JP6012614B2 - 生体組織の構造的性質に影響する疾患を非侵襲的に検出するための装置および方法 - Google Patents
生体組織の構造的性質に影響する疾患を非侵襲的に検出するための装置および方法 Download PDFInfo
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Description
本出願は、それぞれ2010年11月5日に提出され、かつそれぞれ参照によりその全部が本明細書に組み入れられる、米国特許仮出願第61/410,825号、同第61/410,827号、同第61/410,830号、同第61/410,831号、同第61/410,833号、同第61/410,834号、同第61/410,835号、および同第61/410,839号に関連し、かつそれらの恩典を主張する。
糖尿病などの疾患を検出するための非侵襲的なデバイスおよび方法が開示される。具体的には、本発明の例示的態様は、哺乳動物において真性糖尿病の存在、確度、進行、および/または重症度を決定するのに好適な方法および装置に関する。
次に、図を参照しながら、または参照せずに、本発明のさまざまな例示的態様を説明する。図において、同様の参照は同一または機能的に同様の要素を示す。本明細書に概説されかつ図に示されている例示の態様は、広範な異なる構成にアレンジおよび設計することができる。ゆえに、説明されかつ/または図に提示されている、以下の例示的態様のより詳細な説明は、特許請求される本件の範囲を制限することを意図したものではなく、例示的態様/例示の態様を提示するものにすぎない。
[本発明1001]
対象の生体組織または他の媒質の特性を決定するための装置であって、以下を含む、装置:
a. 媒質に差し向けられる電磁放射線で該媒質を照射するための手段であって、これによって反射性、後方散乱性、透過性、および放出性の応答型放射からなる群より選択される第一の作用、ならびに該第一の作用を除いた同じ群より選択される第二の作用による反応を該媒質に生じさせる、手段と;
b. 応答型放射を収集するための手段と;
c. 収集された放射を複数の成分に分離するための、該収集手段に接続された手段と;
d. (i)分離された複数の成分の各々の強度を測定するため、および(ii)該分離された複数の成分間の数学的関係を決定するための、該分離手段に接続された手段と;
e. 軸に沿って自身を自己アライメントするよう対象をガイドするためのLED固視手段。
[本発明1002]
前記照射手段が、
a. レーザー、レーザーダイオード、非線形周波数2倍化デバイスに連結されたレーザーダイオード、発光ダイオード、および光学フィルタに連結された広帯域光源からなる群より選択される光源と;
b. 光を集束させるための、該光源からの光に対して光学的に応答性であるレンズと;
c. 集束した光に対して光学的に応答性であり、焦点を持ち、かつ該焦点において約1 cm未満のアパーチャを規定するレンズ系とを含む、本発明1001の装置。
[本発明1003]
前記照射手段が、媒質に放出性の応答型放射の反応を生じさせ、前記装置が、媒質の照射と応答型放射の放出との間の時間差を測定するための手段をさらに含む、本発明1001の装置。
[本発明1004]
照射されたときに決定可能な強度の蛍光成分およびレイリー成分を含む後方散乱放射を行うことができる眼の水晶体を有する患者における分子変化を測定するための装置であって、以下を含む、装置:
a. 波長約400〜480 nmの光で水晶体を照射するための手段であって、これによって該照射に応答した後方散乱放射を水晶体に生じさせる、手段と;
b. 後方散乱放射に応答して該後方散乱放射を収集するための手段と;
c. 該後方散乱放射を蛍光成分およびレイリー成分に分離するための、該収集手段に接続された手段と;
d. (i)分離された蛍光成分およびレイリー成分の各々の強度を検出するため、および(ii)検出された強度の比を形成しこれによって水晶体内の分子変化の測定値をもたらすための、該分離手段に接続された手段と;
e. 軸に沿って自身を自己アライメントするよう対象をガイドするためのLED固視手段。
[本発明1005]
前記照射手段が、
a. レーザー、非線形周波数2倍化デバイスに連結されたレーザーダイオード、発光ダイオード、および光学フィルタに連結された広帯域光源からなる群より選択される光源と;
b. 光を集束させるための、該光源からの光に対して光学的に応答性であるレンズと;
