JP5229325B2 - 回転光ファイバユニット及び光コヒーレンス断層画像生成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、回転しながら被検体に光を照射する回転光ファイバユニット、及び、回転光ファイバユニットを用いて被検体に低コヒーレンス光を照射し、被検体において散乱した光の情報から被検体の断層像を構築する光コヒーレンス断層画像生成装置に関する。
近年、生体組織を診断する場合、その組織の表面状態の光学的情報を得る画像生成装置の他に、組織内部の光学的情報を得ることのできる光コヒーレンス断層画像生成装置が提案されている。光コヒーレンス断層画像生成装置とは、低コヒーレンス光を二つに分離し、一方を回転光ファイバユニットを用いて被検体に照射し、被検体の位相情報を付与された散乱光を他方の光と干渉させ、干渉光の強度情報から被検体の位相情報を得、被検体の測定箇所を画像化する技術である（例えば特許文献１参照）。さらに測定箇所を広域化するために、低コヒーレンス光を伝達する回転光ファイバユニット内の光プローブを、光軸を中心に回転させる技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。
特表平６−５１１３１２号公報 特開２００７−２０６０４９号公報
低コヒーレンス光を伝送する光プローブ内の光ファイバが回転する際には、光源からの光を光プローブへ伝送する光ファイバと、光プローブ内の光ファイバとの光の結合効率を高くするために、偏心を小さくして結合しなければならない。そのためには、モータの回転運動を光プローブ内の光ファイバに伝達する回転子と、光プローブ内の光ファイバとを極めて高い精度で組付け、かつ遊びがないようにすることが必要であり、非常に高コストとなってしまう。
また、光源からの光を伝送して光プローブへ伝送する光ファイバと、光プローブ内の光ファイバとの結合部に故障等が発生した場合には、光プローブのみを交換するだけでは故障等が修復できない場合が多く、結合部の大掛かりな修理が必要であった。
そこで、本発明は、低コスト化と高結合効率を達成しつつ、該結合部に故障等が発生した場合にも簡単に修復可能な回転光ファイバユニットを提供するとともに、該回転光ファイバユニットを用いた光コヒーレンス断層画像生成装置を提供することを目的とする。
１．第１光ファイバと、
前記第１光ファイバと略同一のクラッド径を有し前記第１光ファイバに結合された第２光ファイバと、
前記クラッド径と略一致する挿通径を備え前記第１光ファイバと前記第２光ファイバの各々のクラッドを挿通させて結合させる細孔を有する光ファイバ接続手段と、
前記第２光ファイバに結合された第３光ファイバと、前記第３光ファイバの出射端に固定され出射光を被検体に照射する光学系と、を有する光プローブと、
前記第２光ファイバと前記第３光ファイバとを回転させる手段と、
を有することを特徴とする回転光ファイバユニット。
２．前記光ファイバ接続手段は、前記第２光ファイバに固定され、前記第２光ファイバと共に回転可能に構成されていることを特徴とする前記１記載の回転光ファイバユニット。
３．前記光プローブは、前記第２光ファイバから、着脱可能に構成されていることを特徴とする前記１または２記載の回転光ファイバユニット。
４．前記第２光ファイバと第３光ファイバとを結合するネジ締結結合方式のコネクタ部を有し、
前記コネクタ部を結合する際に前記コネクタ部を締める回転方向は、前記第２光ファイバと第３光ファイバとが回転する方向と同じ方向であることを特徴とする前記１から３のいずれか１項に記載の回転光ファイバユニット。
５．前記第１光ファイバは、少なくとも一カ所のコネクタ部を有することを特徴とする前記１から４のいずれか１項に記載の回転光ファイバユニット。
