JP5227714B2 - Optical probe, optical tomographic imaging device - Google Patents

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本発明は光プローブ、光断層画像化装置に係り、特に、内視鏡の鉗子口から先端部分を突き出して被検体に光を照射する光プローブと、その光プローブを備えた光断層画像化装置の技術に関する。   The present invention relates to an optical probe and an optical tomographic imaging apparatus, and in particular, an optical probe for projecting a distal end portion from a forceps opening of an endoscope and irradiating light onto a subject, and an optical tomographic imaging apparatus including the optical probe Related to technology.

特許文献１には、医療用チューブの外層に螺旋状の溝を形成するものであって、先端部では溝のピッチを狭くすることにより柔軟性をもたせる一方、基端部では溝のピッチを広くするか、あるいは溝を形成しないことにより必要な硬度をもたせるとの技術が開示されている。
特開２０００−２５４２３５号公報 In Patent Document 1, a spiral groove is formed in the outer layer of a medical tube, and flexibility is provided by reducing the groove pitch at the distal end portion, while the groove pitch is widened at the proximal end portion. In other words, a technique is disclosed in which a necessary hardness is obtained by not forming a groove.
JP 2000-254235 A

ここで、光断層画像化装置などに設けられる光プローブにおいて、その光プローブの外筒であるシースに求められる性能としては、生体適合性を有すること、シースの内部に配置される回転走査系構造物（例えば、光ファイバや光学レンズなどの光学素子を保持するスリーブなど）との摩擦を少なくする（摩擦係数低減と曲げ剛性を低く抑える）こと、光プローブを内視鏡に挿抜する際の適性な剛性を有する（座屈しにくい）こと、内視鏡のアングル操作性を阻害しない（柔軟な曲げ剛性を有する）こと、が考えられる。   Here, in an optical probe provided in an optical tomographic imaging apparatus or the like, the performance required for a sheath that is an outer cylinder of the optical probe is that it has biocompatibility and a rotational scanning system structure disposed inside the sheath. Reduce friction with objects (for example, sleeves holding optical elements such as optical fibers and optical lenses) (reducing friction coefficient and bending rigidity), and suitability for inserting / removing optical probe into / from endoscope It is conceivable to have high rigidity (hard to buckle) and not to hinder the angle operability of the endoscope (have flexible bending rigidity).

そのため、一般的には光プローブの先端部側の曲げ剛性を基端部側に比べ低くなるよう設定することが求められる。しかしながら、光プローブの先端部側を内視鏡先端から突出させた状態で体腔内の被検体に強く押付けた場合、内視鏡先端から突出させた光プローブの先端におけるシースが部分的に任意の曲率で曲がるが、この曲率が大きくなるとシースに座屈が生じてしまう。   Therefore, it is generally required to set the bending rigidity on the distal end side of the optical probe to be lower than that on the proximal end side. However, when the distal end side of the optical probe is protruded from the endoscope distal end and strongly pressed against the subject in the body cavity, the sheath at the distal end of the optical probe protruding from the distal end of the endoscope is partially arbitrary. Although it bends with a curvature, if this curvature becomes large, a buckling will arise in a sheath.

これにより、シースの内部に配置される回転走査系構造物と干渉して走査性能の低下を生じたり、あるいは回転走査系構造物を回転駆動させるフレキシブルシャフトなどの駆動伝達部材を拘束するおそれがある。そのため、シースの先端部分では、シースが鉗子口に挿入される内視鏡の挿入部におけるアングル操作による曲げに追従する一方、シースを被検体に押付けても座屈を生じさせない構造が必要となる。   As a result, the scanning performance may be deteriorated due to interference with the rotational scanning system structure disposed inside the sheath, or a drive transmission member such as a flexible shaft that rotationally drives the rotational scanning system structure may be restrained. . Therefore, at the distal end portion of the sheath, a structure that follows the bending by the angle operation at the insertion portion of the endoscope where the sheath is inserted into the forceps opening, but does not cause buckling even when the sheath is pressed against the subject is required. .

しかしながら、特許文献１の医療用チューブを例えば光断層画像化装置における光プローブのシースに適用した場合、シースを薄肉加工することよる応力集中による強度の低下や曲げ耐久性低下のおそれがある。また、使用後にシースを洗浄や消毒する際に溝部内の洗浄や消毒が困難なため、感染リスクが高くなってしまう。また、シースに溝を加工する２次加工工程が必要となり、特に、溝加工時に溝部のバリや切粉を除去する必要が生じ、製造に手間がかかるとともに、製造コストが高くなってしまう。   However, when the medical tube of Patent Document 1 is applied to, for example, a sheath of an optical probe in an optical tomographic imaging apparatus, there is a risk of strength reduction or bending durability reduction due to stress concentration due to thin processing of the sheath. In addition, when the sheath is cleaned or disinfected after use, it is difficult to clean or disinfect the groove, which increases the risk of infection. In addition, a secondary processing step for processing the groove in the sheath is required, and in particular, it is necessary to remove burrs and chips from the groove portion during the groove processing, which takes time for manufacturing and increases the manufacturing cost.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、光プローブが被検体などに押し付けられてもシースが座屈しない光プローブおよび当該プローブを有する光断層画像化装置を提供すること、を目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an optical probe in which a sheath does not buckle even when the optical probe is pressed against a subject or the like, and an optical tomographic imaging apparatus having the probe. And

前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、光プローブにおいて、可撓性を有する筒状体であって外周面に透光部を備えたシースと、前記シース内に配置され前記透光部から光を照射させる光学素子と、前記シース内に配置され前記光学素子を保持する保持部材と、前記シースの外周面の前記透光部以外の部分に配置され前記シースを補強する補強部材と、を有し、前記補強部材は、内部に前記シースを嵌合させたコイルバネであり、前記コイルバネは、当該コイルバネの絞まり力により前記シースに嵌合して固定されること、を特徴とする。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an optical probe, wherein the optical probe is a flexible cylindrical body having a light-transmitting portion on an outer peripheral surface, and the light probe is disposed in the sheath. An optical element that irradiates light from the light part, a holding member that is disposed in the sheath and holds the optical element, and a reinforcing member that is disposed in a portion other than the light transmitting part on the outer peripheral surface of the sheath and reinforces the sheath If, have a said reinforcing member is a coil spring fitted to the sheath inside, the coil spring may be fitted and fixed to the sheath by tightly force of the coil spring, characterized by .

本発明によれば、シースの外周面の透光部以外の部分に配置されシースを補強する補強部材を有するので、光プローブが被検体などに押し付けられてもシースが座屈しない。   According to the present invention, since the reinforcing member that reinforces the sheath is provided in a portion other than the light transmitting portion on the outer peripheral surface of the sheath, the sheath does not buckle even when the optical probe is pressed against the subject or the like.

本発明によれば、補強部材は螺旋状の内部にシースを嵌合させたコイルバネであるので、より確実にシースが座屈しない。また、コイルバネを用いるので、材質、線径、初張力、ピッチ等の設計パラメータが多く、設計の自由度が大きくなる。また、強度が高く、品質安定性が高く、加工工程を少なくでき製造コストが低くなる。   According to the present invention, since the reinforcing member is a coil spring in which the sheath is fitted inside the spiral, the sheath does not buckle more reliably. Further, since a coil spring is used, there are many design parameters such as material, wire diameter, initial tension, pitch, etc., and the degree of freedom in design is increased. Further, the strength is high, the quality stability is high, the number of processing steps can be reduced, and the manufacturing cost is reduced.

本発明によれば、コイルバネの絞まり力によりシースを嵌合し固定するので、確実にシースが座屈しない。   According to the present invention, since the sheath is fitted and fixed by the tightening force of the coil spring, the sheath does not buckle reliably.

前記目的を達成するために請求項２に係る発明は、請求項１の光プローブにおいて、前記透光部は、前記シースの先端部の近傍に設けられ、前記コイルバネのピッチは、前記シースの基端部側よりも前記先端部側が大きいこと、を特徴とする。 The invention according to claim 2 in order to achieve the above object, an optical probe of claim 1, wherein the light transmitting portion is provided near the distal end of the sheath, the pitch of the coil spring, groups of the sheath The tip end side is larger than the end side.

本発明によれば、シースの曲げ剛性について、先端部を基端部よりも小さくすることができる。   According to the present invention, the distal end portion can be made smaller than the proximal end portion with respect to the bending rigidity of the sheath.

また、例えば、内視鏡の鉗子口に光プローブを挿入させたときに、先端部について内視鏡の挿入部のアングル操作に追従できるとともに、基端部について内視鏡の鉗子口への光プローブの挿抜時にシースが座屈しない。   Further, for example, when an optical probe is inserted into the forceps opening of an endoscope, the angle operation of the insertion section of the endoscope can be followed with respect to the distal end portion, and the light to the forceps opening of the endoscope can be observed with respect to the proximal end portion. The sheath does not buckle when inserting or removing the probe.

前記目的を達成するために請求項３に係る発明は、光断層画像化装置において、請求項
１又は２の光プローブを有する。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 3 includes the optical probe according to claim 1 or 2 in an optical tomographic imaging apparatus.

