JP2017515592A - レーザアームアクチュエータを利用する撮像プローブ並びに関連するデバイス、システム及び方法 - Google Patents

レーザアームアクチュエータを利用する撮像プローブ並びに関連するデバイス、システム及び方法 Download PDF

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Abstract

レバーアーム又はたわみ機構等の機械的構造と、アクチュエータ等の通電可能部材とを利用して、撮像プローブ内に配置された光ファイバに動きを与えるデバイス、システム及び方法が提供される。幾つかの実施形態では、眼科撮像プローブは、ハンドルと、ハンドルに結合されたカニューレと、ハンドル及びカニューレ内に少なくとも部分的に配置された光ファイバであって、撮像光源から撮像光を受け取り、且つカニューレの先端部分内に配置された光学素子に撮像光を案内するように構成された光ファイバと、光ファイバに動きを与えるように構成されたアクチュエータシステムであって、機械的構造と、通電可能部材であって、通電可能部材が通電されると機械的構造に選択的に動きを与えるように構成された通電可能部材とを含むアクチュエータシステムとを含むことができる。【選択図】図1

Description

本明細書に開示する実施形態は、光コヒーレンストモグラフィ(OCT)プローブを用いて組織を走査するデバイス、システム及び方法に関し、より詳細には、眼科撮像のために変位可能なファイバを有するOCTプローブを利用するデバイス、システム及び方法に関する。
光コヒーレンストモグラフィ(OCT)システムは、患者の組織層の画像を捕捉し且つ生成するために使用される。これらのシステムは、患者の体内の組織の可視化を達成するために組織に侵襲的に貫入することができるOCTプローブを含むことが多い。眼科において、OCTプローブは、眼の周囲又は更には網膜等の眼の一部を形成する組織の詳細な画像を得るために使用される。
使用時、光ビームは、プローブを通して組織に向けられる。この光のわずかな部分が、組織の表面下の特徴から反射し、同じプローブを通して収集される。光の大部分は、反射されず、大きい角度で拡散的に散乱する。従来の撮像では、この拡散的に散乱した光は、画像を不明瞭にする背景雑音の一因となる。しかしながら、OCTにおいて、干渉分光法と呼ばれる技法は、受け取った光子の光路長を記録し、検出される前に複数回散乱する光子の大部分を却下するデータを提供する。これにより、より明確であり且つ組織の深部に及ぶ画像がもたらされる。
OCTプローブは、患者組織に侵襲的に貫入することができる突出するカニューレを含むことが多い。プローブは、カニューレの端部に配置されたレンズを通して光ビームを屈折させることにより組織を走査する。走査は、カニューレ内で光ファイバを前後に移動させて、レンズを通して且つ異なる角度で組織に光ビームを向けることを含むことができる。カニューレが長く且つ径が小さいことにより、カニューレ内でファイバを前後に移動させることが困難になる。更に、プローブ内で利用可能な空間が小さいことにより、利用することができるアクチュエータのタイプが制限される。更に、OCTプローブ及び関連するシステムは、幾つかの実装形態においてプローブを使い捨ての単回使用デバイスとして作製し得ることを含む、費用効率よく製造することができなければならない。
本明細書に開示する実施形態は、レバーアーム又はたわみ機構等の機械的構造と、アクチュエータ等の通電可能部材とを利用して、撮像プローブ内に配置された光ファイバに対して動きを与えるデバイス、システム及び方法に関する。
幾つかの実施形態と一貫して、眼科撮像プローブが提供される。プローブは、ハンドルと、ハンドルに結合されたカニューレと、ハンドル及びカニューレ内に少なくとも部分的に配置された光ファイバであって、撮像光源から撮像光を受け取り、且つカニューレの先端部分内に配置された光学素子に撮像光を案内するように構成された光ファイバと、光ファイバに動きを与えるように構成されたアクチュエータシステムであって、機械的構造と、通電可能部材であって、通電可能部材が通電されると機械的構造に選択的に動きを与えるように構成された通電可能部材とを含むアクチュエータシステムとを含むことができる。
機械的構造はレバーアームとすることができる。アクチュエータシステムは、光ファイバの先端セクションに増幅された動きを与えるように構成され得る。光ファイバは、光ファイバの先端部がレバーアームの先端部を通過して延在し、それにより、光ファイバの先端部に与えられる動きがレバーアームの移動に対して増幅されるように、レバーアームに結合され得る。レバーアームの少なくとも一部は、通電可能部材が通電されることに応答して、ハンドルに対して移動するように構成され得る。レバーアームは、ピボットピンによってハンドルに枢動可能に取り付けられ得る。レバーアームは、たわみ軸受によってハンドルに移動可能に取り付けられ得る。レバーアームは、通電可能部材と接触するように構成された第1セクションと、光ファイバと接触するように構成された第2セクションとを含むことができる。アクチュエータシステムは、通電可能部材が通電されることに応答して、レバーアームによって光ファイバに与えられる動きに対して反作用するように構成された復帰要素を更に含むことができる。復帰要素は、可撓性復帰要素とすることができる。通電可能部材は、レバーアームの第1アームに対して第1方向に動きを与えるように構成され得、及び通電可能部材によってレバーアームの第1アームに与えられる動きに応答して、レバーアームの第2アームが、第2方向に動かされて光ファイバに動きを与える。第2方向は、第1方向と反対であり得る。第2方向は、第1方向に対して垂直であり得る。通電可能部材の基端セクションは、ハンドルの基端部分に固く固定され得る。光学素子は、屈折率分布型(GRIN)レンズを含むことができる。光学素子は、光ファイバの先端部に機械的に結合され得、それにより、光学素子が光ファイバの先端部とともに移動する。作動システムは、ハンドルの先端部から5mm〜10mmの距離で、標的生物組織において1mm〜5mmの線形の広がりで、走査パターンに沿って撮像光を走査するように、光ファイバに動きを与えるように構成され得る。光ファイバに隣接して補強部材を配置することができる。
機械的構造はたわみ機構とすることができる。たわみ機構は、通電可能部材によって変位するように構成された第1頂点と、第1頂点の変位に応答して光ファイバに動きを与えるように構成された第2頂点とを含むことができる。たわみ機構は、第1頂点の反対側に配置された第3頂点と、第2頂点の反対側に配置された第4頂点とを更に含むことができ、第3頂点及び第4頂点は、ハンドルに固く固定されている。
幾つかの実施形態と一貫して、眼科撮像システムが提供される。システムは、撮像光を生成するように構成された撮像光源と、撮像光源と光学的に通信する光学ガイドであって、撮像光源から生成された撮像光を受け取るように構成された光学ガイドと、光学ガイドと光学的に通信するプローブであって、ハンドルと、ハンドルに結合されたカニューレと、ハンドル及びカニューレ内に少なくとも部分的に配置された光ファイバであって、撮像光源から撮像光を受け取り、且つカニューレの先端部分内に配置された光学素子に撮像光を案内するように構成された光ファイバと、光ファイバに動きを与えるように構成されたアクチュエータシステムであって、機械的構造と、通電可能部材であって、通電可能部材が通電されると機械的構造に選択的に動きを与えるように構成された通電可能部材とを含み、機械的構造がレバーアーム及びたわみ機構のうちの少なくとも一方を含む、アクチュエータシステムとを含む、プローブとを含むことができる。
システムは、光源と通信するコントローラを更に含むことができ、コントローラは、光コヒーレンストモグラフィ(OCT)撮像手順に対して撮像光源の作動を制御するように構成されている。コントローラは、プローブによって得られるデータを処理し、且つコントローラと通信するディスプレイに撮像データを出力するように更に構成され得る。
幾つかの実施形態と一貫して、眼科撮像方法が提供される。方法は、眼科プローブのハウジング内に配置された通電可能部材に通電して、ハウジング内でレバーアームを偏向させるステップを含むことができ、レバーアームの偏向により、レバーアームに結合された光ファイバが、ハウジングの先端部分内に配置された光学素子にわたって光ファイバを通過する撮像光を走査する。
本開示の追加の態様、特徴及び利点は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
本開示の態様による処置中の眼及び例示的なOCT撮像システムの概略線図である。 本開示の態様による撮像プローブの側断面図の図案化した図である。 本開示の態様による、第1位置にある撮像プローブの光ファイバを示す、図2の撮像プローブの先端部分の側断面図の図案化した図である。 本開示の態様による、図3のものと同様であるが、第2位置にある光ファイバを示す、図2の撮像プローブの先端部分の側断面図の図案化した図である。 本開示の別の態様による撮像プローブの側断面図の図案化した図である。 本開示の別の態様による撮像プローブの側断面図の図案化した図である。 本開示の別の態様による撮像プローブの側断面図の図案化した図である。 本開示の別の態様による撮像プローブの側断面図の図案化した図である。 本開示の態様による撮像プローブの可撓性接続部材及び光ファイバを示す、図8の撮像プローブの背面断面図の図案化した図である。 本開示の別の態様による撮像プローブの側断面図の図案化した図である。
図面中、同じ名称を有する要素は同じか又は同様の機能を有する。
以下の説明では、所定の実施形態について記述する具体的な詳細を示す。しかしながら、これらの具体的な詳細のうちの幾つか又は全てなしで、開示する実施形態を実施し得ることが当業者には明らかとなるであろう。提示する具体的な実施形態は、限定するものではなく例示的なものであるように意図される。当業者は、本明細書に具体的に記載されていないが、本開示の範囲及び趣旨内にある他の材料を理解することができる。本開示が関連する技術分野の当業者には通常想到されるように、記載されるデバイス、システム及び方法並びに本開示の原理の任意の更なる適用に対する任意の代替形態及び更なる変更形態は、完全に企図され、本開示内に含まれる。特に、一実施形態に関して説明された特徴、構成要素及び/又はステップが、本開示の他の実施形態に関して記載する特徴、構成要素及び/又はステップと組み合わせ得ることが完全に企図される。しかしながら、簡潔にするために、これらの組合せの多くの繰り返しについては別個に記載しない。
