光断層画像処理装置及び光断層画像処理方法
【課題】断層画像の中から管腔内の液体浮遊物が除去された補正画像を提供する。
【解決手段】ＯＣＴプロセッサ４００の信号処理装置２２は、管腔内の断層画像の補正処理を行う断層画像補正部４６０を備える。この断層画像補正部４６０は、断層画像の中からプローブ領域、ガイドワイヤ領域、及び管腔組織領域を検出し、断層画像からこれらの領域を差し引くことにより、断層画像の中から管腔内の液体浮遊物の領域を検出し、断層画像から液体浮遊物が除去された補正画像を生成する。この補正画像はモニタ装置５００に出力される。
【解決手段】ＯＣＴプロセッサ４００の信号処理装置２２は、管腔内の断層画像の補正処理を行う断層画像補正部４６０を備える。この断層画像補正部４６０は、断層画像の中からプローブ領域、ガイドワイヤ領域、及び管腔組織領域を検出し、断層画像からこれらの領域を差し引くことにより、断層画像の中から管腔内の液体浮遊物の領域を検出し、断層画像から液体浮遊物が除去された補正画像を生成する。この補正画像はモニタ装置５００に出力される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光断層画像処理装置及び光断層画像処理方法に係り、特に、光干渉断層計測によって取得される光断層画像（以下、単に「断層画像」とも言う。）から管腔内の液体浮遊物が除去された補正画像を生成することが可能な画像処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば医療分野などで、非侵襲で生体内部の断層情報を得る方法の一つとして、光干渉断層（ＯＣＴ；Optical Coherence Tomography）計測が利用されている。ＯＣＴ計測は超音波計測に比べ、分解能が１０μｍ程度と一桁高く、生体内部の詳細な断層情報（断層画像）が得られるという利点がある。また、断層情報を取得する位置をずらしながら複数位置で取得した断層情報を繋ぎ併せることによって立体的な領域の断層情報を得ることができる。
【０００３】
現在、癌の診断等の目的で生体の詳細な断層情報を取得することが求められている。その方法として、低干渉性光源から出力される光を走査して被検体に対する断層情報を得るタイムドメインＯＣＴ（Time domain OCT）が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、近年はタイムドメインＯＣＴの欠点である最適な信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られない、撮像フレームレートが低い、浸透深度（観察深度）が乏しいという問題を解決した改良型のＯＣＴである周波数ドメインＯＣＴ（Frequency domain OCT）が利用されている（特許文献２）。癌以外の他の診断領域でも周波数ドメインＯＣＴ（Frequency domain OCT）が利用されており、広く臨床に供されている。
【０００５】
周波数ドメインＯＣＴ計測を行う装置構成で代表的なものとしては、ＳＤ−ＯＣＴ（Spectral Domain OCT）装置とＳＳ−ＯＣＴ（Swept SourceOCT）の２種類が挙げられる。ＳＤ−ＯＣＴ装置は、ＳＬＤ（Super Luminescence Diode）やＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）光源、白色光といった広帯域の低コヒーレント光を光源に用い、マイケルソン型干渉計等を用いて、広帯域の低コヒーレント光を測定光と参照光とに分割した後、測定光を測定対象に照射させ、そのとき戻って来た反射光と参照光とを干渉させ、この干渉光をスペクトロメータを用いて各周波数成分に分解し、フォトダイオード等の素子がアレイ状に配列されたディテクタアレイを用いて各周波数成分毎の干渉光強度を測定し、これにより得られたスペクトル干渉強度信号を計算機でフーリエ変換することにより、断層情報を取得するものである。
【０００６】
一方、ＳＳ−ＯＣＴ装置は、光周波数を時間的に掃引させるレーザを光源に用い、反射光と参照光とを各波長において干渉させ、光周波数の時間変化に対応した信号の時間波形を測定し、これにより得られたスペクトル干渉強度信号を計算機でフーリエ変換することにより断層情報を取得するものである。
【０００７】
また、ＯＣＴ装置は、測定光の光軸を２次元的に走査することで、深さ方向の断層情報と合わせて被検体（測定対象）の３次元的な情報を取得することができる。ＯＣＴ計測と３次元コンピュータグラフィック技術の融合により、マイクロメートルオーダの分解能を持つ測定対象の構造情報からなる３次元構造モデルを表示することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１３１２２２号公報
【特許文献２】特表２００７−５１０１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ＯＣＴ装置では、生体の管腔内の断層画像を取得する場合、先端に光学レンズ及び光学ミラーを取り付けた光ファイバを内蔵した光プローブを管腔内に挿入し、光ファイバの先端側に配置した光学ミラーをラジアル走査させながら、管腔内に光を出射し、組織からの反射光をもとに管腔内の断層画像を生成している。
【００１０】
また、光プローブを管腔内に挿入する場合は、ガイドワイヤを光プローブに先行して患部に留置し、それに沿わせてプローブを患部まで挿通することが一般的である。
【００１１】
このようにＯＣＴ装置では、光プローブやガイドワイヤを管腔内に挿入した状態で測定が行われるため、断層画像の中に光プローブやガイドワイヤが現れてしまう。また、管腔内の液体中に浮遊している液体浮遊物（例えば胆管内の胆泥など）が断層画像に現れることもある。
【００１２】
これらの物体は診断とは直接関係ないものであり、診断の妨げとなることがある。その結果、誤診や所見の見落としにつながる恐れがある。このため、診断の効率や精度を向上させる観点から、これらの物体については断層画像から除去されていることが望ましい。
【００１３】
しかしながら、断層画像に現れる物体のうち、管腔内の液体浮遊物は不確定な形状を有するものであり、確定形状を有する光プローブやガイドワイヤに比べて、断層画像の中における液体浮遊物の領域ないしは位置を特定することは極めて難しく、断層画像から液体浮遊物を除去するためには複雑な処理が必要となってしまう問題がある。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、断層画像から管腔内の液体浮遊物が除去された補正画像を容易に提供することが可能な光断層画像処理装置及び光断層画像処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明の光断層画像装置は、光干渉断層計測により管腔内の光断層画像を取得する画像取得手段と、前記光断層画像の中から前記管腔内に挿入された管腔挿入物の領域を検出する管腔挿入物検出手段と、前記光断層画像の中から前記管腔の組織領域を検出する管腔組織検出手段と、前記光断層画像から前記管腔挿入物の領域及び前記管腔の組織領域を差し引くことにより、前記光断層画像の中から前記管腔内の液体中に浮遊する液体浮遊物の領域を検出する液体浮遊物検出手段と、前記液体浮遊物検出手段の検出結果に基づいて、前記光断層画像から前記液体浮遊物が除去された補正画像を生成する補正画像生成手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、上記本発明の光断層画像装置においては、前記管腔挿入物検出手段は、前記管腔内に挿入された光プローブの領域を前記管腔挿入物の領域として検出することができる。
【００１７】
また、前記管腔挿入物検出手段は、前記管腔内に前記光プローブを案内するためのガイドワイヤの領域を前記管腔挿入物の領域として検出することができる。
【００１８】
また、前記補正画像生成手段は、前記管腔挿入物検出手段及び前記液体浮遊物検出手段の検出結果に基づき、前記光断層画像から前記管腔挿入物及び前記液体浮遊物が除去された補正画像を生成することができる。
【００１９】
また、前記管腔挿入物検出手段及び前記液体浮遊物検出手段によって検出された各領域を前記光断層画像から除去するか否かを選択的に指示する指示手段を備え、前記補正画像生成手段は、前記指示手段の指示に従って前記光断層画像から前記管腔挿入物及び前記液体浮遊物が選択的に除去された補正画像を生成することができる。
【００２０】
また、前記補正画像生成手段により生成された前記補正画像を表示する表示手段を備えることが好ましい。
【００２１】
また、前記管腔は、胆管、膵管、血管、又は尿管とすることができる。
【００２２】
本発明の光断層画像処理方法は、光干渉断層計測により管腔内の光断層画像を取得する画像取得工程と、前記光断層画像の中から前記管腔内に挿入された管腔挿入物の領域を検出する管腔挿入物検出工程と、前記光断層画像の中から前記管腔の組織領域を検出する管腔組織検出工程と、前記光断層画像から前記管腔挿入物の領域及び前記管腔の組織領域を差し引くことにより、前記光断層画像の中から前記管腔内の液体中に浮遊する液体浮遊物の領域を検出する液体浮遊物検出工程と、前記液体浮遊物検出工程の検出結果に基づいて、前記光断層画像から前記液体浮遊物が除去された補正画像を生成する補正画像生成工程と、を含むことを特徴とする。
【００２３】
また、上記本発明の光断層画像処理方法においては、前記管腔挿入物検出工程は、前記管腔内に挿入された光プローブの領域を前記管腔挿入物の領域として検出することができる。
【００２４】
また、前記管腔挿入物検出工程は、前記管腔内に前記光プローブを案内するためのガイドワイヤの領域を前記管腔挿入物の領域として検出することができる。
【００２５】
また、前記補正画像生成工程は、前記管腔挿入物検出工程及び前記液体浮遊物検出工程の検出結果に基づき、前記光断層画像から前記管腔挿入物及び前記液体浮遊物が除去された補正画像を生成することができる。
【００２６】
また、前記管腔挿入物検出工程及び前記液体浮遊物検出工程によって検出された各領域を前記光断層画像から除去するか否かを選択的に指示する指示工程を含み、前記補正画像生成工程は、前記指示工程の指示に従って前記光断層画像から前記管腔挿入物及び前記液体浮遊物が選択的に除去された補正画像を生成することができる。
【００２７】
また、前記補正画像生成工程により生成された前記補正画像を表示する表示工程を含むことができる。
【００２８】
また、前記管腔は、胆管、膵管、血管、又は尿管とすることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の光断層画像処理装置及び光断層画像処理方法によれば、光断層画像の中から管腔挿入物の領域や管腔の組織領域を検出し、光断層画像からこれらの領域を差し引くことにより、管腔内の液体浮遊物の領域を検出することができる。これにより、光断層画像から管腔内の液体浮遊物が除去された補正画像を容易に提供することが可能となる。その結果、光断層画像から診断に直接関係がない情報が除去された補正画像を提供することができ、診断の効率や精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る断層画像処理装置を適用した画像診断装置の外観図
【図２】図１のＯＣＴプロセッサの内部構成を示すブロック図
【図３】図２のＯＣＴプローブの断面図
【図４】測定対象に対して光走査がラジアル走査の場合の断層画像のスキャン面を示す図
【図５】図４の断層画像により構築される３次元ボリュームデータを示す図
【図６】図１の内視鏡の鉗子口から導出されたＯＣＴプローブを用いて断層画像を得る様子を示す図
【図７】図２の信号処理部の構成を示すブロック図
【図８】胆管内に挿入されたＯＣＴプローブにより測定が行われるときの様子を簡略的に示した概略図
【図９】図７の断層画像補正部で行われる処理の流れを示したフローチャート図
【図１０】断層画像データから生成される断層画像の一例を示した図
【図１１】プローブ領域検出工程にてＯＣＴプローブの内壁面（最小コストパス）が検出された様子を示した図
【図１２】プローブ領域検出工程にてＯＣＴプローブの外壁面（プローブ表面ライン）が検出された様子を示した図
【図１３】ガイドワイヤ領域の検出工程にてガイドワイヤが検出されたときの様子を示した図
【図１４】管腔組織領域の検出工程にてヒステリシス２値化処理が行われた後の様子を示した図
【図１５】管腔組織領域の検出工程において２値化画像が得られたときの様子を示した図
【図１６】液体浮遊物領域の検出工程において胆泥が検出されたときの様子を示した図
【図１７】補正断層画像の一例を示した図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００３２】
図１は本発明の実施形態に係る光断層画像処理装置を適用した画像診断装置の外観図である。図１に示すように、画像診断装置１０は、主として内視鏡１００、内視鏡プロセッサ２００、光源装置３００、断層画像処理装置としてのＯＣＴプロセッサ４００、及びモニタ装置５００とから構成されている。なお、内視鏡プロセッサ２００は、光源装置３００を内蔵するように構成されていてもよい。
【００３３】
内視鏡１００は、手元操作部１１２と、この手元操作部１１２に連設される挿入部１１４とを備える。術者は手元操作部１１２を把持して操作し、挿入部１１４を被検者の体内に挿入することによって観察を行う。
【００３４】
手元操作部１１２には、鉗子挿入部１３８が設けられており、この鉗子挿入部１３８が先端部１４４の鉗子口１５６に連通されている。本実施形態では、ＯＣＴプローブ６００を鉗子挿入部１３８から挿入することによって、ＯＣＴプローブ６００を鉗子口１５６から導出する。ＯＣＴプローブ６００は、鉗子挿入部１３８から挿入され、鉗子口１５６から導出される挿入部６０２と、術者がＯＣＴプローブ６００を操作するための操作部６０４、及びコネクタ６１０を介してＯＣＴプロセッサ４００と接続されるケーブル６０６から構成されている。
【００３５】
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。
【００３６】
