JP3109821B2 - Optical tomographic image observation device - Google Patents
Optical tomographic image observation deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被検体の対象部位の断層像を観察するため
の光断層像観察装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical tomographic image observation apparatus for observing a tomographic image of a target portion of a subject.
［従来の技術と発明が解決しようとする課題］ 従来、非接触的，無侵襲的に生体の断層像を得る手段
としては、Ｘ線CTや、MRIや、超音波診断装置等があっ
た。また、生体内部を観察したり処置したりする手段と
して内視鏡が広く用いられている。この内視鏡等を用い
た処置（手術）の際には、生体内部の情報を知ることが
重要な場合がある。しかしながら、Ｘ線の使用は、放射
線被爆の問題や生体機能の画像化が困難という問題点あ
る。また、MRIでは、処置具等の金属の物質が関心領域
にあると断層像が得られず、更に、生体に印加される強
磁場のために処置具等の磁性体に大きな力が加わるた
め、手術との併用ができない。また、超音波診断装置で
は、超音波振動子を生体に接触させるか、水等の超音波
伝達媒体で超音波振動子と生体組織の間を満たす必要が
あり、手術が不便であり、また、前記超音波伝達媒体を
配置する手間がかかるという問題点がある。[Prior Art and Problems to be Solved by the Invention] Conventionally, means for obtaining a tomographic image of a living body in a non-contact and non-invasive manner include an X-ray CT, an MRI, an ultrasonic diagnostic apparatus, and the like. Also, endoscopes are widely used as means for observing and treating the inside of a living body. At the time of treatment (surgery) using an endoscope or the like, it may be important to know information inside a living body. However, the use of X-rays has the problems of radiation exposure and the difficulty of imaging biological functions. In addition, in MRI, a tomographic image cannot be obtained when a metal substance such as a treatment tool is in a region of interest, and a large force is applied to a magnetic body such as a treatment tool due to a strong magnetic field applied to a living body. Cannot be used with surgery. Further, in the ultrasonic diagnostic apparatus, it is necessary to bring the ultrasonic transducer into contact with the living body or to fill the space between the ultrasonic transducer and the living tissue with an ultrasonic transmission medium such as water, and the operation is inconvenient. There is a problem that it takes time to arrange the ultrasonic transmission medium.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、非
接触的，無侵襲的に生体の断層像を得ることができ、且
つ、処置との併用が可能な光断層像観察装置を提供する
ことを目的としている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an optical tomographic image observation apparatus which can obtain a tomographic image of a living body in a non-contact and non-invasive manner and can be used together with a treatment. It is intended to be.
［課題を解決するための手段］ 本発明による第１の光断層像観察装置は、被検体の対
象部位の光学像を得る対物光学系と、前記対象部位に断
層像観察用の光を照射する照射手段と、前記照射手段に
よる光の照射位置を変更して前記対象部位を走査する走
査手段と、前記照射手段によって照射され、前記対象部
位の内部を経由した光を前記対物光学系を介して検出す
る検出手段と、この検出手段の出力信号を処理し、前記
対象部位の断層像を構成する信号処理手段と、前記対物
光学系から得られる光学像と、前記信号処理手段から構
成される断層像と、この断層像を得るための走査範囲で
ある光断層関心領域とを表示する表示手段と、を備えた
ことを特徴とする。[Means for Solving the Problems] A first optical tomographic image observation apparatus according to the present invention irradiates an objective optical system for obtaining an optical image of a target portion of a subject, and irradiates the target portion with light for tomographic image observation. Irradiating means, scanning means for changing the irradiation position of light by the irradiating means to scan the target portion, and light irradiated by the irradiating means and passing through the inside of the target portion via the objective optical system Detecting means for detecting, signal processing means for processing an output signal of the detecting means to form a tomographic image of the target site, an optical image obtained from the objective optical system, and a tomographic image comprising the signal processing means Display means for displaying an image and an optical tomographic region of interest which is a scanning range for obtaining the tomographic image.
また、本発明による第２の光断層像観察装置は、被検
体の対象部位の光学像を得る対物光学系と、前記対象部
位の断層像観察用の光を前記対物光学系の後方まで導光
する光ファイバーと、前記対物光学系の後方に配設さ
れ、前記光ファイバーから出射した前記断層観察用の光
を前記対物光学系と入射させるためのビームスプリッタ
と、前記光ファイバーと前記ビームスプリッタとの間に
配設され、照射する光の照射位置を変更して前記対象部
位を走査する走査手段と、前記対象部位に照射されてそ
の内部を経由し、前記対物光学系、前記ビームスプリッ
タ、前記走査手段及び前記光ファイバーを通過した戻り
光を検出する検出手段と、この検出手段の出力信号を処
理し、前記対象部位の断層像を構成する信号処理手段
と、を備えたことを特徴とする。Further, a second optical tomographic image observation apparatus according to the present invention includes an objective optical system that obtains an optical image of a target portion of a subject, and guides light for tomographic image observation of the target portion to the rear of the objective optical system. An optical fiber to be provided, disposed behind the objective optical system, a beam splitter for allowing the tomographic observation light emitted from the optical fiber to enter the objective optical system, and between the optical fiber and the beam splitter. Arranged, scanning means for scanning the target portion by changing the irradiation position of the light to be irradiated, and irradiating the target portion and passing through the inside, the objective optical system, the beam splitter, the scanning means and Detecting means for detecting return light passing through the optical fiber, and signal processing means for processing an output signal of the detecting means and forming a tomographic image of the target site. To.
