JP2017127533A - 光干渉断層装置、光干渉断層装置の制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】心外膜の方向を容易に視認する技術を提供する。【解決手段】光の送受信を連続的に行う送受信部を、管状組織において軸方向に移動させながら管状組織からの反射光を取得し、当該反射光に基づいて画像を生成する光干渉断層装置であって、反射光に基づいて管状組織の１以上の断面画像を取得する取得部と、１以上の断面画像に基づいて、管状組織の分枝を検出する検出部と、管状組織の種別と分枝の種別とに基づいて心外膜方向を推定する推定部と、推定部の推定結果を表示部に表示させる表示制御部とを備える。【選択図】 図５

Description

本発明は、光干渉断層装置、光干渉断層装置の制御方法及びプログラムに関するものである。

近年、画像診断装置として、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が行われている。手術前の診断、或いは、手術後の経過確認のため、光干渉断層診断装置（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）が用いられるのが一般的である。ＯＣＴの改良型として、波長掃引を利用した光干渉断層診断装置（ＳＳ−ＯＣＴ：Ｓｗｅｐｔ−ｓｏｕｒｃｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）も開発されている。

画像診断装置の多くは、取得した断画面像を表示することで、医師へ血管全体の病変情報を提供する（特許文献１参照）。画像診断装置は、診断の結果得られる、例えば狭窄率や分枝におけるプラークの存在、石灰化の分布などの情報から医師が血管部位の治療の必要性を決定する際に使用されている。

医師は、心臓付近の血管の治療を行う場合、心外膜方向を把握しながら手技を実施する。心外膜とは心臓の表面を覆う漿膜と結合組織からなる膜である。心外膜側に穿孔等が発生すると、患者容態を著しく悪化させる可能性があるためである。超音波を用いた断層装置を用いた場合は、深部到達度が深いため断面画像上で直接心外を視認可能である。

特開２０１１−０７２５９６号公報

しかしながら、光干渉断層装置を用いた場合、深部到達度が浅いため、取得された断面画像上で直接心外膜を視認することが難しいという課題がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、心外膜の方向を容易に視認するための技術を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の一態様による光干渉断層装置は以下の構成を備える。即ち、
光の送受信を連続的に行う送受信部を、管状組織において軸方向に移動させながら前記管状組織からの反射光を取得し、当該反射光に基づいて画像を生成する光干渉断層装置であって、
前記反射光に基づいて前記管状組織の１以上の断面画像を取得する取得手段と、
前記１以上の断面画像に基づいて、前記管状組織の分枝を検出する検出手段と、
前記管状組織の種別と前記分枝の種別とに基づいて心外膜方向を推定する推定手段と、
前記推定手段の推定結果を表示部に表示させる表示制御手段と
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、心外膜の方向を容易に視認することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る光干渉断層装置の外観構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る光干渉断層装置の機能構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る信号処理部の機能構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る心外膜方向の推定方法の説明図である。 本発明の第１実施形態に係る光干渉断層装置が実施する処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る心外膜方向を示す情報の表示例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る心外膜方向を示す情報の別の表示例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る心外膜方向の推定方法の説明図である。 本発明の第２実施形態に係る心外膜方向の推定方法の説明図である。 本発明の第２実施形態に係る光干渉断層装置が実施する処理の手順を示すフローチャートである。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
＜１．画像診断装置の外観構成＞
図１は、本発明の一実施形態にかかる光干渉断層装置（光干渉断層画像診断装置（ＯＣＴ）または波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置（ＯＦＤＩ））１００の外観構成を示す図である。

図１に示すように、光干渉断層装置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、直接血管等の管状組織内に挿入され、伝送された測定光を連続的に管状組織に向けて送信するとともに、管状組織からの反射光を連続的に受信する送受信部を先端に備えるイメージングコアを内挿しており、該イメージングコアを用いることで管状組織の状態を測定する。

スキャナ／プルバック部１０２は、光プローブ部１０１が着脱可能に取り付けられるよう構成されており、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（管腔内の軸方向の動作及び回転方向の動作）を実現している。また、送受信部が受信した反射光を取得するとともに、信号線１０４を介して該取得した反射光を操作制御装置１０３に送信する。

