JP6791976B2 - 制御装置、画像診断装置、制御装置の処理方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、画像診断装置、制御装置の処理方法およびプログラムに関するものである。

血管及び脈管などの生体管腔内に生じる心筋梗塞等の原因となる狭窄部の経皮的な治療に際し、狭窄部の性状を観察するため、又は治療後の状態を観察するため、超音波又は光等の検査波を利用して生体管腔の画像を取得する診断用のカテーテルが用いられている。

血管内超音波診断（ＩＶＵＳ：Ｉｎｔｒａ Ｖａｓｃｕｌａｒ Ｕｌｔｒａ Ｓｏｕｎｄ）では、挿入部の先端に超音波振動子を有するイメージングコアを回転自在に設け、体腔内に挿入した後、手元側の駆動部から延在するドライブシャフト等を介して回転させながら走査（ラジアルスキャン）するものが一般的である。

また、波長掃引を利用した光干渉断層画像診断（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）では、光ファイバの先端に光学レンズおよび光学ミラー（送受信部）が取り付けられたイメージングコアを内挿した光プローブ部を血管内に挿入し、イメージングコアを回転させながら先端の送受信部から血管内に測定光を出射するとともに、生体組織からの反射光を受光することで血管内におけるラジアル走査を行う。そして、該受光した反射光と参照光とを干渉させることにより生成した干渉光に基づいて、血管の断面画像を描出するものが一般的である。

ＯＣＴは血管の内腔面に対して高い解像度の画像が得られるが、その血管内腔面から比較的浅い組織までの像しか得られない。一方、ＩＶＵＳの場合は、得られる画像の解像度という点ではＯＣＴよりは低いものの、逆に、ＯＣＴより深い血管組織の像を得ることができる。そこで、最近では、ＩＶＵＳの機能とＯＣＴの機能とを組み合わせたデュアルセンサを搭載したイメージングコアを有する画像診断装置（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備える画像診断装置）が提案されている（特許文献１参照）。

特開平１１−５６７５２号公報

しかしながら、デュアルセンサの場合、ＩＶＵＳ画像の取得前に気泡等の異物が残存していないかどうか確認する必要があると共に、ＯＣＴ画像の取得前に光路調整を実行する必要がある。その際、光路調整はプライミングが確実に行われた後に実施する必要があるが、ユーザが手順を誤る可能性があり、ひいては誤診断につながる恐れもある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ユーザの事前確認の負担を低減し、誤診断の発生を防止するための技術を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の一態様による制御装置は以下の構成を備える。即ち、
光送受信部と超音波送受信部とを含むイメージングコアからの信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された前記光送受信部からの信号及び前記超音波送受信部からの信号の少なくとも一方に基づいて、前記超音波送受信部による送受信が適切に実行可能な状態であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記超音波送受信部による送受信が適切に実行可能であると判定された場合に、前記光送受信部を用いた撮像のための光路調整を実行するように制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ユーザの事前確認の負担を低減し、誤診断の発生を防止することが可能となる。

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。
本発明の一実施形態に係る画像診断装置の外観構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る画像診断装置（制御装置及びその周辺装置）の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る断面画像の再構成処理を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る再構成された血管の３次元モデルデータの例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る制御装置が実施する処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る制御装置が実施する、超音波受信部の信号を使用する場合の処理の詳細を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る、気泡が混在していない時に得られる超音波断層像の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る制御装置が実施する、超音波受信部の信号を使用する場合の処理の詳細を示すフローチャートである。 、 、 本発明の一実施形態に係る、気泡が混在の有無に応じた干渉光強度分布を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る信号の折り返しを説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る信号間隔及び信号強度と、超音波受信部の状態との関係を説明するための図である。

以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。なお図面を通じて同一の符号は同一の構成要素を参照している。

＜１．画像診断装置の外観構成＞
本実施形態に係る画像診断装置は、ＩＶＵＳ機能とＯＣＴ機能を有するものとして説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像診断装置１００の外観構成を示す図である。図１に示すように、画像診断装置１００は、プローブ１０１と、スキャナ及びプルバック部１０２と、制御装置１０３と、表示装置１１３とを備え、スキャナ及びプルバック部１０２と制御装置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。なお、本実施形態では制御装置１０３と表示装置１１３とを別体として説明するが、制御装置１０３が表示装置１１３を備える構成であってもよい。

プローブ１０１は、直接血管内に挿入されるものであり、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、伝送されてきた光を（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とを備えるイメージングコアを収容するカテーテルが内挿されている。画像診断装置１００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。

