特許 6103775 光学医療用デバイス及び光学医療用デバイスの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6103775

(24)【登録日】2017年3月10日

(45)【発行日】2017年3月29日

(54)【発明の名称】光学医療用デバイス及び光学医療用デバイスの制御方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/00 20060101AFI20170316BHJP

   A61B 1/04 20060101ALI20170316BHJP

【ＦＩ】

   A61B1/00 300D

   A61B1/00 300Y

   A61B1/04 370

【請求項の数】12

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-507642(P2014-507642)

(86)(22)【出願日】2013年3月13日

(86)【国際出願番号】JP2013056972

(87)【国際公開番号】WO2013146259

(87)【国際公開日】20131003

【審査請求日】2016年1月6日

(31)【優先権主張番号】特願2012-70451(P2012-70451)

(32)【優先日】2012年3月26日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000109543

【氏名又は名称】テルモ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000671

【氏名又は名称】八田国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】山本 圭一郎

【審査官】 小田倉 直人

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／９８０１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２４０７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２６２４６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ １／００

Ａ６１Ｂ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

生体管腔内に挿入される湾曲自在なシースと、
前記シース内に挿入され、機械的駆動力を伝達するドライブシャフトと、
前記ドライブシャフト内に設けられ、光を導光する光ファイバと、
前記ドライブシャフトにおける前記シース内に挿入される先端側に連結され、前記光ファイバの光を前記生体管腔内に照射して前記生体管腔内の光干渉断層画像を取得する光学素子と、
前記ドライブシャフトの基端側に接続され、前記光学素子を前記シースの先端側に位置する初期位置と前記シースの基端側に位置する後端位置との間で移動させる駆動部と、
前記駆動部によって前記光学素子を前記初期位置から前記後端位置に向けて後退移動させつつ、前記光学素子によって前記生体管腔内の光干渉断層画像を連続的に取得する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記駆動部によって前記光学素子を前記後端位置から前記初期位置に向けて前進移動させて戻す場合に、前記光学素子によって前記シースの光干渉断層画像の光輝度分布を取得し、取得した前記光輝度分布の前記光ファイバの軸方向の変形による変化を検知したときに前記駆動部の作動を制御する光学医療用デバイス。

【請求項2】

前記制御部は、前記光輝度分布の径方向の変化率が予め設定した閾値を超えたときに前記駆動部の作動を制御する請求項１に記載の光学医療用デバイス。

【請求項3】

前記光ファイバの軸方向の変形は、前記光学素子が前記シースの湾曲した位置を通過するときの負荷に起因して生じる収縮変形であり、
前記制御部は、前記駆動部の作動を制御して、前記光学素子の移動を停止、または前記光学素子の移動速度を低下させる請求項１または２に記載の光学医療用デバイス。

【請求項4】

前記後端位置を含み前記初期位置を含まない区間に前記光学素子が存在するか否かを検出する検出部をさらに有し、
前記制御部は、前記検出部によって前記光学素子が前記区間に存在することを検出し、かつ、前記光輝度分布の変化を検知したときに前記駆動部の作動を制御する請求項３に記載の光学医療用デバイス。

【請求項5】

前記光ファイバの軸方向の変形は、前記光学素子が前記シースの先端側の封止部に当接するときの負荷に起因して生じる収縮変形であり、
前記制御部は、前記駆動部の作動を制御して、前記前進限位置から離隔した位置に設定した前記初期位置に前記光学素子を停止させる請求項１または２に記載の光学医療用デバイス。

【請求項6】

前記前進限位置を含み前記後端位置を含まない区間に前記光学素子が存在するか否かを検出する検出部をさらに有し、
前記制御部は、前記検出部によって前記光学素子が前記区間に存在することを検出し、かつ、前記光輝度分布の変化を検知したときに前記駆動部の作動を制御する請求項５に記載の光学医療用デバイス。

【請求項7】

光ファイバによって導光された光を生体管腔内に照射して前記生体管腔内の光干渉断層画像を取得する光学素子を湾曲自在なシース内に移動自在に配置し、駆動部によって前記光学素子を前記シースの先端側に位置する初期位置から前記シースの基端側に位置する後端位置に向けて後退移動させつつ、前記光学素子によって前記生体管腔内の光干渉断層画像を連続的に取得する光学医療用デバイスを制御する方法であって、
前記駆動部によって前記光学素子を前記後端位置から前記初期位置に向けて前進移動させて戻す場合に、前記光学素子によって前記シースの光干渉断層画像の光輝度分布を連続的に取得するステップ（ａ）と、
前記光輝度分布の前記光ファイバの軸方向の変形による変化を検知したときに前記駆動部の作動を制御するステップ（ｂ）と、を有する光学医療用デバイスの制御方法。

