(57)【要約】      （修正有）【課題】効率的な観察が可能な走査観察用の生体内観測装置を提供する。【解決手段】照明光を走査する機能を有する生体内観測装置において、走査機能を実現する走査手段を、生体内へ挿入される挿入部ではない部位に配置する。更に、前記走査手段からの光を当該被写体に伝達する照明用イメージガイドと、前記被写体からの光を伝達する撮像用イメージガイドと、前記撮像用イメージガイドからの光をイメージとして検出するための撮像素子とを具備し、前記走査手段と撮像素子とが走査ユニット内に配置され、前記走査ユニットに接続された挿入部内に前記照射用イメージガイドと撮像用イメージガイドとが配置される生体内観測装置。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を走査する機能を有する生体内観測装置において、走査機能を実現する走査手段を、生体内へ挿入される挿入部ではない部位に配置することを特徴とする生体内観測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の生体内観測装置であって、更に、前記走査手段からの光を当該被写体に伝達する照明用イメージガイドと、前記被写体からの光を伝達する撮像用イメージガイドと、前記撮像用イメージガイドからの光をイメージとして検出するための撮像素子とを具備し、前記走査手段と撮像素子とが走査ユニット内に配置され、前記走査ユニットに接続された挿入部内に前記照射用イメージガイドと撮像用イメージガイドとが配置されることを特徴とする生体内観測装置。
【請求項３】
請求項１に記載の生体内観測装置であって、更に、前記走査手段からの光を当該被写体に伝達する照明用イメージガイドと、前記被写体からの光をイメージとして検出するための撮像素子とを具備し、前記走査手段が走査ユニット内に配置され、前記走査ユニットに接続された挿入部内に前記照射用イメージガイドと撮像素子とが配置されることを特徴とする生体内観測装置。
【請求項４】
更に、前記走査手段に光を供給するための照明光源を当該走査ユニット内に具備する請求項１から３の何れか１項に記載の生体内観測装置。
【請求項５】
前記供給される光がレーザー光であり、前記被写体からの光が散乱光であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の生体内観測装置。
【請求項６】
前記走査ユニットから前記挿入部が着脱可能である請求項１から５の何れか１項に記載の生体内観測装置。
【請求項７】
請求項１に記載の生体内観測装置であって、更に、前記走査手段からの光を当該被写体に伝達する照明用イメージガイドと、前記被写体からの光を伝達する撮像用イメージガイドと、前記撮像用イメージガイドからの光をイメージとして検出するための撮像素子とを具備し、前記走査手段が走査部内に配置され、前記走査部に接続された挿入部内に前記照射用イメージガイドと撮像用イメージガイドと撮像素子とが配置されることを特徴とする生体内観測装置。
【請求項８】
請求項１に記載の生体内観測装置であって、更に、前記走査手段からの光を当該被写体に伝達する照明用イメージガイドと、前記被写体からの光を伝達する撮像用イメージガイドと、前記撮像用イメージガイドからの光をイメージとして検出するための撮像素子とを具備し、前記走査手段が走査部内に配置され、前記撮像素子が撮像部内に配置され、前記走査部および撮像部に接続された挿入部内に前記照射用イメージガイドと撮像用イメージガイドとが配置されることを特徴とする生体内観測装置。
【請求項９】
更に、前記走査手段に光を供給するための照明光源を当該走査部内に具備する請求項８または８の何れか１項に記載の生体内観測装置。
【請求項１０】
前記走査部が着脱可能であることを特徴とする請求項７から９の何れか１項に記載の生体内観測装置。
【請求項１１】
