JP5628785B2 - 画像診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像診断装置及びその制御方法に関するものである。

従来より、動脈硬化の診断や、バルーンカテーテルまたはステント等の高機能カテーテルによる血管内治療時の術前診断、あるいは、術後の結果確認のために、光干渉断層画像診断装置（ＯＣＴ）が使用されている。

光干渉断層画像診断装置は、先端に光学レンズおよび光学ミラーを取り付けた光ファイバを内蔵したカテーテルを血管内に挿入した状態で、光学ミラーを回転させながら血管内に測定光を出射し生体組織からの反射光を受光することでラジアル走査を行い、これにより得られた反射光と予め測定光から分割された参照光とを干渉させることで、干渉光に基づく血管の断面画像を描出するものである。

さらに、最近では、光干渉断層画像診断装置の改良型として、波長掃引を利用した光干渉断層画像診断装置（ＯＦＤＩ）も開発されている。

波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置（ＯＦＤＩ）は、基本的な構成は、光干渉断層画像診断装置（ＯＣＴ）と同様であるが、光干渉断層画像診断装置よりも波長の長い光源を用い、かつ波長の異なる光を連続して出射する点に特徴がある。そして、生体組織の深さ方向の各点の反射光強度を、干渉光の周波数解析により求める構成とすることで、参照光の光路長を可変させるための機構を不要としている。

なお、以下、本明細書において光干渉断層画像診断装置（ＯＣＴ）と波長掃引を利用した光干渉断層画像診断装置（ＯＦＤＩ）とを総称して、「画像診断装置」と呼ぶこととする。

一般に、このような画像診断装置で用いられる干渉光は、波長が８００ｎｍ〜１５５０ｎｍ程度であり、血液に対して不透過である。このため、血管の断面画像の描出に際しては、描出対象となる部位において血管内の血液を予め除去しておく必要がある。

描出対象となる部位において血管内の血液を除去する方法としては、例えば、オクルージョンや、生理食塩水、乳酸リンゲル、造影剤などによるフラッシュ等が挙げられるが、これらの方法によって血液を除去する操作は、患者にとって大きな負担となるため、断面画像の描出のための動作はできるだけ低侵襲で行われることが望ましい。

一方で、血流速度や血流量などにはもともと個人差があるうえ、冠動脈入口部の形状によってもフラッシュの速度及び量は異なってくる。このため、血管内の血液の除去操作を同様の要領で行った場合であっても、その除去の程度には個人差が生じる。

ここで、血管内の血液の除去が完了する前に、ラジアル走査を行い断面画像の描出のための動作を開始してしまうと、血管内に残っている血液の影響により、描出される断面画像の画質を著しく劣化することとなり、場合によっては、観察ができないほどに劣化することもありえる。また、たとえ血管内に残っている血液が少ない場合であっても、輝度の低下は不可避であり、誤診断の原因となりえる。

このため、血管内の血液の除去が完了したことを確認してからプルバックを開始させ、プルバック開始後の断面画像のみを保存し、診断に用いることができるように構成されることが好ましい。しかしながら、例えばユーザが断面画像を見ながら血管内の血液の除去が完了したか否かを判断し、完了した場合に、プルバックの開始指示及び断面画像の保存指示を入力する構成とした場合、ユーザにとって作業負荷が高い。

これに対して、例えば、特表２００８−５１０５８６号公報には、反射光の強度に基づいて血液の有無を判断し、血液が除去されたと判断された場合に、ラジアル走査及び断面画像の保存動作を自動的に開始する構成が開示されている。

しかしながら、特表２００８−５１０５８６号公報の場合、ラジアル走査及び断面画像の保存動作の開始に際して一方向（光学ミラーが回転走査を停止させた状態での測定光の出射方向）からの反射光の強度を用いて、血液の除去が完了しているか否かを判断することとしている。このため、測定光の出射方向に光プローブ挿入に用いるガイドワイヤが存在する場合や、測定光の出射口と血管壁が密着しており光プローブと血管壁の間に血液がほとんど存在しない場合、あるいは血管内の血液の除去の程度が円周方向で均一でない場合には、血管内の血液の除去が完了したか否かの判断を高い精度で行うことができず、保存された断面画像に画質が劣化した断面画像や誤診断の原因が含まれた断面画像が含まれることとなる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、画像診断装置における断面画像の描出に際して、ユーザの作業負荷を軽減させるとともに、断面画像の画質劣化及び誤診断の原因を排除することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明に係る画像診断装置は以下のような構成を備える。
即ち、
光の送受信を連続的に行う送受信部を有するプローブを接続し、該送受信部を回転走査させながら体腔内を軸方向に移動させることで、該送受信部より体腔内での反射光を取得し、該取得した反射光に基づいて該体腔内の軸方向における複数の断面画像を生成・表示する画像診断装置であって、
前記体腔内において軸方向の動作を停止させかつ回転走査されている状態で前記送受信部より取得された反射光に基づいて生成した断面画像データの輝度値の分布を用いて、前記体腔内の体液の有無を判定するための評価値を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された評価値が、予め定められた閾値に対して所定の条件を満たした場合に、診断に用いられる断面画像の取得を開始するための開始指示を行う指示手段と、
を備え、
前記閾値は、前記体腔内の体液を除去する前の状態で予め生成した断面画像データの輝度値の分布を用いて前記算出手段により算出された評価値に所定係数を積算することにより算出されることを特徴とする。

