JP3325056B2 - 光断層イメージング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低干渉性光を用いて被
検体に対する断層像を得る光断層イメージング装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から子宮頚癌の診断の為に、コルポ
スコープを用いて子宮頚部の表面の観察が行われる。コ
ルポスコープでは子宮頚部の表面の形態から病変の深さ
方向の浸潤度を推測したり、或いは最も進行していると
思われる部位から生検を行い、組織診断により判定し、
治療方針を決定していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法では、正診率は悪く（ドクタの習熟度とか生検部位等
に影響される）、レーザによる蒸散・円切等による治療
後の残存の可能性がある等の問題点が存在する。

【０００４】また、生検による組織採取は通常１部分の
みであり、病変部分を確実には採取できない可能性があ
る。病変部分を確実に採取するために、広範囲にわたる
組織採取を行うとなると、多数回の生検或いはメス等に
よる広範囲の切除が必要になり、患者の苦痛は大きくな
るという欠点がある。

【０００５】本発明は、上述した点にかんがみてなされ
たもので、病変の浸潤度を容易に測定できる光断層イメ
ージング装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による第１の光断層イメージング装置は、被検
体を照明するための照明光を発する照明光出射手段と、
前記照明光出射手段からの照明光に基づき被検体表面で
反射された反射光を入射する対物光学系と、前記対物光
学系に入射した、前記照明光に基づく前記被検体表面の
像を撮像する、撮像素子を有する撮像手段と、前記被検
体に照射するための所定の低干渉性光を発生する低干渉
性光発生手段と、前記低干渉性光発生手段により発生し
た低干渉性光を前記対物光学系に導光し、該対物光学系
を介して前記低干渉性光を前記被写体に照射するととも
に、前記低干渉性光に基づき前記被検体側で反射された
反射光を導光する導光手段と、前記導光手段からの前記
低干渉性光を前記対物光学系の光路に導き、該対物光学
系を介して前記被検体に照射するとともに、前記低干渉
性光に基づき前記被検体側で反射された反射光を前記導
光手段に導光する光路共通化手段と、前記導光手段で導
光した反射光と前記低干渉性光から生成した基準光とを
干渉させて、干渉した干渉光に対応する干渉信号を抽出
する干渉光抽出手段と、前記基準光側又は前記導光手段
で導光した反射光側の光伝搬時間を変化させる光伝搬時
間変化手段と、前記被検体に対して前記低干渉性光を出
射する位置を走査する光出射位置走査手段と、前記干渉
信号に対する信号処理を行うと共に、前記光伝搬時間変
化手段及び前記光出射位置走査手段により前記被検体の
深さ方向の断層像を構築する第１の信号処理手段と、前
記撮像素子により得られた撮像信号に対する信号処理を
行う第２の信号処理手段と、を有することを特徴とす
る。前記目的を達成するために本発明による第２の光断
層イメージング装置は、被検体を照明するための照明光
を発する照明光出射手段と、前記照明光出射手段からの
照明光に基づき被検体表面で反射された反射光を入射す
る対物光学系と、前記対物光学系に入射した、前記照明
光に基づく前記被検体表面の像を撮像する、撮像素子を
有する撮像手段と、前記被検体に照射するための所定の
低干渉性光を発生する低干渉性光発生手段と、前記低干
渉性光発生手段により発生した低干渉性光を前記対物光
学系に導光し、該対物光学系を介して前記低干渉性光を
前記 被写体に照射するとともに、前記低干渉性光に基づ
き前記被検体側で反射された反射光を導光する導光手段
と、前記導光手段からの前記低干渉性光を前記対物光学
系の光路に導き、該対物光学系を介して前記被検体に照
射するとともに、前記低干渉性光に基づき前記被検体側
で反射された反射光を前記導光手段に導光する光路共通
化手段と、前記導光部材で導光した反射光と前記低干渉
性光から生成した基準光とを干渉させて、干渉した干渉
光に対応する干渉信号を抽出する干渉光抽出手段と、前
記基準光側又は前記導光手段で導光した反射光側の光伝
搬時間を変化させる光伝搬時間変化手段と、前記被検体
に対して前記低干渉性光を出射する位置を走査する光出
射位置走査手段と、前記干渉信号に対する信号処理を行
うと共に、前記光伝搬時間変化手段及び前記光出射位置
走査手段により前記被検体の深さ方向の断層像を構築す
る信号処理手段と、前記撮像素子で撮像された撮像画像
と前記断層像とを同時に表示する表示手段と、を有する
ことを特徴とする。

【０００７】これにより、断層像から病変部分の範囲を
容易に知ることができる。従って、生検を必要としない
場合もあるし、たとえ生検を行う場合にも、必要となる
生検箇所は必要最小限で済み、患者の苦痛を大幅に軽減
できる。また、術者の負担も軽減される。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１ないし図３は本発明の第１実施例に係り、図
１は第１実施例の光断層イメージング装置を示し、図２
は走査部の構成を示し、図３はモニタに患部の像と共
に、断層像が表示されることを示す。

