JP5752538B2 - Optical coherence tomographic image processing method and apparatus - Google Patents

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本発明は光干渉断層画像処理方法及び装置に係り、特に、光コヒーレンストモグラフィ(OCT:Optical Coherence Tomography)に代表される断層計測法によって取得される断層情報から血管など特定構造体を抽出するのに好適な画像処理技術に関する。   The present invention relates to an optical coherence tomographic image processing method and apparatus, and more particularly, to extract a specific structure such as a blood vessel from tomographic information acquired by a tomographic method represented by optical coherence tomography (OCT). The present invention relates to a suitable image processing technique.

近年、例えば医療分野などで、非侵襲で生体内部の断層情報を得る方法の一つとして、OCT計測が利用されている。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情報(断層画像)が得られるという利点がある。また、断層情報を取得する位置をずらしながら複数位置で取得した断層情報を繋ぎ併せることによって立体的な領域の断層情報を得ることができる。   In recent years, for example, in the medical field, OCT measurement has been used as one of non-invasive methods for obtaining tomographic information inside a living body. OCT measurement has an advantage that the resolution is about 10 μm higher than ultrasonic measurement, and detailed tomographic information (tomographic image) inside the living body can be obtained. In addition, it is possible to obtain tomographic information of a three-dimensional region by connecting the tomographic information acquired at a plurality of positions while shifting the position of acquiring the tomographic information.

現在、癌の診断等の目的で生体の詳細な断層情報を取得することが求められている。その方法として、低干渉性光源から出力される光を走査して被検体に対する断層情報を得るタイムドメインOCT(Time domain OCT)が提案されている(特許文献1)。   Currently, it is required to acquire detailed tomographic information of a living body for the purpose of cancer diagnosis and the like. As a method therefor, a time domain OCT (Time domain OCT) that obtains tomographic information on a subject by scanning light output from a low coherent light source has been proposed (Patent Document 1).

また、近年はタイムドメインOCTの欠点である最適な信号/ノイズ比(S/N比)が得られない、撮像フレームレートが低い、浸透深度(観察深度)が乏しいという問題を解決した改良型のOCTである周波数ドメインOCT(Frequency domain OCT)が利用されている(特許文献2)。癌以外の他の診断領域でも周波数ドメインOCT(Frequency domain OCT)が利用されており、広く臨床に供されている。   Further, in recent years, an improved type that solves the problems that the optimum signal / noise ratio (S / N ratio), which is a disadvantage of the time domain OCT, cannot be obtained, the imaging frame rate is low, and the penetration depth (observation depth) is poor. The frequency domain OCT (Frequency domain OCT) which is OCT is utilized (patent document 2). Frequency domain OCT (Frequency domain OCT) is also used in diagnostic regions other than cancer and is widely used in clinical practice.

周波数ドメインOCT計測を行う装置構成で代表的な物としては、SD−OCT(Spectral Domain OCT)装置とSS−OCT(Swept SourceOCT)の2種類が挙げられる。SD−OCT装置は、SLD(Super Luminescence Diode)やASE(Amplified Spontaneous Emission)光源、白色光といった広帯域の低コヒーレント光を光源に用い、マイケルソン型干渉計等を用いて、広帯域の低コヒーレント光を測定光と参照光とに分割した後、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を干渉させ、この干渉光をスペクトロメータを用いて各周波数成分に分解し、フォトダイオード等の素子がアレイ状に配列されたディテクタアレイを用いて各周波数成分毎の干渉光強度を測定し、これにより得られたスペクトル干渉強度信号を計算機でフーリエ変換することにより、断層情報を取得するものである。   Typical examples of the apparatus configuration for performing frequency domain OCT measurement include an SD-OCT (Spectral Domain OCT) apparatus and an SS-OCT (Swept SourceOCT). The SD-OCT apparatus uses broadband low-coherent light such as SLD (Super Luminescence Diode), ASE (Amplified Spontaneous Emission) light source, white light as a light source, and uses Michelson interferometer to generate broadband low-coherent light. After splitting into measurement light and reference light, irradiate the measurement light on the object to be measured, cause the reflected light and reference light that have returned at that time to interfere with each other, and decompose this interference light into frequency components using a spectrometer. Then, the interference light intensity for each frequency component is measured using a detector array in which elements such as photodiodes are arranged in an array, and the resulting spectrum interference intensity signal is Fourier-transformed by a computer. Information is acquired.

一方、SS−OCT装置は、光周波数を時間的に掃引させるレーザを光源に用い、反射光と参照光とを各波長において干渉させ、光周波数の時間変化に対応した信号の時間波形を測定し、これにより得られたスペクトル干渉強度信号を計算機でフーリエ変換することにより断層情報を取得するものである。   On the other hand, the SS-OCT apparatus uses a laser that temporally sweeps the optical frequency as a light source, causes reflected light and reference light to interfere at each wavelength, and measures the time waveform of the signal corresponding to the temporal change of the optical frequency. The tomographic information is obtained by Fourier-transforming the spectral interference intensity signal thus obtained with a computer.

また、OCT装置は、測定光の光軸を2次元的に走査することで、深さ方向の断層情報と合わせて被検体(測定対象)の3次元的な情報を取得することができる。特許文献3では、OCTにより1断面の断層画像を生成するだけでなく、3次元的な走査を行うことにより、立体画像を描出し、3次元的に病変部の診断を行う画像診断装置が開示されている。OCT計測と3次元コンピュータグラフィック技術の融合により、マイクロメートルオーダの分解能を持つ測定対象の構造情報からなる3次元構造モデルを表示することが可能となる。   In addition, the OCT apparatus can acquire three-dimensional information of the subject (measurement target) together with the tomographic information in the depth direction by scanning the optical axis of the measurement light two-dimensionally. Patent Document 3 discloses an image diagnostic apparatus that not only generates a tomographic image of one cross section by OCT but also draws a three-dimensional image by performing three-dimensional scanning, and three-dimensionally diagnoses a lesion. Has been. By combining OCT measurement and three-dimensional computer graphic technology, it is possible to display a three-dimensional structure model composed of structure information of a measurement object having a resolution of the order of micrometers.

特開2000−131222号公報JP 2000-131222 A 特表2007−510143号公報Special table 2007-510143 gazette 特開2010−68865号公報JP 2010-68865 A

一般的に癌細胞が増殖するためには、増殖のための栄養分が必要となるので、癌細胞には多くの新生血管が密集しているという特徴がある。そのため、OCT計測により取得した断層情報に基づいて血管の画像を3次元的に表示することができれば、癌の診断に非常に有効である。   In general, in order for cancer cells to grow, nutrients for growth are required, and thus cancer cells have a feature that many new blood vessels are concentrated. Therefore, if a blood vessel image can be displayed three-dimensionally based on the tomographic information acquired by OCT measurement, it is very effective for cancer diagnosis.

ところで、血管のようにOCT計測における測定光の減衰の大きい組織に対しては、その組織よりも深部に届く測定光の強度が小さくなる。そのため、血管から深部に向かう領域には、血管から尾を引いた陰影(血管の映り込み)が発生する。OCTにより得られた立体的な領域の断層情報を用いて血管の3次元画像等を表示した場合に、このような陰影領域も3次元画像として表示されてしまうため、血管の様子が分かり難くいという問題がある。したがって、断層情報から血管の領域を特定して陰影を取り除き、血管の画像のみを表示できるようにすることが望ましい。   By the way, the intensity | strength of the measurement light which reaches | attains deeper than the structure | tissue becomes small with respect to the structure | tissue where attenuation | damping of measurement light in OCT measurement is large like a blood vessel. For this reason, in the region from the blood vessel to the deep part, a shadow (blood vessel reflection) in which the tail is drawn from the blood vessel occurs. When a three-dimensional image or the like of a blood vessel is displayed using tomographic information of a three-dimensional region obtained by OCT, such a shadow region is also displayed as a three-dimensional image, so that the state of the blood vessel is difficult to understand. There is a problem. Therefore, it is desirable to identify the blood vessel region from the tomographic information, remove the shadow, and display only the blood vessel image.

しかしながら、OCTにより得られる断層情報の値(断層データの値)は、測定光の強さやプローブからの測定対象までの距離などの測定条件によって異なり、血管等の特定の被検体に対して絶対的な値を示すものでない。また、OCT計測時における電気的、光学的なノイズ等の信号成分も含まれているため、単に断層データの値や変化だけからでは、血管等の特定の被検体の位置(領域)を特定することが難しいという問題があった。   However, the value of tomographic information (tomographic data value) obtained by OCT varies depending on measurement conditions such as the intensity of measurement light and the distance from the probe to the measurement target, and is absolute for a specific subject such as a blood vessel. It does not indicate a correct value. In addition, since signal components such as electrical and optical noise at the time of OCT measurement are included, the position (region) of a specific subject such as a blood vessel is specified only from the value or change of tomographic data. There was a problem that it was difficult.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、OCT計測により取得した生体内部の断層情報(断層データ)から血管等の特定の被検体の位置(領域)を正確に特定することができる光干渉断層画像処理方法及びその装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and can accurately specify the position (region) of a specific subject such as a blood vessel from tomographic information (tomographic data) inside a living body acquired by OCT measurement. An object of the present invention is to provide an optical coherence tomographic image processing method and apparatus.

前記目的を達成するために、本発明は、生体内部の内壁部に対する光干渉断層計測により得られた該内壁部の立体的な領域の断層情報を示す各位置における断層データを取得する断層データ取得手段と、前記内壁部の深さ方向に前記断層データを積分した積分画像を生成する積分画像生成手段と、前記積分画像生成手段により生成された積分画像に基づいて、該積分画像上に所定の被検体が存在する被検体領域の画像が存在する領域を被検体候補領域として抽出する被検体候補領域抽出手段と、前記被検体候補領域抽出手段により抽出された前記被検体候補領域内の各点における前記深さ方向の断層データの変動分布を示すコントラストプロファイルを生成するプロファイル生成手段であって、前記被検体候補領域内の各点における前記深さ方向の断層データの分布を示す被検体候補領域内プロファイルを取得するとともに、前記被検体候補領域外の所定の基準点における前記深さ方向の断層データの分布を示すプロファイルを基準プロファイルとして取得し、前記被検体候補領域内の各点における前記被検体候補領域内プロファイルと前記基準プロファイルとの差分を前記各点におけるコントラストプロファイルとして生成するプロファイル生成手段と、前記プロファイル生成手段により生成されたコントラストプロファイルに基づいて、前記被検体候補領域内における前記被検体領域の前記深さ方向の位置範囲を確定する被検体深さ位置確定手段と、を備えたことを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention provides tomographic data acquisition for acquiring tomographic data at each position indicating tomographic information of a three-dimensional region of the inner wall obtained by optical coherence tomography measurement on the inner wall of the living body. Means, an integrated image generating means for generating an integrated image obtained by integrating the tomographic data in the depth direction of the inner wall, and a predetermined image on the integrated image based on the integrated image generated by the integrated image generating means. A subject candidate region extraction unit that extracts a region where an image of a subject region where the subject is present exists as a subject candidate region; and each point in the subject candidate region extracted by the subject candidate region extraction unit Profile generating means for generating a contrast profile indicating a variation distribution of the tomographic data in the depth direction in the depth direction, the depth at each point in the subject candidate region Obtaining a profile in the subject candidate region indicating the distribution of the tomographic data in the direction, and obtaining a profile indicating the distribution of the tomographic data in the depth direction at a predetermined reference point outside the candidate subject region as a reference profile, Profile generation means for generating a difference between the profile in the object candidate area at each point in the object candidate area and the reference profile as a contrast profile at each point; and a contrast profile generated by the profile generation means And a subject depth position determining means for determining a position range in the depth direction of the subject region in the subject candidate region.

本発明によれば、積分画像により被検体が存在する被検体領域の深さ方向に直交する2次元方向に関する位置範囲が被検体候補領域として特定され、コントラストプロファイルにより被検体領域の深さ方向に関する位置範囲が特定される。したがって、内壁部の3次元領域内に占める被検体の位置が確定される。また、被検体領域の深さ方向の位置範囲を確定するために、被検体領域が深さ方向に存在する被検体候補領域でのプロファイルと被検体領域が深さ方向に存在しない被検体候補領域外での基準プロファイルとを比較したコントラストプロファイルを用いるため、被検体が示す固有のプロファイルのみを抽出することができ、被検体の位置を正確且つ容易に特定することができる。そして、被検体領域以外の領域(ノイズ、陰影)も容易に除去することができる。   According to the present invention, a position range related to a two-dimensional direction orthogonal to the depth direction of the subject region where the subject exists is identified as an object candidate region by the integral image, and the depth direction of the subject region is determined by the contrast profile. A position range is specified. Accordingly, the position of the subject occupying the three-dimensional region of the inner wall is determined. In addition, in order to determine the position range of the subject region in the depth direction, the profile of the subject candidate region where the subject region exists in the depth direction and the subject candidate region where the subject region does not exist in the depth direction Since a contrast profile that is compared with an external reference profile is used, only a unique profile indicated by the subject can be extracted, and the location of the subject can be specified accurately and easily. And regions (noise, shadows) other than the subject region can be easily removed.

本発明では、前記プロファイル生成手段は、前記被検体候補領域内プロファイルを取得した各点の各々に対して近傍となる位置を前記基準プロファイルを取得する基準点とすることが望ましい。これによれば、被検体領域以外の深さ方向の位置範囲において、検体候補領域内プロファイルと基準プロファイルとで近似するため、これらの差分により得たコントラストプロファイルにおいて被検体のプロファイルが適切に得られる。   In the present invention, it is desirable that the profile generation means sets a position that is close to each of the points from which the object candidate in-region profile is acquired as a reference point for acquiring the reference profile. According to this, in the position range in the depth direction other than the subject region, the specimen candidate region profile and the reference profile are approximated, and thus the subject profile can be appropriately obtained in the contrast profile obtained by these differences. .

本発明では、前記プロファイル生成手段は、複数の点において取得した前記基準プロファイルを更に平均化して得られたプロファイルを前記基準プロファイルとすることが望ましい。これによれば、各点で得られる基準プロファイルに含まれるノイズの影響を軽減することができる。   In the present invention, it is preferable that the profile generation means sets a profile obtained by further averaging the reference profiles acquired at a plurality of points as the reference profile. According to this, the influence of noise included in the reference profile obtained at each point can be reduced.

本発明では、前記被検体深さ位置確定手段は、前記コントラストプロファイルに基づき、前記被検体候補領域における前記被検体領域の前記内壁部の表面側となる外周面の前記深さ方向の位置を取得し、該取得した位置と前記被検体の太さの情報とに基づいて、前記被検体領域の前記内壁部の表面と反対側となる外周面の前記深さ方向の位置を決定して、前記被検体領域の前記深さ方向の位置範囲を確定することが望ましい。本形態は、コントラストプロファイルに基づいて被検体の深さ方向の位置範囲を確定する一形態である。また、前記被検体の太さの情報は、前記積分画像から取得することが望ましい。これによれば、被検体の太さに関する情報を正確に得ることができ、被検体の深さ方向の位置を正確に特定することができる。   In the present invention, the subject depth position determining means acquires the position in the depth direction of the outer peripheral surface that is the surface side of the inner wall portion of the subject region in the subject candidate region based on the contrast profile. And determining the position in the depth direction of the outer peripheral surface on the opposite side to the surface of the inner wall portion of the subject region based on the acquired position and the thickness information of the subject, It is desirable to determine the position range of the subject region in the depth direction. In this embodiment, the position range in the depth direction of the subject is determined based on the contrast profile. Further, it is desirable that the information on the thickness of the subject is acquired from the integral image. According to this, information regarding the thickness of the subject can be accurately obtained, and the position in the depth direction of the subject can be accurately identified.

