WO2014049641A1

WO2014049641A1 - 画像診断装置及び情報処理装置並びにそれらの制御方法

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Publication number: WO2014049641A1
Application number: PCT/JP2012/006124
Authority: WO
Inventors: 賢二金子
Original assignee: テルモ株式会社
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2014-04-03
Also published as: JPWO2014049641A1

Abstract

　本発明は、生体組織における互いに対応する超音波断面画像と光断面画像を表示する際に、それぞれが持つ情報の視覚上の損失を抑えながらも、高い精度で生体組織の診断を行えるようにする。このため、ＯＣＴ断面画像とＩＶＵＳ断面画像を並べて表示する。この状態で、ユーザから特定の操作入力があると、ＯＣＴ断面画像とＩＶＵＳ断面画像とを交換して表示する。

Description

画像診断装置及び情報処理装置並びにそれらの制御方法

　本発明は超音波並びに光による生体組織の断層画像生成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：ＩｎｔｒａＶａｓｃｕｌａｒ　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（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）も提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。このような画像診断装置によれば、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と、高分解能で測定できるＯＣＴの特性を活かした断面画像の両方を、一回の操作で生成することができる。

特開平１１－５６７５２号公報特開２００６－２０４４３０号公報

　上記の如く、血管内の同一箇所の断面画像を、一度にＩＶＵＳ機能、ＯＣＴ機能の両方で生成することが可能になった。ＯＣＴ断面画像は、比較的浅い組織について高い解像度の画像となるものの、それより深い組織の像は得ることができないという面がある。一方、ＩＶＵＳ断面画像は、比較的深い生体組織まで含む像を得るのに都合が良いものの、ＯＣＴほど高い解像度とはならない面がある。つまり、これら２種類の断面画像は互いに補う関係にあると言える。

　これまでの表示は、これら２種類の断面画像を並べて表示するか、それら２種類の断面画像を合成して、１枚の合成画像を生成し、それを表示するかのいずれかであった。

　前者の場合、画面上で距離を隔てた２種類の断面画像をユーザが見比べる必要があり、患部の状況はユーザ自身の頭の中で想像するしかない。

　一方、後者の場合、視点を移動しないで済む分だけユーザの診断に負担は軽減する。しかし、２つの断面画像の合成を行う場合の一般的な手法は、２つの断面画像の画素値の平均値を算出し、その平均値を合成画像の１画素の値とするものである。故に、例えば合成画像におけるＯＣＴ断面画像の持つ特徴は、オリジナルのＯＣＴ断面画像の特徴の半分となり、オリジナルのＯＣＴ断面画像の半分の情報が失われることを意味する。これは、ＩＶＵＳ断面画像にも言えることである。

　本発明は係る問題に鑑みなされたものであり、生体組織における互いに対応する超音波断面画像と光断面画像を表示する際に、それぞれが持つ情報の視覚上の損失を抑えながらも、高い精度で生体組織の診断を行える技術を提供しようとするものである。

　上記の目的を達成するために、本発明に係る画像診断装置は以下のような構成を備える。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とが配置された送受信部を有するプローブを回転自在且つ脱着可能に保持し、前記超音波送受信部が受信した生体組織からの反射波、及び、前記光送受信部が受信した生体組織からの反射光とを用いて、該生体組織の超音波断面画像及び光断面画像を生成する画像診断装置であって、
　ユーザインタフェースとして機能する画面内に、生体組織における互いに対応する前記超音波断面画像及び前記光断面画像を並べて表示する表示手段と、
　ユーザからの特定の操作があったか否かを判定する判定手段と、
　該判定手段により特定の操作があったと判断した場合、前記ユーザインタフェースの画面内の前記超音波断面像と前記光断面像を交換して表示する制御手段とを有する。

　また、他の発明は、超音波断面像、及び、光断面像を生成する画像診断装置で得られた前記超音波断面画像及び前記光断面画像を表示する情報処理装置であって、
　ユーザインタフェースとして機能する画面内に、生体組織における互いに対応する前記超音波断面画像及び前記光断面画像を並べて表示する表示手段と、
　ユーザからの特定の操作があったか否かを判定する判定手段と、
　該判定手段により特定の操作があったと判断した場合、前記ユーザインタフェースの画面内の前記超音波断面像と前記光断面像を交換して表示する制御手段とを有する。

　本発明によれば、生体組織における互いに対応する超音波断面画像と光断面画像を表示する際に、それぞれが持つ情報の視覚上の損失を抑えながらも、高い精度で生体組織の診断を行えるようになる。

　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かかる画像診断装置１００の外観構成を示す図である。プローブ部の全体構成及び先端部の断面構成を示す図である。イメージングコアの断面構成、ならびに超音波送受信部及び光送受信部の配置を示す図である。画像診断装置１００の機能構成を示す図である。血管内スキャンが完了した際に、メモリ内に構築されるＩＶＵＳ画像とＯＣＴ画像の例を示す図である。ユーザインタフェースの例を示す図である。ユーザインタフェースの例を示す図である。実施形態におけるユーザインタフェースに係る信号処理部の処理手順を示すフローチャートである。

