JP2007268131A - 画像診断装置およびその処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 画像診断装置において、プローブのラジアル走査における回転を高速化した場合であっても、カテーテルの破損を回避できるようにすることを目的とする。
【解決手段】 カテーテルが接続される画像診断装置における情報処理方法であって、カテーテル内のプローブの軸方向移動走査における動作方向を検出する検出工程（ステップＳ７０１、７０２）と、体腔内の末梢方向に動作したことが検出された場合に、前記プローブの回転速度を変更するか否かを判断する判断工程（ステップＳ７０３）と、前記プローブのラジアル走査における回転速度を制御する制御工程と、を備え、前記制御工程は、前記判断工程において変更すると判断された場合に（ステップＳ７０４においてＹｅｓの場合に）、前記プローブの回転速度を減速させる（ステップＳ７０４）ことを特徴とする。
【選択図】 図７

Description

本発明は、画像診断装置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、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画像診断装置が広く使用されている。
画像診断装置の一例として、血管内超音波診断装置（ＩＶＵＳ：Ｉｎｔｒａ Ｖａｓｃｕｌａｒ Ｕｌｔｒａ Ｓｏｕｎｄ）が挙げられる。一般に血管内超音波診断装置は、血管内において超音波振動子をラジアル走査させ、体腔内の生体組織で反射された反射波（超音波エコー）を同じ超音波振動子で受信した後、増幅、検波等の処理を施し、生成された超音波エコーの強度に基づいて、血管の断面画像を描出するよう構成されている（例えば、特許文献１参照）。
また、血管内超音波診断装置の他、近年では、画像診断装置として光干渉断層診断装置（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）も利用されるようになってきている。光干渉断層診断装置は、先端に光学レンズ及び光学ミラーを取り付けた光ファイバーを内蔵したカテーテルを血管内に挿入し、光ファイバーの先端側に配置した光学ミラーをラジアル走査させながら、血管内に光を出射し、組織からの反射光をもとに血管の断面画像を描出するものである（例えば、特許文献２参照）。
更に、最近では、光干渉断層診断装置の改良型として、波長掃引利用の光干渉断層診断装置も利用されるようになってきている。
このように、画像診断装置には検出原理の異なる複数種類の装置があり、いずれもプローブをラジアル走査することで断面画像を抽出することを特徴としている。このため、いずれの装置においても、ラジアル走査を高速化し軸方向の走査速度を上げることにより、画像診断装置における診断時間を短くすることができるというメリットがある。
特開平６−３４３６３７号公報 特開２００１−７９００７号公報
しかしながら、プローブを高速で回転させた場合、例えば、図９（ａ）のように、カテーテルの先端部が屈曲していた状態において、プローブを体腔内の末梢方向に動作させた場合に、図９（ｂ）に示すように、プローブがカテーテルを突き破り、カテーテルを破損させたり、血管等への障害を与えたりすることがありえる。
一般に、診断時はプローブを手前側（体腔内の末梢方向と反対方向）に動作させながら診断を行うため、このような問題は発生しないが、断面画像をリアルタイムで確認しながら、測定開始位置を微調整するために、自動もしくは手動で末梢方向にプローブを動作させる場合がある。また、測定が完了した後に、再度測定を行うために、プローブを回転させたまま末梢方向最先端まで動作させることもある。プローブの回転を高速化した場合、体腔内の末梢方向に動作させた際にこのような問題が生じる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、画像診断装置において、プローブのラジアル走査における回転を高速化した場合であっても、カテーテルの破損を回避できるように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、
信号の送受信を繰り返すプローブを接続し、該プローブを体腔内において回転走査及び軸方向移動走査させることで、該プローブより体腔内での反射信号を取得し、該取得した反射信号に基づいて該体腔内の断面画像を形成・出力する画像診断装置であって、
前記プローブの軸方向移動走査における動作方向を検出する検出手段と、
前記プローブの回転走査における回転速度を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記検出手段において、体腔内の末梢方向に動作したことが検出された場合に、前記プローブの回転速度を変更するか否かを判断する判断手段を更に備え、該判断手段において変更すると判断された場合に、前記プローブの回転速度を変更することを特徴とする。
本発明によれば、画像診断装置において、プローブのラジアル走査における回転を高速化した場合であっても、カテーテルの破損を回避できるようになる。
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．血管内超音波診断装置の外観構成
図１は本発明の第１の実施形態にかかる血管内超音波診断装置（１００）の外観構成を示す図である。
図１に示すように、血管内超音波診断装置（１００）は、カテーテル部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。
カテーテル部１０１は、直接血管内に挿入され、超音波振動子（不図示）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、カテーテル部１０１内の超音波振動子のラジアル動作を規定する。
操作制御装置１０３は、血管内超音波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．血管内超音波診断装置の機能構成
図２は、図１に示した血管内超音波診断装置１００の機能構成を示す図である。
同図に示すように、血管内超音波診断装置１００は、カテーテル部１０１と、スキャナ／プルバック部１０２と、操作制御装置１０３とを備える。
カテーテル部１０１は、先端内部に超音波振動子ユニット２０１を備えており、超音波振動子ユニット２０１は、カテーテル部１０１の先端が血管内に挿入された状態で、超音波信号送受信器２２１より送信されたパルス波に基づいて、超音波を血管の断面方向に送信するとともに、その反射信号（エコー）を受信し、コネクタ部２０２及びロータリジョイント２１１を介して超音波エコー信号として超音波信号送受信器２２１に送信する。
スキャナ／プルバック部１０２は、ロータリジョイント２１１、回転駆動装置２１２、直線駆動装置２１５を備える。カテーテル部１０１内の超音波振動子ユニット２０１は、非回転部と回転部との間を結合するロータリジョイント２１１により回動自在に取り付けられており、ラジアル走査モータ２１３により回転駆動される。超音波振動子ユニット２０１が血管内を円周方向に回動することで、血管内の所定の位置における断面画像の生成に必要な超音波エコー信号を検出することができる。
