JP5663240B2 - Optical tomographic imaging apparatus and operating method thereof - Google Patents

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本発明は光断層画像化装置及びその作動方法に係り、特に、複数の導光手段を備えたOCTプローブを使用する光断層画像化装置及びその作動方法に関する。 The present invention relates to an optical tomographic imaging apparatus and an operating method thereof , and more particularly, to an optical tomographic imaging apparatus using an OCT probe having a plurality of light guiding means and an operating method thereof .

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断層画像(光断層画像)を取得するものである。   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 a tomographic image (optical tomographic image) is acquired based on the intensity of the interference light between the reflected light and the reference light.

また、特許文献1、2のようにOCT計測に使用されるプローブ(OCTプローブ)として、従来、次のような構成のものが知られている。OCTプローブは、シース内に回転側光ファイバ及びトルク伝達コイルが挿入配置されると共に、回転側光ファイバの先端に偏向及び集光用の光学レンズが配置されている。装置本体(OCTプロセッサ)から回転側光ファイバに測定光が供給されると、その測定光が回転側光ファイバの先端から出射され、光学レンズによってOCTプローブの長手軸方向に対して所定角度傾斜したラジアル方向(例えば略90度)に偏向されてそのラジアル方向に位置する測定対象に照射され、その戻り光が光学レンズを介して回転側光ファイバに取り込まれるようになっている。そして、光ロータリジョイントにより回転側光ファイバおよびトルク伝達コイルが所定方向に回転されることで光学レンズが回転し、光学レンズからの測定光の出射方向がOCTプローブの長手軸周りに回転してラジアル走査が行われるようになっている。 Conventionally, probes having the following configurations are known as probes (OCT probes) used for OCT measurement as in Patent Documents 1 and 2 . O CT probe is rotary optical Fiber及 beauty torque transmission coil together with the inserted arrangement, deflection and optical lens for focusing light is disposed at the distal end of the rotary optical Fiber in Sea scan . When the measuring light is supplied to the rotary optical Fiber from instrumentation Okimoto body (OCT processor), the measuring light is emitted from the tip of the rotary optical Fiber, relative to the longitudinal axis of the thus OCT probe optical lens predetermined angle inclined by a radial direction (e.g., approximately 90 degrees) is deflected is irradiated to the measurement object to be positioned in the radial direction, the returning light is adapted to be incorporated into the rotation side optical fiber through the optical lens Te Yes. The optical rotary join preparative more rotary optical Fiber Contact and torque transmission coil optical lens is rotated by being rotated in a predetermined direction, the emission direction of the optical lens or these measurement light OCT probe Rotating about the longitudinal axis of the lens, radial scanning is performed.

また、3次元ボリュームデータを生成する場合には、軸方向移動駆動部により光学レンズ(測定光の出射位置)が方向の移動可能範囲の終端まで移動され、ラジアル走査によってラジアル方向の断層情報(断層画像)を取得しながら所定量ずつ方向に移動し、又は、ラジアル方向の断層情報の取得と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。 Also, when generating a three-dimensional volume data, the optical lens by the axial movement drive (output position of the measurement light) is moved to the end of the movable range of the first direction, tomographic information in the radial direction by the radial scan While acquiring (tomographic image), it moves in the other direction by a predetermined amount, or moves to the end of the movable range while alternately repeating the acquisition of radial tomographic information and the predetermined amount of movement in the other direction.

このように測定対象に対して所望の範囲の断層情報を取得することで、取得した断層情報に基づいて3次元ボリュームデータを生成することができる。 Thus for the measurement Target by acquiring tomographic information in the desired range, it is possible to generate a three-dimensional volume data based on the acquired tomographic information.

つまり、干渉信号により測定対象の深さ方向(第1の方向)の断層情報を取得し、測定対象に対し所定方向(シースの円周方向)に測定光の出射方向を回転させてラジアル走査することで、測定対象の深さ方向(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断層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、測定対象の所定の3次元領域における3次元ボリュームデータを生成するための断層情報が取得できる。 That is, the interference signal by obtains the tomographic information of the measurement subject to the depth direction (first direction), the emission direction of measurement light is rotated in a predetermined direction against the measurement Target (circumferential Sea scan) by radial scanning, the measurement subject to the depth direction (first direction), to acquire the tomographic information of the scan surface consisting the direction (second direction) substantially orthogonal to the deep direction can, furthermore, by moving the scan surface along the direction (third direction) substantially orthogonal to the scan plane, the fault for generating a three-dimensional volume data in a predetermined three-dimensional region of the measurement Target Information can be acquired.

特開2010−043994号公報JP 2010-043994 A 特開2009−232960号公報JP 2009-232960 A

本件出願人は、上記のような従来のOCTプローブの欠点を解消するために特願2009−117655号において下記のようなOCTプローブを提案している。これによれば、OCTプローブのシース内において、多角錐台の各角錐面(側面)を反射面として複数の反射面を有する反射面体が、その中心軸(対称軸)をシースの長手軸(OCTプローブの長手軸)方向に向けて配置される。そして、反射面体の各角錐面に対峙する位置を先端として測定光や戻り光を導波する複数本の光ファイバが反射面体の中心軸を中心にして環状に配置される。尚、光ファイバの先端には集光用のGRINレンズが設けられている。これによって、各光ファイバの先端から測定光が出射されると、それらの測定光は、反射面体の各反射面で反射されて偏向され、ラジアル方向に出射されると共に、各測定光が、シースの長手軸周りの360度に渡って均等な角度間隔(360度を角錐面の数で割った角度間隔)となる角度方向に出射されるようになっている。また、各々の測定光に対する戻り光がそれぞれ測定光を出射したものと同じ光ファイバに反射面体を介して取り込まれるようになっている。   The present applicant has proposed the following OCT probe in Japanese Patent Application No. 2009-117655 in order to eliminate the drawbacks of the conventional OCT probe as described above. According to this, in the sheath of the OCT probe, a reflecting surface body having a plurality of reflecting surfaces with each pyramid surface (side surface) of the polygonal frustum as a reflecting surface has a central axis (symmetric axis) as the longitudinal axis of the sheath (OCT). It is arranged toward the direction of the longitudinal axis of the probe. Then, a plurality of optical fibers that guide measurement light and return light with the position facing each pyramid surface of the reflecting surface body as a tip are arranged in an annular shape around the central axis of the reflecting surface body. A GRIN lens for condensing is provided at the tip of the optical fiber. As a result, when the measurement light is emitted from the tip of each optical fiber, the measurement light is reflected and deflected by each reflection surface of the reflection surface body, and is emitted in the radial direction. Are emitted in an angular direction having a uniform angular interval (an angular interval obtained by dividing 360 ° by the number of pyramid surfaces) over 360 ° around the longitudinal axis. In addition, the return light for each measurement light is taken into the same optical fiber from which the measurement light is emitted via a reflecting surface.

また、反射面体は中心軸を回転中心としてフレキシブルシャフトにより回転するようになっており、反射面体を回転させながら各光ファイバの先端から測定光を出射することで、各測定光の出射方向も回転するようになっている。そして、各測定光が反射面体の回転中に出射された出射方向の角度範囲を合わせると、各角錐面が隣接する角錐面に重なる位置まで回転したときに(360度を角錐面の数で割った角度範囲分回転したときに)、シースの長手軸周りの全角度範囲(全周)の方向に測定光が出射されるようになっている。   In addition, the reflecting surface is rotated by a flexible shaft with the central axis as the center of rotation. By emitting measuring light from the tip of each optical fiber while rotating the reflecting surface, the emission direction of each measuring light is also rotated. It is supposed to be. Then, when the angle ranges of the emission directions in which each measurement light is emitted during the rotation of the reflecting surface body are matched, when each pyramid surface is rotated to a position where it overlaps the adjacent pyramid surface (360 degrees is divided by the number of pyramid surfaces). Measurement light is emitted in the direction of the entire angular range (the entire circumference) around the longitudinal axis of the sheath.

従って、このOCTプローブによれば、従来のOCTプローブと比較して反射面体の角錐面の数の分、ラジアル走査の際の全周にわたる断層情報の取得時間が早くなり、また、従来のように反射面体と共に光ファイバを回転させる必要がないため、ラジアル走査をより高速化することが可能となっている。更に、OCTプローブの光ファイバをOCTプロセッサ側の光ファイバに回転可能に接続するための光ロータリジョイントが不要となるため、画像品質に影響を与える光ロータリジョイントにおける測定光や戻り光の光量の損失やS/Nの劣化等をなくすことができるようになる。 Therefore, according to this OCT probe, minute number of pyramidal surface of the reflecting face piece compared to conventional OCT probe, acquisition time tomographic information becomes faster over the entire circumference during the radial scan, also, as in the prior art In addition, since it is not necessary to rotate the optical fiber together with the reflecting surface, it is possible to increase the radial scanning speed. Further, since an optical rotary joint for rotatably connecting the optical fiber of the OCT probe to the optical fiber on the OCT processor side is not required, the loss of the amount of measurement light and return light in the optical rotary joint that affects the image quality. And deterioration of S / N can be eliminated.

しかしながら、上述のように複数の光ファイバを介して複数の測定光を同時に出射するOCTプローブでは、光源からの測定光を各光ファイバに分割する必要があり、その分、測定光の光量が低減し、取得した断層画像の画質低下を招く恐れがある。光源を光ファイバの数だけ増設することも可能であるが、その場合にはコストが高くなる。   However, as described above, in the OCT probe that simultaneously emits a plurality of measurement lights via a plurality of optical fibers, it is necessary to divide the measurement light from the light source into each optical fiber, and the amount of the measurement light is reduced accordingly. In addition, the acquired tomographic image may be deteriorated in image quality. Although it is possible to increase the number of light sources by the number of optical fibers, in that case, the cost increases.

一方、測定対象が大腸や胃などの管径の大きな管腔部位の生体組織のような場合、OCTプローブの周面の一部にしか測定対象が近接されず、OCTプローブの長手軸周りの一部の角度範囲の方向にしか有効に断層情報を取得できる測定対象が存在しないことも多い。   On the other hand, when the measurement target is a living tissue having a large lumen such as the large intestine or stomach, the measurement target is close to only a part of the peripheral surface of the OCT probe, and the one around the longitudinal axis of the OCT probe. In many cases, there is no measurement object that can acquire tomographic information effectively only in the direction of the angular range of the part.