【請求項8】

前記ステップ（ｂ）において、前記光輝度分布の径方向の変化率が予め設定した閾値を超えたときに前記駆動部の作動を制御する請求項７に記載の光学医療用デバイスの制御方法。

【請求項9】

前記ステップ（ｂ）において、前記光ファイバの軸方向の変形は前記光学素子が前記シースの湾曲した位置を通過するときの負荷に起因して生じる収縮変形であり、
前記駆動部の作動を制御して、前記光学素子の移動を停止、または前記光学素子の移動速度を低下させる請求項７または８に記載の光学医療用デバイスの制御方法。

【請求項10】

前記後端位置を含み前記初期位置を含まない区間に前記光学素子が存在するか否かを検出するステップ（ｃ）をさらに有し、
前記ステップ（ｃ）において、前記光学素子が前記区間に存在すると検出され、
前記ステップ（ｂ）において、前記光輝度分布の変化を検知したときに、前記駆動部の作動を制御する請求項９に記載の光学医療用デバイスの制御方法。

【請求項11】

前記ステップ（ｂ）において、前記光ファイバの軸方向の変形は前記光学素子が前記シースの先端側の封止部に当接するときの負荷に起因して生じる収縮変形であり、
前記駆動部の作動を制御して、前記前進限位置から離隔した位置に設定した前記初期位置に前記光学素子を停止させる請求項７または８に記載の光学医療用デバイスの制御方法。

【請求項12】

前記前進限位置を含み前記後端位置を含まない区間に前記光学素子が存在するか否かを検出するステップ（ｃ）をさらに有し、
前記ステップ（ｃ）において、前記光学素子が前記区間に存在すると検出され、
前記ステップ（ｂ）において、前記光輝度分布の変化を検知したときに、前記駆動部の作動を制御する請求項１１に記載の光学医療用デバイスの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学医療用デバイス及び光学医療用デバイスの制御方法に関し、特に、血管及び脈管などの生体管腔内に挿入して用いられる光学医療用デバイス及び光学医療用デバイスの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、撮像機能を有するカテーテルを心臓の冠状動脈などの血管、胆管などの脈管に挿入して、画像診断が行われている。

【0003】

画像診断装置としては例えば、光干渉断層撮影（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置が挙げられる。光干渉断層撮影装置は、光ファイバによって導光された光を生体管腔内に照射する光学素子をシース内に移動自在に配置し、光学素子をシースの先端側に位置する初期位置からシースの基端側に位置する後端位置に向けて後退移動させつつ（以下、プルバックと称する場合がある）、光学素子によって生体管腔内の光干渉断層画像を連続的に取得するものである（例えば特許文献１参照）。さらに、最近では、次世代ＯＣＴといわれている光周波数領域画像化法（ＯＦＤＩ：ｏｐｔｉｃａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ ｉｍａｇｉｎｇ）を用いる画像診断装置も提案されている。

【0004】

光干渉断層撮影装置において、初期位置から後端位置にプルバックして光干渉断層画像を取得した後、光学素子を後端位置から初期位置に向けて前進移動させて初期位置に戻している（以下、プッシュフォワードと称する場合がある）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００１−７９００７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

プッシュフォワードする場合において、例えばシースの生体管腔に沿って極端に湾曲した位置を光学素子が通過するとき、光学素子はシースに引っ掛かり、プッシュフォワードを継続して光学素子を初期位置に戻すことが困難となる。

【0007】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、プッシュフォワードする場合において、光学素子が確実に初期位置に戻り得る光学医療用デバイス及び光学医療用デバイスの制御方法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】

【0008】

上記目的を達成する本発明に係る光学医療用デバイスは、生体管腔内に挿入される湾曲自在なシースと、前記シース内に挿入され、機械的駆動力を伝達するドライブシャフトと、前記ドライブシャフト内に設けられ、光を導光する光ファイバと、前記ドライブシャフトにおける前記シース内に挿入される先端側に連結され、前記光ファイバの光を前記生体管腔内に照射して前記生体管腔内の光干渉断層画像を取得する光学素子と、前記ドライブシャフトの基端側に接続され、前記光学素子を前記シースの先端側に位置する初期位置と前記シースの基端側に位置する後端位置との間で移動させる駆動部と、前記駆動部によって前記光学素子を前記初期位置から前記後端位置に向けて後退移動させつつ、前記光学素子によって前記生体管腔内の光干渉断層画像を連続的に取得する制御部と、を有し、前記制御部は、前記駆動部によって前記光学素子を前記後端位置から前記初期位置に向けて前進移動させて戻す場合に、前記光学素子によって前記シースの光干渉断層画像の光輝度分布を取得し、取得した前記光輝度分布の前記光ファイバの軸方向の変形による変化を検知したときに前記駆動部の作動を制御する光学医療用デバイスである。

