JP4873892B2

JP4873892B2 - 共焦点内視鏡

Info

Publication number: JP4873892B2
Application number: JP2005182150A
Authority: JP
Inventors: 慎介岡田; 浩佐野
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2005-06-22
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2025-06-22
Also published as: JP2007000262A

Description

本発明は、体腔内の共焦点走査画像を観察するための共焦点内視鏡に関する。

近年、共焦点走査を行うための共焦点観察部材を備え、体腔内の共焦点走査画像を観察可能とした、共焦点内視鏡システムが利用されつつある。この様なシステムとしては、特許文献１に開示されているもののような、通常の内視鏡の処置具挿通チャンネルに共焦点観察部材としての共焦点観察プローブを挿通させたものや、内視鏡の先端部に共焦点観察用部材が内蔵された部分(共焦点観察部)が形成されている、いわゆる共焦点内視鏡等がある。

共焦点走査とは、レーザ光等の光束（以下、入射光束と称す）を集光レンズで所定の位置に集光し、その集光位置からの戻り光を集光位置と共役の位置で合焦させ、合焦させた光の光量から集光位置の輝度情報を得るものである。入射光束の照射位置を連続的に変化させることによって、入射光束のビーム軸に垂直な二軸（以下、Ｘ軸およびＹ軸と称す）での走査を行い、入射光束の光軸に垂直な所定の平面の画像を得ることができる。
特開２０００−１２１９６１

上記のように、共焦点走査においては、入射光束を所定の位置に集光させるものである。この集光する光の強度は比較的大きいため、光を組織内に透過させて組織内で集光させることが可能である。入射光束を組織内で集光させながらＸ軸およびＹ軸方向に走査を行うことによって、組織を入射光束のビーム軸に垂直な面でスライスした断面像が得られる。

また、共焦点観察用部材の対物光学系を入射光束のビーム軸に平行な方向に駆動することによって、入射光束の集光位置を入射光束のビーム軸に平行な軸（以下、Ｚ軸と称す）方向に変化させることが可能である。上記構成によって、任意の深度の断面像を観察したり、Ｚ軸深度の異なる複数の断層像から組織の三次元断層画像を形成したりすることが可能となる。

特許文献１に開示されているもののような従来の共焦点システムにおいては、通常、共焦点システムが接続される光源装置に各種操作手段が設けられ、この操作手段を操作することによって、共焦点観察プローブの集光位置のＺ軸深度の調整を行うようになっている。一方、内視鏡観察を行う際は、通常片手で内視鏡のハンドル部を把持する。このため、内視鏡観察を行いながら共焦点観察プローブの集光点のＺ軸深度を変える場合は、術者の手の届く範囲内に光源装置を配置する必要があり、術者によっては必ずしも操作しやすい状態とは言えなかった。また、内視鏡観察、共焦点観察をしながらさらに鉗子等の処置具を用いて各種処置を行う場合、一方の手で内視鏡のハンドルを把持した状態で、光源装置と処置具の双方を他方の手で操作する必要があるため、処置の手順が煩雑なものとなっていた。

上記の問題を解決するため、本発明は、光源装置が内視鏡本体から離れていても共焦点観察用部材による入射光束の集光位置のＺ軸深度を調整可能であり、及び／または、内視鏡観察、共焦点観察をしながら処置具の操作を行うことが容易な共焦点内視鏡を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の共焦点内視鏡は、共焦点観察用部材を構成する光学部材の少なくとも一部を駆動して共焦点観察における入射光束の集光位置の深度を変化させるＺ軸深度調節機構を操作するための操作手段が、共焦点内視鏡のハンドル部に設けられていることを特徴とする。

従って、本発明によれば、片手で内視鏡を把持しながらその手でＺ軸深度調節機構を操作できるようになる。このため、光源装置が内視鏡本体から離れていても共焦点観察における入射光束の集光位置のＺ軸深度を調整可能である。また、内視鏡を把持していない方の手で光源の調整、処置具の操作等を行うことができるようになるため、共焦点観察をしながら処置具の操作を行うといった、複雑な操作を平易に行うことができるようになる。

また、操作手段の構成としては、第１のボタンが押下されると該集光位置の深度を深くするよう前記Ｚ軸深度調節機構が駆動され、第２のボタンが押下されると該集光位置の深度を浅くするよう前記Ｚ軸深度調節機構が駆動されるものが考えられる。或いは、ボタンが所定時間以上押下され続けるとＺ軸深度調節機構が駆動され、ボタンが所定間隔で２度押下されるとＺ軸深度調節機構による集光位置の深度変化方向が切り替わるようなものが考えられる。

