JP2009515630A - 濁質の内部を画像化する装置 - Google Patents

Abstract

本発明は濁質の内部を画像化する装置に関する。前記装置は前記濁質を収容する測定ボリュームを有する。前記測定ボリュームは、光を通信することができる複数のソースを有し、前記ソースは、好適な光を通信することができる好適なソース及び更なる光を通信することができる更なるソースを有する。前記装置は、前記好適な光の少なくとも一部を有する好適な成分及び前記更なる光の少なくとも一部を有する更なる成分を有する、合成された光を検出することができる検出ユニットを更に有する。その装置は、合成された光における前記更なる成分が、合成された光においてまた、存在する好適な成分の検出に関連してもたらされる可能性がある負の影響を弱くするように適合される。本発明に従って、この目的は、好適なソースから検出器ユニットの方への好適な成分が辿る経路及び更なるソースから検出器ユニットの方への更なる成分が辿る経路が実質的に同じであるように、好適なソース及び更なるソースが位置付けられることで実現される。

Description

本発明は、容器を有する濁質の内部を画像化する装置であって、前記装置は濁質を受け入れる測定ボリュームを有し、前記測定ボリュームは光を通信すること（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｎｇ）ができる複数のソースを有し、前記ソースは、好適な光を通信することができる好適なソースと、更なる光を通信することができる更なるソースとを有し、前記装置は、好適な光の少なくとも一部を有する好適な成分と、更なる光の少なくとも一部を有する更なる成分とを有する合成された光を検出することができる検出ユニットを有する、装置に関する。

本発明はまた、上記装置を有する医療画像取得装置に関する。

米国特許第５，５８６，５５４号明細書においては、試験対象物の内部に光を照射し、試験対象物の内部に関する情報を得るように試験対象物を透過した光を検出するように備えられている光学システムについて開示されている。その光学システムは、異なる波長を有する光線を生成する光源と、試験対象物における対応するスポットに対して光線を照射する装置と、試験対象物の複数の検出スポットにおいて試験対象物を透過した光を検出する装置と、検出された光を分散させる装置とを有する。この種類の濁質の内部を画像化する装置の実施形態については、米国特許第６，３２７，４８８Ｂ１号明細書に記載されている。その従来の装置は、生物学的組織のような濁質の内部を画像化するために用いられることが可能である。医療診断において、その装置は、女性の胸部の内部を画像化するために用いられることが可能である。測定ボリュームは１つの開放側のみを有するホルダにより境界付けられることが可能であり、その開放側はエッジ部分により境界付けられている。このエッジ部分は、弾力性のある変形可能な封止リングを備えることが可能である。そのようなホルダについては、米国特許第６，４８０，２８１Ｂ１明細書に記載されている。光は、好適なソースを介して測定ボリュームに光を通信することにより濁質に適用され、前記好適なソースは、複数のソースから連続的に選択される。複数のソースから選択される、更なるソースを介して測定ボリュームから発散される光は検出器ユニットにより検出され、濁質の内部の画像を得るように用いられる。

合成された光における更なる成分の存在が、合成された光においてまた、存在する好適な成分の検出を妨げることは、従来の装置における短所である。
米国特許第５，５８６，５５４号明細書 米国特許第６，３２７，４８８Ｂ１号明細書 米国特許第６，４８０，２８１Ｂ１明細書

本発明の目的は、合成された光においてまた、存在する好適な成分の検出において、合成された光における前記更なる成分が有する影響を弱めることである。

本発明に従って、この目的は、好適なソースから検出器ユニットの方への好適な成分が辿る経路、及び更なるソースから検出器ユニットの方への更なる成分が辿る経路が実質的に同じであるように、好適なソース及び更なるソースが位置付けられることで実現される。本発明は、その同じ経路を実質的に辿る光は、減衰等の外的因子により同様に影響されるという認識に基づいている。従って、２つの光源における光の強度が特定の比率にある場合、この比率は、たとえ光が減衰されても、経路の末端において維持される。上記の結果として、光の経路は、その強度の比率が経路の始まりで許容可能である場合に、経路の末端で維持されるように選択される必要がある。同様に、その強度の比率が経路の始まりで許容可能でない場合、許容可能な強度の比率が経路の末端において得られるように、光の経路が選択される必要がある。許容可能でない強度の比率は、光の経路が実質的に同じでなく、その結果、一の経路を辿る光が他の経路を辿る光に比べて大きく減衰されることになる。従って、経路の選択は、元の経路の始まりを再位置付けすることを含むことが可能である。従来の装置の短所の本質的な特徴は、好適な光の少なくとも一部及び更なる光の少なくとも一部が合成された光の成分として検出されることである。それ故、同じ位置に到達する好適な光の少なくとも一部及び更なる光の少なくとも一部について複数の方法を有する必要がある。濁質の内部を画像化する装置においては、それらの方法は、好適な光の少なくとも一部により取られる経路との間のクロストークを含む。クロストークの問題に関して、従来の装置は、光源と、複数の開口を有する壁により境界付けられている濁質を収容する測定ボリュームと、測定ボリュームを境界付けている壁における開口に光源を結合する選択ユニットであって、前記開口は複数の開口から連続的に選択される、選択ユニットと、選択ユニットに光源を結合する光導波路であって、選択ユニットは測定ボリュームを境界付ける壁における開口に対するものである、光導波路と、光検出器ユニットにおける複数の検出器位置への測定ボリュームを境界付ける壁における更なる開口と、を有する。光導波路は、複数の光導波路を同時に結合する入射要素及び出射要素を有するコネクタユニットを用いて互いに接続されることが可能である。