また、本発明による第３の光断層像観察装置は、上記
第１または第２の光断層像観察装置において、前記光学
像の専用光路中に前記断層像の光を減衰するフィルタを
配置したことを特徴とする。In the third optical tomographic image observation apparatus according to the present invention, in the first or second optical tomographic image observation apparatus, a filter for attenuating light of the tomographic image is arranged in a dedicated optical path of the optical image. It is characterized by.
また、本発明による第４の光断層像観察装置は、上記
第１または第２の光断層像観察装置において、前記光学
像の専用光路中に前記断層像の光を遮断するシャッター
を配置したことを特徴とする。Also, in the fourth optical tomographic image observation apparatus according to the present invention, in the first or second optical tomographic image observation apparatus, a shutter for blocking light of the tomographic image is arranged in a dedicated optical path of the optical image. It is characterized by.
［作用］ 本発明では、例えば生体に対する処置の際には、対物
光学系によって対象部位の光学像を得る。更に、照射手
段によって対象部位に断層像観察用の光を照射し、走査
手段によって前記光の位置を変更して対象部位を走査
し、検出手段によって対象部位の内部を経由した光を、
前記対物光学系を介して検出し、信号処理手段によって
前記検出手段の出力信号を処理することにより、対象部
位の断層像を得る。[Operation] In the present invention, for example, at the time of treatment on a living body, an optical image of a target site is obtained by an objective optical system. Further, the target part is irradiated with light for tomographic image observation by the irradiation part, the position of the light is changed by the scanning part to scan the target part, and the light passing through the inside of the target part by the detection part,
Detection is performed through the objective optical system, and an output signal of the detection unit is processed by a signal processing unit, thereby obtaining a tomographic image of a target portion.
［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第
１図は手術用観察システムの構成を示す説明図、第２図
は光断層像観察装置の構成を示す説明図、第３図はモニ
タの表示例を示す説明図、第４図は光断層像観察装置の
動作を説明するための波形図である。1 to 4 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is an explanatory view showing a configuration of a surgical observation system, FIG. 2 is an explanatory view showing a configuration of an optical tomographic image observation apparatus, FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a display example of a monitor, and FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the optical tomographic image observation apparatus.
本実施例は、手術用顕微鏡と光断層像観察装置とを組
み合わせた例である。This embodiment is an example in which a surgical microscope and an optical tomographic image observation device are combined.
第１図に示すように、手術用観察システムは、手術用
顕微鏡１と、この手術用顕微鏡１と組み合わされた光断
層像観察装置10とを備えている。前記手術用顕微鏡１
は、顕微鏡本体２と、この顕微鏡本体２を移動可能に支
持するアーム３とを備えている。前記顕微鏡本体２は、
双眼タイプであり、２つの対物部4R,4Lと、各対物部4R,
4Lに対応する２つの接眼部5R,5Lと、図示しない落射照
明装置とを備えている。各対物部4R,4Lには、それぞれ
対物レンズ6R,6Lが設けられ、各接眼部5R,5Lには、それ
ぞれ図示しない接眼レンズが設けられている。また、前
記接眼部5R,5Lには、テレビカメラ７が着脱自在に接続
されるようになっている。As shown in FIG. 1, the operation observation system includes an operation microscope 1 and an optical tomographic image observation apparatus 10 combined with the operation microscope 1. The surgical microscope 1
Includes a microscope main body 2 and an arm 3 that movably supports the microscope main body 2. The microscope main body 2 includes:
Binocular type, two objective parts 4R, 4L, and each objective part 4R,
It includes two eyepieces 5R and 5L corresponding to 4L and an epi-illumination device (not shown). The objectives 4R and 4L are provided with objective lenses 6R and 6L, respectively, and the eyepieces 5R and 5L are provided with eyepieces (not shown). A television camera 7 is detachably connected to the eyepieces 5R and 5L.
一方、光断層像観察装置10は、前記顕微鏡本体２の対
物部4R,4L間に設けられた走査部11と、この走査部11に
対して光ファイバ12を介して接続された制御装置13と、
この制御装置13に接続された画像処理装置14と、この画
像処理装置14に接続されたモニタ15とを備えている。前
記画像処理装置14には、前記テレビカメラ７からの映像
信号も入力されるようになっている。On the other hand, the optical tomographic image observation apparatus 10 includes a scanning unit 11 provided between the objective units 4R and 4L of the microscope main body 2, and a control device 13 connected to the scanning unit 11 via an optical fiber 12. ,
An image processing device 14 is connected to the control device 13, and a monitor 15 is connected to the image processing device 14. A video signal from the television camera 7 is also input to the image processing device 14.
