JP6029983B2 - 特定の分解能にて少なくとも１つの解剖学的構造の微細画像を提供するシステム、方法及びコンピュータがアクセス可能な媒体 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、米国特許出願６１／３１１，１７１及び６１／３１１，２７２（両方とも２０１０年３月５日出願）を基礎としており、かつ、これらの優先権を主張しており、これらの開示内容すべてを本開示に参照として組み込む。

本開示は、造影システム、装置及び方法の例示的実施形態に関し、より詳細には、特定の分解能にて少なくとも１つの解剖学的構造の微細画像を提供する方法、システム及びコンピュータがアクセス可能な媒体に関する。

心臓発作又は急性心筋梗塞（ＡＭＩ）を含む、冠動脈疾患（ＣＡＤ）及びその臨床症状は、米国で最も高い死亡原因であり、１年当たり５０万人近くの命を奪い、約４０００億米ドルの費用がかかっている。したがって、冠状動脈のアテローム性動脈硬化の障害、斑破壊及び冠状動脈血栓症の発生及び進行のようなＣＡＤの病態生理学、及び冠状動脈のデバイス及び薬理療法に対する動脈の反応に関連するトピックが、今日非常に重要になっている。これらの生物学的方法においては、微視的な規模で生じる分子上及び細胞上の事象を用いることができる。細胞レベルの分解能で人間の冠状動脈壁を生体内で直接情報を得ることが困難であったか不可能であったという事実によって、ＣＡＤの理解、診断及び処置の進歩が、ある程度阻害されてきた。

過去十年間以上にわたって、冠静脈内の光コヒーレンス断層撮影法（ＯＣＴ）が開発されてきた。これは、冠状動脈壁から反射光の横断面の画像を得る、カテーテルを基盤とした技術である。冠静脈内のＯＣＴは、１０μｍの空間分解能を持っている。これは、従来の冠動脈造影方法である、血管内超音波法（ＩＶＵＳ）より良いオーダーの大きさである。元となったＲ０１では、ＯＣＴの第二世代の形態のものが開発されており、これは、光周波数ドメインイメージング（ＯＦＤＩ）と名付けられ、非常に高い画像取得レートで動作し、これによって、冠血管の高分解能の三次元イメージングを行うことが可能になっている。また、ＯＦＤＩの高いフレームレートと組み合わさり、ＯＣＴ信号に対する血液干渉の障害のうちの少なくともいくつかを克服することができるフラッシング法が開発されている。直接の結果として、臨床状況において冠静脈内のＯＣＴ手順を行うことが望ましいことがある。実際に、特定の介入的な心臓へとＯＣＴを適用する例が出現し、これによって、この分野を指数関数的に成長させている。ＯＣＴは世界中で冠状動脈の介入を導くための重要な画像診断療法になることができると考えられている。

商用ＯＦＤＩ造影システムの流通によって、元となったＲ０１で開発された技術が臨床診療のために変換され容易に使用できるようにされたので、ＣＡＤの病原論に伴う巨大分子及び細胞をレビューすることが望ましいことがある。

例えば、ＯＣＴ手順における横断方向の分解能をカテーテルの焦点サイズによって決定することができる。分解能を改善するために、サンプルへ光を合焦させるレンズの開口数を増加させることができる。しかしながら、この従来手法は、内在的に不可欠な、横断面のＯＣＴ画像における横断方向の分解能と被写界深度を妥協して決めるということを怠っており、狭い深さ範囲だけが解像された画像しかもたらしていない。

代替アプローチとしては、向上した被写界深度に対する高い横断方向の分解能を得るために、ベッセルないし「非回折」ビームの固有な特性を用いるものがある。しかしながら、サンプルから反射された光のベッセルビーム照射及び検出は、コントラスト及び検出効率の著しい減少に悩まされる場合がある。したがって、上述の従来の構成及び方法に伴う課題のうちの少なくともいくつかを克服する必要がある場合がある。

本開示にて簡潔に上で示したように、本開示における特定の例示的実施形態は、例示的なＯＣＴシステムのコヒーレント伝達関数（ＣＴＦ）の解析及び操作に関連づけられていたり、及び／又はこれらを用いる。代わりに、本発明は、ＯＣＴシステムのコヒーレント伝達関数（ＣＴＦ）の解析及び操作に基づいてもよい。このＣＴＦは、変調伝達関数（ＭＴＦ）及び光学的伝達関数（ＯＴＦ）のコヒーレント範囲と考えることができる。したがって、例えば、非干渉計システムにおいては、特定の例示的実施形態に従ってＭＴＦ又はＯＴＦを操作し、用いることができる。一般に、光学系の品質はその伝達関数を回折限界の光学系のものと比較することにより評価することができる。図１は、例えば、ベッセルビーム照射及び検出によって作られた、回折限界の２．５μｍ径のスポット及び２．０ｍｍの延伸集束範囲を有する２．５μｍスポットに対応するコヒーレント伝達関数（ＣＴＦ）のグラフを示す。図１に示すように、ベッセルビーム照射及び検出の伝達関数１００は、小範囲及び中範囲の空間周波数を犠牲にする可能性が高く、コントラスト及び検出感度が小さくなる可能性があるが、回折限界のシステム１１０を超える空間周波数を有することができる。

このように、上述の従来の構成及び方法に伴う課題のうちの少なくともいくつかを克服する必要がある場合がある。

上述の課題に対処及び／又は克服するために、本開示の目的の１つは、特定の分解能にて少なくとも１つの解剖学的構造の微細画像を提供することができる、本開示に従ったシステム、方法及びコンピュータがアクセス可能な媒体の例示的実施形態を提供することである。本開示の別の目的は、従来のガウスビームの制限された焦点深度という制限、及び延伸された焦点深度イメージングのＯＣＴ手順及び／又はシステム並びに他の形態のためのベッセルビームシステムの空間周波数損失を克服することである。

本開示の別の例示的実施形態によれば、２つを超えるイメージングチャネルが異なるベッセル及び／又はガウスビームを照射／検出できる。さらなる例示的実施形態において、異なる伝達関数を照射及び／又は検出できる。このような付加的な例示的ビームで得られた画像の例示的な組合せは、回折限界の場合に提供されるμＯＣＴ ＣＴＦを促進することができ、また、被写界深度の延伸をさらに促進することができる。

したがって、サンプルの少なくとも１つの部分に関連づけられたデータを生成することができるシステム及び方法の例示的実施形態を提供することができる。例えば、少なくとも１つの光学構成（ｏｐｔｉｃａｌ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）を介して少なくとも１つの第１の放射線を当該部分に送ることができる。当該部分からは、第１の放射線に基づく少なくとも１つの第２の放射線を受けることができる。光学構成と、第１の放射線及び／又は第２の放射線との間の相互作用に基づいて、光学構成が第１の伝達関数を有することができる。また、このような光学構成を介して（又は別の光学構成を介して）当該部分に少なくとも１つの第３の放射線を送り、第３の放射線に基づく少なくとも１つの第４の放射線を当該部分から受けることができる。光学構成（又は別の光学構成）と、第３の放射線及び／又は第４の放射線との間の相互作用に基づいて、光学構成（又は別の光学構成）が第２の伝達関数を有することができる。第１の伝達関数は、第２の伝達関数とは少なくとも部分的に異なることができる。第２及び第４の放射線に基づいてデータを生成することができる。

本開示の別の例示的実施形態によれば、第１及び第３の放射線が光学的開口がある光学構成に当たる時に、発生する放射線がそれぞれ、（ｉ）焦点深度、又は（ｉｉ）照射に対する最大開口のレイリー範囲程度より大きい集束範囲、の少なくとも１つに少なくとも部分的に合焦する。焦点のスポット径が１０μｍ未満とすることができ、焦点深度又は集束範囲が約１ｍｍより大きくすることができる。代わりに、スポット径が１０μｍ未満とすることができ、焦点深度又は集束範囲が約０．５ｍｍより大きくすることができる。また、焦点のスポット径が１０μｍ未満とすることができ、焦点深度又は集束範囲が約２ｍｍより大きくすることができる。また、第１の放射線、第２の放射線、第３の放射線又は第４の放射線のうちの１つが、第１の放射線、第２の放射線、第３の放射線又は第４の放射線の別の１つから、光学構成の中央に対して、少なくとも部分的に径方向にオフセットすることができる。