【０００９】この第１実施例の光断層イメージング装置
１は生体の子宮頚癌等の患部３を観察可能なコルポスコ
ープ２と、光断層イメージングを行うために低干渉性の
光を発生してコルポスコープ２側に導光し、患部３側か
らの反射光を測定光として参照光と干渉させて検出する
ための光断層像観察装置４と、この光断層像観察装置４
により検出された干渉信号に対する信号処理と、コルポ
スコープ２に取り付けたＴＶカメラ５に対する信号処理
等を行う信号処理装置６と、信号処理装置６から出力さ
れる映像信号を表示するモニタ７とからなり、このモニ
タ７にはＴＶカメラ５で得られた患部３の（表面）観察
像と低干渉性の光による光断層像とがスーパインポーズ
して表示されるようになっている。

【００１０】上記コルポスコープ２は双眼であり、図示
しない照明手段による照明光で照明された患部３の光学
像を結ぶために、鏡筒８の先端には口径の大きい共通の
対物レンズ１１が取り付けられ、この対物レンズ１１に
対向して変倍レンズ１２ａ１２ｂ、ビームスプリッタ１
３ａ，１３ｂ、結像レンズ１４ａ，１４ｂ、接眼レンズ
１５ａ，１５ｂがそれぞれの光軸上に配置されている。

【００１１】上記ビームスプリッタ１３ａで分岐された
光は結像レンズ１６を介してＴＶカメラ５の図示しない
ＣＣＤに像を結ぶ。このＴＶカメラ５の出力信号は映像
信号処理回路１７に入力され、映像信号が生成され、ス
ーパインポーズ回路１８により、光断層像観察装置４側
から演算装置１９を経た映像信号と混合された後、モニ
タ７に出力され、モニタ７には例えば図３（ｂ）のよう
に表示される。

【００１２】他方のビームスプリッタ１３ｂは走査部２
１を経て光断層像観察装置４側からの光が入射されると
共に、患部３側で反射された光をビームスプリッタ１３
ｂを経て光断層像観察装置４側に導光する。この走査部
２１は２軸制御部２２により、低干渉性の光を２次元的
に走査する。

【００１３】上記光断層像観察装置４内には低干渉性の
光を発生する光源としての超高輝度発光ダイオード（以
下、ＳＬＤと略記）３１が配置されている。このＳＬＤ
３１は例えば８３０ｎｍの波長で、例えば可干渉距離が
数１０ないし数１０００μｍ程度であり、この光はレン
ズ３２ａ，偏光子３２ｂ，レンズ３２ｃを経て所定の偏
波面の直線偏光の光にされ、シングルモード光ファイバ
３３ａの一方の端面から入射し、他方の端面（先端面と
記す）側に伝送される。

【００１４】この光ファイバ３３ａは途中のＰＡＮＤＡ
カップラ３４で他方のシングルモード光ファイバ３３ｂ
と光学的に結合されている。従って、このカップラ３４
部分で２つに分岐されて伝送される。光ファイバ３３ａ
の（カップラ３４より）先端側は、ジルコン酸鉛のセラ
ミックス（ＰＺＴと略記）３５等の圧電素子に巻回され
ている。

【００１５】このＰＺＴ３５は発振器３６から駆動信号
が印加され、光ファイバ３３ａを振動させることにより
伝送される光を変調する変調器３７を形成する。この駆
動信号の周波数は例えば５〜２０ＫＨｚである。変調さ
れた光は光ファイバ３３ａの先端面から走査部２１に出
射される。

【００１６】図２に示すように、走査部２１には光ファ
イバ３３ａの先端面に対向して集光レンズ３８が配置さ
れ、この集光レンズ３８を介してミラー３９に入射す
る。このミラー３９は第１のモータ４１ａの軸に設けた
第１のギヤボックス４１ｂの軸に取り付けられ、２軸制
御部２２で制御される第１のモータ４１ａの回転により
矢印Ｙ１のようにミラー３９は回転される。

【００１７】また、第１のモータ４１ａ及び第１のギヤ
ボックス４１ｂは支持部材４１ｃで支持され、この支持
部材４１ｃは第１のモータ４１ａの軸と直交するように
配置された第２のギヤボックス４１ｄの軸に取り付けら
れている。この第２のギヤボックス４１ｄは第２のモー
タ４１ｅの軸に設けてある。

【００１８】２軸制御部２２で制御される第２のモータ
４１ｅが回転されると、ミラー３９は矢印Ｙ２のように
回転される。ミラー３９が矢印Ｙ１及びＹ２のように回
転されることにより、ビームスプリッタ１３ｂ側に２次
元的に走査された光を導光すると共に、ビームスプリッ
タ１３ｂ側からの反射光を光ファイバ３３ａの先端面に
導光する。