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、測定結果を管状組織の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反射光と、測定光を分離することで得られた参照光とを干渉させることで、干渉光データを生成するとともに、該干渉光データに基づいて生成されたラインデータを処理することで、管状組織の軸に直交する方向の横断面画像を複数生成する。

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、各種設定値及び各種指示の入力を行う。１１３は表示部としてのＬＣＤモニタであり、本体制御部１１１において生成された管状組織の複数の断面画像を表示する。

＜２．光干渉断層装置の機能構成＞
次に、光干渉断層装置１００の機能構成について説明する。なお、上述したように、光干渉断層装置には、光干渉断層画像診断装置（ＯＣＴ）及び波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置（ＯＦＤＩ）が含まれるが、以下では、主として波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置（ＯＦＤＩ）について説明する。

図２は、光干渉断層装置１００である、波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置の機能構成を示す図である。２０８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２０８は、カップラ２１４と、ＳＯＡ２１５（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｏｐｔｉｃａｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）と、リング状に結合された光ファイバ２１６と、ポリゴンスキャニングフィルタ２０８ａとを含む、Ｅｘｔｅｎｄｅｄ−ｃａｖｉｔｙ Ｌａｓｅｒの一種である。

ＳＯＡ２１５から出力された光は、光ファイバ２１６を進み、ポリゴンスキャニングフィルタ２０８ａに入り、ここで波長選択された光は、ＳＯＡ２１５で増幅され、最終的にカップラ２１４から出力される。

ポリゴンスキャニングフィルタ２０８ａでは、光を分光する回折格子２１２とポリゴンミラー２０９との組み合わせで波長を選択する。具体的には、回折格子２１２により分光された光を２枚のレンズ（レンズ２１０、レンズ２１１）によりポリゴンミラー２０９の表面に集光させる。これにより、ポリゴンミラー２０９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２０８ａから出力されることとなる。このため、ポリゴンミラー２０９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２０９は、例えば、７２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２０９と回折格子２１２とを組み合わせた波長掃引方式により、高速かつ高出力の波長掃引が可能である。

カップラ２１４から出力された波長掃引光源２０８の光は、第１のシングルモードファイバ２３０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２３０は、途中の光カップラ部２３４において第２のシングルモードファイバ２３７及び第３のシングルモードファイバ２３１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２３０に入射された光は、光カップラ部２３４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２３０の光カップラ部２３４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２０３と、光ロータリジョイント２０３を駆動する回転駆動装置２０４とが設けられている。

さらに、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２３５の先端側には、光プローブ部１０１の第５のシングルモードファイバ２３６がアダプタ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２３６に、波長掃引光源２０８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２０１の先端側から管状組織に対してラジアル動作しながら照射される。そして、管状組織（例えば血管）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２３０側に戻る。さらに、光カップラ部２３４によりその一部が第２のシングルモードファイバ２３７側に移り、第２のシングルモードファイバ２３７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２１９）にて受光される。

なお、光ロータリジョイント２０３の回転部側は回転駆動装置２０４のラジアル走査モータ２０５により回転駆動される。また、ラジアル走査モータ２０５の回転角度は、エンコーダ部２０６により検出される。さらに、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２２３からの指示に基づいて、イメージングコア２０１の軸方向の動作を規定する。

一方、第３のシングルモードファイバ２３１の光カップラ部２３４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２２５が設けられている。当該光路長の可変機構２２５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、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部として機能する。

具体的には、第３のシングルモードファイバ２３１およびコリメートレンズ２２６が、その光軸方向に矢印２３３で示すように移動自在な１軸ステージ２３２上に設けられている。そして、光プローブ部１０１を交換した場合に、当該１軸ステージ２３２が、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移動することで光路長変化部としての機能を実現する。なお、１軸ステージ２３２はオフセットを調整する調整部としても機能する。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に、１軸ステージにより光路長を微小変化させることで、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２２５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２３１の途中に設けられた光カップラ部２３４で第１のシングルモードファイバ２３０側から得られた光と合波されて、第２のシングルモードファイバ２３７を介してフォトダイオード２１９にて受光される。

このようにしてフォトダイオード２１９にて受光された干渉光は光電変換され、アンプ２２０により増幅された後、復調器２２１に入力される。この復調器２２１では干渉した光の信号部分のみを抽出する復調処理を行い、その出力は干渉光信号としてＡ／Ｄ変換器２２２に入力される。

