(57)【要約】改善された光結合による領域反射（ＯＣＤＲ）システムを提供する。当該ＯＣＤＲシステムのある実施例では、多重変調周波数上のイメージの深度を搬送する検出信号が出力される。ここにおいて、各変調周波数は、異なるイメージの濃さに対応する。上記検出信号より得られるイメージの濃さについての情報は、所望の変調周波数に調整することにより特定される。イメージ本体の組織に用いる他のシステムは、多重周波数変調装置を使用し、これにより、光ビームは、光ファイバーから自由空間へと漏れない。
2004535577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光検出器を接続するための電子インターフェースであって、
光検出器の出力端子に結合された入力端子と、出力端子とを備えたチューナであって、当該チューナが、光検出器からの検出信号を受け取るように構成され、検出信号が複数の変調周波数を包含し、複数の変調周波数の各々が生体組織のイメージの異なる断面に対応しているチューナと、
上記チューナの出力端子に結合されている入力端子と、出力端子とを備えるアナログ／ディジタル・コンバータと、
上記アナログ／ディジタル・コンバータの出力端子に結合されている入力端子と、出力端子とを備える第１メモリバッファとを含む電子インターフェース。
【請求項２】
更に、第１メモリバッファの出力端子に結合されているデータバスと、
データバスに接続されている入力端子と、出力端子とを備える第２メモリバッファとを備える請求項１の電子インターフェース。
【請求項３】
更に、第２メモリバッファの出力端子に結合されている入力端子と、出力端子とを備えるディジタル／アナログ・コンバータを備える請求項１の電子インターフェース。
【請求項４】
ディジタル／アナログ・コンバータが超音波コンソールに結合されている請求項３の電子インターフェース。
【請求項５】
更に、電子インターフェースを超音波コンソールに、同期させる超音波モータ・エンコーダに結合されているコントローラを備える請求項１の電子インターフェース。
【請求項６】
イメージの異なる断面が、異なるイメージ深度のものである請求項１の電子インターフェース。
【請求項７】
イメージの異なる断面が、異なるイメージ明度のものである請求項１の電子インターフェース。
【請求項８】
チューナは、検出信号の各変調周波数に順に同調する請求項１の電子インターフェース。
【請求項９】
コントローラが、上記チューナに、検出信号の各変調周波数に順に同調するように指示する請求項１に記載の電子インターフェース。
【請求項１０】
上記コントローラは、チューナと上記アナログ／ディジタル・コンバータのタイミング調整を行い、アナログ／ディジタル・コンバータが、検出信号の各同調された変調周波数から少なくとも１つのデータを取得できるようにする請求項９の電子インターフェース。
【請求項１１】
更に、第１メモリバッファの出力端子に結合されているデータバスと、
データバスに結合されている入力端子と、出力端子とを備える第２メモリバッファとを備え、
アナログ／ディジタル・コンバータは、第１メモリバッファに、生成したディジタルデータを書き込み、第１メモリバッファは、受け取ったディジタルデータを、データバスを介して第２メモリバッファに書き込む請求項１０の電子インターフェース。
【請求項１２】
更に、第２メモリバッファの出力端子に結合されている入力端子と、超音波コンソールに結合されている出力端子とを備えるディジタル／アナログ・コンバータを備える請求項１１の電子インターフェース。
【請求項１３】
コントローラは、超音波モータ・エンコーダから次の復号パルス信号を受け取った時、第２メモリバッファに、第１メモリバッファから受け取ったディジタルデータを、ディジタル／アナログ・コンバータに出力するように指示する請求項１２の電子インターフェース。
【請求項１４】
第２メモリバッファは、ディジタル／アナログ・コンバータに、連続するディジタルデータを出力する請求項１３の電子インターフェース。
【請求項１５】
連続するディジタルデータは、イメージ深度が増加する順に並べられている請求項１３の電子インターフェース。
【請求項１６】
連続するディジタルデータは、イメージ深度が減少する順に並べられている請求項１３の電子インターフェース。
【請求項１７】
ディジタル／アナログ・コンバータは、受け取ったディジタルデータをアナログ信号に変換し、アナログ信号を超音波コンソールに出力する請求項１３の電子インターフェース。
【請求項１８】
更に、第２メモリバッファに結合された入力端子と、超音波コンソールのディジタル入力端子に結合されている出力端子を備える制御ロジックを備える請求項１１の電子インターフェース。
【請求項１９】
コントローラは、超音波モータ・エンコーダから次の復号パルス信号を受け取った時に、上記制御ロジックに、第２メモリバッファに格納されているディジタルデータを超音波コンソールに転送するように指示する請求項１８の電子インターフェース。
【請求項２０】
制御ロジックは、ディジタルデータを連続するディジタルデータの形式で超音波コンソールに伝達する請求項１９の電子インターフェース。
【請求項２１】
連続するディジタルデータは、イメージ深度が増加する順に並べられている請求項２０の電子インターフェース。
【請求項２２】
連続するディジタルデータは、イメージ深度が減少する順に並べられている請求項２０の電子インターフェース。
【請求項２３】
チューナは、検出信号の各変調周波数に順に同調する請求項１３の電子インターフェース。
【請求項２４】
電子インターフェースは、単一の光検出器に結合されている請求項１の電子インターフェース。
【請求項２５】
電子インターフェースは、多くのアバランシュ・モード・ダイオードに結合されている請求項１の電子インターフェース。
【請求項２６】
イメージは、生体組織の光結合による断層撮影イメージである請求項１の電子インターフェース。
【請求項２７】
生体組織のイメージ生成を行う光学システムであって、
光ビームを受け取り、基準光ビーム、及び、サンプル光ビームを出力し、当該サンプル光ビームがイメージ化するために生体組織に向けられているビーム発生器と、
基準光ビームを受け取り、多くの基準光ビームを出力する第１結合器と、
多くの基準光ビームのひとつを受け取るように結合されている多くの第１光ファイバーと、
多くの第１光ファイバーからの基準光ビームのひとつを受け取るように、多くの第１光ファイバーの各々に結合されている多くの変調器と、
変調器から変調された基準光ビームを受け取るため、多くの変調器の各々と結合されている多くの第２光ファイバーと、
生体組織から反射されてきたサンプル光ビームを受け取る第２結合器と、
第２結合器に結合されたビーム合成器であって、第２結合器から反射されたサンプル光ビームを受け取り、変調された基準光ビームを受け取り、結合光ビームを生成するビーム合成器とを含む光学システム。
【請求項２８】
ビーム発生器がビームスプリッタである請求項２７の生体組織のイメージ生成を行う光学システム。
【請求項２９】
ビームスプリッタは、受け取った光ビームを、出力に関して所望の割合で基準光ビーム及びサンプル光ビームに分割する請求項２８の生体組織のイメージ生成を行う光学システム。
