WO2015186385A1 - 挿入補助具及び光走査型観察システム - Google Patents

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WO2015186385A1
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悠次 酒井
真広 吉野
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オリンパス株式会社
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    • A61B1/00163—Optical arrangements
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • G02B23/2476—Non-optical details, e.g. housings, mountings, supports

Definitions

  • the present invention relates to an insertion assisting tool and an optical scanning observation system, and more particularly to an insertion assisting tool and an optical scanning observation apparatus used when scanning an object to obtain an image.
  • a scanning endoscope that does not include a solid-state imaging device in a portion corresponding to the above-described insertion portion, and a system that includes the scanning endoscope are known. ing.
  • a system having a scanning endoscope transmits illumination light emitted from a light source through an illumination fiber, and drives an actuator such as a piezoelectric element attached to the tip of the illumination optical fiber.
  • the subject is two-dimensionally scanned with a predetermined scanning pattern, and the return light from the subject is received by the light receiving fiber disposed around the illumination fiber, and based on the return light received by the light receiving fiber. Then, an image of the subject is generated.
  • Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-152244 discloses a scope, an optical fiber provided inside the scope, and an optical fiber provided at the distal end of the scope in an optical fiber scanning device.
  • a configuration is disclosed in which calibration is performed using the built-in chart image.
  • the built-in chart member is provided in the distal end portion of the scope, so that it cannot be inserted into a narrow lumen such as the sinuses.
  • the distal end of the scope must be thickened as much as possible, that is, the advantage of the scanning endoscope is impaired.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an insertion auxiliary tool and an optical scanning observation system capable of easily performing calibration without unnecessarily increasing the diameter of the scanning endoscope.
  • the purpose is to provide.
  • An insertion assisting tool is an insertion assisting tool through which an insertion portion provided in a scanning endoscope that scans the subject by displacing the irradiation position of illumination light emitted to the subject.
  • a graphic pattern having at least one of a graphic positioned along the insertion direction of the guide member and a graphic positioned along the circumferential direction of the guide member. It is formed in a predetermined region on the inner peripheral surface.
  • An optical scanning observation system includes an optical fiber configured to transmit illumination light supplied from a light source, and an optical fiber by oscillating an emission end portion of the optical fiber.
  • An actuator unit configured to displace the irradiation position of the illumination light emitted to the subject, a scanning endoscope provided in the insertion unit, and for scanning the subject with a predetermined scanning pattern
  • a scanning drive unit configured to supply a drive signal to the actuator unit;
  • an image generation unit configured to generate an image according to return light from the subject irradiated with the illumination light; Formed as a conduit that allows the insertion portion to be inserted into the insertion port and the tip of the insertion portion inserted from the insertion port to protrude from the projection port to the outside.
  • a graphic pattern having at least one of a graphic positioned along the insertion direction of the guide member and a graphic positioned along the circumferential direction of the guide member. Based on the insertion assisting tool formed in a predetermined area on the inner peripheral surface and the deformation state of each graphic included in the image generated by the image generating unit when the graphic pattern is scanned as the subject, the image And a control unit configured to perform control for correcting distortion of an image output from the generation unit to the display device.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a main part of an optical scanning observation system including an insertion aid according to an embodiment.
  • the optical scanning observation system 101 includes a scanning endoscope 1, an insertion aid 2, a main body device 3, and a display device 4.
  • the scanning endoscope 1 has an insertion portion 11 formed with an elongated shape and flexibility.
  • a connector portion (not shown) for detachably connecting the scanning endoscope 1 to a connector receiving portion (not shown) of the main body device 3 is provided at the proximal end portion of the insertion portion 11. Further, at a predetermined position PA (see FIG. 1) on the outer surface of the proximal end portion of the insertion portion 11, the insertion portion 11 is inserted by a predetermined length L into a guide sheath 21 (described later) of the insertion assisting tool 2. A scale is provided to show that this is done.
  • the predetermined position PA is previously set so that a predetermined region PB (described later) can be scanned in a state where the insertion portion 11 is inserted into the guide sheath 21 of the insertion assisting tool 2 by a predetermined length L. Aligned.
  • An optical fiber 12 that transmits light supplied from the light source unit 31 of the main body device 3 to the illumination lens 14 and a return light from the subject are received in a portion from the proximal end portion to the distal end portion inside the insertion portion 11.
  • the optical fiber bundles 13 that transmit to the light detection unit 33 of the main body device 3 are respectively inserted.
  • the incident end including the light incident surface of the optical fiber 12 is disposed in the light source unit 31 of the main body device 3. Further, the emission end portion including the light emission surface of the optical fiber 12 is disposed in the vicinity of the light incident surface of the illumination lens 14 provided at the distal end portion of the insertion portion 11.
  • the incident end portion including the light incident surface of the optical fiber bundle 13 is fixedly disposed around the light exit surface of the illumination lens 14 at the distal end surface of the insertion portion 11. Further, the emission end portion including the light emission surface of the optical fiber bundle 13 is disposed in the light detection unit 33 provided inside the main body device 3.
  • the emission end portion of the optical fiber 12 is swung by driving based on a drive signal supplied from the scanning drive portion 32 of the main body device 3.
  • An actuator unit 15 configured to be able to perform this operation is provided.