このような場合には、OCTプローブの複数の光ファイバから出射される複数の測定光のうち、有効に断層情報を取得できない角度範囲の方向に出射される測定光は無駄になることになり、そのような測定光を光ファイバに供給しないものとすれば、その分、他の光ファイバに供給される測定光の光量を増加させることができ断層画像の画質向上も図ることができる。   In such a case, among the plurality of measurement lights emitted from the plurality of optical fibers of the OCT probe, the measurement light emitted in the direction of the angle range where the tomographic information cannot be acquired effectively is wasted. If such measurement light is not supplied to the optical fiber, the amount of measurement light supplied to the other optical fiber can be increased correspondingly, and the image quality of the tomographic image can be improved.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、複数の光ファイバ(導光手段)を備えた光プローブに測定光を与えて断層画像を取得する光断層画像化装置において、有効に断層画像を取得できる測定光の光量の低減を抑止して断層画像の品質向上等を図る光断層画像化装置及びその作動方法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 is effective in an optical tomographic imaging apparatus that obtains a tomographic image by applying measurement light to an optical probe including a plurality of optical fibers (light guiding means). It is an object of the present invention to provide an optical tomographic imaging apparatus and an operation method thereof for suppressing the reduction in the amount of measurement light that can acquire a tomographic image and improving the quality of the tomographic image.

前記目的を達成するために、請求項1に係る光断層画像化装置は、複数の導光手段を備えた長手状の光プローブと、前記複数の導光手段のうち光源から出射された光を与える導光手段をいずれかの1つに切り替えるスイッチ手段と、前記複数の導光手段のうち前記スイッチ手段により前記光源からの光を与える導光手段を順次切り替えて前記光プローブの周方向に沿った領域の全領域にわたる断層画像を取得するプレスキャン手段と、前記プレスキャン手段により取得した断層画像に基づいて、前記複数の導光手段のうち、前記光源からの光を与える導光手段を決定する決定手段と、前記複数の導光手段のうち前記スイッチ手段により前記光源からの光を与える導光手段を前記決定手段により決定された導光手段のみに順次切り替えて前記光プローブの周方向に沿った領域の一部の領域のみの断層画像を取得すると共に、断層画像を取得する領域を前記光プローブの長手軸方向に移動させて3次元ボリュームデータを取得する本スキャン手段と、を備え、前記光プローブは、細長な筒状のシース内に前記複数の導光手段と、前記複数の導光手段から出射された各々の光を前記周方向に沿った領域内の異なる方向に偏向する複数の光偏向面を有する多面体ミラーとを備え、断層画像の取得時において、前記多面体ミラーを回転させることにより、前記複数の導光手段から出射された各々の光の偏向方向を、前記周方向に沿った領域の全領域を区画した複数の領域の各々の領域内となる範囲で変化させることを特徴としている。 In order to achieve the above object, an optical tomographic imaging apparatus according to claim 1 is a longitudinal optical probe having a plurality of light guides, and light emitted from a light source among the plurality of light guides. A switch means for switching the light guide means to be given to one of the light guide means, and a light guide means for giving light from the light source by the switch means among the plurality of light guide means, and sequentially switching along the circumferential direction of the optical probe A pre-scanning unit that acquires a tomographic image over the entire region, and a light-guiding unit that provides light from the light source among the plurality of light-guiding units based on the tomographic image acquired by the pre-scanning unit Among the plurality of light guide means, the light guide means for providing light from the light source by the switch means is sequentially switched to only the light guide means determined by the determination means, and the light Main scanning means for acquiring a tomographic image of only a part of the region along the circumferential direction of the lobe and acquiring the three-dimensional volume data by moving the region for acquiring the tomographic image in the longitudinal axis direction of the optical probe The optical probe includes a plurality of light guides in an elongated cylindrical sheath, and the light emitted from the light guides is different in a region along the circumferential direction. A polyhedral mirror having a plurality of light deflecting surfaces deflecting in the direction, and rotating the polyhedral mirror at the time of tomographic image acquisition to change the deflection direction of each light emitted from the plurality of light guide means Further, it is characterized in that it is changed within a range that is within each of a plurality of regions that divide all regions of the region along the circumferential direction .

本発明によれば、光プローブが複数の導光手段を有する場合であっても、それらの導光手段に光源からの光(測定光)を分岐して与えるのではなく、いずれか1つの導光部材のみに与えるため、測定光の光量の低減が生じない。また、有効に断層画像を取得できない導光手段には測定光を与えず、有効に断層画像を取得することができる導光手段のみに測定光を順次切り替えて与えて光プローブの周方向に沿った領域の断層画像を取得するため、断層画像を取得する領域を前記光プローブの長手軸方向に移動させて3次元ボリュームデータを取得する場合に、有効に断層画像を取得できない領域の走査が行われず、走査速度を高速化することができる。   According to the present invention, even when the optical probe has a plurality of light guide means, the light (measurement light) from the light source is not branched and given to these light guide means, but any one light guide means is provided. Since it is given only to the optical member, the amount of measurement light is not reduced. Further, the measurement light is not given to the light guide means that cannot effectively acquire the tomographic image, but the measurement light is sequentially switched and given only to the light guide means that can effectively acquire the tomographic image along the circumferential direction of the optical probe. In order to acquire the tomographic image of the region, the region where the tomographic image cannot be acquired effectively is scanned when the region for acquiring the tomographic image is moved in the longitudinal direction of the optical probe to acquire the three-dimensional volume data. Therefore, the scanning speed can be increased.

請求項に係る光断層画像化装置は、請求項に記載の発明において、前記本スキャン手段は、前記光プローブの長手軸周りに前記多面体ミラーを回転させながら、前記複数の導光手段及び多面体ミラーを前記光プローブの長手軸方向に移動させることで、複数の断層画像から構築される3次元ボリュームデータを生成することを特徴としている。 An optical tomographic imaging apparatus according to a second aspect of the present invention is the optical tomographic imaging apparatus according to the first aspect , wherein the main scanning unit rotates the polyhedral mirror around a longitudinal axis of the optical probe while the plurality of light guiding units and The polyhedral mirror is moved in the longitudinal axis direction of the optical probe to generate three-dimensional volume data constructed from a plurality of tomographic images.

請求項に係る光断層画像化装置は、請求項1、又は、2に記載の発明において、前記決定手段は、前記プレスキャン手段により取得した断層画像の各位置における画素値が所定の閾値以上か否かを判断し、所定の閾値よりも大きい領域の断層画像の取得に関係する導光手段を前記光源からの光を与える導光手段として決定することを特徴としている。 An optical tomographic imaging apparatus according to a third aspect is the invention according to the first or second aspect , wherein the determining means has a pixel value at each position of the tomographic image acquired by the pre-scanning means equal to or greater than a predetermined threshold value. Or not, and the light guide means related to the acquisition of the tomographic image in the area larger than the predetermined threshold is determined as the light guide means for providing the light from the light source.

請求項に係る光断層画像化装置は、請求項1、2、又は、3に記載の発明において、前記多面体ミラーは、平面n角形(ただし、nは3以上の自然数とする。)を底面とするn角錐体において頭頂点側を所定の高さで切断しn角錐面よりn個の光偏向面を形成した略n角錐体形状であって、前記シースの長手軸を回転中心として前記n個の光偏向面が回転可能に構成されることを特徴としている。 An optical tomographic imaging apparatus according to a fourth aspect is the invention according to the first, second, or third aspect, wherein the polyhedral mirror is a planar n-gon (where n is a natural number of 3 or more). In the n-pyramid, the top apex side is cut at a predetermined height to form n light deflection surfaces from the n-pyramidal surface, and the n-shaped pyramid has the longitudinal axis of the sheath as the center of rotation. Each of the light deflection surfaces is configured to be rotatable.

請求項5に係る光断層画像化装置の作動方法は、複数の導光手段と、前記複数の導光手段から出射された各々の光を周方向に沿った領域内の異なる方向に偏向する複数の光偏向面を有する多面体ミラーとを備えた長手状の光プローブと、前記複数の導光手段のうち光源から出射された光を与える導光手段をいずれかの1つに切り替えるスイッチ手段と、プレスキャン手段と、決定手段と、本スキャン手段とを備え、前記光プローブの導光手段に光源から出射された光を与えるとともに前記多面体ミラーを回転させることにより、前記複数の導光手段から出射された各々の光の偏向方向を、前記周方向に沿った領域の全領域を区画した複数の領域の各々の領域内となる範囲で変化させて断層画像を取得する光断層画像化装置の作動方法であって、前記プレスキャン手段が、前記複数の導光手段のうち前記スイッチ手段により前記光源からの光を与える導光手段を順次切り替えて前記光プローブの周方向に沿った領域の全領域にわたる断層画像を取得するプレスキャン工程と、前記決定手段が、前記プレスキャン手段により取得した断層画像に基づいて、前記複数の導光手段のうち、前記光源からの光を与える導光手段を決定する決定工程と、前記本スキャン手段が、前記複数の導光手段のうち前記スイッチ手段により前記光源からの光を与える導光手段を前記決定手段により決定された導光手段のみに順次切り替えて前記光プローブの周方向に沿った領域の一部の領域のみの断層画像を取得すると共に、断層画像を取得する領域を前記光プローブの長手軸方向に移動させて3次元ボリュームデータを取得する本スキャン工程と、を備えたことを特徴としている。 The operation method of the optical tomographic imaging apparatus according to claim 5 includes a plurality of light guiding means and a plurality of light deflecting each of the light emitted from the plurality of light guiding means in different directions in a region along the circumferential direction. A longitudinal optical probe having a polyhedral mirror having a light deflection surface, and a switch unit that switches the light guide unit that gives light emitted from the light source to any one of the plurality of light guide units , a prescanning means, determining means, and a main scan unit, by rotating the front Symbol polyhedral mirror together given a light emitted from the light source to the light guiding means of the optical probe, the plurality of light guide Optical tomographic imaging for obtaining a tomographic image by changing the deflection direction of each light emitted from the means within a range of each of a plurality of regions dividing the entire region along the circumferential direction. a method of operating a device It said prescanning means, acquires a tomographic image over the entire area of the region along the circumferential direction of the sequentially switch and the optical probe light guide means for providing the light from the light source by the switch means of the plurality of light guide means a prescan step of the determining means, on the basis of the press tomographic image acquired by the scanning unit, among the plurality of light guide means, a determination step of determining a light guide means for providing light from said light source, The main scanning means sequentially switches the light guiding means for applying light from the light source by the switch means to the light guiding means determined by the determining means among the plurality of light guiding means, and the circumferential direction of the optical probe. A tomographic image of only a part of the region along the line is acquired and the region for acquiring the tomographic image is moved in the longitudinal direction of the optical probe to A main scan step of acquiring Mudeta, is characterized by comprising a.