或いは、操作手段が、第１の位置と第２の位置との間で移動可能なレバーを有し、このレバーを第１の位置に移動させると該集光位置の深度を深くするようＺ軸深度調節機構が駆動され、レバーを第２の位置に移動させると集光位置の深度を浅くするようＺ軸深度調節機構が駆動され、第１の位置と第２の位置との中間の位置に前記レバーが位置する時は集光位置の深度は変化しないようなる構成としてもよい。

また、上記レバーは、共焦点内視鏡の挿入管彎曲操作を行うためのダイヤルと同軸に設けられた回転軸に軸支され、この回転軸の周りを回動して第１の位置と第２の位置との間を移動する構成としてもよい。

また、ハンドル内に、その軸方向に進退可能となっている棒状のスイッチ部材と、スイッチ部材が進退する領域の一端および他端にそれぞれ設けられた第１および第２のスイッチ受けとが配置されており、スイッチ部材と第１のスイッチ受けとが接触することによって集光位置の深度を深くするようＺ軸深度調節機構が駆動され、スイッチ部材と第２のスイッチ受けとが接触することによって集光位置の深度を浅くするようＺ軸深度調節機構が駆動され、スイッチ部材とレバーとは、レバーが該第１の位置にある時にスイッチ部材と第１のスイッチ受けとが接触し且つレバーが第２の位置にある時にスイッチ部材と第２のスイッチ受けとが接触するようにコンロッドを介して連結されている。

このような構成とすると、所定方向に進退可能なスイッチ部材と、一対のスイッチ受けを備えたスイッチ機構と、レバーとを互いに離れた場所に設けることが可能である。この構成は、レバーを共焦点内視鏡の挿入管の彎曲操作を行うためのダイヤルの近辺に設ける際等に有用である。すなわち、複雑な機構が集中しているダイヤル近辺から離れた位置にスイッチ機構を設けることが可能となり、スイッチ機構を必要以上に小型化する必要がない。また、このスイッチ機構は、スイッチ部材が一対のスイッチ受け間を直線状またはやや彎曲した曲線状に移動するような、細長い構造を有するものである。ハンドル内には内視鏡先端部に向かう、ライトガイド、チューブ、ケーブル類等が通っている。このため、ハンドル内の空隙部は、一般に内視鏡先端部に向かう細長い形状となる。上記のような構造のスイッチ機構であれば、この空隙部に収めることが可能であり、ハンドル部の形状を大幅に変更することなくスイッチ機構をハンドル内に埋め込むことができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による共焦点内視鏡装置の全体図を示したものである。本実施形態による内視鏡装置１は、共焦点内視鏡１００を有する。共焦点内視鏡１００は、共焦点内視鏡１００のハンドル部１０５から遠位端側に向かって延びている挿入管１０３を有し、この挿入管１０３の先端部には共焦点観察部１１０が設けられている。この共焦点観察部１１０には、図示しない共焦点観察用部材が内蔵されている。また、ハンドル部１０５から、第１連結チューブ１０７および第２連結チューブ１０９が近位端側に向かって延びている。

挿入管１０３、ハンドル部１０５、および第１連結チューブ１０７の内部には、共焦点走査画像形成のための光束を通過させるための第１のライトガイドが設けられている。この第１のライトガイドの遠位端は共焦点観察部１１０に内蔵された共焦点観察用部材と接続されており、また第１のライトガイドの近位端は第１連結チューブ１０７の近位端に設けられた第１コネクタ１３０と接続されている。第１コネクタ１３０は、内視鏡装置１の共焦点画像観察装置２００に接続される。

共焦点画像観察装置２００は、その内部にレーザ等の光束を発生させる光源装置を備えており、光束を第１のライトガイドを介して共焦点観察部１１０内の共焦点観察用部材に送り込む。共焦点観察用部材は、この光束（入射光束）を体腔内の所定位置（集光点）で集光させ、その戻り光をライトガイドに送る。第１のライトガイドを介して共焦点画像観察装置２００に戻った戻り光は、共焦点画像観察装置２００内に備えられた光学部材によって、集光点と共役な位置で合焦されるようになっている。

共焦点画像観察装置２００の内部で合焦された光束（合焦光）は、共焦点画像観察装置２００内に設けられたフォトディテクタによって検知され、その強度が計測される。また、挿入管１０３、ハンドル部１０５、および第１連結チューブ１０７の内部には、共焦点観察部１１０を制御するための信号ケーブルが通されている。共焦点画像観察装置２００は、信号ケーブルに所定の信号を送ることによって入射光束の集光点の位置を光軸に垂直な２軸（Ｘ軸およびＹ軸）方向に走査させることができる。共焦点画像観察装置２００はＸ−Ｙ平面上で走査して得られた合焦光の強度から、共焦点観察画像を形成する。

