JPWO2017170662A1 - 光学イメージング装置 - Google Patents
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Abstract
蛍光イメージング装置は、蛍光色素励起用レーザを被検体に照射するための光源と、光源からの光を受け取る集光レンズと、イメージファイバとイメージファイバの先端側に配置されたレンズとを備えた内視鏡プローブと、被検体からの戻り光を検出する光検出器と、イメージファイバ又は集光レンズに接続され、電圧の引加によりイメージファイバ又は集光レンズを振動させる振動素子とを備えている。この構成により、振動素子を振動させ、被検体の画像に現れるファイバ素線の格子模様をリアルタイムで補正することができる。
Description
本発明は、光学イメージング装置に関する。
光学イメージング装置の画像伝送部である内視鏡プローブには、光ファイバ束からなるイメージファイバが用いられている。細胞レベルの観察が可能な細径の内視鏡では、少ない画素数のイメージファイバを用いる必要があるため、ファイバ素線の格子模様が視認性に影響を与える。
ファイバ素線の格子模様を低減させるために、特許文献１では、蛍光イメージング装置において、取得した画像を、ソフトウェア的に画像処理することにより画像を平滑化し、この格子模様を見えにくくし、対象物の像を見えやすくしている。
特許文献２の内視鏡用観察・撮像装置では、内視鏡内部においてレンズとイメージガイドの間で枠体に収容された透明板に対し、透明板の上下及び左右周縁における４か所で当接する圧電振動子を該枠体に固着して設け、圧電振動子を振動させることにより、ファイバの配設模様を除去している。
特許文献３は、イメージガイドの入射端の外周に形成された圧電素子でイメージガイドの入射端を揺動させ、対物光学系で結像された像に対して前記イメージガイドの入射端を周期的にシフト動作させるシフト機構を備えた内視鏡システムについて開示している。
しかしながら、特許文献１に記載のソフトウェアによる平滑化処理では、平滑化により補正された画像をリアルタイムに得ることができない。また、ソフトウェアによる処理では、専用のソフトウェアを搭載した蛍光イメージング装置しか用いることができず、汎用性に乏しく、かつ高価である。
特許文献２に記載の装置は、圧電振動子がレンズとイメージガイドとの間で光路内に固着されているため構造が複雑であると共に、イメージガイドを形成するファイバに入射する光が歪み、検出側のファイバ端でのファイバ模様の除去効果に乏しいという問題が存在する。
特許文献３では、ＣＣＤのフレームレートに合わせて圧電素子を用いたシフト機構をシフトさせ、シフトの一周期で複数回撮像し、得られた複数フレームの画像を合成して一つの合成画像を生成するため、リアルタイムで画像を取得することができない。また、シフト機構が、イメージガイドの検体側の先端に位置するため、ＣＣＤで観察されるイメージガイドの格子模様の除去効果に乏しいという問題が存在する。
本発明の目的は、被検体の画像に現れるファイバ素線の格子模様をリアルタイムで補正することができる光学イメージング装置を提供することにある。
本発明者らは、上記の目的を達成すべく、内視鏡プローブに振動素子を取り付けてファイバを高速振動させることにより、簡素な機械的構成でリアルタイムに画像を平滑化できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の第一の態様によれば、光を被検体に照射するための光源と、前記光源からの光を受け取る集光レンズと、前記集光レンズを介して入射した前記光源からの光を被検体に導く光ファイバを複数束ねたイメージファイバと、前記イメージファイバの先端側に配置されたレンズとを備えた内視鏡プローブと、前記被検体からの戻り光を検出する光検出器と、前記イメージファイバ、前記集光レンズ、又は光検出器に接続され、前記イメージファイバ、前記集光レンズ又は光検出器を振動させる振動素子と、を備えた光学イメージング装置が提供される。