スキャナ及びプルバック部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、スキャナ及びプルバック部１０２は、イメージングコア内の超音波送受信部において受信された反射波の信号及び光送受信部において受信された反射光を取得し、制御装置１０３に対して送信する。

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。

制御装置１０３において、１１１は本体制御部である。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からラインデータを生成し、補間処理を経て超音波断層画像（ＩＶＵＳ画像）を生成する。さらに、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、該干渉光データに基づいてラインデータを生成し、補間処理を経て光干渉に基づく血管の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、データとして記憶したりする。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。

＜２．画像診断装置（主に制御装置）の機能構成＞
続いて、画像診断装置１００（主に制御装置１０３）の機能構成について説明する。図２は、画像診断装置１００のブロック構成図である。以下、同図を用いて、波長掃引型の光干渉断層画像診断を実現するための機能構成について説明する。

図中、２０１は画像診断装置の全体の制御を司る信号処理部であり、マイクロプロセッサをはじめ、いくつかの回路で構成される。２１０はハードディスクに代表される不揮発性の記憶装置であり、信号処理部２０１が実行する各種プログラムやデータファイルを格納している。２０２は信号処理部２０１内に設けられたメモリ（ＲＡＭ）である。２０３は波長掃引光源であり、時間軸に沿って、予め設定された範囲内で変化する波長の光を繰り返し生成する光源である。ここで、２０１０は画像取得部であり、後述のイメージングコア２５０で撮影された超音波断層画像（ＩＶＵＳ画像）や光断層画像を取得する。２０１１は制御部であり、各種処理を行うとともに表示装置１１３への表示を制御する。２０１２は選択受付部であり、操作パネル１１２、表示装置１１３がタッチ機能を有する場合は当該表示装置１１３、およびマウス１１４等を通じてユーザからの入力を受け付け、各種の選択処理を行う。

波長掃引光源２０３から出力された光は、第１のシングルモードファイバ２７１の一端に入射され、先端側に向けて伝送される。第１のシングルモードファイバ２７１は、途中の光ファイバカップラ２７２において第４のシングルモードファイバ２７５と光学的に結合されている。

第１のシングルモードファイバ２７１に入射され、光ファイバカップラ２７２より先端側に発した光は、コネクタ１０５を介して、第２のシングルモードファイバ２７３に導かれる。第２のシングルモードファイバ２７３の他端はプルバック部１０２内の光ロータリジョイント２３０に接続されている。

一方、プローブ１０１はプルバック部１０２と接続するためのアダプタ１０１ａを有する。そして、アダプタ１０１ａによりプローブ１０１をプルバック部１０２に接続することで、プローブ１０１が安定してプルバック部１０２に保持される。さらに、プローブ１０１内に回転自在に収容された第３のシングルモードファイバ２７４の端部が、光ロータリジョイント２３０に接続される。この結果、第２のシングルモードファイバ２７３と第３のシングルモードファイバ２７４が光学的に結合される。第３のシングルモードファイバ２７４の他方端（プローブ１０１の先頭部分側）には、光を回転軸に対してほぼ直行する方向に出射するミラーとレンズで構成される光送受信部を搭載したイメージングコア２５０が設けられている。

上記の結果、波長掃引光源２０３が発した光は、第１のシングルモードファイバ２７１、第２のシングルモードファイバ２７３、第３のシングルモードファイバ２７４を介して、第３のシングルモードファイバ２７４の端部に設けられたイメージングコア２５０に導かれる。イメージングコア２５０の光送受信部は、この光を、ファイバの軸に直行する方向に出射するとともに、その反射光を受信し、その受信した反射光が今度は逆に導かれ、制御装置１０３に返される。

一方、光ファイバカップラ２７２に結合された第４のシングルモードファイバ２７５の反対の端部には、参照光の光路長を微調整する光路長調整機構２２０が設けられている。光路長調整機構２２０は、プローブ１０１を交換した場合など、個々のプローブ１０１の長さのばらつきを吸収できるよう、その長さのばらつきに相当する光路長を変化させる光路長変更手段として機能する。そのため、第４のシングルモードファイバ２７５の端部に位置するコリメートレンズ２２５が、その光軸方向である矢印２２６で示すように移動自在な１軸ステージ２２４上に設けられている。

具体的には、１軸ステージ２２４はプローブ１０１を交換した場合に、プローブ１０１の光路長のばらつきを吸収できるだけの光路長の可変範囲を有する光路長変更手段として機能する。さらに、１軸ステージ２２４はオフセットを調整する調整手段としての機能も備えている。例えば、プローブ１０１の先端が生体組織の表面に密着していない場合でも、１軸ステージにより光路長を微小変化させることにより、生体組織の表面位置からの反射光と干渉させる状態に設定することが可能である。

