JP5259374B2 - 光構造観察装置及びその構造情報処理方法 - Google Patents

光構造観察装置及びその構造情報処理方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5259374B2
JP5259374B2 JP2008324607A JP2008324607A JP5259374B2 JP 5259374 B2 JP5259374 B2 JP 5259374B2 JP 2008324607 A JP2008324607 A JP 2008324607A JP 2008324607 A JP2008324607 A JP 2008324607A JP 5259374 B2 JP5259374 B2 JP 5259374B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
image
parallel
optical structure
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008324607A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010145297A (ja
Inventor
利彦 大森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2008324607A priority Critical patent/JP5259374B2/ja
Priority to EP09179681.3A priority patent/EP2198775B1/en
Priority to US12/642,570 priority patent/US8911357B2/en
Publication of JP2010145297A publication Critical patent/JP2010145297A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5259374B2 publication Critical patent/JP5259374B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6847Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
    • A61B5/6852Catheters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002Operational features of endoscopes
    • A61B1/00004Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
    • A61B1/00009Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of image signals during a use of endoscope
    • A61B1/000094Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of image signals during a use of endoscope extracting biological structures
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00096Optical elements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163Optical arrangements
    • A61B1/00172Optical arrangements with means for scanning
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163Optical arrangements
    • A61B1/00193Optical arrangements adapted for stereoscopic vision
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163Optical arrangements
    • A61B1/00194Optical arrangements adapted for three-dimensional imaging
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0062Arrangements for scanning
    • A61B5/0066Optical coherence imaging
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0082Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
    • A61B5/0084Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes for introduction into the body, e.g. by catheters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00131Accessories for endoscopes
    • A61B1/00133Drive units for endoscopic tools inserted through or with the endoscope