  • the actuator unit 15 can swing the emission end portion of the optical fiber 12 in the first direction by driving based on, for example, a drive signal supplied from the scanning drive unit 32 of the main body device 3.
  • a first actuator (not shown) having one or more piezoelectric elements and a drive signal supplied from the scanning drive unit 32 of the main body device 3
  • the emission end portion is changed to the first output portion.
  • a second actuator (not shown) including one or more piezoelectric elements that can be swung in a second direction orthogonal to the direction.
  • the insertion assisting tool 2 includes, for example, a guide sheath 21 formed of an elongated tubular member having flexibility, and is configured so that the insertion portion 11 can be inserted into the guide sheath 21. .
  • the guide sheath 21 can insert the insertion portion 11 into the inside from the insertion port 21A on the proximal end side, and can project the distal end portion of the insertion portion 11 to the outside from the projection port 21B on the distal end side. It is formed as a possible conduit.
  • a graphic pattern scanned by the scanning endoscope 1 when performing calibration for correcting a change in operating characteristics of the actuator unit 15 is present. Is formed. That is, the predetermined region PB is provided in the vicinity of the protruding port 21 ⁇ / b> B of the guide sheath 21.
  • the above-described graphic pattern is formed with, for example, one or more graphics positioned along the insertion direction corresponding to the longitudinal direction of the guide sheath 21.
  • the graphic pattern described above includes, for example, one or more graphics positioned along the insertion direction corresponding to the longitudinal direction of the guide sheath 21 and one or more graphics positioned along the circumferential direction of the guide sheath 21. , Are formed.
  • the above-mentioned figure pattern may be formed in the area
  • the graphic pattern described above may be formed as a pattern drawn in the predetermined area PB, or may be formed by deforming the predetermined area PB.
  • the main unit 3 includes a light source unit 31, a scanning drive unit 32, a light detection unit 33, an image generation unit 34, a storage unit 35, and a control unit 36.
  • the light source unit 31 is configured to supply illumination light for illuminating the subject to the optical fiber 12.
  • the light source unit 31 includes, for example, a red laser light source that emits red light, a green laser light source that emits green light, and a blue laser light source that emits blue light, and each color of red, green, and blue
  • the white light combined with the light is supplied to the optical fiber 12 as illumination light.
  • the scanning drive unit 32 includes, for example, a signal generator.
  • the scanning drive unit 32 generates a drive signal for swinging the emission end of the optical fiber 12 in a predetermined scan pattern such as a spiral shape or a Lissajous shape, and supplies the generated drive signal to the actuator unit 15. Is configured to do.
  • the scanning drive unit 32 corrects the signal waveform of the drive signal by calibrating the amplitude and / or phase magnitude of the drive signal supplied to the actuator unit 15 according to the control of the control unit 36. It is configured.
  • the actuator unit 15 is driven in accordance with the drive signal supplied from the scanning drive unit 32, so that the emission end of the optical fiber 12 is swung and the emission end.
  • the irradiation position of the illumination light emitted to the subject through the part is displaced along a predetermined scanning pattern such as a spiral shape or a Lissajous shape. Therefore, according to the configuration described above, the subject can be scanned with a predetermined scanning pattern such as a spiral shape or a Lissajous shape.
  • the light detection unit 33 includes, for example, an avalanche photodiode, a signal amplifier, an A / D converter, and the like.
  • the light detection unit 33 detects return light emitted from the light exit surface of the optical fiber bundle 13, generates a signal corresponding to the intensity of the detected return light, and uses the generated signal as the image generation unit 34. It is configured to output to.
  • the image generation unit 34 includes, for example, an image processing circuit. Further, the image generation unit 34 generates an image by performing image processing such as mapping processing for mapping the signal output from the light detection unit 33 as pixel information, and the generated image is displayed on the control unit 36 and the display device 4. It is configured to output to. For example, the image generation unit 34 is configured to output the image generated as described above to the storage unit 35 when it is detected that a reference image acquisition switch (not shown) is operated. In addition, the image generation unit 34 is configured to correct an image generated by the image processing by calibrating predetermined parameters in image processing such as mapping processing under the control of the control unit 36. That is, the image generation unit 34 is configured to generate an image corresponding to the return light detected by the light detection unit 33.
  • image processing such as mapping processing for mapping the signal output from the light detection unit 33 as pixel information
  • the storage unit 35 includes, for example, a storage device such as a RAM (Random Access Memory).
  • the storage unit 35 is configured to store an image output from the image generation unit 34 in response to an operation of the reference image acquisition switch as a reference image serving as a calibration reference.
  • the control unit 36 includes, for example, a CPU and the like. For example, when the control unit 36 detects that a calibration execution switch (not shown) has been operated, the distortion amount of the image output from the image generation unit 34 with respect to the reference image read from the storage unit 35. And at least one of the scanning drive unit 32 and the image generation unit 34 is configured to perform control according to the calculated distortion amount.
  • a user such as an operator inserts the guide sheath 21 into the lumen of the subject.
  • the user starts scanning the subject with the scanning endoscope 1 and also starts a scale provided on the outer surface of the proximal end portion of the insertion portion 11 in a state where the image generation by the main body device 3 is started.
  • the insertion portion 11 is inserted into the guide sheath 21 from the insertion port 21 ⁇ / b> A of the insertion assisting tool 2.