【0009】

また、上記目的を達成する本発明に係る光学医療用デバイスの制御方法は、光ファイバによって導光された光を生体管腔内に照射して前記生体管腔内の光干渉断層画像を取得する光学素子を湾曲自在なシース内に移動自在に配置し、駆動部によって前記光学素子を前記シースの先端側に位置する初期位置から前記シースの基端側に位置する後端位置に向けて後退移動させつつ、前記光学素子によって前記生体管腔内の光干渉断層画像を連続的に取得する光学医療用デバイスを制御する方法であって、前記駆動部によって前記光学素子を前記後端位置から前記初期位置に向けて前進移動させて戻す場合に、前記光学素子によって前記シースの光干渉断層画像の光輝度分布を連続的に取得するステップ（ａ）と、前記光輝度分布の前記光ファイバの軸方向の変形による変化を検知したときに前記駆動部の作動を制御するステップ（ｂ）と、を有する光学医療用デバイスの制御方法である。

【発明の効果】

【0010】

上記のように構成された光学医療用デバイスであれば、制御部は、光ファイバの軸方向の変形によるシースの光干渉断層画像の光輝度分布の変化を検知して駆動部の作動を制御することができる。このため、適切に駆動部の作動を制御することによって、ドライブシャフトへの負荷が軽減され、光学素子を初期位置に戻すことができる。

【0011】

また上記のように構成された光学医療用デバイスの制御方法であれば、光ファイバの軸方向の変形によるシースの光干渉断層画像の光輝度分布の変化を検知して駆動部の作動を制御することができる。このため、適切に駆動部の作動を制御することによって、ドライブシャフトへの負荷が軽減され、光学素子を初期位置に戻すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係る光学医療用デバイスの概略構成図である。

【図2】イメージングコアをシース本体部に最も押し込んだとき（前進限位置）のシース本体部とシース先端部材との接合部分を示す長手方向断面図である。

【図3】ハブの長手方向断面図である。

【図4】イメージングコアをシース本体部に最も押し込んだとき（前進限位置）のカテーテルを示す概略図である。

【図5】イメージングコアをシース本体部から最も引き抜いたとき（後端位置）のカテーテルを示す概略図である。

【図6】ユニットコネクタ及び中継コネクタとの長手方向断面図である。

【図7】本発明の実施形態に係る光学医療用デバイスの制御方法の手順を示すフローチャートである。

【図8】シース本体部の光干渉断層画像の光輝度分布を示すイメージ図である。

【図9】図９（Ａ）は光ファイバが収縮変形なしの場合におけるシース本体部の光干渉断層画像のイメージ図であって、図９（Ｂ）は光ファイバが収縮変形ありの場合におけるシース本体部の光渉断層画像のイメージ図である。

【図10】イメージングコアがシース本体部の湾曲した位置を通過するときの長手方向断面図である。

【図11】本発明の実施形態の、プッシュフォワードの速さを示す概略図である。

【図12】初期位置に配置されるときのイメージングコアの長手方向断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上、誇張されて実際の比率とは異なる場合がある。また、以下の説明において、デバイスの手元操作部側を「基端側」、生体管腔内へ挿通される側を「先端側」と称する。

【0014】

図１は本発明の実施形態に係る光学医療用デバイスの概略構成図である。図２はシース本体部とシース先端部材との接合部分を示す長手方向断面図である。

【0015】

図１に示すように本発明の実施形態に係る光学医療用デバイス１は、血管及び脈管などの生体管腔内に挿入される湾曲自在なシース１０と、シース１０内に挿入され、機械的駆動力を伝達するドライブシャフト２２と、ドライブシャフト２２内に設けられ、光を導光する光ファイバ４１と、ドライブシャフト２２におけるシース１０内に挿入される先端側に連結され、光ファイバ４１の光を生体管腔内に照射して生体管腔内の光干渉断層画像を取得するイメージングコア２１（光学素子に相当する）と、ドライブシャフト２２の基端側に接続され、イメージングコア２１をシース１０の先端側に位置する初期位置とシース１０の基端側に位置する後端位置との間で移動させる駆動部６０と、駆動部６０の作動を制御する制御部７１と、を有する。制御部７１は、駆動部６０を制御して、イメージングコア２１を初期位置から後端位置に向けて後退移動させつつ（プルバック）、イメージングコア２１によって生体管腔内の光干渉断層画像を連続的に取得する。また、制御部７１は、駆動部６０によってイメージングコア２１を後端位置から初期位置に向けて前進移動させて戻す場合（プッシュフォワード）には、イメージングコア２１によってシース１０の光干渉断層画像の光輝度分布を取得し、取得した光輝度分布の光ファイバ４１の軸方向の収縮変形による変化を検知したときに駆動部６０の作動を制御する。以下、詳述する。