６．低コヒーレンス光源と、該低コヒーレンス光源からの光を入射させる前記１から５のいずれか１項に記載の回転光ファイバユニットと、被検体において散乱した光の情報に基づいて前記被検体の断層像を作成することを特徴とする光コヒーレンス断層画像生成装置。
低コスト化と高結合効率を達成しつつ、該結合部に故障等が発生した場合にも簡単に修復可能な回転光ファイバユニットを提供できるとともに、該回転光ファイバユニットを用いた光コヒーレンス断層画像生成装置を提供できる。
実施形態の光コヒーレンス断層画像生成装置１の構成を示す図である。 光コヒーレンス断層画像生成装置１の第１実施形態にかかる光ロータリージョイント６の概要を示す図である。 実施形態の光ファイバ同士の結合部を示す図である。 光プローブ８の概略構成を示す図である。 実施形態が挿通される内視鏡３１を示す図である。 光コヒーレンス断層画像生成装置１の第２実施形態にかかる光ロータリージョイント６の概要を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明するが、本発明は該実施形態に限らない。最初に光コヒーレンス断層画像生成装置の第１実施形態について説明する。
図１乃至図５は第１実施形態を説明する図である。図１は本実施形態の光コヒーレンス断層画像生成装置１の構成を示し、図２は本実施形態を構成する光ファイバを回転可能な状態で結合する光ロータリージョイント６を示し、図３は実施形態の光ファイバ同士の結合部を示し、図４は光プローブ８の概略構成を示し、図５は本実施形態が挿通される内視鏡３１の概略を示す図である。
以下、光ファイバはシングルモードの光ファイバであるとする。図１（ａ）に示す光コヒーレンス断層画像生成装置１は、測定対象の断層画像をいわゆるＴＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ）方式により取得するものであって、低コヒーレンス光Ｌ０を射出する光源１１１および光学系１１２からなる光源ユニット２１０と、光源ユニット２１０から射出されて光源側光ファイバＦＬを伝搬する低コヒーレンス光Ｌ０を分割する光分割手段Ｃ１と、光分割手段Ｃ１を通過した低コヒーレンス光Ｌ０を、測定箇所に照射する測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割する光分割手段Ｃ２と、光分割手段Ｃ２により分割されて参照側光ファイバＦＲを伝搬した参照光Ｌ２の光路長を調整する光路長調整手段２２０と、光分割手段Ｃ２により分割されて得られた測定光Ｌ１を回転しながら測定対象Ｓｂに照射する回転光ファイバユニット３と、測定対象からの反射光Ｌ３と光路長調整手段２２０からの反射光Ｌ４とを合波する合波手段Ｃ３（光分割手段Ｃ２が兼ねている）と、合波手段Ｃ３により合波されて反射光Ｌ３と反射光Ｌ４との干渉光Ｌ５を検出する干渉光検出手段２４０とを備えている。
光源ユニット２１０は、低コヒーレンス光Ｌ０を射出する例えばＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）やＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）、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等の光源１１１と、この光源１１１から射出された光を光源側光ファイバＦＬ内に入射させるための光学系１１２とを有している。