  • the reference image is displayed. Operate the acquisition switch. In response to such an operation, an image obtained by scanning the predetermined area PB is generated by the image generation unit 34, and the generated image is output to the storage unit 35 and the display device 4.
  • the graphic pattern formed in the predetermined region PB has four circles positioned along the circumferential direction of the guide sheath 21 and the guide sheath 21 is divided into four equal parts.
  • 2 is output to the control unit 36 and the display device 4, and the image is used as a reference when the four line segments positioned along the insertion direction are formed.
  • the image is stored in the storage unit 35 as an image.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an image obtained by scanning a graphic pattern formed on the inner peripheral surface of the guide sheath.
  • an image obtained by scanning the predetermined region PB includes one or more concentric circles having a center point on the central axis of the guide sheath 21 and radial directions along the radial direction of the one or more concentric circles.
  • One or more extending line segments are provided.
  • the user observes a desired subject in the lumen of the subject by confirming an image displayed on the display device 4 in a state where the distal end portion of the insertion portion 11 is projected from the projection port 21B.
  • the image displayed on the display device 4 is distorted based on, for example, the anatomical positional relationship of the desired subject.
  • the calibration execution switch is operated after an operation for drawing the insertion portion 11 into the guide sheath 21 until the scale is visible.
  • the predetermined region PB is inserted in the state where the insertion portion 11 is inserted into the guide sheath 21 by a predetermined length L, that is, in the same state as when the reference image acquisition switch is operated.
  • An image obtained by scanning and scanning the predetermined region PB is generated by the image generation unit 34, and the generated image is output to the control unit 36 and the display device 4.
  • the control unit 36 calculates the distortion amount of the image output from the image generation unit 34 with respect to the reference image read from the storage unit 35, and sets the calculated distortion amount to the calculated distortion amount.
  • the corresponding control is performed on at least one of the scanning drive unit 32 and the image generation unit 34.
  • FIG. 3 is a view showing an example different from FIG. 2 of an image obtained by scanning a graphic pattern formed on the inner peripheral surface of the guide sheath.
  • FIG. 4 is a view showing an example different from FIGS. 2 and 3 of an image obtained by scanning a graphic pattern formed on the inner peripheral surface of the guide sheath.
  • the control unit 36 stores, for example, a reference image as illustrated in FIG. 2 in the storage unit 35, and one or more of the four circles in the image output from the image generation unit 34 is an ellipse.
  • a signal waveform that calculates a distortion amount according to the deformation amount of the one or more circles and sets the calculated distortion amount to 0 or substantially 0.
  • the scanning drive unit 32 is controlled to supply a drive signal including
  • the control unit 36 stores, for example, a reference image as illustrated in FIG. 2 in the storage unit 35 and one or more line segments among four line segments in the image output from the image generation unit 34. Is deformed into a curved line or the like (see FIG. 4), a distortion amount corresponding to the deformation amount of the one or more line segments is calculated, and the calculated distortion amount is set to 0 or substantially 0. Control for generating an image with various parameters is performed on the image generation unit 34.
  • control unit 36 controls the display device 4 from the image generation unit 34 based on the deformation state of each graphic included in the image generated by the image generation unit 34 when the graphic pattern formed in the predetermined region PB is scanned. Control for correcting the distortion of the image output to is performed on at least one of the scanning drive unit 32 and the image generation unit 34.
  • the distortion is based on the result of performing the pattern matching process on the image generated by the image generation unit 34 or the result of monitoring the drive signal output from the scan drive unit 32.
  • the amount may be calculated in real time, and a predetermined character string or symbol may be displayed on the display device 4 when the calculated distortion amount exceeds a predetermined threshold.
  • an insertion detection device including a photodetector or the like for optically detecting that the insertion portion 11 has been inserted into the guide sheath 21 by a predetermined length L is provided. It is provided in the vicinity of the insertion port 21A and at a predetermined position PA, and further, according to a detection signal from the insertion detection device, an image is output to the storage unit 35 and a distortion amount is calculated by the control unit 36. It may be.
  • the graphic pattern having the circle and the line segment as described above is formed in the predetermined region PB, for example, a plurality of circular points having a predetermined area.
  • a graphic pattern including one or more point rows formed by arranging the guide sheaths 21 along the insertion direction of the guide sheath 21 may be formed in the predetermined region PB.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of an image obtained by scanning a graphic pattern different from FIG. 2 formed on the inner peripheral surface of the guide sheath.
  • a scale indicating that the insertion portion 11 is inserted into the guide sheath 21 by a predetermined length L is provided at a predetermined position PA, and the circumference of the insertion portion 11 is around the longitudinal axis.
  • a mark indicating a predetermined rotation position in the rotation direction of the insertion portion 11 is provided on the outer surface of the proximal end portion of the insertion portion 11, and a mark indicating a predetermined position in the circumferential direction of the guide sheath 21 is provided in the vicinity of the insertion port 21A. Good.
  • the insertion portion 11 is inserted into the guide sheath 21 until the predetermined position PA and the insertion port 21A are aligned, and further, a mark provided in the vicinity of the predetermined position PA.
