(57)【要約】【課題】血流を遮断することなく、血管内のＯＣＴ撮像を可能とする。【解決手段】筒状のプローブ外筒と、前記プローブ外筒の内部に該プローブ外筒の軸方向に配設された光ファイバと、前記光ファイバから測定対象に光を射出する前記プローブ外筒の部分は透明とし、かつ前記プローブ外筒の透明部分の外周面の周方向全体に、周方向を等分するように設けられた透明で膨張／収縮自在な複数の分割バルーンと、前記各分割バルーンをそれぞれ独立に膨張／収縮させるバルーン膨張／収縮手段とを備えたことを特徴とする光断層画像化用プローブを用いて、血流を遮断することなく撮像領域の血液だけを排除して画像を撮像し、画像を合成することによって血管内壁全周の断層画像を得る。【選択図】図２
2010011958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のプローブ外筒と、
前記プローブ外筒の内部に該プローブ外筒の軸方向に配設された光ファイバと、
前記光ファイバから測定対象に光を射出する前記プローブ外筒の部分は透明とし、かつ前記プローブ外筒の透明部分の外周面の周方向全体に、周方向を等分するように設けられた透明で膨張／収縮自在な複数の分割バルーンと、
前記各分割バルーンをそれぞれ独立に膨張／収縮させるバルーン膨張／収縮手段と、
を備えたことを特徴とする光断層画像化用プローブ。
【請求項２】
光を射出する光源と、
前記光源から射出された光を測定光と参照光に分割する光分割手段と、
前記光分割手段により分割された参照光の光路長を調整する光路長調整手段と、
前記光分割手段により分割された測定光を測定対象に照射する照射光学系と、
前記測定対象に測定光が照射されたときの前記測定対象からの反射光と前記参照光とを合波する合波手段と、
合波された前記反射光と参照光との干渉光を検出する干渉光検出手段と、
前記検出された干渉光から前記測定対象の断層画像を取得する画像取得手段とを備えた光断層画像化装置であって、
前記照射光学系は、請求項１に記載の光断層画像化用プローブを含み、
前記測定対象としての血管内に前記光断層画像化用プローブを挿入し、前記複数の分割バルーンのうちの一部を膨張させて該膨張した分割バルーンの外表面を血管内壁に密着させて該密着部分から血液を排除するとともに、該膨張させる分割バルーン以外の分割バルーンは収縮させて該収縮させた分割バルーンの外表面と血管内壁との間に隙間を設け血流を確保し、前記血管内壁に密着した分割バルーンを介して前記測定光を血管内壁に照射して前記膨張した分割バルーンの外表面が密着した血管内壁部分の画像を取得した後、膨張させる分割バルーンと収縮させる分割バルーンを切り替えて、該切り替え後に膨張させた分割バルーンの外表面が密着した血管内壁部分の画像を取得し、該切り替えの前後で得た各画像を前記画像取得手段で合成して血管内壁の全周の画像を得るようにしたことを特徴とする光断層画像化装置。
【請求項３】
前記分割バルーンは４以上の偶数個に分割されており、それぞれ周方向に一つおきのものから成る２グループに分けられ、前記バルーン膨張／収縮手段によって前記２グループの分割バルーンの膨張／収縮を切り替えるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の光断層画像化装置。
【請求項４】
前記バルーン膨張／収縮手段は、前記光断層画像化用プローブに設けられた空気供給路を介して、前記各分割バルーンに空気を供給するエア送気ポンプと、前記各分割バルーンへの空気の供給を切り替える送気切り替え手段とから構成されることを特徴とする請求項２または３に記載の光断層画像化装置。
【請求項５】
前記バルーン膨張／収縮手段は、前記光断層画像化用プローブに設けられた液体供給路を介して、前記各分割バルーンに生理食塩水を供給する液体供給ポンプと、前記各分割バルーンへの生理食塩水の供給を切り替える液体供給切り替え手段とから構成されることを特徴とする請求項２または３に記載の光断層画像化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光断層画像化用プローブ及びこれを用いた光断層画像化装置に係り、特に、血流を遮断することなく血管内をＯＣＴ撮像する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体組織等の測定対象を切断せずに断面画像を取得する方法として光干渉断層(ＯＣＴ;Optical Coherence Tomography)計測法を利用した光断層画像化装置が知られている。
【０００３】
このＯＣＴ計測法は、光干渉計測法の一種であり、光源から射出された光を測定光と参照光との２つに分け、測定光と参照光との光路長が光源のコヒーレンス長以内の範囲で一致したときにのみ光干渉が検出されることを利用した計測方法である。
【０００４】
ＯＣＴ撮像技術は、従来は主に眼科で使用されていたが、近年では血管壁の撮影に用いる研究が盛んに行われている。しかし、血管の場合、血液が流れていると、ＯＣＴで用いられる光が赤血球によって大幅に散乱してしまうため、血液が存在している領域においてはＯＣＴ撮像によって得られる画像が劣化してしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、これに対して、例えば血管内でバルーンを膨らませて血流を遮断し、生理食塩水を流して血管内の撮影部位から血液を除去してＯＣＴ撮像を行ったり、あるいは特に血流を遮断することなく生理食塩水を一気に流して生理食塩水のフラッシュにより一瞬光経路を確保して、プローブを高速で回転し、短時間にＯＣＴ撮像を行うという方法が提案されている（例えば、非特許文献１、非特許文献２等参照）。