これらの光源は波長がブロードであるので低コヒーレンス光源と称される。ＳＬＤの場合、その波長が例えば１３００ｎｍであり、その可干渉距離が例えば１７μｍ程度であるような短い距離範囲のみで干渉性を示す低コヒーレンス光（以下、測定光とも称す）の特徴を備えている。つまり、この光を例えば２つに分岐した後、再び混合した場合には分岐した点から混合した点までの２つの光路長の差が１７μｍ程度の短い距離範囲内の場合には干渉した光として検出され、それより光路長が大きい場合には干渉しない特性を示す。
光分割手段Ｃ１、Ｃ２は、例えば２×２の光ファイバカプラから構成されており、光源ユニット２１０から光源側光ファイバＦＬを介して導波した低コヒーレンス光Ｌ０を測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割する。光分割手段Ｃ２は、回転光ファイバユニット３、参照側光ファイバＦＲにそれぞれ光学的に結合されており、測定光Ｌ１は回転光ファイバユニット３を導波し、参照光Ｌ２は参照側光ファイバＦＲを導波する。なお、本例におけるこの光分割手段Ｃ２は、合波手段Ｃ３としても機能するものである。
回転光ファイバユニット３は、第１光ファイバＦＢ１と光ロータリージョイント６と光プローブ８とから構成される（詳しくは後述する）。
光路長調整手段２２０は、参照側光ファイバＦＲから出射した参照光Ｌ２を平行光化するコリメータレンズ２１と、このコリメータレンズ２１との距離を変えるように図中矢印Ａ方向に移動可能とされた基台２３に搭載されたミラー２２と、この基台２３を移動させるミラー移動手段２４とから構成され、測定対象Ｓｂ内の測定位置を測定方向に変化させるために、参照光Ｌ２の光路長を変える機能を有している。さらに、参照光Ｌ２の光路中（参照側光ファイバＦＲ）に位相変調器２５０が配置されており、参照光Ｌ２に対しわずかな周波数シフトを与える機能を有している。そして、光路長調整手段２２０により光路長の変更および周波数シフトがなされた反射光Ｌ４が合波手段Ｃ３に導波されるようになっている。合波手段Ｃ３を経て反射光Ｌ３と反射光Ｌ４の干渉による干渉光Ｌ５は干渉側光ファイバＦＩを伝搬して干渉光Ｌ５の光強度を検出する検出器４０ｂに入射し、光電変換されて干渉光検出手段２４０に入射する。
干渉光検出手段２４０は、合波手段Ｃ３から干渉側光ファイバＦＩを伝搬して来た干渉光Ｌ５の光強度を、たとえばヘテロダイン検波により検出する。具体的には、測定光Ｌ１の全光路長と反射光Ｌ３の全光路長との合計が、参照光Ｌ２と反射光Ｌ４の全光路長と等しいときに、反射光Ｌ４と反射光Ｌ３との差周波数で強弱を繰り返すビート信号が発生する。光路長調整手段２２０により光路長が変更されて行くにつれて、測定対象Ｓｂの測定位置（深さ）が変わって行き、干渉光検出手段２４０は各測定位置における複数のビート信号を検出するようになっている。
干渉光検出手段２４０は例えばパーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムからなる画像取得手段２７０に接続され、この画像取得手段２７０はＣＲＴや液晶表示装置等からなる表示装置２６０に接続されている。
なお、測定位置の情報は光路長調整手段２２０から画像取得手段２７０へ出力されるようになっている。また、本実施形態の装置においては、光源側光ファイバＦＬの光分割手段Ｃ１から分岐した低コヒーレンス光Ｌ０の光強度を検出する検出器４０ａと、干渉光Ｌ５の光強度を検出する検出器４０ｂとを設け、干渉光検出手段２４０が検出器４０ａからの出力に基づいて干渉光Ｌ５の光強度のバランスを調整する機能を有している。
そして、干渉光検出手段２４０により検出されたビート信号と、ミラー移動手段２４における測定位置の情報とに基づいて、画像取得手段２７０により光断層画像が生成される。生成されたその光断層画像は、表示装置２６０において表示される。