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Description

本発明は光構造観察装置及びその構造情報処理方法に係り、特に層構造を有する被計測物体の中間層における構造情報の表示処理に特徴のある光構造観察装置及びその構造情報処理方法に関する。
近年、例えば医療分野などで、非侵襲で生体内部の断層像を得る方法の一つとして、光コヒーレンストモグラフィ(OCT)計測が利用されるようになってきた。このOCT計測は超音波計測に比べ、分解能が10μm程度と一桁高く、生体内部の詳細な断層像が得られるという利点がある。また、断層像に垂直な方向に位置をずらしながら複数画像を取得して3次元断層像を得ることができる。
例えば、大腸は、図17に示すように、粘膜層、粘膜筋板、粘膜下層、固有筋層等の層構造をなしており、図18に示すように、粘膜筋板を基板として略垂直に粘膜層に腺管(crypt)が規則的に配列して形成されている。
例えば、大腸癌の内視鏡診断では、内視鏡下で腺管(crypt)を観察し、ピットパターンと呼ばれる大腸の粘膜構造による分類が行われている。しかし、ピットパターン診断は、あくまでも粘膜表面の画像を許にその進行度を判断する手法であり、深達度に関する情報は経験的なものでしかない。
前述したOCT計測で大腸粘膜を3次元的に測定すると、腺管構造の3次元構造が抽出でき、表面付近の情報はピットパターンと同様な構造が得られる。さらにOCT計測では3次元構造が得られるため、腺管構造の深度方向の変化が観測される。
大腸が癌になると粘膜層の腺管構造が崩れることが知られている。すなわち、正常な腺管は図18のI型のような形状(正常状態)をなすが、癌化により、腺管の形状は例えば図19のように変形し、最終的には図20に示すように腺管そのものが崩れることが知られている(病変状態)。
一方、OCT計測による断層像を3次元的に再構築し、その中から腺管を抽出して形状を分析することで、正常と病変部の違いを数値的に分析できることが知られている(非特許文献1)。しかし、この腺管の抽出では構造が視覚的にわかりにくく、また立体的な病変部の変化を画像化するのは困難である。
また、3次元構造の被測定対象の表面を抽出して平面化し、深さ方向の変化として構造情報を画像化する技術が開示されている(特許文献1)。
特開2007−225349号公報 Journal of Biomedical Optics Vol. 13, p. 054055 (2008)
しかしながら、例えば大腸の場合、癌診断には粘膜筋板に対して病変部がどこまで近づいているか、さらには粘膜筋板浸潤があるかどうか、が重要であるが、特許文献1の技術を利用して粘膜表面を平面化すると、図21に示すように、光構造情報においては、腺管(crypt)が粘膜筋板を基板として略垂直に粘膜層に形成されるため、腺管(crypt)の向き(図中の矢印900)はランダムな向きとなり、腺管(crypt)の状態(図18の正常状態、あるいは図19、図20の病変状態)を視覚的に判断することが困難となるといった問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、層構造を有する被計測物体内の中間層を基板とした構造情報を視覚的に判断することのできる光構造観察装置及びその構造情報処理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、請求項1に記載の光構造観察装置は、低干渉光を用いて層構造を有する被計測物体の深さ方向である第1の方向と該第1の方向に直交する第2の方向から成るスキャン面を走査して得られる前記被計測物体の光構造情報を、前記スキャン面に直交する方向である第3の方向に沿って位置をずらしながら複数取得して、取得した複数の前記光構造情報に基づいて光立体構造像を構築する光構造観察装置において、前記光立体構造像を構成する前記光構造情報より前記被計測物体内の所望の中間層を抽出する中間層抽出手段と、前記中間層を同一深さ位置の平面とする平坦化を行う層平坦化手段と、平坦化された前記中間層を基準層として前記光立体構造像を再構築し、3次元変換光構造像を生成する構造像変換手段と、前記3次元変換光構造像上にて、前記基準層に平行な所望の高さに位置する平行面を平行断面とする抽出領域を設定する抽出領域設定手段と、前記抽出領域内の前記光構造情報を抽出する領域情報抽出手段と、前記領域情報抽出手段が抽出した前記抽出領域内の前記光構造情報に基づく平行断面画像を生成する平行断面画像生成手段と、少なくとも前記平行断面画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、を備えて構成される。
請求項1に記載の光構造観察装置では、平坦化された前記中間層を基準層として前記光立体構造像を再構築し、3次元変換光構造像を生成し、少なくとも前記3次元変換光構造像を画像化して表示手段に表示させることで、層構造を有する被計測物体内の中間層を基板とした構造情報を視覚的に判断することを可能とする。
請求項に記載の光構造観察装置のように、請求項に記載の光構造観察装置であって、前記領域情報抽出手段は、前記基準層に平行な複数の所望の高さに位置する複数の平行面を、それぞれ平行断面とする異なる領域からなる複数の抽出領域を設定し、前記平行断面画像生成手段は、前記複数の抽出領域毎に複数の前記平行断面画像を生成することができる。
請求項に記載の光構造観察装置のように、請求項に記載の光構造観察装置であって、複数の前記平行断面画像を合成した合成画像を生成する画像合成手段をさらに備えて構成することができる。
請求項に記載の光構造観察装置のように、請求項に記載の光構造観察装置であって、前記表示制御手段は、前記合成画像を前記表示手段に表示させることができる。
請求項に記載の光構造観察装置のように、請求項ないしのいずれか1つに記載の光構造観察装置であって、前記平行断面画像生成手段は、前記抽出領域内の前記光構造情報を前記基準層に直交する方向に沿って、積分処理、最大値投影処理及び最小値投影処理のいずれか1つの処理により平行断面画像を生成することができる。
請求項に記載の光構造観察装置のように、請求項ないしのいずれか1つに記載の光構造観察装置であって、前記平行断面画像は、腺管構造、または血管の配列パターンであることが好ましい。
請求項に記載の光構造観察装置のように、請求項1ないしのいずれか1つに記載の光構造観察装置であって、前記中間層は、粘膜筋板または基底層であることが好ましい。
請求項に記載の光構造観察装置の構造情報処理方法は、低干渉光を用いて層構造を有する被計測物体の深さ方向である第1の方向と該第1の方向に直交する第2の方向から成るスキャン面を走査して得られる前記被計測物体の光構造情報を、前記スキャン面に直交する方向である第3の方向に位置をずらしながら複数取得して、取得した複数の前記光構造情報に基づいて光立体構造像を構築する光構造観察装置の構造情報処理方法において、前記光立体構造像を構成する前記光構造情報より前記被計測物体内の所望の中間層を抽出する中間層抽出ステップと、前記中間層を平坦化する層平坦化ステップと、平坦化された前記中間層を基準層として前記光立体構造像を再構築し、3次元変換光構造像を生成する構造像変換ステップと、前記3次元変換光構造像上にて、前記基準層に平行な所望の高さに位置する平行面を平行断面とする抽出領域を設定する抽出領域設定ステップと、前記抽出領域内の前記光構造情報を抽出する領域情報抽出ステップと、前記領域情報抽出ステップにて抽出した前記抽出領域内の前記光構造情報に基づく平行断面画像を生成する平行断面画像生成ステップと、少なくとも前記平行断面画像を表示手段に表示させる表示制御ステップと、を備えて構成される。
請求項10に記載の光構造観察装置の構造情報処理方法では、平坦化された前記中間層を基準層として前記光立体構造像を再構築し、3次元変換光構造像を生成し、少なくとも前記3次元変換光構造像を画像化して表示手段に表示させることで、層構造を有する被計測物体内の中間層を基板とした構造情報を視覚的に判断することを可能とする。
請求項に記載の光構造観察装置の構造情報処理方法のように、請求項に記載の光構造観察装置の構造情報処理方法であって、前記領域情報抽出ステップは、前記基準層に平行な複数の所望の高さに位置する複数の平行面を、それぞれ平行断面とする異なる領域からなる複数の抽出領域を設定し、前記平行断面画像生成ステップは、前記複数の抽出領域毎に複数の前記平行断面画像を生成することができる。
請求項10に記載の光構造観察装置の構造情報処理方法のように、請求項に記載の光構造観察装置の構造情報処理方法であって、複数の前記平行断面画像を合成した合成画像を生成する画像合成ステップをさらに備えて構成することができる。
請求項11に記載の光構造観察装置の構造情報処理方法のように、請求項10に記載の光構造観察装置の構造情報処理方法であって、前記表示制御ステップは、前記合成画像を前記表示手段に表示させることができる。
請求項12に記載の光構造観察装置の構造情報処理方法のように、請求項ないし11のいずれか1つに記載の光構造観察装置の構造情報処理方法であって、前記平行断面画像生成ステップは、前記抽出領域内の前記光構造情報を前記基準層に直交する方向に沿って、積分処理、最大値投影処理及び最小値投影処理のいずれか1つの処理により平行断面画像を生成することができる。
請求項13に記載の光構造観察装置の構造情報処理方法のように、請求項ないし12のいずれか1つに記載の光構造観察装置の構造情報処理方法であって、前記平行断面画像は、腺管構造、または血管の配列パターンであることが好ましい。
請求項14に記載の光構造観察装置の構造情報処理方法のように、請求項ないし13のいずれか1つに記載の光構造観察装置の構造情報処理方法であって、前記中間層は、粘膜筋板または基底層であることが好ましい。