光導波路は互いに隣接して位置付けられる位置において、クロストークが光導波路間で生じ得る。従来の装置においては、それらの位置は、選択ユニット、コネクタユニット及び光検出器ユニットを含む。

選択ユニットは、測定ボリュームを境界付ける壁における開口に結合された複数の更なる光導波路から選択された更なる光導波路に、光源に結合された光導波路を結合するために、クロストークの潜在的なソースになっている。測定ボリュームを境界付ける壁における開口に結合された複数の更なる光導波路には、選択ユニットにおいて互いに隣接して位置付けられるため、光源からもたらされる光の少なくとも一部が、複数の更なる光導波路から選択される測定ボリュームを境界付ける壁における開口に結合された、選択された更なる光導波路に入射しない又はそれに留まり、選択された更なる光導波路に隣接する更なる光導波路の他の一に入射するというリスクが存在している。コネクタユニットは、互いに隣接して位置付けられている複数の光導波路を有する入射要素と、また、互いに隣接して位置付けられている更なる複数の光導波路を有する出射要素とを有するため、クロストークの潜在的なソースであり、入射要素における光導波路により通信される光は、入射要素における光導波路と対向して位置付けられている出射要素における光導波路に通信される必要がある。選択ユニットを有する状態と同様に、コネクタユニットの入射要素における光導波路により通信される光の少なくとも一部は、入射要素における光導波路に対向して位置付けられていないが、入射要素における光導波路に対向している出射要素における光導波路に隣接して位置付けられているコネクタユニットの出射要素における光導波路に通信されることが可能である。

光検出器ユニットは、光導波路を用いて測定ボリュームを境界付ける壁における開口に結合されている、互いに隣接して位置付けられている複数の検出器位置を有するため、クロストークの潜在的なソースである。特定の検出器位置に結合されている光導波路を出射する光の少なくとも一部は、第１検出器位置に隣接する他の検出器位置の方に外れる可能性がある。

合成された光の検出が従来の装置に関わっている限り、光が測定ボリュームに入射する位置は、光が測定ボリュームに入射する前にクロストークが生じる限り、合成された検出光の成分のソースとみなされる。その場合、光源から直接、光を通信する好適なソースと、クロストークとなった光を通信する少なくとも１つの更なるソースとが存在する。単独の検出器位置における合成された光の成分として検出される更なる成分と好適な成分の経路が実質的に同じであるように、好適なソース及び更なるソースの位置を選択することにより、合成された光における更なる成分の存在はもはや、好適な成分の適切な検出を妨げない。好適なソース及び少なくとも１つの更なるソースからの光は、濁質による本質的に同じ減衰を受け、それ故、それらの強度の最初の比率を保つ。クロストークは、通常、光の小さい一部のみを含むため、この比率は、検出器位置においてクロストークを受けた光の存在はもはや、適切な測定を妨げないようなものである。光が測定ボリュームから出射された後にクロストークが生じる場合にも、同様の状態になる。しかしながら、この場合、好適なソースの位置は、検出することを所望する光が測定ボリュームを出射する位置である。更なるソースの位置は、測定ボリュームと検出器位置との間でクロストークをその少なくとも一部が受ける光が測定ボリュームを出射する位置である。それ故、光が測定ボリュームを入射する前にクロストークが生じる場合、好適なソース及び更なるソースは、光が測定ボリュームに入射する位置である。光が測定ボリュームを出射した後にクロストークが生じる場合、好適なソース及び更なるソースは、光が測定ボリュームを出射する位置である。後者の場合、好適なソース及び更なるソースは、光がそれらの位置において測定ボリュームに入射する（実際には、光はそれらの位置において測定ボリュームを出射する）という意味で、ソースではないが、それらは、検出器ユニットにおいて合成された光の成分として検出される更なる成分及び好適な成分がそれらの位置からもたらされる光の一部とみなされる意味で、ソースである。

