(57)【要約】【課題】体内に挿入される部分の大型化や画像精度の劣化を抑え、所望の方向に向けて移動させることができる光プローブおよび光断層画像生成装置を提供する。【解決手段】少なくとも所定の光については透明な、側面に孔が空いたチューブと、チューブ内を延びて先端がチューブ内に位置する、チューブを透過する光を内部に通して導く導光路と、チューブ内の、導光路の先端の更に先に設けられた、導光路によって導かれてくる光をチューブの壁越しに被検体に照射し、被検体から戻ってくる光を導光路に戻す光学素子と、チューブの孔から流体を噴出させる流体噴出部と、チューブの、少なくとも孔から先を、チューブの軸回りに回動させる回動部とを備えた。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも所定の光については透明な、側面に孔が空いたチューブと、
前記チューブ内を延びて先端が該チューブ内に位置する、該チューブを透過する光を内部に通して導く導光路と、
前記チューブ内の、前記導光路の先端の更に先に設けられた、該導光路によって導かれてくる光を該チューブの壁越しに被検体に照射し、該被検体から戻ってくる光を該導光路に戻す光学素子と、
前記チューブの前記孔から流体を噴出させる流体噴出部と、
前記チューブの、少なくとも前記孔から先を、該チューブの軸回りに回動させる回動部とを備えたことを特徴とする光プローブ。
【請求項２】
前記流体噴出部は、前記チューブ内を延びて前記孔に接続された管を有し、該管を介して流体を噴出させるものであることを特徴とする請求項１記載の光プローブ。
【請求項３】
前記チューブは、前記光学素子よりも先の側面に前記孔が空いたものであることを特徴とする請求項１記載の光プローブ。
【請求項４】
前記チューブの前記孔が空いた箇所に設けられた、該チューブ内の他の空間とは隔絶した、内部に流体が収容される隔絶空間を形成した収容室を備え、
前記流体噴出部が、前記収容室内の流体を前記孔から噴出させるものであることを特徴とする請求項１記載の光プローブ。
【請求項５】
前記流体噴出部が、前記収容室に応力を加えて前記隔絶空間の体積を減少させることで該隔絶空間内の流体を前記孔から噴出させるものであることを特徴とする請求項４記載の光プローブ。
【請求項６】
前記収容室が、前記隔絶空間を前記チューブ内の他の空間と隔絶するとともに該チューブの軸に沿って移動可能な隔壁を有するものであり、
前記チューブが、前記隔絶空間から隔絶された他の空間に流体が満たされたものであり、
前記流体噴出部が、前記チューブ内の、前記隔絶空間から隔絶された他の空間に満たされた流体の圧力を増加することで前記収容室の隔壁に応力を加えて該隔絶空間の体積を減少させて流体を前記孔から噴出させるものであることを特徴とする請求項４記載の光プローブ。
【請求項７】
前記収容室が、前記隔絶空間内に液体が収容される、該隔絶空間を前記チューブ内の他の空間と隔絶するとともに該チューブの軸に沿って移動可能な隔壁を有するものであり、
前記チューブが、前記収容室と前記光学素子との間に、前記隔壁の移動を堰き止めるストッパを有するものであり、
前記流体噴出部が、前記チューブ内の、前記隔絶空間から隔絶された他の空間に満たされた流体の圧力を増加することで前記収容室の隔壁に応力を加えて前記隔絶空間の体積を減少させて流体を前記孔から噴出させるものであることを特徴とする請求項４記載の光プローブ。
【請求項８】
前記収容室が、前記隔絶空間内に液体が収容される、該隔絶空間を前記チューブ内の他の空間と隔絶するとともに該チューブの軸に沿って移動可能な隔壁を有するものであり、
前記チューブが、前記隔絶空間から隔絶された他の空間に気体が満たされた、前記収容室と前記光学素子との間に、液体は遮断し気体は透過させる膜を有するものであり、
前記流体噴出部が、前記チューブ内の前記気体の圧力を増加することで前記収容室の隔壁に応力を加えて前記隔絶空間の体積を減少させて流体を前記孔から噴出させるものであることを特徴とする請求項４記載の光プローブ。
【請求項９】
前記流体噴出部が、前記隔絶空間の流体に直接に力を加えることにより流体を前記孔から噴出させるものであることを特徴とする請求項４記載の光プローブ。
【請求項１０】
上記流体噴出部が、電圧の印加開放を受けて伸縮することで前記隔絶空間の流体に直接に力を加えることにより流体を前記孔から噴出させる圧電素子であることを特徴とする請求項４記載の光プローブ。
【請求項１１】
上記流体噴出部が、回転駆動することで前記隔絶空間の流体に直接に力を加えて流体を前記孔から噴出させるスクリューであることを特徴とする請求項４記載の光プローブ。
【請求項１２】
上記隔絶空間内に収容された流体が通電性を有するものであり、
前記流体噴出部が、前記隔絶空間内の流体に、第１方向の電流を通電する電極と、該第１方向と交わる第２方向の磁場を印加する磁石とを有し、電磁推進力によって流体を前記孔から噴出させるものであることを特徴とする請求項４記載の光プローブ。
【請求項１３】
前記収容室は、前記孔に加えて、前記隔絶空間と該チューブの外とを繋ぐ補助孔が穿たれるとともに、該隔絶空間に流体が収容されたものであり、
前記流体噴出部が、前記収容室の前記孔を介して前記隔絶空間内に収容された流体を噴出させることにより、前記補助孔を介して該隔絶空間内に該チューブの外の流体を取り入れるものであることを特徴とする請求項４記載の光プローブ。
【請求項１４】
前記収容室は、前記孔と前記補助孔とのうちの少なくともどちらか一方に、流体の逆流を防止する逆止弁を備えたものであることを特徴とする請求項１３記載の光プローブ。
【請求項１５】
前記収容室が、前記隔絶空間を前記チューブ内の他の空間と隔絶するとともに、該他の空間から該隔絶空間へ流体を流し、該隔絶空間から該他の空間への流体の逆流を防止する逆止弁を有するものであり、
前記流体噴出部が、前記隔絶空間に向けて流体を流し込むことにより、該隔絶空間内の流体を前記孔から噴出させるものであることを特徴とする請求項４記載の光プローブ。
【請求項１６】
前記収容室は、前記チューブに対して取り外し自在に装着されたものであることを特徴とする請求項４記載の光プローブ。
【請求項１７】
前記収容室は、ネジもしくは嵌め込みによって前記チューブの先端に取り外し自在に装着されたものであることを特徴とする請求項１６記載の光プローブ。
【請求項１８】
前記流体噴出部は、前記収容室内に設けられたものであり、
前記収容室は、前記流体噴出部が設けられた位置よりも先端側の部分が前記チューブに対して取り外し自在に装着されたものであることを特徴とする請求項１６記載の光プローブ。
【請求項１９】
前記チューブは、前記孔が空いた位置よりも後側に、他の箇所よりも屈曲が容易な屈曲箇所を有するものであることを特徴とする請求項１から１８のいずれかに記載の光プローブ。
【請求項２０】
前記チューブは、前記孔が空いた位置よりも後側に、くびれていて他の箇所よりも屈曲が容易なくびれ箇所を有するものであることを特徴とする請求項１から１８のいずれかに記載の光プローブ。
【請求項２１】
前記チューブは、前記孔が空いた位置よりも後側に、他の箇所とは材質が異なり他の箇所よりも屈曲が容易な異質材料箇所を有するものであることを特徴とする請求項１から１８のいずれかに記載の光プローブ。
【請求項２２】
前記チューブは、前記孔が空いた位置よりも後側に、屈曲自在な連結箇所を有するものであることを特徴とする請求項１から１８のいずれかに記載の光プローブ。
【請求項２３】
前記回動部が、前記チューブの途中の、前記孔が空いた位置よりも後ろ側に設けられた、該回動部よりも前側を後側に対して該チューブの軸回りに回動させるものであることを特徴とする請求項１から１８のいずれかに記載の光プローブ。
【請求項２４】
請求項１から２３のいずれかに記載の光プローブと、
光を発する光源と、
前記光源から発せられた光を、前記チューブを透過する測定光と、参照光とに分割する光分割部と、
前記測定光が前記導光路に導かれて前記光プローブから戻ってきた反射光と、前記参照光とを合波する合波部と、
前記合波部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部と、
前記干渉光検出部によって検出された干渉光に基づいて、前記被検体の断層画像を生成する断層画像生成部とを備えたことを特徴とする光断層画像生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チューブの内部を通る光を被検者の体内に照射してその反射光を取得する光プローブ、および被検者の体内の断層画像を得る光断層画像生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医療の分野においては、先端にミラーやＣＣＤなどが取り付けられた細長い管を被検者の体内に挿入し、被検者の体内を撮影して腫瘍や血栓などを観察する内視鏡が広く利用されている。被検者の体内を直接撮影することによって、被検者に外的なダメージを与えることなく、放射線画像では分かりにくい病巣の色や形状などを把握することができ、治療方針の決定などに必要な情報を手軽に得ることができる。
【０００３】