供給される光がレーザー光であり、前記被写体からの光が散乱光であることを特徴とする請求項７から１０の何れか１項に記載の生体内観測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体内を観測するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療用内視鏡分野において、様々な特殊観察手法が提案されている。例えば、特許文献１に開示される関節強検査装置は深部散乱光を収集することにより、血管壁内における不安定性プラークを検出するための装置である。
【０００３】
また、走査機能を持たせた内視鏡として、内視鏡先端部に走査機構を設けているものもある。例えば、特許文献２は、電磁石コイルと磁石によりファイバを振動させることにより走査する走査機構を具備する内視鏡を開示する。
【０００４】
外科用内視鏡は１症例毎に滅菌を行う必要があるために、先端の走査機構は密閉するなど、滅菌器環境下に耐えられる構成としなくてはならない。また、従来においては、走査観察専用内視鏡として、通常観察用と別途に用意する必要がある。
【特許文献１】特表２００７−５２５２４８
【特許文献２】特開２００８−１１６９２２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の状況に鑑み、本発明の目的は、効率的な観察が可能な走査観察用の生体内観測装置を提供することである。更なる本発明の目的は、容易に洗浄や滅菌処理を行うことが可能な構成の走査観察用の生体内観測装置を提供することである。本発明の更なる目的は、特殊観察と通常観察とが１つの装置において可能な生体内観測装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を解決するための手段は、
照明光を走査する機能を有する生体内観測装置において、走査機能を実現する走査手段を、生体内へ挿入される挿入部ではない部位に配置することを特徴とする生体内観測装置
である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、効率的な観察が可能な走査観察用の生体内観測装置が提供される。また、容易に洗浄や滅菌処理を行うことが可能な構成の走査観察用の生体内観測装置が提供される。更に、特殊観察と通常観察とが１つの装置において可能な生体内観測装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の態様および実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、ほぼ同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【０００９】
本発明の一態様に従う生体内観測装置１０を図１に示す。当該生体内観測装置１０は、少なくとも、供給される光を走査しながら伝達する走査手段２と、前記走査手段２からの光を当該被写体に伝達する照明用イメージガイド３と、前記被写体からの光を伝達する撮像用イメージガイド４と、前記撮像用イメージガイド４からの光をイメージとして検出するための撮像素子５とを具備する。
【００１０】
本発明における「生体内観測装置」とは、内視鏡、例えば、外科用硬性鏡、消化器内視鏡、耳鼻科用内視鏡、泌尿器科用内視鏡、手術用顕微鏡、医療用撮像機器など、生体内を観測するための装置であればよい。
【００１１】
走査手段２に光を供給する照明光源１は、当該生体内観測装置１０内に具備されてもよく、或いは、生体内観測装置１０外に配置されて所望の光を供給してもよい。照明光源１は、使用する光を供給することが可能なそれ自身公知の何れかの光源であればよい。例えば、散乱光を用いて血管の観測をする場合などには、近赤外線を照射可能なレーザーであることが好ましい。
【００１２】
また、走査される照明光の入射時の形状や大きさも任意であってよく、例えば、点状でも線状（即ち、ラインスキャン）であってもよい。
【００１３】
当該性体内観測装置１０は、更に、更なる光学系を具備してもよい。即ち、走査手段２と照明用イメージガイド３との間に光学系６ａを、照明用イメージガイド３の被写体側に隣接して光学系６ｂを、撮像用イメージガイド４の被写体側に隣接して光学系６ｃを、撮像用イメージガイド４と撮像素子５との間に光学系６ｄを具備してもよい。光学系６ａ〜６ｄは、少なくとも１のレンズおよび／またはミラーであればよい。
