(57)【要約】   本技術は、心血管診断用統合型カテーテル装置及びそれを用いた画像処理システムが開示される。本発明の具体的な例によれば、一つのカテーテルによって超音波、光音響用光及び近赤外線光を用いて心血管内の画像を取得することにより、多数の分析機能を有する心血管画像を取得して血管線維化、動脈硬化斑、破裂予測などの診断を正確に行うことができ、カテーテル装置をコア部分にＯＣＴ画像部で用いられる所定波長の近赤外線光をガイドし、クラッド部分で超音波及び光音響画像部で用いられる光音響用光及び超音波をガイドするＤＣＦを備えることにより、同じ経路で互いに異なる波長の光を同時にガイドすることが可能なので、多数の分析機能を有する心血管画像を取得することができるカテーテルの半径に減らすことができ、同時に超音波、音波及び近赤外線光を取得することができる。【選択図】図１
2019506981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近赤外線光を用いてステントと血管との密着画像、薄い線維膜の厚さ測定及び血管内の光断層微細構造画像を取得するＯＣＴ画像部を含み、超音波を用いて血管の内径の測定が可能な血管内の構造画像を取得し、光音響用光を用いて液体の濃度及びコアの面積を測定するための画像を取得する超音波及び光音響画像部を含む画像装置；
前記画像装置の多数の所定波長の近赤外線光、光音響用光及び超音波をサンプルに伝達するカテーテル装置；並びに
前記カテーテル装置から発生した多数の所定波長の近赤外線光及び光音響用光を集中して前記カテーテル装置へ伝達し、前記サンプルから戻ってくる所定波長の近赤外線光、音波及び超音波を前記画像装置へ分離させて伝達する光処理装置を含むことを特徴とする、心血管診断用統合型カテーテルを用いた画像処理システム。
【請求項２】
前記ＯＣＴ画像部は、
多数の所定波長の光を発生する近赤外線光発生器；
前記光を第１経路を介して基準段へガイドする第１ＳＭＦカプラ（Ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ  ｆｉｂｅｒ  ｃｏｕｐｌｅｒ）；
前記第１ＳＭＦカプラの第２経路を介して光を受信した後、カップルして前記光処理装置へ伝達するダブルクラッド光ファイバカプラ；及び
ＯＣＴ画像を取得するために、サンプルから反射された光をガイドする前記ダブルクラッド光ファイバカプラで受信した光と前記基準段から反射される光とを結合して前記検出器へ伝達する第２ＳＭＦカプラを含むことを特徴とする、請求項１に記載の心血管診断用統合型カテーテルを用いた画像処理システム。
【請求項３】
前記超音波及び光音響画像部は、
前記ダブルクラッド光ファイバカプラを介して前記光処理装置を経由して前記カテーテル装置へ伝達し、サンプルに照射されるパルスレーザーの光音響用光を発生させるパルスレーザー発生器；
前記サンプルから照射された光によって生成した熱エネルギーにより発生した音波を前記カテーテル装置を介して受信し、前記光音響用光を遅延させて基準信号として受信する受信段；及び
前記受信段の基準信号及び音波信号を加工処理してＩＶＰＡ画像を取得する加工部を含むことを特徴とする、請求項２に記載の心血管診断用統合型カテーテルを用いた画像処理システム。
【請求項４】
前記超音波及び光音響画像部は、
サンプルへ伝達するための予め定められた周波数の超音波を生成する超音波生成器をさらに含み、
サンプルから反射された超音波を前記受信段で受信して加工部へ伝達するように備えられることを特徴とする、請求項３に記載の心血管診断用統合型カテーテルを用いた画像処理システム。
【請求項５】
前記カテーテル装置は、
前記光処理装置から提供された多数の所定波長の光をサンプルへガイドするＤＣＦ（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｃｌａｄｄｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒ）；
前記ＤＣＦを通過した光を通過させるレンズ；及び
前記レンズを通過した光を屈折させ、予め定められた目標位置のサンプルに照射するプリズムを含み、
前記ＤＣＦ、レンズ及びプリズムを一つにモジュール化して前記光をサンプルへ走査するための光源開口を有する一つのハウジング内に設けるように備えられることを特徴とする、請求項４に記載の心血管診断用統合型カテーテルを用いた画像処理システム。