以上説明したように、本発明によれば、層構造を有する被計測物体内の中間層を基板とした構造情報を視覚的に判断することができるという効果がある。
以下に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
<画像診断装置の外観>
図1は本発明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、本実施形態の光構造観察装置としての画像診断装置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。尚、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、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。本発明に係る画像診断装置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。
<内視鏡、内視鏡プロセッサ、光源装置の構成>
[内視鏡]
内視鏡100の先端部144には、観察光学系150、照明光学系152、及びCCD(不図示)が配設されている。
観察光学系150は、被検体を図示しないCCDの受光面に結像させ、CCDは受光面上に結像された被検体像を各受光素子によって電気信号に変換する。この実施の形態のCCDは、3原色の赤(R)、緑(G)、青(B)のカラーフィルタが所定の配列(ベイヤー配列、ハニカム配列)で各画素ごとに配設されたカラーCCDである。
[光源装置]
光源装置300は、可視光を図示しないライトガイドに入射させる。ライトガイドの一端はLGコネクタ120を介して光源装置300に接続され、ライトガイドの他端は照明光学系152に対面している。光源装置300から発せられた光は、ライトガイドを経由して照明光学系152から出射され、観察光学系150の視野範囲を照明する。
[内視鏡プロセッサ]
内視鏡プロセッサ200には、CCDから出力される画像信号が電気コネクタ110を介して入力される。このアナログの画像信号は、内視鏡プロセッサ200内においてデジタルの画像信号に変換され、モニタ装置500の画面に表示するための必要な処理が施される。
このように、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。
<OCTプロセッサ、OCTプローブの内部構成>
図2は図1のOCTプロセッサ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(第1の光源ユニット)12と、第1の光源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構造情報を取得し、処理部22を有する。また、処理部22で取得された光構造情報に基づいて画像はモニタ装置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(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を検出する検出部30aおよび30bと、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。
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、レーザ光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、光ファイバFB6から検出する干渉光L4と光ファイバFB7から検出する干渉光L5から干渉振幅成分のみを抽出する。
処理部22は、干渉光検出部20で抽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光構造情報を取得し、取得した光構造情報に基づいて光立体構造像を生成すると共に、この光立体構造像に対して各種処理を施した画像をモニタ装置500へ出力する。処理部22の詳細な構成は後述する。
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。
抽出領域設定手段としての操作制御部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、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、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12、第2の光源13、光コネクタ18、干渉光検出部20、光路長ならびに検出部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は図2のOCTプローブの断面図である。
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、及びプローブ外筒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、光立体構造像を生成するための複数の光構造情報を取得する場合は、駆動部により光学レンズ628が矢印S1方向の移動可能範囲の終端まで移動され、断層像からなる光構造情報を取得しながら所定量ずつS2方向に移動し、又は光構造情報取得とS2方向への所定量移動を交互に繰り返しながら、移動可能範囲の終端まで移動する。
このように測定対象Sに対して所望の範囲の複数の光構造情報を得て、取得した複数の光構造情報に基づいて光立体構造像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)の光構造情報を取得し、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光構造情報を取得することができ、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、光立体構造像を生成するための複数の光構造情報が取得できる。
図4は図1の内視鏡の鉗子口から導出されたOCTプローブを用いて光構造情報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、光構造情報を得る。所望の範囲の複数の光構造情報を取得する場合は、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。
[処理部]
図5は図2の処理部の構成を示すブロック図である。
図5に示すように、OCTプロセッサ400の処理部22は、光構造情報検出部220、光立体構造像構築部221、中間層抽出手段としての中間層抽出部222、層平坦化手段としての平坦化処理部223、構造像変換手段としての光立体構造像変換部224、領域情報抽出手段及び平行断面画像生成手段としての平行断層画像生成部225、画像合成手段としての画像合成部226、表示制御手段としての表示制御部227及びI/F部228を備えて構成される。
光構造情報検出部220は、干渉光検出部20で検出した干渉信号から光構造情報を検出するものである。また、光立体構造像構築部221は光構造情報検出部220が検出した光構造情報に基づいて光立体構造像を生成するものである。
中間層抽出部222は、スキャン面での光構造情報において、例えば測定対象Sが大腸の粘膜の場合、中間層として粘膜筋板を抽出するものである。なお、食道のような粘膜上皮が扁平上皮である場合は、中間層抽出部222は、中間層として基底膜(基底層)を抽出する。
なお、中間層は、I/F部228を介した操作制御部32の設定信号により設定することができる。 平坦化処理部223は、中間層抽出部222が抽出した粘膜筋板の層位置を平坦にするために、抽出された粘膜筋板をある基準の位置になるように深さ方向のデータをシフトさせるものである。なお、2次元の光構造情報または3次元の光構造情報から、粘膜筋板の位置をある任意の関数にフィッティングさせることで平坦化処理を行うように、平坦化処理部223を構成してもよい。
光立体構造像変換部224は、粘膜筋板が光立体構造像の基準面となるように、光立体構造像を変換するものである。
なお、基準面は、粘膜筋板に限らず粘膜表面、基底層(粘膜上皮が扁平上皮の場合)でも良いが、大腸の場合は、粘膜筋板を基準面とすることがより望ましい。
平行断層画像生成部225は、例えば光立体構造像変換部224により変換された光立体構造像を構成するスキャン面での光構造情報において、I/F部228を介した操作制御部32の設定信号により設定される粘膜筋板から任意の高さのある一定範囲である抽出領域の光構造情報を基準層に直交する方向に沿って積分し、ピットパターンが現れた積分画像である平行断面画像を生成するものである。
なお、平行断層画像生成部225が生成する平行断層画像は、積分画像に限らず、MIP(Maximum intensity projection:最大値投影処理)画像,MINIP(Minimum intensity projection:最小値投影処理)画像のいずれかでも良い。I/F部228を介した操作制御部32の設定信号により処理方法を設定することができ、構造の特徴を強調して見ることができるように使い分けることが望ましい。また、大腸正常部の腺管構造のような規則正しい配列のような構造では、積分画像が好ましい。
また、平行断層画像生成部225が生成する平行断層画像は、積分処理、最大値投影処理、最小値投影処理等の処理を行わず、抽出領域の断面画像としてもよい。
画像合成部226は、I/F部228を介した操作制御部32の設定信号により複数の抽出領域が設定された場合に、複数の抽出領域に対応した平行断層画像生成部225が生成する複数の平行断面画像を合成するものであって、例えば2つの平行断面画像を1枚の画面上に展開するために並列に並べた合成画像、あるいは、2つの平行断面画像のうちの一方に他方を重畳した合成画像を生成する。
表示制御部227は、光立体構造像構築部221からの光立体構造像の画像及びそのスキャン面での光構造情報、光立体構造像変換部224からの光立体構造像の画像及びスキャン面での光構造情報、平行断層画像生成部225からの平行断面画像、画像合成部226からの合成画像のそれぞれを、I/F部228を介した操作制御部32の指定信号により選択的にモニタ装置500に出力するものである。
I/F部228は、操作制御部32からの設定信号、指定信号を各部に送信する通信インターフェイス部である。
このように構成された本実施形態の光構造観察装置としての画像診断装置10の作用について、図6のフローチャートを用い、図7ないし図16を参照して説明する。
図6は図1の画像診断装置の作用を説明するフローチャートであって、図7ないし図16は図6の処理を説明するための図である。
術者は、画像診断装置10を構成する、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の各部に電源を投入し、内視鏡100の鉗子口から導出されたOCTプローブ600の挿入部602の先端部を、例えば大腸の粘膜(測定対象S)に近づけて、OCTプローブ600により光走査を開始する。
画像診断装置10のOCTプロセッサ400では、図6に示すように、光構造情報検出部220が干渉光検出部20で検出した干渉信号から、図7に示すような断層像を構成するスキャン面920での光構造情報を検出し(ステップS1)、光立体構造像構築部221が光構造情報検出部220により検出した光構造情報に基づいて図8に示すような光立体構造像930を生成する(ステップS2)。
この図8の光立体構造像930では、腺管(crypt)が粘膜筋板950を基板として略垂直に粘膜層に形成されるため、腺管(crypt)の向き(図中の矢印900)はランダムな向きとなっている。
なお、このとき、表示制御部227は、光立体構造像構築部221からの光立体構造像930の画像をI/F部228を介した操作制御部32の指定信号によりモニタ装置500に出力することができる。
次に、OCTプロセッサ400では、表示制御部227が光立体構造像構築部221により生成された光立体構造像930を構成するスキャン面920での光構造情報をモニタ装置500に表示させ、中間層抽出部222がこのスキャン面920での光構造情報において、例えば測定対象Sが大腸の粘膜の場合、中間層として粘膜筋板950を抽出する(ステップS3)。
具体的には、中間層抽出部222は、画像信号強度を解析することで粘膜筋板を抽出する。つまり、中間層抽出部222は、図9に示すように、光立体構造像930を構成する各スキャン面920において、最初の画像信号強度が強い部分951aが粘膜表面951であり、次の画像信号強度が強い部分950aが粘膜筋板950に相当すると判断して粘膜筋板950の層位置を抽出する。
そして、OCTプロセッサ400では、平坦化処理部223が中間層抽出部222により抽出された粘膜筋板950の層位置を平坦にするために、抽出された粘膜筋板950をある基準の位置Oになるように深さ方向の光構造情報をシフトさせ、図10に示すように、粘膜筋板950を平坦化する(ステップS4)。
続いて、OCTプロセッサ400では、光立体構造像変換部224が平坦化処理部223により平坦化された粘膜筋板951aが光立体構造像の基準面となるように、光立体構造像930を図11に示すような光立体構造像930aに変換する(ステップS5)。
なお、このとき、表示制御部227は、光立体構造像変換部224からの光立体構造像930aの画像をI/F部228を介した操作制御部32の指定信号によりモニタ装置500に出力することができ、図11に示すように、光立体構造像930aでは平坦化された粘膜筋板950を基板として略垂直に粘膜層に形成されるため、腺管(crypt)が正常な場合には腺管(crypt)の向き(図中の矢印900)は規則的な配向となっている。このように光立体構造像930aによって視覚的に容易に腺管(crypt)の状態を判断することができる。
次に、OCTプロセッサ400では、表示制御部227が光立体構造像変換部224により変換された光立体構造像930aを構成するスキャン面920での光構造情報をモニタ装置500に表示させ、図12に示すように、スキャン面920での光構造情報において操作制御部32が粘膜筋板950から任意の高さのある一定範囲である抽出領域970を設定し(ステップS6)、平行断層画像生成部225が抽出領域970の光構造情報を基準層に直交する方向に沿って積分し、図13に示すようなピットパターンが現れた積分画像である平行断面画像980を生成する(ステップS7)。
このとき、表示制御部227は、平行断層画像生成部225からの平行断面画像980aをI/F部228を介した操作制御部32の指定信号によりモニタ装置500に出力することができる。図13は腺管(crypt)が正常な場合の、規則的に配列されたピットパターンの平行断面画像980の一例を示し、図14は腺管(crypt)が癌化した場合の、ラインダムなピットパターンの平行断面画像980の一例を示しており、このように平行断面画像980によっても視覚的に腺管(crypt)の状態を判断することができる。
ステップS6及びS7では、図15に示すように、スキャン面920での光構造情報において操作制御部32が粘膜筋板950から任意の高さのある一定範囲である複数の抽出領域970(図15では2つの抽出領域970a、970b)を設定し、平行断層画像生成部225が複数の抽出領域970の光構造情報を基準層に直交する方向に沿ってそれぞれ積分し、複数の平行断面画像980を生成することができる。この場合、OCTプロセッサ400では、画像合成部226が複数の抽出領域に対応した平行断層画像生成部225が生成する複数の平行断面画像980を合成する(ステップS8)。
このとき、表示制御部227は、画像合成部226からの合成画像をI/F部228を介した操作制御部32の指定信号によりモニタ装置500に出力することができる。
図16は画像合成部226が図15の2つの抽出領域970a、970bにおいて生成した2つの平行断面画像980a、980bを並列に並べて合成した合成画像990を示しており、この合成画像990の場合、平行断面画像980aの部分の腺管(crypt)は正常であって、平行断面画像980bの部分の腺管(crypt)は癌化した状態を示している。
図16に示すように、平行断面画像980aの部分と平行断面画像980bの部分との画像の規則性は著しく異なり、合成画像990では両者を比較することができるため、より視覚的に腺管(crypt)の状態を判断することが可能となる。
つまり、合成画像により、異なる場所における、異なる深さ位置の平行断画像を求め、合成して表示する、または同一画面上に並べて表示することができる。また、異なる場所における、異なる積分範囲の平行断面画像を合成して表示する、または、合成画像により、同一画面上に並べて表示することも可能である。こうすることより、注目する部位の比較や、正常部と異常部の比較を簡便に、精度良く行なうことができる。 以上説明したように、本実施形態によれば、食道,胃,腸など器官の粘膜筋板を中心とした深さ方向の3次元的な構造を解析し表示できる。例えば、大腸腺管や食道IPCL(上皮乳頭内毛細血管ループ)などの構造を非接触で3次元的に描出することができる。また、病変部の領域が深さ方向で変化していく様子を視覚的に把握することができる。そのため、構造の詳細な観察が可能となり、より正確な診断が可能となる情報を提供することができる。
上記本実施形態は、腺管構造が粘膜表面に現れる臓器であれば適用可能であり、例えば、胃、十二指腸、空腸、回腸、結腸、直腸は、適用可能である。粘膜上皮が扁平上皮で、新生血管が現れることが特徴である食道、咽頭、喉頭、胆管、膵管、膀胱、膣、子宮などは、新生血管を認識することで適用が可能となる。新生血管特有の模様の有無を、パターン認識手法を用いて、正常部と異常部の領域を色分けすることで、深さ方向の異常部の抽出が可能となる。 以上、本発明の光構造観察装置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。
本発明に係る画像診断装置を示す外観図 図1のOCTプロセッサ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プローブを用いて光構造情報を得る様子を示す図 図2の処理部の構成を示すブロック図 図1の画像診断装置の作用を説明するフローチャート 図6の処理を説明するための第1の図 図5の光立体構造像構築部により生成された光立体構造像を示す図 図6の処理を説明するための第2の図 図6の処理を説明するための第3の図 図5の光立体構造像変換部により変換された光立体構造像を示す図 図6の処理を説明するための第4の図 図5の平行断層画像生成部が生成した腺管(crypt)が正常な場合の、規則的に配列されたピットパターンの平行断面画像の一例を示す図 図5の平行断層画像生成部が生成した腺管(crypt)が癌化した場合の、ラインダムなピットパターンの平行断面画像の一例を示す図 図6の処理を説明するための第5の図 図5の画像合成部が生成した2つの平行断面画像を並列に並べて合成した合成画像を示す図 大腸の構造を説明する図 図17の粘膜筋板を基板として略垂直に粘膜層に形成される腺管を説明する図 図18の腺管の癌化による変形状態を示す第1の図 図18の腺管の癌化による変形状態を示す第2の図 粘膜表面を平面化した光構造情報での腺管の状態を示す図
符号の説明
10…画像診断装置、22…処理部、100…内視鏡、200…内視鏡プロセッサ、220…光構造情報検出部、221…光立体構造像構築部、222…中間層抽出部、223…平坦化処理部、224…光立体構造像変換部、225…平行断層画像生成部、226…画像合成部、227…表示制御部、228…I/F部、300…光源装置、400…OCTプロセッサ、500…モニタ装置、

