JP5543163B2 - 光断層画像取得装置 - Google Patents

Description

本発明は光断層画像取得装置に係り、特に、光断層画像を取得する基準の位置を調整する技術に関する。

特許文献１には、基準点である光プローブの窓入射点において、測定光および反射光の光路長と参照光の光路長とが一致するように、光路長変更手段の反射ミラーを移動し、参照光の光路長を調整する技術が開示されている。

特開２００８−８６４１４号公報

しかしながら、特許文献１のものでは、光プローブの窓入射点における干渉信号以外に、光プローブ内の光学レンズ系などの干渉信号が現われるおそれがあり、干渉信号の強度によっては基準点である光プローブの窓入射点を検出できないおそれがある。そのため、光断層画像を取得する基準となる光断層画像基準位 置を適切に設定できないおそれがある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、光断層画像を取得する基準となる光断層画像基準位置を適切に設定できる光断層画像取得装置を提供すること、を目的とする。

前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、光断層画像取得装置において、光を射出する光源ユニットと、前記光源ユニットから射出された前記光を測 定光と参照光とに分割する光分割手段と、透光性のある筒状体のシースの内部に配置され、前記光分割手段により分割された前記測定光を前記シースの外部にある測定対象に照射する照射手段と、前記測定対象または前記シースで反射した反射光と前記参照光とを合波する合波手段と、前記合波手段により合波された前記 反射光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光検出手段と、前記干渉光検出手段にて検出した前記干渉光を周波数解析することにより各周波数における干渉信 号を取得する干渉信号取得手段と、前記干渉信号取得手段により取得された前記干渉信号より前記測定対象の各走査位置における光断層画像を取得する断層画像 取得手段と、前記干渉信号取得手段にて取得された前記干渉信号のなかから前記シースで反射した反射光による干渉信号であるシース干渉信号を検出し、検出した前記シース干渉信号をもとに前記光断層画像を取得する基準となる光断層画像基準位置を調整する基準位置調整部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、検出したシース干渉信号をもとに光断層画像基準位置を調整するので、適切に光断層画像基準位置を調整できる。

前記目的を達成するために請求項２に係る発明は、請求項１の光断層画像取得装置において、前記シース干渉信号は、前記シースの内周面で反射した反射光による干渉信号であるシース内周面干渉信号と前記シースの外周面で反射した反射光による干渉信号であるシース外周面干渉信号からなり、前記基準位置調整部は、前記シース内周面干渉信号と前記シース外周面干渉信号の強度と、前記シース内周面干渉信号を検出したときの前記干渉光の周波数と前記シース外周面干渉信号を検出したときの前記干渉光の周波数との間隔と、を検出することにより、前記干渉信号のなかから前記シース干渉信号を検出すること、を特徴とする。

本発明によれば、確実にシースの干渉信号を検出でき、このシース干渉信号をもとに適切に光断層画像基準位置を調整することができる。

前記目的を達成するために請求項３に係る発明は、請求項１または２の光断層画像取得装置において、前記参照光を反射させる反射部材を移動させて前記参照光の光路長を変更する光路長変更手段を有し、前記基準位置調整部は、前記反射部材を一方向に移動させて、前記シース内周面干渉信号を検出したときの前記干渉光の周波数と前記シース外周面干渉信号を検出したときの前記干渉光の周波数とを一方向に推移させることにより、前記干渉信号のなかから前記シース干渉信 号を検出すること、を特徴とする。

本発明によれば、より確実にシースの干渉信号を検出でき、このシース干渉信号をもとに適切に光断層画像基準位置を調整することができる。

前記目的を達成するために請求項４に係る発明は、請求項３の光断層画像取得装置において、前記基準位置調整部により検出された前記シース干渉信号の周波数を記憶する記憶手段を有し、前記基準位置調整部は、前記記憶手段に記憶された前回検出された前記シース干渉信号の周波数をもとに前記反射部材の初期位置を決定すること、を特徴とする。

本発明によれば、より早く確実にシースの干渉信号を検出できる。

前記目的を達成するために請求項５に係る発明は、請求項２乃至４のいずれか１つの光断層画像取得装置において、前記シース外周面干渉信号を検出したときの前記干渉光の周波数を所定値に設定できる周波数設定手段を有すること、を特徴とする。