【0016】

シース１０と、ドライブシャフト２２と、光ファイバ４１と、イメージングコア２１とは、光干渉断層撮影（ＯＣＴ）カテーテル（以下、カテーテルと称する場合がある）１００を構成する。また、制御部７１は制御装置７０を構成する。

【0017】

カテーテル１００は、長尺状であり、かつ湾曲自在であり生体管腔内に挿入されるシース１０と、生体管腔内の光干渉断層画像を取得するための画像取得手段２０と、生体管腔内に挿入されずシース１０の基端側に接続され使用者が操作するための操作部３０と、を有する。

【0018】

図２に示すように、シース１０は、シース本体部１１と、シース先端部材１２と、を有し、シース本体部１１及びシース先端部材１２を接合することによって構成される。

【0019】

シース本体部１１は、内部に画像取得手段２０がシース１０の軸方向に移動可能に内蔵されているワーキングルーメン１１Ｌを有する。

【0020】

シース先端部材１２は、内部にガイドワイヤＷが挿通されるためのガイドワイヤルーメン１２Ｌを有する。ガイドワイヤＷは予め生体管腔内に挿入され、ガイドワイヤＷをシース先端部材１２に通しながら、カテーテル１００が患部まで導かれる。

【0021】

また、シース先端部材１２の先端近傍にはＸ線造影マーカ１４が設けられており、生体管腔内挿入時にＸ線透視下においてカテーテル１００の先端位置が確認できるようになっている。

【0022】

シース１０の管壁は、シース先端部材１２よりも基端側が、光信号を透過するように形成されている。本実施形態に係るカテーテル１００は、ＯＣＴを利用した光信号により画像を取得するカテーテル１００であり、シース１０の管壁を介して光を送受信することで、光干渉断層画像を得ることができる。

【0023】

画像取得手段２０は、生体管腔内組織に向けて光を送受信するための側方照射型のレンズ２１２をハウジング２１１内に収容するイメージングコア（光学素子）２１と、イメージングコア２１を先端に取り付けるとともに回転動力を伝達するドライブシャフト２２と、を有する。

【0024】

ハウジング２１１は、ドライブシャフト２２の先端側に連結され、側方照射型のレンズ２１２は、光ファイバ４１の先端側に固定されている。固定方法は特に限定されず、たとえば、接着剤によって接着することができる。

【0025】

ドライブシャフト２２は柔軟で、後述する光コネクタ５１を介して伝達される駆動部６０からの機械的駆動力をイメージングコア２１に伝達可能な特性をもっている。ドライブシャフト２２が機械的駆動力を伝達することによって、イメージングコア２１が回転し、生体管腔内の患部を３６０度観察することができる。

【0026】

操作部３０は、図１に示すように、基端側のハブ３１と、内管３２を介してハブ３１と接続されるユニットコネクタ３３と、外管３４を介してユニットコネクタ３３に接続されるとともにシース１０及び操作部３０を接続する中継コネクタ３５と、を有する。

【0027】

図３は、ハブ３１の長手方向断面図である。図３に示すように、ハブ３１は、第１の外側ハウジング４０と、第２の外側ハウジング５０と、を有する。

【0028】

第１の外側ハウジング４０は、ドライブシャフト２２の回転軸を規定するカラー部材４２を有し、ドライブシャフト２２及び光ファイバ４１はカラー部材４２を通って、第２の外側ハウジングの内部に設けられた光コネクタ５１に接続される。

【0029】

第２の外側ハウジング５０は、第１の外側ハウジング４０の一部を保持し、駆動部６０からの機械的駆動力をドライブシャフト２２に伝達する光コネクタを回転可能に保持する。

【0030】

ハブ３１は、ドライブシャフト２２及び内管３２を保持する。また、図４に示すように、内管３２がユニットコネクタ３３及び外管３４に押し込まれ、図５に示すように、引き出されることによって、ドライブシャフト２２が連動してシース本体部１１内を軸方向にスライドする。ここで、図４はイメージングコア２１をシース本体部１１に最も押し込んだときのカテーテル１００を示す概略図である。図５はイメージングコア２１をシース本体部１１から最も引き抜いたときのカテーテル１００を示す概略図である。

