(57)【要約】【課題】  光断層画像化装置において、光プローブの揺れによる干渉信号レベルの揺らぎを防止する。【解決手段】  測定対象内に挿入される光ファイバ１２を収容した光プローブ１０を、光断層画像化装置本体１Ａに接続してなる光断層画像化装置１において、光プローブ１０の測定対象Ｈ外に延びる部分の少なくとも一部を、すくなくとも光断層画像取得時に固定する固定手段５Ａを備える。【選択図】  図１
2008142443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象内に挿入される光ファイバを収容した光プローブを、光断層画像化装置本体に接続してなる光断層画像化装置において、
前記光プローブの前記測定対象外に延びる部分の少なくとも一部を、すくなくとも光断層画像取得時に固定する第１の固定手段を備えたことを特徴とする光断層画像化装置。
【請求項２】
前記第１の固定手段が、前記光プローブの前記測定対象外に延びる部分の全体を、すくなくとも前記画像取得時に固定するものであることを特徴とする請求項１項記載の光断層画像化装置。
【請求項３】
前記光プローブが、連結光ファイバを介して前記光断層画像化装置本体に接続されるものであり、
前記連結光ファイバの少なくとも一部を、すくなくとも前記画像取得時に固定する第２の固定手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光断層画像化装置。
【請求項４】
前記第２の固定手段が、前記連結光ファイバの全体を、すくなくとも前記画像取得時に固定するものであることを特徴とする請求項３項記載の光断層画像化装置。
【請求項５】
前記光プローブに接続された、前記光ファイバを回転させる回転駆動ユニットと、該回転駆動ユニットを、すくなくとも前記画像取得時に固定する第３の固定手段とを備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の光断層画像化装置。
【請求項６】
前記第１の固定手段が、前記光プローブに沿って延びる長さ可変の筒状部を含むものであることを特徴とする請求項２または請求項５記載の光断層画像化装置。
【請求項７】
前記第２の固定手段が、前記連結光ファイバに沿って延びる長さ可変の筒状部を含むものであることを特徴とする請求項４または５記載の光断層画像化装置。
【請求項８】
前記第１の固定手段が、前記光プローブの一部を露出する露出部を有するものであることを特徴とする請求項２，５または６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）計測により光断層画像を生成する光断層画像化装置、特にその光プローブの固定手段に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体組織の光断層画像を取得する際に、OCT計測を利用した光断層画像取得装置が用いられることがある。眼底や前眼部、皮膚をはじめ、ファイバプローブを用いる動脈血管壁の観察、内視鏡の鉗子チャンネルからファイバプローブを挿入する消化器管の観察など、様々な部位に応用されている。この光断層画像取得装置は、光源から射出された低コヒーレント光を測定光と参照光とに分割した後、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、もしくは後方散乱光と参照光とを合波し、反射光と参照光との干渉光の強度に基づいて光断層画像を取得するものである。
【０００３】
上記のOCT計測には、大きくわけてTD−OCT（Time domain OCT）計測とFD（Fourier Domain）−OCT計測の２種類がある。特許文献１に示すTD−OCT（Time domain OCT）計測は、参照光の光路長を変更しながら干渉光強度を測定することにより、測定対象の深さ方向の位置（以下、深さ位置という）に対応した反射光強度分布を取得する方法である。
【０００４】
一方、FD（Fourier Domain）−OCT計測は、参照光と信号光の光路長は変えることなく、光のスペクトル成分毎に干渉光強度を測定し、ここで得られたスペクトル干渉強度信号を計算機にてフーリエ変換に代表される周波数解析を行うことで、深さ位置に対応した反射光強度分布を取得する方法である。TD−OCTに存在する機械的な走査が不要となることで、高速な測定が可能となる手法として、近年注目されている。
【０００５】
FD（Fourier Domain）−OCT計測を行う装置構成で代表的な物としては、SD−OCT（Spectral Domain OCT）装置とSS−OCT（Swept source OCT）の２種類が挙げられる。このうち、SS−OCT装置は、光源ユニットから波長を時間的に掃引させたレーザ光を射出させ、反射光と参照光とを各波長において干渉させ、光周波数の時間変化に対応した信号の時間波形を測定し、これにより得られたスペクトル干渉強度信号を計算機でフーリエ変換することにより光断層画像を構成するようにしたものである（特許文献２参照）。
【０００６】
以上説明したような各方式の光断層画像化装置は、一般的に、図３３に示すように、先端に回転ミラーを内蔵し、内部に光ファイバを収容した、可撓性を有する細長い光プローブを、連結光ファイバを介して光断層画像化装置本体に接続した構成を有しており、この光プローブは、例えば、内視鏡スコープの鉗子口等のガイドを介して測定対象内に挿入され、光断層画像化装置本体から連結光ファイバを介して入力された測定光を測定対象に照射し、その測定光の測定対象からの反射光を、連結光ファイバを介して光断層画像化装置本体へ出力する。これにより、測定対象の光断層画像を取得するようになっている。
【０００７】
上記光プローブは、測定対象内に挿入される部分と、測定対象外に延びる所定の余長部分を有し、多様な測定環境、たとえば測定対象内に挿入される光プローブの挿入量の変化に対応した光断層画像の測定を可能としている。
【特許文献１】特開２００１−２６４２４６号公報
【特許文献２】特開２００６−１３２９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、このような光プローブの測定対象外に延びる部分は、図３３に示すように、垂下されたあるいは空間に浮いた状態で使用されており、光断層画像の取得時に、術者が光プローブの測定対象内に挿入された部分を所望の方向に動かすときや、不意に光プローブに他の機器等が接触したとき等小さな外力が加えられただけで、不安定に揺れ動いてしまう。
【０００９】
この光プローブに収容された光ファイバ（シングルモードファイバ）は、導波する光の偏光方向の保存ができないため、このような揺れによりファイバの複屈折性が不規則に変化する場合がある。
【００１０】
一方、OCT計測においては測定対象からの反射光と参照光とを合波して干渉光を生ぜしめているが、これら反射光と参照光の偏光方向に応じて干渉光の強度は変化し、両者の偏光方向が一致したとき、干渉光の強度は最大になる。しかし、上記のように、ファイバの複屈折性が変化すると、反射光または参照光の偏光方向が変化し、干渉光の強度が変化することになる。このような干渉光の強度変化は、干渉光を検出したときの干渉信号レベルの揺らぎとなり、断層画像に濃淡のムラを発生させ、画質を低下させる。画質低下の程度によっては、本来ならば識別できるものができなくなるという不具合が生じる。
【００１１】
そこで、本発明は、光プローブの揺れによる干渉信号レベルの揺らぎを防止し、良好な画質の断層画像を取得可能な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】
【００１２】
本発明の光断層画像化装置は、測定対象内に挿入される光ファイバを収容した光プローブを、光断層画像化装置本体に接続してなる光断層画像化装置において、光プローブの測定対象外に延びる部分の少なくとも一部を、すくなくとも光断層画像取得時に固定する第１の固定手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