本開示のさらなる別の例示的実施形態では、基準構成から少なくとも１つの第５の放射線を受け、第２の放射線及び／又は第４の放射線を少なくとも１つの第５の放射線と結合して別の放射線を発生させ、その別の放射線の別の関数としてデータを生成することができる。第１の放射線及び／又は第３の放射線を、広帯域源構成及び／又は波長で掃引された源構成によって生成することができる。この広帯域源構成及び／又は波長で掃引された源構成は、総スペクトル範囲が約５０ｎｍより大きくすることができる放射線を発生させることができる。

まだ本開示の別の例示的実施形態によれば、光学構成は、アキシコン構成、マスキング構成、回折光学素子、環帯、回折素子、レンズ、アポダイズレンズ及び／又は回折素子を含むことができる。また、光学構成は少なくとも２つの光学構成を含むことができ、第１の伝達関数を光学構成のうちの１つに関連づけることができ、第２の伝達関数を光学構成の別の１つに関連づけることができる。同じ光学構成の異なる照射を促進するように、第１の伝達関数及び第２の伝達関数を光学構成と同じ光学構成に関連づけることができる。光学構成を輪状ビームによって照射されるように構成することができる。

本開示のさらなる別の例示的実施形態において、光学構成は、互いとは異なる直径又は厚さの少なくとも１つを含む多数の輪がある輪状ビームによって照射されるように構成することができる。光学要素の第１の伝達関数及び／又は第２の伝達関数を空間変調する構成を用いて変更することができる。この空間変調する構成は、マスキング構成、デジタル光プロセッサ、アポダイザー及び／又は可変鏡構成を含むことができる。光学構成は少なくとも１つのアキシコンレンズ構成を含むことができる。（ｉ）第１の伝達関数及び／又は第２の伝達関数に関連づけられた情報を用いるか、又は（ｉｉ）第１の伝達関数及び／又は第２の伝達関数に関連づけられている情報をフィルタリング又はスケーリングすることにより、データを生成することができる。

さらなる別の例示的実施形態に従って、干渉計測構成が、複数の検出器を含むことができ、その各検出器が第１の伝達関数及び第２の伝達関数を検出するように構成することができる。干渉計測構成は共通路干渉計を含むことができ、共通路干渉計はマスキング構成又はアポダイゼージョンを行う構成を含むことができる。（ｉ）第１の放射線又は第３の放射線、又は（ｉｉ）第２の放射線又は第４の放射線の照射を切り替えるように構成するスイッチング構成を提供することができる。時間、波長又はコヒーレンス長に関して、（ｉ）第１の放射線及び第３の放射線、又は（ｉｉ）第２の放射線及び第４の放射線の照射を構成するように構成するか規定する多重化構成も提供することができる。第１の伝達関数及び／又は第２の伝達関数を用いることによってデータを生成するように少なくとも１つの別の処理構成を提供することができる。

下記の本開示の例示的実施形態の詳細な説明を、添付した請求の範囲とともに読むことで、本開示の例示的実施形態の上記及び他の目的、特徴及び利点が明らかになる。本開示の実施形態を図示する添付図面と組み合わせて下記の詳細な説明から、本発明のさらなる目的、特徴及び利点が明白になる。各図の説明を以下に記す。

従来のベッセルビーム照射及び検出によって作られた空間周波数の関数としてのコヒーレント伝達関数（ＣＴＦ）の例示的なグラフである。 本開示に従う手順及び／又は技術の例示的実施形態によって作られた空間周波数の関数としてのコヒーレント伝達関数（ＣＴＦ）の例示的なグラフである。 第１の例示的なＯＣＴである、本開示の例示的実施形態に従う例示的な手順／技術を用いて得られた死体の冠状動脈斑の第１の例示的なＯＣＴ画像であり、例示的なガウス−ガウス画像が低い空間周波数情報を含む。 本開示の例示的実施形態に従う例示的な手順／技術を使用した死体の冠状動脈斑の第２の例示的なＯＣＴ画像であり、例示的なベッセル−ベッセル画像は高分解能を提供するが、低い空間周波数及び中程度の空間周波数を失う。 本開示の例示的実施形態に従う例示的な手順／技術を使用した死体の冠状動脈斑の第３の例示的なＯＣＴ画像であり、これは結合したμＯＣＴ画像（例、ガウス−ガウス＋ガウス−ベッセル＋ベッセル−ベッセル）を提供するものであって、画像が同じ輝度／コントラスト値で正規化され表示される。 本開示の例示的実施形態に従うＯＣＴカテーテルシステムの遠位の光学要素の側方断面図である。 図４に示した例示的実施形態のシステムの遠位の光学構成を用いて生成された照射プロファイルの例示的なグラフである。 図４に示した生成された、例示的実施形態のシステムの遠位の光学構成を用いて生成された、シミュレーションされたｘ−ｚ ＰＳＦの例示的なグラフである。 本開示のさらなる例示的実施形態に従う一又は複数のμＯＣＴ画像を生成するシステムの概要図である。 アキシコンペア、遠位の光学構成のリングビーム及びガウスビームのルーティングを含む、本開示のさらなる別の例示的実施形態に従うＯＣＴカテーテルシステムの遠位の光学要素の側方断面図である。 単一のファイバー及び単一のアキシコンレンズを用いる例示的な光路長インコーディングプローブ構成を含む、本開示のさらなる別の例示的実施形態に従うＯＣＴカテーテルシステムの側方断面図である。 単一のファイバー及び単一のアキシコンレンズを用いる、さらなる例示的な光路長インコーディングプローブ構成を含む、本開示のさらなる別の例示的実施形態のＯＣＴカテーテルシステムの側方断面図である。 単一のファイバー多焦点レンズプローブ構成を含む、本開示のさらなる例示的実施形態に従うＯＣＴカテーテルシステムの遠位の光学要素の概略図である。 ミラートンネルを用いる本開示のさらなる別の例示的実施形態に従うＯＣＴカテーテルシステムの側方断面図である。 反射性収色性の位相マスク及びボールレンズを用いる本開示のさらなる別の例示的実施形態に従うＯＣＴカテーテルシステムの一部の側方断面図である。 図１２の例示的実施形態に基づくガラス−金属界面における反射の際の色彩光の位相シフトスペクトルのグラフである。 従来の合焦を行うレンズのホイヘンス回折パターンの図である。 図１３に示したシステムの例示的実施形態において示された、反射性収色性の位相マスクを備えたレンズ及びボールレンズのホイヘンス回折パターンの例示的な図である。 本開示の例示的実施形態に従う屈折性収色性の位相ダブレットマスクを用いる合焦構成の例示的実施形態の概要図である。 図１５Ａにて示した例示的なマスクの横断方向の位相プロファイルの例示的なグラフである。 本開示のさらなる別の例示的実施形態に従う、波頭ビームスプリッタ及び共通路干渉計を含むＯＣＴシステムの概要図である。 単色光源（例、λ＝８２５ｎｍ）及び無球面収差の対物レンズを用いる、図１６に示される例示的なＯＣＴシステムによって生成された、例示的なシミュレーションをされたＰＳＦ図である。 単色光源（例、λ＝８２５ｎｍ）、及び球面収差及び波長依存性焦点移動を有する対物レンズを用いる、図１６に示された例示的なＯＣＴシステムによって生成された、例示的なシミュレーションをされたＰＳＦ図である。 広帯域源（例、約６００ｎｍ〜１０５０ｎｍ）、及び球面収差を有し波長依存性焦点移動性の対物レンズを用いる、図１６に示された例示的なＯＣＴシステムによって生成された、例示的なシミュレーションをされたＰＳＦ図である。 広帯域源（例、６００ｎｍ〜１０５０ｎｍ）球面収差を有し波長依存性焦点移動性の対物レンズ、及び波頭ビームスプリッタを用いる、図１６に示された例示的なＯＣＴシステムによって生成された、例示的なシミュレーションをされたＰＳＦ図である。 複数の白血球（矢）を示す冠状動脈斑の例示的μＯＣＴ画像である。 ２つの異なる細胞の種類の複数の白血球（矢）を示す冠状動脈斑の例示的μＯＣＴ画像であり、その１つの種類は、リンパ球（Ｌ）と調和した細胞質が不十分ぎみな比較的小さな細胞であり、もう１つの種類は、単球（Ｍ）を示唆する、高度に分散した細胞質を備えた比較的大きな細胞である。 単球の特徴であるぎざぎざの豆形の核（Ｍ）を有する細胞を示す冠状動脈斑の例示的μＯＣＴ画像である。 多重葉状の核を有する白血球を示す冠状動脈斑の例示的μＯＣＴ画像であり、これは、内皮表面に付いた好中球（Ｎ）を示唆することがある。 偽足によって内皮表面に拘束された複数の白血球を示す冠状動脈斑の例示的μＯＣＴ画像である。 単球（Ｍ）のモイフォロジーによって細胞を示す冠状動脈斑の断面の例示的μＯＣＴ画像であり、挿入箇所は内皮を通る移動を示す。 内皮表面上で分配された複数の白血球の例示的μＯＣＴ画像である。 自身もまた小さな血小板に付着する、好中球（Ｎ）の白血球特徴部分に隣接している血小板（Ｐ）の例示的μＯＣＴ画像である。 冠状動脈壁の間隙を架橋する線形の鎖として視覚的に見えるフィブリン（Ｆ）の例示的μＯＣＴ画像である。 図１９Ｂにて示したサイトに隣接したサイトにおけるフィブリンに付着する、白血球（Ｌ）のクラスターの例示的μＯＣＴ画像である。 複数のトラップされた白血球を有する線維素性血栓（Ｔ）の例示的μＯＣＴ画像である。 白血球及びフィブリン鎖を示すより進行した血栓（Ｔ）の例示的μＯＣＴ画像である。 培養された内皮細胞の横断面の例示的μＯＣＴ画像である。 培養された内皮細胞の正面像の例示的μＯＣＴ画像である。 野生ブタの冠状動脈断面の例示的μＯＣＴ画像である。 内皮の「舗装」を示すブタの冠状動脈の例示的な三次元レンダリングである。 繊維キャップのμＯＣＴ画像内の明るい密度として現れる微細石灰化の例示的μＯＣＴ画像である。 対応する組織学上の暗い密度の箇所として現れる微細石灰化の例示的μＯＣＴ画像である。 破裂した内膜／内皮を示す大規模なカルシウム小結節の例示的μＯＣＴ画像である。 非保護のカルシウム（白い矢）を対向した脱離した内膜に隣接させている、フィブリン（Ｆ）が全般に存在する、微視的な組織鎖を示す長方形で囲まれた領域の拡大図である。 フィブリン（Ｆ、黒い矢）及び露出された石灰性の表面（灰色の矢）の対応する組織図である。 上面及び底面からの反射という特徴を有する、厚いコレステロール結晶（ＣＣ）を示す大規模な壊死性コア（ＮＣ）のフィブロアテローマ（ｆｉｂｒｏａｔｈｅｒｏｍａ）の例示的μＯＣＴ画像である。 挿入箇所により詳細に示される、別の壊死性コア斑（ＮＣ）のキャップを貫通する薄い結晶（ＣＣ、灰色の矢）の例示的μＯＣＴ画像である。 小さく後方散乱しているスピンドル形の細胞（挿入箇所）として現われる様々な平滑筋細胞の例示的μＯＣＴ画像である。 細胞体とコラーゲンマトリックスをそれぞれ表わす（微細構造の挿入箇所）、スピンドル形であり高度に後方散乱された内部（薄い灰色の矢）及び低い後方散乱の「光背」（白い矢）を有する、コラーゲンを作る平滑筋細胞の例示的μＯＣＴ画像である。 ポリマー／薬品がある場合とない場合のＴａｘｕｓ Ｌｉｂｅｒｔｅによるストラットの例示的μＯＣＴ画像であり、すなわち、ポリマー被覆を施したストラットに対しては、ポリマー反射（ＰＲ）、ストラット反射（ＳＲ）及び繰り返し反射（ＭＲ１、ＭＲ２）が見られる。 新内膜によってカバーされた、ポリマーがないストラットを示す、注入されたＢＭＳを含む死体の冠状動脈の試験片の例示的μＯＣＴ画像である。 ストラット反射（Ｐ、挿入箇所）に重なるポリマーを示す、別の死体からの注入されたＤＥＳストラットを含む死体の冠状動脈の試験片の例示的μＯＣＴ画像である。 組織（薄い灰色の矢）がステントストラットからポリマーを分離し、ポリマーが破損したこと（白い矢）を示す例示的μＯＣＴ画像である。 ポリマー破損のサイトに重なる、上皮の白血球クラスター（赤い矢）及び隣接して付着する白血球を示す例示的μＯＣＴ画像である。 別の患者からのストラット（破線領域）の端にある炎症を示す例示的μＯＣＴ画像である。 内皮（挿入箇所）がまったく重なっていない非被覆のストラットを示す例示的μＯＣＴ画像である。 本開示の一例示的実施形態に従うプロセスの流れ図である。 本開示の別の例示的実施形態に従うプロセスの流れ図である。

