JP2547913B2

JP2547913B2 - 血管内腔像表示装置

Info

Publication number: JP2547913B2
Application number: JP3303933A
Authority: JP
Inventors: 多聞溝口; 睦真柄; 俊彦山県; 真一川村; 雅己内堀; 繁数長島; 清竹内
Original assignee: Fukuda Denshi Co Ltd
Current assignee: Fukuda Denshi Co Ltd
Priority date: 1991-10-23
Filing date: 1991-10-23
Publication date: 1996-10-30
Anticipated expiration: 2011-10-30
Also published as: JPH05111456A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は血管内腔像表示装置、特
に血管内視用ファイバーカテーテルを使用して血管内腔
をテレビカメラにより撮影し、該血管内腔の画像を表示
する血管内腔像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、血管内腔に狭窄部や閉塞部が生じ
た場合には、血管内にカテーテルを挿入してイメージガ
イドによりそれらを観察すると共に、フラッシュガイド
から血栓溶解剤を注入して溶解除去していた。また、最
近では、レーザー導光ファイバーを挿入して患部を目視
しながらレーザー光により蒸散除去するというレーザー
アンジオプラスティーが経皮的に行われるようになっ
た。こういった血管内腔狭窄部及び閉塞部の内科的治療
法には、これらの血管患部の状況を鮮明に表示する血管
内腔像表示装置を用いることが有効である。従来の血管
内腔像表示装置は、図３に示す構成を有していた。同図
において、参照符号１はイメージガイド、２はアイピー
ス、４はテレビカメラ、６はモニタである。即ち、血管
内視用ファイバーカテーテルを構成するイメージガイド
１のアイピース２に小型のテレビカメラ４を装着して、
そのビデオ信号をモニタ６に表示し血管内腔の拡大像を
観察診断していた。より具体的には、上記イメージガイ
ド１の端面１Ａにおける血管内腔像Ｔ１をアイピース２
に入力させ、そこから出力した血管内腔像Ｔ２をテレビ
カメラ４で撮影する。テレビカメラ４による撮影後は、
血管内腔像はビデオ信号Ｔ３としてモニタ６に入力し、
拡大像がモニタ画面に表示される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例において、
イメージガイド１を構成する光ファイバーは、よく知ら
れているように、コアと称する光を伝送する部分と、ク
ラッドと称する光を伝送しない部分からなる。従って、
上記イメージガイドの端面１Ａにおける血管内腔像Ｔ１
には、網目模様が生じている。ところが、この網目模様
と、テレビカメラ４の撮像素子の画素配列とは、一般に
は、対応せず、モニタ画面に表示された血管内腔の拡大
像には、よく知られているように、モアレ縞が生じる。
このため、従来は、アイピース２とテレビカメラ４との
焦点を変位させて血管内腔像Ｔ１を撮影するか、アイピ
ース２にローパスフィルタを設けてモアレ成分が最小と
なるような制御を行うことにより、モアレ縞を低減して
いた。しかし、このような方式によると解像度を損な
い、血管内腔像の輪郭が不鮮明となるという課題があ
る。この結果、血管患部の状況を診断することが困難で
あるなどの弊害が多々生じていた。本発明の目的は解像
度を損なうことが無く、鮮明な血管内腔像を表示する血
管内腔像表示装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題は、イメージガ
イド１０から射出された観察光Ｋ１を集光してテレビカ
メラ１４の撮像素子に結像させるアイピース１２と、ア
イピース１２により結像した血管内腔像Ｋ２を撮影する
テレビカメラ１４と、そのビデオ信号出力Ｓ１からイメ
ージガイド１０を構成する各ファイバー素子の最も明る
い中心にあたる点をサンプリングして取り出し、各ファ
イバー素子との間を隣接補間処理する画像処理部１００
０とを備え（図１）、その出力Ｓ８をモニタ９００に表
示することにより、イメージガイドの特性でありかつモ
アレ縞障害を引き起こす原因となる網目模様を除去する
血管内腔像表示装置により、解決される。