本発明では、前記被検体深さ位置確定手段は、前記コントラストプロファイルに基づき、前記被検体候補領域において前記深さ方向に実際に前記被検体が存在する有効領域と、前記深さ方向に前記被検体が存在しないノイズ領域とを判別し、該ノイズ領域を前記被検体候補領域から除去することが望ましい。また、有効領域かノイズ領域かは、前記被検体に対して生じる陰影領域の有無により判別することができる。   In the present invention, the subject depth position determining means, based on the contrast profile, an effective region where the subject actually exists in the depth direction in the subject candidate region, and the subject in the depth direction. It is desirable to discriminate from a noise region where no specimen exists and to remove the noise region from the subject candidate region. Further, whether the region is an effective region or a noise region can be determined based on the presence or absence of a shadow region generated on the subject.

本発明では、前記被検体候補領域抽出手段により抽出された前記被検体候補領域の前記深さ方向に直交する2次元方向に関する位置範囲と、前記被検体深さ位置確定手段により確定された前記被検体領域の前記深さ方向の位置範囲とにより確定される前記内壁部の3次元領域内に占める前記被検体領域の位置範囲に基づいて、前記被検体の3次元画像を生成する3次元被検体画像生成手段と、前記3次元被検体画像生成手段により生成された前記被検体の3次元画像を表示する表示手段と、を備えたことが望ましい。本形態は、特定した被検体の位置に基づき、被検体の3次元画像を生成し表示する形態を示す。   In the present invention, a position range in the two-dimensional direction orthogonal to the depth direction of the subject candidate region extracted by the subject candidate region extraction unit, and the subject determined by the subject depth position determination unit. A three-dimensional subject that generates a three-dimensional image of the subject based on a position range of the subject region that occupies a three-dimensional region of the inner wall determined by the position range in the depth direction of the subject region It is preferable that the apparatus includes an image generation unit and a display unit that displays the three-dimensional image of the subject generated by the three-dimensional subject image generation unit. In this embodiment, a three-dimensional image of a subject is generated and displayed based on the specified position of the subject.

本発明では、前記3次元被検体画像生成手段は、前記断層データを可視化することにより、前記被検体の3次元画像を生成すると共に、該生成の際に、前記被検体候補領域の前記深さ方向における前記被検体領域以外の断層データを前記基準プロファイルの断層データで置き換えることが望ましい。これによれば、断層データからノイズ領域や陰影領域の断層データを除去することができ、断層データを可視化して3次元表示した場合に、それらの領域が画像上から除去され、被検体の3次元画像のみが表示されるようになる。   In the present invention, the three-dimensional object image generation means generates the three-dimensional image of the object by visualizing the tomographic data, and at the time of the generation, the depth of the object candidate region It is desirable to replace the tomographic data other than the subject region in the direction with the tomographic data of the reference profile. According to this, the tomographic data of the noise area and the shadow area can be removed from the tomographic data, and when the tomographic data is visualized and displayed in three dimensions, these areas are removed from the image, and the 3 of the subject is removed. Only a dimensional image is displayed.

本発明では、前記3次元被検体画像生成手段は、前記被検体の深さ方向の位置に応じて異なる色で色付けした前記被検体の3次元画像を生成することが望ましい。これによれば、被検体の各部位の深さ方向の位置が色情報によっても把握できるようになる。   In the present invention, it is desirable that the three-dimensional object image generation unit generates a three-dimensional image of the object colored with a different color according to a position in the depth direction of the object. According to this, the position in the depth direction of each part of the subject can be grasped also by the color information.

本発明では、前記被検体を血管とすることができる。本発明は、生体内部の内壁部において占める血管の位置を特定する装置として好適である。   In the present invention, the subject can be a blood vessel. The present invention is suitable as a device for specifying the position of a blood vessel occupying an inner wall portion inside a living body.

また、本発明は、生体内部の内壁部に対する光干渉断層計測により得られた該内壁部の立体的な領域の断層情報を示す各位置における断層データを取得する断層データ取得工程と、前記内壁部の深さ方向に前記断層データを積分した積分画像を生成する積分画像生成工程と、前記積分画像生成工程により生成された積分画像に基づいて、該積分画像上に所定の被検体が存在する被検体領域の画像が存在する領域を被検体候補領域として抽出する被検体候補領域抽出工程と、前記被検体候補領域抽出工程により抽出された前記被検体候補領域内の各点における前記深さ方向の断層データの変動分布を示すコントラストプロファイルを生成するプロファイル生成工程であって、前記被検体候補領域内の各点における前記深さ方向の断層データの分布を示す被検体候補領域内プロファイルを取得するとともに、前記被検体候補領域外の所定の基準点における前記深さ方向の断層データの分布を示すプロファイルを基準プロファイルとして取得し、前記被検体候補領域内の各点における前記被検体候補領域内プロファイルと前記基準プロファイルとの差分を前記各点におけるコントラストプロファイルとして生成するプロファイル生成工程と、前記プロファイル生成工程により生成されたコントラストプロファイルに基づいて、前記被検体候補領域内における前記被検体領域の前記深さ方向の位置範囲を確定する被検体深さ位置確定工程と、を備えたことを特徴としている。   The present invention also provides a tomographic data acquisition step of acquiring tomographic data at each position indicating tomographic information of a three-dimensional region of the inner wall obtained by optical coherence tomography measurement on the inner wall of the living body, and the inner wall An integrated image generating step for generating an integrated image obtained by integrating the tomographic data in the depth direction, and an object in which a predetermined subject exists on the integrated image based on the integrated image generated by the integrated image generating step. A subject candidate region extraction step for extracting a region where an image of the sample region exists as a subject candidate region; and the depth direction at each point in the subject candidate region extracted by the subject candidate region extraction step A profile generation step of generating a contrast profile indicating a variation distribution of tomographic data, wherein the tomographic data distribution in the depth direction at each point in the subject candidate region A profile indicating the distribution of tomographic data in the depth direction at a predetermined reference point outside the subject candidate region is acquired as a reference profile, and a profile within the subject candidate region is acquired. A profile generation step of generating a difference between the profile in the subject candidate region at each point and the reference profile as a contrast profile at each point, and the subject based on the contrast profile generated by the profile generation step An object depth position determining step for determining a position range in the depth direction of the object area in the candidate area.

本発明によれば、積分画像により被検体が存在する被検体領域の深さ方向に直交する2次元方向に関する位置範囲が被検体候補領域として特定され、コントラストプロファイルにより被検体領域の深さ方向に関する位置範囲が特定される。したがって、内壁部の3次元領域内に占める被検体領域の位置範囲が確定される。また、被検体領域の深さ方向の位置範囲を確定するために、被検体領域が深さ方向に存在する被検体候補領域でのプロファイルと被検体領域が深さ方向に存在しない被検体候補領域外での基準プロファイルとを比較したコントラストプロファイルを用いるため、被検体が示す固有のプロファイルのみを抽出することができ、被検体の位置を正確且つ容易に特定することができる。そして、被検体領域以外の領域(ノイズ、陰影)も容易に除去することができる。   According to the present invention, a position range related to a two-dimensional direction orthogonal to the depth direction of the subject region where the subject exists is identified as an object candidate region by the integral image, and the depth direction of the subject region is determined by the contrast profile. A position range is specified. Therefore, the position range of the subject region in the three-dimensional region of the inner wall is determined. In addition, in order to determine the position range of the subject region in the depth direction, the profile of the subject candidate region where the subject region exists in the depth direction and the subject candidate region where the subject region does not exist in the depth direction Since a contrast profile that is compared with an external reference profile is used, only a unique profile indicated by the subject can be extracted, and the location of the subject can be specified accurately and easily. And regions (noise, shadows) other than the subject region can be easily removed.

本発明では、前記プロファイル生成工程は、前記被検体候補領域内プロファイルを取得した各点の各々に対して近傍となる位置を前記基準プロファイルを取得する基準点とすることが望ましい。これによれば、被検体領域以外の深さ方向の位置範囲において、検体候補領域内プロファイルと基準プロファイルとで近似するため、これらの差分により得たコントラストプロファイルにおいて被検体のプロファイルが適切に得られる。   In the present invention, it is desirable that in the profile generation step, a position that is close to each point from which the in-subject candidate region profile is acquired is used as a reference point for acquiring the reference profile. According to this, in the position range in the depth direction other than the subject region, the specimen candidate region profile and the reference profile are approximated, and thus the subject profile can be appropriately obtained in the contrast profile obtained by these differences. .

本発明では、前記プロファイル生成工程は、複数の点において取得した前記基準プロファイルを更に平均化して得られたプロファイルを前記基準プロファイルとすることが望ましい。これによれば、各点で得られる基準プロファイルに含まれるノイズの影響を軽減することができる。   In the present invention, it is preferable that the profile generation step sets a profile obtained by further averaging the reference profiles acquired at a plurality of points as the reference profile. According to this, the influence of noise included in the reference profile obtained at each point can be reduced.

本発明では、前記被検体深さ位置確定工程は、前記コントラストプロファイルに基づき、前記被検体候補領域における前記被検体領域の前記内壁部の表面側となる外周面の前記深さ方向の位置を取得し、該取得した位置と前記被検体の太さの情報とに基づいて、前記被検体領域の前記内壁部の表面と反対側となる外周面の前記深さ方向の位置を決定して、前記被検体領域の前記深さ方向の位置範囲を確定することが望ましい。本形態は、コントラストプロファイルに基づいて被検体の深さ方向の位置範囲を確定する一形態である。また、前記被検体の太さの情報は、前記積分画像から取得することが望ましい。これによれば、被検体の太さに関する情報を正確に得ることができ、被検体の深さ方向の位置を正確に特定することができる。   In the present invention, the subject depth position determining step acquires the position in the depth direction of the outer peripheral surface on the surface side of the inner wall portion of the subject region in the subject candidate region based on the contrast profile. And determining the position in the depth direction of the outer peripheral surface on the opposite side to the surface of the inner wall portion of the subject region based on the acquired position and the thickness information of the subject, It is desirable to determine the position range of the subject region in the depth direction. In this embodiment, the position range in the depth direction of the subject is determined based on the contrast profile. Further, it is desirable that the information on the thickness of the subject is acquired from the integral image. According to this, information regarding the thickness of the subject can be accurately obtained, and the position in the depth direction of the subject can be accurately identified.

本発明では、前記被検体深さ位置確定工程は、前記コントラストプロファイルに基づき、前記被検体候補領域において前記深さ方向に実際に前記被検体が存在する有効領域と、前記深さ方向に前記被検体が存在しないノイズ領域とを判別し、該ノイズ領域を前記被検体候補領域から除去することが望ましい。また、有効領域かノイズ領域かは、前記被検体に対して生じる陰影領域の有無により判別することができる。   In the present invention, the subject depth position determining step includes, based on the contrast profile, an effective region where the subject actually exists in the depth direction in the subject candidate region, and the subject in the depth direction. It is desirable to discriminate from a noise region where no specimen exists and to remove the noise region from the subject candidate region. Further, whether the region is an effective region or a noise region can be determined based on the presence or absence of a shadow region generated on the subject.

本発明では、前記被検体候補領域抽出工程により抽出された前記被検体候補領域の前記深さ方向に直交する2次元方向に関する位置範囲と、前記被検体深さ位置確定工程により確定された前記被検体領域の前記深さ方向の位置範囲とにより確定される前記内壁部の3次元領域内に占める前記被検体領域の位置範囲に基づいて、前記被検体の3次元画像を生成する3次元被検体画像生成工程と、前記3次元被検体画像生成工程により生成された前記被検体の3次元画像を表示する表示工程と、を備えたことが望ましい。本形態は、特定した被検体の位置に基づき、被検体の3次元画像を生成し表示する形態を示す。   In the present invention, a position range in the two-dimensional direction perpendicular to the depth direction of the subject candidate region extracted by the subject candidate region extraction step, and the subject determined by the subject depth position determination step. A three-dimensional subject that generates a three-dimensional image of the subject based on a position range of the subject region that occupies a three-dimensional region of the inner wall determined by the position range in the depth direction of the subject region It is desirable to include an image generation step and a display step for displaying the three-dimensional image of the subject generated by the three-dimensional subject image generation step. In this embodiment, a three-dimensional image of a subject is generated and displayed based on the specified position of the subject.

本発明では、前記3次元被検体画像生成工程は、前記断層データを可視化することにより、前記被検体の3次元画像を生成すると共に、該生成の際に、前記被検体候補領域の前記深さ方向における前記被検体領域以外の断層データを前記基準プロファイルの断層データで置き換えることが望ましい。これによれば、断層データからノイズ領域や陰影領域の断層データを除去することができ、断層データを可視化して3次元表示した場合に、それらの領域が画像上から除去され、被検体の3次元画像のみが表示されるようになる。   In the present invention, the three-dimensional subject image generation step generates a three-dimensional image of the subject by visualizing the tomographic data, and at the time of the generation, the depth of the subject candidate region. It is desirable to replace the tomographic data other than the subject region in the direction with the tomographic data of the reference profile. According to this, the tomographic data of the noise area and the shadow area can be removed from the tomographic data, and when the tomographic data is visualized and displayed in three dimensions, these areas are removed from the image, and the 3 of the subject is removed. Only a dimensional image is displayed.

本発明では、前記3次元被検体画像生成工程は、前記被検体の深さ方向の位置に応じて異なる色で色付けした前記被検体の3次元画像を生成することが望ましい。これによれば、被検体の各部位の深さ方向の位置が色情報によっても把握できるようになる。   In the present invention, it is desirable that the three-dimensional object image generation step generates a three-dimensional image of the object colored with a different color according to a position in the depth direction of the object. According to this, the position in the depth direction of each part of the subject can be grasped also by the color information.

本発明では、前記被検体を血管とすることができる。本発明は、生体内部の内壁部において占める血管の位置を特定する方法として好適である。   In the present invention, the subject can be a blood vessel. The present invention is suitable as a method for specifying the position of a blood vessel occupying an inner wall portion inside a living body.

本発明によれば、OCT計測により取得した断層情報(反射強度データ)から血管等の被検体の位置(領域)を正確に特定することができる。   According to the present invention, the position (region) of a subject such as a blood vessel can be accurately identified from tomographic information (reflection intensity data) acquired by OCT measurement.

本発明の実施形態に係る断層画像処理装置を適用した画像診断装置の外観図1 is an external view of an image diagnostic apparatus to which a tomographic image processing apparatus according to an embodiment of the present invention is applied. 図1のOCTプロセッサの内部構成を示すブロック図The block diagram which shows the internal structure of the OCT processor of FIG. 図2のOCTプローブの断面図Sectional view of the OCT probe of FIG. 測定対象に対して光走査がラジアル走査の場合の断層画像のスキャン面を示す図The figure which shows the scanning surface of a tomographic image in case optical scanning is radial scanning with respect to a measuring object 図4の断層画像により構築される3次元ボリュームデータを示す図The figure which shows the three-dimensional volume data constructed | assembled by the tomographic image of FIG. 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The figure which shows a mode that a tomographic image is acquired using the OCT probe derived | led-out from the forceps opening | mouth of the endoscope of FIG. 図2の信号処理部の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the signal processing part of FIG. 3次元血管構造抽出処理のフローチャートFlow chart of 3D blood vessel structure extraction process 血管コントラストプロファイルの生成手順を示すフローチャートFlow chart showing a procedure for generating a blood vessel contrast profile 測定部位の血管構造を例示した図Diagram illustrating the blood vessel structure of the measurement site 図10に対して取得されるボリュームデータを例示した図The figure which illustrated the volume data acquired with respect to FIG. (A)は、ボリュームデータをXY平面に平行な断面のスライス画像として再構成した図、(B)は、積分画像を示す図(A) is a diagram reconstructing volume data as a slice image of a cross section parallel to the XY plane, and (B) is a diagram showing an integral image. プロファイルの説明に使用した図Diagram used to describe profile 血管コントラストプロファイルの説明に使用した図Diagram used to describe blood vessel contrast profile 図12(B)の積分画像を拡大した図The figure which expanded the integral image of FIG. 血管の3次元画像を表示した例を示した図The figure which showed the example which displayed the three-dimensional image of the blood vessel

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。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明の実施形態に係る光干渉断層画像処理装置を適用した画像診断装置の外観図である。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、断層画像処理装置としての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。   FIG. 1 is an external view of an image diagnostic apparatus to which an optical coherence tomographic image processing apparatus according to an embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the diagnostic imaging apparatus 10 mainly includes an endoscope 100, an endoscope processor 200, a light source device 300, an OCT processor 400 as a tomographic image processing apparatus, and a monitor device 500. Note that the endoscope processor 200 may be configured to incorporate the light source device 300.

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。   The endoscope 100 includes a hand operation unit 112 and an insertion unit 114 that is connected to the hand operation unit 112. The surgeon grasps and operates the hand operation unit 112 and performs observation by inserting the insertion unit 114 into the body of the subject.

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610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。   The hand operation part 112 is provided with a forceps insertion part 138, and the forceps insertion part 138 communicates with the forceps port 156 of the distal end part 144. In this embodiment, the OCT probe 600 is led out from the forceps opening 156 by inserting the OCT probe 600 from the forceps insertion portion 138. The OCT probe 600 is inserted into the OCT processor 400 via the insertion portion 602 inserted from the forceps insertion portion 138 and led out from the forceps opening 156, the operation portion 604 for the operator to operate the OCT probe 600, and the connector 610. It consists of a cable 606 to be connected.

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。   At the distal end portion 144 of the endoscope 100, an observation optical system 150, an illumination optical system 152, and a CCD (not shown) are disposed.

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。本実施形態の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。なお、符号154は、観察光学系150に向けて洗浄液や加圧エアを供給するための洗浄ノズルである。   The observation optical system 150 forms an image of a subject on a light receiving surface (not shown) of the CCD, and the CCD converts the subject image formed on the light receiving surface into an electric signal by each light receiving element. The CCD of this embodiment is a color CCD in which three primary color red (R), green (G), and blue (B) color filters are arranged for each pixel in a predetermined arrangement (Bayer arrangement, honeycomb arrangement). is there. Reference numeral 154 denotes a cleaning nozzle for supplying cleaning liquid and pressurized air toward the observation optical system 150.

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。   The light source device 300 causes visible light to enter a light guide (not shown). One end of the light guide is connected to the light source device 300 via the LG connector 120, and the other end of the light guide faces the illumination optical system 152. The light emitted from the light source device 300 is emitted from the illumination optical system 152 via the light guide, and illuminates the visual field range of the observation optical system 150.

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。   An image signal output from the CCD is input to the endoscope processor 200 via the electrical connector 110. The analog image signal is converted into a digital image signal in the endoscope processor 200, and necessary processing for displaying on the screen of the monitor device 500 is performed.

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。   In this manner, observation image data obtained by the endoscope 100 is output to the endoscope processor 200, and an image is displayed on the monitor device 500 connected to the endoscope processor 200.

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。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断層情報(断層画像)を取得するためのものである。   FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the OCT processor of FIG. The OCT processor 400 and the OCT probe 600 shown in FIG. 2 are for acquiring tomographic information (tomographic image) to be measured by an optical coherence tomography (OCT) measurement method.

OCTプロセッサ400は、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OCTプローブ600の光コネクタ18に導くとともに、OCTプローブ600内の回転側光ファイバ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、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断層情報(断層画像)を取得する信号処理部22を有する。信号処理部22で取得された断層情報は画像化されてモニタ装置500に表示される。   The OCT processor 400 emits light La for measurement, a first light source unit (first light source unit) 12, and the light La emitted from the first light source unit 12 is measured light (first light flux). An optical fiber coupler (branching / combining unit) 14 for branching into L1 and reference light L2 and combining the return light L3 and the reference light L2 from the measurement target S, which is the subject, to generate interference light L4; The measurement light L1 branched by the fiber coupler 14 is guided to the optical connector 18 of the OCT probe 600, and the fixed-side optical fiber FB2 that guides the return light L3 guided by the rotation-side optical fiber FB1 in the OCT probe 600; The interference light detection unit 20 that detects the interference light L4 generated by the optical fiber coupler 14 as an interference signal, and processes the interference signal detected by the interference light detection unit 20 to obtain tomographic information ( A signal processing unit 22 for acquiring layer image). The tomographic information acquired by the signal processing unit 22 is imaged and displayed on the monitor device 500.

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(干渉光)L4およびL5を検出する検出部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。   Further, the OCT processor 400 adjusts the optical path length of the second light source unit (second light source unit) 13 that emits aiming light (second light flux) Le for indicating a mark of measurement, and the reference light L2. Detection that detects return light (interference light) L4 and L5 combined by the optical fiber coupler 14, and an optical fiber coupler 28 that splits the light La emitted from the first light source unit 12, and an optical path length adjustment unit 26 Sections 30a and 30b, and an operation control section 32 for inputting various conditions to the signal processing section 22, changing settings, and the like.

OCTプロセッサ400に接続されるOCTプローブ600は、固定側光ファイバFB2を介して導波された測定光L1を測定対象Sまで導波するとともに測定対象Sからの戻り光L3を導波する回転側光ファイバFB1と、この回転側光ファイバ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、を備える。   The OCT probe 600 connected to the OCT processor 400 guides the measurement light L1 guided through the fixed optical fiber FB2 to the measurement target S and also guides the return light L3 from the measurement target S. An optical fiber FB1 and an optical connector 18 that rotatably connects the rotation side optical fiber FB1 to the fixed side optical fiber FB2 and transmits the measurement light L1 and the return light L3 are provided.

なお、図2に示したOCTプロセッサ400及びOCTプローブ600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。   In the OCT processor 400 and the OCT probe 600 shown in FIG. 2, various light including the above-described emission light La, aiming light Le, measurement light L1, reference light L2, return light L3, etc. Various optical fibers FB (FB3, FB4, FB5, FB6, FB7, FB8, etc.) including the rotation side optical fiber FB1 and the fixed side optical fiber FB2 are used as light paths for guiding and transmitting between the components. It is used.

第1の光源部12は、OCTの測定のための光(例えば、赤外領域の波長可変レーザ光、あるいは低コヒーレンス光)を射出するものである。本例の第1の光源部12は、赤外の波長域で光周波数(波長)を一定の周期で掃引させながらレーザ光La(例えば、波長1.3μmを中心とするレーザ光)を射出する波長可変光源である。   The first light source unit 12 emits light for OCT measurement (for example, wavelength-variable laser light in the infrared region or low-coherence light). The first light source unit 12 of this example emits a laser beam La (for example, a laser beam centered on a wavelength of 1.3 μm) while sweeping the optical frequency (wavelength) at a constant period in the infrared wavelength region. It is a variable light source.

この第1の光源部12は、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。また、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。   The first light source unit 12 includes a light source 12a that emits laser light or low-coherence light La, and a lens 12b that condenses the light La emitted from the light source 12a. Further, as will be described in detail later, the light La emitted from the first light source unit 12 is divided into the measurement light L1 and the reference light L2 by the optical fiber coupler 14 via the optical fibers FB4 and FB3, and the measurement light L1 is Input to the optical connector 18.

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660nmの赤半導体レーザ光、波長630nmのHe−Neレーザ光、波長405nmの青半導体レーザ光などを用いることができる。本実施形態における第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。   The second light source unit 13 emits visible light so as to make it easy to confirm the measurement site as the aiming light Le. For example, red semiconductor laser light having a wavelength of 660 nm, He—Ne laser light having a wavelength of 630 nm, blue semiconductor laser light having a wavelength of 405 nm, or the like can be used. The second light source unit 13 in this embodiment includes, for example, a semiconductor laser 13a that emits red, blue, or green laser light, and a lens 13b that condenses the aiming light Le emitted from the semiconductor laser 13a. . The aiming light Le emitted from the second light source unit 13 is input to the optical connector 18 through the optical fiber FB8.

光コネクタ18では、測定光(第1の光束)L1とエイミング光(第2の光束)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。   In the optical connector 18, the measurement light (first light beam) L 1 and the aiming light (second light beam) Le are combined and guided to the rotation side optical fiber FB 1 in the OCT probe 600.

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。   The optical fiber coupler (branching / combining unit) 14 is composed of, for example, a 2 × 2 optical fiber coupler, and is optically connected to the fixed-side optical fiber FB2, the optical fiber FB3, the optical fiber FB5, and the optical fiber FB7, respectively. ing.

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。   The optical fiber coupler 14 divides the light La incident from the first light source unit 12 via the optical fibers FB4 and FB3 into measurement light (first light flux) L1 and reference light L2, and the measurement light L1 is fixed. The light is incident on the optical fiber FB2, and the reference light L2 is incident on the optical fiber FB5.

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を戻った参照光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。   Further, the optical fiber coupler 14 includes a reference light L2 that is incident on the optical fiber FB5 and is frequency-shifted and changed in optical path length by an optical path length adjusting unit 26, which will be described later, and returned to the optical fiber FB5. The acquired light L3 guided from the fixed side optical fiber FB2 is multiplexed and emitted to the optical fiber FB3 (FB6) and the optical fiber FB7.

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。   The OCT probe 600 is connected to the fixed optical fiber FB2 via the optical connector 18, and the measurement light L1 combined with the aiming light Le is rotated from the fixed optical fiber FB2 via the optical connector 18. The light enters the side optical fiber FB1. The measurement light L1 combined with the incident aiming light Le is transmitted by the rotation side optical fiber FB1, and is irradiated to the measurement object S. Then, the return light L3 from the measuring object S is acquired, the acquired return light L3 is transmitted by the rotation side optical fiber FB1, and is emitted to the fixed side optical fiber FB2 via the optical connector 18.

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。   The interference light detection unit 20 is connected to the optical fibers FB6 and FB7, and uses the interference lights L4 and L5 generated by combining the reference light L2 and the return light L3 by the optical fiber coupler 14 as interference signals. It is to detect.

光ファイバカプラ28から分岐させた光ファイバFB6の光路上には、干渉光L4の光強度を検出する検出器30aが設けられ、光ファイバFB7の光路上には干渉光L5の光強度を検出する検出器30bが設けられている。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。   A detector 30a for detecting the light intensity of the interference light L4 is provided on the optical path of the optical fiber FB6 branched from the optical fiber coupler 28, and the light intensity of the interference light L5 is detected on the optical path of the optical fiber FB7. A detector 30b is provided. The interference light detection unit 20 generates an interference signal based on the detection results of the detectors 30a and 30b.

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断層情報を取得し、取得した断層情報を画像化した断層画像をモニタ装置500へ出力する。なお、本実施形態では、干渉光検出部20で検出した干渉信号に基づいて、断層情報から血管領域を抽出して立体的な血管画像を生成し、血管の立体構造を示す画像がモニタ装置500に出力されるようになっている。これを実現するための信号処理部22の詳細な構成は後述する。   The signal processing unit 22 acquires tomographic information from the interference signal detected by the interference light detection unit 20, and outputs a tomographic image obtained by imaging the acquired tomographic information to the monitor device 500. In this embodiment, based on the interference signal detected by the interference light detection unit 20, a blood vessel region is extracted from the tomographic information to generate a three-dimensional blood vessel image, and an image showing the three-dimensional structure of the blood vessel is displayed on the monitor device 500. Is output. A detailed configuration of the signal processing unit 22 for realizing this will be described later.

参照光L2の光路長を可変するための光路長調整部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。   The optical path length adjustment unit 26 for changing the optical path length of the reference light L2 is disposed on the emission side of the reference light L2 of the optical fiber FB5 (that is, the end of the optical fiber FB5 opposite to the optical fiber coupler 14). ing.

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とを有する。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により参照光L2の光路長が調整される。   The optical path length adjustment unit 26 includes a first optical lens 80 that converts the light emitted from the optical fiber FB5 into parallel light, a second optical lens 82 that condenses the light converted into parallel light by the first optical lens 80, and The reflection mirror 84 that reflects the light collected by the second optical lens 82, the base 86 that supports the second optical lens 82 and the reflection mirror 84, and the base 86 are moved in a direction parallel to the optical axis direction. And a mirror moving mechanism 88. By changing the distance between the first optical lens 80 and the second optical lens 82, the optical path length of the reference light L2 is adjusted.

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。   The first optical lens 80 converts the reference light L2 emitted from the core of the optical fiber FB5 into parallel light, and condenses the reference light L2 reflected by the reflection mirror 84 on the core of the optical fiber FB5.

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。   The second optical lens 82 condenses the reference light L2 converted into parallel light by the first optical lens 80 on the reflection mirror 84 and makes the reference light L2 reflected by the reflection mirror 84 parallel light. Thus, the first optical lens 80 and the second optical lens 82 form a confocal optical system.

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。   Further, the reflection mirror 84 is disposed at the focal point of the light collected by the second optical lens 82 and reflects the reference light L2 collected by the second optical lens 82.

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。   As a result, the reference light L2 emitted from the optical fiber FB5 becomes parallel light by the first optical lens 80 and is condensed on the reflection mirror 84 by the second optical lens 82. Thereafter, the reference light L2 reflected by the reflection mirror 84 becomes parallel light by the second optical lens 82 and is condensed by the first optical lens 80 on the core of the optical fiber FB5.

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。   The base 86 fixes the second optical lens 82 and the reflecting mirror 84, and the mirror moving mechanism 88 moves the base 86 in the optical axis direction of the first optical lens 80 (the direction of arrow A in FIG. 2). .

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。   By moving the base 86 in the direction of arrow A with the mirror moving mechanism 88, the distance between the first optical lens 80 and the second optical lens 82 can be changed, and the optical path length of the reference light L2 can be adjusted. Can do.

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。   The operation control unit 32 includes input means such as a keyboard and a mouse, and control means for managing various conditions based on input information, and is connected to the signal processing unit 22. The operation control unit 32 inputs, sets, and changes various processing conditions and the like in the signal processing unit 22 based on an operator instruction input from the input unit.

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。   Note that the operation control unit 32 may display the operation screen on the monitor device 500, or may provide a separate display unit to display the operation screen. The operation control unit 32 controls the operation of the first light source unit 12, the second light source unit 13, the optical connector 18, the interference light detection unit 20, the optical path length, the detection units 30a and 30b, and sets various conditions. You may do it.

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(シース)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。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the OCT probe 600. As shown in FIG. 3, the distal end portion of the insertion portion 602 includes a probe outer tube (sheath) 620, a cap 622, a rotation side optical fiber FB1, a spring 624, a fixing member 626, and an optical lens 628. doing.

プローブ外筒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。   The probe outer cylinder 620 is a flexible cylindrical member, and is made of a material that transmits the measurement light L1 combined with the aiming light Le and the return light L3 in the optical connector 18. The probe outer cylinder 620 is a tip through which the measurement light L1 (aiming light Le) and the return light L3 pass (the tip of the rotation side optical fiber FB1 opposite to the optical connector 18, hereinafter referred to as the tip of the probe outer cylinder 620). It is only necessary that a part of the side is made of a material that transmits light over the entire circumference (transparent material), and parts other than the tip may be made of a material that does not transmit light.

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。   The cap 622 is provided at the distal end of the probe outer cylinder 620 and closes the distal end of the probe outer cylinder 620.

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いる。回転側光ファイバFB1は、光コネクタ18で合波された測定光L1とエイミング光Leとを光学レンズ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まで導波する。この戻り光L3は、光コネクタ18を介して固定側光ファイバFB2に入射する。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。   The rotation-side optical fiber FB1 is a linear member and is accommodated in the probe outer cylinder 620 along the probe outer cylinder 620. The rotation-side optical fiber FB1 guides the measurement light L1 combined with the optical connector 18 and the aiming light Le to the optical lens 628 and irradiates the measurement target S with the measurement light L1 (aiming light Le). The return light L3 from the measuring object S acquired by the lens 628 is guided to the optical connector 18. The return light L3 enters the fixed side optical fiber FB2 via the optical connector 18. The rotation-side optical fiber FB1 is disposed so as to be rotatable with respect to the probe outer cylinder 620 and movable in the axial direction of the probe outer cylinder 620.

バネ624は、回転側光ファイバFB1の外周に固定されている。回転側光ファイバFB1およびバネ624は、回転筒656とともに光コネクタ18に接続されている。   The spring 624 is fixed to the outer periphery of the rotation side optical fiber FB1. The rotation side optical fiber FB1 and the spring 624 are connected to the optical connector 18 together with the rotation cylinder 656.

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)に配置されている。光学レンズ628の先端部(光出射面)は、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。   The optical lens 628 is disposed at the measurement-side tip of the rotation-side optical fiber FB1 (tip of the rotation-side optical fiber FB1 opposite to the optical connector 18). The distal end portion (light emission surface) of the optical lens 628 is formed in a substantially spherical shape for condensing the measurement light L1 (aiming light Le) emitted from the rotation-side optical fiber FB1 onto the measurement target S. .

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。   The optical lens 628 irradiates the measurement target S with the measurement light L1 (aiming light Le) emitted from the rotation side optical fiber FB1, collects the return light L3 from the measurement target S, and enters the rotation side optical fiber FB1. .

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。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を接着させて固定してもよいし、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よい。   The fixing member 626 is disposed on the outer periphery of the connection portion between the rotation side optical fiber FB1 and the optical lens 628, and fixes the optical lens 628 to the end portion of the rotation side optical fiber FB1. The fixing method of the rotation side optical fiber FB1 and the optical lens 628 by the fixing member 626 is not particularly limited, and the fixing member 626, the rotation side optical fiber FB1 and the optical lens 628 may be bonded and fixed by an adhesive. It may be fixed with a mechanical structure using bolts or the like. Any fixing member 626 may be used as long as it is used for fixing, holding or protecting the optical fiber, such as a zirconia ferrule or a metal ferrule.

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(回転側光ファイバFB1の光軸を回転中心とする回転方向)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る。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の照射位置が検出される。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。   The rotation-side optical fiber FB1 and the spring 624 are connected to the rotation cylinder 656. By rotating the rotation-side optical fiber FB1 and the spring 624 by the rotation cylinder 656, the optical lens 628 is moved with respect to the probe outer cylinder 620 by the arrow R2. Rotate in the direction (rotation direction with the optical axis of the rotation side optical fiber FB1 as the rotation center). The optical connector 18 includes a rotary encoder. Based on the signal from the rotary encoder, the irradiation position of the measuring light L1 is detected from the position information (angle information) of the optical lens 628. That is, the measurement position is detected by detecting the angle of the rotating optical lens 628 with respect to the reference position in the rotation direction.

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、モータ660を含む駆動機構により、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。   Further, the rotation-side optical fiber FB1, the spring 624, the fixing member 626, and the optical lens 628 are moved inside the probe outer cylinder 620 in the directions indicated by arrows S1 (forceps opening direction) and S2 (outside the probe) by a drive mechanism including a motor 660. It is configured to be movable in the direction of the tip of the cylinder 620.

図3の左側には、OCTプローブ600の操作部604における回転側光ファイバFB1等の駆動機構の概略構成が示されている。   On the left side of FIG. 3, a schematic configuration of a drive mechanism such as the rotation-side optical fiber FB1 in the operation unit 604 of the OCT probe 600 is shown.

プローブ外筒620は、固定部材670に固定されているのに対し、回転側光ファイバFB1およびバネ624の基端部は、回転筒656に接続されている。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。   The probe outer cylinder 620 is fixed to the fixing member 670, while the rotation-side optical fiber FB 1 and the base end portion of the spring 624 are connected to the rotation cylinder 656. The rotating cylinder 656 is configured to rotate via a gear 654 in accordance with the rotation of the motor 652. The rotary cylinder 656 is connected to the optical connector 18, and the measurement light L1 and the return light L3 are transmitted between the rotation side optical fiber FB1 and the fixed side optical fiber FB2 via the optical connector 18.

回転筒656、モータ652、ギア654、及び光コネクタ18を内蔵するフレーム650は、支持部材662を備えている。支持部材662は、図示しないネジ孔を有しており、該ネジ孔には進退移動用ボールネジ664が咬合している。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。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(プローブ外筒620の長手方向に沿った軸方向、すなわち、回転側光ファイバFB1の光軸に沿った方向)に移動させることが可能となっている。   The frame 650 including the rotary cylinder 656, the motor 652, the gear 654, and the optical connector 18 includes a support member 662. The support member 662 has a screw hole (not shown), and a ball screw 664 for advancing / retreating is engaged with the screw hole. A motor 660 is connected to the ball screw 664 for advancing / retreating movement. By rotating and driving the motor 660, the frame 650 is moved back and forth, whereby the rotation-side optical fiber FB1, the spring 624, the fixing member 626, and the optical lens 628 are moved in the S1 and S2 directions in FIG. , That is, the direction along the optical axis of the rotation-side optical fiber FB1).

OCTプローブ600は、以上のような構成であり、モータ660の駆動によって回転側光ファイバ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に対し、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る。このエイミング光Leの反射光(測定対象Sからの反射光)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。   The OCT probe 600 is configured as described above, and the measurement light emitted from the optical lens 628 by rotating the rotation-side optical fiber FB1 and the spring 624 in the direction of the arrow R2 in FIG. L1 (aiming light Le) is irradiated onto the measuring object S while scanning in the direction of arrow R2 (circumferential direction of the probe outer cylinder 620), and the return light L3 is acquired. The aiming light Le is applied to the measuring object S as, for example, blue, red, or green spot light. The reflected light of the aiming light Le (reflected light from the measuring object S) is also displayed as a bright spot on the observation image displayed on the monitor device 500.

このような回転方向に沿った光走査により、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。   By such optical scanning along the rotation direction, a desired part of the measuring object S can be accurately captured on the entire circumference of the probe outer cylinder 620 in the circumferential direction, and the return light L3 reflected from the measuring object S is obtained. Can be acquired.

さらに、3次元ボリュームデータを生成するための立体的な領域の断層情報を取得する場合は、モータ66を含む駆動機構により回転側光ファイバFB1及び光学レンズ628が矢印S1方向の移動可能範囲の終端まで移動され、断層情報を取得しながら所定量ずつS2方向に移動し、又は断層情報の取得と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。   Furthermore, when acquiring tomographic information of a three-dimensional area for generating three-dimensional volume data, the end of the movable range of the rotation side optical fiber FB1 and the optical lens 628 in the direction of the arrow S1 is driven by a drive mechanism including a motor 66. And move to the end of the movable range while alternately acquiring the tomographic information and moving the predetermined amount in the S2 direction while acquiring the tomographic information.

このように測定対象Sに対して所望の範囲の断層情報を取得することによって3次元ボリュームデータを得ることができる。   In this way, three-dimensional volume data can be obtained by acquiring tomographic information in a desired range for the measurement target S.

図4は、測定対象Sに対して光走査がラジアル走査の場合の断層情報のスキャン面を示す図であり、図5は図4の断層情報により構築される3次元ボリュームデータを示す図である。干渉信号により測定対象Sの深さ方向(Z方向)の断層情報を取得し、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(ラジアル走査)することで、図4に示すように、Z方向とZ方向と直交するX方向とからなるスキャン面での断層情報を取得することができる。またさらに、このスキャン面に直交するY方向に沿ってスキャン面を移動させることで、図5に示すように、3次元ボリュームデータを生成するための立体的な領域の断層情報が取得できる。   FIG. 4 is a diagram showing a scan surface of tomographic information when the optical scanning is radial scan with respect to the measurement target S, and FIG. 5 is a diagram showing three-dimensional volume data constructed by the tomographic information of FIG. . By acquiring tomographic information in the depth direction (Z direction) of the measurement target S from the interference signal, the measurement target S is scanned (radial scan) in the direction of arrow R2 (circumferential direction of the probe outer cylinder 620) in FIG. As shown in FIG. 4, tomographic information on the scan plane composed of the Z direction and the X direction orthogonal to the Z direction can be acquired. Furthermore, by moving the scan plane along the Y direction orthogonal to the scan plane, as shown in FIG. 5, tomographic information of a three-dimensional area for generating three-dimensional volume data can be acquired.

図6は内視鏡100の鉗子口156から導出されたOCTプローブ600を用いて断層情報を得る様子を示す図である。図6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、断層情報を得る。所望の立体的な領域の断層情報を取得する場合は、必ずしもOCTプローブ600本体を移動させる必要はなく、前述の駆動機構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。   FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which tomographic information is obtained using the OCT probe 600 derived from the forceps port 156 of the endoscope 100. As shown in FIG. 6, tomographic information is obtained by bringing the distal end portion of the insertion portion 602 of the OCT probe 600 close to a desired portion of the measurement target S. When acquiring tomographic information of a desired three-dimensional region, it is not always necessary to move the OCT probe 600 main body, and the optical lens 628 may be moved within the probe outer cylinder 620 by the drive mechanism described above.

図9は図3の信号処理部22の構成を示すブロック図である。   FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the signal processing unit 22 of FIG.

図7に示すように、本実施形態の信号処理部22は、干渉光検出部20から入力される干渉信号からモニタ装置500に出力される画像を生成するための信号処理を行う処理部であり、主として、フーリエ変換部410、対数変換部420、断層画像構築部450、3次元血管構造抽出処理部460、及び制御部490を備えて構成される。なお、制御部490は、操作制御部32からの操作信号に基づき信号処理部22の各部を制御する。   As illustrated in FIG. 7, the signal processing unit 22 of the present embodiment is a processing unit that performs signal processing for generating an image output to the monitor device 500 from the interference signal input from the interference light detection unit 20. , Mainly including a Fourier transform unit 410, a logarithmic transform unit 420, a tomographic image construction unit 450, a three-dimensional blood vessel structure extraction processing unit 460, and a control unit 490. The control unit 490 controls each unit of the signal processing unit 22 based on the operation signal from the operation control unit 32.

干渉光検出部20には、波長掃引光源としての第1の光源部12から射出された光が測定光と参照光に分割され、OCTプローブ600から測定対象Sに測定光を照射したときに得られる反射光と参照光とが合波したときの干渉光が入力される。この干渉光検出部20は、入力された干渉光(光信号)を干渉信号(電気信号)に変換する干渉信号生成部20aと、干渉信号生成部20aで生成された干渉信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するAD変換部20bとから構成される。   The interference light detection unit 20 is obtained when the light emitted from the first light source unit 12 serving as a wavelength swept light source is divided into measurement light and reference light, and the measurement light S is irradiated from the OCT probe 600 to the measurement target S. The interference light when the reflected light and the reference light are combined is input. The interference light detection unit 20 converts an input interference light (optical signal) into an interference signal (electric signal), and converts the interference signal generated by the interference signal generation unit 20a from an analog signal to a digital signal. It comprises an AD conversion unit 20b that converts it into a signal.

AD変換部20bでは、例えば、80MHz程度のサンプリングレートで14bit程度の分解能でアナログ信号からデジタル信号への変換が実施されるが、これらの値に特に限定されるものではない。AD変換部20bにおいてデジタル信号に変換された干渉信号は、信号処理部22のフーリエ変換部410に入力される。   In the AD conversion unit 20b, for example, conversion from an analog signal to a digital signal is performed with a sampling rate of about 80 MHz and a resolution of about 14 bits. However, the value is not particularly limited to these values. The interference signal converted into a digital signal by the AD conversion unit 20 b is input to the Fourier transform unit 410 of the signal processing unit 22.

フーリエ変換部410は、干渉光検出部20のAD変換部20bにおいてデジタル信号に変換された干渉信号をFFT(高速フーリエ変換)により周波数解析を行い、測定対象Sの各深さ位置における反射光(戻り光)L3の強度、すなわち深度方向の反射強度データを生成する。フーリエ変換部410でフーリエ変換された反射強度データは、対数変換部420で対数変換される。対数変換された反射強度データは、断層画像構築部450に入力される。   The Fourier transform unit 410 performs frequency analysis by FFT (Fast Fourier Transform) on the interference signal converted into the digital signal in the AD conversion unit 20b of the interference light detection unit 20, and the reflected light at each depth position of the measurement target S ( Return light) The intensity of L3, that is, the reflection intensity data in the depth direction is generated. The reflection intensity data Fourier-transformed by the Fourier transform unit 410 is logarithmically transformed by the logarithmic transform unit 420. The logarithmically converted reflection intensity data is input to the tomographic image construction unit 450.

断層画像構築部450は、対数変換部420で対数変換された反射強度データに対して輝度、コントラスト調整、表示サイズにあわせたリサンプル、ラジアル走査等の走査方法に合わせての座標変換などを行い、反射強度データを断層画像として視覚化するためのデータとして構築する。また、このようにして立体な領域に対して得られた反射強度データは、3次元的に配列された各ボクセルの画素データとして割り当てられ、立体的な領域の断層情報のデータを3次元的に配列した3次元ボリュームデータ(単にボリュームデータという)が生成される。なお、立体的な領域の断層情報を示す各位置におけるデータ、即ち、ボリュームデータの各ボクセルの画素データとして割り当てられた反射強度データを、以下、断層データというものとする。   The tomographic image construction unit 450 performs luminance conversion, contrast adjustment, resampling according to the display size, coordinate conversion according to a scanning method such as radial scanning, etc. on the reflection intensity data logarithmically converted by the logarithmic conversion unit 420. The reflection intensity data is constructed as data for visualizing as a tomographic image. Further, the reflection intensity data obtained for the three-dimensional area in this way is assigned as pixel data of each voxel arranged three-dimensionally, and the tomographic information data of the three-dimensional area is three-dimensionally obtained. Arranged three-dimensional volume data (simply referred to as volume data) is generated. The data at each position indicating the tomographic information of the three-dimensional area, that is, the reflection intensity data assigned as the pixel data of each voxel of the volume data is hereinafter referred to as tomographic data.

3次元血管構造抽出処理部460は、断層画像構築部450で構築されたボリュームデータを取得し、取得したボリュームデータに基づいて、血管の情報を抽出し、血管の3次元画像を表示するための3次元血管画像を生成する。3次元血管構造抽出処理部460の処理内容について詳細は後述する。   The three-dimensional blood vessel structure extraction processing unit 460 obtains the volume data constructed by the tomographic image construction unit 450, extracts blood vessel information based on the obtained volume data, and displays a three-dimensional image of the blood vessel. A three-dimensional blood vessel image is generated. Details of processing contents of the three-dimensional blood vessel structure extraction processing unit 460 will be described later.

このようにして生成された3次元血管画像は、LCDモニタ等のモニタ装置500に出力される。なお、3次元血管画像の表示出力に代えて、又は3次元血管画像の表示とともに、断層画像構築部450で構築されたボリュームデータに基づく他の画像(3次元画像、断層画像等)をモニタ装置500に表示させることも可能である。   The three-dimensional blood vessel image generated in this way is output to a monitor device 500 such as an LCD monitor. In addition, in place of the display output of the three-dimensional blood vessel image or together with the display of the three-dimensional blood vessel image, another image (three-dimensional image, tomographic image, etc.) based on the volume data constructed by the tomographic image construction unit 450 is monitored. 500 can also be displayed.

図8は本実施形態における3次元血管構造抽出処理のフローチャートである。この処理は図7の3次元血管構造抽出処理部460により行われる。   FIG. 8 is a flowchart of the three-dimensional blood vessel structure extraction process in this embodiment. This processing is performed by the three-dimensional blood vessel structure extraction processing unit 460 in FIG.

ステップS10では、ボリュームデータ(断層データ)を取得する。図7の断層画像構築部450で生成されたボリュームデータが3次元血管構造抽出処理部460に入力される。このとき取得されるボリュームデータとして、例えば、消化器系の内腔において図10のような構造を有する内壁部900をOCT計測して得られたボリュームデータを例にする。図10に示す内壁部900には、内壁の表面902より下側(表面902から内壁部900深部へと向かうZ軸の正方向)に正常な細胞が略一様に連続する領域904が存在し、その領域904中に血管906が存在するものとする。このとき、OCT計測により得られるボリュームデータは、図11のような構造を示す。同図に示すようにボリュームデータには、血管906の断層データからなる血管領域908と、血管領域908の下側(深部)に、血管906の映り込み(陰影)となる断層データからなる陰影領域910が存在する。   In step S10, volume data (tomographic data) is acquired. Volume data generated by the tomographic image construction unit 450 in FIG. 7 is input to the three-dimensional blood vessel structure extraction processing unit 460. As volume data acquired at this time, for example, volume data obtained by OCT measurement of the inner wall 900 having a structure as shown in FIG. 10 in the lumen of the digestive system is taken as an example. In the inner wall portion 900 shown in FIG. 10, there is a region 904 in which normal cells continue substantially uniformly below the inner wall surface 902 (the positive direction of the Z-axis from the surface 902 to the deep portion of the inner wall 900). Assume that a blood vessel 906 exists in the region 904. At this time, the volume data obtained by the OCT measurement has a structure as shown in FIG. As shown in the figure, the volume data includes a blood vessel region 908 composed of tomographic data of the blood vessel 906 and a shadow region composed of tomographic data that is a reflection (shadow) of the blood vessel 906 below the blood vessel region 908. 910 exists.

即ち、OCT計測の際に、表面902の上方から内壁部900の内部へとZ方向(Z軸の正方向)に進入した測定光L1は、血管906での強い反射により大きく減衰し、血管領域908よりも下側の領域に進行する測定光L1の強度が、血管906がZ方向に存在しない非血管領域912を通過した測定光L1の強度よりも低下する。そのため、血管領域908よりも下側において得られる断層データ(反射強度データ)が同一深さ位置の非血管領域912において得られる断層データよりも小さくなる。したがって、血管領域908よりも下側の領域全体に非血管領域912とは大きく相違する値の断層データからなる陰影領域910が形成される。   That is, during the OCT measurement, the measurement light L1 that has entered the Z direction (the positive direction of the Z axis) from the upper side of the surface 902 to the inside of the inner wall portion 900 is greatly attenuated by strong reflection at the blood vessel 906, and the blood vessel region The intensity of the measurement light L1 traveling to the region below 908 is lower than the intensity of the measurement light L1 that has passed through the non-blood vessel region 912 where the blood vessel 906 does not exist in the Z direction. Therefore, the tomographic data (reflection intensity data) obtained below the blood vessel region 908 is smaller than the tomographic data obtained in the non-blood vessel region 912 at the same depth position. Therefore, a shadow region 910 made of tomographic data having a value greatly different from the non-blood vessel region 912 is formed in the entire region below the blood vessel region 908.

このことから陰影領域910が存在する場合には、その上方に血管領域908が実在することを示す。ただし、陰影領域910は血管906そのものが存在する領域ではないため、後述の処理によって3次元血管画像の表示の際には画像上から除去される。   From this, when the shadow region 910 exists, it indicates that the blood vessel region 908 exists above it. However, since the shaded area 910 is not an area where the blood vessel 906 itself exists, it is removed from the image when displaying the three-dimensional blood vessel image by the process described later.

また、断層データに含まれるノイズ成分などによって、本来、周辺部と異なる細胞や組織が存在しない領域に図11の符号914、916で示すような特異な値の断層データからなる偽陰影領域(ノイズ領域)が形成される場合がある。このような偽陰影領域914、916は、Z方向に連続した領域を形成しないこと等から、血管領域908及び陰影領域910のいずれでもなく、3次元血管画像の表示においては不要な情報であるため後述の処理によって画像上から除去される。   In addition, due to noise components included in the tomographic data, a false shadow region (noise) consisting of tomographic data having specific values as indicated by reference numerals 914 and 916 in FIG. Region) may be formed. Since such false shadow areas 914 and 916 do not form a continuous area in the Z direction and the like, they are neither the blood vessel area 908 nor the shadow area 910 and are unnecessary information for displaying a three-dimensional blood vessel image. It is removed from the image by a process described later.

ステップS12では、ステップS10で取得したボリュームデータに基づき、ボリュームデータを深さ方向(Z方向)に積分した積分画像を生成する。ここで、OCT計測時においては、XZ平面に平行な位置で得られた断層データからなる断層画像を、Y方向の所定間隔おきの位置に配列することによって、図11に示したようなボリュームデータが生成される。これに対して、Z方向の所定間隔おきの位置においてボリュームデータをXY平面に平行な平面で切断することによって、図12(A)のようにXY平面に平行な断面の断層データからなる断層画像(スライス画像S(1)〜S(N))をZ方向に配列したスライス画像列Sに再構成するものとする。図12(A)には、図10、図11において示した血管領域908、陰影領域910、非血管領域912、偽陰影領域914、916の各々に対応する領域に同一符号が付されている。   In step S12, based on the volume data acquired in step S10, an integrated image is generated by integrating the volume data in the depth direction (Z direction). Here, at the time of OCT measurement, volume data as shown in FIG. 11 is obtained by arranging tomographic images made of tomographic data obtained at positions parallel to the XZ plane at positions at predetermined intervals in the Y direction. Is generated. On the other hand, by cutting the volume data at a predetermined interval in the Z direction along a plane parallel to the XY plane, a tomographic image including tomographic data of a cross section parallel to the XY plane as shown in FIG. Assume that (slice images S (1) to S (N)) are reconfigured into a slice image sequence S arranged in the Z direction. In FIG. 12A, the same reference numerals are assigned to regions corresponding to the blood vessel region 908, the shadow region 910, the non-blood vessel region 912, and the false shadow regions 914 and 916 shown in FIGS.

このように再構成した各スライス画像S(1)〜S(N)に対して、X座標値及びY座標値(XY座標値)が一致する点の断層データを加算して積分値を求める。即ち、説明上、任意のZ座標値の位置に対してXY座標値が一定値となるZ方向の線上の位置を示すZライン930を想定するものとすると、各スライス画像S(1)〜S(N)において、そのZライン930上の点の断層データを全て加算した積分値を求める。そして、積分画像とする一枚の画像の画像面(XY座標面)において、Zライン930を想定した位置のXY座標値と一致する点の画素値を、その積分値とする。このようにして、Zライン930を想定する位置のXY座標値を変えて積分画像の各XY座標値の画素値を求めることによって、ボリュームデータをZ方向に積分した積分画像が生成される。このとき、図11及び図12(A)のようなボリュームデータ(スライス画像列S)に対して図12(B)のような積分画像932が得られる。   For each slice image S (1) to S (N) reconstructed in this way, the tomographic data at the point where the X coordinate value and the Y coordinate value (XY coordinate value) match is added to obtain the integral value. That is, for the sake of explanation, assuming that a Z line 930 indicating a position on a line in the Z direction where the XY coordinate value is a constant value with respect to the position of an arbitrary Z coordinate value is assumed, each slice image S (1) to S (1) -S. In (N), an integral value obtained by adding all the tomographic data of the points on the Z line 930 is obtained. Then, the pixel value of a point that coincides with the XY coordinate value at the position where the Z line 930 is assumed on the image plane (XY coordinate plane) of one image as an integral image is set as the integral value. In this way, by obtaining the pixel value of each XY coordinate value of the integral image by changing the XY coordinate value of the position assuming the Z line 930, an integral image in which the volume data is integrated in the Z direction is generated. At this time, an integral image 932 as shown in FIG. 12B is obtained for the volume data (slice image sequence S) as shown in FIGS. 11 and 12A.

図12(B)には、血管領域908、非血管領域912、偽陰影領域914、916に起因して積分画像上に形成された領域に同一符号が付されている。なお、図11のようなボリュームデータを図12(A)のようなスライス画像列Sに再構成することなく、ボリュームデータにおいてZライン上の点の断層データを加算(Z方向に積分)することによって図12(B)のような積分画像932を直接的に求めることも可能であり、以下においてはスライス画像列Sを用いた処理については言及しないものとする。   In FIG. 12B, the same reference numerals are assigned to regions formed on the integrated image due to the blood vessel region 908, the non-blood vessel region 912, and the false shadow regions 914 and 916. Note that the tomographic data of points on the Z line is added to the volume data (integrated in the Z direction) without reconstructing the volume data as shown in FIG. 11 into the slice image sequence S as shown in FIG. Thus, the integral image 932 as shown in FIG. 12B can be directly obtained, and the processing using the slice image sequence S will not be referred to below.

ステップS14では、ステップS12で得た積分画像に基づいて、血管906(血管領域908)を示す画像が存在する領域を血管候補領域として抽出する。例えば、積分画像において、画素値が所定範囲内の値を示す領域のXY座標値の範囲を血管候補領域として抽出する。   In step S14, based on the integrated image obtained in step S12, a region where an image showing the blood vessel 906 (blood vessel region 908) exists is extracted as a blood vessel candidate region. For example, in the integrated image, an XY coordinate value range of a region where the pixel value indicates a value within a predetermined range is extracted as a blood vessel candidate region.

ここで、積分画像において血管候補領域として抽出する画素値の範囲は、血管領域908が実在する領域に起因して積分画像上に形成された画像領域の実際の画素値の範囲を経験的に取得しておくことによって事前に決めておくことができる。また、血管候補領域として抽出しない非血管候補領域の画素値の範囲を設定し、その範囲に属さない画素値の領域を血管候補領域として抽出することも可能である。更に、積分画像において画素値が急激に変化するエッジを血管候補領域と非血管候補領域の境界として抽出し、画素値の大小関係によって境界のいずれか一方側の領域を血管候補領域として抽出する等、画像構成を解析する任意の画像処理技術を用いることができる。   Here, the range of pixel values to be extracted as a blood vessel candidate region in the integrated image is obtained empirically from the actual pixel value range of the image region formed on the integrated image due to the region where the blood vessel region 908 actually exists. You can decide in advance. It is also possible to set a pixel value range of a non-blood vessel candidate region that is not extracted as a blood vessel candidate region and extract a pixel value region that does not belong to the range as a blood vessel candidate region. Furthermore, an edge whose pixel value changes abruptly in the integrated image is extracted as a boundary between the blood vessel candidate region and the non-blood vessel candidate region, and a region on either side of the boundary is extracted as a blood vessel candidate region depending on the magnitude relationship of the pixel values. Any image processing technique for analyzing the image configuration can be used.

この処理によれば、図12(B)に示したような積分画像において、血管領域908に起因する画像領域が血管候補領域940として抽出される。即ち、ボリュームデータにおいてZ方向に血管領域908が存在するXY座標値の範囲に対応する積分画像上の領域が血管候補領域940として抽出される。   According to this processing, in the integrated image as shown in FIG. 12B, an image region resulting from the blood vessel region 908 is extracted as a blood vessel candidate region 940. That is, an area on the integrated image corresponding to the range of the XY coordinate values where the blood vessel region 908 exists in the Z direction in the volume data is extracted as the blood vessel candidate region 940.

また、血管候補領域940の他に、偽陰影領域914、916に起因する画像領域のように血管領域908がZ方向に実在しない領域についても血管候補領域940として抽出される可能性があり、これらの偽陰影領域914、916についても下記の説明上、血管候補領域940として抽出されたものとする。偽陰影領域914、916を除く非血管領域912については、血管候補領域940から略除外することができ、非血管候補領域942となる。ただし、非血管領域912のようにZ方向に血管領域908が存在しない領域であるにも関わらず血管候補領域と判断される可能性がある領域は、偽陰影領域914、916のようにボリュームデータにおける特定位置の断層データが特異な値であるために発生する場合に限らず、積分画像を生成する際に、複数の断層データを加算した結果として発生する場合もある。   In addition to the blood vessel candidate region 940, a region where the blood vessel region 908 does not actually exist in the Z direction, such as an image region caused by the false shadow regions 914 and 916, may be extracted as the blood vessel candidate region 940. The pseudo-shadow regions 914 and 916 are extracted as blood vessel candidate regions 940 for the following explanation. The non-blood vessel region 912 excluding the false shadow regions 914 and 916 can be substantially excluded from the blood vessel candidate region 940 and becomes a non-blood vessel candidate region 942. However, regions that may be determined to be blood vessel candidate regions even though the blood vessel region 908 does not exist in the Z direction, such as the non-blood vessel region 912, are volume data such as the false shadow regions 914 and 916. This is not limited to the case where the tomographic data at a specific position is a unique value, and may occur as a result of adding a plurality of tomographic data when generating an integral image.

ステップS16では、血管コントラストプロファイルを生成する。血管コントラストプロファイルとは、血管候補領域におけるプロファイルを、非血管候補領域におけるプロファイル(基準プロファイル)との比較で示したものであり、プロファイルとは、Z方向の断層データの分布を示すものであり、ボリュームデータに対して所定のXY座標値の位置に着目したときに、その着目したXY座標値のZ方向の線上位置、即ち、Zライン上の位置(各点におけるZ座標値)と、ボリュームデータの断層データとの関係を示すものである。   In step S16, a blood vessel contrast profile is generated. A blood vessel contrast profile is a profile in a blood vessel candidate region compared with a profile in a non-blood vessel candidate region (reference profile). The profile is a distribution of tomographic data in the Z direction. When attention is paid to the position of a predetermined XY coordinate value with respect to the volume data, the position of the focused XY coordinate value in the Z direction, that is, the position on the Z line (Z coordinate value at each point), and the volume data This shows the relationship with the fault data.

まず、プロファイルについて説明すると、プロファイルは、図13のようなグラフにより表される。   First, the profile will be described. The profile is represented by a graph as shown in FIG.

同図において横軸は所定のXY座標値の位置に想定したZライン上のZ座標値(深さ方向の位置)を示し、縦軸は断層データの値を示す。プロファイルは、XY座標上の任意の1点(XY座標値)に対して1つのものが生成され、着目したXY座標値に対して得られるプロファイルをそのXY座標値でのプロファイルと言うものとする。   In the figure, the horizontal axis indicates the Z coordinate value (position in the depth direction) on the Z line assumed at the position of a predetermined XY coordinate value, and the vertical axis indicates the value of tomographic data. One profile is generated for any one point on the XY coordinates (XY coordinate value), and the profile obtained for the focused XY coordinate value is referred to as a profile at that XY coordinate value. .

図11、図12(A)に示したようなボリュームデータにおいて、非血管領域912(偽陰影領域914、916を除く)を通過するZライン930AのXY座標値に着目し、そのXY座標値でのプロファイルを作成した場合には、図13の曲線C1のようなグラフが得られる。即ち、内壁部900の表面902が位置するZ座標値(Z0)において、断層データが急激に増大し、表面902から深くなるにつれて徐々に断層データが低下する。   In the volume data as shown in FIG. 11 and FIG. 12A, paying attention to the XY coordinate value of the Z line 930A passing through the non-blood vessel region 912 (excluding the false shadow regions 914 and 916), Is created, a graph such as a curve C1 in FIG. 13 is obtained. That is, in the Z coordinate value (Z0) where the surface 902 of the inner wall portion 900 is located, the tomographic data increases rapidly, and the tomographic data gradually decreases as the depth from the surface 902 increases.

一方、血管領域908(及び陰影領域910)を通過するZライン930B(図12(A)参照)のXY座標値に着目し、そのXY座標値でのプロファイルを作成した場合には、図13の曲線C2のようなグラフが得られる。即ち、曲線C1と同様に内壁部900の表面902のZ座標値(Z0)において、断層データが急激に増大し、表面902から血管領域908が存在するZ座標値(Z1)の深さまでの範囲で曲線C1と同様に徐々に断層データが低下する。血管領域908が存在するZ座標値(Z1)の深さになると、血管906の表面(血管壁)において断層データが増加し、更に深くなると、測定光L1の減衰により、断層データが急激に減少した後、曲線C1と比べて小さい値を示しながら緩やかに減少する。   On the other hand, when attention is paid to the XY coordinate value of the Z line 930B (see FIG. 12A) passing through the blood vessel region 908 (and the shadow region 910) and a profile with the XY coordinate value is created, FIG. A graph like curve C2 is obtained. That is, as with the curve C1, in the Z coordinate value (Z0) of the surface 902 of the inner wall 900, the tomographic data increases rapidly, and the range from the surface 902 to the depth of the Z coordinate value (Z1) where the blood vessel region 908 exists. As with the curve C1, the tomographic data gradually decreases. When the depth of the Z coordinate value (Z1) where the blood vessel region 908 is present, the tomographic data increases on the surface (blood vessel wall) of the blood vessel 906, and when it becomes deeper, the tomographic data decreases rapidly due to the attenuation of the measurement light L1. After that, it gradually decreases while showing a smaller value than the curve C1.

また、偽陰影領域914(916)を通過するZライン930CのXY座標値に着目し、そのXY座標値でのプロファイルを作成した場合には、図13の曲線C3のようなグラフが得られる。この曲線C3は、曲線C1と略近似した形態を示すが、Z座標値の一部の範囲(Z2で示す範囲)において曲線C1にない比較的大きな断層データの値変動が生じている。   Further, when attention is paid to the XY coordinate value of the Z line 930C passing through the false shadow region 914 (916) and a profile with the XY coordinate value is created, a graph like a curve C3 in FIG. 13 is obtained. The curve C3 shows a form that is approximately approximate to the curve C1, but a relatively large tomographic data value variation that does not exist in the curve C1 occurs in a partial range of the Z coordinate value (range indicated by Z2).

続いてステップS16で生成する血管コントラストプロファイルについて説明すると、図12(B)に示したようにステップS14により積分画像に基づいて抽出した血管候補領域940には、Z方向に血管領域908が実在する適正に抽出された有効領域と、Z方向に血管領域908が存在せず、偽陰影領域914、916のような領域が存在することによって抽出された無効領域(ノイズ領域)が含まれている。   Next, the blood vessel contrast profile generated in step S16 will be described. In the blood vessel candidate region 940 extracted based on the integrated image in step S14 as shown in FIG. 12B, a blood vessel region 908 actually exists in the Z direction. The effective region extracted appropriately and the invalid region (noise region) extracted by the presence of the regions such as the false shadow regions 914 and 916 without the blood vessel region 908 in the Z direction are included.

そのため、血管候補領域940のうち、ノイズ領域を判別し(ノイズ判別処理)、ノイズ領域を除去する必要がある。また、有効領域に対して、血管領域908が実在するZ方向の位置(Z座標値の範囲)を特定(血管深さ位置算出処理)する必要がある。そこで、上記のようにZラインが通過する領域の違いによって形態が異なるプロファイルを利用し、ノイズ判別と血管深さ位置算出の処理を行う。   Therefore, it is necessary to determine a noise region (noise determination process) in the blood vessel candidate region 940 and remove the noise region. Further, it is necessary to specify the position in the Z direction where the blood vessel region 908 actually exists (Z coordinate value range) with respect to the effective region (blood vessel depth position calculation processing). Therefore, noise discrimination and blood vessel depth position calculation processing are performed using profiles having different forms depending on the difference in the region through which the Z line passes as described above.

また、このような処理を行う場合に、血管候補領域940における各XY座標値でのプロファイルのみの形態を解析して行うよりも、図13の曲線C1で示したような非血管領域912を通過するZラインのXY座標値でのプロファイル、即ち、非血管候補領域942におけるXY座標値でのプロファイルを基準プロファイルとして、血管候補領域940における各XY座標値でのプロファイルと基準プロファイルとを比較して処理した方が、解析を正確且つ容易に行うことができる。   Further, when such processing is performed, it passes through the non-blood vessel region 912 as shown by the curve C1 in FIG. 13 rather than analyzing the form of only the profile at each XY coordinate value in the blood vessel candidate region 940. The profile at the XY coordinate value of the Z line, that is, the profile at the XY coordinate value in the non-blood vessel candidate region 942 is used as a reference profile, and the profile at each XY coordinate value in the blood vessel candidate region 940 is compared with the reference profile. The analysis can be performed accurately and easily.

そこで、血管候補領域940における各XY座標値でのプロファイルと基準プロファイルとの差分により得られるプロファイルを血管コントラストプロファイルと称し、ステップS16において血管候補領域940における各XY座標値での血管コントラストプロファイルを生成する。   Therefore, a profile obtained by the difference between the profile at each XY coordinate value in the blood vessel candidate region 940 and the reference profile is referred to as a blood vessel contrast profile, and a blood vessel contrast profile at each XY coordinate value in the blood vessel candidate region 940 is generated in step S16. To do.

血管コントラストプロファイルは、図14のようなグラフを示す。血管候補領域940において着目したXY座標値が、血管領域908(及び陰影領域910)を通過するZライン930BのXY座標値の場合、図13の曲線C2に示したようなプロファイルが生成され、このとき、血管コントラストプロファイルは、図14の曲線C21のようなグラフを示す。   The blood vessel contrast profile shows a graph as shown in FIG. When the XY coordinate value focused on in the blood vessel candidate region 940 is the XY coordinate value of the Z line 930B passing through the blood vessel region 908 (and the shadow region 910), a profile as shown by the curve C2 in FIG. 13 is generated. At this time, the blood vessel contrast profile shows a graph like a curve C21 in FIG.

一方、血管候補領域940において着目したXY座標値が、偽陰影領域914、916を通過するZライン930BのXY座標値の場合、図13の曲線C3に示したようなプロファイルが生成され、このとき、血管コントラストプロファイルは、図14の曲線C31のようなグラフを示す。これらの具体的な説明は後述する。   On the other hand, when the XY coordinate value focused on in the blood vessel candidate region 940 is the XY coordinate value of the Z line 930B passing through the false shadow regions 914 and 916, a profile as shown by the curve C3 in FIG. 13 is generated. The blood vessel contrast profile shows a graph like a curve C31 in FIG. Specific descriptions thereof will be described later.

また、基準プロファイルは、血管領域908及び偽陰影領域914、916が含まれない非血管候補領域942における任意のXY座標値でのプロファイルとすることが可能である。ただし、血管候補領域940において着目しているXY座標値でのプロファイルに対して、そのプロファイル内の血管領域908及び陰影領域910以外のZ座標値の範囲、又は偽陰影領域914、916以外のZ座標値の範囲において、できるだけ類似のプロファイルを示すことが望ましい。したがって、血管候補領域940において着目しているXY座標値に対して近傍範囲となる非血管候補領域942内のXY座標値でのプロファイルを基準ファイルとすることが好適である。また、プロファイルにはOCT計測時におけるノイズ成分が含まれるため、血管候補領域940において着目しているXY座標値に対して近傍範囲となる非血管候補領域942内のXY座標値を複数選出し、それらの複数のXY座標値でのプロファイルの平均を基準ファイルとすると更に好適である。   Further, the reference profile can be a profile with an arbitrary XY coordinate value in the non-blood vessel candidate region 942 that does not include the blood vessel region 908 and the false shadow regions 914 and 916. However, with respect to the profile with the XY coordinate value of interest in the blood vessel candidate region 940, the range of Z coordinate values other than the blood vessel region 908 and the shadow region 910 in the profile, or Z other than the false shadow regions 914 and 916 It is desirable to show as similar a profile as possible in the range of coordinate values. Therefore, it is preferable to use a profile with the XY coordinate values in the non-blood vessel candidate region 942 in the vicinity of the XY coordinate values of interest in the blood vessel candidate region 940 as the reference file. Also, since the profile includes a noise component at the time of OCT measurement, a plurality of XY coordinate values in the non-blood vessel candidate region 942 that are in the vicinity range with respect to the XY coordinate value of interest in the blood vessel candidate region 940 are selected, It is more preferable that the average of the profiles at the plurality of XY coordinate values is used as the reference file.

そこで、本実施の形態では、ステップS16の血管コントラストプロファイル生成の処理を図9のフローチャートのように実施する。   Therefore, in the present embodiment, the blood vessel contrast profile generation processing in step S16 is performed as shown in the flowchart of FIG.

ステップS30では、血管候補領域940において着目している所定のXY座標値に対して、基準プロファイルを生成する複数のプロファイルを求める位置(基準プロファイルを生成するためのXY座標値)を非血管候補領域942内から選出する。その選出する数は予め決められた数(例えば5点、10点等)とする。図12(B)の積分画像を拡大して示した図15の積分画像において説明すると、積分画像に基づいて抽出された血管候補領域940における所定の点AのXY座標値に着目しているとすると、その点Aから血管候補領域940の最も近接する境界線までの最小距離rを求める。即ち、点Aを中心として血管候補領域940の範囲内に描かれる円であり、且つ、血管候補領域940のいずれかの境界線に接する円950の半径rを求める。そして、その最小距離r(円の半径r)に対して所定値αを加算し、点Aからの距離が距離r+α以内となる範囲(半径r+αの円952の範囲)内において、非血管候補領域942となる範囲954から、予め決められた数分のXY座標値を基準プロファイルを生成するためのXY座標値として選出する。   In step S30, a position (XY coordinate value for generating a reference profile) for obtaining a plurality of profiles for generating a reference profile is set as a non-blood vessel candidate area for a predetermined XY coordinate value of interest in the blood vessel candidate area 940. Select from 942. The number to be selected is a predetermined number (for example, 5 points, 10 points, etc.). Referring to the integrated image of FIG. 15 that shows the enlarged integrated image of FIG. 12B, the XY coordinate value of a predetermined point A in the blood vessel candidate region 940 extracted based on the integrated image is focused. Then, the minimum distance r from the point A to the closest border line of the blood vessel candidate region 940 is obtained. That is, the radius r of a circle 950 that is drawn within the range of the blood vessel candidate region 940 with the point A as the center and that touches any boundary line of the blood vessel candidate region 940 is obtained. Then, a predetermined value α is added to the minimum distance r (circle radius r), and within a range where the distance from the point A is within the distance r + α (range of the circle 952 having the radius r + α), A predetermined number of XY coordinate values are selected as XY coordinate values for generating a reference profile from a range 954 to be a non-blood vessel candidate region 942.

ステップS32では、血管候補領域940において着目しているXY座標値でのプロファイルと、ステップS30で選定した各XY座標値でのプロファイルとをステップS10で取得したボリュームデータに基づいて生成する。   In step S32, a profile with the XY coordinate value of interest in the blood vessel candidate region 940 and a profile with each XY coordinate value selected in step S30 are generated based on the volume data acquired in step S10.

ステップS34では、ステップ30で選定した各XY座標値でのプロファイルの平均を求め、基準プロファイルを生成する。即ち、各XY座標値でのプロファイルの同一のZ座標値における断層データを全て加算し、その加算して得られた値を、選定したXY座標値の数で割る。これによって得られた各Z座標値における値を新たな断層データとして基準プロファイルを生成する。   In step S34, an average of profiles at each XY coordinate value selected in step 30 is obtained, and a reference profile is generated. That is, all the tomographic data at the same Z coordinate value of the profile at each XY coordinate value is added, and the value obtained by the addition is divided by the number of selected XY coordinate values. A reference profile is generated using the values at the respective Z coordinate values thus obtained as new tomographic data.

ステップS36では、血管候補領域940において着目しているXY座標値での血管コントラストプロファイルを生成する。即ち、ステップS32で求めた、血管候補領域940において着目しているXY座標値でのプロファイルと、ステップS34で求めた基準プロファイルとの差分を求める。具体的には、基準プロファイルの各Z座標値における断層データを、着目しているXY座標値でのプロファイルの同一Z座標値における断層データで減算する。これによって得られた各Z座標値における値を新たな断層データとするプロファイルを生成する。これによって、図14に示したような血管コントラストプロファイルが生成される。   In step S <b> 36, a blood vessel contrast profile is generated at the XY coordinate value focused on in the blood vessel candidate region 940. That is, the difference between the profile at the XY coordinate value focused on in the blood vessel candidate region 940 obtained in step S32 and the reference profile obtained in step S34 is obtained. Specifically, the tomographic data at each Z coordinate value of the reference profile is subtracted by the tomographic data at the same Z coordinate value of the profile at the focused XY coordinate value. A profile in which the value at each Z coordinate value obtained in this way is used as new tomographic data is generated. As a result, a blood vessel contrast profile as shown in FIG. 14 is generated.

ステップS38では、血管候補領域940内の全てのXY座標値での血管コントラストプロファイルを生成したか否かを判定する。NOであれば、ステップS40により、着目するXY座標値を血管候補領域940内の未着目のXY座標値に変更して、ステップS30〜S36の処理を行う。YESであれば、本フローチャートでの血管コントラストプロファイルの生成処理を終了する。   In step S38, it is determined whether or not a blood vessel contrast profile has been generated for all XY coordinate values in the blood vessel candidate region 940. If NO, in step S40, the focused XY coordinate value is changed to an unfocused XY coordinate value in the blood vessel candidate region 940, and the processes in steps S30 to S36 are performed. If YES, the blood vessel contrast profile generation process in this flowchart is terminated.

なお、上記のように基準プロファイルは、各XY座標値での血管コントラストプロファイルごとに異なるものを使用するのではなく、全て、又は、一定のXY座標値の範囲ごとに共通のものを使用するようにしてもよい。また、複数のXY座標値での基準プロファイルを平均化したものではなく、1点におけるXY座標値での基準プロファイルとしてもよい。   As described above, the reference profile is not used for each blood vessel contrast profile at each XY coordinate value, but is used for all or a common XY coordinate value range. It may be. In addition, the reference profile with a plurality of XY coordinate values is not averaged, but may be a reference profile with XY coordinate values at one point.