本開示は、概して、組織を走査してOCT画像を取得するOCTプローブ、OCTシステム及び方法に関する。プローブはカニューレを含むことができ、カニューレは、眼球等の患者の組織に侵襲的に貫入するように構成される。カニューレは、レンズ及び光ファイバを収容することができる。ファイバは、レンズを通るように光を向け、レンズを通して戻る反射光を捕捉する。組織の単に点ではなく領域又は線の走査を達成するために、カニューレ内でレンズに対してファイバを移動させて、レンズからくる光が所望のパターンにわたって走査するようにすることができる。患者の組織に貫入するカニューレは、望ましくは断面が小さいため、カニューレ内でファイバを移動させることは困難である。プローブ内で利用可能な空間が小さいことにより、ファイバを移動させるために利用することができるアクチュエータのタイプが制限される。幾つかの場合では、プローブ又は少なくともその一部を使い捨て構成要素として製造することが望ましく、それには、費用効率の高い製造技法を有する製品設計が必要である。
本明細書に記載する例示的な態様は、先行する手法の問題又は限界のうちの1つ又は複数を克服する、プローブ内に配置されたアクチュエータシステムを使用して、プローブ内でファイバの全て又は一部分を移動させる技法を利用する。本明細書に記載する幾つかの態様では、アクチュエータシステムは、機械的構造と通電可能部材とを含むことができ、通電可能部材は、通電されると選択的に機械的構造に動きを与えるように構成される。通電可能部材は、アクチュエータを含むことができる。機械的構造は、レバーアームを含むことができる。レバーアームの第1部材にアクチュエータを接続することができる。駆動されることが望まれるファイバ又はファイバアセンブリに、レバーアームの第2部材を接続することができる。レバーアームの第1部材は、レバーアームの第2部材より短くすることができる。ファイバ又はファイバアセンブリは、ファイバ又はファイバアセンブリが通過する補強部材を含むことができる。補強部材は、そのような剛性が望ましい場合に、ファイバに剛性を提供することができる。レバーアームの部材の形状は、空間要件に適応するように、又は作動方向を変更するように、直線状であるか又は互いに角度を付けることが可能である。レバーアームは、駆動されると枢動して、取り付けられたファイバ又はファイバアセンブリが、レバーアーム部材の長さの比の増大(multiplication)によって駆動されるようにする。レバーアームは、中心にして枢動するピン又は他の同様の構成要素を有することができ、又は、レバーアームは、たわみ軸受(例えば、リビングヒンジ等)によって枢動することができる。レバーアームは、ファイバに線形である動きをもたらすように対称的に構成することができる。対称構成は、2つのレバーアームを鏡状に配置することによって達成することができる。レバーアームの短い部材両方が、アクチュエータと直接又は間接的に接触することができ、レバーアームの長い部材は、ファイバ又はファイバアセンブリと接触することができる。それぞれのレバーアーム部材両方の端部を、可撓性接続部材によって直接又は間接的に接続することができる。レバーアームは、ピンピボット及び/又はたわみ軸受によって枢動することができる。
本明細書に記載する幾つかの態様では、走査型OCT内視鏡とともにファイバ又はファイバアセンブリを作動させるようにストロークの増大を達成するように、クラス1レバーの原理(機械効率(mechanical advantage)が1を超えることができる)を実施することができる。これは、アクチュエータによって大きいストロークでファイバを直接作動させるか、又はアクチュエータの長い延長部に依存する(それは、実際上、クラス3レバーである(機械効率が1未満である))必要をなくすことができる。本明細書に記載する幾つかの態様では、レバーアーム部材は、プローブハウジング内のファイバ又はファイバアセンブリに対してアクチュエータの有利な配置を可能にすることができるように、配置/位置決めすることができる。
本明細書に記載する幾つかの態様では、アクチュエータシステムの機械的構造は、たわみ構造及びアクチュエータを含むことができる。たわみ構造は、1つの位置でアクチュエータに、第2位置でファイバ又はファイバアセンブリに取り付けることができる。たわみ機構は、各頂点において可撓性継手によって接続された4つの部材を含む、菱形としての形状とすることができる。菱形は、一方の頂点から他方の対向する頂点まで測定されるように、一方の軸において長くし、他方の軸で短くすることができる。長い方の軸における頂点のうちの1つに、アクチュエータを取り付けることができる。対向する頂点は固定することができる。短い方の軸に沿った頂点のうちの1つに、ファイバ又はファイバアセンブリを取り付けることができる。対向する頂点は固定することができる。アクチュエータが移動すると、たわみ機構は、形状を変化させることによって適応することができる。長い方の軸及び短い方の軸の頂点の各々1つが固定された状態で、ファイバ又はファイバアセンブリが取り付けられている頂点は、外側に移動することによって応答することができ、アクチュエータストロークの増大と作動方向の変更との両方を可能にする。
本明細書に記載する幾つかの態様では、走査型OCT内視鏡とともにファイバ又はファイバアセンブリを作動させるようにストロークの増大を達成するために、たわみ機構を実施することができる。これは、アクチュエータによって大きいストロークでファイバを直接作動させる必要をなくすことができる。本明細書に記載する幾つかの態様では、たわみ機構は、プローブハウジング内のファイバ又はファイバアセンブリに対してアクチュエータの有利な配置を可能にすることができるように、配置/位置決めすることができる。
幾つかの態様では、アクチュエータシステムは、光ファイバの先端セクションに増幅した動きを与えるように構成することができる。例えば、光ファイバの先端部が、アクチュエータシステムの通電可能部材及び/又は機械的構造の先端部を通過して延在するように、光ファイバをプローブ内に配置することができ、それにより、光ファイバの先端セクションに与えられる動きが、通電可能部材及び/又は機械的構造に近接する且つ/又はそれと同一の広がりをもつ光ファイバの部分の移動に対して増幅される。
本明細書に記載する幾つかの態様では、安価であり、且つOCT走査を達成するようにファイバ又はファイバアセンブリを移動させるために十分なストロークを有するアクチュエータシステムが提供される。幾つかの態様では、撮像プローブによって画定される外装内に包装されるように十分小型であるとともに、ファイバ又はファイバアセンブリを移動させるために必要な方向における動きを提供することができるアクチュエータシステムについて、示し記載する。幾つかの態様では、アクチュエータからのストロークの増大と作動方向を変更する機構とを提供するアクチュエータシステムが提供される。
図1は、本開示の態様を示す構成の概略線図である。特に、処置中の眼100を示す。眼100は、強膜102、角膜104、前房106及び後房108を含む。後房108に水晶体嚢110を示す。眼100は網膜112を更に含む。
図1に、例示的な撮像システム120もまた示す。より詳細に後述するように、撮像システム120は、網膜112等の眼100の部分を撮像するように構成される。撮像システム120は、光源122、光コヒーレンストモグラフィ(OCT)システム124、コントローラ126、ユーザインターフェース128及びプローブ130を含むことができる。光源122は、プローブ130によって標的生物組織に向けられる撮像光を提供するように構成される。光源122は、スーパールミネッセントダイオード、超短パルスレーザ、又は700nm〜1400nm、700nm〜900nm、900nm〜1200nm、1000nm〜1100nm、1250nm〜1450nm、若しくは1400nm〜1600nm等、比較的長い波長の光を提供する超連続レーザで構成することができる。標的生物組織から反射され、プローブ130によって捕捉される撮像光を利用して、標的生物組織の画像が生成される。
OCTシステム124は、光源122から受け取った撮像光を、プローブ130によって標的生物組織に向けられる撮像ビームと、参照ミラーに向けることができる参照ビームとに分割するように構成される。OCTシステム124は、スペクトル領域又は時間領域システムとすることができる。OCTシステム124は、標的生物組織から反射され、プローブ130によって捕捉された撮像光を受け取るように更に構成される。反射撮像光と参照ビームとの間の干渉パターンを利用して、標的生物組織の画像が生成される。したがって、OCTシステム124は、干渉パターンを検出するように構成された検出器を含むことができる。検出器は、電荷結合検出器(CCD)、ピクセル、又は検出光に基づいて電気信号を生成する他の任意のタイプのセンサのアレイを含むことができる。更に、検出器は、2次元センサアレイ及び検出器カメラを含むことができる。
コントローラ126は、プロセッサ及びメモリを含むことができ、メモリは、光源122、ユーザインターフェース128及び/又は撮像プローブ130の態様を制御し、OCT撮像手順を実施するための機能及びプロセスを実行及び実施するための1つ又は複数の実行可能プログラムを含むことができる。例えば、コントローラ126は、幾つかの実装形態では、標的生物組織にわたり撮像ビームを走査するように構成されたプローブ130の作動システムを制御するように構成される。
光源122、OCTシステム124、コントローラ126及びユーザインターフェース128のうちの1つ又は複数を、互いに通信可能に結合された別個のハウジング内で実施するか、又は共通のコンソール若しくはハウジング内で実施することができる。例えば、幾つかの実装形態では、光源122、OCTシステム124及びコントローラは、ユーザインターフェース128に通信可能に結合されるコンソール内に配置される。ユーザインターフェース128は、運ぶことができ、又はコンソールの一部を形成することができる。更に、ユーザインターフェース128又は少なくともその一部は、コンソールとは別個とすることができる。ユーザインターフェース128は、画像を使用者又は患者に提示し、OCT撮像手順中にプローブ130によって走査された組織を表示するように構成されたディスプレイを含むことができる。ユーザインターフェース128は、非限定的な例として、入力デバイスの中でも特にキーボード、マウス、ジョイスティック、タッチスクリーン、ダイアル及びボタンを含む入力デバイス又はシステムを含むこともできる。