【請求項３０】
多くの変調器の各々は、基準光ビームの周波数を変調するために、シヌソイド電圧が印加されているリチウム・ニオブ酸塩の水晶を含有している請求項２７に記載の生体組織のイメージ生成を行う光学システム。
【請求項３１】
更に、多くの第２光ファイバーに結合されているビーム併合器であって、多くの第２光ファイバーから変調された基準光ビームを受け取り、これらの変調された基準光ビームを、併合基準光ビームへと結合するビーム併合器を備える請求項２７の生体組織のイメージ生成を行う光学システム。
【請求項３２】
ビーム併合器がレンズである請求項３１の生体組織のイメージ生成を行う光学システム。
【請求項３３】
更に、上記ビーム併合器からの併合基準光ビームを受け取るように結合されている第３結合器を備える請求項３１に記載の生体組織のイメージ生成を行う光学システム。
【請求項３４】
上記第３結合器は、併合基準光ビームをビーム合成器に向ける請求項３３の生体組織のイメージ生成を行う光学システム。
【請求項３５】
更に、結合光ビームを受け取るため、ビーム合成器に結合されている光検出器を備える請求項２７の生体組織のイメージ生成を行う光学システム。
【請求項３６】
更に、ビーム合成器に結合されており、結合光ビームを受け取り、光検出器へと向けるレンズを備える請求項３５の生体組織のイメージ生成を行う光学システム。
【請求項３７】
結合光ビームは、生体組織に関する第１情報及び第２情報を備えている請求項２７の生体組織のイメージ生成を行う光学システム。
【請求項３８】
第１情報は、生体組織のイメージ深度情報である請求項３７の生体組織のイメージ生成を行う光学システム。
【請求項３９】
第２情報は、生体組織のイメージ明度情報である請求項３８の生体組織のイメージ生成を行う光学システム。
【請求項４０】
イメージ深度情報は、変調された基準光ビームの異なる変調周波数により得られる請求項３８に記載の生体組織のイメージ生成を行う光学システム。
【請求項４１】
イメージ明度情報は、結合光ビームの明度より得られる請求項３９に記載の生体組織のイメージ生成を行う光学システム。
【請求項４２】
結合光ビームは、反射されてきたサンプル光ビームと、変調された基準光ビームとが干渉して生じたものである請求項２７の生体組織のイメージ生成を行う光学システム。
【請求項４３】
多くの第２光ファイバーの各々が異なる光路長を持つ請求項４２に記載の生体組織のイメージ生成を行う光学システム。
【請求項４４】
多くの変調器は、各基準光ビームが自由空間へと漏れないように、多くの第１光ファイバーに結合されている請求項２７に記載の生体組織のイメージ生成を行う光学システム。
【請求項４５】
生体組織の光結合による断層撮影イメージを処理する方法であって、
第１イメージ深度に対応する第１信号を受け取る工程と、
第１信号を第１周波数変調信号に周波数変調する工程と、
第２イメージ深度に対応する第２信号を受け取る工程と、
第２信号を、第１周波数変調信号の周波数とは異なる周波数の第２周波数変調信号に周波数変調する工程と、
第１及び第２周波数変調信号を１つの結合信号に結合する工程とで成る方法。
【請求項４６】
生体組織のイメージを生成する方法であって、
多くの基準光ビームを生成する工程と、
多くの基準光ビームを、それぞれ異なる変調周波数で周波数変調して、多くの変調された基準光ビームを生成する工程と、
生体組織から反射されてきた反射サンプル光ビームを受け取る工程と、
反射サンプル光ビームと、変調された基準光ビームを結合して結合光ビームを生成する工程とで成る方法。
【請求項４７】
多くの基準光ビームを生成する工程は、基準光ビームを受け取り、受け取った基準光ビームを多くの基準光ビームに分割する工程を含む請求項４６に記載の生体組織のイメージを生成する方法。
【請求項４８】
多くの基準光ビームを生成する工程は、光ビームを受け取り、受け取った光ビームを多くの基準光ビーム及びサンプル光ビームに分割する工程を含む請求項４６の生体組織のイメージを生成する方法。
【請求項４９】
変調を行う工程は、リチウム・ニオブ酸塩の水晶にシヌソイド電圧を印加する工程を含む請求項４６の生体組織のイメージを生成する方法。
【請求項５０】
更に、変調された基準光ビームを結合して結合基準光ビームを生成する工程を含む請求項４６の生体組織のイメージを生成する方法。
【請求項５１】
結合を行う工程でレンズを用いる請求項４６の生体組織のイメージを生成する方法。
【請求項５２】
更に、結合後のビームの特性を検出する工程を備える請求項４６の生体組織のイメージを生成する方法。
【請求項５３】
結合光ビームは、生体組織についての第１情報及び第２情報を持つ請求項４６の生体組織のイメージを生成する方法。
【請求項５４】
第１情報が生体組織のイメージ深度情報である請求項５３の生体組織のイメージを生成する方法。
【請求項５５】
第２情報が生体組織のイメージ明度情報である請求項５４の生体組織のイメージを生成する方法。
【請求項５６】
イメージ深度情報は、変調された基準光ビームの異なる変調周波数により得られる請求項５４の生体組織のイメージを生成する方法。
【請求項５７】
イメージ明度情報は、結合光ビームの明度により得られる請求項５５の生体組織のイメージを生成する方法。
【請求項５８】
結合光ビームは、反射サンプル光ビームと変調基準光ビームとが干渉してできたものである請求項４６の生体組織のイメージを生成する方法。
【請求項５９】
多くの基準光ビームは、光ファイバーにより搬送され、自由空間には漏れない請求項４６の生体組織のイメージを生成する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［技術分野］
本発明は、通常、光学測定を行う方法及びシステムに関し、特に、光結合による断層撮影法（ＯＣＤＲ）等のカテーテルを用いるイメージ生成システム用の光学測定を行う方法及びシステムに関する。
【０００２】
［背景技術］
超音波医療イメージ処理は、しばしば、血管及びその周辺の組織のイメージを生成するのに用いられる。血管及びその周辺の組織のイメージを生成するため、血管用超音波（ＩＶＵＳ）カテーテルが用いられる。上記ＩＶＵＳカテーテルは、細長い管と、上記管の端部に設けられる超音波変換器で構成される。上記細長い管は、血管に挿入され、上記超音波変換器は、血管内の所望の位置に配置される。超音波変換器は、例えば、パルス信号に励起された時に、固有共振周波数を搬送するように設計されている。上記励起されたパルス信号は、血管内において、超音波変換器に、超音波を発信させる。発信された超音波は、血管内部の周辺組織及び血管を取り巻く組織で反射して超音波変換器に帰ってくる。反射されてきた超音波は、超音波変換器でエコー信号を誘発する。上記エコー信号は、超音波変換器から超音波制御コンソールへと搬送される。上記超音波制御コンソールは、普通、超音波イメージ処理装置及び表示装置を含むものである。上記超音波制御コンソールは、受け取ったエコー信号を、血管及びその周りの組織のイメージを生成するのに用いる。
【０００３】
