特許 7538856 ドライブユニット、画像診断装置及び作動方法

(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】

(24)【登録日】2024-08-14

(45)【発行日】2024-08-22

(54)【発明の名称】ドライブユニット、画像診断装置及び作動方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/12 20060101AFI20240815BHJP

   A61B 1/00 20060101ALI20240815BHJP

【ＦＩ】

A61B8/12

A61B1/00 526

A61B1/00 530

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022511714

(86)(22)【出願日】2021-03-05

(86)【国際出願番号】 JP2021008824

(87)【国際公開番号】W WO2021199924

(87)【国際公開日】2021-10-07

【審査請求日】2023-11-15

(31)【優先権主張番号】P 2020061491

(32)【優先日】2020-03-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】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】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100186015

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 靖之

(72)【発明者】

【氏名】堀池 豊和

【審査官】門田 宏

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１２６３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５２５１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１８１７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－７０８１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ８／１２

Ａ６１Ｂ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

断層撮影を実行するイメージングコアが内挿されたカテーテルを接続可能なスキャナユニットと、
前記スキャナユニットを所定方向に変位可能に支持するプルバックユニットと、
を備える、ドライブユニットであって、
前記スキャナユニットの前記プルバックユニットに対する変位が規制されていない非ホールド状態と、前記スキャナユニットの前記プルバックユニットに対する変位が規制されたホールド状態と、を制御するホールド部と、
前記スキャナユニットに接続された前記カテーテルの前記イメージングコアを回転駆動させる駆動部と、
前記ホールド状態及び前記非ホールド状態の切換入力を受け付ける切換入力部と、
前記切換入力部に対する、前記ホールド状態から前記非ホールド状態への切換入力操作を検出したとき、前記イメージングコアが回転駆動されていない場合、前記イメージングコアを回転駆動させてから、前記スキャナユニットを前記非ホールド状態にする、制御部と、
を備える、ドライブユニット。

【請求項2】

前記制御部は、前記スキャナユニットを前記ホールド状態から前記非ホールド状態にしてから、前記スキャナユニットが前記プルバックユニットに対して変位していない状態が所定時間継続したと判定した場合、前記スキャナユニットを前記ホールド状態にする、請求項１に記載のドライブユニット。

【請求項3】

前記スキャナユニットが前記非ホールド状態である場合に、前記プルバックユニットに対する前記スキャナユニットの変位速度を所定速度以下に制限するブレーキ部をさらに備える、請求項１又は２に記載のドライブユニット。

【請求項4】

前記カテーテルと、
請求項１から３のいずれか一項に記載のドライブユニットと、
前記イメージングコアにより実行された前記断層撮影により取得された信号に基づいて断層画像を生成する画像処理装置と、
を備える、画像診断装置。

【請求項5】

前記イメージングコアは、光による断層撮影と、超音波による断層撮影とを実行可能である、請求項４に記載の画像診断装置。

【請求項6】

断層撮影を実行するイメージングコアが内挿されたカテーテルを接続可能なスキャナユニットと、前記スキャナユニットを所定方向に変位可能に支持するプルバックユニットと、を備え、前記スキャナユニットの前記プルバックユニットに対する変位が規制されていない非ホールド状態と、前記スキャナユニットの前記プルバックユニットに対する変位が規制されたホールド状態と、を取ることができるドライブユニットの作動方法であって、
前記ホールド状態から前記非ホールド状態への切換入力を検出するステップと、
前記切換入力を検出したときに、前記イメージングコアが回転駆動されているか否かを検出するステップと、
前記イメージングコアが回転駆動されていない場合、前記イメージングコアを回転駆動させるステップと、
前記イメージングコアを回転駆動させてから、前記スキャナユニットを前記非ホールド状態にするステップと、
を含む、作動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ドライブユニット、画像診断装置及び作動方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、血管内腔を診断する装置として、血管内超音波診断（ＩＶＵＳ：IntraVascular Ultra Sound）装置や光干渉断層診断（ＯＦＤＩ：Optical Frequency Domain Imaging）装置等が知られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１２１８３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＩＶＵＳ装置では、血管内腔の状態を測定するイメージングコアを備えるカテーテルを、ドライブユニットのスキャナユニットに接続し、スキャナユニットの位置を変位させるモータに電流を供給して駆動することにより、イメージングコアをカテーテルの長手方向に変位させることができる。従来のＩＶＵＳ装置では、モータへの電流の供給を停止し、ユーザによる手動操作でイメージングコアの位置決めを実行することができるように構成されているものがある。

【0005】

しかしながら、スキャナユニットを手動操作で変位させる場合、カテーテルの内部機構が破損する恐れがある。特に、ＩＶＵＳとＯＦＤＩとにより血管内腔を診断可能な装置の場合、カテーテルの内部機構として光ファイバが設けられており、光ファイバが破損する恐れがある。

【0006】

本開示の目的は、手動操作によりカテーテルが破損される可能性を低減可能な、ドライブユニット、画像診断装置及び作動方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の第１の態様としてのドライブユニットは、断層撮影を実行するイメージングコアが内挿されたカテーテルを接続可能なスキャナユニットと、前記スキャナユニットを所定方向に変位可能に支持するプルバックユニットと、を備える、ドライブユニットであって、前記スキャナユニットの前記プルバックユニットに対する変位が規制されていない非ホールド状態と、前記スキャナユニットの前記プルバックユニットに対する変位が規制されたホールド状態と、を制御するホールド部と、前記スキャナユニットに接続された前記カテーテルの前記イメージングコアを回転駆動させる駆動部と、前記ホールド状態及び前記非ホールド状態の切換入力を受け付ける切換入力部と、前記切換入力部に対する、前記ホールド状態から前記非ホールド状態への切換入力操作を検出したとき、前記イメージングコアが回転駆動されていない場合、前記イメージングコアを回転駆動させてから、前記スキャナユニットを前記非ホールド状態にする、制御部と、を備える。

