JPH1172431A - Optical tomographic imaging apparatus - Google Patents
Optical tomographic imaging apparatusInfo
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- JPH1172431A JPH1172431A JP9232999A JP23299997A JPH1172431A JP H1172431 A JPH1172431 A JP H1172431A JP 9232999 A JP9232999 A JP 9232999A JP 23299997 A JP23299997 A JP 23299997A JP H1172431 A JPH1172431 A JP H1172431A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は光断層イメージング
装置、更に詳しくは患部に対する低干渉性光の２次元走
査部分に特徴のある光断層イメージング装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical tomographic imaging apparatus, and more particularly to an optical tomographic imaging apparatus having a characteristic feature in a two-dimensional scanning portion of low-coherence light for an affected part.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、生体組織を診断する場合、その組
織の表面状態の光学的情報を得るイメージング装置の他
に、組織内部の光学的情報を得ることのできる光ＣＴ装
置が提案されている。2. Description of the Related Art In recent years, when diagnosing a living tissue, an optical CT device capable of obtaining optical information inside the tissue has been proposed in addition to an imaging device for obtaining optical information on the surface state of the tissue. .
【０００３】一方、最近になって、低干渉性光を用いて
被検体に対する断層像を得る干渉型ＯＣＴ（オプティカ
ル・コヒーレンス・トモグラフィ）が例えばＳｃｉｅｎ
ｃｅ Ｖｏｌ．２５４、１１７８（１９９１）に提案さ
れている。On the other hand, recently, an interference type OCT (optical coherence tomography) for obtaining a tomographic image of a subject using low-coherence light is, for example, Scien.
ce Vol. 254, 1178 (1991).
【０００４】この干渉型ＯＣＴでは、低干渉性の光源と
しての超高輝度発光ダイオード（以下、ＳＬＤと略記）
は例えば可干渉距離が１７μｍ程度で８３０ｎｍの波長
の光を発生し、この光は第１のシングルモード光ファイ
バの一方の端面から入射し、他方の端面（先端面）側に
伝送され、先端面からサンプル側に出射される。In this interference type OCT, an ultra-bright light emitting diode (hereinafter abbreviated as SLD) as a light source having low coherence is used.
Generates, for example, light having a coherence length of about 17 μm and a wavelength of 830 nm, this light enters from one end face of the first single mode optical fiber, is transmitted to the other end face (tip face), and is transmitted to the other end face. From the sample side.
【０００５】第１のシングルモード光ファイバは、途中
のカップラで第２のシングルモード光ファイバと光学的
に結合されている。従って、このカップラ部分で２つに
分岐されて伝送される。第１のシングルモード光ファイ
バの（カップラより）先端側は、圧電素子に巻回され発
振器から駆動信号が印加され、第１のシングルモード光
ファイバを振動させることにより伝送される光を変調す
る変調器を形成している。[0005] The first single-mode optical fiber is optically coupled to the second single-mode optical fiber at an intermediate coupler. Therefore, the signal is branched and transmitted at the coupler portion. The tip side (from the coupler) of the first single mode optical fiber is wound around a piezoelectric element, a drive signal is applied from an oscillator, and a modulation is performed to modulate light transmitted by vibrating the first single mode optical fiber. Forming a bowl.
【０００６】変調された光は、２次元走査を行う２次元
走査手段を介して、第１のシングルモード光ファイバの
先端面からサンプル側に出射される。サンプル側で反射
された光は、第１のシングルモード光ファイバの先端面
に入射され、さらにカップラで第２のシングルモード光
ファイバに移り、検出器で検出される。[0006] The modulated light is emitted from the distal end face of the first single mode optical fiber to the sample side via two-dimensional scanning means for performing two-dimensional scanning. The light reflected on the sample side is incident on the distal end face of the first single mode optical fiber, and is transferred to the second single mode optical fiber by the coupler, and is detected by the detector.
【０００７】この検出器には、第２のシングルモード光
ファイバの先端面からミラーで反射されたＳＬＤの光、
つまり参照光も入射される。ミラーは光路長を変化させ
る方向に移動され、サンプル側で反射された光の光路長
とミラーで反射された光路長と殆ど等しい光が干渉す
る。[0007] The detector includes SLD light reflected by a mirror from the distal end face of the second single mode optical fiber,
That is, the reference light is also incident. The mirror is moved in a direction that changes the optical path length, and light that is almost equal to the optical path length of the light reflected on the sample side and the optical path length reflected by the mirror interferes.
【０００８】検出器の出力は、復調器で復調されて干渉
した光の信号が抽出され、デジタル信号に変換された
後、信号処理され断層像に対応した画像データが生成さ
れ、モニタにて表示される。[0008] The output of the detector is demodulated by a demodulator, a signal of the interfering light is extracted, converted into a digital signal, and then subjected to signal processing to generate image data corresponding to a tomographic image and displayed on a monitor. Is done.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例において、低干渉性光をサンプルに照射し２次
元走査を行う場合、２次元走査手段を例えばモータ等の
駆動手段によりミラー等を回転駆動し低干渉性光をサン
プルに対して２次元走査しているため、例えばサンプル
を体腔内の患部とした場合、体腔内に挿入するプローブ
内に２次元走査手段を配置するとプローブの径が太くな
るといった問題や、分解能を高めるために２次元走査手
段の機構が複雑になりプローブ内に配置することができ
ないといった問題がある。However, in the conventional example described above, when two-dimensional scanning is performed by irradiating the sample with low-coherence light, the two-dimensional scanning means is driven to rotate a mirror or the like by a driving means such as a motor. Since the sample is two-dimensionally scanned with the low coherence light, for example, when the sample is a diseased part in a body cavity, if the two-dimensional scanning means is arranged in a probe inserted into the body cavity, the diameter of the probe becomes large. And that the mechanism of the two-dimensional scanning means is complicated to increase the resolution and cannot be arranged in the probe.
【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、体腔内に挿入するプローブの細径化を図ると共
に、高分解能の光断層像を得ることのできる光断層イメ
ージング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 imaging apparatus capable of reducing the diameter of a probe inserted into a body cavity and obtaining a high-resolution optical tomographic image. It is intended to be.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の光断層イメージ
ング装置は、被検体内に挿通可能な細長な挿入部と、低
干渉光を発生する光源と、前記挿入部に挿通され、前記
挿入部の先端側の端面から前記被検体に前記低干渉光を
出射すると共に、前記被検体より反射された反射光を検
出するための１つのシングルモードファイバからなる導
光手段と、前記シングルモードファイバより出射した前
記低干渉光を前記被検体に対し走査するため、前記挿入
部の先端側に配置されたシリコン基板上に形成された少
なくとも１つ以上の光走査手段と、前記シングルモード
ファイバより出射した前記低干渉光を前記被検体に集光
し、また、前記被検体からの反射光を検出するため、前
記挿入部の先端側に配置された少なくとも１つ以上のレ
ンズと、前記シングルモードファイバで検出した前記被
検体からの前記反射光と前記光源より生成した基準光と
を干渉させる干渉手段と、前記干渉手段による干渉成分
を電気信号に変換して検出する干渉光検出手段と、前記
基準光側の光路長を変化させる光路長変化手段と、前記
電気信号に対する信号処理を行い、少なくとも前記被検
体の深部方向の断層像を構築する信号処理手段とを備え
て構成され、前記挿入部の先端側に配置されたシリコン
基板上に形成された少なくとも１つ以上の前記光走査手
段により、前記シングルモードファイバより出射した前
記低干渉光を前記被検体に対し走査することで、体腔内
に挿入するプローブの細径化を図ると共に、高分解能の
光断層像を得ることを可能とする。According to the present invention, there is provided an optical tomographic imaging apparatus comprising: an elongated insertion portion that can be inserted into a subject; a light source that generates low-interference light; an insertion portion that is inserted through the insertion portion; The low-coherence light is emitted from the end surface on the tip side of the subject to the subject, and the light guiding means including one single-mode fiber for detecting the reflected light reflected from the subject, and the single-mode fiber In order to scan the emitted low interference light with respect to the subject, at least one or more optical scanning means formed on a silicon substrate disposed on the distal end side of the insertion portion and emitted from the single mode fiber At least one lens disposed on the distal end side of the insertion portion, for condensing the low-interference light on the subject and detecting reflected light from the subject; Interference means for causing interference between the reflected light from the subject detected by the multimode fiber and reference light generated from the light source, interference light detection means for converting an interference component by the interference means into an electric signal and detecting the interference light, An optical path length changing unit that changes an optical path length on the reference light side, and a signal processing unit that performs signal processing on the electric signal and constructs at least a tomographic image in a deep part direction of the subject; By scanning the subject with the low-interference light emitted from the single-mode fiber by at least one or more of the optical scanning means formed on the silicon substrate disposed on the tip side of the body, the body cavity In addition to reducing the diameter of the probe to be inserted into the probe, it is possible to obtain a high-resolution optical tomographic image.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について述べる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１３】第１の実施の形態：図１ないし図３は本発
明の第１の実施の形態に係わり、図１は光断層イメージ
ング装置の構成を示す構成図、図２は図１の光走査プロ
ーブの先端部内の構成を示す構成図、図３は図２の光走
査プローブの先端部内に設けられたスキャニング装置の
構成を示す構成図である。First Embodiment FIGS. 1 to 3 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an optical tomographic imaging apparatus, and FIG. 2 is an optical scanning device shown in FIG. FIG. 3 is a configuration diagram showing the configuration inside the distal end portion of the probe, and FIG. 3 is a configuration diagram showing the configuration of the scanning device provided inside the distal end portion of the optical scanning probe of FIG.
