JP2008173396A - 内視鏡システム - Google Patents
内視鏡システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008173396A JP2008173396A JP2007011887A JP2007011887A JP2008173396A JP 2008173396 A JP2008173396 A JP 2008173396A JP 2007011887 A JP2007011887 A JP 2007011887A JP 2007011887 A JP2007011887 A JP 2007011887A JP 2008173396 A JP2008173396 A JP 2008173396A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- bragg grating
- light
- unit
- light source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/005—Flexible endoscopes
- A61B1/009—Flexible endoscopes with bending or curvature detection of the insertion part
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Endoscopes (AREA)
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
Abstract
【解決手段】内視鏡システム1は、光ファイバ12と、光ファイバ12の一端に基準となる基準波長信号を含む入射光41Aを出射させる光源装置23と、検出部26と、透過光におけるブラック波長欠陥情報及びそのブラック波長の偏移量を求め、光ファイバ12の歪み量を検出する制御装置3とを有している。そして、制御装置3は検出部26によって透過光41Aから基準波長信号を検出し、この検出した基準波長信号と光源装置23により出射する入射光の基準波長と比較し、比較結果に基づいて、光源装置23により出射する入射光の波長又は周波数を補正する。
【選択図】図1
Description
例えば、光ファイバに入射光を出射する光源部に、発生する入射光の波長安定化のために高価な基準発振器を用いると、装置全体のコストが高価になってしまうため、高価な基準発振器を用いずに入射光の波長安定化を図り、高精度に検出処理を行う手段が望まれている。
図1から図9は本発明の内視鏡システムの実施例1に係り、図1は実施例1の内視鏡システム全体の構成を示すシステム構成図である。
尚、制御装置3に、図示しないプリンタ、ビデオディスク、或いは画像記録装置等を電気的にそれぞれ接続可能なコネクタ部を設けても良い。
また、挿入部5内には、後述するがファイバブラッググレーティングを構成する光ファイバ12が挿通されている。
コネクタ部8は、CCD18に電気的に接続された駆動信号線21、22及びLED駆動線39(図2参照)を制御装置3と電気的に接続するためのコネクタ8aと、後述する、内視鏡2の挿入部5内及びユニバーサルコード7内に挿入される光ファイバ12を制御装置3と光学的に接続するための光コネクタ8bとを有している。
図2は実施例1の内視鏡システムの主要部を含むシステム全体の電気的な構成を示すブロック図である。
図2に示すように、内視鏡2の挿入部5及びユニバーサルコード7内部には、複数のファイバブラッググレーティング(Fiber Bragg Gratingで、以降、FBGセンサと称す)λ1、λ2、λ3、…λn(nは整数) を配置した光ファイバ12が挿通されている。
尚、先端部9の先端面には、CCD18の撮像範囲をカバーするカバーレンズ17と、LED18AよりLED照明光を照射する照明レンズ18aとが設けられている。
例えば、挿入部5が湾曲したことにより歪みストレスが生じると、各FBGセンサλ1、λ2、λ3、…λnは、その歪み量を透過光41の各波長欠落偏移に変換する特性を有している。そして、この波長欠落情報(ブラッグ波長欠落情報ともいう)を有する透過光41が制御装置3内の検出部26に供給され、この検出部26によって波長欠落情報が検出されるようになっている。
尚、制御部を構成する制御装置3の具体的な構成については、後述する。
図3は光ファイバを内部に挿通して配置された挿入部の構成を示す一部破断した斜視図、図4から図6は光ファイバとFBGセンサの構成及び原理を説明するもので、図4はFBGセンサを有する光ファイバの構成及び原理を説明するための説明図、図5は光ファイバに供給される入射光の光強度−波長特性を示すスペクトル分布グラフ、図6は光ファイバが出力する透過光の光強度−波長特性を示すスペクトル分布グラフ、図7及び図8は光ファイバの透過光のスペクトル偏移の状態と変化からの偏移量の判定を説明するもので、図7は透過光のスペクトル偏移を示す光強度−波長特性のスペクトル分布グラフ、図8は透過スペクトルの偏移量を検出し欠落波長を判定する方法を説明するための特性図、である。
すなわち、光ファイバ12は、1本で、挿入部5の手元側から前記境界部分までの入射光側部と、前記境界部分から挿入部5の手元側までの透過光側部とを備えている。尚、各FBGセンサλ1、λ2、λ3、…λnは、光ファイバ12の入射光側部と、透過孔側部との少なくとも一方に設ければ良い。
図4に示すように、光ファイバ12は、クラッド部12Bと、このクラッド部12B内部に配されるコア部12Aとを有して構成される。そして、この光ファイバ12に設けられたFBGセンサλは、シングルモード光ファイバの光が伝播するコア部12Aにおいて、軸方向に屈折率を周期的に変化させてブラッグ格子部42を形成している。
