JP2011062301A - Optical structure image observation device, method for processing the structure information, and endoscope equipped with optical structure image observation device - Google Patents

Optical structure image observation device, method for processing the structure information, and endoscope equipped with optical structure image observation device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To generate a tomographic image having a high S/N ratio and appropriate resolution from a shallow position to a deep position. <P>SOLUTION: In the processing part 22 of an OCT (Optical Coherence Tomography) processor 400, a focal position specifying part 230 specifies a plurality of different focal positions of measurement light L1 to an optical structure information detecting part 220. The part 220 detects optical structure information from an interference signal detected by an interference light detecting part at the focal position predetermined by the part 230. A tomographic structure information generating part 225 generates tomographic structure information for each of the plurality of different focal positions of the measurement light L1 based on the optical structure information detected by the part 220. A plurality of focal point images synthesizing part 221 generates synthetic tomographic image based on the tomographic structure information of each of the plurality of different focal positions stored in a memory 231. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は光構造像観察装置、その構造情報処理方法及び光構造像観察装置を備えた内視鏡装置に係り、特に光構造情報の情報処理に特徴のある光構造像観察装置、その構造情報処理方法及び光構造像観察装置を備えた内視鏡装置に関する。   The present invention relates to an optical structure image observation apparatus, a structure information processing method thereof, and an endoscope apparatus including the optical structure image observation apparatus, and more particularly to an optical structure image observation apparatus characterized by information processing of optical structure information, and the structure information thereof The present invention relates to a processing method and an endoscope apparatus including an optical structure image observation apparatus.

従来、生体組織の光断層画像を取得する際に、OCT(Optical Coherence Tomography)計測を利用した光断層画像取得装置が用いられることがある。この光断層画像取得装置は、光源から射出された低コヒーレント光を測定光と参照光とに分割した後、該測定光が測定対象に照射されたときの測定対象からの反射光、もしくは後方散乱光と参照光とを合波し、該反射光と参照光との干渉光の強度に基づいて光断層画像を取得するものである。以下、測定対象からの反射光、後方散乱光をまとめて反射光と標記する。   Conventionally, when acquiring an optical tomographic image of a living tissue, an optical tomographic image acquisition apparatus using OCT (Optical Coherence Tomography) may be used. This optical tomographic image acquisition apparatus divides low-coherent light emitted from a light source into measurement light and reference light, and then reflects or backscatters light from the measurement object when the measurement light is applied to the measurement object. The light and the reference light are combined, and an optical tomographic image is acquired based on the intensity of the interference light between the reflected light and the reference light. Hereinafter, the reflected light and the backscattered light from the measurement object are collectively referred to as reflected light.

上記のOCT計測には、大きくわけてTD−OCT(Time domain OCT)計測とFD−OCT(Fourier Domain OCT)計測の2種類がある。TD−OCT計測は、参照光の光路長を変更しながら干渉光強度を測定することにより、測定対象の深さ方向の位置(以下、深さ位置という)に対応した反射光強度分布を取得する方法である。   The OCT measurement is roughly divided into two types: TD-OCT (Time domain OCT) measurement and FD-OCT (Fourier Domain OCT) measurement. In the TD-OCT measurement, the reflected light intensity distribution corresponding to the position in the depth direction of the measurement target (hereinafter referred to as the depth position) is acquired by measuring the interference light intensity while changing the optical path length of the reference light. Is the method.

一方、FD−OCT計測は、参照光と信号光の光路長は変えることなく、光のスペクトル成分毎に干渉光強度を測定し、ここで得られたスペクトル干渉強度信号を計算機にてフーリエ変換に代表される周波数解析を行うことで、深さ位置に対応した反射光強度分布を取得する方法である。TD−OCTに存在する機械的な走査が不要となることで、高速な測定が可能となる手法として、近年注目されている。   On the other hand, in the FD-OCT measurement, the interference light intensity is measured for each spectral component of the light without changing the optical path lengths of the reference light and the signal light, and the spectral interference intensity signal obtained here is Fourier transformed by a computer. This is a method of obtaining a reflected light intensity distribution corresponding to a depth position by performing a representative frequency analysis. In recent years, it has attracted attention as a technique that enables high-speed measurement by eliminating the need for mechanical scanning existing in TD-OCT.

ところで、消化管や気管支など、光学散乱特性が高い組織を対象とするOCTでは、入射光が急激に減衰し、深い部分ではS/N比が落ちるという問題がある。   By the way, in the OCT that targets a tissue having high optical scattering characteristics such as the digestive tract and the bronchi, there is a problem that the incident light is rapidly attenuated and the S / N ratio is lowered in a deep portion.

この問題の解決策として、光の焦点面を表面より深い位置に置くことで、光の集光性で減衰を補償し、深い部分まで描出可能にする手法(非特許文献1)が提案されている。
しかし、深い部分に焦点位置を合わせると、焦点深度と光の散乱の影響から焦点位置より浅い位置では横分解能が落ち、細かい構造情報が失われる。
As a solution to this problem, a technique (Non-Patent Document 1) has been proposed in which the focal plane of light is placed at a position deeper than the surface so that attenuation can be compensated for by the light condensing property so that a deep portion can be drawn. Yes.
However, when the focal position is adjusted to a deep part, the lateral resolution is lowered at a position shallower than the focal position due to the influence of the depth of focus and light scattering, and detailed structural information is lost.

そこで、焦点位置を表面に合わせ、浅い部分での横解像度を最適化する手法(特許文献1)、中心波長が異なる画像の重ね合わせで深部までの情報を得る手法(特許文献2)などが提案されている。   Therefore, a method of optimizing the horizontal resolution in the shallow part by aligning the focal position with the surface (Patent Document 1), a method of obtaining information up to the deep part by overlaying images with different center wavelengths (Patent Document 2), etc. are proposed. Has been.

特開平9−133509号公報JP-A-9-133509 特開2007−151631号公報JP 2007-151631 A

生体医工学、Vol. 44 (2006) , No. 4 pp.606-612、"光コヒーレンストモグラフィを用いたヒト指細動脈の断層イメージング"Biomedical engineering, Vol. 44 (2006), No. 4 pp.606-612, "Tomographic imaging of human arterioles using optical coherence tomography"

しかしながら、上記非特許文献1や特許文献1に開示されている手法では、対象の特定位置に焦点位置を合わせることで、観察ターゲットになる構造の視認性を最適化することはできるが、焦点を合わせた位置以外の部分では視認性が良い画像が得られないという問題がある。   However, in the methods disclosed in Non-Patent Document 1 and Patent Document 1, the visibility of the structure that becomes the observation target can be optimized by adjusting the focus position to the specific position of the target. There is a problem that an image with good visibility cannot be obtained at a portion other than the combined position.

また、上記特許文献2に開示されている手法では、中心周波数が複数種類の光源の収差を用いることで、複数の焦点位置の干渉波形を合成表示することは可能であるが、焦点位置の組み合わせが固定されているため、目的や対象の状態に応じて焦点位置を変更することができない。   In the method disclosed in Patent Document 2, it is possible to synthesize and display interference waveforms at a plurality of focal positions by using aberrations of a plurality of types of light sources with a center frequency. Is fixed, the focal position cannot be changed according to the purpose or the state of the target.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、浅い位置から深い位置まで高いS/N比と適切な解像度を有する断層画像を生成することのできる光構造像観察装置、その構造情報処理方法及び光構造像観察装置を備えた内視鏡装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an optical structure image observation apparatus capable of generating a tomographic image having a high S / N ratio and an appropriate resolution from a shallow position to a deep position, and structure information thereof. An object is to provide an endoscope apparatus including a processing method and an optical structure image observation apparatus.

前記目的を達成するために、請求項1に記載の光構造像観察装置は、波長を掃引して光を発する光源手段と、前記光源手段から発した前記光を参照光と測定光に分波する分波手段と、測定対象の深さ方向に前記測定光を照射すると共に前記測定対象にて反射あるいは後方散乱した戻り光を集光する照射/集光手段と、前記深さ方向に直交する面内において前記照射/集光手段の照射位置を所定の走査間隔にて2次元走査する走査手段と、前記照射/集光手段が照射する前記測定光の複数の焦点位置を指定する焦点位置指定手段と、前記複数の焦点位置に前記照射/集光手段の焦点を位置決め駆動する焦点駆動手段と、前記照射/集光手段にて集光した前記戻り光と所定の光路長経路を経た前記参照光とを、前記複数の焦点位置毎に合波させ干渉光を取得する干渉手段と、前記干渉光に基づき、前記複数の焦点位置毎の前記測定対象の断層構造情報を生成する断層構造情報生成手段と、前記複数の焦点位置毎の前記断層構造情報に基づき、前記測定対象の断層画像を生成する断層画像生成手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the object, an optical structure image observation apparatus according to claim 1, a light source unit that emits light by sweeping a wavelength, and demultiplexes the light emitted from the light source unit into reference light and measurement light. Orthogonal to the depth direction, and an irradiating / condensing means for irradiating the measurement light in the depth direction of the measurement target and condensing the return light reflected or backscattered by the measurement target. A scanning unit that two-dimensionally scans the irradiation position of the irradiation / condensing unit within a plane at a predetermined scanning interval, and a focal position specification that specifies a plurality of focal positions of the measurement light irradiated by the irradiation / condensing unit Means, focus driving means for positioning and driving the focus of the irradiation / condensing means at the plurality of focal positions, and the return light condensed by the irradiation / condensing means and the reference through a predetermined optical path length path The light is combined for each of the plurality of focal positions and dried. Interfering means for acquiring light, tomographic structure information generating means for generating tomographic structure information of the measurement target for each of the plurality of focal positions based on the interference light, and tomographic structure information for the plurality of focal positions And a tomographic image generating means for generating a tomographic image of the measurement object.

請求項1に記載の光構造像観察装置では、照射/集光手段にて前記測定対象の深さ方向に前記測定光を照射すると共に前記測定対象にて反射あるいは後方散乱した戻り光を集光し、前記走査手段にて前記深さ方向に直交する面内において前記照射/集光手段の照射位置を前記所定の走査間隔にて2次元走査し、前記焦点位置指定手段にて前記照射/集光手段が照射する前記測定光の複数の焦点位置を指定し、前記焦点駆動手段にて前記複数の焦点位置に前記照射/集光手段の焦点を位置決め駆動し、前記干渉手段にて前記戻り光と前記参照光とを前記複数の焦点位置毎に合波させ前記干渉光を取得し、前記断層構造情報生成手段にて前記干渉光に基づき前記複数の焦点位置毎の前記測定対象の前記断層構造情報を生成し、前記断層画像生成手段にて前記複数の焦点位置毎の前記断層構造情報に基づき、前記測定対象の断層画像を生成することで、浅い位置から深い位置まで高いS/N比と適切な解像度を有する断層画像を生成することを可能とする。   The optical structure image observation apparatus according to claim 1, wherein irradiation light / condensing means irradiates the measurement light in a depth direction of the measurement object and collects return light reflected or backscattered by the measurement object. Then, the irradiation means of the irradiation / condensing means is two-dimensionally scanned at the predetermined scanning interval in a plane orthogonal to the depth direction by the scanning means, and the irradiation / collection is performed by the focal position specifying means. A plurality of focus positions of the measurement light emitted by the light means are designated, the focus of the irradiation / collection means is positioned and driven to the focus positions by the focus driving means, and the return light is driven by the interference means. And the reference light are combined for each of the plurality of focal positions to acquire the interference light, and the tomographic structure of the measurement target for each of the plurality of focal positions based on the interference light by the tomographic structure information generation unit Information to generate the tomographic image A tomographic image having a high S / N ratio and an appropriate resolution is generated from a shallow position to a deep position by generating a tomographic image of the measurement object based on the tomographic structure information for each of the plurality of focal positions. Make it possible.

請求項2に記載の光構造像観察装置のように、請求項1に記載の光構造像観察装置であって、前記所定の走査間隔より粗いプレ走査間隔にて前記走査手段を走査し、前記プレ走査間隔による走査にて得られた前記断層構造情報に基づき、前記焦点位置指定手段が指定する前記複数の焦点位置を設定する焦点位置設定手段を、さらに備えることが好ましい。   The optical structure image observation device according to claim 1, wherein the scanning unit is scanned at a pre-scan interval coarser than the predetermined scan interval, as in the optical structure image observation device according to claim 2, It is preferable to further include a focal position setting unit that sets the plurality of focal positions designated by the focal position designation unit based on the tomographic structure information obtained by scanning at a pre-scan interval.