【００１４】（構成）図１に示すように、本実施の形態
の光断層イメージング装置１は、生体内に挿入され患部
２の光断層信号を得る細長で可撓性を有する光走査プロ
ーブ３と、光断層イメージングを行うために低干渉性の
光を発生して光走査プローブ３側に導光し患部２側から
の反射光を測定光として参照光と干渉させて検出するた
めの光断層像信号検出装置４と、この光断層像信号検出
装置４により検出された干渉信号に対する信号処理等を
行う信号処理装置６と、信号処理装置６から出力される
映像信号を表示するモニタ７とからなり、このモニタ７
には低干渉性の光による光断層像が表示されるようにな
っている。(Structure) As shown in FIG. 1, an optical tomographic imaging apparatus 1 according to the present embodiment comprises an elongated and flexible optical scanning probe 3 which is inserted into a living body and obtains an optical tomographic signal of an affected part 2. An optical tomographic image for generating light with low coherence for optical tomographic imaging, guiding the light to the optical scanning probe 3 side, and interfering with the reference light as reflected light from the affected part 2 as measurement light for detection It comprises a signal detection device 4, a signal processing device 6 for performing signal processing and the like on an interference signal detected by the optical tomographic image signal detection device 4, and a monitor 7 for displaying a video signal output from the signal processing device 6. , This monitor 7
, An optical tomographic image by low-coherence light is displayed.
【００１５】光断層像信号検出装置４内には、低干渉性
光を発生する光源としての超高輝度発光ダイオード（以
下、ＳＬＤと略記）を備えた低干渉性光源１１が配置さ
れている。この低干渉性光源１１のＳＬＤは、例えば８
３０ｎｍの波長で例えば可干渉距離が数１０μｍ程度の
低干渉性光を発生する。なお、ＳＬＤの波長は８３０ｎ
ｍの他に１３００ｎｍの波長を使用してもよい。In the optical tomographic image signal detector 4, a low coherence light source 11 having an ultra-high brightness light emitting diode (hereinafter abbreviated as SLD) as a light source for generating low coherence light is arranged. The SLD of the low coherence light source 11 is, for example, 8
At a wavelength of 30 nm, low coherent light having a coherence length of about several tens of μm is generated. The wavelength of the SLD is 830n
In addition to m, a wavelength of 1300 nm may be used.
【００１６】そして、図示はしないが、この低干渉性光
は低干渉性光源１１内のレンズ、偏光子等を経て所定の
偏波面の直線偏光の光にされ、さらに光変調器を介して
５〜２０ＫＨｚの周波数で変調された後、第１のシング
ルモード光ファイバ１２ａの一方の端面（以下、基端面
と記す）から入射し、他方の端面（以下、先端面と記
す）側に伝送される。Although not shown, the low coherence light is converted into linearly polarized light having a predetermined polarization plane through a lens, a polarizer, and the like in the low coherence light source 11, and further converted into a light having a predetermined polarization plane through an optical modulator. After being modulated at a frequency of about 20 KHz, the light enters from one end face (hereinafter referred to as a base end face) of the first single mode optical fiber 12a and is transmitted to the other end face (hereinafter referred to as a distal end face) side. .
【００１７】この光ファイバ１２ａは、途中のＰＡＮＤ
Ａカップラ１３で第２のシングルモード光ファイバ１２
ｂと光学的に結合されている。従って、低干渉性光源１
１のＳＬＤが発生した低干渉性光は、ＰＡＮＤＡカップ
ラ１３部分で２つに分岐されて伝送される。The optical fiber 12a is connected to a PAND on the way.
The second single mode optical fiber 12 is
b and is optically coupled. Therefore, the low coherence light source 1
The low coherence light generated by one SLD is split into two at the PANDA coupler 13 and transmitted.
【００１８】光ファイバ１２ａは、光走査プローブ３に
挿通されており、光走査プローブ３の先端部内に配置さ
れた光ファイバ１２ａの先端面より患部２に低干渉性光
が照射される。また、ＰＡＮＤＡカップラ１３より分岐
した低干渉性光は、光ファイバ１２ｂを伝送し、光ファ
イバ１２ｂの先端面よりレンズ１４を介してミラー１５
に照射されて反射される。The optical fiber 12a is penetrated by the optical scanning probe 3, and low-coherence light is applied to the diseased part 2 from the distal end surface of the optical fiber 12a disposed in the distal end of the optical scanning probe 3. Further, the low coherence light branched from the PANDA coupler 13 is transmitted through the optical fiber 12b, and is transmitted from the distal end surface of the optical fiber 12b via the lens 14 to the mirror 15 through the mirror 15.
And is reflected.
【００１９】患部２からの低干渉性光の戻り光は、再び
光ファイバ１２ａを伝送し、ＰＡＮＤＡカップラ１３に
より光ファイバ１２ｂの基端面側に伝送され、光検出器
１６に出力される。このとき、光検出器１６には、ミラ
ー１５により反射されレンズ１４を介し光ファイバ１２
ｂ内を伝送してきた低干渉性光も参照光として出力され
る。The return light of the low coherence light from the affected part 2 is transmitted through the optical fiber 12a again, transmitted to the base end face side of the optical fiber 12b by the PANDA coupler 13, and output to the photodetector 16. At this time, the optical fiber 12 reflected by the mirror 15 via the lens 14
The low coherence light transmitted inside b is also output as reference light.
【００２０】ここで、ミラー１５は、アクチュエータ１
７により光軸方向に進退可能になっており、患部２に対
する光断層像を得る場合には、アクチュエータ１７のミ
ラー１５の進退駆動により、ミラー１５で反射され光検
出器１６に入射されるまでの前記の参照光の光路長が、
光ファイバ１２ａを経て患部２側から戻った低干渉性光
の光路長に殆ど等しくなるように設定される。Here, the mirror 15 is connected to the actuator 1
When the optical tomographic image of the diseased part 2 is obtained by the drive of the mirror 15 by the actuator 17, the light is reflected by the mirror 15 and is incident on the photodetector 16. The optical path length of the reference light,
It is set to be almost equal to the optical path length of the low coherence light returned from the affected part 2 via the optical fiber 12a.
【００２１】つまり、ミラー１５の位置を変化させて参
照光側の光路長を変えることにより、この参照光側の光
路長と等しくなる測定光側の光路長は患部２の深さ方向
に変化する。そしてこれら光路長が殆ど等しい２つの低
干渉性光が干渉し、光検出器１６で検出される。That is, by changing the position of the mirror 15 to change the optical path length on the reference light side, the optical path length on the measurement light side, which is equal to the optical path length on the reference light side, changes in the depth direction of the affected part 2. . Then, the two low coherent lights having almost the same optical path length interfere with each other and are detected by the photodetector 16.
【００２２】なお、光ファイバ１２ｂの先端面とＰＡＮ
ＤＡカップラ１３との間には、光ファイバ１２ａによる
患部２側に至る光路長をほぼ補償するための巻回された
補償リング１８が設けてある。It should be noted that the distal end face of the optical fiber 12b is
A wound compensation ring 18 is provided between the DA coupler 13 for substantially compensating an optical path length of the optical fiber 12a reaching the affected part 2 side.
【００２３】上記光検出器１６で光電変換された信号
は、アンプ２１により増幅された後、信号処理装置６内
の復調器２２の図示しないロックインアンプ等に、参照
信号としての低干渉性光源１１の光変調器（図示せず）
の駆動信号またはこれと同一位相の信号と共に入力され
る。そして、光検出器１６からの信号における、参照信
号と同一周波数の信号成分が抽出され、さらに検波増幅
される。The signal photoelectrically converted by the photodetector 16 is amplified by an amplifier 21 and then supplied to a lock-in amplifier (not shown) of a demodulator 22 in the signal processing device 6 by a low coherence light source as a reference signal. 11 optical modulators (not shown)
, Or a signal having the same phase as the drive signal. Then, a signal component having the same frequency as the reference signal in the signal from the photodetector 16 is extracted and further detected and amplified.
【００２４】復調器２２からの検波信号は、Ａ／Ｄ変換
器２３によりデジタル信号に変換され、各種信号処理を
行いモニタ７に低干渉性光による光断層像を表示するコ
ンピュータ部２４に入力される。The detection signal from the demodulator 22 is converted into a digital signal by an A / D converter 23, and is input to a computer unit 24 which performs various signal processings and displays an optical tomographic image by the low coherence light on the monitor 7. You.