Ａ／Ｄ変換器２２２では、干渉光信号を例えば１８０ＭＨｚで２０４８ポイント分サンプリングして、１ラインのデジタルデータ（干渉光データ）を生成する。なお、サンプリング周波数を１８０ＭＨｚとしたのは、波長掃引の繰り返し周波数を４０ｋＨｚにした場合に、波長掃引の周期（１２．５μｓｅｃ）の９０％程度を２０４８点のデジタルデータとして抽出でき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２２２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２２３に入力される。信号処理部２２３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（ラインデータ）を生成し、これを座標変換することにより、管状組織（例えば血管）内の軸方向の各位置での断面画像を生成し、操作パネル１１２からの指示のもと、所定のフレームレートでＬＣＤモニタ１１３に出力する。

信号処理部２２３は、光路長調整部制御装置２１８とさらに接続されている。信号処理部２２３は、光路長調整部制御装置２１８を介して１軸ステージ２３２の位置の制御を行う。また、信号処理部２２３は、モータ制御回路２２４と接続されており、モータ制御回路２２４よりビデオ同期信号を受信する。信号処理部２２３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、モータ制御回路２２４のビデオ同期信号は、回転駆動装置２０４にも送られ、回転駆動装置２０４ではビデオ同期信号に同期した駆動信号を出力する。

＜３．信号処理部の機能構成＞
次に、光干渉断層装置１００の信号処理部２２３における各種処理を実現するための機能構成について説明する。以下に説明する処理は、専用のハードウェアを用いて実現されてもよいし、各部の機能をソフトウェアにより（コンピュータがメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより）実現されてもよい。

図３は、本実施形態に係る光干渉断層装置１００の信号処理部２２３における処理を実現するための機能ブロックならびに当該処理に関連する信号処理部２２３以外の機能ブロックを示した図である。

図３に示すように、Ａ／Ｄ変換器２２２で生成された干渉光データ３１２は、信号処理部２２３内のラインデータ生成部３０１において、モータ制御回路２２４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３１１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る。なお、ここでは一例として、５１２ラインからなる横断面画像を生成するが、ライン数はこれに限定されるものではない。

光の送受信を連続的に行う送受信部を、管状組織において軸方向に移動させながら当該管状組織からの反射光を取得する。ラインデータ生成部３０１は、当該反射光に基づいて管状組織の断面画像の生成に用いられるラインデータ３１４を生成する。

ラインデータ生成部３０１から出力されたラインデータ３１４は、制御部３０８からの指示に基づいて、ラジアル走査モータ１回転分ごとに、ラインデータメモリ３０２に格納される。このとき、制御部３０８では、直線駆動装置２０７の移動量検出器より出力されたパルス信号３１３をカウントしておき、ラインデータ３１４をラインデータメモリ３０２に格納する際、それぞれのラインデータ３１４が生成された際にカウントされたカウント値と対応付けて格納する。

なお、ここでは、ラインデータメモリ３０２を配し、ラインデータ３１４と、直線駆動装置２０７の移動量検出器から出力されたパルス信号３１３のカウント値とを対応付けて格納する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、断面画像取得部３０３の後段に断面画像データメモリを配し、断面画像３１８と、直線駆動装置２０７の移動量検出器から出力されたパルス信号３１３のカウント値とを対応付けて格納するように構成してもよい。ラインデータメモリ３０２から出力されたラインデータ３１５は、断面画像取得部３０３及び検出部３０５へ入力される。

検出部３０５は、ラインデータ３１５を用いて断面画像上で分枝を検出する。具体的には、ラインデータ３１５を用いて、各フレーム画像について管状組織の分枝の方向を角度情報として検出する。これは、断面画像においてどの方向に分枝が延びているかを角度情報として検出するものである。これにより、一連のフレーム画像のそれぞれについて分枝の有無、分枝がある場合にはその分枝が延びている方向がわかることになる。

また、検出部３０５はカテーテル検出機能も有しており、取得された断面画像に基づいてガイディングカテーテル（ＧＣ）が含まれるフレーム画像を検出する。ガイディングカテーテル（ＧＣ）は、断面画像上で円周方向に連続した強反射体として検出される。

また、検出部３０５は、管状組織の縦軸方向におけるガイディングカテーテル（ＧＣ）の位置に基づいて分枝が含まれるフレーム画像を検出する。例えば、ガイディングカテーテル（ＧＣ）の端部位置に最も近接する最初の分枝が含まれるフレーム画像を検出する。

