(57)【要約】  【課題】  複数のプローブを取り替えて使用する場合であっても、各プローブの長さのばらつきによる測定範囲の変動を自動的に防止する。  【解決手段】  光断層画像化装置１において、第２光路長変更手段６０の位置を初期設定の位置に位置決めした状態において、第１光路長変更手段５０のミラー５４が移動することにより、干渉光検出手段７０において干渉光が検出される。そして、干渉光検出手段７０において検出された干渉光のうち最初の干渉信号の検出位置ＣＰが駆動制御手段１００により検出され、検出位置ＣＰと設定検出位置ＣＰｒｅｆとが比較される。検出位置ＣＰと設定検出位置ＣＰｒｅｆとがずれている場合、駆動制御手段１００により第２光路長変更手段６０において参照光Ｌ２の光路長が変更される。【選択図】          図２
2006215006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の光断層画像を取得する本体に、測定光を測定対象まで導波するプローブを着脱可能に取り付けて測定を行う光断層画像化装置であって、
前記本体が、
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、
該光路長変更手段における光路長の変更量を制御する駆動制御手段と、
前記プローブから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、
前記プローブが、前記光分割手段により分割された前記測定光を前記測定対象まで導波する光ファイバと、該光ファイバから射出された前記測定光の光軸上に設けられた、該測定光の一部もしくは全部を反射する反射部材とを備えたものであり、
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を変える第１光路長変更手段と、
前記本体に取り付けられた前記プローブの長さの誤差を補正するために、該プローブの取付時に前記第１光路長変更手段での前記光路長の変化により測定が可能となる領域が予め設定された設定測定領域になるように、前記参照光の光路長を変更する第２光路長変更手段と
を備え、
前記駆動制御手段が、前記干渉光検出手段において検出される前記干渉光において、前記反射部材により反射された前記反射光と前記参照光との干渉光が検出されたときの検出位置が予め設定された設定検出位置になるように、第２光路長変更手段における前記光路長の変更を制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の光断層画像化装置。
【請求項２】
前記プローブが、前記光ファイバを被覆するチューブを有し、前記反射部材が前記チューブの内壁面からなるものであることを特徴とする請求項１に記載の光断層画像化装置。
【請求項３】
前記第１光路長変更手段が、前記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ることを特徴とする請求項１または２に記載の光断層画像化装置。
【請求項４】
前記第２光路長変更手段が、前記参照光を反射するミラーが該参照光の光軸方向に移動することにより前記参照光の光路長を変更するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光断層画像化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【特許文献１】特開２００２−２０００３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したＯＣＴ計測は、測定光および反射光と参照光との光路長が一致したときに干渉光が検出されることを利用した計測方法であり、参照光の光路長を変更することにより、測定対象に対する測定位置（測定深さ）が変更されるようになっている。
【０００６】
ところで、特許文献１に示すように体腔内にプローブを挿入してＯＣＴ計測を行う場合、プローブを使用後に消毒・洗浄等する必要があるため、プローブは光断層画像化装置の本体に対し着脱可能に設けられている。つまり、光断層画像化装置に用いられるプローブは複数用意されており、測定毎にプローブを付け替えることができるようになっている。
【０００７】
しかし、上述した複数のプローブの長さ、特に光ファイバの長さは製造誤差によるばらつきが生じているため、測定光の光路長が各プローブ毎にずれてしまうが、参照光の変更幅は一定の範囲に制限されている。結果として各プローブ毎に測定領域がずれてしまい、プローブを取り替える毎に測定領域がずれた状態で光断層画像が取得されてしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、複数のプローブを取り替えて使用する場合であっても、各プローブの長さのばらつきによる測定範囲の変動を自動的に防止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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光断層画像化装置は、測定対象の光断層画像を取得する本体に測定光を測定対象まで導波するプローブを着脱可能に取り付けた光断層画像化装置であって、本体が、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、光路長変更手段における光路長の変更量を制御する駆動制御手段と、プローブから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、プローブが、光分割手段により分割された測定光