第２図に示すように、前記制御装置13は、断層像観察
のためのパルスレーザ光を出射するパルスレーザ21を備
え、このパルスレーザ21から出射された光は、レンズ2
2,ビームスプリッタ23及びビームスプリッタ24を透過
し、レンズ25で集光されて、光ファイバ12の基端面に入
射するようになっている。この光は、前記光ファイバ12
を経て、走査部11に導かれ、この走査部11から、処置の
対象部位である生体組織17に照射されるようになってい
る。この生体組織17の内部で反射された戻り光は、前記
光ファイバ12によって前記制御装置13に導かれるように
なっている。この戻り光は、光ファイバ12の基端から出
射され、レンズ25を通り、ビームスプリッタ24で反射さ
れて、ハーフミラー26を透過し、非線形光学結晶として
のKDP27に入射するようになっている。一方、パルスレ
ーザ21から出射され、前記ビームスプリッタ23で反射し
たパルス光は、２つのミラー28a,28bを有する遅延ミラ
ー部28を経て、ミラー29で反射され、前記ハーフミラー
26で反射されて、参照光として前記KDP27に入射するよ
うになっている。前記KDP27は、生体組織17からの戻り
光と前記参照光とを入力することにより、第２高調波を
発生する。この第２高調波は、この第２高調波のみを通
すフィルタ31を通過して光電子増倍管32で検出されるよ
うになっている。また、前記遅延ミラー部28は、モータ
34によって駆動される移動装置33によって移動され、前
記参照光の光路長が変化するようになっている。前記KD
P27が発生する第２高調波の強度は、前記戻り光と参照
光をそれぞれ時間の関数とした場合の戻り光と参照光の
積の積分値に比例する。従って、前記遅延ミラー部28を
駆動して参照光の光路長を変えることにより、光電子増
倍管32によって、生体組織17内部からの戻り光の任意の
時間成分の強度を検出することができる。このようにし
て、生体組織17内部からの戻り光の時間分解波形を検出
することができる。また、制御装置13内には、前記パル
スレーザ21及びモータ34を制御する制御回路36が設けら
れている。As shown in FIG. 2, the control device 13 includes a pulse laser 21 for emitting a pulse laser beam for observing a tomographic image.
2. The light passes through the beam splitter 23 and the beam splitter 24, is collected by the lens 25, and is incident on the base end face of the optical fiber 12. This light is transmitted through the optical fiber 12
After that, the light is guided to the scanning unit 11, and the scanning unit 11 irradiates a living tissue 17 which is a target portion of the treatment. The return light reflected inside the living tissue 17 is guided to the control device 13 by the optical fiber 12. This return light is emitted from the base end of the optical fiber 12, passes through the lens 25, is reflected by the beam splitter 24, passes through the half mirror 26, and enters the KDP 27 as a nonlinear optical crystal. On the other hand, the pulse light emitted from the pulse laser 21 and reflected by the beam splitter 23 passes through a delay mirror section 28 having two mirrors 28a and 28b, is reflected by a mirror 29, and is reflected by the half mirror.
The light is reflected at 26 and enters the KDP 27 as reference light. The KDP 27 generates a second harmonic by inputting the return light from the living tissue 17 and the reference light. The second harmonic passes through a filter 31 that passes only the second harmonic, and is detected by a photomultiplier tube 32. Further, the delay mirror unit 28 includes a motor
Moved by a moving device 33 driven by 34, the optical path length of the reference light changes. The KD
The intensity of the second harmonic generated by P27 is proportional to the integral value of the product of the return light and the reference light when the return light and the reference light are each a function of time. Accordingly, by driving the delay mirror unit 28 to change the optical path length of the reference light, the intensity of an arbitrary time component of the return light from inside the living tissue 17 can be detected by the photomultiplier tube 32. In this manner, the time-resolved waveform of the return light from inside the living tissue 17 can be detected. In the control device 13, a control circuit 36 for controlling the pulse laser 21 and the motor 34 is provided.
前記走査部11は、前記光ファイバ12の先端面に対向
し、光ファイバ12の光軸上に配置されたレンズ41及び走
査ミラー42を備えている。前記走査ミラー42は、回転軸
43に固定され、この回転軸43は、ギアボックス44を介し
て、モータ45の出力軸に連結されている。前記ギアボッ
クス44及びモータ45は、支持部材46によって支持され、
この支持部材46は、前記回転軸43と直交するように配置
された回転軸47に固定されている。この回転軸47は、ギ
アボックス48を介して、モータ49の出力軸に連結されて
いる。このような構成により、モータ45,49を回転させ
ることにより、走査ミラー42を２方向に回転駆動するこ
とができ、これにより、走査ミラー42で反射されて生体
組織17に照射される光の位置を２次元的に走査すること
ができるようになっている。尚、前記モータ45,49は、
制御装置13内の制御回路36によって制御されるようにな
っている。The scanning unit 11 includes a lens 41 and a scanning mirror 42, which are disposed on the optical axis of the optical fiber 12 so as to face the distal end surface of the optical fiber 12. The scanning mirror 42 has a rotating shaft
The rotation shaft 43 is fixed to the output shaft of a motor 45 via a gear box 44. The gear box 44 and the motor 45 are supported by a support member 46,
The support member 46 is fixed to a rotation shaft 47 arranged orthogonal to the rotation shaft 43. The rotating shaft 47 is connected to an output shaft of a motor 49 via a gear box 48. With such a configuration, by rotating the motors 45 and 49, the scanning mirror 42 can be driven to rotate in two directions, whereby the position of the light reflected by the scanning mirror 42 and applied to the living tissue 17 is adjusted. Can be scanned two-dimensionally. The motors 45 and 49 are
It is controlled by a control circuit 36 in the control device 13.