　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。

　１．画像診断装置の外観構成
　図１は本発明の一実施形態にかかる画像診断装置（ＩＶＵＳの機能と、ＯＣＴの機能とを備える画像診断装置）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、プローブ部１０１と、スキャナ及びプルバック部１０２と、操作制御装置１０３とを備え、スキャナ及びプルバック部１０２と操作制御装置１０３とは、信号線１０４により各種信号が伝送可能に接続されている。

　プローブ部１０１は、直接血管内に挿入され、パルス信号に基づく超音波を血管内に送信するとともに、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と、を備えるイメージングコアが内挿されている。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。

　スキャナ及びプルバック部１０２は、プローブ部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部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、超音波送受信部において受信された反射波及び光送受信部において受信された反射光を取得し、操作制御装置１０３に対して送信する。

　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データを処理し、血管内の断面画像（横方向断面画像及び縦方向断面画像）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は本体制御部であり、測定により得られた反射波に基づいて超音波データを生成するとともに、該超音波データに基づいて生成されたラインデータを処理することで、超音波断面画像を生成する。更に、測定により得られた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生成されたラインデータを処理することで、光断面画像を生成する。

　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．プローブ部の全体構成及び先端部の断面構成
　次に、プローブ部１０１の全体構成及び先端部の断面構成について図２を用いて説明する。図２に示すように、プローブ部１０１は、血管内に挿入される長尺のカテーテルシース２０１と、ユーザが操作するために血管内に挿入されることなく、ユーザの手元側に配置されるコネクタ部２０２とにより構成される。カテーテルシース２０１の先端には、ガイドワイヤルーメンを構成するガイドワイヤルーメン用チューブ２０３が設けられている。カテーテルシース２０１は、ガイドワイヤルーメン用チューブ２０３との接続部分からコネクタ部２０２との接続部分にかけて連続する管腔を形成している。

　カテーテルシース２０１の管腔内部には、超音波を送受信する超音波送受信部と光を送受信する光送受信部とが配置された送受信部２２１と、電気信号ケーブル及び光ファイバケーブルを内部に備え、それを回転させるための回転駆動力を伝達するコイル状の駆動シャフト２２２とを備えるイメージングコア２２０が、カテーテルシース２０１のほぼ全長にわたって挿通されている。

　コネクタ部２０２は、カテーテルシース２０１の基端に一体化して構成されたシースコネクタ２０２ａと、駆動シャフト２２２の基端に駆動シャフト２２２を回動可能に固定して構成された駆動シャフトコネクタ２０２ｂとを備える。

　シースコネクタ２０２ａとカテーテルシース２０１との境界部には、耐キンクプロテクタ２１１が設けられている。これにより所定の剛性が保たれ、急激な物性の変化による折れ曲がり（キンク）を防止することができる。

　駆動シャフトコネクタ２０２ｂの基端は、スキャナ及びプルバック部１０２に着脱可能に取り付けられる。

　次に、プローブ部１０１の先端部の断面構成について説明する。カテーテルシース２０１の管腔内部には、超音波を送受信する超音波送受信部と光を送受信する光送受信部とが配置された送受信部２２１が配されたハウジング２２３と、それを回転させるための回転駆動力を伝送する駆動シャフト２２２とを備えるイメージングコア２２０がほぼ全長にわたって挿通されており、プローブ部１０１を形成している。

　駆動シャフト２２２は、カテーテルシース２０１に対して送受信部２２１を回転動作及び軸方向動作させることが可能であり、柔軟で、かつ回転をよく伝送できる特性をもつ、例えば、ステンレス等の金属線からなる多重多層密着コイル等により構成されている。そして、その内部には電気信号ケーブル及び光ファイバケーブル（シングルモードの光ファイバケーブル）が配されている。

　ハウジング２２３は、短い円筒状の金属パイプの一部に切り欠き部を有した形状をしており、金属塊からの削りだしやＭＩＭ（金属粉末射出成形）等により成形される。また、先端側には短いコイル状の弾性部材２３１が設けられている。

　弾性部材２３１はステンレス鋼線材をコイル状に形成したものであり、弾性部材２３１が先端側に配されることで、イメージングコア２２０を前後移動させる際にカテーテルシース２０１内での引っかかりを防止する。

　２３２は補強コイルであり、カテーテルシース２０１の先端部分の急激な折れ曲がりを防止する目的で設けられている。

　ガイドワイヤルーメン用チューブ２０３は、ガイドワイヤが挿入可能なガイドワイヤ用ルーメンを有する。ガイドワイヤルーメン用チューブ２０３は、予め血管内に挿入されたガイドワイヤを受け入れ、ガイドワイヤによってカテーテルシース２０１を患部まで導くのに使用される。

