JP6944060B2

JP6944060B2 - 生体組織又は他の対象の画像化

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Publication number: JP6944060B2
Application number: JP2020537888A
Authority: JP
Inventors: イマンコダダッド; アレグザンダーウォン; ファーヌードカゼムザデ
Original assignee: バイタルバイオサイエンセズインク
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2021-10-06
Anticipated expiration: 2038-09-20
Also published as: CN111433589A; JP2020534551A; ES3005165T3; EP3685144B1; US10966611B2; EP3685144A1; CN111433589B; CA3076478C; CA3076478A1; EP3685144A4; US10413184B2; PT3685144T; US20190082961A1; US20200008677A1; WO2019058308A1

Description

本開示は、電磁（electromagnetic、ＥＭ）周波数帯を用いた生体組織に基づく人物理的状態の特徴付けを含み得るさまざまな方法のうちのいずれかによって生体組織の配列決定及び／又は特徴付けによる生体組織又は他の対象（subjects）の画像化に大まかには関する。

人間の眼は、ＥＭスペクトラムの可視波長範囲を観察することができるが、これは、ＥＭスペクトラムの非常に狭い部分である。もし太陽光のような広帯域の「白色」光源が物体を照射するなら、その物体は、可視波長に加えて他の波長を放射するだろう。物体によって放射されたスペクトラムのある種の特性を測定することは、その物体の固有の特性についての手がかりを提供し得る。例えば、これら特性は、観測される物体の物理状態又は分子組成や、他の導出された特性を含み得る。

本開示でクレームされた主題は、任意の欠点を解決する、又は上述のもののような環境においてだけ動作する実施形態に限定されない。むしろ、この背景は、本開示で記載されたいくつかの実施形態が実施され得る一つの例示的技術分野を説明するために提供されるに過ぎない。

１つ以上の実施形態は、第１波長の電磁（ＥＭ）放射を生体組織に向かって放出すること、前記第１波長のＥＭ放射が前記生体組織と相互作用した後に、前記第１波長のＥＭ放射に対する応答を、空間的パターンで配置された複数のレシーバにおいて受信することを含む方法を含み得る。この方法は、第２波長のＥＭ放射を前記生体組織に向かって放出すること、前記第２波長のＥＭ放射が前記生体組織と相互作用した後に、前記第２波長のＥＭ放射に対する応答を、前記複数のレシーバにおいて受信することも含み得る。この方法は、前記第１波長のＥＭ放射に対する受信された応答を表す第１信号、及び前記第２波長のＥＭ放射に対する受信された応答を表す第２信号に対して、処理を実行することを含み得る。この処理は、前記第１信号及び前記第２信号をレプリケート及びミックスすることによって、スペクトル空間応答群のセットを生成すること、前記スペクトル空間応答群をレプリケート及びミックスすることによって、複数のマーカを生成すること、及び前記複数のマーカ及び複数のユーザが選択したマーカをレプリケート及びミックスすることによって、前記生体組織の特徴と関連付けられたシーケンスを出力することを含み得る。

１つ以上の実施形態は、第１波長の電磁（ＥＭ）放射及び第２波長のＥＭ放射を生体組織に向かって放出するよう構成された複数のエミッタ、及び空間的パターンで配置され、前記第１波長のＥＭ放射が前記生体組織と相互作用した後に、前記第１波長のＥＭ放射に対する応答を、及び前記第２波長のＥＭ放射が前記生体組織と相互作用した後に、前記第２波長のＥＭ放射に対する応答を、受信するよう構成された複数のレシーバを含むシステムを含み得る。このシステムは、前記複数のレシーバによって受信された前記第１波長のＥＭ放射に対する応答を表す第１信号、及び前記複数のレシーバによって受信された前記第２波長のＥＭ放射に対する応答を表す第２信号をレプリケート及びミックスすることによって、スペクトル空間応答群のセットを生成すること、前記スペクトル空間応答群をレプリケート及びミックスすることによって、複数のマーカを生成すること、及び前記複数のマーカ及び複数のユーザが選択したマーカをレプリケート及びミックスすることによって、前記生体組織の特徴と関連付けられたシーケンスを出力することを含む操作を実行するよう構成された信号ミキサユニットも含み得る。

１つ以上の実施形態は、プロセッサによって実行される時に、システムに１つ以上の操作を実行させるよう構成された命令を含む、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体を含み得る。この操作は、第１波長の電磁（ＥＭ）放射を生体組織に向かって放出するよう、第１複数のエミッタに指示すること、及び空間的パターンで配置された複数のレシーバから、前記第１波長のＥＭ放射が前記生体組織と相互作用した後に、前記第１波長のＥＭ放射に対する応答を表す第１信号を受信することを含み得る。この操作は、第２波長のＥＭ放射を前記生体組織に向かって放出するよう、第２複数のエミッタに指示すること、及び前記複数のレシーバから、前記第２波長のＥＭ放射が前記生体組織と相互作用した後に、前記第２波長のＥＭ放射に対する応答を表す第２信号を受信することも含み得る。この操作は、前記第１信号及び前記第２信号に対して処理を行うことも含み得て、ここで前記処理は、前記第１信号及び前記第２信号をレプリケート及びミックスすることによって、スペクトル空間応答群のセットを生成すること、前記スペクトル空間応答群をレプリケート及びミックスすることによって、複数のマーカを生成すること、及び前記複数のマーカ及び複数のユーザが選択したマーカをレプリケート及びミックスすることによって、前記生体組織の特徴と関連付けられたシーケンスを出力することを含む。

実施形態の目的及び優位性は、特許請求の範囲で具体的に明示された少なくとも要素、特徴、及び組み合わせによって実現及び達成される。

前述の一般的な記載及び以下の詳細な説明の両方は、単に例示及び説明であって、クレームされた本発明を限定するものではない。

例示的実施形態は、添付の図面の使用を通してさらなる具体性及び詳細さをもって記載及び説明される。
図１は、生体組織又は他の対象を画像化及び／又は分析する例示的システムを示す。図２は、透過照明を用いて生体組織又は他の対象を画像化及び／又は分析する例示的システムを示す。図３は、反射を用いて生体組織又は他の対象を画像化及び／又は分析する例示的システムを示す。図４は、生体組織又は他の対象を画像化及び／又は分析を促進するためのエミッタ及びレシーバの例示的なある配置を示す。図５は、信号ミキサ装置の第１部分の例を示す。図６は、信号ミキサ装置の第２部分の例を示す。図７は、信号ミキサ装置の第３部分の例を示す。図８は、生体組織又は他の対象を画像化及び／又は分析する例示的方法の例示的フロー図を示す。図９は、例示的計算システムを示す。

適切に生物学的物質の状態を段階付けするために、その状態を信頼性高く、安定して表現し得るある種のフィンガープリントが特定されモニタされる必要がある。多くの場合、生物学的物質に固有の自然分散（natural variances）に起因して、これら識別子は、受信された信号内でノイズによって汚されており、生体組織の状態との直接的相関関係を推論することができない。