本発明に従った装置の実施形態は、好適なソース及び更なるソースが隣接するように、好適なソース及び更なるソースが位置付けられることを特徴とする。好適なソース及び更なるソースが測定ボリュームに光を通信する場合、隣接するとは、測定ボリュームに光を通信する好適なソースと更なるソースとの間に更にソースが存在しないことを意味している。他方で、好適なソース及び更なるソースが測定ボリュームの外に光を通信する場合、
隣接するとは、測定ボリュームの外に光を通信する好適なソースと更なるソースとの間に更にソースが存在しないことを意味している。この実施形態は、本発明の最も厳密な実行であり、実行するのに容易である有利点を有している。隣接する位置に好適なソース及び更なるソースを位置付けることにより、好適なソースから検出ユニットの方への好適な光の少なくとも一部により取られる経路と、更なるソースから検出ユニットの方への更なる光の少なくとも一部によりとられる経路との間の類似度は最大になる。しかしながら、本発明により解かれる問題は、好適な成分の検出を妨げない、更なる成分と異なっている減衰される成分を有する、合成された光の検出における基点を有するため、本発明は、最も厳密な形で必ずしも、実行される必要はない。好適なソース及び更なるソースにより通信される光の減衰は、適なソース及び更なるソースは益々同じ位置に位置付けられるようになるために、好適な成分の検出はもはや、更なるソースから外れる更なる成分の合成された光における存在により、妨げられないようになるポイントが存在するが、このポイントにおいて、好適なソース及び更なるソースは、隣接する位置にある必要はない。

本発明に従った装置の更なる実施形態は、好適な光及び更なる光が、４００乃至１４００ｎｍの範囲内の波長を有することを特徴とする。この実施形態においては、この範囲内の波長を有する光は、例えば、イオン化放射線を使用するような、ｘ線の不利点の一部を伴うことなく、女性の胸部のような生物学的組織に侵入することができる。

本発明に従った装置の更なる実施形態は、装置が、好適なソースに光ジェネレータを結合し、複数のソースから前記好適なソースを選択する選択ユニットを更に有し、前記複数のソースは副集合を有し、前記選択ユニットは、光ジェネレータからの光を受け入れる入射要素と、光源から複数のソースに光を通信する複数の出射位置を有する出射要素とを有し、前記出射位置は副集合を有し、入射要素及び出射要素は互いに対して移動可能であり、出射要素における出射位置は、出射位置の副集合がソースの副集合に対応するように配置されていることを特徴とする。選択ユニットを使用することは、光源からの放射線が測定ボリュームに光を通信する好適なソースに容易に結合されることが可能であり、前記好適なソースは複数のソースから選択されるという有利点を有する。しかしながら、選択ユニットを使用することはまた、クロストークの潜在的なソースをもたらす。クロストークの発生は、選択ユニットの出射要素における出射位置の相対的位置決めに関連し、本発明は、特に、検出される合成された光におけるクロストークの影響が低減される有利点を有する測定ボリュームにおけるソースの相対的位置決めに関連するため、本発明は、出射要素における出射位置の副集合に対応する測定ボリュームにおけるソースの副集合により、出射要素における前記出射位置に対する測定ボリュームにおける前記ソースをマッピングすることを含む。種々の特定の構成は、下で説明する種々の有利点を与える。

本発明に従った装置の更なる実施形態は、選択ユニットの出射要素における出射位置の副集合が同心円状に配置されていることを特徴とする。測定ボリュームに対して光を通信することができるソースが、単一の円に対応する単一の面に属すソースを有する平行な面にある場合、この実施形態は、幾何学的に隣接する選択ユニットにおける全ての出射位置が測定ボリュームにおける隣接するソースに対応する点で、“実際の”マッピングを表す有利点を有する。この実施形態は、クロストークを回避するために選択ユニットにおいて境界を必要としない更なる有利点を有する。

本発明に従った装置の更なる実施形態は、選択ユニットの出射要素における出射位置の副集合が、ソースの副集合に対応する各々のセグメントにより、単一の円の連続的なセグメントを構成するように配置されていることを特徴とする。この実施形態は、簡便さ、対称軸に沿った一自由度、容易なアセンブリ及び高い対称性の有利点を有する。