また、前記画像処理装置14は、前記光電子増倍管32の
出力信号を増幅するロックインアンプ51と、このロック
インアンプ51の出力信号をA/D変換するA/Dコンバータ52
と、このA/Dコンバータ52の出力信号を入力するコンピ
ュータ53と、このコンピュータ53の出力信号をD/A変換
するD/Aコンバータ54と、前記テレビカメラ７の出力信
号を映像信号処理する映像信号処理回路56と、前記D/A
コンバータ54の出力信号と前記映像信号処理回路56の出
力信号とを合成するスーパーインポーズ回路55とを備え
ている。そして、前記スーパーインポーズ回路55の出力
信号がモニタ15に入力されるようになっている。尚、前
記コンピュータ53には、制御装置13内の制御回路36から
の走査位置の情報が入力されるようになっている。Further, the image processing device 14 includes a lock-in amplifier 51 for amplifying an output signal of the photomultiplier tube 32, and an A / D converter 52 for A / D converting the output signal of the lock-in amplifier 51.
A computer 53 for inputting an output signal of the A / D converter 52, a D / A converter 54 for D / A converting the output signal of the computer 53, and a video for processing the output signal of the television camera 7 as a video signal. A signal processing circuit 56, and the D / A
A superimposing circuit 55 for synthesizing an output signal of the converter 54 and an output signal of the video signal processing circuit 56 is provided. The output signal of the superimpose circuit 55 is input to the monitor 15. It should be noted that information on the scanning position is input to the computer 53 from the control circuit 36 in the control device 13.
次に、第３図及び第４図を参照して、本実施例の作用
について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
本実施例の手術用観察システムを利用して手術を行う
場合は、手術用顕微鏡１にて処置の対象部位の生体組織
17の光学像を観察しながら行う。この手術の際に、特
に、生体組織17の内部の情報を知りたい場合には、光断
層像観察装置10を用いる。すなわち、制御装置13内のパ
ルスレーザ21から第４図（ａ）に示すようなパルス光を
出射させ、このパルス光を、レンズ22,ビームスプリッ
タ23,24及びレンズ25を通して、光ファイバ12に入射さ
せる。このパルス光は、光ファイバ12によって走査部11
に導かれ、レンズ41を通り、走査ミラー42で反射されて
生体組織17に照射される。この光は、生体組織17の内部
の屈折率の異なる境界面で一部が反射され、第４図
（ｂ）に示すような戻り光が、前記走査部11に入射す
る。この戻り光は、走査ミラー42で反射され、レンズ41
を通り、光ファイバ12に入射し、この光ファイバ12によ
って制御装置13に導かれる。この戻り光は、レンズ25,
ビームスプリッタ24,ハーフミラー26を経て、KDP27に入
射する。また、パルスレーザ21から出射され、ビームス
プリッタ23で反射したパルス光は、遅延ミラー部28,ミ
ラー29,ハーフミラー26を経て前記KDP27に入射する。前
記KDP27で発生した第２高調波は、フィルタ31を通り、
光電子増倍管32で検出される。このとき、前記遅延ミラ
ー部28を移動させて参照光の光路長を変えることによ
り、前記戻り光の任意の時間成分の強度を検出すること
ができる。例えば、第４図（ｃ），（ｅ）のようなタイ
ミングの参照光を用いると、それぞれ、第４図（ｄ），
（ｆ）に示すように、各参照光のタイミングにおける戻
り光の時間成分に対応した強度の第２高調波がKDP27か
ら発生される。前記光電子増倍管32の出力信号は、アン
プ51,A/Dコンバータ52を経て、コンピュータ53に取り込
まれ、戻り光の時間分解波形、すなわち、生体組織27の
深さに対する戻り光の強度分布が求められる。When performing surgery using the surgical observation system of the present embodiment, the living tissue at the target site of the treatment is operated with the surgical microscope 1.
This is performed while observing 17 optical images. At the time of this operation, the optical tomographic image observation apparatus 10 is used particularly when it is desired to know information inside the living tissue 17. That is, a pulse light as shown in FIG. 4A is emitted from the pulse laser 21 in the control device 13, and this pulse light is incident on the optical fiber 12 through the lens 22, the beam splitters 23 and 24 and the lens 25. Let it. This pulsed light is transmitted by the optical fiber 12 to the scanning unit 11.