この第１の固定手段は、光プローブの測定対象外に延びる部分の全体を、すくなくとも光断層画像取得時に固定するものであってもよい。
【００１４】
光プローブが、連結光ファイバを介して光断層画像化装置本体に接続されるものである場合、上記光断層画像化装置は、連結光ファイバの少なくとも一部を、すくなくとも光断層画像取得時に固定する第２の固定手段を備えたものであってもよい。
【００１５】
この第２の固定手段は、連結光ファイバの全体を、すくなくとも光断層画像取得時に固定するものであってもよい。
【００１６】
また、上記光断層画像化装置は、光プローブに接続された、光ファイバを回転させる回転駆動ユニットと、この回転駆動ユニットを、すくなくとも光断層画像取得時に固定する第３の固定手段とを備えたものであってもよい。
【００１７】
第１の固定手段は、光プローブに沿って延びる長さ可変の筒状部を含むものであってもよい。
【００１８】
第２の固定手段は、連結光ファイバに沿って延びる長さ可変の筒状部を含むものであってもよい。
【００１９】
第１の固定手段は、光プローブの一部を露出する露出部を有するものであってもよい。
【００２０】
なお、光プローブの測定対象外に延びる部分とは、光プローブが内視鏡スコープ等のガイド手段に導入され、測定対象内に挿入される場合、ガイド手段外に延びる部分を意味するものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の光断層画像化装置によれば、光プローブの測定対象外に延びる部分の少なくとも一部を、すくなくとも光断層画像取得時に固定する固定手段を備えたことにより、光断層画像を取得するときに、光プローブの測定対象外に延びる部分に意図しない外力が生じた場合でも、その外力による光プローブの揺れを抑制し、光プローブの光ファイバの複屈折性の変動を減少させることができ、良好な画質の断層画像を取得できる。
【００２２】
この第１の固定手段が、光プローブの測定対象外に延びる部分の全体を、すくなくとも光断層画像取得時に固定するものであれば、光断層画像を取得するときに、光プローブの測定対象外に延びる部分に意図しない外力が生じた場合でも、この部分が固定されていることから、光プローブの光ファイバの複屈折性を一定に維持でき、さらに良好な画質の断層画像を取得できる。
【００２３】
光プローブが連結光ファイバを介して光断層画像化装置本体に接続されるものであり、上記光断層画像化装置が、この連結光ファイバの少なくとも一部を、すくなくとも光断層画像取得時に固定する固定手段を備えたものであれば、光断層画像を取得するときに、連結光ファイバに意図しない外力が生じた場合でも、その外力による連結光ファイバの揺れを抑制し、連結光ファイバの複屈折性の変動を減少させることができ、良好な画質の断層画像を取得できる。
【００２４】
この第２の固定手段が、連結光ファイバの全体を、すくなくとも光断層画像取得時に固定するものであれば、光断層画像を取得するときに、連結光ファイバに意図しない外力が生じた場合でも、この部分が固定されていることから、連結光ファイバの複屈折性を一定に維持でき、さらに良好な画質の断層画像を取得できる。
【００２５】
また、上記光断層画像化装置が、光プローブに接続された、光ファイバを回転させる回転駆動ユニットと、この回転駆動ユニットを、すくなくとも光断層画像取得時に固定する固定手段とを備えたものである場合、その回転駆動ユニットに意図しない外力が生じた場合でも、この回転駆動ユニットおよびこの回転駆動ユニットに接続する光プローブの揺れを防止し、良好な画質の断層画像を取得可能な光断層画像化装置を実現することができる。
【００２６】
第１の固定手段と第２の固定手段のいずれも、内部の光プローブあるいは連結光ファイバに沿って延びる長さ可変の筒状部を含むものである場合、異なる長さの光プローブあるいは連結光ファイバにも幅広く使用することができる。
【００２７】
第１の固定手段が、光プローブの一部を露出する露出部を有するものであれば、この露出部から光プローブをその光プローブの軸方向に操作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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一実施形態の外観斜視図であり、図２は図１の実施形態の全体構成を示す概略構成図である。本実施の形態においては、本発明の光断層画像化装置１を内視鏡装置２に組み合わせて、光断層画像化装置１の光プローブ１０を、内視鏡スコープ１１０の鉗子口をガイド手段として体腔内に挿入されるように構成したものとして説明する。
【００２９】
光断層画像化装置１は、光断層画像化装置本体１Ａ、内視鏡スコープ１１０の鉗子口から鉗子チャンネルを挿通して体腔内に挿入される光プローブ１０、両端がそれぞれ光断層画像化装置本体１Ａと光プローブ１０に接続され、光断層画像化装置本体１Ａと光プローブ１０を光学的に接続させる連結光ファイバＦＢ２０、光プローブ１０の基端側に接続され、光プローブ１０に内蔵された光ファイバ１２および光学レンズ１５を回転させる回転駆動ユニット１０Ａ、および光プローブ１０の測定対象Ｈ外に延びる部分と連結光ファイバＦＢ２０の全体をそれぞれ固定する第１の固定手段５Ａと第２の固定手段５Ｂを備えたものである。
【００３０】
図３は光プローブ１０の先端部分の一例を示す模式図である。光プローブ１０は、先端に光学レンズ１５を内蔵し、内部に光ファイバ１２を収容した、プローブ外筒（シース）１１を有している。プローブ外筒（シース）１１は、可撓性を有するとともに、測定光Ｌ１および反射光Ｌ３が透過する材料からなっている。なお、プローブ外筒１１は先端がキャップ１１ａにより閉塞された構造を有している。また、光プローブ１０には、光断層画像Ｐ１の取得時にこの光プローブ１０における測定対象Ｈとの接触方向Ｅを検出するため、プローブ外筒１１の先端側の側面に、後述する接触位置検出手段が形成されている。
【００３１】
光ファイバ１２は、光断層画像化装置本体１Ａの干渉計２０から連結光ファイバＦＢ２０を介して入力された測定光Ｌ１を測定対象Ｈまで導波するとともに、測定光Ｌ１が測定対象Ｈに照射されたときの測定対象Ｈからの反射光（後方散乱光）Ｌ３を、連結光ファイバＦＢ２０を介して光断層画像化装置本体１Ａの干渉計２０まで導波するものであって、プローブ外筒１１内に収容されている。また、光ファイバ１２の外周側にはフレキシブルシャフト１３が固定されており、光ファイバ１２およびフレキシブルシャフト１３は回転駆動ユニット１０Ａに機械的に接続されている。そして、光ファイバ１２およびフレキシブルシャフト１３は回転駆動ユニット１０Ａによりプローブ外筒１１に対し矢印Ｒ１方向に回転するようになっている。なお、回転駆動ユニット１０Ａは図示しない回転エンコーダを具備しており、回転制御手段１０Ｂは回転エンコーダからの信号に基づいて測定光Ｌ１の照射位置を認識するようになっている。
【００３２】
光学レンズ１５は、光ファイバ１２から射出した測定光Ｌ１を測定対象Ｈに対し集光するために略球状の形状を有しており、測定対象Ｈからの反射光Ｌ３を集光し光ファイバ１２に入射する。ここで、光学レンズ１５の焦点距離は、たとえば光ファイバ１２の光軸ＬＰからプローブ外筒１１の径方向に向かって距離Ｄ＝３ｍｍの位置に形成されている。光学レンズ１５は光ファイバ１２の光出射端部に固定部材１４を用いて固定されており、光ファイバ１２が矢印Ｒ１方向に回転したとき、光学レンズ１５も一体的に矢印Ｒ１方向に回転する。よって、光プローブ１０は、測定対象Ｈに対し光学レンズ１５から射出される測定光Ｌ１を矢印Ｒ１方向（プローブ外筒１１の円周方向）に走査しながら照射することになる。
【００３３】
回転駆動ユニット１０Ａは、光プローブ１０が着脱可能に取り付けられる挿入部１６ａ、光ファイバＦＢ２０が挿入される挿入部１６ｂ、および光断層画像化装置本体１Ａの回転制御手段１０Ｂからの電気信号を伝える電気信号ケーブルが挿入される図示しないケーブル挿入部を有する筐体を備える。また、その筐体の内部には、光ファイバ１２と同軸上に配置され、該光ファイバ１２を回動させるロータリコネクタ、該ロータリコネクタを駆動する駆動モータ、ロータリコネクタの回転位置を検出するロータリエンコーダ等が設けられている。
