JP5400430B2 - 生体断層画像生成装置及びその作動方法 - Google Patents

Description

本発明は生体断層画像生成装置及びその作動方法に係り、特に、例えば断層画像を構築する走査ライン情報の取得に特徴のある生体断層画像生成装置及びその作動方法に関する。

近年、例えば医療分野などで、非侵襲で生体内部の断層像を得る方法の一つとして、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）計測が利用されるようになってきた。このＯＣＴ計測は超音波計測に比べ、分解能が１０μｍ程度と一桁高く、生体内部の詳細な断層像が得られるという利点がある。また、断層像に垂直な方向に位置をずらしながら複数画像を取得して３次元断層像を得ることができる。

現在、癌の診断等の目的で生体の詳細な断層像を取得することが求められている。その方法として、従来から低干渉性光源から出力される光を走査して被検体に対する断層像を得る「Ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ」が提案されている。（特許文献１）。

また、近年は「Ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ」の欠点である最適な信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られない、撮像フレームレートが低い、浸透深度（観察深度）が乏しいという問題を解決した改良型のＯＣＴである周波数ドメインＯＣＴ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）（特許文献２、非特許文献１）が利用さている。

一方、他の診断領域でも周波数ドメインＯＣＴ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）が利用されていて、広く臨床に供されている。循環器領域では、先端に光学ミラーを取り付けた光ファイバーを内蔵したカテーテルを血管内に挿入し、血管内に光を照射し、生体組織からの反射光をもとに血管の断面画像を描出する血管内断層画像診断装置が使用されている（特許文献３）。

さらに、最近では、プローブを用いてラジアル操作するOCT装置で、効率よく断層画像を取得することができる画像処理方法も提案されている。

周波数ドメインＯＣＴ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）計測を行う装置構成で代表的な物としては、ＳＤ−ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）装置とＳＳ−ＯＣＴ（Ｓｗｅｐｔ Ｓｏｕｒｃｅ ＯＣＴ）の２種類が挙げられる。

ＳＤ−ＯＣＴ装置は、ＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｏｄｅ）やＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光源、白色光といった広帯域の低コヒーレント光を光源に用い、マイケルソン型干渉計等を用いて、広帯域の低コヒーレント光を測定光と参照光とに分割した後、測定光を測定対象に照射させ、そのとき戻って来た反射光と参照光とを干渉させ、この干渉光をスペクトロメータを用いて各周波数成分に分解し、フォトダイオード等の素子がアレイ状に配列されたディテクタアレイを用いて各周波数成分毎の干渉光強度を測定し、これにより得られたスペクトル干渉強度信号を計算機でフーリエ変換することにより、光断層画像を構成するようにしたものである。

一方、ＳＳ−ＯＣＴ装置は、光周波数を時間的に掃引させるレーザを光源に用い、反射光と参照光とを各波長において干渉させ、光周波数の時間変化に対応した信号の時間波形を測定し、これにより得られたスペクトル干渉強度信号を計算機でフーリエ変換することにより光断層画像を構成するようにしたものである。

ところで、ＯＣＴ計測は上述したように特定の領域の光断層像を取得する方法であるが、内視鏡下では、例えば癌病変部を通常照明光内視鏡や特殊光内視鏡の観察により発見し、その領域をＯＣＴ測定することで、癌病変部がどこまで浸潤しているかを見わけることが可能となる。また、測定光の光軸を２次元的に走査することで、ＯＣＴ計測による深さ情報と合わせて３次元的な情報を取得することができる。

ＯＣＴ計測と３次元コンピュータグラフィック技術の融合により、マイクロメートルオーダの分解能を持つ測定対象の構造情報からなる３次元構造モデルを表示することが可能となることから、以下ではこのＯＣＴ計測による３次元構造モデルを光立体構造像と呼ぶ。

特開２０００−１３１２２２号公報 特表２００７−５１０１４３号公報 特開２００７−２６８１３３号公報

Optics Express, Vol.11, Issue22, pp.2953-2963 "High-speed optical frequency-domain imaging"

図１４は一般的なプローブ操作型の光干渉断層画像診断装置により、血管等の管状の組織を観察する場合の模式図である。図１５は図１４の場合の１フレームを構成する走査ライン構成を示す図である。図１４及び図１５に示すように、先端に光学ミラーを取り付けた光ファイバをプローブ内部で回転させることで、ラジアル走査を行うプローブ走査型のＯＣＴ装置９００は、血管あるいは脈管などの管状の組織９０１を観察するのに非常に適している。

しかしながら、たとえば、胃壁の診断のような局所的は平面状の組織を診断する場合においては、ラジアル走査で全周的に画像を描出すると、組織が存在しない方向に対しても、光を照射して画像を生成することになるため、半分近くは無意味な画像となっている。

図１６は一般的なプローブ走査型のＯＣＴ装置のプローブ走査により平面状の組織を観察する場合の１フレームを構成する走査ライン構成を示す図である。この図１６の例であれば、プローブ走査型のＯＣＴ装置９００では、平面状の組織９５０の上側に位置するライン１〜ライン２７０とライン９３０〜ライン１２００が画像生成にとって意味のないライン情報として取得されることとなる。さらに、これらのデジタルのライン情報をＯＣＴ装置９００のシステムに記録することを考えた場合、ハードディスクなどの記録媒体の容量を無駄にすることになり、それだけでなく、特にＯＣＴ装置９００が周波数ドメインＯＣＴ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）の場合では、１走査ラインの生成のためにはＦＦＴ（高速フーリエ変換）等の演算が必要となるため、不要な計算時間を要することになる。

そこで、例えば、光プローブと測定対象（生体）との接触領域を検出し生体に接触しているラインのみを演算することで、処理の高速化をはかる画像処理方法等が考えられるが、この場合でも、光プローブと測定対象（生体）との接触領域を検出するために、ラジアル走査した干渉信号をデジタル化し、デジタル化した干渉信号のライン情報をハードディスク等の記録媒体に記録する必要があり、依然として、組織情報を有しない無駄なデータを演算・記録することは回避できない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、生体組織に対して波動を送受波して、該生体組織からの戻り波情報を効率的に処理して、診断に有用な組織情報を得ることのできる生体断層画像生成装置及びその作動方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の生体断層画像生成装置は、波動を発生する波動発生手段と、前記波動を生体組織にラジアル走査して送受する送受波手段を有しシースにて覆われたプローブと、前記生体組織からの前記波動の走査ライン毎の反射波情報を情報処理し前記生体組織の組織構造情報を算出する情報処理手段と、前記情報処理手段が情報処理した前記走査ライン毎の前記反射波情報に基づいて前記生体組織の１フレームの断層像を構築する断層像構築手段と、を備えた生体断層画像生成装置において、前記波動の前記ラジアル走査の回転角度情報を検出する回転角度検出手段と、前記回転角度検出手段から出力される前記回転角度情報に所定の角度範囲を設定する角度範囲設定手段と、前記角度範囲設定手段により設定された前記所定の角度範囲における前記反射波情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記所定の角度範囲における前記反射波情報を情報処理するように、前記情報処理手段を制御する制御手段と、を備え、前記プローブは、前記送受波手段のシースの外周部に前記所定の角度範囲を規定するマークを有し、前記情報処理手段は、前記反射波情報より前記マークの位置情報を算出し、前記角度範囲設定手段は、前記マークの位置情報に基づき前記所定の角度範囲を設定する。

請求項１に記載の生体断層画像生成装置では、前記回転角度検出手段が前記波動の前記ラジアル走査の回転角度情報を検出し、前記角度範囲設定手段が前記回転角度検出手段から出力される前記回転角度に所定の角度範囲を設定し、前記記憶手段が前記角度範囲設定手段により設定された前記所定の角度範囲における前記反射波情報を記憶し、前記制御手段が前記記憶手段に記憶された前記所定の角度範囲における前記反射波情報を情報処理するように前記情報処理手段を制御することで、生体組織に対して波動を送受波して、該生体組織からの戻り波情報を効率的に処理して、診断に有用な組織情報を得ることを可能とする。