【００１９】図１に示すようにビームスプリッタ１３ｂ
側に導光された光は変倍レンズ１２ｂ，対物レンズ１１
を介して患部３側に出射され、患部３を２次元的に走査
し、患部３の内部組織などで反射された光の一部がビー
ムスプリッタ１３ｂを経て光ファイバ３３ａの先端面に
導光される。

【００２０】この光はカップラ３４でほぼ半分が光ファ
イバ３３ｂに移り、干渉光検出部４４に導かれる。ま
た、この光ファイバ３３ｂはその先端面に取り付けたミ
ラー４５で反射された光（ＳＬＤ３１側からの光がカッ
プラ３４で分岐された参照光）も伝送し、干渉光検出部
４４に導く。つまり、干渉光検出部４４側に導かれる光
は光ファイバ３３ａ側に伝送され、患部３で反射された
測定光と、ミラー４５で反射された参照光とが混ざった
ものとなる。

【００２１】なお、光ファイバ３３ｂにおけるミラー４
５が固定された先端部とカップラ３４との間には変調器
３７で巻回された光ファイバ３３ａによる光路長とか、
患部３側に至る光路長とをほぼ補償するための補償リン
グ４６が設けてある。光ファイバ３３ｂの後端面から出
射された光はレンズ４７で平行光束にされ、検光子４８
で上記偏波面の光成分が抽出された後、ハーフミラー４
９で透過光と反射光に分岐される。

【００２２】反射光はミラー５１で反射され、（さらに
ハーフミラー４９で透過された光成分が）レンズ５２で
集光されて、光検出器としてのフォトダイオード（ＰＤ
と略記）５３で受光される。又、ハーフミラー４９を透
過した光はＸ−ステージ５４に取り付けたミラー５５で
反射され、（さらにハーフミラー４９で反射された光成
分が）レンズ５２で集光されて、ＰＤ５３で受光され
る。Ｘ−ステージ５４は例えばステッピングモータ５６
によって光ファイバ３３ｂの端面に対向する方向Ｘに移
動され、光路長を変化できるようになっている。

【００２３】患部３に対する光断層像を得る場合には、
ミラー４５、５５で反射された光がＰＤ５３に入射され
るまでの光路長と、光ファイバ３３ａを経て患部３側か
ら戻った光がミラー５１で反射されてＰＤ５３に入射さ
れるまでの光路長とが殆ど等しくなるように設定され
る。

【００２４】つまり、ミラー５５の位置を変化させて参
照光側の光路長を変えることにより、この参照光側の光
路長と等しくなる測定光側の光路長は患部３の深さ方向
に変化する。そしてこれら光路長が殆ど等しい２つの光
が干渉し、ＰＤ５３で検出される。

【００２５】なお、ハーフミラー４９とミラー５１まで
の光路長及びハーフミラー４９とミラー５５までの光路
長は少なくとも低干渉性の光の干渉範囲より常にずれる
ように設定され、例えば測定されるべき光自身がハーフ
ミラー４９で透過光と反射光に分岐さらた後にハーフミ
ラー４９で混合された場合、干渉が起こらないように設
定されている。

【００２６】上記ＰＤ５３で光電変換された信号は、信
号処理装置６を構成する演算装置１９の図示しないロッ
クインアンプ等に発振器３６の駆動信号又はこれと同一
位相の信号が参照信号と共に入力され、ＰＤ５３からの
信号における参照信号と同一周波数の信号成分が抽出さ
れるヘテロダイン検波されると共に、同じ位相の信号成
分が抽出され、さらに検波増幅される。その後、演算装
置１９内部の図示しないコンピュータ部に入力される。

【００２７】このコンピュータ部には、マウス５７によ
る指示座標データと倍率検出回路５８から入力される倍
率信号に基づき、図３（ａ）に示すようにモニタ７上に
表示されるコルポスコープ２によるスコープ画像Ｇ１に
スーパインポーズされるカーソルＫの範囲の座標を演算
する。

【００２８】この座標の演算結果から、走査部２１のモ
ータ４１ａ，４１ｅの回転量を決定し、２軸制御部２２
を介して回転駆動し、マウス５７で指示された範囲を光
走査させる。光走査により得られた信号は図示しない画
像メモリに一時格納され、モータ５６の回転によるミラ
ー５５の走査により、深さ方向に対する所定の範囲の走
査画像が得られると、画像メモリの画像データを図示し
ない映像信号処理部で光断層像に対応する映像信号にし
て、スーパインポーズ回路１８を経てモニタ７に出力さ
れる。