請求項3に記載の光構造像観察装置のように、請求項1または2に記載の光構造像観察装置であって、前記断層構造情報生成手段は前記干渉光に基づき前記測定対象の層を抽出し、前記断層画像生成手段は前記複数の焦点位置のうち前記層に近傍する焦点位置による前記層毎の前記断層構造情報を層近傍構造情報として抽出し、抽出した前記層近傍構造情報を合成することにより前記断層画像を生成することが好ましい。   The optical structure image observation device according to claim 1 or 2, wherein the tomographic structure information generation unit sets the layer to be measured based on the interference light. The tomographic image generation means extracts the tomographic structure information for each layer based on the focal position near the layer among the plurality of focal positions as layer-neighboring structure information, and synthesizes the extracted layer-neighboring structure information It is preferable to generate the tomographic image by doing so.

請求項4に記載の光構造像観察装置のように、請求項1または2に記載の光構造像観察装置であって、前記断層画像生成手段は、前記複数の焦点位置毎の前記断層構造情報を前記深さ方向にて変化する重み付け関数にて演算し、前記複数の焦点位置毎の演算結果を合成することにより前記断層画像を生成することが好ましい。   The optical structure image observation device according to claim 1 or 2, wherein the tomographic image generation means is configured to obtain the tomographic structure information for each of the plurality of focal positions. Is preferably calculated by a weighting function that changes in the depth direction, and the tomographic image is generated by combining the calculation results for each of the plurality of focal positions.

請求項5に記載の光構造像観察装置のように、請求項1または2に記載の光構造像観察装置であって、前記断層画像生成手段は、前記複数の焦点位置毎の前記断層構造情報における水平解像度のエッジ情報を演算し、前記複数の焦点位置毎の演算結果を合成することにより前記断層画像を生成することが好ましい。   The optical structure image observation device according to claim 1, wherein the tomographic image generation unit is configured to provide the tomographic structure information for each of the plurality of focal positions. It is preferable to generate the tomographic image by calculating edge information of horizontal resolution at, and combining the calculation results for each of the plurality of focal positions.

請求項6に記載の光構造像観察装置のように、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の光構造像観察装置であって、前記断層画像を少なくとも表示手段に表示させる表示制御手段と、前記表示制御手段が制御する前記表示手段の表示形態を指定する表示形態指定手段と、をさらに備え、前記表示制御手段は前記表示手段が表示する前記断層画像上に、前記複数の焦点位置の位置情報及び前記断層画像生成手段が断層画像を生成する際の画像生成情報を重畳し、前記表示形態指定手段は前記表示手段に重畳表示された前記位置情報及び前記画像生成情報に基づいて入力される入力情報により前記表示形態を指定することが好ましい。   The optical structure image observation apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the display control means causes at least the display means to display the tomographic image, as in the optical structure image observation apparatus according to claim 6. And display form designating means for designating a display form of the display means controlled by the display control means, wherein the display control means has the plurality of focus positions on the tomographic image displayed by the display means. Position information and image generation information when the tomographic image generation unit generates a tomographic image are superimposed, and the display form designating unit inputs based on the position information and the image generation information superimposed and displayed on the display unit It is preferable to specify the display form by input information.

請求項7に記載の光構造像観察装置のように、請求項1ないし6のいずれか1つに記載の光構造像観察装置であって、前記断層画像生成手段が生成した前記断層画像に基づき前記測定対象の光立体構造画像を生成する立体構造画像生成手段をさらに備えることが好ましい。   The optical structure image observation apparatus according to any one of claims 1 to 6, as in the optical structure image observation apparatus according to claim 7, wherein the tomographic image generated by the tomographic image generation unit is used. It is preferable to further include a three-dimensional structure image generating unit that generates the optical three-dimensional structure image of the measurement target.

請求項8に記載の光構造像観察装置の構造情報処理方法は、波長を掃引して光を発する光源手段と、前記光源手段から発した前記光を参照光と測定光に分波する分波手段と、測定対象の深さ方向に前記測定光を照射すると共に前記測定対象にて反射あるいは後方散乱した戻り光を集光する照射/集光手段と、を備えた光構造像観察装置の構造情報処理方法において、前記深さ方向に直交する面内において前記照射/集光手段の照射位置を所定の走査間隔にて2次元走査する走査ステップと、前記照射/集光手段が照射する前記測定光の複数の焦点位置を指定する焦点位置指定ステップと、前記複数の焦点位置に前記照射/集光手段の焦点を位置決め駆動する焦点駆動ステップと、前記照射/集光手段にて集光した前記戻り光と所定の光路長経路を経た前記参照光とを、前記複数の焦点位置毎に合波させ干渉光を取得する干渉ステップと、前記干渉光に基づき、前記複数の焦点位置毎の前記測定対象の断層構造情報を生成する断層構造情報生成ステップと、前記複数の焦点位置毎の前記断層構造情報に基づき、前記測定対象の断層画像を生成する断層画像生成ステップと、を備えたことを特徴とする。   9. The structure information processing method of the optical structure image observation apparatus according to claim 8, wherein the light source means that emits light by sweeping the wavelength, and the demultiplexing that demultiplexes the light emitted from the light source means into reference light and measurement light. The structure of the optical structure image observation apparatus comprising: means; and irradiation / condensing means for irradiating the measurement light in the depth direction of the measurement target and condensing the return light reflected or backscattered by the measurement target In the information processing method, a scanning step of two-dimensionally scanning an irradiation position of the irradiation / condensing unit at a predetermined scanning interval in a plane orthogonal to the depth direction, and the measurement irradiated by the irradiation / condensing unit A focus position designating step for designating a plurality of focus positions of light, a focus driving step for positioning and driving a focus of the irradiation / condensing means at the plurality of focus positions, and the light collected by the irradiation / condensing means Return light and predetermined path length The reference light that has passed through is combined with each of the plurality of focal positions to obtain interference light, and the tomographic structure information of the measurement target for each of the plurality of focal positions is generated based on the interference light A tomographic structure information generating step; and a tomographic image generating step of generating a tomographic image of the measurement object based on the tomographic structure information for each of the plurality of focal positions.

請求項9に記載の光構造像観察装置の構造情報処理方法のように、請求項8に記載の光構造像観察装置の構造情報処理方法であって、前記所定の走査間隔より粗いプレ走査間隔にて前記走査手段を走査し、前記プレ走査間隔による走査にて得られた前記断層構造情報に基づき、前記焦点位置指定手段が指定する前記複数の焦点位置を設定する焦点位置設定ステップを、さらに備えることが好ましい。   The structure information processing method of the optical structure image observation device according to claim 8, as in the structure information processing method of the optical structure image observation device according to claim 9, wherein the pre-scan interval is coarser than the predetermined scan interval. A focal position setting step for setting the plurality of focal positions designated by the focal position designation means based on the tomographic structure information obtained by scanning the scanning means at the pre-scan interval; It is preferable to provide.

請求項10に記載の内視鏡装置は、請求項1ないし7のいずれか1つに記載の光構造像観察装置を備えたことを特徴とする。   An endoscope apparatus according to a tenth aspect includes the optical structure image observation apparatus according to any one of the first to seventh aspects.

以上説明したように、本発明によれば、浅い位置から深い位置まで高いS/N比と適切な解像度を有する断層画像を生成することができるという効果がある。   As described above, according to the present invention, there is an effect that a tomographic image having a high S / N ratio and an appropriate resolution can be generated from a shallow position to a deep position.

第1実施形態に係る光構造像観察装置としてのOCTプロセッサの内部構成を示すブロック図The block diagram which shows the internal structure of the OCT processor as an optical structure image observation apparatus concerning 1st Embodiment. 図1のOCTプローブの先端構成を示す図The figure which shows the front-end | tip structure of the OCT probe of FIG. 図1のOCTプローブの変形例1の先端構成を示す図The figure which shows the front-end | tip structure of the modification 1 of the OCT probe of FIG. 図1のOCTプローブの変形例2の先端構成を示す図The figure which shows the front-end | tip structure of the modification 2 of the OCT probe of FIG. 図1のOCTプローブの変形例3の先端構成を示す図The figure which shows the front-end | tip structure of the modification 3 of the OCT probe of FIG. 図1のOCTプローブの変形例4の先端構成を示す図The figure which shows the front-end | tip structure of the modification 4 of the OCT probe of FIG. 図1のOCTプロセッサの処理部の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the process part of the OCT processor of FIG. 図1のOCTプロセッサの処理部での処理の概要を説明する図The figure explaining the outline | summary of the process in the process part of the OCT processor of FIG. 図1のOCTプロセッサの処理部の処理の詳細を示すフローチャートThe flowchart which shows the detail of a process of the process part of the OCT processor of FIG. 図9の処理における合成断層画像の生成するための異なる焦点位置での取得画像を示す図The figure which shows the acquired image in a different focus position for producing | generating the synthetic | combination tomographic image in the process of FIG. 図9の処理における合成断層画像の生成のための重み付けを説明する第1の図FIG. 9 is a first diagram illustrating weighting for generating a composite tomographic image in the processing of FIG. 図9の処理における合成断層画像の生成のための重み付けを説明する第2の図2nd figure explaining the weighting for the production | generation of the synthetic | combination tomographic image in the process of FIG. 第2実施形態に係るOCTプロセッサの処理部の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the process part of the OCT processor which concerns on 2nd Embodiment. 図13のプレスキャン情報処理部のプレスキャン間隔を説明する図The figure explaining the prescan interval of the prescan information processing part of FIG. 図13のプレスキャン情報処理部による焦点位置の設定を説明する図The figure explaining the setting of the focus position by the pre-scan information processing part of FIG. 図13のプレスキャン情報処理部による焦点位置の設定のための境界検出法を説明する図The figure explaining the boundary detection method for the setting of the focus position by the prescan information processing part of FIG. 図13のプレスキャン情報処理部による焦点位置の設定のためのコントラスト法を説明する第1の図FIG. 13 is a first diagram illustrating a contrast method for setting a focal position by the pre-scan information processing unit in FIG. 図13のプレスキャン情報処理部による焦点位置の設定のためのコントラスト法を説明する第2の図FIG. 14 is a second diagram illustrating a contrast method for setting a focal position by the prescan information processing unit in FIG. 図13のOCTプロセッサの処理部の処理の詳細を示すフローチャートThe flowchart which shows the detail of a process of the process part of the OCT processor of FIG. 図19のプレスキャン情報処理においてプレスキャンでの計測画像情報を用いて焦点位置の組み合わせを決定する方法を説明する第1の図FIG. 19 is a first diagram illustrating a method for determining a combination of focal positions using pre-measurement image information in the pre-scan information processing of FIG. 図19のプレスキャン情報処理においてプレスキャンでの計測画像情報を用いて焦点位置の組み合わせを決定する方法を説明する第2の図FIG. 19 is a second diagram illustrating a method for determining a combination of focus positions using pre-measurement image information in the pre-scan information processing of FIG. 図19のプレスキャン情報処理においてプレスキャンでの計測画像情報を用いて焦点位置の組み合わせを決定する方法を説明する第3の図FIG. 19 is a third diagram illustrating a method for determining a combination of focal positions using measurement image information in prescan in the prescan information processing of FIG. 図19のプレスキャン情報処理においてプレスキャンでの計測画像情報を用いて焦点位置の組み合わせを決定する方法を説明する第4の図FIG. 19 is a fourth diagram illustrating a method for determining a combination of focal positions using measurement image information in prescan in the prescan information processing of FIG. 図19のプレスキャン情報処理においてプレスキャンでの計測画像情報を用いて焦点位置の組み合わせを決定する方法を説明する第5の図FIG. 19 is a fifth diagram illustrating a method for determining a combination of focal positions using measurement image information in prescan in the prescan information processing of FIG. 図13の複数焦点画像合成部の合成断層画像の生成処理を説明するための第1の図FIG. 13 is a first diagram for explaining composite tomographic image generation processing of the multifocal image composition unit in FIG. 13. 図13の複数焦点画像合成部の合成断層画像の生成処理を説明するための第2の図2nd figure for demonstrating the production | generation process of the synthetic | combination tomographic image of the multifocal image synthetic | combination part of FIG. 図13の複数焦点画像合成部の合成断層画像の生成処理を説明するための第3の図FIG. 13 is a third diagram for explaining the composite tomographic image generation process of the multifocal image composition unit in FIG. 13. 図13の複数焦点画像合成部の合成断層画像の生成処理を説明するための第4の図FIG. 14 is a fourth diagram for explaining the composite tomographic image generation processing of the multifocal image composition unit in FIG. 13; 各実施形態におけるOCTプロセッサ及びOCTプローブと内視鏡装置とからなる画像診断装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the diagnostic imaging apparatus which consists of an OCT processor in each embodiment, an OCT probe, and an endoscope apparatus. 図29のOCTプローブの先端構成を示す図The figure which shows the front-end | tip structure of the OCT probe of FIG. 図29のOCTプローブの変形例の先端構成を示す図The figure which shows the front-end | tip structure of the modification of the OCT probe of FIG.