本発明に従った装置の更なる実施形態は、選択ユニットの出射要素における出射位置の副集合が螺旋状に配置されていることを特徴とする。この実施形態は、その螺旋における選択された出射位置に光源を結合することを機械的に容易に実行することができる有利点を有する。

本発明に従った装置の更なる実施形態は、選択ユニットの出射要素が、隣接していないソースに対応する、隣接している出射位置間に光バリアを有することを特徴とする。この実施形態は、測定ボリュームにおいてソースに選択ユニットの出射位置を結合する高い自由度を可能にする。

本発明に従った装置の更なる実施形態は、選択ユニットの出射要素が出射位置の副集合の少なくとも２つを光学的に分離する光バリアを有することを特徴とする。この実施形態の有利点の１つは、複数の光ジェネレータに同時に結合される選択ユニットの入射要素の使用を可能にすることである。この実施形態の他の有利点は、選択ユニットにおいて幾何学的に隣接しているが、クロストークを回避することを目的とする選択ユニットにおけるバリアにより分離される光導波路は、選択要素において光学的に隣接していず、幾何学的に隣接している測定ボリュームにおけるソースに結合されている必要がないために、測定ボリュームにおけるソースに光導波路を結合する高い自由度を可能にすることである。

本発明に従った装置の他の実施形態は、選択ユニットの入射要素は光ジェネレータに光学的に結合されたＮ個の入射位置を有し、前記Ｎ個の入射位置は第１のＮ個の辺を有する多角形の角を構成するように配置され、選択ユニットの出射要素における出射位置の副集合は、第２のＮ個の辺を有する多角形のグリッド状に配置された前記第２のＮ個の辺を有する多角形により、及び第１のＮ個の辺を有する多角形と適合する前記第２のＮ個の辺を有する多角形により、第２のＮ個の辺を有する多角形の角を構成するように配置されている、ことを特徴とする。代替として、Ｎ個の辺を有する多角形の重なり合うグリッドを用いることが可能である。この実施形態は、同時に選択されることが可能であるＮ個の光源に結合されたＮ個の入射位置を有する選択ユニットの入射要素の容易な使用を可能にする。グリッド構造の高い対称性は、測定ボリュームにおけるソースの集合の選択における自由度を与える。

本発明に従って、医療画像取得装置は、上記の実施形態の何れかに従った装置を有する。

本発明の上記の及び他の特徴については、以下で図を参照して詳述することにより、更に理解することができる。

図１は、濁質の内部を画像化する装置の実施形態を模式的に示している。装置１は、複数の別個の副光源５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ及び５ｆを有することが可能である光源５と、光検出器ユニット１０と、光検出器ユニット１０を用いて検出された光に基づいて濁質５５の内部の画像を再構成する画像再構成ユニット１２と、壁２０により境界付けられた測定ボリューム１５とを有し、前記壁２０は、光についての複数の入射位置２５ａと、光についての複数の出射位置２５ｂとを有し、光導波路３０ａ及び３０ｂは光の前記入射位置及び出射位置にそれぞれ結合されている。装置１は、壁２０における複数の選択された光の入射位置２５ａに光源を結合する選択ユニット３５を更に有する。光源５は、入射光導波路４０を用いて選択ユニット３５に結合されている。選択ユニット３５は、選択ユニット３５から測定ボリューム１５に光を通信する複数の出射位置４５ａと、光源５から出射要素４５に光を通信する複数の入射位置５０ａを有する入射要素５０とを有する。入射要素５０及び出射要素４５は、互いに対して移動可能である。明確化のために、光の入射位置２５ａ及び光の出射位置２５ｂは、壁２０の対向する側に位置している。しかしながら、実際には、それらの両方の位置は、測定ボリューム１５の周りに広がっている。濁質５５は測定ボリューム１５の内側に位置している。その場合、濁質５５は、連続的に選択される光の入射位置２５ａに対して、選択ユニット３５を用いて光源５を結合することによる複数の位置について、光源５からの光により照射される。測定ボリューム１５から発散する光は、光の出射位置２５ｂ及び光検出器ユニット１０を用いて、複数の位置から検出される。その場合、検出された光は、濁質５５の内部の画像をもたらすように用いられる。

