JP2000097845A5

JP2000097845A5 -

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Publication number: JP2000097845A5
Application number: JP1998266752A
Authority: JP
Filing date: 1998-09-21
Publication date: 2005-11-04
Anticipated expiration: 2018-09-21

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】被検体に低干渉性光を照射し、被検体において散乱した光を受光する光走査プローブと、該光走査プローブが着脱自在に接続され、前記光走査プローブを経て受光した光の情報から被検体の断層像を構築する観測装置と、を備えた光イメージング装置において、
前記光走査プローブは、
少なくともその先端は光透過性の良い素材で形成されたシースと、
前記シースの基端に設けられたハウジングを前記観測装置に取り付ける着脱手段と、
前記シースの内部に長手方向の軸周りに回転自在に設けられているパイプ部材と、
前記パイプ部材基端部に設けられた回転力伝達部材と、
前記回転力伝達部材を前記ハウジングに回転自在に保持する回転保持手段と、
前記パイプ部材の内部に設けられているシングルモードファイバで形成され、その先端部は前記パイプ部材の先端に固定されており、低干渉性光源から出射される光がその基端に入射されるように設けられているファイバと、
前記ファイバ先端からの出射光を集光するレンズと、
出射光の光路を変更するために前記レンズに固定されている出射光路変更手段と、
前記ファイバの基端部に設けられたファイバ端固定手段と、
前記ファイバ端固定手段と前記回転力伝達部材の間に設けられた弾性手段を有し、
前記観測装置は、
前記光走査プローブの前記回転力伝達部材に回転力を付与する回転駆動装置と、
前記光走査プローブの前記シングルモードファイバに、前記観測装置に設けられた観測光を送受するファイバを接続する光接続手段とを有し、
前記着脱手段により前記光走査プローブと前記観測装置を接続した際に、前記光走査プローブの弾性手段により前記ファイバ端固定手段が前記光接続手段に圧接し、光接続を行うことを特徴とする光イメージング装置。
【請求項２】観測装置と光走査プローブを備え、
前記光観測装置が、低干渉性光を発生する低干渉性光源と、検出部と、光路長可変手段と、光伝送部を備え、
該光伝送部が、前記低干渉性光を前記光走査プローブ及び前記光路長可変手段に伝送すると共に、前記低干渉性光を前記光走査プローブ及び前記光路長可変手段からの光を前記検出部に伝送する光イメージング装置において、
前記光走査プローブは、シングルモードファイバと、該シングルモードファイバの一端に設けられた光学系と、前記シングルモードファイバ及び前記光学系を保持するシャフト部材と、該シャフト部材の一端に設けられた回転伝達機構を備え、
該回転伝達機構は、前記シャフト部材に接続された回転伝達部材と、前記シングルモードファイバの端部に設けられた光接続部と、前記回転伝達部材と、該光接続部の間に配置された弾性手段とを備え、
前記回転伝達部材の内周面側に、所定の間隙を有して、前記弾性手段が配置されていることを特徴とする光イメージング装置。
【請求項３】前記シャフト部材の中心軸に沿う方向において、前記弾性手段の一端が前記回転伝達部材と接するように、前記弾性手段が配置され、
前記回転伝達部材には、前記弾性手段が接する部分に球面部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光イメージング装置。
【請求項４】前記弾性手段は、前記光接続部の外側に配置された弾性部材と、該弾性部材の外側に配置された受け部材を有し、
前記弾性部材の一端は前記保持部材に接し、前記弾性部材の他端は前記光接続部に接していることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の光イメージング装置。
【請求項５】前記光接続部は、前記シングルモードファイバの端部に固定されたフェルールと、該フェルールに固定された光コネクタからなることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに１項に記載の光イメージング装置。
【請求項６】前記光接続部は、前記シングルモードファイバの端部に固定されたフェルールと、該フェルールに固定されたフェルール止めからなることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の光イメージング装置。

さらに、回転チューブの基端部の回転伝達手段と光ファイバ接続部材が一体になっているため、２つの回転軸の間に傾きが生じたり、回転軸を支持するベアリングにガタが生じてファイバの方向に移動すると、光プローブの光ファイバと観測装置側の光ファイバの接続が不安定になるという問題点があった。

