(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体にレーザ光を周期的に照射する光源と前記被写体の内部情報を検出する検出器とを含む光学ユニットと、前記レーザ光を２次元走査する走査機構を含み前記光学ユニットからのレーザ光を前記被写体に導くと共に前記被写体で反射した光を前記光学ユニットに導くプローブと、前記レーザ光に同期して前記走査機構を制御することで撮影を行うと共に前記検出器の検出信号を変換したデータから前記被写体の光干渉断層画像を生成する制御を行う制御装置および前記光干渉断層画像を表示する表示装置を含む制御ユニットと、を備える光干渉断層画像生成装置の前記制御装置であって、
外部からの入力に基づいて、予め定められた撮影モードの撮影を行う撮影制御手段と、
前記撮影モードの撮影により取得された前記検出信号を画像処理する画像処理手段と、
を備え、
前記撮影制御手段は、
前記被写体の内部情報を測定するために前記走査機構に前記被写体の撮影対象範囲を所定ピッチで走査させる測定指示の入力を受け付けたと判別したときに撮影を開始し、被写体画像の保存を前提とした撮影モードである測定モードにて撮影を行い、前記所定ピッチに応じた撮影時間で撮影を終了する第１撮影制御手段と、
前記走査機構に前記撮影対象範囲を前記所定ピッチよりも粗いピッチで走査させるプレビュー指示の入力を受け付けたと判別したときに撮影を開始し、前記被写体画像の保存を前提としない撮影モードであるプレビューモードにて撮影を行い、前記プレビュー指示を解除する指示の入力を受け付けたと判別したときに撮影を終了する第２撮影制御手段と、
を備え、
前記画像処理手段は、
前記プレビューモードの撮影にて前記被写体を撮影して取得したデータから、前記被写体における光軸に沿った方向の断層面の光干渉断層画像と、前記被写体の光軸に垂直な方向のスキャン面の２次元画像と、前記被写体の３Ｄ画像と、をそれぞれ生成し、生成された前記光干渉断層画像、前記２次元画像及び前記３Ｄ画像を同時にリアルタイムの像として前記表示装置に表示させる制御を行うことを特徴とする光干渉断層画像生成装置の制御装置。
【請求項２】
前記画像処理手段は、
前記被写体における光軸に垂直な方向のスキャン面の２次元画像として、前記レーザ光が照射された前記被写体の表面の情報と、当該被写体における光軸に沿った方向の情報とが合わさった画像であるオンファス画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の光干渉断層画像生成装置の制御装置。
【請求項３】
前記制御ユニットは、前記撮影制御手段に対して有線または無線で通信可能に接続されたフットコントローラを備え、前記フットコントローラは、第１のスイッチおよび第２のスイッチを有し、利用者が足で前記第１のスイッチまたは前記第２のスイッチを操作したときに当該いずれかのスイッチに対応して第１のスイッチ信号または第２のスイッチ信号を前記撮影制御手段に対して通知し、前記第２撮影制御手段は、前記フットコントローラから前記第１のスイッチ信号の入力を受け付けたときに、前記プレビュー指示の入力を受け付けたと判別し、前記第２のスイッチ信号の入力を受け付けたときに前記プレビュー指示を解除する指示の入力を受け付けたと判別し、前記第１撮影制御手段は、前記フットコントローラから前記第２のスイッチ信号の入力を受け付けたときに、前記測定指示の入力を受け付けたと判別することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光干渉断層画像生成装置の制御装置。
【請求項４】
前記撮影制御手段は、
前記被写体の撮影対象範囲として、予め定められた広さの異なる複数のエリアの中から利用者によって選択されたエリアの入力を受け付け、前記受け付けたエリアにしたがって前記走査機構で走査する範囲を選択する制御を行う走査エリア選択制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の光干渉断層画像生成装置の制御装置。
【請求項５】
被写体にレーザ光を周期的に照射する光源と前記被写体の内部情報を検出する検出器とを含む光学ユニットと、前記レーザ光を２次元走査する走査機構を含み前記光学ユニットからのレーザ光を前記被写体に導くと共に前記被写体で反射した光を前記光学ユニットに導くプローブと、前記レーザ光に同期して前記走査機構を制御することで撮影を行うと共に前記検出器の検出信号を変換したデータから前記被写体の光干渉断層画像を生成する制御を行う制御装置および前記光干渉断層画像を表示する表示装置を含む制御ユニットと、を備える光干渉断層画像生成装置の制御方法であって、
前記制御装置は、
外部からの入力に基づいて、予め定められた撮影モードの１つとして、前記被写体の内部情報を測定するために前記走査機構に前記被写体の撮影対象範囲を所定ピッチで走査させる測定指示の入力を受け付けたと判別したときに撮影を開始し、被写体画像の保存を前提とした撮影モードである測定モードにて撮影を行い、前記所定ピッチに応じた撮影時間で撮影を終了する工程と、
外部からの入力に基づいて、予め定められた撮影モードの他の１つとして、前記走査機構に前記撮影対象範囲を前記所定ピッチよりも粗いピッチで走査させるプレビュー指示の入力を受け付けたと判別したときに撮影を開始し、前記被写体画像の保存を前提としない撮影モードであるプレビューモードにて撮影を行い、前記プレビュー指示を解除する指示の入力を受け付けたと判別したときに撮影を終了する工程と、
前記いずれかの撮影モードの撮影により取得された前記検出信号を画像処理する工程と、を含んで実行し、
前記制御装置は、
前記プレビューモードの撮影にて前記被写体を撮影して取得したデータから、前記被写体における光軸に沿った方向の断層面の光干渉断層画像と、前記被写体の光軸に垂直な方向のスキャン面の２次元画像と、前記被写体の３Ｄ画像と、をそれぞれ生成し、生成された前記光干渉断層画像、前記２次元画像及び前記３Ｄ画像を同時にリアルタイムの像として前記表示装置に表示させる制御を行うことを特徴とする光干渉断層画像生成装置の制御方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の光干渉断層画像生成装置の制御装置の各手段として、コンピュータを機能させるための光干渉断層画像生成装置制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光干渉断層画像生成装置に係り、特に、光干渉断層画像生成装置の制御装置、制御方法及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光干渉断層画像生成装置（Optical Coherence Tomography：以下、ＯＣＴ装置と称する）は、生体の分野では、眼球の角膜や網膜の断層計測等の眼科医療で応用されている。ＯＣＴは、生体組織に光を照射することで、非侵襲・非接触で診断を可能とする方式である。ＯＣＴ以外の診断方式では、分解能２００ミクロン以下のＣＴ（Computed Tomography）、分解能８００ミクロン以下のＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）、分解能１０００ミクロン以下のＰＥＴ（Positron Emission Tomography）等が知られているが、ＯＣＴは、これらと比べて格段に優れた数〜数十ミクロンの分解能を実現し、解像度の高い高精細な画像を表示することが可能である。このＯＣＴの方式は、ＴＤ（Time Domain）−ＯＣＴ、ＦＤ（Frequency Domain）−ＯＣＴに大別され、後者のＦＤ−ＯＣＴは、ＳＤ（Spectrum Domain）−ＯＣＴと、ＳＳ（Swept Source）−ＯＣＴとに分類されることが知られている。
【０００３】
例えば、ＳＳ−ＯＣＴは、波長（波数）を連続的に掃引できるレーザ光源を使用し、検出器により取得したスペクトル情報をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理し、光路長を特定する方式である。ＳＳ−ＯＣＴは、例えば歯科医療で普及しているＸ線撮影装置やＣＴ装置等に比べ、解像度が高く、被ばくすることなくリアルタイムに計測が行える等の特徴がある。
また、歯科用のために、前記したＴＤ−ＯＣＴが試されていたが、ＳＳ−ＯＣＴはＴＤ−ＯＣＴに比べて、高感度かつ高速にデータを取得できることから、モーションアーチファクト（体動によるゴースト）に強いという特徴がある。
【０００４】
ＯＣＴ装置は、１枚の断層画像を得るのに被写体の正面へのレーザ照射方向（被写体の上下方向または深さ方向）に対してそれぞれ垂直な方向として、幅方向（被写体の左右方向）および奥行方向（被写体の前後方向）への２次元の機械的走査が必要であるため、撮像、ひいては診断に時間がかかるという問題が従来からある。
眼科用のＯＣＴ装置では、診断に用いる詳細な画像を撮影する前に、被写体の概略画像を取得する技術が知られている（特許文献１参照）。