【００２５】なお、コンピュータ部２４は、アクチュエ
ータ１７及び光走査プローブ３の後述する走査手段を駆
動制御する制御装置２５を制御することで、低干渉性光
を患部２に対して３次元走査するようになっている。The computer section 24 controls the actuator 17 and a control device 25 for driving and controlling the scanning means of the optical scanning probe 3 to be described later, so that the affected area 2 can be three-dimensionally scanned with the low coherence light. It has become.
【００２６】図２に示すように、シース３０に覆われた
光走査プローブ３の先端部内には、走査手段としてのス
キャニング装置３１が配置されており、このスキャニン
グ装置３１は、図３に示すように、半導体製造技術によ
り製造された例えば文献“Micromashined scanning con
focal optical microscope”OPTICS LETTERS Vol.21.No
10.May,1996に示される微小共焦点顕微鏡と同様な構成
であり、シリコン基板３２、シリコンスペーサ３３、光
ウインドウ板３４から構成されている。As shown in FIG. 2, a scanning device 31 as a scanning means is disposed in the distal end portion of the optical scanning probe 3 covered with the sheath 30, and the scanning device 31 is arranged as shown in FIG. In addition, for example, the document “Micromashined scanning con
focal optical microscope ”OPTICS LETTERS Vol.21.No
10. The configuration is similar to that of the micro-confocal microscope shown in May, 1996, and includes a silicon substrate 32, a silicon spacer 33, and an optical window plate.
【００２７】すなわち、図２に戻り、スキャニング装置
３１を構成するシリコンスペーサ３３には、光ファイバ
１２ａの先端面、ＧＲＩＮ（グラディアットインデック
ス）レンズ３５、第１及び第２のアルミ蒸着ミラー３６
ａ、３６ｂが配置されており、光ファイバ１２ａの先端
面からの低干渉性光がＧＲＩＮレンズ３５を介して第１
のアルミ蒸着ミラー３６ａで反射され、シリコン基板３
２に設けられている第１のスキャニングミラー３７ａで
反射される。第１のスキャニングミラー３７ａで反射さ
れた低干渉性光は、第２のアルミ蒸着ミラー３６ｂで反
射された後、シリコン基板３２に設けられている第２の
スキャニングミラー３７ｂで反射されて、光ウインドウ
板３４に設けられた窓部３８を介して患部２（図示せ
ず）に照射される。That is, returning to FIG. 2, the silicon spacer 33 constituting the scanning device 31 includes a tip end surface of the optical fiber 12a, a GRIN (gradient index) lens 35, and first and second aluminum deposition mirrors 36.
a and 36b are arranged, and the low coherence light from the distal end face of the optical fiber 12a is transmitted to the first through the GRIN lens 35.
Of the silicon substrate 3
The light is reflected by the first scanning mirror 37a provided on the second scanning mirror 37a. The low coherence light reflected by the first scanning mirror 37a is reflected by a second aluminum deposition mirror 36b, and then reflected by a second scanning mirror 37b provided on the silicon substrate 32 to form an optical window. The diseased part 2 (not shown) is irradiated through a window 38 provided in the plate 34.
【００２８】ここで、光ファイバ１２ａはシングルモー
ド光ファイバであるのでピンホールの役割となり、また
ＧＲＩＮレンズ３５の作用により、焦点位置の患部２か
らの戻り光のみが光ファイバ１２ａの先端面に戻る。Here, since the optical fiber 12a is a single mode optical fiber, it functions as a pinhole, and only the return light from the affected part 2 at the focal position returns to the distal end surface of the optical fiber 12a by the action of the GRIN lens 35. .
【００２９】図３に示すように、シリコン基板３２に設
けられている第１及び第２のスキャニングミラー３７
ａ、３７ｂは、低干渉性光の焦点を患部２に対して走査
するために向きが可変の可変ミラーであって、それぞれ
がヒンジ部３９ａ、３９ｂによって支持されている。こ
のヒンジ部３９ａ、３９ｂは、図中に示す互いに直交し
たＸ軸及びＹ軸をそれぞれの回転軸として静電気力によ
って回転可動に構成されている。なお、この静電気力
は、前記の制御装置２５により制御される。As shown in FIG. 3, first and second scanning mirrors 37 provided on a silicon substrate 32 are provided.
Reference numerals a and 37b denote variable mirrors whose directions are variable in order to scan the focal point of the low coherence light with respect to the affected part 2, and are supported by hinge portions 39a and 39b, respectively. The hinge portions 39a and 39b are configured to be rotatable by electrostatic force with the X axis and the Y axis orthogonal to each other shown in the drawing as their respective rotation axes. This electrostatic force is controlled by the control device 25 described above.
【００３０】（作用）次に、このように構成された本実
施の形態の光断層イメージング装置１の作用について説
明する。(Operation) Next, the operation of the thus configured optical tomographic imaging apparatus 1 of the present embodiment will be described.
【００３１】本実施の形態の光断層イメージング装置１
では、光断層像信号検出装置４に接続された光走査プロ
ーブ３が生体内に挿入され患部２近傍に光走査プローブ
３の先端部を位置させる。Optical tomographic imaging apparatus 1 of the present embodiment
Then, the optical scanning probe 3 connected to the optical tomographic image signal detecting device 4 is inserted into the living body, and the tip of the optical scanning probe 3 is positioned near the affected part 2.
【００３２】そして、光断層像信号検出装置４の低干渉
性光源１１から５〜２０ＫＨｚの周波数のパルス光に変
調された低干渉性光が光ファイバ１２ａの基端面に供給
され、ＰＡＮＤＡカップラ１３により光ファイバ１２ａ
及び光ファイバ１２ｂの先端面に伝送される。Then, the low coherence light modulated to the pulse light of the frequency of 5 to 20 KHz is supplied from the low coherence light source 11 of the optical tomographic image signal detecting device 4 to the base end face of the optical fiber 12a, and the PANDA coupler 13 Optical fiber 12a
And transmitted to the end face of the optical fiber 12b.
【００３３】光ファイバ１２ａの先端面より出射した低
干渉性光は、光走査プローブ３の先端部内のスキャニン
グ装置３１により、図２に示すＸ−Ｙ平面上で２次元走
査される。The low coherence light emitted from the distal end face of the optical fiber 12a is two-dimensionally scanned on the XY plane shown in FIG. 2 by the scanning device 31 in the distal end of the optical scanning probe 3.
【００３４】つまり、光ファイバ１２ａの先端面から出
射した低干渉性光は、ＧＲＩＮレンズ３５を介して第１
のアルミ蒸着ミラー３６ａで反射され、シリコン基板３
２に設けられている第１のスキャニングミラー３７ａで
反射され、さらに第１のスキャニングミラー３７ａで反
射された低干渉性光は、第２のアルミ蒸着ミラー３６ｂ
で反射された後、シリコン基板３２に設けられている第
２のスキャニングミラー３７ｂで反射されて、光ウイン
ドウ板３４に設けられた窓部３８を介して患部２に照射
される。このとき、制御装置２５の制御により第１及び
第２のスキャニングミラー３７ａ、３７ｂがヒンジ部３
９ａ、３９ｂを軸として静電気力によって回転制御され
２次元走査される。なお、スキャニング装置３１による
低干渉性光の走査の分解能は、約１０μｍ程度である。That is, the low coherence light emitted from the tip end surface of the optical fiber 12a passes through the GRIN lens 35 to the first
Of the silicon substrate 3
The low coherent light reflected by the first scanning mirror 37a provided in the second scanning mirror 37a and further reflected by the first scanning mirror 37a is converted into a second aluminum vapor deposition mirror 36b.
Then, the light is reflected by the second scanning mirror 37b provided on the silicon substrate 32, and is irradiated on the affected part 2 through the window 38 provided on the optical window plate 34. At this time, the first and second scanning mirrors 37a, 37b are controlled by the control
The rotation is controlled by electrostatic force about the axes 9a and 39b, and two-dimensional scanning is performed. Note that the resolution of scanning of the low coherence light by the scanning device 31 is about 10 μm.
【００３５】一方、光ファイバ１２ｂの先端面より出射
した低干渉性光は、アクチュエータ１７により光軸方向
に進退可能なミラー１５により反射され、ミラー１５を
アクチュエータ１７により光軸方向に進退させることに
より、光ファイバ１２ａの先端面より出射した低干渉性
光が図２に示すＺ軸方向（患部２の深部方向）に走査さ
れる。On the other hand, the low coherence light emitted from the end face of the optical fiber 12b is reflected by a mirror 15 which can move forward and backward in the optical axis direction by the actuator 17, and the mirror 15 is moved forward and backward by the actuator 17 in the optical axis direction. The low coherence light emitted from the distal end surface of the optical fiber 12a is scanned in the Z-axis direction (the deep part direction of the affected part 2) shown in FIG.