以下、添付図面を参照して、本発明に係る光構造像観察装置、その構造情報処理方法及び光構造像観察装置を備えた内視鏡装置について詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an optical structure image observation apparatus, a structure information processing method thereof, and an endoscope apparatus including an optical structure image observation apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1実施形態:
図1は、本発明の第1実施形態に係る光構造像観察装置としてのOCTプロセッサの内部構成を示すブロック図である。
First embodiment:
FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of an OCT processor as an optical structure image observation apparatus according to the first embodiment of the present invention.

図1に示すOCTプロセッサ400は、光干渉断層(OCT:Optical Coherence Tomography)計測法による測定対象の光断層画像を取得するためのもので、測定のための光Laを射出する光源手段としての第1の光源(第1の光源ユニット)12と、第1の光源12から射出された光Laを測定光(第1の光束)L1と参照光L2に分岐するとともに、被検体である測定対象Sからの戻り光L3と後述する光路長調整部26を経た参照光L2を合波して干渉光L4およびL5を生成する分波手段としての光ファイバカプラ(分岐合波部)14と、光ファイバカプラ14で分岐された測定光L1を測定対象まで導波するとともに測定対象からの戻り光L3を導波するプローブ側光ファイバFB1を備える光プローブとしてのOCTプローブ600と、測定光L1をプローブ側光ファイバFB1まで導波するとともにプローブ側光ファイバFB1によって導波された戻り光L3を導波する光ファイバFB2と、プローブ側光ファイバFB1を光ファイバFB2に接続し、測定光L1および戻り光L3を伝送する光コネクタ18と、光ファイバカプラ14で生成された干渉光L4およびL5を干渉信号として検出する干渉手段としての干渉光検出部20と、この干渉光検出部20によって検出された干渉信号を処理して光構造情報を取得し情報処理する処理部22と、を有する。また、処理部22で取得された光構造情報に基づいて画像はモニタ装置500に表示される。   An OCT processor 400 shown in FIG. 1 is for acquiring an optical tomographic image of a measurement object by an optical coherence tomography (OCT) measurement method, and is a first light source unit that emits light La for measurement. One light source (first light source unit) 12 and light La emitted from the first light source 12 are branched into measurement light (first light flux) L1 and reference light L2, and a measurement target S that is a subject. An optical fiber coupler (branching / combining unit) 14 as a demultiplexing unit that multiplexes the return light L3 from the laser beam and a reference light L2 that has passed through an optical path length adjusting unit 26, which will be described later, to generate interference light L4 and L5; An OCT probe 600 as an optical probe including a probe-side optical fiber FB1 that guides the measurement light L1 branched by the coupler 14 to the measurement target and guides the return light L3 from the measurement target; An optical fiber FB2 that guides the constant light L1 to the probe-side optical fiber FB1, and guides the return light L3 guided by the probe-side optical fiber FB1, and the probe-side optical fiber FB1 are connected to the optical fiber FB2, and the measurement light The optical connector 18 for transmitting L1 and the return light L3, the interference light detection unit 20 as interference means for detecting the interference light L4 and L5 generated by the optical fiber coupler 14 as interference signals, and the interference light detection unit 20 And a processing unit 22 that processes the detected interference signal to acquire optical information and processes the information. An image is displayed on the monitor device 500 based on the optical structure information acquired by the processing unit 22.

また、OCTプロセッサ400は、測定の目印を示すためのエイミング光(第2の光束)Leを射出する第2の光源(第2の光源ユニット)13と、参照光L2の光路長を調整する光路長調整部26と、第1の光源12から射出された光Laを分光する光ファイバカプラ28と、光ファイバカプラ14で合波された干渉光L4およびL5を検出する検出部30aおよび30bと、処理部22への各種条件の入力、設定の変更等を行う操作制御部32とを有する。   The OCT processor 400 also includes a second light source (second light source unit) 13 that emits aiming light (second light flux) Le for indicating a mark of measurement, and an optical path that adjusts the optical path length of the reference light L2. A length adjusting unit 26, an optical fiber coupler 28 that splits the light La emitted from the first light source 12, and detection units 30a and 30b that detect the interference lights L4 and L5 combined by the optical fiber coupler 14, And an operation control unit 32 for inputting various conditions to the processing unit 22 and changing settings.

なお、図1に示すOCTプロセッサ400においては、上述した射出光La、エイミング光Le、測定光L1、参照光L2および戻り光L3などを含む種々の光を各光デバイスなどの構成要素間で導波し、伝送するための光の経路として、プローブ側光ファイバFB1および光ファイバFB2を含め種々の光ファイバFB(FB3、FB4、FB5、FB6、FB7、FB8など)が用いられている。   In the OCT processor 400 shown in FIG. 1, various lights including the above-described emission light La, aiming light Le, measurement light L1, reference light L2, return light L3, and the like are guided between components such as optical devices. Various optical fibers FB (FB3, FB4, FB5, FB6, FB7, FB8, etc.) including the probe-side optical fiber FB1 and the optical fiber FB2 are used as light paths for wave transmission.

第1の光源12は、OCTの測定のための光(例えば、波長1.3μmのレーザ光あるいは低コヒーレンス光)を射出するものであり、この第1の光源12は周波数を一定の周期で掃引させながら赤外領域である、例えば波長1.3μmを中心とするレーザ光Laを射出する光源である。この第1の光源12は、レーザ光あるいは低コヒーレンス光Laを射出する光源12aと、光源12aから射出された光Laを集光するレンズ12bとを備えている。また、第1の光源12から射出された光Laは、光ファイバFB4、FB3を介して光ファイバカプラ14で測定光L1と参照光L2に分岐され、測定光L1は光コネクタ18に入力される。   The first light source 12 emits light for OCT measurement (for example, laser light having a wavelength of 1.3 μm or low coherence light), and the first light source 12 sweeps the frequency at a constant period. It is a light source that emits a laser beam La centered at a wavelength of 1.3 μm, for example, in the infrared region. The first light source 12 includes a light source 12a that emits laser light or low-coherence light La, and a lens 12b that condenses the light La emitted from the light source 12a. The light La emitted from the first light source 12 is branched into the measurement light L1 and the reference light L2 by the optical fiber coupler 14 through the optical fibers FB4 and FB3, and the measurement light L1 is input to the optical connector 18. .

また、第2の光源13は、エイミング光Leとして測定部位を確認しやすくするために可視光を射出するものである。例えば、波長0.66μmの赤半導体レーザ光、波長0.63μmのHe−Neレーザ光、波長0.405μmの青半導体レーザ光などを用いることができる。そこで、第2の光源13としては、例えば赤色あるいは青色あるいは緑色のレーザ光を射出する半導体レーザ13aと、半導体レーザ13aから射出されたエイミング光Leを集光するレンズ13bを備えている。第2の光源13から射出されたエイミング光Leは、光ファイバFB8を介して光コネクタ18に入力される。   Further, the second light source 13 emits visible light so as to make it easy to confirm the measurement site as the aiming light Le. For example, red semiconductor laser light with a wavelength of 0.66 μm, He—Ne laser light with a wavelength of 0.63 μm, blue semiconductor laser light with a wavelength of 0.405 μm, or the like can be used. Therefore, the second light source 13 includes, for example, a semiconductor laser 13a that emits red, blue, or green laser light and a lens 13b that collects the aiming light Le emitted from the semiconductor laser 13a. The aiming light Le emitted from the second light source 13 is input to the optical connector 18 through the optical fiber FB8.

光コネクタ18では、測定光L1とエイミング光Leとが合波され、OCTプローブ600内のプローブ側光ファイバFB1に導波される。   In the optical connector 18, the measurement light L <b> 1 and the aiming light Le are combined and guided to the probe-side optical fiber FB <b> 1 in the OCT probe 600.

光ファイバカプラ14は、例えば2×2の光ファイバカプラで構成されており、光ファイバFB2、光ファイバFB3、光ファイバFB5、光ファイバFB7とそれぞれ光学的に接続されている。   The optical fiber coupler 14 is composed of, for example, a 2 × 2 optical fiber coupler, and is optically connected to the optical fiber FB2, the optical fiber FB3, the optical fiber FB5, and the optical fiber FB7, respectively.

光ファイバカプラ14は、第1の光源12から光ファイバFB4およびFB3を介して入射した光Laを測定光(第1の光束)L1と参照光L2とに分岐し、測定光L1を光ファイバFB2に入射させ、参照光L2を光ファイバFB5に入射させる。   The optical fiber coupler 14 branches the light La incident from the first light source 12 via the optical fibers FB4 and FB3 into the measurement light (first light beam) L1 and the reference light L2, and the measurement light L1 is split into the optical fiber FB2. The reference light L2 is incident on the optical fiber FB5.

さらに、光ファイバカプラ14は、光ファイバFB5に入射され後述する光路長調整部26によって周波数シフトおよび光路長の変更が施されて光ファイバFB5を戻った光L2と、後述するOCTプローブ600で取得され光ファイバFB2から導波された光L3とを合波し、光ファイバFB3(FB6)および光ファイバFB7に射出する。   Furthermore, the optical fiber coupler 14 is incident on the optical fiber FB5, is subjected to frequency shift and optical path length change by the optical path length adjusting unit 26 described later, and is returned by the optical fiber FB5 and acquired by the OCT probe 600 described later. Then, the light L3 guided from the optical fiber FB2 is multiplexed and emitted to the optical fiber FB3 (FB6) and the optical fiber FB7.

OCTプローブ600は、光コネクタ18を介して、光ファイバFB2と接続されており、光ファイバFB2から、光コネクタ18を介して、エイミング光Leと合波された測定光L1がプローブ側光ファイバFB1に入射される。入射されたこのエイミング光Leと合波された測定光L1をプローブ側光ファイバFB1によって伝送して測定対象Sに照射する。そして測定対象Sからの戻り光L3を取得し、取得した戻り光L3をプローブ側光ファイバFB1によって伝送して、光コネクタ18を介して、光ファイバFB2に射出するようになっている。   The OCT probe 600 is connected to the optical fiber FB2 through the optical connector 18, and the measurement light L1 combined with the aiming light Le from the optical fiber FB2 through the optical connector 18 is probe-side optical fiber FB1. Is incident on. The measurement light L1 combined with the incident aiming light Le is transmitted by the probe side optical fiber FB1, and is irradiated to the measurement object S. Then, the return light L3 from the measuring object S is acquired, and the acquired return light L3 is transmitted by the probe-side optical fiber FB1 and emitted to the optical fiber FB2 through the optical connector 18.

また、OCTプローブ600は、エイミング光Leと合波されプローブ側光ファイバFB1から出射された測定光L1を測定対象Sに2次元走査して照射する走査手段及び照射/集光手段としての測定光学系601と、測定光学系601において測定光L1を2次元走査するため、また測定光L1の焦点位置を可変させるための焦点駆動手段としての光学系駆動機構602を備えている。   In addition, the OCT probe 600 is combined with the aiming light Le, and the measurement optical L1 is a scanning unit that irradiates the measurement target S with the measurement light L1 emitted from the probe-side optical fiber FB1 and irradiates the measurement target S. A system 601 and an optical system driving mechanism 602 as a focus driving means for two-dimensionally scanning the measuring light L1 in the measuring optical system 601 and for changing the focal position of the measuring light L1 are provided.

光コネクタ18は、測定光(第1の光束)L1とエイミング光(第2の光束)Leとを合波するものである。   The optical connector 18 combines the measurement light (first light beam) L1 and the aiming light (second light beam) Le.

干渉光検出部20は、光ファイバFB6および光ファイバFB7と接続されており、光ファイバカプラ14で参照光L2と戻り光L3とを合波して生成された干渉光L4およびL5を干渉信号として検出する干渉手段を構成する。   The interference light detection unit 20 is connected to the optical fibers FB6 and FB7, and uses the interference lights L4 and L5 generated by combining the reference light L2 and the return light L3 by the optical fiber coupler 14 as interference signals. The interference means to detect is comprised.

ここで、OCTプロセッサ400は、光ファイバカプラ28から分岐させた光ファイバFB6上に設けられ、干渉光L4の光強度を検出する検出器30aと、光ファイバFB7の光路上に干渉光L5の光強度を検出する検出器30bとを有している。   Here, the OCT processor 400 is provided on the optical fiber FB6 branched from the optical fiber coupler 28. The detector 30a detects the light intensity of the interference light L4, and the light of the interference light L5 on the optical path of the optical fiber FB7. And a detector 30b for detecting the intensity.

干渉光検出部20は、検出器30aおよび検出器30bの検出結果に基づいて、光ファイバFB6から検出する干渉光L4と光ファイバFB7から検出する干渉光L5をフーリエ変換することにより、測定対象Sの各深さ位置における反射光(あるいは後方散乱光)の強度を検出する。   The interference light detection unit 20 performs Fourier transform on the interference light L4 detected from the optical fiber FB6 and the interference light L5 detected from the optical fiber FB7 based on the detection results of the detectors 30a and 30b, thereby measuring the measurement target S. The intensity of the reflected light (or backscattered light) at each depth position is detected.