Claims (14)

  1. 低干渉光を用いて層構造を有する被計測物体の深さ方向である第1の方向と該第1の方向に直交する第2の方向から成るスキャン面を走査して得られる前記被計測物体の光構造情報を、前記スキャン面に直交する方向である第3の方向に沿って位置をずらしながら複数取得して、取得した複数の前記光構造情報に基づいて光立体構造像を構築する光構造観察装置において、
    前記光立体構造像を構成する前記光構造情報より前記被計測物体内の所望の中間層を抽出する中間層抽出手段と、
    前記中間層を同一深さ位置の平面とする平坦化を行う層平坦化手段と、
    平坦化された前記中間層を基準層として前記光立体構造像を再構築し、3次元変換光構造像を生成する構造像変換手段と、
    前記3次元変換光構造像上にて、前記基準層に平行な所望の高さに位置する平行面を平行断面とする抽出領域を設定する抽出領域設定手段と、
    前記抽出領域内の前記光構造情報を抽出する領域情報抽出手段と、
    前記領域情報抽出手段が抽出した前記抽出領域内の前記光構造情報に基づく平行断面画像を生成する平行断面画像生成手段と、
    少なくとも前記平行断面画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
    を備えたことを特徴とする光構造観察装置。
  2. 前記領域情報抽出手段は、前記基準層に平行な複数の所望の高さに位置する複数の平行面を、それぞれ平行断面とする異なる領域からなる複数の抽出領域を設定し、前記平行断面画像生成手段は、前記複数の抽出領域毎に複数の前記平行断面画像を生成することを特徴とする請求項に記載の光構造観察装置。
  3. 複数の前記平行断面画像を合成した合成画像を生成する画像合成手段をさらに備えたことを特徴とする請求項に記載の光構造観察装置。
  4. 前記表示制御手段は、前記合成画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項に記載の光構造観察装置。
  5. 前記平行断面画像生成手段は、前記抽出領域内の前記光構造情報を前記基準層に直交する方向に沿って、積分処理、最大値投影処理及び最小値投影処理のいずれか1つの処理により平行断面画像を生成することを特徴とする請求項ないしのいずれか1つに記載の光構造観察装置。
  6. 前記平行断面画像は、腺管構造、または血管の配列パターンであることを特徴とする請求項ないしのいずれか1つに記載の光構造観察装置。
  7. 前記中間層は、粘膜筋板または基底層であることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1つに記載の光構造観察装置。
  8. 低干渉光を用いて層構造を有する被計測物体の深さ方向である第1の方向と該第1の方向に直交する第2の方向から成るスキャン面を走査して得られる前記被計測物体の光構造情報を、前記スキャン面に直交する方向である第3の方向に位置をずらしながら複数取得して、取得した複数の前記光構造情報に基づいて光立体構造像を構築する光構造観察装置の構造情報処理方法において、
    前記光立体構造像を構成する前記光構造情報より前記被計測物体内の所望の中間層を抽出する中間層抽出ステップと、
    前記中間層を平坦化する層平坦化ステップと、
    平坦化された前記中間層を基準層として前記光立体構造像を再構築し、3次元変換光構造像を生成する構造像変換ステップと、
    前記3次元変換光構造像上にて、前記基準層に平行な所望の高さに位置する平行面を平行断面とする抽出領域を設定する抽出領域設定ステップと、
    前記抽出領域内の前記光構造情報を抽出する領域情報抽出ステップと、
    前記領域情報抽出ステップにて抽出した前記抽出領域内の前記光構造情報に基づく平行断面画像を生成する平行断面画像生成ステップと、
    少なくとも前記平行断面画像を表示手段に表示させる表示制御ステップと、
    を備えたことを特徴とする光構造観察装置の構造情報処理方法。
  9. 前記領域情報抽出ステップは、前記基準層に平行な複数の所望の高さに位置する複数の平行面を、それぞれ平行断面とする異なる領域からなる複数の抽出領域を設定し、前記平行断面画像生成ステップは、前記複数の抽出領域毎に複数の前記平行断面画像を生成することを特徴とする請求項に記載の光構造観察装置の構造情報処理方法。
  10. 複数の前記平行断面画像を合成した合成画像を生成する画像合成ステップをさらに備えたことを特徴とする請求項に記載の光構造観察装置の構造情報処理方法。
  11. 前記表示制御ステップは、前記合成画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項10に記載の光構造観察装置の構造情報処理方法。
  12. 前記平行断面画像生成ステップは、前記抽出領域内の前記光構造情報を前記基準層に直交する方向に沿って、積分処理、最大値投影処理及び最小値投影処理のいずれか1つの処理により平行断面画像を生成することを特徴とする請求項ないし11のいずれか1つに記載の光構造観察装置の構造情報処理方法。
  13. 前記平行断面画像は、腺管構造、または血管の配列パターンであることを特徴とする請求項ないし12のいずれか1つに記載の光構造観察装置の構造情報処理方法。
  14. 前記中間層は、粘膜筋板または基底層であることを特徴とする請求項ないし13のいずれか1つに記載の光構造観察装置の構造情報処理方法。
JP2008324607A 2008-12-19 2008-12-19 光構造観察装置及びその構造情報処理方法 Expired - Fee Related JP5259374B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008324607A JP5259374B2 (ja) 2008-12-19 2008-12-19 光構造観察装置及びその構造情報処理方法
EP09179681.3A EP2198775B1 (en) 2008-12-19 2009-12-17 Optical structure observation apparatus and structure information processing method of the same
US12/642,570 US8911357B2 (en) 2008-12-19 2009-12-18 Optical structure observation apparatus and structure information processing method of the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008324607A JP5259374B2 (ja) 2008-12-19 2008-12-19 光構造観察装置及びその構造情報処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010145297A JP2010145297A (ja) 2010-07-01
JP5259374B2 true JP5259374B2 (ja) 2013-08-07

