the body, which will be apparent to those skilled in the art in light of the present disclosure. For example, the system can be used to perform gastrointestinal tract examination and / or surgery. In such applications, the system may be used in any of the esophagus, stomach, duodenum, small intestine, large intestine / colon, bile duct, rectum, anus and the like. The system may further be used in the construction of the airways, including but not limited to the nose, sinuses and lower respiratory tract. In other embodiments, the systems disclosed herein may be used to investigate and / or perform surgery on structures including the urinary tract, such as the bladder, ureters, and kidneys. In yet other embodiments, the system may be used in structures that include the female reproductive system, such as the cervix, uterus, and fallopian tubes. In addition, the system may be used for medical procedures performed during pregnancy, such as to investigate and / or perform amniotic and fetal medical procedures. In another embodiment, the system described herein is a structure comprising a musculoskeletal system, i.e. a hand, knee, elbow, including epidural space, synovial bursa, muscles, ligaments, connective tissue, and the like. It may be used to investigate and / or perform orthopedic structures, including shoulder and spinal structures.

さらに、前記システムは2若しくはそれ以上の異なる生体試料を区別するように構成され得る。例えば、本明細書に開示のシステムは尿管と周囲組織および脂肪とを区別するように構成され得る。一実施形態において、本明細書に開示のシステムは、癌を正常組織から区別し、癌の病期、癌の進行および癌のグレードのうちの1若しくはそれ以上を決定するのに用いることができる。他の一実施形態では、前記システムは、生体試料に見られる癌組織または腫瘍を除去する外科処置中に用いることができる。更なる他の一実施形態では、本明細書に記載のシステムを用いて、解剖学的構造をそのような解剖学的構造に関連する体液を特定することにより区別することができる。体液には、例えば、尿、唾液、痰、血液、糞便、粘液、膿、精液、リンパ液、創傷滲出液、乳房液、膣液などが挙げられる。関連する体液を有する解剖学的構造は当業者には明らかであろう。本明細書に開示されるように、本開示のシステムは生体組織に照明を提供する。このような照明は、波長や組織の種類に応じて生体試料に数センチメートルまで浸透する可能性があることが知られている。したがって、そのような照明浸透は、解剖学的構造の内部に含まれる体液の撮像を可能にする。さらに、体液は、それらの存在が解剖学的構造または他の生体試料の外側に存在する場所で直接的に撮像することができる。他の一実施形態では、本明細書に開示のシステムを用いて尿管の中または周囲の尿を検出することにより尿管を特定することができる。 In addition, the system may be configured to distinguish between two or more different biological samples. For example, the system disclosed herein can be configured to distinguish between the ureter and surrounding tissues and fat. In one embodiment, the system disclosed herein can be used to distinguish cancer from normal tissue and to determine one or more of the stage of the cancer, the progression of the cancer and the grade of the cancer. .. In another embodiment, the system can be used during a surgical procedure to remove cancerous tissue or tumor found in a biological sample. In yet another embodiment, the systems described herein can be used to distinguish anatomical structures by identifying body fluids associated with such anatomical structures. Examples of body fluids include urine, saliva, sputum, blood, feces, mucus, pus, semen, lymph, wound exudate, breast fluid, vaginal fluid and the like. Anatomical structures with associated fluids will be apparent to those of skill in the art. As disclosed herein, the systems of the present disclosure provide illumination to living tissue. It is known that such illumination can penetrate a biological sample up to several centimeters, depending on the wavelength and type of tissue. Therefore, such illumination penetration allows imaging of body fluids contained within the anatomical structure. In addition, body fluids can be imaged directly where their presence is outside the anatomy or other biological samples. In another embodiment, the ureter can be identified by detecting urine in or around the ureter using the system disclosed herein.

他の一実施形態では、本システムは1若しくはそれ以上の造影増強剤の使用と共に用いることができる。造影増強剤は1若しくはそれ以上の染料(stain)または染色剤(dye)を含み得る。染料または染色剤を1つだけ使用する場合、その手順は染色という。複数の染色には、複数の染料または染色剤の使用が含まれる。本明細書で用いる場合、「染料」または「染色剤」は、生体試料中の物質に結合して色を誘発することができる任意の化学的または生物学的化合物である。例えば、染料または染色剤は、特定の細胞または生化学構造(例えば、細胞膜、細胞小臓器、核酸、タンパク質)に結合して、本明細書に記載のシステムを用いて見たときにコントラストを生じさせることができる。いくつかの実施形態において、染料または染色剤は、励起されると(すなわち、蛍光)、1若しくはそれ以上の波長で電磁放射を放出することにより色を生じさせることができる。 In another embodiment, the system can be used with the use of one or more contrast enhancers. The contrast enhancer may include one or more dyes or dyes. If only one dye or dye is used, the procedure is called dyeing. Multiple dyeings include the use of multiple dyes or dyes. As used herein, a "dye" or "staining agent" is any chemical or biological compound that can bind to a substance in a biological sample to induce color. For example, dyes or stains bind to specific cells or biochemical structures (eg, cell membranes, small cell organs, nucleic acids, proteins) and produce contrast when viewed using the systems described herein. Can be made to. In some embodiments, the dye or dye can produce color when excited (ie, fluorescent) by emitting electromagnetic radiation at one or more wavelengths.

1若しくはそれ以上の染料または染色剤は、例えば生体内または生体外で用いることができる。いくつかの実施形態において、染料または染色剤は細胞を殺さない生物/個体での使用に適した任意の染料または染色剤、すなわち生物学的染料である。生物学的染料の例としては、これらに限定されないが、アゾ染料、アリールメタン染料、シアニン染料、チアジン染料、キサンテン染料(例えば、エオシン)、天然染料(例えば、アリザリンレッド)、ステロイド、トリパンブルー、ジャヌスグリーン、インドシアニングリーン、アリザリンレッド、ヨウ化プロピジウム、エリスロシン、7−アミノチノマイシンD、ナイルブルーが挙げられる。一実施形態において、造影増強剤は蛍光造影増強剤である。一実施形態において、造影増強剤は蛍光物質を含むことができる。好適な蛍光物質には、免疫蛍光化合物、好塩基性化合物、好酸性化合物、中性染料、および天然発光分子が含まれる。 One or more dyes or dyes can be used, for example, in vivo or in vitro. In some embodiments, the dye or stain is any dye or stain suitable for use in an organism / individual that does not kill cells, i.e. a biological dye. Examples of biological dyes include, but are not limited to, azo dyes, arylmethane dyes, cyanine dyes, thiazine dyes, xanthene dyes (eg eosin), natural dyes (eg Alizarin Red), steroids, tripan blue, Examples include Janus Green, Indocyanine Green, Alizarin Red, Propidium Iodide, Eosinsin, 7-Aminotinomycin D, and Nile Blue. In one embodiment, the contrast enhancer is a fluorescence contrast enhancer. In one embodiment, the contrast enhancer can include a fluorescent material. Suitable fluorescent substances include immunofluorescent compounds, basic compounds, acidic compounds, neutral dyes, and naturally luminescent molecules.

本明細書に記載のシステムおよび方法とともに1若しくはそれ以上の染料または染色剤を用いる場合、使用者(例えば、外科医)は、生体試料中またはその周りの組織、病理、形態、位置、化学物質、および化学反応を手術中に特定することができる。例えば、いくつかの(1若しくはそれ以上の)生物学的染料は外科医が腫瘍を切除できるように癌性細胞を特定することができる。また、他の生物学的染料も生きている細胞(組織)と生きていない細胞とを識別することができる。本開示に記載されるようなスペクトル画像を得るため、造影増強剤が生体試料に適用されると、その適用された造影増強剤の照明波長範囲内の波長を有する光子で当該試料が照射され得る。 When using one or more dyes or stains with the systems and methods described herein, the user (eg, a surgeon) may use tissue, pathology, morphology, location, chemicals, in or around a biological sample. And chemical reactions can be identified during surgery. For example, some (one or more) biological dyes can identify cancerous cells so that the surgeon can resect the tumor. Other biological dyes can also distinguish between living cells (tissues) and non-living cells. When a contrast enhancer is applied to a biological sample in order to obtain a spectral image as described in the present disclosure, the sample can be irradiated with photons having wavelengths within the illumination wavelength range of the applied contrast enhancer. ..

他の一実施形態では、造影増強剤は対象により摂取されてもよく、その場合、造影増強剤は体液中に現れることとなる。一実施形態において、造影増強剤は、本開示を考慮すれば当業者に明らかであるように、IVを介して、または他の手段を介して経口的に摂取され得る。造影増強剤が摂取されると、標的生体試料は本明細書に開示のシステムによって検査することができる。前記システムは、体液中の造影増強剤を検出して体液を含む構造と周囲組織などの周囲の生体試料との間にコントラストをもたらすように構成され得る。例えば、患者は、造影増強剤を含む溶液を経口摂取することができ、その後、特定の時間で造影増強剤が患者の尿中に現れる。本開示によるシステムを用いて患者の腎臓領域に対し内視鏡処置を行うことができる。前記システムは、尿管にある尿中に存在する造影増強剤を検出して尿管と他の周囲組織とを区別するように構成されている。 In another embodiment, the contrast enhancer may be ingested by the subject, in which case the contrast enhancer will appear in the body fluid. In one embodiment, the contrast enhancer can be taken orally via IV or via other means, as will be apparent to those skilled in the art in light of the present disclosure. When the contrast enhancer is ingested, the target biological sample can be examined by the system disclosed herein. The system may be configured to detect contrast enhancers in body fluids and provide contrast between structures containing body fluids and surrounding biological samples such as surrounding tissues. For example, a patient can orally ingest a solution containing a contrast enhancer, after which the contrast enhancer appears in the patient's urine at a specific time. The system according to the present disclosure can be used to perform endoscopic treatment on the renal region of a patient. The system is configured to detect contrast enhancers present in the urine in the ureter to distinguish between the ureter and other surrounding tissues.

他の一実施形態では、生体組織は本開示によるシステムを用いて生体外で撮像することができる。そのような用途では、生体試料は手術部位の外に取り出され分析されてもよい。切除された組織に従来の染色法を適用して、試料の1若しくはそれ以上の生物学的特性を決定することができる。生体外技術は当技術分野で知られており、この開示を考慮すれば当業者には明らかであろう。 In another embodiment, the biological tissue can be imaged in vitro using the system according to the present disclosure. In such applications, the biological sample may be removed from the surgical site and analyzed. Conventional staining methods can be applied to the resected tissue to determine one or more biological properties of the sample. In vitro technology is known in the art and will be apparent to those skilled in the art given this disclosure.

他の一実施形態では、試料にデジタル染色を適用することにより生体試料を増強することができる。アルゴリズムを用いてデジタル染色を画像データセットに適用する。デジタル染色の使用により、生体試料に物理的および/または化学的染色を適用する必要がなくなる。本明細書に開示のシステムを介して得られる画像データセットのいずれにもデジタル染色を適用することができる。ラマンデータのセットへのデジタル染色の適用の一例は、2011年9月30日にDrauch等により米国特許出願第13/200,779号として出願され、ペンシルバニア州ピッツバーグのケムイメージ社に譲渡された、「デジタル染色による肺癌のラマン化学分析のためのシステムおよび方法」と題する米国特許出願公開第2012/0083678号において見ることができ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。 In another embodiment, the biological sample can be enhanced by applying digital staining to the sample. Apply digital staining to the image dataset using an algorithm. The use of digital staining eliminates the need to apply physical and / or chemical staining to biological samples. Digital staining can be applied to any of the image datasets obtained via the systems disclosed herein. An example of the application of digital staining to a set of Raman data was filed on September 30, 2011 by Drach et al. As US Patent Application No. 13 / 200,779 and transferred to Chemimage, Pittsburgh, Pennsylvania. It can be found in US Patent Application Publication No. 2012/0083678, entitled "Systems and Methods for Raman Chemical Analysis of Lung Cancer by Digital Staining," which is incorporated herein by reference in its entirety.

本開示を限定する意図はないが、本開示は内視鏡を介して尿管を分析することに関する。他の医療撮像装置および他の種類の生体試料の検出が、本開示によってさらに企図され、また本開示を考慮すれば当業者には明らかであろう。 Although not intended to limit this disclosure, this disclosure relates to the analysis of the ureter through an endoscope. Detection of other medical imaging devices and other types of biological samples is further articulated by the present disclosure and will be apparent to those skilled in the art in light of the present disclosure.