一実施形態において、光学イメージング装置は、前記光検出器にて検出された戻り光から生成された被検体の画像を表示する表示装置をさらに備える。
別の実施形態において、振動素子は、前記光検出器から得られた被検体の画像における前記イメージファイバのファイバ素線の格子模様を打ち消すように作動する。
別の実施形態において、イメージファイバの先端側に配置されたレンズは、前記イメージファイバの先端に結合されたＧＲＩＮレンズである。
本発明の第二の態様によれば、光を被検体に照射するための光源と、前記光源からの光を受け取る集光レンズと、前記集光レンズを介して入射した前記光源からの光を被検体に導く複数のファイバの束からなるイメージファイバと、前記イメージファイバの先端側に配置されたレンズとを備えた内視鏡プローブと、前記被検体からの戻り光を検出する光検出器と、を備えた光学イメージング装置を用いた被検体の画像の処理方法であって、前記イメージファイバ又は前記集光レンズに接続された振動素子を、前記被検体の画像における前記イメージファイバのファイバ素線の格子模様を打ち消すように振動させることを含む、方法が提供される。
一実施形態において、前記振動素子の振動は、前記画像の表示中にリアルタイムで行われる。
本発明によれば、補正された明瞭な画像をリアルタイムに取得することができる。また、画像の補正を低コストで行うことができる。さらには、本発明の光学イメージング装置は、公知の光学系や公知の光学イメージング装置に応用でき、汎用性も広い。
以下、本発明を蛍光イメージング装置に具現化した第１実施形態を図面を参照しながら説明する。
本発明の第１実施形態の蛍光イメージング装置１は、光学系１０と、光学系１０に着脱可能に接続され、被検体３からの戻り光を検出する光検出器としてのＣＣＤカメラ１７と、光学系１０に着脱可能に接続され、被検体３を顕微鏡観察する内視鏡プローブ２０と、光学系１０に着脱可能に接続され、蛍光色素励起用レーザを被検体３に照射するための光源３０と、光学系１０に着脱可能に接続されたパーソナルコンピュータ４０とを備えている。光学系１０は、光源３０からの光を受け取り、被検体３に向けて伝達し、かつ内視鏡プローブ２０からの光をＣＣＤカメラ１７に向けて伝達する。被検体３は動物、植物、微生物；それらの組織；及びそれらの細胞であり得る。被検体３における蛍光の発現は、被検体３に注射等により投与した細胞内イメージング用の蛍光色素等の蛍光体によって行われるか、被検体３自身によって作られた蛍光体によって行われ、光源３０からの蛍光色素励起用レーザを照射することで観察することができる。パーソナルコンピュータ４０は、生成された被検体３の画像を表示する表示装置としてのモニタ４２を備えている。
光源３０の光ファイバ３２の先端部を、光学系１０のユニットに設けたコネクタ４に接続することにより、光源３０が光学系１０と接続される。また、内視鏡プローブ２０の光ファイバ２１の基端部を、光学系１０のユニットに設けた、イメージファイバ２１を接続するための保持部材５２に接続することにより、内視鏡プローブ２０が光学系１０と接続される。
光学系１０は、内視鏡プローブ２０に対応するよう配置された集光レンズ１１、光源３０からの光を反射し、集光レンズ１１に向けて反射するミラー１２、光源３０からの励起光を反射し、及びその一部をミラー１２に向けて反射するミラー１４を有する。
内視鏡プローブ２０からの戻り光はＣＣＤカメラ１７で受け取られ、ＣＣＤカメラ１７によりＡ／Ｄ変換された信号はパーソナルコンピュータ４０に入力され、パーソナルコンピュータ４０は２次元の画像データを生成する。
パーソナルコンピュータ４０のメモリ等に格納された画像データは、Ｄ／Ａ変換等して、例えば標準的な映像信号に変換し、パーソナルコンピュータ４０のモニタ４２に出力し、モニタ４２は、被検体３の組織又は細胞の像を光学イメージング画像として表示する。