形成された共焦点観察画像は、共焦点画像観察装置２００に接続された第１のモニタ４００のスクリーン上に表示される。

また、内視鏡１００の先端部には、対物光学系とこの対物光学系の像を撮像するＣＣＤが備えられている。ＣＣＤの出力およびＣＣＤのドライブ信号を伝達する信号ケーブルおよび、内視鏡１００の先端部の周囲を照射するための光束を通過させる第２のライトガイドが、挿入管１０３、ハンドル部１０５、および第２連結チューブ１０９の内部に通されている。第２連結チューブ１０９の近位端には第２コネクタ１２０が設けられており、この第２コネクタ１２０は通常観察用プロセッサ３００に接続されている。

通常観察用プロセッサ３００は、第２のライトガイドに光を供給するための光源と、ＣＣＤを制御するための制御部と、ＣＣＤからの出力を処理して通常観察画像を形成する画像処理部とを内部に備えている。通常観察用プロセッサ３００には第２のモニタ５００が接続されており、形成された通常観察画像はこの第２のモニタ５００のスクリーン上に表示される。

以上のように、本実施形態の内視鏡装置１は、一台の内視鏡１００を用いて、体腔内の被検部の共焦点観察画像と通常観察画像とを観察することが可能である。また、内視鏡１００に設けられた処置具口から生検鉗子等の処置具を、内視鏡内部に設けられた処置具挿通チャンネルを通して内視鏡先端部から突出させ、体腔内の組織採取等の各種処置を行うことができるようになっている。

共焦点内視鏡１００の操作は、術者が左手にてハンドル部１０５を把持した状態で行われる。ハンドル部１０５には、左手で操作可能なスイッチ・ダイヤルなどの操作手段１５０が設けられており、術者はハンドル部１０５を把持したまま、左手でこの操作手段１５０を操作して、共焦点内視鏡１００の各種操作を行う。この操作手段１５０にて操作可能な処理としては、通常は動画として第２のモニタ５００に表示されている通常観察画像のフリーズ処理、通常観察画像及び／または共焦点観察画像を図示しないプリンタに印刷するコピー処理、内視鏡の挿入管１０３の先端部を任意の方向に彎曲させる先端部彎曲操作、および、後述するＺ軸深度調整処理がある。

共焦点観察とは、あるＸＹ平面上の組織の断層画像を得るものである。Ｚ軸深度調整とは、共焦点観察において、入射光束の集光位置の深さ、すなわち観察するＸＹ平面の位置を光軸（Ｚ軸）方向にずらして、任意の深度（Ｚ軸深度）の断層像を観察可能とするものである。Ｚ軸深度を調整するための、Ｚ軸調整用操作手段の構成につき、以下説明する。Ｚ軸深度の調整は、共焦点観察部１１０に内蔵された共焦点観察用部材の対物光学系をＺ軸方向に駆動することによって行われる。共焦点観察部１１０には、共焦点観察部１１０に内蔵された共焦点観察用部材の対物光学系を駆動するためのモータが備えられており、このモータは操作手段１５０を操作することによって動作する。

図２はハンドル部１０５の拡大図である。操作手段１５０は、内視鏡の挿入管１０３の先端部をそれぞれＸ軸およびＹ軸方向に彎曲させる際に回転操作される第１および第２のダイヤル１５１、１５２、フリーズ処理を行う際に押下されるフリーズボタン１５３、コピー処理を行う際に押下されるコピーボタン１５４、Ｚ軸調整用操作手段１６０を備える。

Ｚ軸調整用操作手段１６０はプラスボタン１６１およびマイナスボタン１６２を備える。プラスボタン１６１が押下されると、集光位置が遠位側に遠ざかるように共焦点観察１１０の対物光学系が移動するようモータが駆動される。また、マイナスボタン１６２が押下されると、集光位置が近位側に近づくように共焦点観察１１０に内蔵された共焦点観察用部材の対物光学系が移動するようモータが駆動される。プラスボタン１６１およびマイナスボタン１６２のそれぞれが押下されると、所定の信号がハンドル部１０５に内蔵された図示しないコントローラに送信され、このコントローラが所望のモータ駆動パルスをモータに送る。

