JPWO2012133431A1 - 走査型内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

内視鏡装置１は、少なくとも２つの波長帯域において異なる偏光特性を有する光を出射する光源ユニット２４と、被検体に挿通される挿入部１１の先端に一端を配置し、光源ユニット２４からの光を導光する照明ファイバ１４と、照明ファイバ１４の一端を走査するドライバユニット２５と、先端部１２に配置され、被検体からの戻り光を受光する検出ファイバ１６ａ及び１６ｂと、被検体と検出ファイバ１６ａ及び１６ｂとの間に配置され、戻り光を所望の偏光方向に偏光させる偏光フィルタ１７ａ及び１７ｂとを有する。

Description

本発明は、内視鏡装置、内視鏡キャップ及び分析方法に関する。

従来、光源からの非偏光の光を導光する光ファイバの先端を走査させ、被検体からの戻り光を該光ファイバの周囲に配置された光ファイババンドルで受光し、経時的に検出した光強度信号を用いて画像化する走査型の内視鏡装置が提案されている（例えば、特表２００３−５３５６５９号公報参照）。

また、内視鏡による観察等を行う際に、非偏光の光を用いた観察の他に、例えば、早期癌などの診断等の際に、偏光を用いて偏光画像を観察する内視鏡装置が提案されている（例えば、特開２００９−２１３６４９号公報、特開２０１０−１０４４２２号公報参照）。

特開２００９−２１３６４９号公報の内視鏡装置では、内視鏡先端に偏光分離素子とＣＣＤ等の撮像素子を先端部に設けることにより、生体に照明した光に対して戻り光の偏光成分を分離することができる。

特開２０１０−１０４４２２号公報の内視鏡装置は、複数のカラーフィルタ及び複数の照射光偏光フィルタのそれぞれを順次切り替えることにより、異なる波長スペクトルごとに、偏光状態が異なる複数の照射光を観察部位に順次照射する。そして、内視鏡装置は、観察部位からの戻り光を内視鏡の先端部に設けられた偏光フィルタ部で所定の方向に偏光した後、ＣＣＤ等の撮像素子で撮像する。

しかしながら、特開２００９−２１３６４９号公報は先端部にＣＣＤ等の撮像素子を設ける必要があり、挿入部が太径化するという問題がある。

また、特開２０１０−１０４４２２号公報に示されるように挿入部を細径化するために、先端部に光ファイババンドルを配置して、例えば、後段の本体装置等に設けられた撮像素子に戻り光を導光し、偏光分離素子を用いて偏光観察を行う内視鏡装置では、画素数が該光バンドルの本数に該当し、偏光画像の画質が悪くなるという問題がある。

さらに特表２００３−５３５６５９号公報の画像化方式を用い、細径を維持した状態で偏光観察手段は開示されていない。

本発明は、挿入部の細径を維持したまま高画質の画像を取得することができる内視鏡装置、内視鏡キャップ及び分析方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の内視鏡装置は、少なくとも２つの波長帯域において異なる偏光特性を有する光を出射する光源部と、被検体に挿通される挿入部の先端に一端を配置し、前記光源部からの光を導光する光学素子と、前記一端を走査する駆動部と、前記先端部に配置され、前記被検体からの戻り光を受光する受光部と、前記被検体と前記受光部との間に配置され、前記戻り光を所望の偏光方向に偏光させる偏光フィルタ部と、を有する。

また、本発明の一態様の内視鏡キャップは、先端部に配置された光学素子の端部を走査するための駆動部を有する内視鏡に着脱するための装着部と、前記光学素子から生体に照射した光を透過する光学部材と、前記光学部材の近傍に配置され、前記生体からの戻り光を偏光特性毎に分離する偏光フィルタ部と、を有する。

また、本発明の一態様の分析方法は、被検体に挿通される挿入部の先端部に配置された光学素子の端部を走査し、所定の第１偏光方向を有する第１波長帯域の第１照明光と、前記第１偏光方向と異なる第２偏光方向を有する第２波長帯域の第２照明光とを前記光学素子の端部から前記被検体に照射し、前記被検体からの戻り光を、前記第１偏光方向と前記第２偏光方向とに偏光フィルタ部で偏光し、前記第１波長帯域と前記第２波長帯域とに前記戻り光を波長分割手段で分割し、前記第１偏光特性を有する前記第１波長帯域の光強度、前記第１偏光方向を有する前記第２波長帯域の光強度、前記第２偏光特性を有する前記第１の波長帯域の光強度、及び、前記第２偏光特性を有する前記第２波長帯域の光強度の検出信号を検出手段で生成し、前記検出信号に基づいて、前記第１波長帯域の第１光強度と、前記第２波長帯域の第２光強度との差または除を演算部で算出し、算出値を閾値と比較し、異常値を検出する演算部で分析する。