次に、内視鏡プローブ２０についてより詳しく説明する。図１、図２（Ａ）、及び図２（Ｂ）を参照すると、内視鏡プローブ２０は、集光レンズ１１を介して入射した光源３０からの光及び光源３０からの光を被検体３に導く複数のファイバの束（ファイバ素線とも言う）からなるイメージファイバ２１と、イメージファイバ２１の先端側に接続された光ヘッド２２とを備え、光ヘッド２２は、被検体３からの戻り光をイメージファイバ２１の先端面に結像するレンズ２３を備えている。イメージファイバ２１の画素数は特に限定されないが、通常５０００から１０００００、例えば１００００程度である。イメージファイバ２１の基端部からイメージファイバ２１の全長の大部分は可撓性材料２４で覆われ、光ヘッド２２（レンズ２３）の基端部はシース２５により覆われている。シース２５は、金属、樹脂、又はそれらの組み合わせ等から形成され得る。シース２５の上には内視鏡プローブ２０保持のための金属製等の管２６（図３参照）がさらに設けられていてもよい。
このような構成により、内視鏡プローブ２０は、光学系１０から入射した光源３０からの光をイメージファイバ２１及びレンズ２３を介して被検体３に導くと共に、被検体３からの戻り光をレンズ２３及びイメージファイバ２１を介して集光レンズ１１に向かって伝達する。
レンズ２３は、イメージファイバ２１の先端２１ａと必ずしも直接結合していなくても、イメージファイバ２１の先端２１ａからの入射光を伝達できるよう、イメージファイバ２１の先端２１ａ付近に配置されていればよいが、図２ではレンズ２３の基端２３ｂがイメージファイバ２１の先端２１ａと結合され、イメージファイバ２１の先端部とレンズ２３の基端部が略一直線に並ぶ構成となっている。
レンズ２３は、イメージファイバ２１から導かれた光を集光可能な任意のレンズであってよく、そのようなレンズとして従来の光学系のレンズ及び屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）が挙げられるが、中でも、ＧＲＩＮレンズは径が細く被検体３の微細領域を観察できるため、好ましい。光ヘッド２２（レンズ２３）は被検体３の表面に接触させられるか、被検体３の内部に刺入れされ、光源３０から発せられた励起用レーザが被検体３の表面から数十μｍ〜数百μｍの深さの位置に集束される。
図２（Ｂ）のＧＲＩＮレンズの例を参照すると、ＧＲＩＮレンズの長さＬは２．５ｍｍ、直径は３５０μｍであり、レンズ２３の先端２３ａから焦点面までの距離Ｘは１００μｍ程度である。
本実施形態において、蛍光イメージング装置１は、イメージファイバ２１の基端２１ｂにコネクタ５（図４（Ａ），（Ｂ）参照）を介して接続され、電圧の引加によりイメージファイバ２１を振動させる１又は複数の振動素子５０を備えている。振動素子５０としては、リニアアクチュエータ（リニアモータ）、圧電素子、磁歪素子、水晶振動子、超音波振動素子等が挙げられる。振動素子５０は、市販の振動素子を利用可能である。
図４（Ａ）及び（Ｂ）に振動素子５０の配置を示す。イメージファイバ２１の基端２１ｂがコネクタ５に接続され、コネクタ５はコネクタ５を保持するための保持部材５２に取り付けられる。保持部材５２は光学系１０に固定されている。この例では振動素子５０がイメージファイバ２１の基端２１ｂと集光レンズ１１の間に配置されている。具体的には、保持部材５２におけるイメージファイバ２１の基端２１ｂが接続された面とは反対側の面に振動素子５０が取り付けられている。
図１に戻り、蛍光観察中に振動素子５０に電圧を印加し、イメージファイバ２１を振動させるように振動させると、ＣＣＤカメラ１７から得られた信号から得た、モニタ４２に表示される被検体３の画像における、イメージファイバ２１のファイバ素線の格子模様が打ち消される。