【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の光イメージング装置は、被検体に低干渉性光を照射し、被検体において散乱した光を受光する光走査プローブと、該光走査プローブが着脱自在に接続され、前記光走査プローブを経て受光した光の情報から被検体の断層像を構築する観測装置と、を備えた光イメージング装置において、前記光走査プローブは、少なくともその先端は光透過性の良い素材で形成されたシースと、前記シースの基端に設けられたハウジングを前記観測装置に取り付ける着脱手段と、前記シースの内部に長手方向の軸周りに回転自在に設けられているパイプ部材と、前記パイプ部材基端部に設けられた回転力伝達部材と、前記回転力伝達部材を前記ハウジングに回転自在に保持する回転保持手段と、前記パイプ部材の内部に設けられているシングルモードファイバで形成され、その先端部は前記パイプ部材の先端に固定されており、低干渉性光源から出射される光がその基端に入射されるように設けられているファイバと、前記ファイバ先端からの出射光を集光するレンズと、出射光の光路を変更するために前記レンズに固定されている出射光路変更手段と、前記ファイバの基端部に設けられたファイバ端固定手段と、前記ファイバ端固定手段と前記回転力伝達部材の間に設けられた弾性手段を有し、前記観測装置は、前記光走査プローブの前記回転力伝達部材に回転力を付与する回転駆動装置と、前記光走査プローブの前記シングルモードファイバに、前記観測装置に設けられた観測光を送受するファイバを接続する光接続手段とを有し、前記着脱手段により前記光走査プローブと前記観測装置を接続した際に、前記光走査プローブの弾性手段により前記ファイバ端固定手段が前記光接続手段に圧接し、光接続を行うことを特徴とする。
請求項２に記載の光イメージング装置は観測装置と光走査プローブを備え、前記光観測装置が、低干渉性光を発生する低干渉性光源と、検出部と、光路長可変手段と、光伝送部を備え、該光伝送部が、前記低干渉性光を前記光走査プローブ及び前記光路長可変手段に伝送すると共に、前記低干渉性光を前記光走査プローブ及び前記光路長可変手段からの光を前記検出部に伝送する光イメージング装置において、前記光走査プローブは、シングルモードファイバと、該シングルモードファイバの一端に設けられた光学系と、前記シングルモードファイバ及び前記光学系を保持するシャフト部材と、該シャフト部材の一端に設けられた回転伝達機構を備え、該回転伝達機構は、前記シャフト部材に接続された回転伝達部材と、前記シングルモードファイバの端部に設けられた光接続部と、前記回転部材と、該光接続部の間に配置されていることを特徴とする。

本実施の形態の目的は光プローブのコネクタ部に設けられた回転チューブを回転させる回転伝達手段の回転軸と、観測装置に設けられた回転駆動手段の回転軸の間の、軸同士のずれ、角度の傾き、軸方向のガタを防止し、光プローブの光ファイバと観測装置側の光ファイバの安定した接続が確保できるようにする。また、回転力が回転駆動手段の回転軸から回転伝達手段の回転軸に円滑に伝達されるようにする。

この低干渉性光源２の光は第１のシングルモードファイバ３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３は途中の光カップラ部４で第２のシングルモードファイバ５と光学的に結合されている。従って、この光カップラ部４で２つに分岐されて伝送される。

上記フォトダイオード１２で光電変換された信号はアンプ２２により増幅された後、復調器２３に入力される。この復調器２３では干渉した光の信号部分のみを抽出する復調処理を行い、その出力はＡ／Ｄ変換器２４を経てコンピュータ２５に入力される。このコンピュータ２５では断層像に対応した画像データを生成し、モニタ２６に出力し、その表示面にＯＣＴ像２６ａを表示する。

挿入部３３内には図示しないライトガイドが挿通され、このライトガイドの入射端を光源装置に接続し、照明光を伝送して挿入部３３の先端部に設けた照明窓から出射し、患部等を照明する。また、照明窓に隣接して観察窓が設けられ、この観察窓には対物光学系が取り付けられ、照明された患部等を光学系に観察できるようにしている。そして、内視鏡３１の先端部の観察光学系の観察の下で、患部等の注目する部分の生体組織１１側に光走査プローブ８により、低干渉性光を照射し、その生体組織１１の内部の断層画像データを得て、モニタ２６の表示面にＯＣＴ像２６ａを表示できるようにしている。