【００３６】つまり、低干渉性光の物理的性質による光
路長に依存した干渉により、ミラー１５で反射された参
照光が光検出器１６に入射されるまでの光路長と、光フ
ァイバ１２ａを経て患部２のある深さから戻った測定光
が光検出器１６に入射されるまでの光路長とが殆ど等し
くなる場合におけるその深さに対する干渉光が検出さ
れ、従ってアクチュエータ１７により参照光側の光路長
を変化させることにより深さ方向の光断層像生成のため
の干渉光データが得られる。このときの低干渉性光の走
査の分解能は、約１８μｍ程度である。That is, due to the interference depending on the optical path length due to the physical properties of the low coherence light, the optical path length until the reference light reflected by the mirror 15 enters the photodetector 16 and the optical path through the optical fiber 12a. When the measurement light returned from a certain depth of the diseased part 2 is almost equal to the optical path length until it is incident on the photodetector 16, interference light at that depth is detected. By changing the length, interference light data for generating an optical tomographic image in the depth direction can be obtained. At this time, the scanning resolution of the low coherence light is about 18 μm.
【００３７】そして、光検出器１６で光電変換された信
号は、アンプ２１により増幅された後、信号処理装置６
内の復調器２２で参照信号と同一周波数の信号成分が抽
出され、検波増幅されて、Ａ／Ｄ変換器２３によりデジ
タル信号に変換され、コンピュータ部２４で各種信号処
理が行われた後、モニタ７に低干渉性光による３次元光
断層像が表示される。The signal photoelectrically converted by the photodetector 16 is amplified by the amplifier 21 and then amplified by the signal processor 6.
A signal component having the same frequency as that of the reference signal is extracted by a demodulator 22 in the inside, is detected and amplified, is converted into a digital signal by an A / D converter 23, and is subjected to various kinds of signal processing by a computer unit 24. In FIG. 7, a three-dimensional optical tomographic image by the low coherence light is displayed.
【００３８】（効果）このように本実施の形態では、コ
ンピュータ部２４が制御装置２５を介してスキャニング
装置３１及びアクチュエータ１７を駆動制御すること
で、スキャニング装置３１により約１０μｍ程度の分解
能で２次元走査すると共に、アクチュエータ１７により
約１８μｍ程度の分解能で深さ方向に対して走査し３次
元干渉光データを得、この３次元干渉光データをコンピ
ュータ部２４で信号処理することで、高分解能な３次元
光断層像をモニタ７に表示することが可能となる。(Effects) As described above, in the present embodiment, the computer unit 24 controls the driving of the scanning device 31 and the actuator 17 via the control device 25, so that the scanning device 31 performs two-dimensional scanning with a resolution of about 10 μm. In addition to scanning, the actuator 17 scans in the depth direction at a resolution of about 18 μm to obtain three-dimensional interference light data. A two-dimensional optical tomographic image can be displayed on the monitor 7.
【００３９】従って、本実施の形態の光断層イメージン
グ装置１によれば、半導体製造技術によりシリコン基板
上に形成された微小な構造のスキャニング装置３１を、
体腔内に挿入し患部２の光断層データを得る光走査プロ
ーブ３の先端部内に配置しているので、従来の機械的ス
キャニング機構を用いた光断層イメージング装置とは異
なり、光走査プローブ３を細径に構成することができ、
かつ高分解能で３次元走査ができる。Therefore, according to the optical tomographic imaging apparatus 1 of the present embodiment, the scanning device 31 having a minute structure formed on the silicon substrate by the semiconductor manufacturing technology can be used.
Since the optical scanning probe 3 is inserted into the body cavity and is arranged within the distal end of the optical scanning probe 3 for obtaining optical tomographic data of the affected part 2, unlike the optical tomographic imaging apparatus using a conventional mechanical scanning mechanism, the optical scanning probe 3 is thin. Diameter can be configured,
In addition, three-dimensional scanning can be performed with high resolution.
【００４０】第２の実施の形態：図４ないし図６は本発
明の第２の実施の形態に係わり、図４は光走査プローブ
の先端部内の構成を示す構成図、図５は図４のスキャニ
ング装置全体を移動させる圧電アクチュエータの構成を
示す構成図、図６は図４のスキャニング装置の作用を説
明する説明図である。Second Embodiment FIGS. 4 to 6 relate to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a structural diagram showing the structure inside the distal end portion of the optical scanning probe, and FIG. FIG. 6 is a configuration diagram showing a configuration of a piezoelectric actuator that moves the entire scanning device, and FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an operation of the scanning device of FIG.
【００４１】第２の実施の形態は、第１の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。Since the second embodiment is almost the same as the first embodiment, only different points will be described, and the same components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
【００４２】（構成）図４に示すように、第２の実施の
形態の光走査プローブ３の先端部内に配置されるスキャ
ニング装置３１ａは、第１の実施の形態におけるＧＲＩ
Ｎレンズ３５の代わりに窓部３８の位置に極めて高いＮ
Ａで高い集光効率を有するコンフォーカルレンズ５１を
配置して構成される。(Structure) As shown in FIG. 4, the scanning device 31a disposed in the distal end of the optical scanning probe 3 according to the second embodiment is different from the GRI according to the first embodiment.
Instead of the N lens 35, the extremely high N
A is configured by arranging a confocal lens 51 having high light collection efficiency at A.
【００４３】また、図５に示すように、スキャニング装
置３１ａは、例えばバイモルフ型の圧電アクチュエータ
５２によりＺ軸方向に可動に構成され、電圧を印加する
ことによってスキャニング装置３１ａを患部２の方向へ
アクチュエーションする。この圧電アクチュエータ５２
は光走査プローブ３内に接着されており、この圧電アク
チュエータ５２は電気ケーブル５３を介して制御装置２
５へと接続されている。As shown in FIG. 5, the scanning device 31a is configured to be movable in the Z-axis direction by, for example, a bimorph type piezoelectric actuator 52, and activates the scanning device 31a toward the affected part 2 by applying a voltage. To be a tutor. This piezoelectric actuator 52
Is bonded inside the optical scanning probe 3, and the piezoelectric actuator 52 is connected to the control device 2 via an electric cable 53.
5 is connected.
【００４４】その他の構成は第１の実施の形態と同じで
ある。The other structure is the same as that of the first embodiment.
【００４５】（作用）第１の実施の形態と同様に、光断
層像信号検出装置４に接続された光走査プローブ３が生
体内に挿入され、患部２近傍に光走査プローブ３の先端
部を位置させる。このとき、このように構成された本実
施の形態では、図５に示した圧電アクチュエータ５２に
よりスキャニング装置３１ａは患部２の方向へ移動制御
され、スキャニング装置３１ａの患部２に対する走査位
置が調整される。(Operation) As in the first embodiment, the optical scanning probe 3 connected to the optical tomographic image signal detecting device 4 is inserted into the living body, and the distal end of the optical scanning probe 3 is placed near the affected part 2. Position. At this time, in the present embodiment configured as described above, the scanning device 31a is controlled to move toward the affected part 2 by the piezoelectric actuator 52 shown in FIG. 5, and the scanning position of the scanning device 31a with respect to the affected part 2 is adjusted. .
【００４６】その後、第１の実施の形態と同様に、光断
層像信号検出装置４の低干渉性光源１１から５〜２０Ｋ
Ｈｚで変調された低干渉性光が光ファイバ１２ａの基端
面に供給され、ＰＡＮＤＡカップラ１３により光ファイ
バ１２ａ及び光ファイバ１２ｂの先端面に伝送される。
光ファイバ１２ａの先端面から出射した低干渉性光は、
光走査プローブ３の先端部内のスキャニング装置３１に
より２次元走査される。一方、光ファイバ１２ｂの先端
面より出射した低干渉性光は、アクチュエータ１７によ
り光軸方向に進退可能なミラー１５により反射され、ミ
ラー１５をアクチュエータ１７により光軸方向に進退さ
せることにより、光ファイバ１２ａの先端面より出射し
た低干渉性光が患部２の深部方向に走査される。Thereafter, similarly to the first embodiment, the low coherence light source 11 of the optical tomographic image signal detecting device 4 receives 5 to 20 K
The low-interference light modulated at Hz is supplied to the base end face of the optical fiber 12a, and transmitted by the PANDA coupler 13 to the tip end faces of the optical fibers 12a and 12b.
The low coherence light emitted from the end face of the optical fiber 12a is
Two-dimensional scanning is performed by the scanning device 31 in the tip of the optical scanning probe 3. On the other hand, the low-coherence light emitted from the distal end face of the optical fiber 12b is reflected by a mirror 15 which can move forward and backward in the optical axis direction by an actuator 17, and the mirror 15 is moved forward and backward by the actuator 17 in the optical axis direction. The low-coherence light emitted from the distal end surface of 12a is scanned in the depth direction of the affected part 2.