また、近年では、光の干渉を利用して体内の断層画像を得るＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置も利用されてきている。ＯＣＴ装置では、光を導く光ファイバーなどが細長い管の内部に収容された光プローブが利用されており、光源から発せられた光が測定光と参照光とに分解され、光プローブによって測定光が被検者の体内に導かれて撮影位置に照射され、その反射光と参照光とが合波されて、それらの干渉光の強度に基づいて被検者の断層画像が生成される。このＯＣＴ装置では、被検者の体内の表面上の画像だけではなく、深さ方向の画像も得ることができるため、開腹手術をせずに腫瘍の深さなどを正確に計測することができる。
【０００４】
ところで、近年では、光プローブで胃などといった臓器を観察するだけではなく、光プローブで血管内の血栓などを観察することも行われてきている。光プローブで血管内を走査するにあたっては、薄く細い血管を傷つけないように、光プローブを柔らかく、かつ細くすることが求められるとともに、複数方向に枝分かれした血管のうちの所望の血管に向けて光プローブを移動させることが求められる。すなわち、柔らかく細長い光プローブの方向を精度良く制御しながら、光プローブを移動させることが必要となる。
【０００５】
この点に関し、特許文献１、特許文献２、および特許文献３には、光プローブ内にガイドワイヤを挿入し、ガイドワイヤの向きを変えることによって光プローブの方向を制御して、光プローブを所望の観察位置まで移動させる技術について記載されている。このように、ガイドワイヤを挿入することによって、複雑に枝分かれした血管内で光プローブを精度良く移動させることができ、現在、問題となっているメタボリックシンドロームの兆候である血管内の血栓などを早期に発見することができる。
【特許文献１】特開２００４−２９０５４８号公報
【特許文献２】特開２００５−２３０５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来技術では、細長い光プローブの方向を制御するために、光プローブ内に硬く太いガイドワイヤを挿入する必要があり、ガイドワイヤの材質が金属などに限定されてしまう。光プローブ内には、光ファイバによって導かれてきた測定光を被検体に向けて照射したり、被検体で反射した反射光を集光するための光学素子などが配備されており、金属性のガイドワイヤを光プローブ内に挿入すると、ガイドワイヤが光学素子で照射・集光される光の光路を妨げることによって光の光学特性が変化してしまい、光断層画像生成装置で生成される画像の精度が劣化してしまうという問題がある。また、光学素子が光プローブ内で回転することによって被検体が周方向に走査されているが、ガイドワイヤによって光学素子の回転が妨げられてしまったり、ガイドワイヤの分だけ光プローブが太くなってしまうなどという問題もある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、体内に挿入される部分の大型化や画像精度の劣化を抑え、所望の方向に向けて移動させることができる光プローブ、および光断層画像生成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】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の光プローブは、少なくとも所定の光については透明な、側面に孔が空いたチューブと、
チューブ内を延びて先端がチューブ内に位置する、チューブを透過する光を内部に通して導く導光路と、
チューブ内の、導光路の先端の更に先に設けられた、導光路によって導かれてくる光をチューブの壁越しに被検体に照射し、被検体から戻ってくる光を導光路に戻す光学素子と、
チューブの孔から流体を噴出させる流体噴出部と、
チューブの、少なくとも孔から先を、チューブの軸回りに回動させる回動部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の光プローブによると、チューブの側面に空いた孔からの流体噴出に対する反作用によって、チューブの先端が流体の噴出方向とは逆方向に向けられる。光プローブを移動させたい方向とは逆側にチューブの孔がくるように、回動部においてチューブを軸周りに回転させておき、その後でチューブの孔から流体を噴出させることによって、ガイドワイヤを使用せずに光プローブを所望の方向に向けることができる。尚、本発明の光プローブでは、流体をチューブの孔にまで導く管などをチューブ内に収容する場合であっても、その管はチューブの方向を変えるほどの剛性や太さを必要としないため、透明で柔らかいプラスチックなどで構成された細い管を利用することができる。このため、管が光の光路を遮ることによって、その光の光学特性が変化してしまう不具合を回避することができるとともに、光プローブの大型化を抑えることができる。
【００１０】
また、本発明の光プローブにおいて、上記流体噴出部は、チューブ内を延びて孔に接続された管を有し、管を介して流体を噴出させるものであることが好ましい。
【００１１】
チューブ内に延在された管を介して流体を孔から噴出させることによって、チューブ内の導光路や光学素子などを流体で汚してしまう不具合を回避し、それらをクリーニングする手間を省くことができる。
【００１２】
また、本発明の光プローブにおいて、上記チューブは、光学素子よりも先の側面に孔が空いたものであることが好ましい。
【００１３】
光プローブを所望の方向に移動させる際には、チューブ全体をその目標方向に向けなくても、チューブの先端のみを目標方向に向けて光プローブを進ませれば、光プローブをその目標方向に移動させることができる。チューブの、光学素子よりも先の側面に孔が空けられることによって、孔から少量の流体を噴出させるだけでチューブの先端の向きが変わるため、効率よく光プローブの移動方向を制御することができる。
【００１４】
また、本発明の光プローブにおいて、チューブの孔が空いた箇所に設けられた、他の空間とは隔絶した、内部に流体が収容される隔絶空間を形成した収容室を備え、
上記流体噴出部が、収容室内の流体を孔から噴出させるものであることが好ましい。
【００１５】
隔絶空間に流体を収容しておき、その隔絶空間内の流体を孔から噴出させることによって、チューブ内に流体を通す管などを設ける必要がなく、光プローブをさらに小型化することができる。
【００１６】
また、本発明の光プローブにおいて、上記流体噴出部が、収容室に応力を加えて隔絶空間の体積を減少させることで隔絶空間内の流体を孔から噴出させるものであることが好ましい。
【００１７】
収容室に応力を加えて隔絶空間の体積を減少させることによって、隔絶空間内の流体を容易に噴出させることができる。
【００１８】
また、本発明の光プローブにおいて、上記収容室が、隔絶空間をチューブ内の他の空間と隔絶するとともにチューブの軸に沿って移動可能な隔壁を有するものであり、
上記チューブが、隔絶空間から隔絶された他の空間に流体が満たされたものであり、
上記流体噴出部が、チューブ内の、隔絶空間から隔絶された他の空間に満たされた流体の圧力を増加することで収容室の隔壁に応力を加えて隔絶空間の体積を減少させて流体を孔から噴出させるものであることが好ましい。
【００１９】
隔絶空間から隔絶された他の空間に満たされた流体の圧力を増加して、それらの空間を隔絶する隔壁を移動させることによって、容易に隔絶空間の体積を減少させることができ、隔絶空間から流体を噴出させることができる。
【００２０】
また、光プローブを被検体の体内に挿入する際には、光プローブ内には、局所的な圧力変化や、光ファイバ（本発明にいう導光路）の曲げによる応力変化や、温度の変動などが生じる。その結果、従来の光プローブでは、光ファイバの光屈折率や物理的な長さが変化してしまい、光ファイバを通過する光の光路長が波長の１０倍程度まで変わってしまって、その光を使って生成される断層画像の精度が劣化してしまう場合がある。これに対して上記の好ましい光プローブによると、チューブ内が流体で満たされることによってチューブ内の圧力がほぼ一定に保たれるため、導光路を通過する光の光路長の変化が軽減され、断層画像の精度を向上させることができるという利点もある。
【００２１】
また、本発明の光プローブにおいて、上記収容室が、隔絶空間内に液体が収容される、隔絶空間をチューブ内の他の空間と隔絶するとともにチューブの軸に沿って移動可能な隔壁を有するものであり、
上記チューブが、収容室と光学素子との間に、隔壁の移動を堰き止めるストッパを有するものであり、
上記流体噴出部が、チューブ内の、隔絶空間から隔絶された他の空間に満たされた流体の圧力を増加することで収容室の隔壁に応力を加えて隔絶空間の体積を減少させて流体を前記孔から噴出させるものであることが好適である。
【００２２】
この好適な光プローブによると、隔壁の移動がストッパによって堰き止められるため、チューブの後方に移動してきた隔壁が光学素子など衝突し、光学素子などが破損してしまう不具合を回避することができる。
【００２３】
また、本発明の光プローブにおいて、上記収容室が、隔絶空間内に液体が収容される、隔絶空間をチューブ内の他の空間と隔絶するとともにチューブの軸に沿って移動可能な隔壁を有するものであり、
上記チューブが、隔絶空間から隔絶された他の空間に気体が満たされた、収容室と光学素子との間に、液体は遮断し気体は透過させる膜を有するものであり、
