JP2011139774A - 光断層画像取得装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、歯科用などの光断層画像取得装置に関するもので、正確な断層画像を表示することを目的とするものである。
【解決手段】そしてこの目的を達成するために本発明は、干渉部２１で生成された干渉光を断層画像用演算部２３でＦＦＴ演算処理を行って測定対象の断層画像情報を生成するが、さらに、表示制御部５０では、前記断層画像情報を解析して界面位置を検出する界面検出部５２を設けており、この界面位置を表示画面に対して、常に固定した表示位置で表示するように制御を行うことで、ケーブル材５の湾曲による表示位置の移動を防止し、正確に断層画像を表示できる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、たとえば、医療用として活用される光断層画像取得装置に関するものである。

従来、医療用として活用される光断層画像取得装置の構成は、以下のような構成となっていた。

すなわち、光源と、この光源から出た光を分割する分割部と、この分割部で分割された第1の光を、光入出部から測定対象に向けて照射し、その測定対象からの反射光を、前記光入出部から測定反射光として取り込むブローブと、前記分割部で分割された第1の光を前記プローブに導光し、前記プローブが取り込んだ測定反射光を導光する、湾曲自在のケーブル材と、前記分割部によって分割された第２の光の経路長補正を行う参照鏡と、この参照鏡からの参照光と、前記ケーブル材が導光した測定反射光と、を干渉させて干渉光を生成する干渉部と、この干渉部で生成された干渉光を演算処理して測定対象の断層画像情報を生成する断層画像用演算部と、この断層画像用演算部からの断層画像情報を表示する表示制御部と、を備えた構成となっていた。

このような従来技術の中では、装置に対する外乱による干渉光の揺らぎを防止するために、プローブを固定する手段を設けたものもあった（例えば、これに類似する技術は下記特許文献１に記載されている）。

特開２００８−１４２４４３号公報

上記従来例における課題は、正確な光断層画像が表示できないことであった。

すなわち、上記従来の光断層画像取得装置では、測定対象の断層画像情報を取得するために、前記参照鏡からの参照光と、前記湾曲自在のケーブル材が導光した前記プローブから得られた測定反射光と、を干渉させて干渉光を生成し、この干渉部で生成された干渉光を演算処理する、構成となっていた。

このようにすると、プローブに接続されたケーブル材が湾曲自在なため、使用者がプローブの位置を容易に調整できるので、プローブの操作性を向上することができるが、測定対象の断層画像が正確に表示できないという現象が発生した。

本発明者は、このような測定対象の断層画像が正確に表示できない原因を鋭意検討する中で、プローブに接続されたケーブル材が湾曲自在なため、湾曲時にケーブル材の伸縮が発生し、このケーブル材に導光される測定光および、測定反射光の経路長が変化してしまい、この経路長が変化した測定反射光を用いた干渉光を演算して結果をそのまま表示してしまうことが、結論として測定対象の断層画像が正確に表示できない原因であるということを見いだした。

そこで本発明は、正確な断層画像を表示することを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために本発明は、光源と、この光源から出た光を分割する分割部と、この分割部で分割された第1の光を、光屈折部材、または、透過性のカバー体を設けた光入出部から測定対象に向けて照射し、その測定対象からの反射光を、前記光入出部から測定反射光として取り込むブローブと、前記分割部で分割された第1の光を前記プローブに導光し、前記プローブが取り込んだ測定反射光を導光する、湾曲自在のケーブル材と、前記分割部によって分割された第２の光の経路長補正を行う参照鏡と、この参照鏡からの参照光と、前記ケーブル材が導光した測定反射光と、を干渉させて干渉光を生成する干渉部と、この干渉部で生成された干渉光を演算処理して測定対象の断層画像情報を生成する断層画像用演算部と、この断層画像用演算部からの断層画像情報を表示部に表示する表示制御部と、を備え、前記表示制御部は、前記プローブの光屈折部材、または、透過性のカバー体の界面位置を前記断層画像情報より検出する界面検出部を設けるとともに、この界面位置の表示部での表示位置を固定するように表示制御する構成とし、これにより所期の目的を達成するものである。