ファイバ素線の格子模様を打ち消す振動素子５０の振動の速度は、ＣＣＤカメラ１７の画像取得レートよりも速いことが好ましい。また、ファイバ素線の格子模様を打ち消す振動素子５０の振動の大きさは、加える電圧の大きさを変更し、モニタ４２上で格子模様が打ち消される状態で電圧を一定に維持することで、当業者には容易に設定することができる。理論に束縛されることを望まないが、振動素子５０の振動により移動する距離が、隣り合うファイバ素線の中心間の距離の２分の１以上になるよう振動の大きさを設定すれば、ファイバ素線の格子模様を打ち消しの効果がより顕著になると考えられる。振動素子５０の振動は、被検体３の画像の取得中、生成中、表示中等、被検体３の観察中の任意の時点で、リアルタイムで行うことができるため、モニタ４２に表示される被検体３の画像は、振動により補正された画像が映し出され、画像の補正のためのタイムラグが生じない。本実施形態によれば、パーソナルコンピュータ４０にて生成した画像をGaussianフィルタ等の画像平滑化フィルタでソフトウェア的に後処理する必要がなく、簡素な機械的構成でリアルタイムに画像を平滑化することができる。なお、「ファイバ素線の格子模様を打ち消す」とは、振動素子５０を用いない場合の画像に比べて、格子模様が低減されていることを指し、観察者に視認できない程度に格子模様が低減されることを含む。
ここまで、本発明を第１実施形態を例にとって説明してきたが、本発明はこれに限られず、以下のような種々の変形が可能である。
・光学系１０は、第１実施形態の構成に限らず、当業者に理解される任意の光学系の構成であってよい。例えば光学系１０は、第１実施形態の構成要素の一部が省略されてもよいし、１又は複数のレンズ、フィルタ、及びミラーをさらに備えてもよい。
・ＣＣＤカメラ１７は、ＣＭＯＳカメラ、フォトダイオードアレイなど、他の撮像素子であってもよい。
・レンズ２３は省略されてもよい。
・シース２５は、金属製以外に、樹脂、セラミックなど任意の他の材料から形成されてもよいし、シース２５が省略されてもよい。
・光源３０は蛍光観察用の光源の代わりに、透過光観察用の光源であってもよい。光源３０は、レーザ光源の他、キセノンランプ、水銀ランプ、ハロゲンランプ等の光源であってもよい。つまり、本発明を、光を被検体に照射するための光源を備えた光学イメージング装置に具現化してもよい。
・光源３０は光ファイバ３２を介さず、光学系１０に直接結合してもよい。
・パーソナルコンピュータ４０の代わりに、他の画像処理装置であってもよい。
・図４では一つの振動素子５０をイメージファイバ２１の基端２１ｂに対して水平方向に同じ高さの位置に取り付けているが、振動素子５０の位置はイメージファイバ２１の基端２１ｂに対して上側又は下側の位置であってもよい。また、振動素子５０の数も１個に限られず、２個、３個、又は４個以上であってもよい。
・上記の第１実施形態では、振動素子５０をイメージファイバ２１の基端２１ｂに保持部材５２を介して接続しているが、振動素子５０によりコネクタ５又はイメージファイバ２１が集光レンズ １１の光軸に対して振動すれば被検体３の画像におけるイメージファイバ２１のファイバ素線の格子模様の打ち消し効果は得られるため、振動素子５０は第１実施形態以外の保持部材５２の位置、イメージファイバ２１、集光レンズ１１、又はＣＣＤカメラ１７に取り付けてもよい。振動素子５０をイメージファイバ２１に取り付ける場合は、例えばイメージファイバ２１の基端部の基端２１ｂから０〜５ｃｍ範囲のイメージファイバ２１の位置に取り付けてもよい。また、振動素子５０がイメージファイバ２１、前記集光レンズ１１、又はＣＣＤカメラ１７に接続される場合、直接接続される場合のみならず、他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。振動素子５０が、イメージファイバ２１、前記集光レンズ１１、又はＣＣＤカメラ１７に直接的に又は間接的に接続され、イメージファイバ像がＣＣＤカメラ１７の光軸を基準として振動すればよい。
・上記の第１実施形態では、光学系を落射型蛍光顕微鏡の光学系１０として説明したが、本発明の蛍光イメージング装置における光学系は共焦点レーザ顕微鏡の光学系としてもよい。
・振動の大きさが、振動素子５０の振動により移動する距離が、隣り合うファイバ素線の距離の２分の１未満である大きさであっても、格子模様が低減される限り、本発明の範囲に包含される。