【０００６】
図９に、血流を遮断して生理食塩水を流してＯＣＴ撮像する方法を示す。
【０００７】
図９（ａ）は、血管内にプローブを挿入した状態を示す血管の断面図であり、図９（ｂ）は、血流を遮断するためにプローブに設けられたバルーン近傍を示すプローブの断面図であり、図９（ｃ）は、そのプローブ長さ方向に垂直な断面図であり、図９（ｄ）は、バルーンを膨らませて血流を遮断して生理食塩水を流した様子を示す血管の断面図である。
【０００８】
図９（ａ）に示すように、血管１００の内部にプローブ１１０が挿入されており、プローブ１１０には血流を遮断するためのバルーン１１２が設けられている。また、図示は省略するが、プローブ１１０のバルーン１１２よりも左側には血管壁に光を照射するとともにその反射光を受光する撮像部が配置されている。なお、図９（ａ）ではバルーン１１２は膨らんでおらず、血液１０２は図の右側から左側へ流れている。
【０００９】
図９（ｂ）及び（ｃ）に示すように、プローブ１１０にはバルーン１１２が設けられており、バルーン１１２は、空気供給路１１４から空気供給口１１４ａを介して供給された空気によって膨張して血液を遮断するようになっている。また、プローブ１１０のバルーン１１２より先端側（血流の方向の下流側）に、生理食塩水供給路１１６から供給される生理食塩水を血管内に噴出するための噴出口１１６ａが設けられている。なお、プローブ１１０の中心には光ファイバ１２０が配置されている。
【００１０】
図９（ｄ）に示すように、ＯＣＴ撮像時には、バルーン１１２に空気を供給して膨張させ、バルーン１１２の表面を血管１００の内壁に密着させて血液１０２の流れを遮断する。そして、噴出口１１６ａから生理食塩水１１７を血管内に噴出して撮影部位の血液を除去し、ＯＣＴ撮像を行う。
【００１１】
また、図１０に、血流を遮断せずに生理食塩水のフラッシュによって一瞬視野を確保して、プローブを高速回転し、その間にＯＣＴ撮像を行う方法を示す。
【００１２】
図１０（ａ）は、この方法で用いられるプローブを示すものであり、図１０（ｂ）は、その長手方向に垂直な方向の断面図であり、図１０（ｃ）は、生理食塩水を一気に流してＯＣＴ撮像を行う様子を示す血管の断面図である。
【００１３】
図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、この場合のプローブ１３０は、外側に生理食塩水を供給する生理食塩水供給路１３２と、血管内に生理食塩水を噴出するための噴出口１３２ａが設けられており、中心部には光ファイバ１４０が設けられている。
【００１４】
図１０（ｃ）に示すように、ＯＣＴ撮像時には、噴出口１３２ａから生理食塩水１１７を血管内に一気に噴出し生理食塩水１１７のフラッシュによって一瞬視野を確保し、その間に素早く撮像を行う。通常のプローブは、１秒間に１０回転程度であるが、この場合には、１秒間に５０回転程度の高速回転とし、高速で撮像を行う。なお、図において、血流は右側から左側に流れているものとする。
【非特許文献１】Benjamin J.et.al."Comprehensive esophageal microscopy by using optical frequency-domain imaging" Gastrointesrinal Endoscopy Vol.65,No.6898-905(2007)
【非特許文献２】Zahid Yaqoob et.al.,"Methods and application area of endoscopic optical coherence tomography" Journal of Biomedical Optics Vol.11,No.6,063001(2006)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、血流を遮断して生理食塩水のフラッシュにより光経路を確保してＯＣＴ撮像する従来法では、血流遮断による患者に対する負荷が大きくなることによる検査リスクの増大が懸念されるという問題がある。また、これに対して、血流を遮断せずに生理食塩水のフラッシュにより短時間だけ光経路を確保し、その時間内に高速でＯＣＴ撮像する方法では、１秒あたり数１００フレームを撮像するという高速化が必要とされるが、血管内に挿入可能な血管内プローブでこのような高速回転を実現することは困難である。
【００１６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、血流を遮断することなく、血管内のＯＣＴ撮像を可能とする光断層画像化用プローブ及びこれを用いた光断層画像化装置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】
【００１７】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、筒状のプローブ外筒と、前記プローブ外筒の内部に該プローブ外筒の軸方向に配設された光ファイバと、前記光ファイバから測定対象に光を射出する前記プローブ外筒の部分は透明とし、かつ前記プローブ外筒の透明部分の外周面の周方向全体に、周方向を等分するように設けられた透明で膨張／収縮自在な複数の分割バルーンと、前記各分割バルーンをそれぞれ独立に膨張／収縮させるバルーン膨張／収縮手段と、を備えたことを特徴とする光断層画像化用プローブを提供する。
