JP4262355B2 - Optical imaging device - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は低干渉性の光を用いて生体組織の光断層像を得る光イメージング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、低干渉性光を用い、その光をフレキシブルシャフト内のファイバを介して先端光学素子に伝達し、フレキシブルシャフトと共に先端光学素子も回転して観察ビームを回転走査する光イメージング装置が特表平６−５１１３１２に開示されている。
この光イメージング装置に採用されたプローブでは、２次元的な像しか得られない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
正確な患部の構造の立体的な構造の把握には従来２次元画像から医師が頭の中で３次元像を推測し理解していたが、熟練が必要になる。また、任意の方向の断層像が得られないし、定量的な患部の大きさの測定等がしにくい等の欠点がある。
【０００４】
（発明の目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、回転駆動手段と進退駆動手段とで駆動した場合の生体組織の光断層像を得ることにより、３次元の断層像を得たり、任意の方向の断面の断層像も得られ、診断し易い画像を提供できる光イメージング装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様による光イメージング装置は、低干渉光を用いて生体組織の光断層像を得る光イメージング装置において、
少なくともその先端は光透過性の良い素材で形成されており、先端が開口していないシースと、
光の出射・入射部と、
前記シースの内側に挿入された柔軟なパイプ部材と、
前記柔軟なパイプ部材の先端側に取り付けられた前記出射・入射部の保持部材と、
前記パイプ部材の内腔に設けられた低干渉光を伝送する光ファイバと、を有し、
前記パイプ部材を回転させる回転駆動手段と、
前記パイプ部材を軸方向に進退する進退駆動手段と、
前記進退駆動手段による進退駆動時の前記光ファイバの弛みを吸収する弛み吸収手段と、
前記出射・入射部の出射光の走査モードに応じて回転駆動手段及び進退駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を設け、
前記シースは第１のシースと、前記第１のシースの内部に設けられた第２のシースとを有し、前記パイプ部材は前記第２のシースの内側に挿入され、前記第２のシースは前記進退駆動手段により前記パイプ部材と共に前記軸方向に進退することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
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）
図１ないし図６は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は本発明の第１の実施の形態の光イメージング装置の構成を示し、図２は光走査プローブの構成を示し、図３は光ロータリジョイントの構成を示し、図４は光走査プローブの先端側の構成を示し、図５は本実施の形態による走査モードを示し、図６は変形例における弛み防止機構を示す。
【０００７】
図１に示す本発明の第１の実施の形態の光イメージング装置（光断層画像装置）１は超高輝度発光ダイオード（以下、ＳＬＤと略記）等の低干渉性光源２を有する。この低干渉性光源２はその波長が例えば１３００ｎｍで、その可干渉距離が例えば１７μｍ程度であるような短い距離範囲のみで干渉性を示す低干渉性光の特徴を備えている。
【０００８】
つまり、この光を例えば２つに分岐した後、再び混合した場合には分岐した点から混合した点までの２つの光路長の差が１７μｍ程度の短い距離範囲内の場合には干渉した光として検出され、それより光路長が大きい場合には干渉しない特性を示す。
【０００９】
この低干渉性光源２の光は第１のシングルモードファイバ３の一端に入射され、他方の端面（先端面）側に伝送される。
この第１のシングルモードファイバ３は途中の光カップラ部４で第２のシングルモードファイバ５と光学的に結合されている。従って、この光カップラ４部分で２つに分岐されて伝送される。
【００１０】
第１のシングルモードファイバ３の（光カップラ部４より）先端側には、光走査プローブ８Ａが進退移動（つまり、リニア移動）された場合に対する光ファイバの弛み防止手段６が形成され、この部分の先端側に駆動部７を介して光走査プローブ８Ａと観測装置とが接続されている。
【００１１】
光ファイバの弛み防止手段６は例えば数ｃｍ程度（より具体的には５ｃｍ）でループ状にされ、光走査プローブ８Ａが進退移動（つまり、リニア移動）された場合に対する光ファイバの弛みの影響を防止する。
【００１２】
上記駆動部７には第１のシングルモードファイバ３の先端側の非回転部と、回転される回転部とで光を伝送可能な結合を行う光ロータリジョイント９が設けてあり、この光ロータリジョイント９により光走査プローブ８内に挿通されて、回転駆動される第３のシングルモードファイバ１０に低干渉性光源２の光が伝送（導光）されるようにしている。
【００１３】
そして、伝送された光は光走査プローブ８Ａの先端側から被検体としての生体組織１１側に走査されながら照射される。また、生体組織１１側での表面或いは内部での散乱などした反射光の一部が取り込まれ、逆の光路を経て第１のシングルモードファイバ３側に戻り、光カップラ部４によりその一部が第２のシングルモードファイバ５側に移り、第２のシングルモードファイバ５の一端から光検出器としての例えばフォトダイオード等の光検出器１２に入射される。
【００１４】
また、駆動部７には光ロータリジョイント９のロータ側を回転駆動する回転駆動手段と、光ロータリジョイント９及び回転駆動手段をプローブ８の軸方向に進退移動する進退移動手段（リニア移動手段）とが設けてあり、これらは回転／進退制御装置１３によって制御される。
【００１５】
また、第２のシングルモードファイバ５の光カップラ部４より先端側には基準光の光路長を変える光路長の可変機構１４が設けてある。この光路長の可変機構１４は光走査プローブ８により生体組織１１の深さ方向に所定の走査範囲だけ走査する光路長に対応してこの走査範囲の光路長だけ高速に変化させることができるようにしている。
【００１６】
例えば、第２のシングルモードファイバ５の先端に対向するレンズ１５を介してグレーティング１６が配置され、このグレーティング（回折格子）１６と対向するレンズ１７を介してステージ１８上に配置され、微小角度回動可能なガルバノメータミラー１９で反射させるようにしており、このガルバノメータミラー１９はガルバノメータコントローラ２０により、符号ａで示すように高速に回転的に振動される。
【００１７】
このガルバノメータミラー１９はガルバノメータのミラーにより反射させるもので、ガルバノメータに交流の駆動信号を印加してその可動部分に取り付けたミラーを高速に回転的に振動させるものである。
【００１８】
つまり、光走査プローブ８Ａにより、生体組織１１の深さ方向に所定の距離だけ高速に走査できるようにガルバノメータコントローラ２０により、駆動信号が印加され、この駆動信号により符号ａで示すように高速に回転的に振動する。
【００１９】
そして、この回転的振動により第２のシングルモードファイバ５の端面から出射され、ガルバノメータミラー１９で反射されて戻る光の光路長は生体組織１１の深さ方向に走査する所定の距離の走査範囲だけ変化する。
【００２０】
つまり、ガルバノメータミラー１９により、深さ方向の断層像を得るための光路長の変化手段を形成している。このガルバノメータミラー１９による光路長の変化手段はＳＣＩＥＮＣＥ ＶＯＬ．２７６、１９９７、ｐｐ２０３７−２０３９に開示されている。
【００２１】
この光路長の可変機構１４で光路長が変えられた光は第２のシングルモードファイバ５の途中に設けたカップラ部４で第１のシングルモードファイバ３側から漏れた光と混合されて、共に光検出器１２で受光される。
【００２２】
なお、例えば第２のシングルモードファイバ５は１軸ステージ１８をその可変範囲の中間位置付近に設定した状態では光カップラ部４から第４のシングルモードファイバ９等を経て光走査プローブ８Ａの先端から生体組織１１に至る光路長と、第２のシングルモードファイバ５を経て１軸ステージ１８上のガルバノメータミラー１９で反射される光路長とがほぼ等しい長さとなるように設定されている。
【００２３】
そして、光走査プローブ８により生体組織１１側からの戻り光に対し、ガルバノメータミラー１９を高速で回転的振動或いは高速振動させてその基準光側の光路長を周期的に変化することにより、この光路長と等しい値となる生体組織１１の深さ位置での反射光とを干渉させ、他の深さ部分での反射光は非干渉にすることができるようにしている。
上記ガルバノメータミラー１９はガルバノメータミラーコントローラ２０により駆動動作が制御される。
【００２４】
上記光検出器１２で光電変換された信号はアンプ２２により増幅された後、復調器２３に入力される。この復調器２３では干渉した光の信号部分のみを抽出する復調処理を行い、その出力はＡ／Ｄ変換器２４を経てコンピュータ２５に入力される。このコンピュータ２５では断層像に対応した画像データを生成し、モニタ２６に出力し、その表示面にＯＣＴ像（光断層像或いは光イメージング像）２７を表示する。
【００２５】
また、コンピュータ２５には、キーボード等の光断層モードを指示入力するモード入力部２８と接続されている。そして、ユーザがこのモード入力部２８から光断層モードの指示入力を行うことにより、コンピュータ２５はその指示入力に対応して回転／進退制御装置１３を介して駆動部７の駆動動作を制御する。
【００２６】
また、コンピュータ２５は回転／進退制御装置１３を介して１軸ステージ１８の位置の制御を行う。つまり、回転／進退制御装置１３は駆動部７を回転等、駆動させる際に、制御信号をガルガノメータミラーコントローラ２０に送る。
【００２７】
また、回転／進退制御装置１３による回転／進退させる時の基準のタイミング制御信号と、ガルガノメータミラーコントローラ２０によるガルガノメータミラーを回転振動させる時の基準のタイミング制御信号はビデオ同期回路２９の画像化する際のビデオ同期信号と同期させるようにしている。
【００２８】
つまり、ビデオ同期回路２９のビデオ同期信号はそれぞれガルバノメータコントローラ２０と回転／進退制御装置１３にも送られ、例えばガルバノメータコントローラ２０はビデオ同期信号（より具体的には高速及び低速の２つのビデオ同期信号における高速の第１のビデオ同期信号）に同期した周期でガルバノメータミラー１９を駆動し、このガルバノメータミラー１９の１周期毎に回転駆動用モータ３３を微小ステップで回転させ、その際の１回転の周期はビデオ同期信号（より具体的には低速の第２のビデオ同期信号）に同期した周期と同期させるようにする。
本実施の形態における光走査プローブ８Ａ及び駆動部７の構造を図２に示す。
第１のシングルモードファイバ３の先端側はフレーム３１内の光ロータリジョイント９を介して中空で柔軟性をもつ回転力伝達部材としてのフレキシブルシャフト３２内に挿通光される柔軟性を有する光ファイバとしての第３のシングルモードファイバ１０と光学的に結合される。
【００２９】
このフレーム３１には回転（駆動）用モータ３３が取り付けてあり、その回転軸にに取り付けたギヤ３４等を介して光ロータリジョイント９のロータ９Ａを回転駆動できるようにしている。
【００３０】
この回転はロータ９Ａの中心軸に固定した第３のシングルモードファイバ１０及びロータ９Ａにその後端を取り付けたフレキシブルシャフト３２に伝達され、第３のシングルモードファイバ１０及びフレキシブルシャフト３２は回転駆動される。