以上のように本発明は、光源と、この光源から出た光を分割する分割部と、この分割部で分割された第1の光を、光屈折部材、または、透過性のカバー体を設けた光入出部から測定対象に向けて照射し、その測定対象からの反射光を、前記光入出部から測定反射光として取り込むブローブと、前記分割部で分割された第1の光を前記プローブに導光し、前記プローブが取り込んだ測定反射光を導光する、湾曲自在のケーブル材と、前記分割部によって分割された第２の光の経路長補正を行う参照鏡と、この参照鏡からの参照光と、前記ケーブル材が導光した測定反射光と、を干渉させて干渉光を生成する干渉部と、この干渉部で生成された干渉光を演算処理して測定対象の断層画像情報を生成する断層画像用演算部と、この断層画像用演算部からの断層画像情報を表示部に表示する表示制御部と、を備え、前記表示制御部は、前記プローブの光屈折部材、または、透過性のカバー体の界面位置を前記断層画像情報より検出する界面検出部を設けるとともに、この界面位置の表示部での表示位置を固定するように表示制御する構成としたので、正確な光断層画像を表示することができる。

すなわち、本発明の光断層画像取得装置では、経路長が変化した測定反射光を用いた干渉光を演算結果より、前記プローブの光屈折部材、または、透過性のカバー体の界面位置を検出し、この界面位置が固定されるように表示制御を行うことで、測定反射光の経路長の変化による表示の不具合を補正するので、正確な光断層画像を表示することができるのである。

本発明の一実施形態の使用例を示す斜視図 その斜視図 その表示部の正面図 その分解斜視図 その分解斜視図 その主要部の分解斜視図 その主要部の分解斜視図 その主要部の分解斜視図 その主要部の分解正面図 その電気的なブロック図 その主要部の使用時の断面図 その表示部の正面図 その干渉光の周波数スペクトラム図 その表示部の正面図 その干渉光の周波数スペクトラム図 その表示部の正面図 その干渉光の周波数スペクトラム図 その制御のフローチャート その表示部の正面図 その表示部の正面図 その制御のフローチャート

以下、本発明の一実施形態を添付図面を用いて説明する。

図１において、１はプローブ本体で、このプローブ本体１の前方には、光入出部２が突出した状態で装着されている。

あとで詳細に説明するが、この図１に示すように、本実施形態における光断層画像取得装置は、口腔３内に光入出部２を差し入れ、歯４のＸ軸方向の光断層画像をＹ軸方向に連続的に取得するものである。

さて、プローブ本体１は、図２に示すように片手で保持できるように筒形状をしており、後端には、湾曲自在なケーブル５を介して制御ボックス６が接続されている。なお、ケーブル５内には、光入出力用や電気的信号用の配線が収納されている。

また、プローブ本体１内には、図４から図９に示すごとく、測定用の近赤外光（１３１０ナノメートル）を平行光とするコリメータレンズ７を有し、このコリメータレンズ７からの近赤外は、光走査部８で一軸方向に走査され、続いて、それに直交する方向に移動後、再び一軸方向に走査される、つまり、従来のブラウン管テレビにおける画像形成のための走査状態と同じ状態で走査される。

そして、この走査された光が、波長分離ミラー９、プリズム１０を介して図１の歯４に図４、図６のごとく照射される。この照射は、図３に示す表示部１２の画像からも理解されるように、歯１１のＸ軸方向に走査され、そのＸ軸方向の走査時における断層画像は、図３上方の表示部１３に表示される。

この表示部１３には、下方の表示部１２では、発見されなかった虫歯１４が断層画像で表示されている。たとえば、虫歯１４は、歯１１の表面では、わずかな黒シミにしか見えなかったものが、断層画像を撮れば表示部１３のごとく、下方には大きく開口した状態であることが確認でき、この時には、直ちに虫歯治療を行うことになる。つまり、早期治療が可能になるものである。

つづいて、次の瞬間には、Ｙ軸方向にわずかに移動した状態で、再びＸ軸方向の走査が行われ、この時の画像は、再び表示部１３に表示される。もちろん、このようにＸ軸方向の走査ごとに、直ちに表示部１３にその断層画像を表示させなくても、後で歯科医の手操作により、画像を１枚ずつ送りながら確認することもできる。