観察光学系１５０は、被検体を図示しないＣＣＤの受光面に結像させ、ＣＣＤは受光面上に結像された被検体像を各受光素子によって電気信号に変換する。本実施形態のＣＣＤは、３原色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタが所定の配列（ベイヤー配列、ハニカム配列）で各画素毎に配設されたカラーＣＣＤである。なお、符号１５４は、観察光学系１５０に向けて洗浄液や加圧エアを供給するための洗浄ノズルである。
【００３７】
光源装置３００は、可視光を図示しないライトガイドに入射させる。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。
【００３８】
内視鏡プロセッサ２００には、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、モニタ装置５００の画面に表示するための必要な処理が施される。
【００３９】
このように、内視鏡１００で得られた観察画像のデータが内視鏡プロセッサ２００に出力され、内視鏡プロセッサ２００に接続されたモニタ装置５００に画像が表示される。
【００４０】
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。図２に示すＯＣＴプロセッサ４００及びＯＣＴプローブ６００は、光干渉断層（ＯＣＴ：Optical Coherence Tomography）計測法による測定対象の断層情報（断層画像）を取得するためのものである。
【００４１】
ＯＣＴプロセッサ４００は、測定のための光Ｌａを射出する第１の光源部（第１の光源ユニット）１２と、第１の光源部１２から射出された光Ｌａを測定光（第１の光束）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と参照光Ｌ２を合波して干渉光Ｌ４を生成する光ファイバカプラ（分岐合波部）１４と、光ファイバカプラ１４で分岐された測定光Ｌ１をＯＣＴプローブ６００の光コネクタ１８に導くとともに、ＯＣＴプローブ６００内の回転側光ファイバ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、光ファイバカプラ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光検出部２０と、この干渉光検出部２０によって検出された干渉信号を処理して断層情報（断層画像）を取得する信号処理部２２を有する。信号処理部２２で取得された断層情報は画像化されてモニタ装置５００に表示される。
【００４２】
また、ＯＣＴプロセッサ４００は、測定の目印を示すためのエイミング光（第２の光束）Ｌｅを射出する第２の光源部（第２の光源ユニット）１３と、参照光Ｌ２の光路長を調整する光路長調整部２６と、第１の光源部１２から射出された光Ｌａを分光する光ファイバカプラ２８と、光ファイバカプラ１４で合波された戻り光（干渉光）Ｌ４及びＬ５を検出する検出器３０ａ及び３０ｂと、信号処理部２２への各種条件の入力、設定の変更等を行う操作制御部３２とを有する。
【００４３】
ＯＣＴプロセッサ４００に接続されるＯＣＴプローブ６００は、固定側光ファイバＦＢ２を介して導波された測定光Ｌ１を測定対象Ｓまで導波するとともに測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を導波する回転側光ファイバＦＢ１と、この回転側光ファイバ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及び戻り光Ｌ３を伝送する光コネクタ１８と、を備える。
【００４４】
なお、図２に示したＯＣＴプロセッサ４００及びＯＣＴプローブ６００においては、上述した射出光Ｌａ、エイミング光Ｌｅ、測定光Ｌ１、参照光Ｌ２及び戻り光Ｌ３などを含む種々の光を各光デバイスなどの構成要素間で導波し、伝送するための光の経路として、回転側光ファイバＦＢ１及び固定側光ファイバＦＢ２を含め種々の光ファイバＦＢ（ＦＢ３、ＦＢ４、ＦＢ５、ＦＢ６、ＦＢ７、ＦＢ８など）が用いられている。
【００４５】
第１の光源部１２は、ＯＣＴの測定のための光（例えば、赤外領域の波長可変レーザ光、あるいは低コヒーレンス光）を射出するものである。本例の第１の光源部１２は、赤外の波長域で光周波数（波長）を一定の周期で掃引させながらレーザ光Ｌａ（例えば、波長1.3μmを中心とするレーザ光）を射出する波長可変光源である。
【００４６】
この第１の光源部１２は、レーザ光あるいは低コヒーレンス光Ｌａを射出する光源１２ａと、光源１２ａから射出された光Ｌａを集光するレンズ１２ｂとを備えている。また、詳しくは後述するが、第１の光源部１２から射出された光Ｌａは、光ファイバＦＢ４、ＦＢ３を介して光ファイバカプラ１４で測定光Ｌ１と参照光Ｌ２に分割され、測定光Ｌ１は光コネクタ１８に入力される。
【００４７】
また、第２の光源部１３は、エイミング光Ｌｅとして測定部位を確認しやすくするために可視光を射出するものである。例えば、波長６６０ｎｍの赤半導体レーザ光、波長６３０ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザ光、波長４０５ｎｍの青半導体レーザ光などを用いることができる。本実施形態における第２の光源部１３としては、例えば赤色あるいは青色あるいは緑色のレーザ光を射出する半導体レーザ１３ａと、半導体レーザ１３ａから射出されたエイミング光Ｌｅを集光するレンズ１３ｂを備えている。第２の光源部１３から射出されたエイミング光Ｌｅは、光ファイバＦＢ８を介して光コネクタ１８に入力される。
【００４８】
光コネクタ１８では、測定光（第１の光束）Ｌ１とエイミング光（第２の光束）Ｌｅとが合波され、ＯＣＴプローブ６００内の回転側光ファイバＦＢ１に導波される。
【００４９】
光ファイバカプラ（分岐合波部）１４は、例えば２×２の光ファイバカプラで構成されており、固定側光ファイバＦＢ２、光ファイバＦＢ３、光ファイバＦＢ５、光ファイバＦＢ７とそれぞれ光学的に接続されている。
【００５０】
光ファイバカプラ１４は、第１の光源部１２から光ファイバＦＢ４及びＦＢ３を介して入射した光Ｌａを測定光（第１の光束）Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割し、測定光Ｌ１を固定側光ファイバＦＢ２に入射させ、参照光Ｌ２を光ファイバＦＢ５に入射させる。
【００５１】
さらに、光ファイバカプラ１４は、光ファイバＦＢ５に入射され後述する光路長調整部２６によって周波数シフト及び光路長の変更が施されて光ファイバＦＢ５を戻った参照光Ｌ２と、後述するＯＣＴプローブ６００で取得され固定側光ファイバＦＢ２から導波された光Ｌ３とを合波し、光ファイバＦＢ３（ＦＢ６）及び光ファイバＦＢ７に射出する。
【００５２】
ＯＣＴプローブ６００は、光コネクタ１８を介して、固定側光ファイバＦＢ２と接続されており、固定側光ファイバＦＢ２から、光コネクタ１８を介して、エイミング光Ｌｅと合波された測定光Ｌ１が回転側光ファイバＦＢ１に入射される。入射されたこのエイミング光Ｌｅと合波された測定光Ｌ１を回転側光ファイバＦＢ１によって伝送して測定対象Ｓに照射する。そして測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を取得し、取得した戻り光Ｌ３を回転側光ファイバＦＢ１によって伝送して、光コネクタ１８を介して、固定側光ファイバＦＢ２に射出するようになっている。
【００５３】
干渉光検出部２０は、光ファイバＦＢ６及び光ファイバＦＢ７と接続されており、光ファイバカプラ１４で参照光Ｌ２と戻り光Ｌ３とを合波して生成された干渉光Ｌ４及びＬ５を干渉信号として検出するものである。
【００５４】
光ファイバカプラ２８から分岐させた光ファイバＦＢ６の光路上には、干渉光Ｌ４の光強度を検出する検出器３０ａが設けられ、光ファイバＦＢ７の光路上には干渉光Ｌ５の光強度を検出する検出器３０ｂが設けられている。干渉光検出部２０は、検出器３０ａ及び検出器３０ｂの検出結果に基づいて、干渉信号を生成する。
【００５５】
信号処理部２２は、干渉光検出部２０で検出した干渉信号から断層情報を取得し、取得した断層情報を画像化した断層画像をモニタ装置５００へ出力する。なお、本実施形態では、断層画像の中から管腔内の液体浮遊物（例えば胆泥など）が除去された補正画像が生成され、モニタ装置５００に出力される。信号処理部２２については後で詳述する。
【００５６】
参照光Ｌ２の光路長を可変するための光路長調整部２６は、光ファイバＦＢ５の参照光Ｌ２の射出側（すなわち、光ファイバＦＢ５の光ファイバカプラ１４とは反対側の端部）に配置されている。
【００５７】
光路長調整部２６は、光ファイバＦＢ５から射出された光を平行光にする第１光学レンズ８０と、第１光学レンズ８０で平行光にされた光を集光する第２光学レンズ８２と、第２光学レンズ８２で集光された光を反射する反射ミラー８４と、第２光学レンズ８２及び反射ミラー８４を支持する基台８６と、基台８６を光軸方向に平行な方向に移動させるミラー移動機構８８とを有する。第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２との距離を変化させることにより参照光Ｌ２の光路長が調整される。
【００５８】
第１光学レンズ８０は、光ファイバＦＢ５のコアから射出された参照光Ｌ２を平行光にするとともに、反射ミラー８４で反射された参照光Ｌ２を光ファイバＦＢ５のコアに集光する。
【００５９】
また、第２光学レンズ８２は、第１光学レンズ８０により平行光にされた参照光Ｌ２を反射ミラー８４上に集光するとともに、反射ミラー８４により反射された参照光Ｌ２を平行光にする。このように、第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２とにより共焦点光学系が形成されている。
【００６０】
さらに、反射ミラー８４は、第２光学レンズ８２で集光される光の焦点に配置されており、第２光学レンズ８２で集光された参照光Ｌ２を反射する。
【００６１】
これにより、光ファイバＦＢ５から射出した参照光Ｌ２は、第１光学レンズ８０により平行光になり、第２光学レンズ８２により反射ミラー８４上に集光される。その後、反射ミラー８４により反射された参照光Ｌ２は、第２光学レンズ８２により平行光になり、第１光学レンズ８０により光ファイバＦＢ５のコアに集光される。
【００６２】
また、基台８６は、第２光学レンズ８２と反射ミラー８４とを固定し、ミラー移動機構８８は、基台８６を第１光学レンズ８０の光軸方向（図２矢印Ａ方向）に移動させる。
【００６３】
ミラー移動機構８８で、基台８６を矢印Ａ方向に移動させることで、第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２との距離を変更することができ、参照光Ｌ２の光路長を調整することができる。
【００６４】
操作制御部３２は、キーボード、マウス等の入力手段と、入力された情報に基づいて各種条件を管理する制御手段とを有し、信号処理部２２に接続されている。操作制御部３２は、入力手段から入力されたオペレータの指示に基づいて、信号処理部２２における各種処理条件等の入力、設定、変更等を行う。
【００６５】
なお、操作制御部３２は、操作画面をモニタ装置５００に表示させてもよいし、別途表示部を設けて操作画面を表示させてもよい。また、操作制御部３２で、第１の光源部１２、第２の光源部１３、光コネクタ１８、干渉光検出部２０、光路長ならびに検出器３０ａ及び３０ｂの動作制御や各種条件の設定を行うようにしてもよい。
【００６６】
図３はＯＣＴプローブ６００の断面図である。図３に示すように、挿入部６０２の先端部は、プローブ外筒（シース）６２０と、キャップ６２２と、回転側光ファイバＦＢ１と、バネ６２４と、固定部材６２６と、光学レンズ６２８とを有している。
【００６７】
プローブ外筒６２０は、可撓性を有する筒状の部材であり、光コネクタ１８においてエイミング光Ｌｅが合波された測定光Ｌ１及び戻り光Ｌ３が透過する材料からなっている。なお、プローブ外筒６２０は、測定光Ｌ１（エイミング光Ｌｅ）及び戻り光Ｌ３が通過する先端（光コネクタ１８と反対側の回転側光ファイバＦＢ１の先端、以下プローブ外筒６２０の先端と言う）側の一部が全周に渡って光を透過する材料（透明な材料）で形成されていればよく、先端以外の部分については光を透過しない材料で形成されていてもよい。
【００６８】
キャップ６２２は、プローブ外筒６２０の先端に設けられ、プローブ外筒６２０の先端を閉塞している。
【００６９】
また、キャップ６２２には、ガイドワイヤを挿通するためのガイドワイヤ用孔６２３が形成されており、ガイドワイヤ用孔６２３は、キャップ６２２の側面に一方の開口６２３Ａを有し、前面に他方の開口６２３Ｂを有している。ガイドワイヤは、事前に測定部位に配置されてＯＣＴプローブ６００をその位置に案内するためのものであり、測定位置に配置したガイドワイヤをこのガイドワイヤ用孔６２３に挿通させ、ＯＣＴプローブ６００を先方に進行させることによって、ＯＣＴプローブ６００をガイドワイヤに案内させて測定部位まで移動させることができる。このようにガイドワイヤを使用してＯＣＴプローブ６００を案内することによって、ＯＣＴプローブ６００を直接進入させることが難しい胆管や膵管へのＯＣＴプローブ６００の配置を容易に行うことができる。
【００７０】
回転側光ファイバＦＢ１は、線状部材であり、プローブ外筒６２０内にプローブ外筒６２０に沿って収容されている。回転側光ファイバＦＢ１は、光コネクタ１８で合波された測定光Ｌ１とエイミング光Ｌｅとを光学レンズ６２８まで導波するとともに、測定光Ｌ１（エイミング光Ｌｅ）を測定対象Ｓに照射して光学レンズ６２８で取得した測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を光コネクタ１８まで導波する。この戻り光Ｌ３は、光コネクタ１８を介して固定側光ファイバＦＢ２に入射する。回転側光ファイバＦＢ１は、プローブ外筒６２０に対して回転自在、及びプローブ外筒６２０の軸方向に移動自在な状態で配置されている。
【００７１】
バネ６２４は、回転側光ファイバＦＢ１の外周に固定されている。回転側光ファイバＦＢ１及びバネ６２４は、回転筒６５６とともに光コネクタ１８に接続されている。
【００７２】
光学レンズ６２８は、回転側光ファイバＦＢ１の測定側先端（光コネクタ１８と反対側の回転側光ファイバＦＢ１の先端）に配置されている。光学レンズ６２８の先端部（光出射面）は、回転側光ファイバＦＢ１から射出された測定光Ｌ１（エイミング光Ｌｅ）を測定対象Ｓに対し集光するために略球状の形状で形成されている。
