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技術 被検体情報取得装置およびその制御方法

出願人 キヤノン株式会社
発明者 七海隆一福谷和彦
出願日 2018年9月13日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2018-171759
公開日 2020年3月19日 (9ヶ月経過) 公開番号 2020-039809
状態 未査定
技術分野 超音波診断装置
主要キーワード ユニット保持機構 換算時間 球冠状 測定位置間 高感度領域 基準部位 螺旋軌道 測定位置情報
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重要な関連分野

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図面 (19)

課題

音響波を受信する装置において、被検体変位の影響を低減する。

解決手段

被検体から発生する音響波を受信して信号を出力する探触子と、被検体と探触子の相対位置を変化させることにより、探触子に被検体を走査させる走査手段と、被検体に対する音響波測定の実行を制御する制御手段と、信号を用いて被検体の特性情報を取得する情報取得手段を備え、制御手段は、被検体の所定の領域について、第一の音響波測定および第二の音響波測定を実行するものであり、第一の音響波測定は第二の音響波測定よりも短時間の間に実行されるものであり、情報取得手段は、第一の音響波測定で取得された第一の信号および第二の音響波測定で取得された第二の信号を用いて、被検体の変位を示す変位情報を取得する被検体情報取得装置を用いる。

概要

背景

音響波を受信して生体などの被検体の情報を取得する技術として、光音響イメージング装置超音波エコーイメージング装置などの被検体情報取得装置が提案されている。
光音響イメージング装置は、特に皮膚疾患乳がん診断での有用性が示されている。可視光近赤外光等を被検体組織照射すると、被検体内部の光吸収物質(例えば血液中ヘモグロビン等)が光エネルギーを吸収して瞬間的に膨張し、音響波を発生させる。この現象光音響効果といい、発生した音響波を光音響波とも呼ぶ。光音響イメージング装置は、この光音響波を計測することで被検体組織の情報を可視化する。

光音響効果を利用した断層撮影の技術を光音響イメージング(Photoacoustic Imaging:PAI)と呼ぶ。光音響イメージングは、被検体内部の吸収係数に関連した情報を画像化できる。吸収係数とは被検体組織が光エネルギーを吸収する率である。吸収係数に関連した情報として、例えば、光音響波が発生した瞬間の音圧である初期音圧がある。初期音圧は光エネルギー(光強度)と吸収係数の積に比例する。さらに、吸収係数は被検体組織を構成する成分の濃度に依存する。したがって、吸収係数からそれら成分の濃度を取得できる。また、濃度情報から酸素飽和度等の情報を得ることもできる。これら情報を分析することで、被検体内の腫瘍組織や、その周辺組織判別するなど、医療診断への応用が期待されている。

また、超音波エコーイメージング装置は、被検体内部の音響インピーダンスの差を可視化して形態情報を取得できるため、診断を含めた様々な分野で用いられている。

探触子トランスデューサ走査するタイプの被検体情報取得装置では、走査軌道上の各走査点(測定位置)において取得された信号を使って画像再構成を行う。このような走査型の被検体情報取得装置の課題として、走査中の被検体の変位がある。すなわち、走査中に被検体の体動などにより変位が起こると、被検体情報の精度が低下する虞がある。

特許文献1では、超音波プローブ位置ずれを求める光音響計測装置が開示されている。また、非特許文献1では、光音響イメージング装置において被検体の体動を補正する方法が開示されている。

概要

音響波を受信する装置において、被検体の変位の影響を低減する。被検体から発生する音響波を受信して信号を出力する探触子と、被検体と探触子の相対位置を変化させることにより、探触子に被検体を走査させる走査手段と、被検体に対する音響波測定の実行を制御する制御手段と、信号を用いて被検体の特性情報を取得する情報取得手段を備え、制御手段は、被検体の所定の領域について、第一の音響波測定および第二の音響波測定を実行するものであり、第一の音響波測定は第二の音響波測定よりも短時間の間に実行されるものであり、情報取得手段は、第一の音響波測定で取得された第一の信号および第二の音響波測定で取得された第二の信号を用いて、被検体の変位を示す変位情報を取得する被検体情報取得装置を用いる。

目的

本発明の目的は、音響波を受信する装置において、被検体の変位の影響を低減することにある

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

検体から発生する音響波を受信して信号を出力する探触子と、前記被検体と前記探触子の相対位置を変化させることにより、前記探触子に前記被検体を走査させる走査手段と、前記被検体に対する音響波測定の実行を制御する制御手段と、前記信号を用いて前記被検体の特性情報を取得する情報取得手段と、を備え、前記制御手段は、前記被検体の所定の領域について、第一の音響波測定および第二の音響波測定を実行するものであり、前記第一の音響波測定は前記第二の音響波測定よりも短時間の間に実行されるものであり、前記情報取得手段は、前記第一の音響波測定で取得された第一の信号および前記第二の音響波測定で取得された第二の信号を用いて、前記被検体の変位を示す変位情報を取得することを特徴とする被検体情報取得装置

請求項2

前記情報取得手段は、前記第一の信号を用いて第一の被検体形状情報を取得し、前記第二の信号を用いて第二の被検体形状情報を取得し、前記第一の被検体形状情報および前記第二の被検体形状情報を用いて前記変位情報を取得することを特徴とする請求項1に記載の被検体情報取得装置。

請求項3

前記情報取得手段は、前記第二の信号を用いて前記特性情報を取得し、当該特性情報を、前記変位情報を用いて補正することを特徴とする請求項2に記載の被検体情報取得装置。

請求項4

前記制御手段は、前記第一の音響波測定での測定位置の数が、前記第二の音響波測定での測定位置の数よりも少なくなるように制御を行うことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。

請求項5

前記制御手段は、前記第一の音響波測定における複数の測定位置が、それぞれ、前記第二の音響波測定における複数の測定位置のいずれかに重なるような制御を行うことを特徴とする請求項4に記載の被検体情報取得装置。

請求項6

前記制御手段は、前記第一の音響波測定における複数の測定位置により囲まれる領域が、前記第二の音響波測定における複数の測定位置により囲まれる領域を包含するように制御を行うことを特徴とする請求項4または5に記載の被検体情報取得装置。

請求項7

前記走査手段は、前記第二の音響波測定の際に、前記探触子をラスタ軌道または曲線を含む軌道にてさせるものであり、前記第一の音響波測定の際に、前記探触子を前記ラスタ軌道または前記曲線を含む軌道と交差する方向に移動させることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。

請求項8

前記情報取得手段は、前記第一の音響波測定での複数の測定位置において前記被検体の表面の位置を取得し、前記第二の音響波測定での複数の測定位置において前記被検体の表面の位置を取得し、前記第一の音響波測定で取得された前記表面の位置と前記第二の音響波測定で取得された前記表面の位置に基づいて、前記変位情報を取得することを特徴とする請求項2に記載の被検体情報取得装置。

請求項9

前記情報取得手段は、前記第一の音響波測定での測定位置と前記第二の音響波測定での測定位置が一致しない場合、補間処理を行ったのち前記変位情報を取得することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。

請求項10

前記被検体にパルス光照射して前記音響波を発生させる照射手段をさらに有することを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。

請求項11

前記第一の音響波測定における前記パルス光の繰り返し周波数は、前記第二の音響波測定における前記パルス光の繰り返し周波数よりも高いことを特徴とする請求項10に記載の被検体情報取得装置。

請求項12

前記第一の音響波測定における前記パルス光のエネルギーは、前記第二の音響波測定における前記パルス光のエネルギーよりも小さいことを特徴とする請求項10または11に記載の被検体情報取得装置。

請求項13

前記音響波は、前記探触子から前記被検体に送信されたのち反射したものであることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。

請求項14

前記特性情報に基づく画像を表示する表示手段をさらに有し、前記表示手段は、前記補正の前の画像と前記補正の後の画像を、並列に、または切り替え可能に表示することを特徴とする請求項3に記載の被検体情報取得装置。

請求項15

探触子と、走査手段と、制御手段と、情報取得手段と、を備える被検体情報取得装置の制御方法であって、前記探触子が、被検体から発生する音響波を受信して信号を出力する出力ステップと、前記走査手段が、前記被検体と前記探触子の相対位置を変化させることにより、前記探触子に前記被検体を走査させる走査ステップと、前記制御手段が、前記被検体に対する音響波測定の実行を制御する制御ステップと、前記情報取得手段が、前記信号を用いて前記被検体の特性情報を取得する情報取得ステップと、を備え、前記制御ステップは、前記被検体の所定の領域について、第一の音響波測定および第二の音響波測定を実行するものであり、前記第一の音響波測定は前記第二の音響波測定よりも短時間の間に実行されるものであり、前記情報取得ステップは、前記第一の音響波測定で取得された第一の信号および前記第二の音響波測定で取得された第二の信号を用いて、前記被検体の変位を示す変位情報を取得することを特徴とする被検体情報取得装置の制御方法。

請求項16

前記情報取得ステップは、前記第一の信号を用いて第一の被検体形状情報を取得し、前記第二の信号を用いて第二の被検体形状情報を取得し、前記第一の被検体形状情報および前記第二の被検体形状情報を用いて前記変位情報を取得することを特徴とする請求項15に記載の被検体情報取得装置の制御方法。