図面の全体にわたって、特に記載がない限り、図示した実施形態における類似の特徴、要素、構成要素又は部分を表すために同じ参照数字及び文字を用いている。また、以下において、図面を参照して本開示について詳細に説明するが、これは図示した実施形態に関連して行うものである。添付した請求の範囲によって定義されるような本開示の真実の範囲及び精神から外れずに、記載された例示的実施形態に対して変更や改造を行うことができるように意図している。

本開示の一例示的実施形態によれば、複数のイメージングチャネルを用いることができ、例えば、ベッセルビーム照射又は検出を提供するものを少なくとも１つと、ガウスビーム照射又は検出を提供する別のものを少なくとも１つ用いることができる。この例示的な構成は、各組合せが異なるＯＣＴ画像に対応することができる、３つ以上の固有で分離可能な照射検出の組合せ（例、ベッセル−ベッセル、ベッセル−ガウス、ガウス−ガウス等）を用いることを促進することができる。図２の例示的なグラフで示されるように、２．５μｍ直径スポット用コヒーレント伝達関数（ＣＴＦ）が提供される。

例えば、図２は、予備データ２１０において用いられる回折限界２００、延伸集束範囲０．１５ｍｍと、以下において集束範囲が２．０ｍｍであるμＯＣＴと呼ぶ、本開示に従う手順又は技術の例示的実施形態の例示的結果との視覚的な比較を示す。本開示の一例示的実施形態によれば、ｈｅ μＯＣＴ ＣＴＦは、例えば、ガウス−ガウス画像２２０、ベッセル−ガウス画像２３０及びベッセル−ベッセル画像２４０を組み合わせることによって、生成することができる。

本開示の別の例示的実施形態では、例えば、０．５ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ等（他のものも同様に）よりも大きくあってもよい、軸方向の合焦範囲にわたって、例示的μＯＣＴ ＣＴＦ手順／技術を使用したり及び／又は提供することができる。本開示のさらなる例示的実施形態によれば、横断方向のＦＷＨＭスポット径が、５μｍ、２μｍ、１μｍ等（他のものも同様に）よりも小さくありうる。本開示のさらなる別の例示的実施形態では、平面波又はガウスビームによる照射と比較して、例えば約２、５、１０、２０、５０、１００等（そして可能性としてはもっと）の倍率で焦点深度を大きくすることができる。本開示のさらなる別の例示的実施形態では、異なる伝達関数と画像を組み合わせることにより、画像における高、低、中間の空間周波数の内容を、少なくとも部分的に回復することができる。

図３Ａ−３Ｃは、本開示の例示的実施形態に従う例示的な手順／技術を用いて得られた死体の冠状動脈斑の例示的なＯＣＴ画像を示す。例えば、図３Ａでは、例示的なガウス−ガウス画像は低い空間周波数の情報を含む。図３Ｂでは、例示的なベッセル−ベッセル画像は、高分解能を提供するが、低及び中程度の空間周波数を失っている。また、図３Ｃでは、結合したμＯＣＴ画像（例、ガウス−ガウス＋ガウス−ベッセル＋ベッセル−ベッセル）が提供され、画像は正規化され、同じ輝度／コントラスト値で表示されている。

図４は、本開示に従うＯＣＴカテーテルシステムの遠位の光学要素の別の例示的実施形態を示す。例えば、図４の例示的なシステムは、この例示的実施形態に従う遠位の光学設計の、アキシコン構成（アレンジメント（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ））（例、ペア）、及び環状（図４において暗い影付きで示す）及びガウスビーム（図４において暗い影付きで示す）のルーティングを示す。図４に示す例示的なシステムは、特に、回折限界のＣＴＦ、及び、例えば、回折限界の焦点深度より１０倍長いことがある、軸方向の合焦範囲（例、焦点深度）を発生させることができる。導波路５００の出力を、例示的なカテーテルシステムの中央に位置するコリメーター５１０によって平行化できる。平行にされた電磁放射線（例、光）は、複数のアキシコン５２０及び５３０を用いて、環状ビームに変換することができる。別の例示的実施形態によれば、アキシコンはグラディエントインデックス（勾配率分布）を用いて、発生させたり作ることができる。