を測定対象まで導波する光ファイバと、光ファイバから射出された測定光の光軸上に設けられた、測定光の一部もしくは全部を反射する反射部材とを備えたものであり、光路長変更手段が、測定対象内の測定位置を深さ方向に変化させるために、参照光の光路長を変える第１光路長変更手段と、本体に取り付けられた前記プローブの長さの誤差を補正するために、プローブの取付時に第１光路長変更手段での光路長の変化により測定が可能となる領域が予め設定された設定測定領域になるように、参照光の光路長を変更する第２光路長変更手段とを備え、駆動制御手段が、干渉光検出手段において検出される干渉光において、反射部材により反射された反射光と参照光との干渉光が検出されたときの検出位置が予め設定された設定検出位置になるように、第２光路長変更手段における光路長の変更を制御するものであることを特徴とするものである。
【００１０】
ここで、反射部材は、測定光の一部もしくは全部を反射するものであればその構成は問わず、たとえば反射部材が光ファイバを被覆するチューブの内壁面からなるものであってもよいし、チューブの内壁面に形成された反射膜であってもよい。
【００１１】
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、後に詳述するような、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。
【００１２】
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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光断層画像化装置によれば、光路長変更手段が、測定対象内の測定位置を深さ方向に変化させるために、参照光の光路長を変える第１光路長変更手段と、本体に取り付けられたプローブの長さの誤差を補正するために、プローブの取付時に前記第１光路長変更手段での光路長の変化により測定が可能となる領域が予め設定された設定測定領域になるように、前記参照光の光路長を変更する第２光路長変更手段とを備えることにより、光断層画像化装置に複数のプローブを取り替えて使用するとき、各プローブ毎の長さのばらつきによる測定光および反射光の光路長にばらつきが生じた場合であっても、第２光路長変更手段によりそのばらつきに合わせて参照光の光路長の長さを自動的に調整することができるため、各プローブの長さのばらつきによる測定範囲の変動を防止することができる。
【００１４】
さらに、駆動制御手段が、干渉光検出手段において検出される干渉光において、反射部材により反射された反射光と参照光との干渉光が検出されたときの検出位置が予め設定された設定検出位置になるように、第２光路長変更手段における光路長の変更を制御することにより、各プローブの長さのばらつきによる測定範囲の変動を自動的に防止することができるため、ばらつき調整作業の効率化を図ることができる。
【００１５】
なお、プローブが、光ファイバを被覆するチューブを有し、反射部材がチューブの内壁面からなるものであれば、プローブに新たに反射部材を取り付けることが不要であるため、どのようなプローブであっても各プローブの長さのばらつきによる測定範囲の変動を効率的に防止することができる。
【００１６】
さらに、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。
【００１７】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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外観模式図である。光断層画像化装置１は、光コヒーレンストモグラフィー計測により測定対象の断層画像を取得する本体１Ａと、該本体に着脱可能に取り付けられる、測定光を測定対象まで導波するプローブ１０とを備えている。この本体１Ａに用いられるプローブ１０は複数用意されており、プローブ１０を取り外して洗浄・消毒等をおこなうことができるようになっている。
【００１９】
図２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の本体１Ａは、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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３はプローブの先端部分１０Ａを示す断面図であり、図１と図３を参照してプローブ１０について説明する。
【００２３】
プローブ１０は、たとえば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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
プリズム１７は光ファイバＦＢ１０内を導波された測定光Ｌ１をチューブ１１の内壁面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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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）。
【００３０】
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。
【００３１】
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）。
【００３２】