尚、ブラッグ格子部42の格子間隔は、例えば約0.4〜0.5ミクロン程度であり、センサ長は約数mm〜数十mm程度の大きさで構成されている。
また、実施例1では、複数のブラッグ格子部42は、ファイバブラッググレーティングを構成する光ファイバ12の基端側から先端側に向かうにつれて徐々に密になるように配置しても良い。このことにより、より精度良くFBGセンサλの歪み量の検出を行うことが可能となる。
ここで、例えば、FBGセンサλがゆがんだ場合(歪んだ場合)には、図4に示すように、ゆがみがない状態で反射してくるブラック波長に対して△λmずれた波長成分を有する光40xが反射光となる。
このことにより、この光ファイバ12の透過光41は、特定ピーク波長のブラッグ波長成分のみが欠落した情報として伝送されることになる。
尚、前記入射光は、光ファイバ12に設けられたFGBセンサλの歪み応答周波数(波長)をカバーし安定度の高いものが望ましい。
このような場合には、透過光は、図6に示すように、特定ピーク波長のブラッグ波長成分がΔλmだけ波長シフトしたものとなる。
欠落波長部の最小波長Δλminは、欠陥エンベロープ104の半値を取って規定し、同様に欠落波長部の最大波長Δλmaxも、欠陥エンベロープ104の半値を取って規定する。
w=Δλmin−Δλmax …(式1)
として定義し、
また、欠陥エンベロープ104の中心波長102は、
λcent=(Δλmax+Δλmin)/2 …(式2)
として定義する。
また、特定波長の偏移検出方法としては、欠陥エンベロープ104の予測交点や近似曲線を算出し、この算出結果を基に特定波長ピークを推定する方法を用いても良い。
このことにより、光ファイバ12からの透過光から、高精度に、特定ピーク波長103が欠落した部分を正確に検出することが可能となる。
このような特定波長の偏移判定は、後述する検出部26によって行われるようになっている。
図1に示すように、制御装置3は、光源装置23と、光源素子24と、光源制御部25と、信号処理部を構成する、検出部26、制御装置3全体を制御するCPU27、映像処理部27A、カメラコントロールユニット(以下、CCUと称す)28、及び重畳部35と、を有している。
例えば、図9に示すように、モニタ4の画面4Aの左側には、内視鏡画像4Bが表示され、画面4Aの右側には、湾曲形状画像4Cが表示される。
この場合、内視鏡画像4Bは、通常の被検体のライブ画像であるが、湾曲形状画像4Cは、例えば、被検体内における挿入分5のx、y、z方向に対応した三次元形状と、この三次元形状において被検体内における挿入部5の先端部9位置と、三次元形状において挿入部5内の光ファイバ12に設けられた各FBGセンサλ1、λ2、λ3、…λnの位置と、三次元形状の先端分9に対して上下左右の方向指示を指示するためのマーカ表示部45と、各FBGセンサλ1、λ2、λ3、…λnの位置を示す三次元座標データを表示した三次元座標データ表示部46とが表示される。
図10は本発明の内視鏡システムの実施例2の主要部を含むシステム全体の電気的な構成を示すブロック図である。尚、図10は実施例1の内視鏡システム1と同様な構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
ブラッグ発生部61は、例えば、分周発振器等を用いて、Fref発振器60からの発振周波数に基づいて、ブラッグ格子部42に対応するブラック波長信号を発生する。尚、ブラック発生部61は、光ファイバ12がゆがんだ場合に、CPU31による制御にょって、検出部30により検出されたFBGセンサλの歪み量に応じてブラック波長信号の周波数が補正されるようになっている。
そして、光源装置23は、供給された周波数信号を増幅した後、ランプ、LED、又はレーザ等の光源素子24を用いてその周波数に基づく入射光、つまり、各FBGセンサλの特定ピーク波長に対応する成分を発光し、光ファイバ12に入射光として出射させる。 この場合、光源装置23は、光源素子24を用いて、基準波長信号λrefに基づく発光も行うようになっている。
基準波長信号λref=C/λRef
と示すことができる。
その他の構成、及び作用は実施例1と同様である。
2、2A…内視鏡、
3…制御装置、
4…モニタ、
4A…画面、
4B…内視鏡画像、
4C…湾曲形状画像、
5…挿入部、
6…操作部、
7…ユニバーサルコード、
8…コネクタ部、
8a…コネクタ、
8b…光コネクタ、
9…先端部、
10…湾曲部、
11…可撓管部、
12A…コア部、
12B…クラッド部、
12C…ブラッグ格子部、
12…光ファイバ、
13…操作ノブ、
14…モータ、
16a…コネクタ、
16…コネクタ部、
16b…光コネクタ、
19…操作スイッチ、
23…光源装置、
24…光源素子、
25…光源制御部、
26…検出部、
27A…映像処理部、
33…光源制御部、
35…重畳部、
40、40A…入射光、
41、41A…透過光、
42、43…ブラッグ格子部、
60…Fref発振器、
61…ブラッグ波長発生部、
63…加算器、
64…受光素子、
65…FDet部、
66…比較器、
67…Vfコンバータ、
68…周波数加算器、
100…ブラッグ波長成分、
102…中心波長、
103…特定ピーク波長、
104…欠陥エンベロープ、
w…半値波長幅、
Δmax…最大波長、
Δλmax…最大波長、
Δλmin…最小波長、
λ…FBGセンサ、
λcent…中心波長、
λm…特定ピーク波長。
Claims (6)
- 検査対象空間内に挿入される挿入部と、
前記挿入部内に挿通され、複数のブラッグ格子部が形成されたファイバブラッググレーティングと、
前記ファイバブラッググレーティングの一端に、基準となる基準波長信号を含む入射光を入射させることの可能な光源部と、
前記入射光が前記ファイバブラッググレーティング内で伝送されて前記ブラッグ格子部を透過し、前記ファイバブラッググレーティングの他端から透過光として出射され、その透過光を受光する検出部と、