さて、このような画像をつくるために、波長分離ミラー９の下方には、図６、図７に示すごとく照明用の発光素子１５が配置され、この発光素子１５からの光は、波長分離ミラー９で反射され、プリズム１０を介して歯１１に照射される。この照射により、歯から反射され、光入出力開口部１０ａからプリズム１０に入射した光は、再びプリズム１０で反射され、続いて、波長分離ミラー９で反射され、カメラ１６にて画像として検出され、それが、上述した表示部１２に示す画像となる。

つまり、画像１２は、現在どの歯１１の断層画像を得ようとしているかということを、表示するためのものであって、この表示部１２の画像を見ながら、図４および図６に示す赤外光の走査が行われる。

このように、走査された赤外光は、波長分離ミラー９を直進し、コリメータレンズ７を介して制御ボックス６にもどり、ここで画像処理され、この処理後の画像が図３の表示部１３に表示されている。つまり、図３は、制御ボックス６の表示部１７を示している。

ここで、制御ボックス６における画像処理について説明する。

図１０における光源１８は波長掃引光源で、この光源１８から出た光は分割部１９で分割され、分割された第1の光は湾曲自在のケーブル５を介して光走査部８に供給され、上述した歯４に対する上述したＸ軸方向とＹ軸方向への走査が行われるものとなる。

また、分割部１９で分割された残りの光（第２の光）は、参照鏡２０で反射され、それが干渉部２１に供給される。干渉部２１では、参照鏡２０で経路長補正が行われた光と、光走査部８、ケーブル５を介して戻った光（測定反射光）とを干渉をさせ、受光部２２で電気信号に変換し、それを断層画像用演算部２３に供給する。

制御部２４は、観察画像用演算部２５を制御し、図３に示す表示部１２に観察画像をリアルタイムに表示させる。また、断層画像用演算部２３は、制御部２４で制御され、図３に示す表示部１３の断層画像を表示させる。

本実施形態における光走査部８は、図４、図６、図８に示すガルバノミラー２６を一軸方向（図６のＸ方向）に揺動させる第１のモータ２７と、この第１のモータ２７を前記一軸とは直交する他軸方向（図６のＹ軸方向）に揺動させる第２のモータ２８とを有し、前記第１のモータ２７と第２のモータ２８を、図６に示すごとく、ほぼ平行方向に配置した。

具体的には、図６に示すごとく、第１のモータ２７を、Ｌ字型のホルダ２９の水平部分３０で保持し、このＬ字型ホルダ２９の垂直部分３１を、第２のモータ２８で駆動される駆動軸（図５、図９の３２）に連結している。駆動軸３２は、プローブ本体１に固定された軸受け３３に軸支され、その一端側が、上述したホルダ２９の垂直部分３１に固定され、他端側には、ウォームホイール３４が固定されている。

また、ウォームホイール３４には、第２のモータ２８のウォームギア３５が噛み合っており、これにより、第２のモータ２８により、ホルダ２９を介して第１のモータ２７を揺動させることができる。この揺動は、ガルバノミラー２６を揺動させ、これにより、図６のＹ軸方向への移動が可能となる。

つまり、第１のモータ２７でガルバノミラー２６を揺動させることで、図６のＸ軸方向への走査ができ、また、第２のモータ２８でガルバノミラー２６をモータ２７とともに揺動させることで、Ｙ軸方向への走査が行える。

本実施形態においては、このようにガルバノミラー２６によるＸ軸方向とＹ軸方向の走査を行わせるための、第１、第２のモータ２７、２８をほぼ並行状態に配置したので、図４から図９に示すごとく、プローブ本体１は小型化され、よって、歯科医は片手で簡単に操作することができるものとなる。

なお、図８、図９に示すごとく、第１のモータ２７には、電力供給および制御信号を供給するためのリード線３６を接続しているが、このリード線３６の一端側の接続部から、このリード線３６のプローブ本体１への保持部３７までの部分をほぼＳ字型とし、これにより、第１のモータ２７が揺動するときの負荷が小さく、また、往復で負荷がほぼ同じになるようにしている。