以上のようにして血管コントラストプロファイルの生成処理が終了すると、続いて、図8のステップS18に移行する。   When the blood vessel contrast profile generation process is completed as described above, the process proceeds to step S18 in FIG.

ステップS18では、ステップS16で生成した血管コントラストプロファイルに対してプロファイル解析を行う。これによって、上記のように血管候補領域940のうちの有効領域とノイズ領域を判別するノイズ判別処理を行うと共に、血管領域908の深さ位置を特定する血管深さ位置算出処理を行う。   In step S18, profile analysis is performed on the blood vessel contrast profile generated in step S16. Thus, as described above, the noise discrimination process for discriminating the effective area and the noise area in the blood vessel candidate area 940 is performed, and the blood vessel depth position calculation process for specifying the depth position of the blood vessel area 908 is performed.

即ち、血管候補領域940のうち、血管領域908を通過するZラインのXY座標値での血管コントラストプロファイルは、図14で示した曲線C21のような形状を示し、血管領域908を通過せずに偽陰影領域914、916を通過するZラインのXY座標値での血管コントラストプロファイルは、図14の曲線C31のような形状を示す。   That is, the blood vessel contrast profile at the XY coordinate values of the Z line that passes through the blood vessel region 908 in the blood vessel candidate region 940 shows a shape like the curve C21 shown in FIG. 14 without passing through the blood vessel region 908. The blood vessel contrast profile at the XY coordinate values of the Z line passing through the false shadow areas 914 and 916 shows a shape like a curve C31 in FIG.

これらの曲線C21、C31の形状の違いは明らかであり、これらの形状の違いが定量的に表されるような形状特徴量を定義する。例えば、断層データの値が所定の閾値dsをZ座標値の連続する範囲で越える場合にそのZ座標値の範囲の長さを形状特徴量とする。このとき、着目しているXY座標値での血管コントラストプロファイルにおいて、図14の曲線C21のように形状特徴量Z21が所定の閾値Zs以上の場合には、そのXY座標値は、Z方向に血管領域908が実在する有効領域に属すると判断される。   The difference between the shapes of the curves C21 and C31 is obvious, and a shape feature amount that defines the difference between these shapes is defined. For example, when the value of the tomographic data exceeds a predetermined threshold value ds in a continuous range of Z coordinate values, the length of the range of the Z coordinate values is used as the shape feature amount. At this time, in the blood vessel contrast profile at the focused XY coordinate value, when the shape feature amount Z21 is equal to or larger than the predetermined threshold value Zs as shown by the curve C21 in FIG. 14, the XY coordinate value is the blood vessel in the Z direction. It is determined that the area 908 belongs to an existing effective area.

一方、図14の曲線C31のように形状特徴量Z31が前記閾値Zs未満の場合には、そのXY座標値は、ノイズ領域に属すると判断される。即ち、ここで定義した形状特徴量は、血管候補領域940内において血管領域908がZ方向に実在する場合には、その下側に陰影領域910が存在することを考慮し、陰影領域910の存在する場合にのみ閾値Zs以上となるように定義したものであり、陰影領域910の有無によって有効領域かノイズ領域かを判別するようにしたものである。ただし、形状特徴量は他の定義によるものであってもよい。   On the other hand, when the shape feature amount Z31 is less than the threshold value Zs as shown by the curve C31 in FIG. 14, the XY coordinate value is determined to belong to the noise region. That is, the shape feature amount defined here is the existence of the shadow region 910 in consideration that the shadow region 910 exists below the blood vessel region 908 in the blood vessel candidate region 940 in the Z direction. In this case, the threshold value Zs is defined to be equal to or greater than the threshold value Zs, and the effective region or the noise region is determined based on the presence or absence of the shadow region 910. However, the shape feature amount may be based on another definition.

このようにして、血管候補領域940における各XY座標値での血管コントラストプロファイルに基づいて、血管候補領域940内の各XY座標値が有効領域に属するかノイズ領域に属するかを判別することによって、血管候補領域940を有効領域とノイズ領域とに分けることができる。   In this way, by determining whether each XY coordinate value in the blood vessel candidate region 940 belongs to the effective region or the noise region based on the blood vessel contrast profile at each XY coordinate value in the blood vessel candidate region 940, The blood vessel candidate region 940 can be divided into an effective region and a noise region.

また、血管候補領域940のうち、有効領域と判断された領域内において着目したXY座標値で血管コントラストプロファイルは、図14の曲線C21のような形状を示し、血管領域908の上端部となるZ座標値Z1からZ座標値が増加していくにしたがって、断層データの値が負側に大きく減少した後、正側へと急激に増加し、その後、正値のまま徐々に減少する傾向を示す。したがって、血管領域908の上端部となるZ座標値Z1の近傍では、極小点Pが存在する。そこで、極小点PのZ座標値ZMINを血管領域908の上端の位置として設定する。なお、極小点PのZ座標値ZMIN以外であっても、断層データが負の値から正の値に変化する際に零値となるときのZ座標値等、グラフ上で血管領域908の上端部とみなせる特徴的な点を示すZ座標値を血管領域908の上端の位置とすることもできる。   In addition, the blood vessel contrast profile with the XY coordinate values focused on in the region determined to be an effective region among the blood vessel candidate regions 940 has a shape like a curve C21 in FIG. 14 and is the upper end portion of the blood vessel region 908. As the Z coordinate value increases from the coordinate value Z1, the value of the tomographic data greatly decreases to the negative side, then rapidly increases to the positive side, and then gradually decreases while maintaining the positive value. . Therefore, there is a minimum point P in the vicinity of the Z coordinate value Z1 that is the upper end of the blood vessel region 908. Therefore, the Z coordinate value ZMIN of the minimum point P is set as the upper end position of the blood vessel region 908. Even if the Z coordinate value ZMIN of the local minimum point P is other than the Z coordinate value ZMIN when the tomographic data becomes zero when the tomographic data changes from a negative value to a positive value, the upper end of the blood vessel region 908 on the graph A Z coordinate value indicating a characteristic point that can be regarded as a part can also be set as the position of the upper end of the blood vessel region 908.

一方、血管領域908の下端となるZ座標値は、血管の断面が円形であると仮定して、血管領域908の上端のZ座標値ZMINに基づいて決定する。例えば、血管候補領域940の有効領域の各XY座標値に対して上記処理を実行すると、各XY座標値の位置における血管領域908の上端のZ座標値が確定する。即ち、血管906の血管壁の外表面のうち、内壁部900の表面902側となる外周面のZ座標値が確定する。また、積分画像における血管候補領域940(有効領域)の各部における幅から血管906の太さ(直径)を検出し、これに基づいて、血管906の血管壁の外表面のうち、表面902側と反対側となる下側の外周面のZ座標値を算出する。これにより、血管領域908のZ方向の位置範囲が確定するため、血管候補領域940の有効領域のXY座標値の範囲とにより、3次元領域での血管領域908の位置範囲が確定する。なお、血管906の太さは積分画像から検出するのではなく、ユーザが指定するようにしてもよいし、また、血管906の太さの情報を用いるのではなく、血管906の血管壁の表面902側となる外周面のZ座標値から表面902と反対側の外周面のZ座標値を算出してもよい。   On the other hand, the Z coordinate value serving as the lower end of the blood vessel region 908 is determined based on the Z coordinate value ZMIN of the upper end of the blood vessel region 908 on the assumption that the cross section of the blood vessel is circular. For example, when the above processing is executed for each XY coordinate value of the effective region of the blood vessel candidate region 940, the Z coordinate value of the upper end of the blood vessel region 908 at the position of each XY coordinate value is determined. That is, of the outer surface of the blood vessel wall of the blood vessel 906, the Z coordinate value of the outer peripheral surface on the surface 902 side of the inner wall portion 900 is determined. Further, the thickness (diameter) of the blood vessel 906 is detected from the width of each part of the blood vessel candidate region 940 (effective region) in the integrated image, and based on this, the surface 902 side of the outer surface of the blood vessel wall of the blood vessel 906 is detected. The Z coordinate value of the lower outer peripheral surface which is the opposite side is calculated. Accordingly, since the position range of the blood vessel region 908 in the Z direction is determined, the position range of the blood vessel region 908 in the three-dimensional region is determined based on the range of the XY coordinate values of the effective region of the blood vessel candidate region 940. Note that the thickness of the blood vessel 906 is not detected from the integrated image, but may be specified by the user, or the thickness information of the blood vessel 906 is not used, but the surface of the blood vessel wall of the blood vessel 906 is used. The Z coordinate value of the outer peripheral surface opposite to the surface 902 may be calculated from the Z coordinate value of the outer peripheral surface on the 902 side.

ステップS20では、ステップS18でのプロファイル解析の結果に基づき、ボリュームデータからノイズ領域及び陰影領域を除去する。例えば、ステップS18においてノイズ領域と判別されたXY座標値のZラインにおける各Z座標値の断層データを、そのXY座標値での血管コントラストプロファイルを生成する際に使用した基準プロファイルの断層データで置き換える。これによって、偽陰影領域914、916のようなノイズがボリュームデータから除去される。   In step S20, the noise area and the shadow area are removed from the volume data based on the profile analysis result in step S18. For example, the tomographic data of each Z coordinate value in the Z line of the XY coordinate value determined as the noise region in step S18 is replaced with the tomographic data of the reference profile used when generating the blood vessel contrast profile with the XY coordinate value. . As a result, noise such as false shaded areas 914 and 916 is removed from the volume data.

一方、有効領域と判別されたXY座標値のZラインの各Z座標値に対しては、そのXY座標値での血管コントラストプロファイルを生成する際に使用した基準プロファイルの断層データの値で、血管領域908以外の断層データの値を置き換える。これにより、血管領域908よりも下側に形成される陰影領域910がボリュームデータが除去される。   On the other hand, for each Z coordinate value of the Z line of the XY coordinate value determined as the effective region, the tomographic data value of the reference profile used when generating the blood vessel contrast profile with the XY coordinate value is used. The values of tomographic data other than the area 908 are replaced. As a result, the volume data is removed from the shadow region 910 formed below the blood vessel region 908.

ステップS22では、ステップS20により陰影領域910、偽陰影領域914、916を除去したボリュームデータに基づいて、3次元血管画像を生成しモニタ装置500に表示する。これにより、図16のように陰影やノイズの画像のない血管906の3次元画像が表示される。   In step S22, a three-dimensional blood vessel image is generated and displayed on the monitor device 500 based on the volume data from which the shadow area 910 and the false shadow areas 914 and 916 are removed in step S20. As a result, a three-dimensional image of the blood vessel 906 without a shadow or noise image is displayed as shown in FIG.

なお、ボリュームデータの断層データを使用することなく、ステップS18のプロファイル解析により特定した血管領域908の位置(XYZ座標値)の情報のみを使用して3次元血管画像を生成し表示することも可能であり、その場合には、ステップS20のように偽陰影領域914、916や陰影領域910を除去するための処理は不要である。   It is also possible to generate and display a three-dimensional blood vessel image using only the information on the position (XYZ coordinate value) of the blood vessel region 908 specified by the profile analysis in step S18 without using the tomographic data of the volume data. In this case, the process for removing the false shadow areas 914 and 916 and the shadow area 910 as in step S20 is unnecessary.

また、3次元血管画像を生成する際に、Z方向の位置に応じて異なる色で血管領域908に色付けして、血管領域908の各部の深さを視覚的に分り易く表示するようにしてもよい。   Further, when generating a three-dimensional blood vessel image, the blood vessel region 908 is colored with a different color depending on the position in the Z direction so that the depth of each part of the blood vessel region 908 can be displayed visually. Good.

以上、上記の3次元血管構造抽出処理では、ステップS16において血管候補領域940の全てのXY座標値での血管コントラストプロファイルを生成した後、ステップS18のプロファイル解析やステップS20のノイズ領域及び陰影領域の除去の処理を行うようにしたが、血管候補領域940の1点のXY座標値での血管コントラストプロファイルを求めるごとに、ステップS18、ステップS20の処理を行いうようにしてもよい。   As described above, in the above three-dimensional blood vessel structure extraction process, after generating blood vessel contrast profiles for all XY coordinate values of the blood vessel candidate region 940 in step S16, profile analysis in step S18 and noise and shadow regions in step S20 are performed. Although the removal process is performed, the process of step S18 and step S20 may be performed each time the blood vessel contrast profile is obtained with one XY coordinate value of the blood vessel candidate region 940.

また、上記の3次元血管構造抽出処理は、ボリュームデータの深さ方向の全域について適用するのではなく、深さ方向の一部の位置範囲に限定して適用してもよい。また、深さ方向に複数の位置範囲に分割し、各位置範囲ごとに上記3次元血管構造抽出処理を適用して各位置範囲での血管領域を特定するようにしてもよい。   Further, the above-described three-dimensional vascular structure extraction processing may be applied not to the entire area in the depth direction of the volume data but limited to a partial position range in the depth direction. Further, it may be divided into a plurality of position ranges in the depth direction, and the blood vessel region in each position range may be specified by applying the three-dimensional blood vessel structure extraction process for each position range.

また、上記実施の形態では、生体内部における血管の位置を特定し、表示を行う場合について説明したが、本願発明は、血管以外の組織を被検体として、生体内部において占める被検体の位置を特定し、被検体の3次元画像等を表示する場合についても同様に適用することができる。   Further, in the above embodiment, the case where the position of the blood vessel inside the living body is specified and displayed is described, but the present invention specifies the position of the subject occupying the inside of the living body using a tissue other than the blood vessel as the subject. However, the present invention can be similarly applied to the case where a three-dimensional image of the subject is displayed.

また、上記実施の形態では、OCTプロセッサ400としてSS−OCT(Swept Source OCT)装置を用いて説明したが、これに限らず、OCTプロセッサ400をSD−OCT(Spectral Domain OCT)装置としても適用可能である。   In the above embodiment, the SS-OCT (Swept Source OCT) apparatus has been described as the OCT processor 400. However, the present invention is not limited to this, and the OCT processor 400 can also be applied as an SD-OCT (Spectral Domain OCT) apparatus. It is.

また、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。   Further, the present invention is not limited to the above examples, and it is needless to say that various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention.