請求項6に係る光断層画像化装置の作動方法は、請求項5に記載の発明において、前記決定工程は、前記プレスキャン手段により取得した断層画像の各位置における画素値が所定の閾値以上か否かを判断し、所定の閾値よりも大きい領域の断層画像の取得に関係する導光手段を前記光源からの光を与える導光手段として決定することを特徴としている。 The operation method of the optical tomographic imaging apparatus according to a sixth aspect is the invention according to the fifth aspect, wherein the determining step includes determining whether a pixel value at each position of the tomographic image acquired by the pre-scanning unit is a predetermined threshold value or more. The light guide means related to the acquisition of the tomographic image in the area larger than the predetermined threshold is determined as the light guide means for providing the light from the light source.

請求項7に係る光断層画像化装置の作動方法は、請求項6に記載の発明において、前記決定工程は、前記プレスキャン手段により取得した断層画像を画像表示手段に表示し、該表示された断層画像に基づいて本スキャンする領域が入力手段により指定されると、該指定された領域に基づいて前記光源からの光を与える導光手段を決定することを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the operation method of the optical tomographic imaging apparatus according to the sixth aspect of the invention, the determining step displays the tomographic image acquired by the pre-scan unit on the image display unit, When a region to be scanned is designated by the input unit based on the tomographic image, a light guide unit that provides light from the light source is determined based on the designated region.

本発明によれば、有効に断層画像を取得できる測定光の光量の低減を抑止して断層画像の品質向上等を図ることができる。   According to the present invention, it is possible to improve the quality of a tomographic image by suppressing a reduction in the amount of measurement light that can effectively acquire a tomographic image.

本発明の実施形態に係る光断層画像化装置を用いた画像診断装置を示す外観図1 is an external view showing an image diagnostic apparatus using an optical tomographic imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1のOCTプロセッサに接続されるOCTプローブの構成を示す図The figure which shows the structure of the OCT probe connected to the OCT processor of FIG. 図2の多面体ミラーの詳細な構成を示す図The figure which shows the detailed structure of the polyhedral mirror of FIG. 図3の多面体ミラーの第1の変形例の構成を示す図The figure which shows the structure of the 1st modification of the polyhedral mirror of FIG. 図3の多面体ミラーの第2の変形例の構成を示す図The figure which shows the structure of the 2nd modification of the polyhedral mirror of FIG. 図3の多面体ミラーの第3の変形例の構成を示す図The figure which shows the structure of the 3rd modification of the polyhedral mirror of FIG. 図1のOCTプロセッサの構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of the OCT processor of FIG. 図7の干渉部における第kチャンネル干渉部の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the kth channel interference part in the interference part of FIG. 図8の光路長補正部の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the optical path length correction | amendment part of FIG. 図2のOCTプローブの全ての光ファイバに測定光を与えて取得した断層画像を例示した図The figure which illustrated the tomographic image acquired by giving measurement light to all the optical fibers of the OCT probe of FIG. OCTプローブのnチャンネルファイバの1つのみに測定光を与える場合のラジアル走査の動作を説明した図The figure explaining operation of radial scanning in case measurement light is given to only one of the n-channel fibers of the OCT probe OCTプロセッサの本実施の形態を示した構成図The block diagram which showed this Embodiment of the OCT processor 有効チャンネルの設定をして本スキャンを開始するまでの手順を示したフローチャートFlow chart showing the procedure from setting the effective channel to starting the main scan 有効チャンネルの設定の説明に使用した説明図Explanatory diagram used to explain effective channel settings 図12のOCTプロセッサの本スキャン時におけるラジアル走査の動作を説明した図The figure explaining the operation | movement of the radial scan at the time of the main scan of the OCT processor of FIG.

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。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明の実施形態に係る光断層画像化装置を用いた画像診断装置を示す外観図である。   FIG. 1 is an external view showing an image diagnostic apparatus using an optical tomographic imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.

図1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、光断層画像化装置としてのOCTプロセッサ400、及びモニタ装置である画像表示部500とから構成されている。なお、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。   As shown in FIG. 1, the diagnostic imaging apparatus 10 mainly includes an endoscope 100, an endoscope processor 200, a light source device 300, an OCT processor 400 as an optical tomographic imaging apparatus, and an image display unit 500 that is a monitor device. It consists of and. Note that 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155の鉗子口156に連通されている。画像診断装置10では、光プローブとしての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。   The hand operation unit 112 is provided with a forceps insertion portion 138, and this forceps insertion portion 138 communicates with a forceps port 156 of the distal end portion 155 via a forceps channel (not shown) provided in the insertion portion 114. Has been. In the diagnostic imaging apparatus 10, the OCT probe 600 as an optical probe is inserted from the forceps insertion portion 138, and the OCT probe 600 is led out from the forceps port 156. 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155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 155 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)で各画素ごと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). It is.

光源装置300は、可視光を図示しないライトガイド(内視鏡100のケーブル116に内挿している)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) (inserted into the cable 116 of the endoscope 100). 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、内視鏡100のケーブル116を介して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。   An image signal output from the CCD via the cable 116 of the endoscope 100 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 image display unit 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に接続された画像表示部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 image display unit 500 connected to the endoscope processor 200.

図2は図1のOCTプロセッサ400に接続されるOCTプローブの構成を示す図であり、図3は図2の多面体ミラーの詳細な構成を示す図である。また、図4ないし図6は図3の多面体ミラーの変形例の構成を示す図である。なお、図3では、光ファイバと多面体ミラーとの位置関係を説明するため、フレキシブルシャフトなどの構成部材の図示は省略している。   2 is a diagram showing a configuration of an OCT probe connected to the OCT processor 400 of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration of the polyhedral mirror of FIG. 4 to 6 are diagrams showing the configuration of a modification of the polyhedral mirror of FIG. In FIG. 3, illustration of components such as a flexible shaft is omitted to explain the positional relationship between the optical fiber and the polyhedral mirror.

図2に示すように、OCTプローブ600は、先端が閉塞された可撓性を有する細長で透明な略円筒状のシース620によって全体が覆われており、シース620内において、フレキシブルシャフト622の先端に固定されたn個(nは3以上の整数)の反射面(以下、光偏向面ともいう。)を有する多面体ミラー621と、n本の光ファイバ623(1)〜623(n)等が挿入配置されている。以下、説明を簡略化するため、n=6として説明する。   As shown in FIG. 2, the OCT probe 600 is entirely covered with a flexible and slender and transparent substantially cylindrical sheath 620 whose tip is closed, and within the sheath 620, the tip of the flexible shaft 622 is covered. A polyhedral mirror 621 having n (n is an integer greater than or equal to 3) reflecting surfaces (hereinafter also referred to as light deflecting surfaces), n optical fibers 623 (1) to 623 (n), etc. Insertion is arranged. Hereinafter, in order to simplify the description, it is assumed that n = 6.

多面体ミラー621は、図3に示すように、平面正6角形を底面621aとする正6角錐体において頭頂点側を所定の高さで切断した6角錐台の形状を有し、6角錐面より6個の光偏向面640(1)〜640(6)を有している。各光偏向面640(1)〜640(6)は、底面621aに対して例えば45度の傾斜で形成されている。その多面体ミラー621の底面621a側には、図2に示すように円筒状に突出した軸部621bが一体形成されており、その軸部621bが保持枠660によって回動自在に軸支されている。保持枠660は、シース620の内面に当接してプローブ長手軸に対して直交方向への変位が規制された状態で配置されており、これによって、多面体ミラー621がその中心軸(対称軸)をプローブ長手軸に略一致させた状態でシース620内に配置されると共に、プローブ長手軸周りに安定した状態で回転するようになっている。即ち、多面体ミラー621はプローブ長手軸を回転中心として前記6個の光偏向面640(1)〜640(6)を回転可能に配置した構成となっている。そして、多面体ミラー621は、プローブ長手軸を中心とする回転対称形状をなしている。   As shown in FIG. 3, the polyhedral mirror 621 has a hexagonal pyramid shape in which the head apex side is cut at a predetermined height in a regular hexagonal pyramid having a planar regular hexagon as a bottom surface 621 a. There are six light deflection surfaces 640 (1) to 640 (6). Each of the light deflection surfaces 640 (1) to 640 (6) is formed with an inclination of, for example, 45 degrees with respect to the bottom surface 621a. On the bottom surface 621a side of the polyhedral mirror 621, as shown in FIG. 2, a shaft portion 621b protruding in a cylindrical shape is integrally formed, and the shaft portion 621b is pivotally supported by a holding frame 660. . The holding frame 660 is disposed in contact with the inner surface of the sheath 620 in a state where displacement in a direction orthogonal to the probe longitudinal axis is restricted, whereby the polyhedral mirror 621 has its central axis (symmetric axis). It is arranged in the sheath 620 in a state substantially aligned with the probe longitudinal axis, and is rotated in a stable state around the probe longitudinal axis. That is, the polyhedral mirror 621 has a configuration in which the six light deflection surfaces 640 (1) to 640 (6) are rotatably arranged with the probe longitudinal axis as the center of rotation. The polyhedral mirror 621 has a rotationally symmetric shape with the probe longitudinal axis as the center.

一方、多面体ミラー621の頭頂点側には、回転トルクを伝達するフレキシブルシャフト622の先端がその長手軸を多面体ミラー621の中心軸に一致させた状態で連結されている。このフレキシブルシャフト622は基端側においてその長手軸を回転軸としたモータ625に一体的に連結されている。従って、モータ625を駆動することにより、その回転トルクがフレキシブルシャフト622を介して多面体ミラー621に伝達し、多面体ミラー621がプローブ長手軸周りに回転するようになっている。   On the other hand, the distal end of the flexible shaft 622 that transmits rotational torque is connected to the top vertex side of the polyhedral mirror 621 with the longitudinal axis thereof aligned with the central axis of the polyhedral mirror 621. The flexible shaft 622 is integrally connected to a motor 625 having a longitudinal axis as a rotation axis on the base end side. Accordingly, by driving the motor 625, the rotational torque is transmitted to the polyhedral mirror 621 via the flexible shaft 622, and the polyhedral mirror 621 rotates about the probe longitudinal axis.

