光成像用探头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在医疗设备等中用于立体地读入在被检体反射的光并进行观察的三 维扫描型光成像用探头。
【背景技术】
[0002] 图像诊断技术(光成像技术)是在装置机械、医疗等现场被广泛利用的技术。例如， 在医疗现场或精密设备等的制造现场，作为图像诊断的手法，除了一般的摄像观察和超声 波诊断装置，能够对断层图像和三维断层图像进行拍摄的X射线CT、核磁共振、利用了光的 干渉性的OCT图像(光干渉断层摄影)等方式被研究并活用。近年，对于该断层图像、三维断 层图像摄影，在这些方式中能够获得最细微的摄影图像的OCT图像诊断技术的开发特别受 到关注。
[0003] OCT图像多使用波长为1300nm(纳米）左右的近红外线作为光源，而近红外线对于 活体是非侵袭性的，而且，由于波长比超声波短，因此空间分辨率优越。并且，由于能够达到 大约IOMi(微米）[超声波诊断装置的10分之1以下]的空间分辨率，因此期待将断层摄影方 式嵌入内窥镜，特别期待将其活用到在医疗现场发现、诊断以及治疗人体的胃部、小肠部、 动脈流等血管部的患部。适用了该OCT图像技术的OCT内窥镜的代表构造例如如专利文献1 所示。
[0004] 另外，专利文献1所示的OCT内窥镜中，如该文献中图8所示，将电动机的旋转力介 由带传递至旋转轴，并介由通过在管状的光学护套内通过的光纤等构成的挠性轴向透镜单 元传递。因此，由于光学护套的内周面与挠性轴的摩擦，有时产生磨肩。此外，由于上述挠性 轴的摩擦、挠曲、扭曲以及上述带的弹性变形等，会产生转速不均、旋转传递延迟、转矩损失 的变动等，因此，所获得的解析图像变形，无法获得所要求的空间分辨率。此外，通过该构成 虽然能够获得文献中图26所示的二维断层图像，但不能够获得三维图像。
[0005] 此外，专利文献2所示的OCT内窥镜中，是在该文献中图1所示的环状引导探针的内 部插入细长的管状探针，在探针内部具有能够旋转以及滑动且光学连接的光纤或芯线，使 上述光纤旋转并在文献中图3所示的长度方向移动，对身体组织进行照射，观察解析图像的 OCT三维图像系统。但是该构成存在的问题是由于探针的内周面与驱动轴外周面的摩擦而 产生磨肩。此外，由于驱动轴的摩擦、挠曲、扭曲，会产生转速不均、旋转传递延迟、转矩损失 的变动等，因此，所获得的解析图像变形，无法获得所要求的空间分辨率。
[0006] 此外，专利文献3所述的发明中，将反射镜直接连结于该文献中图2所示的电动机 的旋转轴的顶端。但是，通过该构成虽然使用旋转的反射镜能够获得二维的断层图像，但不 能够获得三维的图像。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1:日本专利第3885114号公报 [0010] 专利文献2:日本专利第4520993号公报
[0011] 专利文献3:日本专利第4461216号公报
【发明内容】
[0012] 发明所要解决的课题
[0013] 本发明是鉴于上述以往情况而完成的，其课题在于实现一种光成像用探头，该光 成像用探头通过减轻旋转传递延迟、转矩损失等的产生，防止对光线进行旋转放射的旋转 机构的旋转不均、轴的振摆、摩擦、旋转传递延迟，并且不仅在旋转方向，在轴向也能够进行 一定长度的扫描，能够获得三维的观察图像。
[0014] 用于解决课题的方法
[0015] 为了解决上述课题的一个方法是:在将射入顶端侧的光向后方侧引导的光成像用 探头中，在大致同一线上配置有：固定侧光纤，为了在探头的顶端侧与后方侧之间传播光而 配置为不可旋转，并内置于大致管状的探针内；第一光路转换机构，位于固定侧光纤的顶端 侦I通过第一电动机被旋转驱动，在大致半径方向上放射光线;旋转测光纤，位于上述固定 侧光纤与上述第一光路转换机构之间，通过旋转光连接器(光旋转连接器)与上述固定侧光 纤光学连接，通过第二电动机被旋转驱动；第二光路转换机构，在上述旋转侧光纤的顶端 侧，使光路相对于旋转中心倾斜微小角度，并朝向第一旋转机构进行旋转放射，第一光路转 换机构在半径方向放射光线，并且第二光路转换机构使光线的放射角度沿轴向变化，由此， 能够进行三维扫描。
[0016]发明效果
[0017] 根据本发明，在内窥镜装置等的探针内，光纤不会摩擦，旋转传递延迟、转矩损失 等的产生减轻。而且，通过第一光路转换机构和第二光路转换机构分别独立旋转，在大致半 径方向和中心轴向这两个方向有意地改变光线的放射角度，由此，能够在OCT内窥镜获得三 维的空间分辨率高的观察图像。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明的第一实施方式的光成像用探头的剖面图。
[0019] 图2为第一实施方式的光成像用探头的第二电动机构成图。
[0020] 图3为第一实施方式的光成像用探头的旋转扫描范围说明图。