・本発明は、光を被検体３に照射するための光源３０と、光源３０からの光を受け取る集光レンズ１１と、集光レンズ１１を介して入射した光源３０からの光を被検体３に導く複数のファイバの束からなるイメージファイバ２１と、イメージファイバ２１の先端側に配置されたレンズ２２とを備えた内視鏡プローブ２０と、被検体３からの戻り光を検出する光検出器１７とを備えた光学イメージング装置を用いた被検体の画像の処理方法であって、イメージファイバ２１又は集光レンズ１１に接続された振動素子５０を、被検体３の画像におけるイメージファイバ２１のファイバ素線の格子模様を打ち消すように振動させることを含む方法も包含する。
・光学系１０は、第１実施形態の構成に限らず、当業者に理解される任意の光学系の構成であってよい。例えば光学系１０は、第１実施形態の構成要素の一部が省略されてもよいし、１又は複数のレンズ、フィルタ、及びミラーをさらに備えてもよい。
・ＣＣＤカメラ１７は、ＣＭＯＳカメラ、フォトダイオードアレイなど、他の撮像素子であってもよい。
・レンズ２３は省略されてもよい。
・シース２５は、金属製以外に、樹脂、セラミックなど任意の他の材料から形成されてもよいし、シース２５が省略されてもよい。
・光源３０は蛍光観察用の光源の代わりに、透過光観察用の光源であってもよい。光源３０は、レーザ光源の他、キセノンランプ、水銀ランプ、ハロゲンランプ等の光源であってもよい。つまり、本発明を、光を被検体に照射するための光源を備えた光学イメージング装置に具現化してもよい。
・光源３０は光ファイバ３２を介さず、光学系１０に直接結合してもよい。
・パーソナルコンピュータ４０の代わりに、他の画像処理装置であってもよい。
・図４では一つの振動素子５０をイメージファイバ２１の基端２１ｂに対して水平方向に同じ高さの位置に取り付けているが、振動素子５０の位置はイメージファイバ２１の基端２１ｂに対して上側又は下側の位置であってもよい。また、振動素子５０の数も１個に限られず、２個、３個、又は４個以上であってもよい。
・上記の第１実施形態では、振動素子５０をイメージファイバ２１の基端２１ｂに保持部材５２を介して接続しているが、振動素子５０によりコネクタ５又はイメージファイバ２１が集光レンズ １１の光軸に対して振動すれば被検体３の画像におけるイメージファイバ２１のファイバ素線の格子模様の打ち消し効果は得られるため、振動素子５０は第１実施形態以外の保持部材５２の位置、イメージファイバ２１、集光レンズ１１、又はＣＣＤカメラ１７に取り付けてもよい。振動素子５０をイメージファイバ２１に取り付ける場合は、例えばイメージファイバ２１の基端部の基端２１ｂから０〜５ｃｍ範囲のイメージファイバ２１の位置に取り付けてもよい。また、振動素子５０がイメージファイバ２１、前記集光レンズ１１、又はＣＣＤカメラ１７に接続される場合、直接接続される場合のみならず、他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。振動素子５０が、イメージファイバ２１、前記集光レンズ１１、又はＣＣＤカメラ１７に直接的に又は間接的に接続され、イメージファイバ像がＣＣＤカメラ１７の光軸を基準として振動すればよい。
・上記の第１実施形態では、光学系を落射型蛍光顕微鏡の光学系１０として説明したが、本発明の蛍光イメージング装置における光学系は共焦点レーザ顕微鏡の光学系としてもよい。
・振動の大きさが、振動素子５０の振動により移動する距離が、隣り合うファイバ素線の距離の２分の１未満である大きさであっても、格子模様が低減される限り、本発明の範囲に包含される。
・本発明は、光を被検体３に照射するための光源３０と、光源３０からの光を受け取る集光レンズ１１と、集光レンズ１１を介して入射した光源３０からの光を被検体３に導く複数のファイバの束からなるイメージファイバ２１と、イメージファイバ２１の先端側に配置されたレンズ２２とを備えた内視鏡プローブ２０と、被検体３からの戻り光を検出する光検出器１７とを備えた光学イメージング装置を用いた被検体の画像の処理方法であって、イメージファイバ２１又は集光レンズ１１に接続された振動素子５０を、被検体３の画像におけるイメージファイバ２１のファイバ素線の格子模様を打ち消すように振動させることを含む方法も包含する。