第１の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す図である。 内視鏡装置の先端部の構成を示す斜視図である。 先端部の偏光フィルタの配置について説明するための図である。 先端部の偏光フィルタの他の配置の例を説明するための図である。 先端部の偏光フィルタの他の配置の例を説明するための図である。 先端部の偏光フィルタの他の配置の例を説明するための図である。 内視鏡装置１の作用について説明するための図である。 内視鏡装置１を用いた偏光画像診断の処理の流れの例を説明するためのフローチャートである。 内視鏡装置１を用いた処置の流れの例を説明するためのフローチャートである。 第１の実施の形態の第１変形例に係る内視鏡装置の構成を示す図である。 第１の実施の形態の第２変形例に係る内視鏡装置の構成を示す図である。 第２の実施の形態の内視鏡装置の先端構成を示す斜視図である。 第２の実施の形態の先端構成を示す側面図及びキャップの内周面の構成を示す図である。 内視鏡装置の他の先端構成を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

（第１の実施の形態）
以下に、第１の実施の形態ついて説明する。

まず、図１から図３を用いて、第１の実施の形態の内視鏡装置の構成について説明する。

図１は、第１の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す図であり、図２は、内視鏡装置の先端部の構成を示す斜視図であり、図３は、先端部の偏光フィルタの配置について説明するための図である。

図１に示すように、内視鏡装置１は、照明光を走査させながら被検体に照射し、被検体からの戻り光を得る走査型の内視鏡２と、この内視鏡２に接続される本体装置３と、本体装置３で得られる被検体像を表示するモニタ４とを有して構成されている。

内視鏡２は、所定の可撓性を備えたチューブ体を主体として構成される細長な挿入部１１を有する。挿入部１１の先端側には、先端部１２が設けられている。また、挿入部１１の基端側は、図示しないコネクタ等が設けられており、内視鏡２は、このコネクタ等を介して、本体装置３と着脱自在に構成されている。

先端部１２の先端面には、照明レンズ１３ａ及び１３ｂにより構成される先端光学系１３が設けられている。また、挿入部１１の内部には、基端側から先端側へ挿通され、後述する光源ユニット２４からの光を導光する光学素子としての照明ファイバ１４と、照明ファイバ１４の先端側に設けられ、後述するドライバユニット２５からの駆動信号に基づき、照明ファイバ１４の先端を所望の方向に走査させるアクチュエータ１５とが設けられている。このような構成により、照明ファイバ１４によって導光された光源ユニット２４からの照明光が被写体に照射される。

また、挿入部１１の内部には、挿入部１１の内周に沿って基端側から先端側へ挿通され、被検体からの戻り光を受光する受光部として第１の偏光成分を導光する検出ファイバ１６ａと、第２の偏光成分を導光する検出ファイバ１６ｂとが設けられている。これらの検出ファイバ１６ａ及び１６ｂは、それぞれ少なくとも２本以上のファイババンドルであってもよい。内視鏡２が本体装置３に接続された際に、検出ファイバ１６ａ及び１６ｂは後述する分波器３７ａ及び３７ｂに接続される。

また、先端部１２の先端面には、図３に示すように、先端光学系１３の周囲において左右対称に、被検体からの第1の偏光方向の戻り光を透過する偏光フィルタ１７ａ、及び、被検体からの第２の偏光方向の戻り光を透過する偏光フィルタ１７ｂが設けられている。偏光フィルタ１７ａ及び１７ｂは、図１に示すように、検出ファイバ１６ａ及び１６ｂの先端を覆うように設けられている。これらの第１偏光フィルタとしての偏光フィルタ１７ａ及び第２偏光フィルタとしての偏光フィルタ１７ｂは、それぞれ被検体と検出ファイバ１６ａ及び１６ｂとの間に設けられ、被検体からの戻り光を所望の方向に偏光させる。なお、図１では、便宜的に、偏光フィルタ１７ａを上側、偏光フィルタ１７ｂを下側に配置している。また、先端部１２における偏光フィルタ１７ａ及び１７ｂの配置は、図３に限定されるものではない。

図４Ａ〜図４Ｃは、先端部の偏光フィルタの他の配置の例を説明するための図である。

図４Ａの先端面には、第１の偏光方向の偏光フィルタ１７ａ１及び１７ａ２と、第２の偏光方向の偏光フィルタ１７ｂ１及び１７ｂ２とが円対称に配置されている。このような配置により、それぞれの偏光成分における検出ファイバ１６ａ及び１６ｂの先端配置に依存した検出光量の偏りを抑えることができる。

図４Ｂの先端面には、第１の偏光方向の偏光フィルタ１７ａ３及び１７ａ４が紙面に向かって上下に配置され、第２の偏光方向の偏光フィルタ１７ｂ３及び１７ｂ４が紙面に向かって左右に配置されている。このように偏光フィルタ１７ａ３、１７ａ４、１７ｂ３及び１７ｂ４を円対称に等間隔に配置することにより、先端光学系１３の周囲で偏光フィルタ１７ａ３、１７ａ４、１７ｂ３及び１７ｂ４が配置されていない箇所では、被検体からの戻り光を偏光せずに検出ファイバ１６ａ及び１６ｂで受光してもよい。

図４Ｃの先端面には、内視鏡２の先端面の中心を通る線分で２つの領域が規定されている。これらの２つの領域のそれぞれを中心から外周方向に向けて複数の領域、ここでは、４つの領域に区分けし、これらの複数の領域を内視鏡２の先端面の中心を通る線分を境界にして、それぞれ異なる偏光特性の偏光フィルタ１７ａ５及び１７ｂ５を互い違いに設けている。このような配置により、図４Ａと同様に、左右、中心から外周方向における検出光量の偏りを抑えることができる。