本明細書に開示される医用撮像装置は、1若しくはそれ以上の検出器を用いて多変量信号を生成することにより、リアルタイムの多変量撮像を提供する。検出器は多変量信号を検出して、1若しくはそれ以上の画像データセットを生成する。ここでは、この結果を実現する2つの方法を示す。そのような方法の1つは、試料を照明する工程と、試料と相互作用した光子を収集する工程と、信号を検出器に送る前に収集された信号を変調する工程とを含む。第2の方法は、試料との相互作用の前に照明源信号を変調する工程と、変調された信号の相互作用した光子を収集する工程と、当該信号の相互作用した光子を検出する工程とを含む。どちらのプロセスも変調信号を提供し、コントラストが強化された多変量化学画像をリアルタイムで生成し、繊細な医療処置を行う外科医を支援する。本明細書に含まれる実施形態はさらに、立体視で表示されるリアルタイム画像を提供するように構成することができる。このような構成はこの開示を考慮すれば当業者には明らかであろう。立体視は内視鏡処置などの医用撮像技術を用いる医療処置に必要な奥行き知覚を提供することにより、外科医をさらに支援する。本明細書に記載のシステムおよび方法は、本開示の例示的な実施形態を提供するものであり、本開示を特定の実施形態に限定することを意図するものではない。 The medical imaging apparatus disclosed herein provides real-time multivariate imaging by generating a multivariate signal using one or more detectors. The detector detects multivariate signals and produces one or more image datasets. Here, two methods for achieving this result are shown. One such method includes a step of illuminating the sample, a step of collecting photons interacting with the sample, and a step of modulating the collected signal before sending the signal to the detector. The second method includes a step of modulating the illumination source signal before the interaction with the sample, a step of collecting the interacting photons of the modulated signal, and a step of detecting the interacting photons of the signal. including. Both processes provide modulated signals to generate contrast-enhanced multivariate chemical images in real time to assist surgeons in performing delicate medical procedures. The embodiments included herein can be further configured to provide real-time images displayed in stereoscopic view. Such a configuration will be apparent to those skilled in the art given this disclosure. Stereoscopic vision further assists surgeons by providing the depth perception required for medical procedures using medical imaging techniques such as endoscopic procedures. The systems and methods described herein provide exemplary embodiments of the present disclosure and are not intended to limit the disclosure to any particular embodiment.

以下に示す実施形態では、同様の参照文字は同様の部品を示す。 In the embodiments shown below, similar reference characters refer to similar parts.

収集した光信号の変調
以下の実施形態は試料と相互作用した光子の収集後に光信号を変調することを特徴とする。
Modulation of Collected Optical Signals The following embodiments are characterized in that the optical signal is modulated after the collection of photons interacting with the sample.

二重偏光配置のコンフォーマルフィルターを有するシステム
ここで図1を参照すると、生体試料100が照明源103によって照明および/または励起され得る。一実施形態において、照明源103は、石英タングステンハロゲン光源を有し得る。他の実施形態では、照明源は、メタルハライド光源、発光ダイオード(LED)、一定の波長範囲で放出する均一に選択されたエミッタを有するLEDアレイ、または多様な波長範囲にわたって放出する複数のエミッタを有するLEDアレイ、パルスLED、パルスLEDアレイ、レーザー、パルスレーザー、および/または広帯域照明光源などを有し得る。照明源103は照明光子を生成するものであり、当該照明光子は、照明源103から光ファイバ束104を介して内視鏡102の先端部へ方向付けられる。内視鏡102は、生体試料100と相互作用した光子101を偏光ビームスプリッタ107へ方向付けるよう構成されている。2つの独立して調整可能なコンフォーマルフィルター105a、105bは、偏光ビームスプリッタ107から出現する直交偏光成分をフィルターするために別個の直交ビーム経路に沿って配置される。本開示での使用に好適なコンフォーマルフィルターとしては、2013年1月4日にPriore等により出願され、ケムイメージ社に譲渡された、「コンフォーマルフィルターおよびその使用方法」と題する米国特許出願公開第2013/0176568号に開示されたものが挙げられる。
Systems with Conformal Filters in a Double Polarized Arrangement With reference to FIG. 1, the biological sample 100 can be illuminated and / or excited by the illumination source 103. In one embodiment, the illumination source 103 may have a quartz tungsten halogen light source. In other embodiments, the illumination source has a metal halide light source, a light emitting diode (LED), an LED array with uniformly selected emitters emitting over a range of wavelengths, or multiple emitters emitting over a variety of wavelength ranges. It may have an LED array, a pulsed LED, a pulsed LED array, a laser, a pulsed laser, and / or a broadband illumination light source and the like. The illumination source 103 generates illumination photons, and the illumination photons are directed from the illumination source 103 to the tip of the endoscope 102 via an optical fiber bundle 104. The endoscope 102 is configured to direct the photons 101 that interact with the biological sample 100 to the polarizing beam splitter 107. Two independently adjustable conformal filters 105a, 105b are arranged along separate orthogonal beam paths to filter the orthogonal polarization components emerging from the polarization beam splitter 107. As a conformal filter suitable for use in the present disclosure, a US patent application entitled "Conformal Filter and its Usage", which was filed by Priore et al. On January 4, 2013 and assigned to ChemImage, was published. Examples include those disclosed in No. 2013/0176568.

この配置では、フィルターされたビームの経路は、コンフォーマルフィルター105a、105bを通じて平行ではないが、適切な反射器、すなわちミラー109a、109bによってビームコンバイナ111に方向付けられる。代替的な実施形態において、ビームコンバイナは、偏光キューブまたは偏光ビームスプリッタとすることができる。他の一実施形態では、直交成分は、同じまたは異なる複数の通過帯域波長(multi−passband wavelengths)ΣλおよびΣλを有し得る。例示的な実施形態において、コンフォーマルフィルター105aは偏光された複数の通過帯域波長Σλを生成するように構成され、コンフォーマルフィルター105bは偏光された複数の通過帯域波長Σλを生成するように構成されている。例示的な実施形態において、複数の通過帯域波長ΣλおよびΣλは(不図示の)レンズアセンブリを介して検出器115に方向付けられる。他の一実施形態では、複数の通過帯域波長ΣλおよびΣλは、それらが検出器115に方向付けられるように結合され得る。いくつかの実施形態において、偏光ビームスプリッタ107からビームコンバイナ111へのビーム経路は、例えば無限遠補正光学系の必要性を回避するために対称にし得る。 In this arrangement, the path of the filtered beam is not parallel through the conformal filters 105a, 105b, but is directed to the beam combiner 111 by a suitable reflector, ie mirrors 109a, 109b. In an alternative embodiment, the beam combiner can be a polarizing cube or a polarizing beam splitter. In another embodiment, the orthogonal component may have a plurality of same or different passband wavelengths Σλ 1 and Σλ 2 . In an exemplary embodiment, the conformal filter 105a is configured to produce a plurality of polarized passband wavelengths Σλ 1, and the conformal filter 105b is configured to produce a plurality of polarized passband wavelengths Σλ 2. It is configured. In an exemplary embodiment, the plurality of passband wavelengths Σλ 1 and Σλ 2 are directed to the detector 115 via a lens assembly (not shown). In another embodiment, the plurality of passband wavelengths Σλ 1 and Σλ 2 may be coupled so that they are directed to the detector 115. In some embodiments, the beam path from the polarizing beam splitter 107 to the beam combiner 111 can be symmetrical, eg, to avoid the need for infinity correction optics.

図示の検出器115はCCD検出器を有する。しかしながら、本開示により、検出器115が、例えば、相補型金属酸化膜半導体、(CMOS)検出器、ヒ化インジウムガリウム(InGaAs)検出器、ケイ化白金(PtSi)検出器、、アンチモン化インジウム(「InSb」)検出器、テルル化水銀カドミウム(「HgCdTe」)検出器、またはこれらの組み合わせを含む、その他の好適な検出器を有し得ることが企図される。引き続き図1を参照すると、2つのコンフォーマルフィルター105aおよび105bは、コントローラ117を用いて同じ複数の通過帯域波長(Σλ=Σλ)に同時に調整され得る。他の一実施形態では、コントローラ117は、入力の直交成分をそれぞれ処理するため、複数の通過帯域波ΣλおよびΣλを各々独立して調整するように構成されていてもよい。したがって、適切な制御によって、コンフォーマルフィルター105aおよび105bは、同じ複数の通過帯域波長または2つの異なる複数の通過帯域波長(Σλ≠Σλ)に同時に調整され得る。コントローラ117は、使用者が所望のように各コンフォーマルフィルターを選択的に調整することを可能にするようにプログラム可能であり、またはソフトウェアで実施され得る。図1の実施形態では、(不図示の)高速スイッチング機構を設けて、検出器117により収集された各コンフォーマルフィルター105aおよび105bからのスペクトルデータに対応する2つの図(またはスペクトル画像)間を切り替えることができる。代替的に、2つのそのようなスペクトル図またはスペクトル画像は、コントラスト若しくは強度を高めるために、または比較の目的で、組み合わされ又は重ね合わされて単一の画像にされてよい。図1の例示的な実施形態は、コンフォーマルフィルター105aおよび105bから受信したフィルターされた信号を取得する単一のCCD検出器115を有する。 The illustrated detector 115 has a CCD detector. However, according to the present disclosure, the detector 115 is, for example, a complementary metal oxide semiconductor, a (CMOS) detector, an indium gallium arsenide (InGaAs) detector, a platinum silicate (PtSi) detector, and an indium antimonide (PtSi) detector. It is contemplated that it may have "InSb") detectors, mercury cadmium telluride ("HgCdTe") detectors, or other suitable detectors comprising combinations thereof. Continuing with reference to FIG. 1, the two conformal filters 105a and 105b can be simultaneously adjusted to the same plurality of passband wavelengths (Σλ 1 = Σλ 2) using the controller 117. In another embodiment, the controller 117 may be configured to independently adjust the plurality of passband waves Σλ 1 and Σλ 2 in order to process the orthogonal components of the input respectively. Therefore, with proper control, the conformal filters 105a and 105b can be simultaneously adjusted to the same multiple passband wavelengths or two different different passband wavelengths (Σλ 1 ≠ Σλ 2). Controller 117 can be programmed to allow the user to selectively adjust each conformal filter as desired, or can be implemented in software. In the embodiment of FIG. 1, a fast switching mechanism (not shown) is provided to switch between two figures (or spectral images) corresponding to the spectral data from the respective conformal filters 105a and 105b collected by the detector 117. You can switch. Alternatively, the two such spectral diagrams or images may be combined or superposed into a single image in order to increase contrast or intensity, or for comparison purposes. An exemplary embodiment of FIG. 1 has a single CCD detector 115 that acquires the filtered signal received from the conformal filters 105a and 105b.

図1Bは、本開示の代替的なの実施形態を示す。この実施形態では、ビームコンバイナ111およびミラー109aが除去されてもよく、また2つの検出器が使用されてもよい。第1のコンフォーマルフィルター105aはフィルターしT1状態に対応する第1の複数の通過帯域波長を第1の検出器115aに伝送するように構成されており、この第1の検出器115aは第1の複数の通過帯域波長を検出し第1画像データセット(T1)を生成する。同様に、第2のコンフォーマルフィルター105bはフィルターしT2状態に対応する第2の複数の通過帯域波長を第2の検出器115bに伝送するように構成されており、この第2の検出器115bは第2の複数の通過帯域波長を検出し第2の画像データセット(T2)を生成する。 FIG. 1B shows an alternative embodiment of the present disclosure. In this embodiment, the beam combiner 111 and the mirror 109a may be removed, or two detectors may be used. The first conformal filter 105a is configured to filter and transmit a plurality of first passband wavelengths corresponding to the T1 state to the first detector 115a, wherein the first detector 115a is the first. The first image data set (T1) is generated by detecting a plurality of passband wavelengths. Similarly, the second conformal filter 105b is configured to filter and transmit a plurality of second passband wavelengths corresponding to the T2 state to the second detector 115b, which second detector 115b. Detects a second plurality of passband wavelengths and generates a second image data set (T2).

2014年1月15日にTreado等により出願され、ケムイメージ社に譲渡された、「コンフォーマルフィルターおよび二重偏光を用いて分析物を評価するシステムおよび方法」と題する米国特許出願公開第2014/0198315号は、上述のような二重偏光構成におけるコンフォーマルフィルターの使用を開示する。この参照文献はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。 US Patent Application Publication No. 2014 / entitled "Systems and Methods for Evaluating Analysts Using Conformal Filters and Double Polarized Lights" filed by Tradedo et al. On January 15, 2014 and transferred to Chemimage. 0198315 discloses the use of conformal filters in dual polarization configurations as described above. This reference is incorporated herein by reference in its entirety.

図1Aは内視鏡102の先端部の端面図を示す。先端部は、相互作用した光子101を収集するレンズ119と、生体試料100を照明して相互作用した光子101を生成する光ファイバ束103のファイバ端121とを特徴とする。検出器115は、コンフォーマルフィルター105aおよび105bから複数の通過帯域波長を検出し、1若しくはそれ以上の画像データセットを生成するように構成されている。画像データセットは、第1の複数の通過帯域波長Σλに対応するT1画像と、第2の複数の通過帯域波長Σλに対応するT2画像とを有し得る。一実施形態において、画像データセットはラマン画像データセットを有する。検出器115によって生成された1若しくはそれ以上の画像データセットは、以下で述べるようにさらに分析され得る。 FIG. 1A shows an end view of the tip end portion of the endoscope 102. The tip is characterized by a lens 119 that collects the interacting photons 101 and a fiber end 121 of an optical fiber bundle 103 that illuminates the biological sample 100 to generate the interacting photons 101. The detector 115 is configured to detect a plurality of passband wavelengths from the conformal filters 105a and 105b and generate one or more image datasets. The image data set may have a T1 image corresponding to the first plurality of passband wavelengths Σλ 1 and a T2 image corresponding to the second plurality of passband wavelengths Σλ 2 . In one embodiment, the image dataset has a Raman image dataset. One or more image datasets generated by the detector 115 can be further analyzed as described below.