なお、ラジアル走査モータ２１３の動作は信号処理部２２５からモータ制御回路２２６を介して送信された制御信号に基づいて制御される。また、ラジアル走査モータの回転角度は、エンコーダ部２１４により検出される。エンコーダ部２１４において出力される出力パルスは、信号処理部２２５に入力され、表示用の信号の読み出しのタイミングに利用される。
スキャナ／プルバック部１０２は、更に、直線駆動装置２１５を備え、信号処理部２２５からの指示に基づいて、カテーテル部１０１の挿入方向（体腔内の末梢方向およびその反対方向）の動作（軸方向移動）を規定している。軸方向移動は、信号処理部２２５からの制御信号に基づいて、直線駆動モータ２１６が動作することにより実現される。また、軸方向移動の動作方向（体腔内の末梢方向またはその反対方向（手元方向））は、移動方向検出器２１７により検出され、検出結果は信号処理部２２５に入力される。
なお、ラジアル走査モータ２１３と直線駆動モータ２１６とは着脱可能に接続されていても、一体的に構成されていてもよい。また、直線駆動モータ２１６による軸方向移動は、ボールネジ等により実現することができる。また、移動方向検出器２１７は、例えば直線駆動モータ２１６にエンコーダを取り付けることにより実現できる。すなわち、直線駆動モータ２１６の回転方向を検出することにより軸方向移動の動作方向を検出することができる。
超音波信号送受信器２２１は、送信回路と受信回路とを備える（不図示）。送信回路は、信号処理部２２５から送信された制御信号に基づいて、カテーテル部１０１内の超音波振動子ユニット２０１に対してパルス波を送信する。
また、受信回路は、カテーテル部１０１内の超音波振動子ユニット２０１より超音波信号を受信する。受信された超音波信号はアンプ２２２により増幅される。
更に、Ａ／Ｄ変換器２２４では、アンプ２２２より出力された超音波信号をサンプリングして、１ラインのデジタルデータ（超音波エコーデータ）を生成する。
Ａ／Ｄ変換部２２４にて生成されたライン単位の超音波エコーデータは信号処理部２２５に入力される。信号処理部２２５では、超音波エコーデータを検波して、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２２７に出力する。
３．操作パネル１１２の構成
図８は、操作パネル１１２の構成の一例を示す図である。８０１はＬＣＤモニタ操作部であり、ＬＣＤモニタ２２７上に表示される各種画面を操作するために用いる。８０４はトラックボールであり、ＬＣＤモニタ２２７上に表示されたポインタを操作する際に用いる。８０２、８０３はそれぞれ左右クリックボタンである。診断時の各種設定（回転速度）は、ＬＣＤモニタ操作部８０１を介して行われる。
８１１から８１５は、信号処理回路２２５において超音波エコーデータを処理する際の補正値を設定するための設定器である。８１１は、画像回転設定器であり、入力された超音波エコーデータに基づいて生成される断面画像を回転させる場合の回転量を設定する。８１２はガンマ補正設定器であり、ガンマ値を調整し色合わせを行う際に用いられる。８１３は濃度設定器であり、表示される断面画像の濃度を調整する。８１４はゲイン設定器であり、入力される超音波エコーデータのゲインを調整する。８１５はコントラスト設定器であり、表示される断面画像のコントラストを調整する。
８２１から８２４は、カテーテル部１０１の超音波振動子ユニット２０１を軸方向移動走査させる際に用いられるボタンである。８２１は前進ボタンであり、当該前進ボタン８２１を押圧している間、直線駆動モータ２１６が動作し、これによりカテーテル部１０１の超音波振動子ユニット２０１が体腔内の末梢方向に移動する（押圧が解除されると、動作を停止する）。８２２は後退ボタンであり、当該後退ボタン８２２を押圧している間、直線駆動モータ２１６が動作し、これによりカテーテル部１０１の超音波振動子ユニット２０１が体腔内の末梢方向と反対方向（手元方向）に移動する（押圧が解除されると、動作を停止する）。
８２３はスキャン開始ボタンであり、当該スキャン開始ボタン８２３を押圧すると、カテーテル部１０１の超音波振動子ユニット２０１が所定の回転速度で回転する。８２４はスキャン停止ボタンであり、当該スキャン停止ボタン８２４を押圧することにより、回転中の超音波振動子ユニット２０１が停止する。
８３１から８３６は、格納された断面画像をＬＣＤモニタ２２７に表示する際に用いられるボタンである。８３３はＰＬＡＹボタンであり、格納された断面画像を所定のフレームレートでＬＣＤモニタ２２７上に表示する際に用いる。８３１はＳＴＯＰボタンであり、断面画像の表示を停止する際に用いる。８３２はＰＡＵＳＥボタンであり、所定のフレームレートで表示中の断面画像を一時停止する際に用いる。
８３４は表示中の断面画像を所定の位置（現在表示中の位置よりも前の位置）にスキップする際に用いられる。８３５は表示中の断面画像を所定の位置（現在表示中の位置よりも後ろの位置）にスキップする際に用いられる。
８３６は早送り／巻き戻しボタンであり、右回りにまわすことで、所定のフレームレートで表示中の断面画像を早送り表示する。また、左回りにまわすことで、所定のフレームレートで表示中の断面画像を巻き戻し表示する。
なお、上記操作パネル１１２では、超音波振動子ユニット２０１のラジアル走査を、軸方向移動と回転動作をそれぞれ実行させるための別個の操作ボタンを操作することにより実現することとしたが、本発明は特にこれに限られない。例えば、ラジアル走査を直接実現するための単独の操作ボタンが設けられていてもよい。また、軸方向移動は、操作ボタンを押下することにより実現してもよいし、スキャナ／プルバック部１０２を、手で直接前後に動かすようにしてもよい。なお、この場合でも、移動方向検出器２１７による軸方向移動の動作方向は検出されるものとする。
４．カテーテル部の構成
４．１ カテーテル部の全体構成
次にカテーテル部１０１の全体構成について図３を用いて説明する。
図３に示すように、カテーテル部１０１は、血管内に挿入される長尺のカテーテルシース３０１と、ユーザが操作するために血管内に挿入されずユーザの手元側に配置されるコネクタ３０２により構成される。シースの先端には、ガイドワイヤルーメン３０３が形成されており、カテーテルシース３０１は、ガイドワイヤルーメン３０３との接続部からコネクタ３０２との接続部にかけて連続する管腔として形成されている。
コネクタ３０２は、カテーテルシース３０１の基端に一体化して構成されたシースコネクタ３０２ａと駆動シャフトの基端に設けられ、駆動シャフトを回転可能に保持するよう構成された駆動シャフトコネクタ３０２ｂとからなる。
シースコネクタ３０２ａとカテーテルシース３０１の境界部には、耐キンクプロテクタ３１１が設けられている。これにより所定の剛性が保たれ、急激な変化による折れ曲がり（キンク）を防止することができる。また、駆動シャフトコネクタ３０２ｂには、カテーテルシース３０１の管腔内全体を超音波伝達液で満たすため、シリンジ（不図示）等の取り付けが可能な注入ポート３１２が備えられている。駆動シャフトコネクタ３０２ｂの基端は、スキャナ／プルバック部１０２と接続可能に構成されている。
４．２ カテーテル部の先端部の構成
次にカテーテル部１０１の先端部の構成について図４を用いて説明する。
