JP3947275B2

JP3947275B2 - 内視鏡

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Publication number: JP3947275B2
Application number: JP23299897A
Authority: JP
Inventors: 仁士上野; 守金子; 剛志小澤; 広之山宮; 章弘堀井; 均水野; 純広谷; 克一今泉; 秀道青木; 正弘大野; 英治安田; 義直大明; 謙二吉野
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2017-08-28
Also published as: JPH1156751A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体組織の光断層像を得る機能を備えた内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、生体組織を診断する場合、その組織の表面状態の光学的情報を得るイメージング装置の他に、組織内部の光学的情報を得ることのできる光ＣＴ装置が提案されている。
【０００３】
この光ＣＴ装置としてはピコ秒パルスを用いて、生体内部の情報を検出し、断層像を得る。しかしながら、ピコ秒パルスオーダの極短パルス光を発生するレーザ光源は高価で大型となり、取扱いも面倒である。
【０００４】
最近になって、低干渉性光を用いて被検体に対する断層像を得る干渉型のＯＣＴ（オプティカル・コヒーレンス・トモグラフィ）が例えばＵＳパテント５，３２１，５０１号に開示されている。
【０００５】
この従来例では消化管内等の体腔を観察する際に、ＯＣＴのプローブを内視鏡のチャンネルに挿通して観察するため、内視鏡とＯＣＴとの位置関係が不定となり、内視鏡の観察像と、ＯＣＴによる生体組織の断層像との位置関係が分かりにくいという問題があった。
【０００６】
このため、本出願人は例えば特開平６−１５４２２８号公報に開示されているように、体腔内部の組織に対してＯＣＴによる断層像を得られる内視鏡を提案した。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の内視鏡では通常の内視鏡像を得る観察光学系の被写界深度はＯＣＴによる断層像の深さよりもはるかに広いため、観察光学系の観察の下ではＯＣＴにより得られる深さ以上に外れてしまい易いし、外れてしまった場合、診断を行うのに十分な分解能を持った断層像を得ることができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、ＯＣＴによる断層像が得られる距離範囲に保って内視鏡像を得るのに適した内視鏡を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光源装置から供給される照明光により照明された被検体を観察するための撮像手段と、ズームレンズを有するとともに前記撮像手段に被検体像を結像させる対物光学系と、被検体内に挿通可能な挿入部とを有する内視鏡において、前記被検体に低干渉光を照射し、前記被検体で反射或いは散乱された光より前記被検体の断層像を得る断層像取得手段と、前記低干渉光を被検体に対して走査させるスキャン手段と、前記低干渉光を前記対物光学系の観察範囲内に照射する機能を有する結合手段と、前記ズームレンズを移動させて前記撮像手段で観察できる被写界深度の範囲を調整する被写界深度調整手段と、前記ズームレンズの倍率情報或いは移動情報を参照して指示された走査範囲に対応して前記スキャン手段を駆動するスキャン制御手段と、を備えたことを特徴とする内視鏡を提供する。この構成によれば、被検体との距離が変化する方向に内視鏡の先端を移動した場合に、ＯＣＴによる断層像が得られる距離範囲に保って内視鏡像を得ることにより内視鏡像と断層像の両画像が鮮明に得られる状態を保持することが可能になるとともに、内視鏡像と断層像との分解能を略一致させることにより両画像を対比しやすい状態に保持することが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態を備えた内視鏡装置１を示す。この内視鏡装置１は撮像手段を内蔵した第１の実施の形態の内視鏡２と、この内視鏡２に可視光による照明光を供給する光源装置３と、低干渉光による低干渉断層像を得る低干渉型のＯＣＴ部４と、撮像手段及びＯＣＴ部４の出力信号に対する信号処理を行う信号処理部５と、信号処理部５から出力される映像信号を表示するモニタ６とを有する。
【００１１】
内視鏡２は体腔内に挿入される細長の挿入部７を有し、この挿入部７内には可視光を伝送するライトガイド８が挿通され、その基端側の入射端部は光源装置３に接続される。そして、光源装置３のランプ９で発生した白色照明光がコンデンサレンズ１０を介してライトガイド８の入射端に入射され、挿入部７の先端部１１の照明窓に固定された先端面からさらに照明レンズ１２を経て前方の患部等の生体組織（被検体）１３側に照射され、生体組織１３側を照明する。
