JP6750000B2 - 画像診断装置、画像診断装置の制御方法、コンピュータプログラム、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は画像診断技術に関するものである。

従来より、動脈硬化の診断や、バルーンカテーテルまたはステント等の高機能カテーテルによる血管内治療時の術前診断、あるいは、術後の結果確認のために、画像診断装置が広く使用されている。

画像診断装置には、血管内超音波診断装置（ＩＶＵＳ：Ｉｎｔｒａ Ｖａｓｃｕｌａｒ Ｕｌｔｒａ Ｓｏｕｎｄ）や光干渉断層診断装置（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）等が含まれ、それぞれに異なる特性を有している。

また、最近では、ＩＶＵＳの機能とＯＣＴの機能とを組み合わせた画像診断装置も提案されている。このような画像診断装置では、カテーテル内の先端位置に、超音波を送受信可能な超音波送受信部と、光を送受信可能な光送受信部と、を回転自在に収容するイメージングコアを有する。このような両機能を有する画像診断装置の場合、高深度領域まで測定できるＩＶＵＳの特性を活かした断面画像（超音波断層画像）と、高分解能で測定できるＯＣＴの特性を活かした断面画像（光断層画像）の両方を、一回の走査で生成することができる。

特開２０１４−１８０５７５号公報

ＩＶＵＳの機能とＯＣＴの機能とを組み合わせた画像診断装置は、ＩＶＵＳ及びＯＣＴという全く異なる２つの信号源を有することになる。ＩＶＵＳ信号のトリガは、ＭＤＵ（Ｍｏｔｏｒ Ｄｒｉｖｅ Ｕｎｉｔ）内のスキャナモータからのエンコーダ信号によって生成される。然るに、ＩＶＵＳ信号のトリガは、カテーテル内のイメージングコアと同期している。一方、ＯＦＤＩ信号の信号源はＯＦＤＩであり、ＯＦＤＩのトリガは、波長掃引に基づいており、ＭＤＵ内のスキャナモータと同期をとることは困難である。

本発明はこのような課題に鑑み、同期のとれた超音波断層画像及び光断層画像を取得するための技術を提供する。

本発明の目的を達成するために、例えば、本発明の画像診断装置は以下のような構成を有する。すなわち、超音波の送受信を行う超音波送受信部及び光の送受信を行う光送受信部を含むイメージングコアを回転自在に収容したカテーテルを用いて被検体の診断対象部位の超音波断層画像及び光断層画像を生成する画像診断装置であって、
前記カテーテルを接続し、前記イメージングコアを回転させるためのモータードライブユニットと、
前記イメージングコアの回転に応じたパルス信号を入力し、該入力したパルス信号の繰り返し周波数を、前記超音波断層画像を構成する放射線状に並ぶラインの数に応じて変換する変換手段と、
前記変換手段によって繰り返し周波数が変換されたパルス信号に基づいて、前記ラインの数の超音波断層画像を得るための前記超音波送受信部の駆動信号を生成し、該生成した駆動信号を前記モータードライブユニットを介して前記超音波送受信部に対して送出する手段と、
前記変換手段によって繰り返し周波数が変換されたパルス信号から前記ラインの数に応じて有効パルスを決定し、前記光送受信部からの光と干渉させるための光の光源の周期を表すパルス信号から前記有効パルスに基づいて選択したパルス列の信号を、前記光断層画像を生成するための光干渉信号のサンプリングタイミングを表すパルス信号として生成する生成手段と
を備えることを特徴とする。

本発明の構成によれば、同期のとれた超音波断層画像及び光断層画像を取得するための技術を提供することができる。

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
画像診断装置の外観例を示す図である。 本体制御部１１１の構成例を示すブロック図。 パルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧ及びＯＦＤＩ−ＴＲＧの一例を示す図。 パルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧ及びＯＦＤＩ−ＴＲＧの一例を示す図。 パルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧ及びＯＦＤＩ−ＴＲＧの一例を示す図。 図２のブロック図の構成による処理のフローチャート。

以下、本発明の各実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

［第１の実施形態］
以下添付図面に従って本発明に係る実施形態を詳細に説明する。なお、本明細書での画像診断装置は、ＩＶＵＳ機能とＯＣＴ機能を有するものとして説明する。

図１は本実施形態に係る画像診断装置１００の外観例を示す図である。図１に示す如く、画像診断装置１００は、プローブ１０１と、プルバック部１０２と、操作制御装置１０３とを備え、プルバック部１０２と操作制御装置１０３とは、コネクタ１０５を介して、信号線や光ファイバを収容したケーブル１０４により接続されている。