マルチスペクトル（ＭＳ）又はハイパースペクトルイメージングのようなアプローチがいくつか存在し、これらは、マルチバンドパスセンシング（multi-band pass sensing）のために用いられる。イメージングの場合、一つのアプローチは、多色カメラを用いてキャプチャされた色画像を赤、緑、及び青（ＲＧＢ）に分解することである。このアプローチは、可視スペクトルを３つの独立したスペクトルバンドに細分化する。そのようなアプローチでは、スペクトルバンドは、イメージングに用いられる多色センサのスペクトル応答に高度に依存し、異なる製造者による異なるセンサの間でばらつく。このアプローチは、視野（ＦＯＶ）内でのターゲットの放射測定表現がそれほど正確ではないが、多色センサは、典型的にはベイヤーフィルタを用いて、３チャネルＲＧＢ情報を獲得し、与えられたセンサ画素における欠落したスペクトル情報を、同様のスペクトル情報を必ずしも含まないその隣接する画素を用いて、内挿するからである。

マルチスペクトルイメージングのためのある代替のアプローチは、単色カメラと組み合わせられた一連のスペクトルバンドパスフィルタを採用する。これらフィルタは、対象の波長範囲を正確に透過し、他の全ての波長を抑圧するよう設計されている。このフィルタは、モータ付きフィルタホイール、液晶チューナブルフィルタ、又は音響光学チューナブルフィルタのようなアプローチを用いてカメラに入る光路中に配置され得る。他の代替のアプローチは、特定の波長範囲の光でターゲットを照射し得る一連の光源を用いる。この代替のアプローチでは、放射された光は、単色カメラ上で取得される。

いくつかのアプローチは、さまざまなビームスプリッタ構成を用いたマルチスペクトルイメージングのために同時イメージングを実行し、ここでそれぞれのスペクトル領域は、それ自身のカメラ系上で画像化される。いくつかのアプローチは、可視及び近赤外（ＮＩＲ）スペクトル範囲のような非常に制限されたスペクトルバンドでイメージングを実行することに限定されたハンドヘルドＭＳイメージャを用いる。しかしこれらのシステムは、可視スペクトル範囲において又はＮＩＲスペクトル範囲においてしか動作せず、典型的にはかさばり大きい。他のＭＳベースのイメージングアプローチは、光源又はセンサフィルタのいずれかの離散ＥＭスペクトルに限定され、したがって、アクセスされ、処理され、及び抽出されるデータ点の個数において制限がある。

従前のアプローチは、写真画像又はデータから生物学的物質の状態の予測分析及び診断を提供するために統計的モデルを利用することを試みてきているが、それらは効果的ではない。潜在的に存在する状態のばらつき及び大きな体に起因して、そのような従前のアプローチは、状態を正確に又は高い確率で決定できない。

生体組織の状態におけるそのような自然分散に対し安定している直接的相関関係を作り出すのと同時に、生体組織から放射される信号の測定を実行し得るシステム及び方法が開示される。このシステムは、制御されたやり方でさまざまな選択されたＥＭバンドにおいて放射する適切なソースを有し、応答するＥＭ放射（例えば生体組織と相互作用をした後の放射）を高い感度で検出することができる。

本開示の実施形態は、そのような従前のアプローチに対して改良する。そのような実施形態は、添付の図面を参照して説明される。

図１は、生体組織又は他の対象を画像化することに関する、本開示の１つ以上の実施形態による例示的システム１００を示す。システム１００は、１つ以上のエミッタ１１０、１つ以上のレシーバ１２０、及び信号ミキサユニット１３０を含み得る。エミッタ１１０は、画像化されるべき対象に向かってＥＭ放射を放出し得て、レシーバ１２０は、ＥＭ放射が対象と相互作用した後にそのＥＭ放射を受信し得る。信号ミキサユニット１３０は、ＥＭ放射の相互作用に基づいてレシーバ１２０によって生成された信号に処理を実行し得る。信号ミキサユニット１３０は、第１部分１３２、第２部分１３４、及び第３部分１３６を含み得る。

システム１００は、生体組織の状態におけるそのような自然分散に対して安定している直接的相関関係を作ると共に、生体組織から放射された信号の測定を実行するよう構成され得る。システム１００は、さまざまな選択されたＥＭバンドにおいて制御されたやり方で放出する適切なソースを含み得て、そのような放出された放射を高感度で検出することが可能である。ある実施形態では、対象のサブレイヤプロービングのための透過照明で生体組織の画像化が実行され得て、その例は、図２に示される。ある実施形態では、生体組織の画像化は、鏡面反射で実行され得て、その例は、図３に示される。

エミッタ１１０は、ＥＭ放射を放出するよう構成された任意のシステム、装置、又は要素を含み得る。ＥＭ放射は、ラジオ波、マイクロ波、赤外（ＩＲ）波、可視光、紫外（ＵＶ）光、Ｘ線、ガンマ線、テラヘルツ波等のような任意の範囲のＥＭ放射を含み得る。ある実施形態では、エミッタ１１０は、複数のエミッタを含み得て、その場合、異なるエミッタ群１１０が、異なる波長で放射を放出するよう構成され、放射を放出するよう独立して励起され得る。追加として、又は代替として、エミッタ１１０は、チューナブル、又は単一のエミッタ１１０が異なる時刻において（又は同時に）複数の異なる波長を放出するよう構成され得るよう他のやり方で調節可能であり得る。

ある実施形態では、エミッタ１１０は、ＥＭ放射の時間インタリーブされた独立バンド制限されたソース、及び／又は拡張されたバンドパスソースを含み得る。例えば、もし３つのエミッタが、ＥＭ放射の３つの別個のバンドと共に利用されるなら、これらエミッタは、ＥＭ放射のそれらのそれぞれのバンドを放出するよう、順次、電源がオンにされ得て、ターゲットの応答は、レシーバ１２０によって検出される。これら及び他の実施形態では、エミッタ１１０の組み合わせは、対象と相互作用する予想された励起ＥＭ放射を提供し得る。この予想されたＥＭ放射は、
S(f)=S₀(f₀)＋S₁(f₁)＋…＋S_k(f_k)
によって表現され得て、ここでそれぞれの放出された場S_i(f_j)は、特定のバンドパス領域を有する周波数ｊにおいてｉ番目の放出源から発せられたＥＭ場を表現し得る。ある実施形態では、エミッタ１１０は、トップハット、ベッセル、ガウシアン等のような任意の形態の空間放射を提供し得る。