請求項２に記載の生体断層画像生成装置のように、請求項１に記載の生体断層画像生成装置であって、前記波動発生手段は、前記波動としての波長掃引光を発生する波長掃引光源であり、前記波長掃引光を測定光と参照光に分波する分波手段をさらに備え、前記情報処理手段は、前記測定光にて前記生体組織を走査し前記生体組織において反射あるいは後方散乱した戻り光と、所定の光路長を伝播した前記参照光との走査ライン毎の干渉情報を前記反射波情報として情報処理し前記組織構造情報を算出することが好ましい。

請求項３に記載の生体断層画像生成装置のように、請求項２に記載の生体断層画像生成装置であって、前記情報処理手段は、前記干渉情報を高速フーリエ変換により周波数分解し、前記組織構造情報を算出して、前記断層像構築手段に出力することが好ましい。

請求項４に記載の生体断層画像生成装置のように、請求項３に記載の生体断層画像生成装置であって、前記情報処理手段は、前記角度範囲設定手段により設定された前記所定の角度範囲に基づき前記周波数分解の分解能を設定して、前記組織構造情報を算出して、前記断層像構築手段に出力することが好ましい。
請求項５に記載の生体断層画像生成装置は、波動を発生する波動発生手段と、前記波動を生体組織にラジアル走査して送受する送受波手段を有しシースにて覆われたプローブと、前記生体組織からの前記波動の走査ライン毎の反射波情報を情報処理し前記生体組織の組織構造情報を算出する情報処理手段と、前記情報処理手段が情報処理した前記走査ライン毎の前記反射波情報に基づいて前記生体組織の１フレームの断層像を構築する断層像構築手段と、を備えた生体断層画像生成装置において、前記波動の前記ラジアル走査の回転角度情報を検出する回転角度検出手段と、前記回転角度検出手段から出力される前記回転角度情報に所定の角度範囲を設定する角度範囲設定手段と、前記角度範囲設定手段により設定された前記所定の角度範囲における前記反射波情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記所定の角度範囲における前記反射波情報を情報処理するように、前記情報処理手段を制御する制御手段と、を備え、前記波動発生手段は、前記波動としての波長掃引光を発生する波長掃引光源であり、前記波長掃引光を測定光と参照光に分波する分波手段をさらに備え、前記情報処理手段は、前記測定光にて前記生体組織を走査し前記生体組織において反射あるいは後方散乱した戻り光と、所定の光路長を伝播した前記参照光との走査ライン毎の干渉情報を前記反射波情報として情報処理し前記組織構造情報を算出し、さらに、前記情報処理手段は、前記干渉情報を高速フーリエ変換により周波数分解し、かつ、前記角度範囲設定手段により設定された前記所定の角度範囲に基づき前記周波数分解の分解能を設定して、前記組織構造情報を算出して、前記断層像構築手段に出力する。
請求項６に記載の生体断層画像生成装置のように、請求項５に記載の生体断層画像生成装置であって、前記断層像構築手段が構築した前記生体組織の前記断層像を表示する表示手段をさらに備え、前記角度範囲設定手段は、前記表示手段が表示した前記生体組織の断層像上にて前記所定の角度範囲を設定する範囲設定入力手段を有することが好ましい。
請求項７に記載の生体断層画像生成装置のように、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の生体断層画像生成装置であって、前記制御手段は、前記角度範囲設定手段により設定された前記所定の角度範囲における前記組織構造情報から前記断層像を構築するように、前記断層像構築手段を制御することが好ましい。
請求項８に記載の生体断層画像生成装置のように、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の生体断層画像生成装置であって、前記シースの長手軸に沿って前記送受波手段を進退移動させる進退移動手段と、前記角度範囲設定手段により設定された前記所定の角度範囲に基づき前記進退移動手段による前記送受波手段の進退移動ピッチを制御する移動ピッチ制御手段と、をさらに備え、前記断層像構築手段は、前記進退移動手段による前記進退移動ピッチ毎に前記断層像を構築することが好ましい。

請求項９に記載の生体断層画像生成装置のように、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の生体断層画像生成装置であって、前記波動は、前記プローブの先端に設けられた超音波振動子から出力される前記生体組織を走査する超音波であって、前記情報処理手段は、前記生体組織からの超音波エコーを前記反射波情報として情報処理し前記組織構造情報を算出することが好ましい。

請求項１０に記載の生体断層画像生成装置のように、請求項１ないし９のいずれか１つに記載の生体断層画像生成装置であって、前記制御手段によって制御された、前記情報処理手段により算出された前記組織構造情報及び前記断層像構築手段により構築された前記断層像のうち、少なくとも前記組織構造情報を記憶する構造記憶手段をさらに備えたことが好ましい。

請求項１１に記載の生体断層画像生成装置の作動方法は、波動を発生する波動発生手段と、シースにて覆われたプローブより前記波動を生体組織にラジアル走査して送受する送受波手段と、前記生体組織からの前記波動の走査ライン毎の反射波情報を情報処理し前記生体組織の組織構造情報を算出する情報処理手段と、前記情報処理手段が情報処理した前記走査ライン毎の前記反射波情報に基づいて前記生体組織の１フレームの断層像を構築する断層像構築手段と、を備えた生体断層画像生成装置の作動方法であって、前記波動の前記ラジアル走査の回転角度情報を検出する回転角度検出ステップと、前記回転角度検出ステップから出力される前記回転角度情報に所定の角度範囲を設定する角度範囲設定ステップと、前記角度範囲設定ステップにより設定された前記所定の角度範囲における前記反射波情報を記憶する記憶ステップと、前記記憶ステップにて記憶された前記所定の角度範囲における前記反射波情報を情報処理するように、前記情報処理手段を制御する制御ステップと、を備え、前記プローブは、前記送受波手段のシースの外周部に前記所定の角度範囲を規定するマークを有し、前記情報処理手段は、前記反射波情報より前記マークの位置情報を算出し、前記角度範囲設定ステップは、前記マークの位置情報に基づき前記所定の角度範囲を設定する。

請求項１１に記載の生体断層画像生成装置の情報処理方法では、前記回転角度検出ステップにて前記波動の前記ラジアル走査の回転角度情報を検出し、前記角度範囲設定ステップにて前記回転角度検出手段から出力される前記回転角度に所定の角度範囲を設定し、前記記憶ステップにて前記角度範囲設定手段により設定された前記所定の角度範囲における前記反射波情報を記憶し、前記制御ステップにて前記記憶手段に記憶された前記所定の角度範囲における前記反射波情報を情報処理するように前記情報処理ステップを制御することで、生体組織に対して波動を送受波して、該生体組織からの戻り波情報を効率的に処理して、診断に有用な組織情報を得ることを可能とする。

請求項１２に記載の生体断層画像生成装置の作動方法のように、請求項１１に記載の生体断層画像生成装置の作動方法であって、前記波動発生手段は、前記波動としての波長掃引光を発生する波長掃引光源であり、前記波長掃引光を測定光と参照光に分波する分波手段をさらに備え、前記情報処理手段は、前記測定光にて前記生体組織を走査し前記生体組織において反射あるいは後方散乱した戻り光と、所定の光路長を伝播した前記参照光との走査ライン毎の干渉情報を前記反射波情報として情報処理し前記組織構造情報を算出することが好ましい。

請求項１３に記載の生体断層画像生成装置の作動方法のように、請求項１２に記載の生体断層画像生成装置の作動方法であって、前記情報処理手段は、前記干渉情報を高速フーリエ変換により周波数分解し、前記組織構造情報を算出して、前記断層像構築手段に出力することが好ましい。