請求項17

前記情報取得ステップは、前記第二の信号を用いて前記特性情報を取得し、当該特性情報を、前記変位情報を用いて補正することを特徴とする請求項16に記載の被検体情報取得装置の制御方法。

請求項18

前記制御ステップは、前記第一の音響波測定での測定位置の数が、前記第二の音響波測定での測定位置の数よりも少なくなるように制御を行うことを特徴とする請求項15ないし17のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置の制御方法。

請求項19

前記制御ステップは、前記第一の音響波測定における複数の測定位置が、それぞれ、前記第二の音響波測定における複数の測定位置のいずれかに重なるような制御を行うことを特徴とする請求項18に記載の被検体情報取得装置の制御方法。

請求項20

前記制御ステップは、前記第一の音響波測定における複数の測定位置により囲まれる領域が、前記第二の音響波測定における複数の測定位置により囲まれる領域を包含するように制御を行うことを特徴とする請求項18または19に記載の被検体情報取得装置の制御方法。

請求項21

前記走査ステップは、前記第二の音響波測定の際に、前記探触子をラスタ軌道または曲線を含む軌道にてさせるものであり、前記第一の音響波測定の際に、前記探触子を前記ラスタ軌道または前記曲線を含む軌道と交差する方向に移動させることを特徴とする請求項15ないし20のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置の制御方法。

請求項22

前記情報取得ステップは、前記第一の音響波測定での複数の測定位置において前記被検体の表面の位置を取得し、前記第二の音響波測定での複数の測定位置において前記被検体の表面の位置を取得し、前記第一の音響波測定で取得された前記表面の位置と前記第二の音響波測定で取得された前記表面の位置に基づいて、前記変位情報を取得することを特徴とする請求項16に記載の被検体情報取得装置の制御方法。

請求項23

前記情報取得ステップは、前記第一の音響波測定での測定位置と前記第二の音響波測定での測定位置が一致しない場合、補間処理を行ったのち前記変位情報を取得することを特徴とする請求項15ないし22のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置の制御方法。

請求項24

前記被検体情報取得装置は、照射手段をさらに備え、前記照射手段が、前記被検体にパルス光を照射して前記音響波を発生させる照射ステップをさらに有することを特徴とする請求項15ないし23のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置の制御方法。

請求項25

前記第一の音響波測定における前記パルス光の繰り返し周波数は、前記第二の音響波測定における前記パルス光の繰り返し周波数よりも高いことを特徴とする請求項24に記載の被検体情報取得装置の制御方法。

請求項26

前記第一の音響波測定における前記パルス光のエネルギーは、前記第二の音響波測定における前記パルス光のエネルギーよりも小さいことを特徴とする請求項24または25に記載の被検体情報取得装置の制御方法。

請求項27

前記音響波は、前記探触子から前記被検体に送信されたのち反射したものであることを特徴とする請求項15ないし23のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置の制御方法。

請求項28

前記被検体情報取得装置は、表示手段をさらに備え、前記表示手段が、前記特性情報に基づく画像を表示する表示ステップをさらに有し、前記表示ステップは、前記補正の前の画像と前記補正の後の画像を、並列に、または切り替え可能に表示することを特徴とする請求項17に記載の被検体情報取得装置の制御方法。

技術分野

0001

本発明は、被検体情報取得装置およびその制御方法に関する。

背景技術

0002

音響波を受信して生体などの被検体の情報を取得する技術として、光音響イメージング装置超音波エコーイメージング装置などの被検体情報取得装置が提案されている。
光音響イメージング装置は、特に皮膚疾患乳がん診断での有用性が示されている。可視光近赤外光等を被検体組織照射すると、被検体内部の光吸収物質(例えば血液中ヘモグロビン等)が光エネルギーを吸収して瞬間的に膨張し、音響波を発生させる。この現象光音響効果といい、発生した音響波を光音響波とも呼ぶ。光音響イメージング装置は、この光音響波を計測することで被検体組織の情報を可視化する。

0003

光音響効果を利用した断層撮影の技術を光音響イメージング(Photoacoustic Imaging:PAI)と呼ぶ。光音響イメージングは、被検体内部の吸収係数に関連した情報を画像化できる。吸収係数とは被検体組織が光エネルギーを吸収する率である。吸収係数に関連した情報として、例えば、光音響波が発生した瞬間の音圧である初期音圧がある。初期音圧は光エネルギー(光強度)と吸収係数の積に比例する。さらに、吸収係数は被検体組織を構成する成分の濃度に依存する。したがって、吸収係数からそれら成分の濃度を取得できる。また、濃度情報から酸素飽和度等の情報を得ることもできる。これら情報を分析することで、被検体内の腫瘍組織や、その周辺組織判別するなど、医療診断への応用が期待されている。

0004

また、超音波エコーイメージング装置は、被検体内部の音響インピーダンスの差を可視化して形態情報を取得できるため、診断を含めた様々な分野で用いられている。

0005

探触子トランスデューサ走査するタイプの被検体情報取得装置では、走査軌道上の各走査点(測定位置)において取得された信号を使って画像再構成を行う。このような走査型の被検体情報取得装置の課題として、走査中の被検体の変位がある。すなわち、走査中に被検体の体動などにより変位が起こると、被検体情報の精度が低下する虞がある。

0006

特許文献1では、超音波プローブ位置ずれを求める光音響計測装置が開示されている。また、非特許文献1では、光音響イメージング装置において被検体の体動を補正する方法が開示されている。

0007

特開2014−061124号公報

先行技術

0008

“Motion correction in optoacoustic mesoscopy”,Scientific Reports 7, article number:10386(2017)
“Universal back−projection algorithm for photoacoustic computed tomography”, PHYSICAL REVIEW E 71, 016706 (2005)

発明が解決しようとする課題

0009

特許文献1に記載の光音響計測装置は、プローブの位置ずれを求めるために、パターンが形成された部材を備えている。しかし、この部材を体動の検知に用いた場合、部材上のパターンによりアーティファクトが発生することや、部材の音速が被検体と異なることが原因となり、画質劣化が生じる虞がある。また、非特許文献1に記載の方法では、全走査時間に対して周期が十分短い短周期の体動は補正できるが、全走査時間にわたって起きる長周期の体動を補正することは困難であった。

0010

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、音響波を受信する装置において、被検体の変位の影響を低減することにある。

課題を解決するための手段

0011

本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
被検体から発生する音響波を受信して信号を出力する探触子と、
前記探触子を走査して前記被検体と前記探触子の相対位置を変化させる走査手段と、
前記探触子が前記音響波を受信するときの測定位置を制御することにより、前記被検体に対する音響波測定を実行する制御手段と、
前記信号を用いて前記被検体の特性情報を取得する情報取得手段と、
を備え、
前記制御手段は、第一の音響波測定および第二の音響波測定を実行するものであり、前記第一の音響波測定は前記第二の音響波測定よりも短時間の間に行われるものであり、
前記情報取得手段は、前記第一の音響波測定で取得された第一の信号および前記第二の音響波測定で取得された第二の信号を用いて、前記被検体の変位を示す変位情報を取得する
ことを特徴とする被検体情報取得装置である。
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、
探触子と、走査手段と、制御手段と、情報取得手段と、を備える被検体情報取得装置の制御方法であって、
前記探触子が、被検体から発生する音響波を受信して信号を出力する出力ステップと、
前記走査手段が、前記被検体と前記探触子の相対位置を変化させることにより、前記探触子に前記被検体を走査させる走査ステップと、
前記制御手段が、前記被検体に対する音響波測定の実行を制御する制御ステップと、
前記情報取得手段が、前記信号を用いて前記被検体の特性情報を取得する情報取得ステップと、
を備え、
前記制御ステップは、前記被検体の所定の領域について、第一の音響波測定および第二の音響波測定を実行するものであり、前記第一の音響波測定は前記第二の音響波測定よりも短時間の間に実行されるものであり、
前記情報取得ステップは、前記第一の音響波測定で取得された第一の信号および前記第二の音響波測定で取得された第二の信号を用いて、前記被検体の変位を示す変位情報を取得する
ことを特徴とする被検体情報取得装置の制御方法である。

発明の効果

0012

本発明によれば、音響波を受信する装置において、被検体の変位の影響を低減できる。

図面の簡単な説明

0013

第一の実施形態の被検体情報取得装置の模式図および処理部周辺模式図。
第一の実施形態の全体的な処理を示すフロー図。
第一の実施形態の被検体情報取得方法のフロー図。
第一の実施形態の第一および第二の音響波測定の典型例を示した図。
第一の実施形態の体動補正量算出方法の模式図。
体動補正方法の模式図。
表示部の例を示した図。
体動量許容閾値を超えた場合を示した図。
第一の音響波測定の軌道を例示した図。
第二の実施形態の被検体情報取得方法のフロー図。
第二の実施形態の第一および第二の音響波測定の典型例を示した図。
第二の実施形態の体動補正量算出方法の模式図。
第三の実施形態の被検体情報取得装置の模式図および処理部周辺模式図。
第三の実施形態の被検体情報取得方法のフロー図。
第三の実施形態の第一および第二の音響波測定の典型例を示した図。
検体断面到達光量の模式図。
光源パルス周波数パルスエネルギーの関係の模式図。
被検体情報取得装置の別の構成例を示す模式図。

実施例

0014

以下に図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について説明する。ただし、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状およびそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。よって、この発明の範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。

