JP6767221B2 - 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。

画像診断装置の１つに光干渉断層診断装置（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）があり、更に光干渉断層診断装置には、偏光感受型ＯＣＴというものがある。

偏光感受型ＯＣＴとは、被検体の診断対象部位（サンプル）の偏光特性を得るためのもので、偏光状態が異なる複数の入射光に対するサンプルからの反射光と、参照光と、の干渉光に基づいて該サンプルの偏光特性を取得するものである（特許文献１）。

特許第５７８７２５５号

従来の偏光感受型ＯＣＴでは偏光状態を周期的に変更しており、１周期分の偏光状態の変更パターンに対して１組の偏光特性を生成していた。本発明は、取得した干渉光信号のライン数に対し、従来よりも多くのライン数の偏光特性を収集可能な技術を提供する。

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、光源の周期を表すＡラインに応じたパルス信号に基づいて、光送受信部が送信する光の偏光状態を周期的に切り替える切り替え手段と、前記光送受信部が受信した光と参照光との干渉光のデータを、前記パルス信号に従って取得する取得手段と、前記切り替えにおける１周期分の偏光状態の個数をＮ（Ｎは２以上の整数）とすると、前記取得手段がデータを取得するたびに、該データと、該データの取得以降に前記取得手段が連続して取得する（Ｎ−１）個のデータと、に基づいて偏光特性を求める算出手段とを備えることを特徴とする。

また、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、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プローブを接続し、該イメージングコアを回転させるためのモータドライブユニットと、光源の周期を表すＡラインに応じたパルス信号から、前記イメージングコアの回転に応じたパルス信号に基づいて有効パルスを決定し、前記光送受信部が送信する光の偏光状態を、該有効パルスに従って切り替える切り替え手段と、前記光送受信部が受信した光と参照光との干渉光の信号を、前記有効パルスに従って取得する取得手段と、前記切り替えにおける１周期分の偏光状態の個数をＮ（Ｎは２以上の整数）とすると、前記取得手段がデータを取得するたびに、該データと、該データの取得以降に前記取得手段が連続して取得する（Ｎ−１）個のデータと、に基づいて偏光特性を求める算出手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、取得した干渉光信号のライン数に対し、従来よりも多くのライン数の偏光特性を収集することができる。

画像診断装置１００の外観例を示す図。 本体制御部１１１の構成例を示すブロック図。 エンコーダパルス信号、掃引信号、ＡＤトリガ信号、変調トリガ信号、干渉光信号（取得干渉光信号）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。 本体制御部１１１の構成例を示すブロック図。 トリガ信号生成部５０３、ＥＯＭ５０５、Ａ／Ｄ変換部５５７の具体的な動作例を説明するための図。 図６のケースとは異なるケースを説明するための図。 図５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、偏光感受型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、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光送受信部と操作制御装置１０３との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、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（光断層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。

モータドライブユニット（ＭＤＵ）２０１は、プローブ１０１を接続し、イメージングコアを回転させるためのものである。ＭＤＵ２０１は、例えば、２０４８パルス毎回転のパルス信号（イメージングコア１回転あたり２０４８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。

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各掃引において、所定状態のタイミングを示すパルス信号を、変調トリガ生成部２０３には掃引信号として出力すると共に、Ａ／Ｄ変換部２５７には、該Ａ／Ｄ変換部２５７にＡ／Ｄ変換を行わせるタイミングを示すタイミング信号（ＡＤトリガ信号）として出力する。例えば、所定波長の光を検出して掃引信号（ＡＤトリガ信号）を生成してもよいし、掃引機構の位置を検出して掃引信号（ＡＤトリガ信号）を生成してもよい。また、掃引機構を動作させている信号に基づいて掃引信号（ＡＤトリガ信号）を生成してもよい。なお、ここで説明した掃引信号（ＡＤトリガ信号）は何れも「光源の周期を表すＡラインに応じたパルス信号」の一例に過ぎない。

更に、血管内からの反射波は、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、参照光と干渉した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（掃引信号）を変調トリガ生成部２０３に出力しているものとし、５１２ライン毎フレーム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。

ＥＯＭ（Electro-Optic Modulator：偏光変調器、電気光学変調器）２０５は、光送受信部が送信する光として光源から得た測定光の偏光状態を、変調トリガ生成部２０３からの信号に従って切り替えるものである。なお、測定光と参照光に分ける前の光の偏光状態切り替えてもよい。