MOEフィルター配置を有するシステム
図2は、収集された光信号を変調することを特徴とする他の一実施形態を示す。図2において、照明源103は、光ファイバ束104に沿って内視鏡102を通り、(図2Aに示す)内視鏡102の先端部の一連のファイバ端121で終わる照明光子を生成する。ファイバ端121は照明光子を放出して試料100を照明し、複数の相互作用した光子101を生成する。相互作用した光子は、第1の収集光学系231および第2の収集光学系233によって集光される。第1の収集光学系231は、相互作用した光子101のうち第1の部分を収集し、これらの光子を第1の多変量光学素子「(Multivariate Optical Element:MOE」フィルター237に渡す。この「MOE」フィルターは、相互作用した光子101の前記第1の部分をフィルターして、フィルターされた光子の第1の部分を生成する。当該フィルターされた光子の第1の部分は第1の検出器241によって検出される。さらに、第2の収集光学系233は、相互作用した光子101のうち第2の部分を収集し、これらの光子を、フィルターされた光子の第2の部分を生成するため第2のMOEフィルター238に渡す。フィルターされた光子の第2の部分は第2の検出器239によって検出される。一実施形態において、第1の検出器239および第2の検出器241はCCD検出器である。他の実施形態では、検出器239および検出器241は、例えば、相補型金属酸化膜半導体、(CMOS)検出器、ヒ化インジウムガリウム(InGaAs)検出器、ケイ化白金(PtSi)検出器、アンチモン化インジウム(「InSb」)検出器、テルル化水銀カドミウム(「HgCdTe」)検出器、またはこれらの組み合わせを含むその他の適切な検出器を有し得る。
System with MOE Filter Arrangement FIG. 2 shows another embodiment characterized in that the collected optical signal is modulated. In FIG. 2, the illumination source 103 passes through the endoscope 102 along the optical fiber bundle 104 and produces an illumination photon ending at a series of fiber ends 121 at the tip of the endoscope 102 (shown in FIG. 2A). The fiber end 121 emits illumination photons to illuminate the sample 100 and generate a plurality of interacting photons 101. The interacting photons are focused by the first collection optical system 231 and the second collection optical system 233. The first collecting optical system 231 collects the first portion of the interacting photons 101 and passes these photons to the first multivariate optical element "(Multivariate Optical Element: MOE" filter 237. The "MOE" filter filters the first portion of the interacting photon 101 to produce a first portion of the filtered photon. The first portion of the filtered photon is the first detector. Detected by 241. In addition, the second collection optics 233 collects a second portion of the interacting photons 101 and produces these photons into a second portion of the filtered photons. Passed to the second MOE filter 238. The second portion of the filtered photons is detected by the second detector 239. In one embodiment, the first detector 239 and the second detector 241 are CCDs. Detectors. In other embodiments, the detectors 239 and 241 are, for example, complementary metal oxide semiconductors, (CMOS) detectors, indium gallium arsenide (InGaAs) detectors, platinum silicate (PtSi). ) Detectors, indium antimonized (“InSb”) detectors, mercury cadmium telluride (“HgCdTe”) detectors, or other suitable detectors containing combinations thereof may be available.

一実施形態において、第1のMOEフィルター237は第1のフィルターされた通過帯域を生じるように構成されていてよい。一実施形態において、第1のMOEフィルター237は、ランダム化された標的または背景と一致する第1のフィルターされた通過帯域を生じるように構成されている。一実施形態において、第2のMOEフィルター238は、標的または試料100と一致する第2のフィルターされた通過帯域を生じるように構成されていてよい。第1のMOEフィルター231がランダム化された標的または背景に対応する第1のフィルターされた通過帯域を生成するように構成される実施形態では、第2のMOEフィルター238は標的または試料に対応する第2のフィルターされた通過帯域を生成するように構成されていてよい。この種の実施形態は標的と背景の両方の識別を可能にする。 In one embodiment, the first MOE filter 237 may be configured to produce a first filtered passband. In one embodiment, the first MOE filter 237 is configured to produce a first filtered passband that matches a randomized target or background. In one embodiment, the second MOE filter 238 may be configured to produce a second filtered passband that matches the target or sample 100. In an embodiment in which the first MOE filter 231 is configured to generate a first filtered passband corresponding to a randomized target or background, the second MOE filter 238 corresponds to the target or sample. It may be configured to generate a second filtered passband. This type of embodiment allows for both target and background identification.

MOEは一般的に当技術分野で知られている。MOEは、標的に特化した用途固有の回帰(またはパターン)でエンコードされた広帯域の光干渉フィルターを特徴とする。MOEは、フィルターのパターンに基づいて光学計算を実行することにより多変量光学計算を提供する。すなわち、MOEは、異なる波長で複数の測定値を取得して標的の完全なスペクトルを推定し、当該スペクトルに多変量統計を適用することによりこの情報を処理するのではなく、フィルターの多変量解析を用いることで測定が必要なパターンに一意に調整される。したがって、MOEは従来のフィルターよりもスループットや効率を向上させ、分析速度を向上させることができる。この開示を考慮すれば、好適なMOEは当業者には明らかであろう。 MOE is generally known in the art. MOE features a wideband optical interference filter encoded with target-specific, application-specific regression (or pattern). MOE provides multivariate optical calculations by performing optical calculations based on the pattern of the filter. That is, MOE does not process this information by taking multiple measurements at different wavelengths to estimate the complete spectrum of the target and applying multivariate statistics to that spectrum, but rather multivariate analysis of the filter. Is uniquely adjusted to the pattern that needs to be measured. Therefore, MOE can improve throughput and efficiency and improve analysis speed as compared with conventional filters. Given this disclosure, suitable MOEs will be apparent to those of skill in the art.

第1の検出器241は第1のMOEフィルター237からの第1のフィルターされた通過帯域を検出して第1の画像データセット(T1)を生成するように構成され、第2の検出器239は第2のMOEフィルター238から第2のフィルターされた通過帯域を検出して第2の画像データセット(T2)を生成するように構成されている。以下で述べるように、第1の画像データセットおよび第2の画像データセットはさらに分析されてもよい。 The first detector 241 is configured to detect the first filtered passband from the first MOE filter 237 to generate the first image data set (T1) and the second detector 239. Is configured to detect the second filtered passband from the second MOE filter 238 and generate a second image data set (T2). As described below, the first image dataset and the second image dataset may be further analyzed.

照明源信号の変調
以下の実施形態は、試料との相互作用の前に照明源信号を変調することを特徴とする。
Modulation of Illumination Source Signals The following embodiments are characterized in that the illumination source signal is modulated prior to interaction with the sample.

コンフォーマルフィルター配置を有するシステム
図3は、フィルター305を透過する照明光子を生成するように構成された照明源103を示す。一実施形態において、フィルター305は本明細書に開示されるようにコンフォーマルフィルターを有する。他の一実施形態では、フィルター305は、液晶チューナブルフィルター("Lquid Crystal Tunable Filter:LCTF」)、または本開示を考慮すれば当業者には明らかなフィルターなどのその他のフィルターを有してもよい。一実施形態において、フィルター305は多重共役フィルターを含み得る。フィルター305は、第1の複数の通過帯域波長(Σλ)を通過させるようにフィルター構成を切り替え、次に第2の複数の通過帯域波長(Σλ)を通過させるように当該フィルターを構成するように切り替えられるよう構成された(不図示の)コントローラによって制御される。一実施形態において、コントローラが2つの状態間で切り替わる速度はミリ秒のオーダーである。フィルター305は、各複数の通過帯域波長ΣλおよびΣλを光ファイバ束309を介して内視鏡102の先端部に伝送し、そこで、図3Aに示すように、各複数の通過帯域波長はファイバ端321を介して内視鏡102の先端部を出て、試料100を照明し相互作用した光子329を生成する。相互作用した光子329は、内視鏡102の先端部に配置された第1の検出器331および第2の検出器335によって収集される。図示の実施形態の検出器331および335はCCD検出器を有する。しかしながら、本明細書に開示されるようなその他の検出器が用いられてもよい。第1の検出器331は実質的に第1の複数の通過帯域波長のみを検出するように構成され得る。一実施形態において、第1の検出器331は、フィルター305が第1の複数の通過帯域波長を伝送するのと同時に当該第1の複数の通過帯域波長を検出するようにタイミングを合わせる、すなわちオフオンすることができる。同様に、第2の検出器335は実質的に第2の複数の通過帯域波長のみを検出するように構成され得る。一実施形態において、第2の検出器335は、フィルター305が第2の複数の通過帯域波長を伝送するのと同時に第2の複数の通過帯域波長を検出するようにタイミングを合わせる、すなわちオフオンすることができる。他の一実施形態では、第1の複数の通過帯域波長と第2の複数の通過帯域波長間の変調のタイミングシーケンスと、対応する検出器による第1の複数の通過帯域波長と第2の複数の通過帯域波長の検出は、(不図示の)コントローラによって制御することができる。第1の検出器231は第1の複数の通過帯域波長を検出して第1の画像データセット(T1)を生成し、第2の検出器は第2の複数の通過帯域波長を検出して第2の画像データセット(T2)を生成する。一実施形態において、第1の画像データセットおよび第2の画像データセットは以下に述べるようにさらに分析されてもよい。
A system with a conformal filter arrangement FIG. 3 shows an illumination source 103 configured to generate illumination photons that pass through the filter 305. In one embodiment, the filter 305 has a conformal filter as disclosed herein. In another embodiment, the filter 305 may have a liquid crystal tunable filter ("Lquid Crystal Tuner Filter: LCTF"), or other filter such as a filter apparent to those skilled in the art given the present disclosure. good. In one embodiment, the filter 305 may include a multiple conjugated filter. The filter 305 switches the filter configuration so as to pass the first plurality of passband wavelengths (Σλ 1 ), and then configures the filter so as to pass the second plurality of passband wavelengths (Σλ 2 ). It is controlled by a controller (not shown) configured to switch between them. In one embodiment, the speed at which the controller switches between the two states is on the order of milliseconds. The filter 305 transmits each of the plurality of passband wavelengths Σλ 1 and Σλ 2 to the tip of the endoscope 102 via the optical fiber bundle 309, where the plurality of passband wavelengths are set as shown in FIG. 3A. It exits the tip of the endoscope 102 through the fiber end 321 and illuminates the sample 100 to generate interacting photons 329. The interacting photons 329 are collected by a first detector 331 and a second detector 335 located at the tip of the endoscope 102. The detectors 331 and 335 of the illustrated embodiment have a CCD detector. However, other detectors as disclosed herein may be used. The first detector 331 may be configured to detect substantially only the first plurality of passband wavelengths. In one embodiment, the first detector 331 is timed so that the filter 305 transmits the first plurality of passband wavelengths and at the same time detects the first plurality of passband wavelengths, i.e. off-on. can do. Similarly, the second detector 335 may be configured to detect substantially only the second plurality of passband wavelengths. In one embodiment, the second detector 335 is timed, or off-on, so that the filter 305 transmits the second plurality of passband wavelengths and simultaneously detects the second plurality of passband wavelengths. be able to. In another embodiment, a timing sequence of modulation between the first passband wavelength and the second passband wavelength and the first passband wavelength and the second passband by the corresponding detector. The detection of the passband wavelength of is controllable by a controller (not shown). The first detector 231 detects the first plurality of passband wavelengths to generate the first image data set (T1), and the second detector detects the second plurality of passband wavelengths. A second image data set (T2) is generated. In one embodiment, the first image dataset and the second image dataset may be further analyzed as described below.

二重偏光配置のコンフォーマルフィルターを有するシステム
図4は照明源変調の他の一実施形態を示す。この実施形態において、照明源103は偏光ビームスプリッタ405へ伝送される光信号を生成し、偏光ビームスプリッタ405は当該光信号を第1の偏光信号および第2の偏光信号に分割する。第1の偏光信号は第1のフィルター409に伝送され、第2の偏光信号は第2のフィルター411に伝送される。一実施形態において、第1のフィルター409および第2のフィルター411はそれぞれ、本明細書で説明するコンフォーマルフィルターを有する。他の一実施形態では、第1のフィルター409および第2のフィルター411はLCTFを有する。一実施形態において、第1のフィルター409および第2のフィルター411はそれぞれ、多共役フィルターを有してもよい。第1のフィルター409は、第1の偏光信号をフィルターし第1の複数の通過帯域波長(multi−passband wavelengths)(Σλ)を透過するように構成され、第2のフィルター411は第2の偏光信号をフィルターし第2の複数の通過帯域波長(Σλ)を透過するように構成されている。第1の複数の通過帯域波長および第2の複数の通過帯域波長は、それぞれのフィルター409、411から、第1の光ファイバ束417および第2の光ファイバ束419を介して内視鏡102の先端部に伝送される。一実施形態において、第1の光ファイバ束417および第2の光ファイバ束419は偏光保持型光ファイバ束を有する。
System with Conformal Filter with Dual Polarization Arrangement FIG. 4 shows another embodiment of illumination source modulation. In this embodiment, the illumination source 103 generates an optical signal to be transmitted to the polarizing beam splitter 405, which splits the optical signal into a first polarization signal and a second polarization signal. The first polarized signal is transmitted to the first filter 409, and the second polarized signal is transmitted to the second filter 411. In one embodiment, the first filter 409 and the second filter 411 each have a conformal filter as described herein. In another embodiment, the first filter 409 and the second filter 411 have an LCTF. In one embodiment, the first filter 409 and the second filter 411 may each have a multi-conjugated filter. The first filter 409 is configured to filter the first polarized signal and transmit the first plurality of passband wavelengths (Σλ 1 ), and the second filter 411 is a second filter. It is configured to filter the polarization signal and transmit a second plurality of passband wavelengths (Σλ 2). The first plurality of passband wavelengths and the second plurality of passband wavelengths are transmitted from the respective filters 409, 411 to the endoscope 102 via the first optical fiber bundle 417 and the second optical fiber bundle 419. It is transmitted to the tip. In one embodiment, the first optical fiber bundle 417 and the second optical fiber bundle 419 have a polarization-holding optical fiber bundle.

