(57)【要約】【課題】測定光と参照光の伝送経路を共通光路とすることなく、測定光の光路長の変動の影響を回避することができる光ケーブル及びこれを用いた光画像診断装置を提供する。【解決手段】光画像診断装置１２Ａにおいて、光ケーブル１０Ａは、操作制御装置１８と駆動ユニット１６とを光学的に接続する。光ケーブル１０Ａは、測定用光ファイバ６０と参照用光ファイバ７６とを備える。測定用光ファイバ６０と参照用光ファイバ７６は、光ケーブル１０Ａ内に並行して配設されている。参照用光ファイバ７６は、操作制御装置１８から駆動ユニット１６へと参照光を伝送するとともに、駆動ユニット１６により戻された参照光を操作制御装置１８へと伝送する。【選択図】図３
2016131592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光干渉用の測定光及び参照光を装置本体により生成し、生体管腔内に挿入可能な光プローブ部を駆動ユニットにより駆動し、前記測定光の被測定物からの反射光と前記参照光との干渉光に基づいて前記装置本体により光干渉画像を形成する光画像診断装置において、前記装置本体と前記駆動ユニットとを少なくとも光学的に接続する光ケーブルであって、
前記光ケーブルは、前記測定光を伝送するための第１導光部と、前記参照光を伝送するための第２導光部とを備え、
前記第１導光部と前記第２導光部は、前記光ケーブル内に並行して配設されており、
前記第２導光部は、前記装置本体から前記駆動ユニットへと前記参照光を伝送するとともに、前記駆動ユニットにより戻された前記参照光を前記装置本体へと伝送する、
ことを特徴とする光ケーブル。
【請求項２】
請求項１記載の光ケーブルにおいて、
前記第２導光部は、１本の光ファイバにより構成され、前記駆動ユニットにおいて反射された前記参照光を前記装置本体へと伝送する、
ことを特徴とする光ケーブル。
【請求項３】
請求項１記載の光ケーブルにおいて、
前記第２導光部は、前記装置本体から前記駆動ユニットへと前記参照光を伝送する送り用光ファイバと、前記駆動ユニットから前記装置本体へと前記参照光を伝送する戻り用光ファイバとを有する、
ことを特徴とする光ケーブル。
【請求項４】
光干渉用の測定光及び参照光を生成し、前記測定光の被測定物からの反射光と前記参照光との干渉光に基づいて光干渉画像を生成する装置本体と、
生体管腔内に挿入可能な光プローブ部を駆動する駆動ユニットと、
前記装置本体と前記駆動ユニットとを少なくとも光学的に接続する光ケーブルと、を備え、
前記光ケーブルは、前記測定光を伝送するための第１導光部と、前記参照光を伝送するための第２導光部とを有し、
前記第１導光部と前記第２導光部は、前記光ケーブル内に並行して配設されており、
前記駆動ユニットは、前記第２導光部から伝送された前記参照光を前記第２導光部へと戻すリターン部を有する、
ことを特徴とする光画像診断装置。
【請求項５】
請求項４記載の光画像診断装置において、
前記第２導光部は、１本の光ファイバにより構成され、
前記リターン部は、前記第２導光部からの前記参照光を反射して前記第２導光部へと戻す反射部として構成されている、
ことを特徴とする光画像診断装置。
【請求項６】
請求項４記載の光画像診断装置において、
前記第２導光部は、前記装置本体から前記駆動ユニットへと前記参照光を伝送する送り用光ファイバと、前記駆動ユニットから前記装置本体へと前記参照光を伝送する戻り用光ファイバとを有し、
前記リターン部は、前記送り用光ファイバからの前記参照光を前記戻り用光ファイバへと導く折返し部として構成されている、
ことを特徴とする光画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の可干渉性を利用して画像診断を行う光画像診断装置に使用される光ケーブル及び光画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、動脈硬化の診断や、バルーンカテーテル、ステント等の高機能カテーテルによる血管内治療時の術前診断、あるいは、術後の結果確認のために用いられる光干渉断層診断装置（ＯＣＴ）は公知である。さらに、光干渉断層診断装置（ＯＣＴ）の改良型として、波長掃引を利用した光干渉断層診断装置（ＯＦＤＩ）も開発されている。以下、本明細書では、光干渉断層診断装置（ＯＣＴ）と、波長掃引を利用した光干渉断層診断装置（ＯＦＤＩ）とを総称して「光画像診断装置」と呼ぶ。なお、従来の光画像診断装置を開示する文献としては、例えば、特許文献１がある。
【０００３】
光画像診断装置では、先端に光学レンズ及び光学ミラーを取付けた光ファイバを内蔵したカテーテルを血管内に挿入し、光学ミラーを回転させながら血管等の生体組織に測定光を照射し、生体組織からの測定光（反射光）を受光することでラジアル走査を行う。そして、光画像診断装置では、このラジアル走査により得られた反射光と参照光とを干渉させ、生成された干渉光に基づいて血管の断面画像（光干渉画像）を描出する。光画像診断装置では、測定光と参照光を光干渉させるために、測定光と参照光の２つの光路長が略一致するように設計されている。
【０００４】