【００１４】
走査手段２は、光を走査しながら伝達することが可能なそれ自身公知の何れかの走査手段であればよい。例えば、ガルバノミラースキャナーなどのスキャンミラー系、ポリゴンミラー、回転ミラー、振動ミラーを用いたスキャンミラー系、ニポウディスクを用いたスキャン系および光ファイバを振動させるスキャン系などを使用してよい。
【００１５】
照明用イメージガイド３は、走査手段２から出た光を被写体に伝達する。被写体に伝達された光は、撮像用イメージガイド４により伝達され、撮像素子５によりイメージとして検出される。照明用イメージガイド３および撮像用イメージガイド４は、リレーレンズであっても光ファイバであってもよい。
【００１６】
撮像素子５は、それ自身公知の何れかのイメージセンサであればよく、例えば、ＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサであってよい。
【００１７】
当該生体内観測装置１０は、更に、照明光源１、走査手段２、撮像素子５を制御するための制御ユニット７を具備してもよい。制御ユニット７は、プロセッサと記憶手段に記憶されたソフトウェアで構築されればよく、所望の制御を行うためのソフトウェアが予めインストールされているコンピュータなどの制御装置であってもよい。また、制御ユニット７に、更に、表示部（図示せず）および／または入力部（図示せず）が機能可能に接続されていてもよい。
【００１８】
本発明に従うと、以上説明した構成要素は、ユニット毎に纏まって配置され、当該生体内観測装置１０に具備される。更に具体的に本発明の装置について説明する。
【００１９】
＜第１の実施形態＞
図２（Ａ）〜図３（Ｂ）に第１の実施形態を示す。図２（Ａ）を参照されたい。第１の実施形態において、生体内観測装置１０は、照射された光を走査しながら伝達する走査部３１と、生体内に挿入されて当該光を伝達する挿入部２２と、被写体からの光を検出する撮像部３２を具備する。走査部３１は、照明光源１および操作手段２を具備する。挿入部２２は、光学系６ａ、照明用イメージガイド３、光学系６ｂ、光学系６ｃ、撮像用イメージガイド４および光学系６ｄを具備する。撮像部３２は、撮像素子５を具備する。更に、照明光源１、走査手段２および撮像素子５は、当該生体内観測装置１０の外部に設けられた制御ユニット７により制御される。また、図示はしないが、更に表示部および／または入力部が制御ユニット７に機能可能に接続されてもよい。
【００２０】
図２（Ａ）に示す生体内観測装置１０をユニット毎に表すと図６（Ｂ）に示すような構成となる。この場合の観測は次のように行われる。
【００２１】
（１）オペレータの指示に従い、制御ユニット７が照射光源１に照射を指示し、照射が開始される。（２）照射光源１からの光は、走査部３１において走査手段２により走査され、挿入部２２の照明用イメージガイド３に伝達される。（３）照明用イメージガイド３に伝達された光は、挿入部２２の先端から照射光として、連続する点または不連続の点として被写体のスキャン範囲に照射される。（４）挿入部２２の先端から所望の撮影範囲についての光情報が取り込まれ、挿入部２２内の撮像用イメージガイド４を通り撮像部３２の撮像素子５により検出される。（５）検出されたイメージは、必要に応じて制御ユニット７において処理され、表示部２４に表示される。
【００２２】
このような生体内観測装置１０は、走査部３１と挿入部２２および撮像部３２とが着脱可能に接続されてもよい。その場合、走査部３１と挿入部２２および撮像部３２との接続は、それ自身公知の嵌合機構により達成されればよい。着脱可能な構成により、当該生体内観測装置１０は、使用後に挿入部２２および撮像部３２のみを洗浄および／または滅菌することが可能である。これにより走査ユニットについては、滅菌操作などにおいて要求される密閉性を必要とされない。また、走査部３１を他の所望の光源系、例えば、白色光源照射部３６などと交換可能としてもよい。そのような構成とすることにより、観測中または観測毎に、光源を交換することが可能である。それにより複数種類の観測および／または観察を１つの装置により行うことが可能である。