本発明によれば、光プローブが被検体などに押し付けられてもシースが座屈しない。   According to the present invention, the sheath does not buckle even when the optical probe is pressed against the subject or the like.

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

〔光断層画像化装置の説明〕
図１は、本発明の光プローブおよび光断層画像化装置が構成される光断層画像取得システム１についてのブロック構成図である。 [Description of optical tomographic imaging system]
FIG. 1 is a block configuration diagram of an optical tomographic image acquisition system 1 including an optical probe and an optical tomographic imaging apparatus according to the present invention.

図１に示すように、光断層画像取得システム１は、体腔内に挿入されてその体腔内を観察する内視鏡観察装置１０と、被検体の断層画像を取得する光断層画像化装置１２と、を有する。そして、光断層画像取得システム１は、内視鏡観察装置１０での観察下で体腔内における所望の断層画像を取得する。   As shown in FIG. 1, an optical tomographic image acquisition system 1 includes an endoscope observation apparatus 10 that is inserted into a body cavity and observes the body cavity, and an optical tomographic imaging apparatus 12 that acquires a tomographic image of a subject. Have. The optical tomographic image acquisition system 1 acquires a desired tomographic image in the body cavity under observation by the endoscope observation apparatus 10.

内視鏡観察装置１０は、チューブ形状を有し体腔内に挿入されて先端で、この体腔内を観察するための光を捉える内視鏡１４と、その内視鏡１４で捉えた光に基づいてこの体腔内の画像を取得する内視鏡画像取得部１６と、その画像を所定のモニタに表示する内視鏡画像表示部１８とを備えている。   The endoscope observation apparatus 10 has a tube shape, is inserted into a body cavity, and has an endoscope 14 that captures light for observing the inside of the body cavity at the tip, and the light captured by the endoscope 14. An endoscope image acquisition unit 16 that acquires an image inside the body cavity and an endoscope image display unit 18 that displays the image on a predetermined monitor are provided.

光断層画像化装置１２は、光プローブ２０、光源２２、光カプラ２４、ロータリーカプラ２６、干渉光検出部２８、回転駆動部３０、コリメータレンズ３２、参照ミラー３４、可動ステージ３６、アクチュエータ３８、断層画像生成部４０、断層画像表示部４２、および光ファイバ４４を備えている。   The optical tomographic imaging apparatus 12 includes an optical probe 20, a light source 22, an optical coupler 24, a rotary coupler 26, an interference light detection unit 28, a rotation drive unit 30, a collimator lens 32, a reference mirror 34, a movable stage 36, an actuator 38, a tomography. An image generation unit 40, a tomographic image display unit 42, and an optical fiber 44 are provided.

光源２２は、赤外域における所定の帯域幅を有する低コヒーレント光Ｌを出射する。本実施形態では、この光源２２として、このような低コヒーレント光を出射するＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）が採用されている。尚、本発明はこれに限るものではなく、この低コヒーレント光を出射する光源は、例えば、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光源や、超短パルスレーザ光を非線形媒質に照射させて広帯域光を得るスーパーコンティニューム光源等であっても良い。   The light source 22 emits low coherent light L having a predetermined bandwidth in the infrared region. In the present embodiment, an SLD (Super Luminescent Diode) that emits such low-coherent light is employed as the light source 22. The present invention is not limited to this, and the light source that emits the low-coherent light is, for example, an ASE (Amplified Spontaneous Emission) light source or a super medium that irradiates a nonlinear medium with ultrashort pulse laser light to obtain broadband light. A continuum light source or the like may be used.

光源２２から出射された低コヒーレント光Ｌは、光ファイバ４４によって２対２の光カプラ２４に導かれ、この光カプラ２４によって、被検体Ｓに照射される計測光Ｌ１と、その被検体Ｓから戻ってくる光Ｌ１’と干渉させる参照光Ｌ２とに分割される。   The low coherent light L emitted from the light source 22 is guided to a two-to-two optical coupler 24 by an optical fiber 44, and the measurement light L1 irradiated to the subject S by the optical coupler 24 and the subject S are emitted from the subject S. The light beam is divided into a returning light beam L1 ′ and a reference light beam L2 that causes interference.

計測光Ｌ１は、光ファイバ４４によってロータリーカプラ２６を介して光プローブ２０に導かれる。   The measurement light L1 is guided to the optical probe 20 by the optical fiber 44 via the rotary coupler 26.

ここで、光プローブ２０は、体腔内の被検体Ｓに向けて計測光Ｌ１を出射するために、内視鏡１４と共に体腔内に挿入される。   Here, the optical probe 20 is inserted into the body cavity together with the endoscope 14 in order to emit the measurement light L1 toward the subject S in the body cavity.

図２は、内視鏡１４の全体の概略構成図である。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the entire endoscope 14.

図２に示すように、内視鏡１４は、本体操作部４６、体腔内への挿入部４８、ユニバーサルコード５０を有する。   As shown in FIG. 2, the endoscope 14 includes a main body operation unit 46, an insertion unit 48 into the body cavity, and a universal cord 50.

挿入部４８は、その本体操作部４６への連結側から所定の長さ分は軟性部５２であって、この軟性部５２にはアングル部５４が連結されており、さらにアングル部５４には先端硬質部５６が連結して設けられている。先端硬質部５６には、図示は省略するが、少なくとも照明部と観察部とからなる内視鏡観察手段が装着されており、また鉗子等の処置具を導出させるための鉗子口の出口が設けられている。   The insertion portion 48 is a soft portion 52 for a predetermined length from the side connected to the main body operation portion 46, and an angle portion 54 is connected to the soft portion 52, and the angle portion 54 has a tip end. A hard portion 56 is connected and provided. Although not shown, the distal end hard portion 56 is provided with an endoscope observation means including at least an illumination portion and an observation portion, and is provided with an outlet of a forceps port for leading a treatment tool such as a forceps. It has been.

アングル部５４は内視鏡観察手段を設けた先端硬質部５６を所望の方向に向けるために湾曲操作される部位である。この湾曲操作は本体操作部４６に設けた操作ノブ５８を手指で回動させることにより遠隔操作で行われる。さらに、軟性部５２は挿入経路に沿って任意の方向に曲がる構造となっている。   The angle part 54 is a part that is bent to direct the distal end hard part 56 provided with the endoscope observation means in a desired direction. This bending operation is performed by remote operation by rotating an operation knob 58 provided on the main body operation unit 46 with fingers. Furthermore, the soft part 52 has a structure that bends in any direction along the insertion path.

ここで、軟性部５２は、その外径寸法が全長にわたって均一になっておらず、基端側が太径軟性部５２ａであり、先端側は細径軟性部５２ｂとなっている。また、太径軟性部５２ａと細径軟性部５２ｂとの間の連結部は細径軟性部５２ｂ側に向けて連続的に縮径するテーパ面部５２ｃである。   Here, the outer diameter of the soft part 52 is not uniform over the entire length, the base end side is the large diameter soft part 52a, and the distal end side is the small diameter soft part 52b. The connecting portion between the large diameter soft portion 52a and the small diameter soft portion 52b is a tapered surface portion 52c that continuously reduces in diameter toward the small diameter soft portion 52b.

アングル部５４は細径軟性部５２ｂと同じ外径寸法を有するものであり、先端硬質部５６も同じ外径を有している。従って、挿入部４８の全体としては、太径軟性部５２ａからなる太径の部分と、細径軟性部５２ｂから先端までの細径部分とに分かれている。   The angle part 54 has the same outer diameter as that of the small-diameter soft part 52b, and the distal end hard part 56 also has the same outer diameter. Therefore, the entire insertion portion 48 is divided into a large-diameter portion composed of the large-diameter soft portion 52a and a small-diameter portion from the small-diameter soft portion 52b to the tip.

図３は、内視鏡１４と光プローブ２０とを示す模式図であり、内視鏡１４の先端硬質部５６の先端面から光プローブ２０が突出している様子を示す図である。なお、図３では、説明の便宜上、後述するコイルバネや光学素子保持スリーブや中継スリーブなどの回転走査系構造物は省略している。   FIG. 3 is a schematic diagram showing the endoscope 14 and the optical probe 20, and shows a state in which the optical probe 20 protrudes from the distal end surface of the distal end hard portion 56 of the endoscope 14. In FIG. 3, for convenience of explanation, a rotary scanning system structure such as a coil spring, an optical element holding sleeve, and a relay sleeve, which will be described later, is omitted.

この内視鏡１４はチューブ形状を有しており、使用時には体腔内に挿入される。また、この内視鏡１４は、体腔内に挿入するために光プローブ２０やその他手術用の器具などが挿入される鉗子口６０と、内視鏡１４の先端周辺を照らすライト６２と、体腔内を観察するための光を捉える内視鏡レンズ６４とが備えられている。   The endoscope 14 has a tube shape and is inserted into a body cavity when in use. The endoscope 14 includes a forceps port 60 into which the optical probe 20 and other surgical instruments are inserted for insertion into a body cavity, a light 62 that illuminates the periphery of the distal end of the endoscope 14, and a body cavity. And an endoscope lens 64 for capturing light for observing the image.