前記透過光におけるブラック波長欠陥情報及びそのブラック波長の偏移量を求め、前記ファイバブラッググレーティングの歪み量を検出する制御部と、
を具備し、
前記制御部は、
前記光源部から基準波長信号を含む入射光を出射させ、前記検出部によって前記透過光から前記基準波長信号を検出し、この検出した基準波長信号と前記光源部により出射する入射光の基準波長と比較を行い、この比較結果に基づいて、前記光源部により出射する入射光の波長を補正するように制御することを特徴とする内視鏡システム。 - 前記ファイバブラッググレーティングの歪み量に基づいて前記挿入部の立体形状を生成する信号処理部と、
前記挿入部で観察した観察画像を表示する表示部とをさらに備え、
前記制御部は、前記観察画像と前記立体形状とを2画面表示するように制御することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。 - 少なくとも1本の前記ファイバブラッググレーティングは、前記挿入部内の基端側から前記挿入部内の先端側まで挿通され、さらに前記先端側で折り返されて前記基端側まで挿通されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の内視鏡システム。
- 前記ファイバブラッググレーティングが折り返される部分は、前記挿入部の先端部と湾曲部との境界に配置されたことを特徴とする請求項3に記載の内視鏡システム。
- 前記制御部による前記ブラッグ波長欠陥情報の検出は、前記透過光の欠陥スペクトルの光強度の半値を用いて検出することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1つに記載の内視鏡システム。
- 前記制御部、前記信号処理部、前記検出部及び前記光源部を内部に収容する本体と、前記挿入部の手元側から延設され、前記ファイバブラッググレーティング及び前記挿入部内の信号線が挿入されるユニバーサルコードとを着脱自在に接続するコネクタ部を有し、
前記コネクタ部は、前記入射光を前記ファイバブラッググレーティングに入射できると同時に、前記ファイバブラッググレーティングからの透過光を受光できるように、前記光源部及び前記検出部と前記ファイバブラッググレーティングとが着脱自在に接続可能な光コネクタ部を有していることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1つに記載の内視鏡システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007011887A JP4979394B2 (ja) | 2007-01-22 | 2007-01-22 | 内視鏡システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007011887A JP4979394B2 (ja) | 2007-01-22 | 2007-01-22 | 内視鏡システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008173396A true JP2008173396A (ja) | 2008-07-31 |
JP4979394B2 JP4979394B2 (ja) | 2012-07-18 |
Family
ID=39700887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007011887A Expired - Fee Related JP4979394B2 (ja) | 2007-01-22 | 2007-01-22 | 内視鏡システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4979394B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010104426A (ja) * | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Olympus Medical Systems Corp | 医療機器 |
CN106999022A (zh) * | 2015-01-22 | 2017-08-01 | 奥林巴斯株式会社 | 内窥镜系统 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001311610A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-09 | Occ Corp | 光ファイバグレーティング測定装置および光ファイバグレーティング測定方法 |
JP2003515104A (ja) * | 1999-10-29 | 2003-04-22 | アドヴァンスド、センサ、テクナラジ、エルエルシー | 光ファイバ・ナビゲーション・システム |
JP2004251779A (ja) * | 2003-02-20 | 2004-09-09 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 長尺可撓部材の三次元形状検出装置 |
JP2005315635A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Toshiba Corp | ファイバブラッググレーティング物理量計測装置 |
-
2007
- 2007-01-22 JP JP2007011887A patent/JP4979394B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003515104A (ja) * | 1999-10-29 | 2003-04-22 | アドヴァンスド、センサ、テクナラジ、エルエルシー | 光ファイバ・ナビゲーション・システム |