【００２３】
また、当該生体内観測装置１０によれば、走査手段２により走査され、被写体に照射された点状または線状の光情報は、撮像素子５により所望のエリアについてのイメージとして検出される。これにより、効率的に走査観察を行うことが可能である。
【００２４】
図６（Ｂ）に示す生体内観測装置１０は、走査部３１と共に、撮像部３２と挿入部２２が着脱可能に接続されてもよい。その場合、走査部３１と撮像部３２は、着脱可能に接続されてもよく、或いは着脱不可能であってもよい。
【００２５】
図２（Ａ）に示す生体内観測装置１０は、図２（Ｂ）に示すように変更されてもよい。図２（Ｂ）に示す生体内観測装置１０は、光学系６ａが、走査部３１に具備され、光学系６ｄが、撮像部３２に具備されること以外は図２（Ａ）に示す装置と同様であってよい。
【００２６】
また、図２（Ａ）に示す生体内観測装置１０は、図３（Ａ）に示すように、走査ユニット２１に、走査部３１と撮像部３２が具備される構成であってもよい。
【００２７】
図３（Ａ）に示すような構造は、図６（Ａ）に示すような構成と解されてよい。この場合、生体内観測装置１０における観測は、次のように行われる。（１）オペレータの指示に従い、制御ユニット７が照射光源１に照射を指示し、照射が開始される。（２）照射光源１からの光は、走査ユニット２１内の走査手段２により走査され、挿入部２２内の照明用イメージガイド３に伝達される。（３）照明用イメージガイド３に伝達された光は、挿入部２２の先端から照射光２５、例えば、照射用レーザー光２５として、連続する点または不連続の点として被写体のスキャン範囲２７に照射される。（４）挿入部２２の先端から、所望の撮影範囲２８についての光情報が取り込まれ、挿入部２２内の撮像用イメージガイド４を通り走査ユニット２１に具備される撮像素子５により検出される。（５）検出されたイメージは、必要に応じて制御ユニット７において処理され、表示部２４に表示される。
【００２８】
このような生体内観測装置１０は、走査ユニット２１と挿入部２２が着脱可能に接続されてもよい。その場合、走査ユニット２１と挿入部２２の接続は、それ自身公知の嵌合機構により達成されればよい。着脱可能な構成により、当該生体内観測装置１０は、使用後に挿入部２２のみを洗浄および／または滅菌することが可能である。従って、走査ユニットについては、滅菌操作などにおいて要求される密閉性を必要とされない。
【００２９】
また、当該生体内観測装置１０によれば、走査手段２により走査され、被写体に照射された点状または線状の光情報は、撮像素子５により所望のエリアについてのイメージとして検出される。これにより、効率的に走査観察を行うことが可能である。
【００３０】
図３（Ａ）に示す生体内観測装置１０は、図３（Ｂ）に示すように変更してもよい。図３（Ｂ）に示す生体内観測装置１０は、光学系６ａおよび６ｄが、走査ユニット２１に具備されること以外は図３（Ａ）に示す装置と同様であってよい。
【００３１】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態を図４（Ａ）および（Ｂ）に示す。図４（Ａ）を参照されたい。当該生体内観測装置１０は、走査ユニット２１と、挿入部２２とを具備する。走査ユニット２１は、照明光源１と走査手段２を具備する。従って、この態様においては、走査ユニット２１は走査部と解されてもよい。挿入部２２は、光学系６ａと、照射用イメージガイド３と、光学系６ｂと、光学系６ｃと撮像用イメージガイド４と撮像素子５を具備する。
【００３２】
照明光源１、走査手段２および撮像素子５は、当該生体内観測装置１０の外部に設置された制御ユニット７により制御される。
【００３３】
このような生体内観測装置１０は、走査ユニット２１と挿入部２２が着脱可能に接続されてもよい。当該接続は、それ自身公知の嵌合機構により達成される。
【００３４】