  • the predetermined region PB can be scanned in a state where the insertion portion 11 is rotated around the longitudinal axis so that the mark provided in the vicinity of the insertion opening 21A is aligned. Therefore, according to the configuration including the graduations and marks as described above, for example, as shown in FIG. 6, that is, in a state where the distal end portion of the insertion portion 11 is eccentric with respect to the central axis of the guide sheath 21.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a state where the distal end portion of the insertion portion is eccentric with respect to the central axis of the guide sheath.
  • the calibration for correcting the distortion of the image displayed on the display device 4 can be performed without providing a special structure inside the insertion portion 11. it can. Further, as described above, according to the present embodiment, for example, during the scanning of the subject in a state where the distal end portion of the insertion portion 11 is protruded from the protruding port 21B, the display device 4 displays the image. Even if the image to be distorted, the calibration can be performed without removing the insertion portion 11 from the guide sheath 21. Therefore, according to the present embodiment, calibration can be easily performed without unnecessarily increasing the diameter of the scanning endoscope.

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Abstract

　被写体へ出射される照明光の照射位置を変位させることにより被写体を走査する走査型内視鏡に設けられた挿入部が挿通される挿入補助具であって、挿入部を挿入口から内部に挿入することが可能であるとともに、挿入口から挿入された挿入部の先端部を突出口から外部へ突出させることが可能な管路として形成されたガイド部材を有し、ガイド部材の挿通方向に沿って位置する図形及びガイド部材の周方向に沿って位置する図形のうちの少なくとも一つを備えた図形パターンが、ガイド部材の内周面における所定の領域に形成されている。

Description

挿入補助具及び光走査型観察システム
　本発明は、挿入補助具及び光走査型観察システムに関し、特に、被写体を走査して画像を得る際に用いられる挿入補助具及び光走査型観察装置に関するものである。
　医療分野の内視鏡においては、被検者の負担を軽減するために、当該被検者の体腔内に挿入される挿入部を細径化するための種々の技術が提案されている。そして、このような技術の一例として、前述の挿入部に相当する部分に固体撮像素子を有しない走査型内視鏡、及び、当該走査型内視鏡を有して構成されたシステムが知られている。
　具体的には、走査型内視鏡を有するシステムは、例えば、光源から発せられた照明光を照明用ファイバにより伝送し、当該照明光ファイバの先端部に取り付けられた圧電素子等のアクチュエータを駆動させることにより被写体を所定の走査パターンで２次元走査し、当該被写体からの戻り光を照明用ファイバの周囲に配置された受光用ファイバで受光し、当該受光用ファイバで受光された戻り光に基づいて当該被写体の画像を生成するように構成されている。
　また、走査型内視鏡を有するシステムにおいては、例えば、熱等の外的要因によるアクチュエータの動作特性の変化を相殺するためのキャリブレーションが従来行われている。そして、例えば、日本国特開２０１２－１５２２４４号公報には、走査型内視鏡（の挿入部）を被検者の体腔内に挿入している最中であっても、前述のようなキャリブレーションを行うことが可能な光ファイバスキャン装置が開示されている。
　具体的には、日本国特開２０１２－１５２２４４号公報には、光ファイバスキャン装置において、スコープと、当該スコープの内部に設けられた光ファイバと、当該スコープの先端部に設けられた当該光ファイバの先端部を変位させるためのアクチュエータと、当該スコープの先端部の内部に設けられた内蔵チャート部材と、当該内蔵チャート部材からの戻り光により内蔵チャート画像を生成する画像生成部と、を具備し、当該内蔵チャート画像を用いてキャリブレーションを行うような構成が開示されている。
