JP2006212355A - Optical computed tomography imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、OCT(Optical Coherence Tomography)計測による光断層画像を取得する光断層画像化装置に関するものである。 The present invention relates to an optical tomographic imaging apparatus that acquires an optical tomographic image by OCT (Optical Coherence Tomography) measurement.
従来、生体の体腔内を観察する内視鏡装置として、照明光が照射された生体から反射した反射光を用いて生体の像を撮像し、モニタ等に表示する電子内視鏡装置が広く普及され様々な分野で利用されている。また多くの内視鏡は鉗子口を備え、この鉗子口から鉗子チャンネルを介して体腔内に挿入されたプローブにより、体腔内の組織の生検や治療を行なうことができる。 Conventionally, as an endoscope apparatus for observing the inside of a body cavity of a living body, an electronic endoscope apparatus that captures an image of a living body using reflected light reflected from a living body irradiated with illumination light and displays the image on a monitor or the like is widely used. It is used in various fields. Many endoscopes are provided with forceps ports, and biopsy and treatment of tissues in the body cavities can be performed with probes inserted into the body cavities from the forceps ports via the forceps channels.
上述した内視鏡装置として超音波を用いた超音波断層画像取得装置等が知られているが、その他に例えば低コヒーレント光による光干渉を用いた光断層画像取得装置を用いることが考えられている。(たとえば特許文献1参照。)特許文献1の光断層画像化装置において、光源から射出された低コヒーレント光が測定光と参照光とに分割された後、測定光は測定対象に照射され、測定対象からの反射光が合波手段に導波される。一方、参照光は、測定対象内の測定深さを変更するために、光路長の変更が施された後に合波手段に導波される。そして、合波手段により反射光と参照光とが合波され、合波されたことによる干渉光がヘテロダイン検波等により測定され光断層画像が取得される。
As the above-described endoscope apparatus, an ultrasonic tomographic image acquisition apparatus using ultrasonic waves is known, but it is also conceivable to use an optical tomographic image acquisition apparatus using optical interference by low coherent light, for example. Yes. (For example, refer to
ここで、測定光を測定対象に照射する際に、内視鏡の鉗子口から鉗子チャンネルを介して体腔内に挿入されるプローブが用いられている。そして、このプローブから体腔内の測定対象に対し測定光を照射し、測定対象からの反射光が再びプローブを介して合波手段へ導波されるようになっている。
たとえば眼球や生体組織のサンプル等の断層画像を取得する場合には測定対象を移動させることができるため、容易に断層画像を取得したい部位を測定可能領域内に入れることができる。しかし、特許文献1のようにプローブを用いて断層画像を取得する場合、体腔内の生体はプローブに対して移動させることができないため、プローブと測定対象との位置決めが困難であり、測定対象の光断層画像が取得しづらいという問題がある。
For example, when a tomographic image such as an eyeball or a sample of a biological tissue is acquired, the measurement target can be moved, so that a site where a tomographic image is desired to be acquired can be easily placed in the measurable region. However, when acquiring a tomographic image using a probe as in
また、従来のOCT計測において測定できる深さは数mmであるため、たとえば胃壁の断層画像を取得しようとした場合、胃壁面にある粘膜等の存在により胃壁を測定可能な領域内に入れることができず、断層画像を取得することができないといった問題が生じる場合がある。 Further, since the depth that can be measured in the conventional OCT measurement is several millimeters, for example, when a tomographic image of the stomach wall is to be acquired, the stomach wall can be placed in a measurable region due to the presence of a mucous membrane or the like on the stomach wall surface. This may cause a problem that the tomographic image cannot be acquired.
そこで、本発明は、測定可能な領域を任意の深さに設定することができる光断層画像化装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an optical tomographic imaging apparatus that can set a measurable region at an arbitrary depth.
