JP2009232960A - Optical probe device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光プローブ装置に係り、特に、干渉光を用いて光断層画像を取得する光断層画像化装置に用いられ、体腔内に挿入され測定を行う光プローブ装置に関する。 The present invention relates to an optical probe apparatus, and more particularly, to an optical probe apparatus that is used in an optical tomographic imaging apparatus that acquires an optical tomographic image using interference light and that is inserted into a body cavity and performs measurement.
従来、生体の体腔内を観察する内視鏡装置として、照明光を照射された生体の体腔内で反射された反射光による像を撮像し、モニタ等に表示する電子内視鏡装置が広く普及され、様々な分野で利用されている。また多くの内視鏡装置は、鉗子口を備え、この鉗子口を介して体腔内に導入されたプローブにより、体腔内の組織の生検や治療を行なう事ができる。 Conventionally, as an endoscope apparatus for observing the inside of a body cavity of a living body, an electronic endoscope apparatus that captures an image of reflected light reflected in the body cavity of a living body irradiated with illumination light and displays the image on a monitor or the like is widely spread. And used in various fields. Many endoscope apparatuses include a forceps port, and a biopsy or treatment of a tissue in the body cavity can be performed with a probe introduced into the body cavity via the forceps port.
一方、近年、生体組織等の測定対象を切断せずに生体などの断層画像を取得する断層画像取得装置の開発が進められており、例えば低コヒーレンス光による干渉を用いた光干渉断層(OCT:Optical Coherence Tomography)計測法を利用した光断層画像化装置が知られている。このOCT計測法を利用した光断層画像化装置は、SLD(Super Luminescent Diode)等から成る光源から出射された低コヒーレンス光を信号光と参照光に分割し、ピエゾ素子等により参照光または信号光の周波数を僅かにシフトさせ、信号光を測定部に入射させて該測定部の所定の深度で反射した反射光と参照光とを干渉させ、その干渉光の光強度をヘテロダイン検波により測定し、断層情報を取得するものであり、参照光の光路上に配置した可動ミラー等を微少移動させ、参照光の光路長を僅かに変化させることにより、参照光の光路長と信号光の光路長が一致した、測定部の深度での情報を得ることができる。また信号光の入射点を僅かにずらしながら、測定を繰り返すことにより、所定の走査領域の光断層画像を取得することができる。 On the other hand, in recent years, development of a tomographic image acquisition apparatus that acquires a tomographic image of a living body and the like without cutting a measurement target such as a living tissue has been advanced. For example, optical coherence tomography (OCT) using interference by low-coherence light has been developed. An optical tomographic imaging apparatus using an optical coherence tomography measurement method is known. An optical tomographic imaging apparatus using this OCT measurement method divides low-coherence light emitted from a light source composed of an SLD (Super Luminescent Diode) or the like into signal light and reference light, and uses reference light or signal light by a piezo element or the like. The signal light is incident on the measurement unit, the reflected light reflected at a predetermined depth of the measurement unit is interfered with the reference light, and the light intensity of the interference light is measured by heterodyne detection. The tomographic information is acquired, and the optical path length of the reference light and the optical path length of the signal light are changed by slightly moving a movable mirror arranged on the optical path of the reference light and slightly changing the optical path length of the reference light. The matched information at the depth of the measurement unit can be obtained. Further, by repeating the measurement while slightly shifting the incident point of the signal light, an optical tomographic image of a predetermined scanning region can be acquired.
このようなOCT装置(光断層画像化装置)を用い、内視鏡装置の鉗子口にOCTプローブ(光プローブ)を挿入して信号光および信号光の反射光を導光し、体腔内の光断層画像を取得することにより、例えば初期癌の深達度診断なども可能となる。 Using such an OCT apparatus (optical tomographic imaging apparatus), an OCT probe (optical probe) is inserted into the forceps opening of the endoscope apparatus to guide the signal light and the reflected light of the signal light, and the light in the body cavity By acquiring a tomographic image, for example, it is possible to diagnose the depth of invasion of an initial cancer.
図5に、従来の光プローブの先端部を拡大して示す。 In FIG. 5, the front-end | tip part of the conventional optical probe is expanded and shown.
図5に示すように、従来の光プローブ1010は、透明なシース(プローブ外筒)1012と、先端キャップ1014と、光ファイバFB0と、半球レンズ1016と、フレキシブルシャフト1018と、外装ジャケット1020と、第1スリーブ1022と、第2スリーブ1024と、フェルール1026とを有している。
As shown in FIG. 5, a conventional
シース1012は、例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)のような光を透過し可撓性を有する筒状の部材である。先端キャップ1014は、例えばSUS303等で形成されシース1012にねじ込み及び接着で固定され、シース1012の先端側を閉塞している。光ファイバFB0は、線状部材であり、シース1012内にシース1012に沿って収容され、測定光を光ロータリアダプタ(図示省略)から半球レンズ1016まで導波するとともに、半球レンズ1016で取得した測定対象からの戻り光を光ロータリアダプタへ導波するものである。半球レンズ1016は、光ファイバFB0の測定側先端に配置されており、先端部が光ファイバFB0から射出された測定光を測定対象に対し集光するために略球状の形状に形成されている。
The
また、フレキシブルシャフト1018、外装ジャケット1020、第1スリーブ1022、第2スリーブ1024及びフェルール1026は、光ファイバFB0をシース1012内に回転可能に保持するものである。フレキシブルシャフト1018は、螺旋状に巻かれたコイルから構成され自在に回転して回転力を伝達するようになっている。また、フェルール1026は、芯部に光ファイバFB0が挿通され、光ファイバFB0を保持するとともに保護する機能を有するものである。
In addition, the
ここで、フレキシブルシャフト1018は第1スリーブ1022に溶接され、第1スリーブ1022は第2スリーブ1024に接着され、第2スリーブ1024はフェルール1026に接着され、さらに外装ジャケット1020はPの位置でフェルール1026に接着されている。これにより、フレキシブルシャフト1018によってこれらが一体となってシース1012内を矢印Rで示したように回転する。
Here, the
しかし、図5に示したように光ファイバFB0を含む回転部材は位置規制がされていないため、回転することにより、フレキシブルシャフト1018が延びて先端の半球レンズ1016が先端キャップ1014に当接したり、その他の部材が回転中にシース1012内壁と接触して傷付けたりする虞れがある。
However, as shown in FIG. 5, the position of the rotating member including the optical fiber FB0 is not restricted. Therefore, when the rotating member rotates, the
そこで、従来このようなシース内面傷防止のため、例えば、シース先端内側と光学先端ハウジングとの間に金属球等のハウジングの回転時の摩擦を低減する摩擦防止手段を設けるようにしたものが知られている(例えば、特許文献1等参照)。 Therefore, in order to prevent such damage to the inner surface of the sheath, conventionally, for example, a friction preventing means for reducing friction during rotation of the housing such as a metal ball is provided between the sheath tip inner side and the optical tip housing. (See, for example, Patent Document 1).
これは、図6に示すように、シース1030の内面先端に、金属球1032を一部埋め込んで、金属球1032の接触点1034が先端ハウジング1036の先端面1038と点接触するようにしている。これにより、金属球1032のシース1030の内面先端より露出した部分が先端ハウジング1036の先端平滑面と点で接することとなるため、先端ハウジング1036の摩擦抵抗が少なく、金属球1032との点接触点と中心を結ぶ線を軸として回転するようにしたものである。
しかしながら、上記従来のものにおいては、光学ユニットはプローブの曲げ、屈曲などによって、シースと先端ハウジングの距離が変化し、バネ等の隙間変動緩和手段を入れても、この変動に追従できない場合もあり、また逆にバネにより光学系自体が座屈して、ハウジング内面と接触する虞れがあるという問題がある。また、上記特許文献1に記載された摩擦防止手段はハウジング位置を規制するものではないため、シース内面の傷防止にとって不十分である。 However, in the above conventional optical unit, the distance between the sheath and the tip housing changes due to bending or bending of the probe, and even if a gap fluctuation mitigation means such as a spring is inserted, this fluctuation may not be able to follow this fluctuation. On the contrary, there is a problem that the optical system itself is buckled by the spring and may come into contact with the inner surface of the housing. Moreover, since the friction preventing means described in Patent Document 1 does not regulate the position of the housing, it is insufficient for preventing scratches on the inner surface of the sheath.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、光プローブ装置のシース内での光学ハウジングの位置を保持し双方の接触を抑制してシース内の傷発生を防止することのできる光プローブ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can maintain the position of the optical housing within the sheath of the optical probe device and suppress contact between the two to prevent the occurrence of scratches in the sheath. An object is to provide a probe device.
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、干渉光を用いて光断層画像を得る光プローブ装置であって、少なくとも先端側が透明で可撓性を有する筒状のシースと、前記シース内腔に設けられた前記干渉光の出射・入射部と、前記干渉光の出射・入射部を保持するハウジングと、前記ハウジングに連結され、後端部の駆動手段より回転を前記ハウジングに伝達するフレキシブルシャフトと、前記シース先端を閉塞する部材及び前記ハウジング先端にそれぞれ設けられ、前記ハウジングの位置を保持する位置保持手段とを備え、前記位置保持手段が、前記ハウジングの回転時における前記シース先端を閉塞する部材の内面と前記ハウジング先端との間の摩擦を防止する摩擦防止手段を兼ねることを特徴とする光プローブ装置を提供する。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an optical probe device that obtains an optical tomographic image using interference light, wherein at least a distal end side is transparent and has a flexible sheath, The interference light emitting / incident part provided in the sheath lumen, a housing holding the interference light emitting / incident part, and connected to the housing, and rotated by driving means at the rear end to the housing. A flexible shaft for transmitting; a member for closing the sheath tip; and a position holding means for holding the position of the housing, each provided at the tip of the housing; and the position holding means when the housing rotates Provided is an optical probe device characterized by also serving as friction preventing means for preventing friction between an inner surface of a member closing the tip and the tip of the housing. .
これにより、シース内での光学系のハウジングの位置を保持し、双方が接触することを抑止して、シース内面の傷発生を防止することができるとともに、回転抵抗増大による回転変動を防止することが可能となる。 As a result, the position of the housing of the optical system within the sheath can be maintained, and both can be prevented from coming into contact with each other, thereby preventing the inner surface of the sheath from being scratched and preventing rotational fluctuations due to increased rotational resistance. Is possible.
また、同様に前記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、干渉光を用いて光断層画像を得る光プローブ装置であって、少なくとも先端側が透明で可撓性を有する筒状のシースと、前記シース内腔に設けられた前記干渉光の出射・入射部と、前記干渉光の出射・入射部を保持するハウジングと、光を導光するとともに前記ハウジングに連結され、後端部の駆動手段より回転を前記ハウジングに伝達する光ファイバと、前記ハウジングに光ファイバを介して間接的に連結されるフレキシブルシャフトと、前記シース先端を閉塞する部材及び前記ハウジング先端にそれぞれ設けられ、前記ハウジングの位置を保持する位置保持手段とを備え、前記位置保持手段が、前記ハウジングの回転時における前記シース先端を閉塞する部材の内面と前記ハウジング先端との間の摩擦を防止する摩擦防止手段を兼ねることを特徴とする光プローブ装置を提供する。 Similarly, in order to achieve the above object, the invention according to claim 2 is an optical probe device that obtains an optical tomographic image using interference light, and has a cylindrical shape that is transparent at least at the tip side and is flexible. The interference light emitting / incident part provided in the lumen of the sheath, a housing holding the interference light emitting / incident part, a light guide and coupled to the housing, and a rear end An optical fiber that transmits rotation to the housing from the driving means of the part, a flexible shaft that is indirectly connected to the housing via the optical fiber, a member that closes the sheath tip, and a tip of the housing, respectively. Position holding means for holding the position of the housing, and the position holding means includes an inner surface of a member that closes the sheath tip when the housing rotates. To provide an optical probe device characterized by serving as a friction prevention means for preventing the friction between the serial distal housing.
これにより、シース内での光学系のハウジングの位置を保持し、双方が接触することを抑止して、シース内面の傷発生を防止することができるとともに、回転抵抗増大による回転変動を防止することが可能となる。 As a result, the position of the housing of the optical system within the sheath can be maintained, and both can be prevented from coming into contact with each other, thereby preventing the inner surface of the sheath from being scratched and preventing rotational fluctuations due to increased rotational resistance. Is possible.
また、請求項3に示すように、前記位置保持手段は、前記シース先端を閉塞する部材に形成された凹形状及び、前記ハウジング先端に形成された凸形状とが、互いに回転自在に勘合するように形成されたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the position holding means is configured so that a concave shape formed on a member that closes the sheath tip and a convex shape formed on the housing tip are rotatably fitted to each other. It is characterized by being formed.
これにより、シース内での光学系のハウジングの位置を保持することが可能となる。 Thereby, the position of the housing of the optical system in the sheath can be maintained.
また、請求項4に示すように、前記位置保持手段は、前記シース先端を閉塞する部材に形成された凸形状及び、前記ハウジング先端に形成された凹形状とが、互いに回転自在に勘合するように形成されたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the position holding means is configured so that a convex shape formed on a member that closes the sheath tip and a concave shape formed on the housing tip are rotatably engaged with each other. It is characterized by being formed.
これにより、同様に、シース内での光学系のハウジングの位置を保持することが可能となる。 Thereby, similarly, the position of the housing of the optical system within the sheath can be maintained.
また、請求項5に示すように、前記シース先端を閉塞する部材が、前記シースとは別体の金属部材で形成され、前記シースに対して接着またはねじ込みまたは接着とねじ込みの両方によって固定されたことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, the member that closes the sheath tip is formed of a metal member separate from the sheath, and is fixed to the sheath by bonding, screwing, or both bonding and screwing. It is characterized by that.
これにより、シース先端を閉塞する部材を金属材料で形成することにより、その強度及び耐久性の向上を図ることができる。 Thereby, the strength and durability can be improved by forming the member that closes the sheath tip from the metal material.
また、請求項6に示すように、前記シース先端を閉塞する部材を形成する金属部材に、樹脂部材を圧入またはねじ込みして凹形状を形成したことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, a concave shape is formed by press-fitting or screwing a resin member into a metal member that forms a member for closing the sheath tip.
これにより、樹脂部材により形成することでハウジング先端の凸形状を受け入れる軸受けの低摩擦性を確保することができる。 Thereby, the low friction property of the bearing which receives the convex shape of the housing front-end | tip by forming with a resin member is securable.
また、請求項7に示すように、前記樹脂部材は、フッ素樹脂あるいは低摩耗高摺動性材料であることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, the resin member is a fluororesin or a low wear and high slidable material.
これにより、ハウジング先端の凸形状を受け入れる軸受けの摩耗性を低く形成することができる。 Thereby, the abrasion property of the bearing which receives the convex shape of the housing front end can be formed low.
また、請求項8に示すように、前記シース先端を閉塞する部材と前記シースが同材質の別体で形成され、それぞれが熱溶着で一体に結合されていることを特徴とする。 In addition, according to an eighth aspect of the present invention, the member for closing the sheath tip and the sheath are formed as separate bodies of the same material, and each is integrally joined by heat welding.
これにより、シース先端を閉塞する部材のシール性及び脱落に対する安全性及び耐久性を向上させるとともに、コスト低減を図ることができる。 Thereby, while improving the sealing performance of the member which obstruct | occludes a sheath front end, and the safety | security and durability with respect to drop-off, cost reduction can be aimed at.
また、請求項9に示すように、前記シース先端を閉塞する部材と前記シースの材質が、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルコキシエチレン共重合体であることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, the member for closing the sheath tip and the material of the sheath are tetrafluoroethylene perfluoroalkoxyethylene copolymers.
これにより、溶融成形できる熱可塑性樹脂としての特性により自在な加工が可能となり、さらに嵌合部の低摩擦性向上を図ることができる。 Thereby, it becomes possible to freely process due to the properties as a thermoplastic resin that can be melt-molded, and it is possible to further improve the low friction of the fitting portion.
また、請求項10に示すように、前記位置保持手段は、前記ハウジング先端を閉塞する部材内側面と前記シース内側面との当てつけによって前記ハウジング先端側方向の位置規制を行うことを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, the position holding means regulates the position in the housing distal end side direction by applying an inner surface of a member that closes the distal end of the housing and an inner surface of the sheath.
これにより、ハウジングのスラスト方向の位置規制を面圧を低下させながら確実に行うことができる。 As a result, the position of the housing in the thrust direction can be reliably controlled while reducing the surface pressure.
また、請求項11に示すように、前記位置保持手段を構成する前記シース先端を閉塞する部材に形成される凹形状と前記ハウジング先端に形成される凸形状における嵌合長が、前記ハウジングのスラスト移動量よりも大きいことを特徴とする。 The fitting length between the concave shape formed in the member closing the sheath tip constituting the position holding means and the convex shape formed at the housing tip is defined by the thrust of the housing. It is characterized by being larger than the amount of movement.
これにより、シース先端を閉塞する部材に形成される凹形状とハウジング先端に形成される凸形状との嵌合が外れて光学系ハウジングがシース内面に接触して傷付けることを防止することができる。 Thereby, it is possible to prevent the optical housing from contacting the inner surface of the sheath and damaging the concave shape formed in the member closing the sheath tip and the convex shape formed at the housing tip.
以上説明したように、本発明によれば、シース内での光学系のハウジングの位置を保持し、双方が接触することを抑止して、シース内面の傷発生を防止することができるとともに、回転抵抗増大による回転変動を防止することが可能となる。 As described above, according to the present invention, the position of the housing of the optical system within the sheath can be maintained, and both can be prevented from coming into contact with each other, thereby preventing damage on the inner surface of the sheath and rotating. It is possible to prevent rotational fluctuation due to increased resistance.
以下、添付図面を参照して、本発明に係る光プローブ装置について詳細に説明する。 Hereinafter, an optical probe device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の第1実施形態に係る光プローブ装置が用いられる光断層画像化装置の概略構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an optical tomographic imaging apparatus in which the optical probe apparatus according to the first embodiment of the present invention is used.
図1に示す本発明の光断層画像化装置10は、光干渉断層(OCT:Optical Coherence Tomography)計測法による測定対象の光断層画像を取得するためのもので、測定のための光Laを射出する光源(光源ユニット)12と、光源12から射出された光Laを測定光L1と参照光L2に分岐するとともに、被検体である測定対象Sからの戻り光L3と参照光L2を合波して干渉光L4、L5を生成する光ファイバカプラ(分岐合波部)14と、光ファイバカプラ14で分岐された測定光L1を測定対象まで導波するとともに測定対象からの戻り光L3を導波する回転側光ファイバFB1を備える光プローブ(光プローブ装置)16と、測定光L1を回転側光ファイバFB1まで導波するとともに回転側光ファイバFB1によって導波された戻り光L3を導波する固定側光ファイバFB2と、回転側光ファイバFB1を固定側光ファイバFB2に対して回転可能に接続し、測定光L1および戻り光L3を伝送する光ロータリアダプタ18と、光ファイバカプラ14で生成された干渉光L4、L5を干渉信号として検出する干渉光検出部20と、この干渉光検出部20によって検出された干渉信号を処理して光断層画像(以下、単に「断層画像」とも言う)を取得する処理部22と、処理部22で取得された断層画像を表示する表示部24とを有する。
An optical tomographic imaging apparatus 10 of the present invention shown in FIG. 1 is for acquiring an optical tomographic image of a measurement object by an optical coherence tomography (OCT) measurement method, and emits light La for measurement. Light source (light source unit) 12 and the light La emitted from the
また、光断層画像化装置10は、参照光L2の光路長を調整する光路長調整部26と、光源12から射出された光Laを分光する光ファイバカプラ28と、光ファイバカプラ14で合波された戻り光L4およびL5をそれぞれ検出する検出部30aおよび30bと、処理部22や表示部24等への各種条件の入力、設定の変更等を行う操作制御部32とを有する。
The optical tomographic imaging apparatus 10 also combines the optical path
なお、後述するが図1に示す光断層画像化装置10においては、上述した射出光La、測定光L1、参照光L2および戻り光L3などを含む種々の光を各光デバイスなどの構成要素間で導波し、伝送するための光の経路として、回転側光ファイバFB1および固定側光ファイバFB2を含め種々の光ファイバFB(FB3、FB4、FB5、FB6、FB7など)が用いられている。 As will be described later, in the optical tomographic imaging apparatus 10 shown in FIG. 1, various lights including the above-described emission light La, measurement light L1, reference light L2, return light L3, and the like are transmitted between components such as optical devices. Various optical fibers FB (FB3, FB4, FB5, FB6, FB7, etc.) including the rotation-side optical fiber FB1 and the fixed-side optical fiber FB2 are used as light paths for guiding and transmitting in FIG.
光源12は、OCTの信号光(例えば、波長1.3μmのレーザ光)を射出するものであり、例えば、低コヒーレンスの光Laを射出するSLD(Super Luminescent Diode)12aと、SLD12aから射出された低コヒーレント光Laを集光するレンズ12bとを備えている。光源12から射出された光Laは、光ファイバFB4、FB3を介して光ファイバカプラ14に入力される。
The
光ファイバカプラ(分岐合波部)14は、例えば2×2の光ファイバカプラで構成されており、光ファイバFB2、光ファイバFB3、光ファイバFB5、光ファイバFB7とそれぞれ光学的に接続されている。 The optical fiber coupler (branching / combining unit) 14 is composed of, for example, a 2 × 2 optical fiber coupler, and is optically connected to the optical fiber FB2, the optical fiber FB3, the optical fiber FB5, and the optical fiber FB7, respectively. .
光ファイバカプラ14は、光源12から光ファイバFB4および FB3を介して入射した光Laを測定光L1と参照光L2とに分割する。測定光L1は光ファイバFB2を介して光ロータリアダプタ18に入力され、参照光L2は光ファイバFB5を介して光路長調整部26に入力される。。
The
さらに、光ファイバカプラ14は、後述するように光路長調整部26によって周波数シフトおよび光路長の変更が施されて光ファイバFB5を戻った光L2と、測定対象Sで反射し光プローブ16で取得され光ファイバ1及び光ファイバFB2から導波された戻り光L3とを合波し、光ファイバFB3(FB6)および光ファイバFB7に射出する。
Furthermore, the
光プローブ16は、光ロータリアダプタ18を介して、光ファイバFB2と接続されている。測定光L1は、光ファイバFB2から光ロータリアダプタ18を介して光プローブ16内の光ファイバFB1に入力される。入力された測定光L1は光ファイバFB1によって伝送され測定対象Sに照射される。そして、光プローブ16は、測定対象Sで反射された戻り光L3を取得し、取得した戻り光L3を光ファイバFB1によって伝送して、光ロータリアダプタ18を介して、光ファイバFB2に射出するようになっている。
The
光ロータリアダプタ18は、固定された光ファイバFB2と(詳しくは後述するが)光プローブ16内で回転する光ファイバFB1とを光学的に接続するものである。
The optical
干渉光検出部20は、光ファイバFB6および光ファイバFB7と接続されており、光ファイバカプラ14で参照光L2と戻り光L3とを合波して生成された干渉光L4およびL5を干渉信号として検出するものである。
The interference
ここで、光断層画像化装置10は、光ファイバカプラ28から分岐させた光ファイバFB6上に設けられ、レーザ光L4の光強度を検出する検出器30aと、光ファイバFB7の光路上に干渉光L5の光強度を検出する検出器30bとを有している。
Here, the optical tomographic imaging apparatus 10 is provided on an optical fiber FB6 branched from the
干渉光検出部20は、検出器30aおよび検出器30bの検出結果に基づいて、光ファイバFB6から検出する干渉光L4と光ファイバFB7から検出する干渉光L5の強度のバランスを調整する。
The interference
処理部22は、干渉光検出部20で検出した干渉信号から、測定位置における光プローブ16と測定対象Sとの接触している領域、より正確には光プローブ16のプローブ外筒(シース、後述)の表面と測定対象Sの表面とが接触しているとみなせる領域を検出し、さらに、干渉光検出部20で検出した干渉信号から、断層画像を取得する。
From the interference signal detected by the interference
表示部24は、CRTあるいは液晶表示装置等で構成され、処理部22から送信された断層画像を表示する。
The
光路長調整部26は、光ファイバFB5の参照光L2の射出側(すなわち、光ファイバFB5の光ファイバカプラ14とは反対側の端部)に配置されている。
The optical path
光路長調整部26は、光ファイバFB5から射出された光を平行光にする第1光学レンズ40と、第1光学レンズ40で平行光にされた光を集光する第2光学レンズ42と、第2光学レンズ42で集光された光を反射する反射ミラー44と、第2光学レンズ42および反射ミラー44を支持する基台46と、基台46を光軸方向に平行な方向に移動させるミラー移動機構48とを有し、第1光学レンズ40と第2光学レンズ42との距離を変化させることで参照光L2の光路長を調整する。
The optical path
第1光学レンズ40は、光ファイバFB5のコアから射出された参照光L2を平行光にするとともに、反射ミラー44で反射された参照光L2を光ファイバFB5のコアに集光する。
The first
また、第2光学レンズ42は、第1光学レンズ40により平行光にされた参照光L2を反射ミラー44上に集光するとともに、反射ミラー44により反射された参照光L2を平行光にする。このように、第1光学レンズ40と第2光学レンズ42とにより共焦点光学系が形成されている。
The second
さらに、反射ミラー44は、第2光学レンズ42で集光される光の焦点に配置されており、第2光学レンズ42で集光された参照光L2を反射する。
Further, the
これにより、光ファイバFB5から射出した参照光L2は、第1光学レンズ40により平行光になり、第2光学レンズ42により反射ミラー44上に集光される。その後、反射ミラー44により反射された参照光L2波、第2光学レンズ42により平行光になり、第1光学レンズ40により光ファイバFB5のコアに集光される。
As a result, the reference light L2 emitted from the optical fiber FB5 becomes parallel light by the first
また、基台46は、第2光学レンズ42と反射ミラー44とを固定し、ミラー移動機構48は、基台46を第1光学レンズ40の光軸方向(図1矢印A方向)に移動させる。
The base 46 fixes the second
ミラー移動機構48で、基台46を矢印A方向に移動させることで、第1光学レンズ40と第2光学レンズ42との距離を変更することができ、参照光L2の光路長を調整することができる。
The distance between the first
操作制御部32は、キーボード、マウス等の入力手段と、入力された情報に基づいて各種条件を管理する制御手段とを有し、処理部22および表示部24に接続されている。操作制御部32は、入力手段から入力されたオペレータの指示に基づいて、処理部22における各種処理条件等の入力、設定、変更や、表示部24の表示設定の変更等を行う。
The
なお、操作制御部32は、操作画面を表示部24に表示させてもよいし、別途表示部を設けて操作画面を表示させてもよい。また、操作制御部32で、第1の光源12、第2の光源13、光ロータリアダプタ18、干渉光検出部20、光路長ならびに検出部30aおよび30bの動作制御や各種条件の設定を行うようにしてもよい。
Note that the
次に、光プローブ16について説明する。
Next, the
図2は、本発明の第1実施形態に係る光プローブ16の先端部を拡大して示す部分断面図である。
FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view showing the distal end portion of the
図2に示すように、第1実施形態の光プローブ16は、プローブ外筒(以下、シースと言う)50、キャップ52、光ファイバFB1、フレキシブルシャフト54、第1スリーブ56、第2スリーブ58、フェルール60、半球レンズ62等を有して構成される。
As shown in FIG. 2, the
シース50は、可撓性を有する筒状の部材であり、光ファイバFB1から導波され半球レンズ62から測定対象S(図1参照)に向けて出射された測定光L1及び測定対象Sで反射された戻り光L3が透過するような材料からなっている。なお、シース50は、測定光L1及び戻り光L3が通過する先端側の一部が全周に渡って光を透過する材料(透明な材料)で形成されていればよい。
The
キャップ52は、シース50の先端に設けられ、シース50の先端を閉塞する部材である。キャップ52とシース50とは異なる材質で形成され、キャップ52はシース50に対して接着またはねじ込みあるいはその両方によって結合された構造をなしている。例えば、キャップ52はSUS、シース50はPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)とし、接着剤としてエポキシ樹脂を用いることができる。
The
光ファイバFB1は、線状部材であり、シース50内にシース50に沿って収容されており、光ファイバFB2から光ロータリアダプタ18を介して導波された測定光L1を半球レンズ62(干渉光の出射・入射部)まで導波するとともに、半球レンズ62から測定対象Sに照射された測定光L1が測定対象Sで反射され半球レンズ62で取得された戻り光L3を光ロータリアダプタ18まで導波して光ファイバFB2に入射させるようにするものである。
The optical fiber FB1 is a linear member, and is accommodated in the
ここで、光ファイバFB1と光ファイバFB2とは、図1に示すように光ロータリアダプタ18によって接続されており、光ファイバFB1の回転が光ファイバFB2に伝達しない状態で、光学的に接続されている。また、光ファイバFB1は、シース50に対し回転自在な状態で配置されている。
Here, the optical fiber FB1 and the optical fiber FB2 are connected by the optical
フレキシブルシャフト54は、その内部に光ファイバFB1が挿通され、螺旋状に巻かれたコイル(図には二重のコイルが示されているが、これに限定されるものではなく三重のコイルでも良い)から構成される自在に回転して回転力を伝達するものである。
The
第1スリーブ56、第2スリーブ58及びフェルール60は、光ファイバFB1を固定するための部材である。特にフェルール60はシース50内の一番内側で光ファイバFB1を固定しかつ保護するための部材である。フレキシブルシャフト54は第1スリーブ56に溶接され、第1スリーブ56は第2スリーブ58に接着され、フェルール60は第2スリーブ58に接着されている。
The
フレキシブルシャフト54は、図示を省略した回転駆動手段によって回転駆動され、その駆動力は第1スリーブ56、第2スリーブ58、フェルール60を介して光ファイバFB1に伝達され、結果これら半球レンズ62や光ファイバFB1等を含む光学系が全体として、一体となってシース50内において回転するようになっている。
The
また、第2スリーブ58は先端側に延びて、その先端側は半球レンズ62を覆う筒状のハウジング64となっている。ハウジング64には、半球レンズ62から出射される測定光L1及び半球レンズ62に入射する戻り光L3の光路となる開口64aが設けられている。
The
また、ハウジング64は、その先端部を閉塞するとともに、その中央(筒の中心)に、さらに光プローブ16の先端側に向かって延びるように凸部66が形成されている。一方、キャップ52には、このハウジング64の凸部66を受け入れる凹部52aが形成されている。さらに、この凹部52aには、シース50内で回転する光学系の軸受けとなるブッシュ(ブッシング)68が圧入あるいはねじ込みで設けられている。ブッシュ68をねじ込みで設置する場合には、そのねじ込み方向は、緩まないように光学系の回転方向と逆方向とする。
The
また、ブッシュ68の材質としては、回転するハウジング64との摩擦抵抗を下げるために、例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)あるいは超高分子量ポリエチレン(UHMW−PE)などのような低摩耗性の材料が使用される。
The
フレキシブルシャフト54は、前述したようにコイルばねで形成されており、回転により伸び縮みする。これにより、ハウジング64およびその凸部66は、図2に矢印Bで示すスラスト方向(押し付け方向)及び矢印Cで示す引き抜き方向に移動する。このとき、スラスト方向Bへの移動については、図2に符号Dで示したように、ハウジング64のフランジ部(先端側面)がブッシュ68に当接して位置規制が行われる。またこのとき凸部66の先端がキャップ52の凹部52aの底部に当たらないように、凸部66の先端部にある程度の隙間が存在するように構成される。
The
また、引き抜き方向Cについては、ハウジング64がC方向に移動して、凸部66がキャップ52の凹部52aに形成されたブッシュ68から抜けてしまわないように、脱落防止のためC方向へのハウジング64の移動量よりも嵌合長dの方が大きくなるように構成される。
Further, with respect to the pulling direction C, the
このように、ハウジング64の先端中央に凸部66を設けてそれをキャップ52に形成した凹部52aに挿入し、ブッシュ(軸受け)68で受けるようにして、回転の位置規制がなされる。また、スラスト方向Bについては、ハウジング64先端の凸部66の周囲の先端側面(フランジ部)をシース先端を閉塞する部材(キャップ52)に設けられた軸受部材(ブッシュ68)の端面に当てつけるようにして、押し付け方向の位置規制がなされる。
As described above, the
さらに、ハウジング64(光学系)の引き抜き方向Cの変動長さよりもハウジング64の凸部66とキャップ52の凹部52aの嵌合長dの方を大きくすることにより、ハウジング64が引き抜き方向Cに変動した場合に、この嵌合が外れてハウジング64がシース50の内面に接触してシース50内面が傷付くのを防ぐことができる。
Further, by increasing the fitting length d of the
なお、上記とは逆に、ハウジング64の先端中央に凹部を設け、キャップ52に凸部を形成して、これらを嵌合させて、上記と同様の効果を生じさせるように構成してもよい。
Contrary to the above, a recess may be provided in the center of the front end of the
次に本実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
光プローブ16を被検体の体腔内に挿入し、光プローブ16の半球レンズ62の存在する先端側を測定対象Sの観察部位に位置させ、半球レンズ62から測定光L1を観察部位に向けて出射する。このとき、図1に示す光路長調整部26のミラー移動機構48で基台46を矢印A方向に移動させることにより、測定可能領域内に測定対象Sの観察部位が位置するように光路長を調整し、設定する。そして光源12から光Laを射出する。射出された光Laは、光ファイバカプラ14により測定光L1と参照光L2とに分割される。測定光L1は、光ファイバFB2から光ロータリアダプタ18を介して光ファイバFB1に導波される。
The
図2のフレキシブルシャフト54は、図示を省略した回転駆動手段により回転される。フレキシブルシャフト54の回転力は、第1スリーブ56から第2スリーブ58(ハウジング64)、さらに第2スリーブ58からフェルール60へと伝達され、光ファイバFB1及び半球レンズ62が回転する。
The
これにより、半球レンズ62から出射される測定光L1により測定対象Sの全周に渡って照射され、光プローブ16が挿入された体腔内部が放射状に光走査される。そして、観察部位の各位置で反射された戻り光L3が半球レンズ62に入射され、光ファイバFB1から光ロータリアダプタ18を介して光ファイバFB2に導波される。
Thereby, the measurement light L1 emitted from the
光ファイバFB2に導波された戻り光L3は、光ファイバカプラ14において、光路長調整部26により光路長が調整され光ファイバFB5から導波された参照光L2と合波される。そして、戻り光L3と参照光L2が合波されて、干渉光L4、L5が生成される。
The return light L3 guided to the optical fiber FB2 is combined with the reference light L2 guided by the optical fiber FB5 after the optical path length is adjusted by the optical path
干渉光L4、L5は、干渉光検出部20によって干渉信号として検出される。検出された干渉信号は処理部22に送られる。処理部22では、送られた干渉信号を取得すると、光ロータリアダプタ18で検出した測定位置の情報を取得し、干渉信号と測定位置の位置情報を対応付ける。
The interference lights L4 and L5 are detected as interference signals by the interference
処理部22では、干渉信号及び測定位置の位置情報から測定対象Sの断層画像が生成され、画質補正処理等の画像処理が施される。そして、画像処理の施された断層画像は表示部24に表示される。
The
このように、本実施形態では、シース50の先端のキャップ52に設けられた凹部52a及びブッシュ(軸受け)68に対し、光学系のハウジング64の先端部中央に設けられた凸部66を嵌合させることにより、光学系の回転方向位置を規制するとともに、ハウジング64の凸部66周辺のフランジ部をブッシュ68に突き当てることでスラスト方向Bの位置規制を行うようにしている。
As described above, in this embodiment, the
それにより、シース50内での光学系のハウジング64の位置を保持し、双方が接触することを抑止して、シース50内に傷が発生するのを防止することができる。また、ハウジング64先端の凸部66とキャップ52の凹部52aとの嵌合長を、光学系のハウジング64のスラスト方向移動長さよりも大きくしたことにより、上記嵌合がはずれてハウジング64がシース50内面に接触して傷つけることを防止することができる。
Thereby, the position of the
また軸受けとしてのブッシュ68をPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂あるいは超高分子量ポリエチレン(UHMW−PE)等の低摩耗高摺動性材料とすることで回転抵抗が増大することによる回転変動を防止することができる。
Further, the rotation fluctuation due to the increase in the rotational resistance by making the
次に、本発明の第2実施形態について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図3は、本発明の第2実施形態に係る光プローブの先端部を拡大して示す部分断面図である。 FIG. 3 is an enlarged partial cross-sectional view showing the tip of the optical probe according to the second embodiment of the present invention.
図3に示すように、本実施形態の光プローブ216は、前述した第1実施形態の光プローブ16と略同じ構造をしている。本実施形態の光プローブ216が第1実施形態の光プローブ16と異なる点は、本実施形態ではキャップ52’とシース50の両方をPFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体)という同じ材質で形成し、図の符号Eで示す部分において、キャップ52’とシース50を熱溶着で一体に結合させたことである。キャップ52’及びシース50の材質として用いたPFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体)は、熱可塑性樹脂であり、すぐれた低摩擦性を有するため、本実施形態ではキャップ52’自体で軸受けを形成して、第1実施形態において軸受けとして設置したブッシュ68を不要とすることができる。
As shown in FIG. 3, the
このように、本実施形態においては、シース50とその先端部のキャップ52’を同じ材質(PFA)で形成し、それぞれを熱溶着で一体化したため、シール性、キャップの脱落に対する安全性及び耐久性を向上させるとともに、コスト低減を図ることができる。
Thus, in this embodiment, since the
なお、上記以外の構成については、前述した第1実施形態と同様であるので詳しい説明は省略する。 Since the configuration other than the above is the same as that of the first embodiment described above, a detailed description thereof will be omitted.
次に、本発明の第3実施形態について説明する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described.
図4は、本発明の第3実施形態に係る光プローブの先端部を拡大して示す部分断面図である。 FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view showing the tip of the optical probe according to the third embodiment of the present invention.
本実施形態は、前述した第1及び第2実施形態とは、光学系の駆動方式が異なるものである。すなわち、前述した第1及び第2実施形態は、回転自在なフレキシブルシャフトを介して先端の光学系を保持するハウジングを駆動していたが、本第3実施形態においては、先端の光学系を保持するハウジングを回転させる駆動力を、光ファイバを介して伝達するようにしたものである。 This embodiment is different from the first and second embodiments described above in the optical system driving method. That is, in the first and second embodiments described above, the housing that holds the tip optical system is driven via the rotatable flexible shaft. In the third embodiment, however, the tip optical system is held. The driving force for rotating the housing is transmitted via the optical fiber.
図4に示す本実施形態の光プローブ316は、基本的に前述した第2実施形態の光プローブ216において、その駆動方式を変更したものである。
The
図4の光プローブ316において、光ファイバFB1はPTFEで形成された外装ジャケット70に接着されている。外装ジャケット70は、図4に符号Fで示す位置で第1スリーブ56と接着されるとともに、符号Gで示す位置で第2スリーブ58と接着されている。
In the
また、フレキシブルシャフト54は、第1スリーブ56に溶接されている。なお、本実施形態においては、第1スリーブ56と第2スリーブ58は、接着されておらず、互いに回転方向に固定されていない。
The
従って、本実施形態においては、図示しない回転駆動手段によってまずフレキシブルシャフト54が回転すると、これと溶接されている第1スリーブ56が回転する。次に第1スリーブ56が回転すると、これと接着されている外装ジャケット70が回転する。外装ジャケット70が回転すると、これと接着されている光ファイバFB1が回転する。
Therefore, in the present embodiment, when the
またこのとき外装ジャケット70に接着されている第2スリーブ58が回転する。第2スリーブ58が回転することによって、その先端部に形成されている光学系のハウジング64が回転する。
At this time, the
このように、本実施形態においては、フレキシブルシャフト54で直接光学系のハウジング64を回転しているのではなく、光ファイバFB1を介して回転の駆動力を光学系のハウジングに伝達するようにしている。
As described above, in the present embodiment, the
図4に示した例は、第2実施形態において第1スリーブと第2スリーブを互いに接着させずに、フレキシブルシャフトの回転駆動力を光ファイバFB1を介して光学系のハウジングに伝達するようにしているが、同じことを第1実施例の光プローブ16において行うようにしてもよい。
In the example shown in FIG. 4, the rotational driving force of the flexible shaft is transmitted to the optical system housing via the optical fiber FB1 without bonding the first sleeve and the second sleeve to each other in the second embodiment. However, the same may be performed in the
このように、本実施形態は、光学系ハウジングの駆動方式が他の実施形態と異なるものであって、シース先端を閉塞する部材とハウジングとのそれぞれに位置規制手段及び摩擦防止手段を設けて、シース内での光学系のハウジングの位置を保持し、シース内面の傷発生を抑制する点は、他の実施形態と同様である。 As described above, this embodiment is different from the other embodiments in the drive system of the optical system housing, and is provided with a position restricting means and a friction preventing means in each of the member closing the sheath tip and the housing, The point of holding the position of the housing of the optical system in the sheath and suppressing the occurrence of scratches on the inner surface of the sheath is the same as in the other embodiments.
以上、本発明の光プローブ装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。 Although the optical probe device of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above examples, and various improvements and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Of course.
10…光断層画像化装置、12…光源、14…光ファイバカプラ、16…光プローブ、18…光ロータリアダプタ、20…干渉光検出部、22…処理部、24…表示部、26…光路長調整部、28…光ファイバカプラ、30a、30b…検出部、32…操作制御部、50…光プローブ、52…シース(プローブ外筒)、54…フレキシブルシャフト、56…第1スリーブ、58…第2スリーブ、60…フェルール、62…半球レンズ、64…ハウジング、66…突起、68…ブッシュ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical tomography apparatus, 12 ... Light source, 14 ... Optical fiber coupler, 16 ... Optical probe, 18 ... Optical rotary adapter, 20 ... Interference light detection part, 22 ... Processing part, 24 ... Display part, 26 ... Optical path length Adjustment unit, 28 ... optical fiber coupler, 30a, 30b ... detection unit, 32 ... operation control unit, 50 ... optical probe, 52 ... sheath (probe outer tube), 54 ... flexible shaft, 56 ... first sleeve, 58 ... first 2 sleeves, 60 ... ferrule, 62 ... hemispherical lens, 64 ... housing, 66 ... projection, 68 ... bush
Claims (11)
少なくとも先端側が透明で可撓性を有する筒状のシースと、
前記シース内腔に設けられた前記干渉光の出射・入射部と、
前記干渉光の出射・入射部を保持するハウジングと、
前記ハウジングに連結され、後端部の駆動手段より回転を前記ハウジングに伝達するフレキシブルシャフトと、
前記シース先端を閉塞する部材及び前記ハウジング先端にそれぞれ設けられ、前記ハウジングの位置を保持する位置保持手段とを備え、
前記位置保持手段が、前記ハウジングの回転時における前記シース先端を閉塞する部材の内面と前記ハウジング先端との間の摩擦を防止する摩擦防止手段を兼ねることを特徴とする光プローブ装置。 An optical probe device that obtains an optical tomographic image using interference light,
A cylindrical sheath that is transparent at least at the tip side and has flexibility;
An output / incident part of the interference light provided in the sheath lumen;
A housing for holding the emission / incident part of the interference light;
A flexible shaft coupled to the housing and transmitting rotation to the housing by a driving means at a rear end;
A member for closing the sheath tip and a position holding means for holding the position of the housing.
The optical probe apparatus, wherein the position holding means also serves as a friction preventing means for preventing friction between an inner surface of a member that closes the sheath tip during rotation of the housing and the housing tip.
少なくとも先端側が透明で可撓性を有する筒状のシースと、
前記シース内腔に設けられた前記干渉光の出射・入射部と、
前記干渉光の出射・入射部を保持するハウジングと、
光を導光するとともに前記ハウジングに連結され、後端部の駆動手段より回転を前記ハウジングに伝達する光ファイバと、
前記ハウジングに光ファイバを介して間接的に連結されるフレキシブルシャフトと、
前記シース先端を閉塞する部材及び前記ハウジング先端にそれぞれ設けられ、前記ハウジングの位置を保持する位置保持手段とを備え、
前記位置保持手段が、前記ハウジングの回転時における前記シース先端を閉塞する部材の内面と前記ハウジング先端との間の摩擦を防止する摩擦防止手段を兼ねることを特徴とする光プローブ装置。 An optical probe device that obtains an optical tomographic image using interference light,
A cylindrical sheath that is transparent at least at the tip side and has flexibility;
An output / incident part of the interference light provided in the sheath lumen;
A housing for holding the emission / incident part of the interference light;
An optical fiber that guides light and is coupled to the housing and transmits rotation to the housing by a driving means at a rear end;
A flexible shaft indirectly coupled to the housing via an optical fiber;
A member for closing the sheath tip and a position holding means for holding the position of the housing.
The optical probe apparatus, wherein the position holding means also serves as a friction preventing means for preventing friction between an inner surface of a member that closes the sheath tip during rotation of the housing and the housing tip.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012052882A (en) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Fujifilm Corp | Optical tomography device and optical tomographic image acquisition method |
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WO2012098999A1 (en) * | 2011-01-19 | 2012-07-26 | Hoya株式会社 | Oct probe |
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-
2008
- 2008-03-26 JP JP2008080392A patent/JP2009232960A/en active Pending
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