図１に戻り、挿入部１１の内部に、内視鏡２に関する各種情報を記憶したメモリ１８が設けられている。メモリ１８は、内視鏡２が本体装置３に接続された際に、図示しない信号線を介して、後述するコントローラ２３に接続され、内視鏡２に関する各種情報がコントローラ２３によって読み出される。

本体装置３は、電源２１と、メモリ２２と、コントローラ２３と、光源ユニット２４と、ドライバユニット２５と、検出ユニット２６とを有して構成されている。

光源ユニット２４は、２つの光源３１ａ及び３１ｂと、２つの偏光子３２ａ及び３２ｂと、合波器３３とを有して構成されている。

ドライバユニット２５は、信号発生器３４と、デジタルアナログ（以下、Ｄ／Ａという）変換器３５ａ及び３５ｂと、アンプ３６とを有して構成されている。

検出ユニット２６は、分波器３７ａ及び３７ｂと、検出器３８ａ〜３８ｄと、アナログデジタル（以下、Ａ／Ｄという）変換器３９ａ〜３９ｄとを有して構成されている。

電源２１は、図示しない電源スイッチ等の操作に応じて、コントローラ２３への電源の供給を制御する。メモリ２２には、本体装置３全体の制御を行うための制御プログラム等が記憶されている。

コントローラ２３は、電源２１から電源が供給されると、メモリ２２から制御プログラムを読み出し、光源ユニット２４、ドライバユニット２５の制御を行うとともに、検出ユニット２６で検出された被写体からの戻り光の光強度の解析を行い、得られた被写体像をモニタ４に表示させる制御を行う。

光源ユニット２４の光源３１ａ及び３１ｂは、コントローラ２３の制御に基づき、それぞれ異なる波長帯域の光を偏光子３２ａ及び３２ｂを用いて偏光方向を調整する。具体的には、光源３１ａは、３９０ｎｍ〜４４５ｎｍまたは５３０ｎｍ〜５５０ｎｍの第１波長帯域の光λ１を偏光子３２ａに出射し、光源３１ｂは、６００ｎｍ〜１１００ｎｍの第２波長帯域の光λ２を偏光子３２ｂに出射する。特に、第１波長帯域の光λ１は４１５ｎｍであり、第２波長帯域の光λ２は６００ｎｍであることが望ましい。

偏光子３２ａ及び３２ｂは、それぞれ異なる偏光特性を有しており、光源３１ａ及び３１ｂから出射された光λ_１及びλ_２を偏光する。具体的には、偏光子３２ａは、光源３１ａからの第１波長帯域の光λ_１を第１の偏光方向（Ｐ偏光）に偏光する。また、偏光子３２ｂは、光源３１ｂからの第２波長帯域の光λ_２を第１の偏光方向とは異なる第２の偏光方向（Ｓ偏光）に偏光する。ここでは、偏光子３２ａ及び３２ｂで偏光された光λ_１及びλ_２をそれぞれ光λ_１Ｐ及びλ_２Ｓとする。この第１の偏光方向を有する第１波長帯域は、被検体の光吸収特性を有し、第２の偏光方向を有する第２波長帯域は、第１波長帯域の光吸収特性より低い光吸収特性を有している。

合波器３３は、第１の偏光方向に偏向された第１波長帯域の光λ_１Ｐと、第２の偏光方向に偏光された第２波長帯域の光λ_２Ｓを合波する。これにより、光源ユニット２４からは、２つの波長帯域において異なる偏光特性を有する光λ_１Ｐ及びλ_２Ｓが照明ファイバ１４に出射される。

このように、光源ユニット２４は、少なくとも２つの波長帯域において異なる偏光特性を有する光を出射する光源部を構成する。

ドライバユニット２５の信号発生器３４は、コントローラ２３の制御に基づき、照明ファイバ１４の先端を所望の方向、例えば、螺旋状に走査させるための駆動信号を出力する。具体的には、信号発生器３４は、照明ファイバ１４の先端を挿入部１１の挿入軸に対して左右方向（Ｘ軸方向）に駆動させる駆動信号をＤ／Ａ変換器３５ａに出力し、挿入部１１の挿入軸に対して上下方向（Ｙ軸方向）に駆動させる駆動信号をＤ／Ａ変換器３５ｂに出力する。

Ｄ／Ａ変換器３５ａ及び３５ｂは、それぞれ入力された駆動信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し、アンプ３６に出力する。アンプ３６は、入力された駆動信号を増幅してアクチュエータ１５に出力する。アクチュエータ１５は、アンプ３６からの駆動信号に基づいて、照明ファイバ１４の先端を螺旋状に走査させる。これにより、光源ユニット２４から照明ファイバ１４に出射された光λ_１Ｐ及びλ_２Ｓは、被検体に対して螺旋状に順次照射される。