本発明の光断層画像化装置は、測定対象の断層画像を取得する光断層画像化装置であって、低コヒーレンス光を射出する光源と、光源から射出された低コヒーレンス光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、光分割手段により分割された参照光の光路長を変更する光路長変更手段と、測定光が測定対象に照射されたときの測定対象からの反射光と、光路長変更手段により光路長が変更された参照光とを合波する合波手段と、合波手段により合波された反射光と参照光との干渉光を検出する干渉光検出手段とを有し、光路長変更手段が、測定対象の深さ方向に測定位置を変化させるために、参照光の光路長を変える第1光路長変更手段と、第1光路長変更手段における光路長の変化により測定が可能となる測定可能領域を変更するために、参照光の光路長の変更を行う第2光路長変更手段とを備えたものであることを特徴とするものである。 An optical tomographic imaging apparatus according to the present invention is an optical tomographic imaging apparatus that acquires a tomographic image of a measurement object, and includes a light source that emits low-coherence light, and low-coherence light emitted from the light source as measurement light and reference light. A light splitting unit that splits the optical path length of the reference light split by the light splitting unit, reflected light from the measurement target when the measurement light is irradiated on the measurement target, and an optical path A combining means for combining the reference light whose optical path length has been changed by the length changing means; and an interference light detecting means for detecting the interference light between the reflected light combined by the combining means and the reference light. The optical path length changing means measures the first optical path length changing means for changing the optical path length of the reference light in order to change the measurement position in the depth direction of the measurement object, and the change in the optical path length in the first optical path length changing means. To change the measurable area It is characterized in that is obtained and a second optical path length changing means for changing the optical path length of the reference light.
ここで、測定対象に測定光を照射する際、光分割手段により分割された前記参照光を前記測定対象まで導波する光ファイバと、光ファイバを被覆するチューブをと有するプローブを用いるようにしてもよい。 Here, when irradiating the measurement object with the measurement light, a probe having an optical fiber that guides the reference light divided by the light dividing means to the measurement object and a tube that covers the optical fiber is used. Also good.
なお、第1光路長変更手段は、測定対象の深さ方向に測定位置を変更するために、参照光の光路長の変更を行うものであればその構成を問わず、たとえば参照光を分散した後、群遅延もしくは位相遅延を与える走査ミラーとフーリエ変換レンズを備えた光学遅延手段であってもよい。 The first optical path length changing means disperses the reference light, for example, regardless of its configuration as long as the optical path length of the reference light is changed in order to change the measurement position in the depth direction of the measurement target. Later, an optical delay means including a scanning mirror and a Fourier transform lens for providing a group delay or a phase delay may be used.
また、第2光路長変更手段は、第1光路長変更手段による測定可能領域を変更するために、参照光の光路長の変更を行うものであればその構成は問わず、たとえば測定対象の深さ方向に測定位置を変更するために、参照光の光路長の変更を行うものであればその構成を問わず、参照光を反射するミラーが参照光の光軸方向に移動することにより参照光の光路長を変更するものであってもよい。 Further, the second optical path length changing means is not limited in its configuration as long as it changes the optical path length of the reference light in order to change the measurable region by the first optical path length changing means. In order to change the measurement position in the vertical direction, the reference light can be changed by moving the mirror that reflects the reference light in the optical axis direction of the reference light, regardless of the configuration, as long as the optical path length of the reference light is changed. The optical path length may be changed.
本発明の光断層画像化装置によれば、光路長変更手段が、測定対象の深さ方向に測定位置を変化させるために、参照光の光路長を変える第1光路長変更手段と、第1光路長変更手段における光路長の変化により測定が可能となる測定可能領域を変更するために、参照光の光路長の変更を行う第2光路長変更手段とを備えたことにより、第2光路長変更手段により測定可能領域を測定対象の任意の深さに設定することができるため、測定対象を測定可能領域に各自つい位置決めすることができるとともに、装置における測定光の光射出部分と測定対象との間に他の物質が介在している場合であっても、測定対象の光断層画像を取得することができるようになる。 According to the optical tomographic imaging apparatus of the present invention, the first optical path length changing means for changing the optical path length of the reference light in order that the optical path length changing means changes the measurement position in the depth direction of the measurement target; In order to change the measurable region in which measurement is possible due to the change in the optical path length in the optical path length changing means, the second optical path length changing means for changing the optical path length of the reference light is provided. Since the measurable area can be set to an arbitrary depth of the measuring object by the changing means, the measuring object can be individually positioned in the measurable area, and the light emission portion of the measuring light in the apparatus and the measuring object Even when another substance is interposed between the two, an optical tomographic image of the measurement object can be acquired.
