(57)【要約】【課題】測定光を走査して測定対象に照射し測定対象からの光を入射する光学系を大型化することなく、測定光とは異なる波長帯域の光による画像情報を高解像度で取得し、かつ該画像情報を測定対象の光立体構造像の表面情報に高精度にて対応させる。  【解決手段】光合分波部５０は、戻り光Ｌ３のうちの可視光成分の光は反射してポート２（Ｐ２）に、戻り光Ｌ３のうちの赤外光成分である測定光Ｌ１の反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ４はポート１（Ｐ１）に、それぞれ導光する。信号処理部９３は、干渉情報に基づいて測定対象Ｔの光立体構造像を生成すると共に、画像情報に基づいて光立体構造像の表面に可視光画像をレンダリングする。【選択図】図１
2010127902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長帯域の光を発する第１波長域光源と、
前記第１の波長帯域の光を測定光と参照光に分離する光分離手段と、
測定対象に前記測定光を照射する照射手段と、
前記測定対象上の点からの光を集光する集光手段と、
前記集光手段で集光する前記測定対象上の前記点を走査する走査手段と、
前記測定対象上の前記点からの光と前記参照光との干渉情報を検出する干渉情報検出手段と、
前記測定対象からの光から前記第１の波長帯域の光と前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の光とを分波する分波手段と、
前記第２の波長帯域の光を受光し受光信号を取得する受光手段と、
を備えたことを特徴とする光立体構造像装置。
【請求項２】
前記干渉情報検出手段が検出する前記干渉情報は前記測定対象の深さ方向の情報であり、前記走査手段は前記深さ方向に対して略直交する面上を２次元走査することを特徴とする請求項１に記載の光立体構造像装置。
【請求項３】
前記第２の波長帯域は可視光域であって、前記受光手段は前記可視光域のＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分毎に受光することを特徴とする請求項１または２に記載の光立体構造像装置。
【請求項４】
前記第１の波長帯域は７００ｎｍから１６００ｎｍの間であり、前記第２の波長帯域が３５０ｎｍから１０００ｎｍの間であることを特徴とする請求項３に記載の光立体構造像装置。
【請求項５】
前記干渉情報検出手段はＩｎＧａＡｓフォトディテクタを含み、前記受光手段はＳｉフォトディテクタを含むことを特徴とする請求項４に記載の光立体構造像装置。
【請求項６】
前記第２の波長帯域の光を発する第２波長域光源をさらに備え、前記分波手段は前記測定光と前記第２の波長帯域の光とを合波して前記集光手段に供給する合波機能を有し、前記走査手段は合波された前記測定光及び前記第２の波長帯域の光を走査することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の光立体構造像装置。
【請求項７】
前記第２の波長帯域の光は前記測定対象からの自家蛍光あるいは薬剤蛍光であって、前記自家蛍光あるいは前記薬剤蛍光を励起させるための励起光を発する励起光光源を備え、前記分波手段は前記測定光と前記励起光とを合波して前記集光手段に供給する合波機能を有し、前記走査手段は合波された前記測定光及び前記励起光を走査することを特徴とする請求項１または２に記載の光立体構造像装置。
【請求項８】
前記干渉情報検出手段での前記干渉情報の検出タイミングと前記受光手段での前記受光情報の取得タイミングとを同期させる同期手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の光立体構造像装置。
【請求項９】
前記参照光の前記所定光路長をトリガ信号に基づいて掃引して可変する光路長可変手段をさらに備え、前記同期手段は前記トリガ信号に基づいて前記干渉情報検出手段での前記干渉情報の検出タイミングと前記受光手段での前記受光情報の取得タイミングとを同期させることを特徴とする請求項８に記載の光立体構造像装置。
【請求項１０】
前記第１波長域光源は広帯域の低コヒーレント光を前記第１の波長帯域の光とする光源であり、前記干渉情報検出手段は前記測定光の前記測定対象からの反射光と前記参照光の前記参照光反射手段からの反射光との干渉光の周波数成分毎の強度を検出するディテクタアレイを備え所定のトリガ信号に基づいて前記ディテクタアレイより前記干渉情報を検出し、前記同期手段は前記トリガ信号に基づいて前記干渉情報検出手段での前記干渉情報の検出タイミングと前記受光手段での前記受光情報の取得タイミングとを同期させることを特徴とする請求項８に記載の光立体構造像装置。
【請求項１１】
前記第１波長域光源は前記第１の波長帯域の光の周波数をトリガ信号に基づいて時間掃引するレーザであって、前記同期手段は前記トリガ信号に基づいて前記干渉情報検出手段での前記干渉情報の検出タイミングと前記受光手段での前記受光情報の取得タイミングとを同期させることを特徴とする請求項８に記載の光立体構造像装置。
【請求項１２】
前記分波手段はトリガ信号に基づいて前記測定光の前記測定対象からの反射光から前記第1の波長帯域の光と前記第２の波長帯域の光を分波するスイッチングデバイスであって、前記同期手段は前記トリガ信号に基づいて前記干渉情報検出手段での前記干渉情報の検出タイミングと前記受光手段での前記受光情報の取得タイミングとを同期させることを特徴とする請求項８に記載の光立体構造像装置。
【請求項１３】
前記干渉情報検出手段が検出した前記干渉情報を記憶する第１の記憶手段と、
前記受光手段が取得した前記受光情報を記憶する第２の記憶手段と、
前記第１の記憶手段に記憶されている前記干渉情報に基づき、前記測定対象上の任意の点における前記測定光の光路長に依存した光構造情報を生成する光構造情報生成手段と、
前記走査手段の走査情報と前記光構造情報と前記第２の記憶手段に記憶されている前記受光情報に基づき、光構造画像を生成する光構造画像生成手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の光立体構造像装置。
【請求項１４】
前記構造情報は、３次元構造情報であって、
前記光構造画像生成手段は、
前記測定対象の表面位置を算出する表面位置算出手段と、
前記第２の記憶手段に記憶されている前記受光情報に基づき、前記測定対象の画像情報を生成する画像情報生成手段と、
前記画像情報を前記表面位置に対応する前記３次元構造情報の位置にレンダリングするレンダリング手段と、
からなることを特徴とする請求項１３に記載の光立体構造像装置。
【請求項１５】
前記画像情報生成手段は、前記受光手段の受光情報のうちの複数の狭帯域光成分の受光情報に基づき前記画像情報を生成することを特徴とする請求項１４に記載の光立体構造像装置。