このように、ドライバユニット２５は、照明ファイバ１４の一端を走査する駆動部を構成する。

被検体に照射された光λ_１Ｐからは、被検体の表面部領域で反射された偏光特性が変化していない戻り光λ_１Ｐと、被検体の深部領域で反射された偏光特性が変化した戻り光λ_１Ｓとが得られる。同様に、被検体に照射された光λ_２Ｓからは、被検体の表面部領域で反射された偏光特性が変化していない戻り光λ_２Ｓと、被検体の深部領域で反射された偏光特性が変化した戻り光λ_２Ｐとが得られる。偏光フィルタ１７ａでは、戻り光λ_１Ｐ及びλ_２Ｐが透過され、偏光フィルタ１７ｂでは、戻り光λ_１Ｓ及びλ_２Ｓが透過され、それぞれ検出ファイバ１６ａ および１６ｂで受光される。検出ファイバ１６ａで受光された戻り光λ_１Ｐ及びλ_２Ｐは分波器３７ａに導光され、検出ファイバ１６ｂで受講された戻り光λ_１Ｓ及びλ_２Ｓは分波器３７ｂに導光される。

分波器３７ａ及び３７ｂは、例えば、ダイクロイックミラー等であり、所定の波長帯域で戻り光を分波する。具体的には、分波器３７ａは、検出ファイバ１６ａにより導光された戻り光λ_１Ｐ及びλ_２Ｐを、第１の波長帯域の戻り光λ_１Ｐと第２の波長帯域の戻り光λ_２Ｐとに分波し、それぞれ検出器３８ａ及び３８ｂに出力する。同様に、分波器３７ｂは、検出ファイバ１６ｂにより導光された戻り光λ_１Ｓ及びλ_２Ｓを、第１の波長帯域の戻り光λ_１Ｓと第２の波長帯域の戻り光λ_２Ｓとに分波し、それぞれ検出器３８ｃ及び３８ｄに出力する。

検出器３８ａは、第１の波長帯域の第１の偏光方向の戻り光λ_１Ｐの光強度を検出し、検出器３８ｂは、第２の波長帯域の第１の偏光方向の戻り光λ_２Ｐの光強度を検出する。同様に、検出器３８ｃは、第１の波長帯域の第２の偏光方向の戻り光λ_１Ｓの光強度を検出し、検出器３８ｄは、第２の波長帯域の第２の偏光方向の戻り光λ_２Ｓの光強度を検出する。検出器３８ａ〜３８ｄで検出された光強度の信号は、それぞれＡ／Ｄ変換器３９ａ〜３９ｄに出力される。このように、検出器３８ａ〜３８ｄは、被検体からの戻り光の光強度を検出する検出部を構成する。

Ａ／Ｄ変換器３９ａ〜３９ｄは、それぞれ検出器３８ａ〜３８ｄから出力された光強度の信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、コントローラ２３に出力する。

コントローラ２３は、被検体の表面部領域での第１の偏光方向の光強度と第２の偏光方向の光強度との比較、及び、被検体の深部領域での第１の偏光方向の光強度と第２の偏光方向の光強度との比較を行う。光強度の比較は、例えば、被検体の表面部領域での第１の偏光方向の光強度と第２の偏光方向の光強度との除あるいは差を算出することにより行われる。このように、コントローラ２３は、第１の偏光方向の光強度と第２の偏光方向の光強度との除あるいは差を算出する演算部を構成する。

具体的には、コントローラ２３は、検出器３８ａで検出された戻り光λ_１Ｐの光強度と検出器３８ｄで検出された戻り光λ_２Ｓの光強度との比較、及び、検出器３８ｂで検出された戻り光λ_２Ｐの光強度と検出器３８ｃで検出された戻り光λ_１Ｓの光強度との比較を行う。コントローラ２３は、表面部領域での波長毎の光強度の比較、及び、深部領域での波長毎の光強度の比較を行うことにより、被検体の異なる深さの擬似カラー画像を生成し、モニタ４に表示する。また、コントローラ２３は、比較を行った光強度が所定の閾値より小さいか否かを検出することにより、表面部領域及び深部領域に腫瘍等の病変部がある否かを判定する。

次に、このように構成された内視鏡装置１の作用について、図５を用いて説明する。

図５は、内視鏡装置１の作用について説明するための図である。

まず、操作者によって電源スイッチがＯＮされ、コントローラ２３に電源２１からの電源が供給されると、光源３１ａから第１の波長帯域の光λ_１及び光源３１ｂから第２の波長帯域の光λ_２が出力される。光源３１ａから出力された第１の波長帯域の光λ_１は、偏光子３２ａにより第１の偏光方向に偏光され、光源３１ｂから出力された第２の波長帯域の光λ２は、偏光子３２ｂにより第２の偏光方向に偏光される。第１の偏光方向に偏光された第１の波長帯域の光λ_１Ｐ及び第２の偏光方向に偏光された第２の波長帯域の光λ_２Ｓは、照明ファイバ１４から出射され、被検体に照射される。被検体からは、表面部で反射された戻り光λ_１Ｐ及びλ_２Ｓと、深部で反射された戻り光λ_１Ｓ及びλ_２Ｐが得られる。

