JP6198688B2 - プローブ並びに光干渉断層画像生成装置及びゼロ点補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、光のコヒーレント（干渉性）を利用して物体内部の断層像を撮像する光干渉断層画像生成装置に使用されるプローブ並びに光干渉断層画像生成装置及びゼロ点補正方法に関する。

従来、歯科用の光干渉断層画像生成装置（Optical Coherence Tomography：以下、ＯＣＴ装置という。）は、光源から照射されたレーザ光を計測光と参照光とに分配し、計測光をプローブ（ハンドピース）から口腔内組織に照射すると共に、参照光を参照ミラーに照射する。さらに、ＯＣＴ装置は、口腔内組織から反射して戻って来た散乱光をプローブで回収し、散乱光と参照ミラーからの反射光とを光合波器で合成させて、その干渉光を解析して断層画像を生成している（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載されたＯＣＴ装置用のプローブ（診断プローブ部）は、表示画面上に写る画像データのノイズ（像）をソフト的に除去するゼロ点補正を行う際に、シャッタによって計測光を遮断するためのシャッタ機構を内設している。ゼロ点補正は、シャッタを閉じて計測光の光路を遮断した状態のバックグランドデータを取得して、プローブで測定した測定データからバックグランドで発生するノイズを差し引いてゼロ点取得を行って、画像が鮮明に写るように調整することである。

シャッタ機構は、サーキュレータから送られて来た計測光と、被写体に計測光が当たって反射した散乱光と、がプローブを通過するのを遮断する装置である。そのシャッタ機構は、プローブのグリップ部内のコリメータレンズと、走査手段収納部内の走査手段との間に介在されている。

シャッタ機構以外に、被写体からの反射信号を全て遮断し、レファレンスからの信号のみを受ける状態を作り出す方法としては、計測光が被写体や、他の対象物に当たらないように、プローブを、空気中に向けて計測光を照射して被写体から反射して来る光が戻って来ない状態を作り出すことが考えられる。

特開２０１２−２１７７５３号公報

前記特許文献１に記載されているプローブは、シャッタ機構をプローブのハウジングに内設したことによって、シャッタ機構を設けた分だけ、部品点数及び組付工数が増加して、構造が複雑になると共に、コストアップを招くという問題点があった。

また、前記したシャッタ機構以外に被写体からの反射信号を全て遮断する手段を備えた従来のプローブは、空気中に向けて照射すると、誤って患者に対してレーザを照射する可能性があった。

そこで、本発明は、そのような問題を解消すべく発明されたものであって、ゼロ点補正を容易に行えるようにすることが可能なプローブ並びに光干渉断層画像生成装置及びゼロ点補正方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明に係るプローブは、計測光を被写体に照射して前記被写体から反射して戻って来た散乱光を回収する光干渉断層画像生成装置に使用されるプローブであって、前記計測光の照射方向を変化させるガルバノミラーから成る走査手段を備え、前記走査手段は、前記計測光を反射する反射鏡を、前記被写体に向けて反射させて前記被写体に当たって前記散乱光として戻って来る状態と、前記計測光を前記プローブ内で乱反射させる状態と、に切り換えるアクチュエータを備えていることを特徴とする。

このような構成によれば、プローブは、例えば、被写体を撮影しない非撮影時に、アクチュエータが、計測光をプローブ内で乱反射させる状態に切り換えることができる。これにより、プローブから照射した計測光が被写体で反射して反射鏡に戻らないようにすることができる。このため、非撮影時にコリメータから計測光（レーザ光）が照射されても、プローブから外部にレーザ光が漏れることなく安全であり、かつ、表示画面上に写る画像データのノイズ（像）をソフト的に除去するゼロ点補正を容易に行うことが可能な状態にすることができる。
また、プローブは、例えば、撮影時に、アクチュエータが、計測光を反射する反射鏡を、被写体に向けて反射させて被写体に当たって散乱光として戻って来る状態に切り換えることによって、被写体を撮影することが可能な状態にすることができる。
このように、プローブは、アクチュエータによって反射鏡を回動させて、計測光が反射鏡に戻らない状態と、計測光が反射鏡に戻る状態とに切り換えることができるので、計測光を遮断させるシャッタが不要であるため、部品点数の削減とコストダウンを図ることができると共に、プローブ内の構造を簡素化することができる。

また、前記アクチュエータは、非撮影時に、前記反射鏡を、当該反射鏡で反射した前記計測光が当該反射鏡に戻らない角度に回動させていることが好ましい。

このような構成によれば、アクチュエータは、非撮影時に、走査手段の反射鏡を、計測光が反射鏡に戻らない角度に回動させることによって、プローブから照射した計測光が被写体で反射して反射鏡に戻らない状態にすることができる。このため、ゼロ点補正を容易に行える状態にすることができる。

また、前記走査手段は、前記プローブのハウジング内に導入された前記計測光を反射させる第１ガルバノミラーと、前記第１ガルバノミラーで反射した前記計測光を前記ハウジングの先端部に配置されたノズルに向けて反射する第２ガルバノミラーと、を備え、前記アクチュエータは、非撮影時に、少なくとも前記第１ガルバノミラー、あるいは、前記第２ガルバノミラーを、当該第１ガルバノミラー、あるいは、当該第２ガルバノミラーに前記計測光が戻らない角度に回動させていることが好ましい。