　しかし、日本国特開２０１２－１５２２４４号公報に開示された構成によれば、内蔵チャート部材をスコープの先端部の内部に設けている関係上、例えば、副鼻腔等の狭い管腔内に挿入不可能な程度まで当該スコープの先端部を太経化せざるを得ず、すなわち、走査型内視鏡の利点が損なわれてしまう、という課題が生じている。
　本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、走査型内視鏡を無用に太径化することなく、キャリブレーションを簡便に行うことが可能な挿入補助具及び光走査型観察システムを提供することを目的としている。
　本発明の一態様の挿入補助具は、被写体へ出射される照明光の照射位置を変位させることにより前記被写体を走査する走査型内視鏡に設けられた挿入部が挿通される挿入補助具であって、前記挿入部を挿入口から内部に挿入することが可能であるとともに、前記挿入口から挿入された前記挿入部の先端部を突出口から外部へ突出させることが可能な管路として形成されたガイド部材を有し、前記ガイド部材の挿通方向に沿って位置する図形及び前記ガイド部材の周方向に沿って位置する図形のうちの少なくとも一つを備えた図形パターンが、前記ガイド部材の内周面における所定の領域に形成されている。
　本発明の一態様の光走査型観察システムは、光源から供給される照明光を伝送するように構成された光ファイバと、前記光ファイバの出射端部を揺動することにより、前記光ファイバを経て被写体へ出射される前記照明光の照射位置を変位させるように構成されたアクチュエータ部と、が挿入部に設けられた走査型内視鏡と、前記被写体を所定の走査パターンで走査させるための駆動信号を前記アクチュエータ部に供給するように構成された走査駆動部と、前記照明光が照射された前記被写体からの戻り光に応じた画像を生成するように構成された画像生成部と、前記挿入部を挿入口から内部に挿入することができるとともに、前記挿入口から挿入された前記挿入部の先端部を突出口から外部へ突出させることができるような管路として形成されたガイド部材を有し、前記ガイド部材の挿通方向に沿って位置する図形及び前記ガイド部材の周方向に沿って位置する図形のうちの少なくとも一つを備えた図形パターンが、前記ガイド部材の内周面における所定の領域に形成されている挿入補助具と、前記図形パターンを前記被写体として走査した際に前記画像生成部により生成される画像に含まれる各図形の変形状態に基づき、前記画像生成部から表示装置へ出力される画像の歪みを補正するための制御を行うように構成された制御部と、を有する。
実施例に係る挿入補助具を含む光走査型観察システムの要部の構成を示す図。 ガイドシースの内周面に形成された図形パターンを走査して得られる画像の一例を示す図。 ガイドシースの内周面に形成された図形パターンを走査して得られる画像の、図２とは異なる例を示す図。 ガイドシースの内周面に形成された図形パターンを走査して得られる画像の、図２及び図３とは異なる例を示す図。 ガイドシースの内周面に形成された、図２とは異なる図形パターンを走査して得られる画像の一例を示す図。 挿入部の先端部がガイドシースの中心軸に対して偏心した状態を説明するための模式図。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。
　図１から図６は、本発明の実施例に係るものである。図１は、実施例に係る挿入補助具を含む光走査型観察システムの要部の構成を示す図である。
　光走査型観察システム１０１は、図１に示すように、走査型内視鏡１と、挿入補助具２と、本体装置３と、表示装置４と、を有して構成されている。
　走査型内視鏡１は、細長形状及び可撓性を備えて形成された挿入部１１を有して構成されている。
　挿入部１１の基端部には、走査型内視鏡１を本体装置３のコネクタ受け部（不図示）に着脱自在に接続するためのコネクタ部（不図示）が設けられている。また、挿入部１１の基端部の外表面における所定の位置ＰＡ（図１参照）には、挿入部１１が挿入補助具２のガイドシース２１（後述）の内部に所定の長さＬだけ挿入されていることを示す目盛りが設けられている。
　なお、所定の位置ＰＡは、挿入部１１を挿入補助具２のガイドシース２１の内部に所定の長さＬだけ挿入した状態において、所定の領域ＰＢ（後述）を走査することができるように予め位置合わせされている。
　挿入部１１の内部における基端部から先端部にかけての部分には、本体装置３の光源部３１から供給された光を照明レンズ１４へ伝送する光ファイバ１２と、被写体からの戻り光を受光して本体装置３の光検出部３３へ伝送する光ファイババンドル１３と、がそれぞれ挿通されている。
　光ファイバ１２の光入射面を含む入射端部は、本体装置３の光源部３１に配置されている。また、光ファイバ１２の光出射面を含む出射端部は、挿入部１１の先端部に設けられた照明レンズ１４の光入射面の近傍に配置されている。
　光ファイババンドル１３の光入射面を含む入射端部は、挿入部１１の先端部の先端面における、照明レンズ１４の光出射面の周囲に固定配置されている。また、光ファイババンドル１３の光出射面を含む出射端部は、本体装置３の内部に設けられた光検出部３３に配置されている。
　挿入部１１の先端部側における光ファイバ１２の中途部には、本体装置３の走査駆動部３２から供給される駆動信号に基づいて駆動することにより、光ファイバ１２の出射端部を揺動させることができるように構成されたアクチュエータ部１５が設けられている。
　アクチュエータ部１５は、例えば、本体装置３の走査駆動部３２から供給される駆動信号に基づいて駆動することにより、光ファイバ１２の出射端部を第１の方向に沿って揺動させることが可能な１つ以上の圧電素子を備えた第１のアクチュエータ（不図示）と、本体装置３の走査駆動部３２から供給される駆動信号に基づいて駆動することにより、当該出射端部を当該第１の方向に直交する第２の方向に揺動させることが可能な１つ以上の圧電素子を備えた第２のアクチュエータ（不図示）と、を具備して構成されている。