図４において、カテーテルシース３０１の管腔内部には、超音波を送受信する超音波振動子ユニット４０１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４０２とを備えるイメージングコア４０３がカテーテルシース３０１のほぼ全長にわたって挿通されている。超音波振動子ユニット４０１は、超音波振動子４０１ｂとそれを保持するハウジング４０１ａからなり、当該超音波振動子４０１ｂより体腔内組織に向けて超音波が送信されるとともに、当該超音波振動子４０１ｂにて体腔内組織からの反射波が受信される。
駆動シャフト４０２はコイル状に形成され、その内部には信号線が配され、超音波振動子４０１ｂからコネクタ３０２まで伸びている。
超音波振動子４０１ｂは矩形状あるいは円形状をしており、ＰＺＴ等からなる圧電材の両面に、電極を蒸着することにより形成されている。超音波振動子４０１ｂは、駆動シャフト４０２が回転ムラを引き起こさないように、回転軸方向の中心付近に位置するよう設置されている。
ハウジング４０１ａは、短い円筒状のパイプの一部に切り欠き部を有した形状をしており、素材としては、金属または硬質の樹脂が好適に用いられる。成形方法としては、パイプ状のものに切削加工、レーザ加工、プレス加工などの加工を施し、切り欠き部を形成する方法や、射出成形やＭＩＭ（金属粉末射出成形）などにより直接所望の形状を得る方法がある。ハウジング４０１ａは、内部に超音波振動子４０１ｂを有し、基端側は駆動シャフト４０２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４０４が設けられている。
弾性部材４０４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４０４が先端側に配されることで、イメージングコア４０３の回転時の安定性が向上する。また、弾性部材４０４またはハウジング４０１の表面には金メッキが施されている。一般に、金は高いＸ線不透過性を有する金属であるため、当該金メッキにより、弾性部材４０４はカテーテルシース３０１が体腔内へ挿入された場合でも、Ｘ線撮像装置の映像下で造影される。これにより、ユーザは超音波振動子４０１ｂの位置を容易に知ることができる。
カテーテルシース３０１の先端部とガイドワイヤルーメン３０３との境界部には、プライミング作業で注入された超音波伝達液を外部に排出するための排出口４０５が設けられている。
４０６は補強コイルであり、カテーテルシース３０１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３０３は、ガイドワイヤが挿入可能な孔を有する。ガイドワイヤルーメン３０３は、予め体腔内に挿入され、カテーテルシース３０１を患部まで導くために使用される。
駆動シャフト４０２は、カテーテルシース３０１に対して回転及びスライド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。
駆動シャフト４０２の回転により管腔内は、３６０度観察可能となるが、更に広範囲を観察するには、駆動シャフト４０２を軸方向にスライドさせればよい。
図５は、駆動シャフト４０２をカテーテルシース３０１に対して相対的にスライドさせた様子を示す図である。同図に示すように、シースコネクタ３０２ａは固定した状態で、駆動シャフトコネクタ３０２ｂを基端側に（矢印５０１方向に）スライドさせれば、内部の駆動シャフト４０２やその先端に固定された超音波振動子ユニット４０１が軸方向にスライドすることとなる。この軸方向のスライドは、ユーザが手動で行ってもよいし、電動で行っても良い。なお、駆動シャフトコネクタ３０２ｂの先端側には、高速回転する駆動シャフト４０２が露出しないように、保護内管５０２が設けられている。
５．血管内超音波診断時のカテーテル部１０１の動作
図６は血管内超音波診断時のカテーテル部１０１の動作を説明するための模式図である。図６（ａ）、（ｂ）はそれぞれカテーテル部１０１が挿入された状態の血管の断面図および斜視図である。
図６（ａ）において、６０１はカテーテル部１０１が挿入された血管断面を示している。上述のように、カテーテル部１０１はその先端内部に超音波振動子４０１ｂが取り付けられており、ラジアル走査モータ２１３により矢印６０２方向に回転する。
超音波振動子４０１ｂからは、各回転角度にて超音波の送信／受信が行われる。ライン１、２、・・・１０２４は各回転角度における超音波の送信方向を示している。本実施形態では、超音波振動子４０１ｂが所定の血管断面（６０１）にて３６０度回動する間に、１０２４回の超音波の送信／受信が断続的に行われる。なお、３６０度回動する間における超音波の送信／受信回数は特にこれに限られず、任意に設定可能であるものとする。このように、超音波振動子（信号の送受信部）を回転させながら信号の送信／受信を繰り返すスキャン（走査）を、一般に「ラジアルスキャン（ラジアル走査、回転走査）」という。
このような超音波の送信／受信は、血管内を矢印６０３方向（図６（ｂ））に進みながら行われる。
６．信号処理部２２５における処理
超音波振動子ユニット２０１が所定の回転速度で回転を開始すると、図７に示すフローチャートが開始する。
図７は、超音波振動子ユニット２０１が回転開始した場合の、信号処理部２２５における処理の流れを示すフローチャートである。
スキャン開始ボタン８２３の押圧信号を受けて処理が開始されると、ステップＳ７０１では、移動方向検出器２１７の出力信号に基づいて、超音波振動子ユニット２０１の軸方向移動があったか否かを判定する。軸方向移動がないと判定された場合には、軸方向移動が検知されるまで待機する。
ステップＳ７０１において、軸方向移動があったと判定された場合には、ステップＳ７０２に進む。ステップＳ７０２では、当該軸方向移動が、体腔内の末梢方向への動作であるか否かを判定する。体腔内の末梢方向への動作ではない（つまり、末梢方向と反対方向の動作である）と判定された場合には、ステップＳ７０１に戻る。
一方、当該軸方向移動が、体腔内の末梢方向への動作であると判定された場合には、ステップＳ７０３に進む。ステップＳ７０３では、超音波振動子ユニット２０１の回転速度が規定値以上であるか否かを判定する。超音波振動子ユニット２０１の回転速度は、スキャン開始ボタン８２３押圧前に操作パネル１１２を介して設定された設定値を参照することにより判定される（あるいは、エンコーダ部２１４の出力より回転速度の実測値を算出し、該実測値に基づいて判定してもよい）。なお、規定値としては、例えば１８００ｒｐｍが設定されているものとする。
ステップＳ７０３において、超音波振動子ユニット２０１の回転速度が規定値を超えていないと判定された場合には、ステップＳ７０５に進む。一方、回転速度が規定値以上であると判定された場合、すなわち、回転速度の設定値が高速（例えば、３６００ｒｐｍ）に設定されていた場合には、ステップＳ７０４に進み、規定値以下になるよう減速指示をモータ制御回路２２６を介して回転駆動装置２１２に送信する。回転駆動装置２１２では、当該減速指示を受けて、超音波振動子ユニット２０１の回転速度が規定値以下になるように制御する。
ステップＳ７０５では、操作パネル１１２上の他の操作ボタンが押下されたか否かを判定する。ステップＳ７０５において他の操作ボタンが押下されていないと判定された場合には、押下されるまで待機する。一方、他の操作ボタンが押下されたと判定された場合には、図７に示す処理を終了する。