【００４７】このとき、図６に示すように、第１の実施
の形態におけるＧＲＩＮレンズを介した低干渉性光のミ
ラー１５に対する相対信号出力に対して、コンフォーカ
ルレンズ５１の集光効率が乗算され鋭い相対信号出力が
得られる。At this time, as shown in FIG. 6, the relative signal output of the low coherence light to the mirror 15 via the GRIN lens in the first embodiment is multiplied by the light collection efficiency of the confocal lens 51. And a sharp relative signal output is obtained.
【００４８】その他の作用は第１の実施の形態と同じで
ある。Other operations are the same as those of the first embodiment.
【００４９】（効果）つまり、本実施の形態では、第１
の実施の形態の効果に加え、コンフォーカルレンズ５１
の集光効率により図６に示したように、第１の実施の形
態の低干渉性光によるゲート幅が約１８μｍであったの
に対して、本実施の形態の低干渉性光によるゲート幅は
約５μｍとなり、さらに高分解能に患部２の深部方向に
走査することができる。(Effect) That is, in the present embodiment, the first
In addition to the effects of the embodiment, the confocal lens 51
As shown in FIG. 6, the gate width due to the low coherence light of the first embodiment was about 18 μm, whereas the gate width due to the low coherence light according to the present embodiment, as shown in FIG. Is about 5 μm, and it is possible to scan in a deeper direction of the affected part 2 with higher resolution.
【００５０】第３の実施の形態：図７ないし図１１は本
発明の第３の実施の形態に係わり、図７は光断層イメー
ジング装置の構成を示す構成図、図８は図７の光断層イ
メージング装置の第１の変形例の構成を示す構成図、図
９は図７の光断層イメージング装置の第２の変形例の構
成を示す構成図、図１０は図７の光断層イメージング装
置の第３の変形例の構成を示す構成図、図１１は図７の
光断層イメージング装置の第４の変形例の構成を示す構
成図である。Third Embodiment FIGS. 7 to 11 relate to a third embodiment of the present invention, FIG. 7 is a configuration diagram showing a configuration of an optical tomographic imaging apparatus, and FIG. 8 is an optical tomography of FIG. FIG. 9 is a configuration diagram showing a configuration of a first modification of the imaging apparatus, FIG. 9 is a configuration diagram showing a configuration of a second modification of the optical tomography apparatus of FIG. 7, and FIG. FIG. 11 is a configuration diagram showing a configuration of a third modification of the optical tomographic imaging apparatus of FIG. 7, and FIG. 11 is a configuration diagram showing a configuration of a fourth modification of the optical tomographic imaging apparatus of FIG.
【００５１】第３の実施の形態は、第１の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。Since the third embodiment is almost the same as the first embodiment, only different points will be described, and the same components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
【００５２】（構成）図７に示すように、本実施の形態
の光断層像観察装置７０は、光検出器１６、アンプ２
１、低干渉性光源１１、レンズ７２、７３、ハーフミラ
ー７４及び１本のシングルモード光ファイバ７５とを備
え、光ファイバ７５が体腔内に挿入し患部を先端部に内
蔵した図示しないＣＣＤ等の固体撮像素子により撮像し
観察する内視鏡７１内に挿通され配置されている。さら
に、光断層像観察装置７０を構成するハーフミラー７
６、レンズ１４、ミラー１５、アクチュエータ１７及び
スキャニング装置３１が内視鏡７１の先端部内に配置さ
れている。(Structure) As shown in FIG. 7, the optical tomographic image observation apparatus 70 of the present embodiment comprises a photodetector 16, an amplifier 2
1, a low-coherence light source 11, lenses 72 and 73, a half mirror 74, and a single-mode optical fiber 75, such as a CCD (not shown) in which the optical fiber 75 is inserted into the body cavity and the diseased part is built into the distal end portion. It is inserted and arranged in an endoscope 71 for imaging and observing with a solid-state imaging device. Further, the half mirror 7 constituting the optical tomographic image observation device 70
6, the lens 14, the mirror 15, the actuator 17, and the scanning device 31 are arranged in the distal end of the endoscope 71.
【００５３】その他の構成は第１の実施の形態と同じで
ある。The other structure is the same as that of the first embodiment.
【００５４】（作用）第１の実施の形態と同様に、光断
層像観察装置７０に接続された内視鏡７１が生体内に挿
入され、患部２近傍に内視鏡７１の先端部を位置させ
る。(Operation) As in the first embodiment, the endoscope 71 connected to the optical tomographic image observation device 70 is inserted into the living body, and the distal end of the endoscope 71 is positioned near the affected part 2. Let it.
【００５５】そして、光断層像信号検出装置４の低干渉
性光源１１からの低干渉性光がレンズ７２、ハーフミラ
ー７４及びレンズ７３を介して光ファイバ７５の基端面
に供給され、内視鏡７１の先端部内の光ファイバ７５の
先端面に伝送される。Then, the low coherence light from the low coherence light source 11 of the optical tomographic image signal detection device 4 is supplied to the base end face of the optical fiber 75 via the lens 72, the half mirror 74 and the lens 73, and the endoscope is provided. The light is transmitted to the distal end surface of the optical fiber 75 in the distal end portion of the optical fiber 71.
【００５６】内視鏡７１の先端部内において、光ファイ
バ７５の先端面から出射した低干渉性光は、ハーフミラ
ー７６により２つに分岐され、一方の低干渉性光がスキ
ャニング装置３１により患部（図示せず）に対して２次
元走査され、他方の低干渉性光がレンズ１４を介してア
クチュエータ１７により進退可能なミラー１５で反射さ
れる。In the distal end portion of the endoscope 71, the low coherence light emitted from the front end surface of the optical fiber 75 is split into two by the half mirror 76, and one of the low coherence lights is scanned by the scanning device 31. (Not shown) is scanned two-dimensionally, and the other low coherence light is reflected by a mirror 15 which can move forward and backward by an actuator 17 via a lens 14.
【００５７】患部からの低干渉性光の戻り光は、スキャ
ニング装置３１及びハーフミラー７６を介して光ファイ
バ７５の先端面に戻ると共に、ミラー１５からの低干渉
性光の反射光もハーフミラー７６を介して光ファイバ７
５の先端面に戻る。The return light of the low coherent light from the affected part returns to the distal end surface of the optical fiber 75 via the scanning device 31 and the half mirror 76, and the reflected light of the low coherent light from the mirror 15 is also reflected by the half mirror 76. Through the optical fiber 7
Return to the front end surface of No. 5.
【００５８】このとき第１の実施の形態と同様に、ミラ
ー１５をアクチュエータ１７により光軸方向に進退させ
ることにより、患部に対して出射した低干渉性光が患部
の深部方向に走査される。At this time, as in the first embodiment, by moving the mirror 15 in the optical axis direction by the actuator 17, the low coherent light emitted to the affected part is scanned in the deep part of the affected part.
【００５９】その他の作用は第１の実施の形態と同じで
ある。The other operations are the same as in the first embodiment.
【００６０】（効果）このように本実施の形態では、第
１の実施の形態の効果に加え、内視鏡７１内に光断層像
観察装置７０の一部、つまり、光ファイバ７５、ハーフ
ミラー７６、レンズ１４、ミラー１５、アクチュエータ
１７及びスキャニング装置３１を配置しているので、内
視鏡の径を変えることなく、内視鏡７１による観察によ
り患部に正確かつ容易に低干渉性光を照射させることが
可能となる。(Effects) As described above, in the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, a part of the optical tomographic image observation device 70, that is, the optical fiber 75 and the half mirror are provided in the endoscope 71. Since the lens 76, the lens 14, the mirror 15, the actuator 17, and the scanning device 31 are arranged, the affected area can be accurately and easily irradiated with low-interference light by observation with the endoscope 71 without changing the diameter of the endoscope. It is possible to do.
【００６１】また、低干渉性光を伝送するシングルモー
ド光ファイバを１本のシングルモード光ファイバ７５に
より行っているため、ファイバの曲げによる低干渉性光
の変化を防止することができる。Further, since the single mode optical fiber for transmitting the low coherence light is formed by one single mode optical fiber 75, the change of the low coherence light due to the bending of the fiber can be prevented.
【００６２】なお、本実施の形態では、図７に示したよ
うに光検出器１６を内視鏡７１の外部に配置した構成と
しているが、これに限らず、図８に示すように、本実施
の形態の第１の変形例の光断層像観察装置７０ａとし
て、光検出器１６を内視鏡７１の先端部内に配置しハー
フミラー７６を介して低干渉性光を検出するように構成
してもよい。また、図９に示すように、本実施の形態の
第２の変形例の光断層像観察装置７０ｂとして、光検出
器１６だけでなく低干渉性光源１１も内視鏡７１の先端
部内に配置して構成してもよい。In this embodiment, the photodetector 16 is arranged outside the endoscope 71 as shown in FIG. 7, but the present invention is not limited to this. As shown in FIG. As an optical tomographic image observation apparatus 70a according to a first modification of the embodiment, the photodetector 16 is arranged in the distal end portion of the endoscope 71 and configured to detect low coherent light via the half mirror 76. You may. As shown in FIG. 9, as the optical tomographic image observation device 70b of the second modification of the present embodiment, not only the photodetector 16 but also the low coherence light source 11 are disposed in the distal end of the endoscope 71. You may comprise.