本発明によれば、画像診断装置における断面画像の描出に際して、ユーザの作業負荷を軽減させるとともに、断面画像の画質劣化及び誤診断の原因を排除することが可能となる。

添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
図１Ａは、画像診断装置の外観構成を示す図である。 図１Ｂは、光プローブ部の先端部の構成を示す図である。 図２は、光干渉断層画像診断装置１００の機能構成を示す図である。 図３は、波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置１００の機能構成を示す図である。 図４は、第１の実施形態における信号処理部の詳細構成ならびに関連する機能ブロックを示した図である。 図５は、生成された断面画像の一例を示す図である。 図６は、指定されたＲＯＩの一例を示す図である。 図７は、動作開始判定処理の流れを示すフローチャートである。 図８は、第２の実施形態における信号処理部の詳細構成ならびに関連する機能ブロックを示した図である。 図９は、動作開始判定処理の流れを示すフローチャートである。 図１０は、動作終了判定処理の流れを示すフローチャートである。

以下、必要に応じて添付図面を参照しながら本発明の各実施形態を詳細に説明する。

［第１の実施形態］
＜１．画像診断装置の外観構成＞
図１Ａは本発明の第１の実施形態にかかる画像診断装置（光干渉断層画像診断装置または波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置）１００の外観構成を示す図である。

図１Ａに示すように、画像診断装置１００は、光プローブ部１０１と、スキャナ／プルバック部１０２と、操作制御装置１０３とを備え、スキャナ／プルバック部１０２と操作制御装置１０３とは、信号線１０４により接続されている。

光プローブ部１０１は、直接血管内に挿入され、イメージングコア１３０を用いて血管内部の状態を測定する。スキャナ／プルバック部１０２は、光プローブ部１０１と着脱可能で、モータを内蔵し、光プローブ部１０１内のイメージングコア１３０のラジアル動作を規定する。

操作制御装置１０３は、血管内光干渉断層診断を行うにあたり、各種設定値を入力するための機能や、測定により得られたデータを処理し、断面画像として表示するための機能を備える。

操作制御装置１０３において、１１１は本体制御部であり、測定により得られたデータを処理したり、処理結果を出力したりする。１１１−１はプリンタ／ＤＶＤレコーダであり、本体制御部１１１における処理結果を印刷したり、データとして記憶したりする。

１１２は操作パネル（インタフェース）であり、ユーザは該操作パネル１１２を介して、各種設定値の入力を行う。１１３は表示装置としてのＬＣＤモニタであり、本体制御部１１１における処理結果を表示する。

＜２．光プローブ部の先端部の構成＞
次に、光プローブ部１０１の先端部の構成について図１Ｂを用いて説明する。図１Ｂにおいて、カテーテルシース１２１の管腔内部には、測定光を送受信する送受信部１３３が配されたハウジング１３１と、それを回転させるための駆動力を伝達する駆動シャフト１３２とを備えるイメージングコア１３０がほぼ全長にわたって挿通されており、光プローブ部１０１を形成している。

送受信部１３３は駆動シャフト１３２を挿通する光ファイバによって送られた測定光の光軸を側方に反射させるミラーを内蔵する。

送受信部１３３では、体腔内組織に向けて測定光が送信されるとともに、体腔内組織からの反射光が受信される。

駆動シャフト１３２はコイル状に形成され、その内部には信号線（シングルモードファイバ）が配されている。

ハウジング１３１は、短い円筒状の金属パイプの一部に切り欠き部を有した形状をしており、金属塊からの削りだしやＭＩＭ（金属粉末射出成形）等により成形される。ハウジング１３１は、内部に送受信部１３３を有し、基端側は駆動シャフト１３２と接続されている。また、先端側には短いコイル状の弾性部材１２３が設けられている。

弾性部材１２３はステンレス鋼線材をコイル状に形成したものであり、弾性部材１２３が先端側に配されることで、イメージングコア１３０の回転時の安定性が向上する。

１２４は補強コイルであり、カテーテルシース１２１の先端部分の急激な折れ曲がりを防止する目的で設けられている。

ガイドワイヤルーメン用チューブ１２２は、ガイドワイヤが挿入可能なガイドワイヤ用ルーメンを有する。ガイドワイヤルーメン用チューブ１２２は、予め体腔内に挿入されたガイドワイヤを受け入れ、ガイドワイヤによってカテーテルシース１２１が患部まで導かれるのに使用される。

駆動シャフト１３２は、カテーテルシース１２１に対して回転動作及び軸方向動作することが可能であり、柔軟で、かつ回転をよく伝達できる特性をもつ、例えば、ステンレス等の金属線からなる多重多層密着コイル等により構成されている。

＜３．光干渉断層画像診断装置の機能構成＞
次に、本実施形態にかかる画像診断装置１００のうち、光干渉断層画像診断装置の主たる機能構成について図２を用いて説明する。

２０９は超高輝度発光ダイオード等の低干渉性光源である。低干渉性光源２０９は、その波長が１３１０ｎｍ程度で、その可干渉距離（コヒーレント長）が数μｍ〜１０数μｍ程度であるような短い距離範囲でのみ干渉性を示す低干渉性光を出力する。

このため、この光を２つに分割した後、再び混合した場合には分割した点から混合した点までの２つの光路長の差が数μｍ〜１０数μｍ程度の短い距離範囲内の場合には干渉光として検出され、それよりも光路長の差が大きい場合には干渉光として検出されることはない。

低干渉性光源２０９の光は、第１のシングルモードファイバ２２８の一端に入射され、先端面側に伝送される。第１のシングルモードファイバ２２８は、途中の光カップラ部２０８で第２のシングルモードファイバ２２９及び第３のシングルモードファイバ２３２と光学的に結合されている。

光カップラ部とは、１つの光信号を２つ以上の出力に分割したり、入力された２つ以上の光信号を１つの出力に結合したりすることができる光学部品であり、低干渉性光源２０９の光は、当該光カップラ部２０８により最大で３つの光路に分割して伝送されうる。

第１のシングルモードファイバ２２８の光カップラ部２０８より先端側には、スキャナ／プルバック部１０２が設けられている。スキャナ／プルバック部１０２内には、非回転部と回転部との間を結合し、光を伝送する光ロータリジョイント２０３が設けられている。