【請求項１６】
前記受光手段は複数の狭帯域光を受光し、前記画像情報生成手段は前記狭帯域光の受光情報に基づき前記画像情報を生成することを特徴とする請求項１４に記載の光立体構造像装置。
【請求項１７】
前記第１波長域光源は前記第1の波長帯域の光をパルス発光するものであって、前記第１波長域光源の非発光時に前記第２の波長帯域の光を発光する第２波長域光源をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の光立体構造像装置。
【請求項１８】
第１の波長帯域の光を測定光と参照光に分離して、測定対象上に前記測定光を照射し、前記測定対象上の点からの光を集光すると共に前記測定対象上の前記点を走査し、前記測定対象上の前記点からの光と前記参照光との干渉情報を検出する干渉情報検出ステップと、
前記測定対象からの光から前記第１の波長帯域の光と前記第1の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の光とを分波し、前記第２の波長帯域の光を受光し受光信号を取得する受光ステップと、
を備えたことを特徴とする光立体構造像装置の光信号処理方法。
【請求項１９】
前記干渉情報検出ステップにて検出した前記干渉情報を記憶する第１の記憶ステップと、
前記受光ステップにて取得した前記受光情報を記憶する第２の記憶ステップと、
前記第１の記憶ステップにて記憶した前記干渉情報に基づき、前記測定対象上の任意の点における前記測定光の光路長に依存した構造情報を生成する光構造情報生成ステップと、
前記走査手段の走査情報と前記光構造情報と前記第２の記憶手段に記憶されている前記受光情報に基づき、光構造画像を生成する光構造画像生成ステップと、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１８に記載の光立体構造像装置の光信号処理方法。
【請求項２０】
前記構造情報は、３次元構造情報であって、
前記光構造画像生成ステップは、
前記測定対象の表面位置を算出する表面位置算出ステップと、
前記第２の記憶ステップにて記憶した前記受光情報に基づき、前記測定対象の画像情報を生成する画像情報生成ステップと、
前記画像情報を前記表面位置に対応する前記３次元構造情報の位置にレンダリングするレンダリングステップと、
からなることを特徴とする請求項１９に記載の光立体構造像装置の光信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光立体構造像装置及びその光信号処理方法に係り、特に光立体構造像の生成に特徴のある光立体構造像装置及びその光信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体組織の光断層画像を取得する際に、ＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）計測を利用した光断層画像取得装置が用いられることがある。この光断層画像取得装置は、光源から射出された低コヒーレント光を測定光と参照光とに分割した後、該測定光が測定対象に照射されたときの測定対象からの反射光、もしくは後方散乱光と参照光とを合波し、該反射光と参照光との干渉光の強度に基づいて光断層画像を取得するものである（特許文献１）。以下、測定対象からの反射光、後方散乱光をまとめて反射光と標記する。
【０００３】
上記のＯＣＴ計測には、大きくわけてＴＤ−ＯＣＴ（Ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）計測とＦＤ−ＯＣＴ（Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）計測の２種類がある。ＴＤ−ＯＣＴ計測は、参照光の光路長を変更しながら干渉光強度を測定することにより、測定対象の深さ方向の位置（以下、深さ位置という）に対応した反射光強度分布を取得する方法である。
【０００４】
一方、ＦＤ−ＯＣＴ計測は、参照光と信号光の光路長は変えることなく、光のスペクトル成分毎に干渉光強度を測定し、ここで得られたスペクトル干渉強度信号を計算機にてフーリエ変換に代表される周波数解析を行うことで、深さ位置に対応した反射光強度分布を取得する方法である。ＴＤ−ＯＣＴに存在する機械的な走査が不要となることで、高速な測定が可能となる手法として、近年注目されている。
【０００５】
ＦＤ−ＯＣＴ計測を行う装置構成で代表的な物としては、ＳＤ−ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）装置とＳＳ−ＯＣＴ（Ｓｗｅｐｔ Ｓｏｕｒｃｅ ＯＣＴ）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、光断層画像を構成するようにしたものである。
【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光断層画像を構成するようにしたものである。
【０００７】
ところで、ＯＣＴ計測は上述したように特定の領域の光断層像を取得する方法であるが、内視鏡下では、例えば癌病変部を通常照明光内視鏡や特殊光内視鏡の観察により発見し、その領域をＯＣＴ測定することで、癌病変部がどこまで浸潤しているかを見わけることが可能となる。また、測定光の光軸を２次元的に走査することで、ＯＣＴ計測による深さ情報と合わせて３次元的な情報を取得することができる。
【０００８】
ＯＣＴ計測と３次元コンピュータグラフィック（ＣＧ）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事から、以下ではこのＯＣＴ計測による３次元構造モデルを光立体構造像と呼ぶ。
【０００９】
光立体構造像は通常、生体組織による吸収が少ない赤外光により取得するため、通常照明光内視鏡で得られるようなカラー画像とは異なる。通常照明光内視鏡による測定対象である生体組織の表面のカラー画像からは、その色の変化から表層近くの血管や炎症の分布、正常と病変の色味の違いといった情報が得られるが、ＯＣＴ計測で得られる画像にはそのような情報はない。また、通常照明光内視鏡で観察した際に見たいと思った場所に、ＯＣＴ計測の測定光の光軸を正確に当てることは困難である。
【００１０】
そこで、通常照明光内視鏡画像と同様な生体組織の表面からのフルカラー画像と、ＯＣＴ測定による３次元画像を正確に対比させて見ることが望まれる。光立体構造像を目的としたものではないが、通常照明光内視鏡画像とＯＣＴ画像を同時に観察する従来技術としては、通常照明光内視鏡とＯＣＴ測定を一体化させて組み合わせた内視鏡（特許文献２）、ダイクロイックミラーを用いてＣＣＤカメラの光軸とOCT測定の測定光の光軸を同軸に配置するプローブ（特許文献３）、ファイババンドルとＯＣＴ計測を組み合わせた内視鏡（特許文献４）等が開示されている。