【００１２】
照明窓に隣接して形成した観察窓には対物光学系１４を形成する第１レンズ１５が固定され、その後方にハーフミラー１７を介してズームレンズ１６がアクチュエータ１８により、光軸Ｏ方向に移動自在に配置されており、第１レンズ１５及びズームレンズ１６の結像位置には固体撮像素子として例えば電荷結合素子（ＣＣＤと略記）１９が配置されている。
【００１３】
なお、アクチュエータ１８によるズームレンズ１６の移動は、図示しないズームスイッチを操作することにより、その指示信号により制御回路３４から対応する駆動信号がアクチュエータ１８に出力され、ズームレンズ１６を拡大側などに移動する。
【００１４】
上記ＣＣＤ１９で光電変換された撮像信号は信号処理部５内のＣＣＵ２１に入力され、このＣＣＵ２１によりデジタルの映像信号に変換された後、スキャンコンバータ２２を介してモニタ６の内視鏡画像表示領域２３に内視鏡画像を表示する。
【００１５】
低干渉型のＯＣＴ部４は低干渉光を発生する光源として例えば波長が１３００ｎｍのＳＬＤ（Super Luminescence Diode)２４を有し、このＳＬＤ２４の可干渉距離は例えば１７μｍ程度であるような短い距離範囲のみで干渉性を示す低干渉性光の特徴を備えている。
【００１６】
このＳＬＤ２４の光はレンズ２５を介して第１のシングルモードファイバ２６の一端に入射され、他方の端面（先端面）側に伝送される。
この第１のシングルモードファイバ２６の途中には光カップラ部２７が設けてあり、第２のシングルモードファイバ２８と光学的に結合されている。従って、この光カップラ部２７で２つに分岐されて伝送される。
【００１７】
第１のシングルモードファイバ２６の（光カップラ部２７より）他端寄りとなる途中部分にはループ部２９が設けてあり、さらにその先端側の他端に対向して光路長の可変機構が設けてある。
【００１８】
つまり第１のシングルモードファイバ２６の先端面に対向してレンズ３１及びミラー３２が配置され、このミラー３２はアクチュエータ３３によって矢印ａで示すように移動自在にして光路長を変更できるようにしている。
【００１９】
ループ部２９は第２のシングルモードファイバ２８における内視鏡２内に挿通される部分の長さとほぼ等しい長さとなるように設定され、また第１のシングルモードファイバ２６の先端面からミラー３２で反射されて第１のシングルモードファイバ２６の先端面に戻る光路長は第２のシングルモードファイバ２８の先端面からレンズ３６等を介して生体組織１３側に照射され、生体組織１３の表面付近の内部で反射されて第２のシングルモードファイバ２８の先端面に戻る光路長と等しくできるようにしている。
【００２０】
アクチュエータ３３を介してミラー３２の位置を矢印ａの方向にずらすことにより、基準光側（参照光側）での光路長を変化して、これに干渉する測定光側での光路長（より具体的には生体組織１３の深さ方向となる光路長）を変化させることができるようにしている。
【００２１】
そしてこの光路長の設定により、生体組織１３側に出射されて表面近くで反射されて戻る光におけるこの光路長と等しい深さからの戻り光を干渉光として検出できるようにしている。つまり、光路長を変化することにより、生体組織１３で反射されて戻る光における深さが異なる部分での成分を干渉光として検出できるようにして深さ方向の断層像を得られるようにしている。
なお、ミラー３２を移動するアクチュエータ３３はＣＰＵ等で構成される制御回路３４により制御される。
【００２２】
また、光カップラ部２７での光結合により、ＳＬＤ２４からの低干渉光を導光する第２のシングルモードファイバ２８の先端側は内視鏡２の挿入部７内を挿通され、低干渉光を導光してスキャニング機構３５等を介して生体組織１３側に出射できるようにしている。
【００２３】
つまり、挿入部７内に配置された第２のシングルモードファイバ２８はその先端が挿入部７の先端部１１付近に固定され、この先端面に対向して配置されたレンズ３６により、その前方位置に配置した固定ミラー３７により直角方向に反射され、第１のスキャニングミラー３８で前方側に反射され、その前方側に配置された第２のスキャニングミラー３９で直角方側に反射されて、ハーフミラー１７に入射され、このハーフミラー１７で前方側に反射され、集光する第１レンズ１５を介して生体組織１３側に照射される。
【００２４】
スキャンニング機構３５を形成する第１のスキャンニングミラー３８は図１の矢印ｂで示すように図１の紙面内で反射角を変更し、第２のスキャンニングミラー３９は図１の矢印ｃで示すように回動することにより低干渉光をスキャンするようにしている。このスキャンニング機構３５も例えば制御回路３４によりその駆動が制御される。