6本の光ファイバ623(1)〜623(6)(以下、6チャンネルファイバともいう。)は、先端面に集光手段としてのGRINレンズ624が設けられており、その先端部において保持枠660によって保持されると共に、フレキシブルシャフト622の長手軸、即ち、プローブ長手軸の周りに等角度間隔(60度)で環状に配置されている。そして、各光ファイバ623(1)〜623(6)の先端面が、多面体ミラー621の各光偏向面640(1)〜640(6)と対峙して配置されている。保持枠660は、多面体ミラー621の軸部621bを支持する部材でもあり、上記のようにシース620の内面に当接して6チャンネルファイバ623(1)〜623(6)の先端部分の位置を規制し、多面体ミラー621との6チャンネルファイバ623(1)〜623(6)との位置を規定の位置関係で保持している。   The six optical fibers 623 (1) to 623 (6) (hereinafter also referred to as 6-channel fibers) are provided with a GRIN lens 624 as a condensing means on the tip surface, and a holding frame 660 at the tip portion. And is arranged annularly at equiangular intervals (60 degrees) around the longitudinal axis of the flexible shaft 622, that is, the probe longitudinal axis. The tip surfaces of the optical fibers 623 (1) to 623 (6) are arranged to face the light deflection surfaces 640 (1) to 640 (6) of the polyhedral mirror 621. The holding frame 660 is also a member that supports the shaft portion 621b of the polyhedral mirror 621, and as described above, abuts against the inner surface of the sheath 620 and regulates the position of the tip portion of the 6-channel fibers 623 (1) to 623 (6). In addition, the positions of the polyhedral mirror 621 and the 6-channel fibers 623 (1) to 623 (6) are held in a predetermined positional relationship.

また、6チャンネルファイバ623(1)〜623(6)は、シース620と同様に可撓性を有する細長の略円筒状の内皮661により全体が覆われており、その内皮661の先端が保持枠660に固着されている。従って、シース620内に内包される上記の多面体ミラー621、6チャンネルファイバ623(1)〜623(6)、フレキシブルシャフト622、保持枠660、及び、内皮661は、シース内包部材としてプローブ長手軸方向に一体で移動するようになっており、6チャンネルファイバ623(1)〜623(6)、フレキシブルシャフト622、内皮661のうちの少なくとも1つが長手軸方向に進退駆動する進退移動手段としての進退駆動機構部631に接続されている。例えば、フレキシブルシャフト622がその基端に設置されたモータ625を介して進退駆動機構部631に接続されると共に内皮661の基端が進退駆動機構部631に接続されている。この進退駆動機構部631は、ボールネジ(不図示)等から構成され、モータ626の回転駆動力を進退駆動力に変換することで、シース内包部材をプローブ長手軸方向に進退駆動するように構成されている。   Further, the 6-channel fibers 623 (1) to 623 (6) are entirely covered with an elongated, substantially cylindrical endothelium 661 having flexibility similar to the sheath 620, and the tip of the endothelium 661 is the holding frame. 660 is fixed. Accordingly, the polyhedral mirror 621, the 6-channel fibers 623 (1) to 623 (6), the flexible shaft 622, the holding frame 660, and the endothelium 661 contained in the sheath 620 are in the probe longitudinal axis direction as sheath containing members. The at least one of the 6-channel fibers 623 (1) to 623 (6), the flexible shaft 622, and the endothelium 661 is advanced / retracted as an advancing / retreating drive means for advancing / retreating in the longitudinal axis direction. It is connected to the mechanism part 631. For example, the flexible shaft 622 is connected to the advance / retreat drive mechanism 631 via a motor 625 installed at the proximal end thereof, and the proximal end of the inner skin 661 is connected to the advance / retreat drive mechanism 631. The advance / retract drive mechanism 631 is configured by a ball screw (not shown) or the like, and is configured to drive the sheath-containing member forward / backward in the probe longitudinal axis direction by converting the rotational drive force of the motor 626 to the advance / retreat drive force. ing.

以上のごとく構成されたOCTプローブ600によれば、6チャンネルファイバ623(1)〜623(6)の各々にOCTプロセッサ400から測定光が与えられると、6チャンネルファイバ623(1)〜623(6)の先端部まで導波した測定光が、GRINレンズ624により集光作用を受けて出射され、6チャンネルファイバ623(1)〜623(6)の各々に対峙している多面体ミラー621の各光偏向面640(1)〜640(6)で反射して偏向され、各光偏向面640(1)〜640(6)で偏向された測定光が、プローブ長手軸方向に対して所定角度(例えば90度)傾斜したラジアル方向にシース620を透過して外部に出射されると共に、各々の測定光がプローブ長手軸周りの360度範囲にわたって等角度間隔(60度間隔)となる角度方向に出射される。また、各々の測定光が照射された測定対象からの戻り光が、その元となった測定光と同じ6チャンネルファイバ623(1)〜623(6)の各光ファイバに多面体ミラー621を介して取り込まれる。   According to the OCT probe 600 configured as described above, when measurement light is given from the OCT processor 400 to each of the 6-channel fibers 623 (1) to 623 (6), the 6-channel fibers 623 (1) to 623 (6 ) Of the polyhedral mirror 621 facing the each of the 6-channel fibers 623 (1) to 623 (6), which is emitted by the GRIN lens 624 under the light collecting action. The measurement light reflected and deflected by the deflection surfaces 640 (1) to 640 (6) and deflected by the respective light deflection surfaces 640 (1) to 640 (6) is a predetermined angle (for example, the probe longitudinal axis direction). (90 degrees) Inclined radial direction is transmitted through the sheath 620 and emitted to the outside, and each measurement light is equiangularly spaced over a 360-degree range around the probe longitudinal axis. It is emitted to the 60 degree intervals) and a angular direction. In addition, the return light from the measurement object irradiated with each measurement light is passed through the polyhedral mirror 621 to each optical fiber of the same 6-channel fibers 623 (1) to 623 (6) as the original measurement light. It is captured.

また、6チャンネルファイバ623(1)〜623(6)は、シース620内では回転することなく固定されているので、光ロータリジョイントを必要とせず、モータ625によりフレキシブルシャフト622を介して多面体ミラー621を回転させて、各光偏向面640(1)〜640(6)を回転させることで、6チャンネルファイバ623(1)〜623(6)から出射された各々の測定光の出射方向が回転する。   Further, since the 6-channel fibers 623 (1) to 623 (6) are fixed without rotating in the sheath 620, an optical rotary joint is not required, and the polyhedral mirror 621 is driven by the motor 625 via the flexible shaft 622. , And the light deflecting surfaces 640 (1) to 640 (6) are rotated to rotate the emission directions of the respective measurement lights emitted from the 6-channel fibers 623 (1) to 623 (6). .

このとき、多面体ミラー621を60度(=360度×1/6)回転させることで、6チャンネルファイバ623(1)〜623(6)からの6本の測定光にて全周にわたるラジアル走査が可能となる。   At this time, by rotating the polyhedral mirror 621 by 60 degrees (= 360 degrees × 1/6), radial scanning over the entire circumference is performed with six measurement light beams from the six-channel fibers 623 (1) to 623 (6). It becomes possible.

つまり、3以上の整数nに対して、n個の反射面(光偏光面)を有する多面体ミラー621を「360度×1/n」回転させることで、nチャンネルファイバ623(1)〜623(n)からのn本の光にて360度の全周にわたるラジアル走査を高速に行うことが可能となる。   That is, the n-channel fibers 623 (1) to 623 () are rotated by rotating the polyhedral mirror 621 having n reflection surfaces (light polarization surfaces) with respect to an integer n of 3 or more by “360 degrees × 1 / n”. It is possible to perform a radial scan over the entire circumference of 360 degrees with n light beams from n) at high speed.

なお、上記OCTプローブ600の説明では、n=6を例に説明したがこれに限らず、例えば、多面体ミラー621の底面は、図4に示すように平面正8角形としてもよいし、図5に示すように平面正4角形としてもよいし、図6に示すように平面正3角形としてもよく、多面体ミラー621のn個の光偏向面640(1)〜640(n)に対応して、nチャンネルファイバ623(1)〜623(n)が配置されるように構成すればよい。   In the description of the OCT probe 600, n = 6 has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto. For example, the bottom surface of the polyhedral mirror 621 may be a planar regular octagon as shown in FIG. As shown in FIG. 6, it may be a plane regular tetragon, or it may be a plane regular triangle as shown in FIG. 6, corresponding to the n light deflection surfaces 640 (1) to 640 (n) of the polyhedral mirror 621. The n-channel fibers 623 (1) to 623 (n) may be arranged.

図7は複数本の光ファイバ(nチャンネルファイバ623(1)〜(n))を備えた上記のOCTプローブ600に対応したOCTプロセッサの基本的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は、光干渉断層(OCT:Optical Coherence Tomography)計測法による測定対象S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OCT光源12と、OCT光源12から射出された光Laをnチャンネルの光L1〜光Lnに分岐する分岐カプラ13と、nチャンネルの光L1〜光Lnを測定光と参照光に分波して干渉波を検波する第1ないし第nチャンネル干渉部14(1)〜14(n)より構成される干渉部14と、干渉部14の第1ないし第nチャンネル干渉部14(1)〜14(n)からの干渉波より干渉信号を生成する干渉信号生成部15と、干渉信号生成部15により生成された干渉信号に基づき測定対象Sの断層画像及び3次元ボリュームデータを生成し画像表示部500にこれらの画像を表示させる画像処理部17と、を備えて構成される。   FIG. 7 is a block diagram showing a basic configuration of an OCT processor corresponding to the OCT probe 600 provided with a plurality of optical fibers (n-channel fibers 623 (1) to (n)). As shown in FIG. 7, the OCT processor 400 is for acquiring an optical tomographic image of the measuring object S by an optical coherence tomography (OCT) measurement method, and is a light source that emits light La for measurement. An OCT light source 12 as means, a branch coupler 13 that branches the light La emitted from the OCT light source 12 into n-channel light L1 to light Ln, and n-channel light L1 to light Ln are separated into measurement light and reference light. An interference unit 14 including first to n-th channel interference units 14 (1) to 14 (n) for detecting an interference wave and a first to n-th channel interference unit 14 (1) of the interference unit 14. The interference signal generation unit 15 that generates an interference signal from the interference waves from ˜14 (n), and the tomographic image and three-dimensional volume data of the measurement target S are generated based on the interference signal generated by the interference signal generation unit 15. And an image processing unit 17 for displaying these images on the composed image display unit 500.

以下、説明を簡略化するため、1からnをkにより代表させて説明する。図8は図7の干渉部14における第kチャンネル干渉部の構成を示すブロック図である。   Hereinafter, in order to simplify the description, 1 to n are represented by k. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the k-th channel interference unit in the interference unit 14 of FIG.