c. 集束した光に対して光学的に応答性であり、焦点を持ち、かつ該焦点において約15マイクロメートルより大きいアパーチャを規定するレンズ系とを含む、本発明1004の装置。
[本発明1006]
オペレータが眼の水晶体を見ることを可能にするための、後方散乱放射に対して応答性であるアイピース手段をさらに含む、本発明1005の装置。
[本発明1007]
前記分離手段が少なくとも1つの二色ビームスプリッタを含む、本発明1006の装置。
[本発明1008]
前記検出および形成の手段が少なくとも1つのシングルチップシリコン検出器を含み、後方散乱放射の蛍光成分の波長が約460〜500 nmおよび520〜600 nmからなる群より選択される、本発明1007の装置。
[本発明1009]
前記検出および形成の手段が増幅器をさらに含む、本発明1008の装置。
[本発明1010]
前記照射手段が、照射光のパワーレベルを調整するための手段をさらに含む、本発明1009の装置。
[本発明1011]
照射されたときに決定可能な強度の蛍光成分およびレイリー成分を含む後方散乱放射を行うことができかつ体積を持つ眼の水晶体を有する患者における分子変化を測定するための装置であって、以下を含む、装置:
a. 選択された波長およびパワーレベルを有する光を提供するための青色LEDと;
b. 光のパワーレベルを調整するための、提供される光に対して光学的に応答性である手段と;
c. 光を集束させるための、該調整手段に光学的に接続されたレンズと;
d. 集束した光を受け取るための、レンズに光学的に接続された第一の光ファイバと;
e. 該集束した光を水晶体の体積中の選択された約200マイクロメートルへ送達し、これによって該送達した光に応答した後方散乱放射を該水晶体に生じさせるための、該第一の光ファイバに光学的に接続されかつ約15マイクロメートルより大きい焦点を有するアパーチャを規定するレンズ系と;
f. (i)集束した光がそこに送達される、該水晶体の選択体積を包囲する焦点を持ち、かつ(ii)後方散乱放射に対して応答性である、該後方散乱放射を収集するためのコレクタと;
g. 収集された放射を受け取るための、コレクタに光学的に接続された第二の光ファイバと;
h. 該後方散乱放射を蛍光成分およびレイリー成分に分離するための、該接続手段に接続された手段と;
i. (i)分離された蛍光成分およびレイリー成分の各々の強度を検出するため、および(ii)検出された強度の比を形成しこれによって水晶体内の分子変化の測定値をもたらすための、該分離手段に接続された手段と;
j. 軸に沿って自身を自己アライメントするよう患者をガイドするためのLED固視手段。
1. 生体顕微鏡の光源。
a. 青色(例えば465 nm)LED励起光
b. アパーチャ
c. 帯域通過フィルタ(430〜470 nm)
2. 生体顕微鏡の集束用光学系。
a. 光源用レンズ
b. IRブロッキングフィルタつきの収集用レンズ
3. 生体顕微鏡の光検出器。
a. 前値増幅器と、Peltier冷却素子と、電源とを備えたシリコン光電子増倍管
b. 表面鏡
c. 25%ニュートラルデンシティフィルタとロングパス(500〜1650 nm)フィルタとを備えたステッパモータ駆動式フィルタホイール
4. 位置決め用の光学系。
a. 赤色点滅LED―LED固視チューブ(図3および図4において太線で強調されている)の管腔によって提供される赤色点滅同心リングの中に見られる固視灯
b. カメラ照射用の3つのIR LED灯
c. 瞳孔を位置決めするためのIR感受性CCDビデオカメラ
5. 始動時の自己テスト手順中に光路内に位置決めされてもよい、蛍光参照ターゲット。
Claims (12)
- 対象の眼組織の特性を決定するための装置であって、以下を含む、装置:
a. 波長が約465〜500nmから選択される青色LED光源を含む、該組織に差し向けられる電磁放射線で該組織を照射するための手段であって、これによって反射性、後方散乱性、および放出性の応答型放射からなる群より選択される第一の作用、ならびに該第一の作用を除いた同じ群より選択される第二の作用による反応を該組織に生じさせる、手段と;
b. 応答型放射を収集するための検出器と;
c. 収集された放射を複数の成分に分離するための、該検出器に接続された光学フィルタと;
d. (i)分離された複数の成分の各々の強度を測定するように、および(ii)該分離された複数の成分間の数学的関係を決定するように動作可能なプロセッサと;