【００３１】
フレキシブルシャフト３２は光走査プローブ８Ａの外套チューブ（シース）を構成する可撓性を有する樹脂チューブ３５内に挿通され、このフレキシブルシャフト３２の先端には光の出射及び（出射された光の生体組織側での反射光が）入射される光学ユニット３６が取り付けてあり、第３のシングルモードファイバ１０で伝送された低干渉性光はその先端の光学ユニット３６を介して垂直方向に出射され、透明な樹脂チューブ３５を透過して生体組織１１側に出射される。
【００３２】
また、生体組織１１側で反射された光は逆に伝達され、第３のシングルモードファイバ１０から光ロータリジョイント９で第１のシングルモードファイバ３側、つまり観測装置側に伝達される。
【００３３】
なお、樹脂チューブ３５の先端は閉塞され、またこの樹脂チューブ３５の少なくとも先端側（つまり、光学ユニット３６から光が出射される部分に対向する部分）は例えばポリメチルペンテン製等、（低干渉性光に対して）透明で光透過性が良いチューブで形成されている。
【００３４】
樹脂チューブ３５内には透明で、樹脂チューブ３５の屈折率に近い屈折率を持つ透明液体３７が充満されており、この透明液体３７は例えば、樹脂チューブ３５の後端でシール機能を持つ軸受けでシールされている。
【００３５】
また、上記駆動部７におけるフレーム３１がリニア移動（或いは進退移動）支持部材３８に取り付けてあり、このリニア移動支持部材３８のネジ孔にはリニア移動用ボールネジ３９が螺合している。
【００３６】
そして、このリニア移動用ボールネジ３９の後端はリニア移動用モータ４０の回転軸に取り付けてあり、このリニア移動用モータ４０を回転駆動することにより、リニア移動支持部材３８と共にフレーム３１を前進移動或いは後退移動できるようにしている。
【００３７】
上記光ロータリジョイント９は図３に示すような構造になっている。
図３に示すように光ロータリジョイント９はロータ９Ａの後端の円柱状の拡径部がその外側の円柱状のステータ９Ｂの凹部内に配置され、２箇所の軸受け４１で回転自在に支持されている。
【００３８】
また、ロータ９Ａの中心軸に沿って固定された第３のシングルモードファイバ１０の後端にはロータ９Ａの凹部内に設けたレンズ４２と対向している。また、このレンズ４２に対向する位置のステータ９Ｂの凹部内にもレンズ４３が設けてあり、第１のシングルモードファイバ３の先端から出射される光は対向するレンズ４３、４２を経て第３のシングルモードファイバ１０の後端に伝送されるし、生体組織１１側からの戻り光は第３のシングルモードファイバ１０から対向するレンズ４２、４３を経て第１のシングルモードファイバ３の先端面に伝送される。
【００３９】
また、光走査プローブ８の先端側に配置される光学ユニット３６は図４に示すような構造になっている。
【００４０】
フレキシブルシャフト３２の先端には略円筒状のレンズ枠４５を介して円柱状のＧＲＩＮレンズ４６が固定されており、このＧＲＩＮレンズ４６の先端面には光を直角方向に変更するプリズム４７が接合されている。
【００４１】
また、レンズ枠４５における小径部には第３のシングルモードファイバ１０の先端が固定されている。そして、第３のシングルモードファイバ１０で伝送した光をＧＲＩＮレンズ４６で収束し、さらにプリズム４７で直角方向に反射して、樹脂チューブ３５を透過して生体組織１１側に観察ビーム４８を出射する。
【００４２】
また、生体組織１１側での反射光を逆の光路を経てプローブ８Ａの基端側の観察装置に伝送する。
このような構成の第１の実施の形態による作用を以下に説明する。
【００４３】
図１に示すように設定した後、術者等のユーザはモード入力部２９から光イメージング像を得ようとするモードの指示入力を行う。例えば、ラジアルスキャンモードを指示した場合には、コンピュータ２５を介して回転／進退制御装置１３は回転用モータ３３を駆動して図５（Ａ）のようにラジアルスキャンモードでの光イメージング像を得ることができる。
【００４４】
この場合には、図２において、回転用モータ３３の回転が歯車３４によってフレキシブルシャフト３２に伝達され、それにより光学ユニット３６が回転し、フレキシブルシャフト３２の軸に垂直な方向に観察ビームを走査し、円周状に光走査プローブ８Ａの軸に垂直な光イメージング像を得ることができる。なお、この時、進退移動用モータ４０は駆動されず、フレーム３１も移動しない。
【００４５】
また、リニアスキャンモードを指示した場合には、コンピュータ２５を介して回転／進退制御装置１３は進退移動用モータ４０を駆動して図５（Ｂ）のようにリニアスキャンモードでの光イメージング像を得ることができる。
【００４６】
この場合には回転用モータ３３は駆動されず、進退移動用モータ４０の回転によってボールネジ３９が回転しフレーム３１が図２で左右方向に移動する。フレーム３１の移動によって回転用モータ３３，光ロータリジョイント等のフレーム３１内の移動ユニット全体が左右に移動しフレキシブルシャフト３２が樹脂チューブ３５に対して進退し、光学ユニット３６が左右に走査され、光走査プローブ８Ａの軸を通る断層像を得ることができる。
【００４７】
また、３次元スキャン或いはスパイラルスキャンモードを指示した場合には、コンピュータ２５を介して回転／進退制御装置１３は回転用モータ３３を駆動すると共に、これに連動して進退移動用モータ４０を駆動して図５（Ｃ）のように３次元スキャンモードでの光イメージング像を得ることができる。
【００４８】
この場合、回転走査がリニア走査に対し十分早くなるように走査すると、２次元の円周像を積み重ねる形で３次元構築像を得ることができる。３次元データが構築できれば、そのデータに対し、自在な断面を構築することができる。
【００４９】
つまり、この３次元スキャンモードでの光イメージング像を得た場合には、そのモードでの光イメージング像の画像データがコンピュータ２５内のメモリ或いはハードディスク等の画像データ記憶装置に記憶されるので、術者は３次元スキャンモードでの光イメージング像を得た場合には、３次元スキャンモードでの光イメージング像を立体的に表示させたり、所望とする断面での光イメージング像を表示させたりすることもできる。
【００５０】
従って、本実施の形態によれば、光走査プローブ８Ａにより、その先端の光学ユニット３６を回転駆動及び進退移動可能にして、低干渉性光を３次元的に走査できるようにしているので、３次元的に走査による３次元的なイメージング画像を得ることができ、３次元的に表示させることにより、術者はその画像から２次元画像しか得られない場合よりもはるかに診断し易い。また、３次元的なイメージング画像を表示させることにより、患部等の３次元的な大きさも定量的に把握し易い。
【００５１】
さらに、任意の方向からの断層像も表示できるので、術者は注目する部位に対し、的確な診断を行い易い。つまり、術者に対し、診断に易い３次元像及び任意の方向での断層像を提供できる。
【００５２】
なお、フレキシブルシャフト３２は密巻きのコイルを１重にしたものに限定されるものでなく、２重或いは３重にして、柔軟性を有し、一端に加えられた回転を他端に効率良く伝達する機能を有するものにしても良い。
【００５３】
従って、本実施の形態は以下の効果を有する。
ラジアル画像及びリニア画像の両方を得ることができるし、３次元画像も得られ、さらに所望とする断面での２次元画像も得られ、術者はこれらの画像から患部等を把握し易く、的確な診断がし易い。
【００５４】
また、本実施の形態によれば、観測装置に対し、後述するように走査モードがリニア走査等に制限された光走査プローブが接続された場合にも、その走査モードで走査して光断層像を得ることができる。
この場合には、観測装置により簡単に着脱自在となるコネクタ構造にしても良い。
【００５５】
本実施の形態では、樹脂チューブ３５の内部に樹脂チューブ３５の屈折率に近い屈折率を有する透明液体３７を封入することにより、樹脂チューブ３５と透明液体３７界面での光の反射を低減し、検出光に対する雑音光を低減する効果を有する。しかし、また透明液体３７を封入せず、空気とする構成を取ることも可能である。
【００５６】
次に第１の実施の形態における変形例を説明する。この変形例は図１に示す第１の実施の形態において、ファイバ弛み防止手段の構成が異なるのみである。 図６に示すようにこの変形例では第１のシングルモードファイバ３は第１のプーリ４９と第２のプーリ５０とに掛け渡してあり、その一方のプーリ（例えば４９）が他方と平行に、図示しない移動手段で移動されるようにしてある。
この移動手段はプローブ８のリニア移動に連動して移動されるように制御される。そして、ファイバ３が常時殆ど一定の張力状態に維持され、弛みができること防止している。
【００５７】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態を図７を参照して説明する。図７は第２の実施の形態における光走査プローブの先端側の構成を示し、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の状態からインナチューブ３５Ｂ側を光走査プローブの基端側に移動した状態を示す。
本実施の形態では、光走査プローブ８Ｂは、アウタチューブ３５Ａとインナチューブ３５Ｂとの２重チューブ構造にしている。
【００５８】
そして、インナチューブ３５Ｂ内には第１の実施の形態と同様にフレキシブルシャフト３２を挿通し、そのフレキシブルシャフト３２の先端に光学ユニット３６を取り付けている。
【００５９】
つまり、フレキシブルシャフト３２の先端にはレンズ枠４５を介してＧＲＩＮレンズ４６及びプリズム４７が固定され、またこのレンズ枠４５にはフレキシブルシャフト３２内を挿通した第３のシングルモードファイバ１０の先端も固定されている。
【００６０】
なお、本実施の形態ではレンズ枠４５内にＧＲＩＮレンズ４６及びプリズム４７が固定され、このレンズ枠４５におけるプリズム４７から光を出射すると共に、プリズム４７に光が入射される部分に開口を設けて観察窓５２を形成している。
また、インナチューブ３５Ｂ内には第１の実施の形態と同様に透明な液体３７が充満されている。
【００６１】
フレキシブルシャフト３２の後端は回転駆動用モータにより、回転できるようにしている。また、インナチュ−ブ３５Ｂの後端は、図２のフレーム３１の前端の開口に固定されている。
【００６２】
そして、フレキシブルシャフト３２がリニア方向に進退移動されると、このインナチュ−ブ３５Ｂも同様に移動されるようにしている。
また、インナチュ−ブ３５Ｂを覆うアウタチューブ３５Ａ内にも透明な液体５３、つまり反射防止のための屈折率整合媒質が封入されている。
また、このアウタチューブ３５Ａの後端は固定されている。
その他は第１の実施の形態と同様の構成である。
【００６３】
本実施の形態によれば、リニア走査によるフレキシブルシャフト３１の摩擦の変化による回転ムラを防止することができる。
また、ラジアル走査用の光走査プローブを流用でき、安価にできる。
【００６４】
なお、第２の実施の形態の変形例として、ラジアル走査による２次元画像を時系列で多数枚メモリに保存し、フリーズを掛けた時には、フリーズがかかってからの信号ではなく、実際にフレーズがかかったときの画像をメモリから呼び出し、表示、プリントアウトを行う。
【００６５】
また、そのメモリを、リニア走査しながら得た連続的な２次元画像を保存し、３次元再構築を行なうのにも用いるようにしても良い。
この変形例によると、フリーズを掛けた瞬間の画像が得られる効果がある。
【００６６】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態を図８を参照して説明する。図８は第３の実施の形態における光走査プローブの先端側の構成を示す。なお、図８（Ａ）は光走査プローブの先端側を斜視図で示し、図８（Ｂ）はＡ−Ａ断面を示す。
【００６７】