特に、光分割手段により分割された参照光を測定対象まで導波する光ファイバと、光ファイバを被覆するチューブをと有するプローブをさらに備えたものであるとき、プローブを体腔内に挿入して光断層画像を取得する際に、プローブを体腔内の測定対象に密着させることができない場合であっても、第1光路長変更手段により測定対象を含むように測定可能領域を変更することができるため、プローブの位置決めを容易にして効率的に光断層画像を取得することができる。 In particular, when the probe further includes an optical fiber that guides the reference light split by the light splitting means to the measurement target, and a tube that covers the optical fiber, the probe is inserted into the body cavity for light. Even when the probe cannot be brought into close contact with the measurement target in the body cavity when acquiring the tomographic image, the measurable region can be changed to include the measurement target by the first optical path length changing unit. The optical tomographic image can be efficiently acquired by facilitating the positioning of the probe.
なお、第1光路長変更手段が、参照光を分散した後、群遅延もしくは位相遅延を与える走査ミラーとフーリエ変換レンズを備えた光学遅延手段であれば、位相遅延による周波数シフトと群遅延による光路長変化とを独立して制御することができるとともに、光路長変化の高速化を図ることができる。 If the first optical path length changing means is an optical delay means having a scanning mirror and a Fourier transform lens that gives a group delay or a phase delay after dispersing the reference light, an optical path based on a frequency shift due to the phase delay and a group delay. The length change can be controlled independently, and the speed of the optical path length can be increased.
また、第2光路長変更手段が、参照光を反射するミラーが参照光の光軸方向に移動することにより参照光の光路長を変更するものであれば、簡単な構成により参照光の光路長の変更を行うことができる。 In addition, if the second optical path length changing unit changes the optical path length of the reference light by moving the mirror that reflects the reference light in the optical axis direction of the reference light, the optical path length of the reference light with a simple configuration. Changes can be made.
以下、図面を参照して本発明の光断層画像化装置の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の光断層画像化装置の好ましい実施の形態を示す構成図である。光断層画像化装置1は、OCT(Optical Coherence Tomography)計測による光断層画像を取得するものであって、低コヒーレント光Lを射出する光源2と、光源2から射出された低コヒーレント光Lを測定光L1と参照光L2とに分割する光分割手段3と、光分割手段3により分割された測定光L1を測定対象Sまで導波するプローブ10と、光分割手段3により分割された参照光L2の光路長を変更する光路長変更手段40と、プローブ10から測定光L1が測定対象Sに照射されたときの測定対象からの反射光L3と、光路長変更手段40により光路長が変更された参照光L2aとを合波する合波手段7と、合波手段7により合波された反射光L3と参照光L2との干渉光を検出する干渉光検出手段70とを有している。
Embodiments of an optical tomographic imaging apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a preferred embodiment of the optical tomographic imaging apparatus of the present invention. The optical