【特許文献１】特開２００８−１２８７０８号公報
【特許文献２】特開２００１−７０２２８号公報
【特許文献３】特開２００４−３４４２６０号公報
【特許文献４】特開２００１−７４９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、例えば特許文献２に開示されている内視鏡は、通常照明光内視鏡とＯＣＴ測定の視点角度が異なるため、両者の画像を一致させることが難しいといった問題がある。
【００１２】
また、例えば特許文献３に開示されているプローブは、ＣＣＤカメラとＯＣＴ計測の視点向きが一致しており、両者の画像を合成するには都合がよいが、ＣＣＤカメラをプローブ先端部に組み込む必要があり、プローブが大型化する欠点がある。また、プローブを細径化するためには、ＣＣＤの画素数が少ないものに限定され、通常照明光画像が粗くなるという欠点がある。
【００１３】
さらに、例えば特許文献４に開示されている内視鏡では、ファイババンドルを用いればＣＣＤカメラを本体基端側に配置できプローブの細径化を図ることができるという利点があるが、バンドル化できるファイバ本数は少なく、解像度が著しく劣るという欠点がある。また、逆に解像度を上げようと、ファイバ本数を増やすと、プローブが相対的に太くなる欠点がある。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、測定光を走査して測定対象に照射し測定対象からの光を入射する光学系を大型化することなく、測定光とは異なる波長帯域の光による画像情報を高解像度で取得し、かつ該画像情報を測定対象の光立体構造像の表面情報に高精度にて対応させることのできる光立体構造像装置及びその光信号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、請求項１に記載の光立体構造像装置は、第1の波長帯域の光を発する第１波長域光源と、前記第１の波長帯域の光を測定光と参照光に分離する光分離手段と、測定対象に前記測定光を照射する照射手段と、前記測定対象上の点からの光を集光する集光手段と、前記集光手段で集光する前記測定対象上の前記点を走査する走査手段と、前記測定対象上の前記点からの光と前記参照光との干渉情報を検出する干渉情報検出手段と、前記測定対象からの光から前記第１の波長帯域の光と前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の光とを分波する分波手段と、前記第２の波長帯域の光を受光し受光信号を取得する受光手段と、を備えて構成される。
【００１６】
請求項１に記載の光立体構造像装置では、前記干渉情報検出手段が前記測定対象上の前記点からの光と前記参照光との干渉情報を検出し、前記分波手段が前記測定対象からの光から前記第１の波長帯域の光と前記第1の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の光とを分波し、前記受光手段が前記第２の波長帯域の光を受光し受光信号を取得することで、測定光を走査して測定対象に照射し測定対象からの光を入射する光学系を大型化することなく、測定光とは異なる波長帯域の光による画像情報を高解像度で取得し、かつ該画像情報を測定対象の光立体構造像の表面情報に高精度にて対応させることを可能とする。
【００１７】
請求項２に記載の光立体構造像装置のように、請求項１に記載の光立体構造像装置であって、前記干渉情報検出手段が検出する前記干渉情報は前記測定対象の深さ方向の情報であり、前記走査手段は前記深さ方向に対して略直交する面上を２次元走査するように構成することができる。
【００１８】
請求項３に記載の光立体構造像装置のように、請求項１または２に記載の光立体構造像装置であって、前記第２の波長帯域は可視光域であって、前記受光手段は前記可視光域のＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分毎に受光するように構成することができる。
【００１９】
請求項４に記載の光立体構造像装置のように、請求項３のいずれか１つに記載の光立体構造像装置において、前記第１の波長帯域は７００ｎｍから１６００ｎｍの間であり、前記第２の波長帯域が３５０ｎｍから１０００ｎｍの間であることが好ましい。
【００２０】
請求項５に記載の光立体構造像装置のように、請求項４に記載の光立体構造像装置において、前記干渉情報検出手段はＩｎＧａＡｓフォトディテクタを含み、前記受光手段はＳｉフォトディテクタを含むことが好ましい。
【００２１】
請求項６に記載の光立体構造像装置のように、請求項１ないし５いずれか１つに記載の光立体構造像装置において、前記第２の波長帯域の光を発する第２波長域光源をさらに備え、前記分波手段は前記測定光と前記第２の波長帯域の光とを合波して前記集光手段に供給する合波機能を有し、前記走査手段は合波された前記測定光及び前記第２の波長帯域の光を走査するように構成することができる。
【００２２】
請求項７に記載の光立体構造像装置のように、請求項１または２に記載の光立体構造像装置であって、前記第２の波長帯域の光は前記測定対象からの自家蛍光あるいは薬剤蛍光であって、前記自家蛍光あるいは前記薬剤蛍光を励起させるための励起光を発する励起光光源を備え、前記分波手段は前記測定光と前記励起光とを合波して前記集光手段に供給する合波機能を有し、前記走査手段は合波された前記測定光及び前記励起光を走査するように構成することができる。
【００２３】
請求項８に記載の光立体構造像装置のように、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の光立体構造像装置であって、前記干渉情報検出手段での前記干渉情報の検出タイミングと前記受光手段での前記受光情報の取得タイミングとを同期させる同期手段をさらに備えて構成することができる。
【００２４】
請求項９に記載の光立体構造像装置のように、請求項８に記載の光立体構造像装置であって、前記参照光の前記所定光路長をトリガ信号に基づいて掃引して可変する光路長可変手段をさらに備え、前記同期手段は前記トリガ信号に基づいて前記干渉情報検出手段での前記干渉情報の検出タイミングと前記受光手段での前記受光情報の取得タイミングとを同期させるように構成することができる。
【００２５】
請求項１０に記載の光立体構造像装置のように、請求項８に記載の光立体構造像装置であって、前記第１波長域光源は広帯域の低コヒーレント光を前記第１の波長帯域の光とする光源であり、前記干渉情報検出手段は前記測定光の前記測定対象からの反射光と前記参照光の前記参照光反射手段からの反射光との干渉光の周波数成分毎の強度を検出するディテクタアレイを備え所定のトリガ信号に基づいて前記ディテクタアレイより前記干渉情報を検出し、前記同期手段は前記トリガ信号に基づいて前記干渉情報検出手段での前記干渉情報の検出タイミングと前記受光手段での前記受光情報の取得タイミングとを同期させるように構成することができる。