このような構成によれば、プローブのアクチュエータは、非撮影時に、少なくとも第１ガルバノミラー、あるいは、第２ガルバノミラーの反射鏡を、計測光が反射鏡に戻らない角度に傾けた状態にすることによって、照射した計測光を戻らなくすることができる。このため、非撮影時には、ゼロ点補正を容易に行うことができる。

また、前記反射鏡を、当該反射鏡で反射した前記計測光が当該反射鏡に戻らない角度に傾けた状態で前記光干渉断層画像生成装置の画像データをゼロ点補正するスイッチを設けていることが好ましい。

このような構成によれば、プローブに設けられたスイッチは、操作することにより、光干渉断層画像生成装置の画像データのゼロ点補正が行われるので、ゼロ点補正を容易に行うことができる。

本発明に係る光干渉断層画像生成装置は、前記計測光を前記プローブ内で乱反射させる状態のバックグランドデータを取得し、前記計測光を反射する反射鏡を、前記被写体に向けて反射させて前記被写体に当たって前記散乱光として戻って来る状態で取得した計測データから前記バックグランドデータを差し引いてゼロ点補正することを特徴とする。

このような構成によれば、光干渉断層画像生成装置は、照射した計測光が被写体に当たって戻って来た散乱光の計測データから、計測光をプローブ内で乱反射させて取得したバックグランドデータを差し引いてゼロ点補正を行うことによって、さらに画像が鮮明に写るように調整することができる。

また、前記反射鏡を、当該反射鏡で反射した前記計測光が当該反射鏡に戻らない角度に傾けた状態のバックグランドデータを取得するフットコントローラを設けていることが好ましい。

このような構成によれば、光干渉断層画像生成装置は、バックグランドデータを取得する際に、術者は手を使わずに、フットコントローラを足で操作することによって取得できるので、ゼロ点補正を容易に行うことができる。

また、本発明に係るゼロ点補正方法は、前記計測光を前記プローブ内で乱反射させる状態のバックグランドデータを取得し、前記計測光を反射する反射鏡を、前記被写体に向けて反射させて前記被写体に当たって前記散乱光として戻って来る状態で計測データから、前記バックグランドデータを差し引いてゼロ点補正することを特徴とする。

このような構成によれば、ゼロ点補正方法は、照射した計測光が被写体に当たって戻って来た散乱光の計測データから、プローブ内で乱反射させて取得した計測光のバックグランドデータを差し引いてゼロ点補正を行うことにより、特別な構成部品を増設することなくゼロ点補正を容易に行うことができるため、プローブ内の構造を複雑化させることがない。

本発明によれば、ゼロ点補正を容易に行うことができるプローブ並びに光干渉断層画像生成装置及びゼロ点補正方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るプローブの外観図である。 本発明の実施形態に係るプローブのハウジング半体を取り外した状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るプローブのハウジング半体を取り外した状態を示す斜視図である。 非撮影時のプローブの一部を示す図であり、（ａ）はハウジング半体を取り外した状態を示す要部斜視図、（ｂ）は計測光の光軸を示す要部断面図である。 撮影時のプローブの一部を示す図であり、（ａ）はハウジング半体を取り外した状態を示す要部斜視図、（ｂ）は計測光の光軸を示す要部断面図である。 本発明の実施形態に係る光干渉断層画像生成装置の第１変形例を示す外観図である。 （ａ）は図６に示すフットスイッチの拡大斜視図、（ｂ）は背面側から見たフットスイッチの拡大斜視図である。 光干渉断層画像生成装置の表示装置の画面の一例を示す説明図である。

以下、図１〜図６を参照しながら本発明の実施形態を説明する。本発明の実施形態に係るプローブを説明する前に、図６を参照してプローブ１（診断プローブ部）が使用されるＯＣＴ装置１００（光干渉断層画像生成装置）について説明する。
なお、便宜上、図１に示すプローブ１（診断プローブ部）の状態において、ノズル４０が配置される方向を「前」、筒体２０が配置される方向を「後」、鉛直上方側を「上」、鉛直下方側を「下」、幅方向を「左」、「右」として説明する。

≪ＯＣＴ装置≫
図６に示すＯＣＴ装置１００は、歯科患者の歯牙（前歯部）、臼歯、口腔内組織等の被写体（サンプル）の断層画像を撮影するための撮影装置として用いられる。ＯＣＴ装置１００は、光のコヒーレントを利用して被写体の断層画像を撮影する装置である。ＯＣＴ装置１００は、プローブ１と、光学ユニット２００と、制御ユニット３００（制御装置）と、撮影した断層画像を映す表示装置４００と、を主に備えている。ＯＣＴ装置１００では、光学ユニット２００内で光源から照射されたレーザ光を計測光と参照光とに分配している。計測光は、プローブ１から被写体に照射され、被写体で反射されて戻って来た散乱光をプローブ１で回収している。また、参照光は、光学ユニット２００内の参照ミラーに照射される。そして、光学ユニット２００で散乱光と参照ミラーからの反射光とを光合波器で合成させた干渉光を制御ユニット３００で解析して断層画像を生成している。なお、ＯＣＴ装置１００は、表示装置４００の表示画面上に写る画像データのノイズ（像）をソフト的に除去するゼロ点補正を行うことができる機能を備えている。