【００２９】この実施例では演算装置１９側から光断層
像に対応する映像信号が出力される時にはＴＶカメラ５
で撮像したスコープ画像Ｇ１は縮小され、図３（ｂ）に
示すように光断層像Ｇ２と同時に表示される。

【００３０】この実施例によれば、子宮頚部等の患部３
の表面のスコープ画像Ｇ１と断層像Ｇ２とが同時にモニ
タ７に表示できるので、病変部位とその病変部位の深さ
方向の広がり範囲を断層像Ｇ２から把握できる。このた
め、何回も生検を行うことを必要としないで病変の深さ
方向の範囲を判定できる。従って、（何回も生検を行う
ことを必要としないので）、患者の苦痛を軽減できる
し、術者も何回も生検を行わないで済むのでその負担を
軽減できる。

【００３１】また、光ファイバ３３ａにより、走査部２
１を介してコルポスコープ２に導光しているので、鏡筒
８部分を細径化できる。また、ビームスプリッタ１３ｂ
に導光する構成にしているので、このビームスプリッタ
１３ｂに着脱可能なユニット化された構成にすることも
できる。この構成にすると、コルポスコープ２を使用す
る場合、光断層像を得るユニット部分を必要に応じて使
用／不使用を選択して使用できる。

【００３２】図４は第１実施例の変形例におけるＴＶプ
ローブ６１を示す。この変形例では図１のコルポスコー
プ２の代わりにＣＣＤ６２を内蔵したＴＶプローブ６１
が使用されたものである。

【００３３】このＴＶプローブ６１は筒状のプローブ本
体６３に対物レンズ６４、変倍レンズ６５、ダイクロイ
ックミラー６６、結像レンズ６７、ＣＣＤ６２が順次配
置され、ＣＣＤ６２の信号は映像信号処理回路１７に入
力される。また、ダイクロイックミラー６６の反射光路
側に走査部２１が取付られ、光ファイバ３３ａの光をダ
イクロイックミラー６６側に導光すると共に、ダイクロ
イックミラー６６側からの光を光ファイバ３３ａ側に導
光するようになっている。

【００３４】上記ダイクロイックミラー６６は図５に示
すように、波長に対する反射率強度は、可視領域と近赤
外領域との境界波長付近から近赤外領域側の光をほぼ１
００％反射し、可視領域の光はほぼ１００％透過する特
性のものが使用される。ＳＬＤ３１の波長は近赤外領域
内に設定され、ダイクロイックミラー６６で常に反射さ
れ、可視領域の光で撮像するＣＣＤ６２には悪影響を与
えない。

【００３５】つまり、光ファイバ３３ａからの光はダイ
クロイックミラー６６で反射され、対物レンズ６４側に
導光され、対物レンズ６４側からダイクロイックミラー
６６に戻るＳＬＤ３１の反射光はダイクロイックミラー
６６で反射され、光ファイバ３３ａ側に導光される。一
方、可視領域の光はダイクロイックミラー６６を透過
し、ＣＣＤ６２に像を結ぶ。

【００３６】その他の構成は第１実施例と同様である。
この変形例では第１実施例におけるコルポスコープ２に
おける肉眼での観察光学系を有しないで、モニタ７に表
示される像を観察することになる。図６はモニタ７に表
示されるＣＣＤ６２で撮像された画像Ｇを示す。モニタ
７上で予め決められた部位のみ（この変形例では中心の
指標Ｓ）で断層像が観察できる。

【００３７】従って、術者は観察を望む部位が中心に位
置するようにＴＶプローブ６１を移動設定する。断層像
の範囲は２軸制御部２１の走査範囲内で可変設定でき
る。尚、図７に示すように図４の対物レンズ６４の前に
リング状ゴム６９を取付け、子宮頚部等の接触が可能な
部位に対してはプローブ先端を押し当てて、光断層像を
得られるようにしても良い。

【００３８】図８は本発明の第２実施例の光断層イメー
ジング装置７１を示す。この第２実施例の光断層イメー
ジング装置７１は体腔内の任意の部位を観察可能な内視
鏡７２と、この内視鏡７２に照明光を供給する光源装置
７３と、内視鏡７２内に設けられた低干渉性の光を導光
する導光部材が接続され、光断層イメージングを行う光
干渉装置７４と、この光干渉装置７４による光断層像を
表示する表示装置としてのモニタ７５とから構成され
る。

【００３９】上記光干渉装置７４は低干渉性の光を用い
て光断層像を生成するための干渉光に対応する電気信号
を得る光干渉部７６と、この光干渉部７６の電気信号を
信号処理して光断層像に対応する映像信号を生成する信
号処理部７７とからなり、この映像信号はモニタ７５に
表示される。

【００４０】上記内視鏡７２は細長で可撓性を有する挿
入部７８と、この挿入部７８の後端に設けられた太幅の
操作部７９とを有し、この操作部７９の側部から外部に
ケーブルが延出される。