本発明によれば、光断層画像基準位置を自由に設定することができる。

前記目的を達成するために請求項６に係る発明は、請求項２乃至５のいずれか１つの光断層画像取得装置において、前記基準位置調整部は、前記シース外周面干渉信号を検出したときの前記干渉光の周波数が３ＭＨｚ〜８ＭＨｚとなるように前記光断層画像基準位置を調整すること、を特徴とする。

前記目的を達成するために請求項７に係る発明は、請求項２乃至５のいずれか１つの光断層画像取得装置において、前記基準位置調整部は、前記シース外周面干渉信号を検出したときの前記干渉光の周波数が１５ＭＨｚ〜２０ＭＨｚとなるように前記光断層画像基準位置を調整すること、を特徴とする。

本発明によれば、光断層画像を取得する基準となる光断層画像基準位置を適切に設定できる。

本発明の光断層画像取得装置のシステム構成図である。 図１の光プローブの先端部分の一例を示す模式図である。 光源ユニットの一例を示す模式図である。 図３の光源ユニットから射出される光の波長が掃引される様子を示すグラフである。 本発明のゼロパス調整のフローチャート図である。 干渉信号を用いて測定範囲内にシースが検出されたか否かを判断する方法を示す図である。 反射ミラーの移動と干渉信号の移動の様子を示している。

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔光断層画像取得装置の説明〕
図１は本発明の光断層画像取得装置のシステム構成図である。光断層画像取得装置１は、体腔内に光プローブ１０を挿入することにより、体腔内の生体組織や 細胞等の測定対象Ｓの断層画像をＳＳ−ＯＣＴ（Ｓｗｅｐｔ ｓｏｕｒｃｅ ＯＣＴ）計測により取得するものである。なお、本実施形態では、ＳＳ−ＯＣＴ計測により取得する形態を示すが、その他、ＳＤ−ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）計測により取得する形態であってもよい。

この光断層画像取得装置１は、光プローブ１０、ロータリアダプタ１２、プローブスキャナ１４、干渉計１６、光源ユニット１８、同期信号系部２０、Ａ／Ｄ変換データストレージ部２２、信号処理画像処理部２４、画像表示部２６等を有している。

図２は、図１の光プローブ１０の先端部分の一例を示す模式図である。図２の光プローブ１０は、たとえば鉗子口を介して体腔内に挿入されるものであって、シース（プローブ外筒）３０、光ファイバ３２、光学レンズ３４等を有している。シース３０は、可撓性を有する筒状の部材からなっており、測定光Ｌ１および 反射光Ｌ３が透過する材料からなっている。なお、シース３０は先端がキャップ３６により閉塞された構造を有している。

光ファイバ３２は、干渉計１６から射出された測定光Ｌ１を測定対象Ｓまで導波するとともに、測定光Ｌ１が測定対象Ｓに照射されたときの測定対象Ｓからの反射光（後方散乱光）Ｌ３を干渉計１６まで導波するものであって、シース３０内に収容されている。

また光ファイバ３２の外周側にはバネ３８が固定されており、光ファイバ３２およびバネ３８はロータリアダプタ１２に機械的に接続されている。そして、光ファイバ３２およびバネ３８はロータリアダプタ１２によりシース３０に対し矢印Ｒ１方向に回転するようになっている。

光学レンズ３４は、光ファイバ３２から射出した測定光Ｌ１を測定対象Ｓに対し集光するために略球状の形状を有しており、測定対象Ｓからの反射光Ｌ３を集光し光ファイバ３２に入射する。ここで、光学レンズ３４の焦点距離は、たとえば光ファイバ３２の光軸ＬＰからプローブ外筒の径方向に向かって距離Ｄの位置 に形成されている。

光学レンズ３４は光ファイバ３２の光出射端部に固定部材４０を用いて固定されており、光ファイバ３２が矢印Ｒ１方向に回転したとき、光学レンズ３４も一体的に矢印Ｒ１方向に回転する。よって、光プローブ１０は、測定対象Ｓに対し光学レンズ３４から射出される測定光Ｌ１を矢印Ｒ１方向（シース３０の円周方向）に対し走査しながら照射することになる。

光ファイバ３２および光学レンズ３４を回転させる図１のロータリアダプタ１２の動作はプローブスキャナ１４により制御されており、プローブスキャナ１４はシース３０に対し矢印Ｒ１方向に回転するように制御する。そして、プローブスキャナ１４はロータリアダプタ１２の回転エンコーダ（不図示）からのフレー ム信号に基づき光ファイバ３２が１回転したと判断したとき、回転クロック信号を同期信号系部２０に出力するようになっている。