本実施の形態における光走査プローブ８Ｃは例えば第１の実施の形態の光走査プローブ８Ａにおいて、透明な光学シース３５内にその長手方向に線状のマーキング部材５６を埋め込んだものである。
【００６８】
つまり、観察ビーム４８を光走査プローブ８Ｃの長手方向に垂直方向に出射する光学ユニット３６と、光学ユニット３６を回転するフレキシブルシャフト３２と、それらの外側に有り、柔軟なＦＥＰなどの樹脂チューブ３５からなる透明な光学シースが設けられている。光学シースには長手方向に平行に線状のマーキング部材５６が埋め込まれている。
【００６９】
そして、フレキシブルシャフト３２が回転し、それに応じ観測ビーム４８が回転し、深さ方向の情報を収集する。観測ビーム４８がマーキング部材５６を通過するときは、観測ビーム４８が遮られ信号が得られないので、マーキングの位置を基準として観測ビーム４８の回転位置を知ることができる。画像の再構成はこのマーキングの位置を基準として行う。
【００７０】
本実施の形態は観測ビーム４８の回転位置を知ることができる効果を有する。その他は第１の実施の形態と同様の効果を有する。
【００７１】
その他に、マーキング部材５６を内視鏡から観察できるような色などにすると、ＯＣＴ断層像上の位置と、内視鏡像の位置を対応させて理解することが容易ともなる。
【００７２】
図９は第３の実施の形態の変形例を示す。
【００７３】
図９（Ａ）では光学シースを形成する樹脂チューブ３５の例えば内周面に凹部（切り欠き）９１を設けたものであり、図９（Ｂ）では樹脂チューブ３５の例えば外周面にＶ字状の切り欠き９２を設けたものであり、図９（Ｃ）では樹脂チューブ３５の例えば内周面の所定の位置で段差状に肉厚が変化する段差部９３を設けたものであり、図９（Ｄ）では樹脂チューブ３５の例えば内周面の所定の角度範囲が薄肉になる薄肉部９４をその境界では段差部９５で段差状に変化するように設けたものである。
このようなものでも観測ビーム４８の回転位置を知ることができる。
【００７４】
（第４の実施の形態）
次に本発明の第４の実施の形態を図１０を参照して説明する。図１０は第４の実施の形態における光走査プローブの先端側の構成を示す。
この光走査プローブ８Ｄは例えば第１の実施の形態における光走査プローブ８Ａにおいて、リニア走査を行う場合の基準位置を検出できるように樹脂チューブ３５の先端側の例えば外周面にマーキング部材５７をリング状に設けている。
【００７５】
なお、第１の実施の形態ではラジアル及びリニア走査（及びこれらの組み合わせのスパイラル走査）ができる駆動機構を備えたのもであるが、本実施の形態はリニア走査のみを行う場合にマーキング部材５７は機能する。その他はと同様の構成である。
【００７６】
より具体的に説明すると、低干渉性光を伝送するシングルモードファイバ１０の先端に設けた光学ユニット３６は、該ファイバ１０からの光を集光するＧＲＩＮレンズ４６と、このレンズ４６からの光を９０度に曲げるプリズム４７とから構成され、これらがレンズ枠４５で保持されている。
【００７７】
樹脂チューブ３５内に挿通されたフレキシブルシャフト３２は図１０に対して左右に進退し、観測ビーム４８を左右に走査し、深さ方向と左右方向の２次元的な像を得る。光学シースを形成する樹脂チューブ３５には周上にマーキング部材５７が設けられており、観測ビーム４８がマーキング部材を通過すると、観測ビーム４８が遮られ信号が得られないので、マーキングの位置を基準として観測ビーム４８の走査位置を知ることができる。
【００７８】
本実施の形態によれば、光学ユニット３６がシース先端に接触しないための走査範囲制御、光走査プローブ８Ｄの長さが異なる場合の走査範囲制御に用いることができる効果がある。
【００７９】
（第５の実施の形態）
次に本発明の第５の実施の形態を図１１を参照して説明する。図１１は第５の実施の形態における光走査プローブの先端側の構成を示す。
この光走査プローブ８Ｅは例えば第１の実施の形態における光走査プローブ８Ａにおいて、リニア走査を行う場合の基準位置を検出できるように樹脂チューブ３５の先端側にその長手方向に櫛状に等間隔にスリット状のマーキング部材５９を例えば埋め込むようにして設けている。
【００８０】
光学シースを形成する樹脂チューブ３５には櫛状に均等の間隔にスリット状のマーキング部材５９が設けられ、このマーキング部材５９は光を透過する樹脂チューブ３５とは異なり、例えば厚い部分では反射する反射体で形成されてており、反射体を通過する毎にその位置を知ることができる
本実施の形態によれば、フレキシブルシャフト３２の伸縮による走査ムラがあっても、位置を補正して正しい像を提供することができる効果がある。
【００８１】
（第６の実施の形態）
次に本発明の第６の実施の形態を図１２を参照して説明する。図１２は第６の実施の形態における光走査プローブの先端側の構成を示す。図１２（Ａ）は光走査プローブの先端側の構成を縦断面図で示し、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のＢ−Ｂ断面を示す。
【００８２】
この光走査プローブ８Ｆはフレキシブルシャフト３２の先端の光学ユニット３６にその長手方向にスリット部材６１を設け、かつこのスリット部材６１を挟むようにして発光ダイオード（ＬＥＤと略記）６２ａとフォトダイオード６２ｂとを対向するように樹脂チューブ３５に固定している。
【００８３】
また、ＬＥＤ６２ａとフォトダイオード６２ｂとは樹脂チューブ３５内に埋め込んだリード線６３と接続されており、このリード線６３は光走査プローブ８Ｆの後端側に延出され、位置検出装置に接続されている。
【００８４】
そして、光学ユニット３６が樹脂チューブ３５の長手方向に移動された場合、遮光性のスリット部材６１に形成した等間隔のスリット孔６１ａを透過した光をフォトダイオード６２ｂで受光することにより、光学ユニット３６のリニア方向の位置を検出できるようにしている。
【００８５】
本実施の形態によれば、フレキシブルシャフト３２の伸縮による走査ムラがあっても、位置を補正して正しい像を提供することができる。
また、第３ないし第５の実施の形態のように位置検出が観察像に影響を与えない効果もある。
【００８６】
（第７の実施の形態）
次に本発明の第７の実施の形態を図１３を参照して説明する。図１３は第７の実施の形態における光走査プローブの先端側の構成を示す。
この光走査プローブ８Ｇは、例えば図８の第３の実施の形態において、光学シースを形成する樹脂チューブ３５の代わりに、金属保護ケース６５とバルーン６６とを採用している。
【００８７】
金属保護ケース６５は光学ユニット３６を例えば十字状のフレームで覆い、光学ユニット３６が回転駆動された場合、十字状のフレーム部分で観察ビームが遮光されることにより、回転方向の位置を検出できるマーキング部材としての機能（作用）を持つようにしている。
【００８８】
金属保護ケース６５の外側のバルーン６６は透明な部材で形成されている。 本実施の形態によれば、ラジアル走査を行った場合、観測ビームの位置を検出することができる。
【００８９】
（第８の実施の形態）
次に本発明の第８の実施の形態を図１４を参照して説明する。図１４は第８の実施の形態における光走査プローブの先端側の構成を示す。
この光走査プローブ８Ｈは、例えば第１の実施の形態において、レンズ枠４５における観察ビーム４８が出射される方向と反対側に例えば黒色等に識別し易い色にしたマーキング部７１が形成してある。
【００９０】
そして、内視鏡から透明な樹脂チューブ３５を通してこのマーキング部７１を観察できるようにしており、このマーキング部７１と反対側に観察ビーム４８が出射されていることを知ることができるようにしている。
このマーキング部７１により、観察ビーム４８の方向を内視鏡から容易に知ることが出来る。
【００９１】
（第９の実施の形態）
次に本発明の第９の実施の形態を図１５及び図１６を参照して説明する。図１５は第９の実施の形態における光走査プローブを示し、図１６（Ａ）は内視鏡のチャンネル内に光走査プローブを挿通して生体組織を観察している様子を示し、図１６（Ｂ）はその場合の内視鏡画像を示す。
【００９２】
図１５に示す第９の実施の形態における光走査プローブ８Ｉは可撓性のシース７３Ａと、この可撓性のシース７３Ａの先端に繋ぎ部材７３Ｂを介して透明で硬質のシース７３Ｃを設け、これらシース７３Ａ、繋ぎ部材７３Ｂ、シース７３Ｃ内にフレキシブルシャフト３２を挿通し、シース７３Ｃ内でフレキシブルシャフト３２の先端に光学ユニット３６を取り付けている。
【００９３】
このシース７３Ｃにおける観察ビーム４８（図１６（Ａ）参照）が出射される方向と反対側にマーキング部７４をシース７３Ｃの長手方向に線状に形成している。そして、このマーキング部７４を内視鏡で観察できるようにしている。
【００９４】
例えば、図１６（Ａ）に示すように内視鏡７５の挿入部７６に設けたチャンネル７７内に光走査プローブ８Ｉを挿通し、その先端側を突出させて生体組織１１に観察ビーム４８を照射して２次元観察像を得ることができる。
【００９５】
この場合、挿入部７６の先端の照明窓７８から照明光が出射され、生体組織１１側を照明し、この照明された部分は観察窓７９に取り付けた対物レンズにより光学像が結像され、後方の接眼部から図１６（Ｂ）に示すような内視鏡像を得ることができる。
つまり、内視鏡像中にマーキング部７４が観察される位置と反対側に観察ビーム４８が出射されていることを知ることができる。
【００９６】
（第１０の実施の形態）
次に本発明の第１０の実施の形態を図１７を参照して説明する。図１７（Ａ）は第１０の実施の形態における光走査プローブの先端側の構成を縦断面図で示し、図１７（Ｂ）はその横断面でガイド機構の構成を示す。
【００９７】
この光走査プローブ８Ｊは、例えば第１の実施の形態において、レンズ枠４５に回り止め用の凸部（或いはピン）８１が形成され、かつ光学シースを形成樹脂チューブ３５側には、この凸部８１が係入され、樹脂チューブ３５の長手方向に延びるガイド溝８２が設けてある。
【００９８】
そして、凸部（或いはピン）８１をガイド溝８２に収納した状態で光学ユニット３６を樹脂チューブ３５の長手方向に移動することにより、リニア走査する際に回転するようなことなく、直線的にリニア走査できるようにしている。
【００９９】
また、透明な光学シースの観測ビーム４８が出射する側と反対側に線状のマーキング部材８３を設けて、ラジアル走査した場合に観察ビーム４８が基準となる角度位置を確認できるようにしている。
【０１００】
さらに説明すると、低干渉性光を伝送するシングルモードファイバ１０の先端の光学ユニット３６は、ファイバ１０からの光を集光するＧＲＩＮレンズ４６と、このレンズ４６からの光を９０度に曲げるプリズム４７とをレンズ枠４５でファイバ１０の先端に保持している。フレキシブルシャフト３２は図１７（Ａ）において左右に進退し、観測ビーム４８を左右に走査し、深さ方向と左右方向の２次元的な像を得る。
【０１０１】
レンズ枠４５には回り止め用凸部８１が、樹脂チューブ３５側には肉厚部分にガイド溝８２がそれぞれ設けられ、レンズ枠４５はその凸部８１がガイド溝８２に嵌合挿入されながら進退するため、フレキシブルシャフト３２のねじれによって走査面が回転するようなことが無い。
なお、本実施の形態はリニア走査する光走査プローブである。
【０１０２】
本実施の形態によれば、フレキシブルシャフト３２のねじれによって走査面が回転すること無く、正確に平面のリニア断層像が得られる。
また、マーキング部材８３より走査方向を内視鏡より知るのが容易である。
【０１０３】
［付記］
１．低干渉光を用いて生体組織の光断層像を得る光イメージング装置において、少なくともその先端は光透過性の良い素材で形成されており、先端が開口していないシースと、光の出射・入射部と、シース内側に挿入された柔軟なパイプ部材と、柔軟なパイプ部材の先端側に取り付けられた前記出射・入射部の保持部材と、パイプ部材の内腔に設けられた低干渉光を伝送する光ファイバとを有し、
パイプ部材を回転させる回転駆動手段と、