更に、光ロータリジョイント２０３内の第４のシングルモードファイバ２３０の先端側は、光プローブ部１０１の第５のシングルモードファイバ２３１と、アダプタ２０２を介して着脱自在に接続されている。これにより光の送受信を繰り返すイメージングコア２０１（図１Ｂの参照番号１３０に対応する）内に挿通され回転駆動可能な第５のシングルモードファイバ２３１に、低干渉性光源２０９からの光が伝送される。

第５のシングルモードファイバ２３１に伝送された光は、イメージングコア２０１の先端側から血管内の生体組織に対してラジアル走査しながら照射される。そして、生体組織の表面あるいは内部で散乱した反射光の一部はイメージングコア２０１により取り込まれ、逆の光路を経て第１のシングルモードファイバ２２８側に戻り、光カップラ部２０８によりその一部が第２のシングルモードファイバ２２９側に移る。そして、第２のシングルモードファイバ２２９の一端から出射され、光検出器（例えばフォトダイオード２１０）にて受光される。

なお、光ロータリジョイント２０３の回転部側は回転駆動装置２０４のラジアル走査モータ２０５により回転駆動される。また、ラジアル走査モータ２０５の回転角度は、エンコーダ部２０６により検出される。更に、スキャナ／プルバック部１０２は、直線駆動装置２０７を備え、信号処理部２１４からの指示に基づいて、イメージングコア２０１の軸方向（体腔内の末梢方向およびその反対方向）の移動（軸方向動作）を規定している。軸方向動作は、信号処理部２１４からの制御信号に基づいて、直線駆動装置２０７が光ロータリジョイント２０３を含むスキャナを移動させることにより実現される。

この際、光プローブ部１０１のカテーテルシースは血管内に固定されたままで、カテーテルシース内に格納されているイメージングコア２０１のみが軸方向に移動することで、血管壁を傷つけることなく軸方向動作が行われる。

一方、第２のシングルモードファイバ２２９の光カップラ部２０８より先端側（参照光路）には、参照光の光路長を変える光路長の可変機構２１６が設けてある。

この光路長の可変機構２１６は生体組織の深さ方向（測定光の出射の方向）の検査範囲に相当する光路長を高速に変化させる第１の光路長変化手段と、光プローブ部１０１を交換して使用した場合の個々の光プローブ部１０１の長さのばらつきを吸収できるように、その長さのバラツキに相当する光路長を変化させる第２の光路長変化手段とを備えている。

第２のシングルモードファイバ２２９の先端に対向して、この先端とともに１軸ステージ２２０上に取り付けられ、矢印２２３に示す方向に移動自在のコリメートレンズ２２１を介して、グレーティング２１９が配置されている。また、このグレーティング２１９（回折格子）と対応するレンズ２１８を介して微小角度回動可能なガルバノメータ２１７が第１の光路長変化手段として取り付けられている。このガルバノメータ２１７はガルバノメータコントローラ２２４により、矢印２２２方向に高速に回転される。

ガルバノメータ２１７はガルバノメータのミラーにより光を反射させるものであり、参照ミラーとして機能するガルバノメータに交流の駆動信号を印加することによりその可動部分に取り付けたミラーを高速に回転させるように構成されている。

つまり、ガルバノメータコントローラ２２４より、ガルバノメータ２１７に対して駆動信号が印加され、該駆動信号により矢印２２２方向に高速に回転することで、参照光の光路長が、生体組織の深さ方向の検査範囲に相当する光路長だけ高速に変化することとなる。この光路差の変化の一周期が一ライン分の干渉光を取得する周期となる。

一方、１軸ステージ２２０は光プローブ部１０１を交換した場合に、光プローブ部１０１の光路長のバラツキを吸収できるだけの光路長の可変範囲を有する第２の光路長変化手段として機能する。さらに、１軸ステージ２２０はオフセットを調整する調整手段としての機能も備えている。例えば、光プローブ部１０１の先端が生体組織の表面に密着していない場合でも、１軸ステージ２２０により光路長を微小変化させることにより、生体組織の表面位置からの反射光と干渉させる状態に設定することが可能となる。

光路長の可変機構２１６で光路長が変えられた光は第２のシングルモードファイバ２２９の途中に設けた光カップラ部２０８で第１のシングルモードファイバ２２８側から得られた光と混合されて、干渉光としてフォトダイオード２１０にて受光される。

このようにしてフォトダイオード２１０にて受光された干渉光は光電変換され、アンプ２１１により増幅される。

その後、復調器２１２に入力され、復調器２１２では干渉した光の信号部分のみを抽出する復調処理を行い、その出力はＡ／Ｄ変換器２１３に入力される。

Ａ／Ｄ変換器２１３では、干渉光信号を例えば２００ポイント分サンプリングして１ラインのデジタルデータ（「干渉光データ」）を生成する。この場合、サンプリング周波数は、光路長の１走査の時間を２００で除した値となる。

Ａ／Ｄ変換器２１３で生成されたライン単位の干渉光データは、信号処理部２１４に入力される。信号処理部２１４では生体組織の深さ方向の干渉光データをビデオ信号に変換することにより、血管内の各位置での断面画像を形成し、所定のフレームレートでＬＣＤモニタ２１５（図１の参照番号１１３に対応する）に出力する。

信号処理部２１４は、更に光路長調整手段制御装置２２６と接続されている。信号処理部２１４は光路長調整手段制御装置２２６を介して１軸ステージ２２０の位置の制御を行う。また、信号処理部２１４はモータ制御回路２２５と接続され、ラジアル走査モータ２０５の回転駆動を制御する。