図３は、光源ユニット１８の一例を示す模式図である。光源ユニット１８は、波長を一定の周期で掃引させながらレーザ光Ｌを射出するものである。具体的には、光源ユニット１８は、半導体光増幅器（半導体利得媒質）４２と光ファイバＦＢ１０を有しており、光ファイバＦＢ１０が半導体光増幅器４２の両端に接続された構造を有している。

半導体光増幅器４２は駆動電流の注入により微弱な放出光を光ファイバＦＢ１０の一端側に射出するとともに、光ファイバＦＢ１０の他端側から入射された光を増幅する機能を有している。そして、半導体光増幅器４２に駆動電流が供給されたとき、半導体光増幅器４２および光ファイバＦＢ１０により形成される光共 振器によりレーザ光Ｌが光ファイバＦＢ１０へ射出されるようになっている。

さらに、光ファイバＦＢ１０にはサーキュレータ４４が結合されており、光ファイバＦＢ１０内を導波する光の一部がサーキュレータ４４から光ファイバＦＢ１２側へ射出されるようになっている。光ファイバＦＢ１２から射出した光はコリメータレンズ４６、回転多面鏡（ポリゴンミラー）４８に反射し、光学系５０を介して回折格子素子５２に達する。そして、回折格子素子５２において分光され、再び光学系５０を介して回転多面鏡４８において反射される。そして、回転多面鏡（ポリゴンミラー）４８において反射された光は再び光ファイバＦＢ１２に入射される。

ここで、この回転多面鏡４８は矢印Ｒ２方向に回転するものであって、各反射面の角度が光学系５０の光軸に対して変化するようになっている。これにより、回折格子素子５２において分光された光のうち、特定の波長帯域の光だけが再び光ファイバＦＢ１２に戻るようになる。この光ファイバＦＢ１２に戻る光の波長は光学系５０の光軸と反射面との角度によって決まる。そして光ファイバＦＢ１２に入射した特定の波長の光がサーキュレータ４４から光ファイバＦＢ１０に入射され、特定の波長のレーザ光Ｌが光ファイバＦＢ１側に射出されるようになっている。

したがって、回転多面鏡４８が矢印Ｒ２方向に等速で回転したとき、再び光ファイバＦＢ１０に入射される光の波長λは、時間の経過に伴って一定の周期で変化することになる。具体的には、図４に示すように、光源ユニット１８は最小掃引波長λｍｉｎから最大掃引波長λｍａｘまで波長を一定の周期Ｔ０（たとえば 約５０μｓｅｃ）で掃引した光Ｌを射出する。そして、光源ユニット１８から射出された光Ｌは、干渉計１６に入射される。

なお、光源ユニット１８としてポリゴンミラーを回転させることにより波長を掃引させる場合について例示しているが、たとえばＡＳＥ光源ユニット等のような公知の技術により一定の周期で波長を掃引させながら射出するようにしても良い。

図１に示す干渉計１６はマッハツェンダー型の干渉計であって、筐体に各種光学部品を収容することにより構成されている。干渉計１６は、光源ユニット１８から射出された光Ｌを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割する光分割手段５６と、光分割手段５６により分割された測定光Ｌ１が測定対象Ｓに照射されたときの測定対象Ｓからの反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とを合波する合波手段５８と、合波手段５８により合波された反射光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４を検出し干渉信号 を取得する干渉信号取得手段６０と、後述する光断層画像を取得する基準となる光断層画像基準位置を調整するゼロパス調整部６１を備えている。

なお、干渉計１６と光源ユニット１８とはＡＰＣ（Angled physical contact）コネクタを用いて接続されている。ＡＰＣコネクタを用いることにより光コネクタ（光ファイバ）の接続端面からの反射戻り光を極限にまで低減し、断層画像Ｐの画質劣化を防止することができる。

光分割手段５６は、たとえば２×２の光ファイバカプラからなっており、光源ユニット１８から光ファイバＦＢ１を導波した光Ｌをそれぞれ測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割する。このとき、光分割手段５６は、たとえば測定光Ｌ１：参照光Ｌ２＝９９：１の割合で分割する。光分割手段５６は、２つの光ファイバ ＦＢ２、ＦＢ３にそれぞれ光学的に接続されており、分割された測定光Ｌ１は光ファイバＦＢ２側に入射され、参照光Ｌ２は光ファイバＦＢ３側に入射されるようになっている。