【００２６】
請求項１１に記載の光立体構造像装置のように、請求項８に記載の光立体構造像装置であって、前記第１波長域光源は前記第１の波長帯域の光の周波数をトリガ信号に基づいて時間掃引するレーザであって、前記同期手段は前記トリガ信号に基づいて前記干渉情報検出手段での前記干渉情報の検出タイミングと前記受光手段での前記受光情報の取得タイミングとを同期させるように構成することができる。
【００２７】
請求項１２に記載の光立体構造像装置のように、請求項８に記載の光立体構造像装置であって、前記分波手段はトリガ信号に基づいて前記測定光の前記測定対象からの反射光から前記第１の波長帯域の光と前記第２の波長帯域の光を分波するスイッチングデバイスであって、前記同期手段は前記トリガ信号に基づいて前記干渉情報検出手段での前記干渉情報の検出タイミングと前記受光手段での前記受光情報の取得タイミングとを同期させるように構成することができる。
【００２８】
請求項１３に記載の光立体構造像装置のように、請求項１ないし１２いずれか１つに記載の光立体構造像装置であって、前記干渉情報検出手段が検出した前記干渉情報を記憶する第１の記憶手段と、前記受光手段が取得した前記受光情報を記憶する第２の記憶手段と、前記第１の記憶手段に記憶されている前記干渉情報に基づき、前記測定対象上の前記点における前記測定光の光路長に依存した光構造情報を生成する光構造情報生成手段と、前記走査手段の走査情報と前記光構造情報と前記第２の記憶手段に記憶されている前記受光情報に基づき、光構造画像を生成する光構造画像生成手段と、をさらに備えて構成することができる。
【００２９】
請求項１３に記載の光立体構造像装置では、測定光を走査して測定対象に照射し測定対象からの光を入射する光学系を大型化することなく、測定対象の光立体構造像上において、測定光とは異なる波長帯域の光による画像情報を高位置精度かつ高解像度で取得でき、さらに、前記光構造画像生成手段が光構造画像を生成することで、前記画像情報を前記光立体構造像上で可視化することを可能とする。
【００３０】
請求項１４に記載の光立体構造像装置のように、請求項１３に記載の光立体構造像装置であって、前記構造情報は、３次元構造情報であって、前記光構造画像生成手段は、前記測定対象の表面位置を算出する表面位置算出手段と、前記第２の記憶手段に記憶されている前記受光情報に基づき、前記測定対象の画像情報を生成する画像情報生成手段と、前記画像情報を前記表面位置に対応する前記３次元構造情報の位置にレンダリングするレンダリング手段と、から構成することができる。
【００３１】
請求項１５に記載の光立体構造像装置のように、請求項１４に記載の光立体構造像装置であって、前記画像情報生成手段は、前記受光手段の受光情報のうちの複数の狭帯域光成分の受光情報に基づき前記画像情報を生成するように構成することができる。
【００３２】
請求項１６に記載の光立体構造像装置のように、請求項１５に記載の光立体構造像装置であって、前記受光手段は複数の狭帯域光を受光し、前記画像情報生成手段は前記狭帯域光の受光情報に基づき前記画像情報を生成するように構成することができる。
【００３３】
請求項１７に記載の光立体構造像装置のように、請求項１ないし５いずれか１つに記載の光立体構造像装置であって、前記第１波長域光源は前記第１の波長帯域の光をパルス発光するものであって、前記第１波長域光源の非発光時に前記第２の波長帯域の光を発光する第２波長域光源をさらに備えるように構成することができる。
【００３４】
請求項１８に記載の光立体構造像装置の光信号処理方法は、第1の波長帯域の光を測定光と参照光に分離して、測定対象上に前記測定光を照射し、前記測定対象上の点からの光を集光すると共に前記測定対象上の前記点を走査し、前記測定対象上の前記点からの光と前記参照光との干渉情報を検出する干渉情報検出ステップと、前記測定対象からの光から前記第1の波長帯域の光と前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の光とを分波し、前記第２の波長帯域の光を受光し受光信号を取得する受光ステップと、を備えて構成される。
【００３５】
請求項１８に記載の光立体構造像装置の光信号処理方法では、干渉情報検出ステップにて前記測定対象上の前記点からの光と前記参照光との干渉情報を検出し、受光ステップにて前記第２の波長帯域の光を受光し受光信号を取得することで、測定光を走査して測定対象に照射し測定対象からの光を入射する光学系を大型化することなく、測定光とは異なる波長帯域の光による画像情報を高解像度で取得し、かつ該画像情報を測定対象の光立体構造像の表面情報に高精度にて対応させることを可能とする。
【００３６】
請求項１９に記載の光立体構造像装置の光信号処理方法のように、請求項１８に記載の光立体構造像装置の光信号処理方法であって、前記干渉情報検出ステップにて検出した前記干渉情報を記憶する第１の記憶ステップと、前記受光ステップにて取得した前記受光情報を記憶する第２の記憶ステップと、前記第１の記憶ステップにて記憶した前記干渉情報に基づき、前記測定対象上の前記点における前記測定光の光路長に依存した構造情報を生成する光構造情報生成ステップと、前記走査手段の走査情報と前記光構造情報と前記第２の記憶手段に記憶されている前記受光情報に基づき、光構造画像を生成する光構造画像生成ステップと、をさらに備えて構成することができる。
【００３７】
請求項１９に記載の光立体構造像装置の光信号処理方法では、測定光を走査して測定対象に照射し測定対象からの光を入射する光学系を大型化することなく、測定対象の光立体構造像上において、測定光とは異なる波長帯域の光による画像情報を高位置精度かつ高解像度で取得でき、さらに、前記光構造画像生成ステップにて光構造画像を生成することで、前記画像情報を前記光立体構造像上で可視化することを可能とする。
【００３８】
請求項２０に記載の光立体構造像装置の光信号処理方法のように、請求項１９に記載の光立体構造像装置の光信号処理方法であって、前記構造情報は、３次元構造情報であって、前記光構造画像生成ステップは、前記測定対象の表面位置を算出する表面位置算出ステップと、前記第２の記憶ステップにて記憶した前記受光情報に基づき、前記測定対象の画像情報を生成する画像情報生成ステップと、前記画像情報を前記表面位置に対応する前記３次元構造情報の位置にレンダリングするレンダリングステップと、から構成することができる。
【発明の効果】
【００３９】
以上説明したように、本発明によれば、測定光を走査して測定対象に照射し測定対象からの光を入射する光学系を大型化することなく、測定光とは異なる波長帯域の光による画像情報を高解像度で取得し、かつ該画像情報を測定対象の光立体構造像の表面情報に高精度にて対応させることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る光立体構造像装置としての光立体構造画像化装置の実施の形態について詳細に説明する。
【００４１】
第１の実施形態：
図１は第１の実施形態に係る光立体構造画像化装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、光立体構造画像化装置１は、例えば体腔内の生体組織や細胞等の測定対象の断層画像を例えば波長１．３μｍを中心とするＳＳ−ＯＣＴ計測により取得するものであって、第１波長帯域光源としてのＯＣＴ光源１０、第２波長帯域光源としての可視光光源２０、干渉情報検出手段としての干渉情報検出部７０を有するＯＣＴ干渉計３０、プローブ４０、分波手段としての光合分波部５０及び受光手段としての可視光情報検出部６０、光構造情報生成手段及び光構造画像生成手段としての３次元ＣＧ画像生成部９０及びモニタ１００を備えて構成される。
【００４２】
ＯＣＴ光源１０は周波数を一定の周期で掃引させながら赤外領域のレーザ光Ｌを射出する光源であり、可視光光源２０は白色光からなる可視光Ｌａを射出する光源である。なお、同期手段はＯＣＴ光源１０により構成され、赤外領域のレーザ光Ｌの周波数掃引のための掃引トリガ信号Ｓが同期手段の同期信号となっている。
【００４３】
ＯＣＴ光源１０から射出されたレーザ光Ｌは、ＯＣＴ干渉計３０内の光分波部３により測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分波される。光分波部３は、例えば、分岐比９０：１０の光カプラから構成され、測定光：参照光＝９０：１０の割合で分波する。
【００４４】
ＯＣＴ干渉計３０では、光分波部３により分波された参照光Ｌ２は、サーキュレータ５ａを介して参照光調整手段としての光路長調整部８０により光路長が調整されて反射される。
【００４５】
この光路長調整部８０は、断層画像の取得を開始する位置を調整するために参照光Ｌ２の光路長を変更するものであり、コリメータレンズ８１、８２および反射ミラー８３を有している。そして、サーキュレータ５ａからの参照光Ｌ２はコリメータレンズ８１、８２を透過した後に反射ミラー８３により反射され、参照光Ｌ２の戻り光Ｌ２ａは再びコリメータレンズ８１、８２を介してサーキュレータ５ａに入射される。
【００４６】
ここで、反射ミラー８３は可動ステージ８４上に配置されており、可動ステージ８４はミラー移動部８５により矢印Ａ方向に移動可能に設けられている。そして可動ステージ８４が矢印Ａ方向に移動することにより、参照光Ｌ２の光路長が変更するようになっている。そして、光路長調整部８０からの参照光Ｌ２の戻り光Ｌ２ａは、サーキュレータ５ａを介して光合分波部４に導光される。
【００４７】
一方、光分波部３により分波された測定光Ｌ１は、サーキュレータ５ｂを介して光合分波部５０のポート１（Ｐ１）に入射される。光合分波部５０のダイクロイックミラー５１は、赤外光を直進させ、可視光を反射する。測定光Ｌ１の光軸に直交した位置にハーフミラー２１を介して可視光光源２０が配置されており、可視光光源２０からの可視光Ｌａは光合分波部５０のポート２（Ｐ２）に入射される。
【００４８】
詳細には、光合分波部５０では、ポート１（Ｐ１）からはＯＣＴ干渉計３０から来た測定光Ｌ１が入射し、測定光Ｌ１はダイクロイックミラー５１を直進しプローブ４０が接続されるポート３（Ｐ３）に出射し、ポート２（Ｐ２）には可視光Ｌａが入射し、可視光Ｌａはダイクロイックミラー５１を反射してポート３（Ｐ３）に出力され、測定光Ｌ１と同光軸でプローブ４０に導光される。すなわち、光合分波部５０において、測定光Ｌ１と可視光Ｌａが合波されてプローブ４０に導光される。
【００４９】
プローブ４０の出射端から可視光Ｌａ及び測定光Ｌ１が出射されて測定対象Ｔに照射され、その戻り光Ｌ３が再びプローブ３０に入射し、光合分波部５０のポート３（Ｐ３）に戻ってくる。光合分波部５０は、戻り光Ｌ３のうちの可視光成分の光は反射してポート２（Ｐ２）に、戻り光Ｌ３のうちの赤外光成分である測定光Ｌ１の反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ４はポート１（Ｐ１）に、それぞれ導光する。
【００５０】
プローブ４０は、入射された可視光Ｌａ及び測定光Ｌ１を光学ロータリコネクタ部４１を介して測定対象Ｔまで導光し、測定対象Ｔに照射する。また、プローブ４０は、可視光Ｌａ及び測定光Ｌ１が測定対象Ｔに照射されたときの測定対象Ｔからの戻り光Ｌ３を導光する。
【００５１】
測定対象Ｔの深さ方向をＺ、プローブの長手軸方向をＸ、ＺＸ面に直角な方向をＹとすると、プローブ４０は、走査手段としての光走査部４２内の図示しないモータにより、光学ロータリコネクタ部４１から先のファイバ部が回転する構成となっており、それにより測定対象Ｔ上において円周状に可視光Ｌａ及び測定光Ｌ１を走査するようになっており、これによりＺＹ平面の２次元断層画像が計測可能となっている。さらに、光走査部４２内の図示しないモータによりプローブ４０の先端が可視光Ｌａ及び測定光Ｌ１の走査円が形成する平面に対して垂直な方向Ｘに進退走査することにより、ＸＹＺの３次元断層画像の計測が可能となっている。また、プローブ４０は、図示しない光コネクタにより光ファイバＦＢに対して着脱可能に取り付けられている。
【００５２】
勿論、プローブ先端形状や走査方向はこれに限る物ではなく、例えば、ファイバ先端側に図２に示すように、レンズＬ及びガルバノミラー等の高速走査ミラーＭを配置した光送受部９００を設け、高速走査ミラーＭにより２次元走査を行ってもよいし、ステージ（図示せず）によって進退走査するように集光手段及び走査手段を構成してもよい。あるいは、測定対象をステージによって２次元的に走査してもよい。あるいは、これら光軸走査機構、および測定試料移動機構を組み合わせて構成してもよい。
【００５３】
図１に戻り、光合分波部５０のポート２（Ｐ２）から出た可視光成分の光は、ハーフミラー２１を反射して可視光情報検出部６０に導光され、可視光情報検出部６０では、可視光成分の光は、それぞれ赤、緑、青のフィルタ１１０ｒ，１１０ｇ，１１０ｂを前面に貼り付けられた３つのＳｉフォトディテクタ１１１ｒ，１１１ｇ，１１１ｂに入射され、ＯＣＴ光源１０の掃引トリガ信号Ｓに同期して可視光検出部１１２にてその瞬間の赤、緑、青の各光強度が検出される。
【００５４】
一方、光合分波部５０のポート１（Ｐ１）から出た反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ４は、ＯＣＴ干渉計３０に導光され、ＯＣＴ干渉計３０にてサーキュレータ５ｂを介して光合分波部４に導光される。そして、この光合分波部４において測定光Ｌ１の反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ４と参照光Ｌ２の戻り光Ｌ２ａとを合波し干渉情報検出部７０側に射出するようになっている。
