JP2010246767A - 3次元画像構築装置及びその画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】信号処理部22は、A/D変換部220、ラインデータ生成部221、フレームメモリ部222、メモリ制御部225、データ記録制御部226、画像構築部227、データ記録部228、軸方向移動量算出部229及び制御部230を備えて構成される。フレームメモリ部222は、ラインデータ生成部221からの反射強度データを回転検出信号Saに基づいてフレーム単位で記憶するものであり、3フレーム分の反射強度データを記憶するための3つのフレームメモリからなる、第1メモリ222a、第2メモリ222b、第3メモリ222cを備えて構成される。
【選択図】図6
Description
<画像診断装置の外観>
図1は本発明の第1の実施形態に係る画像診断装置を示す外観図である。
[内視鏡]
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。
光源装置300は、可視光を図示しないライトガイド(内視鏡100のケーブル116に内挿している)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。
内視鏡プロセッサ200には、内視鏡100のケーブル116を介して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、画像表示部500の画面に表示するための必要な処理が施される。
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。
次に図2を用いて、第1の実施形態のOCTプロセッサについて説明する。OCTプロセッサ400は、光干渉断層(OCT:Optical Coherence Tomography)計測法による測定対象の光断層画像を取得するためのもので、測定のための光Laを射出する波長掃引光源12と、波長掃引光源12から射出された光Laを測定光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と参照ミラー11で反射された参照光L2を合波して干渉光L4を生成する光カプラ14と、光カプラ14で分岐された測定光L1を測定対象まで導波するとともに測定対象からの戻り光L3を導波するOCTプローブ600に備えられた回転側光ファイバFB1と、測定光L1を回転側光ファイバFB1まで導波すると共に回転側光ファイバ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、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を伝送する光ロータリジョイント18と、光カプラ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信号検出部20と、この干渉信号検出部20によって検出された干渉信号Sbを処理して光構造情報を取得する信号処理部22と、を有する。また、信号処理部22で取得された光構造情報に基づいて生成された画像は画像表示部500に表示される。
なお、光ロータリジョイント18及び回転駆動部24は、操作部604(図1参照)内に設けられている。
図3は図1のOCTプローブの長手軸方向の先端断面を示す断面図である。また、図4は図3の回転側光ファイバFB1を接続する光ロータリジョイントの構成を示す断面図である。
トルク伝達コイル624は、回転側光ファイバFB1の外周に固定されている。また、回転側光ファイバFB1及びトルク伝達コイル624は、光ロータリジョイント18に接続されている。
図6は図2の信号処理部の構成を示すブロック図である。
第1メモリ222a=[Frame 3]の反射強度データ
第2メモリ222b=[Frame 1]の反射強度データ
第3メモリ222c=[Frame 2(読み出し中)]の反射強度データ
が格納されており、この場合では、読み出し中でない第1メモリ222aと第2メモリ222bを見た場合、第2メモリ222bに記録されている反射強度データの方が古い反射強度データ(Frame 1)となっているので、第2メモリ222bに[Frame 4]の反射強度データを書き込む。
第1メモリ222a=[Frame 3]の反射強度データ
第2メモリ222b=[Frame 4(書き込み中)]の反射強度データ
第3メモリ222c=[Frame 2]の反射強度データ
が格納されているので、書き込み中でない第1メモリ222aと第3メモリ222cを見た場合、第1メモリ222aの方が新しい反射強度データ(Frame 3)が格納されているので、第1メモリ222aから反射強度データを読み出す。
次に本発明の第2の実施形態について説明する。図13は本発明の第2の実施形態に係るOCTプロセッサの構成を示すブロック図である。第2の実施形態は第1の実施形態とほとんど同じであるので、異なる構成のみ説明し、同一の構成には同じ符号を付し説明は省略する。
次に本発明の第3の実施形態について説明する。図15は本発明の第3の実施形態に係る信号処理部のブロック図である。第3の実施形態は第2の実施形態とほとんど同じであるので、異なる構成のみ説明し、同一の構成には同じ符号を付し説明は省略する。
次に本発明の第4の実施形態について説明する。図19は本発明の第4の実施形態に係る信号処理部のブロック図であり、図20は図19の処理におけるフレームメモリ部の信号のタイミングを示すタイミングチャートである。第4の実施形態は第3の実施形態とほとんど同じであるので、異なる構成のみ説明し、同一の構成には同じ符号を付し説明は省略する。
本発明の第5の実施形態について説明する。図21は本発明の第5の実施形態に係る超音波観察装置の構成を示すブロック図であり、図22は図21の信号処理部の構成を示すブロック図である。本実施形態の要部の構成は第2の実施形態で説明したOCTプロセッサと同じであるので、異なる点のみ説明する。
本発明の第6の実施形態について説明する。図23は本発明の第6の実施形態に係る超音波観察装置の信号処理部の構成を示すブロック図である。本実施形態の基本構成は第5の実施形態とほとんど同じであり、また要部構成は第4の実施形態で説明したOCTプロセッサと同じであるので、異なる点のみ説明する。
Claims (21)
- 可撓性を有した細長の略円筒状のプローブの先端内に設けられ、波動を送受波する送受波手段と、
前記送受波手段を前記プローブの長手軸を中心に回転させ、前記波動を測定対象の深さ方向を含むスキャン面にてラジアルスキャンする送受波回転手段と、
前記送受波回転手段の回転を検出して回転検出信号を出力する回転検出手段と、
前記回転検出手段からの前記回転検出信号に基づき、前記ラジアルスキャンされ前記測定対象にて反射された前記波動の反射波動情報より前記測定対象の断層情報を生成する断層情報生成手段と、
前記断層情報をフレーム単位で格納する断層情報格納手段と、
前記断層情報格納手段における断層情報の書き込み及び読み出しを制御する格納制御手段と、
前記長手軸方向に沿って前記送受波手段を移動させる送受波移動手段と、
前記格納制御手段により制御されて前記断層情報格納手段より読み出された前記断層情報に基づき、前記送受波移動手段による前記長手軸方向に沿った一定の等間隔毎の移動位置での前記測定対象の等間隔断層画像を生成する等間隔断層画像生成手段と、
前記等間隔断層画像に基づき前記測定対象の3次元画像を生成する3次元画像生成手段と、
を備えたことを特徴とする3次元画像構築装置。 - あらかじめ設定された時間間隔に基づいて、前記長手軸方向の送受波移動手段による送受波手段の移動距離を推定し、移動距離信号を出力する移動距離信号出力手段をさらに備え、
前記格納制御手段は、
前記回転検出信号の出力タイミングに同期して前記断層情報を前記断層情報記憶手段に書き込み、
前記移動距離信号の出力タイミングに同期して前記断層情報記憶手段に格納された前記断層情報を読み出す
ことを特徴とする請求項1に記載の3次元画像構築装置。 - 前記長手軸方向の送受波移動手段の移動距離を検出し、移動距離信号を出力する移動距離信号出力手段をさらに備え、
前記格納制御手段は、
前記回転検出信号の出力タイミングに同期して前記断層情報を断層情報記憶手段に書き込み、
前記移動距離信号の出力タイミングに同期して前記断層情報記憶手段に格納された前記断層情報を読み出す
ことを特徴とする請求項1に記載の3次元画像構築装置。 - 前記断層情報格納手段は、複数フレームの前記断層情報を格納する複数のフレームメモリからなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の3次元画像構築装置。
- 前記格納制御手段は前記断層情報格納手段に読み出だし処理が行われていない前記フレームメモリのうち、前記断層情報生成手段による生成順序がもっとも古い断層情報が格納されている前記フレームメモリに、前記断層情報生成手段により新たに生成された前記断層情報を格納し、前記断層情報格納手段に書き込み処理が行われていない前記フレームメモリのうち、前記断層情報生成手段による生成順序がもっとも新しい前記断層情報が格納された前記フレームメモリより前記断層情報を読み出すことを特徴とする請求項4に記載の3次元画像構築装置。
- 前記断層情報格納手段は、少なくとも3つのフレームの前記断層情報を格納する3つのフレームメモリからなることを特徴とする請求項4または5に記載の3次元画像構築装置。
- 前記回転検出信号の出力タイミングのタイミング時刻を第1の時刻情報とし、かつ前記移動距離信号の出力タイミングのタイミング時刻を第2の時刻情報として検出する時刻検出手段と、前記断層情報生成手段が生成した前記断層情報と前記第1の時刻情報及び前記第2の時刻情報とを関連付ける関連付け手段と、前記関連付け手段にて前記第1の時刻情報及び前記第2の時刻情報とが関連付けられた前記断層情報を時刻付加断層情報として格納する時刻付加断層情報格納手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の3次元画像構築装置。
- 絶対時刻情報を有するリアルタイムクロックをさらに備え、前記時刻検出手段は、前記リアルタイムクロックの前記絶対時刻情報に基づき前記第1の時刻情報及び前記第2の時刻情報を検出することを特徴とする請求項7に記載の3次元画像構築装置。
- 前記時刻検出手段は、前記第1の時刻情報の検出時刻を基準とした相対時刻を前記第2の時刻情報として検出することを特徴とする請求項7に記載の3次元画像構築装置。