また、信号処理部２１４は、参照ミラー（ガルバノメータミラー）の光路長の走査を制御するガルバノメータコントローラ２２４と接続され、ガルバノメータコントローラ２２４は信号処理部２１４へ駆動信号を出力する。モータ制御回路２２５では、この駆動信号に基づいてガルバノメータコントローラ２２４と同期をとる。

＜４．波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置の機能構成＞
次に、本実施形態にかかる画像診断装置１００のうち、波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置の主たる機能構成について図３を用いて説明する。

図３は、波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置１００の機能構成を示す図である。以下、図２を用いて説明した光干渉断層画像診断装置との相違点を中心に説明する。

３０８は波長掃引光源であり、Ｓｗｅｐｔ Ｌａｓｅｒが用いられる。Ｓｗｅｐｔ Ｌａｓｅｒを用いた波長掃引光源３０８は、ＳＯＡ３１５（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｏｐｔｉｃａｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）とリング状に結合された光ファイバ３１６とポリゴンスキャニングフィルタ（３０８ｂ）よりなる、Ｅｘｔｅｎｄｅｄ−ｃａｖｉｔｙ Ｌａｓｅｒの一種である。

ＳＯＡ３１５から出力された光は、光ファイバ３１６を進み、ポリゴンスキャニングフィルタ３０８ｂに入り、ここで波長選択された光は、ＳＯＡ３１５で増幅され、最終的にｃｏｕｐｌｅｒ３１４から出力される。

ポリゴンスキャニングフィルタ３０８ｂでは、光を分光する回折格子３１２とポリゴンミラー３０９との組み合わせで波長を選択する。具体的には、回折格子３１２により分光された光を２枚のレンズ（３１０、３１１）によりポリゴンミラー３０９の表面に集光させる。これによりポリゴンミラー３０９と直交する波長の光のみが同一の光路を戻り、ポリゴンスキャニングフィルタ３０８ｂから出力されることとなるため、ポリゴンミラー３０９を回転させることで、波長の時間掃引を行うことができる。

ポリゴンミラー３０９は、例えば、３２面体のミラーが使用され、回転数が５００００ｒｐｍ程度である。ポリゴンミラー３０９と回折格子３１２とを組み合わせたユニークな波長掃引方式により、高速、高出力の波長掃引が可能である。

Ｃｏｕｐｌｅｒ３１４から出力された波長掃引光源３０８の光は、第１のシングルモードファイバ３３０の一端に入射され、先端側に伝送される。第１のシングルモードファイバ３３０は、途中の光カップラ部３３４で第２のシングルモードファイバ３３７及び第３のシングルモードファイバ３３１と光学的に結合されている。従って、第１のシングルモードファイバ３３０に入射された光は、この光カップラ部３３４により最大で３つの光路に分割されて伝送される。

第１のシングルモードファイバ３３０の光カップラ部３３４より先端側には、非回転部と回転部との間を結合し、光を伝送する光ロータリジョイント３０３が設けられている。

更に、光ロータリジョイント３０３内の第４のシングルモードファイバ３３５の先端側は、光プローブ部１０１の第５のシングルモードファイバ３３６とアダプタ３０２を介して着脱自在に接続されている。これによりイメージングコア３０１（図１Ｂの参照番号１３０に対応する）内に挿通され回転駆動可能な第５のシングルモードファイバ３３６に、波長掃引光源３０８からの光が伝送される。

伝送された光は、イメージングコア３０１の先端側から体腔内の生体組織に対してラジアル走査しながら照射される。そして、生体組織の表面あるいは内部で散乱した反射光の一部がイメージングコア３０１により取り込まれ、逆の光路を経て第１のシングルモードファイバ３３０側に戻る。さらに、光カップラ部３３４によりその一部が第２のシングルモードファイバ３３７側に移り、第２のシングルモードファイバ３３７の一端から出射され、光検出器（例えばフォトダイオード３１９）にて受光される。

なお、光ロータリジョイント３０３の回転部側は回転駆動装置３０４のラジアル走査モータ３０５により回転駆動される。また、ラジアル走査モータ３０５の回転角度は、エンコーダ部３０６により検出される。更に、スキャナ／プルバック部１０２は、直線駆動装置３０７を備え、信号処理部３２３からの指示に基づいて、イメージングコア３０１の軸方向動作を規定している。

一方、第２のシングルモードファイバ３３７の光カップラ部３３４より先端側には、参照光の光路長を微調整する光路長の可変機構３２５が設けられている。

この光路長の可変機構３２５は光プローブ部１０１を交換して使用した場合の個々の光プローブ部１０１の長さのばらつきを吸収できるように、その長さのばらつきに相当する光路長を変化させる光路長変化手段を備えている。

第３のシングルモードファイバ３３１およびコリメートレンズ３２６は、その光軸方向に矢印３３３で示すように移動自在な１軸ステージ３３２上に設けられており、光路長変化手段を形成している。

具体的には、１軸ステージ３３２は光プローブ部１０１を交換した場合に、光プローブ部１０１の光路長のばらつきを吸収できるだけの光路長の可変範囲を有する光路長変化手段として機能する。さらに、１軸ステージ３３２はオフセットを調整する調整手段としての機能も備えている。例えば、光プローブ部１０１の先端が生体組織の表面に密着していない場合でも、１軸ステージにより光路長を微小変化させることにより、生体組織の表面位置からの反射光と干渉させる状態に設定することが可能となる。

光路長の可変機構３２５で光路長が微調整された光は第３のシングルモードファイバ３３１の途中に設けた光カップラ部３３４で第１のシングルモードファイバ３３０側から得られた光と混合されて、フォトダイオード３１９にて受光される。

このようにしてフォトダイオード３１９にて受光された干渉光は光電変換され、アンプ３２０により増幅された後、復調器３２１に入力される。この復調器３２１では干渉した光の信号部分のみを抽出する復調処理を行い、その出力は干渉光信号としてＡ／Ｄ変換器３２２に入力される。