【００７３】
光学レンズ６２８は、回転側光ファイバＦＢ１から射出した測定光Ｌ１（エイミング光Ｌｅ）を測定対象Ｓに対し照射し、測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を集光し回転側光ファイバＦＢ１に入射する。
【００７４】
固定部材６２６は、回転側光ファイバＦＢ１と光学レンズ６２８との接続部の外周に配置されており、光学レンズ６２８を回転側光ファイバＦＢ１の端部に固定する。固定部材６２６による回転側光ファイバＦＢ１と光学レンズ６２８の固定方法は、特に限定されず、接着剤により、固定部材６２６と回転側光ファイバＦＢ１及び光学レンズ６２８を接着させて固定してもよいし、ボルト等を用い機械的構造で固定してもよい。なお、固定部材６２６は、ジルコニアフェルールやメタルフェルールなど光ファイバの固定や保持あるいは保護のために用いられるものであれば、如何なるものを用いてもよい。
【００７５】
回転側光ファイバＦＢ１及びバネ６２４は、回転筒６５６に接続されており、回転筒６５６によって回転側光ファイバＦＢ１及びバネ６２４を回転させることで、光学レンズ６２８をプローブ外筒６２０に対し、矢印Ｒ２方向（回転側光ファイバＦＢ１の光軸を回転中心とする回転方向）に回転させる。また、光コネクタ１８は、回転エンコーダを備える。回転エンコーダからの信号に基づいて光学レンズ６２８の位置情報（角度情報）から測定光Ｌ１の照射位置が検出される。つまり、回転している光学レンズ６２８の回転方向における基準位置に対する角度を検出して、測定位置を検出する。
【００７６】
さらに、回転側光ファイバＦＢ１、バネ６２４、固定部材６２６、及び光学レンズ６２８は、モータ６６０を含む駆動機構により、プローブ外筒６２０内部を矢印Ｓ１方向（鉗子口方向）、及びＳ２方向（プローブ外筒６２０の先端方向）に移動可能に構成されている。
【００７７】
図３の左側には、ＯＣＴプローブ６００の操作部６０４における回転側光ファイバＦＢ１等の駆動機構の概略構成が示されている。
【００７８】
プローブ外筒６２０は、固定部材６７０に固定されているのに対し、回転側光ファイバＦＢ１及びバネ６２４の基端部は、回転筒６５６に接続されている。回転筒６５６は、モータ６５２の回転に応じてギア６５４を介して回転するように構成されている。回転筒６５６は、光コネクタ１８に接続されており、測定光Ｌ１及び戻り光Ｌ３は、光コネクタ１８を介して回転側光ファイバＦＢ１と固定側光ファイバＦＢ２間を伝送される。
【００７９】
回転筒６５６、モータ６５２、ギア６５４、及び光コネクタ１８を内蔵するフレーム６５０は、支持部材６６２を備えている。支持部材６６２は、図示しないネジ孔を有しており、該ネジ孔には進退移動用ボールネジ６６４が咬合している。進退移動用ボールネジ６６４には、モータ６６０が接続されている。モータ６６０を回転駆動することによりフレーム６５０を進退移動させ、これにより回転側光ファイバＦＢ１、バネ６２４、固定部材６２６、及び光学レンズ６２８を図３のＳ１及びＳ２方向（プローブ外筒６２０の長手方向に沿った軸方向、すなわち、回転側光ファイバＦＢ１の光軸に沿った方向）に移動させることが可能となっている。
【００８０】
ＯＣＴプローブ６００は、以上のような構成であり、モータ６６０の駆動によって回転側光ファイバＦＢ１及びバネ６２４が、図３中矢印Ｒ２方向に回転されることで、光学レンズ６２８から射出される測定光Ｌ１（エイミング光Ｌｅ）を測定対象Ｓに対し、矢印Ｒ２方向（プローブ外筒６２０の円周方向）に対し走査しながら照射し、戻り光Ｌ３を取得する。エイミング光Ｌｅは、測定対象Ｓに対し、例えば青色、赤色あるいは緑色のスポット光として照射される。このエイミング光Ｌｅの反射光（測定対象Ｓからの反射光）は、モニタ装置５００に表示された観察画像に輝点としても表示される。
【００８１】
このような回転方向に沿った光走査により、プローブ外筒６２０の円周方向の全周において、測定対象Ｓの所望の部位を正確にとらえることができ、測定対象Ｓを反射した戻り光Ｌ３を取得することができる。
【００８２】
さらに、３次元ボリュームデータを生成するための立体的な領域の断層情報を取得する場合は、モータ６６を含む駆動機構により回転側光ファイバＦＢ１及び光学レンズ６２８が矢印Ｓ１方向の移動可能範囲の終端まで移動され、断層情報を取得しながら所定量ずつＳ２方向に移動し、又は断層情報の取得とＳ２方向への所定量移動を交互に繰り返しながら、移動可能範囲の終端まで移動する。
【００８３】
このように測定対象Ｓに対して所望の範囲の断層情報を取得することによって３次元ボリュームデータを得ることができる。
【００８４】
図４は、測定対象Ｓに対して光走査がラジアル走査の場合の断層情報のスキャン面を示す図であり、図５は図４の断層情報により構築される３次元ボリュームデータを示す図である。干渉信号により測定対象Ｓの深さ方向（Ｚ方向）の断層情報を取得し、測定対象Ｓに対し図３矢印Ｒ２方向（プローブ外筒６２０の円周方向）に走査（ラジアル走査）することで、図４に示すように、Ｚ方向とＺ方向と直交するＸ方向とからなるスキャン面での断層情報を取得することができる。またさらに、このスキャン面に直交するＹ方向に沿ってスキャン面を移動させることで、図５に示すように、３次元ボリュームデータを生成するための立体的な領域の断層情報が取得できる。
【００８５】
図６は内視鏡１００の鉗子口１５６から導出されたＯＣＴプローブ６００を用いて断層情報を得る様子を示す図である。図６に示すように、ＯＣＴプローブ６００の挿入部６０２の先端部を、測定対象Ｓの所望の部位に近づけて、断層情報を得る。所望の立体的な領域の断層情報を取得する場合は、必ずしもＯＣＴプローブ６００本体を移動させる必要はなく、前述の駆動機構によりプローブ外筒６２０内で光学レンズ６２８を移動させればよい。
【００８６】
本実施形態の画像診断装置１０は、ＯＣＴプロセッサ４００の信号処理部２２において行われる断層画像の補正処理に特徴を有するものである。以下、信号処理部２２の構成について説明する。
【００８７】
図７は図２の信号処理部２２の構成を示すブロック図である。図７に示すように、信号処理部２２は、主として、フーリエ変換部４１０、対数変換部４２０、断層画像構築部４５０、断層画像補正部４６０、メモリ部４７０、及び制御部４９０を備えて構成される。
【００８８】
制御部４９０は、信号処理部２２の各部の動作を制御するためのものである。また、操作制御部３２の操作に従って各種処理が実施されるように、各部に対して制御信号が出力される。
【００８９】
メモリ部４７０は、信号処理部２２の各部の動作に必要なプログラムや各種情報を格納しておくためのものである。なお、本実施形態では、後述する断層画像補正部４６０において断層画像の中からプローブ領域やガイドワイヤ領域、管腔組織領域を検出するための情報がメモリ部４７０に記憶されている。
【００９０】
フーリエ変換部４１０には、干渉光検出部２０から出力された干渉信号が入力される。フーリエ変換部４１０は、入力された干渉信号に対してＦＦＴ（高速フーリエ変換）による周波数解析を行う機能を有する。フーリエ変換部４１０では、ＦＦＴによる周波数解析によって、測定対象Ｓの各深さ位置における反射光（戻り光）Ｌ３の強度、すなわち深度方向の反射強度データが生成され出力される。
【００９１】
対数変換部４２０には、フーリエ変換部４１０から出力された反射強度データが入力される。対数変換部４２０は、反射強度データのダイナミックレンジを広げるために対数変換を行う機能を有する。対数変換部４２０からは、対数変換された反射強度データが出力される。
【００９２】
断層画像構築部４５０には、対数変換部４２０から出力された反射強度データが入力される。断層画像構築部４５０は、反射強度データを断層画像として視覚化するための画像処理機能を有し、例えば、輝度、コントラスト調整、表示サイズにあわせたリサンプル、ラジアル走査等の走査方法に合わせての座標変換などを行う。断層画像構築部４５０では、断層画像を示す断層画像データが生成され、この断層画像データは断層画像補正部４６０又はモニタ装置５００に出力される。
【００９３】
断層画像補正部４６０には、断層画像構築部４５０から出力された断層画像データが入力される。断層画像補正部４６０は、断層画像データに基づき、断層画像の中から所定の対象物を除去（非表示化）する補正機能を有する。断層画像補正部４６０で行われる補正処理については後で詳述するが、管腔内の液体浮遊物（例えば胆泥など）のような不確定な形状を有する物体を検出して、それを非表示化した補正断層画像を生成することを特徴としている。断層画像補正部４６０からは、補正処理が行われた補正断層画像データが出力される。
【００９４】
次に、上記の如く構成された本実施形態の作用について説明する。
【００９５】
まず、胆管や膵管などの管腔内にＯＣＴプローブ６００を挿入する場合、前もってガイドワイヤを管腔内に留置しておく。ガイドワイヤを留置する方法については周知であるため、ここでは説明を省略する。そして、図３に示したＯＣＴプローブ６００のガイドワイヤ用孔６２３にガイドワイヤを基端側から通して、ガイドワイヤに沿ってＯＣＴプローブ６００を管腔内に挿入し、測定したい部位に配置する。
【００９６】
次に、ＯＣＴプローブ６００の先端を管腔内の内壁面に密着させた状態で、ＯＣＴプローブ６００の先端に配置される光学レンズ６２８から測定対象に測定光Ｌ１（エイミング光Ｌｅ）を出射することにより測定が行われる。ここで、一例として、胆管内に挿入されたＯＣＴプローブ６００により測定が行われるときの様子を簡略的に示した概略図（ＯＣＴプローブ６００の軸方向に垂直な方向の断面図）を図８に示す。図８中、符号７００はガイドワイヤ、符号７０４は胆泥を示している。なお、図８では、ＯＣＴプローブ６００の内蔵物（光学レンズ６２８や光ファイバＦＢ１など）の図示は省略している。
【００９７】
ＯＣＴプローブ６００による測定が開始されると、図７に示した干渉光検出部２０には、ＯＣＴプローブ６００から測定対象Ｓに測定光Ｌ１を照射したときに得られる反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とが合波したときの干渉光が干渉光検出部２０に入力される。なお、参照光Ｌ２は、上述したように、第１の光源部１２から射出された光を分割して得られるものである。
【００９８】
図７に示すように、干渉光検出部２０では、干渉信号生成部２０ａで干渉光（光信号）を干渉信号（電気信号）に変換する処理が施され、さらにＡＤ変換部２０ｂで干渉信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する処理が行われる。なお、ＡＤ変換部２０ｂでは、例えば、８０ＭＨｚ程度のサンプリングレートで１４ｂｉｔ程度の分解能でアナログ信号からデジタル信号への変換が実施されるが、これらの値に特に限定されるものではない。ＡＤ変換部２０ｂでデジタル信号に変換された干渉信号は、信号処理部２２に出力される。
【００９９】
信号処理部２２に入力された干渉信号は、フーリエ変換部４１０でＦＦＴ（高速フーリエ変換）により周波数解析が行われる。これにより、測定対象Ｓの各深さ位置における反射光（戻り光）Ｌ３の強度、すなわち深度方向の反射強度データが生成される。この反射強度データは、対数変換部４２０にて対数変換され、断層画像構築部４５０に出力される。
【０１００】
断層画像構築部４５０では、入力された反射強度データに対して輝度、コントラスト調整、表示サイズにあわせたリサンプル、ラジアル走査等の走査方法に合わせての座標変換などの画像処理が行われ、断層画像を示すデータとして断層画像データが生成される。この断層画像データは断層画像補正部４６０又はモニタ装置５００に出力される。
【０１０１】
断層画像補正部４６０では、断層画像データに基づき、断層画像の中から所定の対象物を除去（非表示化）する補正処理が行われる。補正後の断層画像を示す補正画像データはモニタ装置５００に出力される。
【０１０２】
これにより、モニタ装置５００には、断層画像データに基づく断層画像、又は補正画像データに基づく補正断層画像が表示され、診断が可能となる。なお、モニタ装置５００に表示する画像については、操作制御部３２の入力手段からオペレータが選択できるようになっている。
【０１０３】
ここで、信号処理部２２において行われる断層画像の補正処理について説明する。図９は図７の断層画像補正部４６０で行われる処理の流れを示したフローチャート図である。以下、図８に示した各処理について詳述する。
【０１０４】
まず、断層画像構築部４５０から断層画像データを取得する（ステップＳ１０）。このとき取得される断層画像データによって生成される断層画像の一例を図１０に示す。図１０に示した断層画像は２次元の極座標系で示されており、横軸はＯＣＴプローブ６００の長軸周りの円周方向の位置（回転角）θを示し、縦軸はＯＣＴプローブ６００の光出射端から出射される測定光Ｌ１の出射方向（測定光Ｌ１の光軸方向であって、測定対象Ｓの深さ方向とする方向）の深さ位置ｒを示しており、縦軸下向きが測定光Ｌ１の出射方向となっている。
【０１０５】
図１０に示した断層画像は、胆管内に挿入されたＯＣＴプローブ６００を用いて取得されたものである。この断層画像の中には、ＯＣＴプローブ６００のプローブ外筒６２０や、ＯＣＴプローブ６００を胆管内に挿入するときの挿入補助具として用いられるガイドワイヤ７００が含まれている。また、胆管の内壁部に相当する管腔組織７０２や胆管内の内部領域（液体領域）に浮遊する液体浮遊物として胆泥７０４が含まれている。
【０１０６】
次に、断層画像の中からプローブ領域を検出する（ステップＳ１２）。信号処理部２２のメモリ部４７０には、ＯＣＴプローブ６００を検出するための情報（ＯＣＴ情報）として、ＯＣＴプローブ６００の形、大きさ、位置、コントラストなどに関する情報が記憶されている。断層画像補正部４６０は、ＯＣＴ情報に基づいて断層画像の中からプローブ領域の検出を行う。
【０１０７】
ここで、プローブ領域の検出方法の一例として、動的計画法を利用した方法について説明する。この方法では、まず、ステップＳ１０で取得された断層画像データによって生成される断層画像、例えば図１０に示した断層画像（原画像）に対してエッジ強調フィルタ（例えば２Ｄガボールフィルタ等）をかけて、ＯＣＴプローブ６００のプローブ外筒６２０の内壁面を示すラインが強調されたエッジ強調画像を生成する。
【０１０８】