処理部22は、複数の異なる焦点位置における干渉光検出部20で抽出した干渉信号から光構造情報を取得し、取得した光構造情報に基づいて光断層構造像及び光立体構造像を生成すると共に、この光立体構造像に対して各種処理を施した画像をモニタ装置500へ出力する。処理部22の詳細な構成は後述する。   The processing unit 22 acquires optical structure information from the interference signals extracted by the interference light detection unit 20 at a plurality of different focal positions, and generates an optical tomographic structure image and an optical three-dimensional structure image based on the acquired optical structure information. Then, an image obtained by performing various kinds of processing on the optical three-dimensional structure image is output to the monitor device 500. The detailed configuration of the processing unit 22 will be described later.

光路長調整部26は、光ファイバFB5の参照光L2の射出側(すなわち、光ファイバFB5の光ファイバカプラ14とは反対側の端部)に配置されている。   The optical path length adjustment unit 26 is disposed on the emission side of the reference light L2 of the optical fiber FB5 (that is, the end of the optical fiber FB5 opposite to the optical fiber coupler 14).

光路長調整部26は、光ファイバFB5から射出された光を平行光にする第1光学レンズ80と、第1光学レンズ80で平行光にされた光を集光する第2光学レンズ82と、第2光学レンズ82で集光された光を反射する反射ミラー84と、第2光学レンズ82および反射ミラー84を支持する基台86と、基台86を光軸方向に平行な方向に移動させるミラー移動機構88とを有し、第1光学レンズ80と第2光学レンズ82との距離を変化させることで参照光L2の光路長を調整する。   The optical path length adjustment unit 26 includes a first optical lens 80 that converts the light emitted from the optical fiber FB5 into parallel light, a second optical lens 82 that condenses the light converted into parallel light by the first optical lens 80, and The reflection mirror 84 that reflects the light collected by the second optical lens 82, the base 86 that supports the second optical lens 82 and the reflection mirror 84, and the base 86 are moved in a direction parallel to the optical axis direction. The optical path length of the reference light L2 is adjusted by changing the distance between the first optical lens 80 and the second optical lens 82.

第1光学レンズ80は、光ファイバFB5のコアから射出された参照光L2を平行光にするとともに、反射ミラー84で反射された参照光L2を光ファイバFB5のコアに集光する。   The first optical lens 80 converts the reference light L2 emitted from the core of the optical fiber FB5 into parallel light, and condenses the reference light L2 reflected by the reflection mirror 84 on the core of the optical fiber FB5.

また、第2光学レンズ82は、第1光学レンズ80により平行光にされた参照光L2を反射ミラー84上に集光するとともに、反射ミラー84により反射された参照光L2を平行光にする。このように、第1光学レンズ80と第2光学レンズ82とにより共焦点光学系が形成されている。   The second optical lens 82 condenses the reference light L2 converted into parallel light by the first optical lens 80 on the reflection mirror 84 and makes the reference light L2 reflected by the reflection mirror 84 parallel light. Thus, the first optical lens 80 and the second optical lens 82 form a confocal optical system.

さらに、反射ミラー84は、第2光学レンズ82で集光される光の焦点に配置されており、第2光学レンズ82で集光された参照光L2を反射する。   Further, the reflection mirror 84 is disposed at the focal point of the light collected by the second optical lens 82 and reflects the reference light L2 collected by the second optical lens 82.

これにより、光ファイバFB5から射出した参照光L2は、第1光学レンズ80により平行光になり、第2光学レンズ82により反射ミラー84上に集光される。その後、反射ミラー84により反射された参照光L2は、第2光学レンズ82により平行光になり、第1光学レンズ80により光ファイバFB5のコアに集光される。   As a result, the reference light L2 emitted from the optical fiber FB5 becomes parallel light by the first optical lens 80 and is condensed on the reflection mirror 84 by the second optical lens 82. Thereafter, the reference light L2 reflected by the reflection mirror 84 becomes parallel light by the second optical lens 82 and is condensed by the first optical lens 80 on the core of the optical fiber FB5.

また、基台86は、第2光学レンズ82と反射ミラー84とを固定し、ミラー移動機構88は、基台86を第1光学レンズ80の光軸方向(図1矢印A方向)に移動させる。   The base 86 fixes the second optical lens 82 and the reflection mirror 84, and the mirror moving mechanism 88 moves the base 86 in the optical axis direction of the first optical lens 80 (direction of arrow A in FIG. 1). .

ミラー移動機構88で、基台86を矢印A方向に移動させることで、第1光学レンズ80と第2光学レンズ82との距離を変更することができ、参照光L2の光路長を調整することができる。   By moving the base 86 in the direction of arrow A with the mirror moving mechanism 88, the distance between the first optical lens 80 and the second optical lens 82 can be changed, and the optical path length of the reference light L2 can be adjusted. Can do.

操作制御部32は、図示はしないが、キーボード、マウス等の入力手段と、入力された情報に基づいて各種条件を管理する制御手段とを有し、処理部22に接続されている。操作制御部32は、入力手段から入力されたオペレータの指示に基づいて、処理部22における各種処理条件等(後述する焦点位置指定情報を含む)の入力、設定、変更等を行う。   Although not shown, the operation control unit 32 includes input means such as a keyboard and a mouse, and control means for managing various conditions based on the input information, and is connected to the processing unit 22. The operation control unit 32 inputs, sets, and changes various processing conditions and the like (including focus position designation information described later) in the processing unit 22 based on an operator instruction input from the input unit.

なお、操作制御部32は、操作画面をモニタ装置500に表示させてもよいし、別途表示部を設けて操作画面を表示させてもよい。また、操作制御部32で、第1の光源12、第2の光源13、光コネクタ18、干渉光検出部20、光路長ならびに検出部30aおよび30bの動作制御や各種条件の設定を行うようにしてもよい。   Note that the operation control unit 32 may display the operation screen on the monitor device 500, or may provide a separate display unit to display the operation screen. In addition, the operation control unit 32 controls the operation of the first light source 12, the second light source 13, the optical connector 18, the interference light detection unit 20, the optical path length, the detection units 30a and 30b, and sets various conditions. May be.

図2は図1のOCTプローブの構成を示す図である。本実施形態のOCTプローブ600の測定光学系601は、プローブ側光ファイバFB1から出射したエイミング光Leと合波された測定光L1(以下、単に測定光L1と記す)を測定対象S上にて走査するためのガルバノミラー604と、測定光L1を平行光に変換しガルバノミラー604に集光させるレンズ部606とを備えて構成さている。   FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the OCT probe of FIG. The measurement optical system 601 of the OCT probe 600 according to the present embodiment uses the measurement light L1 combined with the aiming light Le emitted from the probe-side optical fiber FB1 (hereinafter simply referred to as measurement light L1) on the measurement target S. A galvanometer mirror 604 for scanning and a lens unit 606 for converting the measurement light L1 into parallel light and condensing the galvanometer mirror 604 are configured.

また、OCTプローブ600では、測定対象Sは、基台610に設けられえた可動ステージ611のテーブル612に配置される。この可動ステージ611は、テーブル612を例えば、図2に示すように、ガルバノミラー604が走査する走査軸をY軸としたときに、このY軸に略直交する水平面上の軸であるX軸に沿って走査するためのX軸可動部613と、X−Y平面に直交するZ軸方向である測定対象Sの深さ方向に駆動するZ軸可動部614とを備えて構成されている。   In the OCT probe 600, the measurement target S is arranged on the table 612 of the movable stage 611 that can be provided on the base 610. For example, as shown in FIG. 2, the movable stage 611 moves the table 612 to the X axis, which is an axis on a horizontal plane substantially orthogonal to the Y axis, when the scanning axis scanned by the galvano mirror 604 is the Y axis. An X-axis movable unit 613 for scanning along the Z-axis, and a Z-axis movable unit 614 that drives in the depth direction of the measuring object S that is the Z-axis direction orthogonal to the XY plane.

そして、OCTプローブ600の光学系駆動機構602(図1参照)は、上記のガルバノミラー604、X軸可動部613及びZ軸可動部614を駆動するようになっている。   The optical system drive mechanism 602 (see FIG. 1) of the OCT probe 600 drives the galvanometer mirror 604, the X-axis movable unit 613, and the Z-axis movable unit 614.

本実施形態のOCTプロセッサ400及びOCTプローブ600は、光学系駆動機構602により、特にZ軸可動部614をZ軸方向に進退させることで、測定対象Sに対して複数の焦点位置での所望の範囲の複数の光構造情報を得て、取得した複数の光構造情報に基づいて断層画像及び光立体構造画像を得ることができる。   The OCT processor 400 and the OCT probe 600 according to the present embodiment can perform desired operations at a plurality of focal positions with respect to the measurement target S by moving the Z-axis movable unit 614 in the Z-axis direction by the optical system driving mechanism 602. A plurality of optical structure information in a range can be obtained, and a tomographic image and an optical three-dimensional structure image can be obtained based on the acquired plurality of optical structure information.

なお、OCTプローブの構成は計測対象を乗せているステージが深さ方向に動く図2の構成に限らず、以下のOCTプローブの変形例1〜4のように構成することができる。
(1)OCTプローブの変形例1:測定光学系601がY軸方向及びZ軸方向(深さ方向)に動く構成(図3参照)
(2)OCTプローブの変形例2:レンズ部606のレンズの間隔を変える構成(図4参照)
(3)OCTプローブの変形例3:プローブ側光ファイバFB1及びレンズ部606(図5の2点破線内)が全体的に動き、計測対象Sに対する光路長を変える構成(図5参照)
(4)OCTプローブの変形例4:ガルバノミラー604及びテーブル612(図6の2点破線内)の水平移動により、光路長を変える構成(図6参照)。
The configuration of the OCT probe is not limited to the configuration in FIG. 2 in which the stage on which the measurement target is placed moves in the depth direction, and can be configured as in the following modifications 1 to 4 of the OCT probe.
(1) OCT probe modification 1: Configuration in which the measurement optical system 601 moves in the Y-axis direction and the Z-axis direction (depth direction) (see FIG. 3)
(2) Modification 2 of OCT probe: Configuration for changing the lens interval of the lens unit 606 (see FIG. 4)
(3) Modification 3 of the OCT probe: a configuration in which the probe-side optical fiber FB1 and the lens unit 606 (inside the two-dot broken line in FIG. 5) move as a whole and change the optical path length with respect to the measurement target S (see FIG. 5).
(4) Modification 4 of the OCT probe: a configuration in which the optical path length is changed by horizontal movement of the galvanometer mirror 604 and the table 612 (within the two-dot broken line in FIG. 6) (see FIG. 6).

図7はOCTプロセッサの処理部の構成を示すブロック図である。図7に示すように、OCTプロセッサ400の処理部22は、焦点位置指定部230、光構造情報検出部220、断層構造情報生成部225、メモリ231、複数焦点画像合成部221、光立体構造画像構築部222、表示制御部224及びI/F部228を備えて構成される。   FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the processing unit of the OCT processor. As shown in FIG. 7, the processing unit 22 of the OCT processor 400 includes a focal position designation unit 230, an optical structure information detection unit 220, a tomographic structure information generation unit 225, a memory 231, a multifocal image synthesis unit 221, and an optical stereoscopic structure image. A construction unit 222, a display control unit 224, and an I / F unit 228 are provided.

焦点位置指定部230は、光構造情報検出部220に対して測定光L1の異なる複数の焦点位置を指定するものであって、焦点位置指定手段を構成する。   The focal position designation unit 230 designates a plurality of different focal positions of the measurement light L1 with respect to the optical structure information detection unit 220, and constitutes a focal position designation unit.

光構造情報検出部220は、焦点位置指定部230から指定された焦点位置において、干渉光検出部20で検出した干渉信号から光構造情報を検出するものである。この光構造情報検出部220は、焦点位置指定部230から指定された焦点位置に基づいて、OCTプローブ600の光学系駆動機構602を制御する。   The optical structure information detection unit 220 detects optical structure information from the interference signal detected by the interference light detection unit 20 at the focal position designated by the focal position designation unit 230. The optical structure information detection unit 220 controls the optical system driving mechanism 602 of the OCT probe 600 based on the focal position designated by the focal position designation unit 230.

断層構造情報生成部225は、光構造情報検出部220が検出した光構造情報に基づき、測定光L1の異なる複数の焦点位置毎の断層構造情報(断層画像データ)を生成するものであって断層構造情報生成手段を構成する。   The tomographic structure information generation unit 225 generates tomographic structure information (tomographic image data) for each of a plurality of different focal positions of the measurement light L1 based on the optical structure information detected by the optical structure information detection unit 220. Structure information generating means is configured.

メモリ231は、断層構造情報生成部225が生成した断層構造情報(断層画像データ)を異なる複数の焦点位置毎に格納するものである。   The memory 231 stores the tomographic structure information (tomographic image data) generated by the tomographic structure information generation unit 225 for each of a plurality of different focal positions.