ここで、光源2は、たとえばSLD(Super Luminescent Diode)やASE(Amplified Spontaneous Emission)等の低コヒーレント光を射出するレーザ光源からなっている。なお、光断層画像化装置1は体腔内の生体を測定対象Sとしたときの断層画像を取得するものであるため、測定対象S内を透過するときの散乱・吸収による光の減衰を最小限に抑えることができる、たとえば広スペクトル帯域の超短パルスレーザ光源等を用いるのが好ましい。
Here, the
光分割手段3は、たとえば2×2の光ファイバカプラからなっており、光源2から光ファイバFB1を介して導波された低コヒーレント光Lを測定光L1と参照光L2に分割するようになっている。光分割手段3は、2つの光ファイバFB2、FB3にそれぞれ光学的に接続されており、測定光L1は光ファイバFB2側により導波され、参照光L2は光ファイバFB3側に導波されるようになっている。
The light splitting means 3 is composed of, for example, a 2 × 2 optical fiber coupler, and splits the low coherent light L guided from the
光ファイバFB2はプローブ10に光学的に接続されており、測定光L1は光ファイバFB2からプローブ10へ導波されるようになっている。ここで、図2は図1におけるプローブ10の外観を示す斜視図、図3はプローブの先端部分10Aを示す断面図であり、図2と図3を参照してプローブ10について説明する。
The optical fiber FB2 is optically connected to the
プローブ10は、たとえば鉗子口を介して体腔内に挿入されるものであって、光学コネクタ18により回転駆動ユニット30に対して着脱可能に取り付けられている。図3はプローブ10の先端部分10Aの一例を示す模式図である。図3において、プローブ10は、チューブ11と、チューブ11内に収容された光ファイバFB10と、光ファイバFB10を導波した測定光L1を測定対象Sに向かって射出するためのプリズム17と備えている。チューブ11はたとえば樹脂等の可撓性を有し、かつ光透過性を有する物質からなっており、チューブ11の先端部分にはチューブ11内を封止するためのキャップ12が固定されている。
The
チューブ11内にはフレキシブルシャフト13が収容されており、このフレキシブルシャフト13内に光ファイバFB10が収容されている。フレキシブルシャフト13は、たとえば金属線材を螺旋状に巻回した2重の密着コイルからなるものであって、各密着コイルはそれぞれ巻回方向が反対なるように巻回されている。
A
フレキシブルシャフト13の先端および光ファイバFB10の先端は基台14の一端側14aにそれぞれ固定されており、基台14の他端側14bにはプリズム17が固定されている。また、基台14内にはフェルール15および屈折率分散レンズ(Gradient Index Lens)16が収容されている。よって、光ファイバFB10から射出した参照光L2はフェルール15および屈折率分散レンズ16に導波されてプリズム17に入射されることになる。
The distal end of the
プリズム17は光ファイバFB10内を導波した測定光L1をチューブ11の側壁面11a側に射出し、測定光L1はチューブ11を透過して測定対象に照射されるようになっている。同時に、プリズム17は測定光L1の照射による測定対象Sからの反射光L3を受光し、光ファイバFB10側に射出するようになっている。
The
ここで、フレキシブルシャフト13および光ファイバFB10はチューブ11に対し矢印R方向に回転可能に設けられており、フレキシブルシャフト13および光ファイバFB10の回転に伴い基台14およびプリズム17も矢印R方向に回転するようになっている。したがって、プリズム17から射出される測定光L1は矢印R方向に回転しながら測定対象Sに対し照射されることになる。これにより、体腔内において回転方向(ラジアル方向)の光断層画像の取得が可能となる。
Here, the
図4はプローブ10の光学コネクタ18の一例を示す断面図である。光学コネクタ18は、プローブ10を回転駆動ユニット30に対し着脱可能に取り付けるものであって、回転駆動ユニット30に固定されるカバー19と、カバー19内に収容された固定スリーブ20と、固定スリーブ20に対して回転可能に設けられた回転筒22と、回転筒22と回転駆動ユニット30のロータリコネクタ32とを固定するための接続リング23とを備えている。カバー19は、回転駆動ユニット30の筐体31に固定されるものであって、固定スリーブ20に対してスライドするように設けられている。一方、固定スリーブ20は、固定部材21によりカバー19に固定されるようになっている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the
回転筒22は固定スリーブ20に対しベアリング22aを介して回転可能に保持されている。また回転筒22はフレキシブルシャフト13と固定されており、回転筒22が回転することによりフレキシブルシャフト13が回転するようになっている。また回転筒22には接続リング23が接続されており、接続リング23の内側にはねじ山が形成されている。そして、接続リング23がロータリコネクタ32に固定されることにより、回転筒22がロータリコネクタ32に同期して回転するようになっている。回転筒22内にはフェルール24が収容されており、フェルール24を介して光ファイバFB10と回転駆動ユニット30側の光ファイバFB2とが光学的に接続されるようになっている(図示せず)。
