JP6030956B2 - 胃腸管の異常の診断に使える情報を提供する方法と機器 - Google Patents

Description

（関連出願）
本出願は、２００９年８月５日に出願された米国仮出願番号６１/２３１，３５０を基礎とする優先権を主張し、参照により、ここに記載されているものと見なし、その全体を取り込むものとする。
（技術分野）
本発明は、いくつかの実施形態で示したように、胃腸管の医用診断に関し、特に、胃腸管の異常（胃腸管異常）の診断に有用な情報を提供する方法と機器に関するものである。

すでに知られている経口撮像器としては、例えば、ギブンイメージ社（Given Imaging イスラエル）の「ピルカム Pilkam（商標登録済）」がある。このようなカプセル型の機器は、一般的に、遠位端と近位端において、または、そのいずれかで、照射源と撮像素子（デジタルカメラ）から構成されている。デジタル写真技術の分野では、デジタルカメラを構成している画像取得機能の部分が、光感知センサー（例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ）の平面アレイ部分であることはすでに知られていることである。実際の使用に際しては、この画像機器を被験者が飲み込んで、その後、体内の蠕動により胃腸管内を通過するように進んでいく。このカメラが胃腸管の中を通過していく間に、胃腸管内の画像を取得して、それを無線で体外の記録デバイスに送信する。その後、長いビデオの形で取得された胃腸管の画像は医療専門家によって、出血、ポリープ、癌、障害などの胃腸系の異常がないかどうかの検査を受けることになる。

そのような従来の経口型の画像機器には欠陥がある。従来の経口撮像機器は高価であり、複雑で高価なカメラを必要とし、さらに多くの場合、診断的に有用な画像を得るためには、レンズのような小さい可動部品を必要とする。さらに、この従来の経口撮像機器では、カメラや照射源を操作させるための大きな電力が必要である。この種の画像カメラは、必然的に管腔と並行に胃腸内を進むことなるが、胃腸管の異常がある腸壁での視野が限定されてしまうという欠点がある。この経口撮像機器を使うことで、大量の画像データ（ビデオデータ）が得られるが、このデータの取得作業と送信作業は、簡単なことではなく、しかも継続的に行う必要があるので、継続的に大きな電力を必要とする。この大量のデータを自動的に検査することは不可能であり、医療専門家が、時間を費やして行う作業となるので当然にコストがかかる。管腔内の照射条件が良くないので、高度に熟練した専門家であれば比較的大きな異常を発見できるが、特定の色のついた小さな異常は発見できないことが多い。

従来の検査方法と経口撮像機器のもつ欠点を克服した、胃腸異常の診断に有効な新しい方法と経口撮像機器の出現が待たれるところである。

本発明の実施形態のいくつかにおいては、少なくとも１つの特定波長を有する反射光の強度を測定することで、胃腸異常の診断に有用な情報を提供できる方法と機器に関し、別の実施例では、腸壁の一部からの、ある波長を有する乱反射光の強度を測定して、胃腸異常の診断に有用な情報を提供できる方法と機器に関し、さらに別の実施例では、従来の経口撮像機器で見られた、少なくともいくつかの欠陥を克服した、胃腸異常の診断に有用な情報を提供する方法と機器に関するものである。

いくつかの実施形態では、少なくとも２つの特定波長を有する、腸壁の一部分から反射された光（乱反射光）の相対強度を測定して、その結果を胃腸異常の診断に有用な情報として提供する。

このように、本発明のいくつかの実施形態の態様では、胃腸異常の診断に有用である情報を提供する方法であり、この方法は、
（ａ）生体哺乳動物の胃腸管の部位を、胃腸管内腔から外部に向かって照射するインビボのステップと、
（ｂ）胃腸管部位の画像そのもの取得をすることなしに、少なくとも１つの特定波長の、胃腸管部位から反射された光の、強度を測定するステップと、
（ｃ）部位における潜在的な胃腸異常を示唆する光の強度に関する情報を提供するステップ（いくつかの実施形態では、測定された強度は乱反射光の強度である）から成ることを特徴とする。

いくつかの実施形態では、提供される情報は、少なくとも２つの別々の特定波長を有する、同じ部位から反射された光の、少なくとも２つの強度を個別に比較したものである。

いくつかの実施形態では、ここで提供される情報は、胃腸管の別々の部位から反射された特定の波長を有する光を比較して得た光の強度についての情報である。

本発明のいくつかの実施形態の態様によれば、胃腸異常の診断に有用である情報を提供するための経口機器であり、この機器は、
（ａ）デバイス軸、本体部、遠位端部、近位端部を有する経口型ケースと、
（ｂ）上記ケースの内側に設けられた、光をハウジングの照射器窓を通して放射状に外に発射するように構成されている照射機器と、
（ｃ）ケースの内側に設けられた関連検出器窓を通過する少なくと１つの特定波長の光の強度を測定するように構成されている（但し画像は取得しない）光検出アセンブリとから成ることを特徴とするものである。

本発明のいくつかの実施形態の態様によれば、光を、３６０度円周部分に沿って放射状に外に向かって発射させるために有用な照射器が提供され、この照射機器は、
（ａ）光を発射するための光源と、
（ｂ）ディフィーザ軸、第一表面、第二表面とを有する放射ディフィーザと、中心ディフィーザと同軸で実質的に円形である円周外部エッジとから成ることを特徴としており、上記光源は、光を上記の放射ディフィーザ内に発射するようになっており、光源から放射ディフィーザ内に発射された光の少なくとも一部は、この円周エッジを通して放射状に外部に向かって放射されるようになっている。

本発明のいくつかの実施形態の態様によれば、回折格子が提供され、これは、軸を有する実質的に円錐部表面と、表面が周期的形状となっていることを特徴とする。

この表面部の周期的形状により、実質的に、上記の軸方向に垂直に、波長の変化次第で変化する角度で、表面部に衝突するように光を反射させることで、この回折格子が光学的な分光素子として機能するよう構成されているのである。

特に、別の規定がないかぎり、この明細書で使用されているすべての技術用語と科学用語は、当該発明分野において、通常の当業者により理解されている意味と同じであり、混乱する場合には、明細書に定義を記載して管理するようにしてある。

本明細書で使用されている、comprising （・・で構成される）、including （・・を含む）、having（・・を有する）などの用語、および、文法的に、これらの用語に類似する用語も、明細書で特定している特徴、数字、処理ステップ、構成要素などを特定するものであって、これらに対しての、複数の追加の特徴、数字、ステップ、構成要素、それらのグループなどであっても、それらを除外するものではない。これらの追加の用語として、consisting of （・・で構成される）、 consisting essentially of （本質的に・・から成る）などがある。

不定冠詞の「a」または「an」は、とくに文脈から別のものを指していることが分かる場合以外は、「少なくとも１つの」、「１つまたはそれ以上」の意味である。

本発明のいくつかの実施例を添付図面を参照しながら以下に説明している。図面とともに説明することで、どのように本発明のいくつかの実施形態が実施されるかについて、通常の当業者には明確になる。図面は、例示として図で示して説明するのが目的であり、実施例の構造的な詳細を、発明の基礎的な理解に必要である以上に説明するのが目的ではない。簡略化のため、図面で示しているいくつかの構成品は原寸法ではない。
正常と異常を示す胃腸細胞について、実験で得たスペクトルの結果を示したもので、この実験から得られる知見を表している。 正常と異常を示す胃腸細胞について、実験で得たスペクトルの結果を示したもので、この実験から得られる知見を表している。 正常と異常を示す胃腸細胞について、実験で得たスペクトルの結果を示したもので、この実験から得られる知見を表している。 特定波長の光だけの強度を測定できるように構成された機器の実施形態での模式図である。 特定波長の光だけの強度を測定できるように構成された機器の実施形態での模式図である。 特定波長の光だけの強度を測定できるように構成された機器の実施形態での模式図である。 図２Ａで図示された機器を使って取得された代表的な情報を示した図である。 図２Ａで図示された機器を使って取得された代表的な情報を示した図である。 胃腸管内部で使用されている図２の機器の模式図である。 ３個の光検出アセンブリを使って、特定波長の光の強度を測定するように構成されている機器の実施形態を示した模式図である。 ３個の光検出アセンブリを使って、特定波長の光の強度を測定するように構成されている機器の実施形態を示した模式図である。 ３個の光検出アセンブリを使って、特定波長の光の強度を測定するように構成されている機器の実施形態を示した模式図である。 図４Ａで図示した機器を使って取得した代表的な情報を示す図である。 図４Ａで図示した機器を使って取得した代表的な情報を示す図である。 ６個の光検出アセンブリを使って、３つの特定波長の光の強度を測定するようになっている機器の実施形態を示した模式図である。 ６個の光検出アセンブリを使って、３つの特定波長の光の強度を測定するようになっている機器の実施形態を示した模式図である。 単一の光検出アセンブリを使って、複数の特定波長の光の強度を測定するようになっている機器の実施形態を示した模式図である。 胃腸管内での検査方法の実施例を実行するのに使う実施形態の模式図である。 胃腸管内での検査方法の実施例を実行するのに使う実施形態の模式図である。 胃腸管内での検査方法の実施例を実行するのに使う実施形態の模式図である。 胃腸管内での検査方法の実施例を実行するのに使う実施形態の模式図である。 胃腸管内での検査方法の実施例を実行するのに使う実施形態の模式図である。 ３個の光検出アセンブリと、２台の画像カメラを使って、３個の波長の光の強度を測定するようになっている機器の実施形態の模式図である。

本発明のいくつかの実施形態は、胃腸管部位の画像を取得する必要はなく、胃腸管部位から反射された、少なくとも、１つの特定波長（例えば、乱反射された）の光の強度を測定することで、胃腸管の異常の診断に有用である情報を提供できる方法と機器に関するものである。この実施形態によれば、測定する胃腸管の部位としては、胃腸管内であれば、どの部位でもよく、幽門の下流部位、例えば、十二指腸、小腸、大腸などのいずれでもよい。

本発明の知見の原理、使用法、実施については、添付図面を参照することで理解がより深まる。明細書の記載と図面を詳しく精査することで、当業者であれば、必要以上の努力や経験がなくても、本発明の知見を実施することは可能である。添付図面において、同じ参照番号がついている部品は、すべて同じ構造の部品である。

本発明の少なくとも１つの実施形態を詳しく説明する前に、理解しておくべくことは、本発明は、この明細書に記載した実施例の構造、配置、構成要素だけに限定されるものではないということである。本発明を、この明細書に示した以外の別の実施形態で示すことは可能であり、その実施や実行の方法も多様である。ここで使われている用語や専門語は、単に記述のためだけであって、これらに限定されるものではない。

既知の胃腸管検査のために経口撮像機器には、すでに述べてように、多くの欠陥がある。

本発明は、胃腸管の部位（例えば、腸壁）から反射される（乱反射される）少なくとも、１つの特定波長の光の強度を測定することにより、胃腸管の異常の診断に有用な情報を提供するための方法と機器に関するものである。

本発明の、いくつかの実施形態を理解するためには、乱反射と正反射を含む、光の反射というものの現象を知る必要がある。

腸壁を照射する光の一部は、組織内に侵入したあと、発色団により組織内で吸収される。任意の発色団は、異なる波長の光を吸収し、その吸収効率も異なる、また発光団が存在するかどうか、その性質、濃度などは組織の形状により異なるし、組織の形状が異なれば、それぞれ、別の異なった波長の光を吸収することになる。

組織内に侵入した光は、その組織内で多くの方向に散乱され、反射され、回折する。対象となる腸組織は多様で、細胞や細胞胞気管や腸組織などが含まれ、その組織内で光の一部が乱反射されて、その光が組織外の方向、照射光の進路の通常の逆の方向に戻ることになる。散乱や乱反射の程度は、胃腸の多様な組織成分の大きさや反射の方向、屈折率により異なってくる。腸組織内での散乱の大きさや、屈折率、濃度、可視光と近赤外線（波長域４００−８００ｎｍ）の乱反射の度合いには、波長依存性がある。

正常な胃腸管組織と、異常な胃腸管組織では、光を当てた場合の光の吸収、光の散乱、光の乱反射に違いがあり、この違いを基礎にした情報が胃腸管異常の診断に有益な情報として提供できることは、すでに知られており、この明細書でも、その知見に従っている。