　３．イメージングコアの断面構成
　次に、イメージングコア２２０の断面構成、ならびに超音波送受信部及び光送受信部の配置について説明する。図３は、イメージングコアの断面構成、ならびに超音波送受信部及び光送受信部の配置を示す図である。

　図３の３Ａに示すように、ハウジング２２３内に配された送受信部２２１は、超音波送受信部３１０と光送受信部３２０とを備え、超音波送受信部３１０及び光送受信部３２０は、それぞれ、駆動シャフト２２２の回転中心軸上（図３の３Ａの一点鎖線上）において軸方向に沿って配置されている。

　このうち、超音波送受信部３１０は、プローブ部１０１の先端側に、また、光送受信部３２０は、プローブ部１０１の基端側に配置されている。

　また、超音波送受信部３１０及び光送受信部３２０は、駆動シャフト２２２の軸方向に対する、超音波送受信部３１０の超音波送信方向（仰角方向）、及び、光送受信部３２０の光送信方向（仰角方向）が、それぞれ、略９０°となるようにハウジング２２３内に取り付けられている。なお、各送信方向は、カテーテルシース２０１の管腔内表面での反射を受信しないように９０°よりややずらして取り付けられることが望ましい。

　駆動シャフト２２２の内部には、超音波送受信部３１０と接続された電気信号ケーブル３１１と、光送受信部３２０に接続された光ファイバケーブル３２１とが配されており、電気信号ケーブル３１１は、光ファイバケーブル３２１に対して螺旋状に巻き回されている。

　図３の３Ｂは、超音波送受信位置において、回転中心軸に略直交する面で切断した場合の断面図である。図３の３Ｂに示すように、紙面下方向を０度とした場合、超音波送受信部３１０の超音波送信方向（回転角方向（方位角方向ともいう））は、θ度となっている。

　図３の３Ｃは、光送受信位置において、回転中心軸に略直交する面で切断した場合の断面図である。図３の３Ｃに示すように、紙面下方向を０度とした場合、光送受信部３２０の光送信方向（回転角方向）は、０度となっている。つまり、超音波送受信部３１０と光送受信部３２０は、超音波送受信部３１０の超音波送信方向（回転角方向）と、光送受信部３２０の光送信方向（回転角方向）とが、互いにθ度ずれるように配置されている。

　４．画像診断装置の機能構成
　次に、画像診断装置１００の機能構成について説明する。図４は、ＩＶＵＳの機能とＯＣＴ（ここでは、一例として波長掃引型ＯＣＴ）の機能とを組み合わせた画像診断装置１００の機能構成を示す図である。なお、ＩＶＵＳの機能と他のＯＣＴの機能とを組み合わせた画像診断装置についても、同様の機能構成を有するため、ここでは説明を省略する。

　（１）ＩＶＵＳの機能
　イメージングコア２２０は、先端内部に超音波送受信部３１０を備えており、超音波送受信部３１０は、超音波信号送受信器４５２より送信されたパルス波に基づいて、超音波を生体組織に送信するとともに、その反射波（エコー）を受信し、アダプタ４０２及びスリップリング４５１を介して超音波信号として超音波信号送受信器４５２に送信する。

　なお、スキャナ及びプルバック部１０２において、スリップリング４５１の回転駆動部側は回転駆動装置４０４のラジアル走査モータ４０５により回転駆動される。また、ラジアル走査モータ４０５の回転角度は、エンコーダ部４０６により検出される。更に、スキャナ及びプルバック部１０２は、直線駆動装置４０７を備え、信号処理部４２８からの信号に基づいて、イメージングコア２２０の軸方向動作を規定する。

　超音波信号送受信器４５２は、送信波回路と受信波回路とを備える（不図示）。送信波回路は、信号処理部４２８から送信された制御信号に基づいて、イメージングコア２２０内の超音波送受信部３１０に対してパルス波を送信する。

　また、受信波回路は、イメージングコア２２０内の超音波送受信部３１０より超音波信号を受信する。受信された超音波信号はアンプ４５３により増幅された後、検波器４５４に入力され検波される。

　更に、Ａ／Ｄ変換器４５５では、検波器４５４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。

　Ａ／Ｄ変換器４５５にて生成されたライン単位の超音波データは信号処理部４２８に入力される。信号処理部４２８では、超音波データを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断面画像を生成し、所定のフレームレートでＬＣＤモニタ１１３に出力する。

　なお、信号処理部４２８はモータ制御回路４２９と接続され、モータ制御回路４２９のビデオ同期信号を受信する。信号処理部４２８では、受信したビデオ同期信号に同期して超音波断面画像の生成を行う。

　また、このモータ制御回路４２９のビデオ同期信号は、回転駆動装置４０４にも送られ、回転駆動装置４０４はビデオ同期信号に同期した駆動信号を出力する。

　なお、信号処理部４２８における上記処理、ならびに、図７、図８等を用いて後述する画像診断装置１００におけるユーザインタフェースに関する画像処理は、信号処理部４２８において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。