光ファイバＦＢ２には光サーキュレータ６２が接続されており、光サーキュレータ６２には光ファイバＦＢ４、ＦＢ５がそれぞれ接続されている。光ファイバＦＢ４には測定光Ｌ１を測定対象Ｓまで導波する光プローブ１０が接続されており、光サーキュレータ６２から射出した測定光Ｌ１は光ファイバＦＢ４から光プローブ１０へ導波され、測定対象Ｓに照射される。

また、測定対象Ｓを反射した反射光Ｌ３は光ファイバＦＢ４を介して光サーキュレータ６２に入射され、光サーキュレータ６２から光ファイバＦＢ５側に射出されるようになっている。なお、光ファイバＦＢ４と光プローブ１０とはＡＰＣ（Angled physical contact）コネクタを用いて接続されており、光コネクタ（光ファイバ）の接続端面からの反射
戻り光を極限にまで低減し、断層画像Ｐの画質劣化を防止するようになっている。

一方、光ファイバＦＢ３には光サーキュレータ６４が接続されており、光サーキュレータ６４には光ファイバＦＢ６、ＦＢ７がそれぞれ接続されている。光ファイバＦＢ６には、断層画像の取得領域を調整するために参照光Ｌ２の光路長を変更する光路長調整手段６６が接続されている。光路長調整手段６６は、光路長を粗調整する光路長粗調整用光ファイバ６８と、光路長を微調整する光路長微調整手段７０とを有している。

光路長粗調整用光ファイバ６８は、一端側が光ファイバＦＢ６に対し着脱可能に接続されており、他端側が光路長微調整手段７０に着脱可能に接続されている。光路長粗調整用光ファイバ６８は予め異なる長さのものが複数用意されており、必要に応じて適切な長さの光路長粗調整用光ファイバ６８が適宜取り付けられる。

なお、この光路長粗調整用光ファイバ６８は、光ファイバＦＢ６および光路長微調整手段７０とＡＰＣ（Angled physical contact）コネクタを用いて接続されており、光コネクタ（光ファイバ）の接続端面からの反射戻り光を極限にまで低減し、断層画像Ｐの画質劣化を防止するようになっている。

光路長微調整手段７０は、コリメータレンズ７２、反射ミラー７４、光ターミネータ７６等を有している。反射ミラー７４は、光路長粗調整用光ファイバ６８から射出された参照光Ｌ２を光ターミネータ７６側に反射するとともに、光ターミネータ７６から反射した参照光Ｌ２を再び光路長粗調整用光ファイバ６８側に反射するものである。

この反射ミラー７４は可動ステージ（図示せず）上に固定されており、ミラー移動手段により参照光Ｌ２の光軸方向（矢印Ａ方向）に移動することにより、参照光Ｌ２の光路長が変更する。この可動ステージは、医師等が不図示の操作部で操作することにより、反射ミラー７４を矢印Ａ方向に移動させることができる。

さらに、光ファイバＦＢ７には偏波コントローラ７８が光学的に接続されている。この偏波コントローラ７８は参照光Ｌ２の偏波方向を回転させる機能を有している。

偏波コントローラ７８は、医師等により操作されることにより偏波方向を調整するようになっており、たとえば反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とが合波手段５８において合波されるときのそれぞれの偏波方向が一致するように操作することにより、断層画像が鮮明になるように調整することができる。

合波手段５８は、２×２の光ファイバカプラからなり、光ファイバＦＢ５を導波した反射光Ｌ３と光ファイバＦＢ７を導波した参照光Ｌ２とを合波するものである。具体的には合波手段５８は、光ファイバＦＢ５を導波した反射光Ｌ３を２つの光ファイバＦＢ８、ＦＢ９に分岐するとともに、光ファイバＦＢ７を導波した参照光Ｌ２を２つの光ファイバＦＢ８、ＦＢ９に分岐する。

したがって、各光ファイバＦＢ８、ＦＢ９においてそれぞれ反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とが合波され、光ファイバＦＢ８内を第１干渉光Ｌ４ａが導波し、光ファイバＦＢ９内を第２干渉光Ｌ４ｂが導波することになる。つまり、合波手段５８は、反射光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４を２つに干渉光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂに分岐する光分岐手段５９としても機能している。