上記流体噴出部が、チューブ内の気体の圧力を増加することで収容室の隔壁に応力を加えて隔絶空間の体積を減少させて流体を孔から噴出させるものであることが好ましい。
【００２４】
この好適な光プローブによると、隔壁を気体の圧力で効率よく移動させることができるとともに、隔絶空間内の液体が隔壁の隙間から漏れてしまった場合であっても、液体がチューブ内へ浸入してしまう不具合を膜によって確実に遮断することができる。
【００２５】
また、本発明の光プローブにおいて、上記流体噴出部が、隔絶空間の流体に直接に力を加えることにより流体を孔から噴出させるものであることも好ましい。
【００２６】
隔絶空間の流体に直接に力を加えることによっても、その流体を隔絶空間から噴出させることができる。
【００２７】
また、本発明の光プローブにおいて、上記流体噴出部が、電圧の印加開放を受けて伸縮することで隔絶空間の流体に直接に力を加えることにより流体を孔から噴出させる圧電素子であることが好ましい。
【００２８】
圧電素子を利用することによって、少ない電力で容易に流体を噴出させることができる。また、圧電素子に電圧を伝える導線は、光プローブの径を増大させないように十分に細くすることができる。
【００２９】
また、本発明の光プローブにおいて、上記流体噴出部が、回転駆動することで隔絶空間の流体に直接に力を加えて流体を孔から噴出させるスクリューであることも好ましい。
【００３０】
スクリューを利用することによって、隔絶空間の流体に大きな力を加えることができ、隔絶空間内の流体を確実に噴出させることができる。
【００３１】
また、本発明の光プローブにおいて、上記隔絶空間内に収容された流体が通電性を有するものであり、
上記流体噴出部が、隔絶空間内の流体に、第１方向の電流を通電する電極と、第１方向と交わる第２方向の磁場を印加する磁石とを有し、電磁推進力によって流体を前記孔から噴出させるものであることが好ましい。
【００３２】
通電性を有する流体に電流と磁場とを印加すると、フレミング左手の法則に従って流体に電磁推進力が印加され、流体に流れが発生する。このような電磁推進力を利用することによって、省電力かつ大きな力で隔絶空間内の流体を噴出させることができる。
【００３３】
また、本発明の光プローブにおいて、上記収容室は、上記孔に加えて、隔絶空間とチューブの外とを繋ぐ補助孔が穿たれるとともに、隔絶空間に流体が収容されたものであり、
上記流体噴出部が、収容室の孔を介して隔絶空間内に収容された流体を噴出させることにより、補助孔を介して隔絶空間内にチューブの外の流体を取り入れるものであることが好ましい。
【００３４】
例えば、隔絶空間内に生理食塩水などを収容しておき、収容室の孔から隔絶空間内の流体を噴出させることによって、被検者の体内の血液などを補助孔を介して隔絶空間内に取り入れ、噴出用の流体として再利用することができる。
【００３５】
また、本発明の光プローブにおいて、上記収容室は、上記孔と上記補助孔とのうちの少なくともどちらか一方に、流体の逆流を防止する逆止弁を備えたものであることが好適である。
【００３６】
この好適な光プローブによると、隔絶空間内の流体を確実に噴出させることができるとともに、その流体がチューブ内に逆流して、導光路や光学素子などを汚してしまう不具合を回避することができる。
【００３７】
また、本発明の光プローブにおいて、上記収容室が、隔絶空間をチューブ内の他の空間と隔絶するとともに、その他の空間から隔絶空間へ流体を流し、隔絶空間から他の空間への流体の逆流を防止する逆止弁を有するものであり、
上記流体噴出部が、隔絶空間に向けて流体を流し込むことにより、隔絶空間内の流体を前記孔から噴出させるものであることが好ましい。
【００３８】
逆止弁が、隔絶空間をチューブ内の他の空間と隔絶する役割を担うとともに、隔絶空間からチューブ内に流体が逆流してしまう不具合も回避することができる。
【００３９】
また、本発明の光プローブにおいて、上記収容室は、チューブに対して取り外し自在に装着されたものであることが好ましい。
【００４０】
収容室がチューブに対して取り外し自在に装着されることによって、流体が収容される収容室のみを容易に洗浄することができるうえ、収容室に血液などを採取した場合には、収容室を取り外してすぐに検査にまわすことができる。
【００４１】
また、本発明の光プローブにおいて、上記収容室は、ネジもしくは嵌め込みによってチューブの先端に取り外し自在に装着されたものであることが好ましい。
【００４２】
収容室がネジや嵌め込みによってチューブの先端に装着されることによって、片手で容易に収容室を取り外すことができる。
【００４３】
また、本発明の光プローブにおいて、
上記流体噴出部は、上記収容室内に設けられたものであり、
上記収容室は、流体噴出部が設けられた位置よりも先端側の部分がチューブに対して取り外し自在に装着されたものであることが好適である。
【００４４】
この好適な光プローブによると、例えば、収容室内に血液などを採取して、その収容室の先端側の部分を取り外して検査にまわした後も、流体噴出部として利用される圧電素子などは何度も流用することができ、検査のコストを抑えることができる。
【００４５】
また、本発明の光プローブにおいて、上記チューブは、上記孔が空いた位置よりも後側に、他の箇所よりも屈曲が容易な屈曲箇所を有するものであることが好適である。
【００４６】
この好適な光プローブによると、隔絶空間内の流体が噴出されると、チューブの屈曲箇所が他の箇所よりも大きく屈曲するため、光プローブの先端の向きを効率よく確実に変えることができる。
【００４７】
また、本発明の光プローブにおいて、上記チューブは、孔が空いた位置よりも後側に、くびれていて他の箇所よりも屈曲が容易なくびれ箇所を有するものであることも好ましい。
【００４８】
チューブの一部分を他の箇所よりもくびれさせることによって、部品点数や材料の種類を増加させずに、コストを抑えて、所望の方向に移動可能な光プローブを実現することができる。
【００４９】
また、本発明の光プローブにおいて、上記チューブは、孔が空いた位置よりも後側に、他の箇所とは材質が異なり他の箇所よりも屈曲が容易な異質材料箇所を有するものであってもよい。
【００５０】
チューブの一部分を、他の箇所よりも屈曲が容易な材質で構成することによっても、光プローブの向きを効率よく制御することができる。
【００５１】
また、本発明の光プローブにおいて、上記チューブは、孔が空いた位置よりも後側に、屈曲自在な連結箇所を有するものであってもよい。
【００５２】
チューブに屈曲自在な連結箇所が設けられることによっても、光プローブの向きを効率よく制御することができる。
【００５３】
また、本発明の光プローブにおいて、上記回動部が、チューブの途中の、孔が空いた位置よりも後ろ側に設けられた、回動部よりも前側を後側に対してチューブの軸回りに回動させるものであることが好ましい。
【００５４】
回動部がチューブ全体ではなく、チューブの前側のみを回動させることによって、光プローブの向きを省電力で制御することができる。
【００５５】
また、上記目的を達成する本発明の光断層画像生成装置は、上述した光プローブのいずれかの光プローブと、
光を発する光源と、
光源から発せられた光を、チューブを透過する測定光と、参照光とに分割する光分割部と、
測定光が導光路に導かれて光プローブから戻ってきた反射光と、参照光とを合波する合波部と、
合波部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部と、
干渉光検出部によって検出された干渉光に基づいて、被検体の断層画像を生成する断層画像生成部とを備えたことを特徴とする。
【００５６】
光の干渉を利用して体内の断層画像を得るＯＣＴ方式の光断層画像生成装置は、病巣の深さ方向の画像を得ることができるという利点がある。本発明の光断層画像生成装置によると、細く枝分かれした血管なども精度良く走査することができる。
【００５７】
ここで、光断層画像生成装置については、ここではその基本形態のみを示すのにとどめるが、これは単に重複を避けるためであり、本発明にいう光断層画像生成装置には、上記の基本形態のみではなく、前述した光プローブの各形態に対応する各種の形態が含まれる。
【発明の効果】
【００５８】
本発明によれば、体内に挿入される部分の大型化や画像精度の劣化を抑え、所望の方向に向けることができる光プローブおよび光断層画像生成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００６０】
図１は、本発明の一実施形態が適用された光断層画像生成装置の概略構成図である。
【００６１】
この光断層画像生成装置１は、光源から発せられた光を測定光と参照光とに分解し、測定光が被検体Ｐで反射された反射光と参照光との干渉光に基づいて被検体Ｐの断層画像を生成するＯＣＴ方式の光断層画像生成装置であり、ＯＣＴ方式の中でも特に、干渉光を周波数解析することによって、参照波の光路長を物理的に変化させずに高速に断層画像を得ることができるＳＤ−ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ）方式が適用されている。また、本実施形態の光断層画像生成装置１は、血管内を移動して血管内の血栓などを観察することができる。
【００６２】