観察部位選択部３０６は、操作パネル１１２を介したユーザ指定により、検出部３０５により検出された分枝が含まれるフレーム画像における管状組織の種別、及び当該管状組織の分枝部の種別が、それぞれ左回旋枝（ＬＣＸ：left circumflex artery）であるか、左前下行枝（ＬＡＤ：left anterior descending artery）であるかの選択を受け付ける。あるいは、観察対象の管状組織が左回旋枝（ＬＣＸ）であると事前に分かっている場合、その管状組織からの分枝は左前下行枝（ＬＡＤ）であると自動で判定してもよい。逆に、観察対象の管状組織が左前下行枝（ＬＡＤ）であると事前に分かっている場合、分枝は左回旋枝（ＬＣＸ）であると自動で判定してもよい。詳細は後述する。

心外膜方向推定部３０７は、検出部３０５により検出された分枝が含まれるフレーム画像３１６について、観察部位選択部３０６による選択結果に基づいて心外膜方向を推定する。推定された心外膜方向を示す情報３１７は表示制御部３０４へ出力される。

断面画像取得部３０３は、管状組織の軸方向と交差する方向の断面画像を生成するフレームを決定し、ラインデータ３１５に対して各種処理（ライン加算平均処理、フィルタ処理等）を施した後にＲθ変換を行い、断面画像３１８として出力する。生成された断面画像３１８は、制御部３０８からの指示に基づいて、表示制御部３０４により読み出される。その際、表示制御部３０４は、心外膜方向を示す情報３１７が視認可能な状態で、断面画像３１８をＬＣＤモニタ１１３に表示するための画像処理を施した後、断面画像３１９としてＬＣＤモニタ１１３に出力する。

＜４．心外膜方向の推定＞
次に、図４を参照しながら、本実施形態に係る心外膜方向の推定手順について説明する。図４は心臓４００の模式図である。４０１は上行大動脈、４０２は左冠動脈、４０３は左回旋枝、４０４は左前下行枝、４０５は右冠動脈をそれぞれ表している。４０６は、心外膜方向を表す矢印である。ここで、心外膜とは心臓の表面を覆う漿膜と結合組織からなる膜である。

冠動脈には、左冠動脈４０２と右冠動脈４０５との２つの主要な動脈がある。左冠動脈４０２は、左回旋枝（ＬＣＸ）４０３と左前下行枝（ＬＡＤ）４０４という２つの分枝に分かれている。一方、右冠動脈４０５はそのような分枝へ分かれていない。左冠動脈については、左回旋枝（ＬＣＸ）４０３と左前下行枝（ＬＡＤ）４０４との位置関係が分かれば、心外膜４０７が存在する心外膜方向４０６を推定することができる。

＜５．光干渉断層装置１００が実施する処理＞
続いて、本実施形態に係る光干渉断層装置１００が実施する処理の詳細について説明する。図５は、本実施形態に係る光干渉断層装置１００が実施する処理の手順を示すフローチャートである。

Ｓ１００１において、光干渉断層装置１００が一連の処理を実施して管状組織の１以上の断面画像を取得する。Ｓ１００２において、制御部３０８は、操作パネル１１２を介して、ユーザから断面画像の取得対象が左冠動脈であるかの指定を受け付ける。左冠動脈である場合、Ｓ１００３へ進む。一方、左冠動脈ではない場合は、処理を終了する。なお、当該処理は必須ではなく、左冠動脈が対象であることが事前に明らかである場合、省略してもよい。

Ｓ１００３において、検出部３０５は、Ｓ１００１で取得された１以上の断面画像に基づいてガイディングカテーテル（ＧＣ）が含まれるフレーム画像を検出する。ガイディングカテーテル（ＧＣ）は、断面画像上で円周方向に連続した強反射体として検出される。ガイディングカテーテル（ＧＣ）の特徴は血管組織の特徴と明らかに異なるため、円周方向に連続した強反射体としての特徴を持つ構造物が、例えば５フレームに渡って観察された場合はガイディングカテーテル（ＧＣ）が含まれると判定してもよい。

Ｓ１００４において、検出部３０５は、管状組織の縦軸方向におけるガイディングカテーテル（ＧＣ）の位置に基づいて分枝が含まれるフレーム画像を検出する。例えば、ガイディングカテーテル（ＧＣ）の端部位置に最も近接する最初の分枝が含まれるフレームを検出する。これにより、左冠動脈４０２が左回旋枝（ＬＣＸ）４０４と左前下行枝（ＬＡＤ）４０３とへ分かれる位置における分枝に対応するフレーム画像を自動で検出することができる。なお、操作パネル１１２を介したユーザからの指定を受け付けることにより、分枝が含まれるフレーム画像を検出してもよい。その場合、取得済の１以上の断面画像を一覧表示して、ユーザが直接確認した上で指定を受け付ける構成であってもよい。

断面画像における分枝の検出については、例えば以下のような手順で行うことができる。断面画像上で分枝が存在するラインデータ上の輝度値は構造物が存在している場合と比較して非常に低い値である。よって、各ラインデータのピーク輝度値を求め、輝度値が所定値よりも低いラインを分枝と判定し、その分枝ラインが例えば３ライン以上連続して存在する部分を分枝部と判定すればよい。

Ｓ１００５において、観察部位選択部３０６は、操作パネル１１２を介したユーザ指定により、Ｓ１００４で検出されたフレーム画像における管状組織の種別及び当該管状組織の分枝部の種別が、それぞれ左回旋枝（ＬＣＸ）であるか、左前下行枝（ＬＡＤ）であるかの選択を受け付ける。図６に示すように、分枝が検出されたフレーム画像である断面画像６１１について、観察対象の管状組織及び分枝部がそれぞれ左回旋枝（ＬＣＸ）６０１なのか、あるいは左前下行枝（ＬＡＤ）６０２なのかを選択する。これにより左回旋枝（ＬＣＸ）６０１と左前下行枝（ＬＡＤ）６０２との位置関係を認識することができる。

あるいは、観察対象の管状組織が左回旋枝（ＬＣＸ）６０１であると事前に分かっている場合、その管状組織からの分枝は左前下行枝（ＬＡＤ）６０２であると自動で判定してもよい。逆に、観察対象の管状組織が左前下行枝（ＬＡＤ）６０２であると事前に分かっている場合、分枝は左回旋枝（ＬＣＸ）６０１であると自動で判定してもよい。

Ｓ１００６において、心外膜方向推定部３０７は、観察対象である管状組織の種別及び分枝の種別の観察部位選択部３０６による選択結果に基づいて心外膜方向を推定する。具体的には、図６に示すように、左回旋枝（ＬＣＸ）６０１と左前下行枝（ＬＡＤ）６０２との位置関係に基づいて、断面画像６１１における心外膜方向を推定する。例えば、左回旋枝（ＬＣＸ）６０１の中心部から左前下行枝（ＬＡＤ）６０２の中心部へ延びる直線を抽出し、当該直線と直交する方向であって、左回旋枝（ＬＣＸ）６０１の中心部から左前下行枝（ＬＡＤ）６０２の中心部を観察して、左回旋枝（ＬＣＸ）６０１の中心部から反時計回りに９０度回転させた方向を、心外膜方向と推定する。

Ｓ１００７において、表示制御部３０４は、心外膜方向推定部３０７による推定結果である心外膜方向の情報を、Ｓ１００１で取得された断面画像とともにＬＣＤモニタ１１３に表示させる。図６に示すように、心外膜方向を示す情報として表示形態６０３（この例では星印）を断面画像６１１上に重畳表示する。また、縦断面画像６１０の各位置に対応するその他の断面画像６１２上にも、表示形態６０３を重畳表示する。これにより、心外膜方向を容易に視認することが可能となる。以上で図５の処理が終了する。

なお、心外膜方向の視認方法は図６に示したような表示形態を重畳表示する方法に限定されない。図７は、心外膜方向の視認方法の別の例を示している。断面画像上に表示形態を表示するのではなく、心外膜方向が指定された方向へ常に向くように各断面画像を回転させる。図７の例では心外膜方向７０３が紙面上で上向きになるように断面画像７１１を回転させている。同様に、縦断面画像７１０の各位置に対応する他の断面画像７１２についても全フレーム画像を断面画像７１１の回転角度と同じ角度で回転させて表示してもよい。これにより、医師は心外膜方向を容易に視認することが可能となる。

このように、本実施形態によれば、断面画像上で心外膜の方向を容易に視認することが可能となる。

（第２実施形態）
第１実施形態では左回旋枝（ＬＣＸ）と左前下行枝（ＬＡＤ）との位置関係に基づいて心外膜方向を推定する例を説明した。これに対して、本実施形態では断面画像のガイディングカテーテル（ＧＣ）の開口部に基づいて心外膜方向を推定する例を説明する。

本実施形態に係る光干渉断層装置１００の構成は第１実施形態と同様であるが、信号処理部２２３が観察部位選択部３０６を備えていない点が異なる。また、本実施形態に係る検出部３０５は、既に取得された断面画像に基づいてガイディングカテーテル（ＧＣ）が含まれるフレーム画像を検出し、ガイディングカテーテル（ＧＣ）が分枝（すなわち、左回旋枝（ＬＣＸ）、左前下行枝（ＬＡＤ））付近まで延在しているか否かを判定する。そして、ガイディングカテーテル（ＧＣ）の一部分が強反射体として検出されないフレームに基づいて、断面画像上でガイディングカテーテル（ＧＣ）の開口部を検出する。本実施形態に係る心外膜方向推定部３０７は、検出された開口部の方向に基づいて心外膜方向を推定する。以下、図８〜図１０を参照して、本実施形態の処理の詳細を説明する。

＜１．心外膜方向の推定方法＞
図８は、本発明の第２実施形態に係る心外膜方向の推定方法の説明図である。図８において、８０１はガイディングカテーテル（ＧＣ）、８０２は治療カテーテルである。上行大動脈４０１内にガイディングカテーテル（ＧＣ）が位置しており、左冠動脈４０２を観察している。

一般的に、ガイディングカテーテル（ＧＣ）８０１は、ガイドワイヤ（ＧＷ）や治療カテーテル挿入時のバックアップ力を保持するように血管内に留置される。そのため、ガイディングカテーテル（ＧＣ）８０１の先端開口部は斜め上向きの方向（おおよそ心外膜方向４０６）になることが多い。

また、断層像（１以上の断面画像）の取得時（プルバック時）に、治療カテーテル８０２がガイディングカテーテル（ＧＣ）８０１と平行になることは稀である。多くの場合、ガイディングカテーテル（ＧＣ）８０１とは、ある程度の角度差を有しながら断層像が取得されることになる。よって、各断面画像においてガイディングカテーテル（ＧＣ）８０１の見え始めは円形ではなく、開口部の一部のみが観察されることになる。

例えば、位置８１１に対応する断面画像８２１では、太線で示したガイディングカテーテル（ＧＣ）８０１と、細線で示した管状組織とが観察される。位置８１２に対応する断面画像８２２では、太線で示したガイディングカテーテル（ＧＣ）８０１が観察される割合が高くなっている。位置８１３に対応する断面画像８２３では、太線で示したガイディングカテーテル（ＧＣ）８０１全体が観察される。

従って、図８に示すように、ガイディングカテーテル（ＧＣ）８０１が観察され始めた位置の反対側の方向（すなわち、断面画像上でガイディングカテーテル（ＧＣ）８０１から管状組織へ向かう方向）が心外膜方向であると推定できる。

図９は、本発明の第２実施形態に係る心外膜方向の具体的な推定手順の説明図である。図９に示す断面画像は、ガイディングカテーテル（ＧＣ）８０１が強反射体として一部分観察されている例である。

具体的には、まず、断面画像において、連続する強反射体を検出する。９０１で示す領域が強反射体が連続する領域である。次に、円周方向に強反射体が途切れる端点位置を検出する。９０２で示す領域が強反射体の開口部である。次に、治療カテーテル８０２の中心位置と２つの端点位置とを結ぶ２つの直線のなす角度を算出する。そして、算出した角度を２等分する線分が強反射体の開口部側に伸びる方向９０３を心外膜方向として推定する。

なお、ガイドワイヤ（ＧＷ）が存在する場合には、強反射体の連続性が失われることがあるため、別途ガイドワイヤ（ＧＷ）の位置を検出しておき、ガイドワイヤ（ＧＷ）の位置をガイディングカテーテル（ＧＣ）８０１の開口部であると誤判定しないようにするとよい。