0015

本発明は、被検体に光(電磁波)を照射し、被検体内部から発生した音響波を用いて被検体内部の特性情報(被検体情報)を生成し、取得する技術に関する。よって本発明は、光音響装置またはその制御方法、被検体情報取得装置またはその制御方法、あるいは被検体情報取得方法や信号処理方法として捉えられる。本発明はまた、これらの方法をCPUやメモリ等のハードウェア資源を備える情報処理装置に実行させるプログラムや、そのプログラムを格納した、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体としても捉えられる。

0016

また、本発明の被検体情報取得装置は、被検体に音響波を照射し、被検体内の特定位置で反射散乱されて伝搬してきた音響波を受信(検出)する、エコー技術を利用した装置を含む。このような被検体情報取得装置は、音響波の反射、散乱特性に基づく被検体内部の特性情報を画像データ等の形式で得ることから、超音波エコーイメージング装置とも呼べる。この場合、本発明は、超音波エコーイメージング装置またはその制御方法、被検体情報取得装置またはその制御方法、あるいは被検体情報取得方法や信号処理方法として捉えられる。本発明はまた、これらの方法をCPUやメモリ等のハードウェア資源を備える情報処理装置に実行させるプログラムや、そのプログラムを格納した、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体としても捉えられる。

0017

光音響装置における特性情報とは、光音響波に由来する受信信号を用いて生成される、被検体内の複数位置のそれぞれに対応する、光エネルギーの吸収量や吸収率を反映した値である。この特性情報には例えば、単一の波長光照射によって生じた音響波の発生源、被検体内の初期音圧、あるいは初期音圧から導かれる光エネルギー吸収密度や吸収係数を含む。また、互いに異なる複数の波長により得られる特性情報から、組織を構成する物質の濃度を取得できる。物質濃度として酸化ヘモグロビン濃度還元ヘモグロビン濃度を求めることにより、酸素飽和度分布を算出できる。また、物質濃度としては、グルコース濃度コラーゲン濃度メラニン濃度脂肪や水の体積分率なども求められる。

0018

また、超音波エコーイメージング装置における特性情報とは、被検体内の音響インピーダンス差、音響インピーダンス差のある位置、音速、密度などを示す情報である。

0019

被検体内の各位置の特性情報に基づいて、二次元または三次元の特性情報分布が得られる。分布データは画像データとして生成され得る。特性情報は、数値データとしてではなく、被検体内の各位置の分布情報として求めてもよい。すなわち、初期音圧分布エネルギー吸収密度分布吸収係数分布や酸素飽和度分布などの分布情報である。あるいは超音波エコーイメージングの場合、音響インピーダンスに関する分布情報である。

0020

本発明でいう音響波とは、典型的には超音波であり、音波、音響波と呼ばれる弾性波を含む。トランスデューサ等により音響波から変換された電気信号音響信号とも呼ぶ。ただし、本明細書における超音波または音響波という記載は、それらの弾性波の波長を限定する意図ではない。光音響効果により発生した音響波は、光音響波または光超音波と呼ばれる。光音響波に由来する電気信号を光音響信号とも呼ぶ。超音波エコーイメージングで発生した音響波は、超音波エコーまたはエコー波とも呼ばれる。超音波エコーに由来する電気信号を超音波信号エコー信号とも呼ぶ。分布データは、光音響画像データ超音波画像データ再構成画像データなどとも呼ばれる。

0021

本発明の被検体情報取得装置は、人や動物血管疾患悪性腫瘍などの診断や化学治療経過観察に好適である。被検体の例として、被検者乳房や手のような生体の一部、マウスなどヒト以外の動物、無生物ファントムなどが挙げられる。

0022

[第一の実施形態]
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、同一の構成要素には原則として同一の符号を付して説明を省略する。

0023

<被検体情報取得装置の構成>
図1(a)は、本実施形態にかかる被検体情報取得装置の模式図である。以下、装置の各構成要素について説明する。装置は、探触子110、照射部120、走査部130、処理部140、表示部150を有する。測定対象は、被検体100である。図1(b)は、処理部140と周辺の構成との関係を示す模式図である。

0024

処理部140は、バス200を介して被検体情報取得装置の各構成要素の動作を制御している。また、処理部140は、後述する被検体情報取得方法が記述されたプログラムを保持しており、そのプログラムを読み出して被検体情報取得装置に被検体情報取得方法を実行させる。

0025

照射部120は、光Lを被検体100に照射する。すると、光音響効果により被検体内部や被検体表面から光音響波PAが発生する。探触子110は、伝搬した音響波を受信して時系列の電気信号を取得し、受信信号とする。処理部140は受信信号に対する処理を行い、表示部150に表示させるための画像データを生成する。

0026

<構成要素の詳細な説明>
以下、本実施形態に係る被検体情報取得装置の各構成の詳細を説明する。

0027

(被検体100)
被検体は本発明の被検体情報取得装置の一部を構成するものではないが、以下に説明する。本発明の被検体情報取得装置は、人や動物の悪性腫瘍や血管疾患などの診断や化学治療の経過観察などを主な目的とする。よって、被検体としては生体、具体的には人体や動物の四肢、指、乳房、頭部、頸部腹部などの診断対象部位が想定される。
また、被検体内部にある光吸収物質は、被検体内部で相対的に光吸収係数が高いものとする。例えば、人体が測定対象であればオキシヘモグロビンあるいはデオキシヘモグロビンやそれらを含む多く含む血管あるいは新生血管を多く含む悪性腫瘍、血管の他にメラニン等の色素を含む正常皮膚や疾患を持つ皮膚等が測定対象たる光吸収物質となる。その他、頸動脈壁プラークなども測定対象となる。

0028

(探触子110)
探触子110は、音響波を検出可能な素子であるトランスデューサを含む。トランスデューサは、音響波を受信してアナログ信号である電気信号に変換する。探触子またはトランスデューサは、音響探触子、探触子、音響波探触子、音響波検出素子音響波検出器音響波受信器、などとも呼ばれる。トランスデューサ110は、圧電現象、光の共振静電容量の変化を用いたものなど、音響波を受信できれば、どのようなものでもよい。本実施形態で利用される音響波は、典型的には数100KHzから100MHzの周波数成分で構成される。そのためトランスデューサとしては、これらの周波数を検出可能なものが好ましい。また探触子は、感度が高く、周波数帯域が広いことが望ましい。例えばPZTチタン酸ジルコン酸鉛)などを用いた圧電素子PVDFポリフッ化ビニリデン)などの高分子圧電膜材料、CMUT容量性マイクロマシン超音波トランスデューサ)、ファブリペロー干渉計を用いたものなどが挙げられる。

0029

探触子110が備えるトランスデューサの数は、単一でも複数でも良い。単一のトランスデューサの場合は、矩形円形、平面、球面、楕円面等の形状をとることができる。単一素子のトランスデューサを用いる光音響顕微鏡も、本発明の適用対象である。
複数のトランスデューサの場合は、複数のトランスデューサが1D、1.5D、2D等に配置されたアレイトランスデューサを用いても良い。また、複数のトランスデューサを、各トランスデューサの指向軸が集まる高感度領域が形成されるように、お椀状や球冠状支持体に配置しても良い。また、アレイトランスデューサの支持体又はお椀状の支持体と、光を照射する照射部とを一体化して、同時に移動可能としても良い。

0030

(照射部120)
照射部120は、非図示の光源で発生させた光を被検体100に照射する。照射部120は、処理部140による制御に従って動作しても良いし、処理部140と協調しながら、照射部自身が備える制御回路による制御に従って動作しても良い。前者の場合は処理部140が照射制御部を兼ねており、後者の場合は照射部が照射制御部を備えている。また、照射制御部を別途設けても良い。照射制御部は、ユーザにより指定された照射制御情報や、予めメモリに保存された照射制御情報を取得し、照射タイミング照射光量、パルス光パルス長パルス間隔、照射光の波長などの照射条件を制御する。また、走査制御部の位置制御情報連動することにより、照射位置を制御することもできる。照射部は、本実施形態での照射手段に相当する。

0031

照射部120は、典型的にはレンズミラーなどの光学部品を含む光学系から成る。照射部120は、光を所望の分布形状成型して被検体100に照射する。光学部品として、光ファイバなどの光を伝搬させる導波路、光を反射するミラー、光を集光したり拡大したり形状を変化させるレンズ、光を分散・屈折・反射するプリズム、光を拡散させる拡散板などを利用できる。光源から発せられた光を被検体に所望の形状で照射できるのであれば、どのような光学部品を用いても良い。なお、光源が発する光そのものを所望の光として被検体100に照射できる場合、光源を照射部120とみなせる。

0032

非図示の光源としては、数ナノから数マイクロ秒オーダーのパルス光を発生可能なパルス光源が好ましい。効率的に光音響波を発生させるためには、被検体の熱特性に応じて十分短い時間に光を照射させる必要がある。具体的には、光源が数百ナノ秒以下のパルス幅
の光を発生可能であることが好ましい。被検体が生体である場合は、光源から発生するパルス光のパルス幅は10〜50ナノ秒程度が好適である。

