JP6055463B2 - 断層画像生成装置および作動方法 - Google Patents
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Description
断層画像生成装置であって、
超音波の送受信を行う超音波送受信部と、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部と、
回転させられながら駆動させられる前記超音波送受信部から得られる超音波エコー信号をサンプリングして、前記送受信部の各回転位置における、断層画像の1ラインを生成するのに用いるための超音波データを取得する超音波データ取得手段と、
回転させられながら駆動させられる前記光送受信部から得られる干渉光信号をサンプリングして干渉光データを取得する干渉光データ取得手段と、
前記干渉光信号の1ライン分をサンプリングするサンプリング期間と、前記超音波送受信部を超音波の発振のために駆動してからの所定期間とが重複しないように、前記取得手段の動作タイミングを制御するタイミング制御手段と、を備える。
《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断層画像生成装置としての画像診断装置(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。
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、血管等の体腔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等の体腔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。
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。
次に、本実施形態の断層画像生成装置としての画像診断装置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、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の機能と他方式の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。
イメージングコア220の超音波送受信部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、超音波エコーとして超音波信号送受信器452に送信する。超音波信号送受信器452と超音波送受信部310の間の上記パルス波、超音波エコーの伝送は、アダプタ402及びスリップリング451、電気信号ケーブル311を介してなされる。
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を有する光源部(408a)と、ポリゴンスキャニングフィルタ(408b)を具備する、Extended-cavity Laserの一種である。
上述したように、カップラ414から出力された波長掃引光源408からの光は、第1のシングルモードファイバ440の一端に入射される。第1のシングルモードファイバ440は、光カップラ部460で2つに分岐され、一方はFBG(Fiber Bragg Grating)461に導かれる。本実施形態におけるこのFBG461は、波長掃引光源408からの出力光の波長(掃引波長)のうちの特定の波長を持つ光のみを反射するようになっている。この反射光は光カップラ部460を介して光検出器(例えばフォトダイオード)462に供給され、ここで、電気信号としてのトリガ信号が生成され、タイミング制御部480に供給される。以上のように、FBG461と光検出器462は、波長掃引光源408の1回の波長掃引における、予め設定した所定波長の光を検出することでトリガ信号を生成する。
図5は、タイミング制御部480の構成例を示すブロック図である。光検出器462から出力されたトリガ信号は第1遅延器501に入力され、第1の所定時間だけ遅延されて第1遅延器501から出力される。第1遅延器501から出力されたトリガ信号はパルス整形器504において所定幅のパルスに整形され、超音波発振タイミング信号として出力される。
次に、画像診断装置100の信号処理部428における、断層画像を構築するための機能構成について図6を用いて説明する。なお、以下に説明する構築処理は、専用のハードウェアを用いて実現されてもよいし、ソフトウェアにより(コンピュータがプログラムを実行することにより)実現されてもよい。
図7は、タイミング制御部480が生成するタイミング信号による各部の動作タイミングを説明する図である。
Claims (8)
- 超音波の送受信を行う超音波送受信部と、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部と、
回転させられながら駆動させられる前記超音波送受信部から得られる超音波エコー信号をサンプリングして、前記送受信部の各回転位置における、断層画像の1ラインを生成するのに用いるための超音波データを取得する超音波データ取得手段と、
回転させられながら駆動させられる前記光送受信部から得られる干渉光信号をサンプリングして干渉光データを取得する干渉光データ取得手段と、
前記干渉光信号の1ライン分をサンプリングするサンプリング期間と、前記超音波送受信部を超音波の発振のために駆動してからの所定期間とが重複しないように、前記取得手段の動作タイミングを制御するタイミング制御手段と、を備えることを特徴とする断層画像生成装置。 - 前記光送受信部が送信するための波長掃引光を発生する光源と、
前記波長掃引光から所定波長の光を検出する検出手段と、を備え、
前記タイミング制御手段は、前記検出手段が前記所定波長の光を検出してから第1の遅延時間の経過後に前記超音波送受信部を発振駆動し、該駆動から前記所定期間の経過後に前記干渉光信号のサンプリングを開始するよう、前記取得手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の断層画像生成装置。 - 前記所定期間は、前記超音波送受信部による超音波の送信期間を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の断層画像生成装置。
- 前記所定期間は、前記超音波送受信部が超音波を発振してから、超音波による観測範囲内の反射波が戻るまでの想定された時間を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の断層画像生成装置。
- 前記所定期間をユーザに設定させるための設定手段を更に備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の断層画像生成装置。
- 前記サンプリング期間以外の期間において前記光源による波長掃引光の出力を停止する停止手段を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の断層画像生成装置。
- 前記停止手段は、少なくとも前記超音波の送信期間の間は、前記光源による波長掃引光の出力を停止することを特徴とする請求項6に記載の断層画像生成装置。
- 超音波の送受信を行う超音波送受信部と、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用いて断層画像を生成する断層画像生成装置の作動方法であって、
前記送受信部を回転させながら前記超音波送受信部と前記光送受信部を駆動して得られる超音波エコー信号と干渉光信号をそれぞれサンプリングして、前記送受信部の各回転位置における、断層画像の1ラインを生成するのに用いるための超音波データと干渉光データを取得する取得工程と、
前記干渉光信号の1ライン分をサンプリングするサンプリング期間と、前記超音波送受信部を超音波の発振のために駆動してからの所定期間とが重複しないように、前記取得工程における動作タイミングを制御するタイミング制御工程と、を有することを特徴とする断層画像生成装置の作動方法。
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