複数焦点画像合成部221は、メモリ231に格納された異なる複数の焦点位置毎の断層構造情報(断層画像データ)に基づいた合成断層画像を生成する断層画像生成手段であり、複数焦点画像合成部221が生成する合成断層画像については後述する。   The multi-focus image composition unit 221 is a tomographic image generation unit that generates a composite tomographic image based on tomographic structure information (tomographic image data) for each of a plurality of different focal positions stored in the memory 231. The composite tomographic image generated by the image 221 will be described later.

光立体構造画像構築部222は、複数焦点画像合成部221が生成した合成断層画像に基づいて光立体構造画像を生成するものであって立体構造画像生成手段を構成する。   The optical three-dimensional structure image constructing unit 222 generates an optical three-dimensional structure image based on the combined tomographic image generated by the multi-focus image combining unit 221 and constitutes a three-dimensional structure image generating unit.

表示制御部227は、複数焦点画像合成部221が生成した合成断層画像あるいは光立体構造画像構築部222からの光立体構造画像を、I/F部228を介した操作制御部32の制御信号によりモニタ装置500に出力するものであって、表示制御手段を構成する。   The display control unit 227 displays the combined tomographic image generated by the multi-focus image combining unit 221 or the optical three-dimensional structure image from the optical three-dimensional structure image constructing unit 222 according to a control signal from the operation control unit 32 via the I / F unit 228. This is output to the monitor device 500 and constitutes a display control means.

I/F部228は、操作制御部32からの設定信号、指定信号を各部に送信する通信インターフェイス部であって、表示形態指定手段を構成する。   The I / F unit 228 is a communication interface unit that transmits a setting signal and a designation signal from the operation control unit 32 to each unit, and constitutes a display form designation unit.

まず、このように構成された本実施形態のOCTプロセッサ400の処理部22における処理の概要を図8を用いて説明する。   First, an outline of processing in the processing unit 22 of the OCT processor 400 of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.

図8に示すように、本実施形態の処理部22は、異なる焦点位置の画像である断層構造情報(図8の焦点位置が浅い画像A及び焦点位置が深い画像Bの断層画像データ)を取得し、これらの断層構造情報(画像A及び画像Bの断層画像データ)を、例えば加算処理等の画像合成処理により合成した合成画像である合成断層画像を生成することで、浅い位置から深い位置まで高いS/N比と適切な解像度を有する合成断層画像をモニタ装置500に表示・提示する。   As illustrated in FIG. 8, the processing unit 22 of the present embodiment acquires tomographic structure information (tomographic image data of the image A having a shallow focal position and the image B having a deep focal position in FIG. 8) that are images having different focal positions. Then, by generating a combined tomographic image that is a combined image obtained by combining these tomographic structure information (tomographic image data of the image A and the image B) by image combining processing such as addition processing, from a shallow position to a deep position A composite tomographic image having a high S / N ratio and appropriate resolution is displayed and presented on the monitor device 500.

本実施形態のOCTプロセッサ400の処理部22の作用の詳細について、図9のフローチャートを用い、図10ないし図12を参照して説明する。   Details of the operation of the processing unit 22 of the OCT processor 400 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図9に示すように、OCTプロセッサ400の処理部22は、パラメータkを1にセットする(ステップS1)。   As shown in FIG. 9, the processing unit 22 of the OCT processor 400 sets the parameter k to 1 (step S1).

次に、処理部22は、焦点位置指定部230から第k番目の焦点位置Fd(k)を取得し、光構造情報検出部220にて焦点位置Fd(k)での測定光L1の走査(スキャン)を実行し(ステップS2)、断層構造情報生成部225において焦点位置Fd(k)における断層構造情報(断層画像データ)を生成する(ステップS3)。   Next, the processing unit 22 acquires the kth focus position Fd (k) from the focus position specifying unit 230, and the optical structure information detection unit 220 scans the measurement light L1 at the focus position Fd (k) ( Scan) (step S2), and the tomographic structure information generation unit 225 generates tomographic structure information (tomographic image data) at the focal position Fd (k) (step S3).

ステップS3での処理では光構造情報検出部220は、スキャンデータをA/D変換、信号処理の過程を経て焦点位置Fd(k)における断層構造情報(断層画像データ)に変換し、生成した焦点位置Fd(k)での断層構造情報(断層画像データ)をメモリ231に格納する。   In the processing in step S3, the optical structure information detection unit 220 converts the scan data into tomographic structure information (tomographic image data) at the focal position Fd (k) through A / D conversion and signal processing, and generates the generated focus. The tomographic structure information (tomographic image data) at the position Fd (k) is stored in the memory 231.

そして、処理部22は、ステップS4にてパラメータkが所定数(スキャンする焦点位置の個数)Nを越えたかどうか判断し、パラメータkがNを越えていない(k≦N)ならばステップS5にてパラメータkをインクリメントしステップS2に戻り、パラメータkがNを越えたならば(k>N)、ステップS6に進む。   Then, the processing unit 22 determines whether or not the parameter k exceeds a predetermined number (the number of focal positions to be scanned) N in step S4. If the parameter k does not exceed N (k ≦ N), the process proceeds to step S5. The parameter k is incremented and the process returns to step S2. If the parameter k exceeds N (k> N), the process proceeds to step S6.

続いて、処理部22は、複数焦点画像合成部221にてメモリ231に格納されているN個の断層構造情報(断層画像データ)を用いて複数の焦点位置での合成断層画像を生成する(ステップS6)。この合成断層画像の生成については後述する。   Subsequently, the processing unit 22 generates composite tomographic images at a plurality of focal positions using the N pieces of tomographic structure information (tomographic image data) stored in the memory 231 by the multifocal image synthesis unit 221 ( Step S6). The generation of the composite tomographic image will be described later.

そして、処理部22は、光立体構造画像構築部222にて複数焦点画像合成部221が生成した合成断層画像に基づいて光立体構造画像を生成すると共に、表示制御部227により複数焦点画像合成部221が生成した合成断層画像あるいは光立体構造画像構築部222からの光立体構造画像を、I/F部228を介した操作制御部32の制御信号によりモニタ装置500に表示させる画像表示処理を行い(ステップS7)、処理を終了する。   Then, the processing unit 22 generates a light stereoscopic structure image based on the combined tomographic image generated by the multi-focus image combining unit 221 in the light stereoscopic structure image constructing unit 222, and the display control unit 227 generates a multi-focus image combining unit. An image display process is performed to display the composite tomographic image generated by 221 or the optical three-dimensional structure image from the optical three-dimensional structure image constructing unit 222 on the monitor device 500 by a control signal of the operation control unit 32 via the I / F unit 228. (Step S7), the process ends.

なお、ステップS7の画像表示処理においては、適用可能な画像の合成手法の種類、合成パラメータ、計測を行った焦点深さの組み合わせを一緒に表示し、ユーザが指定で変更できるようにすることで、ユーザの使用目的に合った画像を生成、表示することができる。   Note that in the image display processing in step S7, the combination of the applicable image synthesis method, the synthesis parameter, and the measured depth of focus are displayed together so that the user can specify and change them. It is possible to generate and display an image suitable for the purpose of use of the user.

図9の処理における合成断層画像の生成について説明する。図9の処理により、メモリ231には、例えば図10に示すような焦点位置Fd(1)、焦点位置Fd(2)、焦点位置Fd(3)での取得画像の断層構造情報(断層画像データ)が格納される。   The generation of a composite tomographic image in the processing of FIG. 9 will be described. 9, the memory 231 stores the tomographic structure information (tomographic image data) of the acquired image at the focal position Fd (1), the focal position Fd (2), and the focal position Fd (3) as shown in FIG. ) Is stored.

そこで、ステップS6の処理では、これら焦点位置Fd(1)、焦点位置Fd(2)、焦点位置Fd(3)での複数の断層構造情報(断層画像データ)を平均化して合成して合成断層画像を生成する。   Therefore, in the process of step S6, a plurality of tomographic structure information (tomographic image data) at the focal position Fd (1), the focal position Fd (2), and the focal position Fd (3) is averaged and synthesized to obtain a synthetic tomography. Generate an image.

単純な平均化では、焦点深度を越えた深さの情報まで統合してしまうので、本実施形態では、図11及び図12に示すような重み付け関数を用いて焦点位置周辺に重みを付け、強度変換を行った断層構造情報(断層画像データ)を平均化する。   Since simple averaging integrates even depth information beyond the focal depth, in this embodiment, weighting is performed around the focal position using a weighting function as shown in FIGS. The converted tomographic structure information (tomographic image data) is averaged.

なお、重みを付けに用いる重み付け関数は、焦点深度領域を1、非焦点深度領域を0にした矩形関数でも、焦点位置を中心になだらかに変化するものでもよい。   Note that the weighting function used for weighting may be a rectangular function in which the focal depth region is 1 and the non-focal depth region is 0, or a function that changes gently around the focal position.

このように本実施形態では、複数の異なる焦点位置を指定し、指定した異なる焦点位置毎の断層構造情報(断層画像データ)を取得し、これらの断層構造情報(断層画像データ)を合成することで、浅い位置から深い位置まで高いS/N比と適切な解像度を有する断層画像を生成することができる。   As described above, in this embodiment, a plurality of different focal positions are designated, tomographic structure information (tomographic image data) for each designated different focal position is acquired, and these tomographic structure information (tomographic image data) is synthesized. Thus, a tomographic image having a high S / N ratio and an appropriate resolution can be generated from a shallow position to a deep position.

第2実施形態:
第2実施形態は、第1実施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付し説明は省略する。
Second embodiment:
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.

図13に示すように、第2実施形態の処理部22は、第1実施形態の構成である焦点位置指定部230、光構造情報検出部220、断層構造情報生成部225、メモリ231、複数焦点画像合成部221、光立体構造画像構築部222、表示制御部224及びI/F部228に加えて、プレスキャン情報処理部240が設けられている。   As illustrated in FIG. 13, the processing unit 22 of the second embodiment includes a focal position designation unit 230, an optical structure information detection unit 220, a tomographic structure information generation unit 225, a memory 231 and a plurality of focal points that are the configurations of the first embodiment. In addition to the image composition unit 221, the optical three-dimensional structure image construction unit 222, the display control unit 224, and the I / F unit 228, a prescan information processing unit 240 is provided.

上記プレスキャン情報処理部240は、光構造情報検出部220に対して通常の走査間隔よりも粗いプレ走査間隔にて測定光L1を走査させ、このプレ走査間隔による走査にて得られた前記断層構造情報に基づき、焦点位置指定部230が指定する複数の焦点位置Fd(k)を設定する焦点位置設定手段である。   The pre-scan information processing unit 240 causes the optical structure information detection unit 220 to scan the measurement light L1 at a pre-scan interval that is coarser than a normal scan interval, and the tomography obtained by scanning at the pre-scan interval. A focal position setting unit that sets a plurality of focal positions Fd (k) designated by the focal position designation unit 230 based on the structure information.

なお、プレスキャン情報処理部240は光構造情報検出部220を制御することにより、光学系駆動機構602(図1参照)により測定光L1をプレスキャン時の所定焦点位置、及びプレ走査間隔にて測定対象Sを2次元走査する。   Note that the prescan information processing unit 240 controls the optical structure information detection unit 220 so that the optical system driving mechanism 602 (see FIG. 1) causes the measurement light L1 to be at a predetermined focal position and a prescan interval at the time of prescan. The measuring object S is two-dimensionally scanned.

その他の構成は第1実施形態と同じである。   Other configurations are the same as those of the first embodiment.

ここで、本実施形態におけるプレスキャン情報処理部240によるプレスキャンの概要について説明する。   Here, an outline of pre-scanning by the pre-scan information processing unit 240 in the present embodiment will be described.

(A)水平分解能:Δx
OCTの水平分解能Δxは、式(1)に示すように、光源の中心波長λと焦点距離f、試料に当たるビーム径dで決定される。高い水平分解能Δxを得るためには、開口数NAが高いレンズでビームを絞る必要がある。
(A) Horizontal resolution: Δx
The horizontal resolution Δx of the OCT is determined by the center wavelength λ of the light source, the focal length f, and the beam diameter d hitting the sample, as shown in Equation (1). In order to obtain a high horizontal resolution Δx, it is necessary to narrow the beam with a lens having a high numerical aperture NA.

(B)焦点深度:Z
一方、焦点深度Zは水平分解能Δxが小さくなるほど小さくなる。つまり、高い水平分解能Δxを得るためにビームを絞るほど、式(2)で計算される焦点深度Zが短くなる。焦点深度は水平分解能の二乗に比例するため、水平分解能Δxが高くなると焦点深度Zが急激に減少する。
(B) Depth of focus: Z
On the other hand, the focal depth Z decreases as the horizontal resolution Δx decreases. That is, the focal depth Z calculated by the equation (2) becomes shorter as the beam is narrowed down to obtain a higher horizontal resolution Δx. Since the depth of focus is proportional to the square of the horizontal resolution, the depth of focus Z decreases rapidly as the horizontal resolution Δx increases.