【００３４】
駆動モータは電気信号ケーブルを介して光断層画像化装置本体１Ａの回転制御手段１０Ｂにより制御されており、光ファイバ１２および光学レンズ１５をたとえば約２０Ｈｚでプローブ外筒１１に対し矢印Ｒ１方向に回転するように制御される。回転制御手段１０Ｂは、ロータリエンコーダにより検知されたロータリコネクタの回転角度に基づき、光ファイバ１２が１回転したと判断したとき、回転クロック信号ＲCLKを断層画像処理手段１００に出力するようになっている。
【００３５】
この回転駆動ユニット１０Ａは、その筐体の内部に駆動モータ、ロータリエンコーダ等を内蔵した重量物であることから、例えば、内視鏡スコープ１１０の操作部、内視鏡スコープ１１０から内視鏡装置本体２Ａまで延在されたユニバーサルコード、あるいは光断層画像化装置本体１Ａが載置されているラック１９または手術台等にその基端部が固定された自在アーム等に取り付けて固定することにより、すくなくとも光断層画像取得時に固定保持することが望ましい。
【００３６】
また、回転駆動ユニット１０Ａの挿入部１６ａ、１６ｂには、光プローブ１０または連結光ファイバＦＢ２０を固定する第１の固定手段５Ａおよび第２の固定手段５Ｂが、それぞれの内部空間を挿入部１６ａと挿入部１６ｂに連続させて設けられている。
【００３７】
第１の固定手段５Ａは、複数のひだを有する薄膜により形成された略円筒形のベローズからなる長さ調整部２０５Ａと、長さ調整部２０５Ａの両側に内部空間を長さ調整部２０５Ａの内部空間に連続させて延びた蛇腹管部と、その蛇腹管部の側面の一部が切断されて光プローブ１０の一部を本第１の固定手段５Ａから露出する露出部３０７とを備え、光プローブ１０の鉗子口外に延びる部分をその全体に亘って覆うように形成されている。
【００３８】
図４および図５はそれぞれ図１に示す長さ調整部２０５Ａの伸縮の様子を示す拡大断面図であり、この長さ調整部２０５Ａは、両側から円筒形の長手方向（中心軸方向）に引っ張ることにより、所定の長さ範囲で延長させることが可能であり、逆に、円筒形の長手方向（中心軸方向）に圧力を加えることにより長手方向の長さを縮小させることができる。図１２は図１に示す露出部３０７の拡大斜面図である。
【００３９】
第１の固定手段５Ａは、この第１の固定手段５Ａの光プローブ１０に沿って延びる長さを可変とする長さ調整部２０５Ａおよび屈曲変形自在でかつ形状自己保持性を有する蛇腹管部を有することにより、第１の固定手段５Ａを所望の形状に屈曲変形および伸縮し、この第１の固定手段５Ａの内部に収容された光プローブ１０の長さに合せて光断層画像の取得に最も好ましい状態に自由に調節できるとともに、光断層画像を取得するときには、その形状で固定することができる。また、上記露出部３０７から、手動または光プローブを軸方向に操作する操作手段により、露出された光プローブをその光プローブ１０の軸方向に操作し、光プローブ１０の先端の位置を調整することができる。
【００４０】
また、第２の固定手段５Ｂは、本固定手段５Ｂの連結光ファイバＦＢ２０に沿って延びる長さを可変とするベローズからなる長さ調整部２０５Ｂおよびその両側に延びる屈曲変形自在でかつ形状自己保持性を有する蛇腹管部を備え、光断層画像装置本体１Ａにおける連結光ファイバＦＢ２０が取り付けられる取付部から回転駆動ユニット１０Ａの挿入部１６ｂまで延在する連結光ファイバＦＢ２０の全体に亘って形成されている。
【００４１】
これにより、この第２の固定手段５Ｂを所望の形状に屈曲変形および伸縮し、その第２の固定手段５Ｂの内部に収容された連結光ファイバＦＢ２０の長さに合せて光断層画像の取得に最も好ましい状態に自由に調節できるとともに、光断層画像を取得するときには、その形状で固定することができる。
【００４２】
なお、第１の固定手段５Ａおよび第２の固定手段５Ｂが、それぞれベローズからなる長さ調整部２０５Ａ、２０５Ｂを備えた場合について説明したが、これに限らずいかなる方法により第１の固定手段５Ａおよび第２の固定手段５Ｂのいずれかの長さを調整するようにしてもよい。以下、図６から図１１を参照して、第１の固定手段５Ａまたは第２の固定手段５Ｂの長さを調整する幾つかの方法を例示として説明する。
【００４３】
例えば、図６及び図７に示すように、略円管状の第１の固定手段５Ａを、所定の長さの空間を挟んで配置された２つの円管部およびそれらの円管部に接続された長穴固定部２１６を備えた構成とし、長穴固定部２１６に、第１の固定手段５Ａの軸方向に平行する方向に延出する長穴状の接続ボルト通し穴を形成する。この長穴固定部２１６を一方の円管部に固定し、他方の円管部には、接続ボルト通し穴を通る接続ボルト２１７により固定されるようにする。これにより、第１の固定手段５Ａの長さを変更する場合には、上記他方の円管部を長穴固定部の固定用穴の長さの範囲で第１の固定手段５Ａの軸方向に移動させることにより、第１の固定手段５Ａの長さを調整することができる。
【００４４】
また、図８及び図９に示すように、略円管状の第１の固定手段５Ａを、２つの不連続する円管部から構成されるようにし、一方の円管部の端部には、周壁に雄ねじ部が設けられた送りねじ部２２６を形成する。また、他方の円管部の端部には、内周面に送りねじ部２２６の雄ねじ部と噛み合う雌ねじ部が設けられた回転摺動部２２７を回転可能に接続する。これにより、この回転摺動部２２７を送りねじ部２２６に沿って回転させることにより、回転摺動部２２７およびその回転摺動部２２７に接続された円管部を、送りねじ部２２６に対して第１の固定手段５Ａの軸方向にスライドして移動させ、第１の固定手段５Ａの長さを調整することができる。
【００４５】
また、図１０及び図１１に示すように、略円管状の第１の固定手段５Ａの一部領域に、伸縮ロッド２３５Ａを形成する。具体的には、第１のロッド２３６、この第１のロッド２３６の内部に軸方向摺動可能に挿入された第２のロッド２３７、および第２のロッド２３７の内部に軸方向摺動可能に挿入された第３のロッド２３８を備え、さらに、第２のロッド２３７を第１のロッド２３６に対する所望の伸出状態でロックすることができる図示しない第１のロック機構と、第３のロッド２３８を第２のロッド２３７に対する所望の伸出状態でロックすることができる図示しない第２のロック機構とを設ける。これにより、該伸縮ロッド２３５Ａを第１の固定手段５Ａの軸方向に向けて任意の長さに引き出し可能にすると共に、該伸縮ロッド２３５Ａを縮小して第１の固定手段５Ａに沿った方向に収納できるように配置することにより、第１の固定手段５Ａの長さを所望の長さに調整することができる。
【００４６】
なお、上述した全ての長さ調整方法は、第１の固定手段５Ａの長さを調整する場合に限らず第２の固定手段５Ｂの長さを調整する場合にも適用して用いることができる。また、上述した実施の形態では、第１の固定手段５Ａまたは第２の固定手段５Ｂの一部の領域に、長さ調整部を設けることにより、それらの固定手段５Ａ、５Ｂの長さを調整可能とする方法について説明したが、第１の固定手段５Ａまたは第２の固定手段５Ｂが、それらの固定手段５Ａ、５Ｂの全体亘ってその軸方向に伸縮可能なもので形成されたものであり、別途に長さ調整部を設けることなく、その長さを可変とするものであってもよい。
【００４７】
また、露出部３０７は、上記実施の形態において説明した第１の固定手段５Ａの側面の一部を切断し、光プローブ１０の一部を本第１の固定手段５Ａから露出するものに限らず、例えば図１３に示すように、略円管状の第１の固定手段５Ａを、所定の長さの空間３１７を挟んで配置された２つの円管部およびそれらの円管部に接続されたアーム部３１８を備えた構成とし、一方の円管部の内部空間および他方の円管部の内部空間にかけて収容されている光プローブ１０を、その所定の長さの空間部３１７において、両方の円管部に両端が接続されたアーム部３１８を除くほぼ全方位で露出するようにし、この露出部３１７から光プローブ１０をその光プローブ１０の軸方向に操作可能にしてもよい。