また、ＯＣＴ装置１００の制御装置（図示省略）は、プローブ１の外部にレーザ光が漏れないようにしてゼロ点補正を行える状態にする非撮影時のモードと、プローブ１から被写体に向けて照射された計測光が被写体に当たって散乱光として戻って来る状態にする撮影時のモードと、に切り換えるガルバノミラー制御回路を備えている。ガルバノミラー制御回路は、図２及び図３に示す走査手段７０のアクチュエータ７２ｂ，７３ｂを駆動させる制御回路である。

≪プローブ≫
図２及び図３に示すように、プローブ１は、レーザ光を二次元走査する走査手段７０（ガルバノミラー）を有し、光学ユニット２００（図６参照）からのレーザ光（計測光）を被写体に導いて照射すると共に、被写体内で散乱して反射して戻って来た散乱光を受光して光学ユニット２００に導く診断プローブ部である。プローブ１は、計測光及び散乱光の光路が設けられるハウジング１０と、ハウジング１０の基端部１０ｅに設けられた筒体２０と、ハウジング１０の先端部１０ｆに連結されたノズル支持体３０と、ノズル支持体３０に外嵌された撮影用のノズル４０と、ハウジング１０に内設されたフレーム本体５０と、ハウジング１０内の中央部の基端部１０ｅ側寄りの位置に配置されたコリメータレンズ６０と、ハウジング１０内の略中央部に配置された走査手段７０と、ハウジング１０内の先端部１０ｆ側に配置された集光レンズ８０と、ゼロ点補正をする／しないを選択するスイッチ９０（図１参照）と、を主に備えている。

プローブ１は、撮影する際、術者がハウジング１０を手（図示省略）に持って、ノズル４０の先端部を口腔内組織の表面に当接させて、光学ユニット２００（図６参照）からハウジング１０内に導入された計測光を、ノズル４０の先端部から口腔内組織に照射し、口腔内組織から反射して戻って来た散乱光を、ノズル４０で回収して光学ユニット２００に伝送するように構成されている。
なお、本実施形態では、プローブ１の一例として直視撮影用のノズル４０（前歯用ノズル）を備えたものを例に挙げて説明する。

≪ハウジング≫
図２及び図３に示すように、ハウジング１０は、フレーム本体５０、コリメータレンズ６０、走査手段７０、集光レンズ８０等の構成部品を覆ったり、ノズル支持体３０及びスイッチ９０（図１参照）を支持したりする中空のケース体から成る。ハウジング１０は、計測光が導入される基端部１０ｅ側に形成された計測光導入部１０ａと、ノズル４０等が配置される先端部１０ｆ側に形成された集光レンズ収納部１０ｂと、走査手段７０が収納される走査手段収納部１０ｃと、ノズル支持体３０が挿入される開口部１０ｄと、を有している。ハウジング１０は、中央部を縦断面して左右に二分した形状の２つのケース半体１１，１２（図１参照）を合致させて成る。ハウジング１０は、例えば、計測光導入部１０ａ内に導入された計測光の走査手段７０までの光軸Ｌａと、走査手段７０から集光レンズ収納部１０ｂの先端に形成された開口部１０ｄまでの計測光の光軸Ｌｄとが、同じ前後方向に向けて配置されるようにストレート形状に形成されている。

計測光導入部１０ａは、不図示の光ファイバや、ケーブル等が設けられる部分であり、角筒状に形成されている。
集光レンズ収納部１０ｂは、走査手段７０で反射した計測光を集光して被写体に照射するための集光レンズ８０が収納される部位であり、略円筒形状に形成されている。

走査手段収納部１０ｃは、ハウジング１０の略中央部に配置された走査手段７０が収納される部位であり、計測光導入部１０ａと集光レンズ収納部１０ｂと間に形成されている。ハウジング１０の走査手段収納部１０ｃの側面には、反射鏡７２ａ，７３ａを計測光が戻らない角度に傾けた状態のときに、ゼロ点補正を行うか否かを選択するスイッチ９０（図１参照）のスイッチノブ９０ａ，９０ｂが設けられている。

≪筒体≫
図２及び図３に示すように、筒体２０は、先端側が、計測光導入部１０ａの基端部１０ｅ内に内嵌された略円筒形状の部材である。筒体２０には、プローブ１と光学ユニット２００（図６参照）及び制御装置（図示省略）とを電気的に接続するケーブルと、光学ユニット２００に光学的に接続された光ファイバと、が挿通されている。

≪ノズル支持体≫
ノズル支持体３０は、ノズル４０をハウジング１０に支持させるための部材であり、略円筒形状に形成されている。なお、ノズル支持体３０は、連結部材によって、ハウジング１０の先端部１０ｆにノズル４０を着脱自在に取り付けることができるものであればよく、その構造は特に限定されない。

≪ノズル≫
ノズル４０は、走査手段７０からの計測光を被写体に照射して散乱光を回収する略筒状の部材であり、基端部がノズル支持体３０に挿入されている。ノズル４０は、例えば、前歯を撮影するのに使用される直視撮影用ノズルから成る。なお、ノズル４０は、直視撮影用ノズルであっても、臼歯を撮影するのに使用される側視撮影用ノズルであってもよく、着脱して側視撮影用ノズルに交換可能になっている。