なお、スキャンニング機構３５によるスキャン方向は、図示しない走査指示スイッチなどにより、制御回路３４を介して選択設定できるようにしている。
また、ＣＣＵ２１に接続されたマウス４９によって内視鏡像上からカーソル４７により制御回路３４を介して走査方向及び走査範囲を選択設定したりできるようにしている。図１では走査方向及び走査範囲の一端を選択設定した状態を示している。
【００２５】
生体組織１３の表面或いは内部で反射或いは散乱された光は（生体組織１３側への照射時とは）逆の光路をたどり第２のシングルモードファイバ２８の先端面に入射され、その光は光カップラ部２７で第１のシングルモードファイバ２６の先端側で反射された光と混合されて第２のシングルモードファイバ２８の基端から出射される。
【００２６】
この第２のシングルモードファイバ２５の基端側には光検出手段として例えばフォトダイオード４１が配置され、このフォトダイオード４１で光電変換された後、増幅器４２で増幅された後、信号処理部５内の画像処理装置４３に入力される。
【００２７】
この画像処理装置４３は干渉光の信号成分を抽出する画像処理手段を有し、制御回路３４を介してスキャニング機構３５による低干渉光を走査させる等してその走査等に応じたアドレスにより、画像処理装置４３内部の画像メモリに画像データとして一旦記憶する。
【００２８】
また、術者が制御回路３４を制御して例えば走査方向を設定した場合には、その走査に対応した信号が制御回路３４から画像処理装置４３に入力され、その走査に対応したアドレスで画像メモリに記憶する。
そして、画像処理装置４３の画像メモリに格納された画像データはスキャンコンバータ２２を介してモニタ６のＯＣＴ像表示領域４４に断層像或いはＯＣＴ像が表示される。
【００２９】
また、ＣＣＵ２１の出力信号は計測処理装置４５に入力され、計測処理装置４５はＣＣＤ１９により撮像された画像からＳＬＤ２４の照射位置及びその走査範囲を計測する処理を行う。
【００３０】
なお、ＣＣＤ１９はＳＬＤ２４の低干渉光の波長に対する光電変換特性（この波長の光に感度）を有し、生体組織１３に低干渉光が投影された点、又は線、面の位置又は形状を求めることができる。
【００３１】
そして、モニタ６に表示される内視鏡画像とＯＣＴ像とを同時に表示する場合には、ＯＣＴ像における走査方向を例えば縦にし、深さ方向を横に表示し、これに隣接して表示される内視鏡像の縦方向を走査方向と一致させ、かつその表示単位も一致させるようにスキャンコンバータ２２に制御信号を送り、スキャンコンバータ２２を経てモニタ６に表示される内視鏡像とＯＣＴ像との比較或いは診断等が容易にできるように計測処理する。
【００３２】
本実施の形態では、通常の内視鏡観察側、或いは内視鏡撮像側の光学系にズームレンズ１６を設けることにより、この光学系による被写界深度と、低干渉光により画像化可能となる断層像の深さ方向の範囲とを略一致させることができるようにしていることが特徴となっている。
【００３３】
次に本実施の形態の作用を説明する。
光源装置３からの照明光をライトガイド８で導光することにより、照明レンズ１２を介して生体組織１３側を照明する。照明された生体組織１３は対物光学系１４により、ＣＣＤ１９に結像され、ＣＣＵ２１で信号処理された後、スキャンコンバータ２２等を介してモニタ６に内視鏡像を表示する。
【００３４】
一方、ＳＬＤ２４の低干渉光は光カップラ部２７により第１のシングルモードファイバ２６から第２のシングルモードファイバ２８に一部が移り、先端部１１に配置したスキャニング機構及び第１レンズ１５を経て生体組織１３側に照射される。
【００３５】
そして、生体組織１３の表面及びその表面近くの内部組織の光学的な特性が異なる部分（屈折率の変化部分）で反射され、一部は照射時とは逆の光路を経て第２のシングルモードファイバ２８の先端面に入射され、光カップラ部２７によって基準光側の光（ミラー３２で反射された光）と混合されてフォトダイオード４１で受光され、光電変換されて電気信号となる。
【００３６】
この信号は画像処理装置４３に入力され、この画像処理装置４３内の復調回路により、干渉光成分のみが抽出されて検波される。この画像処理装置４３は制御回路３４を介してスキャニング機構３５による走査方向を変化させたり、ミラー３２の移動による光路長を変化させる等して、生体組織１３の２次元領域における任意の方向に走査し、その際に深さ方向の断層像を得ることができる。
【００３７】
例えば、内視鏡像で患部等の注目する部位を観察し、その内部の状態を観察したい場合には、ズームスイッチなどの操作によりズームレンズ１６を拡大状態に設定した後、例えばマウス４９で内視鏡画像上でカーソル４７で走査方向及び走査範囲を図１のように指示する。
【００３８】