干渉信号取得手段６０は、第１干渉光Ｌ４ａを検出する第１光検出部８０と、第２干渉光Ｌ４ｂを検出する第２光検出部８２と、第１光検出部８０により検出された第１干渉光Ｌ４ａと第２光検出部８２により検出された第２干渉光Ｌ４ｂとの差分を干渉信号として出力する差分アンプ８４とを有している。

各光検出部８０，８２は、たとえばフォトダイオード等からなっており、入射される各干渉光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂを光電変換し差分アンプ８４に入力するものである。差分アンプ８４は各干渉光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂの差分を増幅し干渉信号として出力するものである。

このように、各干渉光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂを差分アンプ８４によりバランス検波することにより、干渉信号を増幅して出力しながら干渉信号以外の同相光雑音が除去することができ、断層画像Ｐの画質の向上を図ることができる。

干渉信号取得手段６０の差分アンプ８４の先には、Ａ／Ｄ変換データストレージ部２２が配置されている。このＡ／Ｄ変換データストレージ部２２は、信号処理画像処理部２４に接続され、信号処理画像処理部２４は、ゼロパス調整部６１に接続されている。このゼロパス調整部６１は、信号処理画像処理部２４以外にも光路長微調整手段７０の反射ミラー７４を移動させる可動ステージやプローブスキャナ１４に接続されている。そして、ゼロパス調整部６１は、干渉信号取得手段６０から出力された干渉信号が、Ａ／Ｄ変換データストレージ部２２でＡ／Ｄ変換され、更に信号処理画像処理部２４で信号処理が行われたものが、所定の周波数になるように光路長微調整手段７０を制御する。

図１から図４を参照して光断層画像取得装置１の動作例について説明する。まず、光源ユニット１８から所定の波長帯域内において一定の周期で掃引された光束が射出される。光Ｌは干渉計１６に入射される。干渉計１６の光分割手段５６において光Ｌは測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに光分割され、測定光Ｌ１は光ファイバＦＢ２側に射出され、参照光Ｌ２は光ファイバＦＢ３側に射出される。

測定光Ｌ１は光サーキュレータ６２、光ファイバＦＢ４および光プローブ１０を導波し測定対象Ｓに照射される。そして、測定対象Ｓの各深さ位置ｚにおいて反射した反射光Ｌ３および後方散乱した光が再び光プローブ１０に入射される。この反射光Ｌ３は光プローブ１０、光サーキュレータ６２および光ファイバＦＢ５を介して合波手段５８に入射される。

一方、参照光Ｌ２は光ファイバＦＢ３、光サーキュレータ６４、光ファイバＦＢ６を介して光路長調整手段６６に入射される。そして、光路長調整手段６６により光路長が調整された参照光Ｌ２が再び光ファイバＦＢ６、光サーキュレータ６４、偏波コントローラ７８、光ファイバＦＢ７を導波し合波手段５８に入射される。

合波手段５８において、反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とが合波されるとともに、合波されたときの干渉光Ｌ４が合波手段５８（光分岐手段５９）において分岐され、２つの干渉光Ｌ４ａ、４ｂが光ファイバＦＢ８、ＦＢ９にそれぞれ射出される。そして、各光ファイバＦＢ８、ＦＢ９を導波した各干渉光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂは、干渉信号取得手段６０においてバランス検波される。

干渉信号取得手段６０によりバランス検波により検出された干渉光Ｌ４は干渉信号として出力され、Ａ／Ｄ変換データストレージ部２２に出力される。その後、干渉信号は、Ａ／Ｄ変換データストレージ部２２においてＡ／Ｄ変換される。

信号処理画像処理部２４において、１ライン分の干渉信号に波数ｋについて等間隔になるように信号変換処理が施される。その後、干渉信号がスペクトル解析されることにより、干渉信号からそれぞれ断層情報（反射率）が断層情報として取得される。取得した断層情報が測定光Ｌ１の走査方向（矢印Ｒ１方向）についてｎライン分だけ蓄積される。

そして、プローブスキャナ１４からの回転クロック信号を検出したとき、蓄積した複数の断層情報を用いて１枚の光断層画像が生成される。その後、生成した光断層画像について画質補正が行われ、画質補正された光断層画像が図１の画像表示部２６に表示される。

〔ゼロパス調整の説明〕
次に、前記のような光断層画像取得装置１において、光断層画像を取得する基準となる光断層画像基準位置を調整するゼロパス調整について説明する。なお、以下のゼロパス調整は、光プローブ１０の交換時や光断層画像取得装置１の起動時以外にも、測定中に行なうことができる。