医療診断においては、装置１のような装置は、女性の胸部のような生物学的組織の内部を画像撮影するために用いられることが可能である。後者の場合、その装置は、下記のように調べ、作用する。測定ボリューム１５は、胸部が位置付けられることが可能であるカップを構成する壁２０により境界付けられている。胸部とカップ表面との間の空間は、その場合、整合流体で満たされ、その整合流体の光学特性は、胸部又は平均的胸部の光学特性とかなり整合している。かなり多くの、例えば、５１０個の光導波路３０ａ及び３０ｂがカップ２０に接続されている。それらの光導波路３０ａ及び３０ｂは光ファイバであることが可能である。光導波路の半分、即ち、光導波路３０ａは、選択ユニット３５に接続されている。光導波路の他の半分、即ち、光導波路３０ｂは、光検出器ユニット１０に接続されている。選択ユニット３５は、３つの異なる光源、例えば、レーザであることが可能である光源５ａ、５ｂ及び５ｃからの光を、例えば、２５６個の光導波路３０ａの何れか１つの方に方向付けることが可能である。２５５個の光導波路３０ａはカップ２０に結合され、一の光導波路３０ａは、検出光導波路３０ｂに直接、結合されている。このようにして、この実施例においては、２５５個の光導波路３０ａの何れかが、カップ２０において円錐状光ビームを与えることが可能である。選択ユニット３５を適切に切り換えることにより、光導波路３０ａは、次々に円錐状光ビームを出射することができる。選択された光導波路３０ａからの光は、整合流体及び胸部により散乱され、減衰され、この実施例においては、光検出器ユニット１０の２５５個の検出器により検出される。胸部組織における光の散乱は、反射される（又は、後方散乱される）光に比べて強く、そのことは、限定された光子量のみが胸部を横断することができることを意味している。それ故、検出器は、広いダイナミックレンジ（約９桁の大きさ）をカバーする必要がある。フォトダイオードが、検出器として用いられることが可能である。先端の検出器のエレクトロニクスは、その場合、それらのフォトダイオード及び増幅器を有する。増幅器のゲイン計数は、複数の値の間で切り換えられることが可能である。装置１は、先ず、最も小さい振幅で測定し、必要に応じて、振幅を増加させる。コンピュータは、検出器を制御する。このコンピュータはまた、光源であって、この実施例においては、光源５ａ、５ｂ及び５ｃと、選択ユニット３５と、ポンプシステムとを制御する。全ての要素は、ベッドのよう構造に実装される。その測定は整合流体で十分に満たされたカップ２０の測定から開始される。これは較正測定である。この較正測定の後、胸部は、その流体中に浸され、その測定手順が再び、実行される。この実施例においては、較正測定及び胸部測定の両方は、３つの光源５ａ、５ｂ及び５ｃの各々についての２５５ｘ２５５個の検出器信号を有する。それらの信号は、画像再構成と呼ばれる処理を用いて、三次元画像に変換されることが可能である。この再構成処理は、例えば、代数的再構成技術又は有限要素法に基づいていて、逆問題に対して最も可能性の高い解を求める、即ち、測定データに適切に整合する画像を求める。

図２ａ、２ｂ及び２ｃは、好適なソース及び更なるソースを互いに対して位置付けることを示している。図２ａは、図１に示され、図１について説明されている複数の要素の平面図である。２つの光導波路３０ａが選択ユニット３５の出射要素４５において光学的に隣接していることを考える。このことは、クロストークが図２ａに示す光導波路３０ａ間に生じ得ることを意味する。クロストークが生じる場合、選択された光導波路３０ａは、光源５により出射された光の大部分を通信し、図２ａに示している２つの光導波路以外の光導波路は、一般に、光源５により出射された光の僅かな部分のみを通信する。光源５が、強度１を有する光を出射する場合、選択された光導波路３０ａにより搬送されるクロストーク光の強度は、一般に、選択された光導波路３０ａにより搬送される光の強度に比べて小さい大きさ、例えば、１０^−４のオーダーである。図２ａに示している２つの光導波路３０ａにより通信される光が測定ボリューム１５に入射する位置は、好適なソースの位置及び更なるソースの位置を構成する。好適なソースは、測定ボリューム１５から光検出器ユニット１０に発散する光を通信する光についての出射位置２５ｂに対向して位置付けられることを考える。光についての出射位置２５ｂに達する好適なソースからの光は、濁質５５中を通過することによりかなり減衰される。それ故、好適なソースから発散し、光の出射位置に達する強度は、一般に、かなり小さく、例えば、１０^−１３のオーダーである。光の出射位置２５ｂの近傍に更なるソース（図示せず）が位置している場合、更なるソースから発散し、光の出射位置２５ｂに達する光の強度は、例えば、１０^−８のオーダーであり、好適なソースから発散し、光の出射位置２５ｂに達する光の強度を低くする。単独の検出位置において合成された光の成分として検出される、好適なソース及び更なるソースから発散する光が、実質的に同じ経路（その状態について、有効な配列が図２に示されている）を辿るように、好適なソース及び更なるソースを位置付けることにより、好適な成分に加えて、合成された光における更なる成分の存在は、後者の適切な検出をもはや、妨げない。例えば、好適なソース及び更なるソースが、隣接して、光の出射位置２５ｂに対向して位置付けられている場合、それら両方のソースからの光は、光の出射位置２５ｂに達する前に、同様に減衰される。上記の数字を用いると、好適なソース及び更なるソースにより出射され、光の出射位置２５ｂに達する光の強度はそれぞれ、例えば、１０^−１３及び１０^−１７のオーダーである。それらの強度の初期の比率は保たれる。

