JPH0663048A - 深部観察内視鏡 - Google Patents
深部観察内視鏡Info
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- JPH0663048A JPH0663048A JP4225428A JP22542892A JPH0663048A JP H0663048 A JPH0663048 A JP H0663048A JP 4225428 A JP4225428 A JP 4225428A JP 22542892 A JP22542892 A JP 22542892A JP H0663048 A JPH0663048 A JP H0663048A
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Abstract
形態を平面画像や断層画像として観察する。 【構成】 周波数掃引されたレーザ光源1からレーザ光
を出射し、ファイバ3の内部を通過させて体腔内へ導光
する。体腔内へ導光されたレーザ光を偏光ビームスプリ
ッタ7を用いて一方の光は検体2を照射し、他方の光は
一定光路長を進行するように分割し、検体2により反射
されたレーザ光と一定光路長を進行したレーザ光とを偏
光ビームスプリッタ7と偏光板10を用いて干渉させ、干
渉されて発生する差周波ビート信号の周波数から検体2
の深部の反射面の深さ情報を得、強度から検体2の特定
深部の光吸収情報を得る。
Description
面を観察する内視鏡に関し、詳しくは前記体腔内表面の
みならず該表面より深い深部を観察し得る深部観察内視
鏡に関するものである。
内表面等を観察する内視鏡として光ファイバを用いたフ
ァイバ・スコープが知られている。
イバの一方の端部に照明光源および画像入力手段が配さ
れ、他方の端部に前記画像入力手段に入力された画像を
前記光ファイバを介して外部へ出力する画像出力手段が
備えられており、前記一方の端部を体腔内へ挿入し照明
光源から出射された照明光を前記体腔内表面で反射さ
せ、その反射光による画像を前記画像入力手段に入力さ
せ体腔外まで延びた光ファイバを介して前記画像出力手
段から出力させることにより体腔外において体腔内表面
をリアルタイムで観察するものである。
なリアルタイムでの観察のみならず、鉗子チャンネルを
利用した生検や電気、マイクロ波、レーザ光等を利用し
た治療を行なうことが可能となっている。
および画像処理技術を駆使した内視鏡として電子内視鏡
がある。
プにおいて画像入力手段をCCDとして内視鏡画像を電
気信号に変換し、この電気信号を伝達媒体を介して画像
出力手段により出力させ、ビデオプロセッサにより画像
を再構成するものである。
信号として捉えることができるため画像のファイリング
や転送等の通信性および画像処理性に優れている。
診断の技術向上により、上記内視鏡は多様な情報を収集
することが求められている。
情報を収集できれば、前記表面からは見えない病変部を
発見することができ、従って早期発見による早期治療が
期待できる。
腔内の可視的な表面が反射光により観察されるだけであ
り、求められている体腔内の深部情報を得ることはでき
ない。
ので体腔内の表面のみならず深部の形態を観察し得る深
部観察内視鏡を提供することにある。
深部観察内視鏡は、光を入射させる入射端と、入射され
た該光を射出する射出端とを有し、該射出端を観察され
る検体の内部に挿入される可撓性のファイバ束と、該フ
ァイバ束の前記入射端に光を入射させる光源と、該ファ
イバ束の前記射出端から射出された光を検体の内部に照
射させ、該検体内部の2次元画像を得る画像形成手段と
からなる内視鏡において、前記光源が周波数掃引単一周
波数レーザ光源からなり、前記画像形成手段が、前記検
体内部により反射された光と前記検体に反射される前の
光の一部を分割して一定の光路長を進行させた光とを干
渉させて前記反射された検体内部の深さの相違により強
弱を繰り返す周波数の異なる多種の差周波ビート信号の
混在した画像信号を得る画像信号形成手段と、該画像信
号から所定の周波数で強弱を繰り返す差周波ビート信号
を分別して再生することにより、前記検体の所定の深さ
の反射面の画像を再生する画像再生手段とからなること
を特徴とする。
前記請求項1記載の深部観察内視鏡において、前記画像
信号形成手段が、前記ファイバ束の入射端に入射される
前の光を偏光面がほぼ直交する2つの光に分割する光路
分割手段と、該光路分割手段により分割された2つの光
を前記ファイバ束の入射端に入射される前に波面整合さ
せる第1の波面整合手段と、前記ファイバ束の射出端よ
り射出された波面整合された光を前記偏光面がほぼ直交
する2つの光に分割させるとともに該分割されて一定の