プローブ130は、OCTシステム124と光学的に通信する。それに関して、プローブ130は、OCTシステム124を通過する光源122からの光を、組織を撮像する目的で標的生物組織上に提示するように構成される。更に、プローブは、コントローラ126と電気的に通信することができる。それに関して、コントローラ126は、プローブ130に送信された電気信号を介して、プローブ130の作動システムを制御して、作動システムに標的生物組織にわたり撮像ビームを走査させることができる。ケーブル132が、プローブ130をOCTシステム124及び/又はコントローラ126に接続することができる。それに関して、ケーブル132は、光ファイバ、導電体、絶縁体、シールド、及び/又はプローブ130とOCTシステム124及び/又はコントローラ126との間の光学的及び/又は電気的通信を容易にするように構成された他の特徴を含むことができる。更に、ケーブル132が複数の別個のケーブルを含み得ることが理解される。例えば、幾つかの場合では、光ケーブルはプローブ130をOCTシステム124に接続し、別個の電気ケーブルがプローブ130をコントローラ126に接続する。
撮像システム120は、プローブ130及び/又はケーブル132のOCTシステム124及び/又はコントローラ126との取外し可能な結合を容易にするように構成されるコネクタを含むことができる。コネクタは、プローブ130及び/又はケーブル132のOCTシステム124及び/又はコントローラ126との機械的、光学的及び/又は電気的結合を容易にするように構成される。例えば、プローブ130の長さに沿って延在する光ファイバ138は、任意選択的に、コネクタをOCTシステム124に結合することによってOCTシステム124に結合される。光ファイバ138は、単一ファイバ又はファイババンドルであり得る。幾つかの実施形態では、コネクタは、OCTシステム124及び/又はコントローラ126と螺合するように構成される。しかしながら、限定なしに、コネクタタイプの中でも特に圧入、ルアーロック、ねじ及びそれらの組合せを含む、任意のタイプの選択的係合機構又はコネクタを利用し得ることが理解される。幾つかの態様では、コネクタは、OCTシステム124及び/又はコントローラ126に近接して位置する。OCTシステム124及び/又はコントローラ126におけるコネクタの選択的係合により、プローブ130全体が、単一手順で使用されるように構成された使い捨て構成要素であり得る。
プローブ130は、外科医によって操作され且つ患者の体内に突出するようなサイズ及び形状である。プローブ130は、基端部分142及び先端部分144を有するハウジング140を含む。ハウジング140の基端部分142は、使用者が手で持って握るためのサイズ及び形状とすることができる。例えば、ハウジング140の基端部分142は、ハンドル146を画定することができる。ハンドル146は、使用者が片手で握るようなサイズ及び形状とすることができる。更に、ハンドル146は、ハンドル146における使用者の握りを強化するために、凹凸面148(例えば、粗面化、刻み付き、突起/凹部、テーパ、他の表面特徴及び/又はそれらの組合せ)を含むことができる。使用時、使用者は、撮像光ビームが標的生物組織に向けられるようにハンドル146を操作することにより、ハウジング140の先端部分144の位置を制御する。
プローブ130の先端部分144は、処置される眼100に挿入されるサイズ及び形状とすることができる。図1の図示する実施形態では、プローブ130の先端部分144はカニューレ150を含む。カニューレ150は、網膜112の撮像を容易にするように、眼100の強膜102を通して挿入されるようなサイズ及び形状とすることができる。カニューレ150を、ハウジング140の一部としてハンドル146と一体的に形成することができる。別法として、カニューレ150及びハンドル146は、互いに固く固定されてハウジング140を形成する別個の構成要素であり得る。カニューレ150の先端部内に、レンズ等の光学素子152を固定することができる。光学素子152は、撮像光を網膜112等の標的生物組織の上に集束させるように構成される。光学素子152は、例えば、屈折率分布型(GRIN)レンズ、他の任意の好適なレンズ、任意の好適な光学部品又はそれらの組合せであり得る。実施形態に応じて、屈折率分布型は、スフェリカル型、アキシャル型又はラジアル型であり得る。光学素子152は、球面レンズとすることもできる。他のレンズ形状を使用することができる。
より詳細に後述するように、光ファイバ138は、プローブ130内に配置されたアクチュエータシステムによって光学素子152に対して動かされ、(光学素子152によって集束される)撮像ビームが標的生物組織の一部にわたって走査するようにする。後述する図2及び図5〜図10は、本開示によるアクチュエータシステムの様々な例示的な実施形態を示す。それに関して、所望の走査パターンにわたって光ファイバ138を移動させるように、本開示のアクチュエータシステムを、ハンドル146内に、カニューレ150内に、且つ/又はその組合せに配置し得ることが理解される。
プローブ130の先端部からの撮像ビームの焦点の距離は、光学素子152、光ファイバ138の先端チップと光学素子152の基端面との間の間隙距離、光ファイバ138の開口数、及び/又は撮像ビームの光の波長によって決めることができる。例えば、幾つかの場合では、光学素子152の焦点屈折力及び/又は間隙距離は、使用中の標的生物組織からのプローブ130の先端部のあり得る距離に対応する焦点深度を有するように選択される。網膜撮像に対するプローブ130の幾つかの実装形態では、撮像ビームの焦点は、プローブ130の先端部を越えて1mm〜20mm、5mm〜10mm、7mm〜8mm又はおよそ7.5mmであり得る。
図2は、本開示の態様による撮像プローブ190の側断面図の図案化した図である。図示するように、光ファイバ138は、ハンドル146及びカニューレ150を通ってプローブ190の長さに沿って延在する。図示する実施形態では、アクチュエータシステム192は、ハンドル146内に配置される。プローブ190の基端部分において光ファイバ138を固定することができる。アクチュエータシステム192は、光ファイバ138の先端部180が、カニューレ150及びカニューレに固く固定される光学素子152に対して移動するように、光ファイバ138に動きを与えるように構成される。より詳細には、標的生物組織に対して所望のパターンにわたって撮像ビームを走査するように、光学素子152に対して光ファイバ138の先端部180を移動させることができる。
光学素子152は、光ファイバ138から受け取った撮像ビームを標的生物組織上に集束させるように構成される。それに関して、光学素子152は、基端面182及び先端面184を含む。撮像ビームは、基端面182を通って光学素子152に入り、先端面184を通って光学素子152から出る。図示するように、光学素子152の基端面182は、カニューレ150の長手方向軸に対して斜角で延在することができる。基端面182を斜角で向けることにより、光学素子152に入る撮像ビームからもたらされる反射の量を低減させることができる。他の実施形態では、基端面182は、カニューレ150の長手方向軸に対して垂直に延在する。
先端部180光ファイバ138は、光学素子152の基端面182から間隔をあけて配置することができる。それに関して、光ファイバ138の先端部180と光学素子152の基端面182との間の間隔は、所望の光学性能(例えば、焦点距離、焦点サイズ等)を達成するように選択することができる。光ファイバ138の先端部180と光学素子152の基端面182との間の間隔もまた、光学素子152と物理的に接触することなく、カニューレ150内での光ファイバ138の所望の範囲の動きを可能にするように選択することができる。光学素子152が光ファイバ138の先端部180とともに移動するように、光ファイバ138の先端部180に光学素子152を機械的に結合することができる。
アクチュエータシステム192は、標的生物組織に対して所望のパターンにわたって撮像ビームを走査するように、光学素子152に対して光ファイバ138の先端部180を移動させることができるように、光ファイバ138に対して動きを与えるように構成される。アクチュエータシステム192は、レバーアーム196等の機械的構造と、撮像プローブ内に配置された光ファイバに対して動きを与える通電可能部材194とを利用することができる。アクチュエータシステム192は、通電可能部材194に選択的に通電することに応じて、レバーアーム196をハウジングに対して移動させるように構成される。レバーアーム196を利用して光ファイバ138を作動させることにより、光ファイバ138の作動中に、レバーアームに関連する機械効率を具現化することができる。
幾つかの実施形態において、プローブ190内の光ファイバ138の全て又は何らかの部分(例えば、先端部180)は、例えば、光学素子152の基端面182にわたって、10μm〜500μm、50μm〜500μm、100μm〜400μm又は100μm〜300μmで移動する。結果としての光学走査は、例えば、カニューレ150の先端部から1mm〜20mmの距離(例えば、上述したように、撮像ビームの焦点)において標的生物組織に投影される。標的生物組織における撮像ビームの線形の広がりは、1mm〜10mm、1mm〜8mm又は1mm〜5mmであり得る。例えば、標的生物組織における撮像ビームの線形の広がりに比較して、ファイバが光学素子152の基端面182にわたって移動する距離のおよそ50倍〜およそ1000倍の増大があり得る。
通電可能部材194は、ハンドル146の基端部分から片持ちにされるように示されている。すなわち、ハンドル146を画定するハウジングに、通電可能部材194の基端部分212を固定して結合することができ、通電可能部材194の先端部分214は、ハンドル146に対して移動可能であり得る。先端部分214は、レバーアーム196の基端セクション198と接触し且つそれに力を加えることができる。通電可能部材194は、様々な構成要素であり且つ/又は様々な構成要素を含むことができる。例えば、通電可能部材194は、バイモルフ圧電アクチュエータ、リニアアクチュエータ、ソレノイドアクチュエータ等であり得る。
レバーアーム196は、基端セクション198及び先端セクション200を含むことができる。通電可能部材194は、活性化状態にあるとき(例えば、図2におけるような場合であり得る際)、基端セクション198と接触し且つ/又はそれに力を加えることができる。非活性化状態では、通電可能部材194は、レバーアーム196に力を加えない。通電可能部材194は、非活性状態にあるとき、レバーアーム196と接触しているか、又はレバーアーム196から分離され得る。例えば、通電可能部材194が非活性状態にあるとき、先端部分214を、プローブ190の長手方向軸に対して平行に配置し、レバーアーム196から分離することができる。幾つかの実施形態では、通電可能部材194の先端部分214は、ハンドル146に対して移動可能であり、レバーアーム196の移動から少なくとも部分的に独立している。幾つかの実施形態では、通電可能部材194の先端部分214及びレバーアーム196の基端セクション198は、互いに接触し、好適な接着剤(例えば、糊、エポキシ樹脂等)、機械的接続及び/又はそれらの組合せを用いて、機械的に結合される。