図１に示す光断層画像生成装置１は、被検体Ｐの体内に光を導いて照射し、その反射光を得る内視鏡１０と、光を発する光源装置２０と、光源装置２０から発せられた光を参照光と測定光に分解して測定光を内視鏡１０に伝達するとともに、参照光と反射光とを合光した干渉光に基づいて被検体Ｐの断層画像を生成する画像生成装置３０と、画像生成装置３０で生成された断層画像を表示モニタ５１上に表示する表示装置５０と、空気チューブ７３を介して内視鏡１０内に空気を送り込んだり、内視鏡１０内の空気を吸引する空気調整装置４０とを備えている。光源装置２０で発せられた光は、第１光ガイド７１を介して画像生成装置３０に伝えられ、測定光と参照光とに分光された後、測定光が第２光ガイド７２を介して内視鏡１０に伝えられる。
【００６３】
内視鏡１０は、可撓性を有する細長の光プローブ１１と、光プローブ１１を操作する操作部１２と、光プローブ１１全体を軸方向に回動させる回動部１３とで構成されている。回動部１３は、本発明にいう回動部の一例に相当するものであり、後で詳しく説明する。尚、以下では、内視鏡１０の、被検体Ｐの体内に挿入される側を先端、その先端の逆側を後端と称して説明する。
【００６４】
操作部１２には、光プローブ１１を回動させるための回動レバー１２１、静止画を撮影するための撮影ボタン１２２、および光プローブ１１の向きを変えるための方向変更ボタン１２３などが設けられている。
【００６５】
また、光プローブ１１には、光透過性を有し、細長のチューブ形状を有するシース１１１と、巻回されたワイヤの内側に光ファイバが挿通された、シース１１１の内部に延在されてシース１１１の先端側と後端側との間で光を導く導光部１１２と、導光部１１２の後端側に設けられ、導光部１１２のワイヤを回転させることによってシース１１１内で光ファイバを回転させるモータ１１３と、導光部１１２の先端に設けられ、導光部１１２によって導かれてきた光を被検体Ｐに照射するとともに、被検体Ｐで反射した反射光を受光するＯＣＴヘッド１１４とが備えられており、そのＯＣＴヘッド１１４のさらに先には、生理食塩水や薬剤などが収容される収容室１１５が設けられている。シース１１１は、本発明にいうチューブの一例にあたり、導光部１１２は、本発明にいう導光路の一例に相当する。また、ＯＣＴヘッド１１４は、本発明にいう光学素子の一例にあたり、収容室１１５は、本発明にいう収容室の一例に相当する。収容室１１５については、後で詳しく説明する。また、ＯＣＴヘッド１１３は、導光部１１２の先端に固定され、光を集光するロッドレンズ１１４ａと、ロッドレンズ１１４ａに固定されたプリズムミラー１１４ｂとで構成されている。
【００６６】
図２は、光断層画像生成装置１の機能ブロック図である。
【００６７】
尚、図２では、表示モニタ５１や、内視鏡１０の操作部１２などの図示を省き、光断層画像の生成に関連する主要要素のみを示している。
【００６８】
図１にも示す光源装置２０は、光Ｌを発する光源２１と、光源２１から発せられた光を図１に示す第１光ガイド７１内の光ファイバ７１ａに入射させるための光学系２２を備えている。本実施形態においては、光源２１から発せられる光は、被検体Ｐを透過するときの光の減衰を最小限に抑えるように、被検体Ｐに吸収されにくい波長の光が用いられる。さらに、光源２１としては、低コヒーレントな光Ｌを発する光源が適用され、例えば、ＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｉｏｄｅ）や、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光源や、超短パルスレーザ光を非線形媒質に照射させて広帯域光を得るスーパーコンティニューム光源など、波長幅が広い広帯域光を発する光源が好ましい。光源装置２０は、本発明にいう光源の一例に相当する。
【００６９】
また、図１に示す画像生成装置３０は、光源装置２０から発せられた光Ｌを測定波Ｌ１と参照光Ｌ２とに分光するとともに、測定光Ｌ１が被検体Ｐで反射した反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とを合波する光加工部３１と、参照光Ｌ２の光路長を調整する光路長調整部３２と、光加工部３１で合光された干渉光Ｌ４を検出する干渉光検出部３３と、干渉光Ｌ４を周波数解析することによって、被検体Ｐの断層画像を生成する周波数解析部３５とで構成されている。
【００７０】
被検体Ｐの断層画像を生成するにあたっては、まず、光路長調整部３２において調整される参照光Ｌ２の光路長が設定される。光路長調整部３２は、コリメータレンズ２１、反射ミラー２２、可動ステージ２３、およびミラー駆動手段２４を有しており、可動ステージ２３がミラー駆動手段２４によって矢印Ａ方向に移動されることによって、反射ミラー２２の位置が調整され、被検体Ｐの表面で反射して戻ってきた光の光路長と参照光Ｌ２の光路長とが等しくなるように、参照光Ｌ２の光路長が設定される。
【００７１】
続いて、光源装置２０から光Ｌが射出されて、断層画像の生成が開始される。光源装置２０から発せられた光Ｌは、光ファイバ７１ａによって光加工部３１に伝達され、光加工部３１において、測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分光される。本実施形態においては、光加工部３１として、光の合成と分光との双方を行う２×２の光カプラが適用されており、光加工部３１に１つの光が伝達されると、その１つの光が２つの光に分割され、光加工部３１に２つの光が伝達されると、それら２つの光が１つの光に合波される。光加工部３１は、本発明にいう光分割部の一例にあたる。
【００７２】
分光された測定光Ｌ１は、図１に示す第２光ガイド７２内の光ファイバ７２ａを介して光プローブ１１のシース１１１内に導かれ、シース１１１内の導光部１１２を通ってその先端から出射し、ロッドレンズ１１４ａで集光され、プリズムミラー１１４ｂによって９０°反射されて、シース１１１の周方向に偏向される。このとき、導光部１１２が図１に示すモータ１１３によって回転駆動され、導光部１１２に対して固定されたロットレンズ１１４ａとプリズムミラー１１４ｂも回転することにより、測定光Ｌ１は被検体７０を図２の矢印Ｒ方向に走査する。さらに、測定光Ｌ１は、被検体Ｐにおいて散乱しながら反射し、その反射光Ｌ３の一部がプリズムミラー１１４ｂに入射してロッドレンズ１１４ａ側に反射する。その結果、反射光Ｌ３はロットレンズ１１４ａにより集光されて、導光部１１２によって光プローブ１１内を導かれ、第２光ガイド７２内の光ファイバ７２ａを介して光加工部３１に伝達される。
【００７３】
一方、光加工部３１で分光された参照光Ｌ２は、画像生成装置３０内に配置された光ファイバ４０ａによって光加工部３１から光路長調整部３２に導かれる。光ファイバ４０ａから出射した参照光Ｌ２は、コリメータレンズ２１を透過した後、反射ミラー２２によって反射され、再びコリメータレンズ２１を透過して光ファイバ４０ａに入射されることによって、予め設定された光路長を経ることとなる。光路長調整部３２を通過した参照光Ｌ２は、光加工部３１に伝達される。
【００７４】
上述したように、光加工部３１には、２×２の光カプラからなる合波手段が用意されており、光路長調整部３２において光路長が調整された参照光Ｌ２と、光プローブ１１から伝達されてきた反射光Ｌ３とが合波され、それらの干渉光Ｌ４が光ファイバ４０ｂによって干渉光検出部３３に導かれる。光加工部３１は、本発明にいう合波部の一例にも相当する。
【００７５】
干渉光検出部３３は、光ファイバ４０ｂから射出した干渉光Ｌ４を平行光化するコリメータレンズ３３１と、広い波長幅を有する広帯域な干渉光Ｌ４を各波長に分光する分光手段３３２と、分光手段３３２によって分光された各波長の干渉光Ｌ４を光検出手段３３４に集光させる光学系３３３と、光学系３３３によって集光された各波長の干渉光Ｌ４を検出する光検出手段３３４とを有している。本実施形態においては、分光手段３３２は、回折光学素子で構成されており、入射した干渉光Ｌ４を分光して、光検出手段３３４に向けて出射する。また、本実施形態においては、光検出手段３３４は、１次元に光センサが配列されたＣＣＤで構成されており、各光センサが、分光手段３３２によって分光された干渉光Ｌ４を波長毎にそれぞれ検出する。干渉光検出部３３は、本発明にいう干渉光検出部の一例に相当する。干渉光検出部３３において検出された干渉光Ｌ４は、周波数解析部３５に伝えられる。光検出手段３３４としては、上述した１次元のＣＣＤの他に、２次元に光センサが配列されたものや、フォトダイオードが配列されたものなどを適用してもよい。
【００７６】
周波数解析部３５は、干渉光Ｌ４を周波数解析することにより、被検体Ｐの深さ方向における反射情報を取得する。さらに、周波数解析部３５は、各深さ位置における反射光Ｌ３の強度を用いて被検体Ｐの断層画像を生成する。周波数解析部３５は、本発明にいう断層画像生成部の一例に相当する。
【００７７】
ここで、一旦、図２の説明を中断し、干渉光検出部３３および周波数解析部３５における干渉光Ｌ４の検出および断層画像の生成について簡単に説明する。なお、これらの詳細な説明については、「武田  光夫、「光周波数走査スペクトル干渉顕微鏡」、光コンタクト、２００３、Ｖｏｌ４１、Ｎｏ７、ｐ４２６−ｐ４３２」に詳しく記載されている。
【００７８】