【００４８】
なお、各固定手段５Ａ、５Ｂは、上述した蛇腹管に限らず、いかなる方法により、すくなくとも光断層画像取得時にそれぞれ光プローブ１０の測定対象外に延びる部分または連結光ファイバＦＢ２０を固定するものであってもよい。
【００４９】
たとえば、図１４に示すように、アルミニウムの内筒にポリエチレンの外筒を外装したチューブや、形状保持ウレタンチューブ等、屈曲変形自在でかつ形状自己保持性を有する材料により形成された、連結光ファイバＦＢ２０または光プローブ１０が貫通可能な内部空間を有する略円管状の固定手段１５Ａ、１５Ｂを用いることができる。この固定手段１５Ａまたは１５Ｂを所望の形状に屈曲変形し、その第１の固定手段５Ａまたは第２の固定手段５Ｂの内部に収容された光プローブ１０または連結光ファイバＦＢ２０を光断層画像の取得に最も好ましい状態に自由に調節できるとともに、すくなくとも光断層画像を取得するときには、その形状で固定することができる。
【００５０】
また、第１の固定手段５Ａおよび第２の固定手段５Ｂとして、図１５に示すように自在アーム２５等の固定具に光プローブ１０または連結光ファイバＦＢ２０を部分的に固定し、光プローブ１０の測定対象外に延びる部分の一部または、および連結光ファイバＦＢ２０の一部または全体を所望の形状で固定するものであってもよい。この固定手段２５は、第１の固定手段５Ａおよび第２の固定手段５Ｂを兼ねるものであり、複数のアームが関節部を介してそれぞれ回動可能に連結された多関節アーム構造であり、その多間接アームの基端部は、光断層画像化装置本体が載置されているラック１９に固定されている。この固定手段２５の多関節アームの角度（形状）を調節することにより、それに取り付けられた光プローブ１０または連結光ファイバＦＢ２０を光断層画像の取得に最も好ましい状態に固定することができる。さらに、この固定手段２５には、光プローブ１０に接続された、光ファイバ１０を回転させる回転駆動ユニット１０Ａが取り付けられて、固定保持されており、回転駆動ユニット１０Ａに意図しない外力が生じた場合でも、この回転駆動ユニット１０Ａおよびこの回転駆動ユニット１０Ａに接続する光プローブ１０の揺れを防止することができる。
【００５１】
以下、光断層画像化装置本体１Ａについて説明する。光断層画像化装置本体１Ａは、干渉計２０、光源ユニット３０、周期クロック生成手段８０、Ａ／Ｄ変換ユニット９０、断層画像処理手段１００等を有している。
【００５２】
図１６は光源ユニット３０の一例を示す模式図である。光源ユニット３０は、波長を一定の周期Ｔ０で掃引させながらレーザ光Ｌを射出するものである。具体的には、光源ユニット３０は、半導体光増幅器（半導体利得媒質）３１１と光ファイバＦＢ３０とを有しており、光ファイバＦＢ３０が半導体光増幅器３１１の両端に接続された構造を有している。半導体光増幅器３１１は駆動電流の注入により微弱な放出光を光ファイバＦＢ３０の一端側に射出するとともに、光ファイバＦＢ３０の他端側から入射された光を増幅する機能を有している。そして、半導体光増幅器３１１に駆動電流が供給されたとき、半導体光増幅器３１１および光ファイバＦＢ３０により形成される光共振器によりレーザ光Ｌが光ファイバＦＢ３０へ射出されるようになっている。
【００５３】
さらに、光ファイバＦＢ３０には光分岐器３１２が結合されており、光ファイバＦＢ３０内を導波する光の一部が光分岐器３１２から光ファイバＦＢ３１側へ射出されるようになっている。光ファイバＦＢ３１から射出した光はコリメータレンズ３１３、回折格子素子３１４、光学系３１５を介して回転多面鏡（ポリゴンミラー）３１６において反射される。そして反射された光は光学系３１５、回折格子素子３１４、コリメータレンズ３１３を介して再び光ファイバＦＢ３１に入射される。
【００５４】
ここで、この回転多面鏡３１６は矢印Ｒ３０方向に回転するものであって、各反射面の角度が光学系３１５の光軸に対して変化するようになっている。これにより、回折格子素子３１４において分光された光のうち、特定の波長帯域の光だけが再び光ファイバＦＢ３１に戻るようになる。この光ファイバＦＢ３１に戻る光の波長は光学系３１５の光軸と反射面との角度によって決まる。そして光ファイバＦＢ３１に入射した特定の波長の光が光分岐器３１２から光ファイバＦＢ３０に入射され、特定の波長のレーザ光Ｌが光ファイバＦＢ１ａ側に射出されるようになっている。
【００５５】
したがって、回転多面鏡３１６が矢印Ｒ３０方向に等速で回転したとき、再び光ファイバＦＢ１ａに入射される光の波長λは、時間の経過に伴って一定の周期で変化することになる。具体的には、図１７に示すように、光源ユニット３０は最小掃引波長λminから最大掃引波長λmaxまで波長を一定の周期Ｔ０（たとえば約５０μｓｅｃ）で掃引した光Ｌを射出する。そして、光源ユニット３０から射出された光Ｌは、光ファイバカプラ等からなる光分岐手段２により、光ファイバＦＢ１ｂ、ＦＢ１ｃにそれぞれ分岐され、干渉計２０および周期クロック生成手段８０にそれぞれ入射される。
【００５６】
なお、光源ユニット３０としてポリゴンミラーを回転させることにより波長を掃引させる場合について例示しているが、たとえばＡＳＥ光源ユニット等のような公知の技術により一定の周期で波長を掃引させながら射出するようにしても良い。
【００５７】
図１８は干渉計２０の一例を示す模式図である。干渉計２０はマッハツェンダー型の干渉計であって、筐体２０Ａに各種光学部品を収容することにより構成されている。干渉計２０は、光源ユニット３０から射出された光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が測定対象Ｈに照射されたときの測定対象Ｈからの反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とを合波する合波手段４と、合波手段４により合波された反射光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４を検出する干渉光検出手段７０とを備えている。なお、干渉計２０と光源ユニット３０とはＡＰＣ（Angled physical contact）コネクタを用いて接続されている。ＡＰＣコネクタを用いることにより光コネクタ（光ファイバ）の接続端面からの反射戻り光を極限にまで低減し、光断層画像Ｐ１の画質劣化を防止することができる。
【００５８】
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、光源ユニット３０から光ファイバＦＢ１ｂを導波した光Ｌをそれぞれ測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割する。このとき、光分割手段３は、たとえば測定光Ｌ１：参照光Ｌ２＝９９：１の割合で分割する。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、分割された測定光Ｌ１は光ファイバＦＢ２側に入射され、参照光Ｌ２は光ファイバＦＢ３側に入射されるようになっている。  
光ファイバＦＢ２には光サーキュレータ２１が接続されており、光サーキュレータ２１には光ファイバＦＢ４、ＦＢ５がそれぞれ接続されている。光ファイバＦＢ４には測定光Ｌ１を光プローブ１０まで導波する連結光ファイバＦＢ２０が接続されており、この連結光ファイバＦＢ２０を介して光プローブ１０へ導波された測定光Ｌ１は測定対象Ｈに照射される。また、光プローブ１０により検出された測定光Ｌ１の測定対象からの反射光Ｌ３は連結光ファイバＦＢ２０を介して光ファイバＦＢ４に導波され、光サーキュレータ２１に入射され、光サーキュレータ２１から光ファイバＦＢ５側に射出されるようになっている。なお、光ファイバＦＢ４と連結光ファイバＦＢ２０とはＡＰＣ（Angled physical contact）コネクタを用いて接続されており、光コネクタ（光ファイバ）の接続端面からの反射戻り光を極限にまで低減し、光断層画像Ｐ１の画質劣化を防止するようになっている。
【００５９】