レバーアーム196の先端セクション200は、光ファイバ138と接触し且つ/又は結合することができる。先端セクション200と光ファイバ138との間の接触及び/又は結合は、直接であるか、間接的であるか、又はその何らかの組合せであり得る。例えば、レバーアーム196の先端セクション200は、光ファイバ138と直接接触することができ、又は、先端セクション200は、光ファイバ138に隣接して配置される補強部材216と接触することができる。幾つかの実施形態では、レバーアーム196の先端セクション198及び光ファイバ138は、好適な接着剤(例えば、糊、エポキシ樹脂等)、機械的接続及び/又はそれらの組合せを用いることによって機械的に結合される。幾つかの実施形態では、先端セクション198は、ハンドル146に対して移動可能であり、光ファイバ138の移動からは少なくとも部分的に独立している。
通電可能部材194は、通電されると、レバーアーム196に対して選択的に動きを与えるように構成することができる。通電可能部材194は、レバーアーム196の基端セクション198と接触し、且つ/又は、それに対して、枢支点202を中心にレバーアーム196を回転させる方向208に力を加えることができる。枢支点202は、レバーアーム196がハンドル146に関連し、取り付けられ、且つ/又は機械的に結合される位置であり得る。枢支点202は、ピン、たわみ軸受等を含むことができる。ピボットピンによって、ハンドル146にレバーアーム196を枢着することができる。レバーアーム196が枢支点202を中心に回転するとき、レバーアーム196の先端セクション200は、光ファイバ138と接触し、且つ/又はそれに対して方向210に力を加えることができる。図3及び図4の考察においてより詳細に記載するように、レバーアーム196の先端セクション200が光ファイバ138と接触し、且つ/又はそれに対して方向210に力を加えることにより、光ファイバ138の先端部180が方向204に移動する。レバーアーム196及び/又は通電可能部材194は、プローブ190の様々な部品の中に配置されるように構成される。幾つかの実施形態では、通電可能部材194は、レバーアーム196に対して方向210に力を加えることができ、レバーアーム196は、対応して、光ファイバ138に対して方向208に力を加えることができる。したがって、通電可能部材194及びレバーアーム196は、プローブ190内部におけるそれらの位置に応じて様々な方向に力を加えることができる。
通電可能部材194によってレバーアーム196に対して力を加えることは、作動ストロークと述べることができる。結果としてレバーアーム196によって光ファイバ138に力を加えることは、反応ストロークと述べることができる。アクチュエータシステム192によって、反応ストロークに対して、レバーアーム196に関連する機械効率をもたらすことができ、それにより、反応ストロークは、作動ストロークに比較して増大する。本明細書における考察において、レバーアーム196の基端セクション198は、レバーアーム196の「短いアーム」及び/又は「第1セクション」と様々に呼ぶことができ、先端セクション200は、レバーアーム196の「長いアーム」及び/又は「第2セクション」と様々に呼ぶことができる。基端セクション198は、先端セクション200に比較して短い長さを有することができる。光ファイバ138に対して作用する力は、通電部材194が基端セクション198に加える力に、基端セクション198及び先端セクション200の長さの比をかけた値に等しい。所望の量の力が光ファイバ138に与えられるように、長さを様々に選択することができる。所望の力の量は、光ファイバ138に対する所望の移動量に対応することができる。他の実施形態では、レバーアーム196及びプローブ190の他の構成要素がハンドル146の内部に適切に嵌まるように、長さを様々に選択することができる。レバーアーム196及び/又は通電可能部材194は、(図2の図示する実施形態に比較して)ハンドル146の異なる部分に且つ/又はカニューレ150内に完全に又は部分的に配置することができる。
プローブ190は補強部材216を含むことができ、補強部材216は、通電可能部材196が活性化されたときにレバーアーム196の先端セクション200が補強部材216と接触するように、光ファイバ138に隣接して配置される。レバーアーム196の先端セクション200が補強部材216と接触し且つ/又はそれに力を加え、補強部材216を移動させるとき、光ファイバ138はそれに対応して移動する。補強部材216は、光ファイバ138とレバーアーム196との間の接触点又は小さい接触範囲において、光ファイバ138に同じ力が直接加えられる場合に比較して、光ファイバ138に作用する力をより大きい距離にわたって分散させるように構成することができる。点又は小さい範囲における光ファイバ138とレバーアーム196との間の接触により、光ファイバ138の中心部分218が方向210に曲がるか又は偏向することができる。光ファイバ138の中心部分218におけるこうした曲り及び/又は偏向に応じて、光ファイバ138が少なくとも部分的に弓状の形状であるように、光ファイバ138の先端部180を方向206に変位させることができる。幾つかの実施形態では、こうした光ファイバ138の曲りは、光ファイバ138の振動に対して望ましい。他の実施形態では、こうした曲りは望ましくなく、それを中和するように補強部材216を設けることができる。補強部材216は、力がかけられたときに、光ファイバ138に直接同じ量の力が加えられた場合に比較してそれほど曲がらないように、光ファイバ138より剛性のある材料から形成することができる。したがって、補強部材216は、光ファイバ138に作用している曲げ力を抑制し、光ファイバ138による対応する曲げの量を低減させるように構成することができる。レバーアーム196によって光ファイバ138に与えられる曲げ力が望ましい量を超える場合に、補強部材216を設けることができる。
補強部材216は、プローブ190に含まれる場合、光ファイバ138及びプローブ190の少なくとも一部に沿って長手方向に延在することができる。補強部材216をカニューレ150又はハウジング146内に完全に配置することができ、又は補強部材216の一部をカニューレ150及びハウジング146の両方の中に部分的に配置することができる。幾つかの実施形態において、補強部材216は、光ファイバ138の周囲に環状に配置される補強チューブと述べることができる。例えば、補強部材216は、光ファイバ138の外周の全体に延在することができる。他の実施形態では、補強部材216は、光ファイバ138の少なくとも一部に隣接して配置された補強プレートと述べることができる。こうした補強部材は、直線状、湾曲又はそれらの何らかの組合せであり得る。好適な接着剤(例えば、糊、エポキシ樹脂等)、機械的接続及び/又はそれらの組合せを用いて、光ファイバ138及び/又はハンドル146に補強部材216を固定することができる。本明細書における考察では、レバーアーム、レバーアームアセンブリ及び/又はたわみ機構は、光ファイバと接触するものとして述べられているが、これは、光ファイバ138との直接接触、(例えば、補強部材216を介する)間接的な接触及び/又はそれらの組合せを含むことが理解される。
補強部材216は、ハンドル146に設けられる場合、光ファイバ138、レバーアーム136及び/又は通電可能部材194に対して高コンプライアンスな復帰力を提供するように、付勢方向に(例えば、光ファイバ138がカニューレ152の長手方向軸と同軸である場合、中立位置に向かって)曲げることができる。例えば、光ファイバ138が中立位置に向かって(例えば、通電可能部材194が活性化されたときに光ファイバ138がレバーアーム196によって付勢される方向210とは反対の方向に)付勢されるように、方向208に補強部材216を曲げることができる。光ファイバ138、レバーアーム136及び/又は通電部材194を中立位置に戻すように構成される1つ又は複数の復帰要素に加えて又はその代わりに、補強部材216を曲げることができる。
図示するように、光ファイバ138は、光ファイバ138の先端部180がレバーアーム196の先端セクション200を越えて先端側に延在するように、レバーアーム196に結合される。このように、光ファイバ138の先端部180は、レバーアーム196から片持ちにされる。その結果、光ファイバ138の先端部180の動きプロファイルは、レバーアーム196の先端セクション200の動きプロファイルに対して増幅される。言い換えれば、光ファイバ138の先端部180の移動は、レバーアーム196の先端セクション200の対応する移動より大きい。レバーアーム196の先端セクション200の移動は、通電部材194が通電され、基端セクション198と接触し、且つ/又は基端セクション198に力を加え、その結果、レバーアーム196が枢支点202を中心に(図3に示す観点からプローブ130を見ると)右回りに回転するときに、もたらされる。例えば、矢印210に示すように、レバーアーム196の先端セクション200が光ファイバ138と接触し且つ/又はそれに力を加えるとき、光ファイバの先端部180は、矢印204によって示すように、同じ方向により大きい距離移動する。レバーアーム196の先端セクション200が光ファイバ138から離れるように動かされる(例えば、通電部材が通電されなくなると)、光ファイバ138の先端部180は、矢印206によって示すように移動する。幾つかの実施形態では、光ファイバ138及び/又は補強チューブ216の重量のみにより、光ファイバ138が方向206に移動する。他の実施形態では、光ファイバ138を方向206に直接及び/又は間接的に付勢する1つ又は複数の復帰要素を、プローブ190内に設けることができる。方向206に移動しているとき、先端部180は、光ファイバ138の中立位置を越えて移動することができる(例えば、光ファイバがカニューレ152の長手方向軸と同軸である場合)。レバーアーム196の先端セクション200の移動に対する光ファイバ138の先端部180の移動の比は、1.01:1.0〜10.0:1.0、1.1:1.0〜5.0:1.0、又は1.5:1.0〜2.0:1.0であり得る。したがって、光ファイバ138の先端部180の結果としての移動は、レバーアーム196の先端セクション200の移動より1%、10%、20%、50%、100%、500%又は1000%大きくすることができる。
幾つかの場合では、光ファイバの先端部180の動きプロファイルは、プローブ130のハンドル146内にある枢支点でのレバーアーム動作をシミュレーションする。例えば、枢支点は、レバーアーム196と光ファイバ138との間の接触点によって画定することができる。幾つかの場合では、光ファイバ138は、移動中に線形配向を維持することができる。他の場合では、光ファイバ138は、移動中、光ファイバ138の少なくとも一部が弓形状を有するように曲がる。例えば、幾つかの場合では、光ファイバ138の先端部180は、通電可能部材194に通電することによってもたらされる移動中に、ハンドル146に固定されるその基端セクションに対して曲がる。