なお、ガイディングカテーテル（ＧＣ）８０１が観察され始めたばかりの断面画像を使用するよりも、ガイディングカテーテル（ＧＣ）８０１の全容が円形に観察される直前の断面画像を使用した方が心外膜方向の推定精度が高くなる。すなわち、図８の例では断面画像８２１を使用するよりも、断面画像８２２を使用した方が心外膜方向の推定精度が高くなる。

＜２．光干渉断層装置１００が実施する処理＞
続いて、本実施形態に係る光干渉断層装置１００が実施する処理の詳細について説明する。図１０は、本実施形態に係る光干渉断層装置１００が実施する処理の手順を示すフローチャートである。

Ｓ２００１において、光干渉断層装置１００が一連の処理を実施して管状組織の１以上の断面画像を取得する。Ｓ２００２において、検出部３０５は、Ｓ２００１で取得された断面画像に基づいてガイディングカテーテル（ＧＣ）が含まれるフレーム画像を検出する。

Ｓ２００３において、検出部３０５は、Ｓ２００２で検出されたガイディングカテーテル（ＧＣ）が分枝（すなわち、左回旋枝（ＬＣＸ）、左前下行枝（ＬＡＤ））付近まで延在しているか否かを判定する。図８に示すように、ガイディングカテーテル（ＧＣ）８０１が左冠動脈４０２の入口付近で斜め上向きに留置されていることが、本実施形態に係る心外膜方向推定の前提である。ガイディングカテーテル（ＧＣ）が左冠動脈４０２の奥の方まで入り込んでいる場合、本実施形態の手法は適用できない。当該判定は、例えば操作パネル１１２を介したユーザ選択により行う。あるいは、管状組織の縦軸方向におけるガイディングカテーテル（ＧＣ）の端部位置から辿って分枝が検出されるフレームが見つからなかった場合に、ガイディングカテーテル（ＧＣ）が分枝付近まで延在していると自動で判定してもよい。

ガイディングカテーテル（ＧＣ）が分枝まで延在していると判定された場合、処理を終了する。一方、ガイディングカテーテル（ＧＣ）が分枝まで延在していないと判定された場合、Ｓ２００４へ進む。

Ｓ２００４において、検出部３０５は、ガイディングカテーテル（ＧＣ）の一部分が強反射体として検出されないフレーム画像に基づいて、断面画像上でガイディングカテーテル（ＧＣ）の開口部を検出する。Ｓ２００５において、心外膜方向推定部３０７は、Ｓ２００４で検出された開口部の方向に基づいて心外膜方向を推定する。具体的な推定手順は図９を参照して説明した通りである。

Ｓ２００６において、表示制御部３０４は、心外膜方向推定部３０７による推定結果である心外膜方向の情報を、Ｓ１００１で取得された断面画像とともにＬＣＤモニタ１１３に表示させる。第１実施形態と同様に、図６又は図７に示すような方法で心外膜方向を表示する。以上で図１０の処理が終了する。

本実施形態によれば、断面画像上で心外膜の方向を容易に視認することが可能となる。また、左回旋枝（ＬＣＸ）と左前下行枝（ＬＡＤ）との位置関係に依存せずに心外膜方向を推定することができるため、左冠動脈に限らず、右冠動脈についても適用することができる。

なお、以上説明した各実施形態における処理は、マイクロプロセッサで構成される信号処理部２２３によるものである。マイクロプロセッサはプログラムを実行することで、その機能を実現するわけであるから、当然、そのプログラムも本願発明の範疇になる。また、通常、プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ可読記憶媒体に格納されており、それのコンピュータが有する読み取り装置（ＣＤ−ＲＯＭドライブ等）にセットし、システムにコピーもしくはインストールすることで実行可能になるわけであるから、係るコンピュータ可読記憶媒体も本願発明の範疇に入ることも明らかである。

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

１００：光干渉断層装置、１０１：光プローブ部、１０２：プルバック部、１０３：操作制御装置、１１１：本体制御部、１１２：操作パネル、１１３：ＬＣＤモニタ、２２３：信号処理部、３０１：ラインデータ生成部、３０２：ラインデータメモリ、３０３：断面画像取得部、３０４：表示制御部、３０５：検出部、３０６：観察部位選択部、３０７：心外膜方向推定部、３０８：制御部

Claims (13)