制御回路３４はズームレンズ１６の倍率情報（或いは移動情報）を参照して指示された走査範囲及び走査方向に対応してスキャニング機構３５を駆動する（ズームレンズ１６の倍率などが決まっている場合にはその画角（撮像範囲）が決まり、その画角における任意の指示画角を走査するのに必要な情報は制御回路３４内部などの図示しない記憶手段（ＲＯＭ等）に記憶されている）。図１の場合には、第１のスキャニングミラー３８のみを所定角度駆動することにより、指示された上下範囲を走査する。
【００３９】
そして、その指示に対応した走査範囲が低干渉光でスキャンされる。この場合、例えばミラー３２を移動して基準光側の光路長を変化して深さ方向に対する断層像データを得たら順次スキャン角度をずらすように第１のスキャニングミラー３８を駆動する（任意の走査方向の場合には、第１のスキャニングミラー３８と第２のスキャニングミラー３９両方を駆動する）。
【００４０】
そして、指示された範囲を走査することにより、画像処理装置４３内の画像メモリにはその走査範囲に対する断層像データが格納され、スキャンコンバータ２２を介してモニタ６に断層像が表示される。
【００４１】
モニタ６に内視鏡像と断層像とを同時に表示する場合には、対比し易いように表示する指示を行うと、計測処理装置４５はＣＣＤ１９で撮像された画像から低干渉光の走査範囲を検出し、さらに制御回路３４からのズームレンズ１６の倍率情報などを参照して、内視鏡像における低干渉光の走査方向を縦軸に、深さ方向を横軸にして表示すると共に、縦方向の単位長さが両者で一致するようにして図１に示すように表示する。
【００４２】
例えば図１の状態では内視鏡像中での符号ａの位置の高さでの断層像はその横方向の線ｂに沿ったものとなる。
この状態では内視鏡像上の走査範囲を示す縦線の断面が断層像として表示されるので、対比し易く、患部等の表面内部がどのようになっているかを断層像から診断し易い。
【００４３】
また、本実施の形態では生体組織１３に対し、所定の深さ範囲を断層像として得られる距離付近に内視鏡２の先端側を設定した状態においては、ズームレンズ１６により生体組織１３の表面をフォーカス状態で観察できるように被写界深度が設定されている。
【００４４】
従って、この状態では内視鏡像が鮮明に表示されると共に、フォーカス状態に近い状態で断層像も得られる。そして、この状態から（つまり、深さ方向に所定の範囲の断層像が得られる状態から）生体組織１３に対して内視鏡２の先端を（生体組織１３との距離が変化する方向に）移動して断層像が得られる範囲から逸脱する方向側に移動した場合には、内視鏡像はぼけてしまうので、この観察状態から不用意にずらしてしまうことを防止できる。
つまり、両画像が鮮明に得られる状態を保持し易い。また、ズームレンズ１６により、患部等を拡大表示できるので、患部等の形状を詳細に知ることができ、例えば患部が良性の組織であるか悪性の組織であるか等の判断がし易いし、この場合に断層像による内部の詳細な情報を有効に利用できる。
【００４５】
これに対し、従来例では内視鏡側の被写界深度が断層像を得る深さ方向の範囲よりもはるかに大きかったので、距離を変更しても内視鏡像は不鮮明にならないので、内視鏡像は鮮明に表示されているが、フォーカス状態に近い状態での断層像は得られない状態になってしまっている等の断層像が診断に利用できないような状態になってしまっていることがしばしばあった。
【００４６】
このように本実施の形態によれば、内視鏡像と断層像とを鮮明な状態で診断に利用し易い状態に維持し易いし、両画像を対比し易い状態で表示できる。つまり、内視鏡像と断層像の分解能を略一致して表示されるので、両画像を対比し易い。この場合の分解能としては少なくとも縦方向の分解能が等しくできる。また、縦と横とを等しい尺度で等方的に表示したり、深さ方向にも同じ尺度で表示しても良い。
【００４７】
従って、本実施の形態によれば、診断し易い画像を容易に得るのに適した内視鏡２を提供できるし、診断し易い観察状態に保ち易い。さらに、内視鏡像の分解能も断層像の分解能と同様に高くできるので、術者に対して診断に適した画像を提供できる。
【００４８】
なお、図１のモニタ６での表示において、縦方向の断層像の表示範囲と内視鏡像の縦方向の表示範囲を一致するように表示しても良い。
なお、上述の実施の形態ではズームレンズ１６を設け、アクチュエータ１８で移動させることにより、撮像手段の被写界深度と低干渉光による深さ方向の断層像を得る範囲とを略一致させるようにしているが、例えばワイヤを用いて手元側からズームレンズ１６を移動させるようにしても良い。
【００４９】
また、ズームレンズ１６に限らず、例えば対物光学系に拡大レンズを設け、この拡大レンズを通常状態から拡大側の所定の位置に移動した拡大状態ではその被写界深度が低干渉光による深さ方向の断層像を得る範囲と略一致するものでも良い。
【００５０】
また、内視鏡２の先端にアダプタなどを装着することにより、アダプタを装着しない状態に対し、アダプタの光学系により内視鏡撮像手段側を拡大状態に設定してその被写界深度が低干渉光による深さ方向の断層像を得る範囲と略一致するようにしたものでも良い。