眼底や血管を対象にしているOCTの場合、層構造の計測が重視され、かつ深い部分まで計測できることが要求される。そのために、高い焦点深度を得るために水平分解能を犠牲にしている場合が多い。   In the case of OCT targeting the fundus and blood vessels, the measurement of the layer structure is emphasized and it is required to be able to measure to a deep part. For this reason, horizontal resolution is often sacrificed in order to obtain a high depth of focus.

しかし消化管や気管支を対象とするOCTの場合は、腺管や血管の走行が診断に重要な情報になるため、高い水平分解能を有する必要がある。一方で、粘膜の表層から深さ数百um前後に位置する粘膜筋板の途切れなど、層構造の変化も計測できる必要がある。   However, in the case of OCT for the digestive tract and bronchi, since the travel of the gland duct and blood vessels is important information for diagnosis, it is necessary to have a high horizontal resolution. On the other hand, it is necessary to be able to measure changes in the layer structure, such as discontinuity of the mucosal muscularis located about several hundred um deep from the surface of the mucosa.

第2実施形態では、水平分解能と計測可能深さの両立という課題を、プレスキャン処理を行い測定光L1の焦点位置を変化させることで解決する。   In the second embodiment, the problem of achieving both horizontal resolution and measurable depth is solved by performing pre-scan processing and changing the focal position of the measurement light L1.

測定対象Sとなる生体組織は、
(1)注目構造が表面からどの深さにあるのかが未知である
(2)表面の盛り上がり、陥没などにより、計測装置に対する距離が一定ではない
以上2つの理由で、決められた複数の焦点位置でOCT計測を行う場合、背景や計測対象でない深い位置でも焦点位置を変えながら計測を行うことになり、効率的ではない。特に3次元データを取得する際に、この問題は大きくなる。
The living tissue to be measured S is
(1) The depth at which the structure of interest is located from the surface is unknown (2) The distance to the measuring device is not constant due to the rise or depression of the surface, etc. Multiple focal positions determined for the above two reasons When OCT measurement is performed in this way, measurement is performed while changing the focal position even at a deep position that is not the background or measurement target, which is not efficient. This problem is particularly serious when acquiring 3D data.

測定対象Sの表面の位置や観測対象構造の深さを大まかに把握できると、OCT計測に必要な焦点位置を数点に限定することができ、効率化できる。   If the position of the surface of the measuring object S and the depth of the observation target structure can be roughly grasped, the focal positions necessary for the OCT measurement can be limited to several points, and the efficiency can be improved.

通常OCTのスキャンは、内部の詳しい情報を得るため、光源の特性により決定される水平・垂直分解能と同等もしくは小さいサンプリング間隔で行われる。しかし表面の位置と内部構造を大まかに把握し、本(通常)スキャンで用いる焦点位置を算出するためには、細かい間隔で計測する必要はない。   Usually, OCT scanning is performed at sampling intervals equal to or smaller than the horizontal / vertical resolution determined by the characteristics of the light source to obtain detailed internal information. However, in order to roughly grasp the position of the surface and the internal structure and calculate the focal position used in the main (normal) scan, it is not necessary to measure at fine intervals.

3次元フーリエドメインOCTでは、垂直方向のサンプリング間隔はフーリエ変換によるデータ処理で決定され、スキャン速度には大きな影響を与えない。水平方向スキャン(図14におけるx、y方向)の範囲を制限するか、サンプリング間隔を広く取る(プレ走査間隔とする)ことが、本実施形態におけるプレスキャンの概念である。   In the three-dimensional Fourier domain OCT, the sampling interval in the vertical direction is determined by data processing by Fourier transform, and does not significantly affect the scan speed. The concept of pre-scanning in this embodiment is to limit the range of horizontal scanning (x and y directions in FIG. 14) or to widen the sampling interval (pre-scanning interval).

プレスキャン時は、内部構造、表面凹凸が未知であるため、なるべく多くの焦点位置で画像を取得する必要がある。そこで、本実施形態では、図15のように「焦点位置zn=zn-1+焦点深度」になるように設定する。 During pre-scanning, the internal structure and surface irregularities are unknown, so it is necessary to acquire images at as many focal positions as possible. Therefore, in this embodiment, setting is made so that “focus position z n = z n−1 + focus depth” as shown in FIG.

プレスキャン結果を用いた焦点深さの組み合わせ設定方法としては、例えば以下の境界検出法あるいはコントラスト法がある。   For example, the following boundary detection method or contrast method is used as a method for setting the combination of focus depths using the prescan result.

境界検出法:
(A)計測すべき層が決まっている場合
図16に示すように、プレスキャンで得られた画像から、対象の表面と層の境界を抽出する。計測すべき層が表面から境界1までの間の場合、焦点位置は表面の最浅点と境界1の最深点の間で選べば良い。図16の場合、z1’、 z2’、 z3’が本スキャンで用いる焦点位置になる。
(B).計測すべき深さ範囲が決まっている場合
プレスキャンで得られた画像から、対象の表面を抽出する。表面の最浅点を基準点z1’にし、計測深さ範囲をカバーするよう、焦点深度の間隔で焦点位置zn’を決定する。
Boundary detection method:
(A) When the layer to be measured is determined As shown in FIG. 16, the boundary between the target surface and the layer is extracted from the image obtained by the pre-scan. If the layer to be measured is between the surface and the boundary 1, the focal position may be selected between the shallowest point on the surface and the deepest point on the boundary 1. In the case of FIG. 16, z1 ′, z2 ′, and z3 ′ are the focal positions used in the main scan.
(B) When the depth range to be measured is determined Extract the surface of the object from the image obtained by pre-scanning. The shallowest point of the surface is set as the reference point z1 ′, and the focal position zn ′ is determined at the focal depth interval so as to cover the measurement depth range.

コントラスト法:
プレスキャンで取得された画像で、図17及び図18のように焦点位置znを中心とした焦点深度範囲の領域で信号強度の標準偏差を計算する。図17のように構造変化がない領域では標準偏差が小さく、図18のように構造変化がある領域では標準偏差が大きくなる。標準偏差が一定値以上の焦点位置を、本スキャンで用いる焦点位置に決定する。
Contrast method:
The standard deviation of the signal intensity is calculated in the region of the focal depth range centered on the focal position zn as shown in FIGS. 17 and 18 in the image acquired by the pre-scan. The standard deviation is small in a region where there is no structural change as shown in FIG. 17, and the standard deviation is large in a region where there is a structural change as shown in FIG. A focus position with a standard deviation equal to or greater than a certain value is determined as a focus position used in the main scan.

次に、本実施形態のOCTプロセッサ400の処理部22の作用の詳細について、図19のフローチャートを用い、図20ないし図24を参照して説明する。   Next, details of the operation of the processing unit 22 of the OCT processor 400 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 20 to 24 using the flowchart of FIG.

本実施形態の処理部22では、図19に示すように、第1実施形態のステップS1〜S7の処理(図9参照)に先立って、プレスキャン情報処理部240にてステップS11〜S13の処理を行う。そこで、本実施形態では、ステップS11〜S13のみ説明し、ステップS1〜S7の処理は第1実施形態と同じであるので、説明は省略する。   In the processing unit 22 of the present embodiment, as shown in FIG. 19, prior to the processing of steps S1 to S7 (see FIG. 9) of the first embodiment, the prescan information processing unit 240 performs the processing of steps S11 to S13. I do. Therefore, in the present embodiment, only steps S11 to S13 will be described, and the processes in steps S1 to S7 are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof will be omitted.

図19に示すように、まず、本実施形態の処理部22は、プレスキャン情報処理部240にて光構造情報検出部220を制御し測定対象Sを通常走査間隔より粗い間隔でプレスキャンする(ステップS11)。   As shown in FIG. 19, first, the processing unit 22 of the present embodiment controls the optical structure information detection unit 220 by the prescan information processing unit 240 to prescan the measurement target S at an interval coarser than the normal scan interval ( Step S11).

次に、処理部22は、プレスキャン情報処理部24にて本スキャン時の適切な焦点位置Fd(k)の組み合わせを決定するプレスキャン情報処理を実行する(ステップS12)。   Next, the processing unit 22 performs pre-scan information processing for determining an appropriate combination of focus positions Fd (k) at the time of the main scan in the pre-scan information processing unit 24 (step S12).

そして、処理部22は、焦点位置指定部230に対して、ステップS12にて決定した本スキャン時の焦点位置Fd(k)を設定し(ステップS13)、ステップS1の処理に移行する。   Then, the processing unit 22 sets the focal position Fd (k) at the time of the main scan determined in step S12 to the focal position designation unit 230 (step S13), and proceeds to the processing of step S1.

ステップS12のプレスキャン情報処理により、本スキャン時の焦点位置の変更回数を少なくし、計測時間を短縮することが可能となる。   By the pre-scan information processing in step S12, it is possible to reduce the number of times the focal position is changed during the main scan and shorten the measurement time.

なお、プレスキャン情報処理において、プレスキャンでの計測画像情報を用いて焦点位置の組み合わせを決定する方法としては、以下の例が考えられる。
(1)図20ないし図22に示すように、対象の表面(境界A:図20)と、層の境界位置(境界B:図21、境界C:図22)を検出し、焦点位置Fd(k)として設定する。なお、OCT信号は層と層の境界面で周辺より強い信号が検出されるので、深さ方向信号の微分値を用いる等の手法が有効である。
(2)OCTの断層像は、図23及び図24のように、焦点が合っているヒストグラム部分で高いコントラストを有する。取得した画像から、一定範囲のコントラストを計算し、注目構造で最も高いコントラストが得られた焦点位置を選択する。
In the prescan information processing, the following examples are conceivable as a method for determining a combination of focus positions using measurement image information in prescan.
(1) As shown in FIGS. 20 to 22, the surface of the object (boundary A: FIG. 20) and the boundary position of the layer (boundary B: FIG. 21, boundary C: FIG. 22) are detected, and the focal position Fd ( k). In addition, since a signal stronger than the periphery is detected at the boundary surface between layers as the OCT signal, a technique such as using a differential value of the depth direction signal is effective.
(2) The OCT tomographic image has a high contrast in the in-focus histogram portion as shown in FIGS. A contrast within a certain range is calculated from the acquired image, and a focal position at which the highest contrast is obtained in the target structure is selected.

なお、本実施形態では、ステップS6において複数焦点画像合成部221は、図25ないし図27に示すように、メモリ231に格納されているN個の断層構造情報(断層画像データ)を、プレスキャン情報処理により得られた層単位で切り分け、各層に最も近い焦点位置の断層構造情報(断層画像データ)のみを足し合わせ、複数の焦点位置での合成断層画像を生成することができる。   In this embodiment, in step S6, the multi-focus image composition unit 221 prescans N pieces of tomographic structure information (tomographic image data) stored in the memory 231 as shown in FIGS. It is possible to generate a composite tomographic image at a plurality of focal positions by dividing each layer obtained by information processing and adding only the tomographic structure information (tomographic image data) at the focal position closest to each layer.

また、本実施形態では、ステップS6において複数焦点画像合成部221は、図28に示すように、焦点位置が浅い(例えば焦点位置がFd(1))画像から水平方向に解像度の高いエッジを抽出し、焦点位置が深い(例えば焦点位置がFd(2))画像にオーバーレイし、複数の焦点位置での合成断層画像を生成することもできる。   In this embodiment, in step S6, the multi-focus image composition unit 221 extracts an edge having a high resolution in the horizontal direction from an image with a shallow focus position (for example, the focus position is Fd (1)), as shown in FIG. Then, it is possible to generate an overlay image at a plurality of focal positions by overlaying on an image having a deep focal position (for example, the focal position is Fd (2)).

このように本実施形態では、第1実施形態の効果に加え、プレスキャン情報処理により、焦点位置Fd(k)が目的や対象の状態に応じて動的に変更でき、浅い位置から深い位置まで高いS/N比と適切な解像度を有する断層画像を生成するのに必要な断層構造情報(断層画像データ)を最小限度の異なる焦点位置Fd(k)により、効率的に取得することができる。   As described above, in this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the focal position Fd (k) can be dynamically changed according to the purpose and the state of the object by pre-scan information processing, from a shallow position to a deep position. It is possible to efficiently acquire tomographic structure information (tomographic image data) necessary for generating a tomographic image having a high S / N ratio and an appropriate resolution by using the minimum different focal position Fd (k).

なお、上記の各実施形態におけるOCTプロセッサ400及びOCTプローブ600は、図29に示すように、内視鏡装置と共に画像診断装置10を構成することができる。   In addition, as shown in FIG. 29, the OCT processor 400 and the OCT probe 600 in each of the above embodiments can constitute the diagnostic imaging apparatus 10 together with the endoscope apparatus.