図１に示す内視鏡観察装置１０では、この内視鏡レンズ６４で捉えられた光が、不図示の光ファイバによって図１の内視鏡画像取得部１６に伝えられ、その伝えられた光に基づく体腔内の画像がこの内視鏡画像取得部１６において取得される。そして、その体腔内の画像が、内視鏡画像表示部１８で表示される。   In the endoscope observation apparatus 10 shown in FIG. 1, the light captured by the endoscope lens 64 is transmitted to the endoscope image acquisition unit 16 in FIG. 1 by an optical fiber (not shown), and the transmitted light is transmitted. The endoscopic image acquisition unit 16 acquires an image in the body cavity based on the above. Then, the image in the body cavity is displayed on the endoscope image display unit 18.

本実施形態では、光プローブ２０が内視鏡１４の鉗子口６０に挿入される。そして、断層画像の取得時には、本体操作部４６（図１参照）に対する操作によって、まず、内視鏡１４の先端が、断層画像の取得対象の被検体Ｓの近くまで運ばれる。そして、内視鏡観察装置１０による観察の下で、内視鏡１４の鉗子口６０から光プローブ２０が突き出されてその先端部が被検体Ｓに押し付けられる。   In the present embodiment, the optical probe 20 is inserted into the forceps port 60 of the endoscope 14. When acquiring a tomographic image, the distal end of the endoscope 14 is first moved to the vicinity of the subject S from which the tomographic image is to be acquired by an operation on the main body operation unit 46 (see FIG. 1). Then, under the observation by the endoscope observation apparatus 10, the optical probe 20 is protruded from the forceps port 60 of the endoscope 14, and the distal end thereof is pressed against the subject S.

後述するように光プローブ２０は、透明なシース７４の内部に光ファイバ８０がこのシース７４に沿って先端部分まで延びており、この光ファイバ８０によって上記の計測光Ｌ１が先端部分まで導かれる。そして、この導かれた計測光Ｌ１が、透明なシース７４の透光部７４ａからに被検体Ｓに向けて出射される。この計測光Ｌ１は、被検体Ｓの内部に有る程度の深さまで透過し、その透過の過程で、被検体Ｓの内部の各所で反射される。これら各所で反射された反射光Ｌ１’の一部は、光プローブ２０の先端部分に向かって戻り、光プローブ２０内部の光ファイバ８０によって体腔外に導かれる。   As will be described later, in the optical probe 20, an optical fiber 80 extends inside the transparent sheath 74 to the tip portion along the sheath 74, and the measurement light L 1 is guided to the tip portion by the optical fiber 80. Then, the guided measurement light L1 is emitted toward the subject S from the transparent portion 74a of the transparent sheath 74. The measurement light L1 is transmitted to a depth that exists within the subject S, and is reflected at various locations inside the subject S in the process of transmission. Part of the reflected light L <b> 1 ′ reflected at these places returns toward the tip portion of the optical probe 20 and is guided outside the body cavity by the optical fiber 80 inside the optical probe 20.

この光プローブ２０の詳細については後述する。   Details of the optical probe 20 will be described later.

光プローブ２０内の光ファイバ８０を通って体腔外に導かれた反射光Ｌ１’は、図１のロータリーカプラ２６および光ファイバ４４を介して光カプラ２４にまで導かれる。   The reflected light L1 'guided outside the body cavity through the optical fiber 80 in the optical probe 20 is guided to the optical coupler 24 through the rotary coupler 26 and the optical fiber 44 of FIG.

一方、この光カプラ２４において分割された参照光Ｌ２は、光ファイバ４４によってコリメータレンズ３２の直前まで導かれ、光ファイバ４４から拡散状に出射された後にこのコリメータレンズ３２によって平行光にされて参照ミラー３４で反射される。反射された参照光Ｌ２は、コリメータレンズ３２によって集光されて光ファイバ４４に戻され、その光ファイバ４４によって光カプラ２４にまで導かれる。   On the other hand, the reference light L2 divided by the optical coupler 24 is guided to the position just before the collimator lens 32 by the optical fiber 44, is emitted from the optical fiber 44 in a diffused form, and then is collimated by the collimator lens 32 for reference. Reflected by the mirror 34. The reflected reference light L2 is collected by the collimator lens 32, returned to the optical fiber 44, and guided to the optical coupler 24 by the optical fiber 44.

ここで、参照ミラー３４は可動ステージ３６に設置されており、アクチュエータ３８によって参照光Ｌ２の光軸方向Ｄ１に移動可能となっている。   Here, the reference mirror 34 is installed on the movable stage 36 and can be moved by the actuator 38 in the optical axis direction D1 of the reference light L2.

参照ミラー３４の位置は、光カプラ２４を出た計測光Ｌ１が光プローブ２０を介して被検体Ｓに照射されその被検体Ｓの表面で反射されて反射光となって光カプラ２４まで戻ってくるまでの光路長と、光カプラ２４を出た参照光Ｌ２が参照ミラー３４で反射されて再び光カプラ２４まで戻ってくるまでの光路長とが等しくなるように調節される。   The position of the reference mirror 34 is such that the measurement light L1 emitted from the optical coupler 24 is irradiated onto the subject S via the optical probe 20 and reflected by the surface of the subject S to return to the optical coupler 24 as reflected light. It is adjusted so that the optical path length until reaching the optical path length until the reference light L2 exiting the optical coupler 24 is reflected by the reference mirror 34 and returns to the optical coupler 24 again becomes equal.

なお、断層画像取得時には光プローブ２０が被検体Ｓに押し付けられることから、被検体Ｓの表面は、この光プローブ２０の外壁面にほぼ等しくなる。参照ミラー３４は、このように位置が調節されると断層画像取得時にはこの調節された位置に固定される。   In addition, since the optical probe 20 is pressed against the subject S at the time of tomographic image acquisition, the surface of the subject S is substantially equal to the outer wall surface of the optical probe 20. When the position of the reference mirror 34 is adjusted as described above, the reference mirror 34 is fixed at the adjusted position when the tomographic image is acquired.

断層画像取得時に上述した光路を経て光カプラ２４に戻ってきた反射光Ｌ１’と参照光Ｌ２とは、光カプラ２４において合波される。そして、この光カプラ２４において、両者が互いに干渉することで干渉光Ｌ３が生成される。   The reflected light L <b> 1 ′ and the reference light L <b> 2 that have returned to the optical coupler 24 through the above-described optical path at the time of tomographic image acquisition are combined in the optical coupler 24. And in this optical coupler 24, interference light L3 is produced | generated when both interfere with each other.

ここで、この干渉光Ｌ３は、被検体Ｓのいろいろな深さで反射されたいろいろな計測光Ｌ１それぞれと参照光Ｌ２との干渉によって生じる、各深さに対応した各干渉光が足しあわされたものとなっている。また、上述したように計測光Ｌ１や参照光Ｌ２の基となった光源２２からの低コヒーレント光Ｌが、赤外域で所定の帯域幅を有していることから、干渉光Ｌ３は、この帯域幅内の様々な波長の光についての干渉光が足しあわされたものともなっている。   Here, as this interference light L3, each interference light corresponding to each depth generated by the interference between the various measurement lights L1 reflected at various depths of the subject S and the reference light L2 is added. It has become. Further, as described above, since the low-coherent light L from the light source 22 that is the basis of the measurement light L1 and the reference light L2 has a predetermined bandwidth in the infrared region, the interference light L3 is transmitted in this band. Interference light for light of various wavelengths within the width is also added.

被検体Ｓの表面からの深さを「ｒ」、深さの関数としての干渉光の強度を「Ｅ（ｒ）」、帯域幅内の波長の逆数である波数を「ｋ」、波数の関数としての干渉光の強度を「Ｉ（ｋ）」とすると、波数の関数としての干渉光の強度「Ｉ（ｋ）」と深さの関数としての干渉光の強度「Ｅ（ｒ）」とは、次のようなフーリエ変換の式によって結び付けられることが知られている。   The depth from the surface of the subject S is “r”, the intensity of the interference light as a function of the depth is “E (r)”, the wave number that is the reciprocal of the wavelength within the bandwidth is “k”, and the wave number function Is the intensity of interference light “I (k)” as a function of wave number and the intensity of interference light “E (r)” as a function of depth. It is known that they are linked by the following Fourier transform equation.

Figure 0005227714
Figure 0005227714

この（１）式では、波数の関数としての干渉光の強度「Ｉ（ｋ）」が、深さの関数としての干渉光の強度「Ｅ（ｒ）」のフーリエ変換となっている。   In this equation (1), the intensity “I (k)” of the interference light as a function of the wave number is a Fourier transform of the intensity “E (r)” of the interference light as a function of the depth.