1. 光の送受信を連続的に行う送受信部を、管状組織において軸方向に移動させながら前記管状組織からの反射光を取得し、当該反射光に基づいて画像を生成する光干渉断層装置であって、
   前記反射光に基づいて前記管状組織の１以上の断面画像を取得する取得手段と、
   前記１以上の断面画像に基づいて、前記管状組織の分枝を検出する検出手段と、
   前記管状組織の種別と前記分枝の種別とに基づいて心外膜方向を推定する推定手段と、
   前記推定手段の推定結果を表示部に表示させる表示制御手段と
   を備えることを特徴とする光干渉断層装置。
2. 前記１以上の断面画像に基づいてガイディングカテーテルが含まれる断面画像のフレームを検出するカテーテル検出手段をさらに備え、
   前記カテーテル検出手段は、前記ガイディングカテーテルの前記軸方向の位置に基づいて前記管状組織の分枝が含まれる断面画像のフレームを検出することを特徴とする請求項１に記載の光干渉断層装置。
3. 前記管状組織の種別および前記分枝の種別が、それぞれ左回旋枝であるか、あるいは左前下行枝であるかを選択する選択手段をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の光干渉断層装置。
4. 前記選択手段は、ユーザ指定により、前記管状組織の種別および前記分枝の種別が、それぞれ左回旋枝であるか、あるいは左前下行枝であるかの選択を受け付けることを特徴とする請求項３に記載の光干渉断層装置。
5. 前記選択手段は、観察対象である前記管状組織の種別に基づいて、前記分枝の種別が左回旋枝であるか、あるいは左前下行枝であるかを選択することを特徴とする請求項３に記載の光干渉断層装置。
6. 前記推定手段は、前記選択手段による選択結果に基づいて、前記心外膜方向を推定することを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載の光干渉断層装置。
7. 前記推定手段は、前記選択手段により種別が選択された前記管状組織と前記分枝との断面画像上での位置関係に基づいて、前記心外膜方向を推定することを特徴とする請求項３乃至６の何れか１項に記載の光干渉断層装置。
8. 前記表示制御手段は、前記心外膜方向を示す表示形態を前記１以上の断面画像上にそれぞれ表示させることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の光干渉断層装置。
9. 前記表示制御手段は、前記心外膜方向が特定の方向を向くように前記１以上の断面画像をそれぞれ同じ角度で回転して表示させることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の光干渉断層装置。
10. 光の送受信を連続的に行う送受信部を、管状組織において軸方向に移動させながら前記管状組織からの反射光を取得し、当該反射光に基づいて画像を生成する光干渉断層装置であって、
    前記反射光に基づいて前記管状組織の１以上の断面画像を取得する取得手段と、
    前記１以上の断面画像に基づいてガイディングカテーテルの開口部を検出する検出手段と、
    前記開口部の方向に基づいて心外膜方向を推定する推定手段と、
    前記推定手段の推定結果を表示部に表示させる表示制御手段と
    を備えることを特徴とする光干渉断層装置。
11. 光の送受信を連続的に行う送受信部を、管状組織において軸方向に移動させながら前記管状組織からの反射光を取得し、当該反射光に基づいて画像を生成する光干渉断層装置の制御方法であって、
    前記反射光に基づいて前記管状組織の１以上の断面画像を取得する取得工程と、
    前記１以上の断面画像に基づいて、前記管状組織の分枝を検出する検出工程と、
    前記管状組織の種別と前記分枝の種別とに基づいて心外膜方向を推定する推定工程と、
    前記推定工程での推定結果を表示部に表示させる表示制御工程と
    を有することを特徴とする光干渉断層装置の制御方法。
12. 光の送受信を連続的に行う送受信部を、管状組織において軸方向に移動させながら前記管状組織からの反射光を取得し、当該反射光に基づいて画像を生成する光干渉断層装置の制御方法であって、
    前記反射光に基づいて前記管状組織の１以上の断面画像を取得する取得工程と、
    前記１以上の断面画像に基づいてガイディングカテーテルの開口部を検出する検出工程と、
    前記開口部の方向に基づいて心外膜方向を推定する推定工程と、
    前記推定工程での推定結果を表示部に表示させる表示制御工程と
    を有することを特徴とする光干渉断層装置の制御方法。
13. 請求項１１又は１２に記載の光干渉断層装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。