【００１８】
このように、プローブ外周部に設けたバルーンを複数に分割してそれぞれ独立に膨張／収縮させるようにしたため、血管内の撮像時においても血流を遮断することなくＯＣＴ撮影を行うことが可能となる。
【００１９】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、光を射出する光源と、前記光源から射出された光を測定光と参照光に分割する光分割手段と、前記光分割手段により分割された参照光の光路長を調整する光路長調整手段と、前記光分割手段により分割された測定光を測定対象に照射する照射光学系と、前記測定対象に測定光が照射されたときの前記測定対象からの反射光と前記参照光とを合波する合波手段と、合波された前記反射光と参照光との干渉光を検出する干渉光検出手段と、前記検出された干渉光から前記測定対象の断層画像を取得する画像取得手段とを備えた光断層画像化装置であって、前記照射光学系は、請求項１に記載の光断層画像化用プローブを含み、前記測定対象としての血管内に前記光断層画像化用プローブを挿入し、前記複数の分割バルーンのうちの一部を膨張させて該膨張した分割バルーンの外表面を血管内壁に密着させて該密着部分から血液を排除するとともに、該膨張させる分割バルーン以外の分割バルーンは収縮させて該収縮させた分割バルーンの外表面と血管内壁との間に隙間を設け血流を確保し、前記血管内壁に密着した分割バルーンを介して前記測定光を血管内壁に照射して前記膨張した分割バルーンの外表面が密着した血管内壁部分の画像を取得した後、膨張させる分割バルーンと収縮させる分割バルーンを切り替えて、該切り替え後に膨張させた分割バルーンの外表面が密着した血管内壁部分の画像を取得し、該切り替えの前後で得た各画像を前記画像取得手段で合成して血管内壁の全周の画像を得るようにしたことを特徴とする光断層画像化装置を提供する。
【００２０】
これにより、血流を遮断することなくＯＣＴ撮影を行い、血管内壁全周の断層画像を得ることが可能となる。
【００２１】
また、請求項３に示すように、前記分割バルーンは４以上の偶数個に分割されており、それぞれ周方向に一つおきのものから成る２グループに分けられ、前記バルーン膨張／収縮手段によって前記２グループの分割バルーンの膨張／収縮を切り替えるようにしたことを特徴とする。
【００２２】
これにより、分割バルーンを膨張させたとき血管の周方向に均等に圧力が加わるようにすることができる。
【００２３】
また、請求項４に示すように、前記バルーン膨張／収縮手段は、前記光断層画像化用プローブに設けられた空気供給路を介して、前記各分割バルーンに空気を供給するエア送気ポンプと、前記各分割バルーンへの空気の供給を切り替える送気切り替え手段とから構成されることを特徴とする。
【００２４】
さらに、請求項５に示すように、前記バルーン膨張／収縮手段は、前記光断層画像化用プローブに設けられた液体供給路を介して、前記各分割バルーンに生理食塩水を供給する液体供給ポンプと、前記各分割バルーンへの生理食塩水の供給を切り替える液体供給切り替え手段とから構成されることを特徴とする。
【００２５】
このように、バルーンを膨張させる手段として様々なものが適用可能である。  
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明によれば、プローブ外周部に設けたバルーンを複数に分割してそれぞれ独立に膨張／収縮させるようにしたため、血管内の撮像時においても血流を遮断することなくＯＣＴ撮影を行うことができ、別々に撮像した画像を合成することによって血管内壁全周の断層画像を血流を遮断することなく、被検体に負荷を与えずに得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る光断層画像化用プローブ及びこれを用いた光断層画像化装置について詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明に係る光断層画像化装置の一実施形態の全体構成を示す概略構成図である。
【００２９】
図１に示すように、本実施形態の光断層画像化装置１は、血管の断層画像をＳＳ−ＯＣＴ（Swept Source OCT)計測により取得するものであって、光を射出する光源ユニット１０と、光源ユニット１０から射出された光Ｌａを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割する光分割手段２により分割された参照光Ｌ２の光路長を調整する光路長調整手段２０と、光分割手段２により分割された測定光Ｌ１を測定対象Ｓまで導波するプローブ３０と、プローブ３０から測定光Ｌ１が測定対象Ｓに照射されたときの測定対象からの反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とを合波する合波手段４と、反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とを合波手段４により合波して得られる干渉光Ｌ４を検出する干渉光検出部４０と、干渉光検出部４０により検出された干渉信号を周波数解析することにより測定対象の各深さ位置における干渉光Ｌ４の強度を検出し測定対象Ｓの断層画像を取得する処理部（画像取得手段）５０と、取得された断層画像を表示する表示部５２及び各部を制御する制御操作部５４等を有している。