0033

パルス光の波長は、被検体を構成する成分のうち特定の成分に吸収される特定の波長であって、被検体内部まで光が伝搬する波長であることが好ましい。被検体が生体の場合、好適な波長は500nm以上、1200nm以下であり、より好ましくは、700nm以上、1100nm以下である。ただし、比較的生体表面付近生体組織光学特性値分布を求める場合は、上記の波長領域よりも範囲の広い波長領域(例えば400nm以上、1600nm以下)も使用できる。光源としてはレーザフラッシュランプ発光ダイオードを利用できる。レーザとして、固体レーザガスレーザ色素レーザ半導体レーザなど様々なレーザを使用できる。例えば、アレキサンドライトレーザ、Yttrium−Aluminium−Garnetレーザ、Titan−Sapphireレーザなどを利用できる。

0034

ここでは光を発生する光源を挙げたが、電磁波を発生する手段にしてもよい。例えば、マイクロウェーブ源を用いても、光音響イメージングと同様の原理により被検体情報を取得できる。

0035

(走査部130)
走査部130は、探触子110を走査して、被検体100に対する相対的な位置を変化させる。また、走査部130は、照射部120を走査して、被検体100に対する相対的な位置を変化させても良い。探触子110と照射部120を連動させて走査しても良いし、探触子110と照射部120を独立して走査しても良い。探触子110と照射部120の移動を連動させる場合、両者を結合して一体的に移動させても良い。走査部は、本実施形態での走査手段に相当する。

0036

図1(a)における走査部130は、探触子110及び照射部120をxy平面で一体的に走査する。走査部130は、処理部140による制御に従って動作しても良いし、処理部140と協調しながら、走査部自身が備える制御回路による制御に従って動作しても良い。前者の場合は処理部140が走査制御部を兼ねており、後者の場合は走査部が走査制御部を備える。また、走査制御部を別途設けても良い。走査制御部は、ユーザにより指定された走査制御情報や、予めメモリに保存された走査制御情報を取得し、走査の軌跡走査開始と終了のタイミング、走査中の速度などの走査条件を制御する。また、照射制御部の照射制御情報と連動することにより、照射位置と照射タイミングを制御することもできる。

0037

処理部140が走査制御を行う場合、処理部140は、電磁波照射と音響波の受信を行った位置(測定位置)を、エンコーダ等の位置情報取得手段を用いて座標値としてメモリに保存する。測定位置情報は、被検体の画像化において用いられる。本実施形態ではxy平面での走査としたが、z方向も含めた3次元的な走査であってもよい。

0038

走査経路として、ラスタ軌道、螺旋軌道円軌道等、様々な軌道を利用できる。音響波測定(すなわち、照射部120からの光照射と探触子110による音響波受信)は、これら軌道上の測定位置において行われる。音響波測定における「測定位置」や「走査点」という言葉は、走査軌道上において光を照射して音響波を受信する位置を指す。ここで、探触子の停止・音響波測定・探触子の再移動を繰り返す方式(ステップアンドリピート方式)の場合は、探触子が一時停止する位置を測定位置とする。また、探触子が連続的に移動する方式の場合は、光を照射する時の探触子位置を測定位置としても良いし、当該光照射により発生する光音響波を受信する期間における任意の位置(例えば、受信期間中心時刻における探触子の位置)を測定位置としても良い。

0039

また、ハンドヘルド型の探触子110を手動によって走査しても良い。この場合、探触子の位置に関する情報として、探触子の空間位置や姿勢を取得すると良い。探触子の空間位置や姿勢は、例えば、モーションキャプチャーカメラや、磁気により位置を取得する装置などを用いて取得できる。

0040

(処理部140)
処理部140は、受信信号を用いて被検体内部の被検体情報を取得するための演算を行う。典型的にはCPU、GPUなどの素子や、FPGA、ASICなどの回路から構成される。処理部140は、プログラムや、制御情報や、音響波測定の結果などを保存するメモリを備えることが好ましい。なお、処理部140は、1つの素子や回路から構成されるだけではなく、複数の素子や回路から構成されていてもよい。また、被検体情報取得方法で行われる各処理をいずれの素子や回路が実行してもよい。各処理を実行する装置を総称して本実施形態に係る処理部とする。処理部140として、典型的にはワークステーションパーソナルコンピュータを利用できる。処理部140としてワークステーション等を用いる場合、当該ワークステーションのUI(例えばキーボード、マウス、タッチパネル等)を用いてユーザからの指示情報の入力を受け付けても良い。処理部は、本実施形態での制御手段および情報取得手段に相当する。なお、図1(b)に示すように、制御手段142および情報取得手段144を、処理部140を構成する機能ブロックとして実装しても良い。

0041

処理部140は、A/D変換器や、信号増幅器を含んでもよい。A/D変換器は、探触子110により音響波から変換されたアナログの電気信号をデジタル信号に変換する。信号増幅器は受信信号に増幅処理を施す。また、A/D変換器や信号増幅器を処理部140とは別の信号処理部として設けても良い。

0042

また、処理部140は、同時に複数の信号をパイプライン処理できるように構成されていることが好ましい。これにより、被検体情報を取得するまでの時間を短縮することができる。また、処理部140は非一時的な記録媒体を有し、被検体情報取得方法で行われるそれぞれの処理を、自身が実行するプログラムとして保存しておくことができる。
また、処理部140は、探触子110と共通の筺体に収められた構成で提供されてもよい。ただし、筺体に収められた処理部で一部の信号処理を行い、残りの信号処理を筺体の外部に設けられた処理部で行ってもよい。この場合、筺体の内部および外部に設けられた処理部を総称して、本実施形態に係る処理部とすることができる。その他にも、図示された被検体情報取得装置の各構成要素の配置は一例であり、総体として本発明に必要な処理を実行できるのであれば、どのような配置でも良い。

0043

(表示部150)
表示部150は、処理部140から出力される特性情報である被検体情報を表示する装置である。表示部150として、例えば、液晶ディスプレイプラズマディスプレイ有機ELディスプレイ、FEDなどを利用できる。なお、表示部150または処理部140は、被検体情報を表示する際に、輝度値の調整等の画像処理を行っても良い。また、処理部140は、被検体情報の他に、操作者や被検者への指示やメッセージを表示部150に表示させても良い。表示部は、本実施形態での表示手段に相当する。

0044

<被検体情報取得方法>
次に、本実施形態に係る被検体情報取得方法の各工程を、図面を参照して説明する。なお、各工程は、処理部140が被検体情報取得装置の各構成の動作を制御することにより実行される。

0045

図2Aは、全体的な処理を示すフロー図である。
(ステップS10)処理部140は、被検体情報取得の内容に関する情報を取得する。この情報には例えば、被検体の種類や被検体における所定の関心領域の広さや深さ、被検体情報の種類、被検体情報の所望の精度など、音響波測定に関する種々の情報が含まれる。処理部140は、ユーザにより入力された情報を取得したり、予めメモリに保存されている情報を読み出したりして音響波測定の内容に関する情報を取得する。

0046

(ステップS20)処理部140は、後述する第一の音響波測定および第二の音響波測定に関する情報を取得する。音響波測定に関する情報には、少なくとも走査軌道と、軌道上の音響波測定位置が含まれる。音響波測定位置は光照射位置および音響波受信位置を含む。音響波測定に関する情報も、ユーザ入力情報やメモリに保存された情報など任意の方法で取得できる。なお、ステップS10とS20とを一つのステップとしてもよい。

0047

(ステップS30)処理部140は、被検体情報取得の内容に関する情報と、音響波測定に関する情報に基づいて、装置の制御情報を設定する。制御情報には少なくとも、照射制御情報と走査制御情報が含まれる。処理部140は、第一および第二の音響波測定における軌道や測定位置に基づいて、測定開始後の各タイミングにおける、走査部130による移動方向や移動距離、光の照射タイミング、音響波受信タイミングを算出する。そして処理部140は、算出された情報に基づいて走査部130に関する走査制御情報、照射部120に関する照射制御情報、などのパラメータを算出して設定する。また、探触子のトランスデューサによる音響波の受信に関する受信制御情報のパラメータを算出して設定する。なお、予め保存済みの制御情報を読み出して設定するようにしても良い。その際、被検体の種類やユーザの指定に応じて複数の既定のパラメータから、今回の測定で利用するものを選択してもよい。

0048

(ステップS40)操作者は、被検体を所定の位置に設置する。
(ステップS50)操作者は、制御情報の設定や被検体の設置が完了したことを確認した後、図2Bで述べる音響波測定を開始する。

0049

図2Bは、本実施形態における被検体情報取得方法を示すフロー図である。ステップS110〜S130は第一の音響波測定を構成し、ステップS140〜S160は第二の音響波測定を構成する。なお、第一の音響波測定のうち、特に探触子の移動について検討する際に、第一の走査という名称を用いる。同様に、第二の音響波測定のうち、特に探触子の移動について検討する際に、第二の走査という名称を用いる。また、第一の音響波測定により得られた音響波や音響信号は、第一の信号と呼ぶことができる。同様に、第二の音響波測定により得られた音響波や音響信号は、第二の信号と呼ぶことができる。

0050

(ステップS110:被検体内に光を照射し光音響波を発生させる工程)
照射部120が、被検体100に光を照射する。すると、被検体内部や被検体表面の光吸収物質が光エネルギーを吸収して光音響波を発生させる。
(ステップS120:光音響波を受信して受信信号を取得する工程)
探触子110のトランスデューサが光音響波を受信(検出)して、処理部140に受信信号を出力する。