一方、光ファイバＦＢ３には光サーキュレータ２２が接続されており、光サーキュレータ２２には光ファイバＦＢ６、ＦＢ７がそれぞれ接続されている。光ファイバＦＢ６には、断層画像の取得領域を調整するために参照光Ｌ２の光路長を変更する光路長調整手段４０が接続されている。光路長調整手段４０は、光路長を粗調整する光路長粗調整用光ファイバ４０Ａと、光路長を微調整する光路長微調整手段４０Ｂとを有している。
【００６０】
光路長粗調整用光ファイバ４０Ａは、一端側が光ファイバＦＢ２に対し着脱可能に接続されており、他端側が光路長微調整手段４０Ｂに着脱可能に接続されている。光路長粗調整用光ファイバ４０Ａは予め異なる長さのものが複数用意されており、必要に応じて適切な長さの光路長粗調整用光ファイバ４０Ａが適宜取り付けられる。なお、この光路長粗調整用光ファイバ４０Ａは、光ファイバＦＢ６および光路長微調整手段４０ＢとＡＰＣ（Angled physical contact）コネクタを用いて接続されており、光コネクタ（光ファイバ）の接続端面からの反射戻り光を極限にまで低減し、断層画像Ｐの画質劣化を防止するようになっている。
【００６１】
光路長微調整手段４０Ｂは、反射ミラー４３、光ターミネータ４４等を有している。反射ミラー４３は、光路長粗調整用光ファイバ４０Ａから射出された参照光Ｌ２を光ターミネータ４４側に反射するとともに、光ターミネータ４４から反射した参照光Ｌ２を再び光路長粗調整用光ファイバ４０Ａ側に反射するものである。この反射ミラー４３は可動ステージ（図示せず）上に固定されており、ミラー移動手段により参照光Ｌ２の光軸方向（矢印Ａ方向）に移動することにより、参照光Ｌ２の光路長が変更する。この可動ステージは医師等により、光路長調整操作部４６が操作されることにより反射ミラー４３を矢印Ａ方向に移動させるようになっている。
【００６２】
さらに、光ファイバＦＢ７には偏波コントローラ５０が光学的に接続されている。この偏波コントローラ５０は参照光Ｌ２の偏波方向を回転させる機能を有している。なお偏波コントローラ５０としてたとえば特開２００１−２６４２４６号公報等の公知の技術を用いることができる。偏波コントローラ５０は、医師等により偏波調整操作部５１が操作されることにより偏波方向を調整するようになっており、たとえば反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とが合波手段４において合波されるときのそれぞれの偏波方向が一致するように偏波調整操作部５１を操作することにより、断層画像が鮮明になるように調整することができる。
【００６３】
合波手段４は、２×２の光ファイバカプラからなり、光ファイバＦＢ５を導波した反射光Ｌ３と光ファイバＦＢ７を導波した参照光Ｌ２とを合波するものである。具体的には合波手段４は、光ファイバＦＢ５を導波した反射光Ｌ３を２つの光ファイバＦＢ８、ＦＢ９に分岐するとともに、光ファイバＦＢ７を導波した参照光Ｌ２を２つの光ファイバＦＢ８、ＦＢ９に分岐する。したがって、各光ファイバＦＢ８、ＦＢ９においてそれぞれ反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とが合波され、光ファイバＦＢ８内を第１干渉光Ｌ４ａが導波し、光ファイバＦＢ９内を第２干渉光Ｌ４ｂが導波することになる。つまり、合波手段４は、反射光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４を２つに干渉光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂに分岐する光分岐手段５としても機能している。
【００６４】
干渉光検出手段７０は、第１干渉光Ｌ４ａを検出する第１光検出部７１と、第２干渉光Ｌ４ｂを検出する第２光検出部７２と、第１光検出部７１により検出された第１干渉光Ｌ４ａと第２光検出部７２により検出された第２干渉光Ｌ４ｂとの差分を干渉信号ＩＳとして出力する差分アンプ７３とを有している。各光検出部７１、７２は、たとえばフォトダイオード等からなっており、可変光アッテネータ６０Ａ、６０Ｂを介して入射される各干渉光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂを光電変換し差分アンプ７３に入力するものである。差分アンプ７３は各干渉光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂの差分を増幅し干渉信号ＩＳとして出力するものである。このように、各干渉光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂを差分アンプ７３によりバランス検波することにより、干渉信号ＩＳを増幅して出力しながら干渉信号ＩＳ以外の同相光雑音が除去することができる。
【００６５】
光分岐手段５（合波手段４）と干渉光検出手段７０との間に、第１干渉光Ｌ４ａおよび第２干渉光Ｌ４ｂ毎にそれぞれ可変光アッテネータ６０Ａ、６０Ｂが設けられている。この可変光アッテネータ６０Ａ、６０Ｂは各光検出部７１、７２において検出される各干渉光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂの光強度レベルを各波長帯域において略均等になるように波長帯域毎に異なる減衰率で減衰し、干渉光検出手段７０側に射出する。
【００６６】
なお、各光検出部７１、７２において検出される各干渉光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂの光強度レベルの特性が全波長帯域において一定である場合、減衰率を可変にする必要はなく、その特性に合わせた一定の減衰率のアッテネータを用いればよい。
【００６７】
また、各可変光アッテネータ６０Ａ、６０Ｂを設けなくても各光検出部７１、７２における光強度バランスが全波長帯域において略均等である場合には、各可変光アッテネータ６０Ａ、６０Ｂは不要である。
【００６８】
干渉光検出手段７０から出力された干渉信号ＩＳは、増幅器７４により増幅された後、信号帯域フィルタ７５を介してＡ／Ｄ変換ユニット９０に出力される。この信号帯域フィルタ７５を設けることにより、干渉信号ＩＳからノイズを除去し、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることができる。
【００６９】
図１９はＡ／Ｄ変換ユニット９０の一例を示すブロック図である。Ａ／Ｄ変換ユニット９０は、干渉光検出手段７０により検出された干渉信号ＩＳをデジタル信号に変換し出力するものであって、Ａ／Ｄ変換器９１、サンプリングクロック発生回路９２、制御コントローラ９３、干渉信号記憶手段９４を有している。Ａ／Ｄ変換器９１は、干渉計２０からアナログ信号として出力される干渉信号ＩＳをデジタル信号にするものである。Ａ／Ｄ変換器９１は、サンプリングクロック発生回路９２から出力されるサンプリングクロックに基づいて干渉信号ＩＳのＡ／Ｄ変換を行うものである。干渉信号記憶手段９４はたとえばＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等からなり、デジタル信号化された干渉信号ＩＳを記憶するものである。このＡ／Ｄ変換器９１、サンプリングクロック発生回路９２、干渉信号記憶手段９４の動作は制御コントローラ９３により制御されている。  
ここで、干渉信号記憶手段９４により記憶された干渉信号ＩＳは、周期クロック信号ＴCLKが出力されたときに、この周期クロック信号ＴCLKが出力されたタイミングを基準として１周期分だけ後述する干渉信号取得手段１０１により取得されるようになっている。なお、周期クロック信号ＴCLKの出力タイミングは掃引される波長帯域内であれば波長の掃引開始直後の波長に設定して１周期分の干渉信号ＩＳを取得するようにしてもよいし、あるいは波長の掃引終了直前に設定して１周期分の干渉信号ＩＳを取得するようにしてもよい。
【００７０】