次に、上記のようにして生成されたエッジ強調画像の符号を反転し、検出したいエッジほどマイナス値となるコスト画像に変換する。そして、コスト画像上の探索範囲(例えばｒ＝３〜６０画素)において、動的計画法により画像左端から右端へ向かって積算コスト値が最小となるパスを検出する。この際、動的計画法で局所積算コスト最小値を探索するための縦方向（ｒ方向）の範囲は、現在注目画素±１に制限しており、探索パスの形状が縦方向に階段状に大きくずれることがないように調整している。この結果、図１１に示すように、最後に検出された積算コスト値が最小となるパス（最小コストパス）７０６がプローブ外筒６２０の内壁面を示すラインとなる。
【０１０９】
次に、上記のようにして求められた最小コストパス７０６（すなわち、プローブ外筒６２０の内壁面を示すライン）をプローブ外筒６２０の側壁部の肉厚分だけ下方向（ｒ方向）へシフトさせ、図１２に示すように、プローブ外筒６２０の外壁面を示すラインとしてプローブ表面ライン７０８を検出する。本例では、最小コストパス７０６から３０画素分だけ下方向へシフトしている。そして、プローブ表面ライン７０８から上側（ＯＣＴプローブ６００の外周から中心軸に向かう向き）の領域をプローブ領域として検出する。
【０１１０】
以上が、動的計画法を利用した方法の説明である。なお、プローブ領域の検出方法としては、動的計画法を利用した方法に限定されず、それ以外の方法を用いてもよい。
【０１１１】
次に、断層画像の中からガイドワイヤ領域を検出する（ステップＳ１４）。信号処理部２２のメモリ部４７０には、ガイドワイヤ７００を検出するための情報（ガイドワイヤ情報）として、ガイドワイヤ７００の形、大きさ、位置、コントラストなどに関する情報が記憶されている。断層画像補正部４６０は、ガイドワイヤ情報に基づいて断層画像の中からガイドワイヤ領域の検出を行う。
【０１１２】
ここで、ガイドワイヤ領域の検出方法の一例として、エッジ強調フィルタを用いる方法について説明する。この方法では、まず、ステップＳ１０で取得された断層画像データによって生成される断層画像、例えば図１０に示した画像に対し、複数方向のエッジ強調フィルタ（例えば２Ｄガボールフィルタ等）をかける。そして、これらのエッジ強調フィルタをかけた結果を統合し、統合フィルタ画像を生成する。この統合フィルタ画像を負のフィルタ値に対して厳しめの閾値α(例えばα＝−９０．０)で二値化し、抽出された領域の中で最大面積を持つ領域を抽出する。このとき、図１３に示すように、抽出領域の面積が所定範囲内(例えば１００〜２５００画素分に相当する面積)であれば、その領域をガイドワイヤ７００として検出する。
【０１１３】
以上が、エッジ強調フィルタを用いる方法の説明である。なお、ガイドワイヤ領域の検出方法としては、エッジ強調フィルタを用いる方法に限定されず、それ以外の方法を用いてもよい。
【０１１４】
次に、断層画像の中から管腔組織領域を検出する（ステップＳ１６）。信号処理部２２のメモリ部４７０には、管腔組織を検出するための情報（管腔組織情報）として、診断対象となる管腔組織の形、大きさ、位置、コントラストなどに関する情報が記憶されている。断層画像補正部４６０は、管腔組織情報に基づいて断層画像の中から管腔組織領域の検出を行う。
【０１１５】
ここで、管腔組織領域の検出方法の一例として、領域抽出法を利用した方法について説明する。この方法では、まず、ステップＳ１０で取得された断層画像によって生成される断層画像、例えば図１０に示した断層画像（原画像）に対して、σ＝２．０（画素）のガウシアン平滑化フィルタをかけて、高周波ノイズを除去した画像を生成する。
【０１１６】
次に、上記の原画像（すなわち、図１０に示した断層画像）に対して、ＯＣＴプローブ６００の光学レンズ６２８から出射される測定光Ｌ１の減衰による背景成分を指数関数でモデル化したものを最小二乗フィッティングすることによって、背景成分画像を生成する。なお、本例では、以下のモデル式を用いている。
【０１１７】
【数１】
ここで、左辺をＰ（ｒ,θ）としているが、θは等方的なＯＣＴの光の放射角度なので、上式右辺にθ依存性は含まれていない。ただし、フィッティング用のデータとしては、すべてのθにおける画素値を使用している。また、最小二乗法を単純な線形問題に帰着させるため、定数項ｃについては縦(r)方向の下側２０画素領域の画素値の平均値ｃ0を予め求めて代入する。
【０１１８】
最後に、高周波ノイズを除去した画像から背景成分画像Ｐ（ｒ,θ）を引いて、原画像から高周波ノイズ及び背景成分を除去した差分画像を生成する。
【０１１９】
次に、差分画像に対し、ヒステリシス２値化によって管腔組織表面の候補領域を得る。その際、ヒステリシス２値化の閾値は高めの閾値Ｈと低めの閾値Ｌを使用している。本例では、Ｈ＝４５．０、Ｌ＝１５．０である。ヒステリシス２値化処理では、図１４に示すように、高めの閾値Ｈと低めの閾値Ｌとによる検出領域を求める。そして、低めの閾値Ｌにより検出された領域のうち、高めの閾値Ｈにより検出された領域を内包する領域だけを残し、図１５に示すような最終的な２値化結果が得られる。
【０１２０】
次に、各２値化領域（図１５において白色で示された各領域）に対し、面積、円形度、コントラストなどの特徴量を算出する。これらの特徴量に対して閾値処理を行い、ノイズ領域（ＦＰ領域）と判定された２値化領域を削除する。
【０１２１】
次に、各２値化領域の各画素を中心としてある半径(例えば１５画素)の円を描画し、隣接する円同士が重なり合う領域を１つのクラスタとみなす。各クラスタのうち、最大面積を持つクラスタを管腔組織領域として検出する。図１５に示した例では、最大面積を持つ領域が管腔組織７０２として検出される。
【０１２２】
以上が、領域抽出法を利用した方法の説明である。なお、管腔組織領域の検出方法としては、領域抽出法を利用した方法に限定されず、それ以外の方法を用いてもよい。
【０１２３】
次に、断層画像の中から液体浮遊物領域を検出する（ステップＳ１８）。本実施形態では、液体浮遊物領域の検出方法として、図１０に示した断層画像の中からステップＳ１２〜Ｓ１６にて検出された各領域（すなわち、プローブ領域、ガイドワイヤ領域、及び管腔組織領域）を差し引く。これにより、例えば図１６に示すように、断層画像の中から液体浮遊物領域として胆泥７０４が検出される。この方法によれば、管腔内の液体浮遊物、つまり不確定な形状を有する物体を複雑な処理を行うことなく、簡易な方法で容易に検出することができる。
【０１２４】
次に、断層画像からプローブ領域、ガイドワイヤ領域、及び液体浮遊物領域が除去された補正断層画像を生成する（ステップＳ２０）。これにより、図１７に示すような補正断層画像が得られる。このとき、除去対象となる各領域の画素は、それぞれの領域の周辺画素と同一又は類似の色で補間処理が行われることが好ましい。
【０１２５】
そして最後に、補正断層画像を生成するためのデータとして補正画像データをモニタ装置５００に出力する（ステップＳ２２）。これにより、ＯＣＴプローブ６００やガイドワイヤ７００、胆泥７０４が除去された補正断層画像がモニタ装置５００に表示される。
【０１２６】
本実施形態では、断層画像からプローブ領域、ガイドワイヤ領域、及び液体浮遊物領域が除去された補正断層画像が自動的に生成されるようになっているが、これらの領域のうち補正断層画像の中で表示又は非表示とする領域を個別に選択できるようにしてもよい。この選択は操作制御部３２の入力手段からオペレータが行えるようにするとよい。制御部４９０は、操作制御部３２で選択された情報に従って、断層画像補正部４６０の補正処理条件の設定を変更する。これにより、オペレータの意図に応じた補正断層画像を出力することができ、利便性が向上する。
【０１２７】
なお、図８において、ステップＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１６に示した各処理が行われる順序に限定はなく、例えば図８に示した例とは逆の順序でもよいし、各処理が並列的に行われてもよい。
【０１２８】
このように本実施形態の画像診断装置１０によれば、ＯＣＴ計測によって取得された断層画像の中からプローブ領域、ガイドワイヤ領域、及び管腔組織領域を検出し、断層画像からこれらの領域を差し引くことにより、管腔内の液体浮遊物の領域を検出することができる。これにより、断層画像から管腔内の液体浮遊物が除去された補正画像を容易に提供することが可能となる。その結果、断層画像から診断に直接関係がない情報が除去された補正画像を表示することが可能となり、診断の効率や精度を向上させることができる。
【０１２９】
本実施形態では、胆管内の断層画像を取得する場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、管腔内が液体で満たされその中に浮遊物（液体浮遊物）が存在する領域に対するＯＣＴ計測に好適であり、例えば膵管、血管、尿管などに適用することが可能である。
【０１３０】
なお、上述した実施形態では、ＯＣＴプロセッサ４００としてＳＳ−ＯＣＴ（Ｓｗｅｐｔ Ｓｏｕｒｃｅ ＯＣＴ）装置を用いて説明したが、これに限らず、ＯＣＴプロセッサ４００をＳＤ−ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）装置としても適用可能である。
【０１３１】
以上、本発明の光断層画像処理装置及び光断層画像処理方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【０１３２】
１０…画像診断装置、２０…干渉光検出部、２０ａ…干渉信号生成部、２０ｂ…ＡＤ変換部、２２…信号処理部、１００…内視鏡、２００…内視鏡プロセッサ、３００…光源装置、４００…ＯＣＴプロセッサ、４１０…フーリエ変換部、４２０…対数変換部、４５０…断層画像構築部、４６０…断層画像補正部、４９０…制御部、５００…モニタ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は光断層画像処理装置及び光断層画像処理方法に係り、特に、光干渉断層計測によって取得される光断層画像（以下、単に「断層画像」とも言う。）から管腔内の液体浮遊物が除去された補正画像を生成することが可能な画像処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば医療分野などで、非侵襲で生体内部の断層情報を得る方法の一つとして、光干渉断層（ＯＣＴ；Optical Coherence Tomography）計測が利用されている。ＯＣＴ計測は超音波計測に比べ、分解能が１０μｍ程度と一桁高く、生体内部の詳細な断層情報（断層画像）が得られるという利点がある。また、断層情報を取得する位置をずらしながら複数位置で取得した断層情報を繋ぎ併せることによって立体的な領域の断層情報を得ることができる。
【０００３】
現在、癌の診断等の目的で生体の詳細な断層情報を取得することが求められている。その方法として、低干渉性光源から出力される光を走査して被検体に対する断層情報を得るタイムドメインＯＣＴ（Time domain OCT）が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、近年はタイムドメインＯＣＴの欠点である最適な信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られない、撮像フレームレートが低い、浸透深度（観察深度）が乏しいという問題を解決した改良型のＯＣＴである周波数ドメインＯＣＴ（Frequency domain OCT）が利用されている（特許文献２）。癌以外の他の診断領域でも周波数ドメインＯＣＴ（Frequency domain OCT）が利用されており、広く臨床に供されている。
【０００５】
周波数ドメインＯＣＴ計測を行う装置構成で代表的なものとしては、ＳＤ−ＯＣＴ（Spectral Domain OCT）装置とＳＳ−ＯＣＴ（Swept SourceOCT）の２種類が挙げられる。ＳＤ−ＯＣＴ装置は、ＳＬＤ（Super Luminescence Diode）やＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）光源、白色光といった広帯域の低コヒーレント光を光源に用い、マイケルソン型干渉計等を用いて、広帯域の低コヒーレント光を測定光と参照光とに分割した後、測定光を測定対象に照射させ、そのとき戻って来た反射光と参照光とを干渉させ、この干渉光をスペクトロメータを用いて各周波数成分に分解し、フォトダイオード等の素子がアレイ状に配列されたディテクタアレイを用いて各周波数成分毎の干渉光強度を測定し、これにより得られたスペクトル干渉強度信号を計算機でフーリエ変換することにより、断層情報を取得するものである。
【０００６】
一方、ＳＳ−ＯＣＴ装置は、光周波数を時間的に掃引させるレーザを光源に用い、反射光と参照光とを各波長において干渉させ、光周波数の時間変化に対応した信号の時間波形を測定し、これにより得られたスペクトル干渉強度信号を計算機でフーリエ変換することにより断層情報を取得するものである。
【０００７】
また、ＯＣＴ装置は、測定光の光軸を２次元的に走査することで、深さ方向の断層情報と合わせて被検体（測定対象）の３次元的な情報を取得することができる。ＯＣＴ計測と３次元コンピュータグラフィック技術の融合により、マイクロメートルオーダの分解能を持つ測定対象の構造情報からなる３次元構造モデルを表示することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１３１２２２号公報
【特許文献２】特表２００７−５１０１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ＯＣＴ装置では、生体の管腔内の断層画像を取得する場合、先端に光学レンズ及び光学ミラーを取り付けた光ファイバを内蔵した光プローブを管腔内に挿入し、光ファイバの先端側に配置した光学ミラーをラジアル走査させながら、管腔内に光を出射し、組織からの反射光をもとに管腔内の断層画像を生成している。
【００１０】
また、光プローブを管腔内に挿入する場合は、ガイドワイヤを光プローブに先行して患部に留置し、それに沿わせてプローブを患部まで挿通することが一般的である。
【００１１】
このようにＯＣＴ装置では、光プローブやガイドワイヤを管腔内に挿入した状態で測定が行われるため、断層画像の中に光プローブやガイドワイヤが現れてしまう。また、管腔内の液体中に浮遊している液体浮遊物（例えば胆管内の胆泥など）が断層画像に現れることもある。
【００１２】
これらの物体は診断とは直接関係ないものであり、診断の妨げとなることがある。その結果、誤診や所見の見落としにつながる恐れがある。このため、診断の効率や精度を向上させる観点から、これらの物体については断層画像から除去されていることが望ましい。
【００１３】
しかしながら、断層画像に現れる物体のうち、管腔内の液体浮遊物は不確定な形状を有するものであり、確定形状を有する光プローブやガイドワイヤに比べて、断層画像の中における液体浮遊物の領域ないしは位置を特定することは極めて難しく、断層画像から液体浮遊物を除去するためには複雑な処理が必要となってしまう問題がある。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、断層画像から管腔内の液体浮遊物が除去された補正画像を容易に提供することが可能な光断層画像処理装置及び光断層画像処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明の光断層画像装置は、光干渉断層計測により管腔内の光断層画像を取得する画像取得手段と、前記光断層画像の中から前記管腔内に挿入された管腔挿入物の領域を検出する管腔挿入物検出手段と、前記光断層画像の中から前記管腔の組織領域を検出する管腔組織検出手段と、前記光断層画像から前記管腔挿入物の領域及び前記管腔の組織領域を差し引くことにより、前記光断層画像の中から前記管腔内の液体中に浮遊する液体浮遊物の領域を検出する液体浮遊物検出手段と、前記液体浮遊物検出手段の検出結果に基づいて、前記光断層画像から前記液体浮遊物が除去された補正画像を生成する補正画像生成手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、上記本発明の光断層画像装置においては、前記管腔挿入物検出手段は、前記管腔内に挿入された光プローブの領域を前記管腔挿入物の領域として検出することができる。
【００１７】
また、前記管腔挿入物検出手段は、前記管腔内に前記光プローブを案内するためのガイドワイヤの領域を前記管腔挿入物の領域として検出することができる。
【００１８】
また、前記補正画像生成手段は、前記管腔挿入物検出手段及び前記液体浮遊物検出手段の検出結果に基づき、前記光断層画像から前記管腔挿入物及び前記液体浮遊物が除去された補正画像を生成することができる。
【００１９】
また、前記管腔挿入物検出手段及び前記液体浮遊物検出手段によって検出された各領域を前記光断層画像から除去するか否かを選択的に指示する指示手段を備え、前記補正画像生成手段は、前記指示手段の指示に従って前記光断層画像から前記管腔挿入物及び前記液体浮遊物が選択的に除去された補正画像を生成することができる。
【００２０】
また、前記補正画像生成手段により生成された前記補正画像を表示する表示手段を備えることが好ましい。
【００２１】
また、前記管腔は、胆管、膵管、血管、又は尿管とすることができる。
【００２２】
本発明の光断層画像処理方法は、光干渉断層計測により管腔内の光断層画像を取得する画像取得工程と、前記光断層画像の中から前記管腔内に挿入された管腔挿入物の領域を検出する管腔挿入物検出工程と、前記光断層画像の中から前記管腔の組織領域を検出する管腔組織検出工程と、前記光断層画像から前記管腔挿入物の領域及び前記管腔の組織領域を差し引くことにより、前記光断層画像の中から前記管腔内の液体中に浮遊する液体浮遊物の領域を検出する液体浮遊物検出工程と、前記液体浮遊物検出工程の検出結果に基づいて、前記光断層画像から前記液体浮遊物が除去された補正画像を生成する補正画像生成工程と、を含むことを特徴とする。
【００２３】
また、上記本発明の光断層画像処理方法においては、前記管腔挿入物検出工程は、前記管腔内に挿入された光プローブの領域を前記管腔挿入物の領域として検出することができる。
【００２４】
また、前記管腔挿入物検出工程は、前記管腔内に前記光プローブを案内するためのガイドワイヤの領域を前記管腔挿入物の領域として検出することができる。
【００２５】
また、前記補正画像生成工程は、前記管腔挿入物検出工程及び前記液体浮遊物検出工程の検出結果に基づき、前記光断層画像から前記管腔挿入物及び前記液体浮遊物が除去された補正画像を生成することができる。
【００２６】
また、前記管腔挿入物検出工程及び前記液体浮遊物検出工程によって検出された各領域を前記光断層画像から除去するか否かを選択的に指示する指示工程を含み、前記補正画像生成工程は、前記指示工程の指示に従って前記光断層画像から前記管腔挿入物及び前記液体浮遊物が選択的に除去された補正画像を生成することができる。
【００２７】
また、前記補正画像生成工程により生成された前記補正画像を表示する表示工程を含むことができる。
【００２８】
また、前記管腔は、胆管、膵管、血管、又は尿管とすることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の光断層画像処理装置及び光断層画像処理方法によれば、光断層画像の中から管腔挿入物の領域や管腔の組織領域を検出し、光断層画像からこれらの領域を差し引くことにより、管腔内の液体浮遊物の領域を検出することができる。これにより、光断層画像から管腔内の液体浮遊物が除去された補正画像を容易に提供することが可能となる。その結果、光断層画像から診断に直接関係がない情報が除去された補正画像を提供することができ、診断の効率や精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る断層画像処理装置を適用した画像診断装置の外観図
【図２】図１のＯＣＴプロセッサの内部構成を示すブロック図
【図３】図２のＯＣＴプローブの断面図
【図４】測定対象に対して光走査がラジアル走査の場合の断層画像のスキャン面を示す図
【図５】図４の断層画像により構築される３次元ボリュームデータを示す図
【図６】図１の内視鏡の鉗子口から導出されたＯＣＴプローブを用いて断層画像を得る様子を示す図
【図７】図２の信号処理部の構成を示すブロック図
【図８】胆管内に挿入されたＯＣＴプローブにより測定が行われるときの様子を簡略的に示した概略図
【図９】図７の断層画像補正部で行われる処理の流れを示したフローチャート図
【図１０】断層画像データから生成される断層画像の一例を示した図
【図１１】プローブ領域検出工程にてＯＣＴプローブの内壁面（最小コストパス）が検出された様子を示した図
【図１２】プローブ領域検出工程にてＯＣＴプローブの外壁面（プローブ表面ライン）が検出された様子を示した図
【図１３】ガイドワイヤ領域の検出工程にてガイドワイヤが検出されたときの様子を示した図
【図１４】管腔組織領域の検出工程にてヒステリシス２値化処理が行われた後の様子を示した図
【図１５】管腔組織領域の検出工程において２値化画像が得られたときの様子を示した図
【図１６】液体浮遊物領域の検出工程において胆泥が検出されたときの様子を示した図
【図１７】補正断層画像の一例を示した図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００３２】
図１は本発明の実施形態に係る光断層画像処理装置を適用した画像診断装置の外観図である。図１に示すように、画像診断装置１０は、主として内視鏡１００、内視鏡プロセッサ２００、光源装置３００、断層画像処理装置としてのＯＣＴプロセッサ４００、及びモニタ装置５００とから構成されている。なお、内視鏡プロセッサ２００は、光源装置３００を内蔵するように構成されていてもよい。
【００３３】
内視鏡１００は、手元操作部１１２と、この手元操作部１１２に連設される挿入部１１４とを備える。術者は手元操作部１１２を把持して操作し、挿入部１１４を被検者の体内に挿入することによって観察を行う。
【００３４】
手元操作部１１２には、鉗子挿入部１３８が設けられており、この鉗子挿入部１３８が先端部１４４の鉗子口１５６に連通されている。本実施形態では、ＯＣＴプローブ６００を鉗子挿入部１３８から挿入することによって、ＯＣＴプローブ６００を鉗子口１５６から導出する。ＯＣＴプローブ６００は、鉗子挿入部１３８から挿入され、鉗子口１５６から導出される挿入部６０２と、術者がＯＣＴプローブ６００を操作するための操作部６０４、及びコネクタ６１０を介してＯＣＴプロセッサ４００と接続されるケーブル６０６から構成されている。
【００３５】
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。
【００３６】
観察光学系１５０は、被検体を図示しないＣＣＤの受光面に結像させ、ＣＣＤは受光面上に結像された被検体像を各受光素子によって電気信号に変換する。本実施形態のＣＣＤは、３原色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタが所定の配列（ベイヤー配列、ハニカム配列）で各画素毎に配設されたカラーＣＣＤである。なお、符号１５４は、観察光学系１５０に向けて洗浄液や加圧エアを供給するための洗浄ノズルである。
【００３７】
光源装置３００は、可視光を図示しないライトガイドに入射させる。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。
【００３８】
内視鏡プロセッサ２００には、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、モニタ装置５００の画面に表示するための必要な処理が施される。
【００３９】
このように、内視鏡１００で得られた観察画像のデータが内視鏡プロセッサ２００に出力され、内視鏡プロセッサ２００に接続されたモニタ装置５００に画像が表示される。
【００４０】
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。図２に示すＯＣＴプロセッサ４００及びＯＣＴプローブ６００は、光干渉断層（ＯＣＴ：Optical Coherence Tomography）計測法による測定対象の断層情報（断層画像）を取得するためのものである。
【００４１】
ＯＣＴプロセッサ４００は、測定のための光Ｌａを射出する第１の光源部（第１の光源ユニット）１２と、第１の光源部１２から射出された光Ｌａを測定光（第１の光束）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と参照光Ｌ２を合波して干渉光Ｌ４を生成する光ファイバカプラ（分岐合波部）１４と、光ファイバカプラ１４で分岐された測定光Ｌ１をＯＣＴプローブ６００の光コネクタ１８に導くとともに、ＯＣＴプローブ６００内の回転側光ファイバ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、光ファイバカプラ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光検出部２０と、この干渉光検出部２０によって検出された干渉信号を処理して断層情報（断層画像）を取得する信号処理部２２を有する。信号処理部２２で取得された断層情報は画像化されてモニタ装置５００に表示される。
【００４２】
また、ＯＣＴプロセッサ４００は、測定の目印を示すためのエイミング光（第２の光束）Ｌｅを射出する第２の光源部（第２の光源ユニット）１３と、参照光Ｌ２の光路長を調整する光路長調整部２６と、第１の光源部１２から射出された光Ｌａを分光する光ファイバカプラ２８と、光ファイバカプラ１４で合波された戻り光（干渉光）Ｌ４及びＬ５を検出する検出器３０ａ及び３０ｂと、信号処理部２２への各種条件の入力、設定の変更等を行う操作制御部３２とを有する。
【００４３】
ＯＣＴプロセッサ４００に接続されるＯＣＴプローブ６００は、固定側光ファイバＦＢ２を介して導波された測定光Ｌ１を測定対象Ｓまで導波するとともに測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を導波する回転側光ファイバＦＢ１と、この回転側光ファイバ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及び戻り光Ｌ３を伝送する光コネクタ１８と、を備える。
【００４４】
なお、図２に示したＯＣＴプロセッサ４００及びＯＣＴプローブ６００においては、上述した射出光Ｌａ、エイミング光Ｌｅ、測定光Ｌ１、参照光Ｌ２及び戻り光Ｌ３などを含む種々の光を各光デバイスなどの構成要素間で導波し、伝送するための光の経路として、回転側光ファイバＦＢ１及び固定側光ファイバＦＢ２を含め種々の光ファイバＦＢ（ＦＢ３、ＦＢ４、ＦＢ５、ＦＢ６、ＦＢ７、ＦＢ８など）が用いられている。
【００４５】
第１の光源部１２は、ＯＣＴの測定のための光（例えば、赤外領域の波長可変レーザ光、あるいは低コヒーレンス光）を射出するものである。本例の第１の光源部１２は、赤外の波長域で光周波数（波長）を一定の周期で掃引させながらレーザ光Ｌａ（例えば、波長1.3μmを中心とするレーザ光）を射出する波長可変光源である。
【００４６】
この第１の光源部１２は、レーザ光あるいは低コヒーレンス光Ｌａを射出する光源１２ａと、光源１２ａから射出された光Ｌａを集光するレンズ１２ｂとを備えている。また、詳しくは後述するが、第１の光源部１２から射出された光Ｌａは、光ファイバＦＢ４、ＦＢ３を介して光ファイバカプラ１４で測定光Ｌ１と参照光Ｌ２に分割され、測定光Ｌ１は光コネクタ１８に入力される。
【００４７】
また、第２の光源部１３は、エイミング光Ｌｅとして測定部位を確認しやすくするために可視光を射出するものである。例えば、波長６６０ｎｍの赤半導体レーザ光、波長６３０ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザ光、波長４０５ｎｍの青半導体レーザ光などを用いることができる。本実施形態における第２の光源部１３としては、例えば赤色あるいは青色あるいは緑色のレーザ光を射出する半導体レーザ１３ａと、半導体レーザ１３ａから射出されたエイミング光Ｌｅを集光するレンズ１３ｂを備えている。第２の光源部１３から射出されたエイミング光Ｌｅは、光ファイバＦＢ８を介して光コネクタ１８に入力される。
【００４８】
光コネクタ１８では、測定光（第１の光束）Ｌ１とエイミング光（第２の光束）Ｌｅとが合波され、ＯＣＴプローブ６００内の回転側光ファイバＦＢ１に導波される。
【００４９】