- 前記時刻付加断層情報格納手段に格納されている複数の前記時刻付加断層情報により、前記第1の時刻情報及び前記第2の時刻情報に基づき、前記断層情報を補間して前記等間隔断層画像を生成する断層画像補間生成手段をさらに備えたことを特徴とする請求項7ないし9のいずれか1つに記載の3次元画像構築装置。
- 前記送受波回転手段は前記送受波手段を先端に備えた前記プローブ内に設けられた前記長手軸を回転軸としたフレキシブルシャフトであって、前記送受波移動手段は前記フレキシブルシャフトを前記長手軸に沿って移動させることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1つに記載の3次元画像構築装置。
- 前記波動は光であり、前記光は測定光及び参照光に分波され、
前記プローブは該光を出力する光源に光ロータリージョイントを介して接続され、前記測定光の送受信が可能であり、
前記断層情報生成手段は、前記プローブより取得された体腔内での前記測定光の反射光と、所定経路において反射された前記参照光との干渉光に基づいて前記フレーム単位の前記断層情報を生成する
ことを特徴とする請求項1ないし11のいずれか1つに記載の3次元画像構築装置。 - 前記光源は波長掃引レーザ光源であることを特徴とする請求項12に記載の3次元画像構築装置。
- 前記波動は超音波であり、
前記プローブは、前記超音波の送受信が可能な超音波振動子を含み、
前記断層情報生成手段は、前記プローブより取得された体腔内での前記超音波のエコー信号に基づいて前記フレーム単位の前記断層情報を生成する、
ことを特徴とする請求項1ないし11のいずれか1つに記載の3次元画像構築装置。 - 可撓性を有した細長の略円筒状のプローブの先端内に設けられ、波動を送受波する送受波手段を前記プローブの長手軸を中心に回転させ、前記波動を測定対象の深さ方向を含むスキャン面にてラジアルスキャンする送受波回転ステップと、
前記送受波回転ステップでの回転を検出して回転検出信号を出力する回転検出ステップと、
前記回転検出ステップからの前記回転検出信号に基づき、前記ラジアルスキャンされ前記測定対象にて反射された前記波動の反射波動情報より前記測定対象の断層情報を生成する断層情報生成ステップと、
前記断層情報をフレーム単位で格納する断層情報格納ステップと、
前記断層情報格納ステップにおける断層情報の書き込み及び読み出しを制御する格納制御ステップと、
前記長手軸方向に沿って前記送受波手段を移動させる送受波移動ステップと、
前記格納制御ステップにより制御されて前記断層情報格納手段より読み出された前記断層情報に基づき、前記送受波移動ステップによる前記長手軸方向に沿った一定の等間隔毎の移動位置での前記測定対象の等間隔断層画像を生成する等間隔断層画像生成ステップと、
前記等間隔断層画像に基づき前記測定対象の3次元画像を生成する3次元画像生成ステップと、
を備えたことを特徴とする3次元画像構築装置の画像処理方法。 - あらかじめ設定された時間間隔に基づいて、前記長手軸方向の送受波移動手段による送受波手段の移動距離を推定し、移動距離信号を出力する移動距離信号出力ステップをさらに備え、
前記格納制御ステップは、
前記回転検出信号の出力タイミングに同期して前記断層情報を前記断層情報記憶ステップにおいて書き込み、
前記移動距離信号の出力タイミングに同期して前記断層情報を前記断層情報記憶ステップより読み出す
ことを特徴とする請求項15に記載の3次元画像構築装置の画像処理方法。 - 前記長手軸方向の送受波移動手段の移動距離を検出し、移動距離信号を出力する移動距離信号出力ステップさらに備え、
前記格納制御ステップは、
前記回転検出信号の出力タイミングに同期して前記断層情報を前記断層情報記憶ステップにおいて書き込み、
前記移動距離信号の出力タイミングに同期して前記断層情報を前記断層情報記憶ステップより読み出す
ことを特徴とする請求項15に記載の3次元画像構築装置の画像処理方法。 - 前記回転検出信号の出力タイミングのタイミング時刻を第1の時刻情報とし、かつ前記移動距離信号の出力タイミングのタイミング時刻を第2の時刻情報として検出する時刻検出ステップと、前記断層情報生成ステップが生成した前記断層情報と前記第1の時刻情報及び前記第2の時刻情報とを関連付ける関連付けステップと、前記関連付けステップにて前記第1の時刻情報及び前記第2の時刻情報とが関連付けられた前記断層情報を時刻付加断層情報として格納する時刻付加断層情報格納ステップと、をさらに備えたことを特徴とする請求項15ないし17のいずれか1つに記載の3次元画像構築装置の画像処理方法。
- 前記時刻検出ステップは、リアルタイムクロックからの絶対時刻情報に基づき前記第1の時刻情報及び前記第2の時刻情報を検出することを特徴とする請求項18に記載の3次元画像構築装置の画像処理方法。
- 前記時刻検出ステップは、前記第1の時刻情報の検出時刻を基準とした相対時刻を前記第2の時刻情報として検出することを特徴とする請求項18に記載の3次元画像構築装置の画像処理方法。
- 前記時刻付加断層情報格納ステップにて格納されている複数の前記時刻付加断層情報により、前記第1の時刻情報及び前記第2の時刻情報に基づき、前記断層情報を補間して前記等間隔断層画像を生成する断層画像補間生成ステップをさらに備えたことを特徴とする請求項18ないし20のいずれか1つに記載の3次元画像構築装置の画像処理方法。
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