パイプ部材を軸方向に進退する進退駆動手段と、
を設けたことを特徴とする光イメージング装置。
【０１０４】
１−２．パイプ部材が回転駆動するのと同時に進退駆動手段によりパイプ部材が進退することを特徴とする付記１に記載の光イメージング装置。
１−３．パイプ部材および回転駆動手段を有する回転駆動ユニットが一体で進退駆動手段で進退することを特徴とする付記１に記載の光イメージング装置。
１−２−１．第１のシースおよびパイプ部材および回転駆動手段を有するプローブおよび回転駆動ユニットが一体で、進退駆動手段により第２のシースの中で移動することを特徴とする付記１−２に記載の光イメージング装置。
１−３．低干渉光を用いて生体組織の光断層像を得る光イメージング装置において、少なくともその先端は光透過性の良い素材で形成されたシースと、該シース内側に挿入された回転力を伝達するパイプ部材と、該パイプ部材の先端に取り付けられ、光の出射・入射部を設けた光学ユニットと、前記パイプ部材の内腔に設けられた低干渉光を伝送する光ファイバとで構成される光走査プローブと、
パイプ部材を回転させることにより前記光学ユニットから出射される光をラジアル走査するための回転駆動手段と、
パイプ部材を軸方向に進退することにより前記光学ユニットから出射される光をパイプ部材の軸方向にリニア走査するための進退駆動手段と、
を設けたことを特徴とする光イメージング装置。
（１群の背景）本文に記載されている。
【０１０５】
２．低干渉光を用いて生体組織の光断層像を得る光イメージング装置において、少なくともその先端は光透過性の良い素材で形成されており、先端が開口していないシースと、光の出射・入射部と、シース内側に挿入された柔軟なパイプ部材と、柔軟なパイプ部材の先端側に取り付けられた前記出射・入射部の保持部材と、パイプ部材の内腔に設けられた低干渉光を伝送する光ファイバとを有し、先端部に前記出射・入射部の保持部材の位置検出手段が設けたことを特徴とする光イメージング装置。
【０１０６】
２−１．シースに走査位置の基準を示すマーキング手段を設けたことを特徴とする付記２に記載の光イメージング装置。
２−１−１．マーキングが光不透過物質で構成されている付記２−１に記載の光イメージング装置。
２−１−２．シースの延長方向に線状のマーキングがされ、パイプ部材が回転走査する（ラジアル走査）付記２−１に記載の光イメージング装置。
２−１−３．シースの鉛直方向に線状のマーキングがされ、パイプ部材がリニア走査する付記２−１に記載の光イメージング装置。
【０１０７】
２−２．位置検出手段がエンコーダである付記２に記載の光イメージング装置。
（付記２群の背景）先端光学素子をフレキシブルシャフトを用いて、観察ビームを回転走査またはリニア走査する特表平６−５１１３１２に開示されたようなプローブでは、挿入部の湾曲などによってフレキシブルシャフトの回転・進退のムラ・遅れにより手元側の走査位置と先端側の走査位置が異なり、走査位置がわからなくなったり、画像中の位置が正確でないという問題があった。
【０１０８】
このため、走査位置を正確に知る手段を設け、走査位置の正確な観察像を提供及び走査ムラを補正することを目的とし、付記２群の構成にした。
【０１０９】
３．低干渉光を用いて生体組織の光断層像を得る光イメージング装置において、少なくともその先端は光透過性の良い素材で形成されており、先端が開口していないシースと、光の出射・入射部と、シース内側に挿入された柔軟なパイプ部材と、柔軟なパイプ部材の先端側に取り付けられた前記出射・入射部の保持部材と、パイプ部材の内腔に設けられた低干渉光を伝送する光ファイバとを有し、パイプ部材を軸方向に進退する進退手段を有し、光の出射・入射部からの観察光の照射がプローブの軸方向に略垂直であって、保持部の光が照射される方向の反対側に出射方向を示すマーキングが設けたことを特徴とする光イメージング装置。
３−１シースの光が照射される方向の反対側に出射方向を示すマーキングが設けられている付記３に記載の光イメージング装置。
【０１１０】
３−１−１．マーキングが線状である付記３−１に記載の光イメージング装置。
（付記３群の背景）リニア走査用光走査プローブでは走査方向がわかりにくく、内視鏡像と対応させて観察位置を対応させるのが困難であった。
【０１１１】
このため、リニア走査型光走査プローブにおいて、走査方向を内視鏡画像上でわかるようにすることを目的として付記３群の構成にした。
【０１１２】
４．低干渉光を用いて生体組織の光断層像を得る光イメージング装置において、少なくともその先端は光透過性の良い素材で形成されており、先端が開口していないシースと、光の出射・入射部と、シース内側に挿入された柔軟なパイプ部材と、柔軟なパイプ部材の先端側に取り付けられた前記出射・入射部の保護部材と、パイプ部材の内腔に設けられた低干渉光を伝送する光ファイバとを有し、パイプ部材を軸方向に進退する進退手段を有し、光の出射・入射部からの観察光の出射がプローブの軸方向に垂直であって、保護部材のシースに対する回転を防止する回り止め部材を設けたことを特徴とする光イメージング装置。
【０１１３】
（付記４の背景）リニア走査型光走査プローブではフレキシブルシャフトのねじりによりリニアの走査面が回転し、観察位置が所望の断面にならないという問題があった。
このため、リニア走査型光走査プローブにおいて、走査のねじれを防止することを目的として、付記４の構成にした。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、回転駆動手段と進退駆動手段とで駆動した場合の生体組織の光断層像を得ることにより、３次元の断層像を得たり、任意の方向の断面の断層像も得られ、診断し易い画像を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の光イメージング装置の構成を示すブロック図。
【図２】光走査プローブの構成を示す断面図。
【図３】光ロータリジョイントの構成を示す断面図。
【図４】光走査プローブの先端側の構造を示す断面図。
【図５】本実施の形態による走査モードを示す。
【図６】変形例における光ファイバの弛み防止機構を示す図。
【図７】本発明の第２の実施の形態における光走査プローブの先端側の構造を示す断面図。
【図８】本発明の第３の実施の形態における光走査プローブの先端側の構造を示す図。
【図９】第３の実施の形態の変形例におけるマーキング手段を示す図。
【図１０】本発明の第４の実施の形態における光走査プローブの先端側の構造を示す断面図。
【図１１】本発明の第５の実施の形態における光走査プローブの先端側の構造を示す断面図。
【図１２】本発明の第６の実施の形態における光走査プローブの先端側の構造を示す図。
【図１３】本発明の第７の実施の形態における光走査プローブの先端側の構造を示す斜視図。
【図１４】本発明の第８の実施の形態における光走査プローブの先端側の構造を示す断面図。
【図１５】本発明の第９の実施の形態における光走査プローブの先端側の構造を示す側面図。
【図１６】光走査プローブを内視鏡のチャンネルに挿通した様子及び内視鏡像を示す図。
【図１７】本発明の第１０の実施の形態における光走査プローブの先端側の構造を示す図。
【符号の説明】
１…光イメージング装置
２…低干渉性光源
３…第１のシングルモードファイバ
４…光カップラ部
５…第２のシングルモードファイバ
６…弛み防止手段
７…駆動部
８Ａ…光走査プローブ
９…光ロータリジョイント
１０…第３のシングルモードファイバ
１１…生体組織
１３…回転／進退制御装置
１４…光路長の可変機構
１６…グレーティング
１８…ステージ
１９…ガルバノメータミラー
２０…ガルバノメータコントローラ
２５…コンピュータ
２６…モニタ
２８…モード入力部
３１…フレーム
３２…フレキシブルシャフト
３３…回転用モータ
３４…ギヤ
３５…樹脂チューブ
３６…光学ユニット
３９…ボールネジ
４０…リニア移動用モータ（進退移動用モータ）
４５…レンズ枠
４６…ＧＲＩＮレンズ
４７…プリズム
４６…観測ビーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical imaging apparatus that obtains an optical tomographic image of a living tissue using low coherent light.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an optical imaging apparatus that uses low coherence light, transmits the light to a tip optical element via a fiber in a flexible shaft, and rotates the tip optical element together with the flexible shaft to rotate and scan an observation beam. 6-511312.
With the probe employed in this optical imaging apparatus, only a two-dimensional image can be obtained.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
To grasp an accurate three-dimensional structure of an affected area, a doctor has conventionally estimated and understood a three-dimensional image in the head from a two-dimensional image, but skill is required. In addition, there is a drawback that a tomographic image in an arbitrary direction cannot be obtained, and it is difficult to quantitatively measure the size of the affected area.
[0004]
(Object of invention)
  The present invention has been made in view of the above points.By obtaining an optical tomographic image of a living tissue when driven by the rotation driving means and the advance / retreat driving means, a three-dimensional tomographic image or a tomographic image of a cross section in an arbitrary direction can be obtained. Can offerAn object is to provide an optical imaging apparatus.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  An optical imaging apparatus according to an aspect of the present invention is an optical imaging apparatus that obtains an optical tomographic image of a biological tissue using low interference light.