光路長を進行された光と検体を照射して反射された光と
を波面整合させる第2の波面整合手段と、前記第2の波
面整合手段により波面整合された2つの光の同一偏光方
向の成分同士を干渉させる偏光手段と、該干渉して得ら
れた強弱を繰り返す周波数の異なる多種の差周波ビート
信号を検出する2次元光強度検出手段とからなり、前記
画像再生手段が、前記多種の差周波ビート信号から所定
の周波数で強弱を繰り返す差周波ビート信号を分別する
周波数分析手段と、該所定の周波数で強弱を繰り返す差
周波ビート信号から前記検体の特定深部の画像を再構成
させる再構成手段と、該再構成手段により再構成された
画像を出力する画像出力手段とからなることを特徴とす
る。
記請求項2記載の深部観察内視鏡において、前記第2の
波面整合手段と前記偏光手段と前記2次元光強度検出手
段とを一体的に前記射出端から射出された光の光路とほ
ぼ平行な軸のまわりに回転させる回転手段を備えてなる
ことを特徴とする。
は、請求項1記載の深部観察内視鏡において、前記ファ
イバ束がシングルモードイメージファイバ束からなり、
前記画像信号形成手段が、前記イメージファイバ束を構
成する複数のファイバの入射端に順次前記周波数掃引単
一周波数レーザ光を入射させる走査手段と、前記イメー
ジファイバの光路中に配され、前記イメージファイバの
入射端より入射されたレーザ光を一定の光路長を進行さ
せる光と該イメージファイバの射出端から射出させる光
とに分割されるとともに、上記一定の光路長を進行させ
た光と前記イメージファイバから射出され上記検体によ
り反射されて再び前記射出端から前記イメージファイバ
に入射した光とを干渉させるファイバ干渉系と、該干渉
して得られた強弱を繰り返す周波数の異なる多種の差周
波ビート信号を検出する2次元光強度検出手段とからな
り、前記画像再生手段が、前記多種の差周波ビート信号
から所定の周波数で強弱を繰り返す差周波ビート信号を
分別する周波数分析手段と、該所定の周波数で強弱を繰
り返す差周波ビート信号から前記検体の特定深部の画像
を再構成させる再構成手段と、該再構成手段により再構
成された画像を出力する画像出力手段とからなることを
特徴とする。
単一周波数レーザ光源から時間的に周波数を掃引された
レーザ光が出射され、該出射されたレーザ光がファイバ
束の入射端より該ファイバ束内へ入射され検体内部に挿
入される該ファイバ束の射出端から射出されて検体内部
を照射する。
ーザ光は前記検体内部を照射する以前即ち、前記レーザ
光源から出射された直後もしくは前記ファイバ束内を進
行中もしくは前記ファイバ束から射出された直後におい
て、該レーザ光の一部が検体内部を照射せずかつ一定の
光路長を進行するように分割される。
た検体内部を照射したレーザ光は該検体内部の表面や深
部の幾層もの反射面で反射され、画像形成手段により上
記検体内部の表面や深部の幾層もの反射面で反射された
複数のレーザ光と前記分割された一定の光路長を進行す
るレーザ光とが干渉される。
で反射されたレーザ光は、それぞれ反射された反射面ま
での深さの相違により進行する光路長が異なり即ち、前
記画像形成手段へ到達するのに要する時間が異なる。
掃引されているため、上記検体内部の異なる反射面で反
射されたレーザ光が前記画像形成手段へ到達したとき、
一定の光路長を進行したレーザ光の周波数はこの2つの
レーザ光の光路長の差と、周波数掃引された時間に対す
る周波数の関数とから定められる。
像形成手段へ到達したレーザ光と前記検体内部の異なる
反射面で反射されて前記画像形成手段へ到達したレーザ
光とは周波数が異なり、従ってこれら2つのレーザ光が
該画像形成手段により干渉されるときこれら2つのレー
ザ光の周波数の差により差周波ビート信号が発生する。
おり検体内部の反射面の深さの相違により多種混在して
発生する。このようにして発生した周波数の異なる多種
の差周波ビート信号から画像再生手段により所定の周波
数の差周波ビート信号を分別することにより前記検体内
部の所定の深さで反射したレーザ光を選別することがで
き、また、その反射したレーザ光の強度からその深さに
おける検体の光吸収情報を得ることができ従って、画像
再生手段により、上記反射光から所定の深部の2次元平
面画像を得る。
細に説明する。
施例を示すブロック図である。図示の内視鏡は周波数掃
引単一周波数レーザ光源1と、該レーザ光源1から出射
されたレーザ光を入射端から入射させ体腔内へ挿入され
る射出端から該レーザ光を射出するシングルモードファ
イバ3とを備えてなる。
との間には、上記レーザ光源1から出射されたレーザ光
a1 を偏光面がほぼ直交する2つのレーザ光a2 および
a3に分割する1/2波長板4と偏光ビームスプリッタ
5とからなる光路分割手段と、上記2つのレーザ光a2