≪フレーム本体≫
フレーム本体５０は、コリメータレンズ６０、走査手段７０、及び集光レンズ８０を保持する厚板部材であり、ハウジング１０の内壁にねじ止めされている。フレーム本体５０は、ハウジング１０の形状に合わせて、側面視して略ストレート形状に形成されている。

≪コリメータレンズ≫
図２及び図３に示すように、コリメータレンズ６０は、光ファイバ（図示省略）から計測光導入部１０ａ内に導入された計測光を受光して平行光に収束させるレンズである。コリメータレンズ６０は、コリメータ６１と、コリメータホルダ６２と、コリメータブラケット６３と、コリメータ６１固定用のホルダ締結具６４と、コリメータホルダ６２固定用のブラケット締結具６５と、コリメータブラケット６３固定用のフレーム締結具（図示省略）と、を備えている。
なお、コリメータレンズ６０は、光軸方向の位置、及び光軸Ｌａに対する傾きが調整可能であると共に、計測光の光路長及び光軸Ｌａの傾きを調整することができる。

≪走査手段≫
図２及び図３に示すように、走査手段７０は、ハウジング１０内に導入された計測光の照射方向を変化させる装置であり、ハウジング１０内の光軸方向の略中央部に配置された２つのガルバノミラー（第１ガルバノミラー７２、及び第２ガルバノミラー７３）を備えて構成されている。走査手段７０は、ハウジング１０内に導入された計測光を反射させるミラー７１と、ミラー７１で反射された計測光を反射させる第１ガルバノミラー７２と、第１ガルバノミラー７２で反射した計測光をノズル４０に向けて反射する第２ガルバノミラー７３と、から主に構成されている。

＜ミラー＞
ミラー７１は、計測光の光路に対してミラー面を４５度に傾けた状態で、ハウジング１０の走査手段収納部１０ｃ内の下側部位に固定されている。ミラー７１は、ミラー面を有する鏡面体７１ａと、鏡面体７１ａを保持するミラーケース７１ｂと、を備えている。
鏡面体７１ａは、ハウジング１０内に導入されてコリメータレンズ６０を透過した計測光の光軸Ｌａを光軸Ｌｂに９０度変換するように、光軸Ｌａに対してミラー面を上向きに４５度に傾けて配置されている。

＜第１ガルバノミラー及び第２ガルバノミラー＞
図２及び図３に示すように、第１ガルバノミラー７２は、ミラー７１で反射した上向きの計測光の光軸Ｌｂを横方向に９０度変換する反射鏡７２ａを有するガルバノミラー（「ガルバノスキャナ」ともいう）から成る。
第２ガルバノミラー７３は、第１ガルバノミラー７２で変換した光軸Ｌｃの向きに対して前方向に９０度相違する向きに光軸Ｌｄを変換するガルバノミラーから成る。
第１ガルバノミラー７２及び第２ガルバノミラー７３（走査手段７０）は、計測光を反射する反射鏡７２ａ，７３ａと、反射鏡７２ａ，７３ａを回転させるアクチュエータ７２ｂ，７３ｂと、先端に反射鏡７２ａ，７３ａを有するアクチュエータ７２ｂ，７３ｂの回転軸７２ｃ，７３ｃに設けられたエンコーダ（図示省略）と、アクチュエータ７２ｂ，７３ｂ及びエンコーダ（図示省略）と制御装置（図示省略）とを接続するためのコネクタ７２ｄ，７３ｄと、アクチュエータ７２ｂを保持するガルバノミラーホルダ７２ｅと、を備えている。

反射鏡７２ａ，７３ａは、計測光を反射させるガノラバミラー本体である。第１ガルバノミラー７２の反射鏡７２ａは、撮影時に、ミラー７１からの計測光を第２ガルバノミラー７３に向けて反射させる。第２ガルバノミラー７３の反射鏡７３ａは、撮影時に、第１ガルバノミラー７２からの計測光を集光レンズ８０に向けて反射させる。

アクチュエータ７２ｂ，７３ｂは、反射鏡７２ａ，７３ａを回転駆動させるための動力源であり、例えば、小型の電動モータから成る。アクチュエータ７２ｂ，７３ｂは、ドライバ及びコントローラ機能を備えた制御装置（図示省略）に接続されている。アクチュエータ７２ｂ，７３ｂは、非撮影時に、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、制御装置（図示省略）からの駆動信号で駆動されて反射鏡７２ａ，７３ａを回動させ、計測光が反射鏡７２ａ，７３ａに戻らない角度の状態に切り換えられている。
また、アクチュエータ７２ｂ，７３ｂは、撮影時に、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、制御装置（図示省略）からの駆動信号で駆動されて反射鏡７２ａ，７３ａを回動させ、計測光が被写体に向けて照射されて、被写体に当たった反射された散乱光がプローブ１に戻る角度の状態に切り換えられる。

また、図２及び図３に示す第１ガルバノミラー７２のアクチュエータ７２ｂは、反射鏡７２ａの鏡面をＡ方向を軸として回動させて、光軸Ｌｂに対する角度を調節する角度調整機能を備えている。
第２ガルバノミラー７３のアクチュエータ７３ｂは、反射鏡７３ａの鏡面をＶ方向を軸として回動させて、光軸Ｌｃに対する角度を調節する角度調整機能を備えている。