レシーバ１２０は、ＥＭ放射を検出するよう構成された任意のシステム、装置、又は要素を含み得て、検出されたＥＭ放射の信号表現を生成し得る。ある実施形態では、レシーバ１２０は、複数のレシーバを含み得て、この場合、それぞれのレシーバは、異なる波長のＥＭ放射を受信するよう構成される（例えばナローバンドレシーバ）。追加として、又は代替として、単一のレシーバが、複数の波長において放射を検出するよう構成され得る（例えばワイドバンドレシーバ）。ある実施形態では、レシーバ１２０のうちの１つ以上は、レシーバ１２０によって検出された信号が、レシーバ１２０によって受信されたＥＭ放射の全ての波長ではなく、波長の特定のバンドを表現するように、フィルタ又は他の機構を利用し得る。そのようなフィルタは、チューナブルであり得て、又は固定フィルタであり得る。

ある実施形態では、レシーバ１２０によって検出されたＥＭ放射は、
D(f)=D₀(f₀)＋D₁(f₁)＋…＋D_l(f_l)
によって表現され得て、ここでターゲット位置D_i(f_j)は、周波数ｊにおいてｉ番目のレシーバによって検出されたＥＭ場を表現し得る。

ある実施形態において、レシーバ１２０は、電荷結合素子（ＣＣＤ）又は相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）画素を持つイメージングセンサを含み得る。ある実施形態では、レシーバ１２０は、検出放射（detecting radiation）にわたってバンドパスを提供するために離散フィルタを利用し得る。時間インタリーブされたソースに加えて、レシーバ１２０上でそのようなフィルタを組み合わせて配置することは、非スパースな相互作用応答（non-sparse interaction response）（例えばターゲットの状態の推定のために用いられる信号）を作るために信号ミキサユニットの基礎を提供し得る。ある実施形態において、レシーバ１２０は、特定の位置及び角度でＥＭ信号を受信する任意の形態のアンテナを含み得る。

信号ミキサユニット１３０は、レシーバ１２０によって検出された信号に対する処理を実行するよう構成された任意のシステム、装置、又は要素を含み得る。ある実施形態において、信号ミキサユニット１３０は、計算装置（図９に示されるような計算装置）を含み得る。信号ミキサユニット１３０は、第１部分１３２又はレイヤ、第２部分１３４又はレイヤ、及び／又は第３部分又はレイヤを含み得る。

ある実施形態では、信号ミキサユニット１３０は、集積回路として、ルックアップテーブル機能として、又はデジタル信号処理ユニット、フィールドプログラマブルアレイ、光学ホログラフィックユニット等のような、さまざまな適応ミキシング回路として実現され得る。信号ミキサユニット１３０の実現は、さまざまな形態を取り得て、特定のアーキテクチャ又はハードウェアに限定されない。

第１部分１３２は、レシーバ１２０の信号を複製及びミックスして、時間インタリーブされ得る、レシーバ１２０によって検出された空間スペクトル応答を生成するよう構成され得る。例えば、空間スペクトル応答は、エミッタ１１０によって放射され、ＥＭ放射の複数のスペクトルバンドにわたって、かつレシーバ１２０の配置の空間的領域にわたってレシーバ１２０によって検出されたＥＭ放射に対する対象の応答を示す値を含み得る。

ある実施形態において、第１部分１３２は、レシーバ１２０に関連するデータ又は信号を利用し得る。例えば、第１部分１３２は、後にミキサユニットのレイヤ（これは任意の回数だけカスケード状に繰り返され得る）が続くレプリケータユニット（replicator units）のレイヤを含み得る。これら及び他の実施形態において、時間インタリーブされるエミッタ１１０は、信号を出力し、レシーバ１２０によって検出される空間的及びスペクトル的にインタリーブされた応答は、レプリケートされ、かつミックスされて、それぞれの又は個々のレシーバ１２０の組み合わせから空間スペクトル応答を作り得る。換言すれば、第１部分１３２は、時間多重化されたエミッタ１１０からの信号の組み合わせ、及び空間スペクトルレシーバ１２０からの信号を使用して、生体組織又は他の対象からの空間スペクトル行列応答（spatio-spectral matrix response）を作るよう構成され得る。ある実施形態においては、第１部分１３２の動作は、ｎ番目（l = 1, … , N）ミックストレシーバ（mixed receiver）のｋ番目のエミッタ信号y(n) = [y₁(n), . . . , y_K(n)]^Tによって表現され得て、これは、エミッタの対応する振幅ベクトルa(n)、a(n) = [a₁(n), . . . , a_M(n)]^Tをy(n) = g[a(n)] + e(n)に従って変換したものであり、ここでn = 1, … , Nであり、関数g: R^M→R^K（例えば、生体組織又は試料と相互作用し、レシーバ１２０によって検出されるＥＭ放射に基づいて、エミッタ１３０の信号に何が起こるかを特定すること）は、線形又は非線形アンミキサユニット（unmixer unit）を含み、e(n)は、信号群の集団中のノイズシーケンスを含む。

第２部分１３４は、空間スペクトル応答をレプリケート及びミックスして、対象と関連付けられたマーカを生成するよう構成され得る。例えば、空間スペクトル応答をミックスすることによって、対象のさまざまな特徴を表すマーカ群のセットが生成され得る。

ある実施形態において、レプリケータユニットは、入力信号を利用し、それを多数回レプリケートして、ミキサユニット群のセットに供給する出力信号を作り得る。ミキサユニットは、入力信号群のセットを利用し、ミキシング関数に基づいてミキシングを実行し、出力信号を作り得る。これら及び他の実施形態において、第２部分１３４の信号ミキサユニットによって用いられるミキシング関数(f)は、
f(x₁,x₂,...,x_p)=a₁x₁ ^b1＋a₂x₂ ^b2＋...＋a_px_p ^bp
によって表現され得て、ここでa_i及びb_iはｉ番目の入力信号に対応するパラメータであり、x₁,x₂,...,x_pは、ターゲットの空間マップを提供するｉ番目の入力信号を表現し得る（例えば、第１部分１３２によって生成されたスペクトル空間応答の与えられた要素についてレプリケーション）。

ある実施形態において、信号ミキサユニット１３０のパラメータは、所望の応用例に基づいてチューニングされ得る。例えば、もし皮膚を画像化して、皮膚病を分析するなら、マーカは、任意の生理学的マーカ、脱酸素化されたヘモグロビン、酸素化されたヘモグロビン等の濃縮物を含み得て、パラメータは、それに従ってチューニングされ得る。ある実施形態においては、パラメータは、吸収、透過、反射、散乱、ラーマン散乱、ブリルアン散乱、レイリー散乱等を含む線形及び非線形の光・物質相互作用の任意の組み合わせの後に受信された信号に基づいてチューニングされ得る。ある実施形態において、さまざまなマーカのマップは、対象全体にわたる物理的位置、及び第１部分１３２によってアンミックスされた後の受信された信号中に観測される空間偏差（spatial variance）に基づいて生成され得る。例えば、生体組織又は他の対象の離散した空間位置におけるさまざまなマーカの密度（concentrations）は、生体組織又は他の対象を通じてこれらマーカの不均一性マップを作るために用いられ得る。これら及び他の実施形態において、信号ミキサユニットのパラメータは、選択された生理学的マーカを用いて、ターゲットの不均一性マップを作るようチューニングされ得る。