以上のように、本実施形態においては、集光位置を遠位側に遠ざけるためのプラスボタン１６１と、集光位置を近位側に近づけるためのマイナスボタン１６２と、を制御してＺ軸深度を調整するようになっているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、一個のボタンで近位側および遠位側の深度調整を行ってもよい。この場合、該ボタンを所定間隔で２回押しすることによりＺ軸深度調整の方向をトグル変更し、このボタンを長押しした時に、ボタンの２回押しによって設定された方向にＺ軸深度の調整記ためのモータ駆動が行われる。このとき、他のボタンはＺ軸方向の位置を基準位置に戻すボタンとしてもよい。

以上説明した本発明の第１の実施形態においては、一対のボタンを用いて入射光束のＺ軸深度の調整を行っている。しかしながら本発明は上記構成に限定されるものではなく、また、内視鏡１００のハンドル部１０５に設けられた他の手段によって入射光束のＺ軸深度の調整を行う構成としてもよい。以下に説明する本発明の第２の実施形態の内視鏡装置は、一対のボタンの代わりにレバーを用いたＺ軸調整用操作手段１６０を用いている。

図３は、本発明の第２の実施形態による、内視鏡装置１の共焦点内視鏡１００のハンドル部１０５周辺を示したものである。本実施形態は、第１の実施形態におけるボタン１６１、１６２の代わりにレバー１６３を用いて入射光束のＺ軸深度の調整を行うＺ軸調整用操作手段１６０を備えたものである。本実施形態の他の構成は第１の実施形態と同一であるため、その説明は省略する。

内視鏡の挿入管１０３の先端部をそれぞれＸ軸およびＹ軸方向に彎曲させる際に回転操作される第１および第２のダイヤル１５１、１５２は、同一の回転軸によって軸支されている。Ｚ軸深度調整用のレバー１６３は第１のダイヤル１５１と第２のダイヤル１５２との間に、第１および第２のダイヤル１５１、１５２は、同一の回転軸によって軸支されており、内視鏡１００の術者はこの回転軸周りにレバー１６３を動かすことができる。

本実施形態においては、上記のようにレバー１６３によってＺ軸深度の調整が行われる。したがって、第１の実施形態のプラスボタン１６１、マイナスボタン１６２と略同位置に配置されている一対のボタン１５６、１５５に他の機能を割り当てることが可能である。例えばボタン１５５にＣＣＤの測光方式をアベレージ方式とピーク方式との間で切り換えるための機能を割り当て、ボタン１５６にＶＣＲ制御機能、或いはエンハンスト切換機能を割り当てることができる。

レバー１６３の構造につき、以下説明する。図４および図５は、内視鏡１００のハンドル部１０５を第１および第２のダイヤル１５１、１５２の回転軸ＲＡに垂直な一平面で切断した断面図である。図４はレバー１６３を時計回りに回転させてレバー１６３が回転軸ＲＡに対して図中８時の位置に達した時の状態を示したものである。また、図５はレバーを反時計回りに回転させてレバー１６３が回転軸ＲＡに対して図中６時の位置に達した時の状態を示したものである。

図４および５に示されているように、ハンドル部１０５内の空隙部の一端（図中右側）には第１のスイッチ受け１７１ａが、他端（図中左側）には第２のスイッチ受け１７１ｂが設けられている。このスイッチ受け１７１ａ、１７１ｂの間には棒状のスイッチ部材１７３が配置されている。スイッチ部材１７３は、第１のスイッチ受け１７１ａと第２のスイッチ受け１７１ｂの間で、図中左右方向に進退可能に構成されている。

スイッチ部材１７３の一端（図中右端）には第１のスイッチ端子１７３ａが、他端（図中左端）には第２のスイッチ端子１７３ｂが形成されている。第１のスイッチ受け１７１ａと第２のスイッチ受け１７１ｂとの間隔は、スイッチ部材１７３の長軸方向寸法よりも充分大きく構成されているので、スイッチ部材１７３は、「第１のスイッチ端子１７３ａと第１のスイッチ受け１７１ａとが接触する」「第２のスイッチ端子１７３ｂと第２のスイッチ受け１７１ｂとが接触する」「どちらのスイッチ部材とも接触しない」という３種類の状態を取る。第１および第２のスイッチ端子１７３ａおよび１７３ｂと、内視鏡１００のコントローラは図示しないリード線によって接続されている。スイッチ部材１７３が第１のスイッチ受け１７１ａに向かって移動して第１のスイッチ端子１７３ａと第１のスイッチ受け１７１ａとが接触すると、コントローラはリード線を介してこの接触を検知する。この時、コントローラは集光位置が遠位側に遠ざかるように共焦点観察部１１０に内蔵された共焦点観察用部材の対物光学系が移動するようモータを駆動する。また、スイッチ部材１７３が第２のスイッチ受け１７１ｂに向かって移動して第２のスイッチ端子１７３ｂと第２のスイッチ受け１７１ｂとが接触すると、コントローラはリード線を介してこの接触を検知する。この時、コントローラは集光位置が近位側に近づくように共焦点観察部１１０に内蔵された共焦点観察用部材の対物光学系が移動するようモータを駆動する。