これらの戻り光λ_１Ｐ、λ_２Ｓ、λ_１Ｓ及びλ_２Ｐは、偏光フィルタ１７ａにより第１の偏光方向の戻り光λ_１Ｐ及びλ_２Ｐと、偏光フィルタ１７ｂにより第２の偏光方向の戻り光λ_１Ｓ及びλ_２Ｓに分離される。偏光フィルタ１７ａにより分離された戻り光λ１Ｐ及びλ２Ｐは、分波器３７ａにより所定の波長帯域で分波され、偏光フィルタ１７ｂにより分離された戻り光λ_１Ｓ及びλ_２Ｓは、分波器３７ｂにより所定の波長帯域で分波される。

分波器３７ａで分波された戻り光λ_１Ｐ及びλ_２Ｐは、それぞれ検出器３８ａ及び３８ｂで光強度が検出され、分波器３７ｂで分波された戻り光λ_１Ｓ及びλ_２Ｓは、それぞれ検出器３８ｃ及び３８ｄで光強度が検出される。検出された光強度は、コントローラ２３によって、表面部領域での波長毎の比較、及び、深部での波長毎の比較が行われ、表面部領域及び深部での腫瘍等の存在の有無が判定される。

次に、内視鏡装置１を用いた偏光画像診断の分析方法について説明する。

図６は、内視鏡装置１を用いた偏光画像診断の処理の流れの例を説明するためのフローチャートである。

まず、照明ファイバ１４の先端部が走査され、所定の偏光成分を持つ第１の波長帯域の光λ１Ｐと、該偏光成分と直交する偏光成分を持つ第２の波長帯域の光λ２Ｓとが生体組織に照射される（ステップＳ１）。次に、前記所定の偏光成分と該偏光成分と直交する偏光成分とに戻り光が偏光される（ステップＳ２）。ここでは、第１の波長帯域の中心波長を４１５ｎｍ、第２の波長帯域の中心波長を６００ｎｍとする。次に、第１の波長帯域と第２の波長帯域とに戻り光が分割され（ステップＳ３）、偏光成分、波長帯域毎の光強度が検出され、検出信号の分析が行われる（ステップＳ４）。

次に、被検体の表面部からの第１の波長帯域の戻り光の光強度Ｉ_{４１５−Ｐ}と、被検体の表面部からの第２の波長帯域の戻り光の光強度Ｉ_{６００−Ｓ}との除が閾値より小さいか否かが判定される（ステップＳ５）。表面部からの戻り光の光強度Ｉ_{４１５−Ｐ}／光強度Ｉ_{６００−Ｓ}が閾値より小さいと判定された場合、ＹＥＳとなり、表面部に4１５nmの吸収特性のあるヘモグロビンが多く存在する可能性が高いと判定される（ステップＳ６）。一方、表面部からの戻り光の光強度Ｉ_{４１５−Ｐ}／光強度Ｉ_{６００−Ｓ}が閾値以上と判定された場合、ＮＯとなり、表面部は正常と判定される（ステップＳ７）。

また、被検体の深部からの第１の波長帯域の戻り光の光強度Ｉ_{４１５−Ｓ}と、被検体の深部からの第２の波長帯域の戻り光の光強度Ｉ_{６００−Ｐ}との除が閾値より小さいか否かが判定される（ステップＳ８）。このステップＳ８の処理は、ステップＳ５の処理と並行して実行される。深部からの戻り光の光強度Ｉ_{４１５−Ｓ}／光強度Ｉ_{６００−Ｐ}が閾値より小さいと判定された場合、ＹＥＳとなり、深部にヘモグロビンが多く存在する可能性が高いと判定される（ステップＳ９）。一方、深部からの戻り光の光強度Ｉ_{４１５−Ｓ}／光強度Ｉ_{６００−Ｐ}が閾値以上と判定された場合、ＮＯとなり、深部は正常と判定される（ステップＳ１０）。そして、被検体の表面部及び深部での腫瘍の有無が判定されると、処理は終了する。

次に、偏光画像診断の分析方法で腫瘍等が検出された際の、内視鏡装置１を用いた処置について説明する。

図７は、内視鏡装置１を用いた処置の流れの例を説明するためのフローチャートである。

まず、広域の視野範囲の偏光画像がモニタ４に表示される（ステップＳ１１）。次に、異常値を示す閾値の領域が特定される（ステップＳ１２）。最後に、特定された関心領域に治療光が照射され（ステップＳ１３）、処理を終了する。

以上のように、内視鏡装置１は、第１の偏光方向（偏光特性）を有する第１波長帯域の光λ１Ｐと、第２の偏光方向（偏光特性）を有する第２波長帯域の光λ２Ｓとを被検体に走査し、その戻り光を先端部１２の偏光フィルタ１７ａ及び１７ｂで偏光する。そして、内視鏡装置１は、偏光フィルタ１７ａ及び１７ｂで偏光された戻り光を所定の波長帯域で分離し、光強度を検出して偏光画像を得るようにした。この結果、先端部１２にＣＣＤ等の撮像素子を設ける必要がなくなり、挿入部１１の細径を維持したまま高画質の偏光画像を得ることができる。

よって、本実施の形態の内視鏡装置によれば、挿入部の細径を維持したまま高画質の画像を取得することができる。

（変形例）
一般的なファイバは、挿入部の湾曲等によるファイバ構造の変化の影響により、偏光された光を入射してもファイバから射出する光において偏光状態を保つことができないことがある。そこで、本変形例では、挿入部の湾曲等によりファイバ構造の変化があった場合でも、偏光状態を保持することのできる内視鏡装置について説明する。