図２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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
上述したようにプローブ１０は光ファイバＦＢ１０を有しており、回転駆動ユニット３０に対して着脱可能な構成を有している。この光ファイバＦＢ１０の長さＦＢＬはどのプローブ１０であって規定の長さを有するように製造されているが、光ファイバＦＢ１０の長さにはたとえば数ｍｍ単位の製造誤差によるばらつきが生じている。もしくは光学コネクタ１８の長さについても同様に数ｍｍ単位の製造誤差によるばらつきが生じている場合もある。
【００３６】
一方、ＯＣＴ計測においては、数μｍ単位での計測を行うものであり、光ファイバＦＢ１０の製造誤差はＯＣＴ測定装置にとっては大きいものになってしまう。１つのプローブ１０が１つの光断層画像化装置１のみに使用されるものであれば、光断層画像化装置１の組立時に光ファイバＦＢ１０の製造誤差を含めて光路長を管理することができる。しかし、実際には診察毎にプローブ１０を洗浄等する必要が生じるために、複数のプローブ１０が使用されることになり、プローブ１０が取り換えられる度に測定光Ｌ１および反射光Ｌ３の光路長がずれてしまう。その結果、プローブ１０が取り替えられる毎に測定領域の異なる光断層画像が取得されてしまうことになる。
【００３７】
具体的には、図６に示すように、プローブ１０の取付時に第１光路長変更手段５０での光路長の変化により測定が可能となるべき設定測定領域ＭＲｒｅｆが図６のようにプローブ１０から距離Ｄ１までの範囲に設定されているものとする。ここで、プローブ１０の光ファイバＦＢ１０の長さが製造誤差によりＤｅだけ長い場合、測定光Ｌ１および反射光Ｌ３の光路長がそれぞれＤｅだけ長くなってしまう。よって、反射光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光を検出することができる測定可能領域ＭＲはＤｅ分だけ設定測定領域ＭＲｒｅｆからずれた状態になってしまい、この状態で測定を行うと、実際の深さ方向とＤｅ分の誤差を持った断層画像が表示されてしまうことになる。
【００３８】
そこで、光路長変更手段４０において、参照光Ｌ２の光路長を変更する第１光路長変更手段５０の他に、本体１Ａに取り付けられたプローブ１０の長さの誤差を補正するために、プローブ１０の取付時に第１光路長変更手段５０での光路長の変更による測定可能領域ＭＲが予め設定された設定測定領域ＭＲｒｅｆになるように、参照光Ｌ２の光路長を変更する第２光路長変更手段６０が設けられている。
【００３９】
ここで、図７は第１光路長変更手段５０の一例を示す模式図、図８は第２光路長変更手段６０の一例を示す模式図であり、図７と図８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。
【００４０】
まず図７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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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（＝Ｄ１）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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
次に、図８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。
【００４７】
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の変更が行われた後、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（図２参照）。
【００４８】
プローブ１０が製造誤差により長くなってしまっている場合（図６参照）、第２光路長変更手段６０のコーナーキューブ６２が矢印Ａ２方向に移動することにより参照光Ｌ２の光路長を短くする。なお、図８の第２光路長変更手段６０において、コリメータレンズ６１、６３とコーナーキューブ６２との距離がΔＡだけ変化したとき、第１光路長変更手段５０に入射する際に参照光Ｌ２を２ΔＡだけ遅延し、第１光路長変更手段５０から第２光路長変更手段６０を介して合波手段７に導波される際に２ΔＡだけ遅延するため、結果として参照光Ｌ２の光路長が４ΔＡだけ変化する。よって、Ｄｅ＝２ΔＡの関係をもとにしてコーナーキューブ６２が矢印Ａ２方向に移動することにより、少ない移動量で測定可能領域ＭＲと設定測定領域ＭＲｒｅｆとを一致させることができる。なお、プローブ１０の光ファイバＦＢ２の長さが所定の長さよりも長い場合について例示しているが、短い場合についても同様にコーナーキューブ６２を矢印Ａ１方向に移動させればよい。
【００４９】
上述した第２光路長変更手段６０による光路長の変更は、図２の駆動制御手段１００により自動的に行われる。具体的には、駆動制御手段１００は、干渉光検出手段７０において検出される干渉光において、反射部材（チューブ内壁面）１１ａにより反射された反射光Ｌ３Ｘと参照光Ｌ２ａとの干渉光が検出されたときの検出位置が予め設定された設定検出位置になるように、第２光路長変更手段６０における光路長の変更を制御するようになっている。
【００５０】