Then, the light passes through the lens 41, is reflected by the scanning mirror 42, and is irradiated on the living tissue 17. This light is partially reflected at a boundary surface having a different refractive index inside the living tissue 17, and return light as shown in FIG. 4 (b) enters the scanning unit 11. This return light is reflected by the scanning mirror 42 and the lens 41
And enters the optical fiber 12, and is guided to the control device 13 by the optical fiber 12. This return light is transmitted through the lens 25,
The light enters the KDP 27 via a beam splitter 24 and a half mirror 26. The pulse light emitted from the pulse laser 21 and reflected by the beam splitter 23 enters the KDP 27 via the delay mirror 28, the mirror 29, and the half mirror 26. The second harmonic generated by the KDP 27 passes through the filter 31,
It is detected by the photomultiplier tube 32. At this time, by moving the delay mirror unit 28 to change the optical path length of the reference light, the intensity of an arbitrary time component of the return light can be detected. For example, when reference light beams having timings as shown in FIGS. 4 (c) and (e) are used, FIGS.
As shown in (f), a second harmonic having an intensity corresponding to the time component of the return light at the timing of each reference light is generated from the KDP 27. The output signal of the photomultiplier tube 32 is taken into the computer 53 via the amplifier 51 and the A / D converter 52, and the time-resolved waveform of the return light, that is, the intensity distribution of the return light with respect to the depth of the living tissue 27 is obtained. Desired.
以上の動作を、走査部11内の走査ミラー42を移動させ
て生体組織17を２次元的に走査して、繰り返し行い、各
位置での戻り光の強度分布を求める。そして、コンピュ
ータ53により、各位置での戻り光の強度分布を用いて、
生体組織17内の光断層像を構成し、デジタルの映像信号
として出力する。この映像信号は、D/Aコンバータ54を
経て、スーパーインポーズ回路55に入力される。The above operation is repeated by moving the scanning mirror 42 in the scanning unit 11 to scan the living tissue 17 two-dimensionally, and the intensity distribution of the return light at each position is obtained. Then, by the computer 53, using the intensity distribution of the return light at each position,
An optical tomographic image of the living tissue 17 is formed and output as a digital video signal. This video signal is input to the superimpose circuit 55 via the D / A converter 54.
また、手術用顕微鏡１の5R,5Lに取り付けられたテレ
ビカメラ７によって、生体組織17の表面の光学像を撮像
する。このテレビカメラ17の出力信号は、映像信号処理
回路56で処理され、この映像信号処理回路56から前記光
学像の映像信号が出力される。Further, an optical image of the surface of the living tissue 17 is taken by the television camera 7 attached to the 5R, 5L of the surgical microscope 1. The output signal of the television camera 17 is processed by a video signal processing circuit 56, and the video signal processing circuit 56 outputs a video signal of the optical image.
前記スーパーインポーズ回路55は、前記D/Aコンバー
タ54からの断層像の映像信号と映像信号処理回路56から
の光学像の映像信号とを合成し、モニタ15に出力する。
従って、このモニタ15には、例えば、第３図に示すよう
に、手術用顕微鏡１によって得られた生体組織17の表面
の光学像61と、生体組織17内部の断層像62とが表示され
る。尚、第３図に示すように、前記光学像61上に、前記
断層像62を得るための走査範囲である光断層関心領域63
を表示しても良い。また、第３図では、断層像を立体的
に表示した例を示しているが、断層像を２次元的に表示
しても良い。The superimposing circuit 55 combines the video signal of the tomographic image from the D / A converter 54 with the video signal of the optical image from the video signal processing circuit 56, and outputs the resultant to the monitor 15.
Therefore, on the monitor 15, for example, as shown in FIG. 3, an optical image 61 of the surface of the living tissue 17 obtained by the operating microscope 1 and a tomographic image 62 inside the living tissue 17 are displayed. . As shown in FIG. 3, on the optical image 61, an optical tomographic region of interest 63 which is a scanning range for obtaining the tomographic image 62.
May be displayed. FIG. 3 shows an example in which the tomographic image is displayed in a three-dimensional manner, but the tomographic image may be displayed in a two-dimensional manner.
このように本実施例によれば、非接触的，無侵襲的に
生体の断層像を得ることができ、且つ、処置との併用が
可能となる。As described above, according to the present embodiment, a tomographic image of a living body can be obtained in a non-contact and non-invasive manner, and can be used in combination with a treatment.
第５図及び第６図は本発明の第２実施例に係り、第５
図は手術用観察システムの構成を示す説明図、第６図は
ラパロスコープの構成を示す説明図である。5 and 6 relate to a second embodiment of the present invention.
The figure is an explanatory diagram showing the configuration of the surgical observation system, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing the configuration of the laparoscope.
本実施例は、腹部内部の観察，処置用の硬性内視鏡で
あるラパロスコープと光断層像観察装置とを組み合わせ
た例である。The present embodiment is an example in which a raparoscope, which is a rigid endoscope for observing and treating the inside of the abdomen, is combined with an optical tomographic image observation apparatus.
