JP2019111318A - 回転ファイバ式の光学撮像システムのための回転エクステンダおよび/またはリピータ、ならびにそれと共に使用するための方法および記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2017年11月17日に出願した米国特許出願第62/587,805号に関し、その優先権を主張するものであり、その開示全体は、そっくりそのまま参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (26)
- 撮像システムであって、
少なくとも1つの信号源および少なくとも1つの信号検出器サブシステムを備えるまたはこれらに接続されるように働く固定部分と、
少なくとも1つの回転可能な信号伝送要素、信号伝送用コネクタを備えた第1の端または近位端、ならびにプローブ用信号を検体または物体と通信または相互作用させ、および/または前記プローブ用信号を検体または物体と相互作用させるとともに検体または物体からデータを返させるように働く第2の端または遠位端を有するプローブと、
少なくとも1つの回転可能な信号伝送要素を備えたロータリジョイントであって、前記システムの前記固定部分とロータリジョイントの前記少なくとも1つの回転可能な信号伝送要素との間で信号を伝達するように働くロータリジョイントと、
回転可能な信号伝送要素および信号伝送用コネクタを備える細長エクステンダであって、前記細長エクステンダの前記信号伝送用コネクタを介して、前記細長エクステンダの第1の端における前記ロータリジョイントの前記少なくとも1つの回転可能な信号伝送要素と前記細長エクステンダの第2の端における前記プローブの前記信号伝送用コネクタとの間で信号および回転運動を伝達するように働き、(i)前記細長エクステンダの前記第1の端と前記第2の端との間で回転同期または実質的な回転同期を維持する、および(ii)前記撮像システムによって得られる試料または物体の画像上または画像中の回転ムラを防止または低減する、うちの1つまたは複数をするように構成されるとともにそうするように働く細長エクステンダと
を備える撮像システム。 - 前記細長エクステンダ、前記ロータリジョイント、および前記プローブのうちの前記少なくとも1つの回転可能な信号伝送要素は、回転可能な光ファイバで構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記細長エクステンダは、前記回転可能な光ファイバを含むまたは収容するように配設または配置されるとともに、前記細長エクステンダの前記第1の端と前記第2の端との間で前記光ファイバに沿ってトルクを伝達および分配するように働く中空の回転可能な駆動シャフトをさらに備える、請求項2に記載のシステム。
- 前記細長エクステンダは、前記ロータリジョイントの回転運動と回転同期されるとともに前記細長エクステンダの前記回転可能な光ファイバの長さに沿って配設され、回転運動を前記細長エクステンダの前記信号伝送用コネクタに加えるように働く少なくとも1つのリピータ回転駆動装置をさらに備える、請求項3に記載のシステム。
- 前記細長エクステンダは、
(i)前記回転可能な駆動シャフトの周囲に配設された回転不能なシースおよび前記駆動シャフトは、前記駆動シャフトの少なくとも1つの部分で撓むように働き、
(ii)前記少なくとも1つのリピータ回転駆動装置は、前記駆動シャフトの長さに沿って配設される複数の回転同期されるリピータを備え、前記複数のリピータの各リピータは、前記駆動シャフトに回転運動を加えるように働き、
(iii)前記細長エクステンダの前記回転可能な駆動シャフトは、軸方向運動を伝達するようにさらに働く
うちの1つまたは複数をさらに含む、請求項4に記載のシステム。 - 前記細長エクステンダの少なくとも1つのリピータ駆動装置は、少なくとも1つのスプラインドライブナットが嵌められ、前記少なくとも1つのリピータ駆動装置に近接、接近、または隣接した前記回転可能な駆動シャフトの一部は、軸方向にスライドするとともに回転方向にトルクを伝達するように働く整合している断面を備える、請求項5に記載のシステム。
- 前記細長エクステンダの前記少なくとも1つのリピータは、前記細長エクステンダの前記信号伝送用コネクタに近接または隣接して配設され、前記少なくとも1つのリピータ駆動装置に近接、接近、または隣接した前記回転可能な駆動シャフトの前記一部は、前記細長エクステンダの前記信号伝送用コネクタに強固に取り付けられたほぼ楕円形断面の低可撓性チューブまたはほぼ剛体のチューブである、請求項6に記載のシステム。