図４に示すように、別の導波路５４０を、環帯の中央を通るようにルーティングすることができる。導波路の出力を、環帯の中央に位置するコリメーター５５０によって平行化できる。図５Ａにおいて、平行にされた環状及びガウスビームのシミュレーションされた横断方向の強度プロファイルを示した。一又は複数のＧＲＩＮレンズ５６０のようなレンズを用いて、平行にされた環状ガウスビームをサンプルで合焦させることができる。複数のビームを合焦させることに加えて、意図的に色収差を生成し、かつ、透光性の外側シース５７０によって誘因された収差を補うように、ＧＲＩＮレンズ５６０を構成することができる。この色収差を生成によって軸方向の焦点をさらに延ばすことができる（図５Ｂに示すように）。デフレクター５８０によって動脈壁に電磁放射線（例、光）を導くことができる。

図６は、本開示の例示的実施形態に従ってμＯＣＴ画像を生成する造影システムの概要図を示す。図６の例示的実施形態で示したように、電磁放射線（例、光放射線）を提供する源６００の出力を、線形の偏波子６０２によって線形偏波させ、ビームスプリッタ６０４によって複数のビームに分割することができる。ビームの少なくとも１つをスイッチ６０６の入力ポートへと方向転換させることができる。

スイッチ６０６の出力の少なくとも１つをビームスプリッタ６１０を介して送信することができ、第１の光／電磁放射線ガイド６１２へつなぐことができる。スイッチ６０６の出力の他のものを、減衰器６１４によって減衰させることができ、第２の光／電磁放射線ガイド６１６によって第３のビームスプリッタ６１８へとガイドすることができ、また、減衰器６２２、第３の光／電磁放射線、６２４及び分散補償構成（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）６２６を介して基準リフレクタ６２０へと方向転換させることができる。光導波路６１２の出力を、カテーテル６２８のベッセル照射及びベッセル検出チャネルに接続することができる。

図６に示すように、ビームスプリッタ６０４の出力のさらに別の１つを、第２の３ポートスイッチ６３０の入力ポートへと方向転換させることができる。スイッチ６３０の出力の１つを、ビームスプリッタ６３２を介して送信することができ、第４の光／電磁放射線ガイド６３４へとつなぐことができる。スイッチ６３０の出力の別の１つを、減衰器６３５によって減衰させ、第５の光導波路６３６によって第４のビームスプリッタ６３８へとガイドされ、減衰器６４２、第５の光導波路６４４及び第２の分散補償構成（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）６４６を介して基準リフレクタ６４０へと方向転換させることができる。光導波路６３４の出力を、カテーテル６２８のガウス照射及びガウス検出チャネルに接続することができる。

例えば、スイッチ６０６の状態が１で、第４のビームスプリッタ６３８の状態が２である場合、サンプルがベッセル照射チャネル（図６の表１を参照）によって照射されるように、光／電磁放射線ガイド６１２だけを照射することができる。カテーテル６２８のベッセル及びガウス検出チャネルの両方、いくらか又はすべてによって、サンプルからの後方散乱光を採取することができる（図６の表１を参照）。ベッセル検出チャネルによって採取された電磁放射線／光の部分を、第１の電磁放射線／光導波路６１２によってビームスプリッタ６１０へと導くことができ、ここにおいて、このような放射線／光を、基準リフレクタ６２０からの光と結合したり干渉することができる。

また、図６に示すように、干渉信号の少なくとも一部を、ビームスプリッタ６１０によってピンホール６４８へと導くことができる。ピンホール６４８の出力を、偏波ビームスプリッタ６５０によって平行にしたり分割することができる。偏波ビームスプリッタ６５０の出力のうちの１つを、半波長板６５２を介して送り、分光計６５４によって検出することができる。偏波ビームスプリッタ６５０の出力の別のものを、第２の分光計６５６によって検出することができる。ガウス検出チャネルによって採取された電磁放射線／光の一部を、光導波路６３４によってビームスプリッタ６３２へと導くことができ、ここで、基準リフレクタ６４０からの光と結合したり干渉する。干渉信号の少なくとも一部を、ピンホール６５８へのビームスプリッタ６３４によって導くことができる。ピンホール６５８の出力を偏波ビームスプリッタ６６０によって平行にし分割することができる。偏波ビームスプリッタ６６０の出力の少なくとも１つを、半波長板６６２を介して送り、第３の分光計６６４によって検出することができる。偏波ビームスプリッタ６６０の出力の別のものを、第４の分光計６６６によって検出することができる。

例えば、スイッチ６０６の状態が２でスイッチ６３８の状態が１である場合、第４の電磁放射線／光導波路６３４だけが照射されることができ、その結果、サンプルがガウス照射チャネルによって照射される（図６の表１に示した）。カテーテル６３０（図６の表１に示される）のベッセル及びガウス検出チャネルの両方によって、サンプルからの後部散乱された電磁放射線／光を採取することができる。ベッセル検出チャネルによって採取された電磁放射線／光の少なくとも一部が、電磁放射線／光導波路６１２によってビームスプリッタ６１０へと導かれ、ここで、基準リフレクタ６２０からの光と結合したり干渉することができる。干渉信号の少なくとも一部をビームスプリッタ６１０によってピンホール６４８へと導くことができる。ピンホール６４８の出力を偏波ビームスプリッタ６５０によって平行にし分割することができる。偏波ビームスプリッタ６５０の出力の少なくとも１つを、半波長板６５２を介して送り、分光計６５４によって検出することができる。偏波ビームスプリッタ６５０の出力の別のものを、第２の分光計６５６によって検出することができる。

ガウス検出チャネルによって採取された光の部分を、電磁放射線／光導波路６３４によってビームスプリッタ６３２へと導き、ここで、基準リフレクタ６４０からの光／放射線と結合し、干渉する。干渉信号の少なくとも一部を、第４の電磁放射線／光導波路６３４によってピンホール６５８へと導くことができる。ピンホール６５８の出力を偏波ビームスプリッタ６６０によって平行にし分割する。偏波ビームスプリッタ６６０の２つの出力の少なくとも１つを、半波長板６６２を介して送り、第３の分光計６６４によって検出することができる。偏波ビームスプリッタ６６０の出力の別のものを、第４の分光計６６６によって検出することができる。

このような偏波ビームスプリッタ６５０、半波長板６５２及び分光計６５４、６５６の組合せ、及び／又は偏波ビームスプリッタ６６０、半波長板６６２、分光計６６４、６６６の組合せによって実装された図６に示した例示的な偏波ダイバーシティ検出スキーム／構成は、組織又は光ファイバーの複屈折に伴う人工物を減少及び／又は排除することができる。図６に示した本開示に従うμＯＣＴカテーテルシステムの例示的実施形態は、例えば、カテーテルから導波路６１２及び６３２に光／放射線を独立して送出及び／又は受けることができる、複数の導波路を含むことができる。検出された信号は、画像取得ボード６７０を介してコンピュータ６６８によってデジタル化し転送することができる。データを、モニター６７２に又はモニター６７２を介してデジタル表示し、及び／又は記憶装置６７４に保存することができる。

本開示に従うと、一例示的実施形態においては時間ドメインＯＣＴ（ＴＤ−ＯＣＴ）システムを用いて、別の例示的実施形態においてはスペクトルドメイン（ＳＤ−ＯＣＴ）のシステムを用いて、さらなる別の例示的実施形態においては光周波数ドメイン干渉法（ＯＦＤＩ）システムを用いて、μＯＣＴ検出技術を実装することができる。本開示に従う造影システムの例示的実施形態を用いて、異なる伝達関数の照射及び検出の構成からの複素画像及び／又は実画像を得ることができる。一例示的実施形態では、このような例示的な画像をフィルタリングし、再結合して、品質向上した新しい画像及び回折限界のＣＴＦをより正確に近似するＣＴＦを生成することができる。異なる伝達関数を有する例示的な画像を非干渉的及び／又は干渉的にフィルタリング又は再結合して、回折限界のＣＴＦ手順／技術をより正確に近似するＣＴＦ手順／技術によって新しい画像を生成することができる。

図７は、回折限界のＣＴＦ、及び例えば、回折限界の焦点深度より約１０倍長いことがある軸方向の合焦範囲（例、焦点深度）を発生させる、本開示に従うＯＣＴカテーテルの遠位の光学構成の別の例示的実施形態を示す。