請求項１４に記載の生体断層画像生成装置の作動方法のように、請求項１３に記載の生体断層画像生成装置の作動方法であって、前記情報処理手段は、前記角度範囲設定ステップにより設定された前記所定の角度範囲に基づき前記周波数分解の分解能を設定して、前記組織構造情報を算出して、前記断層像構築手段に出力することが好ましい。
請求項１５に記載の生体断層画像生成装置の作動方法は、波動を発生する波動発生手段と、シースにて覆われたプローブより前記波動を生体組織にラジアル走査して送受する送受波手段と、前記生体組織からの前記波動の走査ライン毎の反射波情報を情報処理し前記生体組織の組織構造情報を算出する情報処理手段と、前記情報処理手段が情報処理した前記走査ライン毎の前記反射波情報に基づいて前記生体組織の１フレームの断層像を構築する断層像構築手段と、を備えた生体断層画像生成装置の作動方法であって、前記波動の前記ラジアル走査の回転角度情報を検出する回転角度検出ステップと、前記回転角度検出ステップから出力される前記回転角度情報に所定の角度範囲を設定する角度範囲設定ステップと、前記角度範囲設定ステップにより設定された前記所定の角度範囲における前記反射波情報を記憶する記憶ステップと、前記記憶ステップにて記憶された前記所定の角度範囲における前記反射波情報を情報処理するように、前記情報処理手段を制御する制御ステップと、を備え、前記波動発生手段は、前記波動としての波長掃引光を発生する波長掃引光源であり、前記波長掃引光を測定光と参照光に分波する分波手段をさらに備え、前記情報処理手段は、前記測定光にて前記生体組織を走査し前記生体組織において反射あるいは後方散乱した戻り光と、所定の光路長を伝播した前記参照光との走査ライン毎の干渉情報を前記反射波情報として情報処理し前記組織構造情報を算出し、さらに、前記情報処理手段は、前記干渉情報を高速フーリエ変換により周波数分解し、かつ、前記角度範囲設定ステップにより設定された前記所定の角度範囲に基づき前記周波数分解の分解能を設定して、前記組織構造情報を算出して、前記断層像構築手段に出力する。
請求項１６に記載の生体断層画像生成装置の作動方法のように、請求項１５に記載の生体断層画像生成装置の作動方法であって、前記断層像構築手段が構築した前記生体組織の前記断層像を表示する表示ステップをさらに備え、前記角度範囲設定ステップは、前記表示ステップが表示した前記生体組織の断層像上にて前記所定の角度範囲を設定する範囲設定入力ステップを有することが好ましい。
請求項１７に記載の生体断層画像生成装置の作動方法のように、請求項１１ないし１６のいずれか１つに記載の生体断層画像生成装置の作動方法であって、前記制御ステップは、前記角度範囲設定ステップにより設定された前記所定の角度範囲における前記組織構造情報から前記断層像を構築するように、前記断層像構築手段を制御することが好ましい。
請求項１８に記載の生体断層画像生成装置の作動方法のように、請求項１１ないし１７のいずれか１つに記載の生体断層画像生成装置の作動方法であって、前記シースの長手軸に沿って前記送受波手段を進退移動させる進退移動ステップと、前記角度範囲設定ステップにより設定された前記所定の角度範囲に基づき前記進退移動ステップによる前記送受波手段の進退移動ピッチを制御する移動ピッチ制御ステップと、をさらに備え、前記断層像構築手段は、前記進退移動ステップによる前記進退移動ピッチ毎に前記断層像を構築することが好ましい。

請求項１９に記載の生体断層画像生成装置の作動方法のように、請求項１１ないし１８のいずれか１つに記載の生体断層画像生成装置の作動方法であって、前記波動は、前記プローブの先端に設けられた超音波振動子から出力される前記生体組織を走査する超音波であって、前記情報処理手段は、前記生体組織からの超音波エコーを前記反射波情報として情報処理し前記組織構造情報を算出することが好ましい。

請求項２０に記載の生体断層画像生成装置の作動方法のように、請求項１１ないし１９のいずれか１つに記載の生体断層画像生成装置の作動方法であって、前記制御ステップによって制御された、前記情報処理手段により算出された前記組織構造情報及び前記断層像構築手段により構築された前記断層像のうち、少なくとも前記組織構造情報を記憶する構造記憶ステップをさらに備えることが好ましい。

以上説明したように、本発明によれば、生体組織に対して波動を送受波して、該生体組織からの戻り波情報を効率的に処理して診断に有用な組織情報を得ることができるという効果がある。

本発明の第１の実施形態に係る画像診断装置を示す外観図 図１のＯＣＴプロセッサの内部構成を示すブロック図 図１のＯＣＴプローブの長手軸方向の先端断面を示す断面図 図３の回転側光ファイバＦＢ１を接続する光ロータリジョイントの構成を示す断面図 図１の内視鏡の鉗子口から導出されたＯＣＴプローブを用いて光構造情報を得る様子を示す図 図２の信号処理部の構成を示すブロック図 図６の信号処理部の処理の流れを示すフローチャート 図７のステップＳ６の処理での画像表示部に表示される断層画像を示す図 図６の回転角度信号選択部が選択した計測範囲の一例を示す図 図６のデータ記録部の記憶容量の効率利用の一例を説明する第１の図 図６のデータ記録部の記憶容量の効率利用の一例を説明する第２の図 回転角度信号選択部がラジアル走査する計測範囲を選択する変形例を説明するための図３のＡ−Ａ線断面を示す断面図 図１３の計測範囲と測定対象Ｓとの当接状態を示す図 一般的なプローブ操作型の光干渉断層画像診断装置により、血管等の管状の組織を観察する場合の模式図 図１４の場合の１フレームを構成する走査ライン構成を示す図 一般的なプローブ走査型のＯＣＴ装置のプローブ走査により平面状の組織を観察する場合の１フレームを構成する走査ライン構成を示す図

以下に、本発明を実施するための形態について説明する。

＜画像診断装置の外観＞
図１は本発明の実施形態に係る画像診断装置を示す外観図である。

図１に示すように、本実施形態の画像診断装置１０は、主として内視鏡１００、内視鏡プロセッサ２００、光源装置３００、生体断層画像生成装置としてのＯＣＴプロセッサ４００、及び表示手段としてのモニタ装置である画像表示部５００とから構成されている。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。

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。

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が挿入部１１４内に設けられている鉗子チャンネル（不図示）を介して先端部１４４の鉗子口１５６に連通されている。画像診断装置１０では、プローブとしての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。

＜内視鏡、内視鏡プロセッサ、光源装置の構成＞
［内視鏡］
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。

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）で各画素ごとに配設されたカラーＣＣＤである。

［光源装置］
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。

［内視鏡プロセッサ］
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、画像表示部５００の画面に表示するための必要な処理が施される。

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に接続された画像表示部５００に画像が表示される。

＜ＯＣＴプロセッサ、ＯＣＴプローブの内部構成＞
図２は図１のＯＣＴプロセッサの内部構成を示すブロック図である。

［ＯＣＴプロセッサ］
図２に示すＯＣＴプロセッサ４００及びＯＣＴプローブ６００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を射出する波動発生手段としての波長掃引光源１２と、波長掃引光源１２から射出された光Ｌａを測定光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と参照ミラー１１で反射された参照光Ｌ２を合波して干渉光Ｌ４を生成する光カプラ１４と、光カプラ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を導波する回転側光ファイバＦＢ１を備えるＯＣＴプローブ６００と、測定光Ｌ１を回転側光ファイバＦＢ１まで導波するとともに回転側光ファイバＦＢ１によって導波された戻り光Ｌ３を導波する固定側光ファイバＦＢ２と、回転側光ファイバＦＢ１を固定側光ファイバＦＢ２に対して回転可能に接続し、測定光Ｌ１および戻り光Ｌ３を伝送する光ロータリジョイント１８と、光カプラ１４で生成された干渉光Ｌ４を干渉信号として検出する検出器２０と、この検出器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する信号処理部２２と、を有する。また、信号処理部２２で取得された光構造情報に基づいて画像は画像表示部５００に表示される。