さらに任意の光検知器との関係において、組織の表面からの正反射と乱反射の強度は、この光検知器と組織表面との距離によって左右され、組織表面からの距離が遠くなれば、それだけ、波長の違いにより反射光の強度も低くなる。

本発明のいくつかの実施形態の１つの態様によれは、胃腸管の診断のために有用である情報を与える方法が提供され、
(ａ)生体哺乳類（ヒトまたは非ヒト哺乳類）の胃腸管の部位を、光でインビボで照射するステップ（ここで照射光は、内部の胃腸管管腔から外部に向かう光である）、
（ｂ）胃腸管部位の画像を取得することなく、光が胃腸管部位から（乱）反射された後に、少なくとも１つの特定波長の光の強度を測定するステップ、
（ｃ）部位における潜在的な胃腸管異常を示唆している光の強度に関連する情報を、例えば、医療専門家に提供するステップから成る。

いくつかの実施例において、哺乳動物は気分の落ち着きがなくてもよいが、歩行できることが好ましく、臨床現場でも非臨床現場でもよい。

いくつかの実施例においては、測定する強度は、乱反射光についてである。いくつかの実施例では、測定する強度は、本質的に、排他的に、乱反射光に関してである。

提供される情報は、単独で、または、生体哺乳動物の別の情報と一緒に、胃腸管の異常、例えば、出血、癌、侵襲性腺癌、腺腫、腺腫ポリープ、良性ポリープ、過形成ポリープ、そのたの異常を診断するため使用される。

いくつかの実施例では、提供される情報は、波長依存性の異常についてであり、異なった波長依存性の光の吸収または散乱という特性を利用して異常の診断のために使用するものである。いくつかの実施例では、検出される異常は、光の距離（照射器からの距離および光検出アセンブリまでの距離）に対して感受性を有するという関係があり、つまり、反射光の強度は、距離により変動するものであり、例えば、異常な形状のポリープ、その他の異常では、大抵の場合には、その異常が腸管腔に飛び出しており、このような場合には、距離により反射光の強度が変化する。

このように、いくつかの実施例では、潜在的に異常である組織の同定は、波長により変化する反射特性を利用してなされるので、画像の取得や分析は不要であり、このことも、業界では知られていることである。従って、この発明での実施例の方法の分野は、分光法であり、この発明による方法の、いくつかの実施例の態様をさらに理解するための資料は、Dhar Mらによる「Gastrointestinal Endoscopy 2006, 63(2), 257」を参照されたい。

いくつかの実施例では、胃腸管部位が光で照射されると、その光の一部分が組織内に入り込み、吸収と散乱の両方が起こる。最終的に乱反射され検出される光の、特定波長の光の強度は、組織ごとに異なっている。組織部位から乱反射された特定波長の光の強度を測定して、ある基準値（例えば、絶対値、ある別の部位から反射された同じ波長を有する光の強度、同じ部位から反射された別の波長を有する光の強度）と比較することにより、潜在的に異常である組織部位を特定することが可能となる。

図１Ａ乃至図１Ｃには、正常な胃腸管と異常な胃腸管に対して行った光の照射の実験結果を図示したもので、乱反射の状態が、波長によって、あるいは、照射対象の組織の種類により異なってくることを示唆している。

第一の実験では、腸の異常部位からの乱反射の組織依存性（組織ごとに乱反射が異なること）と、正常な腸粘膜からの乱反射の組織依存性を、切除組織に対して、上記の経口機器を使って観察するシュミレーションを行った。図１は、この実験結果を示しており、４００ｎｍから８００ｎｍまでの波長域での、正常な腸粘膜からの反射光と乱反射光の相対強度を示したもので、プロット（ａ）は、正常な粘膜からの反射光のもの、プロット（ｂ）は、血液からの反射光のもの、プロット（ｃ）は、侵襲性腺癌部位からの反射光のものである。

第二の実験では、侵襲性の腺癌など多様な腸の異常に対する乱反射の波長依存性と正常な腸粘膜での反射との関係をインビボで調べたものである。図１Ｂは、この実験の結果を図示したものである。それぞれ乱反射光の相対強度を示しており、プロット（ａ）が、正常腸粘膜からの乱反射光のもの、プロット（ｃ）が、過形成ポリープ部位からの乱反射光のもの、プロット（ｅ）が、腺腫ポリープ部位からのものであり、４００ｎｍから７５０ｎｍでの波長域での、正常粘膜からの乱反射光のデータを、それぞれ正規化して示したものである。

第三の実験では、正常な腸粘膜に対する反射における波長に対する依存性と、多様な腸異常における乱反射の依存性を示しており、切除組織に対して、上記の経口機器を使ってシュミレーションを行ったものである。図１Ｃは、この実験結果であり、乱反射光の相対強度を図示したもので、プロット（ａ）は、正常な粘膜からの乱反射のもの、プロット（ｂ）は、血液からの乱反射のもの、プロット（ｃ）は、侵襲性ポリープ部位からの乱反射のもの、プロット（ｆ）は、腺腫部位からの乱反射のものであり、４００ｎｍから７５０ｎｍまでの波長域での、正常粘膜からの乱反射光のデータを正規化して示したものである。

図１Ａ乃至図１Ｃから明らかなように、それぞれ異なった組織から光が乱反射され、その乱反射は、各組織ごとにそれぞれ特徴があり、どの組織から乱反射されたか特定できるものであり、しかも、波長ごとに、光の強度が異なる、いわゆる、波長依存性の光であり、この反射光の少なくとも、ある特定の波長の光の強度に関する情報は、胃腸異常のタイプごとに診断に使える。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの特定の波長幅は、ある組織に「高く」依存した胃腸異常を示す乱反射がおこる波長域であり、つまり、この波長が胃腸異常に対する診断に使える波長ということができる。ある実施形態では、少なくとも１つの特定波長の幅は、ある粘膜に「低く」しか依存しない胃腸異常を示す乱反射が起こる波長域ということなる。ここで「高い」とか「低い」という語は、定量的な意味の語であって、当業者には理解できることであり、例えば、図１Ａ乃至図１Ｃを見れば、すぐに理解でき、未経験であっても診断には問題がない。

例えば、図１Ａ乃至図１Ｃにおいて、４５０ｎｍから７００ｎｍまでの波長域における乱反射のスペクトルを見れば、その胃腸異常の診断がつくということであり、この波長は、正常組織での反射と比較することで、出血なのか、侵襲性腺癌なのか、腺腫か、腺腫ポリープであるかの診断に使えるということである。

いくつかの実施形態では、同じ部位からの反射光の、少なくとも２つの異なった特定波長での光強度を測定する。そして、２つの異なった波長の反射光の相対的強度を比較して、図１Ａ乃至図１Ｃで示したような異常組織の見分けをする場合に使う。

例えば、波長４３０ｎｍと６００ｎｍ（正常組織に比べて）近くでに光の強度の大きな低下があって、その後は、緩やかな低下となり、波長７００ｎｍと８００ｎｍ近く（正常組織に比べて）で変化がないか増加している場合には、侵襲性腺癌のような異常があることを示唆しており、一方、その後に波長７００ｎｍ近くから８００ｎｍ（正常組織に比べて）近くでの光の強度の大きな低下が続く場合には、出血のような異常があることを示唆していることになる。

そのような実施形態のいくつかにおいて、少なくとも２つの特定波長域の１つを、１つ以上の異常の診断に使うことができ、その２つの波長域のもう１つのほうは、少なくとも１つの胃腸管異常の診断に使える。

そのような実施形態のいくつかについて、少なくとも２つの波長域がある異常の診断に使うことができ、少なくとも２つの波長域の別のもう１つの波長域のほうは、診断的に潜在的に異常があることが疑われる個所での証拠を増やすことにより、同じ異常があるのでないかとの診断に利用できるのである。

そのような実施形態において、少なくとも２つの特定波長域の光を測定することで、２つの波長の光強度の比較が可能であり、それにより、診断に有益な情報を提供できる。

そのような実施形態でいくつかにおいては、少なくとも２つの特定波長のうちの少なくとも１つは診断に使える波長域であり（つまり、強度変化が異常を示唆している波長領域、例えば、５５０ｎｍでの波長での大きな強度の変化は侵襲性腺癌を示唆していることになる。）少なくとも２つの波長域のうちの、少なくとも１つのほうは、参照的波長として使える（例えば、７００ｎｍ）。ある実施形態では、参照波長の強度を測定することで、１つ以上の測定強度のデータの正規化が可能となり、ある実施形態では、診断的に無効な測定値から有効な測定値を分離することが可能となる。

ある実施例では、強度の変動は、波長依存性のもので、腸壁との接触不足を示唆している。ある実施例では、腸壁と接触している間に測定されたもので診断に使える波長域での光強度を、腸壁に接触してない間に測定された強度から、参照波長で測定された強度を基にして分離する。例えば、ある実施形態では、ぜん動サイクルの収縮期だけ、腸壁が物理的に測定機器に接触することになる。６５０ｎｍ（参照用波長域）と５５０ｎｍ（診断用波長域）での波長域の両方において、反射光の強度の下落が同じくらいに大きい場合は、片方が測定中に腸壁と接触してないことを示している。

いくつかの実施形態では、提供される情報は、測定済みの光強度である。いくつかの実施例では、提供される情報は、測定強度から算出された情報であり、例えば、相対強度、相対的な波長と強度の比率などである。

いくつかの実施形態では、提供された情報は、胃腸管の部位から反射された、特定波長の光の強度であり、胃腸管の別の部位から反射された同じ特定波長の光の強度と比較する構成となっている。そのような実施形態のうちのいくつかでは、特に、複数の別々の独立した部位からの光の強度を実質的に同時に測定して、別の部位での組織のタイプの違い、それらの別々の部位までの距離の違いを特定する。例えば、図１Ａから分かるように、別の部位からの反射光の強度と比較した場合、波長が５５０ｎｍの光強度の低下は、出血または侵襲性腺癌のような異常を示している。

いくつかの実施形態では、提供される情報は、同じ部位から反射される、ある特定の２つの別の波長域における少なくとも２つ（ある実施形態では、正確に２つ、または、大体３つ）の個別の強度の比較である、例えば、２つの異なった波長と、それらの強度との比率を比較する、その場合、その比率が低い時は、組織が正常であることを示唆しており、高い比率の場合には、異常な組織であることを示唆している。このような実施形態のうちのいくつかでは、比較により、ある組織が、光の波長に依存しない強度変動を示し、ある組織では、光の波長に依存する強度の変動を示す、つまり、このことは、別々の組織のタイプ間の違いを区別する場合に有用となる。波長と強度の比率が、正常な組織よりも有意に高い場合や有意に低い場合には、なんらかの異常を示している。例えば、ある実施形態では、ある部位から反射された、波長５５０ｎｍ（１５５０）の光の強度を、ある部位から反射された、波長６２５ｎｍ（１６２５）の光の強度と比較する。両方の光の強度が１５５０から１６２５（１５５０＝１６２５）という類似の範囲の場合、これら光は、正常な組織からの光としては低く、出血を示唆しており、強度が１５５０から１６２５という（１６２４＞１５５０）と有意に高い場合には、侵襲性腺癌の存在を示唆しており、１６２５よりも有意に高い１５５０（１５５０＞１６２５）であれば、過形成型の腺癌ポリープがあることを示唆しているのである。

いくつかの実施形態では、（選択性、特異性、異常タイプに関して）さらに大きな検出信頼度を得たい時は、または、潜在的にある複数の異常を検出したい時は、反射光の２つ以上の波長の相対強度を測定して比較することなる（例、３、４、５、および、波長以上の異常）。いくつかの実施形態では、比較する波長についてだけの相対強度を取得する。あるいくつかの実施形態では、比較する波長より多くの相対強度を取得する。あるいくつかの実施形態では、複数の波長の相対強度を取得して行い、別のあるいくつかの実施形態では、スペクトルで示すことなる。

あるいくつかの実施形態では、この発明の方法は、ある選択された胃腸管の特定部位での異常を検出するためだけで適用されるものではないとする。

あるいくつかの実施形態では、この発明の方法には、胃腸管の表面をスキャンニングすること、複数の各部位から反射された光の、少なくとも１つの特定波長での光の強度を測定することを含む。

