JP3772002B2 - In-subject tomographic imaging system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は被検体内断層イメージング装置、更に詳しくは低干渉光及び超音波により被検体を走査し断層像を得る部分に特徴のある被検体内断層イメージング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、超音波振動子から生体組織内に超音波パルスを繰り返し送信し、生体組織から反射される超音波パルスのエコーを同一あるいは別体に設けた超音波振動子で受信して、この超音波パルスを送受信する方向を徐々にずらすことによって、生体内の被検部位における複数の方向から収集したエコー情報を二次元的な可視像の超音波断層画像として表示して、病気の診断等に用いることができるようにした超音波診断装置が種々提案されている。
【0003】
このような超音波診断装置としては、体外式超音波プローブによるものが一般的であるが、細径の超音波プローブを内視鏡の処置具挿通チャンネル等に挿通して内視鏡を介して体腔内へ導入し、内視鏡観察下において癌化した粘膜組織、ポリープ等の病変部を含む被検部位の超音波断層画像を得るようにしたものなどの体内式超音波プローブを備えた内視鏡装置も用いられている。
【0004】
また、近年では被検体にできている腫瘍などの形状を把握したり、体積を計測したりできるように三次元像が得られる三次元走査用超音波プローブも種々提案されている。
【0005】
特開平2−265536号公報にはラジアル走査しながらプローブを軸方向に移動させて、スパイラル状に三次元スキャンを行う超音波プローブが開示されている。
【0006】
また、特開平6−30939号公報には軸方向に移動可能に構成された超音波プローブにおいて、簡単且つ確実に超音波プローブと駆動部とを着脱できるようにプローブの着脱機構を改良すると共に、走査開始位置へのプローブの移動を速やかに行えるようにして、より正確に走査を行えるように構成した超音波診断装置が開示されている。
【0007】
さらに、特開平8−56947号公報には手元側操作部での駆動操作による先端部の追従性を向上させる三次元走査用超音波プローブが開示されている。
【0008】
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Science Vol.254、1178(1991)に提案されている。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、超音波による断層像の分解能は数百μmで到達深度は約10mmで、また、低干渉光による断層像の分解能は数十μmで到達深度は約2mmであるため、それぞれの観測では患部に対して、分解能及び到達深度において適切かつ効果的な断層像を得ることができないといった問題がある。
【0015】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、被検体の表面近傍の深度では高分解能で、かつ到達深度における奥行きのある断層像を得ることで、適切かつ効果的な被検体断層観察を行うことのできる被検体内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。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明の被検体内断層イメージング装置は、低干渉光を発生する光源と、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走査出射する走査出射手段と、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て、干渉した干渉光に対応する干渉信号を抽出する干渉光抽出手段と、前記走査出射手段より出射する前記低干渉光と同方向に超音波を出射及び前記被検体より反射してきた超音波エコーを検出する超音波振動子と、前記超音波振動子を駆動するための駆動パルスを発生するパルス発生手段と、前記超音波振動子により検出した前記超音波エコーを受信する受信手段と、前記干渉信号と前記超音波エコーに対して信号処理を行い、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、前記信号処理手段は、前記干渉信号により得られた光断層像と、前記超音波エコーにより得られた前記光断層像より深部側の超音波断層像とを合成して前記断層像に構築することを特徴とする。
【0017】
【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。
【0018】
図1ないし図8は本発明の一実施の形態に係わり、図1は被検体内断層イメージング装置の構成を示す構成図、図2は図1の挿入プローブの先端部内の構成を示す構成図、図3は図1の被検体内断層イメージング装置の作用を説明する第1の説明図、図4は図1の被検体内断層イメージング装置の作用を説明する第2の説明図、図5は図1の挿入プローブの第1の変形例の先端部内の構成を示す構成図、図6は図1の挿入プローブの第2の変形例の先端部内の構成を示す構成図、図7は図1の挿入プローブの第3の変形例の先端部内の構成を示す構成図、図8は図1の被検体内断層イメージング装置の変形例の構成を示す構成図である。
【0019】
図1に示すように、本実施の形態の被検体内断層イメージング装置1は、細長で可撓性を有する体腔内に挿入される外シース2に覆われ低干渉光及び超音波により3次元画像信号を得る挿入プローブ3と、低干渉性の光を発生して挿入プローブ3側に導光し体腔内の患部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と共に挿入プローブ3の先端部に配置された超音波振動子5を駆動し超音波エコー信号を信号処理する信号処理装置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及び超音波エコー信号による超音波断層像が表示されるようになっている。
【0020】
