JP5361396B2 - コンフォーマルレーザ治療手順を用いてサンプルの少なくとも一部分の情報をモニタ及び取得し、電磁放射を放射する方法及びシステム - Google Patents
コンフォーマルレーザ治療手順を用いてサンプルの少なくとも一部分の情報をモニタ及び取得し、電磁放射を放射する方法及びシステム Download PDFInfo
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Description
(連邦政府により支援された研究に関する声明)
罹患率と転移に伴う死亡率を劇的に減少させる可能性があるとして、初期癌の特定および治療方法と技術が広く探求されてきた。上皮癌と前駆病変はしばしば巣状をなし、広い範囲に渡り不均一に分布することがある、高感度診断が特に要求される。診断は、10億個以上にも及びうる細胞で構成されたフィールドにおいて単一細胞大のスケールで行なう必要がある。
バレット食道
管理可能な治療
代表的なモニタリング
代表的なコンフォーマルレーザ治療法
代表的な広視野スクリーニング
光周波数領域撮像(OFDI)
代表的なバルーンカテーテル
豚の食道の予備撮像
人体食道の予備撮像
レーザ熱傷のモニタリング
強度直径23μmで、組織表面に焦点を結び、レーザスポットに重なるように位置合わせされる。データ収集の間、このサンプルは固定位置に保持され、かつ/またはモータ駆動のステージを用いて併進移動するようにしてもよい。
代表的な微視的変形
スペックル非相関
複屈折
散乱
血流
代表的な制御方法
波長
出力及び暴露時間
手順時間
代表的なコンフォーマルレーザ治療技術では、手順遂行時間は2At/(π r v)で見積もってもよい。ここにAtは治療面積、rはレーザスポット半径、およびvはレーザスポット走査速度である。食道治療長60mmに対して食道直径は20mmであった。
代表的なシステムの設計
代表的な治療用レーザ装置
代表的な卓上型システム
レーザおよびOFDIビームの代表的な位置決めおよび登録方法
代表的な波長スケーリング
(Pd μa)を一定に保持されるようにレーザ出力が調節してもよい。これは、損傷深度が約0.25から1.5mmの範囲で幅が一定の線となる。
代表的な走査速度スケーリング
レーザおよびOFDIビームの代表的な位置決めおよび登録
代表的な内視鏡プローブの設計
代表的な回転ジャンクション
代表的な高速データ収集および処理
代表的なレーザ
代表的なユーザインターフェイス
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実際に、本発明の代表的な実施の形態による装置、システム、および方法は、どのようなOCTシステム、OFDIシステム、スペクトル領域OCT(SD−OCT)システム、または他の画像化システム、例えば、2004年9月8日出願の国際特許出願第PCT/US2004/029148号、2005年11月2日出願の米国特許出願第11/266,779号、および2004年7月9日出願の米国特許出願第10/501,276号に記載されているものに対しても使用および/または実施可能であり、これらの開示の全てを本明細書の一部として援用する。従って、当業者にとっては、本明細書に明確に提示又は説明されていなくとも、本発明の原理を具現化する数多くのシステム、装置、及び方法に工夫を凝らすことが可能であり、これは本発明の趣旨と範囲内に含まれることが理解されるであろう。さらに、上述の明細書に前記の先行技術の知識が明示的に援用されていない範囲においても、その全体を明示的に本明細書に援用する。本明細書で引用した上述の全ての文献は、その全体を本明細書の一部として援用する。
Claims (19)
- 生物サンプルの一部分に関連付けられた情報を取得するシステムであって、
前記生物サンプルの前記一部分の近傍または内部の部位に向けて、時間とともに変化する波長を有し、前記一部分の表面にもたらされる、サンプリング用の第1の電磁放射線を送出する第1の構成部と、
複数の深度における前記部位の変化を、前記部位の内部の温度変化の関数、及び(i)前記部位からもたらされるサンプリング用の第2の電磁放射線の位相、又は(ii)前記第2の電磁放射線の前記位相若しくは振幅の変化のレート、として定義する第2の構成部と、を含むシステム。 - 前記生物サンプルの変化した部分と変化しない部分との間の境界は、前記変化に関する情報の関数として画定される、請求項1記載のシステム。