上述したように、光プローブ本体１側から入射した光は、光屈折部材であるプリズム１０によって屈折され、透過性のカバー体である保護カバー３８を通って測定対象である歯４に照射される。歯４に照射された光は、反射して湾曲自在なケーブル５を通り、再び保護カバー３８からプリズム１０を経由してプローブ本体１側に測定反射光として返っていくのである。

この場合に問題となるのが、測定対象の歯４に光を照射する際に、この光がプリズム１０の界面３９、または、保護カバーの界面４０を完全に通過しないで、いくらかの光が後方への反射光４１（言い換えると非測定光）として測定光に混入してプローブ本体１側に返されてしまうことである。

この反射光４１が混入した測定反射光は、干渉部２３において参照鏡２２からの参照光と干渉して干渉光が生成されるため、干渉光に反射光４１が混入してしまうこととなる。その結果、この干渉光から得られる光断層画像は、正確な測定対象の断層画像を表示できなくなってしまうのである。

では、反射光４１が断層画像にどのような影響を及ぼすかについて具体的に説明をする。

図１２に歯の光断層画像を示す。表示画面４２には歯の断層画像４３が表示されているが、この表示画面４２の上方には、上述したプリズム１０の界面３９、または、保護カバーの界面４０による後方への反射光４１の影響として、界面線４４が表示されている。

この表示画面４２のＡラインにおける干渉光の周波数スペクトラムの図を図１３に示す。

測定対象の歯の光断層画像は、干渉光の周波数スペクトラムを解析することにより得ることができる。干渉光の周波数スペクトラムは、その周波数の低い領域からプローブに近い箇所の情報に相当し、周波数が高くなるにしたがって、プローブから離れた箇所での情報になる。このような相関において、歯の表面にあたる箇所は、この干渉光の周波数スペクトラムの第２のピーク４５に相当しており、歯の深さ方向に相当するスペクトラムは、第２のピーク４５より高い周波数の領域を解析することで得ることができる。

上述した界面線４４は、干渉光の周波数スペクトラムの第１のピーク４６に相当する。表示画面４２において、この界面線４４を含んだ上方の表示領域は、測定対象である歯の断層情報には必要ではない領域となる。すなわち、歯の断層情報を得るためには、干渉光の周波数スペクトラムの第１のピーク４６を含んで、この第１のピークの周波数４７より低い周波数の領域の干渉光のスペクトラムの情報を除去し、このスペクトラムを解析、演算することにより正確な歯の断層画像を得ることができるのである。

さて、次にどのようにして、この第１のピークの周波数４７より低い周波数の領域の干渉光のスペクトラムの情報を除去するかについて説明する。

まず、界面線４４の除去の方法について図１４、図１５を参照して説明する。

図１４に、プローブ単体の状態での干渉光より得られた断層画像を示す。また、図１５には、このときのＡラインの干渉光の周波数スペクトラムの分布を示す。

このようにプローブ単体で干渉光を測定した場合は、測定対象がプローブ前方に存在しないので、界面線４４のみが表示されるため、この干渉光のスペクトラム分布においても、第１のピーク４６のゲイン（大きさ）と、その周波数４７を測定することができる。この周波数４７を予め測定しておき、測定対象の干渉光を測定した際には、この干渉光の周波数スペクトラムの情報から、周波数４７含んで、この周波数より低い領域の干渉光の周波数スペクトラムの情報を除去することで、測定対象の正確な断層画像情報を得ることが可能となる。

プローブ単体での干渉光を測定する方法としては、例えば、図１において制御ボックス６の上面に設けたプローブ設置部４８に置いた状態で、干渉光を測定することにより、プローブ単体での測定が可能となる。

上述したように、図１２に示す界面線４４に対応した干渉光の周波数スペクトラムは、図１３に示す干渉光の周波数スペクトラムの第１のピーク４６として現れるが、この第１のピーク４６の周波数４７は、歯の表面にあたる干渉光の周波数スペクトラムの第２のピーク４５の周波数４５ａよりも低い側に現れる。