【００３０】
なお、本実施形態は、測定対象Ｓとして特に血管の断層画像を撮像するものであり、血流を遮断することなく、血管内のＯＣＴ撮像を可能とするために、詳しくは後述するが、プローブ３０の先端部の測定対象Ｓに対して測定光Ｌ１を射出する光学レンズが配置されるプローブ外筒の周囲に、血流を一部遮断する血流遮断手段としてのバルーン(後述)が設けられており、このバルーンに空気を送り込んで膨らませるためのエア送気ポンプ６０と送気切り替えバルブ６２が設けられている。
【００３１】
光源ユニット１０は、周波数を一定の周期で掃引させながらレーザ光Ｌａを射出するものである。そのため、光源ユニット１０は、一定の波長帯域を有する光を射出する光源１１と、該光源１１から射出される波長を選択する波長選択手段１２とを備えている。光源１１は、光ファイバＦＢ１０とループ状に接続された、自然放出光を射出するとともに光ファイバＦＢ１０から導波された自然放出光を増幅する半導体光増幅器（半導体利得媒質）１３から成っている。この光源１１は、駆動電流の注入により自然放出光を光ファイバＦＢ１０の一端側に射出するとともに、光ファイバＦＢ１０の他端側から入射された光を増幅する機能を有している。そして、半導体光増幅器１３に駆動電流が供給されたとき、半導体光増幅器１３及び光ファイバＦＢ１０によって形成されるレーザ光源共振器によりレーザ光Ｌａが光ファイバＦＢ１１へ射出されるようになっている。
【００３２】
次に、波長選択手段１２は、波長掃引光源用のフィルタとして光ファイバＦＢ１０から導波される自然放出光の波長を選択するものであって、光ファイバＦＢ１０に結合された光分岐器（サーキュレータ）１４から光ファイバＦＢ１１を介して自然放出光が入射されるようになっている。波長選択手段１２は、コリメータレンズ１５、回折格子素子１６、光学系(面倒れ補正レンズ)１７及び回転多面鏡（ポリゴンミラー）１８等を有している。
【００３３】
光ファイバＦＢ１１から入射した光はコリメータレンズ１５、回折格子素子１６、光学系１７を介して回転多面鏡（ポリゴンミラー）１８において反射される。反射された光は光学系１７、回折格子素子１６、コリメータレンズ１５を介して再び光ファイバＦＢ１１に入射される。
【００３４】
回転多面鏡１８は、矢印Ｒ１方向に回転し、各反射面の角度が光学系１７の光軸に対して変化するようになっている。これにより、回折格子素子１６において分光された光のうち、特定の周波数域からなる光のみが再び光ファイバＦＢ１１に戻るようになっている。
【００３５】
この光ファイバＦＢ１１に戻る光の周波数は光学系１７の光軸と反射面との角度によって決まる。光ファイバＦＢ１１に入射した特定の周波数域からなる光が光分岐器１４から光ファイバＦＢ１０に入射され、結果として特定の周波数域からなるレーザ光Ｌａが光ファイバカプラ６から光ファイバＦＢ３側に射出されるようになっている。
【００３６】
従って、回転多面鏡１８が矢印Ｒ１方向に等速で回転したとき、再び光ファイバＦＢ１１に入射される光の波長は一定の周期で掃引することになる。つまり、光源ユニット１０から波長が一定の周期で掃引したレーザ光Ｌａが光ファイバカプラ６を介して光ファイバＦＢ３側に射出されることとなる。
【００３７】
光分割手段２は、例えば２×２の光ファイバカプラからなっており、光源ユニット１０から光ファイバＦＢ３を介して導波されたレーザ光Ｌａを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２に分割するものである。光分割手段２は、２つの光ファイバＦＢ２、ＦＢ４にそれぞれ光学的に接続されており、測定光Ｌ１は光ファイバＦＢ２側に導波され、参照光Ｌ２は光ファイバＦＢ４側に導波されるようになっている。
【００３８】
光ファイバＦＢ４の一方の先端は光分岐器（サーキュレータ）３２に接続しており、光分岐器３２にはさらに光ファイバＦＢ５及び光ファイバＦＢ７が接続されている。光ファイバＦＢ４から導波された参照光Ｌ２は光分岐器３２から光ファイバＦＢ５に導波される。そして、光ファイバＦＢ５の先には光路長調整手段２０が配置されている。
【００３９】
光路長調整手段２０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の光路長を変えるものである。光路長調整手段２０は、光ファイバＦＢ５から射出された参照光Ｌ２を反射させる反射ミラー２２と、反射ミラー２２と光ファイバＦＢ５との間に配置された第１光学レンズ２１ａと、第１光学レンズ２１ａと反射ミラー２２との間に配置された第２光学レンズ２１ｂとを有している。
【００４０】
第１光学レンズ２１ａは、光ファイバＦＢ５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２２により反射された参照光Ｌ２を光ファイバＦＢ５のコアに集光する機能を有している。また、第２光学レンズ２１ｂは、第１光学レンズ２１ａにより平行光にされた参照光Ｌ２を反射ミラー２２上に集光するとともに、反射ミラー２２により反射された参照光Ｌ２を平行光にする機能を有している。
【００４１】
これにより、光ファイバＦＢ５から射出された参照光Ｌ２は、第１光学レンズ２１ａにより平行光となり、第２光学レンズ２１ｂにより反射ミラー２２上に集光される。その後、反射ミラー２２により反射された参照光Ｌ２は、第２光学レンズ２１ｂにより平行光になり、第１光学レンズ２１ａにより光ファイバＦＢ５のコアに集光される。