第５図に示すように、手術用観察システムは、ラパロ
スコープ71と、このラパロスコープ71に接続される光断
層装置90と、この光断層装置90に接続されるモニタ15と
を備えている。As shown in FIG. 5, the surgical observation system includes a raparoscope 71, an optical tomographic apparatus 90 connected to the raparoscope 71, and a monitor 15 connected to the optical tomographic apparatus 90.
前記ラパロスコープ71は、硬性で細長の挿入部72と、
この挿入部72の後端に設けられた接眼部73と、前記挿入
部72の後端側の側部に設けられた折れ止め部74と、この
折れ止め部74から延設されたケーブル部75とを備え、こ
のケーブル部75の端部が光断層装置90に接続されるよう
になっている。前記挿入部72は、体腔壁76に穿刺された
トラカール外套管77を通して、先端側が体腔内に導入さ
れるようになっている。The laparoscope 71 has a rigid and elongated insertion portion 72,
An eyepiece 73 provided at the rear end of the insertion portion 72, a buckling portion 74 provided at a side portion on the rear end side of the insertion portion 72, and a cable portion extending from the buckling portion 74. 75, and the end of the cable section 75 is connected to the optical tomography apparatus 90. The distal end of the insertion section 72 is introduced into the body cavity through a trocar mantle 77 punctured in the body cavity wall 76.
第６図に示すように、前記挿入部72の先端部内には対
物レンズ78が設けられ、接眼部73内には接眼レンズ79が
設けられ、挿入部72内には、前記対物レンズ78によって
結像された被写体像を接眼レンズ79に伝達するリレーレ
ンズ系80が設けられている。また、第５図に示すよう
に、前記挿入部72内には、前記リレーレンズ系80の外周
側に、ライトガイド81が設けられている。尚、第６図で
は、前記ライトガイド81の図示を省略している。このラ
イトガイド81の基部側は、折れ止め部74及びケーブル部
75内を挿通され、前記光断層装置90に接続されている。
そして、この光断層装置90内に設けられた図示しない光
源装置から出射された照明光が、前記ライトガイド81を
経て、挿入部72の先端部から観察部位に照射されるよう
になっている。そして、この照明光によって照明された
観察部位の光学像は、対物レンズ78によって結像され、
リレーレンズ系80によって接眼部73に伝達され、この接
眼部73から観察されるようになっている。As shown in FIG. 6, an objective lens 78 is provided in the distal end portion of the insertion section 72, an eyepiece 79 is provided in the eyepiece section 73, and the objective lens 78 is provided in the insertion section 72. A relay lens system 80 for transmitting the formed subject image to the eyepiece 79 is provided. As shown in FIG. 5, a light guide 81 is provided in the insertion section 72 on the outer peripheral side of the relay lens system 80. In FIG. 6, illustration of the light guide 81 is omitted. The base side of the light guide 81 includes a buckling prevention section 74 and a cable section.
75 and is connected to the optical tomography apparatus 90.
Then, illumination light emitted from a light source device (not shown) provided in the optical tomography apparatus 90 is applied to the observation site from the distal end of the insertion section 72 via the light guide 81. The optical image of the observation site illuminated by this illumination light is formed by the objective lens 78,
The light is transmitted to the eyepiece 73 by the relay lens system 80, and is observed from the eyepiece 73.
第６図に示すように、本実施例では、リレーレンズ系
80内の折れ止め部74に対応する位置に、ビームスプリッ
タ83が設けられている。また、リレーレンズ系80の後端
と接眼レンズ79との間に、断層像観察のためのレーザ光
の波長領域をカットするフィルタ84が設けられている。
また、折れ止め部74内には、駆動装置85によって直交す
る２方向に移動されるガルバノミラー86と、反射プリズ
ム87と、レンズ88と、光ファイバ12の一端部とが、同一
光軸上に配設されている。As shown in FIG. 6, in this embodiment, a relay lens system
A beam splitter 83 is provided at a position corresponding to the fold-preventing portion 74 in 80. Further, a filter 84 for cutting a wavelength region of a laser beam for tomographic image observation is provided between a rear end of the relay lens system 80 and the eyepiece 79.
Further, in the breaking prevention part 74, a galvanometer mirror 86, a reflecting prism 87, a lens 88, and one end of the optical fiber 12 which are moved in two directions orthogonal to each other by a driving device 85 are arranged on the same optical axis. It is arranged.
前記光断層装置90の構成は、前述の光源装置を有する
ことの他は、第２図に示す制御装置13と画像処理装置14
とを合わせたものと略同様である。ただし、この光断層
装置90には、第１実施例におけるスーパーインポーズ回
路55及び映像信号処理回路56はなく、D/Aコンバータ54
の出力信号が直接モニタ15に入力されるようになってい
る。また、前記駆動装置85は、制御回路36によって制御
されるようになっている。The configuration of the optical tomography device 90 is the same as that of the control device 13 and the image processing device 14 shown in FIG.
This is substantially the same as the combination of However, this optical tomography apparatus 90 does not include the superimpose circuit 55 and the video signal processing circuit 56 in the first embodiment, and the D / A converter 54
Is directly input to the monitor 15. The driving device 85 is controlled by the control circuit 36.
次に、本実施例の作用について説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described.