  At least its tip is formed of a material with good light transmission, and a sheath whose tip is not open,
  A light exit / incident part;
  A flexible pipe member inserted inside the sheath;
  The exit / incident part holding member attached to the distal end side of the flexible pipe member,
  An optical fiber that transmits low interference light provided in the lumen of the pipe member,
  Rotation driving means for rotating the pipe member;
  Advancing and retracting drive means for advancing and retracting the pipe member in the axial direction;
  A slack absorbing means for absorbing slack of the optical fiber at the time of forward / backward driving by the forward / backward driving means;
  Drive control means for controlling the drive of the rotation drive means and the advance / retreat drive means in accordance with the scanning mode of the emitted light of the exit / incident part;
  Provided,
The sheath has a first sheath and a second sheath provided inside the first sheath, the pipe member is inserted inside the second sheath, and the second sheath is The forward / backward drive means moves forward and backward in the axial direction together with the pipe member.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 to 6 relate to the first embodiment of the present invention, FIG. 1 shows the configuration of the optical imaging apparatus of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 shows the configuration of the optical scanning probe, 3 shows the configuration of the optical rotary joint, FIG. 4 shows the configuration of the tip side of the optical scanning probe, FIG. 5 shows the scanning mode according to the present embodiment, and FIG. 6 shows the slack prevention mechanism in the modification.
[0007]
An optical imaging apparatus (optical tomographic imaging apparatus) 1 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 has a low coherence light source 2 such as an ultra-high luminance light emitting diode (hereinafter abbreviated as SLD). The low-coherence light source 2 has a feature of low-coherence light that exhibits coherence only in a short distance range in which the wavelength is, for example, 1300 nm and the coherence distance is, for example, about 17 μm.
[0008]
In other words, for example, when this light is branched into two and then mixed again, if the difference between the two optical path lengths from the branched point to the mixed point is within a short distance range of about 17 μm, it is regarded as interfering light. When it is detected and the optical path length is longer than that, it shows a characteristic that does not interfere.
[0009]
The light of the low coherence light source 2 is incident on one end of the firstsingle mode fiber 3 and transmitted to the other end face (tip face) side.
The firstsingle mode fiber 3 is optically coupled to the second single mode fiber 5 at an intermediate optical coupler 4. Accordingly, the optical coupler 4 is branched into two and transmitted.
[0010]
On the tip side of the first single mode fiber 3 (from the optical coupler section 4), optical fiber slack preventing means 6 for the case where theoptical scanning probe 8A is moved forward and backward (that is, linear movement) is formed. Theoptical scanning probe 8A and the observation device are connected to the distal end side of the optical scanning probe via thedrive unit 7.
[0011]
The optical fiber slack prevention means 6 is looped, for example, about several centimeters (more specifically, 5 cm), and the influence of the slack of the optical fiber on the case where theoptical scanning probe 8A is moved back and forth (that is, linear movement). To prevent.
[0012]
Thedriving unit 7 is provided with an opticalrotary joint 9 for performing coupling capable of transmitting light between the non-rotating part on the distal end side of the first single-mode fiber 3 and the rotating part to be rotated. 9, the light of the low-coherence light source 2 is transmitted (guided) to the thirdsingle mode fiber 10 that is inserted into the optical scanning probe 8 and driven to rotate.
[0013]
The transmitted light is irradiated while being scanned from the distal end side of theoptical scanning probe 8A to theliving tissue 11 side as the subject. Further, a part of the reflected light scattered on the surface or inside of theliving tissue 11 side is taken in, returns to the firstsingle mode fiber 3 side through the reverse optical path, and part of it is reflected by the optical coupler unit 4. It moves to the second single mode fiber 5 side, and is incident on aphotodetector 12 such as a photodiode as a photodetector from one end of the second single mode fiber 5.
[0014]
Further, thedrive unit 7 includes a rotation drive unit that rotationally drives the rotor side of the opticalrotary joint 9, and an advance / retreat unit (linear movement unit) that moves the opticalrotary joint 9 and the rotation drive unit back and forth in the axial direction of the probe 8. These are controlled by the rotation / advance control device 13.
[0015]
Further, an optical pathlength variable mechanism 14 for changing the optical path length of the reference light is provided on the distal end side of the optical coupler section 4 of the second single mode fiber 5. The optical pathlength variable mechanism 14 can change the optical path length of the scanning range at high speed corresponding to the optical path length scanned by the optical scanning probe 8 in the depth direction of theliving tissue 11 for a predetermined scanning range. ing.
[0016]
For example, a grating 16 is disposed via alens 15 facing the tip of the second single mode fiber 5, and disposed on astage 18 via alens 17 facing the grating (diffraction grating) 16. Thegalvanometer mirror 19 is reflected by amovable galvanometer mirror 19, and thegalvanometer mirror 19 is vibrated at high speed and rotationally as indicated by a symbol a.
[0017]
Thegalvanometer mirror 19 is reflected by the mirror of the galvanometer, and applies an alternating drive signal to the galvanometer to vibrate the mirror attached to the movable part at high speed.
[0018]
That is, a drive signal is applied by thegalvanometer controller 20 so that theoptical scanning probe 8A can scan the livingtissue 11 in the depth direction by a predetermined distance at a high speed, and the drive signal rotates at a high speed as indicated by reference symbol a. Vibrate.
[0019]
Then, the optical path length of the light emitted from the end face of the second single mode fiber 5 by this rotational vibration, reflected by thegalvanometer mirror 19 and returned is the scanning range of a predetermined distance scanned in the depth direction of theliving tissue 11. Change.
[0020]
That is, thegalvanometer mirror 19 forms optical path length changing means for obtaining a tomographic image in the depth direction. The means for changing the optical path length by thegalvanometer mirror 19 is SCIENCE VOL. 276, 1997, pp 2037-2039.
[0021]
The light whose optical path length is changed by the optical pathlength variable mechanism 14 is mixed with the light leaked from the firstsingle mode fiber 3 side in the coupler section 4 provided in the middle of the second single mode fiber 5, and both Light is received by thephotodetector 12.
[0022]
For example, in the second single mode fiber 5, when theuniaxial stage 18 is set near the middle position of the variable range, the optical coupler unit 4 passes through the fourthsingle mode fiber 9 and the like from the tip of theoptical scanning probe 8A. The optical path length to theliving tissue 11 and the optical path length reflected by thegalvanometer mirror 19 on theuniaxial stage 18 through the second single mode fiber 5 are set to be substantially equal.
[0023]
The optical scanning probe 8 causes thegalvanometer mirror 19 to rotate at high speed or vibrate at high speed with respect to the return light from the livingtissue 11 side, thereby periodically changing the optical path length on the reference light side. The reflected light at the depth position of theliving tissue 11 having a value equal to the length is made to interfere, and the reflected light at other depth portions can be made non-interfering.
The driving operation of thegalvanometer mirror 19 is controlled by agalvanometer mirror controller 20.
[0024]
The signal photoelectrically converted by thephotodetector 12 is amplified by anamplifier 22 and then input to ademodulator 23. Thedemodulator 23 performs a demodulation process for extracting only the signal portion of the interfered light, and the output is input to thecomputer 25 via the A /D converter 24. Thecomputer 25 generates image data corresponding to the tomographic image, outputs it to themonitor 26, and displays an OCT image (optical tomographic image or optical imaging image) 27 on the display surface.
[0025]
In addition, thecomputer 25 is connected to amode input unit 28 for instructing and inputting an optical tomographic mode such as a keyboard. When the user inputs an optical tomographic mode instruction from themode input unit 28, thecomputer 25 controls the driving operation of thedriving unit 7 via the rotation / advance control device 13 in response to the instruction input.
[0026]
Thecomputer 25 controls the position of thesingle axis stage 18 via the rotation / advance control device 13. In other words, the rotation / advance control device 13 sends a control signal to thegalvanometer mirror controller 20 when thedrive unit 7 is driven to rotate or the like.
[0027]
Further, the reference timing control signal when rotating / retracting by the rotation / advance control device 13 and the reference timing control signal when rotating the galvanometer mirror by thegalvanometer mirror controller 20 are imaged by thevideo synchronization circuit 29. This is synchronized with the video sync signal.
[0028]
In other words, the video synchronization signal of thevideo synchronization circuit 29 is also sent to thegalvanometer controller 20 and the rotation / retraction control device 13, respectively. For example, thegalvanometer controller 20 sends a video synchronization signal (more specifically, two video synchronization signals of high speed and low speed). Thegalvanometer mirror 19 is driven in a cycle synchronized with the high-speed first video sync signal), and therotation drive motor 33 is rotated by a minute step for each cycle of thegalvanometer mirror 19, and the cycle of one rotation at that time Are synchronized with the period synchronized with the video synchronization signal (more specifically, the low-speed second video synchronization signal).
The structure of theoptical scanning probe 8A and thedrive unit 7 in the present embodiment is shown in FIG.
The distal end side of the firstsingle mode fiber 3 is a flexible optical fiber that is inserted through aflexible shaft 32 as a rotational force transmitting member that is hollow and flexible via an optical rotary joint 9 in theframe 31. The thirdsingle mode fiber 10 is optically coupled.
[0029]
A rotation (drive)motor 33 is attached to theframe 31, and therotor 9A of the optical rotary joint 9 can be rotationally driven via agear 34 attached to the rotation shaft.
[0030]
This rotation is transmitted to the thirdsingle mode fiber 10 fixed to the central axis of therotor 9A and theflexible shaft 32 having the rear end attached to therotor 9A, and the thirdsingle mode fiber 10 and theflexible shaft 32 are rotationally driven. .
[0031]
Theflexible shaft 32 is inserted into aflexible resin tube 35 that constitutes an outer tube (sheath) of theoptical scanning probe 8A, and light is emitted from the distal end of the flexible shaft 32 (a living tissue of the emitted light). Theoptical unit 36 on which the reflected light on the side is incident is attached, and the low-coherence light transmitted through the thirdsingle mode fiber 10 is emitted in the vertical direction through theoptical unit 36 at the tip and is transparent. Through theresin tube 35 and emitted to theliving tissue 11 side.
[0032]
In addition, the light reflected on theliving tissue 11 side is transmitted in reverse, and is transmitted from the thirdsingle mode fiber 10 to the firstsingle mode fiber 3 side, that is, the observation device side through the opticalrotary joint 9.
[0033]
The distal end of theresin tube 35 is closed, and at least the distal end side of the resin tube 35 (that is, the portion facing the portion where light is emitted from the optical unit 36) is made of, for example, polymethylpentene (low interference property). It is made of a tube that is transparent and light transmissive.
[0034]
Theresin tube 35 is filled with atransparent liquid 37 that is transparent and has a refractive index close to the refractive index of theresin tube 35. Thetransparent liquid 37 is, for example, a bearing having a sealing function at the rear end of theresin tube 35. It is sealed.
