JP2011206375A - 光画像診断装置及びその表示制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光画像診断装置において、描出された断面画像上で微小散乱体の有無を識別できるようにする。
【解決手段】 光画像診断装置であって、表示された前記断面画像の生成に用いられたラインデータに対して、前記送受信部周りの周方向における信号強度の変化及び前記体腔内の径方向における信号強度の変化をそれぞれ算出する算出手段（６０６）と、前記算出手段（６０６）における算出結果に基づいて、前記体腔内の血流領域において前記送受信部より送信された光を散乱させる散乱体が存在するか否かを判定し、散乱体が存在すると判定された場合に、当該散乱体の前記表示された断面画像上における位置を特定する特定手段（６０７）と、前記表示された断面画像上の前記特定された位置に、前記散乱体が存在することを示すマーカを表示する表示手段（６１１）とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図６

Description

本発明は、光画像診断装置及びその表示制御方法に関するものである。

従来より、動脈硬化の診断や、バルーンカテーテルまたはステント等の高機能カテーテルによる血管内治療時の術前診断、あるいは、術後の結果確認のために、光干渉断層画像診断装置（ＯＣＴ）や（例えば、特許文献１参照）、その改良型である、波長掃引を利用した光干渉断層画像診断装置（ＯＦＤＩ）が利用されている（以下、本明細書において、光干渉断層画像診断装置（ＯＣＴ）と、波長掃引を利用した光干渉断層画像診断装置（ＯＦＤＩ）とを総称して、「光画像診断装置」と呼ぶこととする）。

光画像診断装置では、光ファイバの先端に光学レンズおよび光学ミラー（送受信部）が取り付けられたイメージングコアが内挿された光プローブ部を、血管内に挿入し、イメージングコアを回転させながら先端の送受信部から血管内に測定光を出射するとともに、生体組織からの反射光を受光することで血管内におけるラジアル走査を行う。そして、当該受光した反射光と参照光とを干渉させることで干渉光を生成し、当該干渉光に基づいて、血管の断面画像を描出する。

特開２００１−７９００７号公報

一般に、このような光画像診断装置を用いて断面画像の描出を行うにあたっては、予めフラッシュやオクルージョン等を行い、測定光が出射される血管内の血液を取り除いておく必要がある。血球は強散乱体であるため、血管内に血球が存在していると、測定光が著しく減衰し、所望の断面画像を描出することができないからである。

なお、フラッシュとは、撮像対象となる部位において生理食塩水、乳酸リンゲル、造影剤などを放出し血管内の血液を予め除去することをいう。また、オクルージョンとは、バルーン等により血管を一時的に閉塞させることをいう。

一方で、フラッシュやオクルージョン等を行った場合であっても、血管内の血流領域における血液を完全に取り除くことができるとは限らない。このような場合でも、血管内に残った血液の量が所定量以上であれば、ユーザは、描出される断面画像により確認することができるが、血管内に残った血液の量が微小であった場合には、あるいは浮遊する血栓が残っていたような場合には、描出される断面画像において、当該微小血液や血栓の存在を確認することは困難である。

しかしながら、上述したように、血液は強散乱体であるため、微小血液や血栓が存在していた場合であっても、測定光が出射された方向の後方領域においては、測定光が減衰することとなる。このような現象は、血管表面に集積したマクロファージによる後方領域の測定光の減衰と類似しており、両者は診断時にユーザが区別することが困難な現象である。