あるいくつかの実施形態では、この発明の方法には、複数の部位の中の各１つから反射された、少なくとも１つの波長の光の強度を同時に測定することを含む。

あるいくつかの実施形態では、この発明の方法には、実質的に同時に胃腸管の複数の別々の部位を照射することを含む。あるいくつかの実施形態では、ここでの複数の別々の部位は、胃腸管の円周部であり、別の実施例では、胃腸管の周りを３６０度回転する部位（リング部）である。いくつかの実施形態では、反射光の少なくとも１つの特定波長の光の測定は、複数の別々の部位に対して、実質的に同時に実施する。いくつかの実施形態では、本発明の方法には、胃腸管を構成している組織の連続した環から反射された実質的に検出する。

いくつかの実施形態では、測定強度を分析して特別な行動をとることもあり、例えば、潜在的な異常な組織が検出された時には、警報を鳴らしたり、活性薬品の成分を投与するなどの行動をとることもある。

いくつかの実施形態では、ここで提供される情報（例えば、測定強度、相対強度、強度と波長の比率）は記録される。いくつかの実施形態では、この情報は転送される。いくつかの実施形態では、この情報は、連続的に転送される。いくつかの実施形態では、提供される情報は、転送のために電力を節約するために、一秒間に一回以下とか一時間に一回以下とか、間欠的に転送される。いくつかの実施形態では、携帯転送機器（例えば、携帯電話、ＰＤＳ（携帯情報端末）、専用レシーバ）を被検中の生体哺乳動物の近くに置いておき、これらを中継器として使い連続的、間欠的に情報を受信して、情報を病院や医師などのいる中央施設に再送するようになっている。いくつかの実施形態では、例えば、パイプシュミレーション数学などを使って、情報を画像に変換する。いくつかの実施形態では、携帯記録装置（携帯電話、ＰＤＳ，専用レシーバ）を生体哺乳類の近くに置いておき、連続的、間欠的に、情報を受信して、メモリーのような取りはずし可能な記録媒体に保存する。

本発明の方法は、任意の適切な機器を使うことで実施可能であり、その機器は、この方法を実施するために使うもので、以下に記載する。

本発明のいくつかの実施形態の態様によれば、胃腸管異常の診断に有用な情報を提供する経口機器が提供されるが、構成は以下の通りである。
ａ）機器軸、本体部分、遠位端および近位端を有する経口ケースと
ｂ）このケースの内部には、ハウジングの照射器窓を通して放射状に外部に光を照射する照射器が配置されており、胃腸管壁（例えば、腸壁）の部位に照射するが、経口機器は、ここを通過して腸壁に接触することになる。

このケースの内部には、画像を取得することなく、関連検知器を通過する、少なくとも１つの特定波長の光の強度を測定する、少なくとも１つの光検出アセンブリがある。

上記で述べた方法に従った使用法を見つけるために、この機器は、経口で挿入される。幽門を通過した後、照射器が光をケースの外部からの照射器から対応する照射器窓（これは、光ガイドの役目をする）を通して放射状に胃腸管壁の部分を照射する。発射された光は検出器窓を通して反射されるが、この検出器は、光ガイドとしての作用をして、反射光を光検出アセンブリの方向に光を導いていくが、その光検出アセンブリの中では、反射光の強度が測定される。上記で方法を参照して述べたように、上記の照射部分のある部位から反射する光の、少なくとも１つの特定波長の光の強度が、その部位に異常があることを示している。

この技術の経口胃腸管撮像機器は、対物レンズ、通常は、調整可能の対物レンズを含み、この対物レンズは１つ以上のレンズと鏡から成り、被検者の像を対物レンズの焦点面に位置する二次元の検出器アレイに結像させる。ただし、ここでの機器は、画像を取得しないで胃腸管の検査を行うものである。いくつかの実施例では、胃腸管の検査はレンズを使用しないで実施する。いくつかの実施例では、この機器は光を光検出器に集中的に照射させるための固定レンズから成る。但し、像は形成しない。

従来の経口撮像機器の場合、画像を取得するためには、カメラが必要であることに注目する必要がある。カメラの場合、腸管の比較的大きい部分の像を取得するが、一般的には、腸管と並行な部位の像を取得する。デジタルカメラの技術分野では、カメラ検出器の各ピクセルが任意の部位からの光を、多くの波長域で同時に取得する（各ピクセルは、各部位に対応しており、その部位について得られる像が腸管の部位に対応している。この構造の撮像機器は、各像のフレームを取得するのに、比較的長い取得時間を必要とする。）
これらとは対照的に、いくつかの実施形態では、腸管の任意の部位からの特定波長の光の強度を、異なった物理的位置、つまり、異なった光検出アセンブリの位置から測定している。いくつかの実施形態では、少なくとも２つの波長域での光の強度を、この機器の別の位置から測定している。いくつかの実施形態によれば、この機器とは実質的に別の異なった検出器を使って、少なくとも２つの波長の光の強度を測定している。この機器についてのいくつかの実施形態では、光検出器アセンブリには、構造の簡単な光センサの一次元アレイが含まれている。このような機器を使うことで、比較的小さな腸管の部位からの光を特定波長域で見ることができ、その測定時間も比較的短い。

いくつかの実施形態では、採用されている機器は、比較的に安価であり、すでに知られている経口機器に比べて構造も簡単で構成部品も安価である。

いくつかの実施形態では、すでに知られている経口撮像機器に比べて機械的な信頼性が高く可動部品を使っていない。

いくつかの実施形態によれば、採用されている機器は、すでに知られている経口機器に比べて消費電力が小さく（このことは、実施形態にもよるが、本発明の機器では、照射を強力に行う必要がないし、取得するデータも多くは必要でなく、機械的な可動部品も使用しておらず、フレームごとのピクセル数も少ない）、構造も小型で、バッテリなどでは、無害の保存機器を採用している。

従来の経口撮像機器のように、機器のケースは、一般的に胃腸内の通過が可能となっており、哺乳被検者が一度飲み込むと、その経口機器は幽門を通過して、腸管を通り、最終的には、肛門から排泄されるが、近位端であろうと遠位端であろうと関係なく、機器の軸は、実質的に胃腸管内を並行に移動して、腸壁が物理的に身体部と接触して、ぜん動運動により経口機器を前に進ませることになる。

いくつかの実施形態では、身体部は体軸に対して平行となっていて、実質的に平行で筒状形状の部分であり腸壁を含む。

いくつかの実施形態では、遠位端、近位端は、流線形になっており、本件の機器が胃腸管を通過していくようになっている。

いくつかの実施形態では、ケース内には、この機器が、一度体内に入ってから対外に排出されるまでの、機器の動作に必要な全部の電力を実質的に提供する電源が設置されている。いくつかの実施形態では、既存の経口撮像機器に較べて、本件の機器は、撮像用の電力を必要とせず、可動部分も少なく、強力な照射も必要でなく、単位時間当たりに伝送されたり記録されたりするデータも少ないので、比較的低い電力しか必要ないので、機器として必要な電力は比較的低電力ですむ。

いくつかの実施形態によれば、本件の機器には、そのケース内に、プロセッサが設けられており、それにより、例えば、測定された、ある特定の波長の光の強度を比較するようになっている。

いくつかの実施形態では、本件の機器には、そのケース内に、ある特定の波長の、測定された光の強度に関する情報を送信する無線の送信器が設けられており、例えば、特定波長の光の測定強度、または、特定波長の光の測定された強度の比較結果を送信するための送信器である。いくつかの実施形態では、この無線送信器は、すでに既知である撮像機器と同じように、情報を連続的に送信できるようになっている。いくつかの実施形態では、この無線送信器は、通信中に起こる潜在的な干渉を減らし、被検者の照射線への暴露を減らし、さらに、機器の電力を減らすために、非連続的に（間欠的または周期的に）情報の送信をできるようになっている。いくつかの実施形態では、この機器は、画像を取得することはないが、最適の情報量を獲得できるように、非連続の送信も可能となっている。いくつかの実施形態では、情報の送信範囲は短い（例えば、被検者自身が行う保存や、再送信や、セル式電話、ＰＤＳなどのような専用機器間での短距離通信）。

いくつかの実施形態では、本件の機器は、そのケース内に、特定波長の、測定された光強度に関する情報を記憶するメモリーが設けられており、例えば、個体メモリー部品やミクロＳＤのような取り外し可能個体メモリーも含くまれる。いくつかの実施例では、胃腸管を通過する間に測定され、保存されている情報は、実質的には、すべて胃腸管の異常の診断に有益な情報である。いくつかの実施例では、本件の機器は撮像をしないで、比較的温厚な量の情報だけを取得して、実質的に診断に有用な情報だけを記録することが可能となっている。

ここで記載した機器を構成している照射器は、１つ以上の特定の波長の光、特に、約４００ｎｍ乃至８００ｎｍの波長の光を照射するようになっている。いくつかの実施形態では、無色の光を照射するように構成されている。いくつかの実施例では、特定の波長を有する多色光または白色光を照射するように構成されている。

いくつかの実施形態では、照射器は、ある特定の波長を有する光を照射するための光源から成る。光を発射するダイオードのような任意の光源を使用できる。いくつかの実施形態では、この光源は、単色光を発射するように構成されている。いくつかの実施形態では、光源が多色光を発射するように構成されている。いくつかの実施形態では、この光源は、白色の光を発射する。いくつかの実施形態では、照射器は、波長が４００ｎｍ乃至８００ｎｍの光を発射する光源から成る。いくつかの実施形態では、本件の光源は、光源が発射した光を放射状に散乱させる光源と対応して作動する放射ディフューザから成る。

照射器と照射器窓は、双方で相互に連動して、どの方向にも光を照射できるようになっている。いくつかの実施形態では、照射器と照射器窓は、機器の軸に対して、実質的に、直角に光を発射するようになっている。いくつかの実施形態では、照射器と照射器窓は、機器軸に対して９０度以上の角度で光を照射する、例えば、検出器窓の方向あるいは検出器窓から離れる方向に光が照射されるようにしてあり、いくつかの実施例では、機器軸に対して垂直な位置から１０度以下の角度で光を発射されるように、さらに、いくつかの実施形態では、機器軸に対して垂直な位置から５度以下の角度で発射されるようになっている。

この照射器では、胃腸管のどのような形状部位にも光が当たるように光を放射状に照射するようになっている。いくつかの実施形態では、照射器は機器軸の周りの、少なくとも９０度、少なくとも１２０度、少なくとも１８０度の円周部に、一度に、しかも同時に光が当たるようになっている。

上記の好ましい実施形態では、照射器は光を円周部に照射する、つまり、機器軸の周りから３６０度の角度で光が発射されて、胃腸組織の３６０度円周部（リング状に）に、同時に、光を照射するようになっている。

照射器が光を照射する照射器窓は、実質的に少なくとも特定の波長の光を透過させる。照射器窓は、どんな形状でもよく、どんな構造でもよく、一般的には、既存の経口撮像機器と同じように、ガラスまたはプラスチック材料から成る。いくつかの実施形態では、照射器窓が連結するように組み立てられている、２つまたはそれ以上のディスクリート部品から構成されている。いくつかの実施例では、照射器窓は、少なくとも、２つの部品が、非透過部品によって分離されている、２つまたはそれ以上のディスクリート部品から成っている。

一般には照射器窓は実質的に単一のディスクリート部品で構成されることが好ましい（その理由は、組み立てが簡単で胃腸液がケース内から漏れ出ること減らせるからである。）いくつかの実施形態では、照射器窓は放射ディフューザで構成されている。

いくつかの実施形態によれば、照射器と照射器窓は、照射された光を偏光させるように構成されており、例えば、照射器窓または照射器が偏光構成要素として動作している。

いくつかの実施形態では、照射器が、光を、円周部（例、１２０度）に照射し、照射器窓は、特定の波長の光を実質的に透過する材料から成り、少なくとも同じ円周部分のアークまたはディスクから構成されている。いくつかの実施形態では、特に、照射器が実質的に３６０度の円周部に光を照射し、照射器窓が特定の波長の光を透過させる材料から成るリングまたはディスクとして動作し、さらに、いくつかの実施形態では、機器軸と同軸であるように配置されている。

本発明の機器の光検出アセンブリは、その対応する照射器窓を通過する、少なくとも特定波長の光の強度を測定するようになっている。上記で述べたように、特定波長は、典型的には、約４００ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲である。