一般に、光画像診断装置は、操作盤及び制御部を有する装置本体と、装置本体から導出された光ケーブルと、光ケーブルが接続されたモータ駆動装置（スキャナ及びプルバック部）と、モータ駆動装置に着脱可能に装着されるカテーテル（光プローブ部）とを備える。装置本体では、光源から可干渉性光を出力し、この光をビームスプリッタで測定光と参照光とに分割する。
【０００５】
測定光は、装置本体から光ケーブル及びモータ駆動装置を介してカテーテルへ伝送され、カテーテル先端部から生体組織に照射され、反射した測定光は、カテーテル、モータ駆動装置及び光ケーブルを介して装置本体内のビームスプリッタに戻される。一方、参照光は、装置本体内で、測定光（送信光及び反射光）の光路長と略一致する長さの光路を経由してビームスプリッタに戻される。測定光と参照光がビームスプリッタにて重なって干渉することで干渉光が生成され、干渉光は装置本体内の受光部にて受光される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−０３５６６０号公報
【特許文献２】米国特許第７９９５２１０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、光画像診断装置において、光ケーブル内の光ファイバは、測定光用の光路の一部を構成する。光ケーブルの変形（曲げ伸ばし）に伴って光ファイバに伸縮力がかかると、光ファイバに伸び縮みが発生し、測定光の光路長が変動する。また、環境の温度変化に起因する光ファイバ自体の線膨張や光ファイバ以外のケーブル部材（電線、シース等）の線膨張によって、測定光の光路長が変動する場合がある。
【０００８】
測定光の光路長が変動すると、正確な光干渉画像を得ることができず、正しい診断を行うことができなくなる。特に、画像データ取得中（プルバック動作中）に、測定光の光路長が変動すると、光の干渉波がずれることにより、取得データが変化し、測定対象（血管径等）の大きさを正しく計測することができなくなる。
【０００９】
一方、特許文献２（特許文献２の図７参照）には、測定光と参照光の光路をカテーテルの先端部まで略共通とした、Ｄｙｓｏｎ型干渉計と呼ばれる構成が開示されている。しかしながら、Ｄｙｓｏｎ型干渉計では、カテーテルの先端部にビームスプリッタを設ける必要があり、１本の光ファイバによりカテーテル先端部まで伝送された光源からの光をビームスプリッタで参照光と測定光とに分割する。このため、被測定物である生体組織へ照射する測定光の光量が減り、感度が低下するという問題がある。
【００１０】
また、Ｄｙｓｏｎ型干渉計では、光源からの光が測定光と参照光とに分割される場所がカテーテルの先端部であるため、そのような小さい部分に周波数シフタのような撮像領域の拡大を行わせる機能部を設けることは極めて困難である。
【００１１】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、測定光と参照光の伝送経路を共通光路とすることなく、測定光の光路長の変動の影響を回避することができる光ケーブル及びこれを用いた光画像診断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】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明の光ケーブルは、光干渉用の測定光及び参照光を装置本体により生成し、生体管腔内に挿入可能な光プローブ部を駆動ユニットにより駆動し、前記測定光の被測定物からの反射光と前記参照光との干渉光に基づいて前記装置本体により光干渉画像を形成する光画像診断装置において、前記装置本体と前記駆動ユニットとを少なくとも光学的に接続する光ケーブルであって、前記光ケーブルは、前記測定光を伝送するための第１導光部と、前記参照光を伝送するための第２導光部とを備え、前記第１導光部と前記第２導光部は、前記光ケーブル内に並行して配設されており、前記第２導光部は、前記装置本体から前記駆動ユニットへと前記参照光を伝送するとともに、前記駆動ユニットにより戻された前記参照光を前記装置本体へと伝送する、ことを特徴とする。
【００１３】
上記のように構成された光ケーブルによれば、光ケーブル内に測定光を伝送するための第１導光部と参照光を伝送するための第２導光部とが並行して配設されている。このため、光ケーブルに曲げ等の外的ストレスが掛かることによって第１導光部に伸び縮みが発生した場合や、環境（温度変化）によって第１導光部に伸び縮みが発生した場合には、第２導光部にも同じ分だけ伸び縮みが発生する。従って、画像データ取得中に測定光の光路長が変動した場合でも、測定光の光路長の変動は、参照光の光路長の変動によって相殺される。よって、光画像診断装置において本発明の光ケーブルを用いることにより、良好な光干渉画像を取得することができる。
【００１４】
上記の光ケーブルにおいて、前記第２導光部は、１本の光ファイバにより構成され、前記駆動ユニットにおいて反射された前記参照光を前記装置本体へと伝送してもよい。
【００１５】
この構成により、光ケーブルにおいて参照光の送り用光路と戻り用光路とが共通の光ファイバにより形成されるので、光路長変動の影響を回避できる光ケーブルを簡易構成により実現することができる。
【００１６】
上記の光ケーブルにおいて、前記第２導光部は、前記装置本体から前記駆動ユニットへと前記参照光を伝送する送り用光ファイバと、前記駆動ユニットから前記装置本体へと前記参照光を伝送する戻り用光ファイバとを有してもよい。