第３部分１３６は、対象のマーカ及びユーザによって選択されたマーカをレプリケート及びミックスして、対象を表すシーケンスを生成し得る。ユーザによって選択されたマーカは、組織病変、形状、サイズ等を含み得る。シーケンスは、それを介して対象の状態が決定され得るフィンガープリント又はバーコードとして動作し得る。例えば、シーケンスのさまざまな部分が、特定され及び／又はシーケンスの他の参照部分に対して比較され、対象の状態を特定し得る。シーケンスは、ラジオミックシーケンスと呼ばれ得て、何千個のパラメータのような任意の個数のパラメータを含み得る。シーケンスは、生物学的物質の状態について高度に特定の（ユニークでさえある）フィンガープリントを提供し得て、ゲノムシーケンスに類似する、そのような状態のキーとして振る舞い得る。例えば、まさにゲノムシーケンスのさまざまな部分が、コードされるべき与えられたタンパク質に対応すると特定され得るように、ラジオミックシーケンスのシーケンス又は一部は、生体組織又は他の対象の特定の状態を特定し得る。

ある実施形態において、第３部分１３６の動作は、ミキシング関数
s(w₁,w₂,...,w_u)=c₁r₁ ^d1＋c₂r₂ ^d2＋...＋c_ur_u ^du
によって表現され得て、ここでc_u及びd_uは、ｕ番目のマーカ又はユーザによって選択されたマーカ(r_u)に対応するパラメータであり、s(...)は、第３部分１３６によって出力されるシーケンスを表現する。

ある実施形態において、システム１００は、第３部分１３６によって生成されたシーケンスを出力し得て、それを比較エージェント又はマシンに与え得る。比較エージェント又はマシンは、シーケンスを既知の予め確認されたシーケンス群のバンクと比較して、生体組織又は他の対象の所与の状態及び／又は関連付けられた予後を予測し得る。

本開示の範囲から逸脱することなく、改変、追加、又は省略が図１になされ得る。例えば、システム１００は、図示されたものより、より多くの又はより少ない要素を含み得る。

図２は、本開示の１つ以上の実施形態にしたがって透過照明を用いて生体組織２３０又は他の対象を画像化及び／又は分析する例示的システム２００を示す。図２に示されるように、１つ以上のエミッタ２１０（例えばエミッタ２１０ａ，２１０ｂ，…，２１０ｎ）は、生体組織２３０（又はなんらかの他の対象）との相互作用の後に、１つ以上のレシーバ２２０（例えばレシーバ２２０ａ，２２０ｂ，…，２２０ｎ）によって受信されるＥＭ放射２１５を放出するよう構成され得る。

図２に示されるように、エミッタ２１０は、ＥＭ放射が生体組織２３０を通過し、その後、その応答がレシーバ２２０によって受信され得るように配置及び構成され得る。ＥＭ放射２１５が生体組織２３０を通過する時、それに対する応答は、生体組織２３０と相互作用することによって、変更、反射、屈折、散乱等され得る。これら及び他の実施形態において、及びここで記載されるように、エミッタ２１０によって出力されるＥＭ放射２１５及びレシーバ２２０によって検出されたＥＭ放射２１５を利用して、生体組織２３０と関連付けられたシーケンスが生成され得る。

ある実施形態において、組織との相互作用は、線形又は非線形の光・物質相互作用の任意の組み合わせを含み得る。例えば、相互作用は、吸収、透過、反射、散乱、ラーマン散乱、ブリルアン散乱、レイリー散乱等の任意のものを含み得る。

本開示の範囲から逸脱することなく、改変、追加、又は省略が図２になされ得る。

図３は、本開示の１つ以上の実施形態に従って、反射を用いて生体組織３００又は他の対象を画像化及び／又は分析する例示的システム３００を示す。図３に示されるように、１つ以上のエミッタ３１０（例えばエミッタ３１０ａ，３１０ｂ，…，３１０ｎ）は、生体組織３３０と相互作用し、生体組織３３０によって反射されたＥＭ応答３１７として反射され、１つ以上のレシーバ３２０によって受信されるＥＭ放射３１５を放出するよう構成され得る。

図３に示されるように、エミッタ３１０は、ＥＭ放射３１５が、レシーバ３２０によって受信される前に、生体組織３３０からエミッタ３１０の位置へと大まかには同様の方向に反射され得るように配置及び構成され得る。ＥＭ放射３１５が生体組織３３０によって反射されるときに、反射されたＥＭ放射３１７は、生体組織３３０の特性に基づいて、初期ＥＭ放射３１５と比較して変更され得る。これら及び他の実施形態において、及びここで記載されるように、エミッタ３１０による出力としてのＥＭ放射３１５、及びレシーバ３２０によって検出されるＥＭ放射３１７を利用することで、生体組織３３０と関連付けられた空間スペクトル応答が生成され得る。

本開示の範囲から逸脱することなく、改変、追加、又は省略が図３になされ得る。

図４は、本開示の１つ以上の実施形態によって、生体組織又は他の対象の画像化及び／又は分析を促進するための、エミッタ４１０及びレシーバ４２０のある構成の例示的システム４００を示す。

図４に示されるように、ある実施形態においては、エミッタ４１０は、第１波長において放射を放出するよう構成された第１エミッタ４１０ａ、第２波長において放射を放出するよう構成された第２エミッタ４１０ｂ等を含み得る。これら及び他の実施形態では、レシーバ４２０は、波長の第１バンドにおけるＥＭ応答を検出するよう構成された第１レシーバ４２０ａ、波長の第２バンドにおけるＥＭ応答を検出するよう構成された第２レシーバ４２０ｂ等を含み得る。さまざまなハッシュマークは、さまざまなエミッタ４１０及び／又はレシーバ４２０が特定のスペクトルの、時間の、及び／又は偏光のシーケンス、又はこれらのうちの任意の物のある部分、又はこれらのうちの任意の物の任意の組み合わせにおいて動作するよう構成され得る。

ある実施形態では、レシーバ４２０は、生体組織又は他の対象と大まかには対応し得る中央領域４３０に配置され得る。例えば、生体組織は、ＥＭ応答が生体組織から反射され、レシーバ４２０へ向かって導かれるよう、レシーバ４２０に対して配置され得る。

ある実施形態では、エミッタ４１０は、中央領域４３０の周りを取り巻く外側領域４４０に配置され得る。

ある実施形態が図４に示されているが、エミッタ４１０及びレシーバ４２０の任意の構成が本開示の中で想定されることが理解されよう。例えば、エミッタ４１０及びレシーバ４２０は、互いの中に散在させられ得る。他の例として、エミッタ４１０は、中央領域４３０の中に存在し得て、レシーバ４２０は、外側領域４４０の中に存在し得る。