このような周波数スペクトラムの分布にするためには、本発明の実施の形態における光断層画像取得装置の光学経路長を調整しておく必要がある。

この光学経路長について、図１０に戻って説明すると、光源２０から出た光は、分割部２１で２つに分割されて、一方は参照鏡２２までの光学経路長を経て干渉部２３に入り、他方は、上述したプローブの光入出部を経由して測定対象４に照射されて、測定対象４の反射光をプローブが測定反射光として取り込み、この測定光が干渉部２３に入る。干渉部２３で生成される干渉光では、上述した分割部２１から参照鏡２２を経由して干渉部までの光学経路長Ｘと、分割部２１からプローブの光入出部２の光学経路の先端、つまり、プリズム１０の界面３９、または、保護カバー３８の界面４０を経由して干渉部までの光学経路長Ｙとの差が干渉光のスペクトラムとして現れることになる。ここで重要なのは、前記光学経路長Ｘは、前記光学経路長Ｙよりも短くなくてはならないということである。すなわち、界面線４４に相当する、プリズム１０の界面３９、または、保護カバー３８の界面４０の後方側に、前記光学経路長Ｘと等しくなる点がくるように、光学経路長を調整しておかなければならない。

もし、前記光学経路長Ｘが、前記光学経路長Ｙよりも長くなってしまう場合、つまり、図１１に示すところの、プリズム１０の界面３９、または、保護カバー３８の界面４０のと、測定対象である歯４の間の位置Ｙ’５１において前記光学経路長Ｘと等しくなる場合には、この断層画像および周波数スペクトラムは、図１６、図１７に示すようになる。

図１６に示す断層画像によると、表示画面４２には歯の断層画像４３が表示されているが、この断層画像４３の下方には、上述したプリズム１０の界面３９、または、保護カバーの界面４０による後方への反射光４１の影響として、界面線４４が表示されている。

この表示画面４２のＡラインにおける干渉光の周波数スペクトラムの図を図１７に示す。

測定対象の歯の光断層画像は、干渉光の周波数スペクトラムを解析することにより得ることができる。上述したように、前記光学経路長Ｘが、前記光学経路長Ｙよりも短い場合には、図１２のごとく、干渉光の周波数スペクトラムは、その周波数の低い領域からプローブに近い箇所の情報に相当し、周波数が高くなるにしたがって、プローブから離れた箇所での情報になるのであるが、前記光学経路長Ｘが、前記光学経路長Ｙよりも長い場合には、図１６に示すように、歯の断層画像４３に、界面線４４が重畳して表示される場合がある。

この理由は、図１１に示すところの点Ｙ’５１において、前記光学経路長Ｘが、前記光学経路長Ｙと等しくなる場合には、この点Ｙ’５１とプリズム１０の界面３９、または、保護カバー３８の界面４０との距離に相当する分、界面線４４が表示画面４２の上方より折り返して表示されるので、もし、この距離が、点Ｙ’５１と歯４の距離よりも長いと、図１６のごとく、歯の断層画像４３に、界面線４４が重畳して表示されてしまうのである。

同様に、図１７に示すこの干渉光の周波数スペクトラムでは、界面線４４に相当する第１のピーク４６の周波数４７は、歯の表面にあたる干渉光の周波数スペクトラムの第２のピーク４５の周波数４５ａよりも周波数として高い側に現れる。

このような相関においての本発明の実施の形態における制御方法を、図１０を参照しながら説明すると、制御部２６は、プローブ単体での干渉光を断層画像用演算部２５に設けたＦＦＴ部４９で解析し、干渉光の周波数スペクトラムの第１のピーク４６の周波数４７が所定の周波数以下となるように、参照鏡２２の位置を制御することができる。

この制御のフローチャートを図１８に示す。

制御部２６は、参照鏡２２を光学経路長Ｘが短くなるように動かす第１の工程と、制御部２６は、断層画像用演算部２５に設けたＦＦＴ部４９で解析し、第１のピーク４６の周波数４７がどのように変化するか判定する第２の工程と、もし、周波数４７が低い方向に変化した場合は、この周波数４７が所定の周波数以下になるように参照鏡２２を光学経路長Ｘが短くなるように動かす第３の工程と、もし、周波数４７が高い方向に変化した場合は、この周波数４７が所定の周波数以下になるように参照鏡２２を光学経路長Ｘが長くなるように動かす第４の工程と、を実行することで、界面線４４による干渉光の周波数スペクトラムの第１のピーク４６の周波数４７を所定の周波数以下に設定することが可能となる。