0051

(ステップS130:第一の音響波測定の終了を判定する工程)
本工程では、処理部140が、第一の音響波測定を終了させるかどうかを判定する。具体的には処理部140は、第一の音響波測定で受信信号を取得すべき測定位置(図3(a)の白丸)全てで測定を終えるまで、探触子110および/または照射部120を走査してS110とS120を繰り返す。一方、未測定の測定位置が残っていない場合、第一の音響波測定を終了させて第二の音響波測定に移行する。

0052

(ステップS140:被検体内に光を照射し光音響波を発生させる工程)
(ステップS150:光音響波を受信して受信信号を取得する工程)
第二の音響波測定においても、これらの処理は、ステップS110およびS120の処理と同様に実施される。

0053

(ステップS160:第二の音響波測定の終了を判定する工程)
本工程では、処理部140が、第二の音響波測定を終了させるかどうかを判定する。具体的には処理部140は、第二の音響波測定で受信信号を取得すべき測定位置(図3(b)の黒丸)全てで測定を終えるまで、探触子110および/または照射部120を走査してS140とS150を繰り返す。一方、未測定の測定位置が残っていない場合、第二の音響波測定を終了させる。

0054

ここで、第一の音響波測定と第二の音響波測定について図3を用いて説明する。図3破線は、ラスタ軌道で走査する場合の走査軌道を示す。図3(b)は第二の音響波測定の様子を表し、黒丸は各測定位置を示す。処理部140は、第二の音響波測定の各測定位置で取得した受信信号を用いて被検体情報を生成する。
図3(a)は第一の音響波測定の様子を表し、白丸は各測定位置を示す。第一の音響波測定における測定位置の数は、第二の音響波測定における測定位置の数より少ない。そのため、第一の音響波測定は第二の音響波測定より短時間で完了する。これにより、第一の音響波測定では長周期の体動の影響を抑えた受信信号を取得することができる。図3の例では、第一の走査は、ラスタ走査である第二の走査の主走査方向と交差する方向に、直線状の経路を辿って行われる。

0055

なお、長周期の体動とは、被検者の突発的で短期的な体動とは異なり、例えば被検者が長時間姿勢を維持することが難しいために少しずつ姿勢を変化させてしまうことを指す。例えば、被検部位が被検者の足であり、測定のために足を上げる姿勢を取らなければならない場合、測定が長期間に渡ると、被検者の疲労によって足の位置が徐々に変位(低下)してしまう。ただし、長周期の体動と短周期の体動の区別は相対的なものであり、時間や測定内容で決定されるものではない。音響波測定に要する時間全体のうち、被検体情報の精度に影響を与える程度の長期間に渡る体動であれば、本発明による補正の対象となる。

0056

(ステップS170:第一の音響波測定における表面形状情報を取得する工程)
本工程では、S110からS130で取得した受信信号を用いて被検体表面位置(z座標)を取得して、第一の表面形状情報とする。表面形状情報は、あるタイミングにおける被検体のz方向の変位を示す情報である。本実施形態では、第二の音響波測定と並行してS170の処理を行うので、総処理時間を短縮できる。ただし、第一の音響波測定の完了後であればいつ行ってもよく、第二の音響波測定の前や後に、S170の処理を行ってもよい。ここで、被検体表面という用語は、必ずしも厳密に被検体の最表面を意図するものではない。被検体の変位を検出するために有効な被検体情報が取得できる部位であれば、基準部位として利用可能である。かかる基準部位の情報を、S170やS180における情報取得の対象として良い。例えば、後述の図15に示すように、被検体の最表面よりも深部メラニン層が存在する。かかるメラニン層の被検体情報を取得して、体動量を算出するための基礎としても良い。S170やS180で取得する被検体表面位置のことを、基準部位位置と呼んでも良い。第一の音響波測定における表面形状情報は、第一の被検体形状情報と呼ぶことができる。

0057

S170における被検体表面位置の取得には、例えば非特許文献1に記載の方法を利用できる。すなわち、処理部140は、時系列の受信信号から、被検体表面付近のメラニン層に由来する信号成分を検出する。そして、被検体表面に由来する信号が検出された時間
に音速をかけることで、被検体表面からトランスデューサまでの距離を取得する。この処理を被検体全体について行うことで、表面形状情報を取得する。得られた第一の表面形状情報は、測定位置ごとに測定のタイミングが異なる情報である。
上記の方法であれば、装置に新たな構成要素を設けずとも表面形状情報を取得できる。ただし、被検体表面の形状情報が得られるのであれば、方法はこれに限られない。例えば、撮像装置により光学像を取得して表面形状を取得してもよい。また、トランスデューサから被検体に超音波を送信し、エコー波がトランスデューサに戻るまでの時間に基づいて表面形状を取得しても良い。

0058

(ステップS180:第二の音響波測定における表面形状情報を取得する工程)
本工程では、S140からS160で取得した受信信号を用いて被検体表面位置(z座標)を取得して、第二の表面形状情報とする。被検体表面位置の取得には、S170と同様の方法を利用できる。第二の音響波測定における表面形状情報は、第二の被検体形状情報と呼ぶことができる。

0059

処理部140は、第二の表面形状情報と第一の表面形状情報を組み合わせる。具体的には処理部140は、S180で得た第二の音響波測定における各測定位置の被検体表面位置を、第一の音響波測定が行われた時間tに対してプロットする。なお、第一の音響波測定は第二の音響波測定よりも短い時間で行われているため、図4のように時間を基準にしてプロットする場合は、第一の音響波測定の測定タイミングを第二の音響波測定の測定タイミングに適合させるような時間補正を行う。一方、測定位置または走査距離を基準にしてプロットを行う場合、第一の音響波測定と第二の音響波測定の測定位置または走査距離を合わせるようにする。

0060

第一の音響波測定および第二の音響波測定における被検体表面位置をプロットした様子を図4(a)に示す。図4(a)の縦軸は被検体表面位置を示し、単位は例えば[mm]である。横軸は時間を示し、単位は例えば[s]である。なお、横軸の時間は、第二の音響波測定の時間を基準としている。図4(a)の黒丸は、第二の音響波測定の各測定位置での被検体表面位置である。図4(a)の白丸は、第一の音響波測定の各測定位置での被検体表面位置を、測定位置が最も近い第二の音響波測定の測定位置の時間にプロットしたものである。なお、音響波測定の測定位置を設定する際には、第一の音響波測定の各測定位置が、第二の音響波測定の各測定位置のいずれかに重なるようにすることが好ましい。

0061

(ステップS190:体動補正量を取得する工程)
本工程では、S170とS180で得た被検体表面位置を用いて、体動の補正量を取得する。図4(b)の縦軸は、z方向における被検体表面の変位量に対応する体動量Δzを表し、単位は例えば[mm]である。体動量は、被検体の変位の量などを示す変位情報と考えられる。

0062

S190において、まず処理部140は、第二の音響波測定の測定位置に対応する第一の音響波測定が存在する時間を抽出する。図4(a)からは、t1〜t5まで5つの測定タイミングが抽出される。なお、時間ではなく測定位置や走査距離を基準にしてプロットを行う場合にも同様に対応位置の抽出を行う。
続いて処理部140は、第二の音響波測定における被検体表面位置から第一の音響波測定における被検体表面位置を減算することで、z方向の体動量Δzを取得する。これを図4(b)に示す。ここで得られた体動量は、被検体の変位を示す変位情報と呼ぶことができる。
以上の処理によって、従来は想定されていなかった、長周期に渡る被検体の変位を示す情報を取得できるという効果が得られる。

0063

続いて処理部140は、図4(b)にプロットされた体動量を、第二の音響波測定における各測定位置の時間に対して補間処理を行う。補間後の様子を図4(c)に示す。図4(c)のように、第二の音響波測定における全ての測定位置での補間値を求めることが好ましい。
続いて処理部140は、図4(c)の符号を反転して図4(d)に示す体動補正量Δz’を得る。

0064

以上の処理によって、長期的な被検体の変位を補正して変位の影響を低減するための補正情報を取得できるという効果が得られる。

0065

(ステップS200:被検体情報を取得する工程)
本工程では、S190で取得した体動補正量を用いて被検体100内の初期音圧分布p0(r)を算出する。
ここで、rは画像再構成する位置の位置ベクトル、r0は測定位置の位置ベクトルを表す。dΩ0はトランスデューサが位置rを見込む立体角、Ω0は全測定位置の立体角の合計を表す。




は、時間tに関する時系列受信信号を表す。また、




は、時間tに音速をかけた距離換算時間を表す。

0066

このとき、非特許文献2によれば、式(1)の逆投影法により受信信号を用いて被検体100内の初期音圧分布p0(r)を算出できる。この処理を画像再構成と言う。

0067

(補正の原理)
ここでS200では、式(1)に体動補正量Δz’を含めた式(2)を用いる。




図5を用いて式(2)の説明をする。図5において、縦軸はz方向の位置を示す。横軸のうち上側は、被検体の様子を示す。簡便化のために、被検体はz方向には変位するが、xy方向には変位しないものとする。横軸のうち下側は、被検体に対する探触子の相対位置が走査によって変化する様子を示す。