[0035]
Aframe 31 in thedrive unit 7 is attached to a linear movement (or advance / retreat)support member 38, and a linearmovement ball screw 39 is screwed into a screw hole of the linearmovement support member 38.
[0036]
The rear end of the linearmovement ball screw 39 is attached to the rotation shaft of thelinear movement motor 40. By rotating thelinear movement motor 40, theframe 31 is moved forward or together with the linearmovement support member 38. It is possible to move backwards.
[0037]
The optical rotary joint 9 has a structure as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the optical rotary joint 9 has a cylindrical enlarged diameter portion at the rear end of therotor 9 </ b> A disposed in a concave portion of thecylindrical stator 9 </ b> B on the outer side, and is rotatably supported by twobearings 41. ing.
[0038]
Further, the rear end of the thirdsingle mode fiber 10 fixed along the central axis of therotor 9A is opposed to thelens 42 provided in the recess of therotor 9A. In addition, alens 43 is also provided in the concave portion of the stator 9B at a position facing thelens 42, and light emitted from the tip of the firstsingle mode fiber 3 passes through thelenses 43, 42 facing each other to form a third lens. Thesingle mode fiber 10 is transmitted to the rear end, and the return light from the livingtissue 11 side is transmitted from the thirdsingle mode fiber 10 to the front end surface of the firstsingle mode fiber 3 through the facinglenses 42 and 43. Is done.
[0039]
Further, theoptical unit 36 disposed on the distal end side of the optical scanning probe 8 has a structure as shown in FIG.
[0040]
Acylindrical GRIN lens 46 is fixed to the distal end of theflexible shaft 32 via a substantiallycylindrical lens frame 45, and aprism 47 for changing light in a right angle direction is joined to the distal end surface of theGRIN lens 46. ing.
[0041]
The tip of the thirdsingle mode fiber 10 is fixed to the small diameter portion of thelens frame 45. Then, the light transmitted through the third single-mode fiber 10 is converged by theGRIN lens 46, further reflected by theprism 47 in a right angle direction, transmitted through theresin tube 35, and emitted to theliving tissue 11 side. .
[0042]
Further, the reflected light on theliving tissue 11 side is transmitted to the observation device on the proximal end side of theprobe 8A through the reverse optical path.
The effect | action by 1st Embodiment of such a structure is demonstrated below.
[0043]
After setting as shown in FIG. 1, a user such as an operator inputs a mode instruction to obtain an optical imaging image from themode input unit 29. For example, when the radial scan mode is instructed, the rotation / advance control device 13 drives therotation motor 33 via thecomputer 25 to obtain an optical imaging image in the radial scan mode as shown in FIG. be able to.
[0044]
In this case, in FIG. 2, the rotation of therotation motor 33 is transmitted to theflexible shaft 32 by thegear 34, whereby theoptical unit 36 rotates and scans the observation beam in a direction perpendicular to the axis of theflexible shaft 32. An optical imaging image perpendicular to the axis of theoptical scanning probe 8A can be obtained circumferentially. At this time, the forward / backward movingmotor 40 is not driven, and theframe 31 does not move.
[0045]
When the linear scan mode is instructed, the rotation / advance control device 13 drives the advance /retreat movement motor 40 via thecomputer 25 to generate an optical imaging image in the linear scan mode as shown in FIG. Obtainable.
[0046]
In this case, therotation motor 33 is not driven, theball screw 39 is rotated by the rotation of the forward /backward movement motor 40, and theframe 31 moves in the left-right direction in FIG. As theframe 31 moves, the entire moving unit in theframe 31 such as therotation motor 33 and the optical rotary joint moves left and right, theflexible shaft 32 moves forward and backward with respect to theresin tube 35, theoptical unit 36 is scanned left and right, and the light A tomographic image passing through the axis of thescanning probe 8A can be obtained.
[0047]
When the three-dimensional scan or spiral scan mode is instructed, the rotation / retraction control device 13 drives therotation motor 33 via thecomputer 25 and drives the advance /retreat movement motor 40 in conjunction with this. As shown in FIG. 5C, an optical imaging image in the three-dimensional scan mode can be obtained.
[0048]
In this case, if the scanning is performed so that the rotational scanning is sufficiently faster than the linear scanning, a three-dimensional construction image can be obtained by stacking two-dimensional circumferential images. If three-dimensional data can be constructed, a free cross section can be constructed for the data.
[0049]
That is, when an optical imaging image in this three-dimensional scan mode is obtained, image data of the optical imaging image in that mode is stored in an image data storage device such as a memory in thecomputer 25 or a hard disk. When a person obtains an optical imaging image in the three-dimensional scan mode, the optical imaging image in the three-dimensional scan mode is displayed three-dimensionally, or the optical imaging image in a desired cross section is displayed. You can also.
[0050]
Therefore, according to the present embodiment, theoptical scanning probe 8A enables theoptical unit 36 at its tip to be rotationally driven and moved forward and backward so that low-coherence light can be scanned three-dimensionally. A three-dimensional imaging image obtained by scanning in a three-dimensional manner can be obtained, and by displaying in a three-dimensional manner, the surgeon is much easier to diagnose than when only a two-dimensional image can be obtained from the image. Further, by displaying a three-dimensional imaging image, it is easy to quantitatively grasp the three-dimensional size of the affected area.
[0051]
Furthermore, since a tomographic image from an arbitrary direction can be displayed, it is easy for the surgeon to make an accurate diagnosis on the site of interest. That is, it is possible to provide a surgeon with a three-dimensional image that is easy to diagnose and a tomographic image in an arbitrary direction.
[0052]
Note that theflexible shaft 32 is not limited to a single densely wound coil, but is flexible by being double or triple, and the rotation applied to one end is efficiently applied to the other end. You may make it have the function to transmit.
[0053]
Therefore, this embodiment has the following effects.
Both a radial image and a linear image can be obtained, a 3D image can be obtained, and a 2D image with a desired cross section can also be obtained. It is easy for the surgeon to grasp the affected area from these images. Easy diagnosis.
[0054]
In addition, according to the present embodiment, even when an optical scanning probe whose scanning mode is limited to linear scanning or the like is connected to the observation apparatus, an optical tomographic image is scanned in that scanning mode. Can be obtained.
In this case, a connector structure that can be easily attached and detached by the observation apparatus may be used.
[0055]
In the present embodiment, by encapsulating atransparent liquid 37 having a refractive index close to the refractive index of theresin tube 35 inside theresin tube 35, the reflection of light at the interface between theresin tube 35 and thetransparent liquid 37 is reduced. This has the effect of reducing noise light with respect to the detection light. However, it is also possible to adopt a configuration in which thetransparent liquid 37 is not sealed and air is used.
[0056]
Next, a modification of the first embodiment will be described. This modification is different from the first embodiment shown in FIG. 1 only in the configuration of the fiber slack preventing means. As shown in FIG. 6, in this modification, the firstsingle mode fiber 3 is stretched between afirst pulley 49 and asecond pulley 50, and one pulley (for example, 49) is parallel to the other, It is moved by a moving means (not shown).
This moving means is controlled to move in conjunction with the linear movement of the probe 8. Thefiber 3 is always maintained in a substantially constant tension state to prevent thefiber 3 from being loosened.
[0057]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows the configuration of the distal end side of the optical scanning probe according to the second embodiment, and FIG. 7B shows the inner tube 35B side moved from the state of FIG. 7A to the proximal end side of the optical scanning probe. Indicates the state.
In the present embodiment, theoptical scanning probe 8B has a double tube structure of anouter tube 35A and an inner tube 35B.
[0058]
Theflexible shaft 32 is inserted into the inner tube 35B as in the first embodiment, and theoptical unit 36 is attached to the tip of theflexible shaft 32.
[0059]
That is, theGRIN lens 46 and theprism 47 are fixed to the tip of theflexible shaft 32 via thelens frame 45, and the tip of the thirdsingle mode fiber 10 inserted through theflexible shaft 32 is also fixed to thelens frame 45. Has been.
[0060]
In the present embodiment, theGRIN lens 46 and theprism 47 are fixed in thelens frame 45, and light is emitted from theprism 47 in thelens frame 45, and an opening is provided in a portion where the light is incident on theprism 47. Anobservation window 52 is formed.
In addition, the inner tube 35B is filled with atransparent liquid 37 as in the first embodiment.
[0061]
The rear end of theflexible shaft 32 can be rotated by a rotation drive motor. The rear end of the inner tube 35B is fixed to the opening at the front end of theframe 31 in FIG.
[0062]
When theflexible shaft 32 is moved back and forth in the linear direction, the inner tube 35B is moved in the same manner.
Atransparent liquid 53, that is, a refractive index matching medium for preventing reflection is also sealed in theouter tube 35A covering the inner tube 35B.
The rear end of theouter tube 35A is fixed.
The other configuration is the same as that of the first embodiment.
[0063]
According to the present embodiment, it is possible to prevent rotation unevenness due to a change in friction of theflexible shaft 31 due to linear scanning.
Moreover, the optical scanning probe for radial scanning can be diverted and can be made inexpensive.
[0064]
As a modification of the second embodiment, when a two-dimensional image obtained by radial scanning is stored in a memory in a time series and freezes, the phrase is not actually a signal after the freeze but a phrase is actually used. Recalls an image from the memory, displays it, and prints it out.
[0065]
Further, the memory may be used to store a continuous two-dimensional image obtained while performing linear scanning and to perform three-dimensional reconstruction.
According to this modification, there is an effect that an image at the moment of freezing can be obtained.
[0066]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows the configuration of the distal end side of the optical scanning probe in the third embodiment. 8A shows a perspective view of the tip side of the optical scanning probe, and FIG. 8B shows a cross section taken along the line AA.
[0067]
Theoptical scanning probe 8C in the present embodiment is, for example, theoptical scanning probe 8A in the first embodiment, in which alinear marking member 56 is embedded in the transparentoptical sheath 35 in the longitudinal direction.
[0068]
That is, from theoptical unit 36 that emits theobservation beam 48 in the direction perpendicular to the longitudinal direction of theoptical scanning probe 8C, theflexible shaft 32 that rotates theoptical unit 36, and theresin tube 35 such as flexible FEP that is outside them. A transparent optical sheath is provided. Alinear marking member 56 is embedded in the optical sheath in parallel with the longitudinal direction.
[0069]
Then, theflexible shaft 32 rotates, and theobservation beam 48 rotates accordingly, collecting information in the depth direction. When theobservation beam 48 passes through the markingmember 56, theobservation beam 48 is interrupted and no signal is obtained, so that the rotation position of theobservation beam 48 can be known with reference to the marking position. Image reconstruction is performed based on the marking position.
[0070]
This embodiment has an effect that the rotational position of theobservation beam 48 can be known. The other effects are the same as those of the first embodiment.
[0071]
In addition, when the markingmember 56 is colored so that it can be observed from the endoscope, the position on the OCT tomographic image and the position of the endoscopic image are easily associated with each other.