　（２）波長掃引型ＯＣＴの機能
　次に、同図を用いて波長掃引型ＯＣＴの機能構成について説明する。４０８は波長掃引光源(Ｓｗｅｐｔ　Ｌａｓｅｒ)であり、ＳＯＡ４１５（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ｏｐｔｉｃａｌ　ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）とリング状に結合された光ファイバ４１６とポリゴンスキャニングフィルタ（４０８ｂ）よりなる、Ｅｘｔｅｎｄｅｄ－ｃａｖｉｔｙ　Ｌａｓｅｒの一種である。

　ＳＯＡ４１５から出力された光は、光ファイバ４１６を進み、ポリゴンスキャニングフィルタ４０８ｂに入り、ここで波長選択された光は、ＳＯＡ４１５で増幅され、最終的にｃｏｕｐｌｅｒ４１４から出力される。

　ポリゴンスキャニングフィルタ４０８ｂでは、光を分光する回折格子４１２とポリゴンミラー４０９との組み合わせで波長を選択する。具体的には、回折格子４１２により分光された光を２枚のレンズ（４１０、４１１）によりポリゴンミラー４０９の表面に集光させる。これによりポリゴンミラー４０９と直交する波長の光のみが同一の光路を戻り、ポリゴンスキャニングフィルタ４０８ｂから出力されることとなる。つまり、ポリゴンミラー４０９を回転させることで、波長の時間掃引を行うことができる。

　ポリゴンミラー４０９は、例えば、４８面体のミラーが使用され、回転数が５００００ｒｐｍ程度である。ポリゴンミラー４０９と回折格子４１２とを組み合わせた波長掃引方式により、高速、高出力の波長掃引が可能である。

　Ｃｏｕｐｌｅｒ４１４から出力された波長掃引光源４０８の光は、第１のシングルモードファイバ４４０の一端に入射され、先端側に伝送される。第１のシングルモードファイバ４４０は、途中の光カップラ部４４１において第２のシングルモードファイバ４４５及び第３のシングルモードファイバ４４４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４４０の光カップラ部４４１より先端側には、非回転部（固定部）と回転部（回転駆動部）との間を結合し、光を伝送する光ロータリジョイント（光カップリング部）４０３が回転駆動装置４０４内に設けられている。

　更に、光ロータリジョイント（光カップリング部）４０３内の第４のシングルモードファイバ４４２の先端側には、プローブ部１０１の第５のシングルモードファイバ４４３がアダプタ４０２を介して着脱自在に接続されている。これによりイメージングコア２２０内に挿通され回転駆動可能な第５のシングルモードファイバ４４３に、波長掃引光源４０８からの光が伝送される。

　伝送された光は、イメージングコア２２０の光送受信部３２０から血管内の生体組織に対して回転動作及び軸方向動作しながら照射される。そして、生体組織の表面あるいは内部で散乱した反射光の一部がイメージングコア２２０の光送受信部３２０により取り込まれ、逆の光路を経て第１のシングルモードファイバ４４０側に戻る。さらに、光カップラ部４４１によりその一部が第２のシングルモードファイバ４４５側に移り、第２のシングルモードファイバ４４５の一端から出射された後、光検出器（例えばフォトダイオード４２４）にて受光される。

　なお、光ロータリジョイント４０３の回転駆動部側は回転駆動装置４０４のラジアル走査モータ４０５により回転駆動される。

　一方、第３のシングルモードファイバ４４４の光カップラ部４４１と反対側の先端には、参照光の光路長を微調整する光路長の可変機構４３２が設けられている。

　この光路長の可変機構４３２はプローブ部１０１を交換して使用した場合の個々のプローブ部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化手段を備えている。

　第３のシングルモードファイバ４４４およびコリメートレンズ４１８は、その光軸方向に矢印４２３で示すように移動自在な１軸ステージ４２２上に設けられており、光路長変化手段を形成している。

　具体的には、１軸ステージ４２２はプローブ部１０１を交換した場合に、プローブ部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化手段として機能する。さらに、１軸ステージ４２２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、プローブ部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４２２で光路長が微調整され、グレーティング４１９、レンズ４２０を介してミラー４２１にて反射された光は第３のシングルモードファイバ４４４の途中に設けられた光カップラ部４４１で第１のシングルモードファイバ４４０側から得られた光と混合されて、フォトダイオード４２４にて受光される。

　このようにしてフォトダイオード４２４にて受光された干渉光は光電変換され、アンプ４２５により増幅された後、復調器４２６に入力される。この復調器４２６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４２７に入力される。

　Ａ／Ｄ変換器４２７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（２５．０μｓｅｃ）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４２７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４２８に入力される。信号処理部４２８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面画像を構築し、所定のフレームレートでＬＣＤモニタ１１３に出力する。

　信号処理部４２８は、更に光路長調整手段制御装置４３０と接続されている。信号処理部４２８は光路長調整手段制御装置４３０を介して１軸ステージ４２２の位置の制御を行う。