図8に示すように、干渉部14における第kチャンネル干渉部14(k)は、分岐カプラ13により分岐された光Lkを測定光L1(k)と参照光L2(k)に分岐する分岐カプラ140と、測定光L1(k)をOCTプローブ600のkチャンネルファイバ623(k)に導波するサーキュレータ141と、参照光L2(k)を伝送させる光路長を補正する光路長補正部142と、OCTプローブ600のkチャンネルファイバ623(k)からのサーキュレータ141を介した測定対象Sからの戻り光L3(k)と光路長補正部142を介した参照光L2(k)とを干渉させる50:50カプラ143と、50:50カプラ143にて干渉した干渉光L4(k)をバランス検波し干渉信号生成部15に出力するバランス検波部144とを備えて構成される。   As shown in FIG. 8, the k-th channel interference unit 14 (k) in the interference unit 14 branches the light Lk branched by the branch coupler 13 into the measurement light L1 (k) and the reference light L2 (k). 140, a circulator 141 that guides the measurement light L1 (k) to the k-channel fiber 623 (k) of the OCT probe 600, an optical path length correction unit 142 that corrects an optical path length for transmitting the reference light L2 (k), 50. The return light L3 (k) from the measurement target S via the circulator 141 from the k-channel fiber 623 (k) of the OCT probe 600 interferes with the reference light L2 (k) via the optical path length correction unit 142: 50 coupler 143, and balance detector 144 that balance-detects the interference light L 4 (k) interfered by the 50:50 coupler 143 and outputs it to the interference signal generator 15. Ete constructed.

図9は図8の光路長補正部142の構成例を示す図である。参照光L2(k)の光路長補正部142は、各nチャネルのゼロパス位置を調整するため、第1ないし第nチャンネル干渉部14(1)〜14(n)のチャネル毎に設けられたn個の光路長(微調)調整手段であって、図9に示すように、2つのコリメートレンズ142a及び142bを用いて、コリメートレンズ142a及び142b間のコリメート光Lcに対して空間長を変えるように構成される。ここで、第1ないし第nチャンネル干渉部14(1)〜14(n)のいずれか1つの光路長を基準とすることで、光路長補正部142をn−1個とすることが可能である。なお、複屈折性を利用して光路長を変えるものでも構わない。   FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the optical path length correction unit 142 of FIG. The optical path length correction unit 142 of the reference light L2 (k) is provided for each channel of the first to n-th channel interference units 14 (1) to 14 (n) in order to adjust the zero path position of each n channel. As shown in FIG. 9, two optical path length (fine adjustment) adjusting means are used to change the spatial length with respect to the collimated light Lc between the collimating lenses 142a and 142b using two collimating lenses 142a and 142b. Composed. Here, by using any one of the first to n-th channel interference units 14 (1) to 14 (n) as a reference, it is possible to make n−1 optical path length correction units 142. is there. Note that the optical path length may be changed using birefringence.

続いて上記OCTプロセッサ400の基本的な動作についてラジアル走査時の動作を例に説明する。   Next, the basic operation of the OCT processor 400 will be described by taking the operation during radial scanning as an example.

内視鏡100の鉗子チャンネルを挿通させて鉗子口156から導出させたOCTプローブ600をプローブ長手軸方向に沿って目的の測定部位の測定対象Sに密着又は近接させた状態に配置しているものとすると、測定時において、OCT光源12から射出された光Laは、光スイッチ19によりnチャンネル分の光L1〜光Lnに分岐され、各々、干渉部14の第1ないし第nチャンネル干渉部14(1)〜14(n)に供給される。そして、第1ないし第nチャンネル干渉部14(1)〜14(n)の各々において、測定光L1(1)〜L1(n)と参照光L2(1)〜L2(n)が生成され、測定光L1(1)〜L1(n)がOCTプローブ600のnチャンネルファイバ623(1)〜(n)に与えられる。これによって、測定光L1(1)〜L1(n)がnチャンネルファイバ623(1)〜(n)でOCTプローブ600の先端部に導波され、多面体ミラー621により各測定光L1(1)〜L1(n)がプローブ長手軸周りの所定角度間隔(360/n度)の角度方向に位置する測定対象Sに照射される。そして、各測定光L1(1)〜L1(n)に対する測定対象Sからの戻り光L3(1)〜L3(n)が、それらの元となった測定光L1(1)〜L1(n)と同じ光ファイバ623(1)〜(n)により取り込まれて導波され、干渉部14の第1ないし第nチャンネル干渉部14(1)〜14(n)に取り込まれる。   The OCT probe 600 inserted through the forceps channel of the endoscope 100 and led out from the forceps port 156 is arranged in close contact with or close to the measurement target S of the target measurement site along the probe longitudinal axis direction. Then, at the time of measurement, the light La emitted from the OCT light source 12 is branched into light L1 to light Ln for n channels by the optical switch 19, and the first to n-th channel interference units 14 of the interference unit 14 are respectively branched. (1) to 14 (n). Then, in each of the first to n-th channel interference units 14 (1) to 14 (n), the measurement lights L1 (1) to L1 (n) and the reference lights L2 (1) to L2 (n) are generated, The measuring lights L1 (1) to L1 (n) are given to the n-channel fibers 623 (1) to (n) of the OCT probe 600. As a result, the measurement lights L1 (1) to L1 (n) are guided to the tip of the OCT probe 600 by the n-channel fibers 623 (1) to (n), and are measured by the polyhedral mirror 621. L1 (n) is irradiated to the measuring object S positioned in the angular direction at a predetermined angular interval (360 / n degrees) around the probe longitudinal axis. Then, the return lights L3 (1) to L3 (n) from the measurement object S for the respective measurement lights L1 (1) to L1 (n) are the measurement lights L1 (1) to L1 (n) from which they are derived. Are taken in and guided by the same optical fibers 623 (1) to (n), and are taken into the first to n-th channel interference units 14 (1) to 14 (n) of the interference unit 14.

第1ないし第nチャンネル干渉部14(1)〜14(n)に戻り光L3(1)〜L3(n)が取り込まれと、戻り光L3(1)〜L3(n)は、参照光L2(1)〜L2(n)と干渉して干渉光L4(1)〜L4(n)が生成され、各々、第1ないし第nチャンネル干渉部14(1)〜14(n)のバランス検波部144により検波される。そして、検波された信号に基づいて干渉信号生成部15により干渉信号が生成される。   When the return lights L3 (1) to L3 (n) are taken into the first to n-th channel interference units 14 (1) to 14 (n), the return lights L3 (1) to L3 (n) are converted to the reference light L2. Interference light L4 (1) to L4 (n) is generated by interfering with (1) to L2 (n), and balance detectors of the first to nth channel interference units 14 (1) to 14 (n), respectively. 144 is detected. Then, an interference signal generation unit 15 generates an interference signal based on the detected signal.

干渉信号生成部15は、OCT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として、干渉信号をA/D変換する。この結果、各第1ないし第nチャンネル干渉部14(1)〜14(n)からの1回の波長掃引に相当するデータが、OCTプローブ600における各測定光L(1)〜L1(n)の出射方向の角度(プローブ長手軸周りの角度)に対するデジタル化された干渉信号となる。   The interference signal generation unit 15 performs A / D conversion of the interference signal using a wavelength sweep synchronization signal output in synchronization with the wavelength sweep period from the OCT light source 12 as a trigger. As a result, data corresponding to one wavelength sweep from each of the first to n-th channel interference units 14 (1) to 14 (n) is converted into each measurement light L (1) to L 1 (n) in the OCT probe 600. It becomes a digitized interference signal with respect to the angle in the emission direction (angle around the probe longitudinal axis).

また、干渉信号生成部15は、第1ないし第nチャンネル干渉部14(1)〜14(n)からのデジタル化された干渉信号に対して、高速フーリエ変換(FFT)処理を実行して周波数分解し、測定対象Sの深度方向の反射強度データとし、対数変換を行うことによって断層画像を表示するためのデータを生成する。   In addition, the interference signal generation unit 15 performs a fast Fourier transform (FFT) process on the digitized interference signals from the first to n-th channel interference units 14 (1) to 14 (n) and performs frequency processing. Data for displaying a tomographic image is generated by decomposing and using the reflection intensity data in the depth direction of the measuring object S and performing logarithmic conversion.

以上の処理は、ラジアル走査時において、OCTプローブ600の多面体ミラー621をモータ625により回転させながら連続的に行われ、多面体ミラー621の回転によって、OCTプローブ600(多面体ミラー621)から出射される各測定光L1(1)〜L1(n)の出射方向の角度を変化させ、各角度での干渉信号が順次に生成される。そして、多面体ミラー621が360/n度分回転すると、プローブ長手軸周りの360度にわたる全角度範囲の干渉信号が生成され、1フレーム分の断層画像、OCTプローブ600の全周にわたる断層画像を表示するための1ラジアル走査ラインデータ(反射強度データ)が生成される。   The above processing is performed continuously while rotating the polyhedral mirror 621 of the OCT probe 600 by the motor 625 during radial scanning, and each of the beams emitted from the OCT probe 600 (polyhedral mirror 621) is rotated by the rotation of the polyhedral mirror 621. The angle of the measurement light L1 (1) to L1 (n) in the emission direction is changed, and interference signals at each angle are sequentially generated. Then, when the polyhedral mirror 621 rotates 360 / n degrees, an interference signal in the entire angle range of 360 degrees around the longitudinal axis of the probe is generated, and a tomographic image for one frame and a tomographic image over the entire circumference of the OCT probe 600 are displayed. 1 radial scanning line data (reflection intensity data) is generated.

画像処理部17は、干渉信号生成部15からの1ラジアル走査ラインデータである反射強度データを読み込み、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。   The image processing unit 17 reads the reflection intensity data, which is one radial scanning line data, from the interference signal generation unit 15, and performs luminance adjustment, contrast adjustment, gamma correction, resampling according to the display size, and coordinates according to the scanning method. Conversion and the like are performed to generate a tomographic image of one frame, and the tomographic image is displayed on the image display unit 500.

次に、本実施の形態におけるOCTプロセッサ400の構成、作用について説明する。   Next, the configuration and operation of the OCT processor 400 in the present embodiment will be described.

例えば、管径の大きな管腔部位を測定する場合、OCTプローブ600に対して測定対象の表面が略平坦と見なせる状態となるため、測定対象がシース620の周面の一部の範囲のみに近接する。このとき、OCTプローブ600のnチャンネルファイバ623(1)〜(n)の全て(全てのチャンネル)に対してOCTプロセッサ400から測定光L1(1)〜L1(n)を与えて断層画像を生成したとすると、図10(A)のような断層画像が得られる。これによれば、シース620を示す断層画像がプローブ長手軸周りの360度の全角度範囲に表示されているが、シース620の断層画像は不要なものである。   For example, when measuring a luminal region having a large tube diameter, the surface of the measurement object can be considered to be substantially flat with respect to the OCT probe 600, so that the measurement object is close to only a part of the peripheral surface of the sheath 620. To do. At this time, the tomographic images are generated by applying the measurement lights L1 (1) to L1 (n) from the OCT processor 400 to all (all channels) of the n-channel fibers 623 (1) to (n) of the OCT probe 600. If so, a tomographic image as shown in FIG. 10A is obtained. According to this, the tomographic image showing the sheath 620 is displayed in the entire 360 ° angle range around the longitudinal axis of the probe, but the tomographic image of the sheath 620 is unnecessary.

