JP5981557B2 - 画像診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像診断装置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：Ｉｎｔｒａ Ｖａｓｃｕｌａｒ 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、一回の走査で生成することができる。

特開平１１−５６７５２号公報 特表２０１０−５０８９７３号公報

一方で、生成されたこれらの断面画像を用いて医師等が診断を行うにあたっては、それぞれの断面画像について血流領域の外側から血管壁までの特定の範囲を観察することが重要となってくる。血管内の状態を判断するうえでは、当該範囲における生体組織の分布やその大きさ、固さ等が、重要な指標となってくるからである。

このため、断面画像に対してこのような範囲を、関心領域（ＲＯＩ）として正確かつ迅速に設定することができれば、診断に際して、当該範囲の解析を迅速に行うことができるようになるとともに、医師間の技量によらない客観的な解析結果を得ることも可能となると考えられる。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、超音波を送受信可能な送受信部と、光を送受信可能な光送受信部とを用いて、それぞれの断面画像を生成可能な画像診断装置において、関心領域を正確かつ迅速に設定できるようにすることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の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し、該送受信部を回転させながら超音波及び光を送信し、血管内を軸方向に移動させながら、該超音波送受信部が受信した生体組織からの反射波と、該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、該血管内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、
前記軸方向の所定の位置における超音波断面画像より、閉曲線を生成する第１の生成手段と、
前記所定の位置における光断面画像より、閉曲線を生成する第２の生成手段と、
前記所定の位置における前記超音波断面画像と前記光断面画像とを位置合わせして重ねた場合の、前記第１の生成手段により生成された閉曲線と前記第２の生成手段により生成された閉曲線との間の領域を、前記超音波断面画像または前記光断面画像における関心領域として設定する設定手段とを備え、
前記第１の生成手段により生成される閉曲線は血管壁を示しており、前記第２の生成手段により生成される閉曲線は血流領域の境界を示していることを特徴とする。

本発明によれば、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用いて、それぞれの断面画像を生成可能な画像診断装置において、関心領域を正確かつ迅速に設定できるようになる。

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

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。
図１は、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。 図２は、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。 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４は、画像診断装置１００の機能構成を示す図である。 図５は、画像診断装置１００のユーザインタフェースの一例を示す図である。 図６は、画像診断装置１００におけるＲＯＩ自動設定処理の流れを示すフローチャートである。 図７は、画像診断装置１００のユーザインタフェースの一例を示す図であり、ＲＯＩを自動設定する過程を説明するための図である。 図８は、画像診断装置１００のユーザインタフェースの一例を示す図であり、ＲＯＩが自動設定された様子を示す図である。 図９は、画像診断装置１００のユーザインタフェースの一例を示す図であり、ＲＯＩにおける解析結果の一例を示す図である。 図１０は、画像診断装置１００のユーザインタフェースの一例を示す図であり、ＲＯＩにおける解析結果の一例を示す図である。

以下、本発明の各実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

［第１の実施形態］
＜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。

＜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（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６乃至図１０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、３２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。従って、第１のシングルモードファイバ４４０に入射された光は、この光カップラ部４４１により最大で３つの光路に分割されて伝送される。

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１８０ＭＨｚ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１８０ＭＨｚ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（１２．５μｓｅｃ）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。

＜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。図５はＬＣＤモニタ１１３に表示されるユーザインタフェース５００の一例を示す図である。

図５に示すように、ユーザインタフェース５００は、信号処理部４２８において生成された横方向断面画像を表示する横方向断面画像表示領域５１０と、縦方向断面画像を表示する縦方向断面画像表示領域５２０と、横方向断面画像表示領域５１０及び縦方向断面画像表示領域５２０にそれぞれ表示された横方向断面画像及び縦方向断面画像に対して、各種操作を行う操作領域５３０とを備える。

横方向断面画像表示領域５１０は、更に、ＯＣＴ機能を用いて生成されたＯＣＴ断面画像（光断面画像）を表示するＯＣＴ断面画像表示領域５１１と、ＩＶＵＳ機能を用いて生成されたＩＶＵＳ断面画像（超音波断面画像）を表示するＩＶＵＳ断面画像表示領域５１２とを備える。

縦方向断面画像表示領域５２０は、複数のＩＶＵＳ断面画像に基づいて生成された縦方向断面画像５２１を表示する。なお、縦方向断面画像表示領域５２０に表示された指示子５２２は、縦方向断面画像５２１の軸方向の所定の位置を指定するものであり、上述のＯＣＴ断面画像表示領域５１１及びＩＶＵＳ断面画像表示領域５１２には、それぞれ指示子５２２に指定された位置におけるＯＣＴ断面画像及びＩＶＵＳ断面画像が表示される。