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830nm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830nmの他に1300nmの波長を使用してもよい。
【0021】
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で周波数変調された後、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。
【0022】
この光ファイバ12aは、途中のPANDAカップラ13で第2のシングルモード光ファイバ12bと光学的に結合されている。従って、低干渉性光源11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。
【0023】
また、光ファイバ12aの先端面は、光走査プローブ3に挿通された第3のシングルモード光ファイバ12cの基端面と光学的に結合されており、後述するように、挿入プローブ3の先端部内に配置された光ファイバ12cの先端面より患部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、光断層像信号検出装置4内の光ファイバ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。
【0024】
患部からの低干渉性光の戻り光は、再び光ファイバ12c及び光ファイバ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12b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。
【0025】
ここで、ミラー15は、アクチュエータ17により光軸方向に進退可能になっており、患部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20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。
【0026】
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20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。
【0027】
なお、光ファイバ12bの先端面とPANDAカップラ13との間には、光ファイバ12aによる患部20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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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、低干渉性光を患部に対して低干渉性光による2次元走査するようになっている。
【0031】
また、信号処理装置6は、制御装置25により制御された超音波振動子5を駆動する駆動パルスを発生するパルス発生器26を備えており、パルス発生器26から発生した駆動パルスは送信アンプ27で増幅された後、切換器28及びスリップリング36を介して超音波振動子5に送信される。そして、超音波振動子5がこの駆動パルスにより超音波を患部に照射し超音波エコーを得て超音波エコー信号としてスリップリング36及び切換器28を介して信号処理装置6の受信アンプ29に送られ、受信アンプ29で増幅した後、A/D変換器30によりデジタル信号に変換されてコンピュータ部24に入力される。
【0032】
そして、コンピュータ部24の処理により、上述したモニタ7に、図3に示すように、光断層像と共に超音波断層像を表示する。なお、図4に示すように、患部表面近傍の断層像を光断層像とし、さらなる深部側の断層像を超音波断層像とした合成画像をモニタ7に表示することもできる。
【0033】
挿入プローブ3では、図2に示すように、光ファイバ12cが挿入中心軸に配置され、光ファイバ12cの先端面から出射された低干渉光がGRIN(グラディアットインデックス)レンズ31を介してプリズム32により光軸を挿入中心軸に対して直角方向に曲げられ患部に照射する。
【0034】
また、挿入プローブ3の先端に設けられた超音波振動子5からの超音波は、挿入中心軸方向に挿入プローブ3の基端側に照射され、プリズム32の背面に形成された音響ミラー33により略円筒形状の超音波透過部材34を介して挿入中心軸に対して低干渉光とは反対側の直角方向より患部に照射される。なお、外シース2内部には水、流動パラフィン、カルボキシメチルセルロースナトリウム水溶液等の超音波伝達媒体3aが封入されている。
【0035】
超音波振動子5は、超音波透過部材34の先端開口側に接着固定され、超音波透過部材34の基端開口側に前記プリズム32が接着固定されており、超音波透過部材34の基端側側部には光ファイバ12cの先端面から出射されプリズム32を介した低干渉光が患部に照射可能な窓部34aが設けられている。さらに、超音波透過部材34の基端開口側は、挿入プローブ3を挿通する円筒形状のコイルシャフト35に接続されている。
【0036】
図1に戻り、コイルシャフト35の基端開口側は、挿入中心軸を中心に回転駆動する駆動装置37に接続されている。この駆動装置37は、回転駆動力を供給するモータ38と、このモータの駆動力をコイルシャフト35に伝達するギヤ部39とからなり、モータ38は、制御装置25により制御される。
【0037】
このように構成されれた本実施の形態では、深部の浅い患部の断層像は低干渉光による光断層像により観察し、かつ患部のより深い断層像を超音波断層像により同時に観察することができるので、適切かつ効果的な患部断層観察を行うことのできる。
【0038】
なお、本実施の形態では、超音波振動子5を超音波透過部材34の先端開口側に接着固定して設けるとしたが、図5に示すように、超音波透過部材34の先端開口側に光軸を挿入中心軸に対して光を直角方向に曲げるプリズム32を設け、その光を透過する開口を中央部に有するアニューラ型超音波振動子5aを超音波透過部材34の側部に設けて構成してもよい。また、図6に示すように、アニューラ型超音波振動子5aをプリズム32の反射方向と逆側の側面に配置しても、上記と同様な効果を得ることができる。