　挿入補助具２は、例えば、可撓性を具備する細長な管状部材により形成されたガイドシース２１を具備し、挿入部１１をガイドシース２１の内部に挿通することができるように構成されている。
　ガイドシース２１は、基端部側の挿入口２１Ａから内部に挿入部１１を挿入することが可能であるとともに、先端部側の突出口２１Ｂから外部へ挿入部１１の先端部を突出させることが可能な管路として形成されている。
　ガイドシース２１の先端部の内周面における所定の領域ＰＢには、アクチュエータ部１５の動作特性の変化を補正するためのキャリブレーションを行う際に走査型内視鏡１により走査される図形パターンが形成されている。すなわち、所定の領域ＰＢは、ガイドシース２１の突出口２１Ｂの近傍に設けられている。
　前述の図形パターンは、例えば、ガイドシース２１の長手方向に相当する挿通方向に沿って位置する１つ以上の図形を有して形成されている。または、前述の図形パターンは、例えば、ガイドシース２１の長手方向に相当する挿通方向に沿って位置する１つ以上の図形と、ガイドシース２１の周方向に沿って位置する１つ以上の図形と、を有して形成されている。
　なお、本実施例によれば、ガイドシース２１の内周面である限りにおいては、所定の領域ＰＢとは異なる領域に前述の図形パターンが形成されていてもよい。また、前述の図形パターンは、例えば、所定の領域ＰＢに描かれた模様として形成されるものであってもよく、または、所定の領域ＰＢを変形して形成されるものであってもよい。
　本体装置３は、光源部３１と、走査駆動部３２と、光検出部３３と、画像生成部３４と、記憶部３５と、制御部３６と、を有して構成されている。
　光源部３１は、被写体を照明するための照明光を光ファイバ１２に供給するように構成されている。具体的には、光源部３１は、例えば、赤色光を発する赤色レーザ光源と、緑色光を発する緑色レーザ光源と、青色光を発する青色レーザ光源と、を具備し、赤、緑及び青の各色の光を合波した白色光を照明光として光ファイバ１２に供給するように構成されている。
　走査駆動部３２は、例えば、信号発生器等を具備して構成されている。また、走査駆動部３２は、光ファイバ１２の出射端部を渦巻状またはリサージュ状等の所定の走査パターンで揺動させるための駆動信号を生成し、当該生成した駆動信号をアクチュエータ部１５へ供給するように構成されている。また、走査駆動部３２は、制御部３６の制御に応じ、アクチュエータ部１５へ供給する駆動信号の振幅及び／または位相の大きさを較正することにより、当該駆動信号の信号波形を補正するように構成されている。
　すなわち、以上に述べた構成によれば、走査駆動部３２から供給される駆動信号に応じてアクチュエータ部１５が駆動することにより、光ファイバ１２の出射端部が揺動されるとともに、当該出射端部を経て被写体へ出射される照明光の照射位置が渦巻状またはリサージュ状等の所定の走査パターンに沿って変位する。そのため、以上に述べた構成によれば、渦巻状またはリサージュ状等の所定の走査パターンで被写体を走査することができる。
　光検出部３３は、例えば、アバランシェフォトダイオード、信号増幅器及びＡ／Ｄ変換器等を具備して構成されている。また、光検出部３３は、光ファイババンドル１３の光出射面から出射される戻り光を検出し、当該検出した戻り光の強度に応じた信号を生成し、当該生成した信号を画像生成部３４へ出力するように構成されている。
　画像生成部３４は、例えば、画像処理回路等を具備して構成されている。また、画像生成部３４は、光検出部３３から出力される信号を画素情報としてマッピングするマッピング処理等の画像処理を行うことにより画像を生成し、当該生成した画像を制御部３６及び表示装置４へ出力するように構成されている。また、画像生成部３４は、例えば、基準画像取得スイッチ（不図示）が操作されたことを検知した際に、前述のように生成した画像を記憶部３５へ出力するように構成されている。また、画像生成部３４は、制御部３６の制御に応じ、マッピング処理等の画像処理における所定のパラメータを較正することにより、当該画像処理により生成される画像を補正するように構成されている。すなわち、画像生成部３４は、光検出部３３において検出された戻り光に応じた画像を生成するように構成されている。
　記憶部３５は、例えば、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等の記憶装置等を具備して構成されている。また、記憶部３５は、基準画像取得スイッチの操作に応じて画像生成部３４から出力される画像を、キャリブレーションの基準となる基準画像として格納するように構成されている。
　制御部３６は、例えば、ＣＰＵ等を具備して構成されている。また、制御部３６は、例えば、キャリブレーション実行スイッチ（不図示）が操作されたことを検知した際に、記憶部３５から読み込んだ基準画像に対する、画像生成部３４から出力される画像の歪み量を算出し、当該算出した歪み量に応じた制御を走査駆動部３２及び画像生成部３４のうちの少なくとも一方に対して行うように構成されている。
　続いて、本実施例の作用について説明する。なお、以降の説明において述べる動作等は、渦巻状の走査パターンで被写体を走査する場合を想定したものになっているが、リサージュ状等の他の走査パターンで被写体を走査する場合であっても略同様に適用される。
　まず、術者等のユーザは、被検体の管腔内にガイドシース２１を挿入してゆく。また、ユーザは、走査型内視鏡１による被写体の走査を開始させるとともに、本体装置３による画像の生成を開始させた状態において、挿入部１１の基端部の外表面に設けられた目盛りを参照しつつ、挿入補助具２の挿入口２１Ａからガイドシース２１の内部へ挿入部１１を挿入してゆく。
　その後、ユーザは、所定の位置ＰＡと挿入口２１Ａとが揃うまで挿入部１１を挿入した状態、すなわち、挿入部１１をガイドシース２１の内部に所定の長さＬだけ挿入した状態において、基準画像取得スイッチを操作する。そして、このような操作に応じ、所定の領域ＰＢを走査した画像が画像生成部３４により生成され、当該生成された画像が記憶部３５及び表示装置４へ出力される。