【請求項６】
前記ハウジングは、
液体の流入を防止するための石英キャピラリーとして備えられることを特徴とする、請求項５に記載の心血管診断用統合型カテーテルを用いた画像処理システム。
【請求項７】
前記カテーテル装置は、
所定波長の光に対してサンプルから反射された音波を受信して前記超音波及び光音響画像部の受信段へ伝達する超音波トランスデューサをさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の心血管診断用統合型カテーテルを用いた画像処理システム。
【請求項８】
前記ＤＣＦは、
前記ＯＣＴ画像部の予め定められた所定波長の光をサンプルへガイドし、サンプルから反射された光を前記ＯＣＴ画像部へ伝達するコア部分と、前記超音波及び光音響画像部の光音響用光をサンプルへガイドするクラッド部分とを含む２つのチャネルを含むことを特徴とする、請求項５に記載の心血管診断用統合型カテーテルを用いた画像処理システム。
【請求項９】
画像装置で生成された所定波長の光をガイドするＤＣＦ（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｃｌａｄｄｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒ）；
前記ＤＣＦを通過した光を通過させるレンズ；及び
前記レンズを通過した光を屈折させ、予め定められた目標位置のサンプルに照射するプリズムを含み、
前記ＤＣＦ、レンズ及びプリズムを一つにモジュール化して前記光をサンプルへ走査するための光源開口を有する一つのハウジング内に設けることを特徴とする、心血管診断用統合型カテーテル装置。
【請求項１０】
前記ハウジングは、
液体の流入を防止するための石英キャピラリーとして備えられることを特徴とする、請求項９に記載の心血管診断用統合型カテーテル装置。
【請求項１１】
前記カテーテル装置は、
画像装置から提供された超音波をサンプルへ伝達し、サンプルの超音波を超音波及び光音響画像部へ伝達する超音波トランデューサをさらに含む、請求項１０に記載の心血管診断用統合型カテーテル装置。
【請求項１２】
前記超音波トランスデューサは、
前記画像装置の光音響用光に対してサンプルから反射された音波を受信して前記画像装置へ伝達するように備えられる、請求項１１に記載の心血管診断用統合型カテーテル装置。
【請求項１３】
前記ＤＣＦは、
前記画像装置で生成された所定波長の近赤外線光をサンプルへガイドし、サンプルから反射された近赤外線光を前記画像装置へ伝達するコア部分と、
前記画像装置で生成された光音響用光をサンプルへガイドするクラッド部分とを含む２つのチャネルを含むことを特徴とする、請求項９に記載の心血管診断用統合型カテーテル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心血管診断用統合型カテーテル装置及びそれを用いた画像処理システムに係り、より詳細には、一つのカテーテルを用いて血管の断層画像及び血管内部の直径を測定することができ、血管との密着画像及び血管内部の断層画像を取得することができ、血管内の血液濃度及び脂質コアの面積を同時に取得することができるようにした技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
心血管疾患の診断に使用される血管画像カテーテルの従来技術としては、血管内超音波、血管内近赤外線画像技術、血管内光干渉断層撮影機が商用化され、臨床で活用されている。
血管内超音波は、カテーテル形態の機器が血管に挿入されて血管の断層画像を取得する技術であって、未だに病院で最も多用されている血管内画像化技術である。超音波技術を利用するため、解像度が１００μｍのレベルと低く、コントラストも低く、画像取得速度が約３０秒程度と遅い。
【０００３】
また、血管内近赤外線画像技術は、商用化された技術であって、近赤外線光を利用して血管内壁の脂質の存否を把握する技術であり、最近、血管内超音波との組み合わせによって単一のカテーテルとしても開発されている。
【０００４】
光を利用する方法であるため、血管の内部に存在する血液の有無によって信号の感度が一定でない問題点が存在し、分解能が低く、画像取得速度も血管内超音波と同時に取得するので遅いといえる。
【０００５】