およびa3 を同一軸上に波面整合させる波面整合手段と
して偏光ビームスプリッタ6とが配されている。
して体腔内の検体2へ導光されたレーザ光a5 を偏光面
がほぼ直交する2つのレーザ光a6 およびa7 に分割さ
せるとともに、この2つのレーザ光a6 およびa7 を再
び波面整合させる第2の波面整合手段として偏光ビーム
スプリッタ7と2つの1/4波長板9,9′とを備え、
この偏光ビームスプリッタ7により光路を分割され一方
の光路を進行するレーザ光a6 の光路中に該レーザ光a
6 の光路長を一定に保持するミラー8が配設されてい
る。
り波面整合された、偏光面が略直交する2つのレーザ光
a6 およびa7 の同一偏光方向の成分を通過させてその
偏光方向の成分同士を干渉させる偏光板10と、該干渉さ
れたレーザ光a8 が形成する多種の差周波ビート信号を
検出する並列動作型イメージセンサ11とを備えている。
サ11により得られた多種の差周波ビート信号から所定の
周波数で強弱を繰り返す差周波ビート信号を分別する並
列周波数分析手段12と、該分別された差周波ビート信号
の強度から前記検体2の特定深部の平面画像等を再構成
する再構成手段13と、再構成された前記平面画像等を可
視的に出力する画像出力手段14とを備える。
に周波数掃引されたレーザ光a1 が出射され、該レーザ
光a1 は次段の1/2波長板4および偏光ビームスプリ
ッタ5により偏光面が略直交し、2つの光路を進行する
2つのレーザ光a2 およびa3 に分割される。
a3 は偏光ビームスプリッタ6により波面整合される。
を介して前記シングルモードファイバ3に入射され、該
ファイバ3の内部を伝搬して体腔内へ導光される。
16により平行光a5 とされ、偏光ビームスプリッタ7に
より検体2を照射するレーザ光a7 と一定光路長を進行
するレーザ光a6 とに分割される。
前記偏光ビームスプリッタ7の反射面を透過したのち、
ミラー8により反射されて前記偏光ビームスプリッタ7
の反射面で反射される。これは、該レーザ光a6 が前記
偏光ビームスプリッタ7とミラー8とを往復する間に1
/4波長板9を2回通過するため前記レーザ光a6 の偏
光面が90°回転されたためである。
検体2の幾層もの反射面L1 ,L2,L3 ,L4 のそれ
ぞれにより反射され、この反射されたそれぞれの反射光
が前記偏光ビームスプリッタ7へ進行する。
射されたレーザ光a7 が該偏光ビームスプリッタ7を出
射してから前記検体2の上記各反射面L1 ,…,L4 で
反射され前記偏光ビームスプリッタ7に到達するのに要
する時間は、前記検体2の各反射面の深度に依存する。
射されて得られた複数の反射レーザ光は、偏光ビームス
プリッタ7により、上記一定光路長を進行したレーザ光
と順次波面整合されるが、上記複数の反射レーザ光が波
面整合される一定光路長を進行したレーザ光の周波数
は、上記各反射面の深度に依存し図2に示す周波数掃引
波形に従って連続的に変化している。
は偏光板10を通過して、波面整合される前の2つのレー
ザ光の同一偏光方向成分が干渉されるため前記波面整合
される前の2つのレーザ光の周波数の差に応じた周波数
で強弱を繰り返す差周波ビート信号が発生する。この差
周波ビート信号は上記反射面L1 ,L2 ,L3 ,L4ご
とに異なる周波数で強弱を繰り返すように多種発生す
る。さらに上記多種の差周波ビート信号は並列動作型イ
メージセンサ11により検出され並列周波数分析手段12に
より特定の周波数で強弱を繰り返す差周波ビート信号即
ち、前記検体の特定の深度で反射された、該検体の特定
深度における光吸収情報を分別する。さらに再構成手段
13により前記特定の周波数の差周波ビート信号の周波数
から前記検体の深さを算出し、前記差周波ビート信号の
検出強度から前記検体2の光吸収情報を得て、上記検体
の深さ位置における平面画像を再構成し、画像出力手段
14により、上記平面画像を可視的に画像出力する。
全ての差周波ビート信号を分別して上記再構成手段13に
より検体2の深さおよび光吸収情報を算出すれば、該検
体2の観察部位の断層像を得ることができる。
ク図である。図示の内視鏡は、周波数掃引単一周波数レ
ーザ光源1と、該レーザ光源1から出射されたレーザ光
を入射端から入射させ、体腔内へ挿入される射出端から
前記レーザ光を射出するシングルモードイメージファイ
バ23とを備える。
ドイメージファイバ23との間には、上記レーザ光源1か
ら出射されたレーザ光を上記イメージファイバ23を構成
する複数のファイバの入射端へ順次入射させるレーザ光
走査手段24を備える。
により入射されたレーザ光を一定の光路長を進行させる
光と、該イメージファイバ23の射出端より射出される光
とに分割させるとともに、上記一定の光路長を進行させ