操作領域５３０は、横方向断面画像表示領域５１０内の横方向断面画像を操作するための横方向断面画像操作領域５４０と、縦方向断面画像表示領域５２０内の縦方向断面画像を操作するための縦方向断面画像操作領域５５０と、横方向断面画像表示領域５１０内において、各横方向断面画像を連続表示（再生）するための画像再生操作領域５６０とを備える。

横方向断面画像操作領域５４０には、横方向断面画像（ＯＣＴ断面画像及び／またはＩＶＵＳ断面画像）において関心領域（ＲＯＩ）を指定するための“ＲＯＩ指定”ボタン５４１と、“ＲＯＩ指定”ボタン５４１が押下された場合に選択可能となる“自動”ボタン５４２と“手動”ボタン５４３とが配されている。

“自動”ボタン５４２が押下されると、ＯＣＴ断面画像表示領域５１１に表示中のＯＣＴ断面画像と、ＩＶＵＳ断面画像表示領域５１２に表示中のＩＶＵＳ断面画像とを用いて、ＲＯＩを自動的に設定するための処理（ＲＯＩ自動設定処理）が実行される。なお、ＲＯＩ自動設定処理の詳細は後述する。

一方、“手動”ボタン５４３が押下されると、ユーザは、操作パネル１１２上のマウスやトラックボール等の操作デバイスを用いて、ＯＣＴ断面画像表示領域５１１のＯＣＴ断面画像またはＩＶＵＳ断面画像表示領域５１２のＩＶＵＳ断面画像のいずれかにＲＯＩを手動で設定することが可能となる。

横方向断面画像操作領域５４０には、更に、“カラーマッピング”ボタン５４４と“面積算出”ボタン５４５とが配されている。

“カラーマッピング”ボタン５４４が押下されると、指定されたＲＯＩに含まれる生体組織に対して、予め生体組織の固さに応じて割り当てられた色を用いて、カラーマッピング処理が実行される。なお、生体組織の固さは、受信した信号の強度と減衰率とを用いて算出されるものとする。一方、“面積算出”ボタン５４５が押下されると、指定されたＲＯＩの面積を算出する。

縦方向断面画像操作領域５５０には、縦方向断面画像表示領域５２０内に指示子５２２を表示させるための“位置指定”ボタン５５１が配されている。“位置指定”ボタン５５１が押下されることで、縦方向断面画像表示領域５２０には、指示子５２２が表示され、操作パネル１１２上のマウスやトラックボール等の操作デバイスを用いて当該指示子５２２をユーザインタフェース５００の横方向に移動させることで、横方向断面画像表示領域５１０上に、軸方向の所望の位置での横方向断面画像を表示させることが可能となる。

画像再生操作領域５６０には、“巻き戻し”ボタン５６１と、“停止”ボタン５６２と、“再生”ボタン５６３とが配されている。“巻き戻し”ボタン５６１が押下されると、横方向断面画像表示領域５１０に表示されている横方向断面画像が、順次、生成順序の古い横方向断面画像に切り替わる。つまり、軸方向と反対方向に進んだ場合の横方向断面画像が連続的に表示される。なお、縦方向断面画像表示領域５２０に指示子５２２が表示されている場合にあっては、横方向断面画像の切り替わりと同期して、ユーザインタフェース５００の左方向に指示子５２２が移動する。

“再生”ボタン５６３が押下されると、横方向断面画像表示領域５１０に表示されている横方向断面画像が、順次、生成順序の新しい横方向断面画像に切り替わる。つまり、軸方向に進んだ場合の横方向断面画像が連続的に表示される。なお、縦方向断面画像表示領域５２０に指示子５２２が表示されている場合にあっては、横方向断面画像の切り替わりと同期して、ユーザインタフェース５００の右方向に指示子５２２が移動する。

“停止”ボタン５６２が押下されると、押下されたタイミングで、横方向断面画像の切り替わりが停止する。

＜６．ＲＯＩ自動設定処理の流れ＞
次に、ユーザインタフェース５００において、横方向断面画像操作領域５４０の“ＲＯＩ指定”ボタン５４１が押下され、更に、“自動”ボタン５４２が押下されることで実行されるＲＯＩ自動設定処理の流れについて説明する。

図６は、本実施形態に係る画像診断装置１００におけるＲＯＩ自動設定処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ６０１では、現在ＩＶＵＳ断面画像表示領域５１２に表示されているＩＶＵＳ断面画像を識別し、ステップＳ６０２では、当該識別したＩＶＵＳ断面画像より、血管壁線を抽出する。血管壁線とは、ＩＶＵＳ断面画像より血管壁位置を抽出し、連続する線分として結んだ閉曲線である。なお、血管壁位置は、既知の手法により抽出されるものとする。

