JPH09506027A - レーザ誘導微分正規化蛍光式癌診断方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は生きたままの癌を診断する装置及び方法である。レーザ１２及び調整可能な染色システム１４が出力光線を発生させ、その光線が光学繊維束１８によって検査すべき組織に運ばれる。組織によって発せられるレーザ誘導蛍光が、束１８を通してスペクトログラフ２４を有するセンサ及びスペクトルを生成させる多重チャンネル検出器２６へ伝えられる。スペクトルは、微分正規化された蛍光を用いて癌性組織を診断するコンピュータ２８で分析され、そこでは各波長における強度が、スペクトル内の統合された領域によって分割され、正常な組織サンプルからの正規化されたスペクトルと比較される。

Description

【発明の詳細な説明】 レーザ誘導微分正規化蛍光式癌診断方法及び装置 本発明は、米国エネルギ省によりマルチンマリエッタエネルギシステムズ社に 与えられた契約DE-AC05-840R21400の下に政府の援助でなされ、政府は本発明の 一定の権利を有する。 発明の分野 本発明は概して医療診断の分野に関し、特に微分正規化された蛍光（ＤＮＦ） を用いて生きたままの癌診断を行う改良された方法に関する。サンプルはレーザ 光源で照射され、スペクトルによって統合された領域により各波長における強さ を分割することによって正常組織及び悪性組織のレーザ誘導蛍光（ＬＩＦ）が正 規化される。結果として得られるＤＮＦカーブがそこで癌診断の根拠として用い られる。 発明の背景 生きたままの迅速な組織診断手順が、有効な癌予防及び癌療法のために重要で ある。一種の検出例として、人の食道の異常組織を検出するために内視鏡検査法 が用いられる。ひとたび異常が発見されると組織病理学決定のためにバイオプシ 、すなわち、生体組織の一部切除がなされる。 診断のためには、バイオプシサンプルは通常非常に小さな領域を代表する。実 験室の結果は、概して数日間に亘り入手できない。従って、公知の内視鏡検査法 技術では、実時間で生きたままの組織の種別を提供することはできない。 最近診断及び治療用具の開発においてレーザ誘導蛍光（ＬＩＦ）を用いること に関心がもたれて来た。多くの研究者が腫瘍を正常組織と区別するための方法と してＬＩＦを用いている。例えば、正常な結腸組織及び過形成ポリプと腺腫ポリ プとを区別するためにＬＩＦ技術が用いられてきた。C.R．Kapadia他の『人の結 腸粘膜のレーザ誘導蛍光分光学−腫瘍形質転換の検出』（消化器病学、99:150-1 57、1990）参照。 さらに他の者は、生きたままの正常な結腸組織と腺腫組織とを区別するために ＬＩＦ技術を研究している。R.M．Cothren他の『内視鏡検査法におけるレーザ誘 導蛍光分光学による胃腸組織診断』（胃腸内視鏡検査法、36:105-111、1990）参 照。蛍光技術はまた、正常な及び悪性の胸部組織、肺組織を特徴づけるため及び ねずみ組織内で光力学的治療薬を計量するために用いられて来た。抗体を基礎と する繊維光学ＬＩＦバイオセンサが、人の胎盤サンプル内の発癌性化学薬品によ るＤＮＡ変異を検出するために用いられて来た。 他の研究者は、腫瘍性組織と非腫瘍性組織とを区別するためにＬＩＦ及び多変 数線形回帰分析を用いた。K.T．Schomacker 他の『結腸組織の紫外線レーザ誘導 蛍光：基礎生物学及び診断可能性』（外科及び内科治療におけるレーザ、12:63- 68、1992）参照。 Schomacker 他のデータは、ＬＩＦ測定ではポリプに特有の蛍光球の変化より はむしろポリプ形態の変化を検出し、間接的にポリプの識別に導いたのはこの形 態における変化であったことを示唆している。Schomacker 他は、ＬＩＦにより 正常なグループと異形成細胞とを区別できる可能性はまだ示されていないと結論 している。 Alfanto 他に対する米国特許第4，930，516号は、レーザ誘導蛍光を用いて癌 性組織を検出する方法を記載している。