[0072]
FIG. 9 shows a modification of the third embodiment.
[0073]
In FIG. 9A, a recess (notch) 91 is provided, for example, on the inner peripheral surface of theresin tube 35 forming the optical sheath, and in FIG. 9B, for example, a V-shape is formed on the outer peripheral surface of theresin tube 35. 9C is provided with a steppedportion 93 whose thickness changes in a stepped manner at a predetermined position on the inner peripheral surface of theresin tube 35 in FIG. 9C. In (D), for example, athin portion 94 in which a predetermined angle range of the inner peripheral surface of theresin tube 35 is thin is provided so that thestep portion 95 changes in a step shape at the boundary.
Even in such a case, the rotational position of theobservation beam 48 can be known.
[0074]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows the configuration of the distal end side of the optical scanning probe in the fourth embodiment.
The optical scanning probe 8D has, for example, a ring-shaped markingmember 57 on the outer peripheral surface, for example, on the distal end side of theresin tube 35 so that the reference position for linear scanning can be detected in theoptical scanning probe 8A in the first embodiment. Provided.
[0075]
In the first embodiment, a driving mechanism capable of radial and linear scanning (and a combination of spiral scanning) is provided. However, in this embodiment, the markingmember 57 functions when only linear scanning is performed. To do. The other configuration is the same as.
[0076]
More specifically, theoptical unit 36 provided at the tip of thesingle mode fiber 10 that transmits low-coherence light includes aGRIN lens 46 that collects the light from thefiber 10, and the light from thelens 46. Theprism 47 is bent at 90 degrees, and these are held by thelens frame 45.
[0077]
Theflexible shaft 32 inserted into theresin tube 35 moves back and forth with respect to FIG. 10 and scans theobservation beam 48 left and right to obtain a two-dimensional image in the depth direction and the left and right direction. Theresin tube 35 forming the optical sheath is provided with a markingmember 57 on the circumference. When theobservation beam 48 passes through the marking member, theobservation beam 48 is blocked and no signal is obtained. As a result, the scanning position of theobservation beam 48 can be known.
[0078]
According to the present embodiment, there is an effect that can be used for scanning range control for preventing theoptical unit 36 from coming into contact with the sheath tip, and scanning range control when the length of the optical scanning probe 8D is different.
[0079]
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows the configuration of the distal end side of the optical scanning probe in the fifth embodiment.
For example, in theoptical scanning probe 8A according to the first embodiment, theoptical scanning probe 8E is arranged at regular intervals in a comb shape in the longitudinal direction on the distal end side of theresin tube 35 so that the reference position in the case of performing linear scanning can be detected. A slit-shaped markingmember 59 is provided so as to be embedded, for example.
[0080]
Theresin tube 35 forming the optical sheath is provided with slit-shaped markingmembers 59 at equal intervals in a comb shape. This markingmember 59 is different from theresin tube 35 that transmits light, and for example, a reflective portion that reflects at a thick portion. It is formed by the body and can know its position every time it passes through the reflector
According to the present embodiment, even if there is scanning unevenness due to expansion and contraction of theflexible shaft 32, there is an effect that the position can be corrected and a correct image can be provided.
[0081]
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 shows the configuration of the distal end side of the optical scanning probe in the sixth embodiment. 12A is a longitudinal sectional view showing the configuration of the tip side of the optical scanning probe, and FIG. 12B is a BB cross section of FIG. 12A.
[0082]
In thisoptical scanning probe 8F, aslit member 61 is provided in the longitudinal direction of theoptical unit 36 at the tip of theflexible shaft 32, and the light emitting diode (abbreviated as LED) 62a and the photodiode 62b face each other with theslit member 61 interposed therebetween. In this way, theresin tube 35 is fixed.
[0083]
The LED 62a and the photodiode 62b are connected to alead wire 63 embedded in theresin tube 35. Thelead wire 63 extends to the rear end side of theoptical scanning probe 8F and is connected to a position detection device. Yes.
[0084]
When theoptical unit 36 is moved in the longitudinal direction of theresin tube 35, theoptical unit 36 receives light transmitted through the equally spaced slit holes 61a formed in the light-shieldingslit member 61 by the photodiode 62b. The position in the linear direction can be detected.
[0085]
According to the present embodiment, even if there is scanning unevenness due to expansion and contraction of theflexible shaft 32, the position can be corrected and a correct image can be provided.
Further, as in the third to fifth embodiments, there is an effect that the position detection does not affect the observation image.
[0086]
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 shows the configuration of the distal end side of the optical scanning probe in the seventh embodiment.
For example, in the third embodiment shown in FIG. 8, thisoptical scanning probe 8G employs a metalprotective case 65 and aballoon 66 instead of theresin tube 35 forming the optical sheath.
[0087]
The metalprotective case 65 covers theoptical unit 36 with, for example, a cross-shaped frame. When theoptical unit 36 is rotated, the observation beam is shielded by the cross-shaped frame portion so that the position in the rotation direction can be detected. It has a function (action) as a member.
[0088]
Theballoon 66 outside the metalprotective case 65 is formed of a transparent member. According to the present embodiment, when radial scanning is performed, the position of the observation beam can be detected.
[0089]
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 14 shows the configuration of the distal end side of the optical scanning probe in the eighth embodiment.
In theoptical scanning probe 8H, for example, in the first embodiment, a markingportion 71 having a color that can be easily identified as black or the like is formed on the side opposite to the direction in which theobservation beam 48 is emitted from thelens frame 45, for example. .
[0090]
Then, the markingportion 71 can be observed from the endoscope through thetransparent resin tube 35, and it is possible to know that theobservation beam 48 is emitted on the opposite side to the markingportion 71. .
With this markingportion 71, the direction of theobservation beam 48 can be easily known from the endoscope.
[0091]
(Ninth embodiment)
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 15 shows an optical scanning probe according to the ninth embodiment, and FIG. 16A shows a state in which a biological tissue is observed by inserting the optical scanning probe into the channel of the endoscope. B) shows an endoscopic image in that case.
[0092]
The optical scanning probe 8I in the ninth embodiment shown in FIG. 15 is provided with aflexible sheath 73A and a transparent andhard sheath 73C via a connectingmember 73B at the distal end of theflexible sheath 73A. Theflexible shaft 32 is inserted into thesheath 73A, the connectingmember 73B, and thesheath 73C, and theoptical unit 36 is attached to the distal end of theflexible shaft 32 in thesheath 73C.
[0093]
A markingportion 74 is linearly formed in the longitudinal direction of thesheath 73C on the opposite side to the direction in which the observation beam 48 (see FIG. 16A) is emitted from thesheath 73C. The markingportion 74 can be observed with an endoscope.
[0094]
For example, as shown in FIG. 16A, the optical scanning probe 8I is inserted into achannel 77 provided in theinsertion portion 76 of theendoscope 75, and the distal end side thereof is projected to irradiate theliving tissue 11 with theobservation beam 48. Thus, a two-dimensional observation image can be obtained.
[0095]
In this case, illumination light is emitted from theillumination window 78 at the tip of theinsertion portion 76 to illuminate theliving tissue 11 side, and an optical image is formed on the illuminated portion by an objective lens attached to theobservation window 79, and the rear An endoscopic image as shown in FIG. 16B can be obtained from the eyepiece.
That is, it can be known that theobservation beam 48 is emitted on the side opposite to the position where the markingportion 74 is observed in the endoscopic image.
[0096]
(Tenth embodiment)
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 17A is a longitudinal sectional view showing the configuration of the distal end side of the optical scanning probe in the tenth embodiment, and FIG. 17B is a cross sectional view showing the configuration of the guide mechanism.
[0097]
In theoptical scanning probe 8J, for example, in the first embodiment, a convex portion (or pin) 81 for preventing rotation is formed on thelens frame 45, and an optical sheath is formed. 81 is engaged, and aguide groove 82 extending in the longitudinal direction of theresin tube 35 is provided.
[0098]
Then, by moving theoptical unit 36 in the longitudinal direction of theresin tube 35 in a state where the convex portion (or pin) 81 is housed in theguide groove 82, the linear movement is linearly performed without rotating during linear scanning. It can be scanned.
[0099]
In addition, alinear marking member 83 is provided on the opposite side of the transparent optical sheath from which theobservation beam 48 is emitted so that the angular position on which theobservation beam 48 becomes a reference can be confirmed when radial scanning is performed.
[0100]
More specifically, theoptical unit 36 at the tip of thesingle mode fiber 10 that transmits low-coherence light includes aGRIN lens 46 that collects the light from thefiber 10 and aprism 47 that bends the light from thelens 46 to 90 degrees. Are held at the tip of thefiber 10 by thelens frame 45. Theflexible shaft 32 moves back and forth in FIG. 17A, scans theobservation beam 48 left and right, and obtains a two-dimensional image in the depth direction and the left and right direction.
[0101]
Thelens frame 45 is provided with a rotation-preventingconvex portion 81 and theresin tube 35 is provided with aguide groove 82 in the thick portion. Thelens frame 45 is advanced and retracted while theconvex portion 81 is fitted and inserted into theguide groove 82. Therefore, the scanning surface is not rotated by the twist of theflexible shaft 32.
The present embodiment is an optical scanning probe that performs linear scanning.
[0102]
According to the present embodiment, a flat linear tomographic image can be obtained accurately without the scanning plane rotating due to the twist of theflexible shaft 32.
In addition, it is easy to know the scanning direction from the endoscope using the markingmember 83.
[0103]
[Appendix]
1. In an optical imaging apparatus that obtains an optical tomographic image of a living tissue using low-interference light, at least the tip of the optical imaging device is formed of a material having good light transmission, a sheath that does not open the tip, and a light emitting / incident part A flexible pipe member inserted inside the sheath, a holding member for the emission / incident part attached to the distal end side of the flexible pipe member, and low interference light provided in the lumen of the pipe member An optical fiber,
Rotation driving means for rotating the pipe member;
Advancing and retracting drive means for advancing and retracting the pipe member in the axial direction;
An optical imaging apparatus comprising:
[0104]
1-2. 2. The optical imaging apparatus according toappendix 1, wherein the pipe member is advanced and retracted by the advancing / retreating driving means simultaneously with the rotational driving of the pipe member.
1-3. 2. The optical imaging apparatus according toappendix 1, wherein a rotary drive unit having a pipe member and a rotary drive unit is integrally moved forward and backward by an advance / retreat drive unit.
1-2-1. The optical imaging apparatus according to appendix 1-2, wherein the probe having the first sheath, the pipe member, and the rotation driving unit and the rotation driving unit are integrally moved in the second sheath by the advance / retreat driving unit. .