ステップＳ７０５において、例えば、前進ボタン８２１が押下された場合には、再度末梢方向への動作を行う。また、後退ボタン８２２が押下された場合には、末梢方向と反対方向への動作を行う。更に、スキャン開始ボタン８２３が押下された場合には、予め設定された回転速度（規定値以上の回転速度）に戻る。また、スキャン停止ボタン８２４が押下されると、規定値以下の回転速度で回転中の超音波振動子ユニット２０１の回転が停止する。
なお、上記説明において、ステップＳ７０４では、信号処理部２２５は回転速度を規定値以下にするための減速指示を回転駆動装置２１２に送信することとしたが、本発明は特にこれに限られず、回転を停止するための停止指示を送信するようにしてもよい。
以上の説明から明らかなように、本実施形態にかかる血管内超音波診断装置によれば、プローブのラジアル走査における回転速度を高速化した場合であっても、カテーテル破損の恐れのある末梢方向への動作が行われた際には、回転速度をカテーテル破損の恐れのない速度まで減速（または停止）することとしたため、カテーテル破損を回避させることが可能となる。
［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、血管内超音波診断装置において、超音波振動子のラジアル走査を高速化した場合の、信号処理部の処理について説明した。しかしながら、本発明は特に血管内超音波診断装置に限定されるものではなく、他の画像診断装置においても適用可能である。そこで、本実施形態では、光干渉断層診断装置に適用した場合について説明する。
１．光干渉断層診断装置の測定原理
はじめに光干渉断層診断装置の測定原理について簡単に説明する。一般に光は電磁波であるため、重畳させた場合に干渉するという性質を有する。干渉しやすいか干渉しにくいかの干渉性能はコヒーレンスとも呼ばれ、一般的な光干渉断層診断装置では、干渉性の低い低コヒーレンス光（低干渉性光）が利用される。
低コヒーレンス光は、横軸に時間、縦軸に電場をとった場合、図１０（ａ）の１００１、１００２に示すように、ランダムな信号となる。同図における各々の山は波連と呼ばれ、波連は一つ一つが相互に独立な位相と振幅を持っている。このため、図１０（ａ）のように同じ波連同士が重なった場合は（１００１と１００２）干渉して強めあう一方（１００３参照）、わずかな時間遅れがあった場合には（図１０（ｂ）の１００４と１００５）、打ち消しあって、干渉が観測されなくなる（図１０（ｂ）の１００６参照）。
光干渉断層診断装置は、かかる性質を利用したものであり、図１１に装置の基本原理を示す。同図に示すように、低干渉性光源１１０１から出た光をビームスプリッタ１１０４で分割し、それぞれを参照ミラー１１０２と測定対象１１０３に向かわせる。このとき、測定対象側から戻ってくる反射光には、物体表面で反射した光や、物体内部の浅い位置で反射した光、物体内部の深部で反射した光など様々な位置からの反射光が含まれる。
しかし、入射光が低干渉性光であるため、干渉が観測される反射光は、ビームスプリッタ１１０４から参照ミラー１１０２までの距離をＬ、コヒーレンス長をΔＬとすると、ビームスプリッタ１１０４からの距離がＬ＋ΔＬ／２の位置に存在する反射面からの反射光のみとなる。
したがって、ビームスプリッタ１１０４から参照ミラー１１０２までの距離を変えれば、検出器１１０５ではその距離に対応した物体内反射面からの反射光のみを選択的に検出することができる。そして、各距離に応じた反射光の強度に基づいて、物体内部の構造情報を可視化することで断面画像を形成することができる。
２．光干渉断層診断装置の外観構成
光干渉断層診断装置の外観構成は、上記第１の実施形態において説明した血管内超音波診断装置（図１参照）と同様であるため、説明は省略する。
３．光干渉断層診断装置の機能構成
本実施形態にかかる光干渉断層診断装置（１２００）の機能構成について図１２を用いて説明する。
１２０９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１２０９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つに分岐した後、再び混合した場合には分岐した点から混合した点までの２つの光路長の差が１７μｍ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が検出されない。
低干渉性光源１２０９の光は、第１のシングルモードファイバ１２２８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１２２８は、途中の光カップラ部１２０８で第２のシングルモードファイバ１２２９と光学的に結合されている。従って、この光カップラ部１２０８で２つに分岐されて伝送される。
第１のシングルモードファイバ１２２８の光カップラ部１２０８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１２０３が設けられている。
更に、光ロータリジョイント１２０３内の第３のシングルモードファイバ１２３０の先端には、光プローブのコネクタ部１２０２が着脱自在に接続されている。これにより光プローブ１２０１内に挿通され回転駆動可能な第４のシングルモードファイバ１２３１に、低干渉性光源１２０９からの光が伝送される。
伝送された光は、光プローブ１２０１の先端側から体腔内の生体組織側にラジアル走査しながら照射される。そして、生体組織側の表面あるいは内部で散乱した反射光の一部は光プローブ１２０１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１２２８側に戻り、光カップラ部１２０８によりその一部が第２のシングルモードファイバ１２２９側に移り、第２のシングルモードファイバ１２２９の一端から光検出器（例えばフォトダイオード１２１０）に入射される。なお、光ロータリジョイント１２０３の回転部側は回転駆動装置１２０４のラジアル走査モータ１２０５により回転駆動される。また、ラジアル走査モータ１２０５の回転角度は、エンコーダ部１２０６により検出される。更に、光ロータリジョイント１２０３は、直線駆動装置１２０７を備え、信号処理部１２１４からの指示に基づいて、カテーテル部１０１の挿入方向（体腔内の末梢方向およびその反対方向）の動作（軸方向移動）を規定している。軸方向移動は、信号処理部１２１４からの制御信号に基づいて、直線駆動モータ１２１５が動作することにより実現される。また、軸方向移動の動作方向（体腔内の末梢方向またはその反対方向）は、移動方向検出器１２３０により検出され、検出結果は信号処理部１２１４に入力される。
なお、ラジアル走査モータ１２０５と直線駆動モータ１２１５とは着脱可能に接続されていても、一体的に構成されていてもよい。また、直線駆動モータ１２１５による軸方向移動は、ボールネジ等により実現することができる。また、移動方向検出器１２３０は、例えば直線駆動モータ１２１５にエンコーダを取り付けることにより実現できる。すなわち、直線駆動モータ１２１５の回転方向を検出することにより軸方向移動の動作方向を検出することができる。
また、第２のシングルモードファイバ１２２９の光カップラ部１２０８より先端側には、基準光の光路長を変える光路長の可変機構１２１６が設けてある。