0068

図5(a)から図5(b)にかけて、第二の音響波測定中に被検体100が体動を起こして、体動量Δzの変位が発生した場合を示す。この間、探触子は、i番目の測定位置からi+1番目の測定位置に移動している。また本実施形態では、図5(b)に示すように、被検体内部の音源(光吸収物質)の変位量は、S190で得た体動量Δzと同じとしている。この状況下で画像再構成を行うと、図5(a)と図5(b)とで音源位置が異なることに起因して、i番測定位置の受信信号に由来する音源像と、i+1番測定位置の受信信号に由来する音源像が、異なる位置に逆投影される。その結果、解像度コントラストの低下、音源像の変形を引き起こす。

0069

このような画像劣化を補正する様子を図5(c)に示す。処理部140は、画像再構成上の探触子110の位置を体動量と反対方向に、体動補正量Δz’だけずらす。これにより、図5(c)にあるように、i番測定位置とi+1番測定位置とで見かけの音源位置が一致する。その結果、体動が補正される。本処理により、被検体の変位を補正した被検体情報を取得するという効果が得られる。

0070

(表示例)
S200の後、表示部150は、式(2)により体動が補正された初期音圧分布p0(r)を表示してもよい。表示の例を図6に示す。図6(a)は、体動補正処理のない場合のウィンドウ151aと、補正がある場合のウィンドウ151bとを共に画面に表示する例である。補正前はコントラスト低下が発生しているが、補正後は体動の影響が低減された高コントラストな画像が表示される。操作者は、並列に表示された双方の画面を比較して補正処理の効果や精度を確認できる。

0071

図6(b)では、検出した体動量をウィンドウ151cに表示することで効果や精度の確認をし易くしている。ここでは横軸に時間を、縦軸に体動量を取っているが、横軸には測定位置や走査距離を取ってもよい。

0072

図6(c)と図6(d)は、補正処理のありなしを切り替え可能にするボタン151dを有する例である。操作者はGUIとして表示されるボタンをクリックすることで、図6(c)のような補正前の状態と、図6(d)のような補正後の状態とを切り替えることができる。この場合、補正前と補正後の像が画面上の同じ位置に表示されるので、比較が容易になる。例えば、補正処理はバックグラウンドで実行されていてボタンは画像を切り替えるだけとすることで、素早く表示を切り替えることができる。

0073

図6(e)は、補正のパラメータを入力するスライドバー151eがある場合を示す。例えば、平滑化のx方向、y方向それぞれのカットオフ周波数を設定することができる。その他、補正に関するいかなるパラメータを追加しても良い。表示の切り替えを行うためのボタンやスライドバーの調整は、コンピュータのUIを操作者用入力手段として利用することで実行できる。

0074

また、測定中に大きな体動が生じた場合、表示部150に注意表示をしても良い。図7を用いて、第一の音響波測定を終えた後、第二の音響波測定の最中に許容閾値を超える体動が発生した場合について説明する。

0075

図7(a)〜図7(c)はそれぞれ、第二の音響波測定途中における図4(a)〜図4(c)に対応する。図7の例では、第二の音響波測定中、測定と同タイミングで体動量Δzを計算しながら、予め設定された体動量の許容閾値Δzthを超えたかどうかを判定する。体動量が許容閾値以下であれば走査を継続し、体動量が許容閾値を超えた場合、図7(d)に示すように、表示部150に注意表示810を表示する。この時、キャンセルボタン820を備えておいて、操作者が測定を中止できることが好ましい。また、体動が許
閾値を超えた場合、装置側で測定を中止するようにしても良い。許容閾値は、シミュレーションで体動補正処理の補正限界を求めておく等により設定することができる。

0076

(走査軌道及び測定位置の例)
図8は、第一の音響波測定と第二の音響波測定の様々な態様の例を示す。図8(a)〜図8(e)は、第二の音響波測定の際に図3(b)と同様の走査軌跡及び測定位置を採用する場合の、第一の音響波測定における測定位置を示す。なお、ラスタ走査に限らず、主走査方向への主走査と、主走査方向に交差する副走査方向への副走査を含む走査方式であれば構わない。図8(a)の場合、第二の音響波測定における測定位置を4つおきに抽出した測定位置群を、第一の音響波測定における測定位置とする。この場合、第一の走査を直線状にできる点も好ましい。図8(b)の場合、第二の音響波測定における測定位置を5つおきに抽出した測定位置群を、第一の音響波測定における測定位置とする。

0077

図8(a)、図8(b)の例では、第二の音響波測定の測定位置の数に関して、第一の音響波測定の測定位置が等間隔に配置されている。また、仮に第二の音響波測定の測定位置が走査距離に関して等間隔に配置されているとすると、第一の音響波測定の測定位置もまた、走査距離に関して等間隔に配置される。また、仮に第二の音響波測定の測定位置が走査時間に関して等間隔に配置されているとすると、第一の音響波測定の測定位置もまた、走査時間に関して等間隔に配置される。ただし、時間に関して等間隔な配置を採用する場合、ラスタ走査において主走査と副走査の切り替えなどのために走査速度が一定にならない場合もあることを考慮することが好ましい。

0078

図8(c)、図8(d)、図8(e)は、第一の音響波測定における測定位置を直線上に配置した例である。これらの場合、第一の走査の経路を直線状に設定できる。

0079

図8(f)は、第二の走査の軌道が任意の曲線であるような場合に、曲線と直線の交点を、第一の音響波測定での測定位置とする例である。
図8(g)、図8(h)は、第二の走査が螺旋軌道の場合の例である。図8(g)では、螺旋軌道と直線の交点に、第一の音響波測定の測定位置を配置する。図8(h)では、螺旋軌道上の第二の音響波測定における測定位置(黒丸)から3つおきに抽出した測定位置群を、第一の音響波測定における測定位置(白丸)とする。なお図8(h)では、黒丸と白丸が重なる位置は、白丸を優先して表示している。

0080

図9のいずれの場合でも、第一の音響波測定における測定位置と、第二の音響波測定における測定位置は同じ位置であることが好ましい。第一の音響波測定と第二の音響波測定の間で測定位置を一致させることにより、図4(b)における体動量取得の精度が向上する。なお、ここで言う位置の一致とは、体動量算出や被検体情報算出における所望の精度との関係で一致していると見なせる程度の一致度合いであれば良い。

0081

なお、第一の音響波測定と第二の音響波測定の間で測定位置が一致しない場合は、最近傍の測定位置同士を対応させたり、空間的な補間処理を行ったりすると良い。S190の体動量の補間においては、スプライン補間多項式補間等を用いることができる。さらに、図8(a)、図8(b)、図8(h)のように、測定位置が走査時間(または走査距離)に対して等間隔となる場合は、標本化定理に基づくsinc補間やLanczos補間といった高精度な補間処理を使用できる。また、等間隔でない場合であっても、不等間隔標本化定理に基づく高精度な補間を実施することができる。補間の精度を高めるためには、測定位置間の間隔が体動の周期の半分より短くなるような第二の音響波測定における測定位置を、第一の音響波測定における測定位置とするのが好ましい。

0082

本発明による長周期の体動の補正方法を、非特許文献1に記載されている短周期の体動
の補正方法と組み合わせても良い。非特許文献1では、抽出した被検体表面形状を平滑化し、元の被検体表面形状と平滑化形状の差分をとることで短周期の体動量を取得している。この方法を本発明の長周期体動補正と組み合わせる場合、平滑化に用いるフィルタ特性排他的になることが好ましい。非特許文献1の短周期体動量補正は式(3)で表される。Δzsmallは短周期の体動量、z(x,y)は被検体表面z座標、z’(x,y)は平滑化被検体表面z座標、h(x,y)は平滑化フィルタ大文字は周波数領域であることを表す。Hの最大値が1に規格化してある場合、式(3)は平滑化フィルタを通過した成分が短周期の体動量になることを示す。

0083

よって、長周期体動補正では、処理部140は、S170とS180において抽出したz(x,y)にフィルタh(x,y)をかけたz’(x,y)に対して、S190以降の処理を実施することで、短周期体動補正と排他的な成分を補正できる。例えば図3(a)においては、h(x,y)のy方向のみのhy(y)を平滑化に用いることができる。以上により、長周期体動補正と短周期体動補正とで二重に補正をかけることを抑制でき、高精度な体動補正を実行することができる。

0084

以上、本実施形態によれば、第一の音響波測定により短期間の間に被検体表面形状を取得することで体動を補正することができ、精度の高い被検体情報を生成することができる。

0085

[第二の実施形態]
本実施形態では、被検体表面形状を空間的に補間して体動補正量を取得する。なお、第一の実施形態と同一の構成要素には、原則として同一の符号を付して説明を省略する。

0086

<被検体情報取得装置の構成>
本実施形態にかかる被検体情報取得装置の模式図および処理部の周辺構成は、上述の第一の実施形態と同じである。本実施形態では、図1(a)における処理部140の実行する処理の内容が異なる。

0087

<被検体情報取得方法>
次に、本実施形態に係る被検体情報取得方法の各工程を、図9を参照して説明する。なお、各工程は、処理部140が被検体情報取得装置の各構成の動作を制御することにより実行される。S1010、S1020、S1040からS1080、S1100は、それぞれ第一の実施形態のS110、S120,S140からS1080、S200と同一であるため、説明を省略する。