[0021]图4为第一实施方式的光成像用探头的第二光路转换机构说明图。
[0022] 图5为第一实施方式的光成像用探头的旋转扫描范围说明图。
[0023] 图6为第一实施方式的光成像用探头的三维扫描范围说明图。
[0024]图7为使用了第一实施方式的光成像用探头的引导探针说明图。
[0025]图8为使用了第一实施方式的光成像用探头的内窥镜图像装置构成图。
[0026]图9为本发明的第二实施方式的光成像用探头的剖面图。
[0027] 图10为第二实施方式的光成像用探头的第二电动机构成图。
[0028] 图11为本发明的第三实施方式的光成像用探头的剖面图。
[0029] 图12为第三实施方式的光成像用探头的旋转扫描范围说明图。
[0030] 图13为第三实施方式的光成像用探头的三维扫描范围说明图。
[0031 ]图14为第三实施方式的光成像用探头的旋转光连接器剖面图。
[0032]图15为第三实施方式的光成像用探头的第二光路转换机构说明图。
[0033]图16为本发明的第四实施方式的光成像用探头的剖面图。
[0034]图17为第四实施方式的光成像用探头弯曲时的剖面图。
[0035] 图18为第四实施方式的光成像用探头的第一电动机的脉冲产生部说明图。
[0036] 图19为第四实施方式的光成像用探头的第二电动机的脉冲产生部说明图。
[0037]图20为第四实施方式的光成像用探头的第一以及第二光路转换机构说明图。
[0038]图21为第四实施方式的光成像用探头的电动机脉冲的时间图。
[0039]图22为第四实施方式的光成像用探头的旋转扫描范围说明图。
[0040]图23为第四实施方式的光成像用探头的旋转扫描范围说明图。
[0041]图24为第四实施方式的光成像用探头的三维扫描范围说明图。
[0042]图25为本发明的第五实施方式的光成像用探头的旋转光连接器剖面图。
[0043]图26为第五实施方式的光成像用探头的第一轴承的放大图。
[0044]图27为第五实施方式的光成像用探头的第一轴承的放大图。
[0045]图28为第五实施方式的光成像用探头的第二轴承的放大图。
【具体实施方式】
[0046]本实施方式的三维扫描型光成像用探头的第一特征是:在将射入顶端侧的光向后 方侧引导的光成像用探头中，在大致同一线上配置有:固定侧光纤，为了在探头的顶端侧与 后方侧之间传播光而配置为不可旋转;第一光路转换机构，位于固定侧光纤的顶端侧，通过 第一电动机被旋转驱动，在大致半径方向上放射光线;旋转侧光纤，位于固定侧光纤与第一 光路转换机构之间，通过旋转光连接器(光旋转连接器)与固定侧光纤光学连接，通过第二 电动机被旋转驱动;第二光路转换机构，在旋转侧光纤的顶端侧，使光路相对于旋转中心倾 斜微小角度并朝向第一光路转换机构进行旋转放射。
[0047] 根据该构成，对于从后方通过固定侧光纤被送至旋转侧光纤的光线，第一光路转 换机构旋转并以二维的方式放射状地对光进行反射，并且第二光路转换机构旋转并在光线 的放出方向改变光线相对于旋转中心的角度，由此能够进行三维观察，而且能够获得空间 分辨率高的三维的观察图像。
[0048] 作为第二特征，所采用的构成是:上述第一电动机的旋转轴是中空形状，装配有第 一光路转换机构，并且旋转侧光纤相对旋转自如地贯通于中空孔，第二电动机的旋转轴也 为中空形状，在该孔中固定有上述旋转侧光纤并使其旋转。
[0049] 根据该构成，能够在相对于第一光路转换机构的后方配置第一电动机和第二电动 机，因此这些电动机的配线并不存在于第一光路转换机构的顶端侧，所以，光线不会被配线 截断，因此，能够在360度方向上进行放射，并能够获得无缺失的完整的三维观察图像。
[0050] 作为第三特征，构成为:上述第一电动机位于比上述第一光路转换机构靠近顶端 侧的位置，将上述第一光路转换机构装配于其旋转轴，并且第二电动机的旋转轴为中空形 状，在该孔中固定有上述旋转侧光纤并使其旋转。
[0051] 根据该构成，第一电动机不需要中空轴，能够以更小的直径构成电动机，所以，能 够将内窥镜用探头构成得很细。
[0052] 作为第四特征，构成为:上述第一电动机或上述第二电动机的至少任一个为使用 了压电元件或电致伸缩元件的超声波电动机，将旋转轴旋转自如地贯通于设在大致多棱柱 的可振动件的大致中心的中心孔，在此可振动件的中心孔具有朝向外周延伸的狭缝部，将 具有电极的薄板状的压电元件贴附于上述可振动件的外周面，以分别产生独立的旋转振动 的方式在上述狭缝的一侧的上述压电元件和上述狭缝的相反侧的上述压电元件依次施加 电压，由此对旋转轴进行旋转驱动。
[0053] 根据该构成，在可振动件具有狭缝，由此在可振动件与旋转轴之间产生弹性力并 产生稳定的摩擦力，并且在狭缝面的两侧分别独立地对压电元件施加电压，由此，以狭缝面 为界，在狭缝的两侧产生如镜像的旋转振动，因此，能够以小的可振动件产生足够大的旋转 力