当該生体内観測装置１０における観測は、次のように行われる。（１）オペレータの指示に従い、制御ユニット７が走査ユニット２１の照射光源１に照射を指示し、照射が開始される。（２）照射光源１からの光は、走査ユニット２１において走査手段２により走査され、挿入部２２の照明用イメージガイド３に伝達される。（３）照明用イメージガイド３に伝達された光は、挿入部２２の先端から照射光として、連続する点または不連続の点として被写体のスキャン範囲に照射される。（４）挿入部２２の先端から、所望の撮影範囲についての光情報が取り込まれ、挿入部２２内の撮像用イメージガイド４を通り、撮像素子５に送られて検出される。（５）検出されたイメージは、必要に応じて制御ユニット７において処理され、表示部２４に表示される。
【００３５】
図４（Ａ）に示される生体内観測装置１０は、図４（Ｂ）に示すように変更してもよい。図４（Ｂ）に示される生体内観測装置１０は、光学系６ａが、走査ユニット２１に具備されること以外は図４（Ａ）に示す装置と同様である。
【００３６】
当該生体内観測装置１０によれば、走査手段２により走査され、被写体に照射された点状または線状の光情報は、撮像素子５により所望のエリアについてのイメージとして検出される。これにより、効率的に走査観察を行うことが可能である。
【００３７】
また、当該生体内観測装置１０は、使用後に挿入部２２のみを洗浄および／または滅菌することが可能である。これにより走査ユニットについては、滅菌走査などにおいて要求される密閉性を必要とされない。また、走査ユニット２１を、他の所望の光源系と交換可能とすることにより、観測中または観測毎に、光源を交換することが可能である。それにより、複数の観測および／または観察を１つの装置により行うことが可能である。
【００３８】
＜第３の実施形態＞
第２の実施形態を図５（Ａ）および（Ｂ）に示す。図５（Ａ）を参照されたい。当該生体観測装置１０は、走査ユニット２１と、挿入部２２とを具備する。走査ユニット２１は、照明光源１と走査手段２を具備する。従って、この態様においては、走査ユニット２１は走査部と解されてもよい。挿入部２２は、光学系６ａと、照射用イメージガイド３と、光学系６ｂと光学系６ｃと撮像素子５を具備する。
【００３９】
照明光源１、走査手段２および撮像素子５は、当該生体内観測装置１０の外部に設置された制御ユニット７により制御される。
【００４０】
このような生体内観測装置１０は、走査ユニット２１と挿入部２２が着脱可能に接続されてもよい。当該接続は、それ自身公知の嵌合機構により達成される。
【００４１】
当該生体内観測装置１０における観察は、次のように行われる。（１）オペレータの指示に従い、制御ユニット７が走査ユニット２１の照射光源１に照射を指示し、照射が開始される。（２）照射光源１からの光は、走査ユニット２１において走査手段２により走査され、挿入部２２の照明用イメージガイド３に伝達される。（３）照明用イメージガイド３に伝達された光は、挿入部２２の先端から照射光として、連続する点または不連続の点として被写体のスキャン範囲に照射される。（４）挿入部２２の先端から所望の撮影範囲についての光情報が取り込まれ、撮像素子５に送られ検出される。（５）検出されたイメージは、必要に応じて制御ユニット７において処理され、表示部（図示せず）に表示される。
【００４２】
当該生体内観測装置１０によれば、走査手段２により走査され、被写体に照射され点状または線状の光情報は、撮像素子５により所望のエリアについてのイメージとして検出される。これにより、効率的に走査観察を行うことが可能である。
【００４３】
また、当該生体内観測装置１０は、走査ユニット２１と挿入部２２とが着脱可能に接続されてもよい。その場合、走査ユニット２１と挿入部２２との接続は、それ自身公知の嵌合機構により達成されればよい。着脱可能な構成により、当該生体内観測装置１０は、使用後に挿入部２２のみを洗浄および／または滅菌することが可能である。これにより走査ユニットについては、滅菌走査などにおいて要求される密閉性を必要とされない。また、走査ユニット２１を他の所望の光源系と交換可能としてもよい。このような構成により、観測中または観測毎に光源を交換することが可能である。それにより複数種類の観測および／または観察を１つの装置で行うことができる。
【００４４】
更に、図５（Ａ）に示す装置を、図５（Ｂ）に示すように変更してもよい。図５（Ｂ）に示す生体内観測装置１０は、光学系６ａが、走査ユニット２１に具備されること以外は、図５（Ａ）に示す装置と同様であってよい。