図５は、本発明のゼロパス調整のフローチャート図である。図５に示すように、まず、装置の操作部に配置されたゼロパス調整ボタン（不図示）を押下する（ステップＳ１）。

すると、光プローブ１０がロータリアダプタ１２に接続されているかを確認し（ステップＳ２）、光プローブ１０が接続されていなければ、光プローブ１０を接続したのち（ステップＳ３）、ゼロパス調整ボタンを押下する（ステップＳ１）。

一方、ステップＳ２において、光プローブ１０がロータリアダプタ１２に接続されていれば、光プローブ１０の回転動作を開始する（ステップＳ４）。

次に、遅延器である光路長微調整手段７０の反射ミラー７４を初期位置へ移動させ、（ステップＳ５）、その初期位置における干渉信号を干渉信号取得手段 ６０において検出し取得する（ステップＳ６）。なお、不図示のメモリに前回のゼロパス調整後の反射ミラー７４の位置を記憶させておき、当該記憶させた反射ミラー７４の位置から所定距離離れた位置を初期位置としてもよい。

このときの干渉信号として、横軸に干渉光の周波数（深さ）を取り縦軸に干渉信号値を取り、図５（ｂ）のように取得されたとする。図５（ｂ）に示すように、測定範囲内に任意の周波数（任意の深さ）に２本の干渉信号のピーク値が立っている。

しかしながら、干渉信号においては、例えば、光プローブ１０内の光学レンズ３４などにおける反射光や、体腔内に光プローブ１０を挿入している場合には体腔内の反射光などにより干渉信号のピーク値が現われるおそれがある。

そのため、この時点では、この２本の干渉信号のピーク値が、シース３０の内周面３０ａおよび外周面３０ｂにおける反射光による干渉信号によるものであるかは定かではない。

そこで、以降のステップにおいて、この２本の干渉信号のピーク値が、シース３０の内周面３０ａおよび外周面３０ｂにおける反射光による干渉信号によるものであるか否か、すなわち、測定範囲内にシース３０を検出されたか否かを判断する。

そこで、まず、反射ミラー７４を前記の初期位置から移動させながら干渉信号取得手段６０において干渉信号を取得していき、反射ミラー７４が所定の終了位 置まで移動したかを確認する（ステップＳ７）。そして、反射ミラー７４が所定の終了位置まで移動していなければ、さらに反射ミラー７４を移動させる（ステップＳ８）。なお、反射ミラー７４は、連続移動または間欠移動させる。また、反射ミラー７４は、干渉信号の取得可能位置まで大きなステップで移動させて、その後、小さなステップで移動させてもよい。

次に、反射ミラー７４が所定の終了位置まで移動すると、反射ミラー７４を移動させながら取得した干渉信号を用いて、測定範囲内にシース３０を検出されたか否かを判断する（ステップＳ９）。具体的な判断方法は、以下のとおりである。

図６は、干渉信号を用いて測定範囲内にシース３０が検出されたか否かを判断する方法を示す図である。

図６に示すように、まず、干渉信号を所定の閾値でカットし、カット後の干渉信号のピーク値を検出する。ここでは、２本の干渉信号のピーク値を検出している。そして、２本の干渉信号のピーク値のうちから選択したいずれか１本目のピーク値を検出する。そして、当該１本目のピーク値が検出された周波数から、シース３０の厚み（内周面３０ａと外周面３０ｂの距離）に相当する幅Ｄ１を隔てた周波数において、２本目のピーク値が存在しているか否かを検出する。

そして、２本目のピーク値が存在すると検出されば、この２本の干渉信号のピーク値はシース３０の内周面３０ａと外周面３０ｂにおける反射光による干渉信号の値である可能性が高い。

そしてさらに、反射ミラー７４の移動と干渉信号の移動の様子を確認することにより、測定範囲内にシース３０が検出されたか否かを最終的に判断する。

具体的には、以下のように判断する。

図７は、反射ミラー７４の移動と干渉信号の移動の様子を示している。

図７（ａ）に示す２本の干渉信号のピーク値が、シース３０の内周面３０ａおよび外周面３０ｂにおける反射光による干渉信号によるものである場合には、反射ミラー７４を初期位置から参照光Ｌ２の光路長が大きくなる方向の所定の終了位置まで移動させたときに、図７（ｂ）に示すように、２本の干渉信号のピーク値が周波数の高くなる方向に移動する。