【0008】

本開示の一実施形態としてのドライブユニットにおいて、前記制御部は、前記スキャナユニットを前記ホールド状態から前記非ホールド状態にしてから、前記スキャナユニットが前記プルバックユニットに対して変位していない状態が所定時間継続したと判定した場合、前記スキャナユニットを前記ホールド状態にする。

【0009】

本開示の一実施形態としての駆動ユニットは、前記スキャナユニットが前記非ホールド状態である場合に、前記プルバックユニットに対する前記スキャナユニットの変位速度を所定速度以下に制限するブレーキ部をさらに備える。

【0010】

本開示の第２の態様としての画像診断装置は、前記カテーテルと、上述のドライブユニットと、前記イメージングコアにより実行された前記断層撮影により取得された信号に基づいて断層画像を生成する画像処理装置と、を備える。

【0011】

本開示の一実施形態としての画像診断装置において、前記イメージングコアは、光による断層撮影と、超音波による断層撮影とを実行可能である。

【0012】

本開示の第３の態様としての作動方法は、断層撮影を実行するイメージングコアが内挿されたカテーテルを接続可能なスキャナユニットと、前記スキャナユニットを所定方向に変位可能に支持するプルバックユニットと、を備え、前記スキャナユニットの前記プルバックユニットに対する変位が規制されていない非ホールド状態と、前記スキャナユニットの前記プルバックユニットに対する変位が規制されたホールド状態と、を取ることができるドライブユニットの作動方法であって、前記ホールド状態から前記非ホールド状態への切換入力を検出するステップと、前記切換入力を検出したときに、前記イメージングコアが回転駆動されているか否かを検出するステップと、前記イメージングコアが回転駆動されていない場合、前記イメージングコアを回転駆動させるステップと、前記イメージングコアを回転駆動させてから、前記スキャナユニットを前記非ホールド状態にするステップと、を含む。

【発明の効果】

【0013】

本開示によると、手動操作によりカテーテルが破損される可能性を低減可能な、ドライブユニット、画像診断装置及び作動方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】画像診断装置の外観構成の一例を示す図である。

【図2】画像診断装置の構成例を示すブロック図である。

【図3】図１のＭＤＵの外観構成の一例を示す図である。

【図4】図１のＭＤＵの概略構成を示す機能ブロック図である。

【図5】図４の制御部が実行する切換処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】図４の制御部が実行する切換処理の他の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本実施形態に係る画像診断装置は、ＩＶＵＳ機能とＯＦＤＩ機能とを有する。

【0016】

＜１．画像診断装置の外観構成＞
図１は、一実施形態に係る画像診断装置１００の外観構成を示す図である。図１に示すように、画像診断装置１００は、カテーテル１０１と、スキャナ及びプルバック部（以下、ＭＤＵ（モータドライブユニット）と記載する）１０２と、断層撮影装置としての画像処理装置１０３と、表示装置１１３とを備える。ＭＤＵ１０２が、本開示におけるドライブユニットである。ＭＤＵ１０２と画像処理装置１０３とは、コネクタ１０５を介して、信号線や光ファイバを収容したケーブル１０４により接続されている。なお、本実施形態では画像処理装置１０３と表示装置１１３とが別体であるとして説明するが、画像処理装置１０３が表示装置１１３を備えて構成されていてもよい。

【0017】

カテーテル１０１は、直接血管内に挿入されるものである。カテーテル１０１は、パルス信号に基づく超音波を送信するとともに血管内からの反射波を受信する超音波送受信部と、伝送されてきた光（測定光）を連続的に血管内に送信するとともに血管内からの反射光を連続的に受信する光送受信部と、を備えるイメージングコアが内挿されている。画像診断装置１００は、該イメージングコアを用いることで血管内部の状態を測定する（断層像を取得する）。すなわち、画像診断装置１００は、カテーテル１０１からの超音波信号の戻り信号と光干渉信号とに基づいて血管断層撮影による断層像を得る。

【0018】

ＭＤＵ１０２は、カテーテル１０１が着脱可能に取り付けられ、内蔵されたモータを駆動させることでカテーテル１０１に内挿されたイメージングコアの血管内の長軸方向の動作及び回転方向の動作を規定している。また、ＭＤＵ１０２は、イメージングコア内の超音波送受信部において受信された反射波の信号及び光送受信部において受信された反射光の信号を取得し、画像処理装置１０３に対して送信する。

【0019】

画像処理装置１０３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超音波データや光干渉データを処理し、各種血管像を表示するための機能を備える。

【0020】

画像処理装置１０３、本体制御部１１１を備える。本体制御部１１１は、測定により得られた超音波の反射波の信号からラインデータを生成し、補間処理を経て血管の超音波断層画像（ＩＶＵＳ画像）を生成する。さらに、本体制御部１１１は、イメージングコアからの反射光と、光源からの光を分離することで得られた参照光とを干渉させることで干渉光データを生成し、該干渉光データに基づいてラインデータを生成し、補間処理を経て血管の光断層画像（ＯＦＤＩ画像）を生成する。

【0021】

本体制御部１１１はプリンタ及びＤＶＤレコーダ１１１－１を備える。プリンタ及びＤＶＤレコーダ１１１－１は、本体制御部１１１における処理結果を印刷したり、データとして記憶したりする。また、本体制御部１１１は、操作パネル１１２を備える。ユーザは該操作パネル１１２を用いて、各種設定値及び指示の入力を行う。表示装置１１３は、例えばＬＣＤモニタを備え、本体制御部１１１において生成された各種断面画像を表示する。また、本体制御部１１１は、ポインティングデバイス（座標入力装置）としてのマウス１１４を備え、操作パネル１１２で行う操作をＬＣＤモニタ画面上でも行うことができる。

【0022】

＜２．画像診断装置（主に画像処理装置）の機能構成＞
次に、画像診断装置１００（主に画像処理装置１０３）の機能構成について説明する。図２は、画像診断装置１００の構成例を示すブロック図である。以下、同図を用いて、波長掃引型の光干渉断層画像撮影（ＯＦＤＩ）と超音波による断層画像撮影（ＩＶＵＳ）を実現するための機能構成について説明する。