１軸ステージ２２４で光路長が微調整され、グレーティング２２１、レンズ２２２を介してミラー２２３にて反射された光は再び第４のシングルモードファイバ２７５に導かれ、光ファイバカップラ２７２にて、第２のシングルモードファイバ２７３側から得られた光と混合されて、干渉光としてフォトダイオード２０４にて受光される。

このようにしてフォトダイオード２０４にて受光された干渉光は光電変換され、アンプ２０５により増幅された後、復調器２０６に入力される。復調器２０６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変換器２０７に入力される。

Ａ／Ｄ変換器２０７では、干渉光信号を例えば９０ＭＨｚで２０４８ポイント分サンプリングして、１ラインのデジタルデータ（干渉光データ）を生成する。なお、サンプリング周波数を９０ＭＨｚとしたのは、波長掃引の繰り返し周波数を４０ｋＨｚにした場合に、波長掃引の周期（２５μｓｅｃ）の９０％程度を２０４８点のデジタルデータとして抽出することを前提としたものであり、特にこれに限定されるものではない。

Ａ／Ｄ変換器２０７にて生成されたライン単位の干渉光データは、信号処理部２０１に入力され、一旦、メモリ２０２に格納される。そして、信号処理部２０１では干渉光データをＦＦＴ（高速フーリエ変換）により周波数分解して深さ方向のデータ（ラインデータ）を生成し、これを座標変換することにより、血管内の各位置での光断層画像を構築し、所定のフレームレートで表示装置１１３に出力する。

信号処理部２０１は、更に光路長調整用駆動部２０９、通信部２０８と接続されている。信号処理部２０１は光路長調整用駆動部２０９を介して１軸ステージ２２４の位置の制御（光路長制御）を行う。

通信部２０８は、いくつかの駆動回路を内蔵するとともに、信号処理部２０１の制御下にてプルバック部１０２と通信する。具体的には、プルバック部１０２内の光ロータリジョイントによる第３のシングルモードファイバ２７４の回転を行うためのラジアル走査モータへの駆動信号の供給、ラジアルモータの回転位置を検出するためのエンコーダ部２４２からの信号受信、並びに、直線駆動部２４３への駆動信号の供給を行うために使用される。

なお、信号処理部２０１における上記処理も、所定のプログラムがコンピュータによって実行されることで実現されるものとする。

上記構成において、プローブ１０１を患者の診断対象の血管位置（冠状動脈など）に位置させて、ユーザの操作によりプローブ１０１の先端に向けて、ガイディングカテーテルなどを通じて透明なフラッシュ液を血管内に放出させる。血液の影響を除外するためである。そして、ユーザがスキャン開始の指示入力を行うと、信号処理部２０１は、波長掃引光源２０３を駆動し、ラジアル走査モータ２４１並びに直線駆動部２４３を駆動させる（以降、ラジアル走査モータ２４１と直線駆動部２４３の駆動による光の照射と受光処理をスキャニングとも称する）。この結果、波長掃引光源２０３から波長掃引光が、上記のような経路でイメージングコア２５０に供給される。このとき、プローブ１０１の先端位置にあるイメージングコア２５０は回転しながら回転軸に沿って移動することになるので、イメージングコア２５０は、回転しながら且つ血管軸に沿って移動しながら、血管内腔面への光の出射とその反射光の受信を行うことになる。

ここで、１枚の光断層画像の生成にかかる処理を図３を用いて簡単に説明する。同図はイメージングコア２５０が位置する血管の内腔面３０１の断層画像の再構成処理を説明するための図である。イメージングコア２５０が１回転（３６０度）する間に、複数回の測定光の送信と受信を行う。１回の光の送受信により、その光を照射した方向の１ラインのデータを得ることができる。従って、１回転の間に、例えば５１２回の光の送受信を行うことで、回転中心３０２から放射線状に延びる５１２個のラインデータを得ることができる。５１２個のラインデータは、回転中心位置の近傍では密で、回転中心位置から離れるにつれて互いに疎になっていく。そこで、各ラインの空いた空間における画素については、周知の補間処理を行なって生成していき、人間が視覚できる２次元の断層画像を生成することになる。