【００６３】さらに、図１０に示すように、第３の変形
例の光断層像観察装置７０ｃとして、ＣＣＤ等の撮像素
子を有しない光学式内視鏡８１のイメージガイドを構成
する光ファイババンドル８２の入射面に低干渉性光源１
１からの低干渉性光をスキャニング装置３１により照射
し、光ファイババンドル８２の各光ファイバに対して２
次元走査し、スキャニング装置３１により２次元走査さ
れた低干渉性光を光ファイババンドル８２の各光ファイ
バにより内視鏡８１の先端に伝送し、内視鏡８１の先端
内で、ハーフミラー８３により２つに分岐し、一方の低
干渉性光を患部２に照射し、他方の低干渉性光を反射ミ
ラー８４によりレンズ１４を介してアクチュエータ１７
により進退可能なミラー１５に照射するように構成して
もよい。Further, as shown in FIG. 10, an optical fiber bundle 82 constituting an image guide of an optical endoscope 81 having no image pickup device such as a CCD as an optical tomographic image observation device 70c of a third modification. Low coherence light source 1
The scanning device 31 irradiates the low-coherence light from No. 1 with the scanning light, and applies 2
The low coherence light scanned two-dimensionally by the scanning device 31 is transmitted to the distal end of the endoscope 81 by each optical fiber of the optical fiber bundle 82, and is transmitted to the distal end of the endoscope 81 by the half mirror 83. The light is branched into two, one of which is irradiated with the low coherence light to the affected part 2, and the other of which is low interference light is reflected by the reflecting mirror 84 via the lens 14 through the actuator 17.
May be configured to irradiate the mirror 15 which can move forward and backward.
【００６４】また、図１１に示すように、第４の変形例
の光断層像観察装置７０ｄとして、体腔内に導入するカ
プセル内に構成するようにしてもよい。つまり、光断層
像観察装置７０ｄにおいて、低干渉性光源１１、ハーフ
ミラー９１、レンズ１４、ミラー１５、アクチュエータ
１７、スキャニング装置３１、光検出器１６、アンプ２
１及び制御装置２５をカプセル９２内に設け、さらにア
ンプ２１により増幅された光検出器１６からの信号を変
調する変調器９３と、この変調器９３で変調された信号
を無線にて体外に送信する通信器９４と、通信器９４に
より外部からの信号を受信し受信した信号を復調する復
調器９５と、これら各装置に電力を供給するバッテリ９
６をカプセル９２内に設けることで、光断層像観察装置
７０ｄを構成してもよい。As shown in FIG. 11, an optical tomographic image observation apparatus 70d according to a fourth modification may be configured in a capsule to be introduced into a body cavity. That is, in the optical tomographic image observation device 70d, the low coherence light source 11, the half mirror 91, the lens 14, the mirror 15, the actuator 17, the scanning device 31, the photodetector 16, the amplifier 2
1 and a control device 25 are provided in a capsule 92, and a modulator 93 that modulates the signal from the photodetector 16 amplified by the amplifier 21 and transmits the signal modulated by the modulator 93 to the outside of the body by radio. Communicator 94, a demodulator 95 that receives an external signal by the communicator 94 and demodulates the received signal, and a battery 9 that supplies power to these devices.
By providing 6 in the capsule 92, the optical tomographic image observation apparatus 70d may be configured.
【００６５】この場合、体外に設けられる信号処理装置
６には、光断層像観察装置７０ｃの通信器９４と信号の
送受信が行える第２の通信器９７とこの第２の通信器９
７が送信する信号に対して変調を行う第２の変調器９８
とが設けられ、信号処理装置６では、コンピュータ部２
４からの制御信号が第２の変調器９８により変調され、
第２の通信器９７及び通信器９４を介して光断層像観察
装置７０ｄの復調器９５に送られ、カプセル９２内にお
いて復調器９５により復調された制御信号により制御装
置２５がスキャニング装置３１及びアクチュエータ１７
を制御することで、低干渉性光による光断層イメージを
得る。In this case, the signal processing device 6 provided outside the body includes a second communication device 97 capable of transmitting and receiving signals to and from the communication device 94 of the optical tomographic image observation device 70c, and the second communication device 9
7 modulates the signal transmitted by the second modulator 98
In the signal processing device 6, the computer unit 2
4 is modulated by the second modulator 98,
The control device 25 is sent to the demodulator 95 of the optical tomographic image observation device 70d via the second communication device 97 and the communication device 94 and demodulated by the demodulator 95 in the capsule 92. 17
, An optical tomographic image with low coherence light is obtained.
【００６６】［付記］ （付記項１） 被検体内に挿通可能な細長な挿入部と、
低干渉光を発生する光源と、前記挿入部に挿通され、前
記挿入部の先端側の端面から前記被検体に前記低干渉光
を出射すると共に、前記被検体より反射された反射光を
検出するための１つのシングルモードファイバからなる
導光手段と、前記シングルモードファイバより出射した
前記低干渉光を前記被検体に対し走査するため、前記挿
入部の先端側に配置されたシリコン基板上に形成された
少なくとも１つ以上の光走査手段と、前記シングルモー
ドファイバより出射した前記低干渉光を前記被検体に集
光し、また、前記被検体からの反射光を検出するため、
前記挿入部の先端側に配置された少なくとも１つ以上の
レンズと、前記シングルモードファイバで検出した前記
被検体からの前記反射光と前記光源より生成した基準光
とを干渉させる干渉手段と、前記干渉手段による干渉成
分を電気信号に変換して検出する干渉光検出手段と、前
記基準光側の光路長を変化させる光路長変化手段と、前
記電気信号に対する信号処理を行い、少なくとも前記被
検体の深部方向の断層像を構築する信号処理手段とを備
えたことを特徴とする光断層イメージング装置。[Supplementary note] (Supplementary note 1) An elongated insertion portion that can be inserted into the subject,
A light source that generates low interference light; and a light source that is inserted through the insertion portion and emits the low interference light to the subject from an end surface on the distal end side of the insertion portion, and detects reflected light reflected from the subject. And a light guiding means comprising one single mode fiber for scanning the subject with the low interference light emitted from the single mode fiber, on a silicon substrate disposed on the distal end side of the insertion section. At least one or more optical scanning means, and the low interference light emitted from the single mode fiber is focused on the subject, and, in order to detect reflected light from the subject,
At least one or more lenses disposed on the distal end side of the insertion portion, and interference means for causing the reflected light from the subject detected by the single mode fiber and the reference light generated by the light source to interfere with each other; Interference light detecting means for converting the interference component by the interference means into an electric signal and detecting the same, optical path length changing means for changing the optical path length on the reference light side, and performing signal processing on the electric signal, at least for the subject An optical tomographic imaging apparatus, comprising: signal processing means for constructing a tomographic image in a depth direction.
【００６７】（付記項２） 前記シリコン基板上に形成
された前記光走査手段は、静電気力あるいは磁気力によ
り駆動されることを特徴とする付記項１に記載の光断層
イメージング装置。(Appendix 2) The optical tomographic imaging apparatus according to Appendix 1, wherein the optical scanning means formed on the silicon substrate is driven by electrostatic force or magnetic force.
【００６８】（付記項３） 前記光走査手段は、前記低
干渉光を前記被検体に対し面方向の２次元に走査するめ
の２つの走査手段を有することを特徴とする付記項１に
記載の光断層イメージング装置。(Supplementary note 3) The light scanning means according to supplementary note 1, wherein the optical scanning means has two scanning means for two-dimensionally scanning the object with the low interference light in a plane direction. Optical tomographic imaging device.
【００６９】（付記項４） 前記レンズは、前記シング
ルモードファイバと前記光走査手段との間に配置される
ことを特徴とする付記項１に記載の光断層イメージング
装置。(Appendix 4) The optical tomographic imaging apparatus according to Appendix 1, wherein the lens is disposed between the single mode fiber and the optical scanning means.
【００７０】（付記項５） 前記レンズは、前記光走査
手段と前記被検体との間に配置され、前記レンズからの
焦点位置から前記干渉手段までの光路長と、前記光路長
変化手段から前記干渉手段までの光路長とが一致するこ
とを特徴とする付記項１に記載の光断層イメージング装
置。(Supplementary note 5) The lens is disposed between the optical scanning means and the subject, and the optical path length from the focal position from the lens to the interference means, and the optical path length changing means from the optical path length changing means. 2. The optical tomographic imaging apparatus according to claim 1, wherein an optical path length up to the interference unit matches.