なお、アクチュエータ７２ｂ，７３ｂは、非撮影時に、少なくとも第１ガルバノミラー７２の反射鏡７２ａ、または、第２ガルバノミラー７３の反射鏡７３ａのどちらか一方を、計測光が反射鏡７２ａ，７３ａに戻らない角度の状態に反射鏡７２ａ，７３ａを回動させて切り換えていればよい。以下、非撮影時に、第２ガルバノミラー７３のアクチュエータ７３ｂが、反射鏡７３ａを計測光が戻らない角度の状態に回動させて切り換える場合を例に挙げて説明する。

回転軸７２ｃ，７３ｃは、アクチュエータ７２ｂ，７３ｂによって回転駆動される軸であり、基端部に反射鏡７２ａ，７３ａの傾き位置を検出するデジタルエンコーダ（図示省略）が設けられている。回転軸７２ｃ，７３ｃは、前端側にガルバノミラーが固定され、基端側にアクチュエータ７２ｂ，７３ｂが配置されている。
なお、前記エンコーダ（図示省略）は、回転軸７２ｃ，７３ｃの回動角度を検出する装置であり、前記デジタルエンコーダ以外に、回転軸７２ｃ，７３ｃの回動角度を検出する位置センサであっても構わない。

コネクタ７２ｄ，７３ｄは、一方が制御装置（図示省略）に電気的に接続されたケーブルの他方に取り付けられた相手側コネクタが装着される部位である。
第１ガルバノミラー７２のガルバノミラーホルダ７２ｅは、アクチュエータ７２ｂの基端側を保持する部材であり、フレーム本体５０にねじ止めされている。

≪集光レンズ≫
図２及び図３に示すように、集光レンズ８０は、レンズ本体８１と、レンズ収納体８２と、から構成されて、ハウジング１０の集光レンズ収納部１０ｂの先端寄りの位置内に収容されている。また、集光レンズ８０の集光点を光軸方向に位置（距離）を調節できる集光点調整機構の機能を備えている。このため、集光レンズ８０を光軸方向に移動させて、集光レンズ８０と被写体（前歯部）との間の距離を調整することによって、被写体に対する計測光の集光点を調整することができる。集光レンズ８０は、走査手段７０による走査光を集光すると共に、計測光を被写体に集光させて照射するレンズである。

≪スイッチ≫
スイッチ９０（図１参照）は、反射鏡７３ａを、この反射鏡７３ａで反射した計測光が反射鏡７３ａに戻らない角度に傾けた状態で、ＯＣＴ装置１００（図６参照）の画像データをゼロ点補正するための指令信号を出す開閉器である。図１に示すように、スイッチ９０は、例えば、ハウジング１０に並設された二つのスイッチノブ９０ａ，９０ｂを備えて成る。スイッチノブ９０ａ，９０ｂは、ゼロ点補正を行う、行わないの「ＹＥＳ／ＮＯ」を選択する操作を行うノブであり、スイッチノブ９０ａが「ＹＥＳ」用、スイッチノブ９０ｂが「ＮＯ」用である。

［作用］
次に、プローブ１の作用を、歯部や歯肉等の口腔内組織である被写体を撮影する場合を例に挙げて説明する。

まず、術者は、プローブ１で患者の前歯等の被写体を撮影する前に、データ収録前の表示画面上に写る画像データの校正であるゼロ点補正を行う。光学系のノイズ等をバックグラウンドデータとして計測する初期化して画像データのノイズ（像）を除去するゼロ点補正を行う場合は、図６に示すＯＣＴ装置１００の表示装置４００の画面上に表示された不図示の計測スイッチ（メジャースイッチ）をマウス５００、または、キーボードスイッチ６００で操作する。すると、計測スイッチから制御装置（制御ユニット３００）にスイッチ信号が送られて、制御装置は、駆動信号を図２及び図３に示す第２ガルバノミラー７３のアクチュエータ７３ｂに送り、アクチュエータ７３ｂを回転駆動させて、反射鏡７３ａを、反射鏡７３ａで反射した計測光が戻らない角度に傾けた非撮影時のモードの状態にする。

第２ガルバノミラー７３の反射鏡７３ａを、計測光が戻らない角度の非撮影時のモードに切り換えた場合は、この状態で計測光を照射したとしても、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、反射鏡７３ａに当たって反射された計測光が、ハウジング１０の内壁面に向けて反射されて、さらに、その内壁面で乱反射される。プローブ１内で乱反射した計測光は、一瞬のうちに弱い光になる。このため、反射鏡７３ａで反射された計測光は、集光レンズ８０及びノズル４０に向けて反射されるのが僅かで、前歯等の被写体に当たったとしても、ノズル４０及び集光レンズ８０を介して第２ガルバノミラー７３の反射鏡７３ａに戻ってこない状態になっている。

なお、計測光が被写体に当たって戻って来た散乱光が後記するゼロ点補正に影響するためには、散乱光が出射口に戻る必要がある。しかし、計測光の出射口の大きさが光ファイバのコア径の１００μｍ以下と同じで小さいため、戻ることは有り得ない。

よって、非撮影時のモードのとき、プローブ１内で乱反射した計測光は、ゼロ点補正に影響することがない。また、プローブ１内に送られた計測光は、非撮影時のモードのときに、不用意に計測光（レーザ光）を照射したとしても、プローブ１から外部に照射されることも無い。