測定光Ｌ１が被検体Ｐに照射されたときに、被検体Ｐの各深さからの反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とが様々な光路長差をもって干渉し合う際の各光路長差ｒに対する干渉縞の光強度をＳ（ｒ）とすると、干渉光検出部３３において検出される光強度Ｉ（ｋ）は、
Ｉ（ｋ）＝∫０∞Ｓ（ｒ）［１＋ｃｏｓ（ｋｒ）］ｄｒ  ・・・（１）
で表される。ここで、ｋは波数、ｒは光路長差である。式（１）は波数ｋを変数とする光周波数領域のインターフェログラムとして与えられていると考えることができる。このため、周波数解析部３５において、干渉光検出部３３が検出した干渉光Ｌ４をフーリエ変換にかけて周波数解析を行い、干渉光Ｌ４の光強度Ｓ（ｒ）を決定することにより、被検体Ｐの各深さ位置における反射情報を取得し、断層画像を生成することができる。
【００７９】
以上のようにして生成された断層画像は、図２の表示装置５０に伝えられる。
【００８０】
表示装置５０では、伝えられた断層画像が表示モニタ５１上に表示される。
【００８１】
医師は、従来から知られている手法で光プローブ１１の位置を確認しながら光プローブ１１を血管内に挿入していく。ここで、枝分かれした血管のうちの１つの血管内に光プローブ１１を移動させる際には、医師は図１に示す回動レバー１２１および方向変更ボタン１２３を操作して、光プローブ１１を所望の血管の方向に向ける。
【００８２】
以下では、光プローブ１１および回動部１３の構成と、光プローブ１１の向きを制御する方法について詳しく説明する。
【００８３】
図３は、図１に示す回動部１３の構成図である。
【００８４】
回動部１３には、光プローブ１１のシース１１１の後端が突き当てられる口金１３２と、口金１３２に突き当てられた光プローブを取り囲んで固定するシース固定ゴム１３３と、口金１３２に取り付けられたフランジ１３４と、シース固定ゴム１３３を介してシース１１１を挟んで保持するシース固定部材１３１と、シース固定部材１３１に固定された歯車１３８と、歯車１３８と噛み合ったウォームギア１３９と、シース１１１を保持したシース固定部材１３１を図１に示す操作部１２に対して回転させるときの回転軸１３６と、回転軸１３６を受ける軸受け１３７と、シース固定部材１３１と操作部１２との隙間を埋めるＯリング１３５が備えられている。尚、本実施形態においては、シース１１１よりも長い導光部１１２が適用されており、導光部１１２はシース１１１の後端から突出して口金１３２内を通過し、図１に示すモータ１１３に接続され、さらに延びて第２光ガイド７２に接続されている。
【００８５】
図４は、歯車１３８とウォームギア１３９との噛み合せ部分を示す図である。
【００８６】
ウォームギア１３９には、ウォームギア１３９を矢印Ａ方向に回転駆動させるモータが接続されている。ウォームギア１３９は、歯車１３８と噛み合っており、ウォームギア１３９が回転すると、歯車１３８は矢印Ｂ方向に回転される。
【００８７】
図１に示す回動レバー１２１が操作されると、ウォームギア１３９に接続されたモータが駆動し、ウォームギア１３９が図４の矢印Ａ方向に回転駆動される。その結果、歯車１３８が図４の矢印Ｂ方向に回転され、歯車１３８に固定されたシース固定部材１３１がシース１１１を保持した状態で、導光部１１２をシャフトとして回転される。ウォームギア１３９と歯車１３８とを備えることによって、シース１１１に回転トルクが加えられても、歯車１３８の回転がウォームギア１３９によって遮られるため、シース１１１が意図に反して回転してしまう不具合が回避される。
【００８８】
回動レバー１２１を操作している間、ウォームギア１３９がモータによって回転駆動されて、シース１１１が導光部１１２と独立に軸方向に回転され、回転レバー１２１の操作を停止すると、ウォームギア１３９のモータが停止してシース１１１の回転が停止される。
【００８９】
続いて、光プローブ１１の先端部分の構成について説明する。
【００９０】
図５は、光プローブ１１の先端部分の概略構成図である。
【００９１】
光プローブ１１は、シース１１１内の、導光部１１２の先端に固定されたＯＣＴヘッド１１４よりも先に、液体は遮断して空気は透過させる空気透過膜６０１が設けられており、その空気透過膜６０１よりもさらに先に、それよりも後側の空間と隔絶された収容室１１５が形成されている。空気透過膜６０１としては、例えば、通気性ポリエチレン多孔質フィルムなどを好ましく適用することができる。収容室１１５は、空気と液体の双方を遮断し、シース１１１に沿って移動可能な隔壁６０２によって形成されており、収容室１１５の側面には、収容室１１５の内部空間とシース１１１の外の空間とを繋ぐ貫通孔１１５ａが穿たれている。空気透過膜６０１は、本発明にいう空気透過膜の一例にあたり、隔壁６０２は、本発明にいう隔壁の一例に相当する。また、隔壁６０２よりも先端側の空間は、本発明にいう隔絶空間の一例に相当する。
【００９２】
収容室１１５には、予め生理食塩水２が収容されている。収容室１１５には貫通孔１１５ａが穿たれているが、貫通孔１１５ａと生理食塩水２との間に表面張力が働いているため、生理食塩水２が貫通孔１１５ａから漏れてしまう不具合が防止されている。また、生理食塩水２は、隔壁６０２と空気透過膜６０１とによって、シース１１１の、収容室１１５よりも後方の空間への侵入が確実に防止されている。
【００９３】
枝分かれした血管のうちの所望の血管内に光プローブ１１を挿入するにあたっては、医師は、図１の回転レバー１２１を操作して、シース１１１を、貫通孔１１５ａが所望の血管とは逆側にくるように回転させる。図５の例では、上下２つの血管のうちの上の血管に光プローブ１１を挿入するために、貫通孔１１５ａが下側にくるようにシース１１１が回転されている。
【００９４】
続いて、医師が図１の方向変更ボタン１２３を押すと、空気調整装置４０から空気３が送り出され、その空気３が空気チューブ７３を通ってシース１１１内に導かれる。空気３は、空気透過膜６０１を透過して隔壁６０２を押し、隔壁６０２がシース１１１の先端方向に移動することによって、収容室１１５内の生理食塩水２が貫通孔１１５ａから収容室１１５外へ噴出される。このとき、生理食塩水２の噴出による反作用によってシース１１１の先端が上方向に曲がり、シース１１１をさらに押し進めることによって、シース１１１が上の血管内に挿入される。
【００９５】
また、空気調整装置４０には、空気の流量を計測する流量計４１が備えられており、隔壁６０２が収容室１１５の先端や空気透過膜６０１にまで移動して停止することによる空気の流量変化を検知すると、空気調整装置４０による空気の送風や吸引が停止される。このように、収容室１１５内に体液が十分に取り込まれた場合や、収容室１１５内の生理食塩水２が全て噴出されたら空気調整装置４０の動作を停止させることによって、収容室１１５内に過剰な空圧が掛かってシース１１１が破損してしまう不具合を回避することができる。
【００９６】
このように、本実施形態によると、シース１１１の向きを制御するためのガイドワイヤをシース１１１内に取り付ける必要がないため、被検体Ｐの体内に挿入されるシース１１１の大型化が回避され、細く枝分かれした血管などの断層画像を生成して、血管内の血栓などを確認したり、その血管内の血液を採取することができる。
【００９７】
また、本実施形態によると、シース１１１内に空気が充填されることによって、シース１１１内の圧力がほぼ一定に保たれるため、光プローブ１１を被検体Ｐの体内に挿入する際に導光部１１２の光路長が変わってしまう不具合が回避され、高精度な断層画像を得ることができる。
【００９８】
以上で、本発明の第１実施形態の説明を終了し、本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態は、光プローブの収容室の構成が第１実施形態とは異なるが、それ以外は第１実施形態と同様の構成を有しているため、第１実施形態と同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００９９】
図６は、本発明の第２実施形態における光プローブ１１＿１の概略構成図である。
【０１００】
図６に示すように、本実施形態の光プローブ１１＿１は、図５に示す第１実施形態の光プローブ１１と同様に、シース１１１に沿って移動可能な隔壁６０２を有しているが、第１実施形態の光プローブ１１における空気透過膜６０２が配置されていた位置にストッパ６０３が取り付けられている。ストッパ６０３は、本発明にいうストッパの一例に相当する。
【０１０１】
空気調整装置４０によってシース１１１内の空気が吸引されると、隔壁６０２がシース１１１に沿って後方に移動し、ストッパ６０３で堰き止められる。このように、ストッパ６０３が備えられることによって、移動してきた隔壁６０２がＯＣＴヘッド１１４に衝突してＯＣＴヘッド１１４が破損してしまう不具合を回避することができる。
【０１０２】
以上で、本発明の第２実施形態の説明を終了し、本発明の第３実施形態について説明する。本発明の第３実施形態は、ストッパ６０３が設けられていない点を除いては、本発明の第２実施形態と同じ構成を有しているため、第２実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１０３】
図７は、本発明の第３実施形態における光プローブ１１＿２の概略構成図である。
【０１０４】