光ファイバカプラ（分岐合波部）１４は、例えば２×２の光ファイバカプラで構成されており、固定側光ファイバＦＢ２、光ファイバＦＢ３、光ファイバＦＢ５、光ファイバＦＢ７とそれぞれ光学的に接続されている。
【００５０】
光ファイバカプラ１４は、第１の光源部１２から光ファイバＦＢ４及びＦＢ３を介して入射した光Ｌａを測定光（第１の光束）Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割し、測定光Ｌ１を固定側光ファイバＦＢ２に入射させ、参照光Ｌ２を光ファイバＦＢ５に入射させる。
【００５１】
さらに、光ファイバカプラ１４は、光ファイバＦＢ５に入射され後述する光路長調整部２６によって周波数シフト及び光路長の変更が施されて光ファイバＦＢ５を戻った参照光Ｌ２と、後述するＯＣＴプローブ６００で取得され固定側光ファイバＦＢ２から導波された光Ｌ３とを合波し、光ファイバＦＢ３（ＦＢ６）及び光ファイバＦＢ７に射出する。
【００５２】
ＯＣＴプローブ６００は、光コネクタ１８を介して、固定側光ファイバＦＢ２と接続されており、固定側光ファイバＦＢ２から、光コネクタ１８を介して、エイミング光Ｌｅと合波された測定光Ｌ１が回転側光ファイバＦＢ１に入射される。入射されたこのエイミング光Ｌｅと合波された測定光Ｌ１を回転側光ファイバＦＢ１によって伝送して測定対象Ｓに照射する。そして測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を取得し、取得した戻り光Ｌ３を回転側光ファイバＦＢ１によって伝送して、光コネクタ１８を介して、固定側光ファイバＦＢ２に射出するようになっている。
【００５３】
干渉光検出部２０は、光ファイバＦＢ６及び光ファイバＦＢ７と接続されており、光ファイバカプラ１４で参照光Ｌ２と戻り光Ｌ３とを合波して生成された干渉光Ｌ４及びＬ５を干渉信号として検出するものである。
【００５４】
光ファイバカプラ２８から分岐させた光ファイバＦＢ６の光路上には、干渉光Ｌ４の光強度を検出する検出器３０ａが設けられ、光ファイバＦＢ７の光路上には干渉光Ｌ５の光強度を検出する検出器３０ｂが設けられている。干渉光検出部２０は、検出器３０ａ及び検出器３０ｂの検出結果に基づいて、干渉信号を生成する。
【００５５】
信号処理部２２は、干渉光検出部２０で検出した干渉信号から断層情報を取得し、取得した断層情報を画像化した断層画像をモニタ装置５００へ出力する。なお、本実施形態では、断層画像の中から管腔内の液体浮遊物（例えば胆泥など）が除去された補正画像が生成され、モニタ装置５００に出力される。信号処理部２２については後で詳述する。
【００５６】
参照光Ｌ２の光路長を可変するための光路長調整部２６は、光ファイバＦＢ５の参照光Ｌ２の射出側（すなわち、光ファイバＦＢ５の光ファイバカプラ１４とは反対側の端部）に配置されている。
【００５７】
光路長調整部２６は、光ファイバＦＢ５から射出された光を平行光にする第１光学レンズ８０と、第１光学レンズ８０で平行光にされた光を集光する第２光学レンズ８２と、第２光学レンズ８２で集光された光を反射する反射ミラー８４と、第２光学レンズ８２及び反射ミラー８４を支持する基台８６と、基台８６を光軸方向に平行な方向に移動させるミラー移動機構８８とを有する。第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２との距離を変化させることにより参照光Ｌ２の光路長が調整される。
【００５８】
第１光学レンズ８０は、光ファイバＦＢ５のコアから射出された参照光Ｌ２を平行光にするとともに、反射ミラー８４で反射された参照光Ｌ２を光ファイバＦＢ５のコアに集光する。
【００５９】
また、第２光学レンズ８２は、第１光学レンズ８０により平行光にされた参照光Ｌ２を反射ミラー８４上に集光するとともに、反射ミラー８４により反射された参照光Ｌ２を平行光にする。このように、第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２とにより共焦点光学系が形成されている。
【００６０】
さらに、反射ミラー８４は、第２光学レンズ８２で集光される光の焦点に配置されており、第２光学レンズ８２で集光された参照光Ｌ２を反射する。
【００６１】
これにより、光ファイバＦＢ５から射出した参照光Ｌ２は、第１光学レンズ８０により平行光になり、第２光学レンズ８２により反射ミラー８４上に集光される。その後、反射ミラー８４により反射された参照光Ｌ２は、第２光学レンズ８２により平行光になり、第１光学レンズ８０により光ファイバＦＢ５のコアに集光される。
【００６２】
また、基台８６は、第２光学レンズ８２と反射ミラー８４とを固定し、ミラー移動機構８８は、基台８６を第１光学レンズ８０の光軸方向（図２矢印Ａ方向）に移動させる。
【００６３】
ミラー移動機構８８で、基台８６を矢印Ａ方向に移動させることで、第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２との距離を変更することができ、参照光Ｌ２の光路長を調整することができる。
【００６４】
操作制御部３２は、キーボード、マウス等の入力手段と、入力された情報に基づいて各種条件を管理する制御手段とを有し、信号処理部２２に接続されている。操作制御部３２は、入力手段から入力されたオペレータの指示に基づいて、信号処理部２２における各種処理条件等の入力、設定、変更等を行う。
【００６５】
なお、操作制御部３２は、操作画面をモニタ装置５００に表示させてもよいし、別途表示部を設けて操作画面を表示させてもよい。また、操作制御部３２で、第１の光源部１２、第２の光源部１３、光コネクタ１８、干渉光検出部２０、光路長ならびに検出器３０ａ及び３０ｂの動作制御や各種条件の設定を行うようにしてもよい。
【００６６】
図３はＯＣＴプローブ６００の断面図である。図３に示すように、挿入部６０２の先端部は、プローブ外筒（シース）６２０と、キャップ６２２と、回転側光ファイバＦＢ１と、バネ６２４と、固定部材６２６と、光学レンズ６２８とを有している。
【００６７】
プローブ外筒６２０は、可撓性を有する筒状の部材であり、光コネクタ１８においてエイミング光Ｌｅが合波された測定光Ｌ１及び戻り光Ｌ３が透過する材料からなっている。なお、プローブ外筒６２０は、測定光Ｌ１（エイミング光Ｌｅ）及び戻り光Ｌ３が通過する先端（光コネクタ１８と反対側の回転側光ファイバＦＢ１の先端、以下プローブ外筒６２０の先端と言う）側の一部が全周に渡って光を透過する材料（透明な材料）で形成されていればよく、先端以外の部分については光を透過しない材料で形成されていてもよい。
【００６８】
キャップ６２２は、プローブ外筒６２０の先端に設けられ、プローブ外筒６２０の先端を閉塞している。
【００６９】
また、キャップ６２２には、ガイドワイヤを挿通するためのガイドワイヤ用孔６２３が形成されており、ガイドワイヤ用孔６２３は、キャップ６２２の側面に一方の開口６２３Ａを有し、前面に他方の開口６２３Ｂを有している。ガイドワイヤは、事前に測定部位に配置されてＯＣＴプローブ６００をその位置に案内するためのものであり、測定位置に配置したガイドワイヤをこのガイドワイヤ用孔６２３に挿通させ、ＯＣＴプローブ６００を先方に進行させることによって、ＯＣＴプローブ６００をガイドワイヤに案内させて測定部位まで移動させることができる。このようにガイドワイヤを使用してＯＣＴプローブ６００を案内することによって、ＯＣＴプローブ６００を直接進入させることが難しい胆管や膵管へのＯＣＴプローブ６００の配置を容易に行うことができる。
【００７０】
回転側光ファイバＦＢ１は、線状部材であり、プローブ外筒６２０内にプローブ外筒６２０に沿って収容されている。回転側光ファイバＦＢ１は、光コネクタ１８で合波された測定光Ｌ１とエイミング光Ｌｅとを光学レンズ６２８まで導波するとともに、測定光Ｌ１（エイミング光Ｌｅ）を測定対象Ｓに照射して光学レンズ６２８で取得した測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を光コネクタ１８まで導波する。この戻り光Ｌ３は、光コネクタ１８を介して固定側光ファイバＦＢ２に入射する。回転側光ファイバＦＢ１は、プローブ外筒６２０に対して回転自在、及びプローブ外筒６２０の軸方向に移動自在な状態で配置されている。
【００７１】
バネ６２４は、回転側光ファイバＦＢ１の外周に固定されている。回転側光ファイバＦＢ１及びバネ６２４は、回転筒６５６とともに光コネクタ１８に接続されている。
【００７２】
光学レンズ６２８は、回転側光ファイバＦＢ１の測定側先端（光コネクタ１８と反対側の回転側光ファイバＦＢ１の先端）に配置されている。光学レンズ６２８の先端部（光出射面）は、回転側光ファイバＦＢ１から射出された測定光Ｌ１（エイミング光Ｌｅ）を測定対象Ｓに対し集光するために略球状の形状で形成されている。
【００７３】
光学レンズ６２８は、回転側光ファイバＦＢ１から射出した測定光Ｌ１（エイミング光Ｌｅ）を測定対象Ｓに対し照射し、測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を集光し回転側光ファイバＦＢ１に入射する。
【００７４】
固定部材６２６は、回転側光ファイバＦＢ１と光学レンズ６２８との接続部の外周に配置されており、光学レンズ６２８を回転側光ファイバＦＢ１の端部に固定する。固定部材６２６による回転側光ファイバＦＢ１と光学レンズ６２８の固定方法は、特に限定されず、接着剤により、固定部材６２６と回転側光ファイバＦＢ１及び光学レンズ６２８を接着させて固定してもよいし、ボルト等を用い機械的構造で固定してもよい。なお、固定部材６２６は、ジルコニアフェルールやメタルフェルールなど光ファイバの固定や保持あるいは保護のために用いられるものであれば、如何なるものを用いてもよい。
【００７５】
回転側光ファイバＦＢ１及びバネ６２４は、回転筒６５６に接続されており、回転筒６５６によって回転側光ファイバＦＢ１及びバネ６２４を回転させることで、光学レンズ６２８をプローブ外筒６２０に対し、矢印Ｒ２方向（回転側光ファイバＦＢ１の光軸を回転中心とする回転方向）に回転させる。また、光コネクタ１８は、回転エンコーダを備える。回転エンコーダからの信号に基づいて光学レンズ６２８の位置情報（角度情報）から測定光Ｌ１の照射位置が検出される。つまり、回転している光学レンズ６２８の回転方向における基準位置に対する角度を検出して、測定位置を検出する。
【００７６】
さらに、回転側光ファイバＦＢ１、バネ６２４、固定部材６２６、及び光学レンズ６２８は、モータ６６０を含む駆動機構により、プローブ外筒６２０内部を矢印Ｓ１方向（鉗子口方向）、及びＳ２方向（プローブ外筒６２０の先端方向）に移動可能に構成されている。
【００７７】
図３の左側には、ＯＣＴプローブ６００の操作部６０４における回転側光ファイバＦＢ１等の駆動機構の概略構成が示されている。
【００７８】
プローブ外筒６２０は、固定部材６７０に固定されているのに対し、回転側光ファイバＦＢ１及びバネ６２４の基端部は、回転筒６５６に接続されている。回転筒６５６は、モータ６５２の回転に応じてギア６５４を介して回転するように構成されている。回転筒６５６は、光コネクタ１８に接続されており、測定光Ｌ１及び戻り光Ｌ３は、光コネクタ１８を介して回転側光ファイバＦＢ１と固定側光ファイバＦＢ２間を伝送される。
【００７９】
回転筒６５６、モータ６５２、ギア６５４、及び光コネクタ１８を内蔵するフレーム６５０は、支持部材６６２を備えている。支持部材６６２は、図示しないネジ孔を有しており、該ネジ孔には進退移動用ボールネジ６６４が咬合している。進退移動用ボールネジ６６４には、モータ６６０が接続されている。モータ６６０を回転駆動することによりフレーム６５０を進退移動させ、これにより回転側光ファイバＦＢ１、バネ６２４、固定部材６２６、及び光学レンズ６２８を図３のＳ１及びＳ２方向（プローブ外筒６２０の長手方向に沿った軸方向、すなわち、回転側光ファイバＦＢ１の光軸に沿った方向）に移動させることが可能となっている。
【００８０】
ＯＣＴプローブ６００は、以上のような構成であり、モータ６６０の駆動によって回転側光ファイバＦＢ１及びバネ６２４が、図３中矢印Ｒ２方向に回転されることで、光学レンズ６２８から射出される測定光Ｌ１（エイミング光Ｌｅ）を測定対象Ｓに対し、矢印Ｒ２方向（プローブ外筒６２０の円周方向）に対し走査しながら照射し、戻り光Ｌ３を取得する。エイミング光Ｌｅは、測定対象Ｓに対し、例えば青色、赤色あるいは緑色のスポット光として照射される。このエイミング光Ｌｅの反射光（測定対象Ｓからの反射光）は、モニタ装置５００に表示された観察画像に輝点としても表示される。
【００８１】
このような回転方向に沿った光走査により、プローブ外筒６２０の円周方向の全周において、測定対象Ｓの所望の部位を正確にとらえることができ、測定対象Ｓを反射した戻り光Ｌ３を取得することができる。
【００８２】
さらに、３次元ボリュームデータを生成するための立体的な領域の断層情報を取得する場合は、モータ６６を含む駆動機構により回転側光ファイバＦＢ１及び光学レンズ６２８が矢印Ｓ１方向の移動可能範囲の終端まで移動され、断層情報を取得しながら所定量ずつＳ２方向に移動し、又は断層情報の取得とＳ２方向への所定量移動を交互に繰り返しながら、移動可能範囲の終端まで移動する。
【００８３】
このように測定対象Ｓに対して所望の範囲の断層情報を取得することによって３次元ボリュームデータを得ることができる。
【００８４】
図４は、測定対象Ｓに対して光走査がラジアル走査の場合の断層情報のスキャン面を示す図であり、図５は図４の断層情報により構築される３次元ボリュームデータを示す図である。干渉信号により測定対象Ｓの深さ方向（Ｚ方向）の断層情報を取得し、測定対象Ｓに対し図３矢印Ｒ２方向（プローブ外筒６２０の円周方向）に走査（ラジアル走査）することで、図４に示すように、Ｚ方向とＺ方向と直交するＸ方向とからなるスキャン面での断層情報を取得することができる。またさらに、このスキャン面に直交するＹ方向に沿ってスキャン面を移動させることで、図５に示すように、３次元ボリュームデータを生成するための立体的な領域の断層情報が取得できる。
【００８５】
図６は内視鏡１００の鉗子口１５６から導出されたＯＣＴプローブ６００を用いて断層情報を得る様子を示す図である。図６に示すように、ＯＣＴプローブ６００の挿入部６０２の先端部を、測定対象Ｓの所望の部位に近づけて、断層情報を得る。所望の立体的な領域の断層情報を取得する場合は、必ずしもＯＣＴプローブ６００本体を移動させる必要はなく、前述の駆動機構によりプローブ外筒６２０内で光学レンズ６２８を移動させればよい。