【0031】

本発明の実施形態に係るカテーテル１００は、イメージングコア２１を最も押し込んだとき（以下、前進限位置と称する場合がある）、すなわちイメージングコア２１がシース本体部１１の先端側の封止部Ｓに当接するとき（図２参照）には、ハブ３１の先端側とユニットコネクタ３３の後端側との間には隙間Ｇが生じている。これは、イメージングコア２１をできる限りシース本体部１１の先端側に配置させるためである。

【0032】

また、イメージングコア２１をシース本体部１１から最も引き抜いたとき、すなわち内管３２を最も引き出したとき（以下、後端位置と称する場合がある）には、図５に示すように、内管３２は、先端に形成されたストッパ３２Ａがユニットコネクタ３３の内壁に引っかかり、引っかかった先端付近以外が露出する。そして、この状態では、イメージングコア２１は、シース本体部１１の内部を引き戻されていくので、内管３２を引き出した分だけ駆動部６０の方に向かった場所に位置する。イメージングコア２１が回転しながら移動することによって、生体管腔内の光干渉断層画像を連続的に取得し、３次元画像を取得することができる。

【0033】

図６は、ユニットコネクタ３３及び中継コネクタ３５の長手方向断面図である。ユニットコネクタ３３は、ユニットコネクタ本体３３１と、封止部材３３２と、パッキン３３３と、を有する。

【0034】

ユニットコネクタ本体３３１には、中継コネクタ３５に取り付けられた外管３４が挿入され、この外管３４の内部にはハブ３１から伸びた内管３２が挿入される。封止部材３３２は、ユニットコネクタ本体３３１と組み合わさってパッキン３３３を保持する。

【0035】

また、ハブ３１から伸びる内管３２は、先端にストッパ３２Ａが形成されているので、ハブ３１を最も引っ張ったとき、すなわち、内管３２を外管３４から最も引き出したときでも、ストッパ３２Ａがユニットコネクタ本体３３１の内壁に引っ掛かってユニットコネクタ３３から内管３２が抜けることはない。

【0036】

中継コネクタ３５は、外管３４を保持する。また、中継コネクタ３５の内面には、シース本体部１１の基端側端部が連結されており、外管３４から通り抜けたドライブシャフト２２をシース本体部１１に導入する経路が形成されている。

【0037】

中継コネクタ３５のドライブシャフト２２が通り抜ける出口部材３６の内壁には、保護管７が固定されている。この保護管７は、ハブ３１から伸びる内管３２内に向かって伸びる。従って、外管３４に内管３２が押し込まれるときには、その押し込みの向きと反対向きに内管３２に保護管７が押し込まれていくことになる。外管３４に内管３２が押し込まれたり引き出されたりする際に、反対方向から保護管７も内管３２に相対的に押し込まれたり引き出されたりする。従って、ドライブシャフト２２が内管３２に接触して摩擦が起こり、ドライブシャフト２２に撓む力が発生しても、保護管７によって撓む力を抑制し、折れ曲がりなどを防止することができる。

【0038】

駆動部６０は、図１に示すように、モータ等の外部駆動源Ｍ及び外部駆動源Ｍのパルス信号を検出してイメージングコア２１の位置を検出する検出部６１Ａを内蔵するスキャナ装置６１と、スキャナ装置６１を把持し外部駆動源Ｍにより軸方向へ移動させる軸方向移動装置６２と、を有する。

【0039】

スキャナ装置６１は、光コネクタ５１に接続することによって、イメージングコア２１からの光の投受光を行うと同時に、ドライブシャフト２２及び光ファイバ４１を回転させる駆動力を伝達する。

【0040】

軸方向移動装置６２は、スキャナ装置６１を把持固定するスキャナ把持部６２１と、移動時にシース１０がずれないように支えるカテーテル支持部６２２と、を有する。

【0041】

制御装置７０は、スキャナ装置６１及び軸方向移動装置６２を制御する制御部７１と、イメージングコア２１からの光によって得られた画像を表示する表示部７２と、を有する。

【0042】

以上のように構成される光学医療用デバイスによる光干渉断層画像の取得は、スキャナ装置６１内の外部駆動源Ｍによってイメージングコア２１を初期位置から後端位置に向けて後退移動させつつ、スキャナ装置６１内の外部駆動源Ｍによってイメージングコア２１を回転させることによって行われる。よって、生体管腔内の軸方向にわたる包囲組織体における３６０°の断面画像を任意の位置まで走査的に得ることができる。なお、前進限位置において、イメージングコア２１が封止部Ｓに当接し、イメージングコア２１に負荷がかかるため、初期位置は前進限位置より基端側に例えば１ｍｍ戻した位置に配置される。