Ａ／Ｄ変換器３２２では、干渉光信号を例えば１８０ＭＨｚで２０４８ポイント分サンプリングして、１ラインのデジタルデータ（干渉光データ）を生成する。なお、サンプリング周波数を１８０ＭＨｚとしたのは、波長掃引の繰り返し周波数を４０ｋＨｚにした場合に、波長掃引の周期（１２．５μｓｅｃ）の９０％程度を２０４８点のデジタルデータとして抽出することを前提としたものであり、特にこれに限定されるものではない。

Ａ／Ｄ変換器３２２にて生成されたライン単位の干渉光データは、信号処理部３２３に入力される。測定モードの場合、信号処理部３２３では干渉光データをＦＦＴ（高速フーリエ変換）により周波数分解して深さ方向のデータを生成し、これを座標変換することにより、血管内の各位置での断面画像を形成し、所定のフレームレートでＬＣＤモニタ３１７（図１の参照番号１１３に対応する）に出力する。

信号処理部３２３は、更に光路長調整手段制御装置３１８と接続されている。信号処理部３２３は光路長調整手段制御装置３１８を介して１軸ステージ３３２の位置の制御を行う。また、信号処理部３２３はモータ制御回路３２４と接続され、モータ制御回路３２４のビデオ同期信号を受信する。信号処理部３２３では、受信したビデオ同期信号に同期して断面画像の形成を行う。

また、このモータ制御回路３２４のビデオ同期信号は、回転駆動装置３０４にも送られ、回転駆動装置３０４はビデオ同期信号に同期した駆動信号を出力する。

＜５．信号処理部２１４、３２３の詳細構成＞
次に、図４を用いて、画像診断装置１００の信号処理部２１４、３２３における処理の概要について説明する。図４は、信号処理部２１４、３２３の詳細構成ならびに関連する機能ブロックを示した図である。

Ａ／Ｄ変換器２１３、３２２で生成された干渉光データは、ラインメモリ部４０１において、モータ制御回路２２５、３２４から出力されるラジアル走査モータ２０５または３０５のエンコーダ部２０６または３０６の信号を用いてラジアル走査モータ１回転あたりのライン数が５１２本となるように処理された後、後段のラインデータ生成部４０２に出力される。

ラインデータ生成部４０２では、干渉光データに対してライン加算平均処理、フィルタ処理、対数変換処理等を施し、生体組織の深さ方向の干渉光強度データを生成することで、ラインデータを生成した後、該生成したラインデータを後段の信号後処理部４０３に出力する。信号後処理部４０３では、ラインデータに対してコントラスト調整、輝度調整、ガンマ補正、フレーム相関、シャープネス処理等を行い、画像構築部（ＤＳＣ）４０４に出力する。

画像構築部４０４では、極座標のラインデータ列をＲθ変換するこで断面画像を生成した後、ビデオ信号に変換し、該断面画像をＬＣＤモニタ２１５または３１７に表示する。なお、本実施形態では一例として、５１２ラインから断面画像を生成することとしているが、このライン数に限定されるものではない。

判定領域設定部４０６は、操作パネル１１２を介してユーザにより指定された判定領域（ＲＯＩ）に対応する断面画像上の領域を動作開始判定部４０５に設定する。

動作開始判定部４０５では、画像構築部４０４により生成された断面画像のうち、判定領域設定部４０６において設定された領域により特定される画像データの輝度値に基づいて、所定の動作を開始するか否かを判定するための評価値を算出する。動作開始判定部４０５では、算出した評価値が所定の条件を満たした場合に、所定の動作（画像構築部４０４において生成された断面画像の制御部４０７内のメモリ４０８への保存動作）の開始指示を制御部４０７に対して行う。

制御部４０７では、各部の動作を制御するとともに、動作開始判定部４０５からの開始指示に基づいて、画像構築部４０４にて生成された断面画像をメモリ４０８に保存する。

このように構成することによって血管内の血液の除去の程度が円周方向で均一でない場合や、測定光の出射方向に光プローブ部１０１の挿入に用いるガイドワイヤが存在する場合、あるいは測定光の送受信部と血管壁が密着しており光プローブ部１０１と血管壁の間に血液がほとんど存在しない場合であっても血管内の血液の除去が完了したか否かの判断を、高い精度で行うことが可能となる。

なお、図４に示す信号処理部２１４、３２３では、動作開始判定部４０５及び判定領域設定部４０６を制御部４０７と異なる機能ブロックとして示しているが、制御部４０７の一機能としてソフトウェアにより実現するように構成してもよいことは言うまでもない。

＜６．断面画像の一例＞
図５は、イメージングコア２０１または３０１が軸方向動作を停止させかつ回転走査させている状態において、画像構築部４０４により生成された断面画像の一例を示す図である。図５において、５０１はイメージングコア２０１または３０１のハウジング１３１またはカテーテルシース１２１であり、５０２は血管の内壁を、また５０３は光プローブ部１０１の挿入に用いるガイドワイヤをそれぞれ示している。

本実施形態にかかる画像診断装置では、操作パネル１１２を介して、血管の内壁５０２より内側の領域であって、光プローブ部１０１の領域５０１を除く領域を判定領域（ＲＯＩ）として指定し、該指定した判定領域（ＲＯＩ）に対応する断面画像上の画像データの輝度値に基づいて、断面画像の制御部４０７内のメモリ４０８への保存動作を開始するか否かを判定する。

＜７．指定される判定領域の一例＞
図６は、操作パネル１１２を介して指定される判定領域の一例を示す図である。図６において５０２は血管の内壁であり、５０１は光プローブのハウジングである。また、斜線で示す領域は、判定領域（ＲＯＩ）を示している。