【００４１】挿入部７８内にはライトガイド８１が挿通
され、ライトガイド８１のケーブル側の端部に設けたコ
ネクタを光源装置７３に着脱自在で装着できる。装着す
ることにより、光源装置７３内部の例えばキセノンラン
プ８２の白色照明光がコンデンサレンズ８３で集光され
てライトガイド８１の端部に供給され、この照明光はラ
イトガイド８１により伝送され、挿入部７８の先端部８
４の側部に設けた照明窓に固定された他方の端面から挿
入部７８の側方に出射される。

【００４２】側視用照明窓から出射された照明光によ
り、照明された管腔臓器８５等の観察関心部位は照明窓
に隣接する側視の観察窓に取り付けた対物レンズ８６に
よってその光学像がその焦点面に結ばれる。この焦点面
の位置にはＣＣＤ８７が配置され、光学像を光電変換す
る。

【００４３】このＣＣＤ８７はＣＣＤ駆動回路８８から
ＣＣＤ駆動信号が印加されることによって、光電変換さ
れた信号が読み出され、ビデオ信号線８９を介して映像
信号処理手段としてのビデオプロセッサ（以下、ＶＰと
記す）９０に入力される。

【００４４】このＶＰ９０の出力信号はスーパインポー
ズ回路９１を介してモニタ７５に出力され、ＣＣＤ８７
で撮像した内視鏡画像を表示する。

【００４５】なお、操作部７９には図示しない湾曲操作
機構が設けてあり、湾曲操作ノブを操作することによ
り、先端部８４の後端に形成された湾曲部を上下、左右
の任意の方向に湾曲できるようになっている。この内視
鏡７２にはさらに低干渉性の光を伝送する光ファイバ９
２が挿通されている。

【００４６】この光ファイバ９２の先端は先端部８４の
中心軸上で固定され、この先端面には屈折率分布型レン
ズ（以下セルフォックレンズと記す）９３が取り付けら
れている。この光ファイバ９２の後端側は光干渉部７６
の光ファイバ３３ａの先端面と接続され、この光ファイ
バ３３ａを介してＳＬＤ３１の光が導光される。

【００４７】ＳＬＤ３１の光はレンズ３２を経てシング
ルモード光ファイバ３３ａの一方の端面から入射し、他
方の端面側に伝送される。この光ファイバ３３ａは途中
のカップラ３４で他方のシングルモード光ファイバ３３
ｂと光学的に結合されている。従って、このカップラ３
４部分で２つに分岐されて伝送される。光ファイバ３３
ａの（カップラ３４より）先端側は、ＰＺＴ３５等の圧
電素子に巻回されている。

【００４８】このＰＺＴ３５は発振器３６から駆動信号
が印加され、光ファイバ３３ａを振動させることにより
伝送される光を変調する変調器３７を形成する。変調さ
れた光は光ファイバ３３ａの先端面から出射され、この
先端面に接触する光ファイバ９２に入射され、先端部８
４側の端面に伝送され、この端面からセルフォックレン
ズ９３を経て出射される。

【００４９】このセルフォックレンズ９３に対向するよ
うに配置されたレンズ９４で平行なビームにされ、ギヤ
９５に取り付けたプリズム９６の斜面で直角方向に反射
され、挿入部７８の側方に出射される。このギア９５は
中央部分は光を通すように開口が設けられている。この
ギヤ９５はモータ９７の回転軸に取り付けたギヤ９７ａ
と噛合している。

【００５０】従って、モータ９７が回転すると、プリズ
ム９６が回転されることになり、光ファイバ９２で導光
された光は挿入部７８の中心軸の周りに放射状に出射さ
れることになる。

【００５１】また、このモータ９７は裏面にラックを形
成したモータ固定台９８に固定されている。このラック
はモータ９９の回転軸に取り付けたピニオンギヤ９９ａ
と噛合している。

【００５２】そして、モータ９９が回転すると、ラック
が移動し、モータ固定台９８に固定されたモータ９７、
その回転軸に取り付けたギヤ９７ａ、このギヤ９７ａと
噛合状態を維持するギヤ９５が連動して挿入部７８の軸
方向、つまり長手方向に移動するようになっている。こ
れらモータ９７、９９は信号処理部７７内の位置制御装
置１０１によって回転量が制御される。

【００５３】上記管腔臓器８５で反射された光はプリズ
ム９６、レンズ９４、セルフォックレンズ９３を経て光
ファイバ９２の先端面に入射され、この光ファイバ９２
の後端面から光ファイバ３３ａの先端面に入射される。
この光はカップラ３４でほぼ半分が光ファイバ３３ｂに
移り、光ファイバ３３ｂの先端面に対向配置したミラー
４５で反射された参照光と共に、干渉光検出部側に導か
れる。