そこで、反射ミラー７４を初期位置から移動させることにより、図７（ｂ）に示すように、２本の干渉信号のピーク値が周波数の高くなる方向に移動すると確認されれば、２本の干渉信号のピーク値が、シース３０の内周面３０ａおよび外周面３０ｂにおける反射光による干渉信号によるものであると判断する。

これにより、安定して測定範囲内においてシース３０の干渉信号を検出することができる。

なお、ステップ９において測定範囲内においてシース３０の干渉信号が検出できなければ、装置の操作部に配置された表示部にエラー表示を行なう（ステップＳ１０）。

そして、ステップ９において測定範囲内においてシース３０の干渉信号が検出できれば、この検出されたシース３０の位置（周波数、深さ）をもとに光断層画像基準位置が設定されるように反射ミラー７４の移動位置を算出する（ステップＳ１１）。

なお、検出されたシース３０の位置をもとに光断層画像基準位置を設定する方法としては、以下のような方法が考えられる。

第１の方法として、測定対象Ｓがシース３０の外周面３０ｂに接触すると想定し、測定したい深さをＺとすると、シース３０の外周面３０ｂからＺ離れた位置に光断層画像基準位置を設定し、シース３０の外周面３０ｂの位置で高周波数の干渉信号を取得するように、反射ミラー７４の位置を調整する。

例えば、シース３０の外周面３０ｂの位置における周波数ｆ、波数ｋとするとき、以下の式を考える。

具体的な一例として、光源の掃引周波数を２０ｋＨｚ（デューティ比：６５％）、掃引波長幅１５０ｎｍ（中心波長１．３１μｍ）、Ｚ＝３．４ｍｍとすると、シース３０の外周面の位置における周波数ｆ＝１８．３ＭＨｚとなるように反射ミラー７４の位置を算出して調整することにより、シース３０の外周面３０ｂからＺ＝３．４ｍｍ離れた位置に光断層画像基準位置が設定される。

なお、第１の方法では、シース３０の外周面３０ｂの位置における周波数ｆ＝１５ＭＨｚ〜２０ＭＨｚとすることが望ましい。

また、第２の方法として、光プローブ１０内の光ファイバ３２の光軸とシース３０の内周面３０ａの間の位置に光断層画像基準位置を設定し、シース３０の外 周面３０ｂの位置で低周波数の干渉信号を取得し、測定対象Ｓの所定の深さの位置で高周波数の干渉信号を取得するように反射ミラー７４の位置を調整する。

例えば、光ファイバ３２の光軸とシース３０の内周面３０ａの間の距離をｄとし、光プローブ１０内の光ファイバ３２の光軸ＬＰ（図２参照）の位置に光断層画像基準位置を設定させるとき、以下の式を考える。

具体的な一例として、ｄ＝１．２５ｍｍと仮定し、前記と同じく光源の掃引周波数を２０ｋＨｚ（デューティ比：６５％）、掃引波長幅１５０ｎｍ（中心波長１．３１μｍ）とすると、シース３０の外周面３０ｂの位置における周波数ｆ＝６．７５Ｍｈｚとなるように反射ミラー７４の位置を算出して調整することにより、光プローブ１０内の光ファイバ３２の光軸ＬＰの位置に光断層画像基準位置が設定される。

なお、第２の方法では、シース３０の外周面の位置における周波数ｆ＝３ＭＨｚ〜８ＭＨｚとすることが望ましい。

なお、検出されたシース３０の位置をもとに光断層画像基準位置を設定する方法としては、前記のように演算により行う以外にも、不図示の入力手段（タッチパネルなど）により手動で、シース３０の外周面３０ｂにおける周波数ｆを入力することにより光断層画像基準位置を設定してもよい。

これにより、入力手段で自由にシース３０の外周面における干渉信号の周波数ｆを変更することができる。

また、検出されたシース３０の位置をもとに光断層画像基準位置を設定する方法として、シース３０の外周面３０ｂにおける周波数ｆを予めメモリ（不図示）に記憶させておき、当該メモリに記憶させたシース３０の外周面３０ｂにおける周波数ｆをもとに光断層画像基準位置を設定してもよい。

なお、本実施形態では、シース３０の外周面３０ｂにおける周波数ｆをもとに光断層画像基準位置を設定したが、シース３０の内周面３０ａにおける周波数をもとに光断層画像基準位置を設定してもよい。