【００４５】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態を以下に説明する。この実施形態は、第１の実施形態に示した生体内観測装置１を用いて、特殊観測のための特殊光、例えば、近赤外線を使用し、散乱画像を撮像して観測を行う装置である。
【００４６】
図７は、散乱媒質を介した後方散乱光を検出し、その光強度データを取得する様子を示す模式図である。図７（ａ）は、散乱体Ｓの内部に散乱媒質１０１よりも吸収が大きい異質部分１０２が存在する場合を示す。照射光源２０１により照射された光は、異質部分１０２の影響で減衰し、減衰された後方散乱光４０１が検出手段２０４により検出され、その光強度データが取得される。ここにおいては、図７（ａ）に示すような場合に検出される光強度データを異質部分の影響が支配的なデータ、又は異質部分検出信号と称する。一方、図７（ｂ）は、散乱体Ｓの内部に異質部分１０２が存在しない場合を示す図である。この場合、照射光源２０１により照射された光は減衰せず、散乱媒質１０１で散乱された後方散乱光４０２が検出手段２０４により検出され、その光強度データが取得される。ここでは、図７（ｂ）に示すような場合に検出される光強度データを、散乱媒質の影響が支配的なデータ、又は散乱媒質検出信号と称する。
【００４７】
例えば、図７（ａ）および（ｂ）のような散乱体Ｓを連続して検出する場合、図７（ｃ）で示すような光強度のグラフが得られる。このグラフでは、散乱媒質１０１の影響が支配的な光強度データ４０２と、異質部分の影響が支配的な光強度データ４０１とが存在するので、強度の異なるデータが検出される。このような強度の違いを利用して、散乱体Ｓ中の異質部分１０２の存在を検出することが可能である。
【００４８】
特に散乱光による検出を行う場合には、照射光を走査した際に被写体の入射点から放射状に浸透して広がった散乱光が、撮像素子の受光面によって被写体内の深さに応じた広がりのある受光データを走査点毎に一度に検出することになるので、検出効率を非常に高くすることができる。また、被写体において照射光が入射する位置から離れた位置から出射される光を検出することとなるが、被写体内部の異質物質（１０２）の位置が未知の場合や、内視鏡のように挿入部と被写体の距離が変わり易い場合では、同じ入射位置から入射した照射光であっても撮像素子における受光位置が変わってしまうので、撮像素子のような２次元的に広がりを持った面で受光することは検出ミスを防止できる点でも非常に都合がよい。
【００４９】
以上のような後方散乱光を利用した特殊観測により、例えば、散乱体Ｓとしての筋または脂肪などの組織中の血管やリンパ管や神経を異質部分として検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の１例を示すブロック図。
【図２】本発明の１例を示すブロック図。
【図３】本発明の１例を示すブロック図。
【図４】本発明の１例を示すブロック図。
【図５】本発明の１例を示すブロック図。
【図６】本発明の１例を示すブロック図。
【図７】本発明の装置を用いた測定の例を示す図。
【符号の説明】
【００５１】
１．照明光源    ２．走査手段    ３．照明用イメージガイド    ４．撮像用イメージガイド    ５.撮像素子    ６．光学系    ７．制御ユニット    １０．生体内観測装置    ２１．走査ユニット    ２２．挿入部    ２４．表示部    ２６．被写体    ２７．スキャン範囲    ２８．撮影範囲    ３１.走査部    ３２．撮像部    ３６．白色光源照射部
【図１】
2010057566.tif 000003
【図２】
2010057566.tif 000004
【図３】
2010057566.tif 000005
【図４】
2010057566.tif 000006
【図５】
2010057566.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010057566.tif 000009