なお、図２に示すＯＣＴプロセッサ４００においては、上述した射出光Ｌａ、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、回転側光ファイバＦＢ１および固定側光ファイバＦＢ２を含め種々の光ファイバ（不図示）が用いられている。

波長掃引光源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、この波長掃引光源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。この波長掃引光源１２は、図示はしないが、レーザ光あるいは低コヒーレンス光Ｌａを射出する光源部と、この光源部から射出された光Ｌａを集光するレンズとを備えている。また、光Ｌａは、光カプラ１４で測定光Ｌ１と参照光Ｌ２に分割され、測定光Ｌ１は光ロータリジョイント１８に入力される。

光ロータリジョイント１８は、測定光Ｌ１をＯＣＴプローブ６００内の回転側光ファイバＦＢ１に導波する。

光カプラ１４は、波長掃引光源１２からの光Ｌａを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割し、測定光Ｌ１を固定側光ファイバＦＢ２に入射させ、参照光Ｌ２を光路長を調整する参照ミラー１１に入射させる。

さらに、光カプラ１４は、参照ミラー１１によって周波数シフトおよび光路長の変更が施されて戻った光Ｌ２と、後述するＯＣＴプローブ６００で取得され固定側光ファイバＦＢ２から導波された光Ｌ３とを合波して干渉光Ｌ４を生成し、干渉光Ｌ４を検出器２０に出力する。

ＯＣＴプローブ６００は、光ロータリジョイント１８を介して、固定側光ファイバＦＢ２と接続されており、固定側光ファイバＦＢ２から、光ロータリジョイント１８を介して、測定光Ｌ１が回転側光ファイバＦＢ１に入射され、測定光Ｌ１を回転側光ファイバ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を回転側光ファイバＦＢ１によって伝送して、光ロータリジョイント１８を介して、固定側光ファイバＦＢ２に射出するようになっている。

検出器２０は、光カプラ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を干渉信号として検出するものであり、干渉光Ｌ４を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）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。

信号処理部２２は、測定位置におけるＯＣＴプローブ６００と測定対象Ｓとの接触している領域、より正確にはＯＣＴプローブ６００のシース（後述）の表面と測定対象Ｓの表面とが接触しているとみなせる領域を設定し、さらに、検出器２０で検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画像表示部５００へ出力する。信号処理部２２の詳細な構成は後述する。

参照ミラー１１は、参照光Ｌ２の射出側に配置されており、参照光Ｌ２を平行光にしてミラーに集光し、ミラーにて反射させる。このミラーはミラー移動機構により光軸方向に平行な方向に移動することで参照光Ｌ２の光路長を調整するようになっている。

光ロータリジョイント１８は、ＯＣＴプローブ６００内の回転側光ファイバＦＢ１からの測定光Ｌ１をラジアル走査及びＯＣＴプローブ６００の長手軸に沿った進退走査を行うための回転駆動部２４により制御される。回転駆動部２４は、回転側光ファイバＦＢ１を回転駆動すると共に、回転側光ファイバＦＢ１を長手軸に沿った進退走査するモータ２４ａと、モータ２４ａの回転角度を検出し回転角度信号を信号処理部２２に出力する回転角度検出手段としての回転角度検出部２４ｂとを備えて構成される。

なお、光ロータリジョイント１８及び回転駆動部２４は、操作部６０４内に設けられている。

また、回転角度検出部２４ｂは、１２００パルス/回転というように、１回転あたり等間隔にパルス信号を信号処理部２２に出力する。ここでは一例として１２００パルス/回転としているが、特にこの値に限定するものではなく、大きいほど走査ライン密度が細かくなり、反対に小さくなると粗くなるため、解像度と速度のバランスで決めることになる。

［ＯＣＴプローブ］
図３は図１のＯＣＴプローブの長手軸方向の先端断面を示す断面図である。また、図４は図３の回転側光ファイバＦＢ１を接続する光ロータリジョイントの構成を示す断面図である。

図３に示すように、ＯＣＴプローブ６００では、挿入部６０２の先端部は、先端が閉塞された略円筒状のシース６２０と、回転側光ファイバＦＢ１と、トルク伝達コイル６２４と、光学レンズ６２８とを有している。

シース６２０は、可撓性を有する筒状の部材であり、測定光Ｌ１及び戻り光Ｌ３が透過する材料からなっている。なお、シース６２０は、測定光Ｌ１及び戻り光Ｌ３が通過する先端（光ロータリジョイント１８と反対側の回転側光ファイバＦＢ１の先端、以下シース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、シース６２０の先端に配置されており、先端部が、回転側光ファイバＦＢ１から射出された測定光Ｌ１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。

光学レンズ６２８は、回転側光ファイバＦＢ１から射出した測定光Ｌ１を測定対象Ｓに対し照射し、測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を集光し回転側光ファイバＦＢ１に入射する。

また、回転側光ファイバＦＢ１及びトルク伝達コイル６２４は、後述する回転筒６５６に接続されており、回転筒６５６によって回転側光ファイバＦＢ１及びトルク伝達コイル６２４を回転させることで、光学レンズ６２８をシース６２０に対し、矢印Ｒ方向に回転させる。また、光ロータリジョイント１８は、回転角度検出部２４ｂ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（図２参照）。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。 図４に示すように、回転側光ファイバＦＢ１と固定側光ファイバＦＢ２とは、光コネクタ１８ａによって接続されており、回転側光ファイバＦＢ１の回転が固定側光ファイバＦＢ２に伝達しない状態で、光学的に接続されている。また、回転側光ファイバＦＢ１は、シース６２０に対して回転自在、及びシース６２０の軸方向に移動自在な状態で配置されている。

トルク伝達コイル６２４は、回転側光ファイバＦＢ１の外周に固定されている。また、回転側光ファイバＦＢ１及びトルク伝達コイル６２４は、光ロータリジョイント１８に接続されている。

さらに、回転側光ファイバＦＢ１、トルク伝達コイル６２４、及び光学レンズ６２８は、光ロータリジョイント１８に設けられた後述する進退駆動部により、シース６２０内部を矢印Ｓ１方向（鉗子口方向）、及びＳ２方向（シース６２０の先端方向）に移動可能に構成されている。

シース６２０は、固定部材６７０に固定されている。これに対し、回転側光ファイバＦＢ１およびトルク伝達コイル６２４は、回転筒６５６に接続されており、回転筒６５６は、モータ２４ａの回転に応じてギア６５４を介して回転するように構成されている。回転筒６５６は、光ロータリジョイント１８の光コネクタ１８ａに接続されており、測定光Ｌ１及び戻り光Ｌ３は、光コネクタ１８ａを介して回転側光ファイバＦＢ１と固定側光ファイバＦＢ２間を伝送される。

また、これらを内蔵するフレーム６５０は支持部材６６２を備えており、支持部材６６２は、図示しないネジ孔を有している。光ロータリジョイント１８は、ネジ孔には進退移動用ボールネジ６６４が咬合しており、進退移動用ボールネジ６６４には、モータ６６０が接続されて、ネジ孔、進退移動用ボールネジ６６４、モータ６６０等により進退移動手段としての進退駆動部を構成している。したがって、光ロータリジョイント１８の進退駆動部は、モータ６６０を回転駆動することによりフレーム６５０を進退移動させ、これにより回転側光ファイバＦＢ１、トルク伝達コイル６２４、固定部材６２６、及び光学レンズ６２８を図４のＳ１及びＳ２方向に移動させることが可能となっている。