このため、描出される断面画像上で存在を確認することが困難で、かつ血管内の血流領域において測定光の減衰の原因となる微小血液や血栓（以下、これらを微小散乱体と称す）については、その有無をユーザが断面画像上において識別できることが望ましい。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、光画像診断装置において、描出された断面画像上で微小散乱体の有無を識別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光画像診断装置は以下のような構成を備える。即ち、
光の送受信を連続的に行う送受信部を有するプローブを接続し、該送受信部を回転させながら体腔内を軸方向に移動させることで、該送受信部が受信した体腔内からの反射光を該送受信部より取得し、該取得した反射光と参照光との干渉により生成した干渉光についてのラインデータを用いて該体腔内の断面画像を軸方向において複数生成し、表示する光画像診断装置であって、
表示された前記断面画像の生成に用いられた複数のラインデータそれぞれに対して、前記送受信部周りの周方向における信号強度の変化及び前記体腔内の径方向における信号強度の変化をそれぞれ算出する算出手段と、
前記算出手段における算出結果に基づいて、前記体腔内の血流領域において前記送受信部より送信された光を散乱させる散乱体が存在するか否かを判定し、該散乱体が存在すると判定された場合に、当該散乱体の前記表示された断面画像上における位置を特定する特定手段と、
前記表示された断面画像上の前記特定された位置に、前記散乱体が存在することを示すマーカを表示する表示手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、光画像診断装置において、描出された断面画像上で微小散乱体の有無を識別できるようになる。

本発明の一実施形態にかかる光画像診断装置の外観構成を示す図である。 光干渉断層画像診断装置における機能構成を示す図である。 波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置における機能構成を示す図である。 光画像診断装置の光プローブ部に内挿されたイメージングコア先端の構成及び血管内に挿入された状態でのイメージングコアの動作を説明するための図である。 光画像診断装置における測定時のイメージングコアの動作及び血管断面画像の生成工程を説明するための図である。 光画像診断装置における信号処理部の機能構成を説明するための図である。 微小散乱体検出処理の流れを示すフローチャートである。 ラインデータ上における血流領域に一例を示す図である。 微小散乱体検出処理におけるユーザインタフェースの一例を示す図である。 光画像診断装置における信号処理部の機能構成を説明するための図である。 微小散乱体検出処理の流れを示すフローチャートである。 微小散乱体検出処理におけるユーザインタフェースの一例を示す図である。 断面画像補正処理の流れを示すフローチャートである。 断面画像補正処理の流れを示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の各実施形態の詳細について説明する。

［第１の実施形態］
１．画像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光画像診断装置（光干渉断層画像診断装置または波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置）１００の外観構成を示す図である。

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

光プローブ部１０１は、直接血管等の体腔内に挿入され、伝送された測定光を連続的に体腔内に送信するとともに、体腔内からの反射光を連続的に受信する送受信部を備えるイメージングコアを有しており、該イメージングコアを用いて体腔内部の状態を測定する。スキャナ／プルバック部１０２は、光プローブ部１０１と着脱可能に構成されており、内蔵されたモータが駆動することで光プローブ部１０１に内挿されたイメージングコアのラジアル動作を規定している。

操作制御装置１０３は、測定を行うにあたり、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、血管断面画像として表示するための機能を備える。

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

１１２は操作パネルであり、ユーザは該操作パネル１１２を介して、各種設定値及び指示の入力を行う。１１３は表示装置としてのＬＣＤモニタであり、本体制御部１１１における処理結果を表示する。

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

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

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

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

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

第１のシングルモードファイバ２２８の光カップラ部２０８より先端側には、スキャナ／プルバック部１０２が設けられている。スキャナ／プルバック部１０２の回転駆動装置２０４内には、非回転部（固定部）と回転部（回転駆動部）との間を結合し、光を伝送する光ロータリジョイント２０３が設けられている。

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

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

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

この際、光プローブ部１０１のカテーテルシースは血管内に固定されたままで、カテーテルシース内に内挿されているイメージングコア２０１のみが軸方向に移動するため、血管壁を傷つけることなく軸方向動作を行うことができる。

一方、第３のシングルモードファイバ２３２の光カップラ部２０８より先端側（参照光路）には、参照光の光路長を変える光路長の可変機構２１６が設けられている。

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

更に、可変機構２１６には、第３のシングルモードファイバ２３２の先端に対向して、この先端とともに１軸ステージ２２０上に取り付けられ、矢印２２３に示す方向に移動自在のコリメートレンズ２２１を介して、ミラー２１９が配置されている。また、このミラー２１９（回折格子）と対応するレンズ２１８を介して微小角度回動可能なガルバノメータ２１７が第１の光路長変化手段として取り付けられている。このガルバノメータ２１７はガルバノメータコントローラ２２４により、矢印２２２方向に高速に回転される。