Family

ID=42084653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008324607A Expired - Fee Related JP5259374B2 (ja) 2008-12-19 2008-12-19 光構造観察装置及びその構造情報処理方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8911357B2 (ja)
EP (1) EP2198775B1 (ja)
JP (1) JP5259374B2 (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5215105B2 (ja) * 2008-09-30 2013-06-19 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 画像表示装置、画像表示方法、および画像表示プログラム
US9089331B2 (en) 2009-07-31 2015-07-28 Case Western Reserve University Characterizing ablation lesions using optical coherence tomography (OCT)
JP2012157384A (ja) * 2011-01-28 2012-08-23 Fujifilm Corp 診断支援装置、診断支援方法、病変部検出装置、及び病変部検出方法
EP2443992A2 (en) 2010-10-25 2012-04-25 Fujifilm Corporation Diagnosis support apparatus, diagnosis support method, lesioned part detection apparatus, and lesioned part detection method
CN102697455A (zh) * 2012-01-18 2012-10-03 广州宝胆医疗器械科技有限公司 Oct电子胃镜系统
CN102697448A (zh) * 2012-01-18 2012-10-03 广州宝胆医疗器械科技有限公司 具有多普勒激光和oct功能的胶囊小肠镜系统
US10028641B1 (en) * 2012-05-18 2018-07-24 John H. Prince Combined ear, nose and throat inspection and operation instruments
JP6077340B2 (ja) * 2013-03-06 2017-02-08 富士フイルム株式会社 画像処理装置及び内視鏡システムの作動方法
CN107949311B (zh) 2015-04-16 2021-04-16 Gentuity有限责任公司 用于神经病学的微光探针
EP3344126A4 (en) 2015-08-31 2019-05-08 Gentuity LLC IMAGING SYSTEM COMPRISING IMAGING PROBE AND DELIVERY DEVICES
WO2019108598A1 (en) 2017-11-28 2019-06-06 Gentuity, Llc Imaging system
US20220240782A1 (en) * 2021-01-29 2022-08-04 Duke University Devices, systems, and methods for imaging in certain endoscopic environments
CN113273968A (zh) * 2021-05-24 2021-08-20 汤姆飞思(香港)有限公司 无创oct直接应用于子宫内膜的检测方法、设备及系统