　なお、信号処理部４２８におけるこれらの処理も、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、ユーザが操作制御装置１０３を操作して、スキャン開始の指示を入力すると、信号処理部４２８は、スキャナ及びプルバック部１０２を制御し、イメージングコア２２０の回転並びに、イメージコア２２０を所定速度で引っ張って、血管の長手方向への移動を行なわせる。この結果、先に説明したように、Ａ／Ｄ変換器４２７、４５５はデジタルの超音波データ、干渉光データを出力してくるので、信号処理部４２８はそれらにおるイメージングコア２２０の移動方向に沿った各位置の超音波断面画像、光断面画像を、信号処理部４２８が有するメモリ４２８ａ内に構築していく。この際、超音波断面画像、光断面画像のスケールも一致させ、更に、それぞれ断面画像の中央位置を、スキャン時の回転軸に一致させておく。図５は、信号処理部４２８が有するメモリ４２８ａに記憶された、超音波断面画像、光断面画像の例を示している。なお、先に説明したように、超音波送受信部３１０、光送受信部３２０の出射方向は図３の３Ｂに示すようにθだけズレているので、断面画像を構成する際には、一方をθだけずらすことで、それら２種類の断面画像の向きを合せておく。また、超音波送受信部３１０、光送受信部３２０は、図３の３Ａに示す如く、プルバック操作によるイメージングコア２２０の移動方行に対してＬだけのズレているので、同じ血管の位置の超音波断面画像と光断面画像を得るためには、図５に示す如く、再構成される断面画像もＬだけズレているものとし、例えば或る光断面画像と同じ位置の超音波断面画像を得るためには、Ｌだけズレた位置から取得することになる。

　なお、上記のθ、Ｌはスキャン開始時に、操作制御装置１０３を操作して設定しておけばよい。

　５．ユーザインタフェースの説明
　次に、ＬＣＤモニタ１１３に表示されるユーザインタフェースについて説明する。以下の説明は、既に患者の血管内のスキャンが完了し、図５に示すような各位置の断面画像の生成処理が完了しているのとして説明する。

　図６は、ＬＣＤモニタ１１３に表示される、スキャン完了後のユーザインタフェース６００を示している。図示のユーザインタフェース６００は、大きく分けて、４つの表示領域６１０、６２０、６３０、６４０で構成される。

　第１の表示領域６１０には、ＯＣＴ機能を用いて生成されたＯＣＴ断面画像（光断面画像）が表示される。第２の表示領域６２０には、ＩＶＵＳ機能を用いて生成されたＩＶＵＳ断面画像（超音波断面画像）が表示される。先に説明したように、ＯＣＴ断面画像及びＩＶＵＳ断面画像は、イメージングコア２２０の回転によって得られる像であるので、その回転軸を中心とする円形像となる。それ故、生成された画像が最大限に表示されるようにするため、図示の如く円形画像として表示するようにした。ＯＣＴ断面画像及びＩＶＵＳ断面画像はスケールが一致するように表示される。また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は長軸方向と回転角度方向に多少のズレが存在するため、補正によって画像の表示位置を同期させることが望ましいが、取得した画像情報を補正せずに、取得した時間が一致した画像情報を元に表示しても良い。更に、表示する生体組織の同一位置のＯＣＴ断面画像とＩＶＵＳ断面画像を並列して表示するのか、取得した時刻が同一のＯＣＴ断面画像とＩＶＵＳ断面画像を並列して表示するのかをユーザが選択できるようにしてもよい。表示領域６１０、６２０は断面画像を表示する外接する矩形（正方形）の形状を成しているので、図示の如く、それぞれの四隅の部分６１１、６２１には断面画像は表示されない。この四隅の部分６１１、６２１は、後述する画像処理（例えばコントラスト調整）の対象がいずれであるかをユーザに識別するための領域とした。図示の場合、部分６１１がハイライト表示され、部分６２１が非ハイライト表示状態であるので、表示領域６１０内のＯＣＴ断面画像が処理対象として選択されていることを示している。なお、処理対象の画像の選択は、操作パネル１１２から行う。

　第３の表示領域６３０には、複数のＩＶＵＳ断面画像（或いは、複数のＯＣＴ断面画像でも構わない）に基づいて生成された血管の長手方向の断面画像を表示する。この表示領域内の破線６３１は、領域６１０、６２０に表示している断面画像の位置を示している。この破線６３１の位置は、マウス１１４を操作することで変更できる。すなわち、カーソル６５０を破線６３１上に移動させ、マウスボタンを押下しながらマウスを移動させることで、その破線位置を上下に移動する。信号処理部４２８は、この移動中の破線６３１の位置から、その位置のＯＣＴ断面画像及びＩＶＵＳ断面画像を、メモリ４２８ａより読み出し、それを表示領域６１０、６２０に表示する処理を行うことになる。