すなわち、図29に示すように、この画像診断装置10は、主として内視鏡100、内視鏡プロセッサ200、光源装置300、上述した例えば第1実施形態のOCTプロセッサ400、及びモニタ装置500とから構成される。尚、内視鏡プロセッサ200は、光源装置300を内蔵するように構成されていてもよい。   That is, as shown in FIG. 29, the diagnostic imaging apparatus 10 mainly includes an endoscope 100, an endoscope processor 200, a light source device 300, the above-described OCT processor 400 of the first embodiment, and the monitor device 500, for example. Composed. The endoscope processor 200 may be configured to incorporate the light source device 300.

内視鏡100は、手元操作部112と、この手元操作部112に連設される挿入部114とを備える。術者は手元操作部112を把持して操作し、挿入部114を被検者の体内に挿入することによって観察を行う。   The endoscope 100 includes a hand operation unit 112 and an insertion unit 114 that is connected to the hand operation unit 112. The surgeon grasps and operates the hand operation unit 112 and performs observation by inserting the insertion unit 114 into the body of the subject.

手元操作部112には、鉗子挿入部138が設けられており、この鉗子挿入部138が先端部144の鉗子口156に連通されている。本発明に係る画像診断装置10では、OCTプローブ600を鉗子挿入部138から挿入することによって、OCTプローブ600を鉗子口156から導出する。OCTプローブ600は、鉗子挿入部138から挿入され、鉗子口156から導出される挿入部602と、術者がOCTプローブ600を操作するための操作部604、及びコネクタ410を介してOCTプロセッサ400と接続されるケーブル606から構成されている。   The hand operation part 112 is provided with a forceps insertion part 138, and the forceps insertion part 138 communicates with the forceps port 156 of the distal end part 144. In the diagnostic imaging apparatus 10 according to the present invention, the OCT probe 600 is led out from the forceps port 156 by inserting the OCT probe 600 from the forceps insertion portion 138. The OCT probe 600 is inserted from the forceps insertion part 138 and inserted from the forceps port 156, an operation part 604 for the operator to operate the OCT probe 600, and the OCT processor 400 via the connector 410. It consists of a cable 606 to be connected.

内視鏡100の先端部144には、観察光学系150、照明光学系152、及びCCD(不図示)が配設されている。   At the distal end portion 144 of the endoscope 100, an observation optical system 150, an illumination optical system 152, and a CCD (not shown) are disposed.

観察光学系150は、被検体を図示しないCCDの受光面に結像させ、CCDは受光面上に結像された被検体像を各受光素子によって電気信号に変換する。この実施の形態のCCDは、3原色の赤(R)、緑(G)、青(B)のカラーフィルタが所定の配列(ベイヤー配列、ハニカム配列)で画素毎に配設されたカラーCCDである。   The observation optical system 150 forms an image of a subject on a light receiving surface (not shown) of the CCD, and the CCD converts the subject image formed on the light receiving surface into an electric signal by each light receiving element. The CCD of this embodiment is a color CCD in which three primary color red (R), green (G), and blue (B) color filters are arranged for each pixel in a predetermined arrangement (Bayer arrangement, honeycomb arrangement). is there.

光源装置300は、可視光を図示しないライトガイドに入射させる。ライトガイドの一端はLGコネクタ120を介して光源装置300に接続され、ライトガイドの他端は照明光学系152に対面している。光源装置300から発せられた光は、ライトガイドを経由して照明光学系152から出射され、観察光学系150の視野範囲を照明する。   The light source device 300 causes visible light to enter a light guide (not shown). One end of the light guide is connected to the light source device 300 via the LG connector 120, and the other end of the light guide faces the illumination optical system 152. The light emitted from the light source device 300 is emitted from the illumination optical system 152 via the light guide, and illuminates the visual field range of the observation optical system 150.

内視鏡プロセッサ200には、CCDから出力される画像信号が電気コネクタ110を介して入力される。このアナログの画像信号は、内視鏡プロセッサ200内においてデジタルの画像信号に変換され、モニタ装置500の画面に表示するための必要な処理が施される。   An image signal output from the CCD is input to the endoscope processor 200 via the electrical connector 110. The analog image signal is converted into a digital image signal in the endoscope processor 200, and necessary processing for displaying on the screen of the monitor device 500 is performed.

このように、内視鏡100で得られた観察画像のデータが内視鏡プロセッサ200に出力され、内視鏡プロセッサ200に接続されたモニタ装置500に画像が表示される。   In this manner, observation image data obtained by the endoscope 100 is output to the endoscope processor 200, and an image is displayed on the monitor device 500 connected to the endoscope processor 200.

鉗子挿入部138から挿入するOCTプローブ600の先端は、例えば図30に示すように、シースであるプローブシース620と、キャップ622と、プローブ側光ファイバFB1と、バネ624と、固定部材626と、照射手段、第1の走査手段及び集光手段としての光学レンズ628とを有して構成される。   For example, as shown in FIG. 30, the distal end of the OCT probe 600 inserted from the forceps insertion portion 138 includes a probe sheath 620 that is a sheath, a cap 622, a probe-side optical fiber FB1, a spring 624, a fixing member 626, An irradiating unit, a first scanning unit, and an optical lens 628 as a condensing unit are included.

プローブシース(シース)620は、可撓性を有する筒状の部材であり、光コネクタ18においてエイミング光Leが合波された測定光L1および戻り光L3が透過する材料からなっている。なお、プローブシース620は、測定光L1(エイミング光Le)および戻り光L3が通過する先端(光コネクタ18と反対側のプローブ側光ファイバFB1の先端、以下プローブシース620の先端と言う)側の一部が全周に渡って光を透過する材料(透明な材料)で形成されていればよく、先端以外の部分については光を透過しない材料で形成されていてもよい。   The probe sheath (sheath) 620 is a flexible cylindrical member and is made of a material that allows the measurement light L1 combined with the aiming light Le and the return light L3 to pass through the optical connector 18. The probe sheath 620 is on the tip (the tip of the probe side optical fiber FB1 opposite to the optical connector 18; hereinafter referred to as the tip of the probe sheath 620) through which the measurement light L1 (aiming light Le) and the return light L3 pass. It suffices that a part is formed of a material that transmits light over the entire circumference (transparent material), and a part other than the tip may be formed of a material that does not transmit light.

キャップ622は、プローブシース620の先端に設けられ、プローブシース620の先端を閉塞している。   The cap 622 is provided at the distal end of the probe sheath 620 and closes the distal end of the probe sheath 620.

プローブ側光ファイバFB1は、線状部材であり、プローブシース620内にプローブシース620に沿って収容されており、光ファイバFB2から射出され、光コネクタ18で光ファイバFB8から射出されたエイミング光Leと合波された測定光L1を光学レンズ628まで導波するとともに、測定光L1(エイミング光Le)を測定対象Sに照射して光学レンズ628で取得した測定対象Sからの戻り光L3を光コネクタ18まで導波し、光ファイバFB2に入射する(図1参照)。   The probe-side optical fiber FB1 is a linear member and is accommodated in the probe sheath 620 along the probe sheath 620. The probe-side optical fiber FB1 is emitted from the optical fiber FB2 and emitted from the optical fiber FB8 by the optical connector 18. Is guided to the optical lens 628 and irradiated with the measurement light L1 (aiming light Le) to the measurement object S, and the return light L3 from the measurement object S acquired by the optical lens 628 is emitted as light. It guides to the connector 18 and enters the optical fiber FB2 (see FIG. 1).

ここで、プローブ側光ファイバFB1と光ファイバFB2とは、光コネクタ18によって接続されており、プローブ側光ファイバFB1の回転が光ファイバFB2に伝達しない状態で、光学的に接続されている。また、プローブ側光ファイバFB1は、プローブシース620に対して回転自在、及びプローブシース620の軸方向に移動自在な状態で配置されている。   Here, the probe side optical fiber FB1 and the optical fiber FB2 are connected by the optical connector 18, and are optically connected in a state where the rotation of the probe side optical fiber FB1 is not transmitted to the optical fiber FB2. The probe-side optical fiber FB1 is disposed so as to be rotatable with respect to the probe sheath 620 and movable in the axial direction of the probe sheath 620.

バネ624は、プローブ側光ファイバFB1の外周に固定されている。また、プローブ側光ファイバFB1およびバネ624は、光コネクタ18に接続されている。   The spring 624 is fixed to the outer periphery of the probe side optical fiber FB1. The probe-side optical fiber FB1 and the spring 624 are connected to the optical connector 18.

光学レンズ628は、プローブ側光ファイバFB1の測定側先端(光コネクタ18と反対側のプローブ側光ファイバFB1の先端)に配置されており、先端部が、プローブ側光ファイバFB1から射出された測定光L1(エイミング光Le)を測定対象Sに対し集光するために略球状の形状で形成されている。   The optical lens 628 is disposed at the measurement-side tip of the probe-side optical fiber FB1 (tip of the probe-side optical fiber FB1 opposite to the optical connector 18), and the tip is measured from the probe-side optical fiber FB1. In order to collect the light L1 (aiming light Le) with respect to the measuring object S, it is formed in a substantially spherical shape.

光学レンズ628は、プローブ側光ファイバFB1から射出した測定光L1(エイミング光Le)を測定対象Sに対し照射し、測定対象Sからの戻り光L3を集光しプローブ側光ファイバFB1に入射する。   The optical lens 628 irradiates the measuring object S with the measuring light L1 (aiming light Le) emitted from the probe-side optical fiber FB1, collects the return light L3 from the measuring object S, and enters the probe-side optical fiber FB1. .

固定部材626は、プローブ側光ファイバFB1と光学レンズ628との接続部の外周に配置されており、光学レンズ628をプローブ側光ファイバFB1の端部に固定する。ここで、固定部材626によるプローブ側光ファイバFB1と光学レンズ628の固定方法は、特に限定されず、接着剤により、固定部材626とプローブ側光ファイバFB1および光学レンズ628を接着させて固定されても、ボルト等を用い機械的構造で固定してもよい。なお、固定部材626は、ジルコニアフェルールやメタルフェルールなど光ファイバの固定や保持あるいは保護のために用いられるものであれば、如何なるものを用いても良い。   The fixing member 626 is disposed on the outer periphery of the connection portion between the probe-side optical fiber FB1 and the optical lens 628, and fixes the optical lens 628 to the end portion of the probe-side optical fiber FB1. Here, the method of fixing the probe-side optical fiber FB1 and the optical lens 628 by the fixing member 626 is not particularly limited, and the fixing member 626, the probe-side optical fiber FB1, and the optical lens 628 are bonded and fixed by an adhesive. Alternatively, it may be fixed with a mechanical structure using a bolt or the like. The fixing member 626 may be any member as long as it is used for fixing, holding or protecting the optical fiber such as a zirconia ferrule or a metal ferrule.

また、プローブ側光ファイバFB1およびバネ624は、回転筒(不図示)に接続されており、回転筒によってプローブ側光ファイバFB1およびバネ624を回転させることで、光学レンズ628をプローブシース620に対し、矢印R2方向に回転させる。また、光コネクタ18は、回転エンコーダ(不図示)を備え、回転エンコーダからの信号に基づいて光学レンズ628の位置情報(角度情報)から測定光L1の照射位置を検出する。つまり、回転している光学レンズ628の回転方向における基準位置に対する角度を検出して、測定位置を検出する。   The probe-side optical fiber FB1 and the spring 624 are connected to a rotating cylinder (not shown), and the probe-side optical fiber FB1 and the spring 624 are rotated by the rotating cylinder, whereby the optical lens 628 is moved with respect to the probe sheath 620. , Rotate in the direction of arrow R2. The optical connector 18 includes a rotary encoder (not shown), and detects the irradiation position of the measurement light L1 from the position information (angle information) of the optical lens 628 based on a signal from the rotary encoder. That is, the measurement position is detected by detecting the angle of the rotating optical lens 628 with respect to the reference position in the rotation direction.

さらに、プローブ側光ファイバFB1、バネ624、固定部材626、及び光学レンズ628は、駆動部(不図示)により、プローブシース620内部を矢印S1方向(鉗子口方向)、及びS2方向(プローブシース620の先端方向)に移動可能に構成されている。   Further, the probe-side optical fiber FB1, the spring 624, the fixing member 626, and the optical lens 628 are moved inside the probe sheath 620 in the arrow S1 direction (forceps opening direction) and S2 direction (probe sheath 620) by a drive unit (not shown). It is configured to be movable in the direction of the tip.