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

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

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

光路長の可変機構２１６で光路長が変えられた光は第３のシングルモードファイバ２３２の途中に設けられた光カップラ部２０８で第１のシングルモードファイバ２２８側から得られた反射光と混合されて、干渉光としてフォトダイオード２１０にて受光される。

このようにしてフォトダイオード２１０にて受光された干渉光は光電変換され、アンプ２１１により増幅された後、復調器２１２に入力される。

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

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

Ａ／Ｄ変換器２１３で生成されたライン単位の干渉光データは、信号処理部２１４に入力される。信号処理部２１４では干渉光データに所定の処理を行うことにより生体組織の深さ方向の干渉光強度データであるラインデータを生成した後、当該ラインデータをビデオ信号に変換することにより、血管内の軸方向の各位置での断面画像を生成し、所定のフレームレートでユーザインタフェース装置２１５（図１のＬＣＤモニタ１１３及び操作パネル１１２に対応する）に出力する。

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

更に、信号処理部２１４は、参照ミラー（ガルバノメータミラー）の光路長の走査を制御するガルバノメータコントローラ２２４に接続されており、ガルバノメータコントローラ２２４は信号処理部２１４へ駆動信号を出力する。モータ制御回路２２５では、この駆動信号を用いることによりガルバノメータコントローラ２２４との同期をとっている。

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

図３は、波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置１００の機能構成を示す図である。

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

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

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

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

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

第１のシングルモードファイバ３３０の光カップラ部３３４より先端側には、非回転部（固定部）と回転部（回転駆動部）との間を結合し、光を伝送する光ロータリジョイント３０３が回転駆動装置３０４内に設けられている。

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

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

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

一方、第３のシングルモードファイバ３３１の光カップラ部３３４と反対側の先端には、参照光の光路長を微調整する光路長の可変機構３２５が設けられている。

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

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

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

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

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

Ａ／Ｄ変換器３２２では、干渉光信号を例えば１８０ＭＨｚで２０４８ポイント分サンプリングして、１ラインのデジタルデータ（干渉光データ）を生成する。なお、サンプリング周波数を１８０ＭＨｚとしたのは、波長掃引の繰り返し周波数を８０ｋＨｚにした場合に、波長掃引の周期（１２．５μｓｅｃ）の９０％程度を２０４８点のデジタルデータとして抽出することを前提としたものであり、特にこれに限定されるものではない。

Ａ／Ｄ変換器３２２にて生成されたライン単位の干渉光データは、信号処理部３２３に入力される。信号処理部３２３では干渉光データをＦＦＴ（高速フーリエ変換）により周波数分解して深さ方向の干渉光強度データであるラインデータを生成し、これを座標変換することにより、血管内の軸方向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ユーザインタフェース装置３１７（図１のＬＣＤモニタ１１３及び操作パネル１１２に対応する）に出力する。

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

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

４．光プローブ部に内挿されたイメージングコア先端の構成及びイメージングコアの動作
次に光プローブ部１０１に内挿されたイメージングコア２０１、３０１先端の構成及びイメージングコア２０１、３０１の動作について説明する。はじめに、図４を用いて、光プローブ部１０１に内挿されたイメージングコア２０１、３０１先端の構成について説明する。図４は、光プローブ部１０１が血管内に挿入された状態を示す図である。

図４に示すように、光プローブ部１０１には、送受信部と光ファイバ２３１、３３６とを備えるイメージングコア２０１、３０１が内挿されており、血管内に挿入された光プローブ部１０１内において、矢印４０１方向に回転しながら、矢印４０２方向に直線動作するよう構成されている（ラジアル動作するよう構成されている）。

送受信部は、光学ミラーと光学レンズとを備え、光ファイバ２３１、３３６を介して伝送された測定光を、軸方向と略直交する方向（血管の径方向）に出射する。また、出射された測定光に対する生体組織からの反射光を受光し、光ファイバ２３１、３３６を介して、操作制御装置１０３側に伝送する。光学ミラー及び光学レンズによるこのような光の送受信が、イメージングコア２０１、３０１のラジアル動作中に行われることで、血管内の断面画像を軸方向に複数生成するためのラインデータを生成することができる。