サンプル組織に対して最大強度が得られ る波長が決定され、既知の非癌性組織から得られるピーク波長と比較されている 。 Alfanto 他に対する米国特許第5，131，398号は、光源を用いて良性腫瘍組織 と癌性組織とを区別する方法を記載している。同光源は、内視鏡を通してサンプ ル内に向けられる３００nm単色光線を生成させる。蛍光によって生成される放射 エネルギは３４０及び４４０nmにおいて測定され、次いで２つの強度の比が計算 され、組織が癌性かどうかを決定する根拠として用いられる。 Alfanto 他に対する米国特許第5，261，410号には、さらなる内視鏡検査技術 が記載されている。そこでは赤外線単色光源が用いられ、放射エネルギのラマン （Raman）偏移を測定し、組織サンプルの状態を確認するようにしている。 上記文献及びそれに詳述された諸研究は、有効な癌診断のために改良された手 順を開発する強い要求が残されていることを示している。 発明の概要 本発明の目的は、バイオプシを要することなく生きたままの癌診断を行う方法 を提供することにある。 本発明の別の目的は、信頼性のある結果が迅速に得られる生きたままの癌診断 を行う方法を提供することにある。 本発明のさらに別の目的は、スペクトル強度に対するスペクトル変化の依存性 がより小さく、従ってより高い信頼性をもって組織状態を示すような、レーザ誘 導蛍光を用いて生きたままの癌診断を行う方法を提供することにある。 本発明のさらなる目的は、悪性組織からの弱い信号の小さな変化が、改良され た分析のために微分正規化手順によって増幅される方法及び装置を提供すること にある。 本発明のこれらの目的及びその他の目的は、処与の波長を有する単色励起光で 組織サンプルを放射し、単色励起光と組織サンプルとの相互作用によって発生さ れる放射エネルギからレーザ誘導蛍光スペクトルを生成させ、スペクトルの各波 長においてスペクトル内の統合された領域によって強度を分割し、正規化された スペクトルを生成させるようにし、正規化されたスペクトルを組織サンプルの特 殊な状態と相関させることから成る医療診断方法を提供することによって達成さ れる。 当該診断方法を行う装置は、食道癌のために４１０nmで光線を生成させるレー ザ源を含む。 本発明の他の目的、利点及び顕著な特徴は、添付図と共に本発明の望ましい実 施態様を開示する以下の詳細な説明から明かとなるであろう。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の微分正規化された蛍光診断方法を行う装置の概略図である。 図２ａ及び２ｂは、それぞれ非正規化データ及び正規化データを用いた正常組 織及び悪性腫瘍の蛍光放射エネルギを示すグラフである。 図３は、Ａ）正常な食道粘膜のＤＮＦ及びＢ）食道腺癌のＤＮＦを示すグラフ で、Ｂ）曲線は食道内の悪性組織特性である４７５−４８０nmにおける負のピー クを示す。 図４は、４８０nmにおける微分正規化された指標を示すグラフで、組織病理学 分析の結果が正常組織及び悪性組織のグラフ上に記されている。 図５は、各種組織に対する４８０nmにおける微分正規化された平均蛍光値を示 すグラフである。 発明の詳細な説明 図１において、生きたままの癌診断を行う器械１０は、病院の手術室又は他の 適切な検査室に設定できる。単色励起光源１２は、染色ヘッド（ＤＹＥ）１４に よって特定の波長に合わされるパルス光線を生成する。食道の正常腫瘍及び悪性 腫瘍を検出しかつ区別するために光源１２は、４１０nmに合わせられたパルス状 窒素ポンプ式染色レーザ（米国、フロリダ、オーランドのLaser Photonics 社の LN300C型）が望ましい。 パルス状出力光線は収束レンズ１６を通して分岐された光学繊維束１８内へ達 する。光学繊維束１８は、例えば、７本の２００μｍ径励起用繊維及び１２本の ２００μｍ径放射用繊維から成り、内視鏡２０のバイオプシチャンネル内へ挿入 できるように設計されている。