光断層画像化装置１２で採用されているＳＤ−ＯＣＴは、上記の干渉光Ｌ３におけるこのような関係を利用したものであり、まず、干渉光Ｌ３を各波長の光に分光し、それら各波長の光の強度を計測することで（１）式における波数の関数としての干渉光の強度「Ｉ（ｋ）」、即ち干渉光Ｌ３のスペクトル分布が求められる。その後、上記の（１）式に対する逆フーリエ変換によって、深さの関数としての干渉光の強度「Ｅ（ｒ）」が求められる。この深さの関数としての干渉光の強度「Ｅ（ｒ）」は、そのままで、被検体Ｓにおける深さ方向における反射情報を表わしているので、この干渉光の強度「Ｅ（ｒ）」を画像化することで被検体Ｓの断層画像が得られる。   The SD-OCT employed in the optical tomographic imaging apparatus 12 utilizes such a relationship in the above-described interference light L3. First, the interference light L3 is split into light of each wavelength, and each of these wavelengths. The intensity of the interference light “I (k)” as a function of the wave number in the equation (1), that is, the spectral distribution of the interference light L3 is obtained. Thereafter, the intensity “E (r)” of the interference light as a function of depth is obtained by inverse Fourier transform with respect to the above equation (1). The intensity “E (r)” of the interference light as a function of this depth represents the reflection information in the depth direction of the subject S as it is, and therefore the intensity “E (r)” of the interference light is expressed. A tomographic image of the subject S is obtained by imaging.

光断層画像化装置１２では、干渉光検出部２８において上記の（１）式における波数の関数としての干渉光の強度「Ｉ（ｋ）」、即ち干渉光Ｌ３のスペクトル分布が検出される。   In the optical tomographic imaging apparatus 12, the interference light detector 28 detects the intensity “I (k)” of the interference light as a function of the wave number in the above equation (1), that is, the spectral distribution of the interference light L3.

この干渉光検出部２８は、コリメータレンズ６６と、回折格子６８と、集光レンズ７０と、光検出部７２とからなる。光ファイバ４４によって光カプラ２４から導かれてきた干渉光Ｌ３は、この光ファイバ４４の先端から拡散状態で出た後、コリメータレンズ６６によって平行光にされて回折格子６８に照射される。   The interference light detection unit 28 includes a collimator lens 66, a diffraction grating 68, a condenser lens 70, and a light detection unit 72. The interference light L3 guided from the optical coupler 24 by the optical fiber 44 exits from the tip of the optical fiber 44 in a diffused state, and is then converted into parallel light by the collimator lens 66 and applied to the diffraction grating 68.

回折格子６８に照射された干渉光Ｌ３は、この回折格子６８によって分光された後、集光レンズ７０によって集光されて光検出部７２に照射される。光検出部７２は、複数の光センサが一次元に配列されたＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）であり、回折格子６８で分光されて生じる各波長（各波数）の光が集光レンズ７０を経て各光センサに照射されるように構成されている。そして、各光センサによって各波数の光の強度が検出されることによって、波数の関数としての干渉光の強度「Ｉ（ｋ）」、即ち干渉光Ｌ３のスペクトル分布が得られる。   The interference light L3 applied to the diffraction grating 68 is split by the diffraction grating 68, then condensed by the condenser lens 70, and applied to the light detection unit 72. The light detection unit 72 is a CCD (Charge Coupled Device) in which a plurality of optical sensors are arranged in a one-dimensional manner, and each wavelength (each wave number) generated by being spectrally separated by the diffraction grating 68 passes through the condenser lens 70. The optical sensor is configured to be irradiated. Then, by detecting the light intensity of each wave number by each optical sensor, the intensity “I (k)” of the interference light as a function of the wave number, that is, the spectral distribution of the interference light L3 is obtained.

尚、スペクトル分布を得るための光検出部の一例として、複数の光センサが一次元に配列された光検出部７２を例示したが、本発明はこれに限るものではなく、この光検出部は、例えば、上述した１次元のＣＣＤの他に、２次元に光センサが配列されたものや、フォトダイオードが配列されたもの等であっても良い。   As an example of the light detection unit for obtaining the spectral distribution, the light detection unit 72 in which a plurality of light sensors are arranged in a one-dimensional manner is illustrated, but the present invention is not limited to this. For example, in addition to the above-described one-dimensional CCD, a two-dimensional optical sensor or a photodiode may be used.

このスペクトル分布は断層画像生成部４０に渡され、この断層画像生成部４０において、そのスペクトル分布に（１）式を使った逆フーリエ変換が施されて深さの関数としての干渉光の強度「Ｅ（ｒ）」が算出される。   This spectral distribution is passed to the tomographic image generation unit 40, which performs an inverse Fourier transform using the equation (1) on the spectral distribution so that the intensity of interference light as a function of depth “ E (r) "is calculated.

ここで、この深さの関数としての干渉光の強度「Ｅ（ｒ）」に基づいて得られる断層画像は、計測光Ｌ１の出射方向に沿った１次元的なものである。そこで、光断層画像化装置１２では、断層画像取得時には、光プローブ２０において計測光Ｌ１の出射等を行う光学レンズ７６や光ファイバ８０などの光学素子が、図３に示すように矢印Ｄ２の方向に回転されて、様々な出射方向に計測光Ｌ１が出射され、それら各出射方向の計測光Ｌ１それぞれについて上述した一連の処理が行われ断層画像が取得される。   Here, the tomographic image obtained based on the intensity “E (r)” of the interference light as a function of the depth is one-dimensional along the emission direction of the measurement light L1. Therefore, in the optical tomographic imaging apparatus 12, when the tomographic image is acquired, optical elements such as the optical lens 76 and the optical fiber 80 that emit the measurement light L1 in the optical probe 20 are moved in the direction of the arrow D2 as shown in FIG. , The measurement light L1 is emitted in various emission directions, and the series of processes described above are performed for each of the measurement light L1 in each emission direction, and a tomographic image is acquired.

図１に示す回転駆動部３０は、ユーザ操作を受けて、光プローブ２０内の光学レンズ７６や光ファイバ８０などの光学素子を、ロータリーカプラ２６を介して回転駆動するものである。また、このとき、光学素子をどの方向にどれだけ回転させたか、即ち、どの出射方向に計測光Ｌ１が出射されたかという回転情報が断層画像生成部４０に送られる。   The rotational drive unit 30 shown in FIG. 1 is configured to rotationally drive optical elements such as the optical lens 76 and the optical fiber 80 in the optical probe 20 via the rotary coupler 26 in response to a user operation. At this time, rotation information indicating in which direction and how much the optical element is rotated, that is, in which emission direction the measurement light L1 is emitted, is sent to the tomographic image generation unit 40.

断層画像生成部４０では、計測光Ｌ１の各出射方向について得られた１次元的な断層画像を組み合わせることで２次元的な断層画像を作成して断層画像表示部４２に送る。そして、断層画像表示部４２が、その送られてきた２次元的な断層画像を所定のモニタに表示する。   The tomographic image generation unit 40 creates a two-dimensional tomographic image by combining the one-dimensional tomographic images obtained in the respective emission directions of the measurement light L1, and sends the two-dimensional tomographic image to the tomographic image display unit 42. The tomographic image display unit 42 displays the transmitted two-dimensional tomographic image on a predetermined monitor.

また、以上に説明した断層画像の取得の際には、上述したように、光プローブ２０や被検体Ｓの周辺の体腔内の画像が、内視鏡観察装置１０によって所定のモニタに表示される。光断層画像化装置１２によれば、ユーザは、光プローブ２０の被検体Ｓまでの移動等をこの体腔内の画像を見ながら行うことができる。   Further, when acquiring the tomographic image described above, as described above, the image in the body cavity around the optical probe 20 and the subject S is displayed on the predetermined monitor by the endoscope observation apparatus 10. . According to the optical tomographic imaging apparatus 12, the user can perform the movement of the optical probe 20 to the subject S while viewing the image in the body cavity.

〔光プローブの説明〕
次に、光プローブ２０の詳細について説明する。 [Explanation of optical probe]
Next, details of the optical probe 20 will be described.

（実施例１）
図４は、実施例１の光プローブ２０の断面図である。図５は、図４の光プローブ２０の先端部分の拡大断面図である。 Example 1
FIG. 4 is a cross-sectional view of the optical probe 20 according to the first embodiment. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the tip portion of the optical probe 20 of FIG.

図４または図５に示すように、実施例１の光プローブ２０は、シース７４、光学レンズ７６、光学素子保持スリーブ７８、光ファイバ８０、フェルール８２ａ、フェルール８２ｂ、中継スリーブ８４、フレキシブルシャフト８６、外装ジャケット８８、キャップ９０を備えている。   As shown in FIG. 4 or FIG. 5, the optical probe 20 of Example 1 includes a sheath 74, an optical lens 76, an optical element holding sleeve 78, an optical fiber 80, a ferrule 82a, a ferrule 82b, a relay sleeve 84, a flexible shaft 86, An exterior jacket 88 and a cap 90 are provided.

そして、実施例１の光プローブ２０は、シース７４の外周面にコイルバネ９２を備えている。シース７４は可撓性を有しており、その材質はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）である。   The optical probe 20 according to the first embodiment includes a coil spring 92 on the outer peripheral surface of the sheath 74. The sheath 74 has flexibility, and the material thereof is PTFE (polytetrafluoroethylene).

光学レンズ７６は、光学素子保持スリーブ７８の先端に嵌入されたフェルール８２ａによって嵌め込まれ固定されている。また、この光学素子保持スリーブ７８は、シース７４に、このシース７４の軸回りに回転自在に収納されている。   The optical lens 76 is fitted and fixed by a ferrule 82 a fitted at the tip of the optical element holding sleeve 78. The optical element holding sleeve 78 is accommodated in the sheath 74 so as to be rotatable about the axis of the sheath 74.