概して、アクチュエータシステム192は、通電可能部材194を非活性化状態から1つ又は複数の活性化状態まで移動させるように構成される。活性化状態では、通電可能部材194は、レバーアーム196に力を加えその回転をもたらし、それにより、レバーアーム196は、光ファイバ138に力を加える。その結果、アクチュエータシステム192は、光ファイバ138(例えば、先端部180、中心部分218等)を中立位置から1つ又は複数の活性化位置まで移動させるように構成される。中立位置では、光ファイバ138は、カニューレ140の内腔内の任意の位置に配置することができる。例えば、プローブ190内の光ファイバ138の全て又は何らかの部分は、(例えば図2に示すように)カニューレ150の長手方向軸と同軸であり、(例えば図3及び図4に示すように)カニューレ150の1つの壁に近接し且つ/又は接触する等が可能である。同様に、1つ又は複数の活性化位置において、光ファイバ138は、(例えば図2に示すように)カニューレ150の長手方向軸と同軸であり、(例えば図3及び図4に示すように)カニューレ150の1つの壁と近接し且つ/又は接触する等が可能である。
例えば、図2は、光ファイバ138の中立位置がカニューレ150の長手方向軸と同軸である実施形態を示す。アクチュエータシステム192は、通電可能部材194が活性化されたときに、通電可能部材194の先端部分214及びレバーアーム196の先端セクション200を移動させるように構成される。幾つかの実施形態では、光ファイバ138の先端部180は、それにより、長手方向軸と同軸の位置から活性化位置まで(図3に示すように)方向204に移動することができる。通電可能部材194が活性化されなくなると、通電部材194の先端部分214及びレバーアーム196の先端セクション200は、それらの中立位置に戻り、且つ/又はレバーアーム196及び光ファイバ138それぞれに力を加えるのを終了することができる。光ファイバ138が方向210に付勢されなくなっているため、先端部180は、その中立位置に向かって方向206に移動することができる。光ファイバ138の重量及び/又は1つ若しくは複数の復帰要素によって加えられる力により、方向206における光ファイバ138の移動をもたらすことができる。図4に示すように、光ファイバ138は、関連する運動量により、方向206においてその中立位置を通過して移動することができる。したがって、光ファイバ138は、中立位置になる前に方向204及び方向206に移動することができる。他の実施形態では、光ファイバ138が振動している走査プロセス中、光ファイバ138が中立位置にないにも関わらず、後続する時間(例えば、次の周波数サイクル中)、通電可能部材194を活性化することができる。例えば、光ファイバ138は、中立位置を通過して方向206に移動した後、ただし中立位置に戻る前に、活性化することができる。幾つかの実施形態では、光ファイバ138は、振動中に線形プロファイルを維持する。他の実施形態では、本明細書に記載するように、光ファイバ138は、振動中、少なくとも部分的に弓形の形状である。
幾つかの実施形態において、レバーアーム196の先端セクション200が、光ファイバ138と接触し、光ファイバ138に力を加え、且つ/又は光ファイバ138を方向210に付勢するとき、光ファイバ138の先端部180は、方向206に移動することができる。こうした移動は、例えば、光ファイバ138の中心部分218が方向210に曲がるか又は偏向するときに発生する可能性がある。先端部180は、中心部分218の曲げ又は偏向に応答して、方向206に移動することができ、それにより、光ファイバ138は少なくとも部分的に弓形の形状になる。レバーアーム196の先端セクション200が光ファイバ138に力を加えなくなり、且つ/又は方向210に付勢しなくなると、光ファイバ138は、その中立位置に向かって戻ることができる。光ファイバ138の中心部分218は、方向208に移動することができ、光ファイバ138の先端部180は方向204に移動することができる。光ファイバ138は、関連する運動量のために、その中立位置を通過して移動することができる。これが発生すると、中心部分218は方向208に曲がるか又は偏向することができ、先端部180は方向204に移動することができ、それにより、光ファイバ138は少なくとも部分的に弓形の形状になる。幾つかの実施形態において、光ファイバ138が振動している走査プロセス中、光ファイバ138は、互いに鏡像である少なくとも部分的弓形状の間で周期的に切り替わる。
通電可能部材194は2つの状態、すなわち非活性化状態及び活性化状態を有することができる。非活性化状態では、通電可能部材194は、通電されず、レバーアーム196と接触せず、レバーアーム196に力を加えず、且つ/又はレバーアーム196を付勢しない。例えば、バイモルフ圧電アクチュエータは、非活性化状態で、先端部分214がレバーアーム196と接触しないように、光ファイバ138に対して平行に延在することができる。通電可能部材194の先端部分214がレバーアーム196の基端セクション196に結合される場合等、幾つかの実施形態では、通電可能部材194は、非活性化において、レバーアーム196に力を加えず且つ/又はレバーアーム196を付勢しなくても、レバー196と接触している。活性化状態では、通電可能部材194は、通電され、レバーアーム196と接触し、レバーアーム196に力を加え、且つ/又はレバーアーム196を付勢する。通電されると、通電可能部材194は、少なくとも一部(例えば、先端部分214)が弓形状を有するように曲がることができる。例えば、例えば図2に示すように、先端部分214は、レバーアーム196と接触し且つ/又はレバーアーム196に力を加えるように、曲がり、湾曲し、又は他の方法で移動する。先端部分214は、レバーアーム196の基端セクション198と接触し、且つ/又はそれに方向208に力を加えることができる。これにより、レバーアーム196の枢支点202を中心とする(図2に示す観点からプローブを見ると)左回り方向の回転をもたらすことができる。レバーアーム196の先端セクション200は、レバーアーム196が回転し、先端セクション200が光ファイバ138に力を加えると、光ファイバ138との初期接触点から基端方向に摺動又は並進することができる。レバーアーム196が回転することにより、先端セクション200が光ファイバ138と接触し、且つ/又は先端セクション200が光ファイバ138に方向210に力を加えることになる。すなわち、レバーアーム196の先端セクション200において、ストロークが増大し、先端セクション200は方向210に移動する。レバーアーム196に対して力を、力が光ファイバ138に加えられる(矢印210によって示す)方向(例えば、第2方向)とは反対の方向208(例えば、第1方向)において加えることができる。通電可能部材194は、通電されなくなっているとき、非活性化状態に戻ることができる。したがって、通電可能部材194の先端部分214は、レバーアーム196の基端セクション198と接触しなくなり、且つ/又はそれに力を加えなくなる。レバーアーム196自体の重量又はそれに加えて光ファイバ138の重量により、レバーアーム196は、(プローブ130が図2に示す観点から見られる際)右回り方向に回転し、先端セクション200は、光ファイバ138と接触しなくなり、且つ/又は光ファイバ138に力を加えなくなる。
光ファイバ138の先端部180の移動は、通電可能部材194が(例えば、周期的、振動性等の方法で)非活性化状態と活性化状態との間で切り替わるように、通電可能部材194を選択的に通電することによってもたらすことができる。通電可能部材194が非活性化状態と活性化状態との間で切り替わるとき、レバーアーム196によって光ファイバ138に方向210に力が加えられるか又は加えられない。これにより、(通電可能部材が通電されるとき)矢印204及び(通電可能部材が通電されないとき)206によって示す方向に、光ファイバ138の先端部180が対応して移動する。
図3及び図4に示すように、光ファイバ138を活性化位置まで移動させ、その後、光ファイバを有効に解除して中立位置に向かって移動させることにより、光ファイバ138を振動させることができ、網膜等、標的生物組織にわたって撮像ビームを走査することができる。幾つかの実装形態では、アクチュエータシステム178は、光ファイバ138の先端部180を、約1Hz〜100Hz、約1Hz〜50Hz、約1Hz〜約30Hz、約5Hz〜20Hz、約10Hz〜15Hz、約1Hz〜15Hz等の周波数範囲内で振動させるように構成されるが、他の周波数範囲(大きい方及び小さい方の両方)が企図される。通電可能部材194は、周波数サイクルの1/2は活性化状態であり、周波数サイクルの1/2は非活性化状態にあり得る。通電可能部材194が活性化状態及び非活性化状態にある持続時間は、周波数サイクルの1/2より大きいか又は小さい場合もある。
図3及び図4に示す光ファイバ138の先端部180の位置はまた、アクチュエータシステム192に対する中立位置でもあり得る。それに関して、光ファイバ138の先端部180は、図3又は図4の位置で開始し、その後、通電可能部材194に通電されレバーアーム196が光ファイバ138を方向208又は210に付勢すると、図4又は図3の位置にそれぞれ移動することができる。通電可能部材194に通電されなくなり、光ファイバ138が方向208又は210に付勢されなくなると、光ファイバ138は、方向204又は206においてその中立位置に向かって移動する。後述するように、幾つかの実装形態では、アクチュエータシステム192は、通電可能部材194、レバーアーム196及び/又は光ファイバ138を開始、すなわち中立位置に戻すのを促進するように1つ又は複数の復帰要素を含むことができる。復帰要素は、機械的及び/又は電磁式であり得る。
図5は、本開示の別の態様による撮像プローブ220の側断面図の図案化した図である。プローブ220は、プローブ130及び/又はプローブ190に対して上述したものと同様の多くの特徴を含み、それについては、簡潔のためにここでは繰り返さない。プローブ220は、アクチュエータシステム222を含む。アクチュエータシステム222は、光ファイバ138に動きを与えるように構成され、それにより、光ファイバ138の先端部180を光学素子152に対して移動させて、標的生物組織に対して所望のパターンにわたって撮像ビームを走査することができる。アクチュエータシステム222は、レバーアーム196、通電可能部材194及び復帰要素224を含むことができる。復帰要素224は、レバーアーム196及び/又は通電可能部材194、並びにそれにより光ファイバ138を開始位置に戻るように付勢するように構成される。開始位置は、図2〜図4の任意のものに示す位置と同様の位置であり得る。