【0023】

図中、画像処理装置１０３は、画像診断装置１００の全体の制御を司る信号処理部２０１を備える。信号処理部２０１は、マイクロプロセッサをはじめ、いくつかの回路で構成される。例えば、信号処理部２０１は、画像取得部２０１０を備える。画像取得部２０１０は、後述のイメージングコア２５０で撮影された超音波断層画像（ＩＶＵＳ画像）や光干渉断層画像（ＯＦＤＩ画像）を取得する。また、信号処理部２０１は、制御部２０１１を備える。制御部２０１１は、各種処理を行うとともに表示装置１１３への表示を制御する。また、信号処理部２０１は、メモリ２０１２を備える。メモリ２０１２は、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）により構成されている。また、画像処理装置１０３は、記憶装置２１０を備える。記憶装置２１０は、ハードディスクに代表される不揮発性の記憶装置であり、信号処理部２０１が実行する各種プログラムやデータファイルを格納している。

【0024】

画像処理装置１０３は、波長掃引光源２０３を備える。波長掃引光源２０３は、時間軸に沿って、予め設定された範囲内で変化する波長の光を繰り返し生成する光源である。波長掃引光源２０３から出力された光は、第１のシングルモードファイバ２７１の一端に入射され、先端側に向けて伝送される。第１のシングルモードファイバ２７１は、途中の光ファイバカップラ２７２において第４のシングルモードファイバ２７５と光学的に結合されている。

【0025】

第１のシングルモードファイバ２７１に入射され、光ファイバカップラ２７２より先端側に発された光は、コネクタ１０５を介して、第２のシングルモードファイバ２７３に導かれる。第２のシングルモードファイバ２７３の他端はＭＤＵ１０２内の光ロータリージョイント２３０に接続されている。

【0026】

一方、カテーテル１０１はＭＤＵ１０２と接続するためのアダプタ１０１ａを有する。また、ＭＤＵ１０２はカテーテル１０１と接続するためのアダプタ１０１ｂを有する。アダプタ１０１ａをアダプタ１０１ｂに装着することによりカテーテル１０１とＭＤＵ１０２が接続され、カテーテル１０１が安定してＭＤＵ１０２に保持される。また、カテーテル１０１は、イメージングコア２５０に接続され、カテーテル１０１に接続されたシャフト１０６を備える。シャフト１０６は、ＭＤＵ１０２による、イメージングコア２５０の長手方向を軸とした回転運動を伝達する。すなわち、カテーテル１０１がＭＤＵ１０２に接続されると、ＭＤＵ１０２による回転運動がシャフト１０６に伝達され、イメージングコア２５０が回転駆動される。

【0027】

カテーテル１０１内に回転自在に収容された第３のシングルモードファイバ２７４の端部は、光ロータリージョイント２３０に接続される。この結果、第２のシングルモードファイバ２７３と第３のシングルモードファイバ２７４が光学的に結合される。第３のシングルモードファイバ２７４の他方端（カテーテル１０１の先頭部分側）には、光を回転軸に対してほぼ直行する方向に出射するミラーとレンズで構成される光送受信部を搭載したイメージングコア２５０が設けられている。

【0028】

上記の結果、波長掃引光源２０３が発した光は、光ファイバとしての、第１のシングルモードファイバ２７１、第２のシングルモードファイバ２７３、第３のシングルモードファイバ２７４を介して、第３のシングルモードファイバ２７４の端部に設けられたイメージングコア２５０に導かれる。イメージングコア２５０の光送受信部は、この光を、ファイバの軸に直行する方向に出射するとともに、その反射光を受信し、その受信した反射光が今度は逆に導かれ、画像処理装置１０３に返される。

【0029】

一方、光ファイバカップラ２７２に結合された第４のシングルモードファイバ２７５の反対の端部には、参照光の光路長を微調整する光路長調整機構２２０が設けられている。光路長調整機構２２０は、カテーテル１０１を交換した場合など、個々のカテーテル１０１の長さのばらつきを吸収できるよう、その長さのばらつきに相当する光路長を変化させる光路長変更手段として機能する。そのため、第４のシングルモードファイバ２７５の端部に位置するコリメートレンズ２２５が、その光軸方向である矢印２２６で示すように移動自在な１軸ステージ２２４上に設けられている。

【0030】

具体的には、１軸ステージ２２４はカテーテル１０１を交換した場合に、カテーテル１０１の光路長のばらつきを吸収できるだけの光路長の可変範囲を有する光路長変更手段として機能する。さらに、１軸ステージ２２４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、カテーテル１０１の先端が生体組織の表面に密着していない場合でも、１軸ステージ２２４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可能である。

【0031】

１軸ステージ２２４で光路長が微調整され、グレーティング２２１、レンズ２２２を介してミラー２２３にて反射された光は再び第４のシングルモードファイバ２７５に導かれ、光ファイバカップラ２７２にて、第２のシングルモードファイバ２７３側から得られた光と混合されて、干渉光としてフォトダイオード２０４にて受光される。

【0032】

このようにしてフォトダイオード２０４にて受光された干渉光は光電変換され、アンプ２０５により増幅された後、復調器２０６に入力される。復調器２０６では干渉した光の信号部分のみを抽出する復調処理を行い、その出力は干渉光信号としてＡ／Ｄ変換器２０７に入力される。

【0033】

Ａ／Ｄ変換器２０７では、干渉光信号を例えば９０ＭＨｚで２０４８ポイント分サンプリングして、１ラインのデジタルデータ（干渉光データ）を生成する。なお、サンプリング周波数を９０ＭＨｚとしたのは、波長掃引の繰り返し周波数を４０ｋＨｚにした場合に、波長掃引の周期（２５μｓｅｃ）の９０％程度を２０４８点のデジタルデータとして抽出することを前提としたものであり、特にこれに限定されるものではない。