図７に示すように、本実施形態の光プローブ１１＿２には、図６に示す第２実施形態の光プローブ１１＿１におけるストッパ６０３が備えられていない。
【０１０５】
本実施形態の光プローブ１１＿２では、ストッパ６０３が備えられていない分だけ装置構成が簡単になり、製造コストを抑えることができるとともに、光プローブ１１＿２の洗浄が容易になるという利点がある。
【０１０６】
以上で、本発明の第３実施形態の説明を終了し、本発明の第４実施形態について説明する。本発明の第４実施形態についても、第１実施形態と同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１０７】
図８は、本発明の第４実施形態における光プローブ１１＿３の概略構成図である。
【０１０８】
図８に示すように、本実施形態の光プローブ１１＿３では、図３に示す第１実施形態の光プローブ１１とは異なり、収容室１１５を形成する隔壁６０４がシース１１１内に固定されており、隔壁６０４には、電圧の印加・開放に応じて伸縮する圧電素子６０５が取り付けられている。また、収容室１１５には、先端側の側面に穿たれた貫通孔１１５ａに加えて、隔壁６０４の近くに２つの補助孔１１５ｂが穿たれている。２つの補助孔１１５ｂには、収容室１１５から被検体Ｐへの流体の流れを阻止する逆止弁（図示しない）が設けられており、収容室１１５内の流体が補助孔１１５ｂから流れ出してしまう不具合が回避されている。また、本実施形態においては、圧電素子６０５は、電圧を印加すると伸びて、電圧を開放すると縮んで元に戻る特性を有している。圧電素子６０５は、本発明にいう圧電素子の一例に相当する。
【０１０９】
また、光プローブ１１＿３には、電極線６０６ａを介して圧電素子６０５に電圧を印加する電源６０６が接続されている。本実施形態においては、電源６０６から圧電素子６０５への電圧の印加・開放が交互に切り替えられる。電源６０６と電極線６０６ａとを合わせたものは、本発明にいう流体噴出部の一例に相当する。
【０１１０】
収容室１１５に生理食塩水２を収容した状態で電源６０６から圧電素子６０５への電圧の印加・開放を交互に切り替えると、圧電素子６０５が伸縮して生理食塩水２が貫通孔１１５ａから押し出され、生理食塩水２がシース１１１外に噴出される。また、生理食塩水２が押し出されることにより、被検体Ｐの体液５が補助孔１１５ｂから流入し、体液５が収容室１１５内に採取される。生理食塩水２が全て押し出された後は、採取された体液５がシース１１１の方向制御に利用される。このように、貫通孔１１５ａと補助孔１１５ｂとを備えることによって、シース１１１の方向制御と体液５の採取とを同時に行うことができる。
【０１１１】
図９は、圧電素子６０５の伸縮運動の一例を示す図である。
【０１１２】
図９に示すように、本実施形態においては、電圧印加時は、圧電素子６０５に急激に所定電圧を印加するが、電圧開放時は、圧電素子６０５への印加電圧を徐々に減少させていく。このように電圧を調整することによって、圧電素子６０５が伸びるときには急速に移動し、圧電素子６０５が縮むときにはゆっくりと移動することとなり、収容室１１５内に収容された生理食塩水２の先端方向への流れが促され、少ない電力で効率よくシース１１１の向きを制御することができる。
【０１１３】
以上で、本発明の第４実施形態の説明を終了し、本発明の第５実施形態について説明する。本発明の第５実施形態は、圧電素子に替えてスクリューが設けられている点を除いては第４実施形態とほぼ同様の構成を有しているため、第１実施形態および第４実施形態と同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、第１実施形態および第４実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１１４】
図１０は、本発明の第５実施形態における光プローブ１１＿４の概略構成図である。
【０１１５】
図１０に示す本実施形態の光プローブ１１＿４は、図８に示す第４実施形態の光プローブ１１＿３における圧電素子６０５に替えて、電力の供給を受けて回転駆動するスクリュー６０７が備えられている。スクリュー６０７は、本発明にいうスクリューの一例に相当する。
【０１１６】
図８に示す電源６０６からスクリュー６０７に電力が供給されると、スクリュー６０７が回転駆動し、収容室１１５内の生理食塩水２に先端方向に向かう流れが生じて、生理食塩水２が貫通孔１１５ａから噴出されるとともに、被検体Ｐの体液５が補助孔１１５ｂから吸引される。スクリュー６０７を利用することによって、大きな力で生理食塩水２を押し出すことができ、シース１１１の方向制御や、体液５の採取を確実に行うことができる。
【０１１７】
以上で、本発明の第５実施形態の説明を終了し、本発明の第６実施形態について説明する。本発明の第６実施形態についても、第１実施形態および第４実施形態と同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、第１実施形態および第４実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１１８】
図１１は、本発明の第６実施形態における光プローブ１１＿５の概略構成図である。
【０１１９】
本実施形態の光プローブ１１＿５は、図８に示す第４実施形態の光プローブ１１＿３における圧電素子６０５に替えて、電力の供給を受けて駆動するアクチュエータ６０８と、アクチュエータ６０８が駆動することによってシース１１１に沿って移動する移動棒６０８ａと、移動棒６０８ａの先端に取り付けられた押出板６０９が備えられている。移動棒６０８ａは、複数の棒が入れ子に組まれており、アクチュエータ６０８の駆動によって全体の長さが伸縮する。
【０１２０】
アクチュエータ６０８が駆動して移動棒６０８ａが伸びると、移動棒６０８ａの先端に取り付けられた押出板６０９がシース１１１の先端方向に移動され、生理食塩水２を押し出す。このように、アクチュエータ６０８を使って、シース１１１の方向制御や、体液５の採取を行ってもよい。
【０１２１】
以上で、本発明の第６実施形態の説明を終了し、本発明の第７実施形態について説明する。本発明の第７実施形態についても、第１実施形態と同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１２２】
本実施形態では、電磁推進力によってシース１１１の方向制御や体液５の採取が行われる。まず、電磁推進力について説明する。
【０１２３】
図１２は、本実施形態に適用されるシース１１１を示す図である。
【０１２４】
図１２のパート（Ａ）に示すように、本実施形態では、シース１１１の内側に、電磁推進力を発生させるための力発生機構７００が備えられている。また、図１２のパート（Ｂ）に示すように、力発生機構７００は、電極７１１，７１２と、巻回コイル７２１，７２２とが交互に配置された構成を有しており、この力発生機構７００が丸まってシース１１１内に収容されている。電極７１１，７１２は、本発明にいう電極の一例にあたり、巻回コイル７２１，７２２は、本発明にいう磁石の一例に相当する。
【０１２５】
図１３は、電磁推進力を発生するメカニズムを説明するための図である。
【０１２６】
本実施形態においては、収容室１１５には、通電性を有する生理食塩水２が収容される。
【０１２７】
図１３に示すように、電極７１１，７１２は、間に生理食塩水２を挟んで向かい合うように配置されており、さらに、巻回コイル７２１，７２２は、電極７１１，７１２と垂直に、かつ間に生理食塩水２を挟んで向かい合うように配置されている。電源７１３によって、電極７１１，７１２間に電流が印加されると、シース１１１が延びる方向（図１３の奥行き方向）に対して垂直な第１の方向（図１３の上下方向）の電流が通電され、電源７２３によって巻回コイル７２１，７２２に電流が印加されると、シース１１１が延びる方向（図１３の奥行き方向）、および第１の方向に対して垂直な第２の方向（図１３の左右方向）に磁場が形成される。その結果、フレミング左手の法則に従って生理食塩水２にシース１１１が延びる方向の電磁推進力が印加され、生理食塩水２にシース１１１が延びる方向の流れが発生する。
【０１２８】
図１４は、電磁推進力によって生理食塩水２が押し出される様子を示す図である。
【０１２９】
図１４に示すように、生理食塩水２に相互に垂直な方向の電流と磁場が印加されると、フレミング左手の法則に従って矢印Ａ方向の電磁推進力が印加され、生理食塩水２に流れが発生して生理食塩水２が貫通孔１１５ａから噴出される。
【０１３０】
このように電磁推進力を利用することによって、省電力かつ大きな力でシース１１１の向きを制御したり、収容室１１５内に体液５を取り込むことができる。
【０１３１】
以上で、本発明の第７実施形態の説明を終了し、本発明の第８実施形態について説明する。本発明の第８実施形態についても、第１実施形態と同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１３２】
図１５は、本発明の第８実施形態における光プローブ１１＿７の概略構成図である。
【０１３３】