復帰要素214は、可撓性復帰要素とすることができる。図5の図示する実施形態では、復帰要素224はコイルばねである。それに関して、コイルばねの下方部分は、ハンドル146を画定するハウジングに固く固定され、コイルばねの上方部分は、レバーアーム196の基端セクション198とインターフェースするように構成される。特に、通電可能部材194が通電されるときに、レバーアーム196の基端セクション198が変位する際、コイルばねはそれに対応して圧縮される。通電可能部材194が通電されなくなると、可撓性復帰要素224の圧縮からもたらされる位置エネルギーは、レバーアーム196に対して復帰力を与え、レバーアーム196はその開始位置に戻る。復帰要素224は他の構造(例えば、板ばね等)であるか又はそれを含み得ることが理解される。
図6は、本開示の別の態様による撮像プローブ250の側断面図の図案化した図である。プローブ250は、プローブ130、190及び220に対して上述したものと同様の多くの特徴を含み、それについては、簡潔のためにここでは繰り返さない。プローブ250は、アクチュエータシステム252を含む。図6の図示する実施形態では、アクチュエータシステム252は、レバーアーム256及び通電可能部材264を含む。レバーアーム256は、レバーアーム196に関して上述したものと同様の多くの特徴を含む。通電可能部材を、ハンドル146に固く固定し、好適な接着剤(例えば、糊、エポキシ樹脂等)、機械的接続及び/又はそれらの組合せを用いて機械的に結合することができる。通電可能部材264は、レバーアーム256と接触し、レバーアーム256に力を加え、光ファイバ138及び/又はプローブ250の長手方向軸に対して垂直な方向において、レバーアーム256を付勢するように示されている。通電可能部材264は、ハンドル146内に配置され、レバーアーム256に作動運動を提供することができる。例えば、通電可能部材264が活性化されると、シャフト254が、レバーアーム256の基端セクション258と接触し、且つ/又はそれに対して方向208に力を加えることができる。レバーアーム256は、(図6に示す観点からプローブ250を見た場合)左回り方向に回転する。先端セクション260は、光ファイバ138に結合され、光ファイバ138と接触し、光ファイバに力を加え、且つ/又は光ファイバ138を方向210に付勢することができる。
図6の図示する実施形態において、通電可能部材264はソレノイドアクチュエータである。通電可能部材264は、他の構造(例えば、バイモルフ圧電アクチュエータ、リニアアクチュエータ等)であるか又はそれを含み得ることが理解される。図6の図示する実施形態では、レバーアーム256の基端セクション258及び先端セクション260は、互いに対して角度が付けられている。基端セクション258と先端セクション260との間の角度は、0°〜180°、30°〜150°、45°〜135°、60°〜120°、75°〜105°及び80°〜100°であり得る。基端セクションに対して、通電可能部材264に向かって角度をつけることができる。基端セクション258及び先端セクション260は、(図2及び図5に示すように)互いに同一平面で又は平行に延在し得ることが理解される。
図7は、本開示の別の態様による撮像プローブ280の側断面図の図案化した図である。プローブ280は、プローブ130、190、220及び250に対して上述したものと同様の多くの特徴を含み、それについては、簡潔のためにここでは繰り返さない。プローブ280は、アクチュエータシステム282を含む。アクチュエータシステム282は、プローブ190のアクチュエータシステム192と同様であるが、たわみ軸受を含む。レバーアーム284は、たわみ軸受によってハンドル146に移動可能に取り付けることができる。図7の図示する実施形態では、たわみ軸受はリビングヒンジである。任意のタイプのたわみ軸受を使用し得ることが理解される。たわみ軸受は、下方部分290、蝶番292及び上方部分294を含むことができる。たわみ軸受の下方部分290は、ハンドル146を画定するハウジングに固く固定され、たわみ軸受の上方部分は、レバーアーム284の基端セクション286と先端セクション288との間に配置され、且つ/又はレバーアーム284の一部を形成する。蝶番292は、矢印298及び296によって示す方向にたわむように構成される。蝶番292は、通電可能部材194がレバーアーム284に対して方向208に力を加えるときに方向298にたわむことができる。蝶番292は、通電可能部材がレバーアーム284に力を加えなくなったときにレバーアーム284が中立位置に戻る際、方向296にたわむことができる。下方部分290、蝶番292及び上方部分294を含むたわみ軸受の構成要素と、レバーアーム284を一体的に形成することができる。したがって、レバーアーム284は、蝶番が方向298及び296それぞれにたわむ際、方向298及び296に回転及び/又は移動することができる。通電可能部材194が活性化され、レバーアーム284の基端セクション286と接触し且つ/又はそれに対して方向208に力を加えると、蝶番292は方向298にたわむ。通電可能部材194がレバーアーム284に力を加える際、蝶番292、上方部分294及びレバーアーム284は、実線で示されている。これにより、対応して、光ファイバ138と接触している先端セクション288が、光ファイバ138と接触し、光ファイバ138に力を加え、且つ/又は光ファイバ138を方向210に付勢することができる。レバーアーム306の先端セクション288は、蝶番292がたわみ、先端セクション288が光ファイバ138に力を加えるとき、光ファイバ138との初期接触点から基端方向に摺動又は並進することができる。通電可能部材194が活性化されなくなると、蝶番292は、方向296において中立位置に向かってたわむ。通電可能部材194がレバーアーム196に力を加えないとき、蝶番302、上方部分304及びレバーアーム306は、仮想線で、中立位置に示されている。これに対応して、先端セクション288は、光ファイバ138と接触しなくなり、光ファイバ138に力を加えなくなり、且つ/又は光ファイバ138を付勢しなくなる。
図8及び図9について以下の考察に述べる。図8は、本開示の別の態様による撮像プローブ310の背面断面図の図案化した図である。図9は、図8の撮像プローブの背面断面図の図案化した図であり、本開示の態様による撮像プローブの可撓性接続部材及び光ファイバを示す。プローブ310は、プローブ130、190、220、250及び280に対して上述したものと同様の多くの特徴を含み、それについては、簡潔のためにここでは繰り返さない。プローブ310は、アクチュエータシステム338を含む。アクチュエータシステム338は、通電可能部材313と、対称的に構成されたレバーアーム312及び314を含むレバーアームアセンブリとを含む。レバーアーム312は、第1セクション316、第2セクション318及び枢支点320を含む。レバーアーム314は、第1セクション326、第2セクション328及び枢支点330を含む。レバーアーム312及び314は、レバーアーム196及び256に対して上述したものと同様の多くの特徴を含む。例えば、第1セクション316及び326は、第2セクション318及び328に対してそれぞれ角度が付けられている。第1セクション316及び第1セクション326は、接続セクション322及び可撓性接続部材324を介して互いに機械的に結合することができる。第2セクション318及び第2セクション328は、可撓性接続部材332を介して機械的に結合することができる。光ファイバ138は、可撓性接続部材332の湾曲内に受け入れることができる。したがって、可撓性接続部材332は、光ファイバ138に結合され、光ファイバ138と接触し、光ファイバ138に力を加え且つ/又は光ファイバ138を方向336に付勢することができる。図8に示す構成は、レバーアームアセンブリ及び/又は光ファイバ138の中立位置であり得る。
レバーアームアセンブリは、通電可能部材313によって作動させることができる。通電可能部材313は、通電可能部材194及び264に関して上述したものと同様の特徴を共有することができる。活性化されると、通電可能部材313は、接続セクション322と接触し、且つ/又は接続セクション322に対して方向334に力を加えることができる。レバーアーム312及び314は、剛性があり、接続セクション322に機械的に結合され得るため、作動の結果として回転することができる。レバーアーム312は、枢支点320を中心に(図8に示す観点でプローブ310を見た場合)左回り方向に回転することができ、レバーアーム314は、枢支点330を中心に右回り方向に回転することができる。記載したようなレバーアーム312及び314の回転により、可撓性接続部材332は、光ファイバ138と接触し、光ファイバ138に力を加え、光ファイバ138を方向336に付勢することができる。図9における図示する実施形態に示すように、レバーアーム312及び314が通電可能部材313による作動時に回転する際、可撓性接続部材332は平坦化する。レバーアーム312が左回り方向に回転する際、可撓性接続部材332のレバーアーム312の第2セクション318に結合された側は、左側に引っ張られる。レバーアーム314が右回り方向に回転する際、可撓性接続部材332のレバーアーム314の第2セクション328に結合された側は、右側に引っ張られる。可撓性接続部材332の左側及び右側に対する反対の力により、可撓性接続部材332は曲率が小さくなる。可撓性接続部材332が平坦化する際、光ファイバ138と接触している可撓性接続部材332の表面は、光ファイバ138を方向336に付勢する。すなわち、可撓性接続部材332のより小さい表面積が光ファイバ138と接触している。これにより、光ファイバ138(例えば、その先端部)を、カニューレ150の先端部分における光学素子152に対して変位させることができる。例えば、図9及び図10に示すように、可撓性接続部材332による付勢の結果として、中立位置にある光学素子152及び光ファイバ138の相対的な位置決めに比較して、光ファイバ138を方向336に変位させることができる。図9に示す構成は、レバーアームアセンブリ及び/又は光ファイバ138の活性化位置であり得る。