図５（Ａ）は、イメージングコア２０１、３０１をラジアル動作させながら、測定光を血管の径方向に出射する様子を示した図である。図５（Ａ）に示すように、イメージングコア２０１、３０１を矢印４０１方向に回転させながら、測定光を出射することで、送受信部周りの周方向の各位置における生体組織からの反射光を受光することができる（つまり、周方向の各位置におけるラインデータを生成することができる）。図５（Ａ）に示す、“ライン１”、“ライン２”・・・は、周方向の各位置において生体組織に対して出射された測定光の生体組織からの反射光に基づいて生成されたラインデータの分布を示している。このようにして、軸方向の各位置において、周方向に複数ラインのラインデータが生成されることにより、軸方向の各位置における血管断面画像を生成することができる。

図５（Ｂ）は、軸方向の所定の位置における、血管の径方向への測定光の出射回数の一例を示した図である。図５（Ｂ）の例では、イメージングコア２０１、３０１が周方向に１回転する間に５１２回の出射が行われ、５１２ライン分のラインデータが生成される。

５．信号処理部の機能構成
次に、光画像診断装置１００の信号処理部２１４、３２３において、血管断面画像を描出する描出処理及び血管断面画像において微小散乱体を明示する微小散乱体検出処理の機能構成について、図６を用いて説明する。なお、以下に説明する描出処理及び微小散乱体検出処理は、専用のハードウェアを用いて実現してもよいし、各部の機能をソフトウェアにより（コンピュータがプログラムを実行することにより）実現してもよい。

図６は、画像診断装置１００の信号処理部２１４、３２５における描出処理と微小散乱体検出処理の機能構成ならびに関連する機能ブロックを示した図である。なお、以下では、説明を簡略化するために、光干渉断層画像診断装置１００（図２）の信号処理部２１４について説明するものとする（波長掃引利用の光画像診断装置の場合も同様の機能ブロックとなるため、ここでは説明は省略する）。

Ａ／Ｄ変換器２１３で生成された干渉光データは、ラインメモリ部６０１において、モータ制御回路２２５から出力されるラジアル走査モータ２０５のエンコーダ部２０６の信号を用いてラジアル走査モータ１回転あたりのライン数が５１２本となるように処理された後、後段のラインデータ生成部６０２に出力される。

ラインデータ生成部６０２では、干渉光データに対してライン加算平均処理、フィルタ処理、対数変換処理等を施し、生体組織の深さ方向の干渉光強度データであるラインデータを生成した後、該生成したラインデータを後段の信号後処理部６０３に出力する。信号後処理部６０３では、ラインデータに対してコントラスト調整、輝度調整、ガンマ補正、フレーム相関、シャープネス処理等を行い、画像構築部（ＤＳＣ）６０４に出力する。

画像構築部６０４では、極座標のラインデータ列をＲθ変換することで血管断面画像を生成した後、ビデオ信号に変換し、該血管断面画像をユーザインタフェース装置２１５の断面画像データ表示部６１１に表示する。なお、本実施形態では一例として、５１２ラインから血管断面画像を生成することとしているが、このライン数に限定されるものではない。

また、上記説明では、信号後処理部６０３が、ラインデータ生成部６０２より出力されたラインデータを直接処理するものとして説明したが、本発明はこれに限定されず、ラインデータ生成部６０２より出力されるラインデータは、並行して不図示の格納手段に、所定の患者属性情報や測定条件情報と関連付けてファイル形式で格納されるように構成してもよい。この場合、信号後処理部６０３では、ユーザからの指示に基づいて、当該格納手段よりラインデータを読み出したうえで、上記処理を行うこととなる。なお、格納手段は、制御部６０５内に設けられていてもよいし、信号処理部２１４外に設けられていてもよい（例えば、ＤＶＤレコーダ１１１−１が格納手段として機能してもよい）。あるいは、ラインデータ生成部６０２自体が格納手段としての機能を有していてもよい。