また、図１では同時に内視鏡像と断層像とを同時に表示しているが、両画像を交互に表示したり、切り換えて表示させるようにしても良い。
【００５１】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態を図２ないし図４を参照して説明する。図２は光断層画像装置の全体構成を示し、図３はプローブの先端側の構造を示し、図４は光スキャンの様子を示す。本実施の形態はプローブ前方から側方の広範囲の領域を簡単に光走査してその範囲内の断層像を得られるようにしたものであり、プローブを交換することなく、広範囲を走査できるようにした。
【００５２】
図２に示す光断層画像装置５１はＳＬＤ５２を有し、このＳＬＤ５２からの低干渉光は光混合するハーフミラー５３に入射され、このハーフミラー５３を透過した光は光スキャニング機構５４を形成する第１及び第２のスキャニングミラー５５ａ，５５ｂを経て導光プローブ５６に入射される。なお、第１及び第２のスキャニングミラー５５ａ，５５ｂは符号ｄ，ｅで示すように図示しない駆動手段で駆動され、その駆動手段の駆動は制御部５７により制御される。
【００５３】
上記導光プローブ５６は細長のチューブにより形成されるプローブ挿入部内に多数のシングルモードファイバを同心円状に束ねてバンドル化したファイババンドル５８がその長手方向に収納配置され、手元側の一端に光スキャニング機構５４を経て光が入射され、他端となる先端からさらに広角レンズ系５９を経て前方側に出射される。そして、前方の被検体で反射された光は（出射された場合とは）逆の光路をたどって、ハーフミラー５３側に戻り、このハーフミラー５３で反射された光は光検出手段を形成するフォトダイオード６０に入射され、光電変換される。
【００５４】
また、ハーフミラー５３で反射された光は３つの固定ミラー６１ａ，６１ｂ，６１ｃを経てアクチュエータ６３により矢印ｆで示す方向に移動自在のリフレクタ６２に入射される。なお、アクチュエータ６３による駆動は制御部５７により制御される。
【００５５】
リフレクタ６２で反射されて逆の光路をたどって、ハーフミラー５３側に戻り、このハーフミラー５３を透過した光はフォトダイオード６０に入射され、光電変換される。つまり、フォトダイオード６０には導光プローブ５６側からの光と、参照光側となるリフレクタ６２で反射された光とがハーフミラー５３で混合されて入射されることになる。
【００５６】
フォトダイオード６０で光電変換された信号はアンプ６５で増幅された後、画像処理部６６に入力され、光干渉した信号成分を抽出する処理を行うと共に、制御部５７を介してアクチュエータ６３及び光スキャニング機構５４を駆動して断層像の画像データを得る処理を行う。
【００５７】
この画像処理部６６で得られた画像データは一旦、内部の画像メモリ６６ａに格納され、この画像メモリ６６ａに格納された画像データはモニタ６７に出力され、モニタ６７の表示面には１つの断層像或いは図２に示すように同時に２つの断層像６７ａ、６７ｂを表示できるようにしている。
【００５８】
第１のスキャニングミラー５５ａを駆動した場合にはファイババンドル５８に入射される入射光の位置が変化することにより、その先端側から出射される位置も異なる。図３はこの場合におけるファイババンドル５８の先端からさらに広角レンズ系５９を経て前方側に出射される様子を示す。
【００５９】
例えば第１のスキャニングミラー５５ａによりファイババンドル５８の基端面における中心より周辺側、例えば下方側に入射された光は、その光が入射されたファイバにより伝送され、ファイババンドル５８の先端面における下方側の位置から出射され、この場合には細線で示すように広角レンズ系５９を形成する凸レンズ５９ａ、２つの凹レンズ５９ｂ，５９ｃを経て上方側に出射される。
【００６０】
また、ファイババンドル５８の基端面における中心に入射された光は、その光が入射されたファイバにより伝送され、ファイババンドル５８の先端面における中心の位置から出射され、この場合には光軸に沿って前方側に出射される。
【００６１】
さらに、上記下方側とは反対側の周辺側、つまり上方側の位置に入射された光は伝送されて、ファイババンドル５８の先端面から点線で示すような光路を経て下方側に出射される。
【００６２】
つまり、第１のスキャニングミラー５５ａによりファイババンドル５８の基端面を下方から順次上方にスキャンすることにより、広角レンズ系５９を経てより広角度で上方側から下方側へとスキャンすることができる。
【００６３】
一方、第２のスキャニングミラー５５ｂを駆動した場合には、低干渉光は第１のスキャニングミラーに対して垂直方向にファイババンドル５８を走査する。従って、光スキャニング機構５４を駆動する場合、例えば第１のスキャニングミラー５５ａを駆動するのに合わせて第２のスキャニングミラー５５ｂを駆動した場合には、ファイババンドル５８には図４に示すように同心状に配置されたファイバを指定の半径で円周方向に走査することができる。