通電可能部材313は、非活性化状態に戻ると、接続セクション322に力を加えなくなる。光ファイバ138及び/又はレバーアームアセンブリの1つ又は複数の構成要素の重量により、レバーアーム312及び314は中立位置まで回転することができる。レバーアーム312が右回り方向に回転し、レバーアーム314が左回り方向に回転する際、(例えば、図8に示すように)可撓性接続部材332のより広い表面積が光ファイバ138と接触するように、可撓性接続部材332は曲がることができる。これにより、光ファイバ138(例えば、その先端部)を、カニューレ150の先端部分におけるレンズ152に対して、(通電可能部材313が活性化状態にあるときに光ファイバ138が変位する方向とは反対の方向に)変位させることができる。例えば、図10及び図9に示すように、活性化位置にある光学素子152及び光ファイバ138の相対的な位置決めと比較して、光ファイバ138を、方向336とは反対の方向に変位させることができる。
通電可能部材の活性化を振動させることにより、図3及び図4に関して上述したものと同様に、光ファイバ138の動きを達成することができる。図8の図示する実施形態では、レバーアームアセンブリが通電可能部材313によって駆動される(矢印334によって示す)方向は、光ファイバ138が作動システム338によって駆動される(矢印336によって示す)方向と同じか又はそれに対して平行である。
対称的なレバーアームアセンブリは、そのような線形の運動が望ましい場合、線形である(例えば、方向336の)光ファイバ138の運動をもたらすことができる。これは、非線形である、光ファイバ138に対して作用する力のいかなる成分も、概して、両レバーアーム312及び314によってもたらされるためである。レバーアーム312及び314は、光ファイバ138の両側に配置されるため、非線形の力は、概して、反対方向に作用し、概して打ち消される。力の線形成分は残り、光ファイバ138に線形運動を与えることができる。他の実施形態では、光ファイバ138の2次元運動が望ましく、本明細書に記載する撮像プローブはこうした運動を提供するように構成される。
対称的なレバーアームアセンブリはまた、アクチュエータシステムの1つ又は複数の構成要素を光ファイバ138に沿って長手方向に摺動又は並進させることなく、光ファイバ138を作動させることもできる。例えば、図2、図5及び図6において、レバーアーム196の先端セクション200は、レバーアーム196が光ファイバ138に力を加える際に、光ファイバ138との初期接触点から開始して、光ファイバ138に沿って基端方向に摺動又は並進することができる。こうした摺動又は並進は、幾つかの実施形態では望ましい可能性がある。他の実施形態では、摺動又は並進は望ましくない。対称的なレバーアームアセンブリ(例えば、可撓性接続部材332)は、光ファイバ138に沿って摺動又は並進することなく方向336に線形の力を加えることができ、それは、対称的なレバーアームアセンブリが光ファイバ138に対して直交して配置されるためである。したがって、対称的なレバーアームアセンブリによる移動が、光ファイバ138に対して直交する平面で発生し且つそこにあり続けることができる。
図10は、本開示の別の態様による撮像プローブ340の側断面図の図案化した図である。プローブ340は、プローブ130、190、220、250、280及び310に対して上述したものと同様の多くの特徴を含み、それについては、簡潔のためにここでは繰り返さない。プローブ340は、アクチュエータシステム342を含む。アクチュエータシステム342は、たわみ機構344、通電可能部材368及び固定部材354を含む。たわみ機構344は、多角形、楕円形又はそれらの組合せを含む様々な形状とすることができる。例えば、たわみ機構344の形状について、菱形、偏菱形及び/又は平行四辺形と述べることができる。たわみ機構344は、辺356、358、360及び362と頂点346、348、350及び352とを有する。幾つかの実施形態において、辺356、358、360及び362は、等しい長さを有することができる。幾つかの実施形態において、2つの対向する辺は第1長さを有し、2つの対向する辺は第2長さを有する。頂点346、348、350及び352は、機械的に辺356、358、360及び362を結合する1つ又は複数の可撓性接続部材であるか又はそれを含むことができる。
通電可能部材368は、たわみ機構344の頂点と接触し且つ/又はそれに対して方向364に力を加えるように、ハンドル146内に配置することができる。図10の図示する実施形態では、通電可能部材368は、頂点346と接触するように構成される。頂点352は、光ファイバ138に結合され、光ファイバ138と接触し、光ファイバ138に力を加え、且つ/又は光ファイバ138を方向366に付勢することができる。たわみ機構344対して通電可能部材368が力を加えることは、作動ストロークと述べることができる。光ファイバ138に対してたわみ機構344によって力を加えることは、反応ストロークと述べることができる。アクチュエータシステム342により、反応ストロークに対して、たわみ機構344に関連する機械効率をもたらすことができ、それにより、反応ストロークは作動ストロークに比較して増大される。光ファイバ138の作動(反応ストローク)には、1つ又は複数の辺356、358、360及び362の長さの関数によって作動ストロークの増大がある。
1つの頂点から対向する頂点まで(例えば、頂点346から頂点350まで又は頂点352から頂点348まで)測定されるように、たわみ機構344を一方の軸において長くし、他方の軸において短くすることができる。頂点346から頂点350まで画定される軸は、長い方の軸とすることができ、通電可能部材は、長い方の軸の頂点346と接触し且つ/又はそれに力を加えるように構成することができる。対向する頂点350は固定部材354に固定することができる。固定部材354は、固定部材354によって画定された位置を越えて頂点350の長手方向変位を阻止する任意の構造的構成要素とすることができる。固定部材354をハンドル146に対して固く固定することができる。頂点350が固定部材354に固定されるため、頂点350はまた、ハンドル146に対しても固定される。頂点350を固定部材354に固定することにより、頂点346に作用している力が、辺356、358、360、362を通して光ファイバ138まで伝達されるため、反応ストロークを増大させることができる。頂点348から352まで画定される軸は、短い方軸とすることができ、光ファイバ138に結合されたたわみ機構344は、短い方の軸の頂点352において光ファイバ138と接触し、且つ/又はそれに力を加えるように構成することができる。対向する頂点348は、ハンドル146を画定するハウジングに固定することができる。
通電可能部材368によって作用されると、たわみ機構344は、形状を変化させることによって適応することができる。長い方の軸及び短い方の軸の頂点の各々の1つが固定された状態で、頂点352は、方向366において外側に移動することによって反応することができる。こうした頂点352の移動により、方向366において光ファイバ138に力が加えられる。頂点352は、光ファイバ138との初期接触点から先端方向に、光ファイバ138に沿って長手方向に摺動又は並進することができる。幾つかの実施形態では、辺356、358、360、362は、(例えば、図8における接続セクション322及び可撓性接続部材324と同様の)接続セクションと1つ又は複数の可撓性接続部材を含むことができる。こうした実施形態では、接続セクションは、ハンドル146、固定部材250に固定され、通電可能部材368によって力が加えられ、且つ/又は光ファイバ138に力を加えることができる。アクチュエータシステム342はまた、作動方向の変更も可能にする。すなわち、たわみ機構344が通電可能部材368によって駆動される(矢印364によって示す)方向は、光ファイバ138がたわみ機構344によって駆動される(矢印366によって示す)方向に対して垂直である。
上記アクチュエータシステムに関連して考察した動きプロファイルは、概して、カニューレ内の光ファイバ138の先端部180の線形変位に焦点を当てており、それを利用して、標的生物組織にわたる撮像ビームの対応する線形走査をもたらすことができる。他の実施形態では、光学プローブは、例えば、2次元走査パターンにわたって光ファイバ138及び撮像ビームを走査するように選択的に通電することができる、対応して通電可能な部材を備える、互いに垂直に向けられた2つのアクチュエータシステムを含む。アクチュエータシステムのうちの一方は、第1軸に沿って光ファイバ138に動きを与えるように構成することができ、アクチュエータシステムのうちの他方は、第1軸に対して垂直な第2軸に沿って光ファイバ138に動きを与えるように構成することができる。2次元走査パターンは、らせん、ラスタ、一定半径のアスタリスク、複数半径のアスタリスク、多重折畳み経路、他の2次元走査パターン、他のパターン及び/又はそれらの組合せを含むことができる。
本明細書に記載する実施形態は、レバーアーム又はたわみ機構等の機械的構造と、アクチュエータ等の通電可能部材とを利用して、撮像プローブ内に配置された光ファイバに動きを与えるアクチュエータシステムを有する、撮像プローブを提供することができる。上述した例は、単に例示的なものであり、限定するようには意図されていない。当業者は、本開示の範囲内であるように意図される開示した実施形態と一貫する他のシステムを容易に考案することができる。したがって、本出願は、以下の特許請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (26)

  1. ハンドルと、
    前記ハンドルに結合されたカニューレと、
    前記ハンドル及び前記カニューレ内に少なくとも部分的に配置された光ファイバであって、撮像光源から撮像光を受け取り、且つ前記カニューレの先端部分内に配置された光学素子に前記撮像光を案内するように構成された光ファイバと、
    前記光ファイバに動きを与えるように構成されたアクチュエータシステムであって、機械的構造と、通電可能部材であって、前記通電可能部材が通電されると前記機械的構造に選択的に動きを与えるように構成された通電可能部材とを含むアクチュエータシステムと
    を備える眼科撮像プローブ。
  2. 前記機械的構造がレバーアームである、請求項1に記載のプローブ。
  3. 前記アクチュエータシステムが、前記光ファイバの先端セクションに増幅された動きを与えるように構成されている、請求項2に記載のプローブ。
  4. 前記光ファイバが、前記光ファイバの先端部が前記レバーアームの先端部を通過して延在し、それにより、前記光ファイバの前記先端部に与えられる動きが前記レバーアームの移動に対して増幅されるように、前記レバーアームに結合されている、請求項3に記載のプローブ。
  5. レバーアームの少なくとも一部が、前記通電可能部材が通電されることに応答して、前記ハンドルに対して移動するように構成されている、請求項2に記載のプローブ。
  6. 前記レバーアームが、ピボットピンによって前記ハンドルに枢動可能に取り付けられている、請求項2に記載のプローブ。
  7. 前記レバーアームが、たわみ軸受によって前記ハンドルに移動可能に取り付けられている、請求項6に記載のプローブ。