図２ｂは、図２ａに示している状態と類似する状態を示している。しかしながら、この場合には、好適なソース及び更なるソースは、光が測定ボリューム１５を出射する位置２５ｂである。好適なソースが、濁質５５を横断した光を通信するように位置付けられている場合、そして更なるソースが、濁質５５を横断しなかった光を通信するように位置付けられている場合、その状態は図２ｂに示されていないが、好適なソース及び更なるソースにより通信される光の強度はそれぞれ、例えば、１０^−１３及び１０^−８のオーダーであることが可能である。更なるソースにより通信される光から好適なソースにより通信される光へのクロストークは、その場合、この実施例においては、１０^−１３の強度を有する光に結合された、例えば、１０^−１２の強度を有する光がもたらされる。明らかに、その結合された光における更なる成分の存在は、好適な成分の適切な検出を不可能にする。しかしながら、好適なソース及び更なるソースが同じ位置に位置付けられていて、その状態については、有効な配置が図２ｂに示されているが、上記の数字を用いる場合、好適なソース及び更なるソースに達する光の強度は、例えば、１０^−１３である。合成された光が検出器ユニット１０において検出される前に、クロストークが生じる場合、例えば、更なるソースにより元々通信される強度１０^−１７の光の僅かな部分が、好適なソースにより元々通信される強度１０^−１３を有する光と合成される。この場合、合成された光における好適な成分の検出は、更なる成分の存在により妨げられない。

図２ｃは、同時に２つの光源を用いることを示している。この例は、本発明の実施形態を構成せず、技術的背景のみを説明するための役割を果たすものである。好適なソース及び更なるソースは、ここでは、位置２５ａにより構成され、その位置２５ａにおいて、２つの光源からの光は測定ボリューム１５に入射する。好適なソースが、光検出器ユニット１０に光を通信する、光の出射位置２５ｂと対向して位置付けられ、更なるソースが光の出射位置２５ｂに近接して位置付けられている場合、その状態は図２ｃに示されていないが、更なるソースにより通信され、光の出射位置２５ｂに達し、例えば、１の強度を有する光は、好適なソースにより通信され、濁質５５を横断した後に、光の出射位置２５ｂに達する光を弱くする可能性がある。後者の光は、例えば、１０^−１３の強度を有する。しかしながら、好適なソース及び更なるソースが、測定ボリュームにそれらの光源により通信され、単独の検出位置において合成された光の成分として検出される光が実質的に同じ経路を辿るように位置付けられている場合、図２ｃに示しているように、合成された光における更なる成分の存在はもはや、合成された光においてまた、存在する好適な成分の適切な検出を妨げない。例えば、１に等しい強度を有する２つの光源からの光が、光の出射位置２５ｂに対向して位置付けられている２つのソースの位置において測定ボリュームに入射する場合、単独の検出位置において検出される合成された光の更なる成分における好適な成分の強度は、例えば、１０^−１３に等しい。それらの２つの光源が、異なる波長を有する光を出射する場合、合成された光において好適な成分及び更なる成分を分離するように、光学的フィルタリングが、ここでは、用いられる。

図３は、図１に示す選択ユニット３５の出射要素４５の実施形態を示している。この実施形態においては、出射要素４５における出射位置４５ａの副集合が同心円状に配列されている。一の円における出射位置４５ａは、例えば、単独の面にある測定ボリューム１５を境界付ける壁２０における光の入射位置２５ａの副集合に対応する。この実施形態は、光学的境界が必要でない有利点を有する。選択ユニット３５の出射要素４５の僅かに異なる実施形態においては、出射位置４５ａは、光導波路３０ａに結合され、例えば、単独の面にある壁２０において光の入射位置２５ａの副集合に対応する各々のセグメントを有する単独の円の連続的なセグメントを構成するように配置されている。この僅かに異なる実施形態は、僅かに１つの自由度、容易なアセンブリ、及び高い対称性を有する有利点を有する。