【0043】

イメージングコア２１において受光した生体管腔からの反射光は、光ファイバ４１及び光コネクタ５１を介して制御部７１に送信され、適切な処理が施され、光干渉断層画像として表示部７２に表示される。

【0044】

光干渉断層画像を取得した後、イメージングコア２１はスキャナ装置６１内の外部駆動源Ｍによって後端位置から初期位置に戻される（プッシュフォワード）。

【0045】

次に、本発明の実施形態に係る光学医療用デバイス１の作用について図７〜図１２を参照して説明する。

【0046】

図７は、光学医療用デバイス１の制御方法の手順を示すフローチャートである。

【0047】

ステップＳ０１では、制御部７１が駆動部６０を制御して、後端位置から前進限位置に向けて、イメージングコア２１を１０ｍｍ／ｓの速さでプッシュフォワードさせつつ、シース本体部１１の光干渉断層画像の光輝度分布を取得する。このとき、駆動部６０はドライブシャフト２２を回転運動と共に並進運動させることによって、図８に示すように、光干渉断層画像の径方向の光輝度分布が取得される。図８はシース本体部１１、側方照射型のレンズ２１２の光輝度分布を示すイメージ図である。図８において横軸は径方向の距離を、縦軸は光輝度をそれぞれ示している。

【0048】

ステップＳ０２では、光ファイバ４１の軸方向の収縮変形によるシース本体部１１の光輝度分布の径方向の変化率ａを取得する。図８において、実線は光ファイバ４１が収縮変形していないときの光輝度分布であって、破線は光ファイバ４１が収縮変形したときの光輝度分布をそれぞれ示している。それぞれの分布においてピークが３本あるうち、左側が側方照射型のレンズ２１２を、中央が内壁１１Ａを、右側が外壁１１Ｂを、それぞれ示している。図８から光ファイバが収縮変形することによって光輝度のピーク位置が左側すなわち径が縮小する側にシフトしている。

【0049】

変化率ａは具体的には、図８における光ファイバ４１が収縮変形していないときの内壁１１Ａを示す光輝度のピーク位置をα、光ファイバ４１が収縮変形したときの内壁１１Ａを示す光ピーク強度の位置をβとしたときに、β／αで求められる。なお、本実施形態では変化率ａとして内壁１１Ａの光輝度のピーク位置の変化率を使用したが、側方照射型のレンズ２１２または外壁１１Ｂの光干渉断層画像の光輝度分布の変化率を用いてもよい。

【0050】

また、図８において得られた光輝度分布を元に制御部７１にてＲθ変換されることで、図９のような光断層画像が表示される。図９（Ａ）は光ファイバ４１が収縮変形していないときのシース本体部１１及びイメージングコア２１の光干渉断層画像を、図９（Ｂ）は光ファイバ４１が収縮変形したときのシース本体部１１及びイメージングコア２１の光渉断層画像をそれぞれ示している。

【0051】

図９において、内側の輪は側方照射型のレンズ２１２の光干渉断層画像を、中央の輪はシース本体部１１の内壁１１Ａの光干渉断層画像を、外側の輪はシース本体部１１の外壁１１Ｂの光干渉断層画像をそれぞれ表しており、さらに外側には生体管腔Ｌの光干渉断層画像を観察することができる。図９（Ａ）、（Ｂ）を比較すると、光ファイバ４１が軸方向に収縮変形することによって、イメージングコア２１、内壁１１Ａ及び外壁１１Ｂの光干渉断層画像の径がそれぞれ小さくなっている。

【0052】

ここで、光ファイバ４１が軸方向に収縮変形したときに、光輝度分布が変化する原理について説明する。光干渉断層画像は、測定光路と参照光路との光の干渉によって得られるものであるため、光ファイバ４１に軸方向の収縮変形が生じたとき、測定光路の距離が変化し、光輝度分布が変化する。この原理を用いて、光ファイバ４１の収縮変形を検知することで、イメージングコア２１のシース本体部１１に引っ掛かりや封止部Ｓへの当接などを検知することができる。

【0053】

ステップＳ０３では、検出部６１Ａによって検出されるイメージングコア２１の位置が、後端位置を含み初期位置を含まない区間（以下、第１区間と称する場合がある）に存在するか否かを判断する。第１区間は例えば、プッシュフォワード距離全体が１５０ｍｍである場合であって、前進限位置を原点としたとき、１５０ｍｍ〜１０ｍｍの範囲である。また、第１区間以外である前進限位置を含み後端位置を含まない区間（以下、第２区間と称する場合がある）は、１０ｍｍ〜０ｍｍの範囲である。