【００７１】（付記項６） 前記レンズと前記光走査手
段及び前記シングルモードファイバは、一体構造となる
光照射部を形成し、前記レンズと前記被検体との距離を
変化させるため、前記光照射部の位置を変化させる変化
手段を有することを特徴とする付記項４に記載の光断層
イメージング装置。(Additional Item 6) The lens, the light scanning means, and the single mode fiber form a light irradiation unit having an integral structure, and the light irradiation unit changes the distance between the lens and the subject. The optical tomographic imaging apparatus according to claim 4, further comprising changing means for changing a position of the section.
【００７２】（付記項７） 前記光路長変化手段は、前
記挿入部の先端部に配置されることを特徴とする付記項
１に記載の光断層イメージング装置。(Additional Item 7) The optical tomographic imaging apparatus according to additional item 1, wherein the optical path length changing means is disposed at a distal end of the insertion section.
【００７３】（付記項８） 前記光路長変化手段は、前
記挿入部の外側に配置されることを特徴とする付記項１
に記載の光断層イメージング装置。(Additional Item 8) The additional item 1 wherein the optical path length changing means is disposed outside the insertion portion.
An optical tomographic imaging apparatus according to claim 1.
【００７４】（付記項９） 被検体内に挿通可能な細長
な挿入部と、低干渉光を発生する光源と、前記挿入部に
挿通され、前記挿入部の先端側の端面から前記被検体に
前記低干渉光を出射すると共に、前記被検体より反射さ
れた反射光を検出するための１つのシングルモードファ
イバからなる導光手段と、前記シングルモードファイバ
より出射した前記低干渉光を前記被検体に対し走査する
ため、前記挿入部の先端側に配置された少なくとも１つ
以上の光走査手段と、前記シングルモードファイバより
出射した前記低干渉光を前記被検体に集光し、また、前
記被検体からの反射光を検出するため、前記挿入部の先
端側に配置された少なくとも１つ以上のレンズと、前記
被検体からの前記反射光と前記光源より生成した基準光
とを干渉させる前記挿入部に配置された干渉手段と、前
記干渉手段による干渉成分を電気信号に変換して検出す
る前記挿入部に配置された干渉光検出手段と、前記基準
光側の光路長を変化させる前記挿入部に配置された光路
長変化手段と、前記電気信号に対する信号処理を行い、
少なくとも前記被検体の深部方向の断層像を構築する信
号処理手段とを備えたことを特徴とする光断層イメージ
ング装置。(Supplementary note 9) An elongated insertion portion that can be inserted into the subject, a light source that generates low interference light, and a light source that is inserted into the insertion portion and that is inserted into the subject from the end face on the distal end side of the insertion portion. The light guide unit, which emits the low-interference light and includes one single-mode fiber for detecting the reflected light reflected from the subject, and the low-interference light emitted from the single-mode fiber, At least one optical scanning means disposed on the distal end side of the insertion section, and the low-interference light emitted from the single-mode fiber is focused on the subject. In order to detect the reflected light from the specimen, at least one or more lenses disposed on the distal end side of the insertion section, and the reflected light from the subject and the reference light generated from the light source interfere with each other. Interference means arranged in the insertion part, interference light detection means arranged in the insertion part for converting an interference component by the interference means into an electric signal and detecting the signal, and the insertion for changing the optical path length on the reference light side Optical path length changing means arranged in the section, performs signal processing on the electric signal,
An optical tomographic imaging apparatus comprising at least signal processing means for constructing a tomographic image of the subject in a depth direction.
【００７５】（付記項１０） 被検体内に挿通可能な細
長な挿入部と、前記挿入部に配置された低干渉光を発生
する光源と、前記光源より出射した前記低干渉光を前記
被検体に対し走査するため、前記挿入部の先端側に配置
された少なくとも１つ以上の光走査手段と、前記光源よ
り出射した前記低干渉光を前記被検体に集光し、また、
前記被検体からの反射光を検出するため、前記挿入部の
先端側に配置された少なくとも１つ以上のレンズと、前
記被検体からの前記反射光と前記光源より生成した基準
光とを干渉させる前記挿入部に配置された干渉手段と、
前記干渉手段による干渉成分を電気信号に変換して検出
する前記挿入部に配置された干渉光検出手段と、前記基
準光側の光路長を変化させる前記挿入部に配置された光
路長変化手段と、前記電気信号に対する信号処理を行
い、少なくとも前記被検体の深部方向の断層像を構築す
る信号処理手段とを備えたことを特徴とする光断層イメ
ージング装置。(Supplementary note 10) An elongated insertion portion that can be inserted into the subject, a light source that generates low interference light disposed in the insertion portion, and the low interference light that is emitted from the light source is transmitted to the subject. In order to scan, at least one or more optical scanning means disposed on the distal end side of the insertion portion, and focus the low interference light emitted from the light source on the subject,
In order to detect the reflected light from the subject, at least one or more lenses arranged on the distal end side of the insertion section interfere with the reflected light from the subject and the reference light generated from the light source. Interference means arranged in the insertion portion,
Interference light detection means arranged in the insertion section for converting the interference component by the interference means into an electric signal and detecting the same, and optical path length changing means arranged in the insertion section for changing the optical path length on the reference light side Signal processing means for performing signal processing on the electric signal and constructing at least a tomographic image of the subject in a deep part direction.
【００７６】（付記項１１） 被検体内に挿通可能な細
長な挿入部と、低干渉光を発生する光源と、前記光源よ
り出射した前記低干渉光を前記挿入部の先端に導光する
ための前記挿入部に配置されたシングルモードファイバ
より構成された光ファイババンドルと、前記光源より出
射した前記低干渉光を前記光ファイババンドルに対して
少なくとも１つ以上の光走査手段と、前記光ファイババ
ンドルの位置に対応し出射した前記低干渉光を前記被検
体の任意の位置に集光し、また、前記被検体からの反射
光を検出するため、前記挿入部の先端側に配置された少
なくとも１つ以上のレンズと、前記被検体からの前記反
射光と前記光源より生成した基準光とを干渉させる前記
挿入部に配置された干渉手段と、前記基準光側の光路長
を変化させる前記挿入部に配置された光路長変化手段
と、前記光ファイババンドルを介し戻ってきた前記干渉
手段による干渉成分を電気信号に変換して検出する干渉
光検出手段と、前記電気信号に対する信号処理を行い、
少なくとも前記被検体の深部方向の断層像を構築する信
号処理手段とを備えたことを特徴とする光断層イメージ
ング装置。(Additional Item 11) A long and thin insertion portion that can be inserted into the subject, a light source that generates low interference light, and a light guide that guides the low interference light emitted from the light source to the tip of the insertion portion. An optical fiber bundle composed of a single mode fiber disposed in the insertion section, at least one or more optical scanning means for applying the low interference light emitted from the light source to the optical fiber bundle, and the optical fiber The low-interference light emitted corresponding to the position of the bundle is collected at an arbitrary position on the subject, and at least the light reflected from the subject is detected. One or more lenses, interference means disposed in the insertion section for interfering the reflected light from the subject with reference light generated by the light source, and the insertion means for changing an optical path length on the reference light side. Optical path length changing means arranged at the input portion, interference light detecting means for converting an interference component by the interference means returned via the optical fiber bundle into an electric signal and detecting the same, and performing signal processing on the electric signal,
An optical tomographic imaging apparatus comprising at least signal processing means for constructing a tomographic image of the subject in a depth direction.
【００７７】（付記項１２） 生体内に進入可能な大き
さのカプセル状の容器内に配置された低干渉光を発生す
る光源と、前記光源より出射した前記低干渉光を前記挿
入部の先端に導光するため前記容器内に配置された少な
くとも１つ以上の光走査手段と、前記光源より出射した
前記低干渉光を前記被検体に集光し、また、前記被検体
からの反射光を検出するため、前記容器内に配置された
少なくとも１つ以上のレンズと、前記被検体からの前記
反射光と前記光源より生成した基準光とを干渉させる干
渉手段と、前記干渉手段による干渉成分を電気信号に変
換して検出する干渉光検出手段と、前記基準光側の光路
長を変化させる前記容器内に配置された光路長変化手段
と、前記光走査手段及び前記光路長変化手段を制御する
前記容器内に配置された制御手段と、前記電気信号及び
前記制御手段への制御信号を送受信する前記容器内に配
置された第１の通信手段と、前記容器の外部に配置さ
れ、前記第１の通信手段より送受信した信号を送受信す
る第２の通信手段と、前記第２の通信手段と接続し、前
記電気信号と前記制御信号に対し信号処理を行い、少な
くとも前記被検体の深部方向の断層像を構築する信号処
理手段とを備えたことを特徴とする光断層イメージング
装置。(Supplementary Item 12) A light source for generating low-interference light disposed in a capsule-shaped container having a size capable of entering a living body, and the low-interference light emitted from the light source is transmitted to the distal end of the insertion portion. At least one or more optical scanning means disposed in the container to guide the light, the low interference light emitted from the light source is focused on the subject, and the reflected light from the subject is For detection, at least one or more lenses arranged in the container, interference means for interfering the reflected light from the subject with reference light generated from the light source, and an interference component due to the interference means Controlling the interference light detecting means for converting into an electric signal for detection, controlling the light path length changing means disposed in the container for changing the light path length on the reference light side, the light scanning means and the light path length changing means; Placed in the container Control means, a first communication means disposed in the container for transmitting and receiving the electric signal and a control signal to the control means, and a first communication means disposed outside the container and transmitting and receiving from the first communication means A second communication unit for transmitting and receiving the converted signal, a signal connected to the second communication unit, performing signal processing on the electric signal and the control signal, and constructing at least a tomographic image of the subject in a deep part direction An optical tomographic imaging apparatus comprising processing means.