いくつかの実施形態では、この機器は、実質的に別々の異なった場所での、少なくとも２つの特定波長の光の強度を測定するようになっている。いくつかの実施形態では、実質的に別々の光検出アセンブリで、少なくとも２つの波長の光の強度を測定するようになっている。いくつかの実施形態では、本発明の機器は、同じ光検出アセンブリ内の実質的に別々の異なった場所で、少なくとも２つの特定波長での光の強度を測定するようになっている。いくつかの実施形態では、光検出アセンブリとその対応する照射器窓は、少なくとも１つの波長フィルタから成り、これは、特定の波長の光だけを通過させるようになっている。いくつかの実施形態では、波長フィルタは、機能的に照射器窓と連動している。いくつかの実施形態では、波長フィルタは、照射器窓の１つの構成要素、あるいは、照射器窓そのものとして動作している。

いくつかの実施形態では、光検出アセンブリとその対応照射器窓は、光検出アセンブリに到達する光が偏光されるようになっており、例えば、照射器窓は光偏光構成要素から、または、光検出アセンブリは別の光偏光構成要素から成る。いくつかの実施形態では、光検出器アセンブリと、その対応した光偏光構成要素は、照射器とその対応する光偏光構成要素に対して垂直の方向に向いている。そのような交叉偏光のために正反射光が減少して、実質的に散乱した反射光だけがより選択的に取得されることになる。

いくつかの実施形態では、この機器は、単一の光検出アセンブリから成る。いくつかの実施形態では、この機器は、少なくとも２つの検出アセンブリから成る。いくつかの実施形態では、この機器は、少なくとも２つの検出アセンブリと対応する、少なくとも１つの照射器窓から構成される。いくつかの実施形態では、各光検出アセンブリは、単一専用の照射器窓に対応している。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの光検出アセンブリは、ある特定波長の強度を測定するように構成されている。いくつかの実施形態では、光検出アセンブリが光検出アセンブリに到達する光の波長を限定する波長フィルタと機能的に対応している。いくつかの実施形態では、波長フィルタは照射器窓の１つの構成要素として、あるいは、照射器窓そのものとして機能する。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの光検出アセンブリは、少なくとも２つの特定波長の光の強度を測定するようになっている。

いくつかの実施形態では、少なくとも２つの特定波長の光の強度を測定するように構成された光検出アセンブリは、少なくとも２つの検出器と対応している。いくつかの実施形態では、各照射器窓は、別々の異なった特定波長の光を通過させる波長フィルタと対応している。

いくつかの実施形態では、少なくとも２つの特定波長の光の強度を測定するように構成された光検出アセンブリは、単一の照射器窓と対応している。いくつかの実施形態では、照射器窓は、適当な数の別々の波長フィルタと対応しており、各フィルタは、別々の異なった特定波長の光を通過する。

特定波長の光の強度を測定する速度は、任意の速度でよい。より高速で測定した場合には、分析、転送、保存が必要なデータが増えるが、機器が腸の内部を通過するにつれて、より大きな軸分解能が得られる。このように、いくつかの実施形態では、測定検出アセンブリが、特定波長の光を、約０．１Ｈｚ、約０．５Ｈｚ、の速度で測定するように構成されている。また、機器が胃腸管を通過する時に、幽門から胃腸の下部に下がっていき、胃腸管全体または内腔表面の全部をスキャンすることになる。

実施形態によれば、本発明の光検出アセンブリが、胃腸管の任意の場所で任意の方向から、および、腸壁の任意の形成部位から、少なくとも特定波長の光を受けて、その強度を測定するようになっている。

いくつかの実施形態では、光検出アセンブリを構成している検出器窓を通して、機器軸に対して約９０度の角度を成す胃腸管の部分からの、約１８０度の角度を成す部分からの、特定波長の光を受け、その強度を測定している。さらに、好ましい実施形態によれば、光検出アセンブリは、機器軸に対して３６０度の角度を成す胃腸管の部位からの光、つまり、機器軸の周りの円周部からの光（リング状の反射光）を受け、つまり、胃腸管の円周部位からの反射光を受け、その強度をすべて同時に測定している。

光検出アセンブリと対応した位置にある検出窓は、胃腸管の任意の部位から光を反射させるようになっている。

いくつかの実施形態によれば、光検出アセンブリは、胃腸管の全体部位からの光、あるいは、単一の部位からの光の強度を測定できるように構成されている。いくつかの実施形態によれば、３６０度回転する測定窓を有しており、腸壁の周り３６０度の部位からの反射光の強度を測定する。

いくつかの実施形態によれば、診断のための追加情報を提供するために、例えば、胃腸管の同じ場所からの異常部位の大きさ、多重の異常の有無などを同定できるように、少なくとも１つ以上の特定波長の光の強度を測定できるようになっており、対応する検出器窓を通過する光は、胃腸管の少なくとも３つの別々の部位、少なくとも４つの別の部位、８つの別の部位、１５の別の部位、少なくとも」３０の部位、少なくとも６０度の部位からの光である。このことは、検出器窓の適当な位置に必要数の光センサーを配置することで実現される。例えば、いくつかの実施形態では、３６０度回転する円形の検出器窓を有するアセンブリにおいては、３６０度回転する胃腸管の円周部を１８０度をカバーする部分に分けて２つの個所で光を受けてもよいし、その１２０度分をカバーする３つの部分に分けてもよいし、８０度分を、回転する４つの部分をそれぞれ独立させて、光の強度を測定できるようにしてもよい。

いくつかの実施形態では、この光検出アセンブリは、ピクセル型の光検出アレイで構成されており、このピクセルが胃腸管の別々の部位からの光を検出してその強度を測定している。このピクセルは多数装着されており、あらゆる部位からの光にも対応できるようになっている。いくつかの実施形態では、複数のピクセルが群として形成されており、その全部が組み合わされて、光を受け、その強度を測定する構成となっている。このピクセル型の光検出アレイを構成しているピクセル技術は任意の既存のものを採用してもよく、例えば、単一色のピクセル型アレイ、ＣＣＤカメラ、ＰＤＳアレイ、ＰＤアレイ、ＣＭＯアレイ、ＬＥＤアレイに使用されているピクセルでよい。

上記の技術に関連して、診断に使う有用情報を得るための画像技術では、一般的には、少なくとも、１０，０００ディスクリートエリア、通常の場合には、１００万ディスクリートエリアから成るフレームを取得するようになっていることは注目に値する。本発明の機器では、一般的には、１，０００ディスクリートエリア以下の光の強度を同時に測定できるようになっているが、３６０、１２０ディスクリートエリアからの光についても、その強度を測定可能である。分解能の低いものでも使用が可能であり、照射光の弱いものでも強度の検出が可能であり、さらに、少ないデータでも、低い電力でも、胃腸部の異常を検出できることが特徴となっている。

いくつかの実施形態では、本検出器アレイの光検出器エレメント（ピクセル）の開口部で検出器窓に向かい合った状態となっている。 いくつかの実施形態によれば、光検出アセンブリでは、対応する検出器窓に入る光をピクセル型の光検出アレイに集中させるために、焦点構成エレメントを使用している。いくつかの実施形態では、この焦点構成エレメントを部品の１つとして使い、あるいは、検出器窓そのものとして採用している。いくつかの実施形態によれば、このピクセル型光検出器アレイは、円形の端末を有しており、この端末の周りには、外向きの光検出エレメントが装着されている。いくつかの実施形態では、この検出エレメントの開口部が、検出器窓に面した状態で配置されている。

いくつかの実施形態では、この光検出アセンブリは、検出器窓から光検出器アレイから外側に通過していく光の方向を変える光検出器を有している。いくつかの実施形態によれば、光検出アレイは、実質的に平面状である。任意のエレメント（例えば、実質的に円錐鏡面、光ガイド、プリズム、円錐回折格子などの回折格子を、光検出アレイとして使用してもよい。

いくつかの実施形態によれば、光方向器がある特定波長の光を光検出器アレイにとって望ましい方向に向けさせるための波長分離器（例えば、プリズム、円錐プリズム、回折格子）として機能する。

光が通過する検出窓は、少なくとも特定波長の光に対して透過性を有する。いくつかの実施形態では、この検出器窓は波長フィルタとして動作するように構成されており、例えば、単一の特定波長の光に対してだけ透過性を有する。いくつかの実施形態では、この検出器窓は、偏光フィルタとしても動作する。検出窓の材料と構造については任意でよく、一般的には、ガラスまたはプラスチックであり、このことは経口撮像機器の当業者にはすでに知られていることである。いくつかの実施形態では、検出器窓の２つの類似のディスクリート部品から成り、そのために、窓を連続構造として構成している。いくつかの実施形態では、この検出器窓は、２つ以上の類似のディスクリート部品から成り、この２つの部品は非透過性の要素により分離されている。一般的には、検出器窓は単一のディスクリート部品から成ることが好ましい（その理由は、制作が容易であり、胃腸液がケース内に漏れ出ることを防止できることである）。

いくつかの実施形態では、この光検出アセンブリが、胃腸管の円周部（例えば、１２０度）から反射する光の強さを測定するようになっており、この関連検出器窓は、同じ円周上のアークディスクで構成され、その材質は少なくとも、ある特定波長の光に対して光透過性である。いくつかの実施形態では、光検出アセンブリは、３６０度回転する円周部位からの反射光の強度を測定できる構成となっている。とくに、この光検出アセンブリを構成している検出窓は、１つの特定波長の光に透過性のあるリングまたはディスク材料で構成されており、別の実施形態では、この検出窓は機器軸と同軸である。

いくつかの実施形態では、この光検出アセンブリは、乱反射光を選択的に検出できることが好ましい。

いくつかの実施形態では、照射器は、第一方向を向いている偏光機器と機能的に連動して動作するようになっており、また、光検出アセンブリは、その第一の方向に対して垂直方向に向いている偏光機器と連動して動作するようになっている。

いくつかの実施形態では、機器軸の平面における照射器の開口角が比較的小さいので、正反射光の量が少量であっても、光は、この光検出アセンブリにより検出される。いくつかの実施形態では、機器軸の平面における照射器の開口角は、約３０度未満、２０度未満、１０度未満、５度未満である。いくつかの実施形態では、機器軸の平面における照射器の開口角は、レンズのもっている制限を受ける（レンズには、本来制限がある）。本発明の機器は、機器軸に対して実質的に垂直である、幅の狭いスリットで構成されており、ここでは、照射器と照射窓は凹面を形成し、光はこの凹面を通過することで、機器軸の平面での照射器の開口角が制限されることになる。いくつかの実施形態では、光検出アセンブリにより検出された光が最初にコリメータを通過するが、この時は、光検出アセンブリとコリメータが機能的に協同して動作するようになっている。このために、正反射光の量が少量であっても、光検出アセンブリによる検出が確実になるようになっている。いくつかの実施形態では、コリメータとは別構成の部品である。いくつかの実施形態では、光検出器がコリメータとしても機能するようになっている。

上記で述べた本発明の機器の設計、制作、組み立て、使用法については、当業者であれば、本明細書を精読することで、理解できることである。

寸法、材料、使用法は、上記で紹介した「ペリカム」の経口機器と技術的に似ており、本発明の機器にも既知の知見を取り入れてもかまわない。

本発明の機器の寸法も任意でよいが、被検者に過剰な不快感を与えずに機器が胃腸管を通過する寸法であればよい。

いくつかの実施形態では、本発明の機器の軸全長は約１５ｍｍ乃至３５ｍｍ、または約２０ｍｍ乃至３０ｍｍであるが、ペリカムと同様に２５ｍｍであってよい。

いくつかの実施形態では、本発明の本体部分の軸長さは約１０ｍｍ乃至３０ｍｍ、約１０ｍｍ乃至２０ｍｍであるが、ペリカムと同様に１５ｍｍでかまわない。

いくつかの実施形態では、この機器の本体部分は筒状であり、その直径は約５ｍｍ乃至２０ｍｍ、約７ｍｍ乃至１５ｍｍであり、ペリカムと同様に１０ｍｍでもかまわない。

軸寸法と照射器窓と検出器との距離は任意でよい。

照射器窓の軸長さは任意でよい。普通は、約５ｍｍ以内である。典型的な例としては、約０．３ｍｍ以上、約０．５ｍｍ以上、約１ｍｍ以上である。

いくつかの実施形態では、胃腸管からの乱反射光を十分に集めるために、照射窓から検出器窓までの距離は可能なかぎり短いほうがよいとする。いくつかの実施形態では、この距離は、約４ｍｍ以下、約２ｍｍ以下、約１ｍｍ以下である。いくつかの実施形態では、この検出器窓は、軸長さを短く（例えば、約２ｍｍ以下、約１ｍｍ以下）設計する傾向があり、全部を短く近づけて全体を短くして、互いにぶつかりあう程度に設計するとしている。

上記のとおり、本発明を実行するにあたっては、異常の診断により、なにを診断するかにより、選択する波長が異なり、ある特定波長の光が違ってくる。

特定波長のスペクトル幅は任意でよい。

以上説明したとおり（図１参照）、診断につかうスペクトル幅は極めて広い。いくつかの実施形態では、例えば、ある特定波長のスペクトル幅は次のとおり、つまり、約４００ｎｍ（例えば、約４００ｎｍから約８００ｎｍであり出血診断用である、図１Ａ）,約２５９ｎｍ（例えば、約４００ｎｍから約６５０ｎｍであり、出血診断用であり、または、約４００ｎｍから約６２５ｎｍであり、侵襲性腺癌診断用である、図１Ａ）、約１５０ｎｍ（例えば、４５０ｎｍから６００ｎｍであり、腺腫ポリープまたは腺腫診断用であり、図１Ｂ，侵襲性腺癌図１Ａ，または、過形成ポリープの診断用である、図１Ｃ，または、約５００ｎｍから約６５０ｎｍで、出血診断用である）、約１２５ｎｍ（約４５０ｎｍから約５７５ｎｍであり、侵襲性腺癌の診断用である、または約５００ｎｍから約６００ｎｍであり、出血診断用）、約１００ｎｍ（４５０ｎｍから５５５ｎｍであり、侵襲性腺癌の診断用である、図１Ａ，)、約７５ｎｍ（約５００ｎｍから約５７５ｎｍであり、出血診断用である、図１Ａ）、約５０ｎｍ（約５２５ｎｍから約５７５ｎｍであり、侵襲性腺癌の診断用である。図１Ａ，または、腺腫ポリープ診断用である、図１Ｂ）。

広いスペクトル幅を使う利点は、比較的低い強度の光を作成するように設計が可能で、それだけエネルギーの使用を減らせる。

そのような広いスペクトル幅の場合、外部光を検出してしまう可能性はある。さらにそのような広いスペクトル幅の光を作成することが技術的にはむつかしいということはある。

逆に、いくつかの実施形態では、スペクトル幅を狭くしている。例えば、約１０ｎｍ ＦＷＨＮ以下、約５ｎｍＦＷＨＭ，あるいは２ｎｍＦＷＨＭである。

そのような狭いスペクトル幅であれば、商用の波長フィルタを使って簡単に作成可能である。

本発明の機器は、任意の照明器から成る。いくつかの実施形態では、本発明の照射器は、３６０度の円周部において、放射状の外に向かう光を照射できる。本件の照射器は、（ａ）光を照射するための光源、（ｂ）ディフィーザ軸を有する放射ディフィーザと、第一面と、第二面と、および中心ディフィーザ軸と同軸の、実質的に円形の円周外部エッジとから成り、この光源は光を放射ディフィーザ内に照射するようになっており、光源から放射ディフィーザに投射された光のうちの、一部分を放射状に放射ディフィーザの円周エッジを通して外部に照射するようになっている。

いくつかの実施形態では、この放射ディフィーザは、ディスク型の形状を有し、このディフィーザの第一面の少なくとも一部は実質的に光源より照射された光を透過させ、さらに、この光源は、光をディフィーザの第一面の透過部を介して、照射することなる。いくつかの実施形態では、この光源は、放射ディフィーザの第一面の透過部と接触した状態となっている。

いくつかの実施形態によれば、この放射ディフィーザは、リング型をしており、内部リムを有する中心穴部を含み、この内部リムの一部分は、光源より照射された光を透過させ、光源は、内部リムを介して、光を放射ディフィーザに照射するようになっている。いくつかの実施形態では、この光源は、内部リムの透過部と接触された状態になっている。

いくつかの実施形態では、放射ディフィーザの円周エッジ部は、放射状に外部に向かって照射される光が、放射ディフィーザに垂直に照射されるように、ディフィーザ軸に対して垂直の位置にあるようにしている。

いくつかの実施形態では、円周エッジ部は、半径ディフィーサ軸に対して、ある角度をなす方向に向いており、そのために、放射状に外部に向いた放射光がディフィーザに対して、特定の角度になるように放射される。

いくつかの実施形態では、第一ディフィーザ面の少なくとも一部は、光源から照射された光を透過させない。

いくつかの実施形態では、第一ディフィーザの面の実質的に全部が、光源からの光を通さない。いくつかの実施形態では、第一ディフィーザの面の少なくとも一部では、光を反射する（つまり、鏡面となる）。

いくつかの実施形態では、第二ディフィーザの少なくとも一部が光を反射する（鏡面となる）。いくつかの実施形態では、第二ディフィーザの少なくとも一部は、光源からの光を通さない。実質的にリング型の、すべての第二ディフィーザ面は、光源からの光を通さない。

上記で注視したように、いくつかの実施形態では、本発明の機器は、対応照射器窓を通過する光の方向を光検出器アレイの方向に変更する光検出器を有する光検出アセンブリから成ると同時に波長分離器として機能する。いくつかの実施形態では、この光検出器が反射回折格子である。いくつかの実施形態では、この反射回折格子として、任意のものでよい。いくつかの実施形態では、本発明の回折格子を使うのが好ましいとする。本発明のいくつかの実施例の態様によれば、本発明の回折格子は、
実質的に軸を有する円錐部と、
表面が周期的な形状部、とから成り
この表面部と周期的形状部は、この回折格子が分光素子として機能するように、波長により変化する角度で、実質的には、軸の一般方向に対して垂直に衝突する光を反射するようになっている。いくつかの実施形態では、この周期的な形状部は、リング状のスリットで表面が円錐である。いくつかの実施形態では、この形状部はリング状のリッジであり、表面が円錐である。いくつかの実施形態では、その表面は実質的に円錐形である。いくつかの実施形態では、回折格子は、実質的に円錐台である。

図２Ａ乃至２Ｃにおいて、経口機器１０の実施形態が、模式的に図示されている。図２Ａは、この経口機器１０の横断図であり、図２Ｂにおいて、経口機器１０を構成している照射器３８を詳しく表示しており、図２Ｃは、経口機器１０を構成している光検出アセンブリ３４を図示している。この経口機器１０は、商用的に普及している「ペリカム」（イスラエル）と、寸法、構造において類似している。

経口機器１０のケースは、本体軸１２、流線形の遠位端１４ａと近位端１４ｂと、平行壁筒状部１６から成っている。機器１０のケースは、照射器窓１８と検出器窓２０に向かう光は通さない。ポリカーボネートから成る両方とも１ｍｍの長さの完全リング型であり、波長４００ｎｍ乃至８００ｎｍの光を透過させる、機器を分離する分離器２２、これは光を通さないフォイルから成る０．２ｍｍディスクである。照射器窓１８は偏光エレメントとして機能し、機器軸１２に平行に光を偏光させる。検出器窓２０は、偏光エレメントとして作動し、機器軸に垂直な光を偏光させる。

本体部１６の中には、パワーサプライ２４（例えば、バッテリ）、コントローラ２６（例えば、取得したデータを処理するためのプロセッサとして作動するインテグレート回路）、書き込む可能メモリ２８（例えば、ミクロＳＤカード）、無線通信器３０（例えば、ブルートースBluetooth（登録商標）トランシーバ）、照射器３２、単一光検出アセンブリ３４が設けられている。

照射器３２は、放射状の外向きの光を、照射器窓１８を通して、３６０度円周部で、機器軸の周り、および、機器軸に垂直に、同時に照射する。

照射器３２は、図２Ｂに示すように、光源から成っており、例えば、いくつかの実施形態によれば、白い光を発光するＬＥＤであり、いくつかの実施形態では、多色光の光であり、いくつかの実施形態では、特定の多色光である。波長は、５００ｎｍ、５１５ｎｍ、５３０ｎｍ、５４５ｎｍである。この光源は、コントローラ２６、ディフィーザ軸４０を含む光透過材からの成るディスクであり、ディフィーザ軸４０に平行な円形外部エッジ４２を有するディスクである放射ディフィーザ３８を介して、パワーサプライ２４から、作動に必要な電力を受け取るようになっている。この放射ディフィーザ３８は、光源からの光をディフィーザの周りに放射状に分散させる構造であり、放射状外向に発射された光は、実質的に機器軸４０に垂直に放射される。光源３６が接触する放射ディフィーザ３８の第一面４４の一部分が、光源３６からの光を透過するが、その結果、光源３６は、光源３６からの光を透過部分を介して、放射ディフィーザ３８に照射するようになっている。第一面４４の他の部分は、放射ディフィーザ３８の第二面の全体表面と同様に、完全に鏡面となっており、例えば、銀またはアルミニウム層が蒸着されているので、光を通すことはない。

例えば、コントローラ２６により、機器の稼働がなされた時、光源３６は、放射ディフィーザ３８に入った光を、第一面４４の透過部分に入射する光として照射する。光は、内部の放射ディフィーザ３８において、第一面４４の鏡面部と第二鏡面部４６との間で反射されており、これは、放射ディフィーザ３８の外部エッジ４２を介してディフィーザ軸４０に垂直な光を発生させるためであり、これは、照射窓１８を通して、機器１８の周りにリング状の光を照射するためである。

機器１０の光検出アセンブリ３４は、検出器窓２０と対応して動作しており、胃腸管の管腔壁の２４か所の別々の部位から通過していく単一特定波長（約５００ｎｍ）の光の強度を測定するように構成されており、この光は、機器軸１２の周り３６０度円周部の、実質的に、すべての部位からのものである。光検出器は、光検出器アレイ４８内の外部を向いている端末５０上に配列されており、このアレイ４８には、検出器窓２０に向いた開口が設けられている。いくつかの実施形態では、この光検出器アレイ４８は、可撓性の光検出器アレイに似せて設計してある。(Yuan H.C. et al. in April Phys. Leti 94. 013(2004) またはHANDO TO ENT Technologies. Ag., Line, Austriaを参照）。

外方向を向いた端末５０および光検出器アレイ４８の開口部は、リング状のローパス波長フィルタ５２であり、５００ｎｍの波長の光のみを選択的に通過させるフィルタである。このフィルタ５２は、波長フィルタであれば、任意のものでよく、例えば、Lee Filters 社（Andover, Hampshire England)のフレキシブルフィルタがある。

光検出アセンブリ３４は、コントローラ２６と機能的に動作するようになっており、光検出器アレイ４８の、別々の光検出器出力部が胃腸内の２４か所の部位に対応するように、２４個のグループ出力部として配置される。

照射器３２より光が入射されると、腸組織から検出器窓２０の方向に光が反射され、この検出器窓２０を通過した、特定波長の光だけが波長フィルタを通過して、光検出器アレイ４８の外向き端末５０の光検出器と衝突する。１０Ｈｚの速度で、コントローラ２６は、検出器アレイ４８の光検出器を構成している２４グループのそれぞれにより測定された５００ｎｍの光の強度を受ける。

この経口機器１０は、使用の際、被検者の口から内部に送られ、結果として、幽門を通過して十二指腸、小腸、大腸、直腸を通過して最後に肛門から排出される。胃腸管の中では、通常の方法で、この機器は、すべての時間を通じてモニターされる。

照射器３２は、照射器窓１８からリング状の偏光させた光を胃腸組織の３６０度円周部に、照射器窓１８に極めて近接した場所または照射窓に触れる距離から発射することになる（図３の矢印「ａ」を参照）。

光の一部分は胃腸組織から検出器窓の方向に向かって反射される（図３の矢印「ｂ」を参照）。胃腸組織周りの３６０度円周部から反射された特定波長（５００ｎｍ）の光は、フィルタ５２を通過して光検出器アレイ４８に入る。正反射光があるようであれば、その大部分は、交叉偏光 (cross polarization) により、検出器窓２０を通過することを防ぐことができ、その結果、第一に、乱反射光が主に光検出器アレイ４８に届くことになる。光検出器アレイ４４を構成している光検出器の２４個のグループ（従って、胃腸組織の２４か所、各部位は、組織の１５度の部分）の一個ごとに検出される特定の波長の反射光の強度が、１０Ｈｚの速度で測定されることになる。このように、この機器を囲んでいる完全なリング状の組織を構成している、胃腸組織の２４か所で反射した、フィルタ５２を通過する特定波長の光の強度が、光検出器アレイ４８により１０Ｈｚの速度で検出され、コントローラ２０に報告される。