この光路長の可変機構１２１６は生体組織の深さ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、光プローブを交換して使用した場合の個々の光プローブ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１２２９の先端に対向して、この先端とともに１軸ステージ１２２０上に取り付けられ、矢印１２２３に示す方向に移動自在のコリメートレンズ１２２１を介して、グレーティング１２１９が配置されている。また、このグレーティング１２１９（回折格子）と対応するレンズ１２１８を介して微小角度回動可能なガルバノメータ１２１７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ミラー１２１７はガルバノメータコントローラ１２２４により、矢印１２２２方向に高速に回転される。
ガルバノメータミラー１２１７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採りうけたミラーを高速に回転させるよう構成されている。
つまり、ガルバノメータコントローラ１２２４より、ガルバノメータに対して駆動信号が印加され、該駆動信号により矢印１２２２方向に高速に回転することで、基準光の光路長が、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１２２０は光プローブ１２０１を交換した場合に、光プローブ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の光路長変化手段を形成する。さらに、１軸ステージ１２２０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１２０１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１２２０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干渉する状態に設定することが可能となる。
光路長の可変機構１２１６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１２２９の途中に設けた光カップラ部１２０８で第１のシングルモードファイバ１５３８側から漏れた光と混合されて、フォトダイオード１２１０にて受光される。
フォトダイオード１２１０にて受光された光は光電変換され、アンプ１２１１により増幅された後、復調器１２１２に入力される。この復調器１２１２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１２１３に入力される。
Ａ／Ｄ変換器１２１３では、干渉光信号を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。サンプリング周波数は、光路長の１走査の時間を２００で除した値である。
Ａ／Ｄ変換器１２１３で生成されたライン単位の干渉光データは、信号処理部１２１４に入力される。この信号処理部１２１４では深度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１２２７に出力する。
なお、信号処理部１２１４は位置制御装置１２２６と接続されている。信号処理部１２１４は位置制御装置１２２６を介して１軸ステージ１２２０の位置の制御を行う。また、信号処理部１２１４はモータ制御回路１２２５と接続され、ラジアル走査モータ１２０５の回転駆動を制御する。
また、信号処理部１２１４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１２２４と接続され、ガルバノメータコントローラ１２２４は信号処理部１２１４へ駆動信号を出力し、モータ制御装置１２２５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１２２４と同期をとる。
４．カテーテル部の構成
カテーテル部１０１の全体構成は、上記第１の実施形態において説明した血管内超音波診断装置のカテーテル部の構成と同じであるため説明は省略し、カテーテル部１０１の先端部の構成の相違点について、図１３を用いて説明する。
図１３は、本実施形態にかかる光干渉断層診断装置１２００のカテーテル部１０１の先端部の構成を示す図である。
図１３において、カテーテルシース３０１の管腔内部には、低干渉性光を照射／受光する光プローブ１３０１が設けられている。光プローブ１３０１は、側方照射のためのプリズムまたはミラー１３０１ｂが設けられている。光プローブ１３０１は、プリズムまたはミラー１３０１ｂとそれを保持するハウジング１３０１ａからなり、プリズムまたはミラー１３０１ｂより体腔内組織にむけて低干渉性光が照射されるとともに、当該プリズムまたはミラー１３０１ｂにて体腔内からの反射光を受ける。
また、駆動シャフト４０２の内部には、光ファイバが配され、ハウジング１３０１ａからコネクタ部１２０２まで伸びている。なお、本実施形態における光干渉断層診断装置においては、事前の生理食塩水の注入（プライミング作業）は必ずしも必要でないため、カテーテルシース３０１の先端部とガイドワイヤルーメン３０３との境界部に形成されるプライミング用の排出口４０５はなくても良い。
５．信号処理部１２１４における処理
光プローブ１２０１が所定の回転速度で回転を開始すると、図１４に示すフローチャートが開始する。
図１４は、光プローブ１２０１が回転開始した場合の、信号処理部１２１４における処理の流れを示すフローチャートである。
スキャン開始ボタン８２３の押圧信号を受けて処理が開始されると、ステップＳ１４０１では、移動方向検出器１２３０の出力信号に基づいて光プローブ１２０１の軸方向移動があったか否かを判定する。軸方向移動がないと判定された場合には、軸方向移動が検知されるまで待機する。
ステップＳ１４０１において、軸方向移動があったと判定された場合には、ステップＳ１４０２に進む。ステップＳ１４０２では、当該軸方向移動が、体腔内の末梢方向への動作であるか否かを判定する。体腔内の末梢方向への動作ではない（つまり、末梢方向と反対方向の手元側への動作である）と判定された場合には、ステップＳ１４０１に戻る。
一方、当該軸方向移動が、体腔内の末梢方向への動作であると判定された場合には、ステップＳ１４０３に進む。ステップＳ１４０３では、光プローブ１２０１の回転速度が規定値以上であるか否かを判定する。光プローブ１２０１の回転速度は、スキャン開始ボタン８２３押圧前に操作パネル１１２を介して設定された設定値を参照することにより判定される（あるいは、エンコーダ部１２０６の出力より回転速度の実測値を算出し、該実測値に基づいて判定してもよい）。なお、規定値としては、例えば１８００ｒｐｍが設定されているものとする。
ステップＳ１４０３において、光プローブ１２０１の回転速度が規定値を超えていないと判定された場合には、ステップＳ１４０５へ進む。一方、回転速度が規定値以上であると判定された場合、すなわち、回転速度の設定値が高速（例えば、３６００ｒｐｍ）に設定されていた場合には、ステップＳ１４０４に進み、規定値以下になるよう減速指示をモータ制御回路１２２５を介して回転駆動装置１２０４に送信する。回転駆動装置１２０４では、当該減速指示を受けて、光プローブ１２０１の回転速度が規定値以下になるように制御する。
ステップＳ１４０５では、操作パネル１１２上の操作ボタンが押下されたか否かを判定する。ステップＳ１４０５において操作ボタンが押下されていないと判定された場合には、押下されるまで待機する。一方、操作ボタンが押下されたと判定された場合には、図１４に示す処理を終了する。