術者は、ＯＣＴ装置１００（図６参照）をこのような非撮影時のモードの状態にしてから図１に示すスイッチノブ９０ａを押圧操作すると、スイッチ９０からＯＣＴ装置１００の制御装置（制御ユニット３００）に画像データをゼロ点補正するための指令信号が出されてゼロ点補正が行われる。ゼロ点補正では、プローブ１の反射鏡７３ａ（図２及び図３参照）を、計測光が戻らない角度に傾けた状態にして、プローブ１内で乱反射させる状態のバックグランドデータを取得し、被写体に向けて反射させて被写体に当たって散乱光として戻って来る状態のデータ、すなわち、計測データから、前記バックグランドデータを差し引いてゼロ点補正を行う。このように、バックグラウンドデータを収録データから差し引くことにより、バックグランドで発生するノイズの影響を緩和させる校正を行うことができる。

また、被写体を撮影する場合、術者は、ＯＣＴ装置１００（図６参照）を駆動させた後、図１に示すプローブ１の走査手段収納部１０ｃ、あるいは、計測光導入部１０ａを握ってノズル４０の先端を前歯に当接させる。術者が駆動スイッチ（図示省略）をＯＮさせてＯＣＴ装置１００（図６参照）を駆動させると、ＯＣＴ装置１００は、駆動信号が制御装置（図示省略）に送られて、制御装置は、第２ガルバノミラー７３のアクチュエータ７３ｂを駆動させて、反射鏡７３ａの回転軸７３ｃを撮影時の通常の状態位置まで回動させて、プローブ１を撮影可能な撮影時のモードに切り換える。

この撮影時のモードの状態で計測光を照射すると、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、プローブ１内の入った計測光は、ミラー７１の鏡面体７１ａ（図２及び図３参照）、第１ガルバノミラー７２の反射鏡７２ａ、及び、第２ガルバノミラー７３の反射鏡７３ａによって集光レンズ８０の中心の角度方向に向けて反射されてノズル４０から被写体に向けて照射される。

ＯＣＴ装置１００（図６参照）は、被写体に当たって反射して戻って来た散乱光をノズル４０の先端部で回収して光学ユニット２００（図６参照）に伝送し、散乱光と参照ミラーからの反射光とを光合波器で合成させて、その干渉光を解析して断層画像を生成する。

このようにプローブ１は、表示装置４００の計測スイッチ（図示省略）を操作することによって、走査手段７０の第２ガルバノミラー７３のアクチュエータ７３ｂを駆動させて、反射鏡７３ａを、この反射鏡７３ａで反射した計測光が戻らない角度に回動させて非撮影時のモードに強制的に切り換える。そして、スイッチ９０のスイッチノブ９０ａを操作すれば、容易にゼロ点補正を行うことができる。

このように構成されたプローブ１は、シャッタ機構等の計測光を遮断する装置を設ける必要がないので、ハウジング１０内の構造を簡素化することができるため、装置全体を小型化することが可能である。

［第１変形例］
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。
図６は、本発明の実施形態に係るプローブの第１変形例を示す図であり、光干渉断層画像生成装置の外観図である。図７の（ａ）は図６に示すフットスイッチの拡大斜視図、（ｂ）は背面側から見たフットスイッチの拡大斜視図である。図８は、光干渉断層画像生成装置の表示装置の画面の一例を示す説明図である。

また、スイッチ９０（図１参照）の一例として、ハウジング１０に設けた場合を説明したが、例えば、図６及び図７（ａ）、（ｂ）に示すようなフットコントローラ（スイッチ９０Ａ）であってもよい。

図６に示すように、スイッチ９０Ａは、術者の両手が塞がっていてもスイッチ操作が可能な足踏み式のスイッチノブ９１Ａを有するフットコントローラであり、赤外線送信部９４Ａと赤外線受信部２１０とから成る赤外線センサスイッチの機能も備えている。スイッチ９０Ａは、反射鏡７３ａを、この反射鏡７３ａで反射した計測光が反射鏡７３ａに戻らない角度に傾けた状態で、ＯＣＴ装置１００の表示装置４００の画像データをゼロ点補正するための開閉器である。
スイッチ９０Ａは、例えば、ＯＣＴ装置１００の光学ユニット２００あるいは制御ユニット３００の赤外線受信部２１０に無線、または、有線で通信可能に接続されている。赤外線受信部２１０は、実施形態のスイッチ９０と同じスイッチ機能を果たす装置であり、赤外線送信部９４Ａからの赤外線のスイッチ信号を受信する受光ＩＣ等を備えて構成されている。

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、スイッチ９０Ａは、例えば、前記スイッチノブ９１Ａと、術者の足の爪先を挿入する部位を有するスイッチケース９２Ａと、スイッチケース９２Ａに設けられたスイッチ用電源９３Ａと、スイッチケース９２Ａに先端部が露出した状態に設けられたスイッチ用電源９３Ａと、赤外線送信部９４Ａと、を備えている。

スイッチノブ９１Ａは、二段踏込式のフットスイッチのノブであり、足踏み操作の踏込量によって、ゼロ点補正を行う、行わないの「ＹＥＳ／ＮＯ」が選択される。スイッチノブ９１Ａは、例えば、一段目のポジションまで踏込操作が行われても、二段目のポジションまで踏込操作が行われない場合、ゼロ点補正をしない「ＮＯ」のスイッチ信号を発する。また、スイッチノブ９１Ａは、二段目のポジションまで踏込操作が行われた場合、ゼロ点補正をする「ＹＥＳ」のスイッチ信号を発する。