血管内光干渉断層撮影機に使用される血管内光干渉断層撮影技術は、血管内超音波と同様に、カテーテル形態の機器が血管に挿入されて光を血管に送り、戻ってくる光を分析して血管の断層画像を取得する技術をいう。
【０００６】
初期血管内光干渉断層撮影機は、速度が血管内超音波レベルと速くないため広く活用されていないが、最近開発された第２世代の血管内光干渉断層撮影技術は、速度が１０倍以上向上したため、数秒以内に血管内画像を撮影することができる。光を利用するので、血液の影響を最小限に抑えるために、生理食塩水と血管造影剤とを混合した溶液をフラッシング（Ｆｌｕｓｈｉｎｇ）しながら画像を得る。
【０００７】
血管内超音波に比べて１０倍程度向上した分解能（〜１０μｍ）を有するので、血管内の微細な変化も観察が可能である。最近、蛍光画像技術を組み合わせた多機能画像化技術が研究室レベルで実現されている。
【０００８】
このため、微細な心血管の正確な画像を取得するためには、血管に挿入可能な程度に微細なカテーテルを多数挿入／測定しなければならないので、合併症の発生危険度が増加し、取得された画像間の病変の一致度が正確でないので、急性心筋梗塞などの緊急疾患に対して使用が難しく、それぞれの画像技術が有する限界点によりハイリスクの脆弱性動脈硬化班の組織学的特性を判別することが難しいので、急性冠状動脈疾患の早期診断／予防が難しい限界が存在した。
【０００９】
そこで、本出願人は、前述の限界点を考慮して、１つのカテーテルによって、超音波、光音響用光、及び近赤外線光を用いて心血管内の画像を取得することができる本発明を着目した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、かかる問題点を解決するために創出されたもので、その目的は、一つのカテーテルを用いて心血管内の画像を取得することにより、高効率かつ高解像度の心血管画像を表示することができ、これにより心血管疾患に対する正確な診断が可能な心血管診断用統合型カテーテル装置及びそれを用いた画像処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するための本発明の一観点によれば、近赤外線光を用いてステントと血管との密着画像及び血管内の光断層微細構造画像を取得するＯＣＴ画像部を含み、超音波を用いて血管の内径の測定が可能な血管内の構造画像を取得し、光音響を用いて液体の濃度及び脂質コアの面積を測定するための画像を取得する超音波及び光音響画像部を含む画像装置；前記画像装置の多数の所定波長の近赤外線光及び光音響用光と超音波をサンプルに伝達するカテーテル装置；並びに前記カテーテル装置から発生した多数の所定波長の近赤外線光及び光音響用光を集中して前記カテーテル装置へ伝達し、前記サンプルから戻ってくる所定波長の近赤外線光、音波及び超音波を前記画像装置へ分離させて伝達する光処理装置を含むことを特徴とする、心血管診断用統合型カテーテル装置を用いた画像処理システムを提供する。
【００１２】
好ましくは、前記ＯＣＴ画像部は、多数の所定波長の光を発生する近赤外線光発生器；前記光を第１経路を介して基準段へガイドする第１ＳＭＦカプラ（Ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ  ｆｉｂｅｒ  ｃｏｕｐｌｅｒ）；前記第１ＳＭＦカプラの第２経路を介して提供された光をコア部分を介して光処理装置へ伝達するダブルクラッド光ファイバカプラ；及び検出器からＯＣＴ画像を取得するために、サンプルから反射された光をガイドする前記ダブルクラッド光ファイバカプラの光と前記基準段から反射される光とを結合して前記検出器へ伝達する第２ＳＭＦカプラを含むことができる。
【００１３】
好ましくは、前記超音波及び光音響画像部は、前記ダブルクラッド光ファイバカプラを介して前記光処理装置を経由して前記カテーテル装置へ伝達し、サンプルに照射される光音響用光を発生させるパルスレーザー発生器；前記サンプルから照射された光音響用光によって生成した熱エネルギーにより発生した音波を前記カテーテル装置を介して受信し、前記光音響用光を遅延させて基準信号として受信する受信段；及び前記受信段の基準信号及び音波信号を加工処理してＩＶＰＡ画像を取得する加工部を含むことができる。
【００１４】