【００６４】
その走査半径を順次変えて走査することにより、円形領域を走査することができる。
また、このファイババンドル５８の先端面に対向して広角レンズ系５９が配置してあるので、この円形領域に対応して被検体におけるより広範囲の円形領域を光走査できる。
【００６５】
また、画像処理部６６にはキーボード、マウスなどの表示指示手段６８が接続され、術者は所望とする方向の断面などを指示することにより、画像処理部６６は画像メモリ６６ａに格納された画像データから対応する断面部分の画像データをモニタ６７側に出力し、モニタ６７の表示面に指示された方向の断面に対応する断層像６７ａ，６７ｂ等を表示できるようにしている。
【００６６】
次に本実施の形態の作用を説明する。
ＳＬＤ５２の光は、ハーフミラー５３を透過し、光スキャニング機構５４を経てファイババンドル５８を構成するシングルモードファイバで導光され、プローブ５６先端の広角レンズ系５９を経て出射される。
【００６７】
ファイババンドル５８の最外周をスキャンした場合、広角レンズ系５９により光は大きく曲がり、生体管腔の側方をスキャンする。また、ファイババンドル５８の中心付近をスキャンした場合、広角レンズ系５９で光はあまり曲げられず、生体の前方付近をスキャンする。
【００６８】
このように、ファイババンドル５６のスキャン半径を変えることによりスキャン方向を前方から側方へ広範囲に変えることができる。
また、これらの断層像をメモリに格納し、組み合わせれば、容易に３次元の断層像を構築する事も可能である。
【００６９】
プローブ５６の先端にメカニカルな可変手段が必要無いので、プローブ５６を細径化できる。また、導光ファイバとしてのファイババンドル５６を回転させずに円周スキャンができるので、ファイバの回転による破壊或いは破損し易くなることを防ぐことができる。
【００７０】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態を図５及び図６を参照して説明する。図５は光断層画像装置の全体構成を示し、図６はニポウディスクを示す。
図５に示す光断層画像装置７１ＡはＳＬＤ７２を有し、このＳＬＤ７２からの低干渉光はコリメートレンズ７３を介して光混合するハーフミラー７４に入射され、このハーフミラー７４を透過した光は集光レンズ７５によりシングルモードファイバ７６の一端に入射される。
【００７１】
このシングルモードファイバ７６の他端側は導光プローブ７７内に配置されており、この導光プローブ７７の先端側に配置された光走査機構７８Ａを介して被検体７９側に照射され、その反射光は逆の光路をたどり、シングルモードファイバ７６を経てハーフミラー７４側に戻る。
【００７２】
一方、ＳＬＤ７２からの低干渉光は一部がハーフミラー７４で反射されてアクチュエータ８２で符号ｇで示すように移動自在のリフレクタ８１に導かれ、このリフレクタ８１で反射されて逆の光路をたどり、ハーフミラー７４を透過した光はシングルモードファイバ７６側からの戻り光と共に光検出器８３で受光され、光電変換される。
【００７３】
光検出器８３の出力信号はアンプ８４で増幅された後、画像処理部８５に入力され、光干渉した信号成分を抽出する処理を行い、その信号データをコンピュータ８６に出力する。
【００７４】
コンピュータ８６は画像処理部８５からの信号データを受け、制御装置８７を介して光走査機構７８Ａの駆動部８８とアクチュエータ８２とを駆動して、画像デーを生成する処理を行う。そして、生成した画像データをモニタ８９に出力し、その表示面に断層像を表示する。
【００７５】
本実施の形態における光走査機構７８は以下のような構成である。
シングルモードファイバ７６の先端面に対向してコリメートレンズ９１が配置され、このコリメートレンズ９１に対向してモータ９３で回転駆動されるニポウディスク９２が配置され、このニポウディスク９２の開口９４を通過した光はＧＲＩＮレンズ９５を経て被検体７９側に照射される。
【００７６】
このニポウディスク９２は図６に示すように円板状の遮光部材にスパイラルに沿って小さな開口９４が多数形成されており、このニポウディスク９２をその中心の周りでモータ９３により回転駆動することによりニポウディスク９２に照射された光は各開口９４を通ってそれぞれ小さな円弧を描くように走査し、開口全体では円形領域を走査する。また、ＧＲＩＮレンズ９５を経て被検体７９側の円形領域を走査しながら照射される。
【００７７】
本実施の形態によれば、単にニポウディスク９２を回転駆動することにより、スキャニングミラーの角度等を変化させるスキャン方法に対して、より高速に円形の領域を低干渉光で光走査することができる。
【００７８】
（第４の実施の形態）