【０００５】

【作用】上記のように、本発明によれば、イメージガイ
ド１０の接眼端面１０Ａにおける血管内腔像Ｋ１（図２
（Ａ））をアイピース１２により拡大して撮影したテレ
ビカメラ１４のビデオ信号出力Ｓ１のうちで、イメージ
ガイド１０を構成する各ファイバー素子の最も明るい中
心にあたる点をサンプリングして取り出し、各ファイバ
ー素子との間をリアルタイムで連続して補間処理したこ
とにより、各ファイバー素子の明るさがフラットで網目
模様のない血管内腔像（図２（Ｃ））を表示する血管内
腔像表示装置が提供される。このため、表示された血管
内腔像は、解像度が高く、網目模様のない、明るく鮮明
化されており血管患部の観察診断に、臨床上実用価値の
高い血管内腔像の撮影表示ができるようになった。

【０００６】

【実施例】以下、本発明を実施例により添付図面を参照
して説明する。図１は、本発明の実施例を示す図であ
る。同図において、参照符号１０はイメージガイド、１
０Ａはその接眼端面、Ｋ１は接眼端面１０Ａにおける血
管内腔像、１２はアイピース、Ｋ２はアイピース１２に
より結像した血管内腔像、１４はテレビカメラ、Ｓ１は
テレビカメラ１４のビデオ信号出力、Ｓ０は外部入力ビ
デオ信号、１００は第１ビデオ信号スイッチ、１０００
は画像処理部、８００は第２ビデオ信号スイッチ、９０
０は一般にはラスター・スキャン方式画像表示素子、具
体的には、例えばＣＲＴモニタである。

【０００７】以下、上記各装置の概略説明をする。上記
イメージガイド１０は、ライトガイドと共に血管内視用
カテーテルを構成しており、その一部は患者の血管内に
挿入され（図示省略）、その中を伝送して来た血管内腔
像Ｋ１を接眼端面１０Ａに結ぶようになっている。上記
アイピース１２は、イメージガイド１０の接眼端面１０
Ａにおける上記血管内腔像Ｋ１を拡大し、拡大血管内腔
像Ｋ２を、テレビカメラ１４の撮像素子に結像させる装
置であり、集光レンズ等で構成されている。上記テレビ
カメラ１４は、その内部に撮像素子を備え、上記拡大血
管内腔像Ｋ２を入力して電気信号であるビデオ信号Ｓ１
に変換する装置である。上記第１ビデオ信号スイッチ１
００は、上記テレビカメラ１４から出力されたビデオ信
号Ｓ１の他に外部ビデオ信号Ｓ０、例えばＶＴＲの再生
信号等を入力し、本発明に係る画像処理部１０００によ
り画像処理してモニタ９００に表示するための選択スイ
ッチである。上記画像処理部１０００は、テレビカメラ
１４のビデオ信号出力Ｓ１のうちで、イメージガイド１
０を構成する各ファイバー素子の最も明るい中心にあた
る点をサンプリングして取り出し、各ファイバー素子と
の間をリアルタイムで連続して補間処理する装置であ
る。上記第２ビデオ信号スイッチ８００は、上記イメー
ジガイドの端面を撮影したビデオ信号Ｓ２と、縄目模様
を除去処理した、各ファイバーの中心にあたる最も明る
い点をサンプルして補間したビデオ信号Ｓ８とを切り換
えてモニタ９００に表示するための信号Ｓ９を出力する
選択スイッチである。上記画像表示素子９００は、ラス
ター・スキャン方式画像表示素子、例えばＣＲＴモニタ
であり、ビデオ信号を接続して階調性のあるカラー画像
を表示するものである。

【０００８】上記画像処理部１０００において、参照符
号２００、２１０はサンプリング回路、Ｓ３ａ，Ｓ３ｂ
はサンプリング信号、３００は水平サンプルホールド回
路、Ｓ４は水平ピークサンプルホールド信号、４００は
第１制御回路、Ｓ５は水平ピークサンプリング制御信
号、５００はライン遅延線、Ｓ６は１ライン遅延信号、
６００は第２制御回路、Ｓ７は垂直ピークサンプリング
制御信号、７００は垂直サンプルホールド回路、Ｓ８は
垂直ピークサンプルホールド信号である。上記サンプリ
ング回路２００、２１０は、上記イメージガイド１０を
構成する各ファイバーの中心にあたる最も明るい点を正
確に抽出し易くするための回路である。上記水平サンプ
ルホールド回路３００は、上記第１ビデオ信号スイッチ
１００により選択したビデオ信号Ｓ０及びＳ1 を、サン
プリング回路２１０によりサンプリングしたサンプリン
グ信号Ｓ３ｂを入力してその水平側走査方向に対して連
続的に入力電圧の尖塔値をサンプルし、水平ピークサン
プルホールド信号Ｓ４を出力するピークホールド回路で
ある。上記第１制御回路４００はサンプリング回路２０
０及び２１０より１サンプル分遅延した出力をする２１
０の各サンプリング信号Ｓ３ａ，Ｓ３ｂを入力し、Ｓ３
ｂの尖塔値をサンプリングするための水平ピークサンプ
リング制御信号Ｓ５（図２）を出力する制御回路であ
る。上記ライン遅延線５００は、上記サンプルホールド
回路３００の水平側走査方向ピークホールド信号、即ち
水平ピークサンプルホールド信号Ｓ４（図２（ａ））を
入力し、該水平ピークサンプルホールド信号Ｓ４の垂直
側走査方向に対して、連続的に各ファイバーの中心にあ
たる最も明るい点をサンプルするために１ライン遅延す
る装置であって、１ライン遅延信号Ｓ６を出力するよう
になっている。上記第２制御回路６００は、上記水平ピ
ークサンプルホールド信号Ｓ４と、該水平ピークサンプ
ルホールド信号Ｓ４を１ライン遅延した１ライン遅延信
号Ｓ６とを入力して両者を比較し、垂直側走査方向に対
して連続的に各ファイバーの中心にあたる最も明るい点
をサンプルするための垂直ピークサンプリング制御信号
Ｓ７を出力する装置である。上記垂直サンプルホールド
回路７００は、上記１ライン遅延信号Ｓ６を入力し、垂
直側走査方向に対して、連続的に各ファイバーの中心に
あたる最も明るい点をサンプルした垂直ピークサンプル
ホールド信号Ｓ８（図１、図２（Ｄ）（４））を出力す
る装置であり、例えばＣＣＤ等で構成した１ライン循環
ビデオ信号メモリで構成されている。

【０００９】以下、上記構成を有する本発明の作用を図
１及び図２に基づいて説明する。先ず、イメージガイド
１０を含むカテーテルを患者の血管に挿入し、ライトガ
イド（図示省略）内を進んで来た照光源（図示省略）か
らの光を患部に照射すると、その反射光による血管内腔
像がイメージガイド内を伝送してくる。イメージガイド
１０の接眼端面１０Ａから出た血管内腔像Ｋ１は（図２
（Ａ））、テレビカメラ１４でビデオ信号Ｓ１に変換さ
れて図２（Ｄ）（１）に示すようになる。この血管内腔
像Ｋ１の様子を図２（Ａ）の模式図を用いて説明する
と、次のようになる。即ち、イメージガイド１０により
伝送された血管内腔像Ｋ１は、図２（Ａ）に示すよう
に、イメージガイド１０を構成する各ファイバＦ１、Ｆ
２・・・の中心部分が最も明るく、周辺及びその接点で
囲まれる三角域が暗い網目模様の血管内腔像となる。例
えば、ファイバＦ１について説明すれば、その中心ｅが
最も明るく、斜線で示すように、中心ｅの周辺ｄ及び接
点ａ、ｂ、ｃで囲まれる三角域が暗くなっている。この
ことは、他のファイバＦ２・・・についても、同様であ
る。そのため、イメージガイド端面１０Ａに現れる上記
網目模様の血管内腔像Ｋ１をテレビカメラ１４で撮影し
て出力されたビデオ信号Ｓ１を、若しモニタ９００に直
接入力して表示した場合は、よく知られているように、
イメージファイバーの網目模様と表示モニタの走査線
や、テレビカメラの撮影素子が有する撮像画素配列画素
に関係する干渉縞としてモアレ縞Ｍが発生し、図２
（Ｂ）のようなモニタ表示像になることがわかる。即
ち、各ファイバ中心ｅだけが明るく浮き上がって見える
ので、網目模様となる。上記モニタ表示像に干渉縞Ｍが
発生する要因となるテレビカメラのビデオ信号Ｓ１か
ら、イメージガイドを構成する各ファイバーの最も明る
い中心ｅに対応するビデオ信号波形の山の頂上をそれぞ
れサンプリングして、テレビ走査の水平及び垂直方向に
次のような補間埋め込み処理を行う。即ち、先ず最初に
表示しようとする入力ビデオ信号Ｓ２をサンプリング回
路２００及び２１０によりサンプリングする。次に、そ
れぞれのサンプリング信号Ｓ３ａ，Ｓ３ｂを第１制御回
路４００に入力すると、該第１制御回路４００は、その
入力信号Ｓ３ａが下降し、Ｓ３ｂが上昇または変化しな
い条件で水平ピークサンプリング制御信号Ｓ５を出力す
る（図１、図２（Ｄ）（２））。この水平ピークサンプ
リング制御信号Ｓ５とサンプリング信号Ｓ３ｂが、水平
サンプルホールド回路３００に入力されると、該水平サ
ンプルホールド回路３００は、水平ピークサンプリング
制御信号Ｓ５によって上記サンプリング信号Ｓ３ｂの尖
塔値である水平ピークサンプルホールド信号Ｓ４（図
１、図２（Ｄ）（３））を出力する。水平サンプルホー
ルド回路３００から出力された上記水平ピークサンプル
ホールド信号Ｓ４は、ライン遅延線５００に入力し、１
水平走査周期分を遅延した１ライン遅延信号Ｓ６（図
１、波形は図示省略、例えば、約６４μ秒の遅延）が出
力される。このライン遅延信号Ｓ６と遅延前の水平ピー
クサンプルホールド信号Ｓ４とは、第２制御回路６００
に入力され、該水平ピークサンプルホールド信号Ｓ４が
１ライン遅延した信号Ｓ６より低くなり、かつ１ライン
遅延信号Ｓ６が上昇または変化しない条件で垂直ピーク
サンプリング制御信号Ｓ７（図１）が出力される。この
垂直ピークサンプリング制御信号Ｓ７は、１ライン遅延
信号Ｓ６と共に、垂直ピークサンプルホールド回路７０
０に入力され、該垂直ピークサンプルホールド回路７０
０により所定の処理がなされて、網目模様が除去された
垂直ピークサンプリングホールド信号Ｓ８（図１、図２
（Ｄ）（４））が出力される。即ち、垂直ピークサンプ
ルホールド回路７００は、上記１ライン遅延信号Ｓ６を
入力し、垂直ピークサンプリング制御信号Ｓ７によりデ
ータの書換え動作を行う１ライン循環ビデオ信号メモリ
であり、上記カテーテルのイメージガイド１０を構成す
るファイバーの中心をサンプルホールドして２次元的に
埋め込み処理した垂直ピークサンプリングホールド信号
Ｓ８を出力するものである。

【００１０】以上は、画像処理部１０００の動作である
が、該画像処理部１０００から出力された垂直ピークサ
ンプリングホールド信号Ｓ８とビデオ信号Ｓ２は、外部
の第２ビデオ信号スイッチ８００と画像表示素子９００
とによって、次のように、処理がなされる。即ち、上記
第２ビデオ信号スイッチ８００は、上記イメージガイド
の端面を撮影したビデオ信号Ｓ２と、網目模様を除去処
理した各ファイバーの中心にあたる最も明るい部分をサ
ンプリングして、補間したビデオ信号Ｓ８（図２（Ｄ）
（４））とを切り換えて画像表示素子９００に表示する
ためのビデオ信号選択スイッチである。より具体的に
は、第２ビデオ信号スイッチ８００は、イメージガイド
の各ファイバーの中心にあたる最も明るい部分を正確に
サンプリング処理するための焦点調整操作を行う際に
は、テレビカメラ１４からのビデオ信号Ｓ１、即ちビデ
オ信号Ｓ２を選択し、血管内腔を観察診断する際には、
網目模様を除去処理した上記垂直ピークサンプルホール
ド回路７００の出力信号Ｓ８を選択して画像表示素子９
００に表示するための信号選択スイッチである。上記画
像表示素子９００は、ラスター・スキャン方式画像表示
素子、例えばＣＲＴモニタであり、ビデオ信号Ｓ９を接
続して階調性のあるカラー画像を表示するものであり、
上記第２ビデオ信号スイッチ８００により、テレビカメ
ラ１４の出力ビデオ信号Ｓ１を選択して入力すると、図
２（Ｂ）のような網目模様のある血管内視画像が画面に
表示され、網目模様を除去処理した上記垂直ピークサン
プルホールド回路７００の出力信号Ｓ８を選択して入力
すると、図２（Ｃ）のような画像が表示される。

【００１１】以上説明したように本実施例によれば、イ
メージガイド１０の接眼端面１０Ａにおける血管内腔像
Ｋ１（図２（Ａ））を、テレビカメラ１４により撮影し
た後のビデオ信号Ｓ１に基づいて、イメージガイド１０
の各ファイバーの中心部近傍のもっとも明るい点を正確
にサンプリングして補間することにより、解像度が高
く、かつ網目模様の無い、明るく鮮明な血管内腔像（図
２（ｃ））を表示することができる。即ち、上述の構成
を備えることにより、イメージガイド１０を構成するフ
ァイバーによる血管内腔撮影像から、網目模様を除去
し、そのためにモアレ縞障害を低減した色彩の再現性の
高い画像を表示することができる。

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、血
管内視用ファイバーカテーテルの各ファイバー素子の中
心部近傍のもっとも明るいピーク点を正確にサンプリン
グして補間することにより、解像度が高く、かつ網目模
様を除去してモアレ縞障害を低減した色彩の再現性の高
い画像を表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す図である。

【図２】本発明の作用説明図である。

【図３】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１０イメージガイド１０Ａ接眼端面１２アイピース１４テレビカメラ１００第１ビデオ信号スイッチ２００、２１０サンプリング回路３００水平サンプルホールド回路４００第１制御回路５００ライン遅延線６００第２制御回路７００垂直サンプルホールド回路８００第２ビデオ信号スイッチ９００ラスター・スキャン方式画像表示素子１０００画像処理部Ｋ１イメージガイド接眼端面における血管内腔像Ｋ２テレビカメラ入力血管内腔像Ｓ０外部入力ビデオ信号Ｓ１テレビカメラのビデオ信号Ｓ２画像処理部入力ビデオ信号Ｓ３ａ、Ｓ３ｂサンプリング信号Ｓ４水平ピークサンプルホールド信号Ｓ５水平ピークサンプリング制御信号Ｓ６１ライン遅延信号Ｓ７垂直ピークサンプリング制御信号Ｓ８垂直ピークサンプルホールド信号Ｓ９モニタ入力ビデオ信号

フロントページの続き (72)発明者川村真一東京都文京区本郷３丁目39番４号フクダ電子株式会社内 (72)発明者内堀雅己東京都文京区本郷３丁目39番４号フクダ電子株式会社内 (72)発明者長島繁数東京都文京区本郷３丁目39番４号フクダ電子株式会社内 (72)発明者竹内清東京都文京区本郷３丁目39番４号フクダ電子株式会社内 (56)参考文献特開昭62−25572（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−186919（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ラスタスキャン方式によって画像情報を
表示可能な表示手段（９００）を備え、血管内視用ファ
イバーカテーテルより導出した血管内腔像を入力し、前
記表示手段（９００）に表示する血管内腔像表示装置で
あって、前記入力される血管内腔像の前記血管内視用ファイバー
カテーテルの各ファイバー素子の中心部近傍のもっとも
明るいピーク点を抽出して取り出し、抽出したピーク点
間を隣接補間処理して前記表示手段（９００）に表示さ
せる画像処理手段（１０００）を備え、前記画像処理手段（１０００）は、前記表示装置のラス
タスキャン時の水平方向１ライン分中のピーク値をサン
プリングしてホールドする水平サンプルホールド回路
（３００）と、前記水平サンプルホールド回路（３０
０）でホールドされた１ラインのピーク値と次の１ライ
ンのピーク値とを比較して垂直方向を加味したピーク値
をサンプリングしホールドして前記血管内視用ファイバ
ーカテーテルの各ファイバー素子の中心部近傍のもっと
も明るいピーク点を抽出して２次元的に埋め込み処理す
る垂直サンプルホールド回路（７００）とを含むことを
特徴とする血管内腔像表示装置。