【００４２】
さらに、光路長調整手段２０は、第２光学レンズ２１ｂと反射ミラー２２とを固定した可動ステージ２３と、該可動ステージ２３を第１光学レンズ２１ａの光軸方向に移動させるミラー移動機構２４とを有している。そして可動ステージ２３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構成されている。
【００４３】
光路長調整手段２０により光路長が変更された光は、再び光ファイバＦＢ５に入射され、さらに光分岐器３２を介して光ファイバＦＢ７側に導波される。
【００４４】
一方、測定光Ｌ１を導波する光ファイバＦＢ２の先には光分岐器（サーキュレータ）３４が接続しており、光分岐器３４にはさらに光ファイバＦＢ１及び光ファイバＦＢ６が接続されており、測定光Ｌ１は光分岐器３４から光ファイバＦＢ１側に導波される。
【００４５】
光ファイバＦＢ１の一方の先端にはプローブ３０が光学的に接続されており、測定光Ｌ１は光ファイバＦＢ１からプローブ３０内の光ファイバＦＢ０に導波されるようになっている。プローブ３０は、例えば鉗子口から鉗子チャンネルを介して血管内に挿入されるものであって、光学コネクタＯＣによって光ファイバＦＢ１に対して着脱可能に取り付けられている。
【００４６】
プローブ３０は、光学コネクタＯＣを介して光ファイバＦＢ１と接続されており、光ファイバＦＢ１によって導波された測定光Ｌ１がプローブ３０内の光ファイバＦＢ０に入射される。入射された測定光Ｌ１は光ファイバＦＢ０によって伝送され測定対象Ｓ(血管壁)に照射される。そして測定対象Ｓで反射した戻り光（反射光）Ｌ３は、光ファイバＦＢ０に入射し、これにより血管壁のＯＣＴ撮像が行われる。
【００４７】
ここで、本願発明の特徴である血流を遮断することなく血管内のＯＣＴ撮像を可能とする工夫が施された光断層画像化用プローブであるプローブ３０について、図２〜４を用いて詳しく説明する。
【００４８】
図２（ａ）は、プローブ３０の先端部を拡大して示すプローブ３０の長手方向に沿った断面図であり、図２（ｂ）はプローブ３０の長手方向に垂直な方向の断面図である。
【００４９】
図２（ａ）に示すように、プローブ３０の先端の外周には、空気が導入されると膨張して血流を遮断するバルーン６４が設けられている。また、プローブ３０には、バルーン６４に空気を供給するための空気供給路６６及び空気供給路６６からバルーン６４に空気が導入される空気供給口６６ａが設けられている。また、プローブ３０の中心部には測定光Ｌ１を導波する光ファイバＦＢ０が配置され、その先端部６３には、図示を省略するが、光ファイバＦＢ０から導波された測定光Ｌ１を測定対象Ｓである血管壁に照射するとともに、その反射光Ｌ３を集光して光ファイバＦＢ０に入射させる光学レンズ等が設けられている。
【００５０】
なお、測定光Ｌ１は光ファイバＦＢ０からバルーン６４を介して血管壁に照射され、その反射光Ｌ３もバルーン６４を介して光ファイバＦＢ０に入射される。そのため、バルーン６４は光を透過するように、例えば透明な物質で形成されている。また、撮像時には測定光Ｌ１と血管壁の間に血液が存在しないように、バルーン６４が膨張してバルーン６４の表面が血管壁の撮像領域に完全に密着して血液を排除するようにする必要がある。また、そのとき完全に血流を遮断してしまうのではなく、撮像領域以外の部分については血流を確保し、患者（被検体）に負荷がかからないようにする。
【００５１】
そのため、バルーン６４はその周方向に複数の部分に分割されており、各分割部分はそれぞれ独立に膨張・収縮が可能なようになっている。図２（ｂ）に示す例では、バルーン６４は周方向に６等分に分割されている。バルーン６４を６等分した各分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６はそれぞれ独立に膨張・収縮が可能である。
【００５２】
ただし、このとき例えば膨張する分割バルーンが片方に偏っていると血管が移動したりいびつな形に変形したりして正確な画像を得ることができない。
【００５３】
そこで、図３及び図４に示すように、６つの分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６を一つおきに互い違い膨張させ、血管の周方向になるべく均等に圧力がかかるようにすることが好ましい。
【００５４】
図３（ａ）は、プローブ３０を挿入した血管１００の長手方向の断面図であり、図３（ｂ）は、その長手方向に垂直な方向の断面図である。
【００５５】
図３（ｂ）に示すように、まず分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３を膨張させ、分割バルーンＢ４、Ｂ５、Ｂ６を収縮させる。このとき図３（ａ）に示すように、分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３は光ファイバＦＢ０の先端部を含むように膨張し、その表面が血管１００の壁面に密着し、密着した部分から血液を排除する。
【００５６】
バルーン６４（分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６）は光を透過するように透明な部材で形成されているため、分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３の表面が血管１００の壁面に密着し血液を排除している領域においては、光ファイバＦＢ０から射出された光が血液中の赤血球に散乱されることなく、血管１００の壁面を照射することができる。