た光と、前記イメージファイバ23から射出され検体22に
より反射されて再び前記射出端から該イメージファイバ
23に入射した反射光とを干渉させて該ファイバ23から出
射させるファイバ干渉系25を備える。
渉されたレーザ光の多種の差周波ビート信号を検出する
イメージセンサ26を具備している。
定の周波数で強弱を繰り返す差周波ビート信号を分別す
る時系列周波数分析手段27と、該所定の周波数で強弱を
繰り返す差周波ビート信号から前記検体22の特定深部の
画像を再構成させる再構成手段13と、該再構成手段13に
より再構成された画像を出力する画像出力手段14とを備
えている。
に周波数掃引されたレーザ光が出射され、該出射された
レーザ光は走査手段24により前記イメージファイバ23を
構成する複数のファイバ束の入射端へ順次導光される。
ザ光は各ファイバ束の内部を進行し、ファイバ干渉系25
により一定の光路長を進行するレーザ光と該ファイバ束
の射出端へ進行するレーザ光とに分割される。
イバ23を構成する複数のファイバ束のうち一部のファイ
バ束を強調した簡略図である。
したレーザ光は周知の光カプラからなるファイバ干渉系
25により検体22を照射する光路(ファイバ23b )を進行
するレーザ光と一定の光路長の光路(ファイバ23c )を
進行するレーザ光とに分割される。
進行するレーザ光は、ファイバ23bの射出端から射出さ
れ前記検体22の表面や深部の多層反射面で反射され、複
数の反射光となって前記ファイバ23b の射出端から再び
前記ファイバ23b に入射し前記ファイバ干渉系25に到達
する。
)を進行したレーザ光はミラーに反射されファイバ干
渉系25に到達するが、前記複数の反射光のそれぞれが該
ファイバ干渉系25に到達する時間差により、前記一定の
光路長の光路を進行するレーザ光の周波数は連続的に変
化する。
反射光と前記一定の光路長の光路を進行するレーザ光と
が干渉されると、強弱を繰り返す周波数の異なる差周波
ビート信号が多種発生し、この多種の差周波ビート信号
がファイバ23d によりイメージセンサ26に導光される。
ージファイバ23を走査する順にイメージセンサ26は前記
多種の差周波ビート信号を検出する。
れた多種の周波数の差周波ビート信号から前記走査と同
調させた時系列周波数分析手段27により所定の差周波ビ
ート信号が分別される。
作用は前記図1に示した実施例における再構成手段13と
画像出力手段14との作用と同じである。
り検体22の任意の深部における平面画像や断層像を観察
することができる。
ク図である。図示の深部観察内視鏡は前記図1に示した
実施例において体腔内に挿入された偏光ビームスプリッ
タ7と1/4波長板9および9′とミラー8と偏光板10
と並列動作型イメージセンサ11とレンズ16とからなる光
学系を一体的に前記射出端から射出された光路とほぼ平
行な軸のまわりに回転させる回転手段100 を備えている
以外全て前記図1に示した実施例の構成と同じである。
実施例の作用・効果に加え回転手段100 がファイバ3を
中心として管腔状の検体32をラジアル状に走査するた
め、該検体32の全周の断層像を得ることができる。
観察内視鏡は、従来の内視鏡では観察し得ない体腔内の
深部を特定の深さの平面画像や断層像として観察し得る
ものであり、体腔内の深部の病変部を早期に発見し得る
などの有用性がある。
ブロック図
レーザ光源の周波数掃引波形を示す波形図
を示すブロック図
を示すブロック図
Claims (4)
- 【請求項1】 光を入射させる入射端と、入射された該
光を射出する射出端とを有し、該射出端を観察される検
体の内部に挿入される可撓性のファイバ束と、 該ファイバ束の前記入射端に光を入射させる光源と、 該ファイバ束の前記射出端から射出された光を検体の内
部に照射させ、該検体内部の2次元画像を得る画像形成
手段とからなる内視鏡において、 前記光源が周波数掃引単一周波数レーザ光源からなり、 前記画像形成手段が、前記検体内部により反射された光
と前記検体に反射される前の光の一部を分割して一定の
光路長を進行させた光とを干渉させて前記反射された検
体内部の深さの相違により強弱を繰り返す周波数の異な
る多種の差周波ビート信号の混在した画像信号を得る画
像信号形成手段と、該画像信号から所定の周波数で強弱
を繰り返す差周波ビート信号を分別して再生することに
より、前記検体の所定の深さの反射面の画像を再生する
画像再生手段とからなることを特徴とする深部観察内視
鏡。 - 【請求項2】 前記画像信号形成手段が、前記ファイバ
束の入射端に入射される前の光を偏光面がほぼ直交する
2つの光に分割する光路分割手段と、該光路分割手段に
より分割された2つの光を前記ファイバ束の入射端に入
射される前に波面整合させる第1の波面整合手段と、前