次に、上記構成を有する光コヒーレンス断層画像生成装置１の作用について説明する。断層画像を取得する際には、まずミラー２２を矢印Ａ方向に移動させることにより、測定可能領域内に測定対象Ｓｂが位置するように光路長の調整が行われる。その後、光源ユニット２１０から光Ｌ０が射出され、この光Ｌ０は光分割手段Ｃ２により測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割される。測定光Ｌ１は光プローブ８から体腔内に向けて射出され、測定対象Ｓｂに照射される。このとき、光プローブ８により、そこから出射した測定光Ｌ１が測定対象Ｓｂを１次元に走査する。そして、測定対象Ｓｂからの反射光Ｌ３がミラー２２において反射した反射光Ｌ４と合波され、反射光Ｌ３と反射光Ｌ４との干渉光Ｌ５が干渉光検出手段２４０によって検出される。この検出された干渉光Ｌ５が画像取得手段２７０において適当な波形補償、ノイズ除去を施した上でフーリエ変換されることにより、測定対象Ｓｂの測定（深さ）方向の反射光強度分布情報が得られる。
そして、光プローブ８について測定光Ｌ１を測定対象Ｓｂ上で走査させれば、この走査方向に沿った各部分において測定対象Ｓｂの測定方向の情報が得られるので、この走査方向を含む断層面についての断層画像を取得することができる。このようにして取得された断層画像は、表示装置２６０に表示される。なお、例えば光プローブ８を図１（ａ）の左右方向に移動させて、測定対象Ｓｂに対して測定光Ｌ１を、上記走査方向に対して直交する第２の方向に走査させることにより、この第２の方向を含む断層面についての断層画像をさらに取得することも可能である。
なお、光コヒーレンス断層画像生成装置１の方式としていわゆるＴＤ方式を用いて説明したが、ＴＤ方式以外にも、単一ディテクタの代わりに分光系を用いるいわゆるＳＤ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｏｍａｉｎ）方式、光源をＳＬＤではなく、波長掃引レーザを用いるいわゆるＳＳ（Ｓｗｅｐｔ Ｓｏｕｒｃｅ）方式のいずれかを用いても良い。
たとえばＳＤ方式の場合、干渉光検出手段２４０は、合波手段Ｃ３により合波された反射光Ｌ３と反射光Ｌ４との干渉光Ｌ５を検出するものであって、図１（ｂ）に示すように、干渉側光ファイバＦＩから出射した干渉光Ｌ５を平行光化するコリメータレンズ１４１と、複数の波長帯域を有する干渉光Ｌ５を各波長帯域毎に分光する分光手段１４２と、分光手段１４２により分光された各波長帯域の干渉光Ｌ５を検出する光検出手段１４４とを有している。
分光手段１４２は例えば回折格子素子等から構成されており、そこに入射した干渉光Ｌ５を分光して、レンズ１４３を介して光検出手段１４４に向けて射出する。また光検出手段１４４は、例えば１次元もしくは２次元に光センサが配列されてなるＣＣＤ等の素子から構成され、各光センサが、上述のように分光された干渉光Ｌ５を波長帯域毎にそれぞれ検出するようになっている。
次に本実施形態における回転光ファイバユニット３について詳細に説明する。図２は、光ファイバ同士を結合させ、一方の光ファイバを回転可能とする光ロータリージョイント６の実施例である。同図に示すように、第１光ファイバＦＢ１を光ロータリージョイント６に接続する。光ロータリージョイント６内では、図３に示すように、第１光ファイバＦＢ１と第２光ファイバＦＢ２とが、共に被覆部を剥がされた状態にされて、第１光ファイバＦＢ１のクラッド１５２と第２光ファイバＦＢ２のクラッド１５３とが、キャピラリ１５１に備えられた円筒状の細い孔である細孔１５４に挿通されて直接結合される。なお、キャピラリ１５１は、クラッド外径と略一致する挿通径を有し、２本の光ファイバを相通して結合させる光ファイバ接続手段の総称であるとする。従って、光ファイバのクラッドを挿通できる円筒状の内径を有する部材であれば、キャピラリ以外の部材でもよい。