図２０は上述した周期クロック信号ＴCLKを生成する周期クロック生成手段８０の一例を示す模式図である。周期クロック生成手段８０は、光源ユニット３０から射出される光Ｌが波長が１周期掃引される毎に１つの周期クロック信号ＴCLKを出力するものであって、光学レンズ８１、８３、光学フィルタ８２、光検出部８４を備えている。そして、光ファイバＦＢ１ｃから射出された光Ｌが光学レンズ８１を介して光学フィルタ８２に入射される。光学フィルタ８２を透過した光Ｌが光学レンズ８３を介して光検出部８４により検出され、周期クロック信号ＴCLKをＡ／Ｄ変換ユニット９０に出力するようになっている。
【００７１】
光学フィルタ８２はたとえばエタロン等からなり、複数の透過波長のうち波長帯域λmin〜λmax内においては一の透過波長が設定されるような光透過周期ＦＳＲ（フリースペクトルレンジ）を有している。したがって、図２１に示すように、光源ユニット３０から一定の周期で波長が掃引された光Ｌが射出され、光Ｌの波長が設定波長λｒｅｆになったとき、周期クロック信号ＴCLKが出力されることになる。なお、図１１に示すように、光学フィルタ（エタロン）８２の特性によっては、透過帯幅（ＦＷＨＭ：Full Width at Half Maximum）が広くなってしまい、周期クロック信号ＴCLKの発生タイミングが透過帯幅内の範囲でずれてしまう場合がある。この場合には、後述する干渉信号取得手段１０１がたとえば透過帯幅の中間等を周期クロック信号ＴCLKの発生タイミングとすれば正確であり好ましい。このように、実際に光源ユニット３０から射出される光Ｌを用いて周期クロック信号ＴCLKを生成し出力することにより、光源ユニット３０から射出される光Ｌが波長の掃引開始から所定の光強度になるまでの時間が各周期毎に変わってしまう場合であっても、設定波長λｒｅｆから所定の期間Ｔ（図７参照）の波長帯域の干渉信号ＩＳを取得することができる。よって、断層画像処理手段１００において想定されている波長帯域の干渉信号ＩＳを取得するタイミングで周期クロック信号ＴCLKを出力することができ、分解能の劣化を抑えることができる。
【００７２】
図２２は断層画像処理手段１００の一例を示すブロック図である。なお、図２２のような断層画像処理手段１００の構成は、補助記憶装置に読み込まれた断層画像処理プログラムをコンピュータ（たとえばパーソナルコンピュータ等）上で実行することにより実現される。この断層画像処理手段１００は、断層画像処理手段１００は、干渉信号取得手段１０１、干渉信号変換手段１０２、干渉信号解析手段１０３、断層画像生成手段１０５等を有している。を有している。
【００７３】
干渉信号取得手段１０１は、上述したように、周期クロック生成手段８０から出力される周期クロック信号ＴCLKに基づいて、干渉光検出手段７０により検出された１周期分の干渉信号ＩＳを干渉信号記憶手段９４から取得するものである。具体的には、たとえば干渉信号取得手段１０１は、図２１（Ｂ）に示すような、周期クロック信号ＴCLKの出力タイミングの前後の波長帯域ＤＴの干渉信号ＩＳを取得する。なお、干渉信号ＩＳの取得方法はこれに限られず、干渉信号取得手段１０１は周期クロック信号ＴCLKの出力タイミングを基準として１周期分の干渉信号ＩＳを取得するものであればよい。
【００７４】
信号変換手段１０２は、図２３に示すようなＡ／Ｄ変換ユニット９０において時間経過とともに取得される干渉信号ＩＳを、図２４に示すような波数ｋ（＝２π／λ）軸において等間隔になるように再配列する機能を有している。具体的には、信号変換手段１０２は、光源ユニット３０の時間−波長掃引特性データもしくは関数を予め有しており、この時間−波長掃引特性データテーブル等を用いて波数ｋ軸において等間隔になるように、干渉信号ＩＳを再配列する。これにより、干渉信号ＩＳから断層情報を算出するときに、フーリエ変換処理、最大エントロピー法による処理等の周波数空間において等間隔であることを前提とするスペクトル解析法により精度の高い各深さ位置における断層情報を得ることができる。なお、この信号変換手法の詳細はＵＳ５９５６３５５号明細書に開示されている。
【００７５】
干渉信号解析手段１０３は、干渉信号取得手段１０２により取得されたたとえばフーリエ変換処理、最大エントロピー法（ＭＥＭ）、Ｙｕｌｅ−Ｗａｌｋｅｒ法等の公知のスペクトル解析技術を用いて解析し、各深さ位置における断層情報ｒ（ｚ）を算出する。
【００７６】
断層画像生成手段１０５は、断層情報取得手段１０４により取得された１周期分の断層情報ｒ（ｚ）を測定対象Ｈの各深さ位置から取得された１ライン分の断層情報として、光プローブ１０のラジアル方向（矢印Ｒ１方向）について複数ライン分の断層情報ｒ（ｚ）を取得することにより、１枚の断層画像Ｐ１を生成するものである。
【００７７】
ここで、断層画像生成手段１０５は、順次取得される１ライン分の断層情報ｒ（ｚ）を断層情報蓄積手段１０５ａに記憶しておき、回転制御手段１０Ｂから回転クロック信号ＲCLKが出力されたとき、記憶していたｎライン分の断層情報ｒ（ｚ）を用いて断層画像Ｐ１を生成する。たとえば、光源ユニット３０から周期クロック信号ＴCLKが２０ｋＨｚであって、光プローブ１０が２０Ｈｚで測定光Ｌ１を矢印Ｒ１方向に走査するものであるとき、断層画像生成手段１０５は、ｎ＝１０２４ライン分の断層情報ｒ（ｚ）を用いて１枚の断層画像Ｐ１を生成する。
【００７８】
なお、画質を上げるために、複数枚の断層画像を取得し取得して平均化する方法を用いても良い。すなわち、光プローブ１０が測定対象Ｈの同一部位に対し複数回測定光Ｌ１を走査しながら照射することにより、断層画像生成手段１０５は同一部位から複数の断層画像を取得する。そして、断層画像生成手段１０５は、この複数の断層画像を用いて光プローブ１０の長さ方向に対する位置ｘにおける各深さ位置ｚの断層情報ｒ（ｘ，ｚ）の平均値を算出する。これにより、各断層画像に含まれているノイズ成分が相殺され、画質の良い断層画像を取得することができる。
【００７９】
また、断層画像生成手段１０５は走査方向（矢印Ｒ１方向）に対して複数ライン分の断層情報ｒ（ｚ）を用いて断層画像を生成するとき、隣接する複数のラインの断層情報を平均化したものを用いて断層画像を生成するようにしても良い。断層画像生成手段１０５は、たとえば隣接する３ライン分の断層情報を平均値を断層画像の生成に用いる断層情報として用いる。これにより、各ラインの断層情報に含まれているノイズ成分が相殺され、画質の良い断層画像を生成することができる。
【００８０】
画質補正手段１０６は、断層画像生成手段１０５により生成された断層画像Ｐに対し、鮮鋭化処理、平滑化処理等を施すことにより画質を補正する。そして、画質補正が施された断層画像Ｐ１はデータ合成手段１４０に出力される。
【００８１】
データ合成手段１４０は、光断層画像化装置１および内視鏡画像装置２により略同時に取得した内視鏡画像Ｐ１と光断層画像Ｐ２画像データを1つの画面の操作信号となるように合成し、合成したデータを表示装置１１０に出力するようになっている。また、このデータ合成手段１４０は、後述する位置検出手段４により取得した内視鏡スコープ１１０の先端部の位置情報Ｉおよび接触位置検出手段により取得した光プローブ１０における測定（観察）対象Ｈとの接触方向Ｅを、対応する光断層画像Ｐ１、内視鏡画像Ｐ２に付帯情報として記録し、その付帯情報を対応する画像とともに表示可能とするとともに、分類や検索に使用できるようにする。さらに、接触方向Ｅに基づいて光断層画像Ｐ１の全体領域のうち注目領域Ｒｅを決定し、決定した注目領域Ｒｅを拡大表示する等、表示装置１１０に表示する画像の構成を、測定対象の観察により適したものにすることもできる。
【００８２】
例えば、略同時に取得した内視鏡画像Ｐ１と光断層画像Ｐ２を同一の表示装置１５０の表示画面上にリアルタイム画像として表示している場合、両画像の夫々のオリエンテーションの違いに起因して、図３０の（ａ）に示す内視鏡画像の略右下方向に観察される測定（観察）対象部が図３０の（ｂ）に示す光断層画像では略左上方向に表示される等、光断層画像Ｐ１と内視鏡画像Ｐ２が互いに異なる向きで表示され、診断時に混乱を招く恐れがある。そこで、光断層画像化装置１は光プローブ１０の軸を中心として全方位において断層画像を取得しているが、光プローブ１０はその焦点距離が非常に短いことから、プローブ外筒１１に測定（観察）対象Ｈが接する方向Ｅを接触位置検出手段により検出し、図３０の（ｂ）に示光断層画像Ｐ１中のその方向Ｅを中心とする所定幅の断層画像を注目領域Ｒｅとして判断し、図３１の（ｂ）に示すようにその注目領域Ｒｅのみを常に表示装置１１０の表示画面に対して一定方向向きに、例えば、表示画面の下方がその接触方向Ｅとなるように回転して表示することがきる。