- 前記細長エクステンダの前記低可撓性チューブまたはほぼ剛体のチューブは、前記細長エクステンダの前記信号伝送用コネクタに近接もしくは隣接してまたはその近くに配設される軸方向にスライドする支持体を有し、前記軸方向にスライドする支持体は、前記低可撓性チューブまたはほぼ剛体のチューブが、自由にスピンするとともに1つまたは複数の断面変位を規制するまたは防ぐことを可能にするように働く、請求項7に記載のシステム。
- 前記細長エクステンダの前記少なくとも1つのリピータは、前記駆動シャフトの前記長さに沿って配設される2つ以上の回転同期されるリピータであって、各回転同期されるリピータが少なくとも1つのスプラインドライブナットが嵌められるリピータを備え、各リピータに近接、接近、または隣接した前記回転可能な駆動シャフトの部分は、軸方向にスライドするとともに回転方向にトルクを伝達するように働く整合している断面を備える、請求項6に記載のシステム。
- 前記細長エクステンダの前記回転可能な駆動シャフトの一部は、主ネジが嵌められ、前記細長エクステンダは、前記駆動シャフトの回転により前記回転可能な駆動シャフトに軸方向運動を加えるように働く前記主ネジの長さに沿って配設された回転不能な整合している主ネジナットをさらに備える、請求項6に記載のシステム。
- 前記回転不能な整合している主ネジナットは、前記回転可能な駆動シャフトの前記主ネジ部分との係合およびそこからの係合解除をコントロールするように働く、請求項10に記載のシステム。
- 回転可能な前記細長エクステンダは、回転軸に沿った前記少なくとも1つのリピータ駆動装置の軸方向移動を可能にするように働くリニアスライドをさらに備える、請求項6に記載のシステム。
- 前記細長エクステンダの前記リニアスライドは、駆動装置をさらに備える、請求項12に記載のシステム。
- 前記細長エクステンダは、
(i)前記ロータリジョイントの回転運動と回転同期され、
(ii)前記回転可能な光ファイバの長さに沿って配設され、
(iii)回転運動を前記細長エクステンダの前記信号伝送用コネクタに加えるように働く
少なくとも1つのリピータ回転駆動装置をさらに備える、請求項2に記載のシステム。 - 前記細長エクステンダは、前記回転可能な光ファイバの周囲に配設された回転不能なシースをさらに備える、請求項14に記載のシステム。
- (i)前記細長エクステンダは、前記回転可能な駆動シャフトの周囲に配設された回転不能なシースをさらに備え、
(ii)前記細長エクステンダの前記回転可能な駆動シャフトは、軸方向運動を伝達するようにさらに働く
うちの1つまたは複数である、請求項2に記載のシステム。 - (i)前記固定部分は、前記少なくとも1つの信号源と、前記少なくとも1つの信号検出器サブシステムとを備え、
(ii)前記少なくとも1つの信号源は、少なくとも1つの光源または広帯域レーザ源を備え、
(iii)干渉光学系であって、前記固定部分は、(a)前記少なくとも1つの光源または広帯域レーザ源から光を受信し、この光を、前記物体または試料を照明するとともに前記干渉光学系の試料アームに沿って移動する第1の光と第2の参照光とに分割し、(b)前記干渉光学系の参照反射から離れた反射のために前記干渉光学系の参照アームに沿って前記第2の参照光を送信し、(c)前記物体または試料が照明されている前記第1の光の反射光または散乱光と前記反射した第2の参照光とを組み合わせて、または再合成させ、および/あるいは互いに干渉させることによって、干渉光を発生させ、この干渉光は、1つまたは複数の干渉縞を発生させるように働く干渉光学系をさらに備え、
(iv)前記少なくとも1つの信号検出器サブシステムは、合成光または再合成光の間の前記干渉あるいは前記1つまたは複数の干渉縞を測定するための1つまたは複数の強度および/または前記1つまたは複数の干渉縞を取得するように働く少なくとも1つの検出器、分光計の1つまたは複数を備え、
(v)前記固定部分は、前記光源または広帯域レーザ源からの前記光を前記干渉光学系へ偏向し、次いで前記干渉光学系から受信した光を前記少なくとも1つの信号検出器に向けて送信するように働く偏向するセクションをさらに備え、
(vi)前記偏向するセクションは、1つまたは複数の干渉計、サーキュレータ、ビームスプリッタ、アイソレータ、カプラ、融着ファイバカプラ、内部に穴を有する部分的に切断されたミラー、およびタップを有する部分的に切断されたミラーのうちの少なくとも1つを備え、
(vii)前記システムは、前記物体または試料の情報を取得するために、前記少なくとも1つの検出器からの信号を処理するように働く少なくとも1つのプロセッサをさらに備え、