【００７８】[0078]
【発明の効果】以上説明したように本発明の光断層イメ
ージング装置によれば、挿入部の先端側に配置されたシ
リコン基板上に形成された少なくとも１つ以上の光走査
手段により、シングルモードファイバより出射した低干
渉光を被検体に対し走査するので、体腔内に挿入するプ
ローブの細径化を図ると共に、高分解能の光断層像を得
ることができるという効果がある。As described above, according to the optical tomographic imaging apparatus of the present invention, a single mode fiber is provided by at least one optical scanning means formed on a silicon substrate disposed on the distal end side of the insertion section. Since the object is scanned with the low-interference light emitted, the diameter of the probe inserted into the body cavity can be reduced, and a high-resolution optical tomographic image can be obtained.
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光断層イメー
ジング装置の構成を示す構成図FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an optical tomographic imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１の光走査プローブの先端部内の構成を示す
構成図FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration inside a distal end portion of the optical scanning probe of FIG. 1;
【図３】図２の光走査プローブの先端部内に設けられた
スキャニング装置の構成を示す構成図FIG. 3 is a configuration diagram showing a configuration of a scanning device provided in a distal end portion of the optical scanning probe of FIG. 2;
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る光走査プロー
ブの先端部内の構成を示す構成図FIG. 4 is a configuration diagram showing a configuration inside a distal end portion of an optical scanning probe according to a second embodiment of the present invention.
【図５】図４のスキャニング装置全体を移動させる圧電
アクチュエータの構成を示す構成図FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of a piezoelectric actuator that moves the entire scanning device of FIG. 4;
【図６】図４のスキャニング装置の作用を説明する説明
図FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the operation of the scanning device of FIG. 4;
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る光断層イメー
ジング装置の構成を示す構成図FIG. 7 is a configuration diagram showing a configuration of an optical tomographic imaging apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図８】図７の光断層イメージング装置の第１の変形例
の構成を示す構成図FIG. 8 is a configuration diagram showing a configuration of a first modification of the optical tomographic imaging apparatus of FIG. 7;
【図９】図７の光断層イメージング装置の第２の変形例
の構成を示す構成図FIG. 9 is a configuration diagram showing a configuration of a second modification of the optical tomographic imaging apparatus of FIG. 7;
【図１０】図７の光断層イメージング装置の第３の変形
例の構成を示す構成図FIG. 10 is a configuration diagram showing a configuration of a third modification of the optical tomographic imaging apparatus of FIG. 7;
【図１１】図７の光断層イメージング装置の第４の変形
例の構成を示す構成図FIG. 11 is a configuration diagram showing a configuration of a fourth modification of the optical tomographic imaging apparatus of FIG. 7;
１…光断層イメージング装置 ２…患部 ３…光走査プローブ ４…光断層像信号検出装置 ６…信号処理装置 ７…モニタ １１…低干渉性光源 １２ａ…（第１のシングルモード）光ファイバ １２ｂ…（第２のシングルモード）光ファイバ １３…ＰＡＮＤＡカップラ １４…レンズ １５…ミラー １６…光検出器 １７…アクチュエータ １８…補償リング ２１…アンプ ２２…復調器 ２３…Ａ／Ｄ変換器 ２４…コンピュータ部 ２５…制御装置 ３１…スキャニング装置 ３２…シリコン基板 ３３…シリコンスペーサ ３４…光ウインドウ板 ３５…ＧＲＩＮレンズ ３６ａ…第１のアルミ蒸着ミラー ３６ｂ…第２のアルミ蒸着ミラー ３７ａ…第１のスキャニングミラー３７ａ ３７ｂ…第２のスキャニングミラー３７ａ ３８…窓部 ３９ａ、３９ｂ…ヒンジ部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical tomographic imaging apparatus 2 ... Affected part 3 ... Optical scanning probe 4 ... Optical tomographic image signal detection apparatus 6 ... Signal processing apparatus 7 ... Monitor 11 ... Low coherence light source 12a ... (1st single mode) optical fiber 12b ... ( 2nd single mode) optical fiber 13 ... PANDA coupler 14 ... lens 15 ... mirror 16 ... photodetector 17 ... actuator 18 ... compensation ring 21 ... amplifier 22 ... demodulator 23 ... A / D converter 24 ... computer part 25 ... Controller 31 Scanning device 32 Silicon substrate 33 Silicon spacer 34 Optical window plate 35 GRIN lens 36a First aluminum evaporated mirror 36b Second aluminum evaporated mirror 37a First scanning mirror 37a 37b First 2 scanning mirrors 37a 38 ... windows 39a, 39b ... hin Part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山宮 広之 東京都渋谷区幡ヶ谷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 堀井 章弘 東京都渋谷区幡ヶ谷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 日比野 浩樹 東京都渋谷区幡ヶ谷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 水野 均 東京都渋谷区幡ヶ谷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 広谷 純 東京都渋谷区幡ヶ谷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 今泉 克一 東京都渋谷区幡ヶ谷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 青木 秀道 東京都渋谷区幡ヶ谷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 大野 正弘 東京都渋谷区幡ヶ谷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 安田 英治 東京都渋谷区幡ヶ谷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 大明 義直 東京都渋谷区幡ヶ谷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 吉野 謙二 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Hiroyuki Yamamiya, Inventor Hiroshima Yamamiya 2-43-2, Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Akihiro Horii 2-43-2, Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Within Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Hiroki Hibino 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Industries Co., Ltd. (72) Hitoshi Mizuno 2-43-2, Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Jun Hiroya 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Katsuichi Imaizumi 2-34-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo No. Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Hidemichi Aoki 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olimpa Within Optical Industry Co., Ltd. (72) Masahiro Ohno 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Industry Co., Ltd. (72) Eiji Yasuda 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Inside Optical Industry Co., Ltd. (72) Inventor Yoshinao Daiaki 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Industry Co., Ltd. (72) Kenji Yoshino 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Industry Co., Ltd.
Claims (1)
前記被検体に前記低干渉光を出射すると共に、前記被検
体より反射された反射光を検出するための１つのシング
ルモードファイバからなる導光手段と、 前記シングルモードファイバより出射した前記低干渉光
を前記被検体に対し走査するため、前記挿入部の先端側
に配置されたシリコン基板上に形成された少なくとも１
つ以上の光走査手段と、 前記シングルモードファイバより出射した前記低干渉光
を前記被検体に集光し、また、前記被検体からの反射光
を検出するため、前記挿入部の先端側に配置された少な
くとも１つ以上のレンズと、 前記シングルモードファイバで検出した前記被検体から
の前記反射光と前記光源より生成した基準光とを干渉さ
せる干渉手段と、 前記干渉手段による干渉成分を電気信号に変換して検出
する干渉光検出手段と、 前記基準光側の光路長を変化させる光路長変化手段と、 前記電気信号に対する信号処理を行い、少なくとも前記
被検体の深部方向の断層像を構築する信号処理手段とを
備えたことを特徴とする光断層イメージング装置。An elongated insertion portion that can be inserted into a subject; a light source that generates low-interference light; a light source that is inserted into the insertion portion; A light guide unit that emits light and detects one of the single-mode fibers for detecting reflected light reflected from the subject; and scanning the subject with the low-interference light emitted from the single-mode fiber. In order to achieve this, at least one of the
One or more optical scanning means, and the low-interference light emitted from the single-mode fiber is condensed on the subject, and is disposed on the distal end side of the insertion portion in order to detect reflected light from the subject. At least one or more lenses, interference means for causing the reflected light from the object detected by the single mode fiber to interfere with reference light generated by the light source, and an electric signal representing an interference component caused by the interference means. Interference light detection means for converting and detecting the optical signal; optical path length changing means for changing the optical path length on the reference light side; and performing signal processing on the electric signal to construct at least a tomographic image of the subject in a deep part direction. An optical tomographic imaging apparatus comprising signal processing means.
Priority Applications (2)
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| JP9232999A JPH1172431A (en) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | Optical tomographic imaging apparatus |
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| JPH1172431A true JPH1172431A (en) | 1999-03-16 |
Family
ID=16948229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP9232999A Pending JPH1172431A (en) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | Optical tomographic imaging apparatus |
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