【００５５】
干渉情報検出部７０は、光合分波部４により合波された測定光Ｌ１の反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ４と参照光Ｌ２の戻り光Ｌ２ａとの干渉光Ｌ５を、所定のサンプリング周波数で検出するものであり、干渉光Ｌ５の光強度を測定するＩｎＧａＡｓフォトディテクタ７１ａおよび７１ｂと、ＩｎＧａＡｓフォトディテクタ７１ａの検出値とＩｎＧａＡｓフォトディテクタ７１ｂの検出値のバランス検波を行なう干渉光検出部７２とを備えている。なお、干渉光Ｌ５は、光合分波部４において２分され、ＩｎＧａＡｓフォトディテクタ７１ａおよび７１ｂにおいて検出され、干渉光検出部７２に出力される。干渉光検出部７２は、ＯＣＴ光源１０の掃引トリガ信号Ｓに同期して、干渉光Ｌ５をフーリエ変換することにより、測定対象Ｔの各深さ位置における反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ４の強度を検出する。
【００５６】
３次元ＣＧ画像生成部９０は、干渉光検出部７２により検出された測定対象Ｔの各深さ位置における反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ４の強度を干渉情報として第１メモリ９１に格納する。また、３次元ＣＧ画像生成部９０は、可視光検出部１１２にて検出された測定対象Ｔからの可視光成分の光の赤、緑、青の各光強度信号を画像情報として第２メモリ９２に格納する。
【００５７】
３次元ＣＧ画像生成部９０は、第１の記憶手段としての前記第１メモリ９１及び第２の記憶手段としての第２メモリ９２のほかに、信号処理部９３、制御部９４を備えて構成される。
【００５８】
信号処理部９３は、第１メモリ９１に格納された干渉情報に基づいて測定対象Ｔの構造情報からなる光立体構造像を生成すると共に、第２メモリ９２に格納された画像情報に基づいて測定対象Ｔの表面に可視光画像をレンダリングするものである。詳細な構成は後述する。
【００５９】
また、制御部９４は、信号処理部９３を制御すると共に、ＯＣＴ光源１０及び可視光光源２０の発光制御を行うと共に、ミラー移動部８５を制御するものである。
【００６０】
信号処理部９３は、図３に示すように、第１メモリ９２に格納された干渉情報に基づいて測定対象Ｔの光構造情報からなる光立体構造像を構築する光構造情報生成手段としての３次元化部１２０と、３次元化部１１０により構築された光立体構造像の表面の位置情報である測定対象Ｔの表面位置を算出する表面位置算出手段としての表面位置算出部１２１と、第２メモリ９２に格納された画像情報に基づいて測定対象Ｔの可視光画像を生成する画像情報生成手段としての可視光画像生成部１２２と、３次元化部１２０からの光立体構造像、表面位置算出部１２１からの表面の位置情報及び可視光画像生成部１２２からのカラー画像に基づいて、光立体構造像の表面に可視光画像をレンダリングした光構造画像である３次元ＣＧ画像を生成するレンダリング手段としてのレンダリング部１２３とを備えて構成され、これら各部は制御部９４に制御され、レンダリング部１２３は生成した３次元ＣＧ画像をモニタ１００に出力するようになっている。
【００６１】
なお、光構造情報は干渉情報に基づいた測定対象Ｔの深さ方向の構造情報であり、光立体構造像は測定対象Ｔの光構造情報からなる光立体構造モデルであり、光構造画像は光立体構造像の表面に可視光画像をレンダリングした３次元ＣＧ画像である。
【００６２】
光構造画像生成手段は、表面位置算出手段としての表面位置算出部１２１と、画像情報生成手段としての可視光画像生成部１２２と、レンダリング手段としてのレンダリング部１２３とにより構成される。
【００６３】
なお、表面位置算出部１２１は、例えば空間から対象物に移るＯＣＴ信号強度の変化から、測定対象Ｔの表面位置を算出する。
【００６４】
次に、このように構成された本実施形態の光立体構造画像化装置１の作用を図４のフローチャートを用いて説明する。図４は図１の光立体構造画像化装置の３次元ＣＧ画像生成処理の流れを示すフローチャートである。
【００６５】
図４に示すように、制御部９４は、ＯＣＴ光源１０及び可視光光源２０を制御し赤外光及び可視光の発光制御を開始する（ステップＳ１）。この赤外光の発光制御では、ＯＣＴ光源１０は掃引トリガ信号Ｓに同期して周波数を一定の周期で掃引させながら赤外領域のレーザ光Ｌを射出する。
【００６６】
次に、制御部９４は、干渉光検出部７２により検出された測定対象Ｔの各深さ方向Ｚ位置における反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ４の強度を干渉情報として第１メモリ９１に格納すると共に、可視光検出部１１２にて検出された測定対象Ｔからの可視光成分の光の赤、緑、青の各光強度信号を画像情報として第２メモリ９２に格納する（ステップＳ２）。
【００６７】
続いて、制御部９４は、光走査部４２を制御して測定対象Ｔ上において可視光Ｌａ及び測定光Ｌ１をＹ方向走査し（ステップＳ３）、このＹ方向走査が終了するまでステップＳ２〜ステップＳ３の処理を繰り返す（ステップＳ４）。
【００６８】
このＹ方向走査が終了すると、制御部９４は、光走査部４２を制御して測定対象Ｔ上において可視光Ｌａ及び測定光Ｌ１をＸ方向走査し（ステップＳ５）、このＸ方向走査が終了するまでステップＳ２〜ステップＳ５の処理を繰り返す（ステップＳ６）。
【００６９】
このＸ方向走査が終了すると、制御部９４は、３次元化部１２０を制御して第１メモリ９１に格納された干渉情報に基づいて測定対象Ｔの光立体構造像を構築する（ステップＳ７）。
【００７０】
また、制御部９４は、表面位置算出部１２１を制御して３次元化部１１０により構築された光立体構造像の表面の位置情報を算出する（ステップＳ８）。
【００７１】
さらに、制御部９４は、可視光画像生成部１２２を制御して第２メモリ９２に格納された画像情報に基づいて測定対象Ｔの可視光画像を生成する（ステップＳ９）。
【００７２】
そして、制御部９４は、レンダリング部１２３を制御して３次元化部１２０からの３光立体構造像、表面位置算出部１２１からの表面の位置情報及び可視光画像生成部１２２からの可視光画像に基づいて、光立体構造像の表面に可視光画像をレンダリングした３次元ＣＧ画像を生成し（ステップＳ１０）、モニタ１００に３次元ＣＧ画像を表示して（ステップＳ１１）、処理を終了する。
【００７３】