つまり、第１光路長変更手段５０が作動することにより、プローブ１０の光軸ＣＬを測定開始位置としてチューブ１１の径方向（測定の深さ方向）に向かって測定が行われていく。すると、干渉光検出手段７０において時間経過とともに図１０に示すような複数の干渉信号が検出される。ここで、光軸ＣＬからチューブ１１の内壁面１１ａの空間では反射光Ｌ３が発生しないため（図３参照）、干渉光検出手段７０において干渉光が検出されない。そして、チューブ１１の内壁面１１ａにおいて反射光Ｌ３Ｘが発生したときに、干渉光検出手段７０において初めて干渉光が検出される。
【００５１】
そこで、駆動制御手段１００は、干渉光検出手段７０において最初に検出された検出位置ＣＰをチューブ１１の内壁面１１ａにより反射された反射光Ｌ３と参照光Ｌ２ａとの干渉光を検出したものであると判断する。そして、駆動制御手段１００は、反射部材（チューブ内壁面）１１ａにより反射された反射光Ｌ３Ｘと参照光Ｌ２ａとの干渉光が検出されたときの検出位置ＣＰが予め設定された設定検出位置ＣＰｒｅｆにあるか否かを判断する。
【００５２】
ここで、設定検出位置ＣＰｒｅｆとは、プローブ１０の長さおよび径が規定の長さおよび径を有したものであるときの反射光Ｌ３Ｘと参照光Ｌ２ａとの干渉光が検出されるべき位置を意味する。すなわち、設定検出位置ＣＰｒｅｆは、予めチューブ１１の内壁面１１ａの距離がわかっている基準プローブを用いたときの反射光Ｌ３Ｘと参照光Ｌ２ａとの干渉光が検出された位置に設定されている。そして、光ファイバＦＢ１０の長さが異なるプローブ１０を交換して使用するときには、キャリブレーション時に検出位置ＣＰが設定検出位置ＣＰｒｅｆになるように調整される。これにより、光ファイバの長さの異なるプローブ１０を取り替えて使用したときであっても、基準プローブを使用したときと同じ測定範囲にすることができる。
【００５３】
たとえば図１０に示すように、設定検出位置ＣＰｒｅｆよりも後に検出位置ＣＰがある場合、駆動制御手段１００は、参照光Ｌ２の光路長が短くなるように第２光路長変更手段６０を制御する。このように、チューブ１１の内壁面１１ａから反射した反射光Ｌ３Ｘの検出位置を用いて自動的に光ファイバＦＢ１０における長さの製品ばらつきを補正することができる。
【００５４】
図１１は本発明の断層画像化装置１の動作例を示すフローチャートであり、図１から図１１を参照して断層画像化装置１の動作例について説明する。まず、第２光路長変更手段６０の位置を初期設定の位置に位置決めした状態において、第１光路長変更手段５０の走査ミラー５４が揺動することにより、干渉光検出手段７０において干渉光が検出される（ステップＳＴ１）。そして、干渉光検出手段７０において検出された干渉光のうち最初の干渉信号の検出位置ＣＰが駆動制御手段１００により検出され（ステップＳＴ２）、検出位置ＣＰと設定検出位置ＣＰｒｅｆとが比較される（ステップＳＴ３）。検出位置ＣＰと設定検出位置ＣＰｒｅｆとがずれている場合、駆動制御手段１００によりコーナーキューブ６２が矢印Ａ方向に移動し（図８参照）、参照光Ｌ２の光路長が変更される。そして、変更された後においてステップＳＴ１〜ＳＴ３までの工程を繰り返すことにより、検出位置ＣＰが設定検出位置ＣＰｒｅｆに一致するようにコーナーキューブ６２を位置決めする。その後、体腔内の生体の光断層画像の取得が行われる。
【００５５】
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の深さ方向へ測定位置を変化させるために、参照光Ｌ２の光路長を変える第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ＭＲが予め設定された設定測定領域ＭＲｒｅｆになるように、参照光Ｌ２の光路長を変更する第２光路長変更手段６０とを備えることにより、光断層画像化装置１に複数のプローブ１０を取り替えて使用するとき、各プローブ１０毎の長さのばらつきによる測定光Ｌ１および反射光Ｌ３の光路長にばらつきが生じた場合であっても、第２光路長変更手段６０によりそのばらつきに合わせて参照光Ｌ２の光路長の長さを調整することができるため、複数のプローブ１０を取り替えて使用する場合であっても、各プローブ１０の長さのばらつきによる測定範囲の変動を防止することができる。
【００５６】
特に、２つの光路長変更手段５０、６０を用いることにより、正確に各プローブ１０の長さのばらつきによる測定範囲の変動を防止することができる。すなわち、通常のＯＣＴ装置のように、１つの光路長変更手段のみを有し、この光路長変更手段と光分割手段・合波手段との距離を変更することにより各プローブ１０の長さのばらつきによる測定範囲の変動を防止することも考えられる。しかし、この場合には光路長変更手段全体を移動させなければならない。ＯＣＴ計測はμｍ単位での測定を行うものであるため、この移動量もまたμｍ単位の精度が要求されるものであり、光路長変更手段全体を移動させてばらつきを抑えるのは困難である。一方、２つの光路長変更手段５０、６０を用いることにより、コーナーキューブ６２の移動はμｍ単位の高精度での移動が可能であるため、正確に各プローブ１０の長さのばらつきによる測定範囲の変動を防止することができる。
【００５７】
さらに、駆動制御手段１００が、干渉光検出手段７０において検出される干渉光において、反射部材により反射された反射光Ｌ３Ｘと参照光Ｌ２との干渉光が検出されたときの検出位置が予め設定された設定検出位置ＣＰｒｅｆになるように、第２光路長変更手段６０における光路長の変更を制御することにより、各プローブ１０の長さのばらつきによる測定範囲の変動を自動的に防止することができるため、ばらつき調整作業の効率化を図ることができる。
【００５８】
また、チューブ１１の内壁面１１ａを反射部材として用いることにより、プローブ１０に別途反射部材を取り付けることが不要であるため、どのようなプローブ１０であっても各プローブの長さのばらつきによる測定範囲の変動を防止することができる。