図4Aおよび図4Bは、内視鏡102の先端部の異なる実施形態を示す。第1のファイバ束417および第2のファイバ束419は内視鏡102を通って先端部まで横断する。第1のファイバ束417は第1のファイバ端423で終端し、第2のファイバ束417は第2のファイバ端425で終端する。図4Aは第2のファイバ端425に対する第1のファイバ端423の配置の一例を示す。この実施形態において、第1のファイバ端423は内視鏡102の先端部の片側にまとめて分配され、第2のファイバ端425は内視鏡102の先端部の反対側にまとめて分配される。図4Bには、第1のファイバ端423および第2のファイバ端425が内視鏡102の先端部周りで交互になっている他の一実施形態が示されている。ファイバ端の好適な配置はこの開示を考慮すれば当業者には明らかであろう。試料100は、第1のファイバ端423および第2のファイバ端425からそれぞれ放出される第1の複数の通過帯域波長および第2の複数の通過帯域波長により照明されて、相互作用した光子435を生成する。相互作用した光子435は、内視鏡102の先端部に配置された第1の検出器437および第2の検出器441によって検出される。図示の実施形態では、第1の検出器437および第2の検出器441はCCD検出器である。しかしながら、本明細書に開示されているような他の好適な検出器を用いてもよく、そのような検出器は本開示を考慮すれば当業者には明らかであろう。一実施形態において、第1のファイバ束417および第2のファイバ束419は偏光維持型ファイバ束を有する。そのような実施形態では、(不図示の)偏光子が検出器437および検出器441の前に配置されてよく、それらは立体視のために配置され、偏光に基づいてT1状態とT2状態との間を区別するように構成されている。一実施形態において、第1の検出器437は実質的に第1の複数の通過帯域波長から生成された相互作用した光子のみを検出するように構成され、第2の検出器441は実質的に第2の複数の通過帯域波長から生成された相互作用した光子のみを検出するように構成される。したがって、第1の検出器437および第2の検出器441に対する第1のファイバ端部423および第2のファイバ端部425の位置は、第1の検出器437による第1の複数の通過帯域波長に対応する相互作用した光子の検出および第2の検出器441による第2の複数の通過帯域波長に対応する相互作用した光子の検出を最適化するように構成することができる。第1の検出器437および第2の検出器441が相互作用した光子435を検出すると、第1検出器437は第1画像データセット(T1)を生成するように構成され、第2の検出器441は第2の画像データセット(T2)を生成するように構成されている。一実施形態において、第1の画像データセットおよび第2の画像データセットはさらに分析されてもよい。 4A and 4B show different embodiments of the tip of the endoscope 102. The first fiber bundle 417 and the second fiber bundle 419 cross through the endoscope 102 to the tip portion. The first fiber bundle 417 terminates at the first fiber end 423, and the second fiber bundle 417 terminates at the second fiber end 425. FIG. 4A shows an example of the arrangement of the first fiber end 423 with respect to the second fiber end 425. In this embodiment, the first fiber end 423 is collectively distributed to one side of the tip of the endoscope 102, and the second fiber end 425 is collectively distributed to the opposite side of the tip of the endoscope 102. .. FIG. 4B shows another embodiment in which the first fiber end 423 and the second fiber end 425 alternate around the tip of the endoscope 102. Suitable arrangements for fiber ends will be apparent to those of skill in the art given this disclosure. Sample 100 is illuminated by a plurality of first passband wavelengths and a second plurality of passband wavelengths emitted from the first fiber end 423 and the second fiber end 425, respectively, and interacts with photons 435. Generate. The interacting photons 435 are detected by a first detector 437 and a second detector 441 located at the tip of the endoscope 102. In the illustrated embodiment, the first detector 437 and the second detector 441 are CCD detectors. However, other suitable detectors as disclosed herein may be used, such detectors will be apparent to those skilled in the art given this disclosure. In one embodiment, the first fiber bundle 417 and the second fiber bundle 419 have a polarization-maintaining fiber bundle. In such an embodiment, polarizers (not shown) may be placed in front of the detector 437 and detector 441, which are placed for stereoscopic viewing and are in the T1 and T2 states based on polarization. It is configured to distinguish between. In one embodiment, the first detector 437 is configured to substantially detect only interacting photons generated from the first plurality of passband wavelengths, and the second detector 441 is substantially. It is configured to detect only interacting photons generated from a second plurality of passband wavelengths. Therefore, the positions of the first fiber end 423 and the second fiber end 425 with respect to the first detector 437 and the second detector 441 are the first plurality of passband wavelengths by the first detector 437. It can be configured to optimize the detection of the interacting photons corresponding to and the detection of the interacting photons corresponding to the second plurality of passband wavelengths by the second detector 441. When the first detector 437 and the second detector 441 detect an interacting photon 435, the first detector 437 is configured to generate a first image dataset (T1) and a second detector. 441 is configured to generate a second image data set (T2). In one embodiment, the first image dataset and the second image dataset may be further analyzed.

音響光学フィルター配置を有するシステム
図5は、音響光学チューナブルフィルター(Acousto−Optic Tunable Filter:AOTF)を用いる本開示の実施形態を示す。この実施形態は試料100を照明するための照明光子を生成する照明源103を特徴とする。フィルター507は照明源103から放出された光子をフィルターするように構成されている。一実施形態において、フィルター507はAOTFを有し、この場合、AOTFは単一の通過帯域波長を透過させる。10fpsを超えるサンプリングレートを実現するために、AOTFは標的の通過帯域波長と背景の通過帯域波長間ですばやく切り替えられる。他の一実施形態では、フィルターはAOTF技術に基づくコンフォーマルフィルターを有するものであり、その場合、AOTFが複数の通過帯域波長を同時に伝送する。T1状態とT2状態を切り替えるには、コンフォーマルフィルターAOTFをマイクロ秒の切り替え速度で直列に切り替える。他の実施形態では、T1状態およびT2状態が同時に選択される複数のコンフォーマルAOTFを用いてもよい。複数の音響光学フィルターを用いる実施形態では、各フィルターは様々な波長に調整することができ、各フィルターは異なる複数の通過帯域波長を同時に伝送する。
System with Acoustic-Optical Filter Arrangement FIG. 5 shows an embodiment of the present disclosure using an acoustic-optical tunable filter (AOTF). This embodiment features an illumination source 103 that produces illumination photons for illuminating the sample 100. The filter 507 is configured to filter the photons emitted from the illumination source 103. In one embodiment, the filter 507 has an AOTF, in which case the AOTF transmits a single passband wavelength. To achieve sampling rates in excess of 10 fps, the AOTF is quickly switched between the target passband wavelength and the background passband wavelength. In another embodiment, the filter comprises a conformal filter based on AOTF technology, in which the AOTF simultaneously transmits multiple passband wavelengths. To switch between the T1 and T2 states, the conformal filter AOTF is switched in series at a microsecond switching speed. In other embodiments, a plurality of conformal AOTFs in which the T1 state and the T2 state are selected at the same time may be used. In an embodiment using a plurality of acoustic and optical filters, each filter can be adjusted to various wavelengths, and each filter simultaneously transmits a plurality of different passband wavelengths.

音響光学フィルターは当技術分野で知られており、一般的に光源光のビームを基板、通常は石英に通過させることによって動作する。基板は圧電トランスデューサ変調器によって振動される。RF周波数が変調器に適用され、それにより基板が振動する。光源光または放射が振動する基板を通過し、それにより、基板を通過する光源光が回折し、したがって光源光のためのフィルター勾配が生成される。音響光学フィルターから放射された光源光は圧電トランスデューサに適用されるRF周波数によって所望の通過帯域波長にフィルター処理することができる。音響光学フィルターの動作の詳細は、Turner,John F、およびTreado,Patrick J.による「近赤外音響光学チューナブル・フィルター・アダマール変換分光法」応用分光法、50.2(1996)、277−284に記載されており、この参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。 Acoustic optical filters are known in the art and generally operate by passing a beam of light from a source light through a substrate, usually quartz. The substrate is vibrated by a piezoelectric transducer modulator. The RF frequency is applied to the modulator, which causes the substrate to vibrate. The source light or radiation passes through the vibrating substrate, which diffracts the source light passing through the substrate, thus creating a filter gradient for the source light. The light source light emitted from the acoustic-optical filter can be filtered to the desired passband wavelength by the RF frequency applied to the piezoelectric transducer. For more information on the operation of acoustic and optical filters, see Turner, John F, and Tradeo, Patrick J. et al. "Near Infrared Acoustic Optics Tunerable Filter Hadamard Transform Spectroscopy" Applied Spectroscopy, 50.2 (1996), 277-284, which is incorporated herein by reference in its entirety.

フィルター507から伝送された通過帯域波長は光ファイバ束515を通じて内視鏡102の先端部に伝送される。図5Aは、内視鏡102の先端部を示し、光ファイバ束515からの複数のファイバ端519を特徴とする。ファイバ端519は試料100を照明して相互作用した光子521を生成するようフィルター507からの通過帯域波長を伝送するものであり、相互作用した光子521は内視鏡102の先端部に位置する第1の検出器525および第2の検出器529によって検出される。一実施形態において、1つの検出器、すなわち第1の検出器525のみを用いて複数の相互作用した光子521を検出する。他の一実施形態では、相互作用した光子521は検出器525および検出器529の両方によって検出される。他の一実施形態では、複数の音響光学フィルターが用いられ、第1の通過帯域波長および第2の通過帯域波長を生成する。第1の検出器525は第1の通過帯域波長を検出して第1の画像データセット(T1)を生成するように構成することができ、第2の検出器529は第2の通過帯域波長を検出して第2の画像データセット(T2)を生成するように構成することができる。一実施形態において、第1の画像データセットおよび第2の画像データセットは以下に述べるようにさらに分析されてもよい。 The passband wavelength transmitted from the filter 507 is transmitted to the tip of the endoscope 102 through the optical fiber bundle 515. FIG. 5A shows the tip of the endoscope 102 and features a plurality of fiber ends 519 from the optical fiber bundle 515. The fiber end 519 illuminates the sample 100 to transmit the passband wavelength from the filter 507 to generate the interacting photons 521, and the interacting photons 521 are located at the tip of the endoscope 102. It is detected by the detector 525 of 1 and the detector 529 of the second. In one embodiment, only one detector, i.e. the first detector 525, is used to detect a plurality of interacting photons 521. In another embodiment, the interacting photons 521 are detected by both detector 525 and detector 259. In another embodiment, a plurality of acoustic optical filters are used to generate a first passband wavelength and a second passband wavelength. The first detector 525 can be configured to detect the first passband wavelength and generate a first image data set (T1), and the second detector 529 has a second passband wavelength. Can be configured to detect and generate a second image data set (T2). In one embodiment, the first image dataset and the second image dataset may be further analyzed as described below.

MOEフィルターホイール配置を有するシステム
図6は、本開示による他の一実施形態を示す。照明源103は照明光子を生成するものであり、当該照明光子は、フィルターホイール605に伝送され、そこでフィルターされてフィルターされた光子を生成する。フィルターホイール605は複数のフィルター要素609を有する。一実施形態において、各フィルター要素605はMOEを有する。本開示の使用に適したMOEは当業者に知られており、また本明細書に記載されている。各フィルター要素609は、異なっていてもよく、異なる通過帯域波長をフィルターし透過するように構成されていてもよい。例えば、フィルター要素609aは特定の種類の組織または解剖学的構造など背景に対応する波長を透過するように構成することができ、また、フィルター要素609bは組織の癌性腫瘍など組織試料の異常に対応する通過帯域波長を透過するように構成することができる。この種の実施形態では、外科医が正常組織を癌性組織から区別するのを支援するために外科処置中にフィルターホイール605を回転させることができる。他の一実施形態では、フィルター要素609は複数の異なる試料を検出するように構成されている。一実施形態において、フィルター要素609は尿管などの解剖学的構造から背景組織を識別するように構成されている。
System with MOE Filter Wheel Arrangement FIG. 6 shows another embodiment according to the present disclosure. The illumination source 103 produces illumination photons, which are transmitted to the filter wheel 605, where they are filtered to produce filtered photons. The filter wheel 605 has a plurality of filter elements 609. In one embodiment, each filter element 605 has a MOE. Suitable MOEs for use in this disclosure are known to those of skill in the art and are described herein. Each filter element 609 may be different and may be configured to filter and transmit different passband wavelengths. For example, the filter element 609a can be configured to transmit wavelengths corresponding to the background, such as certain types of tissue or anatomical structures, and the filter element 609b can be used for abnormalities in tissue samples such as cancerous tumors of tissue. It can be configured to transmit the corresponding passband wavelength. In this type of embodiment, the filter wheel 605 can be rotated during the surgical procedure to help the surgeon distinguish normal tissue from cancerous tissue. In another embodiment, the filter element 609 is configured to detect a plurality of different samples. In one embodiment, the filter element 609 is configured to identify background tissue from an anatomical structure such as the ureter.