なお、モータ６６０は、所定のピッチ、例えば１ｍｍ間隔にて進退駆動し、この所定のピッチ毎にモータ２４ａが回転側光ファイバＦＢ１、トルク伝達コイル６２４、及び光学レンズ６２８を一回転させることで、測定光Ｌ１をラジアル走査にて測定対象Ｓに照射する。

ＯＣＴプローブ６００は、以上のような構成により、光ロータリジョイント１８により回転側光ファイバＦＢ１およびトルク伝達コイル６２４が、図３中矢印Ｒ方向に回転されることで、光学レンズ６２８から射出される測定光Ｌ１を測定対象Ｓに対し、矢印Ｒ方向（シース６２０の円周方向）に対しラジアル走査しながら照射し、戻り光Ｌ３を取得する。

これにより、シース６２０の円周方向の全周において、測定対象Ｓの所望の部位を正確にとらえることができ、測定対象Ｓを反射した戻り光Ｌ３を取得することができる。

さらに、光立体構造像を生成するための複数の光構造情報を取得する場合は、光ロータリジョイント１８の進退駆動部により光学レンズ６２８が矢印Ｓ１方向の移動可能範囲の終端まで移動され、断層像からなる光構造情報を取得しながら所定量ずつＳ２方向に移動し、又は光構造情報取得とＳ２方向への所定量移動を交互に繰り返しながら、移動可能範囲の終端まで移動する。

このように測定対象Ｓに対して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光立体構造像を得ることができる。

つまり、干渉信号により測定対象Ｓの深さ方向（第１の方向）の光構造情報を取得し、測定対象Ｓに対し図３矢印Ｒ方向（シース６２０の円周方向）にラジアル走査することで、測定対象Ｓの深さ方向（第１の方向）と、該深さ方向と略直交する方向（第２の方向）とからなるスキャン面での光構造情報を取得することができ、さらには、このスキャン面に略直交する方向（第３の方向）に沿ってスキャン面を移動させることで、光立体構造像を生成するための複数の光構造情報が取得できる。

図５は図１の内視鏡の鉗子口から導出されたＯＣＴプローブを用いて光構造情報を得る様子を示す図である。図５に示すように、ＯＣＴプローブの挿入部６０２の先端部を、測定対象Ｓの所望の部位に近づけて、光構造情報を得る。所望の範囲の複数の光構造情報を取得する場合は、ＯＣＴプローブ６００本体を移動させる必要はなく、前述の光ロータリジョイント１８の進退駆動部によりシース６２０内で光学レンズ６２８を移動させればよい。

［信号処理部］
図６は図２の信号処理部の構成を示すブロック図である。

信号処理部２２は、図６に示すように、Ａ／Ｄ変換部２２１、データ記録制御部２２２、情報処理手段としてのラインデータ生成部２２３、断層像構築手段としての画像構築部２２４、角度範囲設定手段としての回転角度信号選択部２２６、記憶手段及び構造記憶手段としてのデータ記録部２２７、範囲設定入力手段としての情報入力部２２８及び制御手段としての制御部２２５を備えて構成される。

Ａ／Ｄ変換部２２１は、検出器２０からのラジアル走査ライン毎の干渉信号をデジタル信号に変換するものである。

詳細には、Ａ／Ｄ変換部２２１は、波長掃引光源１２からの波長掃引の周期に同期して出力される波長掃引同期信号をトリガーとして、干渉信号をＡ／Ｄ変換を行う。この結果、１回の波長掃引に相当するデータが、デジタル化された１ラジアル走査ラインの干渉信号となる。その際、Ａ／Ｄ変換部２２１は、回転角度信号選択部２２６から選択パルス２２６ａが入力されたときのみ、干渉信号をＡ／Ｄ変換を行う。これにより、必要な回転角度の干渉信号のみがＡ／Ｄ変換される。

データ記録制御部２２２は、Ａ／Ｄ変換部２２１にてデジタル化されたラジアル走査ライン毎の干渉信号のデータ記録部２２７への記録を制御するものである。

ラインデータ生成部２２３は、データ記録制御部２２２を介したデジタル化されたラジアル走査ライン毎の干渉信号に対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を実行し周波数分解し、測定対象Ｓの深度方向の反射強度データとし、対数変換を行い、画像構築部２２４に出力するものである。

画像構築部２２４は、ラジアル走査ライン毎の強度信号に対して、輝度調整、コントラスト調整、ガンマ補正、表示サイズにあわせたリサンプル、走査方法に合わせての座標変換等を行い、１フレームの断層画像を生成し、画像表示部５００に断層画像を表示させるものである。

回転角度信号選択部２２６は、回転角度検出部２４ｂからの回転角度信号を入力すると共に、情報入力部２２８からの設定信号に基づく制御部２２５の制御によりＡ／Ｄ変換部２２１にてデジタル化するラジアル走査ラインの角度範囲（以下、計測範囲）を選択するものである。

具体的には、回転角度信号選択部２２６は、情報入力部２２８からの設定信号に基づく制御部２２５の制御により計測範囲が設定されると、設定された計測範囲の回転角度信号のみを回転角度検出部２４ｂから抽出し、計測範囲の回転角度信号が抽出されている期間、選択パルス２２６ａをＡ／Ｄ変換部２２１に出力する。

データ記録部２２７は、Ａ／Ｄ変換部２２１にてデジタル化されたラジアル走査ライン毎の干渉信号を格納するものである。データ記録部２２７が格納するラジアル走査ライン毎の干渉信号は、回転角度信号選択部２２６にて選択されたラジアル走査ラインの計測範囲により規定される。このため、データ記録部２２７は、回転角度信号選択部２２６が選択した計測範囲外のデータは記録されず、通常のラジアル走査全周のデータ量を格納するのに必要な記憶容量より小さな記憶容量にて必要な干渉信号を効率的に格納できるようになっている。

なお、データ記録部２２７は、例えばハードディスク、ＤＶＤディスク、ブルーレイディスク、あるいはリード／ライト可能な半導体メモリ等により構成される。

情報入力部２２８は、マウス、トラックボール等のポインティングデバイス等からなり、各種指示信号、設定信号を入力するものであり、特に、回転角度信号選択部２２６に対して制御部２２５を介して計測範囲を設定する。なお、情報入力部２２８は、操作パネル等のユーザーインターフェースにより構成してもよい。

制御部２２５は、上記各部を制御するものであり、特に情報入力部２２８からの設定信号に基づき、回転角度信号選択部２２６が選択する計測範囲の設定を制御する。

このように構成された第１の実施形態の作用について図７のフローチャートを用いて説明する。図７は図６の信号処理部の処理の流れを示すフローチャートである。

図７に示すように、制御部２２５は、まず、回転角度信号選択部２２６にて計測範囲の選択、すなわち測定対象Ｓをラジアル走査する計測範囲が選択（設定）済みかどうか判断する（ステップＳ１）。

制御部２２５は、計測範囲が選択（設定）済みではないと判断すると、Ａ／Ｄ変換部２２１にて波長掃引光源１２からの波長掃引の周期に同期して出力される波長掃引同期信号をトリガーとして、Ａ／Ｄ変換を行い、１回の波長掃引に相当するデータをデジタル化された１ラジアル走査ラインの干渉信号とする（ステップＳ２）。

ステップＳ２の処理が終了すると、制御部２２５は、データ記録制御部２２２を介して、デジタル化された１ラジアル走査ラインの干渉信号をラインデータ生成部２２３に出力する。ラインデータ生成部２２３は、データ記録制御部２２２を介したデジタル化されたラジアル走査ライン毎の干渉信号に対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を実行し周波数分解し、測定対象Ｓの深度方向の反射強度データとし、対数変換を行い、画像構築部２２４に出力する（ステップＳ３）。