Family Cites Families (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2945057C2 (de) * 1979-11-08 1984-06-07 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Verfahren zur Verminderung von Bildfehlern in mit Hilfe einer durchdringenden Strahlung hergestellten Schichtbildern eines dreidimensionalen Objektes
US6485413B1 (en) * 1991-04-29 2002-11-26 The General Hospital Corporation Methods and apparatus for forward-directed optical scanning instruments
US6134003A (en) * 1991-04-29 2000-10-17 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for performing optical measurements using a fiber optic imaging guidewire, catheter or endoscope
US6501551B1 (en) * 1991-04-29 2002-12-31 Massachusetts Institute Of Technology Fiber optic imaging endoscope interferometer with at least one faraday rotator
US5524130A (en) * 1992-08-28 1996-06-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Computed tomography apparatus
US5957941A (en) * 1996-09-27 1999-09-28 Boston Scientific Corporation Catheter system and drive assembly thereof
US5921926A (en) * 1997-07-28 1999-07-13 University Of Central Florida Three dimensional optical imaging colposcopy
US6069698A (en) * 1997-08-28 2000-05-30 Olympus Optical Co., Ltd. Optical imaging apparatus which radiates a low coherence light beam onto a test object, receives optical information from light scattered by the object, and constructs therefrom a cross-sectional image of the object
US7180600B2 (en) * 1998-09-21 2007-02-20 Olympus Corporation Optical imaging apparatus
US6527708B1 (en) * 1999-07-02 2003-03-04 Pentax Corporation Endoscope system
JP2001061764A (ja) * 1999-08-25 2001-03-13 Asahi Optical Co Ltd 内視鏡装置
US6687010B1 (en) * 1999-09-09 2004-02-03 Olympus Corporation Rapid depth scanning optical imaging device
JP3842101B2 (ja) * 2000-10-31 2006-11-08 富士写真フイルム株式会社 内視鏡装置
JP2002263055A (ja) * 2001-03-12 2002-09-17 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡先端フード
US6879851B2 (en) * 2001-06-07 2005-04-12 Lightlab Imaging, Llc Fiber optic endoscopic gastrointestinal probe
WO2003011764A2 (en) * 2001-08-03 2003-02-13 Volker Westphal Real-time imaging system and method
WO2003038410A1 (fr) * 2001-10-31 2003-05-08 Olympus Corporation Dispositif d'observation de type lecteur optique
JP2005537472A (ja) * 2002-08-30 2005-12-08 メディカル リサーチ カウンシル 光学投影断層撮影
JP2004105256A (ja) * 2002-09-13 2004-04-08 Fuji Photo Film Co Ltd 画像表示装置
US7283247B2 (en) * 2002-09-25 2007-10-16 Olympus Corporation Optical probe system
EP1569558B1 (en) * 2002-12-04 2017-08-23 Philips Intellectual Property & Standards GmbH Apparatus and method for assisting the navigation of a catheter in a vessel
US7474407B2 (en) * 2003-02-20 2009-01-06 Applied Science Innovations Optical coherence tomography with 3d coherence scanning
JP4652727B2 (ja) * 2004-06-14 2011-03-16 キヤノン株式会社 立体画像生成システムおよびその制御方法
US7412026B2 (en) * 2004-07-02 2008-08-12 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Phase-contrast x-ray imaging systems and methods
WO2006037132A1 (en) * 2004-09-29 2006-04-06 The General Hospital Corporation System and method for optical coherence imaging
JP4471163B2 (ja) * 2004-09-30 2010-06-02 富士フイルム株式会社 光断層画像取得装置
JP4566685B2 (ja) * 2004-10-13 2010-10-20 株式会社トプコン 光画像計測装置及び光画像計測方法
US7382949B2 (en) * 2004-11-02 2008-06-03 The General Hospital Corporation Fiber-optic rotational device, optical system and method for imaging a sample
US7450242B2 (en) * 2004-12-10 2008-11-11 Fujifilm Corporation Optical tomography apparatus
US7668342B2 (en) * 2005-09-09 2010-02-23 Carl Zeiss Meditec, Inc. Method of bioimage data processing for revealing more meaningful anatomic features of diseased tissues
JP2007101249A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Fujifilm Corp 光断層画像化方法および装置
JP4545696B2 (ja) * 2005-09-30 2010-09-15 富士フイルム株式会社 光プローブ
JP2007101263A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Fujifilm Corp 光断層画像化装置
JP2007101268A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Fujifilm Corp 光断層画像化装置
JP4850495B2 (ja) * 2005-10-12 2012-01-11 株式会社トプコン 眼底観察装置及び眼底観察プログラム
JP2007135947A (ja) * 2005-11-21 2007-06-07 Fujifilm Corp 光プローブおよび光断層画像化装置
WO2007060973A1 (ja) * 2005-11-22 2007-05-31 Shofu Inc. 歯科用光コヒーレンストモグラフィー装置
US7965392B2 (en) * 2006-01-19 2011-06-21 Shofu Inc. Optical coherence tomography device and measuring head
JP4454030B2 (ja) * 2006-02-21 2010-04-21 国立大学法人 筑波大学 3次元光断層画像の画像処理方法
EP1991861A4 (en) * 2006-02-27 2010-06-02 Univ Rochester 3D CT PHASE CONTRAST IMAGING
JP2007240228A (ja) * 2006-03-07 2007-09-20 Fujifilm Corp 光断層画像化装置
JP2007275193A (ja) * 2006-04-04 2007-10-25 Fujifilm Corp 光プローブおよび光断層画像化装置
US7995814B2 (en) * 2006-06-26 2011-08-09 California Institute Of Technology Dynamic motion contrast and transverse flow estimation using optical coherence tomography
AU2007300310B2 (en) * 2006-09-26 2011-12-08 Oregon Health & Science University In vivo structural and flow imaging
JP4895277B2 (ja) * 2006-09-29 2012-03-14 富士フイルム株式会社 光断層画像化装置
NZ579126A (en) * 2007-01-19 2012-09-28 Sunnybrook Health Sciences Ct Image probe comprising an elongated hollow shaft, a drive mechanism, a controller and display means
JP5523658B2 (ja) * 2007-03-23 2014-06-18 株式会社トプコン 光画像計測装置
WO2008137710A1 (en) * 2007-05-03 2008-11-13 University Of Washington High resolution optical coherence tomography based imaging for intraluminal and interstitial use implemented with a reduced form factor
JP4940070B2 (ja) * 2007-09-10 2012-05-30 国立大学法人 東京大学 眼底観察装置、眼科画像処理装置及びプログラム
JP5192250B2 (ja) * 2008-02-04 2013-05-08 株式会社トプコン 眼底観察装置
JP2011078447A (ja) * 2009-10-02 2011-04-21 Fujifilm Corp 光構造観察装置、その構造情報処理方法及び光構造観察装置を備えた内視鏡装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20100158339A1 (en) 2010-06-24
EP2198775A1 (en) 2010-06-23
JP2010145297A (ja) 2010-07-01
EP2198775B1 (en) 2017-05-10
US8911357B2 (en) 2014-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5259374B2 (ja) 光構造観察装置及びその構造情報処理方法
JP2011078447A (ja) 光構造観察装置、その構造情報処理方法及び光構造観察装置を備えた内視鏡装置
EP2163191A1 (en) Diagnostic imaging apparatus
JP2010179042A (ja) 光構造観察装置及びその構造情報処理方法、光構造観察装置を備えた内視鏡システム
JP5298352B2 (ja) 光構造像観察装置及び内視鏡装置
US20110077463A1 (en) Optical probe and endoscope apparatus
US20100041948A1 (en) Optical probe and three-dimensional image acquisition apparatus
JP2010158343A (ja) 光立体構造解析装置及びその立体構造情報処理方法
JP5653087B2 (ja) 光断層画像化装置及びその作動方法
JP2011072401A (ja) 光プローブ及び内視鏡装置
JP2010051390A (ja) 光断層画像取得装置及び光断層画像取得方法
JP2006026015A (ja) 光断層画像取得システム
JP2010046216A (ja) 光断層画像取得装置及び光断層画像取得方法
JP5405839B2 (ja) 光立体構造像観察装置、その作動方法及び光立体構造像観察装置を備えた内視鏡システム
JP2012010776A (ja) 断層画像処理装置及び方法、並びに光干渉断層画像診断装置
JP2013066559A (ja) 光干渉断層画像処理方法及びその装置
JP5748281B2 (ja) 光干渉断層画像処理方法及びその装置
WO2011158848A1 (ja) 光断層画像化装置及び光断層画像化方法
JP5696178B2 (ja) 光断層画像化装置及びその作動方法
JP5657941B2 (ja) 光断層画像化装置及びその作動方法
WO2012014919A1 (ja) 光プローブ及び光断層画像化装置
JP5373389B2 (ja) 光構造情報取得装置及びその光干渉信号処理方法
JP2010179043A (ja) 光構造観察装置及びその構造情報処理方法
JP5812785B2 (ja) 光断層画像処理装置及び光断層画像処理装置の作動方法
JP2012050609A (ja) 画像診断装置及び画像診断方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110809

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130321

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130409

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130424

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160502

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5259374

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees