JP2014518710A - 内視鏡検査における可視化と三次元復元のための装置 - Google Patents
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Abstract
Description
−近端部と遠端部とを備える筒状シェル、
−パターン投影光学群、これは以下を有する、
−準単色である第1光源、
−前記筒状シェル内に配設された少なくとも1つの単一モード光ファイバ、これは第1端部と第2端部と第1断面とを有し、前記第1断面を通して光を搬送可能であり、前記第1端部は前記近端部に位置し、前記第2端部は前記遠端部に位置する、
−前記第1光源と前記第1端部との間の第1光路、
−照明光学群、これは以下を有する、
−第2光源、
−前記筒状シェル内に配置された光ファイバ組、当該光ファイバ組は第3端部と第4端部と第2断面とを有し、前記第3端部は前記近端部に位置し、前記第4端部は前記遠端部に位置する、
−前記第2光源と前記第3端部との間の第2光路、
−前記遠端部において前記第1断面をカバーする回折素子、
−時空分解能を有するカメラ、
を有し、以下を特徴とする、
−前記少なくとも1つの単一モード光ファイバと前記光ファイバ組とは外径Dbundleの同じ光ファイバ束内に含まれ、
−前記回折素子は前記第4端部において前記光ファイバ組の前記第2断面を少なくとも部分的にカバーし、
−前記カメラの前記時空分解能は、当該カメラが、前記対象領域において前記パターン投影光学群と前記回折素子とによって作り出されたパターンの画像を提供可能で、かつ、均一に照明されて現れる前記照明光学群によって作り出された前記対象領域の二次元画像を提供可能であるように構成されている。
回折素子が第4端部において光ファイバ組の第2断面のより大きな部分をカバーする場合、本発明の装置の製造は更に容易になる。
−近端部と遠端部とを備える筒状シェル、
−パターン投影光学群、これは以下を有する、
−準単色光源、
−前記筒状シェル内に配設された少なくとも1つの単一モード光ファイバ、これは第1端部と第2端部と第1断面とを有し、前記第1断面を通して光を搬送可能であり、前記第1端部は前記近端部に位置し、前記第2端部は前記遠端部に位置する、
−前記準単色光源と前記第1端部との間の第1光路、
−照明光学群、これは以下を有する、
−同じ準単色の光源、
−前記筒状シェル内に配置された光ファイバ組、当該光ファイバ組は第3端部と第4端部と第2断面とを有し、前記第3端部は前記近端部に位置し、前記第4端部は前記遠端部に位置する、
−前記準単色光源と前記第3端部との間の第2光路、
−前記遠端部において前記第1断面をカバーする回折素子、
−時空分解能を有するカメラ、
を有し、以下を特徴とする、
−前記少なくとも1つの単一モード光ファイバと前記光ファイバ組とは外径Dbundleの同じ光ファイバ束内に含まれ、
−前記回折素子は前記第4端部において前記光ファイバ組の前記第2断面を少なくとも部分的にカバーし、
−前記カメラの前記時空分解能は、当該カメラが、前記対象領域において前記パターン投影光学群と前記回折素子とによって作り出されたパターンの画像を提供可能で、かつ、均一に照明されて現れる前記照明光学群によって作り出された前記対象領域の二次元画像を提供可能であるように構成されている。
−少なくとも1つの単一モード光ファイバの第1断面を介して準単色光を前記対象領域に送る工程と、
−第2断面を有する光ファイバ組を介して前記対象領域に光を送る工程と、
−時空分解能を有するカメラを使用して前記対象領域の画像を取得する工程と、
を有し、以下の特徴、即ち、
−前記少なくとも1つの単一モード光ファイバと前記光ファイバ組とは外径Dbundleの同じ光ファイバ束内に含まれ、
−回折素子は前記光ファイバ組の前記第2断面を少なくとも部分的にカバーし、そして、
−前記カメラの前記時空分解能は、当該カメラが、前記対象領域において前記単一モード光ファイバと前記回折素子から出る光によって作り出されたパターンの画像を提供可能で、かつ、均一に照明されて現れる前記光ファイバ組から出る光によって作り出された前記対象領域の二次元画像を提供可能である、構成を備える。
F=vo/Δv > N1Δx (Eq.1)
F=vo/Δv ≦ N1Δx (Eq.2)
1.2 λ/Acam = 0.5 λ/d < 1/64
又は、
Acam =2.4 d>2.4*32λ=38.4μm
もしもλ=500nmであるならば、そのような条件は内視鏡に一般的に使用されているカメラ190では容易に満たされる。カメラ190の画素の最少数は128である。この最後の条件は容易に満たされる。好ましくは、500の画素と3mmに等しい外径Acamとを有するカメラ190が使用される。
−少なくとも1つの単一モード光ファイバ70の第1断面100を介して準単色光を対象領域200に送る工程と、
−第2断面170を有する光ファイバ組140を介して対象領域200に光を送る工程と、
−時空分解能を有するカメラ190を使用して対象領域200の画像を取得する工程と、
を有し、以下の特徴、即ち、
−少なくとも1つの単一モード光ファイバ70と光ファイバ組140とは外径Dbundleの同じ光ファイバ束230内に含まれ、
−回折素子210が光ファイバ組140の第2断面170を少なくとも部分的にカバーし、そして、
−カメラ190の時空分解能は、当該カメラ190が、対象領域200において単一モード光ファイバ70と回折素子210とによって作り出されたパターンの画像を提供可能で、かつ、均一に照明されて現れる光ファイバ組140からの光によって作り出された対象領域200の二次元画像を提供可能である、構成を備える。
Claims (20)
- 対象領域(200)の視覚化と三次元復元のための装置(10)であって、
−近端部(30)と遠端部(40)とを備える筒状シェル(20)、
−パターン投影光学群、これは以下を有する、
−準単色である第1光源(60)、
−前記筒状シェル(20)内に配設された少なくとも1つの単一モード光ファイバ(70)、これは第1端部(80)と第2端部(90)と第1断面(100)とを有し、前記第1断面(100)を通して光を搬送可能であり、前記第1端部(80)は前記近端部(30)に位置し、前記第2端部(90)は前記遠端部(40)に位置する、
−前記第1光源(60)と前記第1端部(80)との間の第1光路(110)、
−照明光学群、これは以下を有する、
−第2光源(130)、
−前記筒状シェル(20)内に配置された光ファイバ組(140)、当該光ファイバ組(140)は第3端部(150)と第4端部(160)と第2断面(170)とを有し、前記第3端部(150)は前記近端部(30)に位置し、前記第4端部(160)は前記遠端部(40)に位置する、
−前記第2光源(130)と前記第3端部(150)との間の第2光路(180)、
−前記遠端部(40)において前記第1断面(100)をカバーする回折素子(210)、
−時空分解能を有するカメラ(190)、
を有し、以下を特徴とする、
−前記少なくとも1つの単一モード光ファイバ(70)と前記光ファイバ組(140)とは外径Dbundleの同じ光ファイバ束(230)内に含まれ、
−前記回折素子(210)は前記第4端部(160)において前記光ファイバ組(140)の前記第2断面(170)を少なくとも部分的にカバーし、
−前記カメラ(190)の前記時空分解能は、当該カメラ(190)が、前記対象領域(200)において前記パターン投影光学群と前記回折素子(210)とによって作り出されたパターン(220)の画像を提供可能で、かつ、均一に照明されて現れる前記照明光学群によって作り出された前記対象領域(200)の二次元画像を提供可能であるように構成されている、装置(10)。 - 前記回折素子(210)は、前記第4端部(160)において前記光ファイバ組(140)の前記第2断面(170)の、少なくとも30%、好ましくは少なくとも50%、より好ましくは少なくとも70%をカバーする請求項1に記載の装置(10)。
- 前記回折素子(210)は、前記第4端部(160)において前記光ファイバ組(140)の前記第2断面(170)を完全にカバーする請求項1または2に記載の装置(10)。
- 前記照明光学群は、前記第4端部(160)において非コヒーレントな光を提供可能である請求項1〜3の何れか一項に記載の装置(10)。
- 前記カメラ(190)は、Acam<2.4Dbundleとなる外径Acamを有する請求項1〜4の何れか一項に記載の装置(10)。
- 前記カメラ(190)は、Acam<0.6Dbundleとなる外径Acamを有する請求項1〜5の何れか一項に記載の装置(10)。
- 前記対象領域(200)は、φに等しい外径を有し、前記カメラ(190)と前記光ファイバ組(140)の第4端部(160)とは、前記対象領域(200)から同じ距離Lに位置し、前記第2光源(130)はλに等しい中心周波数を有する準単色光源であり、そして、前記カメラ(190)は、Nι<2φ/L Dbundle/λとなる、一つの方向に沿った画素数Nιを有する請求項1〜6の何れか一項に記載の装置(10)。
- 前記カメラ(190)は前記遠端部(40)に配置される請求項1〜7の何れか一項に記載の装置(10)。
- 前記パターン投影光学群と前記回折素子(210)とは、前記対象領域(200)において無相関パターンを提供可能に構成されている請求項1〜8の何れか一項に記載の装置(10)。
- 前記パターン投影光学群と前記回折素子(210)とによって作り出されたパターン(220)の第1画像を、前記照明光学群によって作り出された第2画像から識別するために多重化が使用される請求項1〜9の何れか一項に記載の装置(10)。
- 前記多重化は、前記第1光源(60)から発生される光をパルス状にする時間多重化である請求項1〜10の何れか一項に記載の装置(10)。
- 前記光ファイバ組(140)はマルチモードの光ファイバを含む請求項1〜11の何れか一項に記載の装置(10)。
- 前記光ファイバ組(140)は、少なくとも100本の単一モード光ファイバを含む請求項1〜12の何れか一項に記載の装置(10)。
- 前記第2光源(130)と前記第1端部(80)との間の第3光路を有する請求項1〜13の何れか一項に記載の装置(10)。
- 操作のためのツールを挿入し、前記遠端部(40)において哺乳類の組織を切除するのに適したジオメトリを有する前記筒状シェル(20)内の複数の通路を有する請求項1〜14の何れか一項に記載の装置(10)。
- 対象領域(200)の可視化と三次元復元のための装置(10)であって、
−近端部(30)と遠端部(40)とを備える筒状シェル(20)、
−パターン投影光学群、これは以下を有する、
−準単色光源(65)、
−前記筒状シェル(20)内に配設された少なくとも1つの単一モード光ファイバ(70)、これは第1端部(80)と第2端部(90)と第1断面(100)とを有し、前記第1断面(100)を通して光を搬送可能であり、前記第1端部(80)は前記近端部(30)に位置し、前記第2端部(90)は前記遠端部(40)に位置する、
−前記準単色光源(65)と前記第1端部(80)との間の第1光路(110)、
−照明光学群、これは以下を有する、
−同じ準単色の光源(65)、
−前記筒状シェル(20)内に配置された光ファイバ組(140)、当該光ファイバ組(140)は第3端部(150)と第4端部(160)と第2断面(170)とを有し、前記第3端部(150)は前記近端部(30)に位置し、前記第4端部(160)は前記遠端部(40)に位置する、
−前記準単色光源(65)と前記第3端部(150)との間の第2光路(180)、
−前記遠端部(40)において前記第1断面(100)をカバーする回折素子(210)、
−時空分解能を有するカメラ(190)、
を有し、以下を特徴とする、
−前記少なくとも1つの単一モード光ファイバ(70)と前記光ファイバ組(140)とは外径Dbundleの同じ光ファイバ束(230)内に含まれ、
−前記回折素子(210)は前記第4端部(160)において前記光ファイバ組(140)の前記第2断面(170)を少なくとも部分的にカバーし、
−前記カメラ(190)の前記時空分解能は、当該カメラ(190)が、前記対象領域(200)において前記パターン投影光学群と前記回折素子(210)とによって作り出されたパターン(220)の画像を提供可能で、かつ、均一に照明されて現れる前記照明光学群によって作り出された前記対象領域(200)の二次元画像を提供可能であるように構成されている、装置(10)。 - 前記カメラ(190)は、Acam<2.4Dbundleとなる外径Acamを有する請求項16に記載の装置(10)。
- 前記対象領域(200)は、φに等しい外径を有し、前記カメラ(190)と前記光ファイバ組(140)の第4端部(160)とは、前記対象領域(200)から同じ距離Lに位置し、前記準単色光源(65)はλに等しい中心周波数を有し、そして、前記カメラ(190)は、Nι<2φ/L Dbundle/λとなる、一つの方向に沿った画素数Nιを有する請求項16または17の装置(10)。
- 対象領域(200)の可視化と三次元復元のための方法であって、
−少なくとも1つの単一モード光ファイバ(70)の第1断面(100)を介して準単色光を前記対象領域(200)に送る工程と、
−第2断面(170)を有する光ファイバ組(140)を介して前記対象領域(200)に光を送る工程と、
−時空分解能を有するカメラ(190)を使用して前記対象領域(200)の画像を取得する工程と、
を有し、以下の特徴、即ち、
−前記少なくとも1つの単一モード光ファイバ(70)と前記光ファイバ組(140)とは外径Dbundleの同じ光ファイバ束(230)内に含まれ、
−前記回折素子(210)は前記光ファイバ組(140)の前記第2断面(170)を少なくとも部分的にカバーし、そして
−前記カメラ(190)の前記時空分解能は、当該カメラ(190)が、前記対象領域(200)において前記単一モード光ファイバ(70)と前記回折素子(210)とから出る光によって作り出されたパターン(220)の画像を提供可能で、かつ、均一に照明されて現れる前記光ファイバ組(140)から出る光によって作り出された前記対象領域(200)の二次元画像を提供可能である、方法。 - 前記光ファイバ束(230)を含む筒状シェル(20)に接続された外科器具を提供する工程を有する請求項19に記載の方法。
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