JP6289126B2 - 走査型内視鏡装置とその制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、視野範囲の移動速度が増加しても歪みを抑えた画像を取得することができる走査型内視鏡装置とその制御方法を提供することを目的としている。
本発明の一態様は、光源からの光を導光して射出端から射出する光ファイバと、該光ファイバの前記射出端を光軸に交差する方向に変位させる駆動部とを有し、前記射出端から射出された光を観察対象において渦巻き状に走査させるスキャナと、該スキャナにより光が走査されることによる前記観察対象からの戻り光を受光する光検出部と、前記スキャナの移動速度を検出する速度検出部と、該速度検出部により検出された前記移動速度が増加するに従って、前記観察対象における光の走査軌跡の長さを短縮するとともに走査範囲の面積を減少させて、走査範囲を渦巻き状の走査軌跡の周辺部分に限定するよう前記駆動部を制御する制御部とを備える走査型内視鏡装置を提供する。
このようにすることで、速度検出部により検出されたスキャナの移動速度が増加して所定の閾値以上となると、走査軌跡の長さが短縮される。これにより、スキャナの移動速度を増加させると、フレームレートが段階的に増大させられて、歪みを抑えた画像を取得することが可能となる。
このようにすることで、速度検出部により検出されたスキャナの移動速度が増加すると、所定の走査範囲において走査軌跡の密度が低下させられ、走査軌跡の長さが短縮される。その結果、スキャナの移動速度が増加すると、駆動部による光の走査速度を変化させることなく、走査軌跡の密度を低下させることで解像度を低下させる代わりに、フレームレートを増大させて歪みを抑えた画像を取得することができる。
このようにすることで、速度検出部により検出されたスキャナの移動速度が増加すると、制御部が、走査範囲の面積を減少させる。これにより、走査軌跡の短縮を図り、駆動部による走査速度を変化させることなくフレームレートを増大させて歪みを抑えた画像を取得することができる。また、走査軌跡の長さを短縮した分だけ走査範囲の面積を低減することにより、解像度を維持しつつ歪みを押さえた画像を取得することができる。
このようにすることで、スキャナの移動速度が増加しても、走査軌跡のピッチを維持したまま走査軌跡の長さが短縮されるため、制御部が画像の解像度を低下させずに済む。
さらに、前記制御部は、前記方向検出部により検出された移動方向が前記射出端から射出される光の射出方向前方であるときには、所定の走査範囲における走査軌跡の密度を変化させるよう前記駆動部を制御してもよい。
本実施形態に係る走査型内視鏡装置1は、図1および図2に示されるように、照明光を発生する光源2と、該光源2から発せられた照明光を2次元的に走査するスキャナ3と、該スキャナ3を内部に収容する円筒状の装置本体4と、該装置本体4の先端側に保持され照明光を集光する集光レンズ5と、観察対象Pからの戻り光(例えば、反射光,蛍光)を受光して該戻り光の強度を検出する光検出部6と、スキャナ3の移動速度を検出する速度検出部7と、スキャナ3の移動方向を検出する方向検出部8と、スキャナ3を制御する制御部9とを備えている。
駆動部12は、図3に示されるように、光ファイバ10を貫通させる軸方向の貫通孔14を有する四角筒状の振動伝達部材15と、該振動伝達部材15の周方向の4つの外側面15aに固定された4つのアクチュエータ16とを備えている。
また、支持部13は、駆動部12より基端側の位置で光ファイバ10を装置本体4に固定しており、駆動部12から光ファイバ10に伝達された振動が、支持部13よりも基端側に伝達されることを抑制するようになっている。
センサ20は、これら複数の検出用光ファイバ19によって導光された戻り光を同時に受光してその合計強度を検出するようになっている。この戻り光の強度は、画像処理部(図示省略。)により、光の走査位置と対応づけられて画像を生成するようになっている。
方向検出部8も、同様に装置本体4の長手方向の途中位置における外周部4aに設けられており、装置本体4とともに移動するスキャナ3の長手方向に沿う先端側あるいは基端側のいずれかの移動方向を検出するようになっている。
本実施形態に係る走査型内視鏡装置1を用いて観察対象Pの観察を行うには、光ファイバ10の射出端11を観察対象Pに対向させた状態で、第1のモードに対応する図4(b)の電圧信号が制御部9からアクチュエータ16の電極17a,17bに供給される。
第1のモードにおける照明光の走査軌跡は、図4(b)に示されるように、比較的長時間にわたって最大振幅から最小振幅まで変化する電圧信号により生成されているため、図4(a)に示されるように、隣り合う走査軌跡の間隔(ピッチ)Bが比較的小さく、密度の比較的高い渦巻き状となっている。そして、この走査軌跡に沿って戻り光が取得されることにより、解像度の比較的高い画像を取得することができる。
また、本実施形態においては、駆動部12として、4つのアクチュエータ16が光ファイバ10の射出端11を周期的に振動させて2軸方向に変位させるように振動伝達部材15の外側面15aに設けられているものとしたが、これに限られるものではない。例えば、アクチュエータ16は2個以上であればよい。