ステップＳ３の処理が終了すると、制御部２２５は、画像構築部２２４にてラジアル走査ライン毎の強度信号に対して、輝度調整、コントラスト調整、ガンマ補正、表示サイズにあわせたリサンプル、走査方法に合わせての座標変換等を行い、１フレームの断層画像を生成し（ステップＳ４）、画像表示部５００に断層画像を表示させる（ステップＳ５）。

図８は図７のステップＳ６の処理での画像表示部に表示される断層画像を示す図である。制御部２２５は、図８に示すように、画像表示部５００に画像構築部２２４において生成された断層画像７５０を表示させると共に、断層画像７５０にラジアル走査ライン画像７５１を重畳表示させる。

そして、制御部２２５は、術者による画像表示部５００上でのラジアル走査ライン画像７５１によりラジアル走査する計測範囲の設定し、回転角度信号選択部２２６にラジアル走査する計測範囲を出力する（ステップＳ６）。

このステップＳ６では、術者は、断層画像７５０上にて測定対象Ｓを観察し、測定対象Ｓの断層画像７５０の生成に必要なラジアル走査ラインの計測範囲を選択する。具体的には、情報入力部２２８としての例えばマウスを用いて、ポインター７６０を操作し、ラジアル走査ライン画像７５１上にて、ラジアル走査ラインの計測範囲の基点ラインに第１のマーク７６１と、ラジアル走査ラインの計測範囲の終点ラインに第２のマーク７６２とを設定する。この第１のマーク７６１と第２のマーク７６２との設定により、制御部２２５は、ラジアル走査する計測範囲を設定し、回転角度信号選択部２２６にラジアル走査する計測範囲を出力する。

図９は図６の回転角度信号選択部が選択した計測範囲の一例を示す図である。図８における第１のマーク７６１と第２のマーク７６２の例では、図９に示すように、回転角度信号選択部２２６ライン２７０〜ライン９３０までの実線部分をラジアル走査する計測範囲７７０として選択する。この場合、必要な範囲のラインのみ記録、計算を行いそのラインのみから画像を構築する。この例では、１２００パルス/回転のデータのうちライン２７０からライン９３０までの約２００°分のデータから画像を生成することで、データ量は６６１／１２００＝０．５５に減らすことが可能になる。

このようにラジアル走査する計測範囲７７０が回転角度信号選択部２２６により選択されると、制御部２２５は処理をステップＳ１に移行させる。この場合のステップＳ１では、制御部２２５はラジアル走査する計測範囲が選択（設定）済みと判断するため、処理がステップＳ１からステップＳ７に移行される。

そして、制御部２２５は、回転角度信号選択部２２６にて選択（設定）された角度範囲の回転角度信号のみを回転角度検出部２４ｂから抽出し、Ａ／Ｄ変換部２２１にて回転角度信号選択部２２６から選択パルス２２６ａが入力されたときのみ、Ａ／Ｄ変換を行い、これにより、必要な回転角度（計測範囲７７０）の干渉信号のみがＡ／Ｄ変換される（ステップＳ７）。

次に、制御部２２５は、データ記録制御部２２２にてＡ／Ｄ変換部２２１においてデジタル化された計測範囲７７０の干渉信号をデータ記録部２２７に記録させる（ステップＳ８）。

続いて、制御部２２５は、ラインデータ生成部２２３にてデジタル化され、データ記録部２２７に記録された計測範囲７７０の各干渉信号に対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を実行し周波数分解し、測定対象Ｓの深度方向の反射強度データとし、対数変換を行い、画像構築部２２４に出力する（ステップＳ９）。

そして、制御部２２５は、画像構築部２２４にて計測範囲の強度信号に対して、輝度調整、コントラスト調整、ガンマ補正、表示サイズにあわせたリサンプル、走査方法に合わせての座標変換等を行い、計測範囲７７０の強度信号からなる１フレームの断層画像を生成し（ステップＳ１０）、画像表示部５００に計測範囲７７０の強度信号からなる１フレーム分の断層画像を表示させる（ステップＳ１１）。

例えば、図９の例では、画像構築部２２４は、画像表示部５００にライン２７０からライン９３０が適切な扇形になるように座標変換を行い、断層画像を表示する。

そして、制御部２２５は、モータ６６０にてＯＣＴプローブ６００が所定のピッチ、例えば１ｍｍ間隔にて進退駆動し、この所定のピッチ毎にモータ２４ａが回転側光ファイバＦＢ１、トルク伝達コイル６２４、及び光学レンズ６２８を一回転させることで、測定光Ｌ１をラジアル走査にて測定対象Ｓに照射され、必要なフレーム数分の計測範囲７７０の干渉信号が測定され、ＯＣＴ計測が終了したかどうか判断する（ステップＳ１２）。

制御部２２５は、ステップＳ１２において、計測が終了したと判断すると処理を終了し、計測中と判断するとステップＳ２に戻る。 このように本実施形態では、計測範囲を予め選択することで、診断に供する１フレームの断層画像を、必要なラインデータのみのデータ（干渉信号）から取得することが可能になり、データ記録部２２７の記憶容量を無駄にすることがなく、効率的に利用できるとともに、データ記録部２２７からラインデータを読み出し、診断に供する１フレームの画像を生成するのに要する時間を短縮でき、測定対象Ｓ（生体組織）に対してＯＣＴ計測して、効率的に測定対象Ｓ（生体組織）から診断に有用な組織情報を有する断層画像を得ることができる。

すなわち、本実施形態では、従来のように、すべての干渉データをもとに画像データを構築するのではなく、必要なデータのみから、画像を構築できることになり、記録容量を小さくできるとともに、ラインデータ生成部での計算量を減らすことが可能になり、1フレームのデータを生成する時間を短くすることが可能になる。

ここで、本実施形態は、記憶容量の小さいデータ記録部２２７を用いることが可能となり、装置のコスト軽減を図ることができるが、一方で、データ記録部２２７の記憶容量を効率的に利用できるため、効率化されたリソース（記憶容量）を他の情報の記憶に対して配分することが可能となり、例えば、以下の（１）〜（３）のようにリソース（記憶容量）を効率的に利用できる。

図１０は図６のデータ記録部の記憶容量の効率利用の一例を説明する第１の図、図１１は図６のデータ記録部の記憶容量の効率利用の一例を説明する第２の図である。

（１）ラインデータ生成部２２３におけるＦＦＴ処理の分解能を上げることで、必要な領域のライン密度を高くすることが可能になり、従来と同じ記憶容量のシステムで、従来と同じ時間でより高解像度の断層画像が得られるようになる。

（２）あるいは、制御部２２５を回転角度信号選択部にて選択した計測範囲７７０に基づいてネジ孔、進退移動用ボールネジ６６４、モータ６６０等により構成される進退駆動部（図４参照）を制御する移動ピッチ制御手段とすることで、制御部２２５の制御により、図１０に示すように、ピッチＰ（例えばＰ＝１ｍｍ）間隔での断層像を得るための干渉信号に対して、図１１に示すように、ピッチＰより狭いピッチＰａ（例えばＰａ＝１／２Ｐ＝０．５ｍｍ）間隔での断層像を得るための干渉信号をデータ記録部２２７に格納させることができ、従来と同じ記憶容量のシステムで、従来と同じ時間でより高解像度の光立体構造像が得られるようになる。

（３）データ記録部２２７は、Ａ／Ｄ変換部２２１にてデジタル化されたラジアル走査ライン毎の干渉信号を格納する以外に、制御部２２５の制御によりラインデータ生成部２２３により生成された反射強度データ及び／または画像構築部２２４が構築した断層画像を１フレーム単位で格納するようにしてもよく、データ記録部２２７から反射強度データを読み出すことで高速に断層画像を生成したり、あるいはデータ記録部２２７から複数フレームの断層画像を読み出すことで、光立体構造像を高速に表示することが可能となる。