一方、ユーザインタフェース装置２１５には、微小散乱体表示指示手段６１３が設けられており、これによりユーザは断面画像データ表示部６１１に表示された血管断面画像上において、微小散乱体の存在を明示するよう指示することができる。

微小散乱体表示指示手段６１３による指示が入力されると、当該指示は、制御部６０５を介して、微小散乱体検出部６０６に送信される。微小散乱体検出部６０６では、断面画像データ表示部６１１に表示された血管断面画像の生成に用いられた複数のラインデータを格納手段より読み出し、当該複数のラインデータに対して、ノイズ除去処理を行った後、径方向及び周方向において微分処理を行う（信号強度の変化を算出する）。これにより、例えば、２０μｍ以下の微小散乱体を検出することができる。

微小散乱体検出部６０６における検出結果は、微小散乱体判定部６０７に送信され、微小散乱体であるか否かが判定される。なお、微小散乱体判定部６０７では、径方向の微分処理による検出結果と、周方向の微分処理による検出結果との積集合を微小散乱体として判定する。ただし、径方向の微分処理による検出結果と、周方向の微分処理による検出結果との和集合を微小散乱体として判定するように構成してもよい。

微小散乱体判定部６０７では、更に、微小散乱体と判定されたラインデータ上の位置に基づいて、対応する断面画像上の位置を算出し、断面画像データ表示部６１１に出力する。そして、断面画像データ表示部６１１では、当該算出された断面画像上の位置に、所定のマーカを表示する。なお、微小散乱体表示指示手段６１３における指示入力から、微小散乱体の位置を血管断面画像上においてマーカを表示するまでの微小散乱体検出処理については、以下に詳説する。

６．微小散乱体検出処理の流れ
微小散乱体検出処理について図７Ａ、図７Ｂ及び図８を用いて説明する。図７Ａは、表示された血管断面画像において微小散乱体を検出し、マーカ表示する微小散乱体検出処理の流れを示すフローチャートである。また、図７Ｂはラインデータ上における血流領域の一例を示した図である。更に、図８は表示された血管断面画像について、微小散乱体検出処理を行うためのユーザインタフェースの一例を示す図である。

図８（Ａ）に示すように、微小散乱体検出処理を行うためのユーザインタフェースには、血管断面画像の生成に用いられる複数のラインデータが格納された複数のファイルの中から所望のファイルを指定するためのファイル指定ボタン８０１が設けられている。また、測定時にリアルタイムに血管断面画像を連続的に表示する（あるいは指定されたファイルに格納された複数のラインデータに基づいて血管断面画像を連続的に表示する）断面画像データ表示部６１１や、断面画像データ表示部６１１に表示された血管断面画像についての各種情報（患者名等の患者の属性を示す患者属性情報や、測定日時や測定時の設定等の測定条件情報）を表示する表示領域８０２が設けられている。

更に、断面画像データ表示部６１１において、複数の血管断面画像を連続的に表示させたり、連続的に表示されている血管断面画像を一時停止させたり、早送りまたは巻き戻ししたりするための操作スイッチ８０３が設けられている。

このような構成のもとで、ユーザは、例えば、ファイル指定ボタン８０１を操作して所望のファイルを読み出すとともに、操作スイッチ８０３を操作することで、軸方向における所望の位置における血管断面画像を断面画像データ表示部６１１に表示させる。ユーザによって、当該操作が完了すると、図７Ａに示す微小散乱体検出処理が開始される。

微小散乱体検出処理が開始されると、ステップＳ７０１では、微小散乱体検出部６０６が断面画像データ表示部６１１に表示されている血管断面画像の生成に用いられた複数のラインデータ（血管断面画像１枚分のラインデータ、例えば、５１２本分のラインデータ）を、不図示の格納手段より読み出す。

ステップＳ７０２では、ステップＳ７０１で読み出された複数のラインデータに対して、移動平均処理を行い（例えば、５点メディアンフィルタによるフィルタ処理を行い）、スペックルノイズの影響を除去する。