JP2001311610A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-09 | Occ Corp | 光ファイバグレーティング測定装置および光ファイバグレーティング測定方法 |
JP2004251779A (ja) * | 2003-02-20 | 2004-09-09 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 長尺可撓部材の三次元形状検出装置 |
JP2005315635A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Toshiba Corp | ファイバブラッググレーティング物理量計測装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010104426A (ja) * | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Olympus Medical Systems Corp | 医療機器 |
CN106999022A (zh) * | 2015-01-22 | 2017-08-01 | 奥林巴斯株式会社 | 内窥镜系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4979394B2 (ja) | 2012-07-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008173397A (ja) | 内視鏡システム | |
JP5085142B2 (ja) | 内視鏡システム及びそれに用いられる内視鏡挿入部の形状検出を行う装置の作動方法 | |
JP6340424B2 (ja) | 内視鏡システム及び内視鏡用光源装置 | |
EP2522273B1 (en) | Tissue imaging system for oxygen saturation detection | |
JP4799109B2 (ja) | 電子内視鏡装置 | |
US9241615B2 (en) | Image acquisition and display method and image capturing and display apparatus | |
JP2007268047A (ja) | 電子内視鏡装置およびプログラム | |
JP6157782B1 (ja) | 画像較正用検具および内視鏡システム | |
JP6522647B2 (ja) | 内視鏡装置 | |
JP2008142443A (ja) | 光断層画像化装置 | |
EP3278706A1 (en) | Endoscopic diagnostic device, method for measuring size of lesion site, program, and recording medium | |
JP2011030735A (ja) | 内視鏡形状検出装置及び内視鏡システム | |
JP5551844B1 (ja) | 内視鏡装置及び治療装置 | |
EP2801315B1 (en) | Scanning endoscope apparatus | |
JP4979394B2 (ja) | 内視鏡システム | |
JPWO2018230368A1 (ja) | 撮像ユニット、および内視鏡 | |
JP6563624B2 (ja) | 内視鏡システム | |
JP2012120764A (ja) | 内視鏡システム、光学装置、および波長可変素子の透過光の波長帯域のずれ補正方法 | |
US10034599B2 (en) | Scanning endoscope apparatus with scanning endoscope and determination circuit for determining whether scanning endoscope is abnormal | |
US9974432B2 (en) | Scanning endoscope apparatus with drive signal correction | |
US9962065B2 (en) | Optical scanning observation system with drive voltage correction | |
WO2016143160A1 (ja) | 走査型内視鏡システム | |
JP4133013B2 (ja) | Oct観察用プローブ | |
JP6586206B2 (ja) | 内視鏡システム及びその作動方法 | |
JP2002236090A (ja) | 光断層イメージング装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100120 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120110 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120309 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120410 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120417 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150427 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4979394 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |