JP2010075390A - Ｏｃｔ用光プローブ及びそれを用いた光断層画像化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】先端光学系の損傷を防止することができ、測定位置を把握することのできるＯＣＴ用光プローブ及びそれを用いた光断層画像化装置を提供する。
【解決手段】ＯＣＴ用光プローブ２は、測定光Ｌ１を伝える光ファイバ１２と、光ファイバ１２の先端に固定され、測定光Ｌ１を光ファイバ１２に略直交する方向に出射するとともにその反射光Ｌ３を光ファイバ１２に入射させる先端光学系１３と、光ファイバ１３を回転させることによって先端光学系１３から出射される測定光Ｌ１を走査する基端部２０内の回転手段と、先端光学系１３を囲むとともに、測定光Ｌ１の出射方向と反射光Ｌ３の入射方向に開口された保護スリーブ１５と、を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内視鏡の鉗子チャンネルに挿通されるＯＣＴ用光プローブ、およびこのＯＣＴ用光プローブを用いて光断層画像を取得する光断層画像化装置に関するものである。

従来、体腔内で断層画像を取得する際に、ＯＣＴ計測を利用した光断層画像化装置が用いられることがある。この光断層画像化装置では、光源から射出された低コヒーレント光を測定光と参照光に分割した後、この測定光が測定対象に照射されたときの測定対象からの反射光と参照光とを合波し、この反射光と参照光との干渉光の強度に基づいて光断層画像を取得するものである。ＯＣＴ計測には、ＴＤ（Time Domain）−ＯＣＴ計測とＦＤ（Fourier Domain）−ＯＣＴ計測の２種類が存在する。ＦＤ−ＯＣＴ計測は、高速な測定が可能となる手法として、近年注目されている。ＦＤ−ＯＣＴ計測を行う光断層画像化装置で代表的なものとしては、ＳＤ（Spectral Domain）−ＯＣＴ装置とＳＳ（Swept Source）−ＯＣＴ装置の２種類が挙げられる。

これらの光断層画像化装置には、体腔内に挿入され、測定対象の光断層画像を取得するために、測定光を導波させて少なくとも一次元方向に走査させるとともに、反射光を導波させるＯＣＴ用光プローブが用いられている。このＯＣＴ用光プローブは、観察部に照明光を照射して撮像する内視鏡の鉗子チャンネルに挿通させて使用されることがある。通常、このようなＯＣＴ用光プローブは、内視鏡先端から３０ｍｍ〜６０ｍｍ程度突出して使用される。これにより、操作者が体腔内でのＯＣＴ用光プローブを内視鏡により視認可能となり、測定中の安全性が向上する。

図１１は、従来のＯＣＴ用光プローブを示している。同図に示すように、シース１１内に光ファイバ１２が挿通され、その先端に先端光学系１３（集光光学系）が設けられており、先端光学系１３はシース１１に内包されている。

ところで、ＯＣＴ用光プローブは約１．５ｍ〜３ｍと長尺のため、取扱上、先端部をどこかに衝突させる可能性が大きい。その際、先端光学系１３の部分の剛性が弱いため、先端光学系１３を破損するおそれがある。

また、ＯＣＴ用光プローブは、近赤外光を使用しているため、従来の構造では走査位置を特定しにくく、内視鏡画像下において、どの位置を測定しているのか判らないという問題がある。そこで、特許文献１には、ガイド光として可視光を同じ光学系に重畳させる構成が開示されている。また、特許文献２には、光プローブが内視鏡観察画像視野に入らないように内視鏡自体の構成を変えるものが開示されている
特開平１１−５６７７２号公報 特開２００１−７０２２９号公報

しかしながら、特許文献１は、ガイド用の特別な光源や重畳用のＷＤＭカプラが必要になり、コストが高くなる問題が生じる。一方、特許文献２は、内視鏡の構成を変えるため、その構成が複雑となり、さらにカスタム製品となって高コストとなる問題が生じる。

本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、先端光学系の損傷を防止することができ、測定位置を把握することのできるＯＣＴ用光プローブ及びそれを用いた光断層画像化装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、測定光を導波する光ファイバと、前記光ファイバの先端に固定され、前記測定光を前記光ファイバに略直交する方向に出射するとともにその反射光を前記光ファイバに入射させる先端光学系と、前記光ファイバを回転させることによって前記先端光学系から出射される測定光を走査する回転手段と、前記測定光の出射方向と前記反射光の入射方向を除いて前記先端光学系を囲む保護スリーブと、を備えることを特徴とするＯＣＴ用光プローブを提供する。

本発明によれば、先端光学系を囲む保護スリーブを設けたので、先端光学系の損傷を防止することができる。すなわち、ＯＣＴ用光プローブは、内視鏡の鉗子チャンネルに挿通させるため、長尺であり、先端部を衝突させる可能性が大きいが、本発明では、保護スリーブによって先端光学系を囲むようにしたので、先端光学系の部分の剛性を高めることができ、先端光学系の破損を防止することができる。

請求項２に記載の発明は請求項１の発明において、前記保護スリーブの外周面には反射部が設けられ、前記ＯＣＴ用プローブの先端部を内視鏡の鉗子チャンネルの先端から導出した際に、前記内視鏡の照明光が前記反射部によって前記内視鏡の観察光学系に反射されることを特徴とする。

本発明によれば、内視鏡の照明光が保護スリーブの反射部によって観察光学系に反射されるので、ＯＣＴ用プローブの先端光学系の位置、すなわち走査位置を正確に知ることができる。なお、反射部は、ＯＣＴ用プローブの軸方向において先端光学系と同じ位置に形成することが好ましい。

請求項３に記載の発明は請求項１または２の発明において、前記反射部は、凹凸形状を有することを特徴とする。本発明によれば、凹凸形状によって照明光を反射することができる。

請求項４に記載の発明は請求項１または２の発明において、前記反射部は、曲面形状から成ることを特徴とする。本発明によれば、曲面形状によって照明光を反射することができる。

請求項５に記載の発明は請求項１〜４のいずれか１において、前記反射部は、蒸着処理または鏡面加工されることを特徴とする。本発明によれば、蒸着処理または鏡面加工によって反射部の反射率が向上する。

請求項６に記載の発明は請求項１〜５のいずれか１において、前記反射部は、前記保護スリーブの略全周にわたって形成されることを特徴とする。本発明によれば、反射部が略全周にわたって形成されるので、先端光学系を回動させた場合に常に走査位置を把握することができる。

請求項７に記載の発明は請求項１〜６のいずれか１において、前記保護スリーブの外周面は、前記反射部の軸方向の前後で色が異なることを特徴とする。本発明によれば、色によって反射部の位置、すなわち先端光学系の位置を把握することができる。したがって、先端光学系の位置をより確実に把握することができる。

請求項８に記載の発明は前記目的を達成するために、光を出射する光源手段と、前記光源手段から出射された光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、前記測定光を測定対象に照射し、その反射光を得る請求項１〜７のいずれか１に記載のＯＣＴ用光プローブと、前記反射光と前記参照光とを合波して干渉光を得る合波手段と、前記干渉光を検出する干渉光検出手段と、前記検出された干渉光の周波数および強度に基づいて、前記測定対象の複数の深さ位置における反射強度を検出し、各深さ位置における前記反射光の強度に基づいて前記測定対象の断層画像を取得する断層画像処理手段と、を備える光断層画像化装置を提供する。

本発明によれば、先端光学系を囲む保護スリーブを設けたので、先端光学系の損傷を防止することができる。

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について説明する。

図１は、本発明のＯＣＴ用光プローブ２が適用された光断層画像化装置１、内視鏡５０並びに表示装置８０の概略構成図である。

まず、内視鏡５０について説明する。内視鏡５０は、体腔内Ｂに挿入される挿入部６０と、この体腔内Ｂの観察画像Ｐ_Ｏを取得する観察画像取得部７０とから構成されている。

挿入部６０は、この挿入部６０内を貫通する鉗子チャンネル６１と、内部に先端まで延びるＣＣＤケーブル６２とライトガイド６３とを備えている。ＣＣＤケーブル６２の先端にはＣＣＤ撮像素子６４が接続され、ライトガイド６３の先端には照明レンズ６５が備えられている。また、挿入部６０の先端には撮像レンズ６６が備えられ、この撮像レンズ６６の内側にはプリズム６７が設けられている。

ここで、本実施形態において、鉗子チャンネル６１にはＯＣＴ用光プローブ２が挿通される。ライトガイド６３は、観察画像取得部７０からの照明光Ｌ５を照明レンズ６５に入射させる。照明レンズ６５は、照明光Ｌ５を観察部Ｏに向けて出射する。撮像レンズ６６は、照明光Ｌ５が照射された観察部Ｏからの反射光Ｌ６を集光し、プリズム６７に入射させる。プリズム６７は反射光Ｌ６を反射させることによりＣＣＤ撮像素子６４に結像させる。ＣＣＤ撮像素子６４は光電変換により観察画像情報Ｉ_Ｏを生成する。

観察画像取得部７０は、照明光源７１とビデオプロセッサ７２とを備えている。照明光源７１は、接続されたライトガイド６３に照明光Ｌ５を出射する。ビデオプロセッサ７２は、接続されたＣＣＤケーブル６２を介してＣＣＤ撮像素子６４からの観察画像情報Ｉ_Ｏに基づいて相関二重サンプリング、クランプ、ブランキング、増幅等のプロセス処理を行い、観察画像信号Ｓ_Ｏを後述する表示装置８０に出力する。

次に、光断層画像化装置１について説明する。光断層画像化装置１は、内視鏡５０の鉗子チャンネル６１に挿通され、体腔内Ｂに挿入されるＯＣＴ用光プローブ２と、光断層処理装置１００とから構成されている。

ＯＣＴ用光プローブ２は、可撓性を有する長尺の先端部１０と、この先端部１０の基端に連接された基端部２０と、光ファイバ１２とから構成されている。先端部１０は、鉗子チャンネル６１に挿通され、体腔内Ｂに挿入されるものであり、３ｍ程度の長さを有する。基端部２０は、図示しない駆動手段を内蔵し、光ファイバ１２を矢印Ｒ方向に回動させ、後述する測定光Ｌ１を光軸ＬＰ回りに走査するものである。光ファイバ１２は、その先端が先端部１０の近傍まで延出されており、ファイバ１２の基端は、基端部２０内のロータリージョイント（不図示）を介して光ファイバ１８に光学的に接続されている。光ファイバ１８は光断層処理装置１００の光ファイバＦＢ２に着脱自在に接続される。

次にＯＣＴ用光プローブ２の先端部１０について詳細に説明する。図２は、本発明のＯＣＴ用光プローブ２の先端部１０を模式的に示す図である。ＯＣＴ用光プローブ２の先端部１０は、略円筒状のシース１１と、このシース１１の中に長手方向に延びて収容された光ファイバ１２と、この光ファイバ１２の先端に固定された先端光学系１３と、光ファイバ１２の先端近傍で光ファイバ１２に固定されたホルダ１４と、ホルダ１４に固定された保護スリーブ１５とで構成される。

シース１１は、可撓性を有する部材からなり、本実施形態においては、このシース１１先端は、キャップ１１ａにより閉塞された構造を有している。

光ファイバ１２は、金属線材を密巻き螺状に巻回した密着コイルからなる可撓性シャフト（不図示）に被覆され、この可撓性シャフトに固定されている。

図３は、先端光学系１３及び保護スリーブ１５を模式的に示しており、図４は図３のＡ矢視図である。

図２〜図４図に示す先端光学系１３は、略球状に形成されている。この先端光学系１３は、光ファイバ１２から出射した測定光Ｌ１を偏向させるともに、測定対象Ｍに対し集光し、測定対象Ｍからの反射光Ｌ３を偏向するとともに、集光させて光ファイバ１２に入射させる。ここで、先端光学系１３の焦点距離は、例えば光ファイバ１２の光軸ＬＰからシース１１の径方向に向かって距離０．５〜３ｍｍ程度の位置に形成されている。また、先端光学系１３から出射した測定光Ｌ１は、光軸ＬＰの垂直方向から約７度程度傾いている。

保護スリーブ１５は、略筒状に形成されており、その基端側がホルダ１４の先端に外嵌され、接着剤等により固定されている。保護スリーブ１５の材質は特に限定するものではないが、十分な剛性を有する材質たとえばステンレスなどの金属によって形成されている。

図３に示すように保護スリーブ１５の先端側は、ホルダ１４の先端よりも突出されている。また、図４に示すように、保護スリーブ１５の先端側は、開口部１７を有するＣ状に形成されており、先端光学系１３を囲むように配設されている。保護スリーブ１５の開口部１７は、先端光学系１３に対して、測定光Ｌ１の出射方向及び反射光Ｌ３の入射方向に形成されており、測定光Ｌ１や反射光Ｌ３が保護スリーブ１５で遮断されないようになっている。

図３に示すように、保護スリーブ１５の外周面には、反射部１６が設けられている。反射部１６は、図２に示すように、内視鏡５０の照明レンズ６５から出射された照明光Ｌ５を反射し、反射光Ｌ６として撮像レンズ６６に入射させるように構成される。たとえば図３に示すように、反射部１６は凹凸形状で形成されており、光軸ＬＰに対して所定の角度θの面を有している。この角度θは、光軸ＬＰに対して４０度以上で形成され、望ましくは６０度程度が良いが、これに限定されるものではない。また、反射部１６は、開口部１７を除いて保護スリーブ１５の外周全部に形成されることが好ましいが、これに限定されるものではなく、外周の一部に形成されるものでもよい。

また、反射部１６は、その表面を蒸着処理や鏡面加工することが好ましく、これによって反射効率を高めることができる。

次に、本発明のＯＣＴ用光プローブ２の動作について説明する。前述のとおり、光ファイバ１２は、基端部２０に内蔵される駆動手段と接続されており、この駆動手段により光ファイバ１２が光軸ＬＰ回りの矢印Ｒ方向に回動される。光ファイバ１２の光軸ＬＰ回りの回動により、フェルールを介して光ファイバ１２に固定されている先端光学系１３も光軸ＬＰ回りの矢印Ｒ方向に回動される。したがって、ＯＣＴ用光プローブ２は、測定対象Ｍに対し、先端光学系１３から射出される測定光Ｌ１を光軸ＬＰ回りの矢印Ｒ方向に走査する。なお、この回動は、一定方向への回転に限定されるものではなく、所定範囲での揺動をも含むものとする。

照明レンズ６５から出射された照明光Ｌ５が、シース１１を透過して、凹凸が設けられた反射部１６で反射され、この反射光Ｌ６は、シース１１を透過して撮像レンズ６６に入射する。その際、保護スリーブが光軸ＬＰ周りに回動し、反射部１６で照明光Ｌ５が照射される位置となることで、反射光Ｌ６がシース１１を透過して撮像レンズ６６に入射する。

なお、反射部１６の形状は、凹凸形状に限定されるものではなく、たとえば、図５に示すような曲面形状であってもよい。図５に示す保護スリーブ１５は、先端側になるほど外径が加速度的に大きくなる曲面形状の反射部１６を有している。この場合にも、照明レンズ６５からの照明光Ｌ５が反射部１６で反射され、その反射光Ｌ６が撮像レンズ６６に入射される。

なお、保護スリーブ１５は、その外表面を反射部１６とそれ以外の部分（具体的には反射部１６よりも基端側の部分）とで異なる色にしてもよい。たとえば、図５において、反射部１６の部分αと、反射部１６以外の部分βを異なる色で形成する。これにより、反射部１６を容易に視認することができる。

また、上述した例では、保護スリーブ１５に反射部１６を設けたが、反射部１６のない態様も可能である。

さらに、上述した例では、保護スリーブ１５の先端側をＣ状に形成したが、これに限定するものではなく、測定光Ｌ１と反射光Ｌ３を透過し、且つ、先端光学系１３を囲むように構成されていればよい。したがって、たとえば保護スリーブ１５を円筒状に形成し、且つ、その側面に円形等の開口を設けた形状であってもよい。

再び図１を参照して、光断層処理装置１００について説明する。光断層処理装置１００は、ＳＳ−ＯＣＴ計測による光断層処理装置であり、レーザ光Ｌを射出する光源手段１１０と、この光源手段から射出されたレーザ光Ｌを分割する光ファイバカプラ１０１と、この光ファイバカプラ１０１により分割されたレーザ光から周期クロック信号Ｔ_ＣＬＫを出力する周期クロック生成手段１２０と、光ファイバカプラ１０１により分割された一方のレーザ光を測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割する光分割手段１０２と、この光分割手段１０２により分割された参照光Ｌ２の光路長を調整する光路長調整手段１３０と、ＯＣＴ用光プローブ２からの反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とを合波する合波手段１０３と、この合波手段１０３により合波された反射光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４を検出する干渉光検出手段１４０と、この干渉光検出手段１４０により検出された干渉光Ｌ４を周波数解析することにより測定対象Ｍの画像処理を行い、後述する表示装置８０に断層画像信号Ｓｔを出力する断層画像処理手段１５０とを有している。

光源手段１１０は、波長を一定周期Ｔ０で掃引させながらレーザ光Ｌを射出するものである。具体的に、光源手段１１０は、半導体光増幅器１１１と、この半導体光増幅器１１１の両端に接続された光ファイバＦＢ１０とを有している。半導体光増幅器１１１は、駆動電流の注入により微弱な放出光を光ファイバＦＢ１０の一端側に射出するとともに、光ファイバＦＢ１０の他端側から入射された光を増幅する機能を有している。そして、半導体光増幅器１１１に駆動電流が供給されたとき、半導体光増幅器１１１および光ファイバＦＢ１０で形成される光共振器によりパルス状のレーザ光Ｌが、光ファイバＦＢ０へ射出される。さらに、光ファイバＦＢ１０にはサーキュレータ１１２が結合されており、光ファイバＦＢ１０内を導波するレーザ光の一部がサーキュレータ１１２から光ファイバＦＢ１１側へ射出される。この光ファイバＦＢ１１から射出した光はコリメータレンズ１１３、回折光学素子１１４、光学系１１５を介して回転多面鏡１１６において反射される。

この反射されたレーザ光は、光学系１１５、回折光学素子１１４、コリメータレンズ１１３を介して再び光ファイバＦＢ１１に入射される。ここで、この回転多面鏡１１６は矢印Ｒ１方向に３万ｒｐｍ程度の高速で回転するものであって、各反射面の角度が光学系１１５の光軸に対して変化する。回折光学素子１１４において分光されたレーザ光のうち、特定の波長域のレーザ光だけが、再び光ファイバＦＢ１１に入射される。そして光ファイバＦＢ１１に入射した特定の波長域のレーザ光は、サーキュレータ１１２を介して光ファイバＦＢ１０に入射され、結果として光ファイバＦＢ０側に出射される。したがって、回転多面鏡１１６が矢印Ｒ１方向に等速で回転したとき、再び光ファイバＦＢ１１に入射されるレーザ光の波長λは、時間の経過にともなって、一定周期で変化することになる。図６に示すように、光源手段１１０は、最小掃引波長λｍｉｎから最大掃引波長λｍａｘまで一定周期Ｔ０（例えば約５０μｓｅｃ）で掃引されたレーザ光Ｌを射出する。この波長掃引されたレーザ光Ｌは、光ファイバＦＢ０側に射出される。

光ファイバカプラ１０１は、光ファイバＦＢ０に入射されたレーザ光Ｌを分岐して光ファイバＦＢ１およびＦＢ５に入射させる。光ファイバＦＢ５に射出されたレーザ光Ｌは、周期クロック生成手段１２０に導波される。また、光ファイバＦＢ１に射出されたレーザ光は、光分割手段１０２に導波される。

周期クロック生成手段１２０は、光源手段１１０から射出されるレーザ光Ｌの波長が１周期掃引される毎に１つの周期クロック信号Ｔ_ＣＬＫを出力するものである。この周期クロック生成手段１２０は、光学レンズ１２１および１２３、光学フィルタ１２２、光検出部１２４を備えている。光ファイバＦＢ５から射出されたレーザ光Ｌが、光学レンズ１２１を介して光学フィルタ１２２に入射される。この光学フィルタ１２２を透過したレーザ光Ｌが、光学レンズ１２３を介して光検出部１２４により検出され、周期クロック信号Ｔ_ＣＬＫを断層画像処理手段１５０に出力する。図７（Ａ）に示すように、光学フィルタ１２２は、設定波長λｒｅｆのレーザ光Ｌのみを透過し、それ以外の波長帯域のレーザ光Ｌを遮光する機能を有している。また、光学フィルタ１２２は、複数の透過波長のうち波長帯域λｍｉｎ〜λｍａｘ内においては、一の透過波長が設定されるような光透過周期ＦＳＲ（フリースペクトルレンジ）を有している。よって、光源手段１１０から射出されるレーザ光Ｌの波長が掃引される波長帯域λｍｉｎ〜λｍａｘ内において設定された設定波長入ｒｅｆのレーザ光Ｌのみを透過し、それ以外の波長帯域のレーザ光Ｌを遮光することになる。図７（Ｂ）に示すように、光源手段１１０から周期的に波長が掃引されたレーザ光Ｌが射出され、レーザ光Ｌの波長が設定波長入ｒｅｆになったとき、周期クロック信号Ｔ_ＣＬＫが出力されることになる。

光分割手段１０２は、光ファイバＦＢ１に導波されたレーザ光Ｌを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２に分割する。測定光Ｌ１は、光ファイバＦＢ２により導波され、参照光Ｌ２は、光ファイバＦＢ３により導波され、光路長調整手段１３０に入射される。光ファイバＦＢ２は、光ファイバ１２と光学的に接続されている。なお、本実施形態において光分割手段１０２は、合波手段１０３としても機能するものである。

光路長調整手段１３０は、断層画像の取得を開始する位置を調整するために、参照光Ｌ２の光路長を変更するものであって、光ファイバＦＢ３から射出された参照光Ｌ２を反射させる反射ミラー１３２と、反射ミラー１３２と光ファイバＦＢ３との間に配置された第１光学レンズ１３１ａと、この第１光学レンズ１３１ａと反射ミラー１３２との間に配置された第２光学レンズ１３１ｂとを有している。光ファイバＦＢ３から射出した参照光Ｌ２は、第１光学レンズ１３１ａにより平行光になり、第２光学レンズ１３１ｂにより反射ミラー１３２に集光される。その後、反射ミラー１３２により反射された参照光Ｌ２は、第２光学レンズ１３１ｂにより平行光になり、第１光学レンズ１３１ａにより光ファイバＦＢ３に集光される。さらに光路長調整手段１３０は、第２光学レンズ１３１ｂと反射ミラー１３２とを固定した基台１３３と、この基台１３３を第１光学レンズ１３１ａの光軸方向に移動させるミラー移動手段１３４とを有している。そして基台１３３が矢印Ａ方向に移動することにより、参照光Ｌ２の光路長が変えられる。

合波手段１０３は、光路長調整手段１３０により光路長の調整が施された参照光Ｌ２と、測定対象Ｍからの反射光Ｌ３とを合波し、光ファイバＦＢ４を介して干渉光Ｌ４を干渉光検出手段１４０に出射するものである。

干渉光検出手投１４０は、干渉光Ｌ４を検出して干渉信号ＩＳを出力するものである。なお、本装置においては、干渉光Ｌ４を光分割手段１０２で二分し、光検出器１４０ａ、１４０ｂに導き、これを演算し、バランス検波を行う機構を有している。この干渉信号ＩＳは、断層画像処理手段１５０に出力される。

図８は、断層画像処理手段１５０の概略構成図である。断層画像処理手段１５０は、干渉信号ＩＳに基づいて、断層画像信号Ｓｔを出力するものである。この断層画像処理手段１５０は、干渉信号取得手段１５１、干渉信号変換手段１５２、干渉信号解析手段１５３、断層画像情報生成手段１５４、画質補正手段１５５、回転制御手段１５６を有している。

干渉信号取得手段１５１は、周期クロック生成手段１２０からの周期クロック信号Ｔ_ＣＬＫに基づいて、干渉光検出手段１４０により検出された１周期分の干渉信号ＩＳを取得するものである。この干渉信号取得手段１５１は、周期クロック信号Ｔ_ＣＬＫの出力タイミング前後の波長帯域ＤＴ（図７（Ｂ）参照）の干渉信号ＩＳを取得する。

干渉信号変換手段１５２は、干渉信号取得手段１５１により取得された干渉信号ＩＳを波数（＝２ｎ／λ）軸において等間隔になるように再配列するものである。図９Ａは、干渉信号ＩＳを示す図である。図９Ｂは、再配列された干渉信号ＩＳを示す図である。具体的には、干渉信号変換手段１５２は、光源手段１１０の時間−波長掃引特性データテーブル若しくは関数を予め有しており、この時間−波長掃引特性データテーブル等を用いて波数ｋ軸において等間隔になるように干渉信号ＩＳを再配列する。

干渉信号解析手段１５３は、干渉信号変換手段１５２により信号変換された干渉信号ＩＳをフーリエ変換処理、最大エントロピー法等の公知のスペクトル解析技術により、断層情報Ｉｔを所得するものである。

回転制御手段１５６は、ＯＣＴ用光プローブ２の基端部２０に内蔵された駆動手段を制御するものである。具体的に、回転制御手段１５６は、駆動手段の有するモータ等の駆動源に対する制御信号ＭＣに出力するとともに、駆動手段の有するエンコーダ等からの回転信号ＲＳが入力される。この回転信号ＲＳには、駆動源が一回転した場合の回転クロック信号Ｒ_ＣＬＫ、回転角度信号Ｒ_ＰＯＳがある。

断層情報生成手段１５４は、干渉信号解析手段１５３により取得された１周期分（１ライン分）の断層情報Ｉｔを、ＯＣＴ用光プローブ２の先端部１０のラジアル方向走査について取得するものである。図１０は、断層情報生成手段１５４の処理を模式的に示す図である。この断層情報生成手段１５４は、順次取得される１ライン分の断層情報Ｉｔを断層情報蓄積手段１５４ａに記憶する。断層情報生成手段１５４は、回転制御手段１５６に入力された回転クロック信号Ｒ_ＣＬＫに基づいて、断層情報Ｉｔを断層情報蓄積手段１５４ａからｎライン分の断層情報Ｉｔを一括して読み込み、ラジアル方向走査分の断層情報Ｉｔを生成できる。また、断層情報生成手段１５４は、回転制御手段１５６に入力された回転角度信号Ｒ_ＰＯＳに基づいて、断層情報Ｉｔを断層情報蓄積手段１５４ａから逐次読み込むことにより、ラジアル方向走査分の断層情報Ｉｔを生成することもできる。

画質補正手段１５５は、断層情報生成手段１５４からの断層情報Ｉｔに鮮鋭化処理、平滑化処理等を施して、後述する表示装置８０に断層画像信号Ｓｔを出力する。

表示装置８０は、観察モニタ８１と断層モニタ８２とを有している。観察モニタ８１には、内視鏡５０のビデオプロセッサ７２からの観察画像信号Ｓ_Ｏが入力されて、観察画像Ｐ_Ｏが表示される。断層モニタ８２には、光断層処理装置１００の断層画像処理手段１５０から断層画像信号Ｓｔが入力されて光断層画像Ｐｔが表示される。

次に本発明の具体的な実施形態の動作について説明する。操作者は、内視鏡５０の挿入部６０を被験者の体腔内Ｂに挿入する。照明光源７１からの照明光Ｌ５が、ライトガイド６３を介して照明レンズ６５に入射し、体腔内Ｂの観察部Ｏに照射される。照明光Ｌ５が照射された観察部Ｏからの反射光Ｌ６が、撮像レンズ６６に入射され、プリズム６７で反射されてＣＣＤ撮像素子６４に入射する。ＣＣＤ撮像素子６４において光電変換された観察画像情報Ｉ_ＯがＣＣＤケーブル６２を介してビデオプロセッサ７２に入力される。ビデオプロセッサ７２において画像処理が行われ、観察画像信号Ｓ_Ｏが出力され、観察モニタ８１に観察画像Ｐ_Ｏが表示される。

操作者は、ＯＣＴ用光プローブ２を鉗子チャンネル６１に挿通し、内視鏡５０の挿入部６０の先端から体腔内Ｂに挿入させる。体腔内Ｂに挿入されたＯＣＴ用光プローブ２には、照明レンズ６５からの照明光Ｌ５が照射される。照明光Ｌ５は、シース１１を透過して保護スリーブ１５の外周に形成された反射部１６で、撮像レンズ６６に向けて反射される。観察モニタ８１に、反射部１６が輝部Ｂｐとして表示される。操作者は、観察モニタ８１に表示された反射部１６の輝部Ｂｐを観察モニタ８１で視認して、ＯＣＴ用光プローブ２の測定光Ｌ１の測定対象Ｍの走査位置Ｓｐを把握する。反射部１６が、保護スリーブ１５の外周の一部に設けられている場合は、前述したように、ＯＣＴ用光プローブ２の基端部２０に内蔵された駆動手段が、光ファイバ１２を光軸ＬＰ回りに駆動させることにより、反射部１６に照明光Ｌ５が照射されて、反射光Ｌ６が撮像レンズ６６に向けて反射された位置となった場合に、観察モニタ８１に輝部Ｂｐが表示される。すなわち、操作者は、走査位置Ｓｐを観察モニタ８１に点滅する輝部Ｂｐとして把握することになる。

操作者は、輝部Ｂｐに基づいてＯＣＴ用光プローブ２の走査位置ＳＣを把握し、この測定位置Ｓｃが測定対象Ｍの所望位置となるようにＯＣＴ用光プローブ２の先端部１０を移動させる。光断層処理装置１００の光源手段１１０からのレーザ光Ｌが、光ファイバカプラ１０１で分割される。一方が、周期クロック生成手段１２０に入射されて周期クロック信号Ｔ_ＣＬＫが生成され、他方が、光分割手段１０２に入射されて測定光Ｌ１と参照光Ｌ２に分割される。参照光Ｌ２は、光路長調整手段１３０に入射されて光路長が調整される。

測定光Ｌ１は、光ファイバ１２を介してＯＣＴ用光プローブ２の先端光学系１３から測定対象Ｍに出射され、測定対象Ｍからの反射光Ｌ３が再び先端光学系１３に入射される。ＯＣＴ用光プローブ２の基端部２０に内蔵された駆動手段が、光ファイバ１２を光軸ＬＰ回りの矢印Ｒ方向に回動させることにより、光軸ＬＰ回りの走査が可能となる。反射光Ｌ３は再び光ファイバ１２を介して合波手段１０３に入射され、光路長調整がされた参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４が生成される。干渉光Ｌ４は、干渉光検出手段１４０に入射され、干渉信号ＩＳが生成される。この干渉信号ＩＳに基づいて断層画像処理手段１５０で断層画像信号Ｓｔが生成される。断層画像信号Ｓｔは、断層モニタ８２に入力され、光断層画像Ｐｔが表示される。

ところで、上述した操作を行う際、術者は、ＯＣＴ用光プローブ２の先端光学系１３の位置（すなわち走査位置）を、反射部１６からの反射光Ｌ６によって把握することができる。すなわち、本発明のＯＣＴ用光プローブ２は、保護スリーブ１５の外周に反射部１６が設けられており、この反射部１６によって内視鏡５０からの照明光Ｌ５が反射され、この反射光Ｌ６が観察画像Ｐｏとして表示されるので、操作者は観察画像Ｐｏの輝部Ｂｐに基づいて、走査位置Ｓｃを視認することが可能となる。

このように、本発明のＯＣＴ用光プローブ２は、走査位置Ｓｃを視認するために、シースに着色剤等を使用する必要はなく、着色剤の生体適合性の問題も生じない。また、測定光Ｌ１にエイミング光を重畳させる必要もないため、コストアップの問題も生じない。したがって、本発明のＯＣＴ用光プローブ２は、走査位置Ｓｃの視認を安全かつ安価に実現できる。

特に本実施の形態のＯＣＴ用光プローブ２は、軸方向において先端光学系１３と反射部１６の位置が等しいので、反射部１６の位置を視認することによって、先端光学系１３の位置を正確に把握することができる。

さらに、本発明による光断層画像化装置１も、上述した通りのＯＣＴ用光プローブ２が適用されたものであるから、走査位置Ｓｃの視認を安全かつ安価に実現できる。

また、本発明のＯＣＴ用光プローブ２は、先端光学系１３の周りが保護スリーブ１５によって保護されるので、先端光学系１３の損傷を防止することができる。すなわち、ＯＣＴ用光プローブ２は、内視鏡５０の鉗子チャンネル６１に挿通させるために長尺であり、先端部１０の衝突によって先端光学系１３を損傷する可能性が大きい。しかし、本実施の形態では、先端光学系１３を囲む保護スリーブ１５が設けられるので、先端光学系１３の近傍の剛性を高めることができ、先端光学系１３の破損を防止することができる。

なお、上記説明では、本発明のＯＣＴ用光プローブ２を適用する光断層処理装置１００の実施形態としてＳＳ−ＯＣＴ装置を例に挙げて説明したが、ＳＤ−ＯＣＴ装置およびＴＤ−ＯＣＴ装置に適用することも可能である。

本発明のＯＣＴ用光プローブが適用された光断層画像化装置、内視鏡並びに表示装置の概略構成図 本発明のＯＣＴ用光プローブの先端部を示す図 先端光学系と保護スリーブの構成を模式的に示す構成図 図３のＡ矢視図 図３と異なる形状の保護スリーブを模式的に示す構成図 光源手段から射出させる光の波長の掃引を示す図 周期クロック生成手段で生成される周期クロック信号を示す図 断層画像処理手段の概略構成図 干渉信号変換手段における干渉信号ＩＳを示す図 断層情報生成手段の処理を模式的に示す図 従来のＯＣＴ用光プローブを示す模式図

符号の説明

Ｂ…体腔内、Ｌ…レーザ光、Ｌ１…測定光、Ｌ２…参照光、Ｌ３…反射光、Ｌ４…干渉光、Ｌ５…照明光、Ｌ６…反射光、Ｍ…測定対象、Ｏ…観察部、Ｐｔ…光断層画像、１…光断層画像化装置、２…ＯＣＴ用光プローブ、１１…シース、１２…光ファイバ、１３…先端光学系、１４…ホルダ、１５…保護スリーブ、１６…反射部、５０…内視鏡、６１…鉗子チャンネル、１００…光断層画像化装置、１０２…光分割手段、１０３…合波手段、１１０…光源手段、１４０…干渉光検出手段、１５０…断層画像処理手段

Claims (8)

1. 測定光を導波する光ファイバと、
   前記光ファイバの先端に固定され、前記測定光を前記光ファイバに略直交する方向に出射するとともにその反射光を前記光ファイバに入射させる先端光学系と、
   前記光ファイバを回転させることによって前記先端光学系から出射される測定光を走査する回転手段と、
   前記測定光の出射方向と前記反射光の入射方向を除いて前記先端光学系を囲む保護スリーブと、
   を備えることを特徴とするＯＣＴ用光プローブ。
2. 前記保護スリーブの外周面には反射部が設けられ、前記ＯＣＴ用プローブの先端部を内視鏡の鉗子チャンネルの先端から導出した際に、前記内視鏡の照明光が前記反射部によって前記内視鏡の観察光学系に反射されることを特徴とする請求項１に記載のＯＣＴ用光プローブ。
3. 前記反射部は、凹凸形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載のＯＣＴ用光プローブ。
4. 前記反射部は、曲面形状から成ることを特徴とする請求項１または２に記載のＯＣＴ用光プローブ。
5. 前記反射部は、蒸着処理または鏡面加工されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載のＯＣＴ用光プローブ。
6. 前記反射部は、前記保護スリーブの略全周にわたって形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載のＯＣＴ用光プローブ。
7. 前記保護スリーブの外周面は、前記反射部の軸方向の前後で色が異なることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載のＯＣＴ用光プローブ。
8. 光を出射する光源手段と、
   前記光源手段から出射された光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、
   前記測定光を測定対象に照射し、その反射光を得る請求項１〜７のいずれか１に記載のＯＣＴ用光プローブと、
   前記反射光と前記参照光とを合波して干渉光を得る合波手段と、
   前記干渉光を検出する干渉光検出手段と、
   前記検出された干渉光の周波数および強度に基づいて、前記測定対象の複数の深さ位置における反射強度を検出し、各深さ位置における前記反射光の強度に基づいて前記測定対象の断層画像を取得する断層画像処理手段と、
   を備える光断層画像化装置。

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