束の遠端は分析のための生きたままの組織に並置 され、組織に接触（必ずしも必要ではない）するのが望ましい。 レーザ誘導蛍光形の放射エネルギは、束１８を通して任意選択の収束レンズ２ ２に伝えられ、その後センサ装置に達する。センサ装置は、スペクトル分析器、 すなわち、スペクトログラフ（ＳＰＥＣ）２４及び多重チャンネル検出器（ＤＥ Ｔ）２６を含むことができる。望ましい実施態様において検出器２６は、スペク トル分散用のスペクトログラフ（1235 EG&G 型）を備えた増感フォトダイオード アレイ（米国、ニュージャーシ、プリンストンのEG&G Princeton Applied Resea rch 社のOMA III型）である。 光検出器からの出力信号は、市販のデータ獲得ソフトウエアを備えたコンピュ ータ２８に伝えられる。 代わりの実施態様において検出器は、遅延時間が組織内の興味のある蛍光成分 の存続期間に最適化された、時分割モードで操作されるゲート制御された多重チ ャンネルでよい。適切なゲート及び遅延時間の選択で、スペクトル特性をさらに 高めることができる。 さらに別の実施態様においては、励起レーザ強度が変調されると共に位相分割 モードで検出器が同期され、検出、感度及び選択性を改良するようにすることが できる。 臨床測定用手順 すべての測定は、患者に対する日常の胃腸内視鏡検査中に行われた。蛍光探り の遠端は、監視中の組織表面に軽く接触するように置かれる。ＬＩＦの各示度は 、１０回の励起パルスの蛍光測定値と一致した。装置は各レーザパルスに対する 蛍光を捕らえるようにプログラムされる。背景示度（読み）は累積されたデータ から差し引かれ、結果的に生じたスペクトルが特殊なデータファイルに記憶され る。各組織の位置に対して最低３つの示度が記録される。内視鏡モニタに近接し て設けられた小光源が、レーザパルスが組織に伝えられる毎に閃光を送り、蛍光 測定中内視鏡操作者が正確な分析位置を視覚的決定し、探りが組織に適切に接触 しているのを確認できるようにしている。読取りは各組織位置につき約０．６秒 で完了する。 概して、正常な組織及び悪性組織のＬＩＦスペクトルは幾つかの周波数におい て一定の差を示す。しかし、生データにおいて微妙であるが一貫した差を観察す るのは困難である。なぜならばこれらの差は強度の大きな変化によってしばしば 隠蔽されるからである。 正常な組織及び悪性組織の蛍光放射の例は、図２ａに例示されている。レーザ 励起波長は４１０nmになるように選ばれた。正常な組織及び悪性組織を区別でき る有効な技術を開発するためには、ＬＩＦ測定の結果に影響を与える最適な実験 的条件及びパラメータを研究しかつ選択することが肝要である。第１のこのよう なパラメータは、レーザ励起波長である。窒素レーザを用いて入手可能な最低励 起波長（最高エネルギ）は３３７nmである。より長い波長は、図１の調整可能な 染色システム１４を用いることによって選択することができる。 概して、より短い波長を用いると組織内のより多くの成分を励起させるが、よ り長い波長はより少ない成分を励起させるであろう。レーザ励起波長の選択は重 要である、なぜならば固定された励起レーザを用いると、単一測定ですべての組 織成分を励起させるのは不可能だからである。これを取り上げる一方法は、最強 の吸収を示す波長においてできるだけ多くの組織成分を励起させることである。 しかし、この方法は必ずしも最良の結果をもたらさない。それは一定の重要であ るが微妙なスペクトル変化が、強くても不特定な吸収帯域によって隠蔽される可 能性があるからである。多くの実験を行った後、一定の癌に対して４１０nmのレ ーザ波長が選択された。この波長は、本診断手順の開発にとって有用な一定の特 殊なスペクトル特性を有する蛍光スペクトルをもたらす。 図２ａのデータは、悪性組織（右の曲線）の蛍光の強さが通常組織（左の曲線 ）のものより遥かに弱いことを示す。しかし、この強さに基づく一般的観察は、 実際に用いるのには困難である。なぜならば、記録された蛍光信号の強さは、血 液流、ヘモグロビン吸収、組織表面形態、組織表面と探り間の距離等の多くの要 因に依存するので常に一貫したパラメータではないからである。比較のために、 図２ａの２つのスペクトルが同一強度目盛り上にプロットされている。悪性腫瘍 （図２ａ、右の曲線）からの弱い蛍光信号において小さなスペクトル構成を検出 するのは一般的に困難であると言うことは注目に値する。 蛍光の強度は常に一貫したパラメータとは限らないが、本発明は各スペクトル のスペクトル曲線がより一貫性のある特殊な特性を含むことを考慮している。こ の観察に基づき本発明は、正常組織及び悪性組織間の小さいがしかし一貫したス ペクトル差を高めるために微分正規化された蛍光（ＤＮＦ）を用いている。 正常組織及び悪性組織の蛍光スペクトルにおけるスペクトル特性を増幅しかつ 比較するために本発明は、全スペクトル内で統合された領域によって各波長にお ける強度を分割する正規化処理を用いている。サンプルｋに対して波長ｉにおい て正規化された蛍光強度I_n、すなわち、I_n(K)_iは下式で与えられる。 I_n(K)_i ＝ I(K)_i／Σ_i I(K)_i (1) ここでI(K)_i 波長ｉにおけるサンプルＫに対する蛍光 Σ_i 検査されたスペクトル範囲に亘るすべての周波数ｉにおける蛍 光強度の和に相当する 図２ｂは、同一の正常食道組織（左の曲線）及び同一の悪性食道組織（右の曲 線）に対するこの処理の効果を例示する。この手順は、蛍光データについて２つ の重要な効果をもたらすことを意図している。第１にそれは『正規化』効果をも たらす。各スペクトルが全スペクトルの統合された強度に関して正規化されるの で、結果的に生じるスペクトルの強度要因への依存性は低下する。 正規化された強度In_iは、強度（光子の大きさ）を強度の合計Σ_i I(K)_i（同様 に光子の大きさ）によって除した比率なので、無次元の値を有することは注目に 値する。 この正規化手順の別の重要な効果は、弱い蛍光信号のわずかなスペクトル的特 徴を増大させることである。ＤＮＦ法のこの独特な効果は、概して弱い蛍光を示 しそのわずかな特徴を検出するのが困難である、悪性組織の診断にとって肝要で ある。この正規化手順の結果、正常組織及び悪性組織の正規化された蛍光スペク トル間のスペクトル的特徴の差がいっそう容易に検出されるようになった（図２ ｂ参照、左右の曲線を比較のこと）。 図２ｂに示す通り、２つの顕著な特徴は４６０−４９０nm及び６４０−６７０ nmにおけるスペクトル的特徴であった。約４７５−４８０nmにおける空虚な領域 は悪性組織のスペクトルで観察できる。このスペクトル的空乏は、通常は４６０ −４９０nmで蛍光を発する悪性組織内の一定の構成成分の欠損（又はある混合物 による吸収）を反映するものであった。このスペクトル的欠損（すなわち、『負 ピーク』）は、悪性組織診断に対する重要な基準を与える。我々の知る限り、こ の重要なスペクトル的特徴はこれまでのあらゆる研究で報告されたことはなかっ た。 正規化された蛍光スペクトルの別の重要な特徴は、悪性腫瘍の蛍光スペクトル における６４０及び６７０nm間の幾つかの帯域が正常組織のものより比較的強い ことである。さらに悪性組織（図２ｂ）の正規化された曲線の５９０及び６２５ nmにおいて顕著な軽度のスペクトル的特徴も見られる。 正規化されたスペクトルを用いて、我々は正常組織及び悪性組織間のこれらの スペクトル的相違を利用することを意図したＤＮＦ技術を開発した。すべての正 常組織の正規化された蛍光スペクトルが類似のスペクトル的曲線を有することに 注目して、我々は正常組織に対して『基線曲線（ベースラインカーブ）』を設定 した。この基線曲線は、基準となる一組の正常組織サンプルからの正規化された 蛍光スペクトルの平均として決定された。この基線曲線の波長ｉにおける強度I_B は下式で与えられる。 