【0034】

Ａ／Ｄ変換器２０７にて生成されたライン単位の干渉光データは、信号処理部２０１に入力され、一旦、メモリ２０１２に格納される。そして、信号処理部２０１では干渉光データをＦＦＴ（高速フーリエ変換）により周波数分解して深さ方向のデータ（ラインデータ）を生成し、これを座標変換することにより、血管内の各位置での光断層画像を構築し、所定のフレームレートで表示装置１１３に出力する。

【0035】

信号処理部２０１は、更に光路長調整用駆動部２０９及び通信部２０８と接続されている。信号処理部２０１は光路長調整用駆動部２０９を介して１軸ステージ２２４の位置の制御（光路長制御）を行う。

【0036】

通信部２０８は、いくつかの駆動回路を内蔵するとともに、信号処理部２０１の制御下にてＭＤＵ１０２と通信する。具体的には、通信部２０８は、コネクタ１０５を介して、回転駆動装置２４０が備える、ラジアル走査モータ２４１、エンコーダ部２４２及び直線駆動部２４３と通信する。より具体的には、通信部２０８は、ＭＤＵ１０２内の光ロータリージョイントによる第３のシングルモードファイバ２７４の回転を行うためのラジアル走査モータ２４１への駆動信号の供給、ラジアル走査モータ２４１の回転位置を検出するためのエンコーダ部２４２からの信号受信、並びに、第３のシングルモードファイバ２７４を所定速度で引っ張るための直線駆動部２４３への駆動信号の供給などを行う。

【0037】

なお、信号処理部２０１における上記処理が、所定のプログラムがコンピュータによって実行されることで実現されるものである。

【0038】

上記構成を有する画像診断装置１００による、光干渉のスキャニングを実行させる場合、カテーテル１０１を患者の診断対象の血管位置（冠状動脈など）に位置させて、ユーザの操作によりカテーテル１０１の先端に向けて、ガイディングカテーテルなどを通じて透明なフラッシュ液を血管内に放出させる。血液の影響を除外するためである。そして、ユーザがスキャン開始の指示入力を行うと、信号処理部２０１は、波長掃引光源２０３を駆動し、ラジアル走査モータ２４１並びに直線駆動部２４３を駆動させる（以降、ラジアル走査モータ２４１と直線駆動部２４３の駆動による光の照射と受光処理をスキャニングと呼ぶ）。この結果、波長掃引光源２０３から波長掃引光が、上記のような経路でイメージングコア２５０に供給される。このとき、カテーテル１０１の先端位置にあるイメージングコア２５０は回転しながら回転軸に沿って移動することになるので、イメージングコア２５０は、回転しながら且つ血管軸に沿って移動しながら、血管内腔面への光の出射とその反射光の受信を行うことになる。

【0039】

次に、超音波を用いた画像形成にかかる構成とその処理内容を説明する。超音波を用いたスキャニングは、上記の光干渉のスキャニングと同時に行われる。すなわち、スキャニングを行い、イメージングコア２５０を回転させながら、カテーテル１０１のカテーテルシース内を移動している間、そのイメージングコア２５０に収容された超音波送受信部から超音波の出射とその反射波の検出を行う。このため、画像診断装置１００は、イメージングコア２５０に収容された超音波送受信部への駆動するための駆動信号の生成、並びに、超音波送受信部が出力した超音波の検出信号の受信を行う必要がある。駆動信号の送信と、検出した信号の受信は、超音波送受信制御部２３２が実行する。超音波送受信制御部２３２と、イメージングコア２５０とは、信号線ケーブル２８１、２８２及び２８３を介して接続される。イメージングコア２５０は回転するので、ＭＤＵ１０２内に設けられたスリップリング２３１を介して、信号線ケーブル２８２と２８３とが電気的に接続されることになる。なお、図２では信号線ケーブル２８１から２８３は一本の線で結ばれているように示しているが、実際には、複数の信号線を収容していてよい。

【0040】

超音波送受信制御部２３２は、信号処理部２０１の制御下で動作し、イメージングコア２５０に収容された超音波送受信部を駆動し、超音波のパルス波を発生させる。超音波送受信部は、血管組織からの反射波を電気信号に変換し、超音波送受信制御部２３２に供給する。超音波送受信制御部２３２は、受信した超音波信号をアンプ２３３に出力する。アンプ２３３は、超音波信号を増幅する。増幅された超音波信号は、検波器２３４、Ａ／Ｄ変換器２３５を経て、超音波データとして信号処理部２０１に供給され、メモリ２０１２に一旦格納される。なお、Ａ／Ｄ変換器２３５では、検波器２３４より出力された超音波信号を例えば３０．６ＭＨｚで２００ポイント分サンプリングして、１ラインのデジタルデータ（超音波データ）を生成する。なお、ここでは、３０．６ＭＨｚとしているが、これは音速を１５３０ｍ／ｓｅｃとしたときに、深度５ｍｍに対して２００ポイントサンプリングすることを前提として算出されたものである。したがって、サンプリング周波数は特にこれに限定されるものではない。

【0041】

信号処理部２０１は、メモリ２０２に格納された超音波データから、グレースケールに変換することにより、血管内の各位置での超音波画像を生成する。

【0042】

図３は、図１のＭＤＵ１０２の外観構成の一例を示す図であり、図１よりも詳細な外観構成の一例を示す図である。ＭＤＵ１０２は、スキャナユニット１２１と、プルバックユニット１２２とを備える。図３に示すように、スキャナユニット１２１は、プルバックユニット１２２上に支持（載置）される。スキャナユニット１２１は、プルバックユニット１２２上において、所定方向に変位可能である。具体的には、スキャナユニット１２１は、プルバックユニット１２２に対して一方向に変位可能であり、本実施形態では、図３の矢印で示す方向Ａに変位可能である。

【0043】

スキャナユニット１２１は、カテーテル１０１を接続可能（着脱可能）なカテーテル接続部１２３を備える。カテーテル接続部１２３は、スキャナユニット１２１において、変位可能な一方向（つまり図３の矢印で示す方向）の一端側に設けられる。

【0044】

スキャナユニット１２１は、前記一端側の反対側である他端側においてケーブル１０４が接続され、ケーブル１０４の先端にはコネクタ１０５が接続されている。スキャナユニット１２１は、コネクタ１０５が画像処理装置１０３と接続されることにより、ケーブル１０４を介して画像処理装置１０３と情報通信可能になる。

【0045】

スキャナユニット１２１は、内部にラジアル走査モータ２４１を備える。ラジアル走査モータ２４１は、本開示における駆動部の一例である。ラジアル走査モータ２４１は、後述する制御部１２７の制御に基づき、スキャナユニット１２１のカテーテル接続部１２３に接続されたカテーテル１０１に内挿されたイメージングコア２５０を回転駆動させるモータである。

【0046】

プルバックユニット１２２は、ユーザによる入力操作を受け付ける入力部を備える。図３に示す例では、プルバックユニット１２２は、入力部として、切換入力部１２４と、スキャン入力部１２５と、プルバック入力部１２６とを備える。本実施形態では、切換入力部１２４、スキャン入力部１２５及びプルバック入力部１２６は、いずれも押下可能な操作ボタン（操作キー）として構成されていてよい。ただし、入力部の形態は、押下可能な操作ボタンに限られない。入力部は、例えばタッチスクリーンにより構成され、表示デバイスの一部にユーザからの操作入力を受け付ける入力領域を表示して、ユーザによるタッチ操作入力を受け付けてもよい。また、入力部は、必ずしも、切換入力部１２４、スキャン入力部１２５及びプルバック入力部１２６であるとは限らない。ＭＤＵ１０２は、ＭＤＵ１０２が実行可能な機能に応じて、適宜の態様、数量及び配置の入力部を備えていてよい。

【0047】

切換入力部１２４は、スキャナユニット１２１のホールド状態と非ホールド状態との切換えを実行させるためのボタンである。ホールド状態及び非ホールド状態については、後述する。スキャン入力部１２５は、画像診断装置１００にスキャニングを実行させるためのボタンである。プルバック入力部１２６は、ＭＤＵ１０２にプルバックを実行させるためのボタンである。プルバックは、モータ等を含んで構成される直線駆動部２４３を駆動することによって、プルバックユニット１２２に支持されたスキャナユニット１２１を、プルバックユニット１２２に対して一方向に変位させることである。本実施形態では、プルバックは、スキャナユニット１２１を一端側から他端側に変位させることをいう。

【0048】

図４は、ＭＤＵ１０２の概略構成を示す機能ブロック図である。図４に示すように、ＭＤＵ１０２は、機能ブロックとして、制御部１２７と、ホールド部１２８と、ブレーキ部１２９と、切換入力部１２４と、スキャン入力部１２５と、プルバック入力部１２６と、回転駆動装置２４０とを備える。切換入力部１２４、スキャン入力部１２５、プルバック入力部１２６及び回転駆動装置２４０については、上述の通りであるため、ここでは詳細な説明を省略する。なお、回転駆動装置２４０は、ラジアル走査モータ２４１と、エンコーダ部２４２と、直線駆動部２４３とを備える。

【0049】

制御部１２７は、ＭＤＵ１０２の各機能部をはじめとして、ＭＤＵ１０２の全体を制御及び管理する。制御部１２７は、少なくとも１つのプロセッサを含んで構成される。制御部１２７は、制御手順を規定したプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ又は各機能の処理に特化した専用のプロセッサで構成される。このようなプログラムは、ＭＤＵ１０２が備える図示しない記憶部又はＭＤＵ１０２の外部の記憶媒体に記憶されている。

【0050】

制御部１２７は、ユーザによる入力部に対する入力操作に基づいて、各種制御を行う。本実施形態において、制御部１２７は、ユーザによる切換入力部１２４に対する入力操作に基づいて、ホールド部１２８によるホールド状態と非ホールド状態との切換処理を行う。制御部１２７が実行する切換処理の詳細については、後述する。

【0051】

ホールド部１２８は、制御部１２７による制御に基づき、ホールド状態と非ホールド状態とを切り換える。

【0052】

ここで、ホールド状態は、スキャナユニット１２１の、プルバックユニット１２２に対する変位が規制された状態である。変位が規制された状態は、スキャナユニット１２１を、手などで動かそうとしても、プルバックユニット１２２に対して位置関係が変化しない状態をいう。つまり、ホールド状態においては、スキャナユニット１２１は、プルバックユニット１２２に対して位置が固定されている。ただし、入力部としてのスキャン入力部１２５及びプルバック入力部１２６に対する入力操作を受け付けた場合、制御部１２７は、ホールド状態においても、ラジアル走査モータ２４１又は直線駆動部２４３を駆動することにより、スキャナユニット１２１をプルバックユニット１２２で変位させることは可能である。従って、ホールド状態は、ユーザが随意にスキャナユニット１２１をプルバックユニット１２２に対して変位させることができない状態を言う。

【0053】

一方、非ホールド状態は、スキャナユニット１２１の、プルバックユニット１２２に対する変位が規制されていない状態である。従って、非ホールド状態において、ユーザは、手などで、スキャナユニット１２１をプルバックユニット１２２に対して変位させることができる。

【0054】

ホールド部１２８は、プルバックユニット１２２に対するスキャナユニット１２１の変位を規制することができる任意の構成を有していてよい。例えば、ホールド部１２８は、機械的に挟み込むなどにより、スキャナユニット１２１をプルバックユニット１２２に対してロック可能な機構により構成されていてよい。あるいは、ホールド部１２８は、例えば電磁石を利用した電磁ロックにより、スキャナユニット１２１をプルバックユニット１２２に対してロック可能な機構により構成されていてよい。一例として、ホールド部１２８は、直線駆動部２４３が備えるモータの励磁力により、スキャナユニット１２１の変位を規制してよい。この場合、直線駆動部２４３が備えるモータにホールド部１２８が電流を流すことにより、モータが励磁され、モータの軸が回転しなくなる。これにより、スキャナユニット１２１の変位を規制することができる。