1-3. In an optical imaging apparatus that obtains an optical tomographic image of a living tissue using low interference light, at least the tip of the sheath is formed of a material having good light transmission, and a pipe member that transmits a rotational force inserted inside the sheath And an optical unit attached to the tip of the pipe member and provided with a light emitting / incident part, and an optical fiber for transmitting low-interference light provided in the lumen of the pipe member When,
Rotation driving means for radial scanning of light emitted from the optical unit by rotating a pipe member;
Advancing and retracting drive means for linearly scanning the light emitted from the optical unit by moving the pipe member in the axial direction in the axial direction of the pipe member;
An optical imaging apparatus comprising:
(Group of backgrounds) Described in the text.
[0105]
2. In an optical imaging apparatus that obtains an optical tomographic image of a living tissue using low-interference light, at least the tip of the optical imaging device is formed of a material having good light transmission, a sheath that does not open the tip, and a light emitting / incident part A flexible pipe member inserted inside the sheath, a holding member for the emission / incident part attached to the distal end side of the flexible pipe member, and low interference light provided in the lumen of the pipe member An optical imaging apparatus comprising: an optical fiber; and a position detecting unit for the exit / incident part holding member provided at a distal end.
[0106]
2-1. The optical imaging apparatus according to appendix 2, wherein marking means for indicating a reference of a scanning position is provided on the sheath.
2-1-1. The optical imaging apparatus according to appendix 2-1, wherein the marking is made of a light-impermeable material.
2-1-2. The optical imaging apparatus according to appendix 2-1, wherein linear marking is provided in the extending direction of the sheath and the pipe member is rotationally scanned (radial scanning).
2-1-3. The optical imaging apparatus according to appendix 2-1, wherein linear marking is performed in a vertical direction of the sheath and the pipe member linearly scans.
[0107]
2-2. The optical imaging apparatus according to appendix 2, wherein the position detecting means is an encoder.
(Background of Supplementary Group 2) With a probe as disclosed in Japanese Translation of PCT Publication No. 6-511112 in which the tip optical element is rotated or linearly scanned with a flexible shaft using a flexible shaft, the flexible shaft is There is a problem that the scanning position on the proximal side and the scanning position on the leading end side are different due to unevenness / delay of rotation / retraction, and the scanning position is not known or the position in the image is not accurate.
[0108]
For this reason, a means for accurately knowing the scanning position is provided, and an object of providing an accurate observation image of the scanning position and correcting the scanning unevenness are configured in the appendix 2 group.
[0109]
3. In an optical imaging apparatus that obtains an optical tomographic image of a living tissue using low-interference light, at least the tip of the optical imaging device is formed of a material having good light transmission, a sheath that does not open the tip, and a light emitting / incident part A flexible pipe member inserted inside the sheath, a holding member for the emission / incident part attached to the distal end side of the flexible pipe member, and low interference light provided in the lumen of the pipe member An optical fiber, and an advancing / retracting means for advancing and retreating the pipe member in the axial direction. The irradiation of observation light from the light emitting / incident part is substantially perpendicular to the axial direction of the probe, An optical imaging apparatus, wherein a marking indicating an emission direction is provided on a side opposite to an irradiation direction.
The optical imaging apparatus according toappendix 3, wherein a marking indicating an emission direction is provided on a side opposite to a direction in which light of the 3-1 sheath is irradiated.
[0110]
3-1-1. The optical imaging apparatus according to appendix 3-1, wherein the marking is linear.
(Background of Supplementary Group 3) With the optical scanning probe for linear scanning, the scanning direction is difficult to understand, and it is difficult to associate the observation position with the endoscopic image.
[0111]
For this reason, in the linear scanning type optical scanning probe, the configuration ofadditional group 3 is made for the purpose of making the scanning direction visible on the endoscopic image.
[0112]
4). In an optical imaging apparatus that obtains an optical tomographic image of a living tissue using low-interference light, at least the tip of the optical imaging device is formed of a material having good light transmission, a sheath that does not open the tip, and a light emitting / incident part And a flexible pipe member inserted inside the sheath, a protection member for the emission / incident part attached to the distal end side of the flexible pipe member, and low interference light provided in the lumen of the pipe member An optical fiber, and an advancing / retracting means for advancing and retreating the pipe member in the axial direction, and the observation light emission from the light emission / incident part is perpendicular to the probe axial direction, and the protective member rotates with respect to the sheath An optical imaging apparatus comprising a detent member for preventing the rotation.
[0113]
(Background of Supplementary Note 4) The linear scanning optical scanning probe has a problem that the linear scanning surface rotates due to torsion of the flexible shaft, and the observation position does not become a desired cross section.
For this reason, in the linear scanning type optical scanning probe, the configuration of Supplementary Note 4 is adopted for the purpose of preventing scanning twisting.
[0114]
【The invention's effect】
  As explained above, according to the present invention,, TimesBy obtaining an optical tomographic image of a living tissue when driven by a rolling drive means and advancing / retreating drive means, a three-dimensional tomographic image or a tomographic image of a cross section in an arbitrary direction can be obtained. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of an optical scanning probe.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of an optical rotary joint.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure on the distal end side of the optical scanning probe.
FIG. 5 shows a scanning mode according to the present embodiment.
FIG. 6 is a view showing an optical fiber slack preventing mechanism in a modified example.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the structure on the distal end side of an optical scanning probe in a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a structure on the distal end side of an optical scanning probe in a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing marking means in a modification of the third embodiment.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the structure on the distal end side of an optical scanning probe in a fourth embodiment of the invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the structure of the distal end side of an optical scanning probe according to a fifth embodiment of the invention.
FIG. 12 is a diagram showing a structure on the tip side of an optical scanning probe in a sixth embodiment of the invention.
FIG. 13 is a perspective view showing the structure of the distal end side of an optical scanning probe according to a seventh embodiment of the invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the structure on the distal end side of an optical scanning probe according to an eighth embodiment of the invention.
FIG. 15 is a side view showing the structure of the distal end side of an optical scanning probe according to a ninth embodiment of the invention.
FIG. 16 is a diagram showing a state in which an optical scanning probe is inserted into a channel of an endoscope and an endoscopic image.
FIG. 17 is a view showing the structure on the distal end side of an optical scanning probe in a tenth embodiment of the invention.
[Explanation of symbols]
1. Optical imaging device
2 ... Low coherence light source
3. First single mode fiber
4 ... Optical coupler
5 ... Second single mode fiber
6 ... Slack prevention means
7 ... Drive unit
8A ... Optical scanning probe
9 ... Optical rotary joint
10: Third single mode fiber
11 ... Living tissue
13 ... Rotation / retraction control device
14: Optical path length variable mechanism
16 ... Grating
18 ... Stage
19 ... Galvanometer mirror
20 ... Galvanometer controller
25. Computer
26 ... Monitor
28 ... Mode input section
31 ... Frame
32 ... Flexible shaft
33 ... Motor for rotation
34 ... Gear
35 ... Resin tube
36 ... Optical unit
39 ... Ball screw
40 ... Linear movement motor (advance / retreat motor)
45 ... Lens frame
46 ... GRIN lens
47 ... Prism
46 ... Observation beam

Claims (7)

Translated fromJapanese

低干渉光を用いて生体組織の光断層像を得る光イメージング装置において、
少なくともその先端は光透過性の良い素材で形成されており、先端が開口していないシースと、
光の出射・入射部と、
前記シースの内側に挿入された柔軟なパイプ部材と、
前記柔軟なパイプ部材の先端側に取り付けられた前記出射・入射部の保持部材と、
前記パイプ部材の内腔に設けられた低干渉光を伝送する光ファイバと、を有し、
前記パイプ部材を回転させる回転駆動手段と、
前記パイプ部材を軸方向に進退する進退駆動手段と、
前記進退駆動手段による進退駆動時の前記光ファイバの弛みを吸収する弛み吸収手段と、
前記出射・入射部の出射光の走査モードに応じて回転駆動手段及び進退駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を設け、
前記シースは第１のシースと、前記第１のシースの内部に設けられた第２のシースとを有し、前記パイプ部材は前記第２のシースの内側に挿入され、前記第２のシースは前記進退駆動手段により前記パイプ部材と共に前記軸方向に進退することを特徴とする光イメージング装置。In an optical imaging device that obtains an optical tomographic image of biological tissue using low interference light,
At least its tip is formed of a material having good light transmission, and a sheath whose tip is not open,
A light exit / incident section;
A flexible pipe member inserted inside the sheath;
The exit / incident part holding member attached to the distal end side of the flexible pipe member,
An optical fiber that transmits low interference light provided in the lumen of the pipe member,
Rotation driving means for rotating the pipe member;
Advancing and retracting drive means for advancing and retracting the pipe member in the axial direction;
A slack absorbing means for absorbing slack of the optical fiber at the time of forward / backward driving by the forward / backward driving means;
Drive control means for controlling the drive of the rotation drive means and the advance / retreat drive means in accordance with the scanning mode of the emitted light of the exit / incident part;
Provided,
The sheath has a first sheath and a second sheath provided inside the first sheath, the pipe member is inserted inside the second sheath, and the second sheath An optical imaging apparatus characterizedby moving forward and backward in the axial direction together with the pipe member by the advance / retreat driving means . 前記パイプ部材が回転駆動するのと同時に前記進退駆動手段により前記パイプ部材が進退することを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。  The optical imaging apparatus according to claim 1, wherein the pipe member is advanced and retracted by the advance / retreat driving means simultaneously with the rotation of the pipe member. 前記パイプ部材および前記回転駆動手段を有する回転駆動ユニットが一体で前記進退駆動手段により進退し、前記駆動制御手段は、前記走査モードに応じて前記回転駆動ユニットの回転及び進退を連動して制御することを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。  The pipe member and the rotary drive unit having the rotary drive means are integrally moved forward and backward by the forward / backward drive means, and the drive control means controls the rotation and forward / backward movement of the rotary drive unit in accordance with the scanning mode. The optical imaging apparatus according to claim 1. 前記回転駆動手段は、前記パイプ部材の内腔に設けられていて回転される前記光ファイバと非回転の他の光ファイバとで前記低干渉光を伝送可能な結合を行う光ロータリジョイントを備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の光イメージング装置。  The rotation driving means includes an optical rotary joint that is provided in the inner cavity of the pipe member and performs a coupling capable of transmitting the low interference light between the rotated optical fiber and another non-rotating optical fiber. The optical imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3. 前記走査モードは、ラジアルスキャンモード、リニアスキャンモード、スパイラルスキャンモードの少なくとも１つのモードである、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の光イメージング装置。  The optical imaging apparatus according to claim 1, wherein the scanning mode is at least one of a radial scan mode, a linear scan mode, and a spiral scan mode. 前記走査モードを設定するためのモード設定入力手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の光イメージング装置。  6. The optical imaging apparatus according to claim 1, further comprising mode setting input means for setting the scanning mode. 前記シースの先端部に前記出射・入射部の保持部材の位置検出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１−６のいずれか一項に記載の光イメージング装置。  The optical imaging apparatus according to claim 1, further comprising a position detection unit of a holding member for the emission / incident part at a distal end portion of the sheath.

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