なお、本実施形態では、制御部２２５は、画像表示部５００に画像構築部２２４において生成された断層画像７５０を表示させると共に、断層画像７５０にラジアル走査ライン画像７５１を重畳表示させることで、術者が画像表示部５００上でのラジアル走査ライン画像７５１にポインター７６０によりラジアル走査する計測範囲の設定し、回転角度信号選択部２２６がラジアル走査する計測範囲を選択するとしたが、これに限らない。

図１２は回転角度信号選択部がラジアル走査する計測範囲を選択する変形例を説明するための図３のＡ−Ａ線断面を示す断面図であり、図１３は図１２の計測範囲と測定対象Ｓとの当接状態を示す図である。図１２に示すように、測定光Ｌ１のラジアル走査を行うシース６２０の側面に第１のマーク７６１と第２のマーク７６２（図８参照）に対応する位置に予めマーカ部７６１ａ、７６２ｂを設け、回転角度信号選択部２２６は、予めこのマーカ部７６１ａ、７６２ｂ内を計測範囲７７０としてＡ／Ｄ変換部２２１に対して選択パルス２２６ａを出力するようにしてもよい。この場合、図１３に示すように、例えば、術者は単にマーカ部７６１ａ、７６２ｂを内視鏡１００により観察しながら、ＯＣＴプローブ６００の計測範囲７７０を測定対象Ｓに押し当てるだけでよく、制御部２２５は、図７に示したステップＳ１〜Ｓ６の処理を省略することができる。

また、図１２のような構成の場合、信号処理部２２の制御部２２５は、干渉信号よりマーカ部７６１ａ、７６２ｂの位置情報（角度情報）を算出し、回転角度信号選択部２２６は、マーカ部７６１ａ、７６２ｂの位置情報に基づき計測範囲７７０を選択するようにしてもよい。そして、上述したように、術者は単にマーカ部７６１ａ、７６２ｂを内視鏡１００により観察しながら、ＯＣＴプローブ６００の計測範囲７７０を測定対象Ｓに押し当てる。

同様に、回転角度信号選択部２２６がラジアル走査する計測範囲７７０を選択する他の変形例としては、例えば情報入力部２２８を操作パネル等のユーザーインターフェースにより構成した場合、術者が予め手技に対応した計測範囲７７０を直接、数値等にて情報入力部２２８より入力・設定することで、回転角度信号選択部２２６は、この計測範囲７７０においてＡ／Ｄ変換部２２１に対して選択パルス２２６ａを出力するようにしてもよい。すなわち、術者は、手技に応じた計測対象ＳとＯＣＴプローブ６００との当接状態等を予め推定でき、ラジアル走査ラインの計測範囲の基点ラインと終点ラインを情報入力部２２８より設定することが可能な場合が想定される。そこで、情報入力部２２８により術者が基点ライン番号と終点ライン番号を数値にて直接設定することで、このような場合にも、制御部２２５は、図７に示したステップＳ１〜Ｓ６の処理を省略することができる。

なお、本実施形態では、内視鏡１００の鉗子チャンネルに挿入されるＯＣＴプローブ６００と、このＯＣＴプローブ６００により測定光をラジアル走査し測定光と参照光との干渉光（干渉情報）に基づき光生体断層画像を得るＯＣＴプロセッサ４００とから生体断層画像生成装置を構成したが、これに限らず、内視鏡の鉗子チャンネルに挿入される超音波計測用のプローブと、このプローブ先端に設けた超音波振動子より測定対象Ｓに超音波をラジアル走査して送受し超音波生体断層画像を得る超音波プロセッサとから生体断層画像生成装置を構成したとしても、同様な作用・効果を得ることができる。 以上、本発明の生体断層画像生成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。

１０…画像診断装置、２２…信号処理部、１００…内視鏡、２００…内視鏡プロセッサ、２２１…Ａ／Ｄ変換部、２２２…データ記録制御部、２２３…ラインデータ生成部、２２４…画像構築部、２２５…制御部、２２６…回転角度信号選択部、２２７…データ記録部、２２８…情報入力部、…、３００…光源装置、４００…ＯＣＴプロセッサ、５００…画像表示部、６００…ＯＣＴプローブ

Claims (20)