このように、前記分割部から参照鏡を経由して干渉部までの光学経路長Ｘが、前記分割部から前記プローブの光入出部を経由して干渉部までの光学経路長Ｙ未満となるように設計、および、調整することで、界面線４４による干渉光の周波数スペクトラムの第１のピーク４６の周波数４７を、所定の周波数以下に設定することが可能となる。

また、前記分割部から参照鏡を経由して干渉部までの光学経路長Ｘは、前記分割部から前記プローブの光入出部を経由して干渉部までの光学経路長Ｙと、ほぼ等しくなるように設計、および、調整することで、界面線４４による干渉光の周波数スペクトラムの第１のピーク４６の周波数４７は、ほぼ周波数０となるため、周波数スペクトラム上より、第１のピーク４６を除去することが可能となる。

更には、この状態で、非測定光除去手段において、第１のピーク４６の周波数以下の周波数スペクトラムの成分を除去することにより、測定対象４の正確な断層情報を生成できることとなる。

以上のように、本発明の実施の形態の光断層画像取得装置では、測定対象に光を照射する際に、測定対象に対するプローブの光入出部に設けたプリズム等の光屈折部材や、透過性のカバー体から後方に反射して測定光に混入する信号を、参照鏡２２の位置を制御することで、測定対象の断層画像情報から除去するので、正確な光断層画像を取得することができる。

また、光断層画像取得装置にプリズムや、保護カバーを使用できることにより、プローブの光の照射方向を変更が可能となるため、プローブの利便性が向上したり、また、透過性の保護カバーをプローブの光入出部に設けたことで、唾液等がプローブ内に入ってくるのを防止できるため、プローブの衛生面を向上することができるという効果がある。

以上の説明で本実施形態における、基本的な構成及び作用が理解されたところで、以下、本実施形態における特徴点について説明をする。

まず、再び図１０に戻って、本実施形態における主要課題について説明する。

上述したように、本実施形態における光断層画像取得装置では、測定対象の光断層画像を取得するために、参照鏡２０からの参照光と、湾曲自在のケーブル材５が導光したプローブから得られた測定反射光と、を干渉させて干渉光を生成し、この干渉部２１で生成された干渉光を演算処理して断層画像を生成するようになっている。

このような構成においては、プローブに接続されたケーブル材５が湾曲自在なため、使用者がプローブの位置を容易に調整できるので、プローブの操作性を向上することができるが、測定対象の断層画像が正確に表示できないという現象が発生した。

これは、プローブに接続されたケーブル材５が湾曲自在なため、湾曲時にケーブル材５の伸縮が発生し、このケーブル材５に導光される測定光および、測定反射光の経路長が変化してしまい、この経路長が変化した測定反射光を用いた干渉光を演算して結果をそのまま表示してしまうことが、結論として測定対象の断層画像が正確に表示できない原因であるということを見いだした。

ではここで、この断層画像の表示がどのように正確に表示されないかについて、図１２を用いて、具体的に説明を行う。

図１９においては、表示画面４２には、画像の界面４４と測定対象である歯４の断層画像４３が表示されている。上述したように、この界面４４は、測定対象の歯４に光を照射する際に、この光がプリズム１０の界面３９、または、保護カバーの界面４０を完全に通過しないで、いくらかの光が後方への反射光４１（言い換えると非測定光）として測定光に混入してプローブ本体１側に返されることで表示されるものである。

このような状態においては、プローブと測定対象である歯４の距離が固定されていれば、断層画像４３と、界面４４は、表示画面４２において固定して表示されるものであるが、プローブを使用者が操作する際に、プローブに接続されたケーブル材５が湾曲することで、ケーブル材５に導光される測定光および、測定反射光の経路長が変化してしまい、その結果、図１９の表示画面４２は、プローブと測定対象である歯４の距離に係わらず、図２０の表示画面４２のごとく、表示画面４２の上下方向に動いて表示されてしまい、非常に見づらい状態になってしまう。