キャピラリ１５１の細孔１５４内部では、第１光ファイバＦＢ１のコアと第２光ファイバＦＢ２のコア同士が、細孔１５４の長手方向のほぼ中心で直接結合（バットカップリングとも称す）されている。このコアの接触端面で、第１光ファイバＦＢ１と第２光ファイバＦＢ２とはぴったりと、軸ズレもほとんど無く接している。また、キャピラリ１５１内に図示しないマッチングオイルを入れておくことで、第１光ファイバＦＢ１と第２光ファイバＦＢ２の結合部分でフレネル反射が減じられるので、伝送する光の減衰が低く抑えられる。また、軸方向への位置振れによる第２光ファイバＦＢ２と第１光ファイバＦＢ１との光の結合効率の変化は殆どないようになっている。
キャピラリ１５１の各部の寸法は、例として外径を１ｍｍ、長さを５０ｍｍとする。キャピラリ１５１の内径については、第１光ファイバＦＢ１と第２光ファイバＦＢ２のクラッド径が公差を含んで１２５μｍ〜１２６μｍであることから、１２６μｍとする。光ファイバ同士をキャピラリ１５１内で直接結合させる場合、キャピラリの内径がクラッド径より１μｍ程度大きいので、光ファイバはキャピラリ１５１内で１μｍ程度軸ずれする。しかし、第１光ファイバＦＢ１と第２光ファイバＦＢ２のコア径が１０μｍ程度であるので、コアの直径の１割程度の偏芯誤差に収まることから、良好な結合効率を得ることが出来る。
これに対して、フェルールでの接続の場合、数ｍｍのフェルール同士の軸ずれ量が、第１光ファイバＦＢ１と第２光ファイバＦＢ２の軸ずれの量に相当することになるので、同じ１％の偏芯誤差が発生したとしても、フェルールの直径が大きいことから、直接結合時の結合効率の損失が大きくなってしまう。
なお、キャピラリの材料に求められる特徴としては、細孔に光ファイバを通しやすく、精度よく加工でき、細孔の真直度、細孔と外周面との同心度が、精度よく出せ、靭性がある程度以上であり、衝撃を加えたりしても割れないことがある。これらの特徴を備え、さらに光ファイバの熱膨張率に対して熱膨張率が近いことで、温度変化によって光ファイバがキャピラリの細孔内に引込んだり、出っ張ったりしない材料として、セラミック焼結体が好適である。特に、細孔に光ファイバを通しやすい点で、ガラス材料が好適である。金属製のキャピラリでは、セラミックキャピラリと比較して加工しにくく、精度が出にくい。
次に、キャピラリ１５１は回転子１６２に嵌合され、さらに回転子１６２は軸受け１６４に支持され、回転可能に構成されている。第２光ファイバＦＢ２と光プローブ８内に設けられた第３光ファイバＦＢ３とはコネクタ部９を介して結合されることにより、低コヒーレンス光源２の光は第１光ファイバＦＢ１から第２光ファイバＦＢ２へ伝送され、さらに第３光ファイバＦＢ３に伝送される。
コネクタ部９は、第２光ファイバＦＢ２に装着されたＦＣコネクタ１６６、アダプタ１６７、及び第３光ファイバＦＢ３に装着されたＦＣコネクタ１６８とからなる。
アダプタ１６７は回転子１６２に着脱可能に固定されており、回転子１６２が回転するに応じてアダプタ１６７も回転する構造となっている。
従って回転子１６２が回転すると、キャピラリ１５１とアダプタ１６７とが回転し、第２光ファイバＦＢ２も同時に回転することとなる。回転子１６２は、回転駆動装置１３によって回転駆動される。具体的には、モータＭがローラ１６１を回転させることでローラ１６１に当接した回転子１６２を回転させる。
第３光ファイバＦＢ３は光プローブ８内で回転可能に構成されている。第３光ファイバＦＢ３はＦＣコネクタ１６８を通じてアダプタ１６７に固定されるので、回転子１６２を回転させることで回転する。第２光ファイバＦＢ２と第３光ファイバＦＢ３とは各々の軸中心を同軸とし、軸中心を回転軸として回転することとなる。
ＦＣコネクタ１６８をアダプタ１６７から取り外せば、第３光ファイバＦＢ３と第２光ファイバＦＢ２とは着脱可能である。また、光プローブ８には光ロータリージョイント６の外装部と着脱できるように、留め輪１６９が設けられているので、ＦＣコネクタ１６８と留め輪１６９を外すことで、光プローブ８を第２光ファイバＦＢ２と光ロータリージョイント６から取り外すことができる。従って、光プローブ８に故障が生じたような場合には、交換することができる。
また、アダプタ１６７を回転子１６２から着脱することで、キャピラリ１５１内にて第２光ファイバＦＢ２のクラッドに損傷などの故障が生じた際に、第２光ファイバＦＢ２を容易に交換することができる。
コネクタ部９は上記のような構造であるネジ締結結合方式を採用することが好ましい。ネジ締結結合方式とは、結合させるコネクタの一方に雄ネジ、他方に雌ネジの機構を付与し、それらのネジを締結して結合させる方式である。ネジ締結結合方式では、ネジを回転させて締めるので、締める回転方向と逆の方向にコネクタが回転すると、ネジが緩む虞がある。そこで、ネジを締める回転方向を、第３光ファイバＦＢ３を回転させる方向と同じ方向になるようにネジの形状を設定する。
次に図４に光プローブ８における、コネクタ部９から先端までの構成図を示す。第２光ファイバＦＢ２から第３光ファイバＦＢ３に入射した光は、第３光ファイバＦＢ３の先端に設けられたＧＲＩＮレンズ１１４に入射され、ＧＲＩＮレンズ１１４によって収束される。ＧＲＩＮレンズ１１４出射後、直角プリズム１１６によりその光路を９０°折り曲げられる。
シース１１８は、第３光ファイバＦＢ３、ＧＲＩＮレンズ１１４、及び、直角プリズム１１６を内部に保持した可撓性を有するチューブであり、テフロン（登録商標）などの高い光透過率を有する材料で形成されている。特に、低コヒーレンス光を高い効率で透過させることができる。測定光Ｌ１は、直角プリズム１１６の作用により、シース１１８を透過してその側面から外部に出射される。なお、シース１１８内部には、直角プリズム１１６とシース１１８内部の空間との屈折率差を小さくするため、シリコン系のオイルが充填されている。
シース内部にはトルクワイヤー１１９が備えられている。トルクワイヤー１１９は、クラッド周辺に巻かれた鉄線であり、回転子１６２からコネクタ部９に伝えられた回転力を直角プリズム１１６及びＧＲＩＮレンズ１１４に伝えると供に、クラッドの破損を防ぐ。
測定光Ｌ１は、直角プリズム１１６を介してＧＲＩＮレンズ１１４のパワーにより生体組織内部で集光する。次いで、当該生体組織内部で反射され、反射された測定光Ｌ１は、シース１１８を介して直角プリズム１１６に入射され、その光路を９０°折り曲げられる。次いで、ＧＲＩＮレンズ１１４、第３光ファイバＦＢ３、第２光ファイバＦＢ２、第１光ファイバＦＢ１に入射される。
光プローブ８の第３光ファイバＦＢ３とこれに固定された直角プリズム１１６とＧＲＩＮレンズ１１４も第３光ファイバＦＢ３の軸を中心に回転しながら生体内部に測定光Ｌ１を照射させており、測定光Ｌ１は光プローブ８のラジアル方向に沿って位置する生体組織に向けて出射されて走査（すなわちラジアルスキャン）する。
第３光ファイバＦＢ３、直角プリズム１１６及びＧＲＩＮレンズ１１４などを回転させる回転駆動装置１３は、図示しない制御部２５と電気的に接続されており、例えば制御部２５に設けられたラジアルスキャン用の図示しないスイッチがオンされると、回転駆動装置１３は、図示しない制御部２５の制御下で、回転駆動装置１３に駆動パルスを出力して駆動制御する。
光ロータリージョイント６の外装部にはヒンジ１７２を介して開閉可能に構成された蓋部１７４が設けられている。光プローブ８は光ロータリージョイント６の外装部に留め輪１６９で係止めされるようになっており、使用者は蓋部１７４を開き、コネクタ部９から光プローブ８を取り外すことができる。