【0039】
また、本実施の形態では、超音波透過部材34の先端開口側に超音波振動子5を設けるとしたが、図7に示すように、外シース2の先端内側に固定部材51を設け、この固定部材51に低干渉光と同一方向に患部等を治療する治療用超音波振動子52を設けて挿入プローブを構成することで、低干渉光による光断層像によって確認された患部を治療することが可能にもなる。
【0040】
さらに、図8に示すように、カメラコントロールユニット(CCU)71に制御されるCCD72及び超音波プロセッサ73により駆動される超音波振動子74を先端部内に備えた超音波内視鏡75の処置具チャンネルに、光断層像信号検出装置に制御される光断層像を得る挿入プローブ3を挿通し、信号処理装置6により、挿入プローブ3、超音波振動子74及びCCD72より得られた光断層像、超音波断層像及び内視鏡画像をモニタ7にスーパインポーズ表示するようにしてもよい。
【0041】
[付記]
(付記項1) 低干渉光を発生する光源と、
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走査出射する走査出射手段と、
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て、干渉した干渉光に対応する干渉信号を抽出する干渉光抽出手段と、
前記走査出射手段より出射する前記低干渉光と同方向に超音波を出射及び前記被検体より反射してきた超音波エコーを検出する超音波振動子と、
前記超音波振動子を駆動するための駆動パルスを発生するパルス発生手段と、
前記超音波振動子により検出した前記超音波エコーを受信する受信手段と、
前記干渉信号と前記超音波エコーに対して信号処理を行い、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被検体内断層イメージング装置。
【0042】
(付記項2) 前記走査出射手段及び前記超音波振動子は、前記被検体内に挿通可能な細長な挿入部の先端部に配置され、前記低干渉光及び前記超音波は、前記挿入部の長手軸の周方向に照射される
ことを特徴とする付記項1に記載の被検体内断層イメージング装置。
【0043】
(付記項3) 前記走査出射手段は、前記挿入部の先端部に配置された前記長手軸の周りに回転可能な光反射部材である
ことを特徴とする付記項2に記載の被検体内断層イメージング装置。
【0044】
(付記項4) 前記信号処理手段は、前記干渉信号により得られた光断層像と、前記超音波エコーにより得られた超音波断層像とをそれぞれ同時に構築する
ことを特徴とする付記項1、2または3のいずれか1つに記載の被検体内断層イメージング装置。
【0045】
(付記項5) 前記信号処理手段は、前記干渉信号により得られた光断層像と、前記超音波エコーにより得られた前記光断層像より深部側の超音波断層像とを合成して前記断層像に構築する
ことを特徴とする付記項1、2または3のいずれか1つに記載の被検体内断層イメージング装置。
【0046】
(付記項6) 前記超音波振動子は、前記挿入部の先端部の先端に配置され、前記超音波を前記長手軸方向に出射し、前記光反射部材と反対側に配置された音響ミラーにより前記低干渉光と同一面上に前記超音波が走査される
ことを特徴とする付記項3に記載の被検体内断層イメージング装置。
【0047】
(付記項7) 前記超音波振動子は、前記光反射部材に固定され、前記低干渉光と同一面上に前記超音波が走査される
ことを特徴とする付記項3に記載の被検体内断層イメージング装置。
【0048】
(付記項8) 前記超音波振動子は、中央部に前記低干渉光を透過する穴を有する
ことを特徴とする付記項7に記載の被検体内断層イメージング装置。
【0049】
(付記項9) 前記超音波振動子は、アニューラ型の超音波振動子である
ことを特徴とする付記項7または8に記載の被検体内断層イメージング装置。
【0050】
(付記項10) 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走査出射する走査出射手段と、
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て、干渉した干渉光に対応する干渉信号を抽出する干渉光抽出手段と、
前記干渉信号に対して信号処理を行い、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、
前記挿入部の先端部内に、前記走査出射手段より走査される走査面の一部に強力超音波を照射する治療用超音波振動子と、
前記治療用超音波振動子を駆動する駆動手段と、
を備えたことを特徴とする被検体内断層イメージング装置。
【0051】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の被検体内断層イメージング装置によれば、干渉信号により被検体の表面近傍の深度では高分解能で、かつ到達深度における超音波エコーにより奥行きのある断層像を得ることでき、適切かつ効果的な被検体断層観察を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る被検体内断層イメージング装置の構成を示す構成図
【図2】図1の挿入プローブの先端部内の構成を示す構成図
【図3】図1の被検体内断層イメージング装置の作用を説明する第1の説明図
【図4】図1の被検体内断層イメージング装置の作用を説明する第2の説明図
【図5】図1の挿入プローブの第1の変形例の先端部内の構成を示す構成図
【図6】図1の挿入プローブの第2の変形例の先端部内の構成を示す構成図
【図7】図1の挿入プローブの第3の変形例の先端部内の構成を示す構成図
【図8】図1の被検体内断層イメージング装置の変形例の構成を示す構成図
【符号の説明】
1…被検体内断層イメージング装置
2…外シース
3…挿入プローブ
4…光断層像信号検出装置
5…超音波振動子
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
26…パルス発生器
27…送信アンプ
28…切換器