【0055】

ブレーキ部１２９は、スキャナユニット１２１が非ホールド状態である場合に、プルバックユニット１２２に対するスキャナユニット１２１の変位速度を所定速度以下に制限する。ブレーキ部１２９は、例えばディスクブレーキや渦電流ブレーキ等の公知の機構により構成することができる。

【0056】

ブレーキ部１２９は、例えば、プルバックユニット１２２に対するスキャナユニット１２１の変位速度が所定速度を超えたときに、スキャナユニット１２１の変位を停止させるものであってもよく、プルバックユニット１２２に対するスキャナユニット１２１の変位速度が所定速度を超えないように制御するものであってもよい。所定速度は、７０ｍｍ／秒未満であることが好ましく、４０ｍｍ／秒未満であることがさらに好ましい。所定速度が７０ｍｍ／秒未満である場合、シャフト１０６がスキャナユニット１２１の変位に追従しやすく、所定速度が４０ｍｍ／秒未満である場合、シャフト１０６がスキャナユニット１２１の変位に、より確実に追従できるためである。

【0057】

ブレーキ部１２９は、スキャナユニット１２１を、ケーブル１０４が設けられた他端側から、カテーテル接続部１２３が設けられた一端側に向かって変位させる場合のみに作動するように構成されていてもよい。後述するように、スキャナユニット１２１を他端側から一端側に変位させることが、カテーテル１０１の内部機構における断線の要因となり得る。そのため、少なくともスキャナユニット１２１の他端側から一端側への変位に対して変位速度が制限されることにより、カテーテル１０１の内部機構が破損する可能性を低減することができる。

【0058】

画像診断装置１００において、ユーザは、スキャナユニット１２１を非ホールド状態とすることにより、スキャナユニット１２１をプルバックユニット１２２に対して手などで動かすことができるようになる。例えばＭＤＵ１０２にカテーテル１０１が接続された状態で、スキャナユニット１２１を動かすことにより、イメージングコア２５０の位置を調整したり、位置決めしたりすることができる。しかしながら、カテーテル１０１の内部機構を回転させることなく、スキャナユニット１２１を動かしてイメージングコア２５０をカテーテル１０１の長手方向に動かすと、カテーテル１０１の内部機構が破損する恐れがある。例えば、カテーテル１０１内においてシャフト１０６が屈曲した状態で、スキャナユニット１２１を動かすと、カテーテル１０１の内部機構である、光ファイバ（つまり第３のシングルモードファイバ２７４）などに捻れが発生し、断線する恐れがある。特に、スキャナユニット１２１を、ケーブル１０４が設けられた他端側から、カテーテル接続部１２３が設けられた一端側に向かって変位させる場合、捻れの程度が大きくなり、断線の可能性が高くなる。

【0059】

これに対し、カテーテル１０１の内部機構を回転駆動させた状態で、イメージングコア２５０をカテーテル１０１の長手方向に動かした場合、光ファイバなどの内部機構が破損する可能性を低減することができる。そこで、本実施形態では、制御部１２７は、カテーテル１０１の内部機構が破損されにくい態様で、スキャナユニット１２１を非ホールド状態とする。具体的には、制御部１２７は、ホールド状態から非ホールド状態への切換入力操作を検出したとき、イメージングコア２５０が回転駆動されていない場合、イメージングコア２５０を回転駆動させ、イメージングコア２５０が回転駆動した状態で、スキャナユニット１２１を非ホールド状態にする。

【0060】

ここで、制御部１２７が実行する、ホールド状態と非ホールド状態との切換処理の詳細について、図５を参照しながら説明する。図５は、制御部１２７が実行する切換処理の一例を示すフローチャートである。図５の開始時点において、スキャナユニット１２１はホールド状態であるとする。

【0061】

まず、ユーザが、スキャナユニット１２１をホールド状態から非ホールド状態にするために、切換入力部１２４を押下する。すると、制御部１２７は、切換入力部１２４が押下されたことにより、ホールド状態の解除が入力されたことを検出する（ステップＳ１１）。

【0062】

そして、制御部１２７は、スキャナユニット１２１にカテーテル１０１が接続されているか否かを判定する（ステップＳ１２）。制御部１２７は、スキャナユニット１２１にカテーテル１０１が接続されているか否かを、任意の公知の方法により検出することができる。制御部１２７は、例えば、電気的又は機械的方法により、スキャナユニット１２１にカテーテル１０１が接続されているか否かを検出することができる。具体的には、例えば、カテーテル１０１のアダプタ１０１ａに突起部を設け、スキャナユニット１２１にカテーテル１０１が接続された際に、突起部がカテーテル接続部１２３に設けられたマイクロスイッチを押下するように構成されていてよい。この場合、マイクロスイッチが押下されることにより、スキャナユニット１２１にカテーテル１０１が接続されていることを検出できる。ただし、スキャナユニット１２１にカテーテル１０１が接続されているか否かの検出方法は、これに限られず、他の任意の方法を採用することができる。

【0063】

制御部１２７は、スキャナユニット１２１にカテーテル１０１が接続されていないと判定した場合（ステップＳ１２のＮｏ）、スキャナユニット１２１のホールド状態を解除する（ステップＳ１４）。すなわち、制御部１２７は、スキャナユニット１２１をホールド状態から非ホールド状態にする。スキャナユニット１２１にカテーテル１０１が接続されていない場合には、ユーザがスキャナユニット１２１を手などで所定方向に動かしても、カテーテル１０１の内部機構が破損することがないためである。