図４は、選択ユニット３５の出射要素４５の他の有効な実施形態を示している。出射位置４５ａの副集合は光バリア６０により分離されている。光バリア６０の有効な構成については、図６ａ及び６ｂに関連して説明する。特に、図４に示す実施形態においては、出射位置４５ａの副集合は、６つの直線的に配列された出射位置４５ａを有する。それらの出射位置４５ａの副集合は、図４にまた、模式的に示している、選択ユニット３５の入射要素５０における入射位置５０ａの集合と適合している。この実施形態は、異なる波長で光を出射することが可能である複数の副光源５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ及び５ｆが、全てが同時に選択され、出射位置４５ａに、それ故、測定ボリューム１５に同時に結合されることが可能であるという有利点を有する。医療診断においては、組織内への光の侵入は用いられる光の波長に依存するために、異なる波長で光を出射する光源が用いられる。
それ故、異なる波長を有する光を出射する複数の光源を用いることは、特定の波長範囲について特定の情報を有する各々のデータ集合を有する、各々の波長についての濁質の内部に関する異なるデータベースに繋がる。

図５は、選択ユニット３５の出射要素４５における出射位置４５ａの他の有効な構成を示している。この特定の実施例においては、出射位置４５ａは、六角形の角を構成する出射位置４５ａを有する六角形のグリッド状に配置されている。選択ユニット３５の入射要素５０における入射位置５０ａは、更なる六角形の角を構成するように配置され、前記更なる六角形は、出射位置４５ａにより構成される六角形と適合している。入射位置５０ａは、この場合、全部が同時に選択されることが可能である、６つの副光源５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ及び５ｆを有する光源５に結合されている。六角形のグリッドは、複数の六角形に属す個別の出射位置４５ａにより高い対称性を有するため、そのグリッドは、光源５から測定ボリューム１５に光を通信するために測定ボリューム１５を境界付ける壁２０における光の入射位置２５ａの選択において高い自由度を与える。グリッドが六角形以外のＮ個の辺を有する多角形を有する他の配置もまた、可能である。そのような他の配置については、選択ユニット３５の入射要素５０における入射位置５０ａの配置は、Ｎ個の辺を有する多角形のグリッドを構成するＮ個の辺を有する多角形と適合するＮ個の辺を有する多角形の角を構成する位置５０ａにより、適宜に変えられる。

図６ａ及び６ｂは、光バリアの２つの有効な配置を示している。選択ユニット３５の入射要素５０が図６ａ及び６ｂに示されている。光源５に結合された光導波路４０が前記入射要素５０に結合されている（図６ａ及び６ｂには、光源は示されていない）。図６ａ及び６ｂには、選択ユニットの出射要素４５がまた、示されている。測定ボリューム１５を境界付ける壁２０に結合された２つの光導波路３０ａが前記出射要素４５に結合されている。図６ａにおいては、図の面に対して垂直な方向のみに、入射要素５０及び出射要素４５の互いに対する移動を可能にする機械式光バリア６０がある。機械式光バリア６０は、光導波路４０から選択された光導波路３０ａの方に進むことに代えて、光導波路４０から選択されていない光導波路３０ａの方に外れる可能性がある光を物理的に遮断することにより作用する。図６ｂにおいては、図の面に対して垂直な方向及び図の面と平行な方向の両方における入射要素５０及び出射要素４５の相対的な移動を可能にする光バリア６１がある。光バリア６１はノッチの形状を有し、ノッチでの多くの反射において、光導波路４０から選択されていない光導波路３０ａの方に外れる可能性のある光をトラップすることにより作用する。

図７は、本発明に従った医療画像取得装置の実施形態を示している。医療画像取得装置１８０は、破線の四角形で示すように、図１において説明している装置１を有する。装置１に加えて、医療画像取得装置１８０は、濁質４５の内部の画像を表示するスクリーン１８５と、入力インタフェース１９０であって、例えば、医療画像取得装置１８０とインタラクトすることを可能にする及びインタラクトするように機能するキーボードとを更に有する。

上記の実施形態は例示であって、本発明を限定するものではなく、当業者は、同時提出の特許請求の範囲における範囲から逸脱することなく、多くの実施形態をデザインすることができることに留意する必要がある。用語“を有する”は、請求項において列挙されている要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素の単数表現は、その要素の複数の存在を排除するものではない。複数の手段を列挙している装置請求項においては、それらの手段の幾つかは、同一のコンピュータ読み取り可能ソフトウェア又はハードウェアにより実施されることが可能である。単に特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているということは、それらの手段の組み合わせが有利に用いられることができないことを意味するものではない。