The rotating cylinder 22 is rotatably held with respect to the fixed
図5は回転駆動ユニット30の一例を示す断面図である。図5の回転駆動ユニット30は、チューブ11内の光ファイバFB10およびプリズム17を矢印R方向に回転させるものであって、光学コネクタ18が挿入されるコネクタ挿入口31aが形成された筐体31と、コネクタ挿入口31aから突出した、光学コネクタ18に接続されるロータリコネクタ32と、ロータリコネクタ32を回転させるモータ35とを有している。ロータリコネクタ32はギア33と同期して回転するものであって、ギア33はモータ35の回転軸に固定されたギア34に接続されている。そしてモータ35が駆動することによりギア33、34を介してロータリコネクタ32が回転するようになっている。また、回転駆動ユニット30にはストッパ36が設けられており、ストッパ36が押されてギア33に接触することにより、ロータリコネクタ32が回転するのを抑止できるようになっている。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the
ここで、図2から図5を参照してプローブ10および回転駆動ユニット30の動作例について説明する。まず、回転駆動ユニット30においてモータ35が駆動するとロータリコネクタ32が回転し、これに接続されているプローブ10の回転筒22が回転する。さらに、回転筒22に固定されているフレキシブルシャフト13が回転することにより、光ファイバFB10およびプリズム17が矢印R方向に回転する。これにより、プリズム17から射出される測定光L1が矢印R方向に回転しながら測定対象Sに照射されるようになる。ここで、上述したように、フレキシブルシャフト13はそれぞれ巻回方向が逆の2つの密着コイルからなっているため、いずれの方向に回転させたときであっても、その回転力を先端の基台14まで伝達することができる(図4参照)。
Here, operation examples of the
図1の光路長変更手段40は、後述するように、測定対象S内の測定位置を深さ方向に変化させるために、参照光L2の光路長を変えるとともに参照光L2にわずかな周波数シフトを与える第1光路長変更手段50とは別に、参照光L2の光路長を変更する第2光路長変更手段60とを有している。そして、光路長変更手段40により光路長の変更および周波数シフトがなされた参照光L2aが光ファイバFB4、FB5を介して合波手段7に導波されるようになっている。
As will be described later, the optical path
合波手段7は、2×2の光ファイバカプラからなり、光路長変更手段40により周波数シフトおよび光路長の変更が施された参照光L2と測定対象Sからの反射光L3とを合波し干渉光検出手段70側に射出するようになっている。
The multiplexing means 7 is composed of a 2 × 2 optical fiber coupler, and combines the reference light L2 frequency-shifted and changed in optical path length by the optical path
干渉光検出手段70は、たとえばヘテロダイン干渉計等からなっており、干渉光の光強度を検出するようになっている。具体的には、測定光L1の全光路長と反射光L3の全光路長との合計が、参照光L2の全光路長と等しいときに、参照光L2と反射光L3との差周波数で強弱を繰り返すビート信号が発生する。第1光路長変更手段50により光路長が変更されていくにつれて、測定対象Sの測定位置(深さ)が変わっていくため、干渉光検出手段70は各測定位置における複数のビート信号を検出する。なお、測定位置の情報は光路長変更手段40の動作を制御している駆動制御手段100から出力されるようになっている。そして、干渉光検出手段70により検出されたビート信号と、駆動制御手段100における測定位置の情報とに基づいて光断層画像が生成されるようになっている。
The interference light detection means 70 is composed of, for example, a heterodyne interferometer or the like, and detects the light intensity of the interference light. Specifically, when the sum of the total optical path length of the measurement light L1 and the total optical path length of the reflected light L3 is equal to the total optical path length of the reference light L2, it is strong and weak at the difference frequency between the reference light L2 and the reflected light L3. A beat signal that repeats is generated. As the optical path length is changed by the first optical path