0088

(S1030:第一の音響波測定の終了を判定する工程)
被検体情報取得装置は、図10(a)の全ての測定位置で測定を終えるまで、探触子110および、または照射部120を走査して、ステップS1010とS1020の処理を繰り返す。そしてステップS1030において、第一の音響波測定の終了を判定する。

0089

本実施形態の第一の音響波測定における測定位置を図10(a)に白丸で示す。本実施形態の第二の音響波測定における測定位置を図10(b)に黒丸で示す。第一の音響波測定で得た被検体表面位置を空間的に補間するためには、図10(a)に示す第一の音響波測定における測定位置群が、第二の音響波測定における走査領域(図10(b)に示す黒丸で囲まれる領域)を包含するようにすることが望ましい。例えば第一の走査と第二の走査が同じ軌道を描く場合、第一の音響波測定の開始測定位置と終了測定値が、それぞれ、第二の音響波測定の開始測定位置と終了測定位置と重なるようにすると良い。その場合、第一の音響波測定時の測定領域と第二の音響波測定時の測定領域は、互いに互いを包含していると言える。
また包含関係にならない場合でも、少なくとも、第一の音響波測定における測定位置群により囲まれる測定領域が、第二の音響波測定における測定位置群により囲まれる測定領域と重なる範囲が、可及的に広くなるようにすることが好ましい。

0090

第一の実施形態同様、第一の音響波測定における測定位置の数は、第二の音響波測定における測定位置の数より少ない。そのため、第一の音響波測定は第二の音響波測定より短時間で完了するため、第一の音響波測定において取得した受信信号に基づいて、長周期の体動の影響を抑えた被検体表面情報(被検体形状情報)を取得できるようになる。

0091

(S1090:体動補正量を取得する工程)
本工程では、ステップS1070とS1080で得た被検体表面位置を用いて、体動の補正量を取得する。図11(a)は、第一の音響波測定により取得した被検体表面位置である。白丸で示された点は、図10(a)の各測定位置に対応する。図11(b)は、第二の音響波測定により取得した被検体表面位置である。黒丸で示された点は、図10(b)の各測定位置に対応する。図を比較して分かるように、白丸で示された点は、黒丸で示された点よりも不足している。

0092

そこで処理部140は、図11(a)の各測定位置におけるデータを用いて、不足している測定位置の補間を行う。これにより、図11(c)に示されるように、被検体表面位置が補間された第一の表面形状情報が得られる。続いて処理部140は、図11(b)の第二の表面形状情報から図11(c)の第一の表面形状情報を減算し差分をとる。これにより、図11(d)に示す体動量Δzを得る。本実施形態の体動量は、体動量分布情報として取得される。続いて処理部140は、図11(d)の符号を反転して図11の(e)に示す体動補正量Δz’を算出する。

0093

以上、本実施形態によれば、第一および第二の音響波測定により取得された被検体表面形状に基づいて、体動を補正するための情報を得ることができる。本実施形態の体動補正量は被検体の形状に沿った分布情報として取得されるため、補正の精度が向上し、精度の高い被検体情報を生成可能となる。

0094

[第三の実施形態]
本実施形態では、光源の繰り返し周波数(Pulse Repetition Rate、PRR)と放出する光パルスエネルギー(Pulse Energy、PE)の関係を利用して高速な第一の音響波測定を行い、体動補正量を取得する。なお、第一の実施形態および第二の実施形態と同一の構成要素には、原則として同一の符号を付して説明を
省略する。

0095

<被検体情報取得装置の構成>
図12(a)は、本実施形態にかかる被検体情報取得装置の模式図である。図12(b)は、処理部140と周辺の構成との関係を示す模式図である。本実施形態では、処理部140の処理内容の一部が第一の実施形態とは異なる。本実施形態は光源の制御に特徴があるため、図中に光源180を明示している。光源180は、処理部140の制御に応じて照射部120から光を出射させる。ただし本実施形態に必要な光制御を実施できるのであれば、外部の光源から光を導く構成でも構わない。

0096

(光源180)
光源180は、第一の実施形態で説明した光源の特徴に加えて、PRRを変更することができる。本実施形態では、第一の音響波測定と第二の音響波測定とでPRRを変更する。

0097

<被検体情報取得方法>
次に、本実施形態に係る被検体情報取得方法の各工程を、図13を参照して説明する。なお、各工程は処理部140が被検体情報取得装置の各構成の動作を制御することにより実行される。S10020、S10030、S10060からS10120はそれぞれ、第一の実施形態におけるS110、S120、S140からS200と同一であるため、説明を省略する。

0098

(S10010:光源のPRRを第一の音響波測定で用いる値に設定する工程)
本工程では、光源のPRRをS10050で設定される値(第二の音響波測定の走査で用いる値)より大きな値に設定する。すなわち、第一の音響波測定の繰り返し周波数は、第二の音響波測定の繰り返し周波数よりも高い。その結果、S10020におけるパルス光照射とS10030における音響波受信は、比較的早い周期で実行される。

0099

(S10040:第一の音響波測定の終了を判定する工程)
本工程では、第一の音響波測定の終了を判定する。第一の音響波測定で受信信号を取得すべき測定位置(図14(a)の白丸)全てで測定を終えるまで、探触子110および、または照射部120を走査してS10020とS10030を繰り返す。本実施形態では、第二の音響波測定より第一の音響波測定のPRRが大きい。そのため、図14のように第一の音響波測定における測定位置群と第二の音響波測定における測定位置群が同じであっても、第一の音響波測定を第二の音響波測定より短時間で完了できる。そのため、第一の音響波測定では長周期の体動の影響を抑えた受信信号を取得できる。さらに、測定位置数を第一の実施形態や第二の実施形態より増やすことができるため、体動補正量の精度を高めることができる。なお、必ずしも第一の音響波測定と第二の音響波測定との間で測定位置の数は同じでなくても良い。上記実施形態と同様に、第一の音響波測定時の測定位置数を減らして、第一の音響波測定にかかる時間を更に短縮しても良い。

0100

(S10050:光源のPRRを第二の音響波測定で用いる値に設定する工程)
本工程では、光源のPRRをS10010で設定される値(第一の音響波測定の走査で用いる値)より小さな値に設定する。すなわち、第二の音響波測定の繰り返し周波数は、第一の音響波測定の繰り返し周波数よりも低い。その結果、S10060におけるパルス光照射とS10070における音響波受信は、比較的遅い周期で実行される。

0101

ここで本実施形態でのPRRおよびPEの設定の特徴を説明する。図15(a)は、被検体断面の模式図である。被検体表面は表皮角質層などで構成され、その下部(深部)にはメラニン色素を含むメラニン層が存在する。更にその下部には真皮皮下組織が存在
し、血管を含む層も存在する。図15(b)は、第一の音響波測定において被検体内部に到達する光量を示す到達光量模式図である。図15(c)は、第二の音響波測定において被検体内部に到達する光量を示す到達光量模式図である。図15(b)および図15(c)においては、ハッチングが濃いほど光量が大きい。

0102

ここで、第一の音響波測定では被検体表面の形状情報さえ取得できれば良い。そのため図15(b)では、PEの設定値を、被検体表面近傍のメラニン層まで光が到達する程度に小さくしている。一方、第二の音響波測定では、診断対象となることが多い血管等の層(被検体深部)まで光を到達させる必要がある。そのため図15(c)では、PEの設定値を図15(b)の場合よりも大きくしている。さらに、このように第一の音響波測定におけるPEを第二の音響波測定よりも小さくすることにより、第一の音響波測定におけるPRRの設定値を大きくしても、被検体の安全のために定められる規格MPE等)を満足させることが可能になる。また図16に示すように、光源180は一般に、PRRとPEが単調減少の傾向にある。よって、第一の音響波測定では第二の音響波測定よりPRRを高く設定できるため、走査にかかる時間を短くすることができる。

0103

本実施形態のステップS10110で体動補正量を算出する際には、第一の実施形態で説明した時間的または距離的な補間を行っても良いし、第二の実施形態で説明した空間的な補間を行っても良い。

0104

以上、本実施形態によれば、第一の音響波測定の内容に応じた光源PRRを設定することで、より高精度な被検体表面形状情報を取得できる。その結果、体動補正情報の算出精度も向上するため、精度の高い被検体情報を生成できる。

0105

[第四の実施形態]
<被検体情報取得装置の別の構成例>
図17は、本発明を適用可能な被検体情報取得装置の別の構成例を示す模式図である。図17の被検体情報取得装置は、探触子ユニット1701、探触子ユニット保持機構1713、信号取得部1719、光源1720、装置制御部1722、表示装置1721を有する。

0106

探触子ユニット1701は、被検体に対して光を照射し、被検体から発生した音響波を受信するユニットである。探触子ユニット1701は、被検体への光の照射を行う光照射部1703と、音響波の受信を行う音響探触子1702と、走査機構1704を有する。光照射部1703および音響探触子1702は、走査機構1704によって一体的に移動可能に構成される。探触子ユニット1701と被検体1709は、生体接触膜1706を介して接触する。以下の説明では、生体接触膜1706を「(探触子ユニットと被検体との)接触面」と称する。光照射部は、本実施形態の照射手段に相当する。走査機構は、本実施形態の走査手段に相当する。