ステップＳ１４０５において、例えば、前進ボタン８２１が押下された場合には、再度末梢方向への動作を行う。また、後退ボタン８２２が押下された場合には、末梢方向と反対方向への動作を行う。更に、スキャン開始ボタン８２３が押下された場合には、予め設定された回転速度（規定値以上の回転速度）に戻る。また、スキャン停止ボタン８２４が押下されると、規定値以下の回転速度で回転中の光プローブ１２０１の回転が停止する。
なお、上記説明において、ステップＳ１４０４では、信号処理部１２１４は回転速度を規定値以下にするためのの減速指示を回転駆動装置１２０４に送信することとしたが、本発明は特にこれに限られず、回転を停止するための停止指示を送信するようにしてもよい。
以上の説明から明らかなように、本実施形態にかかる光干渉断層診断装置によれば、プローブのラジアル走査における回転速度を高速化した場合であっても、カテーテル破損の恐れのある末梢方向への動作が行われた際には、回転速度をカテーテル破損の恐れのない速度まで減速（または停止）することとしたため、カテーテル破損を回避させることが可能となる。
［第３の実施形態］
上記第２の実施形態では、光干渉断層診断装置に適用した場合について説明したが、本発明は、これに限られず波長掃引利用の光干渉断層診断装置に適用しても良い。以下、波長掃引利用の光干渉断層診断装置に適用した場合について説明する。
１．波長掃引利用の光干渉断層診断装置の測定原理
はじめに波長掃引利用の光干渉断層診断装置の測定原理について簡単に説明する。なお、波長掃引利用の光干渉断層診断装置は、上記第３の実施形態において説明した光干渉断層診断装置の測定原理（図１０、図１１）と光干渉を利用する点において基本的に同じである。そこで、ここでは光干渉断層診断装置との相違点を中心に説明する。
光干渉断層診断装置との測定原理上の相違点は光源にあり、第１にコヒーレント長が異なる。つまり、光干渉断層診断装置の光源は、コヒーレント長が１０μｍ〜２０μｍ程度の低干渉性光を用いるのに対して、波長掃引利用の光干渉断層診断装置の光源には、コヒーレント長が４〜１０ｍｍ程度のものが用いられる。
これは、光干渉断層診断装置の場合、生体組織の深さ方向の検査範囲は、参照ミラーの可動範囲に依存するのに対して、波長掃引利用の光干渉断層診断装置の場合、生体組織の深さ方向の検査範囲は、コヒーレント長に依存するからである。そして、血管等の生体組織の深さ方向の全範囲を網羅するために、波長掃引利用の光干渉断層診断装置では、コヒーレント長の比較的長い光源が用いられる。
光源の第２の相違点は、波長掃引利用の光干渉断層診断装置の場合、異なる波長を持つ光が連続的に照射される点にある。
上記第２の実施形態にかかる光干渉断層診断装置の場合、生体組織の深さ方向の各点からの反射光の抽出は、参照ミラーの移動により実現し、測定対象の深さ方向の分解能は、照射する光のコヒーレント長に依存していた。
これに対して、波長掃引利用の光干渉断層診断装置の場合、連続的に波長を変化させた光を照射し、生体組織の深さ方向の各点からの反射光の強度は、干渉光の周波数成分の違いに基づいて行うことを特徴としている。
一般的に、掃引する光の周波数（波長の逆数）を下式（式１）に示す時間関数として考えると、干渉光の強度は下式（式２）に示す時間関数として表現できる。このとき、Δｘは参照光と対象光の光路差を示し、Δｆは単位時間における周波数の変化率を示すものである。また、Ａ、Ｂ、Ｃは定数を示す。
（式１）ｆ（ｔ）＝ｆα＋Δｆｔ
（式２）Ｉ（ｔ）＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（ＣΔｘ（ｆα＋Δｆｔ））
式２からわかるように、干渉光強度Ｉ（ｔ）の時間変化の周波数成分は光路差Δｘと波長掃引の周波数変化Δｆで表される。したがって、干渉光の周波数成分がわかれば、光路差ごとの干渉光強度がわかることになる。
これにより、１ライン分の信号を取得するのに要する時間が短くなり、また、描出深度を深くすることができる。
図１５は、波長掃引利用の光干渉断層診断装置の基本原理を示す図である。同図において光源１５０１は、Ｓｗｅｐｔ Ｌａｓｅｒである。
光源１５０１より順次出力された異なる周波数を有する光は、ビームスプリッタ１５０４で分割され、それぞれを参照ミラー１５０２と測定対象１５０３に向かう。このとき測定対象１５０３側から戻ってくる反射光には、物体表面での反射光や、物体内部の浅い位置で反射した光、物体内部の深部で反射した光など様々な位置からの反射光が含まれる。
上述のように、検出器１５０５において、観測された干渉光を周波数分解することで、測定対象の深さ方向の特定の位置での構造情報を可視化することが可能となる。この結果、断面画像を形成することができる。
なお、光源１５０１より出力される光は、コヒーレント長が４〜１０ｍｍ程度あるため、測定対象の深さ方向の検査範囲が全て網羅できるため、参照ミラーを動作させる必要は無く、参照ミラー１５０２は一定の距離に固定して配されることとなる。
このように参照ミラーを機械的に動かす必要がないので、波長掃引利用の光干渉断層診断装置の場合、光干渉断層診断装置と比べて１ライン分の信号を取得するのに要する時間が短くなり、フレームレートを上げることができる。光干渉断層診断装置における最大フレームレートが１５ｆｒ／ｓであるのに対し、波長掃引利用の光干渉断層診断装置のフレームレートは３０〜２００ｆｒ／ｓ程度である。
もともと光干渉断層診断装置や波長掃引利用の光干渉断層診断装置の場合、血球成分への光の吸収を避け、良好な画像を取得するために、診断時には血液を排除しなければならない。このため、フレームレートが低いと血液を排除しておく時間を長くしなければならず、臨床上問題がある。これに対して、波長掃引利用の光干渉断層診断装置の場合、数秒間の血液排除で血管の軸方向に３０ｍｍ以上の画像を取得することができるため、臨床上の問題を低減させることができるというメリットがある。
２．波長掃引利用の光干渉断層診断装置の機能構成
図１６は、波長掃引利用の光干渉断層診断装置１６００の機能構成を示す図である。以下、上記第３の実施形態において図１２を用いて説明した光干渉断層診断装置との相違点を中心に説明する。
１６０８は光源であり、Ｓｗｅｐｔ Ｌａｓｅｒが用いられる。Ｓｗｅｐｔ Ｌａｓｅｒ１６０８は、ＳＯＡ１６１６（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｏｐｔｉｃａｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）とリング状に結合された光ファイバ２２１７とポリゴンスキャニングフィルタ（１６０８ｂ）よりなる、Ｅｘｔｅｎｄｅｄ−ｃａｖｉｔｙ Ｌａｓｅｒの一種である。
ＳＯＡ１６１６から出力された光が、光ファイバ１６１７を進み、ポリゴンスキャニングフィルタ１６０８ｂに入り、ここで波長選択された光が、ＳＯＡ１６１６で増幅され、最終的にｃｏｕｐｌｅｒ１６１４から出力される。
ポリゴンスキャニングフィルタ１６０８ｂは、光を分光する回折格子１６１２とポリゴンミラー１６０９との組み合わせで波長を選択する。回折格子１６１２により分光された光を２枚のレンズ（１６１０、１６１１）によりポリゴンミラー１６０９の表面に集光させる。これによりポリゴンミラー１６０９と直交する波長の光のみ同一の光路を戻り、ポリゴンスキャニングフィルタ１６０８ｂから出力されるため、ミラーを回転させることで、波長の時間掃引を行う。