【００５４】第１実施例では干渉光検出部側に参照光の
光路長を変える光路長変化機構を設けていたが、この実
施例では光ファイバ３３ｂの先端面に光路長変化機構を
設けている。

【００５５】つまり、図１の実施例におけるミラー４５
をＸ−ステージ５４に取り付け、モータ５６で参照光の
光路長を変える方向に移動し、この光路長を変えるよう
にしている。また、光ファイバ３３ｂの先端面とミラー
４５との間にレンズ４５ａが配置されている。モータ５
６は位置制御装置１０１によって回転が制御されるよう
になっている。

【００５６】光ファイバ３３ｂの後端面から出射された
光はレンズ５２を経てＰＤ５３で受光される。ＰＤ５３
で光電変換された信号は、プリアンプ１０２で増幅され
た後、信号処理部７７のロックインアンプ１０３の信号
入力端に入力される。このロックインアンプ１０３の参
照信号入力端には発振器３６から参照信号が入力され、
ヘテロダイン検波及び増幅等される。

【００５７】このロックインアンプ１０３の出力はデジ
タルボルトメータ（以下ＤＶＭと略記する）１０４を経
てコンピュータ１０５に入力され、光ファイバ９２で導
光された光によって得られた信号から断層像に対応した
画像データを生成するための制御を行う。

【００５８】つまり、位置制御装置１０１に制御信号を
送り、モータ９７、９９の回転量を制御し、光ビームの
走査とモータ５６の回転制御による光路長の変化を制御
する。光ビームの走査及び光路長の変化において、ＰＤ
５３から得られる信号を一時画像メモリに格納する。

【００５９】例えば１フレーム分の画像データが得られ
ると、ＶＰ１０６に出力し、このＶＰ１０６は映像信号
に変換し、スーパインポーズ回路９１を介してモニタ７
５に出力し、ＣＣＤ８７の画像にスーパインポーズして
光断層像が表示されるようにする。

【００６０】また、モータ９９を回転してプリズム９６
を長手方向に移動した場合には、この移動により測定光
側の光路長が変化するので、位置制御装置１０１に制御
信号を送り、モータ５６を回転させて、前記光路長の変
化分を補償するように制御する。この制御により、光路
長の変化による画像歪を補正する。この実施例によれ
ば、第１実施例の効果を有すると共に、３次元的な断層
像が得られるというメリットがある。

【００６１】図９は本発明の第３実施例の光断層イメー
ジング装置１１１を示す。この第３実施例の光断層イメ
ージング装置１１１は体腔内の任意の部位を観察可能な
内視鏡１１２と、この内視鏡１１２に照明光を供給する
光源装置７３と、内視鏡１１２内に設けられた低干渉性
の光を導光する導光部材が接続され、光断層イメージン
グのための光の発生及び干渉光検出を行う光干渉装置１
１４と、この光干渉装置１１４による信号から光断層像
に対応した映像信号の生成等の信号処理を行う信号処理
部１１５と、この信号処理部１１５から出力される映像
信号を表示する表示装置としてのモニタ１１６とから構
成される。

【００６２】この第３実施例ではダイクロイックミラー
１１７を用いて内視鏡観察視野内の生体組織１１８に対
する断層像を得る構成となっている。

【００６３】上記内視鏡１１２は第２実施例と同様に挿
入部７８内にはライトガイド８１が挿通され、光源装置
７３のランプ８２の照明光を伝送し、先端部８４に固定
された先端面から照明・観察窓に取り付けたガラス板１
１９を経て前方の生体組織１１８側を照明する。この実
施例ではライトガイド８１の先端側は２つに分岐された
構成にしている。

【００６４】上記ガラス板１１９の内側には対物レンズ
８６が配置され、ＣＣＤ８７に像を結ぶ。このＣＣＤ８
７はＣＣＤ駆動回路８８で駆動され、光電変換した信号
はビデオ信号線８９を介して信号処理部１１５内のＶＰ
９０に入力され、このＶＰ９０から出力される映像信号
はスーパインポーズ回路９１を介してモニタ１１６に入
力され、図１０に示すようにモニタ１１６の例えば左側
に生体組織１１８の（内視鏡）画像を表示する。

【００６５】上記対物レンズ８６とＣＣＤ８７の間に
は、対物レンズ８６の光軸と４５°傾斜させたダイクロ
イックミラー１１７が配置されている。このダイクロイ
ックミラー１１７は図５に示すような特性のものが用い
てあり、可視領域の光は透過し、近赤外領域の光は反射
する。このダイクロイックミラー１１７の反射光路上に
プリズム１２１が配置されるようになっている。