- 前記変化した部分は、変性した部分、損傷した部分及び凝固された部分の少なくとも一つである、請求項2記載のシステム。
- さらに、前記第2の構成部は、前記第2の電磁放射線に関連付けられた干渉信号を生成し、前記干渉信号を用いて、前記第2の電磁放射線の前記位相を決定する、請求項1記載のシステム。
- さらに、前記第2の構成部は、前記干渉信号を前記第2の電磁放射線の波長の関数として測定する、請求項4記載のシステム。
- 前記第1の構成部は、前記温度変化を引き起こすためのレーザ構成部を含む、請求項1記載のシステム。
さらに、前記生物サンプルの不可逆的に変化した部分と変化しない部分との間の境界を前記変化に関連付けられた情報の関数として定義する、請求項1記載のシステム。
前記不可逆的に変化した部分は、変性した部分、損傷した部分、凝固された部分の少なくとも一つである、請求項5記載のシステム。 - さらに、前記第2の構成部は、前記第2の電磁放射線に関連付けられた干渉信号を生成し、前記干渉信号を用いて前記第2の電磁放射線の振幅を決定する請求項1記載のシステム。
- さらに、前記第2の構成部は、前記干渉信号を前記第2の電磁放射線の変更可能な波長の関数として測定する、請求項7記載のシステム。
- 治療用の電磁放射線は、前記サンプルの内部の前記部位に特定の波長で送出され、
前記第1の電磁放射線を送出している間、前記サンプルの温度分布を、前記電磁放射線の前記特定の波長を変更することによって制御する第3の構成部を含む、請求項1記載のシステム。 - 前記第3の構成部は、レーザ光のビームを前記部位に照射するときの前記ビームの断面積が、最大で、前記部位の照射される全体の面積の10分の1であり、さらに、
(i)前記レーザ光の波長を調節しながら、又は、(ii)前記レーザ光を照射する深度をモニタしながら、前記ビームを前記一部分に照射するように制御する、請求項9記載のシステム。 - サンプルの温度分布を制御するシステムであって、
電磁放射線を特定の波長で前記サンプルの内部の部位に照射するように構成された第1の構成部と、
前記電磁放射線の前記特定の波長を変更することによって、前記部位に照射された前記温度分布を制御する第2の構成部と、
生物サンプルの一部分に関連付けられた情報を取得するシステムであって、
前記生物サンプルの前記一部分の近傍または内部の前記部位に向けて、時間とともに変化する波長を有し、前記一部分の表面にもたらされる、サンプリング用の第1の電磁放射線を送出する第3の構成部と、
複数の深度における前記部位の変化を、前記部位の内部の温度変化の関数、及び(i)前記部位からもたらされるサンプリング用の第2の電磁放射線の位相、又は(ii)前記第2の電磁放射線の前記位相若しくは振幅の変化のレート、として定義する第4の構成部と、を含むシステム。 - 前記第2の構成部は、ビームの断面積が前記部位の照射される全体の面積の、最大で、10分の1である、前記電磁放射線のビームを前記部位に照射するように制御し、
さらに、(i)前記レーザ光の波長を調節しながら、又は、(ii)前記レーザ光を照射する深度をモニタしながら、前記ビームを前記一部分に照射するように制御する、請求項11記載のシステム。 - 前記第2の構成部は、前記特定の波長を変更することによって、前記サンプルの少なくとも一つの一部分の損傷の分布が変化するように制御する、請求項11記載のシステム。
- 前記第2の構成部は、さらに、前記電磁放射線の出力を変更することによって前記温度分布を制御する、請求項11記載のシステム。
- 前記第2の構成部は、前記特定の波長を、(1)略1.35μmから1.5μm、又は(ii)略1.7μmから2.2μmの範囲で変更するように制御する、請求項11記載のシステム。
- 前記第2の構成部は、水による前記電磁放射線の吸収に
によって前記温度分布を制御する、請求項11記載のシステム。 - 前記第2の構成部は、前記電磁放射線を提供するために、ツリウムレーザ増幅器又はエルビウムレーザ増幅器の少なくとも一つを含む、請求項11記載のシステム。
- 前記第2の構成部における前記特定の波長を変更するレートは、略毎秒10nmより多い、請求項11記載のシステム。
- 前記第2の構成部における前記特定の波長は、非ランダムに変更する、請求項11記載のシステム。
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