【００５７】
これにより、光ファイバＦＢ０を回転させて、分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３が密着した血管１００壁面の一つおきの領域の画像が撮像される。
【００５８】
またこのとき、図３（ｂ）に示すように、分割バルーンＢ４、Ｂ５、Ｂ６は収縮した状態にあるので、分割バルーンＢ４、Ｂ５、Ｂ６表面と血管１００の壁面との間には隙間があいており、ここから血流を確保することができ、被検体への影響を少なくすることができる。
【００５９】
また、図４も図３と同様であり、図４（ａ）は、プローブ３０を挿入した血管１００の長手方向の断面図であり、図４（ｂ）は、その長手方向に垂直な方向の断面図である。
【００６０】
図４（ｂ）に示すように、次に分割バルーンＢ４、Ｂ５、Ｂ６を膨張させ、分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３を収縮させる。このとき図４（ａ）に示すように、分割バルーンＢ４、Ｂ５、Ｂ６は光ファイバＦＢ０の先端部を含むように膨張し、その表面が血管１００の壁面に密着し、密着した部分から血液を排除する。
【００６１】
分割バルーンＢ４、Ｂ５、Ｂ６の表面が血管１００の壁面に密着し血液を排除している領域においては、光ファイバＦＢ０から射出された光が血液中の赤血球に散乱されることなく、血管１００の壁面を照射することができ、これにより、光ファイバＦＢ０を回転させて分割バルーンＢ４、Ｂ５、Ｂ６が密着した血管１００壁面の一つおきの領域の画像が撮像される。
【００６２】
またこのとき、図４（ｂ）に示すように、分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３は収縮した状態にあるので、分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３表面と血管１００の壁面との間には隙間があいており、ここから血流を確保することができ、被検体への影響を少なくすることができる。
【００６３】
このようにして、バルーン６４が密着した血管１００の壁面を周方向に６分割した領域の一つおきの画像が得られるが、この画像を合成することで血管１００壁面の周方向全体の画像を得ることができる。
【００６４】
図２〜図４に示した例では、バルーン６４に空気を供給してバルーン６４を膨張させるようにしていたが、バルーン６４を膨張させる材料は空気に限定されるものではない。例えば、空気供給路６６を液体供給路として、空気の代わりに生理食塩水を供給して生理食塩水でバルーン６４を膨張させるようにしても良い。
【００６５】
再び図１に戻り、光ファイバＦＢ０に入射した反射光Ｌ３は、光ファイバＦＢ０から光学コネクタＯＣを介して光ファイバＦＢ１に射出されるようになっている。
【００６６】
光ファイバＦＢ１に入射した反射光Ｌ３は、光分岐器３４を介して光ファイバＦＢ６側に導波されるようになっている。一方、光路長調整手段２０により光路長が変更された参照光Ｌ２は、光ファイバＦＢ５及び光分岐器３２を介して光ファイバＦＢ７側に導波されている。
【００６７】
光ファイバＦＢ６によって導波された反射光Ｌ３及び光ファイバＦＢ７によって導波された参照光Ｌ２は、合波手段４によって合波され干渉光Ｌ４、Ｌ５として出力される。干渉光Ｌ４は検出器４０ａに入射され、また干渉光Ｌ５は検出器４０ｂに入射されるようになっている。
【００６８】
干渉光検出部４０は、反射光Ｌ３と参照光Ｌ２を合成して生成された干渉光Ｌ４、Ｌ５を干渉信号として検出するものである。また、干渉光検出部４０は、検出器４０ａ及び検出器４０ｂの検出結果に基づいて、合波手段４から出力される干渉光Ｌ４及びＬ５の強度のバランスを調整する機能を有している。
【００６９】
処理部５０は、干渉光検出部４０で検出した干渉信号から、測定位置におけるプローブ３０と測定対象Ｓとの接触している領域、より正確にはプローブ３０のプローブ外筒の表面と測定対象Ｓの表面とが接触しているとみなせる領域を検出し、さらに、干渉光検出部４０で検出した干渉信号から、断層画像を取得する。
【００７０】
表示部５２は、ＣＲＴあるいは液晶表示装置等で構成され、処理部５０から送信された断層画像を表示する。
【００７１】
制御操作部５４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、処理部５０及び表示部５２に接続されている。制御操作部５４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、処理部５０における各種処理条件等の入力、設定、変更や、表示部５２の表示設定の変更等を行う。
【００７２】
以下、本実施形態における光断層画像化装置１の作用について説明する。
【００７３】
まず、図１に示した光路長調整手段２０のミラー移動機構２４で基台（可動ステージ）２３を矢印Ａ方向に移動させることにより、測定可能領域内に測定対象Ｓが位置するように光路長を調整し、設定する。
【００７４】
その後、光源ユニット１０からレーザ光Ｌａを射出する。射出されたレーザ光Ｌａは、光分割手段２により測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割される。測定光Ｌ１は、光ファイバＦＢ２から光分岐器３４、光ファイバＦＢ１を介して光学コネクタＯＣに導波される。さらに、測定光Ｌ１は光学コネクタＯＣからプローブ３０内の光ファイバＦＢ０に導波される。