【0054】

イメージングコア２１の位置が第１区間に存在すると判断された場合（ステップＳ０３：ＹＥＳ）、ステップＳ０４において制御部は、駆動部６０の駆動速度を１０ｍｍ／ｓにする。このとき、最初のプッシュフォワードの速度が１０ｍｍ／ｓであるため、駆動部６０の駆動速度は維持される。

【0055】

ステップＳ０５では、ステップＳ０２において取得された変化率ａが予め設定した閾値を超えるか否かを判断する。変化率ａが閾値を超えないと判断される場合（ステップＳ０５：ＮＯ）、ステップＳ０１の処理に戻る。

【0056】

イメージングコア２１が第１区間に存在し、変化率ａが閾値を超えない場合は上述の処理を繰り返す。イメージングコア２１が第１区間に存在する場合であって、変化率ａが閾値を超えると判断されるとき（ステップＳ０５：ＹＥＳ）、ステップＳ０６において制御部は、駆動部６０の駆動速度を１ｍｍ／ｓに減速する。この場合における変化率ａの変化の要因は、図１０に示すように、シース本体部１１の極端に湾曲した位置をイメージングコア２１が通過するときに発生するイメージングコア２１のシース本体部１１への引っ掛かりに起因する光ファイバ４１の軸方向の収縮変形である。なお、図１０のシース１０は図１のシース１０の形状と異なっているが、これは図１のシース１０を簡略して記載しているものであって、実際は生体管腔Ｌに沿って配置されているので、シース１０はさまざまな形状に湾曲している。

【0057】

ステップＳ０６において制御部７１が駆動部６０の駆動速度を１ｍｍ／ｓにした後に、ステップＳ０７において再度シース本体部１１の光輝度分布を取得し、ステップＳ０８において変化率ａを取得し、ステップＳ０５の処理に戻る。そして、変化率ａが閾値を超えなくなるまでステップＳ０６の処理が繰り返される。すなわち、イメージングコア２１は１ｍｍ／ｓでプッシュフォワードされる。そして、イメージングコア２１がシース本体部１１の極端に湾曲した位置を通過した後に、光ファイバ４１の収縮変形がなくなると、変化率ａが閾値を超えなくなり（ステップＳ０５：ＮＯ）、再度ステップＳ０１の処理に戻る。そして、ステップＳ０３でイメージングコア２１が第１区間に存在すると判断された場合、ステップＳ０４において、制御部７１は駆動部６０の駆動速度を１０ｍｍ／ｓにする。

【0058】

このように制御することによって第１区間において、図１１に示すように、シース本体部１１が極端に湾曲した位置Ｐ１を通過するときは、イメージングコア２１は１ｍｍ／ｓの速度でプッシュフォワードされ、それ以外の位置Ｐ２を通過するときは、１０ｍｍ／ｓの速度でプッシュフォワードされる。

【0059】

次に、イメージングコア２１が第２区間に存在すると判断される場合（ステップＳ０３：ＮＯ）、図１１に示すように、ステップＳ０９において、制御部７１は駆動部６０の駆動速度を１ｍｍ／ｓにする。

【0060】

ステップＳ１０では、ステップＳ０２において取得された変化率ａが予め設定した閾値を超えるか否かを判断する。ステップＳ０２において取得された変化率ａが閾値を超えないと判断される場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、ステップＳ０１の処理に戻る。変化率ａが閾値を超えない場合は上述の処理を繰り返す。

【0061】

そして、変化率ａが閾値を超えると判断されるとき（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１１においてイメージングコア２１を図１２に示すように初期位置に戻す。この場合における変化率ａの変化の要因は、図２に示すように、イメージングコア２１が封止部Ｓに当接することに起因する光ファイバ４１の軸方向の収縮変形である。

【0062】

ステップＳ１１においてイメージングコア２１を初期位置に戻した後に、ステップＳ１２において駆動部６０の作動は停止して終了する。

【0063】

以上説明したように、本実施形態に係る光学医療用デバイス１及び光学医療用デバイス１の制御方法によれば、制御部７１は、光ファイバ４１の軸方向の収縮変形によるシース本体部１１の光干渉断層画像の光輝度分布の変化を検知して駆動部６０の作動を制御することができる。このため、適切に駆動部６０の作動を制御することによって、ドライブシャフト２２への負荷が軽減され、イメージングコア２１を初期位置に戻すことができる。

【0064】

また、制御部７１は、光輝度分布の径方向の変化率ａが予め設定した閾値を超えたときに駆動部６０の作動を制御する。このため、光ファイバ４１の軸方向の収縮変形によるシース本体部１１の光輝度分布の変化を自動で検知できる。よって、容易にシース本体部１１の光輝度分布の変化を検知して、駆動部６０の作動を制御でき、プッシュフォワードの作業性向上につながる。