好ましくは、前記カテーテル装置は、前記光処理装置から提供された多数の所定波長の光をサンプルへガイドするＤＣＦ（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｃｌａｄｄｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒ）；前記ＤＣＦによってガイドされた光を通過させるレンズ；及び前記レンズを通過した光を屈折させ、予め定められた目標位置のサンプルに照射するプリズムを含み、前記ＤＣＦ、レンズ及びプリズムを一つにモジュール化して前記光をサンプルへ走査するための光源開口を有する一つのハウジング内に設けるように備えられてもよく、前記ハウジングは、液体の流入を防止するための石英キャピラリーとして備えられてもよい。
【００１５】
好ましくは、前記カテーテル装置は、超音波及び光音響画像部で生成された光音響用光に対してサンプルから提供された音波を受信して前記超音波及び光音響画像部の受信段へ伝達する超音波トランスデューサをさらに含むことができる。
【００１６】
また、前記ＤＣＦは、前記ＯＣＴ画像部の予め定められた所定波長の近赤外線光をサンプルへガイドし、サンプルから反射された光源を前記ＯＣＴ画像部へ伝達するコア部分と、前記超音波及び光音響画像部の前記パルスレーザーの光音響用光をサンプルへガイドするクラッド部分とを含むことができる。
【００１７】
好ましくは、前記超音波及び光音響画像部は、前記予め定められた周波数の超音波を生成し、生成された超音波を超音波トランスデューサを経由してサンプルへ伝達する超音波発生器をさらに含み、サンプルから反射された超音波を前記カテーテル装置の超音波トランスデューサを経由して前記受信段で受信して加工部へ伝達するように備えることができる。
【００１８】
本発明の他の観点によれば、画像装置で生成された多数の所定波長の光をサンプルへガイドするＤＣＦ（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｃｌａｄｄｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒ）；前記ＤＣＦを通過した光を通過させるレンズ；及び前記レンズを通過した光を屈折させ、予め定められた目標位置のサンプルに照射するプリズムを含み、前記ＤＣＦ、レンズ及びプリズムを一つにモジュール化して前記光をサンプルへ照射するための光源開口を有する一つのハウジング内に設けることを特徴とする、心血管診断用統合型カテーテル装置を提供する。
【００１９】
好ましくは、ハウジングは、液体の流入を防止するための石英キャピラリーとして備えられる。
【００２０】
前記ＤＣＦは、画像装置で所定波長の多数の近赤外線光をサンプルへガイドし、サンプルから反射された光を前記画像装置へ伝達するコア部分と、前記画像装置で生成された光音響用光をサンプルへガイドするクラッド部分とを含む２つのチャネルを含むことができる。
【発明の効果】
【００２１】
したがって、本発明によれば、一つのカテーテルによって超音波、光音響光及び近赤外線光を用いて心血管内の画像を取得することにより、多数の分析機能を有する心血管画像を取得して血管線維化、動脈硬化班、破裂予測などの診断を正確に行うことができるという効果を得る。
【００２２】
本発明によれば、カテーテル装置を用いてコア部分に画像装置の所定波長の近赤外線光をサンプルへガイドし、クラッド部分にパルスレーザーの光音響用光をサンプルへガイドするＤＣＦを備えることにより、一つのＤＣＦを用いて同じ経路で互いに異なる波長の光を同時にサンプルへガイドすることが可能なので、多数の分析機能を有する心血管画像を取得することができるカテーテル装置の半径に減らすことができ、超音波、音波及び近赤外線光を同時に取得することができるという利点を持つ。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本明細書で添付される次の図面は、本発明の好適な実施形態を例示するものであり、後述する発明の詳細な説明と一緒に本発明の技術思想をさらに理解させる役割を果たすものなので、本発明は、そのような図面に示された事項に限定されて解釈されてはならない。
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る心血管診断用統合型カテーテルを用いた画像処理システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る心血管診断用統合型カテーテルを用いた画像処理システムのカテーテル装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る心血管診断用統合型カテーテルを用いた画像処理システムのカテーテル装置の光のガイド状態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る心血管診断用統合型カテーテルを用いた画像処理システムのカテーテル装置の断面を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る心血管診断用統合型カテーテルを用いた画像処理システムのカテーテル装置の他の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る心血管診断用統合型カテーテルを用いた画像処理システムの詳細構成を示す図である。
【図７ａ】本発明の実施形態に係る心血管診断用統合型カテーテルを用いた画像処理システムのカテーテル装置の動作状態を示す図である。
【図７ｂ】本発明の実施形態に係る心血管診断用統合型カテーテルを用いた画像処理システムのカテーテル装置の動作状態を示す図である。
【図７ｃ】本発明の実施形態に係る心血管診断用統合型カテーテルを用いた画像処理システムのカテーテル装置の動作状態を示す図である。
【図８ａ】本発明の実施形態に係る心血管診断用統合型カテーテルを用いた画像処理システムで取得された画像を示す図である。
【図８ｂ】本発明の実施形態に係る心血管診断用統合型カテーテルを用いた画像処理システムで取得された画像を示す図である。
【図８ｃ】本発明の実施形態に係る心血管診断用統合型カテーテルを用いた画像処理システムで取得された画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施し得るように本発明の実施形態を詳細に説明する。ところが、本発明は、様々な異なる形態で実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。そして、図面において本発明を明確に説明するために、説明と関係のない部分は省略し、明細書全体にわたって類似の部分については類似の図面符号を付した。
【００２６】
明細書全体において、ある部分が他の部分に「連結されて」いると記載された場合、これは「直接連結」されている場合だけでなく、それらの間に別の素子を挟んで「電気的に接続」されている場合も含む。ある部分がある構成要素に「含む」と記載された場合、これは、特に反対の記載がない限り、別の構成要素を除外するのではなく、別の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【００２７】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る画像処理システムについて説明する。
【００２８】
本発明の実施形態に係る画像処理システムＳは、一つのカテーテルによって超音波、光音響用光及び近赤外線光を用いて包括的な心血管内の画像を取得するために、サンプルから提供された超音波、音波及び近赤外線光を基に光断層画像分析して、同時に様々な心血管画像を取得した後、処理及び画像化して表示するように備えることができる。
【００２９】
よって、本発明では、ダブルクラッド光ファイバカプラを有する一つのカテーテルを用いて超音波、光音響光及び近赤外線光を血管まで伝達し、血管から戻ってくる超音波、音波及び近赤外線光を光断層画像分析、音波分析及び超音波分析によって加工処理することにより、高効率の心血管画像を取得及び表示することができる。
【００３０】
図１は本発明の実施形態に係る心血管診断用統合型カテーテルを用いて収集された光から多分析機能の画像を取得する画像処理システムの構成を示す図である。図１を参照すると、多数の波長の光及び超音波を生成して伝達し、受信された光、超音波信号及び音波信号に基づいて血管を画像化処理する画像装置１００と、超音波及び多数の波長の光を血管に伝達するカテーテル装置２００と、超音波及び多数の波長の光を結合または分離してカテーテル装置２００及び画像装置１００へ伝達する光処理装置３００とを含むことができる。ここで、多数の所定波長の光は、パルスレーザーの光音響用光と波長可変型近赤外線光を含むことができ、光処理装置３００は、近赤外線光及び光音響光を伝達する機能と、固定された画像装置１００と回転するカテーテル装置２００とを機械的に連結する機能とを含み、これによりカテーテル装置２００の回転時にも画像化処理機能が低下しない。
【００３１】
画像装置１００は、血管内ＩＶＯＣＴ（Ｉｎｔｒａｖａｓｃｕｌａｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｐｇｒａｐｈｙ）画像を取得するＯＣＴ画像部１１０と、血管内の液体の濃度及び脂質コアの面積を測定するためのＩＶＰＡ（Ｉｎｔｒａ  Ｖａｓｃｕｌａｒ  Ｐｈｏｔｏ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ）画像及び血管全体の画像及び血管の内径などを測定するためにＩＶＵＳ（Ｉｎｔｒａｖａｓｃｕｌａｒ  Ｕｌｔｒａ  Ｓｏｕｎｄ）を取得する超音波及び光音響画像部１２０とを含むことができる。
【００３２】
このため、本発明の実施形態において、ＯＣＴ画像部１１０と超音波及び光音響画像部１２０で１つのカテーテル装置２００から提供された光、音波信号及び超音波信号を処理することにより、同じ位置で同時に血管画像が取得されて統合処理される。
【００３３】
カテーテル装置２００とは、体腔または内腔のある臓器内に挿入するためのチューブ型の機構をいうが、画像処理システムＳを構成するカテーテル装置２００は、特殊な光ファイバ（以下、ＤＣＦ：Ｄｏｕｂｌｅ−ｃｌａｄ  Ｆｉｂｅｒ）を用いて血管の内部を画像化することができる装置を意味する。
【００３４】
図２は図１に示されたカテーテル装置２００の構成を示す図、図３は図２に示されたＤＣＦ（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｃｌａｄｄｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒ）２１０の詳細構成を示す図、図４は図２に示されたＤＣＦ２１０の断面を示す図である。図２乃至図４を参照すると、カテーテル装置２００は、画像装置１００のパルスレーザーの光音響用光と近赤外線光を内部の血管に伝達するＤＣＦ２１０を備えることができる。
【００３５】
ＤＣＦ２１０は、画像装置１００から提供された光音響用光と近赤外線光を移動させる経路であって、大きくは、光ファイバを包んでいるコーティングチューブ２１１と、光が移動する経路であるコア部分２１２及びクラッド部分２１３の２つのチャネルとから構成される。
【００３６】
このため、コア部分２１２は、ＯＣＴ画像部１１０を用いてＯＣＴ画像を取得することができ、クラッド部２１３は、超音波及び光音響画像部１２０の光音響用光源を用いてＩＶＰＡ画像を得ることができる。
【００３７】
また、カテーテル装置２００は、ＤＣＦ２１０の光ファイバをベースにして、グリンレンズ２２０（Ｇｒｉｎ  ｌｅｎｓ）をさらに備えて、非常に小さなサイズのカテーテルを製作することができる。ここで、グリンレンズ２２０は、光を結合及び分離するレンズであって、画像装置１００の光源をＤＣＦ２１０へ伝達し、ＤＣＦ２１０と一緒に回転しながら心血管画像を得ることができる。本発明の実施形態で説明上の便宜のためにグリンレンズを一例として説明しているが、単レンズ、ボールレンズ、Ｃレンズ、複レンズ、及びレンズアレイなどを含むレンズで備えられ得る。この時、グリンレンズの代わりにボールレンズを用いたカテーテル装置２００は、図５に示す通りである。
【００３８】
カテーテル装置２００は、グリンレンズ２２０を通過した光源を、サンプルの目標位置に屈折させて目標位置に伝達するプリズム２３０をさらに備えることができる。
【００３９】
また、カテーテル装置２００は、一つのハウジング２４０内にＤＣＦ２１０、グリンレンズ２２０及びプリズム２３０をパッケージングするために備えられ、ここで、ハウジング２４０は、石英キャピラリー（ｑｕａｒｔｚ  ｃａｐｉｌｌａｒｙ）、すなわちガラス管で形成され、サンプルに放出される光源とサンプルから反射される光が外部血液または液体の流入を防止することができる。
【００４０】
また、カテーテル装置２００は、超音波画像を取得するためにサンプルに超音波を放出し、サンプルから受信した超音波を画像装置１００の超音波及び光音響画像部１２０へ伝達する超音波トランスデューサ２５０をさらに含むことができ、それに加えて、超音波トランスデューサ２５０は、サンプルから反射された音波を受信して超音波及び光音響画像部１２０へ伝達するように備えられてもよい。
【００４１】
以下、本発明の実施形態において、１つのカテーテル装置２００を用いて、受信した光とパルスレーザーと超音波を分析してＯＣＴ画像、ＩＶＰＡ画像及びＩＶＵＳ画像を取得するための一連の過程について、図面を参照して詳細に説明し、光、レーザー及び信号を混用することができる。
【００４２】
図６は図１に示された画像装置１００の詳細構成を示す図、図７ａ乃至図７ｃは図１に示されたカテーテル装置２００に受信した超音波、光音響用光及び近赤外線光をサンプルまたは血管へ照射する方法を示す図、図８ａ乃至図８ｃは画像装置１００で取得された画像を示す図である。図６乃至図８ｃを参照すると、画像装置１００は、超音波、光音響用光及び近赤外線光を一つのカテーテル装置２００を介してサンプルまたは血管に照射し、照射された超音波、光音響用光及び近赤外線光をカテーテル装置２００を介してガイドしてＩＶＵＳ画像、ＩＶＰＡ画像及びＯＣＴ画像をそれぞれ検出するように備えられ得る。
【００４３】
つまり、画像装置１００のＯＣＴ画像部１１０は、断層微細構造画像のための近赤外線光発生器１１１の光を第１ＳＭＦカプラ（Ｓｉｎｇｌｅ  ｍｏｄｅ  ｆｉｂｅｒ  ｃｏｕｐｌｅｒ）１１２中の第１経路によってガイドされて基準段１１３へ提供される。
【００４４】
一方、第１ＳＭＦカプラ１１２中の第２経路によってガイドされた光は、光処理装置３００によって集光され、ダブルクラッド光ファイバカプラ１３４のコア部分にカップルされてカテーテル装置２００へガイドされる。このとき、近赤外線光発生器１１１は、通常１３１０ｎｍ、１０６０ｎｍ、１５５０ｎｍなどの波長可変型レーザーを発生する装置として使用できる。
【００４５】
つまり、近赤外線光発生器１１１の光源は、２つのポートを有する第１ＳＭＦカプラ１１２として備えられてもよく、第１ＳＭＦカプラ１１２の１つのポートを通過した光は、第１サーキュレーター（Ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒ  １）を経由して基準段１１３に伝達され、他のポートを通過した光は、第２サーキュレーター（Ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒ  ２）を経由してダブルクラッド光ファイバカプラ１１４へ伝達され、ダブルクラッド光ファイバカプラ１１４のコアを介してカテーテル装置２００を通過してサンプルへ伝達される。
【００４６】
カテーテル装置２００に提供された光は、図７ａに示すように、カテーテル装置２００のＤＣＦ２１０のコア部分２１１、グリンレンズ２２０及びプリズム２３０を順次通過してサンプルまたは血管へ走査される。
【００４７】
走査された光は、ＤＣＦ２１０のコア部分２１１、グリンレンズ２２０及びプリズム２３０を順次通り過ぎた経路を戻って噴射され、光処理装置３００によって分離された後、ＯＣＴ画像部１３０のダブルクラッドカプラ１１４のコアを経由し、その後、第２サーキュレーター（Ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒ  ２）を通過してＯＣＴ画像部１１０の第２ＳＭＦカプラ１１５を介して検出器１１６へ伝達される。このとき、基準段１１３によって反射された光は、第１サーキュレーター（Ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒ  １）を通過した後、第２ＳＭＦカプラ１１５を介して検出器１１６へ伝達されることにより、信号が検出できる。
【００４８】
すなわち、第２ＳＭＦカプラ１１５は、基準段１１３の基準信号とサンプルからの信号とが結合して干渉信号を生成し、生成された干渉信号を検出器１１６で電気信号に変換した後、加工部のデジタル変換及びフーリエ変換を介して、図８ａに示された光断層微細構造（ＯＣＴ）画像を取得することができる。
【００４９】
これにより、生体吸収性ステント（Ｂｉｏｒｅｓｏｒｂａｂｌｅ  Ｖａｓｃｕｌａｒ＿ｓｃａｆｆｏｌｄ  ｓｔｅｎｔ：ＢＶＳ）治療電流のステントと血管との密着有無、ステント血栓症の発生有無、壁縁部の剥離有無、血管の薄い線維膜の厚さなどを判断するための血管内部の断層画像を取得することができる。
【００５０】
一方、超音波及び光音響画像部１２０のパルスレーザー発生器１２１で発生した光音響用光は、ＯＣＴ画像部１１０のダブルクラッド光ファイバカプラ１１４のクラッド部分にカップルされてカテーテル装置２００へガイドされる。そして、光音響のためのパルスレーザーは、光源を単に伝達する機能を行うので、マルチモードで伝送が可能である。すなわち、ダブルクラッド光ファイバカプラ１１４のコアは単一モードで動作するが、これに対し、クラッドはマルチモードで動作する。
【００５１】
カテーテル装置２００へガイドされた光音響用光は、図７ｂに示すように、ＤＣＦ２１０のクラッド部分２１２、グリンレンズ２２０及びプリズム２３０を順次通過してサンプルまたは血管へ走査される。
【００５２】
この時、サンプルから入射された光は熱エネルギーを生成し、生成された熱エネルギーから音波が発生し、発生した音波は、カテーテル装置２００の超音波トランスデューサ２５０を経由して超音波及び光音響画像部１２０の受信段１２２から信号として検出される。この時、パルスレーザー発生器１２１で発生した光音響用光は、遅延器１２３を経由して受信段１２２に提供され、遅延器１２３の基準信号及び超音波トランスデューサ２５０からの音波信号はローパスフィルタ１２４を経由してフィルタリングされ、ＤＡＱ（Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）１２５で血液成分及び脂質コアの厚さ測定のための図８ｂに示されたＩＶＰＡ画像を取得することができる。
【００５３】
一方、超音波及び光音響画像部１２０の超音波発生器１２５の超音波は、図７ｃに示すように、カテーテル装置２００の超音波トランスデューサ２５０を経由してサンプルまたは血管に照射され、サンプルまたは血管から反射された超音波は、超音波及び光音響画像部１２０の受信段１２２で受信し、受信した超音波は、ローパスフィルタ１２４を経由してフィルタリングされ、ＤＡＱ１３５（Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）で心血管内の構造及び心血管の内径などを測定するための、図８ｃに示されたＩＶＵＳ画像を取得することができる。
【００５４】
前述した本発明の説明は、例示のためのものであり、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形態で容易に変形可能であることを理解することができる。したがって、上述した実施形態は、すべての面で例示的なもので、限定的なものではないと理解すべきである。例えば、単一型と説明されている各構成要素は分散されて実施されてもよく、同様に、分散されたものと説明されている構成要素も結合された形態で実施されてもよい。
【００５５】
本発明の範囲は、上記の詳細な説明ではなく、後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその均等概念から導き出されるすべての変更または変形形態が本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
一つのカテーテルによって超音波、光音響用光及び近赤外線光を用いて心血管内の画像を取得することにより、多数の分析機能を有する心血管画像を取得して血管線維化、動脈硬化斑、破裂予測などの診断を正確に行うことができ、カテーテル装置をコア部分にＯＣＴ画像部で用いられる所定波長の光をガイドし、クラッド部分に超音波及び光音響画像部で用いられる設定波長の光音響用光をガイドするＤＣＦを備えることにより、同じ経路で異なる波長の光及び超音波を同時にガイドすることが可能なので、多数の分析機能を有する心血管画像を取得することができるカテーテルの半径に減らすことができ、超音波、音波及び近赤外線光を一つのカテーテル装置を介して同時に取得することができる心血管診断用統合型カテーテル装置及びそれを用いた画像処理システムに対する運用の正確性及び信頼度の面、さらに性能効率の面で非常に大きな進歩をもたらすことができ、医療装備に対する営業の可能性が十分であるうえ、現実的に明白に実施し得る程度なので、産業上の利用可能性がある発明である。
【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７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【国際調査報告】
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