特許文献１に記載の撮影装置は、ＯＣＴ装置で実現した断面画像取得部と、正面画像を取得するための眼底カメラやＳＬＯ（Scanning Laser Ophthalmoscope）などによって実現される正面画像取得部とを備え、正面画像取得部が被写体の概略画像を取得するものである。
【０００５】
また、歯科の分野では、歯科光診断装置用ハンドピースにおいて、ＯＣＴ手段を備え、歯部の光診断箇所を位置決めする手段が、カメラによる撮像方式で、内部に、表面画像取得用の撮像カメラを備えている（特許文献２参照）。よって、事前の位置決めにカメラ画像を用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１４２４２８号公報
【特許文献２】実用新案登録第３１１８７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の装置は、診断に用いる詳細な画像を測定する撮影（本撮影）で取得する画像は断層画像であるにも関わらず、事前に取得する画像が表面画像であるため、診断に用いる所望の断層画像を取得できるまでに時間がかかるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、被写体の所望の断層画像を高速に取得することができる光干渉断層画像生成装置の制御装置、制御方法及び制御プログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明に係る光干渉断層画像生成装置の制御装置は、被写体にレーザ光を周期的に照射する光源と前記被写体の内部情報を検出する検出器とを含む光学ユニットと、前記レーザ光を２次元走査する走査機構を含み前記光学ユニットからのレーザ光を前記被写体に導くと共に前記被写体で反射した光を前記光学ユニットに導くプローブと、前記レーザ光に同期して前記走査機構を制御することで撮影を行うと共に前記検出器の検出信号を変換したデータから前記被写体の光干渉断層画像を生成する制御を行う制御装置および前記光干渉断層画像を表示する表示装置を含む制御ユニットと、を備える光干渉断層画像生成装置の前記制御装置であって、外部からの入力に基づいて、予め定められた撮影モードの撮影を行う撮影制御手段と、前記撮影モードの撮影により取得された前記検出信号を画像処理する画像処理手段と、を備え、前記撮影制御手段が、前記被写体の内部情報を測定するために前記走査機構に前記被写体の撮影対象範囲を所定ピッチで走査させる測定指示の入力を受け付けたと判別したときに撮影を開始し、被写体画像の保存を前提とした撮影モードである測定モードにて撮影を行い、前記所定ピッチに応じた撮影時間で撮影を終了する第１撮影制御手段と、前記走査機構に前記撮影対象範囲を前記所定ピッチよりも粗いピッチで走査させるプレビュー指示の入力を受け付けたと判別したときに撮影を開始し、前記被写体画像の保存を前提としない撮影モードであるプレビューモードにて撮影を行い、前記プレビュー指示を解除する指示の入力を受け付けたと判別したときに撮影を終了する第２撮影制御手段と、を備え、前記画像処理手段は、前記プレビューモードの撮影にて前記被写体を撮影して取得したデータから、前記被写体における光軸に沿った方向の断層面の光干渉断層画像と、前記被写体の光軸に垂直な方向のスキャン面の２次元画像と、前記被写体の３Ｄ画像と、をそれぞれ生成し、生成された前記光干渉断層画像、前記２次元画像及び前記３Ｄ画像を同時にリアルタイムの像として前記表示装置に表示させる制御を行うことを特徴とする。
【００１０】
かかる構成によれば、光干渉断層画像生成装置の制御装置は、第１撮影制御手段によって、測定指示の入力を受け付けたときに、被写体の撮影を開始し、走査機構が所定ピッチで走査して取得した検出信号を画像処理手段によって画像処理することによって、所定の解像度で被写体の光干渉断層画像を表示装置に表示する。このとき、走査機構の走査ピッチに応じた撮影時間で撮影を終了するので、撮影終了後には表示装置に光干渉断層画像の静止画が表示されることになる。ここで、例えば矩形の撮影対象範囲を縦横とも３００ポイントに区切って測定する撮影の場合には、走査機構が僅かな移動動作と停止とを一辺あたり３００回繰り返す。このような３００ポイントに区切って測定する撮影の場合には、同様に４００ポイントに区切って測定する撮影よりも短時間で撮影を終了する。また、光干渉断層画像生成装置の制御装置は、第２撮影制御手段によって、プレビュー指示の入力を受け付けたときに、被写体の撮影を開始し、走査機構が所定ピッチより粗いピッチで走査して取得した検出信号を画像処理手段によって画像処理することで、前記所定の解像度よりも低解像度で被写体の光干渉断層画像を表示装置に表示する。このとき、プレビュー指示により表示させる光干渉断層画像は、測定指示により表示させる光干渉断層画像よりも粗いピッチで走査された検出信号を用いるので、高速に表示することができる。例えば矩形の撮影対象範囲を縦横とも１２８ポイントに区切ってプレビュー撮影する場合には、同様に３００ポイントあるいは４００ポイントに区切って測定する撮影よりも短時間で撮影を終了する。また、低解像度の光干渉断層画像は、プレビュー指示を解除する指示の入力を受け付けるまで、撮影および画像処理を続行するので、撮影された光干渉断層画像をリアルタイムの動画として表示することができる。なお、被写体における光軸に沿った方向については解像度に変わりはない。
また、かかる構成によれば、光干渉断層画像生成装置の制御装置は、光干渉断層画像と、被写体のスキャン面の２次元画像と、被写体の３Ｄ画像とを表示装置の画面に同時に表示させる。したがって、表示された光干渉断層画像が、被写体のどの部位のどの断層面の画像であるのかを利用者が直感的に認識することができるようになる。
【００１１】
また、本発明に係る光干渉断層画像生成装置の制御装置は、前記プレビュー指示および撮影指示の入力を受け付ける構成において、前記制御ユニットが、前記撮影制御手段に対して有線または無線で通信可能に接続されたフットコントローラを備え、前記フットコントローラが、第１のスイッチおよび第２のスイッチを有し、利用者が足で前記第１のスイッチまたは前記第２のスイッチを操作したときに当該いずれかのスイッチに対応して第１のスイッチ信号または第２のスイッチ信号を前記撮影制御手段に対して通知し、前記第２撮影制御手段が、前記フットコントローラから前記第１のスイッチ信号の入力を受け付けたときに、前記プレビュー指示の入力を受け付けたと判別し、前記第２のスイッチ信号の入力を受け付けたときに前記プレビュー指示を解除する指示の入力を受け付けたと判別し、前記第１撮影制御手段が、前記フットコントローラから前記第２のスイッチ信号の入力を受け付けたときに、前記測定指示の入力を受け付けたと判別することが好ましい。
【００１２】
かかる構成によれば、光干渉断層画像生成装置の制御装置は、利用者がフットコントローラの第１のスイッチを足で操作したときに第２撮影制御手段によって、プレビュー指示の入力を受け付けたと判別する。また、利用者がフットコントローラの第２のスイッチを足で操作したときに、第１撮影制御手段によって、プレビュー指示を解除して測定指示の入力を受け付けたと判別する。これにより、利用者が、撮影時に診断プローブ部を患者に対して当接させる際に、両手が塞がっていたとしても、フットコントローラを足で踏むことで、プレビュー指示を入力したり、測定指示を入力したりすることができる。したがって、操作性が向上する。
【００１３】
また、本発明に係る光干渉断層画像生成装置の制御装置は、前記撮影制御手段が、前記被写体の撮影対象範囲として、予め定められた広さの異なる複数のエリアの中から利用者によって選択されたエリアの入力を受け付け、前記受け付けたエリアにしたがって前記走査機構で走査する範囲を選択する制御を行う走査エリア選択制御手段をさらに備えることが好ましい。
【００１４】
かかる構成によれば、光干渉断層画像生成装置の制御装置は、走査エリア選択制御手段によって、広さの異なる複数のエリアの中から利用者によって選択されたエリアにしたがって走査機構で走査する範囲を選択する制御を行うことができる。これにより、操作性が向上する。また、かかる構成によれば、光干渉断層画像生成装置の制御装置は、被写体の一連の撮影のために走査機構が僅かな移動動作と停止とを繰り返す回数を固定して決定しているときに、撮影対象範囲の広さを変えることで、走査機構の走査ピッチを変えて、取得する画像の分解能を高めることができる。例えば小さな矩形の撮影対象範囲を縦横とも４００ポイントに区切って測定する撮影の場合には、大きな矩形の撮影対象範囲を縦横とも４００ポイントに区切って測定する撮影の場合よりも分解能が高くなる。したがって、最も広い範囲で撮影して、被写体についての関心領域の狙いを定めてから、最も狭い範囲で絞り込むことで、狙った関心領域をより高解像度で表示するといった使用が可能となる。
【００１７】
また、本発明に係る光干渉断層画像生成装置の制御装置は、前記画像処理手段が、前記被写体における光軸に垂直な方向のスキャン面の２次元画像として、前記レーザ光が照射された前記被写体の表面の情報と、当該被写体における光軸に沿った方向の情報とが合わさった画像であるオンファス画像を生成することが好ましい。
【００１８】
かかる構成によれば、光干渉断層画像生成装置の制御装置は、被写体の光干渉断層画像および３Ｄ画像と共に表示させる被写体のスキャン面の２次元画像をＯＣＴで検出した信号を画像処理して取得したデータで構築する。したがって、構築された２次元画像は、被写体の外表面の情報だけではなく、内部情報も重畳されているので、当該２次元画像を測定や診断に用いることができる。また、このように構成することで、被写体のスキャン面の２次元画像を取得する専用のカメラ等の部材を設ける必要が無い。そのため、例えばプローブ内にカメラを設ける必要が無いので、プローブを小型化することができる。
【００１９】
また、本発明に係る光干渉断層画像生成装置の制御方法は、被写体にレーザ光を周期的に照射する光源と前記被写体の内部情報を検出する検出器とを含む光学ユニットと、前記レーザ光を２次元走査する走査機構を含み前記光学ユニットからのレーザ光を前記被写体に導くと共に前記被写体で反射した光を前記光学ユニットに導くプローブと、前記レーザ光に同期して前記走査機構を制御することで撮影を行うと共に前記検出器の検出信号を変換したデータから前記被写体の光干渉断層画像を生成する制御を行う制御装置および前記光干渉断層画像を表示する表示装置を含む制御ユニットと、を備える光干渉断層画像生成装置の制御方法であって、前記制御装置が、外部からの入力に基づいて、予め定められた撮影モードの１つとして、前記被写体の内部情報を測定するために前記走査機構に前記被写体の撮影対象範囲を所定ピッチで走査させる測定指示の入力を受け付けたと判別したときに撮影を開始し、被写体画像の保存を前提とした撮影モードである測定モードにて撮影を行い、前記所定ピッチに応じた撮影時間で撮影を終了する工程と、外部からの入力に基づいて、予め定められた撮影モードの他の１つとして、前記走査機構に前記撮影対象範囲を前記所定ピッチよりも粗いピッチで走査させるプレビュー指示の入力を受け付けたと判別したときに撮影を開始し、前記被写体画像の保存を前提としない撮影モードであるプレビューモードにて撮影を行い、前記プレビュー指示を解除する指示の入力を受け付けたと判別したときに撮影を終了する工程と、前記いずれかの撮影モードの撮影により取得された前記検出信号を画像処理する工程と、を含んで実行し、前記制御装置は、前記プレビューモードの撮影にて前記被写体を撮影して取得したデータから、前記被写体における光軸に沿った方向の断層面の光干渉断層画像と、前記被写体の光軸に垂直な方向のスキャン面の２次元画像と、前記被写体の３Ｄ画像と、をそれぞれ生成し、生成された前記光干渉断層画像、前記２次元画像及び前記３Ｄ画像を同時にリアルタイムの像として前記表示装置に表示させる制御を行うことを特徴とする。
【００２０】
かかる手順によれば、光干渉断層画像生成装置の制御方法において、まず、プレビュー指示により、粗いピッチで走査された検出信号を用いて低解像度の光干渉断層画像で所望の断層面の画像を表示させ、次いで、プレビュー指示を解除して、測定指示により、密なピッチで走査された検出信号を用いて高解像度の光干渉断層画像で所望の断層面の画像を撮影することができる。なお、測定指示に、プレビュー指示の解除指示を含めてもよい。また、かかる手順によれば、例えば測定や診断に用いる光干渉断層画像と同様な光干渉断層画像を、プレビュー指示により粗い解像度で事前に取得することができる。また、プレビュー指示により、低解像度の異なる光干渉断層画像を繰り返し容易に表示させることができる。したがって、利用者は、被写体の断層面の画像として所望の断層面を早く見つけることができ、その情報を用いて、高解像度の所望の断層画像を高速に取得することができる。
また、かかる手順によれば、光干渉断層画像生成装置の制御装置は、光干渉断層画像と、被写体のスキャン面の２次元画像と、被写体の３Ｄ画像とを表示装置の画面に同時に表示させる。したがって、表示された光干渉断層画像が、被写体のどの部位のどの断層面の画像であるのかを利用者が直感的に認識することができるようになる。
【００２１】
また、本発明に係る光干渉断層画像生成装置制御プログラムは、前記光干渉断層画像生成装置の制御装置の各手段として、コンピュータを機能させるためのプログラムである。このように構成されることにより、このプログラムをインストールされたコンピュータは、このプログラムに基づいた各機能を実現することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、光干渉断層画像生成装置の制御装置は、被写体の所望の断層画像を高速に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る光干渉断層画像生成装置の外観図であって、（ａ）は単関節アーム型、（ｂ）は多関節アーム型をそれぞれ示している。
【図２】本発明の実施形態に係る光干渉断層画像生成装置のユニット構成を模式的に示す構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係るＯＣＴ制御装置の機能を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る光干渉断層画像生成装置による撮影の説明図であって、（ａ）は収録エリアの種類を示す図、（ｂ）は診断プローブの内部におけるレーザ光の光路の概略図をそれぞれ示している。
【図５】本発明の実施形態に係るＯＣＴ制御装置によるＯＣＴ画像の生成処理の説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係るＯＣＴ制御装置がＯＣＴ画像を表示するための演算処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係るＯＣＴ制御装置がオンファス画像を表示するための演算処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態に係るＯＣＴ制御装置による画像処理のタイミングチャートの一例であって、（ａ）は光源出力の走査トリガ、（ｂ）はＤＡ変換回路出力の開始トリガ、（ｃ）および（ｄ）はガルバノミラー制御回路によるＸおよびＹ方向のアナログ出力電圧、（ｅ）はＯＣＴ画像を生成するためのクロックをそれぞれ示している。
【図９】本発明の実施形態に係るＯＣＴ制御装置のプレビュー撮影で取得された画像情報の画面表示例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るＯＣＴ制御装置の本撮影で取得された画像情報の画面表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の装置を実施するための形態（以下「実施形態」という）について詳細に説明する。以下では、１．ＯＣＴ装置の構成の概要、２．ＯＣＴ制御装置の構成、３．ＯＣＴ制御装置の動作、４．表示装置の画面表示例の各章に分けて詳述する。
【００２５】
［１．ＯＣＴ装置の構成の概要］
ＯＣＴ装置（光干渉断層画像生成装置）の構成の概要について、ＯＣＴ装置によって撮影する被写体を、歯科の患者の診断対象の歯牙であるものとして図１および図２を参照して説明する。図１および図２に示すように、ＯＣＴ装置１は、光学ユニット部（光学ユニット）１０と、診断プローブ部（プローブ）３０と、制御ユニット部（制御ユニット）５０と、を主に備える。
【００２６】
＜光学ユニット部＞
光学ユニット部（光学ユニット）１０は、一般的な光コヒーレンストモグラフィの各方式が適用可能な光源、光学系、検出部を備えている。図２に示すように、光学ユニット部１０は、サンプル（被写体）Ｓにレーザ光を周期的に照射する光源１１と、サンプルＳの内部情報を検出するディテクタ（検出器）２３と、光源１１とディテクタ２３との間の光路中に設けられた光ファイバや各種光学部品等を備えている。
【００２７】
ここで、光学ユニット部１０の概略を説明する。
光源１１から射出された光は、光分割手段であるカップラ１２により、計測光と参照光とに分けられる。計測光は、サンプルアーム１３のサーキュレータ１４から診断プローブ部３０に入射する。この計測光は、診断プローブ部３０のシャッタ３１が開状態において、コリメータレンズ３２、ガルバノミラー（走査機構）３３を経て集光レンズ３４によってサンプルＳに集光され、そこで散乱、反射した後に再び集光レンズ３４、ガルバノミラー３３、コリメータレンズ３２を経てサンプルアーム１３のサーキュレータ１４に戻る。戻ってきた計測光はカップラ１６を介してディテクタ２３に入力する。
【００２８】