　第４の表示領域６４０には、画像処理や各種処理のためのメニューアイコンが表示される。この中で、画像処理に係るアイコンをマウスで指示した場合、その時点で選択状態の画像に対して、指示したアイコンに対応する画像処理が行われる。例えば、図６の状態では、ＯＣＴ断面画像が選択状態であるので、この状態で例えばコントラスト調整のアイコンにカーソル６５０を移動させ、マウス１１４をクリックした場合、ＯＣＴ断面画像に対してコントラスト調整が行われる。なお、表示領域６４０は、多数のアイコンを表示できるようにするため、図示の如く、メニューアイコンをスクロールするためのスクロールバーを設けた。ただし、メニューアイコンの数を増やす手立ては、スクロールバーにかぎるものではなく、タブ表示形式でも構わず、その表示の仕方によって本発明が限定されるものではない。また、表示領域６４０内には、画像処理のアイコンだけでなく、
　以上、図６のユーザインタフェースについて説明したが、患者の血管内を診察する場合には、マウス１１４を操作して、カーソル６５０を破線６３１上の位置に移動させた後、ドラッグ操作で破線６３１を自由に移動させる。この破線６３１の移動中、破線６３１の位置に応じたＩＶＵＳ断面画像、ＯＣＴ断面画像がメモリ４２８ａから読み出されては、表示領域６１０、６２０に表示される。従って、ユーザは、表示されるＩＶＵＳ断面画像とＯＣＴ断面画像とを見ながら、患者の様々な血管位置について診断を行うことになる。

　さて、ＯＣＴ断面画像はその比較的浅い組織に対して高い解像度の像が得られる反面、深い組織を得るには不向きである。一方、ＩＶＵＳ断面画像は、解像度はＯＣＴ断面画像より劣るものの、比較的深い組織の像を得ることができる。つまり、ＯＣＴ断面画像とＩＶＵＳ断面画像は互いに補う関係にあると言える。従って、これら２つの像を、視点を変更せずに、同時に確認できるようにすると診断に有利である。そのために考えられるには、これら２つの画像を合成し、１枚の合成画像を生成し、それを表示することである。しかしながら、仮に２つの画像を５０：５０の割合で合成して表示した場合、本来の個々の画像が持っていたコントラストは、それぞれのオリジナルの画像の半分になってしまい、診断の妨げになってしまう。

　そこで、本実施形態では、ユーザに係る簡単な操作により、ＯＣＴ断面画像とＩＶＵＳ断面画像を交換して表示するようにした。具体的には、カーソル６５０を表示領域６１０又は６２０内に移動し、マウス１１４のボタンを押下状態に維持している期間、表示領域６１０にＩＶＵＳ断面画像を表示し、表示領域６２０にＯＣＴ断面画像を表示する。

　図７は、カーソル６５０が表示領域６２０に位置した状態で、マウス１１４のボタンを押下状態にしているときにユーザインタフェース６００を示している。図示の如く、表示領域６１０にはＯＣＴ断面画像が、表示領域６２０にはＩＶＵＳ断面画像が表示されている。

　ここでユーザが、マウス１１４のボタンを解除すると、ユーザインタフェースは図６に示すように、表示領域６１０にはＯＣＴ断面画像、表示領域６２０にはＩＶＵＳ断面画像が表示される。すなわち、デフォルトのユーザインタフェースに戻る。

　上記の結果、ユーザは、マウスカーソル６５０を表示領域６１０、６２０のいずれかに移動させた上で、図６のユーザインタフェースにて、例えば表示領域６１０のＯＣＴ断面画像を見て診断中に、マウス１１４のボタンを押下状態にすると、ユーザインタフェースは図７の画面に遷移し、ユーザは視点を変更せずとも、ＩＶＵＳ断面画像の診断を行うことができる。つまり、単純にマウス１１４のボタンを押下する、解除するという作業のみで、視点を変えずとも、ユーザの意図した通りに、ＯＣＴ断面画像とＩＶＵＳ断面画像とを交互に表示でき、診断が容易になる。更に、マウス１１４のボタンの押下、解除をユーザの好みの速度で行えば、その速度に応じてのＩＶＵＳ断面画像とＯＣＴ断面画像とを交互に表示できることになる。

　なお、上記では、マウス１１４のボタンの押下状態、解除状態でＩＶＵＳd断面画像とＯＣＴ断面画像の交換表示を行うものとして説明したが、マイス１１４のクリックする毎にＩＶＵＳd断面画像とＯＣＴ断面画像の交換表示するようにしても良い。

　［処理手順の説明］
　次に、図６、図７のユーザインタフェースの表示と、ユーザからの指示入力を検出した場合の、信号処理部４２８の処理手順を図８のフローチャートに従って説明する。同図のフローチャートに係る処理手順を実際には、信号処理部が実行するプログラムとしてハードディスク装置等に格納されているものある。