ここでΣB は基線曲線組で用いた正常組織Ｂに相当する。 先験的に基線曲線を設定するためにこの手順は一組の正常組織（及び患者）を 確認する必要があることは注目に値する。基線曲線に必要なデータは、当初は組 織病理学検査データに基づくことができる。ひとたび基線曲線が設定されると、 それは将来のすべての測定に用いることが可能で、各組織の蛍光特性はこの基線 曲線と比較できる。 基線蛍光曲線の設定後、興味のある特殊な組織サンプルに対するＤＮＦ曲線が 、その正規化された蛍光スペクトルＩ_n及び基線曲線ＩB 間の差として計算され た。この手順は、興味のあるサンプルの正規化された強度曲線から基線曲線の強 度を引くことを必要とした。特殊な組織サンプルの波長ＩにおけるＤＮＦ強度Ｋ は下式で与えられる。 I_DNF(K)_i ＝ I_n(K)_i - I_B (3) ＤＮＦスペクトル、すなわち、波長ｉに対する強度I_DNF(K)_iのプロットは、図 ３に例示される。この図はそれぞれＡ及びＢ部分において、式３で記載した基線 曲線ＩBiを引いた後の正常組織及び悪性組織に相当するＤＮＦ曲線を示す。期待 された通り、正常組織に相当するＤＮＦは水平基線に近いラインである。なぜな らば、正規化された処与の正常組織の蛍光スペクトルと、基準となる一組の正常 組織Ｉ_Biの平均値との間には殆ど差がないからである。他方では、悪性腫瘍の正 規化された蛍光とＩ_Biとの間には何等かの差が観察されることが期待される。Ｄ ＮＦ手順の結果は、この重要な特徴を確認すると共に図３に例示する通り悪性組 織に対し４７４−４８０nmにおいて負ピークを明瞭に示した。 ４８０nmにおけるＩ_DNF値は、８０人を越す患者による測定値３００のデータ ベースからの一組のサンプルにつき図４に示される。レーザ誘導蛍光によって検 査された患者からの正常及び悪性組織サンプルのバイオプシも同様に組織病理学 的に分析されてその結果が図４に示されている。正常組織は点（・）により、ま た悪性組織は十字（＋）により明示される。結果は、３５の悪性腫瘍のすべてが −７．５×１０^-5未満の値を有する負のＤＮＦ−１指標を有することを示す。こ の値は図２において既に述べた悪性組織蛍光における負ピークに相当する。他方 において、７６の正常組織のすべてのＤＮＦ−１指標の値は、一サンプルを除き 、期待された通り零の回り（−５×１０^-4と５×１０^-4との間）に分布している 。その理由は、それらの値が正常組織の正規化された蛍光曲線と一組の正常組織 の基線曲線との間の差から来るからである。 癌組織及び正常組織の分類 本発明の手順を用いた一研究においては、蛍光データと比較し、基線曲線を計 算してＤＮＦモデルを開発するために、最初の３０人の患者に関するデータが研 究者に対して利用可能にされた。この初期段階後、すべての測定は『めくら試験 』で、同ＤＮＦモデルが他のすべての患者に対する組織の診断を『予言』するた めに用いられた。このめくら試験段階の間、組織病理学的試験結果は研究者によ って先験的には知られていなかった。 図４に示す通り、ＤＮＦ−１指標を用いた悪性組織の分類は、本研究で検査さ れた一連の患者に対する組織病理学的結果と非常によく一致している。図４に示 す一群のデータにおいて、ＤＮＦ法によって検出された３５の悪性組織のすべて がバイオプシ結果と非常によく一致している。ＤＮＦ法によって正常と分類され た７７の正常組織から１つだけが組織病理学的検査によって悪性とされたにすぎ なかった。この誤った分類の正確な原因は完全には分からないが、光学的技術に よる検査区域がバイオプシがなされた位置と正確に一致していなかったと言うこ とに起因する可能性がある。本発明におけるその他のＤＮＦ示度は正確に分類さ れた。 ２つの興味ある事例が図４の２つの星（＊）で示されている。同一の患者に関 するこれらの２つのサンプルは、従来のバイオプシ手順によって最初は正常組織 と診断された。