一方、カップラ１２により分離された参照光は、レファレンスアーム１７のサーキュレータ１８からコリメータレンズ１９を経て集光レンズ２０によってレファレンスミラー２１に集光され、そこで反射した後に再び集光レンズ２０、コリメータレンズ１９を経てサーキュレータ１８に戻る。戻ってきた参照光はカップラ１６を介してディテクタ２３に入力する。つまり、カップラ１６が、サンプルＳで散乱、反射して戻ってきた計測光と、レファレンスミラー２１で反射した参照光とを合波するので、合波により干渉した光（干渉光）をディテクタ２３がサンプルＳの内部情報として検出することができる。なお、サンプルアーム１３の偏光コントローラ１５、および、レファレンスアーム１７の偏光コントローラ２２は、それぞれ、診断プローブ部３０を含むＯＣＴ装置１内部に生じた偏光を、より偏光の少ない状態に戻すために設置されている。
【００２９】
光源１１としては、例えばＳＳ−ＯＣＴ方式用のレーザ光源を用いることができる。
この場合、光源１１は、例えば、中心波長１３１０ｎｍ、掃引波長幅１００ｎｍ、掃引速度５０ｋＨｚ、可干渉距離（コヒーレント長）が１４ｍｍの性能のものが好ましい。ここで、可干渉距離とは、パワースペクトルの減衰が６ｄＢとなるときの距離に相当する。なお、可干渉距離は１０ｍｍ以上４８ｍｍ未満の高コヒーレントなものが好ましいが、これに限定されるものではない。被写体が例えば臼歯の場合、その深さ方向（光軸方向）のより深い位置のデータまで取得できることが好ましく、１０ｍｍ以上あれば、歯牙特有のもの（う蝕等）を撮影することが可能だからである。また、４８ｍｍ以上の可干渉距離を有する光源を搭載するＯＣＴ装置は理論上可能であるが、この光源は波数（波長）を階段状に掃引するというＳＳ−ＯＣＴ方式であるため、掃引速度や分解能などを含めた総合的性能をこの光源に求めると、光源自体の製作が困難になるため可干渉距離を４８ｍｍ未満とするのが現実的である。
【００３０】
＜診断プローブ部＞
診断プローブ部（プローブ）３０は、レーザ光を２次元走査するガルバノミラー（走査機構）３３を含み、光学ユニット部１０からのレーザ光をサンプルＳに導くと共に、サンプルＳで反射した光を光学ユニット部１０に導くものである。
【００３１】
診断プローブ部３０は、ケーブル６０（図１参照）により、光学ユニット部１０および制御ユニット部５０に接続されている。ケーブル６０は、光学ユニット部１０に接続された光ファイバと、制御ユニット部５０に接続された通信線とを内蔵している。
【００３２】
撮影中以外のときには、診断プローブ部３０を、図１（ａ）に示すように、ＯＣＴ装置１の上部に配置された表示装置５４の下部側から水平方向に延伸した単関節アーム７０の先端のホルダに保持させておく。これにより、収納時には、長いケーブル６０であってもケーブルを捻じったりすることなく収納し、収納スペースを低減することができる。
【００３３】
一方、撮影時には、利用者は、診断プローブ部３０を単関節アーム７０のホルダから外して把持し、手振れ防止等のため診断プローブ部３０を患者に対して当接させる。このとき利用者の両手が塞がっていたとしても撮影開始ボタンを操作するために、制御ユニット部５０に有線または無線で通信可能に接続されたフットコントローラ８０（図１参照）を用いることもできる。
【００３４】
図１（ｂ）に示すＯＣＴ装置１Ａは、撮影中以外のときには、診断プローブ部３０を、ＯＣＴ装置１Ａの上部に配置された表示装置５４の上部側から水平方向に延伸した多関節アーム７０Ａの先端のホルダに保持させておくことができるようにした点以外は、図１（ａ）に示すＯＣＴ装置１と同様なものである。多関節アーム７０Ａは、単関節アーム７０に比べて、基端から先端のホルダまでの長さが長く、床からより高い位置に配置されている。そのため、ケーブル６０の垂れ下がりが低減できる。このようにケーブル６０が床に着かないメリットとして、衛生的である点が挙げられる。また、これにより、操作性を向上させ、垂れ下がったケーブル６０を誤って踏んだりすることを防止できる。
【００３５】
診断プローブ部３０に設けられたガルバノミラー３３としては、詳細には、図４（ｂ）に示すように、Ｘ方向ガルバノミラー３３Ｘと、Ｙ方向ガルバノミラー３３Ｙとが設けられている。光源１１から照射されたレーザ光は、Ｘ方向ガルバノミラー３３Ｘと、Ｙ方向ガルバノミラー３３Ｙとを介してサンプルＳ（図２参照、以下同様）に照射され、診断プローブ部３０のノズル先端（図４（ｂ）において左端）が正対するサンプルＳ表面から内部に進む深さ方向（Ａ方向）の内部情報をディテクタ２３が取得する。後記するように１回のスキャンで１１５２ポイントからなるＡ方向のデータ（以下、Ａラインデータという）を取得し、その後の周波数解析の画像処理（ＦＦＴ処理）を行い、Ａ方向のデータのＦＦＴ処理結果として１０２４点の各データ（以下、Ａライン（１０２４点ＦＦＴ）と表記する）を取得する。
【００３６】
ここで、Ｘ方向およびＹ方向とは、診断プローブ部３０のノズル先端（図４（ｂ）において左端）が正対するサンプルＳの表面（図４（ａ）参照）において横方向（Ｘ軸方向、図４（ａ）における左右方向）および縦方向（Ｙ軸方向、図４（ａ）における上下方向）に対応する。
【００３７】
Ｘ方向ガルバノミラー３３Ｘは、コリメータレンズ３２側に設けられている。Ｘ方向ガルバノミラー３３Ｘは、ミラー面（Ａ−Ｖ平面）を、Ａ方向を軸としてモータ駆動により回転するものである。このとき、取得されるデータの方向は、サンプルＳの表面において横方向（Ｘ軸方向）のデータであり、Ｂ方向のデータとなる。仮にガルバノミラーの動作回転角が例えば−３°〜＋３°で１２８ポイントのＢ方向のデータが必要な場合、後記するように１５８ポイントのＢ方向のデータ（以下、Ｂラインデータという）を取得する。
【００３８】
Ｙ方向ガルバノミラー３３Ｙは、集光レンズ３４側に設けられ、ミラー面（Ｂ−Ｖ平面）を、Ｂ方向を軸としてモータ駆動により回転するものである。このとき、取得されるデータの方向は、サンプルＳの表面において縦方向（Ｙ軸方向）のデータであり、Ｖ方向のデータ（以下、Ｖラインデータという）となる。
【００３９】
＜制御ユニット部＞
制御ユニット部（制御ユニット）５０は、図２に示すように、ＡＤ変換回路５１と、ＤＡ変換回路５２と、ガルバノミラー制御回路５３と、表示装置５４と、ＯＣＴ制御装置１００とを備える。
【００４０】
ＡＤ変換回路５１は、ディテクタ（検出器）２３のアナログ出力信号をデジタル信号に変換するものである。本実施形態では、ＡＤ変換回路５１は、光源１１であるレーザ出力装置から出力されるトリガ（trigger）に同期して信号の収得を開始し、同じくレーザ出力装置から出力されるクロック信号ｃｋのタイミングに合わせて、ディテクタ（検出器）２３のアナログ出力信号を収得し、デジタル信号に変換する。このデジタル信号は、ＯＣＴ制御装置１００に入力する。
【００４１】
ＤＡ変換回路５２は、ＯＣＴ制御装置１００のデジタル出力信号をアナログ信号に変換するものである。本実施形態では、ＤＡ変換回路５２は、光源１１であるレーザ出力装置から出力されるトリガ（trigger）に同期して、ＯＣＴ制御装置１００のデジタル信号をアナログ信号に変換する。このアナログ信号は、ガルバノミラー制御回路５３に入力する。
【００４２】
ガルバノミラー制御回路５３は、診断プローブ部３０のガルバノミラー３３を制御するドライバである。ガルバノミラー制御回路５３は、ＯＣＴ制御装置１００のアナログ出力信号に基づいて、光源１１から出照されるレーザの出力周期に同期して、Ｘ方向ガルバノミラー３３ＸまたはＹ方向ガルバノミラー３３Ｙのモータを駆動または停止させるモータ駆動信号を出力する。
【００４３】
ガルバノミラー制御回路５３は、Ｘ方向ガルバノミラー３３Ｘの軸を回転させてミラー面の角度を変更する処理と、Ｙ方向ガルバノミラー３３Ｙの軸を回転させてミラー面の角度を変更する処理と、を異なるタイミングで行う。ガルバノミラー制御回路５３のこれらの処理を、単に、ガルバノミラーＸ，Ｙ軸変更と呼ぶ。ガルバノミラーＸ，Ｙ軸変更を行うタイミングの例については後記する。
【００４４】
表示装置５４は、ＯＣＴ制御装置１００によって生成される光干渉断層画像（以下、ＯＣＴ画像という）を表示するものである。表示装置５４は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、ＥＬ（Electronic Luminescence）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）等から構成される。
【００４５】
ＯＣＴ制御装置１００は、ＯＣＴ装置１の制御装置であって、レーザ光に同期してガルバノミラー３３を制御することで撮影を行うと共に、ディテクタ２３の検出信号を変換したデータからサンプルＳのＯＣＴ画像を生成する制御を行うものである。
【００４６】
［２．ＯＣＴ制御装置の構成］
ＯＣＴ制御装置１００は、図３に示すように、入出力手段１１０と、記憶手段１２０と、演算手段１３０と、を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。
【００４７】
入出力手段１１０は、外部との各種情報の送受信を行うインタフェースである。
記憶手段１２０は、上記プログラム等の予め記憶したデータ、マウス等の入力装置Ｍから入力された患者個人情報１２２、演算手段１３０による演算処理結果（例えば画像情報１２３）、その他の各種情報を記憶するために、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリやハードディスク等を備える。
【００４８】
演算手段１３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等から構成され、撮影制御手段１４０と、画像処理手段１５０と、ファイル作成処理手段１６０とを備える。
【００４９】
撮影制御手段１４０は、外部からの入力に基づいて、予め定められた撮影モードの撮影を行うものであって、第１撮影制御手段１４１と、第２撮影制御手段１４２と、走査エリア選択制御手段１４３と、を備える。
【００５０】
第１撮影制御手段１４１は、サンプルＳの内部情報を測定するためにガルバノミラー３３にサンプルＳの撮影対象範囲を所定ピッチで走査させる測定指示の入力を受け付けたと判別したときに撮影を開始し、当該所定ピッチに応じた撮影時間で撮影を終了する制御を行うものである。この第１撮影制御手段１４１は、画像処理手段１５０に対して、撮影により取得された検出信号を画像処理させる。この測定指示に基づいて、ガルバノミラー３３が所定ピッチで走査して取得した検出信号を画像処理手段１５０によって画像処理することによって、所定の解像度でサンプルＳの光干渉断層画像を表示装置５４に表示することができる。この測定指示で動作するモードは、予め定められた撮影モードの１つである。
【００５１】
本実施形態では、この撮影モードに、光源１１の掃引速度５０ｋＨｚのときに、一例として、２００測定、３００測定、４００測定の３つの測定モードを備えることとした。
２００測定時には、サンプルＳの表面に対応した、２００×２００ピクセルのポイントにてＡラインデータを取得し、その画像情報を表示させる。
３００測定時には、サンプルＳの表面に対応した、３００×３００ピクセルのポイントにてＡラインデータを取得し、その画像情報を表示させる。
４００測定時には、サンプルＳの表面に対応した、４００×４００ピクセルのポイントにてＡラインデータを取得し、その画像情報を表示させる。
ここで、いずれかの測定モードの撮影により取得された検出信号は、画像処理手段１５０で画像処理される。
【００５２】
第２撮影制御手段１４２は、ガルバノミラー３３に撮影対象範囲を前記所定ピッチよりも粗いピッチで走査させるプレビュー指示の入力を受け付けたと判別したときに撮影を開始し、プレビュー指示を解除する指示の入力を受け付けたと判別したときに撮影を終了する制御を行うものである。この第２撮影制御手段１４２は、画像処理手段１５０に対して、撮影により取得された検出信号を画像処理させる。このプレビュー指示に基づいて、ガルバノミラー３３が前記所定ピッチよりも粗いピッチで走査して取得した検出信号を画像処理手段１５０によって画像処理することによって、前記所定の解像度よりも低い解像度でサンプルＳの光干渉断層画像を表示装置５４に表示することができる。なお、プレビュー指示により表示する低解像度の画像は、サンプルＳにおける光軸に沿った方向（Ａ方向のデータ）については、測定モードの解像度と同じである。このプレビュー指示で動作するモードは、予め定められた撮影モードの１つである。
【００５３】
以下では、このモードをプレビューモードという。
本実施形態では、プレビューモードは、光源１１の掃引速度５０ｋＨｚのときに、サンプルＳの表面に対応した、例えば１２８×１２８ピクセルのポイントにてＡラインデータを取得し、その画像情報を表示させる。また、本実施形態では、プレビューモードは、前記した測定指示でいずれかの測定モードになるときに終了するものとする。つまり、プレビュー指示を解除する指示は、測定指示が兼用している。
【００５４】
詳細は後記するが、本実施形態では、ＧＵＩ画面上の操作ボタン「Ｐｒｅｖｉｅｗ」（図９参照）、または、操作ボタン「Ｍｅａｓｕｒｅ」（図９参照）をマウス等の入力装置Ｍでクリックすることで、プレビュー指示または測定指示を撮影制御手段１４０に入力することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、制御ユニット部５０に有線または無線で通信可能に接続されたフットコントローラ８０から、プレビュー指示または測定指示を撮影制御手段１４０に入力することもできるように構成した。具体的には、フットコントローラ８０は、第１のスイッチおよび第２のスイッチを有し、利用者が足で第１のスイッチまたは第２のスイッチを操作したときに当該いずれかのスイッチに対応して第１のスイッチ信号または第２のスイッチ信号を撮影制御手段１４０に対して通知する。これにより、第２撮影制御手段１４２は、フットコントローラ８０から第１のスイッチ信号の入力を受け付けたときに、プレビュー指示の入力を受け付けたと判別し、第２のスイッチ信号の入力を受け付けたときにプレビュー指示を解除する指示の入力を受け付けたと判別する。また、第１撮影制御手段１４１は、フットコントローラ８０から第２のスイッチ信号の入力を受け付けたときに、測定指示の入力を受け付けたと判別する。本撮影時には、利用者は、手振れ防止等のため診断プローブ部３０を患者に対して当接させる必要があるが、フットコントローラ８０の制御をこのように行うことで、利用者の両手が塞がっていたとしても、フットコントローラ８０を足で踏むことで、プレビュー指示を入力したり、測定指示を入力したりすることができる。
【００５６】
フットコントローラ８０は、例えば、足で操作するオン／オフ切り替え可能なペダル（一般的なフットスイッチ）を第１および第２のスイッチにそれぞれ対応して２つ並列に配置された並列方式のものでもよいし、足で操作する１つのペダル（フットスイッチ）で第１のスイッチおよび第２のスイッチを兼用する２段階踏込方式のものでもよい。
並列方式の場合、利用者は、プレビュー指示と測定指示との各操作に応じて、フットスイッチを踏み込む。
２段階踏込方式の場合、利用者は、フットスイッチを１段階踏み込んだときに当該踏み込みに対応した第１のスイッチ信号が撮影制御手段１４０に対して通知される。また、利用者が、１段階目よりも深く踏み込んだときに第２のスイッチ信号が撮影制御手段１４０に対して通知される。以下では、フットコントローラ８０は、２段階踏込方式であるものとして説明する。
【００５７】
走査エリア選択制御手段１４３は、サンプルＳの撮影対象範囲として、予め定められた広さの異なる複数のエリアの中から利用者によって選択されたエリアの入力を受け付け、受け付けたエリアにしたがってガルバノミラー３３で走査する範囲を選択する制御を行うものである。この走査エリア選択制御手段１４３は、光源１１から出照されるレーザの出力周期に同期した制御信号（アナログ信号）をガルバノミラー制御回路５３に出力する。
【００５８】
図４（ａ）に示す例では、ガルバノミラー３３で走査する範囲として、サンプルＳの表面が最も狭い範囲（Ｓ：small）、中くらいの範囲（Ｍ：middle）、最も広い範囲（Ｌ：large）の３段階から選択できることとした。この場合、Ｘ方向ガルバノミラー３３ＸおよびＹ方向ガルバノミラー３３Ｙの動作回転角が例えば−１°〜＋１°の範囲、−２°〜＋２°の範囲、−３°〜＋３°の範囲のように設定することで、ＳＭＬの３段階の収録エリアを指定することができる。最も狭い範囲に対応したＳ撮影によれば、最も広い範囲に対応したＬ撮影のときに取得する画像よりも高解像度の画像を取得することができる。例えば、前記した４００測定時（４００×４００ピクセルのポイント）の測定モードを選択した場合、走査エリアが最も狭い範囲Ｓでは動作回転角−１°〜＋１°の範囲で４００×４００ピクセルの撮影となる。この４００測定時の測定モードにおいて、走査エリアが最も広い範囲Ｌを選択した場合、動作回転角−３°〜＋３°の範囲で４００×４００ピクセルの撮影となる。つまり、最も狭い範囲Ｓの場合、最も広い範囲Ｌに比較して単位面積当たりのピクセル数が多くなり、高分解能の画像を得ることができる。したがって最も広い範囲Ｌで撮影して、被写体における関心領域の狙いを定めてから、最も狭い範囲Ｓで絞り込むことで、狙った関心領域をより高解像度で表示することが可能となる。
【００５９】
画像処理手段１５０は、撮影により取得された検出信号を画像処理するものである。
画像処理手段１５０は、サンプルＳを撮影して取得したデータから、サンプルＳにおける光軸に沿った方向の断層面のＯＣＴ画像と、サンプルＳの光軸に垂直な方向のスキャン面の２次元画像と、サンプルＳの３Ｄ画像と、をそれぞれ生成し、生成した各画像を当該サンプルＳの画像情報として表示装置５４の１画面表示において表示させる制御を行う。このために、画像処理手段１５０は、図３に示すように、オンファス画像生成手段１５１と、ＯＣＴ画像生成手段１５２と、レンダリング手段１５３と、を備える。
【００６０】
オンファス画像生成手段１５１は、サンプルＳにおける光軸に垂直な方向（Ｂ方向、Ｖ方向）のスキャン面の２次元画像として、レーザ光が照射されたサンプルＳの表面の情報と、サンプルＳにおける光軸に沿った方向（Ａ方向）の情報とが合わさった画像であるオンファス画像を生成するものである。
本実施形態では、オンファス画像生成手段１５１は、サンプルＳを撮影して取得したサンプルＳにおける光軸に沿った方向のそれぞれのデータ（後記するＡラインデータ）で示される強度を平均化した値を、ガルバノミラー３３で走査する２次元方向に対してそれぞれ求めることで、オンファス画像を生成することとした。生成されたオンファス画像は表示装置５４に表示される。オンファス画像を生成する処理の流れについては後記する。なお、後記するように、オンファス画像を生成する過程で、サンプルＳの３Ｄ画像が生成される。
【００６１】
ＯＣＴ画像生成手段１５２は、サンプルＳを撮影して取得したデータから、サンプルＳにおける光軸に沿った方向の断層面のＯＣＴ画像（光干渉断層画像）を生成するものである。生成されたＯＣＴ画像は表示装置５４に表示される。ＯＣＴ画像を生成する処理の流れについては後記する。
【００６２】
レンダリング手段１５３は、撮影後に記憶手段１２０に保存されたデータから、指定されたサンプルＳの３Ｄ画像をレンダリングにより作成し、表示装置５４に表示させる。
【００６３】
ファイル作成処理手段１６０は、患者の診断対象の歯牙であるサンプルＳを撮影する前に、利用者によってマウス等の入力装置Ｍから入力された当該患者の個人情報や撮影対象の歯番等の患者個人情報１２２を含む患者ファイル１２１を作成するものである。この入力操作で動作するモードは、入力モードである。
【００６４】
ファイル作成処理手段１６０は、利用者による保存操作にしたがって、患者ファイル１２１において、撮影前に入力された患者個人情報１２２と、撮影された画像情報１２３とを紐付けて記憶手段１２０に格納する。この保存操作で動作するモードは、保存モードである。なお、記憶される患者ファイル１２１の数は任意である。
【００６５】
ファイル作成処理手段１６０は、利用者による検索操作にしたがって、患者ファイル１２１に保存されている、撮影された画像情報１２３を検索して表示装置５４に表示させる。この検索操作で動作するモードは、検索モードである。
【００６６】
［３．ＯＣＴ制御装置の動作］
＜動作モード＞
本実施形態のＯＣＴ制御装置１００の動作モードの概略について説明する。
≪プレビューモード≫
ＯＣＴ制御装置１００は、外部から、プレビュー指示の入力を受け付けたと判別したときに撮影を開始し、測定指示の入力を受け付けたと判別したときに撮影を終了する。また、ＯＣＴ制御装置１００は、プレビューモード時の撮影により取得された検出信号を画像処理する。表示装置５４における画面表示例を図９に示す。なお、詳細については後記するが、図９はオンライン画面を示す。ここで、オンラインとは、診断プローブ部３０−光学ユニット部１０−制御ユニット部５０−表示装置５４のラインが繋がっていて、診断プローブ部３０で取得した情報をそのままリアルタイムで表示装置５４に表示することを意味する。
【００６７】
≪測定モード≫
ＯＣＴ制御装置１００は、外部から、測定指示の入力を受け付けたと判別したときに撮影を開始し、所定の解像度に応じた撮影時間で撮影を終了する。また、ＯＣＴ制御装置１００は、測定モード時の撮影により取得された検出信号を画像処理する。表示装置５４における画面表示例を図９および図１０に示す。なお、詳細については後記するが、図９はオンライン画面、図１０はオフライン画面を示す。ここで、オフラインとは、診断プローブ部３０で取得した情報をそのまま表示装置５４に表示するのではなく、前記したオンラインで取得して記憶手段１２０に格納した情報を、オンラインを一旦抜けて、その後、読み出して表示装置５４に表示することを意味する。
【００６８】
≪その他のモード≫
入力モードは、プレビューモードや測定モードの前に行う動作モードである。入力モードにおいて、ＯＣＴ制御装置１００は、外部から、患者の個人情報や撮影対象の歯番等の患者個人情報１２２の入力を受け付け、患者ファイル１２１を作成する。
保存モードは、測定モードの後に行う動作モードである。保存モードにおいて、ＯＣＴ制御装置１００は、外部から、画像情報を保存する操作の入力を受け付け、患者ファイル１２１において、患者個人情報１２２と、撮影された画像情報１２３とを紐付ける。
検索モードは、保存モードの後に行う動作モードである。検索モードにおいて、ＯＣＴ制御装置１００は、外部から、画像情報を検索する操作の入力を受け付け、記憶手段１２０に記憶された患者ファイル１２１から所望の画像情報１２３を抽出して表示装置５４に表示する。
【００６９】
＜立体スキャンの概要＞
ＯＣＴ制御装置１００が２次元のＯＣＴ画像を生成し、さらに立体のスキャンを行う手順について、図５および図６を参照（適宜図３参照）して説明する。
事前に、患者の歯牙（サンプルＳ）の位置付けを行う。また、利用者の操作に基づいて、走査エリア選択制御手段１４３は、ガルバノミラー３３で走査する範囲を、例えば図４（ａ）に示す範囲Ｓ，Ｍ，Ｌの中から決定する。
【００７０】
図５（ａ）および図５（ｂ）に示すＡライン、Ｂライン、Ｖラインとは、図４（ｂ）に示す診断プローブ部３０のＡ軸、Ｂ軸、Ｖ軸に沿った方向を指している。図５（ａ）に示すＡラインは、サンプルＳの表面から深さ方向の断層情報（内部情報）を示すデータに相当し、Ｂラインは、サンプルＳの幅方向の内部情報を示すデータに相当する。図５（ｂ）に示すＶラインは、サンプルＳの奥行方向の内部情報を示すデータに相当する。予め定められた範囲のＡライン、Ｂライン、Ｖラインの各データを取得すると、１ボリュームの立体（３Ｄ）のスキャンを行うことができる。
【００７１】
画像処理手段１５０のＯＣＴ画像生成手段１５２は、Ａラインデータを取得する（ステップＳ１）。そして、ガルバノミラー制御回路５３は、走査エリア選択制御手段１４３の制御の下、ガルバノミラーＸ，Ｙ軸変更を適宜行う（ステップＳ２）。なお、タイミングの例については後記する。
【００７２】
そして、ＯＣＴ画像生成手段１５２は、Ａラインデータを１ボリューム取得したか否かを判別する（ステップＳ３）。Ａラインデータをまだ１ボリューム分取得していない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、ＯＣＴ画像生成手段１５２は、ステップＳ１に戻る。一方、Ａラインデータを１ボリューム取得した場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、ＯＣＴ画像生成手段１５２は、ウィンドウ処理を行う（ステップＳ４）。続いて、ＯＣＴ画像生成手段１５２は、ＦＦＴ演算を行う（ステップＳ５）。
【００７３】
＜立体スキャンの具体例＞
以下、立体スキャンの具体例について説明する。
本実施形態では、例えば、１１５２ポイントのＡラインデータを取得する。この場合、診断プローブ部３０のノズル先端に位置付けされたサンプルＳの位置に合わせた立方体の仮想空間（一辺Ｌ）を想定し、その仮想空間のノズル側最表面を示す第０番目のポイントを波形データの開始点、仮想空間の深さ側の最表面を示す第１１５１番目のポイントを波形データの終了点として、１１５２ポイントのＡラインデータを取得する。なお、各々の点が深さの位置を示すわけではない。
【００７４】
そして、収録されたデータが有限であることによる影響を最小化するために、窓関数を時間領域の計測信号に適用する（ウィンドウ処理を行う）。これにより、急激な推移のない連続的な波形が得られる。
【００７５】
そして、Ａラインデータに対して周波数解析（ＦＦＴ処理）ができるようにするため、また、ＦＦＴ処理後のスペクトルの形を滑らかにするために、１１５２ポイントのＡラインデータにゼロサプレスを行い２０４８ポイントのデータとする。つまり、１１５２ポイントのＡラインデータに、８９６ポイントを追加し、追加した各ポイントの波形の振幅がすべて０として扱う。
【００７６】
そして、この連続的な２０４８ポイントからなる波形を周波数解析（ＦＦＴ処理）することで、１０２４個の周波数成分が求められる。周波数解析の結果、波形データの中に周波数の低い成分が含まれている場合は浅い位置に、周波数の高い成分が含まれている場合は深い位置に反射体や散乱体が存在することが分かる。
【００７７】
Ｙ方向ガルバノミラー３３Ｙが所定の回転角度のときに、Ｘ方向ガルバノミラー３３Ｘの軸を僅かに回転させて、レーザの照射位置を、Ｂラインに沿って横方向（Ｘ軸方向）にずらし、Ａラインデータを取得する。これを、Ｂラインの予め定めたポイント数（例えば１２８ポイント）と同じ回数だけ繰り返し、立体のスライス画像（Ａ、Ｂラインデータ）を取得する。
【００７８】
ここで、立体のスライス画像は、Ａラインの１０２４個の振幅強度を１０２４個の画素のための輝度値に変換することで生成できる。輝度値を例えば１２ビットで表すと、０〜４０９５の数値なので、１０２４個の振幅強度に、０〜４０９５のいずれかをあてはめておけばよい。
【００７９】
さらに、Ｙ方向ガルバノミラー３３Ｙの軸を僅かに回転させて、レーザの照射位置を、Ｖラインに沿って縦方向（Ｙ軸方向）にずらし、スライス画像（Ａ、Ｂラインデータ）を取得していく。これを、Ｖラインの予め定めたポイント数（例えば１２８ポイント）と同じ回数だけ繰り返し、立体のデータを得る。
【００８０】
ＢラインおよびＶラインの予め定めたポイント数として、例えばプレビュー時は１２８ポイント、計測時は、例えば２００ポイント、３００ポイント、４００ポイントの中から選択できるようにする。
【００８１】
＜オンファス画像の生成処理＞
ここでは、オンファス画像の生成処理について、図７を参照して説明する。
ステップＳ１１〜Ｓ１５の各処理は、ステップＳ１〜Ｓ５の各処理と同様なので、説明を省略する。続いて、画像処理手段１５０のオンファス画像生成手段１５１は、Ａラインデータ分を加算する（ステップＳ１６）。ここでは、ＡラインデータをＦＦＴ処理した結果として、例えば、１０２４個の周波数成分が求められている場合、１０２４個の周波数成分をすべて加算した総和を求める。
【００８２】
そして、オンファス画像生成手段１５１は、Ａラインデータの総和を平均化する（ステップＳ１７）。ここでは、例えば、１０２４個の周波数成分が求められている場合、Ａラインデータの総和を１０２４で除算して平均値を求める。これらステップＳ１６，Ｓ１７による周波数成分の平均化処理は、サンプルＳの幅方向（Ｂライン）と、サンプルＳの奥行方向（Ｖライン）とがなす２次元平面の画像（Ｂ×Ｖラインデータ）の１つの画素値を求める処理に相当する（図５（ａ）および図５（ｂ）参照）。
【００８３】
そして、オンファス画像生成手段１５１は、周波数成分の平均化処理がＢ×Ｖラインデータ分終了したか否かを判別する（ステップＳ１８）。Ｂ×Ｖラインデータ分終了していない場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）、オンファス画像生成手段１５１は、ステップＳ１６に戻る。一方、Ｂ×Ｖラインデータ分終了した場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、オンファス画像生成手段１５１は、処理を終了する。例えば、プレビュー時には、１２８×１２８ピクセルの解像度のオンファス画像が生成される。また、例えば、４００×４００計測時には、４００×４００ピクセルの解像度のオンファス画像が生成される。
【００８４】
＜画像処理のタイミングの具体例＞
ここでは、画像処理のタイミングの具体例について、図８を参照して説明する。
図８は、本発明の実施形態に係るＯＣＴ制御装置１００による画像処理のタイミングチャートの一例である。
図８（ａ）は、光源１１が出力する走査トリガ（trigger：図２参照）を示す。
図８（ｂ）は、ＤＡ変換回路５２が出力する開始トリガ（アナログ出力）を示し、図８（ａ）と同様のパルス波形である。
図８（ｃ）は、ガルバノミラー制御回路５３がＸ方向ガルバノミラー３３Ｘに出力するＸ方向のアナログ出力電圧を示す。
図８（ｄ）は、ガルバノミラー制御回路５３がＹ方向ガルバノミラー３３Ｙに出力するＹ方向のアナログ出力電圧を示す。
図８（ｅ）は、光源１１が出力するクロック（ck：図２参照）であってＯＣＴ画像を生成するためのクロックを示す。
【００８５】
この例では、光源１１の掃引速度が５０ｋＨｚであり、これに同期させて、Ｘ方向ガルバノミラー３３Ｘの軸の僅かな動作（回転）と停止とを５０ｋＨｚ（パルス周期２０ｕｓ）で繰り返し行わせることとした。なお、ｕｓはマイクロ秒を表す。
【００８６】
図８（ａ）に示すＳの時刻にて、プレビューまたは計測をスタートする。
スタート後の１５パルスの期間を待って、図８（ａ）に示すＡの時刻にて、立体スキャンを開始し、図８（ａ）に示すＢの時刻にて、１ボリュームの立体スキャンを終了する。計測時は、Ｂの時刻で計測を終了する。プレビュー時は、Ｂの時刻に続いてＡの時刻に戻って処理を繰り返す。
【００８７】
図８（ｃ）に示すように、Ｘ方向のアナログ出力電圧は、Ａの時刻にて−Ｖｘであり、Ａの時刻から１５８パルス目の時刻にて＋Ｖｘとなり（ミラー往路）、その後３０パルス目の時刻にて再び−Ｖｘとなる（ミラー復路）。以下、１ボリュームの立体スキャンを終了するまで処理を繰り返す。
【００８８】
図８（ｃ）に示す１５８パルスは、Ｂラインの１２８ポイントに相当する。必要な１２８ポイントに対して、３０ポイントだけ多くとって１５８ポイントのデータを取得する理由は、次の通りである。すなわち、ガルバノミラー３３が最大振角度となる両端での位置の変化量が微少なため、両端のそれぞれ１５ポイントのデータが実用に供することができないからである。
【００８９】
なお、Ｂラインの２００ポイント計測時には、２３０パルス目の時刻にて＋Ｖｘとなり、３００ポイント計測時には３３０パルス目の時刻、４００ポイント計測時には４３０パルス目の時刻にて＋Ｖｘとなる。
【００９０】
また、ミラー復路をミラー往路よりも短時間で移動させているのは、ミラー復路でのデータを使っていないからである。このとき、ガルバノミラー３３の動作速度には制限（例えば±３０°を振るのに最大で１００Ｈｚ）があるために、ガルバノミラー３３が壊れない程度の速さで戻す必要があるからである。
【００９１】
図８（ｄ）に示すように、Ｙ方向のアナログ出力電圧は、Ａの時刻から１５８パルス目の時刻まで−Ｖｙであり、１５９パルス目（Ｂライン走査後）に僅かに変化し、以下、Ｂライン走査後に同様に僅かに変化し、１ボリュームの立体スキャンを終了する時刻の所定時刻前（時刻Ｂの３０パルス前）にて＋Ｖｙとなり（ミラー往路）、その後３０パルス目の時刻にて再び−Ｖｙとなる（ミラー復路）。
【００９２】
図８（ｅ）に示すように、画像を生成するために、Ａの時刻からＢの時刻まで５０ｋＨｚ（パルス周期２０ｕｓ）でデータをサンプリングする。そして、例えば、Ａの時刻からのミラー往路（１５８パルスの期間）のうちの１２８パルスの期間にて１フレーム目のスライス画像を生成する（画像化（１ｆｒａｍｅ目））。なお、前記したように、前後１５パルスの期間の取得データは不使用とする。以下同様に、Ｂラインのスキャンの際に、各フレームのスライス画像を生成する。この例では、Ｖラインデータとして、１２８フレームのスライス画像が生成される。
【００９３】
［４．表示装置の画面表示例］
＜オンライン画面＞
ここでは、オンライン画面の具体例について、図９を参照して説明する。
このオンライン画面では、画像情報として、図９の左側に配置された３Ｄ画面、図９の中央下側に配置されたオンファス画面、図９の中央上側に配置されたＯＣＴ画面が表示されている。
【００９４】
図９に示す例では、診断プローブ部３０のノズル先端に位置付けされたサンプルＳ（臼歯）の位置に合わせた立方体の仮想空間を想定している。例えば、オンファス画面において、その立方体の各面を、Ｓ面（オンファス画像のサンプルＳ面：上表面）、Ａ面（オンファス画像のサンプルＳ面から見た前面）、Ｐ面（オンファス画像のサンプルＳ面から見た後面）、Ｒ面（オンファス画像のサンプルＳ面から前方を見たときの右側面）、Ｌ面（オンファス画像のサンプルＳ面から前方を見たときの左側面）、Ｉ面（オンファス画像のサンプルＳ面の対向面：下表面）とした。
【００９５】
３Ｄ画面は、オンライン画面右側の「Ｃａｍｅｒａ Ａｎｇｌｅ」のＡ、Ｐ、Ｓ、Ｉ、Ｒ、Ｌ面を指定することで、所望の面から見た立体画像をリアルタイムに表示する。なお、図示した例は、Ｓ面（オンファス画像のサンプルＳ面）側から見たサンプルＳの前左画像である。
【００９６】
オンファス画面は、Ｓ面（オンファス画像のサンプルＳ面）側から見たサンプルＳの表面の情報と、サンプルＳの深さ方向の情報とが合わさったオンファス画像を表示する。オンファス画像には、外表面に本来は見えない内部情報も見えている。
【００９７】
ＯＣＴ画面は、Ａ面（オンファス画像のサンプルＳ面から見た前面）に平行な面であって、オンファス画像中のほぼ中央に配置された横線で切断したときの切断面（断層面）のＯＣＴ画像を表示する。図９の例では、Ａ面からＰ面を見る方向の断層面の画像をＯＣＴ画像として表示した。なお、逆にＰ面からＡ面を見る方向の断層面の画像をＯＣＴ画像として表示してもよい。
【００９８】
オンライン画面上部の左側には、患者の個人情報等の各種情報が表示されている。
オンライン画面上部の右側には、操作ボタンとして、「Ｐｒｅｖｉｅｗ」、「Ｍｅａｓｕｒｅ」、「４００×４００」、「ＺｅｒｏＡｄｊ」、「Ｓａｖｅ」、「Ｓｅｔｔｉｎｇ」、「Ｅｘｉｔ」等が配置されている。
【００９９】
「Ｐｒｅｖｉｅｗ」は、プレビュー指示を入力するためのボタンを示す。このボタンを押下すると、前記した３Ｄ画面、オンファス画面、ＯＣＴ画面にそれぞれの画像がリアルタイムで表示される。例えば約１秒ごとに３Ｄ画像が更新される。診断プローブ部３０のノズル先端を動かせば、それに追随した画像情報（プレビュー画像）を取得することができる。なお、プレビュー画像は、保存を前提としたものではない。
【０１００】
「Ｍｅａｓｕｒｅ」は、測定指示を入力するためのボタンを示す。プレビュー時に「Ｍｅａｓｕｒｅ」ボタンを押下すると、プレビュー指示が解除されると共に、本撮影が開始され、そのときに選択してある解像度に応じた撮影時間で撮影が自動的に完了する。本撮影とは、保存を前提とした撮影であって、サンプルＳを固定して行う。ここで、固定とは、診断プローブ部３０のノズル先端をサンプルＳに当接させることを示す。このとき、例えば、患者にじっとしていてもらえればよい。「４００×４００」の解像度の場合、およそ３秒間で本撮影が完了し、それよりも低い解像度であれば、３秒未満で撮影が完了する。
【０１０１】
「４００×４００」は、解像度を入力するためのボタンを示す。このボタンは、プレビュー時には「１２８×１２８」となる。測定前にボタンを押下すると、プルダウンメニューの中から、「２００×２００」、「３００×３００」、「４００×４００」のいずれかの解像度を選択することができる。
【０１０２】
「ＺｅｒｏＡｄｊ」は、データ収録前の校正時に、診断プローブ部３０のシャッタ３１（図２参照）を閉じて、光学系のノイズ等をバックグラウンドデータとして計測する初期化ゼロ点補正を行うときに用いるボタンを示す。ＯＣＴ画像生成手段１５２は、データスキャン時に、バックグラウンドデータを収録データから差し引くことにより、ノイズの影響を緩和する。なお、プレビュー時に行えば、測定時には行う必要がない。
【０１０３】
「Ｓａｖｅ」は、測定時に、スキャンしたデータをバイナリデータで保存するためのボタンを示す。ここで保存されたデータは、後記するオフライン画面にて読み込んで表示させることができる。なお、プレビュー前に、患者ファイル１２１（図３参照）を作成し、患者個人情報１２２を入力しておく。患者個人情報は、氏名等のほかに、撮影対象の部位の歯番等を含む。この事前の入力を前提に、「Ｓａｖｅ」ボタンを押下し、患者ファイル１２１（図３参照）に、該当する画像情報１２３を紐付けることができる。
【０１０４】
フットコントローラ８０で、測定指示を撮影制御手段１４０に入力した場合、本撮影終了後に、表示装置５４の画面は、「Ｓａｖｅ」ボタンを押下ときに表示される画面（保存操作ページの画面）に遷移する。そして、保存操作ページの画面には、撮影された画像情報の保存を問い合わせるメッセージと、「Ｙｅｓ」ボタンと「Ｎｏ」ボタンとが表示される。利用者がフットコントローラ８０のペダルを１段階だけ踏み込んだときに、「Ｙｅｓ」と「Ｎｏ」のいずれかが選択される。ここで例えば「Ｙｅｓ」が選択されたときに、利用者がフットコントローラ８０のペダルをもう１段階、つまり合計２段階踏み込んだときに、画像情報の保存指示が確定する。
【０１０５】
なお、利用者が初めにペダルを１段階踏み込んで「Ｙｅｓ」が選択されたときに足を離すと、ペダルは元の位置に戻り、現在の選択「Ｙｅｓ」は確定しない。そして、利用者がフットコントローラ８０のペダルを再び１段階だけ踏み込むと、表示が「Ｎｏ」に入れ替わる。以下、同様に、確定前の「Ｙｅｓ」と「Ｎｏ」とを切り替えることができる。
また、２段階踏込方式の代わりに並列方式を採用した場合、利用者は、「Ｙｅｓ」と「Ｎｏ」に応じたそれぞれのフットスイッチを踏み込む。ここで、「Ｙｅｓ」と「Ｎｏ」に応じたそれぞれのフットスイッチは、第１および第２のスイッチ信号を出力するスイッチが機能を兼用することができるが、フットコントローラ８０に専用のフットスイッチを別に設けても構わない。
【０１０６】
「Ｓｅｔｔｉｎｇ」は、ガルバノミラー３３で走査する範囲を入力するためのボタンを示す。このボタンを押下すると、プルダウンメニューの中から、Ｓ、Ｍ、Ｌの３段階のいずれかのエリアを選択することができる。このとき入力された操作データに基づいて、走査エリア選択制御手段１４３（図３参照）は、ガルバノミラー３３で走査する範囲を決定する。
【０１０７】
「Ｅｘｉｔ」は、このオンライン画面から抜け出て、前の画面またはトップ画面に戻るためのボタンを示す。
【０１０８】
オンライン画面右側には、３Ｄ画面、全ての画面表示及びＡ画面に表示された画像の設定等を調整するためのスライダがバー表示されている。
「Ｗｉｎｄｏｗ Ｗｉｄｔｈ」は、コントラストの調整幅を決めるためのバーである。
「Ｗｉｎｄｏｗ Ｌｅｖｅｌ」は、Ｗｉｎｄｏｗ Ｗｉｄｔｈの中央値を決めるためのバーである。
「Ｇａｍｍａ」は、コントラスト調整が可能となるように弱い信号を強調するためのバーである。なお、図示する例では、「３Ｄ画面」を指定して調整を下のスライダで行った様子を示している。
【０１０９】
＜オフライン画面＞
ここでは、オフライン画面の具体例について、図１０を参照して説明する。
オフライン画面は、画像情報として、図１０の左側に、保存データからレンダリングされた３Ｄ画面を表示している。
図１０の中央左上に配置されたＯＣＴ画面は、Ｓ面（オンファス画像のサンプルＳ面）に平行な断面で切った断層像を示す。
図１０の中央右上に配置されたＯＣＴ画面は、Ｌ面に平行な断面で切った断層像を示す。
図１０の中央左下に配置されたＯＣＴ画面は、Ａ面に平行な断面で切った断層像を示す。
図１０の中央右下に配置されたオンファス画面は、Ｓ面（オンファス画像のサンプルＳ面）側から見たオンファス画像を表示している。
【０１１０】
オフライン画面上部の左側には、患者の個人情報等の各種情報が表示されている。
オフライン画面上部の中央には、撮影日および撮影部位が表示されている。
オフライン画面上部の右側には、操作ボタンとして、「Ｅｘｐｏｒｔ」、「Ｅｘｉｔ」等が配置されている。
「Ｅｘｐｏｒｔ」は、画像データを変換して出力するためのボタンを示す。
「Ｅｘｉｔ」は、このオフライン画面から抜け出て、前の画面またはトップ画面に戻るためのボタンを示す。
【０１１１】
本実施形態によれば、ＯＣＴ制御装置１００は、プレビューモードにおいて低解像度のＯＣＴ画像を表示し、測定モードにおいて高解像度のＯＣＴ画像を表示する。したがって、例えば測定や診断に用いるＯＣＴ画像を、プレビューモードで粗い解像度とした状態で事前に取得することができる。また、プレビューモードでは、撮影および画像処理されたＯＣＴ画像をリアルタイムの動画として表示することができるので、低解像度の異なるＯＣＴ画像を繰り返し容易に表示させることができる。したがって、利用者は、サンプルＳの断層面の画像として所望の断層面を早く見つけることができ、その情報を用いて、サンプルＳの高解像度の所望の断層画像を高速に取得することができる。
【０１１２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を変えない範囲で実施することができる。例えば、プレビューモードにおいて、ＯＣＴ制御装置１００は、外部から、プレビュー指示の入力を受け付けたと判別したときに撮影を開始し、測定指示の入力を受け付けたと判別したときに撮影を終了するものとしたが、測定指示の入力とは別に、プレビュー指示の解除指示を行ってもよいことはもちろんである。
【０１１３】
また、本発明は、光源１１で用いるレーザの性能として、可干渉距離（コヒーレント長）が１０ｍｍ以上の高コヒーレントなものに限定されるものではない。
また、本実施形態では、ＳＳ−ＯＣＴ方式を用いて説明したが、ＳＤ−ＯＣＴやＴＤ−ＯＣＴを用いてもよい。
また、診断プローブ部３０において、図４（ｂ）に示すノズル先端は、サンプルＳが前歯の場合に用いることが好ましく、サンプルＳが臼歯の場合、レーザ光を直角に反射することのできる部材をノズル先端に装着することが好ましい。
本発明において、被写体は、歯牙に限定されるものではない。また、歯科以外の医療機器、非破壊検査等に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
１，１Ａ  ＯＣＴ装置（光干渉断層画像生成装置）
１０    光学ユニット部（光学ユニット）
１１    光源
１２    カップラ
１３    サンプルアーム
１４    サーキュレータ
１５    偏光コントローラ
１６    カップラ
１７    レファレンスアーム
１８    サーキュレータ
１９    コリメータレンズ
２０    集光レンズ
２１    レファレンスミラー
２２    偏光コントローラ
２３    ディテクタ（検出器）
３０    診断プローブ部（プローブ）
３１    シャッタ
３２    コリメータレンズ
３３    ガルバノミラー（走査機構）
３３Ｘ  Ｘ方向ガルバノミラー
３３Ｙ  Ｙ方向ガルバノミラー
３４    集光レンズ
５０    制御ユニット部（制御ユニット）
５１    ＡＤ変換回路
５２    ＤＡ変換回路
５３    ガルバノミラー制御回路
５４    表示装置
６０    ケーブル
７０    単関節アーム
７０Ａ  多関節アーム
８０    フットコントローラ
１００  ＯＣＴ制御装置
１１０  入出力手段
１２０  記憶手段
１２１  患者ファイル
１２２  患者個人情報
１２３  画像情報
１３０  演算手段
１４０  撮影制御手段
１４１  第１撮影制御手段
１４２  第２撮影制御手段
１４３  走査エリア選択制御手段
１５０  画像処理手段
１５１  オンファス画像生成手段
１５２  ＯＣＴ画像生成手段
１５３  レンダリング手段
１６０  ファイル作成処理手段
Ｍ      入力装置
Ｓ      サンプル（被写体）
【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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