血管壁位置を抽出する既知の手法としては、例えば、ＩＶＵＳ断面画像を構成する各ラインデータについて、ライン方向に配列された各画素データの値が急峻に増加する位置を血管壁位置の候補点としてそれぞれ抽出した後、隣接する候補点間のずれ量が所定値以上の候補点を除外することで、血管壁位置を抽出する手法等が挙げられる。なお、血管壁線は、抽出した血管壁位置を直線で結ぶことにより閉曲線を生成してもよいし、抽出した血管壁位置に基づいて近似曲線を算出することで閉曲線を生成してもよい。

ステップＳ６０３では、現在ＯＣＴ断面画像表示領域５１１に表示されているＯＣＴ断面画像を識別し、ステップＳ６０４では、当該識別したＯＣＴ断面画像より、血流領域境界線を抽出する。血流領域境界線とは、ＯＣＴ断面画像より血流領域の境界位置を抽出し、連続する線分として結んだ閉曲線である。なお、血流領域の境界位置は、既知の手法により抽出されるものとする。

血流領域の境界位置を抽出する既知の手法としては、例えば、ＯＣＴ断面画像を構成する各ラインデータについて、ライン方向に配列された各画素データの値が急峻に増加した後、緩やかに減少していた場合の、当該急峻に増加した位置を、血流領域の境界位置の候補点としてそれぞれ抽出した後、隣接する候補点間のずれ量が所定値以上の候補点を除外することで、血流領域の境界位置を抽出する手法等が挙げられる。なお、血流領域境界線は、抽出した血流領域の境界位置を直線で結ぶことにより閉曲線を生成してもよいし、抽出した血流領域の境界位置に基づいて近似曲線を算出することで閉曲線を生成してもよい。

図７のユーザインタフェース７００は、ＩＶＵＳ断面画像表示領域５１２に表示されているＩＶＵＳ断面画像に対して、抽出された血管壁線を識別可能に重畳して表示した様子を示している。また、ＯＣＴ断面画像表示領域５１１に表示されているＯＣＴ断面画像に対して、抽出された血流領域境界線を識別可能に重畳して表示した様子を示している。

ステップＳ６０５では、ＩＶＵＳ断面画像表示領域５１２に表示されているＩＶＵＳ断面画像と、ＯＣＴ断面画像表示領域５１１に表示されているＯＣＴ断面画像とを、画像中心が一致するように位置合わせすることで、血管壁線と血流領域境界線とを同一の横方向断面画像（血管壁線を抽出したＩＶＵＳ断面画像または、血流領域境界線を抽出したＯＣＴ断面画像のいずれかの横方向断面画像）上に描画する。

ステップＳ６０６では、同一の横方向断面画像上に描画された血管壁線と血流領域境界線とに基づいて、ＲＯＩを設定する。具体的には、血管壁線により囲まれた領域であって、かつ、血流領域境界線の外側の領域（血管壁線と血流領域境界線との間の領域）を、ＲＯＩとして設定する。

ステップＳ６０７では、同一の横方向断面画像上に、設定されたＲＯＩを所定の色で識別可能に重畳して表示する。

図８のユーザインタフェース８００は、ＩＶＵＳ断面画像に対して、血管壁線と血流領域境界線とＲＯＩとを識別可能に表示した様子を示している。

このように、本実施形態に係る画像診断装置１００では、高深度領域まで測定できるＩＶＵＳの特性を活かして、ＩＶＵＳ断面画像より血管壁線を抽出し、高分解能で測定できるＯＣＴの特性を活かして、ＯＣＴ断面画像より血流領域境界線を抽出する構成とした。

これにより、断面画像の診断に際して最も重要な範囲の境界位置である、血管壁線と血流領域境界線とを確実かつ一意に抽出することが可能となる。また、ＩＶＵＳ断面画像及びＯＣＴ断面画像においてそれぞれ抽出された血管壁線と血流領域境界線とを、同一の横方向断面画像上において描画し、血管壁線と血流領域境界線とにより囲まれた領域をＲＯＩとして設定することで、ＲＯＩを正確かつ迅速に設定することが可能となる。この結果、当該ＲＯＩを用いて種々の解析を行った場合、手動でＲＯＩを設定した場合と比較して、ユーザの技量によらない客観的な解析結果を得ることができる。

＜７．ＲＯＩの解析例＞
次に、上記ＲＯＩ自動設定処理により設定されたＲＯＩの解析例について説明する。図９は、ＲＯＩ自動設定処理により設定されたＲＯＩについて、生体組織の固さに応じてカラーマッピング処理を施した様子を示している。