測定で得られて光強度は、コントローラ２６が受け取り、メモリ２８内のアレイに保存される。機器１０が肛門から排出されると、保存された強度に関する胃腸の潜在的な異常の有無を示す情報が検査のためにダウンロードされ、医者による、被検者の胃腸管に異常があるかどうかの診断がなされることになる。

コントローラ２６は、同時に、胃腸管の２４か所の別々の部位から反射した光の強度を、その２４か所からの光の強度を平均化するために、２４か所を同時に測定した各セットデータを正規化することで、比較するプロセッサとして機能する。ここ正規化した強度データは、潜在的な胃腸の異常を示唆している情報を構成しているが、その後、対外の適当に構成した外部のユニットに無線送信器３０を使って転送する（図示しない）。自動プログラム（例えば、汎用コンピュータ上で稼働するフォートランプログラミング言語で書かれたプログラム）が受け取った正規化データ強度を分析して、（潜在的異常（出血、侵襲性腺癌）を示唆している、平均に対して十分に低い（例えば、６０％以下、５０％以下、３０％以下）相対強度を同定する。医療専門家が、この情報に基づいて診断し、この後の調査、治療のために、正規化した強度または部位を選択する。

いくつかの実施形態では、転送された光強度をリアルタイムで分析し、十分に低い相対強度が検出された時は、外部ユニットがアラームを鳴らし担当医を呼ぶように指示する。

図２Ｄおよび２Ｅにおいて、機器１０により取得された例示の情報を図示する。

図２Ｄにおいて、胃腸組織から反射された光で、光検出器のすべての２４グループにより検出された、波長が５００ｎｍである光の平均強度が時間の関数として図示されている。

上側のプロットは、機器が正常な胃腸組織を通過し、その時に測定された平均強度が実質的に一定であることを示している。

真ん中のプロットは、機器が胃腸組織を通過して出血病変部に出くわしたことを示している。出血病変部位、および、その後の有意な病変部位では、平均測定強度は、実質的に、正常な組織からの光に較べて低い。腸の中にある場所では、腸表面の血流量は実質的に低下して、その平均測定強度は平常に戻る。

下側のプロットは、機器が正常な胃腸組織を通過して局所侵襲性腺癌にでくわすことを示している。侵襲性腺癌部位からの光の平均強度は、正常組織からの光の強度に較べて低い。検出器窓２０が、この侵襲性腺癌の部位を通過した後、光の平均強度は正常な値に戻る。

本発明の方法と機器の実施形態により、図２Ｄで図示されたような情報は、医師に提供することは、胃腸での異常の存在、性質について、診断をする場合に有用である。例えば、これらの情報を他の医学的データと共に使うことで、被検者が健康であるか、腸に出血がないかどうか、侵襲性腺癌でないかなどの診断に有用である。

図２Ｅにおいて、両方のプロットは、同じ機器１０が、胃腸管の同じ部位を通過する時に得られた情報である。上側のプロットは、１２グループの光検出器で測定した光の平均強度を示したものである。下側のプロットは、単一のグループと胃腸組織のＸ部位（１５度の部分）に対応する光検出器により測定された光の平均強度を示したものである。この上側のプロットから、時間ｔ１の時点において、平均強度がわずかに減少しているが、Ｘ部位で反射した光の強度は、有意に減少しており、これは、侵襲性腺癌があることを示唆しているのである。

本発明の方法と機器の実施形態に従って取得された図２Eで図示したような情報は、医者のような専門家に提供されれば、胃腸の異常の存在、その性質に関する診断に有用である。他の医学的データと共に使うことで、これらの情報は、被検者が健康であるか、腸出血がないか、侵襲性腺癌がないか、潜在的な異常の大きさがどうかを診断するのが有用である（腸における有意の落ち込みを示した部位の数による診断である。）

この実施形態では、非常に狭い選択波長（５００ｎｍ）の光の強度を測定するようになっているが、これ以外の広い波長の光の測定にも使える（図１Ａ乃至Ｚ１Ｃ）ことは、注目に値する。例えば、出血を検出する、いくつかの実施形態では、照射器３２は、特定の波長帯域を有する無色の光、特定波長の多色光、白色光を発射するようになっており、光検出アセンブリ３４は、４００ｎｍから８００ｎｍの幅の光（区別なし、出血検出に有用）の選択波長の光の強度を測定する構成となっている。同様に、出血の検出に有用である、いくつかの実施形態では、５００ｎｍから６５０ｎｍまでの幅の選択波長の光および選択波長のサブグループの光の強度を測定するようになっている。同様に、侵襲性腺癌の検出に有用であるいくつかの実施形態では、４００ｎｍから６００ｎｍまでの幅の選択波長の光、および、選択波長のサブグループの光の強度を測定するように構成されている。同様に、腺癌または腺腫ポリープの検出に有用な、いくつかの実施形態では、４７５ｎｍから５７５ｎｍの幅の選択波長の光の強さ、および、選択波長のサブグループの光の強さを測定するように構成されている。

図４Ａは、経口機器の実施形態５４を模式的に示したものであり、図４Ｂは、機器５４の照射器を詳しく図示したものである。この機器５４は、上記の機器１０と似ているが、多数の相違もある。

一方、機器１０は、単一検出アセンブリから成り、機器５４は、３個の独立した光検出アセンブリ３４ａ、３４ｂ、３４ｃから成り、これらに、それぞれ対応した専用の検出器２０ａ、２０ｂ、２０ｃが装着されている。機器５４の光検出アセンブリ３４は実質的に機器１０の光検出アセンブリ３４と同じである。

しかし、機器１０と同じように、分離波長フィルタ５２で制作する代わりに、各検出器窓２０を有色のポリカーボネイト材料を使って制作してもよい、そうすることで、波長フィルタとして機能することになる。従って、各光検出アセンブリ３４は、単一の特定波長の光、特に、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍの波長の光の強度を測定する構成となる。結果として、機器５４は、実質的に別々の部位からの３つの特定波長の光の強度を測定する構成となるが、３つの別々の光検出アセンブリ３４ａ、３４ｂ、３４ｃアレイが対応することになる。

機器１０の照射器３２の場合と同様に、機器５４の照射器５６からの光は放射状外部に向かって照射器窓１８を通過して発射される構成となり、この場合、光は軸１２の周りの３６０度円周部に同時に発射されることになる。しかし、照射器５６は、照射器３２とは有用多くの点で異なる。

図４Ｂの照射器５６は、光源３６（例えば、波長が５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍの白色光または多色光を発射するＬＥＤ）、放射ディフィーザ３８、ディフィーザ軸４０、中心穴５８を含む、透明材料を使用したリングから成り、円形の外部エッジ４２を有する。放射ディフィーザ３８の第一面４４と第二面４６の全体は、鏡面となっており、光は通さない。放射ディフィーザ３８の中心穴５８の内部リムは、光源からの光を透過させ、光源３６は中心穴を通過して、内部リムに接触し、放射ディフィーザ３８内に内部リムを介して光を発射する構成となっている。

機器５４は、個別の照射器窓が少ない。その代わりに、照射器５６の放射ディフィーザ３８が照射器窓１８として機能している。

さらに重要な違いは、放射ディフィーザ３８の外部エッジ４２がディフィーザ軸に対して平行になってないことであり、平行線より５度の傾きがあり、そのために、放射ディフィーザより放射状に発射される光は、ディフィーザ軸と本体軸１２に対してある角度をもって照射され、結果として、光検出アセンブリ３４の一般的な方向に対して発射される。

使用にあたっては、機器５４が被検者により飲み込まれて作動することになるが、最終的には、幽門、十二指腸、小腸、大腸を通過して直腸を経て、肛門から排出されることになる。胃腸管内での機器の位置は常に通常の方法で、モニターにて監視される。

照射器３２はリング状の白い光を発射するが、照射器窓１８に対しての垂直の位置から５度の傾きをもって発射されるか、照射器窓１８に近い、あるいは、接触する位置にある胃腸組織の３６０度円周部位の周りに照射されることになる。

光の一部分は、胃腸組織から検出器窓２０ａ、２０ｂ、２０ｃに向かって乱反射される。胃腸組織の周りの３６０度円周部位から反射された、特定波長（５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍ）を有する光は、検出器窓２０ａ、２０ｂ、２０ｃを通過して、個別の光検出アセンブリ３４ａ、３４ｂ、３４ｃに装着された２４個の光検出器アレイ４８の１つにより、１０Ｈｚの速度で、光強度が測定される。重要なことは、胃腸管の任意の特定部位から反射された光は個別の光検出器の各光検出アセンブリ３４に装着されたアレイグループにより検出される。

測定された光の強度は、コントローラ２６が受信することになる。このコントローラ２６は、胃腸管の同じ部位から反射された、２つの別々の特定波長の光の強度を比較するプロセッサとして機能する。具体的には、強度が測定される各サイクルごとに、あるいは、胃腸管周りの２４個の離れ離れの部位にある２４個の光検出器ごとに、コントローラ２６は、同じ部位から反射された波長が５００ｎｍの光、波長が５５０ｎｍの光、波長が６５０ｎｍの光の強度を比較する（例えば、比率を計算して比較する）。潜在的な胃腸異常を示唆している情報を含む強度比較の結果は、その後、体外に適当に設けられた外部ユニット（図示しない）に無線を通して送信されることになる。診断のための自動プログラムが、受け取った比較結果を分析して、潜在的な異常を示唆している正規化された強度のデータの同定する（いくつかの実施形態では、リアルタイムで分析し、別の実施形態では、リアルタイムではない分析を行う）。いくつかの実施形態では、機器５４が、この測定強度を送信し、それを受けた外部ユニットがその情報を比較検討することになる。

腸壁の同じ部位から反射された、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍの特定波長を有する光の測定強度を比較することにより、多様な胃腸異常が特定されることになる。例えば、実質的に正常組織からの波長の光より有意に低い、波長が５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍの光の強度が同じの場合には、出血があることを示唆しており、波長が５５０ｎｍでの光の強度が５００ｎｍでの光の強度より大きく、波長５００ｎｍでの光強度が６５０ｎｍでの光の強度より大きい時には、侵襲性腺癌の存在を示唆している（図１Ａ）。また、波長５００ｎｍと５５０ｎｍでの光の強度が、６５０ｎｍでの光の強度よりも大きい場合には、腺腫ポリープを示唆しており、波長が５００と５００での光の強度が６５０での光の強度よりも低い場合には、侵襲性腺癌を示唆している（図１Ｂ）。

医療専門家は、ここで提供された情報を受け取り、医学的に適当な方法でそれを診断に使うことはオプションで自由に可能である。

図４Ｄと図４Ｅは、機器５４のような機器で取得した例示的な情報を図示したものである。

図４Ｄにおいて、波長が５５０ｎｍ（Ｉｘ^５５０）の光の強度と、胃腸管組織の同じ部位Ｘから反射した、対応する光検出アセンブリ３４ｂと３４ｃを構成している光センサーグループにより測定された波長６５０ｎｍ（Ｉｘ^６５０）の光との比率が時間の関数としてプロットされている。

時間ｔ２において、この比率Ｉｘ^５５０）/（Ｉｘ^６５０）に、わずかの増加が見られるが、これは、過形成ポリープが存在していることを示している（図１Ｂ参照）。

時間ｔ３において、この比率（Ｉｘ^５５０）/（Ｉｘ^６５０）に、有意な増加が見られるが、これは、腺腫ポリープが存在していることを示している（図１Ｂ参照）。

時間ｔ４において、この比率（Ｉｘ^５５０）/（Ｉｘ^６５０）に、有意な増加が見られるが、これは、侵襲性腺癌が存在していることを示している（図１Ｂ参照）。

図４Ｅは、両方のプロットの情報は、胃腸管の同じ部位を通過する同じ機器５４により取得されたものである。

図４Ｅの上方のプロットは、部位Ｘに対応する光センサーの群により測定された波長５５０ｎｍの光の強度の比率と、２４個すべての光センサーで測定された波長５５０ｎｍの光の強度とを比較したものである。時間ｔ４とｔ６において、測定強度の有意な減少は、出血または侵襲性腺癌の存在を示唆している（図１Ａ参照）。

図４Ｅの下方のプロットは、波長が５５０ｎｍの光の強度と、胃腸管組織の同じ部位Ｘから反射した、対応する光検出アセンブリ３４ｂと３４ｃを構成している光センサーのグループにより測定された波長６５０ｎｍの光との比率が時間の関数としてプロットされている。