一方、測定対象Sの断層画像は有益なものであるが、その測定対象Sの断層画像が得られる範囲は、例えば同図のように180度の角度範囲よりも小さくなり、同図の角度範囲θとなる。   On the other hand, the tomographic image of the measuring object S is useful, but the range in which the tomographic image of the measuring object S is obtained is smaller than the angular range of 180 degrees, for example, as shown in FIG. θ.

そこで、以下のように、OCTプローブ600のnチャンネルファイバ623(1)〜(n)のうち、角度範囲θの断層画像の取得に関係する光ファイバのみに測定光を与え、それ以外の光ファイバには測定光を与えないようにすることによってOCTプローブ600に与える測定光の本数を減らして光量の増加を図るようにしている。   Therefore, as described below, the measurement light is given only to the optical fiber related to the acquisition of the tomographic image in the angle range θ among the n-channel fibers 623 (1) to (n) of the OCT probe 600, and the other optical fibers. In this case, the number of measurement light beams applied to the OCT probe 600 is reduced by not providing the measurement light beam, so that the amount of light is increased.

また、OCTプローブ600の複数のチャンネルに測定光を同時に供給するのではなく、測定光をOCTプローブ600の1つのチャンネルのみに供給するものとし、測定光を供給するチャンネルを切り替えるようにすれば、OCT光源12からの光Laを複数チャンネルに分岐する必要はなく測定光の光量を十分なものとすることができる。   Further, if the measurement light is not supplied to a plurality of channels of the OCT probe 600 at the same time but the measurement light is supplied to only one channel of the OCT probe 600, and the channel for supplying the measurement light is switched, The light La from the OCT light source 12 does not need to be branched into a plurality of channels, and the amount of measurement light can be made sufficient.

ここで、測定光をOCTプローブ600の1つのチャンネルのみに切り替えて供給するものとした場合、OCTプローブ600の全周にわたって(プローブ長手軸周りの360度の全角度範囲での)ラジアル走査を行うときには、図11(A)〜(C)に示すように、回転している多面体ミラー621(n=6の例)の光偏向面640(1)〜(6)のうち、いずれかの1つの光偏向面(同図では、640(1))が測定光の導光箇所Sとなるように多面体ミラー621の回転に同期させて測定光を与えるチャンネルを順次切替えることになる。即ち、測定光が導光されている光偏向面640(1)における導光箇所Sが隣接する光偏向面640(6)との境界部分に近づくと、測定光を供給する光ファイバを多面体ミラー621の回転方向側に配置された光ファイバに切り替える。   Here, when the measurement light is switched to be supplied to only one channel of the OCT probe 600, radial scanning is performed over the entire circumference of the OCT probe 600 (in a full angle range of 360 degrees around the probe longitudinal axis). In some cases, as shown in FIGS. 11A to 11C, any one of the light deflection surfaces 640 (1) to (6) of the rotating polyhedral mirror 621 (an example of n = 6) is used. The channels for supplying the measurement light are sequentially switched in synchronization with the rotation of the polyhedral mirror 621 so that the light deflection surface (640 (1) in the figure) becomes the light guide spot S of the measurement light. That is, when the light guide spot S on the light deflection surface 640 (1) where the measurement light is guided approaches the boundary portion with the adjacent light deflection surface 640 (6), the optical fiber that supplies the measurement light is changed to a polyhedral mirror. It switches to the optical fiber arrange | positioned at the rotation direction side of 621.

このとき、1回転分(360度分)のラジアル走査を行うためには多面体ミラー621を1回転させる必要があるため、複数のチャンネルに同時に測定光を供給する場合と比べて走査時間が長くなる。しかしながら、測定範囲を有益な断層画像が得られる一部の角度範囲に限定する場合には、後述のように走査速度を高速化することができる。   At this time, since it is necessary to rotate the polyhedral mirror 621 once in order to perform radial scanning for one rotation (360 degrees), the scanning time becomes longer than when measuring light is simultaneously supplied to a plurality of channels. . However, when the measurement range is limited to a part of the angle range where a useful tomographic image can be obtained, the scanning speed can be increased as described later.

まず、OCTプローブ600のnチャンネルファイバ623(1)〜(n)のうち1つのチャンネルのみに測定光を供給する場合に好適なOCTプロセッサ400の構成について説明する。図12はこの場合のOCTプロセッサ400の構成を示した構成図である。同図に示すOCTプロセッサ400は、図7のOCTプロセッサ400と比較して、干渉部14が図8で示した第kチャンネル干渉部14(k)を1つのみ含み、また、光スイッチ19がOCTプローブ600と干渉計14の間に配置されている。尚、図12において図7と類似する作用の構成要素には図7と同一符号を付し、説明を省略する。   First, the configuration of the OCT processor 400 suitable for supplying measurement light to only one channel among the n-channel fibers 623 (1) to (n) of the OCT probe 600 will be described. FIG. 12 is a configuration diagram showing the configuration of the OCT processor 400 in this case. Compared to the OCT processor 400 of FIG. 7, the OCT processor 400 shown in FIG. 7 includes only one k-th channel interference unit 14 (k) shown in FIG. 8, and the optical switch 19 includes the optical switch 19. It is arranged between the OCT probe 600 and the interferometer 14. In FIG. 12, the same components as those in FIG.

光スイッチ19は、OCTプローブ600のnチャンネルファイバ623(1)〜(n)のうち、干渉部14(サーキュレータ141)と光学的に接続する光ファイバをいずれかの1つに切り替えるものであり、その切り替え先は光スイッチ制御部18からの光スイッチ切替え制御信号により指示されるようになっている。   The optical switch 19 switches the optical fiber optically connected to the interference unit 14 (circulator 141) to any one of the n-channel fibers 623 (1) to (n) of the OCT probe 600, The switching destination is instructed by an optical switch switching control signal from the optical switch control unit 18.

この図12のOCTプロセッサ400の構成によれば、図7のOCTプロセッサ400と比較してOCTプロセッサ内の構成も簡素化されている。   According to the configuration of the OCT processor 400 in FIG. 12, the configuration in the OCT processor is simplified as compared with the OCT processor 400 in FIG.

尚、OCTプローブ600から測定光を与えるOCTプローブ600の光ファイバのチャンネルを有効チャンネルといい、同様に測定光を与えないチャンネルを無効チャンネルというものとする。   A channel of the optical fiber of the OCT probe 600 that gives measurement light from the OCT probe 600 is called an effective channel, and a channel that does not give measurement light is called an invalid channel.

これらの光スイッチ19及び光スイッチ制御部18の作用について有効チャンネルを設定して本スキャンを開始するまでの手順を示した図13のフローチャートに従って説明する。   The operation of the optical switch 19 and the optical switch control unit 18 will be described with reference to the flowchart of FIG. 13 showing the procedure from setting the effective channel to starting the main scan.

まず、本スキャンの前にプレスキャンを行う(ステップS10)。プレスキャンは、多面体ミラー621の回転に同期させて、nチャンネルファイバ623(1)〜(n)に測定光を順次切り替えて供給すると共に、プローブ長手軸周りの360度の全角度範囲の断層画像、即ち、OCTプローブ600の全周にわたる断層画像を取得する処理である。このとき、光スイッチ制御部18は、光スイッチ19に対して与える制御信号により、干渉部14からの測定光を与えるOCTプローブの600の光ファイバ(チャンネル)を指示する。光スイッチ19は、これに従って指定されたOCTプローブ600の光ファイバに干渉部14からの測定光を与える。   First, a pre-scan is performed before the main scan (step S10). In the pre-scan, in synchronization with the rotation of the polyhedral mirror 621, the measurement light is sequentially switched and supplied to the n-channel fibers 623 (1) to (n), and the tomographic image of the entire angular range of 360 degrees around the longitudinal axis of the probe. That is, it is a process of acquiring a tomographic image over the entire circumference of the OCT probe 600. At this time, the optical switch control unit 18 instructs 600 optical fibers (channels) of the OCT probe that supplies the measurement light from the interference unit 14 by a control signal supplied to the optical switch 19. The optical switch 19 supplies the measurement light from the interference unit 14 to the optical fiber of the OCT probe 600 designated in accordance therewith.

これによって、上記のように多面体ミラー621の特定の光偏向面に測定光が導波されるように測定光が与えられるチャンネルが切り替えられ、多面体ミラー621が360度回転すると、プローブ長手軸周りの360度の全角度範囲の断層画像が生成され、画像表示部500に表示される。   As a result, the channel through which the measurement light is applied is switched so that the measurement light is guided to the specific light deflection surface of the polyhedral mirror 621 as described above, and when the polyhedral mirror 621 rotates 360 degrees, A tomographic image in the entire angle range of 360 degrees is generated and displayed on the image display unit 500.

次に、測定範囲を決定する。即ち、測定光を出射する方向の角度範囲を決定する(ステップS12)。この測定範囲の決定は、手動と自動のいずれでも行うことができる。   Next, the measurement range is determined. That is, the angle range in the direction in which the measurement light is emitted is determined (step S12). The measurement range can be determined either manually or automatically.

手動で行う場合には、画像表示部500に表示されたプレスキャンの断層画像を術者が確認して所定の入力手段により測定範囲を指定して決定する。例えば、図10(A)の場合、角度範囲θを含むように指定して決定する。   When performing manually, an operator confirms the pre-scan tomographic image displayed on the image display part 500, determines a measurement range with a predetermined input means, and determines. For example, in the case of FIG. 10A, it is determined by specifying to include the angle range θ.

自動で行う場合には、例えば、上記のプレスキャンによって得られた断層画像や干渉信号生成部15において生成された干渉信号に基づいて測定対象Sが存在する範囲を検出して測定範囲を決定する。具体的には、プレスキャンによって得られた断層画像の各部の画素値(シース620の部分を除く)を所定の閾値と比較し、その閾値よりも大きな画素値が存在する角度範囲を測定範囲として決定する。または、プレスキャン時において、測定光の出射方向の角度毎に、干渉信号の強度(絶対値)、又は、その積分値を求める。そして、その強度又は積分値が所定の閾値よりも大きくなる角度範囲を測定範囲として決定する。図10(A)の例では、角度範囲P1、P2、P6が測定範囲となる。   In the case of performing automatically, for example, the measurement range is determined by detecting the range in which the measurement target S exists based on the tomographic image obtained by the pre-scan and the interference signal generated by the interference signal generation unit 15. . Specifically, the pixel values (excluding the sheath 620) of each part of the tomographic image obtained by the pre-scan are compared with a predetermined threshold value, and an angle range where a pixel value larger than the threshold value exists is set as the measurement range. decide. Alternatively, at the time of pre-scanning, the intensity (absolute value) of the interference signal or its integrated value is obtained for each angle in the emission direction of the measurement light. Then, an angle range in which the intensity or integrated value is larger than a predetermined threshold is determined as a measurement range. In the example of FIG. 10A, the angle ranges P1, P2, and P6 are measurement ranges.