このコネクタケース６４の先端のシース接続部６７には光学シース３８を形成する樹脂チューブ５０ａの後端が接続され、このコネクタケース６４の内側にはフレキシブルシャフト４０の後端に接続されるシャフト止め６８が設けてある。このシャフト止め６８とコネクタケース６４は軸受け６９によって回転自在に保持されている。シャフト止め６８にはその周方向の対向する２箇所に回転伝達ピン７０（図６（Ｂ）参照）が対向して設けられている。

また、バネ受け７２には図５の断面Ａ−Ａの図６（Ａ）に示されるように突起７２ａ及び７２ｂが設けられ、シャフト止め６８及び光コネクタ７３にはそれに対応する凹部６８ａ及び７３ａが設けられ、光コネクタ７３がシャフト止め６８に対して不用に回転するのを防止している。なお、取付リング６６はコネクタケース６４及びコネクタ部９全体を回転駆動装置１３のハウジング６５に着脱自在に接続する。

次に、観測装置を構成する回転駆動装置１３の詳細構成について説明する。ハウジング６５の内腔には回転シャフト７６が設けられ、２つの軸受け７７ａ，７７ｂにより回転自在に保持されている。回転シャフト７６との一端には光アダプタ７８と対向して設けられた２つの回転伝達レバー７９が設けられている。図５の断面Ｂ−Ｂを示す図６（Ｂ）のように光アダプタ７８の外側の回転シャフト７６には中心軸の周りで対向する２箇所の位置に回転伝達レバー７９が前方に突出するように設けられ、各回転伝達レバー７９にはシャフト止め６８に後方に突出するように設けられた各回転伝達ピン７０が隣接し、回転伝達レバー７９が回転すると、周方向に隣接する回転伝達ピン７０を押して共に回転させることにより、回転を伝達できるようにしている。

また、回転シャフト７６の後端にはプーリ部８０が設けられており、このプーリ部８０には、図６（Ｃ）に示すように光ロータリージョイント６の回転ピン８１を回転させるためのＵ字溝８２とＵ字溝８２と回転ピン８１の間に設けられた弾性体８３が設けられている。
また、回転シャフト７６の内腔にはその前端に取り付けた光アダプタ７８とその後端側に設けた光アダプタ８４との間に設けられた光ファイバケーブル部８５が設けてある。

この光ファイバケーブル部８５は、光アダプタ８１と接続する光コネクタ８６と、光アダプタ８４と接続される光コネクタ８７と、光コネクタ８７と光コネクタ８７を接続するシングルモードファイバ８８とを有する。また、光ロータリジョイント６の光コネクタ８９は光アダプタ８４によって光コネクタ８７に接続されている。
また、ハウジング６５におけるコネクタ部９が挿入して接続されるコネクタ接続部には、軸９０を中心に可動する挿入検知レバー９１とスイッチ９２が設けられており、コネクタ部９が挿入されていない場合には図５の点線で示すような状態であり、コネクタ部９を挿入することにより、点線から実線で示すように回動する挿入検知レバー９１によりスイッチ９２をオンする。

回転シャフト７６及び光アダプタ７８、光ファイバケーブル８５、光アダプタ８４、光ロータリージョイント６の光コネクタ８９と回転ピン８１は一体で回転される。回転シャフト７６に設けられた回転伝達レバー７９が回転伝達ピン７０を押し、コネクタ部９のシャフト止め６８に回転を伝達する。
この時、バネ受け７２に設けられた突起７２ａ及び７２ｂにより光コネクタ７３もシャフト止め６８と一体に回転する。そして、シャフト止め６８の回転はフレキシブルシャフト４０に伝達される。