濁質に関する測定を実行する装置の実施形態の模式図である。 好適なソース及び他のソースを互いに対して位置付けることを示す図である。 好適なソース及び他のソースを互いに対して位置付けることを示す図である。 好適なソース及び他のソースを互いに対して位置付けることを示す図である。 選択ユニットの出射要素における出射開口の有効な配置を示す図である。 選択ユニットの対応する入射要素と共に、出射位置の副集合がクロストークを回避する目的のバリアにより分離されている選択ユニットの出射要素の出射位置の他の有効な配置を示す図である。 選択ユニットの対応する入射要素と共に、選択ユニットの出射要素の出射位置の他の有効な配置を示す図である。 クロストークを回避する目的のバリアの有効な配置を示す図である。 クロストークを回避する目的のバリアの有効な配置を示す図である。 本発明に従った医療用画像取得装置の実施形態の模式図である。

Claims (12)

1. 濁質の内部を画像化する装置であって、該装置は前記濁質を収容する測定ボリュームを有し、該測定ボリュームは、光を通信することができる複数のソースを有し、該ソースは、好適な光を通信することができる好適なソース及び更なる光を通信することができる更なるソースを有し、前記装置は、前記好適な光の少なくとも一部を有する好適な成分及び前記更なる光の少なくとも一部を有する更なる成分を有する、合成された光を検出することができる検出ユニットを更に有する、装置であり、
   前記好適なソース及び前記更なるソースは、前記好適なソースから前記検出器ユニットの方への前記好適な成分が辿る経路及び前記更なるソースから前記検出器ユニットの方への前記更なる成分が辿る経路が実質的に同じであるように、位置付けられる、
   ことを特徴とする装置。
2. 請求項１に記載の装置であって、前記好適なソース及び前記更なるソースは、前記好適なソース及び前記更なるソースが隣接するように位置付けられている、装置。
3. 請求項１に記載の装置であって、前記好適な光及び前記更なる光は、４００乃至１４００ｎｍの範囲内の波長を有する、装置。
4. 請求項１に記載の装置であって、前記装置は、前記好適なソースに光ジェネレータを結合し、複数のソースから前記好適なソースを選択する選択ユニットを更に有し、前記複数のソースは副集合を有し、前記選択ユニットは、前記光ジェネレータからの光を受け入れるための入射要素と、前記光源から前記複数の光源に前記光を通信する複数の出射位置を有する出射要素とを有し、前記出射位置は副集合を有し、前記入射要素及び前記出射要素は互いに対して移動可能であり、前記出射要素における前記出射位置は、前記出射位置の副集合が前記ソースの副集合に対応するように配置されている、装置。
5. 請求項４に記載の装置であって、前記選択ユニットの前記出射要素における前記出射位置の前記副集合は同心円状に配置されている、装置。
6. 請求項４に記載の装置であって、前記選択ユニットの前記出射要素における前記出射位置の前記副集合は、単独の円の連続的なセグメントを構成するように配置され、各々のセグメントはソースの副集合に対応している、装置。
7. 請求項４に記載の装置であって、前記選択ユニットの前記出射要素における前記出射位置の前記副集合は螺旋状に配置されている、装置。
8. 請求項４に記載の装置であって、前記選択ユニットの前記出射要素は、隣接していないソースに対応する隣接する出射位置の間に光バリアを有する、装置。
9. 請求項４に記載の装置であって、前記選択ユニットの前記出射要素は、前記出射位置の前記副集合の少なくとも２つを光学的に分離するための光バリアを有する、装置。
10. 請求項４に記載の装置であって、前記選択ユニットの前記出射要素は、前記光ジェネレータに光学的に結合されたＮ個の入射位置を有し、第２のＮ個の辺を有する多角形のグリッド状に配置された該第２のＮ個の辺を有する多角形により、及び前記第１のＮ個の辺を有する多角形と適合する前記第２のＮ個の辺を有する多角形により、前記第２のＮ個の辺を有する多角形の角を構成するように、前記選択ユニットの前記出射要素における前記出射位置の前記副集合は配置されている、装置。
11. 請求項１乃至１０の何れか一項に記載の装置を有する医療画像取得装置。
12. 好適なソースに光ジェネレータを結合し、複数のソースから前記好適なソースを選択する選択ユニットであって、前記複数のソースは副集合を有し、前記選択ユニットは、前記光ジェネレータからの光を受け入れるための入射要素と、前記光源から前記複数の光源に前記光を通信する複数の出射位置を有する出射要素とを有し、前記出射位置は副集合を有し、前記入射要素及び前記出射要素は互いに対して移動可能であり、前記出射要素における前記出射位置は、前記出射位置の副集合が前記ソースの副集合に対応するように配置されている、選択ユニット。

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