ＲＯＩが表示された状態（図８）で、横方向断面画像操作領域５４０の“カラーマッピング”ボタン５４４が押下されると、ＲＯＩ内のＩＶＵＳ断面画像が解析され、ＲＯＩ内の各生体組織の固さが算出される。なお、ＩＶＵＳ断面画像に基づいて、各生体組織の固さを算出する手法は既知の手法を用いるものとする。

図９のユーザインタフェース９００は、予め各生体組織の固さに応じて割り当てられた色を用いて、ＲＯＩについてカラーマッピング処理を施した様子を示している。

なお、図９の例では、“カラーマッピング”ボタン５４４を押下した場合について説明したが、例えば、“面積算出”ボタン５４５が押下された場合にあっては、ＲＯＩ内のＩＶＵＳ断面画像が解析され、ＲＯＩ内の面積が算出される。

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る画像診断装置１００では、ＩＶＵＳ断面画像より血管壁線を抽出し、ＯＣＴ断面画像より血流領域境界線を抽出し、両者を組み合わせることで、ＲＯＩを設定する構成とした。

この結果、ＲＯＩを正確かつ迅速に設定することが可能となった。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、抽出した血管壁線及び血流領域境界線を同一の横方向断面画像に描画するにあたり、ＩＶＵＳ断面画像を用いる構成としたが、本発明はこれに限定されず、ＯＣＴ断面画像を用いるようにしてもよいし、ＩＶＵＳ断面画像とＯＣＴ断面画像とを合成することにより得られた横方向断面画像を用いるようにしてもよい。あるいは、ＩＶＵＳ断面画像とＯＣＴ断面画像とにそれぞれ描画するように構成してもよい。あるいは、ユーザにより、いずれの横方向断面画像に描画するかを選択できるように構成してもよい。

また、上記第１の実施形態では、血管壁線及び血流領域境界線（図７）を一旦表示した上で、ＲＯＩ（図８）を表示する構成としたが、本発明はこれに限定されず、“自動”ボタン５４１が押下された場合に、直接ＲＯＩ（図８）が表示される構成としてもよい。

また、上記第１の実施形態では、血管壁線及び血流領域境界線（図７）が表示された後、自動的にＲＯＩ（図８）を表示する構成としたが、本発明はこれに限定されず、表示された血管壁線及び血流領域境界線（図７）が妥当か否かを、ユーザに確認し、ユーザが所定の指示を入力した場合にのみ、ＲＯＩを表示する構成としてもよい。更に、自動的に抽出された血管壁線及び血流領域境界線（図７）に対して、手動で、修正を加えることができるように構成してもよい。この場合、手動で修正された後の血管壁線及び血流領域境界線に囲まれた領域がＲＯＩとして設定されることとなる。

［第３の実施形態］
上記第１の実施形態では、カラーマッピングを表示するにあたり、ＲＯＩ内に表示する構成としたが、本発明はこれに限定されない。

図１０は、“カラーマッピング”ボタン５４４が押下され、カラーマッピング処理が施された他の表示例を示す図である。図１０のユーザインタフェース１０００に示すように、ＲＯＩの外側に、所定幅の環状領域１００１を表示し、ＲＯＩ内のカラーマッピングを、当該環状領域１００１に投影させて表示する構成としてもよい。かかるカラーマッピングによれば、ＲＯＩ内の生体組織の固さが、周方向においてどのように変化するのかを容易に把握することが可能となる。

［その他の実施形態］
本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神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 (4)

1. 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し、該送受信部を回転させながら超音波及び光を送信し、血管内を軸方向に移動させながら、該超音波送受信部が受信した生体組織からの反射波と、該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、該血管内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、
   前記軸方向の所定の位置における超音波断面画像より、閉曲線を生成する第１の生成手段と、
   前記所定の位置における光断面画像より、閉曲線を生成する第２の生成手段と、
   前記所定の位置における前記超音波断面画像と前記光断面画像とを位置合わせして重ねた場合の、前記第１の生成手段により生成された閉曲線と前記第２の生成手段により生成された閉曲線との間の領域を、前記超音波断面画像または前記光断面画像における関心領域として設定する設定手段とを備え、
   前記第１の生成手段により生成される閉曲線は血管壁を示しており、前記第２の生成手段により生成される閉曲線は血流領域の境界を示していることを特徴とする画像診断装置。
2. 前記超音波断面画像または前記光断面画像において、前記設定手段により設定された関心領域を、所定の色を用いて識別可能に表示する表示手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
3. 前記表示手段は、更に、前記超音波断面画像または前記光断面画像において、前記第１の生成手段により生成された閉曲線及び第２の生成手段により生成された閉曲線を、所定の色を用いて識別可能に表示することを特徴とする請求項２に記載の画像診断装置。
4. 前記超音波断面画像または前記光断面画像における、前記設定手段により設定された関心領域を処理する処理手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。