図６の６Ａは、光プローブ部１０１の領域５０１を除く血管内の断面画像全体を判定領域として指定した様子を示している。

図６の６Ｂは、光プローブ部１０１の領域５０１を除く血管内の断面画像のうち、円周方向における所定の角度分を判定領域として指定した様子を示している。

図６の６Ｃは、光プローブ部１０１の領域５０１を除く血管内の断面画像のうち、所定の円形領域を判定領域として指定した様子を示しており、図６の６Ｄは、光プローブ部１０１の領域５０１を除く血管内の断面画像のうち、所定の矩形領域を判定領域として指定した様子を示している。

図６の６Ｅは、光プローブ部１０１の領域５０１を除く血管内の断面画像のうち、所定の矩形領域を判定領域として、複数指定した様子を示している。

図６の６Ｆは血管内の断層画像のうち、光プローブ部１０１の領域５０１及び光プローブ部１０１の領域５０１周辺の所定の円形領域を判定領域として指定した様子を示している。

図６の６Ｇは血管内の断層画像のうち、光プローブ部１０１の領域５０１を除く血管内の断層画像のうち、光プローブ部１０１の領域５０１周辺の所定の円形領域を判定領域として指定した様子を示している。

いずれの場合も、判定領域に対応する画像データの輝度値に基づいて、動作開始判定部４０５における動作開始判定処理に用いられる評価値が算出される。

なお、算出される評価値としては、判定領域に対応する画像データの輝度値の総和を用いるものとする。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、評価値として、判定領域に対応する画像データの輝度値の平均値を用いるように構成してもよい。

あるいは、判定領域に対応する画像データの輝度値の分布の標準偏差を評価値として用いるように構成してもよい。

また、操作パネル１１２を介してユーザにより指定された判定領域（ＲＯＩ）に対応する断面画像上の領域を動作開始判定部４０５に設定する判定領域設定部４０６を有する構成とするのではなく、動作開始判定部で使用する判定領域（ＲＯＩ）を予め設定しておき、動作開始判定に用いる構成としてもよいことは言うまでもない。

＜８．動作開始判定部及び判定領域設定部における動作開始判定処理の流れ＞
次に、動作開始判定部４０５及び判定領域設定部４０６における動作開始判定処理の流れについて説明する。図７は、動作開始判定部４０５及び判定領域設定部４０６における動作開始判定処理の流れを示すフローチャートである。なお、図７に示すフローチャートは、血管内においてイメージングコア１３０の軸方向動作が停止し、回転走査が行われている状態において実行される。

ステップＳ７０１では、判定領域設定部４０６が操作パネル１１２を介して指定された判定領域を識別し、評価値の算出に用いられる断面画像上の領域を動作開始判定部４０５に設定する。ステップＳ７０２では、動作開始判定部４０５が画像構築部４０４において生成された断面画像を取得する。

ステップＳ７０３では、ステップＳ７０２において取得された断面画像のうち、ステップＳ７０１において設定された領域により特定される画像データの輝度値を用いて、評価値を算出する。

ステップＳ７０４では、ステップＳ７０３において算出された評価値が、所定の閾値以下であるか否かを判定する。なお、このとき用いられる閾値は、予め定められた固定値を用いるようにする。

ただし、本発明はこれに限定されず、例えば、フラッシュ前の状態の断面画像を予め取得しておき、当該フラッシュ前の状態の断面画像の判定領域に対応する断面画像上の画像データの輝度値を用いて算出した評価値に所定係数を積算することで得られた値を、閾値として用いるようにしてもよい。

ステップＳ７０４において評価値が閾値以下であると判定されなかった場合には、血管内に血液が残っていると判断し、ステップＳ７０２に戻り、次の断面画像を取得することで同様の処理を繰り返す。一方、ステップＳ７０４において、評価値が閾値以下であると判定された場合には、血管内に血液が残っていないと判断し、ステップＳ７０５に進む。

ステップＳ７０５では、制御部４０７に対して動作開始指示を行う。制御部４０７では、動作開始指示を受信すると、画像構築部４０４において生成された断面画像のメモリへの保存動作を開始する。これにより、診断に用いられる断面画像が取得されることとなる。

以上の説明から明らかなように、本実施形態にかかる画像診断装置では、生成された断面画像の所定の判定領域に対応する画像データの輝度値に基づいて、血液の有無を判断し、血液が残っていないと判断された場合に、生成された断面画像のメモリへの保存動作を開始する構成とした。

この結果、プルバック開始時に、ユーザが断面画像の保存操作をする必要がなくなり、ユーザの作業負荷を軽減させることが可能となった。

また、断面画像に基づいて血液の有無を判断するため、断面画像の画質劣化及び誤診断の原因を排除することが可能となった。

更に、血液が残っていないと判断された状態での断面画像のみを診断に用いられる断面画像としてメモリに保存する構成としているため、制御部内のメモリ容量を抑えることができるという付帯的効果も奏することとなる。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、画像構築部（ＤＳＣ）４０４において生成された断面画像上の画像データに基づいて、動作開始判定を行う構成としたが、本発明はこれに限定されない。

例えば、画像構築部（ＤＳＣ）４０４において断面画像を生成するためにＲθ変換する前のラインデータに基づいて、動作開始判定を行うように構成してもよい。

＜１．信号処理部２１４、３２３の詳細構成＞
図８は、本発明の第２の実施形態にかかる画像診断装置１００（光干渉断層画像診断装置または波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置）の信号処理部２１４、３２３の詳細構成を示す図である。

図４との違いは、動作開始判定部８０５が信号後処理部４０３からの出力に基づいて動作するように構成されている点である。

なお、判定領域設定部８０６は、操作パネル１１２を介してユーザにより指定された判定領域（ＲＯＩ）に対応するラインデータ上の範囲を動作開始判定部８０５に設定する。

動作開始判定部８０５では、Ｒθ変換前のラインデータのうち、判定領域設定部８０６において設定された範囲により特定されるラインデータの信号値の総和または平均値に基づいて、評価値を算出し、該算出した評価値に基づいて制御部４０７に対して動作開始指示を行う。