0107

生体接触膜1706は、ポリエチレンテレフタラート等によって構成された膜である。生体接触膜1706は、被検体によって変形しない強度と、光と音響波を透過させる特性を有する材質であることが好ましい。本実施形態では、生体接触膜の開口部分は、30mm×30mmである。生体接触膜1706と音響探触子1702との間には、音響マッチング剤音響伝播媒質)である水1705が貯留されている。なお、生体接触膜1706は、膜の中での音響波の多重反射を避けるために、100ミクロン程度の厚みとすることが好ましい。

0108

探触子ユニット保持機構1713は、探触子ユニット1701を保持および移動するための機構である。探触子ユニット保持機構1713は、Z軸方向への移動を行うためのZ
軸ステージ1711と、X軸方向への移動を行うためのX軸ステージ1716を含む。Z軸ステージ1711は、Z軸ハンドル1712によって移動可能に構成される。これにより、探触子ユニット1701を被検体1709に対してZ軸方向に移動させられる。Z軸ステージの位置はZ軸エンコーダ1714によって検出される。これにより、探触子ユニットのZ軸方向における位置を算出できる。また、X軸ステージ1716は、X軸ハンドル1717によって移動可能である。これにより、探触子ユニット1701を被検体1709に対してX軸方向に移動させられる。X軸ステージの位置はX軸エンコーダ1718によって検出される。これにより、探触子ユニットのX軸方向における位置を算出できる。

0109

光源1720は、被写体に照射するパルス光を発生させる装置である。光源1720として、上述の実施形態と同様の光源装置を利用できる。波長、パルス長などについても上述の実施形態と同様に設定できる。なお、光照射のタイミング、波形、強度等は、後述する装置制御部1722によって制御される。本構成例では、パルス幅を10ナノ秒とし、繰り返し周波数を200Hzとする。また、532nmと1064nmの波長を切り替えることができるYAGレーザを使用する。532nmは、生体における吸収が大きい波長であるが、本実施形態における光音響装置は、被検体表面から5mm程度までを測定の対象とするため、当該波長が利用できる。なお、1064nmの波長を用いることによって、血管とメラニンを識別することもできる。

0110

光源1720から出射した光は、光照射部1703である光ファイバを用いて被検体1709に照射される。なお、光ファイバは、音響探触子1702を中心にリング状に配置してもよい。また、光はレンズで集光させるより、ある程度の面積に広げる方が、生体への安全性ならびに診断領域を広げられるという観点で好ましい。

0111

音響探触子1702は、被検部の内部から到来する音響波を受信して、時系列の電気信号に変換する手段である。音響探触子1702として、上述の実施形態と同様の探触子またはトランスデューサを利用できる。受信する波長や受信方式についても上述の実施形態と同様に設定できる。

0112

本実施形態における音響探触子1702は、PZTと音響レンズからなる音響フォーカス型の探触子であり、所定の焦点から発生した音響波を効率よく受信することができる。直径は6mmで、中心周波数は50MHzである。探触子の先端には石英ガラスによる音響レンズが組みつけられ、その開口数は0.6である。XY平面内の解像度は、音響探触子1702の性能によって決まり、本実施形態では60μm程度である。また、深さ方向の解像度は、検出できる波長の8割程度(30μm程度)となる。焦点は、探触子から4mm離れた位置にあり、生体接触膜1706の位置と一致する。なお、焦点の位置は、探触子側に近づけて配置したほうがよい場合もあり、その場合は、例えば0.5mm近づける。

0113

信号取得部1719は、音響探触子1702が取得したアナログの電気信号を増幅してデジタル信号に変換する手段である。信号取得部1719は、受信信号を増幅する増幅器、アナログ信号をデジタル変換するA/D変換器を用いて構成されてもよい。また、信号取得部1719は、複数のプロセッサ演算回路から構成されていてもよい。

0114

本実施形態では、サンプリング周波数を500MHz、サンプリング数を8192とする。サンプリングは、光照射のタイミングを表すトリガ信号の発生から所定の時間経過後に開始される。なお、信号取得部1719は、受信信号を記憶するFIFO等のメモリと、FPGAチップ等の演算回路をさらに有していてもよい。また、装置制御部1722は、汎用コンピュータや、専用に設計されたワークステーションによって実現されてもよい

0115

装置制御部1722は、デジタル変換された信号(光音響信号)に基づいて、再構成処理を行うことで、被検体の内部の光吸収係数や酸素飽和度等といった被検体情報を取得する手段(本発明における画像生成手段)である。具体的には、収集された電気信号から三次元の被検体内における初期音圧分布を生成する。
また、装置制御部1722は、被検体に照射される光量に関する情報に基づいて、被検体内における三次元の光強度分布を生成する。三次元の光強度分布は、二次元の光強度分布に関する情報から光拡散方程式解くことで取得できる。また、光音響信号から生成された被検体内の初期音圧分布と、三次元の光強度分布とを用いて、被検体内の吸収係数分布を得ることができる。また、複数の波長における吸収係数分布を演算することで、被検体内の酸素飽和度分布を得ることができる。装置制御部は、本実施形態の制御手段および情報取得手段に相当する。

0116

なお、装置制御部1722は、光量分布の計算や背景光学係数取得に必要な情報処理信号補正など、所望の処理を実施する機能を有していてもよい。また、装置制御部1722は、後述する表示装置や入力インタフェースを介して、測定パラメータの変更、測定の開始・終了、画像の処理方法の選択、患者情報や画像の保存、データの解析などに関する指示を取得してもよい。また、装置制御部1722は、光音響装置が有する各構成要素の制御を行う手段でもある。例えば、被検体に対する光照射の制御、音響波や光音響信号の受信制御、探触子ユニットの移動制御など、装置全体の制御に関する指令を行う。

0117

装置制御部1722は、CPUとRAM、不揮発メモリ制御ポートを有するコンピュータで構成してもよい。不揮発メモリに格納されたプログラムがCPUで実行されることにより制御が行われる。装置制御部1722は、汎用コンピュータや、専用に設計されたワークステーションによって実現されてもよい。また、装置制御部122の演算機能を担うユニットは、CPUやGPU等のプロセッサ、FPGAチップ等の演算回路で構成されていてもよい。これらのユニットは、単一のプロセッサや演算回路から構成されるだけでなく、複数のプロセッサや演算回路から構成されていてもよい。

0118

また、装置制御部1722の記憶機能を担うユニットは、ROM、磁気ディスクフラッシュメモリなどの非一時記憶媒体や、RAMなどの揮発性媒体であってもよい。なお、プログラムが格納される記憶媒体は、非一時記憶媒体である。なお、これらのユニットは、1つの記憶媒体から構成されるだけでなく、複数の記憶媒体から構成されていてもよい。装置制御部1722の制御機能を担うユニットは、CPUなどの演算素子で構成される。

0119

表示装置1721は、装置制御部1722が取得した情報およびその加工情報を表示する手段であり、典型的にはディスプレイ装置である。表示装置1721は、複数の装置であってもよいし、単一の装置に複数の表示部を備え、並列表示が可能な装置であってもよい。なお、表示装置1721には、高解像度カラー表示が可能な30型以上、コントラスト比1000:1以上の装置を用いることが望ましい。表示装置は、本実施形態の表示手段に相当する。

0120

上記のように、本構成例の被検体情報取得装置は、探触子ユニットを保持及び移動させるための探触子ユニット保持機構とは別に、探触子ユニットの内部に配置され、音響探触子と光照射部とを移動させる走査機構を備える。このような構成においても、走査機構の移動制御に基づいて音響探触子および光照射部を走査して、測定時間が比較的短い第一の音響波測定と、測定時間が比較的長い第二の音響波測定を行うことができる。その結果、第二の音響波測定により得られた被検体情報を補正して、体動などの被検体の変位の影響
が低減された高精度な光音響画像データを取得することが可能となる。

0121

[第五の実施形態]
本発明は、光音響イメージング装置に限られず、被検体表面位置を取得できるいかなる装置にも適用することができる。例えば、超音波エコーイメージング装置や超音波トモグラフィー装置であれば、被検体表面と音響マッチング剤の音響インピーダンス差によって被検体表面位置を取得できる。

0122

例えば超音波エコーイメージング装置を例として説明する。超音波エコーイメージング装置は、第一の超音波エコー測定として比較的に短期間の測定を行い、第二の超音波エコー測定として比較的に長期間の測定を行う。そして、第一の超音波エコー測定の結果に基づいて体動補正情報を算出し、第二の超音波エコー測定により得られた音響インピーダンス分布を補正する。このとき、第一の超音波エコー測定を短時間化する方法としては、測定位置の数を減らす方法や、エコー送信の周波数を高くする方法などがある。

0123

また、上記各実施形態において図1のz方向の補正について説明してきたが、x方向およびy方向を対象として補正を行っても良い。例えば、音響波の集束点を形成できる探触子において、集束点位置に対応する受信信号が第一の音響波測定における測定位置と、対応する第二の音響波測定における測定位置とで一致するようにすることで、x方向、y方向の体動量を取得できる。音響波の集束点を形成できる探触子として例えば、アレイトランスデューサ、集束型トランスデューサ等がある。

0124

以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明は上記特定の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で実施形態の修正をすることができる。以上述べたように、本発明によれば、光音響イメージングや超音波エコーイメージングの画質を改善しつつ、少ない計算時間で画像を提供することができる。

0125

(その他の実施例)
本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。

0126

110:探触子、120:照射部、130:走査部、140:処理部

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