光学素子保持スリーブ７８の中には、シース７４内をこのシース７４に添って延びる光ファイバ８０の先端部分が、光学レンズ７６から所定距離だけ離れた所に位置するように配設されている。この光ファイバ８０の先端部分は、光学素子保持スリーブ７８に嵌入されたフェルール８２ｂによって光学素子保持スリーブ７８に固定されている。また、光ファイバ８０はフェルール８２ｂに接着固定されている。   In the optical element holding sleeve 78, the distal end portion of the optical fiber 80 extending along the sheath 74 in the sheath 74 is disposed at a predetermined distance from the optical lens 76. The distal end portion of the optical fiber 80 is fixed to the optical element holding sleeve 78 by a ferrule 82 b fitted into the optical element holding sleeve 78. The optical fiber 80 is bonded and fixed to the ferrule 82b.

さらに、光学素子保持スリーブ７８は、中継スリーブ８４の先端に嵌め込まれ接着されている。この中継スリーブ８４は、光学素子保持スリーブ７８と同様に、シース７４の軸回りに回転自在にこのシース７４に収納されている。さらに、この中継スリーブ８４の中を通って、外装ジャケット８８に覆われた光ファイバ８０が伸びており、その末端は図１のロータリーカプラ２６に接続されている。さらに、中継スリーブ８４の、光学素子保持スリーブ７８が嵌め込まれている先端とは反対側の後端には、フレキシブルシャフト８６の先端が嵌め込まれている。フレキシブルシャフト８６は中継スリーブ８４に溶接されている。   Further, the optical element holding sleeve 78 is fitted and bonded to the distal end of the relay sleeve 84. Similar to the optical element holding sleeve 78, the relay sleeve 84 is accommodated in the sheath 74 so as to be rotatable around the axis of the sheath 74. Further, an optical fiber 80 covered with an outer jacket 88 extends through the relay sleeve 84, and the end thereof is connected to the rotary coupler 26 of FIG. Furthermore, the front end of the flexible shaft 86 is fitted into the rear end of the relay sleeve 84 opposite to the front end where the optical element holding sleeve 78 is fitted. The flexible shaft 86 is welded to the relay sleeve 84.

このフレキシブルシャフト８６は、光ファイバ８０と共にシース７４内を伸びており、その末端は図１のロータリーカプラ２６に繋がっている。また、シース７４の先端には、この光プローブ２０を体腔内に挿入し易くなるように先端が丸められたキャップ９０が嵌め込まれ接着されている。キャップ９０の材質は、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６等のオーステナイト系ステンレスや、チタン合金などの生体適合性を有する金属である。   The flexible shaft 86 extends in the sheath 74 together with the optical fiber 80, and the end thereof is connected to the rotary coupler 26 of FIG. A cap 90 having a rounded tip is fitted and bonded to the tip of the sheath 74 so that the optical probe 20 can be easily inserted into the body cavity. The material of the cap 90 is biocompatible metal such as austenitic stainless steel such as SUS303, SUS304, or SUS316, or a titanium alloy.

光ファイバ８０によって導かれてきた計測光Ｌ１は、光学レンズ７６に入射され、その光学レンズ７６の反射面で反射されて、シース７４の先端部の近傍に設けられた透光部７４ａを透過して被検体Ｓに向けて出射される。また、被検体Ｓで反射されて戻ってきた反射光Ｌ１’は、シース７４の透光部７４ａを透過して光学レンズ７６に入射され、その光学レンズ７６の反射面で反射されて、光ファイバ８０の先端に入射される。そして、この反射光Ｌ１’が、光ファイバ８０を介して、図１のロータリーカプラ２６まで導かれることとなる。   The measurement light L1 guided by the optical fiber 80 enters the optical lens 76, is reflected by the reflecting surface of the optical lens 76, and passes through the light transmitting portion 74a provided in the vicinity of the distal end portion of the sheath 74. Are emitted toward the subject S. The reflected light L1 ′ reflected and returned by the subject S is transmitted through the light transmitting portion 74a of the sheath 74, is incident on the optical lens 76, is reflected by the reflecting surface of the optical lens 76, and is optical fiber. It is incident on the tip of 80. The reflected light L1 'is guided to the rotary coupler 26 in FIG. 1 through the optical fiber 80.

また、図１のロータリーカプラ２６を回転駆動すると、その駆動力が、光プローブ２０におけるシース７４の軸回りの回転駆動力として、フレキシブルシャフト８６を介して中継スリーブ８４に伝わる。このとき、光学レンズ７６と光学素子保持スリーブ７８と中継スリーブ８４とは互いに結合されているので、中継スリーブ８４に伝えられた回転駆動力によって、これらの部品が一体的にシース７４の軸回りに回転され、計測光Ｌ１の出射方向がシース７４の軸回りに変わることとなる（いわゆるラジアルスキャン走査）。   When the rotary coupler 26 of FIG. 1 is rotationally driven, the driving force is transmitted to the relay sleeve 84 via the flexible shaft 86 as a rotational driving force around the axis of the sheath 74 in the optical probe 20. At this time, since the optical lens 76, the optical element holding sleeve 78, and the relay sleeve 84 are coupled to each other, these components are integrally rotated around the axis of the sheath 74 by the rotational driving force transmitted to the relay sleeve 84. The rotation direction of the measurement light L1 changes around the axis of the sheath 74 (so-called radial scan scanning).

このように、計測光Ｌ１の出射方向が変えられることで、被検体Ｓに対して計測光Ｌ１が複数方向に出射されて各出射方向についての１次元的な断層画像が取得される。そして、それらの１次元的な断層画像が組み合わされて被検体Ｓの２次元的な断層画像が作成される。   Thus, by changing the emission direction of the measurement light L1, the measurement light L1 is emitted in a plurality of directions with respect to the subject S, and a one-dimensional tomographic image in each emission direction is acquired. Then, a two-dimensional tomographic image of the subject S is created by combining these one-dimensional tomographic images.

なお、シース７４の透光部７４ａとは、ロータリーカプラ２６によりフレキシブルシャフト８６に対し光プローブ２０の軸方向の駆動力を与え、フレキシブルシャフト８６を介して光学レンズ７６と光学素子保持スリーブ７８と中継スリーブ８４とを光プローブ２０の軸方向に移動させて、計測光Ｌ１の出射位置を光プローブ２０の軸方向に移動させて断層画像を作成するとき（いわゆるリニアスキャン走査）に、計測光Ｌ１および反射光Ｌ１’を透過させる部分であって、図５に示すように、シース７４の軸方向について、キャップ９０のシース７４内部側端面に相当する位置から、コイルバネ９２の光プローブ２０先端側端部に相当する位置までの部分である。   The translucent portion 74 a of the sheath 74 applies a driving force in the axial direction of the optical probe 20 to the flexible shaft 86 by the rotary coupler 26, and relays between the optical lens 76 and the optical element holding sleeve 78 via the flexible shaft 86. When the tomographic image is created by moving the sleeve 84 in the axial direction of the optical probe 20 and moving the emission position of the measuring light L1 in the axial direction of the optical probe 20 (so-called linear scan scanning), the measurement light L1 and As shown in FIG. 5, from the position corresponding to the inner end surface of the sheath 74 of the cap 90 in the axial direction of the sheath 74, as shown in FIG. This is the part up to the position corresponding to.

ここで、本実施形態では、図４、図５に示すように、コイルバネ９２の螺旋状の内部にシース７４を嵌合させることにより、シース７４の外周面にコイルバネ９２を嵌挿している。なお、図４は、コイルバネ９２の線径について簡略化して示している。   Here, in the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the coil spring 92 is fitted on the outer peripheral surface of the sheath 74 by fitting the sheath 74 into the spiral inside of the coil spring 92. FIG. 4 shows the wire diameter of the coil spring 92 in a simplified manner.

コイルバネ９２は、光プローブ２０の軸方向について、前記のシース７４の透光部７４ａよりも光プローブ２０の基端部側に設けられている。なお、コイルバネ９２は、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等のオーステナイト系ステンレスや、チタン合金等生体適合性を有する金属ばね材料で構成される。   The coil spring 92 is provided on the proximal end side of the optical probe 20 with respect to the axial direction of the optical probe 20 with respect to the light transmitting portion 74 a of the sheath 74. The coil spring 92 is composed of a metal spring material having biocompatibility such as austenitic stainless steel such as SUS304 or SUS316, or a titanium alloy.

シース７４へのコイルバネ９２の固定は、コイルバネ９２を捩って内径を拡げた状態で、シース７４をコイルバネ９２に挿入した後、捩りを解除してコイルバネ９２自らの締め付け力を利用して固定している。   The coil spring 92 is fixed to the sheath 74 by inserting the sheath 74 into the coil spring 92 in a state where the coil spring 92 is twisted and expanding the inner diameter, then releasing the twist and fixing the coil spring 92 using its own tightening force. ing.