しかし、レーザに基づくＤＮＦ法はこれらのサンプルを悪性と分 類した。独立した手順（すなわち、ＣＡＴ走査法）を用いてこの患者の再診断を 行うことが決められた。コンピュータ援助断層法（ＣＡＴ）走査測定で、この患 者は食道粘膜下方領域内に広がった肺癌であることが判明した。この例は、従来 のバイオプシ法によって誤診断されたかもしれない悪性組織を診断する光学的Ｄ ＮＦ技術の有効性を強調するものである。 この研究は正常な（すなわち、零番順位）正規化されたスペクトル（図２ｂ） 及び零番順位のＤＮＦ曲線（図３）を用いていることは注目に値する。一定の事 例において、曲線内の僅かなスペクトル的特徴は、第１、第２又は第ｎの導関数 曲線を用いることによってさらに増大させることができる。 バレット氏食道の分析 正常及び悪性組織に加えて、バレット氏食道と呼ばれる一種の形成異常がある。 図５は、各種の組織に相当する４８０nmにおけるＤＮＦ指標の平均値を示す。す なわち、正常な食道、正常なバレット氏粘膜（ＢＡＲ．−Ｎ）、低−中度形成異 常（ＢＡＲ．ＬＭ）、中−重度形成異常（ＢＡＲ．ＭＳ）、重度形成異常（ＢＡ Ｒ．Ｓ）及び癌組織が含まれる。 図５の結果を考察するためには、バレット氏組織の特徴を理解するのが有用で ある。バレット氏食道、すなわち、下方食道の漸進性円柱状異形成は、食道癌へ の大きな危険がある前癌状態である。本研究ではバレット氏食道に対する診断手 順は、癌正常組織のものとは異なる。癌組織は、内視鏡を通して医師が見ること ができるはっきりしている場合が多い。従って、特殊な領域について光学的ＬＩ Ｆ測定を行い、後で同一位置につきバイオプシを行うことが可能であった。この 手順を用いて、一種類の組織に対して２つの方法間の正確な（１対１の）比較を 行うことができる。バレット氏組織は、目視によるはっきりした場合としばしば 一致しない。バレット氏食道においては、食道のうろこ状のもとの上皮細胞線模 様は、円柱状の後形体的上皮により置換され、円柱状上皮の組織島と散在性境界 の混合体が生じる。 本技術の試験においては、第１にＬＩＦ測定を迅速に行い、その後同一領域で バイオプシ採取が行われた。正規のバイオプシ一回に要するのと同一時間で、約 ５−７回のＬＩＦ測定を異なった位置で行うことができる。先にＬＩＦで測定さ れた領域においてバイオプシを行うために細心の注意が払われたが、ＬＩＦによ って先に分析されたバレット氏組織の正確な位置を見付けるのはしばしば困難で あった。従って、バレット氏食道組織については、光学的ＤＮＦ結果とバイオプ シデータとの間の正確な比較を行うことは不可能である。 バレット氏食道に関するデータは、病理学者により用いられる異なった分類 （すなわち、ＢＡＲ．Ｎ、ＢＡＲ．Ｍ−Ｌ、ＢＡＲ．Ｍ−Ｓ）ＢＡＲ．Ｓ）にグ ループ化されたバレット氏組織の平均ＤＮＦ値で示される。 図５の結果は、４８０nmにおけるＤＮＦ指標が興味のある一般的傾向を表して いることを示す。すなわち、バレット氏形成異常が重ければ重いほど、平均ＤＮ Ｆ指標値がますます負になる傾向を示す。例えば、バレット氏正常及びバレット 氏低−中度と呼ばれる組織は、零に近い（すなわち、正常組織に近い）ＤＮＦ値 を有する。病理学者によりバレット氏中−重度と呼ばれる組織は約７．５×１０^-4 の平均ＤＮＦ値を有すが、バレット氏重度組織は、約１５×１０^-4のＤＮＦ値 を有する。癌組織は約１７×１０^-4の平均ＤＮＦ値を有する。これらの結果が、 バレット氏食道における形成異常の診断を改良するために用いることができる一 般的傾向を与えることは注目に値する。食道におけるバレット氏形成異常を診断 する改良された手順が現在我々の実験室で研究されている。 本発明は、食道における悪性腫瘍を診断する有効な標識を与えることができる 独特な技術を提供する。生きたままのレーザ誘導蛍光測定から得られるＤＮＦ標 識は、食道の悪性腫瘍診断において優れた結果を与えた。研究された１１４の全 サンプルうち一事例においてのみＤＮＦ結果がバイオプシデータと異なったにす ぎない。