ところで、上述のようなプローブ10を用いて断層画像を取得する場合、体腔内の生体はプローブ10に対して移動させることができないため、プローブ10と測定対象Sとの位置決めが困難である。さらに、従来のOCT計測において測定できる深さは数mmであるため、たとえば胃壁の断層画像を取得しようとした場合、胃腸の壁面にある粘膜等の厚さにより胃壁を測定可能な領域内に入れることができず、断層画像を取得することができない。
By the way, when acquiring a tomographic image using the
そこで、光路長変更手段40は、測定対象S内の測定位置を深さ方向に変化させるために、参照光L2の光路長の変更を行う第1光路長変更手段50とは別に、第1光路長変更手段50での光路長変化により測定が可能となる領域を変更するために、参照光L2の光路長の変更を行う第2光路長変更手段60を有する構成になっている。ここで、図6は第1光路長変更手段50の一例を示す模式図、図7は第2光路長変更手段60の一例を示す模式図であり、図6と図7とを参照して第1光路長変更手段50、第2光路長変更手段60についてそれぞれ説明する。
Therefore, the optical path
まず図6を参照して第1光路長変更手段50について説明する。第1光路長変更手段50は、いわゆる「RSOD:Rapid Scanning Optical Delay line」と呼ばれている光遅延手段であって、このRSODの詳細な原理については、「Andrew M.Rollins,Manish D.Kulkarni,Siavash Yazdanfar,Rujchai Ung-arunyawee and Joseph A.Izatt,”IN vivo video rate optical coherence tomography”Opt.Express 6,219-229(1998)」および特表2001−527659号公報に記載されている。
First, the first optical path
第1光路長変更手段50は、光ファイバFB40からコリメータレンズ51を介して入射される参照光L2を回折格子からなる分散性素子52を用いて分散した後、群遅延もしくは位相遅延を与えるフーリエ変換レンズ53および走査ミラー54を備えた光学遅延手段からなっている。
The first optical path
参照光L2は、分散性素子52にから一定の角度で入射されるようになっている。その後、参照光L2は、フーリエ変換レンズ53を透過した後走査ミラー54により反射され、再びフーリエ変換レンズ53を透過して分散性素子52に入射される。そして、参照光L2は分散性素子52によりリフレクター55により反射され、再び分散性素子52、走査ミラー54、フーリエ変換レンズ53、分散性素子52を経て、光ファイバFB40に入射される。
The reference light L2 is incident on the
ここで、走査ミラー54は、フーリエ変換レンズ53の焦点距離fだけ離れた位置に配置されており、フーリエ変換レンズ53の光軸LLから外れた位置を回転中心として矢印σ方向に高速に揺動するようになっている。走査ミラー54の傾き量を変化させることにより、フーリエ変換レンズ53を透過した参照光L2に光遅延が生じ、光路長が変化するようにしている。なお、第1光路長変更手段50により変化する光路長はたとえば約2mmであって、その光路長の変化する範囲が測定対象Sの深さ方向に対し測定が可能な領域となる。
Here, the
また、この走査ミラー54の回転中心を変えることにより位相遅延量を変えて周波数シフトの量を調整することができる。よって、周波数シフトされた参照光L2aが光ファイバFB40を介して第2光路長変更手段60に再び入射されることになる。
Further, the amount of frequency shift can be adjusted by changing the phase delay amount by changing the rotation center of the
このような第1光路長変更手段50を用いることにより、位相遅延による周波数シフトと群遅延による光路長の変更とを独立して制御することができるとともに、光路長の変更の高速化を図ることができる。
By using such first optical path
次に、図7を参照して第2光路長変更手段60について説明する。第2光路長変更手段60は、光ファイバFB4により導波された参照光L2を平行光にするコリメータレンズ61と、コリメータレンズ61により平行光にされた参照光L2を反射させるコーナーキューブ(ミラー)62と、コーナーキューブ62により反射された参照光L2を平行光にした後、光ファイバFB40側に射出するコリメータレンズ63とを有している。コーナーキューブ62は、矢印A方向に移動可能に設けられており、この移動は第1駆動制御手段100により制御されている。そして、コーナーキューブ62が矢印A方向に移動することにより、参照光L2の光路長が変化するようになっている。
Next, the second optical path
よって、光路長変更手段40に入射された参照光L2は、まず第2光路長変更手段60に入射された後、光ファイバFB40を介して第1光路長変更手段50に入射される。第1光路長変更手段50において周波数シフトおよび光路長変化が行われた後、周波数シフトされた参照光L2aが光ファイバFB40を介して再び第2光路長変更手段60に入射され、光ファイバFB4を介して合波手段7に入射されるようになっている。
Therefore, the reference light L2 incident on the optical path