このように本実施形態では、光立体構造像の表面位置に、ＯＣＴ光源１０の掃引トリガ信号Ｓに同期した同じタイミングで取得した画像情報である可視光画像情報をレンダリングすることにより、光立体構造像の表面に可視光表面情報を備えることとなり、図５に示すように、上面からは通常の可視光画像２００がフルカラーで表示され、その下にＯＣＴで得られた光立体構造像２０１が表示された光構造画像である３次元ＣＧ画像２０３が完成する。ＯＣＴ情報を元に表面画像として可視光画像２００を貼り付けているため、モニタ１００に表示される３次元ＣＧ画像２０３は立体感のある表面画像を有する画像になる。
【００７４】
特に、本実施形態の光立体構造画像化装置１を、例えば可視光を照明光とする通常の電子内視鏡装置と共に使用する場合、プローブ４０を電子内視鏡の処置具チャンネル等に挿通させることになるが、電子内視鏡が測定対象Ｔとして体腔内の患部を撮像した場合、図６に示すような内視鏡画像３００がモニタ等に表示される。
【００７５】
このとき、例えば内視鏡画像３００上から患部領域３０１が視認できた場合、この患部領域３０１に対してプローブ４０によりＯＣＴ測定を行い、患部領域３０１の光立体構造像を得ることになる。内視鏡画像の視野に比べ患部領域３０１が小さいために、ＯＣＴ測定を行った領域が患部領域３０１であるかどうかを光立体構造像から判断することは困難であるが、本実施形態では、３次元ＣＧ画像２０３の表面の可視化画像２００上の患部領域３０１（図５参照）の可視光表面情報（色相、コントラスト、輝度等）と内視鏡画像上での患部領域３０１（図６参照）の可視光画像情報（色相、コントラスト、輝度等）を対応させて識別することができるので、患部領域３０１が確実にＯＣＴ測定されたかどうかを容易に判断することができる。
【００７６】
従来のＯＣＴ画像だけでは、画質が大きく異なるために通常内視鏡の画像との位置あわせが困難だったが、可視光表面情報が光立体構造像に添付されていることで、パターンマッチングで視野の広い内視鏡画像中の位置の特定が容易になる。
【００７７】
さらに、この３次元ＣＧ画像では、通常内視鏡画像で視認できる病変の特徴と、光立体構造像の特徴を複合的に利用した病変部の抽出が可能となり、分解能が高く、病変部の境界がより高精度に見極めることができる。
【００７８】
なお、可視光情報検出部６０は、それぞれ赤、緑、青のフィルタ１１０ｒ，１１０ｇ，１１０ｂを前面に貼り付けられた３つのＳｉフォトディテクタ１１１ｒ，１１１ｇ，１１１ｂにより、ＯＣＴ光源１０の掃引トリガ信号Ｓに同期して可視光成分の光に対して可視光検出部１１２にてその瞬間の赤、緑、青の各光強度を画像情報として検出するとしたがこれに限らず、可視光情報検出部６０を以下の（１−１）から（１−４）のように構成してよい。
【００７９】
（１−１）図７に示すように、２つのダイクロイックミラー４００，４０１により可視光成分の光を赤、緑、青を分け、フィルタのない３つのＳｉフォトディテクタ１１１ｒ，１１１ｇ，１１１ｂにて、ＯＣＴ光源１０の掃引トリガ信号Ｓに同期して可視光成分の光に対して可視光検出部１１２にてその瞬間の赤、緑、青の各光強度を画像情報として検出するように可視光情報検出部６０を構成してもよい。
【００８０】
（１−２）また、図８に示すように、回折格子４１０にて可視光成分の光を赤、緑、青を分け、フィルタのない３つのＳｉフォトディテクタ１１１ｒ，１１１ｇ，１１１ｂにて、ＯＣＴ光源１０の掃引トリガ信号Ｓに同期して可視光成分の光に対して可視光検出部１１２にてその瞬間の赤、緑、青の各光強度を画像情報として検出するように可視光情報検出部６０を構成してもよい。
【００８１】
（１−３）さらに、図９に示すように、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）カップラやＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）のような全ファイバ光学系４２０を用いて可視光成分の光を赤、緑、青を分け、フィルタのない３つのＳｉフォトディテクタ１１１ｒ，１１１ｇ，１１１ｂにて、ＯＣＴ光源１０の掃引トリガ信号Ｓに同期して可視光成分の光に対して可視光検出部１１２にてその瞬間の赤、緑、青の各光強度を画像情報として検出するように可視光情報検出部６０を構成してもよい。
【００８２】
（１−４）また、図１０に示すように、可視光情報検出部６０のディテクタで色を分けるかわりに、可視光光源２０からの照明光の色を時間分割照射してもよい。すなわち、照明光に赤、緑、青のレーザを用いて可視光光源２０を構成することで、それぞれ赤、緑、青のレーザの発光時間帯が重ならないようにパルス的に照射し、可視光情報検出部６０においてひとつのＳｉフォトディテクタ１１１で受光する。可視光光源２０のレーザの発光タイミングと可視光情報検出部６０の検出タイミングは掃引トリガ信号Ｓで同期させ、時間帯に応じて発光している色の情報としてコンピュータに入力し、フルカラー画像を生成する。なお、レーザの代わりに、色フィルタを通した白色光源を用い、色フィルタを時間的に切り替えてもよい。
【００８３】
図１１は図２の光送受部の第１の変形例を示す図、図１２は図２の光送受部の第２の変形例を示す図、図１３は図２の光送受部の第３の変形例を示す図である。
【００８４】
図２に示した高速走査ミラーＭを配置した光送受部９００に、図１１に示すように、測定光Ｌ１を照射する照射光学系９１０を構成し、測定光Ｌ１を照射する照射光学系９１０と、反射光を集光する集光光学系９２０とを分離してもよい。この場合、集光光学系９２０の走査領域を全面的にカバーするように、照射光学系９１０は広い領域に測定光Ｌ１を照射するようにしてもよい。
【００８５】
なお、照射光学系９１０は、図１２に示すように、集光用の走査機構である高速走査ミラーＭと同期した別の走査機構である高速走査ミラーＭ１を利用して走査してもよい。また、照射光学系９１０は、図示はしないが、集光用の走査機構である高速走査ミラーＭを利用した構成としてもよい。
【００８６】
さらに、図１１または図１２に示すように、光路長調整部８０においては、反射ミラー８３（図１参照）の代わりにコーナーリフレクタ９５０を設けることで、光路長調整部８０でも参照光の入射部９５１と出射部９５２を分離することができ、ＯＣＴ干渉計３０からサーキュレータ５ａ、５ｂをなくすことが可能となる。これにより、波長帯域の制限や光量損失といったサーキュレータ特有の弊害を回避することができる。
【００８７】
また、図１３に示すように、図２に示した高速走査ミラーＭを配置した光送受部９００において、高速走査ミラーＭとレンズＬとの間に、測定光Ｌ１は透過し可視光成分は反射するダイクロイックミラー９７０及びレンズ９７１を設け、測定対象Ｔからの可視光成分の光をハーフミラー２１を介して可視光情報検出部６０に導光するように構成してもよい。この場合、光合分波部５０が構成として省略でき、ダイクロイックミラー９７０及びレンズ９７１を分波手段とすることができる。