(viii)前記システムは、前記ロータリジョイントの前記少なくとも1つの回転可能な信号伝送要素、前記エクステンダ、および前記回転可能なプローブのうちの1つまたは複数を回転させるように働くモータをさらに備え、
(ix)前記システムは、スペクトル符号化内視鏡検査(「SEE」)装置またはシステム、光干渉断層撮影(「OCT」)装置またはシステム、および/あるいは医療デバイスと共に働き、これらに接続され、またはこれらの言費部として接続される
うちの1つまたは複数である、請求項1に記載のシステム。 - (i)前記固定部分から離間されるとともに前記固定部分の外側に配設され、および/または前記試料または物体の近くに配設されたプローブインタフェースユニット、ならびに
(ii)前記システムのオペレータまたは使用者が、前記1つまたは複数の強度および/または前記1つまたは複数の干渉縞が得られる対象の1つまたは複数の位置、1つまたは複数の線、または1つまたは複数の領域を選択するためのユーザインタフェースを表示するように働くディスプレイまたはスクリーン
のうちの1つまたは複数をさらに備える、請求項17に記載のシステム。 - 撮像システムであって、
少なくとも1つの信号源およびなくとも1つの信号検出器サブシステムを備えるまたはこれらに接続されるように働く固定部分と、
少なくとも1つの回転可能な信号伝送要素を備えたくロータリジョイントであって、前記システムの前記固定部分と前記ロータリジョイントの前記少なくとも1つの回転可能な信号伝送要素との間で信号を伝達するように働くロータリジョイントと、
細長プローブであって、少なくとも1つの回転可能な信号伝送要素、前記ロータリジョイントの前記少なくとも1つの回転可能な信号伝送要素と嵌め合うように働く信号伝送用コネクタを備える近位端または第1の端、プローブ用信号を検体または物体と通信または相互作用させ、および/または前記プローブ用信号を検体または物体と相互作用させるとともに検体または物体からデータを返させるように働く遠位端または第2の端、ならびに外部駆動装置から前記細長プローブの前記少なくとも1つの回転可能な信号伝送要素へ回転運動を伝達するように働く少なくとも1つの結合領域を有する細長プローブと、
前記ロータリジョイントの回転運動を用いて回転同期または実質的に回転同期される少なくとも1つのリピータ回転駆動装置であって、前記少なくとも1つのリピータは、前記少なくとも1つの結合領域の長さに沿って配設されるように働くとともに、前記プローブの前記少なくとも1つの回転可能な信号伝送要素に回転運動を加えるように働く、少なくとも1つのリピータ回転駆動装置と
を備える撮像システム。 - 撮像システムであって、
光源または広帯域レーザ源に接続し、前記光源または広帯域レーザ源から光を受信し、検出器へ光を伝達するように働く固定部分と、
前記固定部分と光通信する回転可能なプローブと、
回転運動を前記回転可能なプローブに伝達するように働くロータリジョイントと、
前記ロータリジョイントと前記回転可能なプローブとの間に設けられ、回転するように働く少なくとも1つのエクステンダであって、前記少なくとも1つのエクステンダの前記回転は前記ロータリジョイントの回転とほぼ同期または同期され、および/または前記少なくとも1つのエクステンダは前記撮像システムによって得られる画像上の回転ムラを防止または低減するように働く、少なくとも1つのエクステンダと
を備える撮像システム。 - ロータリジャンクションと、細長エクステンダまたは少なくとも1つのリピータであって、前記細長エクステンダおよび/または前記少なくとも1つのリピータの第1の端においてまたはその上で前記ロータリジャンクションに取り付けられた細長エクステンダまたは少なくとも1つのリピータと、前記細長エクステンダおよび/または前記少なくとも1つのリピータの第2の端においてまたはその上で前記細長エクステンダおよび/または前記少なくとも1つのリピータに取り付けられた回転可能なプローブとを備えるシステムを用いて試料または物体を性状診断する方法であって、
前記ロータリジャンクション、前記ロータリジャンクションに取り付けられた前記細長エクステンダまたは前記少なくとも1つのリピータ、ならびに前記細長エクステンダおよび/または前記少なくとも1つのリピータに取り付けられた前記回転可能なプローブを用いて前記試料または物体の画像を形成するステップであって、前記細長エクステンダおよび/または前記少なくとも1つのリピータは、(i)前記ロータリジョイントの可動部分との実質的な回転同期または回転同期を、ならびに/あるいは前記細長エクステンダおよび/または前記少なくとも1つのリピータの前記第1の端と第2の端との間で維持することと、(ii)前記撮像システムによって得られる画像上の回転ムラを防止または低減することとのうちの1つまたは複数をするように働く、形成するステップと、