【００８６】
本実施形態の画像診断装置１０は、ＯＣＴプロセッサ４００の信号処理部２２において行われる断層画像の補正処理に特徴を有するものである。以下、信号処理部２２の構成について説明する。
【００８７】
図７は図２の信号処理部２２の構成を示すブロック図である。図７に示すように、信号処理部２２は、主として、フーリエ変換部４１０、対数変換部４２０、断層画像構築部４５０、断層画像補正部４６０、メモリ部４７０、及び制御部４９０を備えて構成される。
【００８８】
制御部４９０は、信号処理部２２の各部の動作を制御するためのものである。また、操作制御部３２の操作に従って各種処理が実施されるように、各部に対して制御信号が出力される。
【００８９】
メモリ部４７０は、信号処理部２２の各部の動作に必要なプログラムや各種情報を格納しておくためのものである。なお、本実施形態では、後述する断層画像補正部４６０において断層画像の中からプローブ領域やガイドワイヤ領域、管腔組織領域を検出するための情報がメモリ部４７０に記憶されている。
【００９０】
フーリエ変換部４１０には、干渉光検出部２０から出力された干渉信号が入力される。フーリエ変換部４１０は、入力された干渉信号に対してＦＦＴ（高速フーリエ変換）による周波数解析を行う機能を有する。フーリエ変換部４１０では、ＦＦＴによる周波数解析によって、測定対象Ｓの各深さ位置における反射光（戻り光）Ｌ３の強度、すなわち深度方向の反射強度データが生成され出力される。
【００９１】
対数変換部４２０には、フーリエ変換部４１０から出力された反射強度データが入力される。対数変換部４２０は、反射強度データのダイナミックレンジを広げるために対数変換を行う機能を有する。対数変換部４２０からは、対数変換された反射強度データが出力される。
【００９２】
断層画像構築部４５０には、対数変換部４２０から出力された反射強度データが入力される。断層画像構築部４５０は、反射強度データを断層画像として視覚化するための画像処理機能を有し、例えば、輝度、コントラスト調整、表示サイズにあわせたリサンプル、ラジアル走査等の走査方法に合わせての座標変換などを行う。断層画像構築部４５０では、断層画像を示す断層画像データが生成され、この断層画像データは断層画像補正部４６０又はモニタ装置５００に出力される。
【００９３】
断層画像補正部４６０には、断層画像構築部４５０から出力された断層画像データが入力される。断層画像補正部４６０は、断層画像データに基づき、断層画像の中から所定の対象物を除去（非表示化）する補正機能を有する。断層画像補正部４６０で行われる補正処理については後で詳述するが、管腔内の液体浮遊物（例えば胆泥など）のような不確定な形状を有する物体を検出して、それを非表示化した補正断層画像を生成することを特徴としている。断層画像補正部４６０からは、補正処理が行われた補正断層画像データが出力される。
【００９４】
次に、上記の如く構成された本実施形態の作用について説明する。
【００９５】
まず、胆管や膵管などの管腔内にＯＣＴプローブ６００を挿入する場合、前もってガイドワイヤを管腔内に留置しておく。ガイドワイヤを留置する方法については周知であるため、ここでは説明を省略する。そして、図３に示したＯＣＴプローブ６００のガイドワイヤ用孔６２３にガイドワイヤを基端側から通して、ガイドワイヤに沿ってＯＣＴプローブ６００を管腔内に挿入し、測定したい部位に配置する。
【００９６】
次に、ＯＣＴプローブ６００の先端を管腔内の内壁面に密着させた状態で、ＯＣＴプローブ６００の先端に配置される光学レンズ６２８から測定対象に測定光Ｌ１（エイミング光Ｌｅ）を出射することにより測定が行われる。ここで、一例として、胆管内に挿入されたＯＣＴプローブ６００により測定が行われるときの様子を簡略的に示した概略図（ＯＣＴプローブ６００の軸方向に垂直な方向の断面図）を図８に示す。図８中、符号７００はガイドワイヤ、符号７０４は胆泥を示している。なお、図８では、ＯＣＴプローブ６００の内蔵物（光学レンズ６２８や光ファイバＦＢ１など）の図示は省略している。
【００９７】
ＯＣＴプローブ６００による測定が開始されると、図７に示した干渉光検出部２０には、ＯＣＴプローブ６００から測定対象Ｓに測定光Ｌ１を照射したときに得られる反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とが合波したときの干渉光が干渉光検出部２０に入力される。なお、参照光Ｌ２は、上述したように、第１の光源部１２から射出された光を分割して得られるものである。
【００９８】
図７に示すように、干渉光検出部２０では、干渉信号生成部２０ａで干渉光（光信号）を干渉信号（電気信号）に変換する処理が施され、さらにＡＤ変換部２０ｂで干渉信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する処理が行われる。なお、ＡＤ変換部２０ｂでは、例えば、８０ＭＨｚ程度のサンプリングレートで１４ｂｉｔ程度の分解能でアナログ信号からデジタル信号への変換が実施されるが、これらの値に特に限定されるものではない。ＡＤ変換部２０ｂでデジタル信号に変換された干渉信号は、信号処理部２２に出力される。
【００９９】
信号処理部２２に入力された干渉信号は、フーリエ変換部４１０でＦＦＴ（高速フーリエ変換）により周波数解析が行われる。これにより、測定対象Ｓの各深さ位置における反射光（戻り光）Ｌ３の強度、すなわち深度方向の反射強度データが生成される。この反射強度データは、対数変換部４２０にて対数変換され、断層画像構築部４５０に出力される。
【０１００】
断層画像構築部４５０では、入力された反射強度データに対して輝度、コントラスト調整、表示サイズにあわせたリサンプル、ラジアル走査等の走査方法に合わせての座標変換などの画像処理が行われ、断層画像を示すデータとして断層画像データが生成される。この断層画像データは断層画像補正部４６０又はモニタ装置５００に出力される。
【０１０１】
断層画像補正部４６０では、断層画像データに基づき、断層画像の中から所定の対象物を除去（非表示化）する補正処理が行われる。補正後の断層画像を示す補正画像データはモニタ装置５００に出力される。
【０１０２】
これにより、モニタ装置５００には、断層画像データに基づく断層画像、又は補正画像データに基づく補正断層画像が表示され、診断が可能となる。なお、モニタ装置５００に表示する画像については、操作制御部３２の入力手段からオペレータが選択できるようになっている。
【０１０３】
ここで、信号処理部２２において行われる断層画像の補正処理について説明する。図９は図７の断層画像補正部４６０で行われる処理の流れを示したフローチャート図である。以下、図８に示した各処理について詳述する。
【０１０４】
まず、断層画像構築部４５０から断層画像データを取得する（ステップＳ１０）。このとき取得される断層画像データによって生成される断層画像の一例を図１０に示す。図１０に示した断層画像は２次元の極座標系で示されており、横軸はＯＣＴプローブ６００の長軸周りの円周方向の位置（回転角）θを示し、縦軸はＯＣＴプローブ６００の光出射端から出射される測定光Ｌ１の出射方向（測定光Ｌ１の光軸方向であって、測定対象Ｓの深さ方向とする方向）の深さ位置ｒを示しており、縦軸下向きが測定光Ｌ１の出射方向となっている。
【０１０５】
図１０に示した断層画像は、胆管内に挿入されたＯＣＴプローブ６００を用いて取得されたものである。この断層画像の中には、ＯＣＴプローブ６００のプローブ外筒６２０や、ＯＣＴプローブ６００を胆管内に挿入するときの挿入補助具として用いられるガイドワイヤ７００が含まれている。また、胆管の内壁部に相当する管腔組織７０２や胆管内の内部領域（液体領域）に浮遊する液体浮遊物として胆泥７０４が含まれている。
【０１０６】
次に、断層画像の中からプローブ領域を検出する（ステップＳ１２）。信号処理部２２のメモリ部４７０には、ＯＣＴプローブ６００を検出するための情報（ＯＣＴ情報）として、ＯＣＴプローブ６００の形、大きさ、位置、コントラストなどに関する情報が記憶されている。断層画像補正部４６０は、ＯＣＴ情報に基づいて断層画像の中からプローブ領域の検出を行う。
【０１０７】
ここで、プローブ領域の検出方法の一例として、動的計画法を利用した方法について説明する。この方法では、まず、ステップＳ１０で取得された断層画像データによって生成される断層画像、例えば図１０に示した断層画像（原画像）に対してエッジ強調フィルタ（例えば２Ｄガボールフィルタ等）をかけて、ＯＣＴプローブ６００のプローブ外筒６２０の内壁面を示すラインが強調されたエッジ強調画像を生成する。
【０１０８】
次に、上記のようにして生成されたエッジ強調画像の符号を反転し、検出したいエッジほどマイナス値となるコスト画像に変換する。そして、コスト画像上の探索範囲(例えばｒ＝３〜６０画素)において、動的計画法により画像左端から右端へ向かって積算コスト値が最小となるパスを検出する。この際、動的計画法で局所積算コスト最小値を探索するための縦方向（ｒ方向）の範囲は、現在注目画素±１に制限しており、探索パスの形状が縦方向に階段状に大きくずれることがないように調整している。この結果、図１１に示すように、最後に検出された積算コスト値が最小となるパス（最小コストパス）７０６がプローブ外筒６２０の内壁面を示すラインとなる。
【０１０９】
次に、上記のようにして求められた最小コストパス７０６（すなわち、プローブ外筒６２０の内壁面を示すライン）をプローブ外筒６２０の側壁部の肉厚分だけ下方向（ｒ方向）へシフトさせ、図１２に示すように、プローブ外筒６２０の外壁面を示すラインとしてプローブ表面ライン７０８を検出する。本例では、最小コストパス７０６から３０画素分だけ下方向へシフトしている。そして、プローブ表面ライン７０８から上側（ＯＣＴプローブ６００の外周から中心軸に向かう向き）の領域をプローブ領域として検出する。
【０１１０】
以上が、動的計画法を利用した方法の説明である。なお、プローブ領域の検出方法としては、動的計画法を利用した方法に限定されず、それ以外の方法を用いてもよい。
【０１１１】
次に、断層画像の中からガイドワイヤ領域を検出する（ステップＳ１４）。信号処理部２２のメモリ部４７０には、ガイドワイヤ７００を検出するための情報（ガイドワイヤ情報）として、ガイドワイヤ７００の形、大きさ、位置、コントラストなどに関する情報が記憶されている。断層画像補正部４６０は、ガイドワイヤ情報に基づいて断層画像の中からガイドワイヤ領域の検出を行う。
【０１１２】
ここで、ガイドワイヤ領域の検出方法の一例として、エッジ強調フィルタを用いる方法について説明する。この方法では、まず、ステップＳ１０で取得された断層画像データによって生成される断層画像、例えば図１０に示した画像に対し、複数方向のエッジ強調フィルタ（例えば２Ｄガボールフィルタ等）をかける。そして、これらのエッジ強調フィルタをかけた結果を統合し、統合フィルタ画像を生成する。この統合フィルタ画像を負のフィルタ値に対して厳しめの閾値α(例えばα＝−９０．０)で二値化し、抽出された領域の中で最大面積を持つ領域を抽出する。このとき、図１３に示すように、抽出領域の面積が所定範囲内(例えば１００〜２５００画素分に相当する面積)であれば、その領域をガイドワイヤ７００として検出する。
【０１１３】
以上が、エッジ強調フィルタを用いる方法の説明である。なお、ガイドワイヤ領域の検出方法としては、エッジ強調フィルタを用いる方法に限定されず、それ以外の方法を用いてもよい。
【０１１４】
次に、断層画像の中から管腔組織領域を検出する（ステップＳ１６）。信号処理部２２のメモリ部４７０には、管腔組織を検出するための情報（管腔組織情報）として、診断対象となる管腔組織の形、大きさ、位置、コントラストなどに関する情報が記憶されている。断層画像補正部４６０は、管腔組織情報に基づいて断層画像の中から管腔組織領域の検出を行う。
【０１１５】
ここで、管腔組織領域の検出方法の一例として、領域抽出法を利用した方法について説明する。この方法では、まず、ステップＳ１０で取得された断層画像によって生成される断層画像、例えば図１０に示した断層画像（原画像）に対して、σ＝２．０（画素）のガウシアン平滑化フィルタをかけて、高周波ノイズを除去した画像を生成する。
【０１１６】
次に、上記の原画像（すなわち、図１０に示した断層画像）に対して、ＯＣＴプローブ６００の光学レンズ６２８から出射される測定光Ｌ１の減衰による背景成分を指数関数でモデル化したものを最小二乗フィッティングすることによって、背景成分画像を生成する。なお、本例では、以下のモデル式を用いている。
【０１１７】
【数１】
ここで、左辺をＰ（ｒ,θ）としているが、θは等方的なＯＣＴの光の放射角度なので、上式右辺にθ依存性は含まれていない。ただし、フィッティング用のデータとしては、すべてのθにおける画素値を使用している。また、最小二乗法を単純な線形問題に帰着させるため、定数項ｃについては縦(r)方向の下側２０画素領域の画素値の平均値ｃ0を予め求めて代入する。
【０１１８】
最後に、高周波ノイズを除去した画像から背景成分画像Ｐ（ｒ,θ）を引いて、原画像から高周波ノイズ及び背景成分を除去した差分画像を生成する。
【０１１９】
次に、差分画像に対し、ヒステリシス２値化によって管腔組織表面の候補領域を得る。その際、ヒステリシス２値化の閾値は高めの閾値Ｈと低めの閾値Ｌを使用している。本例では、Ｈ＝４５．０、Ｌ＝１５．０である。ヒステリシス２値化処理では、図１４に示すように、高めの閾値Ｈと低めの閾値Ｌとによる検出領域を求める。そして、低めの閾値Ｌにより検出された領域のうち、高めの閾値Ｈにより検出された領域を内包する領域だけを残し、図１５に示すような最終的な２値化結果が得られる。
【０１２０】
次に、各２値化領域（図１５において白色で示された各領域）に対し、面積、円形度、コントラストなどの特徴量を算出する。これらの特徴量に対して閾値処理を行い、ノイズ領域（ＦＰ領域）と判定された２値化領域を削除する。
【０１２１】
次に、各２値化領域の各画素を中心としてある半径(例えば１５画素)の円を描画し、隣接する円同士が重なり合う領域を１つのクラスタとみなす。各クラスタのうち、最大面積を持つクラスタを管腔組織領域として検出する。図１５に示した例では、最大面積を持つ領域が管腔組織７０２として検出される。
【０１２２】
以上が、領域抽出法を利用した方法の説明である。なお、管腔組織領域の検出方法としては、領域抽出法を利用した方法に限定されず、それ以外の方法を用いてもよい。