  8. 前記レバーアームが、
    前記通電可能部材と接触するように構成された第1セクションと、
    前記光ファイバと接触するように構成された第2セクションと
    を備える、請求項2に記載のプローブ。
  9. 前記アクチュエータシステムが、前記通電可能部材が通電されることに応答して、前記レバーアームによって前記光ファイバに与えられる前記動きに対して反作用するように構成された復帰要素を更に含む、請求項2に記載のプローブ。
  10. 前記復帰要素が可撓性復帰要素である、請求項9に記載のプローブ。
  11. 前記通電可能部材が、前記レバーアームの第1アームに対して第1方向に動きを与えるように構成されており、及び
    前記通電可能部材によって前記レバーアームの前記第1アームに与えられる前記動きに応答して、前記レバーアームの第2アームが、第2方向に動かされて前記光ファイバに動きを与える、請求項2に記載のプローブ。
  12. 前記第2方向が、前記第1方向と反対である、請求項11に記載のプローブ。
  13. 前記第2方向が、前記第1方向に対して垂直である、請求項11に記載のプローブ。
  14. 前記通電可能部材の基端セクションが、前記ハンドルの基端部分に固く固定されている、請求項1に記載のプローブ。
  15. 前記光ファイバの基端セクションが、前記ハンドルの基端部分に固く固定されている、請求項1に記載のプローブ。
  16. 前記光学素子が屈折率分布型(GRIN)レンズを含む、請求項1に記載のプローブ。
  17. 前記光学素子が前記光ファイバの先端部に機械的に結合されており、それにより、前記光学素子が前記光ファイバの前記先端部とともに移動する、請求項1に記載のプローブ。
  18. 前記作動システムが、前記カニューレの先端部から5mm〜10mmの距離で、標的生物組織において1mm〜5mmの線形の広がりで、走査パターンに沿って前記撮像光を走査するように、前記光ファイバに動きを与えるように構成されている、請求項1に記載のプローブ。
  19. 前記光ファイバに隣接して配置された補強部材を更に備える、請求項1に記載のプローブ。
  20. 前記機械的構造がたわみ機構である、請求項1に記載のプローブ。
  21. 前記たわみ機構が、前記通電可能部材によって変位するように構成された第1頂点と、前記第1頂点の変位に応答して前記光ファイバに動きを与えるように構成された第2頂点とを含む、請求項20に記載の眼科撮像システム。
  22. 前記たわみ機構が、前記第1頂点の反対側に配置された第3頂点と、前記第2頂点の反対側に配置された第4頂点とを更に含み、前記第3頂点及び前記第4頂点が、前記ハンドルに固く固定されている、請求項21に記載の眼科撮像システム。
  23. 撮像光を生成するように構成された撮像光源と、
    前記撮像光源と光学的に通信する光学ガイドであって、前記撮像光源から前記生成された撮像光を受け取るように構成された光学ガイドと、
    前記光学ガイドと光学的に通信するプローブであって、
    ハンドルと、
    前記ハンドルに結合されたカニューレと、
    前記ハンドル及び前記カニューレ内に少なくとも部分的に配置された光ファイバであって、撮像光源から撮像光を受け取り、且つ前記カニューレの先端部分内に配置された光学素子に前記撮像光を案内するように構成された光ファイバと、
    前記光ファイバに動きを与えるように構成されたアクチュエータシステムであって、機械的構造と、通電可能部材であって、前記通電可能部材が通電されると前記機械的構造に選択的に動きを与えるように構成された通電可能部材とを含み、前記機械的構造がレバーアーム及びたわみ機構のうちの少なくとも一方を含む、アクチュエータシステムと
    を含む、プローブと、
    を備える眼科撮像システム。
  24. 前記光源と通信するコントローラであって、光コヒーレンストモグラフィ(OCT)撮像手順に対して前記撮像光源の作動を制御するように構成されたコントローラを更に備える、請求項23に記載の眼科撮像システム。
  25. 前記コントローラが、前記プローブによって得られるデータを処理し、且つ前記コントローラと通信するディスプレイに撮像データを出力するように更に構成されている、請求項24に記載の眼科撮像システム。
  26. 眼科プローブのハウジング内に配置された通電可能部材に通電して、前記ハウジング内でレバーアームを偏向させるステップを含み、前記レバーアームの偏向により、前記レバーアームに結合された光ファイバが、前記ハウジングの先端部分内に配置された光学素子にわたって前記光ファイバを通過する撮像光を走査する、眼科撮像方法。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113712503B (zh) * 2021-09-06 2023-06-09 温州医科大学 一种应用于眼底手术的oct探针

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06511312A (ja) * 1991-04-29 1994-12-15 マサチューセッツ・インステチュート・オブ・テクノロジー 光学的イメージ形成および測定の方法および装置
JP2001515382A (ja) * 1997-03-06 2001-09-18 マサチューセッツ インスティチュート オブ テクノロジー 生体組織の光学走査用機器
JP2008086780A (ja) * 2006-10-03 2008-04-17 Alcon Inc 屈折率分布型外科用照明器
JP2008203246A (ja) * 2007-01-26 2008-09-04 Topcon Corp 光画像計測装置
JP2011515382A (ja) * 2008-03-21 2011-05-19 サノフイ−アベンテイス 多置換2−アリール−6−フェニル−イミダゾ[1,2−a]ピリジン誘導体、ならびにこれらの調製および治療的使用
JP2013509273A (ja) * 2009-10-30 2013-03-14 ザ・ジョンズ・ホプキンス・ユニバーシティー 外科的介入のための臨床上重要な解剖学的標識点の視覚的追跡/アノテーション
JP2013220171A (ja) * 2012-04-16 2013-10-28 Sun Tec Kk イメージングプローブ
US20150080718A1 (en) * 2013-09-16 2015-03-19 Novartis Ag Oct probe with pivoting fiber

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6485413B1 (en) 1991-04-29 2002-11-26 The General Hospital Corporation Methods and apparatus for forward-directed optical scanning instruments
US5973779A (en) * 1996-03-29 1999-10-26 Ansari; Rafat R. Fiber-optic imaging probe
US6984230B2 (en) * 2000-04-07 2006-01-10 Synergetics, Inc. Directional laser probe
US7333698B2 (en) * 2004-08-05 2008-02-19 Polyoptics Ltd Optical scanning device
CA2627194C (en) * 2005-10-31 2014-01-21 Ronald T. Smith Surgical wide-angle illuminator
CN101365404B (zh) * 2005-12-16 2012-06-06 爱尔康公司 被照亮注射插管
US8914098B2 (en) 2009-03-08 2014-12-16 Oprobe, Llc Medical and veterinary imaging and diagnostic procedures utilizing optical probe systems
EP2713847A2 (en) * 2011-05-24 2014-04-09 Jeffrey Brennan Scanning endoscopic imaging probes and related methods
US8655431B2 (en) * 2011-05-31 2014-02-18 Vanderbilt University Apparatus and method for real-time imaging and monitoring of an electrosurgical procedure
US9200689B2 (en) 2011-08-15 2015-12-01 The Regents Of The University Of Michigan Single-axis flexure bearing configurations

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06511312A (ja) * 1991-04-29 1994-12-15 マサチューセッツ・インステチュート・オブ・テクノロジー 光学的イメージ形成および測定の方法および装置
JP2001515382A (ja) * 1997-03-06 2001-09-18 マサチューセッツ インスティチュート オブ テクノロジー 生体組織の光学走査用機器
JP2008086780A (ja) * 2006-10-03 2008-04-17 Alcon Inc 屈折率分布型外科用照明器
JP2008203246A (ja) * 2007-01-26 2008-09-04 Topcon Corp 光画像計測装置
JP2011515382A (ja) * 2008-03-21 2011-05-19 サノフイ−アベンテイス 多置換2−アリール−6−フェニル−イミダゾ[1,2−a]ピリジン誘導体、ならびにこれらの調製および治療的使用
JP2013509273A (ja) * 2009-10-30 2013-03-14 ザ・ジョンズ・ホプキンス・ユニバーシティー 外科的介入のための臨床上重要な解剖学的標識点の視覚的追跡/アノテーション
JP2013220171A (ja) * 2012-04-16 2013-10-28 Sun Tec Kk イメージングプローブ
US20150080718A1 (en) * 2013-09-16 2015-03-19 Novartis Ag Oct probe with pivoting fiber

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