スイッチケース９２Ａは、縦断面視して略コ字状に形成されたケース体であり、床面に配置される。スイッチケース９２Ａには、底面部にスイッチノブ９１Ａが設けられ、上端部前側にスイッチ用電源９３Ａが設けられ、上端部背面側に赤外線送信部９４Ａが設けられている。
スイッチ用電源９３Ａは、例えば、小型のリチウム電池等から成る。

図７（ｂ）に示す赤外線送信部９４Ａは、例えば、ＬＥＤを備えて構成されている。赤外線送信部９４Ａは、上方向にのみ情報を送信可能にスイッチケース９２Ａに設けられると共に、スイッチ９０Ａの近傍でのみ発信した赤外線が赤外線受信部２１０で受信されて駆動されるようになっている。赤外線送信部９４Ａと赤外線受信部２１０は、術者等の検出対象物が近づくとＯＮ，ＯＦＦする近接センサを構成している。

表示装置４００には、図８に示すように、ゼロ点補正を「する／しない（ＹＥＳ／ＮＯ）」の選択を画面上で行える選択スイッチ４１０が表示されるようになっている。選択スイッチ４１０は、表示装置４００の画面上に表示された「ＹＥＳ」をマウス５００、または、キーボードスイッチ６００で選択操作すると、「ゼロ点補正をする」のスイッチ信号を制御装置（制御ユニット３００）に発して、ゼロ点補正が行われるように指令する。

この他、ゼロ点補正を「する／しない（ＹＥＳ／ＮＯ）」を選択するためには、二段踏込式のスイッチノブ９１Ａを２段目のポジションまで踏込操作することによっても、「ＹＥＳ」を選択することができる。なお、スイッチノブ９１Ａは、１段目の操作をしても、１段目の操作をした後、所定時間（例えば、５秒)以内に２段目のポジションまで操作されなければ、「ゼロ点補正しない」の判定になるようにしてもよい。

このように構成されたＯＣＴ装置１００は、術者がプローブ１を手に持ちながら作業を行っていても、足をスイッチ９０Ａの上部の予め設定した感応距離以下に近付ければ、赤外線送信部９４Ａから照射された赤外線が足で反射されて赤外線受信部２１０で受信される。赤外線受信部２１０は、赤外線を受信すると、アクチュエータ７２ｂ，７３ｂを駆動させて、反射鏡７３ａを非撮影時のモードに切り換え、ゼロ点補正が行える状態にする。
また、フットコントローラのスイッチ９０Ａのスイッチノブ９１Ａを足踏み操作することによって、ゼロ点補正を行う、行わないの「ＹＥＳ／ＮＯ」の選択を行って、ゼロ点補正をすることができる。

また、前記実施形態のプローブ１に設けたスイッチ９０を操作しても、フットコントローラのスイッチ９０Ａと同様に、ゼロ点補正を「する／しない（ＹＥＳ／ＮＯ）」の選択を行えるようにしてもよい。

また、フットコントローラの二段踏込式のスイッチ９０Ａは、一般的な一段踏込式スイッチであってもよい。この場合、スイッチ９０Ａは、一段踏み込むと、ゼロ点補正をする「ＯＮ」の状態になるようにする。

［第２変形例］
また、スイッチ９０は、前記フットコントローラのスイッチ９０Ａと同様に、ノブが１つの二段式の押釦スイッチであってもよい。この場合、二段式の押釦スイッチは、押圧操作した操作量によって、ゼロ点補正の「ＹＥＳ／ＮＯ」を決定する。二段式の押釦スイッチは、例えば、ノブを一段目のポジションまで押圧操作しても、二段目のポジションまで押圧操作しない場合、ゼロ点補正をしない「ＮＯ」のスイッチ信号を発する。また、二段式の押釦スイッチは、ノブを二段目のポジションまで押圧操作をした場合、ゼロ点補正をする「ＹＥＳ」のスイッチ信号を発する。

また、スイッチ９０は、スイッチノブが１つであっても、スイッチポジションが複数ある開閉器であれば、押釦スイッチ以外に、シーソースイッチやスライドスイッチ等であっても構わない。
また、スイッチ９０は、一般的な一段式押釦スイッチであってもよい。この場合、スイッチ９０は、一段押圧操作すると、ゼロ点補正をする「ＯＮ」の状態になるようにする。
また、スイッチ９０は、ハウジング１０であれば、走査手段収納部１０ｃ以外の場所に設置しても構わない。

［第３変形例］
前記実施形態では、プローブ１の一例として、図２及び図３に示すように、ミラー７１と、第１ガルバノミラー７２と、第２ガルバノミラー７３とを備えた走査手段７０を例に挙げて説明したが、プローブ１は、プローブ１のハウジング１０内に導入された計測光を反射させる第１ガルバノミラー７２と、第１ガルバノミラー７２で反射した計測光をノズル４０に向けて反射する第２ガルバノミラー７３と、から構成された走査手段７０を備えたものであっても構わない。つまり、走査手段７０は、ミラー７１を備えていないものであっても構わない。

この場合も、前記実施形態と同様に、プローブ１は、第１ガルバノミラー７２、及び第２ガルバノミラー７３は、反射鏡７２ａ，７３ａの回転軸７２ｃ，７３ｃを回転させて、ミラー面の角度を調整する角度調整機能を備えたアクチュエータ７２ｂ，７３ｂを有している。