前記画像の少なくとも部分領域または線を指定するステップと、
前記指定した部分領域または線の試料または物体の情報を計算または決定し、および/あるいは前記画像の前記指定した部分領域または線から得られる1つまたは複数の強度を実行または処理して前記試料または物体の情報を計算または決定するステップと、
前記システムのディスプレイに前記試料または物体の情報を単独でまたは前記画像と共に表示させるステップと、
を含む方法。 - 撮像システムであって、
少なくとも1つの信号源およびなくとも1つの信号検出器サブシステムを備えるまたはこれらに接続されるように働く固定部分と、
少なくとも1つの回転可能な信号伝送要素、信号伝送用コネクタを備えた第1の端または近位端、ならびにプローブ用信号を検体または物体と通信または相互作用させ、および/または前記プローブ用信号を検体または物体と相互作用させるとともに検体または物体からデータを返させるように働く第2の端または遠位端を有するプローブと、
少なくとも1つの回転可能な信号伝送要素を備えたロータリジョイントであって、前記システムの前記固定部分と前記ロータリジョイントの前記少なくとも1つの回転可能な信号伝送要素との間で信号を伝達するように働くロータリジョイントと、
回転可能な信号伝送要素、少なくとも1つのリピータ回転駆動装置、および信号伝送用コネクタを備える細長エクステンダであって、前記細長エクステンダの前記信号伝送用コネクタを介して前記細長エクステンダの第1の端における前記ロータリジョイントの前記少なくとも1つの回転可能な信号伝送要素と前記細長エクステンダの第2の端における前記プローブの前記信号伝送用コネクタとの間で信号を伝達するように働く細長エクステンダと、
を備え、
前記ロータリジョイントおよび前記細長エクステンダのうちの1つまたは複数は、少なくとも前記プローブに回転運動を加えるようにさらに働く、撮像システム。 - 前記少なくとも1つのリピータ回転駆動装置は、画像の回転ムラ(NURD)を低減するために前記プローブの前記信号伝送用コネクタの近位に配設され、
前記少なくとも1つのリピータ回転駆動装置は、前記細長エクステンダの遠位部分に位置する一のリピータ駆動装置を備え、
前記一のリピータ駆動装置は、前記ロータリジョイントのためにモータを用いることなく働かされるまたは使用される、
のうちの1つまたは複数である、請求項22に記載のシステム。 - 前記細長エクステンダ、前記ロータリジョイント、および前記プローブのうちの前記少なくとも1つの回転可能な信号伝送要素は、回転可能な光ファイバで構成される、請求項22に記載のシステム。
- 前記細長エクステンダは、
(i)前記回転可能な光ファイバを含むまたは収容するように配設または配置されるとともに、前記細長エクステンダの前記第1の端と前記第2の端との間で前記光ファイバに沿ってトルクを伝達および分配するように働く中空の回転可能な駆動シャフト、
(ii)前記回転可能な駆動シャフトの周囲に配設された回転不能なシースおよび前記駆動シャフトは、前記駆動シャフトの少なくとも1つの部分で撓むように働く、
(iii)前記少なくとも1つのリピータ回転駆動装置は、前記駆動シャフトの長さに沿って配設される複数の回転同期されるリピータを備え、前記複数のリピータの各リピータは、前記駆動シャフトに回転運動を加えるように働く、ならびに
(iv)前記細長エクステンダの前記回転可能な駆動シャフトは、軸方向運動を伝達するようにさらに働く
のうちの1つまたは複数をさらに含む、請求項24に記載のシステム。 - (i)前記細長エクステンダの前記少なくとも1つのリピータ駆動装置は、少なくとも1つのスプラインドライブナットが嵌められ、前記少なくとも1つのリピータ駆動装置に近接、接近、または隣接した前記回転可能な駆動シャフトの一部は、軸方向にスライドするとともに回転方向にトルクを伝達するように働く整合している断面を備える、および
(ii)前記少なくとも1つのリピータ回転駆動装置は、前記細長エクステンダの前記回転可能な光ファイバの長さに沿って配設され、前記少なくとも1つのリピータ回転駆動装置は、回転運動を前記細長エクステンダの前記信号伝送用コネクタに加えるように働く
のうち1つまたは複数である、請求項25に記載のシステム。
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