変調トリガ生成部２０３は、オプティカル部２５６から受けた掃引信号のパルスのタイミングごとにハイ／ローが切り替わるパルス信号を、ＥＯＭ２０５に偏光状態を切り替えさせるためのタイミングを示すタイミング信号（変調トリガ信号）として生成する。

ＥＯＭ２０５は測定光の偏光状態を、変調トリガ信号に基づいて切り替える。本実施形態では、ＥＯＭ２０５は、測定光の偏光状態を第１の偏光状態、第２の偏光状態の何れかに切り替えるものとし、変調トリガ信号においてパルスの立ち上がりを検知すると（該パルスの立ち下りを検知するまでは）、測定光の偏光状態を第１の偏光状態に偏光し、該パルスの立ち下りを検知すると（次のパルスの立ち上がりを検知するまでは）、測定光の偏光状態を第２の偏光状態に偏光する。つまりＥＯＭ２０５は、変調トリガ信号がハイの期間中は測定光を第１の偏光状態に偏光し、変調トリガ信号がローの期間中は測定光を第２の偏光状態に偏光する。なお、第１の偏光状態、第２の偏光状態はそれぞれ、ポアンカレ球表示上で直交する２つの偏光状態のうち一方と他方に対応するものとするが、これは一例であり、この例に限らない。

これにより光送受信部は、ＥＯＭ２０５が変調トリガ信号においてパルスの立ち上がりを検知してからパルスの立ち下りを検知するまでの間は、ＥＯＭ２０５によって第１の偏光状態に偏光された測定光を送信し、ＥＯＭ２０５が変調トリガ信号においてパルスの立ち下りを検知してから次のパルスの立ち上がりを検知するまでの間は、ＥＯＭ２０５によって第２の偏光状態に偏光された測定光を送信することになる。

Ａ／Ｄ変換部２５７は、オプティカル部２５６からのＡＤトリガ信号においてパルスを検知すると、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、ＡＤトリガ信号は、干渉光信号のサンプリング開始タイミングを表すパルス信号である。

つまり、上記の構成によれば、Ａ／Ｄ変換部２５７によるＡ／Ｄ変換とＥＯＭ２０５による偏光状態の切り替えは同期をとって動作していることになり、ＥＯＭ２０５において偏光状態１→偏光状態２→偏光状態１→偏光状態２→…というように偏光状態を切り替えた場合、Ａ／Ｄ変換部２５７は、偏光状態１に対応する干渉光信号→偏光状態２に対応する干渉光信号→偏光状態１に対応する干渉光信号→偏光状態２に対応する干渉光信号→…というように、各偏光状態に対応する干渉光信号を該偏光状態の切り替え順に従ってＡ／Ｄ変換することができる。

信号処理部２５８は、Ａ／Ｄ変換部２５７からの信号をデータとしてメモリに記録したり、ネットワーク回線を介して外部の機器に対して送信したりする。例えば、どの偏光状態に切り替えられたデータであるかが判別できるように、各Ａラインデータのヘッダに偏光状態を特定するインデックスを付与してもよい。なお、Ａ／Ｄ変換部２５７からの信号をどのような形態でどのような出力先に出力するのかについては特定の形態、出力先に限らない。また、Ａ／Ｄ変換部２５７からの信号に基づいて光断層画像を生成し、該光断層画像をＬＣＤモニタ１１３に表示したり、メモリや外部の機器に出力したりしても良い。本実施形態では、信号処理部２５８は、偏光状態の切り替えにおける１周期分の偏光状態の個数をＮ（Ｎは２以上の整数）とすると、Ａ／Ｄ変換部２５７からデータ（信号）が出力されるたびに、該データ（信号）と、該データ以降にＡ／Ｄ変換部２５７から連続して出力される（Ｎ−１）個のデータ（信号）と、の間の偏光特性（位相差や偏光度等）を求め、複数ラインの偏光特性に基づいて生体組織の偏光特性を求め、該求めた偏光特性を示すデータをメモリや外部機器に出力する。信号処理部２５８の動作の詳細については後述する。