e. 軸に沿って自身を自己アライメントするよう対象をガイドするためのLED固視チューブと;
f. 該光源に配置された、約15マイクロメートルより大きく、かつ約1 cm未満のアパーチャと;
g. 光を集束させるための、該光源からの該アパーチャを通った光に対して光学的に応答性であるレンズと;
h. 集束した光に対して光学的に応答性であるレンズ系。 - 前記アパーチャが約1 mmである、請求項1記載の装置。
- 前記照射するための手段が、前記組織に放出性の応答型放射の反応を生じさせ、前記装置が、該組織の照射と応答型放射の放出との間の時間差を測定するための手段をさらに含む、請求項1または2記載の装置。
- 照射されたときに決定可能な強度の蛍光成分およびレイリー成分を含む放射を生じさせる眼の水晶体を有する患者における分子変化を測定するための装置であって、以下を含む、装置:
a. 照射に応答した放射を生じさせる光で水晶体を照射するための手段であって、放射線の波長が約465〜500nmから選択される青色LED光源を含む、手段と;
b. 該放射に応答して該放射を収集するための検出器と;
c. 該放射を蛍光成分およびレイリー成分に分離するための光学フィルタと;
d. (i)分離された蛍光成分およびレイリー成分の各々の強度を検出するように、および(ii)検出された強度の比を計算しこれによって水晶体内の分子変化の測定値をもたらすように動作可能なプロセッサと;
e. 軸に沿って自身を自己アライメントするよう対象をガイドするためのLED固視チューブと;
f. 該光源に配置された、約15マイクロメートルより大きく、かつ約1 cm未満のアパーチャと;
g. 光を集束させるための、該光源からの該アパーチャを通った光に対して光学的に応答性であるレンズと;
h. 集束した光に対して光学的に応答性であるレンズ系。 - 前記アパーチャが約1 mmである、請求項4記載の装置。
- オペレータが眼の水晶体を見ることを可能にするための、放射に対して応答性であるアイピース手段をさらに含む、請求項4または5記載の装置。
- 前記光学フィルタが少なくとも1つの二色ビームスプリッタを含む、請求項4〜6のいずれか一項記載の装置。
- 前記検出器が少なくとも1つのシングルチップシリコン検出器を含む、請求項4〜7のいずれか一項記載の装置。
- 増幅器をさらに含む、請求項4〜8のいずれか一項記載の装置。
- 前記照射するための手段が、前記光源のパワーレベルを調整するように動作可能である、請求項4〜9のいずれか一項記載の装置。
- 照射されたときに決定可能な強度の蛍光成分およびレイリー成分を含む放射を生じさせかつ体積を持つ眼の水晶体を有する患者における分子変化を測定するための装置であって、以下を含む、装置:
a. 選択されたパワーレベル、および約465〜500nmから選択された波長を有する光を提供するための青色LEDであって、該パワーレベルが該提供される光に対して調整可能である、青色LEDと;
b. 該光源に配置された、約15マイクロメートルより大きく、かつ約1 cm未満のアパーチャと;
c. 該アパーチャを通った光を集束させるための、該調整手段に光学的に接続されたレンズと;
d. 集束した光を受け取るための、レンズに光学的に接続された第一の光ファイバと;
e. 該集束した光を水晶体の体積中の選択された約200マイクロメートルへ送達し、これによって該送達した光に応答した放射を生じさせるための、該第一の光ファイバに光学的に接続されたレンズ系と;
f. (i)集束した光がそこに送達される、該水晶体の選択体積を包囲する焦点を持ち、かつ(ii)該放射に対して応答性である、該放射を収集するためのコレクタと;
g. 収集された放射を受け取るための、コレクタに光学的に接続された第二の光ファイバと;
h. 該放射を蛍光成分およびレイリー成分に分離するための光学フィルタと;
i. (i)分離された蛍光成分およびレイリー成分の各々の強度を検出するように、および(ii)検出された強度の比を計算しこれによって水晶体内の分子変化の測定値をもたらすように動作可能なプロセッサと;
j. 軸に沿って自身を自己アライメントするよう患者をガイドするためのLED固視チューブ。 - 前記アパーチャが約1 mmである、請求項11記載の装置。
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