プローブ１０１は、直接血管内に挿入されるものであり、その長手方向に移動自在であって、且つ、回転自在なイメージングコアを収容している。このイメージングコアの先端には、パルス信号に基づく超音波を送信すると共に血管内からの反射波を受信する超音波送受信部と、伝送されてきた光（測定光）を連続的に血管内に送信するとともに、血管内からの反射光を連続的に受信する光送受信部が設けられている。画像診断装置１００では、該イメージングコアを用いることで血管内部の状態を測定する。

プルバック部１０２は、プローブ１０１が着脱可能に取り付けられ、内蔵されたモータを駆動させることでプローブ１０１に内挿されたカテーテル内のイメージングコアの血管内の軸方向の動作及び回転方向の動作を規定している。また、プルバック部１０２は、イメージングコア内の超音波送受信部及び光送受信部と、操作制御装置１０３と間の信号の中継装置として機能する。すなわち、プルバック部１０２は、操作制御装置１０３からの超音波駆動信号を超音波送受信部へ伝達すると共に、超音波送受信部で検出した生体組織からの反射波を示す電気信号を操作制御装置１０３に伝達する機能を有する。また、プルバック部１０２は、操作制御装置１０３からの測定光を光送受信部へ伝達すると共に、光送受信部で検出した生体組織からの反射光を操作制御装置１０３に伝達する機能を有する。

操作制御装置１０３は、測定を行うにあたり、各種設定値を入力するための機能や、測定により得られた超音波データや光干渉データを処理し、各種血管像を表示するための機能を備える。

操作制御装置１０３において、１１１は本体制御部である。この本体制御部１１１は、測定により得られた超音波の反射波の信号に基づき、回転中心位置から径方向に向かうラインデータを生成する。そして、各ラインデータの補間処理を経て超音波断層画像を生成する。さらに、この本体制御部１１１は、イメージングコアからの反射光と、光源からの光を分離することで得られた参照光とを干渉させることで干渉光データを生成するとともに、該干渉光データを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）することでラインデータを生成する。そして、補間処理を経て光断層画像を生成する。

１１１−１はプリンタ及びＤＶＤレコーダであり、本体制御部１１１における処理結果を印刷したり、ＤＶＤへ書き込んだりすることにより、データ（超音波断層画像や光断層画像、それぞれの画像の撮像設定や撮像環境、撮像対象を特定するための情報など）を外部へ出力する。また、ＵＳＢ等のインタフェース（非図示）も備えており、そこからデータを外部記憶媒体へ出力する。１１２は操作パネルであり、ユーザは該操作パネル１１２を介して、各種設定値及び指示の入力を行う。１１３は表示装置としてのＬＣＤモニタであり、本体制御部１１１において生成された各種断面画像を表示する。１１４は、ポインティングデバイス（座標入力装置）としてのマウスである。

次に、本体制御部１１１の構成例について、図２のブロック図を用いて説明する。なお、図２は、以下の説明を行うための主要な構成を示したものであり、以下の説明において特に触れない構成については図２には示していないし、そのような構成による処理の説明も省略している。

制御部２５１は、不図示のメモリに格納されているコンピュータプログラムやデータを用いて処理を実行することで、以降に説明する各部を含む様々な機能部の動作制御を行い、これにより、本体制御部１１１全体の動作制御を行う。

ＭＤＵ２０１は、カテーテルを接続し、プローブ１０１を回転させるためのものである。本実施形態では、ＭＤＵは１８００ｒｐｍで動作しており、１０２４ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖのパルス信号（イメージングコア１回転あたり１０２４個のパルスのパルス信号）をエンコーダパルス信号として出力するものとする。

エンコーダパルス変換ボード２５２は、ＭＤＵ２０１からのエンコーダパルス信号を、５１２ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖ（１５．３６ｋＨｚ）、１０２４ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖ（３０．７２ｋＨｚ）、２０４８ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖ（６１．４４ｋＨｚ）のうち予め設定された繰り返し周波数のパルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧに変換し、該変換したパルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧをＴＸ／ＲＸボード（IVUS (Transmission and receiving board)）２５３及びＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）２５４に対して出力する。

ＴＸ／ＲＸボード２５３は、エンコーダパルス変換ボード２５２からのパルスを検出するたびに、超音波送受信部に超音波を発生させるための駆動信号をＭＤＵ２０１を介して該超音波送受信部に対して送出する。一方、ＴＸ／ＲＸボード２５３は、超音波送受信部からＭＤＵ２０１を介して受信した超音波の反射波の信号を、Ａ／Ｄ変換部２５５に対して送出する。すなわち、ＴＸ／ＲＸボード２５３は、エンコーダパルス変換ボード２５２における変換周波数として５１２ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖ（１５．３６ｋＨｚ）が設定されている場合には、５１２ｌｉｎｅ／ｆｒａｍｅ（１フレームが５１２ライン）の超音波画像における各ラインの信号を出力することになるし、エンコーダパルス変換ボード２５２における変換周波数として１０２４ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖ（３０．７２ｋＨｚ）が設定されている場合には、１０２４ｌｉｎｅ／ｆｒａｍｅの超音波画像における各ラインの信号を出力することになるし、エンコーダパルス変換ボード２５２における変換周波数として２０４８ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖ（６１．４４ｋＨｚ）が設定されている場合には、２０４８ｌｉｎｅ／ｆｒａｍｅの超音波画像における各ラインの信号を出力することになる。つまり、エンコーダパルス変換ボード２５２は、これから生成しようとする超音波断層画像の、放射線状に並ぶラインの数を取得したことになる。