【0064】

この場合、ユーザが、スキャナユニット１２１を非ホールド状態からホールド状態にするために、再び切換入力部１２４を押下したとする。制御部１２７は、切換入力部１２４が押下されたことにより、ホールド状態の設定が入力されたことを検出する（ステップＳ１５）。

【0065】

制御部１２７は、ステップＳ１５においてホールド状態の設定が入力されたことに応じて、ホールド状態を設定する（ステップＳ１６）。すなわち、制御部１２７は、スキャナユニット１２１を非ホールド状態からホールド状態にする。

【0066】

一方、制御部１２７は、ステップＳ１２において、スキャナユニット１２１にカテーテル１０１が接続されていると判定した場合（ステップＳ１２のＹｅｓ）、ＭＤＵ１０２がスキャニングを実行中であるか否かを検出する（ステップＳ１３）。制御部１２７は、スキャニングの処理を行っているか否かにより、スキャニングを実行中であるか否かを判定できる。

【0067】

制御部１２７は、ＭＤＵ１０２がスキャニングを実行中であると判定した場合（ステップＳ１３のＹｅｓ）、スキャナユニット１２１のホールド状態を解除する（ステップＳ１４）。すなわち、制御部１２７は、スキャナユニット１２１をホールド状態から非ホールド状態にする。ＭＤＵ１０２がスキャニングを実行中である場合、ラジアル走査モータ２４１が駆動され、イメージングコア２５０が回転駆動されている状態であるため、ホールド状態を解除しても、カテーテル１０１の内部機構が破損する可能性が低減された状態であるためである。

【0068】

この場合、ユーザが、スキャナユニット１２１を非ホールド状態からホールド状態にするために、再び切換入力部１２４を押下したとする。制御部１２７は、切換入力部１２４が押下されたことにより、ホールド状態の設定が入力されたことを検出する（ステップＳ１５）。

【0069】

制御部１２７は、ステップＳ１５においてホールド状態の設定が入力されたことに応じて、ホールド状態を設定する（ステップＳ１６）。すなわち、制御部１２７は、スキャナユニット１２１を非ホールド状態からホールド状態にする。このとき、制御部１２７は、ＭＤＵ１０２によるスキャニングを継続して実行させてよい。つまり、ラジアル走査モータ２４１が駆動された状態を維持してよい。これにより、スキャニングを継続することができる。

【0070】

一方、制御部１２７は、ステップＳ１３において、ＭＤＵ１０２がスキャニングを実行中でないと判定した場合（ステップＳ１３のＮｏ）、シャフト１０６が回転駆動しているか否かを判定する（ステップＳ１７）。制御部１２７は、ラジアル走査モータ２４１が駆動されているかに基づき、シャフト１０６が回転駆動しているか否かを判定することができる。

【0071】

制御部１２７は、シャフト１０６が回転駆動していると判定した場合（ステップＳ１７のＹｅｓ）、ステップＳ１９に移行する。

【0072】

一方、制御部１２７は、シャフト１０６が回転駆動していないと判定した場合（ステップＳ１７のＮｏ）、シャフト１０６の回転運動を開始させる（ステップＳ１８）。具体的には、制御部１２７は、ラジアル走査モータ２４１を駆動させることにより、シャフト１０６の回転運動を開始させる。これにより、イメージングコア２５０が回転駆動された状態となる。

【0073】

そして、制御部１２７は、スキャナユニット１２１のホールド状態を解除する（ステップＳ１９）。すなわち、制御部１２７は、スキャナユニット１２１をホールド状態から非ホールド状態にする。これにより、ユーザはスキャナユニット１２１を手などで所定方向に動かすことができるようになる。このとき、シャフト１０６が回転駆動することにより、イメージングコア２５０が回転駆動した状態であるため、カテーテル１０１の内部機構が破損する可能性が低減された状態で、ホールド状態が解除されることとなる。これにより、画像診断装置１００の安全性を維持しやすくなる。

【0074】

ユーザが、スキャナユニット１２１を非ホールド状態からホールド状態にするために、再び切換入力部１２４を押下したとする。制御部１２７は、切換入力部１２４が押下されたことにより、ホールド状態の設定が入力されたことを検出する（ステップＳ２０）。

【0075】

制御部１２７は、ステップＳ２０においてホールド状態の設定が入力されたことに応じて、ホールド状態を設定する（ステップＳ２１）。すなわち、制御部１２７は、スキャナユニット１２１を非ホールド状態からホールド状態にする。

【0076】

また、制御部１２７は、シャフト１０６の回転駆動を停止する（ステップＳ２２）。具体的には、制御部１２７は、ラジアル走査モータ２４１を停止させることにより、シャフト１０６の回転運動を停止する。このようにして、制御部１２７は、スキャニングが実行されていない場合には、非ホールド状態からホールド状態に切り換えたときに、シャフト１０６の回転運動を停止することができる。

【0077】

なお、制御部１２７は、スキャニングを実行しておらず（ステップＳ１３のＮｏ）、かつシャフト１０６が回転駆動をしている場合（ステップＳ１７のＹｅｓ）、ホールド状態を一度解除してから再びホールド状態を設定する際に、シャフト１０６の回転運動を停止しなくてもよい。つまり、この場合、ステップＳ２２を実行しなくてもよい。これにより、ホールド状態を一度解除してから再びホールド状態を設定する際に、ホールド状態が解除される前と同じ状態に戻すことができる。

【0078】

制御部１２７は、必ずしも図５に示す手順で切換処理を実行しなくてもよい。図６は、制御部１２７が実行する切換処理の他の一例を示すフローチャートである。

【0079】

図６に示すフローにおいて、ステップＳ１１からステップＳ１４は、それぞれ図５で説明したステップＳ１１からステップＳ１４と同様であるため、ここではこれらの詳細な説明を省略する。

【0080】

制御部１２７は、ステップＳ１４でホールド状態を解除した後、スキャナユニット１２１がプルバックユニット１２２に対して変位していない状態が所定時間継続したか否かを判定する（ステップＳ２３）。所定時間は、ユーザに、スキャナユニット１２１を手などで変位させる意思がないことが推定される時間であり、適宜定められる。例えば、所定時間は、数十秒から数分の時間として設定することができる。