記ファイバ束の射出端より射出された波面整合された光
を前記偏光面がほぼ直交する2つの光に分割させるとと
もに該分割されて一定の光路長を進行された光と検体を
照射して反射された光とを波面整合させる第2の波面整
合手段と、前記第2の波面整合手段により波面整合され
た2つの光の同一偏光方向の成分同士を干渉させる偏光
手段と、該干渉して得られた強弱を繰り返す周波数の異
なる多種の差周波ビート信号を検出する2次元光強度検
出手段とからなり、 前記画像再生手段が、前記多種の差周波ビート信号から
所定の周波数で強弱を繰り返す差周波ビート信号を分別
する周波数分析手段と、該所定の周波数で強弱を繰り返
す差周波ビート信号から前記検体の特定深部の画像を再
構成させる再構成手段と、該再構成手段により再構成さ
れた画像を出力する画像出力手段とからなることを特徴
とする請求項1記載の深部観察内視鏡。 - 【請求項3】 前記第2の波面整合手段と前記偏光手段
と前記2次元光強度検出手段とを一体的に前記射出端か
ら射出された光の光路とほぼ平行な軸のまわりに回転さ
せる回転手段を備えてなることを特徴とする請求項2記
載の深部観察内視鏡。 - 【請求項4】 前記ファイバ束がシングルモードイメー
ジファイバ束からなり、 前記画像信号形成手段が、前記イメージファイバ束を構
成する複数のファイバの入射端に順次前記周波数掃引単
一周波数レーザ光を入射させる走査手段と、前記イメー
ジファイバの光路中に配され、前記イメージファイバの
入射端より入射されたレーザ光を一定の光路長を進行さ
せる光と該イメージファイバの射出端から射出させる光
とに分割されるとともに、上記一定の光路長を進行させ
た光と前記イメージファイバから射出され上記検体によ
り反射されて再び前記射出端から前記イメージファイバ
に入射した光とを干渉させるファイバ干渉系と、該干渉
して得られた強弱を繰り返す周波数の異なる多種の差周
波ビート信号を検出する2次元光強度検出手段とからな
り、 前記画像再生手段が、前記多種の差周波ビート信号から
所定の周波数で強弱を繰り返す差周波ビート信号を分別
する周波数分析手段と、該所定の周波数で強弱を繰り返
す差周波ビート信号から前記検体の特定深部の画像を再
構成させる再構成手段と、該再構成手段により再構成さ
れた画像を出力する画像出力手段とからなることを特徴
とする請求項1記載の深部観察内視鏡。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4225428A JP3000320B2 (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 深部観察内視鏡 |
US08/487,639 US5716324A (en) | 1992-08-25 | 1995-06-07 | Endoscope with surface and deep portion imaging systems |
US08/665,640 US5810719A (en) | 1992-08-25 | 1996-06-18 | Endoscope |
US08/898,011 US5823942A (en) | 1992-08-25 | 1997-07-25 | Endoscope with surface and deep portion imaging systems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4225428A JP3000320B2 (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 深部観察内視鏡 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0663048A true JPH0663048A (ja) | 1994-03-08 |
JP3000320B2 JP3000320B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=16829219
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4225428A Expired - Lifetime JP3000320B2 (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 深部観察内視鏡 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3000320B2 (ja) |
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