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
実施例１ 蛍光イメージング装置の製造例
１．１ 蛍光イメージング装置の光学系の製造
公知の光学系を用いて、図１に示した構成の光学系１０のユニットの試作品を製造した。この試作品の大きさは３０ｃｍ四方以内であり、据え置き型の顕微鏡装置と比較して、小型で可搬性に富んでいる。
１．１ 蛍光イメージング装置の光学系の製造
公知の光学系を用いて、図１に示した構成の光学系１０のユニットの試作品を製造した。この試作品の大きさは３０ｃｍ四方以内であり、据え置き型の顕微鏡装置と比較して、小型で可搬性に富んでいる。
１．２ 内視鏡プローブの製造
Osanai et al., Neuroscience research 75: 46-52, 2013の記載に従って、画素数１０，０００のイメージファイバと直径３５０μｍのＧＲＩＮレンズとを結合させて、図２に示したのと同じ構成の内視鏡プローブ２０の試作品を製造した。図３は試作品の写真である。
Osanai et al., Neuroscience research 75: 46-52, 2013の記載に従って、画素数１０，０００のイメージファイバと直径３５０μｍのＧＲＩＮレンズとを結合させて、図２に示したのと同じ構成の内視鏡プローブ２０の試作品を製造した。図３は試作品の写真である。
１．３ 振動素子の設置
図４（Ａ），（Ｂ）に示したように、イメージファイバ２１の基端であって、対物レンズ（集光レンズ１１）に隣接して振動素子５０を取り付けた。振動素子５０にはリニア振動アクチュエータを用いた。内視鏡プローブ２０で被検体３の１箇所を観察するため、イメージファイバ２１は１本準備した。
図４（Ａ），（Ｂ）に示したように、イメージファイバ２１の基端であって、対物レンズ（集光レンズ１１）に隣接して振動素子５０を取り付けた。振動素子５０にはリニア振動アクチュエータを用いた。内視鏡プローブ２０で被検体３の１箇所を観察するため、イメージファイバ２１は１本準備した。
１．４ 本発明の蛍光イメージング装置と従来技術の蛍光イメージング装置の比較
上記の１．１で説明した光学系１０のユニットに、さらに蛍光色素励起用レーザを被検体３に照射するための光源３０と、ＣＣＤカメラ１７と、モニタ４２とを接続し、本発明の蛍光イメージング装置を完成させた。
上記の１．１で説明した光学系１０のユニットに、さらに蛍光色素励起用レーザを被検体３に照射するための光源３０と、ＣＣＤカメラ１７と、モニタ４２とを接続し、本発明の蛍光イメージング装置を完成させた。
本発明の蛍光イメージング装置の性能を、ファイバ素線の格子模様をソフトウェアで処理している従来技術の内視鏡蛍光イメージング装置のそれと比較した（表１）。本発明の蛍光イメージング装置は、光源の波長を選択でき、光学系の拡張ができ、低コストである点で、従来の蛍光イメージング装置よりも優れている。
実施例２ ４μｍ蛍光ビーズを用いた蛍光観察と振動素子のファイバ素線の格子模様のキャンセラーとしての効果
１％アガロース溶液に直径４μｍの蛍光ビーズ(TetraSpeck, Invitrogen、図８の符号２８) を混和し、室温にてゲル化させた。このアガロースゲルに内視鏡プローブを刺入し、波長４７３ｎｍの励起光を照射し、実施例１の蛍光イメージング装置 を用いて蛍光を観察した（図５）。
１％アガロース溶液に直径４μｍの蛍光ビーズ(TetraSpeck, Invitrogen、図８の符号２８) を混和し、室温にてゲル化させた。このアガロースゲルに内視鏡プローブを刺入し、波長４７３ｎｍの励起光を照射し、実施例１の蛍光イメージング装置 を用いて蛍光を観察した（図５）。
振動素子の作動前は、図６（Ａ）及び（Ｃ）に示すように、ビーズの周りにファイバ素線の格子模様が観察されるが、実施例１の蛍光イメージング装置を用いて振動素子に電圧を印加してイメージファイバを振動させたところ、一定電圧に達すると、ファイバ素線の格子模様の打ち消しがモニタ４２にて目視観察され（図６（Ｂ）及び（Ｄ））、リアルタイムでビーズのより明瞭な画像が得られた。