上記画像診断装置10の場合、図30に示すように、OCTプローブ600のプローブシース(シース)620には、屈折率を変化させるための液体を注入可能な液体充填部620aがシースの内周全面側に長手軸に沿って設けられており、この液体充填部620aに複数種類の液体を適宜注入することにより、屈折率を変化させ、測定光L1の焦点位置を可変することができ、これにより、上記実施形態1,2と同様に、浅い位置から深い位置まで高いS/N比と適切な解像度を有する断層画像を生成するのに必要な断層構造情報(断層画像データ)を最小限度の異なる焦点位置Fd(k)により、効率的に取得することができる。   In the case of the diagnostic imaging apparatus 10, as shown in FIG. 30, the probe sheath (sheath) 620 of the OCT probe 600 has a liquid filling portion 620 a that can inject a liquid for changing the refractive index over the entire inner circumference of the sheath. Is provided along the longitudinal axis, and by appropriately injecting a plurality of types of liquids into the liquid filling portion 620a, the refractive index can be changed, and the focal position of the measurement light L1 can be varied. As in the first and second embodiments, the tomographic structure information (tomographic image data) necessary for generating a tomographic image having a high S / N ratio and an appropriate resolution from a shallow position to a deep position is minimized. The focal position Fd (k) can be acquired efficiently.

また、上記画像診断装置10の場合、先端部が略球状の形状で形成されている光学レンズ628により、プローブ側光ファイバFB1から射出された測定光L1(エイミング光Le)を測定対象Sに対し集光すると共に液体充填部620aに液体を注入することにより、屈折率を変化させ、測定光L1の焦点位置を可変するとしたが(図30参照)、これに限らず、例えば図31に示すように、モータ63により駆動されるガルバノミラー631にてプローブ側光ファイバFB1からの測定光L1(エイミング光Le)を測定対象Sに対し集光すると共にプローブ側光ファイバFB1の出射端を矢印S1方向(鉗子口方向)、及びS2方向(プローブシース620の先端方向)に移動させることで測定光L1の焦点位置を可変する構成としても、上記実施形態1,2と同様に、浅い位置から深い位置まで高いS/N比と適切な解像度を有する断層画像を生成するのに必要な断層構造情報(断層画像データ)を最小限度の異なる焦点位置Fd(k)により、効率的に取得することができる。   Further, in the case of the diagnostic imaging apparatus 10 described above, the measurement light L1 (aiming light Le) emitted from the probe-side optical fiber FB1 is applied to the measurement target S by the optical lens 628 whose tip is formed in a substantially spherical shape. While condensing and injecting liquid into the liquid filling unit 620a, the refractive index is changed to change the focal position of the measurement light L1 (see FIG. 30). Further, the measuring light L1 (aiming light Le) from the probe-side optical fiber FB1 is condensed on the measuring object S by the galvanometer mirror 631 driven by the motor 63, and the exit end of the probe-side optical fiber FB1 is set in the direction of arrow S1. As a configuration in which the focal position of the measurement light L1 is varied by moving in the (forceps opening direction) and S2 direction (the distal direction of the probe sheath 620). As in the first and second embodiments, the tomographic structure information (tomographic image data) necessary for generating a tomographic image having a high S / N ratio and an appropriate resolution from a shallow position to a deep position is minimized. The focal position Fd (k) can be acquired efficiently.

以上、本発明の光構造像観察装置、その構造情報処理方法及び光構造像観察装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。   The optical structure image observation apparatus, the structure information processing method, and the optical structure image observation apparatus of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above examples and does not depart from the gist of the present invention. Of course, various improvements and modifications may be made.

22…処理部、220…光構造情報検出部、221…複数焦点画像合成部、222…光立体構造画像構築部、223…表示制御部、224…I/F部、225…断層構造情報生成部、230…焦点位置指定部、231…メモリ、400…OCTプロセッサ、500…モニタ装置、600…OCTプローブ、601…測定光学系、602…光学系駆動機構   DESCRIPTION OF SYMBOLS 22 ... Processing part, 220 ... Light structure information detection part, 221 ... Multifocal image composition part, 222 ... Optical three-dimensional structure image construction part, 223 ... Display control part, 224 ... I / F part, 225 ... Tomographic structure information generation part , 230: Focus position designation unit, 231 ... Memory, 400 ... OCT processor, 500 ... Monitor device, 600 ... OCT probe, 601 ... Measurement optical system, 602 ... Optical system drive mechanism

Claims (10)

波長を掃引して光を発する光源手段と、
前記光源手段から発した前記光を参照光と測定光に分波する分波手段と、
測定対象の深さ方向に前記測定光を照射すると共に前記測定対象にて反射あるいは後方散乱した戻り光を集光する照射/集光手段と、
前記深さ方向に直交する面内において前記照射/集光手段の照射位置を所定の走査間隔にて2次元走査する走査手段と、
前記照射/集光手段が照射する前記測定光の複数の焦点位置を指定する焦点位置指定手段と、
前記複数の焦点位置に前記照射/集光手段の焦点を位置決め駆動する焦点駆動手段と、
前記照射/集光手段にて集光した前記戻り光と所定の光路長経路を経た前記参照光とを、前記複数の焦点位置毎に合波させ干渉光を取得する干渉手段と、
前記干渉光に基づき、前記複数の焦点位置毎の前記測定対象の断層構造情報を生成する断層構造情報生成手段と、
前記複数の焦点位置毎の前記断層構造情報に基づき、前記測定対象の断層画像を生成する断層画像生成手段と、
を備えたことを特徴とする光構造像観察装置。
Light source means for emitting light by sweeping wavelengths;
Demultiplexing means for demultiplexing the light emitted from the light source means into reference light and measurement light;
An irradiation / condensing unit that irradiates the measurement light in the depth direction of the measurement target and collects the return light reflected or backscattered by the measurement target;
Scanning means for two-dimensionally scanning the irradiation position of the irradiation / condensing means within a plane perpendicular to the depth direction at a predetermined scanning interval;
A focus position specifying means for specifying a plurality of focus positions of the measurement light emitted by the irradiation / condensing means;
Focus driving means for positioning and driving the focus of the irradiation / condensing means at the plurality of focus positions;
Interference means for obtaining interference light by combining the return light collected by the irradiation / condensing means and the reference light having passed through a predetermined optical path length path for each of the plurality of focal positions;
Based on the interference light, tomographic structure information generating means for generating tomographic structure information of the measurement object for each of the plurality of focal positions;
Based on the tomographic structure information for each of the plurality of focal positions, a tomographic image generating means for generating the tomographic image of the measurement object;
An optical structure image observation device comprising:
前記所定の走査間隔より粗いプレ走査間隔にて前記走査手段を走査し、前記プレ走査間隔による走査にて得られた前記断層構造情報に基づき、前記焦点位置指定手段が指定する前記複数の焦点位置を設定する焦点位置設定手段を、さらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の光構造像観察装置。   The plurality of focal positions designated by the focal position designation means based on the tomographic structure information obtained by scanning the scanning means at a pre-scanning interval coarser than the predetermined scanning interval and obtained by scanning at the pre-scanning interval. The optical structure image observation apparatus according to claim 1, further comprising a focal position setting unit that sets 前記断層構造情報生成手段は前記干渉光に基づき前記測定対象の層を抽出し、前記断層画像生成手段は前記複数の焦点位置のうち前記層に近傍する焦点位置による前記層毎の前記断層構造情報を層近傍構造情報として抽出し、抽出した前記層近傍構造情報を合成することにより前記断層画像を生成することを特徴とする請求項1または2に記載の光構造像観察装置。   The tomographic structure information generating unit extracts the measurement target layer based on the interference light, and the tomographic image generating unit is configured to extract the tomographic structure information for each layer based on a focal position close to the layer among the plurality of focal positions. The optical tomographic image observation apparatus according to claim 1, wherein the tomographic image is generated by extracting the layer vicinity structure information and combining the extracted layer vicinity structure information. 前記断層画像生成手段は、前記複数の焦点位置毎の前記断層構造情報を前記深さ方向にて変化する重み付け関数にて演算し、前記複数の焦点位置毎の演算結果を合成することにより前記断層画像を生成することを特徴とする請求項1または2に記載の光構造像観察装置。   The tomographic image generation means calculates the tomographic structure information for each of the plurality of focal positions by a weighting function that changes in the depth direction, and synthesizes the calculation results for the plurality of focal positions. The optical structure image observation apparatus according to claim 1, wherein an image is generated. 前記断層画像生成手段は、前記複数の焦点位置毎の前記断層構造情報における水平解像度のエッジ情報を演算し、前記複数の焦点位置毎の演算結果を合成することにより前記断層画像を生成することを特徴とする請求項1または2に記載の光構造像観察装置。   The tomographic image generation means calculates horizontal resolution edge information in the tomographic structure information for each of the plurality of focal positions, and generates the tomographic image by combining the calculation results for the plurality of focal positions. The optical structure image observation apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that 前記断層画像を少なくとも表示手段に表示させる表示制御手段と、前記表示制御手段が制御する前記表示手段の表示形態を指定する表示形態指定手段と、をさらに備え、前記表示制御手段は前記表示手段が表示する前記断層画像上に、前記複数の焦点位置の位置情報及び前記断層画像生成手段が断層画像を生成する際の画像生成情報を重畳し、前記表示形態指定手段は前記表示手段に重畳表示された前記位置情報及び前記画像生成情報に基づいて入力される入力情報により前記表示形態を指定することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の光構造像観察装置。   A display control unit that displays at least the tomographic image on a display unit; and a display mode specification unit that specifies a display mode of the display unit that is controlled by the display control unit. The display control unit includes: Position information of the plurality of focal positions and image generation information when the tomographic image generating unit generates a tomographic image are superimposed on the tomographic image to be displayed, and the display form designating unit is superimposed and displayed on the display unit. The optical structure image observation apparatus according to claim 1, wherein the display form is specified by input information input based on the position information and the image generation information. 前記断層画像生成手段が生成した前記断層画像に基づき前記測定対象の光立体構造画像を生成する立体構造画像生成手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の光構造像観察装置。   The three-dimensional structure image generation means for generating the optical three-dimensional structure image of the measurement object based on the tomographic image generated by the tomographic image generation means is further provided. Optical structure image observation device. 波長を掃引して光を発する光源手段と、
前記光源手段から発した前記光を参照光と測定光に分波する分波手段と、
測定対象の深さ方向に前記測定光を照射すると共に前記測定対象にて反射あるいは後方散乱した戻り光を集光する照射/集光手段と、を備えた光構造像観察装置の構造情報処理方法において、
前記深さ方向に直交する面内において前記照射/集光手段の照射位置を所定の走査間隔にて2次元走査する走査ステップと、
前記照射/集光手段が照射する前記測定光の複数の焦点位置を指定する焦点位置指定ステップと、
前記複数の焦点位置に前記照射/集光手段の焦点を位置決め駆動する焦点駆動ステップと、
前記照射/集光手段にて集光した前記戻り光と所定の光路長経路を経た前記参照光とを、前記複数の焦点位置毎に合波させ干渉光を取得する干渉ステップと、
前記干渉光に基づき、前記複数の焦点位置毎の前記測定対象の断層構造情報を生成する断層構造情報生成ステップと、
前記複数の焦点位置毎の前記断層構造情報に基づき、前記測定対象の断層画像を生成する断層画像生成ステップと、
を備えたことを特徴とする光構造像観察装置の構造情報処理方法。
Light source means for emitting light by sweeping wavelengths;
Demultiplexing means for demultiplexing the light emitted from the light source means into reference light and measurement light;
A structure information processing method for an optical structure image observation apparatus comprising: irradiation / condensing means for irradiating the measurement light in the depth direction of the measurement object and condensing the return light reflected or backscattered by the measurement object In
A scanning step for two-dimensionally scanning the irradiation position of the irradiation / condensing means at a predetermined scanning interval in a plane orthogonal to the depth direction;
A focus position designation step for designating a plurality of focus positions of the measurement light emitted by the irradiation / condensing means;
A focus driving step for positioning and driving the focus of the irradiation / condensing means at the plurality of focus positions;
An interference step of combining the return light collected by the irradiation / condensing means and the reference light that has passed through a predetermined optical path length path for each of the plurality of focal positions to obtain interference light;
A tomographic structure information generating step for generating tomographic structure information of the measurement object for each of the plurality of focal positions based on the interference light;
A tomographic image generation step for generating a tomographic image of the measurement object based on the tomographic structure information for each of the plurality of focal positions;
A structure information processing method for an optical structure image observation apparatus.
前記所定の走査間隔より粗いプレ走査間隔にて前記走査手段を走査し、前記プレ走査間隔による走査にて得られた前記断層構造情報に基づき、前記焦点位置指定手段が指定する前記複数の焦点位置を設定する焦点位置設定ステップを、さらに備えたことを特徴とする請求項8に記載の光構造像観察装置の構造情報処理方法。   The plurality of focal positions designated by the focal position designation means based on the tomographic structure information obtained by scanning the scanning means at a pre-scanning interval coarser than the predetermined scanning interval and obtained by scanning at the pre-scanning interval. The structure information processing method for an optical structure image observation apparatus according to claim 8, further comprising a focal position setting step for setting the position. 請求項1ないし7のいずれか1つに記載の光構造像観察装置を備えたことを特徴とする内視鏡装置。   An endoscope apparatus comprising the optical structure image observation apparatus according to any one of claims 1 to 7.
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