ＤＮＦ法で示された組織の悪性腫瘍が、バイオプシ法によって達し損な ったのは２サンプルである。 ＤＮＦ手順はまた、バレット氏食道に対する形成異常の重さに対応する一般的 傾向をも与える。本ＤＮＦ法を用いることで、バイオプシを必要としない生きた ままの癌診断に対する迅速な技術を与えることが可能である。従って、癌の予防 及び処置のための時間及び費用が低減される。 本発明を例示するために有利な実施態様が選ばれたが、当業者にとって添付の 請求の範囲に定めた本発明の範囲から逸脱することなく多くの改変が可能である ことが理解されるであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 オバーホルト、バージェン・エフ アメリカ合衆国、テネシー州 37950、ク ノックスビル、レイヨン・ビュー・パイク 5800

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 組織サンプルを処与の波長を有する単色励起光にさらし、 該励起光と該組織サンプルとの相互作用によって発生された放射エネルギか ら蛍光スペクトルを生成させ、 微分正規化された蛍光（ＤＮＦ）曲線を生成させるために、基準となる一組 の正常組織の調和されたスペクトルの平均値から該正規化されたスペクトルを引 き、 該微分正規化されたスペクトルを該組織サンプルの特殊な状態と相関させる ことから成る医療診断実行方法。 ２ 前記さらす段階が、該組織サンプルを約４１０nmの波長を有する単色励起光 にさらすことを含む、請求項１の方法。 ３ 前記相関段階が、基線を設定するために先験的に一組の正常組織を確認し、 正規化されたスペクトルを生成させるために該スペクトル内の統合された領域に よって該スペクトルの各波長において該強度を分割し、該正規化されたスペクト ルを該基線と比較することを含む、請求項１の方法。 ４ 前記相関段階が、正常な組織が蛍光を発する波長を決定し、正常組織の蛍光 の消耗を確認することを含む、請求項１の方法。 ５ 前記相関段階が、該正規化されたスペクトルの第１、第２又は第ｎ導関数曲 線を比較することを含む、請求項１の方法。 ６ 前記相関段階が、該微分正規化された蛍光スペクトルの第１、第２又は第ｎ 導関数曲線を比較することを含む、請求項１の方法。 ７ 処与の波長を有する単色励起光を組織サンプルヘ放射する装置と、 該励起光と該組織サンプルとの相互作用によって発生された放射エネルギか らレーザ誘導蛍光スペクトルを生成させる装置と、 微分正規化されたスペクトルを生成させるために、該スペクトルの各波長に おける強度を該スペクトル内の統合された領域によって分割する装置と、 該微分正規化されたスペクトルを該組織サンプルの特殊な状態と相関させる 装置とから成る医療診断実行装置。 ８ 前記放射装置が、約４１０nmの波長を有するレーザを含む、請求項１の装置 。 ９ 前記放射装置が、内視鏡及び光学繊維束をさらに含み、励起光を内視鏡に向 けると共に別の光学繊維束を通して該組織からの放射エネルギを検出するように する、請求項８の装置。 10 前記放射装置がパルス状レーザを含み、前記相関装置が時分割モードで用い られるゲート制御された光検出器である、請求項７の装置。 11 前記放射装置が約４１０nmの波長を有するパルス状レーザを含み、前記相関 装置が時分割モードで用いられるゲート制御された光検出器である、請求項７の 装置。 12 前記放射装置が変調されたレーザを含み、前記相関装置が位相分割モードで 作動される同期化された光検出器を含む、請求項７の装置。 13 前記放射装置が約４１０nmにおいて振幅変調された光を生成させるレーザを 含み、前記相関装置が位相分割モード作動される同期化された光検出器を含む、 請求項７の装置。 14 該蛍光発光が約４８０nmで行われる、請求項８の装置。 15 該蛍光発光が約６６０nmで行われる、請求項８の装置。