図８は、第１の実施の形態の第１変形例に係る内視鏡装置の構成を示す図である。

図８に示すように、本変形例の内視鏡装置１ａは、図１の内視鏡装置１の偏光子３２ａ及び３２ｂの出力段に位相補償部４１ａ及び４１ｂが設けられ、合波器３３の出力段に偏波制御部４２が設けられている。また、本変形例の内視鏡装置１ａは、図１の照明ファイバ１４に代わり、シングルモードファイバ４３を用いて構成されている。

位相補償部４１ａは、偏光子３２ａから出射された第１の偏光方向の第１波長帯域の光λ１Ｐの位相補償を行い、合波器３３に出射する。また、位相補償部４１ｂは、偏光子３２ｂから出射された第２の偏光方向の第２波長帯域の光λ２Ｓの位相補償を行い、合波器３３に出射する。

偏波制御部４２は、合波器３３からの照明光の偏光方向の調整を行い、シングルモードファイバ４３に出射する。シングルモードファイバ４３は、偏波制御部４２からの照明光を先端面から出射し、先端光学系１３を介して被検体に照射する。その他の構成は、第１の実施の形態の内視鏡装置１と同様のため、説明を省略する。

このような構成により、内視鏡装置１ａは、挿入部１１の湾曲等によりファイバ構造に変化があった場合でも、照明光の偏光状態を保持することができる。

図９は、第１の実施の形態の第２変形例に係る内視鏡装置の構成を示す図である。

図９に示すように、内視鏡装置１ｂは、第１変形例の内視鏡装置１ａの偏波制御部４２が削除されるともに、シングルモードファイバ４３に代わり偏波保持ファイバ４４を用いて構成されている。

偏波保持ファイバ４４は、入力と出力の偏光が一致するファイバであり、合波器３３から入力された照明光の偏光を保持し、先端面から被検体に対して照射する。その他の構成は、第１変形例の内視鏡装置１ａと同様のため、説明を省略する。さらに、検出ファイバ１６ａ及び１６ｂに偏波保持ファイバを用いてもよい。

このような構成により、内視鏡装置１ｂは、第１変形例の内視鏡装置１ａと同様に、挿入部１１の湾曲等によりファイバ構造に変化があった場合でも、照明光の偏光状態を保持することができる。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。

図１０は、第２の実施の形態の内視鏡装置の先端構成を示す斜視図であり、図１１は、第２の実施の形態の先端構成を示す側面図及びキャップの内周面の構成を示す図であり、図１２は、内視鏡装置の他の先端構成を示す図である。なお、第１の実施の形態の内視鏡装置１と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施の形態の内視鏡装置１ｃは、第１の実施の形態の本体装置３及びモニタ４に加え、内視鏡２ａと、内視鏡２ａの先端部１２に着脱可能な円筒形状のキャップ５０とを有して構成されている。

先端部１２の先端面には、照明レンズ１３ａが設けられ、照明レンズ１３ａの周囲に第１の偏光成分を導光する検出ファイバ１６ａと、第２の偏光成分を導光する検出ファイバ１６ｂとが配置されている。

内視鏡キャップとしのキャップ５０には、照明レンズ１３ａをカバーする平レンズ等の照明レンズカバー１３ｃが設けられていてもよい。この照明レンズカバー１３ｃは、照明ファイバ１４から被検体に照射させた光を透過する光学部材を構成する。

また、キャップ５０には、検出ファイバ１６ａ及び１６ｂをカバーするＰ偏光の偏光フィルタ５１ａ及び５１ｂと、Ｓ偏光の偏光フィルタ５１ｃ及び５１ｄとが設けられている。これらの偏光フィルタ５１ａ及び５１ｂ、Ｓ偏光の偏光フィルタ５１ｃ及び５１ｄは、円対称に配置されている。これらの偏光フィルタ５１ａ〜５１ｄは、被検体からの戻り光を偏光特性毎に分離する偏光フィルタ部を構成する。本実施の形態では、偏光フィルタ５１ａ〜５１ｄの配置は、上述した図４Ａと同様の配置となっている。なお、偏光フィルタ５１ａ〜５１ｄの配置は、上述した図３、図４Ｂまたは図４Ｃの配置であってもよい。

先端部１２の外周面には、４つの突起部５２ａ〜５２ｄが設けられている。なお、図１１において、突起部５２ｄは突起部５２ｂの背面側に配置されているため、符号を省略している。また、キャップ５０の内周面には、４つの突起部５２ａ〜５２ｄのそれぞれに嵌合可能な形状の４つの溝部５３ａ〜５３ｄが設けられている。これらの溝部５３ａ〜５３ｄは、内視鏡２に着脱するための装着部を構成する。また、これらの溝部５３ａ〜５３ｄは、内視鏡２に対してキャップ５０の回動を防止する凹凸部を構成する。キャップ５０は、溝部５３ａ〜５３ｄに突起部５２ａ〜５２ｄが嵌合された状態として、先端部１２に装着される。