次に、有効チャンネルを決定する(ステップS14)。この処理は、ステップS12において決定した測定範囲(角度範囲)を測定光の出射方向の角度範囲として含むチャンネルを有効チャンネルとして決定する処理である。即ち、OCTプローブ600のnチャンネルファイバ623(1)〜(n)のうち、ステップS12において決定した測定範囲を測定するために必要な光ファイバを決定する。   Next, an effective channel is determined (step S14). This process is a process of determining, as an effective channel, a channel that includes the measurement range (angle range) determined in step S12 as the angle range in the measurement light emission direction. That is, an optical fiber necessary for measuring the measurement range determined in step S12 is determined among the n-channel fibers 623 (1) to (n) of the OCT probe 600.

そして、本スキャンを開始する(ステップS16)。このとき、多面体ミラー621が回転すると共に、光スイッチ制御部18は、光スイッチ19を制御して有効チャンネルの光ファイバのみにOCT光源12からの光Laを順次切り替えて与える。例えば、プレスキャン時においては、OCTプローブ600のnチャンネルファイバ623(1)〜(n)の全てに測定光が順次切り替えて与えられて、図14(A)(n=6の場合を示す)のように多面体ミラー621の全ての光偏向面640(1)〜640(6)に測定光が順次導波されている(黒丸Sが導波箇所を示す)。一方、本スキャンでは、OCTプローブ600のnチャンネルファイバ623(1)〜(n)のうちの一部の光ファイバのみに測定光が順次切り替えて与えられ、同図(B)のように多面体ミラー621の一部の光偏向面のみ測定光が導波されている(黒丸Sが導波箇所を示し、3箇所に減っている)。   Then, the main scan is started (step S16). At this time, the polyhedral mirror 621 rotates, and the optical switch controller 18 controls the optical switch 19 to sequentially switch and apply the light La from the OCT light source 12 only to the optical fiber of the effective channel. For example, during pre-scanning, measurement light is sequentially switched and applied to all of the n-channel fibers 623 (1) to (n) of the OCT probe 600, and FIG. 14 (A) (shows the case of n = 6). In this way, the measurement light is sequentially guided to all the light deflection surfaces 640 (1) to 640 (6) of the polyhedral mirror 621 (the black circle S indicates the waveguide location). On the other hand, in this scan, measurement light is sequentially switched and applied to only some of the n-channel fibers 623 (1) to (n) of the OCT probe 600, and a polyhedral mirror as shown in FIG. The measurement light is guided only on a part of the light deflection surfaces of 621 (black circles S indicate waveguide locations and are reduced to 3 locations).

ここで、本スキャンでは、多面体ミラー621を回転させ、これに同期させて光スイッチ制御部18が光スイッチ19を制御して有効チャンネルの光ファイバのみに測定光を順次切り替えて与えるが、その詳細についてn=6の多面体ミラー621を例に図15を用いて説明する。まず、有効チャンネルが、6チャンネルファイバ623(1)〜623(6)のうちの3本の光ファイバ623(a)、623(b)、623(c)に決定されたものとする。そして、同図においてa、b、cは、光ファイバ623(a)、623(b)、623(c)の各々から測定光が出射された場合の測定光の光偏向面上での導光箇所を示し、黒丸が実際に測定光が導光されている導光箇所を示す。同図(A)から同図(C)までは図13において説明した場合と同様のラジアル走査の動作であり、まず、同図(A)のように光ファイバ623(a)に測定光が与えられて光偏向面640(1)上の導光箇所aに測定光が導光されているとする。   Here, in this scan, the polyhedral mirror 621 is rotated, and the optical switch control unit 18 controls the optical switch 19 in synchronization with the rotation, and the measurement light is sequentially switched and applied only to the optical fiber of the effective channel. An example of a polyhedral mirror 621 with n = 6 will be described with reference to FIG. First, it is assumed that the effective channels are determined as three optical fibers 623 (a), 623 (b), and 623 (c) among the six-channel fibers 623 (1) to 623 (6). In the figure, a, b, and c are light guides on the light deflection surface of the measurement light when the measurement light is emitted from each of the optical fibers 623 (a), 623 (b), and 623 (c). The black circles indicate the light guide locations where the measurement light is actually guided. From FIG. 13A to FIG. 13C, the same radial scanning operation as that described with reference to FIG. 13 is performed. First, the measurement light is applied to the optical fiber 623 (a) as shown in FIG. Then, it is assumed that the measurement light is guided to the light guide location a on the light deflection surface 640 (1).

同図(A)の状態に対して、多面体ミラー621が30度回転し、光偏向面640(1)が導光箇所bを含む位置まで回転すると、測定光が与えられる光ファイバが光ファイバ623(a)から光ファイバ623(b)に切り替えられ、導光箇所bに測定光が導光される。同図(B)は、さらに30度回転した状態を示す。   When the polyhedral mirror 621 rotates 30 degrees and the light deflection surface 640 (1) rotates to the position including the light guiding portion b with respect to the state of FIG. 5A, the optical fiber to which the measurement light is applied is the optical fiber 623. The optical fiber 623 (b) is switched from (a), and the measurement light is guided to the light guide location b. FIG. 4B shows a state where the lens is further rotated by 30 degrees.

続いて同図(B)の状態に対して、多面体ミラー621が30度回転し、光偏向面640(1)が導光箇所cを含む位置まで回転すると、測定光が与えられる光ファイバが光ファイバ623(b)から光ファイバ623(c)に切り替えられ、導光箇所cに測定光が導光される。同図(C)は、さらに30度回転した状態を示す。   Subsequently, when the polyhedral mirror 621 rotates 30 degrees with respect to the state shown in FIG. 5B and the light deflection surface 640 (1) rotates to the position including the light guide portion c, the optical fiber to which the measurement light is applied is light. The fiber 623 (b) is switched to the optical fiber 623 (c), and the measurement light is guided to the light guide point c. FIG. 4C shows a state where the lens is further rotated by 30 degrees.

このように同図(A)から同図(C)までの回転方向に隣接する光ファイバへの測定光の切替えは、OCTプローブ600の全ての光ファイバを有効ファイバとした場合(測定範囲を限定しない場合)と同じ動作であり、特定の光偏向面に常に測定光が導光されるように測定光が与えられる光ファイバが切り替えられる。   As described above, the measurement light is switched to the optical fibers adjacent in the rotation direction from FIG. 10A to FIG. 10C when all the optical fibers of the OCT probe 600 are effective fibers (the measurement range is limited). The optical fiber to which the measurement light is applied is switched so that the measurement light is always guided to the specific light deflection surface.

一方、同図(C)の状態に対して、多面体ミラー621が30度回転すると、測定光が与えられる光ファイバが光ファイバ623(c)から光ファイバ623(a)に切り替えられる。同図(D)は、さらに30度回転した状態を示す。そして同図(D)は同図(A)の状態と等しく、同図(A)〜同図(D)までの動作が繰り返される。   On the other hand, when the polyhedral mirror 621 rotates 30 degrees with respect to the state of FIG. 10C, the optical fiber to which the measurement light is applied is switched from the optical fiber 623 (c) to the optical fiber 623 (a). FIG. 4D shows a state where it is further rotated by 30 degrees. FIG. 4D is equivalent to the state of FIG. 1A, and the operations from FIG. 1A to FIG. 1D are repeated.

このように測定光を与える光ファイバを切り替えることによって、多面体ミラー621が1回転するよりも早く、測定範囲の断層画像を取得することができ、走査速度を高速化することができる。また、本スキャンでは、OCTプローブ600のシース620に対して内部の多面体ミラー621、nチャンネルファイバ623(1)〜623(n)等の構成部材が進退駆動機構部631によりプローブ長手軸方向に移動し、多面体ミラー621の回転によるラジアル走査と同時又は交互にリニア走査が行われ、このとき3次元ボリュームデータが取得される。このとき、上記のような切り替えによって走査速度を高速化した場合、全走査に要する時間が大幅に短縮されることになる。   By switching the optical fiber that supplies measurement light in this way, a tomographic image in the measurement range can be acquired faster than the polyhedral mirror 621 rotates once, and the scanning speed can be increased. In this scan, components such as an internal polyhedral mirror 621 and n-channel fibers 623 (1) to 623 (n) are moved in the probe longitudinal axis direction by the advance / retreat drive mechanism 631 with respect to the sheath 620 of the OCT probe 600. Then, linear scanning is performed simultaneously or alternately with radial scanning by rotation of the polyhedral mirror 621, and at this time, three-dimensional volume data is acquired. At this time, when the scanning speed is increased by switching as described above, the time required for the entire scanning is greatly reduced.

このようにして、OCTプローブ600からの有効チャンネルのみによる測定光の出射と戻り光の取込みが行われると共に、ラジアル走査が行われて断層画像が生成され、画像表示部500に表示される。例えばプレスキャンにおいて図10(A)のような断層画像が得られた場合にステップS12において角度範囲P1、P2、P6を測定範囲として決定した場合、図10(B)のような断層画像が表示されることになる。また、測定光を分岐することなくOCTプローブ600の有効チャンネルの光ファイバに順次切り替えて測定光を与えるため、全てのチャンネルに測定光を同時に供給する場合よりも測定光の光量の低減が無く、画質の良い断層画像が生成されるようになる。   In this manner, the measurement light is emitted from the OCT probe 600 only by the effective channel and the return light is taken in, and the tomographic image is generated by the radial scanning and displayed on the image display unit 500. For example, when a tomographic image as shown in FIG. 10A is obtained in the pre-scan, if the angular ranges P1, P2, and P6 are determined as measurement ranges in step S12, a tomographic image as shown in FIG. 10B is displayed. Will be. Further, since the measurement light is supplied by sequentially switching to the optical fiber of the effective channel of the OCT probe 600 without branching the measurement light, there is no reduction in the amount of measurement light compared to the case where the measurement light is supplied to all channels simultaneously. A tomographic image with good image quality is generated.

以上の上記実施の形態では、OCTプローブ600における多面体ミラーの光偏向面の数と、光ファイバの数とが一致している態様を示したが、本発明は、それらの数が一致していなくても適用できる。また、本発明が有効に適用できるOCTプローブ600の構成も上記実施の形態で示したものに限らない。   In the above embodiment, the aspect in which the number of light deflecting surfaces of the polyhedral mirror in the OCT probe 600 and the number of optical fibers match is shown, but the present invention does not match the number. Even applicable. Further, the configuration of the OCT probe 600 to which the present invention can be effectively applied is not limited to that shown in the above embodiment.