本開示の範囲から逸脱することなく、改変、追加、又は省略がシステム４００になされ得る。例えば、エミッタ４１０及びレシーバ４２０の任意の個数の構成が想定され得る。

図５は、本開示の１つ以上の実施形態による、信号ミキサ装置の第１部分５００の例を示す。図５に示されるように、第１部分５００は、入力として、レシーバによって検出され、及び／又はエミッタによって放出され、かつターゲットと相互作用する、１つ以上の受信された信号５１０（例えば受信された信号５１０ａ，５１０ｂ，…，５１０ｎ）を受信し得る。第１部分５００は、入力信号を何度かレプリケートし、それら信号を１つ以上のミキサユニット５３０ａに渡すレプリケータ５２０ａの第１セットを含む。ミキサユニット５３０ａの出力は、レプリケータ５２０ｂの次のカスケードのための入力信号として用いられ得る。レプリケータ５３０ｂの出力は、ミキサユニット５３０ｂのための入力として用いられ得る。レプリケータ５２０及びミキサ５３０のカスケードの３回の反復が図示されるが、レプリケータ５２０及びミキサ５３０の任意の個数の反復（例えばレプリケータ５２０ｎ及びミキサ５３０ｎに至るまで）が本開示の範囲内で想定されている。

レプリケータ５２０及びミキサ５３０のカスケードの後で、第１部分５００は、一連のスペクトル空間応答５４０ａ−ｎを出力し得る。ある実施形態では、スペクトル空間応答５４０の個数は、放出される周波数バンドの個数、レシーバのために選択された周波数バンドの個数、受信された別個の空間信号の個数、レシーバの個数、放射器の個数、同時にバンドのサブセットにおいて放出するエミッタの組み合わせセット等に基づき得る。

本開示の範囲から逸脱することなく、改変、追加、又は省略が第１部分５００になされ得る。例えば、任意の反復回数のレプリケータ５２０及びミキサ５３０のカスケードが含まれ得る。

図６は、本開示の１つ以上の実施形態による信号ミキサ装置６００の第２部分の例を示す。図６に示されるように、第２部分６００は、空間スペクトル応答６１０（例えば図５の第１部分５００によって出力される空間スペクトル応答６１０）を入力として受信し得る。第２部分６００は、入力信号を何度かレプリケートし、それら信号を１つ以上のミキサユニット６３０ａに渡すレプリケータ６２０ａの第１セットを含む。ミキサユニット６３０ａの出力は、レプリケータ６２０ｂの次のカスケードのための入力信号として用いられ得る。レプリケータ６３０ｂの出力は、ミキサユニット６３０ｂのための入力として用いられ得る。レプリケータ６２０及びミキサ６３０のカスケードの３回の反復が図示されるが、レプリケータ６２０及びミキサ６３０の任意の個数の反復（例えばレプリケータ６２０ｎ及びミキサ６３０ｎに至るまで）が本開示の範囲内で想定されている。

レプリケータ６２０及びミキサ６３０のカスケードの後で、第２部分６００は、マーカ６４０ａ−ｎのセットを出力し得る。

本開示の範囲から逸脱することなく、改変、追加、又は省略が第２部分６００になされ得る。例えば、任意の反復回数のレプリケータ６２０及びミキサ６３０のカスケードが含まれ得る。

図７は、本開示の１つ以上の実施形態による信号ミキサ装置の第３部分７００の例を示す。図７に示されるように、第３部分７００は、作られたマーカ７１０（例えば図６の第２部分６００によって出力されるマーカ６４０）を入力として受信し得る。追加として又は代替として、第３部分７００は、ユーザによって定義されたマーカ７５０を入力として受信し得る。ある実施形態では、第３部分７００は、入力信号を何度かレプリケートし、それら信号を１つ以上のミキサユニット７３０ａに渡すレプリケータ７２０ａの第１セットを含む。ミキサユニット７３０ａの出力は、レプリケータ７２０ｂの次のカスケードのための入力信号として用いられ得る。レプリケータ７３０ｂの出力は、ミキサユニット７３０ｂのための入力として用いられ得る。レプリケータ７２０及びミキサ７３０のカスケードの３回の反復が図示されるが、レプリケータ７２０及びミキサ７３０の任意の個数の反復（例えばレプリケータ７２０ｎ及びミキサ７３０ｎに至るまで）が本開示の範囲内で想定されている。

レプリケータ７２０及びミキサ７３０のカスケードの後で、第２部分７００は、画像化されている生体試料又は他の対象に対応するシーケンスとして、値７４０ａ−ｎのアレイを出力し得る。

本開示の範囲から逸脱することなく、改変、追加、又は省略が第３部分７００になされ得る。例えば、任意の反復回数のレプリケータ７２０及びミキサ７３０のカスケードが含まれ得る。

図８は、本開示の１つ以上の実施形態によって生体組織又は他の対象を画像化する例示的方法８００のフローチャートを示す。

ブロック８０５において、方法８００は、開始し得る。例えば、変数ｉのような１つ以上のカウント変数が初期化され得る。

ブロック８１０において、ｉ＜ｎであるか、換言すれば、別個のエミッタセット群のうちのそれぞれについてデータをキャプチャするために方法８００がなされたかについての判断がなされ得る。ｉがｎより小さい間は、方法８００は、ブロック８１５に進む。

ブロック８１５において、ｉ番目のエミッタシリーズ（emitter series）がアクティベートされ得る。例えば、全てのエミッタ群のうちのサブセットがアクティベートされ得て、ここでこのサブセットは、ＥＭ周波数又は周波数群の与えられた帯域において放出する。他の例としては、１つ以上のエミッタは、ある周波数に同調され得て、アクティベートされ得る。

ブロック８２０において、データがレシーバからキャプチャされ得る。例えば、エミッタがブロック８１５において放出しているＥＭ周波数群の帯域を検出するよう構成されるレシーバは、受信された信号を、処理において使用されるようにキャプチャされ得る解読可能な信号に変換し得る。

ブロック８２５において、ｉ＜ｎであるか、換言すれば、別個のエミッタセット群のうちのそれぞれについてデータをキャプチャするために方法８００がなされたかについての判断がなされ得る。もしｉがｎより小さいと判断されるなら、方法８００は、ｉをインクリメントし、ブロック８１０に戻ることによって、エミッタ群のもう一つシリーズがアクティベートされ得て（ブロック８１５において）、対応するデータがキャプチャされ得る（ブロック８２０において）。もしｉがｎより小さくはない（例えばエミッタ群の全てのシリーズがアクティベートされた）と判断されるなら、方法８００は、ブロック８３０に進み得る。

ブロック８３０において、空間スペクトル応答が生成され得る。例えば、ブロック８３０における操作は、本開示で説明される信号ミキサユニットの第１部分に関連付けられた操作を実行し得る。

ブロック８３５において、マーカ群のセットが生成され得る。例えば、ブロック８４０における操作は、本開示で説明される信号ミキサユニットの第２部分に関連付けられた操作を実行し得る。

ブロック８４０において、シーケンスが生成され得る。例えば、ブロック８５０における操作は、本開示で説明される信号ミキサユニットの第３部分に関連付けられた操作を実行し得る。