フィルターされた光子は、光ファイバ束603を介して内視鏡102の先端部に伝送され、図6Aに示されるような複数のファイバ端621を通って内視鏡の先端部を出る。フィルターされた光子は、試料100を照明し、複数の相互作用した光子601を生成する。相互作用した光子601は1若しくはそれ以上の検出器619によって検出され、1若しくはそれ以上の検出器619は画像データセット(T1)を生成するように構成されている。一実施形態において、画像データセットは以下に述べるようにさらに分析されてもよい。 The filtered photons are transmitted to the tip of the endoscope 102 via the optical fiber bundle 603 and exit the tip of the endoscope through the plurality of fiber ends 621 as shown in FIG. 6A. The filtered photons illuminate the sample 100 to produce a plurality of interacting photons 601. The interacting photons 601 are detected by one or more detectors 619, and one or more detectors 619 are configured to generate an image dataset (T1). In one embodiment, the image dataset may be further analyzed as described below.

パターン化されたエタロンフィルター配置を有するシステム
図7は本開示の他の一実施形態を示す。照明源103は照明光子を生成し、当該照明光子は光ファイバ束104を介して内視鏡102の先端部へ、ファイバ端121へ伝達される。照明光子は、ファイバ端121を出て試料100を照明し、試料100から相互作用した光子101を生成する。相互作用した光子101は内視鏡102の先端部に配置された第1の検出器705および第2の検出器707によって検出される。一実施形態において、第1の検出器705および第2の検出器707はハイパースペクトルカメラを有する。一実施形態において、検出器705および検出器707は、検出器の各ピクセル上に配置されたファブリーペロー干渉(パターン化されたエタロン)フィルター構成を備える。パターン化されたエタロンフィルター配置および関連する検出器の好適な例は、Ximea Corporationから入手可能である。各ピクセルのフィルターは各ピクセルに対して1若しくはそれ以上の通過帯域波長を透過させるように構成されている。一実施形態において、第1の検出器705は、モザイクスナップショット配置においてパターン化されたエタロンフィルター配置を有する。モザイクスナップショットは1088×2048ピクセルにわたり取得することができる。一実施形態において、モザイクスナップショットは16個の波長帯域を有する4×4モザイクを有する。他の一実施形態では、モザイクスナップショットは11nm間隔で465nm〜630nmの試料のスナップショットを有する。他の一実施形態では、モザイクスナップショットは約600nm〜1,000nmの波長範囲にわたり25個の帯域を有する5×5モザイクを有してもよい。モザイクスナップショットには、約512×272の帯域あたりの空間解像度と最大2メガピクセルの補間が含まれてもよく、最大170データキューブ/秒を収集し得る。
System with Patterned Etalon Filter Arrangement FIG. 7 shows another embodiment of the present disclosure. The illumination source 103 generates illumination photons, and the illumination photons are transmitted to the tip of the endoscope 102 and to the fiber end 121 via the optical fiber bundle 104. The illumination photon exits the fiber end 121 to illuminate the sample 100 and generate an interacting photon 101 from the sample 100. The interacting photons 101 are detected by a first detector 705 and a second detector 707 located at the tip of the endoscope 102. In one embodiment, the first detector 705 and the second detector 707 have a hyperspectral camera. In one embodiment, the detector 705 and the detector 707 include a Fabry-Perot interference (patterned etalon) filter configuration located on each pixel of the detector. Suitable examples of patterned etalon filter arrangements and related detectors are available from Ximea Corporation. The filter for each pixel is configured to transmit one or more passband wavelengths for each pixel. In one embodiment, the first detector 705 has a patterned etalon filter arrangement in a mosaic snapshot arrangement. Mosaic snapshots can be taken over 1088 x 2048 pixels. In one embodiment, the mosaic snapshot has a 4x4 mosaic with 16 wavelength bands. In another embodiment, the mosaic snapshot has snapshots of the sample from 465 nm to 630 nm at 11 nm intervals. In another embodiment, the mosaic snapshot may have a 5x5 mosaic with 25 bands over a wavelength range of about 600 nm to 1,000 nm. Mosaic snapshots may include spatial resolution per band of about 512 x 272 and interpolation of up to 2 megapixels, which can collect up to 170 data cubes / second.

他の一実施形態では、第1の検出器705および第2の検出器707は、スナップショットタイル構成を取得するためのパターン化されたエタロンフィルター配置を有してもよい。一実施形態において、前記スナップショットタイル構成は各ピクセルで或る通過帯域波長を伝送する。パターン化されたエタロン・スナップショット・タイル・フィルター構成は最大1088×2048ピクセルを取得することができる。一実施形態において、タイル状スナップショットは、最大32帯域のスペクトル分解能を有し、600nm〜1,000nmの範囲の波長を12個の増分ステップで検出することができる。他の一実施形態では、帯域ごとの空間解像度は約256×256である。他の一実施形態では、上記タイル状スナップショットは最大170データキューブ/秒を検出することができる。パターン化されたエタロンフィルター配置はまた、分析されるべき試料および所望の結果に基づいて所定の応答を生じるようにカスタマイズされ得る。このようなカスタマイズはこの開示を考慮すれば当業者には明らかであろう。 In another embodiment, the first detector 705 and the second detector 707 may have a patterned etalon filter arrangement for acquiring snapshot tile configurations. In one embodiment, the snapshot tile configuration transmits a passband wavelength at each pixel. The patterned Etalon snapshot tile filter configuration can capture up to 1088 × 2048 pixels. In one embodiment, the tiled snapshot has a spectral resolution of up to 32 bands and can detect wavelengths in the range of 600 nm to 1,000 nm in 12 incremental steps. In another embodiment, the spatial resolution per band is about 256 × 256. In another embodiment, the tiled snapshot can detect up to 170 data cubes / second. The patterned etalon filter arrangement can also be customized to produce a given response based on the sample to be analyzed and the desired result. Such customization will be apparent to those skilled in the art given this disclosure.

一実施形態において、第1の検出器705および第2の検出器707はIMECモザイクフィルター配置を有する。そのような実施形態では、第1の検出器705および第2の検出器707のパターン化されたエタロンモザイクフィルター配置は、各ピクセルで1若しくはそれ以上の異なる波長帯域を透過するように構成されている。他の一実施形態では、第1の検出器705および第2の検出器707はパターン化されたエタロンタイル状フィルター配置を有する。そのような実施形態では、第1の検出器705および第2の検出器707のパターン化されたタイル状エタロンフィルター配置は、各ピクセルで異なる波長帯域を検出するように構成されている。他の一実施形態では、第2の検出器が排除され、その実施形態は、スナップショットモザイクのパターン化されたエタロンフィルター配置またはスナップショットタイル状のパターン化されたエタロンフィルター配置のいずれかを有する第1の検出器705を用いる。 In one embodiment, the first detector 705 and the second detector 707 have an IMEC mosaic filter arrangement. In such an embodiment, the patterned etalon mosaic filter arrangement of the first detector 705 and the second detector 707 is configured to transmit one or more different wavelength bands at each pixel. There is. In another embodiment, the first detector 705 and the second detector 707 have a patterned etalon tiled filter arrangement. In such an embodiment, the patterned tiled etalon filter arrangement of the first detector 705 and the second detector 707 is configured to detect different wavelength bands at each pixel. In another embodiment, the second detector is eliminated, which embodiment has either a snapshot mosaic patterned etalon filter arrangement or a snapshot tile-like patterned etalon filter arrangement. The first detector 705 is used.

検出器705および検出器707は、上記フィルター配置から伝送される各通過帯域波長について1若しくはそれ以上の画像データセットを生成するように構成されている。一実施形態において、検出器705および検出器707は第1の画像データセット(T1)および第2の画像データセット(T2)を生成するように構成されている。一実施形態において、画像データセットは以下に述べるようにさらに分析されてもよい。 The detector 705 and the detector 707 are configured to generate one or more image data sets for each passband wavelength transmitted from the filter arrangement. In one embodiment, the detector 705 and the detector 707 are configured to generate a first image data set (T1) and a second image data set (T2). In one embodiment, the image dataset may be further analyzed as described below.

更なる他の一実施形態では、照明源は特定の波長で照明光子を生成するように構成されていてもよい。例えば、照明源は複数のLEDを有することができ、その場合、試料を照明するため、LEDの第1の部分は第1の波長を生成するように構成され、LEDの第2の部分は第2の波長を生成するように構成されている。そのような実施形態では、第1の検出器は第1の波長から相互作用された光子を検出して第1の画像データセット(T1)を生成するように構成することができ、また、第2の検出器は第2の波長から相互作用された光子を検出して第2の画像データセット(T2)を生成するように構成することができる。複数の波長で照明光子を生成することができるその他の照明源または照明配置が用いられてもよい。一実施形態において、照明源は複数の波長を生成することができる変調レーザーを有する。 In yet another embodiment, the illumination source may be configured to generate illumination photons at a particular wavelength. For example, the illumination source can have a plurality of LEDs, in which case the first portion of the LEDs is configured to produce a first wavelength and the second portion of the LEDs is a second portion to illuminate the sample. It is configured to generate two wavelengths. In such an embodiment, the first detector can be configured to detect the interacting photons from the first wavelength and generate a first image data set (T1), and also The detector 2 can be configured to detect the interacting photons from the second wavelength and generate a second image data set (T2). Other sources or arrangements capable of producing illumination photons at multiple wavelengths may be used. In one embodiment, the illumination source has a modulated laser capable of producing multiple wavelengths.

本明細書に記載の画像データセットは、紫外(UV)画像データセット、蛍光画像データセット、可視(VIS)画像データセット、ラマン画像データセット、近赤外(NIR)画像データセット、短波赤外(SWIR)データセット、中赤外(MIR)データセット、および長波赤外(LWIR)データセットの1若しくはそれ以上を有し得る。他の一実施形態では、画像データセットはハイパースペクトル画像データセットを有する。本開示の画像データセットはさらに分析されてもよい。一実施形態において、本明細書に開示されるシステムは、ファイバ・アレイ・スペクトル変換器(FAST)を含み得る。好適なFASTデバイスは、Nelson等により2010年4月13日に出願され、ケムイメージ社に譲渡された、「空間的およびスペクトル的に平行化されたファイバ・アレイ・スペクトル変換器システムおよび使用方法」と題する米国特許第8,098,373号に開示されており、その開示は参照によりその全体が組み込まれる。 The image datasets described herein are ultraviolet (UV) image datasets, fluorescent image datasets, visible (VIS) image datasets, Raman image datasets, near infrared (NIR) image datasets, short wave infrared. It may have one or more of the (SWIR) dataset, the mid-infrared (MIR) dataset, and the long-wave infrared (LWIR) dataset. In another embodiment, the image dataset has a hyperspectral image dataset. The image datasets of the present disclosure may be further analyzed. In one embodiment, the system disclosed herein may include a fiber array spectrum transducer (FAST). Suitable FAST devices were filed by Nelson et al. On April 13, 2010 and assigned to ChemImage, Inc., "Spatial and Spectral Parallelized Fiber Array Spectral Converter System and Usage". It is disclosed in US Pat. No. 8,098,373, the disclosure of which is incorporated by reference in its entirety.

一実施形態において、本明細書に開示されるシステムは、プロセッサと、当該プロセッサと動作可能に通信する非一時的なプロセッサ可読記憶媒体とを有し得る。記憶媒体は、実行時にプロセッサに画像データセットを分析させる1若しくはそれ以上のプログラミング命令を含むことができる。一実施形態において、分析は光学計算をデータセットに適用する工程を有し得る。他の一実施形態では、光学計算は、1若しくはそれ以上のT1、および(T1−T2)/(T1+T2)を有し得る。当技術分野で知られている他の光学計算を適用してもよい。一実施形態において、分析は1若しくはそれ以上のケモメトリックス技術を画像データセットに適用する工程を有し得る。ケモメトリック分析は、多変量曲線分解分析、主成分分析(PCA)、部分最小二乗判別分析(PLSDA)、k平均クラスタリング分析、バンド標的エントロピー分析、適応部分空間検出器分析、コサイン相関分析、ユークリッド距離分析、部分最小二乗回帰分析、スペクトル混合解像度分析、スペクトル角マッパーメトリック分析、スペクトル情報発散メトリック分析、マハラノビス距離メトリック分析、およびスペクトル非混合分析の1若しくはそれ以上を有し得る。いくつかの実施形態において、プロセッサはシステムの動作を制御するように構成されてもよい。例えば、チューナブルフィルターが用いられる実施形態では、プロセスは、コントローラがチューナブルフィルターに電圧を印加させて所望の通過帯域の透過をもたらすように構成することができる。さらに、プロセッサは、特定の照明に対して正しい検出器が動作するよう照明源および検出器のタイミングを制御するように構成されてもよい。他のプロセッサ構成が企図されるものであり、それはこの開示を考慮すれば当業者には明らかであろう。 In one embodiment, the system disclosed herein may have a processor and a non-transitory processor-readable storage medium that operably communicates with the processor. The storage medium can include one or more programming instructions that cause the processor to analyze the image dataset at run time. In one embodiment, the analysis may include the step of applying optical calculations to a dataset. In another embodiment, the optical calculation may have one or more T1 and (T1-T2) / (T1 + T2). Other optical calculations known in the art may be applied. In one embodiment, the analysis may include the step of applying one or more chemometrics techniques to an image dataset. Chemometric analysis includes multivariate curve decomposition analysis, principal component analysis (PCA), partial least squared discrimination analysis (PLSDA), k-mean clustering analysis, band-targeted entropy analysis, adaptive subspatial detector analysis, cosine correlation analysis, and Euclidean distance. It may have one or more of analysis, partial least squared regression analysis, mixed spectrum resolution analysis, spectral angle mapper metric analysis, spectral information divergence metric analysis, Maharanobis distance metric analysis, and non-mixed spectrum analysis. In some embodiments, the processor may be configured to control the operation of the system. For example, in embodiments where a tunable filter is used, the process can be configured such that the controller applies a voltage to the tunable filter to provide transmission of the desired passband. In addition, the processor may be configured to control the lighting source and the timing of the detector so that the correct detector operates for a particular light. Other processor configurations are intended and will be apparent to those of skill in the art given this disclosure.