　ここで、例えば、所定の領域ＰＢに形成されている図形パターンが、ガイドシース２１の周方向に沿って位置する４つの円と、当該４つの円をそれぞれ４等分するようにガイドシース２１の挿通方向に沿って位置する４つの線分と、を有して形成されている場合には、図２に示すような画像が制御部３６及び表示装置４へ出力されるとともに、当該画像が基準画像として記憶部３５に格納される。図２は、ガイドシースの内周面に形成された図形パターンを走査して得られる画像の一例を示す図である。
　すなわち、所定の領域ＰＢを走査して得られる画像には、ガイドシース２１の中心軸上に中心点を具備する１つ以上の同心円と、当該１つ以上の同心円の径方向に沿って放射状に延びる１つ以上の線分と、が含まれている。
　一方、ユーザは、挿入部１１の先端部を突出口２１Ｂから突出させた状態において、表示装置４に表示される画像を確認することにより、被検体の管腔内の所望の被写体を観察する。
　また、ユーザは、所望の被写体を観察している最中において、例えば、当該所望の被写体の解剖学的な位置関係等に基づいて表示装置４に表示される画像に歪みが生じていることを発見した際に、目盛りが見えるまで挿入部１１をガイドシース２１の内部に引き込むための操作を行った後、キャリブレーション実行スイッチを操作する。そして、このような操作に応じ、挿入部１１がガイドシース２１の内部に所定の長さＬだけ挿入されている状態、すなわち、基準画像取得スイッチの操作時と同様の状態で所定の領域ＰＢが走査され、所定の領域ＰＢを走査した画像が画像生成部３４により生成され、当該生成された画像が制御部３６及び表示装置４へ出力される。
　制御部３６は、キャリブレーション実行スイッチが操作されたことを検知すると、記憶部３５から読み込んだ基準画像に対する、画像生成部３４から出力される画像の歪み量を算出し、当該算出した歪み量に応じた制御を走査駆動部３２及び画像生成部３４のうちの少なくとも一方に対して行う。
　ここで、表示装置４に表示される画像に歪みが生じている場合には、例えば、図３及び図４に示すように、図２に示す画像に含まれる各円及び各線分のうちの少なくとも１つ以上の図形が変形する。図３は、ガイドシースの内周面に形成された図形パターンを走査して得られる画像の、図２とは異なる例を示す図である。図４は、ガイドシースの内周面に形成された図形パターンを走査して得られる画像の、図２及び図３とは異なる例を示す図である。
　そのため、制御部３６は、例えば、図２に示すような基準画像が記憶部３５に格納され、かつ、画像生成部３４から出力される画像における４つの円のうちの１つ以上の円が楕円状等に変形している場合（図３参照）には、当該１つ以上の円の変形量に応じた歪み量を算出し、当該算出した歪み量を０または略０にするような信号波形を具備する駆動信号をアクチュエータ部１５へ供給させるための制御を走査駆動部３２に対して行う。また、制御部３６は、例えば、図２に示すような基準画像が記憶部３５に格納され、かつ、画像生成部３４から出力される画像における４つの線分のうちの１つ以上の線分が曲線状等に変形している場合（図４参照）には、当該１つ以上の線分の変形量に応じた歪み量を算出し、当該算出した歪み量を０または略０にするようなパラメータで画像を生成させるための制御を画像生成部３４に対して行う。
　すなわち、制御部３６は、所定の領域ＰＢに形成された図形パターンを走査した際に画像生成部３４により生成される画像に含まれる各図形の変形状態に基づき、画像生成部３４から表示装置４へ出力される画像の歪みを補正するための制御を走査駆動部３２及び画像生成部３４のうちの少なくとも一方に対して行う。
　なお、本実施例によれば、表示装置４に表示される画像の歪みの発生をユーザが目視で認識するものに限らず、表示装置４に表示される画像の歪みの発生をユーザに認識させるための動作が行われるようにしてもよい。具体的には、例えば、画像生成部３４により生成される画像に対してパターンマッチング処理を施した結果に基づいて、または、走査駆動部３２から出力される駆動信号をモニタリングした結果に基づいて歪み量をリアルタイムに算出し、当該算出した歪み量が所定の閾値を超えている際に、所定の文字列または記号等を表示装置４に表示させるようにしてもよい。
　また、本実施例によれば、例えば、挿入部１１がガイドシース２１の内部に所定の長さＬだけ挿入されたことを光学的に検出するための光検出器等を備えた挿入検出装置を挿入口２１Ａの近傍及び所定の位置ＰＡに設け、さらに、当該挿入検出装置からの検出信号に応じ、記憶部３５への画像の出力、及び、制御部３６による歪み量の算出がそれぞれ行われるようにしてもよい。
　また、本実施例によれば、前述のような円及び線分を備えた図形パターンが所定の領域ＰＢに形成されているものに限らず、例えば、所定の面積を有する複数の円形の点をガイドシース２１の挿通方向に沿うように並べて配置することにより形成される、１つ以上の点列を備えた図形パターンが所定の領域ＰＢに形成されていてもよい。
　ここで、前述のような点列を備えた図形パターンにおいては、例えば、画像生成部３４から出力される画像に含まれる点列の各点の面積及び並び方向の変化等を当該点列の変形量として扱うことにより、当該変形量に応じた歪み量を算出することができる。そのため、例えば、前述のような点列を４つ備えた図形パターンが所定の領域ＰＢに形成されている場合においては、例えば、図５に示すような基準画像を記憶部３５に格納し、さらに、当該基準画像に対する歪み量を制御部３６において算出することにより、当該算出した歪み量を０または略０にするための制御を行うことができる。図５は、ガイドシースの内周面に形成された、図２とは異なる図形パターンを走査して得られる画像の一例を示す図である。