そして、図４に示すごとく、生成された２次元断層画像４０１を血管軸に沿って互いに接続することで、３次元血管画像４０２を得ることができる。なお、２次元の断層画像の中心位置は、イメージングコア２５０の回転中心位置と一致するが、血管断面の中心位置ではない点に注意されたい。また、微弱ではあるが、イメージングコア２５０のレンズ表面、カテーテルの表面などで光が反射するので、図示の符号３０３に示すように、回転中心軸に対して同心円がいくつか発生する。

次に、超音波を用いた画像形成にかかる構成とその処理内容を説明する。超音波を用いたスキャニングは、上記の光干渉のスキャニングと同時に行われる。すなわち、スキャニングを行い、イメージングコア２５０を回転させながら、プローブ１０１のカテーテルシース内を移動している間、そのイメージングコア２５０に収容された超音波送受信部から超音波の出射とその反射波の検出を行う。このため、イメージングコア２５０に収容された超音波送受信部への駆動するための駆動信号の生成、並びに、超音波送受信部が出力した超音波の検出信号を受信する必要がある。駆動信号の送信と、検出した信号の受信を行うのが、超音波送受信制御部２３２である。超音波送受信制御部２３２と、イメージングコア２５０とは、信号線ケーブル２８１、２８２、２８３を介して接続される。イメージングコア２５０は回転するので、プルバック部１０２内に設けられたスリップリング２３１を介して、信号線ケーブル２８２と２８３とが電気的に接続されることになる。なお、図示では信号線ケーブル２８１乃至２８３は一本の線で結ばれているように示しているが、実際には、複数の信号線を収容している。

超音波送受信制御部２３２は、信号処理部２０１の制御下で動作し、イメージングコア２５０に収容された超音波送受信部を駆動し、超音波のパルス波を発生させる。超音波送受信部は、血管組織からの反射波を電気信号に変換し、超音波送受信制御部２３２に供給する。超音波送受信制御部２３２は、受信した超音波信号をアンプ２３３に出力し、増幅させる。このあと、増幅された超音波信号は、検波器２３４、Ａ／Ｄ変換器２３５を経て、超音波データとして信号処理部２０１に供給され、メモリ２０２に一旦格納される。なお、Ａ／Ｄ変換器２３５では、検波器２３４より出力された超音波信号を３０．６ＭＨｚで２００ポイント分サンプリングして、１ラインのデジタルデータ（超音波データ）を生成する。なお、ここでは、３０．６ＭＨｚとしているが、これは音速を１５３０ｍ／ｓｅｃとしたときに、深度５ｍｍに対して２００ポイントサンプリングすることを前提として算出されたものである。したがって、サンプリング周波数は特にこれに限定されるものではない。

信号処理部２０１は、メモリ２０２に格納された超音波データから、グレースケールに変換することにより、血管内の各位置での超音波画像を生成することになる。

＜３．処理＞
次に、図５のフローチャートを参照しながら、本発明の一実施形態に係る制御装置１０３が実施する処理の手順を説明する。図５の処理の開始前にユーザはプライミング操作を実行するが、気泡等の異物が残存していることがあり、その場合、超音波送受信部による信号の送受信が適切に実行可能な状態ではないことから、再度のプライミング操作を促す必要がある。

Ｓ５０１において、制御装置１０３は、イメージングコア２５０を収容するカテーテルが制御装置１０３に対して接続されたかどうか判定する。接続が検知された場合、Ｓ５０２へ進む。一方、接続が検知されていない場合、検知されるまで待機する。Ｓ５０２において、制御装置１０３は、イメージングコア２５０からの信号を受信する。ここで受信する信号は、光送受信部からの信号及び超音波送受信部からの信号の少なくとも何れか一方である。

Ｓ５０３において、制御装置１０３は、イメージングコア２５０が備える超音波送受信部による信号の送受信が適切に実行可能な状態であるか否かを判定する。超音波送受信部による信号の送受信が適切に実行可能な状態とは、例えば、イメージングコア２５０を収容するカテーテル内に気泡等の異物が残存していない状態である。当該Ｓ５０２及びＳ５０３の処理の詳細は後述するが、超音波送受信部の信号に基づいて判定したり、光送受信部の信号に基づいて判定したり、これら両方の送受信部の信号を用いて判定したりすることができる。適切に実行可能な状態である場合、Ｓ５０４へ進む。一方、適切に実行可能な状態ではない場合、Ｓ５０６へ進む。

Ｓ５０４において、制御装置１０３は、後述の光路長調整処理の実行前に、イメージングコア２５０をカテーテル先端側へ移動させる。Ｓ５０５において、制御装置１０３は、イメージングコア２５０の光送受信部を用いた撮像のための光路長調整を実行するように制御する。より具体的には、光路長調整用駆動部２０９を介して１軸ステージ２２４の位置の制御（光路長制御）を行う。光路長調整処理を実行した後に、血管内にカテーテルを挿入し、血管内の画像取得等処理が実施される。