本開示によるシステムはさらにディスプレイを含み得る。いくつかの実施形態において、ディスプレイは1若しくはそれ以上の検出器からの1若しくはそれ以上の結果を含み得る。他の一実施形態では、ディスプレイはプロセッサによる分析からの1若しくはそれ以上の結果を含み得る。一実施形態において、ディスプレイは1若しくはそれ以上の検出器からの1若しくはそれ以上の結果、およびプロセッサによる分析からの1若しくはそれ以上の結果を含み得る。 The system according to the present disclosure may further include a display. In some embodiments, the display may include one or more results from one or more detectors. In another embodiment, the display may include one or more results from analysis by the processor. In one embodiment, the display may include one or more results from one or more detectors and one or more results from analysis by a processor.

人体に外科手術を行う場合、外科医が、臓器、通路、または尿道や尿管などのその他の解剖学的構造を誤って切断したり、損傷したりしないことが不可欠である。血液、脂肪、動脈、静脈、筋肉若しくは筋膜などの介在組織、およびその他の高度に点在し吸収する媒体の存在は、手術部位のすぐ近くにあるそのような臓器、通路、解剖学的構造を高い正確さで特定することを非常に困難にする可能性がある。発光カテーテルが管、血管または臓器の不規則性を検出するのに用いられており、外科医が対象の解剖学的構造を特定して外科処置の適切な遂行を可能にするのを支援している。しかしながら、手術部位周辺の組織に損傷を与えることなく外科医が繊細な手術を行うのを支援するに際し、解剖学的構造のリアルタイム検出が可能な改良された術中撮像ツールが必要とされている。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある(国際出願日以降国際段階で引用された文献及び他国に国内移行した際に引用された文献を含む)。
(先行技術文献)
(特許文献)
(特許文献1) 米国特許出願公開第2012/0083678号明細書
(特許文献2) 米国特許出願公開第2016/0213252号明細書
(特許文献3) 米国特許第8,167,794号明細書
(特許文献4) 米国特許第9,041,932号明細書
(特許文献5) 米国特許出願公開第2018/0116494号明細書
(特許文献6) 米国特許第10,779,713号明細書
(特許文献7) 米国特許出願公開第2002/0016533号明細書
(特許文献8) 米国特許出願公開第2013/0176568号明細書
(特許文献9) 米国特許出願公開第2015/0198793号明細書
(特許文献10) 米国特許出願公開第2018/0263475号明細書
(特許文献11) 国際公開第2001/050955号
(特許文献12) 国際公開第2014/074569号
(特許文献13) 国際公開第2019/212472号
(非特許文献)
(非特許文献1) WANG et al."Three−Dimensional Imaging of Ureter with Endoscopic Optical Coherence Tomography," Urology,22 January 2011 (22.01.2011), Vol.77,lss.5,Pgs.1254−1258.
(非特許文献2) International Search Report and Written Opinion for International Application No.PCT/US2018/030155,dated July 9,2018.
ページ(1)
When performing surgery on the human body, it is essential that the surgeon does not accidentally cut or damage organs, passages, or other anatomical structures such as the urethra or ureter. The presence of intervening tissues such as blood, fat, arteries, veins, muscles or fascia, and other highly interspersed and absorptive media, such organs, passages, anatomy in the immediate vicinity of the surgical site. Can be very difficult to identify with high accuracy. Luminescent catheters are used to detect irregularities in tubes, blood vessels, or organs, helping surgeons identify the anatomy of the subject and enable the proper performance of surgical procedures. .. However, in helping surgeons perform delicate surgery without damaging the tissue surrounding the surgical site, there is a need for improved intraoperative imaging tools that allow real-time detection of anatomical structures.
Prior art document information related to the invention of this application includes the following (including documents cited at the international stage after the international filing date and documents cited when domestically transferred to another country).
(Prior art document)
(Patent document)
(Patent Document 1) U.S. Patent Application Publication No. 2012/0083678
(Patent Document 2) U.S. Patent Application Publication No. 2016/0213252
(Patent Document 3) US Pat. No. 8,167,794
(Patent Document 4) US Pat. No. 9,041,932
(Patent Document 5) U.S. Patent Application Publication No. 2018/0116494
(Patent Document 6) US Pat. No. 10,779,713
(Patent Document 7) U.S. Patent Application Publication No. 2002/0016533
(Patent Document 8) U.S. Patent Application Publication No. 2013/0176568
(Patent Document 9) U.S. Patent Application Publication No. 2015/0198793
(Patent Document 10) U.S. Patent Application Publication No. 2018/0263475
(Patent Document 11) International Publication No. 2001/050955
(Patent Document 12) International Publication No. 2014/074569
(Patent Document 13) International Publication No. 2019/212472
(Non-patent document)
(Non-Patent Document 1) WANG et al. "Three-Dimensional Imaging of Ureter with Endoscopy Optical Coherence Tomography," Urology, 22 January 2011 (22.01.2011), Vol. 77, lss. 5, Pgs. 1254-1258.
(Non-Patent Document 2) International Search Report and Written Opinion for International Application No. PCT / US2018 / 0350155, dated July 9, 2018.
Page (1)

Claims (55)