【００８３】
具体的には、各深さ位置において、光プローブ１０の光ファイバ１２および光学レンズ１５が一体的にプローブ外筒１１の円周方向（矢印Ｒ１方向）に回転し、測定対象Ｈに対し光学レンズ１５から射出される測定光Ｌ１をプローブ外筒１１の円周方向（矢印Ｒ１方向）に走査しながら照射し、光プローブ１０の全方位において断層情報を取得するようになっている。そこで、図２５および図２６に示すように、光プローブの先端側のプローブ外筒１１上の所定の方向に黒色等の塗料を塗布してなるOCTマーカーＭを配置し、その方向の測定光を遮光もしくは反射させるようにする。これにより、OCTマーカーＭが図２８に示すように取得した光断層画像Ｐ１中で黒筋もしくは輝線として表示されるので、走査方向におけるOCTマーカーＭが形成されている方向を特定することが可能となり、光断層画像Ｐ１中の、照射光のスキャン開始点の方向Ｓｐが画面上方向である場合、そのスキャン開始点の方向Ｓｐを基準とするOCTマーカー像ｍの方向を、たとえば、時計回りの角度（φ）等で容易に特定できる。
【００８４】
また、光プローブ１０には、光断層画像Ｐ１の取得時にこの光プローブ１０における測定対象Ｈとの接触方向Ｅを検出するため、プローブ外筒１１の先端側の側面の複数の方位に形成された接触センサＳ０、、Ｓ１５からなる接触位置検出手段を形成しており、これらの接触センサからの出力信号により光プローブ１０の測定対象Ｈに対する接触方向Ｅを取得することができる。
【００８５】
具体的には、図２５から図２７に示すように、OCTマーカーＭが形成されている方向と一致する方向に接触センサＳ０を形成し、その接触センサＳ０を基準として、複数の接触センサＳ１、、、Ｓ１５を所定の間隔で配置する。これにより、各接触センサにおける接触センサＳ０からの位置、すなわち、OCTマーカーＭが形成された方向からの位置が既知であり、例えば図２７に示すように接触センサＳ１０が測定対象Ｈと接触してONになった場合、この接触センサＳ１０がOCTマーカーＭが形成された方向から時計回りの方向に角度（θ）の方向に位置するものであることが容易に算出できる。さらに、上述したスキャン開始点の方向Ｓｐを基準とするOCTマーカー像ｍの位置情報（時計回りの角度（φ））から、照射光のスキャン開始点を基準とする接触センサＳ１０の方向を、時計回りに角度（φ＋θ）の方向として算出でき、測定対象Ｈと接触している接触センサＳ１０方向、すなわち光プローブ１０における測定対象Ｈとの接触方向Ｅと特定することができる。
【００８６】
図２８および図２９は、この光プローブ１０を用いて得られた光断層画像Ｐ１を示す。図２８に示すように、照射光のスキャン開始点Ｓｐが画面上方向である場合、照射光のスキャン開始点Ｓｐから時計方向に180°の方向である表示画面の下方が測定対象Ｈとの接触方向Ｅとなるようにするために、照射光のスキャン開始点Ｓｐをα（＝180°−（φ＋θ））だけ半時計方向に回転させ、図２９に示すような表示画面の下方がその接触方向Ｅとなる画像を得ることができる。例えば、OCTマーカー像ｍの方向が、そのスキャン開始点の方向から時計回りの方向に角度φ＝30°の方向であり、測定対象Ｈと接触してＯＮになった接触センサＳ１０の方向が、OCTマーカーＭが形成された方向から時計回りの方向に角度θ＝225°の方向である場合、照射光のスキャン開始点Ｓｐをα＝180−（30＋225）＝−75°だけ時計方向に、すなわち75°だけ反時計方向回転させることにより、表示画面の下方がその接触方向Ｅとなる光断層画像を得ることができる。
【００８７】
なお、照射光のスキャン開始点が画面上方向であり、接触方向Ｅを照射光のスキャン開始点Ｓｐから時計方向に180°の方向である表示画面の下方となるようにする場合について説明したが、照射光のスキャン開始点Ｓｐの方向と接触方向Ｅの所望の修正方向との角度差がδである場合、照射光のスキャン開始点Ｓｐをα（＝δ−（φ＋θ））だけ半時計方向に回転させることにより、表示画面の所望の修正方向に接触方向Ｅとなる光断層画像を得ることができる。
【００８８】
なお、本実施の形態では、データ合成手段１４０を光断層画像化装置１内に内蔵した場合について説明したが、データ合成手段１４０は、後述する内視鏡装置２内に内蔵されたものであってもよいし、光断層画像化装置１または内視鏡装置２とは別途のユニットとして設けられたものであってもよい。
【００８９】
以下、内視鏡装置２について説明する。内視鏡装置２は、内視鏡装置本体２Ａ、内視鏡スコープ１１０等を有している。内視鏡スコープ１１０は、操作部に体腔内に挿入される挿入部が連設されたものであり、内視鏡装置本体２Ａに着脱可能に接続されたユニバーサルコードを延在している。操作部には、鉗子や光プローブ等の処理具を導入する鉗子口を有し、この鉗子口から挿入部の全長に亘って形成された鉗子チャンネルを介して、挿入部の先端部に開口している。そして、操作部は、挿入部の先端部が所定の角度範囲内で上下方向及び左右方向に湾曲するように動作を指令するためのボタン等の各種ボタンを含む。
【００９０】
また、内視鏡スコープ１１０は、その内部に先端まで延びる光伝送用のライトガイドおよび映像信号伝送用の信号線（同軸ケーブル）を有し、これらのライトガイド及び信号線がユニバーサルコードの接続ピンを介して内視鏡装置本体２Ａに接続されている。さらに、ライトガイドのスコープ先端側に光学的に接続される照明レンズと、信号線のスコープ先端側に電気的に接続されたＣＣＤ（固体撮像素子）と、このＣＣＤの受光面に測定（観察）対象からの反射光を結像させる撮像レンズ（撮像光学系）等とを備えている。
【００９１】
内視鏡装置本体２Ａは、白色光を発する光源を備える照明光ユニット１２０、および撮像された像に基づく画像信号をカラー画像として表示するための画像処理を行う画像処理手段１３０を備えている。
【００９２】
照明光ユニット１２０は、照明光を射出する光源および光源から射出される光を集光する集光レンズを備え、光源で生成された光を、光学系を介してスコープのライトガイドに供給するようになっている。ライトガイドからの光は、照明レンズを介して測定（観察）対象に照射され、この測定（観察）対象からの反射光が、撮像レンズを介してＣＣＤの受光面上に結像され、その結像信号が時系列の映像信号として画像処理手段１３０に供給されるようになっている。
【００９３】
画像処理手段１３０は、内視鏡スコープ１１０で撮像された画像信号をデジタル信号である画像データに変換するＡ／Ｄ変換回路及びデジタル化された画像データを保存する画像メモリ、該画像メモリから出力された画像データをビデオ信号に変換するビデオ信号処理回路等を備え、内視鏡スコープ１１０で撮像された画像信号から生成した内視鏡画像Ｐ２を光断層画像化装置本体１Ａのデータ合成手段１４０に出力するようになっている。
【００９４】
また、光断層画像化装置１および内視鏡装置２のそれぞれの装置において得られた光断層画像Ｐ１および内視鏡画像Ｐ２は、後述する位置検出手段４により検出して得られた、それらの画像Ｐ１、Ｐ２が取得時のされたときの測定（観察）対象内における内視鏡スコープ１１０の先端部の位置情報Ｉを、データ合成手段１４０により付帯情報として記録することができる。
【００９５】
位置検出手段４としては、例えば、検査中、患者の歯の間で挟むようにされた咬合ガード（マウスピース）に取り付けられたフォトインタラプタ等の計測装置により、内視鏡スコープ１１０の挿入管の表面に形成された目盛りまたは指標からの反射光を計測し、内視鏡スコープ１１０の先端部の位置を検出し、得られた先端部の位置情報Ｉを分類や検索に使用できるデータとしてデータ合成手段１４０に供給するものである。