次に本発明の第４の実施の形態を図７及び図８を参照して説明する。図７は光断層画像装置の全体構成を示し、図８はスキャニングミラーの駆動機構を示す。図７に示す光断層画像装置７１Ｂは図６の光断層画像装置７１Ａにおける導光プローブ７７に設けた光走査機構７８Ａとは異なる光走査機構７８Ｂを用いている。
【００７９】
この実施の形態では導光プローブ７７はシングルモードファイバ７６の先端面に対向してＧＲＩＮレンズ９６を配置し、このＧＲＩＮレンズ９６を介して第１及び第２の固定ミラー９７ａ，９７ｂの間に配置したスキャニングミラー９８で反射し、ＧＲＩＮレンズ９５を経て被検体側に照射するようにしている。
【００８０】
このスキャニングミラー９８は符号ｈ，ｉで示す方向に駆動され、この駆動により、被検体側に照射される光を上下方向及び水平方向に走査することができるようにしている。
【００８１】
本実施の形態では制御装置８７にはジョイスティック９９が接続してあり、このジョイスティック９９を操作することにより、被検体側に照射される光の走査方向を指示し、この指示に応じて制御装置８７は駆動部８８を介してスキャニングミラー９８を駆動するようにしている。
【００８２】
このスキャニングミラー９８の駆動機構部分を図８に示す。スキャニングミラー９８はその中央部分が支持部材１０１にピン１０２によって符号ｈで示す方向に回転自在に支持され、かつその一端がアクチュエータ１０３により符号ｊで示す上下方向に移動自在の可動軸１０４に取り付けられている。
【００８３】
また、この支持部材１０１の底面にはギヤ１０５が固着して設けてあり、このギヤ１０５はモータ１０６の回転軸に取り付けたギヤ１０７と噛合しており、モータ１０６を回転させることによって、支持部材１０１は符号ｉで示すように水平面内で回転自在となる。
【００８４】
本実施の形態によれば、ジョイスティック９９を操作することにより、プローブ本体を動かすことなく、術者が望む方向の断層像を得ることができる。
なお、上述した各実施の形態等を部分的に組み合わせる等して構成される実施の形態等も本発明に属する。
【００８５】
［付記］
１．被検体の特定部位を照明するためのライトガイドと、前記特定部位を観察するための固体撮像素子と、対物光学系とが設けられ、被検体内に挿通可能な挿入部を持つ内視鏡において、
低干渉光を被検体に照射し、反射、散乱光より被検体内部を画像化する手段を併せ持つため、前記低干渉光を被検体に照射すると共に、被検体より反射された反射光を検出するための導光手段と、
前記導光手段からの低干渉光を前記被検体に集光させる集光レンズと、
前記集光レンズより出射される光を走査させるスキャン手段と、
スキャンされた光を前記対物光学系の観察範囲内に走査させるため、前記スキャン手段と対物光学系との間に配置され、これらを光学的に結合する結合手段とが前記内視鏡に内蔵され、
前記低干渉光により画像化できる深部側の範囲と、前記固体撮像素子で観察できる被写界深度の範囲とが略一致するようにしたことを特徴とする内視鏡。
【００８６】
２．付記１において、前記固体撮像素子で撮像された被検体の特定部位の撮像画像と、前記低干渉光により画像化される被検体内部画像とを同時に、または切り換え可能に表示することを特徴とする。
３．付記１において、結合手段はハーフミラーであることを特徴とする。
【００８７】
４．付記１において、対物光学系はズーム機構を備えることを特徴とする。
５．付記１において、固体撮像素子は、前記低干渉光を撮像できる波長感度特性を有し、前記低干渉光が被検体の特性部位に投影される点、または線、面の位置または形状を求める計測手段を有することを特徴とする。
【００８８】
６．付記５において、計測手段は、前記撮像画像と、前記被検体内部画像の位置関係が対応するように同一表示することを特徴とする。
７．付記１において、前記固体撮像素子で撮像された被検体の特定部位の撮像画像と、前記低干渉光により画像化される被検体内部画像との分解能が略一致することを特徴とする。
【００８９】
８．付記１において、固体撮像素子で撮像された被検体の特定部位の撮像画像を得るステップと、
その撮像画像を拡大するステップと、
拡大した撮像画像において、深さ方向の断面像を構成するステップと、
撮像画像と断面像とを同時にまたは切換可能に表示するステップを有する内視鏡装置。
【００９０】
９．被検体内に挿通可能な細長の挿入部と、
低干渉光を発生する光源と、
前記挿入部の先端面から被検体に前記低干渉光を出射するとともに、被検体より反射された反射光を検出するための導光手段と、
前記被検体からの反射光と前記光源より生成した基準光とを干渉させて、干渉した干渉光に対応する干渉信号を抽出する干渉光抽出手段と、
前記干渉信号に対応する信号処理を行い、前記被検体の深さ方向の断面像を構築する信号処理手段と、
を備えた光断層画像装置において、
前記低干渉光を被検体に出射する広画角のレンズ系と、
前記低干渉光を前記レンズ系を透過して、被検体上を円周状にスキャンする円周スキャン手段と、