【００６６】このプリズム１２１は裏面にラックが形成
された可動台１２２に取り付けられている。この可動台
１２２には、光ファイバ９２の先端が光ファイバ固定部
材で取り付けられ、光ファイバ９２の先端面から出射さ
れる光をこのプリズム１２１で反射してダイクロイック
ミラー１１７側に導光すると共に、ダイクロイックミラ
ー１１７で反射された光をこのプリズム１２１で反射し
て光ファイバ９２の先端面に入射されるように導光す
る。

【００６７】上記可動台１２２のラックは、例えば操作
部７９に収納したステッピングモータ１２３の回転軸に
連結されたシャフト１２４の先端に取り付けたピニオン
ギヤ１２５と噛合し、このステッピングモータ１２３が
回転することにより、可動台１２２は対物レンズ８６の
光軸と平行な方向、つまり挿入部７８の長手方向に移動
される。

【００６８】例えば、図９の状態から、可動台１２２が
後方側に移動されると、プリズム１２１も後方に移動さ
れるので、このプリズム１２１で反射された光は点線で
示すように導光される。従って、プリズム１２１を移動
することにより、生体組織１１８側には光が縦方向に走
査され、この走査方向に対応した断層像を得ることがで
きるようにしている。

【００６９】上記光ファイバ９２の後端は光干渉装置１
１４の光ファイバ３３ａの先端面と接続され、ＳＬＤ３
１からの低干渉性の光を光ファイバ９２側に導光すると
共に、光ファイバ９２側からの反射光を光ファイバ３３
ａ側に導光する。

【００７０】光干渉装置１１４ではＰＤ５３の出力はロ
ックインアンプ１０３に入力され、参照信号と同じ位相
の信号成分が抽出され、検波された後、信号処理部１１
５内のコンピュータ１２６に入力される。

【００７１】このコンピュータ１２６はステッピングモ
ータ１２３の回転及びモータ５６の回転を制御する。
又、断層像に対応した映像信号を生成する処理を行い、
スーパインポーズ回路９１に出力することにより、図１
０に示すようにモニタ１１６には内視鏡画像に隣接して
断層像が同時に表示される。

【００７２】また、コンピュータ１２６は内視鏡画像内
に断層像の測定が行われる領域を示すカーソル１２８を
図１０に示すように表示させる。この表示により、断層
像が得られる領域が観察画像上で知ることができるの
で、診断する場合、便利である。このカーソル１２８は
不要な時には消すことができるようにしている。光干渉
装置１１４における構成で図８に示す光干渉部７６と同
じ構成要素には同じ符号を付けてその説明を省略する。

【００７３】この実施例では内視鏡１１２の先端面には
可視の照明光を出射すると共に、可視の観察光を取り込
むガラス板１１９を設け、図１１に示すように挿入部７
８の先端面を胃内壁１２９等の体腔内組織に押し付けた
状態で観察像を得ることができるようになっている。

【００７４】又、体腔内組織に押し付けた密着状態で、
ガラス板１１９を通して光断層像を得るための低干渉性
の光を体腔内組織側に出射すると共に、体腔内組織側で
の反射光を取り込めるようにして、可視の観察視野内の
体腔内組織の中央部分に対する断層像を得られるように
している。この密着させることにより、臓器が動いてい
る場合とか挿入部７８の先端が振らつく等した場合に発
生するブレを防止でき、ブレのない鮮明な観察像及び断
層像が得られる。このため、この実施例では観察系はお
およそガラス板１１９の表面を観察するのに適したの焦
点距離に設定している。なお、内視鏡１１２内を挿通さ
れる光ファイバ９２と光干渉装置１１４の光ファイバ３
３ａとを一体化した構成にしても良い。

【００７５】図１２は本発明の第４実施例の光断層イメ
ージング装置１３１を示す。この第４実施例における内
視鏡１３２は図９の内視鏡１１２においてＣＣＤ８７の
光電変換面にイメージガイド１３３の先端面が配置さ
れ、このイメージガイド１３３の後端面に対向して結像
レンズ１３４を配置し、イメージガイド１３３で伝送さ
れた像をこの結像レンズ１３４によりその結像位置に配
置したＣＣＤ８７に結ぶようにしている。

【００７６】この実施例では挿入部７８内にイメージガ
イド１３３を挿通し、観察像を操作部７９側の後端面に
伝送し、レンズ１３４でＣＣＤ８７に結像する構成とな
っている。その他は第３実施例で説明した構成と同じで
ある。なお、この実施例ではモニタ１１６に表示される
内視鏡画像は円形になる。この実施例の作用・効果は第
３実施例と殆ど同じである。なお、光路長を変える場
合、基準となる参照光（基準光）側に限らず、測定光側
の光路長を変えるようにしても良い。また、生体等の被
検体の表面の像を得る場合、可視光による像に限定され
るものでなく、赤外、紫外等の像でも良い。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、断
層像を得るための低干渉性光の出射光路と反射光路とを
共通化したので、断層像と表面の画像とを同時に得るこ
とができ、病変組織が深さ方向に存在する範囲を容易に
判断することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１実施例の光断層イメージン
グ装置を示す構成図。