1. 波動を発生する波動発生手段と、前記波動を生体組織にラジアル走査して送受する送受波手段を有しシースにて覆われたプローブと、前記生体組織からの前記波動の走査ライン毎の反射波情報を情報処理し前記生体組織の組織構造情報を算出する情報処理手段と、前記情報処理手段が情報処理した前記走査ライン毎の前記反射波情報に基づいて前記生体組織の１フレームの断層像を構築する断層像構築手段と、を備えた生体断層画像生成装置において、
   前記波動の前記ラジアル走査の回転角度情報を検出する回転角度検出手段と、
   前記回転角度検出手段から出力される前記回転角度情報に所定の角度範囲を設定する角度範囲設定手段と、
   前記角度範囲設定手段により設定された前記所定の角度範囲における前記反射波情報を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記所定の角度範囲における前記反射波情報を情報処理するように、前記情報処理手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記プローブは、前記送受波手段のシースの外周部に前記所定の角度範囲を規定するマークを有し、前記情報処理手段は、前記反射波情報より前記マークの位置情報を算出し、前記角度範囲設定手段は、前記マークの位置情報に基づき前記所定の角度範囲を設定する
   ことを特徴とする生体断層画像生成装置。
2. 前記波動発生手段は、前記波動としての波長掃引光を発生する波長掃引光源であり、前記波長掃引光を測定光と参照光に分波する分波手段をさらに備え、前記情報処理手段は、前記測定光にて前記生体組織を走査し前記生体組織において反射あるいは後方散乱した戻り光と、所定の光路長を伝播した前記参照光との走査ライン毎の干渉情報を前記反射波情報として情報処理し前記組織構造情報を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の生体断層画像生成装置。
3. 前記情報処理手段は、前記干渉情報を高速フーリエ変換により周波数分解し、前記組織構造情報を算出して、前記断層像構築手段に出力する
   ことを特徴とする請求項２に記載の生体断層画像生成装置。
4. 前記情報処理手段は、前記角度範囲設定手段により設定された前記所定の角度範囲に基づき前記周波数分解の分解能を設定して、前記組織構造情報を算出して、前記断層像構築手段に出力する
   ことを特徴とする請求項３に記載の生体断層画像生成装置。
5. 波動を発生する波動発生手段と、前記波動を生体組織にラジアル走査して送受する送受波手段を有しシースにて覆われたプローブと、前記生体組織からの前記波動の走査ライン毎の反射波情報を情報処理し前記生体組織の組織構造情報を算出する情報処理手段と、前記情報処理手段が情報処理した前記走査ライン毎の前記反射波情報に基づいて前記生体組織の１フレームの断層像を構築する断層像構築手段と、を備えた生体断層画像生成装置において、
   前記波動の前記ラジアル走査の回転角度情報を検出する回転角度検出手段と、
   前記回転角度検出手段から出力される前記回転角度情報に所定の角度範囲を設定する角度範囲設定手段と、
   前記角度範囲設定手段により設定された前記所定の角度範囲における前記反射波情報を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記所定の角度範囲における前記反射波情報を情報処理するように、前記情報処理手段を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記波動発生手段は、前記波動としての波長掃引光を発生する波長掃引光源であり、前記波長掃引光を測定光と参照光に分波する分波手段をさらに備え、
   前記情報処理手段は、前記測定光にて前記生体組織を走査し前記生体組織において反射あるいは後方散乱した戻り光と、所定の光路長を伝播した前記参照光との走査ライン毎の干渉情報を前記反射波情報として情報処理し前記組織構造情報を算出し、
   さらに、前記情報処理手段は、前記干渉情報を高速フーリエ変換により周波数分解し、かつ、前記角度範囲設定手段により設定された前記所定の角度範囲に基づき前記周波数分解の分解能を設定して、前記組織構造情報を算出して、前記断層像構築手段に出力する
   ことを特徴とする生体断層画像生成装置。
6. 前記断層像構築手段が構築した前記生体組織の前記断層像を表示する表示手段をさらに備え、前記角度範囲設定手段は、前記表示手段が表示した前記生体組織の断層像上にて前記所定の角度範囲を設定する範囲設定入力手段を有する
   ことを特徴とする請求項５に記載の生体断層画像生成装置。
7. 前記制御手段は、前記角度範囲設定手段により設定された前記所定の角度範囲における前記組織構造情報から前記断層像を構築するように、前記断層像構築手段を制御する
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の生体断層画像生成装置。
8. 前記シースの長手軸に沿って前記送受波手段を進退移動させる進退移動手段と、前記角度範囲設定手段により設定された前記所定の角度範囲に基づき前記進退移動手段による前記送受波手段の進退移動ピッチを制御する移動ピッチ制御手段と、をさらに備え、前記断層像構築手段は、前記進退移動手段による前記進退移動ピッチ毎に前記断層像を構築する
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の生体断層画像生成装置。
9. 前記波動は、前記プローブの先端に設けられた超音波振動子から出力される前記生体組織を走査する超音波であって、前記情報処理手段は、前記生体組織からの超音波エコーを前記反射波情報として情報処理し前記組織構造情報を算出する
   ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の生体断層画像生成装置。
10. 前記制御手段によって制御された、前記情報処理手段により算出された前記組織構造情報及び前記断層像構築手段により構築された前記断層像のうち、少なくとも前記組織構造情報を記憶する構造記憶手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の生体断層画像生成装置。
11. 波動を発生する波動発生手段と、シースにて覆われたプローブより前記波動を生体組織にラジアル走査して送受する送受波手段と、前記生体組織からの前記波動の走査ライン毎の反射波情報を情報処理し前記生体組織の組織構造情報を算出する情報処理手段と、前記情報処理手段が情報処理した前記走査ライン毎の前記反射波情報に基づいて前記生体組織の１フレームの断層像を構築する断層像構築手段と、を備えた生体断層画像生成装置の作動方法であって、
    前記波動の前記ラジアル走査の回転角度情報を検出する回転角度検出ステップと、
    前記回転角度検出ステップから出力される前記回転角度情報に所定の角度範囲を設定する角度範囲設定ステップと、
    前記角度範囲設定ステップにより設定された前記所定の角度範囲における前記反射波情報を記憶する記憶ステップと、
    前記記憶ステップにて記憶された前記所定の角度範囲における前記反射波情報を情報処理するように、前記情報処理手段を制御する制御ステップと、を備え、
    前記プローブは、前記送受波手段のシースの外周部に前記所定の角度範囲を規定するマークを有し、前記情報処理手段は、前記反射波情報より前記マークの位置情報を算出し、前記角度範囲設定ステップは、前記マークの位置情報に基づき前記所定の角度範囲を設定する
    ことを特徴とする生体断層画像生成装置の作動方法。
12. 前記波動発生手段は、前記波動としての波長掃引光を発生する波長掃引光源であり、前記波長掃引光を測定光と参照光に分波する分波手段をさらに備え、前記情報処理手段は、前記測定光にて前記生体組織を走査し前記生体組織において反射あるいは後方散乱した戻り光と、所定の光路長を伝播した前記参照光との走査ライン毎の干渉情報を前記反射波情報として情報処理し前記組織構造情報を算出する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の生体断層画像生成装置の作動方法。
13. 前記情報処理手段は、前記干渉情報を高速フーリエ変換により周波数分解し、前記組織構造情報を算出して、前記断層像構築手段に出力する
    ことを特徴とする請求項１２に記載の生体断層画像生成装置の作動方法。
14. 前記情報処理手段は、前記角度範囲設定ステップにより設定された前記所定の角度範囲に基づき前記周波数分解の分解能を設定して、前記組織構造情報を算出して、前記断層像構築手段に出力する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の生体断層画像生成装置の作動方法。
15. 波動を発生する波動発生手段と、シースにて覆われたプローブより前記波動を生体組織にラジアル走査して送受する送受波手段と、前記生体組織からの前記波動の走査ライン毎の反射波情報を情報処理し前記生体組織の組織構造情報を算出する情報処理手段と、前記情報処理手段が情報処理した前記走査ライン毎の前記反射波情報に基づいて前記生体組織の１フレームの断層像を構築する断層像構築手段と、を備えた生体断層画像生成装置の作動方法であって、
    前記波動の前記ラジアル走査の回転角度情報を検出する回転角度検出ステップと、
    前記回転角度検出ステップから出力される前記回転角度情報に所定の角度範囲を設定する角度範囲設定ステップと、
    前記角度範囲設定ステップにより設定された前記所定の角度範囲における前記反射波情報を記憶する記憶ステップと、
    前記記憶ステップにて記憶された前記所定の角度範囲における前記反射波情報を情報処理するように、前記情報処理手段を制御する制御ステップと、を備え、
    前記波動発生手段は、前記波動としての波長掃引光を発生する波長掃引光源であり、前記波長掃引光を測定光と参照光に分波する分波手段をさらに備え、
    前記情報処理手段は、前記測定光にて前記生体組織を走査し前記生体組織において反射あるいは後方散乱した戻り光と、所定の光路長を伝播した前記参照光との走査ライン毎の干渉情報を前記反射波情報として情報処理し前記組織構造情報を算出し、
    さらに、前記情報処理手段は、前記干渉情報を高速フーリエ変換により周波数分解し、かつ、前記角度範囲設定ステップにより設定された前記所定の角度範囲に基づき前記周波数分解の分解能を設定して、前記組織構造情報を算出して、前記断層像構築手段に出力する
    ことを特徴とする生体断層画像生成装置の作動方法。
16. 前記断層像構築手段にて構築した前記生体組織の前記断層像を表示する表示ステップをさらに備え、前記角度範囲設定ステップは、前記表示ステップが表示した前記生体組織の断層像上にて前記所定の角度範囲を設定する範囲設定入力ステップを有する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の生体断層画像生成装置の作動方法。
17. 前記制御ステップは、前記角度範囲設定ステップにより設定された前記所定の角度範囲における前記組織構造情報から前記断層像を構築するように、前記断層像構築手段を制御する
    ことを特徴とする請求項１１ないし１６のいずれか１つに記載の生体断層画像生成装置の作動方法。
18. 前記シースの長手軸に沿って前記送受波手段を進退移動させる進退移動ステップと、前記角度範囲設定ステップにより設定された前記所定の角度範囲に基づき前記進退移動ステップによる前記送受波手段の進退移動ピッチを制御する移動ピッチ制御ステップと、をさらに備え、前記断層像構築手段は、前記進退移動ステップによる前記進退移動ピッチ毎に前記断層像を構築する
    ことを特徴とする請求項１１ないし１７のいずれか１つに記載の生体断層画像生成装置の作動方法。
19. 前記波動は、前記プローブの先端に設けられた超音波振動子から出力される前記生体組織を走査する超音波であって、前記情報処理手段は、前記生体組織からの超音波エコーを前記反射波情報として情報処理し前記組織構造情報を算出する
    ことを特徴とする請求項１１ないし１８のいずれか１つに記載の生体断層画像生成装置の作動方法。
20. 前記制御ステップによって制御された、前記情報処理手段により算出された前記組織構造情報及び前記断層像構築手段により構築された前記断層像のうち、少なくとも前記組織構造情報を記憶する構造記憶ステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１１ないし１９のいずれか１つに記載の生体断層画像生成装置の作動方法。

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