オプティカル部（OFDI）２５６は、イメージングコアに供給する波長掃引光の光源（波長が予め定められた周期で変化する光を発生する光源）と同周波数のパルス信号ＯＦＤＩ−ＴＲＧ（波長掃引光の光源の周期を示すパルス信号）をＣＰＬＤ２５４に出力する。更に、光送受信部からの反射波は、ＭＤＵ２０１を介してオプティカル部２５６に導かれ、オプティカル部２５６にて、波長掃引光の光源からの光と混合されて、干渉光としてオプティカル部２５６内の不図示のフォトダイオードにて受光される。このようにしてフォトダイオードにて受光された干渉光は光電変換され、オプティカル部２５６内の不図示のアンプにより増幅された後、オプティカル部２５６内の不図示の復調器に入力される。この復調器では干渉した光の信号部分のみを抽出する復調処理を行い、その出力は干渉光信号としてＡ／Ｄ変換部２５７に入力される。本実施形態では、オプティカル部２５６は、８２ｋＨｚのパルス信号をＣＰＬＤ２５４に出力しているものとし、５１２ｌｉｎｅ／ｆｒａｍｅの光断層画像を生成するよう設定がなされているものとする。

ＣＰＬＤ２５４は、エンコーダパルス変換ボード２５２からのパルス信号はＡ／Ｄ変換部２５５に対して出力し、オプティカル部２５６からのパルス信号はＡ／Ｄ変換部２５７に対して出力する。ここで、ＣＰＬＤ２５４は、エンコーダパルス変換ボード２５２からのパルス信号はそのままＡ／Ｄ変換部２５５に対して出力するのであるが、オプティカル部２５６からのパルス信号については全てのパルスを出力するのではなく、エンコーダパルス変換ボード２５２からのパルスのうち有効パルスを検出すると、該検出の直後にオプティカル部２５６から入力されたパルスをＡ／Ｄ変換部２５７に対して出力する。

Ａ／Ｄ変換部２５５は、ＴＸ／ＲＸボード２５３がＭＤＵ２０１を介して超音波送受信部から受けた「ＣＰＬＤ２５４から受けたパルスに対応する超音波の反射波の信号」をＡ／Ｄ変換し、該Ａ／Ｄ変換した信号を信号処理部２５８に対して送出する。

Ａ／Ｄ変換部２５７は、ＣＰＬＤ２５４からパルスを受けない限りはＡ／Ｄ変換を行わず、ＣＰＬＤ２５４からパルスを受けると、該パルスに対応する干渉光信号としてオプティカル部２５６から受けた干渉光信号をＡ／Ｄ変換し、該Ａ／Ｄ変換した信号を信号処理部２５８に対して送出する。すなわち、ＣＰＬＤ２５４からＡ／Ｄ変換部２５７に供給されるパルス信号は、光干渉信号のサンプリングタイミングを表すパルス信号である。

信号処理部２５８は、Ａ／Ｄ変換部２５５からの信号に基づいて、超音波断層画像を生成すると共に、Ａ／Ｄ変換部２５７からの信号に基づいて光断層画像を生成する。そして信号処理部２５８は、生成したそれぞれの断層画像をメモリ２５９に格納する。

次に、ＣＰＬＤ２５４の動作について説明する。

＜エンコーダパルス変換ボード２５２における変換周波数として５１２ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖが設定された場合＞
変換周波数として５１２ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖが設定された場合、エンコーダパルス変換ボード２５２は、ＭＤＵ２０１からの１０２４ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖのエンコーダパルス信号を５１２ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖのパルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧ（繰り返し周波数１５．３６ｋＨｚ）に変換し、該パルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧをＴＸ／ＲＸボード２５３及びＣＰＬＤ２５４に対して送出する。これによりＴＸ／ＲＸボード２５３からは、５１２ｌｉｎｅ／ｆｒａｍｅの画像の各ラインに対応する、超音波の反射波の信号が出力されることになる。一方、ＣＰＬＤ２５４は、オプティカル部２５６から８２ｋＨｚのパルス信号ＯＦＤＩ−ＴＲＧを受ける。