次に、上記のエンコーダパルス信号、掃引信号、ＡＤトリガ信号、変調トリガ信号、そしてＡ／Ｄ変換部２５７によりＡ／Ｄ変換される干渉光信号（取得干渉光信号）を図３に示す。図３にはこれらの各信号の一例を示している。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。なお、図３では、切り替える偏光状態の数が２である場合について示しているが、切り替える偏光状態の数が３以上の場合であっても以下の説明の本質は同様である。

図３に示す如く、掃引信号とＡＤトリガ信号とは互いに同じパルス信号となっている。変調トリガ信号は、変調トリガ生成部２０３によって、掃引信号のパルスのタイミングごとにハイ／ローが切り替わるパルス信号として生成されるもので、変調トリガ信号がハイの場合は、第１の偏光状態（状態１）に偏光された測定光に対応する干渉光信号が取得干渉光信号として得られ、変調トリガ信号がローの場合は、第２の偏光状態（状態２）に偏光された測定光に対応する干渉光信号が取得干渉光信号として得られる。

ここで、従来では、図３の場合、１ライン目の干渉光信号として状態１に偏光された測定光に対応する干渉光信号、２ライン目の干渉光信号として状態２に偏光された測定光に対応する干渉光信号、が得られると、これらの干渉光信号間の偏光特性を１ライン目の偏光特性として求める。以降、同様にして、ｐ（ｐは３以上５１１以下の奇数）ライン目の干渉光信号として状態１に偏光された測定光に対応する干渉光信号、（ｐ＋１）ライン目の干渉光信号として状態２に偏光された測定光に対応する干渉光信号、が得られると、これらの干渉光信号間の偏光特性を（ｐ＋１）／２ライン目の偏光特性として求める。このように、Ａ／Ｄ変換部２５７は干渉光信号としては５１２ライン分の干渉光信号を得ているものの、偏光特性についてはその半分の２５６ライン分しか収集できていない。

一方、本実施形態では図３の場合、ｐ（ｐは１以上５１１以下の奇数）ライン目の干渉光信号としてＡ／Ｄ変換部２５７から出力された干渉光信号と、（ｐ＋１）ライン目の干渉光信号としてＡ／Ｄ変換部２５７から出力された干渉光信号と、の間の偏光特性をｐライン目の偏光特性として求め、ｑ（ｑは２以上５１０以下の偶数）ライン目の干渉光信号としてＡ／Ｄ変換部２５７から出力された干渉光信号と、（ｑ＋１）ライン目の干渉光信号としてＡ／Ｄ変換部２５７から出力された干渉光信号と、の間の偏光特性をｑライン目の偏光特性として求める。このように、Ａ／Ｄ変換部２５７が５１２ライン分の干渉光信号を得ている場合には、偏光特性については５１１ライン分を収集することができる。

ここで、１ライン目の干渉光信号及び２ライン目の干渉光信号をこの順で参照して偏光特性を求めたのであれば、以降は、ｐライン目の干渉光信号、（ｐ＋１）ライン目の干渉光信号の順で参照してｐライン目の偏光特性を求め、（ｑ＋１）ライン目の干渉光信号、ｑライン目の干渉光信号の順で参照してｑライン目の偏光特性を求める。一方、２ライン目の干渉光信号及び１ライン目の干渉光信号をこの順で参照して偏光特性を求めたのであれば、以降は、（ｐ＋１）ライン目の干渉光信号、ｐライン目の干渉光信号の順で参照してｐライン目の偏光特性を求め、ｑライン目の干渉光信号、（ｑ＋１）ライン目の干渉光信号の順で参照してｑライン目の偏光特性を求める。つまり、常に偏光状態の切り替え順で対応する干渉光信号を参照して偏光特性を求める。これは、偏光状態が３以上の場合であっても同様である。

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４のフローチャートに従って説明する。

ステップＳ４０１では、ＭＤＵ２０１は、２０４８パルス毎回転のパルス信号をエンコーダパルス信号として出力する。

ステップＳ４０２では、オプティカル部２５６は、波長掃引光の所定状態のタイミングを示すパルス信号を、変調トリガ生成部２０３には掃引信号として出力すると共に、Ａ／Ｄ変換部２５７には、ＡＤトリガ信号として出力する。