ブロック８４５において、シーケンスは、さまざまな既知のシーケンスと比較され得る。例えば、既知のシーケンスは、さまざまな疾病状態、健康状態、生理学的ステータス等に対応し得て、ブロック８４０のシーケンスは、他のシーケンスと比較され得る。

ブロック８５０において、ブロック８４５の比較に基づいて、既知のシーケンスを持つ類似性インデックス（similarity index）に基づいて、生体組織又は他の対象の現在の状態についての推定が提供され得る。例えば、もし問題となっている当該シーケンスが、ある状態に対応する既知のシーケンスにほぼ同一である部分を含むなら、既知の状態に対応する生体組織の状態について高い信頼度の推定が提供され得る。これら及び他の実施形態において、分析されているシーケンスと既知のシーケンスとの間の類似性は、数値的に、統計的に、又は任意の他の数学的比較によって決定され得る。

本開示の範囲から逸脱することなく、改変、追加、又は省略が方法８００になされ得る。例えば、操作は、異なる順序で実行され得る。他の例として、方法８００の操作に関連して、追加の操作が追加され、又は実行され得る。さらなる例として、操作は、追加され、省略され、及び／又は同時に実行され得る。他の例として、さまざまな操作が単一の操作に組み合わせられ得て、又は単一の操作が複数の操作に分割され得る。

図９は、本開示で説明された少なくとも１つの実施形態による例示的計算システム９００を示す。システム９００は、ネットワークを介して通信するよう構成された任意の適切なシステム、装置、又はデバイスを含み得る。計算システム９００は、プロセッサ９１０、メモリ９２０、データ記憶９３０、及び通信ユニット９４０を含み得て、これら全ては通信可能に結合され得る。データ記憶９３０は、ソフトウェアプロジェクト、ＡＰＩドキュメント、コンピュータソースコード等のようなさまざまなタイプのデータを含み得る。

一般に、プロセッサ９１０は、さまざまなコンピュータハードウェア又はソフトウェアモジュールを含む、任意の適切な、特定目的の又は汎用のコンピュータ、計算エンティティ、又は処理装置を含み得て、任意の適用可能なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体上に記憶された命令を実行するよう構成され得る。例えば、プロセッサ９１０は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又はプログラム命令を解釈及び／又は実行し、及び／又はデータを処理するよう構成された任意の他のデジタル、アナログ、又は光学回路を含み得る。

図９では単一のプロセッサとして示されるが、プロセッサ９１０は、本開示で説明された任意の個数の操作を独立して又は集合的に実行するよう構成された、任意の個数のネットワーク、又は物理的位置にわたって分散された、任意の個数のプロセッサを含み得ることが理解されよう。ある実施形態では、プロセッサ９１０は、メモリ９２０、データ記憶９３０、又はメモリ９２０及びデータ記憶９３０に記憶された、プログラム命令を解釈及び／又は実行し、及び／又はデータを処理し得る。ある実施形態では、プロセッサ９１０は、プログラム命令をデータ記憶９３０からフェッチし、プログラム命令をメモリ９２０にロードし得る。

プログラム命令がメモリ９２０にロードされた後で、プロセッサ９１０は、図８の方法８００の１つ以上の操作を実行するための命令のようなプログラム命令を実行し得る。例えば、プロセッサ９１０は、ある周波数においてＥＭ放射を放出し、生体組織又は他の対象との相互作用の後に受信されたＥＭ放射を表す信号をレシーバから受信し、生体組織又は試料の状態が決定され得るシーケンスを導出するために、信号のさまざまな局面又は特徴を再生及び混合することのような、その信号に対する処理を実行するようエミッタに指示することに関する命令を取得し得る。

メモリ９２０及びデータ記憶９３０は、その上に記憶されたコンピュータ実行可能な命令又はデータ構造を運搬又は保有するためのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体又は１つ以上のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体群を含み得る。そのようなコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、プロセッサ９１０のような汎用又は特定目的のためのコンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。ある実施形態では、計算システム９００は、メモリ９２０及びデータ記憶９３０のうちのいずれかを含んでもよく、含まなくてもよい。

例としてであって、限定ではなく、そのようなコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、電気的消去可能なプログラム可能リードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、コンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、又は他の光学ディスク記憶、磁気ディスク記憶、又は他の磁気記憶デバイス、フラッシュメモリデバイス（例えばソリッドステートメモリデバイス）、又はコンピュータ実行可能な命令又はデータ構造の形態で所望のプログラムコードを担持又は記憶するのに用いられ得て、汎用又は特定目的のコンピュータによってアクセスされ得る任意の他の記憶媒体を含む、非一時的コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含み得る。上記の組み合わせもコンピュータ読み取り可能な記憶媒体の範囲内に含まれ得る。コンピュータ実行可能な命令は、例えば、プロセッサ９１０にある操作又は操作群のグループを実行させるよう構成された命令及びデータを含み得る。

通信ユニット９４０は、ネットワークを介して情報を送信又は受信するよう構成された任意の要素、デバイス、システム、又はそれらの組み合わせを含み得る。ある実施形態では、通信ユニット９４０は、他の場所、同じ場所にある他のデバイスと、又は同じシステム内にある他の要素と通信し得る。例えば、通信ユニット９４０は、モデム、ネットワークカード（無線又は有線）、光通信デバイス、赤外通信デバイス、無線通信デバイス（アンテナのような）、及び／又はチップセット（ブルートゥース（登録商標）デバイス、８０２．６デバイス（例えばメトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ））、WiFiデバイス、WiMAXデバイス、セルラー通信設備等）、及び／又はその他を含み得る。通信ユニット９４０は、データが、本開示で説明されたネットワーク及び／又は任意の他のデバイス又はシステムと交換されることを許可し得る。例えば、通信ユニット９４０は、システム９００が、計算デバイス及び／又は他のネットワークのような他のシステムと通信することを許可し得る。他の例として、通信ユニット９４０は、エミッタ及び／又はレシーバと通信し得る。

本開示の範囲から逸脱することなく、改変、追加、又は省略がシステム９００になされ得る。例えば、データ記憶９３０は、複数の場所に位置し、ネットワークを通してプロセッサ９１０によってアクセスされる複数の異なる記憶媒体であり得る。

上で示されたように、本開示で説明された実施形態は、以下により詳細に議論されるさまざまなコンピュータハードウェア又はソフトウェアモジュールを含む、特定目的の又は汎用のコンピュータ（例えば図９のプロセッサ９１０）の使用を含み得る。さらに、上で示されたように、本開示で説明された実施形態は、その上に記憶されたコンピュータ実行可能な命令又はデータ構造を担持又は保有するコンピュータ読み取り可能な媒体（例えば図９のメモリ９２０又はデータ記憶９３０）を用いて実現され得る。