直径４μｍの蛍光ビーズを観察した際の蛍光強度プロファイルの FWHM は、振動素子５０による振動前が５μｍ程度、振動後が８μｍ程度であった。この差は３μｍ程度であるため、ｘ−ｙ方向の分解能は振動後でも細胞を見るのに十分な空間分解能であることが判明した。
実施例３ 大脳皮質ＧＡＢＡニューロン(GAD67-KI mouse)の観察
実施例１の蛍光イメージング装置を用いて緑色蛍光タンパク質（ＧＦＰ）を発現している大脳皮質ＧＡＢＡニューロン(GAD67-KI mouse)に内視鏡プローブを刺入して観察した場合も、単一細胞を十分に可視化できたが、生画像ではファイバ素線の格子模様が観察される（図７）。
実施例３ 大脳皮質ＧＡＢＡニューロン(GAD67-KI mouse)の観察
実施例１の蛍光イメージング装置を用いて緑色蛍光タンパク質（ＧＦＰ）を発現している大脳皮質ＧＡＢＡニューロン(GAD67-KI mouse)に内視鏡プローブを刺入して観察した場合も、単一細胞を十分に可視化できたが、生画像ではファイバ素線の格子模様が観察される（図７）。
本発明の蛍光イメージング装置を用いると、圧電素子５０によりファイバ素線の格子模様を打ち消すことができる。
以上、本発明の実施形態及び実施例について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
また、本発明は以下の構成を採用することもできる。
（１）光を被検体に照射するための光源と、前記光源からの光を受け取る集光レンズと、前記集光レンズを介して入射した前記光源からの光を被検体に導く複数のファイバの束からなるイメージファイバと、前記イメージファイバの先端側に配置されたレンズとを備えた内視鏡プローブと、前記被検体からの戻り光を検出する光検出器と、前記イメージファイバ、前記集光レンズ、又は光検出器に接続され、前記イメージファイバ、前記集光レンズ又は光検出器を振動させる振動素子と、を備えた光学イメージング装置。
（２）前記光検出器にて検出された戻り光から生成された被検体の画像を表示する表示装置をさらに備える（１）に記載の光学イメージング装置。
（３）前記振動素子は、前記光検出器から得られた被検体の画像における前記イメージファイバのファイバ素線の格子模様を打ち消すように作動する（２）に記載の光学イメージング装置。
（４）前記イメージファイバの先端側に配置されたレンズは、前記イメージファイバの先端に結合されたＧＲＩＮレンズである（１）に記載の光学イメージング装置。
（５）前記光源が蛍光観察用の光源である（１）〜（４）のいずれか一項に記載の光学イメージング装置。
（６）前記振動素子はイメージファイバの基端部に直接的又は間接的に接続される（１）〜（５）のいずれか一項に記載の光学イメージング装置。
（７）光を被検体に照射するための光源と、前記光源からの光を受け取る集光レンズと、前記集光レンズを介して入射した前記光源からの光を被検体に導く複数のファイバの束からなるイメージファイバと、前記イメージファイバの先端側に配置されたレンズとを備えた内視鏡プローブと、前記被検体からの戻り光を検出する光検出器と、を備えた光学イメージング装置を用いた被検体の画像の処理方法であって、前記イメージファイバ又は前記集光レンズに接続された振動素子を、前記被検体の画像における前記イメージファイバのファイバ素線の格子模様を打ち消すように振動させることを含む、方法。
（８）前記振動素子の振動は、前記画像の表示中にリアルタイムで行われる（７）に記載の方法。
（１）光を被検体に照射するための光源と、前記光源からの光を受け取る集光レンズと、前記集光レンズを介して入射した前記光源からの光を被検体に導く複数のファイバの束からなるイメージファイバと、前記イメージファイバの先端側に配置されたレンズとを備えた内視鏡プローブと、前記被検体からの戻り光を検出する光検出器と、前記イメージファイバ、前記集光レンズ、又は光検出器に接続され、前記イメージファイバ、前記集光レンズ又は光検出器を振動させる振動素子と、を備えた光学イメージング装置。