本実施例の手術用観察システムを利用して手術を行う
場合は、第５図に示すように、体腔壁76に穿刺されたト
ラカール外套管77を通して、ラパロスコープ71の挿入部
72を体腔内に導入する共に、他のトラカール外套管77を
通して、手術用の処置具91も体腔内に導入する。そし
て、ラパロスコープ71の接眼部73からの通常の観察下
で、処置具91を用いて、例えば臓器92の患部に対する処
置を行う。この手術の際に、特に、患部の内部の情報を
知りたい場合には、第１実施例と同様に、光断層装置90
内のパルスレーザ21からパルス光を出射させる。このパ
ルス光は光ファイバ12及びレンズ88を通り、反射プリズ
ム87及びガルバノミラー86で反射され、ビームスプリッ
タ83で反射され、リレーレンズ系80及び対物レンズ78を
通って患部に照射される。このとき、ガルバノミラー86
を駆動することにより、患部に照射されるパルス光の位
置が変り、患部が走査される。尚、第５図中符号93は、
患部におけるパルス光の走査範囲を示す。患部の内部で
反射された戻り光は、対物レンズ78,リレーレンズ系80
を通り、ビームスプリッタ83で反射され、ガルバノミラ
ー86,反射プリズム87,レンズ88及び光ファイバ12を経
て、光断層装置90に導かれる。そして、この光断層装置
90において、第１実施例と同様の処理が行われ、患部の
光断層像がモニタ15に表示される。When performing surgery using the surgical observation system of the present embodiment, as shown in FIG. 5, the insertion portion of the raparoscope 71 is inserted through a trocar mantle 77 punctured in the body cavity wall 76.
While introducing 72 into the body cavity, a surgical treatment tool 91 is also introduced into the body cavity through another trocar mantle tube 77. Then, under normal observation from the eyepiece 73 of the laparoscope 71, for example, a treatment is performed on the affected part of the organ 92 using the treatment tool 91. At the time of this operation, in particular, when it is desired to know information inside the affected part, similarly to the first embodiment, the optical tomography apparatus 90 is used.
The pulse light is emitted from the pulse laser 21 inside. The pulsed light passes through the optical fiber 12 and the lens 88, is reflected by the reflection prism 87 and the galvanomirror 86, is reflected by the beam splitter 83, and is irradiated on the affected part through the relay lens system 80 and the objective lens 78. At this time, galvanomirror 86
, The position of the pulse light applied to the affected part changes, and the affected part is scanned. Incidentally, reference numeral 93 in FIG.
4 shows a scanning range of a pulse light in an affected part. The return light reflected inside the affected part is reflected by the objective lens 78 and the relay lens system 80.
Then, the light is reflected by the beam splitter 83, and is guided to the optical tomography apparatus 90 via the galvanomirror 86, the reflection prism 87, the lens 88, and the optical fiber 12. And this optical tomography device
At 90, the same processing as in the first embodiment is performed, and an optical tomographic image of the affected part is displayed on the monitor 15.
この断層像観察用のパルス光としては、例えば近赤外
レーザ光を用い、この場合には、ラパロスコープ71に設
けるフィルタ84を近赤外カットフィルタとする。これに
より、断層像観察時においても、通常の光学像を観察す
ることができる。尚、前記フィルタ84の代りに、シャッ
タを設け、断層像観察時には、このシャッタを閉じるよ
うにしても良い。As the pulse light for tomographic image observation, for example, near-infrared laser light is used. In this case, the filter 84 provided in the raparoscope 71 is a near-infrared cut filter. Thus, a normal optical image can be observed even when observing a tomographic image. Note that a shutter may be provided in place of the filter 84, and the shutter may be closed at the time of tomographic image observation.
その他の構成，作用及び効果は第１実施例と同様であ
る。Other configurations, operations and effects are the same as those of the first embodiment.
尚、本発明は上記各実施例に限定されず、例えば、被
検体の対象部位に照射する光はパルス光に限らず、変調
された光等も良い。The present invention is not limited to the above embodiments. For example, the light applied to the target portion of the subject is not limited to pulsed light, but may be modulated light.
また、光断層像の観察は、対象部位を透過した光を用
いて行っても良い。The observation of the optical tomographic image may be performed using light transmitted through the target portion.
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、被検体の対象部
位の光学像を得る手段と共に、前記対象部位の光断層像
を得る手段を設けたので、生体に対する処置の際に、非
接触的，無侵襲的に、処置の対象部位の断層像を得るこ
とができるという効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a means for obtaining an optical image of a target site of a subject and a means for obtaining an optical tomographic image of the target site are provided. There is an effect that a tomographic image of a treatment target site can be obtained in a non-contact and non-invasive manner.