【0065】

また、光ファイバ４１の軸方向の収縮変形は、イメージングコア２１がシース本体部１１の湾曲した位置を通過するときの負荷に起因して生じる収縮変形であり、制御部７１は、駆動部６０の作動を制御して、イメージングコア２１の移動速度を低下させる。このため、シース本体部１１の極端に湾曲した位置をイメージングコア２１が通過するときに生じる光ファイバ４１の軸方向の収縮変形によるシース本体部１１の光輝度分布の変化を検知して、駆動部６０の作動を制御して、イメージングコア２１の移動を停止、またはイメージングコア２１の移動速度を低下させることができる。よって、ドライブシャフト２２への負荷が軽減され、ドライブシャフト２２の破損を防止して、プッシュフォワードが維持される。

【0066】

また、第１区間にイメージングコア２１が存在するか否かを検出する検出部６１Ａをさらに有し、制御部７１は、検出部６１Ａによってイメージングコア２１が第１区間に存在することを検出し、かつ、光輝度分布の変化を検知したときに駆動部６０の作動を制御する。このため、第１区間にイメージングコア２１が存在すると検出部６１Ａが判断するとき、駆動部６０の作動を制御して、イメージングコア２１の移動を停止、またはイメージングコア２１の移動速度を低下させることができる。よって、より正確なプッシュフォワードが可能となる。

【0067】

光ファイバ４１の軸方向の収縮変形は、イメージングコア２１が封止部Ｓに当接するときの負荷に起因して生じる収縮変形であり、制御部７１は、駆動部６０の作動を制御して、前進限位置から離隔した位置に設定した初期位置にイメージングコア２１を停止させる。このため、イメージングコア２１が封止部Ｓに当接することに起因する光ファイバ４１の軸方向の収縮変形によるシース本体部１１の光輝度分布の変化を検知して、駆動部６０の作動を制御して、前進限位置から離隔した位置に設定した初期位置にイメージングコア２１を戻して停止させることができる。よって、ドライブシャフト２２への負荷が軽減され、ドライブシャフト２２の破損を防止できる。

【0068】

第２区間にイメージングコア２１が存在するか否かを検出する検出部６１Ａをさらに有し、制御部７１は、検出部６１Ａによってイメージングコア２１が第２区間に存在することを検出し、かつ、光輝度分布の変化を検知したときに駆動部６０の作動を制御する。このため、第２区間にイメージングコア２１が存在すると検出部６１Ａが判断するとき、駆動部６０の作動を制御して、前進限位置から離隔した位置に設定した初期位置にイメージングコア２１を停止させることができる。よって、より正確なプッシュフォワードが可能となる。

【0069】

（改変例）
本発明に係る実施形態では、変化率ａが予め設定された閾値を超えたときに駆動部６０の作動を制御したが、光干渉断層画像の軸方向の径が予め設定された閾値を超えたときに駆動部６０の作動を制御してもよい。

【0070】

また、本発明に係る実施形態では、イメージングコア２１の位置を検出する手段として検出部６１Ａを使用したが、適切な場所に設けられた位置センサーであってもよい。

【0071】

また、本発明に係る実施形態では、シース本体部１１が極端に湾曲した位置Ｐ１については、イメージングコア２１は１ｍｍ／ｓの速度で、それ以外の位置Ｐ２については１０ｍｍ／ｓの速度でプッシュフォワードされた。しかしながら、これらの速度は適宜任意の値を設定することができる。

【0072】

また、本発明に係る実施形態では、シース本体部１１が極端に湾曲した位置Ｐ１をイメージングコア２１が通過する場合、駆動部６０の駆動速度を１ｍｍ／ｓにした。しかしながらイメージングコア２１の移動を停止させてもよい。このとき、手動にて抜き差ししながら抵抗が無い位置まで挿入して、再度自動にてプッシュフォワードする。

【0073】

また、本発明に係る実施形態では、変化率ａが予め設定した閾値を超えたとき、駆動部６０の駆動速度を低下させたが、駆動部６０の駆動速度を低速させて、前後に繰り返し移動させてもよい。

【0074】

さらに、本出願は、２０１２年３月２６日に出願された日本特許出願番号２０１２−０７０４５１号に基づいており、それらの開示内容は、参照され、全体として、組み入れられている。

【符号の説明】

【0075】

１ 光学医療用デバイス、
１０ シース、
１１ シース本体部、
２１ イメージングコア（光学素子）、
２２ ドライブシャフト、
４１ 光ファイバ、
６０ 駆動部、
６１Ａ 検出部、
７１ 制御部、
１００ カテーテル、
Ｌ 生体管腔、
Ｓ 封止部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】