例えば、導波路７００の出力をコリメーター７１０によって平行化できる。実際に、導波路７００を環状ビームを介してルーティングすることができ、平行にされたガウスビームを環帯の中央を通るようにルーティングすることができる。複数のアキシコン、例えば、ＧＲＩＮアキシコン７２０及び７３０、を介して平行にされた光を環状ビームに変換することができる。個別の導波路７４０を環帯の中央を通ってルーティングすることができる。導波路７４０の出力を環帯の中央に位置するコリメーター７５０によって平行化できる。平行にされた環状ガウスビームを、例えば、一又は複数のＧＲＩＮレンズとすることができる、一又は複数のレンズ７６０を用いて、サンプルに合焦させることができる。ビームを合焦させることに加えて、色収差を意図的に発生させるようにＧＲＩＮレンズ７６０を構成及び／又は構築することができ、これによって、軸方向の焦点をさらに延ばし、透光性の外側シースが誘因した収差を補うことができる。光／放射線をデフレクター７７０によって動脈壁に導くことができる。

図８は、本開示に従うＯＣＴカテーテルの遠位の光学構成の別の例示的実施形態を示す。このような例示的な構成は回折限界のＣＴＦ、及び、例えば、回折限界の焦点深度より１０倍を超えて長い焦点深度を発生させるために用いることができる。導波路８００の出力をコリメーター８１０によって平行化できる。コリメーター８１０によって作られた瞳の開口は、複数のビーム、すなわち、中央の円形ビーム、及び環状ビーム、に分割することができる。実質的に中央領域と類似又は同一な開口を有する、対物レンズ、色消しレンズ、アプラナートレンズ又はＧＲＩＮレンズのような、一又は複数のレンズ８２０が、組織又はサンプルへと低ＮＡガウスビームを合焦させることができる。

環状ビームをスペーサー８３０を介して送信し、実質的に環状ビームと類似又は同一の開口を有する環状のアキシコンレンズ８４０によってサンプルに合焦させることができる。ビームをデフレクター８５０によってサンプルに導くことができる。例えば、中央照射／中央検出、中央照射／環状検出、環状照射／環状検出、環状照射／中央検出である、４つのチャネル、から４つの画像を生成することができる。例えば、４つの、生成された画像のそれぞれを経路長符号化できるように、レンズ８２０の光路長をスペーサー８３０の光路長とは異なるように構成することができる。この例示的実施形態では、異なる画像を検出することができ、本開示に記載した例示的な方法及び／又は手順に従って、それらのＣＴＦを組み合わせることができる。

図９は、本開示に従うＯＣＴカテーテルシステムの遠位の光学構成の別の例示的実施形態を示し、これは、回折限界のＣＴＦ、及び回折限界の焦点深度より長い焦点深度を生成するために用いることができる。例えば、図９に示すように、導波路９００の出力をコリメーター９１０によって平行化できる。コリメーター９１０によって作られた瞳の開口を、対物レンズの開口の中央に位置する円形のガラス窓９２０によって複数の領域に分割することができる。例えば、（ｉ）円形のガラス窓９２０を介して送られる中央の円形領域）及び（ｉｉ）環状の領域である。中央の円形ビームを低ＮＡガウスビームとして組織及び／又はサンプルに合焦させることができ、環状ビームをレンズ９３０によって組織内のベッセルビーム焦点へと合焦させることができる。ガラス窓を空気よりも高屈折率とすることができ、異なるチャネルを経る光／放射線の場を経路長分離及び／又は符号化できるように、ガラス窓の厚さを選ぶことができる。各Ａラインでは、（例えば、４つの）チャネルから到来する信号は、３つ以上のセグメントがあることができる。すなわち、中央照射／中央検出、中央照射／環状検出、環状照射／環状検出、環状照射／中央検出である。

図１０は、回折限界のＣＴＦ、及び回折限界の焦点深度より長くなりうる焦点深度を発生させる、ＯＣＴカテーテルシステムの遠位の光学構成の例示的実施形態を示す。導波路１０００の出力をコリメーター１０１０によって平行化できる。コリメーター１０１０によって作られた瞳の開口を、いくつかの同心状の領域１０２０、１０３０、１０４０に分割することができる。各領域におけるビームを異なる軸方向の合焦位置に合焦させることができるように、ＧＲＩＮレンズのような多焦点レンズを用いることができる。このような散乱したビームが互いに干渉しないように、各領域からの散乱光／放射線を光路長符号化することができる。この例示的実施形態では、本開示に記載された例示的な方法及び手順に従って、異なる画像を検出することができ、それらのＣＴＦを結合することができる。

図１１は、回折限界のＣＴＦ、及び回折限界の焦点深度より長い軸方向の合焦範囲（例、焦点深度）を発生させる、ＯＣＴカテーテルシステムの遠位の光学構成のさらなる別の例示的実施形態を示す。例えば、点物体１１００の出力を、ミラートンネルデバイス１１１０によって、例えば、０次のビーム１１２０、１次のビーム１１３０、２次のビーム１１４０等の複数の次数の光／放射線ビームに変換することができる。放射線の次数の大部分又はすべてがサンプル内の同じ合焦位置で合焦するように合焦装置１１５０が用いられると、各次数の放射線が合焦装置の照射／検出ＣＴＦの空間周波数の固有なバンドを含むことができる。さらなる別の例示的実施形態において、これらの次数は、それらによって生成された画像を検出できるように経路長符号化することができ、それらのＣＴＦが本開示に記載された例示的なＣＴＦ組合せ方法及び／又は手順に従って異なる次数に対応する異なる画像を用いて組み合わせられる。

図１２は、回折限界のＣＴＦ、及び回折限界の焦点深度より長い焦点深度を発生させる本開示に従うＯＣＴカテーテルシステムの遠位の光学構成の別の例示的実施形態を示す。図１２に示すように、導波路１２００の出力をハーフボールレンズ１２１０によって合焦させることができる。ハーフボールレンズ１２１０の平面の表面には、二成分の位相パターン１２２０を有することができる。さらなる別の例示的実施形態において、小さな位相シフトを作るようにパターンの深さを構成することができる。例えば、１９８ｎｍ（８５０ｎｍのπ位相シフト）のパターン深さである。別の例示的実施形態では、上面をＡｕ等によって反射被覆で覆うことができ、底面を同じ被覆及び／又はＡｌ等によって別の被覆で覆うことができ、最終位相シフトが、ガラスマスク（例、金属被覆ではない）の光位相長差及び総位相シフト（例、マスク＋被覆）を示す図１３のグラフで示された曲線１３００によって与えられる。

図１３のグラフの曲線１３１０及び曲線１３２０は、４５度の入射角でのそれぞれＢＫ７−Ａｌ及びＢＫ７−Ａｕでの反射の際に、ｐ偏波光の波長依存相転移を有することができる。曲線１３３０は、ＢＫ７−空気の界面における４５度反射の際の、例えば、１９８ｎｍの高さの差に起因する光の波長依存性位相シフトであることができる。二成分の位相マスクは、回折限界の軸方向の焦点（図１４ａに図示）と比較して延びた軸方向の焦点（図１４ｂに図示）を作るように最適化することができる。異なる位相シフトを示す表面から伝わる光／放射線が異なる伝達関数を発生させることができ、これを、本開示に記載された例示的な方法及び／又は手順に従って異なるＣＴＦを用いて新しい画像を作るように検出し組み合わせることができる。

図１５Ａは、回折限界のＣＴＦ、及び回折限界の焦点深度より長い焦点深度を発生させるＯＣＴカテーテルシステムの遠位の光学構成の別の例示的実施形態の側方断面図である。例えば、図１５Ａのシステムは、例えば、約２、５、１０、２０、１０、１００等の倍率の結果を発生させる。導波路１５００の出力を一又は複数のレンズ１５１０によって平行化できる。この平行ビームを、同一又は類似の位相パターンを有する正位相プレート及び負位相プレートを含むことができる、位相ダブレット１５２０によって空間変調することができる。正位相プレート及び負位相プレートのアッベ数を一致させることによって、波長依存性位相エラーをなくすか又は減少させることができる。図１５Ｂは、図１５Ａに示した例示的なマスク（例、ＢＫ７−ＳＮＰＨ２位相ダブレットマスク）の横断方向の位相プロファイルの例示的なグラフを示す。例えば、Ｏｈａｒａ社のＳ−ＮＰＨ２（Ｖｄ＝１８．８９６９１２、Ｎｄ＝１．９２２８６０）及びＳｃｈｏｔｔ社のＢＫ７（Ｖｄ＝６４．１６７３３６、Ｎｄ＝１．５１６８）を深さ７．２５５４μｍ及び１３．４６６８μｍでそれぞれ選ぶことにより、位相プロファイルが図１５Ｂで示されるものとなる。空間変調されたビームを対物レンズ１５３０によって延伸した軸方向の焦点へ合焦させることができる。