【００５９】
また、図７に示すように第１光路長変更手段５０が、参照光Ｌ２を分散した後、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と走査ミラー５４とを備えた光学遅延手段であれば、周波数シフトと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。
【００６０】
さらに、図８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。
【００６１】
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２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。
【００６２】
また、上記実施の形態において、チューブ１１の反射を１カ所のみ測定してずれ量の検出を行う場合について例示しているが、複数箇所のチューブ反射を測定しその平均値を算出する等することによりずれ量を算出するようにしてもよい。
【００６３】
また、上記実施の形態において、反射部材としてチューブ１１の内壁面１１ａを用いるようにしているが、チューブ１１の内壁面１１ａに反射膜を形成するようにしてもよい。
【００６４】
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を用いて光路長を変化させる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１１に示すように、第１光路長変更手段５０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。
【００６５】
また、上記実施の形態において、図８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１２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。
【００６６】
また、図１３の第２光路長変更手段２６０において、コリメータレンズ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。
【００６７】
さらに、図１４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１５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。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】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外観図
【図２】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ブロック図
【図３】図１の光断層画像化装置におけるプローブの先端部分の一例を示す断面図
【図４】図１の光断層画像化装置におけるプローブのコネクタの一例を示す断面図
【図５】図１の光断層画像化装置における回転駆動ユニットの一例を示す断面図
【図６】プローブの長さのばらつきにより測定可能領域が変化する様子を示す模式図
【図７】図２の第１光路長変更手段の一例を示す模式図
【図８】図２の第２光路長変更手段の一例を示す模式図
【図９】図２の干渉光検出手段において検出される信号の一例を示すグラフ
【図１０】図２の光断層画像化装置の動作例を示すフローチャート
【図１１】図２の第１光路長変更手段の別の実施の形態を示す模式図
【図１２】図２の第２光路長変更手段の別の実施の形態を示す模式図
【図１３】図２の第２光路長変更手段の別の実施の形態を示す模式図
【図１４】図２の第２光路長変更手段の別の実施の形態を示す模式図
【図１５】図２の第２光路長変更手段の別の実施の形態を示す模式図
【符号の説明】
【００６９】
１     光断層画像化装置
１Ａ   本体
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
１１   チューブ
１１ａ 内壁面
４０   光路長変更手段
５０、１５０   第１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
ＣＰ   検出位置
ＣＰｒｅｆ     設定検出位置
ＦＢ１０       光ファイバ
Ｌ     低コヒーレント光
Ｌ１   測定光
Ｌ２   参照光
Ｌ２ａ 参照光
Ｌ３、Ｌ３Ｘ   反射光
ＭＲ   測定可能領域
ＭＲｒｅｆ     設定測定領域
【図１】
2006215006.tif 000003
【図２】
2006215006.tif 000004
【図３】
2006215006.tif 000005
【図４】
2006215006.tif 000006
【図５】
2006215006.tif 000007
【図６】
2006215006.tif 000008
【図７】
2006215006.tif 000009
【図８】
2006215006.tif 000010
【図９】
2006215006.tif 000011
【図１０】
2006215006.tif 000012
【図１１】
2006215006.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2006215006.tif 000016
【図１５】
2006215006.tif 000017