本実施形態の光プローブ１１＿７は、図５に示す第１実施形態の光プローブ１１とは異なり、シース１１１に収容室１１５が形成されていない。本実施形態の光プローブ１１＿７では、第１実施形態における空気調整装置４０に替えて、生理食塩水２を供給する液体供給装置４２が接続されており、シース１１１内に、液体供給装置４２から供給された生理食塩水２が通る管４２ａが挿入されている。管４２ａは、光透過性を有する材料で構成されており、管４２ａの先端は、シース１１１の貫通孔１１５ａに接続されている。管４２ａは、本発明にいう管の一例に相当する。
【０１３４】
シース１１１の方向を変えるときには、液体供給装置４２から管４２ａに生理食塩水２が供給され、管４２ａを通ってきた生理食塩水２がシース１１１の貫通孔１１５ａから噴出される。管４２ａは、従来の光プローブに挿入されていたガイドワイヤとは異なり、シース１１１の方向を変えるだけの剛性を有している必要がないため、金属以外の材料で構成されていてもよい。本実施形態においては、管４２ａは、透明なプラスチックで構成されており、ＯＣＴヘッド１１４において照射・集光された光が透過しても、その光の光学特性を変えてしまう不具合を回避することができる。
【０１３５】
以上で、本発明の第８実施形態の説明を終了し、本発明の第９実施形態について説明する。本発明の第９実施形態については、図８に示す本発明の第４実施形態と同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、第４実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１３６】
図１６は、本発明の第９実施形態における光プローブ１１＿８の概略構成図である。
【０１３７】
図１６に示すように、本実施形態の光プローブ１１＿８では、図８に示す第４実施形態の光プローブ１１＿３と同様に、シース１１１の先端が隔壁６０４によって隔絶されて収容室１１５が形成されており、隔壁６０４には圧電素子６０５が取り付けられている。また、本実施形態の光プローブ１１＿８では、シース１１１の、隔壁６０４の後側に、他の箇所よりもくびれたくびれ箇所１１１ａが形成されている。くびれ箇所１１１ａは、本発明にいう屈曲箇所の一例にあたるとともに、本発明にいうくびれ箇所の一例に相当する。
【０１３８】
図８に示す電源６０６によって、圧電素子６０５に電圧が印加・開放されると、圧電素子６０５が伸縮して収容室１１５内の流体が貫通孔１１５ａから噴出される。このとき、くびれ箇所１１１ａは他の部分よりも細いため、くびれ箇所１１１ａが流体の噴出方向とは逆方向に曲がって、シース１１１の方向が変更される。このようにシース１１１にくびれ箇所１１１ａを形成しておくことによって、部品点数や材料の種類の増加を増加させずに、コストを抑えて、所望の方向に移動可能な光プローブ１１を製造することができる。
【０１３９】
以上で、本発明の第９実施形態の説明を終了し、本発明の第１０実施形態について説明する。本発明の第１０実施形態については、図１６に示す本発明の第９実施形態と同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、第９実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１４０】
図１７は、本発明の第１０実施形態における光プローブ１１＿９の概略構成図である。
【０１４１】
本実施形態の光プローブ１１＿９は、図１６に示す第９実施形態の光プローブ１１＿８におけるくびれ箇所１１１ａが形成されておらず、シース１１１の、くびれ箇所１１１ａに相当する箇所に、他の箇所よりも屈曲が容易な材料で構成された柔軟箇所１１１ｂが形成されている。柔軟箇所１１１ｂを構成する材料は、例えば、柔らかいプラスチックやゴムなどを適用することができる。柔軟箇所１１１ｂは、本発明にいう屈曲箇所の一例にあたるとともに、本発明にいう異質材料箇所の一例に相当する。
【０１４２】
貫通孔１１５ａから流体を噴出すると、他の箇所よりも曲がりやすい柔軟箇所１１１ｂが屈曲してシース１１１の向きが変更される。このように、シース１１１の、貫通孔１５ａよりも後側に、他の箇所を構成する材料よりも曲がりやすい材料で構成された柔軟箇所１１１ｂを形成しておくことによって、シース１１１の向きを効率よく制御することができる。
【０１４３】
以上で、本発明の第１０実施形態の説明を終了し、本発明の第１１実施形態について説明する。本発明の第１１実施形態についても、図１６に示す本発明の第９実施形態と同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、第９実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１４４】
図１８は、本発明の第１１実施形態における光プローブ１１＿１０の概略構成図である。
【０１４５】
図１８に示すように、本実施形態の光プローブ１１＿１０は、収容室１１５がシース１１１の他の部分とは分離されており、収容室１１５と他の部分とが屈曲可能な継ぎ手８００で接続されている。継ぎ手８００は、本発明にいう屈曲箇所の一例にあたるとともに、本発明にいう連結箇所の一例に相当する。
【０１４６】
このように、光プローブ１１＿１０の貫通孔１１５ａよりも後側に、屈曲可能な継ぎ手８００を備えることによっても、光プローブ１１＿１０の方向を効率よく制御することができる。
【０１４７】
以上で、本発明の第１１実施形態の説明を終了し、本発明の第１２実施形態について説明する。本発明の第１２実施形態についても、図１６に示す本発明の第９実施形態と同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、第９実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１４８】
図１９は、本発明の第１２実施形態における光プローブ１１＿１１の概略構成図である。
【０１４９】
本実施形態の内視鏡では、シース１１１全体を回転させる回動部１３（図１参照）が備えられておらず、本実施形態の光プローブ１１＿１１には、シース１１１の、貫通孔１１５＿ａよりも後側に収容室１１５を回転させるモータ９００が備えられている。モータ９００も、本発明にいう回動部の一例に相当する。
【０１５０】
医師が図１に示す回動レバー１２１を操作すると、モータ９００が駆動してシース１１１の収容室１１５側が軸方向に回転する。このように、シース１１１の先端部分のみを回動させるモータ９００を備えることによって、省電力にシース１１１の向きを制御することができる。
【０１５１】
以上で、本発明の第１２実施形態の説明を終了し、本発明の第１３実施形態について説明する。本発明の第１３実施形態については、図８に示す本発明の第４実施形態と同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、第４実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１５２】
図２０は、本発明の第１３実施形態における光プローブ１１＿１２の概略構成図である。
【０１５３】
図２０に示すように、本実施形態の光プローブ１１＿１２では、図８に示す第４実施形態の光プローブ１１＿３と同様に、シース１１１の先端が隔壁６０４によって隔絶されて収容室１１５が形成されており、隔壁６０４には圧電素子６０５が取り付けられている。また、本実施形態の光プローブ１１＿１２では、図８の貫通孔１１５ａおよび補助孔１１５ｂに相当する位置に、流体の逆流を防止する逆止弁１１５ｃ、１１５ｄが設けられている。逆止弁１１５ｃ、１１５ｄは、本発明にいう逆止弁の一例に相当する。
【０１５４】
貫通孔１１４ａに設けられた逆止弁１１５ｃは、収容室１１５の外側に向かって開いており、収容室１１５内の流体は貫通孔１１５ａから噴出されるが、貫通孔１１５ａから収容室１１５内への体液の逆流は防止される。また、補助孔１１５ｂに設けられた逆止弁１１５ｄは、収容室の内側に向かって開いており、補助孔１１５ｂから収容室１１５内へ体液は流入されるが、補助孔１１５ｂから収容室１１５外への流体の逆流は防止される。このため、貫通孔１１５ａを介して収容室１１５から流体を効率よく噴出させることができるとともに、補助孔１１５ｂを介して収容室１１５内へ効率よく体液を取り入れることができる。
【０１５５】
以上で、本発明の第１３実施形態の説明を終了し、本発明の第１４実施形態について説明する。本発明の第１４実施形態については、第１実施形態および第１３実施形態と同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、第１実施形態および第１３実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１５６】
図２１は、本発明の第１４実施形態における光プローブ１１＿１３の概略構成図である。
【０１５７】
本実施形態の光プローブ１１＿１３においては、図２０に示す貫通孔１１５ａに設けられた逆止弁１１５ｃに加えて、図５に示す第１実施形態の光プローブ１１における空気透過膜６０１に相当する位置に、収容室１１５側に向かって開く逆止弁１１５ｅが備えられている。
【０１５８】
このように、収容室１１５を形成する隔壁として逆止弁１１５ｅを備えることによって、収容室１１５内の流体がシース１１１内に逆流してしまう不具合を回避し、貫通孔１１５ａから流体を効率よく噴射することができる。