上方のプロットの情報と合わせて考えると、時間ｔ５において、この比率（Ｉｘ^５５０）/（Ｉｘ^６５０）に大きな変化がないが、これは出血の存在を示唆しており（図１Ａ）、一方、時間ｔ６においては、大きな変化があるが、これは侵襲性腺癌が潜在的に存在している可能性を示唆している。

本発明の方法と機器の実施形態に従って取得された図４Ｄと図４Ｅで示されたような情報は、医者に提供することで、胃腸異常の存在および性質についての診断に有用となる。例えば、別の医学的資料と一緒に総合的に検討して、被検者が健康であるか、腸での出血があるか、進行性の侵襲性腺癌の多様なステージの１つの段階にあるのかどうかが判明する。

図４Ｃにおいて、機器５９が模式的に図示されている。機器５９は、機器５４においては、照射器３８が光を軸１２から５度の傾き方向に、照射する構成である点を除いて、実質的に機器５４と同じである。そのような照射により検出アセンブリ３４ａ、３４ｂ、３４ｃに届く光の量を減らすが、同時に正反射の光の強度も減らす。いくつかの実施形態では、照射器３２と光検出アセンブリ３４の偏光エレメントを使う必要がなくなる。

図５では、経口機器の実施例６０の側断面が図示されている。

機器６０は、軸周りの３６０度部分と軸に対して垂直である、実質的に機器１０の照射器３２と同様の照射器３２から成る。

機器６０も、図２Ｃで示した機器１０の光検出アセンブリ３４と同じ、６個の独立した光検出アセンブリ（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ）から成る。

機器６０は、照射器窓１８のどちらかの側にある機器軸１２と同軸である、実質的に透明な検出器窓６２ａと６２ｂから成る。検出器窓６２ａは３個の光検出アセンブリ３４ａ、３４ｂ、３４ｃと連動して動作するが、他方、検出器窓６２ｂは３個の光検出アセンブリ３４ｄ、３４ｅ、３４ｆと連動して動作する。

機器１０と５４と同様に、機器６０の各光検出アセンブリ２０は、光強度を測定する構成となっている。機器６０と同様に、特定波長の光だけを通過させるように構成したナローパス波長フィルタのリングが、光検出アセンブリ３４の、各光検出アレイ４８の外側に面している端末５０と密接に接触している。例えば、機器６０において、フィルタ５２ａおよび５２ｆは、同じ特定波長の光（例えば５００ｎｍ）だけを通す。フィルター５２ｂおよびフィルタ５２ｃは、特定波長の光（例えば、５５０ｎｍ）だけを通す。フィルタ５２ｃおよび５２ｄは、同じ特定波長の光（６５０ｎｍ）だけを通す。いくつかの実施形態では、機器が４個、５個、６個の異なった特定波長の光の強度を測定するようになっている６個の光検出アセンブリから構成されている。機器６０の使用法については、以下の通りである。

上記の経口機器の実施形態は、光検出アセンブリから成り、そのそれぞれは、単一の特定波長の光の強度を測定する。いくつかの実施形態では、この経口機器は、光検出アセンブリから成る。少なくとも、２つの特定波長を有する光の１つ以上の強度を測定する。

図６には、この経口機器の実施形態６４の側面断面が模式的に図示されている。

機器６４の照射器３２は、実質的に機器１０の照射器３２と同じである。

機器６４は、３個の別々の特定波長の光の強度を測定するようになっている単一の光検出アセンブリ６６から成る。

光検出アセンブリ６６は、機器１０の実質的に波長フィルタ５２と同じである３個のリング型の波長フィルタ５２ａ（５００ｎｍ）、５２ｂ（５５０ｎｍ）、５２ｃ（６５０ｎｍ）と、平面型の光検出アレイ６８（例えば、白黒ＣＣＤ,ＰＤＡ，ＣＭＯＳ，ＬＥＤ，例えば、デジタル写真技術で知られている標準型ＣＣＤアレイ）、光検出器７０、３個の検出器窓７２ａ、７２ｂ、７２ｃを通過する、光の方向を機器軸１２に対して、垂直から平行に変える円錐形の鏡面である反射エレメントから成る。

検出器窓７２は、機器１０の検出器窓２０に似ており、ある特定波長の光を通す材料から成るリング状の部品である。さらに、この検出器窓７２は、収束レンズとして構成されており、あらゆる方向からの光を、光検出器７０の表面の点に合焦させ、それぞれが、異なった焦点長さを有しており、各窓７２が光検出器の表面に各窓からの光を合焦させる構成である。窓７２は、軸１２の平面上において、軸１２から±３度の角度で角開口を有するようになっている。実際の使用では、この機器６４は、被検者が飲み込むことで作動が始まり、幽門を通過して、十二指腸、小腸、大腸、直腸を経て、肛門から排出される。胃腸管内の機器の位置は、常時、通常の方法でモニターされる。

照射器３２は、照射器３２の窓１８に対して垂直の方向に、リング状の白い光を照射するが、照射器窓１８に近い場所または接触する位置から、胃腸組織の３６０度周りの円周部に光を照射するようになっている。

光の一部分は、胃腸組織から検出器窓７２ａ、７２ｂ、７２ｃの方向に向かって乱反射する。トレース７４ａ、７４ｂ、７４ｃにより示しているように、各窓７２の周りの胃腸組織の３６０度円周部から反射した光は、窓を通過して、光検出器７０の表面に向かって合焦した状態となる。従って、３つの特定波長を有する光は光検出器７０の反射表面の個別のリング状部分に光検出器アレイ６８に対して９０度に反射する状態で合焦することになる。その結果、３つの光の同心円７６ａ（５００ｎｍ）、７６ｂ（５５０ｎｍ）、７６ｃ（６５０ｎｍ）が検出器アレイ６８ に対して反射されて、各同心円状の光は、それぞれ別個の波長を有する。光検出器アレイ６８の別の場所に設けられている機器６４は、３つの波長をもつ光の強度を測定するようになっている。

光の強度は、１０Ｈｚの速度で測定され、特定波長の光の指向性分解能（胃腸組織の３６０度円周部に分けられる部位の数）が望み通りに選択できる。これは、光検出器アレイ６８の画素分解能と、特定波長の光に対応する同心円７６の半径によってだけ制限を受けることになる。

コントローラ２６が、測定された光の強度データを受取り、必要な用途に従って、あるいは、機器５４との関係で記載したような診断用のデータとして扱うことになる。

図７は、多数の特定波長を検出する、単一光検出アセンブリから成る経口機器の実施例を側断面を模式的に図示したものである。

機器７８の照射器３２は、実質的に機器１０の照射器３２と同じものである。

単一光検出アセンブリ８０から成る機器７８は、多数の特定波長を有する光の強度を測定する。

光検出アセンブリ８０は、実質的に機器６４の光検出器アレイ６８に類似した平面状の光検出器アレイ６８から成り、回折格子の円錐部分である反射エレメントである光検出器８２は、機器７８の単一検出器窓７２を通過する光の方向を、機器軸１２に垂直の方向から平面状の「光検出器アレイ６８の方向に、波長により変化する角度で変える。

具体的には、光検出器８２は、円錐台の形状をした外部表面８４（図７）を有する回折格子の円錐部から成り、その上には、リング状スリットと光検出器８２の軸８６のリッジから成る周期的形状部分が設けられている。この周期的形状部分は、回折格子のスペースと対応する寸法を有するが、その表面８４は、波長により変動する拡散光学エレメントとして機能している。

検出器窓７２は、実質的に機器６４の検出器窓７２と同じものである。

実際の使用にあたっては、機器８０は、まず、被検者が飲み込むことから作動するが、口から幽門を通って十二指腸、小腸、大腸、直腸を通過して最終的に肛門から排出される。胃腸管内の、この機器の位置は、常時、通常の方法で監視されることになる。

照射器３２はリング状の白色の光を照射器窓１８から垂直の方向に照射するが、具体的には、照射器窓１８に近接しているか、接触している胃腸組織周りの３６０度円周部分を照射する。

光の一部分は胃腸組織から、検出器窓７２の方向に反射する。トレース８８により示されているように、窓７２の胃腸組織周りの３６０度部分から反射した光は、窓７２を通過して光検出器８２の表面の方向において合焦する。結果として、窓７２を通過する全部の光は光検出器８２の表面のリング形状の部分内で合焦する。光検出器８２は散乱光学エレメントとして機能するが、軸に対して一般的な方向において、波長により変化する角度で、光検出器アレイ６８の方向において、軸８６に対して垂直に反射することになる。

結果として、同心円状の光が、連続して光検出器アレイ６８の表面に反射されるが、この同心円状の光は、異なった波長の光に対応したものである。機器７８は、複数波長を有する光の強度を測定するように構成されており、それぞれの光は、実質的に、光検出器６８上の物理的に異なった位置に存在する。以上のような方法で、検出器窓７２を中心に集まった光を波長ごと分離して、胃腸組織の各部位のスペクトルが取得できるように構成されているが、その場合、特定波長の正確な数とスペクトル分解能が望み通りに選択され、光検出器アレイ６８のピクセル分解能および特定波長に対応した同心円７６の半径によってのみ制約を受けることになる。

１０Ｈｚの速度で光強度が測定され、その場合、特定波長の光の方向分解能（胃腸組織周りの３６０度の円周部の部位数が分割される）が望み通りに選択されるが、光検出器アレイ６８のピクセル分解能と、特定波長の光に対応する同心円７６の半径によってのみ制約を受けることになる。

コントローラ２６が、測定された光の強度データを受取り、必要な用途に従って、あるいは、機器５４との関係で記載したような診断用のデータとして扱うことになる。

図８Ａ乃至８Ｅにおいて、ここで記載された方法の実施形態を実行する上で必要な機器の使用法について記載されている。具体的には、反射光の検出された強度の変化は、光検出アセンブリに対しての腸壁の距離と相関関係があり、それにより、突出部の特徴の同定を可能にする。図８に示すように、機器５４は出血の検出ができるように構成されており、３個のそれぞれ独立した光検出アセンブリを有しており、それぞれには、検出器窓２０ａ、２０ｂ、２０ｃが設けられており、胃腸管の特定波長の光の強度を測定するようになっている。具体的には、検出器窓２０ａの設けられた光検出アセンブリ３４ａ、検出器窓２０ｂが設けられたアセンブリ３４ｂ、検出窓２０ｃが設けられたアセンブリ３４ｃが、それぞれ、５００ｎｍ、７１０ｎｍ、７４０ｎｍの波長の光の強度を測定する。一般的には、照射器窓１８を通過する方向に照射された光は、胃腸組織から反射されて、光検出アセンブリ３４により検出されることになる。任意の光検出アセンブリ３４により任意の方向から検出された任意の波長の光の強度は、反射表面からの距離と胃腸組織のスペクトル特性に依存している。

図８Ｂにおいて示したように、組織のすべての部位からの光は、正常なスペクトル特性を有しているが、突出部異常９２（例えば、良性ポリープ）があるために、正常組織からの光とは別の光が反射されている。具体的には、機器５４が異常部９２に沿って胃腸管を通過するにつれて、内部の異常部を横切る部分（例えば、９０ｃの方向）にある個別の検出器が、他の部分（９０ａ、９０ｂ、９０ｄ、９０ｃ、９０ｆ）から検出された光の強度と同様の差異を示す。

図８Ｃに示したように、組織の全部の部位が実質的に類似の距離にあるが、実質的に突出していない異常部分９４（例えば、出血）は、正常組織から得たスペクトルとは異なった特性をもっており、正常組織からの光とは別の光を反射する。具体的には、異常部分９４を，機器５４が通過する際、３個の光検出アセンブリ３４を構成する，異常部分９４を横切る部分（例えば、方向９０ｃ）にある個別の検出器が光強度の低下を検出し、各特定波長も異なっていることを検出する（図１Ａ）。

図８Ｄに示すとおり、突出異常部分９６は正常組織からのスペクトル（出血性ポリープ）とは異なった特性を有し、正常組織からの光とは異なった光を反射する。具体的には、機器５４が異常部分を通過する際、３個の光検出アセンブリ３４を構成する，異常部分９４を横切る部分（例えば、方向９０ｃ）にある個別の検出器が光強度の低下を検出し、各特定波長も異なっていることを検出し（図１Ａ）、９４のような非突出異常とは別の強度を示す。
図８Ｅには、検出器窓２０からの距離の違いが原因となった強度の変化は類似しており、例えば、パイプ・シュミレーション数学を使ってバーチャル画像を作成できる。