ステップＳ７０３では、スペックルノイズの影響が除去された複数のラインデータ全てに対して、それぞれ径方向に微分処理を行い、微小散乱体を検出する。具体的には、それぞれのラインデータに対して微分フィルタをかけていき、輝度値の変動を算出し、該算出結果が所定の閾値以上となる変動を検出する。これを複数のラインデータ全てに対して行う。これにより、例えば、２０μｍ以下の微小散乱体を各ラインデータより検出することができる。

同様に、ステップＳ７０４では、スペックルノイズが除去された複数のラインデータに対して、それぞれ周方向に微分処理を行い、微小散乱体を検出する（微分処理の詳細はステップＳ７０３と同様である）。

なお、ステップＳ７０３及びＳ７０４において微分フィルタをかける領域は、血管内の血流領域（光プローブ部１０１のカテーテルシース外表面の外側から、血管の内腔位置までの範囲。つまり、フラッシュにより血液が除去された場合における生理食塩水が流れる領域）が対象である（図７Ｂに示す血流領域の一例参照）。

ステップＳ７０５では、微小散乱体判定部６０７がステップＳ７０３とステップＳ７０４において検出された検出結果の積集合を微分散乱体と判定する。ただし、本発明はこれに限定されず、ステップＳ７０３とステップＳ７０４において検出された検出結果の和集合を微分散乱体と判定するようにしてもよい。

ステップＳ７０６では、ステップＳ７０５において微分散乱体と判定されたラインデータ上の位置に対応する、血管断面画像上の位置を算出する。更に、算出された血管断面画像上の位置を断面画像データ表示部６１１に出力し、断面画像データ表示部６１１では当該位置に所定のマーカを表示する。

図８（Ｂ）において、参照番号８１１、８１２は、血管断面画像上に表示されたマーカの一例を示している。なお、図８（Ｂ）の例では、微小散乱体の血管断面画像上の位置を中心とした円により、微小散乱体の位置を明示することとしていたが、マーカの種類はこれに限定されず、他のマーカ（矢印等）により、位置を明示するようにしてもよい。

このように、表示された血管断面画像上で存在を確認することが困難であって、測定光の減衰の原因となる微小散乱体を、血管断面画像上において明示させることで、ユーザは微小散乱体による測定光の減衰と微小散乱体以外の原因による測定光の減衰とを区別することが可能となる。

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光画像診断装置では、表示された血管断面画像上において微小散乱体の位置を明示するよう、ユーザが指示できる構成とした。

また、ユーザより指示があった場合に、当該血管断面画像の生成に用いられたラインデータを読み出し、径方向及び周方向に微分処理を施すことで、微小散乱体を検出する構成とした。更に、検出した微小散乱体の血管断面画像上での位置を算出し、当該位置にマーカを表示する構成とした。

これにより、ユーザは、血管断面画像上において、微小散乱体の有無を識別することが可能となった。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、微小散乱体を検出した場合に、当該微小散乱体の血管断面画像上での位置を算出し、当該位置にマーカを表示する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、当該位置の後方領域（つまり、微小散乱体により測定光が減衰した領域）を強調表示するよう、血管断面画像を補正する構成としてもよい。以下、本実施形態について、上記第１の実施形態との差異点を中心に以下に説明する。

１．信号処理部の機能構成
はじめに図９を用いて、本実施形態における信号処理部の機能構成について説明する。なお、図９において、図６と同一の機能ブロックについては同一の参照番号を付すこととして、説明は省略する。

図９において、微小散乱体判定部６０７では、微小散乱体と判定されたラインデータ上の位置に基づいて、血管断面画像上の位置を算出するとともに、当該位置の径方向の後方領域にあたる断面画像上の領域を算出する。更に算出した断面画像上の後方領域について、画像補正部９０８に送信する。

画像補正部９０８では、後方領域における断面画像上の各画素を補正し、断面画像上の後方領域を強調表示する。

２．微小散乱体検出処理の流れ
次に、本実施形態における微小散乱体検出処理について図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、表示された血管断面画像において微小散乱体を検出し、検出された微小散乱体の後方領域を強調表示する微小散乱体検出処理の流れを示すフローチャートである。また、図１１は表示された血管断面画像について、微小散乱体検出処理を行うためのユーザインタフェースの一例を示す図である。

なお、ステップＳ７０１〜Ｓ７０５の処理は、図７Ａにおいて説明したステップＳ７０１〜Ｓ７０５の処理を同じであるため、説明は省略する。

ステップＳ１００６では、微小散乱体判定部６０７が、検出した微小散乱体の血管断面画像上における後方領域を特定する。更に、画像補正部９０８が、特定された後方領域について、血管断面画像を補正する。

図１１は、ステップＳ１００６において、断面画像補正処理が行われた後の血管断面画像の一例を示す図である。図１１において、１１０１、１１０２は、検出された微小散乱体の後方領域で強調表示された領域を示している。

このように、微小散乱体の後方領域を強調表示する構成とすることで、当該領域が、微小散乱体による測定光の減衰の影響を受けた領域であることを、血管断面画像上でユーザに認識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、検出された微小散乱体の後方領域を、血管断面画像上において強調表示することで、当該領域が微小散乱体による測定光の減衰の影響を受けた領域であることをユーザに認識させる構成としたが、本発明はこれに限定されない。

例えば、微小散乱体による測定光の減衰の影響をうけている後方領域について、測定光の減衰の影響を除去するように、血管断面画像を補正する構成としてもよい。以下、本実施形態の詳細について説明する。

図１２は、本実施形態における断面画像補正処理（図１０のステップＳ１００６）の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１２０１では、微小散乱体判定部６０７が、ステップＳ７０６において微小散乱体が検出されたラインデータ（微小散乱体検出ラインデータ）を識別する。

ステップＳ１２０２では、ステップＳ１２０１において識別された微小散乱体検出ラインデータと周方向において隣接するラインデータ（隣接ラインデータ）を抽出する（血管断面画像上の周方向において、微小散乱体検出ラインデータと隣接するラインデータを抽出する）。

ステップＳ１２０３では、ステップＳ１２０１において識別された微小散乱体検出ラインデータの、微小散乱体の後方領域における平均輝度を算出する。また、ステップＳ１２０４では、ステップＳ１２０２において抽出された隣接ラインデータの、後方領域における平均輝度を算出する。

ステップＳ１２０５では、ステップＳ１２０３において算出された平均輝度と、ステップＳ１２０４において算出された平均輝度とを対比することで、微小散乱体検出ラインデータの微小散乱体の後方領域における輝度補正値を算出する。

ステップＳ１２０６では、ステップＳ１２０５において算出された輝度補正値に基づいて、画像補正部９０８が、血管断面画像における微小散乱体の後方領域の各画素の輝度値を補正する。

以上の説明から明らかなように、本実施形態によれば、微小散乱体による測定光の減衰の影響を受けている後方領域について、測定光の減衰の影響を除去することが可能となる。

［第４の実施形態]
上記第３の実施形態では、隣接ラインデータを用いて、微小散乱体検出ラインデータの後方領域における輝度補正値を算出する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、微小散乱体による測定光の減衰の影響度は、当該微小散乱体の大きさに応じて異なってくることから、予め微小散乱体の大きさごとに減衰曲線を保持しておき、検出した微小散乱体の大きさに基づいて、当該減衰曲線を用いて輝度補正値を算出する構成としてもよい。

図１３は、本実施形態における断面画像補正処理（図１０のステップＳ１００６）の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１３０１では、微小散乱体判定部６０７が、ステップＳ７０６において検出された微小散乱体の大きさを算出する。ステップＳ１３０２では、ステップＳ１３０１において算出された微小散乱体の大きさに対応する減衰曲線（微小散乱体の大きさごとに予め保持された減衰曲線の中から、ステップＳ１３０１において算出された微小散乱体の大きさに対応する減衰曲線）を抽出し、当該抽出した減衰曲線に基づいて、径方向の各位置での減衰量を算出する。

ステップＳ１３０３では、ステップＳ１３０２において算出された減衰量に基づいて、輝度補正値を算出する。

ステップＳ１３０４では、ステップＳ１３０３において算出された輝度補正値に基づいて、画像補正部９０８が、血管断面画像における微小散乱体の後方領域の各画素の輝度値を算出する。

以上の説明から明らかなように、本実施形態によれば、微小散乱体による測定光の減衰の影響を受けている後方領域について、測定光の減衰の影響を除去することが可能となる。

Claims (7)

1. 光の送受信を連続的に行う送受信部を有するプローブを接続し、該送受信部を回転させながら体腔内を軸方向に移動させることで、該送受信部が受信した体腔内からの反射光を該送受信部より取得し、該取得した反射光と参照光との干渉により生成した干渉光についてのラインデータを用いて該体腔内の断面画像を軸方向において複数生成し、表示する光画像診断装置であって、
   表示された前記断面画像の生成に用いられた複数のラインデータそれぞれに対して、前記送受信部周りの周方向における信号強度の変化及び前記体腔内の径方向における信号強度の変化をそれぞれ算出する算出手段と、
   前記算出手段における算出結果に基づいて、前記体腔内の血流領域において前記送受信部より送信された光を散乱させる散乱体が存在するか否かを判定し、該散乱体が存在すると判定された場合に、当該散乱体の前記表示された断面画像上における位置を特定する特定手段と、
   前記表示された断面画像上の前記特定された位置に、前記散乱体が存在することを示すマーカを表示する表示手段と
   を備えることを特徴とする光画像診断装置。
2. 前記特定手段は、前記送受信部周りの周方向における信号強度の変化が所定値以上となる位置と、前記体腔内の径方向における信号強度の変化が所定値以上となる位置との和集合または積集合の位置に、前記散乱体が存在すると判定することを特徴とする請求項１に記載の光画像診断装置。
3. 前記特定された位置に対して、前記体腔内の径方向において後方に位置する後方領域の前記表示された断面画像について補正する補正手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の光画像診断装置。
4. 前記補正手段は、前記表示された断面画像における前記後方領域の各画素を強調表示するように補正することを特徴とする請求項３に記載の光画像診断装置。
5. 前記補正手段は、前記散乱体が存在すると判定されたラインデータの信号強度と、該散乱体が存在すると判定されたラインデータに対して前記周方向において隣接するラインデータの信号強度とを対比することで、補正値を算出し、該算出した補正値により、前記表示された断面画像における前記後方領域の各画素の輝度値を補正することを特徴とする請求項３に記載の光画像診断装置。
6. 散乱体による光の減衰を示す減衰曲線を散乱体の大きさごとに予め保持する保持手段を更に備え、
   前記補正手段は、前記特定手段において判定された散乱体の大きさを算出することで、該減衰曲線に基づいて前記表示された断面画像における前記後方領域の補正値を算出し、該算出した補正値により、前記表示された断面画像における前記後方領域の各画素の輝度値を補正することを特徴とする請求項３に記載の光画像診断装置。
7. 光の送受信を連続的に行う送受信部を有するプローブを接続し、該送受信部を回転させながら体腔内を軸方向に移動させることで、該送受信部が受信した体腔内からの反射光を該送受信部より取得し、該取得した反射光と参照光との干渉により生成した干渉光についてのラインデータを用いて、該体腔内の断面画像を軸方向において複数生成し、表示する光画像診断装置における表示制御方法であって、
   表示された前記断面画像の生成に用いられた複数のラインデータそれぞれに対して、前記送受信部周りの周方向における信号強度の変化及び前記体腔内の径方向における信号強度の変化をそれぞれ算出する算出工程と、
   前記算出工程における算出結果に基づいて、前記体腔内の血流領域において前記送受信部より送信された光を散乱させる散乱体が存在するか否かを判定し、該散乱体が存在すると判定された場合に、当該散乱体の前記表示された断面画像上における位置を特定する特定工程と、
   前記表示された断面画像上の前記特定された位置に、前記散乱体が存在することを示すマーカを表示する表示工程と
   を備えることを特徴とする光画像診断装置の表示制御方法。

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