Ｓ５０６において、制御装置１０３は、イメージングコア２５０を収容するカテーテル内の気泡を除去する（再度の）プライミング操作の実施を促すメッセージを報知する。メッセージは、音声出力、表示装置１１３へのテキスト表示、あるいは警報音の出力、ＬＥＤの点灯等、任意の手法で報知すればよい。その後、Ｓ５０２に戻る。以上で図５の一連の処理が終了する。なお、事前のプライミング操作の実行を制御装置１０３が検知した場合に図５の一連の処理を開始するように構成してもよい。

続いて、図６のフローチャート及び図７を参照して、Ｓ５０２及びＳ５０３の処理の詳細を説明する。当該例では、超音波送受信部による送受信が適切に実行可能な状態であるかどうかを、イメージングコア２５０の超音波送受信部からの受信信号に基づいて判定する。光送受信部からの信号は使用しない。

Ｓ６０１において、制御装置１０３は、イメージングコア２５０の超音波送受信部からの信号を受信する。Ｓ６０２において、制御装置１０３は、カテーテルシース外面より外側の領域の信号強度を取得する。

Ｓ６０３において、制御装置１０３は、Ｓ６０２で取得された信号強度が予め格納された閾値（例えば、予め定められた正常値）以上であるか否かを判定する。ここで、図７は、正しくプライミングが行われており、気泡が混在していない時に得られる超音波断層像の一例を示す。気泡が混在していない場合は、図７に示すようにカテーテルシースの多重反射信号が検出されるが、気泡が混在している場合は超音波が伝達しないため、反射信号が得られず、真っ黒な画像が得られることになる。信号強度が予め格納された閾値以上であると判定された場合、Ｓ６０４へ進む。一方、信号強度が予め格納された閾値未満であると判定された場合、Ｓ６０５へ進む。または、超音波送受信部から受信した信号に、カテーテルシースの内面及び外面からの反射信号あるいはその多重反射信号が含まれるか否かを判定し、含まれる場合に超音波送受信部による送受信が適切に実行可能な状態であると判定するように構成してもよい。

Ｓ６０４において、制御装置１０３は、超音波送受信部による信号の送受信が適切に実行可能な状態であると判定し、処理を終了する。Ｓ６０５において、制御装置１０３は、超音波送受信部による信号の送受信が適切に実行可能な状態ではないと判定し、処理を終了する。以上で図６の一連の処理が終了する。

続いて、図８のフローチャート及び図９Ａ〜図９Ｃを参照して、Ｓ５０２及びＳ５０３の処理の詳細を説明する。当該例では、超音波送受信部による送受信が適切に実行可能な状態であるかどうかを、イメージングコア２５０の光送受信部からの受信信号に基づいて判定する。超音波送受信部からの信号は使用しない。

Ｓ８０１において、制御装置１０３は、イメージングコア２５０の光送受信部からの信号を受信する。Ｓ８０２において、制御装置１０３は、光送受信部の一部を構成するレンズ表面からカテーテルシース内面までの領域の信号強度を取得する。ここで、図９Ａ〜図９Ｃに、取得される干渉光の強度分布の例を示す。図９Ａにおいて、９０１はレンズ表面、９０２はカテーテルシース内面、９０３はカテーテルシース外面を示している。図９Ａに示されるように、レンズ表面９０１、カテーテルシース内面９０２、カテーテルシース外面９０３の付近で干渉光の強度が高くなっている様子が分かる。気泡が混在していない正常値は図９Ａのような分布となる。

Ｓ８０３において、制御装置１０３は、Ｓ８０２で取得された信号強度が予め格納された閾値以下であるか否かを判定する。ここで図９Ｂは、気泡（ａｉｒ）が混在している時のイメージングコア２５０先端部の縦断面図を示している。このように気泡が混在していると、図９Ｃの破線で示されるように、図９Ａの正常値よりもΔｄの範囲（すなわち、レンズ表面からカテーテルシース内面までの領域）で値が大きくなる。Ｓ８０２で取得された信号強度が予め格納された閾値以下であることは、超音波送受信部による信号の送受信が適切に実行可能な状態（気泡が混在していない状態）であると考えることができる。なお、図９Ｃの実線は図９Ａの干渉光強度分布と同じものを示している。