ＣＰＬＤ２５４に入力されたパルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧ及びＯＦＤＩ−ＴＲＧの一例を図３に示す。図３において左から右に向けて時間軸が設けられているとする。このようなパルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧ及びＯＦＤＩ−ＴＲＧがＣＰＬＤ２５４に入力された場合、ＣＰＬＤ２５４は、パルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧについてはそのままＡ／Ｄ変換部２５５に対して出力する。一方、ＣＰＬＤ２５４は、パルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧのパルスを検出すると、該検出の直後にパルス信号ＯＦＤＩ−ＴＲＧから検出したパルスをＡ／Ｄ変換部２５７に出力する。図３の場合、パルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧにおいてパルス３０１が検出されると、パルス信号ＯＦＤＩ−ＴＲＧにおいてパルス３０１の直後のパルス３５１がＡ／Ｄ変換部２５７に出力される。また、パルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧにおいてパルス３０２が検出されると、パルス信号ＯＦＤＩ−ＴＲＧにおいてパルス３０２の直後のパルス３５２がＡ／Ｄ変換部２５７に出力される。また、パルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧにおいてパルス３０３が検出されると、パルス信号ＯＦＤＩ−ＴＲＧにおいてパルス３０３の直後のパルス３５３がＡ／Ｄ変換部２５７に出力される。ＣＰＬＤ２５４がＡ／Ｄ変換部２５７に対して出力するパルス列を示すパルス信号をＮＥＷ−ＯＦＤＩ−ＴＲＧとして示している。図３に示す如く、パルス信号ＮＥＷ−ＯＦＤＩ−ＴＲＧは、上記のパルス３５１から３５３を含むものである。

＜エンコーダパルス変換ボード２５２における変換周波数として１０２４ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖが設定された場合＞
変換周波数として１０２４ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖが設定された場合、エンコーダパルス変換ボード２５２は、ＭＤＵ２０１からの１０２４ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖのエンコーダパルス信号をそのまま（変換せずに）パルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧ（繰り返し周波数３０．７２ｋＨｚ）としてＴＸ／ＲＸボード２５３及びＣＰＬＤ２５４に対して送出する。これによりＴＸ／ＲＸボード２５３からは、１０２４ｌｉｎｅ／ｆｒａｍｅの画像の各ラインに対応する、超音波の反射波の信号が出力されることになる。一方、ＣＰＬＤ２５４は、オプティカル部２５６から８２ｋＨｚのパルス信号ＯＦＤＩ−ＴＲＧを受ける。

ＣＰＬＤ２５４に入力されたパルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧ及びＯＦＤＩ−ＴＲＧの一例を図４に示す。図４において左から右に向けて時間軸が設けられているとする。このようなパルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧ及びＯＦＤＩ−ＴＲＧがＣＰＬＤ２５４に入力された場合、ＣＰＬＤ２５４は、パルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧについてはそのままＡ／Ｄ変換部２５５に対して出力する。一方、ＣＰＬＤ２５４は、パルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧにおいて有効パルスを検出すると、該検出の直後にパルス信号ＯＦＤＩ−ＴＲＧから検出したパルスをＡ／Ｄ変換部２５７に出力する。より詳しくは、図４に示す如く、ＣＰＬＤ２５４は、パルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧにおいて１ライン目（左から１番目）、３ライン目、５ライン目、…というように奇数番目のライン（偶数番目のラインでも良い）のパルスを有効パルスとし、該有効パルスを検出すると、パルス信号ＯＦＤＩ−ＴＲＧにおいて該検出の直後のパルスをＡ／Ｄ変換部２５７に出力する。このように、ＣＰＬＤ２５４は、１枚の画像についてのパルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧにおいて｛１＋（１０２４（１フレームの超音波画像の設定ライン数）／５１２（１フレームの光断層画像の設定ライン数））×ｎ｝（ｎは０以上の整数）番目のパルスを有効パルスとし、該有効パルスを検出すると、パルス信号ＯＦＤＩ−ＴＲＧにおいて該検出の直後のパルスをＡ／Ｄ変換部２５７に出力する。

なお、変換周波数として５１２ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖが設定された場合、１枚の画像についてのパルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧにおいて｛１＋（５１２（１フレームの超音波画像の設定ライン数）／５１２（１フレームの光断層画像の設定ライン数））×ｎ｝（ｎは０以上の整数）番目のパルスが有効パルスとなり、これは、１枚の画像についてのパルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧにおいて全てのパルスが有効パルスとなることを意味する。ＣＰＬＤ２５４がＡ／Ｄ変換部２５７に対して出力するパルス列を示すパルス信号をＮＥＷ−ＯＦＤＩ−ＴＲＧとして示している。

