JPH04135548A

JPH04135548A - 内視鏡装置

Info

Publication number: JPH04135548A
Application number: JP2258477A
Authority: JP
Inventors: Susumu Takahashi; 進高橋; Mamoru Kaneko; 守金子; Kuniaki Kami; 邦彰上; Shoichi Gotanda; 正一五反田; Shuichi Takayama; 修一高山; Ichiro Nakamura; 一郎中村; Kazunari Nakamura; 一成中村; Eiichi Fuse; 栄一布施; Yoshihiro Kosaka; 小坂　芳広; Hiromasa Suzuki; 鈴木　博雅
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-09-26
Filing date: 1990-09-26
Publication date: 1992-05-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、レーザの走査光を深さのある被観察部に照射
すると共に、光学系に起因する偽像を除去して、正常な
断層像を得るようにした内視鏡装置に関する［従来の技術］近年、体腔内に細長の挿入部を挿入し、患部などの観察
および治療処置のできる内視鏡が広く用いられている。

前記内視鏡には、挿入部が軟性で口腔等から屈曲した体
腔路を挿通して、体腔壁等の患部を観察あるいは診断で
きる軟性内視鏡と、挿入部が硬性で、目的部位に向けて
直線的に挿入される硬性内視鏡とがある。

前記軟性内視鏡は、光学式の場合、可視性のイメージガ
イドファイバを用い、像伝送手段としている。

また、前記硬性内視鏡は、挿入部が硬性であるので、狙
撃性に優れると共に、像伝送手段として、可視性のイメ
ージガイドファイバを用いることなく、一般にリレー光
学系を用いて、解像力の高い光学像を得るようになって
いる。さらに、電荷結合素子（ＣＣＤ）などの固体撮像
素子を前記硬性内視鏡の撮像手段に用いた硬性電子内視
鏡も提案されている。

また、前記硬性電子内視鏡は、平面的な画像を得るだけ
であるが、この硬性内視鏡にレーザ光源、走査装置（ス
キャナ）およびストリークカメラなどを設け、断層画像
を得る内視鏡装置も考えられている。ストリークカメラ
は、入射してくるレーザ光を高速掃引によって偏向させ
、レーザ光を時間的に分離し測定できるようになってい
る。このストリークカメラは、観察対象となる生体の深
さに応じてレーザ光の到達時間が異なること、および生
体の組織が異なると光の反射率が異なることを利用し、
断層画像を得るための検出装置として使用することがで
きる。ストリークカメラを設けた硬性内視鏡は、例えば
、経尿道的に膀胱内へ硬性内視鏡を挿入し、組織下の血
管像を得るなどの用途が考えられる。

しかしながら、前述した内視鏡は、光ファイバーやリレ
ー光学系を有しているので、光ファイバーの端面、ある
いはリレー光学系の多数あるレンズの端面によって、レ
ーザ光の一部が反射し、接眼部、または撮像手段などに
反射光が入射し、偽像が生じることが避けられないもの
であった。特に、リレー光学系などは、多数のレンズ端
面を有し、偽像の発生が顕著である。

［発明が解決しようとする課題］従来の内視鏡装置、特にストリークカメラを用いて断層
画像を得る内視鏡装置の場合、本来の被観察部からの反
射光の他に、光学系、特にリレー光学系などの多数の端
面にレーザ光が反射し、多数の反射光がストリークカメ
ラに入射してしまうので、正常な断層像が得られないと
いう欠点があっな。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、本来の被
観察部からの反射光と、被観察部への照射光が光学系の
多数の端面で反射して生じる多数の反射光とが混在して
、ストリークカメラに入射しても、前記端面で生じる反
射光をストリークカメラ側で除去し、正常な断層像が得
られる内視鏡装置を提供することを目的としている。

［発明を解決するための手段および作用］前述した目的
を達成するため、本発明による内視鏡装置は、生体の被
観察部へ照射するための光を発する光源と、前記光源の
発する光を走査する走査手段と、前記走査手段の走査光
を伝達し、該走査光を前記被観察部へ照射する複数の分
割された光学系からなる光伝達手段と、前記複数の光学
系からなる光伝達手段の端面に反射して戻ってくる反射
光、および前記被観察部に反射して戻ってくる戻り光を
時間分解的に検出する検出手段と、前記検出手段が検出
した前記光伝達手段の複数の反射光に相当する反射情報
信号だけを記憶する手段と、前記検出手段が検出した記
光伝達手段の複数の反射光、および前記被観察部の戻り
光に相当する全情報信号から、前記記憶手段の記憶する
反射情報信号分を取り除き、被観察部が反射した走査光
に相当する観察情報信号だけを生成する演算手段とを備
えている。