【００１７】
このように、第２導光部として２本の光ファイバを用いる構成によっても、光路長変動の影響を回避できる光ケーブルを実現することができる。
【００１８】
また、本発明の光画像診断装置は、光干渉用の測定光及び参照光を生成し、前記測定光の被測定物からの反射光と前記参照光との干渉光に基づいて光干渉画像を生成する装置本体と、生体管腔内に挿入可能な光プローブ部を駆動する駆動ユニットと、前記装置本体と前記駆動ユニットとを少なくとも光学的に接続する光ケーブルと、を備え、前記光ケーブルは、前記測定光を伝送するための第１導光部と、前記参照光を伝送するための第２導光部とを有し、前記第１導光部と前記第２導光部は、前記光ケーブル内に並行して配設されており、前記駆動ユニットは、前記第２導光部から伝送された前記参照光を前記第２導光部へと戻すリターン部を有する、ことを特徴とする。
【００１９】
上記のように構成された光画像診断装置によれば、光ケーブル内に測定光を伝送するための第１導光部と参照光を伝送するための第２導光部とが並行して配設されている。このため、光ケーブルに曲げ等の外的ストレスが掛かることによって第１導光部に伸び縮みが発生した場合や、温度変化によって第１導光部に伸び縮みが発生した場合には、第２導光部にも同じ分だけ伸び縮みが発生する。従って、画像データ取得中に測定光の光路長が変動した場合でも、測定光の光路長の変動は、参照光の光路長の変動によって相殺される。よって、本発明の光画像診断装置によれば、良好な光干渉画像を取得することができる。また、本発明の光画像診断装置では、Ｄｙｓｏｎ型干渉計と異なり、光プローブ部の先端部にビームスプリッタを設ける必要がないため、測定光の光量が減ることがなく、感度の低下を回避することができる。さらに、本発明の光画像診断装置では、光プローブ部の先端部にて光源からの光を測定光と参照光とに分割するＤｙｓｏｎ型干渉計と異なり、周波数シフタのような撮像領域の拡大を行わせる機能部を装置本体又は駆動ユニットに設けることが可能である。
【００２０】
上記の光画像診断装置において、前記第２導光部は、１本の光ファイバにより構成され、前記リターン部は、前記第２導光部からの前記参照光を反射して前記第２導光部へと戻す反射部として構成されていてもよい。
【００２１】
これにより、光ケーブルにおいて参照光の送り用光路と戻り用光路とが共通の光ファイバにより形成されるので、光路長変動の影響を回避できる光画像診断装置を簡易構成の光ケーブルを用いて実現することができる。
【００２２】
上記の光画像診断装置において、前記第２導光部は、前記装置本体から前記駆動ユニットへと前記参照光を伝送する送り用光ファイバと、前記駆動ユニットから前記装置本体へと前記参照光を伝送する戻り用光ファイバとを有し、前記リターン部は、前記送り用光ファイバからの前記参照光を前記戻り用光ファイバへと導く折返し部として構成されていてもよい。
【００２３】
これにより、第２導光部として２本の光ファイバを用いる構成によっても、光路長変動の影響を回避できる光画像診断装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の光ケーブル及びこれを用いた光画像診断装置によれば、測定光と参照光の伝送経路を共通光路とすることなく、測定光の光路長の変動の影響を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光ケーブルを備えた光画像診断装置の外観構成図である。
【図２】図１に示す光画像診断装置の光プローブ部の一部省略側面図である。
【図３】図１に示す光画像診断装置の機能ブロック図である。
【図４】図１に示す光画像診断装置の光ケーブルの横断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る光ケーブルを備えた光画像診断装置の機能ブロック図である。
【図６】図５に示す光画像診断装置の光ケーブルの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る光ケーブル及び光画像診断装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２７】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る光ケーブル１０Ａを備えた光画像診断装置１２Ａの外観構成図である。図１に示すように、光画像診断装置１２Ａは、カテーテルの形態とされた光プローブ部１４と、駆動ユニット１６と、操作制御装置１８（装置本体）とを備える。駆動ユニット１６と操作制御装置１８とは、光ケーブル１０Ａ（本実施形態では複合ケーブル）により光学的及び電気的に接続されている。
【００２８】
光プローブ部１４は、血管等の体腔内に挿入され、操作制御装置１８及び光ケーブル１０Ａを介して伝送された測定光を連続的に体腔内に送信するとともに、体腔内からの反射光を連続的に受信する。
【００２９】
駆動ユニット１６は、スキャナ部２０とプルバック部２２とを有し、光プローブ部１４が着脱可能に構成されている。駆動ユニット１６では、スキャナ部２０に内蔵されたモータが駆動することで光プローブ部１４に内蔵されたイメージングコア３８のラジアル動作を行う。また、駆動ユニット１６では、プルバック部２２に内蔵されたモータが駆動することで、光プローブ部１４に内蔵されたイメージングコア３８（図２）のプルバック動作を行う。