図１６は、好ましくは、約２、５、１０、２０、１０、１００等の倍率の分回折限界の焦点深度より長い、本開示に従う回折限界のＣＴＦ及び焦点深度を発生させるＯＣＴカテーテルシステムの遠位の光学構成のさらなる別の例示的実施形態を示す。光源１６００の出力をビームスプリッタ１６１０によって分割することができる。ビームスプリッタの出力の少なくとも１つのビームの開口（アパーチャ）を、ロッドミラー１６２０によって複数の領域に分割又は分離することができる。例えば、ロッドミラー１６２０は、ビームの中央部を対物レンズ１６４０によって基準リフレクタ１６３０へと方向転換させることができる。環状ビームを一又は複数のレンズ１６４０と実質的に類似又は同一とすることができる、第２の対物レンズ１６６０によってサンプルのベッセル焦点へと合焦させることができる。これは、延伸した軸方向の焦点及び横断方向における超分解能という特徴を有する（図１８Ｄの例示的μＯＣＴ画像に示すように）。サンプルから後部散乱した光を、ピンホール１６６０にてロッドミラーを介して基準リフレクタから反射された光と結合させる。ピンホール１６６０の出力を分光計１６７０によって検出される。対物レンズ１６５０は意図的に色収差と球面収差を発生させるように構成され、これによって、軸方向の焦点をさらに延伸する（図１８Ｃ及び１８Ｄの例示的なμＯＣＴ画像に示すように）。図１８Ａは、複数の白血球（矢）を示す冠状動脈斑の例示的なμＯＣＴ画像を示す。また、図１８Ｂは、２つの異なる細胞の種類の複数の白血球（矢）を示す冠状動脈斑の例示的μＯＣＴ画像を示し、一方は、細胞質が不十分ぎみなリンパ球（Ｌ）が均一な比較的小さな細胞であり、他方は、単球（Ｍ）を示す、高度に分散した細胞質を有する比較的大きな細胞である。

実際に、図１８Ａは、本開示に従う方法、システム及び装置の例示的実施形態を用いて生成された複数の白血球１８００を示す冠状動脈斑の例示的μＯＣＴ画像を示す。図１８Ｂは、２つの異なる細胞の種類の複数の白血球を示す冠状動脈斑の例示的μＯＣＴ画像を示し、一方は、細胞質が不十分ぎみでリンパ球が均一な比較的小さな細胞１８１０であり、他方は、単球を示唆する、高度に分散した細胞質を有する比較的大きな細胞１８２０である。図１８Ｃは、単球のぎざぎざが付いた豆形の核の特徴を有する細胞１８３０を示す冠状動脈斑の例示的μＯＣＴ画像を示す。図１８Ｄは、多重葉状の核を有する白血球１８４０を示す冠状動脈斑の例示的μＯＣＴ画像を示し、これは、内皮表面に付着する好中球を示唆している。図１８Ｅは、偽足１８６０によって内皮表面に拘束された複数の白血球１８５０を示す冠状動脈斑の例示的μＯＣＴ画像を示す。図１８Ｆは、この断面に単球の形態を有する細胞１８７０を示す冠状動脈斑の例示的μＯＣＴ画像を示し、挿入箇所は、内皮１８８０を介しての移動を示す。また、図１８Ｇは、内皮表面上で分配された複数の白血球１８９０の例示的μＯＣＴ画像を示す。

図１９Ａ−１９Ｅは、本開示に従う方法、システム及び装置の例示的実施形態を用いて生成された例示的な画像を示す。例えば、図１９Ａは、小さな血小板１９２０（黄色の矢）に付着する、好中球１９１０（Ｎ）の白血球特徴部分に隣接した血小板１９００（Ｐ）の例示的μＯＣＴ画像を示す。図１９Ｂは、冠状動脈壁における間隙を架橋する線形の鎖のように見えるフィブリン１９３０（Ｆ）の例示的μＯＣＴ画像を示す。図１９Ｃは、図１９Ｂの隣接したサイトにおけるフィブリンに付着する、白血球１９４０（Ｌ）のクラスターの例示的μＯＣＴ画像を示す。図１９Ｄは、複数のトラップされた白血球を含む線維素性血栓１９５０（Ｔ）の例示的μＯＣＴ画像を示す。図１９Ｅは、白血球１９７０（矢）及びフィブリン鎖１９８０（挿入箇所、Ｆ）を示す、より進行した血栓１９６０（Ｔ）のμＯＣＴ画像である。

図２０Ａ−２０Ｄは、本開示に従う方法、システム及び装置の例示的実施形態を用いて生成された例示的な画像をさらに示す。例えば、図２０Ａは、培養下の内皮細胞２０００の断面の例示的μＯＣＴ画像を示す。図２０Ｂは、培養下の内皮細胞２０１０の正面の例示的μＯＣＴ画像を示す。図２０Ｃは、野生ブタの冠状動脈断面２０２０の例示的μＯＣＴ画像を示す。図２０Ｄは、内皮の「舗装」２０３０を示す、ブタの冠状動脈の三次元レンダリングを示す。

図２０Ａ−２０Ｄは、本開示に従う方法、システム及び装置の例示的実施形態を用いて生成された例示的な画像をさらに示す。図２１Ａは、繊維キャップ２１００のμＯＣＴ画像内の明るい部分として表れている微細石灰化の例示的なμＯＣＴ画像を示す。図２１Ｂは、対応する組織２１１０における紫の部分として表れている微細石灰化の例示的μＯＣＴ画像を示す。

また、図２０Ａ−２０Ｄは、本開示に従う方法、システム及び装置の例示的実施形態を用いて生成された例示的な画像をさらに示す。例えば、図２２Ａは、破裂した内膜／内皮２２００を示す、大規模なカルシウム小結節の例示的μＯＣＴ画像を示す。図２２Ｂは、フィブリン２２１０を均一に含有する微視的な組織鎖を示す赤い長方形で囲まれた例示的な領域の拡大図を示し、非保護のカルシウム２２２０が、対向する脱離した内膜に隣接している。図２２Ｃは、フィブリン２２３０及び露出された石灰性の表面２２４０を示す対応する組織を示す。

また、図２３Ａ−２６Ｃは、本開示に従う方法、システム及び装置の例示的実施形態を用いて生成された例示的な画像をさらに示す。例えば、図２３Ａは、上面及び底面から反射するという特徴を有する、厚いコレステロール結晶２３１０を示す、大規模な壊死性コア２３００フィブロアテローマ（ｆｉｂｒｏａｔｈｅｒｏｍａ）の例示的μＯＣＴ画像を示す。図２３Ｂは、別の壊死性コア斑２３３０のキャップを貫通する、薄い結晶２３２０の例示的μＯＣＴ画像を示し、挿入箇所にて詳細に示した。図２４Ａは、低い後方散乱したスピンドル形の細胞（挿入箇所）として表れている多数の平滑筋細胞２４００の例示的μＯＣＴ画像を示す。図２４Ｂは、コラーゲンを作る平滑筋細胞の例示的μＯＣＴ画像を示し、これは、スピンドル形状であり、それぞれ細胞体２４３０及びコラーゲンマトリックス２４４０を表わしうる（例、微細構造の挿入箇所）、高度に後方散乱される内部２４１０及び低い後方散乱の「光背」２４２０を有する。

図２５Ａは、ポリマー２５００なしのもの、薬品２５１０なしのポリマーありのもの、及び薬品２５２０ありのポリマーありのものの、Ｔａｘｕｓ Ｌｉｂｅｒｉｅ（米国マサチューセッツ州ＮａｔｉｃｋのＢｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製品）のストラットの例示的μＯＣＴ画像を示す。ポリマー被覆を施したストラットについては、ポリマー反射２５３０、ストラット反射２５４０及び繰り返し反射２５５０及び２５６０が見られる。図２５Ｂは、新内膜２５８０でカバーされたポリマーなしのストラットを示す、注入されたＢＭＳ ２５７０を含む死体の冠状動脈の試験片の例示的μＯＣＴ画像を示す。図２５Ｃは、ストラット反射２５９５（挿入箇所）に重なったポリマーを示す、別の死体からの注入されたＤＥＳストラット２５９０を含む死体の冠状動脈の試験片の例示的μＯＣＴ画像を示す。