具体的には、図２０においては、４４ａが図１９における界面の表示位置であり、その界面位置が、４４ｂの表示位置まで、つまり、表示画面の上方向にずれて表示してしまった状態となっている。同様に、断層画像４３も表示画面の上方向にずれて表示されてしまうのである。

そこで、このような課題を解決するために、本実施形態の構成としては、図１０に示すように、光源１８と、この光源１８から出た光を分割する分割部１９と、この分割部１９で分割された第1の光を、光屈折部材、または、透過性のカバー体を設けた光入出部から測定対象に向けて照射する。

次に、その測定対象からの反射光を、前記光入出部から測定反射光として取り込むブローブと、分割部１９で分割された第1の光を前記プローブに導光し、前記プローブが取り込んだ測定反射光を導光する、湾曲自在のケーブル材５と、分割部１９によって分割された第２の光の経路長補正を行う参照鏡２０と、この参照鏡２０からの参照光と、ケーブル材５が導光した測定反射光と、干渉部２１で干渉させて干渉光を生成する。

次に、この干渉部２１で生成された干渉光を断層画像用演算部２３でＦＦＴ演算処理を行って測定対象の断層画像情報を生成するが、さらに、表示制御部５０では、前記断層画像情報を解析して界面位置を検出する界面検出部５２を設けており、この界面位置を表示画面に対して、常に固定した表示位置で表示するように制御を行うことで、ケーブル材５の湾曲による表示位置の移動を防止し、正確に断層画像を表示できるのである。

つまり、光屈折部材、または、透過性のカバー体による界面の映像情報は、上述のごとく、検出／除去することで見やすく表示できるという効果もあるが、本課題においては、検出／固定した表示制御を行うことによって、測定対象の断層画像の上下方向のブレを抑制可能となり、見やすく表示できるという効果も得ることができるのである。

次に、本実施の形態における処理のフローチャートを図２１に示す。

まず第1の工程としては、界面のみの断層画像を取得する（Ｓ１）。この具体的な取得方法としては、例えば、図１において制御ボックス６の上面に設けたプローブ設置部４８に置いた状態で、干渉光を測定することにより、プローブ単体での測定が可能となる。

次に、第２の工程として、界面検出部（図１０の５２）により、界面の位置を検出し、この界面位置が表示画面のＹ座標の位置を基準位置ｙ０として取得する（Ｓ２）。

次に、プローブを操作して、測定対象の測定を行い（Ｓ３）、この状態において、断層画像情報から、界面検出部（図１０の５２）は、界面の位置を検出し、これをｙ１として（Ｓ４）、Ｓ２で取得した界面のＹ座標上での基準位置ｙ０と現在の界面のＹ座標位置ｙ１を比較して（Ｓ５）、その差が閾値以上であれば、界面位置がｙ０となるように表示制御部（図１０の１７）で、表示画面全体の表示位置を補正する表示制御を行い、表示画面が固定的に表示されるようにする。

この界面検出部（図１０の５２）の界面検出の手段としては、画像情報の混在する直線情報を検出する手法である、ハフ変換を用いる手段もある。

あるいは、上述したように、断層画像用演算部（図１０の２３）で演算された干渉光のＦＦＴ結果から、所定の周波数以下に発生する周波数スペクトラムのピークを検出し、界面位置の検出を行う手段を用いても良い。

このような手段、すなわち経路長が変化した測定反射光を用いた干渉光を演算結果より、前記プローブの光屈折部材、または、透過性のカバー体の界面位置を検出し、この界面位置が固定されるように表示制御を行うことで、測定反射光の経路長の変化による表示の不具合、すなわち表示が上下にずれることを補正するので、正確な光断層画像を表示することができるのである。