【００３０】
操作制御装置１８は、測定を行うにあたり、各種設定値を入力するための機能や、測定により得られたデータを処理し、血管断面画像として表示するための機能を備える。
【００３１】
操作制御装置１８は、本体制御部２４と、プリンタ及びレコーダ部２６と、操作パネル２８と、モニタ３０とを有する。本体制御部２４は、測定により得られたデータの処理や、処理結果の出力を行う。プリンタ及びレコーダ部２６は、本体制御部２４における処理結果の印刷や、データの記憶を行う。操作パネル２８は、ユーザが操作して各種設定値及び指示の入力を行うためのものである。モニタ３０は、例えば、ＬＣＤモニタであり、本体制御部２４における処理結果を表示する。
【００３２】
図２は、光プローブ部１４の一部省略側面図である。光プローブ部１４は、生体管腔内に挿入される長尺のカテーテルシース３２と、カテーテルシース３２の先端に設けられたガイドワイヤルーメンを構成するチューブ３４と、ユーザの手元側に配置されるコネクタ部３６と、カテーテルシース３２内に配置されたイメージングコア３８とを備える。
【００３３】
カテーテルシース３２には、チューブ３４との接続部分からコネクタ部３６との接続部分にかけて連続する管腔が形成されている。
【００３４】
光プローブ部１４の基端側を構成するコネクタ部３６は、ユーザが操作するために血管等の生体管腔内に挿入されない部分である。コネクタ部３６は、カテーテルシース３２の基端部に固定されたシースコネクタ４０と、後述する駆動シャフト４８の基端に駆動シャフト４８を回転可能に固定された駆動シャフトコネクタ４２とを備える。
【００３５】
シースコネクタ４０の基端４０ａは、光プローブ部１４を駆動ユニット１６に取り付ける際に、プルバック部２２側に着脱可能に固定される。一方、駆動シャフトコネクタ４２の基端４２ａは、駆動ユニット１６のスキャナ部２０に着脱可能に取り付けられる。
【００３６】
イメージングコア３８は、カテーテルシース３２の略全長にわたって挿通されており、カテーテルシース３２に対して回転可能且つ軸方向に移動可能となっている。イメージングコア３８は、測定光（送信光及び反射光）を送受信する送受信部４４と、先端部が送受信部４４に接続された光ファイバ４６と、内部に光ファイバ４６が配置され光ファイバ４６を回転させるための駆動力を伝達するコイル状の駆動シャフト４８とを有する。
【００３７】
送受信部４４は、光学ミラーと光学レンズとを備え、光ファイバ４６を介して伝送された測定光を、軸方向と略直交する方向（生体組織が血管の場合には、血管の径方向）に出射する。また、出射された測定光に対する生体組織からの反射光を受光し、光ファイバ４６を介して、操作制御装置１８側に伝送する。
【００３８】
駆動ユニット１６に光プローブ部１４が装着された状態で、スキャナ部２０がプルバック動作した場合には、駆動シャフトコネクタ４２に固定された駆動シャフト４８が後退移動することに伴って、カテーテルシース３２内でイメージングコア３８が軸方向に後退移動する。すなわち、血管内に挿入された光プローブ部１４内において、イメージングコア３８は、軸線周りに回転しながら、軸方向に直線動作するよう構成されている。
【００３９】
光学ミラー及び光学レンズによる光の送受信が、イメージングコア３８のラジアル動作中に行われることで、血管内の断面画像を軸方向に複数生成するためのラインデータを生成することができる。そして、軸方向の各位置において、周方向に複数ラインのラインデータが生成されることにより、軸方向の各位置における血管断面画像を生成することができる。
【００４０】
図３は、光画像診断装置１２Ａの機能ブロック図である。操作制御装置１８には、超高輝度発光ダイオード等の低干渉性光源５０が設けられている。低干渉性光源５０は、その波長が１３１０ｎｍ程度で、その可干渉距離（コヒーレント長）が数μｍ〜１０数μｍ程度であるような短い距離範囲でのみ干渉性を示す低干渉性光を出力する。
【００４１】
このため、低干渉性光を２つに分割した後、再び混合した場合には分割した点から混合した点までの２つの光路長の差が数μｍ〜１０数μｍ程度の短い距離範囲内の場合には干渉光として検出されることとなり、それよりも光路長の差が大きい場合には、当該光は干渉光として検出されることはない。
【００４２】
低干渉性光源５０から出力された光は、光ファイバ５１の一端に入射され、先端面側に伝送される。光ファイバ５１は、途中の光カップラ部５８で光ファイバ５２、５３と光学的に結合されている。光ファイバ５１〜５３は、シングルモードファイバにより構成されている。
【００４３】
光カップラ部５８は、１つの光信号を２つ以上の出力に分割したり、入力された２つ以上の光信号を１つの出力に結合したりすることができる光学部品である。低干渉性光源５０からの光は、当該光カップラ部５８により測定光と参照光とに分割される。光カップラ部５８により分割された測定光は、光ファイバ５１の先端側部分５１ａ、及び光ケーブル１０Ａに設けられた測定用光ファイバ６０（第１導光部）を介して、駆動ユニット１６側に伝送される。
【００４４】
駆動ユニット１６は、光ロータリジョイント６２を備える。光ロータリジョイント６２は、固定部（非回転部）と回転部とを有し、固定部と回転部との間での光の伝送が可能である。