本実施の形態によれば、光走査プローブ８のコネクタ部９に設けられた回転チューブを回転させる回転伝達手段の回転軸と、観測装置２７側に設けられた回転駆動手段の回転軸の間に、軸同士のずれ、角度の傾き、軸方向のガタが存在しても、それらのずれ等を吸収して光走査プローブ８の光ファイバと観測装置２７側の光ファイバとの安定した接続が確保できる。また、回転力が回転駆動手段の回転軸から回転伝達手段の回転軸に円滑に伝達される。

コネクタハウジング１０５は断面Ｃ−Ｃを示す図８（Ｂ）に示すように、平面１０９を有し、シャフト止め１０３には回転防止ピン１１０が設けられており、シャフト止め１０３、コネクタハウジング１０５、回転防止ピン１１０の間にはそれぞれ隙間があるため、コネクタハウジング１０５はシャフト止め１０３に対して一体で回転するが、若干可動である。

また、図５の回転シャフト７６の代わりに設けられた回転シャフト１１４の内腔には光ファイバアダプタ１１６が設けられている。この光ファイバアダプタ１１６の先端は光アダプタ部１１７となり、この光アダプタ部１１７にはフェルール１１８が設けられている。

光ファイバアダプタ１１６の後端にはフェルール１１９が設けられ、ネジ部１２０によりアダプタ１２１に固定されている。アダプタ１２１はハウジング６５に固定されているため、光ファイバアダプタ１１６もハウジング６５に対して固定されている。
アダプタ１２１によりフェルール１１９と光コネクタ１２２が接続される。フェルール１１８とフェルール１１９にはシングルモードファイバ８８が挿通されている。

シャフト止め１１１の後端部（着脱の場合の先端部）１１２と回転シャフト１１４の先端部１１５は図９のＤ−Ｄ断面を示す図１０に示されるように、周方向に交互に端部が隣接するように配置され、回転シャフト１１４の回転は先端部１１５及び後端部１１２によってシャフト止め１１１に伝達される。
また、回転シャフト１１４の先端部１１５には複数の回転止め１２４が設けられている。コネクタ部９が挿入されていない状態では、挿入検知レバー９１は図示されないバネにより点線で示される位置に保持されている。

（第４の実施の形態）
本実施の形態の目的は光プローブのコネクタ部に設けられた回転チューブを回転させる回転伝達手段の回転軸と、観測装置に設けられた回転駆動手段の回転軸の間の、軸同士のずれ、角度の傾き、軸方向のガタを防止し、光プローブの光ファイバと観測装置側の光ファイバの安定した接続が確保できるようにする。また、回転力が回転駆動手段の回転軸から回転伝達手段の回転軸に円滑に伝達されるようにする。

これを模式的に示したのが図１３（Ｂ）である。一回の深さ方向の走査の走査方向をｔ０からｔ７の線で示す。ｔ０〜ｔ７の時間的間隔は一定であるが、回転速度が一定でないためにｔ０からｔ４の線の角度の間隔は広いが、ｔ５からｔ７の線の間隔は狭い。

相対位置算出手段１４３からのプローブ回転角と走査タイミングの関係から補間演算手段１４５はフレームメモリ１４１の記憶情報を用いて観察像データ１４６をフレームメモリ１４７上に格納し、それがモニタ２６にＯＣＴ像として表示されるようになっている。

次に作用を説明する。
フレームメモリ１４１は多数の時系列的な１次元情報の集合を多数の１次元情報の列として２次元で記憶できるメモリである。エンコーダ４５のＺ信号４９ｃにより新しい２次元情報の記憶を開始する。

（付記１−２、１−３の目的）：回転力が回転駆動手段の回転軸から回転伝達手段の回転軸に円滑に伝達されるようにする。
（付記１−２の作用）回転軸同士の間に、軸同士のずれが存在しても、平行方向のずれが回転軸の径方向に設けられた空隙に吸収されるため、回転力が回転駆動手段の回転軸から回転伝達手段の回転軸に円滑に伝達される。
（付記１−３）回転軸同士の間に、角度の傾きが存在しても、傾きのずれが軸受に吸収されるため、回転力が回転駆動手段の回転軸から回転伝達手段の回転軸に円滑に伝達される。

【図１５】
図１４とは異なる他の方法の説明図。