なお、図８に示す信号処理部２１４、３２３では、動作開始判定部８０５及び判定領域設定部８０６を制御部４０７と異なる機能ブロックとして示しているが、制御部４０７の一機能としてソフトウェアにより実現するように構成してもよいことは言うまでもない。

＜２．動作開始判定部及び判定領域設定部における動作開始判定処理の流れ＞
図９は、動作開始判定部８０５及び判定領域設定部８０６における動作開始判定処理の流れを示すフローチャートである。なお、図９に示すフローチャートは、血管内においてイメージングコア１３０の軸方向動作が停止し、回転走査が行われている状態において実行される。

ステップＳ９０１では、判定領域設定部８０６が操作パネル１１２を介して指定された判定領域を識別し、評価値の算出に用いられるラインデータ上の範囲を動作開始判定部８０５に設定する。ステップＳ９０２では、動作開始判定部８０５が信号後処理部４０３において生成されたラインデータを取得する。

ステップＳ９０３では、ステップＳ９０２において取得されたラインデータのうち、ステップＳ９０１において設定された範囲により特定されるラインデータの信号値を用いて、評価値を算出する。

ステップＳ９０４では、ステップＳ９０３において算出された評価値が、所定の閾値以下であるか否かを判定する。なお、このとき用いられる閾値は、予め定められた固定値を用いるようにする。

ただし、本発明はこれに限定されず、例えば、フラッシュ前の状態のラインデータを予め取得しておき、当該フラッシュ前の状態のラインデータのうち判定領域に対応するラインデータの信号値を用いて算出した評価値に所定係数を積算することで得られた値を、閾値として用いるようにしてもよい。

ステップＳ９０４において評価値が閾値以下であると判定されなかった場合には、血管内に血液が残っていると判断し、ステップＳ９０２に戻り、次のラインデータを取得することで同様の処理を繰り返す。一方、ステップＳ９０４において、評価値が閾値以下であると判定された場合には、血管内に血液が残っていないと判断し、ステップＳ９０５に進む。

ステップＳ９０５では、制御部４０７に対して動作開始指示を行う。制御部４０７では、動作開始指示を受信すると、画像構築部４０４において生成された断面画像のメモリへの保存動作を開始する。これにより、診断に用いられる断面画像が取得されることとなる。

以上の説明から明らかなように、本実施形態にかかる画像診断装置では、生成されたラインデータのうち判定領域に対応するラインデータの信号値に基づいて、血液の有無を判断し、血液が残っていないと判断された場合に、生成された断面画像のメモリへの保存動作を開始する構成とした。

この結果、プルバック開始時に、ユーザが断面画像の保存操作をする必要がなくなり、ユーザの作業負荷を軽減させることが可能となった。

また、断面画像に基づいて血液の有無を判断するため、断面画像の画質劣化及び誤診断の原因を排除することが可能となった。

更に、血液が残っていないと判断された状態での断面画像のみを診断に用いられる断面画像としてメモリに保存する構成となっているため、制御部内のメモリ容量を抑えることができるという付帯的効果も奏することとなる。

［第３の実施形態］
上記第１の実施形態では、評価値が閾値以下となった場合に行う動作開始指示として、生成された断面画像のメモリへの保存開始指示を行う構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、断面画像のメモリへの保存開始指示とともに、プルバック開始指示を行うように構成してもよい。

メモリへの保存開始指示とともにプルバック開始指示を行う構成とすることにより、ユーザの作業負荷が更に軽減できるとともに、血管内の血液の除去が完了してからプルバックが開始されるため、より低侵襲で断面画像の抽出を行うことが可能となる。

［第４の実施形態］
上記第１の実施形態では、動作開始の判定を自動的に行う場合について説明したが、本発明はこれに限られず、動作終了の判定についても自動で行うよう構成してもよい。

図１０は、動作終了判定処理の流れを示すフローチャートである。図１０の１０Ａは、画像構築部４０４において生成された断面画像に基づいて、動作終了判定を行う場合のフローチャートである。

ステップＳ１００１では、判定領域設定部４０６が操作パネル１１２を介して指定された判定領域を識別し、評価値の算出に用いられる断面画像上の領域を動作開始判定部４０５に設定する。ステップＳ１００２では、動作開始判定部４０５が画像構築部４０４において生成された断面画像を取得する。

ステップＳ１００３では、ステップＳ１００２において取得された断面画像のうち、ステップＳ１００１において設定された領域により特定される画像データの輝度値を用いて、評価値を算出する。

ステップＳ１００４では、ステップＳ１００３において算出された評価値が、所定の閾値より大きいか否かを判定する。なお、このとき用いられる閾値は、予め定められた固定値を用いるようにする。

ただし、本発明はこれに限定されず、例えば、フラッシュ前の状態の断面画像を予め取得しておき、当該フラッシュ前の状態の断面画像の判定領域に対応する断面画像上の画像データの輝度値を用いて算出した評価値に所定係数を積算することで得られた値を、閾値として用いるようにしてもよい。

ステップＳ１００４において評価値が閾値以下であると判定された場合には、血管内に血液が流入していないと判断し、ステップＳ１００２に戻り、次の断面画像を取得することで同様の処理を繰り返す。一方、ステップＳ１００４において、評価値が閾値より大きいと判定された場合には、血管内に血液が流入してきたと判断し、ステップＳ１００５に進む。

ステップＳ１００５では、制御部４０７に対して動作終了指示を行う。制御部４０７では、動作終了指示を受信すると、画像構築部４０４において生成された断面画像のメモリへの保存動作を終了する。