術中デバイスであって、
撮像システムであって、
複数の照明光子を生成して、生体試料を照明し複数の相互作用した光子を生成するように構成された照明源と、
前記複数の照明光子および前記複数の相互作用した光子の1若しくはそれ以上を受け取り、第1の光学成分および第2の光学成分を生成するように構成された光信号変調器と、
前記第1の光学成分および前記第2の光学成分の1若しくはそれ以上を検出し、少なくとも1つの画像データセットを生成するように構成された少なくとも1つの検出器と、
前記少なくとも1つの画像データセットを分析するように構成されたプロセッサと
を含む撮像システムを有する
術中デバイス。
It ’s an intraoperative device,
It ’s an imaging system,
An illumination source configured to generate multiple illuminated photons to illuminate a biological sample and generate multiple interacting photons.
An optical signal modulator configured to receive one or more of the plurality of illumination photons and the plurality of interacting photons and generate a first optical component and a second optical component.
With at least one detector configured to detect one or more of the first optics and one or more of the second optics and generate at least one image data set.
An intraoperative device having an imaging system including a processor configured to analyze at least one image data set.
請求項1に記載のデバイスにおいて、前記照明源は、ハロゲン光源、メタルハライド光源、発光ダイオード(LED)、LEDアレイ、パルスLED、パルスLEDアレイ、レーザー、およびパルスレーザーのうちの1若しくはそれ以上を含むものである、デバイス。 In the device of claim 1, the illumination source includes one or more of a halogen light source, a metal halide light source, a light emitting diode (LED), an LED array, a pulsed LED, a pulsed LED array, a laser, and a pulsed laser. A device that is a waste. 請求項1に記載のデバイスにおいて、前記光信号変調器は、複数のコンフォーマルフィルター、液晶チューナブルフィルター、多重共役フィルター、複数の多変量光学素子、および音響光学チューナブルフィルターのうちの1若しくはそれ以上を有するものである、デバイス。 In the device according to claim 1, the optical signal modulator is one of a plurality of conformal filters, a liquid crystal tunable filter, a multiple conjugate filter, a plurality of multivariate optical elements, and an acoustic optical tunable filter. A device that has the above. 請求項1に記載のデバイスにおいて、前記検出器は、CCD検出器、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)検出器、ヒ化インジウムガリウム(InGaAs)検出器、ケイ化白金(PtSi)検出器、アンチモン化インジウム(InSb)検出器、およびテルル化水銀カドミウム(HgCdTe)検出器の1若しくはそれ以上を有するものである、デバイス。 In the device according to claim 1, the detector includes a CCD detector, a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) detector, an indium gallium arsenide (InGaAs) detector, a platinum silicate (PtSi) detector, and an antimonide. A device having one or more of an indium antimonide (InSb) detector and a mercury cadmium telluride (HgCdTe) detector. 請求項1に記載のデバイスにおいて、前記少なくとも1つの検出器は、第1の画像データセット(T1)と第2の画像データセット(T2)とを生成するように構成されている、デバイス。 The device of claim 1, wherein the at least one detector is configured to generate a first image data set (T1) and a second image data set (T2). 請求項5に記載のデバイスにおいて、前記プロセッサは、前記第1の画像データセット(T1)および前記第2の画像データセット(T2)の1若しくはそれ以上に光学計算を適用することによって前記少なくとも1つのデータセットを分析するように構成されている、デバイス。 In the device of claim 5, the processor applies at least one optical calculation to one or more of the first image data set (T1) and the second image data set (T2). A device that is configured to analyze two datasets. 請求項1に記載のデバイスにおいて、前記プロセッサはさらに、前記少なくとも1つの画像データセットにデジタル染色を適用するように構成されている、デバイス。 In the device of claim 1, the processor is further configured to apply digital staining to said at least one image dataset. 請求項1に記載のデバイスにおいて、前記プロセッサは前記少なくとも1つの画像データセットを分析して前記生体試料の構造を区別するように構成されている、デバイス。 In the device of claim 1, the processor is configured to analyze at least one image dataset to distinguish the structure of the biological sample. 請求項8に記載のデバイスにおいて、前記構造は尿管と周囲組織とを含むものである、デバイス。 The device of claim 8, wherein the structure comprises a ureter and surrounding tissue. 請求項1に記載のデバイスにおいて、前記プロセッサは、多変量曲線分解分析、主成分分析(PCA)、部分的最小二乗判別分析(PLSDA)、k平均クラスタリング分析、バンド標的エントロピー分析、適応部分空間検出器分析、コサイン相関分析、ユークリッド距離分析、部分最小二乗回帰分析、スペクトル混合解像度分析、スペクトル角マッパーメトリック分析、スペクトル情報発散メトリック分析、マハラノビス距離メトリック分析、およびスペクトル非混合分析からなる群から選択される1若しくはそれ以上のケモメトリックス技術を適用することにより、前記少なくとも1つの画像データセットを分析するように構成されている、デバイス。 In the device of claim 1, the processor includes multivariate curve decomposition analysis, principal component analysis (PCA), partial least squared discrimination analysis (PLSDA), k-mean clustering analysis, band-targeted entropy analysis, adaptive subspace detection. Selected from the group consisting of instrumental analysis, cosine correlation analysis, Euclidean distance analysis, partial least squared regression analysis, spectral mixed resolution analysis, spectral angle mapper metric analysis, spectral information divergence metric analysis, Maharanobis distance metric analysis, and spectral non-mixed analysis. A device configured to analyze at least one image data set by applying one or more chemometrics techniques. 請求項1に記載のデバイスにおいて、前記少なくとも1つの画像データセットはハイパースペクトル画像を含むものである、デバイス。 The device of claim 1, wherein the at least one image dataset comprises a hyperspectral image. 請求項1に記載のデバイスにおいて、前記第1の光学成分は第1の複数の通過帯域波長を有するものであり、前記第2の光学成分は第2の複数の通過帯域波長を有するものである、デバイス。 In the device according to claim 1, the first optical component has a first plurality of passband wavelengths, and the second optical component has a second plurality of passband wavelengths. ,device. 請求項1に記載のデバイスにおいて、前記光信号変調器は前記複数の相互作用した光子を受け取るように構成された、パターン化されたエタロンフィルター配置を有するものである、デバイス。 The device of claim 1, wherein the optical signal modulator has a patterned etalon filter arrangement configured to receive said plurality of interacting photons. 請求項1に記載のデバイスにおいて、前記光信号変調器は前記複数の照明光子を変調するように構成されている、デバイス。 The device according to claim 1, wherein the optical signal modulator is configured to modulate the plurality of illumination photons. 請求項14に記載のデバイスにおいて、前記光信号変調器は、二重偏光配置の複数のコンフォーマルフィルターおよび複数の多変量光学素子のうちの1若しくはそれ以上を有するものである、デバイス。 The device according to claim 14, wherein the optical signal modulator has one or more of a plurality of conformal filters with a dual polarization arrangement and a plurality of multivariate optics. 請求項1に記載のデバイスにおいて、前記光信号変調器は複数の相互作用した光子を変調するように構成されている、デバイス。 The device of claim 1, wherein the optical signal modulator is configured to modulate a plurality of interacting photons. 請求項16に記載のデバイスにおいて、前記光信号変調器は、コンフォーマルフィルター、液晶チューナブルフィルター、多重共役フィルター、音響光学フィルター、複数のマルチ光学素子、およびパターン化されたエタロンフィルターのうちの1若しくはそれ以上を有するものである、デバイス。 In the device of claim 16, the optical signal modulator is one of a conformal filter, a liquid crystal tunable filter, a multiple conjugate filter, an acoustic optical filter, a plurality of multi-optical elements, and a patterned etalon filter. A device that has or more. 請求項1に記載のデバイスにおいて、前記少なくとも1つの検出器は、前記第1の光学成分を検出するように構成された第1の検出器と、前記第2の光学成分を検出するように構成された第2の検出器とを有するものである、デバイス。 In the device according to claim 1, the at least one detector is configured to detect the first optical component and the first detector configured to detect the first optical component. A device that has a second detector that has been made. 内視鏡装置であって、
管状本体であって、当該管状本体を通るルーメンを有し、基端部と操作可能端部とを有するものである、前記管状本体と、
前記操作可能端部に光学的に結合され生体試料を照明して複数の相互作用した光子を生成するように構成された照明源と、
前記操作可能端部に配置された収集光学系と、
前記収集光学系に光学的に結合され、前記複数の相互作用した光子を受け取り当該複数の相互作用した光子を第1の光学成分と第2の光学成分に分離するように構成された光信号変調器と、
前記第1の光学成分および前記第2の光学成分の1若しくはそれ以上を検出し、少なくとも1つの画像データセットを生成するように構成された少なくとも1つの検出器と、
前記少なくとも1つの画像データセットを分析するように構成されたプロセッサと
を有する内視鏡装置。
It ’s an endoscope device,
The tubular body, which has a lumen passing through the tubular body and has a proximal end and an operable end.
An illumination source that is optically coupled to the operable end and is configured to illuminate a biological sample to generate a plurality of interacting photons.
The collection optics located at the operable end and
Optical signal modulation configured to be optically coupled to the collecting optical system, receive the plurality of interacting photons, and separate the plurality of interacting photons into a first optical component and a second optical component. With a vessel
With at least one detector configured to detect one or more of the first optics and one or more of the second optics and generate at least one image data set.
An endoscope apparatus having a processor configured to analyze at least one image data set.
請求項19に記載の装置において、前記照明源は、ハロゲン光源、メタルハライド光源、発光ダイオード(LED)、LEDアレイ、パルスLED、パルスLEDアレイ、レーザー、およびパルスレーザーのうちの1若しくはそれ以上を含むものである、装置。 In the apparatus of claim 19, the illumination source includes one or more of a halogen light source, a metal halide light source, a light emitting diode (LED), an LED array, a pulsed LED, a pulsed LED array, a laser, and a pulsed laser. A device that is a waste. 請求項19に記載の装置において、前記光信号変調器は、二重偏光配置の複数のコンフォーマルフィルターおよび複数の多変量光学素子のうちの1若しくはそれ以上を有するものである、装置。 The device according to claim 19, wherein the optical signal modulator has one or more of a plurality of conformal filters with a dual polarization arrangement and a plurality of multivariate optical elements. 請求項19に記載の装置において、前記少なくとも1つの検出器は、CCD検出器、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)検出器、ヒ化インジウムガリウム(InGaAs)検出器、ケイ化白金(PtSi)検出器、アンチモン化インジウム(InSb)検出器、テルル化水銀カドミウム(HgCdTe)検出器のうちの1若しくはそれ以上を有するものである、装置。 In the apparatus according to claim 19, the at least one detector is a CCD detector, a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) detector, an indium gallium arsenide (InGaAs) detector, and a platinum silicate (PtSi) detection. A device having one or more of a device, an indium antimonide (InSb) detector, and a mercury cadmium telluride (HgCdTe) detector. 請求項19に記載の装置において、前記少なくとも1つの検出器は、第1の画像データセット(T1)と第2の画像データセット(T2)とを生成するように構成されている、装置。 The device of claim 19, wherein the at least one detector is configured to generate a first image data set (T1) and a second image data set (T2). 請求項23に記載の装置において、前記プロセッサは、前記第1の画像データセット(T1)および前記第2の画像データセット(T2)に光学計算を適用することによって前記少なくとも1つの画像データセットを分析するように構成されている、装置。 In the apparatus of claim 23, the processor applies the optical calculation to the first image data set (T1) and the second image data set (T2) to obtain the at least one image data set. A device that is configured to analyze. 請求項19に記載の装置において、前記プロセッサはさらに、前記少なくとも1つの画像データセットにデジタル染色を適用するように構成されている、装置。 In the apparatus of claim 19, the processor is further configured to apply digital staining to said at least one image dataset. 請求項19に記載の装置において、前記プロセッサは、前記少なくとも1つの画像データセットを分析して前記生体試料の構造を区別するように構成されている、装置。 In the apparatus of claim 19, the processor is configured to analyze the at least one image dataset to distinguish the structure of the biological sample. 請求項19に記載の装置において、前記構造は尿管と周囲組織とを含むものである、装置。 The device of claim 19, wherein the structure comprises a ureter and surrounding tissue. 請求項19に記載の装置において、前記プロセッサは、多変量曲線分解分析、主成分分析(PCA)、部分的最小二乗判別分析(PLSDA)、k平均クラスタリング分析、バンド標的エントロピー分析、適応部分空間検出器分析、コサイン相関分析、ユークリッド距離分析、部分最小二乗回帰分析、スペクトル混合解像度分析、スペクトル角マッパーメトリック分析、スペクトル情報発散メトリック分析、マハラノビス距離メトリック分析、およびスペクトル非混合分析からなる群から選択される1若しくはそれ以上のケモメトリックス技術を適用することにより、前記少なくとも1つの画像データセットを分析するように構成されている、装置。 In the apparatus of claim 19, the processor includes multivariate curve decomposition analysis, principal component analysis (PCA), partial least squared discrimination analysis (PLSDA), k-mean clustering analysis, band-targeted entropy analysis, adaptive subspace detection. Selected from the group consisting of instrumental analysis, cosine correlation analysis, Euclidean distance analysis, partial least squared regression analysis, spectral mixed resolution analysis, spectral angle mapper metric analysis, spectral information divergence metric analysis, Maharanobis distance metric analysis, and spectral non-mixed analysis. An apparatus configured to analyze at least one image data set by applying one or more chemometrics techniques. 請求項19に記載の装置において、前記少なくとも1つの画像データセットはハイパースペクトル画像を含むものである、装置。 The device of claim 19, wherein the at least one image dataset comprises a hyperspectral image. 請求項19に記載の装置において、前記第1の光学成分は第1の複数の通過帯域波長を有するものであり、前記第2の光学成分は第2の複数の通過帯域波長を有するものである、装置。 In the apparatus according to claim 19, the first optical component has a first plurality of passband wavelengths, and the second optical component has a second plurality of passband wavelengths. ,Device. 請求項19に記載の装置において、前記光信号変調器はパターン化されたエタロンフィルター配置を有するものである、装置。 The device of claim 19, wherein the optical signal modulator has a patterned etalon filter arrangement. 請求項19に記載の装置において、前記少なくとも1つの検出器は、前記第1の光学成分を検出するように構成された第1の検出器と、前記第2の光学成分を検出するように構成された第2の検出器とを有するものである、装置。 In the apparatus according to claim 19, the at least one detector is configured to detect the first optical component and the first detector configured to detect the first optical component. An apparatus having a second detector. 内視鏡装置であって、
管状本体であって、当該管状本体を通るルーメンを有し、基端部と操作可能端部とを有するものである、前記管状本体と、
複数の照明光子を生成するように構成された照明源と、
前記複数の照明光子を受け取り、当該複数の照明光子を第1の光学成分と第2の光学成分に分離するように構成された光信号変調器と、
前記ルーメンを通じて前記第1の光学成分および前記第2の光学成分を前記操作可能端部に伝送して生体試料を照明するように構成された光ファイバと、
前記操作可能端部に配置された収集光学系と、
前記収集光学系に光学的に結合され、前記第1の光学部品および前記第2の光学成分の1若しくはそれ以上を検出し、少なくとも1つの画像データセットを生成するように構成された少なくとも1つの検出器と、
前記少なくとも1つの画像データセットを分析するように構成されたプロセッサと
を有する内視鏡装置。
It ’s an endoscope device,
The tubular body, which has a lumen passing through the tubular body and has a proximal end and an operable end.
With an illumination source configured to generate multiple illumination photons,
An optical signal modulator configured to receive the plurality of illumination photons and separate the plurality of illumination photons into a first optical component and a second optical component.
An optical fiber configured to illuminate a biological sample by transmitting the first optical component and the second optical component to the operable end through the lumen.
The collection optics located at the operable end and
At least one configured to be optically coupled to the collection optics to detect one or more of the first optical component and the second optical component and generate at least one image dataset. With the detector
An endoscope apparatus having a processor configured to analyze at least one image data set.
請求項33に記載の装置において、前記照明源は、ハロゲン光源、メタルハライド光源、発光ダイオード(LED)、LEDアレイ、パルスLED、パルスLEDアレイ、レーザー、およびパルスレーザーのうちの1若しくはそれ以上を含むものである、装置。 In the apparatus of claim 33, the illumination source comprises one or more of a halogen light source, a metal halide light source, a light emitting diode (LED), an LED array, a pulsed LED, a pulsed LED array, a laser, and a pulsed laser. A device that is a waste. 請求項33に記載の装置において、前記光信号変調器は、二重偏光配置の複数のコンフォーマルフィルターおよび複数の多変量光学素子のうちの1若しくはそれ以上を有するものである、装置。 The device according to claim 33, wherein the optical signal modulator has one or more of a plurality of conformal filters with a dual polarization arrangement and a plurality of multivariate optical elements. 請求項33に記載の装置において、前記少なくとも1つの検出器は、CCD検出器、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)検出器、ヒ化インジウムガリウム(InGaAs)検出器、ケイ化白金(PtSi)検出器、アンチモン化インジウム(InSb)検出器、およびテルル化水銀カドミウム(HgCdTe)検出器の1若しくはそれ以上を有するものである、装置。 In the apparatus according to claim 33, the at least one detector is a CCD detector, a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) detector, an indium gallium arsenide (InGaAs) detector, and a platinum silicate (PtSi) detection. A device having one or more of a vessel, an indium antimonide (InSb) detector, and a mercury cadmium telluride (HgCdTe) detector. 請求項33に記載の装置において、前記少なくとも1つの検出器は第1の画像データセット(T1)と第2の画像データセット(T2)とを生成するように構成されている、装置。 The device of claim 33, wherein the at least one detector is configured to generate a first image data set (T1) and a second image data set (T2). 請求項37に記載の装置において、前記プロセッサは、前記第1の画像データセット(T1)および前記第2の画像データセット(T2)に光学計算を適用することにより前記少なくとも1つの画像データセットを分析するように構成されている、装置。 In the apparatus of claim 37, the processor applies the optical calculation to the first image data set (T1) and the second image data set (T2) to obtain the at least one image data set. A device that is configured to analyze. 請求項33に記載の装置において、前記プロセッサはさらに、前記少なくとも1つの画像データセットにデジタル染色を適用するように構成されている、装置。 In the apparatus of claim 33, the processor is further configured to apply digital staining to said at least one image dataset. 請求項33に記載の装置において、前記プロセッサは前記少なくとも1つの画像データセットを分析して前記生体試料の構造を区別するように構成されている、装置。 33. The apparatus of claim 33, wherein the processor is configured to analyze at least one image dataset to distinguish the structure of the biological sample. 請求項40に記載の装置において、前記構造は尿管と周囲組織とを含むものである、装置。 The device of claim 40, wherein the structure comprises a ureter and surrounding tissue. 請求項33に記載の装置において、前記プロセッサは、多変量曲線分解分析、主成分分析(PCA)、部分的最小二乗判別分析(PLSDA)、k平均クラスタリング分析、バンド標的エントロピー分析、適応部分空間検出器分析、コサイン相関分析、ユークリッド距離分析、部分最小二乗回帰分析、スペクトル混合解像度分析、スペクトル角マッパーメトリック分析、スペクトル情報発散メトリック分析、マハラノビス距離メトリック分析、およびスペクトル非混合分析からなる群から選択される1若しくはそれ以上のケモメトリックス技術を適用することにより、前記少なくとも1つの画像データセットを分析するように構成されている、装置。 In the apparatus of claim 33, the processor comprises multivariate curve decomposition analysis, principal component analysis (PCA), partial least squared discriminant analysis (PLSDA), k-mean clustering analysis, band-targeted entropy analysis, adaptive subspace detection. Selected from the group consisting of instrumental analysis, cosine correlation analysis, Euclidean distance analysis, partial least squared regression analysis, spectral mixed resolution analysis, spectral angle mapper metric analysis, spectral information divergence metric analysis, Maharanobis distance metric analysis, and spectral non-mixed analysis. An apparatus configured to analyze at least one image data set by applying one or more chemometrics techniques. 請求項33に記載の装置において、前記少なくとも1つの画像データセットはハイパースペクトル画像を含むものである、装置。 The device of claim 33, wherein the at least one image dataset comprises a hyperspectral image. 請求項33に記載の装置において、前記第1の光学成分は第1の複数の通過帯域波長を有するものであり、前記第2の光学成分は第2の複数の通過帯域波長を有するものである、装置。 In the apparatus according to claim 33, the first optical component has a first plurality of passband wavelengths, and the second optical component has a second plurality of passband wavelengths. ,Device. 請求項33に記載の装置において、前記少なくとも1つの検出器は、前記第1の光学成分を検出するように構成された第1の検出器と、前記第2の光学成分を検出するように構成された第2の検出器とを有するものである、装置。 In the apparatus according to claim 33, the at least one detector is configured to detect the first optical component and the first detector configured to detect the first optical component. An apparatus having a second detector. 生体試料の解剖学的構造を区別する方法であって、
複数の相互作用した光子を生成するため前記生体試料を複数の照射光子で照明する工程と、
前記複数の照明光子および前記複数の相互作用した光子のうちの1若しくはそれ以上を第1の光学成分と第2の光学成分に変調する工程と、
検出する工程であって、前記第1の光学成分および前記第2の光学成分のうちの1若しくはそれ以上を検出して、少なくとも1つの画像データセットを生成するものである、前記検出する工程と、
分析する工程であって、前記少なくとも1つの画像データセットを分析して前記解剖学的構造を区別するものである、前記分析する工程と
を有する方法。
A method of distinguishing the anatomy of a biological sample,
A step of illuminating the biological sample with a plurality of irradiated photons in order to generate a plurality of interacting photons, and a process of illuminating the biological sample with a plurality of irradiated photons.
A step of modulating one or more of the plurality of illumination photons and the plurality of interacting photons into a first optical component and a second optical component.
The detection step, which is a step of detecting one or more of the first optical component and the second optical component to generate at least one image data set. ,
A method having a step of analyzing, wherein the at least one image data set is analyzed to distinguish the anatomical structure.
請求項46に記載の方法において、変調する工程は、前記複数の照明光子および前記複数の相互作用した光子のうちの1若しくはそれ以上を、複数のチューナブルコンフォーマルフィルター、複数の多変量光学素子、液晶チューナブルフィルター、多重共役フィルター、音響光学フィルター、複数の多変量光学素子、およびパターン化されたエタロンフィルターのうちの1若しくはそれ以上に通過させる工程を有するものである、方法。 In the method of claim 46, the step of modulating one or more of the plurality of illumination photons and the plurality of interacting photons is a plurality of tunable conformal filters, a plurality of multivariate optical elements, and the like. A method comprising the step of passing one or more of a liquid crystal tunable filter, a multi-conjugated filter, an acoustic optical filter, a plurality of multivariate optical elements, and a patterned etalon filter. 請求項46に記載の方法において、検出する工程は第1の画像データセット(T1)と第2の画像データセット(T2)とを生成する工程を有するものである、方法。 The method according to claim 46, wherein the detecting step includes a step of generating a first image data set (T1) and a second image data set (T2). 請求項48に記載の方法において、分析する工程は前記第1の画像データセット(T1)および前記第2の画像データセット(T2)に光学計算を適用する工程を有するものである、方法。 The method of claim 48, wherein the step of analysis comprises applying an optical calculation to the first image data set (T1) and the second image data set (T2). 請求項46に記載の方法において、分析する工程は前記少なくとも1つの画像データセットにデジタル染色を適用する工程を有するものである、方法。 The method of claim 46, wherein the step of analysis comprises applying digital staining to said at least one image dataset. 請求項46に記載の方法において、解剖学的構造を区別することは尿管を周囲組織から区別することを含むものである、方法。 The method of claim 46, wherein distinguishing the anatomical structure comprises distinguishing the ureter from surrounding tissue. 請求項46に記載の方法において、分析する工程は、多変量曲線分解分析、主成分分析(PCA)、部分的最小二乗判別分析(PLSDA)、k平均クラスタリング分析、バンド標的エントロピー分析、適応部分空間検出器分析、コサイン相関分析、ユークリッド距離分析、部分最小二乗回帰分析、スペクトル混合解像度分析、スペクトル角マッパーメトリック分析、スペクトル情報発散メトリック分析、マハラノビス距離メトリック分析、およびスペクトル非混合分析からなる群から選択される1若しくはそれ以上のケモメトリックス技術を前記少なくとも1つの画像データセットに適用する工程を有するものである、方法。 In the method of claim 46, the steps of analysis include multivariate curve decomposition analysis, principal component analysis (PCA), partial least-squared discriminant analysis (PLSDA), k-mean clustering analysis, band-targeted entropy analysis, adaptive subspace. Select from the group consisting of detector analysis, cosine correlation analysis, Euclidean distance analysis, partial minimum square regression analysis, spectral mixed resolution analysis, spectral angle mapper metric analysis, spectral information divergence metric analysis, Maharanobis distance metric analysis, and spectral non-mixed analysis. A method comprising the step of applying one or more chemometrics techniques to the at least one image data set. 請求項46に記載の方法において、前記第1の光学成分を検出する工程は、第1の複数の通過帯域波長を検出する工程を有するものであり、前記第2の光学成分を検出する工程は第2の複数の通過帯域波長を検出する工程を有するものである、方法。 In the method according to claim 46, the step of detecting the first optical component includes a step of detecting a first plurality of passband wavelengths, and the step of detecting the second optical component is a step of detecting the second optical component. A method comprising the step of detecting a second plurality of passband wavelengths. 請求項46に記載の方法において、前記変調する工程は前記複数の照明光子を変調する工程を有するものである、方法。 The method of claim 46, wherein the modulation step comprises a step of modulating the plurality of illumination photons. 請求項46に記載の方法において、前記変調する工程は前記複数の相互作用した光子を変調する工程を有するものである、方法。 The method of claim 46, wherein the modulation step comprises a step of modulating the plurality of interacting photons.
JP2020545579A 2018-04-30 2018-04-30 Molecular chemical imaging endoscopic imaging system Active JP7357931B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2018/030155 WO2019212472A1 (en) 2018-04-30 2018-04-30 Molecular chemical imaging endoscopic imaging systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021526035A true JP2021526035A (en) 2021-09-30
JP7357931B2 JP7357931B2 (en) 2023-10-10