ポリゴンミラー１６０９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１６０９と回折格子１６１２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。
Ｃｏｕｐｌｅｒ１６１４から出力されたＳｗｅｐｔ Ｌａｓｅｒ１６０８の光は、第１のシングルモードファイバ１６３０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１６３０は、途中の光カップラ部１６２６で第２のシングルモードファイバ１６３１と光学的に結合されている。従って、この光カップラ部１６２６で２つに分岐されて伝送される。
第１のシングルモードファイバ１６３０の光カップラ部１６２６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１６０３が設けられている。
更に、光ロータリジョイント１６０３内の第３のシングルモードファイバ１６３２の先端には、光プローブ１６０１のコネクタ部１６０２が着脱自在に接続されている。これにより光プローブ１６０１内に挿通され回転駆動可能な第４のシングルモードファイバ１６３３に、光源１６０８からの光が伝送される。
伝送された光は、光プローブ１６０１の先端側から体腔内の生体組織側にラジアル走査しながら照射される。そして、生体組織側の表面あるいは内部で散乱した反射光の一部に光プローブ１６０１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１６３０側に戻る。さらに、光カップラ部１６２６によりその一部が第２のシングルモードファイバ１６３１側に移り、第２のシングルモードファイバ１６３１の一端から光検出器（例えばフォトダイオード１６１９）に入射される。なお、光ロータリジョイント１６０３の回転部側は回転駆動装置１６０４のラジアル走査モータ１６０５により回転駆動される。また、ラジアル走査モータ１６０５の回転角度は、エンコーダ部１６０６により検出される。更に、光ロータリジョイント１６０３は、直線駆動装置１６０７を備え、信号処理部１６２３からの指示に基づいて、カテーテル部１０１の挿入方向（軸方向）の動作を規定している。軸方向移動は、信号処理部１６２３からの制御信号に基づいて、直線駆動モータ１６３４が動作することにより実現される。また、軸方向移動の動作方向（体腔内の末梢方向またはその反対方向）は、移動方向検出器１６３５により検出され、検出結果は信号処理部１６２３に入力される。
なお、ラジアル走査モータ１６０５と直線駆動モータ１６３４とは着脱可能に接続されていても、一体的に構成されていてもよい。また、直線駆動モータ１６３４による軸方向移動は、ボールネジ等により実現することができる。また、移動方向検出器１６３５は、例えば直線駆動モータ１６３４にエンコーダを取り付けることにより実現できる。すなわち、直線駆動モータ１６３４の回転方向を検出することにより軸方向移動の動作方向を検出することができる。
また、第２のシングルモードファイバ１６３１の光カップラ部１６２６より先端側には、基準光の光路長を微調整する光路長の可変機構１６２５が設けてある。
この光路長の可変機構１６２５は光プローブを交換して使用した場合の個々の光プローブ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光路長変化手段を備えている。
第２のシングルモードファイバ１６３１およびコリメートレンズ１６２６は、その光軸方向に矢印１６３３で示すように移動自在な１軸ステージ１６３２上に設けられ、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１６３２は光プローブ１６０１を交換した場合に、光プローブ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光路長変化手段を形成する。さらに、１軸ステージ１６３２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１６０１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干渉する状態に設定することが可能となる。
光路長の可変機構１６２５で光路長が微調整された光は第２のシングルモードファイバ１６３１の途中に設けた光カップラ部１６２６で第１のシングルモードファイバ１６２６側から漏れた光と混合されて、フォトダイオード１６１９にて受光される。
フォトダイオード１６１９にて受光された光は光電変換され、アンプ１６２０により増幅された後、復調器１６２１に入力される。この復調器１６２１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１６２２に入力される。
Ａ／Ｄ変換器１６２２では、干渉光信号を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１６２２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１６２３に入力される。この信号処理部１６２３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１６２７に出力する。
なお、信号処理部１６２３は位置制御装置１６３４と接続されている。信号処理部１６２３は位置制御装置１６３４を介して１軸ステージ１６３２の位置の制御を行う。また、信号処理部１６２３はモータ制御回路１６２４と接続され、断面画像を形成する際のビデオ同期信号に同期して内部のメモリに該断面画像を格納する。
また、このモータ制御回路１６２４のビデオ同期信号は、回転駆動装置１６０４にも送られ、回転駆動装置１６０４はビデオ同期信号に同期した駆動信号を出力する。
３．カテーテル部の構成
カテーテル部１０１の全体構成ならびに先端部の構成は、上記第２の実施形態において図１３を用いて説明した光干渉断層診断装置のカテーテル部と同様であるため、ここでは説明を省略する。
４．信号処理部１６２３における処理
光プローブ１６０１が所定の回転速度で回転を開始すると、図１７に示すフローチャートが開始する。
図１７は、光プローブ１６０１が回転開始した場合の、信号処理部１６２３における処理の流れを示すフローチャートである。
スキャン開始ボタン８２３の押圧信号を受けて処理が開始されると、ステップＳ１７０１では、移動方向検出器１６３５の出力信号に基づいて光プローブ１６０１の軸方向移動があったか否かを判定する。軸方向移動がないと判定された場合には、軸方向移動が検知されるまで待機する。
ステップＳ１７０１において、軸方向移動があったと判定された場合には、ステップＳ１７０２に進む。ステップＳ１７０２では、当該軸方向移動が、体腔内の末梢方向への動作であるか否かを判定する。体腔内の末梢方向への動作ではない（つまり、末梢方向と反対方向の手元側への動作である）と判定された場合には、ステップＳ１７０１に戻る。