【００８８】
本実施形態ではＳＳ−ＯＣＴ計測を例に説明したがこれに限らず、ＴＤ−ＯＣＴ計測、ＳＤ−ＯＣＴ計測に対しても適用できる。掃引トリガ信号Ｓに対応するトリガ信号としては、ＴＤ−ＯＣＴ計測の場合は光路長遅延回路の周期となり、ＳＤ−ＯＣＴ計測の場合はＯＣＴ用ディテクタアレイの信号取得周期となる。
【００８９】
光合分波部５０は、測定光Ｌ１と可視光Ｌａをダイクロイックミラー５１を用いて合分波するとしたがこれに限らず、ダイクロイックミラー５１の代わりに以下の（２−１）から（２−３）のように構成してもよい。
【００９０】
（２−１）ＷＤＭカップラのような全ファイバ光学系を用いる。
【００９１】
（２−２）スイッチングデバイスを用いる。ＳＳ−ＯＣＴの場合、波長掃引の合間に、非発光時間帯が存在する。そこで、波長掃引光源からの掃引トリガ信号Ｓと同期させ、ＯＣＴ測定光が発光している間はポート１（Ｐ１）とポート３（Ｐ３）を光学的に連結して測定光を出力し、非発光の時間帯はポート２（Ｐ２）とポート３（Ｐ３）を光学的に連結して照明光を出力する。ダイクロイックミラーの性能が悪いと照明光がＯＣＴ信号のノイズとなる場合がある。この場合には特に有効である。本手法は、（ＴＤ−ＯＣＴ、ＳＤ−ＯＣＴに対し）ＳＳ−ＯＣＴで特に効果を発揮する。
【００９２】
（２−３）スイッチングデバイスの代わりに、照明光をパルス発光させる。波長掃引光源からの掃引トリガ信号Ｄと同期させ、ＯＣＴ測定光が発光している間は照明光をＯＦＦ、非発光の時間帯は照明光をＯＮとする。照明光がＯＣＴ信号にノイズとなる場合に有効である。本手法は、ＳＳ−ＯＣＴで特に効果を発揮する。
【００９３】
また、複数の色情報を取得するには、赤、緑、青に限らず、どの波長域でもよい。例えば、癌のスクリーニングに公知のＮＢＩ（Ｎａｒｒｏｗ  Ｂａｎｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ）と呼ばれる手法や公知のＦＩＣＥ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｃｏｌｏｒ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）と呼ばれる手法がある。これらは、青、緑の波長域を画像化することで、病変部の特徴を視認しやすくする手法である。このＮＢＩ／ＦＩＣＥ画像と重ねるには、ＮＢＩ／ＦＩＣＥで用いる緑、青のフィルタと同じ波長域の物を用いることが望ましい。これにより、光立体構造像上でもより病変部の抽出がしやすくなる。ディテクタの数は３つに限らず、通常内視鏡と同じ赤緑青の他に、ＮＢＩや蛍光内視鏡などの特殊光観察に対応したディテクタを配置してもよい。
【００９４】
さらに、照明光は、白色光に限らない。例えば、青色レーザを照射して細胞の自家蛍光を受光することで病変部を視認しやすくする蛍光内視鏡がある。この蛍光内視鏡で用いられる青色励起光を照明光として用い、ディテクタに緑色の蛍光を透過するフィルタを用いることで、蛍光内視鏡と同様な画像とＯＣＴを組み合わせた表示ができ、より癌の領域の視認性を上げることができる。あるいは、癌に選択的に集積し、特定の蛍光を発する薬剤を注入し、その励起光を照明光として使い、その蛍光波長を選択的に受光するディテクタを組み合わせることでも、より癌の領域の視認性を上げることができる。
【００９５】
また、照明光、および観察光は、可視域とは限らない。例えば、インドシアニングリーンという公知の蛍光材料は、不可視領域である８００ｎｍ〜８１０ｎｍの領域に吸収波長があり、８０６ｎｍのレーザ光で励起されると不可視領域である波長８３０ｎｍの蛍光を発色する。従って、照明光には８０６ｎｍレーザ、ディテクタには８０６ｎｍ近傍の光を除去し８３０ｎｍ近傍の光を抽出するフィルタを用いることで、インドシアニングリーンが集積しているＸＹ平面上の領域を光立体構造像に明示することができる。また、インドシアニングリーンを静脈注射し、粘膜深部の血管を強調表示する公知の技術がある。ＯＣＴ断層像だけでは血管と他の腺管との区別が難しいが、ＸＹ平面上での血管位置が明瞭となることで、３次元的な血管網を描画することができる。
【００９６】
表面画像を合成する効果は、３次元の光立体構造像だけに限らず、２次元ＯＣＴ断層像との合成でも効果がある。例えば、癌に選択的に集積し、特定の蛍光を発する薬剤を注入し、その励起光を照明光として使い、その蛍光波長を選択的に受光するディテクタを組み合わせる。ある領域Ａはある閾値以上の蛍光強度が観察され、それ以外の領域では閾値以下の蛍光強度が観察された場合、ＯＣＴ断層像上において、領域Ａは背景色を赤、それ以外は背景色を白として、その上にＯＣＴ情報を濃淡表示することで、病変部を強調して観察者に伝えることができる。
【００９７】
なお、照明光は、エイミング光（測定位置を明示する目印光）としての効果もある。また、内視鏡の照明光など、周囲の照明光だけで充分な照度が得られる場合は、照明光はなくてもよい。
【００９８】
以上、本発明の光立体構造像装置としての光立体構造画像化装置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。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】第１の実施形態に係る光立体構造画像化装置の構成を示すブロック図
【図２】図１の光立体構造画像化装置において走査手段の変形例を示す図
【図３】図１の信号処理部の構成を示すブロック図
【図４】図１の光立体構造画像化装置の３次元ＣＧ画像生成処理の流れを示すフローチャート
【図５】図４の処理により生成される３次元ＣＧ画像を示す図
【図６】図５の３次元ＣＧ画像と対比される内視鏡画像の一例を示す図
【図７】図１の可視光情報検出部の第１の変形例を示す図
【図８】図１の可視光情報検出部の第２の変形例を示す図
【図９】図１の可視光情報検出部の第３の変形例を示す図
【図１０】図１の可視光情報検出部の第４の変形例を示す図
【図１１】図２の光送受部の第１の変形例を示す図
【図１２】図２の光送受部の第２の変形例を示す図
【図１３】図２の光送受部の第３の変形例を示す図
【符号の説明】
【０１００】
１０…ＯＣＴ光源、２０…可視光光源、３０…ＯＣＴ干渉計、４０…プローブ、５０…光合分波部、６０…可視光情報検出部、７０…干渉情報検出部、９０…断層画像生成部、９１…第１メモリ、９２…第２メモリ、９３…信号処理部、９４…制御部、１００…モニタ、１２０…３次元化部、１２１…表面位置算出部、１２２…可視光画像生成部、１２３…レンダリング部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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