血管及びその周囲の放射状の断面図を生成するため、超音波変換器は、普通、細長い管の軸に沿って回転する。超音波変換器が回転することにより、超音波変換器は、異なる放射方向の超音波を発信する。異なる放射方向より生じるエコー信号は、超音波コンソールにより処理され、血管及びその周囲の組織の放射状の断面図を生成する。代わりに、超音波変換器は、反射部材（ミラー）と一緒に取り付けられてもよく、この場合、上記変換器は、実質的に軸方向の超音波エネルギーを除去し、上記ミラーは、放射状に超音波エネルギーを偏向する。
【０００４】
エコー信号は、信号の振幅が時間と共に変化する直列の振幅変調信号である。一般的なエコー信号は、８μｓの時間長を持ち、上記時間長は、超音波変換器から実質的に６ｍｍのイメージ深度に対応するものである。上記エコー信号は、イメージ明度情報及びイメージ深度情報を備えており、上記イメージ深度は、超音波変換器により取得される。イメージ明度情報は、エコー信号の振幅により得られる。例えば、エコー信号の始めの部分は、後の部分よりも、より低いイメージ深度に対応する。これは、より浅い部分で反射して超音波変換器に帰還する超音波のほうが、より深い部分で反射して超音波変換器に帰還する超音波よりも前に到達するためである。結果として、より浅い部分で反射して超音波変換器に帰還した超音波は、より短い伝搬遅延時間を有し、当該遅延時間は、上記エコー信号の始めの部分に現れる。
【０００５】
血管及びその周辺の組織のイメージを生成するのに用いる、その他の映像技術には、光結合による断層撮影法（ＯＣＤＲ）がある。ＯＣＤＲを用いて血管のイメージを生成する場合、ファイバー・オプティック・カテーテルを血管内に挿入する。ファイバー・オプティック・カテーテルの基部は、ＯＣＤＲシステムに結合されている。ＯＣＤＲシステム内において、レーザは、ソース・ビームを生成する。ビーム・スプリッタは、上記ソース・ビームを基準光ビーム及びサンプル光ビームに分ける。基準光ビームは、回析格子により回析光ビームへと回析される。サンプル光ビームは、上記ファイバー・オプティック・カテーテルを通り、上記カテーテルの終端部で血管内において発信する。一般的に、カテーテルの終端部は、サンプル光ビームを血管内に向けるプリズムを備える。サンプル光ビームの一部は、血管及び周辺の組織よりカテーテルの終端部に反射して戻ってくる。反射されたサンプル光ビームは、ファイバー・オプティック・カテーテルを介してＯＣＤＲシステムに搬送される。ＯＣＤＲシステムにおいて、反射されたビームは、回析光ビームと結合され、光検出器のアレイにより検出されるコヒーレンス・ドメイン干渉パターンを生成する。
【０００６】
結果として生じる上記干渉パターンは、イメージ明度情報及びイメージ深度情報の両方を備える。イメージ明度情報は、干渉パターンの明るさから得られる。イメージ深度情報は、上記干渉パターンの空間的な位置により得られる。これは、構造上、体のある深さから反射してカテーテルに帰還してくるサンプル光ビームの一部が、ある空間的な位置にある回析光ビームに干渉するためである。一般的に、フォトアレイを用いる光検出器は、干渉パターン内の空間的な位置における当該干渉パターンの明度を検出できるように配列される。このように、各光検出器の出力は、ある値を持つイメージ深度用にイメージ明度情報を生成する。フォトアレイは、並列に設けられ、各光検出器の出力に対応する複数のチャンネルを出力する。フォトアレイの上記並列に出力される複数のチャンネルは、血管及びその周辺の組織のイメージを生成するために、ＯＣＤＲイメージ処理装置に入力される。
【０００７】
上述したＯＣＤＲシステムの利点は、光検出器のアレイが、多重イメージ深度におけるイメージ明度情報を、瞬時に取得できることである。このことは、ＯＣＤＲシステムが、映像信号のレート、例えば、毎秒３０フレームのイメージを生成することを可能にする。
【０００８】
光結合による断層撮影法（ＯＣＴ）は、光学的なイメージ生成技術であり、上記技術は、身体に影響を与えることなく、微細な生物学上の構造の断面を得るものである。ＯＣＴは、超音波によるイメージ作成処理に似ているが、音でなく、後方拡散された赤外線の強度を測定するものである。ＯＴＣは、高速ファイバー・オプティックを用いることにより実行され、上記高速ファイバー・オプティックは、カテーテルを用いて血管組織内をイメージするのに用いるファイバー・オプティック・内視鏡を接続するＯＣＴ互換機を形成するものである。
【０００９】
機械的なＯＣＴシステムは、圧電材の取り付けられているミラーを用いて、イメージ深度の情報を機械的に取得する。しかし、これらのシステムの速度は、大きさ、圧電材の電気機械特性、及び、走査に必要な一定速度等の機械的な要因により制限される。これらの制限は、走査レートを、映像信号のレートよりもかなり遅い、換言すれば、リアルタイムで見ることのできないものにする。
【００１０】
ＯＣＴシステムにより生成される回析格子において、イメージ深度の情報は、連続する段々のミラーを備える回析格子を横切るビーム光により空間的に変換される。各“ミラー”は、深度に関する多数のポイントからの情報を生成するサンプルより反射されてくる光を空間的に作用させる。並列に得られる深度情報は、並列に設けられている受光素子により電気的に取得される。機械的なＯＣＴシステムでは無く、高速な電気処理装置を用いる場合、ＯＣＴシステムは、映像信号のレートで回析格子を生成することができる。しかし、回析格子を生成するＯＣＴシステムでは、多くの平行に並ぶ電気チャンネルを必要とする。当該多くの電気チャンネルは、大きく、複雑で、電力を必要とする。
【００１１】
これゆえ、ＯＣＴシステムでは、依然として、１つの電気チャンネルが映像信号の走査速度に対応することを必要としている。
【００１２】
［発明の概要］
本発明は、多重周波数変調信号にイメージ深度の情報を載せた検出信号を出力するＯＣＤＲシステムに関するものである。上記変調周波数の各々は、好ましくは、異なるイメージ深度に対応するものである。
【００１３】
第１に、本発明のＯＣＤＲシステムでは、多重周波数変調信号にイメージ深度情報を載せた検出信号を出力する。上記変調周波数の各々は、異なるイメージ深度の情報に対応する。
【００１４】
第２に、本発明のＯＣＤＲシステムでは、多重周波数変調信号にイメージ深度情報を載せた検出信号を出力する。上記イメージ深度情報は、所望の変調周波数に同調させることにより上記検出信号から抽出することができる。
【００１５】
第３に、本発明のＯＣＤＲシステムでは、多くの周波数変調信号を結合した信号を用いる。各周波数変調信号は、異なる面のイメージに対応する。
【００１６】
第４に、本発明のＯＣＤＲシステムでは、多くの周波数変調信号を結合した信号を用いる。各周波数変調信号は、異なるイメージ深度に対応する。
【００１７】
第５に、本発明のＯＣＤＲシステムでは、個々の光検出器の上に結合光ビームを合焦させることができる。
【００１８】
第６に、本発明のＯＣＤＲシステムでは、アバランシュ・モード・フォトダイオードを用いることができる。
【００１９】
第７に、本発明のＯＣＤＲシステムでは、ファイバー・オプティックから自由空間に光が漏れない多重変調器を用いた干渉計を有する。
【００２０】
第８に、本発明の体組織のイメージ生成方法は、イメージ深度情報を、周波数変調により信号に載せる工程と、当該信号を出力する工程とで構成される。
【００２１】