　先ず、ステップＳ８０１にて、図６に示すユーザインタフェースの画面をＬＣＤモニタ１１３上に表示する。すなわち、表示領域６１０にはＯＣＴ断面像を、表示領域６２０にはＩＶＵＳ断面画像を表示する。

　そして、ステップＳ８０２にて、表示領域６１０内のＯＣＴ断面画像を初期選択状態として設定する。このステップＳ８０２の処理によって、図６に示すユーザインタフェースが表示されることになる。

　この後は、以下に説明するステップＳ８０３乃至Ｓ８０７にてユーザによるマウス１１４による操作の判定と、その判定の結果に応じた処理を実行することになる。

　先ず、ステップＳ８０３では、表示領域６１０、６２０のいずれかの内側にカーソル６５０が位置し、マウス１１４のボタンが押下状態となっているか否かを判定する。もしそうなら、ステップＳ８０８に進み、ＯＣＴ断面画像とＩＶＵＳ断面画像を交換する。この結果、表示領域６１０にはＩＶＵＳ断面画像が、表示領域６２０にはＯＣＴ断面画像が表示され、図７のユーザインタフェースに切り換わる。この後、処理はステップＳ８０９に進み、マウス１１４のボタンの押下状態が解除されるのを待つ。マウス１１４のボタンの押下が解除されると、処理はステップＳ８１０に進み、ユーザインタフェースを図６の状態に戻す。すなわち、表示領域６１０にはＯＣＴ断面画像が、表示領域６２０にはＩＶＵＳ断面画像が表示する。そして、ユーザによる次の操作に対処するため、処理をステップＳ８０３に戻す。

　ステップＳ８０４では、操作パネル１１２よりＯＣＴ断面画像の選択指示があったか否かを判断する。もし、その指示があったと判断した場合にはステップＳ８１１に進み、ＯＣＴ断面画像を選択状態にする。このとき、部分６１１がハイライト表示され、部分６２１は非ハイライト表示状態になる。

　ステップＳ８０５では、操作パネル１１２よりＩＶＵＳ断面画像の選択指示があったか否かを判断する。もし、その指示があったと判断した場合にはステップＳ８１２に進み、ＩＶＵＳ断面画像を選択状態にする。このとき、部分６２１がハイライト表示され、部分６１１は非ハイライト表示状態になる。

　ステップＳ８０６では、表示領域６３０の内側の破線６３１にカーソル６５０が位置し、マウス１１４のボタンが押下状態まま移動（ドラッグ操作）しているか否かを判定する。もし、そうなら、ステップＳ８１３に進み、その時点での破線６３１の位置応じたＯＣＴ断面画像、及び、ＩＶＵＳ断面画像を信号処理部４２８内のメモリ４２８ａから読み出し、表示領域６１０、６２０にそれぞれを表示する。

　ステップＳ８０７では、表示領域６４０の内側にカーソル６５０が位置し、マウス１１４のボタンがクリックされたか否かを判定する。もし、そうなら、処理はステップＳ８１４に進み、その際にカーソル６５０が位置していた処理アイコンに応じた処理を、その時点で選択状態の断面画像に対して実行する。例えば、ＯＣＴ断面画像が選択状態にあるときに、コントラスト調整のアイコンがクリックされたと判断した場合、ＯＣＴ断面画像に対するコントラストを設定する処理を実行する。

　そして、ステップＳ８０７の判定がＮｏの場合には、ステップＳ８１５に進み、対応する処理を行う。表示領域６４０内のメニューアイコンのスクロール処理等がこれに当たる。

　以上、実施形態におけるユーザインタフェースに係る処理を説明した。上記実施形態で説明したように、ユーザは、カーソル６５０を表示領域６１０、６２０のいずれかに移動させた後、マウス１１４のボタンの押下状態を維持する、しないでＯＣＴ断面画像とＩＶＵＳ断面画像が切り換わることになる。つまり、ユーザにしてみれば、視点を変えずとも、ＯＣＴ断面画像とＩＶＵＳ断面画像を交互に見比べることができるようになる。

　なお、上記実施形態で説明した表示例は一例であって、本願発明がこれらによって限定されるものではない。

　また、実施形態では、交互表示を行う条件として、カーソル６５０が表示領域６１０、６２０のずれかの内側にあり、且つ、マウスボタンが押下状態にあることを条件としたが、これは一例である。例えば、メニューを表示する表示領域６４０に交互表示処理のアイコンを配置し、そのアイコンがクリックされた場合にＯＣＴ断面画像とＩＶＵＳ断面画像を交換し、再度クリックすると元に戻るようにしてもよい。更には、マウスの操作にかぎらず、キーボードの所定キーの押下状態と解除状態で図６、図７のユーザインタフェースを切り替えてもよい。

　また、ＩＶＵＳ断面画像とＯＣＴ断面画像の選択を操作パネル１１２で選択するものとしたが、マウス１１４によってユーザインタフェースの不図示のプリダウンメニューから処理対象の断面画像を選択しても構わない。