ここで、Ｓ８０３の処理では、Δｄの範囲の信号強度の積分値と、同じ範囲の正常値の積分値とを比較してもよいし、Δｄの範囲の平均値同士を比較するように構成してもよい。また、Δｄの範囲の中の特定の座標における信号強度同士を比較するように構成してもよい。その際、誤差の影響を低減するために、両者の差が閾値以上である場合に気泡が混在しているものとして判定してもよい。

信号強度が予め格納された閾値以下であると判定された場合、Ｓ８０４へ進む。一方、信号強度が予め格納された閾値より大きい値であると判定された場合、Ｓ８０５へ進む。

Ｓ８０４において、制御装置１０３は、超音波送受信部による信号の送受信が適切に実行可能な状態であると判定し、処理を終了する。Ｓ８０５において、制御装置１０３は、超音波送受信部による信号の送受信が適切に実行可能な状態ではないと判定し、処理を終了する。以上で図８の一連の処理が終了する。

以上、図６〜図９Ｃを参照しながら、超音波送受信部による信号の送受信が適切に実行可能な状態であるかどうかを、超音波送受信部の信号に基づいて判定したり、光送受信部の信号に基づいて判定したりする例を説明した。本発明はこれらの例に限定されるものではなく、これら両方の送受信部の信号を用いて判定してもよい。すなわち、図６、図８の各処理をそれぞれ実行し、どちらの処理でも超音波送受信部による信号の送受信が適切に実行可能な状態であると判定された場合に、Ｓ５０３において超音波送受信部による信号の送受信が適切に実行可能な状態ではないと判定するように構成してもよい。また、光送受信部から受信したカテーテルシースの内面もしくはカテーテルシース内面より内側の領域からの受信信号の強度あるいは信号間隔に基づいて、超音波送受信部による送受信が適切に実行可能な状態であるか否かを判定してもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る制御装置は、光送受信部と超音波送受信部とを含むイメージングコアからの信号を受信し、受信された光送受信部からの信号及び超音波送受信部からの信号の少なくとも一方に基づいて、超音波送受信部による送受信が適切に実行可能な状態であるか否かを判定し、適切に実行可能であると判定された場合に、光送受信部を用いた撮像のための光路長調整を実行するように制御する。

これにより、ＩＶＵＳ画像の取得前に気泡が残存していないかどうかの確認作業、そしてＯＣＴ画像の取得前に必要な光路調整作業といった一連の作業を自動的に実行することができる。光路長調整はプライミングが確実に行われて気泡が混在していないことが確認された後に実施する必要があるが、本発明に係る処理によれば、ユーザが手順を誤ることを防止し、ひいては誤診断を防止することができる。このように、ユーザの事前確認の負担を低減しつつ、誤診断の発生を防止することが可能となる。

なお、本実施形態ではＩＶＵＳ機能及びＯＣＴ機能を有するデュアルセンサについて説明したが、診断時に必ずしも両方の機能を動作させる必要はなく、一方の機能だけ動作させたい場合がありうる。

光送受信部を用いた撮像を実行する第１のモードと、超音波送受信部を用いた撮像を実行する第２のモードと、光送受信部を用いた撮像と超音波送受信部を用いた撮像とを実行する第３のモードとから、ユーザ操作応じてモード選択を受け付けるように構成してもよい。そして、第２のモードが選択された場合には、光路長調整を実行しないように構成してもよい。これにより、不必要な処理に要する時間を削減することが可能となる。

続いて、図１０を参照しながら、本発明の一実施形態に係る信号の折り返しについて説明する。ＯＣＴでは、フーリエ変換を行うことにより信号の折り返しが生じ得る。折り返し信号が生じた場合、レンズ表面・カテーテルシース内面・カテーテルシース外面の各信号の位置関係が変わるため、折り返し信号が無い状態であるか否かを判定する必要がある。光路調整されてない状態では、カテーテルのファイバ長のばらつきにより、レンズ表面・カテーテルシース内面・カテーテルシース外面から得られる３つの信号は様々な位置関係を取り得る。

図１０において、横軸は光路差を表しており、レンズ表面、カテーテルシース内面、カテーテルシース外面からの各反射信号について、光路差が大きい順に第一の信号、第二の信号、第三の信号として番号を付与している。状態１０１０の各波形が左側へずれると状態１０２０となるが、状態１０１０、状態１０２０では、信号の折り返しが生じていない。

状態１０２０の各波形が左側へずれると状態１０３０となるが、原点を境にしてレンズ表面の波形が折り返されている。折り返されたレンズ表面の波形を、折り返されていないカテーテルシース内面、カテーテルシース外面の波形（三角形で示している）と区別するために放物形で示している。状態１０４０から状態１０９０へと遷移するにつれて、原点を境にしてカテーテルシース内面、カテーテルシース外面の各波形も折り返されていく。

このような折り返しが生じていない状態で、超音波送受信部による信号の送受信が適切に実行可能な状態であるか否かの判定処理を実行する必要がある。ここで、カテーテルシース内面の信号とカテーテルシース外面の信号との間隔は常に一定である。また、レンズ表面・カテーテルシース内面・カテーテルシース外面から得られる３つの信号が折り返された場合、レンズ表面の信号は光路差が大きい側に生じることになる。

そこで、カテーテルシース内面の信号とカテーテルシース外面の信号とがそれぞれ一定光路差（閾値）よりも大きい位置にある場合に、折り返し信号が無い状態であると判定する。図１１の例では、状態１０１０が、折り返し信号が無い状態であると判定され、その他の状態１０２０〜１０９０については折り返し信号がある状態であると判定される。

状態１０２０も実際には信号の折り返しが生じていないものの、状態１０２０と状態１０３０とを明確に区別するために、カテーテルシース内面の信号とカテーテルシース外面の信号とがそれぞれ一定光路差（閾値）よりも大きい位置にあることを条件としている。これにより、状態１０１０だけが折り返し信号が無い状態であると判定されることになる。

以上説明したように、超音波送受信部による信号の送受信が適切に実行可能な状態であるか否かの判定処理の実施前に光送受信部から得られる反射信号を光路差の大きい信号から順に第一の信号、第二の信号とすると、第一の信号と第二の信号との間隔が所定値であり、且つ、第一の信号の光路差と第二の信号の光路差とがそれぞれ閾値以上である場合に、折り返しが生じていない状態（状態１０１０）となっているといえる。よって、この場合に判定処理を実行するように構成する。

次に、図１１を参照しながら、本発明の一実施形態に係る信号間隔及び信号強度と、超音波受信部の状態との関係を説明する。図１１において、横軸は光路差を、縦軸は信号強度を表している。また、Ｌの文字が付された三角形はレンズ表面の波形を、Ｉの文字が付された三角形はカテーテルシース内面の波形を、Ｏの文字が付された三角形はシース外面の波形をそれぞれ表している。

状態１１１０は、カテーテル内の領域が水（生理食塩水）であり、カテーテル外の領域も水の場合である。カテーテル内の領域が水で満たされており、適切なプライミング状態、すなわち、超音波送受信部による信号の送受信が適切に実行可能な状態である。状態１１２０は、カテーテル内の領域が水であり、カテーテル外の領域が空気の場合である。カテーテル内の領域が水で満たされており、適切なプライミング状態、すなわち、超音波送受信部による信号の送受信が適切に実行可能な状態である。なお、空気が存在するシース外面の信号強度が高くなっている。

状態１０３０は、カテーテル内の領域が空気であり、カテーテル外の領域も空気の場合である。カテーテル内が空気で満たされており、適切なプライミング状態ではない、すなわち、超音波送受信部による信号の送受信が適切に実行可能な状態ではない。なお、空気が存在するシース外面の信号強度、シース内面の信号強度が高くなっている。また、レンズ表面の信号とシース内面の信号との間隔が小さくなっている。

状態１０４０は、カテーテル内の領域が空気であり、カテーテル外の領域は水の場合である。カテーテル内が空気で満たされており、適切なプライミング状態ではない、すなわち、超音波送受信部による信号の送受信が適切に実行可能な状態ではない。なお、空気が存在するシース内面の信号強度が高くなっている。また、レンズ表面の信号とシース内面の信号との間隔が小さくなっている。

状態１０５０は、カテーテル内の領域が空気及び水（すなわち、カテーテル内が一部空気）であり、カテーテル外の領域は水の場合である。カテーテル内の領域に空気が含まれており、適切なプライミング状態ではない、すなわち、超音波送受信部による信号の送受信が適切に実行可能な状態ではない。なお、レンズ表面の信号とカテーテルシース内面の信号との間に別の信号が検出されている。

よって、光送受信部から受信したレンズ表面からの反射信号とカテーテルシースの内面からの反射信号との間隔が閾値以上である場合に（状態１１１０及び状態１１２０）、超音波送受信部による送受信が適切に実行可能な状態であると判定することができる。また、光送受信部から受信したカテーテルシースの内面からの反射信号強度が閾値以下である場合に（状態１１１０及び状態１１２０）、超音波送受信部による送受信が適切に実行可能な状態であると判定することができる。一方、レンズ表面からカテーテルシースの内面までの領域内で受信した信号の強度が閾値以上の反射信号である場合に（状態１０５０）、超音波送受信部による送受信が適切に実行可能な状態ではないと判定することができる。

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の要旨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９月２９日提出の日本国特許出願特願２０１６−１９２０６５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 (15)

1. 光送受信部と超音波送受信部とを含むイメージングコアからの信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信された前記光送受信部からの信号及び前記超音波送受信部からの信号の少なくとも一方に基づいて、前記超音波送受信部による送受信が適切に実行可能な状態であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記超音波送受信部による送受信が適切に実行可能であると判定された場合に、前記光送受信部を用いた撮像のための光路長調整を実行するように制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. 前記イメージングコアを収容するカテーテルの接続を検知する検知手段をさらに備え、
   前記判定手段は、前記検知手段により前記カテーテルの接続が検知されたことに応じて判定処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記判定手段は、前記超音波送受信部から受信した信号にカテーテルシースの内面及び外面からの反射信号あるいは多重反射信号が含まれる場合に、前記超音波送受信部による送受信が適切に実行可能な状態であると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 前記判定手段は、前記光送受信部から受信したカテーテルシースの内面もしくはカテーテルシース内面より内側の領域からの受信信号の強度あるいは信号間隔に基づいて、前記超音波送受信部による送受信が適切に実行可能な状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
5. 前記判定手段による判定処理の実施前に前記光送受信部から得られる反射信号を光路差の大きい信号から順に第一の信号、第二の信号とすると、
   前記判定手段は、前記第一の信号と前記第二の信号との間隔が所定値であり、且つ、前記第一の信号の光路差と前記第二の信号の光路差とがそれぞれ閾値以上である場合に、前記判定処理を実行することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の制御装置。
6. 前記判定手段は、前記光送受信部から受信したレンズ表面からの反射信号とカテーテルシースの内面からの反射信号との間隔が閾値以上である場合に、前記超音波送受信部による送受信が適切に実行可能な状態であると判定することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
7. 前記判定手段は、前記光送受信部から受信したカテーテルシースの内面からの反射信号強度が閾値以下である場合に、前記超音波送受信部による送受信が適切に実行可能な状態であると判定することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
8. 前記判定手段は、レンズ表面からカテーテルシースの内面までの領域内で受信した信号の強度が閾値以上の反射信号である場合に、前記超音波送受信部による送受信が適切に実行可能な状態ではないと判定することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
9. 前記超音波送受信部による送受信が適切に実行可能な状態とは、前記イメージングコアを収容するカテーテル内に気泡が混在していない状態であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の制御装置。
10. 前記判定手段により前記超音波送受信部による送受信が適切に実行可能ではないと判定された場合に、前記イメージングコアを収容するカテーテル内の気泡を除去するプライミング操作の実施を促すメッセージを報知する報知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の制御装置。
11. 前記光送受信部を用いた撮像を実行する第１のモードと、前記超音波送受信部を用いた撮像を実行する第２のモードと、前記光送受信部を用いた撮像と前記超音波送受信部を用いた撮像とを実行する第３のモードとから、ユーザ操作に基づいてモードを選択する選択手段をさらに備え、
    前記制御手段は、前記選択手段により前記第２のモードが選択された場合、前記光路長調整を実行しないことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の制御装置。
12. 前記制御手段は、前記判定手段により前記超音波送受信部による送受信が適切に実行可能であると判定された場合に、前記光路長調整の実行前に、前記イメージングコアをカテーテル先端側へ移動させることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の制御装置。
13. 請求項１乃至１２の何れか１項に記載の制御装置と、
    前記光送受信部と前記超音波送受信部とを含む前記イメージングコアを収容するカテーテルと、
    を備える画像診断装置。
14. コンピュータを、請求項１乃至１２の何れか１項に記載の制御装置の各手段として機能させるためのプログラム。
15. 制御装置の処理方法であって、
    光送受信部と超音波送受信部とを含むイメージングコアからの信号を受信する受信工程と、
    前記受信工程により受信された前記光送受信部からの信号及び前記超音波送受信部からの信号の少なくとも一方に基づいて、前記超音波送受信部による送受信が適切に実行可能な状態であるか否かを判定する判定工程と、
    前記判定工程により前記超音波送受信部による送受信が適切に実行可能であると判定された場合に、前記光送受信部を用いた撮像のための光路長調整を実行するように制御する制御工程と、
    を有することを特徴とする処理方法。