10…画像診断装置、12…第1の光源部、20…干渉光検出部、20a…干渉信号生成部、20b…AD変換部、22…信号処理部、100…内視鏡、200…内視鏡プロセッサ、300…光源装置、400…OCTプロセッサ、410…フーリエ変換部、420…対数変換部、450…断層画像構築部、460…3次元血管構造抽出処理部、490…制御部、500…モニタ装置、600…OCTプローブ、900…内壁部、906…血管、908…血管領域、910…陰影領域、912…非血管領域、914、916…偽陰影領域   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Image diagnostic apparatus, 12 ... 1st light source part, 20 ... Interference light detection part, 20a ... Interference signal generation part, 20b ... AD conversion part, 22 ... Signal processing part, 100 ... Endoscope, 200 ... Endoscope Mirror processor, 300 ... light source device, 400 ... OCT processor, 410 ... Fourier transform unit, 420 ... logarithmic transformation unit, 450 ... tomographic image construction unit, 460 ... three-dimensional blood vessel structure extraction processing unit, 490 ... control unit, 500 ... monitor Device: 600 ... OCT probe, 900 ... inner wall, 906 ... blood vessel, 908 ... blood vessel region, 910 ... shadow region, 912 ... non-blood vessel region, 914, 916 ... pseudo shadow region

Claims (22)

生体内部の内壁部に対する光干渉断層計測により得られた該内壁部の立体的な領域の断層情報を示す各位置における断層データを取得する断層データ取得手段と、
前記内壁部の深さ方向に前記断層データを積分した積分画像を生成する積分画像生成手段と、
前記積分画像生成手段により生成された積分画像に基づいて、該積分画像上に所定の被検体が存在する被検体領域の画像が存在する領域を被検体候補領域として抽出する被検体候補領域抽出手段と、
前記被検体候補領域抽出手段により抽出された前記被検体候補領域内の各点における前記深さ方向の断層データの変動分布を示すコントラストプロファイルを生成するプロファイル生成手段であって、前記被検体候補領域内の各点における前記深さ方向の断層データの分布を示す被検体候補領域内プロファイルを取得するとともに、前記被検体候補領域外の所定の基準点における前記深さ方向の断層データの分布を示すプロファイルを基準プロファイルとして取得し、前記被検体候補領域内の各点における前記被検体候補領域内プロファイルと前記基準プロファイルとの差分を前記各点におけるコントラストプロファイルとして生成するプロファイル生成手段と、
前記プロファイル生成手段により生成されたコントラストプロファイルに基づいて、前記被検体候補領域内における前記被検体領域の前記深さ方向の位置範囲を確定する被検体深さ位置確定手段と、
を備えたことを特徴とする光干渉断層画像処理装置。
A tomographic data acquisition means for acquiring tomographic data at each position indicating tomographic information of a three-dimensional region of the inner wall obtained by optical coherence tomography measurement on the inner wall of the living body;
An integrated image generating means for generating an integrated image obtained by integrating the tomographic data in the depth direction of the inner wall portion;
Based on the integrated image generated by the integrated image generating means, a subject candidate region extracting means for extracting a region where an image of a subject region where a predetermined subject exists on the integrated image is present as a subject candidate region When,
Profile generating means for generating a contrast profile indicating a variation distribution of tomographic data in the depth direction at each point in the subject candidate area extracted by the subject candidate area extracting means, the subject candidate area The object candidate area profile indicating the distribution of the tomographic data in the depth direction at each point within the object is acquired, and the distribution of the tomographic data in the depth direction at a predetermined reference point outside the candidate object area is indicated. Profile generating means for acquiring a profile as a reference profile, and generating a difference between the reference profile in the subject candidate area at each point in the subject candidate area and the reference profile as a contrast profile at each point;
Subject depth position determining means for determining a position range in the depth direction of the subject region in the subject candidate region based on the contrast profile generated by the profile generating means;
An optical coherence tomographic image processing apparatus.
前記プロファイル生成手段は、前記被検体候補領域内プロファイルを取得した各点の各々に対して近傍となる位置を前記基準プロファイルを取得する基準点とすることを特徴とする請求項1に記載の光干渉断層画像処理装置。   2. The light according to claim 1, wherein the profile generation unit uses a position that is close to each of the points from which the in-subject candidate region profile is acquired as a reference point for acquiring the reference profile. Coherent tomographic image processing device. 前記プロファイル生成手段は、複数の点において取得した前記基準プロファイルを更に平均化して得られたプロファイルを前記基準プロファイルとす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画像処理装置。   3. The optical coherence tomographic image processing apparatus according to claim 1, wherein the profile generation unit uses, as the reference profile, a profile obtained by further averaging the reference profiles acquired at a plurality of points. 前記被検体深さ位置確定手段は、前記コントラストプロファイルに基づき、前記被検体候補領域における前記被検体領域の前記内壁部の表面側となる外周面の前記深さ方向の位置を取得し、該取得した位置と前記被検体の太さの情報とに基づいて、前記被検体領域の前記内壁部の表面と反対側となる外周面の前記深さ方向の位置を決定して、前記被検体領域の前記深さ方向の位置範囲を確定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光干渉断層画像処理装置。   The subject depth position determining means acquires the position in the depth direction of the outer peripheral surface on the surface side of the inner wall portion of the subject region in the subject candidate region based on the contrast profile, and acquires the position And determining the position in the depth direction of the outer peripheral surface opposite to the surface of the inner wall portion of the subject region based on the measured position and the thickness information of the subject. The optical coherence tomographic image processing apparatus according to claim 1, wherein a position range in the depth direction is determined. 前記被検体の太さの情報は、前記積分画像から取得することを特徴とする請求項4に記載の光干渉断層画像処理装置。   The optical coherence tomographic image processing apparatus according to claim 4, wherein the information on the thickness of the subject is acquired from the integrated image. 前記被検体深さ位置確定手段は、前記コントラストプロファイルに基づき、前記被検体候補領域において前記深さ方向に実際に前記被検体が存在する有効領域と、前記深さ方向に前記被検体が存在しないノイズ領域とを判別し、該ノイズ領域を前記被検体候補領域から除去することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の光干渉断層画像処理装置。   The subject depth position determining means is based on the contrast profile, and in the subject candidate region, the effective region where the subject actually exists in the depth direction and the subject does not exist in the depth direction. The optical coherence tomographic image processing apparatus according to claim 1, wherein the optical coherence tomographic image processing apparatus according to claim 1 is discriminated from a noise area and removed from the subject candidate area. 前記被検体深さ位置確定手段は、前記被検体に対して生じる陰影領域の有無により前記有効領域とノイズ領域とを判別することを特徴とする請求項6に記載の光干渉断層画像処理装置。   The optical coherence tomographic image processing apparatus according to claim 6, wherein the subject depth position determination unit determines the effective region and the noise region based on the presence or absence of a shadow region generated with respect to the subject. 前記被検体候補領域抽出手段により抽出された前記被検体候補領域の前記深さ方向に直交する2次元方向に関する位置範囲と、前記被検体深さ位置確定手段により確定された前記被検体領域の前記深さ方向の位置範囲とにより確定される前記内壁部の3次元領域内に占める前記被検体領域の位置範囲に基づいて、前記被検体の3次元画像を生成する3次元被検体画像生成手段と、
前記3次元被検体画像生成手段により生成された前記被検体の3次元画像を表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の光干渉断層画像処理装置。
A position range of the subject candidate region extracted by the subject candidate region extracting unit in a two-dimensional direction orthogonal to the depth direction, and the subject region determined by the subject depth position determining unit. Three-dimensional object image generation means for generating a three-dimensional image of the subject based on the position range of the subject region occupying in the three-dimensional region of the inner wall portion determined by the position range in the depth direction; ,
Display means for displaying a three-dimensional image of the subject generated by the three-dimensional subject image generating means;
The optical coherence tomographic image processing apparatus according to claim 1, wherein the optical coherence tomographic image processing apparatus is provided.
前記3次元被検体画像生成手段は、前記断層データを可視化することにより、前記被検体の3次元画像を生成すると共に、該生成の際に、前記被検体候補領域の前記深さ方向における前記被検体領域以外の断層データを前記基準プロファイルの断層データで置き換えることを特徴とする請求項8に記載の光干渉断層画像処理装置。   The three-dimensional subject image generation means generates the three-dimensional image of the subject by visualizing the tomographic data, and at the time of the generation, the subject in the depth direction of the subject candidate region. 9. The optical coherence tomographic image processing apparatus according to claim 8, wherein tomographic data other than the specimen region is replaced with tomographic data of the reference profile. 前記3次元被検体画像生成手段は、前記被検体の深さ方向の位置に応じて異なる色で色付けした前記被検体の3次元画像を生成することを特徴とする請求項8又は9に記載の光干渉断層画像処理装置。   The three-dimensional object image generation unit generates the three-dimensional image of the object colored with a different color according to a position in the depth direction of the object. Optical coherence tomographic image processing device. 前記被検体は血管であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の光干渉断層画像処理装置。   The optical coherence tomographic image processing apparatus according to claim 1, wherein the subject is a blood vessel. 生体内部の内壁部に対する光干渉断層計測により得られた該内壁部の立体的な領域の断層情報を示す各位置における断層データを取得する断層データ取得工程と、
前記内壁部の深さ方向に前記断層データを積分した積分画像を生成する積分画像生成工程と、
前記積分画像生成工程により生成された積分画像に基づいて、該積分画像上に所定の被検体が存在する被検体領域の画像が存在する領域を被検体候補領域として抽出する被検体候補領域抽出工程と、
前記被検体候補領域抽出工程により抽出された前記被検体候補領域内の各点における前記深さ方向の断層データの変動分布を示すコントラストプロファイルを生成するプロファイル生成工程であって、前記被検体候補領域内の各点における前記深さ方向の断層データの分布を示す被検体候補領域内プロファイルを取得するとともに、前記被検体候補領域外の所定の基準点における前記深さ方向の断層データの分布を示すプロファイルを基準プロファイルとして取得し、前記被検体候補領域内の各点における前記被検体候補領域内プロファイルと前記基準プロファイルとの差分を前記各点におけるコントラストプロファイルとして生成するプロファイル生成工程と、
前記プロファイル生成工程により生成されたコントラストプロファイルに基づいて、前記被検体候補領域内における前記被検体領域の前記深さ方向の位置範囲を確定する被検体深さ位置確定工程と、
を備えたことを特徴とする光干渉断層画像処理方法。
A tomographic data acquisition step of acquiring tomographic data at each position indicating tomographic information of a three-dimensional region of the inner wall obtained by optical coherence tomography measurement on the inner wall of the living body;
An integrated image generating step for generating an integrated image obtained by integrating the tomographic data in the depth direction of the inner wall,
Based on the integral image generated by the integral image generation step, a subject candidate region extraction step of extracting a region where an image of a subject region where a predetermined subject exists on the integral image is present as a subject candidate region When,
A profile generation step of generating a contrast profile indicating a variation distribution of the tomographic data in the depth direction at each point in the subject candidate region extracted by the subject candidate region extraction step, wherein the subject candidate region The object candidate area profile indicating the distribution of the tomographic data in the depth direction at each point within the object is acquired, and the distribution of the tomographic data in the depth direction at a predetermined reference point outside the candidate object area is indicated. A profile generation step of acquiring a profile as a reference profile, and generating a difference between the reference profile in the subject candidate area at each point in the subject candidate area and the reference profile as a contrast profile at each point;
A subject depth position determining step for determining a position range in the depth direction of the subject region in the subject candidate region based on the contrast profile generated by the profile generating step;
An optical coherence tomographic image processing method comprising:
前記プロファイル生成工程は、前記被検体候補領域内プロファイルを取得した各点の各々に対して近傍となる位置を前記基準プロファイルを取得する基準点とすることを特徴とする請求項12に記載の光干渉断層画像処理方法。   13. The light according to claim 12, wherein the profile generation step uses, as a reference point for acquiring the reference profile, a position that is close to each of the points at which the in-subject candidate region profile is acquired. Coherent tomographic image processing method. 前記プロファイル生成工程は、複数の点において取得した前記基準プロファイルを更に平均化して得られたプロファイルを前記基準プロファイルとすることを特徴とする請求項12又は13に記載の光干渉断層画像処理方法。   The optical coherence tomographic image processing method according to claim 12 or 13, wherein the profile generation step uses a profile obtained by further averaging the reference profiles acquired at a plurality of points as the reference profile. 前記被検体深さ位置確定工程は、前記コントラストプロファイルに基づき、前記被検体候補領域における前記被検体領域の前記内壁部の表面側となる外周面の前記深さ方向の位置を取得し、該取得した位置と前記被検体の太さの情報とに基づいて、前記被検体領域の前記内壁部の表面と反対側となる外周面の前記深さ方向の位置を決定して、前記被検体領域の前記深さ方向の位置範囲を確定することを特徴とする請求項12〜14のいずれか1項に記載の光干渉断層画像処理方法。   The object depth position determining step acquires the position in the depth direction of the outer peripheral surface that is the surface side of the inner wall portion of the object region in the object candidate region based on the contrast profile, and acquires the position And determining the position in the depth direction of the outer peripheral surface opposite to the surface of the inner wall portion of the subject region based on the measured position and the thickness information of the subject. The optical coherence tomographic image processing method according to claim 12, wherein a position range in the depth direction is determined. 前記被検体の太さの情報は、前記積分画像から取得することを特徴とする請求項15に記載の光干渉断層画像処理方法。   The optical coherence tomographic image processing method according to claim 15, wherein the information on the thickness of the subject is acquired from the integrated image. 前記被検体深さ位置確定工程は、前記コントラストプロファイルに基づき、前記被検体候補領域において前記深さ方向に実際に前記被検体が存在する有効領域と、前記深さ方向に前記被検体が存在しないノイズ領域とを判別し、該ノイズ領域を前記被検体候補領域から除去することを特徴とする請求項12〜16のいずれか1項に記載の光干渉断層画像処理方法。   In the subject depth position determining step, based on the contrast profile, in the subject candidate region, the effective region where the subject actually exists in the depth direction and the subject does not exist in the depth direction. The optical coherence tomographic image processing method according to any one of claims 12 to 16, wherein a noise region is discriminated and the noise region is removed from the subject candidate region. 前記被検体深さ位置確定工程は、前記被検体に対して生じる陰影領域の有無により前記有効領域とノイズ領域とを判別することを特徴とする請求項17に記載の光干渉断層画像処理方法。   The optical coherence tomographic image processing method according to claim 17, wherein the object depth position determining step determines the effective area and the noise area based on the presence or absence of a shadow area generated with respect to the object. 前記被検体候補領域抽出工程により抽出された前記被検体候補領域の前記深さ方向に直交する2次元方向に関する位置範囲と、前記被検体深さ位置確定工程により確定された前記被検体領域の前記深さ方向の位置範囲とにより確定される前記内壁部の3次元領域内に占める前記被検体領域の位置範囲に基づいて、前記被検体の3次元画像を生成する3次元被検体画像生成工程と、
前記3次元被検体画像生成工程により生成された前記被検体の3次元画像を表示する表示工程と、
を備えたことを特徴とする請求項12〜18のいずれか1項に記載の光干渉断層画像処理方法。
A position range of the subject candidate region extracted in the subject candidate region extraction step in a two-dimensional direction orthogonal to the depth direction, and the subject region determined in the subject depth position determination step. A three-dimensional object image generation step for generating a three-dimensional image of the subject based on the position range of the subject region occupying in the three-dimensional region of the inner wall portion determined by the position range in the depth direction; ,
A display step of displaying a three-dimensional image of the subject generated by the three-dimensional subject image generation step;
The optical coherence tomographic image processing method according to any one of claims 12 to 18, further comprising:
前記3次元被検体画像生成工程は、前記断層データを可視化することにより、前記被検体の3次元画像を生成すると共に、該生成の際に、前記被検体候補領域の前記深さ方向における前記被検体領域以外の断層データを前記基準プロファイルの断層データで置き換えることを特徴とする請求項19に記載の光干渉断層画像処理方法。   The three-dimensional subject image generation step generates a three-dimensional image of the subject by visualizing the tomographic data, and at the time of the generation, the subject in the depth direction of the subject candidate region. The optical coherence tomographic image processing method according to claim 19, wherein tomographic data other than the specimen region is replaced with tomographic data of the reference profile. 前記3次元被検体画像生成工程は、前記被検体の深さ方向の位置に応じて異なる色で色付けした前記被検体の3次元画像を生成することを特徴とする請求項19又は20に記載の光干渉断層画像処理方法。   21. The three-dimensional object image generation step generates a three-dimensional image of the object colored with a different color according to a position in the depth direction of the object. Optical coherence tomographic image processing method. 前記被検体は血管であることを特徴とする請求項12〜21のいずれか1項に記載の光干渉断層画像処理方法。   The optical coherence tomographic image processing method according to any one of claims 12 to 21, wherein the subject is a blood vessel.
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