JP2012050609A

JP2012050609A - 画像診断装置及び画像診断方法

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Publication number: JP2012050609A
Application number: JP2010194949A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamakita; 博士山北
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2012-03-15

Abstract

【課題】内視鏡挿入部の太径化を招くことなく簡易な構成でＯＣＴプローブの突出量を正確に把握可能とする。
【解決手段】光学レンズ６２８から照射される測定光Ｌ１をＯＣＴプローブ６００の長軸周りに回転走査することなくＯＣＴプローブ６００の長軸方向にリニア走査しながら、光学レンズ６２８から測定光Ｌ１を測定対象Ｓに照射するとともに、該測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を光学レンズ６２８で得る。そして、光学レンズ６２８で得られた戻り光Ｌ３に基づいて、ＯＣＴプローブ６００の長軸方向のリニア断層画像を取得し、該リニア断層画像が断層領域から非断層領域（又はその逆）に変化するタイミングを検出することによりＯＣＴプローブ６００の突出量を算出する。
【選択図】図５

Description

本発明は画像診断装置及び画像診断方法に係り、特に、内視鏡の鉗子口から導出された光プローブ（ＯＣＴプローブ）の突出量を検出する技術に関する。

従来、生体の体腔内を観察する内視鏡装置として、生体の体腔内で照明光を照射し、反射された反射光による像を撮像し、モニタ等に表示する電子内視鏡装置が広く普及され、様々な分野で利用されている。また、多くの内視鏡装置は、鉗子チャンネルを備え、この鉗子チャンネルを介して体腔内に導入された処置具により、体腔内の組織の生検や治療を行うことが可能となっている。

一方、近年、生体組織等の測定対象を切断せずに生体などの断層画像を取得する断層画像取得装置の開発が進められており、例えば低コヒーレンス光による干渉を用いた光干渉断層（ＯＣＴ：Optical Coherence Tomography）計測法を利用した光断層画像化装置が知られている。

このＯＣＴ計測は、測定光および反射光と参照光との光路長が一致したときに干渉光が検出されることを利用した計測方法である。すなわちこの方法において、光源から射出された低コヒーレント光は測定光と参照光とに分割され、測定光は測定対象に照射され、測定対象からの反射光が合波手段に導かれる。一方、参照光は、測定対象内の測定深さを変更するために、光路長の変更が施された後に合波手段に導かれる。そして、合波手段により反射光と参照光とが合波され、合波されたことによる干渉光がヘテロダイン検波等により測定される。上記ＯＣＴ装置においては、参照光の光路長を変更することにより、測定対象に対する測定位置（測定深さ）を変更し断層画像を取得するようになっており、この手法は一般にＴＤ−ＯＣＴ（Time domain OCT）計測と称されている。

他方、上述した参照光の光路長の変更を行うことなく高速に断層画像を取得する装置として、ＳＤ−ＯＣＴ（Spectral Domain OCT）計測による光断層画像化装置が提案されている。このＳＤ−ＯＣＴ装置は、広帯域の低コヒーレント光をマイケルソン型干渉計を用いて測定光と参照光とに分割した上で、測定光を測定対象に照射させ、そのとき戻って来た反射光と参照光との干渉光を各周波数成分に分解したチャンネルドスペクトルをフーリエ解析することにより、深さ方向の走査を行わずに断層画像を構成するようにしたものである。

さらに、参照光の光路長の変更を行うことなく高速に断層画像を取得する装置として、ＳＳ−ＯＣＴ（Swept source OCT）計測による光断層画像化装置も提案されている。このＳＳ−ＯＣＴ装置は、光源から射出されるレーザ光の周波数を掃引させて反射光と参照光とを干渉させ、そして光周波数領域のインターフェログラムから測定対象の深さ位置における反射光強度を検出し、これを用いて断層画像を構成するようにしたものである。

上述した断層画像において照射位置を僅かにずらしながら、測定を繰り返すことにより、所定の走査領域の２次元光断層画像を取得することができる。さらに、断層面に対して垂直方向に照射位置をずらして複数の２次元光断層画像を取得することにより、３次元画像のボリュームデータを得ることもできる。

このようなＯＣＴ装置（光断層画像化装置）は、測定部位を精細（約１０μｍの分解能）に観察することが可能であり、内視鏡装置の鉗子口を介してＯＣＴプローブ（光プローブ）を体腔内に挿入して測定光および測定光の反射光を導光し、体腔内の光断層画像を取得することにより、例えば初期癌の深達度診断なども可能となる。

また、ＯＣＴプローブを用いて測定を行う場合、内視鏡装置の鉗子口からＯＣＴプローブの先端を導出させる必要があるが、鉗子口からのＯＣＴプローブの突出量が少ないと、ＯＣＴプローブの軸方向（リニア方向）における測定光の走査範囲が狭くなってしまい、病変部位の光断層画像が得られず、適切な診断を行うことができなくなる。一方、ＯＣＴプローブが必要以上に突出していると、体動などの揺れの影響を受けやすく、ＯＣＴプローブによる測定が不安定となり、光断層画像の画質を低下させる要因となる。このため、ＯＣＴプローブの突出量を正確に把握しておくことは安定した測定を行う上で重要である。

従来、術者は、内視鏡の挿入部の先端に設けられている観察光学系で取得された内視鏡画像を通じてＯＣＴプローブの先端位置を目測で確認している。しかしながら、観察光学系の視野は狭いため、鉗子口の位置を確認することはできず、ＯＣＴプローブの突出量を正確に把握することは困難である。特にＯＣＴプローブの突出量が少ない場合には、内視鏡画像では突出状態を把握することができず、検査効率を低下させる要因となってしまう。このため、ＯＣＴプローブを必要以上に突出させた状態で測定が行われており、上述のようにＯＣＴプローブによる測定の不安定化を招いてしまっている。

これに対して、内視鏡装置の鉗子チャンネルに挿通される処置具やプローブなどが鉗子口から突出したことやその突出量を検出する技術がこれまでに各種提案されている（例えば特許文献１〜４参照）。

特許文献１には、超音波プローブの先端部に光センサを設置し、この光センサによってプローブ先端部が鉗子孔出口から突出したことを検出する技術が開示されている。

特許文献２には、内視鏡の挿入部の先端に設置されたセンサで衝撃波発生プローブの突出量を検出する技術が開示されている。

特許文献３には、処置具の先端部に高反射マークを形成し、内視鏡先端部に配置された光電素子で高反射率マークを読み取ることにより、処置具の突出量を計測する技術が開示されている。

特許文献４には、超音波ビームと同軸上にレーザ光を出射させ、超音波の照射面をレーザ光でマーキングし、このレーザ光を検出することにより、プローブの突出量を計測する技術が開示されている。

特開平８−１０２６２号公報特開平３−１４９０２２号公報特公昭６１−６０６９８号公報特開平１０−２６２９７３号公報

しかしながら、特許文献１、２に開示される技術は、プローブ又は内視鏡挿入部に設置されたセンサによってプローブの突出量があらかじめ定められた規定値に達したか否かを検出するものであり、プローブ先端部の突出量を正確に把握することは困難である。

また、特許文献３に開示される技術をＯＣＴプローブに適用した場合には、ＯＣＴプローブのシース（外筒部材）に高反射マークを形成することになるが、シース内に配設される光学レンズから射出される測定光が高反射マークにより遮られてしまい、ＯＣＴプローブによる測定ができない場合が生じる。また、内視鏡挿入部には、高反射マークを読み取るためにライトガイド及び光電素子を設けなければならず、内視鏡挿入部の太径化を招き、患者負担を増大させる要因ともなる。

また、特許文献４に開示される技術は、従来と同様に、モニタに表示された内視鏡画像を目測で確認しなければならず、プローブの突出量を正確に把握することは困難である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、内視鏡挿入部の太径化を招くことなく簡易な構成でＯＣＴプローブの突出量を正確に把握可能な画像診断装置及び画像診断方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明に係る画像診断装置は、体腔内に挿入される内視鏡挿入部に設けられた鉗子チャンネルに挿通され、該鉗子チャンネルの先端に形成される鉗子口から先端部を所定量突出させた光プローブを用いて測定対象の光断層画像を取得する画像診断装置であって、光源から光ファイバを介して伝搬した測定光を測定対象に照射するともに、該測定対象からの戻り光を得る光学レンズと、前記測定光を前記光プローブの長軸周りに回転走査することなく前記光プローブの長軸方向にリニア走査する第１の走査手段と、前記第１の走査手段による走査を行ったときに前記光学レンズで得られた戻り光に基づいて、前記光プローブの長軸方向のリニア断層画像を取得するリニア断層画像取得手段と、前記リニア断層画像から前記光プローブの突出量を求める突出量算出手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、測定光を回転走査することなくリニア走査することにより得られるリニア断層画像から光プローブの突出量を検出することができる。これにより、内視鏡挿入部の太径化を招くことなく簡易な構成でＯＣＴプローブの突出量を正確に把握可能となる。

本発明では、前記第１の走査手段のリニア走査範囲の両端のうち、一方の端部は前記鉗子口の前記鉗子チャンネル側とは反対側に位置し、他方の端部は前記鉗子口の前記鉗子チャンネル側に位置することが好ましい。これによれば、リニア走査を繰り返すことなくＯＣＴプローブの突出量を迅速に検出することが可能となる。

また、本発明では、前記突出量算出手段は、前記リニア断層画像の中から前記測定対象の断層データが出現又は消失するタイミング、又は前記リニア断層画像の中から前記鉗子チャンネルの内壁面データが出現又は消失するタイミングに基づいて前記光プローブの突出量を求めることが好ましい。

また、本発明では、前記突出量算出手段によって求められた前記光プローブの突出量を表示する表示手段を備えたことが好ましい。これによれば、操作者は光プローブの突出量を容易に把握することが可能となる。表示手段の表示態様としては、文字、図形、又は記号、或いはこれらの組み合わせにより、光プローブの突出量を複数のレベルに分けて段階的に表示する態様が好ましく、操作者が光プローブの突出量を瞬時に把握することが可能となる。また、光プローブの突出量を数値で表示する態様も好ましく、操作者の意図に応じて光プローブの突出量を細かく調整することが可能となる。

また、本発明では、表示手段にはリニア断層画像が表示されることが好ましい。これによれば、操作者はリニア断層画像の中に病変部位等が含まれているか否かを把握することが可能となり、走査範囲の最適化を図ることができる。

また、本発明では、前記鉗子チャンネルの内壁面の鉗子口周辺部には所定の反射率を有する第１の反射部と該第１の反射部より低い反射率を有する第２の反射部とが設けられていることが好ましい。これによれば、リニア断層画像から鉗子口の位置を容易に特定することが可能となり、光プローブの突出量を精度良く求めることができる。

また、本発明では、前記突出量算出手段により求められた前記光プローブの突出量に応じて前記測定光の前記光プローブの長軸方向のリニア走査範囲を設定する走査範囲設定手段と、前記測定光を前記光プローブの長軸周りに回転走査しながら前記走査範囲設定手段で設定された前記リニア走査範囲内で前記光プローブの長軸方向にリニア走査する第２の走査手段と、前記第２の走査手段による走査を行ったときに前記光学系で得られた戻り光に基づいて光断層画像を取得する光断層画像取得手段と、を備えたことが好ましい。これによれば、光断層画像を取得するときのリニア走査範囲の最適化を図ることができ、測定時間の短縮化により患者負担の軽減を図ることができる。

また、本発明では、前記走査範囲設定手段は、操作者の指示にしたがって前記リニア走査範囲を手動で設定可能な手段であることが好ましい。これによれば、操作者の意図に応じてリニア走査範囲を設定することが可能となり、操作性が向上する。

また、前記目的を達成するために、本発明に係る画像診断方法は、体腔内に挿入される内視鏡挿入部に設けられた鉗子チャンネルに挿通され、該鉗子チャンネルの先端に形成される鉗子口から先端部を所定量突出させた光プローブを用いて測定対象の光断層画像を生成する画像診断方法であって、光源から光ファイバを介して伝搬した測定光を光学系から測定対象に照射するともに、該測定対象からの戻り光を前記光学系で得るステップと、前記測定光を前記光プローブの長軸周りに回転走査することなく前記光プローブの長軸方向にリニア走査するステップと、前記リニア走査を行ったときに前記光学系で得られた戻り光に基づいて、前記光プローブの長軸方向のリニア断層画像を取得するステップと、前記リニア断層画像から前記光プローブの突出量を求めるステップと、を含むことを特徴とする。

本発明に係る画像診断装置を示す外観図ＯＣＴプロセッサ、ＯＣＴプローブの内部構成を示すブロック図図２のＯＣＴプローブの断面図図１の内視鏡の鉗子口から導出されたＯＣＴプローブを用いて断層画像を得る様子を示す図内視鏡の鉗子口から導出されたＯＣＴプローブの突出量を検出するときの様子を示した図光学レンズをリニア方向に走査したときに得られるリニア断層画像の一例を示した図リニア断層画像の断層領域の中に癌などの病変部が含まれる場合の一例を示した図光学レンズの走査開始位置及び走査終了位置を図５とは逆にしたときに得られるリニア断層画像の一例を示した図

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。

＜画像診断装置の外観＞
図１は、本発明の実施形態に係る画像診断装置を示す外観図である。

図１に示すように、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、ＯＣＴプロセッサ４００、及びモニタ装置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。

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。

手元操作部１１２には、ユニバーサルケーブル１１６が接続され、ユニバーサルケーブル１１６の先端にＬＧコネクタ１２０が設けられる。このＬＧコネクタ１２０を光源装置３００に着脱自在に連結することによって、挿入部１１４の先端部に配設された照明光学系１５２に照明光が送られる。また、ＬＧコネクタ１２０には、ユニバーサルケーブル１１６を介して電気コネクタ１１０が接続され、電気コネクタ１１０が内視鏡プロセッサ２００に着脱自在に連結される。これにより、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に接続されたモニタ装置５００に画像が表示される。

また、手元操作部１１２には、送気・送水ボタン１２６、吸引ボタン１２８、シャッターボタン１３０、機能切替ボタン１３２、一対のアングルノブ１３４、一対のロックレバー１３６が設けられているが、これらの部材についての説明は省略する。

さらに、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が先端部１４４の鉗子口１５６に連通されている。本実施形態の画像診断装置１０では、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。

一方、内視鏡１００の挿入部１１４は、手元操作部１１２側から順に、軟性部１４０、湾曲部１４２、先端部１４４で構成されている。先端部１４４には、観察光学系１５０、照明光学系１５２、送気・送水ノズル１５４、鉗子口１５６等が設けられる。なお、送気・送水ノズル１５４についての説明は省略する。

観察光学系１５０は、先端部１４４の先端面に配設されており、この観察光学系１５０の奥に固体撮像素子であるＣＣＤ（不図示）が配設される。ＣＣＤの基板には、信号ケーブル（不図示）が接続され、この信号ケーブルが挿入部１１４、手元操作部１１２、ユニバーサルケーブル１１６等に挿通されて電気コネクタ１１０まで延設され、内視鏡プロセッサ２００に接続される。したがって、観察光学系１５０で取り込まれた観察像はＣＣＤの受光面に結像されて電気信号に変換され、この電気信号が内視鏡プロセッサ２００に出力され、映像信号に変換される。これにより、内視鏡プロセッサ２００に接続されたモニタ装置５００に観察画像（内視鏡画像）が表示される。

照明光学系１５２は、観察光学系１５０に隣接して設けられており、必要に応じて観察光学系１５０の両側に配置される。照明光学系１５２の奥には、ライトガイド（不図示）の出射端が配設され、このライトガイドが挿入部１１４、手元操作部１１２、ユニバーサルケーブル１１６に挿通され、ライトガイドの入射端がＬＧコネクタ１２０内に配置される。したがって、ＬＧコネクタ１２０を光源装置３００に連結することによって、光源装置３００から照射された照明光がライトガイドを介して照明光学系１５２に伝送され、照明光学系１５２から前方の観察範囲に照射される。

鉗子口１５６には、チューブ状の処置具チャンネルとしての鉗子チャンネル（図１中不図示、図５に符号１５８で図示）が接続される。鉗子チャンネルは挿入部１１４の内部に挿通された後、分岐され、一方が手元操作部１１２の鉗子挿入部１３８に連通され、他方が手元操作部１１２内の吸引バルブ（不図示）に接続される。吸引バルブは、吸引ボタン１２８によって操作され、これによって鉗子口１５６から病変部等を吸引することができる。

上記の如く構成された先端部１４４の基端側には湾曲部１４２が設けられる。湾曲部１４２は、手元操作部１１２のアングルノブ１３４、１３４を回動することによって遠隔的に湾曲するように構成される。

湾曲部１４２の基端側には軟性部１４０が設けられる。軟性部１４０は、可撓性を有しており、たとえば金属製の網管から成る心材に、樹脂などの被覆を被せることによって構成される。

なお、内視鏡、内視鏡プロセッサ、及び光源装置の内部構成は公知であるので説明は省略する。

＜ＯＣＴプロセッサ、ＯＣＴプローブの内部構成＞
図２は、ＯＣＴプロセッサ４００、ＯＣＴプローブ６００の内部構成を示すブロック図である。

［ＯＣＴプロセッサ］
図２に示すＯＣＴプロセッサ４００及びＯＣＴプローブ６００は、光干渉断層（ＯＣＴ：Optical Coherence Tomography）計測法による測定対象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を射出する第１の光源部（第１の光源ユニット）１２と、第１の光源部１２から射出された光Ｌａを測定光（第１の光束）Ｌ１と参照光Ｌ２に分岐するとともに、被検体である測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２を合波して干渉光Ｌ４を生成する光ファイバカプラ（分岐合波部）１４と、光ファイバカプラ１４で分岐された測定光Ｌ１を測定対象まで導波するとともに測定対象からの戻り光Ｌ３を導波する回転側光ファイバＦＢ１を備えるＯＣＴプローブ６００と、測定光Ｌ１を回転側光ファイバＦＢ１まで導波するとともに回転側光ファイバＦＢ１によって導波された戻り光Ｌ３を導波する固定側光ファイバＦＢ２と、回転側光ファイバＦＢ１を固定側光ファイバＦＢ２に対して回転可能に接続し、測定光Ｌ１および戻り光Ｌ３を伝送する光コネクタ１８と、光ファイバカプラ１４で生成された干渉光Ｌ４を干渉信号として検出する干渉光検出部２０と、この干渉光検出部２０によって検出された干渉信号を処理して光断層画像（以下、単に「断層画像」とも言う。）を取得する信号処理部２２を有する。また、信号処理部２２で取得された光断層画像はモニタ装置５００に表示される。

また、ＯＣＴプロセッサ４００は、測定の目印を示すためのエイミング光（第２の光束）Ｌｅを射出する第２の光源部（第２の光源ユニット）１３と、参照光Ｌ２の光路長を調整する光路長調整部２６と、第１の光源部１２から射出された光Ｌａを分光する光ファイバカプラ２８と、光ファイバカプラ１４で合波された戻り光Ｌ４およびＬ５を検出する検出器３０ａおよび３０ｂと、信号処理部２２への各種条件の入力、設定の変更等を行う操作制御部３２とを有する。

また、ＯＣＴプロセッサ４００は、内視鏡１００の鉗子口１５６から導出されたＯＣＴプローブ６００の突出量の検出処理を行う突出量検出部３４を備えている。突出量検出部３４で行われる検出処理については後で詳しく説明する。

なお、図２に示すＯＣＴプロセッサ４００においては、上述した射出光Ｌａ、エイミング光Ｌｅ、測定光Ｌ１、参照光Ｌ２および戻り光Ｌ３などを含む種々の光を各光デバイスなどの構成要素間で導波し、伝送するための光の経路として、回転側光ファイバＦＢ１および固定側光ファイバＦＢ２を含め種々の光ファイバＦＢ（ＦＢ３、ＦＢ４、ＦＢ５、ＦＢ６、ＦＢ７、ＦＢ８など）が用いられている。

第１の光源部１２は、ＯＣＴの測定のための光（例えば、波長１．３μｍのレーザ光あるいは低コヒーレンス光）を射出するものであり、レーザ光あるいは低コヒーレンス光Ｌａを射出する光源１２ａと、光源１２ａから射出された光Ｌａを集光するレンズ１２ｂとを備えている。詳しくは後述するが、第１の光源部１２から射出された光Ｌａは、光ファイバＦＢ４、ＦＢ３を介して光ファイバカプラ１４で測定光Ｌ１と参照光Ｌ２に分割され、測定光Ｌ１は光コネクタ１８に入力される。

また、第２の光源部１３は、エイミング光Ｌｅとして測定部位を確認しやすくするために可視光を射出するものである。例えば、波長０．６６μｍの赤半導体レーザ光、波長０．６３μｍのＨｅ−Ｎｅレーザ光、波長０．４０５μｍの青半導体レーザ光などを用いることができる。そこで、第２の光源部１３としては、例えば赤色あるいは青色あるいは緑色のレーザ光を射出する半導体レーザ１３ａと、半導体レーザ１３ａから射出されたエイミング光Ｌｅを集光するレンズ１３ｂを備えている。第２の光源部１３から射出されたエイミング光Ｌｅは、光ファイバＦＢ８を介して光コネクタ１８に入力される。

光コネクタ１８では、測定光Ｌ１とエイミング光Ｌｅとが合波され、ＯＣＴプローブ６００内の回転側光ファイバＦＢ１に導波される。

光ファイバカプラ（分岐合波部）１４は、例えば２×２の光ファイバカプラで構成されており、固定側光ファイバＦＢ２、光ファイバＦＢ３、光ファイバＦＢ５、光ファイバＦＢ７とそれぞれ光学的に接続されている。

光ファイバカプラ１４は、第１の光源部１２から光ファイバＦＢ４およびＦＢ３を介して入射した光Ｌａを測定光（第１の光束）Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割し、測定光Ｌ１を固定側光ファイバＦＢ２に入射させ、参照光Ｌ２を光ファイバＦＢ５に入射させる。

さらに、光ファイバカプラ１４は、光ファイバＦＢ５に入射され後述する光路長調整部２６によって周波数シフトおよび光路長の変更が施されて光ファイバＦＢ５を戻った光Ｌ２と、後述するＯＣＴプローブ６００で取得され固定側光ファイバＦＢ２から導波された光Ｌ３とを合波し、光ファイバＦＢ３（ＦＢ６）および光ファイバＦＢ７に射出する。

ＯＣＴプローブ６００は、光コネクタ１８を介して、固定側光ファイバＦＢ２と接続されており、固定側光ファイバＦＢ２から、光コネクタ１８を介して、エイミング光Ｌｅと合波された測定光Ｌ１が回転側光ファイバＦＢ１に入射される。入射されたこのエイミング光Ｌｅと合波された測定光Ｌ１を回転側光ファイバＦＢ１によって伝送して測定対象Ｓに照射する。そして測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を取得し、取得した戻り光Ｌ３を回転側光ファイバＦＢ１によって伝送して、光コネクタ１８を介して、固定側光ファイバＦＢ２に射出するようになっている。

光コネクタ１８は、測定光（第１の光束）Ｌ１とエイミング光（第２の光束）Ｌｅとを合波するものである。

干渉光検出部２０は、光ファイバＦＢ６および光ファイバＦＢ７と接続されており、光ファイバカプラ１４で参照光Ｌ２と戻り光Ｌ３とを合波して生成された干渉光Ｌ４およびＬ５を干渉信号として検出するものである。

ここで、ＯＣＴプロセッサ４００は、光ファイバカプラ２８から分岐させた光ファイバＦＢ６上に設けられ、干渉光Ｌ４の光強度を検出する検出器３０ａと、光ファイバＦＢ７の光路上に干渉光Ｌ５の光強度を検出する検出器３０ｂとを有している。

干渉光検出部２０は、検出器３０ａおよび検出器３０ｂの検出結果に基づいて、干渉信号を生成する。

信号処理部２２は、干渉光検出部２０で検出した干渉信号から、測定位置におけるＯＣＴプローブ６００と測定対象Ｓとの接触している領域、より正確にはＯＣＴプローブ６００のプローブ外筒（後述）の表面と測定対象Ｓの表面とが接触しているとみなせる領域を検出し、さらに、干渉光検出部２０で検出した干渉信号から断層画像を取得し、取得した断層画像をモニタ装置５００へ出力する。

光路長調整部２６は、光ファイバＦＢ５の参照光Ｌ２の射出側（すなわち、光ファイバＦＢ５の光ファイバカプラ１４とは反対側の端部）に配置されている。

光路長調整部２６は、光ファイバＦＢ５から射出された光を平行光にする第１光学レンズ８０と、第１光学レンズ８０で平行光にされた光を集光する第２光学レンズ８２と、第２光学レンズ８２で集光された光を反射する反射ミラー８４と、第２光学レンズ８２および反射ミラー８４を支持する基台８６と、基台８６を光軸方向に平行な方向に移動させるミラー移動機構８８とを有し、第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２との距離を変化させることで参照光Ｌ２の光路長を調整する。

第１光学レンズ８０は、光ファイバＦＢ５のコアから射出された参照光Ｌ２を平行光にするとともに、反射ミラー８４で反射された参照光Ｌ２を光ファイバＦＢ５のコアに集光する。

また、第２光学レンズ８２は、第１光学レンズ８０により平行光にされた参照光Ｌ２を反射ミラー８４上に集光するとともに、反射ミラー８４により反射された参照光Ｌ２を平行光にする。このように、第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２とにより共焦点光学系が形成されている。

さらに、反射ミラー８４は、第２光学レンズ８２で集光される光の焦点に配置されており、第２光学レンズ８２で集光された参照光Ｌ２を反射する。

これにより、光ファイバＦＢ５から射出した参照光Ｌ２は、第１光学レンズ８０により平行光になり、第２光学レンズ８２により反射ミラー８４上に集光される。その後、反射ミラー８４により反射された参照光Ｌ２は、第２光学レンズ８２により平行光になり、第１光学レンズ８０により光ファイバＦＢ５のコアに集光される。

また、基台８６は、第２光学レンズ８２と反射ミラー８４とを固定し、ミラー移動機構８８は、基台８６を第１光学レンズ８０の光軸方向（図２矢印Ａ方向）に移動させる。

ミラー移動機構８８で、基台８６を矢印Ａ方向に移動させることで、第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２との距離を変更することができ、参照光Ｌ２の光路長を調整することができる。

操作制御部３２は、キーボード、マウス等の入力手段と、入力された情報に基づいて各種条件を管理する制御手段とを有し、信号処理部２２に接続されている。操作制御部３２は、入力手段から入力されたオペレータの指示に基づいて、信号処理部２２における各種処理条件等の入力、設定、変更等を行う。

なお、操作制御部３２は、操作画面をモニタ装置５００に表示させてもよいし、別途表示部を設けて操作画面を表示させてもよい。また、操作制御部３２で、第１の光源部１２、第２の光源部１３、光コネクタ１８、干渉光検出部２０、光路長ならびに検出器３０ａおよび３０ｂの動作制御や各種条件の設定を行うようにしてもよい。

［ＯＣＴプローブ］
図３は、ＯＣＴプローブ６００の断面図である。

図３に示すように、挿入部６０２の先端部は、プローブ外筒６２０と、キャップ６２２と、回転側光ファイバＦＢ１と、バネ６２４と、固定部材６２６と、光学レンズ６２８とを有している。

プローブ外筒（シース）６２０は、可撓性を有する筒状の部材であり、光コネクタ１８においてエイミング光Ｌｅが合波された測定光Ｌ１および戻り光Ｌ３が透過する材料からなっている。なお、プローブ外筒６２０は、測定光Ｌ１（エイミング光Ｌｅ）および戻り光Ｌ３が通過する先端（光コネクタ１８と反対側の回転側光ファイバＦＢ１の先端、以下プローブ外筒６２０の先端と言う）側の一部が全周に渡って光を透過する材料（透明な材料）で形成されていればよく、先端以外の部分については光を透過しない材料で形成されていてもよい。

キャップ６２２は、プローブ外筒６２０の先端に設けられ、プローブ外筒６２０の先端を閉塞している。

回転側光ファイバＦＢ１は、線状部材であり、プローブ外筒６２０内にプローブ外筒６２０に沿って収容されており、固定側光ファイバＦＢ２から射出され、光コネクタ１８で光ファイバＦＢ８から射出されたエイミング光Ｌｅと合波された測定光Ｌ１を光学レンズ６２８まで導波するとともに、測定光Ｌ１（エイミング光Ｌｅ）を測定対象Ｓに照射して光学レンズ６２８で取得した測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を光コネクタ１８まで導波し、固定側光ファイバＦＢ２に入射する。

ここで、回転側光ファイバＦＢ１と固定側光ファイバＦＢ２とは、光コネクタ１８によって接続されており、回転側光ファイバＦＢ１の回転が固定側光ファイバＦＢ２に伝達しない状態で、光学的に接続されている。また、回転側光ファイバＦＢ１は、プローブ外筒６２０に対して回転自在、およびプローブ外筒６２０の軸方向に移動自在な状態で配置されている。

バネ６２４は、回転側光ファイバＦＢ１の外周に固定されている。また、回転側光ファイバＦＢ１およびバネ６２４は、光コネクタ１８に接続されている。

光学レンズ６２８は、回転側光ファイバＦＢ１の測定側先端（光コネクタ１８と反対側の回転側光ファイバＦＢ１の先端）に配置されており、先端部が、回転側光ファイバＦＢ１から射出された測定光Ｌ１（エイミング光Ｌｅ）を測定対象Ｓに対し集光するために略球状の形状で形成されている。

光学レンズ６２８は、回転側光ファイバＦＢ１から射出した測定光Ｌ１（エイミング光Ｌｅ）を測定対象Ｓに対し照射し、測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を集光し回転側光ファイバＦＢ１に入射する。

固定部材６２６は、回転側光ファイバＦＢ１と光学レンズ６２８との接続部の外周に配置されており、光学レンズ６２８を回転側光ファイバＦＢ１の端部に固定する。ここで、固定部材６２６による回転側光ファイバＦＢ１と光学レンズ６２８の固定方法は、特に限定されず、接着剤により、固定部材６２６と回転側光ファイバＦＢ１および光学レンズ６２８を接着させて固定されても、ボルト等を用い機械的構造で固定してもよい。なお、固定部材６２６は、ジルコニアフェルールやメタルフェルールなど光ファイバの固定や保持あるいは保護のために用いられるものであれば、如何なるものを用いても良い。

また、回転側光ファイバＦＢ１およびバネ６２４は、後述する回転筒６５６に接続されており、回転筒６５６によって回転側光ファイバＦＢ１およびバネ６２４を回転させることで、光学レンズ６２８をプローブ外筒６２０に対し、矢印Ｒ２方向に回転させる。また、光コネクタ１８は、回転エンコーダを備え、回転エンコーダからの信号に基づいて光学レンズ６２８の位置情報（角度情報）から測定光Ｌ１の照射位置を検出する。つまり、回転している光学レンズ６２８の回転方向における基準位置に対する角度を検出して、測定位置を検出する。

さらに、回転側光ファイバＦＢ１、バネ６２４、固定部材６２６、及び光学レンズ６２８は、後述する駆動部により、プローブ外筒６２０内部を矢印Ｓ１方向（鉗子口方向）、及びＳ２方向（プローブ外筒６２０の先端方向）に移動可能に構成されている。

また、図３左側は、ＯＣＴプローブ６００の操作部６０４における回転側光ファイバＦＢ１等の駆動部の概略を示す図である。

プローブ外筒６２０は、固定部材６７０に固定されている。これに対し、回転側光ファイバＦＢ１およびバネ６２４は、回転筒６５６に接続されており、回転筒６５６は、モータ６５２の回転に応じてギア６５４を介して回転するように構成されている。回転筒６５６は、光コネクタ１８に接続されており、測定光Ｌ１及び戻り光Ｌ３は、光コネクタ１８を介して回転側光ファイバＦＢ１と固定側光ファイバＦＢ２間を伝送される。

また、これらを内蔵するフレーム６５０は支持部材６６２を備えており、支持部材６６２は、図示しないネジ孔を有している。ネジ孔には進退移動用ボールネジ６６４が咬合しており、進退移動用ボールネジ６６４には、モータ６６０が接続されている。したがって、モータ６６０を回転駆動することによりフレーム６５０を進退移動させ、これにより回転側光ファイバＦＢ１、バネ６２４、固定部材６２６、及び光学レンズ６２８を図３のＳ１及びＳ２方向に移動させることが可能となっている。

ＯＣＴプローブ６００は、以上のような構成であり、光コネクタ１８により回転側光ファイバＦＢ１およびバネ６２４が、図３中矢印Ｒ２方向に回転されることで、光学レンズ６２８から射出される測定光Ｌ１（エイミング光Ｌｅ）を測定対象Ｓに対し、矢印Ｒ２方向（プローブ外筒６２０の円周方向）に対し走査しながら照射し、戻り光Ｌ３を取得する。エイミング光Ｌｅは、測定対象Ｓに、例えば青色、赤色あるいは緑色のスポット光として照射され、このエイミング光Ｌｅの反射光は、モニタ装置５００に表示された観察画像に輝点としても表示される。

これにより、プローブ外筒６２０の円周方向の全周において、測定対象Ｓの所望の部位を正確にとらえることができ、測定対象Ｓを反射した戻り光Ｌ３を取得することができる。

さらに、３次元ボリュームデータを生成するための複数の断層画像を取得する場合は、駆動部により光学レンズ６２８が矢印Ｓ１方向の有効走査範囲の終端まで移動され、断層画像を取得しながら所定量ずつＳ２方向に移動し、又は断層画像取得とＳ２方向への所定量移動を交互に繰り返しながら、有効走査範囲の終端まで移動する。なお、有効走査範囲と後述する最大走査範囲との関係については後述する。

このように測定対象Ｓに対して所望の範囲の複数の断層画像を得て、取得した複数の断層画像に基づいて３次元ボリュームデータを得ることができる。

つまり、干渉信号により測定対象Ｓの深さ方向（第１の方向）の断層画像を取得し、測定対象Ｓに対し図３矢印Ｒ２方向（プローブ外筒６２０の円周方向）に走査（ラジアル走査）することで、第１の方向と該第１の方向と直交する第２の方向とからなるスキャン面での断層画像を取得することができる。さらには、このスキャン面に直交する第３の方向に沿ってスキャン面を移動させることで、３次元ボリュームデータを生成するための複数の断層画像が取得できる。

図４は、図１の内視鏡１００の鉗子口１５６から導出されたＯＣＴプローブを用いて断層画像を得る様子を示す図である。図４に示すように、ＯＣＴプローブ６００の挿入部６０２の先端部を、測定対象Ｓの所望の部位に近づけて、断層画像を得る。所望の範囲の複数の断層画像を取得する場合は、ＯＣＴプローブ６００本体を移動させる必要はなく、前述の駆動部によりプローブ外筒６２０内で光学レンズ６２８を移動させればよい。

＜ＯＣＴプローブの突出量の検出処理＞
図５は、内視鏡１００の鉗子口１５６から導出されたＯＣＴプローブ６００の突出量を検出するときの様子を示した図である。同図では、説明の便宜上、内視鏡１００の挿入部１１４やＯＣＴプローブ６００の挿入部６０２の内部構成を簡略化して表示している。

本実施形態のＯＣＴプロセッサ４００は、ＯＣＴプローブ６００の突出量の検出処理を行う突出量検出部３４を備えており（図２参照）、操作者の操作により操作制御部３２から所定の制御信号（検出開始信号）が突出量検出部３４に入力されると、以下の処理が実行される。

まず、突出量検出部３４は、ＯＣＴプローブ６００の駆動部を制御して、光学レンズ６２８を矢印Ｓ２方向の最大走査範囲の終端（走査開始位置）Ｐ０に移動させる。次いで、光学レンズ６２８を矢印Ｒ２方向（ラジアル方向）に回転させずに矢印Ｓ１方向（リニア方向）に一定速度ｖで移動させながら、光学レンズ６２８から測定対象Ｓに測定光Ｌ１を照射するとともに、測定対象Ｓから反射した戻り光Ｌ３を光学レンズ６２８で取得する。このとき、リニア方向の走査（リニアスキャン）は、光学レンズ６２８が矢印Ｓ１方向の最大走査範囲の終端（走査終了位置）Ｐ２に到達するまで行う。

ここで、光学レンズ６２８の最大走査範囲とは、両端がメカ端で規制される移動可能範囲のことであり、想定されるＯＣＴプローブ６００の最大突出量よりも十分に広い範囲に設定されている。換言すれば、光学レンズ６２８が走査終了位置Ｐ２に移動したとき、光学レンズ６２８は内視鏡１００の鉗子口１５６が形成される位置（鉗子口位置）Ｐ１よりも基端側（鉗子チャンネル１５８側）に存在するように構成される。

また、光学レンズ６２８の有効走査範囲は、通常の断層画像を取得する時の走査範囲であり、本実施形態では、最大走査範囲内の任意の範囲を有効走査範囲として設定することが可能となっている。図５に示した例では、Ｓ１方向の有効走査範囲の終端は鉗子口位置Ｐ１よりも先端側（鉗子チャンネル１５８とは反対側）に設定されている。

干渉光検出部２０は、光学レンズ６２８で取得された戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光を干渉信号として検出する。信号処理部２２は、干渉光検出部２０で検出された干渉信号に基づき、リニア方向の断層画像（リニア断層画像）を生成する。信号処理部２２で生成されたリニア断層画像は、突出量検出部３４に与えられる。

突出量検出部３４は、信号処理部２２から与えられたリニア断層画像に基づき、ＯＣＴプローブ６００の突出量を検出する。

ここで、光学レンズ６２８をリニア方向に走査したときに得られるリニア断層画像の一例を図６に示す。同図では、横軸は光学レンズ６２８が走査開始位置Ｐ０からリニア方向の走査を開始してからの時間ｔを表し、縦軸は光学レンズ６２８の位置を基点としたときの深さ方向の位置を表している。

図６に示すように、光学レンズ６２８をリニア方向に走査したときに得られるリニア断層画像は、所定のタイミングで測定対象Ｓの断層データを含む断層領域から測定対象Ｓの断層データを含まない非断層領域に変化している。これは、断層領域から非断層領域に変化するタイミングで光学レンズ６２８が鉗子口位置Ｐ１を通過することを意味しており、光学レンズ６２８が鉗子チャンネル１５８内となる非断層領域では鉗子チャンネル１５８の内壁面データが出現している。

そこで本実施形態では、リニア断層画像が断層領域から非断層領域に変化するときの時間をｔ₁としたとき、この時間ｔ₁をリニア断層画像の変化から求め、この時間ｔ₁に光学レンズ６２８のリニア方向の移動速度（走査速度）ｖを乗じることにより、内視鏡１００の鉗子口１５６からのＯＣＴプローブ６００の突出量（厳密には、鉗子口１５６から走査開始位置Ｐ０までの距離）Ｌ（＝ｔ₁×ｖ）を算出する。

リニア断層画像が断層領域から非断層領域に変化するときの時間ｔ₁を求める方法としては、例えば、リニア断層画像から測定対象Ｓの断層データが消失するタイミングを検出してもよいし、リニア断層画像に鉗子チャンネル１５８の内壁面データが出現するタイミングを検出してもよい。また、これらの方法を組み合わせることによって時間ｔ₁を精度よく求めることが可能となる。

図５に示すように、鉗子チャンネル１５８の内壁面の鉗子口１５６周辺部には１又は複数の検出用マーカ６３０が設けられてもよい。検出用マーカ６３０は、鉗子チャンネル１５８の内壁面の他の部分よりも反射率が低くなっている。これにより、図６に示すように、リニア断層画像の非断層領域には検出用マーカ６３０に対応する位置にマーカ部（高濃度部）６３２が検出されるようになるので、リニア断層画像が断層領域から非断層領域に変化するときの時間ｔ₁をより高精度に求めることが可能となる。

突出量検出部３４は、上記のようにして算出されたＯＣＴプローブ６００の突出量をモニタ装置５００に表示する。モニタ装置５００の表示内容については、操作者がＯＣＴプローブ６００の突出量を把握可能であれば特に限定されるものではないが、例えば、文字、図形、又は記号、或いはこれらの組み合わせにより、ＯＣＴプローブ６００の突出量を複数のレベルに分けて段階的に表示する態様が好ましい。この場合、操作者がＯＣＴプローブ６００の突出量を瞬時に把握することが可能となる。また、ＯＣＴプローブ６００の突出量を数値で具体的に表示する態様も好ましく、操作者の意図に応じてＯＣＴプローブ６００の突出量を細かく調整することが可能となる。

本実施形態によれば、光学レンズ６２８から射出される測定光Ｌ１をラジアル方向に回転走査することなくリニア方向に走査したときに得られるリニア断層画像からＯＣＴプローブ６００の突出量を検出する。このため、内視鏡１００やＯＣＴプローブ６００に専用の検出手段を設ける必要がないので、内視鏡１００の挿入部１１４の太径化を招くことなく簡易な構成で、ＯＣＴプローブ６００の突出量を正確に把握することが可能となる。

また、本実施形態では、ＯＣＴプローブ６００の突出量に応じて光学レンズ６２８の有効走査範囲を自動又は手動で設定する態様が好ましい。例えば図５に示すように、突出量検出部３４は、ＯＣＴプローブ６００の突出量を検出した後、光学レンズ６２８の走査開始位置Ｐ０と鉗子口位置Ｐ１との間に有効走査範囲が含まれるように自動的に設定する。

また、手動で設定する場合には、モニタ装置５００にリニア断層画像を表示するようにすることも好ましい。例えば図７に示すように、リニア断層画像の断層領域の中に癌などの病変部が含まれる場合、操作者はリニア断層画像を確認しながら病変部を含む所望の範囲を有効走査範囲として設定することが可能となる。なお、有効走査範囲の指定は、操作制御部３２を通じて行われる。

このようにＯＣＴプローブ６００の突出量に応じて光学レンズ６２８の有効走査範囲を自動又は手動で設定することにより、通常の断層画像を取得するときのリニア方向の走査範囲（スキャンエリア）が最適化され、無駄な走査を行うことなく測定時間の短縮化を図ることができ、患者負担を軽減することが可能となる。

なお、本実施形態では、光学レンズ６２８の走査開始位置Ｐ０を最大走査範囲の矢印Ｓ２方向の終端とし、走査終了位置Ｐ２を最大走査範囲の矢印Ｓ１方向の終端としているが、これとは逆に、走査開始位置Ｐ０を最大走査範囲の矢印Ｓ１方向の終端とし、走査終了位置Ｐ２を最大走査範囲の矢印Ｓ２方向の終端としてもよい。この場合、図８に示すようなリニア断層画像が得られることになるので、非断層領域から断層領域に変化した時間ｔ₁’と走査終了位置Ｐ２に到達するまでの時間ｔ₂’との差（ｔ₂’−ｔ₁’）に走査速度ｖを乗じた値（（ｔ₂’−ｔ₁’）×ｖ）がＯＣＴプローブ６００の突出量Ｌとなる。

以上、本発明の画像診断装置及び画像診断方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

１０…画像診断装置、２０…干渉光検出部、２２…信号処理部、３２…操作制御部、３４…突出量検出部、１００…内視鏡、１１４…挿入部、１３８…鉗子挿入部、１５６…鉗子口、１５８…鉗子チャンネル、２００…内視鏡プロセッサ、３００…光源装置、４００…ＯＣＴプロセッサ、５００…モニタ装置、６００…ＯＣＴプローブ、６２８…光学レンズ

Claims

体腔内に挿入される内視鏡挿入部に設けられた鉗子チャンネルに挿通され、該鉗子チャンネルの先端に形成される鉗子口から先端部を所定量突出させた光プローブを用いて測定対象の光断層画像を取得する画像診断装置であって、
光源から光ファイバを介して伝搬した測定光を測定対象に照射するともに、該測定対象からの戻り光を得る光学レンズと、
前記測定光を前記光プローブの長軸周りに回転走査することなく前記光プローブの長軸方向にリニア走査する第１の走査手段と、
前記第１の走査手段による走査を行ったときに前記光学レンズで得られた戻り光に基づいて、前記光プローブの長軸方向のリニア断層画像を取得するリニア断層画像取得手段と、
前記リニア断層画像から前記光プローブの突出量を求める突出量算出手段と、
を備えたことを特徴とする画像診断装置。
前記第１の走査手段のリニア走査範囲の両端のうち、一方の端部は前記鉗子口の前記鉗子チャンネル側とは反対側に位置し、他方の端部は前記鉗子口の前記鉗子チャンネル側に位置することを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
前記突出量算出手段は、前記リニア断層画像の中から前記測定対象の断層データが出現又は消失するタイミングに基づいて前記光プローブの突出量を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像診断装置。
前記突出量算出手段は、前記リニア断層画像の中から前記鉗子チャンネルの内壁面データが出現又は消失するタイミングに基づいて前記光プローブの突出量を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像診断装置。
前記突出量算出手段によって求められた前記光プローブの突出量を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像診断装置。
前記表示手段には前記リニア断層画像が表示されることを特徴とする請求項５に記載の画像診断装置。
前記鉗子チャンネルの内壁面の鉗子口周辺部には所定の反射率を有する第１の反射部と該第１の反射部より低い反射率を有する第２の反射部とが設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像診断装置。
前記突出量算出手段により求められた前記光プローブの突出量に応じて前記測定光の前記光プローブの長軸方向のリニア走査範囲を設定する走査範囲設定手段と、
前記測定光を前記光プローブの長軸周りに回転走査しながら前記走査範囲設定手段で設定された前記リニア走査範囲内で前記光プローブの長軸方向にリニア走査する第２の走査手段と、
前記第２の走査手段による走査を行ったときに前記光学系で得られた戻り光に基づいて光断層画像を取得する光断層画像取得手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像診断装置。
前記走査範囲設定手段は、操作者の指示にしたがって前記リニア走査範囲を手動で設定可能な手段であることを特徴とする請求項８のいずれか１項に記載の画像診断装置。
体腔内に挿入される内視鏡挿入部に設けられた鉗子チャンネルに挿通され、該鉗子チャンネルの先端に形成される鉗子口から先端部を所定量突出させた光プローブを用いて測定対象の光断層画像を生成する画像診断方法であって、
光源から光ファイバを介して伝搬した測定光を光学系から測定対象に照射するともに、該測定対象からの戻り光を前記光学系で得るステップと、
前記測定光を前記光プローブの長軸周りに回転走査することなく前記光プローブの長軸方向にリニア走査するステップと、
前記リニア走査を行ったときに前記光学系で得られた戻り光に基づいて、前記光プローブの長軸方向のリニア断層画像を取得するステップと、
前記リニア断層画像から前記光プローブの突出量を求めるステップと、
を含むことを特徴とする画像診断方法。