以上のように本発明は、光源と、この光源から出た光を分割する分割部と、この分割部で分割された第1の光を、光屈折部材、または、透過性のカバー体を設けた光入出部から測定対象に向けて照射し、その測定対象からの反射光を、前記光入出部から測定反射光として取り込むブローブと、前記分割部で分割された第1の光を前記プローブに導光し、前記プローブが取り込んだ測定反射光を導光する、湾曲自在のケーブル材と、前記分割部によって分割された第２の光の経路長補正を行う参照鏡と、この参照鏡からの参照光と、前記ケーブル材が導光した測定反射光と、を干渉させて干渉光を生成する干渉部と、この干渉部で生成された干渉光を演算処理して測定対象の断層画像情報を生成する断層画像用演算部と、この断層画像用演算部からの断層画像情報を表示部に表示する表示制御部と、を備え、前記表示制御部は、前記プローブの光屈折部材、または、透過性のカバー体の界面位置を前記断層画像情報より検出する界面検出部を設けるとともに、この界面位置の表示部での表示位置を固定するように表示制御する構成としたので、正確な光断層画像を表示することができる。

すなわち、本発明の光断層画像取得装置では、経路長が変化した測定反射光を用いた干渉光を演算結果より、前記プローブの光屈折部材、または、透過性のカバー体の界面位置を検出し、この界面位置が固定されるように表示制御を行うことで、測定反射光の経路長の変化による表示の不具合を補正するので、正確な光断層画像を表示することができるのである。

したがって、たとえば、歯科用光断層画像取得装置として、広く活用が期待されるものである。

１ プローブ本体
２ 光入出部
３ 口腔
４ 歯
５ ケーブル
６ 制御ボックス
７ コリメータレンズ
８ 光走査部
９ 波長分離ミラー
１０ プリズム
１１ 歯
１２ 表示部
１３ 表示部
１４ 虫歯
１５ 発光素子
１６ カメラ
１７ 表示部
１８ 光源
１９ 分割部
２０ 参照鏡
２１ 干渉部
２２ 受光部
２３ 断層画像用演算部
２４ 制御部
２５ 観察画像用演算部
２６ ガルバノミラー
２７ モータ
２８ モータ
２９ ホルダ
３０ 水平部分
３１ 垂直部分
３２ 駆動軸
３３ 軸受け
３４ ウォームホイール
３５ ウォームギア
３６ リード線
３７ 保持部
３８ 保護カバー
３９ プリズムの界面
４０ 保護カバーの界面
４１ 後方反射光
４２ 表示画面
４３ 歯の断層画像
４４ 界面線
４５ 第２のピーク
４６ 第１のピーク
４７ 第１のピークの周波数
４８ プローブ設置部
４９ ＦＦＴ部
５０ 表示制御部
５１ 光学経路点Ｙ’
５２ 界面検出部

Claims (5)

1. 光源と、この光源から出た光を分割する分割部と、この分割部で分割された第1の光を、光屈折部材、または、透過性のカバー体を設けた光入出部から測定対象に向けて照射し、その測定対象からの反射光を、前記光入出部から測定反射光として取り込むブローブと、前記分割部で分割された第1の光を前記プローブに導光し、前記プローブが取り込んだ測定反射光を導光する、湾曲自在のケーブル材と、前記分割部によって分割された第２の光の経路長補正を行う参照鏡と、この参照鏡からの参照光と、前記ケーブル材が導光した測定反射光と、を干渉させて干渉光を生成する干渉部と、この干渉部で生成された干渉光を演算処理して測定対象の断層画像情報を生成する断層画像用演算部と、この断層画像用演算部からの断層画像情報を表示部に表示する表示制御部と、を備え、
   前記表示制御部は、前記プローブの光屈折部材、または、透過性のカバー体の界面位置を前記断層画像情報より検出する界面検出部を設けるとともに、この界面位置の表示部での表示位置を固定するように表示制御する構成とした光断層画像取得装置。
2. 前記断層画像演算部で生成された断層画像情報を表示する表示部を配置した請求項１に記載の光断層画像取得装置。
3. 前記界面検出部は、前記界面位置をハフ変換によって検出する構成とした請求項１または２に記載の光断層画像取得装置。
4. 前記界面検出部は、前記界面位置を前記干渉部の周波数スペクトラムのピークより検出する構成とした請求項１または２に記載の光断層画像取得装置。
5. 前記分割部から参照鏡を経由して干渉部までの光学経路長は、前記分割部から前記プローブの光入出部を経由して干渉部までの光学経路長未満となるように構成した請求項１から４のいずれか一つに記載の光断層画像取得装置。

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