以上が、検出されたシース３０の位置をもとに光断層画像基準位置を設定する方法である。

次に、このように算出された移動位置まで反射ミラー７４を移動させて（ステップＳ１２）、ゼロパス調整を終了する（ステップＳ１３）。

このように、本発明は、測定範囲内に光プローブ１０のシース３０の内周面３０ａと外周面３０ｂを安定して検出することにより、検出したシース３０の外周面３０ｂの位置をもとに、光断層画像を取得する基準となる光断層画像基準位置であるゼロパス位置を確実に調整できる。

以上、本発明の光断層画像取得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。

１…光断層画像取得装置、１０…光プローブ、１２…ロータリアダプタ、１４…プローブスキャナ、１６…干渉計、１８…光源ユニット、２０…同期信号系部、２２…Ａ／Ｄ変換データストレージ部、２４…信号処理画像処理部、２６…画像表示部、３０…シース、３２…光ファイバ、３４…光学レンズ、６０…干渉光検出手段、６１…ゼロパス調整部

Claims (7)

1. 光を射出する光源ユニットと、
   前記光源ユニットから射出された前記光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、
   透光性のある筒状体のシースの内部に配置され、前記光分割手段により分割された前記測定光を前記シースの外部にある測定対象に照射する照射手段と、
   前記測定対象または前記シースで反射した反射光と前記参照光とを合波する合波手段と、
   前記合波手段により合波された前記反射光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光検出手段と、
   前記干渉光検出手段にて検出した前記干渉光を周波数解析することにより各周波数における干渉信号を取得する干渉信号取得手段と、
   前記干渉信号取得手段により取得された前記干渉信号より前記測定対象の各走査位置における光断層画像を取得する断層画像取得手段と、
   前記干渉信号取得手段にて取得された前記干渉信号のなかから前記シースで反射した反射光による干渉信号であるシース干渉信号を検出し、検出した前記シース干渉信号をもとに前記光断層画像を取得する基準となる光断層画像基準位置を調整する基準位置調整部と、
   を有することを特徴とする光断層画像取得装置。
2. 前記シース干渉信号は、前記シースの内周面で反射した反射光による干渉信号であるシース内周面干渉信号と前記シースの外周面で反射した反射光による干渉信号であるシース外周面干渉信号からなり、
   前記基準位置調整部は、前記シース内周面干渉信号と前記シース外周面干渉信号の強度と、前記シース内周面干渉信号を検出したときの前記干渉光の周波数と前記シース外周面干渉信号を検出したときの前記干渉光の周波数との間隔と、を検出することにより、前記干渉信号のなかから前記シース干渉信号を検出すること、
   を特徴とする請求項１の光断層画像取得装置。
3. 前記参照光を反射させる反射部材を移動させて前記参照光の光路長を変更する光路長変更手段を有し、
   前記基準位置調整部は、前記反射部材を一方向に移動させて、前記シース内周面干渉信号を検出したときの前記干渉光の周波数と前記シース外周面干渉信号を検出したときの前記干渉光の周波数とを一方向に推移させることにより、前記干渉信号のなかから前記シース干渉信号を検出すること、
   を特徴とする請求項２の光断層画像取得装置。
4. 前記基準位置調整部により検出された前記シース干渉信号の周波数を記憶する記憶手段を有し、
   前記基準位置調整部は、前記記憶手段に記憶された前回検出された前記シース干渉信号の周波数をもとに前記反射部材の初期位置を決定すること、
   を特徴とする請求項３の光断層画像取得装置。
5. 前記シース外周面干渉信号を検出したときの前記干渉光の周波数を所定値に設定できる周波数設定手段を有すること、
   を特徴とする請求項２乃至４のいずれか１つの光断層画像取得装置。
6. 前記基準位置調整部は、前記シース外周面干渉信号を検出したときの前記干渉光の周波数が３ＭＨｚ〜８ＭＨｚとなるように前記光断層画像基準位置を調整すること、
   を特徴とする請求項２乃至５のいずれか１つの光断層画像取得装置。
7. 前記基準位置調整部は、前記シース外周面干渉信号を検出したときの前記干渉光の周波数が１５ＭＨｚ〜２０ＭＨｚとなるように前記光断層画像基準位置を調整すること、
   を特徴とする請求項２乃至５のいずれか１つの光断層画像取得装置。

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