いくつかの実施形態では、本発明の機器を構成しているケースは、経口撮像機器の機能を追加するための構成部品（例えば、ピルカムPillcam、イスラエル）から成り、上記で述べた機器類と経口撮像機器の両方を含み、異常検出機能と画像撮像機能の組み合わされた結合機器として作動するようになっている。図９は、そのような結合機器９８を模式的に図示している。この機器９８は、図４で図示した機器５４の構成エレメント、つまり、近位遠位端１４ａ、１４ｂ用の透明の画像構成部品、画像取得用の光源１００、カメラ１０２、その他のレンズ１０４なども含まれる。

いくつかの実施形態では、本発明の知見をもとに潜在的な異常の検出を行うがオプションとして撮像機能をもたせてもよい。

例えば、いくつかの実施形態では、撮像機能は、潜在的な異常を検出する機能の結果としてだけ作動するようになっている。この機器を飲み込むと、異常検出機能だけが作動する場合もある。潜在的な異常が検出された時、主に、上向き（後ろ向き）のカメラのような撮像機能が稼働するが、そのような実施形態では、必要な場合には、カメラおよびカメラ光源を動かす電力を必要とするが、この場合、その電力を節約して、外部に送付する、あるいは、保存する画像数を減らすようなことも可能であり、医療専門家の時間と費用を減らす構成となっている。

例えば、いくつかの実施形態では、この機器の本来の目的である、潜在的な異常の検出の結果として、撮像機能により得られる画像の質のほうを変えることも可能である。機器を飲み込んだ後、撮像機能と異常検出機能の両方を作動させることができるが、異常が検出された場合、取得された異常部の画像の質を高めることは可能であり、例えば、主に、上向きの（背部向きの）カメラの解像度を上げ、フレームレートを増やし、照射強度を強めることで、そのことが可能である。

例えば、いくつかの実施形態では、異常を検出した結果から、どの画像を使って、もっと詳しく診断するかを決める場合に使用される。よく知られているように、既知の経口機器を使って取得した画像は、異常をさらに特定するために医学専門家が検討する必要がある。取得された画像が、あまりにも長く、あまり興味を引かないようなフィルムであれば、医学専門家にしても、どこに異常があるのか見つけにくい。経口機器を飲み込んだ後は、撮像と異常検出機能が作動するが、異常が見つかった近くの画像が注目を集めることになる（例えば、別の画像リストにより、複数の画像に注目する）。画像を受け取った医師は、独自の視点から注意を払って注目する画像を選択することになる。

（実施例）
例１：正常組織と異常組織からの光の乱反射における波長依存性
本発明の経口機器使用のシュミレーションにより、血管の腸異常と侵襲性腺癌からの光の乱反射の波長依存性と、正常腸粘膜からの光の乱反射の波長依存性について検討した。

ヒトの腸組織の２つの新しく切除されたサンプル（約２０ｃｍｘ４０ｃｍ）を使った。１つは、出血部位のもの、もう１つは、侵襲性腺癌の組織であり、いずれも病理医が異常を確認したものである。

照射器として、直径０．６ｍｍのガラスファイバを使い、この照射器のSE NET モデルＩ−１５０光源（１５０ワットの水晶ハロゲンランプ）とファイバ遠位部を腸組織部位に接触させた。光検出アセンブリとして、直径０．２ｍｍのガラスファイバを、StellarNet Green Fibiroptic 分光計（StellarNet, Inc. フロリダ、ＵＳＡ）に接続して、その遠位端部を照射器ガラスファイバから０．２ｍｍの所にある腸組織に接触させた。腸と接触させた光検出ガラスファイバの遠位先端部を使って、乱反射光だけを分光器に導入して分光器で分析した。

ガラスファイバの遠位端部を腸組織の第一サンプルの出血部位に接触させた状態で、分光器を使って、出血部位からの乱反射した光の強度を、波長４００ｎｍから８００ｎｍまで１ｎｍづつ増加させながら、検出した。

同じ腸組織サンプルの無処置粘膜について、乱反射光の強度測定を繰り返した。この場合に得た相対強度を図１Ａに示した。プロット”ａ”は正規化した相対検出強度であり、プロット”ｂ”は、出血部位の乱反射光の強度を示したものである。

ガラスファイバの遠位部を第二のサンプルである侵襲性腺癌の腸組織に接触させて、分光計で侵襲性腺癌部位から乱反射している、波長４００ｎｍから８００ｎｍまでの光を、一回の測定に対して、１ｎｍだけ増加させながら、その強度を測定した。この強度測定を腸組織サンプルの無処置粘膜について、繰り返した。図１Ａは、その相対強度を、無処置の侵襲性腺癌の粘膜での測定強度に対して正規化したものである（プロットｃ）。

別のタイプの組織からの乱反射が、独特のスペクトル特性を有しており、この測定データが胃腸管の異常を診断するための情報を提供できることは、図１Ａから明らかである。

例２：正常組織と異常組織からの光の乱反射における波長依存性
本発明の経口機器使用のシュミレーションにより、侵襲性腺癌の部位からの乱反射と正常腸粘膜からの乱反射を、対比させて、実験した。

医者（内視鏡医）が診断して病理医が特定した多様な異常を有する患者に、標準の大腸内視鏡を使って、５４回のインビボのスペクトル測定を実施した。

照射器として、内視鏡システム（オリンパス CV180, オリンパス、日本）で使用されている標準の光源（キセノン・アーク・ランプ）を使用した。光が腸組織全体に当たるように、直接に腸組織に照射した。光検出アセンブリは、実施例１で示した「StellarNet Green Fiberoptic分光器（StellarNet社、米国） に接続されている、直径６００μｍ（０．６ｍｍ）のガラスファイバを装着しているものを使用して、組織に接触する検出ガラスファイバとして、乱反射光だけを腸内に導入して分光器で検出した。

最初に、光検出ガラスファイバの遠位端部を組織の各部位に接触させ、次に腸の異常部位に接触させて、波長４００ｎｍから８００ｎｍまでの光を、一回の測定に対して、１ｎｍだけ増加させながら、乱反射光の強度を測定した。無処置の粘膜からの光の測定強度を正常組織の強度に対して正規化して繰り返した。

図１Ｂには、無処置粘膜（プロットａ）、侵襲性腺癌（プロットｃ、５個のサンプルの平均）、過形成ポリープ（プロットｄ、６個のサンプルの平均）、腺腫ポリープ（プロットｅ、２０個のサンプルの平均）、腺腫（プロットｆ、２３個のサンプルの平均）について、検出した光の相対強度が図示されている。

異なった組織の種類の乱反射には明白なスペクトル特性があること、従って、この発明の知見は、胃腸管の診断に有益な情報を提供することは、図１Ｂから明らかである。

（実施例）
例３：正常組織と異常組織からの光の乱反射における波長依存性
本発明の経口機器の使用をシュミレーションして、多様な腸の異常部位からの乱反射の波長依存性について正常な腸粘膜との比較を行った。

病理医が検討した多様な異常を示すヒト腸組織の４５個の新鮮切除サンプル（約２０ｃｍｘ４０ｃｍ）を用意した。

照射器としての偏光フィルタを装着したクオーツ・ハロゲンランプを腸組織サンプルに向けて、組織全体を照射した。光検出アセンブリとして、照射器の偏光フィルタに対して垂直方向の偏光フィルタを装着したスペクトルカメラ（Applied Specral Imging 社、イスラエル、ＳＤ−300）を対物レンズとして使用して、組織サンプルの表面から１０ｃｍの位置にカメラを設置してスペクトル資料を獲得するが、その場合、偏光ゲート法を使うが、サンプルの表面部位において、波長域４００ｎｍから８００ｎｍで１ｎｍづつ増加させながらスペクトルを取得することになる。照射器と光検出アセンブリからの光が交差偏光されるにつれて、検出光は主に乱反射光になる。

出血組織（１１サンプル）、侵襲性腺癌（５サンプル）、過形成ポリープ（６サンプル）、腺腫（２３サンプル）に対応する異常組織部位のスペクトルは、同じサンプルの正常スペクトルに対して正規化した。

異常組織と正常組織のスペクトルを平均化したものを図１Ｃに表示している。プロット（ａ）は正常組織（４５スペクトル）のスペクトル、プロット（ｂ）は出血（１１スペクトルの平均）のスペクトル、プロット（ｃ）は、侵襲性腺癌（５つのスペクトルの平均）のスペクトル、プロット（ｄ）は、過形成ポリープ（６スペクトルの平均）のスペクトル、プロット（ｆ）は、腺腫の（２３スペクトルの平均）スペクトルである。

異なった組織からの乱反射が、明確なスペクトル特性を有すること、この発明の知見が胃腸管の異常の診断に使えることは、図Ｃから明白である。

この発明は、特定の実施形態を使って説明しているが、これに限定されず、別の多様な代替や変形や修正が可能であることは、当業者には自明である。従って、すべての多様な代替、修正、変形も、添付クレームの精神、範囲に含まれる。

例えば、上記の実施例において、この機器は、機器周辺に均一の照射を与える放射ディフィーザを装着した照射器から成る。いくつかの実施形態では、別のタイプの照射器も使っている。例えば、ＬＥＤのような、外向きの光源の照射ストリップ、照射円形アレイも使用している。

この明細書では、本発明のある特徴を、簡略のために、別の実施形態で説明しているが、それらを単一の実施形態として組み合わせて記載してもかまわない。逆に、本発明の多様な特徴を、簡略化のために単一の実施形態で説明している場合もあるが、これらは、別の適当な実施形態を使って記載してもよい。多様な実施形態として説明している発明の特徴を、それらの実施形態に、それらがないと作動しないという特殊な場合を除いて、発明に本質的なものと解釈してはならない。

本明細書のいかなる引用も参考文献も、それらが本発明に対する先行技術であることを容認するものと解釈すべきでない。

本明細書で使用されているセクション見出しは、明細書の内容を理解しやすいように付けているもので、限定的に解釈してはならない。

Claims (8)

1. 胃腸管異常の診断に使える情報を提供するために有用な経口機器であって、
   （ａ）筒状部と、該筒状部の両端に形成される流線形の遠位端及び近位端と、該筒状部の中心を通る機器軸と、を有する経口ケースと、
   （ｂ）前記ケースの内部にあって、照射窓を通して放射状に外側に向かって光を照射する照射器と、
   （ｃ）前記ケースの内部にあって、前記照射器により照射され、前記胃腸管の一部からの反射後に、前記照射窓に近接して設けられる検出器窓を通過する、少なくとも１つの特定波長の光の強度を、画像を取得することなく、測定する、少なくとも一個の光検出アセンブリと、
   から成り、前記照射器は、
   光を照射する光源と、
   前記機器軸に一致するディフィーザ軸と、該ディフィーザ軸に直交する方向に形成されて互いに対向する第１表面及び第２表面と、該ディフィーザ軸を中心とした円周状の外部エッジと、を有する放射ディフィーザと、
   を備え、前記光源は、光を前記放射ディフィーザ内に光を照射するようになっており、該光源から前記放射ディフィーザに照射された前記光の一部分は、前記外部エッジを通って放射状に外部に向かって放射され、前記照射器は、前記機器軸の周りに３６０度の角度で光を照射することを特徴とする経口機器。
2. 前記照射器と前記照射窓が、前記機器軸に垂直に光を照射する構造であることを特徴とする請求項１に記載の機器。
3. 前記照射窓は、前記特定波長の光を透過させる材料で構成されており、前記放射ディフィーザは、リングとディスクの群から選択された形状を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の機器。
4. 少なくとも２個の前記光検出アセンブリを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の機器。
5. 少なくとも一個の前記光検出アセンブリは、前記検出器窓を透過する、少なくとも１つの前記特定波長を有する光の強度を測定するようになっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の機器。
6. 前記光検出アセンブリは、ピクセル型光検出器アレイであることを特徴とする請求項５に記載の機器。
7. 前記光検出器アレイのピクセルが、前記検出器窓と向き合っていることを特徴とする請求項６に記載の機器。
8. 前記機器が、少なくとも２つの特定波長の光の強度を異なった光検出アセンブリを使って測定するようになっていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の機器。

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