また、前記実施形態では、スイッチ９０（図１参照）を操作したときに、第２ガルバノミラー７３のアクチュエータ７３ｂを駆動させて、反射鏡７３ａを計測光が戻らない角度に傾かせる場合を例に挙げて説明したが、第１ガルバノミラー７２のアクチュエータ７２ｂを駆動させて、反射鏡７２ａを傾かせてもよい。また、第１ガルバノミラー７２及び第２ガルバノミラー７３のアクチュエータ７２ｂ，７３ｂを駆動させて、反射鏡７２ａ，７３ａの両方を傾かせてもよい。

［その他の変形例］
また、アクチュエータ７２ｂ，７３ｂは、その一例として、反射鏡７２ａ，７３ａの回転軸７２ｃ，７３ｃを回動させる電動モータを例に挙げて説明したが、反射鏡７２ａ，７３ａの鏡面の角度あるいは向きを変えることができる駆動源や、駆動機構であれば、その駆動方式は特に限定されない。アクチュエータ７２ｂ，７３ｂは、例えば、ステッピングモータ、サーボモータ、リニアモータ等の電気式アクチュエータや、油圧制御によって駆動される油圧モータ等の油圧式アクチュエータや、空気圧制御によって駆動される空気圧モータ等の空気圧式アクチュエータや、超音波制御によって駆動される超音波モータ等の超音波式アクチュエータ等であっても構わない。

また、アクチュエータ７２ｂ，７３ｂは、撮影時あるいは非撮影時に、リンク機構、スライド機構、歯車機構、シリンダ機構、ソレノイド等によって、反射鏡７２ａ，７３ａ（第１ガルバノミラー７２、第２ガルバノミラー７３）の位置を移動させることにより、反射鏡７２ａ，７３ａで反射した計測光が反射鏡７２ａ，７３ａに戻らない位置に移動させる機構であってもよい。

前記実施形態及び変形例では、プローブ１の一例として、前歯（切歯）を被写体とし、ストレート形状のハウジング１０の先端に直視撮影用のノズル４０を備えたものを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。
プローブ１は、被写体を臼歯として側視撮影用ノズル（臼歯用ノズル）に交換して使用しても構わない。

１ プローブ
１０ ハウジング
４０ ノズル
７０ 走査手段
７２ 第１ガルバノミラー（ガルバノミラー）
７２ａ，７３ａ 反射鏡
７２ｂ，７３ｂ アクチュエータ
７３ 第２ガルバノミラー（ガルバノミラー）
９０ スイッチ
９０Ａ スイッチ（フットコントローラ）
１００ ＯＣＴ装置（光干渉断層画像生成装置）

Claims (7)

1. 計測光を被写体に照射して前記被写体から反射して戻って来た散乱光を回収する光干渉断層画像生成装置に使用されるプローブであって、
   前記計測光の照射方向を変化させるガルバノミラーから成る走査手段を備え、
   前記走査手段は、前記計測光を反射する反射鏡を、前記被写体に向けて反射させて前記被写体に当たって前記散乱光として戻って来る状態と、
   前記計測光を前記プローブ内で乱反射させる状態と、に切り換えるアクチュエータを備えていることを特徴とするプローブ。
2. 前記アクチュエータは、非撮影時に、前記反射鏡を、当該反射鏡で反射した前記計測光が当該反射鏡に戻らない角度に回動させていることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
3. 前記走査手段は、前記プローブのハウジング内に導入された前記計測光を反射させる第１ガルバノミラーと、
   前記第１ガルバノミラーで反射した前記計測光を前記ハウジングの先端部に配置されたノズルに向けて反射する第２ガルバノミラーと、を備え、
   前記アクチュエータは、非撮影時に、少なくとも前記第１ガルバノミラー、あるいは、前記第２ガルバノミラーを、当該第１ガルバノミラー、あるいは、当該第２ガルバノミラーに前記計測光が戻らない角度に回動させていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプローブ。
4. 前記反射鏡を、当該反射鏡で反射した前記計測光が当該反射鏡に戻らない角度に傾けた状態で前記光干渉断層画像生成装置の画像データをゼロ点補正するスイッチを設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のプローブ。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載のプローブを有し、
   前記計測光を前記プローブ内で乱反射させる状態のバックグランドデータを取得し、前記計測光を反射する反射鏡を、前記被写体に向けて反射させて前記被写体に当たって前記散乱光として戻って来る状態で取得した計測データから前記バックグランドデータを差し引いてゼロ点補正することを特徴とする光干渉断層画像生成装置。
6. 前記反射鏡を、当該反射鏡で反射した前記計測光が当該反射鏡に戻らない角度に傾けた状態のバックグランドデータを取得するフットコントローラを設けたことを特徴とする請求項５に記載の光干渉断層画像生成装置。
7. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の前記プローブを利用したゼロ点補正方法であって、
   前記計測光を前記プローブ内で乱反射させる状態のバックグランドデータを取得し、前記計測光を反射する反射鏡を、前記被写体に向けて反射させて前記被写体に当たって前記散乱光として戻って来る状態で計測データから、前記バックグランドデータを差し引いてゼロ点補正することを特徴とするゼロ点補正方法。

Images