　また、本実施例によれば、例えば、挿入部１１がガイドシース２１の内部に所定の長さＬだけ挿入されていることを示す目盛りを所定の位置ＰＡに設け、挿入部１１の長手軸周りの回転方向における所定の回転位置を示すマークを挿入部１１の基端部の外表面に設け、ガイドシース２１の周方向における所定の位置を示すマークを挿入口２１Ａの近傍に設けるようにしてもよい。そして、このような構成によれば、例えば、所定の位置ＰＡと挿入口２１Ａとが揃うまで挿入部１１をガイドシース２１の内部に挿入し、さらに、所定の位置ＰＡの近傍に設けられたマークと挿入口２１Ａの近傍に設けられたマークとが揃うように挿入部１１を長手軸周りに回転させた状態で所定の領域ＰＢを走査することができる。そのため、前述のような目盛り及びマークを備えた構成によれば、例えば、図６に示すような場合、すなわち、挿入部１１の先端部がガイドシース２１の中心軸に対して偏心した状態で配置されるような場合であっても、歪み量の算出及び当該歪み量を０または略０にするための制御を制御部３６において行うことができる。図６は、挿入部の先端部がガイドシースの中心軸に対して偏心した状態を説明するための模式図である。
　以上に述べたように、本実施例によれば、挿入部１１の内部に特別な構造物を設けることなく、表示装置４に表示される画像の歪みを補正するためのキャリブレーションを行うことができる。また、以上に述べたように、本実施例によれば、例えば、挿入部１１の先端部を突出口２１Ｂから突出させた状態で被写体の走査を行っている最中において、表示装置４に表示される画像に歪みが生じたとしても、挿入部１１をガイドシース２１から抜去せずにキャリブレーションを行うことができる。そのため、本実施例によれば、走査型内視鏡を無用に太径化することなく、キャリブレーションを簡便に行うことができる。
　なお、本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。
　なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。
　本出願は、２０１４年６月５日に日本国に出願された特願２０１４－１１６９９７号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。

Claims (8)

  1. 　被写体へ出射される照明光の照射位置を変位させることにより前記被写体を走査する走査型内視鏡に設けられた挿入部が挿通される挿入補助具であって、
    　前記挿入部を挿入口から内部に挿入することが可能であるとともに、前記挿入口から挿入された前記挿入部の先端部を突出口から外部へ突出させることが可能な管路として形成されたガイド部材を有し、
    　前記ガイド部材の挿通方向に沿って位置する図形及び前記ガイド部材の周方向に沿って位置する図形のうちの少なくとも一つを備えた図形パターンが、前記ガイド部材の内周面における所定の領域に形成されている
    　ことを特徴とする挿入補助具。
  2. 　前記挿入部の長手軸周りの回転方向における所定の回転位置を示すマークが外表面に設けられた前記挿入部が挿通され、
    　前記ガイド部材の周方向における所定の位置を示すマークが前記挿入口の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の挿入補助具。
  3. 　前記所定の領域が前記突出口の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の挿入補助具。
  4. 　光源から供給される照明光を伝送するように構成された光ファイバと、前記光ファイバの出射端部を揺動することにより、前記光ファイバを経て被写体へ出射される前記照明光の照射位置を変位させるように構成されたアクチュエータ部と、が挿入部に設けられた走査型内視鏡と、
    　前記被写体を所定の走査パターンで走査させるための駆動信号を前記アクチュエータ部に供給するように構成された走査駆動部と、
    　前記照明光が照射された前記被写体からの戻り光に応じた画像を生成するように構成された画像生成部と、
    　前記挿入部を挿入口から内部に挿入することができるとともに、前記挿入口から挿入された前記挿入部の先端部を突出口から外部へ突出させることができるような管路として形成されたガイド部材を有し、前記ガイド部材の挿通方向に沿って位置する図形及び前記ガイド部材の周方向に沿って位置する図形のうちの少なくとも一つを備えた図形パターンが、前記ガイド部材の内周面における所定の領域に形成されている挿入補助具と、
    　前記図形パターンを前記被写体として走査した際に前記画像生成部により生成される画像に含まれる各図形の変形状態に基づき、前記画像生成部から表示装置へ出力される画像の歪みを補正するための制御を行うように構成された制御部と、
    　を有することを特徴とする光走査型観察システム。
  5. 　前記挿入部が前記ガイド部材の内部に所定の長さだけ挿入されていることを示す目盛りが前記挿入部の外表面に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の光走査型観察システム。
  6. 　前記挿入部の長手軸周りの回転方向における所定の回転位置を示すマークが前記挿入部の外表面に設けられ、前記ガイド部材の周方向における所定の位置を示すマークが前記挿入口の近傍に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の光走査型観察システム。
  7. 　前記所定の領域が前記突出口の近傍に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の光走査型観察システム。
  8. 　前記制御部は、前記図形パターンを前記被写体として走査した際に前記画像生成部により生成される画像に含まれる各図形の変形量に応じた歪み量を算出し、当該算出した歪み量を０または略０にするための制御を前記走査駆動部及び前記画像生成部のうちの少なくとも一方に対して行うことを特徴とする請求項４に記載の光走査型観察システム。
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