また、コイルバネ９２の表面に、フッ素樹脂、パラキシレン系樹脂、またはダイアモンド様炭素等の被膜を形成しても良い。これにより、先端硬質部５６における鉗子口６０の出口と繋がっている本体操作部４６における鉗子口６０の入口において、例えば、鉗子口６０内への異物混入や汚染の防止のために逆止弁（不図示）などが設けられている場合であっても光プローブ２０を挿抜する時の挿抜抵抗が軽減され、また、コイルバネ９２の表面への体液等の付着が低減され、術者の操作性を向上させることができる。   Further, a film made of fluororesin, paraxylene resin, diamond-like carbon or the like may be formed on the surface of the coil spring 92. Accordingly, at the entrance of the forceps port 60 in the main body operation unit 46 connected to the exit of the forceps port 60 in the distal end hard portion 56, for example, a check valve (for preventing foreign matter from entering the forceps port 60 and contamination) (Not shown) or the like is provided, the insertion / extraction resistance when inserting / removing the optical probe 20 is reduced, and adhesion of body fluid etc. to the surface of the coil spring 92 is reduced, thereby improving the operability of the operator. Can be improved.

また、コイルバネ９２の線径分だけシース７４の厚みを小さくすることにより、本実施形態の光プローブ２０の外径を、コイルバネ９２を嵌挿していない従来の光プローブの外径に合わせることが望ましい。   Further, by reducing the thickness of the sheath 74 by the wire diameter of the coil spring 92, it is desirable to match the outer diameter of the optical probe 20 of this embodiment with the outer diameter of a conventional optical probe in which the coil spring 92 is not inserted. .

このように、シース７４の外周面にコイルバネ９２を嵌挿していることにより、コイルバネ９２が嵌挿している部分と嵌挿していない部分でシース７４の曲げ剛性を変えることができる。   In this manner, by inserting the coil spring 92 into the outer peripheral surface of the sheath 74, the bending rigidity of the sheath 74 can be changed between a portion where the coil spring 92 is inserted and a portion where the coil spring 92 is not inserted.

そのため、内視鏡１４の鉗子口６０に挿入され内視鏡１４の先端から突出された光プローブ２０の先端が被検体Ｓに押し付けられ、シース７４が任意の曲率で曲がったとき（図３参照）に座屈が生じにくくなる。   Therefore, when the distal end of the optical probe 20 inserted into the forceps port 60 of the endoscope 14 and protruding from the distal end of the endoscope 14 is pressed against the subject S, and the sheath 74 is bent with an arbitrary curvature (see FIG. 3). ) Is less likely to buckle.

したがって、光学素子保持スリーブ７８や中継スリーブ８４などのシース７４内部の回転走査系構造物とシース７４とが干渉したり拘束したりせず、いわゆるラジアルスキャン走査において計測光Ｌ１の走査性能が維持される。   Therefore, the rotational scanning system structure inside the sheath 74 such as the optical element holding sleeve 78 and the relay sleeve 84 does not interfere with or restrain the sheath 74, and the scanning performance of the measurement light L1 is maintained in so-called radial scan scanning. The

特に、コイルバネ９２は材質、線径、初張力、ピッチなどのパラメータが多く、曲げ剛性の設計自由度が大きい。そのため、シース７４自身の曲げ剛性に応じて、コイルバネ９２の曲げ剛性を適宜調整することができる。   In particular, the coil spring 92 has many parameters such as material, wire diameter, initial tension, and pitch, and has a high degree of freedom in design of bending rigidity. Therefore, the bending rigidity of the coil spring 92 can be adjusted as appropriate according to the bending rigidity of the sheath 74 itself.

また、特許文献１に示された例のようにシース７４に溝加工する場合に比べ、シース７４の強度を維持することができ、加工が容易で品質の安定性が高く、加工工程が少なく製造コストの低減を図ることができる。   In addition, the strength of the sheath 74 can be maintained as compared with the case of grooving the sheath 74 as in the example shown in Patent Document 1, and the manufacturing is easy, the quality is stable, and the manufacturing process is reduced. Cost can be reduced.

ここで、シース７４を任意に曲げたときの曲率半径と内径の関係についての実験結果を図６に示す。そして、シース７４の曲率半径を図６におけるＲで示される値としたときの、シース７４の外観の変化のシミュレーション結果を図７に示す。   Here, the experimental result about the relationship between the radius of curvature and the inner diameter when the sheath 74 is arbitrarily bent is shown in FIG. FIG. 7 shows a simulation result of a change in the appearance of the sheath 74 when the radius of curvature of the sheath 74 is set to a value indicated by R in FIG.

なお、従来のシースの外径はφ２．５ｍｍ、厚みは０．２５ｍｍとし、本実施形態のシース７４の外径はφ２．３ｍｍ、厚みは０．１５ｍｍとし、コイルのピッチを１．０ｍｍ、０．８ｍｍ、０．５ｍｍ、０．１ｍｍの４段階とした。   The outer diameter of the conventional sheath is φ2.5 mm and the thickness is 0.25 mm. The outer diameter of the sheath 74 of this embodiment is φ2.3 mm and the thickness is 0.15 mm, and the coil pitch is 1.0 mm, 0. .4 stages of 8 mm, 0.5 mm, and 0.1 mm.

図６では、横軸にシース７４の曲率半径をとり、縦軸にシース７４の内径（座屈が生じたときにはシース７４の最小内径）をとって示している。   In FIG. 6, the abscissa indicates the radius of curvature of the sheath 74, and the ordinate indicates the inner diameter of the sheath 74 (the minimum inner diameter of the sheath 74 when buckling occurs).

図６に示すように、従来のようにシース７４の外周面にコイルバネ９２を有していない場合には、図６において「従来」と示す曲線で表わされる。このように、従来のようにシース７４の外周面にコイルバネ９２を有していない場合には、曲率半径Ｒの近辺で、シース７４の内径はシース７４に内蔵される光学素子保持スリーブ７８や中継スリーブ８４などの回転走査系構造物とシース７４とが干渉してしまう干渉限界の内径よりも小さくなり、回転走査系構造物とシース７４とが干渉してしまうことが分かる。   As shown in FIG. 6, when the coil spring 92 is not provided on the outer peripheral surface of the sheath 74 as in the prior art, this is represented by the curve “conventional” in FIG. As described above, when the coil spring 92 is not provided on the outer peripheral surface of the sheath 74 as in the prior art, the inner diameter of the sheath 74 is in the vicinity of the radius of curvature R and the optical element holding sleeve 78 incorporated in the sheath 74 or the relay. It can be seen that the rotational scanning system structure such as the sleeve 84 and the sheath 74 are smaller than the interference inner diameter at which interference occurs, and the rotational scanning system structure and the sheath 74 interfere with each other.

なお、ここでは干渉限界の内径は、回転走査系構造物の最大径として考えている。   Here, the inner diameter of the interference limit is considered as the maximum diameter of the rotary scanning system structure.

また、従来のようにシース７４の外周面にコイルバネ９２を有していない場合における、曲率半径Ｒの近辺でのシース７４の外観の様子を図７（ａ）に示す。図７（ａ）は、左図がシース７４の軸方向に見たときの図であり、右図がシース７４の断面について斜め方向から見たときの図である。   FIG. 7A shows the appearance of the sheath 74 in the vicinity of the radius of curvature R when the outer periphery of the sheath 74 does not have the coil spring 92 as in the prior art. FIG. 7A is a diagram when the left diagram is viewed in the axial direction of the sheath 74, and the right diagram is a diagram when the cross section of the sheath 74 is viewed from an oblique direction.

図７（ａ）の左図と右図に示すようにシース７４は座屈してシース７４の軸方向と垂直方向の幅ｄ０が収縮しており、また、図７（ａ）の右図に示すようにシース７４は座屈してその断面形状が楕円形に変形している。 7 the sheath 74 as shown in the left view and right view of (a) is contracted width d 0 in the axial direction and the vertical direction of the sheath 74 buckles, also in the right diagram of FIG. 7 (a) As shown, the sheath 74 is buckled and its cross-sectional shape is deformed into an ellipse.

一方、シース７４の外周面にコイルバネ９２を有している場合に、コイルバネ９２のピッチを１．０ｍｍ、０．８ｍｍ、０．５ｍｍ、０．１ｍｍの４段階変えたときの結果は、図６において「ピッチ１．０」、「ピッチ０．８」、「ピッチ０．５」、「ピッチ０．１」と示す曲線で表わされる。   On the other hand, when the coil 74 is provided on the outer peripheral surface of the sheath 74, the result when the pitch of the coil spring 92 is changed in four steps of 1.0 mm, 0.8 mm, 0.5 mm, and 0.1 mm is shown in FIG. Are represented by curves shown as “Pitch 1.0”, “Pitch 0.8”, “Pitch 0.5”, and “Pitch 0.1”.

このように、シース７４の外周面にコイルバネ９２を有している場合には、コイルバネ９２のピッチを４段階変えても、曲率半径Ｒの近辺で、シース７４の内径は前記の干渉限界の内径よりも大きくなり、シース７４に内蔵される光学素子保持スリーブ７８や中継スリーブ８４などの回転走査系構造物とシース７４とが干渉しないことが分かる。   Thus, when the coil spring 92 is provided on the outer peripheral surface of the sheath 74, the inner diameter of the sheath 74 is in the vicinity of the radius of curvature R, even if the pitch of the coil spring 92 is changed in four stages. It can be seen that the rotational scanning system structure such as the optical element holding sleeve 78 and the relay sleeve 84 incorporated in the sheath 74 does not interfere with the sheath 74.

また、シース７４の外周面にコイルバネ９２を有している場合における、曲率半径Ｒの近辺でのシース７４の外観の様子を図７（ｂ）に示す。図７（ｂ）は、左図がシース７４の軸方向に見たときの図であり、右図がシース７４の断面について斜め方向から見たときの図である。なお、図７（ｂ）は、コイルバネ９２のコイルのピッチが前記の１．０ｍｍにおけるピッチ間の部分を切り出して表わしたものである。   FIG. 7B shows the appearance of the sheath 74 in the vicinity of the radius of curvature R when the outer periphery of the sheath 74 has a coil spring 92. FIG. 7B is a diagram when the left diagram is viewed in the axial direction of the sheath 74, and the right diagram is a diagram when the cross section of the sheath 74 is viewed from an oblique direction. FIG. 7B shows the portion between the pitches when the coil pitch of the coil spring 92 is 1.0 mm.

図７（ｂ）の左図と右図に示すようにシース７４は座屈しておらず、シース７４の軸方向と垂直方向の幅ｄ１が収縮していない、また、図７（ｂ）の右図に示すようにシース７４はその断面形状がほぼ円形に維持されている。 Sheath 74 as shown in the left view and right view of FIG. 7 (b) is not buckled, the width d 1 in the axial direction and the vertical direction of the sheath 74 is not contracted, and FIG. 7 (b), As shown in the right figure, the sheath 74 has a substantially circular cross-sectional shape.

以上のように、光プローブ２０は、シース７４の外周面にコイルバネ９２を嵌挿させているので、内視鏡１４の鉗子口６０に挿入し、先端を内視鏡１４の先端硬質部５６の先端から突出された状態で被検体Ｓに押し付けられても、シース７４が座屈しないので、シース７４の内部に配置される光学素子保持スリーブ７８や中継スリーブ８４などの回転走査系構造物と干渉せず走査性能を維持でき、また、光学素子保持スリーブ７８や中継スリーブ８４などの回転走査系構造物を回転駆動させるフレキシブルシャフト８６などの駆動伝達部材を拘束するおそれもない。   As described above, since the optical probe 20 has the coil spring 92 fitted on the outer peripheral surface of the sheath 74, the optical probe 20 is inserted into the forceps port 60 of the endoscope 14 and the distal end of the distal end hard portion 56 of the endoscope 14. Even if the sheath 74 is pressed against the subject S in a state of protruding from the distal end, the sheath 74 does not buckle, and thus interferes with a rotational scanning system structure such as the optical element holding sleeve 78 and the relay sleeve 84 disposed inside the sheath 74. In addition, the scanning performance can be maintained, and there is no possibility of restraining the drive transmission member such as the flexible shaft 86 that rotationally drives the rotational scanning system structure such as the optical element holding sleeve 78 and the relay sleeve 84.

（実施例２）
図８は、実施例２の光プローブ１００の断面図である。なお、図８は、コイルバネ９２の線径について簡略化して示している。 (Example 2)
FIG. 8 is a cross-sectional view of the optical probe 100 of the second embodiment. FIG. 8 shows the wire diameter of the coil spring 92 in a simplified manner.

図８に示すように、実施例２の光プローブ１００は、実施例１の光プローブ２０に対し、コイルバネ９２のピッチが先端部と基端部において異なるようにしている点で相違し、その他の構成及び作用効果は共通している。   As shown in FIG. 8, the optical probe 100 according to the second embodiment is different from the optical probe 20 according to the first embodiment in that the pitch of the coil spring 92 is different between the distal end portion and the proximal end portion. The configuration and operational effects are common.

具体的には、実施例２の光プローブ１００は、コイルバネ９２のピッチについて基端部よりも先端部を大きくしている。より詳細には、実施例２の光プローブ１００は、当該光プローブ１００を内視鏡１４の本体操作部４６（図２参照）の鉗子口６０の入口から挿入したときに、内視鏡１４の挿入部４８のアングル部５４から先に位置する部分、すなわち、内視鏡１４の挿入部４８のアングル部５４と先端硬質部５６に位置する部分、および鉗子口６０の出口（図３参照）から突出する部分について、内視鏡１４の挿入部４８の軟性部５２より本体操作部４６側に位置する部分よりも、コイルバネ９２のピッチを大きくしている。これにより、光プローブ１００の先端部側の柔軟性が向上する。なお、図８に示すように、内視鏡１４の挿入部４８の軟性部５２より本体操作部４６側に位置する部分のうち内視鏡１４のアングル操作に影響しない基端部では、コイルバネ９２を密着巻きに（ピッチが線径に等しくなるように）している。   Specifically, in the optical probe 100 according to the second embodiment, the distal end portion is made larger than the proximal end portion with respect to the pitch of the coil spring 92. More specifically, when the optical probe 100 according to the second embodiment is inserted from the entrance of the forceps port 60 of the main body operation unit 46 of the endoscope 14 (see FIG. 2), From a portion located first from the angle portion 54 of the insertion portion 48, that is, a portion located at the angle portion 54 and the distal end hard portion 56 of the insertion portion 48 of the endoscope 14, and an outlet of the forceps port 60 (see FIG. 3). In the protruding portion, the pitch of the coil springs 92 is made larger than the portion located on the main body operation unit 46 side from the flexible portion 52 of the insertion portion 48 of the endoscope 14. Thereby, the softness | flexibility at the front-end | tip part side of the optical probe 100 improves. As shown in FIG. 8, a coil spring 92 is provided at the proximal end portion that does not affect the angle operation of the endoscope 14 among the portions located on the main body operation portion 46 side of the flexible portion 52 of the insertion portion 48 of the endoscope 14. Is tightly wound (so that the pitch is equal to the wire diameter).

なお、図２において、内視鏡１４の挿入部４８の軟性部５２より本体操作部４６側に位置する部分を部分ａとして、内視鏡１４の挿入部のアングル部５４と先端硬質部５６に位置する部分を部分ｂとして、および鉗子口６０の出口から突出する部分を部分ｃとして示す。また、一例として、部分ｂと部分ｃを合わせた部分の長さは約１５０ｍｍである。   In FIG. 2, a portion located closer to the main body operation unit 46 than the flexible portion 52 of the insertion portion 48 of the endoscope 14 is a portion a, and the angle portion 54 and the distal end hard portion 56 of the insertion portion of the endoscope 14 are arranged. The part which is located is shown as part b, and the part protruding from the outlet of the forceps port 60 is shown as part c. Further, as an example, the length of the portion including the portion b and the portion c is about 150 mm.

また、内視鏡１４の挿入部４８のアングル部５４と先端硬質部５６に位置する部分（図２の部分ｂ）、および鉗子口６０の出口から突出する部分に位置する部分（図２の部分ｃ）のコイルバネ９２のピッチは、光プローブ１００の軸方向について一定であってもよく、あるいは、光プローブ１００の軸方向について先端部側に向かうほど一定の割合またはランダムな割合で大きくしてもよい。   Further, a portion (a portion b in FIG. 2) located at the angle portion 54 and the distal end hard portion 56 of the insertion portion 48 of the endoscope 14 and a portion (a portion in FIG. 2) located at a portion protruding from the outlet of the forceps port 60. The pitch of the coil springs 92 in c) may be constant in the axial direction of the optical probe 100, or may be increased at a constant rate or a random rate toward the distal end side in the axial direction of the optical probe 100. Good.

このように、実施例２の光プローブ１００は、シース７４の曲げ剛性について、シース７４の基端部よりも先端部を小さくしている。そのため、シース７４の先端部について内視鏡１４の挿入部４８のアングル操作に追従することができる。また、鉗子口６０の出口から突出した光プローブ１００のシース７４について、被検体Ｓに押し当てて任意の曲率で曲げたとしても、シース７４が座屈しない。さらに、シース７４の基端部について内視鏡１４の鉗子口６０からの光プローブ１００の挿抜時にシース７４が座屈しない。   As described above, in the optical probe 100 according to the second embodiment, the distal end portion is made smaller than the proximal end portion of the sheath 74 with respect to the bending rigidity of the sheath 74. Therefore, it is possible to follow the angle operation of the insertion portion 48 of the endoscope 14 at the distal end portion of the sheath 74. Even if the sheath 74 of the optical probe 100 protruding from the outlet of the forceps port 60 is pressed against the subject S and bent with an arbitrary curvature, the sheath 74 does not buckle. Furthermore, the sheath 74 does not buckle when the optical probe 100 is inserted into and removed from the forceps port 60 of the endoscope 14 at the proximal end portion of the sheath 74.

なお、実施例２の光プローブ１００は、シース７４の厚みや剛性、コイルバネ９２の線径や内径の調整に加え、ピッチの調整を組み合わせるので、それぞれのニーズに即したシース７４の剛性を有することができる。   The optical probe 100 according to the second embodiment combines the adjustment of the pitch in addition to the adjustment of the thickness and rigidity of the sheath 74 and the wire diameter and inner diameter of the coil spring 92, so that the sheath 74 has the rigidity of the sheath 74 according to each needs. Can do.

（実施例３）
図９は、実施例３の光プローブ１１０の断面図である。 (Example 3)
FIG. 9 is a cross-sectional view of the optical probe 110 according to the third embodiment.

図９に示すように、実施例３の光プローブ１１０は、実施例１や２とは異なりコイルバネ９２を用いず、シース７４の厚みを軸方向に変化させて、シース７４の先端部と基端部の曲げ剛性を変化させている。   As shown in FIG. 9, unlike the first and second embodiments, the optical probe 110 according to the third embodiment does not use the coil spring 92 and changes the thickness of the sheath 74 in the axial direction so that the distal end portion and the proximal end of the sheath 74 are changed. The bending rigidity of the part is changed.

具体的には、シース７４の厚みについて、先端部に対し基端部を大きくしている。より詳細には、実施例３の光プローブ１１０は、当該光プローブ１００を内視鏡１４の本体操作部４６（図２参照）の鉗子口６０の入口から挿入したときに、内視鏡１４の挿入部４８のアングル部５４から先に位置する部分、すなわち、内視鏡１４の挿入部４８のアングル部５４と先端硬質部５６に位置する部分（図２の部分ｂ）、および鉗子口６０の出口（図３参照）から突出する部分（図２の部分ｃ）について薄肉部とし、内視鏡１４の挿入部４８の軟性部５２より本体操作部４６側に位置する部分（図２の部分ａ）を厚肉部としている。   Specifically, with respect to the thickness of the sheath 74, the proximal end portion is made larger than the distal end portion. More specifically, when the optical probe 110 of the third embodiment is inserted from the entrance of the forceps port 60 of the main body operation unit 46 of the endoscope 14 (see FIG. 2), A portion of the insertion portion 48 that is positioned first from the angle portion 54, that is, a portion of the insertion portion 48 of the endoscope 14 that is positioned at the distal end rigid portion 56 (portion b in FIG. 2), and a forceps port 60. A portion protruding from the outlet (see FIG. 3) (portion c in FIG. 2) is a thin-walled portion, and a portion located on the main body operation unit 46 side from the flexible portion 52 of the insertion portion 48 of the endoscope 14 (portion a in FIG. 2). ) Is the thick part.

また、内視鏡１４の挿入部４８のアングル部５４と先端硬質部５６に位置する部分（図２の部分ｂ）、および鉗子口６０の出口から突出する部分に位置する部分（図２の部分ｃ）のシース７４の厚みは、シース７４の軸方向について一定であってもよく、あるいは、シース７４の軸方向について先端部側に向かうほど一定の割合またはランダムな割合で小さくしてもよい。   Further, a portion (a portion b in FIG. 2) located at the angle portion 54 and the distal end hard portion 56 of the insertion portion 48 of the endoscope 14 and a portion (a portion in FIG. 2) located at a portion protruding from the outlet of the forceps port 60. The thickness of the sheath 74 of c) may be constant in the axial direction of the sheath 74, or may be reduced at a constant rate or a random rate toward the distal end side in the axial direction of the sheath 74.

なお、シース７４の厚みの調整方法としては、図９に示すように一体物のチューブからなるシース７４の厚みを調整するほかに、複数のチューブを径方向に嵌合させてシース７４の厚みを調整することも考えられる。   As a method of adjusting the thickness of the sheath 74, as shown in FIG. 9, in addition to adjusting the thickness of the sheath 74 made of a single tube, the thickness of the sheath 74 is adjusted by fitting a plurality of tubes in the radial direction. Adjustments are also possible.

このように実施例３の光プローブ１１０によれば、コイルバネ９２などの補強部材を使用せずに、シース７４について単純な構成で軸方向の曲げ剛性を変化させることができ、実施例１の光プローブ２０や実施例２の光プローブ１００と同様の作用効果を有する。   As described above, according to the optical probe 110 of the third embodiment, the bending rigidity in the axial direction can be changed with a simple configuration for the sheath 74 without using a reinforcing member such as the coil spring 92. This has the same effect as the probe 20 and the optical probe 100 of the second embodiment.

また、構成部材が減ることにより、部品費や組み立て工数が低減してコストの低減を図ることができる。また、光プローブ１１０の外周面に凹凸形状がないので、洗浄性や消毒性が向上する。   Further, since the number of constituent members is reduced, the cost of parts and the number of assembly steps can be reduced, and the cost can be reduced. In addition, since the outer peripheral surface of the optical probe 110 has no uneven shape, the cleaning property and the disinfection are improved.

以上、本発明の光プローブ、これを用いた光断層画像化装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。   Although the optical probe of the present invention and the optical tomographic imaging apparatus using the optical probe have been described in detail above, the present invention is not limited to the above examples, and various improvements can be made without departing from the gist of the present invention. It goes without saying that or may be modified.

本発明の光プローブおよび光断層画像化装置が構成される光断層画像取得システムについてのブロック構成図である。It is a block block diagram about the optical tomographic image acquisition system with which the optical probe and optical tomographic imaging apparatus of this invention are comprised. 内視鏡の全体の概略構成図である。It is a schematic structure figure of the whole endoscope. 内視鏡と光プローブとを示す模式図であり、内視鏡の先端硬質部の先端面から光プローブが突出している様子を示す図である。It is a schematic diagram which shows an endoscope and an optical probe, and is a figure which shows a mode that the optical probe protrudes from the front end surface of the front-end | tip hard part of an endoscope. 実施例１の光プローブの断面図である。2 is a cross-sectional view of the optical probe of Example 1. FIG. 図４の光プローブの先端部分の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the front-end | tip part of the optical probe of FIG. シースを任意に曲げたときの曲率半径と内径の関係についての実験結果を示す。The experimental result about the relationship between a curvature radius and an internal diameter when a sheath is bent arbitrarily is shown. シースの曲率半径を図６におけるＲで示される値としたときの、シースの外観の変化のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the change of the external appearance of a sheath when the curvature radius of a sheath is made into the value shown by R in FIG. 実施例２の光プローブの断面図である。6 is a cross-sectional view of an optical probe of Example 2. FIG. 実施例３の光プローブの断面図である。6 is a sectional view of an optical probe of Example 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１…光断層画像取得システム、１０…内視鏡観察装置、１２…光断層画像化装置、１４…内視鏡、２０，１００，１１０…光プローブ、４０…断層画像生成部、４２…断層画像表示部、４６…本体操作部、４８…挿入部、５２…軟性部、５４…アングル部、５６…先端硬質部、６０…鉗子口、７４…シース、７６…光学レンズ、７８…光学素子保持スリーブ、８０…光ファイバ、８４…中継スリーブ、８６…フレキシブルシャフト、９０…キャップ、９２…コイルバネ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical tomographic image acquisition system, 10 ... Endoscope observation apparatus, 12 ... Optical tomographic imaging apparatus, 14 ... Endoscope, 20, 100, 110 ... Optical probe, 40 ... Tomographic image generation part, 42 ... Tomographic image Display unit 46 ... Main body operation unit 48 ... Insertion unit 52 ... Soft part 54 ... Angle unit 56 ... Rigid tip part 60 ... Forceps port 74 ... Sheath 76 ... Optical lens 78 ... Optical element holding sleeve , 80 ... Optical fiber, 84 ... Relay sleeve, 86 ... Flexible shaft, 90 ... Cap, 92 ... Coil spring

Claims (3)

可撓性を有する筒状体の外周面に透光部を備えたシースと、
前記シース内に配置され前記透光部から光を照射させる光学素子と、
前記シース内に配置され前記光学素子を保持する保持部材と、
前記シースの外周面の前記透光部以外の部分に配置され前記シースを補強する補強部材と、を有し、
前記補強部材は、内部に前記シースを嵌合させたコイルバネであり、
前記コイルバネは、当該コイルバネの絞まり力により前記シースに嵌合して固定されること、
を特徴とする光プローブ。 A sheath having a translucent portion on the outer peripheral surface of a flexible tubular body;
An optical element disposed in the sheath and irradiating light from the translucent portion;
A holding member disposed within the sheath and holding the optical element;
A reinforcing member that is disposed in a portion of the outer peripheral surface of the sheath other than the light-transmitting portion and reinforces the sheath;
The reinforcing member is a coil spring having the sheath fitted therein,
The coil spring is fitted and fixed to the sheath by the tightening force of the coil spring;
Light probe shall be the features a. 前記透光部は、前記シースの先端部の近傍に設けられ、
前記コイルバネのピッチは、前記シースの基端部側よりも前記先端部側が大きいこと、
を特徴とする請求項１の光プローブ。 The translucent portion is provided in the vicinity of the distal end portion of the sheath,
The pitch of the coil spring is larger on the distal end side than on the proximal end side of the sheath;
The optical probe according to claim 1 . 請求項１又は２の光プローブを有する光断層画像化装置。 Optical tomography system having an optical probe according to claim 1 or 2.
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