【００７５】
プローブ３０の先端部に設けられたバルーン６４は、図５に示すように、周方向に沿って６等分されて分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６に分かれている。図５に示した状態においては、すべての分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６は収縮した状態にある。各分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６の膨張・収縮を、エア送気ポンプ６０と送気切り替えバルブ６２によって以下のように制御する。
【００７６】
図６に示すように、送気切り替えバルブ６２を分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３の共通流路側に切り替えてエア送気ポンプ６０で空気を供給すると、エア送気ポンプ６０から空気が分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３に送られ、図７（ａ）に示すように、分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３が膨張する。このとき、図７（ａ）に示すように分割バルーンＢ４、Ｂ５、Ｂ６は収縮した状態のままである。
【００７７】
膨張した分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３の表面は血管１００の壁面に密着して、密着した部分から血液を排除する。バルーン６４（分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３）は透明な材質で形成されており、またバルーン６４内部も空気が充填されているだけなので光を透過することができる。そこで光ファイバＦＢ０を回転させながら測定光Ｌ１を射出すると、この測定光Ｌ１は、バルーン６４（分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３）を透過して、分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３が密着している血管１００の壁面を照射する。このときこの部分の血液は排除されているので血管１００の壁面を照射する測定光Ｌ１は血液で散乱されることはない。
【００７８】
また、光ファイバＦＢ０はプローブ３０内で回転しており、光ファイバＦＢ０から測定光Ｌ１を射出しながら回転することにより、図８の左側に示すような、血管１００の周方向に沿って血管壁面を６等分した領域のうち、分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３が膨張（拡張）して密着した部分に対応する一つおきの領域の画像が取得される。
【００７９】
今度は、図６において、送気切り替えバルブ６２を分割バルーンＢ４、Ｂ５、Ｂ６の共通流路側へ切り替えエア送気ポンプ６０から空気を供給すると、エア送気ポンプ６０から空気が分割バルーンＢ４、Ｂ５、Ｂ６に送られ、図７（ｂ）に示すように、分割バルーンＢ４、Ｂ５、Ｂ６が膨張する。またこのとき、いままで膨張していた分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３から空気が排気流路を介して排出されて、分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３は収縮し、図７（ｂ）に示すように収縮した分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３によって血管１００内壁との間に隙間ができ血流が確保される。
【００８０】
膨張した分割バルーンＢ４、Ｂ５、Ｂ６の表面は血管１００の壁面に密着して、密着した部分から血液を排除し、視界を確保する。そこで、上と同様にして光ファイバＦＢ０から測定光Ｌ１を射出しながら、光ファイバＦＢ０を回転することにより、図８の右側に示すような、血管１００の周方向に沿って血管壁面を６等分した領域のうち、分割バルーンＢ４、Ｂ５、Ｂ６が膨張（拡張）して密着した部分に対応する一つおきの領域の画像が取得される。
【００８１】
血管１００の壁面の各深さ位置で反射された光は、反射光(戻り光)Ｌ３としてプローブ３０の光ファイバＦＢ０に入射し、光ファイバＦＢ０から光学コネクタＯＣを介して光ファイバＦＢ１に導波される。その後、反射光Ｌ３は光分岐器３４を介して光ファイバＦＢ６に導波される。光ファイバＦＢ６に導波された反射光Ｌ３は合波手段４に入射される。
【００８２】
一方、光分割手段２によって分割された参照光Ｌ２は、光ファイバＦＢ４から光分岐器３２、光ファイバＦＢ５を介して光路長調整手段２０に入射される。そして、光路長調整手段２０において光路長が調整された参照光Ｌ２は、再度光ファイバＦＢ５に入射される。その後、光ファイバＦＢ５に入射された参照光Ｌ２は、光分岐器３２を介して光ファイバＦＢ７に導波され、光ファイバＦＢ７から合波手段４に入射される。
【００８３】
そして、合波手段４において、測定対象Ｓである血管１００の壁面で反射された反射光Ｌ３と、光路長調整手段２０により光路長が調整された参照光Ｌ２とが合波される。
【００８４】