10…画像診断装置、12…OCT光源、14…干渉部、15…干渉信号生成部、17…画像処理部、18…光スイッチ制御部、19…光スイッチ、100…内視鏡、114…装入部、156…鉗子口、200…内視鏡プロセッサ、400…OCTプロセッサ、500…画像表示部、600…OCTプローブ、620…シース、621…多面体ミラー、622…フレキシブルシャフト、623…光ファイバ、624…GRINレンズ、625,626…モータ、640…光偏向面   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Diagnostic imaging apparatus, 12 ... OCT light source, 14 ... Interference part, 15 ... Interference signal generation part, 17 ... Image processing part, 18 ... Optical switch control part, 19 ... Optical switch, 100 ... Endoscope, 114 ... Equipment Insertion part, 156 ... Forceps opening, 200 ... Endoscopic processor, 400 ... OCT processor, 500 ... Image display part, 600 ... OCT probe, 620 ... Sheath, 621 ... Polyhedral mirror, 622 ... Flexible shaft, 623 ... Optical fiber, 624 ... GRIN lens, 625, 626 ... motor, 640 ... light deflection surface

Claims (7)

複数の導光手段を備えた長手状の光プローブと、
前記複数の導光手段のうち光源から出射された光を与える導光手段をいずれかの1つに切り替えるスイッチ手段と、
前記複数の導光手段のうち前記スイッチ手段により前記光源からの光を与える導光手段を順次切り替えて前記光プローブの周方向に沿った領域の全領域にわたる断層画像を取得するプレスキャン手段と、
前記プレスキャン手段により取得した断層画像に基づいて、前記複数の導光手段のうち、前記光源からの光を与える導光手段を決定する決定手段と、
前記複数の導光手段のうち前記スイッチ手段により前記光源からの光を与える導光手段を前記決定手段により決定された導光手段のみに順次切り替えて前記光プローブの周方向に沿った領域の一部の領域のみの断層画像を取得すると共に、断層画像を取得する領域を前記光プローブの長手軸方向に移動させて3次元ボリュームデータを取得する本スキャン手段と、
を備え
前記光プローブは、細長な筒状のシース内に前記複数の導光手段と、前記複数の導光手段から出射された各々の光を前記周方向に沿った領域内の異なる方向に偏向する複数の光偏向面を有する多面体ミラーとを備え、
断層画像の取得時において、前記多面体ミラーを回転させることにより、前記複数の導光手段から出射された各々の光の偏向方向を、前記周方向に沿った領域の全領域を区画した複数の領域の各々の領域内となる範囲で変化させることを特徴とする光断層画像化装置。
A longitudinal optical probe having a plurality of light guiding means;
Switch means for switching the light guide means for providing light emitted from the light source to any one of the plurality of light guide means;
Pre-scanning means for sequentially obtaining a tomographic image over the entire region along the circumferential direction of the optical probe by sequentially switching light guiding means for providing light from the light source by the switch means among the plurality of light guiding means;
A determining unit that determines a light guiding unit that gives light from the light source among the plurality of light guiding units based on the tomographic image acquired by the pre-scanning unit;
Of the plurality of light guiding means, the light guiding means for applying light from the light source by the switch means is sequentially switched to only the light guiding means determined by the determining means, and one of the regions along the circumferential direction of the optical probe. A main scanning means for acquiring a three-dimensional volume data by acquiring a tomographic image of only a region of a part and moving a region for acquiring a tomographic image in the longitudinal axis direction of the optical probe;
Equipped with a,
The optical probe has a plurality of light guides in a slender cylindrical sheath and a plurality of light deflecting each light emitted from the plurality of light guides in different directions in the circumferential direction. A polyhedral mirror having a light deflection surface of
When acquiring a tomographic image, by rotating the polyhedral mirror, a plurality of regions in which the deflection direction of each light emitted from the plurality of light guides is divided into all regions along the circumferential direction An optical tomographic imaging apparatus, wherein the optical tomographic imaging apparatus changes within a range that falls within each of the regions .
前記本スキャン手段は、前記光プローブの長手軸周りに前記多面体ミラーを回転させながら、前記複数の導光手段及び多面体ミラーを前記光プローブの長手軸方向に移動させることで、複数の断層画像から構築される3次元ボリュームデータを生成することを特徴とする請求項の光断層画像化装置。 The main scanning unit moves the plurality of light guide units and the polyhedral mirror in the longitudinal axis direction of the optical probe while rotating the polyhedral mirror around the longitudinal axis of the optical probe, thereby obtaining a plurality of tomographic images. The optical tomographic imaging apparatus according to claim 1 , wherein the three-dimensional volume data to be constructed is generated. 前記決定手段は、前記プレスキャン手段により取得した断層画像の各位置における画素値が所定の閾値以上か否かを判断し、所定の閾値よりも大きい領域の断層画像の取得に関係する導光手段を前記光源からの光を与える導光手段として決定することを特徴とする請求項1、又は、2の光断層画像化装置。 The determining means determines whether or not the pixel value at each position of the tomographic image acquired by the pre-scanning means is equal to or greater than a predetermined threshold, and the light guiding means related to acquisition of a tomographic image in an area larger than the predetermined threshold claim 1, wherein the determining a light guide means for providing light from said light source, or, 2 of the optical tomographic imaging apparatus. 前記多面体ミラーは、平面n角形(ただし、nは3以上の自然数とする。)を底面とするn角錐体において頭頂点側を所定の高さで切断しn角錐面よりn個の光偏向面を形成した略n角錐体形状であって、前記シースの長手軸を回転中心として前記n個の光偏向面が回転可能に構成されることを特徴とする請求項1、2、又は、3に記載の光断層画像化装置。 The polyhedral mirror includes an n-sided pyramid having a planar n-gonal shape (where n is a natural number of 3 or more) as a bottom surface, the top vertex side being cut at a predetermined height, and n light deflection surfaces from the n-sided pyramid surface. a generally n pyramid shape formed of claim 1, 2 wherein the n light deflecting surface as a rotation about the longitudinal axis of the sheath, characterized in that it is configured to be rotated, or, in the 3 The optical tomographic imaging apparatus described. 複数の導光手段と、前記複数の導光手段から出射された各々の光を周方向に沿った領域内の異なる方向に偏向する複数の光偏向面を有する多面体ミラーとを備えた長手状の光プローブと、前記複数の導光手段のうち光源から出射された光を与える導光手段をいずれかの1つに切り替えるスイッチ手段と、プレスキャン手段と、決定手段と、本スキャン手段とを備え、前記光プローブの導光手段に光源から出射された光を与えるとともに前記多面体ミラーを回転させることにより、前記複数の導光手段から出射された各々の光の偏向方向を、前記周方向に沿った領域の全領域を区画した複数の領域の各々の領域内となる範囲で変化させて断層画像を取得する光断層画像化装置の作動方法であって、
前記プレスキャン手段が、前記複数の導光手段のうち前記スイッチ手段により前記光源からの光を与える導光手段を順次切り替えて前記光プローブの周方向に沿った領域の全領域にわたる断層画像を取得するプレスキャン工程と、
前記決定手段が、前記プレスキャン手段により取得した断層画像に基づいて、前記複数の導光手段のうち、前記光源からの光を与える導光手段を決定する決定工程と、
前記本スキャン手段が、前記複数の導光手段のうち前記スイッチ手段により前記光源からの光を与える導光手段を前記決定手段により決定された導光手段のみに順次切り替えて前記光プローブの周方向に沿った領域の一部の領域のみの断層画像を取得すると共に、断層画像を取得する領域を前記光プローブの長手軸方向に移動させて3次元ボリュームデータを取得する本スキャン工程と、
を備えたことを特徴とする光断層画像化装置の作動方法。
Longitudinal shape comprising a plurality of light guide means and a polyhedral mirror having a plurality of light deflecting surfaces for deflecting each light emitted from the plurality of light guide means in different directions in a region along the circumferential direction An optical probe; a switch unit that switches a light guide unit that gives light emitted from a light source among the plurality of light guide units to any one; a prescan unit; a determination unit; and a main scan unit. by rotating the pre-Symbol polyhedral mirror together given a light emitted from the light source to the light guiding means of the optical probe, the polarization direction of light of each emitted from the plurality of light guide means, said circumferential An operation method of an optical tomographic imaging apparatus for obtaining a tomographic image by changing in a range that is within each of a plurality of regions that divide all regions of a region along a direction,
The pre-scanning means sequentially switches light guiding means for providing light from the light source by the switch means among the plurality of light guiding means, and obtains tomographic images over the entire region along the circumferential direction of the optical probe. A pre-scanning process,
The determining unit determines a light guiding unit that gives light from the light source among the plurality of light guiding units based on the tomographic image acquired by the pre-scanning unit ;
The main scanning means sequentially switches the light guiding means for applying light from the light source by the switch means to the light guiding means determined by the determining means among the plurality of light guiding means, and the circumferential direction of the optical probe. A main scan step of acquiring a tomographic image of only a part of the region along the line and moving the region for acquiring the tomographic image in the longitudinal axis direction of the optical probe to acquire three-dimensional volume data;
A method for operating an optical tomographic imaging apparatus comprising:
前記決定工程は、前記プレスキャン手段により取得した断層画像の各位置における画素値が所定の閾値以上か否かを判断し、所定の閾値よりも大きい領域の断層画像の取得に関係する導光手段を前記光源からの光を与える導光手段として決定することを特徴とする請求項5の光断層画像化装置の作動方法。 The determination step includes guiding means for a pixel value at each position of the tomographic image acquired by the pre-scanning means determines whether more than a predetermined threshold value, related to the acquisition of the tomographic image of the region larger than a predetermined threshold value 6. The method of operating an optical tomographic imaging apparatus according to claim 5, wherein: is determined as light guiding means for providing light from the light source. 前記決定工程は、前記プレスキャン手段により取得した断層画像を画像表示手段に表示し、該表示された断層画像に基づいて本スキャンする領域が入力手段により指定されると、該指定された領域に基づいて前記光源からの光を与える導光手段を決定することを特徴とする請求項6の光断層画像化装置の作動方法。 Said determining step, a tomographic image acquired by the pre-scanning means is displayed on the image display means, when the displayed area of the scanning based on the tomographic image which is designated by the input means, to the designated area 7. The method of operating an optical tomographic imaging apparatus according to claim 6, wherein light guiding means for providing light from the light source is determined based on the light guiding means.
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