を備えたことを特徴とする光断層画像装置。
【００９１】
１０．付記９において、円周スキャン手段はシングルモードファイバからなるバンドルを含むことを特徴とする。
１１．付記９において、円周スキャン手段は回転半径を変化させながらスキャンすることを特徴とする。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光源装置から供給される照明光により照明された被検体を観察するための撮像手段と、ズームレンズを有するとともに撮像手段に被検体像を結像させる対物光学系と、被検体内に挿通可能な挿入部とを有する内視鏡において、被検体に低干渉光を照射し、被検体で反射或いは散乱された光より被検体の断層像を得る断層像取得手段と、低干渉光を被検体に対して走査させるスキャン手段と、低干渉光を対物光学系の観察範囲内に照射する機能を有する結合手段と、ズームレンズを移動させて撮像手段で観察できる被写界深度の範囲を調整する被写界深度調整手段と、ズームレンズの倍率情報或いは移動情報を参照して指示された走査範囲に対応してスキャン手段を駆動するスキャン制御手段と、を備えたことにより、ＯＣＴによる断層像が得られる距離範囲に保って内視鏡像を得ることにより内視鏡像と断層像の両画像が鮮明に得られる状態を保持することが可能になるとともに、内視鏡像と断層像との分解能を略一致させることにより両画像を対比しやすい状態に保持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を備えた内視鏡装置を示す構成図。
【図２】光断層画像装置の全体構成を示す図。
【図３】プローブの先端側の構造を示す図。
【図４】光スキャンの様子を示す図。
【図５】光断層画像装置の全体構成を示す図。
【図６】ニポウディスクを示す図。
【図７】光断層画像装置の全体構成を示す図。
【図８】スキャニングミラーの駆動機構を示す図。
【符号の説明】
１…内視鏡装置
２…内視鏡
３…光源装置
４…ＯＣＴ部
５…信号処理部
６…モニタ
７…挿入部
８…ライトガイド
１１…先端部
１３…生体組織
１４…対物光学系
１５…第１レンズ
１６…ズームレンズ
１７…ハーフミラー
１８…アクチュエータ
１９…ＣＣＤ
２１…ＣＣＵ
２２…スキャンコンバータ
２４…ＳＬＤ
２６、２７…シングルモードファイバ
３２…ミラー
３３…アクチュエータ
３８、３９…スキュアニングミラー
４１…フォトダイオード
４３…画像処理装置
４５…計測処理装置

Claims

光源装置から供給される照明光により照明された被検体を観察するための撮像手段と、ズームレンズを有するとともに前記撮像手段に被検体像を結像させる対物光学系と、被検体内に挿通可能な挿入部とを有する内視鏡において、
前記被検体に低干渉光を照射し、前記被検体で反射或いは散乱された光より前記被検体の断層像を得る断層像取得手段と、
前記低干渉光を被検体に対して走査させるスキャン手段と、
前記低干渉光を前記対物光学系の観察範囲内に照射する機能を有する結合手段と、
前記ズームレンズを移動させて前記撮像手段で観察できる被写界深度の範囲を調整する被写界深度調整手段と、
前記ズームレンズの倍率情報或いは移動情報を参照して指示された走査範囲に対応して前記スキャン手段を駆動するスキャン制御手段と、
を備えたことを特徴とする内視鏡。
前記被写界深度調整手段は、前記ズームレンズを駆動するアクチュエータを備えたことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
前記断層像取得手段は、前記被検体に照射する低干渉光から分岐されるとともに前記被検体で反射或いは散乱された光と干渉させるための基準光の光路長を変更する光路長可変機構を備え、
前記スキャン制御手段は、前記光路長可変機構による前記基準光の光路長の変化に応じて順次スキャン角度をずらすように前記スキャン手段を駆動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内視鏡。
前記ズームレンズの倍率情報或いは移動情報を参照して指示された走査範囲の情報を記憶する記憶手段を備え、
前記スキャン制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記走査範囲の情報に対応して前記スキャン手段を駆動することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の内視鏡。
前記撮像手段で撮像された撮像画像から低干渉光の走査範囲を検出するとともに、前記ズームレンズの倍率情報或いは移動情報を参照することにより、前記撮像画像の走査範囲と前記断層像における走査方向の長さとが一致するように前記撮像画像と前記断層像とを表示させる計測手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の内視鏡。