本開示で用いられるように、「モジュール」又は「要素」という語は、モジュール又は要素のアクションを実行するよう構成された具体的なハードウェア実現例及び／又は計算システムの汎用ハードウェア（例えばコンピュータ読み取り可能な媒体、処理装置、又はなんらかの他のハードウェア）の上に記憶され、及び／又はそれによって実行されるソフトウェアオブジェクト又はソフトウェアルーチンを指し得る。ある実施形態では、本開示で説明された異なる要素、モジュール、エンジン、及びサービスが、計算システム上で実行するオブジェクト又はプロセス（例えば別個のスレッドとして）として実現され得る。本開示で説明されたシステム及び方法のうちのいくつかは、ソフトウェア（汎用ハードウェア上で記憶され及び／又はそれによって実行される）で実装されるとして一般的に記載されているが、特定のハードウェア実装例又はソフトウェア及び特定のハードウェア実装例の組み合わせも可能であり、想定される。この記載では、「計算エンティティ」は、本開示で前に定義された任意の計算システム、又は計算システム上で動作する任意のモジュール又はモジュール群の組み合わせであり得る。

慣習に従い、図面に示されたさまざまな特徴は、正しい縮尺ではないかもしれない。本開示で示された図は、任意の特定の装置（例えばデバイス、システム等）又は方法の実際の外観であるようには意図されず、本開示のさまざまな実施形態を説明するために採用された単に理想化した表現に過ぎない。したがって、さまざまな特徴の寸法は、明瞭さのために、恣意的に拡大又は縮小され得る。加えて、図面のいくつかは、明瞭さのために簡略化され得る。よって図面は、与えられた装置（例えばデバイス）の要素の全て又は特定の方法の全ての操作を表現しないかもしれない。

本開示で、特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本文）で用いられる語は、「オープン」な語として一般に意図されている（例えば、とりわけ、語「含む（including）」は、「含むがそれには限定されず」と解釈されるべきであり、語「有する」は、「少なくとも有する」と解釈されるべきであり、語「含む（includes）」は、「含むがそれには限定されず」と解釈されるべきである）。

追加として、もし導入されたクレーム記載の具体的な個数が意図されるなら、そのような意図は、明示的にクレーム中で規定され、そのような記載が存在しないなら、そのような意図は存在しない。例えば、理解の助けとして、以下の添付の特許請求の範囲は、クレーム記載を導入するために、導入句「少なくとも１つ」及び「１つ以上の」の使用を含み得る。

加えて、仮に、導入されたクレーム記載の具体的な個数が明示的に記載されるとしても、そのような記載は、少なくともその記載された個数を意味する（例えば、他の修飾語がない「２つの記載」という裸の記載は、少なくとも２つの記載、２つ以上の記載を意味する）ものと解釈されるべきであることを当業者なら認識するだろう。さらに、「Ａ、Ｂ、及びＣ等のうちの少なくとも１つ」又は「Ａ、Ｂ、及びＣ等のうちの１つ以上」に類似する表記が用いられる場合においては、一般に、Ａだけを、Ｂだけを、Ｃだけを、Ａ及びＢを共に、Ａ及びＣを共に、Ｂ及びＣを共に、又はＡ、Ｂ、及びＣを共に含む等のように解釈されることが意図される。

さらに、詳細な説明、クレーム、又は図面のどこであろうとも、２つ以上の代替の語を示す任意の選言的単語又は句は、その語の１つ、その語のいずれか、又は両方の語を含む可能性を想定するよう理解されるべきである。例えば、句「Ａ又はＢ」は、「Ａ」又は「Ｂ」又は「Ａ及びＢ」の可能性を含むと理解されるべきである。

しかし、同じクレームが導入句「１つ以上」又は「少なくとも１つ」及び「ａ」又は「ａｎ」のような不定冠詞を含むときであっても（例えば「ａ」及び／又は「ａｎ」は、「少なくとも１つ」又は「１つ以上」を意味するよう解釈されるべきである）、そのような句の使用は、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」によるクレーム記載の導入によって、そのような導入されたクレーム記載を含む任意の特定のクレームが、そのような記載を１つしか含まない実施形態に限定されることを暗示するよう解釈されるべきではない。同じことは、クレーム記載を導入するのに用いられる定冠詞の使用についてもあてはまる。

追加として、語「第１」、「第２」、「第３」等の使用は、特定の順序又は要素の個数を暗示するためにはここでは必ずしも用いられていない。一般に、語「第１」、「第２」、「第３」等は、一般的識別子として、異なる要素の間で区別するために用いられる。語「第１」、「第２」、「第３」等が特定の順序を暗示するという説明が存在しない限り、これら語は、特定の順序を暗示するようには理解されるべきではない。さらに、語「第１」、「第２」、「第３」等が要素の特定の個数を暗示するという説明が存在しない限り、これら語は、要素の特定の個数を暗示するようには理解されるべきではない。例えば、第１部品は、第１面を有するように記載され得て、第２部品は、第２面を有するように記載され得る。第２部品に対する語「第２面」の使用は、第２部品のそのような面を、第１部品の「第１面」から区別するためであり得て、第２部品が２つの面を有することを暗示するためではない。

本開示の全ての例及び条件的な文言は、読者が本発明、及び技術の発展のための本発明者によって貢献された概念を理解するのに役立たせるために、教育学目的を意図され、そのような具体的に記載された例及び条件に限定されることなく解釈されるべきである。本開示の実施形態は、詳細に記載されているが、さまざまな変更、代替、及び改変が、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、それになされ得ることが理解されるべきである。

Claims

第１波長の電磁（ＥＭ）放射を生体組織に向かって放出すること、
前記第１波長のＥＭ放射が前記生体組織と相互作用した後に、前記第１波長のＥＭ放射に対する応答を、空間的パターンで配置された複数のレシーバにおいて受信すること、
第２波長のＥＭ放射を前記生体組織に向かって放出すること、
前記第２波長のＥＭ放射が前記生体組織と相互作用した後に、前記第２波長のＥＭ放射に対する応答を、前記複数のレシーバにおいて受信すること、
前記第１波長のＥＭ放射に対する受信された応答を表す第１信号、及び前記第２波長のＥＭ放射に対する受信された応答を表す第２信号に対して、処理を実行すること
を含む方法であって、
前記処理は、
前記第１信号及び前記第２信号をレプリケート及びミックスすることによって、スペクトル空間応答群のセットを生成すること、
前記スペクトル空間応答群をレプリケート及びミックスすることによって、複数のマーカを生成すること、及び
前記複数のマーカ及び複数のユーザが選択したマーカをレプリケート及びミックスすることによって、前記生体組織の特徴と関連付けられたシーケンスを出力すること
を含む方法。
前記第１波長のＥＭ放射は、第１ＥＭエミッタによって放出され、前記第２波長のＥＭ放射は、前記第１ＥＭエミッタとは異なる第２ＥＭエミッタによって放出される
請求項１に記載の方法。
前記複数のレシーバの第１サブセットは、前記第２波長のＥＭ放射を除外する第１フィルタをそれぞれ含み、
前記複数のレシーバの第２サブセットは、前記第２波長のＥＭ放射を除外する第２フィルタをそれぞれ含む
請求項１に記載の方法。
前記複数のレシーバにおいて受信することは、前記複数のレシーバの前記第１サブセットの少なくとも所定のレシーバについて、前記第１波長のＥＭ放射に対する応答を表す信号を生成すること、及び前記第１フィルタを用いて前記第２波長のＥＭ放射に対する応答を除外することを含む
請求項３に記載の方法。
前記複数のレシーバは、前記生体組織で反射された後の、前記第１波長のＥＭ放射に対する応答及び前記第２波長のＥＭ放射に対する応答を受信するよう配置される
請求項１に記載の方法。
前記複数のレシーバは、前記生体組織を通って透過した後の、前記第１波長のＥＭ放射に対する応答及び前記第２波長のＥＭ放射に対する応答を受信するよう配置される
請求項１に記載の方法。
前記第１信号及び前記第２信号をレプリケート及びミックスすることによって、スペクトル空間応答群のセットを生成することは、非線形関数及び複数のレシーバのマッピングを利用することによって、スペクトル空間応答のセットとしてスペクトル空間行列を導出することを含み、ここでｎ番目（ｌ＝１，…，Ｎ）ミックスされた画素のｋ番目のエミッタ信号y(n) = [y₁(n), . . . , y_K(n)]^Tは、ｎ＝１，…，Ｎについてy(n) = g[a(n)] + e(n)に従って、その対応する振幅ベクトルa(n) = [a₁(n), . . . , a_M(n)]^Tの転置であり
、ここでg：R^M →R^Kは、線形又は非線形ミキサユニットを含み、e(n)は、前記第１信号及び前記第２信号の中のノイズシーケンスを含む
請求項１に記載の方法。
前記スペクトル空間応答群をレプリケート及びミックスすることによって、複数のマーカを生成することは、
スペクトル空間応答群のセットのそれぞれの要素を複数回、レプリケートすること、及び
スペクトル空間応答群のセットのそれぞれの要素について、前記レプリケートされた信号をミックスすることのための入力信号として利用すること
を含み、ここでミックスすることは、ミキシング関数ｆ
f(x₁,x₂,…,x_p)=a₁x₁ ^b1+ a₂x₂ ^b2+…+a_px_p ^bp
を利用し、ここでa_i及びb_iは、ｉ番目入力信号に対応するパラメータであり、x₁,x₂,…,x_pは、前記スペクトル空間応答群の所定の要素についての複数のレプリケーションを表す
請求項１に記載の方法。
前記パラメータは、前記生体組織に基づいてチューニングされる
請求項８に記載の方法。
前記複数のマーカ及び複数のユーザが選択したマーカをレプリケート及びミックスすることによって、前記生体組織の特徴と関連付けられたシーケンスを出力することは、
前記複数のマーカのそれぞれを複数回、レプリケートすること、及び
前記複数のマーカのそれぞれを、前記ユーザが選択したマーカとミックスすることによって、
s(w₁,w₂,…,w_u)=c₁r₁ ^d1+ c₂r₂ ^d2+…+c_ur_u ^du
に基づいてシーケンス（群）を作ること
を含み、ここでc_u及びd_uは、ｕ番目のマーカ又はユーザが選択したマーカ（r_u）に対応するパラメータである
請求項１に記載の方法。
前記第１波長のＥＭ放射及び前記第２波長のＥＭ放射は、同時に放出される
請求項１に記載の方法。
前記第１波長のＥＭ放射に対する前記応答は、吸収、透過、反射、散乱、ラーマン散乱、ブリルアン散乱、及びレイリー散乱のうちの少なくとも１つに基づく
請求項１に記載の方法。
第１波長の電磁（ＥＭ）放射及び第２波長のＥＭ放射を生体組織に向かって放出するよう構成された複数のエミッタ、
空間的パターンで配置され、前記第１波長のＥＭ放射が前記生体組織と相互作用した後に、前記第１波長のＥＭ放射に対する応答を、及び前記第２波長のＥＭ放射が前記生体組織と相互作用した後に、前記第２波長のＥＭ放射に対する応答を、受信するよう構成された複数のレシーバ、
操作を実行するよう構成された信号ミキサユニット
を備えるシステムであって、
前記操作は、
前記複数のレシーバによって受信された前記第１波長のＥＭ放射に対する応答を表す第１信号、及び前記複数のレシーバによって受信された前記第２波長のＥＭ放射に対する応答を表す第２信号をレプリケート及びミックスすることによって、スペクトル空間応答群のセットを生成すること、
前記スペクトル空間応答群をレプリケート及びミックスすることによって、複数のマーカを生成すること、及び
前記複数のマーカ及び複数のユーザが選択したマーカをレプリケート及びミックスすることによって、前記生体組織の特徴と関連付けられたシーケンスを出力すること
を含む
システム。
前記信号ミキサユニットは、電子的、光学的、又は化学的サブシステムを介して実現されたアナログ又はデジタル処理装置のうちの１つを含む
請求項１３に記載のシステム。
前記複数のエミッタは、前記複数のレシーバが配置される場所を囲む外側領域に配置される
請求項１３に記載のシステム。
前記複数のエミッタは、前記第１波長においてＥＭ放射を放出するよう構成された複数のエミッタの第１サブセット、及び前記第２波長においてＥＭ放射を放出するよう構成された複数のエミッタの第２サブセットを含む
請求項１３に記載のシステム。
プロセッサによって実行される時に、システムに１つ以上の操作を実行させるよう構成された命令を含む、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記操作は、
第１波長の電磁（ＥＭ）放射を生体組織に向かって放出するよう、第１複数のエミッタに指示すること、
空間的パターンで配置された複数のレシーバから、前記第１波長のＥＭ放射が前記生体組織と相互作用した後に、前記第１波長のＥＭ放射に対する応答を表す第１信号を受信すること、
第２波長のＥＭ放射を前記生体組織に向かって放出するよう、第２複数のエミッタに指示すること、
前記複数のレシーバから、前記第２波長のＥＭ放射が前記生体組織と相互作用した後に、前記第２波長のＥＭ放射に対する応答を表す第２信号を受信すること、
前記第１信号及び前記第２信号に対して処理を行うこと
を含み、
前記処理は、
前記第１信号及び前記第２信号をレプリケート及びミックスすることによって、スペクトル空間応答群のセットを生成すること、
前記スペクトル空間応答群をレプリケート及びミックスすることによって、複数のマーカを生成すること、及び
前記複数のマーカ及び複数のユーザが選択したマーカをレプリケート及びミックスすることによって、前記生体組織の特徴と関連付けられたシーケンスを出力すること
を含む
コンピュータ読み取り可能な媒体。
前記操作は、前記シーケンスを既知のシーケンスと比較することによって、前記生体組織の状態を予測することをさらに含む
請求項１７に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。