【００９６】
なお、この位置検出手段４は、患者の体腔内に挿入される挿入管に複数個内蔵された送信コイルを駆動すると共に、これらの送信コイルの磁気を検出することにより内視鏡スコープ１１０の先端部の位置を検出するものであってもよい。
【００９７】
表示装置１１０は、データ合成手段１４０により内視鏡画像Ｐ１と光断層画像Ｐ２画像データが1つの画面データに合成された合成データを表示画面１５０Ｐに出力するようになっている。表示画面１５０Ｐには、リアルタイム画像として光断層画像Ｐ１および内視鏡画像Ｐ２が分割表示される。例えば、図３２に示すように画面表示形式を主画面１５１の一部に、その主画面１５１よりも面積の小さい副画面１５２を設定するものとし、主画面１５１に光断層画像Ｐ１（または内視鏡画像Ｐ２）を表示し、副画面１５２に内視鏡画像Ｐ２（または光断層画像Ｐ１）を表示することができる。また、副画面１５２および主画面１５１の位置、サイズを適宜に変更し、例えば、図３２（ｂ）に示すように、両方の画像１５１，１５２を略同等の大きさで表示させることもできる。そして、図３２の（ａ）または（ｂ）に示すような予め設定された複数の画面表示形式の画面を図示しない切替ボタンで切り替えることもできる。
【００９８】
なお、光断層画像化装置１および内視鏡画像装置２により、それぞれの装置毎に異なる撮影間隔で取得された光断層画像Ｐ１または内視鏡画像Ｐ２のうち、略同時に撮影された画像同士を同一の表示画面に表示する場合について説明したが、光断層画像化装置１および内視鏡画像装置２の撮影間隔を同期化し、両装置１、２において同時に撮影された画像同士を関連付けて記録し、表示画面に表示するようにしてもよい。
【００９９】
上記実施の形態によれば、光プローブ１０の測定対象Ｈ外に延びる部分の一部または全体をすくなくとも光断層画像取得時に固定する第１の固定手段５Ａ、および連結光ファイバＦＢ２０の一部または全体をすくなくとも光断層画像取得時に固定する第２の固定手段５Ｂを備えたことにより、光断層画像Ｐ１を取得するときに、光プローブ１０の測定対象Ｈ外に延びる部分または連結光ファイバに意図しない外力が生じた場合でも、その外力による光プローブ１０または連結光ファイバＦＢ２０の揺れを抑制し、光プローブの光ファイバの複屈折性の変動を減少させることができ、良好な画質の光断層画像Ｐ１を取得できる。
【０１００】
また、光プローブ１０に収容された光ファイバ１２を回転させる回転駆動ユニット１０Ａを、すくなくとも光断層画像取得時に固定する固定手段を備えたことにより、回転駆動ユニットに意図しない外力が生じた場合でも、この回転駆動ユニットおよびこの回転駆動ユニットに接続する光プローブの揺れを防止し、良好な画質の光断層画像Ｐ１を取得可能な光断層画像化装置１を実現することができる。
【０１０１】
上記第１の固定手段５Ａと第２の固定手段５Ｂのいずれも、内部の光プローブ１０あるいは連結光ファイバＦＢ２０に沿って延びる長さ可変の筒状部を含むものであるため、異なる長さの光プローブ１０あるいは連結光ファイバＦＢ２０にも幅広く使用することができる。また、第１の固定手段５Ａが、光プローブ１０の一部を露出する露出部を有しており、この露出部から光プローブ１０をその光プローブ１０の軸方向に操作することができる。
【０１０２】
なお、上記実施の形態では、光プローブ１０が、連結光ファイバＦＢ２０を介して光断層画像化装置本体１Ａに接続されるものである場合について説明したが、光プローブ１０を直接光断層画像化装置本体に接続してなる光断層画像化装置の場合には、連結光ファイバＦＢ２０を固定する第２の固定手段５Ｂは不要である。
【０１０３】
なお、上記実施形態の光断層画像装置においては、いわゆるSS−OCT（Swept source OCT）装置を用いるようにしたが、他のＦＤ−OCT（Fourier Domain OCT））計測方式の断層画像装置、TD−OCT（Time domain OCT）計測方式の断層画像装置等いかなるタイプの光断層画像装置を用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の光断層画像化装置の一実施形態の外観斜視図
【図２】図１の実施形態の全体構成を示す概略構成図
【図３】図２の光断層画像化装置における光プローブの先端部分の一例を示す模式図
【図４】図１に示す長さ調整部の第１の実施形態を示す拡大断面図
【図５】図１に示す長さ調整部の第１の実施形態を示す拡大断面図
【図６】（ａ）は長さ調整部の第２の実施形態を示す側面断面図、（ｂ）は長さ調整部の第２の実施例を示す上面図
【図７】（ａ）は長さ調整部の第２の実施形態を示す側面断面図、（ｂ）は長さ調整部の第２の実施形態を示す上面図
【図８】（ａ）は長さ調整部の第３の実施形態を示す側面図、（ｂ）は長さ調整部の第３の実施形態を示す側面断面図
【図９】（ａ）は長さ調整部の第３の実施形態を示す側面図、（ｂ）は長さ調整部の第３の実施形態を示す側面断面図
【図１０】長さ調整部の第４の実施形態を示す側面図
【図１１】長さ調整部の第４の実施形態を示す側面図
【図１２】図１に示す露出部の拡大斜視図
【図１３】露出部の第２の実施形態を示す斜視図
【図１４】本発明の光断層画像化装置における固定手段の第２の実施形態を示す外観斜視図
【図１５】本発明の光断層画像化装置における固定手段の第３の実施形態を示す外観斜視図
【図１６】図２の光断層画像化装置における光源ユニットの一例を示す模式図
【図１７】図１６の光源ユニットから射出される光の波長が掃引される様子を示すグラフ
【図１８】図２の光断層画像化装置における干渉計の一例を示す模式図
【図１９】図２の光断層画像化装置におけるＡ／Ｄ変換ユニットの一例を示すブロック図
【図２０】図２の光断層画像化装置における周期クロック信号生成手段の一例を示す模式図
【図２１】図２０の周期クロック信号生成手段により生成される周期クロック信号の一例を示すグラフ
【図２２】図２の断層画像処理手段の一例を示すブロック図
【図２３】図２２の信号変換手段に入力される干渉信号の一例を示すグラフ
【図２４】図２２の信号変換手段により信号変換された干渉信号の一例を示すグラフフ
【図２５】OCTマーカーと接触センサを設けてある光プローブの先端側を示す上面図
【図２６】OCTマーカーと接触センサを設けてある光プローブの先端側を示す側面図
【図２７】光断層画像取得時に、光プローブが測定対象に接する方向を示す図
【図２８】図２７の光プローブにより得られた光断層画像を示す図
【図２９】図２データ合成手段により図２８の光断層画像を回転させて得られた画像の一例を示す図
【図３０】（ａ）は内視鏡画像の説明図、（ｂ）は光断層画像の説明図
【図３１】（ａ）は内視鏡画像の説明図、（ｂ）は光断層画像の説明図
【図３２】図２の表示装置に内視鏡画像と光断層画像を表示する画面表示形式の一例を示す図
【図３３】本発明の従来例に係る光断層画像化装置を説明するための図
【符号の説明】
【０１０５】
１      光断層画像化装置
１Ａ    光断層画像化装置本体
５Ａ、１５Ａ、２５      固定手段（第１の固定手段）
５Ｂ、１５Ｂ、２５      固定手段（第２の固定手段）
２５    固定手段（第３の固定手段）
１０    光プローブ
１０Ａ  回転駆動手段
１２    光ファイバ
２０    干渉計
１１０  内視鏡スコープ
２０５Ａ        長さ調整部
３０７          露出部
Ｐ１    光断層画像
Ｐ２    内視鏡画像
Ｈ      測定対象
ＦＢ２０        連結光ファイバ
【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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年12月21日(2006.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５】
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