第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は手術用観察システムの構成を示す説明図、第２図は
光断層像観察装置の構成を示す説明図、第３図はモニタ
の表示例を示す説明図、第４図は光断層像観察装置の動
作を説明するための波形図、第５図及び第６図は本発明
の第２実施例に係り、第５図は手術用観察システムの構
成を示す説明図、第６図はラパロスコープの構成を示す
説明図である。 １……手術用顕微鏡、10……光断層像観察装置 11……走査部、12……光ファイバ 13……制御装置、14……画像処理装置 15……モニタFIGS. 1 to 4 relate to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the surgical observation system, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the optical tomographic image observation apparatus, FIG. 3 is an explanatory diagram showing a display example on a monitor, and FIG. 5 and 6 relate to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is an explanatory view showing the configuration of a surgical observation system, and FIG. 6 is a raparoscope. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Operating microscope, 10 ... Optical tomographic image observation device 11 ... Scanning part, 12 ... Optical fiber 13 ... Control device, 14 ... Image processing device 15 ... Monitor
フロントページの続き (72)発明者 高山 修一 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 中村 一郎 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 中村 一成 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 布施 栄一 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 高橋 進 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 小坂 芳広 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 鈴木 博雅 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−77743（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−26555（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−85417（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−45045（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 10/00 A61B 1/00 - 1/04 Continuing on the front page (72) Inventor Shuichi Takayama 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo O-Limpus Optics Industry Co., Ltd. (72) Inventor Ichiro Nakamura 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo O-limpus Optics Within Kogyo Co., Ltd. (72) Inventor Kazunari Nakamura 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo O-limpus Optical Co., Ltd. (72) Eiichi Fuse 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo O-limpus Optical Industry Co., Ltd. (72) Inventor Susumu Takahashi 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo O-limpus Optical Industry Co., Ltd. (72) Inventor Yoshihiro Kosaka 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo O-limpus Inside Optical Industry Co., Ltd. (72) Inventor Hiromasa Suzuki 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Company Limited (56) References JP-A-60-77743 (JP, A) JP-A-63 -26555 (JP, A) JP-A-63-85417 (JP, A) Flat 2-45045 (JP, A) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) A61B 10/00 A61B 1/00 - 1/04
Claims (4)
系と、 前記対象部位に断層像観察用の光を照射する照射手段
と、 前記照射手段による光の照射位置を変更して前記対象部
位を走査する走査手段と、 前記照射手段によって照射され、前記対象部位の内部を
経由した光を前記対物光学系を介して検出する検出手段
と、 この検出手段の出力信号を処理し、前記対象部位の断層
像を構成する信号処理手段と、 前記対物光学系から得られる光学像と、前記信号処理手
段から構成される断層像と、この断層像を得るための走
査範囲である光断層関心領域とを表示する表示手段と、 を備えたことを特徴とする光断層像観察装置。1. An objective optical system for obtaining an optical image of a target portion of a subject, irradiating means for irradiating the target portion with light for tomographic image observation, and changing an irradiation position of the light by the irradiating device. Scanning means for scanning a target portion; detecting means for detecting light emitted by the irradiation means and passing through the inside of the target portion via the objective optical system; processing an output signal of the detection means; Signal processing means for forming a tomographic image of a target portion; an optical image obtained from the objective optical system; a tomographic image formed from the signal processing means; and an optical tomographic image which is a scanning range for obtaining the tomographic image. An optical tomographic image observation apparatus, comprising: display means for displaying an area.
系と、 前記対象部位の断層像観察用の光を前記対物光学系の後
方まで導光する光ファイバーと、 前記対物光学系の後方に配設され、前記光ファイバーか
ら出射した前記断層観察用の光を前記対物光学系と入射
させるためのビームスプリッタと、 前記光ファイバーと前記ビームスプリッタとの間に配設
され、照射する光の照射位置を変更して前記対象部位を
走査する走査手段と、 前記対象部位に照射されてその内部を経由し、前記対物
光学系、前記ビームスプリッタ、前記走査手段及び前記
光ファイバーを通過した戻り光を検出する検出手段と、 この検出手段の出力信号を処理し、前記対象部位の断層
像を構成する信号処理手段と、 を備えたことを特徴とする光断層像観察装置。2. An objective optical system for obtaining an optical image of a target portion of a subject, an optical fiber for guiding light for observing a tomographic image of the target portion to a position behind the objective optical system, and a position behind the objective optical system. A beam splitter for causing the tomographic observation light emitted from the optical fiber to enter the objective optical system; and an irradiation position of the light to be irradiated, which is disposed between the optical fiber and the beam splitter. Scanning means for scanning the target portion by changing the target portion, and detecting return light that has passed through the objective optical system, the beam splitter, the scanning portion, and the optical fiber through the inside of the target portion while being irradiated therewith. An optical tomographic image observation apparatus, comprising: a detecting unit; and a signal processing unit configured to process an output signal of the detecting unit to form a tomographic image of the target portion.
を減衰するフィルタを配置したことを特徴とする請求項
１または２に記載の光断層像観察装置。3. The optical tomographic image observation apparatus according to claim 1, wherein a filter for attenuating the light of the tomographic image is arranged in a dedicated optical path of the optical image.
を遮断するシャッターを配置したことを特徴とする請求
項１または２に記載の光断層像観察装置。4. The optical tomographic image observation apparatus according to claim 1, wherein a shutter for blocking light of the tomographic image is arranged in a dedicated optical path of the optical image.
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