また、図２６Ａは、組織２６００がステントストラット２６２０からポリマー２６１０を分離し、ポリマーが２６３０を破砕されたことを示す例示的なＯＣＴ画像を示す。図２６Ｂは、表面的な白血球クラスター２６４０及び隣接して付着した白血球２６５０がポリマー破損２６６０のサイトに重なっていることを示す例示的μＯＣＴ画像を示す。図２６Ｃは、別の患者からのストラット２６８０の端にある炎症２６７０を示す例示的μＯＣＴ画像を示す。図２６Ｄは、内皮がまったく重なっていない無被覆のストラット２６９０を示す例示的μＯＣＴ画像を示す。

図２７Ａは、本開示の一例示的実施形態に従う少なくとも１つのサンプルの少なくとも１つの部分に関連づけられたデータを提供する方法の流れ図を示す。例えば、手順２７１０では、少なくとも１つの光学構成（例、本開示にて記載された様々な例示的実施形態に記載されているように）を介してサンプルの少なくとも１つの部分へと少なくとも１つの第１の放射線が送られ、第１の放射線に基づく少なくとも１つの第２の放射線が当該部分から受けられる。光学構成と、第１の放射線及び／又は第２の放射線との間の相互作用に基づいて、この光学構成が第１の伝達関数を有する。次に手順２７２０では、少なくとも１つの第３の放射線はこのような光学構成を介して当該部分へ送られ、第３の放射線に基づく少なくとも１つの第４の放射線が当該部分から受けられる。この光学構成と、第３の放射線及び／又は第４の放射線との間の相互作用に基づいて、光学構成が第２の伝達関数を有する。第１の伝達関数は、第２の伝達関数とは少なくとも部分的に異なることができる。また、手順２７３０では、部分に関連づけられたデータを第２及び第４の放射線に基づいて生成することができる。

図２７Ｂは、本開示の別の例示的実施形態に従う少なくとも１つのサンプルの少なくとも１つの部分に関連づけられたデータを提供する方法の流れ図を示す。例えば、手順２７６０では、少なくとも１つの第１の放射線を少なくとも１つの第１の光学構成（例、本開示における様々な例示的実施形態に記載されているように）を介してサンプルの少なくとも１つの部分へ送り、第１の放射線に基づく少なくとも１つの第２の放射線を当該部分から受ける。第１の光学構成と、第１の放射線及び／又は第２放射線との間の相互作用に基づいて、第１の光学構成が第１の伝達関数を有する。次に、手順２７７０において、少なくとも１つの第３の放射線が少なくとも１つの第２の光学構成を介して当該部分へ送られ、第３の放射線に基づく少なくとも１つの第４の放射線を当該部分から受ける。第２の光学構成と、第３の放射線及び／又は第４の放射線との間の相互作用に基づいて、光学構成が第２の伝達関数を有する。第１の伝達関数は、第２の伝達関数とは少なくとも部分的に異なることができる。また、手順２７８０において、当該部分に関連づけられたデータを第２及び第４の放射線に基づいて生成することができる。

上記は、本開示の原理を単に示したにすぎない。記載された実施形態に対する様々な変更や変質は、本開示の教示を考慮すると当業者に明白である。例えば、記載された例示的な構成、放射線及び／又はシステムを複数、本開示の例示的な実施形態を実装するために実装することができる。実際に、本発明の例示的な実施形態に従う構成、システム及び方法を、いずれのＯＣＴシステム、ＯＦＤＩシステム、ＳＤ−ＯＣＴシステム又は他の造影システムとともに実装することができる。例えば、２００４年９月８日出願の国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２９１４８（２００５年５月２６日に国際特許公報ＷＯ ２００５／０４７８１３として刊行）、２００５年１１月２日出願の米国特許出願１１／２６６，７７９（２００６年５月４日に米国特許出願公報２００６／００９３２７６として刊行）、２００４年６月４日出願の米国特許出願１０／８６１，１７９（２００５年１月２７日に米国特許出願公報２００５／００１８２０１として刊行）、２００４年７月９日出願の米国特許出願１０／５０１，２７６、２００６年６月１日出願の米国特許出願１１／４４５，９９０、２００７年４月５日出願の国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０６６０１７、及び２００６年８月９日出願の米国特許出願１１／５０２，３３０に記載されたものであり、これらの開示全体を参照によって本開示に組み入れる。本開示に明示的に示されていなかったり記載されていなくても、本開示の原理を実装し、したがって、本開示の精神及び範囲内にある、数々のシステム、構成及び方法を当業者が実現することができることが理解できるであろう。また、上において先行技術の知識が参照によって明示的に本開示に組み込まれていない場合であっても、それら先行技術の知識全体を明示的に本開示に組み込む。本開示において上に参考文献として掲載した刊行物はすべて、参照によって全体を本開示に組み入れる。

Claims (25)