ステップＳ４０３では、変調トリガ生成部２０３は、オプティカル部２５６から受けた掃引信号のパルスのタイミングごとにハイ／ローが切り替わるパルス信号を変調トリガ信号として生成する。

ステップＳ４０４では、ＥＯＭ２０５は、測定光の偏光状態を、変調トリガ生成部２０３が生成した変調トリガ信号に従って切り替える。

ステップＳ４０５では、Ａ／Ｄ変換部２５７は、オプティカル部２５６からのＡＤトリガ信号においてパルスを検知すると、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。

ステップＳ４０６では、信号処理部２５８は、偏光状態の切り替えにおける１周期分の偏光状態の個数をＮとすると、Ａ／Ｄ変換部２５７からデータ（信号）が出力されるたびに、該データ（信号）と、該データ以降にＡ／Ｄ変換部２５７から連続して出力される（Ｎ−１）個のデータ（信号）と、の間の偏光特性を求め、複数ラインの偏光特性に基づいて生体組織の偏光特性を求め、該求めた偏光特性を示すデータをメモリや外部機器に出力する。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、オプティカル部２５６は、波長掃引光の所定状態のタイミングを示すパルス信号からＡＤトリガ信号を生成してＡ／Ｄ変換部２５７に出力していた。しかし、オプティカル部２５６は、波長掃引光の所定状態のタイミングを示すパルス信号からＡＤトリガ信号を生成せず、データ取得開始操作に応じてＡＤ変換（データ取得）開始のタイミングを示すパルス信号を生成し、そのままＡＤトリガ信号としてＡ／Ｄ変換部２５７に出力しても良く、その場合、オプティカル部２５６は、１ライン目のラインの干渉光信号のＡ／Ｄ変換をＡ／Ｄ変換部２５７に指示するタイミング信号（Ａ／Ｄ変換を開始させるタイミング信号）をＡ／Ｄ変換部２５７に出力する。

この場合、干渉光信号の他に、エンコーダパルス信号および掃引信号を併せてＡ／Ｄ変換してもよく、これにより取得したエンコーダパルス信号および掃引信号に基づいて、偏光特性を求めるために参照する干渉光信号を選択してもよい。

［第３の実施形態］
干渉波の収集のタイミング（周波数）は、例えばＭＤＵ２０１の１回転あたりの収集ライン数に応じて変わるため、この場合、必ずしも光の偏光状態の切り替え順で対応する干渉波が得られるわけではない。本実施形態ではこの点を考慮した画像診断装置において、各偏光状態に対応する干渉光信号を該偏光状態の切り替え順に従って取得すると共に、従来よりも多いライン数の干渉光信号の偏光特性を取得する画像診断装置について説明する。以下では、第１の実施形態との差分について重点的に説明し、以下で特に触れない限りは第１の実施形態と同様であるものとする。本実施形態に係る本体制御部１１１の構成例について、図５のブロック図を用いて説明する。なお、図５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５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５５１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。

エンコーダ信号変換部５０２は、ＭＤＵ２０１からのエンコーダパルス信号を適当なパルス数（例えば、５１２パルス毎回転、１０２４パルス毎回転、２０４８パルス毎回転のうち予め設定されたパルス数）のパルス信号に変換し、該変換したパルス信号をトリガ信号生成部５０３に対して出力する。

オプティカル部５５６は、イメージングコアに供給する波長掃引光の各掃引において、所定状態のタイミングを示すパルス信号を掃引信号としてトリガ信号生成部５０３に対して出力する。例えば、所定波長の光を検出して掃引信号を生成してもよいし、掃引機構の位置を検出して掃引信号を生成してもよい。また、掃引機構を動作させている信号に基づいて掃引信号を生成してもよい。更に、血管内からの反射波は、ＭＤＵ２０１を介してオプティカル部５５６に導かれ、オプティカル部５５６にて、参照光と干渉した干渉光としてオプティカル部５５６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５５６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５５６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５５７に入力される。本実施形態では、オプティカル部５５６は、８２ｋＨｚのパルス信号（掃引信号）をトリガ信号生成部５０３に出力しているものとし、５１２ライン毎フレーム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。

ＥＯＭ５０５は、光送受信部が送信する光として光源から得た測定光の偏光状態を、トリガ信号生成部５０３からの信号に従って切り替えるものである。なお、測定光と参照光に分ける前の光の偏光状態を切り替えてもよい。

