JP3752693B2 - レーザ誘導微分正規化蛍光式癌診断方法及び装置 - Google Patents

Description

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）を用いた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段が、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、99:150-157、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らかとなるであろう。
【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２２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（ＤＥＴ）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 Research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、感度及び選択性が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_iI(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_iI(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２ｂ参照、左右の曲線を比較のこと）。
図２ｂに示す通り、２つの顕著な特性は４６０−４９０nm及び６４０−６７０nm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６２５nm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。ＤＮＦ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のピークに相当する。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ＤＮＦ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（ＢＡＲ．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ＬＩＦ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ＤＮＦ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。

Claims (10)

1. 医療診断を実行する装置であって、
   所定の波長を有する単色励起光を組織サンプルへ放射する放射手段と、
   前記励起光と組織サンプルとの相互作用により生成された輻射から、複数の波長を有するレーザー誘導蛍光スペクトルをその複数の波長の各々における強度で生成するスペクトル生成手段と、
   検査されたスペクトル範囲に亘る全ての周波数における前記組織サンプルからの蛍光強度の和を計算する手段と、
   レーザー誘導蛍光スペクトルの各波長における強度を前記蛍光強度の和によって除して、
   正規化されたスペクトルを生成する手段と、
   前記正規化されたスペクトルを前記組織サンプルの悪性組織に対応する所定の状態と相関させる相関手段とを備える装置。
2. 請求項１の装置において、前記放射手段は約４１０ｎｍの波長を有するレーザーを含む装置。
3. 請求項２の装置において、前記放射手段は、内視鏡と光ファイバー束とを更に含み、その光ファイバー束は励起光を内視鏡へ向けると共に、他の光ファイバー束を通して組織からの輻射を検出する装置。
4. 請求項１の装置において、前記放射手段はパルス状レーザーを含み、前記相関手段は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装置。
5. 請求項１の装置において、前記放射手段は約４１０ｎｍの波長を有するパルス状レーザーを含み、前記相関手段は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装置。
6. 請求項１の装置において、前記放射手段は変調されたレーザーを含み、前記相関手段は位相分割モードで作動する同期化された光検出器である装置。
7. 請求項１の装置において、前記放射手段は約４１０ｎｍにおいて振幅変調された光を生成するレーザーを含み、前記相関手段は位相分割モードで作動する同期化された光検出器を含む装置。
8. 請求項２の装置において、前記相関手段は約４８０ｎｍで正規化スペクトルを解析する手段を含む装置。
9. 請求項２の装置において、前記相関手段は約６６０ｎｍで正規化スペクトルを解析する手段を含む装置。
10. 請求項１の装置において、前記スペクトル生成手段がフォトダイオードアレイを含む多重チャンネル検出器を含む装置。

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