＜エンコーダパルス変換ボード２５２における変換周波数として２０４８ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖが設定された場合＞
変換周波数として２０４８ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖが設定された場合、エンコーダパルス変換ボード２５２は、ＭＤＵ２０１からの１０２４ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖのエンコーダパルス信号を２０４８ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖのパルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧ（繰り返し周波数６１．４４ｋＨｚ）に変換し、該パルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧをＴＸ／ＲＸボード２５３及びＣＰＬＤ２５４に対して送出する。これによりＴＸ／ＲＸボード２５３からは、２０４８ｌｉｎｅ／ｆｒａｍｅの画像の各ラインに対応する、超音波の反射波の信号が出力されることになる。一方、ＣＰＬＤ２５４は、オプティカル部２５６から８２ｋＨｚのパルス信号ＯＦＤＩ−ＴＲＧを受ける。

ＣＰＬＤ２５４に入力されたパルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧ及びＯＦＤＩ−ＴＲＧの一例を図５に示す。図５において左から右に向けて時間軸が設けられているとする。このようなパルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧ及びＯＦＤＩ−ＴＲＧがＣＰＬＤ２５４に入力された場合、ＣＰＬＤ２５４は、パルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧについてはそのままＡ／Ｄ変換部２５５に対して出力する。一方、ＣＰＬＤ２５４は、パルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧにおいて有効パルスを検出すると、該検出の直後にパルス信号ＯＦＤＩ−ＴＲＧから検出したパルスをＡ／Ｄ変換部２５７に出力する。より詳しくは、図５に示す如く、ＣＰＬＤ２５４は、１枚の画像についてのパルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧにおいて１ライン目（左から１番目）、５ライン目、９ライン目、…というように、｛１＋（２０４８（１フレームの超音波画像の設定ライン数）／５１２（１フレームの光断層画像の設定ライン数））×ｎ｝（ｎは０以上の整数）番目のパルス（｛２＋（２０４８（１フレームの超音波画像の設定ライン数）／５１２（１フレームの光断層画像の設定ライン数））×ｎ｝番目のパルスでも良い）を有効パルスとし、該有効パルスを検出すると、パルス信号ＯＦＤＩ−ＴＲＧにおいて該検出の直後のパルスをＡ／Ｄ変換部２５７に出力する。ＣＰＬＤ２５４がＡ／Ｄ変換部２５７に対して出力するパルス列を示すパルス信号をＮＥＷ−ＯＦＤＩ−ＴＲＧとして示している。

以上説明した、図２のブロック図の構成による処理について、図６のフローチャートに従って説明する。

ステップＳ６０１では、ＭＤＵ２０１は、１０２４ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖのパルス信号をエンコーダパルス信号として、エンコーダパルス変換ボード２５２に対して出力する。

ステップＳ６０２では、エンコーダパルス変換ボード２５２は、ＭＤＵ２０１からのエンコーダパルス信号を、予め設定された繰り返し周波数のパルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧに変換し、該変換したパルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧをＴＸ／ＲＸボード２５３及びＣＰＬＤ２５４に対して出力する。

ステップＳ６０３では、ＴＸ／ＲＸボード２５３は、エンコーダパルス変換ボード２５２からのパルスを検出するたびに、超音波送受信部に超音波を発生させるための駆動信号をＭＤＵ２０１を介して該超音波送受信部に対して送出する。

ステップＳ６０４では、ＴＸ／ＲＸボード２５３は、超音波送受信部からＭＤＵ２０１を介して受信した超音波の反射波の信号を、Ａ／Ｄ変換部２５５に対して送出する。

ステップＳ６０５では、オプティカル部２５６は、イメージングコアに供給する波長掃引光の光源と同周波数のパルス信号ＯＦＤＩ−ＴＲＧをＣＰＬＤ２５４に出力する。

ステップＳ６０６では、ＣＰＬＤ２５４は、エンコーダパルス変換ボード２５２からのパルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧをＡ／Ｄ変換部２５５に対して出力する。

ステップＳ６０７では、オプティカル部２５６は、エンコーダパルス変換ボード２５２からのパルスのうち有効パルスを検出すると、該検出の直後にオプティカル部２５６から入力されたパルスをＡ／Ｄ変換部２５７に対して出力する。

ステップＳ６０８では、Ａ／Ｄ変換部２５５は、ＴＸ／ＲＸボード２５３がＭＤＵ２０１を介して超音波送受信部から受けた「ＣＰＬＤ２５４から受けたパルスに対応する超音波の反射波の信号」をＡ／Ｄ変換し、該Ａ／Ｄ変換した信号を信号処理部２５８に対して送出する。

ステップＳ６０９では、Ａ／Ｄ変換部２５７は、オプティカル部２５６からの「ＣＰＬＤ２５４から受けたパルスに対応する干渉光信号」をＡ／Ｄ変換し、該Ａ／Ｄ変換した信号を信号処理部２５８に対して送出する。

ステップＳ６１０では、信号処理部２５８は、Ａ／Ｄ変換部２５５からの信号に基づいて、超音波断層画像の各ラインのラインデータを生成し、Ａ／Ｄ変換部２５７からの信号に基づいて光断層画像の各ラインのラインデータを生成する。そして信号処理部２５８は、超音波断層画像及び光断層画像のそれぞれについて生成した各ラインのラインデータをメモリ２５９に格納する。

なお、図６では、ステップＳ６０１〜Ｓ６１０は直列に示しているが、これは、ステップＳ６０１〜Ｓ６１０の各ステップがこの順序で直列に行われることのみを意図したものではない。例えば、上記のステップＳ６０１〜Ｓ６０４，Ｓ６０６の処理と、ステップＳ６０５の処理と、を並行して実行しても良いし、上記のステップＳ６０８の処理とステップＳ６０９の処理とを並行して実行しても良い。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、ＣＰＬＤ２５４は、パルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧの有効パルスを検出すると、該検出の直後にパルス信号ＯＦＤＩ−ＴＲＧから検出したパルスをＡ／Ｄ変換部２５７に出力していた。これは、パルス信号をリアルタイムでＡ／Ｄ変換部２５５及びＡ／Ｄ変換部２５７に出力することを前提としている構成であって、リアルタイムという制約を外しても良いのであれば、ＣＰＬＤ２５４は、パルス信号ＯＦＤＩ−ＴＲＧを不図示のメモリにバッファリングしておき、パルス信号ＯＦＤＩ−ＴＲＧにおいて、パルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧにおける有効パルスの検出タイミングに最も近いタイミングのパルスをＡ／Ｄ変換部２５７に出力するようにしても良い。

［第３の実施形態］
ＣＰＬＤ２５４からＡ／Ｄ変換部２５５及び２５７へのパルス出力の可否、すなわち、超音波断層画像及び光断層画像の撮像開始の可否は、ユーザからの指示（ユーザ指示）に応じて切り替え可能である。例えば、ユーザが表示装置１１３に表示されている設定画面を参照しながらマウス１１４を用いて「超音波断層画像及び光断層画像の撮像開始指示」をユーザ指示として入力した場合、ＣＰＬＤ２５４は、該ユーザ指示に応じてＡ／Ｄ変換部２５５及び２５７へのパルス出力を開始する。ここで本実施形態では、ＣＰＬＤ２５４は、ユーザ指示が入力されると即座にＡ／Ｄ変換部２５５及び２５７へのパルス出力を開始するのではなく、エンコーダパルス変換ボード２５２からのパルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧ及びオプティカル部２５６からのパルス信号ＯＦＤＩ−ＴＲＧの両パルス信号が共にＬｏｗ状態になるまではＡ／Ｄ変換部２５５及び２５７へのパルス出力は行わず、両パルス信号が共にＬｏｗ状態になると、Ａ／Ｄ変換部２５５及び２５７へのパルス出力を開始する。以降はユーザから「超音波断層画像及び光断層画像の撮像終了指示」を受けるまで、上記の実施形態と同様にパルス出力を継続する。ここで、パルス信号のＨｉｇｈ状態、Ｌｏｗ状態については、例えば、図３のパルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧの場合、パルス３０１，３０２，３０３の区間は「Ｈｉｇｈ状態」、パルス３０１，３０２，３０３以外の区間は「Ｌｏｗ状態」と規定できる。

ユーザ指示が入力されると即座にＡ／Ｄ変換部２５５及び２５７へのパルス出力を開始するようにすると、例えば、ユーザ指示が入力された時点でＣＰＬＤ２５４に入力中のパルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧがＨｉｇｈ状態であっても、該パルス信号ＩＶＵＳ−ＴＲＧをそのまま後段のＡ／Ｄ変換部２５５に対して出力してしまうため、後段のＡ／Ｄ変換部２５５及びＡ／Ｄ変換部２５７に対して意図しないパルス信号の出力が生じてしまう。しかし、本実施形態の構成によれば、このような意図しないパルス信号の発生を抑制することができる。

［第４の実施形態］
エンコーダパルス変換ボード２５２において５１２ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖ（１５．３６ｋＨｚ）、１０２４ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖ（３０．７２ｋＨｚ）、２０４８ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖ（６１．４４ｋＨｚ）の何れのパルス信号に変換するのかについては、例えばユーザが表示装置１１３に表示されている設定画面を参照しながらマウス１１４を用いて設定しても良い。もちろん、変換する繰り返し周波数の設定方法については特定の設定方法に限るものではない。

［第５の実施形態］
第１〜４の実施形態では、エンコーダパルス変換ボード２５２によって繰り返し周波数が変換されたパルス信号から、変換周波数に応じて有効パルスを決定し、光送受信部からの光と干渉させるための光の光源の周期を表すパルス信号から有効パルスに基づいて選択したパルス列の信号を、光断層画像を生成するための光干渉信号のサンプリングタイミングを表すパルス信号として生成していた。これは、（エンコーダパルス変換ボード２５２における変換周波数）＜（イメージングコアに供給する波長掃引光の光源の繰り返し周波数）であることを前提しており、もし、（エンコーダパルス変換ボード２５２における変換周波数）＞（イメージングコアに供給する波長掃引光の光源の繰り返し周波数）であれば、イメージングコアに供給する波長掃引光の光源の周期を表すパルス信号から変換周波数に応じて有効パルスを決定し、エンコーダパルス変換ボード２５２によって繰り返し周波数が変換されたパルス信号から有効パルスに基づいて選択したパルス列の信号を、超音波送受信部からの超音波の反射波の信号のサンプリングタイミングを表すパルス信号として生成するようにしても良い。

また、上記の説明において使用した各数値は、あくまで、説明を具体的に行うために用いた一例であり、第１，２の実施形態の動作は、これらの数値に限定されるものではない。

また、上記の実施形態において使用した「信号サンプリング」は、入力された信号のうち必要な信号をサンプリングする、と解釈しても良いし、入力された信号を取得済み信号として格納しておき、該格納しておいた信号から必要な信号をサンプリングする、と解釈しても良い。

また、「イメージングコアの回転に応じたパルス信号」については、上記の実施形態の場合、ＭＤＵ２０１が発するものとして説明しているが、これに限るものではない。例えば、カテーテル自身が能動的に発するようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、繰り返し周波数が変換されたパルス信号において｛１＋（１フレームの超音波画像の設定ライン数／１フレームの光断層画像の設定ライン数）×ｎ｝（ｎは０以上の整数）番目のパルスを有効パルスとしていた。しかし、１フレームの超音波画像の設定ライン数と１フレームの光断層画像の設定ライン数との比率が整数にならない場合も考えられる。例えば、この比率が３／２の場合は、繰り返し周波数が変換されたパルス信号において連続する３個のパルスのうち２個のパルスを有効パルスとしても良い。また、比率によっては、整数部分を採用して有効パルスを選択し、有効パルスの選択回数×「比率の小数部分」が１を超えると、更に隣接する１個のパルスを例外的に有効パルスとして選択しても良い（この例外的な有効パルス選択を行った後は有効パルスの選択回数を０に初期化する）。その他、取得済みのラインを補完して新しいラインを生成する等様々な方法が考えられる。

上記の通り、上記の各処理は、制御部２５１がコンピュータプログラムやデータを用いて各処理を実行することで各部の動作制御を行い、これによって各部が動作することで、その機能を実現するわけであるから、当然、該コンピュータプログラムも本願発明の範疇になる。また、通常コンピュータプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納されており、それのコンピュータが有する読み取り装置（ＣＤ−ＲＯＭドライブ等）にセットし、システムにコピーもしくはインストールすることで実行可能になるわけであるから、係るコンピュータ読み取り可能な記憶媒体も本願発明の範疇に入ることも明らかである。

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

本願は、２０１６年３月２５日提出の日本国特許出願特願２０１６−０６２３９２を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims (8)

1. 超音波の送受信を行う超音波送受信部及び光の送受信を行う光送受信部を含むイメージングコアを回転自在に収容したカテーテルを用いて被検体の診断対象部位の超音波断層画像及び光断層画像を生成する画像診断装置であって、
   前記カテーテルを接続し、前記イメージングコアを回転させるためのモータードライブユニットと、
   前記イメージングコアの回転に応じたパルス信号を入力し、該入力したパルス信号の繰り返し周波数を、前記超音波断層画像を構成する放射線状に並ぶラインの数に応じて変換する変換手段と、
   前記変換手段によって繰り返し周波数が変換されたパルス信号に基づいて、前記ラインの数の超音波断層画像を得るための前記超音波送受信部の駆動信号を生成し、該生成した駆動信号を前記モータードライブユニットを介して前記超音波送受信部に対して送出する手段と、
   前記変換手段によって繰り返し周波数が変換されたパルス信号から前記ラインの数に応じて有効パルスを決定し、前記光送受信部からの光と干渉させるための光の光源の周期を表すパルス信号から前記有効パルスに基づいて選択したパルス列の信号を、前記光断層画像を生成するための光干渉信号のサンプリングタイミングを表すパルス信号として生成する生成手段と
   を備えることを特徴とする画像診断装置。
2. 前記生成手段は、前記変換手段によって繰り返し周波数が変換されたパルス信号におけるパルスのうち、１フレームの超音波画像の設定ライン数と１フレームの光断層画像の設定ライン数との比率に応じたパルスを有効パルスとし、前記光送受信部からの光と干渉させるための光の光源の周期を表すパルス信号において該有効パルスの直後のパルスを選択し、該選択したパルス列の信号を、前記超音波送受信部からの超音波の反射波信号のサンプリングタイミングを表すパルス信号として生成することを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
3. 前記生成手段は、前記変換手段によって繰り返し周波数が変換されたパルス信号におけるパルスのうち、１フレームの超音波画像の設定ライン数と１フレームの光断層画像の設定ライン数との比率に応じたパルスを有効パルスとし、前記光送受信部からの光と干渉させるための光の光源の周期を表すパルス信号において該有効パルスの最近タイミングにおけるパルスを選択し、該選択したパルス列の信号を、前記超音波送受信部からの超音波の反射波信号のサンプリングタイミングを表すパルス信号として生成することを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
4. 超音波の送受信を行う超音波送受信部及び光の送受信を行う光送受信部を含むイメージングコアを回転自在に収容したカテーテルを用いて被検体の診断対象部位の超音波断層画像及び光断層画像を生成する画像診断装置であって、
   前記カテーテルを接続し、前記イメージングコアを回転させるためのモータードライブユニットと、
   前記イメージングコアの回転に応じたパルス信号を入力し、該入力したパルス信号の繰り返し周波数を、前記超音波断層画像を構成する放射線状に並ぶラインの数に応じて変換する変換手段と、
   前記変換手段によって繰り返し周波数が変換されたパルス信号に基づいて、前記ラインの数の超音波断層画像を得るための前記超音波送受信部の駆動信号を生成し、該生成した駆動信号を前記モータードライブユニットを介して前記超音波送受信部に対して送出する手段と、
   前記光送受信部からの光と干渉させるための光の光源の周期を表すパルス信号から前記ラインの数に応じて有効パルスを決定し、前記変換手段によって繰り返し周波数が変換されたパルス信号から前記有効パルスに基づいて選択したパルス列の信号を、前記超音波送受信部からの超音波の反射波の信号のサンプリングタイミングを表すパルス信号として生成する生成手段と
   を備えることを特徴とする画像診断装置。
5. 超音波の送受信を行う超音波送受信部及び光の送受信を行う光送受信部を含むイメージングコアを回転自在に収容したカテーテルを用いて被検体の診断対象部位の超音波断層画像及び光断層画像を生成する画像診断装置の制御方法であって、
   前記カテーテルを接続し、前記イメージングコアを回転させるためのモータードライブユニットと、
   前記イメージングコアの回転に応じたパルス信号を入力し、該入力したパルス信号の繰り返し周波数を、前記超音波断層画像を構成する放射線状に並ぶラインの数に応じて変換する変換工程と、
   前記変換工程で繰り返し周波数が変換されたパルス信号に基づいて、前記ラインの数の超音波断層画像を得るための前記超音波送受信部の駆動信号を生成し、該生成した駆動信号を前記モータードライブユニットを介して前記超音波送受信部に対して送出する工程と、
   前記変換工程で繰り返し周波数が変換されたパルス信号から前記ラインの数に応じて有効パルスを決定し、前記光送受信部からの光と干渉させるための光の光源の周期を表すパルス信号から前記有効パルスに基づいて選択したパルス列の信号を、前記光断層画像を生成するための光干渉信号のサンプリングタイミングを表すパルス信号として生成する生成工程と
   を備えることを特徴とする画像診断装置の制御方法。
6. 超音波の送受信を行う超音波送受信部及び光の送受信を行う光送受信部を含むイメージングコアを回転自在に収容したカテーテルを用いて被検体の診断対象部位の超音波断層画像及び光断層画像を生成する画像診断装置の制御方法であって、
   前記カテーテルを接続し、前記イメージングコアを回転させるためのモータードライブユニットと、
   前記イメージングコアの回転に応じたパルス信号を入力し、該入力したパルス信号の繰り返し周波数を、前記超音波断層画像を構成する放射線状に並ぶラインの数に応じて変換する変換工程と、
   前記変換工程で繰り返し周波数が変換されたパルス信号に基づいて、前記ラインの数の超音波断層画像を得るための前記超音波送受信部の駆動信号を生成し、該生成した駆動信号を前記モータードライブユニットを介して前記超音波送受信部に対して送出する工程と、
   前記光送受信部からの光と干渉させるための光の光源の周期を表すパルス信号から前記ラインの数に応じて有効パルスを決定し、前記変換工程で繰り返し周波数が変換されたパルス信号から前記有効パルスに基づいて選択したパルス列の信号を、前記超音波送受信部からの超音波の反射波の信号のサンプリングタイミングを表すパルス信号として生成する生成工程と
   を備えることを特徴とする画像診断装置の制御方法。
7. 超音波の送受信を行う超音波送受信部及び光の送受信を行う光送受信部を含むイメージングコアを回転自在に収容したカテーテルを用いて被検体の診断対象部位の超音波断層画像及び光断層画像を生成する画像診断装置のコンピュータを、請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像診断装置の各手段として機能させるためのコンピュータプログラム。
8. 請求項７に記載のコンピュータプログラムを格納した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

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