この構成で、被観察部などに照射光が反射して戻ってく
る光を無くするために、光伝達手段の照射光の出射端側
には、反射する対象物を無い状態にしておく。この状態
で、記憶手段には、検出手段を介し、光伝達手段の複数
の端面で生じる反射光を反射情報信号として記憶させる
。その後、内視鏡は、その挿入部を体腔内に挿入し、目
的の観察部位へ走査手段と光伝達手段とを介し、光源か
らの光を走査して被観察部へ照射する。本来の被観察部
からの走査された戻り光と、光伝達手段の複数の端面で
生じる走査された反射光とが混在した光は、検出手段へ
入射する。この検出手段は、混在した光を時系列に分離
し、全情報信号として演算手段に出力する。演算手段は
、検出手段の出力する全情報信号から、前記記憶手段の
出力する反射情報信号分を除去し、被観察部が反射した
走査光に相当する観察情報信号だけを生成する。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第５図は本発明の１実施例に係り、第１図
は硬性電子内視鏡装置の構成を示す説明図、第２図は走
査手段の走査光の軌跡を示す説明図、第３図は走査手段
の一例を示す概略構成図、第４図は検出手段の出力波形
図、第５図（Ａ）はループ電極と走査光の走査範囲とを
示す説明図、第５図（Ｂ）はループ電極の先端部を示す
説明図である。

第１図に示した硬性電子内視鏡装置１は、被検者の体腔
内に挿入して、体腔内を観察するための硬性電子内視鏡
２と、体腔内の断層像を得るための断層像観察装置３と
、断層画像を表示するためのモニタ４と、体腔内の表面
画像を得るための照射光を発する図示しない光源装置な
どとから構成されている。

前記硬性電子内視鏡２は、体腔内に挿入される細径で硬
性の挿入部５と、この挿入部５後端に連設する操作部６
とから構成されている。前記挿入部５は、光伝達手段と
しての後述するレンズ、プリズム、リレー光学系などの
光学系を内設している。

前記光源は、図示しないライトガイドファイバの入射端
を接続し、このライトガイドファイバは、前記操作部６
および挿入部５内を挿通され、挿入部５の先端に設けら
れた出射端より観察光を被観察部８に照射するようにな
っている。

被観察部８の反射光は、前記挿入部５の先端に内設され
た対物光学系９に入射し、さらに挿入部５に内設された
同一光軸上のリレー光学系１０、レンズ１１、分割プリ
ズム１２および結像レンズ１３を介して、操作部６に内
設された固体撮像素子７の撮像面に結像するようになっ
ている。

前記断層像観察袋？Ｉ！３は、断層像を得るために必要
なレーザ光を例えば、パルス幅がピコ秒単位のパルス光
として発するレーザ光源１５を有し、レーザ光の光軸上
に、このレーザ光を透過するハーフミラ−１６と、透過
するレーザ光を走査する走査手段としてのスキャナー１
７とを配設している。また、前記挿入部５に内設されて
いるレンズ１４と前記分割プリズム１２は、このレーザ
光の光軸上に配設され、レーザ光の光軸は、前記リレー
光学系１０の光軸と直交している。そして、レーザ光源
１５を発したレーザ光は、ハーフミラ−１６を経て、ス
キャナー１７により走査され、その走査光は、前記挿入
部のレンズ１４に入射し、前記分割プリズム１２で反射
し、リレー光学系１０、対物光学系９を介し被観察部８
に照射するようになっている。被観察部８表面や内部で
反射した戻り光は、対物光学系９、リレー光学系１０、
レンズ１１、分割プリズム１２、レンズ１４を経て、ハ
ーフミラ−１６で反射するようになっている。そして、
反射した戻り光の光路上には、戻り光を時間分解的に検
出する検出手段としてのストリークカメラ１８を配設し
ている。

また、前記断層像観察袋Ｗ３は、前記ストリークカメラ
１８が出力した、被観察部８からの戻り光および全情報
信号を時系列的に記憶するメモリ部１９と、前記ストリ
ークカメラ１８が出力した、レンズ１１．１４など光学
系の複数の端面で反射した反射光に相当する反射情報信
号をスイッチ２０を介して、記憶する記録手段としての
メモリ部２１と、メモリ部２１の全情報信号およびメモ
リ部２１の反射情報信号を入力して、被観察部８からの
戻り光に相当する観察情報信号を演算する演算部２２と
、演算部２２の観察情報信号を断層像信号に変換する処
理部２３とを備えている。この処理部２１は前記モニタ
４を接続し、前記モニタ４は、断層画像を表示するよう
になっている。

前記スキャナー１７には、例えば、第３図に示すガルバ
ノメータスキャナーを用いている。ガルバノメータスキ
ャナーは、電源１７ａと、回転駆動部１７ｂと、回転駆
動部１７ｂにより２次元的に高速回動する可動ミラー１
７ｃとを有している。

この可動ミラー１７ｃは、高速回動することによリ、レ
ーザ光源１７が次ぎ次ぎと出射するパルス状のレーザ光
の偏角を変え、観察に必要な面の全ての面を高速に走査
するようになっている。可動ミラー１７ｃの回動周期と
、前記レーザ光源１５の出射パルス光の時間間隔との関
係は、走査されるレーザ光が、第２図に示す軌跡を描き
ながら、観察に必要な面の全面を緻密に走査するように
設定されている。尚、前記スキャナー１５には、ポリゴ
ンミラースキャナーや超音波偏向器などを用いてもよい
。

第１図および第４図を参照し、本実施例の作用について
説明する。

最初に、被観察部８などからの戻り光が無い状態にする
ため、無硬性電子内視鏡２の先端は、例えば、無限に近
い遠方に向けるようにして、断層画像観察装置３のスイ
ッチ２０をＯＮ状態にする。

この状態で、レーザ光源］−５からレーザ光を発すると
、レーザ光は、ハーフミラ−１６を透過し、スキャナー
１７により、高速走査が行われる。スキャナー］７から
の走査光は、レンズ１４を経て分割プリズム１２で反射
し、さらに、リレー光学系１０を経て、対物光学系９の
出射端から照射される。照射された走査光は、反射する
対象物が無いので、反射光として戻ってくることが無い
、−方、走査光は、レンズ１４、分割プリズム１２、レ
ンズ１１、リレー光学系１０、対物光学系９を通過する
間に各端面で反射光を生じ、この反射光が走査光と逆経
路をたどり、ハーフミラ−１６に反射してストリークカ
メラ１８へ入射する。ストリークカメラ１８へ入射する
光の到達時間は、走査光の反射した位置、すなわち光路
長に比例する。

従って、ストリークカメラ１８よりも距離が遠くなるほ
ど、到達時間は遅くなる。そして、ストリークカメラ１
８は、入射時間の異なる反射光を時系列的に分解し、パ
ルス信号の列として検出する。

尚、このパルス信号の振幅は、入射光の強度に比例して
いる。メモリ部２１は、前記スイッチ２０を介して、反
射光のパルス信号列の強度を時系列的に、反射情報信号
として記憶する。

次に、断層画像観察装置３のスイッチ２０は、０ＦＦＮ
状態にし、硬性電子内視鏡２の挿入部５を体腔内に挿入
する。この状態で、レーザ光源１５からレーザ光を発す
ると、レーザ光は、ハーフミラ−１６を透過し、スキャ
ナー１７により、高速走査が行われる。スキャナー１７
からの走査光は、レンズ１４を経て分割プリズム１２で
反射し、さらに、リレー光学系１０、対物光学系９を経
て、被観察部に照射される。照射された走査光は、被観
察部の内部を透過すると共に、被観察部の表面や内部組
織によって反射し、戻り光となる。この戻り光は、対物
光学系９、リレー光学系１０、レンズ１１、分割プリズ
ム１２、レンズ１４を経て、ハーフミラ−１６で反射し
、ストリークカメラ１８へ入射すると共に、前記光学系
からの反射光も入射する。入射する戻り光の到達時間は
、反射した位置が被観察部の深さ方向に対応する。すな
わち、反射面が深くなるほど、到達時間は遅くなる。

この様に、戻り光や反射光は、反射した位置がストリー
クカメラ１８よりも遠く（光路長が長く）なるほど遅く
なる。そして、ストリークカメラ１８は、入射時間の異
なる戻り光や反射光を時系列的に分解し、パルス信号の
列として検出し、メモリ部１９へ出力する。尚、第４図
には、ストリークカメラ１８が出力するパルス信号列を
一例として示している。レーザ光源１５の出射する１パ
ルスのレーザ光は、図中、２点鎖線で示している。

また、図中の符号Ａ〜Ｄは、１パルスのレーザ光が被観
察部８の表面や内部からの戻り光によって生じるパルス
信号であり、図中の符号ａ〜ｉは、光学系の反射光によ
って生じるパルス信号である。

戻り光Ａ〜Ｄの到達時間は、生体内の反射面の深さに対
応している。また、パルス信号の振幅は、前記生体内の
反射面の光学的性質に対応している。

尚、パルス信号の振幅は、生体の反射面の位置が深いほ
ど低くなる。また、反射光ｇ〜ｉは、光学系の端面で多
重反射し、生体からの戻り光よりも到達時間が遅くなっ
ていることを示している。

メモリ部１９は、戻り光と反射光とが混在するパルス信
号の列を時系列的に記憶すると共に、演算部２２へ出力
する。演算部２２は、メモリ部１９の記憶する全情報信
号（戻り光Ａ〜Ｄおよび反射光ａ〜ｉに相当する信号）
と、前記メモリ部２１の反射情報信号（反射光ａ〜ｉに
相当する信号）とを同時間の情報毎に比較して除去し、
観察部からの戻り光Ａ−Ｄに相当する観察情報信号とし
て、処理部２３へ出力する。そして、この演算部２２は
、メモリ部１９が次ぎ次ぎと出力する全情報信号から、
メモリ部２１の反射情報信号を除去して、処理部２３へ
出力する。処理部２３は、スキャナー１７の一走査分に
相当する観察情報信号を断層像信号に変換・処理し、モ
ニタ４へ出力する。モニタ４は断層像信号を受けて、断
層画像を表示する。

本実施例では、リレー光学系１０などからの反射光と、
観察部からの戻り光とが混在してストリークカメラ１８
に入射するが、演算部２２により反射光の分だけを除去
する。従って、モニタ４は、リレー光学系１０などを起
因とする偽像を再現することがなく、正常な断層画像を
表示することができる。また、固体撮像素子７などによ
り、観察部の表面画像も得ることができる。

尚、実施例に示した硬性電子内視鏡は、泌尿器分野で使
用されるレゼクトルスコープに用いてもよい、レゼクト
ルスコープには、患部の処置、例えば、前立腺の悪化し
た部分を切除するための処置具としての切除用ループ電
極３０がよく併用されるが、第５図（Ｂ）には、その切
除用ループ電極３０の先端部を示し、この切除用ループ
電極３０は、先端部を前後させて患部を切除するように
なっている。前立腹の悪化した部分を切除する場合には
、前立腺の下にある血管の位置を知る必要があり、前記
断層画像処理袋Ｗ３は、それを可能としている。この様
な場合には、スキャナー１７によるレーザ光の走査は、
第２図のような全ての面を走査する必要がなく、第５図
（Ａ）で示す１点鎖線の範囲に走査すればて十分である
。すなわち、観察対象である目的の患部だけに、部分的
に走査光を照射すればよい。

また、本実施例では、硬性電子内視鏡を例示したが、軟
性内［鏡等でもよく、この場合、光ファイバー、レンズ
などの端面からの反射光が除去されることになる。

また、検出手段には、ストリークカメラを例示したが、
カー（Ｋｅｒｒ）シャッター、あるいはＫＤＰなどの非
線形光学結晶を用いた装置で時間分解的に検出してもよ
い。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、光伝達手段からの
複数の反射光と、観察部からの戻り光とが混在した光が
、ストリークカメラなどの検出手段に入射しても、演算
手段により、記憶手段に事前に記憶した反射情報信号分
を全情報信号から除去できるので、光伝達手段に起因す
る偽像も再現されることがなく、目的とする観察部の正
常な断層画像を得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の１実施例に係り、第１図
は硬性電子内視鏡装置の構成を示す説明図、第２図は走
査手段の走査光の軌跡を示す説明図、第３図は走査手段
の一例を示す概略構成図、第４図は検出手段の出力波形
図、第５図（Ａ）はループ電極と走査光の走査範囲とを
示す説明図、第５図（Ｂ）はループ電極の先端部を示す
説明図である。１・・・硬性電子内視鏡装置３・・・断層像観察装置０・・・リレー光学系　１２・・・分割プリズム５・・・レーザ光源８ストリークカメラ９．２１・・・メモリ部２・・・硬性電子内視鏡９・・・対物光学系１４・・・レンズ３・・・結像レンズ７・・・スキャナー０・・・スイッチ２２・・・演算部

Claims

【特許請求の範囲】生体の被観察部へ照射するための光を発する光源と、前記光源の発する光を走査する走査手段と、前記走査手
段の走査光を伝達し、該走査光を前記被観察部へ照射す
る複数の分割された光学系からなる光伝達手段と、前記複数の光学系からなる光伝達手段の端面に反射して
戻ってくる反射光、および前記被観察部に反射して戻っ
てくる戻り光を時間分解的に検出する検出手段と、前記検出手段が検出した前記光伝達手段の複数の反射光
に相当する反射情報信号だけを記憶する手段と、前記検出手段が検出した記光伝達手段の複数の反射光、
および前記被観察部の戻り光に相当する全情報信号から
、前記記憶手段の記憶する反射情報信号分を取り除き、
被観察部が反射した走査光に相当する観察情報信号だけ
を生成する演算手段と、を備えたことを特徴とする内視鏡装置。