トリガ信号生成部５０３は、掃引信号としてのパルス信号から有効パルスをエンコーダパルス信号に基づいて決定し、該有効パルスから成るパルス信号を、Ａ／Ｄ変換部５５７にＡ／Ｄ変換を行わせるタイミングを示すタイミング信号（ＡＤトリガ信号）として生成する。更に変調トリガ生成部２０３は、ＡＤトリガ信号のパルスのタイミングごとにハイ／ローが切り替わるパルス信号を、ＥＯＭ５０５に偏光状態を切り替えさせるためのタイミングを示すタイミング信号（変調トリガ信号）として生成する。

ＥＯＭ５０５はＥＯＭ２０５と同様に、測定光の偏光状態を、変調トリガ信号に基づいて切り替える。本実施形態でもＥＯＭ５０５は、測定光の偏光状態を第１の偏光状態、第２の偏光状態の何れかに切り替えるものとし、変調トリガ信号においてパルスの立ち上がりを検知すると（該パルスの立ち下りを検知するまでは）、測定光の偏光状態を第１の偏光状態に偏光し、該パルスの立ち下りを検知すると（次のパルスの立ち上がりを検知するまでは）、測定光の偏光状態を第２の偏光状態に偏光する。

Ａ／Ｄ変換部５５７は、トリガ信号生成部５０３からのＡＤトリガ信号においてパルスを検知すると、該パルスに対応する干渉光信号としてオプティカル部５５６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５５８に対して送出する。

信号処理部５５８は、Ａ／Ｄ変換部５５７からの信号をデータとしてメモリに記録したり、ネットワーク回線を介して外部の機器に対して送信したりする。例えば、どの偏光状態に切り替えられたデータであるかが判別できるように、各Ａラインデータのヘッダに偏光状態を特定するインデックスを付与してもよい。なお、Ａ／Ｄ変換部５５７からの信号をどのような形態でどのような出力先に出力するのかについては特定の形態、出力先に限らない。また、Ａ／Ｄ変換部５５７からの信号に基づいて光断層画像を生成し、該光断層画像をＬＣＤモニタ１１３に表示したり、メモリや外部の機器に出力したりしても良い。本実施形態では、信号処理部５５８は信号処理部２５８と同様、偏光状態の切り替えにおける１周期分の偏光状態の個数をＮ（Ｎは２以上の整数）とすると、Ａ／Ｄ変換部５５７からデータ（信号）が出力されるたびに、該データ（信号）と、該データ以降にＡ／Ｄ変換部５５７から連続して出力される（Ｎ−１）個のデータ（信号）と、の間の偏光特性を求め、複数ラインの偏光特性に基づいて生体組織の偏光特性を求め、該求めた偏光特性を示すデータをメモリや外部機器に出力する。

次に、トリガ信号生成部５０３、ＥＯＭ５０５、Ａ／Ｄ変換部５５７の動作について、図６に示す具体例を挙げてより詳細に説明する。図６には上記の各信号の一例を示している。図６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。図６に示すようなエンコーダパルス信号及び掃引信号のそれぞれがエンコーダ信号変換部５０２及びオプティカル部５５６から出力された場合、トリガ信号生成部５０３は、エンコーダパルス信号のパルスを検知すると、該検知の直後に掃引信号から検知したパルスを有効パルスとしてＡ／Ｄ変換部５５７に対して出力する。図６の場合、エンコーダパルス信号においてパルス６０１が検知されると、掃引信号においてパルス６０１の直後のパルス６５１が有効パルスとしてＡ／Ｄ変換部５５７に出力される。また、エンコーダパルス信号においてパルス６０２が検知されると、掃引信号においてパルス６０２の直後のパルス６５２が有効パルスとしてＡ／Ｄ変換部５５７に出力される。また、エンコーダパルス信号においてパルス６０３が検知されると、掃引信号においてパルス６０３の直後のパルス６５３が有効パルスとしてＡ／Ｄ変換部５５７に出力される。トリガ信号生成部５０３がＡ／Ｄ変換部５５７に対して出力する有効パルス列を示すパルス信号をＡＤトリガ信号として示している。図６に示す如く、ＡＤトリガ信号は、上記のパルス６５１から６５３を含むものである。

一方、トリガ信号生成部５０３は、有効パルスの立ち上がりを検知するたびにハイ／ローが切り替わるパルス信号を変調トリガ信号として生成する。図６の場合、ＡＤトリガ信号においてパルス６５１の立ち上がりを検知するとハイになり、次のパルス６５２の立ち上がりを検知するとローになり、更に次のパルス６５３の立ち上がりを検知するとハイになるような変調トリガ信号が生成される。このような変調トリガ信号がＥＯＭ５０５に入力されると、例えばＥＯＭ２０５は、変調トリガ信号がハイの期間中は測定光を第１の偏光状態に偏光し、変調トリガ信号がローの期間中は測定光を第２の偏光状態に偏光する。

上記の通り、Ａ／Ｄ変換部５５７は、ＡＤトリガ信号におけるパルスを検知すると、該パルスに対応する干渉光信号としてオプティカル部５５６から受けた干渉光信号をＡ／Ｄ変換する。また、図６に示す如く、変調トリガ信号がハイの期間中は、第１の偏光状態（状態１）に偏光された測定光に対応する反射光と参照光との干渉光の信号が得られるのであるから、Ａ／Ｄ変換部５５７は、ＡＤトリガ信号においてパルス６５１を検知すると、対応する干渉光信号としてオプティカル部５５６から受けた干渉光信号、すなわち、第１の偏光状態に偏光された測定光に対応する反射光と参照光との干渉光の信号をＡ／Ｄ変換することができる。また、図６に示す如く、変調トリガ信号がローの期間中は、第２の偏光状態（状態２）に偏光された測定光に対応する反射光と参照光との干渉光の信号が得られるのであるから、Ａ／Ｄ変換部５５７は、ＡＤトリガ信号においてパルス６５２を検知すると、対応する干渉光信号としてオプティカル部５５６から受けた干渉光信号、すなわち、第２の偏光状態に偏光された測定光に対応する反射光と参照光との干渉光の信号をＡ／Ｄ変換することができる。同様に、Ａ／Ｄ変換部５５７は、ＡＤトリガ信号においてパルス６５３を検知すると、対応する干渉光信号としてオプティカル部５５６から受けた干渉光信号、すなわち、第１の偏光状態に偏光された測定光に対応する反射光と参照光との干渉光の信号をＡ／Ｄ変換することができる。

このように、本実施形態によれば、ＥＯＭ５０５に測定光の偏光状態の切り替えを指示するタイミングを示す変調トリガ信号及びＡ／Ｄ変換部５５７にＡ／Ｄ変換を行わせるタイミングを示すＡＤトリガ信号の両方を有効パルスに応じて生成するので、測定光の偏光状態の切り替えと同期した干渉光信号の収集が可能となる。例えば偏光状態の変更順が状態１→状態２→状態１→…であれば、状態１に対応する干渉光の信号→状態２に対応する干渉光の信号→状態１に対応する干渉光の信号→…というように、偏光状態の変更順に従って干渉光の信号を取得することができる。

ここで、図６のケースにおいてトリガ信号生成部５０３が変調トリガ信号を有効パルス（ＡＤトリガ信号）ではなく掃引信号に基づいて生成した場合について、図７を用いて説明する。

トリガ信号生成部５０３が、掃引信号のパルスを検出するたびにハイ／ローが切り替わるパルス信号を変調トリガ信号として生成し、ＥＯＭ５０５が変調トリガ信号においてパルスの立ち上がりから立ち下りの期間中は測定光を第１の偏光状態に偏光し、変調トリガ信号においてパルスの立ち下りから立ち上がりの期間中は測定光を第２の偏光状態に偏光したとする。このとき、変調トリガ信号においてパルスの立ち上がりから立ち下りの期間中は、第１の偏光状態に偏光された測定光に対応する反射光と参照光との干渉光の干渉光信号がＡ／Ｄ変換部５５７に入力され、パルスの立ち下りから立ち上がりの期間中は、第２の偏光状態に偏光された測定光に対応する反射光と参照光との干渉光の干渉光信号がＡ／Ｄ変換部５５７に入力される。しかし、Ａ／Ｄ変換部５５７は、ＡＤトリガ信号におけるパルスに対応する干渉光信号をＡ／Ｄ変換するのであるから、図７の場合、Ａ／Ｄ変換部５５７には状態１に対応する干渉光信号、状態２に対応する干渉光信号、状態１に対応する干渉光信号、…というように偏光状態の切り替え順に対応する干渉光信号が入力されるものの、ＡＤトリガ信号に従ってＡ／Ｄ変換を行うと、状態１に対応する干渉光信号、状態１に対応する干渉光信号、状態２に対応する干渉光信号、…というように偏光状態の切り替え順に応じた干渉光信号をＡ／Ｄ変換することができない。

本実施形態では、偏光感受型ＯＣＴにおいて、（光源の周波数とＭＤＵ２０１の動作周波数とが異なっていることに起因して）エンコーダパルス信号に基づいて掃引信号から選択した有効パルスに応じて干渉光信号をＡ／Ｄ変換する場合であっても、測定光の偏光状態の切り替え順に対応する干渉光信号を収集することができる。然るに信号処理部５５８は信号処理部２５８と同様の動作を行うことで、第１の実施形態と同様、従来よりも多いライン数の干渉光信号の偏光特性を取得することができる。

以上説明した、図５のブロック図の構成による処理について、図８のフローチャートに従って説明する。

ステップＳ８０１では、ＭＤＵ２０１は、２０４８パルス毎回転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信号変換部５０２に出力する。

ステップＳ８０２では、エンコーダ信号変換部５０２は、ＭＤＵ２０１からのエンコーダパルス信号を適当なパルス数のパルス信号に変換し、該変換したパルス信号をトリガ信号生成部５０３に対して出力する。

ステップＳ８０３では、オプティカル部５５６は、波長掃引光の所定状態のタイミングを示すパルス信号を掃引信号としてトリガ信号生成部５０３に対して出力する。

ステップＳ８０４では、トリガ信号生成部５０３は、掃引信号としてのパルス信号から有効パルスをエンコーダパルス信号に基づいて決定し、該有効パルスから成るパルス信号をＡＤトリガ信号として生成する。更にトリガ信号生成部５０３は、ＡＤトリガ信号のパルスのタイミングごとにハイ／ローが切り替わるパルス信号を変調トリガ信号として生成する。

ステップＳ８０５では、ＥＯＭ５０５は測定光の偏光状態を、変調トリガ信号に基づいて切り替える。

ステップＳ８０６では、Ａ／Ｄ変換部５５７は、トリガ信号生成部５０３からのＡＤトリガ信号においてパルスを検知すると、該パルスに対応する干渉光信号としてオプティカル部５５６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５５８に対して送出する。

ステップＳ８０７では、信号処理部５５８は、偏光状態の切り替えにおける１周期分の偏光状態の個数をＮとすると、Ａ／Ｄ変換部５５７からデータ（信号）が出力されるたびに、該データ（信号）と、該データ以降にＡ／Ｄ変換部５５７から連続して出力される（Ｎ−１）個のデータ（信号）と、の間の偏光特性を求め、複数ラインの偏光特性に基づいて生体組織の偏光特性を求め、該求めた偏光特性を示すデータをメモリや外部機器に出力する。

［第４の実施形態］
エンコーダ信号変換部５０２において５１２パルス毎回転、１０２４パルス毎回転、２０４８パルス毎回転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ＬＣＤモニタ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。また、回転数に応じてパルス数を設定し、回転数を選択することで間接的にパルス数を設定しても良い。もちろん、変換するパルス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。

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１〜４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「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、プローブ自身が能動的に発するようにしてもよい。

エンコーダ信号変換部５０２はなくても良い。

偏光状態を切り替える機構としてあげたＥＯＭは、市販されている一つにパッケージされた光学製品に限らない。

ＥＯＭの手前に偏光子を設置しても構わない。

上記の通り、上記の各処理は、制御部２５１（５５１）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。

Claims (13)

1. 光源の周期を表すＡラインに応じたパルス信号に基づいて、光送受信部が送信する光の偏光状態を周期的に切り替える切り替え手段と、
   前記光送受信部が受信した光と参照光との干渉光のデータを、前記パルス信号に従って取得する取得手段と、
   前記切り替えにおける１周期分の偏光状態の個数をＮ（Ｎは２以上の整数）とすると、前記取得手段がデータを取得するたびに、該データと、該データの取得以降に前記取得手段が連続して取得する（Ｎ−１）個のデータと、に基づいて偏光特性を求める算出手段と
   を備えることを特徴とする画像診断装置。
2. 前記算出手段は、前記取得手段がデータを取得するたびに、該データと、該データの取得以降に前記取得手段が連続して取得する（Ｎ−１）個のデータと、のそれぞれのデータを、前記偏光状態に応じた所定の参照順に参照して前記偏光特性を求めることを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
3. 前記切り替え手段は、前記パルス信号のパルスごとにハイ／ローが切り替わるパルス信号を生成し、前記光送受信部が送信する光の偏光状態を、該生成したパルス信号に従って切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像診断装置。
4. 更に、
   前記取得手段による前記干渉光のデータの取得の開始を指示するためのタイミング信号を生成する手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像診断装置。
5. 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プローブを接続し、該イメージングコアを回転させるためのモータドライブユニットと、
   光源の周期を表すＡラインに応じたパルス信号から、前記イメージングコアの回転に応じたパルス信号に基づいて有効パルスを決定し、前記光送受信部が送信する光の偏光状態を、該有効パルスに従って切り替える切り替え手段と、
   前記光送受信部が受信した光と参照光との干渉光の信号を、前記有効パルスに従って取得する取得手段と、
   前記切り替えにおける１周期分の偏光状態の個数をＮ（Ｎは２以上の整数）とすると、前記取得手段がデータを取得するたびに、該データと、該データの取得以降に前記取得手段が連続して取得する（Ｎ−１）個のデータと、に基づいて偏光特性を求める算出手段と
   を備えることを特徴とする画像診断装置。
6. 前記算出手段は、前記取得手段がデータを取得するたびに、該データと、該データの取得以降に前記取得手段が連続して取得する（Ｎ−１）個のデータと、のそれぞれのデータを、前記偏光状態に応じた所定の参照順に参照して前記偏光特性を求めることを特徴とする請求項５に記載の画像診断装置。
7. 前記切り替え手段は、前記光源の周期を表すパルス信号のパルスのうち、前記イメージングコアの回転に応じたパルス信号のパルスの直後にあるパルスを有効パルスとして決定することを特徴とする請求項５又は６に記載の画像診断装置。
8. 前記切り替え手段は、前記有効パルスのタイミングごとにハイ／ローが切り替わるパルス信号を生成し、前記光送受信部が送信する光の偏光状態を、該生成したパルス信号に従って切り替えることを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の画像診断装置。
9. 前記切り替え手段は、前記光送受信部が送信する光の偏光状態を、ポアンカレ球表示上で直交する偏光状態の何れかに切り替えることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の画像診断装置。
10. コンピュータを、請求項１乃至９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。
11. 請求項１０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。
12. 光源の周期を表すＡラインに応じたパルス信号に基づいて、光送受信部が送信する光の偏光状態を周期的に切り替える切り替え工程と、
    前記光送受信部が受信した光と参照光との干渉光のデータを、前記パルス信号に従って取得する取得工程と、
    前記切り替えにおける１周期分の偏光状態の個数をＮ（Ｎは２以上の整数）とすると、前記取得工程でデータを取得するたびに、該データと、該データの取得以降に前記取得工程で連続して取得する（Ｎ−１）個のデータと、に基づいて偏光特性を求める算出工程と
    を備えることを特徴とする画像診断装置の作動方法。
13. 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プローブを接続し、該イメージングコアを回転させるためのモータドライブユニットを有する画像診断装置の作動方法であって、
    光源の周期を表すＡラインに応じたパルス信号から、前記イメージングコアの回転に応じたパルス信号に基づいて有効パルスを決定し、前記光送受信部が送信する光の偏光状態を、該有効パルスに従って切り替える切り替え工程と、
    前記光送受信部が受信した光と参照光との干渉光の信号を、前記有効パルスに従って取得する取得工程と、
    前記切り替えにおける１周期分の偏光状態の個数をＮ（Ｎは２以上の整数）とすると、前記取得工程でデータを取得するたびに、該データと、該データの取得以降に前記取得工程で連続して取得する（Ｎ−１）個のデータと、に基づいて偏光特性を求める算出工程と
    を備えることを特徴とする画像診断装置の作動方法。

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