　また、実施形態では、ＯＣＴ機能とＩＶＵＳ機能とを有する装置の例を説明したが、同一生体組織の断面画像を２以上の互いに異なる機能構成で得る装置に適用可能であるので、上記実施形態によって本願発明が限定されるものではない。

　また、上記実施形態からもわかるように、交互表示に係る処理の大部分は、マイクロプロセッサで構成される信号処理部４２８によるものである。従って、マイクロプロセッサはプログラムを実行することで、その機能を実現するわけであるから、当然、そのプログラムも本願発明の範疇になる。特に、実施形態では、図１に示す画像診断装置を例にして説明したが、通常のパーソナルコンピュータが、アプリケーションプログラムを実行することで、図１に示す画像診断装置で得られたＩＶＵＳ断面画像情報、ＯＣＴ断面画像情報を記憶した記憶媒体（例えばＣＤＲＯＭやメモリカード）をアクセスし、その結果、読み出されたＩＶＵＳ断面画像情報、ＯＣＴ断面画像情報を、上記実施形態のユーザインタフェースとして実現させても構わない。また、通常プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭやＤＶＤ－ＲＯＭ等のコンピュータ可読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、係るコンピュータ可読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。

Claims

　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とが配置された送受信部を有するプローブを回転自在且つ脱着可能に保持し、前記超音波送受信部が受信した生体組織からの反射波、及び、前記光送受信部が受信した生体組織からの反射光とを用いて、該生体組織の超音波断面画像及び光断面画像を生成する画像診断装置であって、
　ユーザインタフェースとして機能する画面内に、生体組織における互いに対応する前記超音波断面画像及び前記光断面画像を並べて表示する表示手段と、
　ユーザからの特定の操作があったか否かを判定する判定手段と、
　該判定手段により特定の操作があったと判断した場合、前記ユーザインタフェースの画面内の前記超音波断面像と前記光断面像を交換して表示する制御手段と
　を有する画像診断装置。
　前記制御手段は、ユーザが操作する所定のボタンが押下状態にあるとき、前記超音波断面像と前記光断面像を交換して表示し、前記所定ボタンの押下状態が解除されたときに、交換する以前の状態に戻して表示することを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
　前記ユーザインタフェースには、互いに異なる画像処理を実行するためのメニュー表示領域が設けられ、
　前記表示手段により表示された前記超音波断面画像及び前記光断面画像の一方を選択する選択手段を更に備え、
　前記メニュー表示領域内の画像処理は、前記選択手段で選択状態にある断面画像を対象とすることを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
　前記表示手段は、生体組織の互いに同じ位置の前記超音波断面画像及び前記光断面画像を並べて表示する、又は、生体組織に対して同じ時刻で得られた前記超音波断面画像及び前記光断面画像を並べて表示することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像診断装置。
　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とが配置された送受信部を有するプローブを回転自在且つ脱着可能に保持し、前記超音波送受信部が受信した生体組織からの反射波、及び、前記光送受信部が受信した生体組織からの反射光とを用いて、該生体組織の超音波断面画像及び光断面画像を生成する画像診断装置の制御方法であって、
　ユーザインタフェースとして機能する画面内に、生体組織における互いに対応する前記超音波断面画像及び前記光断面画像を並べて表示する表示工程と、
　ユーザからの特定の操作があったか否かを判定する判定工程と、
　該判定工程により特定の操作があったと判断した場合、前記ユーザインタフェースの画面内の前記超音波断面像と前記光断面像を交換して表示する制御工程と
　を有する画像診断装置の制御方法。
　コンピュータに、請求項５に記載の画像診断装置の制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
　請求項６に記載のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
　超音波断面像、及び、光断面像を生成する画像診断装置で得られた前記超音波断面画像及び前記光断面画像を表示する情報処理装置であって、
　ユーザインタフェースとして機能する画面内に、生体組織における互いに対応する前記超音波断面画像及び前記光断面画像を並べて表示する表示手段と、
　ユーザからの特定の操作があったか否かを判定する判定手段と、
　該判定手段により特定の操作があったと判断した場合、前記ユーザインタフェースの画面内の前記超音波断面像と前記光断面像を交換して表示する制御手段と
　を有することを特徴とする情報処理装置。
　超音波断面像、及び、光断面像を生成する画像診断装置で得られた前記超音波断面画像及び前記光断面画像を表示する情報処理装置の制御方法であって、
　ユーザインタフェースとして機能する画面内に、生体組織における互いに対応する前記超音波断面画像及び前記光断面画像を並べて表示する表示工程と、
　ユーザからの特定の操作があったか否かを判定する判定工程と、
　該判定工程により特定の操作があったと判断した場合、前記ユーザインタフェースの画面内の前記超音波断面像と前記光断面像を交換して表示する制御工程と
　を有することを特徴とする情報処理装置の制御方法。
　コンピュータに、請求項９に記載の画像診断装置の制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
　請求項１０に記載のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。