次に光コヒーレンス断層画像生成装置１に併設する内視鏡３１について説明する。実施形態における光プローブ８は図５に示すように内視鏡３１の鉗子挿通口３２から鉗子挿通用チャンネルを経てその先端開口から光プローブ８の先端側を突出させることができる。
この内視鏡３１は体腔内に挿入し易いように細長の挿入部３３を有し、この挿入部３３の後端には太幅の操作部３４が設けてある。この挿入部３３の後端付近には鉗子挿通口３２が設けてあり、この鉗子挿通口３２はその内部で鉗子挿通用チャンネルと連通している。
挿入部３３内には図示しないライトガイドが挿通され、このライトガイドの入射端を光源装置に接続し、照明光を伝送して挿入部３３の先端部に設けた照明窓から出射し、患部等を照明する。また、照明窓に隣接して観察窓が設けられ、この観察窓には対物光学系が取り付けられ、照明された患部等を光学系に観察できるようにしている。
そして、内視鏡３１の先端部の観察光学系の観察の下で、患部等の注目する部分の生体組織１１側に光プローブ８により、低コヒーレンス光を照射し、その測定対象Ｓｂの内部の断層画像データを得て、モニタ２６の表示面に光断層画像を表示できるようにしている。
以上のように第１実施形態によれば、第１光ファイバＦＢ１と、該第１光ファイバＦＢ１と略同一のクラッド径を有する第２光ファイバＦＢ２をキャピラリ１５１の内に挿通して結合させることで、低コスト化と高結合効率を達成した回転光ファイバユニット３を提供できるとともに、該回転光ファイバユニット３を用いた光コヒーレンス断層画像生成装置１を提供することができる。
なお、第２光ファイバＦＢ２をキャピラリ１５１に接着などの手段で固定してもよい。第２光ファイバＦＢ２をキャピラリ１５１に接着などの手段で固定すれば、第２光ファイバＦＢ２がＦＣコネクタ１６６の回転に従って捩れることを防げ、第２光ファイバＦＢ２と第１光ファイバＦＢ１との間の距離を一定に保つことができるので、結合効率が変化することを防ぐことが出来る。
また、本発明の回転光ファイバユニット３は、蛍光測定、分光測定の走査光学系として使うことができる。励起光を照射して、被検体が発する蛍光を取り込む蛍光分析で、被検体の内部に光プローブを挿入し、ファイバ軸中心で光プローブを回転させれば、プローブを挿入した周囲を計測することができる。
次に、光コヒーレンス断層画像生成装置の第２実施形態について図６を用いて説明する。図６は第２実施形態にかかる光ロータリージョイント６の結合部を示す。第２実施形態においては、光プローブ８が交換可能に構成されている。同図に示すように、光ロータリージョイント６と低コヒーレンス光源２側の第１光ファイバＦＢ１の間のいずれかの部分にコネクタ部９ｂによる結合部を付与する。結合部を付与することでコネクタ部９ｂから先端部が交換できる。コネクタ部９ｂは複数個所設置してもよい。コネクタ部９ｂは、光ロータリージョイント６側に設けられたＦＣコネクタ１６８ｂ、光コヒーレンス断層画像生成装置本体７１側に設けられたＦＣコネクタ１６６ｂ、及び、アダプタ１６７ｂからなる。ＦＣコネクタ１６８ｂを回転させてアダプタ１６７ｂから取り外す。光ロータリージョイント６は例えばネジ１７１を用いて光コヒーレンス断層画像生成装置本体７１に固定する構造とし、ネジ１７１を外して光ロータリージョイント６を光コヒーレンス断層画像生成装置本体７１から脱着する。回転駆動装置１３は光コヒーレンス断層画像生成装置本体７１側に備えるような構造としておく。
以上のように第２実施形態によれば、光ロータリージョイント６から光コヒーレンス断層画像生成装置本体７１側にコネクタ部９ｂを設けておくことで、光プローブ８の使用回数が増加して、キャピラリ１５１の内部で故障が発生して光ロータリージョイント６の内部を交換する要求が生じた場合にも、光ロータリージョイント６を修理する手間を省いてコネクタ部９ｂから光プローブ８までの全てを交換することで早期かつ低コストで故障に対応できる回転光ファイバユニット３を提供できるとともに、回転光ファイバユニット３を用いた光コヒーレンス断層画像生成装置を提供することができる。
１ 光コヒーレンス断層画像生成装置
２ 低コヒーレンス光源
３ 回転光ファイバユニット
６ 光ロータリージョイント
８ 光プローブ
９ コネクタ部
１０ 光プローブ
１１ 生体組織
１３ 回転駆動装置
２１ コリメータレンズ
２２ ミラー
２３ 基台
２４ ミラー移動手段
２５ 制御部
２６ モニタ
３１ 内視鏡
３２ 鉗子挿通口
３３ 挿入部
３４ 操作部
４０ 検出器
７１ 光コヒーレンス断層画像生成装置本体
９１ コネクタ部
１１１ 光源
１１２ 光学系
１１４ ＧＲＩＮレンズ
１１６ 直角プリズム
１１８ シース
１１９ トルクワイヤー
１４２ 分光手段
１４４ 光検出手段
１５１ キャピラリ
１５２ クラッド
１５３ クラッド
１５４ 細孔
１６１ ローラ
１６２ 回転子
１６６ ＦＣコネクタ
１６７ アダプタ
１６８ ＦＣコネクタ
１６９ 輪
１７１ ネジ
１７２ ヒンジ
１７４ 蓋部
２１０ 光源ユニット
２２０ 光路長調整手段
２５０ 位相変調器
２７０ 画像取得手段
Ｃ１ 光分割手段
Ｃ２ 光分割手段
Ｃ３ 合波手段
ＦＬ 光源側光ファイバ
ＦＲ 参照側光ファイバ
ＦＩ 干渉側光ファイバ
ＦＢ１ 第１光ファイバ
ＦＢ２ 第２光ファイバ
ＦＢ３ 第３光ファイバ

Claims (6)

  1. 第１光ファイバと、
    前記第１光ファイバと略同一のクラッド径を有し前記第１光ファイバに結合された第２光ファイバと、
    前記クラッド径と略一致する挿通径を備え前記第１光ファイバと前記第２光ファイバの各々のクラッドを挿通させて結合させる細孔を有する光ファイバ接続手段と、
    前記第２光ファイバに結合された第３光ファイバと、前記第３光ファイバの出射端に固定され出射光を被検体に照射する光学系と、を有する光プローブと、
    前記第２光ファイバと前記第３光ファイバとを回転させる手段と、
    を有することを特徴とする回転光ファイバユニット。
  2. 前記光ファイバ接続手段は、前記第２光ファイバに固定され、前記第２光ファイバと共に回転可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の回転光ファイバユニット。
  3. 前記光プローブは、前記第２光ファイバから、着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の回転光ファイバユニット。
  4. 前記第２光ファイバと第３光ファイバとを結合するネジ締結結合方式のコネクタ部を有し、
    前記コネクタ部を結合する際に前記コネクタ部を締める回転方向は、前記第２光ファイバと第３光ファイバとが回転する方向と同じ方向であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回転光ファイバユニット。
  5. 前記第１光ファイバは、少なくとも一カ所のコネクタ部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の回転光ファイバユニット。
  6. 低コヒーレンス光源と、該低コヒーレンス光源からの光を入射させる請求項１から５のいずれか１項に記載の回転光ファイバユニットと、被検体において散乱した光の情報に基づいて前記被検体の断層像を作成することを特徴とする光コヒーレンス断層画像生成装置。
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