【００４５】
光ロータリジョイント６２内の光ファイバ６４の先端側は、光プローブ部１４の光ファイバ４６と、アダプタ６３を介して着脱自在に接続されている。これにより光の送受信を繰り返す送受信部４４（図２参照）を備えるイメージングコア３８内に挿通され回転駆動可能な光ファイバ４６に、操作制御装置１８側からの測定光が伝送される。
【００４６】
光プローブ部１４の光ファイバ４６に伝送された測定光（送信光）は、イメージングコア３８の先端に配された送受信部４４から血管内の生体組織に対してラジアル動作しながら出射される。そして、生体組織の表面あるいは内部で散乱した反射光の一部はイメージングコア３８により取り込まれ、逆の光路を経て光ファイバ５１側に戻り、光カップラ部５８によりその一部が光ファイバ５２側に移る。そして、光ファイバ５２の一端から出射されることで、光検出器（例えばフォトダイオード６６）にて受光される。
【００４７】
駆動ユニット１６は回転駆動装置６８を備え、光ロータリジョイント６２の回転部側は回転駆動装置６８のラジアル走査モータ７０により回転駆動される。また、ラジアル走査モータ７０の回転角度は、エンコーダ部７１により検出される。
【００４８】
さらに、駆動ユニット１６は、直線駆動装置７２を備える。直線駆動装置７２は、操作制御装置１８に設けられた信号処理部７４からの指示に基づいて動作し、イメージングコア３８の軸方向（体腔内の末梢方向及びその反対方向）の移動（軸方向動作）を制御する。軸方向動作は、信号処理部７４からの制御信号に基づいて、直線駆動装置７２が光ロータリジョイント６２を含むスキャナ部２０を移動させることにより実現する。
【００４９】
この際、光プローブ部１４のカテーテルシース３２（図２参照）は血管内に固定されたままで、カテーテルシース３２内に内挿されているイメージングコア３８のみが軸方向に移動するため、血管壁を傷つけることなく軸方向動作を行うことができる。
【００５０】
一方、光カップラ部５８により分割された参照光は、光ファイバ５３、及び光ケーブル１０Ａに設けられた参照用光ファイバ７６（第２導光部）を介して、駆動ユニット１６側に伝送される。測定用光ファイバ６０と参照用光ファイバ７６は、光ケーブル１０Ａ内で並行して配設されている。
【００５１】
なお、測定光の光路長と参照光の光路長を略一致させるために、操作制御装置１８の内部において、参照光用の光ファイバ５３にはループ５３ａが形成されている。このループ５３ａの長さは、駆動ユニット１６における測定光の光路長と参照光の光路長との差と、光プローブ部１４の長さの和に相当する。
【００５２】
操作制御装置１８側から光ケーブル１０Ａの参照用光ファイバ７６を介して駆動ユニット１６に伝送された参照光は、駆動ユニット１６内に設けられた反射部７８によって反射され、逆の光路を経て、光カップラ部５８に戻される。このように、本実施形態において、反射部７８は、参照用光ファイバ７６から伝送された参照光を参照用光ファイバ７６（操作制御装置１８側）へと戻すリターン部として機能する。
【００５３】
本実施形態の場合、駆動ユニット１６には、参照光の光路長を変える可変機構８０が設けられている。可変機構８０は生体組織の深さ方向（測定光の出射方向）の検査範囲に相当する光路長を高速に変化させる第１の光路長変化手段と、光プローブ部１４を交換して使用した場合の個々の光プローブ部１４の長さのばらつきを吸収できるように、その長さのバラツキに相当する光路長を変化させる第２の光路長変化手段とを備えている。
【００５４】
可変機構８０では、１軸ステージ８２上に矢印８３に示す方向に移動自在のコリメートレンズ８４が取り付けられるとともに、ミラー８６（回折格子）が配置されている。このミラー８６と対向して、参照ミラーとして機能するガルバノメータ８８が配置されるとともに、ミラー８６とガルバノメータ８８との間の光路上にレンズ９０が配置されている。ガルバノメータ８８は、微小角度回動可能であり、ガルバノメータコントローラ９２により矢印９１方向に高速に回転される。
【００５５】
ガルバノメータ８８はガルバノメータのミラーにより光を反射させるものであり、ガルバノメータ８８に交流の駆動信号を印加することによりその可動部分に取り付けたミラーを高速に回転させるよう構成されている。このガルバノメータ８８が、上述した第１の光路変化手段を構成している。
【００５６】
つまり、ガルバノメータコントローラ９２より、ガルバノメータ８８に対して駆動信号が印加され、該駆動信号により矢印９１方向に高速に回転することで、参照光の光路長が、生体組織の深さ方向の検査範囲に相当する光路長だけ高速に変化することとなる。
【００５７】
一方、１軸ステージ８２は光プローブ部１４を交換した場合に、光プローブ部１４の光路長のバラツキを吸収できるだけの光路長の可変範囲を有する第２の光路長変化手段として機能する。さらに、１軸ステージ８２はオフセットを調整する調整手段としての機能も備えている。例えば、光プローブ部１４の先端と生体組織の表面との距離に応じて、１軸ステージ８２により光路長を微小変化させることにより、生体組織の表面位置からの反射光と干渉させる状態に設定することができる。
【００５８】