ここで、第2光路長変更手段60が初期状態にあるとき、測定可能領域MRは、図8に示すようにプローブ10の光軸CLから第1光路長変更手段50での参照光L2の光路長に対する最大遅延量(たとえばD1=約2mm)の範囲に設定されている。このとき、第2光路長変更手段60のコーナーキューブ62がΔAだけ矢印A1方向に移動すると(図7参照)、参照光L2が第2光路長変更手段60から第1光路長変更手段50に入射する際に2ΔAだけ初期状態に比べて遅延する。よって、図8に示すように、測定可能領域MRは光軸CLの中心から2ΔAだけ離れた位置へ変更されることになる。
Here, when the second optical path
このように、第2光路長変更手段60において参照光L2の光路長を変更することにより、体腔内の測定したい測定対象Sが、初期状態の測定可能領域MRの範囲内に位置決めできないときであっても、測定対象Sを測定可能領域MR内に位置させることができるとともに、測定対象Sとプローブ10との間に他の物質が介在している場合であっても、測定対象Sの光断層画像を確実に取得することができる。
As described above, the second optical path
図1から図8を参照して本発明の光断層画像化装置1の動作例について説明する。まず、プローブ10が体腔内に挿入されて、測定対象Sが存在する部位に位置決めされる。その後、光源2から低コヒーレンス光が射出されることにより光断層画像が取得される。ここで、操作者(測定者)が取得された光断層画像を確認したときに測定対象Sが撮影されていないと判断したとき、もしくは測定対象Sにおけるより深い位置における光断層画像を取得したいときに、たとえば操作者(測定者)が入力手段を介して駆動制御手段100に指示を与えることにより、第2光路長変更手段60において光路長の変更が行われる。そして、第1光路長変更手段50の測定位置(深さ)情報が光路長変更手段40の動作を制御している駆動制御手段100から出力され、これらの情報と干渉光検出手段70において検出された干渉光のビート信号とによって、より深い位置に変更された状態の光断層画像を形成することができる。
An example of the operation of the optical
上記実施の形態によれば、光路長変更手段40が、測定対象Sの深さ方向に測定位置を変化させるために、参照光L2の光路長の変更を行う第1光路長変更手段50と、第1光路長変更手段50による測定可能領域を変更するために、参照光L2の光路長の変更を行う第2光路長変更手段60とを備えたことにより、第1光路長変更手段50による測定可能領域MRを第2光路長変更手段60により測定対象Sの任意の深さに設定することができる。
According to the above embodiment, the optical path
特に、図2および図3に示すようなプローブ10を用いた場合、プローブ10を体腔内に挿入して光断層画像を取得する際に体腔内の測定対象Sにプローブ10を密着させることができない場合であっても、第1光路長変更手段50により測定対象Sを含むように測定可能領域MRを設定することができ、確実に光断層画像を取得することができる。
In particular, when the
また、図6に示すように、第1光路長変更手段50が、参照光L2を回折格子からなる分散性素子52を用いて分散した後、群遅延もしくは位相遅延を与えるフーリエ変換レンズ53および走査ミラー54を備えた光学遅延手段からなっていれば、位相遅延による周波数シフトと群遅延による光路長の変更とを独立して制御することができるとともに、光路長の変更の高速化を図ることができる。
Further, as shown in FIG. 6, the first optical path
さらに、図7に示すように、第2光路長変更手段60が、参照光L2を反射するコーナーキューブ(ミラー)62が参照光L2の光軸方向に移動することにより参照光L2の光路長を変更するものであれば、簡単な構成により参照光L2の光路長の変更を行うことができる。 Further, as shown in FIG. 7, the second optical path length changing means 60 moves the corner cube (mirror) 62 that reflects the reference light L2 in the direction of the optical axis of the reference light L2, thereby changing the optical path length of the reference light L2. If it is to be changed, the optical path length of the reference light L2 can be changed with a simple configuration.
なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。たとえば図1において、光ファイバFB1〜FB6を用いて光の伝送を行っているが、空気中を導波させるようにしてもよい。 The embodiment of the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in FIG. 1, light is transmitted using optical fibers FB1 to FB6, but it may be guided in the air.