本実施形態の説明において、上述した第1の実施形態に係る走査型内視鏡装置1と構成を共通とする箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
吐出部26は、フラッシュ部24の先端側に配置され、フラッシュ部24と装置本体4との間の隙間に注入されたフラッシュ液を前方に向けて吐出するように設けられている。
画像処理部は、取得された画像を処理して、その画像の変化によりフラッシュ液が吐出されたことを検出するようになっている。フラッシュ液の検出は画像のコントラスト変化等によって容易に行うことができる。
図9は、本実施形態に係る走査型内視鏡装置22のフローチャートを示す。
観察対象Pである、不透明液体に満たされている管腔(例えば、血管等)内において、制御部9は、図8に示されるように、アクチュエータ16を第1のモードで制御して観察対象Pの観察を行う。装置本体4が所定の位置に到達した状態で、ユーザがプルバック手段23を装置本体4に接続する。そして、ユーザがプルバック可能な状態となったときにプルバック手段23によるプルバックを許可する。プルバックが許可された状態で、ユーザがフラッシュ液を注入口25から注入すると、注入されたフラッシュ液が吐出部26から管腔内に吐出させられる。そして、画像処理部による画像処理により管腔内にフラッシュ液が吐出されたことが検出されると、制御部9が、アクチュエータ16の制御を第3のモードに切り替える。
また、第1のモードによって取得される視野範囲の広い画像によってフラッシュ液の吐出を検出するため、管腔内において、一様にフラッシュされている状態を正確に検出することができる。
この場合には、制御部9は、アクチュエータ16を第1のモードで制御する。ユーザがプルバック手段23によるプルバックを許可すると、制御部9がアクチュエータ16の制御を第3のモードに切り替える。
これにより、ユーザは、観察において、スキャンした領域とスキャンしていない領域とを容易に判断することができる。
2 光源
3 スキャナ
6 光検出部
7 速度検出部
8 方向検出部
9 制御部
10 光ファイバ
11 光ファイバの射出端
12 駆動部
24 フラッシュ部
Claims (7)
- 光源からの光を導光して射出端から射出する光ファイバと、該光ファイバの前記射出端を光軸に交差する方向に変位させる駆動部とを有し、前記射出端から射出された光を観察対象において渦巻き状に走査させるスキャナと、
該スキャナにより光が走査されることによる前記観察対象からの戻り光を受光する光検出部と、
前記スキャナの移動速度を検出する速度検出部と、
該速度検出部により検出された前記移動速度が増加するに従って、前記観察対象における光の走査軌跡の長さを短縮するとともに走査範囲の面積を減少させて、走査範囲を渦巻き状の走査軌跡の周辺部分に限定するよう前記駆動部を制御する制御部とを備える走査型内視鏡装置。 - 前記制御部は、前記速度検出部により検出された前記移動速度が所定の閾値以上となったときに、前記走査軌跡の長さを短縮するように切り替える請求項1に記載の走査型内視鏡装置。
- 前記駆動部が、前記射出端を周期的に振動させ、
前記制御部が、前記速度検出部により検出された前記移動速度に基づいて、前記射出端の振動による走査軌跡のピッチを変化させないように前記駆動部を制御する請求項1または請求項2に記載の走査型内視鏡装置。 - 前記スキャナの移動方向を検出する方向検出部を備え、
前記制御部は、前記方向検出部により検出された移動方向が前記射出端から射出される光の射出方向後方であるときに、走査範囲の面積を変化させるよう前記駆動部を制御する請求項1または請求項2に記載の走査型内視鏡装置。 - 前記制御部は、前記方向検出部により検出された移動方向が前記射出端から射出される光の射出方向前方であるときには、所定の走査範囲における走査軌跡の密度を変化させるよう前記駆動部を制御する請求項4に記載の走査型内視鏡装置。
- 前記スキャナの長手方向途中位置における外周部に設けられ、前記スキャナが光の射出方向後方に移動するときには、前記光の射出方向前方に向けて透明な液体を吐出するフラッシュ部を備える請求項3から請求項5のいずれかに記載の走査型内視鏡装置。
- 光ファイバの射出端を光軸に交差する方向に変位させて、該射出端から射出された光を観察対象においてスキャナにより渦巻き状に走査させ、該観察対象からの戻り光を受光する画像を取得する走査型内視鏡装置の制御方法であって、
速度検出部が、前記スキャナの移動速度を検出する速度検出ステップと、
該速度検出ステップにより検出された前記移動速度が増加するに従って、制御部が、前記観察対象における光の走査軌跡の長さを短縮するとともに走査範囲の面積を減少させて、走査範囲を渦巻き状の走査軌跡の周辺部分に限定するように前記射出端を変位させる変位調節ステップとを備える走査型内視鏡装置の制御方法。
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