なお、図１０の１０Ａでは、画像構築部４０４において生成された断面画像に基づいて動作終了指示を行う構成としたが、本発明はこれに限定されず、上記第２の実施形態と同様に、ラインデータに基づいて、動作終了判定を行うように構成しても良いことは言うまでもない。

図１０の１０Ｂは、動作開始判定後、一定時間経過した場合に動作終了指示を出力する場合のフローチャートである。

ステップＳ１０１１では、動作開始指示の出力に基づいて、動作開始タイミングを認識する。ステップＳ１０１２では、動作開始タイミングから所定時間経過したか否かを判定する。

ステップＳ１０１２において、動作開始タイミングから所定時間経過していないと判定された場合には、所定時間経過するまで待機する。一方、ステップＳ１０１２において、所定時間経過したと判定された場合には、ステップＳ１０１３に進む。

ステップＳ１０１３では、制御部４０７に対して動作終了指示を行う。制御部４０７では、動作終了指示を受信すると、画像構築部４０４において生成された断面画像のメモリへの保存動作を終了する。

図１０の１０Ｃは、制御部４０７内のメモリ４０８に保存された断面画像のデータ量が、所定のデータ量になった場合に動作終了指示を出力する場合のフローチャートである。

ステップＳ１０２１では、動作開始指示の出力に基づいて、動作開始タイミングを認識する。ステップＳ１０２２では、メモリ使用量の監視を開始する。

ステップＳ１０２３では、制御部４０７内のメモリ使用量が所定量以上になったか否かを判定する。ステップＳ１０２３において、所定量以上になっていないと判定された場合には、断面画像のメモリへの保存動作を継続する。

一方、ステップＳ１０２３において、所定量以上になったと判定された場合には、ステップＳ１０２３に進み、制御部４０７に対して動作終了指示を行う。制御部４０７では、動作終了指示を受信すると、画像構築部４０４において生成された断面画像のメモリへの保存動作を終了する。

以上の説明から明らかなように、本実施形態では、動作終了の判定についても自動的に行うように構成した。この結果、本実施形態によれば、ユーザの作業負荷を更に軽減させることが可能となった。

なお、上記説明では、動作終了指示として、制御部のメモリへの保存動作の終了指示を行う構成としたが、本発明はこれに限定されず、保存動作の終了指示とともに、プルバック終了指示を行うように構成してもよい。

メモリへの保存動作の終了指示とともにプルバック終了指示を行う構成とすることにより、適切なタイミングでプルバックが終了されることとなり、より低侵襲で断面画像の抽出を行うことが可能となる。

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

本願は、２００９年２月１９日提出の日本国特許出願特願２００９−０３７０４０を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims (12)

1. 光の送受信を連続的に行う送受信部を有するプローブを接続し、該送受信部を回転走査させながら体腔内を軸方向に移動させることで、該送受信部より体腔内での反射光を取得し、該取得した反射光に基づいて該体腔内の軸方向における複数の断面画像を生成・表示する画像診断装置であって、
   前記体腔内において軸方向の動作を停止させかつ回転走査されている状態で前記送受信部より取得された反射光に基づいて生成した断面画像データの輝度値の分布を用いて、前記体腔内の体液の有無を判定するための評価値を算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出された評価値が、予め定められた閾値に対して所定の条件を満たした場合に、診断に用いられる断面画像の取得を開始するための開始指示を行う指示手段と、
   を備え、
   前記閾値は、前記体腔内の体液を除去する前の状態で予め生成した断面画像データの輝度値の分布を用いて前記算出手段により算出された評価値に所定係数を積算することにより算出されることを特徴とする画像診断装置。
2. 前記断面画像データに対して、前記体腔内の体液の有無の判定に用いられるデータを特定するための領域を指定する指定手段を更に備え、前記算出手段は、前記指定手段により指定された領域により特定されるデータの輝度値の分布を用いて、前記評価値を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
3. 前記指定手段はユーザにより指定されるインタフェースを含むことを特徴とする請求項２に記載の画像診断装置。
4. 前記指定手段は前記領域を記憶したメモリを含むことを特徴とする請求項２に記載の画像診断装置。
5. 前記開始指示は、前記生成された断面画像のメモリへの保存動作の開始指示を含むことを特徴とする請求項２に記載の画像診断装置。
6. 前記開始指示は、更に、前記体腔内における前記送受信部の軸方向の移動の開始指示を含むことを特徴とする請求項５に記載の画像診断装置。
7. 前記特定されるデータとは、前記取得した反射光に基づいて生成されたラインデータをＲθ変換することにより得られた画像データのうち、前記指定手段により指定された領域に対応する画像データであることを特徴とする請求項５または６に記載の画像診断装置。
8. 前記特定されるデータとは、前記取得した反射光に基づいて生成されたラインデータのうち、前記指定手段により指定された領域に対応する範囲のラインデータであることを特徴とする請求項５または６に記載の画像診断装置。
9. 前記指定手段により指定される領域は、前記断面画像に含まれる体腔内の領域全体、該体腔内の領域の一部の領域、または該体腔内の領域の一部の領域が複数含まれる領域群、のいずれかであることを特徴とする請求項５または６に記載の画像診断装置。
10. 前記算出手段は、前記特定されるデータの輝度値の分布の総和、平均値、または標準偏差のいずれかを評価値として算出することを特徴とする請求項２に記載の画像診断装置。
11. 前記指示手段は、前記開始指示が行われた後に、前記算出手段により算出された評価値が、前記所定の条件を満たさなくなった場合、前記診断に用いられる断面画像の取得を終了するための終了指示を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
12. 前記指示手段は、前記開始指示が行われた後に、所定の時間が経過した場合、または診断に用いられる断面画像の容量が所定量を超えた場合、該診断に用いられる断面画像の取得を終了するための終了指示を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。