なお、先端部１２に突起部５２ａ〜５２ｄを設け、キャップ５０に溝部５３ａ〜５３ｄを設ける構成で説明しているが、例えば、先端部に溝部を設け、キャップ５０に突起部を設ける構成にしてもよい。また、突起部５２ａ〜５２ｄ及び溝部５３ａ〜５３ｄは、それぞれ４つに限定されることなく、それぞれ３つ以下あるいは５つ以上であってもよい。さらに、ビス等でキャップ５０及び先端部１２を固定させてもよい。

さらにまた、図１２に示すように、キャップ５０の内周面にカムを構成する突起部５４を設け、先端部１２にカム溝５５を設けるようにしてもよい。操作者は、突起部５４をカム溝５５に取り付けた後にキャップ５０を回動させて、キャップ５０及び先端部１２を固定させる。この突起部５４は、内視鏡２に対してキャップ５０の回動を防止する回動防止部を構成する。

キャップの回動防止をしつつ、さらにキャップの脱落を防止するために、かつ、キャップ５０の内視鏡２を被覆する部分の素材を伸縮性のある軟質弾性素材、たとえばシリコン、ウレタンなどを用いてもよい。

このような構成によれば、操作者は、キャップ５０とは偏光特性の異なる偏光画像を得たい場合、キャップ５０とは偏光特性の異なる偏光フィルタを備えたキャップを先端部１２に装着するだけで、偏光特性の異なる偏光画像を容易に得ることができる。

よって、本実施の形態の内視鏡装置１ｃによれば、偏光特性の異なる偏光画像を容易に得ることができる。

なお、本明細書における各フローチャート中の各ステップは、その性質に反しない限り、実行順序を変更し、複数同時に実行し、あるいは実行毎に異なった順序で実行してもよい。

本発明は、上述した実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本出願は、２０１１年３月３１日に日本国に出願された特願２０１１−８０２５１号公報を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

本発明は、走査型内視鏡装置に関する。

本発明は、挿入部の細径を維持したまま高画質の画像を取得することができる走査型内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の走査型内視鏡装置は、照明光を走査して被検体の内視鏡画像を生成する走査型内視鏡装置において、第１波長帯域からなる第１照明光と前記第１波長帯域とは異なる第２波長帯域からなる第２照明光とを射出する光源と、前記被検体に照射するための前記第１の照明光の第１の偏光方向の光を透過させる第１の偏光部と、前記被検体に照射するための前記前記第２の照明光の前記第１の偏光方向とは異なる第２の偏光方向を透過させる第２の偏光部と、前記被検体からの戻り光を受光し前記第１の偏光方向の光を透過させる第３の偏光部と、前記被検体からの戻り光を受光し前記第２の偏光方向の光を透過させる第４の偏光部と、前記第３の偏光部を透過した光を第１の波長帯域と第２の波長帯域とに分離する第１の波長分離部と、前記第４の偏光部を透過した光を前記第１の波長帯域と前記第２の波長帯域とに分離する第２の波長分離部と、前記第１の波長分離部を透過した前記第１の波長帯域を有する光と、前記第１の波長分離部を透過した前記第２の波長帯域を有する光との光強度を検出する第１の検出部と、前記第２の波長分離部を透過した前記第１の波長帯域を有する光と、前記第２の波長分離部を透過した前記第２の波長帯域を有する光との光強度を検出する第２の検出部と、前記被写体の表面領域での戻り光を観察するために、前記第１の波長分離部を透過した前記第１の波長帯域を有する光と、前記第１の波長分離部を透過した前記第２の波長帯域を有する光と、前記第２の波長分離部を透過した前記第１の波長帯域を有する光と、前記第２の波長分離部を透過した前記第２の波長帯域を有する光とのうち少なくとも２つの前記光強度を比較する第１の判定部と、前記被写体の深部領域での戻り光を観察するために、前記第１の波長分離部を透過した前記第１の波長帯域を有する光と、前記第１の波長分離部を透過した前記第２の波長帯域を有する光と、前記第２の波長分離部を透過した前記第１の波長帯域を有する光と、前記第２の波長分離部を透過した前記第２の波長帯域を有する光とのうち前記第１の判定部で用いない２つの前記光強度を比較する第２の判定部と、を有する。