（２）前記光検出器にて検出された戻り光から生成された被検体の画像を表示する表示装置をさらに備える（１）に記載の光学イメージング装置。
（３）前記振動素子は、前記光検出器から得られた被検体の画像における前記イメージファイバのファイバ素線の格子模様を打ち消すように作動する（２）に記載の光学イメージング装置。
（４）前記イメージファイバの先端側に配置されたレンズは、前記イメージファイバの先端に結合されたＧＲＩＮレンズである（１）に記載の光学イメージング装置。
（５）前記光源が蛍光観察用の光源である（１）〜（４）のいずれか一項に記載の光学イメージング装置。
（６）前記振動素子はイメージファイバの基端部に直接的又は間接的に接続される（１）〜（５）のいずれか一項に記載の光学イメージング装置。
（７）光を被検体に照射するための光源と、前記光源からの光を受け取る集光レンズと、前記集光レンズを介して入射した前記光源からの光を被検体に導く複数のファイバの束からなるイメージファイバと、前記イメージファイバの先端側に配置されたレンズとを備えた内視鏡プローブと、前記被検体からの戻り光を検出する光検出器と、を備えた光学イメージング装置を用いた被検体の画像の処理方法であって、前記イメージファイバ又は前記集光レンズに接続された振動素子を、前記被検体の画像における前記イメージファイバのファイバ素線の格子模様を打ち消すように振動させることを含む、方法。
（８）前記振動素子の振動は、前記画像の表示中にリアルタイムで行われる（７）に記載の方法。
本発明の光学イメージング装置は、低コストで、従来の光学イメージング装置にも適用できるため、被検体の蛍光観察を必要とする医療、分析等の分野で幅広く使用することができる。例えば、本発明の光学イメージング装置は、基礎研究用生体深部イメージング蛍光内視鏡システム、臨床用超低侵襲内視鏡システム、非破壊検査用極微細内視鏡システムに使用することができる。
Claims (6)
- 光を被検体に照射するための光源と、
前記光源からの光を受け取る集光レンズと、
前記集光レンズを介して入射した前記光源からの光を被検体に導く複数のファイバの束からなるイメージファイバと、前記イメージファイバの先端側に配置されたレンズとを備えた内視鏡プローブと、
前記被検体からの戻り光を検出する光検出器と、
前記イメージファイバ、前記集光レンズ、又は光検出器に接続され、前記イメージファイバ、前記集光レンズ又は光検出器を振動させる振動素子と、
を備えた光学イメージング装置。 - 前記光検出器にて検出された戻り光から生成された被検体の画像を表示する表示装置をさらに備える請求項１に記載の光学イメージング装置。
- 前記振動素子は、前記光検出器から得られた被検体の画像における前記イメージファイバのファイバ素線の格子模様を打ち消すように作動する請求項２に記載の光学イメージング装置。
- 前記イメージファイバの先端側に配置されたレンズは、前記イメージファイバの先端に結合されたＧＲＩＮレンズである請求項１に記載の光学イメージング装置。
- 光を被検体に照射するための光源と、
前記光源からの光を受け取る集光レンズと、
前記集光レンズを介して入射した前記光源からの光を被検体に導く複数のファイバの束からなるイメージファイバと、前記イメージファイバの先端側に配置されたレンズとを備えた内視鏡プローブと、
前記被検体からの戻り光を検出する光検出器と、
を備えた光学イメージング装置を用いた被検体の画像の処理方法であって、
前記イメージファイバ又は前記集光レンズに接続された振動素子を、前記被検体の画像における前記イメージファイバのファイバ素線の格子模様を打ち消すように振動させることを含む、方法。 - 前記振動素子の振動は、前記画像の表示中にリアルタイムで行われる請求項５に記載の方法。
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