一方、当該軸方向移動が、体腔内の末梢方向への動作であると判定された場合には、ステップＳ１７０３に進む。ステップＳ１７０３では、光プローブ１６０１の回転速度が規定値以上であるか否かを判定する。光プローブ１６０１の回転速度は、スキャン開始ボタン８２３押圧前に操作パネル１１２を介して設定された回転速度の設定値を参照することにより判定される（あるいは、エンコーダ部１６０６の出力より回転速度の実測値を算出し、該実測値に基づいて判定してもよい）。なお、規定値としては、例えば１８００ｒｐｍが設定されているものとする。
ステップＳ１７０３において、光プローブ１６０１の回転速度が規定値を超えていないと判定された場合には、ステップＳ１７０５に進む。一方、回転速度が規定値以上であると判定された場合、すなわち、回転速度の設定値が高速（例えば、３６００ｒｐｍ）に設定されていた場合には、ステップＳ１７０４に進み、規定値以下になるよう減速指示をモータ制御回路１６２４を介して回転駆動装置１６０４に送信する。回転駆動装置１６０４では、当該減速指示を受けて、光プローブ１６０１の回転速度が規定値以下になるように制御する。
ステップＳ１７０５では、操作パネル１１２上の操作ボタンが押下されたか否かを判定する。ステップＳ１７０５において操作ボタンが押下されていないと判定された場合には、押下されるまで待機する。一方、操作ボタンが押下されたと判定された場合には、図１７に示す処理を終了する。
ステップＳ１７０５において、例えば、前進ボタン８２１が押下された場合には、再度末梢方向への動作を行う。また、後退ボタン８２２が押下された場合には、末梢方向と反対方向への動作を行う。更に、スキャン開始ボタン８２３が押下された場合には、予め設定された回転速度（規定値以上の回転速度）に戻る。また、スキャン停止ボタン８２４が押下されると、規定値以下の回転速度で回転中の光プローブ１６０１の回転が停止する。
なお、上記説明において、ステップＳ１７０４では、信号処理部１６２３は回転速度を規定値以下にするための減速指示を回転駆動装置１６０４に送信することとしたが、本発明は特にこれに限られず、回転を停止するための停止指示を送信するようにしてもよい。
以上の説明から明らかなように、本実施形態にかかる波長掃引利用の光干渉断層診断装置によれば、プローブのラジアル走査における回転速度を高速化した場合であっても、カテーテル破損の恐れのある末梢方向への動作が行われた際には、回転速度をカテーテル破損の恐れのない速度まで減速（または停止）することとしたため、カテーテル破損を回避させることが可能となる。
血管内超音波診断装置の外観構成を示す図である。 血管内超音波診断装置の機能構成を示す図である。 血管内超音波診断装置のカテーテル部の全体構成を示す図である。 血管内超音波診断装置のカテーテル部の先端部の構成を示す図である。 カテーテル部において駆動シャフトをカテーテルシースに対して相対的にスライドさせた様子を示す図である。 血管内超音波診断時のカテーテル部の動作を説明するための模式図である。 超音波振動子が回転開始した場合の、信号処理部における処理の流れを示すフローチャートである。 操作パネルの構成を示す図である。 プローブを高速回転させた場合の問題点を表した図である。 光干渉断層診断装置の測定原理を説明するための図である。 光干渉断層診断装置の基本原理を説明するための図である。 光干渉断層診断装置の機能構成を示す図である。 光干渉断層診断装置のカテーテル部の先端部の構成を示す図である。 光プローブが回転開始した場合の、信号処理部における処理の流れを示すフローチャートである。 波長掃引利用の光干渉断層診断装置の基本原理を示す図である。 波長掃引利用の光干渉断層診断装置の機能構成を示す図である。 光プローブが回転開始した場合の、信号処理部における処理の流れを示すフローチャートである。

Claims (11)

  1. 信号の送受信を繰り返すプローブを接続し、該プローブを体腔内において回転走査及び軸方向移動走査させることで、該プローブより体腔内での反射信号を取得し、該取得した反射信号に基づいて該体腔内の断面画像を形成・出力する画像診断装置であって、
    前記プローブの軸方向移動走査における動作方向を検出する検出手段と、
    前記プローブの回転走査における回転速度を制御する制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、
    前記検出手段において、体腔内の末梢方向に動作したことが検出された場合に、前記プローブの回転速度を変更するか否かを判断する判断手段を更に備え、該判断手段において変更すると判断された場合に、前記プローブの回転速度を変更することを特徴とする画像診断装置。
  2. 前記制御手段は、前記判断手段において前記プローブの回転速度を変更すると判断された場合に、前記プローブの回転を減速させることを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
  3. 前記制御手段は、前記判断手段において前記プローブの回転速度を変更すると判断された場合に、前記プローブの回転を停止させることを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
  4. 前記判断手段は、前記検出手段において体腔内の末梢方向に動作したことが検出された場合であって、検出時の回転速度が規定値以上であった場合に、前記プローブの回転速度を変更すると判断することを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
  5. 前記制御手段は、前記プローブの回転速度を少なくとも前記規定値以下に減速させることを特徴とする請求項４に記載の画像診断装置。
  6. 前記制御手段は、前記プローブの回転を停止させることを特徴とする請求項４に記載の画像診断装置。
  7. 前記プローブは光を出力する光源に接続され、該光の送受信が可能であり、該プローブより取得された体腔内での反射光と、該光源より出力され光学ミラーにおいて反射された反射光との干渉光に基づいて前記体腔内の断面画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
  8. 前記プローブは超音波振動子を備え、超音波の送受信が可能であり、前記反射信号は超音波信号であることを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
  9. 信号の送受信を繰り返すプローブを接続し、該プローブを体腔内において回転走査及び軸方向移動走査させることで、該プローブより体腔内での反射信号を取得し、該取得した反射信号に基づいて該体腔内の断面画像を形成・出力する画像診断装置における情報処理方法であって、
    前記プローブの軸方向移動走査における動作方向を検出する検出工程と、
    前記検出工程において体腔内の末梢方向に動作したことが検出された場合に、前記プローブの回転速度を変更するか否かを判断する判断工程と、
    前記プローブのラジアル走査における回転速度を制御する制御工程と、を備え、
    前記制御工程は、
    前記判断工程において変更すると判断された場合に、前記プローブの回転速度を変更することを特徴とする情報処理方法。
  10. 請求項９に記載の情報処理方法をコンピュータによって実現させるための制御プログラムを格納した記憶媒体。
  11. 請求項９に記載の情報処理方法をコンピュータによって実現させるための制御プログラム。
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