29…受信アンプ
30…A/D変換器
31…GRINレンズ
32…プリズム
33…音響ミラー
34…超音波透過部材
35…コイルシャフト
36…スリップリング
37…駆動装置
38…モータ
39…ギヤ部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an intra-subject tomographic imaging apparatus, and more particularly to an intra-subject tomographic imaging apparatus characterized by a portion that scans an object with low interference light and ultrasound to obtain a tomographic image.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, ultrasonic pulses are repeatedly transmitted from an ultrasonic transducer into a living tissue, and echoes of the ultrasonic pulses reflected from the living tissue are received by an ultrasonic transducer provided in the same or separate body. By gradually shifting the direction of transmitting and receiving sound pulses, echo information collected from multiple directions at the test site in the living body is displayed as an ultrasonic tomographic image of a two-dimensional visible image to diagnose diseases, etc. Various ultrasonic diagnostic apparatuses that can be used in the field have been proposed.
[0003]
As such an ultrasonic diagnostic apparatus, an external ultrasonic probe is generally used, but a thin ultrasonic probe is inserted into a treatment instrument insertion channel or the like of an endoscope through an endoscope. An internal ultrasonic probe such as a mucosal tissue that has been introduced into a body cavity and cancerized under endoscopic observation, or an ultrasonic tomographic image of a region to be examined including a lesion such as a polyp, etc. Endoscopic devices are also used.
[0004]
In recent years, various three-dimensional ultrasound probes for obtaining a three-dimensional image so that the shape of a tumor or the like formed in a subject can be grasped or the volume can be measured have been proposed.
[0005]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-265536 discloses an ultrasonic probe that performs three-dimensional scanning in a spiral shape by moving the probe in the axial direction while performing radial scanning.
[0006]
Further, in JP-A-6-30939, an ultrasonic probe configured to be movable in the axial direction is improved with a probe attachment / detachment mechanism so that the ultrasonic probe and the drive unit can be attached / detached easily and reliably. There has been disclosed an ultrasonic diagnostic apparatus configured to be able to quickly move a probe to a scanning start position and perform scanning more accurately.
[0007]
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-56947 discloses a three-dimensional scanning ultrasonic probe that improves the followability of the distal end portion by a driving operation at the proximal side operation portion.
[0008]
On the other hand, recently, interference type OCT (Optical Coherence Tomography) for obtaining a tomographic image of a subject using low coherence light has been disclosed in Science Vol. 254, 1178 (1991).
[0009]
In this interference type OCT, an ultra-bright light-emitting diode (hereinafter abbreviated as SLD) as a low-coherence light source generates light having a coherence distance of about 17 μm and a wavelength of 830 nm, and this light is the first single light. The light enters from one end face of the mode optical fiber, is transmitted to the other end face (tip face) side, and is emitted from the tip face to the sample side.
[0010]
The first single mode optical fiber is optically coupled to the second single mode optical fiber by a coupler on the way. Therefore, it is branched into two at this coupler portion and transmitted. The first single-mode optical fiber (from the coupler) has a leading end that is wound around a piezoelectric element and applied with a drive signal from an oscillator to modulate the light transmitted by vibrating the first single-mode optical fiber. A vessel is formed.
[0011]
The modulated light is emitted from the tip surface of the first single-mode optical fiber to the sample side via a two-dimensional scanning unit that performs two-dimensional scanning. The light reflected on the sample side is incident on the front end face of the first single mode optical fiber, and further moved to the second single mode optical fiber by the coupler and detected by the detector.
[0012]
The detector also receives SLD light reflected by the mirror from the tip surface of the second single-mode optical fiber, that is, reference light. The mirror is moved in the direction of changing the optical path length, and light almost equal to the optical path length of the light reflected on the sample side and the optical path length reflected on the mirror interferes.
[0013]
The output of the detector is demodulated by the demodulator, and the interfering light signal is extracted, converted into a digital signal, signal processed, and image data corresponding to the tomographic image is generated and displayed on the monitor.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, the resolution of the tomographic image by ultrasonic waves is several hundred μm and the depth of arrival is about 10 mm, and the resolution of the tomographic image by low interference light is several tens of μm and the depth of arrival is about 2 mm. On the other hand, there is a problem that an appropriate and effective tomographic image cannot be obtained at the resolution and the reaching depth.
[0015]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and by obtaining a tomographic image having a high resolution at a depth near the surface of the subject and a depth at the reaching depth, an appropriate and effective subject tomographic observation It is an object of the present invention to provide an intra-subject tomographic imaging apparatus capable of performing the above.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
An intra-subject tomographic imaging apparatus of the present invention includes a light source that generates low-interference light, and a single mode for emitting the low-interference light to the subject and detecting reflected light reflected from the subject. A light guide means comprising a fiber; a scanning emission means for scanning and emitting the low interference light emitted from the single mode fiber; a reference generated from the reflected light from the object detected by the single mode fiber and the light source; Interference light extracting means for causing interference with light and extracting an interference signal corresponding to the interfered interference light; and emitting ultrasonic waves in the same direction as the low interference light emitted from the scanning emitting means and reflecting from the subject An ultrasonic transducer for detecting the ultrasonic echo, pulse generation means for generating a drive pulse for driving the ultrasonic transducer, and the ultrasonic transducer Said receiving means for receiving ultrasonic echoes out, the performs signal processing on the interference signal and the ultrasonic echo, and a signal processing means for constructing a tomographic image of at least said subject deep direction, the The signal processing means synthesizes the optical tomographic image obtained by the interference signal and the ultrasonic tomographic image deeper than the optical tomographic image obtained by the ultrasonic echo to construct the tomographic image. Features.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0018]
1 to 8 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an intra-subject tomographic imaging apparatus, and FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration in the distal end portion of the insertion probe of FIG. 3 is a first explanatory view for explaining the operation of the intra-subject tomographic imaging apparatus of FIG. 1, FIG. 4 is a second explanatory view for explaining the action of the intra-subject tomographic imaging apparatus of FIG. 1, and FIG. FIG. 6 is a configuration diagram showing the configuration in the distal end portion of the second modification of the insertion probe of FIG. 1, and FIG. 7 is a configuration diagram showing the configuration in the distal end portion of the second modification of the insertion probe in FIG. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a modification of the intra-subject tomographic imaging apparatus of FIG. 1.
[0019]
As shown in FIG. 1, the intra-subject
[0020]
In the optical tomogram signal detection device 4, a low
[0021]
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
[0022]
The
[0023]
The distal end surface of the
[0024]
The return light of the low coherence light from the affected part is transmitted again through the
[0025]
Here, the
[0026]
That is, by changing the position of the
[0027]
A wound compensation ring 18 is provided between the distal end surface of the
[0028]
The signal photoelectrically converted by the
[0029]
The detection signal from the
[0030]
The
[0031]
The signal processing device 6 also includes a
[0032]
Then, by the processing of the
[0033]
In the
[0034]
Further, the ultrasonic wave from the ultrasonic transducer 5 provided at the distal end of the
[0035]
The ultrasonic transducer 5 is bonded and fixed to the distal end opening side of the
[0036]
Returning to FIG. 1, the proximal end opening side of the
[0037]
In this embodiment configured as described above, it is possible to observe a tomographic image of a shallow and deeply affected area with an optical tomographic image using low interference light, and simultaneously observe a deeper tomographic image of the affected area with an ultrasonic tomographic image. Therefore, appropriate and effective tomographic observation of the affected area can be performed.
[0038]
In the present embodiment, the ultrasonic transducer 5 is provided by being bonded and fixed to the distal end opening side of the ultrasonic transmitting
[0039]
In the present embodiment, the ultrasonic transducer 5 is provided on the distal opening side of the
[0040]
Further, as shown in FIG. 8, a treatment tool for an
[0041]
[Appendix]
(Additional Item 1) a light source that generates low interference light;
A light guide means comprising a single mode fiber for emitting the low interference light to the subject and detecting the reflected light reflected from the subject;
Scanning emitting means for scanning and emitting the low interference light emitted from the single mode fiber;
Interference light extraction means for causing the reflected light from the subject detected by the single mode fiber to interfere with the reference light generated from the light source, and extracting an interference signal corresponding to the interfered light;
An ultrasonic transducer that emits ultrasonic waves in the same direction as the low interference light emitted from the scanning emitting means and detects ultrasonic echoes reflected from the subject;
Pulse generating means for generating a driving pulse for driving the ultrasonic transducer;
Receiving means for receiving the ultrasonic echo detected by the ultrasonic transducer;
An intra-subject tomographic imaging apparatus comprising signal processing means for performing signal processing on the interference signal and the ultrasonic echo and constructing at least a tomographic image of the subject in the depth direction.
[0042]
(Additional Item 2) The scanning emitting means and the ultrasonic transducer are disposed at a distal end of an elongated insertion portion that can be inserted into the subject, and the low interference light and the ultrasonic wave are transmitted from the insertion portion. The intra-subject tomographic imaging apparatus according to
[0043]
(Additional Item 3) The intra-subject tomogram according to Additional Item 2, wherein the scanning emitting means is a light reflecting member that is rotatable around the longitudinal axis disposed at a distal end portion of the insertion portion. Imaging device.
[0044]
(Additional Item 4) The signal processing unit simultaneously constructs an optical tomographic image obtained by the interference signal and an ultrasonic tomographic image obtained by the ultrasonic echo, respectively. The intra-subject tomographic imaging apparatus according to any one of 2 and 3.
[0045]
(Additional Item 5) The signal processing unit synthesizes an optical tomographic image obtained by the interference signal and an ultrasonic tomographic image deeper than the optical tomographic image obtained by the ultrasonic echo to generate the tomographic image. The intra-subject tomographic imaging apparatus according to any one of
[0046]
(Additional Item 6) The ultrasonic transducer is disposed at a distal end of the distal end portion of the insertion portion, emits the ultrasonic wave in the longitudinal axis direction, and is provided by an acoustic mirror disposed on the side opposite to the light reflecting member. The intra-subject tomographic imaging apparatus according to
[0047]
(Additional Item 7) The inside of the subject according to
[0048]
(Additional Item 8) The intra-subject tomographic imaging apparatus according to Additional Item 7, wherein the ultrasonic transducer has a hole through which the low-interference light is transmitted at a central portion.
[0049]
(Additional Item 9) The intra-subject tomographic imaging apparatus according to Additional Item 7 or 8, wherein the ultrasonic transducer is an annular ultrasonic transducer.
[0050]
(Additional Item 10) An elongated insertion portion that can be inserted into the subject;
A light source that generates low interference light;
The single-mode fiber is inserted through the insertion portion, emits the low interference light to the subject from the end surface on the distal end side of the insertion portion, and detects reflected light reflected from the subject. A light guiding means;
Scanning emitting means for scanning and emitting the low interference light emitted from the single mode fiber;
Interference light extraction means for causing the reflected light from the subject detected by the single mode fiber to interfere with the reference light generated from the light source, and extracting an interference signal corresponding to the interfered light;
Signal processing means for performing signal processing on the interference signal and constructing at least a tomographic image in the depth direction of the subject;
In the distal end portion of the insertion portion, a therapeutic ultrasonic transducer for irradiating a powerful ultrasonic wave to a part of a scanning surface scanned by the scanning emitting means,
Driving means for driving the therapeutic ultrasonic transducer;
An intra-subject tomographic imaging apparatus comprising:
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the intra-subject tomographic imaging apparatus of the present invention, it is possible to obtain a tomographic image having a high resolution at the depth near the surface of the subject by the interference signal and a deep tomographic image by ultrasonic echoes at the reaching depth. There is an effect that an appropriate and effective subject tomographic observation can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an intra-subject tomographic imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration in a distal end portion of an insertion probe in FIG. FIG. 4 is a first explanatory diagram for explaining the operation of the intra-subject tomographic imaging apparatus. FIG. 4 is a second explanatory diagram for explaining the action of the intra-subject tomographic imaging apparatus. FIG. 6 is a configuration diagram showing a configuration in the distal end portion of the second modification of the insertion probe of FIG. 1. FIG. 7 is a configuration diagram showing a configuration in the distal end portion of the insertion probe of FIG. FIG. 8 is a configuration diagram showing a configuration in the distal end portion of a modification. FIG. 8 is a configuration diagram showing a configuration of a modification of the tomographic imaging apparatus in a subject in FIG.
DESCRIPTION OF
Claims (1)
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走査出射する走査出射手段と、
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て、干渉した干渉光に対応する干渉信号を抽出する干渉光抽出手段と、
前記走査出射手段より出射する前記低干渉光と同方向に超音波を出射及び前記被検体より反射してきた超音波エコーを検出する超音波振動子と、
前記超音波振動子を駆動するための駆動パルスを発生するパルス発生手段と、
前記超音波振動子により検出した前記超音波エコーを受信する受信手段と、
前記干渉信号と前記超音波エコーに対して信号処理を行い、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、
前記信号処理手段は、前記干渉信号により得られた光断層像と、前記超音波エコーにより得られた前記光断層像より深部側の超音波断層像とを合成して前記断層像に構築することを特徴とする被検体内断層イメージング装置。A light source that generates low interference light;
A light guide means including a single mode fiber for emitting the low interference light to the subject and detecting the reflected light reflected from the subject;
Scanning emitting means for scanning and emitting the low interference light emitted from the single mode fiber;
Interference light extraction means for causing the reflected light from the subject detected by the single mode fiber to interfere with the reference light generated by the light source, and extracting an interference signal corresponding to the interfered light;
An ultrasonic transducer that emits ultrasonic waves in the same direction as the low interference light emitted from the scanning emitting means and detects ultrasonic echoes reflected from the subject;
Pulse generating means for generating a driving pulse for driving the ultrasonic transducer;
Receiving means for receiving the ultrasonic echo detected by the ultrasonic transducer;
Signal processing means for performing signal processing on the interference signal and the ultrasonic echo, and constructing at least a tomographic image in the depth direction of the subject,
The signal processing unit synthesizes an optical tomographic image obtained by the interference signal and an ultrasonic tomographic image deeper than the optical tomographic image obtained by the ultrasonic echo to construct the tomographic image. A tomographic imaging apparatus in a subject characterized by the above .
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