【０１２３】
次に、断層画像の中から液体浮遊物領域を検出する（ステップＳ１８）。本実施形態では、液体浮遊物領域の検出方法として、図１０に示した断層画像の中からステップＳ１２〜Ｓ１６にて検出された各領域（すなわち、プローブ領域、ガイドワイヤ領域、及び管腔組織領域）を差し引く。これにより、例えば図１６に示すように、断層画像の中から液体浮遊物領域として胆泥７０４が検出される。この方法によれば、管腔内の液体浮遊物、つまり不確定な形状を有する物体を複雑な処理を行うことなく、簡易な方法で容易に検出することができる。
【０１２４】
次に、断層画像からプローブ領域、ガイドワイヤ領域、及び液体浮遊物領域が除去された補正断層画像を生成する（ステップＳ２０）。これにより、図１７に示すような補正断層画像が得られる。このとき、除去対象となる各領域の画素は、それぞれの領域の周辺画素と同一又は類似の色で補間処理が行われることが好ましい。
【０１２５】
そして最後に、補正断層画像を生成するためのデータとして補正画像データをモニタ装置５００に出力する（ステップＳ２２）。これにより、ＯＣＴプローブ６００やガイドワイヤ７００、胆泥７０４が除去された補正断層画像がモニタ装置５００に表示される。
【０１２６】
本実施形態では、断層画像からプローブ領域、ガイドワイヤ領域、及び液体浮遊物領域が除去された補正断層画像が自動的に生成されるようになっているが、これらの領域のうち補正断層画像の中で表示又は非表示とする領域を個別に選択できるようにしてもよい。この選択は操作制御部３２の入力手段からオペレータが行えるようにするとよい。制御部４９０は、操作制御部３２で選択された情報に従って、断層画像補正部４６０の補正処理条件の設定を変更する。これにより、オペレータの意図に応じた補正断層画像を出力することができ、利便性が向上する。
【０１２７】
なお、図８において、ステップＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１６に示した各処理が行われる順序に限定はなく、例えば図８に示した例とは逆の順序でもよいし、各処理が並列的に行われてもよい。
【０１２８】
このように本実施形態の画像診断装置１０によれば、ＯＣＴ計測によって取得された断層画像の中からプローブ領域、ガイドワイヤ領域、及び管腔組織領域を検出し、断層画像からこれらの領域を差し引くことにより、管腔内の液体浮遊物の領域を検出することができる。これにより、断層画像から管腔内の液体浮遊物が除去された補正画像を容易に提供することが可能となる。その結果、断層画像から診断に直接関係がない情報が除去された補正画像を表示することが可能となり、診断の効率や精度を向上させることができる。
【０１２９】
本実施形態では、胆管内の断層画像を取得する場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、管腔内が液体で満たされその中に浮遊物（液体浮遊物）が存在する領域に対するＯＣＴ計測に好適であり、例えば膵管、血管、尿管などに適用することが可能である。
【０１３０】
なお、上述した実施形態では、ＯＣＴプロセッサ４００としてＳＳ−ＯＣＴ（Ｓｗｅｐｔ Ｓｏｕｒｃｅ ＯＣＴ）装置を用いて説明したが、これに限らず、ＯＣＴプロセッサ４００をＳＤ−ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）装置としても適用可能である。
【０１３１】
以上、本発明の光断層画像処理装置及び光断層画像処理方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【０１３２】
１０…画像診断装置、２０…干渉光検出部、２０ａ…干渉信号生成部、２０ｂ…ＡＤ変換部、２２…信号処理部、１００…内視鏡、２００…内視鏡プロセッサ、３００…光源装置、４００…ＯＣＴプロセッサ、４１０…フーリエ変換部、４２０…対数変換部、４５０…断層画像構築部、４６０…断層画像補正部、４９０…制御部、５００…モニタ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光干渉断層計測により管腔内の光断層画像を取得する画像取得手段と、
前記光断層画像の中から前記管腔内に挿入された管腔挿入物の領域を検出する管腔挿入物検出手段と、
前記光断層画像の中から前記管腔の組織領域を検出する管腔組織検出手段と、
前記光断層画像から前記管腔挿入物の領域及び前記管腔の組織領域を差し引くことにより、前記光断層画像の中から前記管腔内の液体中に浮遊する液体浮遊物の領域を検出する液体浮遊物検出手段と、
前記液体浮遊物検出手段の検出結果に基づいて、前記光断層画像から前記液体浮遊物が除去された補正画像を生成する補正画像生成手段と、
を備えたことを特徴とする光断層画像処理装置。
【請求項２】
前記管腔挿入物検出手段は、前記管腔内に挿入された光プローブの領域を前記管腔挿入物の領域として検出することを特徴とする請求項１に記載の光断層画像処理装置。
【請求項３】
前記管腔挿入物検出手段は、前記管腔内に前記光プローブを案内するためのガイドワイヤの領域を前記管腔挿入物の領域として検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の光断層画像処理装置。
【請求項４】
前記補正画像生成手段は、前記管腔挿入物検出手段及び前記液体浮遊物検出手段の検出結果に基づき、前記光断層画像から前記管腔挿入物及び前記液体浮遊物が除去された補正画像を生成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光断層画像処理装置。
【請求項５】
前記管腔挿入物検出手段及び前記液体浮遊物検出手段によって検出された各領域を前記光断層画像から除去するか否かを選択的に指示する指示手段を備え、
前記補正画像生成手段は、前記指示手段の指示に従って前記光断層画像から前記管腔挿入物及び前記液体浮遊物が選択的に除去された補正画像を生成することを特徴とする請求項４に記載の光断層画像処理装置。
【請求項６】
前記補正画像生成手段により生成された前記補正画像を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光断層画像処理装置。
【請求項７】
前記管腔は、胆管、膵管、血管、又は尿管であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光断層画像処理装置。
【請求項８】
光干渉断層計測により管腔内の光断層画像を取得する画像取得工程と、
前記光断層画像の中から前記管腔内に挿入された管腔挿入物の領域を検出する管腔挿入物検出工程と、
前記光断層画像の中から前記管腔の組織領域を検出する管腔組織検出工程と、
前記光断層画像から前記管腔挿入物の領域及び前記管腔の組織領域を差し引くことにより、前記光断層画像の中から前記管腔内の液体中に浮遊する液体浮遊物の領域を検出する液体浮遊物検出工程と、
前記液体浮遊物検出工程の検出結果に基づいて、前記光断層画像から前記液体浮遊物が除去された補正画像を生成する補正画像生成工程と、
を含むことを特徴とする光断層画像処理方法。
【請求項９】
前記管腔挿入物検出工程は、前記管腔内に挿入された光プローブの領域を前記管腔挿入物の領域として検出することを特徴とする請求項８に記載の光断層画像処理方法。
【請求項１０】
前記管腔挿入物検出工程は、前記管腔内に前記光プローブを案内するためのガイドワイヤの領域を前記管腔挿入物の領域として検出することを特徴とする請求項８又は９に記載の光断層画像処理方法。
【請求項１１】
前記補正画像生成工程は、前記管腔挿入物検出工程及び前記液体浮遊物検出工程の検出結果に基づき、前記光断層画像から前記管腔挿入物及び前記液体浮遊物が除去された補正画像を生成することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の光断層画像処理方法。
【請求項１２】
前記管腔挿入物検出工程及び前記液体浮遊物検出工程によって検出された各領域を前記光断層画像から除去するか否かを選択的に指示する指示工程を含み、
前記補正画像生成工程は、前記指示工程の指示に従って前記光断層画像から前記管腔挿入物及び前記液体浮遊物が選択的に除去された補正画像を生成することを特徴とする請求項１１に記載の光断層画像処理方法。
【請求項１３】
前記補正画像生成工程により生成された前記補正画像を表示する表示工程を含むことを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の光断層画像処理方法。
【請求項１４】
前記管腔は、胆管、膵管、血管、又は尿管であることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか１項に記載の光断層画像処理方法。
【請求項１】
光干渉断層計測により管腔内の光断層画像を取得する画像取得手段と、
前記光断層画像の中から前記管腔内に挿入された管腔挿入物の領域を検出する管腔挿入物検出手段と、
前記光断層画像の中から前記管腔の組織領域を検出する管腔組織検出手段と、
前記光断層画像から前記管腔挿入物の領域及び前記管腔の組織領域を差し引くことにより、前記光断層画像の中から前記管腔内の液体中に浮遊する液体浮遊物の領域を検出する液体浮遊物検出手段と、
前記液体浮遊物検出手段の検出結果に基づいて、前記光断層画像から前記液体浮遊物が除去された補正画像を生成する補正画像生成手段と、
を備えたことを特徴とする光断層画像処理装置。
【請求項２】
前記管腔挿入物検出手段は、前記管腔内に挿入された光プローブの領域を前記管腔挿入物の領域として検出することを特徴とする請求項１に記載の光断層画像処理装置。
【請求項３】
前記管腔挿入物検出手段は、前記管腔内に前記光プローブを案内するためのガイドワイヤの領域を前記管腔挿入物の領域として検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の光断層画像処理装置。
【請求項４】
前記補正画像生成手段は、前記管腔挿入物検出手段及び前記液体浮遊物検出手段の検出結果に基づき、前記光断層画像から前記管腔挿入物及び前記液体浮遊物が除去された補正画像を生成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光断層画像処理装置。
【請求項５】
前記管腔挿入物検出手段及び前記液体浮遊物検出手段によって検出された各領域を前記光断層画像から除去するか否かを選択的に指示する指示手段を備え、
前記補正画像生成手段は、前記指示手段の指示に従って前記光断層画像から前記管腔挿入物及び前記液体浮遊物が選択的に除去された補正画像を生成することを特徴とする請求項４に記載の光断層画像処理装置。
【請求項６】
前記補正画像生成手段により生成された前記補正画像を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光断層画像処理装置。
【請求項７】
前記管腔は、胆管、膵管、血管、又は尿管であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光断層画像処理装置。
【請求項８】
光干渉断層計測により管腔内の光断層画像を取得する画像取得工程と、
前記光断層画像の中から前記管腔内に挿入された管腔挿入物の領域を検出する管腔挿入物検出工程と、
前記光断層画像の中から前記管腔の組織領域を検出する管腔組織検出工程と、
前記光断層画像から前記管腔挿入物の領域及び前記管腔の組織領域を差し引くことにより、前記光断層画像の中から前記管腔内の液体中に浮遊する液体浮遊物の領域を検出する液体浮遊物検出工程と、
前記液体浮遊物検出工程の検出結果に基づいて、前記光断層画像から前記液体浮遊物が除去された補正画像を生成する補正画像生成工程と、
を含むことを特徴とする光断層画像処理方法。
【請求項９】
前記管腔挿入物検出工程は、前記管腔内に挿入された光プローブの領域を前記管腔挿入物の領域として検出することを特徴とする請求項８に記載の光断層画像処理方法。
【請求項１０】
前記管腔挿入物検出工程は、前記管腔内に前記光プローブを案内するためのガイドワイヤの領域を前記管腔挿入物の領域として検出することを特徴とする請求項８又は９に記載の光断層画像処理方法。
【請求項１１】
前記補正画像生成工程は、前記管腔挿入物検出工程及び前記液体浮遊物検出工程の検出結果に基づき、前記光断層画像から前記管腔挿入物及び前記液体浮遊物が除去された補正画像を生成することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の光断層画像処理方法。
【請求項１２】
前記管腔挿入物検出工程及び前記液体浮遊物検出工程によって検出された各領域を前記光断層画像から除去するか否かを選択的に指示する指示工程を含み、
前記補正画像生成工程は、前記指示工程の指示に従って前記光断層画像から前記管腔挿入物及び前記液体浮遊物が選択的に除去された補正画像を生成することを特徴とする請求項１１に記載の光断層画像処理方法。
【請求項１３】
前記補正画像生成工程により生成された前記補正画像を表示する表示工程を含むことを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の光断層画像処理方法。
【請求項１４】
前記管腔は、胆管、膵管、血管、又は尿管であることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか１項に記載の光断層画像処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−６６５９９（Ｐ２０１３−６６５９９Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０７４２７（Ｐ２０１１−２０７４２７）
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【出願人】（５０４２９７２７２）富士フイルムソフトウエア株式会社 (15)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【出願人】（５０４２９７２７２）富士フイルムソフトウエア株式会社 (15)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]