【図２】図２は走査部の構成を示す斜視図。

【図３】図３はモニタに患部の像と共に、断層像が表示
されることを示す説明図。

【図４】図４は第１実施例の変形例におけるＴＶプロー
ブを示す図。

【図５】図５はダイクロイックミラーの分光特性を示す
特性図。

【図６】図６はモニタ画面上に断層像が得られる範囲に
対応した指標が表示されることを示す図。

【図７】図７は図４の変形例におけるＴＶプローブの先
端側を示す断面図。

【図８】図８は本発明の第２実施例の光断層イメージン
グ装置を示す構成図。

【図９】図９は本発明の第３実施例の光断層イメージン
グ装置を示す構成図。

【図１０】図１０はモニタでの画像表示例を示す図。

【図１１】図１１は挿入部の先端面を体腔内組織に押し
付けた状態で観察可能であることを示す図。

【図１２】図１２は本発明の第４実施例の光断層イメー
ジング装置を示す構成図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上 邦彰 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 岡▲崎▼ 次生 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 窪田 哲丸 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 安永 浩二 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 大澤 篤 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 大橋 一司 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 大明 義直 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 国際公開92／19930（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 10/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体を照明するための照明光を発する
   照明光出射手段と、 前記照明光出射手段からの照明光に基づき被検体表面で
   反射された反射光を入射する対物光学系と、 前記対物光学系に入射した、前記照明光に基づく前記被
   検体表面の像を撮像する、撮像素子を有する撮像手段
   と、 前記被検体に照射するための所定の低干渉性光を発生す
   る低干渉性光発生手段と、 前記低干渉性光発生手段により発生した低干渉性光を前
   記対物光学系に導光し、該対物光学系を介して前記低干
   渉性光を前記被写体に照射するとともに、前記低干渉性
   光に基づき前記被検体側で反射された反射光を導光する
   導光手段と、 前記導光手段からの前記低干渉性光を前記対物光学系の
   光路に導き、該対物光学系を介して前記被検体に照射す
   るとともに、前記低干渉性光に基づき前記被検体側で反
   射された反射光を前記導光手段に導光する光路共通化手
   段と、 前記導光手段で導光した反射光と前記低干渉性光から生
   成した基準光とを干渉させて、干渉した干渉光に対応す
   る干渉信号を抽出する干渉光抽出手段と、 前記基準光側又は前記導光手段で導光した反射光側の光
   伝搬時間を変化させる光伝搬時間変化手段と、前記被検体に対して 前記低干渉性光を出射する位置を走
   査する光出射位置走査手段と、 前記干渉信号に対する信号処理を行うと共に、前記光伝
   搬時間変化手段及び前記光出射位置走査手段により前記
   被検体の深さ方向の断層像を構築する第１の信号処理手
   段と、 前記撮像素子により得られた撮像信号に対する信号処理
   を行う第２の信号処理手段と、 を有することを特徴とする光断層イメージング装置。
2. 【請求項２】 被検体を照明するための照明光を発する
   照明光出射手段と、 前記照明光出射手段からの照明光に基づき被検体表面で
   反射された反射光を入射する対物光学系と、 前記対物光学系に入射した、前記照明光に基づく前記被
   検体表面の像を撮像する、撮像素子を有する撮像手段
   と、 前記被検体に照射するための所定の低干渉性光を発生す
   る低干渉性光発生手段と、 前記低干渉性光発生手段により発生した低干渉性光を前
   記対物光学系に導光し、該対物光学系を介して前記低干
   渉性光を前記被写体に照射するとともに、前記低干渉性
   光に基づき前記被検体側で反射された反射光を導光する
   導光手段と、 前記導光手段からの前記低干渉性光を前記対物光学系の
   光路に導き、該対物光学系を介して前記被検体に照射す
   るとともに、前記低干渉性光に基づき前記被検体側で反
   射された反射光を前記導光手段に導光する光路共通化手
   段と、 前記導光手段で導光した反射光と前記低干渉性光から生
   成した基準光とを干渉させて、干渉した干渉光に対応す
   る干渉信号を抽出する干渉光抽出手段と、 前記基準光側又は前記導光手段で導光した反射光側の光
   伝搬時間を変化させる光伝搬時間変化手段と、前記被検体に対して 前記低干渉性光を出射する位置を走
   査する光出射位置走査手段と、 前記干渉信号に対する信号処理を行うと共に、前記光伝
   搬時間変化手段及び前記光出射位置走査手段により前記
   被検体の深さ方向の断層像を構築する信号処理手段と、 前記撮像素子で撮像された撮像画像と前記断層像とを同
   時に表示する表示手段と、 を有することを特徴とする光断層イメージング装置。