可変機構８０で光路長が変えられた参照光は、光カップラ部５８で生体組織から戻ってきた測定光（反射光）と混合される。測定光と参照光の光路長は略一致しており、２つの光路長の差は可干渉距離以下となっているため、光カップラ部５８にて混合された測定光と参照光とは干渉する。その干渉光はフォトダイオード６６にて受光される。このようにしてフォトダイオード６６にて受光された干渉光は光電変換され、アンプ９３により増幅された後、復調器９４に入力される。
【００５９】
復調器９４では干渉光の信号部分のみを抽出する復調処理を行い、その出力はＡ／Ｄ変換器９６に入力される。Ａ／Ｄ変換器９６では、干渉光信号をサンプリングして１ラインのデジタルデータ（「干渉光データ」）を生成する。
【００６０】
Ａ／Ｄ変換器９６で生成されたライン単位の干渉光データは、信号処理部７４に入力される。信号処理部７４では、干渉光データに所定の処理を行うことにより生体組織の深さ方向の干渉光強度データであるラインデータを生成した後、血管内の軸方向の各位置での断面画像を生成し、モニタ３０に出力する。
【００６１】
また、信号処理部７４は、光路長調整手段制御装置９８に接続されている。信号処理部７４は光路長調整手段制御装置９８を介して１軸ステージ８２の位置の制御を行う。また、信号処理部７４はモータ制御回路９７に接続されており、ラジアル走査モータ７０の回転駆動を制御する。
【００６２】
さらに、信号処理部７４は、参照ミラー（ガルバノメータ８８）の光路長の走査を制御するガルバノメータコントローラ９２に接続されており、ガルバノメータコントローラ９２は信号処理部７４へ駆動信号を出力する。
【００６３】
なお、図３では、図示の便宜上、操作制御装置１８と駆動ユニット１６とを電気的に接続する電力線及び信号線が光ケーブル１０Ａの外部に描かれているが、本実施形態では、当該電力線及び信号線は測定用光ファイバ６０及び参照用光ファイバ７６とともに光ケーブル１０Ａ内に並行して配設されている。
【００６４】
図４は、本実施形態に係る光ケーブル１０Ａの横断面図である。図４に示すように、光ケーブル１０Ａは、略中心部に配設された２本の光ファイバ（測定用光ファイバ６０及び参照用光ファイバ７６）と、内側に２本の光ファイバが挿通された第１保護チューブ１００と、内側に第１保護チューブ１００が挿通された第２保護チューブ１０２とを有する。第２保護チューブ１０２の外周面は、第１のバインドテープ１０４が巻かれることにより被覆されている。
【００６５】
測定用光ファイバ６０及び参照用光ファイバ７６は、例えば、シングルモード型石英ファイバであり、光ケーブル１０Ａの全長に亘って並列して配設されている。第１保護チューブ１００は、例えば、熱可塑性ポリエステルエラストマーにより構成される。第２保護チューブ１０２は、例えば、フッ素樹脂チューブにより構成される。
【００６６】
なお、図４では、１本の第１保護チューブ１００内にまとめて２本の光ファイバが挿通されているが、この構成に代えて、光ファイバ毎に第１保護チューブ１００が設けられてもよい。すなわち、２本の第１保護チューブ１００が設けられ、一方の第１保護チューブ１００内に測定用光ファイバ６０が挿通され、他方の第１保護チューブ１００内に参照用光ファイバ７６が挿通されていてもよい。
【００６７】
本実施形態に係る光ケーブル１０Ａは、さらに、第１のバインドテープ１０４の外側の周囲に配設された複数の電気ケーブルと、複数の電気ケーブルを結束して被覆する第２のバインドテープ１０６と、第２のバインドテープ１０６の外側を覆う保護シールド１０８と、保護シールド１０８のさらに外側に配設された中空状のケーブルシース１１０とを有する。
【００６８】
具体的に、複数の電気ケーブルは、操作制御装置１８から駆動ユニット１６にモータ駆動用の電力を供給するための電力線１１２と、操作制御装置１８と駆動ユニット１６との間で各種信号（制御信号、センサ信号等）を伝送するための信号線１１４とを含む。電力線１１２と信号線１１４は、それぞれ周方向に複数並んで配設されている。
【００６９】
このように、光ケーブル１０Ａは、測定用光ファイバ６０及び参照用光ファイバ７６と、複数の電気ケーブル（電力線１１２及び信号線１１４）とを含む複合ケーブルの形態に構成されている。
【００７０】
本実施形態に係る光画像診断装置１２Ａは、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、その作用効果について説明する。なお、以下では、血管の断面画像（光干渉画像）を取得する例を説明する。
【００７１】
光画像診断装置１２Ａを用いて血管の断面画像を取得するために、駆動ユニット１６に光プローブ部１４を装着し、光プローブ部１４を血管内に挿入する。目標位置に光プローブ部１４の先端部を到達させたら、第２の光路長変化手段として機能する１軸ステージ８２を用いてキャリブレーションを行い、個々の光プローブ部１４の長さのばらつきを吸収できるように、その長さのバラツキに相当する光路長を変化させる。
【００７２】
次に、血管の画像データの取得を開始する。具体的には、操作制御装置１８及び光ケーブル１０Ａ（測定用光ファイバ６０）を介して光プローブ部１４に伝送された測定光（送信光）をイメージングコア３８の送受信部４４から血管に向けて出射し、血管からの測定光（反射光）を送受信部４４により取り込む。
【００７３】
送受信部４４で取り込まれた測定光は、同一の光路を逆方向に辿って操作制御装置１８内へ伝送され、光カップラ部５８に到達する。また、このような測定光の送受信と並行して、駆動ユニット１６のスキャナ部２０及びプルバック部２２の駆動作用下に、イメージングコア３８を回転させながら軸方向に後退移動させる（ラジアル動作及びプルバック動作）。
【００７４】
一方、操作制御装置１８において生成された参照光は、光ケーブル１０Ａの参照用光ファイバ７６を介して駆動ユニット１６内に伝送される。そして、参照光は、反射部７８（ガルバノメータ８８）で反射されて、同一の光路を逆方向に辿って、操作制御装置１８内の光カップラ部５８に到達する。
【００７５】
そして、光カップラ部５８に到達した測定光と参照光とが重なることで干渉光が発生する。干渉光はフォトダイオード６６にて受光されることで光電変換され、それによって得られた信号が、アンプ９３、復調器９４、Ａ／Ｄ変換器９６を経て信号処理部７４により処理されることで、血管の断面画像（光干渉画像）が生成される。
【００７６】
この場合、光画像診断装置１２Ａによれば、測定光を伝送するための測定用光ファイバ６０と参照光を伝送するための参照用光ファイバ７６とが光ケーブル１０Ａ内に並行して配設されている。このため、光ケーブル１０Ａに曲げ等の外的ストレスが掛かることによって測定用光ファイバ６０に伸び縮みが発生した場合や、温度変化によって測定用光ファイバ６０に伸び縮みが発生した場合には、参照用光ファイバ７６にも同じ分だけ伸び縮みが発生する（なお、測定用光ファイバ６０を構成するガラスの線膨張係数は低いが、周囲の部材（電気ケーブル、保護チューブ、シース等）が温度変化により伸び縮みした場合、測定用光ファイバ６０へ軸方向のストレス（引っ張り力又は圧縮力）が掛かることで測定用光ファイバ６０が伸び縮みする可能性がある。）。従って、画像データ取得中（プルバック動作中）に測定光の光路長が変動した場合でも、測定光の光路長の変動は、参照光の光路長の変動によって相殺される。よって、この光画像診断装置１２Ａによれば、良好な光干渉画像を取得することができる。
【００７７】
また、Ｄｙｓｏｎ型干渉計と異なり、この光画像診断装置１２Ａでは、光プローブ部１４の先端部にビームスプリッタを設ける必要がないため、測定光の光量が減ることがなく、感度の低下を回避することができる。
【００７８】
さらに、光プローブ部の先端部にて光源からの光を測定光と参照光とに分割するＤｙｓｏｎ型干渉計と異なり、この光画像診断装置１２Ａでは、周波数シフタのような撮像領域の拡大を行わせる機能部を操作制御装置１８又は駆動ユニット１６に設けることが可能である。
【００７９】
本実施形態の場合、参照用光ファイバ７６は、１本の光ファイバにより構成され、反射部７８により、参照用光ファイバ７６からの参照光を反射して参照用光ファイバ７６（操作制御装置１８側）へと戻すように構成されている。これにより、光ケーブル１０Ａにおいて参照光の送り用光路と戻り用光路とが共通の光ファイバにより形成されるので、光路長変動の影響を回避できる光画像診断装置１２Ａを簡易構成の光ケーブル１０Ａを用いて実現することができる。
【００８０】
［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態に係る光ケーブル１０Ｂを備えた光画像診断装置１２Ｂの機能ブロック図である。なお、第２実施形態に係る光画像診断装置１２Ｂにおいて、第１実施形態に係る光画像診断装置１２Ａと同一又は同様な機能及び効果を奏する要素には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００８１】
本実施形態に係る光画像診断装置１２Ｂは、主として、光ケーブル１０Ｂにおける参照光用の光路が送り用光路と戻り用光路とに分かれている点が、上述した第１実施形態に係る光画像診断装置１２Ａと異なっている。
【００８２】
具体的には、光ケーブル１０Ｂは、参照用光ファイバとして、操作制御装置１８から駆動ユニット１６へと参照光を伝送する送り用光ファイバ１２０と、駆動ユニット１６から操作制御装置１８へと参照光を伝送する戻り用光ファイバ１２２とを有する。送り用光ファイバ１２０と戻り用光ファイバ１２２は、測定用光ファイバ６０とともに、光ケーブル１０Ｂの全長に亘って光ケーブル１０Ｂ内に並列して配設されている。
【００８３】
駆動ユニット１６は、送り用光ファイバ１２０からの参照光を戻り用光ファイバ１２２へと導く折返し部１２４を有する。折返し部１２４は、例えば、複数のミラーを有し、送り用光ファイバ１２０からの参照光を複数のミラーで順次反射することにより、戻り用光ファイバ１２２へと戻すように構成されてよい。あるいは、折返し部１２４は、光ファイバを有し、送り用光ファイバ１２０からの参照光を光ファイバで伝送して、戻り用光ファイバ１２２へと戻すように構成されてもよい。このとき、送り用光ファイバ１２０と戻り用光ファイバ１２２が連続した一本の光ファイバで構成されてもよい。
【００８４】
このように、本実施形態において、折返し部１２４は、一方の参照用光ファイバ（送り用光ファイバ１２０）から伝送された参照光を他方の参照用光ファイバ（戻り用光ファイバ１２２）へと戻すリターン部としての機能を有する。
【００８５】
なお、折返し部１２４内の光路上に、図３で示したようなガルバノメータ８８と１軸ステージ８２を組み込み、ガルバノメータコントローラ９２及び光路長調整手段制御装置９８の制御下に、参照光の光路長を調整できる構成としてもよい。なお、光画像診断装置１２Ｂにおいて、参照光の光路長を調整可能とするために、操作制御装置１８内の参照用光ファイバ（送り用光ファイバ１２０又は戻り用光ファイバ１２２）の光路上にガルバノメータ８８と１軸ステージ８２を組み込むこともできる。これにより、駆動ユニット１６内に光路調整機構を設ける必要がなくなり、駆動ユニット１６を小型化できる。
【００８６】
光ケーブル１０Ｂの戻り用光ファイバ１２２を介して駆動ユニット１６側から操作制御装置１８側へと戻された参照光は、操作制御装置１８内に設けられた光ファイバ１２５を介して第２の光カップラ部１２６へと戻される。第２の光カップラ部１２６において、生体組織から戻ってきた測定光（反射光）と、折返し部１２４から戻り用光ファイバ１２２を介して戻ってきた参照光とが混合される。
【００８７】
測定光と参照光の光路長は略一致しており、２つの光路長の差は可干渉距離以下となっているため、第２の光カップラ部１２６にて混合された測定光と参照光とは干渉し、干渉光が発生する。なお、この光画像診断装置１２Ｂにおいて、干渉光に基づいて光干渉画像（生体組織の断面画像）を生成する処理については、上述した第１実施形態に係る光画像診断装置１２Ａと同様である。
【００８８】
図５では、図示の便宜上、操作制御装置１８と駆動ユニット１６とを電気的に接続する電力線及び信号線が光ケーブル１０Ｂの外部に描かれているが、本実施形態では、当該電力線及び信号線は測定用光ファイバ６０、送り用光ファイバ１２０及び戻り用光ファイバ１２２とともに光ケーブル１０Ｂ内に並行して配設されている。
【００８９】
図６は、本実施形態に係る光ケーブル１０Ｂの横断面図である。図６に示すように、光ケーブル１０Ｂでは、略中心部に３本の光ファイバ（測定用光ファイバ６０、送り用光ファイバ１２０及び戻り用光ファイバ１２２）が配設されている。図示例の３本の光ファイバは、１本の第１保護チューブ１００内にまとめて挿通されている。なお、３本の第１保護チューブ１００が設けられ、第１保護チューブ１００毎に、測定用光ファイバ６０、送り用光ファイバ１２０及び戻り用光ファイバ１２２が１本ずつ挿通されていてもよい。
【００９０】
光ケーブル１０Ｂのその他の構成については、上述した第１実施形態に係る光ケーブル１０Ａ（図４）の構成と同様に構成されている。従って、光ケーブル１０Ｂは、測定用光ファイバ６０及び参照用光ファイバ（送り用光ファイバ１２０及び戻り用光ファイバ１２２）と、複数の電気ケーブル（電力線１１２及び信号線１１４）とを含む複合ケーブルとして構成されている。
【００９１】
以上説明したように、光画像診断装置１２Ｂによれば、測定光を伝送するための測定用光ファイバ６０がと参照光を伝送するための参照用光ファイバ（送り用光ファイバ１２０及び戻り用光ファイバ１２２）とが光ケーブル１０Ｂ内に並行して配設されており、駆動ユニット１６に設けられた折返し部１２４により、送り用光ファイバ１２０からの参照光を戻り用光ファイバ１２２へと導くように構成されている。
【００９２】
このように構成されているので、光ケーブル１０Ｂに曲げ等の外的ストレスが掛かることによって測定用光ファイバ６０に伸び縮みが発生した場合や、環境の温度変化によって測定用光ファイバ６０に伸び縮みが発生した場合には、送り用光ファイバ１２０及び戻り用光ファイバ１２２にも同じ分だけ伸び縮みが発生する。従って、画像データ取得中に測定光の光路長が変動した場合でも、測定光の光路長の変動は、参照光の光路長の変動によって相殺される。
【００９３】
よって、この光画像診断装置１２Ｂによっても、第１実施形態に係る光画像診断装置１２Ａと同様に、良好な光干渉画像を取得することができる。
【００９４】
第２実施形態において、第１実施形態と共通する各構成部分については、第１実施形態における当該共通の各構成部分がもたらす作用及び効果と同一又は同様の作用及び効果が得られることは勿論である。
【００９５】
なお、上述した実施形態に係る光画像診断装置１２Ａ、１２Ｂは、光源として低干渉性光源５０を用いた光干渉断層診断装置（ＯＣＴ）として構成されているが、本発明はこれに限らず、光源として波長掃引光源を用いた光干渉断層診断装置（ＯＦＤＩ）として構成されてもよい。
【００９６】
上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９７】
１０Ａ、１０Ｂ…光ケーブル                １４…光プローブ部
１６…駆動ユニット                        １８…操作制御装置
６０…測定用光ファイバ                    ７６…参照用光ファイバ
７８…反射部                              １２０…送り用光ファイバ
１２２…戻り用光ファイバ                  １２４…折返し部
【図１】
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【図２】
2016131592.tif 000004
【図３】
2016131592.tif 000005
【図４】
2016131592.tif 000006
【図５】
2016131592.tif 000007
【図６】
2016131592.tif 000008