Family

ID=68386485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020545579A Active JP7357931B2 (en) 2018-04-30 2018-04-30 Molecular chemical imaging endoscopic imaging system

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3787469A4 (en)
JP (1) JP7357931B2 (en)
CN (1) CN112105283A (en)
WO (1) WO2019212472A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4153072A4 (en) * 2020-05-18 2024-05-22 Chemimage Corp Systems and methods for detecting oral cancer using molecular chemical imaging

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63309237A (en) * 1987-06-11 1988-12-16 Olympus Optical Co Ltd Image pickup apparatus for endoscope
JPH10508222A (en) * 1994-09-15 1998-08-18 ストリカー・コーポレーション Protective transillumination of body parts during invasive procedures
JPH10325794A (en) * 1997-03-25 1998-12-08 Matsushita Electric Works Ltd Method and device for determining glucose concentration
JP2003527916A (en) * 2000-03-28 2003-09-24 ボード・オブ・リージェンツ,ザ・ユニヴァーシティ・オヴ・テキサス・システム Method and apparatus for diagnostic multispectral digital imaging
US20060139780A1 (en) * 2004-12-24 2006-06-29 Olympus Corporation Variable transmittance optical element and imaging optical system including the same arranged at distal end of an endoscope
JP2006192058A (en) * 2005-01-13 2006-07-27 Pentax Corp Image processor
US20120083678A1 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 Chemimage Corporation System and method for raman chemical analysis of lung cancer with digital staining
JP2014136116A (en) * 2013-01-18 2014-07-28 Terumo Corp Ureteral catheter
JP2014225839A (en) * 2013-05-17 2014-12-04 岩崎電気株式会社 Imaging system
JP2016511015A (en) * 2013-01-30 2016-04-14 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Imaging system with hyperspectral camera guide probe
WO2018009670A1 (en) * 2016-07-06 2018-01-11 Chemimage Corporation Systems and methods for detecting edema

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1301118B1 (en) 2000-07-14 2006-09-06 Xillix Technologies Corp. Compact fluorescence endoscopy video system
US7257437B2 (en) * 2002-07-05 2007-08-14 The Regents Of The University Of California Autofluorescence detection and imaging of bladder cancer realized through a cystoscope
US7697975B2 (en) * 2003-06-03 2010-04-13 British Colombia Cancer Agency Methods and apparatus for fluorescence imaging using multiple excitation-emission pairs and simultaneous multi-channel image detection
US20050027166A1 (en) 2003-06-17 2005-02-03 Shinya Matsumoto Endoscope system for fluorescent observation
WO2009005748A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-08 The Trustees Of Columbia University In The City Ofnew York Optical imaging or spectroscopy systems and methods
US9041932B2 (en) * 2012-01-06 2015-05-26 Chemimage Technologies Llc Conformal filter and method for use thereof
US8977331B2 (en) * 2012-12-13 2015-03-10 General Electric Company Systems and methods for nerve imaging
US10779713B2 (en) * 2014-12-09 2020-09-22 Chemimage Corporation Molecular chemical imaging endoscopic imaging systems
JP6435349B2 (en) * 2015-02-06 2018-12-05 オリンパス株式会社 Optical fiber scanner and scanning endoscope apparatus

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63309237A (en) * 1987-06-11 1988-12-16 Olympus Optical Co Ltd Image pickup apparatus for endoscope
JPH10508222A (en) * 1994-09-15 1998-08-18 ストリカー・コーポレーション Protective transillumination of body parts during invasive procedures
JPH10325794A (en) * 1997-03-25 1998-12-08 Matsushita Electric Works Ltd Method and device for determining glucose concentration
JP2003527916A (en) * 2000-03-28 2003-09-24 ボード・オブ・リージェンツ,ザ・ユニヴァーシティ・オヴ・テキサス・システム Method and apparatus for diagnostic multispectral digital imaging
US20060139780A1 (en) * 2004-12-24 2006-06-29 Olympus Corporation Variable transmittance optical element and imaging optical system including the same arranged at distal end of an endoscope
JP2006178320A (en) * 2004-12-24 2006-07-06 Olympus Corp Variable spectral transmittance element and endoscope apparatus equipped with same
JP2006192058A (en) * 2005-01-13 2006-07-27 Pentax Corp Image processor
US20120083678A1 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 Chemimage Corporation System and method for raman chemical analysis of lung cancer with digital staining
JP2014136116A (en) * 2013-01-18 2014-07-28 Terumo Corp Ureteral catheter
JP2016511015A (en) * 2013-01-30 2016-04-14 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Imaging system with hyperspectral camera guide probe
JP2014225839A (en) * 2013-05-17 2014-12-04 岩崎電気株式会社 Imaging system
WO2018009670A1 (en) * 2016-07-06 2018-01-11 Chemimage Corporation Systems and methods for detecting edema

Also Published As

Publication number Publication date
EP3787469A1 (en) 2021-03-10
EP3787469A4 (en) 2021-11-10
JP7357931B2 (en) 2023-10-10
WO2019212472A1 (en) 2019-11-07
CN112105283A (en) 2020-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210068639A1 (en) Molecular chemical imaging endoscopic imaging systems
US11229400B2 (en) Discrimination of calculi and tissues with molecular chemical imaging
US6678398B2 (en) Dual mode real-time screening and rapid full-area, selective-spectral, remote imaging and analysis device and process
US7697975B2 (en) Methods and apparatus for fluorescence imaging using multiple excitation-emission pairs and simultaneous multi-channel image detection
JP5174877B2 (en) Multispectral / hyperspectral medical instruments
Kim Endoscopic Raman spectroscopy for molecular fingerprinting of gastric cancer: principle to implementation
JP7357931B2 (en) Molecular chemical imaging endoscopic imaging system
CN204207717U (en) Endoscope's illumination spectra selecting arrangement and ultraphotic spectrum endoscopic imaging system
RU2526929C2 (en) Optical research device, made with possibility of, at least, partial placement into turbid medium
AU2017346249B2 (en) Multi-wavelength endoscopic system and image processing method using same
CN104352216B (en) Endoscope's illumination spectra selecting arrangement and ultraphotic spectrum endoscopic imaging system
US20210353225A1 (en) Systems and methods for detecting oral cancer using molecular chemical imaging
RU2716680C1 (en) Multi-wave endoscopic system and image processing method using it
US20190090726A1 (en) Optical device using liquid crystal tunable wavelength filter
Fawzy et al. Spectral imaging technology-A review on skin and endoscopy applications
RU2491029C1 (en) Method of diagnosing neoplastic changes of digestive tract mucosa
JP6752116B2 (en) Endoscope device and method for observing internal organs in the living body
JP2022527642A (en) Medical devices that utilize narrow-band imaging
Luthman et al. A Multispectral Endoscope Based on SRDAs
WO2011162721A1 (en) Method and system for performing tissue measurements

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210402

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210402

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220308

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220607

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220805

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220908

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221220

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20230320

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230522

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230822

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230920

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7357931

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150