1. サンプルの少なくとも１つの部分に関連づけられたデータを生成する方法であって、
   少なくとも１つの光学構成を介して前記少なくとも１つの部分に事前に提供された少なくとも１つの第１の放射に基づいている、前記少なくとも１つの部分からの少なくとも１つの第２の放射を受けるステップであって、前記少なくとも１つの光学構成と前記第１の放射又は前記第２の放射の少なくとも１つとの間の相互作用に基づいて、前記少なくとも１つの光学構成は第１の伝達関数を有する、ステップと、
   前記少なくとも１つの光学構成を介して前記少なくとも１つの部分に事前に提供された少なくとも１つの第３の放射に基づいている、前記少なくとも１つの部分からの少なくとも１つの第４の放射を受けるステップであって、前記少なくとも１つの光学構成と前記第３の放射又は前記第４の放射の少なくとも１つとの間の相互作用に基づいて、前記少なくとも１つの光学構成は第２の伝達関数を有し、前記第１の放射と前記第３の放射は互いに重複した波長を有し、前記第１の伝達関数は前記第２の伝達関数と少なくとも部分的に異なっている、ステップと、
   干渉計測構成に含まれる各検出器が、前記第１の伝達関数及び前記第２の伝達関数を検出するステップと、
   前記第２及び第４の放射に基づいてデータを生成するステップと、
   時間ドメインＯＣＴ（ＴＤ−ＯＣＴ）、スペクトルドメインＯＣＴ（ＳＤ−ＯＣＴ）又は光周波数ドメイン干渉法（ＯＦＤＩ）を用いて、異なる伝達関数の照射及び検出から得られた複素画像及び／又は実画像を再結合して新しい画像を生成するステップと、
   を備えた方法。
2. 第１及び第３の放射が光学的開口を有する前記少なくとも１つの光学構成に当たる時に、その結果として発生する放射がそれぞれ、（ｉ）焦点深度、又は（ｉｉ）照射の最大開口のレイリー範囲より大きい焦点範囲、の少なくとも１つに少なくとも部分的に合焦する、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１及び前記第３の放射が光学的開口を含む前記少なくとも１つの光学構成に当たる時に、その結果として発生する放射のそれぞれの焦点の横断方向のＦＷＨＭのスポット径が１０μｍよりも小さく、軸方向の焦点深度又は焦点範囲が１ｍｍより大きい、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１及び前記第３の放射が光学的開口を含む前記少なくとも１つの光学構成に当たる時に、その結果として発生する放射のそれぞれの焦点の横断方向のＦＷＨＭのスポット径が１０μｍよりも小さく、軸方向の焦点深度又は焦点範囲が０．５ｍｍより大きい、請求項２に記載の方法。
5. 前記第１及び前記第３の放射が光学的開口を含む前記少なくとも１つの光学構成に当たる時に、その結果として発生する放射のそれぞれの焦点の横断方向のＦＷＨＭのスポット径が１０μｍよりも小さく、軸方向の焦点深度又は焦点範囲が２ｍｍより大きい、請求項２に記載の方法。
6. 第１の放射、第２の放射、第３の放射又は第４の放射のうちの１つは、第１の放射、第２の放射、第３の放射又は第４の放射の他の１つから、前記少なくとも１つの光学構成の中央に対して、少なくとも部分的に径方向にオフセットしている、請求項２に記載の方法。
7. 基準構成から少なくとも１つの第５の放射を受けるステップと、さらなる放射を発生するために、前記第２の放射又は前記第４の放射の少なくとも１つを少なくとも１つの第５の放射と結合するステップと、前記さらなる放射のさらなる関数としてデータを生成するステップとをさらに備える、請求項１に記載の方法。
8. 前記第１の放射又は前記第３の放射の少なくとも１つが、広帯域源構成又は波長掃引源構成の少なくとも１つによって生成される、請求項１に記載の方法。
9. 前記広帯域源構成又は前記波長掃引源構成の少なくとも１つが、５０ｎｍより大きい総スペクトル範囲を有する放射を発生させる、請求項８に記載の方法。
10. 前記少なくとも１つの光学構成が、アキシコン構成、マスキング構成、回折光学素子、環帯、回折素子及びレンズの少なくとも１つ、又はアポダイズレンズ又は回折素子の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
11. 前記少なくとも１つの光学構成が、少なくとも２つの光学構成を含み、前記第１の伝達関数が、前記光学構成のうちの１つに関連づけられており、前記第２の伝達関数が、前記光学構成の別の１つに関連づけられている、請求項１に記載の方法。
12. 前記少なくとも１つの光学構成から異なる照射を促進するように、前記第１の伝達関数及び前記第２の伝達関数は、前記少なくとも１つの光学構成に関連づけられている、請求項１に記載の方法。
13. 前記少なくとも１つの光学構成が、輪状ビームによって照射されるように構成されている、請求項１に記載の方法。
14. 前記少なくとも１つの光学構成が、互いとは異なる直径又は厚さを少なくとも１つ含む複数の輪を有する輪状ビームによって照射されるように構成されている、請求項１に記載の方法。
15. 空間変調する構成を用いて、前記少なくとも１つの光学要素の前記第１の伝達関数又は前記第２の伝達関数の少なくとも１つを変更するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
16. 前記空間変調する構成が、マスキング構成、デジタル光プロセッサ、アポダイザー又は可変形鏡構成の少なくとも１つを含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記少なくとも１つの光学構成が、少なくとも１つのアキシコンレンズ構成を含む、請求項１に記載の方法。
18. 前記複素画像及び／又は前記実画像に対してフィルタリング又はスケーリングの少なくとも１つを行うことによって、前記データを生成する、請求項１に記載の方法。
19. サンプルの少なくとも１つの部分に関連づけられたデータを生成する装置であって、
    少なくとも１つの光学構成であって、
    （ｉ）少なくとも１つの光学構成を介して前記少なくとも１つの部分に事前に提供された少なくとも１つの第１の放射に基づいている、前記少なくとも１つの部分からの少なくとも１つの第２の放射を受けるように構成され、前記少なくとも１つの光学構成と前記第１の放射又は前記第２の放射の少なくとも１つとの間の相互作用に基づいて、前記少なくとも１つの光学構成は第１の伝達関数を有している、
    （ｉｉ）前記少なくとも１つの光学構成を介して前記少なくとも１つの部分に事前に提供された少なくとも１つの第３の放射に基づいている、前記少なくとも１つの部分からの少なくとも１つの第４の放射を受けるように構成され、前記少なくとも１つの光学構成と前記第３の放射又は前記第４の放射の少なくとも１つとの間の相互作用に基づいて、前記少なくとも１つの光学構成は第２の伝達関数を有し、前記第１の放射と前記第３の放射とは互いに重複した波長を有し、前記第１の伝達関数は、前記第２の伝達関数と少なくとも部分的に異なっている、少なくとも１つの光学構成と、
    各検出器が前記第１の伝達関数及び前記第２の伝達関数を検出するように構成されている複数の検出器を含む干渉計測構成と、
    前記第２及び第４の放射に基づいてデータを生成するように構成された少なくとも１つのさらなる構成と、
    時間ドメインＯＣＴ（ＴＤ−ＯＣＴ）、スペクトルドメインＯＣＴ（ＳＤ−ＯＣＴ）又は光周波数ドメイン干渉法（ＯＦＤＩ）を用いて、異なる伝達関数の照射及び検出から得られた複素画像及び／又は実画像を再結合して新しい画像を生成するように構成された再結合構成と、
    を備える装置。
20. 前記干渉計測構成は、光源からサンプルへの光とサンプルからの戻り後方散乱光とが光路を共通にする共通路干渉計を含む、請求項１９に記載の装置。
21. 前記共通路干渉計が、マスキング構成又はアポダイゼージョンを行う構成を含む、請求項２０に記載の装置。
22. （ｉ）前記第１の放射又は前記第３の放射、又は（ｉｉ）前記第２の放射又は前記第４の放射の照射を切り替えるように構成するスイッチング構成をさらに備える、請求項１９に記載の装置。
23. 前記第１の伝達関数又は前記第２の伝達関数の少なくとも１つを用いることによりデータを生成するように構成する少なくとも１つのさらなる処理構成をさらに備える、請求項２０に記載の装置。
24. サンプルの少なくとも１つの部分に関連づけられたデータを生成する装置であって、
    少なくとも１つの第１の光学構成を介して前記少なくとも１つの部分に事前に提供された少なくとも１つの第１の放射に基づいている、前記少なくとも１つの部分からの少なくとも１つの第２の放射を受けるように構成された少なくとも１つの第１の光学構成であって、前記少なくとも１つの第１の光学構成と前記第１の放射又は前記第２の放射の少なくとも１つとの間の相互作用に基づいて、前記少なくとも１つの第１の光学構成は第１の伝達関数を有している、少なくとも１つの第１の光学構成と、
    前記少なくとも１つの光学構成を介して前記少なくとも１つの部分に事前に提供された少なくとも１つの第３の放射に基づいている、前記少なくとも１つの部分からの少なくとも１つの第４の放射を受けるように構成された少なくとも１つの第２の光学構成であって、前記少なくとも１つの第２の光学構成と前記第３の放射又は前記第４の放射の少なくとも１つとの間の相互作用に基づいて、前記少なくとも１つの第２の光学構成は第２の伝達関数を有し、前記第１の放射と前記第３の放射とは互いに重複した波長を有し、前記第１の伝達関数は、前記第２の伝達関数と少なくとも部分的に異なっている、少なくとも１つの第２の光学構成と、
    各検出器が前記第１の伝達関数及び前記第２の伝達関数を検出するように構成されている複数の検出器を含む干渉計測構成と、
    前記第２及び第４の放射に基づいてデータを生成するように構成された少なくとも１つの第３の構成と、
    時間ドメインＯＣＴ（ＴＤ−ＯＣＴ）、スペクトルドメインＯＣＴ（ＳＤ−ＯＣＴ）又は光周波数ドメイン干渉法（ＯＦＤＩ）を用いて、異なる伝達関数の照射及び検出から得られた複素画像及び／又は実画像を再結合して新しい画像を生成するように構成された再結合構成と、
    を備える装置。
25. サンプルの少なくとも１つの部分に関連づけられたデータを生成する方法であって、
    少なくとも１つの第１の光学構成を介して前記少なくとも１つの部分に事前に提供された少なくとも１つの第１の放射に基づいている、前記少なくとも１つの部分からの少なくとも１つの第２の放射を受けるステップであって、前記少なくとも１つの第１の光学構成と前記第１の放射又は前記第２の放射の少なくとも１つとの間の相互作用に基づいて、前記少なくとも１つの第１の光学構成は第１の伝達関数を有する、ステップと、
    前記少なくとも１つの第２の光学構成を介して前記少なくとも１つの部分に事前に提供された少なくとも１つの第３の放射に基づいている、前記少なくとも１つの部分からの少なくとも１つの第４の放射を受けるステップであって、前記少なくとも１つの第２の光学構成と前記第３の放射又は前記第４の放射の少なくとも１つとの間の相互作用に基づいて、前記少なくとも１つの第２の光学構成は第２の伝達関数を有し、前記第１の放射と前記第３の放射とは互いに重複した波長を有し、前記第１の伝達関数は、前記第２の伝達関数と少なくとも部分的に異なっている、ステップと、
    干渉計測構成に含まれる各検出器が、前記第１の伝達関数及び前記第２の伝達関数を検出するステップと、
    前記第２及び第４の放射に基づくデータを生成するステップと、
    時間ドメインＯＣＴ（ＴＤ−ＯＣＴ）、スペクトルドメインＯＣＴ（ＳＤ−ＯＣＴ）又は光周波数ドメイン干渉法（ＯＦＤＩ）を用いて、異なる伝達関数の照射及び検出から得られた複素画像及び／又は実画像を再結合して新しい画像を生成するステップと、
    を備える方法。