【0081】

制御部１２７は、スキャナユニット１２１がプルバックユニット１２２に対して変位していない状態が所定時間継続していないと判定した場合（ステップＳ２３のＮｏ）、ステップＳ２３を繰り返す。

【0082】

制御部１２７は、スキャナユニット１２１がプルバックユニット１２２に対して変位していない状態が所定時間継続したと判定した場合（ステップＳ２３のＹｅｓ）、ホールド状態を設定する（ステップＳ１６）。

【0083】

同様に、図６に示すフローにおいて、ステップＳ１７からステップＳ１９は、それぞれ図５で説明したステップＳ１７からステップＳ１９と同様であるため、ここではこれらの詳細な説明を省略する。

【0084】

制御部１２７は、ステップＳ１９でホールド状態を解除した後、スキャナユニット１２１がプルバックユニット１２２に対して変位していない状態が所定時間継続したか否かを判定する（ステップＳ２４）。所定時間は、ユーザに、スキャナユニット１２１を手などで変位させる意思がないことが推定される時間であり、適宜定められる。ステップＳ２４における所定時間は、ステップＳ２３における所定時間と同じであってもよく、異なっていてもよい。

【0085】

制御部１２７は、スキャナユニット１２１がプルバックユニット１２２に対して変位していない状態が所定時間継続していないと判定した場合（ステップＳ２４のＮｏ）、ステップＳ２４を繰り返す。

【0086】

制御部１２７は、スキャナユニット１２１がプルバックユニット１２２に対して変位していない状態が所定時間継続したと判定した場合（ステップＳ２４のＹｅｓ）、ホールド状態を設定し（ステップＳ２１）、シャフト１０６の回転駆動を停止する（ステップＳ２２）。

【0087】

ステップＳ２３及びステップＳ２４のように、スキャナユニット１２１が変位していない状態が所定時間継続した場合に、ホールド状態を設定することにより、ユーザに、スキャナユニット１２１を手などで変位させる意思がないことが推定される場合に、自動的に非ホールド状態からホールド状態に移行させることができる。これにより、ホールド状態が長期に維持されて意図せずスキャナユニット１２１が変位する可能性を低減することができる。

【0088】

なお、制御部１２７は、図５及び図６で示したフローを組み合わせて、非ホールド状態からホールド状態に切り換えてもよい。つまり、ホールド状態を解除して非ホールド状態に切り換えたあと、制御部１２７は、ユーザによるホールド状態の設定の入力を検出した場合、又は、スキャナユニット１２１が変位していない状態が所定時間継続した場合に、ホールド状態に切り換えてもよい。

【0089】

このように、本実施形態に係る画像診断装置１００によれば、制御部１２７は、ホールド状態から非ホールド状態への切換入力操作を検出したとき、イメージングコア２５０が回転駆動されていない場合、イメージングコア２５０を回転駆動させてから、スキャナユニット１２１を非ホールド状態にする。そのため、カテーテル１０１の内部機構が破損する可能性が低減された状態で、ホールド状態を解除することができる。

【0090】

なお、上記実施形態では、イメージングコア２５０が回転駆動されていない場合、イメージングコア２５０を回転駆動させてから、スキャナユニット１２１を非ホールド状態にすると説明した。しかしながら、制御部１２７による切換処理は、これに限られない。例えば、制御部１２７は、図５及び図６のステップ１１においてホールド状態の解除の入力を検出した場合、スキャニングを実行中である（ステップＳ１３のＹｅｓ）か、シャフト１０６が回転駆動している（ステップＳ１７のＹｅｓ）と判断した場合であっても、シャフト１０６の回転数が所定回転数以下である場合、所定回転数までシャフト１０６の回転数を増加させ、その後、ホールド状態を解除してもよい。所定回転数は、カテーテル１０１の内部機構の破損を所定程度まで低減可能な回転数であってよい。これにより、ホールド状態を解除したときの破損の可能性を、より確実に低減することができる。

【0091】

本開示は、上述した各実施形態で特定された構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した内容を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

【符号の説明】

【0092】

１００ 画像診断装置
１０１ カテーテル
１０１ａ、１０１ｂ アダプタ
１０２ モータドライブユニット（ＭＤＵ）
１０３ 画像処理装置
１０４ ケーブル
１０５ コネクタ
１０６ シャフト
１１１ 本体制御部
１１１－１ ＤＶＤレコーダ
１１２ 操作パネル
１１３ 表示装置
１１４ マウス
１２１ スキャナユニット
１２２ プルバックユニット
１２３ カテーテル接続部
１２４ 切換入力部
１２５ スキャン入力部
１２６ プルバック入力部
１２７ 制御部
１２８ ホールド部
１２９ ブレーキ部
２０１ 信号処理部
２０２、２０１２ メモリ
２０３ 波長掃引光源
２０４ フォトダイオード
２０５ アンプ
２０６ 復調器
２０７ 変換器
２０８ 通信部
２０９ 光路長調整用駆動部
２１０ 記憶装置
２２０ 光路長調整機構
２２１ グレーティング
２２２ レンズ
２２３ ミラー
２２４ １軸ステージ
２２５ コリメートレンズ
２２６ 矢印
２３０ 光ロータリージョイント
２３１ スリップリング
２３２ 音波送受信制御部
２３３ アンプ
２３４ 検波器
２３５ 変換器
２４０ 回転駆動装置
２４１ ラジアル走査モータ（駆動部）
２４２ エンコーダ部
２４３ 直線駆動部
２５０ イメージングコア
２７１ 第１のシングルモードファイバ
２７２ 光ファイバカップラ
２７３ 第２のシングルモードファイバ
２７４ 第３のシングルモードファイバ
２７５ 第４のシングルモードファイバ
２８１、２８２ 信号線ケーブル
２０１０ 画像取得部
２０１１ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】