【０１５９】
以上で、本発明の第１４実施形態の説明を終了し、本発明の第１５実施形態について説明する。本発明の第１５実施形態についても、第１実施形態と同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１６０】
図２２は、本発明の第１５実施形態における光プローブ１１＿１４の概略構成図であり、図２３は、光プローブ１１＿１４のねじ部７１０の拡大図である。
【０１６１】
本実施形態の光プローブ１１＿１４では、シース１１１が、ＯＣＴヘッド１１４が貫通するシース本体７１２と、隔壁６０２および空気透過膜６０１が収容されたシースキャップ７１１とで構成されている。図２３に示すように、シースキャップ７１１はシース本体７１２に対して、ねじ部７１０によって着脱自在に装着されている。例えば、収容室１１５内の生理食塩水などを噴出し終わった場合、シースキャップ７１１をシース本体７１２から取り外し、収容室１１５内に生理食塩水が収容された新たなシースキャップ７１１を装着することによって、素早く検査を再開することができる。また、流体が収容される収容室１１５の部分のみを取り外して洗浄することができ、メンテナンスの手間を軽減することができる。
【０１６２】
以上で、本発明の第１５実施形態の説明を終了し、本発明の第１６実施形態について説明する。本発明の第１６実施形態については、第１５実施形態と同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、第１５実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１６３】
図２４は、本発明の第１６実施形態における光プローブ１１＿１５の概略構成図である。
【０１６４】
図２４に示すように、本実施形態の光プローブ１１＿１５は、図２３に示す第１５実施形態の光プローブ１１＿１４と同様に、シース１１１がシースキャップ７１１とシース本体７１２とで構成されているが、それらシースキャップ７１１とシース本体７１２とが嵌め込み部７２０によって連結されている。本実施形態の光プローブ１１＿１５によると、シース１１１が曲げやすく柔らかい材料で構成されている場合、シース本体７１２をシースキャップ７１１に捻り込むことによって、片手で容易にシースキャップ７１１を装着することができる。
【０１６５】
また、図２３に示す第１５実施形態の光プローブ１１＿１４では、シースキャップ７１１がシース本体７１２に対してねじ接合されることによって、体内でシースキャップ７１１が外れてしまう事故などを確実に防止することができるが、血管を検査するためのシースは大変細いため、シースキャップをシース本体にねじ留めする作業が大変煩雑であるという問題がある。一方、本実施形態の光プローブ１１＿１５では、シースキャップ７１１を容易にシース本体７１２に取り付けることができるが、嵌め込み部７２９が伸びてしまいやすく、耐久性に劣るため、シースキャップ７１１の取り外しが少ない用途に適用することが好ましい。
【０１６６】
以上で、本発明の第１６実施形態の説明を終了し、本発明の第１７実施形態について説明する。本発明の第１７実施形態については、図１１に示す本発明の第６実施形態および図２２に示す第１５実施形態と同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、第６実施形態および第１５実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１６７】
図２５は、本発明の第１７実施形態における光プローブ１１＿１６の概略構成図である。
【０１６８】
本実施形態の光プローブ１１＿１６は、図２２に示す第１５実施形態の光プローブ１１＿１４と同様のねじ部７１０が設けられているが、本実施形態の光プローブ１１＿１６では、生理食塩水などが収容される収容室１１５＿１全体ではなく、収容室１１５＿１の、圧電素子６０５が設けられた部分よりも先端側の先端キャップ１１５＿２がシース１１１から取り外される。例えば、補助孔１１５ｂから体内の血液等を採取した場合、先端キャップ１１５＿２を取り外すことによって、その先端キャップ１１５＿２に収容された血液を素早く検査に回すことができる。また、比較的高価な部品である圧電素子６０５よりも先端側のみを取り外すことによって、圧電素子６０５は何度も流用することができ、検査にかかるコストを抑えることができる。
【０１６９】
ここで、上記では、周波数解析によって断層画像を生成するＳＤ−ＯＣＴ方式の光断層画像生成装置について説明したが、本発明の光断層生成装置は、参照光の光路長を変更して断層画像を取得するＴＤ−ＯＣＲ（Ｔｉｍｅ  ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ）方式の光断層生成装置であってもよく、光周波数が可変のレーザ光を使って断層画像を生成するＳＳ−ＯＣＴ（Ｓｗｅｐｔ  ｓｏｕｒｃｅ  ＯＣＴ）方式の断層画像生成装置であってもよい。
【０１７０】
また、上記では、シース内に空気を送り込んで生理食塩水を噴出させる空気調整装置を備えた例について説明したが、本発明にいう流体噴出部は、例えば、シース内に、ＯＣＴヘッドの光学的機能や回転などを妨げない流体（例えば、水や、シリコン油など）を流し込んで流体を押し出すものであってもよい。
【０１７１】
また、上記では、シースの先端に収容室を設けたり、シース内に管を挿入して、シースの孔から流体を噴出させる例について説明したが、光プローブにも被検体にも無害な流体であれば、シース内に流体を満たして孔から直接に噴出させてもよい。
【０１７２】
また、上記では、空気で隔壁を押して生理食塩水を噴出する例について説明したが、本発明にいう収容室は、例えば、空気を透過して液体を遮断する空気透過膜によって隔絶空間が形成されたものであってもよい。血管内でシースの方向を制御する場合、空気が血管内に入り込んでしまうことを防止するため、空気を遮断する隔壁を使って生理食塩水を噴出することが必要となるが、空気が入り込んでも影響が少ない消化器などで利用する場合、空気透過膜を介して生理食塩水を直接に空気で押し出し、シースの方向を制御してもよい。
【０１７３】
また、上記では、収容室に生理食塩水を収容したが、本発明にいう流体は、生理食塩水以外の液体などであってもよい。例えば、収容室に薬剤を収容しておき、その薬剤を貫通孔から噴出させて患部に薬剤を投与してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１】本発明の一実施形態が適用された光断層画像生成装置の概略構成図である。
【図２】光断層画像生成装置の機能ブロック図である。
【図３】図１に示す回動部の概略構成図である。
【図４】歯車とウォームギアとの噛み合せ部分を示す図である。
【図５】光プローブの概略構成図である。
【図６】本発明の第２実施形態における光プローブの概略構成図である。
【図７】本発明の第３実施形態における光プローブの概略構成図である。
【図８】本発明の第４実施形態における光プローブの概略構成図である。
【図９】圧電素子の伸縮運動の一例を示す図である。
【図１０】本発明の第５実施形態における光プローブの概略構成図である。
【図１１】本発明の第６実施形態における光プローブの概略構成図である。
【図１２】本発明の第７実施形態に適用されるシースを示す図である。
【図１３】電磁推進力を発生するメカニズムを説明するための図である。
【図１４】電磁推進力によって薬剤が押し出される様子を示す図である。
【図１５】本発明の第８実施形態における光プローブの概略構成図である。
【図１６】本発明の第９実施形態における光プローブの概略構成図である。
【図１７】本発明の第１０実施形態における光プローブの概略構成図である。
【図１８】本発明の第１１実施形態における光プローブの概略構成図である。
【図１９】本発明の第１２実施形態における光プローブの概略構成図である。
【図２０】本発明の第１３実施形態における光プローブの概略構成図である。
【図２１】本発明の第１４実施形態における光プローブの概略構成図である。
【図２２】本発明の第１５実施形態における光プローブの概略構成図である。
【図２３】ねじ部の拡大図である。
【図２４】本発明の第１６実施形態における光プローブの概略構成図である。
【図２５】本発明の第１７実施形態における光プローブの概略構成図である。
【符号の説明】
【０１７５】
１    光断層画像生成装置
１０    内視鏡
１１    光プローブ
１２    操作部
２０    光源装置
２１    光源
２２    光学系
３０    画像生成装置
３１    光加工部
３２    光路長調整部
３３    干渉光検出部
３５    周波数解析部
４０    空気調整装置
５０    表示装置
７１    第１光ガイド
７２    第２光ガイド
１２１    回動レバー
１２２    撮影ボタン
１２３    方向変更ボタン
１１１    シース
１１２    導光部
１１３    モータ
１１４    ＯＣＴヘッド
１１５    収容室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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