本発明の一態様の走査型内視鏡装置は、照明光を走査して被検体の内視鏡画像を生成する走査型内視鏡装置において、第１波長帯域からなる第１照明光と前記第１波長帯域とは異なる第２波長帯域からなる第２照明光とを射出する光源と、前記被検体に照射するための前記第１の照明光の第１の偏光方向の光を透過させる第１の偏光部と、前記被検体に照射するための前記第２の照明光の前記第１の偏光方向とは異なる第２の偏光方向を透過させる第２の偏光部と、前記被検体からの戻り光を受光し前記第１の偏光方向の光を透過させる第３の偏光部と、前記被検体からの戻り光を受光し前記第２の偏光方向の光を透過させる第４の偏光部と、前記第３の偏光部を透過した光を第１の波長帯域と第２の波長帯域とに分離する第１の波長分離部と、前記第４の偏光部を透過した光を前記第１の波長帯域と前記第２の波長帯域とに分離する第２の波長分離部と、前記第１の波長分離部を透過した前記第１の波長帯域を有する光と、前記第１の波長分離部を透過した前記第２の波長帯域を有する光との光強度を検出する第１の検出部と、前記第２の波長分離部を透過した前記第１の波長帯域を有する光と、前記第２の波長分離部を透過した前記第２の波長帯域を有する光との光強度を検出する第２の検出部と、前記被検体の表面領域での戻り光を観察するために、前記第１の波長分離部を透過した前記第１の波長帯域を有する光と、前記第１の波長分離部を透過した前記第２の波長帯域を有する光と、前記第２の波長分離部を透過した前記第１の波長帯域を有する光と、前記第２の波長分離部を透過した前記第２の波長帯域を有する光とのうち少なくとも２つの前記光強度を比較する第１の判定部と、前記被検体の深部領域での戻り光を観察するために、前記第１の波長分離部を透過した前記第１の波長帯域を有する光と、前記第１の波長分離部を透過した前記第２の波長帯域を有する光と、前記第２の波長分離部を透過した前記第１の波長帯域を有する光と、前記第２の波長分離部を透過した前記第２の波長帯域を有する光とのうち前記第１の判定部で用いない２つの前記光強度を比較する第２の判定部と、を有する。

Claims (13)

1. 少なくとも２つの波長帯域において異なる偏光特性を有する光を出射する光源部と、
   被検体に挿通される挿入部の先端に一端を配置し、前記光源部からの光を導光する光学素子と、
   前記一端を走査する駆動部と、
   前記先端部に配置され、前記被検体からの戻り光を受光する受光部と、
   前記被検体と前記受光部との間に配置され、前記戻り光を所望の偏光方向に偏光させる偏光フィルタ部と、
   を有することを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記偏光フィルタ部は、前記戻り光を第１の偏光方向に偏光させる第１偏光フィルタと、前記第１の偏光方向とは異なる第２の偏光方向に偏光させる第２偏光フィルタとを有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記第１の偏光方向を有する前記第１波長帯域は、前記被検体の光吸収特性を有し、前記第２の偏光方向を有する前記第２波長帯域は、前記第１波長帯域の光吸収特性より低い光吸収特性を有することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
4. 前記第１波長帯域は３９０ｎｍから４４５ｎｍであり、前記第２波長帯域は６００ｎｍから１１００ｎｍであることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
5. 前記第１波長帯域は４１５ｎｍであり、前記第２波長帯域は６００ｎｍであることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
6. 前記第１波長帯域は５３０ｎｍから５５０ｎｍであり、前記第２波長帯域は６００ｎｍから１１００ｎｍであることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
7. 前記第１偏光フィルタ及び前記第２偏光フィルタは、前記挿入部の先端面に対称的に配置されたことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
8. 前記戻り光の光強度を検出する検出部と、
   前記第１の偏光方向の光強度と前記第２の偏光方向の光強度とに基づいて、差または除を算出する演算部とをさらに有することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
9. 先端部に配置された光学素子の端部を走査するための駆動部を有する内視鏡に着脱するための装着部と、
   前記光学素子から生体に照射した光を透過する光学部材と、
   前記光学部材の近傍に配置され、前記生体からの戻り光を偏光特性毎に分離する偏光フィルタ部と、
   を有することを特徴とする内視鏡キャップ。
10. 前記偏光フィルタ部は、第１偏光特性を有する第１偏光フィルタと、第２偏光特性を有する第２偏光フィルタとを有し、
    前記第１偏光フィルタと前記第２偏光フィルタとは、円対称に配置されたことを特徴とする請求項９に記載の内視鏡キャップ。
11. 被検体からの戻り光を受光する内視鏡の受光部に対して前記第１偏光フィルタまたは前記第偏光２フィルタを所望の位置に配置させるとともに、前記内視鏡に対して回動を防止する凹凸部、またはカム形状で形成された回転防止部を更に有することを特徴とする請求項９に記載の内視鏡キャップ。
12. 被検体に挿通される挿入部の先端部に配置された光学素子の端部を走査し、
    所定の第１偏光方向を有する第１波長帯域の第１照明光と、前記第１偏光方向と異なる第２偏光方向を有する第２波長帯域の第２照明光とを前記光学素子の端部から前記被検体に照射し、
    前記被検体からの戻り光を、前記第１偏光方向と前記第２偏光方向とに偏光フィルタ部で偏光し、
    前記第１波長帯域と前記第２波長帯域とに前記戻り光を波長分割手段で分割し、
    前記第１偏光特性を有する前記第１波長帯域の光強度、前記第１偏光方向を有する前記第２波長帯域の光強度、前記第２偏光特性を有する前記第１の波長帯域の光強度、及び、前記第２偏光特性を有する前記第２波長帯域の光強度の検出信号を検出手段で生成し、
    前記検出信号に基づいて、前記第１波長帯域の第１光強度と、前記第２波長帯域の第２光強度との差または除を演算部で算出し、算出値を閾値と比較し、異常値を検出する演算部で分析することを特徴とする分析方法。
13. 前記第１偏光方向と前記第２偏光方向とは直交することを特徴とする請求項１２に記載の分析方法。

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