レバー１６３とスイッチ部材１７３とはコンロッド１７５を介して連結されている。このコンロッド１７５によって、レバー１６３の動きとスイッチ部材１７３の動きとが連動するようになっている。図４に示されているように、レバー１６３が回転軸ＲＡに対して８時の位置にある時は、スイッチ部材１７３は内視鏡遠位端側（図中右側）に押し込まれて第１のスイッチ端子１７３ａが第１のスイッチ受け１７１ａと接触する。この結果、入射光束の集光位置は内視鏡の遠位側に遠ざかり、すなわちＺ軸深度は深くなる。また、図５に示されているように、レバー１６３が回転軸ＲＡに対して６時の位置にある時は、スイッチ部材１７３は内視鏡近位端側（図中左側）に引き込まれて第２のスイッチ端子１７３ｂが第２のスイッチ受け１７１ｂと接触する。この結果、入射光束の集光位置は内視鏡の近位側に近づき、すなわちＺ軸深度は浅くなる。

また、レバー１６３が回転軸ＲＡに対して図中６時から８時の間、すなわち図４の状態と図５の状態との中間の状態にある時は、スイッチ部材１７３はスイッチ受け１７１ａ、１７１ｂのいずれとも接触しない。この状態では、コントローラはモータ駆動のためのドライブ信号を出力せず、入射光束のＺ軸方向の集光位置は変化しない。

上記のように、本実施形態によれば、内視鏡の近位端側から遠位端側に延びる（すなわち内視鏡のライトガイドや信号ケーブルに略平行に延びる）直線状の空隙部にスイッチ部材を設ける構成としている。このような構成においては、ライトガイドや信号ケーブルの隙間にスイッチ部材とスイッチ受けからなるスイッチ機構を形成可能であり、ハンドル部のサイズを必要以上に大型化することなく、Ｚ軸深度を調整するための操作部１６０を設けることが可能となる。

本発明の第１の実施形態による共焦点内視鏡装置の全体図を示したものである。本発明の第１の実施形態による共焦点内視鏡のハンドルの拡大図である。本発明の第２の実施形態による、共焦点内視鏡のハンドル周辺を示した拡大図である。本発明の第２の実施形態による、共焦点内視鏡のハンドルを第１および第２のダイヤルの回転軸に垂直な一平面で切断した断面図である。本発明の第２の実施形態による、共焦点内視鏡のハンドルを第１および第２のダイヤルの回転軸に垂直な一平面で切断した断面図である。

符号の説明

１共焦点内視鏡装置
１００共焦点内視鏡
１０５ハンドル
１１０共焦点観察部
１５０操作手段
１５１第１のダイヤル
１５２第２のダイヤル
１５３フリーズボタン
１５４コピーボタン
１６０Ｚ軸調整用操作手段
１６１プラスボタン
１６２マイナスボタン
１６３レバー
１７１ａ第１のスイッチ受け
１７１ｂ第２のスイッチ受け
１７３スイッチ部材
１７３ａ第１のスイッチ端子
１７３ｂ第２のスイッチ端子
２００共焦点画像観察装置
３００通常観察用プロセッサ

Claims

被検部の映像を観察するための通常観察用光学系と、被検部の共焦点走査観察画像を得るための共焦点観察用部材が内蔵された共焦点観察部と、を有する共焦点内視鏡であって、
前記共焦点観察用部材を構成する光学部材の少なくとも一部を駆動して、共焦点観察における集光位置の深度を変化させるＺ軸深度調節機構と、
Ｚ軸深度調節機構を操作するための操作手段と、
を有し、
前記操作手段が前記共焦点内視鏡のハンドル部に設けられたボタンを有し、前記ボタンが所定時間以上押下され続けると前記Ｚ軸深度調節機構が駆動され、前記ボタンが所定間隔で２度押下されると前記Ｚ軸深度調節機構による該集光位置の深度変化方向が切り替わることを特徴とする共焦点内視鏡。
前記操作手段は、前記共焦点観察における集光位置を所定の基準位置に戻すための基準位置復帰ボタンを有することを特徴とする請求項１に記載の共焦点内視鏡。