これにより、反射光Ｌ３と参照光Ｌ２が合波されて干渉光Ｌ４、Ｌ５が生成される。干渉光Ｌ４及びＬ５は、それぞれ検出器４０ａ及び検出器４０ｂを介して干渉光検出部４０によって干渉信号として検出される。
【００８５】
検出された干渉信号は処理部５０に送られる。処理部５０では、送られた干渉信号を取得すると、光学コネクタＯＣから測定位置の情報を取得し、干渉信号と測定位置の位置情報を対応付ける。そして処理部５０において、図８の中央に示すように、分割バルーンＢ１、Ｂ２、Ｂ３の膨張（拡張）時の取得画像と、分割バルーンＢ４、Ｂ５、Ｂ６の膨張（拡張）時の取得画像とが合成された血管１００の全周についての深さ方向の断層画像が生成される。生成された断層画像は表示部５２に送られて表示される。
【００８６】
このように、本実施形態においては、透明なバルーンを周方向に複数に分割し、複数の分割されたバルーンの一部を空気で膨らませて分割バルーンが血管内壁に密着した部分の血液を除去して、バルーンを通して血管内壁の断層画像を撮像するとともに、膨らませなかった分割バルーンの部分においては血流を完全に遮断することなく、血液の流れを確保して被検者の負荷を少なくして血管のＯＣＴ撮像をすることが可能となった。
【００８７】
なお、上記実施形態では、バルーンを６等分に分割していたが、バルーンの分割方法はこれに限定されるものではなく、例えば、バルーンを周方向に４等分して、中心を挟んで向き合う分割バルーンを膨らませるようにしてもよく、あるいはさらに多くの分割バルーンに分けるようにしてもよい。このとき、分割バルーンの分割数は４以上の偶数個とし、各分割バルーンを一つおきに、膨張（拡張）と収縮を交互に行い、血管壁の撮像を行うようにすると、血管内壁の周方向に均等に圧力が加わるため好ましい。
【００８８】
また、上の例ではバルーンを空気で膨らませていたが、バルーンを膨らませる材料は特に空気に限定されるものではなく、例えば生理食塩水などをバルーンに導入して膨らませるようにしてもよい。この場合には、プローブ３０には空気供給路６６の代わりに液体供給路を設け、光断層画像化装置１にはエア送気ポンプ６０の代わりに液体供給ポンプ、送気切り替えバルブ６２の代わりに液体供給切り替えバルブを設けるようにする。そして、液体供給切り替えバルブで生理食塩水を供給すべき分割バルーンを切り替えて、液体供給ポンプから膨張させるべき分割バルーンに生理食塩水を供給するようにすればよい。
【００８９】
以上、本発明の光断層画像化用プローブ及びこれを用いた光断層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】
【００９０】
【図１】本発明に係る光断層画像化装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】（ａ）は本実施形態のプローブの先端部を拡大して示す長手方向に沿った断面図であり、（ｂ）は長手方向に垂直な方向の断面図である。
【図３】（ａ）はプローブを挿入した血管の長手方向の断面図であり、（ｂ）はその長手方向に垂直な方向の断面図である。
【図４】同様に（ａ）はプローブを挿入した血管の長手方向の断面図であり、（ｂ）はその長手方向に垂直な方向の断面図である。
【図５】バルーンの分割状態を示す断面図である。
【図６】送気切替えバルブとエア送気ポンプの制御の様子を示す説明図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は分割バルーンの膨張・収縮制御を示す説明図である。
【図８】各分割バルーンの膨張・収縮制御によって取得された分割画像から全周の画像を合成する様子を示す説明図である。
【図９】従来の血流を遮断して生理食塩水を流してＯＣＴ撮像する様子を示す図であり、（ａ）は血管内にプローブを挿入した様子を示す血管の長手方向の断面図、（ｂ）はプローブに設けられたバルーン近辺を示す長手方向の断面図、（ｃ）はその長手方向に垂直な方向の断面図、（ｄ）はバルーンを膨らませて血流を遮断してＯＣＴ撮像する様子を示す血管の長手方向の断面図である。
【図１０】従来の血流を遮断せずに生理食塩水のフラッシュにより視野を確保してＯＣＴ撮像する様子を示す図であり、（ａ）はプローブの長手方向の断面図、（ｂ）はその長手方向に垂直な方向の断面図、（ｃ）は生理食塩水のフラッシュによりＯＣＴ撮像する様子を示す血管の長手方向の断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１…光断層画像化装置、２…光分割手段、４…合波手段、６…光ファイバカプラ、１０…光源ユニット、１１…光源、１２…波長選択手段、１３…半導体増幅器、１４…光分岐器（サーキュレータ）、１５…コリメータレンズ、１６…回折格子素子、１７…光学系（面倒れ補正レンズ）、１８…回転多面鏡、２０…光路長調整手段、２１ａ…第１光学レンズ、２１ｂ…第２光学レンズ、２２…反射ミラー、２３…可動ステージ、２４…ミラー移動機構、３０…プローブ、３２、３４、３６…光分岐器、４０…干渉光検出部、４０ａ、４０ｂ…検出器、５０…処理部（画像取得手段）、５２…表示部、５４…制御操作部、６０…エア送気ポンプ、６２…送気切替えバルブ、６４…バルーン、６６…空気供給路、１００…血管、１０２…血液
【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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