また、図3のプローブ10において、光ファイバFB10を導波した測定光L1は、屈折率分散レンズ16を介して測定対象Sに照射されるようになっているが、上述した測定可能領域MRの変更に合わせて測定光L1の集束位置を変更できるようなレンズ等を屈折率分散レンズ16に代えて用いるようにしてもよい。
Further, in the
さらに、第1光路長変更手段50が分散性素子52およびフーリエ変換レンズ53を用いて光路長の変更を行う構成について例示しているが、たとえば特開2003−329577号公報に開示された構成からなるものであってもよい。具体的には、図9に示すように、第1光路長変更手段150が、複数の反射体を有する回転可能な回転反射体151と固定ミラー152とを有しており、第2光路長変更手段60から光ファイバFB40を介して導波された参照光L2が回転反射体151および固定ミラー152により反射されることにより、周波数シフトおよび光路長の変更が行われる。
Further, the configuration in which the first optical path
また、上記実施の形態において、図7の第2光路長変更手段60がコーナーキューブ62を参照光L2の光軸方向に移動させることにより光路長の変更を行う場合について例示しているが、光路長の変更を行うものであれば公知の技術を用いてもよい。たとえば図10の第2光路長変更手段160は2つのミラー161、162を有し、参照光L2が2つのミラー161、162の間で反射を繰り返すようになっている。そして、ミラー161が矢印α方向に移動することにより光路長の変更が行われるようになっている。
Moreover, in the said embodiment, although the 2nd optical path length change means 60 of FIG. 7 illustrates the case where the optical path length is changed by moving the
また、図11の第2光路長変更手段260において、コリメータ61、63とコーナーキューブ62との間に屈折率可変素子261を設け、屈折率可変素子261に電圧を印加することにより屈折率を変えることにより、屈折率可変素子261内を導波する参照光L2の光路長を変更するようにしてもよい。
Further, in the second optical path length changing means 260 of FIG. 11, a refractive index
さらに、図12に示すように、第2光路長変更手段360が、コリメータレンズ361と、コリメータレンズ361により平行光にされた参照光L2を反射するミラー362とを有する構成にしてもよい。このとき、ミラー362により反射した参照光L2は光カプラ270により第1光路長変更手段50に導波され、第1光路長変更手段50により周波数シフトおよび光路長の変更が施された参照光L2aが光カプラ270を介して光ファイバFB4(合波手段7側)に導波されるようになる。なお、図13に示すように、光カプラ270の代わりにビームスプリッタ280を用いるようにし、第1光路長変更手段50からの参照光L2をコリメータレンズ290を介して光ファイバFB40に入射するようにしてもよい。
Furthermore, as shown in FIG. 12, the second optical path
1 光断層画像化装置
2 光源
3 光分割手段
6 光路長変更手段
7 合波手段
10 プローブ
40 光路長変更手段
50、150 光路長変更手段
52 分散性素子
53 フーリエ変換レンズ
54 走査ミラー
60、160、260、360 第2光路長変更手段
62 コーナーキューブ(ミラー)
70 干渉光検出手段
100 駆動制御手段
151 回転反射体
152 固定ミラー
FB10 光ファイバ
L 低コヒーレント光
L1 測定光
L2、L2a 参照光
L3 反射光
LL 光軸
MR 測定可能領域
DESCRIPTION OF
70 Interference light detection means 100 Drive control means 151
Claims (4)
低コヒーレンス光を射出する光源と、
該光源から射出された前記低コヒーレンス光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、
前記光分割手段により分割された前記参照光の光路長を変更する光路長変更手段と、
前記測定光が前記測定対象に照射されたときの該測定対象からの反射光と、前記光路長変更手段により光路長が変更された前記参照光とを合波する合波手段と、
該合波手段により合波された前記反射光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光検出手段と
を有し、
前記光路長変更手段が、
前記測定対象内の測定位置を深さ方向に変化させるために、前記参照光の光路長の変える第1光路長変更手段と、
該第1光路長変更手段における前記光路長の変化により測定が可能となる測定可能領域を前記測定対象内において移動させるために、前記参照光の光路長の変更を行う第2光路長変更手段と
を備えたものであることを特徴とする光断層画像化装置。 In an optical tomographic imaging apparatus that acquires a tomographic image of a measurement object,
A light source that emits low coherence light;
A light splitting means for splitting the low coherence light emitted from the light source into measurement light and reference light;
An optical path length changing means for changing an optical path length of the reference light divided by the light dividing means;
A multiplexing means for multiplexing the reflected light from the measurement object when the measurement light is irradiated to the measurement object and the reference light whose optical path length has been changed by the optical path length changing means;
Interference light detection means for detecting interference light between the reflected light and the reference light combined by the multiplexing means,
The optical path length changing means is
First optical path length changing means for changing the optical path length of the reference light in order to change the measurement position in the measurement object in the depth direction;
Second optical path length changing means for changing the optical path length of the reference light in order to move a measurable region in which measurement is possible by changing the optical path length in the first optical path length changing means within the measurement object; An optical tomographic imaging apparatus comprising:
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