第９に、本発明の体組織のイメージ生成方法は、イメージ深度の情報を周波数変調により信号に載せる工程と、当該信号を出力する工程とで構成される。ここで、各変調周波数は、異なるイメージ深度情報に対応する。
【００２２】
第１０に、本発明の体組織のイメージ生成方法は、多くの周波数変調信号を結合した信号を用意する工程で成る。ここで、各変調周波数は、異なる面のイメージに対応するものである。
【００２３】
第１１に、本発明の体組織のイメージ生成方法は、多くの変調周波数信号を結合した信号を用意する工程で成る。ここで、各変調周波数信号は、異なるイメージ深度に対応するものである。
【００２４】
第１２に、本発明の体組織のイメージ生成方法では、１個の光検出器の上に結合光ビームを合焦できるようにする。
【００２５】
第１３に、本発明の体組織のイメージ生成方法では、アバランシュ・モード・フォトダイオードを利用することができる。
【００２６】
第１４に、本発明の体組織のイメージ生成方法では、ファイバー・オプティックから自由空間に光を漏らさない多重変調器を用いた干渉計を用いる。
【００２７】
上記何れか１つの発明を含む発明、又は、これらの発明の組み合わせでなる発明。
【００２８】
本発明にかかる、他のシステム、方法、特徴及び利点は、以下に添付する図面及び明細書の記載より当業者により明らかにされるであろう。上記追加のシステム、方法、特徴及び利点は、本明細書に含まれ、発明の内容に含有され、添付の請求の範囲の記載により保護される。
【００２９】
［図面の簡単な説明］
図に示されている各構成要素は、実寸では無く、発明の原理を説明するために強調したものである。更に、各図において、同じ構成物には同じ参照番号を付して表してある。
【００３０】
図１は、電子インターフェースの実施例を示すブロック図である。
【００３１】
図２は、電子インターフェースの別の実施例を示すブロック図である。
【００３２】
図３は、フォトアレイに多重化された１個のチャンネルと、超音波コンソールとの間に結合されている電子インターフェースのブロック図である。
【００３３】
図４は、フォトアレイに多重化された２個のチャンネルと、超音波コンソールとの間に結合されている電子インターフェースのブロック図である。
【００３４】
図５は、改良されたＯＣＤＲシステムの実施例のブロック図である。
【００３５】
図６は、図５のＯＣＤＲシステムと、超音波コンソールとの間に結合されている電子インターフェースのブロック図である。
【００３６】
図７は、ミキサの一例のブロック図である。
【００３７】
［好ましい実施例の詳細な説明］
図１は、ＯＣＤＲシステムと、超音波コンソールとを接続する電子インターフェースの実施例を示す図である。電子インターフェース・システムは、ＯＣＤＲシステムの多重チャンネル・フォトアレイ１０、及び、超音波コンソール１２の間に結合される。フォトアレイ１０は、多くの光検出器（図示せず）、例えば、２５６個の光検出器で構成される。各フォトアレイ１０の光検出器は、ある値を持つイメージ深度に対するイメージ明度情報を持つ信号を出力する。光検出器には、フォトダイオードや電荷結合素子（ＣＣＤ）等が用いられる。フォトアレイは、並列に並び、個々の光検出器の出力に対応する多数のチャンネルを出力している。
【００３８】
電子インターフェースは、多くのチャンネル処理装置１５−１〜１５−ｎを備えており、各チャンネル処理装置１５−１〜１５−ｎには、フォトアレイ１０より並列に出力される多くのチャンネルの１つが接続されている。各チャンネル処理装置１５−ｎは、アナログ処理装置２０−ｎ、Ａ／Ｄコンバータ（アナログ／ディジタル・コンバータ）２５−ｎ、及び、先入れ先だし（ＦＩＦＯ）メモリバッファ３０−ｎで構成される。簡単化のため、参照番号１５−ｎで各チャンネル処理装置１５−１〜１５−ｎを表し、参照番号２０−ｎで各アナログ処理装置２０−１〜２０−ｎを表し、参照番号３０−ｎでＦＩＦＯメモリバッファ３０−１〜３０−ｎを表す。また、電子インターフェースは、チャンネル処理装置１５−ｎのＦＩＦＯメモリバッファ３０−ｎの各々の出力に結合されているデータバス３５を含有している。電子インターフェースは、更に、データバス３５に結合している単一ＦＩＦＯメモリバッファ４０、単一ＦＩＦＯメモリバッファ４０に結合しているＤ／Ａコンバータ（ディジタル／アナログ・コンバータ）４５、及び、コントローラ５５を含有している。Ｄ／Ａコンバータ４５の出力は、超音波コンソール１２の入力に結合している。また、コントローラ５５は、Ａ／Ｄコンバータ２５−１〜２５−ｎ、ＦＩＦＯメモリバッファ３０−１〜３０−ｎ、単一ＦＩＦＯメモリバッファ４０、及び、Ｄ／Ａコンバータ４５に結合されている。超音波コンソール１２及びコントローラ５５は、超音波許容インターフェースユニット（ＰＩＵ）の超音波モータ・エンコーダ５０に結合されている。超音波モータ５０は、例えば、１３０μｓ間隔の復号パルス信号を超音波コンソール１２及びコントローラ５５に出力する。コントローラ５５は、受け取った復号パルス信号を用いて、超音波コンソール１２で用いる電子インターフェースの作業を同期させる。
【００３９】
処理中、フォトアレイ１０の各光検出器は、フォトアレイ１０の並列に設けられている多くのチャンネルの１つに流れ込む信号を出力する。並列に設けられている多くのチャンネルの出力する各信号は、カテーテルに関して得られる、ある値を持つイメージ深度用のイメージ明度情報を伴うものである。電子インターフェースの各チャンネル処理装置１５−ｎは、フォトアレイ１０の並列に設けられているチャンネルの出力の１つを処理するものである。各チャンネル処理装置１５−ｎのアナログ処理装置２０−ｎは、対応する並列に設けられているチャンネル出力信号に対してアナログ処理を実行する。上記アナログ処理には、電流から電圧への変換、信号増幅、帯域フィルタリング、対数増幅、及び／又は、他の機能を含有する。対数増幅は、チャンネル処理装置１５−ｎ内の信号を、対数を用いて信号のダイナミックレンジ、例えば、１００ｄＢにまで増幅するように変換する。各アナログ処理装置２０−ｎの出力は、対応するＡ／Ｄコンバータ２５−ｎに結合されている。
【００４０】
コントローラ５５がモータ・エンコーダ５０から最初の復号パルス信号を受け取った時、コントローラ５５は、各Ａ／Ｄコンバータ２５−ｎに、アナログ処理装置２０−ｎから受け取ったアナログ信号を、予定時間、例えば、１００μｍの間に、ディジタル化するように指示する。この時間中、各Ａ／Ｄコンバータ２５−ｎは、生成したディジタルデータを、対応するＦＩＦＯメモリバッファ３０−ｎに書き込む。上記予定時間の終わりに、コントローラ５５は、チャンネル処理装置１５−１〜１５−ｎのＦＩＦＯメモリバッファ３０−１〜３０−ｎに対して、データバス３５を介して、単一ＦＩＦＯ４０に、連続してディジタルデータの書き込みを行うように指示する。好ましくは、コントローラ５５は、より深いイメージ深度に対応するチャンネル処理装置１５−１〜１５−ｎのＦＩＦＯメモリバッファ３０−１〜３０−ｎよりも前に、浅いイメージ深度に対応するチャンネル処理装置１５−１〜１５−ｎのＦＩＦＯメモリバッファ３０−１〜３０−ｎに対して、単一ＦＩＦＯメモリバッファ４０にディジタルデータを書き込むように指示する。当該方法により、チャンネル処理装置１５−１〜１５−ｎからのデータは、イメージ深度の増加順にＦＩＦＯメモリバッファ４０に書き込まれる。
【００４１】
コントローラ５５は、モータ・エンコーダ５０から（次に出力される）第２の復号パルス信号を受け取った時、コントローラ５５は、単一ＦＩＦＯメモリ４０に格納している，直前の復号パルス信号のデータを、Ｄ／Ａコンバータ４５に出力するように指示する。好ましくは、単一ＦＩＦＯメモリバッファ４０は、Ｄ／Ａコンバータ４０にディジタルデータを出力する。好ましくは、単一ＦＩＦＯメモリバッファ４０は、ディジタルデータを、イメージ深度の増加順に並べられているディジタルデータを、連続するディジタルデータの形式で、Ｄ／Ａコンバータ４０に出力する。Ｄ／Ａコンバータ４５は、単一ＦＩＦＯメモリバッファ４０からの連続するディジタルデータを、アナログ信号に変換し、超音波コンソール１２に出力する。
【００４２】
また、第２の復号パルス信号が出力されている間、コントローラ５０は、チャンネル処理装置１５−ｎのＡ／Ｄコンバータ２５−ｎの各々に次の組のディジタルデータを要求するように指示する。上記次の組のディジタルデータは、第３の復号パルス信号が出力されている間、超音波コンソール１２に連続して出力される。各復号パルス信号用に、電子インターフェースは、超音波コンソール１２に、第１の復号パルス信号において要求されていたイメージ深度の情報を含む，連続するアナログ信号を、出力する。このようにして、電子インターフェースは、各復号パルス信号を、１３０μｍ単位で出力する。
【００４３】
Ｄ／Ａコンバータ４５により出力される連続するアナログ信号は、イメージ明度情報及びイメージ深度情報の両方の情報を持つ。イメージ明度情報は、連続するアナログ信号を増幅することにより得られる。イメージ深度情報は、連続するアナログ信号内の時間位置により得られる。連続するアナログ信号の早い時間位置は、連続するアナログ信号の遅い時間位置に比べて、浅いイメージ深度に対応する。これは、連続するアナログ信号が、イメージ深度の浅いものから深い順に並べられた連続するディジタルデータを、変換したものだからである。
【００４４】
Ｄ／Ａコンバータ４０のＤ／Ａ変換の効率は、連続するアナログ信号が、例えば、８μｓ等の一般的なエコー信号とほぼ同じ時間長の信号となるように、調整されている。更に、ミキサ（図示せず）、即ち、両側帯域抑制搬送波（ＤＳＢＳＣ）ミキサ又はこれに類するミキサは、連続するアナログ信号の周波数を、当該信号が超音波コンソール１２に入力される前に調整、即ち変換する。例えば、ミキサは、連続するアナログ信号の周波数を、超音波コンソール１２が受け付ける一般的なエコー信号の周波数に変換する。
【００４５】
この結果、電子インターフェースは、ＯＣＤＲシステムのフォトアレイ１０の並列に設けられたチャンネルの出力を、連続するアナログ信号に変換する。連続するアナログ信号は、超音波変換器のエコー信号と同じであり、一般的なエコー信号と同じ手法によりイメージ明度情報とイメージ深度情報を搬送するものである。これにより、超音波コンソール１２は、電子インターフェースにより出力された連続するアナログ信号を、イメージに変換することができる。更に、連続するアナログ信号の時間長及び周波数は、超音波コンソール１２の受け付ける一般的なエコー信号の時間長及び周波数となるように調整される。
【００４６】
図２は、別の実施例にかかる電子インターフェースを示す図である。この実施例の電子インターフェースは、ＯＣＤＲシステムの多重チャンネル・フォトアレイ１０と、ディジタル入力端子を備える超音波コンソール２１２との間に結合されている。ディジタル入力端子により、超音波コンソール２１２は、Ｄ／Ａコンバータでディジタル化されたエコー信号を受け取ることができる。超音波コンソール２１２のディジタル入力端子は、例えば、ＶＭＥ（Versa Module Eurocard）バス、及び／又は、ＰＣＩ(Peripheral Component Interconnect)バスによりディジタルデータを受け取る。
【００４７】
別の実施例にかかる電子インターフェースは、Ｄ／Ａコンバータ４５の場所に制御ロジック２１０を備える。超音波コンソール２１２がディジタル入力端子を備えているため、Ｄ／Ａコンバータ４５は不要である。制御ロジック２１０は、単一ＦＩＦＯメモリバッファ４０の出力、及び、超音波コンソール２１２のディジタル入力端子に接続されている。
【００４８】
制御ロジック２１０は、単一ＦＩＦＯメモリバッファ４０から、一連のディジタルデータを、超音波コンソール２１２のディジタル入力端子に搬送する。好ましくは、制御ロジック２１０は、ある一連のディジタルデータをモータ・エンコーダ５０の各復号パルス信号に変換する。超音波コンソール２１２がＰＣＩバスを用いる場合、制御ロジック２１０は、また、単一ＦＩＦＯメモリバッファ４０から出力されるデータ形式を、超音波コンソール２１２のディジタル入力端子のデータ形式に変換するように働く。
【００４９】
また、実施例にかかる超音波コンソール２１２は、電子インターフェースより受け取った一連のディジタルデータを解析するためのソフトウェアにより機能するモジュールを含有する。例えば、一連のディジタルデータにおけるディジタルデータは、イメージ深度が増える順に並んでおり、ディジタルデータの異なる位置は、異なるイメージ深度に対応する。この例では、ソフトウェにより機能するモジュールは、そのイメージ深度に応じて、一連のディジタルデータの中に置かれる。ディジタルデータ、及び、そのイメージ深度は、超音波コンソール２１２の超音波処理装置に出力され、イメージが形成される。
【００５０】
図３は、更に別の実施例にかかる電子インターフェースを示す図である。当該実施例の電子インターフェースは、ＯＣＤＲシステムのマルチプレックス・フォトアレイ３０８と、超音波コンソール２１２との間に接続されている。マルチプレックス・フォトアレイ３０８は、多くの光検出器（図示せず）、例えば、２５６個の光検出器で構成される。マルチプレックス・フォトアレイ３０８の各光検出器は、ある値を持つイメージ深度用のイメージ明度情報を備えた信号を出力する。実施例にかかるマルチプレックス・フォトアレイ３０８は、更に、チャンネル出力端子３１０、及び、コントロール信号の入力端子３１２を含有する。マルチプレックス・フォトアレイ３０８の各光検出器の出力端子は、スイッチング・ネットワーク（図示せず）を介してダイナミックに結合されている。上記スイッチング・ネットワークは、特定の時間に、光検出器の１つの出力を、チャンネル出力３１０に結合するよう構成されており、コントロール入力端子３１２により制御される。
【００５１】
電子インターフェースは、マルチプレックス・フォトアレイ３０８のチャンネル出力３１０に接続されているチャンネル処理装置３１５を含有している。チャンネル処理装置３１５は、アナログ処理装置３２０及びＡ／Ｄコンバータ３２５を備えている。また、電子インターフェースは、ＲＡＭメモリやこれに類するメモリであって、Ａ／Ｄコンバータ３２５の出力に接続されているメモリバッファ３２０を含有している。メモリバッファ３３０の出力は、上記電子インターフェースのデータバス３５に接続されている。電子インターフェースのコントローラ５５は、マルチプレックス・フォトアレイ３０８のコントロール信号の入力端子３１２に接続されている。また、コントローラ５５は、Ａ／Ｄコンバータ３２５、メモリバッファ３３０、Ｄ／Ａコンバータ４５、単一ＦＩＦＯメモリ４０、及び、モータ・エンコーダ５０に接続されている。
【００５２】
コントローラ５５がモータ・エンコーダ５０から第１復号パルス信号を受け取った時、コントローラ５５は、マルチプレックス・フォトアレイ３０８のスイッチング・ネットワークに、各光検出器の出力信号をチャンネル出力端子３１０に連続して出力するように指示する。チャンネル処理装置３１５のアナログ処理装置３２０は、図１に示したアナログ処理装置２０−ｎと同じ手順で、チャンネル出力端子３１０の信号処理を行う。コントローラ５５は、Ａ／Ｄコンバータ３２５に対して、アナログ処理装置３２０の出力を、ディジタル信号に変換するように指示する。好ましくは、コントローラ５５は、マルチプレックス・フォトアレイ３０８のスイッチング・ネットワークとＡ／Ｄコンバータ３２５とのタイミングを調節して、Ａ／Ｄコンバータ３２５が各光検出器から少なくとも１つのデータを受け取れるようにする。Ａ／Ｄコンバータ３２５は、生成したディジタルデータをメモリバッファ３３０に書き込む。好ましくは、メモリバッファ３３０は、受け取ったディジタルデータを、対応するイメージ深度に応じた特定のメモリアドレスに書き込む。メモリバッファ３３０は、例えば、イメージ深度の増加又は減少に応じて並ぶ光検出器の信号を連続して出力するマルチプレックス・フォトアレイ３０８のスイッチング・ネットワークにより、ディジタルデータのイメージ深度を特定する。換言すれば、スイッチング・ネットワークは、イメージ深度の浅い方から順に、深い方に対応するように、光検出器の信号を出力する。
【００５３】
メモリバッファ３３０は、ディジタルデータをデータバス３５を介して単一ＦＩＦＯメモリバッファ４０に、イメージ深度の増加する順序で連続して出力する。コントローラ５５がモータ・エンコーダ５０から（次の）第２復号パルス信号を受け取った時、第１復号パルス信号において要求されたディジタルデータは、図１に示した電子インターフェースと同じ手法により連続して超音波コンソール１２に出力される。ディジタル入力端子を備える超音波コンソール１２の場合、ディジタルデータは、図２に示した電子インターフェースと同じ手法により、Ｄ／Ａコンバータ４５を用いることなく超音波コンソール１２に出力することができる。
【００５４】
この実施例における電子インターフェースの利点は、マルチプレックス・フォトアレイ３０８の出力を処理するチャンネル処理装置３２５が１つで良いためハードウェア・コストの低減を図ることができることにある。これは、マルチプレックス・フォトアレイ３０８が、独立して並列に設けられている光検出器の信号の出力の代わりに単一チャンネル３１０上の光検出器の出力を連続して出力しているためである。
【００５５】
図４は、２つのチャンネルを接続したマルチプレックス・フォトアレイ４０８を用いる別の実施例の電子インターフェースを示す図である。マルチプレックス・フォトアレイ４０８は、第１チャンネル出力端子４１０−１、第２チャンネル出力端子４１０−２を含有している。マルチプレックス・フォトアレイ４０８の光検出器の最初の半分の各々は、第１スイッチング・ネットワーク（図示せず）を介して第１チャンネル出力端子４１０−１にダイナミックに結合されている。マルチプレックス・フォトアレイ４０８の光検出器の次の半分の各々は、第２スイッチング・ネットワーク（図示せず）を介して第２チャンネル出力端子４１０−２にダイナミックに結合されている。
【００５６】
図４の電子インターフェースは、第１及び第２チャンネル処理装置３１５−１，３１５−２を含有しており、これらは、第１及び第２チャンネル出力端子４１０−１，４２０−２に接続されている。各チャンネル処理装置３１５−１，３１５−２は、アナログ処理装置３２０−１，３２０−２、Ａ／Ｄコンバータ３２５０１，３２５−２、及び、メモリバッファ３３０−１，３３０−２を含有している。チャンネル処理装置３１５−１，３１５−２のメモリバッファ３３０−１，３３０−２は、データバス３５に接続されている。第１及び第２チャンネル処理装置３１５−１，３１５−２は、共通のメモリバッファを共有している。チャンネル処理装置３１５−１，３１５−２の各々のＡ／Ｄコンバータ３２５−１，３２５−２の出力は、共通のメモリバッファに接続されている。
【００５７】
コントローラ５５がモータ・エンコーダ５０から第１復号パルス信号を受け取った時、コントローラ５５は、マルチプレックス・フォトアレイ４０８の第１スイッチング・ネットワークに、光検出器の最初の半分の各々の出力を、対応する第１チャンネル出力端子４１０−１に連続して出力するように指示する。同様に、コントローラ５５は、マルチプレックス・フォトアレイ４０８の第２スイッチング・ネットワークに、光検出器の次の半分の各々の出力を、対応する第２チャンネル出力端子４１０−２に連続して出力するように指示する。チャンネル処理装置３１５−１，３１５−２の各々のアナログ処理装置３２０−１，３２０−２は、それぞれのチャンネル出力端子４１０−１，４１０−２の信号をアナログ処理する。コントローラ５５は、各Ａ／Ｄコンバータ３２５−１，３２５−２に、それぞれのアナログ処理装置３２０−１，３２０−２の出力信号をディジタル化するように指示する。好ましくは、コントローラ５５は、第１スイッチング・ネットワークと、第１チャンネル処理装置３１５−１のＡ／Ｄコンバータ３２５−１とのタイミング調整を行い、Ａ／Ｄコンバータ３２５−１が各光検出器から少なくとも１つのデータを受け取れるようにする。同様に、コントローラ５５は、第２スイッチング・ネットワークと、第２チャンネル処理装置３１５−２のＡ／Ｄコンバータ３２５−２とのタイミング調整を行い、Ａ／Ｄコンバータ３２５−２が各光検出器から少なくとも１つのデータを受け取れるようにする。Ａ／Ｄコンバータ３２５−１，３２５−２の各々は、対応するメモリバッファ３３０−１，３３０−２にディジタルデータを書き込む。好ましくは、各メモリバッファ３３０−１，３３０−２は、上記ディジタルデータをイメージ深度に応じた特定のアドレスに書き込む。
【００５８】
メモリバッファ３３０−１，３３０−２は、データバス３５を介して単一ＦＩＦＯメモリバッファ４０に連続して、好ましくはイメージ深度が増加する順に、ディジタルデータを書き込む。コントローラ５５が、モータ・エンコーダ５０から（次の）第２復号パルス信号を受け取った時、第１復号パルス信号に関するディジタルデータは、図１に示した電子インターフェースと同じ手順で、一連のアナログ信号として、超音波コンソール１２に出力される。ディジタル入力端子を備える超音波コンソールの場合、上記ディジタルデータは、図２に示した電子インターフェースと同じ手順で、一連のディジタル信号として、超音波コンソール１２に出力される。
【００５９】
この実施例の電子インターフェースの利点は、図３に示した電子インターフェースに比べて、より高速なデータの読み出しが可能となることである。これは、本実施例の電子インターフェースが、２つのチャンネルを用いて、マルチプレックス・フォトアレイの２つの分離した出力信号を、同時に処理するためである。このように、電子インターフェースのハードウェア・コストは高くなるが、追加したチャンネル処理装置は、電子インターフェースのデータ読み出し速度を速くすることができる。当業者であれば、マルチプレックス・フォトアレイ及び電子インターフェースがその他のチャンネルを含有し得ることが理解できるであろう。
【００６０】
図５は、改良されたＯＣＤＲシステムの実施例を示す図である。ＯＣＤＲシステムは、レーザ等の光源５１０、ビームスプリッタ５２０、ビーム合成器５７０、及び、多くの光変調器５４０−１〜５４０−ｎを含有する。また、ＯＣＤＲシステムは、多くの、例えば、２５６本の光ファイバー５４５−ｎで成るオプティカル・ファイバーを含有する。個々の光ファイバー５４５−ｎは、各光変調器５４０−ｎに結合されている。簡単化のため、参照番号５４０−ｎで、各光ファイバーに対応する光変調器を表し、参照番号５４５−ｎで、各光ファイバーを表す。光変調器５４０−ｎの前段に取り付けた光ファイバーを通る光は、光変調器５４０−ｎにより受け取られる前に、自由な領域、即ち、空間に漏れないのが好ましい。回析格子を用いるＯＣＤＲシステムでは、光ビームに空間的に情報を載せるのに自由空間を利用するのに対して、この実施例では、好ましくは、光の異なる周波数に情報を載せるため、自由空間を必要としない。光ファイバーから自由空間への変換作業の削除は、ファイバー・オプティックと空間の間の接面における光の損失量を低減するため、システムの効率を改善する。また、光は、変調器５４０−ｎから光ファイバー５４５−ｎへと伝わるが、好ましくは、自由空間に漏れない。光ファイバー５４５−ｎの通路の長さは、多重化された他の光ファイバーと、例えば、２０μｍだけ異なる。また、ＯＣＤＲシステムは、ビームスプリッタ５２０及び光変調器５４０−ｎの間に位置する第１光連結器５３５と、ビームスプリッタ５２０及びイメージ、例えば、体の一部のイメージについてのサンプル５６５の間に位置する第２光連結器５６０とを含む。上記ＯＣＤＲシステムは、更に、基準光ビーム用の光通路５５５及びビーム合成器５７０の間に位置する第３光結合器５７５と、光検出器５８５とを含む。光検出器５８５は、例えば、アバランシュ・フォトダイオードである。
【００６１】
作業中、光源５１０は、ソースビーム５１５を生成する。ビームスプリッタ５２０は、上記ソースビーム５１５を基準光ビーム５２５及びサンプル光ビーム５３０に分割する。分割率は、５０％と５０％、又は、１０％と９０％の割合である。分割率が１０％と９０％の場合、ソースビーム５１５の１０％で基準光ビーム５２５を生成し、ソースビーム５１５の９０％でサンプル光ビーム５３０を生成する。サンプル光ビーム５３０と基準光ビーム５２５の出力量は、アプリケーションにより決まる。第２光結合器５６０は、イメージを生成するため、サンプル光ビーム５３０をサンプル５６５に向ける。例えば、サンプル５６５は、血管であり、第２結合器５６０は、上記サンプル光ビーム５３０を光ファイバー・カテーテルの端部に結合して、サンプル光ビーム５３０を血管に搬送する。サンプル光ビーム５３０の一部は、サンプル５６５から第２結合器５６０に反射される。第２結合器５６０は、反射されてきたサンプル光ビーム５３０をビームスプリッタ５２０に向ける。上記反射されたサンプル光ビーム５３０は、ビームスプリッタ５２０からビーム合成器５７０へと反射される。
【００６２】
第１結合器５３５は、基準光ビーム５２５を多くのビームに分割し、分割したビームの各々を光変調器５４０−１〜５４０−ｎの各々に結合する。各光変調器５４０−ｎは、１０ＭＨｚの使用周波数の範囲内において、固有の変調周波数でそれぞれのビームを変調する。この実施例では、各光変調器５４０−ｎは、リチウム・ニオブ酸塩の水晶である。上記リチウム・ニオブ酸塩の水晶には、それぞれのビームの周波数で変調が行われるように、シヌソイドの電圧が印加される。各光変調器５４０−ｎは、オプティカル・ファイバー５４５−ｎの１つに周波数変調したビームを出力する。周波数変調されたビームは、それぞれの光ファイバー５４５−ｎを通り、例えば、レンズ（図示していない）により周波数変調された基準光ビーム５５５に併合される。
【００６３】
結果として生じる周波数変調された基準光ビーム５５５は、各光変調器５４０−ｎの変調周波数を包含している。更に、周波数変調された基準光ビーム５５５の各変調周波数は、わずかに異なる伝播遅延通路長を経ることになる。これは、光変調器５４０−ｎからの周波数変調されたビームが、上記周波数変調された基準光ビーム５５５に併合される前に、異なる長さの光ファイバー５４５−ｎを通って伝えられるためである。周波数変調された基準光ビーム５５５は、基準光ビーム通路５５５を通って第３光結合器５７５へと向けられる。第３光結合器５７５は、周波数変調された基準光ビーム５５５をビーム合成器５７０に向ける。ビーム合成器５７０は、上記周波数変調された基準光ビーム５５５と反射されてきたサンプル光ビーム５３０を合成して合成光ビーム５８０を生成する。結果として生じる合成光ビーム５８０は、光検出器５８５の上で、例えば、光学レンズ（図示せず）により合焦される。
【００６４】
合成光ビーム５８０は、好ましくは、サンプル５６５のイメージ明度情報及びイメージ深度情報を備えている。イメージ明度情報は、合成光ビーム５８０の明度により得られる。イメージ深度は、合成光ビーム５８０の互いに異なる変調周波数により得られる。これは、周波数変調された基準光ビーム５５５の互いに異なる変調周波数は、光ファイバー５４５−ｎの通路長の違いによる伝播遅延通路長を経ることになるためである。この結果として、合成光ビーム５８０に含まれる深度情報は、変調周波数の関数になる。
【００６５】
光変調器５８５は、上記合成光ビーム５８０を検出し、検出信号（図示せず）を出力する。上記検出信号は、多重化されたイメージ深度でのイメージ明度情報を備える。各イメージ深度は、それぞれ異なる変調周波数に対応するものである。これにより、検出信号に包含されたイメージ深度情報は、周知の無線チューナにより所望の変調周波数に同調することにより得られる。これは、掃引発振器及びヘテロダイン放棄の検出器等の標準の検出器を用いることにより達成される。
【００６６】
本実施例におけるＯＣＤＲシステムの利点は、光検出器及びフォトアレイの間の空間において、光エネルギーの一部を失うことなく、光検出器の上に、合成光ビーム５８０の光エネルギーを合焦させることである。更に、上記ＯＣＤＲシステムでは、通常の受光部品よりも高感度なアバランシュ・モード・ダイオードを用いることができる。
【００６７】
多重周波数変調器を用いることにより、イメージ情報を処理するために構成された電気チャンネルを１つしか必要としない。単一の電気チャンネルの使用は、電子インターフェースのサイズ及び複雑さを大幅に減少及び簡単化するものである。更に、本発明は、映像信号のレート、即ち、認識し得るリアルタイム映像処理といった高速な処理にも対応し得るものである。
【００６８】
図６は、図５のＯＣＤＲシステムの光検出器５８５と超音波コンソール１２の間に結合される電子インターフェースを示す図である。電子インターフェースは、ＯＣＤＲシステムの光検出器５８５に結合されている広帯域増幅器６１０、上記広帯域増幅器６１０の出力端子に結合されている広帯域フィルタ６２０、及び、上記広帯域フィルタ６２０の出力に結合されているチューナ６４０を含有している。例えば、チューナ６４０は、無線チューナであり、広帯域フィルタ６２０は、バンドパスフィルタである。チューナ６４０は、信号線６４５及び６４７に接続されている。電子インターフェースは、更に、信号線６４５を介してチューナ６４０に結合されているＡ／Ｄコンバータ６５０、及び、Ａ／Ｄコンバータ６５０の出力端子に接続されているＦＩＦＯメモリ６６０を含有している。上記ＦＩＦＯメモリ６６０の出力端子は、データバス３５に結合されている。単一ＦＩＦＯメモリ４０は、データバス３５に結合されている。Ｄ／Ａコンバータ４５は、超音波コンソール１２に結合されている。超音波コンソール１２は、モータ・エンコーダ５０に結合されている。本実施例におけるコントローラ５５は、モータ・エンコーダ５０、チューナ６４０、Ａ／Ｄコンバータ６５０、ＦＩＦＯメモリ６６０、Ｄ／Ａコンバータ４５、及び、単一ＦＩＦＯメモリ４０に結合されている。コントローラ５５は、信号線６４７を介してチューナ６４０の同調周波数を調整する。
【００６９】
処理中、広帯域増幅器６１０は、光検出器５８５からの検出信号を増幅し、広帯域フィルタ６２０に増幅後の信号を出力する。広帯域フィルタ６２０は、増幅された検出信号の一部、即ち、ＯＣＤＲシステムがチューナ６４０に対して用いる変調周波数帯にある信号を通過する。チューナ６４０は、同時に、検出信号の変調周波数の１つに同調する。
【００７０】
コントローラ５５がモータ・エンコーダ５０から第１復号パルス信号を受け取った時、コントローラ５５は、チューナ６４０に対してＯＣＤＲシステムの全ての変調周波数帯に対して同調周波数を掃引するように指示する。これにより、チューナ６４０は、検出信号の各変調周波数の各々を連続して同調する。Ａ／Ｄコンバータ６５０は、チューナ６４０から同調された検出信号をディジタル化する。好ましくは、コントローラ５５は、チューナ６４０及びＡ／Ｄコンバータ６５０のタイミングを調節して、Ａ／Ｄコンバータ６５０が検出信号の各同調された変調周波数における少なくとも１つのデータが得られるようにする。Ａ／Ｄコンバータ６５０は、ＦＩＦＯメモリ６６０に生成したディジタルデータを書き込む。好ましくは、Ａ／Ｄコンバータ６５０は、ＦＩＦＯメモリ６６０にイメージ深度が増加する順にディジタルデータを書き込む。これは、例えば、検出信号の低い変調周波数は、浅いイメージ深度に対応させ、検出信号の高い変調周波数は、深いイメージ深度に対応させておき、チューナ６４０の同調周波数を低い周波数から高い周波数へと掃引することにより実現される。
【００７１】
ＦＩＦＯメモリ６６０は、データバス３５を介して、単一ＦＩＦＯメモリバッファ４０に、ディジタルデータを、連続して、好ましくはイメージ深度が増加する順に書き込む。コントローラ５５がモータ・エンコーダ５０から（次の）第２復号パルス信号を受け取った時、第１復号パルス信号の間に得られたディジタル信号は、図１に示す電子インターフェースと同じ手順で、連続するアナログ形式で、超音波コンソール１２に出力される。ディジタル入力端子を備える超音波コンソールの場合、上記ディジタルデータは、図２に示した電子インターフェースを同じ手順で、一連のディジタル信号として、超音波コンソール１２に出力される。
【００７２】
図７は、図６に示した電子インターフェースを用いるチューナ６４０のブロック図である。チューナ６４０は、信号線６４７によりコントローラ５５に結合されている掃引コントロール７３０、及び、掃引コントローラ７３０の出力に結合されている局部発振器７４０を含有している。上記掃引コントロール７３０は、信号線６４７を通じて、コントローラ５５からの制御信号に基づいて局部発振器の発振周波数を変化させる。チューナ６４０は、更に、発振器７４０の出力及び広帯域フィルタ６２０の出力６２５に結合されている。
【００７３】
ミキサ７１０の出力端子は、ローパスフィルタ７２０に接続されている整流器７１２に結合されている。ミキサ７１０は、ダウンコンバート、即ち、検出信号の変調周波数をミキシング、即ち、発振器７４０の出力を、広帯域フィルタ６２０の出力６２５に掛け合わせることにより低い周波数に変換する。ローパスフィルタ７２０は、同時に、ダウンコンバート後の検出信号の周波数変調信号の１つを通過させるように構成されている。局部発振器７４０の周波数は、上記ダウンコンバート後の検出信号の周波数変調信号がローパスフィルタ７２０を通過するように制御する。これにより、チューナ６４０は、掃引コントロール７３０を用いて発振器７４０の周波数を変更することにより、異なる変調周波数の検出信号に同調させることができる。ローパスフィルタ７２０は、対数増幅器７２２に結合されている。
【００７４】
本明細書に記載されている実施例は、例えば、必要に応じて構成要素を増減させるといった修正にも対応することができる。更に、ある実施例に他の実施例を付加することもできるし、必要に応じて削除することもできる。添付の図面及び明細書に記載より、別の実施例を構成するために異なる図面に置き換えても良い。
【００７５】
種々の実施例が記述されたが、当業者であれば、本発明の範囲内において使用できる、他の実施例や装置を想到し得るであろう。従って、本発明は、以下に添付する請求の範囲及びその均等なものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】電子インターフェースの実施例を示すブロック図である。
【図２】電子インターフェースの別の実施例を示すブロック図である。
【図３】フォトアレイに多重化された１個のチャンネルと、超音波コンソールとの間に結合されている電子インターフェースのブロック図である。
【図４】フォトアレイに多重化された２個のチャンネルと、超音波コンソールとの間に結合されている電子インターフェースのブロック図である。
【図５】改良されたＯＣＤＲシステムの実施例のブロック図である。
【図６】図５のＯＣＤＲシステムと、超音波コンソールとの間に結合されている電子インターフェースのブロック図である。
【図７】ミキサの一例のブロック図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０  多重チャンネル・フォトアレイ、１２  超音波コンソール、１５−１〜１５−ｎ  チャンネル処理装置、２０−１〜２０−ｎ  アナログ処理装置、２５−１〜２５−ｎ  Ａ／Ｄコンバータ、３０−１〜３０−ｎ  ＦＩＦＯメモリバッファ、３５  データバス、４０  単一ＦＩＦＯメモリ、４５  Ｄ／Ａコンバータ、５０  モータ・エンコーダ、５５  コントローラ、２１０  制御ロジック、３１２  マルチプレックス・フォトアレイ、５１０  光源、５２０  ビームスプリッタ、５３０  サンプル光ビーム、５３５  第１結合器、５４０−１〜５４０−ｎ  光変調器、５４５−１〜５４５−ｎ  光ファイバー、５５５  基準光ビーム、５６０  光結合器、５６５  サンプル、５７０  ビーム合成器、５８０  合成光ビーム、５８５  光検出器、６１０  広帯域増幅器、６２０  帯域フィルタ、６４０  チューナ。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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